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石墨表面熔融硅的润湿行为研究 程广贵 张忠强 丁建宁 袁宁一 许多 Wetting behaviors of the molten silicon on graphite surface Cheng Guang-Gui Zhang Zhong-Qiang Ding Jian-Ning Yuan Ning-Yi Xu Duo 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 66,

036801 (2017) DOI: 10.

7498/aps.66.036801 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.66.036801 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2017/V66/I3 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 溅射Al对AlN的 润湿 与钎焊 Wetting and brazing of AlN by sputtered Al 物理学报.2016, 65(8):

086801 http://dx.doi.org/10.7498/aps.65.086801 固体表面液滴铺展与润湿接触线的移动分析 Analyses of droplet spreading and the movement of wetting line on a solid surface 物理学报.2016, 65(1):

016801 http://dx.doi.org/10.7498/aps.65.016801 微液滴在不同能量表面上润湿状态的分子动力学模拟 Molecular dynamics simulation on the wetting characteristic of micro-droplet on surfaces with different free energies 物理学报.2015, 64(21):

216801 http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.216801 微纳复合结构表面稳定润湿状态及转型过程的热力学分析 Thermodynamic analysis of stable wetting states and wetting transition of micro/nanoscale structured surface 物理学报.2015, 64(17):

176801 http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.176801 壁面材质和温度场对熔融硅润湿角的影响 Effect of temperature field and different walls on the wetting angle of molten silicon 物理学报.2015, 64(11):

116801 http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.116801 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 66, No.

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036801 石墨表面熔融硅的润湿行为研究? 程广贵1)3)? 张忠强1)3) 丁建宁1)2)3)4)? 袁宁一2)3)4) 许多1) 1)(江苏大学微纳米科学技术研究中心, 镇江 212013) 2)(常州大学低维材料微纳器件与系统研究中心, 常州 213164) 3)(江苏省光伏科学与工程协同创新中心 (常州大学), 常州 213164) 4)(常州大学, 江苏省光伏工程科学国家重点实验室培育建设点, 常州 213164) (

2016 年6月28 日收到;

2016 年11 月8日收到修改稿 ) 熔融硅在石墨表面的润湿规律对于超薄硅片的横向拉模制造尤为重要. 本文利用 COMSOL 软件模拟 了理想条件下熔融硅在光滑石墨表面的润湿过程, 并借助高温高真空接触角测量仪对高温条件下石墨表面 熔融硅的润湿性能开展了实验研究. 考察了石墨表面粗糙度 (Ra = 0.721 ?m 与Ra = 0.134 ?m)、 环境温度 (1737―1744 K)、 恒温持续时间 (10―30 s) 等因素对润湿角的影响. 结合固 -液、 气 -液界面的压力、 速度分布 图, 分析了恒定温度、 毛细效应下表面张力变化对润湿过程的影响机制. 研究结果表明, 相同温度下, 石墨表 面硅液滴的润湿角随石墨表面粗糙度增大而减小. 对同一粗糙度表面, 润湿角在相同温度下随保温时间的增 加略微减小, 且变化的幅度随温度升高而减小. 当液滴半径远小于

5 mm 时, 表面张力在润湿过程中起主导作 用;

当液滴半径大于

5 mm 时, 液滴自身重力的影响不可忽略. 关键词: 熔融硅, 润湿角, 毛细效应, 表面粗糙度 PACS: 68.08.Bc, 68.08.De, 02.70.Bf DOI: 10.7498/aps.66.036801

1 引言成本和效率是光伏电池推广和应用的瓶颈. 在 光伏组件的制造过程中, 硅片的制造占光伏电池生 产成本约 70%, 在传统的硅片制造技术中, 仅多线 切割工序造成的硅损耗就高达 50%. 因此, 减少硅 材料的使用量已成为降低光伏电池制造成本的一 个重要方向. 新南威尔士大学的研究人员从电池背 面对硅片减薄, 所制备的