Urządzenia kwarcowe w produkcji ogniw słonecznych

W linii produkcyjnej ogniw słonecznych istnieje rodzaj pozornie niepozornych, ale kluczowych produktów kwarcowych o wysokiej czystości. Nie są one bezpośrednio zaangażowane w konwersję fotoelektryczną, ale podobnie jak lojalni strażnicy, zapewniają, że każdy wafel krzemowy „rośnie” bezpiecznie w wysokiej temperaturze, gazach korozyjnych i złożonych procesach. To te przejrzyste urządzenia kwarcowe wspierają wydajne działanie nowoczesnego przemysłu fotowoltaicznego.

Ⅰ. Kwarc: „Złota rola podtrzymująca” w produkcji energii słonecznej

Podstawowym materiałem ogniw słonecznych jest krzem, a przetwarzanie krzemu jest nierozerwalnie związane z wysokiej temperatury i obróbki chemicznej. Zwykłe materiały trudno wytrzymać tak ekstremalne środowiska, ale kwarc (głównie złożony z dwutlenku krzemu) może to zrobić idealnie ze względu na trzy główne cechy:

A)Odporność na wysoką temperaturę: Temperatura topnienia kwarcu jest tak wysoka, jak ponad 1700 ℃, podczas gdy procesy dyfuzji i wyżarzania ogniw słonecznych są zwykle przeprowadzane na 800-1200 ℃. Urządzenia kwarcowe pozostają stabilne w wysokich temperaturach.

B)Wysoka czystość: Czystość kwarcu klasy słonecznej wynosi ponad 99,99%, co zapobiega zanieczyszczeniom zanieczyszczania płytek krzemowych i wpływającym na wydajność baterii.

C)Bezwładność chemiczna: Kwarc prawie nie reaguje z kwasami, alkaliami i większością gazów i może być stosowany przez długi czas nawet w wysoce żrących gazach procesowych (takich jak fluor chloru i wodoru).

Właściwości te sprawiają, że kwarc jest niezastąpionym materiałem w produkcji ogniw słonecznych. Od wsparcia waflów krzemowych po dostarczanie gazów procesowych, urządzenia kwarcowe przechodzą przez cały proces produkcji.

Ⅱ. Kwarc „Zespół” na linii produkcji ogniw słonecznych

W fabrykach fotowoltaicznych produkty kwarcowe mają różne formy i funkcje, aby zapewnić dokładne wykonanie każdego procesu. Poniżej znajduje się kilka kluczowych produktów kwarcowych dla ogniw słonecznych:

1. Mother Boat Nosidge

Funkcjonować: „Transporter” waflów krzemowych, niosący dużą liczbę płytek krzemowych podczas czyszczenia, dyfuzji i innych procesów.

Cechy: Precyzyjne rowki zapewniają spójne odstępy między waflami krzemowymi, aby uniknąć przyczepności w wysokich temperaturach.

2. Łódź kwarcowa

Funkcjonować: Stosowane w piecach dyfuzyjnych, PECVD (osadzanie chemiczne ulepszone w osoczu) i inne urządzenia do przenoszenia krzemowych płytek do przetwarzania w wysokiej temperaturze.

Ewolucja: Wczesne łodzie kwarcowe były prostymi płaskimi projektami, ale teraz opracowały zoptymalizowane struktury, takie jak faliste kształty i przegrody w celu poprawy jednolitości przepływu gazu.

3. Długa łódź

Trend adaptacyjny: Wraz ze wzrostem wielkości płytek krzemowych (takich jak 182 mm i 210 mm dużych krzemowych płytek), długość długiej łodzi również wzrasta, aby upewnić się, że płytki krzemowe są równomiernie podgrzewane w piecu wysokotemperaturowym.

4. Butelka kwarcowa

Funkcjonować: Magazynowanie i transport ciekłych lub gazowych chemikaliów, takich jak gaz źródłowy (sih₄), domieszek (pocl₃) itp.

Kluczowe wymagania: Ultra-wysokie uszczelnienie w celu zapobiegania wyciekom gazu lub zanieczyszczeniu zewnętrznym.

5. Kwarcowa rurka pieca

Komponenty podstawowe: „Serce” pieca dyfuzyjnego i pieca wyżarzania, w którym krzemowe wafle ulegają domieszkowaniu lub wyżarzaniu w wysokiej temperaturze.

Wyzwanie: W długoterminowych wysokich temperaturach rurki do pieca kwarcowego mogą ulegać dewitryfikacji, powodując zmniejszenie siły, więc do przedłużenia życia wymagane jest specjalne leczenie.

6. Spawanie rurowe

Trudności przetwarzania: Spawanie kwarcowe wymaga technologii płomienia wodoru-tlenu lub spawania laserowego, aby upewnić się, że spoina jest wolna od pęcherzyków i pęknięć, w przeciwnym razie może pękać podczas cykli o wysokiej i niskiej temperaturze.

7. Pochy kwarcowe

Funkcja ochronna: Owinąć termoparę lub czujnik, aby umożliwić jej stabilne działanie przez długi czas w środowisku żrących gazu.

8. Przez Cap

Uszczelnienie i izolacja: Zapobiegaj utratę ciepła i izolowanie powietrza zewnętrznego przed wejściem do obszaru reakcji w wysokiej temperaturze.

Ⅲ. Wyzwania i przyszłość urządzeń kwarcowych

Chociaż kwarc zajmuje ważną pozycję w produkcji fotowoltaicznej, stoi także przed pewnymi wyzwaniami:

● Problemy z żywotnością: W długoterminowych wysokich temperaturach kwarc będzie stopniowo krystalizował, co powoduje spadek wytrzymałości i zwykle musi zostać wymieniony po 300-500.

● Presja kosztowa: Zasoby piasku kwarcowego o dużej czystości są ograniczone, a ceny znacznie się wahały w ostatnich latach, co skłoniło branżę do opracowania produktów kwarcowych lub alternatyw o dłuższej żywotności.

● Dostosowanie dużych rozmiarów: Wraz ze wzrostem wielkości płytek krzemowych łodzie kwarcowe, rurki pieca i inne urządzenia muszą być również odpowiednio zaktualizowane, co stanowi wyższe wymagania dotyczące procesu produkcyjnego.

W przyszłości urządzenia kwarcowe mogą rozwinąć się w kierunku kompozytów (takich jak materiały kompozytowe z węglika kwarcowo-siliowym) i inteligentne (zintegrowane czujniki do monitorowania statusu w czasie rzeczywistym), aby lepiej zaspokoić potrzeby produkcyjne o wysokiej wydajności ogniw słonecznych.

Ⅳ. Wniosek

Chociaż urządzenia kwarcowe nie są bezpośrednio zaangażowane w wytwarzanie energii, są „bohaterami zakulisowymi” produkcji ogniw słonecznych. Z łodzi kwarcowych, które przenoszą krzemowe wafle doKwarcowe rurki piecaktóre chronią proces, zapewniają wydajną i stabilną produkcję każdego ogniwa słonecznego. Wraz z postępem technologii fotowoltaicznej produkty kwarcowe stale się rozwijają, nadal chronią przyszłość czystej energii.