بوته های کوارتز چگونه ساخته می شوند؟

بوته های کوارتز مواد مصرفی ضروری در صنایع نیمه هادی و فتوولتائیک هستند و فرآیند تولید آنها به طور مستقیم بر کیفیت و هزینه رشد کریستال سیلیکون تأثیر می گذارد. خلوص مواد خام و کنترل فرآیند به ویژه در تولید بوته های کوارتز برای سیلیکون تک کریستال حیاتی است. بنابراین، این اجزای کلیدی در واقع چگونه ساخته می شوند؟ در زیر دو روش تولید اصلی برای ارائه درک شهودی تر از فرآیند تولید برای بوته های کوارتز مات برای فتوولتائیک توضیح داده شده است.

فرآیندهای اصلی تولید بوته های کوارتز

در حال حاضر دو روش تولید متداول وجود دارد: قالب گیری دوغاب و انجماد تزریقی (قالب گیری تزریقی). در حالی که هر دو به یک هدف عمل می کنند - تولید بوته های کوارتز با خلوص بالا - آنها در جریان فرآیند خاص و ویژگی های محصول نهایی متفاوت هستند.

1. قالب گیری دوغاب

این یک روش سنتی برای تولید بوته‌های کوارتز سیلیکونی تک کریستالی برای سلول‌های خورشیدی است و این فرآیند نسبتاً بالغ است.

تهیه مواد خام

ماسه کوارتز با خلوص بالا را انتخاب کنید، آن را به صورت پودر ریز خرد کنید، آن را با چسب و سایر مواد کمکی مخلوط کنید و دوغابی با درجه خاصی از سیالیت تهیه کنید.

قالب گیری

دوغاب در قالب دوار ریخته می شود و با استفاده از نیروی گریز از مرکز به طور مساوی در امتداد دیواره قالب توزیع می شود تا بدنه بوته تشکیل شود. این فرآیند نیاز به کنترل دقیق یکنواختی دوغاب و سرعت چرخش قالب برای اطمینان از ضخامت دیواره ثابت دارد.

خشک کردن و قالب گیری

بدنه تشکیل شده از قبل در قالب خشک می شود و پس از به دست آوردن استحکام مورد نیاز با دقت قالب گیری می شود.

تف جوشی

بدنه در یک کوره با دمای بالا پخته می‌شود و به ذرات کوارتز اجازه می‌دهد تا در دماهای بالا به هم متصل شوند و ساختاری متراکم را تشکیل دهند. دما و زمان پخت مستقیماً بر عملکرد محصول نهایی تأثیر می گذارد.

2. روش انجماد تزریقی

این یک فرآیند جدیدتر است که در سال های اخیر به سرعت توسعه یافته است و به ویژه برای تولید بوته های کوارتز فتوولتائیک در مقیاس بزرگ مناسب است.

آماده سازی دوغاب

مشابه روش دوغاب، بر خواص سیالیت و انجماد دوغاب تاکید بیشتری دارد. پودر کوارتز با یک عامل ژل کننده مخصوص مخلوط می شود تا یک دوغاب تزریقی تشکیل شود.

قالب گیری تزریقی

دوغاب با استفاده از دستگاه تزریق به قالبی که از قبل گرم شده تزریق می شود. در شرایط خاص، دوغاب به سرعت ژل می شود و شکل بوته را تشکیل می دهد.

خشک کردن و تف جوشی

پس از شکل گیری، بوته تحت خشک شدن کامل و تف جوشی در دمای بالا قرار می گیرد. به دلیل تشکیل یکنواخت، ساختار بوته پس از تف جوشی متراکم تر و یکنواخت تر است.

مقایسه فرآیند

صرف نظر از روش مورد استفاده، تولید با کیفیت بالا بوته های کوارتز نیاز به خلوص مواد خام بالا و کنترل دقیق فرآیند دارد. بوته‌های کوارتز در زمینه‌های نیمه‌رسانا و فتوولتائیک غیرقابل جایگزین هستند و از تولید روان سیلیکون تک کریستال و کاربرد نهایی آن در سایر زنجیره‌های صنعتی مانند انرژی خورشیدی اطمینان می‌دهند.