Existen múltiples razones por las que las máquinas de recubrimiento de perovskita se basan en 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, con una densidad de 2,7 a 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 mínimas, 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 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. Las variaciones de temperatura provocan cambios significativos en el tamaño de los materiales comunes, lo cual resulta crítico para los procesos de recubrimiento de perovskita, que requieren precisión nanométrica. El coeficiente de dilatación térmica del granito es extremadamente bajo, aproximadamente (4-8) × 10⁻⁶/°C. Por lo tanto, su tamaño apenas varía con las fluctuaciones de temperatura.
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 baja, puede reaccionar químicamente 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, reduciendo la vida útil del equipo. El granito se compone principalmente de minerales como cuarzo y 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.
Sus elevadas características de amortiguación reducen el impacto de las vibraciones.
Durante el funcionamiento de la máquina de recubrimiento, el movimiento de los componentes mecánicos internos, como el movimiento alternativo del cabezal de recubrimiento y el funcionamiento del motor, puede provocar vibraciones. 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 presenta una alta capacidad de amortiguación, 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 adoptar técnicas avanzadas de procesamiento de alta precisión en la etapa de fabricación. La superficie del pórtico se trata minuciosamente mediante técnicas de rectificado y pulido 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 en tiempo real la desviación de planitud de cada parte del pórtico, con una precisión submicrónica. Los datos de medición se envían al sistema de control en tiempo real. Este sistema calcula la posición y la magnitud de los ajustes necesarios 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 la 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 viga transversal y la columna. Por ejemplo, las vigas transversales con sección rectangular presentan mayor resistencia a la torsión y a la flexión que las vigas en I convencionales, y pueden reducir eficazmente la deformación en un vano de 10 metros. Asimismo, se añadieron nervios 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 alta capacidad de amortiguación, proporciona una base sólida para un recubrimiento de alta precisión. El pórtico de 10 tramos ha alcanzado una planitud ultraalta de ±1 μm mediante una serie de técnicas avanzadas, como procesos de fabricación de alta precisión, sistemas de detección y retroalimentación de última generación, un diseño estructural optimizado y la selección y el tratamiento de materiales, lo que contribuye a que la producción de células solares de perovskita alcance una mayor eficiencia y calidad.
Fecha de publicación: 21 de mayo de 2025