CN101333681B - 多晶硅铸锭炉及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多晶硅铸锭炉以及对该炉的控制方法，多晶硅铸锭炉，包括封闭的炉体(1)、在工作台(8)上活动设置的坩埚(3)、温度传感器(5)、压力传感器(19)、CPU及接口电路，在工作台(8)上活动设置一与提升装置(6)机械连接在一起的罩体(13)，CPU通过接口电路控制罩体(13)内设置的电阻加热丝(9)、炉内气压和罩体(13)的提升量。CPU通过各接口电路实现对多晶硅铸锭炉的自动控制。本发明的多晶硅铸锭炉及控制方法，提高了用硅溶液生长多晶硅时，晶核排列的同一性和排列密度，使生成的多晶硅的光电转换率大大提高。

Description

多晶硅铸锭炉及控制方法
技术领域
本发明涉及一种多晶硅的长晶设备，特别涉及一种多晶硅铸锭炉以及对该炉的控制方法，该方法对多晶硅铸锭炉中的溶液实现了长晶，固化生成高品质的硅锭。
背景技术
多晶硅铸锭炉属密闭环境下的工作设备，用含硅的化合物在真空、高温状态下，再加入某些还原性和保护性的气体，经过一系列的升温、保温、退火工艺使其熔炼成高纯度的多晶硅单质。但现有技术和设备生长出的多晶硅的晶核的排列的同一性不好，密度不够，导致产品的光电转换率低，直接影响到了用它制造的太阳能的电池的质量。
发明内容
本发明提供一种多晶硅铸锭炉及其控制方法，解决了现有设备和技术生长出的多晶硅的晶核的排列的同一性不好，密度不够，导致产品的光电转换率低，直接影响到了用它制造的太阳能的电池的质量的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明涉及一种新型的多晶硅铸锭炉，该炉实现了采用特定长晶，固化技术将硅溶液制成高品质的硅锭；同时还提供了控制该多晶硅铸锭炉的方法，利用该方法实现了对炉体内的硅溶液的长晶工艺的有效控制。
多晶硅铸锭炉，包括封闭的炉体1、在炉体1内的底部固定设置的工作台8、在工作台8上活动设置的坩埚3、CPU及接口电路，在所述的工作台8上活动设置一罩体13，该罩体13通过从炉体1的顶部穿出的提升杠与提升装置6机械连接在一起，该提升装置6的电控端通过通讯接口电路RS232与所述的CPU电连接在一起；在所述的罩体13的顶板上设置有通过孔，穿线管18通过该通过孔从炉体的顶部穿出，且罩体13可沿穿线管18上下移动，在罩体13内设置有电阻加热丝9，该电阻加热丝9通过从穿线管18中穿过的导线与炉外的电加热功率调节装置12电连接在一起，电加热功率调节装置12通过第一接口电路16与CPU电连接；在所述的炉体1内还设置有温度传感器5和压力传感器19，温度传感器5通过第二接口电路7与CPU电连接，压力传感器19通过第三接口电路4与CPU电连接，CPU通过第四接口电路15与气体流量计11的电控端电连接，实现对从保护气入口10进入到炉体的保护气的气流的控制，在所述的炉体1上还设置有保护气排气装置2，该保护气排气装置2的排气泵14的电控端与CPU电连接在一起。
所述的提升装置6有三组，这三组提升装置在炉体1的顶部呈等边三角形分布排列，在CPU的控制下对罩体实现同步提升。
一种多晶硅铸锭炉控制方法，是通过以下步骤实现的：
(1)通过CPU中程序，设定对炉体1的自动控制时间为4小时；
(2)通过CPU的外部设备分别设定炉体1内的温度为1435℃，设定炉体(1)内的压力为460mbr，设定炉体1内的罩体13的提升高度为22cm；
(3)CPU通过电加热功率调节装置12对电阻加热丝9进行加热，使炉体1内的温度到达1435℃，并保持在1435℃；同时，CPU通过调节气体流量计11和排气泵14的气体流量，使炉体1内的压力到达460mbr，并保持在460mbr；同时，CPU通过通讯接口电路RS232和提升装置6将罩体13提升高度为22cm；
(4)当时间到达4小时，CPU关闭所有设备。
本发明的多晶硅铸锭炉及控制方法，提高了用硅溶液生长多晶硅时，晶核排列的同一性和排列密度，使生成的多晶硅的光电转换率大大提高，提高了用它制成的太阳能电池的质量。
附图说明
图1本发明的多晶硅铸锭炉的结构示意图
图2多晶硅铸锭炉的控制工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行说明：
本发明涉及一种新型的多晶硅铸锭炉，该炉实现了采用特定长晶，固化技术将硅溶液制成高品质的硅锭；同时还提供了控制该多晶硅铸锭炉的方法，利用该方法实现了对炉体内的硅溶液的长晶工艺的有效控制。
多晶硅铸锭炉，包括封闭的炉体1、在炉体1内的底部固定设置的工作台8、在工作台8上活动设置的坩埚3、CPU及接口电路，在所述的工作台8上活动设置一罩体13，该罩体13通过从炉体1的顶部穿出的提升杠与提升装置6机械连接在一起，该提升装置6的电控端通过通讯接口电路RS232与所述的CPU电连接在一起；在所述的罩体13的顶板上设置有通过孔，穿线管18通过该通过孔从炉体的顶部穿出，且罩体13可沿穿线管18上下移动，在罩体13内设置有电阻加热丝9，该电阻加热丝9通过从穿线管18中穿过的导线与炉外的电加热功率调节装置12电连接在一起，电加热功率调节装置12通过第一接口电路16与CPU电连接；在所述的炉体1内还设置有温度传感器5和压力传感器19，温度传感器5通过第二接口电路7与CPU电连接，压力传感器19通过第三接口电路4与CPU电连接，CPU通过第四接口电路15与气体流量计11的电控端电连接，实现对从保护气入口10进入到炉体的保护气的气流的控制，在所述的炉体1上还设置有保护气排气装置2，该保护气排气装置2的排气泵14的电控端与CPU电连接在一起。
所述的提升装置6有三组，这三组提升装置在炉体1的顶部呈等边三角形分布排列，在CPU的控制下对罩体实现同步提升。
一种多晶硅铸锭炉控制方法，是通过以下步骤实现的：
(1)通过CPU中程序，设定对炉体1的自动控制时间为4小时；
(2)通过CPU的外部设备分别设定炉体1内的温度为1435℃，设定炉体(1)内的压力为460mbar，设定炉体1内的罩体13的提升高度为22cm；
(3)CPU通过电加热功率调节装置12对电阻加热丝9进行加热，使炉体1内的温度到达1435℃，并保持在1435℃；同时，CPU通过调节气体流量计11和排气泵14的气体流量，使炉体1内的压力到达460mbar，并保持在460mbar；同时，CPU通过通讯接口电路RS232和提升装置6将罩体13提升高度为22cm；
(4)当时间到达4小时，CPU关闭所有设备。

Claims (3)

1.一种多晶硅铸锭炉，包括封闭的炉体(1)、在炉体(1)内的底部固定设置的工作台(8)、在工作台(8)上活动设置的坩埚(3)、CPU及接口电路，其特征在于，在所述的工作台(8)上活动设置一罩体(13)，该罩体(13)通过从炉体(1)的顶部穿出的提升杠与提升装置(6)机械连接在一起，该提升装置(6)的电控端通过通讯接口电路RS232与所述的CPU电连接在一起；在所述的罩体(13)的顶板上设置有通过孔，穿线管(18)通过该通过孔从炉体的顶部穿出，且罩体(13)可沿穿线管(18)上下移动，在罩体(13)内设置有电阻加热丝(9)，该电阻加热丝(9)通过从穿线管(18)中穿过的导线与炉外的电加热功率调节装置(12)电连接在一起，电加热功率调节装置(12)通过第一接口电路(16)与CPU电连接；在所述的炉体(1)内还设置有温度传感器(5)和压力传感器(19)，温度传感器(5)通过第二接口电路(7)与CPU电连接，压力传感器(19)通过第三接口电路(4)与CPU电连接，CPU通过第四接口电路(15)与气体流量计(11)的电控端电连接，实现对从保护气入口(10)进入到炉体的保护气的气流的控制，在所述的炉体(1)上还设置有保护气排气装置(2)，该保护气排气装置(2)的排气泵(14)的电控端与CPU电连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述的提升装置(6)有三组，这三组提升装置在炉体(1)的顶部呈等边三角形分布排列，在CPU的控制下对罩体实现同步提升。
3.一种实现对权利要求1所述的多晶硅铸锭炉进行控制的方法，是通过以下步骤实现的：
(1)通过CPU中程序，设定对炉体(1)的自动控制时间为4小时；
(2)通过CPU的外部设备分别设定炉体(1)内的温度为1435℃，设定炉体(1)内的压力为460mbar，设定炉体(1)内的罩体(13)的提升高度为22cm；
(3)CPU通过电加热功率调节装置(12)对电阻加热丝(9)进行加热，使炉体(1)内的温度到达1435℃，并保持在1435℃；同时，CPU通过调节气体流量计(11)和排气泵(14)的气体流量，使炉体(1)内的压力到达460mbar，并保持在460mbar；同时，CPU通过通讯接口电路RS232和提升装置(6)将罩体(13)提升高度为22cm；
(4)当时间到达4小时，CPU关闭所有设备。
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