Күн фотоэлектр энергиясын өндүрүү дүйнөдөгү эң келечектүү жаңы энергетикалык тармак болуп калды. Полисиликон жана аморфтуу кремний күн батареялары менен салыштырганда, монокристалл кремний, фотоэлектрдик энергияны өндүрүүчү материал катары, фотоэлектрдик конверсиянын жогорку эффективдүүлүгүнө жана көрүнүктүү коммерциялык артыкчылыктарга ээ жана күн фотоэлектр энергиясын өндүрүүнүн негизги агымы болуп калды. Czochralski (CZ) монокристаллдык кремнийди даярдоонун негизги ыкмаларынын бири болуп саналат. Czochralski монокристаллдык мештин курамына меш системасы, вакуум системасы, газ системасы, жылуулук талаа системасы жана электр башкаруу системасы кирет. Жылуулук талаасынын системасы монокристаллдык кремнийдин өсүшүнүн эң маанилүү шарттарынын бири болуп саналат жана монокристалл кремнийдин сапатына жылуулук талаасынын температуралык градиентинин бөлүштүрүлүшү түздөн-түз таасир этет.
Жылуулук талаасынын компоненттери негизинен көмүртектик материалдардан (графит материалдары жана көмүртек/көмүртектүү композиттик материалдар) түзүлөт, алар 1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй функцияларына жараша колдоочу бөлүктөргө, функционалдык бөлүктөргө, жылытуу элементтерине, коргоочу бөлүктөргө, жылуулук изоляциялоочу материалдарга ж.б. бөлүнөт. Монокристаллдуу кремнийдин өлчөмү өскөн сайын, талаанын өлчөмүнө болгон талаптар да өсүүдө. Көмүртек/көмүртек композиттик материалдар анын өлчөмдүү туруктуулугуна жана мыкты механикалык касиеттеринен улам монокристаллдык кремний үчүн жылуулук талаасынын материалдары үчүн биринчи тандоо болуп калат.
Czochralcian monocrystalline кремний жараянында, кремний материал эрүү кремний буусу жана эриген кремний чачыраган өндүрөт, натыйжада, көмүртек / көмүртек жылуулук талаасы материалдарды silicification эрозия, жана механикалык касиеттери жана көмүртек / көмүртек жылуулук талаа материалдардын кызмат мөөнөтү олуттуу таасир этет. Ошондуктан, көмүртек/көмүртек жылуулук талаасынын материалдарынын кремнийлик эрозиясын кантип азайтуу жана алардын кызмат мөөнөтүн жакшыртуу монокристалл кремний өндүрүүчүлөрүнүн жана көмүртек/көмүртек жылуулук талаасынын материалдарын өндүрүүчүлөрдүн жалпы көйгөйлөрүнүн бири болуп калды.Кремний карбид каптооанын мыкты жылуулук шок каршылык жана кийүүгө туруктуулугуна байланыштуу көмүртек / көмүртек жылуулук талаа материалдарын беттик каптоо коргоо үчүн биринчи тандоо болуп калды.
Бул макалада, монокристаллдык кремний өндүрүүдө колдонулган көмүртек / көмүртек жылуулук талаасынын материалдарынан баштап, кремний карбидинин каптоосунун негизги даярдоо ыкмалары, артыкчылыктары жана кемчиликтери менен тааныштырылган. Мунун негизинде, көмүртек / көмүртек жылуулук талаасынын материалдарында кремний карбидинин каптоосун колдонуу жана изилдөө прогресси көмүртек / көмүртек жылуулук талаасынын материалдарынын өзгөчөлүктөрүнө ылайык каралып, көмүртек / көмүртек жылуулук талаасынын материалдарынын үстүн жабуудан коргоо боюнча сунуштар жана өнүктүрүү багыттары коюлган.
1 Даярдоо технологиясыкремний карбид каптоо
1.1 Киргизүү ыкмасы
Кыстаруу ыкмасы көбүнчө C/C-sic композиттик материал системасында кремний карбидинин ички каптоосун даярдоо үчүн колдонулат. Бул ыкма адегенде көмүртек/көмүртектүү композиттик материалды таңуу үчүн аралаш порошокту колдонот, андан кийин белгилүү бир температурада жылуулук менен дарылоону жүргүзөт. Аралаш порошок менен үлгүнүн бетинин ортосунда каптоо пайда кылуу үчүн бир катар татаал физикалык-химиялык реакциялар жүрөт. Анын артыкчылыгы процесс жөнөкөй, бир гана процесс тыгыз, жаракасыз матрицалык композиттик материалдарды даярдай алат; Кичинекей өлчөмдөгү преформадан акыркы продуктка чейин өзгөрүү; Ар кандай була менен бекемделген түзүлүшкө ылайыктуу; Каптоо менен субстраттын ортосунда белгилүү бир курамы градиент түзүлүшү мүмкүн, ал субстрат менен жакшы айкалышат. Бирок, ошондой эле кемчиликтери бар, мисалы, жогорку температурада химиялык реакция, була зыян келтириши мүмкүн, жана көмүртек / көмүртек матрицасынын механикалык касиеттери төмөндөшү. Каптаманын бирдейлигин көзөмөлдөө кыйын, анткени гравитация сыяктуу факторлор каптаманы тегиз эмес кылат.
1.2 Шламды каптоо ыкмасы
Слип менен каптоо ыкмасы - каптоочу материалды жана туташтыргычты аралашмага аралаштыруу, матрицанын бетине бир калыпта щетка, инерттүү атмосферада кургаткандан кийин капталган үлгү жогорку температурада агломерацияланат жана талап кылынган жабууну алууга болот. Артыкчылыктары процесстин жөнөкөй жана иштөөсү оңой жана каптоо калыңдыгын көзөмөлдөө оңой; Кемчилиги – жабын менен субстраттын ортосунда биригүү күчү начар, ал эми каптаманын термикалык соккуга туруктуулугу начар, каптаманын бирдейлиги төмөн.
1.3 Химиялык буу реакциясы ыкмасы
Химиялык буу реакциясы (CVR) ыкмасы - бул катуу кремний материалын белгилүү бир температурада кремний буусуна бууландыруучу процесс ыкмасы, андан кийин кремний буусу матрицанын ички жана бетине жайылып, матрицадагы көмүртек менен жеринде реакцияга кирип, кремний карбиди. Анын артыкчылыктары меште бирдей атмосфераны, ырааттуу реакция ылдамдыгын жана бардык жерде капталган материалдын калыңдыгын камтыйт; Процесс жөнөкөй жана иштөөгө оңой, ал эми каптоо калыңдыгын кремний буусунун басымын, коюу убактысын жана башка параметрлерди өзгөртүү жолу менен башкарууга болот. Кемчилиги, үлгүнүн мештеги абалы абдан таасир этет жана мештеги кремний буусунун басымы теориялык бирдейликке жете албайт, натыйжада каптоо калыңдыгы бирдей эмес.
1.4 Химиялык буу коюу ыкмасы
Химиялык бууларды жайгаштыруу (CVD) бул процесс, мында көмүрсутектер газ булагы жана жогорку тазалыктагы N2/Ar ташуучу газ катары химиялык буу реакторуна аралаш газдарды киргизүү үчүн колдонулат, ал эми углеводороддор ыдырап, синтезделет, диффузияда, адсорбцияда жана белгилүү бир температурада жана басымда эритилүүдө катуу карбон материалдарынын/карбон комплектинин бетинде. Анын артыкчылыгы жабуунун тыгыздыгын жана тазалыгын көзөмөлдөөгө болот; Бул дагы татаал формадагы иш-бөлүккө ылайыктуу; Буюмдун кристаллдык түзүлүшүн жана беттик морфологиясын коюу параметрлерин жөнгө салуу менен башкарууга болот. Кемчиликтери - чөкүү ылдамдыгы өтө төмөн, процесс татаал, өндүрүштүн баасы жогору жана жаракалар, торлордун кемчиликтери жана беттик кемчиликтер сыяктуу каптоо кемчиликтери болушу мүмкүн.
Жыйынтыктап айтканда, кыстаруу ыкмасы лабораториялык жана чакан көлөмдөгү материалдарды иштеп чыгуу жана өндүрүү үчүн ылайыктуу болгон технологиялык мүнөздөмөлөрү менен чектелет; Каптоо ыкмасы, анын консистенциясы начар болгондуктан, массалык өндүрүш үчүн ылайыктуу эмес. CVR ыкмасы ири өлчөмдөгү буюмдардын массалык өндүрүшүн канааттандыра алат, бирок ал жабдуулар жана технология үчүн жогорку талаптарга ээ. CVD ыкмасы даярдоо үчүн идеалдуу ыкма болуп саналатSIC каптоо, бирок анын баасы CVR ыкмасына караганда жогору, анткени процессти башкаруудагы кыйынчылык.
Посттун убактысы: 22-февраль 2024-ж