Күн ұяшықтарын өндірудегі кварц құрылғылары

Күн жасушаларының өндірістік желісінде келмейтін, бірақ шешуші компонент - жоғары тазалық кварц өнімдері бар. Олар фотоэлектронды түрлендіруге тікелей қатыспайды, бірақ адал күзетшілер сияқты, олар әр кремний вафлиі жоғары температурада, коррозиялық газдармен және күрделі процестерде қауіпсіз түрде жүреді. Бұл қазіргі заманғы фотоэлектрлік өнеркәсіптің тиімді жұмысын қолдайтын бұл мөлдір кварц құрылғылары.

Ⅰ. Кварц: Күн энергиясын өндірудегі «Алтын қолдау рөлі»

Күн жасушаларының негізгі материалы - кремний, және кремнийді өңдеу жоғары температура мен химиялық өңдеуден ажырамайды. Кәдімгі материалдар мұндай экстремалды ортаға төтеп бере алмайды, бірақ кварц (негізінен кремний диоксидінен тұрады) оны үш негізгі сипаттамаларына қарағанда жақсы жасай алады:

А)Жоғары температураға төзімділік: Кварцтың балқу нүктесі 1700 ℃-ден асады, ал күн батареяларының таралуы және тазарту процестері әдетте 800-1200 ℃-де орындалады. Кварц құрылғылары жоғары температурада тұрақты болып қалады.

Б)Жоғары тазалық: Күн астындағы кварцтың тазалығы 99,99% -дан асады, бұл кремнийдің вафли ластануына және батареяның тиімділігіне әсер ететін қоспалардың алдын алады.

В)Химиялық инерстер: Кварц қышқылдармен, сілтілермен және көптеген газдармен әрең әрекет етеді және оларды ұзақ уақыт бойы, тіпті жоғары коррозиялық газдарда да қолдануға болады (хлор және сутек фторы).

Бұл қасиеттер кварцты күн жасушаларын өндіруде алмастырылмайтын материал жасайды. Кремний вафлидерінің қолдауынан технологиялық газдарды жеткізу үшін кварц құрылғылары бүкіл өндіріс процесі арқылы өтеді.

Ⅱ. Күн жасушалық шығаратын «команда» кварцы

Фотоэлектрлік зауыттарда кварц өнімдері әр процестің нақты орындалуын қамтамасыз ету үшін әртүрлі нысандар мен функцияларға ие. Төмендегі кварцтың бірнеше негізгі өнімдері болып табылады:

1. Аналық қайық тасымалдаушысы

Қызмет ету: Силикон вафлидерінің «тасымалдаушысы», тазарту, диффузиялық және басқа процестер кезінде көптеген кремний вафлиі бар.

Ерекше өзгешеліктері: Нақтылық жобаланған ойықтар жоғары температурада адгезияны болдырмау үшін кремний вафлидерінің арасындағы дәйекті аралықты қамтамасыз етеді.

2. Кварц қайық

Қызмет ету: Diffusion пештерінде, PECVD (плазмалық жақсартылған химиялық бумен тұндыру) және кремний вафлилерін жоғары температуралы өңдеу үшін тасымалдайтын басқа да жабдықтар қолданылады.

Эволюция: Ерте кварцтық қайықтар қарапайым жалпақ тақтайшалар болды, бірақ қазір газ ағынының біркелкілігін жақсарту үшін толқындық пішіндер мен бұталар сияқты оңтайландырылған құрылымдар жасады.

3. Ұзақ қайық

Бейімделу тенденциясы: Силикон вафлиінің мөлшері (мысалы, 182 мм және 210 мм үлкен кремний вафли), ұзын қайықтың ұзындығы кремнийдің жоғары температуралы пеште біркелкі қызып кетуіне кепілдік береді.

4. Кварц бөтелкесі

Қызмет ету: Жоғары сапалы сұйықтықты немесе газ тәрізді химиялық заттарды, мысалы, кремний көзі (SIH₄), допант (POCL₃) және т.б.

Негізгі талаптар: Газдың ағып кетуіне немесе сыртқы ластануды болдырмау үшін ультра жоғары тығыздау.

5. Кварц пешінің түтікшесі

Негізгі компоненттер: Силикон вафлилері жоғары температуралы допингке немесе тазартуға ұшырайтын диффузиялық пештің және сынғыш пештің «жүрегі».

Шақыру.

6. Түтік дәнекерлеу

Процесс қиындықтары: Кварц дәнекерлеуі дәнекерлеуді және лазерлік дәнекерлеу технологиясын қажет етеді, себілді көпіршіктер мен жарықтардан босатады, әйтпесе ол жоғары және төмен температуралық циклдар кезінде сынуы мүмкін.

7. Кварц қабығы

Қорғаныс функциясы: Термопара немесе сенсорды оны ұзақ уақыт бойы коррозиялық газ ортасында жұмыс істеу үшін орап алыңыз.

8. Қақпақпен

Герметизация және оқшаулау: Жылдам жоғалтуды болдырмаңыз және жоғары температуралы реакция аймағына ауаның сыртында оқшауланбаңыз.

Ⅲ. Кварц құрылғыларының қиындықтары мен болашағы

Кварц фотоэлектрлік өндірісте маңызды орын алады, бірақ ол кейбір қиындықтарға тап болады:

● Өмірге арналған мәселелер.

● Шығын қысымы: Жоғары тазалық кварц құмдары шектеулі, ал соңғы жылдары бағалар едәуір өзгерді, ал бағалар соңғы жылдары саланы кварц өнімдерін немесе ұзақ қызмет мерзімінің баламаларын дамытуға шақырды.

● Ірі мөлшерге бейімделу: Кремнийлік вафлидің мөлшері көбейген сайын, кварцтық қайықтарды, пештің түтіктерін және басқа құрылғыларды сәйкесінше жаңарту қажет, бұл өндірістік процеске жоғары талаптар қояды.

Болашақта кварц құрылғылары композициялық (мысалы, кварц-кремний карбиді композициялық материалдар) және ақылды (нақты уақыттағы күйді бақылау үшін интеграцияланған датчиктер) жоғары тиімділігі жоғары күн батареяларының өндірістік қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін дами алады.

Ⅳ. Қорытынды

Кварц құрылғылары электр энергиясын өндіруге тікелей қатыспағанымен, олар күн жасушаларын өндірудің «көріністерінің артында кейіпкерлер». Кремнийді вафлиді тасымалдайтын кварц қайықтарынанкварц пешінің түтіктеріПроцесті қорғайтын, олар әр күн ұяшығының тиімді және тұрақты өндірісін қамтамасыз етеді. Фотоэлектрлік технологиялардың ілгерілеуімен кварц өнімдері сонымен бірге таза энергияның болашағын қорғауды жалғастыра отырып, үнемі дамып келеді.