सौर फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन दुनिया का सबसे आशाजनक नया ऊर्जा उद्योग बन गया है। पॉलीसिलिकॉन और अनाकार सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की तुलना में, फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन सामग्री के रूप में मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन में उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता और उत्कृष्ट वाणिज्यिक लाभ हैं, और यह सौर फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की मुख्यधारा बन गया है। Czochralski (CZ) मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन तैयार करने के मुख्य तरीकों में से एक है। Czochralski मोनोक्रिस्टलाइन भट्ठी की संरचना में भट्ठी प्रणाली, वैक्यूम प्रणाली, गैस प्रणाली, थर्मल फील्ड सिस्टम और विद्युत नियंत्रण प्रणाली शामिल हैं। थर्मल फील्ड सिस्टम मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन के विकास के लिए सबसे महत्वपूर्ण स्थितियों में से एक है, और मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन की गुणवत्ता सीधे थर्मल क्षेत्र के तापमान ढाल वितरण से प्रभावित होती है।
थर्मल फील्ड घटक मुख्य रूप से कार्बन सामग्री (ग्रेफाइट सामग्री और कार्बन/कार्बन मिश्रित सामग्री) से बने होते हैं, जिन्हें उनके कार्यों के अनुसार सहायक भागों, कार्यात्मक भागों, हीटिंग तत्वों, सुरक्षात्मक भागों, थर्मल इन्सुलेशन सामग्री आदि में विभाजित किया जाता है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। जैसे-जैसे मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन का आकार बढ़ता जा रहा है, थर्मल फील्ड घटकों के लिए आकार की आवश्यकताएं भी बढ़ रही हैं। कार्बन/कार्बन मिश्रित सामग्री अपनी आयामी स्थिरता और उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों के कारण मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन के लिए थर्मल फील्ड सामग्री के लिए पहली पसंद बन गई है।
ज़ोक्रेलशियन मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन की प्रक्रिया में, सिलिकॉन सामग्री के पिघलने से सिलिकॉन वाष्प और पिघले हुए सिलिकॉन स्पलैश का उत्पादन होगा, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन/कार्बन थर्मल फील्ड सामग्री का सिलिकीकरण क्षरण होगा, और कार्बन/कार्बन थर्मल फील्ड सामग्री के यांत्रिक गुण और सेवा जीवन गंभीर रूप से प्रभावित होंगे। इसलिए, कार्बन/कार्बन थर्मल फील्ड सामग्री के सिलिकीकरण क्षरण को कैसे कम किया जाए और उनकी सेवा जीवन में सुधार कैसे किया जाए, यह मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन निर्माताओं और कार्बन/कार्बन थर्मल फील्ड सामग्री निर्माताओं की आम चिंताओं में से एक बन गया है।सिलिकॉन कार्बाइड कोटिंगअपने उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध और पहनने के प्रतिरोध के कारण कार्बन/कार्बन थर्मल क्षेत्र सामग्री की सतह कोटिंग संरक्षण के लिए पहली पसंद बन गया है।
इस पत्र में, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले कार्बन/कार्बन थर्मल फील्ड सामग्रियों से शुरू करके, सिलिकॉन कार्बाइड कोटिंग की मुख्य तैयारी विधियों, फायदे और नुकसान का परिचय दिया गया है। इस आधार पर, कार्बन/कार्बन थर्मल फील्ड सामग्रियों में सिलिकॉन कार्बाइड कोटिंग के अनुप्रयोग और अनुसंधान प्रगति की समीक्षा कार्बन/कार्बन थर्मल फील्ड सामग्रियों की विशेषताओं के अनुसार की जाती है, और कार्बन/कार्बन थर्मल फील्ड सामग्रियों की सतह कोटिंग सुरक्षा के लिए सुझाव और विकास दिशाएँ सामने रखी जाती हैं।
1 तैयारी की तकनीकसिलिकॉन कार्बाइड कोटिंग
1.1 एम्बेडिंग विधि
एम्बेडिंग विधि का उपयोग अक्सर सी/सी-सिक समग्र सामग्री प्रणाली में सिलिकॉन कार्बाइड की आंतरिक कोटिंग तैयार करने के लिए किया जाता है। यह विधि पहले कार्बन/कार्बन समग्र सामग्री को लपेटने के लिए मिश्रित पाउडर का उपयोग करती है, और फिर एक निश्चित तापमान पर गर्मी उपचार करती है। कोटिंग बनाने के लिए मिश्रित पाउडर और नमूने की सतह के बीच जटिल भौतिक-रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है। इसका लाभ यह है कि प्रक्रिया सरल है, केवल एक ही प्रक्रिया से घने, दरार-मुक्त मैट्रिक्स समग्र सामग्री तैयार की जा सकती है; प्रीफॉर्म से अंतिम उत्पाद तक छोटे आकार में परिवर्तन; किसी भी फाइबर प्रबलित संरचना के लिए उपयुक्त; कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच एक निश्चित संरचना ढाल का गठन किया जा सकता है, जो सब्सट्रेट के साथ अच्छी तरह से संयुक्त होता है। हालांकि, इसके नुकसान भी हैं, जैसे उच्च तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रिया
1.2 स्लरी कोटिंग विधि
स्लरी कोटिंग विधि कोटिंग सामग्री और बाइंडर को एक मिश्रण में मिलाना है, समान रूप से मैट्रिक्स की सतह पर ब्रश करना है, निष्क्रिय वातावरण में सूखने के बाद, लेपित नमूने को उच्च तापमान पर सिंटर किया जाता है, और आवश्यक कोटिंग प्राप्त की जा सकती है। लाभ यह है कि प्रक्रिया सरल और संचालित करने में आसान है, और कोटिंग की मोटाई को नियंत्रित करना आसान है; नुकसान यह है कि कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच खराब संबंध शक्ति है, और कोटिंग का थर्मल शॉक प्रतिरोध खराब है, और कोटिंग की एकरूपता कम है।
1.3 रासायनिक वाष्प प्रतिक्रिया विधि
रासायनिक वाष्प प्रतिक्रिया (सीवीआर) विधि एक प्रक्रिया विधि है जो एक निश्चित तापमान पर ठोस सिलिकॉन सामग्री को सिलिकॉन वाष्प में वाष्पित करती है, और फिर सिलिकॉन वाष्प मैट्रिक्स के अंदरूनी और सतह में फैल जाती है, और मैट्रिक्स में कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करके सिलिकॉन कार्बाइड का उत्पादन करती है। इसके फायदों में भट्ठी में एक समान वातावरण, सुसंगत प्रतिक्रिया दर और हर जगह लेपित सामग्री की जमाव मोटाई शामिल है; प्रक्रिया सरल और संचालित करने में आसान है, और सिलिकॉन वाष्प दबाव, जमाव समय और अन्य मापदंडों को बदलकर कोटिंग की मोटाई को नियंत्रित किया जा सकता है। नुकसान यह है कि नमूना भट्ठी में स्थिति से बहुत प्रभावित होता है, और भट्ठी में सिलिकॉन वाष्प दबाव सैद्धांतिक एकरूपता तक नहीं पहुंच सकता है, जिसके परिणामस्वरूप असमान कोटिंग मोटाई होती है।
1.4 रासायनिक वाष्प जमाव विधि
रासायनिक वाष्प निक्षेपण (CVD) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें हाइड्रोकार्बन को गैस स्रोत के रूप में और उच्च शुद्धता वाले N2/Ar को वाहक गैस के रूप में मिश्रित गैसों को रासायनिक वाष्प रिएक्टर में पेश करने के लिए उपयोग किया जाता है, और हाइड्रोकार्बन को विघटित, संश्लेषित, विसरित, अधिशोषित और कार्बन/कार्बन मिश्रित सामग्रियों की सतह पर ठोस फिल्म बनाने के लिए एक निश्चित तापमान और दबाव के तहत हल किया जाता है। इसका लाभ यह है कि कोटिंग के घनत्व और शुद्धता को नियंत्रित किया जा सकता है; यह अधिक जटिल आकार वाले कार्य-टुकड़े के लिए भी उपयुक्त है; उत्पाद की क्रिस्टल संरचना और सतह आकृति विज्ञान को निक्षेपण मापदंडों को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है। नुकसान यह है कि निक्षेपण दर बहुत कम है, प्रक्रिया जटिल है, उत्पादन लागत अधिक है, और कोटिंग दोष हो सकते हैं, जैसे दरारें, जाल दोष और सतह दोष।
संक्षेप में, एम्बेडिंग विधि अपनी तकनीकी विशेषताओं तक सीमित है, जो प्रयोगशाला और छोटे आकार की सामग्रियों के विकास और उत्पादन के लिए उपयुक्त है; कोटिंग विधि अपनी खराब स्थिरता के कारण बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं है। सीवीआर विधि बड़े आकार के उत्पादों के बड़े पैमाने पर उत्पादन को पूरा कर सकती है, लेकिन इसमें उपकरण और प्रौद्योगिकी के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं। सीवीडी विधि तैयार करने के लिए एक आदर्श विधि हैएसआईसी कोटिंग, लेकिन प्रक्रिया नियंत्रण में कठिनाई के कारण इसकी लागत सीवीआर विधि से अधिक है।
पोस्ट करने का समय: फ़रवरी-22-2024