هناك أسباب عديدة تجعل آلات طلاء البيروفسكايت تعتمد على قواعد من الجرانيت
ثبات متميز
تتطلب عملية طلاء البيروفسكايت ثباتًا عاليًا للغاية للمعدات. فأدنى اهتزاز أو إزاحة قد تؤدي إلى تفاوت في سماكة الطلاء، مما يؤثر بدوره على جودة أغشية البيروفسكايت ويقلل في النهاية من كفاءة تحويل الطاقة الكهروضوئية للبطارية. يتميز الجرانيت بكثافة عالية تصل إلى 2.7-3.1 جم/سم³، وصلابة عالية، مما يوفر دعمًا ثابتًا لآلة الطلاء. وبالمقارنة مع القواعد المعدنية، تُقلل قواعد الجرانيت بشكل فعال من تأثير الاهتزازات الخارجية، مثل الاهتزازات الناتجة عن تشغيل المعدات الأخرى وحركة العاملين في المصنع. وبعد امتصاصها بواسطة قاعدة الجرانيت، تصبح الاهتزازات المنتقلة إلى المكونات الأساسية لآلة الطلاء ضئيلة للغاية، مما يضمن استمرار عملية الطلاء بسلاسة.
معامل تمدد حراري منخفض للغاية
أثناء تشغيل آلة طلاء البيروفسكايت، تولد بعض المكونات حرارةً نتيجةً للتيار الكهربائي والاحتكاك الميكانيكي، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجهاز. في الوقت نفسه، قد تتذبذب درجة الحرارة المحيطة في ورشة الإنتاج إلى حدٍ ما. يتغير حجم المواد الشائعة بشكل ملحوظ عند تغير درجة الحرارة، وهو ما يُعدّ ضارًا بعمليات طلاء البيروفسكايت التي تتطلب دقةً على المستوى النانوي. يتميز الجرانيت بمعامل تمدد حراري منخفض للغاية، يبلغ حوالي (4-8) × 10⁻⁶/درجة مئوية. لذا، عند تذبذب درجة الحرارة، لا يتغير حجمه إلا قليلاً.
استقرار كيميائي جيد
تتميز محاليل طليعة البيروفسكايت عادةً بتفاعلية كيميائية معينة. أثناء عملية الطلاء، إذا كانت الثبات الكيميائي لمادة قاعدة الجهاز ضعيفًا، فقد تتفاعل كيميائيًا مع المحلول. هذا لا يُلوث المحلول فحسب، مما يؤثر على التركيب الكيميائي وأداء طبقة البيروفسكايت، بل قد يُسبب أيضًا تآكل القاعدة، مما يُقصر عمر الجهاز. يتكون الجرانيت بشكل أساسي من معادن مثل الكوارتز والفلسبار. يتميز بخصائص كيميائية مستقرة ومقاومة للتآكل الحمضي والقلوي. عند ملامسته لمحاليل طليعة البيروفسكايت وغيرها من الكواشف الكيميائية في عملية الإنتاج، لا تحدث أي تفاعلات كيميائية، مما يضمن نقاء بيئة الطلاء واستقرار تشغيل الجهاز على المدى الطويل.
تقلل خصائص التخميد العالية من تأثير الاهتزاز
أثناء تشغيل آلة الطلاء، قد تتسبب حركة المكونات الميكانيكية الداخلية في حدوث اهتزازات، مثل الحركة الترددية لرأس الطلاء وتشغيل المحرك. إذا لم يتم تخفيف هذه الاهتزازات في الوقت المناسب، فإنها ستنتشر وتتداخل داخل الجهاز، مما يؤثر سلبًا على دقة الطلاء. يتميز الجرانيت بخاصية تخميد عالية نسبيًا، حيث تتراوح نسبة التخميد فيه عادةً بين 0.05 و0.1، وهي أعلى بعدة مرات من المواد المعدنية.
اللغز التقني المتمثل في تحقيق استواء ±1 ميكرومتر في إطار جسري مكون من 10 امتدادات
تقنية المعالجة عالية الدقة
لتحقيق استواء سطحي بمقدار ±1 ميكرومتر لإطار رافعة مكون من 10 امتدادات، يجب اعتماد تقنيات معالجة متطورة عالية الدقة في مرحلة المعالجة. ويتم معالجة سطح إطار الرافعة بدقة متناهية من خلال تقنيات الطحن والتلميع فائقة الدقة.
نظام متطور للكشف والتغذية الراجعة
في عملية تصنيع وتركيب إطارات البوابات، من الضروري استخدام أجهزة كشف متطورة. يستطيع مقياس التداخل الليزري قياس انحراف استواء كل جزء من إطار البوابة في الوقت الفعلي، وتصل دقة قياسه إلى مستوى أجزاء من الميكرون. تُرسل بيانات القياس إلى نظام التحكم في الوقت الفعلي، حيث يقوم النظام بحساب الموضع والكمية المطلوب تعديلهما بناءً على هذه البيانات، ثم يُجري تعديلات دقيقة على إطار البوابة باستخدام جهاز ضبط دقيق للغاية.
تصميم هيكلي مُحسَّن
يُسهم التصميم الهيكلي المُحكم في تعزيز صلابة واستقرار إطار الرافعة وتقليل التشوه الناتج عن وزنه والأحمال الخارجية. وقد تم محاكاة وتحليل هيكل إطار الرافعة باستخدام برنامج تحليل العناصر المحدودة لتحسين شكل المقطع العرضي وحجمه وطريقة توصيل العارضة والعمود. فعلى سبيل المثال، تتمتع العوارض ذات المقاطع العرضية الصندوقية بمقاومة أعلى للالتواء والانحناء مقارنةً بالعوارض العادية ذات المقطع العرضي على شكل حرف I، ويمكنها تقليل التشوه بشكل فعال على امتداد 10 أمتار. وفي الوقت نفسه، أُضيفت أضلاع تقوية في الأجزاء الرئيسية لزيادة صلابة الهيكل، مما يضمن الحفاظ على استواء إطار الرافعة ضمن نطاق ±1 ميكرومتر عند تعرضه لأحمال مختلفة أثناء تشغيل آلة الطلاء.
اختيار ومعالجة المواد
توفر القاعدة الجرانيتية لآلة طلاء البيروفسكايت، بفضل ثباتها ومعامل تمددها الحراري المنخفض واستقرارها الكيميائي وخصائص التخميد العالية، أساسًا متينًا لطلاء عالي الدقة. وقد حقق إطار الرافعة ذو العشرة فواصل استواءً فائقًا يصل إلى ±1 ميكرومتر من خلال سلسلة من الوسائل التقنية، مثل تقنيات المعالجة عالية الدقة، وأنظمة الكشف والتغذية الراجعة المتقدمة، والتصميم الهيكلي الأمثل، واختيار المواد ومعالجتها، مما يعزز إنتاج خلايا البيروفسكايت الشمسية نحو كفاءة وجودة أعلى.
تاريخ النشر: 21 مايو 2025