Dispositivos de quartzo na fabricação de células solares

Na linha de produção de células solares, existe um tipo de componente aparentemente discreto, mas crucial - produtos de quartzo de alta pureza. Eles não estão diretamente envolvidos na conversão fotoelétrica, mas, como guardas leais, garantem que cada wafer de silício "cresça" com segurança em alta temperatura, gases corrosivos e processos complexos. São esses dispositivos de quartzo transparentes que apóiam a operação eficiente da indústria fotovoltaica moderna.

Ⅰ. Quartzo: o "papel de apoio dourado" na fabricação de energia solar

O material central das células solares é o silício e o processamento do silício é inseparável a partir de alta temperatura e tratamento químico. Os materiais comuns dificilmente podem suportar ambientes tão extremos, mas o quartzo (principalmente composto de dióxido de silício) pode fazê -lo perfeitamente por causa de suas três características principais:

UM)Resistência à alta temperatura: O ponto de fusão do quartzo é tão alto quanto 1700 ℃, enquanto os processos de difusão e recozimento das células solares geralmente são realizados em 800-1200 ℃. Os dispositivos de quartzo permanecem estáveis ​​em altas temperaturas.

B)Alta pureza: A pureza do quartzo de grau solar é superior a 99,99%, o que impede as impurezas de contaminar as bolachas de silício e afetar a eficiência da bateria.

C)Inércia química: O quartzo dificilmente reage com ácidos, álcalis e a maioria dos gases e pode ser usado por um longo tempo, mesmo em gases de processo altamente corrosivos (como cloro e fluoreto de hidrogênio).

Essas propriedades tornam o quartzo um material insubstituível na fabricação de células solares. Desde o apoio das bolachas de silício até a entrega de gases de processo, os dispositivos de quartzo passam por todo o processo de produção.

Ⅱ. "Equipe" de quartzo na linha de produção de células solares

Em fábricas fotovoltaicas, os produtos de quartzo têm diferentes formas e funções para garantir a execução precisa de cada processo. A seguir, são apresentados vários produtos de quartzo -chave para células solares:

1. Transportadora de barco -mãe

Função: O "transportador" das bolachas de silício, carregando um grande número de bolachas de silício durante a limpeza, difusão e outros processos.

Características: Grooves projetados por precisão garantem espaçamento consistente entre as bolachas de silício para evitar adesão a altas temperaturas.

2. Barco de quartzo

Função: Usado em fornos de difusão, PECVD (deposição de vapor químico aprimorada no plasma) e outros equipamentos para transportar bolachas de silício para processamento de alta temperatura.

Evolução: Os primeiros barcos de quartzo eram projetos simples de placa plana, mas agora desenvolveram estruturas otimizadas, como formas onduladas e defletores para melhorar a uniformidade do fluxo de gás.

3. Barco longo

Tendência de adaptação: À medida que o tamanho das bolachas de silício aumenta (como bolachas de silício de 182 mm e 210 mm), o comprimento do barco longo também aumenta para garantir que as bolachas de silício sejam aquecidas uniformemente no forno de alta temperatura.

4. Branco de quartzo

Função: Armazenamento e transporte de produtos químicos de alta pureza ou produtos químicos gasosos, como gás de origem de silício (SIH₄), dopante (POCL₃), etc.

Requisitos -chave: Vedação ultra-alta para evitar vazamentos de gás ou contaminação externa.

5. Tubo do forno de quartzo

Componentes principais: O "coração" do forno de difusão e o forno de recozimento, onde as bolachas de silício passam por doping ou recozimento de alta temperatura.

Desafio: Em altas temperaturas de longo prazo, os tubos do forno de quartzo podem sofrer desvitrificação, resultando em uma diminuição da força; portanto, é necessário um tratamento especial para prolongar a vida útil.

6. Soldagem por tubo

Dificuldades de processo: A soldagem de quartzo requer tecnologia de soldagem a laser de chama de hidrogênio-oxigênio ou laser para garantir que a solda esteja livre de bolhas e rachaduras, caso contrário, poderá quebrar durante os ciclos de alta e baixa temperatura.

7. bainhas de quartzo

Função protetora: Enrole o termopar ou sensor para permitir que ele funcione de forma estável por um longo tempo em um ambiente de gás corrosivo.

8. Por cap

Vedação e isolamento: impedem que a perda de calor e isole o ar externo de entrar na área de reação de alta temperatura.

Ⅲ. Desafios e futuro dos dispositivos de quartzo

Embora o Quartz ocupe uma posição importante na fabricação fotovoltaica, ele também enfrenta alguns desafios:

● Problemas de vida útil: Em temperaturas altas de longo prazo, o quartzo se cristaliza gradualmente, resultando em uma diminuição da força e geralmente precisa ser substituído após 300-500 usos.

● Pressão de custo: Os recursos de areia de quartzo de alta pureza são limitados e os preços flutuaram bastante nos últimos anos, levando o setor a desenvolver produtos de quartzo ou alternativas com vida útil mais longa.

● Adaptação de tamanho grande: À medida que o tamanho das bolachas de silício aumenta, barcos de quartzo, tubos de forno e outros dispositivos também precisam ser atualizados de acordo, o que coloca requisitos mais altos no processo de fabricação.

No futuro, os dispositivos de quartzo podem se desenvolver na direção do composto (como materiais compostos de carboneto de quartzo-silício) e inteligentes (sensores integrados para monitorar o status em tempo real) para melhor atender às necessidades de fabricação de células solares de alta eficiência.

Ⅳ. Conclusão

Embora os dispositivos de quartzo não estejam diretamente envolvidos na geração de energia, eles são os "heróis dos bastidores" da fabricação de células solares. Dos barcos de quartzo que carregam bolachas de silício para oTubos de forno de quartzoIsso protege o processo, eles garantem a produção eficiente e estável de cada célula solar. Com o avanço da tecnologia fotovoltaica, os produtos de quartzo também estão em constante evolução, continuando a proteger o futuro da energia limpa.