Data-Driven Optimization and Experimental Validation for the Lab-Scale Mono-Like Silicon Ingot Growth by Directional Solidification

材料科学 位错 定向凝固 结晶 瞬态(计算机编程) 过程(计算) 单晶硅 计算机科学 生物系统 冶金 复合材料 微观结构 热力学 物理 合金 生物 操作系统
作者
Xin Liu,Yifan Dang,Hiroyuki Tanaka,Yusuke Fukuda,Kentaro Kutsukake,Takahiko Kojima,Toru Ujihara,Noritaka Usami
出处
期刊:ACS omega [American Chemical Society]
卷期号:7 (8): 6665-6673 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acsomega.1c06018
摘要

The casting mono-like silicon (Si) grown by directional solidification (DS) is promising for high-efficiency solar cells. However, high dislocation clusters around the top region are still the practical drawbacks, which limit its competitiveness to the monocrystalline Si. To optimize the DS-Si process, we applied the framework, which integrates the growing experiments, transient global simulations, artificial neuron network (ANN) training, and genetic algorithms (GAs). First, we grew the Si ingot by the original recipe and reproduced it with transient global modeling. Second, predictions of the Si ingot domain from different recipes were used to train the ANN, which acts as the instant predictor of ingot properties from specific recipes. Finally, the GA equipped with the predictor searched for the optimal recipe according to multi-objective combination, such as the lowest residual stress and dislocation density. We also implemented the optimal recipe in our mono-like DS-Si process for verification and comparison. According to the optimal recipe, we could reduce the dislocation density and smooth the growth rate during the Si ingot growing process. Comparisons of the growth interface and grain boundary evolutions showed the decrease of the interface concavity and the multi-crystallization in the top part of the ingot. The well-trained ANN combined with the GA could derive the optimal growth parameter combinations instantly and quantitatively for the multi-objective processes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jiayou完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
若尘完成签到,获得积分10
1秒前
远处的立交完成签到,获得积分10
1秒前
B1ackSugar完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
BruceYuan完成签到,获得积分10
3秒前
王誓言完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
排列组合式文章完成签到,获得积分10
5秒前
柠檬泡芙发布了新的文献求助20
6秒前
7秒前
bkagyin应助超级裁缝采纳,获得10
7秒前
李志平完成签到 ,获得积分10
9秒前
勤能补拙发布了新的文献求助10
9秒前
BruceYuan发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
小红发布了新的文献求助10
11秒前
朴实寻琴发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
xxi完成签到,获得积分10
17秒前
Lam发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
随便发布了新的文献求助20
19秒前
科研通AI2S应助星空月七采纳,获得20
21秒前
22秒前
22秒前
23秒前
吴1完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
云舒完成签到,获得积分10
25秒前
Orange应助jiaojiao采纳,获得30
26秒前
YHY完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
YHY发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
清风发布了新的文献求助10
30秒前
RSHL完成签到 ,获得积分10
31秒前
希望天下0贩的0应助YHY采纳,获得10
33秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Semiconductor Process Reliability in Practice 1500
Handbook of Prejudice, Stereotyping, and Discrimination (3rd Ed. 2024) 1200
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 1000
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3243688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2887542
关于积分的说明 8248974
捐赠科研通 2556261
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1384337
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 649827
邀请新用户注册赠送积分活动 625776