Нарны гэрэл цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь дэлхийн хамгийн ирээдүйтэй шинэ эрчим хүчний салбар болжээ. Полисиликон ба аморф цахиурын нарны зайтай харьцуулахад монокристалл цахиур нь фотоволтайк эрчим хүч үйлдвэрлэх материалын хувьд фотоэлектрик хувиргах өндөр үр ашигтай, арилжааны гайхалтай давуу талтай бөгөөд нарны фото цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх гол урсгал болжээ. Czochralski (CZ) нь нэг талст цахиур бэлтгэх гол аргуудын нэг юм. Czochralski monocrystalline зуухны найрлагад зуухны систем, вакуум систем, хийн систем, дулааны талбайн систем, цахилгаан хяналтын систем орно. Дулааны талбайн систем нь нэг талст цахиурын өсөлтийн хамгийн чухал нөхцлүүдийн нэг бөгөөд нэг талст цахиурын чанарт дулааны талбайн температурын градиент хуваарилалт шууд нөлөөлдөг.
Дулааны талбайн бүрдэл хэсгүүд нь голчлон нүүрстөрөгчийн материалаас (графит материал ба нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материал) бүрддэг бөгөөд эдгээрийг 1-р зурагт үзүүлснээр чиг үүргийнхээ дагуу тулгуур хэсэг, функциональ хэсэг, халаах элемент, хамгаалалтын хэсэг, дулаан тусгаарлах материал гэх мэтээр хуваадаг. Монокристалл цахиурын хэмжээ нэмэгдэхийн хэрээр талбайн хэмжээ нэмэгдэх тусам талбайн хэмжээ нэмэгдэж байна. Нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материал нь хэмжээст тогтвортой байдал, маш сайн механик шинж чанараараа монокристалл цахиурын дулааны талбайн материалын анхны сонголт болдог.
Цохралын нэг талст цахиурын үйл явцад цахиурын материалыг хайлах нь цахиурын уур болон хайлсан цахиурын цацралтыг бий болгож, нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын цахиуржилтын элэгдэлд хүргэж, нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын механик шинж чанар, ашиглалтын хугацаа ноцтой нөлөөлнө. Иймээс нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын цахиуржилтын элэгдлийг хэрхэн бууруулах, ашиглалтын хугацааг хэрхэн сайжруулах вэ гэдэг нь нэг талст цахиур үйлдвэрлэгч болон нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материал үйлдвэрлэгчдийн нийтлэг тулгамдсан асуудлын нэг болоод байна.Цахиурын карбидын бүрээсМаш сайн дулааны цочрол болон элэгдэлд тэсвэртэй тул нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалыг гадаргууг бүрэх хамгаалах анхны сонголт болсон.
Энэхүү нийтлэлд нэг талст цахиурын үйлдвэрлэлд ашигладаг нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалаас эхлээд цахиурын карбидын бүрээсийг бэлтгэх үндсэн арга, давуу болон сул талуудыг танилцуулав. Үүний үндсэн дээр нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалд цахиурын карбидын бүрээсийн хэрэглээ, судалгааны явцыг нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын шинж чанарт нийцүүлэн хянаж, нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалыг гадаргууг бүрэх талаар санал, хөгжлийн чиглэлийг дэвшүүлэв.
1 бэлтгэх технологицахиурын карбидын бүрээс
1.1 Суулгах арга
C/C-sic нийлмэл материалын системд цахиурын карбидын дотоод бүрээсийг бэлтгэхэд суулгах аргыг ихэвчлэн ашигладаг. Энэ арга нь эхлээд нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалыг боохдоо холимог нунтаг хэрэглэж, дараа нь тодорхой температурт дулааны боловсруулалт хийдэг. Холимог нунтаг ба дээжийн гадаргуугийн хооронд хэд хэдэн нарийн төвөгтэй физик-химийн урвал явагддаг. Үүний давуу тал нь процесс нь энгийн, зөвхөн нэг процесс нь нягт, хагаралгүй матрицын нийлмэл материалыг бэлтгэх боломжтой; Бэлтгэхээс эцсийн бүтээгдэхүүн хүртэл жижиг хэмжээтэй өөрчлөлт; Шилэн хүчитгэсэн аливаа бүтцэд тохиромжтой; Бүрээс ба субстратын хооронд тодорхой найрлагын градиент үүсч болох бөгөөд энэ нь субстраттай сайн нийлдэг. Гэсэн хэдий ч өндөр температурт химийн урвал явагдах нь эслэгийг гэмтээж, нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн матрицын механик шинж чанар буурах зэрэг сул талууд байдаг. Бүрхүүл нь жигд бус болгодог хүндийн хүч гэх мэт хүчин зүйлсээс шалтгаалан бүрхүүлийн жигд байдлыг хянахад хэцүү байдаг.
1.2 Сларри бүрэх арга
Сларри бүрэх арга нь бүрэх материал, биндэрийг холимог болгон хольж, матрицын гадаргуу дээр жигд түрхэж, инертийн орчинд хатаасны дараа бүрсэн дээжийг өндөр температурт шингэлж, шаардлагатай бүрээсийг авах боломжтой. Давуу талууд нь процесс нь энгийн бөгөөд ажиллахад хялбар, бүрэх зузааныг хянахад хялбар байдаг; Сул тал нь бүрээс болон субстратын хооронд бэхэлгээний бат бөх чанар муу, бүрээсийн дулааны цохилтын эсэргүүцэл муу, бүрээсийн жигд байдал бага байдаг.
1.3 Химийн уурын урвалын арга
Химийн уурын урвал (CVR) гэдэг нь хатуу цахиур материалыг тодорхой температурт цахиурын уур болгон ууршуулж, дараа нь цахиурын уур нь матрицын дотор болон гадаргууд тархаж, матриц дахь нүүрстөрөгчтэй in situ урвалд орж цахиурын карбид үүсгэдэг процессын арга юм. Үүний давуу тал нь зууханд жигд уур амьсгал, тогтвортой урвалын хурд, хаа сайгүй бүрсэн материалын тунадасжилтын зузаан; Уг процесс нь энгийн бөгөөд ажиллахад хялбар бөгөөд цахиурын уурын даралт, хуримтлуулах хугацаа болон бусад параметрүүдийг өөрчлөх замаар бүрхүүлийн зузааныг хянах боломжтой. Сул тал нь дээж нь зуухны байрлалд ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд зуухны цахиурын уурын даралт нь онолын жигд байдалд хүрч чадахгүй тул бүрэх зузаан жигд бус байдаг.
1.4 Химийн уурын хуримтлуулах арга
Химийн уурын хуримтлал (CVD) нь нүүрсустөрөгчийг хийн эх үүсвэр, өндөр цэвэршилттэй N2/Ar-ыг тээвэрлэгч хий болгон химийн уурын реакторт холих, нүүрсустөрөгчийг задлах, нийлэгжүүлэх, сарниулах, шингээх, тодорхой температур, даралтын дор уусгах үйл явц юм. Үүний давуу тал нь бүрхүүлийн нягтрал, цэвэр байдлыг хянах боломжтой; Энэ нь илүү төвөгтэй хэлбэртэй ажлын хэсэгт тохиромжтой; Туналтын параметрүүдийг тохируулах замаар бүтээгдэхүүний талст бүтэц, гадаргуугийн морфологийг хянах боломжтой. Сул тал нь тунадасны хэмжээ хэт бага, үйл явц нь нарийн төвөгтэй, үйлдвэрлэлийн өртөг өндөр, хагарал, торны согог, гадаргуугийн согог зэрэг бүрхүүлийн согог байж болно.
Дүгнэж хэлэхэд, суулгах арга нь технологийн шинж чанараараа хязгаарлагддаг бөгөөд энэ нь лабораторийн болон жижиг хэмжээтэй материалыг боловсруулах, үйлдвэрлэхэд тохиромжтой; Бүрэх арга нь тууштай чанар муутай тул бөөнөөр үйлдвэрлэхэд тохиромжгүй. CVR арга нь том хэмжээний бүтээгдэхүүний масс үйлдвэрлэлийг хангах боломжтой боловч тоног төхөөрөмж, технологид илүү өндөр шаардлага тавьдаг. CVD арга нь бэлтгэхэд хамгийн тохиромжтой арга юмSIC бүрэх, гэхдээ процессын хяналтад хүндрэлтэй байдаг тул өртөг нь CVR аргаас өндөр байдаг.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 2-р сарын 22-ны хооронд