發(fā)布時間：2021-06-21 07:39

　　高效多晶硅是太陽能電池的主流產(chǎn)品之一,定向凝固系統(tǒng)法是制備高效多晶硅的主要技術(shù)手段。降低生產(chǎn)成本和提升晶體品質(zhì)是提高其產(chǎn)品競爭力的主要途徑。感應熔煉具有熱效率高、設(shè)備簡單等優(yōu)點,是一種潛在的太陽能級多晶硅制備技術(shù)。但是,對于這方面的研究還不夠系統(tǒng)。針對以上問題,本文開展了感應熔煉定向凝固多晶硅生長系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和晶體生長工藝研究,并進行了試驗驗證。論文獲得了以下研究成果。首先,對多晶硅生長系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計。首次將石墨引入保溫層結(jié)構(gòu)中形成石墨層+固化碳氈復合保溫層結(jié)構(gòu)可以在多晶爐形成兩個“熱源”,提高多晶爐的熱效率,從而降低能耗;石墨層的引入改變了熔體內(nèi)洛倫茲力的分布,獲得了單一的對流形態(tài),最佳的保溫層結(jié)構(gòu)為30 mm石墨層+固化炭氈混合結(jié)構(gòu);獲得了石墨坩堝高度與熔體高度之間的對應關(guān)系,以便在熔體內(nèi)獲得單一的對流;石墨坩堝與石英坩堝之間的間隙可以減弱熔體流動,抑制坩堝側(cè)壁散熱,有利于獲得平緩的固液界面并且降低固液界面波動值,最佳的坩堝間隙值為5 mm;其次,分析了晶體生長工藝參數(shù),發(fā)現(xiàn)堝位也會影響電磁力在硅熔體中的分布,采用0堝位或負堝位時,熔體中只有一個與自然對流方向相同的渦流;在整... 

【文章來源】：寧夏大學寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１＿２各區(qū)域２０１７年能源消費格局??Ｆｉｇ．?１－２?Ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｉｎ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｒｅｇｉｏｎｓ?（２０１７）??

《ＢＰ２０３５世界能源展望》報告里預測，到２０３５年，世界能源需求總量將比當前水平提高３７?％??左右［１］�！叮玻埃保改辏拢惺澜缒茉唇y(tǒng)計年鑒》中對］９９２年到２０１７年間的全球能源消費量進行了統(tǒng)??計計算Ｐ］，結(jié)果如圖１－１所示，全能源的消費量每年都在不斷增長，且能源消費組成結(jié)構(gòu)變化不??大，傳統(tǒng)一次性能源消費量遠高于可再生能源消費量。圖１－２所示為２０１７年各區(qū)域能源消費格局??分布圖ｐ］。??全球消費量??單位：百萬噸油當跫…－????—…．——￣￣￣１＾〇〇〇??禮＆：．ｍ—????１２０００??，?，＾＾ｍＴｏｏｏ°??４０００圈可再生能源??■?？?水電??２〇〇〇?核能????■天然氣??９２?９７?０２?０７?１２?１７?〇?籤石油??圖１－１全球能源消費量（１９９２年－２０１７年）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｇｌｏｂａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?（１９９２－２

在太陽能電池中，晶硅太陽能電池由于其具有原料豐富，轉(zhuǎn)化效率較高，技術(shù)工藝成熟的優(yōu)??勢，因而被廣泛應用于大規(guī)模生產(chǎn)中。目前，實驗室研制出的太陽能單晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率在??２６．７?％以上，多晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率在２１．９?％以上［１３】。圖１－５為晶體桂太陽能電池的結(jié)構(gòu)??示意圖。??：／?！??丨?／?Ｓ??！?／丨?太陽光??§?１?｝??Ｙ｜?ｙ?ｊ?｜?ｒ?１?燈泡??扣?Ｍ?—?＿４???咖一…．ｉ?ｆ?ｙ；??鐘電極?￣ｈ?電流??？?Ｉ???圖１－５晶體硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｗｓｔａｌｌｉｎｅ?ｓｉｌｉｃｏｎ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌ??－３－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]隔熱籠開度對高效多晶硅定向凝固的影響[J]. 李天佑,費宏明,杜海文,王鋒,周社柱,張明達,楊毅彪.  鑄造技術(shù). 2018(05)
[2]多晶硅鑄錠生長過程熱應力與位錯的數(shù)值模擬研究[J]. 王晨東,左然,蘇文佳.  人工晶體學報. 2018(05)
[3]全球可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 汪波,李朝前.  中國物價. 2018(05)
[4]多晶硅晶體生長中固-液界面研究進展[J]. 張發(fā)云,饒森林,王發(fā)輝,龔洪勇,胡云,陳小會,劉俊.  人工晶體學報. 2017(10)
[5]2016年全球環(huán)境發(fā)展動態(tài)及啟示[J]. 溫源遠,李宏濤,杜譞,周波.  環(huán)境保護. 2017(14)
[6]有籽晶與無籽晶高效多晶硅鑄錠技術(shù)的對比及優(yōu)化[J]. 陳偉,王全志,肖貴云,李林東,金浩.  太陽能. 2017(03)
[7]新能源戰(zhàn)略與國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展[J]. 李璇.  中國集體經(jīng)濟. 2017(05)
[8]國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 江華.  太陽能. 2016(12)
[9]形核物對鑄錠多晶硅晶體生長的影響[J]. 焦富強,權(quán)祥,秦濤,鄧敏,徐冬梅,朱常任.  電子器件. 2016(05)
[10]多晶硅鑄錠過程中行波磁場作用下的傳熱流動特性研究[J]. 李早陽,劉立軍,邵玥,周根樹.  工程熱物理學報. 2016(06)

博士論文
[1]電磁鑄造技術(shù)的研究[D]. 張興國.大連理工大學 2001

碩士論文
[1]高效多晶硅鑄錠工藝優(yōu)化研究[D]. 李天佑.太原理工大學 2018
[2]感應加熱制備太陽能級鑄造準單晶硅生長機理研究[D]. 薛子文.寧夏大學 2015
[3]定向凝固提純多晶硅研究[D]. 孫世海.大連理工大學 2010



本文編號：3240278