បច្ចេកវិទ្យាសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូន និងកម្មវិធីរបស់វានៅក្នុងវិស័យ photovoltaic

I. រចនាសម្ព័ន្ធ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ Silicon carbide

Silicon carbide SiC មានផ្ទុកស៊ីលីកុន និងកាបូន។ វាគឺជាសមាសធាតុប៉ូលីម័រហ្វីកធម្មតា ដែលភាគច្រើនរួមមាន α-SiC (ប្រភេទស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់) និង β-SiC (ប្រភេទស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពទាប)។ មានប៉ូលីម័រច្រើនជាង 200 ដែលក្នុងនោះ 3C-SiC នៃ β-SiC និង 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC និង 15R-SiC នៃ α-SiC គឺជាតំណាងច្រើនជាង។

 ដំណើរការសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូន

រូបភាពរចនាសម្ព័ន្ធ SiC polymorph នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពទាបជាង 1600 ℃ SiC មាននៅក្នុងទម្រង់នៃ β-SiC ដែលអាចត្រូវបានផលិតចេញពីល្បាយសាមញ្ញនៃស៊ីលីកុន និងកាបូននៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 1450 ℃។ នៅពេលដែលវាខ្ពស់ជាង 1600 ℃ β-SiC ផ្លាស់ប្តូរបន្តិចម្តងៗទៅជាប៉ូលីម័រផ្សេងៗនៃ α-SiC ។ 4H-SiC ងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតនៅប្រហែល 2000 ℃; polytypes 6H និង 15R ងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់លើសពី 2100 ℃; 6H-SiC ក៏អាចមានស្ថេរភាពខ្លាំងនៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 2200 ℃ ដូច្នេះវាជារឿងធម្មតានៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម។ ស៊ីលីកុនកាបូនសុទ្ធគឺជាគ្រីស្តាល់គ្មានពណ៌ និងថ្លា។ ស៊ីលីកុនកាបូនឧស្សាហកម្មគឺគ្មានពណ៌ លឿងខ្ចី បៃតងខ្ចី បៃតងចាស់ ខៀវស្រាល ខៀវងងឹត និងសូម្បីតែខ្មៅ ជាមួយនឹងកម្រិតនៃតម្លាភាពថយចុះជាលំដាប់។ ឧស្សាហកម្មសំណឹកបានបែងចែក silicon carbide ជាពីរប្រភេទទៅតាមពណ៌៖ ស៊ីលីកុន carbide ខ្មៅ និងពណ៌បៃតង silicon carbide ។ ពណ៌​បៃតង​ចាស់​ដែល​គ្មាន​ពណ៌​ទៅ​ជា​ពណ៌​បៃតង​ចាស់​ត្រូវ​បាន​ចាត់​ថ្នាក់​ជា​ស៊ីលីកុន​កាបូន​ពណ៌​បៃតង ហើយ​ពណ៌​ខៀវ​ទៅ​ខ្មៅ​ត្រូវ​បាន​ចាត់​ថ្នាក់​ជា​ស៊ីលីកុន​កាបូន​ពណ៌​ខ្មៅ។ ទាំងស៊ីលីកុន carbide ពណ៌ខ្មៅ និងពណ៌បៃតង silicon carbide គឺជាគ្រីស្តាល់ α-SiC hexagonal ។ ជាទូទៅ សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុន កាបៃ ប្រើម្សៅស៊ីលីកុន កាបៃពណ៌បៃតង ជាវត្ថុធាតុដើម។

2. ដំណើរការរៀបចំសេរ៉ាមិច Silicon carbide

សម្ភារៈសេរ៉ាមិច Silicon carbide ត្រូវបានផលិតដោយការកិន កិន និងធ្វើចំណាត់ថ្នាក់វត្ថុធាតុដើមស៊ីលីកុន កាបូនឌីអុកស៊ីត ដើម្បីទទួលបានភាគល្អិត SiC ជាមួយនឹងការបែងចែកទំហំភាគល្អិតឯកសណ្ឋាន ហើយបន្ទាប់មកចុចភាគល្អិត SiC សារធាតុបន្ថែម sintering និង adhesive បណ្តោះអាសន្នចូលទៅក្នុងចន្លោះពណ៌បៃតង ហើយបន្ទាប់មក sintering នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារលក្ខណៈនៃចំណង covalent ខ្ពស់នៃចំណង Si-C (~88%) និងមេគុណនៃការសាយភាយទាប បញ្ហាចម្បងមួយក្នុងដំណើរការរៀបចំគឺការលំបាកក្នុងការធ្វើដង់ស៊ីតេ។ វិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំនៃសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់រួមមានការដុតប្រតិកម្ម, ការដុតដោយគ្មានសម្ពាធ, ការដុតសម្ពាធបរិយាកាស, ការដុតដោយចុចក្តៅ, ការ sintering ឡើងវិញ, ការ sintering ចុច isostatic ក្តៅ, ការដុតប្លាស្មាផ្កាភ្លើងជាដើម។

 

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនមានគុណវិបត្តិនៃភាពធន់នៃការបាក់ឆ្អឹងទាប ពោលគឺភាពផុយខ្លាំងជាង។ ដោយហេតុផលនេះ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ សេរ៉ាមិចពហុដំណាក់កាល ដោយផ្អែកលើសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃ ដូចជាការពង្រឹងសរសៃ (ឬវីស្គី) ការពង្រឹងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃភាគល្អិតខុសធម្មតា និងសម្ភារៈមុខងារជម្រាលបានលេចចេញម្តងមួយៗ ដោយធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពរឹង និងកម្លាំងនៃវត្ថុធាតុម៉ូណូមឺរ។

3. ការអនុវត្តសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូននៅក្នុងវិស័យ photovoltaic

សេរ៉ាមិច Silicon carbide មានភាពធន់ទ្រាំនឹងការ corrosion ដ៏ល្អឥតខ្ចោះ អាចទប់ទល់នឹងសំណឹកនៃសារធាតុគីមី ពន្យារអាយុសេវាកម្ម ហើយនឹងមិនបញ្ចេញសារធាតុគីមីដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ ដែលបំពេញតាមតម្រូវការការពារបរិស្ថាន។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ស៊ីលីកុន កាបូអ៊ីដ គាំទ្រទូកក៏មានគុណសម្បត្តិតម្លៃប្រសើរជាងមុន។ ទោះបីជាតម្លៃនៃសមា្ភារៈស៊ីលីកុន carbide ខ្លួនឯងគឺខ្ពស់ទាក់ទងគ្នា, ភាពធន់និងស្ថេរភាពរបស់ពួកគេអាចកាត់បន្ថយការចំណាយប្រតិបត្តិការនិងប្រេកង់ជំនួស។ ក្នុងរយៈពេលវែង ពួកគេមានអត្ថប្រយោជន៍សេដ្ឋកិច្ចខ្ពស់ជាង ហើយបានក្លាយជាផលិតផលចម្បងនៅក្នុងទីផ្សារគាំទ្រទូក photovoltaic ។

 ដំណើរការសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូន

នៅពេលដែលសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនត្រូវបានប្រើជាសម្ភារៈដឹកជញ្ជូនសំខាន់ៗនៅក្នុងដំណើរការផលិតកោសិកា photovoltaic ជំនួយទូក ប្រអប់ទូក ឧបករណ៍បំពង់ និងផលិតផលផ្សេងទៀតដែលផលិតមានស្ថេរភាពកម្ដៅល្អ មិនត្រូវបានខូចទ្រង់ទ្រាយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងគ្មានការបំពុលទឹកភ្លៀងដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់។ ពួកគេអាចជំនួសឧបករណ៍ជំនួយទូករ៉ែថ្មខៀវដែលប្រើជាទូទៅនាពេលបច្ចុប្បន្ន ប្រអប់ទូក និងឧបករណ៍បំពង់ ហើយមានគុណសម្បត្តិថ្លៃដើមយ៉ាងសំខាន់។ ការគាំទ្រទូកស៊ីលីកុន carbide ត្រូវបានផលិតពីស៊ីលីកុនកាបូនជាសម្ភារៈសំខាន់។ បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងការគាំទ្រទូករ៉ែថ្មខៀវប្រពៃណី ការគាំទ្រទូកស៊ីលីកុនកាបូនមានស្ថេរភាពកម្ដៅប្រសើរជាងមុន និងអាចរក្សាស្ថេរភាពនៅក្នុងបរិយាកាសសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ទូក Silicon carbide គាំទ្រដំណើរការបានយ៉ាងល្អនៅក្នុងបរិយាកាសសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ហើយមិនងាយរងការប៉ះពាល់ដោយកំដៅ និងខូចទ្រង់ទ្រាយ ឬខូចខាតឡើយ។ ពួកវាសមស្របសម្រាប់ដំណើរការផលិតកម្មដែលត្រូវការការព្យាបាលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែលអំណោយផលដល់ការរក្សាស្ថេរភាពនិងភាពជាប់លាប់នៃដំណើរការផលិត។

 

អាយុកាលសេវាកម្ម៖ យោងតាមការវិភាគទិន្នន័យ៖ អាយុកាលសេវាកម្មនៃសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនគឺច្រើនជាង 3 ដងនៃការគាំទ្រទូក ប្រអប់ទូក និងឧបករណ៍បំពង់ដែលធ្វើពីវត្ថុធាតុដើមរ៉ែថ្មខៀវ ដែលកាត់បន្ថយភាពញឹកញាប់នៃការជំនួសសម្ភារៈប្រើប្រាស់យ៉ាងច្រើន។


ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២១ ខែតុលា ឆ្នាំ ២០២៤