[发明专利]一种多晶铸锭炉自动测长晶装置

说明书

技术领域

本发明是关于晶体生长炉领域，特别涉及一种多晶铸锭炉自动测长晶装置。

背景技术

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。通过光电转换装置把太阳辐射能转换成电能利用属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件(太阳能电池)的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。

由于硅材料占太阳能电池成本中的绝大部分，降低硅材料生产成本是光伏应用的关键。多晶硅铸锭技术是降低太阳能电池成本的重要途径之一，该技术省去了昂贵的单晶拉制过程，用较低纯度的硅做投炉料，原材料及电能消耗方面都较省。

生产多晶硅晶体的设备主要是多晶硅铸锭炉，通过对硅料进行定向凝固得到多晶硅晶体。多晶硅晶体成形越均匀，晶体质量就越高，而晶体生长速度是多晶硅晶体成形均匀程度的重要因素之一，也是调节多晶铸锭炉工艺参数的重要参照。传统的手动测量其生长速度，主要依靠测量人员每隔一段时间将石英玻璃棒手动插入硅液中，测量硅固液界面高度位置，以此来测量计算得出炉内的长晶情况。测量人员插拔石英玻璃棒的同时，对石英玻璃棒插入深度在刻度尺上直接进行读数，通过对所读数值进行分析、计算，从而得出单位时间内硅固液界面高度的变化量，作为其生长速度。采用这种方法，测量人员需要频繁地到多晶铸锭炉二层平台进行测量，记录和计算，传统的测长晶方式不仅测量人员的劳动强度大，而且测量结果会由于测量人员的读数方式及石英玻璃棒的插入手势，力度，角度等大小偏差而受干扰，测量误差会比较大。并且现有手动测长晶机构在操作时测量人员很难控制好玻璃棒上下抽插的力度和角度，导致玻璃棒极其容易断裂，而断裂后炉内的玻璃棒会掉入硅溶液内，影响生产成品率，从而带来较大损失。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种采用全自动测量方式的多晶铸锭炉测长晶装置。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种多晶铸锭炉自动测长晶装置，包括石英玻璃棒，还包括拉线传感器、气缸和波纹管，石英玻璃棒的一端伸入多晶铸锭炉的内部，另一端设置在波纹管内，并且固定在石英玻璃棒夹上，石英玻璃棒夹安装在与气缸活塞杆相连的波纹管支架上；波纹管的一端与炉顶观察窗法兰连接，另一端与波纹管支架连接，并将石英玻璃棒、石英玻璃棒夹包裹在波纹管内，且波纹管设在多晶铸锭炉的外部；多晶铸锭炉的石英玻璃棒进入口处通过波纹管进行密封，拉线传感器上的拉绳和石英玻璃棒夹连接固定；气缸通过波纹管支架驱动波纹管上下运动，进而驱动石英玻璃棒和拉线传感器上的拉绳上下运动；拉线传感器用于将通过拉绳上下运动测得的数据，转换为模拟信号传送到外部(控制模块)，(控制模块)实现对测得的数据进行显示并记录。

作为进一步的改进，所述一种多晶铸锭炉自动测长晶装置安装在多晶铸锭炉的炉顶，且石英玻璃棒安装在多晶铸锭炉的炉顶观察窗处，并随波纹管上下移动。

作为进一步的改进，所述气缸的缸径满足公式：其中，D是指缸径，F是指汽缸工作时所受的作用力，P是指工作压力。

作为进一步的改进，所述工作压力P在0.2Mpa～0.6Mpa之间。

作为进一步的改进，所述气缸采用缸径在7.283mm～12.616mm之间的气缸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用全自动测量方式，不但能减轻测量人员的劳动强度，避免了人工读数的误差，同时数据由控制模块直接读取记录，方便后续分析，提高了测量的准确度和测量效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图中的附图标记为：1波纹管支架；2石英玻璃棒；3石英玻璃棒夹；4气缸；5拉线传感器；6波纹管；7多晶硅铸锭炉；8硅液液面；9石英坩埚；10固液界面。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：