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單晶爐熱場的設(shè)計(jì)與仿真
單晶直徑在生長過程中可受到溫度，提拉速度與轉(zhuǎn)速，坩堝跟蹤速度與轉(zhuǎn)速，保護(hù)氣體的流速等因素的影響。其中溫度主要決定能否成晶，而速度將直接影響到晶體的內(nèi)在質(zhì)量，而這種影響卻只能在單晶拉出后通過檢測才能獲知。溫度分布合適的熱場，不僅單晶生長順利，而且品質(zhì)較高；如果熱場的溫度分布不是很合理,生長單晶的過程中容易產(chǎn)生各種缺陷,影響質(zhì)量，情況嚴(yán)重的出現(xiàn)變晶現(xiàn)象生長不出來單晶。因此在投資單晶生長企業(yè)的前期，一定要根據(jù)生長設(shè)備，配置出合理的熱場，從而生產(chǎn)出來的單晶的品質(zhì)。在晶體生長分析與設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真是相輔相成的，其過程可以分為兩個(gè)部分：
近年來光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，競爭日趨激烈，低成本、率的太陽能電池倍受業(yè)界青睞。就材料而言，目前晶體硅是太陽能電池的主要材料，主要包括單晶硅和多晶硅。直拉單晶硅采用特定晶向的籽晶進(jìn)行引晶，經(jīng)過提拉制得目標(biāo)晶向的單晶硅棒，該產(chǎn)品只有一個(gè)晶粒，具有低缺陷密度、高光電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)，但該方法對(duì)原料及操作要求高，單次投料少，生產(chǎn)成本較高。 鑄造多晶硅采用定向凝固的方法，將一定純度的多晶硅原料按照設(shè)定工藝，經(jīng)過加熱、熔化、長晶、退火和冷卻幾個(gè)階段，后形成多晶硅錠。該方法具有易操作和單次投料大，以及生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
類單晶硅制備一般采用常規(guī)多晶硅鑄錠爐，鑄錠時(shí)在石英坩堝底部鋪一層籽晶，誘導(dǎo)晶體定向結(jié)晶，長出晶向一致的大晶粒硅錠。但是當(dāng)前常用的類單晶鑄錠爐具有以下缺點(diǎn)I)傳統(tǒng)加熱裝置采用單電源系統(tǒng)控制頂、側(cè)加熱器，輸出功率同步，無法調(diào)節(jié)頂、側(cè)加熱器的功率配比，使熱場分布難以控制，以致長晶階段側(cè)面熱量輸入較多，生長界面中心明顯，無法獲得理想的固液界面和較優(yōu)化的晶體生長條件；2)
