Welche Anwendungen gibt es für Aluminiumnitrid-Keramik und Siliziumkarbid-Keramik in der Fotovoltaik?

Mit der Beschleunigung der globalen Energiewende entwickelt sich die Photovoltaikindustrie als wichtige Komponente der sauberen Energie rasch weiter. In diesem Prozess ist die Anwendung von Hochleistungsmaterialien entscheidend für die Verbesserung der Effizienz und Zuverlässigkeit von Photovoltaiksystemen. Aluminiumnitrid (AlN)-Keramik und Siliziumkarbid (SiC)-Keramik sind zwei Hochleistungswerkstoffe, die aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften ein breites Anwendungsspektrum im Bereich der Solarfotovoltaik aufweisen.

Anwendung von Aluminiumnitridkeramik in der Solar-Photovoltaik
（1） Wärmemanagement
Aluminiumnitrid-Keramik sind aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit (theoretische Wärmeleitfähigkeit bis zu 320 W/(m - K), die in praktischen Anwendungen über 150 W/(m - K) erreichen kann) und ihrer hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften zu einem idealen Material für das Wärmeableitungsmanagement von Photovoltaikmodulen geworden. In Fotovoltaikmodulen können Aluminiumnitrid-Keramik-Kühlkörper die Betriebstemperatur des Moduls wirksam senken und dadurch die fotoelektrische Umwandlungseffizienz verbessern. In Photovoltaiksystemen mit hoher Leistungsdichte können Aluminiumnitrid-Keramik-Kühlkörper beispielsweise Wärme schnell leiten und abführen und so die durch hohe Temperaturen verursachte Verschlechterung des Wirkungsgrads verringern.
（2） Verpackungsmaterial
Aluminiumnitridkeramik kann auch für die Verpackung von Photovoltaikmodulen verwendet werden. Dank ihrer hohen Härte, Verschleißfestigkeit und guten chemischen Stabilität kann sie Photovoltaikmodule wirksam vor äußeren Umwelteinflüssen schützen und die Lebensdauer der Module verlängern. Darüber hinaus trägt die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitridkeramik dazu bei, dass die Wärme innerhalb der Verkapselungsschicht schnell abgeleitet wird, was die Leistung der Photovoltaikmodule weiter verbessert.
（3） Herstellung von Batterien
Aluminiumnitridkeramik kann als Elektrodenmaterial und Passivierungsschicht bei der Herstellung von Solarzellen verwendet werden. Als Elektrodenmaterial kann die hohe Leitfähigkeit und Stabilität von Aluminiumnitridkeramik die photoelektrische Umwandlungseffizienz von Batterien verbessern. Als Passivierungsschicht kann Aluminiumnitridkeramik den Verbundverlust auf der Oberfläche von Solarzellen wirksam verringern und die Leerlaufspannung und den Kurzschlussstrom der Zellen verbessern.

Anwendung von Siliziumkarbid-Keramik in der solaren Photovoltaik
（1） Fahrzeug zur Herstellung von Batteriezellen
Siliziumkarbidkeramik spielt eine entscheidende Rolle im Produktionsprozess von Photovoltaikzellen. Im Vergleich zu herkömmlichen Quarzwerkstoffen hat Siliziumkarbidkeramik eine bessere thermische Stabilität, eine höhere Festigkeit und eine längere Lebensdauer. Aus Siliziumkarbid-Keramik hergestellte Fahrzeuge wie Bootsträger, Bootskästen und Rohrfittings können auch bei hohen Temperaturen stabil bleiben, ohne schädliche Substanzen freizusetzen, und haben eine Lebensdauer von über einem Jahr, was die Produktionskosten erheblich senkt.
（2） Solarthermische Stromerzeugungsanlage
Siliziumkarbidkeramik ist das ideale wärmeabsorbierende Material für solarthermische Turmkraftwerke. Dieses System wird wegen seines hohen Konzentrationsverhältnisses, seiner hohen thermischen Zyklustemperatur und seines geringen thermischen Verlusts hoch gelobt. Der Wärmeabsorber aus Siliziumkarbidkeramik kann bei hohen Temperaturen von über 1000 ℃ arbeiten und einer hohen Strahlungsintensität standhalten, die dem 200-300-fachen der natürlichen Lichtintensität entspricht. Seine hohe Festigkeit, große spezifische Oberfläche, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und gute Wärmedämmung machen ihn zu einer idealen Wahl für solarthermische Stromerzeugungssysteme.
（3） Photovoltaik-Wechselrichter
Siliziumkarbidkeramik kann auch als Wärmeableitungs- und Gehäusematerial für Photovoltaik-Wechselrichter verwendet werden. Dank ihrer ausgezeichneten Hochtemperaturbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit können sie auch in rauen Umgebungen stabil arbeiten. Siliziumkarbid-Keramikstrahler können die Betriebstemperatur von Wechselrichtern wirksam senken und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Systems verbessern.

Aluminiumnitridkeramik und Siliziumkarbidkeramik haben jeweils einzigartige Vorteile im Bereich der Photovoltaik. Aluminiumnitridkeramik hat sich aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und ihrer hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften zu einem idealen Material für die Wärmeableitung und die Verpackung von Photovoltaikmodulen entwickelt; Siliziumkarbidkeramik hat aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohen Festigkeitseigenschaften breite Anwendungsmöglichkeiten in Hochtemperaturkomponenten und thermischen Stromerzeugungssystemen gezeigt.