[发明专利]直拉单晶直径测量方法

说明书

本发明公开一种直拉单晶直径测量方法，包括步骤：提供设置于熔硅液面上方的导流筒；通过视觉系统采集单晶生长图像，所述单晶生长图像包括单晶生长光圈以及导流筒下口在熔硅液面上的投影；以及获取导流筒下口内侧直径实际值，利用导流筒下口内侧直径校准单晶直径。本发明实现了单晶直径的全自动校准，并提高了校准精度，适用于所有单晶炉台。

技术领域

本发明属于单晶制造技术领域，具体涉及一种直拉单晶直径测量方法。

背景技术

光伏发电作为绿色能源以及人类可持续发展的主要能源的一种，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。单晶硅片作为光伏发电的基础材料的一种，有着广泛的市场需求。一种常见的单晶硅生长方法是直拉法，即，在单晶炉中，使籽晶浸入容置于坩埚的熔体，在转动籽晶及坩埚的同时提拉籽晶，以在籽晶下端依次进行引晶、放肩、转肩、等径及收尾，获得单晶硅棒。

为确保单晶质量，在拉单晶过程中要对单晶的直径进行测量及校准。现有的直径测量方法是采用测径仪进行晶体直径实际值的测量。测径仪通过设置在刻度尺上的滑块，以两次读数之差作为晶体直径值。这种直径测量方法的技术缺陷主要表现为：(1)属于人为测量，存在人为误差；(2)测径仪的测量精度为mm级别；(3)测径仪在各炉台上的安装存在不同的误差。因此，采用测径仪进行晶体直径测量的精度不够高，难以实现对晶体直径的精准测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直拉单晶直径测量方法，以解决现有的直径测量方法存在的精度低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种直拉单晶直径测量方法，包括步骤：

提供设置于熔硅液面上方的导流筒；

通过视觉系统采集单晶生长图像，所述单晶生长图像包括单晶生长光圈以及导流筒下口在熔硅液面上的投影；以及

获取导流筒下口内侧直径实际值，利用导流筒下口内侧直径校准单晶直径。

进一步地，利用导流筒下口内侧直径校准单晶直径，包括步骤：

在所述单晶生长图像上间隔设定相互平行的晶体直径第一测量线和晶体直径第二测量线，所述晶体直径第一测量线和晶体直径第二测量线均与单晶生长光圈相交，根据所述晶体直径第一测量线和晶体直径第二测量线，获得单晶生长图像中的单晶直径像素值；

将所述晶体直径第一测量线和晶体直径第二测量线向所述导流筒下口投影的边缘方向延伸，分别与所述导流筒投影的边缘相交，形成相互平行的导流筒投影第一测量线和导流筒投影第二测量线，根据所述导流筒投影第一测量线和导流筒投影第二测量线，获得导流筒下口内侧直径像素值；以及

根据导流筒下口内侧直径实际值与导流筒下口内侧直径像素值之比，对所述单晶直径像素值进行校准，获得单晶直径校准值。

更进一步地，获得单晶生长图像中的单晶直径像素值包括步骤：

将所述晶体直径第一测量线的长度测量值记为AB、晶体直径第二测量线的长度测量值记为CD、将晶体直径第一测量线和晶体直径第二测量线的间隔长度值记为EF；以及

根据三角变换，获得单晶生长图像中的单晶直径像素值2R，

更进一步地，获得导流筒下口内侧直径像素值包括步骤：

将导流筒投影第一测量线的长度测量值记为MN、导流筒投影第二测量线的长度测量值记为PQ、将导流筒投影第一测量线和导流筒投影第二测量线的间隔长度值记为EF；以及

根据三角变换，获得导流筒下口内侧直径像素值2R’，

再进一步地，所述流筒下口内侧直径实际值为2r，对所述单晶直径像素值进行校准，获得单晶直径校准值Φ，