大热场环境下的扩肩工艺方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种大热场环境下的扩肩工艺方法、装置、设备及计算机可读存储介质，在扩肩过程中，监测放肩角的大小，并根据放肩角的大小调节扩肩功率，控制扩肩温度。本发明专利技术的有益效果是减少人为干预，自动进行扩肩过程中扩肩功率的调节，改善扩肩过程中界面稳定性，提高扩肩成活率，提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
大热场环境下的扩肩工艺方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于光伏
，尤其是涉及一种大热场环境下的扩肩工艺方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]单晶硅棒的生产过程包括多晶硅的融化，稳温、种籽晶，放肩、生长、收尾、冷却，在现有的技术中单晶硅棒的生产全过程均利用高纯氩气作为保护气，以保护单晶硅棒的生长，随着热场尺寸加大，硅棒直径的增加，晶体生长难度在不断的增加，尤其是稳温、扩肩及收尾过程，极大影响产能及品质，增加生产负担，增加人力物力，变相增加了生产成本。
[0003]晶体生长时界面形状一般有三种类型：平面、凸面、凹面。固液界面不是平面状时，在凝固过程中会使晶棒内产生应力，大尺寸单晶因其热场变大，尺寸变大，稳温过程中熔体内温度分布较小尺寸热场更加不均匀，同时晶体径向温度梯度大，生长温度高、热导率低，在热应力的作用下晶体容易发生塑性变形，产生高密度位错，尤其是扩肩过程生长不稳定，扩肩一致性差，单晶成活率低。所以大尺寸单晶在扩肩过程对于温度的稳定性，固液界面平稳性、熔体温度梯度均匀性、杂质偏析等容易造成局部应力集中的工艺要求更高。当前为改善扩肩成活率，需要有经验的技术人员扩肩过程进行温度拉速调节来保证扩肩肩型一致性，并提升扩肩成活率，对人员依赖性较强，自动化程度低。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提供一种大热场环境下的扩肩工艺方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术存在的以上或者其他问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种大热场环境下的扩肩工艺方法，在扩肩过程中，监测放肩角的大小，并根据放肩角的大小调节扩肩功率，控制扩肩温度。
[0006]进一步的，监测放肩角的大小的步骤中，监测扩肩长度及与扩肩长度相对应的扩肩直径，根据扩肩长度与扩肩直径计算放肩角，计算放肩角的大小。
[0007]进一步的，设定放肩角为θ，则放肩角的计算公式为：
[0008]θ＝2arctan(D/2/L)
[0009]其中，D为扩肩直径，L为扩肩长度。
[0010]进一步的，根据放肩角的大小调节扩肩功率时，包括：
[0011]当放肩角不大于第一放肩角时，扩肩功率减少第一功率变化量；
[0012]当放肩角大于第一放肩角且不大于第二放肩角时，扩肩功率保持不变；
[0013]当放肩角大于第二放肩角且不大于第三放肩角时，扩肩功率增加一个第一功率变化量；
[0014]当放肩角大于第三放肩角时，扩肩功率为增加一个第二功率变化量。
[0015]进一步的，第一放肩角小于第二放肩角，第二放肩角小于第三放肩角。
[0016]进一步的，第一功率变化量小于第二功率变化量。
[0017]进一步的，在扩肩过程中，监测放肩角的大小时，每隔一个时间变化量进行放肩角的计算。
[0018]一种大热场环境下的扩肩装置，包括：
[0019]扩肩直径获取模块，用于获取扩肩过程中扩肩直径；
[0020]扩肩长度获取模块，用于获取扩肩过程中扩肩长度；
[0021]控制模块，用于计算放肩角，同时用于对加热器功率的调节。
[0022]一种电子设备，包括，
[0023]一个或多个处理器；
[0024]一个或多个存储器，用于存储一个或多个程序；
[0025]当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如上述的大热场环境下的扩肩工艺方法。
[0026]一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现如上述的大热场环境下的扩肩工艺方法。
[0027]由于采用上述技术方案，在扩肩工序中，不同的放肩角反应不同的扩肩温度，监测放肩角的大小，并根据放肩角的大小调节扩肩功率，提升扩肩成活率；通过监测放肩角的大小，并对放肩角进行区间划分，不同的区间对应不同的扩肩功率的调节范围，自动判定放肩角所对应的区间范围，自动选择扩肩功率的调节范围，实现时时、自动的对扩肩功率进行调节，降低肩部面积随晶体直径增长的速率，进而使得扩肩过程容易控制，使得扩肩肩型容易控制，减少人为干预，自动化程度高，扩肩成活率高。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0029]本专利技术的一实施例涉及一种大热场环境下的扩肩工艺方法、装置、设备及计算机可读存储介质，用于直拉单晶过程中自动进行扩肩，通过自动系统控制代替人为调节，减少人为干预，自动进行扩肩过程中扩肩功率的调节，改善扩肩过程中界面稳定性，提高扩肩成活率，提高生产效率。
[0030]在直拉单晶时，单晶扩肩过程生长前沿界面由凸向熔体，翻转成凹向熔体，导致热应力分布不均匀或是产生局部回熔，尤其是大尺寸单晶，由于单晶直径更大，界面翻转过程会产生更多热应力，扩肩过程更容易断苞，所以，在扩肩过程中需在生长过程中匹配合适扩肩工艺，保证扩肩过程稳定生长，避免界面不稳定导致扩肩断苞。
[0031]单晶在放肩过程中前期直径生长较慢，后期较快，直径并不是均匀增加的。随着肩部面积增加，热量耗散加快促使晶体肩部自发增长的倾向。为了减缓放肩过程中的直径自发生长的倾向，可通过减小放肩角(即圆锥角的顶角)来实现，这样就降低了肩部面积随晶体直径增长的速率使收肩过程容易控制。同时，不同的放肩角会反应扩肩温度高低，本实施例中自动判定放肩角，通过不同放肩角范围去自动调整扩肩功率，提升扩肩成活率。
[0032]一种大热场环境下的扩肩工艺方法，在扩肩过程中，监测放肩角的大小，并根据放肩角的大小调节扩肩功率，控制扩肩温度。在直拉单晶时，进入到扩肩工序时，在扩肩过程中，对放肩角进行监测，监测扩肩过程中各个时间段的放肩角的大小，并根据监测到的放肩
角的大小对扩肩功率进行调节，使得在扩肩过程中各个时间段对扩肩功率进行调节，使得扩肩功率在不同的时间段为不同大小，进而控制扩肩温度，提升扩肩成活率。
[0033]在扩肩过程中，监测放肩角的大小时，可以是时时监测，时时计算放肩角的大小，进而时时对扩肩功率进行调节，时时对扩肩温度进行调节，时时控制扩肩温度。或者，在扩肩过程中，监测放肩角的大小时，每隔一个时间变化量进行放肩角的计算，该时间变化量根据实际需求进行选择，该时间变化量为10
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200min，该时间变化量可以是位于10
‑
200min中的任意时间变化量的值，可以是30min、50min、100min等任意时间，这里不做具体要求。
[0034]优选的，在本实施例中，该时间变化量为30min。即，在扩肩过程中，每经过30min时进行放肩角的大小的监测，计算放肩角的大小，进行扩肩功率的调节。
[0035]根据放肩过程中单晶的形状，设定该放肩角为圆锥角的顶角。由于该放肩角的大小在监测过程中不便于具体数据化，所以，在监测放肩角的大小的步骤中，监测扩肩长度及与扩肩长度相对应的扩肩直径，根据扩肩长度与扩肩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大热场环境下的扩肩工艺方法，其特征在于：在扩肩过程中，监测放肩角的大小，并根据所述放肩角的大小调节扩肩功率，控制扩肩温度。2.根据权利要求1所述的大热场环境下的扩肩工艺方法，其特征在于：所述监测放肩角的大小的步骤中，监测扩肩长度及与所述扩肩长度相对应的扩肩直径，根据所述扩肩长度与所述扩肩直径计算所述放肩角，计算所述放肩角的大小。3.根据权利要求2所述的大热场环境下的扩肩工艺方法，其特征在于：设定放肩角为θ，则所述放肩角的计算公式为：θ＝2arctan(D/2/L)其中，D为扩肩直径，L为扩肩长度。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的大热场环境下的扩肩工艺方法，其特征在于：所述根据所述放肩角的大小调节扩肩功率时，包括：当所述放肩角不大于第一放肩角时，所述扩肩功率减少第一功率变化量；当所述放肩角大于所述第一放肩角且不大于第二放肩角时，所述扩肩功率保持不变；当所述放肩角大于所述第二放肩角且不大于第三放肩角时，所述扩肩功率增加一个所述第一功率变化量；当所述放肩角大于所述第三放肩角时，所述扩肩功率为增加一个第二功率变化量。5.根据权利要求4所述的大热场环境下的扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文霞，郭谦，周彦杰，
申请(专利权)人：内蒙古中环协鑫光伏材料有限公司，
类型：发明
国别省市：