Pri presnej výrobe perovskitových solárnych článkov a optoelektronických zariadení presnosť procesu nanášania povrchovej úpravy priamo určuje účinnosť fotoelektrickej konverzie produktov. Ako základný materiál zariadenia na nanášanie povrchovej úpravy nie je parameter hustoty žuly (typicky 2600 – 3100 kg/m³) len fyzikálnym ukazovateľom, ale kľúčovým faktorom, ktorý výrazne ovplyvňuje stabilitu, odolnosť voči vibráciám a dlhodobú spoľahlivosť zariadenia. Nasleduje analýza jej vnútorných spojení zo štyroch hlavných rozmerov.
Konštrukcia stabilného základu s vysokou hustotou a „nulovým posunom“
Perovskitové povlaky majú extrémne vysoké požiadavky na rovinnosť povrchu substrátu (Ra ≤ 0,5 μm) a akékoľvek posunutie základne môže viesť k nerovnomernej hrúbke povlaku alebo k defektom v tvare dierok. Žula s hustotou ≥ 3 100 kg/m³ môže vďaka svojej hustote prepletenej minerálnej štruktúre vo vnútri tvoriť extrémne silnú zotrvačnú hmotu. V určitej výrobnej linke perovskitových tandemových batérií TOPCon sa po použití vysokohustotnej žulovej základne odchýlka hrúbky povlaku zariadenia znížila z ± 15 nm na ± 3 nm v prostredí vysokofrekvenčných mechanických vibrácií (50 – 200 Hz), čím sa výrazne zlepšila konzistencia krivky prúd-napätie batérie.
2. Pozitívny korelačný efekt medzi hustotou a útlmom vibrácií
Počas procesu nanášania povrchovej úpravy môže vysokorýchlostný pohyb presnej nanášacej hlavy (s lineárnou rýchlosťou presahujúcou 800 mm/s) spôsobiť rezonanciu v zariadení. Štúdie ukazujú, že pri každom 10% zvýšení hustoty žuly sa môže účinnosť tlmenia vibrácií zvýšiť o 18%. Keď hustota dosiahne 3100 kg/m³, jej prirodzená frekvencia môže byť až 12 Hz, čím sa účinne zabráni vibračne citlivému rozsahu (20 – 50 Hz) nanášacieho zariadenia. Experimenty nemeckého výskumného tímu ukázali, že žulový základ s vysokou hustotou zvýšil rovnomernosť hrúbky filmu perovskitového rotačného nanášania o 27 % a znížil mieru defektov o 40 %.
3. Zvýšená tepelná stabilita s vysokou hustotou
Perovskitové materiály sú extrémne citlivé na teplotné výkyvy. Zmena o 0,1 ℃ môže spôsobiť deformáciu mriežky. Vďaka bližším atómovým rozstupom vo vnútri je koeficient tepelnej rozťažnosti vysokohustotného granitu (4-6×10⁻⁶/℃) o 30 % nižší ako u konvenčných materiálov. V procese žíhania (100-150 ℃) dokáže vysokohustotný základ kontrolovať tepelnú deformáciu kľúčových komponentov zariadenia v rozmedzí ±0,5 μm, čím sa zabezpečí, že povlak si po vysokoteplotnom spracovaní zachová nanoškálovú rovinnosť a zabráni sa praskaniu povlaku spôsobenému tepelným namáhaním.
4. Záruka dlhodobej prevádzky „proti únave“
Zariadenie na nanášanie perovskitu pracuje v priemere viac ako 16 hodín denne a základňa musí odolávať neustálemu mechanickému namáhaniu. Žula s hustotou 3100 kg/m³ má pevnosť v tlaku ≥200 MPa a jej odolnosť voči opotrebovaniu je päťkrát vyššia ako u bežnej ocele. Skutočné merania z istej továrne na sériovo vyrábané perovskitové moduly ukazujú, že po trojročnej nepretržitej prevádzke sa presnosť polohovania nanášacieho stroja s vysokohustotným žulovým základom znížila iba o 0,8 %, zatiaľ čo u zariadenia s nízkohustotným základom sa za rovnaké obdobie znížila o 3,2 %, čo výrazne znižuje náklady na údržbu zariadenia a riziko prestojov.
Záver: Výber vysokej hustoty znamená výber vysokého výkonu
Od presnosti nanášania v nanoškále až po dlhodobú stabilnú prevádzku výrobných liniek sa hustota žuly stala kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim výkon zariadení na perovskitové povlakovanie. Pre výrobné podniky, ktoré sa usilujú o efektívnosť a kvalitu, výber vysokokvalitných žulových podkladov s nosnosťou ≥3100 kg/m³ (ako sú napríklad produkty s certifikátom ZHHIMG®) nielen zaručuje súčasný proces, ale predstavuje aj strategickú investíciu do budúcich modernizácií kapacít.
Čas uverejnenia: 10. júna 2025