ความหนาแน่นของหินแกรนิตส่งผลต่อขอบเขตประสิทธิภาพของอุปกรณ์เคลือบเพอรอฟสไกต์อย่างไร

ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำสูง ความแม่นยำของกระบวนการเคลือบจะกำหนดประสิทธิภาพการแปลงเป็นไฟฟ้าโฟโตอิเล็กทริกของผลิตภัณฑ์โดยตรง ในฐานะวัสดุหลักของอุปกรณ์เคลือบ พารามิเตอร์ความหนาแน่นของหินแกรนิต (โดยทั่วไปอยู่ที่ 2,600-3,100 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร) ไม่เพียงแต่เป็นตัวบ่งชี้ทางกายภาพเท่านั้น แต่ยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลกระทบอย่างมากต่อเสถียรภาพ ความต้านทานการสั่นสะเทือน และความน่าเชื่อถือในระยะยาวของอุปกรณ์ ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์การเชื่อมต่อภายในจากสี่มิติหลัก
การก่อสร้างความหนาแน่นสูงของฐานรากที่มั่นคงแบบ "การเคลื่อนตัวเป็นศูนย์"
สารเคลือบเพอรอฟสไกต์มีข้อกำหนดด้านความเรียบของพื้นผิวของวัสดุพิมพ์สูงมาก (Ra≤0.5μm) และการเคลื่อนตัวของฐานใดๆ อาจทำให้เกิดความหนาของสารเคลือบที่ไม่สม่ำเสมอหรือข้อบกพร่องแบบรูเข็ม หินแกรนิตที่มีความหนาแน่น ≥3100 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร สามารถก่อตัวเป็นมวลเฉื่อยที่แข็งแกร่งมากเนื่องจากโครงสร้างแร่ที่สานกันอย่างแน่นหนาภายใน ในสายการผลิตแบตเตอรี่เพอรอฟสไกต์แบบเรียงซ้อนของ TOPCon หลังจากใช้ฐานหินแกรนิตความหนาแน่นสูง ความเบี่ยงเบนของความหนาของสารเคลือบของอุปกรณ์ลดลงจาก ±15 นาโนเมตร เป็น ±3 นาโนเมตร ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนทางกลความถี่สูง (50-200 เฮิรตซ์) ซึ่งช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของเส้นโค้งกระแส-แรงดันของแบตเตอรี่ได้อย่างมีนัยสำคัญ

2. ผลความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างความหนาแน่นและการลดการสั่นสะเทือน
ในระหว่างกระบวนการเคลือบ การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงของหัวเคลือบที่มีความแม่นยำสูง (ด้วยความเร็วเชิงเส้นมากกว่า 800 มม./วินาที) มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการสั่นพ้องในอุปกรณ์ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของหินแกรนิตที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10% จะเพิ่มประสิทธิภาพในการลดการสั่นสะเทือนได้ 18% เมื่อความหนาแน่นถึง 3100 กก./ม.³ ความถี่ธรรมชาติของหินแกรนิตอาจต่ำถึง 12 เฮิรตซ์ ซึ่งหลีกเลี่ยงช่วงความไวต่อการสั่นสะเทือน (20-50 เฮิรตซ์) ของอุปกรณ์เคลือบได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดลองของทีมวิจัยชาวเยอรมันแสดงให้เห็นว่าฐานหินแกรนิตที่มีความหนาแน่นสูงช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอของความหนาของฟิล์มในกระบวนการเคลือบแบบหมุนด้วยเพอรอฟสไกต์ได้ 27% และลดอัตราข้อบกพร่องลง 40%
3. ประสิทธิภาพเสถียรภาพทางความร้อนที่เพิ่มขึ้นด้วยความหนาแน่นสูง
วัสดุเพอรอฟสไกต์มีความไวต่อความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงเพียง 0.1 องศาเซลเซียส อาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของโครงตาข่าย เนื่องจากระยะห่างระหว่างอะตอมภายในที่ใกล้กัน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตความหนาแน่นสูง (4-6×10⁻⁶/℃) จึงต่ำกว่าวัสดุทั่วไปถึง 30% ในกระบวนการอบอ่อน (100-150 องศาเซลเซียส) ฐานความหนาแน่นสูงสามารถควบคุมการเสียรูปทางความร้อนของส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์ได้ภายใน ±0.5 ไมโครเมตร ทำให้มั่นใจได้ว่าสารเคลือบจะคงความเรียบระดับนาโนหลังจากการอบที่อุณหภูมิสูง และหลีกเลี่ยงการแตกร้าวของสารเคลือบที่เกิดจากความเค้นความร้อน
4. การรับประกัน "ป้องกันความเมื่อยล้า" ในการใช้งานระยะยาว
อุปกรณ์เคลือบเพอรอฟสไกต์ทำงานโดยเฉลี่ยมากกว่า 16 ชั่วโมงต่อวัน และฐานต้องทนต่อแรงกดเชิงกลอย่างต่อเนื่อง หินแกรนิตที่มีความหนาแน่น 3100 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร มีกำลังอัด ≥200 เมกะปาสคาล และมีความต้านทานการสึกหรอสูงกว่าเหล็กธรรมดาถึงห้าเท่า ข้อมูลการวัดจริงของโรงงานผลิตโมดูลเพอรอฟสไกต์ที่ผลิตจำนวนมากแห่งหนึ่งแสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้งานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาสามปี ความแม่นยำในการวางตำแหน่งของเครื่องเคลือบที่ใช้ฐานหินแกรนิตความหนาแน่นสูงลดลงเพียง 0.8% ในขณะที่อุปกรณ์ที่ใช้ฐานความหนาแน่นต่ำลดลง 3.2% ในช่วงเวลาเดียวกัน ซึ่งช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาอุปกรณ์และความเสี่ยงจากการหยุดทำงานลงได้อย่างมาก
สรุป: การเลือกความหนาแน่นสูงหมายถึงการเลือกประสิทธิภาพสูง
ตั้งแต่ความแม่นยำในการเคลือบระดับนาโนไปจนถึงการทำงานที่มั่นคงในระยะยาวของสายการผลิต ความหนาแน่นของหินแกรนิตได้กลายเป็นปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์เคลือบเพอรอฟสไกต์ สำหรับบริษัทผู้ผลิตที่มุ่งเน้นประสิทธิภาพและคุณภาพ การเลือกฐานหินแกรนิตคุณภาพสูงที่มีความจุ ≥3100 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร (เช่น ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรองจาก ZHHIMG®) ไม่เพียงแต่รับประกันกระบวนการปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังเป็นการลงทุนเชิงกลยุทธ์เพื่อยกระดับกำลังการผลิตในอนาคตอีกด้วย