Wraz z ciągłym rozwojem dzisiejszego świata, energia nieodnawialna staje się coraz bardziej wyczerpująca, a społeczeństwo ludzkie jest coraz bardziej pilne, aby korzystać z energii odnawialnej reprezentowanej przez „wiatr, światło, wodę i energię jądrową”. W porównaniu z innymi odnawialnymi źródłami energii, ludzie mają najbardziej dojrzałą, bezpieczną i niezawodną technologię wykorzystywania energii słonecznej. Wśród nich, przemysł ogniw fotowoltaicznych z krzemem o wysokiej czystości jako podłożem, rozwinął się niezwykle szybko. Do końca 2023 roku skumulowana zainstalowana moc fotowoltaiczna mojego kraju przekroczyła 250 gigawatów, a wytwarzanie energii fotowoltaicznej osiągnęło 266,3 miliarda kWh, co stanowi wzrost o około 30% rok do roku, a nowo dodana moc wytwórcza wynosi 78,42 miliona kilowatów, co stanowi wzrost o 154% rok do roku. Pod koniec czerwca łączna zainstalowana moc generacyjna energii fotowoltaicznej wyniosła około 470 milionów kilowatów, prześcigając energię wodną i stając się drugim co do wielkości źródłem energii w moim kraju.
Podczas gdy przemysł fotowoltaiczny rozwija się szybko, przemysł nowych materiałów, który go wspiera, również rozwija się szybko. Elementy kwarcowe, takie jaktygle kwarcowe, łódki kwarcowe i butelki kwarcowe są wśród nich, odgrywając ważną rolę w procesie produkcji fotowoltaicznej. Na przykład tygle kwarcowe są używane do przechowywania stopionego krzemu w produkcji prętów krzemowych i sztabek krzemowych; łódki kwarcowe, rury, butelki, zbiorniki czyszczące itp. odgrywają funkcję łożyska w dyfuzji, czyszczeniu i innych ogniwach procesowych w produkcji ogniw słonecznych itp., zapewniając czystość i jakość materiałów krzemowych.
Główne zastosowania elementów kwarcowych w produkcji ogniw fotowoltaicznych
W procesie produkcyjnym ogniw fotowoltaicznych, wafle krzemowe umieszczane są na łódce waflowej, a łódka umieszczana jest na podporze łódki waflowej do dyfuzji, LPCVD i innych procesów cieplnych, podczas gdy łopatka wspornikowa z węglika krzemu jest kluczowym elementem załadowczym do przesuwania podpory łódki przenoszącej wafle krzemowe do i z pieca grzewczego. Jak pokazano na poniższym rysunku, łopatka wspornikowa z węglika krzemu może zapewnić koncentryczność płytki krzemowej i rury pieca, dzięki czemu dyfuzja i pasywacja są bardziej równomierne. Jednocześnie jest wolna od zanieczyszczeń i nie odkształca się w wysokich temperaturach, ma dobrą odporność na szok termiczny i dużą nośność i jest szeroko stosowana w dziedzinie ogniw fotowoltaicznych.
Schematyczny diagram kluczowych elementów ładowania akumulatora
W procesie dyfuzji miękkiego lądowania tradycyjna łódź kwarcowa iłódka opłatkowapodpora musi umieścić płytkę krzemową razem z podporą łódki kwarcowej w rurze kwarcowej w piecu dyfuzyjnym. W każdym procesie dyfuzyjnym podpora łódki kwarcowej wypełniona płytkami krzemowymi jest umieszczana na łopatce z węglika krzemu. Po wejściu łopatki z węglika krzemu do rury kwarcowej łopatka automatycznie opada, aby odłożyć podporę łódki kwarcowej i płytkę krzemową, a następnie powoli wraca do początku. Po każdym procesie podpora łódki kwarcowej musi zostać usunięta złopatka z węglika krzemu. Tak częste użytkowanie spowoduje zużycie się podpory łodzi kwarcowej na przestrzeni długiego okresu czasu. Gdy podpora łodzi kwarcowej pęknie i się złamie, cała podpora łodzi kwarcowej odpadnie od łopatki z węglika krzemu, a następnie uszkodzi części kwarcowe, płytki krzemowe i łopatki z węglika krzemu poniżej. Łopatka z węglika krzemu jest droga i nie można jej naprawić. Gdy zdarzy się wypadek, spowoduje to ogromne straty materialne.
W procesie LPCVD nie tylko wystąpią wyżej wymienione problemy z naprężeniami cieplnymi, ale ponieważ proces LPCVD wymaga, aby gaz silanowy przechodził przez wafel krzemowy, długoterminowy proces utworzy również powłokę silikonową na podporze łódki łódki łódki łódki łódki. Ze względu na niespójność współczynników rozszerzalności cieplnej powlekanego krzemu i kwarcu, podpora łódki i łódka pękną, a żywotność zostanie poważnie skrócona. Żywotność zwykłych łódek kwarcowych i podpór łódki w procesie LPCVD wynosi zwykle tylko 2 do 3 miesięcy. Dlatego szczególnie ważne jest ulepszenie materiału podpory łódki w celu zwiększenia wytrzymałości i żywotności podpory łódki, aby uniknąć takich wypadków.
Krótko mówiąc, w miarę jak czas procesu i liczba cykli wzrastają podczas produkcji ogniw słonecznych, łodzie kwarcowe i inne komponenty są podatne na ukryte pęknięcia, a nawet złamania. Żywotność łodzi kwarcowych i rur kwarcowych w obecnych głównych liniach produkcyjnych w Chinach wynosi około 3-6 miesięcy i muszą być regularnie wyłączane w celu czyszczenia, konserwacji i wymiany nośników kwarcowych. Ponadto, piasek kwarcowy o wysokiej czystości używany jako surowiec do komponentów kwarcowych jest obecnie w stanie napiętej podaży i popytu, a cena utrzymuje się na wysokim poziomie od dłuższego czasu, co oczywiście nie sprzyja poprawie wydajności produkcji i korzyściom ekonomicznym.
Ceramika z węglika krzemu"pokazać się"
Teraz opracowano materiał o lepszych parametrach, który może zastąpić niektóre elementy kwarcowe – ceramikę z węglika krzemu.
Ceramika z węglika krzemu ma dobrą wytrzymałość mechaniczną, stabilność termiczną, odporność na wysoką temperaturę, odporność na utlenianie, odporność na szok termiczny i odporność na korozję chemiczną, i jest szeroko stosowana w gorących dziedzinach, takich jak metalurgia, maszyny, nowa energia oraz materiały budowlane i chemikalia. Jej wydajność jest również wystarczająca do dyfuzji ogniw TOPcon w produkcji fotowoltaicznej, LPCVD (niskociśnieniowe chemiczne osadzanie z fazy gazowej), PECVD (plazmowe chemiczne osadzanie z fazy gazowej) i innych ogniwach procesów cieplnych.
Podpora łódki z węglika krzemu LPCVD i podpora łódki z węglika krzemu z dodatkiem boru
W porównaniu z tradycyjnymi materiałami kwarcowymi, podpory łodzi, łodzie i produkty rurowe wykonane z materiałów ceramicznych z węglika krzemu mają większą wytrzymałość, lepszą stabilność termiczną, brak odkształceń w wysokich temperaturach i żywotność ponad 5 razy dłuższą niż materiały kwarcowe, co może znacznie obniżyć koszty użytkowania i utratę energii spowodowaną konserwacją i przestojami. Korzyść kosztowa jest oczywista, a źródło surowców jest szerokie.
Wśród nich węglik krzemu spiekany reakcyjnie (RBSiC) ma niską temperaturę spiekania, niskie koszty produkcji, wysokie zagęszczenie materiału i prawie zerowy skurcz objętościowy podczas spiekania reakcyjnego. Jest on szczególnie odpowiedni do przygotowywania dużych i złożonych kształtowo części konstrukcyjnych. Dlatego jest najbardziej odpowiedni do produkcji dużych i złożonych produktów, takich jak podpory łodzi, łodzie, wiosła wspornikowe, rury pieca itp.
Łódki z płytek węglika krzemurównież mają duże perspektywy rozwoju w przyszłości. Niezależnie od procesu LPCVD lub procesu ekspansji boru, żywotność łodzi kwarcowej jest stosunkowo niska, a współczynnik rozszerzalności cieplnej materiału kwarcowego jest niezgodny z współczynnikiem rozszerzalności cieplnej materiału węglika krzemu. Dlatego łatwo o odchylenia w procesie dopasowywania z uchwytem łodzi z węglika krzemu w wysokiej temperaturze, co prowadzi do sytuacji potrząsania łodzią lub nawet jej złamania. Łódź z węglika krzemu przyjmuje ścieżkę procesu formowania jednoczęściowego i ogólnego przetwarzania. Wymagania dotyczące tolerancji kształtu i położenia są wysokie i lepiej współpracuje z uchwytem łodzi z węglika krzemu. Ponadto węglik krzemu ma wysoką wytrzymałość, a łódź jest znacznie mniej podatna na pęknięcie w wyniku zderzenia z człowiekiem niż łódź kwarcowa.
Łódź z płytek węglika krzemu
Rura pieca jest głównym elementem pieca przenoszącym ciepło, który odgrywa rolę w uszczelnianiu i równomiernym przenoszeniu ciepła. W porównaniu z kwarcowymi rurami pieca, rury pieca z węglika krzemu mają dobrą przewodność cieplną, równomierne ogrzewanie i dobrą stabilność termiczną, a ich żywotność jest ponad 5 razy dłuższa niż rur kwarcowych.
Streszczenie
Ogólnie rzecz biorąc, zarówno pod względem wydajności produktu, jak i kosztów użytkowania, materiały ceramiczne z węglika krzemu mają więcej zalet niż materiały kwarcowe w niektórych aspektach dziedziny ogniw słonecznych. Zastosowanie materiałów ceramicznych z węglika krzemu w przemyśle fotowoltaicznym znacznie pomogło firmom fotowoltaicznym obniżyć koszty inwestycyjne materiałów pomocniczych i poprawić jakość produktu oraz konkurencyjność. W przyszłości, dzięki zastosowaniu na szeroką skalę wielkogabarytowych rur piecowych z węglika krzemu, łodzi z węglika krzemu o wysokiej czystości i podpór łodzi oraz ciągłej redukcji kosztów, zastosowanie materiałów ceramicznych z węglika krzemu w dziedzinie ogniw fotowoltaicznych stanie się kluczowym czynnikiem w poprawie wydajności konwersji energii świetlnej i obniżeniu kosztów przemysłu w dziedzinie wytwarzania energii fotowoltaicznej i będzie miało istotny wpływ na rozwój nowej energii fotowoltaicznej.
Czas publikacji: 05-11-2024