多晶硅还原炉高频交流电加热机制研究

以多晶硅还原炉硅棒焦耳电加热过程为研究对象,考虑辐射、对流以及化学反应热3种热量传递形式,耦合频率控制的电磁场模型,建立硅棒焦耳电加热模型.基于该模型,分析不同频率下24对棒还原炉内、中、外环上硅棒内部温度及电流密度分布.研究表明,交流电频率越高,硅棒内部温度分布越均匀.当相对频率RF＞10时,硅棒中心附近存在恒温区,...     

24对棒多晶硅还原炉的辐射传热数值模拟

在还原炉中制备多晶硅需要密闭且高温的环境,用传统检测方法获得炉内温度场分布比较困难。本文基于FLUENT仿真计算平台,对硅棒生长至50、100、150 mm时的24对棒多晶硅还原炉的辐射传热进行三维数值模拟,得出还原炉内不同硅棒直径时的温度场分布。通过比较模拟的出口尾气温度与多晶硅实际生产中出口尾气的温度,验证模拟结果的可靠性。探讨温度对多晶硅生长的影响,为操作人员在多晶硅生产中控制炉内温度提供理论指导。     

多晶硅棒对还原炉径向热辐射的角系数计算与分析

根据多晶硅还原生产中不同的还原炉炉型、硅棒直径和排列的几何结构,采用Matlab软件编程,计算硅棒对还原炉径向热辐射的角系数。并根据获得的角系数,对还原炉径向辐射功率和还原单位径向热辐射量进行了分析和比较,为多晶硅还原炉的设计和生产操作提供理论支持和数据参考。     

等离子体技术在多晶硅还原炉的应用

针对内蒙多晶硅项目,在等离子体发生器对还原炉内部进行加热的条件下,对炉内温度场进行了试验测试,同时采用FLUENT软件对其进行了数值模拟。理论和计算的综合结果表明,等离子体加热技术在多晶硅还原炉中有着良好的加热应用效果。与同类型加热设备卤素灯相比,等离子发生器不仅加热效率高且运行成本相对较低,具有良好的应用前景。     

多晶硅氢化炉及还原炉的研发

通过分析我国多晶硅生产现状,改良西门子法的原理和国内运行存在的问题,研制具有特色的氢化炉／还原炉,实现多晶硅生产的减排降耗。     

多晶硅还原炉用方、圆硅芯性价分析及展望

本文对方形、圆形硅芯的制造成本、使用特点、可能的其他形态,以及其在多晶硅生产中的性价成本等方面作了较为透彻的评析及展望。     

多晶硅还原炉电气系统研制及其实际应用

介绍了多晶硅还原炉电气系统的主要设备,着重分析了预热调压器和还原调压器的工作原理,并且提出了一种新型的还原调压器设计思想,减少了谐波含量,提高了功率因数.最后说明了多晶硅还原炉调压器的计算机操作系统的功能.     

三维还原炉内多晶硅化学气相沉积的数值模拟

建立描述SiHCl3—H2系统中混合气体的动量、热量和质量同时传递,且耦合气体反应、表面反应的模型,研究利用计算流体力学CFD(Computational Fluid Mechanics)软件Fluent6.2结合物质传递和反应模型,数值模拟三维还原炉内物质分布规律、热传递现象和多晶硅的沉积特性。计算结果表明,随气体流量、硅棒表面温度和操作压力的增加,硅沉积速率增长。理论研究结果对优化现有12对棒还原炉工艺参数和设计新型、大直径还原炉具有理论指导意义。     

硅热法炼镁节能还原炉研究

自行设计安装一台小型内电阻加热硅热法镁还原试验炉,加入工业用皮江法炼镁球团进行镁还原试验,得到能耗小于9kWh/kg-Mg、镁收率大于90%、还原反应周期小于180min的技术指标。与传统外加热的皮江法相比,内电阻加热硅热法炼镁在还原阶段的热效率提高4倍,反应周期大大缩短。     

多晶硅生产中硅芯色泽异常的机理研究

采用HF溶液对硅芯进行腐蚀实验,利用电子探针(EPMA)和X射线光电子能谱(XPS)方法分析成品硅芯和色泽异常硅芯表面化学成分,研究硅芯色泽异常的主要机理。研究结果表明,成品硅芯表面仅含Si元素,无其他杂质元素。通过酸腐蚀EPMA和XPS分析发现,色泽异常硅芯的化学成分与化学性能无明显对应关系,不同的形成机理导致硅芯的色泽不同。氢气中的甲烷在高温下形成炭黑附着在硅芯表面上。黑黄色样品的表面层成分复杂,从里到外依次为硅氧化合物、无定形硅和炭黑组成的薄膜。其中无定形硅薄膜和硅氧化合物薄膜形成的机理为还原炉内SiHCl3/SiH2Cl2热分解形成的微硅粉和残留的微量氧/水分导致。     

不同出气方式时多晶硅还原炉内的流场和热场模拟

提出了一种上出气方式的多晶硅还原炉,通过Fluent软件对其流场和热场进行了模拟计算,并与传统的下出气方式的多晶硅还原炉进行了对比。结果显示,上出气方式的多晶硅还原炉可以改善还原炉顶部封头区域的流场,能使硅棒上部和横梁表面受到一定流速的流体的冲刷扰动,可以减轻甚至避免"爆米花"现象的发生;同时也能解决下出气方式时多晶硅还原炉的上部空间温度过高和流速偏小的问题,削弱无定型硅粉的产生条件。     

硅管西门子法多晶硅及物理冶金法多晶硅制备

论述了:1)使用本征导电性硅环作为籽晶,采用直拉硅单晶炉及切克劳斯基法拉制等径的具有p型、n型或本征导电性的硅管;2)用p型或n型硅管作为化学西门子法还原炉中的热载体,当载体加热温度在1050~1100℃时,还原炉内高纯氢及三氯氢硅反应生成的硅沉积在热载体上,制备纯度99.99999%以上的本征或导电性的硅管多晶硅;3)用本征导电性的硅管作为容器,装入纯度大于99.99%的物理冶金法生产的原料硅,采用区熔单晶硅炉,用悬浮区域炼熔法对硅管多次定向凝固,利用分凝效应制备纯度大于99.9999%的硅管太阳能级多晶硅棒。     

颗粒硅带多晶硅薄膜太阳电池的研制

以工业硅粉为原料制备出颗粒硅带（SSP），对颗粒硅带表面形态进行了分析。以SSP为衬底，采用快速热化学气相沉积（RTCVD）法生长多晶硅薄膜，并以此制作出效率为2．93％的颗粒硅带多晶硅薄膜太阳电池，这在国内属首先。并报道了对以SSP为衬底的多晶硅薄膜太阳电池的初步研究结果，同时讨论了该类电源的结构、工艺特点和改进措施。     

多孔硅在多晶硅太阳电池上的应用

在化学法制作的多孔硅的硅片上制备得到５ｃｍ×５ｃｍ太阳电池，效率为９．６％。对多孔硅进行了萤光光谱及反射率测量，并对多孔硅在太阳电池上的应用进行了讨论。     

多孔硅对多晶硅太阳电池中缺陷和杂质的吸除效应

吸杂是减少硅中杂质和缺陷，提高多晶硅太阳电池效率的一种有效手段。本文比较了用三种吸杂方式对多晶硅进行处理的结果和影响：多孔硅吸杂，磷吸杂，多孔硅结合磷吸杂。三种吸杂方式都能明显提高多晶硅的少子寿命。在此基础上研究了多孔硅吸杂的工艺，发现多孔硅吸杂的效果随退火的温度和时间影响比较大，在800℃氮气气氛下退火3h，多晶硅的少子寿命能由原来的1．4μs提高到25．6μs。相比之下，多孔硅吸杂工艺简单，更适合工业生产。     

低合金硅锰钢电阻炉加热中氧化烧损量的研究

介绍了近年来天然气和氧气的供需状况及其在化工生产、燃烧装置、气化等方面应用技术的新发展。认为是先进的燃烧装置有：煤气．氧气风口烧嘴，用于反应器的煤气氧气烧嘴，用于干燥和烘烤耐火材料内衬的煤气烧嘴（套管式烧嘴，富氧鼓风；可调式烧嘴）。对这些烧嘴的结构和性能进行了介绍，并特别阐述了富氧鼓风对炉子工作的重要意义。     

硅钼棒电热元件的使用

本文介绍了ＧＭ－１７００，ＧＭ－１８００硅钼棒电热元件的使用与维护，同时详细介绍硅钼棒在工作段损坏后的焊接方法及整形。根据长期工作经验提出了表面负荷的计算公式及减少炉窑的升温时间的升温曲线等。     

颗粒硅带为衬底的多晶硅薄膜太阳电池制备工艺

主要阐述了以低纯度颗粒硅带(SSP—Silicon Sheet from Powder)为衬底的多晶硅薄膜(poly-CSiTF)太阳电池的制备，给出制得的太阳电池I—V曲线和光谱响应曲线并由此讨论影响电池性能的可能因素，着重分析了颗粒硅带衬底的作用。目前，在没有任何电池工艺优化的条件下，在低纯度硅带上制得多晶硅薄膜电池的转换效率通常在5％～7％范围(电池面积1cm^2)。     

感应加热在钼棒轧制生产线上的应用

介绍了感应加热如何实现钼棒的连续轧制以及自动控制系统给生产线带来的自动化和人性化,并以金堆城钼棒生产线为例,给出系统运行的电气参数。     

浅析银铜双金属一步法制备的黑硅多晶硅太阳电池的性能

为了研究银铜双金属一步法黑硅技术,对采用该方法处理后的黑硅多晶硅硅片进行测试,并以产线工艺为基础制备黑硅多晶硅太阳电池;使用测试仪等研究了黑硅多晶硅硅片的显微组织、界面结构、宏观形貌,以及黑硅多晶硅太阳电池的量子响应、电性能参数与光衰性能。结果表明,黑硅多晶硅太阳电池的电性能有显著提升,尤其是短路电流提升了221 mA,这主要是由于黑硅多晶硅太阳电池的短波段量子响应有显著改善;同时,黑硅多晶硅太阳电池的光衰特性优于常规多晶硅太阳电池。