Các thiết bị thạch anh trong sản xuất pin mặt trời

Trong dây chuyền sản xuất của pin mặt trời, có một loại thành phần dường như không rõ ràng nhưng quan trọng - các sản phẩm thạch anh có độ tinh khiết cao. Chúng không liên quan trực tiếp đến chuyển đổi quang điện, nhưng giống như những người bảo vệ trung thành, họ đảm bảo rằng mỗi wafer silicon "phát triển" an toàn trong nhiệt độ cao, khí ăn mòn và các quá trình phức tạp. Chính các thiết bị thạch anh trong suốt này hỗ trợ hoạt động hiệu quả của ngành công nghiệp quang điện hiện đại.

. Quartz: Vai trò hỗ trợ vàng của người Viking trong sản xuất năng lượng mặt trời

Vật liệu cốt lõi của pin mặt trời là silicon, và việc xử lý silicon không thể tách rời khỏi điều trị nhiệt độ và hóa học cao. Các vật liệu thông thường khó có thể chịu được các môi trường khắc nghiệt như vậy, nhưng thạch anh (chủ yếu bao gồm silicon dioxide) có thể làm điều đó một cách hoàn hảo vì ba đặc điểm chính của nó:

MỘT)Điện trở nhiệt độ cao: Điểm nóng chảy của Quartz cao tới hơn 1700, trong khi các quá trình khuếch tán và ủ của pin mặt trời thường được thực hiện tại 800-1200. Các thiết bị thạch anh vẫn ổn định ở nhiệt độ cao.

B)Độ tinh khiết cao: Độ tinh khiết của thạch anh cấp năng lượng mặt trời là hơn 99,99%, điều này ngăn chặn các tạp chất làm ô nhiễm các tấm silicon và ảnh hưởng đến hiệu quả của pin.

C)Trơ hóa học: Quartz hầu như không phản ứng với axit, kiềm và hầu hết các loại khí, và có thể được sử dụng trong một thời gian dài ngay cả trong các khí quá trình ăn mòn cao (như clo và hydro fluoride).

Những tính chất này làm cho thạch anh trở thành một vật liệu không thể thay thế trong sản xuất pin mặt trời. Từ sự hỗ trợ của các tấm silicon đến việc cung cấp các khí xử lý, các thiết bị thạch anh chạy qua toàn bộ quá trình sản xuất.

. Thạch anh "nhóm" trên dây chuyền sản xuất pin mặt trời

Trong các nhà máy quang điện, các sản phẩm thạch anh có các hình thức và chức năng khác nhau để đảm bảo thực hiện chính xác từng quy trình. Sau đây là một số sản phẩm thạch anh chính cho pin mặt trời:

1. Người vận chuyển thuyền mẹ

Chức năng: "Chất vận chuyển" của các tấm silicon, mang theo một số lượng lớn các tấm silicon trong quá trình làm sạch, khuếch tán và các quy trình khác.

Đặc trưng: Các rãnh được thiết kế chính xác đảm bảo khoảng cách nhất quán giữa các tấm silicon để tránh độ bám dính ở nhiệt độ cao.

2. Thuyền thạch anh

Chức năng: Được sử dụng trong các lò khuếch tán, PECVD (lắng đọng hơi hóa học trong huyết tương) và các thiết bị khác để mang theo các tấm silicon để xử lý nhiệt độ cao.

Sự tiến hóa: Thuyền thạch anh sớm là các thiết kế tấm phẳng đơn giản, nhưng giờ đây đã phát triển các cấu trúc tối ưu hóa như hình dạng lượn sóng và vách ngăn để cải thiện tính đồng nhất của dòng khí.

3. Thuyền dài

Xu hướng thích ứng: Khi kích thước của các tấm silicon tăng lên (chẳng hạn như các tấm silicon lớn 182mm và 210mm), chiều dài của thuyền dài cũng tăng lên để đảm bảo rằng các tấm silicon được làm nóng đều trong lò nhiệt độ cao.

4. Chai thạch anh

Chức năng: Lưu trữ và vận chuyển các hóa chất chất lỏng hoặc khí có độ tinh khiết cao, chẳng hạn như khí silicon (SIH₄), dopant (POCL₃), v.v.

Yêu cầu chính: Niêm phong cực cao để ngăn ngừa rò rỉ khí hoặc ô nhiễm bên ngoài.

5. Ống lò thạch anh

Các thành phần cốt lõi: "Trái tim" của lò khuếch tán và lò ủ, nơi các tấm silicon trải qua pha tạp hoặc ủ ở nhiệt độ cao.

Thử thách: Trong nhiệt độ cao dài hạn, các ống lò thạch anh có thể trải qua quá trình khử nitơ, dẫn đến giảm sức mạnh, vì vậy cần phải điều trị đặc biệt để kéo dài tuổi thọ.

6. Hàn ống

Xử lý khó khăn: Hàn thạch anh yêu cầu ngọn lửa hydro-oxy hoặc công nghệ hàn laser để đảm bảo rằng mối hàn không có bong bóng và vết nứt, nếu không nó có thể bị vỡ trong các chu kỳ nhiệt độ cao và thấp.

7 .. Vỏ bọc thạch anh

Chức năng bảo vệ: Bọc cặp nhiệt điện hoặc cảm biến để cho phép nó hoạt động ổn định trong một thời gian dài trong môi trường khí ăn mòn.

8. By Cap

Niêm phong và cách nhiệt: Ngăn ngừa mất nhiệt và cô lập không khí bên ngoài xâm nhập vào khu vực phản ứng nhiệt độ cao.

. Những thách thức và tương lai của các thiết bị thạch anh

Mặc dù thạch anh chiếm một vị trí quan trọng trong sản xuất quang điện, nhưng nó cũng phải đối mặt với một số thách thức:

● Vấn đề tuổi thọ: Trong nhiệt độ cao dài hạn, thạch anh sẽ dần dần kết tinh, dẫn đến giảm sức mạnh và thường cần phải được thay thế sau khi sử dụng 300-500.

● Áp lực chi phí: Tài nguyên cát thạch anh có độ tinh khiết cao bị hạn chế và giá đã dao động rất nhiều trong những năm gần đây, khiến ngành công nghiệp phát triển các sản phẩm thạch anh hoặc các lựa chọn thay thế với tuổi thọ dài hơn.

● Thích ứng kích thước lớn: Khi kích thước của các tấm silicon tăng lên, thuyền thạch anh, ống lò và các thiết bị khác cũng cần được nâng cấp tương ứng, điều này đặt ra các yêu cầu cao hơn về quy trình sản xuất.

Trong tương lai, các thiết bị thạch anh có thể phát triển theo hướng composite (như vật liệu composite cacbua thạch anh-silicon) và các cảm biến thông minh (cảm biến tích hợp để theo dõi tình trạng trong thời gian thực) để đáp ứng tốt hơn nhu cầu sản xuất của pin mặt trời hiệu quả cao.

. Phần kết luận

Mặc dù các thiết bị thạch anh không liên quan trực tiếp đến việc sản xuất điện, nhưng chúng là "anh hùng hậu trường" của sản xuất pin mặt trời. Từ những chiếc thuyền thạch anh mang bánh silicon đếnống lò thạch anhĐiều đó bảo vệ quá trình, họ đảm bảo sản xuất hiệu quả và ổn định của từng pin mặt trời. Với sự tiến bộ của công nghệ quang điện, các sản phẩm thạch anh cũng không ngừng phát triển, tiếp tục bảo vệ tương lai của năng lượng sạch.