Kalayan kamekaran dunya ayeuna anu terus-terusan, énergi anu teu tiasa dianyari beuki béak, sareng masarakat manusa beuki penting pikeun nganggo énergi anu tiasa dianyari anu diwakilan ku "angin, cahaya, cai sareng nuklir". Dibandingkeun sareng sumber énergi anu tiasa dianyari anu sanés, manusa gaduh téknologi anu paling dewasa, aman sareng tiasa dipercaya pikeun nganggo énergi surya. Di antarana, industri sél fotovoltaik kalayan silikon murni tinggi salaku substrat parantos berkembang pesat pisan. Dina ahir taun 2023, kapasitas terpasang fotovoltaik surya kumulatif nagara kuring parantos ngaleuwihan 250 gigawatt, sareng pembangkit listrik fotovoltaik parantos ngahontal 266,3 milyar kWh, paningkatan sakitar 30% sataun-ka-taun, sareng kapasitas pembangkit listrik anu nembé ditambahkeun nyaéta 78,42 juta kilowatt, paningkatan 154% sataun-ka-taun. Dina ahir Juni, kapasitas terpasang kumulatif pembangkit listrik fotovoltaik sakitar 470 juta kilowatt, anu parantos ngaleuwihan PLTA pikeun janten sumber listrik kadua panggedéna di nagara kuring.
Sanaos industri fotovoltaik berkembang pesat, industri bahan énggal anu ngadukungna ogé berkembang pesat. Komponen kuarsa sapertoswadah kuarsa, parahu kuarsa, sareng botol kuarsa diantarana, maénkeun peran penting dina prosés manufaktur fotovoltaik. Salaku conto, wadah kuarsa dianggo pikeun nahan silikon cair dina produksi batang silikon sareng ingot silikon; parahu kuarsa, tabung, botol, tangki beberesih, jsb. maénkeun fungsi bantalan dina difusi, beberesih sareng prosés sanésna dina produksi sél surya, jsb., mastikeun kamurnian sareng kualitas bahan silikon.
Aplikasi utama komponén kuarsa pikeun manufaktur fotovoltaik
Dina prosés manufaktur sél fotovoltaik surya, wafer silikon disimpen dina parahu wafer, sareng parahu disimpen dina pangrojong parahu wafer pikeun difusi, LPCVD sareng prosés termal sanésna, sedengkeun dayung kantilever silikon karbida mangrupikeun komponén pemuatan konci pikeun mindahkeun pangrojong parahu anu mawa wafer silikon ka jero sareng ka luar tina tungku pemanasan. Sakumaha anu dipidangkeun dina gambar di handap ieu, dayung kantilever silikon karbida tiasa mastikeun konsentrisitas wafer silikon sareng tabung tungku, sahingga ngajantenkeun difusi sareng pasivasi langkung seragam. Dina waktos anu sami, éta bébas polusi sareng henteu cacad dina suhu anu luhur, gaduh résistansi kejut termal anu saé sareng kapasitas beban anu ageung, sareng parantos seueur dianggo dina widang sél fotovoltaik.
Diagram skematis komponén pemuatan batré konci
Dina prosés difusi pendaratan lemes, parahu kuarsa tradisional sarengparahu waferpangrojong kedah ngahijikeun wafer silikon sareng pangrojong parahu kuarsa kana tabung kuarsa dina tungku difusi. Dina unggal prosés difusi, pangrojong parahu kuarsa anu dieusi ku wafer silikon disimpen dina dayung silikon karbida. Saatos dayung silikon karbida lebet kana tabung kuarsa, dayung sacara otomatis tilelep pikeun neundeun pangrojong parahu kuarsa sareng wafer silikon, teras laun-laun balik deui ka asal. Saatos unggal prosés, pangrojong parahu kuarsa kedah dicabut tinadayung silikon karbidaOperasi anu sering sapertos kitu bakal nyababkeun pangrojong parahu kuarsa ruksak dina jangka waktu anu lami. Sakali pangrojong parahu kuarsa retak sareng pegat, sadaya pangrojong parahu kuarsa bakal murag tina dayung silikon karbida, teras ngaruksak bagian kuarsa, wafer silikon sareng dayung silikon karbida di handapna. Dayung silikon karbida mahal sareng teu tiasa diropéa. Sakali kacilakaan kajantenan, éta bakal nyababkeun karugian harta benda anu ageung.
Dina prosés LPCVD, teu ngan ukur masalah tegangan termal anu kasebat di luhur bakal kajadian, tapi kumargi prosés LPCVD meryogikeun gas silana pikeun ngaliwat wafer silikon, prosés jangka panjang ogé bakal ngabentuk lapisan silikon dina pangrojong parahu wafer sareng parahu wafer. Kusabab teu konsistenna koéfisién ékspansi termal silikon sareng kuarsa anu dilapis, pangrojong parahu sareng parahu bakal retak, sareng umurna bakal ngirangan sacara signifikan. Umur parahu kuarsa biasa sareng pangrojong parahu dina prosés LPCVD biasana ngan ukur 2 dugi ka 3 bulan. Ku alatan éta, penting pisan pikeun ningkatkeun bahan pangrojong parahu pikeun ningkatkeun kakuatan sareng umur jasa pangrojong parahu pikeun nyingkahan kacilakaan sapertos kitu.
Singkatna, sabab waktos prosés sareng sabaraha kali ningkat salami produksi sél surya, parahu kuarsa sareng komponén sanésna rentan ka retakan anu disumputkeun atanapi bahkan pegat. Umur parahu kuarsa sareng tabung kuarsa dina jalur produksi utama ayeuna di Cina nyaéta sakitar 3-6 bulan, sareng éta kedah ditutup sacara rutin pikeun beberesih, pangropéa, sareng panggantian wadah kuarsa. Leuwih ti éta, keusik kuarsa anu luhur anu dianggo salaku bahan baku pikeun komponén kuarsa ayeuna dina kaayaan suplai sareng paménta anu ketat, sareng hargana parantos lami naék, anu jelas henteu kondusif pikeun ningkatkeun efisiensi produksi sareng kauntungan ékonomi.
Keramik silikon karbida"muncul"
Ayeuna, jalma-jalma parantos mendakan bahan anu kinerjana langkung saé pikeun ngagentos sababaraha komponén kuarsa - keramik silikon karbida.
Keramik silikon karbida mibanda kakuatan mékanis anu saé, stabilitas termal, résistansi suhu luhur, résistansi oksidasi, résistansi kejut termal sareng résistansi korosi kimia, sareng seueur dianggo dina widang panas sapertos metalurgi, mesin, énergi énggal, sareng bahan wangunan sareng bahan kimia. Kinerja na ogé cekap pikeun difusi sél TOPcon dina manufaktur fotovoltaik, LPCVD (déposisi uap kimia tekanan rendah), PECVD (déposisi uap kimia plasma) sareng tautan prosés termal anu sanés.
Pangrojong parahu silikon karbida LPCVD sareng pangrojong parahu silikon karbida anu dilegaan boron
Dibandingkeun sareng bahan kuarsa tradisional, pangrojong parahu, parahu, sareng produk tabung anu didamel tina bahan keramik silikon karbida gaduh kakuatan anu langkung luhur, stabilitas termal anu langkung saé, henteu aya deformasi dina suhu anu luhur, sareng umur hirup langkung ti 5 kali tibatan bahan kuarsa, anu tiasa ngirangan biaya panggunaan sareng kaleungitan énergi anu disababkeun ku pangropéa sareng downtime sacara signifikan. Kauntungan biaya jelas, sareng sumber bahan baku lega.
Di antarana, silikon karbida sinter réaksi (RBSiC) mibanda suhu sintering anu handap, biaya produksi anu handap, dénsifikasi bahan anu luhur, sareng ampir teu aya penyusutan volume nalika sintering réaksi. Ieu hususna cocog pikeun persiapan bagian struktural ukuran ageung sareng bentukna rumit. Ku kituna, ieu paling cocog pikeun produksi produk ukuran ageung sareng rumit sapertos pangrojong parahu, parahu, dayung kantilever, tabung tungku, jsb.
Parahu wafer silikon karbidaogé gaduh prospek pangwangunan anu saé di hareup. Henteu paduli prosés LPCVD atanapi prosés ékspansi boron, umur parahu kuarsa relatif rendah, sareng koéfisién ékspansi termal bahan kuarsa henteu konsisten sareng bahan silikon karbida. Ku alatan éta, gampang aya panyimpangan dina prosés cocog sareng wadah parahu silikon karbida dina suhu anu luhur, anu nyababkeun kaayaan oyagna parahu atanapi bahkan ngaruksak parahu. Parahu silikon karbida nganut rute prosés cetakan hiji-sapotong sareng pamrosésan sacara umum. Sarat toleransi bentuk sareng posisina luhur, sareng éta langkung saé damel sareng wadah parahu silikon karbida. Salaku tambahan, silikon karbida gaduh kakuatan anu luhur, sareng parahu langkung jarang ruksak kusabab tabrakan manusa tibatan parahu kuarsa.
Parahu wafer silikon karbida
Tabung tungku mangrupikeun komponén transfer panas utama tungku, anu maénkeun peran dina panyegelan sareng transfer panas anu seragam. Dibandingkeun sareng tabung tungku kuarsa, tabung tungku silikon karbida gaduh konduktivitas termal anu saé, pemanasan anu seragam, sareng stabilitas termal anu saé, sareng umurna langkung ti 5 kali tibatan tabung kuarsa.
Ringkesan
Sacara umum, boh dina hal kinerja produk atanapi biaya panggunaan, bahan keramik silikon karbida gaduh langkung seueur kaunggulan tibatan bahan kuarsa dina aspék-aspék tertentu dina widang sél surya. Aplikasi bahan keramik silikon karbida dina industri fotovoltaik parantos ngabantosan pisan perusahaan fotovoltaik ngirangan biaya investasi bahan bantu sareng ningkatkeun kualitas sareng daya saing produk. Ka hareupna, kalayan aplikasi skala ageung tabung tungku silikon karbida ukuran ageung, parahu silikon karbida kemurnian tinggi sareng pendukung parahu sareng pangurangan biaya anu terus-terusan, aplikasi bahan keramik silikon karbida dina widang sél fotovoltaik bakal janten faktor konci dina ningkatkeun efisiensi konvérsi énergi cahaya sareng ngirangan biaya industri dina widang pembangkit listrik fotovoltaik, sareng bakal gaduh dampak anu penting kana pamekaran énergi énggal fotovoltaik.
Waktos posting: 05-Nop-2024