Бүгүнкү дүйнөнүн тынымсыз өнүгүшү менен кайра жаралбай турган энергия барган сайын түгөнүп баратат жана адамзат коому "шамал, жарык, суу жана атомдук" түрүндөгү кайра жаралуучу энергияны колдонууну барган сайын зарыл кылууда. Башка кайра жаралуучу энергия булактарына салыштырмалуу, адамдар күн энергиясын колдонуу үчүн эң жетилген, коопсуз жана ишенимдүү технологияга ээ. Алардын арасында жогорку тазалыктагы кремнийди субстрат катары колдонгон фотоэлектрдик элементтер өнөр жайы өтө тездик менен өнүктү. 2023-жылдын аягына карата менин өлкөмдүн күн энергиясынын жалпы орнотулган кубаттуулугу 250 гигаваттан ашты, ал эми фотоэлектрдик электр энергиясын өндүрүү 266,3 миллиард кВт/саатка жетти, бул өткөн жылга салыштырмалуу 30% га өскөн, ал эми жаңы кошулган электр энергиясын өндүрүү кубаттуулугу 78,42 миллион киловаттты түздү, бул өткөн жылга салыштырмалуу 154% га өскөн. Июнь айынын аягына карата фотоэлектрдик электр энергиясын өндүрүүнүн жалпы орнотулган кубаттуулугу болжол менен 470 миллион киловаттты түздү, бул гидроэнергетиканы ашып өтүп, менин өлкөмдөгү экинчи ири энергия булагы болуп калды.
Фотоэлектрдик өнөр жай тездик менен өнүгүп жаткан учурда, аны колдогон жаңы материалдар өнөр жайы да тездик менен өнүгүп жатат. Кварц компоненттери, мисалыкварц тигельдери, кварц кайыктары жана кварц бөтөлкөлөрү алардын катарына кирет, алар фотоэлектрдик өндүрүш процессинде маанилүү ролду ойнойт. Мисалы, кварц тигельдери кремний таякчаларын жана кремний куймаларын өндүрүүдө эриген кремнийди кармоо үчүн колдонулат; кварц кайыктары, түтүктөр, бөтөлкөлөр, тазалоочу цистерналар ж.б. күн батареяларын өндүрүүдө диффузия, тазалоо жана башка процесстик звенолордо көтөрүүчү функцияны аткарып, кремний материалдарынын тазалыгын жана сапатын камсыз кылат.
Фотоэлектрдик өндүрүштө кварц компоненттеринин негизги колдонулушу
Күн фотоэлектрдик элементтерин өндүрүү процессинде кремний пластиналары пластиналуу кайыкка, ал эми кайык диффузия, LPCVD жана башка жылуулук процесстери үчүн пластиналуу кайыктын таянычына коюлат, ал эми кремний карбидинин консольдук калагы кремний пластиналарын ташыган кайыктын таянычын жылытуучу мешке жана андан жылдыруу үчүн негизги жүктөөчү компонент болуп саналат. Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кремний карбидинин консольдук калагы кремний пластинасынын жана меш түтүгүнүн концентрдүүлүгүн камсыздай алат, ошону менен диффузияны жана пассивацияны бирдей кылат. Ошол эле учурда, ал булгануудан таза жана жогорку температурада деформацияланбайт, жакшы жылуулук соккусуна туруктуу жана чоң жүк көтөрүмдүүлүгүнө ээ жана фотоэлектрдик элементтер жаатында кеңири колдонулуп келет.
Батареяны жүктөөчү негизги компоненттердин схемалык диаграммасы
Жумшак конуу диффузиялык процессинде, салттуу кварц кайыгы жанавафли кайыгыКремний пластинасын кварц кайыктын таянычы менен бирге диффузиялык мештеги кварц түтүгүнө салуу керек. Ар бир диффузиялык процессте кремний пластиналары менен толтурулган кварц кайыктын таянычы кремний карбидинин калагына коюлат. Кремний карбидинин калагы кварц түтүгүнө киргенден кийин, калак автоматтык түрдө чөгүп, кварц кайыктын таянычын жана кремний пластинасын түшүрөт, андан кийин акырындык менен баштапкы абалына кайтып келет. Ар бир процесстен кийин, кварц кайыктын таянычы орнотулган түтүктөн алынып салынышы керек.кремний карбидинин калагыМындай тез-тез иштетүү кварц кайыгынын таянычынын узак убакыт бою эскирип калышына алып келет. Кварц кайыгынын таянычы жарылып, сынып калганда, кварц кайыгынын таянычы толугу менен кремний карбидинин калагынан түшүп, андан кийин кварц бөлүктөрүнө, кремний пластиналарына жана кремний карбидинин калактарына зыян келтирет. Кремний карбидинин калагы кымбат жана аны оңдоого болбойт. Кырсык болгондо, ал чоң мүлк жоготууларына алып келет.
LPCVD процессинде жогоруда айтылган жылуулук стресс көйгөйлөрү гана эмес, ошондой эле LPCVD процесси кремний пластинасынан өтүү үчүн силан газын талап кылгандыктан, узак мөөнөттүү процесс пластиналуу кайыктын таянычында жана пластиналуу кайыкта кремний каптоосун пайда кылат. Капталган кремний менен кварцтын жылуулук кеңейүү коэффициенттеринин дал келбестигинен улам, кайыктын таянычы жана кайык жарылып, иштөө мөөнөтү олуттуу кыскарат. LPCVD процессинде кадимки кварцтуу кайыктардын жана кайык таянычтарынын иштөө мөөнөтү, адатта, 2-3 ай гана. Ошондуктан, мындай кырсыктардын алдын алуу үчүн кайыктын таянычынын бекемдигин жана иштөө мөөнөтүн жогорулатуу үчүн кайыктын таяныч материалын жакшыртуу өзгөчө маанилүү.
Кыскасы, күн батареяларын өндүрүү учурунда процесстин убактысы жана саны көбөйгөн сайын, кварц кайыктары жана башка компоненттер жашыруун жаракаларга же ал тургай сыныктарга дуушар болушат. Кытайдагы учурдагы негизги өндүрүш линияларындагы кварц кайыктарынын жана кварц түтүкчөлөрүнүн иштөө мөөнөтү болжол менен 3-6 айды түзөт жана аларды тазалоо, техникалык тейлөө жана кварц ташуучуларды алмаштыруу үчүн үзгүлтүксүз өчүрүү керек. Андан тышкары, кварц компоненттери үчүн чийки зат катары колдонулган жогорку тазалыктагы кварц кумуна учурда суроо-талап жана сунуш чектелүү абалда турат жана баасы көптөн бери жогорку деңгээлде болуп келген, бул өндүрүштүн натыйжалуулугун жана экономикалык пайданы жогорулатууга өбөлгө түзбөйт.
Кремний карбидинин керамикасы"пайда болуу"
Азыр адамдар кварц компоненттеринин айрымдарын - кремний карбидинин керамикасын алмаштыруу үчүн жакшыраак мүнөздөмөлөргө ээ материалды ойлоп табышты.
Кремний карбидинин керамикасы жакшы механикалык бекемдикке, жылуулук туруктуулугуна, жогорку температурага туруктуулугуна, кычкылданууга туруктуулугуна, жылуулук соккусуна жана химиялык коррозияга туруктуулугуна ээ жана металлургия, машина куруу, жаңы энергетика, курулуш материалдары жана химиялык заттар сыяктуу ысык тармактарда кеңири колдонулат. Анын иштеши фотоэлектрдик өндүрүштө, LPCVDде (төмөнкү басымдагы химиялык буу чөктүрүү), PECVDде (плазмалык химиялык буу чөктүрүү) жана башка жылуулук процесстеринде TOPcon клеткаларын диффузиялоо үчүн да жетиштүү.
LPCVD кремний карбиддик кайыктын таянычы жана бор менен кеңейтилген кремний карбиддик кайыктын таянычы
Салттуу кварц материалдары менен салыштырганда, кремний карбиддик керамикалык материалдардан жасалган кайык таянычтары, кайыктар жана түтүк буюмдары жогорку бекемдикке, жакшыраак жылуулук туруктуулугуна, жогорку температурада деформацияланбай тургандыгына жана кварц материалдарына караганда 5 эседен ашык кызмат мөөнөтүнө ээ, бул колдонуу баасын жана техникалык тейлөөдөн жана токтоп калуудан келип чыккан энергиянын жоголушун бир топ азайтат. Баанын артыкчылыгы айдан ачык жана чийки заттын булагы кеңири.
Алардын ичинен, реакциялык синтезделген кремний карбиди (RBSiC) төмөнкү бышыруу температурасына, өндүрүш наркынын төмөндүгүнө, материалдын жогорку тыгыздыгына жана реакциялык бышыруу учурунда көлөмдүн кичирейишине ээ. Ал өзгөчө чоң өлчөмдөгү жана татаал формадагы конструкциялык бөлүктөрүн даярдоо үчүн ылайыктуу. Ошондуктан, ал кайык таянычтары, кайыктар, консоль калактары, меш түтүктөрү ж.б. сыяктуу чоң өлчөмдөгү жана татаал буюмдарды өндүрүү үчүн эң ылайыктуу.
Кремний карбиддик вафли кайыктарыкелечекте чоң өнүгүү келечеги бар. LPCVD процессине же бордун кеңейүү процессине карабастан, кварц кайыгынын иштөө мөөнөтү салыштырмалуу төмөн жана кварц материалынын жылуулук кеңейүү коэффициенти кремний карбид материалынын иштөө мөөнөтү менен дал келбейт. Ошондуктан, жогорку температурада кремний карбид кайыгынын кармагычы менен дал келүү процессинде четтөөлөр болушу мүмкүн, бул кайыкты чайпалтуу же ал тургай кайыктын сынышына алып келет. Кремний карбид кайыгы бир бөлүктүү калыптоо жана жалпы иштетүү процессинин жолун кабыл алат. Анын формасына жана абалына чыдамдуулук талаптары жогору жана ал кремний карбид кайыгынын кармагычы менен жакшыраак кызматташат. Мындан тышкары, кремний карбиди жогорку бекемдикке ээ жана кайыктын кварц кайыгына караганда адамдардын кагылышуусунан улам сынуу ыктымалдыгы бир топ аз.
Кремний карбиддик вафли кайыгы
Мештин түтүгү мештин негизги жылуулук өткөрүүчү компоненти болуп саналат, ал жылуулукту бир калыпта сактоодо жана бирдей өткөрүүдө роль ойнойт. Кварц мешинин түтүктөрү менен салыштырганда, кремний карбидинин түтүктөрү жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө, бирдей ысытууга жана жакшы жылуулук туруктуулугуна ээ жана алардын иштөө мөөнөтү кварц түтүктөрүнө караганда 5 эседен ашык.
Кыскача маалымат
Жалпысынан алганда, продукциянын иштеши же колдонуу баасы жагынан болобу, кремний карбиддик керамикалык материалдар күн батареясы тармагынын айрым аспектилеринде кварц материалдарына караганда көбүрөөк артыкчылыктарга ээ. Фотоэлектрдик өнөр жайда кремний карбиддик керамикалык материалдарды колдонуу фотоэлектрдик компанияларга көмөкчү материалдардын инвестициялык чыгымдарын азайтууга жана продукциянын сапатын жана атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүн жакшыртууга чоң жардам берди. Келечекте, чоң өлчөмдөгү кремний карбиддик меш түтүктөрүн, жогорку тазалыктагы кремний карбиддик кайыктарды жана кайык таянычтарын кеңири масштабда колдонуу жана чыгымдарды үзгүлтүксүз азайтуу менен, фотоэлектрдик элементтер тармагында кремний карбиддик керамикалык материалдарды колдонуу жарык энергиясын конвертациялоонун натыйжалуулугун жогорулатууда жана фотоэлектрдик электр энергиясын өндүрүү тармагындагы тармактык чыгымдарды азайтууда негизги фактор болуп калат жана фотоэлектрдик жаңы энергияны өнүктүрүүгө маанилүү таасирин тийгизет.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 5-ноябры