В высокоточном производстве перовскитных солнечных элементов и оптоэлектронных устройств точность процесса нанесения покрытия напрямую определяет эффективность фотоэлектрического преобразования изделий. Плотность гранита (обычно 2600-3100 кг/м³), являющегося основным материалом оборудования для нанесения покрытия, — это не просто физический показатель, а ключевой фактор, существенно влияющий на стабильность, виброустойчивость и долговременную надежность оборудования. Ниже приводится анализ его внутренних соединений по четырем основным параметрам.
Высокоплотное строительство устойчивого фундамента с «нулевым смещением».
К перовскитным покрытиям предъявляются чрезвычайно высокие требования к плоскостности поверхности подложки (Ra≤0,5 мкм), и любое смещение основания может привести к неравномерной толщине покрытия или дефектам в виде микропор. Гранит с плотностью ≥3100 кг/м³ может образовывать чрезвычайно сильную инерционную массу благодаря своей плотно переплетенной минеральной структуре. На одной из производственных линий перовскитных тандемных батарей TOPCon после использования основания из высокоплотного гранита отклонение толщины покрытия оборудования уменьшилось с ±15 нм до ±3 нм в условиях высокочастотной механической вибрации (50-200 Гц), что значительно повысило стабильность вольт-амперной характеристики батареи.
2. Положительная корреляция между плотностью и затуханием вибрации.
В процессе нанесения покрытия высокоскоростное перемещение прецизионной головки для нанесения покрытия (с линейной скоростью более 800 мм/с) может вызывать резонанс в оборудовании. Исследования показывают, что при увеличении плотности гранита на каждые 10% эффективность гашения вибрации может быть повышена на 18%. При плотности 3100 кг/м³ его собственная частота может быть всего 12 Гц, что эффективно исключает чувствительный к вибрации диапазон (20-50 Гц) оборудования для нанесения покрытий. Эксперименты немецкой исследовательской группы показали, что использование гранитной основы высокой плотности увеличило равномерность толщины пленки при центрифужном нанесении перовскита на 27% и снизило процент дефектов на 40%.
3. Высокая плотность, улучшенная термостойкость.
Перовскитные материалы чрезвычайно чувствительны к колебаниям температуры. Изменение на 0,1℃ может вызвать искажение кристаллической решетки. Благодаря более близкому расположению атомов внутри, коэффициент теплового расширения высокоплотного гранита (4-6×10⁻⁶/℃) на 30% ниже, чем у обычных материалов. В процессе отжига (100-150℃) высокоплотная основа позволяет контролировать термическую деформацию ключевых компонентов оборудования в пределах ±0,5 мкм, обеспечивая сохранение наноразмерной плоскостности покрытия после высокотемпературной обработки и предотвращая растрескивание покрытия, вызванное термическим напряжением.
4. Гарантия "противоусталостного" режима работы в течение длительного времени.
Оборудование для нанесения перовскитного покрытия работает в среднем более 16 часов в день, и основание должно выдерживать постоянные механические нагрузки. Гранит плотностью 3100 кг/м³ имеет прочность на сжатие ≥200 МПа, а его износостойкость в пять раз выше, чем у обычной стали. Фактические данные измерений на одном из заводов по серийному производству перовскитных модулей показывают, что после трех лет непрерывной работы точность позиционирования машины для нанесения покрытия с основанием из высокоплотного гранита снизилась всего на 0,8%, в то время как у оборудования с основанием из низкоплотного гранита она снизилась на 3,2% за тот же период, что значительно снижает затраты на техническое обслуживание оборудования и риск простоя.
Вывод: выбор высокой плотности означает выбор высокой производительности.
От точности нанесения нанопокрытий до долгосрочной стабильной работы производственных линий, плотность гранита стала ключевым фактором, влияющим на производительность оборудования для нанесения перовскитных покрытий. Для производственных предприятий, стремящихся к эффективности и качеству, выбор высококачественных гранитных оснований с производительностью ≥3100 кг/м³ (например, продукции, сертифицированной ZHHIMG®) не только гарантирует эффективность текущего процесса, но и представляет собой стратегическую инвестицию в будущую модернизацию мощностей.
Дата публикации: 10 июня 2025 г.