非金屬材料專業(yè)外文翻譯-鑄造多晶硅生長技術的光伏應用-資料下載頁
2025-11-25 16:45本頁面
【導讀】鑄造多晶硅錠廣泛應用于光伏產業(yè)。獲得高轉換效率的太陽能電。數值模擬是一個有效的工具，能。改變晶體生長條件獲得缺陷很少的高質量晶體的數值模擬過程。固）鑄造爐和HEM（熱交換）鑄造爐的優(yōu)缺點。（25℃）的半導體材料。硅是地殼中儲量第二多的化學元素，與CZ單晶制備法相比，鑄造法制備多晶硅由于具有較大的原料。多晶硅太陽能電池與單晶相比，最主要的不足在于轉。換效率較低，但是整體成本方面具有較大的優(yōu)勢。由特定電池制備工。工藝制備的單晶硅太陽能電池轉換效率低1%。通常，當溫度降低至。硅熔點1412℃以下時，晶體首先在坩堝底部生長。形貌和太陽能電池片的轉換效率來評估多晶硅錠的質量。造的產量最大，達到了30Kg/h。和位錯等的實際與數值模擬進行了分析。圖1是DSS和HEM系統(tǒng)的熱區(qū)分布圖。而HEM爐的長晶過程則是坩堝和底部隔熱層的中心部。分向下移動，從而使熱量由底部向冷區(qū)輻射。等溫線的形狀與錠高度有關。屬雜質進入晶體內，將會降低電池片的轉換效率。
【正文】 生成。由于圖4a、 b 所代表的硅片來自邊緣硅棒的中部，接近熱應力最大的區(qū)域，過 大 的熱 應 力 導 致 該硅 片 中 的 小 晶 粒和 孿 晶 的 大 量出 現 （ HEM 比DSS 的多）。 位錯、孿晶界、亞晶界和晶界是晶體釋放熱應力的有效位置，但是位錯、晶界和亞晶界常常 是少數載流子的復合中心，孿晶界通常是不活潑的，因此孿晶界所占硅片面積比例并不影響太陽能電池的轉化效率。在晶體生長過程中，硅錠中的部分熱應力通過形成孿晶的形式得以釋放。但是一旦晶體結構確定了，僅僅位錯才能成為熱應力釋放的載體，所以，當晶體淬火過程中，在彈性應變之前能形成大量的位錯。 在數值模擬過程中，邊界條件常常被設置成以下形式：由于坩堝內壁有不潤濕的涂層，所以假定硅錠的邊部是可以自由移動的；在硅錠的底部由于硅錠具備較大的質量，因此降低豎直方向的物質交換為零，由于涂層的作用，水平方向上的熱應力為零。 圖 5 硅錠中的應力分布圖 （ a） DSS 系統(tǒng) （ b） HEM 系統(tǒng) 而在實際鑄錠過程中，一部分涂層會被硅液滲透，出現點蝕現象，晶錠表 面可 能會 出現粘 鍋現 象， 由于硅 錠和 坩堝 熱膨 脹系數 的不匹配，會在粘鍋處產生巨大的熱應力集中。另外，由于硅熔體中存在夾雜物或雜質，由于這些雜質的膨脹系數與硅不匹配，因此在夾雜物的位置容易出現內生應力集中。因此，在實際生產過程中，由于內缺陷導致的應力集中可能是模擬計算的好幾倍。 四、 結論 本文對 DS S 和 HE M 多晶硅鑄造爐的鑄錠過程進行了數值模擬，并對兩個爐子生產的硅錠（硅方棒和硅片）的性質 進行了表征，對比了 DS S 和 HE M 爐多晶硅晶體生長的異同。數值模擬有助于我們直觀了解鑄錠過程的晶體生長，由數值模擬結果可知， HEM 爐內等溫線的形狀比 DSS 爐等溫線形狀更加彎曲， D SS 爐內的多晶硅錠的固液生長界面處，接 觸坩堝壁 處的溫度要 小于硅錠心 部溫度，因 此 DSS爐內的等溫線形狀為雙曲線型，而 HE M 爐的等溫線形狀是凸形的。等溫線 形狀 的差 異造成 了兩 臺爐 子生產 出的 多晶 硅錠 晶粒形 貌的差異。一般來說，略凸的生長界面可以使多晶硅錠中的金屬雜質在錠的邊角處 沉積 ，而 且可以 減少 金屬 雜質對 太陽 能電 池片 效率的 負面影響，還能使晶粒尺 寸增大，并減小晶體中缺陷密度，但是過凸的生長界面會增加運行時間和應力集中，在實際生產中應避免過凸生長界面的產生。 腐蝕看位錯的結果表明， DSS 爐和 HE M 爐多晶硅錠的位錯密度為 105106/c m2，對 DS S 爐和 HE M 爐的多晶硅錠不同位置切片，并測量硅片的性質，結果表明， DSS 爐多晶硅錠邊緣的硅棒質量比 H EM爐的好，而心部的硅棒， HE M 爐生產的較好。 DSS 和 HEM 爐多晶硅的晶體生長方向和應力分布與硅棒質量變化一致。這些結果進一步表明兩個爐子的晶體生長界面是不同的，而且界面的差異導致了多晶硅錠性能也有很大差異。 為了更好的比較這兩種爐子的差異，應研究太陽能電池效率和晶體生長、晶體質量之間的關系。由以上分析可知， DSS 和 H EM 爐有各自的優(yōu)劣點，如何把兩種爐子的優(yōu)點結合起來制備高質量多晶硅錠是我們后續(xù)工作的重點。
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