Quarzgeräte in der Solarzellenherstellung

In der Produktionslinie von Solarzellen gibt es eine Art scheinbar unauffälliger, aber entscheidender Komponente - hochreines Quarzprodukte. Sie sind nicht direkt an der photoelektrischen Umwandlung beteiligt, aber wie loyale Wachen stellen sie sicher, dass jeder Siliziumwafer sicher in hoher Temperatur, korrosiven Gasen und komplexen Prozessen "wächst". Es sind diese transparenten Quarzgeräte, die den effizienten Betrieb der modernen Photovoltaikindustrie unterstützen.

Ⅰ. Quartz: Die „goldene unterstützende Rolle“ in der Solarenergieherstellung

Das Kernmaterial von Solarzellen ist Silizium, und die Verarbeitung von Silizium ist untrennbar mit hoher Temperatur und chemischer Behandlung verbunden. Gewöhnliche Materialien können solchen extremen Umgebungen kaum standhalten, aber Quarz (hauptsächlich aus Siliziumdioxid) kann dies aufgrund seiner drei Hauptmerkmale perfekt tun:

A)Hochtemperaturwiderstand: Der Schmelzpunkt von Quarz ist bis 1700 ° C hoch, während die Diffusions- und Glühprozesse von Solarzellen normalerweise bei 800-1200 ℃ durchgeführt werden. Quarzgeräte bleiben bei hohen Temperaturen stabil.

B)Hohe Reinheit: Die Reinheit des Quarzes mit Sonnengrad beträgt über 99,99%, was Verunreinigungen durch kontaminierende Siliziumwafer und die Beeinträchtigung der Batterieffizienz verhindert.

C)Chemische Trägheit: Quarz reagiert kaum mit Säuren, Alkalien und den meisten Gasen und kann selbst bei hochkarrosiven Prozessgasen (wie Chlor- und Wasserstofffluorid) für lange Zeit verwendet werden.

Diese Eigenschaften machen Quarz zu einem unersetzlichen Material in der Solarzellenherstellung. Von der Unterstützung von Siliziumwafern bis zur Abgabe von Prozessgasen laufen Quarzgeräte durch den gesamten Produktionsprozess.

Ⅱ. Quarz "Team" auf der Solarzellenproduktionslinie

In Photovoltaikfabriken verfügen Quarzprodukte mit unterschiedlichen Formen und Funktionen, um die genaue Ausführung jedes Prozesses sicherzustellen. Im Folgenden finden Sie mehrere wichtige Quarzprodukte für Solarzellen:

1. Mutterbootträger

Funktion: Der "Transporter" von Siliziumwafern, der eine große Anzahl von Siliziumwafern während der Reinigung, Diffusion und anderen Prozessen trägt.

Merkmale: Präzisionsgestaltete Rillen sorgen für einen konstanten Abstand zwischen Siliziumwafern, um eine Haftung bei hohen Temperaturen zu vermeiden.

2. Quarzboot

Funktion: Wird in Diffusionsöfen, PECVD (Plasma verstärkte chemische Dampfablagerung) und andere Geräte zum Tragen von Siliziumwafern zur Hochtemperaturverarbeitung.

Evolution: Frühe Quarzboote waren einfache Flachplatten-Designs, haben aber jetzt optimierte Strukturen wie wellige Formen und Leitbleche entwickelt, um die Gleichmäßigkeit des Gasflusss zu verbessern.

3. Langes Boot

Anpassungstrend: Mit zunehmender Größe von Siliziumwafern (wie 182 mm und 210 mm großer Siliziumwafer) steigt auch die Länge des langen Bootes an, um sicherzustellen, dass die Siliziumwafer gleichmäßig im Hochtemperaturofen erhitzt werden.

4. Quarzflasche

Funktion: Lagerung und Transport von Flüssigkeiten oder gasförmigen Chemikalien mit hoher Purity, wie Siliziumquellengas (SiH₄), Dopanz (Pocl₃) usw.

Schlüsselanforderungen: Ultrahohe Versiegelung, um Gasleckage oder externe Kontamination zu verhindern.

5. Quarzofenrohr

Kernkomponenten: Das "Herz" des Diffusionsofens und des Tempernofens, bei dem Siliziumwafer mit hohem Temperatur-Dotierung oder Tempern unterzogen werden.

Herausforderung: Unter langfristigen hohen Temperaturen können Quarzofenofen-Röhrchen eine Devitrifikation unterziehen, was zu einer Verringerung der Festigkeit führt. Daher ist eine besondere Behandlung erforderlich, um die Lebensdauer zu verlängern.

6. Rohrschweißen

Prozessschwierigkeiten: Quarzschweißen benötigt Wasserstoff-Sauerstoffflamme oder Laserschweißtechnologie, um sicherzustellen, dass die Schweißnaht frei von Blasen und Rissen ist, da sie sonst während hoher und niedriger Temperaturzyklen brechen kann.

7. Quarzscheidern

Schutzfunktion: Wickeln Sie das Thermoelement oder den Sensor ein, damit es lange in einer ätzenden Gasumgebung stabil funktioniert.

8. von Cap

Versiegelung und Isolierung: Verhindern Sie, dass Wärmeverlust und Isolieren von Außenluft in den Hochtemperaturreaktionsbereich eintreten.

Ⅲ. Herausforderungen und Zukunft von Quarzgeräten

Obwohl Quarz eine wichtige Position in der Photovoltaik -Herstellung einnimmt, steht es auch einigen Herausforderungen:

● Lebensdauer Probleme: Unter langfristigen hohen Temperaturen kristallisiert Quarz allmählich, was zu einer Verringerung der Festigkeit führt und normalerweise nach 300-500 Verwendung ersetzt werden muss.

● Kostendruck: Hohe Purity Quarzsandressourcen sind begrenzt, und die Preise haben in den letzten Jahren stark schwankt, was die Branche dazu veranlasst, Quarzprodukte oder Alternativen mit längerer Lebensdauer zu entwickeln.

● Große Anpassung: Mit zunehmender Größe von Siliziumwafern müssen auch Quarzboote, Ofenrohre und andere Geräte entsprechend verbessert werden, was den Herstellungsprozess höhere Anforderungen erfüllt.

In Zukunft können sich Quarzgeräte in Richtung Verbund (z. B. Quarz-Silicon-Carbid-Verbundwerkstoffe) und intelligente (integrierte Sensoren zur Überwachung des Status in Echtzeit) entwickeln, um die Herstellungsbedürfnisse hocheffizienter Solarzellen besser zu erfüllen.

Ⅳ. Abschluss

Obwohl Quarzgeräte nicht direkt an der Stromerzeugung beteiligt sind, sind sie die "Helden hinter den Kulissen" der Solarzellenherstellung. Von den Quarzbooten, die Siliziumwafer zum zurQuarzofenröhrchenDas schützt den Prozess, sie gewährleisten die effiziente und stabile Produktion jeder Solarzelle. Mit der Weiterentwicklung der Photovoltaik -Technologie entwickeln sich auch Quarzprodukte ständig weiter und schützen weiterhin die Zukunft sauberer Energie.