Қазіргі әлемнің үздіксіз дамуымен жаңартылмайтын энергия барған сайын таусылып барады және адамзат қоғамы «жел, жарық, су және ядро» арқылы ұсынылған жаңартылатын энергияны пайдаланудың өзектілігін арттыруда. Басқа жаңартылатын энергия көздерімен салыстырғанда адамдар күн энергиясын пайдаланудың ең жетілген, қауіпсіз және сенімді технологиясына ие. Олардың ішінде субстрат ретінде жоғары таза кремнийі бар фотоэлектрлік жасуша өнеркәсібі өте жылдам дамыды. 2023 жылдың аяғына қарай менің елімнің жиынтық күн фотоэлектрлік орнатылған қуаты 250 гигаватттан асты, ал фотоэлектрлік электр қуатын өндіру 266,3 миллиард кВт сағатқа жетті, бұл бір жылмен салыстырғанда шамамен 30%-ға өсті, ал жаңадан қосылған электр қуатын өндіру қуаты 78,42 миллион киловатт, жылына 115%-ға артты. Маусым айының аяғындағы жағдай бойынша фотоэлектрлік электр қуатын өндірудің жиынтық орнатылған қуаты шамамен 470 миллион киловатт болды, бұл менің елімдегі екінші үлкен қуат көзі болу үшін гидроэнергетикадан асып түсті.
Фотоэлектрлік өнеркәсіп қарқынды дамып жатқанымен, оны қолдайтын жаңа материалдар өнеркәсібі де қарқынды дамып келеді. сияқты кварц компоненттерікварц тигельдері, кварц қайықтары және кварц бөтелкелері олардың арасында фотоэлектрлік өндіріс процесінде маңызды рөл атқарады. Мысалы, кремний таяқшалары мен кремний құймаларын өндіруде балқытылған кремнийді ұстау үшін кварц тигельдері қолданылады; кварцты қайықтар, түтіктер, бөтелкелер, тазарту цистерналары және т.б. кремний материалдарының тазалығы мен сапасын қамтамасыз ететін күн батареяларын өндіруде диффузиялық, тазарту және басқа технологиялық буындарда және т.б.
Фотоэлектрлік өндірісте кварц компоненттерінің негізгі қолданулары
Күн фотоэлементтерін өндіру процесінде кремний пластиналары вафлиді қайыққа орналастырылады, ал қайық диффузия, LPCVD және басқа да термиялық процестер үшін вафли қайығының тірегіне орналастырылады, ал кремний карбиді консоль қалақшасы қайықтың тірегін вафлиді вафлиге және вафлиге жылу тасымалдайтын жылжытуға арналған негізгі жүктеу компоненті болып табылады. Төмендегі суретте көрсетілгендей, кремний карбиді консольдық қалақ кремний пластинасы мен пеш түтігінің концентрлілігін қамтамасыз ете алады, осылайша диффузия мен пассивацияны біркелкі етеді. Сонымен қатар, ол ластанбайды және жоғары температурада деформацияланбайды, жақсы термиялық соққыға төзімді және үлкен жүк көтергіштігі бар және фотоэлектрлік элементтер саласында кеңінен қолданылады.
Негізгі аккумуляторды жүктеу компоненттерінің схемалық диаграммасы
Жұмсақ қону диффузиялық процесінде дәстүрлі кварцты қайық жәневафельді қайықтірек кремний пластинасын кварц қайық тірегімен бірге диффузиялық пештегі кварц түтігіне салу керек. Әрбір диффузия процесінде кремний пластиналарымен толтырылған кварц қайық тірегі кремний карбиді қалақшаға орналастырылады. Кремний карбиді қалақшасы кварц түтігіне кіргеннен кейін қалақ кварц қайық тірегі мен кремний пластинасын қою үшін автоматты түрде батады, содан кейін баяу бастапқы орнына оралады. Әрбір процестен кейін кварцты қайық тіреуішінен алып тастау кереккремний карбидті қалақ. Мұндай жиі жұмыс істеу кварц қайық тірегінің ұзақ уақыт бойы тозуына әкеледі. Кварц қайық тірегі жарылып, сынғаннан кейін, кварц қайықтарының тірегі кремний карбиді қалақшасынан құлап кетеді, содан кейін кварц бөліктерін, кремний пластиналар мен кремний карбиді қалақшаларын зақымдайды. Кремний карбидті қалақ қымбат және оны жөндеу мүмкін емес. Оқиға орын алған соң үлкен материалдық шығынға әкеп соғады.
LPCVD процесінде жоғарыда аталған термиялық кернеу проблемалары ғана емес, LPCVD процесі кремний пластинкасынан өту үшін силан газын қажет ететіндіктен, ұзақ мерзімді процесс сонымен қатар вафельді қайықтың тіреуішінде және вафельді қайықта кремний жабыны пайда болады. Қапталған кремний мен кварцтың термиялық кеңею коэффициенттерінің сәйкес келмеуіне байланысты қайық тірегі мен қайық жарылып, қызмет ету мерзімі айтарлықтай қысқарады. LPCVD процесінде қарапайым кварц қайықтары мен қайық тіректерінің қызмет ету мерзімі әдетте 2-3 айды құрайды. Сондықтан мұндай апаттарды болдырмау үшін қайық тіреуішінің беріктігі мен қызмет ету мерзімін арттыру үшін қайық тіреуіш материалын жақсарту өте маңызды.
Қысқасы, күн батареяларын өндіру кезінде процесс уақыты мен есе саны артқан сайын, кварцтық қайықтар және басқа компоненттер жасырын жарықтарға немесе тіпті үзілуге бейім. Қытайдағы қазіргі негізгі өндірістік желілердегі кварц қайықтары мен кварц түтіктерінің қызмет ету мерзімі шамамен 3-6 айды құрайды және оларды тазалау, техникалық қызмет көрсету және кварц тасымалдағыштарды ауыстыру үшін жүйелі түрде өшіру қажет. Оның үстіне кварц құрамдас бөліктерінің шикізаты ретінде пайдаланылатын жоғары таза кварц құмы қазіргі уақытта қатаң сұраныс пен ұсыныс жағдайында, ал баға ұзақ уақыт бойы жоғары деңгейде жүріп жатыр, бұл өндіріс тиімділігі мен экономикалық тиімділікті арттыруға ықпал етпейтіні анық.
Кремний карбидті керамика«көру»
Енді адамдар кейбір кварц компоненттерін - кремний карбиді керамикасын ауыстыру үшін жақсы өнімділігі бар материалды ойлап тапты.
Кремний карбидті керамика жақсы механикалық беріктікке, термиялық тұрақтылыққа, жоғары температураға төзімділікке, тотығуға төзімділікке, термиялық соққыға төзімділікке және химиялық коррозияға төзімділікке ие және металлургия, машина жасау, жаңа энергетика, құрылыс материалдары мен химиялық заттар сияқты ыстық салаларда кеңінен қолданылады. Оның өнімділігі фотоэлектрлік өндірісте, LPCVD (төмен қысымды химиялық бу тұндыру), PECVD (плазмалық химиялық бу тұндыру) және басқа да термиялық процестің байланыстарында TOPcon жасушаларының диффузиясы үшін жеткілікті.
LPCVD кремний карбиді қайық тірегі және бормен кеңейтілген кремний карбиді қайық тірегі
Дәстүрлі кварц материалдарымен салыстырғанда, кремний карбидті керамикалық материалдардан жасалған қайық тіреуіштері, қайықтар және түтік бұйымдары жоғары беріктікке, жақсы термиялық тұрақтылыққа, жоғары температурада деформацияға ұшырамайды және кварцтық материалдарға қарағанда 5 еседен астам қызмет ету мерзіміне ие, бұл техникалық қызмет көрсету мен тоқтап қалудан туындаған энергияны жоғалтуды және пайдалану құнын айтарлықтай төмендете алады. Шығынның артықшылығы айқын, шикізат көзі кең.
Олардың ішінде реакциялық агломерацияланған кремний карбиді (RBSiC) агломерациялау температурасы төмен, өндіріс құны төмен, материалдың жоғары тығыздығы және реакциялық агломерация кезінде көлемнің қысқаруы дерлік болмайды. Бұл үлкен өлшемді және күрделі пішінді құрылымдық бөлшектерді дайындау үшін өте қолайлы. Сондықтан ол қайық тіректері, қайықтар, консоль қалақтары, пеш түтіктері және т.б. сияқты ірі және күрделі бұйымдарды өндіруге өте қолайлы.
Кремний карбидті вафельді қайықтарболашақта да үлкен даму перспективалары бар. LPCVD процесіне немесе борды кеңейту процесіне қарамастан, кварцтық қайықтың қызмет ету мерзімі салыстырмалы түрде төмен және кварц материалының термиялық кеңею коэффициенті кремний карбиді материалымен сәйкес келмейді. Сондықтан, жоғары температурада кремний карбиді қайық ұстағышымен сәйкестендіру процесінде ауытқулардың болуы оңай, бұл қайықты шайқау немесе тіпті қайықты бұзу жағдайына әкеледі. Кремний карбиді қайық бір бөлікті қалыптаудың және жалпы өңдеудің технологиялық бағытын қабылдайды. Оның пішіні мен орналасуына төзімділік талаптары жоғары және ол кремний карбиді қайық ұстағышымен жақсырақ жұмыс істейді. Сонымен қатар, кремний карбиді жоғары беріктікке ие және кварцты қайыққа қарағанда адамның соқтығысуы салдарынан қайықтың сынуы әлдеқайда аз.
Кремний карбидті вафельді қайық
Пеш түтігі пештің негізгі жылу тасымалдағыш құрамдас бөлігі болып табылады, ол тығыздауда және біркелкі жылу беруде рөл атқарады. Кварцты пеш түтіктерімен салыстырғанда кремний карбидті пеш түтіктері жақсы жылу өткізгіштікке, біркелкі қыздыруға және жақсы термиялық тұрақтылыққа ие және олардың қызмет ету мерзімі кварц түтіктерінен 5 еседен астам.
Түйіндеме
Тұтастай алғанда, өнімнің өнімділігі немесе пайдалану құны тұрғысынан кремний карбидті керамикалық материалдар күн батареясының өрісінің белгілі бір аспектілерінде кварц материалдарына қарағанда көбірек артықшылықтарға ие. Фотоэлектрлік өнеркәсіпте кремний карбиді керамикалық материалдарды қолдану фотоэлектрлік компанияларға қосалқы материалдардың инвестициялық құнын төмендетуге және өнімнің сапасы мен бәсекеге қабілеттілігін арттыруға үлкен көмектесті. Болашақта үлкен өлшемді кремний карбидті пеш түтіктерін, жоғары тазалықтағы кремний карбидті қайықтарды және қайық тіректерін кең ауқымда қолдану және шығындардың үздіксіз төмендеуімен кремний карбиді керамикалық материалдарды фотоэлектрлік элементтер саласында қолдану жеңіл энергияның тиімділігін арттырудың негізгі факторына айналады және электр энергиясын өндіруге жұмсалатын шығындарды азайтады. фотоэлектрлік жаңа энергияның дамуы.
Жіберу уақыты: 05 қараша 2024 ж