多晶硅铸锭温场分布的理论模拟与分析

采用二维轴对称近似的有限元法对DSS450型铸锭炉的温场分布进行理论模拟。对比分析了长晶过程中不同阶段的固液界面形状变化。随着长晶的持续进行,固液界面形状变得越平整,坩埚附近向内生长的晶体范围也变得越大。固液界面形状的变化会引起晶体生长方向的改变,出现晶体向内生长方式与向外生长方式的竞争现象,这种竞争的结果将导致位错、小晶粒的形成以及杂质的聚集。对硅锭中不同位置的硅片进行了电池试制,结果显示:位于硅块底部的硅片电池转换效率要高于位于硅块顶部的硅片电池转换效率;中央硅块的硅片电池转换效率要高于边缘硅块的硅片电池转换效率。最后模拟分析了工艺参数对固液界面形状的影响,并讨论了如何通过调整工艺参数来降低不同位置硅片间的质量差异。