宋华伟
- 作品数：8 被引量：11H指数：2
- 供职机构：南昌大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江西省自然科学基金江西省教育厅科学技术研究项目更多>>
- 相关领域：金属学及工艺动力工程及工程热物理电子电信理学更多>>
- 多晶硅定向凝固过程中晶体内热应力场的数值模拟被引量：1
- 2015年
- 通过基于有限元方法的Comsol Multiphysics 4.3a软件模拟了多晶硅定向凝固过程中的热应力场,分析了炉膛内温度梯度,以及坩埚底部不同倒角半径对晶体内热应力的影响。结果表明:多晶硅晶体中存在两个高热应力区,热应力最大值出现在晶体底部边缘,其次为靠近晶体顶部边缘处。当炉腔内温度梯度从3 K/cm增加到6 K/cm时,晶体内热应力的平均值从34.18 MPa增加到了56.75 MPa,热应力的平均值增加了66.03%。随着温度梯度的增加,晶体内热应力平均值增长幅度逐渐减小。当坩埚底部倒角半径从10 mm增加到20 mm时,晶体内热应力的平均值从78.12 MPa减小到了63.25 MPa,热应力的平均值减小了19.03%。随着坩埚底部倒角半径的增加,晶体内热应力平均值减小幅度逐渐降低。
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- 关键词：多晶硅热应力温度梯度数值模拟
- 多晶硅定向凝固过程中热电磁流动的数值模拟
- 2014年
- 采用基于有限元分析方法的COMSOL 4.3a多物理场仿真软件,模拟了稳恒磁场作用下,硅熔体在多晶硅定向凝固过程中热电磁流动的变化规律。结果表明,当0≤B<0.4T时,硅熔体流动区域以及平均流速随着磁感应强度的增大而增大,磁场对硅熔体的流动起促进作用;当磁感应强度为0.4T时,平均流速最大值为60.15μm/s,硅熔体流动能力最强;当0.4T
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- 关键词：多晶硅定向凝固数值模拟
- 加热器位置对多晶硅定向凝固热场的影响被引量：2
- 2016年
- 运用有限元软件COMSOL Multiphysics 4.3a对多晶硅定向凝固过程进行了全局瞬态模拟,在多晶硅铸锭炉顶部加热器与侧部加热器的垂直距离分别为60、150、300 mm时,分析了其对多晶硅熔化以及结晶初期的影响。结果表明:距离为60 mm时硅料熔化所需时间最长,而距离为150、300 mm时硅料熔化时间与其相比分别少34、60 min;对于结晶初期的固液界面,距离为60 mm时固液界面接近于平面,有利于多晶硅晶体生长,而距离为150、300 mm时固液界面均呈现明显的凸形,并且后者比前者凸起的程度更大,会降低多晶硅锭的质量。
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- 关键词：多晶硅定向凝固数值模拟
- 稳恒磁场对多晶硅定向凝固晶体生长的影响被引量：1
- 2015年
- 采用基于有限元方法的Comsol 4.3a软件,对有、无稳恒磁场作用时多晶硅定向凝固晶体生长过程进行了模拟分析。根据模拟结果,阐明了稳恒磁场对硅熔体的流场、热场以及固液界面形状的影响。数值计算表明:与未添加磁场相比,施加稳恒磁场后,硅熔体的流动区域变小,最大流速从70.793μm/s下降到了60.623μm/s,减少了14.37%,硅熔体上表面的紊波受到了抑制;硅熔体的轴向温差下降了1/3,径向温差增大了1/3;硅熔体的固液界面趋于平坦,有利于多晶硅晶体生长。
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- 关键词：多晶硅磁场流场
- 多场耦合下定向凝固法制备多晶硅的数值模拟
- 太阳能是一种清洁的可再生能源，是解决未来能源危机的理想选择。目前，多晶硅太阳电池具有生产工艺简单，成本低廉等优点而被广泛使用。然而，多晶硅的定向凝固是多物理场耦合作用下一个复杂的晶体生长过程。在实际生产过程中，难以精确的...
- 宋华伟
- 关键词：多晶硅数值模拟
- 文献传递
- 多晶硅铸锭炉热场结构的改进与模拟被引量：7
- 2014年
- 在多晶硅铸锭炉内采用了凹坑坩埚和凹坑坩埚平台组合的改进结构,并结合COMSOL4.3a模拟软件对改进前后的热场做了对比分析。结果表明:与改进前相比,在改进后的热场结构中,硅熔体结晶界面趋于平坦,等温线更加均匀,熔体轴向温度梯度增加了大约2 K/cm,有利于柱状晶的生长;硅熔体对流强度增大,可以使溶质分布更加均匀;GL/VS变大、溶质边界层厚度减小,有利于阻碍结晶界面前沿发生组分过冷,进一步抑制结晶界面细晶的产生。
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- 关键词：多晶硅数值模拟
- 稳恒磁场对多晶硅定向凝固结晶阶段流速场的影响
- 2015年
- 采用有限元Comsol 4.3a软件对多晶硅定向凝固结晶阶段3个时期(前期、中期、后期)坩埚内硅熔体的流速场进行数值模拟,并与不同磁场强度下的硅熔体流速场进行了对比分析。结果表明,硅熔体的平均流速随着结晶时间的延长而减小,从初期的38μm/s减小到后期的16μm/s,下降了57.89%。施加磁场后,硅熔体的平均流速随着磁场强度的增大而减小:结晶初期、中期和后期,硅熔体的平均流速分别减小了42.11%、58.59%和45.16%。结晶阶段3个时期分别施加磁场强度为0.6、0.4、0.2 T时,磁场对硅熔体的对流抑制作用最为明显。
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- 关键词：多晶硅磁场流速场数值模拟
- 轴向磁场对多晶硅定向凝固过程中热流场的影响
- 2015年
- 采用Comsol 4.3a软件建立了轴向磁场作用下多晶硅定向凝固的二维轴对称模型,通过有限元方法将硅熔体中的电磁场、温度场和流速场进行了耦合数值计算。结果表明:当磁场线圈中心面位于熔体中心面下方60 mm处时,其磁场线高密度集中在熔体中心面下方强浮力对流区域,且均匀分布。此时硅熔体的最大流速为41μm/s,相比磁场线圈位于熔体中心面上方60 mm处的流速场减小了41.43%。随着磁场强度的增加,硅熔体中等温线越来越稀疏。与未施加磁场相比,轴向温度梯度减小了15 K/cm,硅熔体中的晶体生长速率增加。硅熔体温度梯度与晶体生长速率之比GL/Vs值变小会使得其结晶前沿界面产生组分过冷,导致细晶的生成,这方面有待于进一步的研究。
- 宋华伟罗玉峰张发云胡云彭华厦刘杰
- 关键词：多晶硅磁场温度场流速场
