Pembangkit listrik fotovoltaik surya parantos janten industri énergi énggal anu paling ngajangjikeun di dunya. Dibandingkeun sareng sél surya polisilikon sareng silikon amorf, silikon monokristalin, salaku bahan pembangkit listrik fotovoltaik, ngagaduhan efisiensi konvérsi fotolistrik anu luhur sareng kaunggulan komérsial anu luar biasa, sareng parantos janten arus utama pembangkit listrik fotovoltaik surya. Czochralski (CZ) mangrupikeun salah sahiji metode utama pikeun nyiapkeun silikon monokristalin. Komposisi tungku monokristalin Czochralski kalebet sistem tungku, sistem vakum, sistem gas, sistem medan termal sareng sistem kontrol listrik. Sistem medan termal mangrupikeun salah sahiji kaayaan anu paling penting pikeun kamekaran silikon monokristalin, sareng kualitas silikon monokristalin langsung kapangaruhan ku distribusi gradien suhu medan termal.
Komponén médan termal utamina diwangun ku bahan karbon (bahan grafit sareng bahan komposit karbon/karbon), anu dibagi kana bagian pendukung, bagian fungsional, élémen pemanasan, bagian pelindung, bahan insulasi termal, jsb., numutkeun fungsina, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 1. Kusabab ukuran silikon monokristalin terus ningkat, sarat ukuran pikeun komponén médan termal ogé ningkat. Bahan komposit karbon/karbon janten pilihan munggaran pikeun bahan médan termal pikeun silikon monokristalin kusabab stabilitas diménsi sareng sipat mékanis anu saé.
Dina prosés silikon monokristalin czochralcian, leburna bahan silikon bakal ngahasilkeun uap silikon sareng cipratan silikon cair, anu ngahasilkeun érosi silisifikasi bahan medan termal karbon/karbon, sareng sipat mékanis sareng umur jasa bahan medan termal karbon/karbon kapangaruhan sacara serius. Ku alatan éta, kumaha ngirangan érosi silisifikasi bahan medan termal karbon/karbon sareng ningkatkeun umur jasana parantos janten salah sahiji perhatian umum produsén silikon monokristalin sareng produsén bahan medan termal karbon/karbon.Lapisan silikon karbidaparantos janten pilihan munggaran pikeun panyalindungan palapis permukaan bahan medan termal karbon/karbon kusabab résistansi kejut termal sareng résistansi aus anu saé pisan.
Dina tulisan ieu, dimimitian ti bahan médan termal karbon/karbon anu dianggo dina produksi silikon monokristalin, metode persiapan utama, kaunggulan sareng kalemahan palapis silikon karbida diwanohkeun. Dumasar kana ieu, aplikasi sareng kamajuan panalungtikan palapis silikon karbida dina bahan médan termal karbon/karbon diulas numutkeun karakteristik bahan médan termal karbon/karbon, sareng saran sareng arah pamekaran pikeun panyalindungan palapis permukaan bahan médan termal karbon/karbon diajukeun.
1 Téhnologi persiapanlapisan silikon karbida
1.1 Métode panyematan
Métode embedding sering dianggo pikeun nyiapkeun lapisan jero silikon karbida dina sistem bahan komposit C/C-sic. Métode ieu mimitina nganggo bubuk campuran pikeun mungkus bahan komposit karbon/karbon, teras ngalaksanakeun perlakuan panas dina suhu anu tangtu. Sarangkaian réaksi fisiko-kimia anu rumit lumangsung antara bubuk campuran sareng permukaan sampel pikeun ngabentuk lapisan. Kaunggulanana nyaéta prosésna saderhana, ngan ukur hiji prosés anu tiasa nyiapkeun bahan komposit matriks anu padet sareng bébas retakan; Parobahan ukuran leutik tina preform ka produk ahir; Cocog pikeun struktur anu diperkuat serat naon waé; Gradien komposisi anu tangtu tiasa dibentuk antara lapisan sareng substrat, anu ngahiji kalayan saé sareng substrat. Nanging, aya ogé kalemahan, sapertos réaksi kimia dina suhu anu luhur, anu tiasa ngaruksak serat, sareng sipat mékanis matriks karbon/karbon turun. Keseragaman lapisan hésé dikontrol, kusabab faktor-faktor sapertos gravitasi, anu ngajantenkeun lapisan henteu rata.
1.2 Métode palapis bubur
Métode palapis bubur nyaéta ku cara nyampur bahan palapis sareng pangiket kana campuran, sikat rata dina permukaan matriks, saatos dikeringkeun dina atmosfir inert, spésimén anu dilapis disinter dina suhu anu luhur, sareng palapis anu diperyogikeun tiasa didapet. Kaunggulanana nyaéta prosésna saderhana sareng gampang dioperasikeun, sareng ketebalan palapis gampang dikontrol; Kakuranganna nyaéta aya kakuatan beungkeutan anu goréng antara palapis sareng substrat, sareng résistansi kejut termal palapis goréng, sareng seragamna palapis rendah.
1.3 Métode réaksi uap kimia
Métode réaksi uap kimia (CVR) nyaéta métode prosés anu nguapkeun bahan silikon padet jadi uap silikon dina suhu anu tangtu, teras uap silikon nyebar ka jero sareng permukaan matriks, sareng réaksi in situ sareng karbon dina matriks pikeun ngahasilkeun silikon karbida. Kaunggulanana kalebet atmosfir anu seragam dina tungku, laju réaksi anu konsisten sareng ketebalan déposisi bahan anu dilapis di mana-mana; Prosésna saderhana sareng gampang dioperasikeun, sareng ketebalan lapisan tiasa dikontrol ku ngarobih tekanan uap silikon, waktos déposisi sareng parameter sanésna. Kakuranganna nyaéta sampel kapangaruhan pisan ku posisi dina tungku, sareng tekanan uap silikon dina tungku henteu tiasa ngahontal keseragaman téoritis, anu nyababkeun ketebalan lapisan henteu rata.
1.4 Métode déposisi uap kimiawi
Déposisi uap kimiawi (CVD) nyaéta prosés dimana hidrokarbon dianggo salaku sumber gas sareng N2/Ar anu murni salaku gas pembawa pikeun ngenalkeun gas campuran kana réaktor uap kimiawi, teras hidrokarbon diuraikeun, disintésis, didifusikeun, diadsorpsi sareng dilarutkeun dina suhu sareng tekanan anu tangtu pikeun ngabentuk pilem padet dina permukaan bahan komposit karbon/karbon. Kaunggulanana nyaéta kapadetan sareng kamurnian palapis tiasa dikontrol; Éta ogé cocog pikeun benda kerja anu bentukna langkung rumit; Struktur kristal sareng morfologi permukaan produk tiasa dikontrol ku cara nyaluyukeun parameter déposisi. Kakuranganna nyaéta laju déposisi teuing handap, prosésna rumit, biaya produksi luhur, sareng tiasa aya cacad palapis, sapertos retakan, cacad bolong sareng cacad permukaan.
Singkatna, metode embedding diwatesan ku ciri téknologisna, anu cocog pikeun pamekaran sareng produksi bahan laboratorium sareng ukuran alit; Metode palapis henteu cocog pikeun produksi massal kusabab konsistensina anu goréng. Metode CVR tiasa nyumponan produksi massal produk ukuran ageung, tapi gaduh sarat anu langkung luhur pikeun alat sareng téknologi. Metode CVD mangrupikeun metode anu idéal pikeun nyiapkeunPalapis SIC, tapi biayana langkung luhur tibatan metode CVR kusabab héséna dina kontrol prosés.
Waktos posting: 22-Peb-2024