Азыркы дүйнөнүн үзгүлтүксүз өнүгүүсү менен, кайра жаралбаган энергия барган сайын түгөнүп баратат жана адамзат коому “шамал, жарык, суу жана өзөктүк” менен көрсөтүлгөн кайра жаралуучу энергияны колдонууга барган сайын шашылыш түрдө муктаж болууда. Башка кайра жаралуучу энергия булактарына салыштырмалуу адамдар күн энергиясын пайдалануу үчүн эң жетилген, коопсуз жана ишенимдүү технологияга ээ. Алардын арасында, субстрат катары жогорку тазалыктагы кремний менен фотоэлектрдик клетка өнөр жайы абдан тез өнүккөн. 2023-жылдын акырына карата, менин өлкөмдө күн фотоэлектрдик орнотулган кубаттуулугу 250 гигаватттан ашты, ал эми фотоэлектрдик электр энергиясын өндүрүү 266,3 миллиард кВт саатка жетти, бул өткөн жылдын ушул мезгилине салыштырмалуу 30%га көбөйдү, ал эми жаңыдан кошулган электр энергиясын өндүрүү кубаттуулугу 78,42 миллион киловатт, жылына 115% өстү. Июнь айынын акырына карата фотоэлектрдик энергияны иштеп чыгаруунун топтолгон орнотулган кубаттуулугу 470 миллион киловаттга жакынды тузду, бул гидроэнергетикадан озуп, елкемдегу экинчи энерге-тик булак болуп калды.
Фотоэлектрдик өнөр жай тез өнүгүп жаткан учурда, аны колдогон жаңы материалдар өнөр жайы да тез өнүгүп жатат. сыяктуу кварц компоненттерикварц тигельдер, кварц кайыктары жана кварц бөтөлкөлөрү алардын арасында фотоэлектрдик өндүрүш процессинде маанилүү роль ойнойт. Мисалы, кварц тигелдери кремний таякчаларын жана кремний куймаларын өндүрүүдө эритилген кремнийди кармоо үчүн колдонулат; кварц кайыктары, түтүкчөлөр, бөтөлкөлөр, тазалоочу цистерналар ж.
Фотоэлектрдик өндүрүш үчүн кварц компоненттеринин негизги колдонулушу
Күндүн фотоэлектрдик элементтерин өндүрүү процессинде кремний пластинкалары пластинка кайыкка жайгаштырылат, ал эми кайык диффузия, LPCVD жана башка жылуулук процесстери үчүн пластинкага жайгаштырылат, ал эми кремний карбидинин кантильверинин калагы кайык таянычын вафлиге жылытуу үчүн негизги жүктөө компоненти болуп саналат. Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кремний карбидинин консоль калагы кремний пластинкасы менен меш түтүгүнүн концентрдүүлүгүн камсыздай алат, ошону менен диффузияны жана пассивацияны бир калыпта кылат. Ошол эле учурда, ал булганбайт жана жогорку температурада деформацияланбайт, жакшы термикалык соккуларга туруштук берет жана чоң жүк көтөрүмдүүлүккө ээ жана фотоэлектрдик элементтер тармагында кеңири колдонулат.
Негизги батареяны жүктөө компоненттеринин схемасы
Жумшак конуу диффузия процессинде салттуу кварц кайыгы жанавафли кайыкколдоо үчүн кремний пластинасын кварц кайык тиреги менен бирге диффузиялык мештеги кварц түтүкчөсүнө салуу керек. Ар бир диффузиялык процессте кремний пластинкалары менен толтурулган кварц кайыгынын таянычы кремний карбидинин калагына коюлат. Кремний карбидинин калагы кварц түтүкчөсүнө киргенден кийин, калак кварц кайыгынын таянычын жана кремний пластинасын коюу үчүн автоматтык түрдө чөгүп, андан кийин акырындык менен баштапкы абалына кайтып келет. Ар бир процесстен кийин кварц кайыктын таянычын алып салуу кереккремний карбид калак. Мындай тез-тез иштөө кварц кайыктын таянычынын узак убакыт бою эскиришине алып келет. Кварц кайыгынын таянычы жарылганда жана сынганда, кварц кайыгынын таянычынын баары кремний карбидинин калакчасынан кулап түшүп, андан кийин кварц бөлүктөрүнө, кремний пластинкаларына жана ылдыйдагы кремний карбидинин калактарына зыян келтирет. Кремний карбидинин калагы кымбат жана аны оңдоого болбойт. Кырсык болгондон кийин ири мүлктүк жоготууларга алып келет.
LPCVD процессинде жогоруда айтылган жылуулук стресс көйгөйлөрү гана пайда болбостон, LPCVD процесси силан газынын кремний пластинкасынан өтүшүн талап кылгандыктан, узак мөөнөттүү процесс ошондой эле вафли кайыгынын колдоосунда кремний каптоосун түзөт. Капталган кремний менен кварцтын термикалык кеңейүү коэффициенттеринин дал келбегендигинен кайыктын таянычы жана кайык жарылып, өмүрүнүн узактыгы олуттуу түрдө кыскарат. LPCVD процессинде кадимки кварц кайыктарынын жана кайык таянычтарынын иштөө мөөнөтү, адатта, 2-3 айды гана түзөт. Ошондуктан, мындай кырсыктарды болтурбоо үчүн кайык таянычынын күчүн жана кызмат мөөнөтүн жогорулатуу үчүн кайыкты колдоочу материалды жакшыртуу өзгөчө маанилүү.
Кыскасы, күн батареяларын өндүрүүдө процесс убактысы жана саны көбөйгөн сайын, кварц кайыктары жана башка тетиктер жашыруун жаракаларга же алтургай сынууга жакын болушат. Кытайдагы учурдагы негизги өндүрүш линияларындагы кварц кайыктарынын жана кварц түтүктөрүнүн иштөө мөөнөтү болжол менен 3-6 айды түзөт жана кварц ташыгычтарды тазалоо, тейлөө жана алмаштыруу үчүн аларды үзгүлтүксүз өчүрүп туруу керек. Мындан тышкары, кварц компоненттери үчүн чийки зат катары колдонулган жогорку тазалыктагы кварц күмү учурда суроо-талап менен сунуштун катуу абалында, ал эми баа узак убакыт бою жогорку деңгээлде иштеп жатат, бул албетте өндүрүштүн натыйжалуулугун жана экономикалык пайданы жогорулатууга шарт түзбөйт.
Кремний карбид керамика"көрсөтүү"
Азыр адамдар кварцтын кээ бир компоненттерин - кремний карбид керамикасын алмаштыруу үчүн жакшыраак иштөөчү материалды ойлоп табышты.
Кремний карбид керамика жакшы механикалык күч, жылуулук туруктуулугу, жогорку температура каршылык, кычкылдануу каршылык, жылуулук шок каршылык жана химиялык коррозияга каршылык бар, жана көп, мисалы, металлургия, машина, жаңы энергетика жана курулуш материалдары жана химиялык сыяктуу ысык тармактарда колдонулат. Анын өндүрүмдүүлүгү TOPcon клеткаларынын фотоэлектрдик өндүрүштө, LPCVD (төмөн басымдагы химиялык буулардын катмары), PECVD (плазмадагы химиялык буулардын катмары) жана башка жылуулук процессиндеги диффузия үчүн жетиштүү.
LPCVD кремний карбид кайык колдоо жана бор менен кеңейтилген кремний карбид кайык колдоо
Салттуу кварцтык материалдарга салыштырмалуу кремний карбид керамикалык материалдардан жасалган кайык таянычтары, кайыктар жана түтүк буюмдары жогорку күчкө, жакшы термикалык туруктуулукка, жогорку температурада деформацияга жол бербейт жана кварцтык материалдарга караганда 5 эседен ашык кызмат кылуу мөөнөтүнө ээ. Чыгымдардын артыкчылыгы айкын, сырьёнун булагы кенен.
Алардын арасында реакция агломерацияланган кремний карбиди (RBSiC) агломерациялоо температурасы төмөн, өндүрүштүн баасы төмөн, материалдын тыгыздыгы жогору жана реакция агломерациялоо учурунда дээрлик көлөмдүн кичирейүүсү жок. Бул ири өлчөмдөгү жана татаал формадагы конструкциялык бөлүктөрдү даярдоо үчүн өзгөчө ылайыктуу. Ошондуктан, ал кайык таянычтары, кайыктар, консоль калактары, меш түтүктөрү ж.
Кремний карбид вафли кайыктарыошондой эле келечекте зор енугуу перспективалары бар. LPCVD процессине же бордун кеңейүү процессине карабастан, кварц кайыгынын жашоо мөөнөтү салыштырмалуу төмөн жана кварц материалынын жылуулук кеңейүү коэффициенти кремний карбидинин материалына туура келбейт. Ошондуктан, кремний карбидинин кайык кармагычы менен дал келүү процессинде четтөөлөр оңой болот, бул кайыкты титиретүүгө же ал тургай кайыкты бузууга алып келет. Кремний карбиди кайык бир бөлүктөн калыптандыруу жана жалпы иштетүү процессинин жолун кабыл алат. Анын формасы жана абалына сабырдуулук талаптары жогору, ал кремний карбид кайык ээси менен жакшыраак кызматташат. Мындан тышкары, кремний карбиди жогорку күчкө ээ, жана кайык кварц кайыгына караганда адамдын кагылышуусунан улам бир топ азыраак сынат.
Кремний карбид вафли кайык
Меш түтүгү мештин негизги жылуулук өткөрүүчү компоненти болуп саналат, ал мөөр басууда жана бир калыпта жылуулук өткөрүүдө роль ойнойт. Кварц мешинин түтүктөрү менен салыштырганда, кремний карбид мешинин түтүктөрү жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүккө, бирдей жылытууга жана жакшы жылуулук туруктуулугуна ээ жана алардын иштөө мөөнөтү кварц түтүктөрүнө караганда 5 эсе көп.
Жыйынтык
Жалпысынан алганда, продукт аткаруу же пайдалануу наркы жагынан болобу, кремний карбид керамикалык материалдар күн клетка талаанын айрым аспектилери боюнча кварц материалдардан көбүрөөк артыкчылыктарга ээ. Фотоэлектрдик өнөр жайда кремний карбид керамикалык материалдарды колдонуу фотоэлектрдик компанияларга көмөкчү материалдардын инвестициялык наркын төмөндөтүүгө жана продукциянын сапатын жана атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүн жогорулатууга чоң жардам берди. Келечекте, ири өлчөмдөгү кремний карбид мешинин түтүктөрүн, жогорку тазалыктагы кремний карбиддик кайыктарды жана кайык таянычтарын кеңири колдонуу жана чыгымдарды үзгүлтүксүз кыскартуу менен, кремний карбид керамикалык материалдарды фотоэлектрдик элементтер тармагында колдонуу жарык энергиясынын эффективдүүлүгүн жогорулатуунун негизги фактору болуп калат жана электр энергиясын өндүрүү тармагына маанилүү таасирин тийгизет. фотоэлектрдик жаңы энергияны өнүктүрүү.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 5-ноябрына чейин