Existen múltiples razones por las que las máquinas de recubrimiento de perovskita dependen de bases de granito.
Estabilidad excepcional
El proceso de recubrimiento de perovskita exige una estabilidad del equipo extremadamente alta. Incluso la más mínima vibración o desplazamiento puede provocar un espesor de recubrimiento irregular, lo que a su vez afecta la calidad de las películas de perovskita y, en última instancia, reduce la eficiencia de conversión fotoeléctrica de la batería. El granito tiene una densidad de entre 2,7 y 3,1 g/cm³, es duro y proporciona un soporte estable para la máquina de recubrimiento. En comparación con las bases metálicas, las bases de granito reducen eficazmente la interferencia de vibraciones externas, como las generadas por el funcionamiento de otros equipos y el movimiento del personal en la fábrica. Tras ser atenuadas por la base de granito, las vibraciones transmitidas a los componentes principales de la máquina de recubrimiento son insignificantes, lo que garantiza el desarrollo estable del proceso de recubrimiento.
Coeficiente de dilatación térmica extremadamente bajo
Cuando la máquina de recubrimiento de perovskita está en funcionamiento, algunos componentes generan calor debido al trabajo realizado por la corriente eléctrica y la fricción mecánica, lo que provoca un aumento de la temperatura del equipo. Asimismo, la temperatura ambiente en el taller de producción puede fluctuar en cierta medida. El tamaño de los materiales comunes cambia significativamente con las variaciones de temperatura, lo cual es fatal para los procesos de recubrimiento de perovskita que requieren precisión a nanoescala. El coeficiente de dilatación térmica del granito es extremadamente bajo, aproximadamente (4-8) × 10⁻⁶/°C. Cuando la temperatura fluctúa, su tamaño cambia muy poco.
Buena estabilidad química
Las soluciones precursoras de perovskita suelen presentar cierta reactividad química. Durante el proceso de recubrimiento, si la estabilidad química del material base del equipo es deficiente, puede producirse una reacción química con la solución. Esto no solo contamina la solución, afectando la composición química y el rendimiento de la película de perovskita, sino que también puede corroer la base, acortando la vida útil del equipo. El granito se compone principalmente de minerales como el cuarzo y el feldespato. Posee propiedades químicas estables y es resistente a la corrosión ácida y alcalina. Al entrar en contacto con las soluciones precursoras de perovskita y otros reactivos químicos durante el proceso de producción, no se producen reacciones químicas, lo que garantiza la pureza del entorno de recubrimiento y el funcionamiento estable a largo plazo del equipo.
Las elevadas características de amortiguación reducen el impacto de la vibración.
Durante el funcionamiento de la máquina de recubrimiento, el movimiento de sus componentes mecánicos internos puede provocar vibraciones, como el movimiento alternativo del cabezal de recubrimiento y el funcionamiento del motor. Si estas vibraciones no se atenúan a tiempo, se propagarán y se superpondrán dentro del equipo, afectando aún más la precisión del recubrimiento. El granito posee una amortiguación relativamente alta, con un coeficiente de amortiguación que generalmente oscila entre 0,05 y 0,1, varias veces superior al de los materiales metálicos.
El misterio técnico de lograr una planitud de ±1 μm en un pórtico de 10 tramos.
Tecnología de procesamiento de alta precisión
Para lograr una planitud de ±1 μm en un pórtico de 10 tramos, es necesario emplear técnicas avanzadas de procesamiento de alta precisión durante la fase de fabricación. La superficie del pórtico se trata minuciosamente mediante técnicas de pulido y rectificado de ultraprecisión.
Sistema avanzado de detección y retroalimentación
En el proceso de fabricación e instalación de pórticos, es fundamental contar con instrumentos de detección avanzados. El interferómetro láser permite medir la desviación de planitud de cada parte del pórtico en tiempo real, con una precisión submicrométrica. Los datos de medición se retroalimentan al sistema de control en tiempo real. Este sistema calcula la posición y la cantidad que deben ajustarse a partir de los datos de retroalimentación y, posteriormente, ajusta el pórtico mediante un dispositivo de ajuste fino de alta precisión.
Diseño estructural optimizado
Un diseño estructural adecuado contribuye a mejorar la rigidez y estabilidad del pórtico y a reducir la deformación causada por su propio peso y las cargas externas. La estructura del pórtico se simuló y analizó mediante software de análisis de elementos finitos para optimizar la forma, el tamaño y el método de conexión de la sección transversal de la viga transversal y la columna. Por ejemplo, las vigas transversales con secciones transversales en forma de caja presentan una mayor resistencia a la torsión y a la flexión en comparación con las vigas en I convencionales, y pueden reducir eficazmente la deformación en un tramo de 10 metros. Asimismo, se añadieron nervaduras de refuerzo en puntos clave para aumentar aún más la rigidez de la estructura, garantizando que la planitud del pórtico se mantenga dentro de ±1 μm al someterse a diversas cargas durante el funcionamiento de la máquina de recubrimiento.
Selección y procesamiento de materiales
La base de granito de la máquina de recubrimiento de perovskita, gracias a su estabilidad, bajo coeficiente de dilatación térmica, estabilidad química y elevadas propiedades de amortiguación, proporciona una base sólida para un recubrimiento de alta precisión. El pórtico de 10 tramos ha alcanzado una planitud ultra alta de ±1 μm mediante una serie de medios técnicos, como técnicas de procesamiento de alta precisión, sistemas avanzados de detección y retroalimentación, diseño estructural optimizado y selección y tratamiento de materiales, lo que en conjunto impulsa la producción de células solares de perovskita hacia una mayor eficiencia y calidad.
Fecha de publicación: 21 de mayo de 2025