CN110359083A - 一种自动记录引晶功率工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动记录引晶功率工艺，包括以下步骤：S1：对记录引晶功率的条件进行判断：记录引晶功率的条件包括剩料量大于引晶功率补偿剩料值，S2：若符合记录引晶功率的条件时，则自动记录引晶功率；否则，则进行下一步；S3：若不符合记录引晶功率的条件，则不进行引晶功率记录。本发明的有益效果是能够自动记录稳温过程中的引晶功率，并将该引晶功率输出到自动调温工艺中，满足自动稳温的需求，保证了自动稳温稳定、准确的进行，提高缩短稳温工时，可以提高产量，提高企业的竞争力，降低劳动强度，提高工作效率。

Description

一种自动记录引晶功率工艺

技术领域

本发明属于直拉单晶技术领域，尤其是涉及一种自动记录引晶功率工艺。

背景技术

目前行业内竞争日益激烈，降本增效成为了一个企业屹立不倒的法宝，目前太阳能光伏材料制造业生产工艺中，除去等径工艺状态(已经实现自动)，操作难度最大、时间花费最长的工艺状态就是稳温了，目前行业中普遍使用的是手动稳温方式。手动稳温的方式对操作经验是非常依赖的，而且需要操作人员持续关注，占用了人工很大的精力和实践。

手动稳温时间目前行业平均水平在4.0小时左右，最快也在2.5小时以外，如果操作经验不足的人员，稳温7小时以上也是很常见的。稳温之所以难度这么大，主要是因为石英坩埚内的硅溶液温度要想达到可以引晶的稳定状态，需要加热器给定功率必须要准确，而且只要调整一次功率值，石英坩埚内的硅溶液因为与加热器之间的距离关系以及受热对流影响，反应时间比较长，大约需要50分钟左右，根据石英坩埚尺寸不用，时间也不同，反应的时间范围大约在30min～60min左右。

在稳温过程中，人工进行引晶功率的设定，功率不合适，会导致温度偏高或偏低，需要二次甚至多次调温，造成工时浪费，且易发生事故。

发明内容

鉴于上述问题，本发明要解决的问题是提供一种自动记录引晶功率工艺，尤其适合直拉单晶稳温过程中使用，自动记录稳温过程中的引晶功率，保证自动稳温稳定、准确的进行功率设定，保证自动稳温正常进行。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自动记录引晶功率工艺，包括以下步骤：

S1：对记录引晶功率的条件进行判断：记录引晶功率的条件包括剩料量大于引晶功率补偿剩料值，

S2：若符合记录引晶功率的条件时，则自动记录引晶功率；否则，则进行下一步；

S3：若不符合记录引晶功率的条件，则不进行引晶功率记录。

进一步的，记录引晶功率的条件还包括平均引晶拉速满足稳温的温度要求。

进一步的，记录引晶功率的条件还包括手动调节功率的变化值满足引晶要求。

进一步的，记录引晶功率的条件还包括是否进入等径和/或进入等径一定长度范围内。

进一步的，步骤S2具体包括以下步骤：

S21：当符合记录引晶功率的条件时，则自动记录引晶功率，并存储多次记录的引晶功率；

S22：将存储的多次记录的引晶功率中的最大值与最小值作对比，若最大值与最小值之差不大于清零差值时，则输出存储的多次记录的引晶功率的平均值；否则，进行下一步；

S23：若最大值与最小值之差大于清零差值时，则清零重新记录。

进一步的，引晶功率补偿剩料值为初始投料量减去消耗量，消耗量为10-40kg。

进一步的，平均引晶拉速满足稳温的温度要求具体为：平均引晶拉速为 200mm/hr-350mm/hr。

进一步的，手动调节功率的变化值满足引晶要求具体为：手动调节功率的变化值不大于记录的引晶功率的偏差值，记录的引晶功率的偏差值为 1-5kw。

进一步的，清零差值为1-6kw。

进一步的，等径一定长度范围为0-200mm。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，能够自动记录稳温过程中的引晶功率，并将该引晶功率输出到自动调温工艺中，满足自动稳温的需求，保证了自动稳温稳定、准确的进行，提高缩短稳温工时，可以提高产量，提高企业的竞争力，降低劳动强度，提高工作效率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

本发明涉及一种自动记录引晶功率工艺，应用于自动稳温过程中，在自动稳温过程中自动记录引晶功率，满足自动稳温的需求，保证自动稳温稳定、准确的进行功率设定，保证自动稳温正常进行。

直拉单晶工艺中，依次进行稳温、引晶、放肩、转肩、等径和收尾工艺，实现直拉单晶正常拉晶，稳温是直拉单晶过程中最重要的一个工艺环节，是保证后续引晶工艺能否正常进行的基础，保证拉晶的正常进行。稳温工艺简单地说，就是高温熔接、低温稳温引晶。在高温度环境下进行熔接过热，当熔接过热结束后，再在低温环境下进行稳温，稳温结束后稳定满足引晶条件即可进行引晶。此处的高温，温度范围在1454℃～1460℃，温度高于1460℃后，籽晶会被熔断；此处的低温，温度范围在1450℃±2范围内，此温度范围是满足引晶条件的液面温度。

该自动记录引晶功率工艺，应用于稳温工艺中自动调温过程中，在自动调温过程中自动记录引晶功率，该记录的引晶功率是非常重要的，决定了自动稳温能否实现完全自动不需要人为调节温度，实现自动稳温，引晶功率是决定自动稳温时，用于维持合适温度的参照值，是自动调温过程中调温的基础参照值，是保证能否正常引晶的关键点，若系统记录的引晶功率偏高，会导致自动稳温按照偏高的功率去维持稳温，会由于温度偏高，不满足引晶条件，导致引晶籽晶熔断，导致引晶不能正常进行；若系统记录的引晶功率偏低，会导致自动稳温按照偏低的功率去维持稳温，会由于温度偏低，不满足引晶条件，不能正常引晶。

具体的，该自动记录引晶功率工艺，包括以下步骤：

S1：对记录引晶功率的条件进行判断，判断该引晶功率是否满足记录引晶功率的条件，只有满足条件的引晶功率才被记录，不满足则不被记录，以保证记录的引晶功率能够满足稳温过程中自动调温中维持合适温度，满足引晶正常进行。

记录引晶功率的条件包括：

剩料量大于引晶功率补偿剩料值：具体地，被记录的引晶功率的剩料量大于引晶功率补偿剩料值，优选的，该引晶功率补偿剩料值为初始投料量减去消耗量，该消耗量为10-40kg，优选为20kg，因为坩埚内满料的时候，热屏机构、坩埚、加热器，这三者的相对距离是相对固定的，因为引晶功率的大小主要取决于液口距(导流筒下沿与硅溶液的液面距离)与热场的相对位置，液口距距离热场越远要想保持相对稳定的温度所需要的功率就越大，所以需要记录满埚料引晶时的引晶功率，当不是满埚料时，所记录的引晶功率所对应的剩料量要大于引晶功率补偿剩料值，也就是，剩料量大于初始投料量减去消耗量，满足此条件的引晶功率才被记录。

平均引晶拉速满足稳温的温度要求：具体地，被记录的引晶功率满足平均引晶拉速满足稳温的温度要求，该引晶拉速范围符合合适稳温温度，优选的，被记录的引晶功率满足平均引晶拉速为200mm/hr-350mm/hr，平均拉速在200-350mm/hr范围内。因为平均引晶拉速，是反映稳温温度的最直观体现，平均引晶拉速越小(小于200mm/hr)说明稳温的温度越高，平均引晶拉速越大(大于350mm/hr)说明稳温的温度越低，极端的稳温温度证明引晶功率也是极端值，不在范围内的不能记录。

手动调节功率的变化值满足引晶要求：具体的，在引晶过程中，手动调节功率的变化值满足引晶要求，不满足引晶要求不被记录，手动调节功率的变化值不大于记录的引晶功率的偏差值时，引晶功率被记录，手动调节功率的变化值大于记录的引晶功率的偏差值时，引晶功率不被记录。因为有时操作人员在稳温完成后，发现籽晶状态并没有完全满足引晶条件，为了抢抓工时，盲目进行引晶，为了保证引晶放肩成活，操作人员往往习惯在引晶过程中手动调节功率。这种进入引晶干预功率成活下来的单晶，该引晶功率值也是不准确的，所以不能记录。该记录的引晶功率的偏差值为1-5kw，优选为 2kw。以一个实例进行说明：进行稳温时，此时功率68kw，若稳温温度正常，以此功率作为引晶功率进行稳温；若稳温温度偏高，则进行人工手动调节功率，将该功率降低，在操作过程中将该功率降低了3kw，将功率调节为65kw，且设定记录的引晶功率的偏差值2kw，但该手动调节功率的变化值3kw大于记录的引晶功率的偏差值2kw，所以该功率68kw不进行记录；若将该功率降低了1kw，将功率将调节为67kw，且设定记录的引晶功率的偏差值2kw，该手动调节功率的变化值1kw小于记录的引晶功率的偏差值2kw，所以该功率68kw被记录。

是否进入等径和/或进入等径一定长度范围内：被记录的引晶功率必须是进入等径过程中，也可以是进入等径一定长度范围内，该等径的长度范围为0-200mm，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。该条件的设置，提高了单晶的成活率，记录的引晶功率保证是可以成晶的。

记录的引晶功率必须满足上述的四个条件中的第一个条件：剩料量大于引晶功率补偿剩料值，即可以满足自动稳温的需求，保证了自动稳温稳定、准确的进行，保证引晶的稳定、准确的进行，可以说引晶功率记录不准确的话，自动稳温无法正常使用，也使得引晶不能正常进行。优选的，当记录的引晶功率满足第一个条件：剩料量大于引晶功率补偿剩料值，同时满足剩下的三个条件中的一个或多个时，使得自动稳温更加准确、稳定的进行。

S2：若符合记录引晶功率的条件时，则系统自动记录引晶功率；否则，则进行下一步；具体地，

S21：当符合记录引晶功率的条件时，则自动记录引晶功率，并存储多次记录引晶功率，可以存储一次记录的引晶功率，也可以存储两次记录的引晶功率，或者是存储记录三次的引晶功率，或者是存储更多次的记录功率，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。

S22：将存储的多次记录的引晶功率中的最大值与最小值作对比，若最大值与最小值之差不大于清零差值时，输出存储的多次记录的引晶功率的平均值，该清零差值为1-6kw，优选为3kw，当最大值与最小值之差不大于清零差值时，说明引晶功率不受外部环境影响，系统输出到自动调温的引晶功率值为多次记录的引晶功率的平均值。

否则，进行下一步；

S22：若最大值与最小值之差大于清零差值时，也就是，最大值与最小值之差大于3kw时，则清零重新记录。由于外部环境的改变，也就是，由于热场改变或者炉台大清等导致炉台功率变化的各种情况，影响引晶功率，为了避免记录的引晶功率受这些外部环境影响，所以需要定期维护、检查记录的引晶功率。如果记录的多次炉引晶功率，之间最大值与最小值差值大于 3KW时，需要清零引晶功率重新记录，以保证记录的引晶功率准确，保证稳温的正常进行，保证引晶正常进行。

S3：若不符合记录引晶功率的条件，则不进行引晶功率记录，以保证稳温的正常进行，进而保证引晶的正常进行。

下面举个例子进行说明，如下表所示，

在进行引晶功率记录时，首先进行条件判断，判断是否符合记录引晶功率的条件，在本实施例中，被记录的引晶功率均满足记录引晶功率的条件，并进行引晶功率的记录，第一次稳温时记录的引晶功率为60.1kw，第二次稳温时记录的引晶功率为60.4kw，第三次稳温时记录的引晶功率为59.8kw，进行了三次稳温时的记录的引晶功率，则系统输出到稳温过程中自动调温的引晶功率值是被记录的三次引晶功率的平均值，则输出的引晶功率为60.1kw，后续的自动调温时的引晶功率为60.1kw。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，能够自动记录稳温过程中的引晶功率，并将该引晶功率输出到自动调温工艺中，满足自动稳温的需求，保证了自动稳温稳定、准确的进行，提高缩短稳温工时，可以提高产量，提高企业的竞争力，降低劳动强度，提高工作效率。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种自动记录引晶功率工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对记录引晶功率的条件进行判断：所述记录引晶功率的条件包括剩料量大于引晶功率补偿剩料值；

S2：若符合所述记录引晶功率的条件时，则自动记录引晶功率；否则，则进行下一步；

S3：若不符合记录引晶功率的条件，则不进行引晶功率记录。

2.根据权利要求1所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述记录引晶功率的条件还包括平均引晶拉速满足稳温的温度要求。

3.根据权利要求1或2所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述记录引晶功率的条件还包括手动调节功率的变化值满足引晶要求。

4.根据权利要求3所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述记录引晶功率的条件还包括是否进入等径和/或进入等径一定长度范围内。

5.根据权利要求1或2或4所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21：当符合所述记录引晶功率的条件时，则自动记录引晶功率，并存储多次记录的引晶功率；

S22：将存储的多次记录的引晶功率中的最大值与最小值作对比，若最大值与最小值之差不大于清零差值时，则输出存储的多次记录的引晶功率的平均值；否则，进行下一步；

S23：若最大值与最小值之差大于清零差值时，则清零重新记录。

6.根据权利要求5所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述引晶功率补偿剩料值为初始投料量减去消耗量，所述消耗量为10-40kg。

7.根据权利要求3所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述平均引晶拉速满足稳温的温度要求具体为：所述平均引晶拉速为200mm/hr-350mm/hr。

8.根据权利要求4所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述手动调节功率的变化值满足引晶要求具体为：所述手动调节功率的变化值不大于记录的引晶功率的偏差值，所述记录的引晶功率的偏差值为1-5kw。

9.根据权利要求2所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述清零差值为1-6kw。

10.根据权利要求1或2所述的自动记录引晶功率工艺，其特征在于：所述等径一定长度范围为0-200mm。