सौर्य फोटोभोल्टिक ऊर्जा उत्पादन विश्वको सबैभन्दा आशाजनक नयाँ ऊर्जा उद्योग बनेको छ। पोलिसिलिकन र अमोर्फस सिलिकन सौर्य कोषहरूको तुलनामा, फोटोभोल्टिक ऊर्जा उत्पादन सामग्रीको रूपमा मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकनमा उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण दक्षता र उत्कृष्ट व्यावसायिक फाइदाहरू छन्, र सौर्य फोटोभोल्टिक ऊर्जा उत्पादनको मुख्यधारा बनेको छ। मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन तयार गर्ने मुख्य विधिहरू मध्ये एक हो जोक्राल्स्की (CZ)। कोक्राल्स्की मोनोक्रिस्टलाइन भट्टीको संरचनामा भट्टी प्रणाली, भ्याकुम प्रणाली, ग्यास प्रणाली, थर्मल क्षेत्र प्रणाली र विद्युतीय नियन्त्रण प्रणाली समावेश छ। मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकनको वृद्धिको लागि थर्मल क्षेत्र प्रणाली सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण अवस्थाहरू मध्ये एक हो, र मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकनको गुणस्तर थर्मल क्षेत्रको तापक्रम ढाँचा वितरणबाट प्रत्यक्ष रूपमा प्रभावित हुन्छ।
थर्मल फिल्ड कम्पोनेन्टहरू मुख्यतया कार्बन सामग्रीहरू (ग्रेफाइट सामग्रीहरू र कार्बन/कार्बन कम्पोजिट सामग्रीहरू) मिलेर बनेका हुन्छन्, जसलाई चित्र १ मा देखाइए अनुसार तिनीहरूको कार्य अनुसार समर्थन भागहरू, कार्यात्मक भागहरू, तताउने तत्वहरू, सुरक्षात्मक भागहरू, थर्मल इन्सुलेशन सामग्रीहरू, आदिमा विभाजन गरिएको छ। मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकनको आकार बढ्दै जाँदा, थर्मल फिल्ड कम्पोनेन्टहरूको लागि आकार आवश्यकताहरू पनि बढ्दै गइरहेका छन्। यसको आयामी स्थिरता र उत्कृष्ट मेकानिकल गुणहरूको कारणले गर्दा मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकनको लागि थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूको लागि कार्बन/कार्बन कम्पोजिट सामग्रीहरू पहिलो रोजाइ बन्छ।
czochralcian monocrystalline सिलिकनको प्रक्रियामा, सिलिकन सामग्री पग्लँदा सिलिकन वाष्प र पग्लिएको सिलिकन स्प्ल्याश उत्पादन हुनेछ, जसको परिणामस्वरूप कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूको सिलिसिफिकेशन क्षय हुनेछ, र कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूको मेकानिकल गुणहरू र सेवा जीवन गम्भीर रूपमा प्रभावित हुनेछ। त्यसकारण, कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूको सिलिसिफिकेशन क्षय कसरी कम गर्ने र तिनीहरूको सेवा जीवन कसरी सुधार गर्ने भन्ने कुरा मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन निर्माताहरू र कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्री निर्माताहरूको साझा चिन्ताको विषय बनेको छ।सिलिकन कार्बाइड कोटिंगउत्कृष्ट थर्मल झट्का प्रतिरोध र पहिरन प्रतिरोधको कारणले कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूको सतह कोटिंग सुरक्षाको लागि यो पहिलो रोजाइ बनेको छ।
यस पेपरमा, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन उत्पादनमा प्रयोग हुने कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूबाट सुरु गर्दै, सिलिकन कार्बाइड कोटिंगको मुख्य तयारी विधिहरू, फाइदाहरू र बेफाइदाहरू प्रस्तुत गरिएको छ। यस आधारमा, कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूको विशेषताहरू अनुसार कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूमा सिलिकन कार्बाइड कोटिंगको प्रयोग र अनुसन्धान प्रगतिको समीक्षा गरिन्छ, र कार्बन/कार्बन थर्मल फिल्ड सामग्रीहरूको सतह कोटिंग सुरक्षाको लागि सुझावहरू र विकास निर्देशनहरू अगाडि राखिन्छन्।
१ तयारी प्रविधिसिलिकन कार्बाइड कोटिंग
१.१ इम्बेडिङ विधि
इम्बेडिङ विधि प्रायः C/C-sic कम्पोजिट सामग्री प्रणालीमा सिलिकन कार्बाइडको भित्री कोटिंग तयार गर्न प्रयोग गरिन्छ। यो विधिले पहिले कार्बन/कार्बन कम्पोजिट सामग्रीलाई बेर्न मिश्रित पाउडर प्रयोग गर्दछ, र त्यसपछि निश्चित तापक्रममा ताप उपचार गर्दछ। मिश्रित पाउडर र नमूनाको सतह बीच कोटिंग बनाउन जटिल भौतिक-रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको श्रृंखला हुन्छ। यसको फाइदा यो हो कि प्रक्रिया सरल छ, केवल एकल प्रक्रियाले घना, क्र्याक-रहित म्याट्रिक्स कम्पोजिट सामग्रीहरू तयार गर्न सक्छ; प्रिफर्मबाट अन्तिम उत्पादनमा सानो आकार परिवर्तन; कुनै पनि फाइबर प्रबलित संरचनाको लागि उपयुक्त; कोटिंग र सब्सट्रेट बीच एक निश्चित संरचना ग्रेडियन्ट बनाउन सकिन्छ, जुन सब्सट्रेटसँग राम्रोसँग मिल्छ। यद्यपि, त्यहाँ बेफाइदाहरू पनि छन्, जस्तै उच्च तापक्रममा रासायनिक प्रतिक्रिया, जसले फाइबरलाई क्षति पुर्याउन सक्छ, र कार्बन/कार्बन म्याट्रिक्सको मेकानिकल गुणहरू घट्छन्। गुरुत्वाकर्षण जस्ता कारकहरूको कारणले कोटिंगको एकरूपता नियन्त्रण गर्न गाह्रो छ, जसले कोटिंगलाई असमान बनाउँछ।
१.२ स्लरी कोटिंग विधि
स्लरी कोटिंग विधि भनेको कोटिंग सामग्री र बाइन्डरलाई मिश्रणमा मिसाउनु हो, म्याट्रिक्सको सतहमा समान रूपमा ब्रश गर्नु हो, निष्क्रिय वातावरणमा सुकाएपछि, लेपित नमूनालाई उच्च तापक्रममा सिंटर गरिन्छ, र आवश्यक कोटिंग प्राप्त गर्न सकिन्छ। फाइदाहरू यो हो कि प्रक्रिया सरल र सञ्चालन गर्न सजिलो छ, र कोटिंग मोटाई नियन्त्रण गर्न सजिलो छ; बेफाइदा यो हो कि कोटिंग र सब्सट्रेट बीच कमजोर बन्धन शक्ति छ, र कोटिंगको थर्मल झटका प्रतिरोध कमजोर छ, र कोटिंगको एकरूपता कम छ।
१.३ रासायनिक वाष्प प्रतिक्रिया विधि
रासायनिक वाष्प प्रतिक्रिया (CVR) विधि भनेको एक प्रक्रिया विधि हो जसले ठोस सिलिकन सामग्रीलाई निश्चित तापक्रममा सिलिकन वाष्पमा बाष्पीकरण गर्छ, र त्यसपछि सिलिकन वाष्प म्याट्रिक्सको भित्री र सतहमा फैलिन्छ, र म्याट्रिक्समा कार्बनसँग प्रतिक्रिया गरेर सिलिकन कार्बाइड उत्पादन गर्छ। यसको फाइदाहरूमा भट्टीमा एकरूप वातावरण, लगातार प्रतिक्रिया दर र सबैतिर लेपित सामग्रीको निक्षेप मोटाई समावेश छ; प्रक्रिया सरल र सञ्चालन गर्न सजिलो छ, र सिलिकन वाष्प दबाब, निक्षेप समय र अन्य प्यारामिटरहरू परिवर्तन गरेर कोटिंग मोटाई नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। बेफाइदा यो हो कि नमूना भट्टीमा रहेको स्थितिबाट धेरै प्रभावित हुन्छ, र भट्टीमा सिलिकन वाष्प दबाब सैद्धान्तिक एकरूपतामा पुग्न सक्दैन, जसको परिणामस्वरूप असमान कोटिंग मोटाई हुन्छ।
१.४ रासायनिक वाष्प निक्षेपण विधि
रासायनिक वाष्प निक्षेपण (CVD) एउटा प्रक्रिया हो जसमा हाइड्रोकार्बनहरूलाई ग्यास स्रोतको रूपमा र उच्च शुद्धता N2/Ar लाई वाहक ग्यासको रूपमा प्रयोग गरिन्छ जसले रासायनिक वाष्प रिएक्टरमा मिश्रित ग्यासहरू परिचय गराउँछ, र हाइड्रोकार्बनहरूलाई विघटन, संश्लेषित, फैलिएको, सोस्ने र निश्चित तापक्रम र दबाबमा समाधान गरी कार्बन/कार्बन कम्पोजिट सामग्रीको सतहमा ठोस फिल्महरू बनाउँछ। यसको फाइदा यो हो कि कोटिंगको घनत्व र शुद्धता नियन्त्रण गर्न सकिन्छ; यो अधिक जटिल आकारको वर्क-पीसको लागि पनि उपयुक्त छ; उत्पादनको क्रिस्टल संरचना र सतह आकारविज्ञानलाई निक्षेपण प्यारामिटरहरू समायोजन गरेर नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। बेफाइदाहरू यो हो कि निक्षेपण दर धेरै कम छ, प्रक्रिया जटिल छ, उत्पादन लागत उच्च छ, र कोटिंग दोषहरू हुन सक्छन्, जस्तै दरारहरू, जाल दोषहरू र सतह दोषहरू।
संक्षेपमा, इम्बेडिङ विधि यसको प्राविधिक विशेषताहरूमा सीमित छ, जुन प्रयोगशाला र साना आकारका सामग्रीहरूको विकास र उत्पादनको लागि उपयुक्त छ; कोटिंग विधि यसको कमजोर स्थिरताको कारणले ठूलो उत्पादनको लागि उपयुक्त छैन। CVR विधिले ठूला आकारका उत्पादनहरूको ठूलो उत्पादन पूरा गर्न सक्छ, तर यसमा उपकरण र प्रविधिको लागि उच्च आवश्यकताहरू छन्। CVD विधि तयारीको लागि एक आदर्श विधि हो।SIC कोटिंग, तर प्रक्रिया नियन्त्रणमा कठिनाइको कारणले यसको लागत CVR विधि भन्दा बढी छ।
पोस्ट समय: फेब्रुअरी-२२-२०२४