Истеҳсоли нерӯи барқи фотоэлектрикии офтобӣ ба соҳаи нави энергетикии умедбахштарини ҷаҳон табдил ёфтааст. Дар муқоиса бо батареяҳои офтобии полисиликон ва кремнийи аморфӣ, кремнийи монокристаллӣ, ҳамчун маводи истеҳсоли нерӯи барқи фотоэлектрикӣ, дорои самаранокии баланди табдили фотоэлектрикӣ ва бартариҳои барҷастаи тиҷоратӣ буда, ба ҷараёни асосии истеҳсоли нерӯи барқи фотоэлектрикии офтобӣ табдил ёфтааст. Чохралски (CZ) яке аз усулҳои асосии тайёр кардани кремнийи монокристаллӣ мебошад. Таркиби кӯраи монокристаллии Чохралски системаи кӯра, системаи вакуумӣ, системаи газ, системаи майдони гармӣ ва системаи идоракунии электрикиро дар бар мегирад. Системаи майдони гармӣ яке аз шартҳои муҳимтарини афзоиши кремнийи монокристаллӣ мебошад ва сифати кремнийи монокристаллӣ мустақиман аз тақсимоти градиенти ҳарорат дар майдони гармӣ таъсир мегирад.
Ҷузъҳои майдони гармӣ асосан аз маводҳои карбон (маводҳои графитӣ ва маводҳои таркибии карбон/карбон) иборатанд, ки мувофиқи вазифаҳояшон, тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст, ба қисмҳои ёрирасон, қисмҳои функсионалӣ, унсурҳои гармидиҳӣ, қисмҳои муҳофизатӣ, маводҳои изолятсияи гармӣ ва ғайра тақсим мешаванд. Бо афзоиши андозаи кремнийи монокристаллӣ, талаботи андоза барои ҷузъҳои майдони гармӣ низ меафзояд. Маводҳои таркибии карбон/карбон аз сабаби устувории андоза ва хосиятҳои аълои механикии худ интихоби аввал барои маводҳои майдони гармӣ барои кремнийи монокристаллӣ мегарданд.
Дар раванди истеҳсоли кремнийи монокристаллии чохралӣ, обшавии маводи кремний буғи кремний ва пошидани кремнийи гудохтаро ба вуҷуд меорад, ки боиси эрозияи силикатизатсияи маводҳои майдони гармии карбон/карбон мегардад ва ба хосиятҳои механикӣ ва мӯҳлати хизмати маводҳои майдони гармии карбон/карбон таъсири ҷиддӣ мерасонад. Аз ин рӯ, чӣ гуна бояд эрозияи силикатизатсияи маводҳои майдони гармии карбон/карбонро кам кард ва мӯҳлати хизмати онҳоро беҳтар кард, яке аз нигарониҳои маъмулии истеҳсолкунандагони кремнийи монокристаллӣ ва истеҳсолкунандагони маводи майдони гармии карбон/карбон шудааст.Пӯшиши карбидии силиконбинобар муқовимати аълои зарбаи гармӣ ва муқовимати фарсудашавӣ, он барои муҳофизати рӯйпӯши рӯи маводҳои майдони гармии карбон/карбон ба интихоби аввал табдил ёфтааст.
Дар ин мақола, аз маводҳои майдони гармии карбон/карбон, ки дар истеҳсоли кремнийи монокристаллӣ истифода мешаванд, сар карда, усулҳои асосии тайёркунӣ, афзалиятҳо ва нуқсонҳои пӯшиши карбидии кремний муаррифӣ карда мешаванд. Дар ин замина, татбиқ ва пешрафти таҳқиқоти пӯшиши карбидии кремний дар маводҳои майдони гармии карбон/карбон мувофиқи хусусиятҳои маводҳои майдони гармии карбон/карбон баррасӣ карда мешаванд ва пешниҳодҳо ва самтҳои таҳия барои ҳифзи пӯшиши сатҳи маводҳои майдони гармии карбон/карбон пешниҳод карда мешаванд.
1 Технологияи тайёр карданпӯшиши карбидии силикон
1.1 Усули ҷойгиркунӣ
Усули ҷойгиркунӣ аксар вақт барои тайёр кардани рӯйпӯши дарунии карбиди кремний дар системаи маводи композитии C/C-sic истифода мешавад. Ин усул аввал хокаи омехтаро барои печонидани маводи композитии карбон/карбон истифода мебарад ва сипас дар ҳарорати муайян коркарди гармӣ анҷом медиҳад. Як қатор аксуламалҳои мураккаби физикӣ-химиявӣ байни хокаи омехта ва сатҳи намуна барои ташкили рӯйпӯш ба амал меоянд. Бартарии он дар он аст, ки раванд содда аст, танҳо як раванд метавонад маводи композитии матритсаи зич ва бетартибро омода кунад; Тағйири андозаи хурд аз преформа ба маҳсулоти ниҳоӣ; Барои ҳама гуна сохтори тақвиятёфтаи нах мувофиқ аст; Дар байни рӯйпӯш ва субстрат градиенти муайяни таркибӣ ба вуҷуд омада метавонад, ки бо субстрат хуб омехта мешавад. Аммо, инчунин камбудиҳо мавҷуданд, ба монанди аксуламали кимиёвӣ дар ҳарорати баланд, ки метавонад ба нах зарар расонад ва хосиятҳои механикии матритсаи карбон/карбон коҳиш меёбанд. Назорати якхелаи рӯйпӯш душвор аст, ки аз сабаби омилҳо ба монанди вазнинӣ, ки рӯйпӯшро нобаробар мекунад.
1.2 Усули пӯшонидани суспензия
Усули рӯйпӯшкунии суспензия ин омехта кардани маводи рӯйпӯшкунӣ ва пайвандак ба омехта, ба таври баробар молидани рӯи матритса мебошад. Пас аз хушк шудан дар атмосфераи инертӣ, намунаи рӯйпӯшшуда дар ҳарорати баланд пухта мешавад ва рӯйпӯши заруриро ба даст овардан мумкин аст. Бартариятҳо дар он аст, ки раванд содда ва осон аст ва ғафсии рӯйпӯшро назорат кардан осон аст; Камбудӣ дар он аст, ки байни рӯйпӯш ва субстрат қувваи пайванди суст вуҷуд дорад ва муқовимати зарбаи гармии рӯйпӯш суст аст ва якрангии рӯйпӯш паст аст.
1.3 Усули реаксияи буғии кимиёвӣ
Усули реаксияи буғи кимиёвӣ (CVR) усули равандест, ки маводи сахти кремнийро дар ҳарорати муайян ба буғи кремний бухор мекунад ва сипас буғи кремний ба дарунӣ ва сатҳи матритса паҳн мешавад ва дар ҷои худ бо карбон дар матритса реаксия карда, карбиди кремнийро ба вуҷуд меорад. Бартариҳои он иборатанд аз атмосфераи якхела дар кӯра, суръати реаксияи якхела ва ғафсии таҳшиншавии маводи пӯшонидашуда дар ҳама ҷо; Раванд содда ва осон аст ва ғафсии рӯйпӯшро бо тағир додани фишори буғи кремний, вақти таҳшиншавӣ ва дигар параметрҳо идора кардан мумкин аст. Камбудӣ дар он аст, ки намуна аз мавқеи кӯра сахт таъсир мегирад ва фишори буғи кремний дар кӯра наметавонад ба якхелагии назариявӣ бирасад, ки боиси нобаробарии ғафсии рӯйпӯш мегардад.
1.4 Усули ҷойгиркунии буғии кимиёвӣ
Чопкунии буғи кимиёвӣ (CVD) равандест, ки дар он карбогидридҳо ҳамчун манбаи газ ва N2/Ar-и тозагии баланд ҳамчун гази интиқолдиҳанда барои ворид кардани газҳои омехта ба реактори буғи кимиёвӣ истифода мешаванд ва карбогидридҳо дар зери ҳарорат ва фишори муайян таҷзия, синтез, пароканда, адсорбсия ва ҳал карда мешаванд, то дар сатҳи маводҳои таркибии карбон/карбон плёнкаҳои сахт ба вуҷуд оянд. Бартарии он дар он аст, ки зичӣ ва тозагии рӯйпӯшро назорат кардан мумкин аст; Он инчунин барои қисмҳои корӣ бо шакли мураккабтар мувофиқ аст; Сохтори кристаллӣ ва морфологияи сатҳи маҳсулотро метавон бо танзими параметрҳои ҷойгиркунӣ назорат кард. Камбудиҳо дар он аст, ки суръати ҷойгиршавӣ хеле паст аст, раванд мураккаб аст, арзиши истеҳсолот баланд аст ва метавонад камбудиҳои рӯйпӯш, ба монанди тарқишҳо, нуқсонҳои шабака ва нуқсонҳои сатҳӣ вуҷуд дошта бошанд.
Хулоса, усули ҷойгиркунӣ бо хусусиятҳои технологии он маҳдуд аст, ки барои таҳия ва истеҳсоли маводҳои лабораторӣ ва андозаи хурд мувофиқ аст; Усули пӯшиш барои истеҳсоли оммавӣ мувофиқ нест, зеро он мувофиқати паст дорад. Усули CVR метавонад истеҳсоли оммавии маҳсулоти андозаи калонро қонеъ кунад, аммо он ба таҷҳизот ва технология талаботи баландтар дорад. Усули CVD усули беҳтарин барои тайёр кардан аст.Пӯшиши SIC, аммо арзиши он нисбат ба усули CVR гаронтар аст, зеро он дар идоракунии раванд душвор аст.
Вақти нашр: 22 феврали соли 2024