資源描述：
《多晶硅提純與冷坩堝定向凝固過程的溫度場和應(yīng)力場研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文多晶硅提純與冷坩堝定向凝固過程的溫度場和應(yīng)力場研究THESTUDYOFPOLYSILICONPURIFICATIONANDTEMPERATUREFIELDANDSTRESSFIELDDURINGCOLDCRUCIBLEDIRECTIONALSOLIDIFICATION張恒通哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年6月國內(nèi)圖書分類號：TG24學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.74密級：公開工程碩士學(xué)位論文多晶硅提純與冷坩堝定向凝固過程的溫度場和應(yīng)力場研究碩士研究生：張恒通導(dǎo)師：陳瑞潤教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：材料工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)
2、位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TG24U.D.C.:621.74DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHESTUDYOFPOLYSILICONPURIFICATIONANDTEMPERATUREFIELDANDSTRESSFIELDDURINGCOLDCRUCIBLEDIRECTIONALSOLIDIFICATIONCandidate：ZhangHengtongSupervisor：Prof.ChenRuirunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpec
3、iality：MaterialsEngineeringSchoolofMaterialsScienceandAffiliation：EngineeringDateofOralExamination：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要多晶硅作為光伏太陽能產(chǎn)業(yè)的主要原料，具有很高的實(shí)用價值和廣闊的前景。硅電池材料在太陽能發(fā)電成本中占據(jù)很大的比重，因此提高硅的純度和使用效率對于提高太陽能電磁的光電轉(zhuǎn)換率進(jìn)而提高產(chǎn)業(yè)的競爭力具有重要的意義。在多晶硅的制備過程
4、中，各種金屬和非金屬雜質(zhì)的存在使得多晶硅的電磁轉(zhuǎn)換率降低，故在獲得定向凝固的多晶硅組織前，需要對硅原料進(jìn)行提純來達(dá)到更高的純度進(jìn)而獲得更好的光電轉(zhuǎn)化率。本文中進(jìn)行了冶金級硅的真空電弧熔煉并對提純試樣進(jìn)行X射線熒光光譜分析，真空電弧熔煉對多晶硅內(nèi)的雜質(zhì)元素Fe、Al、Mg的有較為明顯的去除效果，隨著時間的增加，提純效果得到提升，相同熔煉時間下對試樣進(jìn)行翻轉(zhuǎn)可以進(jìn)一步提高其提純效果，而增加電流可以提高提純的效果但影響較為微弱。創(chuàng)建電磁冷坩堝的3D物理模型并驗(yàn)證，通過ANSYS有限元軟件對實(shí)驗(yàn)中難以準(zhǔn)確測量的冷坩堝內(nèi)的電磁場、溫度場和應(yīng)力場的數(shù)值模擬計算，考察應(yīng)力與多晶硅硅錠表面裂紋之
5、間的關(guān)系，對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并進(jìn)行冷坩堝定向凝固多晶硅實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。模擬計算結(jié)果表明，隨著電流的增加和頻率的降低，坩堝內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也不斷的增大，滿載情況下物料上的磁感應(yīng)強(qiáng)度主要集中在感應(yīng)線圈高度的坩堝開縫處并向坩堝壁衰減。在溫度場分布中對不同的加熱功率和冷卻速率進(jìn)行了數(shù)值模擬計算，隨著加熱電流的增加，在相同的時間下可以達(dá)到更高的溫度進(jìn)而獲得更好的熔煉效果，同時在熔體內(nèi)部溫度呈現(xiàn)從角縫向坩堝中心逐漸降低的趨勢。冷卻時熔體的溫度場遵循嚴(yán)格的定向凝固，自上而下溫度成階梯狀逐漸降低。并進(jìn)行了溫度場測量驗(yàn)證了模擬的可靠性。計算了熔體上冷卻熱應(yīng)力的分布情況，并對不同的冷卻速率下的定向凝固
6、進(jìn)行分析，隨著冷卻速度的增加，硅錠表面的應(yīng)力差越大，應(yīng)力集中越明顯，其應(yīng)變數(shù)值也越大，并進(jìn)行定向凝固實(shí)驗(yàn)，對不同參數(shù)硅錠表面的裂紋進(jìn)行比較，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并用優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)行定向凝固多晶硅制備。關(guān)鍵詞：電磁冷坩堝；提純；多晶硅；電磁場；溫度場；應(yīng)力場；I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractPolysiliconasthemainrawmaterialofphotovoltaicsolarenergyindustryhashighpracticalvalueandbroadprospects.Siliconsolarbatterymaterialsoccupyalar
7、geproportioninthecostofsolarpowergeneration.Soitisveryimportanttoimprovethepurityandefficiencyofsilicontoimprovethephotoelectricconversionrateofsolarenergyandimprovethecompetitivenessoftheindustry.Intheprocessofpreparationpolycrystallinesilic
