Dæmisaga: Háhrein grafítíhlutir fyrir 32 tommu einkristallaða hitasvið í N-gerð kísilsvöxt

Inngangur: Áskorunin í 32 tommu hitasviði í vaxtarferli N-gerð kísils með mikilli skilvirkni

Þar sem sólarorkuiðnaðurinn færist hratt úr P-gerð PERC yfir í N-gerð TOPCon og Heterojunction (HJT) sólarsellur hefur eftirspurn eftir hreinni kísilplötum aukist gríðarlega. N-gerð kísilundirlag krefst afar langs líftíma minnihlutaflutningsaðila (venjulega >300 μs) og nær engri mengun af völdum umskiptamálma.

Til að auka afköstin eru framleiðendur kísilskífa að stækka stærðir deiglna í 32 tommur og meira. Hins vegar felur notkun við hitastig yfir 1.450°C í 32 tommu hitasviði í sér miklar verkfræðilegar áskoranir:

1. Varmabreyting og ósamhverfa:Miklar hitabreytingar valda aflögun og sprungum í hefðbundnum grafíthiturum og -pöllum.
2. Mengun rokgjarnra málma:Snemma óhreinindaþátta (Fe, Ni, Cu, V) í hefðbundnu grafíti gufa upp við langvarandi kristaldræningu, flytjast beint inn í bráðna kísillinn og valda alvarlegri niðurbroti minnihlutahópa.

Verkfræðilausn: Ofurhreinsað ísostatískt grafít og CVD SiC skjöldur

Til að vinna bug á þessum tæknilegu flöskuhálsum, innleiddi VeTek Semiconductor ítarlega efnisuppfærslu á allri 32 tommu hitasviðssamstæðunni, sem samanstóð af háþéttni ísóstatísku grafíti sem hefur verið hreinsað við háan hita með halógenhreinsun og verndandi CVD kísillkarbíð (SiC) húðun.

1. Djúp hreinsun halógena (öskuinnihald ≤ 2-5 ppm)

Venjulegt iðnaðargrafít inniheldur ösku í lausu á bilinu 50 ppm til 200 ppm. Við 1.450°C undir lofttæmi gufa þessi snefilefni upp. Einkaleyfisverndað háhita halógengashreinsunarferli okkar breytir málmóhreinindum í rokgjörn halógensambönd (klóríð/flúoríð) við hitastig yfir 2.400°C.

• Glóútblástursmassagreining (GDMS) prófunstaðfestir að heildarmálmóhreinindi (Fe, Cr, Ni, Cu, V) séu lækkuð niður fyrir 0,5 ppm, sem leiðir til þess að heildaröskuinnihald er ≤ 2 ppm.
• Niðurstaða:Útrýmir bakgrunnsmyndun málmgass og verndar bráðið kísill gegn mengun í 120+ klukkustundir af samfelldum toghringrásum.

2. Háþéttni ísóstatísk grafítbygging fyrir hitastöðugleika

Íhlutir, þar á meðal grafíthitari, deigluhitari og einangrunarrör, eru vélrænt smíðaðir úr fínkorna (kornastærð <10 μm) jafnstöðuglegu grafíti með mikilli þéttleika (1,85 g/cm³). Jafnstöðug pressun tryggir jafna jafnstöðuga varmaþenslu (CTE) og kemur í veg fyrir staðbundna varmaspennu, aflögun og vélrænar sprungur við endurteknar varmahringrásir.

3. Verndandi CVD kísillkarbíð (SiC) húðun

Mikilvægir íhlutir sem verða fyrir kísilgufu og ætandi hreinsunarlofttegundum eru húðaðir með 50–80 μm þéttu lagi af kísilkarbíði (SiC) sem myndast við efnaútfellingu í gufu (CVD).

• Tæringarhindrun:Kemur í veg fyrir bein efnahvörf milli rokgjarnrar kísillgufu (SiO2) og grafítundirlagsins (SiO2 + 2C → SiC + CO2) og útilokar yfirborðseyðingu og myndun kolefnisryks.
• Rúmfræðileg nákvæmni:Viðheldur nákvæmri rúmfræði hitasviðsins með 30% lengri þjónustutímabilum.

Mæld afköst og staðfesting á vettvangsrannsóknum

Sex mánaða samanburðarprófun var gerð á 50 framleiðsluskala 32 tommu CZ ofnum í fyrsta flokks framleiðslustöð TOPCon kísilskífa. Hér að neðan er afkastaviðmið þar sem staðlaðir grafítþættir eru bornir saman við hreinsaða hitasviðslausn VeTek Semiconductor:

Algengar spurningar (FAQ)

Niðurstaða og tæknileg ráðgjöf

Uppfærsla í afarhreinsaða ísostatíska grafíthluta með CVD SiC vernd veitir beina, mælanlega leið til að leysa flöskuhálsa í afköstum og óhreinindum í 32 tommu N-gerð einkristallaðri kísillvöxt. Með 18% aukningu í frumafköstum og 30% lengri líftíma varmasviðs geta framleiðendur sólarplötur náð verulegri arðsemi fjárfestingar.