Кварц — очень высококачественный материал, обладающий такими свойствами, как высокая твердость, устойчивость к высоким температурам, химическая стабильность и оптические свойства. Эти преимущества делают кварц широко используемым в области оптики, электроники, полупроводников и солнечной энергетики.
1. Отличная устойчивость к высоким температурам.
В процессе производства фотоэлектрических панелей кремниевые пластины необходимо прикрепить к стеклу, чтобы сформировать базовую структуру солнечной панели. В настоящее время, поскольку требуется высокотемпературное спекание, для поддержки необходимо использовать материалы с высокой термостойкостью. Кварц удовлетворяет эту потребность благодаря своей превосходной устойчивости к высоким температурам.
2. Имеет отличные оптические свойства.
Кварц обладает превосходными оптическими свойствами и может использоваться при высоких температурах и даже в условиях экстремального ультрафиолета, обладая высоким коэффициентом пропускания и отражения. Следовательно, когда кварц используется для производства солнечных панелей, он может повысить эффективность выработки электроэнергии аккумулятором.
3. Имеет хорошую химическую стабильность.
В процессе изготовления солнечных панелей часто приходится использовать некоторые химические реагенты или жидкости. Если используются нестабильные материалы, легко получить нестабильные результаты. Кварц обладает хорошей химической стабильностью, может противостоять химической коррозии и обеспечивать долгосрочную стабильность солнечных панелей.
Кварц, используемый в фотоэлектрическом стекле
Фотоэлектрическое стекло не повреждается ультрафиолетом и высокоэнергетическим излучением. Свет может проходить через кварцевое стекло по функциональному оптическому пути с небольшими искажениями. Кварц, используемый в производстве солнечных элементов, практически инертен, очень эластичен и способен выдерживать высокие температуры, возникающие при производстве и оценке полупроводников.
Поэтому к фотоэлектрическому стеклу не предъявляются особо высокие требования к чистоте кварцевого песка, но предъявляются более высокие требования к светопропусканию стекла. Кварцевый песок плавится при высоких температурах для получения кварцевого стекла, которое затем обрабатывается специальными процессами для изготовления фотоэлектрического стекла.
В звене тигля используется кварц.
Благодаря постоянной оптимизации технологии производства тиглей и технологии волочения стержней, чтобы обеспечить возможность многократной зарядки, размер кварцевых тиглей увеличился с первоначальных 16 дюймов до 32 дюймов и выше. По данным CPIA, производительность одной печи для волочения стержней в 2021 году (общее количество тиглей, используемых для производства нескольких волочильных стержней) увеличилась с 1900 кг в 2020 году до 2800 кг. В настоящее время срок службы долговечных кварцевых тиглей может достигать 300–400 часов.
Кварцевый песок высокой чистоты составляет 62% стоимости кварцевого тигля и является важнейшей составляющей стоимости. Вспомогательные материалы, рабочая сила, амортизация оборудования, а также вода и электричество составляют 6%, 6%, 2% и 7% стоимости соответственно.
Другие приложения
Кварц широко используется во многих аспектах процесса производства кремниевых пластин, таких как тигли на основе кремния, используемые для очистки кремния и выращивания кристаллов, кремнезем и оксид алюминия, используемые в покрытиях поверхности кремниевых пластин, а также в упаковке солнечных батарей. Кварцевое стекло и т.д.
Силикон в основном играет герметизирующую роль, герметизируя стыки между каждым компонентом и рамой из алюминиевого сплава, компонентом и распределительной коробкой и т. д. В настоящее время силикагель в основном производится из металлического кремния. Требования к кварцевому ресурсу для силикагеля ниже, чем к поликристаллическому кремнию и монокристаллическому кремнию. Как правило, из кварцевого сырья можно производить кварцевый песок с качеством SiO2>99,0%.
В алюминиевые сплавы в процессе плавки в основном добавляют небольшое количество металлического кремния для повышения производительности. Металлический кремний, используемый при плавке, аналогичен силикагелю и имеет более низкие требования к качеству, чем кварцевый песок.
В то же время кварц также можно использовать в высокотемпературных системах хранения энергии для хранения избыточной вырабатываемой солнечной энергии, тем самым обеспечивая непрерывную и стабильную подачу солнечной энергии.
Короче говоря, кварцевый песок широко используется в фотоэлектрической области, в основном в фотоэлектрическом стекле и тигельных соединениях. Применение кварцевого песка в звене тигля требует высокой чистоты, высокой прочности и длительного срока службы. Считается, что с непрерывным развитием и прогрессом технологий солнечной энергетики в будущем перспективы применения кварцевого песка в фотоэлектрической области будут шире.