铸造多晶硅的研究进展

近年来,由于低成本和高效率的优势,铸造多晶硅成为最主要的光伏材料之一。现在,其铸造工艺相对成熟：对材料的缺陷和杂质的研究日趋深化,吸杂,钝化及表面结构等技术的应用显著地发问改善了材料的电学和光学性能,实验室水平上,用铸造多晶硅材料制成的太阳电池的转换效率高达18.6%,本文详细阐述了铸造多晶硅材料的研究现状和存在问题,展望今后的发展方向。     

铸造多晶硅的制备与研究

当今多晶硅已成为最主要的光伏材料,利用定向凝固工艺生产铸造多晶硅铸锭已成为业界广为采用的方法,但目前利用定向凝固工艺生产出来的多晶硅铸锭仍存在较多的缺陷,例如材料利用率低以及组织不均匀等问题.为了进一步优化铸造工艺,采用自行设计的真空电磁感应熔炼炉及定向凝固炉进行了多晶硅定向凝固实验.重点对比研究了石英坩埚和石英陶瓷坩...     

铸造多晶硅制备技术的研究进展

近年来,由于低成本、低耗能和少污染的优势,铸造多晶硅成为主要的光伏材料之一,越来越受到人们的广泛关注.系统论述了太阳能级多晶硅制备技术的研究进展,重点介绍了目前铸造多晶硅制备技术,如浇注法(Ingot casting)、定向凝固法及电磁感应加热连续铸造法(EMCP).另外,着重阐述了铸造多晶硅中磷和硼的提纯、多晶硅晶粒组织中晶界和位错的形成与控制以及定向凝固的数值模拟技术,讨论了铸造多晶硅材料的研究现状和存在的问题,展望了今后的发展方向.     

定向凝固法制备铸造多晶硅技术现状及发展综述

光生伏特效应是将太阳能转化为电能的重要途径之一。提高电池效率和降低生产成本,是光伏产业大规模发展面临的核心课题。铸造多晶硅技术因其相对低的生产成本和较高的转化效率,市场份额迅速增长。对定向凝固法制备铸造多晶硅的工艺原理进行了简介,对铸造多晶硅制备技术的发展进行了回顾,并对当前的准单晶铸造、计算机模拟、高效多晶等研究热点的发展现状进行了综述。     

太阳能多晶硅锭定向凝固技术进展

当前多晶硅已成为最主要的光伏材料.多晶硅锭定向凝固生产技术主要包括浇注法、热交换法(HEM)、定向凝固系统法(DSS)和电磁铸锭法;研究发展主要集中在增大硅锭尺寸和提高生长速率,以及一些热场和工艺上的改进尝试.多晶硅锭生长过程及其控制的复杂性以及硅原料的昂贵使得计算机模拟方法的优势突显,在国外得到了积极的研究应用,取得了很有技术参考价值的模拟研究结果.     

多晶硅锭定向凝固过程的温度场模拟

采用数值模拟方法研究了不同的工艺条件对多晶硅锭定向凝固过程中固液界面形状和温度梯度的影响,为优化多晶硅凝固过程的参数和有效控制定向凝固过程提供了参考依据。模拟结果表明,降埚速率越大,晶体生长速率越快,硅锭内温度梯度也随之增加,当降埚速率小于60mm/h时,固液界面始终保持凹界面;保持一定的降埚速率和冷源温度不变,改变多晶硅锭的冷却速率,坩埚内固液界面的形状基本保持不变,但冷却速率对晶锭内温度梯度的影响较明显,冷却速率越大晶锭内温度梯度越大。     

用于太阳能电池的多晶硅锭片晶体学特征研究

用背散射电子衍射分析技术研究铸造多晶硅锭切片的晶体学特征.结果表明:多晶硅锭晶体内部几乎没有取向差,取向差主要存在于晶界处;多晶硅锭切片中的大部分晶界为大角度晶界,且以Σ3为主,同时还存在少量小角度晶界.多晶硅制作太阳能电池转换率低可能与Σ3所占比例过高有关.     

电磁铸造铝合金锭的力学性能

分析了电磁铸造铝合金铸坯的表面和内部质量，并与普通连续铸造铸坯进行了对比。结果表明，电磁铸造铸坯表面光滑如镜，其表面粗糙度仅为Ra0.65μm，消除了普通连续铸造铸坯表面存在的振痕和偏析瘤等铸造缺陷；定量金相测定的EMC铸锭的晶粒尺寸是DC锭的一半，细小，均匀的等轴晶使电磁铸造铸锭具有良好的力学性能，其抗拉强度比连铸坯提高3．7％－19．6％，延伸率提高7．1％－200％。另外，合金元素含量越高，电磁铸造铸坯的性能提高的幅度越大。     

LPCVD生长结构层多晶硅和掺P多晶硅的工艺

对LPCVD生长结构层多晶硅和掺P多晶硅的原理进行了阐述,分析了薄膜质量与各项工艺参数的关系.实验时,对各项工艺参数进行调节,在保证薄膜质量和片内一致性的同时取得最大的生长速率.生长出来的多晶硅结构层厚度达到2μm;掺P多晶硅的厚度达到1OOOhA.     

多晶硅铸锭炉常见故障维护浅析

本文重点介绍了太阳能级多晶硅铸锭炉的常见故障和突发事件的应急处理办法。     

太阳电池铸造多晶硅材料的结构缺陷及其控制

铸造多晶硅具有高的性价比,已成为主要的光伏材料,其晶体内的结构缺陷显著影响太阳电池的转换效率。综述了传统铸造多晶硅太阳电池材料和新型黑硅太阳电池材料的研究进展,同时阐述了控制多晶硅中的杂质、晶界、位错的途径及方法。     

太阳能多晶硅锭中夹杂的物相与分布特性

多晶硅锭中经常出现硬质夹杂颗粒,严重影响线切割硅片的表面质量,严重时造成硅片切割生产中断线.我们采用光学显微镜、扫描电镜特征X射线能谱仪、X射线衍射仪等手段对定向凝固多晶硅锭中的夹杂进行了分析.采用溶解硅基体后沉淀萃取的方法取得硅锭不同部位的夹杂.分析结果表明,硅锭中夹杂的物相主要有两种:β-SiC和β-Si3N4,SiC的数量较多;二者形貌有显著区别:前者呈不规则块状,而后者则呈平直杆状.硅锭的顶表面附近夹杂高度富集,但内部仍偶有大于100微米的较大的碳化硅夹杂颗粒出现.     

铸造常见缺陷及控制措施研究

本文主要分析了低压铸造常见缺陷及预防控制措施，希望对相关人员具有参考价值。     

多晶硅项目投资浅析

西门子法多晶硅生产工艺 多晶硅材料是目前半导体产业和太阳能电池产业共同的上游原料，前者纯度级别在99．99999999％（10个9）以上，而太阳能级多晶硅纯度通常为99．9999％（6个9）。受半导体行业发展繁荣先于太阳能电池影响，目前商用太阳能级多晶硅原料都是采用针对半导体应用设计的西门子法或流化床法生产制备。     

石墨垫板刻槽对生长大晶粒多晶硅杂质传输的影响

铸锭中过高的杂质浓度是影响铸造多晶硅太阳电池效率的主要因素之一。铸锭生长过程中的杂质主要有C、N、O、金属离子及固体颗粒SiC和Si3N4。这些杂质能够降低晶片中少数载流子的寿命及太阳电池的填充因子;同时固体颗粒会造成切片过程的断线和晶片表面产生划痕。设计了一种新的方法生长大晶粒多晶硅,对石墨垫板进行刻槽处理,并采用数值模拟的方法模拟了该生长过程杂质的传输。模拟结果表明,刻槽的深度明显影响着初始生长时结晶界面上O、C和N的分布;同时刻槽深度越大,生长速率越快,越能够抑制晶体中SiC和Si3N4的形成。     

多晶硅行业压力容器探讨

压力容器是多晶硅行业中的重要设备。在多晶硅行业市场竞争日益激烈的新形势下,要求压力容器能长期稳定运行而不发生任何安全事故及不影响整个系统开车,针对于不同介质的压力容器对其设计选材、壁厚、焊接等有不同的要求。本文简单介绍了压力容器的命名、构成及分类,并在此基础上重点介绍硅行业中压力容器。     

铝合金铸造技术及常见缺陷预防措施探讨

铸造铝合金在铸造合金中应用广泛,由于铝合金的各组元不同,从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同,结晶过程各有差异。铸造过程中缺陷很难避免,必须针对铝合金的特性,选择合理的铸造方案,才能防止或者缩小铸造缺陷的产生,从而优化铸件。     

电磁铸造5182铝合金锭的组织与性能研究

采用电磁铸造技术铸造了易拉罐用5182变形铝合金，采用光学显微镜和扫描电镜分析了其显微组织，而且对其进行了均匀化处理和对比实验。结果表明，电磁铸造锭有更加良好的内部组织和优良的力学性能，电磁铸造试样的硬度大约是普通连续铸造试样的两倍，疲劳性能是普通连续铸造铸锭的3倍，电磁铸造铸锭还有良好的耐磨性，电磁铸造锭的优良性能得宜于电磁搅拌的作用使整个铸锭获得均匀细小的晶粒组织，电磁铸造技术是一种无模铸造技术，它依靠电磁力约束液体金属成型，液体金属不与铸模接触，铸锭表面光滑如镜；相反，普通连续铸造锭表面因存在振动痕和亚表面偏析等铸造缺陷，力学性能大大降低。     

电磁铸造铝扁锭的电磁场数值模拟

为了优化电磁铸造工艺过程，采用互感耦合模型，对电磁铸造扁锭的电磁场进行了数值模拟计算，重点考察了屏蔽罩位置、电源频率等对磁场强度分布的影响．计算结果表明：有载条件下的半悬浮液柱，除弯月面外，整个液柱上下粗细均匀，可以保证电磁铸造过程不受液面波动的影响；电磁铸造过程的感应热的计算，与实际情况吻合较好，已成功应用于电磁铸造过程温度场的数值模拟．屏蔽罩的插入可以明显消弱液柱上方的磁场强度，抑制表面扰动，频率越高，屏蔽效果越好。     

7050铝合金半连续铸造扁锭用水量计算

铝合金半连续铸造用水量准确计算直接确定生产效率与生产质量，大面水量与小面水量合理分配是铸锭内部拉应力均匀。