多晶硅晶体生长过程中的应力消除

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1、河南科技大学毕业设计（论文）多晶硅晶体生长过程中的应力消除摘要目前，在铸造多晶硅的生产中，由于在长晶阶段硅锭的不同位置温度不同，即存在温度梯度，因而会产生热应力。如果由于温度梯度而造成的热应力过大且得不到有效地消除，那么在后续的硅片加工和电池制备过程中会造成硅片的隐裂，严重影响多晶硅太阳能电池的生产质量。所谓的隐裂就是在硅棒或硅片生产中不易被人察觉的碎裂。因此，探究与改进多晶硅铸锭过程中消除应力的方法对多晶硅电池片的质量以及寿命有着极其重要的意义。本实验采用单一变量法对消除多晶硅锭应力的方法进行了研究。研究过程中对48块硅锭进行了统计分析。研究发现，无论是在长晶阶

2、段减小固液界面的温度梯度，还是增加退火时间，又或是适当提高退火温度，都可以降低隐裂硅棒所占的比例。但是在这三种方法中，以增加退火阶段的退火时间这一方法效果最为明显。通过对多晶硅晶体生长过程中应力消除方法的改进，每年可为企业挽回170余万元的损失。因此，其研究结果具有一定的实际意义。关键词：铸造多晶硅，温度梯度，热应力27河南科技大学毕业设计（论文）StressRelievinginCrystalGrowthofPolycrystallineSiliconABSTRACTAtpresent,intheproductionofpolycrystallinesilico

3、n,thermalstresswillbeexistbecausediffierentlocationhasdiffierenttemperatureincrystalgrowth.Inotherwords,temperaturegradientexistinsiliconingot.Ifthermalstresscausedbytemperaturegradientisnoteliminatedeffectively,thesiliconwaferprocessedwillbreaktopieces.Itwillaffectsolarcellqualitybad

4、ly.Thesubfissurewhatiscalledisfragmentationthatisnoteasytoperceiveinthesiliconwaferprocessing.Therefore,exploringandimprovingthemethodthatrelievestresshasimportantsignificanceforqualityandlifeofpolycrystallinesiliconsolarcell.ThisexperimentusedSimpleVariableMethodtoexplorestressreliev

5、ing.Wemakestatisticanalysisfor48siliconingotsintheresearchprocessing.Theresultsshowthatdecreasingthetemperaturegradientofsolidliquidinterfaceincrystalgrowth,increasingannealtimeorincreasingannealtemperaturebothcanreducethepercentageofsubfissuresiliconbrick.Butinthethreemethods,increas

6、ingannealtimeisthebest.Byimprovingthemethodofstressrelieving,wecanhelptheenterpricetoredeemthelossof1.7millionRBMeveryyear.Forthisreason,theresearchresulthasvaluablesignificance.KEYWORDS：PloycrystallineSilicon,TemperatureGradient,ThermalStress.27河南科技大学毕业设计（论文）目录第一章绪论1§1.1引言1§1.2国内外多晶硅

7、材料的发展现状1§1.3铸造多晶硅概述2§1.4铸造多晶硅的生产工艺3§1.5铸造多晶硅的晶体生长9§1.5.1铸造多晶硅的原材料9§1.5.2坩埚9§1.5.3晶体生长工艺10§1.5.4晶体生长的影响因素及应力产生的原因11§1.6本文研究的主要目的及内容14第二章实验过程16§2.1实验原理16§2.2实验过程16第三章实验结果及分析18§3.1实验结果18§3.1.1在长晶阶段减小固液界面的温度梯度的实验结果18§3.1.2在退火阶段增加退火时间的实验结果19§3.1.3在退火阶段适当提高退火温度的实验结果19§3.2结果分析20§3.2.1应力产生的原因

8、20§3.