Kvartsenheder i solcelleproduktion

I produktionslinjen for solceller er der en type tilsyneladende iøjnefaldende, men afgørende komponent - højrulitetskvartsprodukter. De er ikke direkte involveret i fotoelektrisk konvertering, men ligesom loyale vagter sikrer de, at hver siliciumskive "vokser" sikkert i høj temperatur, ætsende gasser og komplekse processer. Det er disse gennemsigtige kvartsenheder, der understøtter effektiv drift af den moderne fotovoltaiske industri.

Ⅰ. Quartz: "Golden Supporting Roll" inden for fremstilling af solenergi

Kernematerialet i solceller er silicium, og behandlingen af silicium er uadskilleligt fra høj temperatur og kemisk behandling. Almindelige materialer kan næppe modstå sådanne ekstreme miljøer, men kvarts (hovedsageligt sammensat af siliciumdioxid) kan gøre det perfekt på grund af dets tre hovedkarakteristika:

EN)Resistens med høj temperatur: Kvarts smeltepunkt er så højt som over 1700 ℃, mens diffusions- og annealingsprocesserne for solceller normalt udføres ved 800-1200 ℃. Kvartsenheder forbliver stabile ved høje temperaturer.

B)Høj renhed: Renheden af solargrad kvarts er over 99,99%, hvilket forhindrer urenheder i at kontaminere siliciumskiver og påvirke batterieffektiviteten.

C)Kemisk inertitet: Kvarts reagerer næppe med syrer, alkalier og de fleste gasser og kan bruges i lang tid, selv i stærkt ætsende procesgasser (såsom klor og brintfluorid).

Disse egenskaber gør kvarts til et uerstatteligt materiale i solcelleproduktion. Fra understøttelse af siliciumskiver til levering af procesgasser kører kvartsenheder gennem hele produktionsprocessen.

Ⅱ. Kvarts "team" på solcelleproduktionslinjen

I fotovoltaiske fabrikker har kvartsprodukter forskellige former og funktioner for at sikre den nøjagtige udførelse af hver proces. Følgende er flere nøgle kvartsprodukter til solceller:

1. Moderbådfirma

Fungere: "Transportøren" af siliciumskiver, der bærer et stort antal siliciumskiver under rengøring, diffusion og andre processer.

Funktioner: Præcisionsdesignede riller sikrer ensartet afstand mellem siliciumskiver for at undgå vedhæftning ved høje temperaturer.

2. kvartsbåd

Fungere: Brugt i diffusionsovne, PECVD (plasmaforbedret kemisk dampaflejring) og andet udstyr til at transportere siliciumskiver til behandling af høj temperatur.

Udvikling: Tidlige kvartsbåde var enkle fladpladedesign, men har nu udviklet optimerede strukturer såsom bølgede former og baffler for at forbedre gasstrømningsuniformiteten.

3. Lang båd

Tilpasningstrend: Efterhånden som størrelsen på siliciumskiver øges (såsom 182 mm og 210 mm store siliciumskiver), øges længden af den lange båd også for at sikre, at siliciumskiverne er jævnt opvarmet i højtemperaturovn.

4. kvartsflaske

Fungere: Opbevaring og transport af væske eller gasformige kemikalier med høj renhed, såsom siliciumkilde gas (SIH₄), dopingmiddel (POCL₃) osv.

Nøglekrav: Ultrahøj forsegling for at forhindre gaslækage eller ekstern forurening.

5. Quartz Furnace Tube

Kernekomponenter: "Hjertet" af diffusionsovnen og annealingovn, hvor siliciumskiver gennemgår doping eller annealing af høj temperatur.

Udfordring: Under langvarige høje temperaturer kan kvartsovns rør gennemgå afventning, hvilket resulterer i et fald i styrke, så der kræves særlig behandling for at udvide levetiden.

6. Rør svejsning

Processproblemer: Quartz-svejsning kræver hydrogen-oxygenflamme eller lasersvejsningsteknologi for at sikre, at svejsningen er fri for bobler og revner, ellers kan den bryde under høje og lave temperaturcyklusser.

7. Kvartsskeder

Beskyttende funktion: Indpak termoelementet eller sensoren for at gøre det muligt for den at fungere stabilt i lang tid i et ætsende gasmiljø.

8. af Cap

Forsegling og isolering: Forhindre varmetab og isoleret uden for luft fra at komme ind i det høje temperaturreaktionsområde.

Ⅲ. Udfordringer og fremtid for kvartsenheder

Selvom Quartz indtager en vigtig position i fotovoltaisk fremstilling, står den også over for nogle udfordringer:

● Levetidsproblemer: Under langvarige høje temperaturer krystalliseres kvarts gradvist, hvilket resulterer i et fald i styrke og skal normalt udskiftes efter 300-500 anvendelser.

● Omkostningstryk: Sandressourcer med høj rensning er begrænset, og priserne har svinget meget i de senere år, hvilket får industrien til at udvikle kvartsprodukter eller alternativer med længere levetid.

● Tilpasning af stor størrelse: Efterhånden som størrelsen på siliciumskiver øges, skal kvartsbåde, ovnrør og andre enheder også opgraderes i overensstemmelse hermed, hvilket stiller højere krav til fremstillingsprocessen.

I fremtiden kan kvartsenheder udvikle sig i retning af komposit (såsom kvarts-siliciumcarbidkompositmaterialer) og intelligente (integrerede sensorer til overvågning af status i realtid) for bedre at imødekomme fremstillingsbehovet for højeffektiv solceller.

Ⅳ. Konklusion

Selvom kvartsenheder ikke er direkte involveret i kraftproduktion, er de "bag kulisserne helte" af solcelleproduktion. Fra de kvartsbåde, der fører siliciumskiver tilKvartsovnsrørder beskytter processen, de sikrer den effektive og stabile produktion af hver solcelle. Med fremme af fotovoltaisk teknologi udvikler kvartsprodukter sig også konstant og fortsætter med at beskytte fremtiden for ren energi.