Существует несколько причин, по которым машины для нанесения перовскитного покрытия используют гранитные основания.
Исключительная стабильность
Процесс нанесения перовскитного покрытия предъявляет чрезвычайно высокие требования к стабильности оборудования. Даже малейшая вибрация или смещение могут привести к неравномерной толщине покрытия, что, в свою очередь, влияет на качество перовскитных пленок и в конечном итоге снижает эффективность фотоэлектрического преобразования батареи. Гранит имеет плотность 2,7-3,1 г/см³, обладает твердой текстурой и может обеспечить стабильную опору для машины нанесения покрытия. По сравнению с металлическими основаниями, гранитные основания эффективно снижают воздействие внешних вибраций, таких как вибрации, создаваемые работой другого оборудования и движением персонала на заводе. После ослабления гранитным основанием вибрации, передаваемые на основные компоненты машины нанесения покрытия, становятся незначительными, что обеспечивает стабильное протекание процесса нанесения покрытия.
Чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения
Во время работы установки для нанесения перовскитного покрытия некоторые компоненты выделяют тепло из-за работы, совершаемой током и механическим трением, что приводит к повышению температуры оборудования. При этом температура окружающей среды в производственном цехе также может в некоторой степени колебаться. Размеры обычных материалов значительно изменяются при изменении температуры, что крайне неблагоприятно для процессов нанесения перовскитного покрытия, требующих наноразмерной точности. Коэффициент теплового расширения гранита чрезвычайно низок, приблизительно (4-8) ×10⁻⁶/℃. При колебаниях температуры его размеры изменяются очень незначительно.
Хорошая химическая стабильность
Растворы прекурсоров перовскита часто обладают определенной химической реактивностью. В процессе нанесения покрытия, если химическая стабильность материала основания оборудования низкая, он может вступать в химическую реакцию с раствором. Это не только загрязняет раствор, влияя на химический состав и характеристики перовскитной пленки, но и может вызывать коррозию основания, сокращая срок службы оборудования. Гранит в основном состоит из таких минералов, как кварц и полевой шпат. Он обладает стабильными химическими свойствами и устойчив к кислотной и щелочной коррозии. При контакте с растворами прекурсоров перовскита и другими химическими реагентами в процессе производства химические реакции не происходят, что обеспечивает чистоту среды нанесения покрытия и долговременную стабильную работу оборудования.
Высокие демпфирующие характеристики снижают воздействие вибрации.
Во время работы машины для нанесения покрытия движение внутренних механических компонентов может вызывать вибрацию, например, возвратно-поступательное движение распылительной головки и работа двигателя. Если эти вибрации не удается вовремя гасить, они будут распространяться и накладываться внутри оборудования, что еще больше повлияет на точность нанесения покрытия. Гранит обладает относительно высокими демпфирующими свойствами, коэффициент демпфирования обычно составляет от 0,05 до 0,1, что в несколько раз выше, чем у металлических материалов.
Техническая загадка достижения плоскостности ±1 мкм в раме портала с 10 пролетами.
Технология высокоточной обработки
Для достижения плоскостности ±1 мкм для рамы портала с 10 пролетами на начальном этапе обработки необходимо применять передовые высокоточные технологии. Поверхность рамы портала подвергается тонкой обработке с помощью сверхточной шлифовки и полировки.
Усовершенствованная система обнаружения и обратной связи
В процессе изготовления и монтажа портальных рам крайне важно использовать современные контрольно-измерительные приборы. Лазерный интерферометр позволяет в режиме реального времени измерять отклонение плоскостности каждой части портальной рамы, а точность измерений достигает субмикронного уровня. Данные измерений в режиме реального времени передаются в систему управления. На основе полученных данных система управления рассчитывает положение и величину необходимой корректировки, а затем регулирует портальную раму с помощью высокоточного устройства точной настройки.
Оптимизированная конструкция
Разумная конструкция помогает повысить жесткость и устойчивость рамы портала и уменьшить деформацию, вызванную ее собственным весом и внешними нагрузками. Конструкция рамы портала была смоделирована и проанализирована с использованием программного обеспечения для конечно-элементного анализа с целью оптимизации формы поперечного сечения, размеров и способа соединения поперечной балки и колонны. Например, поперечные балки с коробчатым сечением обладают большей устойчивостью к кручению и изгибу по сравнению с обычными двутавровыми балками и могут эффективно уменьшить деформацию на пролете 10 метров. Кроме того, в ключевых местах добавлены ребра жесткости для дальнейшего повышения жесткости конструкции, что обеспечивает сохранение плоскостности рамы портала в пределах ±1 мкм при воздействии различных нагрузок во время работы машины для нанесения покрытия.
Выбор и обработка материалов
Гранитное основание установки для нанесения перовскитного покрытия, благодаря своей стабильности, низкому коэффициенту теплового расширения, химической стойкости и высоким демпфирующим характеристикам, обеспечивает надежную основу для высокоточной обработки покрытия. Десятипролетная портальная рама достигла сверхвысокой плоскостности ±1 мкм благодаря ряду технических средств, таких как высокоточные методы обработки, передовые системы обнаружения и обратной связи, оптимизированная конструкция, а также выбор и обработка материалов, что в совокупности способствует повышению эффективности и качества производства перовскитных солнечных элементов.
Дата публикации: 21 мая 2025 г.