Skrivnost "črnega zlata" za industrijo fotovoltaičnih polprevodnikov: želja in odvisnost od izostatičnega grafita

Izostatični grafit je zelo pomemben material v fotovoltaiki in polprevodnikih. S hitrim vzponom domačih podjetij, ki proizvajajo izostatični grafit, je bil monopol tujih podjetij na Kitajskem prekinjen. Z nenehnimi neodvisnimi raziskavami in razvojem ter tehnološkimi preboji so kazalniki uspešnosti nekaterih naših ključnih izdelkov enaki ali celo boljši od kazalnikov mednarodne konkurence. Vendar pa so se cene zaradi dvojnega vpliva padajočih cen surovin in znižanja stroškov s strani končnih uporabnikov še naprej zniževale. Trenutno je dobiček domačih izdelkov nižjega cenovnega razreda manjši od 20 %. Z nenehnim sproščanjem proizvodnih zmogljivosti se podjetja, ki proizvajajo izostatični grafit, postopoma soočajo z novimi pritiski in izzivi.

1. Kaj je izostatični grafit?

Izostatični grafit se nanaša na grafitne materiale, proizvedene z izostatičnim stiskanjem. Ker je izostatično stisnjen grafit med postopkom oblikovanja enakomerno in enakomerno pod pritiskom tekočine, ima proizvedeni grafitni material odlične lastnosti. Od svojega nastanka v šestdesetih letih prejšnjega stoletja je izostatični grafit zaradi svojih edinstvenih lastnosti in širokega spektra uporabe postal vodilni med novimi grafitnimi materiali.

2. Postopek proizvodnje izostatičnega grafita

Na sliki je prikazan proizvodni proces izostatično stiskanega grafita. Izostatični grafit zahteva strukturno izotropne surovine. Surovine je treba zmleti v finejše prahove. Uporabiti je treba tehnologijo izostatičnega stiskanja. Cikel praženja je zelo dolg. Za dosego ciljne gostote je potrebnih več ciklov impregnacije in praženja. Obdobje grafitizacije je tudi veliko daljše kot pri navadnem grafitu.

3. Uporaba izostatičnega grafita

Izostatični grafit ima široko paleto uporabe, predvsem na področju polprevodnikov in fotovoltaike.

Na področju fotovoltaike se izostatično stisnjen grafit uporablja predvsem v grafitnih komponentah v grafitnem termičnem polju v pečeh za rast monokristalnega silicija in v grafitnem termičnem polju v pečeh za ingote polikristalnega silicija. Natančneje, spone za proizvodnjo polikristalnih silicijevih materialov, razdelilniki plina za hidrogenacijske peči, grelni elementi, izolacijski valji in grelniki polikristalnih ingotov, usmerjevalni bloki, pa tudi vodilne cevi za rast monokristalov in drugi manjši deli;

Na področju polprevodnikov se lahko grelniki in izolacijski valji za rast monokristalov safirja uporabljajo bodisi izostatični bodisi brizgani grafit. Poleg tega se iz izostatično stisnjenega grafita izdelujejo tudi druge komponente, kot so lončki, grelniki, elektrode, toplotnoizolacijske zaščitne plošče in semenski kristali. Približno 30 vrst nosilcev, podstavkov za vrtljive lončke, različnih okroglih plošč in plošč za odboj toplote.