CN203807592U - 一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，包括铸锭炉及设置于铸锭炉上的测量部件，所述测量部件由固定支架及安装在固定支架上的长晶棒组成，所述长晶棒包括测量部分及操作读数部分，且操作读数部分设置为花纹状结构，所述固定支架包括安装板及固定在安装板上的支撑立柱，在支撑立柱上端固定有横杆，在横杆末端设置有固定环。采用本实用新型，解决了长晶棒易于滑落掉进铸锭炉内、测量读数误差的问题，同时可采用双手操作长晶棒，提高了测量的稳定性，避免单手操作时长晶棒易粘连在铸锭炉内造成事故；由于在长晶棒操作读数部分增加测量读数刻度，简化测量读数的传感器装置，提高测量精度，降低测量成本。

Description

一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置

技术领域

本实用新型涉及铸锭多晶硅技术领域，特别是涉及一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置。

背景技术

目前，铸锭多晶硅在光伏太阳能电池中占据很大比重。因此提高铸锭多晶硅晶体质量及铸锭多晶硅电池转换效率对光伏太阳能产业的发展至关重要。在铸锭多晶硅生产中，铸锭炉作为铸锭多晶硅产品的专用设备，首先将多晶硅料放置于石英坩埚中，再将盛有硅料的坩埚移至铸锭炉的热交换块上进行加热、融化、长晶、退火和冷却，最后得到生长完好的晶体。

为了得到高质量的铸锭多晶硅晶锭，铸锭工段技术人员需要了解多晶硅料在铸锭炉内融化的时间、速率等参数，并且在铸锭多晶硅长晶阶段需要了解晶体生长的速率，这些，都有助于技术人员分析铸锭炉内晶体生长的情况，进而为优化铸锭工艺，提高晶体质量做好铺垫。因此，在铸锭多晶硅铸锭过程中，需要对铸锭炉内硅料融化和晶体生长速率进行测量。在现有技术中，测量铸锭炉内硅料熔化和晶体生长速率的方式主要有如下两种方案：

第一种方案是：利用生产厂家在铸锭炉顶上预留的小孔，将一根长约2米的长晶棒打上润滑油后插入铸锭炉顶上的小孔。待测量时，一只手握着长晶棒向铸锭炉内插入，当长晶棒触碰到晶体时立即将其向上提取，另外一只手扶着测量量具（如米尺等），同时，当长晶棒触碰到晶体时除了迅速将长晶棒往上提取外还要迅速读取长晶棒顶端相对测量量具的数值，这样经过两次不同时间间隔的测量即可得到不同的测量数值，然后将两次测量数值的差值除以测量时间间隔，从而得出晶体的生长速率；

第二种方案是：利用长晶棒测量的手法原理与第一种方案相同，不同的是测量数值时不再利用人眼读数，而是增加测量传感器系统，利用电子技术自动读数。

采用上述技术方案，虽然能测量铸锭炉内硅料熔化和晶体生长速率，为优化铸锭工艺，提高晶体质量做好铺垫，但是在具体操作过程中存在如下不足：

（1）由于是利用生产厂家在铸锭炉顶上预留的小孔，直接将长晶棒插入铸锭炉内进行测量，因长晶棒是完全光滑的，如果测量人员在测量后由于疏忽而未拧紧小孔上的紧固螺母，则长晶棒容易滑落掉进铸锭炉内，使长晶棒凝固在晶体内，进而造成生产事故；

（2）在测量时，测量人员需要一只手控制长晶棒的升降，同时，另外一只手扶着测量量具并读数，这样就给测量人员带来了困难。一方面，由于测量人员是单手操作长晶棒，将长晶棒向下插入触碰到晶体时若不及时向上提取，则长晶棒将与熔融状态下的硅液粘连在一起，从而造成事故；或者长晶棒往上提取过程中由于长晶棒是完全光滑的，单手操作时手与长晶棒更容易打滑，未能及时将长晶棒往上提取，从而使棒粘连在晶体内。另外一方面，测量人员在控制长晶棒的同时还要利用肉眼读数，容易产生读数误差；

（3）长晶棒长约2米，仅有铸锭炉顶上小孔的螺母固定，伸出铸锭炉外的部分较长，测量时容易产生晃动，从而使得测量时容易折断长晶棒，造成生产事故；

（4）在现有的测量读数部分有些利用传感器电子系统代替，大大增加了测量成本。

实用新型内容

本实用新型针对现有铸锭多晶硅晶体生长测量中长晶棒易于滑落掉进铸锭炉内、测量读数误差、单手操作稳定性差、测量成本高的不足，提供了一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置。

本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。

一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，包括铸锭炉及设置于铸锭炉上的测量部件，所述测量部件由固定支架及安装在固定支架上的长晶棒组成，所述长晶棒包括测量部分及操作读数部分，且操作读数部分设置为花纹状结构。

所述固定支架包括安装板及固定在安装板上的支撑立柱，在支撑立柱上端固定有横杆，在横杆末端设置有固定环。

所述操作读数部分设置有刻度。

所述操作读数部分的直径大于测量部分的直径。

所述固定环上设置有与长晶棒直径相匹配的固定孔。

所述安装板设置有安装孔。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

（1）由于将长晶棒分为测量部分和操作读数部分，且两部分的形状和大小不同，避免了长晶棒滑落掉进铸锭炉的风险，降低生产事故；

（2）由于增加了固定支架对长晶棒进行固定，避免了测量时长晶棒晃动折断的危险，提高了长晶棒的有效利用；

（3）采用本实用新型可以利用双手操作长晶棒代替单手操作长晶棒，降低了测量时长晶棒粘连在硅液的风险，提高了测量效率；

（4）由于直接在长晶棒的操作读数部分标示刻度，减少了测量量具的使用，使读数更加精确，使双手操作长晶棒成为可能；同时简化了传感器测量系统，简化测量装置，进而降低测量成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中测量部件的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本实用新型中固定支架的结构示意图；

图5为图4的结构示意图。

图中：1-铸锭炉,2-测量部件,21-固定支架，22-长晶棒，211-安装板，212-支撑立柱，213-横杆，214-固定环，221-测量部分，222-操作读书部分，2111-安装孔，2141-固定孔。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图5所示，本实用新型所述的一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，包括铸锭炉1及设置于铸锭炉1上的测量部件2，所述测量部件2由固定支架21及安装在固定支架21上的长晶棒22组成，所述长晶棒22包括测量部分221及操作读数部分222，且操作读数部分222设置为花纹状结构。同时测量部分221及操作读数部分222的形状和大小不同。采用本技术方案，通过将传统完全光滑的长晶棒22分为两部分，在使用时，将测量部分221伸进铸锭炉1内，此部分为完全光滑的，可以沿铸锭炉1顶上的小孔自由滑动，这样有利于长晶棒22在铸锭炉1顶小孔上的滑动测量；其中操作读数部分222裸露在铸锭炉1外面，由于此部分处理为带花纹粗糙状，增加了测量人员的手与长晶棒22之间的摩擦力，有利于测量人员的操作，减少了测量人员由于不慎将长晶棒22粘连在硅液里，测量时测量人员可采用双手握紧操作长晶棒进行。

所述固定支架21包括安装板211及固定在安装板211上的支撑立柱212，在支撑立柱212上端固定有横杆213，在横杆213末端设置有固定环214。固定支架21在制作时，安装板211、支撑立柱212及横杆213通过焊接固定在一起。且在焊接时，保证支撑立柱212与安装板211及横杆213垂直，即支撑立柱212与长晶棒22平行。通过采用固定支架21对长晶棒22进行固定，可有效防止测量时长晶棒22的晃动，避免长晶棒22被折断。在横杆213末端设置有固定环214，一方面起到固定长晶棒22的作用，另一方面为测量读数提供参考点。在实际应用中，固定支架21选用不锈钢制成，固定环214选用塑料制成。

所述操作读数部分222设置有刻度。当长晶棒22触碰到铸锭炉1内的晶体时，读下操作读数部分222相对于固定支架21上固定环214的刻度，将两次测量时读取的刻度差除以测量的时间间隔就可以计算出晶体生长速率。这样避免了一只手操作长晶棒22，另外一只手扶测量量具带来的风险和读数误差，同时简化了采用传感器测量系统，降低了测量成本。

所述操作读数部分222的直径大于测量部分221的直径。在实际应用中，铸锭炉1顶上预留有小孔（图中未示出），小孔的直径大小与长晶棒22的测量部分221相匹配，即操作读数部分222的直径略大于铸锭炉1顶上预留小孔的直径。这样，即可保证小孔刚好可以插入长晶棒22的测量部分221，同时，如有测量人员因疏忽而未拧紧紧固螺母，则长晶棒22下滑至操作读数部分222后无法再向下滑动，避免了长晶棒22掉落至铸锭炉1内。

所述固定环214上设置有与长晶棒22直径相匹配的固定孔2141。这样便于将长晶棒22固定安装在固定支架21上，防止长晶棒22产生晃动，避免在测量时不慎折断长晶棒22。

所述安装板211设置有安装孔2111。这样可通过相关连接件（如螺栓）将固定支架21安装在铸锭炉1顶部，拆卸和更换比较方便，便于维修，同时可用于对不同的铸锭炉1进行测量，使用范围广。

Claims (6)

1.一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，包括铸锭炉（1）及设置于铸锭炉（1）上的测量部件（2），其特征在于：所述测量部件（2）由固定支架（21）及安装在固定支架（21）上的长晶棒（22）组成，所述长晶棒（22）包括测量部分（221）及操作读数部分（222），且操作读数部分（222）设置为花纹状结构。

2.根据权利要求1所述的一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，其特征在于：所述固定支架（21）包括安装板（211）及固定在安装板（211）上的支撑立柱（212），在支撑立柱（212）上端固定有横杆（213），在横杆（213）末端设置有固定环（214）。

3.根据权利要求1所述的一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，其特征在于：所述操作读数部分（222）设置有刻度。

4.根据权利要求1所述的一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，其特征在于：所述操作读数部分（222）的直径大于测量部分（221）的直径。

5.根据权利要求2所述的一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，其特征在于：所述固定环（214）上设置有与长晶棒（22）直径相匹配的固定孔（2141）。

6.根据权利要求2所述的一种铸锭多晶硅晶体生长测量装置，其特征在于：所述安装板（211）设置有安装孔（2111）。