Ako sa vyrábajú kremenné tégliky?

Kremenné tégliky sú základným spotrebným materiálom v polovodičovom a fotovoltaickom priemysle a ich výrobný proces priamo ovplyvňuje kvalitu a cenu rastu kremíkových kryštálov. Pri výrobe kremenných téglikov pre monokryštálový kremík je obzvlášť kritická čistota suroviny a kontrola procesu. Ako sa teda tieto kľúčové komponenty vlastne vyrábajú? Nasleduje popis dvoch hlavných výrobných metód, ktoré poskytujú intuitívnejšie pochopenie výrobného procesu pre nepriehľadné kremenné tégliky pre fotovoltaiku.

Hlavné výrobné procesy Kremenné tégliky

V súčasnosti sa bežne používajú dva spôsoby výroby: lisovanie v suspenzii a tuhnutie vstrekovaním (vstrekovanie). Zatiaľ čo oba slúžia na rovnaký účel – na výrobu vysoko čistých kremenných téglikov – líšia sa špecifickými procesnými tokmi a vlastnosťami hotového produktu.

1. Formovanie v suspenzii

Ide o tradičný spôsob výroby téglikov z monokryštálového kremíka pre solárne články a tento proces je relatívne vyspelý.

Príprava surovín

Vyberte kremenný piesok vysokej čistoty, rozdrvte ho na jemný prášok, zmiešajte so spojivom a ďalšími pomocnými materiálmi a pripravte kašu s určitým stupňom tekutosti.

Lisovanie

Kaša sa naleje do rotujúcej formy a rovnomerne sa rozdelí pozdĺž steny formy pomocou odstredivej sily na vytvorenie telesa téglika. Tento proces vyžaduje presné riadenie rovnomernosti kalu a rýchlosti rotácie formy, aby sa zabezpečila konzistentná hrúbka steny.

Sušenie a vyberanie z formy

Vytvarované teleso sa predsuší vo forme a po dosiahnutí požadovanej pevnosti sa opatrne vyberie z formy.

Spekanie

Teleso je spekané vo vysokoteplotnej peci, čo umožňuje, aby sa častice kremeňa spájali pri vysokých teplotách a vytvorili hustú štruktúru. Teplota a čas spekania priamo ovplyvňujú výkon hotového výrobku.

2. Metóda tuhnutia vstrekovaním

Ide o novší proces, ktorý sa v posledných rokoch rýchlo rozvinul a je obzvlášť vhodný na výrobu veľkorozmerných fotovoltaických kremenných téglikov.

Príprava kaše

Podobne ako pri kalovej metóde kladie väčší dôraz na tekutosť a vlastnosti tuhnutia kalu. Kremenný prášok sa zmieša so špeciálnym gélovacím činidlom, čím sa vytvorí injekčná kaša.

Vstrekovanie

Kaša sa vstrekuje do predhriatej formy pomocou vstrekovacieho stroja. Za špecifických podmienok kaša rýchlo géluje a vytvára tvar téglika.

Sušenie a spekanie

Po vytvarovaní prechádza téglik dôkladným vysušením a vysokoteplotným spekaním. Vďaka rovnomernej formácii je štruktúra téglika po spekaní hustejšia a rovnomernejšia.

Porovnanie procesov

Bez ohľadu na použitú metódu je výroba vysoko kvalitná kremenné tégliky vyžaduje vysokú čistotu surovín a starostlivé riadenie procesu. Kremenné tégliky sú nenahraditeľné v oblasti polovodičov a fotovoltaiky, zaisťujú hladkú výrobu monokryštálového kremíka a jeho konečnú aplikáciu v iných priemyselných reťazcoch, ako je solárna energia.