Plusieurs raisons expliquent pourquoi les machines de revêtement de pérovskite utilisent des socles en granit.
Stabilité exceptionnelle
Le procédé de revêtement de pérovskite exige une stabilité extrême des équipements. La moindre vibration ou le moindre déplacement peuvent entraîner une épaisseur de revêtement irrégulière, affectant ainsi la qualité des films de pérovskite et réduisant, en fin de compte, le rendement de conversion photoélectrique de la batterie. Le granit, d'une densité élevée (2,7 à 3,1 g/cm³), est dur et offre un support stable à la machine de revêtement. Comparé aux socles métalliques, le granit atténue efficacement les vibrations externes, telles que celles générées par le fonctionnement d'autres équipements ou les déplacements du personnel dans l'usine. Grâce à l'atténuation assurée par le socle en granit, les vibrations transmises aux composants essentiels de la machine de revêtement deviennent négligeables, garantissant ainsi la stabilité du processus.
Coefficient de dilatation thermique extrêmement faible
Lors du fonctionnement de la machine de revêtement de pérovskite, certains composants génèrent de la chaleur sous l'effet du courant et des frottements mécaniques, ce qui entraîne une élévation de la température de l'équipement. Parallèlement, la température ambiante dans l'atelier de production peut également fluctuer. Les dimensions des matériaux courants varient considérablement en fonction de la température, ce qui est problématique pour les procédés de revêtement de pérovskite exigeant une précision nanométrique. Le coefficient de dilatation thermique du granit est extrêmement faible, de l'ordre de (4-8) × 10⁻⁶/°C. Ainsi, ses dimensions ne varient que très peu en fonction des variations de température.
Bonne stabilité chimique
Les solutions précurseurs de pérovskite présentent souvent une certaine réactivité chimique. Lors du processus de revêtement, si la stabilité chimique du matériau de base de l'équipement est insuffisante, une réaction chimique peut se produire avec la solution. Ceci contamine la solution, affectant la composition chimique et les performances du film de pérovskite, et peut également corroder le support, réduisant ainsi la durée de vie de l'équipement. Le granit, principalement composé de minéraux tels que le quartz et le feldspath, possède des propriétés chimiques stables et résiste à la corrosion acide et alcaline. Au contact des solutions précurseurs de pérovskite et autres réactifs chimiques utilisés lors de la production, aucune réaction chimique ne se produit, garantissant ainsi la pureté de l'environnement de revêtement et le fonctionnement stable et durable de l'équipement.
Des caractéristiques d'amortissement élevées réduisent l'impact des vibrations.
Lors du fonctionnement de la machine de revêtement, les mouvements des composants mécaniques internes, tels que le mouvement alternatif de la tête de revêtement et le fonctionnement du moteur, peuvent engendrer des vibrations. Si ces vibrations ne sont pas atténuées à temps, elles se propagent et se superposent à l'intérieur de l'équipement, affectant ainsi la précision du revêtement. Le granit présente un amortissement relativement élevé, avec un coefficient d'amortissement généralement compris entre 0,05 et 0,1, soit plusieurs fois celui des matériaux métalliques.
Le mystère technique de l'obtention d'une planéité de ±1 μm dans un portique à 10 travées
Technologie de traitement de haute précision
Pour obtenir une planéité de ±1 µm pour un cadre de portique à 10 travées, des techniques d'usinage de haute précision doivent être mises en œuvre dès la phase de fabrication. La surface du cadre est traitée avec précision par des techniques de rectification et de polissage ultra-précises.
Système avancé de détection et de rétroaction
Lors de la fabrication et de l'installation des portiques, il est essentiel de disposer d'instruments de détection de pointe. L'interféromètre laser mesure en temps réel l'écart de planéité de chaque élément du portique, avec une précision submicronique. Les données de mesure sont transmises instantanément au système de contrôle. Ce dernier calcule la position et la valeur des ajustements nécessaires, puis ajuste le portique grâce à un dispositif de réglage fin de haute précision.
Conception structurelle optimisée
Une conception structurelle judicieuse contribue à améliorer la rigidité et la stabilité du portique et à réduire les déformations dues à son propre poids et aux charges externes. La structure du portique a été simulée et analysée à l'aide d'un logiciel d'analyse par éléments finis afin d'optimiser la forme de la section transversale, les dimensions et le mode d'assemblage des traverses et des poteaux. Par exemple, les traverses à section caissonnée présentent une résistance à la torsion et à la flexion supérieure à celle des poutres en I classiques et permettent de réduire efficacement les déformations sur une portée de 10 mètres. Par ailleurs, des nervures de renfort ont été ajoutées aux points clés afin d'accroître encore la rigidité de la structure et de garantir le maintien de la planéité du portique à ±1 µm près, même sous différentes charges lors du fonctionnement de la machine de revêtement.
Sélection et traitement des matériaux
Le socle en granit de la machine de revêtement de pérovskite, grâce à sa stabilité, son faible coefficient de dilatation thermique, sa stabilité chimique et ses excellentes propriétés d'amortissement, offre une base solide pour un revêtement de haute précision. Le portique à 10 travées atteint une planéité exceptionnelle de ±1 µm grâce à une série de procédés techniques : techniques d'usinage de haute précision, systèmes de détection et de rétroaction avancés, conception structurelle optimisée, sélection et traitement des matériaux. Ces éléments contribuent à l'amélioration de l'efficacité et de la qualité de la production de cellules solaires à pérovskite.
Date de publication : 21 mai 2025