多晶硅定向凝固温度场模拟的研究进展-论文.pdf

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1、·22·材料导报A：综述篇2014年6月(上)第28卷第6期多晶硅定向凝固温度场模拟的研究进展胡艳，李沐益，郝海(大连理工大学材料科学与工程学院，大连I16024)摘要对多晶硅太阳能电池而言，决定其光电转化效率的铸锭晶粒尺寸、晶体缺陷、内应力及杂质的形成与分布等与定向凝固过程的温度场密切相关。因此，为提高多晶硅锭质量丛须控制和优化定向凝固过程的温度场。运用数值模拟技术对多晶硅定向凝固温度场进行分析，已被国内外学者广泛应用，获得了有参考价值的模拟结果。结合自身工作，综合分析了多晶硅铸锭缺陷与温度场的关系，总结了多晶硅定向凝

2、固数值模拟中，热导率、加热功率、氩气流动状态、外加磁场及定向凝固系统结构等对温度场的影响，可为多晶硅铸锭的制备及质量改进提供参考。关键词多晶硅定向凝固温度场数值模拟中圈分类号：TM914．4文献标识码：AResearchProgressofTemperatureFieldSimulationinDirectionalSolidificationProcessforMulti—crystallineSiliconHUYan，LIMuyi，HAOHal(SchoolofMaterialsScienceandEngineeri

3、ng，DalianUniversityofTechnology，Datian116024)AbstractIngotgrainsize，crystaldefect，internalstress，formationanddistributionofimpuritywhichcontrolphotoelectricconversionefficienciesformulti-crystallinesiliconsolarcellarecloselyrelatedtothetemperaturefieldindirection

4、alsolidificationprocess．Consequently，controlandoptimizationoftemperaturefieldindirectionalsolidifica—tionprocessisthemostadvantageoustoimprovequalityofmultI_crystallinesiliconingot．Thetemperaturefieldofdi—rectionalsolidificationofmulti—crystallinesiliconisanalyze

5、dwiththewidelyusednumericalsimulationtechniquebydomesticandforeignscholars，andthesimulationresultshaveimportantreferencevalue．Therelationshipbetweenmulti—crystallinesiliconingotdefectandtemperaturefieldisanalyzedbyauthorwhoisbasedontheownwork．Theinfluenceoftherma

6、lconductivity，heatingpower，argonflowstate，externalmagneticfieldanddirectiona1solidifica—tionsystemstructureontemperaturefieldissummarizedwhichwillprovidereferenceforimprovingpreparationandqualityofmulti—crystallinesiliconingot．Keywordsmultcrystallinesilicon，direc

7、tionalsolidification，temperaturefield，numericalsimulation究者的必然选择]。唐亚楠等建立了多晶硅铸锭炉内温0引言度场计算的数学模型，提出了一种通过比例一积分一微分控制2011年金融经济危机，光伏产业经历了一段整顿，但具原理对多晶硅铸锭炉边界条件进行反算的方法，并根据反算有清洁性和储量丰富的太阳能光伏发电仍有巨大的吸引力的边界条件就特定工艺参数下铸锭炉内温度场进行了数值和潜在的发展优势1]，据欧洲JointResearchCentre的预模拟。罗玉峰等]利用多物理场有

8、限元软件COMSOIMul—测，2030年太阳能发电将占世界电力供应的1O以上，2050tiphysics3．5(a)，在磁场、热场及流场的数学模型耦合基础年将占20，21世纪末将起主导作用[3]。超过9O的太阳上，对多晶硅定向凝固过程的温度场进行了数值模拟，得到能电池材料是晶体硅l4]，由于多晶硅太阳能电池具有生产