Gyda datblygiad parhaus y byd heddiw, mae ynni anadnewyddadwy yn dod yn fwyfwy dihysbyddu, ac mae cymdeithas ddynol yn fwyfwy brys i ddefnyddio ynni adnewyddadwy a gynrychiolir gan “gwynt, golau, dŵr a niwclear”. O’i gymharu â ffynonellau ynni adnewyddadwy eraill, mae gan fodau dynol y dechnoleg fwyaf aeddfed, diogel a dibynadwy ar gyfer defnyddio ynni’r haul. Yn eu plith, mae’r diwydiant celloedd ffotofoltäig gyda silicon purdeb uchel fel y swbstrad wedi datblygu’n hynod gyflym. Erbyn diwedd 2023, mae capasiti gosodedig ffotofoltäig solar cronnus fy ngwlad wedi rhagori ar 250 gigawat, ac mae cynhyrchu pŵer ffotofoltäig wedi cyrraedd 266.3 biliwn kWh, cynnydd o tua 30% flwyddyn ar ôl blwyddyn, ac mae’r capasiti cynhyrchu pŵer newydd ei ychwanegu yn 78.42 miliwn cilowat, cynnydd o 154% flwyddyn ar ôl blwyddyn. Ar ddiwedd mis Mehefin, roedd y capasiti gosodedig cronnus o gynhyrchu pŵer ffotofoltäig tua 470 miliwn cilowat, sydd wedi rhagori ar ynni dŵr i ddod yr ail ffynhonnell pŵer fwyaf yn fy ngwlad.
Er bod y diwydiant ffotofoltäig yn datblygu'n gyflym, mae'r diwydiant deunyddiau newydd sy'n ei gefnogi hefyd yn datblygu'n gyflym. Cydrannau cwarts felcroesfachau cwarts, mae cychod cwarts, a photeli cwarts yn eu plith, gan chwarae rhan bwysig yn y broses weithgynhyrchu ffotofoltäig. Er enghraifft, defnyddir croesfachau cwarts i ddal silicon tawdd wrth gynhyrchu gwiail silicon ac ingotau silicon; mae cychod cwarts, tiwbiau, poteli, tanciau glanhau, ac ati, yn chwarae swyddogaeth dwyn yn y trylediad, glanhau a chysylltiadau proses eraill wrth gynhyrchu celloedd solar, ac ati, gan sicrhau purdeb ac ansawdd deunyddiau silicon.
Prif gymwysiadau cydrannau cwarts ar gyfer gweithgynhyrchu ffotofoltäig
Yn y broses weithgynhyrchu o gelloedd ffotofoltäig solar, rhoddir wafferi silicon ar gwch waffer, a rhoddir y cwch ar gefnogaeth cwch waffer ar gyfer trylediad, LPCVD a phrosesau thermol eraill, tra bod y padl cantilifer silicon carbid yn gydran llwytho allweddol ar gyfer symud y gefnogaeth cwch sy'n cario wafferi silicon i mewn ac allan o'r ffwrnais wresogi. Fel y dangosir yn y ffigur isod, gall y padl cantilifer silicon carbid sicrhau crynodedd y waffer silicon a thiwb y ffwrnais, a thrwy hynny wneud y trylediad a'r goddefiad yn fwy unffurf. Ar yr un pryd, mae'n rhydd o lygredd ac nid yw'n anffurfio ar dymheredd uchel, mae ganddo wrthwynebiad sioc thermol da a chynhwysedd llwyth mawr, ac fe'i defnyddiwyd yn helaeth ym maes celloedd ffotofoltäig.
Diagram sgematig o gydrannau llwytho batri allweddol
Yn y broses trylediad glanio meddal, y cwch cwarts traddodiadol acwch waferMae angen i'r gefnogaeth roi'r wafer silicon ynghyd â'r gefnogaeth cwch cwarts i mewn i'r tiwb cwarts yn y ffwrnais trylediad. Ym mhob proses trylediad, rhoddir y gefnogaeth cwch cwarts sydd wedi'i llenwi â wafers silicon ar y padl silicon carbide. Ar ôl i'r padl silicon carbide fynd i mewn i'r tiwb cwarts, mae'r padl yn suddo'n awtomatig i roi'r gefnogaeth cwch cwarts a'r wafer silicon i lawr, ac yna'n rhedeg yn ôl yn araf i'r tarddiad. Ar ôl pob proses, mae angen tynnu'r gefnogaeth cwch cwarts o'rpadl silicon carbidBydd gweithrediad mor aml yn achosi i gefnogaeth y cwch cwarts wisgo allan dros gyfnod hir o amser. Unwaith y bydd cefnogaeth y cwch cwarts yn cracio ac yn torri, bydd cefnogaeth gyfan y cwch cwarts yn cwympo oddi ar y padl silicon carbid, ac yna'n difrodi'r rhannau cwarts, y wafers silicon a'r padlau silicon carbid oddi tano. Mae'r padl silicon carbid yn ddrud ac ni ellir ei atgyweirio. Unwaith y bydd damwain yn digwydd, bydd yn achosi colledion eiddo enfawr.
Yn y broses LPCVD, nid yn unig y bydd y problemau straen thermol a grybwyllir uchod yn digwydd, ond gan fod y broses LPCVD yn gofyn i nwy silan basio trwy'r wafer silicon, bydd y broses hirdymor hefyd yn ffurfio haen silicon ar gefnogaeth y wafer a'r wafer. Oherwydd anghysondeb cyfernodau ehangu thermol y silicon a'r cwarts wedi'u gorchuddio, bydd cefnogaeth y cwch a'r cwch yn cracio, a bydd hyd oes y cwch yn cael ei leihau'n ddifrifol. Fel arfer dim ond 2 i 3 mis yw hyd oes cychod cwarts cyffredin a chefnogaethau cychod yn y broses LPCVD. Felly, mae'n arbennig o bwysig gwella'r deunydd cefnogi cwch i gynyddu cryfder a bywyd gwasanaeth cefnogaeth y cwch er mwyn osgoi damweiniau o'r fath.
Yn fyr, wrth i amser y broses a nifer y troeon gynyddu yn ystod cynhyrchu celloedd solar, mae cychod cwarts a chydrannau eraill yn dueddol o gael craciau cudd neu hyd yn oed doriadau. Mae oes cychod cwarts a thiwbiau cwarts yn y llinellau cynhyrchu prif ffrwd presennol yn Tsieina tua 3-6 mis, ac mae angen eu cau i lawr yn rheolaidd ar gyfer glanhau, cynnal a chadw ac ailosod cludwyr cwarts. Ar ben hynny, mae'r tywod cwarts purdeb uchel a ddefnyddir fel y deunydd crai ar gyfer cydrannau cwarts ar hyn o bryd mewn cyflwr o gyflenwad a galw tynn, ac mae'r pris wedi bod yn rhedeg ar lefel uchel ers amser maith, nad yw'n amlwg yn ffafriol i wella effeithlonrwydd cynhyrchu a manteision economaidd.
Cerameg silicon carbid"ymddangos"
Nawr, mae pobl wedi llunio deunydd gyda pherfformiad gwell i gymryd lle rhai cydrannau cwarts - cerameg silicon carbide.
Mae gan serameg silicon carbide gryfder mecanyddol da, sefydlogrwydd thermol, ymwrthedd tymheredd uchel, ymwrthedd ocsideiddio, ymwrthedd sioc thermol a ymwrthedd cyrydiad cemegol, ac fe'u defnyddir yn helaeth mewn meysydd poeth fel meteleg, peiriannau, ynni newydd, a deunyddiau a chemegau adeiladu. Mae ei berfformiad hefyd yn ddigonol ar gyfer trylediad celloedd TOPcon mewn gweithgynhyrchu ffotofoltäig, LPCVD (dyddodiad anwedd cemegol pwysedd isel), PECVD (dyddodiad anwedd cemegol plasma) a chysylltiadau prosesau thermol eraill.
Cefnogaeth cwch silicon carbid LPCVD a chefnogaeth cwch silicon carbid wedi'i ehangu â boron
O'i gymharu â deunyddiau cwarts traddodiadol, mae gan gynhalwyr cychod, cychod, a chynhyrchion tiwb wedi'u gwneud o ddeunyddiau ceramig silicon carbide gryfder uwch, sefydlogrwydd thermol gwell, dim anffurfiad ar dymheredd uchel, a hyd oes o fwy na 5 gwaith hyd oes deunyddiau cwarts, a all leihau cost defnyddio a cholli ynni a achosir gan waith cynnal a chadw ac amser segur yn sylweddol. Mae'r fantais gost yn amlwg, ac mae ffynhonnell y deunyddiau crai yn eang.
Yn eu plith, mae gan silicon carbid sintered adwaith (RBSiC) dymheredd sinteru isel, cost cynhyrchu isel, dwysedd deunydd uchel, a bron dim crebachiad cyfaint yn ystod sinteru adwaith. Mae'n arbennig o addas ar gyfer paratoi rhannau strwythurol mawr a chymhleth. Felly, mae'n fwyaf addas ar gyfer cynhyrchu cynhyrchion mawr a chymhleth fel cynhalwyr cychod, cychod, padlau cantilifer, tiwbiau ffwrnais, ac ati.
Cychod wafer silicon carbidmae ganddynt hefyd ragolygon datblygu gwych yn y dyfodol. Waeth beth fo'r broses LPCVD neu'r broses ehangu boron, mae oes y cwch cwarts yn gymharol isel, ac mae cyfernod ehangu thermol y deunydd cwarts yn anghyson â chyfernod ehangu thermol y deunydd silicon carbid. Felly, mae'n hawdd cael gwyriadau yn y broses o baru â deiliad y cwch silicon carbid ar dymheredd uchel, sy'n arwain at y sefyllfa o ysgwyd y cwch neu hyd yn oed dorri'r cwch. Mae'r cwch silicon carbid yn mabwysiadu llwybr proses mowldio un darn a phrosesu cyffredinol. Mae ei ofynion goddefgarwch siâp a safle yn uchel, ac mae'n cydweithredu'n well â deiliad y cwch silicon carbid. Yn ogystal, mae gan silicon carbid gryfder uchel, ac mae'r cwch yn llawer llai tebygol o dorri oherwydd gwrthdrawiad dynol na'r cwch cwarts.
Cwch wafer silicon carbid
Tiwb y ffwrnais yw prif gydran trosglwyddo gwres y ffwrnais, sy'n chwarae rhan mewn selio a throsglwyddo gwres unffurf. O'i gymharu â thiwbiau ffwrnais cwarts, mae gan diwbiau ffwrnais silicon carbid ddargludedd thermol da, gwresogi unffurf, a sefydlogrwydd thermol da, ac mae eu hoes yn fwy na 5 gwaith bywyd tiwbiau cwarts.
Crynodeb
Yn gyffredinol, boed o ran perfformiad cynnyrch neu gost defnyddio, mae gan ddeunyddiau ceramig silicon carbid fwy o fanteision na deunyddiau cwarts mewn rhai agweddau ar faes celloedd solar. Mae defnyddio deunyddiau ceramig silicon carbid yn y diwydiant ffotofoltäig wedi helpu cwmnïau ffotofoltäig yn fawr i leihau cost buddsoddi deunyddiau ategol a gwella ansawdd cynnyrch a chystadleurwydd. Yn y dyfodol, gyda chymhwysiad ar raddfa fawr o diwbiau ffwrnais silicon carbid maint mawr, cychod silicon carbid purdeb uchel a chefnogaeth cychod a'r gostyngiad parhaus mewn costau, bydd defnyddio deunyddiau ceramig silicon carbid ym maes celloedd ffotofoltäig yn dod yn ffactor allweddol wrth wella effeithlonrwydd trosi ynni golau a lleihau costau diwydiant ym maes cynhyrchu pŵer ffotofoltäig, a bydd yn cael effaith bwysig ar ddatblygiad ynni newydd ffotofoltäig.
Amser postio: Tach-05-2024