সৌর ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন বিশ্বের সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল নতুন শক্তি শিল্পে পরিণত হয়েছে। পলিসিলিকন এবং অ্যামোরফাস সিলিকন সৌর কোষের তুলনায়, মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন, একটি ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন উপাদান হিসাবে, উচ্চ আলোক বৈদ্যুতিক রূপান্তর দক্ষতা এবং অসাধারণ বাণিজ্যিক সুবিধা রয়েছে এবং এটি সৌর ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদনের মূলধারায় পরিণত হয়েছে। মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন প্রস্তুত করার জন্য জোক্রালস্কি (CZ) অন্যতম প্রধান পদ্ধতি। জোক্রালস্কি মনোক্রিস্টালাইন ফার্নেসের সংমিশ্রণে ফার্নেস সিস্টেম, ভ্যাকুয়াম সিস্টেম, গ্যাস সিস্টেম, তাপ ক্ষেত্র ব্যবস্থা এবং বৈদ্যুতিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। মনোক্রিস্টালাইন সিলিকনের বৃদ্ধির জন্য তাপ ক্ষেত্র ব্যবস্থা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ শর্তগুলির মধ্যে একটি এবং মনোক্রিস্টালাইন সিলিকনের গুণমান সরাসরি তাপ ক্ষেত্রের তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট বিতরণ দ্বারা প্রভাবিত হয়।
তাপ ক্ষেত্রের উপাদানগুলি মূলত কার্বন পদার্থ (গ্রাফাইট উপকরণ এবং কার্বন/কার্বন যৌগিক পদার্থ) দ্বারা গঠিত, যা তাদের কার্যকারিতা অনুসারে সহায়ক অংশ, কার্যকরী অংশ, গরম করার উপাদান, প্রতিরক্ষামূলক অংশ, তাপ নিরোধক উপকরণ ইত্যাদিতে বিভক্ত, যেমন চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। মনোক্রিস্টালাইন সিলিকনের আকার বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে তাপ ক্ষেত্রের উপাদানগুলির আকারের প্রয়োজনীয়তাও বৃদ্ধি পাচ্ছে। মাত্রিক স্থিতিশীলতা এবং চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের কারণে মনোক্রিস্টালাইন সিলিকনের জন্য তাপ ক্ষেত্র উপকরণগুলির জন্য কার্বন/কার্বন যৌগিক পদার্থ প্রথম পছন্দ হয়ে ওঠে।
সিজোক্রালসিয়ান মনোক্রিস্টালাইন সিলিকনের প্রক্রিয়ায়, সিলিকন উপাদান গলে সিলিকন বাষ্প এবং গলিত সিলিকন স্প্ল্যাশ তৈরি হবে, যার ফলে কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপকরণের সিলিসিফিকেশন ক্ষয় হবে এবং কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপকরণের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং পরিষেবা জীবন মারাত্মকভাবে প্রভাবিত হবে। অতএব, কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপকরণের সিলিসিফিকেশন ক্ষয় কীভাবে কমানো যায় এবং তাদের পরিষেবা জীবন কীভাবে উন্নত করা যায় তা মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন নির্মাতারা এবং কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপাদান প্রস্তুতকারকদের সাধারণ উদ্বেগের বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে।সিলিকন কার্বাইড আবরণচমৎকার তাপীয় শক প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং পরিধান প্রতিরোধের কারণে কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপকরণের পৃষ্ঠ আবরণ সুরক্ষার জন্য এটি প্রথম পছন্দ হয়ে উঠেছে।
এই গবেষণাপত্রে, মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন উৎপাদনে ব্যবহৃত কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপকরণ থেকে শুরু করে, সিলিকন কার্বাইড আবরণের প্রধান প্রস্তুতি পদ্ধতি, সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি উপস্থাপন করা হয়েছে। এই ভিত্তিতে, কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপকরণের বৈশিষ্ট্য অনুসারে কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপকরণে সিলিকন কার্বাইড আবরণের প্রয়োগ এবং গবেষণার অগ্রগতি পর্যালোচনা করা হয়েছে এবং কার্বন/কার্বন তাপীয় ক্ষেত্র উপকরণের পৃষ্ঠ আবরণ সুরক্ষার জন্য পরামর্শ এবং উন্নয়নের দিকনির্দেশনা সামনে রাখা হয়েছে।
১ প্রস্তুতির প্রযুক্তিসিলিকন কার্বাইড আবরণ
১.১ এম্বেডিং পদ্ধতি
সি/সি-সিক কম্পোজিট ম্যাটেরিয়াল সিস্টেমে সিলিকন কার্বাইডের ভেতরের আবরণ প্রস্তুত করতে প্রায়শই এম্বেডিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এই পদ্ধতিতে প্রথমে কার্বন/কার্বন কম্পোজিট ম্যাটেরিয়াল মোড়ানোর জন্য মিশ্র পাউডার ব্যবহার করা হয় এবং তারপর একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় তাপ চিকিত্সা করা হয়। মিশ্র পাউডার এবং নমুনার পৃষ্ঠের মধ্যে আবরণ তৈরির জন্য জটিল ভৌত-রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে। এর সুবিধা হল প্রক্রিয়াটি সহজ, শুধুমাত্র একটি প্রক্রিয়াই ঘন, ফাটল-মুক্ত ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট ম্যাটেরিয়াল প্রস্তুত করতে পারে; প্রিফর্ম থেকে চূড়ান্ত পণ্যে ছোট আকারের পরিবর্তন; যেকোনো ফাইবার রিইনফোর্সড স্ট্রাকচারের জন্য উপযুক্ত; আবরণ এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট কম্পোজিশন গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করা যেতে পারে, যা সাবস্ট্রেটের সাথে ভালভাবে মিলিত হয়। তবে, এর অসুবিধাগুলিও রয়েছে, যেমন উচ্চ তাপমাত্রায় রাসায়নিক বিক্রিয়া, যা ফাইবারের ক্ষতি করতে পারে এবং কার্বন/কার্বন ম্যাট্রিক্সের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাস পায়। মাধ্যাকর্ষণের মতো কারণগুলির কারণে আবরণের অভিন্নতা নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন, যা আবরণকে অসম করে তোলে।
১.২ স্লারি আবরণ পদ্ধতি
স্লারি আবরণ পদ্ধতি হল আবরণ উপাদান এবং বাইন্ডারকে একটি মিশ্রণে মিশ্রিত করা, ম্যাট্রিক্সের পৃষ্ঠের উপর সমানভাবে ব্রাশ করা, একটি নিষ্ক্রিয় বায়ুমণ্ডলে শুকানোর পরে, আবরণযুক্ত নমুনাটি উচ্চ তাপমাত্রায় সিন্টার করা হয় এবং প্রয়োজনীয় আবরণ পাওয়া যায়। সুবিধাগুলি হল প্রক্রিয়াটি সহজ এবং পরিচালনা করা সহজ, এবং আবরণের পুরুত্ব নিয়ন্ত্রণ করা সহজ; অসুবিধা হল আবরণ এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে দুর্বল বন্ধন শক্তি, এবং আবরণের তাপীয় শক প্রতিরোধ ক্ষমতা কম, এবং আবরণের অভিন্নতা কম।
১.৩ রাসায়নিক বাষ্প বিক্রিয়া পদ্ধতি
রাসায়নিক বাষ্প বিক্রিয়া (CVR) পদ্ধতি হল একটি প্রক্রিয়া পদ্ধতি যা একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কঠিন সিলিকন উপাদানকে সিলিকন বাষ্পে পরিণত করে, এবং তারপর সিলিকন বাষ্প ম্যাট্রিক্সের ভেতরের এবং পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়ে এবং ম্যাট্রিক্সের কার্বনের সাথে বিক্রিয়া করে সিলিকন কার্বাইড তৈরি করে। এর সুবিধার মধ্যে রয়েছে চুল্লিতে অভিন্ন বায়ুমণ্ডল, সর্বত্র প্রলিপ্ত উপাদানের ধারাবাহিক বিক্রিয়ার হার এবং জমার পুরুত্ব; প্রক্রিয়াটি সহজ এবং পরিচালনা করা সহজ, এবং সিলিকন বাষ্পের চাপ, জমার সময় এবং অন্যান্য পরামিতি পরিবর্তন করে আবরণের পুরুত্ব নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। অসুবিধা হল যে চুল্লির অবস্থান নমুনাকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে এবং চুল্লিতে সিলিকন বাষ্পের চাপ তাত্ত্বিক অভিন্নতায় পৌঁছাতে পারে না, যার ফলে আবরণের বেধ অসম হয়।
১.৪ রাসায়নিক বাষ্প জমার পদ্ধতি
রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) হল এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে হাইড্রোকার্বনকে গ্যাসের উৎস হিসেবে এবং উচ্চ বিশুদ্ধতা N2/Ar কে বাহক গ্যাস হিসেবে ব্যবহার করে মিশ্র গ্যাসগুলিকে রাসায়নিক বাষ্প চুল্লিতে প্রবেশ করানো হয় এবং হাইড্রোকার্বনগুলিকে পচনশীল, সংশ্লেষিত, বিচ্ছুরিত, শোষণ করা হয় এবং নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং চাপের অধীনে কার্বন/কার্বন যৌগিক পদার্থের পৃষ্ঠে কঠিন ফিল্ম তৈরি করার জন্য দ্রবীভূত করা হয়। এর সুবিধা হল আবরণের ঘনত্ব এবং বিশুদ্ধতা নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে; এটি আরও জটিল আকৃতির ওয়ার্কপিসের জন্যও উপযুক্ত; পণ্যের স্ফটিক গঠন এবং পৃষ্ঠের রূপবিদ্যা জমার পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। অসুবিধাগুলি হল জমার হার খুব কম, প্রক্রিয়াটি জটিল, উৎপাদন খরচ বেশি এবং আবরণের ত্রুটি থাকতে পারে, যেমন ফাটল, জাল ত্রুটি এবং পৃষ্ঠের ত্রুটি।
সংক্ষেপে, এম্বেডিং পদ্ধতিটি তার প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যের মধ্যে সীমাবদ্ধ, যা পরীক্ষাগার এবং ছোট আকারের উপকরণের উন্নয়ন এবং উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত; লেপ পদ্ধতিটি এর দুর্বল ধারাবাহিকতার কারণে ব্যাপক উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত নয়। CVR পদ্ধতিটি বৃহৎ আকারের পণ্যের ব্যাপক উৎপাদন পূরণ করতে পারে, তবে এর সরঞ্জাম এবং প্রযুক্তির জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। CVD পদ্ধতি প্রস্তুতির জন্য একটি আদর্শ পদ্ধতিএসআইসি আবরণ, কিন্তু প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণে অসুবিধার কারণে এর খরচ CVR পদ্ধতির চেয়ে বেশি।
পোস্টের সময়: ফেব্রুয়ারী-২২-২০২৪