Studimi i Rastit: Komponentë Grafiti me Pastërti të Lartë për Fushat Termike Monokristaline 32-inç në Rritjen e Silicit të Tipit N

Hyrje: Sfida e fushës termike 32 inç në rritjen e silikonit të tipit N me efikasitet të lartë

Ndërsa industria fotovoltaike kalon me shpejtësi nga PERC i tipit P në qelizat diellore TOPCon të tipit N dhe Heterojunction (HJT), kërkesa për pllaka silikoni me pastërti më të lartë është rritur ndjeshëm. Substratet e silikonit të tipit N kërkojnë jetëgjatësi jashtëzakonisht të lartë të bartësve të pakicave (zakonisht >300 μs) dhe ndotje pothuajse zero nga papastërtitë e metaleve të tranzicionit.

Për të rritur rendimentin, prodhuesit e pllakave të silikonit po zgjerojnë madhësinë e enëve të shkrirjes në 32 inç e më tej. Megjithatë, operimi në temperatura që tejkalojnë 1,450°C në një fushë termike 32 inç paraqet sfida të rënda inxhinierike:

1. Degradimi termik dhe asimetria:Gradientët e jashtëzakonshëm termikë shkaktojnë deformim strukturor dhe çarje në ngrohësit dhe piedestalet standarde të grafitit.
2. Ndotja nga metalet e avullueshme:Elementet gjurmë të papastërtive (Fe, Ni, Cu, V) brenda grafitit konvencional avullojnë gjatë tërheqjes së zgjatur të kristalit, duke migruar direkt në silikonin e shkrirë dhe duke shkaktuar degradim të rëndë të jetëgjatësisë së bartësve të pakicave.

Zgjidhje Inxhinierike: Mbrojtje nga Grafiti Izostatik Ultra i Pastruar dhe SiC CVD

Për të kapërcyer këto pengesa teknike, VeTek Semiconductor zbatoi një përmirësim gjithëpërfshirës të materialit në të gjithë montimin e fushës termike 32-inç, i përbërë nga grafit izostatik me dendësi të lartë i nënshtruar pastrimit të halogjenit në temperaturë të lartë dhe veshjeve mbrojtëse të karabit të silikonit (SiC) CVD.

1. Pastrim i Thellë Halogjeni (Përmbajtja e Hirit ≤ 2-5 ppm)

Grafiti standard industrial përmban përmbajtje hiri në masë që varion midis 50 ppm dhe 200 ppm. Në 1,450°C nën vakum, këto elementë gjurmë avullojnë. Procesi ynë i pastrimit të gazit halogjen në temperaturë të lartë, i patentuar, shndërron papastërtitë metalike në komponime halogjene të paqëndrueshme (klorure/fluoride) në temperatura mbi 2,400°C.

• Testimi i Spektrometrisë së Masës me Shkarkim Shkëlqimi (GDMS)verifikon që papastërtitë totale metalike (Fe, Cr, Ni, Cu, V) janë reduktuar në nën 0.5 ppm, duke arritur një përmbajtje të përgjithshme të hirit prej ≤ 2 ppm.
• Rezultati:Eliminon evolucionin e gazit metalik në sfond, duke mbrojtur pellgun e silikonit të shkrirë nga ndotja gjatë më shumë se 120 orëve të cikleve të vazhdueshme të tërheqjes.

2. Strukturë grafiti izostatik me dendësi të lartë për stabilitet termik

Komponentët, përfshirë ngrohësin e grafitit, susceptorin e enës së shkrirjes dhe fuçinë izoluese, janë të përpunuara nga grafit izostatik me dendësi të lartë (1.85 g/cm³), me kokërr të imët (madhësia e kokrrizave <10 μm). Presja izostatike siguron zgjerim termik izotropik (CTE) uniform, duke parandaluar stresin termik të lokalizuar, deformimin dhe çarjen mekanike nën cikle termike të përsëritura.

3. Veshje mbrojtëse CVD me karbid silikoni (SiC)

Komponentët kritikë të ekspozuar ndaj avujve të silikonit dhe gazrave korrozivë të pastrimit janë të veshur me një shtresë të dendur prej 50-80 μm të karbidit të silikonit (SiC) të Depozitimit Kimik të Avujve (CVD).

• Barriera kundër korrozionit:Parandalon reaksionin kimik të drejtpërdrejtë midis avullit të silikonit të paqëndrueshëm (SiO) dhe substratit të grafitit (SiO + 2C → SiC + CO), duke eliminuar erozionin sipërfaqësor dhe gjenerimin e pluhurit të karbonit.
• Precizioni gjeometrik:Ruan gjeometrinë e saktë të fushës termike për intervale shërbimi 30% më të gjata.

Të dhënat e performancës së matur dhe validimi i provave në terren

Një provë krahasuese në terren 6-mujore u krye në 50 furra CZ 32-inç në shkallë prodhimi në një strukturë prodhimi të pllakave të silikonit TOPCon të nivelit 1. Më poshtë është një pikë referimi e performancës që krahason përbërësit standardë të grafitit me tretësirën e fushës termike të pastruar të VeTek Semiconductor:

Pyetje të Shpeshta (FAQ)

Përfundim dhe Konsultim Teknik

Përmirësimi në komponentë grafiti izostatikë ultra të pastruar me mbrojtje CVD SiC ofron një rrugë të drejtpërdrejtë dhe të matshme për zgjidhjen e pengesave të rendimentit dhe papastërtive në rritjen e silikonit monokristalin të tipit N prej 32 inçësh. Me një përmirësim prej 18% në rendimentin kryesor dhe një jetëgjatësi të zgjatur të fushës termike prej 30%, prodhuesit e pllakave diellore mund të arrijnë një kthim të konsiderueshëm të investimit.