Dispositifs de quartz dans la fabrication de cellules solaires

Dans la ligne de production des cellules solaires, il existe un type de composants apparemment discrets mais cruciaux - produits de quartz de haute pureté. Ils ne sont pas directement impliqués dans la conversion photoélectrique, mais comme les gardes fidèles, ils garantissent que chaque tranche de silicium "se développe" en toute sécurité à haute température, à des gaz corrosifs et à des processus complexes. Ce sont ces dispositifs de quartz transparents qui soutiennent le fonctionnement efficace de l'industrie photovoltaïque moderne.

Ⅰ. Quartz: le «rôle de soutien en or» dans la fabrication d'énergie solaire

Le matériau central des cellules solaires est le silicium et le traitement du silicium est inséparable à haute température et à un traitement chimique. Les matériaux ordinaires peuvent difficilement résister à de tels environnements extrêmes, mais le quartz (principalement composé de dioxyde de silicium) peut le faire parfaitement en raison de ses trois caractéristiques principales:

UN)Résistance à haute température: Le point de fusion du quartz est aussi élevé que plus de 1700 ℃, tandis que les processus de diffusion et de recuit des cellules solaires sont généralement effectués à 800-1200 ℃. Les dispositifs de quartz restent stables à des températures élevées.

B)Pureté élevée: La pureté du quartz de qualité solaire dépasse 99,99%, ce qui empêche les impuretés de contaminer les plaquettes de silicium et d'affecter l'efficacité de la batterie.

C)Inertie chimique: Le quartz réagit à peine avec les acides, les alcalis et la plupart des gaz, et peut être utilisé pendant longtemps, même dans les gaz de processus hautement corrosifs (comme le chlore et le fluorure d'hydrogène).

Ces propriétés font du quartz un matériau irremplaçable dans la fabrication de cellules solaires. Du soutien des tranches de silicium à la livraison des gaz de processus, les appareils en quartz traversent l'ensemble du processus de production.

Ⅱ. Quartz "équipe" sur la ligne de production de cellules solaires

Dans les usines photovoltaïques, les produits de quartz ont des formes et des fonctions différentes pour assurer l'exécution précise de chaque processus. Voici plusieurs produits de quartz clés pour les cellules solaires:

1. Transporteur de bateaux

Fonction: Le "transporteur" des tranches de silicium, transportant un grand nombre de tranches de silicium pendant le nettoyage, la diffusion et d'autres processus.

Caractéristiques: Les rainures conçues par précision garantissent un espacement cohérent entre les tranches de silicium pour éviter l'adhésion à des températures élevées.

2. Boat de quartz

Fonction: Utilisé dans les fours de diffusion, PECVD (dépôt de vapeur chimique amélioré en plasma) et d'autres équipements pour transporter des tranches de silicium pour un traitement à haute température.

Évolution: Les premiers bateaux en quartz étaient de simples conceptions de plaques plates, mais ont maintenant développé des structures optimisées telles que des formes ondulées et des chicanes pour améliorer l'uniformité du flux de gaz.

3. Long bateau

Tendance d'adaptation: À mesure que la taille des tranches de silicium augmente (comme 182 mm et 210 mm de grandes tranches de silicium), la longueur du bateau long augmente également pour s'assurer que les plaquettes de silicium sont chauffées uniformément dans la fournaise à haute température.

4. bouteille de quartz

Fonction: Stockage et transport de produits chimiques liquides ou gazeux de haute pureté, tels que le gaz source de silicium (Sih₄), le dopant (Pocl₃), etc.

Exigences clés: Scellant ultra-élevé pour éviter les fuites de gaz ou la contamination externe.

5. Tube de four à quartz

Composants de base: Le "cœur" du four à diffusion et du four de recuit, où les plaquettes de silicium subissent un dopage ou un recuit à haute température.

Défi: À des températures élevées à long terme, les tubes de four à quartz peuvent subir une dévitrification, entraînant une diminution de la résistance, donc un traitement spécial est nécessaire pour prolonger la durée de vie.

6. Soudage de tube

Traiter les difficultés: Le soudage en quartz nécessite une flamme d'hydrogène-oxygène ou une technologie de soudage au laser pour garantir que la soudure est exempte de bulles et de fissures, sinon elle peut se briser pendant les cycles à haute et basse température.

7. gaines en quartz

Fonction de protection: Enveloppez le thermocouple ou le capteur pour lui permettre de travailler de manière stable pendant longtemps dans un environnement de gaz corrosif.

8. par Cap

Scellage et isolation: Empêchez la perte de chaleur et isolez l'air extérieur d'entrer dans la zone de réaction à haute température.

Ⅲ. Défis et avenir des appareils de quartz

Bien que le quartz occupe une position importante dans la fabrication photovoltaïque, il fait également face à certains défis:

● Problèmes de durée de vie: Sous des températures élevées à long terme, le quartz cristallisera progressivement, entraînant une diminution de la résistance et doit généralement être remplacé après 300 à 500 utilisations.

● Pression de coût: Les ressources de sable de quartz de haute pureté sont limitées et les prix ont considérablement fluctué ces dernières années, ce qui a incité l'industrie à développer des produits de quartz ou des alternatives avec une durée de vie plus longue.

● Adaptation de grande taille: À mesure que la taille des plaquettes de silicium augmente, les bateaux en quartz, les tubes de fournaise et d'autres appareils doivent également être mis à niveau en conséquence, ce qui place des exigences plus élevées sur le processus de fabrication.

À l'avenir, les dispositifs de quartz peuvent se développer dans le sens du composite (tel que des matériaux composites en carbure de quartz-silicium) et intelligents (capteurs intégrés pour surveiller l'état en temps réel) pour mieux répondre aux besoins de fabrication des cellules solaires à haute efficacité.

Ⅳ. Conclusion

Bien que les dispositifs de quartz ne soient pas directement impliqués dans la production d'électricité, ce sont les «héros en coulisses» de la fabrication de cellules solaires. Des bateaux de quartz qui transportent des tranches de silicium vers letubes de four à quartzqui protègent le processus, ils garantissent la production efficace et stable de chaque cellule solaire. Avec l'avancement de la technologie photovoltaïque, les produits de quartz évoluent également constamment, continuent de protéger l'avenir de l'énergie propre.