Häzirki dünýäniň üznüksiz ösüşi bilen, gaýtadan dikeldilmeýän energiýa barha tükenýär we adamzat jemgyýeti "ýel, ýagtylyk, suw we ýadro" bilen görkezilen gaýtadan dikeldilýän energiýany ulanmak üçin barha zerurdyr. Beýleki gaýtadan dikeldilýän energiýa çeşmeleri bilen deňeşdirilende, adamlar gün energiýasyny ulanmak üçin iň ösen, howpsuz we ygtybarly tehnologiýa eýe. Olaryň arasynda substrat hökmünde ýokary arassa kremniý ulanylýan fotowoltaik element senagaty örän çalt ösdi. 2023-nji ýylyň ahyryna çenli meniň ýurdumyň umumy gün fotowoltaik oturdylan kuwwaty 250 gigawattdan geçdi we fotowoltaik energiýa öndürmek 266,3 milliard kWt-sagada ýetdi, bu geçen ýyl bilen deňeşdirilende takmynan 30% artmakdyr, täze goşulan energiýa öndürmek kuwwaty bolsa geçen ýyl bilen deňeşdirilende 154% artmak bilen 78,42 million kilowattdyr. Iýun aýynyň ahyryna çenli fotowoltaik energiýa öndürmegiň umumy oturdylan kuwwaty takmynan 470 million kilowatt boldy, bu bolsa gidroenergiýadan öňe geçip, meniň ýurdumdaky ikinji uly energiýa çeşmesine öwrüldi.
Fotowoltaik senagaty çalt depginde ösýän bolsa-da, ony goldaýan täze materiallar senagaty hem çalt depginde ösýär. Kwars ýaly komponentler.kwars krujkalary, kwars gaýyklary we kwars çüýşeleri şolaryň arasynda bolup, fotowoltaik önümçilik prosesinde möhüm rol oýnaýar. Mysal üçin, kwars tigelleri kremniý taýajyklaryny we kremniý külçelerini öndürmekde ereýän kremniýi saklamak üçin ulanylýar; kwars gaýyklary, turbalar, çüýşeler, arassalaýjy baklar we ş.m. gün batareýalaryny öndürmekde we ş.m. diffuziýa, arassalamak we beýleki proses baglanyşyklarynda göteriji funksiýany ýerine ýetirýär we kremniý materiallarynyň arassalygyny we hilini üpjün edýär.
Fotowoltaik önümçilikde kwarts komponentleriniň esasy ulanylyşlary
Gün fotowoltaik batareýalarynyň önümçilik prosesinde kremniý waferleri wafer gaýygyna ýerleşdirilýär we gaýyk diffuziýa, LPCVD we beýleki termal prosesler üçin wafer gaýyk daýanjyna ýerleşdirilýär, kremniý karbid konsol küregi bolsa kremniý waferlerini daşaýan gaýyk daýanjyny gyzdyryjy peje girip-çykmak üçin esasy ýükleýiş bölegi bolup durýar. Aşakdaky suratda görkezilişi ýaly, kremniý karbid konsol küregi kremniý waferiniň we peç turbasynyň konsentrikligini üpjün edip, diffuziýany we passiwasiýany has deňleşdirip bilýär. Şol bir wagtyň özünde, ol hapalanmasyz we ýokary temperaturada deformasiýasyz, gowy termal şoka garşylyga we uly ýük göterijilige eýedir we fotowoltaik batareýalar ulgamynda giňden ulanylýar.
Batareýanyň ýüklenmeginiň esasy bölekleriniň shematiki diagrammasy
Ýumşak gonuş diffuziýa prosesinde, däp bolan kwars gaýygy wewafer gaýygySilikon waferini kwars gaýyk daýanjy bilen bilelikde diffuziýa peçinde kwars turbasyna goýmaly. Her diffuziýa prosesinde kremniý waferleri bilen doldurylan kwars gaýyk daýanjy kremniý karbid kürekçesine goýulýar. Silikon karbid kürekçesi kwars turbasyna girenden soň, kürek awtomatiki usulda kwars gaýyk daýanjyny we kremniý waferini goýmak üçin çökýär we soňra haýal-haýal başlangyç nokadyna gaýdyp gelýär. Her prosesden soň, kwars gaýyk daýanjyny aýyrmak gerekkremniý karbid kürekŞeýle ýygy-ýygydan işlenilmegi kwars gaýyk daýanjynyň uzak wagtlap könelmegine sebäp bolar. Kwars gaýyk daýanjy ýarylyp, döwülenden soň, kwars gaýyk daýanjynyň tutuş bölegi kremniý karbid kürekden düşer we soňra aşakdaky kwars böleklerine, kremniý plitalaryna we kremniý karbid küreklerine zeper ýeter. Kwars karbid kürek gymmat we ony abatlap bolmaýar. Bir gezek heläkçilik ýüze çyksa, uly emläk ýitgilerine sebäp bolar.
LPCVD prosesinde diňe ýokarda agzalan termal stres meseleleri ýüze çykmaz, eýsem LPCVD prosesi silan gazynyň kremniý waferinden geçmegini talap edýändigi sebäpli, uzak möhletli proses wafer gaýygynyň daýanjynda we wafer gaýygynda kremniý örtügini emele getirer. Örtülen kremniýiň we kwarsyň termal giňelme koeffisiýentleriniň deňsizligi sebäpli gaýyk daýanjy we gaýyk çatlar we ömrü ep-esli azalar. LPCVD prosesinde adaty kwars gaýyklarynyň we gaýyk daýançlarynyň ömrü adatça diňe 2-3 aý bolýar. Şonuň üçin şeýle heläkçilikleriň öňüni almak üçin gaýyk daýanjynyň berkligini we hyzmat ömrüni artdyrmak üçin gaýyk daýanjynyň materialyny gowulandyrmak aýratyn möhümdir.
Gysgaça aýdylanda, gün batareýalarynyň önümçiligi wagtynda proses wagty we sany artdygyça, kwars gaýyklary we beýleki bölekler gizlin çatlaklara ýa-da hatda döwülmelere sezewar bolýar. Hytaýdaky häzirki esasy önümçilik liniýalarynda kwars gaýyklarynyň we kwars turbalarynyň ömrü takmynan 3-6 aýdyr we olary arassalamak, tehniki hyzmat etmek we kwars daşaýjylaryny çalşyrmak üçin yzygiderli ýapmak gerek. Mundan başga-da, kwars bölekleri üçin çig mal hökmünde ulanylýan ýokary arassa kwars çägesi häzirki wagtda talap we teklip çäkli ýagdaýda we bahasy uzak wagtlap ýokary derejede saklanýar, bu bolsa önümçiligiň netijeliligini we ykdysady peýdasyny ýokarlandyrmaga ýardam etmeýär.
Kremniý karbid keramikasy"görünmek"
Indi adamlar kwars bölekleriniň - kremniý karbid keramikasynyň ornuny tutmak üçin has gowy öndürijilikli material oýlap tapdylar.
Kremniý karbid keramikasy gowy mehaniki berklige, termal durnuklylyga, ýokary temperatura garşylygyna, oksidlenme garşylygyna, termal şoka we himiki korroziýa garşylygyna eýedir we metallurgiýa, maşyn gurluşygy, täze energiýa, gurluşyk materiallary we himiki maddalar ýaly gyzgyn pudaklarda giňden ulanylýar. Onuň öndürijiligi fotowoltaik önümçilikde, LPCVD-de (pes basyşly himiki bug çökündisi), PECVD-de (plazma himiki bug çökündisi) we beýleki termal proses ulgamlarynda TOPcon öýjükleriniň diffuziýasy üçin hem ýeterlikdir.
LPCVD kremniý karbid gaýyk daýanjy we bor bilen giňeldilen kremniý karbid gaýyk daýanjy
Adaty kwars materiallary bilen deňeşdirilende, kremniý karbid keramiki materiallardan ýasalan gaýyk daýançlary, gaýyklar we turba önümleri has ýokary berklige, has gowy termal durnuklylyga, ýokary temperaturada deformasiýanyň ýokdugyna we kwars materiallaryndan 5 esse köp ömre eýe bolup, bu bolsa ulanyş çykdajylaryny we tehniki hyzmat we işden çykma wagtyndan soň energiýa ýitgisini ep-esli azaldyp biler. Çykdajylaryň artykmaçlygy aýdyňdyr we çig mal çeşmesi giňdir.
Olaryň arasynda reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbidi (RBSiC) pes sinterleme temperaturasyna, pes önümçilik çykdajylaryna, ýokary material dykyzlaşmagyna we reaksiýa arkaly sinterleme wagtynda göwrüm kiçelmegine diýen ýaly eýe. Ol, esasanam, uly göwrümli we çylşyrymly görnüşli gurluş böleklerini taýýarlamak üçin amatlydyr. Şonuň üçin, ol gaýyk daýançlary, gaýyklar, konsol kürekleri, peç turbalary ýaly uly göwrümli we çylşyrymly önümleri öndürmek üçin iň amatlydyr.
Silikon karbidli wafer gaýyklarygeljekde uly ösüş mümkinçilikleri bar. LPCVD prosesine ýa-da bor giňeltme prosesine garamazdan, kwars gaýygynyň ömri deňeşdirme boýunça pes we kwars materialynyň termal giňelme koeffisiýenti kremniý karbid materialynyňky bilen gabat gelmeýär. Şonuň üçin, kremniý karbid gaýygy saklaýjysy bilen ýokary temperaturada gabat gelme prosesinde üýtgeşiklikleriň bolmagy aňsat, bu bolsa gaýygy silkmäge ýa-da hatda gaýygy döwmäge getirýär. Kwars karbid gaýygy bir bölekli galyplama we umumy gaýtadan işlemegiň proses ýoluny kabul edýär. Onuň görnüşi we ýerleşiş çydamlylygy talaplary ýokary we kremniý karbid gaýygy saklaýjysy bilen has gowy hyzmatdaşlyk edýär. Mundan başga-da, kremniý karbidi ýokary berklige eýedir we gaýygyň adam çaknyşmasy sebäpli döwülmegi kwars gaýygyna garanyňda has az mümkin.
Silikon karbidli wafer gaýygy
Peç turbasy peçiň esasy ýylylyk geçiriji bölegi bolup, ol möhürlenmekde we ýylylygyň deň derejede geçirilmeginde rol oýnaýar. Kwarts peç turbalary bilen deňeşdirilende, kremniý karbid peç turbalary gowy ýylylyk geçirijiligine, deň derejede gyzdyrylmagyna we gowy ýylylyk durnuklylygyna eýedir we olaryň ömrü kwarts turbalaryndan 5 esse köp.
Gysgaça mazmun
Umuman, önümiň öndürijiligi ýa-da ulanylyş bahasy babatda bolsun, kremniý karbid keramiki materiallary gün batareýasy pudagynyň käbir taraplarynda kwars materiallaryna garanyňda has köp artykmaçlyklara eýedir. Fotowoltaik senagatynda kremniý karbid keramiki materiallarynyň ulanylmagy fotowoltaik kompaniýalaryna kömekçi materiallaryň maýa goýum çykdajylaryny azaltmaga we önümiň hilini we bäsdeşlige ukyplylygyny ýokarlandyrmaga uly kömek etdi. Geljekde, uly ölçegli kremniý karbid peç turbalarynyň, ýokary arassa kremniý karbid gaýyklarynyň we gaýyk daýançlarynyň giň möçberli ulanylmagy we çykdajylaryň yzygiderli azalmagy bilen, kremniý karbid keramiki materiallarynyň fotowoltaik batareýalar ulgamynda ulanylmagy ýagtylyk energiýasyny öwürmegiň netijeliligini ýokarlandyrmagyň we fotowoltaik energiýa öndürmek ulgamynda senagat çykdajylaryny azaltmagyň esasy faktoryna öwrüler we fotowoltaik täze energiýanyň ösüşine möhüm täsir eder.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 5-nji noýabry