Několik důvodů, proč se perovskitové povlakovací stroje spoléhají na žulové základny
Vynikající stabilita
Proces perovskitového povlakování klade extrémně vysoké požadavky na stabilitu zařízení. I sebemenší vibrace nebo posunutí mohou vést k nerovnoměrné tloušťce povlaku, což následně ovlivňuje kvalitu perovskitových filmů a v konečném důsledku snižuje účinnost fotoelektrické konverze baterie. Žula má hustotu až 2,7–3,1 g/cm³, má tvrdou texturu a může poskytovat stabilní oporu pro povlakovací stroj. Ve srovnání s kovovými základnami mohou žulové základny účinně snižovat rušení vnějších vibrací, jako jsou vibrace generované provozem jiných zařízení a pohybem personálu v továrně. Po utlumení žulovou základnou jsou vibrace přenášené na hlavní komponenty povlakovacího stroje zanedbatelné, což zajišťuje stabilní průběh procesu povlakování.
Extrémně nízký koeficient tepelné roztažnosti
Když je stroj na perovskitové povlakování v provozu, některé součásti generují teplo v důsledku práce vykonané proudem a mechanického tření, což způsobuje zvýšení teploty zařízení. Současně může okolní teplota ve výrobní hale do určité míry kolísat. Velikost běžných materiálů se s kolísáním teploty výrazně mění, což je pro procesy perovskitového povlakování, které vyžadují přesnost v nanoměřítku, fatální. Koeficient tepelné roztažnosti žuly je extrémně nízký, přibližně (4-8) × 10⁻⁶/℃. Při kolísání teploty se její velikost mění jen velmi málo.
Dobrá chemická stabilita
Perovskitové prekurzorové roztoky mají často určitou chemickou reaktivitu. Během procesu nanášení povlaku, pokud je chemická stabilita základního materiálu zařízení nízká, může dojít k chemické reakci s roztokem. To nejen kontaminuje roztok, což ovlivňuje chemické složení a vlastnosti perovskitového filmu, ale také může korodovat základnu a zkracovat životnost zařízení. Žula se skládá převážně z minerálů, jako je křemen a živec. Má stabilní chemické vlastnosti a je odolná vůči kyselinám a zásadám. Při kontaktu s perovskitovými prekurzorovými roztoky a dalšími chemickými činidly ve výrobním procesu nedochází k žádným chemickým reakcím, což zajišťuje čistotu prostředí povlaku a dlouhodobý stabilní provoz zařízení.
Vysoké tlumicí vlastnosti snižují dopad vibrací
Když je nanášecí stroj v provozu, pohyb vnitřních mechanických součástí může způsobovat vibrace, jako je vratný pohyb nanášecí hlavy a provoz motoru. Pokud tyto vibrace nelze včas tlumit, budou se šířit a překrývat uvnitř zařízení, což dále ovlivňuje přesnost nanášení. Žula má relativně vysokou tlumicí charakteristiku, s tlumicím poměrem obecně v rozmezí 0,05 až 0,1, což je několikanásobek oproti kovovým materiálům.
Technická záhada dosažení rovinnosti ±1 μm v portálovém rámu o 10 rozpětích
Vysoce přesná technologie zpracování
Pro dosažení rovinnosti ±1 μm u portálového rámu o rozpětí 10 polí je nutné nejprve ve fázi zpracování použít pokročilé vysoce přesné techniky zpracování. Povrch portálového rámu je jemně ošetřen ultra přesnými technikami broušení a leštění.
Pokročilý systém detekce a zpětné vazby
Při výrobě a instalaci portálových rámů je zásadní být vybaven pokročilými detekčními přístroji. Laserový interferometr dokáže v reálném čase měřit odchylku rovinnosti každé části portálového rámu a jeho přesnost měření může dosáhnout submikronové úrovně. Naměřená data jsou v reálném čase přenášena zpět do řídicího systému. Řídicí systém na základě zpětnovazebních dat vypočítá polohu a množství, které je třeba upravit, a poté pomocí vysoce přesného dolaďovacího zařízení seřídí portálový rám.
Optimalizovaný konstrukční návrh
Rozumná konstrukční úprava pomáhá zvýšit tuhost a stabilitu portálového rámu a snížit deformace způsobené jeho vlastní hmotností a vnějším zatížením. Struktura portálového rámu byla simulována a analyzována pomocí softwaru pro analýzu konečných prvků za účelem optimalizace tvaru, velikosti a způsobu spojení příčného nosníku a sloupu. Například příčné nosníky s krabicovým průřezem mají ve srovnání s běžnými I-nosníky větší torzní a ohybovou odolnost a mohou účinně snižovat deformaci při rozpětí 10 metrů. Současně jsou v klíčových částech přidána výztužná žebra pro další zvýšení tuhosti konstrukce, což zajišťuje, že rovinnost portálového rámu může být i při vystavení různému zatížení během provozu povlakovacího stroje stále udržována v rozmezí ±1 μm.
Výběr a zpracování materiálů
Žulová základna perovskitového povlakovacího stroje se svou stabilitou, nízkým koeficientem tepelné roztažnosti, chemickou stabilitou a vysokými tlumicími vlastnostmi poskytuje pevný základ pro vysoce přesné povlakování. Portálový rám s 10 rozpětími dosáhl ultravysoké rovinnosti ±1 μm díky řadě technických prostředků, jako jsou vysoce přesné techniky zpracování, pokročilé detekční a zpětnovazební systémy, optimalizovaný konstrukční návrh a výběr a zpracování materiálů, což společně podporuje výrobu perovskitových solárních článků směřující k vyšší účinnosti a vyšší kvalitě.
Čas zveřejnění: 21. května 2025