Me zhvillimin e vazhdueshëm të botës së sotme, energjia jo e rinovueshme po shterohet gjithnjë e më shumë, dhe shoqëria njerëzore është gjithnjë e më urgjente të përdorë energjinë e rinovueshme të përfaqësuar nga "era, drita, uji dhe energjia bërthamore". Krahasuar me burimet e tjera të energjisë së rinovueshme, qeniet njerëzore kanë teknologjinë më të pjekur, të sigurt dhe të besueshme për përdorimin e energjisë diellore. Midis tyre, industria e qelizave fotovoltaike me silic me pastërti të lartë si substrat është zhvilluar jashtëzakonisht shpejt. Deri në fund të vitit 2023, kapaciteti kumulativ i instaluar i vendit tim nga energjia fotovoltaike diellore ka tejkaluar 250 gigavat, dhe prodhimi i energjisë fotovoltaike ka arritur në 266.3 miliardë kWh, një rritje prej rreth 30% nga viti në vit, dhe kapaciteti i shtuar i ri i prodhimit të energjisë është 78.42 milionë kilovat, një rritje prej 154% nga viti në vit. Deri në fund të qershorit, kapaciteti kumulativ i instaluar i gjenerimit të energjisë fotovoltaike ishte rreth 470 milionë kilovat, që ka tejkaluar energjinë hidroelektrike duke u bërë burimi i dytë më i madh i energjisë në vendin tim.
Ndërsa industria fotovoltaike po zhvillohet me shpejtësi, edhe industria e materialeve të reja që e mbështet atë po zhvillohet me shpejtësi. Komponentët e kuarcit si p.sh.kuarc, varkat e kuarcit dhe shishet e kuarcit janë ndër to, të cilat luajnë një rol të rëndësishëm në procesin e prodhimit fotovoltaik. Për shembull, enët e kuarcit përdoren për të mbajtur silicin e shkrirë në prodhimin e shufrave të silikonit dhe lingotave të silikonit; varkat e kuarcit, tubat, shishet, rezervuarët e pastrimit etj. luajnë një funksion mbajtës në difuzionin, pastrimin dhe hallka të tjera të procesit në prodhimin e qelizave diellore etj., duke siguruar pastërtinë dhe cilësinë e materialeve të silikonit.
Zbatimet kryesore të komponentëve të kuarcit për prodhimin fotovoltaik
Në procesin e prodhimit të qelizave fotovoltaike diellore, pllakat e silikonit vendosen në një varkë pllakash, dhe varka vendoset në një mbështetëse varke pllakash për difuzion, LPCVD dhe procese të tjera termike, ndërsa lopata e krahut prej karabit të silikonit është komponenti kryesor i ngarkimit për lëvizjen e mbështetëses së varkës që mban pllaka silikoni brenda dhe jashtë furrës së ngrohjes. Siç tregohet në figurën më poshtë, lopata e krahut prej karabit të silikonit mund të sigurojë koncentritetin e fletës së silikonit dhe tubit të furrës, duke e bërë kështu difuzionin dhe pasivizimin më uniform. Në të njëjtën kohë, është pa ndotje dhe nuk deformohet në temperatura të larta, ka rezistencë të mirë ndaj goditjeve termike dhe kapacitet të madh ngarkese, dhe është përdorur gjerësisht në fushën e qelizave fotovoltaike.
Diagrami skematik i komponentëve kryesorë të ngarkimit të baterisë
Në procesin e difuzionit të uljes së butë, varka tradicionale e kuarcit dhevarkë me njollaMbështetësja duhet të vendosë pllakat e silikonit së bashku me mbështetësen e varkës së kuarcit në tubin e kuarcit në furrën e difuzionit. Në çdo proces difuzioni, mbështetësja e varkës së kuarcit e mbushur me pllaka silikoni vendoset në vozën e karabit të silikonit. Pasi voza e karabit të silikonit hyn në tubin e kuarcit, voza automatikisht fundoset për të vendosur mbështetësen e varkës së kuarcit dhe vozën e silikonit, dhe pastaj ngadalë kthehet në origjinë. Pas çdo procesi, mbështetësja e varkës së kuarcit duhet të hiqet ngavozë karbidi silikoniNjë përdorim kaq i shpeshtë do të shkaktojë konsumimin e mbështetëses së anijes prej kuarci për një periudhë të gjatë kohore. Pasi mbështetësja e anijes prej kuarci çahet dhe thyhet, e gjithë mbështetësja e anijes prej kuarci do të bjerë nga lopata prej karabit të silikonit dhe më pas do të dëmtojë pjesët e kuarcit, pllakat e silikonit dhe lopatat prej karabit të silikonit poshtë. Lopata prej karabit të silikonit është e shtrenjtë dhe nuk mund të riparohet. Sapo të ndodhë një aksident, do të shkaktojë humbje të mëdha materiale.
Në procesin LPCVD, jo vetëm që do të ndodhin problemet e stresit termik të përmendura më sipër, por meqenëse procesi LPCVD kërkon që gazi silan të kalojë nëpër pllakë silikoni, procesi afatgjatë do të formojë gjithashtu një shtresë silikoni në mbështetësen e pllakës së varkës dhe në pllakë. Për shkak të mospërputhjes së koeficientëve të zgjerimit termik të silikonit të veshur dhe kuarcit, mbështetësja e varkës dhe varka do të çahen, dhe jetëgjatësia do të reduktohet ndjeshëm. Jetëgjatësia e varkave të zakonshme prej kuarci dhe mbështetëseve të varkave në procesin LPCVD është zakonisht vetëm 2 deri në 3 muaj. Prandaj, është veçanërisht e rëndësishme të përmirësohet materiali mbështetës i varkës për të rritur forcën dhe jetëgjatësinë e mbështetjes së varkës dhe për të shmangur aksidente të tilla.
Shkurt, ndërsa koha e procesit dhe numri i herëve rritet gjatë prodhimit të qelizave diellore, anijet kuarci dhe komponentët e tjerë janë të prirur ndaj çarjeve të fshehura ose edhe thyerjeve. Jetëgjatësia e anijeve kuarci dhe tubave kuarci në linjat aktuale të prodhimit në Kinë është rreth 3-6 muaj dhe ato duhet të fiken rregullisht për pastrim, mirëmbajtje dhe zëvendësim të transportuesve të kuarcit. Për më tepër, rëra e kuarcit me pastërti të lartë që përdoret si lëndë e parë për komponentët e kuarcit është aktualisht në një gjendje furnizimi dhe kërkese të ngushtë dhe çmimi ka qenë në një nivel të lartë për një kohë të gjatë, gjë që padyshim nuk është e favorshme për përmirësimin e efikasitetit të prodhimit dhe përfitimeve ekonomike.
Qeramika e karabit të silikonit"shfaqu"
Tani, njerëzit kanë dalë me një material me performancë më të mirë për të zëvendësuar disa përbërës të kuarcit - qeramika e karabit të silikonit.
Qeramika e karbit të silicit ka forcë të mirë mekanike, stabilitet termik, rezistencë ndaj temperaturave të larta, rezistencë ndaj oksidimit, rezistencë ndaj goditjeve termike dhe rezistencë ndaj korrozionit kimik, dhe përdoret gjerësisht në fusha të nxehta si metalurgjia, makineritë, energjia e re dhe materialet e ndërtimit dhe kimikatet. Performanca e saj është gjithashtu e mjaftueshme për përhapjen e qelizave TOPcon në prodhimin fotovoltaik, LPCVD (depozitimi kimik i avullit me presion të ulët), PECVD (depozitimi kimik i avullit plazmatik) dhe lidhje të tjera të proceseve termike.
Mbështetëse varke prej karabit silikoni LPCVD dhe mbështetëse varke prej karabit silikoni të zgjeruar me bor
Krahasuar me materialet tradicionale të kuarcit, mbështetëset e anijeve, anijet dhe produktet e tubave të bëra nga materiale qeramike të karabit të silikonit kanë rezistencë më të lartë, stabilitet termik më të mirë, pa deformime në temperatura të larta dhe një jetëgjatësi më shumë se 5 herë më të lartë se materialet e kuarcit, gjë që mund të ulë ndjeshëm koston e përdorimit dhe humbjen e energjisë të shkaktuar nga mirëmbajtja dhe koha e ndërprerjes. Avantazhi i kostos është i dukshëm dhe burimi i lëndëve të para është i gjerë.
Midis tyre, karbidi i silicit i sinterizuar me reaksion (RBSiC) ka temperaturë të ulët sinterizimi, kosto të ulët prodhimi, dendësim të lartë të materialit dhe pothuajse asnjë tkurrje vëllimore gjatë sinterizimit me reaksion. Është veçanërisht i përshtatshëm për përgatitjen e pjesëve strukturore të mëdha dhe me forma komplekse. Prandaj, është më i përshtatshëm për prodhimin e produkteve të mëdha dhe komplekse, siç janë mbështetëset e anijeve, anijet, lopatat konzolore, tubat e furrës, etj.
Varka prej karabit silikonigjithashtu kanë perspektiva të mëdha zhvillimi në të ardhmen. Pavarësisht nga procesi LPCVD ose procesi i zgjerimit të borit, jeta e anijes së kuarcit është relativisht e ulët, dhe koeficienti i zgjerimit termik të materialit të kuarcit nuk është në përputhje me atë të materialit të karabit të silikonit. Prandaj, është e lehtë të ketë devijime në procesin e përputhjes me mbajtësen e anijes së karabit të silikonit në temperaturë të lartë, gjë që çon në situatën e dridhjes së anijes ose edhe thyerjes së saj. Anija e karabit të silikonit miraton rrugën e procesit të formimit me një copë dhe përpunimit të përgjithshëm. Kërkesat e saj për tolerancën e formës dhe pozicionit janë të larta, dhe bashkëpunon më mirë me mbajtësen e anijes së karabit të silikonit. Përveç kësaj, karabiti i silikonit ka forcë të lartë, dhe anija ka shumë më pak gjasa të thyhet për shkak të përplasjes njerëzore sesa anija e kuarcit.
Varkë prej karabit silikoni
Tubi i furrës është komponenti kryesor i transferimit të nxehtësisë së furrës, i cili luan një rol në vulosjen dhe transferimin uniform të nxehtësisë. Krahasuar me tubat e furrës së kuarcit, tubat e furrës prej karabit silikoni kanë përçueshmëri të mirë termike, ngrohje uniforme dhe stabilitet të mirë termik, dhe jetëgjatësia e tyre është më shumë se 5 herë më e lartë se ajo e tubave të kuarcit.
Përmbledhje
Në përgjithësi, qoftë në aspektin e performancës së produktit apo të kostos së përdorimit, materialet qeramike të karabit të silicit kanë më shumë përparësi sesa materialet kuarci në aspekte të caktuara të fushës së qelizave diellore. Zbatimi i materialeve qeramike të karabit të silicit në industrinë fotovoltaike i ka ndihmuar shumë kompanitë fotovoltaike të ulin koston e investimit të materialeve ndihmëse dhe të përmirësojnë cilësinë dhe konkurrueshmërinë e produktit. Në të ardhmen, me aplikimin në shkallë të gjerë të tubave të furrave të karabit të silicit me madhësi të madhe, anijeve dhe mbështetëseve të anijeve të karabit të silicit me pastërti të lartë dhe uljen e vazhdueshme të kostove, aplikimi i materialeve qeramike të karabit të silicit në fushën e qelizave fotovoltaike do të bëhet një faktor kyç në përmirësimin e efikasitetit të konvertimit të energjisë së dritës dhe uljen e kostove të industrisë në fushën e gjenerimit të energjisë fotovoltaike, dhe do të ketë një ndikim të rëndësishëm në zhvillimin e energjisë së re fotovoltaike.
Koha e postimit: 05 nëntor 2024