《70年代跟老婆去隨軍最強後勤》第451章 材料科學和精密製造(1)

作者:南海大盜·1個月前

他在“材料科學”下面寫了一行字:多晶矽提純——》西門子法——》高純化學品——》耐腐蝕裝置,然後他在這行字後面打了一個問號。

他放下鉛筆,靠在椅背上,閉上眼睛。

他在想,有沒有可能繞過晶體矽,走別的路線?

碲化鎘薄膜電池對材料純度的要求比晶體矽低一個數量級,可以透過氣相沉積或電化學沉積在玻璃或不鏽鋼箔上製備。

但碲和鎘都是稀有元素,在這個年代,國內有沒有成熟的提純和回收工藝?銅銦鎵硒薄膜電池的效率更高。

但銦和鎵同樣是稀缺資源,而且多層薄膜的組分控制極其複雜,需要精密的濺射裝置和工藝引數,這些裝置,在這個年代,甚至連概念都還沒有。

他睜開眼睛,在“材料科學”下面又加了一行字:薄膜路線——》碲化鎘或銅銦鎵硒——》稀有元素供應——》沉積裝置。

然後他在這行字後面也打了一個問號。

他翻過一頁,開始在第二頁上寫第二塊內容:精密製造。

有了多晶矽錠,還需要把它切成薄如蟬翼的矽片。

現代切片使用的是金剛石線鋸,可以將矽片切割到一百八十微米甚至更薄,切割損耗小,表面損傷輕。

而他所在的時代,最先進的切片裝置是內圓切割機,刀片本身的厚度就超過三百微米,切割損耗極大,切出來的矽片厚薄不均,表面損傷嚴重。

要切出符合現代效率要求的矽片,需要亞微米級的精密機械定位和張力控制,這在七十年代的中國,是完全不可能實現的。

他在“精密製造”下面寫了一行字:金剛石線鋸——》亞微米級定位——》張力控制,然後他在這行字後面重重地畫了一個圈。

他又想到電池製備的後續工序。

制絨需要在矽片表面製作微米級的金字塔結構,以減少反射;擴散需要在高溫下形成PN接面;電極製備需要在矽片正面和背面製作精細的銀電極和鋁背場。

每一道工序都需要超淨環境、高精度裝置和專用材料。

七十年代國內半導體行業的潔淨室標準通常是萬級,而光伏電池製備需要百級甚至十級潔淨室,溫溼度控制、塵埃粒子過濾、靜電防護,每一項都是巨大的挑戰。

他在“精密製造”下面又加了一行字:超淨環境——》百級潔淨室——》溫溼度控制——》靜電防護。

然後他在這行字後面也畫了一個圈。

他翻過一頁,開始在第三頁上寫第三塊內容:電力電子。

光伏板發出的是首流電,而且電壓隨光照變化劇烈。

要把它變成可以併網或驅動交流負載的交流電,需要逆變器。

要最大限度地利用光伏板的發電能力,需要最大功率點跟蹤控制器,要保證系統的安全和穩定,需要保護、監測和通訊系統。

而所有這些,都離不開一個核心器件,高速開關功率半導體器件。

現代逆變器的核心是IGBT或MOSFET,這兩種器件都可以在高頻率下開關,從而實現高效的電能變換。

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