定向凝固法制備的多晶硅是目前主要的光伏原材料,制備過程中熱場結(jié)構(gòu)和硅熔體對流形態(tài)對于生長高質(zhì)量的多晶硅極為重要,本文利用專業(yè)晶體生長軟件CGSim對制備太陽能級多晶硅用真空感應(yīng)鑄錠爐中的石墨坩堝進(jìn)行改進(jìn)并進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了不同石墨坩堝厚度的變化對熱場、流場、固液界面、硅晶體應(yīng)力場以及和V/G值的影響。結(jié)果表明,當(dāng)石墨坩堝厚度為20 mm,可獲得良好的對流形態(tài)、平坦的固液界面、合理的V/G值等,有利于節(jié)約多晶硅的生產(chǎn)成本并提高多晶硅的品質(zhì),為生產(chǎn)實踐中工藝方案優(yōu)化及缺陷分析等提供重要的理論依據(jù)。 

【文章來源】：人工晶體學(xué)報. 2020,49(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

真空感應(yīng)爐模型:網(wǎng)格劃分(左)和爐體結(jié)構(gòu)(右)

圖3(b)為不同石墨坩堝厚度下固液界面上晶面熱流密度分布曲線。從圖中可以看出從鑄錠中心到鑄錠側(cè)壁固液界面晶面熱流密度呈上升趨勢,說明側(cè)壁散熱能力較強(qiáng)。同時可以觀察到,隨著石墨坩堝厚度的增加,固液界面上熱流密度逐漸減小,表明坩堝側(cè)壁散熱較小更有產(chǎn)生利平坦的固液界面。這與圖3(a)中石墨坩堝厚度越厚時固液界面越趨于平坦的結(jié)果相一致。另一方面,多晶硅鑄錠側(cè)壁散熱過快會使側(cè)壁區(qū)域熔體加速凝固從而形成微晶區(qū),易產(chǎn)生位錯和孿晶等缺陷。隨石墨坩堝厚度的增加,坩堝側(cè)壁區(qū)域的側(cè)向散熱行為減緩,會減小細(xì)晶區(qū)的形成機(jī)率[14],有利于高質(zhì)量晶體的生長。圖3 不同厚度結(jié)構(gòu)下固液界面形狀(a)及晶面熱流密度分布曲線(b)

不同厚度結(jié)構(gòu)下固液界面形狀(a)及晶面熱流密度分布曲線(b)

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本文編號：3036051