תהליך משיכת סיליקון חד-גבישי פוטו-וולטאי פועל בסביבת ואקום בטמפרטורה גבוהה מעל 1400 מעלות. כור היתוך גרפיט, מגני חום, תנורי חימום, גלילי מנחה וחביות בידוד מהווים את מערכת השדות התרמיים של גרפיט. בטמפרטורה גבוהה במיוחד, עקבות זיהומים מתכתיים בתוך הגרפיט יתנדפו ויתפזרו לסיליקון מותך, ויצרו מרכזי פגמים בתוך גביש הסיליקון. אפילו יסודות זיהומים ברמת ppm כגון ברזל, ניקל, נחושת וסידן יגרמו לאובדן ביצועים רציני עבור פרוסות סיליקון חד-גבישיות. מפעילים רבים של מפעלים פוטו-וולטאיים שמים לב רק לאינדקס הטוהר הנומינלי של ריק גרפיט, תוך התעלמות ממספר קישורי זיהום משני לאחר ייצור ריק גולמי. בייצור בפועל, לא מעט בעיות איכות של מטילי סיליקון נובעות מזיהום שהוכנס לעיבוד שבבי, ניקוי, אחסון והרכבה במקום ריק מגרפיט עצמו.
מקור הזיהום הראשון הוא טומאה אינהרנטית בתוך ריק גולמי של גרפיט. עבור שדה תרמי פוטו-וולטאי, ריק גרפיט איזוסטטי סינטטי הוא הבחירה המרכזית. אפילו גרפיט בטוהר גבוה עדיין מכיל שאריות של זיהומים מתכתיים מחומר גלם קוקי ותהליך גרפיטציה. לספקים שונים של ריקים בגרפיט יש פער עצום בבקרת אלמנטים של טומאה. פשוט התמקדות בערך האפר הכולל אינו מספיק; נדרש זיהוי אלמנט אחר אלמנט של זיהומים ממתכת מעבר.
מקור הזיהום השני מגיע מתהליך עיבוד שבבי. כאשר גרפיט נטחן ונקדח על ידי כלי מכונת CNC, בלאי הכלים יפיל פסולת מתכת זעירה לתוך נקבוביות משטח הגרפיט. שברי מתכת אלו נטמעים בנקבוביות גרפיט פתוחות ולא ניתן להסירם בנשיפה פשוטה. כאשר מכניסים אותם לכבשן בטמפרטורה גבוהה, חלקיקי המתכת הללו מנדפים ומזהמים את נוזל הסיליקון. זיהום צולב בין סדנאות מעורבת היא סכנה נסתרת נוספת: עיבוד גרפיט מתכות רגיל וגרפיט פוטו-וולטאי בטוהר גבוה על אותו ציוד ללא ניקוי יסודי יוביל לאבקת גרפיט גס ושאריות זיהומים שיעברו לרכיבים בדרגה פוטו-וולטאית.
מקור שלישי הוא אבק גרפיט שאריות ופסולת לאחר עיבוד שבבי. לחלקי שדות תרמיים של גרפיט בעלי מבנה מורכב יש חורים עמוקים, חריצים צרים ומרווחי חיבור. אבקת גרפיט עדינה שנוצרת בעיבוד כלואה בתוך מבנים אלה. אם הליך הניקוי אינו שלם, שאריות אבקה יתקלפו בתנאי תנור בטמפרטורה גבוהה ותפול על משטח חומר סיליקון.
מקור רביעי הוא זיהום פירוק בשכבת הציפוי. ציפוי SiC מיושם באופן נרחב על רכיבי גרפיט פוטו-וולטאיים למטרות עמידות בחמצון. אם לציפוי יש חורים, סדקים מיקרו או חוזק מליטה גרוע, שכבת הציפוי תתקלף חלקית במהלך מחזורים תרמיים ארוכי טווח. שברי הציפוי שנפלו יהפכו גם למקור זיהום עבור מטילי סיליקון.
לכן, ספקים מוסמכים של רכיבי גרפיט פוטו-וולטאיים צריכים לבנות מערכת למניעת זיהום בשרשרת מלאה המכסה בדיקה נכנסת של ריקים גולמיים, מחיצה של סדנאות, ניהול עיבוד שבבי, ניקוי רב-שלבי, טיפול באפייה בוואקום ואריזה חסינת אבק.
Jincheng Graphite (Huixian Jincheng Abrasive & Graphite Mold Factory) צברה ניסיון בייצור רב של רכיבי גרפיט פוטו-וולטאיים בשדה תרמי. המפעל מיישם מחיצה פיזית עבור אזור עיבוד גרפיט בדרגה פוטו-וולטאית וסדנה רגילה לעיבוד גרפיט תעשייתי, המונעת ערבוב צולב של שאריות חומר ואבק. עבור הזמנות של פרויקטים פוטו-וולטאיים, מאומצים אביזרי עיבוד וערכות כלים ייעודיים, הימנעות מזיהום פסולת של כלים מתכתיים.
קישור בדיקה נכנס בודק בקפדנות את דוח בדיקת הטומאה ברמת אצווה ברמת גרפיט. עבור הזמנות של לקוחות מפתח, מתבצע זיהוי דגימה עבור אלמנטים של זיהום מתכת מעבר. לאחר עיבוד CNC, מתבצעת זרימת עבודה של ניקוי רב-שלבי: ניפוח אוויר דחוס, ניקוי קולי, אפייה בוואקום בטמפרטורה גבוהה, להסרת פסולת מיקרו-מתכת מוטבעת ושאריות אבק גרפיט בתוך נקבוביות ומבנים מורכבים של חריצים. לפני המסירה, המוצרים נאטמים בשקיות אריזות ואקום חסינות לאבק, כדי למנוע זיהום משני במהלך לוגיסטיקה ואחסון בינלאומיים.
הצוות הטכני של Jincheng Graphite יזכיר ליצרני ציוד פוטו-וולטאי בחו"ל: טוהר נומינלי גבוה של ריק גרפיט אינו יכול להבטיח אפס זיהום של חלקים מוגמרים סופיים. לקוחות צריכים לבדוק את יכולת בקרת הזיהום של כל התהליך של הספק, במקום לבחון רק גיליון נתונים ריק. כאשר יש צורך בשירות ציפוי SiC, המפעל משתף פעולה עם שותפי ציפוי מקצועיים, ובודק את קומפקטיות הציפוי, מצב החורים וביצועי ההדבקה לאחר הציפוי, כדי למנוע סיכון לזיהום שנגרם כתוצאה מכשל ציפוי.
ככל שהתעשייה הפוטו-וולטאית העולמית דוחפת ללא הרף את שדרוג איכות פרוסות סיליקון, בקרת המיקרו-טומאה של רכיבי שדות תרמיים של גרפיט הופכת יותר ויותר קריטית. Jincheng Graphite ממשיכה לייעל את הליך ניהול אנטי-זיהום בשרשרת מלאה, ומספקת חלקי שדה תרמיים גרפיטים המעובדים בהתאמה אישית אמינים עבור שילובי ציוד חד-גבישי-סיליקון בחו"ל.
