电子束提纯多晶硅过程中杂质的传输与去除机制研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 主要符号表 | 第19-22页 |
| 1 绪论 | 第22-41页 |
| 1.1 多晶硅材料的巨大需求 | 第22-24页 |
| 1.2 太阳能电池对硅材料纯度的要求 | 第24-27页 |
| 1.3 高纯硅材料制备技术 | 第27-32页 |
| 1.4 电子束熔炼制备太阳能级多晶硅的研究现状 | 第32-38页 |
| 1.4.1 电子束熔炼技术的特征 | 第32-33页 |
| 1.4.2 杂质去除效果 | 第33-35页 |
| 1.4.3 杂质去除机制 | 第35-36页 |
| 1.4.4 电子束熔炼过程的数值模拟 | 第36-37页 |
| 1.4.5 小功率、浅熔池熔炼方式 | 第37-38页 |
| 1.5 本论文的研究目标及内容 | 第38-41页 |
| 2 硅中杂质去除的热力学 | 第41-54页 |
| 2.1 引言 | 第41页 |
| 2.2 硅中杂质的热力学特性 | 第41-47页 |
| 2.2.1 杂质的蒸发特性 | 第41-45页 |
| 2.2.2 杂质的分凝特性 | 第45-47页 |
| 2.2.3 杂质的氧化特性 | 第47页 |
| 2.3 冶金法去除硅中杂质的本质 | 第47-53页 |
| 2.4 本章小结 | 第53-54页 |
| 3 电子束熔炼下硅中蒸发性杂质的去除机制研究 | 第54-79页 |
| 3.1 引言 | 第54页 |
| 3.2 杂质蒸发去除过程的传质动力学 | 第54-67页 |
| 3.2.1 传输控制模型 | 第54-57页 |
| 3.2.2 液相边界层传质 | 第57-60页 |
| 3.2.3 熔体表面蒸发传质 | 第60-62页 |
| 3.2.4 气相传质 | 第62-64页 |
| 3.2.5 总传质系数 | 第64-67页 |
| 3.3 总传质系数的实验验证 | 第67-72页 |
| 3.3.1 实验设备与方法 | 第67-68页 |
| 3.3.2 总传质系数的实验值 | 第68-70页 |
| 3.3.3 实验结果与理论结果的比较 | 第70-72页 |
| 3.4 硅的蒸发损失 | 第72-77页 |
| 3.4.1 传输控制模型 | 第72-74页 |
| 3.4.2 杂质去除率与硅剩余率的关系 | 第74-77页 |
| 3.5 本章小结 | 第77-79页 |
| 4 电子束诱导硅定向凝固过程中杂质的去除机制研究 | 第79-99页 |
| 4.1 引言 | 第79页 |
| 4.2 杂质蒸发和分凝的耦合机制 | 第79-86页 |
| 4.2.1 理论模型 | 第80-84页 |
| 4.2.2 杂质去除的影响因素 | 第84-86页 |
| 4.3 电子束诱导硅定向凝固时铝和钙的去除 | 第86-96页 |
| 4.3.1 实验方法 | 第88-89页 |
| 4.3.2 铝和钙在硅锭中的分布 | 第89-91页 |
| 4.3.3 熔炼过程中铝和钙的去除 | 第91-92页 |
| 4.3.4 凝固过程中铝和钙的去除 | 第92-94页 |
| 4.3.5 与传统电子束熔炼方式的比较 | 第94-96页 |
| 4.4 电子束诱导硅定向凝固时铁的分凝 | 第96-97页 |
| 4.5 本章小结 | 第97-99页 |
| 5 电子束熔炼提纯多晶硅的产业化应用研究 | 第99-125页 |
| 5.1 引言 | 第99-100页 |
| 5.2 实验设备与方法 | 第100-105页 |
| 5.2.1 实验设备 | 第100-103页 |
| 5.2.2 实验方法 | 第103-105页 |
| 5.3 杂质去除效果分析 | 第105-111页 |
| 5.3.1 磷的去除效果 | 第105-110页 |
| 5.3.2 金属杂质的去除效果 | 第110-111页 |
| 5.4 电子束熔炼的工艺优化 | 第111-123页 |
| 5.4.1 熔炼过程中的能量平衡 | 第112-114页 |
| 5.4.2 硅熔体中的温度分布 | 第114-117页 |
| 5.4.3 磷去除效果的比较 | 第117-121页 |
| 5.4.4 熔炼过程的总能耗 | 第121-123页 |
| 5.5 本章小结 | 第123-125页 |
| 6 结论与展望 | 第125-128页 |
| 6.1 结论 | 第125-126页 |
| 6.2 创新点 | 第126-127页 |
| 6.3 展望 | 第127-128页 |
| 参考文献 | 第128-136页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第136-140页 |
| 致谢 | 第140-141页 |
| 作者简介 | 第141页 |
