本實(shí)用新型涉及多晶硅電池片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多晶硅鑄錠爐，尤其是一種多晶硅鑄錠爐的固液界面測(cè)量機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

通常，多晶硅鑄錠熔化過程一般是在一種熔爐內(nèi)進(jìn)行，而熔化過程中固液界面的高度和形狀對(duì)硅錠熔化過程的質(zhì)量至關(guān)重要，反過來(lái)多晶硅鑄錠熔化過程的質(zhì)量對(duì)于多晶硅鑄錠熔體的晶體生長(zhǎng)的成功是必須的。在熔化過程中，多晶硅鑄錠的高度和形狀受多個(gè)變量的影響，諸如加熱器功率、粒狀多晶硅料體的狀態(tài)等等。

多晶硅的熔化與長(zhǎng)晶均要求在最優(yōu)條件下完成，所以必須對(duì)整個(gè)熔化過程或者長(zhǎng)晶過程固液界面的高度進(jìn)行測(cè)量。現(xiàn)有的測(cè)量系統(tǒng)一類是非接觸方式進(jìn)行測(cè)量，如發(fā)明專利CN102586857A，公開了一種非接觸式控制鑄錠單晶硅籽晶熔化剩余高度，利用激光測(cè)距測(cè)量界面高度，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本比較高；另一類是使用石英棒，將石英棒裝在爐體頂部的縱軸軸心處，探測(cè)硅錠的中心界面，觀察多晶硅錠固-液界面的移動(dòng)情況，適時(shí)調(diào)節(jié)熔化長(zhǎng)晶速度，達(dá)到合理的溫度梯度，起到監(jiān)控熔化或者定向凝固的目的，實(shí)用新型專利CN203034142U，一種多晶鑄錠爐用固液界面移動(dòng)跟蹤裝置，實(shí)用新型專利CN202755099U，一種用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，均是此類技術(shù)。缺陷是多晶硅鑄錠固液界面中心位置的高度測(cè)量，無(wú)法代表整體固液界面的熔化狀態(tài)；棒體端點(diǎn)特別是同一處點(diǎn)位的反復(fù)測(cè)量，容易造成點(diǎn)位處溫度或物理狀態(tài)變化；由于大部分坩堝均采用矩形截面體，四周的溫度與中心位置的溫度分布是完全不同的，通常是多晶硅熔化過程中心高四周低，長(zhǎng)晶過程中心低四周高；而為了獲得高品質(zhì)的多晶硅鑄錠，就需要了解實(shí)際過程中固液界面變化狀態(tài)，以便于調(diào)節(jié)和控制參數(shù)，從而達(dá)到內(nèi)外溫度均勻，熔化與長(zhǎng)晶均獲得理想的狀態(tài)，達(dá)到合理的溫度梯度，獲得高質(zhì)量產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種具有固液界面測(cè)量機(jī)構(gòu)的多晶硅鑄錠爐，以用于坩堝內(nèi)固液界面的測(cè)量并及時(shí)調(diào)控結(jié)晶參數(shù)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種多晶硅鑄錠爐固液界面測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述鑄錠爐包括：爐體，所述爐體上設(shè)置有抽氣孔，所述爐體內(nèi)設(shè)置有保溫護(hù)罩，所述保溫護(hù)罩內(nèi)設(shè)置有坩堝、對(duì)應(yīng)所述坩堝的石墨護(hù)罩、對(duì)應(yīng)所述石墨護(hù)罩的頂部加熱器及側(cè)部加熱器以及位于所述石墨護(hù)罩底部的散熱平臺(tái)，所述頂部加熱器與側(cè)部加熱器由安裝在所述爐體頂部的外部加熱銅電極控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨護(hù)罩頂部及側(cè)部的外部加熱，所述保溫護(hù)罩及散熱平臺(tái)通過設(shè)置在所述爐體底部的石墨支柱來(lái)支撐，所述散熱平臺(tái)支撐所述石墨護(hù)罩，所述石墨護(hù)罩的底板支撐所述坩堝；

所述爐體頂部通過支柱垂直安裝有電機(jī)，所述電機(jī)垂直驅(qū)動(dòng)有滾珠絲桿，所述滾珠絲桿上水平安裝有位移支桿并隨所述滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而上下移動(dòng)；所述位移支桿的另一端通過壓力傳感器垂直安裝有空心石英棒，所述空心石英棒的一端垂直伸入所述坩堝內(nèi)；所述空心石英棒的頂端設(shè)置有紅外發(fā)生器，所述電機(jī)與紅外發(fā)生器均連接至一控制器；

所述空心石英棒的底部沿軸向設(shè)置有多個(gè)石英棱鏡，用于將所述紅外發(fā)生器發(fā)射的紅外線反射呈水平紅外線。

其中，所述空心石英棒的底部呈弧形，以與所述坩堝內(nèi)的硅液結(jié)晶固液界面形成點(diǎn)接觸而減少對(duì)結(jié)晶的影響。

其中，所述支柱上還設(shè)置有位于所述位移支桿上下兩側(cè)的限位傳感器，以用于限制所述位移支桿的形成，并通過所述控制器控制所述位移支桿的復(fù)位。

通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的多晶硅鑄錠爐固液界面測(cè)量機(jī)構(gòu)，其通過空心石英棒感應(yīng)固液界面?zhèn)鬟f給壓力傳感器，進(jìn)而通過控制器及電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)空心石英棒的上下調(diào)節(jié)，并通過紅外發(fā)生器發(fā)射紅外線進(jìn)入空心石英棒底部，然后通過石英棱鏡的反射而使多道紅外線分別測(cè)量出固液界面底部至頂部的水平及垂直距離，進(jìn)而反饋至控制器進(jìn)行分析，從而判斷出固液界面中心與四周圍的高低位置關(guān)系，及時(shí)對(duì)熔化過程或者長(zhǎng)晶過程的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提高產(chǎn)品成品率，減少損失。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的多晶硅鑄錠爐結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的固液界面測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中數(shù)字表示：

11.爐體 12.保溫護(hù)罩 13.石墨支柱

14.散熱平臺(tái) 15.石墨護(hù)罩 16.頂部加熱器

17.側(cè)部加熱器 18.外部加熱銅電極 19.抽氣孔

20.坩堝 21.控制器 22.電機(jī)

23.滾珠絲桿 24.位移支桿 25.限位傳感器

26.空心石英棒 27.壓力傳感器 28.紅外發(fā)生器

29.石英棱鏡 30.紅外線

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

參考圖1及2，本實(shí)用新型的多晶硅鑄錠爐包括：爐體11，爐體11上設(shè)置有抽氣孔19，爐體11內(nèi)設(shè)置有保溫護(hù)罩12，保溫護(hù)罩12內(nèi)設(shè)置有坩堝20、對(duì)應(yīng)坩堝20的石墨護(hù)罩15、對(duì)應(yīng)石墨護(hù)罩15的頂部加熱器16及側(cè)部加熱器17以及位于石墨護(hù)罩15底部的散熱平臺(tái)14，頂部加熱器16與側(cè)部加熱器17由安裝在爐體11頂部的外部加熱銅電極18控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨護(hù)罩15頂部及側(cè)部的外部加熱，保溫護(hù)罩12及散熱平臺(tái)14通過設(shè)置在爐體11底部的石墨支柱13來(lái)支撐，散熱平臺(tái)14支撐石墨護(hù)罩15，石墨護(hù)罩15的底板支撐坩堝20；

爐體11頂部通過支柱垂直安裝有電機(jī)22，電機(jī)22垂直驅(qū)動(dòng)有滾珠絲桿23，滾珠絲桿23上水平安裝有位移支桿24并隨滾珠絲桿23的轉(zhuǎn)動(dòng)而上下移動(dòng)；位移支桿24的另一端通過壓力傳感器27垂直安裝有空心石英棒26，空心石英棒26的一端垂直伸入坩堝20內(nèi)；空心石英棒26的頂端設(shè)置有紅外發(fā)生器28，電機(jī)22與紅外發(fā)生器28均連接至一控制器21；空心石英棒26的底部沿軸向設(shè)置有多個(gè)石英棱鏡29，用于將紅外發(fā)生器28發(fā)射的紅外線30反射呈水平紅外線30。

其中，空心石英棒26的底部呈弧形，以與坩堝20內(nèi)的硅液結(jié)晶固液界面形成點(diǎn)接觸而減少對(duì)結(jié)晶的影響；支柱上還設(shè)置有位于位移支桿24上下兩側(cè)的限位傳感器25，以用于限制位移支桿24的形成，并通過控制器21控制位移支桿24的復(fù)位。

本實(shí)用新型提供的多晶硅鑄錠爐固液界面測(cè)量機(jī)構(gòu)，其通過空心石英棒26感應(yīng)固液界面?zhèn)鬟f給壓力傳感器27，進(jìn)而通過控制器21及電機(jī)22驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿23實(shí)現(xiàn)空心石英棒26的上下調(diào)節(jié)，并通過紅外發(fā)生器28發(fā)射紅外線30進(jìn)入空心石英棒26底部，然后通過石英棱鏡29的反射而使多道紅外線30分別測(cè)量出固液界面底部至頂部的水平及垂直距離，進(jìn)而反饋至控制器21進(jìn)行分析，從而判斷出固液界面中心與四周圍的高低位置關(guān)系，及時(shí)對(duì)熔化過程或者長(zhǎng)晶過程的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提高產(chǎn)品成品率，減少損失。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。