[发明专利]一种晶体生长控制方法以及装置、晶体生长设备

说明书

本发明公开一种晶体生长控制方法以及装置、晶体生长设备，涉及晶体拉制技术领域，以提供一种在提拉生长晶体的过程中，形成电池端所需形状晶体的技术方案。包括：在提拉生长晶体的过程中，实时获取晶体的生长图像，并从生长图像中提取晶体在生长界面处的形状信息。其中，生长界面为晶体与原料熔体液面相交处；将晶体在生长界面处的形状信息，与预设形状的形状信息进行对比，获得对比结果。基于对比结果，利用激光器调整晶体在生长界面处的形状。

技术领域

本发明涉及晶体拉制技术领域，尤其涉及一种晶体生长控制方法以及装置、晶体生长设备。

背景技术

在光伏行业，大多采用直拉单晶制造法拉制单晶硅棒。但目前直拉单晶制造法只能生长主体为圆柱形的硅棒。后续在利用单晶硅棒制作太阳能电池时，需要将圆柱形的硅棒依次经过切断工序、切方工序和切片工序形成硅片，供电池端使用。其中，切方工序中将现有的圆柱形硅棒切掉四个弓形的边皮，获得正方形或者近似正方形的结构。一方面，切方加工增加了太阳能电池用硅片的加工工序。另一方面，边皮的回炉再利用会导致拉晶环节综合成本的提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶体生长控制方法以及装置、晶体生长设备，以提供一种在提拉生长晶体的过程中，形成电池端所需形状晶体的技术方案。

第一方面，本发明提供了一种晶体生长控制方法，生长的至少部分晶体的截面具有预设形状，晶体生长控制方法包括：在提拉生长晶体的过程中，实时获取晶体的生长图像，并从生长图像中提取晶体在生长界面处的形状信息。其中，生长界面为晶体与原料熔体液面相交处。将晶体在生长界面处的形状信息，与预设形状的形状信息进行对比，获得对比结果。基于对比结果，利用激光器调整晶体在生长界面处的形状。

在采用上述技术方案的情况下，本发明在提拉生长晶体的过程中，实时获取晶体的生长图像，并从生长图像中提取晶体在生长界面处的形状信息。将晶体在生长界面处的形状信息，与预设形状的形状信息进行对比，获得对比结果。基于对比结果，利用激光器调整晶体在生长界面处的形状。基于此，可以在提拉生长晶体的过程中，利用激光器发射的激光对晶体的生长边界进行调整，以使生长的晶体在生长界面处的形状具有预设形状。进而，由该晶体形成的晶棒的截面也具有预设形状。在利用上述晶棒制备电池片时，由于预设形状为匹配电池端所使用的硅片的形状，故可以直接对上述晶棒进行切片工序形成硅片。相对于现有技术，本发明利用激光器对所述原料熔体液面进行扫描，可以使激光扫描的晶体材料直接回熔到熔体中，提高了对坩埚中多晶硅原料的利用率，拉制出与下游环节形状匹配度高的硅棒，可节省对晶棒的切方加工工序，或者通过减少边皮回炉从而降低拉晶环节的综合成本。

在一种可能的实现方式中，在提拉生长晶体的过程中，晶体相对于原料熔体沿第一方向转动，利用激光器调整晶体在生长界面处的形状时，激光器发射的激光照射在晶体的生长界面。

在采用上述技术方案的情况下，在提拉生长晶体的过程中，晶体相对于原料熔体沿第一方向转动，此时，激光器发射的激光照射在晶体的生长界面，以对生长界面的形状进行调整，使生长的晶体的生长界面处的形状满足预设形状，进而使得到的晶棒的截面形状满足预设形状。

在一种可能的实现方式中，在提拉生长晶体的过程中，晶体在生长界面处具有第一轮廓；预设形状在生长界面处具有第二轮廓。基于对比结果，利用激光器调整晶体在生长界面处的形状包括：基于对比结果，控制激光器以激光移动路径照射晶体的生长界面，以利用激光器调整晶体在生长界面处的形状。其中，激光移动路径为，在生长界面处，沿晶体的径向，位于第一轮廓与第二轮廓之间。

在采用上述技术方案的情况下，基于激光移动路径，控制激光器照射在晶体的生长界面。由于激光移动路径为在生长界面处，沿晶体的径向，位于第一轮廓与第二轮廓之间。故沿该激光移动路径可以将晶体在生长界面处的形状调整为预设形状，且不会对晶体在生长界面处的形状进行过度调整。