林光伟,王 珊,张西亚,高俊伟,高德东

(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)

0 引 言

在光伏发电产业中，将太阳能转化成电能的重要装置是晶硅电池，其中单晶硅电池约占据80%以上的市场[1]，单晶硅太阳能电池也会在未来光伏产业中占据主导地位。尽管单晶硅电池的应用已经非常广泛，但实际单晶硅生产中的设备与技术还存在很大的提升空间，导致产业的效益并不乐观。以单晶硅生产链分析，在生产单晶硅棒的过程中，许多工厂依然采用传统的生产设备和生产技术，导致生产过程的成本逐渐升高，同时单晶硅质量不增反降[2]。因此，优化改进单晶硅的生产设备与技术，对提高光伏发电产业的效益具有重要作用。

考虑到单晶硅的生产技术短时间内很难实现突破，因此大多数研究者集中于通过优化设计单晶炉设备来降低生产过程的能耗，以此减少生产成本，提高效益。前人通过分析拉晶过程中能耗的来源即加热器，提出了优化改进的新思路，并进行模拟与实验对比，达到降低生产能耗的目的。吕菲等[3]对单晶炉热区进行优化并设计异型加热器，通过软件模拟和实验对比，结果显示异型加热器实现降低等径过程拉晶功率的同时，能保持等径状态的晶体稳定，达到了降低能耗的目的。耿博耘等[4]使用了一种减薄型加热器，通过生产单晶硅的对比实验，得出减薄型加热器能在提高晶体生长效率的同时降低总能耗。……