一种铸锭炉测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测量装置，具体是一种用于测量铸锭炉内部籽晶高度和长晶速度的装置。
【背景技术】
[0002]硅片品质是影响太阳能电池光电转换效率的重要因素，多晶硅片质量的改善很大程度上取决于多晶硅铸锭技术。近几年出现一种高效多晶硅锭技术，用该类技术制备的多晶硅片制成太阳电池，其光电转化效率比用普通多晶硅片制成的太阳电池要高0.3-0.5%左右。主要代表产品有赛维LDK高效多晶硅片M2、M3，其高效多晶硅片晶粒较小，位错等缺陷较少，制成的太阳电池平均转换率比用普通工艺高0.3%-0.5% ;保利协鑫S2、S3硅片具有碳、氧及金属杂质浓度低、少子寿命高、掺杂分布均匀等特点。目前该工艺成为高效硅片发展的主要方向。该工艺的技术要点是籽晶的制备和如何在硅料融化过程中准确保留坩祸底部的剩余籽晶高度，以诱导硅晶体形核，从而使硅晶体从下而上定向生长形成晶粒大小均匀、缺陷少的高效硅锭，为最终高效太阳能电池转换效率提供保障。如何在硅料熔化过程中准确测量剩余籽晶高度，准确判定硅料熔化结束进入长晶阶段的时机成了一个问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:如何制作一种能够在硅料熔化过程中准确测量剩余籽晶高度和测量长晶速度的装置。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:一种铸锭炉测量装置，包括测量主体、玻璃棒、钢化玻璃、密封圈紧固装置、弹性0形圈、金属垫片，测量主体上有下柱状通道、阶梯上螺纹通道、视镜通道，阶梯上螺纹通道内部从下到上依次安装第一金属垫片、第一弹性0形圈、第二金属垫片、第三金属垫片、第二弹性0形圈、第四金属垫片、密封圈紧固装置，密封圈紧固装置通过螺纹连接安装在阶梯上螺纹通道上，阶梯上螺纹通道内部插有玻璃棒，玻璃棒上部有刻度，视镜通道上安装有钢化玻璃密封圈和钢化玻璃，并通过中央开孔法兰固定在视镜通道口部。
[0005]本实用新型的有益效果是:本实用新型结构简单，能够完成对籽晶高度和长晶速度的精确测量。解决了利用观察孔无法准确判断籽晶熔化剩余高度及中心长晶和边角长晶速度的弊端。本装置能够准确测量熔化阶段籽晶剩余高度，为生成晶粒大小均匀、缺陷较少的柱状晶提供依据，切割后的硅片制作太阳能电池转换效率达18.0%以上，比普通定向凝固工艺制造电池效率高0.3-0.5%左右，具有可观的经济效益。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型结构示意图；
[0007]图2是本实用新型测量主体剖视图示意图；
[0008]其中，1、连接螺栓孔，2、测量主体，3、弹性0形圈，4、金属垫片，5、密封圈紧固装置，6、玻璃棒，7、中央开孔法兰，8、钢化玻璃，9、玻璃密封圈，10、阶梯上螺纹通道，11、视镜通道，12、下柱状通道，13、法兰连接口，14、阶梯上螺纹通道内螺纹处。
【具体实施方式】
[0009]如图1和图2所示，一种铸锭炉测量装置，包括测量主体、玻璃棒、钢化玻璃、密封圈紧固装置、弹性0形圈、金属垫片，测量主体上有下柱状通道、阶梯上螺纹通道、视镜通道，阶梯上螺纹通道内部从下到上依次安装第一金属垫片、第一 0形圈、第二金属垫片、第三金属垫片、第二 0形圈、第四金属垫片、密封圈紧固装置，密封圈紧固装置通过螺纹连接安装在阶梯上螺纹通道上，阶梯上螺纹通道内部插有玻璃棒，玻璃棒上部有刻度，视镜通道上安装有钢化玻璃密封圈和钢化玻璃，并通过中央开孔法兰固定在视镜通道口部。第一0形圈、第二 0形圈、钢化玻璃密封圈都是橡胶圈，第一金属垫片、第二金属垫片、第三金属垫片、第四金属垫片为圆形内部直径等于玻璃棒截面直径的金属垫片。0型圈与玻璃棒采用过盈配合，以防炉体在抽真空状态下漏气，玻璃棒必须采用高纯石英玻璃棒，纯度在99%以上，玻璃棒与阶梯下通上螺纹结构直接接触的地方。
[0010]具体测量
[0011]所选高纯石英玻璃棒的长度为2300mm左右，本实用新型在进行中心测量和边角测量前记录玻璃棒到铸锭炉坩祸底座时的玻璃棒刻度在密封圈紧固装置上表面的位置作为初始值。
[0012]中心测量玻璃棒初始值:X。目标值Y= X +坩祸厚度+需要保留的籽晶厚度。
[0013]边角测量玻璃棒初始值:Χ。目标值Ζ= X +坩祸厚度+需要保留的籽晶厚度。
[0014]用于铸锭炉测量籽晶高度的测量测熔化结束前籽晶高度。
[0015]中心测量:在硅料融化过程中将密封圈紧固装置松2-3个螺纹，使得玻璃棒可顺利上下移动(原密封圈紧固结构压紧0形圈，使得0形圈变扁，夹紧玻璃棒)，缓慢并左右轻旋玻璃棒，使之下移，直到石英玻璃棒碰触到籽晶，玻璃棒刻度在密封圈紧固装置上表面的位置Η。立即提起玻璃棒，直至玻璃棒高于液面10-20cm，并停留20-30S左右，使得粘在玻璃棒上的硅液滴落，提起玻璃棒至高于液面100cm以上，紧固密封圈紧固结构，完成一次测量。测量值Η若大于Y，则继续熔化，隔半个小时或15分钟测量一次，方法同上，直至达到目标值Υ，进入下一步长晶阶段。
[0016]边角测量:步骤同上，不同之处在于测量值为L，若大于Ζ，则继续熔化，并根据熔化速率，估算下一次测量时间，继续测量，方法同上，直至达到目标值。保留籽晶的高度，根据工艺及生产要求不同而不同，根据边角和中心熔化情况，设置合理的需保留籽晶高度值。
[0017]根据多次测量可大致模拟出坩祸内部硅料熔化情况，并为达到籽晶保留高度进入长晶阶段提供依据。
[0018]模拟固液界面形状
[0019]在进入长晶阶段后，可通过固定的时间间隔测中心位置和边角位置差值，通过计算模拟画出固液界面的形状，具体测量步骤同测籽晶熔化剩余高度一致。
[0020]在铸锭炉顶部和边角位置的观察孔位置安装本实用新型测量装置，本实用新型装置简单，易于操作，使用方便并且测量准确，生长多晶硅锭为高效硅锭，制作加工的电池效率为18%以上。
【主权项】
1.一种铸锭炉测量装置，其特征在于:包括测量主体、玻璃棒、钢化玻璃、密封圈紧固装置、弹性0形圈、金属垫片，测量主体上有下柱状通道、阶梯上螺纹通道、视镜通道，阶梯上螺纹通道内部从下到上依次安装第一金属垫片、第一 0形圈、第二金属垫片、第三金属垫片、第二 0形圈、第四金属垫片、密封圈紧固装置，密封圈紧固装置通过螺纹连接安装在阶梯上螺纹通道上，阶梯上螺纹通道内部插有玻璃棒，玻璃棒上部有刻度，视镜通道上安装有钢化玻璃密封圈和钢化玻璃，并通过中央开孔法兰固定在视镜通道口部。
【专利摘要】本实用新型涉及一种测量装置，具体是一种用于测量铸锭炉内部籽晶高度和长晶速度的装置。一种铸锭炉测量装置，包括测量主体、玻璃棒、钢化玻璃、密封圈紧固装置、弹性O形圈、金属垫片，测量主体上有下柱状通道、阶梯上螺纹通道、视镜通道，阶梯上螺纹通道内部从下到上依次安装第一金属垫片、第一O形圈、第二金属垫片、第三金属垫片、第二O形圈、第四金属垫片、密封圈紧固装置，密封圈紧固装置通过螺纹连接安装在阶梯上螺纹通道上，阶梯上螺纹通道内部插有玻璃棒，玻璃棒上部有刻度，视镜通道上安装有钢化玻璃密封圈和钢化玻璃，并通过中央开孔法兰固定在视镜通道口部。
【IPC分类】G01F23/00
【公开号】CN205066866
【申请号】CN201520750276
【发明人】高明霞, 张 杰, 朱远国, 苑虎, 刘进
【申请人】山西潞安太阳能科技有限责任公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年9月25日