Il-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka solari saret l-aktar industrija promettenti tal-enerġija ġdida fid-dinja. Meta mqabbel maċ-ċelloli solari tal-polisilikon u tas-silikon amorfu, is-silikon monokristallin, bħala materjal għall-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka, għandu effiċjenza għolja ta' konverżjoni fotoelettrika u vantaġġi kummerċjali eċċellenti, u sar il-materjal ewlieni tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka solari. Czochralski (CZ) huwa wieħed mill-metodi ewlenin biex jiġi ppreparat is-silikon monokristallin. Il-kompożizzjoni tal-forn monokristallin Czochralski tinkludi sistema tal-forn, sistema tal-vakwu, sistema tal-gass, sistema tal-kamp termali u sistema ta' kontroll elettriku. Is-sistema tal-kamp termali hija waħda mill-aktar kundizzjonijiet importanti għat-tkabbir tas-silikon monokristallin, u l-kwalità tas-silikon monokristallin hija affettwata direttament mid-distribuzzjoni tal-gradjent tat-temperatura tal-kamp termali.
Il-komponenti tal-kamp termali huma prinċipalment magħmula minn materjali tal-karbonju (materjali tal-grafita u materjali komposti tal-karbonju/karbonju), li huma maqsuma f'partijiet ta' appoġġ, partijiet funzjonali, elementi ta' tisħin, partijiet protettivi, materjali ta' insulazzjoni termali, eċċ., skont il-funzjonijiet tagħhom, kif muri fil-Figura 1. Hekk kif id-daqs tas-silikon monokristallin ikompli jiżdied, ir-rekwiżiti tad-daqs għall-komponenti tal-kamp termali qed jiżdiedu wkoll. Il-materjali komposti tal-karbonju/karbonju jsiru l-ewwel għażla għall-materjali tal-kamp termali għas-silikon monokristallin minħabba l-istabbiltà dimensjonali u l-proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti tagħhom.
Fil-proċess tas-silikon monokristallin czochralċjan, it-tidwib tal-materjal tas-silikon jipproduċi fwar tas-silikon u tixrid ta' silikon imdewweb, li jirriżulta fl-erożjoni tas-siliċifikazzjoni tal-materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju, u l-proprjetajiet mekkaniċi u l-ħajja tas-servizz tal-materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju huma affettwati serjament. Għalhekk, kif titnaqqas l-erożjoni tas-siliċifikazzjoni tal-materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju u tittejjeb il-ħajja tas-servizz tagħhom saret waħda mit-tħassib komuni tal-manifatturi tas-silikon monokristallin u l-manifatturi tal-materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju.Kisi tal-karbur tas-silikonsaret l-ewwel għażla għall-protezzjoni tal-kisi tal-wiċċ ta' materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju minħabba r-reżistenza eċċellenti tagħha għax-xokk termali u r-reżistenza għall-użu.
F'dan id-dokument, billi nibdew minn materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju użati fil-produzzjoni tas-silikon monokristallin, jiġu introdotti l-metodi ewlenin ta' preparazzjoni, il-vantaġġi u l-iżvantaġġi tal-kisi tal-karbur tas-silikon. Fuq din il-bażi, l-applikazzjoni u l-progress fir-riċerka tal-kisi tal-karbur tas-silikon f'materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju huma riveduti skont il-karatteristiċi tal-materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju, u jiġu ppreżentati suġġerimenti u direzzjonijiet ta' żvilupp għall-protezzjoni tal-kisi tal-wiċċ tal-materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju.
1 Teknoloġija ta' preparazzjoni ta'kisi tal-karbur tas-silikon
1.1 Metodu ta' inkorporazzjoni
Il-metodu ta' inkorporazzjoni spiss jintuża biex jipprepara l-kisi intern tal-karbur tas-silikon fis-sistema ta' materjal kompost C/C-sic. Dan il-metodu l-ewwel juża trab imħallat biex igeżwer il-materjal kompost tal-karbonju/karbonju, u mbagħad iwettaq trattament bis-sħana f'ċerta temperatura. Serje ta' reazzjonijiet fiżiko-kimiċi kumplessi jseħħu bejn it-trab imħallat u l-wiċċ tal-kampjun biex jifforma l-kisi. Il-vantaġġ tiegħu huwa li l-proċess huwa sempliċi, proċess wieħed biss jista' jipprepara materjali komposti matriċi densi u mingħajr xquq; Bidla żgħira fid-daqs mill-preforma għall-prodott finali; Adattat għal kwalunkwe struttura rinforzata bil-fibra; Jista' jiġi ffurmat ċertu gradjent ta' kompożizzjoni bejn il-kisi u s-sottostrat, li huwa kkombinat tajjeb mas-sottostrat. Madankollu, hemm ukoll żvantaġġi, bħar-reazzjoni kimika f'temperatura għolja, li tista' tagħmel ħsara lill-fibra, u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-matriċi tal-karbonju/karbonju jonqsu. L-uniformità tal-kisi hija diffiċli biex tiġi kkontrollata, minħabba fatturi bħall-gravità, li tagħmel il-kisi irregolari.
1.2 Metodu ta' kisi bit-taħlita
Il-metodu tal-kisi bit-taħlita huwa li l-materjal tal-kisi u l-leganti jitħalltu flimkien, u mbagħad il-wiċċ tal-matriċi jiġi applikat b'mod uniformi bil-pinzell. Wara li jinxef f'atmosfera inerti, il-kampjun miksi jiġi sinterizzat f'temperatura għolja, u b'hekk jinkiseb il-kisi meħtieġ. Il-vantaġġi huma li l-proċess huwa sempliċi u faċli biex jitħaddem, u l-ħxuna tal-kisi hija faċli biex tiġi kkontrollata; L-iżvantaġġ huwa li s-saħħa tal-irbit bejn il-kisi u s-sottostrat hija fqira, u r-reżistenza għax-xokk termali tal-kisi hija fqira, u l-uniformità tal-kisi hija baxxa.
1.3 Metodu ta' reazzjoni kimika tal-fwar
Il-metodu tar-reazzjoni tal-fwar kimiku (CVR) huwa metodu ta' proċess li jevapora materjal tas-silikon solidu f'fwar tas-silikon f'ċerta temperatura, u mbagħad il-fwar tas-silikon jinfirex fil-wiċċ u ġewwa tal-matriċi, u jirreaġixxi in situ mal-karbonju fil-matriċi biex jipproduċi karbur tas-silikon. Il-vantaġġi tiegħu jinkludu atmosfera uniformi fil-forn, rata ta' reazzjoni konsistenti u ħxuna tad-depożizzjoni tal-materjal miksi kullimkien; Il-proċess huwa sempliċi u faċli biex jitħaddem, u l-ħxuna tal-kisi tista' tiġi kkontrollata billi tinbidel il-pressjoni tal-fwar tas-silikon, il-ħin tad-depożizzjoni u parametri oħra. L-iżvantaġġ huwa li l-kampjun huwa affettwat ħafna mill-pożizzjoni fil-forn, u l-pressjoni tal-fwar tas-silikon fil-forn ma tistax tilħaq l-uniformità teoretika, li tirriżulta fi ħxuna irregolari tal-kisi.
1.4 Metodu ta' depożizzjoni kimika tal-fwar
Id-depożizzjoni kimika tal-fwar (CVD) hija proċess fejn l-idrokarburi jintużaw bħala sors ta' gass u N2/Ar ta' purità għolja bħala gass trasportatur biex jintroduċu gassijiet imħallta f'reattur tal-fwar kimiku, u l-idrokarburi jiġu dekomposti, sintetizzati, imxerrda, assorbiti u riżolti taħt ċerta temperatura u pressjoni biex jiffurmaw films solidi fuq il-wiċċ ta' materjali komposti tal-karbonju/karbonju. Il-vantaġġ tagħha huwa li d-densità u l-purità tal-kisi jistgħu jiġu kkontrollati; Hija wkoll adattata għal biċċa xogħol b'forma aktar kumplessa; L-istruttura tal-kristall u l-morfoloġija tal-wiċċ tal-prodott jistgħu jiġu kkontrollati billi jiġu aġġustati l-parametri tad-depożizzjoni. L-iżvantaġġi huma li r-rata ta' depożizzjoni hija baxxa wisq, il-proċess huwa kumpless, l-ispiża tal-produzzjoni hija għolja, u jista' jkun hemm difetti fil-kisi, bħal xquq, difetti fil-malja u difetti fil-wiċċ.
Fil-qosor, il-metodu ta' inkorporazzjoni huwa limitat għall-karatteristiċi teknoloġiċi tiegħu, li huwa adattat għall-iżvilupp u l-produzzjoni ta' materjali tal-laboratorju u ta' daqs żgħir; il-metodu ta' kisi mhuwiex adattat għall-produzzjoni tal-massa minħabba l-konsistenza fqira tiegħu. Il-metodu CVR jista' jissodisfa l-produzzjoni tal-massa ta' prodotti ta' daqs kbir, iżda għandu rekwiżiti ogħla għat-tagħmir u t-teknoloġija. Il-metodu CVD huwa metodu ideali għall-preparazzjoniKisi SIC, iżda l-ispiża tiegħu hija ogħla mill-metodu CVR minħabba d-diffikultà tiegħu fil-kontroll tal-proċess.
Ħin tal-posta: 22 ta' Frar 2024