ସୌର ଫଟୋଭୋଲ୍ଟାଇକ୍ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ବିଶ୍ୱର ସବୁଠାରୁ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିବଦ୍ଧ ନୂତନ ଶକ୍ତି ଶିଳ୍ପ ପାଲଟିଛି। ପଲିସିଲିକନ୍ ଏବଂ ଆମୋରଫସ୍ ସିଲିକନ୍ ସୌର କୋଷ ତୁଳନାରେ, ଏକ ଫଟୋଭୋଲ୍ଟାଇକ୍ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ମୋନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକନ୍ର ଉଚ୍ଚ ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ରୂପାନ୍ତର ଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ବାଣିଜ୍ୟିକ ସୁବିଧା ରହିଛି, ଏବଂ ଏହା ସୌର ଫଟୋଭୋଲ୍ଟାଇକ୍ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନର ମୁଖ୍ୟଧାରାରେ ପରିଣତ ହୋଇଛି। ମୋନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକନ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବାର ମୁଖ୍ୟ ପଦ୍ଧତି ମଧ୍ୟରୁ ଜୋକ୍ରାଲ୍ସ୍କି (CZ) ହେଉଛି। ଜୋକ୍ରାଲ୍ସ୍କି ମୋନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ଫର୍ଣ୍ଣେସର ଗଠନରେ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ସିଷ୍ଟମ୍, ଭାକ୍ୟୁମ୍ ସିଷ୍ଟମ୍, ଗ୍ୟାସ୍ ସିଷ୍ଟମ୍, ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରଣାଳୀ ଏବଂ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରଣାଳୀ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ମୋନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକର ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରଣାଳୀ ସବୁଠାରୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପରିସ୍ଥିତି ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ, ଏବଂ ମୋନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକର ଗୁଣବତ୍ତା ସିଧାସଳଖ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ରର ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ବଣ୍ଟନ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ।
ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ମୁଖ୍ୟତଃ କାର୍ବନ ସାମଗ୍ରୀ (ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ କାର୍ବନ/କାରବନ ମିଶ୍ରିତ ସାମଗ୍ରୀ) ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ, ଯାହାକୁ ଚିତ୍ର 1 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ସେମାନଙ୍କର କାର୍ଯ୍ୟ ଅନୁଯାୟୀ ସହାୟକ ଅଂଶ, କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଅଂଶ, ଗରମ ଉପାଦାନ, ସୁରକ୍ଷା ଅଂଶ, ତାପଜ ଇନସୁଲେସନ ସାମଗ୍ରୀ ଇତ୍ୟାଦିରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି। ମନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକନର ଆକାର ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ଆକାର ଆବଶ୍ୟକତା ମଧ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ପାଉଛି। ଏହାର ମାତ୍ରାଗତ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ କାର୍ବନ/କାରବନ ମିଶ୍ରିତ ସାମଗ୍ରୀ ମନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକନ ପାଇଁ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀ ପାଇଁ ପ୍ରଥମ ପସନ୍ଦ ହୋଇଯାଏ।
କ୍ଜୋକ୍ରାଲିଆନ୍ ମୋନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକନ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ, ସିଲିକନ୍ ସାମଗ୍ରୀର ତରଳିବା ଦ୍ଵାରା ସିଲିକନ୍ ବାଷ୍ପ ଏବଂ ତରଳିଥିବା ସିଲିକନ୍ ସ୍ପ୍ଲାସ୍ ସୃଷ୍ଟି ହେବ, ଯାହା ଫଳରେ କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀର ସିଲିସିଫିକେସନ୍ କ୍ଷୟ ହେବ, ଏବଂ କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଏବଂ ସେବା ଜୀବନ ଗୁରୁତର ଭାବରେ ପ୍ରଭାବିତ ହେବ। ତେଣୁ, କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀର ସିଲିସିଫିକେସନ୍ କ୍ଷୟକୁ କିପରି ହ୍ରାସ କରାଯିବ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ସେବା ଜୀବନକୁ କିପରି ଉନ୍ନତ କରାଯିବ ତାହା ମୋନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକନ୍ ନିର୍ମାତା ଏବଂ କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀ ନିର୍ମାତାଙ୍କ ସାଧାରଣ ଚିନ୍ତାର ବିଷୟ ପାଲଟିଛି।ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଆବରଣଏହାର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଥର୍ମାଲ୍ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ପରିଧାନ ପ୍ରତିରୋଧ ଯୋଗୁଁ କାର୍ବନ/କାରବନ ଥର୍ମାଲ୍ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀର ପୃଷ୍ଠ ଆବରଣ ସୁରକ୍ଷା ପାଇଁ ଏହା ପ୍ରଥମ ପସନ୍ଦ ପାଲଟିଛି।
ଏହି ପତ୍ରିକାରେ, ମୋନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ସିଲିକନ୍ ଉତ୍ପାଦନରେ ବ୍ୟବହୃତ କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀଠାରୁ ଆରମ୍ଭ କରି, ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଆବରଣର ମୁଖ୍ୟ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପଦ୍ଧତି, ସୁବିଧା ଏବଂ ଅସୁବିଧା ବିଷୟରେ ଆଲୋଚନା କରାଯାଇଛି। ଏହି ଆଧାରରେ, କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଅନୁଯାୟୀ କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀରେ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଆବରଣର ପ୍ରୟୋଗ ଏବଂ ଗବେଷଣା ପ୍ରଗତି ସମୀକ୍ଷା କରାଯାଇଛି, ଏବଂ କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ତାପଜ କ୍ଷେତ୍ର ସାମଗ୍ରୀର ପୃଷ୍ଠ ଆବରଣ ସୁରକ୍ଷା ପାଇଁ ପରାମର୍ଶ ଏବଂ ବିକାଶ ଦିଗ ଦିଆଯାଇଛି।
୧ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଆବରଣ
୧.୧ ଏମ୍ବେଡିଂ ପଦ୍ଧତି
ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡର ଭିତର ଆବରଣ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରାୟତଃ ଏମ୍ବେଡିଂ ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ଏହି ପଦ୍ଧତି ପ୍ରଥମେ କାର୍ବନ/କାରବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ସାମଗ୍ରୀକୁ ଗୁଡ଼ାଇବା ପାଇଁ ମିଶ୍ରିତ ପାଉଡର ବ୍ୟବହାର କରେ, ଏବଂ ତା’ପରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତାପମାତ୍ରାରେ ତାପ ଚିକିତ୍ସା କରେ। ମିଶ୍ରିତ ପାଉଡର ଏବଂ ନମୁନାର ପୃଷ୍ଠ ମଧ୍ୟରେ ଆବରଣ ଗଠନ ପାଇଁ ଜଟିଳ ଭୌତିକ-ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଏକ ଶୃଙ୍ଖଳା ଘଟେ। ଏହାର ସୁବିଧା ହେଉଛି ଯେ ପ୍ରକ୍ରିୟାଟି ସରଳ, କେବଳ ଗୋଟିଏ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଘନ, ଫାଟ-ମୁକ୍ତ ମାଟ୍ରିକ୍ସ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିପାରିବ; ପ୍ରିଫର୍ମରୁ ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ଉତ୍ପାଦକୁ ଛୋଟ ଆକାରର ପରିବର୍ତ୍ତନ; ଯେକୌଣସି ଫାଇବର ପ୍ରବର୍ଦ୍ଧିତ ଗଠନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ; ଆବରଣ ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ରଚନା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ଗଠନ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସହିତ ଭଲ ଭାବରେ ମିଶିଥାଏ। ତଥାପି, ଏହାର ଅସୁବିଧା ମଧ୍ୟ ଅଛି, ଯେପରିକି ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା, ଯାହା ଫାଇବରକୁ କ୍ଷତି ପହଞ୍ଚାଇପାରେ, ଏବଂ କାର୍ବନ/କାରବନ ମାଟ୍ରିକ୍ସର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ହ୍ରାସ ପାଏ। ଗୁରୁତ୍ୱାକର୍ଷଣ ଭଳି କାରଣ ଯୋଗୁଁ ଆବରଣର ସମାନତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା କଷ୍ଟକର, ଯାହା ଆବରଣକୁ ଅସମାନ କରିଥାଏ।
୧.୨ ସ୍ଲରି ଆବରଣ ପଦ୍ଧତି
ସ୍ଲରି ଆବରଣ ପଦ୍ଧତି ହେଉଛି ଆବରଣ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ବାଇଣ୍ଡରକୁ ଏକ ମିଶ୍ରଣରେ ମିଶ୍ରଣ କରିବା, ମାଟ୍ରିକ୍ସର ପୃଷ୍ଠରେ ସମାନ ଭାବରେ ବ୍ରଶ୍ କରିବା, ଏକ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଶୁଖିବା ପରେ, ଆବରଣ ନମୁନାକୁ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ସିଣ୍ଟର କରାଯାଏ, ଏବଂ ଆବଶ୍ୟକ ଆବରଣ ମିଳିପାରିବ। ଏହାର ସୁବିଧା ହେଉଛି ପ୍ରକ୍ରିୟାଟି ସରଳ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ସହଜ, ଏବଂ ଆବରଣ ଘନତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ସହଜ; ଅସୁବିଧା ହେଉଛି ଆବରଣ ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ଖରାପ ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ଅଛି, ଏବଂ ଆବରଣର ତାପଜ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧ ଦୁର୍ବଳ, ଏବଂ ଆବରଣର ସମାନତା କମ୍।
୧.୩ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପଦ୍ଧତି
ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (CVR) ପଦ୍ଧତି ଏକ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପଦ୍ଧତି ଯାହା ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତାପମାତ୍ରାରେ କଠିନ ସିଲିକନ୍ ସାମଗ୍ରୀକୁ ସିଲିକନ୍ ବାଷ୍ପରେ ପରିଣତ କରେ, ଏବଂ ତା’ପରେ ସିଲିକନ୍ ବାଷ୍ପ ମାଟ୍ରିକ୍ସର ଭିତର ଏବଂ ପୃଷ୍ଠରେ ବିସ୍ତାରିତ ହୁଏ, ଏବଂ ମାଟ୍ରିକ୍ସରେ କାର୍ବନ ସହିତ ସ୍ଥିତିଗତ ଭାବରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରେ। ଏହାର ସୁବିଧା ମଧ୍ୟରେ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ରେ ସମାନ ବାୟୁମଣ୍ଡଳ, ସ୍ଥିର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାର ଏବଂ ସର୍ବତ୍ର ଆବୃତ ସାମଗ୍ରୀର ଜମା ଘନତା ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ; ପ୍ରକ୍ରିୟାଟି ସରଳ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ସହଜ, ଏବଂ ସିଲିକନ୍ ବାଷ୍ପ ଚାପ, ଜମା ସମୟ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରି ଆବରଣ ଘନତାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ। ଅସୁବିଧା ହେଉଛି ନମୁନା ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ରେ ସ୍ଥିତି ଦ୍ୱାରା ବହୁତ ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ, ଏବଂ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ରେ ସିଲିକନ୍ ବାଷ୍ପ ଚାପ ତାତ୍ତ୍ୱିକ ସମାନତା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପହଞ୍ଚିପାରେ ନାହିଁ, ଯାହା ଫଳରେ ଅସମାନ ଆବରଣ ଘନତା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ।
୧.୪ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ପଦ୍ଧତି
ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (CVD) ଏକ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଯେଉଁଥିରେ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନକୁ ଗ୍ୟାସ୍ ଉତ୍ସ ଭାବରେ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଶୁଦ୍ଧତା N2/Ar କୁ ବାହକ ଗ୍ୟାସ୍ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇ ମିଶ୍ରିତ ଗ୍ୟାସ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ରିଆକ୍ଟରରେ ପ୍ରବେଶ କରାଏ, ଏବଂ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନଗୁଡ଼ିକୁ ପଚନ, ସଂଶ୍ଳେଷିତ, ବିଛାଡ଼ି, ଶୋଷିତ ଏବଂ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ଚାପରେ ସମାଧାନ କରାଯାଇ କାର୍ବନ/କାର୍ବନ ମିଶ୍ରିତ ସାମଗ୍ରୀର ପୃଷ୍ଠରେ କଠିନ ଫିଲ୍ମ ଗଠନ କରାଯାଏ। ଏହାର ଲାଭ ହେଉଛି ଆବରଣର ଘନତା ଏବଂ ଶୁଦ୍ଧତାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ; ଏହା ଅଧିକ ଜଟିଳ ଆକାର ସହିତ କାର୍ଯ୍ୟ-ଖଣ୍ଡ ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ଉପଯୁକ୍ତ; ଉତ୍ପାଦର ସ୍ଫଟିକ ଗଠନ ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତିକୁ ଜମା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ସଜାଡ଼ି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ। ଅସୁବିଧା ହେଉଛି ଜମା ହାର ଅତ୍ୟଧିକ କମ୍, ପ୍ରକ୍ରିୟା ଜଟିଳ, ଉତ୍ପାଦନ ଖର୍ଚ୍ଚ ଅଧିକ, ଏବଂ ଫାଟ, ଜାଲ ତ୍ରୁଟି ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ ତ୍ରୁଟି ଭଳି ଆବରଣ ତ୍ରୁଟି ଥାଇପାରେ।
ସଂକ୍ଷେପରେ, ଏମ୍ବେଡିଂ ପଦ୍ଧତି ଏହାର ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଗୁଣାବଳୀ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସୀମିତ, ଯାହା ପରୀକ୍ଷାଗାର ଏବଂ କ୍ଷୁଦ୍ର-ଆକାରର ସାମଗ୍ରୀର ବିକାଶ ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ; ଆବରଣ ପଦ୍ଧତି ଏହାର ଦୁର୍ବଳ ସ୍ଥିରତା ଯୋଗୁଁ ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ନୁହେଁ। CVR ପଦ୍ଧତି ବଡ଼ ଆକାରର ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକର ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦନ ପୂରଣ କରିପାରିବ, କିନ୍ତୁ ଏଥିରେ ଉପକରଣ ଏବଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପାଇଁ ଅଧିକ ଆବଶ୍ୟକତା ଅଛି। CVD ପଦ୍ଧତି ପ୍ରସ୍ତୁତି ପାଇଁ ଏକ ଆଦର୍ଶ ପଦ୍ଧତି।SIC ଆବରଣ, କିନ୍ତୁ ପ୍ରକ୍ରିୟା ନିୟନ୍ତ୍ରଣରେ କଷ୍ଟକରତା ହେତୁ ଏହାର ମୂଲ୍ୟ CVR ପଦ୍ଧତି ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଫେବୃଆରୀ-୨୨-୨୦୨୪