อุปกรณ์ควอตซ์ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์

ในสายการผลิตของเซลล์แสงอาทิตย์มีองค์ประกอบของส่วนประกอบที่ไม่เด่น แต่สำคัญ - ผลิตภัณฑ์ควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง พวกเขาไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในการแปลงโฟโตอิเล็กทริก แต่เช่นเดียวกับยามที่ภักดีพวกเขามั่นใจได้ว่าเวเฟอร์ซิลิคอนแต่ละอัน "เติบโต" อย่างปลอดภัยในอุณหภูมิสูงก๊าซกัดกร่อนและกระบวนการที่ซับซ้อน มันเป็นอุปกรณ์ควอตซ์โปร่งใสเหล่านี้ที่รองรับการทำงานที่มีประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมโซลาร์เซลล์ที่ทันสมัย

ⅰ. ควอตซ์:“ บทบาทสนับสนุนทองคำ” ในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์

วัสดุหลักของเซลล์แสงอาทิตย์เป็นซิลิคอนและการประมวลผลของซิลิกอนนั้นแยกออกจากอุณหภูมิสูงและการรักษาด้วยสารเคมี วัสดุทั่วไปแทบจะไม่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นนี้ได้ แต่ควอตซ์ (ส่วนใหญ่ประกอบด้วยซิลิกอนไดออกไซด์) สามารถทำได้อย่างสมบูรณ์แบบเพราะมีลักษณะสำคัญสามประการ:

a)ความต้านทานอุณหภูมิสูง: จุดหลอมเหลวของควอตซ์สูงถึง 1,700 ℃ในขณะที่กระบวนการแพร่กระจายและการหลอมของเซลล์แสงอาทิตย์มักจะดำเนินการที่ 800-1200 ℃ อุปกรณ์ควอตซ์ยังคงมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง

b)ความบริสุทธิ์สูง: ความบริสุทธิ์ของควอตซ์เกรดสุริยะมากกว่า 99.99%ซึ่งป้องกันสิ่งสกปรกจากการปนเปื้อนของเวเฟอร์ซิลิกอนและส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

c)ความเฉื่อยทางเคมี: ควอตซ์แทบจะไม่ทำปฏิกิริยากับกรดอัลคาลิสและก๊าซส่วนใหญ่และสามารถใช้เป็นเวลานานแม้ในก๊าซกระบวนการกัดกร่อนสูง (เช่นคลอรีนและฟลูออไรด์ไฮโดรเจน)

คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ควอตซ์เป็นวัสดุที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ จากการสนับสนุนของเวเฟอร์ซิลิคอนไปจนถึงการส่งมอบก๊าซกระบวนการอุปกรณ์ควอตซ์ทำงานผ่านกระบวนการผลิตทั้งหมด

ⅱ. "ทีม" ควอตซ์บนสายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์

ในโรงงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ผลิตภัณฑ์ควอตซ์มีรูปแบบและฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่าการดำเนินการที่แม่นยำของแต่ละกระบวนการ ต่อไปนี้เป็นผลิตภัณฑ์ควอตซ์คีย์หลายชนิดสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์:

1. ผู้ให้บริการเรือแม่

การทำงาน: "transporter" ของเวเฟอร์ซิลิคอนซึ่งมีเวเฟอร์ซิลิคอนจำนวนมากในระหว่างการทำความสะอาดการแพร่กระจายและกระบวนการอื่น ๆ

คุณสมบัติ: ร่องที่ออกแบบโดยแม่นยำช่วยให้ระยะห่างที่สอดคล้องกันระหว่างเวเฟอร์ซิลิคอนเพื่อหลีกเลี่ยงการยึดเกาะที่อุณหภูมิสูง

2. เรือควอตซ์

การทำงาน: ใช้ในเตาเผาการแพร่กระจาย PECVD (การสะสมไอสารเคมีที่เพิ่มขึ้นในพลาสมา) และอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อพกเวเฟอร์ซิลิคอนสำหรับการประมวลผลอุณหภูมิสูง

วิวัฒนาการ: เรือควอตซ์ก่อนมีการออกแบบแผ่นแบนเรียบง่าย แต่ตอนนี้ได้พัฒนาโครงสร้างที่ดีที่สุดเช่นรูปร่างเป็นหยักและแผ่นกั้นเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของการไหลของก๊าซ

3. เรือยาว

แนวโน้มการปรับตัว: เมื่อขนาดของเวเฟอร์ซิลิคอนเพิ่มขึ้น (เช่นเวเฟอร์ซิลิคอนขนาดใหญ่ 182 มม. และ 210 มม.) ความยาวของเรือยาวก็เพิ่มขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าเวเฟอร์ซิลิกอนนั้นถูกทำให้ร้อนอย่างสม่ำเสมอในเตาอุณหภูมิสูง

4. ขวดควอตซ์

การทำงาน: การจัดเก็บและการขนส่งของของเหลวที่มีความบริสุทธิ์สูงหรือสารเคมีก๊าซเช่นแหล่งก๊าซซิลิคอน (SIH₄), เจือปน (pocl₃) ฯลฯ

ข้อกำหนดหลัก: การปิดผนึกสูงเป็นพิเศษเพื่อป้องกันการรั่วไหลของก๊าซหรือการปนเปื้อนภายนอก

5. หลอดเตาควอตซ์

ส่วนประกอบหลัก: "หัวใจ" ของเตาหลอมและเตาหลอมที่ซึ่งเวเฟอร์ซิลิคอนได้รับยาสลบหรือการหลอมอุณหภูมิสูง

ท้าทาย: ภายใต้อุณหภูมิสูงในระยะยาวท่อเตาควอตซ์อาจได้รับการพัฒนาทำให้เกิดความแข็งแรงลดลงดังนั้นการรักษาพิเศษจึงจำเป็นต้องยืดอายุการใช้งาน

6. การเชื่อมท่อ

ความยากลำบากในการประมวลผล: การเชื่อมควอตซ์ต้องใช้ไฮโดรเจน-ออกซิเจนออกซิเจนหรือเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมนั้นปราศจากฟองและรอยแตกมิฉะนั้นอาจแตกในช่วงรอบอุณหภูมิสูงและต่ำ

7. ฝักควอตซ์

ฟังก์ชั่นป้องกัน: ห่อเทอร์โมคัปเปิลหรือเซ็นเซอร์เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างเสถียรเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน

8. โดยหมวก

การปิดผนึกและฉนวน: ป้องกันการสูญเสียความร้อนและแยกอากาศภายนอกไม่ให้เข้าสู่พื้นที่ปฏิกิริยาอุณหภูมิสูง

ⅲ. ความท้าทายและอนาคตของอุปกรณ์ควอตซ์

แม้ว่าควอตซ์จะดำรงตำแหน่งสำคัญในการผลิตโซลาร์เซลล์ แต่ก็เผชิญกับความท้าทายบางอย่าง:

● ปัญหาอายุขัย: ภายใต้อุณหภูมิสูงในระยะยาวควอตซ์จะค่อยๆตกผลึกทำให้เกิดความแข็งแรงลดลงและมักจะต้องเปลี่ยนหลังจากใช้ 300-500

● ความดันต้นทุน: ทรายทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมี จำกัด และราคามีความผันผวนอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมากระตุ้นให้อุตสาหกรรมพัฒนาผลิตภัณฑ์ควอตซ์หรือทางเลือกที่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

● การปรับขนาดใหญ่: เมื่อขนาดของเวเฟอร์ซิลิกอนเพิ่มขึ้นเรือควอตซ์หลอดเตาและอุปกรณ์อื่น ๆ จะต้องได้รับการอัพเกรดตามความต้องการที่สูงขึ้นในกระบวนการผลิต

ในอนาคตอุปกรณ์ควอตซ์อาจพัฒนาไปในทิศทางของคอมโพสิต (เช่นวัสดุคอมโพสิตควอตซ์ซิลิกอนคาร์ไบด์) และอัจฉริยะ (เซ็นเซอร์แบบบูรณาการเพื่อตรวจสอบสถานะแบบเรียลไทม์) เพื่อตอบสนองความต้องการการผลิตของเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูง

ⅳ. บทสรุป

แม้ว่าอุปกรณ์ควอตซ์จะไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในการผลิตพลังงาน แต่เป็น "ฮีโร่เบื้องหลัง" ของการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ จากเรือควอตซ์ที่มีเวเฟอร์ซิลิคอนไปยังท่อเตาควอตซ์ที่ปกป้องกระบวนการพวกเขามั่นใจได้ว่าการผลิตที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพของเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์ ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ผลิตภัณฑ์ควอตซ์ยังมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและยังคงปกป้องอนาคตของพลังงานสะอาด