Aplikasi lan riset keramik karbida silikon ing bidang photoovolta - vetek semikonduktor

Kanthi kekurangan sumber energi tradisional kayata minyak lan batu bara, industri energi anyar, dipimpin fotovoltik surya, wis maju ing taun-taun kepungkur. Wiwit taun 1990-an, kapasitas sing diinstal fotovaltaik ing donya wis nambah kaping 60. Industri fotovoltik global wis ngilangi transformasi struktur energi energi, lan ukuran industri lan tingkat pertumbuhan kapasitas kapasitas kanthi bola-bali nyetel cathetan anyar. Ing taun 2022, kapasitas fotovolta fotovolta global bakal tekan 239gw, akuntan kanggo 2/3 kabeh kapasitas energi sing dianyari anyar. Dikira ing taun 2023, kapasitas fotovolta fotovolta global bakal dadi 411gw, kenaikan taun 59% taun. Sanajan tuwuh fotovoltiks, fotovoltiks isih mung akun kanggo 4,5% generasi daya global, lan womuwe momentum sing kuwat bakal terus nganti sawise 2024.

Keramik Karbida SilikonDuwe kekuwatan mekanik, stabilitas termal, tahan suhu, resistensi oksidasi, resistensi kejut termal, lan bahan-bahan kimia lan bahan kimia anyar lan bahan kimia. Ing lapangan Photovoltaic, biasane digunakake ing panyebaran sel topcon, lpcvd (pengecepatan beluk kimia sing kurang),Pecvd (Plasma Depepensi uap kimia)lan tautan proses termal liyane. Dibandhingake karo bahan kuarza tradisional, kapal ndhukung, kapal, lan peralatan pipa digawe saka suhu keramik karibik, lan ora bisa digunakake kanthi jumlah sing luwih dhuwur, lan bisa nyuda biaya sing luwih dhuwur, lan entuk bathi, lan duwe kaluwihan regane.

Ⅰ Kaluwihan keramik karbida silikon ing lapangan Photovoltaic

Produk utama keramik karbida silikon ing kolom Cell Photoovoltaic kalebu silikon Carbide boat, lan silikon karbida carbide, silikon karbida carbide, silikon carbide lan kapal. Amarga kaluwihan sing jelas lan pangembangan cepet, dheweke wis dadi pilihan sing apik kanggo bahan operator utama ing proses produksi sel photoovoltaic, lan permintaan pasar saya tambah akeh perhatian saka industri kasebut.

Reaksi CARBIDE CARBIDEAR CARBIDE (RBSC) Keramik keramik karbida sing paling akeh digunakake ing sel fotovolta. Kauntungané minangka suhu sintering rendah, biaya produksi kurang, lan densitas materi sing dhuwur. Khususé, meh ora ana gangguan volume sajrone proses rintangan reaksi. Apike banget kanggo nyiyapake bagean strukture gedhe lan kompleks. Mula, paling cocog kanggo produksi produk gedhe lan kompleks kayata dhukungan kapal, kapal cilik, tabung cairan sing bisa ditindakake, lan sapiturute karo sumber karam sing ana ing ngisor iki kanggo ngasilake Fase Sicik, lan uga Wektu, Fase Secondary SIC ing situ sing digabungake karo partikel α-SIC ing bubuk kothong, lan sing isih ana pori sing terus diisi kanthi silikon gratis, lan pungkasane nyemprotake bahan keramik RBSc. Macem-macem sifat produk keramik RBSC ing omah lan ing luar negeri ditampilake ing Tabel 1.

Tabel 1 Perbandingan kinerja reaksi saka produk keramik SIC ing negara utama

Ing proses manufaktur sel fotovoltaic solar, wafers silikon diselehake ing prau, lan prau diselehake ing pemegang kapal sing beda kanggo penyebaran kapal, lpcvd lan proses termal liyane. Panddung (Rod) Carbide Canveril Canillever (Rod) minangka komponen loading kunci kanggo mindhah sing duwe kapal sing nggawa silikon wafers menyang lan metu saka tungku pemanasan. Kaya sing ditampilake ing Gambar 1, pinggir karbida karbida carbide cantilever bisa njamin kalikatitas wafer silikon lan tabung tungku, saéngga nggawe panyebaran luwih seragam. Ing wektu sing padha, iku polusi-gratis lan ora cacat ing suhu sing dhuwur, duwe resistensi kejut termal lan kapasitas beban sing apik, lan wis digunakake ing bidang sel photoovoltaic.

Gambar 1 Skematis Gambar Komponen Baterei Key

Ing tradisionalBoat KuarsaLan wadhah kapal, ing proses penyebaran sing alus, wafer silikon lan wadhah kapal kwarsa kudu diselehake ing tabung kuarsa ing tungku bedane. Ing saben proses panyebaran, sing wadhah kapal kwarsa diisi karo wafers silikon diselehake ing paddle karbida karbida. Sawise padet karbida karbida mlebu tabung kuartis, paddle kanthi otomatis nglelebke kanggo wadhah kapal kapinteran lan silikon wafer, banjur alon-alon mbukak asal usul. Sawise saben proses, wadhah kapal kwarsa kudu dicopot saka dayung karbida silikon. Operasi sing asring kasebut bakal nyebabake dhukungan prau kwarsa kanggo nyandhang wektu sing suwe. Sawise retak dhukungan kapal quartz, dhukungan boat kuarza kabeh bakal mudhun padhang karbida silikon, lan banjur ngrusak bagean kuarza, wafers silikon lan silikon karbohidrat ing ngisor iki. Paddles karbida karbida larang lan ora bisa didandani. Sawise kacilakan ana, bakal nyebabake kerugian properti gedhe.

Ing proses LPCVD, ora mung masalah stres termal ing ndhuwur, nanging amarga proses lpcvd mbutuhake gas silicon, proses silikon bakal nggawe lapisan silikon ing dhukungan boat lan prau. Amarga ora konsistensi koefisien ekspansi termal lan kuarsa, dhukungan prau lan prau bakal kokain, lan umur urip bakal dikurangi kanthi serius. Jaman umur kapal quartz biasa lan kapal sing ndhukung ing proses lpcvd biasane mung 2 nganti 3 wulan. Mula, penting banget kanggo nambah materi dhukungan prau kanggo nambah kekuwatan lan urip dhukungan prau kanggo ngindhari kacilakan kaya ngono.

Ⅱ Tren pangembangan bahan keramik karibida ing lapangan fotovolta

Saka pameran Photovoltaic 1323223, akeh perusahaan fotovoltaik ing negara kasebut wiwit nggunakake kapal kapal silikon, kaya sing ditampilake ing Gambar 2, kayata Jinkosolar Technology Technology Co, Ltd lan perusahaan utama fotovolasi. Kapal boat Carbide ndhukung digunakake kanggo ekspansi Boron, amarga suhu ekspansi Boron sing dhuwur, biasane ana syarat kanggo nyukupi sel baterei, mula ana syarat sing luwih apik kanggo kesucian materi dhukungan.

Gambar 2 Dhukungan Boat Carbide Carbide Lpcvd Silikon lan Boron Silicon Carbide Silicon Carbide

Saiki, dhukungan prau digunakake kanggo ekspansi Boron kudu diresiki. Pisanan, bubuk karbida silikon materi yaiku dikumbah asam lan diresiki. Kemurnian Bahan Bahan Bahan-bahan Lithium-Kelas Lithium-kelas dibutuhake ndhuwur 99.5%. Sawise ngumbah lan diresiki kanthi asam kanthi asam sulfurik + asam hidrofluorik, kemurnian saka bahan mentah bisa tekan ndhuwur 99,9%. Ing wektu sing padha, impurities sing dikenalake nalika nyiapake dhukungan prau kudu dikendhaleni. Mula, sing nduwèni pengunjung ekspansi Boron biasane dibentuk kanthi grumbulan kanggo nyuda panggunaan impurities logam. Cara grout biasane dibentuk dening sintering sekunder. Sawise maneh nyenget, kemurnian sing duwe silikon karbida saka silikon bisa ditingkatake.

Kajaba iku, sajrone proses nyengetake pemilik kapal, tungku nyaring kudu diresiki luwih dhisik, lan lapangan panas grafit ing tungku uga kudu diresiki. Biasane, kesucian sing nduwe silikon karbida sing digunakake kanggo ekskansi Boron udakara 3N.

Boat Carbide Carbide duwe masa depan sing janjeni. Boat karbida silikon ditampilake ing Gambar 3. Preduli proses lpcvd utawa proses ekspansi Boron, urip kapal quartz sing kurang, lan koefisien ekspansi sing ora cocog karo bahan karbida silikon. Mula, gampang nyimpang ing proses sing cocog karo prau karbida silikon kanthi suhu sing dhuwur, sing ndadékaké goyang utawa malah mecah prau.

Boat karbida silikon ngetrapake leren terpadu Molding lan rute proses pangolahan sakabehe. Wangun lan syarat toleransi posisi dhuwur, lan sepatihan luwih apik karo wadhah kapal karbida silikon. Kajaba iku, karbida silikon duwe kekuatan sing dhuwur, lan prau sing disebabake tabrakan manungsa kurang saka prau kwarsa. Nanging, amarga syarat penting lan presisi presisi kanggo para prau silikon karbida, isih ana ing tahap verifikasi kelompok cilik.

Wiwit prau karbida silikon ana ing kontak langsung karo sel baterei, kudu ana kemurnian sing dhuwur sanajan ing proses lpcvd kanggo nyegah kontaminasi wafer silikon.

Kesulitan paling gedhe saka boat karbida mobil silikon ana ing mesin. Kaya sing kita ngerti, keramik karbida silikon yaiku bahan sing angel lan kasar sing angel diproses, lan bentuk lan syarat toleransi prau ketat banget. Pancen kanggo ngolah boat karbida karbida nganggo teknologi pangolahan tradisional. Saiki, boat karbida silikon biasane diproses dening alat inten, lan banjur polesan, pickled lan perawatan liyane ditindakake.

Gambar 3 Boat Carbide Silikon

Dibandhingake karo tabung tungku kwarsa, tabung tungku karbida karbida duwe konduktivitas termal, pemanasan seragam, lan stabilitas termal sing apik, lan umure luwih saka 5 kaping tabung kuarza. Tube tungku yaiku komponen transfer panas utama ing tungku, sing duwe peran kanggo nyusup lan transfer panas seragam. Pabrik kangelan saka tabung tungku karbida karbida dhuwur banget, lan tingkat asil uga sithik. Kaping pisanan, amarga ukuran tabung tungku lan tembok ketebalan biasane antara 5 lan 8 mm, gampang banget kanggo cacat, ambruk utawa malah retak sajrone proses kosong.

Sajrone sintering, amarga ukuran tabung tungku, uga angel kanggo mesthekake yen ora bakal cacat sajrone proses nyaring. Keseragaman konten silikon kurang, lan gampang duwe lokal non-silikonisasi, ambruk, retak, lan sapiturute, lan siklus produksi tabung tungku tungku saka tabung tungku tunggal luwih saka 50 dina. Mula, tabung tungku karbida karbida isih ana ing negara riset lan pangembangan lan durung ngasilake massa.

Biaya utama materi keramik karibida sing digunakake ing kolom fotovolta saka bubuk silikon karbida karbida, bahan policionstalline dhuwur, lan biaya reaksi.

Kanthi pembangunan teknologi pemurnian bubuk bubuk karbida, karubaran karbida silikon terus mundhak kanthi pamisahan magnet, pickling lan teknologi sing ora jelas saka 1% nganti 0,1%. Kanthi peningkatan kapasitas produksi bubuk karbida karpet karbida, biaya bubuk karbida silikon silikon dhuwur uga suda.

Wiwit separo kaping 2020, perusahaan polysilicon duwe ekspansi sing diumumake kanthi sukses. Saiki, ana luwih saka 17 perusahaan produksi polysilicon ing omah, lan output taunan luwih saka 1,45 yuta ton ing 2023. OverCapacity saka polysilicon sing terus-terusan nyebabake biaya keramik karibida silikon.

Ing babagan rintangan reaksi, ukuran tungku reaksi uga tambah akeh, lan kapasitas loading tungku tungku uga tambah akeh. Tungku Rintangan Rintangan Ukara sing paling anyar bisa mbukak luwih saka 40 potongan sekaligus, sing luwih gedhe tinimbang kemampuan loading reaksi sing wis ana 4 nganti 6 potong. Mula, biaya wong nyuntis uga bakal mudhun kanthi signifikan.

Ing kabeh, bahan keramik karbida karibida ing lapangan Photovoltaic utamane kanggo kemurnian sing luwih dhuwur, kapasitas loading sing luwih kuat, kapasitas loading sing luwih kuat, lan biaya murah.

Ⅲ Pentinge bahan keramik karbida ing lapangan fotovoltaic

Saiki, wedhi kuarsi sing paling dhuwur sing dibutuhake kanggo bahan kwarsa sing digunakake ing lapangan Photovoltaic sing digunakake utamane gumantung saka impor sing diimpor, dene jumlah sing dikendhaleni kanthi tegas. Penyediaan wedhi cacat kuarsa kuarza sing kurang saka sing durung dikurangi lan wis mbatesi pangembangan industri fotovolta. Ing wektu sing padha, amarga kurang bahan kuarza bahan kuarza lan karusakan gampang nyebabake downtime, pangembangan teknologi baterei wis diwatesi kanthi tenanan. Mula, iku penting banget kanggo negaraku kanggo nyingkirake blokir teknologi asing kanthi nindakake riset babagan bahan kuarsa bertahap kanthi bahan keramik karat karat.

Ing perbandingan sing komprehensif, apa kinerja produk utawa nggunakake biaya, aplikasi saka bahan keramik karet karibida ing bidang sel solar luwih migunani tinimbang bahan kuarza. Aplikasi saka bahan keramik karbida karibida ing industri fotovolta duwe pitulung kanggo perusahaan fotovolta kanggo nyuda biaya investasi bahan bantu lan nambah kualitas produk lan kenaikan produk lan kompetitif. Ing ngarep, kanthi aplikasi ukuran gedhe saka ukuran gedheTabung tungku karbida karbida, kapal lan kapal karboat silikon kanthi dhuwur lan ndhukung biaya sing terus-terusan, aplikasi saka bahan keramik karam Silikon ing bidang sel fotoval bakal dadi faktor konversi sing bakal dadi efisiensi penting kanggo pangembangan energi anyar PhotoVoltaic.