Cerámica de carburo de silicio: aplicaciones en la industria fotovoltaica
Las cerámicas de carburo de silicio tienen buena resistencia mecánica, estabilidad térmica, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la oxidación, resistencia al choque térmico y resistencia a la corrosión química, y se utilizan ampliamente en campos calientes como la metalurgia, la maquinaria, las nuevas energías, los materiales de construcción y los productos químicos. Su rendimiento también es suficiente para la difusión de células TOPcon en la fabricación fotovoltaica, LPCVD (deposición química de vapor a baja presión), PECVD (deposición química de vapor por plasma) y otros enlaces de procesos térmicos.
En comparación con los materiales de cuarzo tradicionales, los soportes para embarcaciones, las embarcaciones y los accesorios de tuberías hechos de materiales cerámicos de carburo de silicio tienen mayor resistencia, mejor estabilidad térmica, no se deforman a altas temperaturas y una vida útil de más de 5 veces la de los materiales de cuarzo. Pueden reducir significativamente el costo de uso y la pérdida de energía causada por el mantenimiento y el tiempo de inactividad. Tienen obvias ventajas de costo y una amplia gama de materias primas.
Entre ellos, el carburo de silicio unido por reacción (RBSC) tiene baja temperatura de sinterización, bajo costo de producción y alta densificación del material. En particular, casi no hay contracción de volumen durante el proceso de sinterización de reacción. Es particularmente adecuado para la preparación de piezas estructurales de gran tamaño y forma compleja. Por lo tanto, es más adecuado para la producción de productos de gran tamaño y complejos como soportes de botes, botes, paletas en voladizo, tubos de hornos, etc.
Los botes de carburo de silicio también tienen grandes perspectivas de desarrollo en el futuro. Independientemente del proceso LPCVD o del proceso de difusión de boro, la vida útil del bote de cuarzo es relativamente baja y el coeficiente de expansión térmica del material de cuarzo es inconsistente con el del material de carburo de silicio. Por lo tanto, es fácil tener desviaciones en el proceso de emparejamiento con el soporte del bote de carburo de silicio a alta temperatura, lo que puede provocar que el bote se sacuda o incluso se rompa. El bote de carburo de silicio adopta una ruta de proceso de procesamiento general y de moldeo integrado. Sus requisitos de tolerancia de forma y posición son altos y coopera mejor con el soporte del bote de carburo de silicio. Además, el carburo de silicio tiene una alta resistencia y la rotura de embarcaciones causada por la colisión humana es mucho menor que la de las embarcaciones de cuarzo.
El tubo del horno es el principal componente de transferencia de calor del horno, que desempeña un papel en el sellado y la transferencia de calor uniforme. En comparación con los tubos de horno de cuarzo, los tubos de horno de carburo de silicio tienen buena conductividad térmica, calentamiento uniforme y buena estabilidad térmica. La vida útil es más de 5 veces mayor que la de los tubos de cuarzo. Sin embargo, la dificultad de fabricación de los tubos de horno de carburo de silicio es muy alta y la tasa de rendimiento también es muy baja. Todavía se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo y aún no se ha producido en masa.
En una comparación integral, ya sea en términos de rendimiento del producto o costo de uso, los materiales cerámicos de carburo de silicio tienen más ventajas que los materiales de cuarzo en ciertos aspectos del campo de las células solares. La aplicación de materiales cerámicos de carburo de silicio en la industria fotovoltaica ha ayudado en gran medida a las empresas fotovoltaicas a reducir el costo de inversión de los materiales auxiliares y mejorar la calidad y la competitividad del producto. En el futuro, con la aplicación a gran escala de tubos de horno de carburo de silicio de gran tamaño, barcos de carburo de silicio de alta pureza y soportes de barcos, y la reducción continua de costos, la aplicación de materiales cerámicos de carburo de silicio en el campo de las células fotovoltaicas se convertirá en un factor clave para mejorar la eficiencia de la conversión de energía luminosa y reducir los costos de la industria en el campo de la generación de energía fotovoltaica, y tendrá un impacto importante en el desarrollo de la nueva energía fotovoltaica.