本文關(guān)鍵詞：多晶硅鑄錠內(nèi)嵌雜質(zhì)引發(fā)熱應(yīng)力的數(shù)值分析

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【摘要】：對(duì)制造光伏電池用多晶硅錠中的主要硬質(zhì)夾雜SiC、Si_3N_4引起的熱致應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值分析。首先用晶體生長(zhǎng)軟件CGsim模擬定向凝固,獲得鑄錠凝固完成時(shí)溫度場(chǎng)及夾雜分布,再基于此用有限元分析軟件ANSYS分別分析這兩種嵌于硅基體內(nèi)的夾雜在硅基體內(nèi)引起的熱應(yīng)力。夾雜顆粒模型形狀設(shè)計(jì)依據(jù)其實(shí)際形狀特征。由于SiC與硅均為立方結(jié)構(gòu),SiC夾雜影響可處理為各向同性;對(duì)于六方結(jié)構(gòu)的Si_3N_4夾雜,通過(guò)對(duì)彈性矩陣的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換考慮了其力學(xué)性能的各項(xiàng)異性。結(jié)果表明,多晶硅錠由1685 K降至室溫的過(guò)程中,夾雜引起的最大熱致應(yīng)力SiC顆粒約為16 MPa,Si_3N_4顆粒在13~21 MPa之間,SiC團(tuán)簇約為21 MPa,多顆粒在18~21 MPa之間�；诖�,計(jì)算出多晶硅錠內(nèi)最小失穩(wěn)臨界裂紋尺寸在286~676μm之間,小于夾雜體的尺寸,因此在鑄錠冷卻過(guò)程中夾雜引起的裂紋發(fā)生可能性較大。
【作者單位】： 寧夏大學(xué)寧夏光伏材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中衛(wèi)市銀陽(yáng)新能源有限公司;
【關(guān)鍵詞】： 多晶硅 夾雜 熱應(yīng)力
【基金】：寧夏自然科學(xué)基金(NZ14038)
【分類號(hào)】：TQ127.2;TM914.4
【正文快照】： (Received 21 October 2015,accepted 2 February 2016)1引言隨著化石能源資源存量的逐漸減少,人類社會(huì)對(duì)生存環(huán)境健康性要求的提高,新型綠色可再生能源的應(yīng)用日漸廣泛。光伏太陽(yáng)能發(fā)電目前已成為主要的新能源形式。光伏器件主要的原材料是晶硅材料(單晶硅、多晶硅),多晶硅以

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