1 青海大学机械工程学院, 西宁 810016
2 阳光能源(青海)有限公司, 西宁 810000
光伏发电以绿色、可再生、能源质量高和不受资源分布地域的限制等优点被广泛使用, 单晶硅又以低衰减率和高转换效率等优点渐渐超过了多晶硅光伏电池在市场中的份额,但成本问题和产能问题一直束缚着单晶硅太阳能产业的发展。本文提出了一种在晶体生长过程中随硅液面下降而下降的直拉单晶炉热屏结构, 来解决在拉晶过程中坩埚上升所造成的拉晶速度和稳定性降低以及拉晶能耗增加的问题, 并以CL120-97单晶炉热场为研究对象, 利用有限元仿真对单晶炉优化前后晶体和熔体的热场以及氩气流场进行分析。分析仿真结果表明,优化后单晶炉不仅可以提高单晶炉拉晶的速度和质量, 而且还能有效降低单晶炉拉晶的能耗。
单晶炉 单晶硅 热屏改造 升降装置 高效热场 热场模拟 流场模拟 single crystal furnace monocrystalline silicon heat shield modification lifting device high-efficiency thermal field thermal field simulation flow field simulation
1 青海大学机械工程学院，西宁 810016
2 阳光能源(青海)有限公司，西宁 810000
单晶炉是一种在以高纯氩气为主的惰性气体环境中，用石墨热场加热，将多晶硅材料加以熔化，用直拉法生长单晶硅的设备,在太阳能单晶硅拉制的过程中，如何提高拉晶的速度和质量以及降低设备的能耗一直是单晶硅厂家永恒的追求。本文从机械结构的角度分析了坩埚上升在单晶炉拉晶过程中所造成的拉晶速度下降和额外能耗问题，在此问题的基础上提出了一种加热器随坩埚在拉晶过程中上升的单晶炉结构优化方法，并通过有限元仿真对单晶炉优化前后晶体和熔体的热场以及拉晶过程中加热器功率进行分析。结果表明，改进后的单晶炉不仅可以提高拉晶过程的稳定性和拉晶速度,从而进一步提高单晶炉的拉晶质量和产量，而且还能有效降低单晶炉拉晶的能耗。
单晶炉 加热器优化 高效热场 单晶硅生长 热场模拟 single crystal furnace heater optimization high-efficiency thermal field single crystal silicon growth thermal field simulation
1 State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 00083,China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering，University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
提出了一种基于平面光波导工艺的带有可调定向耦合器的非对称MZI结构.模拟结果显示，当定向耦合器的两个耦合臂的折射率独立改变时，定向耦合器的调制效果较好；当调制电极与耦合区的波导间距为0时，两个耦合臂的温度差达到最大.测试得到，AMZI的插入损耗为2.05 dB，延迟时间为151.4 ps，脉冲对的功率比近似为1.该器件有助于提高集成QKD器件的性能.
非对称MZI干涉仪 热场模拟 量子密钥分发 asymmetric Mach-Zehnder interferometer thermal field simulation quantum key distribution
