【摘要】：隨著近幾年光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,改良西門子法作為生產(chǎn)硅的主要方法被廣泛關(guān)注,如何提高產(chǎn)品生產(chǎn)率、優(yōu)化設(shè)備成為近幾年的研究熱點。本文主要研究了改良西門子法中多晶硅還原爐(CVD reactor)中的流場、溫度場及耗能。多晶硅還原爐(CVD)為高溫密閉反應(yīng)容器,對于其內(nèi)部工況進行準確監(jiān)測有較大難度。近些年計算機技術(shù)不斷發(fā)展,計算流體力學(CFD)因為具有理論性和實踐性得到了廣泛應(yīng)用。本文應(yīng)用計算流體力學(CFD)在ANSYS FLUENT15.0作為軟件平臺對還原爐內(nèi)工況進行了模擬研究。本文采用組分運輸模型,考慮到爐內(nèi)存在劇烈傳熱模擬計算中選用DO輻射模型,質(zhì)量速度耦合計算使用SIMPLE算法計算。模擬結(jié)果表明:通過對傳統(tǒng)還原爐流場及溫度場分析,傳統(tǒng)還原爐內(nèi)存在較多氣旋和流動死區(qū),爐內(nèi)溫度存在不均勻現(xiàn)象,這些現(xiàn)象都會引起倒棒或“爆米花”硅棒,影響產(chǎn)品質(zhì)量降低產(chǎn)品生產(chǎn)率。通過改變硅棒直徑發(fā)現(xiàn),隨著硅棒直徑的增加,還原爐內(nèi)流場、溫度場變得更加均勻,所以硅棒直徑的增加有利于氣相沉積反應(yīng)的發(fā)生。本文在傳統(tǒng)還原爐的基礎(chǔ)上做出了結(jié)構(gòu)上的改進,通過數(shù)值模擬計算得出,改進后的還原爐內(nèi)流場變得更加均勻,并且在與傳統(tǒng)還原爐耗能做出對比之后發(fā)現(xiàn),改進后的還原爐內(nèi)耗能明顯降低。這對實際生產(chǎn)優(yōu)化傳統(tǒng)還原爐提出了較為可行的改進方案。
【圖文】：

圖 1-1 多晶硅在光伏產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用Fig 1-1 The application of polysilicon in the photovoltaic industry1.2 多晶硅的性質(zhì)

圖 1-2 2017 年全球主要多晶硅企業(yè)產(chǎn)能（噸）Fig 1-2 Production capacity of major polysilicon enterprises (tons) in 2017可見，，由于對可再生能源的需求增加，以及減少溫室氣體和對化石燃料世界上大約 90%的太陽能電池是通過使用單晶或多晶硅晶片技術(shù)來生產(chǎn)
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ127.2

【參考文獻】

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本文編號：2612931