CN220690290U - 一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，包括测温组件，设置在单晶炉的熔硅液面上方，用于测量所述熔硅液面的温度，所述测温组件可沿导流筒的高度上下移动。本实用新型的有益效果是通过测温结果有效优化与改进颗粒料化料工艺，进而有效减少了颗粒硅生产过程中发生“氢跳”或“跳硅”的现象，减少了单晶成晶异常，提高了单晶成活率，结构简单，操作便捷。
Description
技术领域
本实用新型属于单晶硅生产技术领域，尤其是涉及一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置。
背景技术
为了实现碳中和、碳达峰的绿色生态梦，光伏行业迎来关键发展时期。由于颗粒硅本身碳值较低，得到前所未有的发展与应用。在直拉单晶硅领域已逐步使用颗粒硅作为原材料生产碳值较低的产品。但由于颗粒硅体内含有氢较多，在生产过程中由于氢硅键断裂会发生“氢跳”或“跳硅”现象，容易造成单晶成晶异常，导致单晶成活率低。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，有效的解决了生产过程中颗粒硅发生“氢跳”或“跳硅”的现象，克服了现有技术的不足。
本实用新型采用的技术方案是：一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，包括测温组件，设置在单晶炉的熔硅液面上方，用于测量所述熔硅液面的温度，所述测温组件可沿导流筒的高度上下移动。
进一步，还包括控制组件，所述控制组件设置在所述单晶炉的外壁上，所述控制组件与所述测量组件连接。
进一步，所述测温组件与所述单晶炉的重锤连接，连接所述重锤的钢缆可带动所述测温组件上下移动。
进一步，所述重锤上设有连接件，所述连接件与所述测温组件可拆卸式连接。
进一步，所述连接件的底部设有螺纹孔，所述测温组件与所述螺纹孔连接。
进一步，所述测温组件的外部设有保护层。
进一步，所述保护层设置为陶瓷结构。
进一步，所述测温组件为直杆热电偶。
进一步，所述测温组件的测量端与所述硅溶液面的距离为20-50mm。
本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，有效减少了颗粒硅生产过程中发生“氢跳”或“跳硅”的现象，减少了单晶成晶异常，提高了单晶成活率，结构简单，操作便捷。
附图说明
图1是本实用新型实施例一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置整体结构示意图。
图2是本实用新型实施例一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置测温组件连接示意图。
图3是本实用新型实施例一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置温度曲线图。
图4是本实用新型实施例一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置温度曲线图。
图中：
10、测温组件 11、螺纹连接部 12、保护层
13、接线盒 14、保护罩 15、测温端
20、控制组件 30、重锤 40、钢缆
50、连接件 51、开口 52、连接块
53、螺纹孔 60、籽晶 70、导流筒
80、石英坩埚
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，下面结合附图对本实用新型的实施例做出说明。
在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，本实用新型实施例一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，包括测温组件10和控制组件20，测温组件10设置在单晶炉的熔硅液面上方，用于在熔料过程中测量熔硅液面的温度，保证熔硅液面的温度高于颗粒硅的除氢温度，从而达到颗粒硅的除氢效果。测温组件10位于导流筒70的内部，可沿导流筒70的高度上下移动。在熔料过程中，放置颗粒硅的石英坩埚80的高度会发生变化，因而熔硅液面的高度也会发生变化，测温组件10会随着熔硅液面高度的变化而上下移动。测温组件10设置在熔硅液面的中心位置，熔硅一般中心温度低，边缘温度高，只要熔硅的中心温度大于除氢温度后，那么所有熔硅均可完成除氢过程。控制组件20设置在单晶炉的外壁上，控制组件20与测温组件10采用电偶丝连接，用于接收和处理测温组件10测得的温度数据。在本实施例中，测温组件10为直杆热电偶，最高使用温度大于1600℃，控制组件20为温控仪。
具体的，测温组件10与单晶炉的重锤30连接，连接重锤30的钢缆40可带动测温组件10上下移动。重锤30上可拆卸式连接有连接件50，连接件50与测温组件10可拆卸式连接，便于引晶之前将测温组件10和连接件50从重锤30上进行拆除。
在本实施例中，如图2所示，连接件50为底部封口的筒状，包裹在重锤30的外部，重锤30的底部连接有籽晶60，连接件50的高度大于重锤30和籽晶60的总长度。筒状连接件50的一侧设有开口51。重锤30的顶部固定有连接块52，连接块52的中央与钢缆40固定连接。连接件50的顶部与连接块52采用螺栓进行可拆卸式连接。连接件50的底部开设有螺纹孔53，测温组件10为直杆热电偶，其上设有螺纹连接部11。测温组件10穿过螺纹孔53，螺纹连接部11与螺纹孔53适配。
由于单晶炉内温度较高，在测温组件10外部设有保护层对其进行保护。在本实施例中，测温组件10为直杆热电偶，在螺纹连接部11下部的直杆部表面可采用耐高温胶水粘接保护层12。保护层12的材质可以为陶瓷，也可以为其它耐高温材质。测温组件10在螺纹连接部11上部的直杆部和接线盒13外部可套设有陶瓷保护罩14，陶瓷保温罩与连接件50的底部采用螺栓进行可拆卸式连接。
使用方法：在熔料过程中，将上述所述测温组件10放置在熔硅液面的上方中央，测温组件10的端部为测温端15，测温端15对熔硅液面的温度进行实时检测，控制组件20将收集测得的实际温度传输给计算机，获得实际温度曲线。当实际温度曲线偏离设定温度曲线时，调整加热功率，使实际温度曲线趋向于设定温度曲线，颗粒硅完全融化后，硅溶液面的温度达到颗粒硅的除氢温度，从而保证颗粒硅能够完全除氢。颗粒硅料的除氢温度为1200℃，因此颗粒硅完全融化后，硅溶液面的最低温度应达到1200℃。
在熔料过程中，硅溶液面的高度不断变化，测温组件10的高度也需要相应的不断调整。为了保证测量的精确性，测温组件10的测量端与熔硅溶液面的距离为固定距离。固定距离通常设置为20-50mm。由于测温组件10和籽晶60都连接在重锤30上，籽晶60与测温组件10的相对位置保持不变，可通过调节籽晶60的高度来调节测温组件10的高度。
实施例一：一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，包括测温组件10和控制组件20，测温组件10具体为直杆热电偶，最高使用温度为1700℃，控制组件20具体为温控仪。重锤30上设有连接件50，测温组件10与连接件50底部螺纹连接，连接重锤30的钢缆40可带动测温组件10上下移动。测温组件10的外部设有耐高温陶瓷保护层12和保护罩14。测温组件10的测温端15与硅溶液面的距离为20mm。控制组件20安装在单晶炉的外壁上。测温组件10与控制组件20连接。
如图3所示，在熔料过程中，测温组件10的测温端15对硅溶液面的中心温度进行实时检测，控制组件20将收集测得的实际温度传输给计算机，获得实际温度曲线。A1为实际温度曲线，B1为设定温度曲线，在曲线A1中，a1点温度为1006℃，b1点为1101℃，c1点为1214℃，实际温度曲线快速上升逐渐偏离设定温度曲线B1，此时降低加热功率，减小实际温度的升高，使实际温度曲线A1趋向于设定温度曲线B1。熔料过程，硅溶液面的中心温度为1368℃，大于颗粒硅的除氢温度1200℃，所有的颗粒硅按照计划完成除氢。
实施例二：一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，包括测温组件10和控制组件20，测温组件10具体为直杆热电偶，最高使用温度为1800℃，控制组件20具体为温控仪。重锤30上设有连接件50，测温组件10与连接件50底部螺纹连接，连接重锤30的钢缆40可带动测温组件10上下移动。测温组件10的外部设有耐高温陶瓷保护层12和保护罩14。测温组件10的测量端与硅溶液面的距离为25mm。控制组件20安装在单晶炉的外壁上。测温组件10与控制组件20连接。
如图4所示，在熔料过程中，测温组件10的测温端15对硅溶液面的中心温度进行实时检测，控制组件20将收集测得的实际温度传输给计算机，获得实际温度曲线。A2为实际温度曲线，B2为设定温度曲线，在曲线A2中，a2点温度为523℃，b2点为562℃，c2点为585℃，实际温度曲线A2缓慢上升逐渐偏离设定温度曲线B2，此时增加加热功率，加大实际温度的升高，使实际温度曲线趋A2向于设定温度曲线B2。熔料过程，硅溶液面的中心温度为1320℃，大于颗粒硅的除氢温度1200℃，所有的颗粒硅按照设定路径完成除氢。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
由于采用上述技术方案，通过设置测量组件和控制组件，对熔硅液面的中心温度进行实时检测，通过调整加热功率，使熔硅液面的实际温度曲线趋向于设定温度曲线，从而优化和改进颗粒料化料工艺，确保熔料过程，熔硅液面的中心温度大于颗粒硅的除氢温度，使所有熔硅按照工艺设定均可完成除氢。有效减少了生产过程中发生“氢跳”或“跳硅”的现象，减少了单晶成晶异常，提高了单晶成活率，结构简单，操作便捷。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：包括测温组件，设置在单晶炉的熔硅液面上方，用于测量所述熔硅液面的温度，所述测温组件可沿导流筒的高度上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：还包括控制组件，所述控制组件设置在所述单晶炉的外壁上，所述控制组件与所述测温组件连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：所述测温组件与所述单晶炉的重锤连接，连接所述重锤的钢缆可带动所述测温组件上下移动。
4.根据权利要求3所述的一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：所述重锤上设有连接件，所述连接件与所述测温组件可拆卸式连接。
5.根据权利要求4所述的一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：所述连接件的底部设有螺纹孔，所述测温组件与所述螺纹孔连接。
6.根据权利要求1-2和4-5任一所述的一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：所述测温组件的外部设有保护层。
7.根据权利要求6所述的一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：所述保护层设置为陶瓷结构。
8.根据权利要求1-2、4-5和7任一所述的一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：所述测温组件为直杆热电偶。
9.根据权利要求8所述的一种颗粒硅除氢工艺温度检测装置，其特征在于：所述测温组件的测量端与硅溶液面的距离为20-50mm。
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