Perangkat Kuarsa dalam Pembuatan Sel Surya

Dalam lini produksi sel surya, ada jenis komponen yang tampaknya tidak mencolok tetapi penting - produk kuarsa kemurnian tinggi. Mereka tidak terlibat langsung dalam konversi fotolistrik, tetapi seperti penjaga yang loyal, mereka memastikan bahwa setiap wafer silikon "tumbuh" dengan aman dalam suhu tinggi, gas korosif dan proses yang kompleks. Perangkat kuarsa transparan inilah yang mendukung operasi yang efisien dari industri fotovoltaik modern.

Ⅰ. Kuarsa: "Peran Pendukung Emas" dalam Manufaktur Energi Surya

Bahan inti sel surya adalah silikon, dan pemrosesan silikon tidak dapat dipisahkan dari suhu tinggi dan perlakuan kimia. Bahan biasa hampir tidak dapat menahan lingkungan yang ekstrem seperti itu, tetapi kuarsa (terutama terdiri dari silikon dioksida) dapat melakukannya dengan sempurna karena tiga karakteristik utamanya:

A)Resistensi suhu tinggi: Titik leleh kuarsa setinggi lebih dari 1700 ℃, sedangkan proses difusi dan anil sel surya biasanya dilakukan pada 800-1200 ℃. Perangkat kuarsa tetap stabil pada suhu tinggi.

B)Kemurnian tinggi: Kemurnian kuarsa tingkat matahari lebih dari 99,99%, yang mencegah kotoran dari kontaminasi silikon wafer dan mempengaruhi efisiensi baterai.

C)Inertness Kimia: Kuarsa hampir tidak bereaksi dengan asam, alkali dan sebagian besar gas, dan dapat digunakan untuk waktu yang lama bahkan dalam gas proses yang sangat korosif (seperti klorin dan hidrogen fluorida).

Sifat -sifat ini menjadikan kuarsa bahan yang tak tergantikan dalam pembuatan sel surya. Dari dukungan wafer silikon hingga pengiriman gas proses, perangkat kuarsa berjalan melalui seluruh proses produksi.

Ⅱ. "Tim" kuarsa di jalur produksi sel surya

Di pabrik fotovoltaik, produk kuarsa memiliki bentuk dan fungsi yang berbeda untuk memastikan pelaksanaan yang tepat dari setiap proses. Berikut ini adalah beberapa produk kuarsa kunci untuk sel surya:

1. Pembawa perahu induk

Fungsi: "Transporter" wafer silikon, membawa sejumlah besar wafer silikon selama pembersihan, difusi dan proses lainnya.

Fitur: Alur yang dirancang dengan presisi memastikan jarak yang konsisten antara wafer silikon untuk menghindari adhesi pada suhu tinggi.

2. Perahu Kuarsa

Fungsi: Digunakan dalam tungku difusi, PECVD (Deposisi Uap Kimia Peningkatan Plasma) dan peralatan lainnya untuk membawa wafer silikon untuk pemrosesan suhu tinggi.

Evolusi: Kapal kuarsa awal adalah desain lempeng datar sederhana, tetapi sekarang telah mengembangkan struktur yang dioptimalkan seperti bentuk bergelombang dan baffle untuk meningkatkan keseragaman aliran gas.

3. Perahu panjang

Tren adaptasi: Ketika ukuran wafer silikon meningkat (seperti wafer silikon besar 182mm dan 210mm), panjang kapal panjang juga meningkat untuk memastikan bahwa wafer silikon dipanaskan secara merata di tungku suhu tinggi.

4. Botol Kuarsa

Fungsi: Penyimpanan dan transportasi bahan kimia cairan atau gas dengan kemurnian tinggi, seperti gas sumber silikon (SIH₄), dopant (pocl₃), dll.

Persyaratan utama: Penyegelan ultra-tinggi untuk mencegah kebocoran gas atau kontaminasi eksternal.

5. Tabung tungku kuarsa

Komponen inti: "Jantung" dari tungku difusi dan tungku anil, di mana wafer silikon menjalani doping atau anil suhu tinggi.

Tantangan: Di bawah suhu tinggi jangka panjang, tabung tungku kuarsa dapat mengalami devitrifikasi, menghasilkan penurunan kekuatan, sehingga perlakuan khusus diperlukan untuk memperpanjang umur.

6. Pengelasan tabung

Kesulitan proses: Pengelasan kuarsa membutuhkan nyala hidrogen-oksigen atau teknologi pengelasan laser untuk memastikan bahwa lasan bebas dari gelembung dan retakan, jika tidak maka dapat pecah selama siklus suhu tinggi dan rendah.

7. Selubung Kuarsa

Fungsi perlindungan: Bungkus termokopel atau sensor agar dapat bekerja secara stabil untuk waktu yang lama di lingkungan gas korosif.

8. oleh Cap

Penyegelan dan isolasi: Mencegah kehilangan panas dan mengisolasi udara luar memasuki area reaksi suhu tinggi.

Ⅲ. Tantangan dan masa depan perangkat kuarsa

Meskipun kuarsa menempati posisi penting dalam manufaktur fotovoltaik, ia juga menghadapi beberapa tantangan:

● Masalah umur: Di bawah suhu tinggi jangka panjang, kuarsa secara bertahap akan mengkristal, menghasilkan penurunan kekuatan, dan biasanya perlu diganti setelah 300-500 penggunaan.

● Tekanan biaya: Sumber daya pasir kuarsa dengan kemurnian tinggi terbatas, dan harga telah sangat berfluktuasi dalam beberapa tahun terakhir, mendorong industri untuk mengembangkan produk kuarsa atau alternatif dengan rentang hidup yang lebih lama.

● Adaptasi ukuran besar: Ketika ukuran wafer silikon meningkat, kapal kuarsa, tabung tungku dan perangkat lain juga perlu ditingkatkan sesuai, yang menempatkan persyaratan lebih tinggi pada proses pembuatan.

Di masa depan, perangkat kuarsa dapat berkembang ke arah komposit (seperti bahan komposit kuarsa-silikon karbida) dan cerdas (sensor terintegrasi untuk memantau status secara real time) untuk lebih memenuhi kebutuhan manufaktur sel surya efisiensi tinggi.

Ⅳ. Kesimpulan

Meskipun perangkat kuarsa tidak terlibat langsung dalam pembangkit listrik, mereka adalah "pahlawan di belakang layar" dari manufaktur sel surya. Dari perahu kuarsa yang membawa wafer silikon ketabung tungku kuarsaItu melindungi proses, mereka memastikan produksi masing -masing sel surya yang efisien dan stabil. Dengan kemajuan teknologi fotovoltaik, produk kuarsa juga terus berkembang, terus melindungi masa depan energi bersih.