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

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【摘要】：多晶硅因其較高的能量轉(zhuǎn)化效率,以及與單晶硅相比低的生產(chǎn)成本而在光伏太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)得到日益廣泛的使用。本文對(duì)制造光伏太陽(yáng)能電池用多晶硅錠中的主要硬質(zhì)夾雜SiC、Si3N4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初始溫度場(chǎng)及夾雜分布特征。結(jié)果表明,兩種夾雜主要分布在硅錠上表面下的小區(qū)域內(nèi),基本處于1685K至1645K溫度區(qū)間。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)引起的熱致應(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Si3N4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1685K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16MPa,Si3N4顆粒在13-21MPa之間,SiC團(tuán)簇約為15MPa,多顆粒在18-21MPa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。本文對(duì)C、N雜質(zhì)引入的可能途徑也進(jìn)行了分析,并給出了降低雜質(zhì)含量的工藝建議。
【關(guān)鍵詞】：多晶硅 夾雜 熱致應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4;TN304.12
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 第一章 緒論6-18
• 1.1 太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)中的硅6-11
• 1.2 硅的物理、化學(xué)及半導(dǎo)體性質(zhì)11-12
• 1.3 多晶硅中雜質(zhì)及夾雜物危害12-16
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容及方法16-18
• 第二章 CGsim晶體生長(zhǎng)軟件分析18-27
• 2.1 定向凝固法18-23
• 2.2 CGsim建模及模擬23-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 多晶硅錠內(nèi)嵌雜質(zhì)熱致應(yīng)力有限元分析27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 有限元方法及ANSYS簡(jiǎn)介27-31
• 3.3 有限元ANSYS數(shù)值分析31-37
• 3.4 失穩(wěn)臨界裂紋尺寸計(jì)算37-38
• 3.5 雜質(zhì)的引入及建議38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 結(jié)論與展望40-41
• 4.1 結(jié)論40
• 4.2 展望40-41
• 參考文獻(xiàn)41-44
• 致謝44-45
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷45

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王長(zhǎng)貴;;太陽(yáng)電池的發(fā)展趨勢(shì)[J];太陽(yáng)能;2008年01期

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本文編號(hào)：726856