Dans la fabrication de précision des cellules solaires pérovskites et des dispositifs optoélectroniques, la précision du procédé de revêtement détermine directement l'efficacité de conversion photoélectrique des produits. Matériau de base des équipements de revêtement, le granite (généralement de 2 600 à 3 100 kg/m³) n'est pas qu'un simple indicateur physique ; c'est un facteur clé qui influe considérablement sur la stabilité, la résistance aux vibrations et la fiabilité à long terme des équipements. L'analyse de ses connexions internes, selon quatre axes principaux, est présentée ci-après.
Construction à haute densité d'une fondation stable « à déplacement nul »
Les revêtements de pérovskite exigent une planéité de surface extrêmement élevée du substrat (Ra ≤ 0,5 μm), et tout déplacement de ce dernier peut entraîner une épaisseur de revêtement irrégulière ou des défauts de type piqûre. Le granit, d'une densité ≥ 3 100 kg/m³, peut constituer une masse inertielle extrêmement importante grâce à sa structure minérale interne très dense. Sur une ligne de production de batteries tandem à pérovskite TOPCon, l'utilisation d'un substrat en granit haute densité a permis de réduire l'écart d'épaisseur de revêtement de ± 15 nm à ± 3 nm sous l'effet de vibrations mécaniques à haute fréquence (50-200 Hz), améliorant ainsi significativement la régularité de la courbe courant-tension de la batterie.
2. L'effet de corrélation positive entre la densité et l'atténuation des vibrations
Lors du processus de revêtement, le mouvement à grande vitesse de la tête de revêtement de précision (avec une vitesse linéaire supérieure à 800 mm/s) est susceptible de provoquer des résonances dans l'équipement. Des études montrent que pour chaque augmentation de 10 % de la densité du granit, l'efficacité d'atténuation des vibrations peut être améliorée de 18 %. Lorsque la densité atteint 3 100 kg/m³, sa fréquence propre peut descendre jusqu'à 12 Hz, évitant ainsi efficacement la plage de sensibilité aux vibrations (20-50 Hz) de l'équipement de revêtement. Les expériences d'une équipe de recherche allemande ont montré qu'un support en granit haute densité permettait d'accroître l'uniformité de l'épaisseur du film lors du procédé de revêtement par centrifugation de pérovskite de 27 % et de réduire le taux de défauts de 40 %.
3. Performances de stabilité thermique améliorées à haute densité
Les matériaux pérovskites sont extrêmement sensibles aux variations de température. Une variation de 0,1 °C peut entraîner une distorsion du réseau cristallin. Grâce à un espacement atomique plus faible, le coefficient de dilatation thermique du granite haute densité (4-6 × 10⁻⁶/°C) est 30 % inférieur à celui des matériaux conventionnels. Lors du recuit (100-150 °C), la base haute densité permet de contrôler la déformation thermique des composants clés de l'équipement à ±0,5 µm près, garantissant ainsi la planéité nanométrique du revêtement après traitement thermique et évitant les fissures dues aux contraintes thermiques.
4. Garantie « anti-fatigue » à long terme
L'équipement de revêtement de pérovskite fonctionne en moyenne plus de 16 heures par jour et son support doit résister à des contraintes mécaniques continues. Le granit d'une densité de 3 100 kg/m³ présente une résistance à la compression supérieure ou égale à 200 MPa et une résistance à l'usure cinq fois supérieure à celle de l'acier ordinaire. Les mesures effectuées dans une usine de production en série de modules de pérovskite montrent qu'après trois ans de fonctionnement continu, la précision de positionnement de la machine de revêtement dotée d'un support en granit haute densité n'a diminué que de 0,8 %, tandis que celle de l'équipement doté d'un support basse densité a diminué de 3,2 % sur la même période. Cette diminution a permis de réduire considérablement les coûts de maintenance et les risques d'arrêt de production.
Conclusion : Choisir une haute densité, c'est choisir des performances élevées
De la précision nanométrique des revêtements à la stabilité à long terme des lignes de production, la densité du granit est devenue un facteur déterminant pour la performance des équipements de revêtement de pérovskite. Pour les entreprises manufacturières soucieuses d'efficacité et de qualité, le choix de socles en granit de haute qualité d'une capacité ≥ 3 100 kg/m³ (tels que les produits certifiés ZHHIMG®) garantit non seulement le bon déroulement du processus actuel, mais représente également un investissement stratégique pour les futures augmentations de capacité.
Date de publication : 10 juin 2025