本文選題：多晶硅 + 定向凝固　； 參考：《南昌大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：太陽能作為一種新興潔凈能源,資源豐富且對環(huán)境無危害,使人類進(jìn)入節(jié)能減排的時(shí)代。多晶硅太陽能電池因制作成本低、生產(chǎn)工藝簡單而廣泛使用。多晶硅的生長過程是一個(gè)緩慢而復(fù)雜的過程,因此,多晶硅的定向凝固技術(shù)是決定多晶硅太陽能電池性能中關(guān)鍵的一個(gè)因素。本文采用有限元模擬軟件Comsol Multiphysics對多晶硅結(jié)晶生長進(jìn)行瞬態(tài)的全局模擬,分析了坩堝厚度分別為15mm、20mm、25mm時(shí)對硅料的熔化以及生長結(jié)晶過程的影響。當(dāng)坩堝厚度為15mm時(shí),固液界面會(huì)呈現(xiàn)出微型的“W”形;當(dāng)坩堝厚度為20mm時(shí),固液界面是下凹的;這兩種界面情況都不利于晶體的生長。但當(dāng)坩堝厚度為25mm時(shí)的固液界面最為平坦,此種情況對晶體生長較為有利。此外,隨著坩堝厚度的增加,晶體內(nèi)的應(yīng)力會(huì)逐漸降低,這樣有利于提高多晶硅的質(zhì)量。本文還模擬了軸向磁場對多晶硅定向凝固的影響,研究了不同電流強(qiáng)度對硅熔體對流和熔體所受洛倫茲力的影響,并且對模擬結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,外部的軸向磁場對表面的熔體對流有顯著的抑制作用,模擬中,所受的最大洛倫茲力也隨著線圈通電電流的增大逐漸變大,熔體流速會(huì)受到抑制而減小。在實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)鑄錠時(shí)加入100mT的軸向磁場,硅錠的界面會(huì)由下凹變得平滑,這樣可以獲得柱狀晶粒組織,提高多晶硅的質(zhì)量。另外,在多晶硅的結(jié)晶過程中,研究了降溫速率對固液界面、少子壽命和晶體結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。當(dāng)降溫速率從8K/h降低到4K/h時(shí),固液界面曲率半徑增加,少子壽命從0.23μs增加到1.36μs,但當(dāng)速率減少至2K/h時(shí),少子壽命卻降至0.21μs。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中降溫速率過低時(shí),晶粒會(huì)出現(xiàn)從(100)面生長轉(zhuǎn)向(111)面生長的情況。
[Abstract]:In this paper , the influence of the axial magnetic field on the solidification of polycrystalline silicon is studied . The results show that when the thickness of the crucible is 20 mm , the solid - liquid interface is the most important factor for the growth of polycrystalline silicon .

【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN304.12

【參考文獻(xiàn)】

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1 田s，

本文編號：1784151