Amb el desenvolupament continu del món actual, les energies no renovables s'estan esgotant cada cop més, i la societat humana té cada cop més urgència a utilitzar energies renovables representades per "vent, llum, aigua i nuclear". En comparació amb altres fonts d'energia renovables, els éssers humans disposen de la tecnologia més madura, segura i fiable per utilitzar l'energia solar. Entre elles, la indústria de cèl·lules fotovoltaiques amb silici d'alta puresa com a substrat s'ha desenvolupat amb extrema rapidesa. A finals del 2023, la capacitat instal·lada solar fotovoltaica acumulada del meu país ha superat els 250 gigawatts, i la generació d'energia fotovoltaica ha arribat als 266.300 milions de kWh, un augment d'aproximadament el 30% interanual, i la nova capacitat de generació d'energia afegida és de 78,42 milions de quilowatts, un augment del 154% interanual. A finals de juny, la capacitat instal·lada acumulada de generació d'energia fotovoltaica era d'uns 470 milions de quilowatts, cosa que ha superat l'energia hidroelèctrica per convertir-se en la segona font d'energia més gran del meu país.
Mentre que la indústria fotovoltaica es desenvolupa ràpidament, la nova indústria de materials que la recolza també es desenvolupa ràpidament. Components de quars com aragresols de quars, les barques de quars i les ampolles de quars són algunes d'elles, que tenen un paper important en el procés de fabricació fotovoltaica. Per exemple, els gresols de quars s'utilitzen per contenir silici fos en la producció de barres de silici i lingots de silici; les barques de quars, els tubs, les ampolles, els dipòsits de neteja, etc. tenen una funció de suport en la difusió, la neteja i altres enllaços del procés en la producció de cèl·lules solars, etc., garantint la puresa i la qualitat dels materials de silici.
Principals aplicacions dels components de quars per a la fabricació de fotovoltaica
En el procés de fabricació de cèl·lules solars fotovoltaiques, les oblies de silici es col·loquen en una barca d'oblíes, i la barca es col·loca en un suport de barca d'oblíes per a la difusió, LPCVD i altres processos tèrmics, mentre que la pala en voladís de carbur de silici és el component de càrrega clau per moure el suport de la barca que transporta les oblies de silici dins i fora del forn de calefacció. Com es mostra a la figura següent, la pala en voladís de carbur de silici pot garantir la concentricitat de l'oblia de silici i el tub del forn, fent així que la difusió i la passivació siguin més uniformes. Al mateix temps, no contamina ni es deforma a altes temperatures, té una bona resistència al xoc tèrmic i una gran capacitat de càrrega, i s'ha utilitzat àmpliament en el camp de les cèl·lules fotovoltaiques.
Diagrama esquemàtic dels components clau de càrrega de la bateria
En el procés de difusió d'aterratge suau, el tradicional vaixell de quars ivaixell d'obliesCal col·locar l'oblea de silici juntament amb el suport de la barca de quars al tub de quars del forn de difusió. En cada procés de difusió, el suport de la barca de quars ple d'oblees de silici es col·loca a la pala de carbur de silici. Després que la pala de carbur de silici entri al tub de quars, la pala s'enfonsa automàticament per col·locar el suport de la barca de quars i l'oblea de silici, i després torna lentament a l'origen. Després de cada procés, cal treure el suport de la barca de quars delpala de carbur de siliciUn funcionament tan freqüent farà que el suport del vaixell de quars es desgasti durant un llarg període de temps. Un cop el suport del vaixell de quars s'esquerdi i es trenqui, tot el suport del vaixell de quars caurà de la pala de carbur de silici i, a continuació, danyarà les peces de quars, les oblies de silici i les pales de carbur de silici que hi ha a sota. La pala de carbur de silici és cara i no es pot reparar. Un cop es produeix un accident, causarà grans pèrdues materials.
En el procés LPCVD, no només es produiran els problemes d'estrès tèrmic esmentats anteriorment, sinó que, com que el procés LPCVD requereix que el gas silà passi a través de l'oblea de silici, el procés a llarg termini també formarà un recobriment de silici al suport de la barca de l'oblea i a la barca de l'oblea. A causa de la inconsistència dels coeficients d'expansió tèrmica del silici i el quars recoberts, el suport de la barca i la barca s'esquerdaran i la vida útil es reduirà seriosament. La vida útil de les barques de quars ordinàries i els suports de barques en el procés LPCVD sol ser de només 2 a 3 mesos. Per tant, és especialment important millorar el material de suport de la barca per augmentar la resistència i la vida útil del suport de la barca per evitar aquests accidents.
En resum, a mesura que el temps de procés i el nombre de vegades augmenten durant la producció de cèl·lules solars, les barques de quars i altres components són propensos a esquerdes ocultes o fins i tot trencaments. La vida útil de les barques de quars i els tubs de quars a les línies de producció principals actuals a la Xina és d'uns 3-6 mesos, i s'han d'aturar regularment per a la neteja, el manteniment i la substitució dels portadors de quars. A més, la sorra de quars d'alta puresa utilitzada com a matèria primera per als components de quars es troba actualment en un estat d'oferta i demanda ajustades, i el preu ha estat a un nivell alt durant molt de temps, cosa que òbviament no és propícia per millorar l'eficiència de la producció i els beneficis econòmics.
Ceràmica de carbur de silici"presentar-se"
Ara, la gent ha creat un material amb un millor rendiment per substituir alguns components de quars: la ceràmica de carbur de silici.
La ceràmica de carbur de silici té una bona resistència mecànica, estabilitat tèrmica, resistència a altes temperatures, resistència a l'oxidació, resistència al xoc tèrmic i resistència a la corrosió química, i s'utilitza àmpliament en camps calents com la metal·lúrgia, la maquinària, les noves energies i els materials de construcció i productes químics. El seu rendiment també és suficient per a la difusió de cèl·lules TOPcon en la fabricació fotovoltaica, LPCVD (deposició química de vapor a baixa pressió), PECVD (deposició química de vapor per plasma) i altres enllaços de processos tèrmics.
Suport de vaixell de carbur de silici LPCVD i suport de vaixell de carbur de silici expandit amb bor
En comparació amb els materials de quars tradicionals, els suports per a embarcacions, les embarcacions i els productes de tubs fets de materials ceràmics de carbur de silici tenen una resistència més alta, una millor estabilitat tèrmica, no es deformen a altes temperatures i tenen una vida útil de més de 5 vegades superior a la dels materials de quars, cosa que pot reduir significativament el cost d'ús i la pèrdua d'energia causada pel manteniment i el temps d'inactivitat. L'avantatge de cost és evident i la font de matèries primeres és àmplia.
Entre ells, el carbur de silici sinteritzat per reacció (RBSiC) té una baixa temperatura de sinterització, un baix cost de producció, una alta densificació del material i gairebé cap contracció de volum durant la sinterització per reacció. És especialment adequat per a la preparació de peces estructurals de grans dimensions i formes complexes. Per tant, és més adequat per a la producció de productes de grans dimensions i complexos com ara suports de vaixells, embarcacions, pales en voladís, tubs de forn, etc.
Vaixells de carbur de silici per a oblíciestambé tenen grans perspectives de desenvolupament en el futur. Independentment del procés LPCVD o del procés d'expansió del bor, la vida útil del vaixell de quars és relativament baixa i el coeficient d'expansió tèrmica del material de quars és inconsistent amb el del material de carbur de silici. Per tant, és fàcil tenir desviacions en el procés d'acoblament amb el suport del vaixell de carbur de silici a alta temperatura, cosa que porta a la situació de sacsejar el vaixell o fins i tot trencar-lo. El vaixell de carbur de silici adopta la ruta de procés de modelat d'una sola peça i processament general. Els seus requisits de tolerància de forma i posició són alts i coopera millor amb el suport del vaixell de carbur de silici. A més, el carbur de silici té una alta resistència i és molt menys probable que el vaixell es trenqui a causa de la col·lisió humana que el vaixell de quars.
Vaixell de carbur de silici per a oblícies
El tub del forn és el principal component de transferència de calor del forn, que juga un paper en el segellat i la transferència uniforme de calor. En comparació amb els tubs de forn de quars, els tubs de forn de carbur de silici tenen una bona conductivitat tèrmica, un escalfament uniforme i una bona estabilitat tèrmica, i la seva vida útil és més de 5 vegades superior a la dels tubs de quars.
Resum
En general, tant pel que fa al rendiment del producte com al cost d'ús, els materials ceràmics de carbur de silici tenen més avantatges que els materials de quars en certs aspectes del camp de les cèl·lules solars. L'aplicació de materials ceràmics de carbur de silici a la indústria fotovoltaica ha ajudat enormement les empreses fotovoltaiques a reduir el cost d'inversió dels materials auxiliars i a millorar la qualitat i la competitivitat del producte. En el futur, amb l'aplicació a gran escala de tubs de forn de carbur de silici de grans dimensions, vaixells de carbur de silici d'alta puresa i suports de vaixells i la reducció contínua de costos, l'aplicació de materials ceràmics de carbur de silici en el camp de les cèl·lules fotovoltaiques esdevindrà un factor clau per millorar l'eficiència de la conversió d'energia lumínica i reduir els costos de la indústria en el camp de la generació d'energia fotovoltaica, i tindrà un impacte important en el desenvolupament de noves energies fotovoltaiques.
Data de publicació: 05 de novembre de 2024