太阳能光伏作为一种绿色能源,是国家可持续发展的重要组成部分。在光伏行业中,高效的散热技术对于提高太阳能电池板的性能和寿命至关重要,过热将导致局部电池单元短路,降低整体效率。
金刚石热沉片热导率高达2000 W/(m·K),远超铜(400 W/(m·K)),能快速散热,减少热斑的产生;具有低热膨胀系数,与硅太阳能电池材料匹配,减少热应力,确保组件的长期稳定性;具有耐腐蚀,在户外环境下,金刚石对恶劣气候条件有良好的抵抗能力;尽管坚硬,但金刚石热沉片的密度相对较低,有利于减轻整体光伏组件的重量。因而,金刚石热沉片,已经成为解决光伏组件过热问题的新兴解决方案。
金刚石薄膜可用于制作太阳能电池板的表面,并可代替其他材料的表面形成更高效的太阳能电池板。金刚石材料的高热导率和导热均匀性可以保证太阳能光伏集热器的高效工作,并避免产生热点。实验数据显示,采用金刚石热沉片的光伏组件在相同光照条件下,效率提升约3-5%。
未来,金刚石材料有望在光伏领域取得重大进展,因为普通材料在高温高压下略有变形就会发生塑性失效,而金刚石在高温高压下不会发生形变,具有很高的稳定性。这使得金刚石材料在制造更高效、更稳定的光伏电池和太阳能光伏集热器方面具有很大潜力。此外,金刚石材料还可以用于制造太阳能光伏系统的透镜,用于收集太阳辐射能量,提高太阳能光伏系统的收集效率;还可以用于制造太阳能电池反射层,提高光伏电池的接收效率。金刚石在光伏领域的应用前景非常广阔。
金刚石热沉片在光伏领域的应用,不仅提升了系统的散热效率,还增强了光伏组件的性能和寿命,为光伏产业的可持续发展注入了新的活力。化合积电深耕金刚石领域,持续推进金刚石在功率器件领域散热技术发展,核心产品包括金刚石热沉片、金刚石晶圆、金刚石窗口片、金刚石异质集成复合衬底等。金刚石热沉片热导率达1000~2000W/(m.k),晶圆级金刚石Ra<1nm,目前在光伏组件、大功率激光器、新能源汽车IGBT、雷达、航空航天及医疗器械中均有应用。