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在光伏領域碳纖維及復合材料的應用2018-06-26

最近,SNEC光伏展在上海舉行。

在光伏展上,有很多碳纖維元素出現,說明碳纖維作為一種高端的基礎材料,在眾多領域有突出的應用。

上圖所展示的材料是碳-碳復合材料,它是碳纖維及其織物增強的碳基體復合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高強度、高比模量、高導熱性、低膨脹系數、摩擦性能好,以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩定性高等優點,是如今在1650℃以上應用的少數備選材料,最高理論溫度更高達2600℃,因此被認為是最有發展前途的高溫材料之一。光伏產業中所使用的碳碳復合材料主要是用于制造坩堝,作為熔煉多晶硅或單晶硅的器皿,在氫化爐熱場、直拉單晶熱場、多晶鑄錠爐熱場、太陽能電池鍍膜等工藝作為關鍵設備。

以往此類坩堝主要利用高純石墨制造,但高純石墨為國外控制,而且隨著拉硅單晶爐和多晶鑄錠爐生產設備的大型化,石墨材料難以滿足。碳碳復合材料具有可設計性和良好的熱物理性能,和石墨熱場材料相比,具有非常大的優勢。

碳碳復合材料坩堝具有較高的技術含量和難度,目前國內已經有多家企業突破了技術難關,具備了生產能力。

碳纖維復合材料的高強高模、低密度,在輕量化方面作用明顯,光伏行業也不例外,如作為硅片支架等。

其他方面,碳纖維在光伏行業也作為明顯。

上圖是光伏用的碳纖維刮膠片。

光伏電池生產過程中,絲網印刷的效果將直接影響電池的轉換效率,印刷核心是印刷后銀漿的縱橫比。因此對屏幕,銀漿和刮刀的要求越來越高。目前,閘線的要求越來越精細,從最初的60um進入目前的30um,甚至更細;而碳纖維刮刀的輕量化作用,可以做到更精細。

上圖是碳纖維輥,可以用于光伏膜的生產、分切中。傳統的金屬輥筒,自身重量大,機器啟動速度慢,慣性大,不僅耗能多、原料損耗大,對生產效率也產生一定的影響。而碳纖維輥具備輕量化、不易磨損、壓力均勻、易調節、高精度等優點。

隨著碳纖維及復合材料技術的成熟,已經人們研究的深入,碳纖維及復合材料在光伏行業的應用將會越來越多!

化學慧定制合成事業部摘錄

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