| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-9页 |
| 第一章 绪论 | 第14-38页 |
| 1.1 研究背景 | 第14-17页 |
| 1.1.1 光伏产业的现状 | 第14-15页 |
| 1.1.2 硅材料在光伏产业中的应用 | 第15-17页 |
| 1.2 多晶硅材料的制备技术 | 第17-23页 |
| 1.2.1 改良西门子法 | 第17-18页 |
| 1.2.2 硅烷热分解法 | 第18页 |
| 1.2.3 流化床法 | 第18-19页 |
| 1.2.4 物理冶金法 | 第19-23页 |
| 1.3 定向凝固技术在多晶硅制备中的应用 | 第23-28页 |
| 1.3.1 定向凝固的原理 | 第23页 |
| 1.3.2 定向凝固的提纯作用 | 第23-25页 |
| 1.3.3 定向凝固的铸锭作用 | 第25-28页 |
| 1.4 定向凝固多晶硅锭红区的研究 | 第28-30页 |
| 1.5 红区的检测方法 | 第30-35页 |
| 1.5.1 微波光电导衰减法 | 第30-31页 |
| 1.5.2 微波反射光电导衰退法 | 第31页 |
| 1.5.3 准稳态光电导法 | 第31-32页 |
| 1.5.4 表面光电压法 | 第32-33页 |
| 1.5.5 光诱导电流扫描 | 第33-34页 |
| 1.5.6 电致发光成像 | 第34-35页 |
| 1.6 本论文的研究意义、研究内容和创新点 | 第35-38页 |
| 1.6.1 本论文的研究意义、研究内容 | 第35-36页 |
| 1.6.2 本论文的创新点 | 第36-38页 |
| 第二章 实验样品的制备与研究方法 | 第38-50页 |
| 2.1 实验样品 | 第38-44页 |
| 2.1.1 中试设备铸锭实验 | 第38-40页 |
| 2.1.2 工业设备铸锭实验 | 第40-43页 |
| 2.1.3 样品的制备 | 第43-44页 |
| 2.2 数值模拟系统 | 第44页 |
| 2.3 研究方法与检测设备 | 第44-50页 |
| 2.3.1 微波反射光电导衰减测试仪 | 第45-47页 |
| 2.3.2 电致发光成像系统 | 第47-50页 |
| 第三章 定向凝固多晶硅中主要杂质对红区的影响 | 第50-70页 |
| 3.1 实验样品制备与检测结果 | 第50-53页 |
| 3.1.1 样品的制备与检测方法 | 第50-51页 |
| 3.1.2 少子寿命检测结果 | 第51-53页 |
| 3.2 定向凝固对Fe杂质纵向分布的作用 | 第53-55页 |
| 3.2.1 Fe在硅锭中的分布模型 | 第53-54页 |
| 3.2.2 定向凝固的提纯区域 | 第54-55页 |
| 3.3 红区中Fe杂质的纵向分布和赋存形态 | 第55-64页 |
| 3.3.1 红区中的Fe浓度的纵向分布 | 第55-56页 |
| 3.3.2 红区中Si_3N_4的分解和扩散 | 第56-59页 |
| 3.3.3 红区中N的扩散对Fe浓度的影响 | 第59-61页 |
| 3.3.4 红区中Fe的赋存形态 | 第61-64页 |
| 3.4 侧壁红区对电阻率和Fe杂质径向分布的影响 | 第64-67页 |
| 3.4.1 电阻率和少子寿命的关系 | 第64-65页 |
| 3.4.2 径向Fe浓度与少子寿命和电阻率的关系 | 第65-67页 |
| 3.5 红区对P杂质分布的影响 | 第67-69页 |
| 3.5.1 P在硅锭中的分布模型 | 第67-68页 |
| 3.5.2 径向P浓度与少子寿命和电阻率的关系 | 第68-69页 |
| 3.6 本章小结 | 第69-70页 |
| 第四章 定向凝固多晶硅晶体缺陷对红区的影响 | 第70-84页 |
| 4.1 实验方案与建模方法 | 第70-73页 |
| 4.1.1 实验方案 | 第70-71页 |
| 4.1.2 多晶硅定向凝固的模拟控制方程 | 第71-73页 |
| 4.2 热场模拟与实验结果分析 | 第73-79页 |
| 4.2.1 中试定向凝固多晶硅锭的应力分布模拟 | 第73-75页 |
| 4.2.2 中试多晶硅锭少子寿命检测结果分析 | 第75-76页 |
| 4.2.3 工业化定向凝固多晶硅锭的应力分布模拟 | 第76-78页 |
| 4.2.4 工业化多晶硅锭的少子寿命检测结果分析 | 第78-79页 |
| 4.3 晶体缺陷对少子寿命的影响 | 第79-82页 |
| 4.3.1 红区中的位错密度和缺陷 | 第79-80页 |
| 4.3.2 晶体缺陷造成EL黑区的判定 | 第80-82页 |
| 4.3.3 EL黑区中缺陷的分布形态 | 第82页 |
| 4.4 本章小结 | 第82-84页 |
| 第五章 坩埚内壁结构特征和尺寸对多晶硅锭红区的影响 | 第84-100页 |
| 5.1 坩埚底部结构特征对红区的影响 | 第84-91页 |
| 5.1.1 定向凝固多晶硅铸锭底部形核机理 | 第84-86页 |
| 5.1.2 多晶硅在不同坩埚底部结构特征的应力模拟 | 第86-88页 |
| 5.1.3 实验结果分析 | 第88-91页 |
| 5.2 坩埚侧壁结构特征和表面改性对红区影响 | 第91-95页 |
| 5.2.1 坩埚侧壁结构特征对红区的影响 | 第91-93页 |
| 5.2.2 坩埚表面改性对硅锭侧壁红区的影响 | 第93-95页 |
| 5.3 增大坩埚尺寸对红区的影响 | 第95-97页 |
| 5.3.1 增加坩埚尺寸对应力分布的影响 | 第95-96页 |
| 5.3.2 工业中硅锭开方分析 | 第96-97页 |
| 5.4 本章小结 | 第97-100页 |
| 第六章 减少定向凝固多晶硅锭红区的途径探究 | 第100-112页 |
| 6.1 减少杂质污染对减少红区长度的途径 | 第100-104页 |
| 6.1.1 提高原料纯度对红区的影响研究 | 第100-102页 |
| 6.1.2 提高坩埚纯度对红区的影响研究 | 第102-103页 |
| 6.1.3 坩埚表面改性优化技术对红区的影响研究 | 第103-104页 |
| 6.2 定向凝固多晶硅铸锭优化工艺对红区的影响研究 | 第104-109页 |
| 6.2.1 激冷形核工艺 | 第104-106页 |
| 6.2.2 铸锭长晶工艺 | 第106-108页 |
| 6.2.3 籽晶半熔工艺 | 第108-109页 |
| 6.3 本章小结 | 第109-112页 |
| 第七章 结论与展望 | 第112-114页 |
| 7.1 结论 | 第112-113页 |
| 7.2 展望 | 第113-114页 |
| 致谢 | 第114-116页 |
| 参考文献 | 第116-130页 |
| 附录 攻读博士期间发表论文和学术交流 | 第130-131页 |
