Prodhimi i energjisë fotovoltaike diellore është bërë industria e re e energjisë më premtuese në botë. Krahasuar me qelizat diellore të polisilikonit dhe silikonit amorf, silikoni monokristalin, si një material për gjenerimin e energjisë fotovoltaike, ka një efikasitet të lartë të konvertimit fotoelektrik dhe avantazhe të jashtëzakonshme komerciale, dhe është bërë rrjedha kryesore e gjenerimit të energjisë fotovoltaike diellore. Czochralski (CZ) është një nga metodat kryesore për të përgatitur silikonin monokristalin. Përbërja e furrës monokristalinike Czochralski përfshin sistemin e furrës, sistemin e vakumit, sistemin e gazit, sistemin e fushës termike dhe sistemin e kontrollit elektrik. Sistemi i fushës termike është një nga kushtet më të rëndësishme për rritjen e silikonit monokristalin, dhe cilësia e silikonit monokristalin ndikohet drejtpërdrejt nga shpërndarja e gradientit të temperaturës së fushës termike.
Komponentët e fushës termike përbëhen kryesisht nga materiale karboni (materiale grafiti dhe materiale kompozite karbon/karbon), të cilat ndahen në pjesë mbështetëse, pjesë funksionale, elementë ngrohës, pjesë mbrojtëse, materiale izoluese termike, etj., sipas funksioneve të tyre, siç tregohet në Figurën 1. Ndërsa madhësia e silicit monokristalin vazhdon të rritet, kërkesat për madhësi për komponentët e fushës termike po rriten gjithashtu. Materialet kompozite karbon/karbon bëhen zgjedhja e parë për materialet e fushës termike për silicin monokristalin për shkak të stabilitetit të tij dimensional dhe vetive të shkëlqyera mekanike.
Në procesin e silicit monokristalin të czokralcianit, shkrirja e materialit të silicit do të prodhojë avuj silici dhe spërkatje të silicit të shkrirë, duke rezultuar në erozionin e silicifikimit të materialeve të fushës termike karbon/karbon, dhe vetitë mekanike dhe jetëgjatësia e shërbimit të materialeve të fushës termike karbon/karbon preken seriozisht. Prandaj, mënyra e reduktimit të erozionit të silicifikimit të materialeve të fushës termike karbon/karbon dhe përmirësimit të jetëgjatësisë së tyre është bërë një nga shqetësimet e zakonshme të prodhuesve të silicit monokristalin dhe prodhuesve të materialeve të fushës termike karbon/karbon.Veshje me karbid silikoniështë bërë zgjedhja e parë për mbrojtjen e veshjes sipërfaqësore të materialeve të fushës termike karbon/karbon për shkak të rezistencës së shkëlqyer ndaj goditjeve termike dhe rezistencës ndaj konsumimit.
Në këtë punim, duke filluar nga materialet e fushës termike karbon/karbon të përdorura në prodhimin e silicit monokristalin, prezantohen metodat kryesore të përgatitjes, avantazhet dhe disavantazhet e veshjes me karbid silici. Mbi këtë bazë, shqyrtohet zbatimi dhe progresi i kërkimit të veshjes me karbid silici në materialet e fushës termike karbon/karbon sipas karakteristikave të materialeve të fushës termike karbon/karbon, dhe paraqiten sugjerime dhe drejtime zhvillimi për mbrojtjen e veshjes sipërfaqësore të materialeve të fushës termike karbon/karbon.
1 Teknologjia e përgatitjes sëveshja e karbidit të silikonit
1.1 Metoda e ngulitjes
Metoda e ngulitjes përdoret shpesh për të përgatitur veshjen e brendshme të karbidit të silicit në sistemin e materialit kompozit C/C-sic. Kjo metodë së pari përdor pluhur të përzier për të mbështjellë materialin kompozit karbon/karbon, dhe më pas kryen trajtim termik në një temperaturë të caktuar. Një seri reaksionesh komplekse fiziko-kimike ndodhin midis pluhurit të përzier dhe sipërfaqes së mostrës për të formuar veshjen. Avantazhi i saj është se procesi është i thjeshtë, vetëm një proces i vetëm mund të përgatisë materiale kompozite të dendura dhe pa çarje të matricës; Ndryshim i vogël në madhësi nga paraforma në produktin përfundimtar; I përshtatshëm për çdo strukturë të përforcuar me fibra; Mund të formohet një gradient i caktuar përbërjeje midis veshjes dhe substratit, i cili kombinohet mirë me substratin. Megjithatë, ka edhe disavantazhe, të tilla si reaksioni kimik në temperaturë të lartë, i cili mund të dëmtojë fibrën, dhe vetitë mekanike të matricës karbon/karbon ulen. Uniformiteti i veshjes është i vështirë për t'u kontrolluar, për shkak të faktorëve të tillë si graviteti, i cili e bën veshjen të pabarabartë.
1.2 Metoda e veshjes me slurry
Metoda e veshjes me slurry është përzierja e materialit të veshjes dhe lidhësit në një përzierje, lyerja në mënyrë të barabartë me furçë në sipërfaqen e matricës, tharja në një atmosferë inerte, mostra e veshur sinterizohet në temperaturë të lartë dhe mund të merret veshja e kërkuar. Avantazhet janë se procesi është i thjeshtë dhe i lehtë për t'u përdorur, dhe trashësia e veshjes është e lehtë për t'u kontrolluar; Disavantazhi është se ka forcë të dobët lidhëse midis veshjes dhe substratit, dhe rezistenca ndaj goditjes termike e veshjes është e dobët, dhe uniformiteti i veshjes është i ulët.
1.3 Metoda e reaksionit kimik me avull
Metoda e reaksionit kimik me avull (CVR) është një metodë procesi që avullon materialin e ngurtë të silikonit në avull silikoni në një temperaturë të caktuar, dhe më pas avulli i silikonit shpërndahet në brendësi dhe sipërfaqen e matricës, dhe reagon in situ me karbonin në matricë për të prodhuar karbit silikoni. Përparësitë e saj përfshijnë atmosferë uniforme në furrë, shpejtësi të qëndrueshme reagimi dhe trashësi depozitimi të materialit të veshur kudo; Procesi është i thjeshtë dhe i lehtë për t'u përdorur, dhe trashësia e veshjes mund të kontrollohet duke ndryshuar presionin e avullit të silikonit, kohën e depozitimit dhe parametra të tjerë. Disavantazhi është se mostra ndikohet shumë nga pozicioni në furrë, dhe presioni i avullit të silikonit në furrë nuk mund të arrijë uniformitetin teorik, duke rezultuar në trashësi të pabarabartë të veshjes.
1.4 Metoda e depozitimit kimik të avujve
Depozitimi kimik i avujve (CVD) është një proces në të cilin hidrokarburet përdoren si burim gazi dhe N2/Ar me pastërti të lartë si gaz bartës për të futur gazra të përziera në një reaktor kimik avulli, dhe hidrokarburet dekompozohen, sintetizohen, shpërndahen, adsorbohen dhe treten nën një temperaturë dhe presion të caktuar për të formuar filma të ngurtë në sipërfaqen e materialeve kompozite karbon/karbon. Avantazhi i tij është se dendësia dhe pastërtia e veshjes mund të kontrollohen; Është gjithashtu i përshtatshëm për pjesë pune me formë më komplekse; Struktura kristalore dhe morfologjia sipërfaqësore e produktit mund të kontrollohen duke rregulluar parametrat e depozitimit. Disavantazhet janë se shkalla e depozitimit është shumë e ulët, procesi është kompleks, kostoja e prodhimit është e lartë dhe mund të ketë defekte të veshjes, të tilla si çarje, defekte të rrjetës dhe defekte sipërfaqësore.
Si përmbledhje, metoda e ngulitjes është e kufizuar në karakteristikat e saj teknologjike, të cilat janë të përshtatshme për zhvillimin dhe prodhimin e materialeve laboratorike dhe të vogla; Metoda e veshjes nuk është e përshtatshme për prodhim masiv për shkak të konsistencës së saj të dobët. Metoda CVR mund të përmbushë prodhimin masiv të produkteve të mëdha, por ka kërkesa më të larta për pajisje dhe teknologji. Metoda CVD është një metodë ideale për përgatitjen e...Veshje SIC, por kostoja e saj është më e lartë se metoda CVR për shkak të vështirësisë së saj në kontrollin e procesit.
Koha e postimit: 22 shkurt 2024