Feidhm agus taighde ar chriadóireacht cairbíde sileacain i réimse na bhfótavoltach - Vetek Semiconductor

Leis an easpa méadaitheach foinsí fuinnimh traidisiúnta amhail ola agus gual, tá tionscail fuinnimh nua, faoi stiúir fótavoltach gréine, tar éis forbairt go tapa le blianta beaga anuas. Ó na 1990í, tá méadú 60 uair tagtha ar chumas suiteáilte fótavoltach an domhain. Tá an tionscal fótavoltach domhanda tar éis éirí as i gcomhthéacs an chlaochlaithe struchtúir fuinnimh, agus tá taifid nua leagtha síos ag scála an tionscail agus an ráta fáis acmhainne suiteáilte arís agus arís eile. In 2022, sroichfidh an acmhainn dhomhanda suiteáilte fótavoltach 239GW, arb ionann é agus 2/3 de gach cumas fuinnimh in -athnuaite nua. Meastar go mbeidh an cumas suiteáilte fótavoltach domhanda 411GW i 2023, méadú 59%bliain ar bhliain. In ainneoin an fháis leanúnach ar fhótavoltaic, ní bhaineann fótavoltaic ach le 4.5% de ghiniúint cumhachta domhanda, agus leanfaidh a mhóiminteam fáis láidir go dtí tar éis 2024.

Criadóireacht Carbide SiliconTá neart meicniúil maith agat, cobhsaíocht theirmeach, friotaíocht ardteochta, friotaíocht ocsaídiúcháin, friotaíocht turraing teirmeach agus friotaíocht creimthe ceimiceach, agus úsáidtear iad go forleathan i réimsí te amhail miotalóireacht, innealra, fuinneamh nua agus ábhair thógála agus ceimiceáin. Sa pháirc fhótavoltach, úsáidtear é go príomha i scaipeadh na gceall topcon, LPCVD (sil -leagan gaile ceimiceach brú íseal),PECVD (sil -leagan gaile ceimiceach plasma)agus naisc próisis theirmigh eile. I gcomparáid le hábhair thraidisiúnta Grianchloch, tacaíochtaí bád, báid, agus feistis phíobáin a dhéantar as ábhair cheirmeacha chomhdhúile sileacain, cobhsaíocht theirmeach níos fearr, gan aon dífhoirmiúchán ag teochtaí arda, agus saolré de níos mó ná 5 huaire níos mó ná ábhair Grianchloch, ar féidir leo costas na húsáide agus an caillteanas fuinnimh a laghdú de bharr an phinance agus an t -am ar fad a laghdaíonn an chostas.

Ⅰ Buntáistí a bhaineann le criadóireacht cairbíde sileacain sa réimse fótavoltach

I measc na bpríomhtháirgí a bhaineann le criadóireacht cairbíde sileacain i bpáirc na gcill fhótavoltach tá tacaíochtaí bád cairbíde sileacain, báid charbáin sileacain, feadáin fhoirnéis cairbíde sileacain, paddles cantilever carbide sileacain, slata carbide silicon, cairbídí silicon a chur i bhfuílleacha carbide silicon, srl. tacaíochtaí agus báid. Mar gheall ar a gcuid buntáistí soiléire agus a bhforbairt thapa, tá siad ina rogha maith do phríomhábhair iompróra i bpróiseas táirgthe na gceall fótavoltach, agus tá a n -éileamh ar an margadh ag mealladh aird níos mó ar an tionscal.

Is iad na criadóireacht cairbíde sileacain (RBSC) atá nasctha le himoibriú (RBSC) na criadóireacht cairbíde sileacain is mó a úsáidtear i réimse na gceall fótavoltach. Is iad na buntáistí atá aige ná teocht íseal shintéirithe, costas táirgthe íseal, agus dlús ardábhair. Go háirithe, níl beagnach aon chrapadh toirte le linn an phróisis shintéirithe imoibriúcháin. Tá sé thar a bheith oiriúnach chun páirteanna struchtúracha mórmhéide agus casta múnlaithe a ullmhú. Dá bhrí sin, tá sé níos oiriúnaí do tháirgeadh táirgí mórmhéide agus casta amhail tacaíochtaí bád, báid bheaga, paillíní cantilever, feadáin foirnéise, srl. Ag an am céanna, tá an chéim thánaisteach β-SIC in situ in éineacht leis na cáithníní α-siC sa phúdar bán, agus leanann na pores atá fágtha ag líonadh le sileacain saor in aisce, agus ar deireadh baintear dlús na n-ábhar ceirmeach RBSC amach. Léirítear airíonna éagsúla táirgí ceirmeacha RBSC sa bhaile agus thar lear i dTábla 1.

Tábla 1 Comparáid idir feidhmíocht na dtáirgí ceirmeacha SIC sintéaraithe i mór -thíortha

I bpróiseas monaraithe na gceall fótavoltach gréine, cuirtear sliseoga sileacain ar bhád, agus cuirtear an bád ar shealbhóir bád le haghaidh próisis idirleata, LPCVD agus teirmeacha eile. Tá an paddle cantilever carbide sileacain (slat) ina chomhpháirt luchtaithe lárnach chun sealbhóir an bháid a bhogadh ag iompar sliseoga sileacain isteach agus amach as an bhfoirnéis teasa. Mar a thaispeántar i bhFigiúr 1, is féidir leis an paddle cantilever carbide sileacain (slat) a chinntiú go bhfuil comhchruinniú an tsleachta sileacain agus an fheadáin foirnéise, rud a fhágann go bhfuil an idirleathadh agus an t -éighníomhach níos aonfhoirmeach. Ag an am céanna, tá sé saor ó thruailliú agus neamh-dhífhoirmiú ag teochtaí arda, tá friotaíocht turraing teirmeach maith agus cumas mór ualach, agus baineadh úsáid as go forleathan i réimse na gceall fótavoltach.

Figiúr 1 Léaráid sceidealta de phríomh -chomhpháirteanna luchtaithe ceallraí

Sa traidisiúntabád Grianchlochagus sealbhóir bád, sa phróiseas idirleata tuirlingthe bog, ní mór an sliseog sileacain agus an sealbhóir bád Grianchloch a chur sa fheadán Grianchloch sa fhoirnéis idirleata. I ngach próiseas idirleata, cuirtear an sealbhóir bád Grianchloch atá líonta le sliseoga sileacain ar an paddle carbide sileacain. Tar éis don paddle carbide sileacain dul isteach san fheadán Grianchloch, téann an paddle go huathoibríoch chun an sealbhóir bád Grianchloch agus an sliseog sileacain a chur síos, agus ansin ritheann sé ar ais go mall go dtí an tionscnamh. Tar éis gach próisis, ní mór an sealbhóir bád Grianchloch a bhaint as paddle carbide sileacain. Cuirfidh an oibríocht go minic sin an tacaíocht bád Grianchloch amach thar thréimhse fhada ama. Chomh luath agus a thacaíonn an Bád Grianchloch le scoilteanna agus sosanna, tiocfaidh an tacaíocht bád Grianchloch ar fad as paddle cairbíde sileacain, agus ansin déanann siad damáiste do na codanna Grianchloch, sliseoga sileacain agus paddles cairbíde sileacain thíos. Tá paddles cairbíde sileacain costasach agus ní féidir iad a dheisiú. Nuair a tharlaíonn timpiste, beidh sé ina chúis le caillteanais ollmhóra maoine.

Sa phróiseas LPCVD, ní hamháin go dtarlóidh na fadhbanna struis teirmeacha thuasluaite, ach ós rud é go n-éilíonn an próiseas LPCVD ar ghás silane dul tríd an sliseog sileacain, beidh an próiseas fadtéarmach ina sciath sileacain ar an tacaíocht bád agus ar an mbád. Mar gheall ar neamhréireacht na gcomhéifeachtaí leathnaithe teirmeacha sa sileacain agus sa ghrianchloch brataithe, beidh an tacaíocht bád agus an bád ag crapadh, agus laghdófar an ré saoil go mór. Is iondúil nach mbíonn ach gnáth -bháid agus tacaíochtaí bád sa phróiseas LPCVD ach 2 go 3 mhí de ghnáth. Dá bhrí sin, tá sé thar a bheith tábhachtach an t -ábhar tacaíochta bád a fheabhsú chun neart agus saol seirbhíse na tacaíochta bád a mhéadú chun timpistí den sórt sin a sheachaint.

Ⅱ Treocht forbartha d'ábhair cheirmeacha cairbíde sileacain sa réimse fótavoltach

Ón 13ú Taispeántas fótavoltach Shanghai SNEC 2023, tá go leor cuideachtaí fótavoltacha sa tír tar éis tús a chur le tacaíochtaí bád cairbíde sileacain, mar a thaispeántar i bhFigiúr 2, mar Longi Green Energy Technology Technology Co, Ltd, Jinkosolar Co. Silicon Carbide Boat tacaíochtaí a úsáidtear le haghaidh leathnú bóróin, mar gheall ar theocht ardúsáide leathnú an bhóróóin, de ghnáth ag 1000 ~ 1050 ℃, tá na heisíontais sa tacaíocht bád éasca le volatilize ag ardteocht chun an chill ceallraí a thruailliú, rud a théann i bhfeidhm ar éifeachtúlacht tiontaithe na ceallra ceallraí, mar sin tá ceanglais níos airde ann maidir leis an ábhar tacaíochta bád.

.

Faoi láthair, ní mór an tacaíocht bád a úsáidtear le haghaidh leathnú bóróin a íonú. Ar an gcéad dul síos, tá an púdar cairbíde sileacain amh-nite agus íonaithe. Ceanglaítear ar íonacht na n-amhábhar púdar carbide sileacain litiam-ghrád a bheith os cionn 99.5%. Tar éis níochán aigéadach agus íonú le haigéad sulfarach + aigéad hidreafluarach, is féidir le íonacht na n -amhábhar teacht os cionn 99.9%. Ag an am céanna, ní mór na heisíontais a tugadh isteach le linn ullmhú na tacaíochta bád a rialú. Dá bhrí sin, is é grouting den chuid is mó a chruthaítear sealbhóir báid leathnaithe an bhóróin chun úsáid eisíontas miotail a laghdú. Is iondúil go gcruthaítear an modh grouting trí shintéiriú tánaisteach. Tar éis ath-mheabhrú, feabhsaítear íonacht shealbhóir bád cairbíde sileacain go pointe áirithe.

Ina theannta sin, le linn an phróisis shintéirithe de shealbhóir an bháid, ní mór an foirnéis shintéirithe a íonú roimh ré, agus ní mór an réimse teasa graifíte sa fhoirnéis a íonú freisin. De ghnáth, tá íonacht shealbhóir bád cairbíde sileacain a úsáidtear le haghaidh leathnú bóróin thart ar 3n.

Tá todhchaí tuar dóchais inti ag an mBád Carbide Silicon. Taispeántar an bád cairbíde sileacain i bhFíor 3. Beag beann ar an bpróiseas LPCVD nó ar an bpróiseas leathnaithe bóróin, tá saol an bháid Grianchloch measartha íseal, agus tá comhéifeacht leathnaithe teirmeach an ábhair Grianchloch neamhréireach le comhéifeacht an ábhair carbide sileacain. Dá bhrí sin, tá sé éasca diallais a bheith agat sa phróiseas chun an bád cairbíde sileacain a mheaitseáil ag teocht ard, as a dtagann an bád a chroitheadh ​​nó a bhriseadh.

Glacann an Silicon Carbide Boat bealach próiseála comhtháite agus próiseála próiseála foriomlán. Tá a riachtanais caoinfhulaingthe cruth agus suímh ard, agus comhoibríonn sé níos fearr le sealbhóir bád cairbíde sileacain. Ina theannta sin, tá neart ard ag silicon carbide, agus tá an briseadh báid de bharr imbhuailte an duine i bhfad níos lú ná an bád Grianchloch. Mar sin féin, mar gheall ar na riachtanais bheachtais íonachta agus próiseála ard a bhaineann le báid charbide sileacain, tá siad fós sa chéim fíoraithe baisce beag.

Ós rud é go bhfuil an bád cairbíde sileacain i dteagmháil dhíreach leis an gcill ceallraí, ní mór íonacht ard a bheith aige fiú sa phróiseas LPCVD chun éilliú an tsleachta sileacain a chosc.

Is é an deacracht is mó a bhaineann le báid charbide sileacain ná meaisínithe. Mar is eol dúinn go léir, is ábhar tipiciúil crua agus sobhriste iad criadóireacht cairbíde sileacain atá deacair a phróiseáil, agus tá na riachtanais caoinfhulaingthe agus caoinfhulaingthe an bháid an -dian. Tá sé deacair báid charbide sileacain a phróiseáil le teicneolaíocht phróiseála thraidisiúnta. Faoi láthair, déantar an bád cairbíde sileacain a phróiseáil den chuid is mó ag meilt uirlisí diamaint, agus ansin déantar cóireáil snasta, picilte agus eile.

Fíor 3 Bád Carbide Silicon

I gcomparáid le feadáin foirnéise Grianchloch, tá seoltacht theirmeach, téamh aonfhoirmeach, agus cobhsaíocht mhaith teirmeach ag feadáin foirnéise cairbíde sileacain, agus tá a saolré níos mó ná 5 huaire níos mó ná feadáin Grianchloch. Is é an feadán foirnéise an phríomhghné aistrithe teasa den fhoirnéis, a bhfuil ról aige maidir le haistriú teasa a shéalú agus a aistriú aonfhoirmeach. Tá an deacracht déantúsaíochta a bhaineann le feadáin foirnéise cairbíde sileacain an -ard, agus tá an ráta táirgeachta an -íseal freisin. Ar an gcéad dul síos, mar gheall ar mhéid ollmhór an fheadáin foirnéise agus an tiús balla de ghnáth idir 5 agus 8 mm, tá sé an -éasca é a dhífhoirmiú, titim nó fiú crack le linn an phróisis bháin.

Le linn shintéiriú, mar gheall ar mhéid ollmhór an fheadáin foirnéise, tá sé deacair a chinntiú freisin nach ndéanfaidh sé dífhoirmiú le linn an phróisis shintéirithe. Tá an t-aonfhoirmeacht a bhaineann le hábhar sileacain bocht, agus is furasta go mbeadh neamh-shiliconization, titim, scoilteadh, srl., Agus tá an timthriall táirgthe de fheadáin foirnéise carbide sileacain an-fhada, agus tá timthriall táirgthe feadán foirnéise amháin níos mó ná 50 lá. Dá bhrí sin, tá feadáin foirnéise cairbíde sileacain fós sa stát taighde agus forbartha agus níl siad maisithe go fóill.

Tagann an príomhchostas a bhaineann le hábhair cheirmeacha cairbíde sileacain a úsáidtear sa pháirc fhótavoltach ó amhábhair phúdar carbide sileacain ard-íonachta, silicon polycrystalline ard-íonachta, agus costais shintéirithe imoibriúcháin.

Le forbairt leanúnach ar theicneolaíocht íonú púdar cairbíde sileacain, leanann íonacht púdar carbide sileacain ag méadú trí dheighilt mhaighnéadach, trí phicil agus trí theicneolaíochtaí eile, agus laghdaíonn an t -ábhar neamhíonachta de réir a chéile ó 1% go 0.1%. Leis an méadú leanúnach ar chumas táirgthe púdar cairbíde sileacain, tá laghdú ag teacht ar chostas púdar carbide sileacain ard-íonachta freisin.

Ón dara leath de 2020, d'fhógair cuideachtaí Polysilicon go raibh siad i ndiaidh a chéile. Faoi láthair, tá níos mó ná 17 cuideachta táirgthe polysilicon intíre ann, agus meastar go sáraíonn an t -aschur bliantúil 1.45 milliún tonna i 2023. Tá laghdú leanúnach tagtha ar phraghsanna mar thoradh ar ró -chumas polysilicon, rud a laghdaigh costas criadóireachta carbide sileacón.

Maidir le sintéiriú imoibriúcháin, tá méid an imoibriúcháin ag méadú freisin, agus tá méadú ag teacht ar chumas luchtaithe foirnéise amháin. Is féidir leis an bhfoirnéis shintéirithe imoibriúcháin is déanaí níos mó ná 40 píosa a luchtú ag an am, atá i bhfad níos mó ná an t-imoibriú atá ann cheana féin agus an cumas luchtaithe foirnéise shintéirithe de 4 go 6 phíosa. Dá bhrí sin, tiocfaidh laghdú suntasach ar an gcostas shintéirithe.

Ar an iomlán, tá ábhair cheirmeacha carbide sileacain sa réimse fótavoltach ag forbairt go príomha i dtreo íonachta níos airde, acmhainn iompair níos láidre, acmhainn luchtaithe níos airde, agus costas níos ísle.

Ⅲ Tábhacht na n -ábhar ceirmeach cairbíde sileacain sa réimse fótavoltach

Faoi láthair, tá an gaineamh Grianchloch ard-íonachta a theastaíonn le haghaidh ábhar Grianchloch a úsáidtear sa réimse fótavoltach baile ag brath go príomha ar allmhairí, agus déantar rialú dian ar chainníocht agus ar shonraíochtaí gaineamh Grianchloch ard-íonachta a onnmhairítear ó thíortha iasachta go dtí an tSín. Níor maolaíodh soláthar daingean na n-ábhar gaineamh Grianchloch ard-íonachta agus chuir sé srian ar fhorbairt an tionscail fhótavoltach. Ag an am céanna, mar gheall ar shaol íseal na n -ábhar Grianchloch agus an damáiste éasca as a leanann neamhfhónaimh, tá srian mór ar fhorbairt na teicneolaíochta ceallraí. Dá bhrí sin, tá sé thar a bheith tábhachtach do mo thír féin fáil réidh le bacainní teicneolaíochta eachtracha trí thaighde a dhéanamh ar athsholáthar de réir a chéile ar ábhair ghrianchloch le hábhair cheirmeacha sileacain.

I gcomparáid chuimsitheach, cibé an feidhmíocht táirge nó costas úsáide é, tá sé níos buntáiste ag baint le cur i bhfeidhm ábhar ceirmeach sileacain i réimse na gceall gréine ná ábhair Grianchloch. Tá cabhair mhór ag cuideachtaí fótavoltacha chun costas infheistíochta na n -ábhar cúnta a laghdú agus cáilíocht agus iomaíochas na dtáirgí a fheabhsú. Sa todhchaí, le cur i bhfeidhm mórscála ar mhéid mórfeadáin foirnéise cairbíde sileacain.