Кояш фотоэлектрик энергия җитештерү дөньядагы иң өметле яңа энергетика тармагына әйләнде. Поликремний һәм аморф кремний кояш элементлары белән чагыштырганда, фотоэлектрик энергия җитештерү материалы буларак, монокристалл кремний югары фотоэлектрик үзгәртү нәтиҗәлелегенә һәм күренекле коммерция өстенлекләренә ия, һәм ул кояш фотоэлектрик энергия җитештерүнең төп агымына әйләнде. Чохральски (CZ) - монокристалл кремний әзерләүнең төп ысулларының берсе. Чохральски монокристалл миченең составына мич системасы, вакуум системасы, газ системасы, җылылык кыры системасы һәм электр белән идарә итү системасы керә. Җылылык кыры системасы монокристалл кремний үсеше өчен иң мөһим шартларның берсе, һәм монокристалл кремний сыйфатына җылылык кырының температура градиенты бүленеше турыдан-туры тәэсир итә.
Җылылык кыры компонентлары, нигездә, углерод материалларыннан (графит материаллары һәм углерод/углерод композит материаллары) тора, алар 1 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, функцияләренә карап, терәк өлешләренә, функциональ өлешләргә, җылыту элементларына, саклагыч өлешләргә, җылылык изоляциясе материалларына һ.б. бүленә. Монокристалл кремнийның зурлыгы арта барган саен, җылылык кыры компонентларына зурлык таләпләре дә арта. Күмерле/углерод композит материаллары, үлчәмле тотрыклылыгы һәм искиткеч механик үзлекләре аркасында, монокристалл кремний өчен җылылык кыры материаллары өчен беренче сайлау булып тора.
Хокралций монокристалл кремнийе эшкәртү процессында кремний материалы эрегән вакытта кремний пары һәм эрегән кремний сиптерүе барлыкка килә, нәтиҗәдә углерод/углерод термик кыр материалларының кремнийлашу эрозиясенә китерә, һәм углерод/углерод термик кыр материалларының механик үзлекләре һәм хезмәт итү вакыты җитди тәэсир итә. Шуңа күрә, углерод/углерод термик кыр материалларының кремнийлашу эрозиясен ничек киметергә һәм аларның хезмәт итү вакытын яхшыртырга монокристалл кремний җитештерүчеләре һәм углерод/углерод термик кыр материаллары җитештерүчеләренең уртак мәсьәләләренең берсенә әйләнде.Кремний карбиды каплавыҗылылык бәрелүләренә һәм тузуга чыдамлыгының югары булуы аркасында углерод/углерод җылылык кыры материалларының өслек каплавын саклау өчен беренче сайлау булып тора.
Бу мәкаләдә, монокристалл кремний җитештерүдә кулланыла торган углерод/углерод термик кыр материалларыннан башлап, кремний карбид каплавының төп әзерләү ысуллары, өстенлекләре һәм кимчелекләре белән таныштырыла. Шуңа нигезләнеп, углерод/углерод термик кыр материалларының үзенчәлекләренә карап, углерод/углерод термик кыр материалларында кремний карбид каплавын куллану һәм тикшеренү алгарышы карала, шулай ук углерод/углерод термик кыр материалларының өслек каплавын саклау буенча тәкъдимнәр һәм үсеш юнәлешләре тәкъдим ителә.
1 Әзерләү технологиясекремний карбиды каплавы
1.1 Кертү ысулы
Кремний карбидының эчке каплавын C/C-sic композит материал системасында әзерләү өчен еш кына урнаштыру ысулы кулланыла. Бу ысул башта углерод/углерод композит материалын төрү өчен катнаш порошок куллана, аннары билгеле бер температурада җылылык эшкәртүен үткәрә. Каплауны формалаштыру өчен катнаш порошок һәм үрнәк өслеге арасында берничә катлаулы физик-химик реакция бара. Аның өстенлеге шунда ки, процесс гади, тыгыз, ярыксыз матрица композит материалларын бары тик бер процесс кына әзерли ала; Преформадан соңгы продуктка кечкенә зурлык үзгәрә; Теләсә нинди җепсел белән ныгытылган структура өчен яраклы; Каплау һәм субстрат арасында билгеле бер состав градиенты барлыкка килергә мөмкин, ул субстрат белән яхшы кушыла. Ләкин, шулай ук кимчелекләр дә бар, мәсәлән, югары температурада химик реакция, ул җепселгә зыян китерергә мөмкин, һәм углерод/углерод матрицасының механик үзлекләре кими. Каплауның тигезлеген контрольдә тоту авыр, чөнки гравитация кебек факторлар каплауны тигез түгел итә.
1.2 Шлам белән каплау ысулы
Слюрри белән каплау ысулы - каплау материалын һәм бәйләүче матдәне катнашмага кушу, матрица өслегенә тигез итеп сөртү, инерт атмосферада киптергәннән соң, капланган үрнәк югары температурада эшкәртелә, һәм кирәкле каплауны алырга мөмкин. Өстенлекләре - процесс гади һәм җиңел башкарыла, каплау калынлыгын контрольдә тоту җиңел; кимчелеге - каплау һәм нигез арасында бәйләнеш ныклыгы начар, каплауның термик бәрелүгә чыдамлыгы начар, һәм каплауның тигезлеге түбән.
1.3 Химик пар реакциясе ысулы
Химик пар реакциясе (CVR) ысулы - каты кремний материалын билгеле бер температурада кремний парына әйләндерә торган процесс ысулы, аннары кремний пары матрицаның эчке һәм өслегенә тарала һәм матрицадагы углерод белән реакциягә кереп, кремний карбидын барлыкка китерә. Аның өстенлекләре арасында мичтә бертигез атмосфера, реакция тизлегенең даими булуы һәм капланган материалның барлык җирдә дә утыру калынлыгы бар; процесс гади һәм куллану җиңел, һәм каплау калынлыгын кремний пары басымын, утыру вакытын һәм башка параметрларны үзгәртеп контрольдә тотарга мөмкин. Кимчелеге шунда ки, үрнәк мичтәге позициягә зур йогынты ясый, һәм мичтәге кремний пары басымы теоретик бердәмлеккә ирешә алмый, нәтиҗәдә каплау калынлыгы тигез түгел.
1.4 Химик пар белән тутыру ысулы
Химик пар белән каплау (ХПК) - углеводородларны газ чыганагы буларак, ә югары сафлыклы N2/Ar ташучы газ буларак кулланыла торган процесс, анда катнаш газларны химик пар реакторына кертү өчен кулланыла, һәм углеводородлар билгеле бер температура һәм басым астында таркала, синтезлана, диффузияләнә, адсорбцияләнә һәм эретелә, углерод/углерод композит материаллары өслегендә каты пленкалар барлыкка китерә. Аның өстенлеге шунда ки, каплау тыгызлыгы һәм сафлыгы контрольдә тотыла ала; ул шулай ук катлаулырак формадагы эш кисәге өчен дә яраклы; продуктның кристалл структурасы һәм өслек морфологиясе каплау параметрларын көйләү юлы белән контрольдә тотыла ала. Кимчелекләре - каплау тизлеге бик түбән, процесс катлаулы, җитештерү бәясе югары, һәм ярыклар, челтәр җитешсезлекләре һәм өслек җитешсезлекләре кебек каплау җитешсезлекләре булырга мөмкин.
Кыскасы, урнаштыру ысулы технологик үзенчәлекләре белән чикләнә, ул лаборатория һәм кечкенә күләмле материалларны эшләү һәм җитештерү өчен яраклы; каплау ысулы начар консистенцияле булу сәбәпле, күпләп җитештерү өчен яраклы түгел. CVR ысулы зур күләмле продуктларны күпләп җитештерүне канәгатьләндерә ала, ләкин җиһазлар һәм технологияләргә карата югарырак таләпләр куя. CVD ысулы әзерләү өчен идеаль ысул.SIC каплавы, ләкин аның бәясе CVR ысулына караганда югарырак, чөнки процессны контрольдә тоту авыр.
Бастырып чыгару вакыты: 2024 елның 22 феврале