Bugungi dunyoning uzluksiz rivojlanishi bilan qayta tiklanmaydigan energiya tobora kamayib bormoqda va insoniyat jamiyati "shamol, yorug'lik, suv va yadro" kabi qayta tiklanadigan energiyadan foydalanishga tobora ko'proq ehtiyoj sezmoqda. Boshqa qayta tiklanadigan energiya manbalari bilan taqqoslaganda, insoniyat quyosh energiyasidan foydalanish uchun eng etuk, xavfsiz va ishonchli texnologiyalarga ega. Ular orasida yuqori toza kremniy substrat sifatida ishlatiladigan fotovoltaik elementlar sanoati juda tez rivojlandi. 2023-yil oxiriga kelib, mening mamlakatimning jami quyosh fotovoltaik o'rnatilgan quvvati 250 gigavattdan oshdi va fotovoltaik energiya ishlab chiqarish 266,3 milliard kVt/soatga yetdi, bu o'tgan yilga nisbatan qariyb 30% ga o'sishdir va yangi qo'shilgan energiya ishlab chiqarish quvvati 78,42 million kilovattni tashkil etadi, bu o'tgan yilga nisbatan 154% ga o'sishdir. Iyun oyi oxiriga kelib, fotovoltaik energiya ishlab chiqarishning jami o'rnatilgan quvvati taxminan 470 million kilovattni tashkil etdi, bu esa gidroenergetikadan o'zib, mening mamlakatimdagi ikkinchi eng yirik energiya manbaiga aylandi.
Fotovoltaik sanoati jadal rivojlanayotgan bir paytda, uni qo'llab-quvvatlovchi yangi materiallar sanoati ham jadal rivojlanmoqda. Kvarts kabi komponentlarkvarts tigellari, kvarts qayiqlari va kvarts shishalari ular qatoriga kiradi, ular fotovoltaik ishlab chiqarish jarayonida muhim rol o'ynaydi. Masalan, kvarts tigellari kremniy tayoqchalari va kremniy quymalarini ishlab chiqarishda eritilgan kremniyni ushlab turish uchun ishlatiladi; kvarts qayiqlari, naychalar, shishalar, tozalash baklari va boshqalar quyosh batareyalari ishlab chiqarishda diffuziya, tozalash va boshqa jarayon bo'g'inlarida rulman vazifasini bajaradi va kremniy materiallarining sofligi va sifatini ta'minlaydi.
Fotovoltaik ishlab chiqarish uchun kvarts komponentlarining asosiy qo'llanilishi
Quyosh fotovoltaik elementlarini ishlab chiqarish jarayonida kremniy plitalari plastinka qayig'iga, qayiq esa diffuziya, LPCVD va boshqa termal jarayonlar uchun plastinka qayig'i tayanchiga joylashtiriladi, kremniy karbid konsolli eshkak esa kremniy plitalarini tashiydigan qayiq tayanchini isitish pechiga va undan chiqarish uchun asosiy yuklash komponentidir. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, kremniy karbid konsolli eshkak kremniy plastinka va pech naychasining konsentrikligini ta'minlashi mumkin, shu bilan diffuziya va passivatsiyani yanada bir xil qiladi. Shu bilan birga, u ifloslanishsiz va yuqori haroratlarda deformatsiyalanmaydi, yaxshi termal zarbaga chidamliligi va katta yuk ko'tarish qobiliyatiga ega va fotovoltaik elementlar sohasida keng qo'llanilgan.
Batareya yuklashning asosiy komponentlarining sxematik diagrammasi
Yumshoq qo'nish diffuziya jarayonida an'anaviy kvarts qayig'i vagofretli qayiqSilikon plastinkani kvarts qayiq tayanchi bilan birga diffuziya pechidagi kvarts naychasiga qo'yish kerak. Har bir diffuziya jarayonida kremniy plastinkalar bilan to'ldirilgan kvarts qayiq tayanchi kremniy karbid tirgagiga joylashtiriladi. Silikon karbid tirgagi kvarts naychasiga kirgandan so'ng, tirgak avtomatik ravishda kvarts qayiq tayanchi va kremniy plastinkani tushirish uchun cho'kadi va keyin asta-sekin boshlang'ich nuqtaga qaytadi. Har bir jarayondan so'ng, kvarts qayiq tayanchini olib tashlash kerak.kremniy karbidli eshkakBunday tez-tez ishlatish kvarts qayiq tayanchining uzoq vaqt davomida eskirishiga olib keladi. Kvarts qayiq tayanchi yorilib, sinib ketgandan so'ng, butun kvarts qayiq tayanchi kremniy karbid eshkagidan tushib ketadi va keyin kvarts qismlari, kremniy plitalari va kremniy karbid eshkaklariga zarar yetkazadi. Kvarts karbid eshkagi qimmat va uni ta'mirlab bo'lmaydi. Baxtsiz hodisa yuz berganda, bu katta mulkiy yo'qotishlarga olib keladi.
LPCVD jarayonida nafaqat yuqorida aytib o'tilgan termal stress muammolari yuzaga keladi, balki LPCVD jarayoni kremniy plastinkasidan o'tishi uchun silan gazini talab qilganligi sababli, uzoq muddatli jarayon plastinka qayig'i tayanchi va plastinka qayig'ida kremniy qoplamasini hosil qiladi. Qoplangan kremniy va kvartsning termal kengayish koeffitsientlarining nomuvofiqligi tufayli qayiq tayanchi va qayiq yorilib ketadi va xizmat muddati jiddiy ravishda qisqaradi. LPCVD jarayonida oddiy kvarts qayiqlari va qayiq tayanchlarining xizmat muddati odatda atigi 2-3 oyni tashkil qiladi. Shuning uchun, bunday baxtsiz hodisalarning oldini olish uchun qayiq tayanchining mustahkamligi va xizmat muddatini oshirish uchun qayiq tayanch materialini yaxshilash ayniqsa muhimdir.
Xulosa qilib aytganda, quyosh batareyalarini ishlab chiqarish jarayonida jarayon vaqti va soni oshgani sayin, kvarts qayiqlari va boshqa komponentlar yashirin yoriqlar yoki hatto sinishlarga moyil bo'ladi. Xitoydagi hozirgi asosiy ishlab chiqarish liniyalarida kvarts qayiqlari va kvarts naychalarining ishlash muddati taxminan 3-6 oyni tashkil qiladi va ularni tozalash, texnik xizmat ko'rsatish va kvarts tashuvchilarini almashtirish uchun muntazam ravishda o'chirib qo'yish kerak. Bundan tashqari, kvarts komponentlari uchun xom ashyo sifatida ishlatiladigan yuqori tozalikdagi kvarts qumi hozirda talab va taklifning cheklangan holatida va narx uzoq vaqtdan beri yuqori darajada bo'lib kelmoqda, bu esa ishlab chiqarish samaradorligini va iqtisodiy foydani oshirishga yordam bermaydi.
Silikon karbidli keramika"paydo bo'lish"
Endi odamlar ba'zi kvarts komponentlarini - kremniy karbid keramikasini almashtirish uchun yaxshiroq ishlashga ega materialni o'ylab topishdi.
Silikon karbidli keramika yaxshi mexanik kuchga, issiqlikka chidamlilikka, yuqori haroratga chidamlilikka, oksidlanishga chidamlilikka, issiqlik zarbasiga chidamlilikka va kimyoviy korroziyaga chidamlilikka ega va metallurgiya, mashinasozlik, yangi energiya, qurilish materiallari va kimyoviy moddalar kabi issiq sohalarda keng qo'llaniladi. Uning ishlashi fotovoltaik ishlab chiqarishda TOPcon hujayralarining tarqalishi, LPCVD (past bosimli kimyoviy bug' cho'ktirish), PECVD (plazma kimyoviy bug' cho'ktirish) va boshqa issiqlik jarayonlari bo'g'inlari uchun ham etarli.
LPCVD kremniy karbid qayiq tayanchi va bor bilan kengaytirilgan kremniy karbid qayiq tayanchi
An'anaviy kvarts materiallari bilan taqqoslaganda, kremniy karbidli keramik materiallardan tayyorlangan qayiq tayanchlari, qayiqlar va naychali mahsulotlar yuqori mustahkamlikka, yaxshiroq issiqlik barqarorligiga, yuqori haroratlarda deformatsiyalanmasligiga va kvarts materiallariga qaraganda 5 baravar ko'proq xizmat qilish muddatiga ega, bu esa foydalanish xarajatlarini va texnik xizmat ko'rsatish va ishlamay qolish natijasida energiya yo'qotilishini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Narx afzalligi aniq va xom ashyo manbai keng.
Ular orasida reaksiya sinterlangan kremniy karbidi (RBSiC) past sinterlash haroratiga, past ishlab chiqarish tannarxiga, yuqori material zichligiga va reaksiya sinterlash paytida deyarli hajm qisqarishiga ega emas. Bu, ayniqsa, katta o'lchamli va murakkab shakldagi strukturaviy qismlarni tayyorlash uchun juda mos keladi. Shuning uchun u qayiq tayanchlari, qayiqlar, konsol eshkaklari, pech quvurlari va boshqalar kabi katta o'lchamli va murakkab mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun eng mos keladi.
Silikon karbidli gofret qayiqlarikelajakda ham katta rivojlanish istiqbollariga ega. LPCVD jarayoni yoki bor kengayish jarayonidan qat'i nazar, kvarts qayig'ining ishlash muddati nisbatan past va kvarts materialining issiqlik kengayish koeffitsienti kremniy karbid materialining ishlash muddatiga mos kelmaydi. Shuning uchun, yuqori haroratda kremniy karbid qayiq ushlagichi bilan moslashish jarayonida og'ishlar bo'lishi mumkin, bu esa qayiqni silkitish yoki hatto qayiqni sindirish holatiga olib keladi. Kvarts karbid qayig'i bir qismli qoliplash va umumiy ishlov berish jarayonining yo'nalishini qabul qiladi. Uning shakli va joylashuvga bardoshlilik talablari yuqori va u kremniy karbid qayiq ushlagichi bilan yaxshiroq hamkorlik qiladi. Bundan tashqari, kremniy karbidi yuqori mustahkamlikka ega va qayiqning kvarts qayig'iga qaraganda inson to'qnashuvi tufayli sinishi ehtimoli ancha past.
Silikon karbidli gofret qayig'i
Pech trubkasi pechning asosiy issiqlik uzatish komponenti bo'lib, u muhrlanish va bir xil issiqlik uzatishda rol o'ynaydi. Kvarts pech trubkalari bilan taqqoslaganda, kremniy karbid pech trubkalari yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga, bir xil isitishga va yaxshi issiqlik barqarorligiga ega va ularning ishlash muddati kvarts trubkalariga qaraganda 5 baravar ko'p.
Xulosa
Umuman olganda, mahsulotning ishlashi yoki foydalanish narxi jihatidan, kremniy karbidli keramik materiallar quyosh batareyasi sohasidagi ayrim jihatlarda kvarts materiallariga qaraganda ko'proq afzalliklarga ega. Fotovoltaik sanoatida kremniy karbidli keramik materiallarni qo'llash fotovoltaik kompaniyalarga yordamchi materiallarning investitsiya xarajatlarini kamaytirishga va mahsulot sifati va raqobatbardoshligini oshirishga katta yordam berdi. Kelajakda katta o'lchamli kremniy karbidli pech naychalari, yuqori tozalikdagi kremniy karbidli qayiqlar va qayiq tayanchlarini keng miqyosda qo'llash va xarajatlarning doimiy ravishda pasayishi bilan fotovoltaik kameralar sohasida kremniy karbidli keramik materiallarni qo'llash yorug'lik energiyasini konvertatsiya qilish samaradorligini oshirish va fotovoltaik energiya ishlab chiqarish sohasida sanoat xarajatlarini kamaytirishning asosiy omiliga aylanadi va fotovoltaik yangi energiyani rivojlantirishga muhim ta'sir ko'rsatadi.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 5-noyabr