連鑄工藝制備多晶硅的熱流模擬.pdf

1、碩士學(xué)位論文連鑄工藝制備多晶硅的熱流模擬ThermalFieldCoupledWithFluidFlowNumericalSimulationofMulti—crystallineSiliconContinuousCastingProcess學(xué)科、專業(yè)：撾料盤口工工程學(xué)號(hào)：21205033指導(dǎo)教師：郝漁大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要重要的綠色清潔能源太陽能已經(jīng)越來越多的受

2、到人們的重視和利用，多品硅作為最主要的光伏材料，有著巨大的市場(chǎng)需求。利用鑄造工藝能夠獲得較低成本的多晶硅鑄錠，并且已得到廣泛的應(yīng)用，但是依然存在著單爐產(chǎn)量小、生產(chǎn)效率低等問題。本文以改進(jìn)制備工藝、提高鑄造法制備多晶硅錠的生產(chǎn)效率為目的，開展了利用連續(xù)鑄造工藝制備多晶硅鑄錠的數(shù)值模擬并且結(jié)合模擬結(jié)果進(jìn)行初步實(shí)驗(yàn)。通過利用有限元鑄造模擬軟件ProCAST分析了連鑄工藝應(yīng)用于多晶硅鑄錠的制備與傳統(tǒng)連鑄金屬材料制備過程的主要異同，根據(jù)硅在凝固過

3、程中相對(duì)于其他金屬材料的特殊物理性質(zhì)，結(jié)合接觸應(yīng)力的模擬結(jié)果，提出了多晶硅連鑄結(jié)晶器內(nèi)表面錐度的設(shè)計(jì)原理，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一臺(tái)多晶硅連鑄設(shè)備。通過對(duì)照解析解的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際連鑄實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，驗(yàn)證了溫度場(chǎng)、流場(chǎng)模擬結(jié)果以及熱一流耦合計(jì)算結(jié)果的可靠性。在此基礎(chǔ)上對(duì)多晶硅連鑄工藝包括初始澆注和穩(wěn)態(tài)連鑄兩個(gè)階段在內(nèi)的整體連鑄過程進(jìn)行J，熱一流耦合模擬，得到了連鑄不同階段的溫度場(chǎng)分布情況。分析溫度場(chǎng)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)相對(duì)較低的拉坯速度和較小的結(jié)品器換