Keramik silikon karbida: aplikasi industri fotovoltaik
Keramik silikon karbida memiliki kekuatan mekanik yang baik, stabilitas termal, ketahanan suhu tinggi, ketahanan oksidasi, ketahanan guncangan termal, dan ketahanan korosi kimia, dan banyak digunakan di bidang panas seperti metalurgi, permesinan, energi baru, bahan bangunan, dan bahan kimia. Kinerjanya juga cukup untuk difusi sel TOPcon dalam manufaktur fotovoltaik, LPCVD (deposisi uap kimia bertekanan rendah), PECVD (deposisi uap kimia plasma), dan tautan proses termal lainnya.
Dibandingkan dengan bahan kuarsa tradisional, penyangga perahu, perahu, dan alat penyambung pipa yang terbuat dari bahan keramik silikon karbida memiliki kekuatan yang lebih tinggi, stabilitas termal yang lebih baik, tidak mengalami deformasi pada suhu tinggi, dan masa pakai lebih dari 5 kali lipat bahan kuarsa. Bahan ini dapat secara signifikan mengurangi biaya penggunaan dan kehilangan energi yang disebabkan oleh perawatan dan waktu henti. Bahan ini memiliki keunggulan biaya yang jelas dan berbagai macam bahan baku.
Di antaranya, silikon karbida berikat reaksi (RBSC) memiliki suhu sintering rendah, biaya produksi rendah, dan densifikasi material tinggi. Secara khusus, hampir tidak ada penyusutan volume selama proses sintering reaksi. Sangat cocok untuk persiapan komponen struktural berukuran besar dan berbentuk kompleks. Oleh karena itu, sangat cocok untuk produksi produk berukuran besar dan kompleks seperti penyangga perahu, perahu, dayung kantilever, tabung tungku, dll.
Perahu silikon karbida juga memiliki prospek pengembangan yang besar di masa mendatang. Terlepas dari proses LPCVD atau proses difusi boron, masa pakai perahu kuarsa relatif rendah, dan koefisien ekspansi termal bahan kuarsa tidak konsisten dengan bahan silikon karbida. Oleh karena itu, mudah terjadi penyimpangan dalam proses pencocokan dengan dudukan perahu silikon karbida pada suhu tinggi, yang dapat menyebabkan perahu berguncang atau bahkan pecah. Perahu silikon karbida mengadopsi rute proses pencetakan dan pemrosesan keseluruhan yang terintegrasi. Persyaratan toleransi bentuk dan posisinya tinggi, dan bekerja sama lebih baik dengan dudukan perahu silikon karbida. Selain itu, silikon karbida memiliki kekuatan tinggi, dan kerusakan perahu yang disebabkan oleh benturan manusia jauh lebih sedikit daripada perahu kuarsa.
Tabung tungku adalah komponen perpindahan panas utama dari tungku, yang berperan dalam penyegelan dan perpindahan panas yang seragam. Dibandingkan dengan tabung tungku kuarsa, tabung tungku silikon karbida memiliki konduktivitas termal yang baik, pemanasan yang seragam, dan stabilitas termal yang baik. Masa pakai lebih dari 5 kali lipat dari tabung kuarsa. Namun, kesulitan pembuatan tabung tungku silikon karbida sangat tinggi, dan tingkat hasil juga sangat rendah. Masih dalam tahap penelitian dan pengembangan dan belum diproduksi secara massal.
Dalam perbandingan yang komprehensif, baik dalam hal kinerja produk atau biaya penggunaan, bahan keramik silikon karbida memiliki lebih banyak keunggulan daripada bahan kuarsa dalam aspek-aspek tertentu dari bidang sel surya. Penerapan bahan keramik silikon karbida dalam industri fotovoltaik telah sangat membantu perusahaan fotovoltaik mengurangi biaya investasi bahan pembantu dan meningkatkan kualitas dan daya saing produk. Di masa mendatang, dengan penerapan tabung tungku silikon karbida berukuran besar, perahu silikon karbida dengan kemurnian tinggi, dan penyangga perahu dalam skala besar, serta pengurangan biaya secara berkelanjutan, penerapan material keramik silikon karbida di bidang sel fotovoltaik akan menjadi faktor kunci dalam meningkatkan efisiensi konversi energi cahaya dan mengurangi biaya industri di bidang pembangkitan listrik fotovoltaik, serta akan berdampak penting pada pengembangan energi baru fotovoltaik.