مونو کرسٹل لائن سلکان-1 کے لیے کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل میں ایس آئی سی کوٹنگ کی درخواست اور تحقیقی پیشرفت

شمسی توانائی سے فوٹو وولٹک پاور جنریشن دنیا کی سب سے امید افزا نئی توانائی کی صنعت بن گئی ہے۔ پولی سیلیکون اور بے ساختہ سلکان سولر سیلز کے مقابلے میں، مونو کرسٹل لائن سلکان، فوٹو وولٹک پاور جنریشن میٹریل کے طور پر، فوٹو الیکٹرک کنورژن کی اعلی کارکردگی اور شاندار تجارتی فوائد کا حامل ہے، اور یہ سولر فوٹوولٹک پاور جنریشن کا مرکزی دھارا بن گیا ہے۔ Czochralski (CZ) monocrystalline سلکان تیار کرنے کے اہم طریقوں میں سے ایک ہے۔ Czochralski monocrystalline فرنس کی ساخت میں فرنس سسٹم، ویکیوم سسٹم، گیس سسٹم، تھرمل فیلڈ سسٹم اور برقی کنٹرول سسٹم شامل ہیں۔ تھرمل فیلڈ سسٹم مونو کرسٹل لائن سلکان کی نشوونما کے لئے سب سے اہم حالات میں سے ایک ہے، اور مونو کرسٹل لائن سلکان کا معیار تھرمل فیلڈ کے درجہ حرارت کے میلان کی تقسیم سے براہ راست متاثر ہوتا ہے۔

تھرمل فیلڈ کے اجزاء بنیادی طور پر کاربن مواد (گریفائٹ مواد اور کاربن/کاربن مرکب مواد) پر مشتمل ہوتے ہیں، جنہیں سپورٹ پارٹس، فنکشنل پارٹس، حرارتی عناصر، حفاظتی حصوں، تھرمل موصلیت کے مواد وغیرہ میں تقسیم کیا جاتا ہے، ان کے افعال کے مطابق، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ بڑھتی ہوئی کاربن/کاربن مرکب مواد اپنے جہتی استحکام اور بہترین مکینیکل خصوصیات کی وجہ سے مونوکریسٹل لائن سلکان کے تھرمل فیلڈ میٹریل کے لیے پہلا انتخاب بن جاتا ہے۔

czochralcian monocrystalline سلکان کے عمل میں، سلکان مواد کے پگھلنے سے سلیکون بخارات اور پگھلا ہوا سلکان سپلیش پیدا ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کی سلیکیفیکیشن کٹاؤ ہوتی ہے، اور کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کی مکینیکل خصوصیات اور سروس لائف شدید متاثر ہوتی ہے۔ لہذا، کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کے سلیکیفیکیشن کٹاؤ کو کیسے کم کیا جائے اور ان کی سروس لائف کو کیسے بہتر بنایا جائے، مونو کرسٹل لائن سلکان مینوفیکچررز اور کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل مینوفیکچررز کے مشترکہ خدشات میں سے ایک بن گیا ہے۔سلیکن کاربائیڈ کوٹنگبہترین تھرمل جھٹکا مزاحمت اور پہننے کی مزاحمت کی وجہ سے کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کی سطح کوٹنگ کے تحفظ کے لیے پہلی پسند بن گیا ہے۔

اس مقالے میں، کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ مٹیریل سے شروع ہو کر مونو کرسٹل لائن سلکان کی پیداوار میں استعمال ہونے والے، تیاری کے اہم طریقے، سلکان کاربائیڈ کوٹنگ کے فوائد اور نقصانات متعارف کرائے گئے ہیں۔ اس بنیاد پر، کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل میں سلکان کاربائیڈ کوٹنگ کے اطلاق اور تحقیقی پیشرفت کا کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کی خصوصیات کے مطابق جائزہ لیا جاتا ہے، اور کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کی سطح کوٹنگ کے تحفظ کے لیے تجاویز اور ترقی کی ہدایات پیش کی جاتی ہیں۔

1 کی تیاری ٹیکنالوجیسلکان کاربائڈ کوٹنگ

1.1 ایمبیڈنگ کا طریقہ

ایمبیڈنگ کا طریقہ اکثر C/C-sic کمپوزٹ میٹریل سسٹم میں سلکان کاربائیڈ کی اندرونی کوٹنگ تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ طریقہ کاربن/کاربن مرکب مواد کو لپیٹنے کے لیے پہلے مخلوط پاؤڈر کا استعمال کرتا ہے، اور پھر ایک مخصوص درجہ حرارت پر ہیٹ ٹریٹمنٹ کرتا ہے۔ کوٹنگ بنانے کے لیے مخلوط پاؤڈر اور نمونے کی سطح کے درمیان پیچیدہ فزیکو کیمیکل رد عمل کا ایک سلسلہ ہوتا ہے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ عمل آسان ہے، صرف ایک عمل گھنے، شگاف سے پاک میٹرکس مرکب مواد تیار کر سکتا ہے۔ پریفارم سے حتمی مصنوعات میں چھوٹے سائز کی تبدیلی؛ کسی بھی فائبر مضبوط ڈھانچے کے لئے موزوں؛ کوٹنگ اور سبسٹریٹ کے درمیان ایک خاص کمپوزیشن گریڈینٹ بن سکتا ہے، جو سبسٹریٹ کے ساتھ اچھی طرح سے ملا ہوا ہے۔ تاہم، اس کے نقصانات بھی ہیں، جیسے کہ اعلی درجہ حرارت پر کیمیائی رد عمل، جو فائبر کو نقصان پہنچا سکتا ہے، اور کاربن/کاربن میٹرکس کی مکینیکل خصوصیات میں کمی آتی ہے۔ کشش ثقل جیسے عوامل کی وجہ سے کوٹنگ کی یکسانیت کو کنٹرول کرنا مشکل ہے، جو کوٹنگ کو ناہموار بناتا ہے۔

1.2 سلوری کوٹنگ کا طریقہ

سلوری کوٹنگ کا طریقہ یہ ہے کہ کوٹنگ میٹریل اور بائنڈر کو ایک مکسچر میں ملایا جائے، میٹرکس کی سطح پر یکساں طور پر برش کریں، غیر فعال ماحول میں خشک ہونے کے بعد، لیپت نمونہ کو اعلی درجہ حرارت پر سینٹر کیا جاتا ہے، اور مطلوبہ کوٹنگ حاصل کی جاسکتی ہے۔ فوائد یہ ہیں کہ یہ عمل آسان اور کام کرنے میں آسان ہے، اور کوٹنگ کی موٹائی کو کنٹرول کرنا آسان ہے۔ نقصان یہ ہے کہ کوٹنگ اور سبسٹریٹ کے درمیان ناقص تعلقات کی طاقت ہے، اور کوٹنگ کی تھرمل جھٹکا مزاحمت ناقص ہے، اور کوٹنگ کی یکسانیت کم ہے۔

1.3 کیمیائی بخارات کے رد عمل کا طریقہ

کیمیائی بخارات کا رد عمل (CVR) طریقہ ایک عمل کا طریقہ ہے جو ایک خاص درجہ حرارت پر ٹھوس سلکان مواد کو سلکان بخارات میں بخارات بناتا ہے، اور پھر سلکان بخارات میٹرکس کے اندرونی اور سطح پر پھیل جاتا ہے، اور سلکان کاربائیڈ پیدا کرنے کے لیے میٹرکس میں موجود کاربن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ اس کے فوائد میں فرنس میں یکساں ماحول، مسلسل رد عمل کی شرح اور ہر جگہ لیپت مواد کی جمع موٹائی شامل ہے۔ یہ عمل آسان اور کام کرنے میں آسان ہے، اور کوٹنگ کی موٹائی کو سلکان بخارات کے دباؤ، جمع کرنے کے وقت اور دیگر پیرامیٹرز کو تبدیل کرکے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ نقصان یہ ہے کہ نمونہ بھٹی میں پوزیشن سے بہت متاثر ہوتا ہے، اور بھٹی میں سلکان بخارات کا دباؤ نظریاتی یکسانیت تک نہیں پہنچ سکتا، جس کے نتیجے میں کوٹنگ کی موٹائی ناہموار ہوتی ہے۔

1.4 کیمیائی بخارات جمع کرنے کا طریقہ

کیمیائی بخارات کا ذخیرہ (CVD) ایک ایسا عمل ہے جس میں ہائیڈرو کاربن کو گیس کے منبع کے طور پر اور اعلیٰ طہارت N2/Ar کو کیریئر گیس کے طور پر مخلوط گیسوں کو کیمیائی بخارات کے ری ایکٹر میں داخل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور ہائیڈرو کاربن کو سڑ جاتا ہے، ترکیب کیا جاتا ہے، پھیلایا جاتا ہے، جذب کیا جاتا ہے اور ٹھوس کاربن کی سطح پر دباؤ کے تحت کاربن کی سطح پر حل کیا جاتا ہے۔ جامع مواد. اس کا فائدہ یہ ہے کہ کوٹنگ کی کثافت اور پاکیزگی کو کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ یہ زیادہ پیچیدہ شکل والے ورک پیس کے لیے بھی موزوں ہے۔ مصنوعات کی کرسٹل ساخت اور سطح کی شکل کو جمع کرنے کے پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرکے کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ نقصانات یہ ہیں کہ جمع کرنے کی شرح بہت کم ہے، عمل پیچیدہ ہے، پیداواری لاگت زیادہ ہے، اور کوٹنگ کے نقائص ہو سکتے ہیں، جیسے کہ دراڑیں، میش کی خرابیاں اور سطح کے نقائص۔

خلاصہ میں، سرایت کرنے کا طریقہ اپنی تکنیکی خصوصیات تک محدود ہے، جو لیبارٹری اور چھوٹے سائز کے مواد کی ترقی اور پیداوار کے لیے موزوں ہے۔ کوٹنگ کا طریقہ اس کی ناقص مستقل مزاجی کی وجہ سے بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں نہیں ہے۔ CVR طریقہ بڑے سائز کی مصنوعات کی بڑے پیمانے پر پیداوار کو پورا کر سکتا ہے، لیکن اس میں آلات اور ٹیکنالوجی کے لیے زیادہ تقاضے ہیں۔ CVD طریقہ تیاری کے لیے ایک مثالی طریقہ ہے۔ایس آئی سی کوٹنگ، لیکن اس کی لاگت CVR طریقہ سے زیادہ ہے کیونکہ اس کے عمل کو کنٹرول کرنے میں مشکل ہے۔