Uchunguzi wa Kifani: Vipengele vya Grafiti ya Usafi wa Juu kwa Sehemu za Joto za Monocrystalline za Inchi 32 katika Ukuaji wa Silikoni ya Aina ya N

Utangulizi: Changamoto ya Uga wa Joto wa Inchi 32 katika Ukuaji wa Silikoni ya Aina ya N yenye Ufanisi wa Juu

Kadri tasnia ya photovoltaics inavyobadilika haraka kutoka kwa seli za jua za aina ya P PERC hadi seli za jua za aina ya N TOPCon na Heterojunction (HJT), mahitaji ya wafers za silicon zenye usafi wa hali ya juu yameongezeka sana. Sehemu ndogo za silicon za aina ya N zinahitaji maisha ya juu sana ya kubeba wabebaji wachache (kawaida >300 μs) na uchafuzi wa uchafu wa metali wa mpito karibu sifuri.

Ili kuongeza uzalishaji, watengenezaji wa kaki za silikoni wanapanua ukubwa wa crucible hadi inchi 32 na zaidi. Hata hivyo, kufanya kazi katika halijoto inayozidi 1,450°C katika uwanja wa joto wa inchi 32 huleta changamoto kali za uhandisi:

1. Uharibifu wa Joto na Ulinganifu:Miteremko mikubwa ya joto husababisha uundaji wa muundo na nyufa katika hita na misingi ya kawaida ya grafiti.
2. Uchafuzi wa Metali Tete:Vipengele vya uchafu mdogo (Fe, Ni, Cu, V) ndani ya grafiti ya kawaida huvukiza wakati wa kuvuta kwa muda mrefu fuwele, na kuhamia moja kwa moja kwenye silikoni iliyoyeyuka na kusababisha uharibifu mkubwa wa maisha ya wabebaji wachache.

Suluhisho la Uhandisi: Grafiti ya Isostatic Iliyosafishwa Sana na Kinga ya CVD SiC

Ili kushinda vikwazo hivi vya kiufundi, VeTek Semiconductor iliweka uboreshaji kamili wa nyenzo katika mkusanyiko mzima wa uwanja wa joto wa inchi 32, uliojumuisha grafiti ya isostatic yenye msongamano mkubwa iliyosafishwa kwa halojeni ya halijoto ya juu na mipako ya kinga ya CVD Silicon Carbide (SiC).

1. Utakaso wa Halojeni Kina (Yaliyomo ya Majivu ≤ 2-5 ppm)

Grafiti ya kawaida ya viwandani ina kiwango cha majivu mengi kuanzia 50 ppm hadi 200 ppm. Katika 1,450°C chini ya ombwe, vipengele hivi vidogo hubadilika. Mchakato wetu wa kipekee wa Utakaso wa Gesi ya Halojeni ya Joto la Juu hubadilisha uchafu wa metali kuwa misombo tete ya halojeni (kloridi/floridi) katika halijoto zaidi ya 2,400°C.

• Upimaji wa Spektrometri ya Utoaji wa Mwangaza (GDMS)inathibitisha kwamba uchafu wote wa metali (Fe, Cr, Ni, Cu, V) umepunguzwa hadi chini ya 0.5 ppm, na kufikia kiwango cha jumla cha majivu cha ≤ 2 ppm.
• Matokeo:Huondoa mabadiliko ya gesi ya metali ya mandharinyuma, na kulinda bwawa la silikoni lililoyeyuka kutokana na uchafuzi wakati wa saa 120+ za mizunguko endelevu ya kuvuta.

2. Muundo wa Grafiti Isostatic wa Msongamano Mkubwa kwa Utulivu wa Joto

Vipengele vikiwemo hita ya grafiti, kifaa cha kuhami joto, na pipa la kuhami joto hutengenezwa kwa kutumia grafiti ya isostatic yenye msongamano mkubwa (1.85 g/cm³), grafiti ya isostatic yenye chembe chembe ndogo (ukubwa wa chembe <10 μm). Kubonyeza isostatic huhakikisha upanuzi sare wa joto la isotropiki (CTE), kuzuia mkazo wa joto wa ndani, kupindika, na kupasuka kwa mitambo chini ya mizunguko ya joto inayojirudia.

3. Mipako ya Kinga ya CVD Silicon Carbide (SiC)

Vipengele muhimu vinavyoathiriwa na mvuke wa silikoni na gesi za kusafisha zenye babuzi hufunikwa na safu mnene ya 50–80 μm ya Uwekaji wa Mvuke wa Kemikali (CVD) Silicon Carbide (SiC).

• Kizuizi cha Kutu:Huzuia mmenyuko wa moja kwa moja wa kemikali kati ya mvuke tete wa silikoni (SiO2) na substrate ya grafiti (SiO2 + 2C → SiC2 + CO2), huondoa mmomonyoko wa uso na uzalishaji wa vumbi la kaboni.
• Usahihi wa Kijiometri:Hudumisha jiometri kamili ya uwanja wa joto zaidi ya vipindi vya huduma vya 30% virefu.

Data ya Utendaji Iliyopimwa na Uthibitisho wa Jaribio la Sehemu

Jaribio la ulinganisho la miezi 6 lilifanywa katika tanuru 50 za CZ zenye ukubwa wa inchi 32 katika kiwanda cha utengenezaji wa wafer wa silikoni cha TOPCon cha kiwango cha 1. Hapa chini ni kipimo cha utendaji kinacholinganisha vipengele vya grafiti vya kawaida dhidi ya suluhisho la uwanja wa joto uliosafishwa wa VeTek Semiconductor:

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara)

Hitimisho na Ushauri wa Kiufundi

Kuboresha hadi vipengele vya grafiti ya isostatic iliyosafishwa sana kwa ulinzi wa CVD SiC hutoa njia ya moja kwa moja na inayoweza kupimika ya kutatua vikwazo vya mavuno na uchafu katika ukuaji wa silikoni ya monocrystalline ya aina ya N ya inchi 32. Kwa uboreshaji wa 18% katika mavuno ya prime na maisha marefu ya uwanja wa joto wa 30%, watengenezaji wa wafer wa jua wanaweza kufikia ROI kubwa.