เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์: การใช้งานในอุตสาหกรรมโฟโตวอลตาอิค
เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์มีความแข็งแรงทางกลที่ดี มีเสถียรภาพทางความร้อน ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน ทนต่อการกระแทกจากความร้อน และทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี และใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาที่มีอุณหภูมิสูง เช่น โลหะวิทยา เครื่องจักร พลังงานใหม่ วัสดุก่อสร้าง และสารเคมี ประสิทธิภาพยังเพียงพอสำหรับการแพร่กระจายของเซลล์ TOPcon ในการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ LPCVD (การสะสมไอเคมีแรงดันต่ำ) PECVD (การสะสมไอเคมีพลาสมา) และกระบวนการทางความร้อนอื่นๆ
เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุควอตซ์แบบดั้งเดิมแล้ว ฐานรองเรือ เรือ และอุปกรณ์ท่อที่ทำจากวัสดุเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์จะมีความแข็งแรงที่สูงกว่า มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่า ไม่มีการเสียรูปในอุณหภูมิสูง และอายุการใช้งานมากกว่า 5 เท่าของวัสดุควอตซ์ ซึ่งสามารถลดต้นทุนการใช้งานและการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากการบำรุงรักษาและเวลาหยุดทำงานได้อย่างมาก มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่ชัดเจนและมีวัตถุดิบให้เลือกมากมาย
ในจำนวนนี้ ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เชื่อมด้วยปฏิกิริยา (RBSC) มีอุณหภูมิการเผาผนึกต่ำ ต้นทุนการผลิตต่ำ และวัสดุมีความหนาแน่นสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แทบจะไม่มีการหดตัวของปริมาตรระหว่างกระบวนการหลอมปฏิกิริยา เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเตรียมชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่และรูปร่างซับซ้อน ดังนั้นจึงเหมาะที่สุดสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่และซับซ้อน เช่น ตัวรองรับเรือ เรือ พายคานยื่น ท่อเตาเผา ฯลฯ
เรือซิลิกอนคาร์ไบด์ยังมีแนวโน้มการพัฒนาที่ดีในอนาคต ไม่ว่าจะเป็นกระบวนการ LPCVD หรือกระบวนการแพร่กระจายโบรอน อายุการใช้งานของเรือควอตซ์ค่อนข้างต่ำ และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุควอตซ์ไม่สอดคล้องกับวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ ดังนั้นจึงเกิดการเบี่ยงเบนได้ง่ายในกระบวนการจับคู่กับที่ยึดเรือซิลิกอนคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งอาจทำให้เรือสั่นหรือแตกได้ เรือซิลิกอนคาร์ไบด์ใช้เส้นทางกระบวนการขึ้นรูปและการประมวลผลโดยรวมแบบบูรณาการ ความต้องการความคลาดเคลื่อนของรูปร่างและตำแหน่งนั้นสูง และทำงานร่วมกับที่ยึดเรือซิลิกอนคาร์ไบด์ได้ดีขึ้น นอกจากนี้ ซิลิกอนคาร์ไบด์ยังมีความแข็งแรงสูง และการแตกหักของเรือที่เกิดจากการชนของมนุษย์นั้นน้อยกว่าเรือควอตซ์มาก
ท่อเตาเผาเป็นส่วนประกอบการถ่ายเทความร้อนหลักของเตาเผา ซึ่งมีบทบาทในการปิดผนึกและถ่ายเทความร้อนสม่ำเสมอ เมื่อเปรียบเทียบกับท่อเตาเผาควอตซ์ ท่อเตาเผาซิลิกอนคาร์ไบด์มีการนำความร้อนที่ดี การให้ความร้อนสม่ำเสมอ และความเสถียรทางความร้อนที่ดี อายุการใช้งานนานกว่าท่อควอตซ์มากกว่า 5 เท่า อย่างไรก็ตาม ความยากในการผลิตท่อเตาเผาซิลิกอนคาร์ไบด์นั้นสูงมาก และอัตราผลผลิตก็ต่ำมากเช่นกัน ยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและการพัฒนาและยังไม่ได้ผลิตเป็นจำนวนมาก
เมื่อเปรียบเทียบอย่างครอบคลุม ไม่ว่าจะเป็นในแง่ของประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์หรือต้นทุนการใช้งาน วัสดุเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์มีข้อได้เปรียบมากกว่าวัสดุควอตซ์ในบางแง่มุมของสาขาเซลล์แสงอาทิตย์ การใช้วัสดุเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ในอุตสาหกรรมโฟโตวอลตาอิกส์ช่วยให้บริษัทโฟโตวอลตาอิกส์ลดต้นทุนการลงทุนของวัสดุเสริมและปรับปรุงคุณภาพและความสามารถในการแข่งขันของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก ในอนาคต ด้วยการประยุกต์ใช้ท่อเตาเผาซิลิกอนคาร์ไบด์ขนาดใหญ่ เรือซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง และตัวรองรับเรือ รวมถึงการลดต้นทุนอย่างต่อเนื่อง การประยุกต์ใช้เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ในด้านเซลล์แสงอาทิตย์จะกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงและลดต้นทุนอุตสาหกรรมในด้านการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และจะมีผลกระทบสำคัญต่อการพัฒนาพลังงานใหม่จากเซลล์แสงอาทิตย์