Ang solar photovoltaic power generation ay naging pinakapangakong industriya ng bagong enerhiya sa mundo. Kung ikukumpara sa mga polysilicon at amorphous silicon solar cells, ang monocrystalline silicon, bilang isang photovoltaic power generation material, ay may mataas na photoelectric conversion efficiency at natatanging komersyal na bentahe, at naging pangunahing uso sa solar photovoltaic power generation. Ang Czochralski (CZ) ay isa sa mga pangunahing pamamaraan upang ihanda ang monocrystalline silicon. Ang komposisyon ng Czochralski monocrystalline furnace ay kinabibilangan ng furnace system, vacuum system, gas system, thermal field system at electrical control system. Ang thermal field system ay isa sa pinakamahalagang kondisyon para sa paglago ng monocrystalline silicon, at ang kalidad ng monocrystalline silicon ay direktang naaapektuhan ng temperature gradient distribution ng thermal field.
Ang mga bahagi ng thermal field ay pangunahing binubuo ng mga materyales na carbon (mga materyales na graphite at mga materyales na carbon/carbon composite), na nahahati sa mga bahaging pangsuporta, mga bahaging gumagana, mga elemento ng pag-init, mga bahaging pangproteksyon, mga materyales na thermal insulation, atbp., ayon sa kanilang mga tungkulin, gaya ng ipinapakita sa Figure 1. Habang patuloy na tumataas ang laki ng monocrystalline silicon, tumataas din ang mga kinakailangan sa laki para sa mga bahagi ng thermal field. Ang mga materyales na carbon/carbon composite ang nagiging unang pagpipilian para sa mga materyales na thermal field para sa monocrystalline silicon dahil sa dimensional stability at mahusay na mekanikal na katangian nito.
Sa proseso ng czochralcian monocrystalline silicon, ang pagkatunaw ng materyal na silicon ay magbubunga ng singaw ng silicon at tunaw na silicon splash, na magreresulta sa silicification erosion ng mga carbon/carbon thermal field materials, at ang mga mekanikal na katangian at buhay ng serbisyo ng mga carbon/carbon thermal field materials ay lubhang maaapektuhan. Samakatuwid, kung paano mabawasan ang silicification erosion ng mga carbon/carbon thermal field materials at mapabuti ang kanilang buhay ng serbisyo ay naging isa sa mga karaniwang alalahanin ng mga tagagawa ng monocrystalline silicon at mga tagagawa ng carbon/carbon thermal field material.Patong na silikon karbidaay naging unang pagpipilian para sa proteksyon ng surface coating ng mga carbon/carbon thermal field materials dahil sa mahusay nitong thermal shock resistance at wear resistance.
Sa papel na ito, simula sa mga materyales na carbon/carbon thermal field na ginagamit sa produksyon ng monocrystalline silicon, ipinakikilala ang mga pangunahing pamamaraan ng paghahanda, mga kalamangan at kahinaan ng silicon carbide coating. Batay dito, sinusuri ang aplikasyon at pag-unlad ng pananaliksik ng silicon carbide coating sa mga materyales na carbon/carbon thermal field ayon sa mga katangian ng mga materyales na carbon/carbon thermal field, at inilalahad ang mga mungkahi at direksyon sa pag-unlad para sa proteksyon ng surface coating ng mga materyales na carbon/carbon thermal field.
1 Teknolohiya ng paghahanda ngpatong na silikon karbida
1.1 Paraan ng pag-embed
Ang paraan ng pag-embed ay kadalasang ginagamit upang ihanda ang panloob na patong ng silicon carbide sa sistema ng C/C-sic composite material. Ang pamamaraang ito ay unang gumagamit ng halo-halong pulbos upang ibalot ang carbon/carbon composite material, at pagkatapos ay nagsasagawa ng heat treatment sa isang tiyak na temperatura. Isang serye ng mga kumplikadong physico-chemical reactions ang nagaganap sa pagitan ng halo-halong pulbos at ng ibabaw ng sample upang mabuo ang patong. Ang bentahe nito ay simple ang proseso, isang proseso lamang ang makakapaghanda ng siksik at walang bitak na matrix composite materials; Maliit na pagbabago sa laki mula sa preform hanggang sa huling produkto; Angkop para sa anumang istrukturang pinatibay ng hibla; Maaaring mabuo ang isang tiyak na gradient ng komposisyon sa pagitan ng patong at ng substrate, na mahusay na pinagsama sa substrate. Gayunpaman, mayroon ding mga disbentaha, tulad ng kemikal na reaksyon sa mataas na temperatura, na maaaring makapinsala sa hibla, at ang pagbaba ng mga mekanikal na katangian ng carbon/carbon matrix. Mahirap kontrolin ang pagkakapareho ng patong, dahil sa mga salik tulad ng gravity, na nagpapahina sa patong.
1.2 Paraan ng patong ng slurry
Ang pamamaraan ng slurry coating ay ang paghahalo ng coating material at binder sa isang timpla, pantay na pagpapahid sa ibabaw ng matrix, pagkatapos matuyo sa isang inert na kapaligiran, ang coated specimen ay sintered sa mataas na temperatura, at makukuha ang kinakailangang coating. Ang mga bentahe ay ang proseso ay simple at madaling gamitin, at ang kapal ng coating ay madaling kontrolin; ang disbentaha ay mahina ang bonding strength sa pagitan ng coating at ng substrate, at mahina ang thermal shock resistance ng coating, at mababa ang uniformity ng coating.
1.3 Paraan ng reaksyon ng kemikal na singaw
Ang pamamaraan ng kemikal na reaksyon ng singaw (CVR) ay isang proseso kung saan pinapasingaw ang solidong materyal na silikon upang maging singaw ng silikon sa isang tiyak na temperatura, at pagkatapos ay kumakalat ang singaw ng silikon sa loob at ibabaw ng matrix, at tumutugon in situ sa carbon sa matrix upang makagawa ng silicon carbide. Kabilang sa mga bentahe nito ang pare-parehong atmospera sa pugon, pare-parehong bilis ng reaksyon at kapal ng deposisyon ng pinahiran na materyal sa lahat ng dako; Ang proseso ay simple at madaling gamitin, at ang kapal ng patong ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagbabago ng presyon ng singaw ng silikon, oras ng deposisyon at iba pang mga parameter. Ang disbentaha ay ang sample ay lubos na naaapektuhan ng posisyon sa pugon, at ang presyon ng singaw ng silikon sa pugon ay hindi maaaring umabot sa teoretikal na pagkakapareho, na nagreresulta sa hindi pantay na kapal ng patong.
1.4 Paraan ng pagdeposito ng kemikal na singaw
Ang chemical vapor deposition (CVD) ay isang proseso kung saan ang mga hydrocarbon ay ginagamit bilang pinagmumulan ng gas at ang mataas na kadalisayan na N2/Ar bilang carrier gas upang ipasok ang mga halo-halong gas sa isang chemical vapor reactor, at ang mga hydrocarbon ay binubulok, sini-synthesize, inilalatag, ina-adsorb at nilulutas sa ilalim ng ilang temperatura at presyon upang bumuo ng mga solidong pelikula sa ibabaw ng mga materyales na carbon/carbon composite. Ang bentahe nito ay maaaring kontrolin ang densidad at kadalisayan ng patong; Angkop din ito para sa workpiece na may mas kumplikadong hugis; Ang istruktura ng kristal at morpolohiya ng ibabaw ng produkto ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagsasaayos ng mga parameter ng deposition. Ang mga disbentaha ay masyadong mababa ang deposition rate, kumplikado ang proseso, mataas ang gastos sa produksyon, at maaaring may mga depekto sa patong, tulad ng mga bitak, depekto sa mesh at mga depekto sa ibabaw.
Sa buod, ang pamamaraan ng pag-embed ay limitado sa mga teknolohikal na katangian nito, na angkop para sa pagbuo at produksyon ng mga materyales sa laboratoryo at maliliit na sukat; Ang pamamaraan ng patong ay hindi angkop para sa malawakang produksyon dahil sa mahinang pagkakapare-pareho nito. Ang pamamaraan ng CVR ay maaaring matugunan ang malawakang produksyon ng malalaking produkto, ngunit mayroon itong mas mataas na mga kinakailangan para sa kagamitan at teknolohiya. Ang pamamaraan ng CVD ay isang mainam na pamamaraan para sa paghahanda.Patong ng SIC, ngunit ang gastos nito ay mas mataas kaysa sa pamamaraan ng CVR dahil sa kahirapan nito sa pagkontrol ng proseso.
Oras ng pag-post: Pebrero 22, 2024