Бо рушди пайвастаи ҷаҳони имрӯза, энергияи ғайритаҷдидшаванда рӯз аз рӯз кам шуда истодааст ва ҷомеаи инсонӣ истифодаи энергияи таҷдидшавандаро, ки бо номи "шамол, рӯшноӣ, об ва ҳастаӣ" ифода мешавад, торафт зарурӣ мешуморад. Дар муқоиса бо дигар манбаъҳои таҷдидшавандаи энергия, инсоният технологияи аз ҳама пухта, бехатар ва боэътимодро барои истифодаи энергияи офтобӣ дорад. Дар байни онҳо, саноати фотоэлектрикӣ бо кремнийи тозаи баланд ҳамчун субстрат хеле босуръат рушд кардааст. То охири соли 2023, иқтидори умумии насбшудаи фотоэлектрикии офтобии кишвари ман аз 250 гигаватт гузаштааст ва истеҳсоли нерӯи барқи фотоэлектрикӣ ба 266,3 миллиард кВт/соат расидааст, ки тақрибан 30% дар муқоиса бо соли гузашта афзоиш ёфтааст ва иқтидори нави истеҳсоли нерӯи барқ 78,42 миллион киловатт аст, ки 154% дар муқоиса бо соли гузашта афзоиш ёфтааст. То охири моҳи июн, иқтидори умумии насбшудаи истеҳсоли нерӯи барқи фотоэлектрикӣ тақрибан 470 миллион киловатт буд, ки аз гидроэнергетика пеш гузашта, ба дуввумин манбаи бузурги нерӯи барқ дар кишвари ман табдил ёфтааст.
Дар ҳоле ки саноати фотоэлектрикӣ босуръат рушд мекунад, саноати маводҳои нав, ки онро дастгирӣ мекунанд, низ босуръат рушд мекунад. Ҷузъҳои кварсӣ, ба монандитачоҳҳои кварсӣ, қаиқҳои кварцӣ ва шишаҳои кварцӣ аз ҷумлаи онҳо мебошанд, ки дар раванди истеҳсоли фотоэлектрикӣ нақши муҳим мебозанд. Масалан, таги кварц барои нигоҳ доштани кремнийи гудохта дар истеҳсоли чӯбҳои кремний ва пораҳои кремний истифода мешаванд; қаиқҳои кварцӣ, найчаҳо, шишаҳо, зарфҳои тозакунӣ ва ғайра дар истеҳсоли батареяҳои офтобӣ ва ғайра дар диффузия, тозакунӣ ва дигар пайвастагиҳои раванд нақши борбардорӣ мебозанд ва покӣ ва сифати маводҳои кремнийро таъмин мекунанд.
Истифодаи асосии ҷузъҳои кварсӣ барои истеҳсоли фотоэлектрикӣ
Дар раванди истеҳсоли батареяҳои фотоэлектрикии офтобӣ, вафлиҳои кремний дар қаиқи вафли ҷойгир карда мешаванд ва қаиқ барои диффузия, LPCVD ва дигар равандҳои гармӣ дар такягоҳи қаиқи вафли ҷойгир карда мешавад, дар ҳоле ки болишти консолӣ бо карбиди кремний ҷузъи калидии боркунӣ барои ҳаракат додани такягоҳи қаиқ, ки вафлиҳои кремнийро ба кӯраи гармидиҳӣ мебарад, ба ва берун аз он мебошад. Тавре ки дар расми зер нишон дода шудааст, болишти консолӣ бо карбиди кремний метавонад консентратсияи вафли кремний ва найчаи кӯраро таъмин кунад ва бо ин роҳ диффузия ва пассиватсияро яксонтар кунад. Дар айни замон, он аз ифлосшавӣ озод аст ва дар ҳарорати баланд деформатсия намешавад, муқовимати хуби зарбаи гармӣ ва иқтидори калони боркунӣ дорад ва дар соҳаи батареяҳои фотоэлектрикӣ васеъ истифода шудааст.
Диаграммаи схемавии ҷузъҳои асосии боркунии батарея
Дар раванди паҳншавии нарм фуруд омадан, қаиқи анъанавии кварсӣ вақаиқи вафлиТакягоҳ бояд вафли силикониро якҷоя бо такягоҳи қаиқи кварцӣ ба найчаи кварцӣ дар кӯраи диффузия гузорад. Дар ҳар як раванди диффузия, такягоҳи қаиқи кварцӣ, ки бо вафли силикон пур карда шудааст, ба болишти карбиди силикон гузошта мешавад. Пас аз ворид шудани болишти карбиди силикон ба найчаи кварц, болишт ба таври худкор ғарқ мешавад, то такягоҳи қаиқи кварцӣ ва вафли силиконро ба поён гузорад ва сипас оҳиста ба нуқтаи аввала бармегардад. Пас аз ҳар як раванд, такягоҳи қаиқи кварцӣ бояд аз он хориҷ карда шавад.болишти карбидии силиконЧунин истифодаи зуд-зуд боиси фарсуда шудани такягоҳи қаиқи кварсӣ дар муддати тӯлонӣ мегардад. Вақте ки такягоҳи қаиқи кварсӣ кафида ва мешиканад, тамоми такягоҳи қаиқи кварсӣ аз болишти карбиди силикон меафтад ва сипас ба қисмҳои кварсӣ, пластинаҳои силикон ва болишти карбиди силикон дар поён зарар мерасонад. Болишти карбиди силикон гарон аст ва таъмир карда намешавад. Пас аз рух додани садама, он боиси талафоти бузурги амвол мегардад.
Дар раванди LPCVD, на танҳо мушкилоти стресси гармии дар боло зикршуда ба миён меоянд, балки азбаски раванди LPCVD барои гузаштан аз пластинаи кремний гази силанро талаб мекунад, раванди дарозмуддат инчунин рӯйпӯши силикониро дар такягоҳи қаиқи пластина ва қаиқи пластина ба вуҷуд меорад. Аз сабаби номувофиқатии коэффитсиентҳои васеъшавии гармии силикони пӯшонидашуда ва кварц, такягоҳи қаиқ ва қаиқ кафида, мӯҳлати хизмати он ба таври назаррас коҳиш меёбад. Мӯҳлати хизмати қаиқҳои оддии кварсӣ ва такягоҳҳои қаиқ дар раванди LPCVD одатан танҳо аз 2 то 3 моҳ аст. Аз ин рӯ, барои пешгирӣ аз чунин садамаҳо, беҳтар кардани маводи такягоҳи қаиқ барои афзоиши қувват ва мӯҳлати хизмати такягоҳи қаиқ махсусан муҳим аст.
Хулоса, бо афзоиши вақти раванд ва шумораи маротиба дар истеҳсоли батареяҳои офтобӣ, қаиқҳои кварсӣ ва дигар ҷузъҳо ба тарқишҳои пинҳон ё ҳатто шикастан майл доранд. Мӯҳлати кори қаиқҳои кварсӣ ва найчаҳои кварсӣ дар хатҳои истеҳсолии асосии ҷорӣ дар Чин тақрибан 3-6 моҳ аст ва онҳо бояд мунтазам барои тоза кардан, нигоҳдорӣ ва иваз кардани интиқолдиҳандаҳои кварсӣ қатъ карда шаванд. Ғайр аз ин, реги кварсии тозаи баланд, ки ҳамчун ашёи хом барои ҷузъҳои кварсӣ истифода мешавад, айни замон дар ҳолати талабот ва пешниҳоди маҳдуд қарор дорад ва нарх муддати тӯлонӣ дар сатҳи баланд қарор дорад, ки ин албатта барои беҳтар кардани самаранокии истеҳсолот ва манфиатҳои иқтисодӣ мусоидат намекунад.
Керамикаи карбидии силикон«намоён шудан»
Ҳоло, одамон маводеро бо сифати беҳтаре барои иваз кардани баъзе ҷузъҳои кварсӣ - керамикаи карбидии кремний - ихтироъ кардаанд.
Сафолҳои карбидии кремний дорои қувваи хуби механикӣ, устувории гармӣ, муқовимат ба ҳарорати баланд, муқовимат ба оксидшавӣ, муқовимат ба зарбаи гармӣ ва муқовимат ба зангзании кимиёвӣ мебошанд ва дар соҳаҳои гарм ба монанди металлургия, мошинсозӣ, энергияи нав ва масолеҳи сохтмонӣ ва кимиёвӣ васеъ истифода мешаванд. Иқтидори он инчунин барои паҳншавии ҳуҷайраҳои TOPcon дар истеҳсоли фотоэлектрикӣ, LPCVD (табдили буғи кимиёвии фишори паст), PECVD (табдили буғи плазмавии кимиёвӣ) ва дигар пайвастагиҳои равандҳои гармӣ кофӣ аст.
Тахфифи қаиқи карбиди силиконии LPCVD ва такягоҳи қаиқи карбидии силиконии бо бор васеъшуда
Дар муқоиса бо маводҳои анъанавии кварсӣ, такягоҳҳои қаиқҳо, қаиқҳо ва маҳсулоти қубурӣ, ки аз маводҳои керамикии карбидии кремний сохта шудаанд, мустаҳкамии баландтар, устувории беҳтари гармӣ, набудани деформатсия дар ҳарорати баланд ва мӯҳлати хизмати беш аз 5 маротиба нисбат ба маводҳои кварсӣ доранд, ки метавонад арзиши истифода ва талафоти энергияро, ки аз нигоҳдорӣ ва вақти корношоямӣ ба вуҷуд меояд, ба таври назаррас коҳиш диҳад. Бартарии хароҷот равшан аст ва манбаи ашёи хом васеъ аст.
Дар байни онҳо, карбиди кремнийи реаксияшуда (RBSiC) ҳарорати пасти синтеризатсия, арзиши пасти истеҳсолӣ, зичии баланди мавод ва қариб ки камшавии ҳаҷм ҳангоми синтеризатсияи реаксия надорад. Он махсусан барои тайёр кардани қисмҳои сохтории андозаи калон ва мураккаб мувофиқ аст. Аз ин рӯ, он барои истеҳсоли маҳсулоти андозаи калон ва мураккаб, ба монанди такягоҳҳои қаиқ, қаиқҳо, болҳои консолӣ, найчаҳои кӯра ва ғайра мувофиқтар аст.
Қаиқҳои вафлии силикон карбидӣинчунин дар оянда дурнамои бузурги рушд доранд. Новобаста аз раванди LPCVD ё раванди васеъкунии бор, мӯҳлати кори киштии кварсӣ нисбатан паст аст ва коэффитсиенти васеъшавии гармии маводи кварсӣ бо коэффитсиенти васеъшавии гармии маводи кварсӣ бо коэффитсиенти маводи карбиди кремний номувофиқ аст. Аз ин рӯ, дар раванди мувофиқат бо нигоҳдорандаи киштии карбиди кремний дар ҳарорати баланд ба осонӣ инҳироф вуҷуд дорад, ки боиси ларзиши кишти ё ҳатто шикастани кишти мегардад. Қаиқи карбиди кремний роҳи раванди қолаби якпорча ва коркарди умумиро қабул мекунад. Талаботи шакл ва таҳаммулпазирии мавқеъи он баланд аст ва он бо нигоҳдорандаи киштии карбиди кремний беҳтар ҳамкорӣ мекунад. Илова бар ин, карбиди кремний қувваи баланд дорад ва эҳтимолияти шикастани кишти аз сабаби бархӯрди инсон нисбат ба киштии кварсӣ хеле камтар аст.
Қаиқи вафлии силикон карбидӣ
Найчаи кӯра ҷузъи асосии интиқоли гармии кӯра буда, дар мӯҳргузорӣ ва интиқоли якхелаи гармӣ нақш мебозад. Дар муқоиса бо найчаҳои кӯраҳои кварсӣ, найчаҳои кӯраҳои карбидии кремний дорои гузариши хуби гармӣ, гармидиҳии якхела ва устувории хуби гармӣ мебошанд ва мӯҳлати хизмати онҳо аз найчаҳои кварсӣ беш аз 5 маротиба зиёдтар аст.
Хулоса
Умуман, хоҳ аз ҷиҳати самаранокии маҳсулот ё арзиши истифода, маводҳои керамикии карбиди кремний дар баъзе ҷанбаҳои соҳаи батареяҳои офтобӣ нисбат ба маводҳои кварсӣ бартариҳои бештар доранд. Истифодаи маводҳои керамикии карбиди кремний дар саноати фотоэлектрикӣ ба ширкатҳои фотоэлектрикӣ дар коҳиш додани хароҷоти сармоягузории маводҳои ёрирасон ва беҳтар кардани сифати маҳсулот ва рақобатпазирӣ кӯмаки калон расонидааст. Дар оянда, бо истифодаи васеъмиқёси найчаҳои кӯраи карбиди кремний, қаиқҳо ва такягоҳҳои карбиди кремнийи тозагии баланд ва коҳиши доимии хароҷот, истифодаи маводҳои керамикии карбиди кремний дар соҳаи батареяҳои фотоэлектрикӣ ба омили калидӣ дар беҳтар кардани самаранокии табдили энергияи рӯшноӣ ва коҳиш додани хароҷоти саноат дар соҳаи истеҳсоли нерӯи барқи фотоэлектрикӣ табдил хоҳад ёфт ва ба рушди энергияи нави фотоэлектрикӣ таъсири муҳим хоҳад гузошт.
Вақти интишор: 05 ноябри соли 2024