Нарны фотоволтайк цахилгаан үйлдвэрлэл нь дэлхийн хамгийн ирээдүйтэй шинэ эрчим хүчний салбар болсон. Полицахиур болон аморф цахиурын нарны зайтай харьцуулахад фотоволтайк цахилгаан үйлдвэрлэх материал болох монокристалл цахиур нь фотоэлектрик хувиргалтын өндөр үр ашигтай, арилжааны давуу талуудтай бөгөөд нарны фотоволтайк цахилгаан үйлдвэрлэлийн гол урсгал болсон. Чохралски (CZ) нь монокристалл цахиур бэлтгэх гол аргуудын нэг юм. Чохралски монокристалл зуухны найрлагад зуухны систем, вакуум систем, хийн систем, дулааны талбайн систем, цахилгаан хяналтын систем орно. Дулааны талбайн систем нь монокристалл цахиурын өсөлтийн хамгийн чухал нөхцлүүдийн нэг бөгөөд монокристалл цахиурын чанарт дулааны талбайн температурын градиент тархалт шууд нөлөөлдөг.
Дулааны талбайн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь голчлон нүүрстөрөгчийн материалаас (бал чулуун материал болон нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материал) бүрддэг бөгөөд эдгээрийг Зураг 1-т үзүүлсэнчлэн чиг үүргийнхээ дагуу тулгуур эд анги, функциональ эд анги, халаалтын элементүүд, хамгаалалтын эд анги, дулаан тусгаарлагч материал гэх мэт гэж хуваадаг. Монокристалл цахиурын хэмжээ үргэлжлэн нэмэгдэхийн хэрээр дулааны талбайн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэмжээний шаардлага ч мөн нэмэгдэж байна. Хэмжээст тогтвортой байдал, маш сайн механик шинж чанараас шалтгаалан нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалууд нь монокристалл цахиурын дулааны талбайн материалын эхний сонголт болж байна.
Цохралийн монокристалл цахиурын процесст цахиурын материал хайлахад цахиурын уур болон хайлсан цахиурын цацрал үүсч, нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын цахиурын элэгдэлд хүргэж, нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын механик шинж чанар, ашиглалтын хугацаанд ноцтой нөлөөлдөг. Тиймээс нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын цахиурын элэгдлийг хэрхэн бууруулж, ашиглалтын хугацааг нь сайжруулах нь монокристалл цахиур үйлдвэрлэгчид болон нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материал үйлдвэрлэгчдийн нийтлэг санаа зовоосон асуудлын нэг болжээ.Цахиурын карбидын бүрээсмаш сайн дулааны цохилтод тэсвэртэй болон элэгдэлд тэсвэртэй тул нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын гадаргуугийн бүрхүүлийн хамгаалалтын анхны сонголт болсон.
Энэхүү өгүүлэлд монокристалл цахиурын үйлдвэрлэлд ашигладаг нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалаас эхлээд цахиурын карбидын бүрхүүлийн үндсэн бэлтгэлийн аргууд, давуу болон сул талуудыг танилцуулж байна. Үүний үндсэн дээр нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын шинж чанарын дагуу нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалд цахиурын карбидын бүрхүүлийн хэрэглээ болон судалгааны явцыг авч үзэж, нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн дулааны талбайн материалын гадаргуугийн бүрхүүлийн хамгаалалтын санал, хөгжлийн чиглэлийг дэвшүүлж байна.
1 Бэлтгэх технологицахиурын карбидын бүрхүүл
1.1 Оруулга хийх арга
Суулгах аргыг ихэвчлэн C/C-sic нийлмэл материалын системд цахиурын карбидын дотор бүрхүүлийг бэлтгэхэд ашигладаг. Энэ арга нь эхлээд нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалыг ороохын тулд холимог нунтаг ашиглан, дараа нь тодорхой температурт дулааны боловсруулалт хийдэг. Холимог нунтаг болон дээжийн гадаргуугийн хооронд хэд хэдэн цогц физик-химийн урвал явагдаж, бүрхүүл үүсдэг. Үүний давуу тал нь үйл явц нь энгийн бөгөөд зөвхөн ганц процессоор нягт, хагаралгүй матрицын нийлмэл материалыг бэлтгэх боломжтой; Урьдчилан бэлтгэсэн хэлбэрээс эцсийн бүтээгдэхүүн хүртэл жижиг хэмжээтэй өөрчлөгддөг; Аливаа шилэн бэхжүүлсэн бүтцэд тохиромжтой; Бүрхүүл болон суурь материалын хооронд тодорхой найрлагын градиент үүсч болох бөгөөд энэ нь суурь материалтай сайн нийлдэг. Гэсэн хэдий ч өндөр температурт химийн урвал явагдах нь шилэн материалд гэмтэл учруулж, нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн матрицын механик шинж чанар буурах зэрэг сул талууд бас байдаг. Бүрхүүлийн жигд байдлыг хянах нь хэцүү бөгөөд энэ нь таталцал зэрэг хүчин зүйлээс шалтгаалан бүрхүүлийг жигд бус болгодог.
1.2 Зуурмаг бүрэх арга
Зуурмаг бүрэх арга нь бүрэх материал болон холбогчийг холимог болгон хольж, матрицын гадаргуу дээр жигд түрхэж, идэвхгүй агаар мандалд хатаасны дараа бүрсэн дээжийг өндөр температурт шатааж, шаардлагатай бүрэлтийг гаргаж авах явдал юм. Давуу талууд нь үйл явц нь энгийн бөгөөд ажиллуулахад хялбар, бүрээсийн зузааныг хянах хялбар байдаг; сул тал нь бүрээс болон суурь материалын хооронд холбоо барих бат бэх муу, бүрээсийн дулааны цохилтын эсэргүүцэл муу, бүрээсийн жигд байдал бага байдаг.
1.3 Химийн уурын урвалын арга
Химийн уурын урвал (CVR) арга нь хатуу цахиурын материалыг тодорхой температурт цахиурын уур болгон ууршуулж, дараа нь цахиурын уур нь матрицын дотор болон гадаргуу руу тархаж, матриц дахь нүүрстөрөгчтэй газар дээр нь урвалд орж цахиурын карбид үүсгэдэг процессын арга юм. Үүний давуу талууд нь зууханд жигд агаар мандал, тогтмол урвалын хурд, бүрсэн материалын тунадасны зузаан зэрэг орно; Энэ процесс нь энгийн бөгөөд ажиллуулахад хялбар бөгөөд цахиурын уурын даралт, тунадасны хугацаа болон бусад параметрүүдийг өөрчлөх замаар бүрхүүлийн зузааныг хянах боломжтой. Сул тал нь дээж нь зууханд байгаа байрлалаас ихээхэн хамаардаг бөгөөд зууханд байгаа цахиурын уурын даралт онолын жигд байдалд хүрч чадахгүй тул бүрэх зузаан жигд бус болдог.
1.4 Химийн ууршуулах арга
Химийн уурын тунадасжуулалт (ХУТТ) нь нүүрсустөрөгчийг хийн эх үүсвэр болгон, өндөр цэвэршилттэй N2/Ar-ийг зөөгч хий болгон ашиглан холимог хийг химийн уурын реакторт нэвтрүүлж, нүүрсустөрөгчийг тодорхой температур, даралтын дор задалж, нийлэгжүүлж, сарниулж, адсорбцолж, уусгаж нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалын гадаргуу дээр хатуу хальс үүсгэдэг процесс юм. Үүний давуу тал нь бүрхүүлийн нягтрал ба цэвэр байдлыг хянах боломжтой; Энэ нь илүү нарийн төвөгтэй хэлбэртэй ажлын хэсэгт тохиромжтой; Бүтээгдэхүүний талст бүтэц, гадаргуугийн морфологийг тунадасны параметрүүдийг тохируулах замаар хянаж болно. Сул талууд нь тунадасны хурд хэт бага, процесс нь нарийн төвөгтэй, үйлдвэрлэлийн өртөг өндөр, хагарал, торны согог, гадаргуугийн согог зэрэг бүрхүүлийн согог гарч болзошгүй юм.
Товчхондоо, суулгах арга нь технологийн шинж чанараараа хязгаарлагддаг бөгөөд энэ нь лабораторийн болон жижиг хэмжээтэй материалыг боловсруулах, үйлдвэрлэхэд тохиромжтой; Бүрэх арга нь тууштай байдал муутай тул массын үйлдвэрлэлд тохиромжгүй. CVR арга нь том хэмжээтэй бүтээгдэхүүний массын үйлдвэрлэлийг хангаж чаддаг боловч тоног төхөөрөмж, технологийн өндөр шаардлага тавьдаг. CVD арга нь бэлтгэхэд хамгийн тохиромжтой арга юм.SIC бүрхүүл, гэхдээ үйл явцыг хянах хүндрэлтэй тул CVR аргаас өндөр өртөгтэй байдаг.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 2-р сарын 22