CN203569241U - 单晶硅棒生长检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单晶硅棒生长检测装置，涉及太阳能电池生产设备技术领域，包括支撑架、处理器和测量装置，处理器和测量装置设置在支撑架上，支撑架底部设置在单晶炉的炉盖观察窗上，所述测量装置包括目镜和激光测距仪，激光测距仪为三个，激光测距仪与处理器导线连接，三个激光测距仪平行布置，且分别与其所在目镜垂直错开布置；处理器上设有开关按钮和显示屏。操作人员通过激光测距仪准确检测单晶硅棒的生长，三个激光测距仪将检测到的数据传输给处理器，处理器将接收到的数值进行内部计算，判定单晶硅棒生长过程中是否断棱，实现单晶硅棒生长的准确检测。本实用新型具有结构简单、使用方便、检测精度高、降低操作人员劳动强度的优点。

Description

单晶硅棒生长检测装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池生产设备技术领域。

背景技术

直拉法生长硅单晶工艺是多晶硅在石英坩埚中经过加热熔化成熔融硅液，待温度合适后，经过将籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤，完成一根单晶硅棒的拉制。在直拉法硅单晶生长中的等径生长阶段，不仅要控制好晶体的直径，更为重要的是保持晶体的无错位生长，由于位错的产生经常会导致硅棒发生断棱与掉苞现象，断棱是指单晶硅棒的纵向棱线在生长过程中棱线断掉，断棱后会从单晶硅棒断棱处向回延生，反向延生形成反延，位错的产生将会严重影响了晶体硅和器件的性能，降低了硅太阳能电池的光电转换效率。因此在单晶硅棒生长过程中需要不断检测单晶硅棒的生长状态，来检测单晶硅棒的生长过程中是否断棱。目前，在单晶硅棒生长过程中，只是从单晶炉的观察窗单纯依靠人眼观察来判断单晶硅棒是否断棱，这就不仅耗费人力，而且存在检测的不及时性和人为失误的情况发生。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、检测精度高、降低操作人员劳动强度的单晶硅棒生长检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种单晶硅棒生长检测装置，包括支撑架、处理器和测量装置，所述处理器和测量装置设置在支撑架上，所述支撑架底部设有与单晶炉的炉盖观察窗相配合的卡口，所述测量装置包括目镜和激光测距仪，所述目镜在激光测距仪上方，所述激光测距仪为三个，所述激光测距仪与处理器导线连接，所述三个激光测距仪平行布置，且分别与其所在目镜垂直错开布置；所述处理器上设有开关按钮和显示屏。

优选的，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与处理器导线连接，所述处理器上设有复位按钮。

优选的，所述测量装置与支撑架为活动连接，所述测量装置侧边设有与支撑架相配合的滑槽。

优选的，所述测量装置上还设有视镜。

优选的，所述三个激光测距仪沿垂直于炉盖观察窗方向平行布置，两两平行间距10mm，且纵向错开布置、三个激光测距仪连线在一条直线上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过在单晶炉观察窗上固定支撑架，操作人员根据视镜中观察到的具体情况来调整测量装置的位置，使三个激光测距仪可以正确检测单晶硅棒的生长，打开处理器上的开关按钮，三个激光测距仪检测到的数据就会传输给处理器，处理器将接收到的数值进行内部计算，判定单晶硅棒生长过程中是否断棱；如果断棱，处理器就会向蜂鸣器发出信号，蜂鸣器发出警报，通知操作人员对单晶炉进行操作,从而实现单晶硅棒生长的自动检测。本实用新型具有结构简单、使用方便、检测精度高、降低操作人员劳动强度的优点，能够实现实时监测，及时发现单晶硅棒断棱现象，可以降低生产成本，避免因为人为失误造成的单晶硅棒断棱判断失误，也相应减少了工人的工作量。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图2是图1的局部剖面图；

图3是图1的使用状态图；

图中：1-支撑架，2-处理器，3-测量装置，4-蜂鸣器， 21-开关按钮，22-显示屏，23-复位按钮，31-目镜，32-激光测距仪，33-视镜，11-单晶炉，12-炉盖观察窗，13-单晶硅棒，14-三束平行激光，15-熔融硅液，16-石英坩埚。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、2所示的一种单晶硅棒生长检测装置，包括支撑架1、处理器2和测量装置3，所述处理器2和测量装置3设置在支撑架1上，所述支撑架1底部设有与单晶炉11的炉盖观察窗12相配合的卡口，所述测量装置3包括目镜31和激光测距仪32，所述目镜31在激光测距仪32上方，所述激光测距仪32为三个，所述激光测距仪32与处理器2导线连接，所述三个激光测距仪32平行布置，且分别与其所在目镜31垂直错开布置；所述处理器2上设有开关按钮21和显示屏22。支撑架1通过底部的卡口固定在单晶炉11的炉盖观察窗12上，采用三个激光测距仪32进行测距，将激光测距仪32检测到的数据传输给处理器2，在处理器2的显示屏22上显示出数值，根据显示的数值来判断单晶硅棒13的生长状态。

优选的，还包括蜂鸣器4，所述蜂鸣器4与处理器2导线连接，所述处理器2上设有复位按钮23。在处理器2中数据经过放大比较计算，当不满足程序设定结果时，蜂鸣器4报警，告知操作人员，完成断棱判定，操作人员会采取相应措施，采取措施后再按复位按钮23，使处理器2继续工作，进行下一次的检测判断，实现自动检测。

优选的，所述测量装置3上还设有视镜33，在视镜33的镜片上设有十字基准线，所述测量装置3与支撑架1为活动连接，所述测量装置3侧边设有与支撑架1相配合的滑槽。根据视镜33中的十字基准线来观察单晶硅棒13的具体位置，再利用测量装置3侧边的滑槽来微调测量装置3的位置，使三个激光测距仪32发射出的三束平行激光14能准确检测到单晶硅棒13底部生长区域的晶棒生长情况。

优选的，所述三个激光测距仪32沿垂直于炉盖观察窗12方向平行布置，两两平行间距10mm，且纵向错开布置、三个激光测距仪32连线在一条直线上，安装时该直线与单晶硅棒13平行。安装好后每个激光测距仪32都与炉盖观察窗12相互垂直，两两平行相距10mm，按单晶硅棒13的生长纵向（垂直地面）排列，发出的三束平行激光14为平行直线。根据梯形中值定理计算，上、下两个激光测距仪32测得数值的平均值与中间激光测距仪32测得的数值比较，数值相等，表明单晶硅棒13生长状态正常；数值不相等，表明单晶生长状态破坏，出现断棱。即使生长过程中单晶硅棒13发生轻微的晃动（即单晶硅棒横向晃动），也不会影响到该检测设备的判断。

如图3所示的单晶炉中，单晶硅棒13下端浸在石英坩埚16中的熔融硅液15中，将支撑架1固定在炉盖观察窗12上，操作人员根据视镜33中观察到的具体情况来调整测量装置3的位置，使三个激光测距仪32可以正确检测到单晶硅棒13的底部生长情况，打开处理器2上的开关按钮21，三个激光测距仪32会发射出三束平行激光14，激光测距仪32将检测到的数据传输给处理器2，处理器2将接收到的数值进行内部计算，判定单晶硅棒13生长过程中是否断棱；如果断棱，处理器2就会向蜂鸣器4发出信号，蜂鸣器4发出警报，通知操作人员对单晶炉11进行操作,从而实现单晶硅棒13生长的自动检测。本实用新型具有结构简单、使用方便、检测精度高、降低操作人员劳动强度的优点，能够实现实时准确监测，及时发现单晶硅棒13断棱现象，可以降低生产成本，避免因为人为失误造成的单晶硅棒13断棱判断失误，也相应减少了工人的工作量。

Claims (5)

1.一种单晶硅棒生长检测装置，其特征在于：包括支撑架（1）、处理器（2）和测量装置（3），所述处理器（2）和测量装置（3）设置在支撑架（1）上，所述支撑架（1）底部设有与单晶炉（11）的炉盖观察窗（12）相配合的卡口，所述测量装置（3）包括目镜（31）和激光测距仪（32），所述目镜（31）在激光测距仪（32）上方，所述激光测距仪（32）为三个，所述激光测距仪（32）与处理器（2）导线连接，所述三个激光测距仪（32）平行布置，且分别与其所在目镜（31）垂直错开布置；所述处理器（2）上设有开关按钮（21）和显示屏（22）。

2.根据权利要求1所述的单晶硅棒生长检测装置，其特征在于：还包括蜂鸣器（4），所述蜂鸣器（4）与处理器（2）导线连接，所述处理器（2）上设有复位按钮（23）。

3.根据权利要求1所述的单晶硅棒生长检测装置，其特征在于：所述测量装置（3）与支撑架（1）为活动连接，所述测量装置（3）侧边设有与支撑架（1）相配合的滑槽。

4.根据权利要求1所述的单晶硅棒生长检测装置，其特征在于：所述测量装置（3）上还设有视镜（33）。

5.根据权利要求1所述的单晶硅棒生长检测装置，其特征在于：所述三个激光测距仪（32）沿垂直于炉盖观察窗（12）方向平行布置，两两平行间距10mm，且纵向错开布置、三个激光测距仪（32）连线在一条直线上。

Images