Bl-iżvilupp kontinwu tad-dinja tal-lum, l-enerġija mhux rinnovabbli qed issir dejjem aktar eżawrita, u s-soċjetà umana qed issir dejjem aktar urġenti li tuża enerġija rinnovabbli rappreżentata minn "riħ, dawl, ilma u nukleari". Meta mqabbla ma' sorsi oħra ta' enerġija rinnovabbli, il-bnedmin għandhom l-aktar teknoloġija matura, sigura u affidabbli għall-użu tal-enerġija solari. Fost dawn, l-industrija taċ-ċelloli fotovoltajċi b'silikon ta' purità għolja bħala s-sottostrat żviluppat b'rata mgħaġġla ħafna. Sa tmiem l-2023, il-kapaċità installata kumulattiva fotovoltajka solari ta' pajjiżi qabżet il-250 gigawatt, u l-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka laħqet il-266.3 biljun kWh, żieda ta' madwar 30% sena wara sena, u l-kapaċità ta' ġenerazzjoni tal-enerġija li għadha kif ġiet miżjuda hija ta' 78.42 miljun kilowatt, żieda ta' 154% sena wara sena. Sa tmiem Ġunju, il-kapaċità installata kumulattiva tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka kienet ta' madwar 470 miljun kilowatt, li qabżet l-idroenerġija biex saret it-tieni l-akbar sors ta' enerġija f'pajjiżi.
Filwaqt li l-industrija fotovoltajka qed tiżviluppa b'rata mgħaġġla, l-industrija tal-materjali l-ġodda li tappoġġjaha qed tiżviluppa wkoll b'rata mgħaġġla. Komponenti tal-kwarz bħalgriġjoli tal-kwarz, dgħajjes tal-kwarz, u fliexken tal-kwarz huma fosthom, u għandhom rwol importanti fil-proċess tal-manifattura fotovoltajka. Pereżempju, griġjoli tal-kwarz jintużaw biex iżommu s-silikon imdewweb fil-produzzjoni ta' vireg tas-silikon u ingotti tas-silikon; dgħajjes tal-kwarz, tubi, fliexken, tankijiet tat-tindif, eċċ. għandhom funzjoni ta' rfigħ fid-diffużjoni, it-tindif u konnessjonijiet oħra tal-proċess fil-produzzjoni taċ-ċelloli solari, eċċ., u jiżguraw il-purità u l-kwalità tal-materjali tas-silikon.
Applikazzjonijiet ewlenin tal-komponenti tal-kwarz għall-manifattura fotovoltajka
Fil-proċess tal-manifattura taċ-ċelloli fotovoltajċi solari, il-wejfers tas-silikon jitqiegħdu fuq dgħajsa tal-wejfer, u d-dgħajsa titqiegħed fuq appoġġ tad-dgħajsa tal-wejfer għad-diffużjoni, LPCVD u proċessi termali oħra, filwaqt li l-pala cantilever tal-karbur tas-silikon hija l-komponent ewlieni tat-tagħbija biex iċċaqlaq l-appoġġ tad-dgħajsa li jġorr il-wejfers tas-silikon ġewwa u barra mill-forn tat-tisħin. Kif muri fil-figura hawn taħt, il-pala cantilever tal-karbur tas-silikon tista' tiżgura l-konċentriċità tal-wejfer tas-silikon u t-tubu tal-forn, u b'hekk tagħmel id-diffużjoni u l-passivazzjoni aktar uniformi. Fl-istess ħin, hija ħielsa mit-tniġġis u ma tiġix deformata f'temperaturi għoljin, għandha reżistenza tajba għax-xokk termali u kapaċità ta' tagħbija kbira, u ntużat ħafna fil-qasam taċ-ċelloli fotovoltajċi.
Dijagramma skematika tal-komponenti ewlenin tat-tagħbija tal-batterija
Fil-proċess ta' diffużjoni ta' nżul artab, id-dgħajsa tradizzjonali tal-kwarz udgħajsa tal-wejferIs-support jeħtieġ li jpoġġi l-wejfer tas-silikon flimkien mas-support tad-dgħajsa tal-kwarz fit-tubu tal-kwarz fil-forn tad-diffużjoni. F'kull proċess ta' diffużjoni, is-support tad-dgħajsa tal-kwarz mimli b'wejfers tas-silikon jitqiegħed fuq il-pala tal-karbur tas-silikon. Wara li l-pala tal-karbur tas-silikon tidħol fit-tubu tal-kwarz, il-pala tegħreq awtomatikament biex tpoġġi s-support tad-dgħajsa tal-kwarz u l-wejfer tas-silikon, u mbagħad terġa' lura bil-mod lejn l-oriġini. Wara kull proċess, is-support tad-dgħajsa tal-kwarz jeħtieġ li jitneħħa mill-pala tal-karbur tas-silikonTħaddim frekwenti bħal dan jikkawża li s-support tad-dgħajsa tal-kwarz jintlibes fuq perjodu twil ta' żmien. Ladarba s-support tad-dgħajsa tal-kwarz jinkiser u jinqasam, is-support kollu tad-dgħajsa tal-kwarz jaqa' mill-pala tal-karbur tas-silikon, u mbagħad jagħmel ħsara lill-partijiet tal-kwarz, il-wejfers tas-silikon u l-pali tal-karbur tas-silikon taħthom. Il-pala tal-karbur tas-silikon hija għalja u ma tistax tissewwa. Ladarba jseħħ aċċident, dan jikkawża telf kbir ta' proprjetà.
Fil-proċess LPCVD, mhux biss se jseħħu l-problemi ta' stress termali msemmija hawn fuq, iżda peress li l-proċess LPCVD jeħtieġ li l-gass tas-silan jgħaddi mill-wejfer tas-silikon, il-proċess fit-tul se jifforma wkoll kisi tas-silikon fuq l-appoġġ tad-dgħajsa tal-wejfer u d-dgħajsa tal-wejfer. Minħabba l-inkonsistenza tal-koeffiċjenti ta' espansjoni termali tas-silikon miksi u l-kwarz, l-appoġġ tad-dgħajsa u d-dgħajsa se jinkisru, u l-ħajja se titnaqqas serjament. Il-ħajja tad-dgħajjes ordinarji tal-kwarz u l-appoġġi tad-dgħajjes fil-proċess LPCVD ġeneralment hija biss minn xahrejn sa tlieta. Għalhekk, huwa partikolarment importanti li jittejjeb il-materjal tal-appoġġ tad-dgħajsa biex tiżdied is-saħħa u l-ħajja tas-servizz tal-appoġġ tad-dgħajsa biex jiġu evitati inċidenti bħal dawn.
Fil-qosor, hekk kif il-ħin tal-proċess u n-numru ta' drabi jiżdiedu matul il-produzzjoni taċ-ċelloli solari, id-dgħajjes tal-kwarz u komponenti oħra huma suxxettibbli għal xquq moħbija jew saħansitra ksur. Il-ħajja tad-dgħajjes tal-kwarz u t-tubi tal-kwarz fil-linji ta' produzzjoni ewlenin attwali fiċ-Ċina hija ta' madwar 3-6 xhur, u jeħtieġ li jingħalqu regolarment għat-tindif, il-manutenzjoni u s-sostituzzjoni tat-trasportaturi tal-kwarz. Barra minn hekk, ir-ramel tal-kwarz ta' purità għolja użat bħala l-materja prima għall-komponenti tal-kwarz bħalissa jinsab fi stat ta' provvista u domanda stretta, u l-prezz ilu f'livell għoli għal żmien twil, li ovvjament mhux ta' għajnuna għat-titjib tal-effiċjenza tal-produzzjoni u l-benefiċċji ekonomiċi.
Ċeramika tal-karbur tas-silikon"idher"
Issa, in-nies ħarġu b'materjal b'prestazzjoni aħjar biex jissostitwixxu xi komponenti tal-kwarz - ċeramika tal-karbur tas-silikon.
Iċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon għandha saħħa mekkanika tajba, stabbiltà termali, reżistenza għat-temperatura għolja, reżistenza għall-ossidazzjoni, reżistenza għax-xokk termali u reżistenza għall-korrużjoni kimika, u tintuża ħafna f'oqsma sħan bħal metallurġija, makkinarju, enerġija ġdida, u materjali u kimiċi tal-bini. Il-prestazzjoni tagħha hija wkoll suffiċjenti għad-diffużjoni taċ-ċelloli TOPcon fil-manifattura fotovoltajka, LPCVD (depożizzjoni kimika tal-fwar bi pressjoni baxxa), PECVD (depożizzjoni kimika tal-fwar tal-plażma) u konnessjonijiet oħra ta' proċessi termali.
Appoġġ għad-dgħajjes tal-karbur tas-silikon LPCVD u appoġġ għad-dgħajjes tal-karbur tas-silikon estiż bil-boron
Meta mqabbla mal-materjali tradizzjonali tal-kwarz, is-sostenituri tad-dgħajjes, id-dgħajjes, u l-prodotti tat-tubi magħmula minn materjali taċ-ċeramika tas-silikon karbur għandhom saħħa ogħla, stabbiltà termali aħjar, l-ebda deformazzjoni f'temperaturi għoljin, u ħajja ta' aktar minn 5 darbiet dik tal-materjali tal-kwarz, li tista' tnaqqas b'mod sinifikanti l-ispiża tal-użu u t-telf ta' enerġija kkawżat mill-manutenzjoni u l-ħin ta' waqfien. Il-vantaġġ fl-ispiża huwa ovvju, u s-sors tal-materja prima huwa wiesa'.
Fost dawn, is-silikon karbur sinterizzat bir-reazzjoni (RBSiC) għandu temperatura baxxa ta' sinterizzazzjoni, spiża baxxa ta' produzzjoni, densifikazzjoni għolja tal-materjal, u kważi l-ebda tnaqqis fil-volum waqt is-sinterizzazzjoni bir-reazzjoni. Huwa partikolarment adattat għall-preparazzjoni ta' partijiet strutturali ta' daqs kbir u forom kumplessi. Għalhekk, huwa l-aktar adattat għall-produzzjoni ta' prodotti ta' daqs kbir u kumplessi bħal appoġġi tad-dgħajjes, dgħajjes, paletti cantilever, tubi tal-forn, eċċ.
Dgħajjes tal-wejfer tal-karbur tas-silikongħandhom ukoll prospetti ta' żvilupp kbar fil-futur. Irrispettivament mill-proċess LPCVD jew il-proċess ta' espansjoni tal-boron, il-ħajja tad-dgħajsa tal-kwarz hija relattivament baxxa, u l-koeffiċjent ta' espansjoni termali tal-materjal tal-kwarz mhuwiex konsistenti ma' dak tal-materjal tal-karbur tas-silikon. Għalhekk, huwa faċli li jkun hemm devjazzjonijiet fil-proċess ta' tqabbil mad-detentur tad-dgħajsa tal-karbur tas-silikon f'temperatura għolja, li jwassal għas-sitwazzjoni li tħawwad id-dgħajsa jew saħansitra tkisser id-dgħajsa. Id-dgħajsa tal-karbur tas-silikon tadotta r-rotta tal-proċess tal-iffurmar f'biċċa waħda u l-ipproċessar ġenerali. Ir-rekwiżiti tat-tolleranza tal-forma u l-pożizzjoni tagħha huma għoljin, u tikkoopera aħjar mad-detentur tad-dgħajsa tal-karbur tas-silikon. Barra minn hekk, il-karbur tas-silikon għandu saħħa għolja, u d-dgħajsa hija ħafna inqas probabbli li tinkiser minħabba ħabta umana mid-dgħajsa tal-kwarz.
Dgħajsa tal-wejfer tal-karbur tas-silikon
It-tubu tal-forn huwa l-komponent ewlieni tat-trasferiment tas-sħana tal-forn, li għandu rwol fis-siġillar u t-trasferiment uniformi tas-sħana. Meta mqabbla mat-tubi tal-forn tal-kwarz, it-tubi tal-forn tal-karbur tas-silikon għandhom konduttività termali tajba, tisħin uniformi, u stabbiltà termali tajba, u l-ħajja tagħhom hija aktar minn 5 darbiet dik tat-tubi tal-kwarz.
Sommarju
B'mod ġenerali, kemm jekk f'termini ta' prestazzjoni tal-prodott kif ukoll ta' spiża tal-użu, il-materjali taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon għandhom aktar vantaġġi minn materjali tal-kwarz f'ċerti aspetti tal-qasam taċ-ċelloli solari. L-applikazzjoni ta' materjali taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon fl-industrija fotovoltajka għenet ħafna lill-kumpaniji fotovoltajċi jnaqqsu l-ispiża tal-investiment ta' materjali awżiljarji u jtejbu l-kwalità u l-kompetittività tal-prodott. Fil-futur, bl-applikazzjoni fuq skala kbira ta' tubi tal-forn tal-karbur tas-silikon ta' daqs kbir, dgħajjes tal-karbur tas-silikon ta' purità għolja u appoġġi għad-dgħajjes u t-tnaqqis kontinwu tal-ispejjeż, l-applikazzjoni ta' materjali taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon fil-qasam taċ-ċelloli fotovoltajċi se ssir fattur ewlieni fit-titjib tal-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija tad-dawl u t-tnaqqis tal-ispejjeż tal-industrija fil-qasam tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka, u se jkollha impatt importanti fuq l-iżvilupp ta' enerġija fotovoltajka ġdida.
Ħin tal-posta: 05 ta' Novembru 2024