Mat der kontinuéierlecher Entwécklung vun der haiteger Welt gëtt d'Net-erneierbar Energie ëmmer méi ausgeschöpft, an d'mënschlech Gesellschaft ass ëmmer méi dringend drop aus, erneierbar Energien ze benotzen, déi duerch "Wand, Liicht, Waasser an Atomkraaft" representéiert ginn. Am Verglach mat aneren erneierbaren Energiequellen huet d'Mënschheet déi reifst, sécherst an zouverlässegst Technologie fir d'Notzung vu Solarenergie. Dorënner huet sech d'Photovoltaikelleindustrie mat héichreinegem Silizium als Substrat extrem séier entwéckelt. Bis Enn 2023 huet déi kumulativ installéiert Solarvoltaikkapazitéit a mengem Land 250 Gigawatt iwwerschratt, an d'Photovoltaik-Stroumproduktioun huet 266,3 Milliarden kWh erreecht, eng Erhéijung vun ongeféier 30% am Verglach zum Vorjoer, an déi nei bäigefüügt Stroumproduktiounskapazitéit ass 78,42 Millioune Kilowatt, eng Erhéijung vun 154% am Verglach zum Vorjoer. Enn Juni war déi kumulativ installéiert Kapazitéit vun der Photovoltaik-Stroumproduktioun ongeféier 470 Millioune Kilowatt, wat d'Waasserkraaft iwwerholl huet a sech elo als déi zweetgréisst Stroumquell a mengem Land entwéckelt huet.
Wärend d'Photovoltaikindustrie sech séier entwéckelt, entwéckelt sech och d'Industrie vun neie Materialien, déi se ënnerstëtzt, séier. Quarzkomponenten, wéi z.B.Quarz-Tichelcher, Quarzbooter a Quarzfläsche gehéieren dozou, a spillen eng wichteg Roll am photovoltaesche Fabrikatiounsprozess. Zum Beispill gi Quarztichelcher benotzt fir geschmollte Silizium bei der Produktioun vu Siliziumstangen a Siliziumbarren ze halen; Quarzbooter, -réier, -fläschen, -reinigungstanken, etc. spillen eng Lagerfunktioun bei der Diffusioun, der Reinigung an anere Prozessverbindungen bei der Produktioun vu Solarzellen, etc., wouduerch d'Rengheet a Qualitéit vu Siliziummaterialien garantéiert ginn.
Haaptapplikatioune vu Quarzkomponenten fir d'Fotovoltaikproduktioun
Am Fabrikatiounsprozess vu Solarphotovoltaesche Zellen ginn Siliziumwaferen op engem Waferboot placéiert, an d'Boot gëtt op engem Waferbootsënnerstëtzung fir Diffusioun, LPCVD an aner thermesch Prozesser placéiert, während de Siliziumcarbid-Cantilever-Paddel déi wichtegst Belaaschtungskomponent ass fir d'Bootsënnerstëtzung, déi Siliziumwaferen dréit, an den Heizuewen an eraus ze beweegen. Wéi an der Figur hei ënnendrënner gewisen, kann de Siliziumcarbid-Cantilever-Paddel d'Konzentrizitéit vum Siliziumwafer an dem Uewenrouer garantéieren, wouduerch d'Diffusioun an d'Passivéierung méi gläichméisseg ginn. Gläichzäiteg ass et verschmotzungsfräi an net deforméiert bei héijen Temperaturen, huet eng gutt Wärmeschockbeständegkeet an eng grouss Belaaschtungskapazitéit, a gouf wäit verbreet am Beräich vun de Photovoltaesche Zellen agesat.
Schematesch Diagramm vun de wichtegste Batterieladekomponenten
Am Diffusiounsprozess vun der mëller Landung, dat traditionellt Quarzboot anWaferbootD'Siliziumwafer muss zesumme mam Quarz-Bootsënnerstëtzung an de Quarzröhrchen am Diffusiounsuewen geluecht ginn. Bei all Diffusiounsprozess gëtt de Quarz-Bootsënnerstëtzung, deen mat Siliziumwafere gefëllt ass, op de Siliziumcarbid-Paddel geluecht. Nodeems de Siliziumcarbid-Paddel an de Quarzröhrchen erakënnt, senkt de Paddel automatesch fir de Quarz-Bootsënnerstëtzung an de Siliziumwafer erofzesetzen, an da leeft hien lues zréck an den Urspronk. No all Prozess muss de Quarz-Bootsënnerstëtzung vum ... ewechgeholl ginn.Siliziumkarbid-PaddelSou heefeg Operatioune féieren dozou, datt d'Quarz-Bootsënnerstëtzung iwwer eng laang Zäit ofnotzt. Soubal d'Quarz-Bootsënnerstëtzung rickst a brécht, fällt déi ganz Quarz-Bootsënnerstëtzung vum Siliziumcarbid-Paddel of, an dann beschiedegt d'Quarzdeeler, d'Siliziumwafer an d'Siliziumcarbid-Paddelen drënner. D'Siliziumcarbid-Paddel ass deier a kann net reparéiert ginn. Wann en Accident geschitt, féiert dat zu groussen Eegentumsverloschter.
Beim LPCVD-Prozess entstinn net nëmmen déi uewe genannten thermesch Belaaschtungsproblemer, mä well de LPCVD-Prozess Silangas erfuerdert fir duerch de Siliziumwafer ze passéieren, wäert de laangfristege Prozess och eng Siliziumbeschichtung op der Wafer-Bootsträger an dem Wafer-Boot bilden. Wéinst der Inkonsistenz vun den thermeschen Ausdehnungskoeffizienten vum beschichtete Silizium a Quarz wäerten d'Bootsträger an de Boot räissen, an d'Liewensdauer gëtt däitlech reduzéiert. D'Liewensdauer vu gewéinleche Quarzbooter a Bootsträger am LPCVD-Prozess ass normalerweis nëmmen 2 bis 3 Méint. Dofir ass et besonnesch wichteg, d'Material vun der Bootsträger ze verbesseren, fir d'Stäerkt an d'Liewensdauer vun der Bootsträger ze erhéijen an esou Accidenter ze vermeiden.
Kuerz gesot, well d'Prozesszäit an d'Zuel vun de Mol während der Produktioun vu Solarzellen eropgoen, si Quarzbooter an aner Komponenten ufälleg fir verstoppte Rëss oder souguer Broch. D'Liewensdauer vu Quarzbooter a Quarzréier an den aktuellen Mainstream-Produktiounslinnen a China ass ongeféier 3-6 Méint, a si musse reegelméisseg fir d'Botzen, d'Ënnerhalt an den Ersatz vu Quarzträger ausgeschalt ginn. Ausserdeem ass den héichreine Quarzsand, deen als Rohmaterial fir Quarzkomponenten benotzt gëtt, de Moment an engem Zoustand vu knapper Offer an Nofro, an de Präis läit zënter laanger Zäit op engem héijen Niveau, wat offensichtlech net zur Verbesserung vun der Produktiounseffizienz an de wirtschaftleche Virdeeler bäidréit.
Siliziumkarbid Keramik"optauchen"
Elo hunn d'Leit e Material mat besserer Leeschtung entwéckelt fir e puer Quarzkomponenten z'ersetzen - Siliziumcarbidkeramik.
Siliziumkarbidkeramik huet eng gutt mechanesch Stäerkt, thermesch Stabilitéit, Héichtemperaturbeständegkeet, Oxidatiounsbeständegkeet, Wärmeschockbeständegkeet a chemesch Korrosiounsbeständegkeet a gëtt wäit verbreet a waarme Beräicher wéi Metallurgie, Maschinnen, nei Energien a Baumaterialien a Chemikalien agesat. Seng Leeschtung ass och genuch fir d'Diffusioun vun TOPcon-Zellen an der photovoltaescher Fabrikatioun, LPCVD (Nidderdrockchemesch Dampfdepositioun), PECVD (Plasmachemesch Dampfdepositioun) an aner thermesch Prozessverbindungen.
LPCVD Siliziumcarbid Bootsënnerstëtzung a bor-expandéiert Siliziumcarbid Bootsënnerstëtzung
Am Verglach mat traditionelle Quarzmaterialien hunn Bootsträger, Booter a Réierprodukter aus Siliziumcarbid-Keramikmaterialien eng méi héich Festigkeit, eng besser thermesch Stabilitéit, keng Deformatioun bei héijen Temperaturen an eng Liewensdauer vu méi wéi 5 Mol sou héich wéi déi vu Quarzmaterialien, wat d'Benotzungskäschten an den Energieverloscht duerch Ënnerhalt an Ausfallzäiten däitlech reduzéiere kann. De Käschtevirdeel ass offensichtlech, an d'Quell vu Rohmaterialien ass grouss.
Dorënner huet reaktiounsgesintert Siliziumkarbid (RBSiC) eng niddreg Sintertemperatur, niddreg Produktiounskäschten, eng héich Materialverdichtung a bal keng Volumenschrumpfung beim Reaktiounssinteren. Et ass besonnesch gëeegent fir d'Virbereedung vu groussen a komplex geformte Strukturdeeler. Dofir ass et am beschte gëeegent fir d'Produktioun vu groussen a komplexe Produkter wéi Bootsträger, Booter, Cantilever-Paddelen, Uewenréier, etc.
Siliziumkarbid-Waferbooterhunn och grouss Entwécklungsperspektiven an der Zukunft. Egal ob et ëm den LPCVD-Prozess oder de Bor-Expansiounsprozess geet, d'Liewensdauer vum Quarzboot ass relativ niddreg, an den thermeschen Expansiounskoeffizient vum Quarzmaterial ass net kompatibel mat deem vum Siliziumcarbidmaterial. Dofir ass et einfach, Ofwäichungen am Prozess vun der Upassung mam Siliziumcarbid-Boothalter bei héijer Temperatur ze hunn, wat dozou féiert, datt de Boot gerëselt oder souguer gebrach gëtt. De Siliziumcarbid-Boot benotzt de Prozesswee vun der Eendeelformung an der Gesamtveraarbechtung. Seng Form- a Positiounstoleranzufuerderunge si héich, an et kooperéiert besser mam Siliziumcarbid-Boothalter. Zousätzlech huet Siliziumcarbid eng héich Festigkeit, an de Boot ass vill manner wahrscheinlech duerch mënschlech Kollisioun ze bréchen wéi de Quarzboot.
Siliziumkarbid-Waferboot
D'Uewenröhr ass déi wichtegst Wärmetransferkomponent vum Uewen, déi eng Roll bei der Ofdichtung an engem eenheetleche Wärmetransfer spillt. Am Verglach mat Quarzuewenröhren hunn Siliziumkarbid-Uewenröhren eng gutt Wärmeleitfäegkeet, eenheetlech Heizung a gutt Wärmestabilitéit, an hir Liewensdauer ass méi wéi 5 Mol sou héich wéi déi vu Quarzuhren.
Resumé
Am Allgemengen, egal ob et ëm d'Produktleistung oder d'Benotzungskäschte geet, hunn Siliziumcarbid-Keramikmaterialien a verschiddene Beräicher vum Solarzellenberäich méi Virdeeler wéi Quarzmaterialien. D'Uwendung vu Siliziumcarbid-Keramikmaterialien an der Photovoltaikindustrie huet Photovoltaikfirmen däitlech gehollef, d'Investitiounskäschte fir Hëllefsmaterialien ze reduzéieren an d'Produktqualitéit an d'Kompetitivitéit ze verbesseren. An der Zukunft, mat der grousser Uwendung vu grousse Siliziumcarbid-Uewenréier, héichreine Siliziumcarbid-Booter a Bootsträger an der kontinuéierlecher Reduktioun vun de Käschten, wäert d'Uwendung vu Siliziumcarbid-Keramikmaterialien am Beräich vun de Photovoltaikzellen e Schlësselfaktor fir d'Verbesserung vun der Effizienz vun der Liichtenergiekonversioun an d'Reduktioun vun den Industriekäschten am Beräich vun der Photovoltaik-Energieerzeugung ginn, an et wäert en entscheedenden Impakt op d'Entwécklung vun der neier Photovoltaik-Energie hunn.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 05. November 2024