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(xiàn),說(shuō)明碳纖維作為一種高端的基礎(chǔ)材料,在眾多領(lǐng)域有突出的應(yīng)用。


上圖所展示的材料是碳-碳復(fù)合材料,它是碳纖維及其織物增強(qiáng)的碳基體復(fù)合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高強(qiáng)度、高比模量、高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)、摩擦性能好,以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),是如今在1650℃以上應(yīng)用的少數(shù)備選材料,最高理論溫度更高達(dá)2600℃,因此被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的高溫材料之一。光伏產(chǎn)業(yè)中所使用的碳碳復(fù)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(chǎng)、直拉單晶熱場(chǎng)、多晶鑄錠爐熱場(chǎng)、太陽(yáng)能電池鍍膜等工藝作為關(guān)鍵設(shè)備。
以往此類?ài)釄逯饕酶呒兪圃?,但高純石墨為?guó)外控制,而且隨著拉硅單晶爐和多晶鑄錠爐生產(chǎn)設(shè)備的大型化,石墨材料難以滿足。碳碳復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性和良好的熱物理性能,和石墨熱場(chǎng)材料相比,具有非常大的優(yōu)勢(shì)。
碳碳復(fù)合材料坩堝具有較高的技術(shù)含量和難度,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家企業(yè)突破了技術(shù)難關(guān),具備了生產(chǎn)能力。
碳纖維復(fù)合材料的高強(qiáng)高模、低密度,在輕量化方面作用明顯,光伏行業(yè)也不例外,如作為硅片支架等。
其他方面,碳纖維在光伏行業(yè)也作為明顯。

上圖是光伏用的碳纖維刮膠片。

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

上圖是碳纖維輥,可以用于光伏膜的生產(chǎn)、分切中。傳統(tǒng)的金屬輥筒,自身重量大,機(jī)器啟動(dòng)速度慢,慣性大,不僅耗能多、原料損耗大,對(duì)生產(chǎn)效率也產(chǎn)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(diào)節(jié)、高精度等優(yōu)點(diǎn)。
隨著碳纖維及復(fù)合材料技術(shù)的成熟,已經(jīng)人們研究的深入,碳纖維及復(fù)合材料在光伏行業(yè)的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多!
作者簡(jiǎn)介:
嚴(yán)兵,江蘇澳盛復(fù)合材料科技有限公司技術(shù)總監(jiān),教育部工程教育認(rèn)證專家,中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)專家組成員,中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)會(huì)員,江蘇復(fù)合材料學(xué)會(huì)常務(wù)理事,蘇州大學(xué)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)師。多年從事纖維、粉體增強(qiáng)的高分子基復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn)的技術(shù)工作,開發(fā)了多項(xiàng)產(chǎn)品投入市場(chǎng),創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益,在科學(xué)期刊發(fā)表論文20多篇,申請(qǐng)專利多項(xiàng),其中20多項(xiàng)已經(jīng)授權(quán)。