資源描述：
《基于ANSYS多晶硅錠凝固過程數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、論文選摘Papers，SNEC第三屆(2009)國際太陽能光伏大會SNEC3rd(2009)InternationalPhotovoltaicPowerGenerationCD，咖fence基于ANSYS多晶硅錠凝固過程數(shù)值模擬NumericaISimulationofPoly—siliconlngotSolidif,icationProcessbasedOnANSYS李進(jìn)(教授)，祖銀芳LiJi(professor)，ZuYinfang摘要：由于多晶硅制備工藝試驗(yàn)難度大、周期長、費(fèi)用高，有風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)值模擬是一種廉價(jià)有效的方法，它對多晶硅生產(chǎn)技術(shù)起到了越來越重要的指導(dǎo)作用。
2、本文運(yùn)用有限元軟件模擬了多晶硅錠凝固過程。通過建模、網(wǎng)格剖分、求解計(jì)算，得到了熱導(dǎo)率和焓隨時(shí)間變化圖，凝固過程的溫度云圖。所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)論基本相符。關(guān)鍵字：多晶硅；定向凝固；數(shù)值模擬Abstract：Becauseofthebigtestingdifficulty,longcycles,expensivecostandhigllrisk,numericalsimulationisainexpensiveeffectivemethodtoshortendesigncyclesandreduceproductioncost．numericalsimulationplayed
3、moreandmoreimportantinstructionroletothepoly—siliconproductiontechnology，．Inthisarticleweutilizedthefiniteelementsoftwaretosimulatepoly-silicondirectionalsolidificationprocess．Throughmodelling，gridcuainginhalf,solutioncomputation，obtainedthechangechartofheatconductivityandtheenthalpyalong
4、withthetime，thetemperaturecloudchartofsolidificationprocess．Thenumericalsimulationresultandtheexperimentconclusiontallybasically．Keywords：poly—silicon，directionalsolidification，numericalsimulation1引言隨著多晶硅在光伏市場中的需求迅猛增長，有關(guān)多晶硅的各項(xiàng)研究得到了相應(yīng)發(fā)展，這也促進(jìn)了數(shù)值模擬在多晶硅研究中的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代D．Franke和I．Steinbach[1—2】
5、將數(shù)值模擬應(yīng)用于多晶硅生產(chǎn)的探索，他們用軟件計(jì)算得到了多晶硅生長的一些初步的結(jié)果；近年來劉力軍【3—4】等圍繞多晶硅錠生長建立了一套較為系統(tǒng)的計(jì)算模擬體系；文獻(xiàn)15】應(yīng)用軟件對多晶硅中的溫度場與應(yīng)力進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[6】用軟件分析了坩堝尺寸、微小傾角以及冷卻速率等對固液界面形狀的影響；文獻(xiàn)【7】的模擬得出非軸對稱加熱可增強(qiáng)對流，從而提高硅熔體的均一性，得到織構(gòu)良好與電性能均一的多晶硅。到目前為止，國內(nèi)在這方面的研究相對較少，林安中等【8】就幾何參數(shù)及熱量變化對多晶硅凝固過程固一液界面形狀和溫度梯度的影響研究。為了降低多晶硅生產(chǎn)成本，促進(jìn)多晶硅制備技術(shù)的深入研究，本文運(yùn)用A
6、NSYS軟件模擬了多晶硅錠凝固過程，通過建模，網(wǎng)格剖分，數(shù)值求解計(jì)算，得到了熱導(dǎo)率和焓隨時(shí)間變化圖，凝固過程的溫度云圖。它對多晶硅生產(chǎn)技術(shù)起到了指導(dǎo)作用。2凝固過程的模擬設(shè)計(jì)本文使用ANSYS軟件模擬多晶硅凝固過程，主要步驟為：建模，加載求解，后處理。在設(shè)計(jì)模型的時(shí)候，首先假設(shè)此模型：關(guān)于Y軸對稱；不考慮熱輻射效應(yīng)；坩堝的熔硅是分層的、不可壓縮的；忽略熔體硅在坩堝中的流動(dòng)。圖1所示為多晶硅凝固的物理模型，由此模型和表1～3中的數(shù)據(jù)在ANSYS中建模。物理模型基本描述了本研究的物理環(huán)境，由表1尺寸的石英坩堝內(nèi)盛有部分凝固的硅，坩堝處在豎直平面，由石墨托及其輔助裝置(未畫出)
7、固定，在坩堝底部有循環(huán)冷卻裝置，持續(xù)對坩堝及其內(nèi)部的硅降溫冷卻。、、緣層；i液相l(xiāng)／禳匱釉li鋈l一：：一石英嬲醐ii：：f㈨㈨㈨／A／／／／／／／／／／／I／
8、、k齟鼻㈣∞◇拶鋤一?一冷潭／．II-繇拿卻牡一圖1多晶硅定向凝固的物理模型圖【8】Fig．1Thephysicalmoldedofpoly-silicondirectionalsolidificationprocess論文選摘PaDer$表2硅的參數(shù)SNEC第三屆(2009)國際太陽能光伏大會SIVEC3rd(2009)InternationalPh。to、oitn
