როგორ ცვლის გრანიტის სიმკვრივე პეროვსკიტის საფარის აღჭურვილობის მუშაობის საზღვრებს?

პეროვსკიტის მზის უჯრედებისა და ოპტოელექტრონული მოწყობილობების ზუსტი წარმოებისას, საფარის პროცესის სიზუსტე პირდაპირ განსაზღვრავს პროდუქციის ფოტოელექტრული გარდაქმნის ეფექტურობას. როგორც საფარის აღჭურვილობის ძირითადი საბაზისო მასალა, გრანიტის სიმკვრივის პარამეტრი (როგორც წესი, 2600-3100 კგ/მ³) არ არის მხოლოდ ფიზიკური მაჩვენებელი, არამედ ძირითადი ფაქტორი, რომელიც ღრმა გავლენას ახდენს აღჭურვილობის სტაბილურობაზე, ვიბრაციისადმი მდგრადობასა და გრძელვადიან საიმედოობაზე. ქვემოთ მოცემულია მისი შიდა კავშირების ანალიზი ოთხი ძირითადი განზომილებიდან.
„ნულოვანი გადაადგილების“ სტაბილური საძირკვლის მაღალი სიმკვრივის კონსტრუქცია
პეროვსკიტის საფარებს სუბსტრატის ზედაპირის სიბრტყისადმი უკიდურესად მაღალი მოთხოვნები აქვთ (Ra≤0.5μm) და ფუძის ნებისმიერმა გადაადგილებამ შეიძლება გამოიწვიოს საფარის არათანაბარი სისქე ან ნახვრეტის დეფექტები. ≥3100 კგ/მ³ სიმკვრივის გრანიტს შეუძლია წარმოქმნას უკიდურესად ძლიერი ინერციული მასა მისი შიგნით მჭიდროდ გადახლართული მინერალური სტრუქტურის გამო. TOPCon-ის გარკვეულ პეროვსკიტის ტანდემური ბატარეის წარმოების ხაზში, მაღალი სიმკვრივის გრანიტის ბაზის გამოყენების შემდეგ, აღჭურვილობის საფარის სისქის გადახრა შემცირდა ±15 ნმ-დან ±3 ნმ-მდე მაღალი სიხშირის მექანიკური ვიბრაციის (50-200Hz) გარემოში, რამაც მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა ბატარეის დენა-ძაბვის მრუდის თანმიმდევრულობა.

2. სიმკვრივესა და ვიბრაციის შესუსტებას შორის დადებითი კორელაციის ეფექტი
საფარის დამუშავების პროცესში, ზუსტი საფარის თავის მაღალსიჩქარიანი მოძრაობა (800 მმ/წმ-ზე მეტი წრფივი სიჩქარით) მიდრეკილია აპარატურაში რეზონანსის გამოწვევისკენ. კვლევები აჩვენებს, რომ გრანიტის სიმკვრივის ყოველი 10%-იანი ზრდის შემთხვევაში, ვიბრაციის შესუსტების ეფექტურობა შეიძლება გაიზარდოს 18%-ით. როდესაც სიმკვრივე აღწევს 3100 კგ/მ³-ს, მისი ბუნებრივი სიხშირე შეიძლება დაეცეს 12 ჰერცამდე, რაც ეფექტურად აარიდებს საფარის აღჭურვილობის ვიბრაციისადმი მგრძნობიარე დიაპაზონს (20-50 ჰერცი). გერმანული კვლევითი ჯგუფის ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მაღალი სიმკვრივის გრანიტის ფუძემ გაზარდა პეროვსკიტის დატრიალებული საფარის პროცესის ფენის სისქის ერთგვაროვნება 27%-ით და შეამცირა დეფექტების მაჩვენებელი 40%-ით.
3. მაღალი სიმკვრივის გაძლიერებული თერმული სტაბილურობის მახასიათებლები
პეროვსკიტის მასალები უკიდურესად მგრძნობიარეა ტემპერატურის რყევების მიმართ. 0.1℃-ით ცვლილებამ შეიძლება გამოიწვიოს ბადისებრი დისტორსია. შიგნით ატომებს შორის უფრო მცირე მანძილის გამო, მაღალი სიმკვრივის გრანიტის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი (4-6×10⁻⁶/℃) 30%-ით დაბალია, ვიდრე ჩვეულებრივი მასალების. გამოწვის პროცესში (100-150℃), მაღალი სიმკვრივის ფუძე აკონტროლებს აღჭურვილობის ძირითადი კომპონენტების თერმულ დეფორმაციას ±0.5μm-ის ფარგლებში, რაც უზრუნველყოფს, რომ საფარი ინარჩუნებს ნანომასშტაბის სიბრტყეს მაღალტემპერატურულ დამუშავების შემდეგ და თავიდან აიცილებს თერმული სტრესით გამოწვეულ საფარის ბზარებს.
4. ხანგრძლივი მუშაობის „დაღლილობის საწინააღმდეგო“ გარანტია
პეროვსკიტის საფარის მოწყობილობა საშუალოდ დღეში 16 საათზე მეტხანს მუშაობს და ფუძემ უნდა გაუძლოს უწყვეტ მექანიკურ დატვირთვას. 3100 კგ/მ³ სიმკვრივის გრანიტს აქვს ≥200 მპა შეკუმშვის სიმტკიცე და მისი ცვეთისადმი წინააღმდეგობა ხუთჯერ აღემატება ჩვეულებრივ ფოლადს. გარკვეული მასობრივი წარმოების პეროვსკიტის მოდულების ქარხნის ფაქტობრივი გაზომვის მონაცემები აჩვენებს, რომ სამი წლის განმავლობაში უწყვეტი მუშაობის შემდეგ, მაღალი სიმკვრივის გრანიტის ფუძის მქონე საფარის მანქანის პოზიციონირების სიზუსტე მხოლოდ 0.8%-ით შემცირდა, ხოლო დაბალი სიმკვრივის ფუძის მქონე მოწყობილობის სიზუსტე იმავე პერიოდში 3.2%-ით შემცირდა, რამაც მნიშვნელოვნად შეამცირა აღჭურვილობის მოვლა-პატრონობის ხარჯები და შეფერხების რისკი.
დასკვნა: მაღალი სიმკვრივის არჩევა ნიშნავს მაღალი ხარისხის არჩევას
ნანომასშტაბიანი საფარის სიზუსტიდან დაწყებული წარმოების ხაზების გრძელვადიანი სტაბილური მუშაობით დამთავრებული, გრანიტის სიმკვრივე პეროვსკიტის საფარის აღჭურვილობის მუშაობის ძირითად გავლენის ფაქტორად იქცა. ეფექტურობასა და ხარისხზე ორიენტირებული საწარმოო საწარმოებისთვის, მაღალი ხარისხის გრანიტის ფუძეთა არჩევა ≥3100 კგ/მ³ სიმძლავრით (მაგალითად, ZHHIMG®-ის სერტიფიცირებული პროდუქტები) არა მხოლოდ მიმდინარე პროცესის გარანტიას იძლევა, არამედ წარმოადგენს სტრატეგიულ ინვესტიციას მომავალი სიმძლავრეების განახლების მიზნით.