సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్: ఫోటోవోల్టాయిక్ క్వార్ట్జ్ భాగాల టెర్మినేటర్

నేటి ప్రపంచం యొక్క నిరంతర అభివృద్ధితో, పునరుత్పాదక శక్తి అంతకంతకూ తగ్గిపోతోంది మరియు మానవ సమాజం "గాలి, కాంతి, నీరు మరియు అణు" ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహించే పునరుత్పాదక శక్తిని ఉపయోగించడం చాలా అత్యవసరంగా మారుతోంది. ఇతర పునరుత్పాదక ఇంధన వనరులతో పోలిస్తే, మానవులు సౌరశక్తిని ఉపయోగించడానికి అత్యంత పరిణతి చెందిన, సురక్షితమైన మరియు నమ్మదగిన సాంకేతికతను కలిగి ఉన్నారు. వాటిలో, అధిక స్వచ్ఛత సిలికాన్‌ను ఉపరితలంగా కలిగి ఉన్న ఫోటోవోల్టాయిక్ సెల్ పరిశ్రమ చాలా వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది. 2023 చివరి నాటికి, నా దేశం యొక్క సంచిత సౌర ఫోటోవోల్టాయిక్ స్థాపిత సామర్థ్యం 250 గిగావాట్లను మించిపోయింది మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి 266.3 బిలియన్ kWhకి చేరుకుంది, ఇది సంవత్సరానికి 30% పెరుగుదల మరియు కొత్తగా జోడించబడిన విద్యుత్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం 78.42 మిలియన్ కిలోవాట్లు, ఇది సంవత్సరానికి 154% పెరుగుదల. జూన్ చివరి నాటికి, ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి యొక్క సంచిత స్థాపిత సామర్థ్యం దాదాపు 470 మిలియన్ కిలోవాట్లు, ఇది జలశక్తిని అధిగమించి నా దేశంలో రెండవ అతిపెద్ద విద్యుత్ వనరుగా మారింది.

ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమ వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతుండగా, దానికి మద్దతు ఇచ్చే కొత్త పదార్థాల పరిశ్రమ కూడా వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతోంది. క్వార్ట్జ్ భాగాలు వంటివిక్వార్ట్జ్ క్రూసిబుల్స్, క్వార్ట్జ్ బోట్లు మరియు క్వార్ట్జ్ బాటిళ్లు వాటిలో ఉన్నాయి, ఇవి ఫోటోవోల్టాయిక్ తయారీ ప్రక్రియలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. ఉదాహరణకు, సిలికాన్ రాడ్‌లు మరియు సిలికాన్ ఇంగోట్‌ల ఉత్పత్తిలో కరిగిన సిలికాన్‌ను పట్టుకోవడానికి క్వార్ట్జ్ క్రూసిబుల్‌లను ఉపయోగిస్తారు; క్వార్ట్జ్ బోట్లు, ట్యూబ్‌లు, బాటిళ్లు, క్లీనింగ్ ట్యాంకులు మొదలైనవి సౌర ఘటాల ఉత్పత్తిలో వ్యాప్తి, శుభ్రపరచడం మరియు ఇతర ప్రక్రియ లింక్‌లలో బేరింగ్ ఫంక్షన్‌ను పోషిస్తాయి, సిలికాన్ పదార్థాల స్వచ్ఛత మరియు నాణ్యతను నిర్ధారిస్తాయి.

ఫోటోవోల్టాయిక్ తయారీకి క్వార్ట్జ్ భాగాల యొక్క ప్రధాన అనువర్తనాలు

సౌర ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల తయారీ ప్రక్రియలో, సిలికాన్ వేఫర్‌లను వేఫర్ బోట్‌పై ఉంచుతారు మరియు విస్తరణ, LPCVD మరియు ఇతర ఉష్ణ ప్రక్రియల కోసం పడవను వేఫర్ బోట్ సపోర్ట్‌పై ఉంచుతారు, అయితే సిలికాన్ కార్బైడ్ కాంటిలివర్ ప్యాడిల్ అనేది సిలికాన్ వేఫర్‌లను మోసే పడవ సపోర్ట్‌ను తాపన కొలిమిలోకి మరియు వెలుపలికి తరలించడానికి కీలకమైన లోడింగ్ భాగం. క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ కాంటిలివర్ ప్యాడిల్ సిలికాన్ వేఫర్ మరియు ఫర్నేస్ ట్యూబ్ యొక్క కేంద్రీకరణను నిర్ధారించగలదు, తద్వారా విస్తరణ మరియు నిష్క్రియాత్మకతను మరింత ఏకరీతిగా చేస్తుంది. అదే సమయంలో, ఇది కాలుష్య రహితంగా ఉంటుంది మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వైకల్యం చెందదు, మంచి థర్మల్ షాక్ నిరోధకత మరియు పెద్ద లోడ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల రంగంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.

కీ బ్యాటరీ లోడింగ్ భాగాల స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

సాఫ్ట్ ల్యాండింగ్ డిఫ్యూజన్ ప్రక్రియలో, సాంప్రదాయ క్వార్ట్జ్ బోట్ మరియుపొర పడవడిఫ్యూజన్ ఫర్నేస్‌లోని క్వార్ట్జ్ ట్యూబ్‌లో క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్‌తో సిలికాన్ వేఫర్‌ను కలిపి ఉంచాలి. ప్రతి డిఫ్యూజన్ ప్రక్రియలో, సిలికాన్ వేఫర్‌లతో నిండిన క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్‌ను సిలికాన్ కార్బైడ్ ప్యాడిల్‌పై ఉంచుతారు. సిలికాన్ కార్బైడ్ ప్యాడిల్ క్వార్ట్జ్ ట్యూబ్‌లోకి ప్రవేశించిన తర్వాత, క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్ మరియు సిలికాన్ వేఫర్‌ను అణిచివేసేందుకు ప్యాడిల్ స్వయంచాలకంగా మునిగిపోతుంది, ఆపై నెమ్మదిగా తిరిగి మూలానికి వెళుతుంది. ప్రతి ప్రక్రియ తర్వాత, క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్‌ను తొలగించాలి.సిలికాన్ కార్బైడ్ తెడ్డు. ఇలా తరచుగా పనిచేయడం వల్ల క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్ చాలా కాలం పాటు అరిగిపోతుంది. క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్ పగుళ్లు మరియు విరిగిపోయిన తర్వాత, మొత్తం క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్ సిలికాన్ కార్బైడ్ ప్యాడిల్ నుండి పడిపోతుంది, ఆపై క్రింద ఉన్న క్వార్ట్జ్ భాగాలు, సిలికాన్ వేఫర్లు మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ ప్యాడిల్స్ దెబ్బతింటాయి. సిలికాన్ కార్బైడ్ ప్యాడిల్ ఖరీదైనది మరియు మరమ్మత్తు చేయబడదు. ఒకసారి ప్రమాదం జరిగితే, అది భారీ ఆస్తి నష్టాలకు కారణమవుతుంది.

LPCVD ప్రక్రియలో, పైన పేర్కొన్న ఉష్ణ ఒత్తిడి సమస్యలు తలెత్తడమే కాకుండా, LPCVD ప్రక్రియకు సిలికాన్ వేఫర్ గుండా సిలేన్ వాయువు వెళ్ళడం అవసరం కాబట్టి, దీర్ఘకాలిక ప్రక్రియ వేఫర్ బోట్ సపోర్ట్ మరియు వేఫర్ బోట్‌పై సిలికాన్ పూతను కూడా ఏర్పరుస్తుంది. పూత పూసిన సిలికాన్ మరియు క్వార్ట్జ్ యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకాల అస్థిరత కారణంగా, బోట్ సపోర్ట్ మరియు బోట్ పగుళ్లు ఏర్పడతాయి మరియు జీవితకాలం తీవ్రంగా తగ్గుతుంది. LPCVD ప్రక్రియలో సాధారణ క్వార్ట్జ్ బోట్లు మరియు బోట్ సపోర్ట్‌ల జీవితకాలం సాధారణంగా 2 నుండి 3 నెలలు మాత్రమే. అందువల్ల, అటువంటి ప్రమాదాలను నివారించడానికి బోట్ సపోర్ట్ యొక్క బలం మరియు సేవా జీవితాన్ని పెంచడానికి బోట్ సపోర్ట్ మెటీరియల్‌ను మెరుగుపరచడం చాలా ముఖ్యం.

సంక్షిప్తంగా, సౌర ఘటాల ఉత్పత్తి సమయంలో ప్రక్రియ సమయం మరియు సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ, క్వార్ట్జ్ పడవలు మరియు ఇతర భాగాలు దాచిన పగుళ్లు లేదా పగుళ్లకు గురవుతాయి. చైనాలో ప్రస్తుత ప్రధాన స్రవంతి ఉత్పత్తి మార్గాలలో క్వార్ట్జ్ పడవలు మరియు క్వార్ట్జ్ ట్యూబ్‌ల జీవితకాలం దాదాపు 3-6 నెలలు, మరియు క్వార్ట్జ్ క్యారియర్‌లను శుభ్రపరచడం, నిర్వహణ మరియు భర్తీ చేయడం కోసం వాటిని క్రమం తప్పకుండా మూసివేయాల్సి ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, క్వార్ట్జ్ భాగాలకు ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించే అధిక-స్వచ్ఛత క్వార్ట్జ్ ఇసుక ప్రస్తుతం గట్టి సరఫరా మరియు డిమాండ్ స్థితిలో ఉంది మరియు ధర చాలా కాలంగా అధిక స్థాయిలో నడుస్తోంది, ఇది ఉత్పత్తి సామర్థ్యం మరియు ఆర్థిక ప్రయోజనాలను మెరుగుపరచడానికి స్పష్టంగా అనుకూలంగా లేదు.

సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్"కనిపించు"

ఇప్పుడు, ప్రజలు కొన్ని క్వార్ట్జ్ భాగాలను భర్తీ చేయడానికి మెరుగైన పనితీరు కలిగిన పదార్థాన్ని కనుగొన్నారు - సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్.

సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ మంచి యాంత్రిక బలం, ఉష్ణ స్థిరత్వం, అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, ఆక్సీకరణ నిరోధకత, ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మరియు రసాయన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి మరియు లోహశాస్త్రం, యంత్రాలు, కొత్త శక్తి మరియు నిర్మాణ వస్తువులు మరియు రసాయనాలు వంటి వేడి క్షేత్రాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. ఫోటోవోల్టాయిక్ తయారీ, LPCVD (అల్ప పీడన రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ), PECVD (ప్లాస్మా రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ) మరియు ఇతర ఉష్ణ ప్రక్రియ లింక్‌లలో TOPcon కణాల వ్యాప్తికి కూడా దీని పనితీరు సరిపోతుంది.

LPCVD సిలికాన్ కార్బైడ్ బోట్ సపోర్ట్ మరియు బోరాన్-ఎక్స్‌పాండెడ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ బోట్ సపోర్ట్

సాంప్రదాయ క్వార్ట్జ్ పదార్థాలతో పోలిస్తే, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన బోట్ సపోర్టులు, బోట్లు మరియు ట్యూబ్ ఉత్పత్తులు అధిక బలం, మెరుగైన ఉష్ణ స్థిరత్వం, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వైకల్యం చెందకుండా ఉండటం మరియు క్వార్ట్జ్ పదార్థాల కంటే 5 రెట్లు ఎక్కువ జీవితకాలం కలిగి ఉంటాయి, ఇవి నిర్వహణ మరియు డౌన్‌టైమ్ వల్ల కలిగే వినియోగ ఖర్చు మరియు శక్తి నష్టాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తాయి. ఖర్చు ప్రయోజనం స్పష్టంగా ఉంది మరియు ముడి పదార్థాల మూలం విస్తృతంగా ఉంటుంది.

వాటిలో, రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ (RBSiC) తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత, తక్కువ ఉత్పత్తి వ్యయం, అధిక పదార్థ సాంద్రత మరియు రియాక్షన్ సింటరింగ్ సమయంలో దాదాపు వాల్యూమ్ సంకోచం ఉండదు. ఇది పెద్ద-పరిమాణ మరియు సంక్లిష్ట-ఆకారపు నిర్మాణ భాగాల తయారీకి ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇది పడవ మద్దతులు, పడవలు, కాంటిలివర్ తెడ్డులు, కొలిమి గొట్టాలు మొదలైన పెద్ద-పరిమాణ మరియు సంక్లిష్ట ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తికి అత్యంత అనుకూలంగా ఉంటుంది.

సిలికాన్ కార్బైడ్ వేఫర్ పడవలుభవిష్యత్తులో కూడా గొప్ప అభివృద్ధి అవకాశాలు ఉన్నాయి. LPCVD ప్రక్రియ లేదా బోరాన్ విస్తరణ ప్రక్రియతో సంబంధం లేకుండా, క్వార్ట్జ్ పడవ యొక్క జీవితకాలం సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు క్వార్ట్జ్ పదార్థం యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం సిలికాన్ కార్బైడ్ పదార్థంతో విరుద్ధంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద సిలికాన్ కార్బైడ్ పడవ హోల్డర్‌తో సరిపోలడం ప్రక్రియలో విచలనాలు ఉండటం సులభం, ఇది పడవను కదిలించే లేదా పడవను విచ్ఛిన్నం చేసే పరిస్థితికి దారితీస్తుంది. సిలికాన్ కార్బైడ్ పడవ వన్-పీస్ మోల్డింగ్ మరియు మొత్తం ప్రాసెసింగ్ యొక్క ప్రక్రియ మార్గాన్ని అవలంబిస్తుంది. దీని ఆకారం మరియు స్థాన సహనం అవసరాలు ఎక్కువగా ఉంటాయి మరియు ఇది సిలికాన్ కార్బైడ్ పడవ హోల్డర్‌తో బాగా సహకరిస్తుంది. అదనంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ అధిక బలాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు క్వార్ట్జ్ పడవ కంటే మానవ ఢీకొనడం వల్ల పడవ విరిగిపోయే అవకాశం చాలా తక్కువ.

సిలికాన్ కార్బైడ్ వేఫర్ బోట్

ఫర్నేస్ ట్యూబ్ అనేది ఫర్నేస్ యొక్క ప్రధాన ఉష్ణ బదిలీ భాగం, ఇది సీలింగ్ మరియు ఏకరీతి ఉష్ణ బదిలీలో పాత్ర పోషిస్తుంది.క్వార్ట్జ్ ఫర్నేస్ ట్యూబ్‌లతో పోలిస్తే, సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫర్నేస్ ట్యూబ్‌లు మంచి ఉష్ణ వాహకత, ఏకరీతి తాపన మరియు మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటి జీవితకాలం క్వార్ట్జ్ ట్యూబ్‌ల కంటే 5 రెట్లు ఎక్కువ.

సారాంశం

సాధారణంగా, ఉత్పత్తి పనితీరు లేదా వినియోగ వ్యయం పరంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పదార్థాలు సౌర ఘటం క్షేత్రంలోని కొన్ని అంశాలలో క్వార్ట్జ్ పదార్థాల కంటే ఎక్కువ ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి. ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమలో సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పదార్థాల అప్లికేషన్ ఫోటోవోల్టాయిక్ కంపెనీలు సహాయక పదార్థాల పెట్టుబడి వ్యయాన్ని తగ్గించడంలో మరియు ఉత్పత్తి నాణ్యత మరియు పోటీతత్వాన్ని మెరుగుపరచడంలో బాగా సహాయపడింది. భవిష్యత్తులో, పెద్ద-పరిమాణ సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫర్నేస్ ట్యూబ్‌లు, అధిక-స్వచ్ఛత సిలికాన్ కార్బైడ్ బోట్లు మరియు బోట్ సపోర్ట్‌ల యొక్క పెద్ద-స్థాయి అప్లికేషన్ మరియు ఖర్చులను నిరంతరం తగ్గించడంతో, ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల రంగంలో సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పదార్థాల అప్లికేషన్ కాంతి శక్తి మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడంలో మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి రంగంలో పరిశ్రమ ఖర్చులను తగ్గించడంలో కీలకమైన అంశంగా మారుతుంది మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ కొత్త శక్తి అభివృద్ధిపై ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.