孟庆超 王子谦 潘明翠 夏新中 刘磊

英利能源（中国）有限公司 河北 保定 071000

1 研究背景与内容

以定向凝固方法铸造的多晶硅锭是晶硅太阳能电池的主要基材之一，与用直拉法生产的单晶硅相比，具有生产成本低的优势。研究硅锭中的杂质分布规律并对其进行优化，不但能够进一步降低多晶硅锭的生产成本，还能够提高多晶硅的晶体品质。

本文在研究过程中使用了CGSim模拟软件，针对工业用多晶硅铸锭炉进行计算机仿真模拟，研究不同加热器结构及位置下的固液界面形状和熔体流动模式及其对硅锭中杂质分布的影响，并通过优化加热器结构、位置并在晶体生长阶段匹配合适的温度控制来减少硅锭中的杂质损失。

2 研究结果与讨论

2.1 铸锭炉型与模拟软件简述

本文在研究过程中使用的铸锭炉型为JJL500N及其改造炉型。对于原JJL500N炉型，加热器位于热场顶部，为棒状结构；散热窗口位于热交换台下方，为百叶窗结构，四片百叶可旋转向下打开，最大旋转角度为90°，百叶窗下方设有水冷铜盘。改造炉型是在JJL500N的基础上进行了优化，加热器结构改为蛇形，并增加了侧部加热器，散热系统的结构和位置均保持不变。下文将用铸锭炉JJL01代指原JJL500N铸锭炉，用JJL02代指优化后的铸锭炉。

本文使用的计算机模拟软件为CGSim，为了提高计算效率，将三维铸锭炉结构进行了轴对称简化，实施二维全局计算，并将模拟结果与实际铸锭过程进行对比和校准，提高模拟的准确性。……