Dispozitive de cuarț în fabricarea celulelor solare

În linia de producție a celulelor solare, există un tip de componentă aparent inconștientă, dar crucială - produse de cuarț de înaltă puritate. Acestea nu sunt implicate direct în conversia fotoelectrică, dar, la fel ca paznicii fideli, ei se asigură că fiecare placă de siliciu „crește” în siguranță la temperaturi ridicate, gaze corozive și procese complexe. Aceste dispozitive de cuarț transparente sunt cele care susțin funcționarea eficientă a industriei fotovoltaice moderne.

Ⅰ. Quartz: „Rolul de susținere de aur” în fabricarea energiei solare

Materialul principal al celulelor solare este siliciu, iar prelucrarea siliciului este inseparabilă de la temperatura ridicată și la tratamentul chimic. Materialele obișnuite pot rezista cu greu la astfel de medii extreme, dar cuarțul (compus în principal din dioxid de siliciu) îl poate face perfect datorită celor trei caracteristici majore ale sale:

O)Rezistență la temperatură ridicată: Punctul de topire al cuarțului este la fel de mare ca peste 1700 ℃, în timp ce procesele de difuzie și recoacere ale celulelor solare sunt de obicei efectuate la 800-1200 ℃. Dispozitivele de cuarț rămân stabile la temperaturi ridicate.

B)Puritate mare: Puritatea cuarțului de calitate solară este de peste 99,99%, ceea ce împiedică impuritățile să contamineze napolitane de siliciu și să afecteze eficiența bateriei.

C)Inertism chimic: Cuarțul reacționează cu greu cu acizi, alcali și majoritatea gazelor și poate fi utilizat mult timp chiar și în gaze de proces extrem de corozive (cum ar fi clorul și fluorul de hidrogen).

Aceste proprietăți fac din cuarț un material de neînlocuit în fabricarea celulelor solare. De la sprijinul napolitanelor de siliciu până la livrarea de gaze de proces, dispozitivele de cuarț se desfășoară pe întregul proces de producție.

Ⅱ. „Echipa” de cuarț pe linia de producție a celulelor solare

În fabricile fotovoltaice, produsele de cuarț au diferite forme și funcții pentru a asigura executarea precisă a fiecărui proces. Următoarele sunt mai multe produse cheie de cuarț pentru celulele solare:

1. Mother Carrier

Funcţie: „Transportorul” de napolitane de siliciu, purtând un număr mare de napolitane de siliciu în timpul curățării, difuziei și altor procese.

Caracteristici: Canelurile proiectate de precizie asigură o distanțare constantă între napolitane de siliciu pentru a evita aderența la temperaturi ridicate.

2. barca de cuarț

Funcţie: Utilizat în cuptoarele de difuzie, PECVD (depunerea de vapori chimici îmbunătățiți cu plasmă) și alte echipamente pentru a transporta napolitane de siliciu pentru prelucrarea la temperaturi ridicate.

Evoluţie: Barcile de cuarț timpurii au fost proiecte simple de plăci plate, dar acum au dezvoltat structuri optimizate, cum ar fi forme ondulate și defecțiuni pentru a îmbunătăți uniformitatea debitului de gaz.

3. Barcă lungă

Tendința de adaptare: Pe măsură ce dimensiunea napolitanelor de siliciu crește (cum ar fi napolitane de siliciu mari de 182 mm și 210 mm), lungimea bărcii lungi crește, de asemenea, pentru a se asigura că napolitane de siliciu sunt încălzite uniform în cuptorul de temperatură ridicată.

4. Sticlă de cuarț

Funcţie: Depozitarea și transportul substanțelor chimice de lichid de înaltă puritate sau gazoase, cum ar fi gaz sursă de siliciu (SIH₄), dopant (POCL₃), etc.

Cerințe cheie: Etanșare ultra-înaltă pentru a preveni scurgerea de gaz sau contaminarea externă.

5. Tubul cuptorului de cuarț

Componente de bază: „Inima” cuptorului de difuzie și cuptorul de recoacere, unde napolitane de siliciu suferă dopaj de temperatură ridicată sau recoacere.

Provocare: La temperaturi ridicate pe termen lung, tuburile cuptorului de cuarț pot suferi devitificare, ceea ce duce la o scădere a rezistenței, astfel încât este necesar un tratament special pentru a prelungi viața.

6. Sudarea cu tuburi

Dificultăți de proces: Sudarea cuarțului necesită o flacără de hidrogen-oxigen sau tehnologie de sudare cu laser pentru a se asigura că sudura este lipsită de bule și fisuri, altfel se poate rupe în timpul ciclurilor de temperatură ridicată și scăzută.

7. Teci de cuarț

Funcție de protecție: Înfășurați termocupla sau senzorul pentru a -i permite să funcționeze stabil pentru o lungă perioadă de timp într -un mediu coroziv de gaz.

8. De Cap

Sigilare și izolare: Preveniți pierderea de căldură și izolați aerul exterior să intre în zona de reacție la temperaturi ridicate.

Ⅲ. Provocări și viitorul dispozitivelor de cuarț

Deși cuarțul ocupă o poziție importantă în fabricarea fotovoltaică, se confruntă și cu unele provocări:

● Probleme de viață: La temperaturi ridicate pe termen lung, cuarțul se va cristaliza treptat, rezultând o scădere a rezistenței și, de obicei, trebuie înlocuită după 300-500 de utilizări.

● Presiunea costului: Resursele de nisip de cuarț de înaltă puritate sunt limitate, iar prețurile au fluctuat foarte mult în ultimii ani, ceea ce a determinat industria să dezvolte produse de cuarț sau alternative cu durate de viață mai lungi.

● Adaptare de dimensiuni mari: Pe măsură ce dimensiunea napolitanelor de siliciu crește, bărcile de cuarț, tuburile cuptorului și alte dispozitive trebuie, de asemenea, modernizate în consecință, ceea ce pune cerințe mai mari în procesul de fabricație.

În viitor, dispozitivele de cuarț se pot dezvolta în direcția compozitului (cum ar fi materialele compozite cu carbură de cuarț-silicon) și inteligenți (senzori integrați pentru a monitoriza statutul în timp real) pentru a răspunde mai bine nevoilor de fabricație ale celulelor solare de înaltă eficiență.

Ⅳ. Concluzie

Deși dispozitivele de cuarț nu sunt implicate în mod direct în generarea de energie electrică, ele sunt „eroii din spatele scenei” ale producției de celule solare. De la bărcile de cuarț care poartă napolitane de siliciu până laTuburi de cuptor de cuarțAcest lucru protejează procesul, asigură producția eficientă și stabilă a fiecărei celule solare. Odată cu avansarea tehnologiei fotovoltaice, produsele de cuarț evoluează constant, continuând să protejeze viitorul energiei curate.