多晶硅铸锭内嵌杂质引发热应力的数值分析

• 作者: 何力军 刘尧 李海波 狄红祥 高忙忙
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 工学
• 关键词: 多晶硅 夹杂 热应力
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 页码范围: 923-928
• 页数: 6页
• 分类号: TM912
• 字数: 2456字
• 语种: 中文

摘要

对制造光伏电池用多晶硅锭中的主要硬质夹杂SiC、Si3N4引起的热致应力进行数值分析.首先用晶体生长软件CGsim模拟定向凝固,获得铸锭凝固完成时温度场及夹杂分布,再基于此用有限元分析软件ANSYS分别分析这两种嵌于硅基体内的夹杂在硅基体内引起的热应力.夹杂颗粒模型形状设计依据其实际形状特征.由于SiC与硅均为立方结构,SiC夹杂影响可处理为各向同性;对于六方结构的Si3N4夹杂,通过对弹性矩阵的坐标转换考虑了其力学性能的各项异性.结果表明,多晶硅锭由1685 K降至室温的过程中,夹杂引起的最大热致应力SiC颗粒约为16 MPa,Si3N4颗粒在13 ～21 MPa之间,SiC团簇约为21 MPa,多颗粒在18～21 MPa之间.基于此,计算出多晶硅锭内最小失稳临界裂纹尺寸在286 ～ 676 μm之间,小于夹杂体的尺寸,因此在铸锭冷却过程中夹杂引起的裂纹发生可能性较大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	何力军	宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室	34	140	6.0	11.0
2	高忙忙	宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室	21	37	4.0	4.0
3	李海波	宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室	8	12	2.0	3.0
4	刘尧	宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室	1	1	1.0	1.0
5	狄红祥		1	1	1.0	1.0