Με τη συνεχή ανάπτυξη του σημερινού κόσμου, οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εξαντλούνται ολοένα και περισσότερο και η ανθρώπινη κοινωνία είναι ολοένα και πιο επιτακτική ανάγκη να χρησιμοποιήσει ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που αντιπροσωπεύονται από την «αιολική, την φωτεινή, την υδάτινη και την πυρηνική ενέργεια». Σε σύγκριση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι άνθρωποι διαθέτουν την πιο ώριμη, ασφαλή και αξιόπιστη τεχνολογία για τη χρήση της ηλιακής ενέργειας. Μεταξύ αυτών, η βιομηχανία φωτοβολταϊκών κυψελών με πυρίτιο υψηλής καθαρότητας ως υπόστρωμα έχει αναπτυχθεί εξαιρετικά γρήγορα. Μέχρι το τέλος του 2023, η συνολική εγκατεστημένη ισχύς ηλιακών φωτοβολταϊκών της χώρας μου είχε ξεπεράσει τα 250 γιγαβάτ και η παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας είχε φτάσει τα 266,3 δισεκατομμύρια kWh, σημειώνοντας αύξηση περίπου 30% σε ετήσια βάση, και η νέα προστιθέμενη ισχύς παραγωγής ενέργειας είναι 78,42 εκατομμύρια κιλοβάτ, σημειώνοντας αύξηση 154% σε ετήσια βάση. Μέχρι τα τέλη Ιουνίου, η συνολική εγκατεστημένη ισχύς της φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας ήταν περίπου 470 εκατομμύρια κιλοβάτ, ξεπερνώντας την υδροηλεκτρική ενέργεια και καθιστώντας την τη δεύτερη μεγαλύτερη πηγή ενέργειας στη χώρα μου.
Ενώ η φωτοβολταϊκή βιομηχανία αναπτύσσεται ραγδαία, η νέα βιομηχανία υλικών που την υποστηρίζει αναπτύσσεται επίσης ραγδαία. Στοιχεία χαλαζία όπωςχωνευτήρια χαλαζία, τα σκάφη χαλαζία και οι φιάλες χαλαζία είναι μεταξύ αυτών, παίζοντας σημαντικό ρόλο στη διαδικασία κατασκευής φωτοβολταϊκών. Για παράδειγμα, οι χωνευτήρες χαλαζία χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση τηγμένου πυριτίου στην παραγωγή ράβδων πυριτίου και ράβδων πυριτίου. Οι σκάφη, οι σωλήνες, οι φιάλες, οι δεξαμενές καθαρισμού κ.λπ. χαλαζία παίζουν φέρουσα λειτουργία στη διάχυση, τον καθαρισμό και άλλους κρίκους διεργασίας στην παραγωγή ηλιακών κυψελών κ.λπ., διασφαλίζοντας την καθαρότητα και την ποιότητα των υλικών πυριτίου.
Κύριες εφαρμογές εξαρτημάτων χαλαζία για φωτοβολταϊκή κατασκευή
Στη διαδικασία κατασκευής ηλιακών φωτοβολταϊκών κυψελών, οι πλακέτες πυριτίου τοποθετούνται σε μια βάση πλακιδίων και η βάση τοποθετείται σε ένα στήριγμα βάσης πλακιδίων για διάχυση, LPCVD και άλλες θερμικές διεργασίες, ενώ το πτερύγιο πρόβολου από καρβίδιο του πυριτίου είναι το βασικό εξάρτημα φόρτωσης για τη μετακίνηση της βάσης στήριξης του σκάφους που μεταφέρει πλακίδια πυριτίου μέσα και έξω από τον κλίβανο θέρμανσης. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, το πτερύγιο πρόβολου από καρβίδιο του πυριτίου μπορεί να διασφαλίσει την ομόκεντροτητα της βάσης πυριτίου και του σωλήνα του κλιβάνου, καθιστώντας έτσι τη διάχυση και την παθητικοποίηση πιο ομοιόμορφη. Ταυτόχρονα, είναι απαλλαγμένο από ρύπανση και δεν παραμορφώνεται σε υψηλές θερμοκρασίες, έχει καλή αντοχή σε θερμικά σοκ και μεγάλη χωρητικότητα φορτίου και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στον τομέα των φωτοβολταϊκών κυψελών.
Σχηματικό διάγραμμα των βασικών εξαρτημάτων φόρτωσης της μπαταρίας
Στη διαδικασία διάχυσης μαλακής προσγείωσης, το παραδοσιακό σκάφος χαλαζία καιβάρκα με γκοφρέτεςΤο στήριγμα πρέπει να τοποθετήσει την πλακέτα πυριτίου μαζί με το στήριγμα σκάφους χαλαζία στον σωλήνα χαλαζία στον κλίβανο διάχυσης. Σε κάθε διαδικασία διάχυσης, το στήριγμα σκάφους χαλαζία γεμάτο με πλακίδια πυριτίου τοποθετείται στο πτερύγιο καρβιδίου του πυριτίου. Αφού το πτερύγιο καρβιδίου του πυριτίου εισέλθει στον σωλήνα χαλαζία, το πτερύγιο βυθίζεται αυτόματα για να τοποθετήσει το στήριγμα σκάφους χαλαζία και το πλακίδιο πυριτίου και στη συνέχεια επιστρέφει αργά στην αρχική του θέση. Μετά από κάθε διαδικασία, το στήριγμα σκάφους χαλαζία πρέπει να αφαιρεθεί από τη βάση.κουπί καρβιδίου του πυριτίουΑυτή η συχνή λειτουργία θα προκαλέσει φθορά στη βάση του σκάφους από χαλαζία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Μόλις η βάση του σκάφους από χαλαζία ραγίσει και σπάσει, ολόκληρη η βάση του σκάφους από χαλαζία θα πέσει από το πτερύγιο από καρβίδιο του πυριτίου και στη συνέχεια θα προκαλέσει ζημιά στα μέρη του χαλαζία, στις πλακέτες πυριτίου και στα πτερύγια από καρβίδιο του πυριτίου που βρίσκονται από κάτω. Το πτερύγιο από καρβίδιο του πυριτίου είναι ακριβό και δεν μπορεί να επισκευαστεί. Μόλις συμβεί ένα ατύχημα, θα προκαλέσει τεράστιες απώλειες περιουσίας.
Στη διαδικασία LPCVD, όχι μόνο θα προκύψουν τα προαναφερθέντα προβλήματα θερμικής καταπόνησης, αλλά επειδή η διαδικασία LPCVD απαιτεί τη διέλευση αερίου σιλανίου μέσω της πλακέτας πυριτίου, η μακροπρόθεσμη διαδικασία θα σχηματίσει επίσης μια επίστρωση πυριτίου στο στήριγμα του σκάφους και στο σκάφος. Λόγω της ασυνέπειας των συντελεστών θερμικής διαστολής του επικαλυμμένου πυριτίου και του χαλαζία, το στήριγμα του σκάφους και το σκάφος θα ραγίσουν και η διάρκεια ζωής θα μειωθεί σημαντικά. Η διάρκεια ζωής των συνηθισμένων σκαφών χαλαζία και των στηριγμάτων σκαφών στη διαδικασία LPCVD είναι συνήθως μόνο 2 έως 3 μήνες. Επομένως, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να βελτιωθεί το υλικό στήριξης του σκάφους για να αυξηθεί η αντοχή και η διάρκεια ζωής του στηρίγματος του σκάφους και να αποφευχθούν τέτοια ατυχήματα.
Εν ολίγοις, καθώς ο χρόνος επεξεργασίας και ο αριθμός των φορών αυξάνονται κατά την παραγωγή ηλιακών κυψελών, τα σκάφη χαλαζία και άλλα εξαρτήματα είναι επιρρεπή σε κρυφές ρωγμές ή ακόμα και σπασίματα. Η διάρκεια ζωής των σκαφών χαλαζία και των σωλήνων χαλαζία στις τρέχουσες γραμμές παραγωγής στην Κίνα είναι περίπου 3-6 μήνες και πρέπει να διακόπτονται τακτικά για καθαρισμό, συντήρηση και αντικατάσταση των φορέων χαλαζία. Επιπλέον, η χαλαζιακή άμμος υψηλής καθαρότητας που χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για εξαρτήματα χαλαζία βρίσκεται επί του παρόντος σε κατάσταση περιορισμένης προσφοράς και ζήτησης και η τιμή της κυμαίνεται σε υψηλό επίπεδο για μεγάλο χρονικό διάστημα, κάτι που προφανώς δεν συμβάλλει στη βελτίωση της αποδοτικότητας της παραγωγής και των οικονομικών οφελών.
Κεραμικά από καρβίδιο του πυριτίου"εμφανίζομαι"
Τώρα, οι άνθρωποι έχουν βρει ένα υλικό με καλύτερη απόδοση για να αντικαταστήσουν ορισμένα συστατικά χαλαζία - κεραμικά καρβιδίου του πυριτίου.
Τα κεραμικά από καρβίδιο του πυριτίου έχουν καλή μηχανική αντοχή, θερμική σταθερότητα, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή στην οξείδωση, αντοχή σε θερμικά σοκ και αντοχή στη χημική διάβρωση και χρησιμοποιούνται ευρέως σε θερμούς τομείς όπως η μεταλλουργία, τα μηχανήματα, η νέα ενέργεια και τα δομικά υλικά και χημικά. Η απόδοσή τους είναι επίσης επαρκής για τη διάχυση κυψελών TOPcon στην φωτοβολταϊκή κατασκευή, την LPCVD (χημική εναπόθεση ατμών χαμηλής πίεσης), την PECVD (χημική εναπόθεση ατμών πλάσματος) και άλλες συνδέσεις θερμικών διεργασιών.
Στήριγμα σκάφους από καρβίδιο του πυριτίου LPCVD και στήριγμα σκάφους από καρβίδιο του πυριτίου με διογκωμένο βόριο
Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά χαλαζία, τα στηρίγματα σκαφών, τα σκάφη και τα προϊόντα σωλήνων από κεραμικά υλικά καρβιδίου του πυριτίου έχουν μεγαλύτερη αντοχή, καλύτερη θερμική σταθερότητα, καμία παραμόρφωση σε υψηλές θερμοκρασίες και διάρκεια ζωής μεγαλύτερη από 5 φορές μεγαλύτερη από αυτή των υλικών χαλαζία, γεγονός που μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος χρήσης και την απώλεια ενέργειας που προκαλείται από τη συντήρηση και τον χρόνο διακοπής λειτουργίας. Το πλεονέκτημα κόστους είναι προφανές και η πηγή πρώτων υλών είναι μεγάλη.
Μεταξύ αυτών, το καρβίδιο του πυριτίου με πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης (RBSiC) έχει χαμηλή θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης, χαμηλό κόστος παραγωγής, υψηλή πυκνότητα υλικού και σχεδόν καθόλου συρρίκνωση όγκου κατά την πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την παρασκευή μεγάλων και σύνθετων δομικών μερών. Επομένως, είναι καταλληλότερο για την παραγωγή μεγάλων και σύνθετων προϊόντων όπως στηρίγματα σκαφών, σκάφη, κουπιά προβόλου, σωλήνες κλιβάνου κ.λπ.
Σκάφη από πλακίδια καρβιδίου του πυριτίουέχουν επίσης μεγάλες προοπτικές ανάπτυξης στο μέλλον. Ανεξάρτητα από τη διαδικασία LPCVD ή τη διαδικασία διαστολής βορίου, η διάρκεια ζωής του σκάφους χαλαζία είναι σχετικά χαμηλή και ο συντελεστής θερμικής διαστολής του υλικού χαλαζία είναι ασυμβίβαστος με αυτόν του υλικού καρβιδίου του πυριτίου. Επομένως, είναι εύκολο να υπάρξουν αποκλίσεις στη διαδικασία αντιστοίχισης με τη βάση σκάφους καρβιδίου του πυριτίου σε υψηλή θερμοκρασία, γεγονός που οδηγεί σε κατάσταση ανακίνησης του σκάφους ή ακόμα και θραύσης του σκάφους. Το σκάφος καρβιδίου του πυριτίου υιοθετεί τη διαδικασία χύτευσης ενός τεμαχίου και συνολικής επεξεργασίας. Οι απαιτήσεις ανοχής σχήματος και θέσης είναι υψηλές και συνεργάζεται καλύτερα με τη βάση σκάφους καρβιδίου του πυριτίου. Επιπλέον, το καρβίδιο του πυριτίου έχει υψηλή αντοχή και το σκάφος είναι πολύ λιγότερο πιθανό να σπάσει λόγω ανθρώπινης σύγκρουσης από το σκάφος χαλαζία.
Σκάφος από γκοφρέτα καρβιδίου του πυριτίου
Ο σωλήνας του κλιβάνου είναι το κύριο συστατικό μεταφοράς θερμότητας του κλιβάνου, το οποίο παίζει ρόλο στη σφράγιση και την ομοιόμορφη μεταφορά θερμότητας. Σε σύγκριση με τους σωλήνες κλιβάνου χαλαζία, οι σωλήνες κλιβάνου καρβιδίου του πυριτίου έχουν καλή θερμική αγωγιμότητα, ομοιόμορφη θέρμανση και καλή θερμική σταθερότητα, και η διάρκεια ζωής τους είναι περισσότερο από 5 φορές μεγαλύτερη από αυτή των σωλήνων χαλαζία.
Περίληψη
Γενικά, είτε όσον αφορά την απόδοση του προϊόντος είτε το κόστος χρήσης, τα κεραμικά υλικά από καρβίδιο του πυριτίου έχουν περισσότερα πλεονεκτήματα από τα υλικά χαλαζία σε ορισμένες πτυχές του τομέα των ηλιακών κυψελών. Η εφαρμογή κεραμικών υλικών από καρβίδιο του πυριτίου στη φωτοβολταϊκή βιομηχανία έχει βοηθήσει σημαντικά τις φωτοβολταϊκές εταιρείες να μειώσουν το κόστος επένδυσης των βοηθητικών υλικών και να βελτιώσουν την ποιότητα και την ανταγωνιστικότητα των προϊόντων. Στο μέλλον, με την εφαρμογή μεγάλης κλίμακας σωλήνων κλιβάνου από καρβίδιο του πυριτίου μεγάλου μεγέθους, σκαφών και στηριγμάτων σκαφών από καρβίδιο του πυριτίου υψηλής καθαρότητας και τη συνεχή μείωση του κόστους, η εφαρμογή κεραμικών υλικών από καρβίδιο του πυριτίου στον τομέα των φωτοβολταϊκών κυψελών θα αποτελέσει βασικό παράγοντα για τη βελτίωση της αποδοτικότητας της μετατροπής της φωτεινής ενέργειας και τη μείωση του κόστους της βιομηχανίας στον τομέα της φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας, και θα έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ανάπτυξη της φωτοβολταϊκής νέας ενέργειας.
Ώρα δημοσίευσης: 05 Νοεμβρίου 2024