本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及太陽能光伏行業(yè)定向凝固法生產(chǎn)超大尺寸多晶硅錠的鑄錠爐的漏硅溢流判定。

背景技術(shù)：

太陽能光伏行業(yè)發(fā)展迅速，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，但同時(shí)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為盡快實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更大范圍的普及應(yīng)用，全行業(yè)各環(huán)節(jié)努力追求和獲取高效率、低成本電池。在上游的晶硅環(huán)節(jié)，獲得高品質(zhì)、低成本的晶體非常重要，目前大尺寸（g6）多晶硅錠成為行業(yè)主流，下一代超大尺寸硅錠g7或g8成為當(dāng)前趨勢(shì)順延發(fā)展的必由之路，可以提升硅錠重量，提高生產(chǎn)率，降低單耗、提高晶體品質(zhì)。

多晶硅鑄錠爐是用于制造多晶硅錠的設(shè)備，利用定向凝固法生產(chǎn)多晶硅錠，首先將已裝好硅料的坩堝裝入爐腔中，然后進(jìn)行抽空、加熱、熔化、長(zhǎng)晶、退火、冷卻等工藝步驟。

市場(chǎng)上多晶硅錠主要有:重量為450kg左右，可開方5*5=25塊小方錠g5硅錠；重量為850kg左右，可開方6*6=36塊小方錠g6硅錠，總體上硅錠重量小，生產(chǎn)率低下，單耗偏高，成本高。

市場(chǎng)上的大多數(shù)多晶鑄錠爐配置的加熱方式有：上、下加熱，5面加熱，極少數(shù)六面加熱，能夠做到獨(dú)立控制顯的更少，同時(shí)熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)晶控制裝置也不利于超大尺寸硅錠的生長(zhǎng)，表現(xiàn)在溫度梯度不理想，長(zhǎng)晶固液界面凸凹明顯，無法有效降低晶體中的位錯(cuò)和排雜，減少晶界或使晶粒均勻等，對(duì)晶體的整體質(zhì)量有較大的影響，品質(zhì)一般。

此外還存在其他諸多問題，比如工藝靈活性差、能耗過高、爐體升級(jí)潛力小，安全監(jiān)測(cè)和防護(hù)不足等問題，因此很難適用后續(xù)發(fā)展需要，不具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種用于超大尺寸硅錠的鑄錠爐的漏硅溢流判定，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種方法簡(jiǎn)單易測(cè)，適用性強(qiáng)的用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明是一種用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法，其特點(diǎn)是：其方法如下：

（1）收集鑄錠爐的底部或側(cè)部或頂部的溫度t；

（2）收集鑄錠爐的底部或側(cè)部或頂部的加熱器功率p；

（3）計(jì)算溫度參數(shù)的變化率δt＂，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于1000℃后開始監(jiān)控，比較的每個(gè)時(shí)間段δt為60s-600s，在δt后一時(shí)間段60s-600s之間的溫度變化率設(shè)為δt＇2，δt＇2為該時(shí)間段內(nèi)最高值tmax減去最低值tmin，再與δt的比值；在δt前一時(shí)間段60s-600s之間的溫度變化率設(shè)為δt′1，δt′1為該時(shí)間段內(nèi)最高值tmax減去最低值tmin，再與δt的比值；δt＂=(δt′2-δt′1)/δt；

（4）計(jì)算功率參數(shù)的變化率δp＂，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于1000℃后開始監(jiān)控，比較的每個(gè)時(shí)間段δt為60s-600s，在δt后一時(shí)間段60s-600s之間的功率變化率δp′2為該時(shí)間段內(nèi)最高值pmax減去最低值pmin，再與δt的比值；在δt前一時(shí)間段60s-600s之間的功率變化率δp′1為該時(shí)間段內(nèi)最高值pmax減去最低值pmin，再與δt的比值；δp＂=(δp′2-δp′1)/δt；

（5）當(dāng)δt＂＞0.01或δt＂＞0.01、δp＂>0，則判定發(fā)生漏硅，δt＂數(shù)值越大漏硅程度越嚴(yán)重。

本發(fā)明所述的用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法，其進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述溫度參數(shù)的變化率δt＂是在鑄錠爐內(nèi)溫度最大值為1430℃-1580℃，溫度最小值為1000℃-1200℃的狀況下計(jì)算得到。

本發(fā)明所述的用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法，其進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是：功率參數(shù)的變化率δp＂，是在鑄錠爐內(nèi)加熱器功率最大值為10-100kw，功率最小值為0-40kw的狀況下計(jì)算得到。

本發(fā)明所述的用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法，其進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述步驟（1）中溫度t通過熱電偶或紅外高溫計(jì)測(cè)得。

多晶鑄錠爐在運(yùn)行時(shí)，伴隨著硅液的冷卻放熱，爐內(nèi)溫度和加熱器的功率會(huì)有相應(yīng)變化，本發(fā)明通過檢測(cè)爐內(nèi)溫度和加熱器功率的變化，來判定設(shè)備運(yùn)行時(shí)是否發(fā)生漏硅現(xiàn)象，并且做到及時(shí)快速發(fā)現(xiàn)，預(yù)知漏硅的程度，以便操作人員能合理應(yīng)對(duì)處理，同時(shí)結(jié)合原有溢流絲的鋪設(shè)，極大的提高實(shí)用性，防患不必要的損失和意外發(fā)生。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其通過收集溫度、功率參數(shù)，控制軟件跟蹤其最值，自動(dòng)計(jì)算比較變化率，設(shè)定范圍值后，系統(tǒng)給出判定信息，從而快速、及時(shí)監(jiān)測(cè)和判定是否漏硅。

具體實(shí)施方式

以下進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。

實(shí)施例1，一種用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法，其方法如下：

（1）收集鑄錠爐的底部或側(cè)部或頂部的溫度t；

（2）收集鑄錠爐的底部或側(cè)部或頂部的加熱器功率p；

（3）計(jì)算溫度參數(shù)的變化率δt＂，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于1000℃后開始監(jiān)控，比較的每個(gè)時(shí)間段δt為60s，在δt后一時(shí)間段60s之間的溫度變化率設(shè)為δt＇2，δt＇2為該時(shí)間段內(nèi)最高值tmax=1492℃減去最低值tmin=1486℃，再與δt的比值；在δt前一時(shí)間段60s之間的溫度變化率設(shè)為δt′1，δt′1為該時(shí)間段內(nèi)最高值tmax=1486℃減去最低值tmin=1483℃，再與δt的比值；δt＂=(δt′2-δt′1)/δt=3；

（4）計(jì)算功率參數(shù)的變化率δp＂，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于1000℃后開始監(jiān)控，比較的每個(gè)時(shí)間段δt為60s，在δt后一時(shí)間段100s之間的功率變化率δp′2為該時(shí)間段內(nèi)最高值pmax=14kw減去最低值pmin=11kw，再與δt的比值；在δt前一時(shí)間段60s之間的功率變化率δp′1為該時(shí)間段內(nèi)最高值pmax=15kw減去最低值pmin=14kw，再與δt的比值；δp＂=(δp′2-δp′1)/δt=2；

（5）當(dāng)δt＂=3＞0.01或δt＂=3＞0.01、δp＂=2>0，則判定發(fā)生漏硅，δt＂數(shù)值越大漏硅程度越嚴(yán)重。

實(shí)施例2，一種用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法，其方法如下：

（1）收集鑄錠爐的底部或側(cè)部或頂部的溫度t；

（2）收集鑄錠爐的底部或側(cè)部或頂部的加熱器功率p；

（3）計(jì)算溫度參數(shù)的變化率δt＂，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于1000℃后開始監(jiān)控，比較的每個(gè)時(shí)間段δt為180s，在δt后一時(shí)間段180s之間的溫度變化率設(shè)為δt＇2，δt＇2為該時(shí)間段內(nèi)最高值tmax=1500℃減去最低值tmin=1486℃，再與δt的比值；在δt前一時(shí)間段180s之間的溫度變化率設(shè)為δt′1，δt′1為該時(shí)間段內(nèi)最高值tmax=1486℃減去最低值tmin=1476℃，再與δt的比值；δt＂=(δt′2-δt′1)/δt=0.44；

（4）計(jì)算功率參數(shù)的變化率δp＂，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于1000℃后開始監(jiān)控，比較的每個(gè)時(shí)間段δt為180s，在δt后一時(shí)間段180s之間的功率變化率δp′2為該時(shí)間段內(nèi)最高值pmax=13kw減去最低值pmin=9kw，再與δt的比值；在δt前一時(shí)間段180s之間的功率變化率δp′1為該時(shí)間段內(nèi)最高值pmax=15kw減去最低值pmin=13kw，再與δt的比值；δp＂=(δp′2-δp′1)/δt=0.22；

（1）當(dāng)δt＂=0.44＞0.01或δt＂=0.44＞0.01、δp＂=0.22>0，則判定發(fā)生漏硅。

實(shí)施例3，一種用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法，其方法如下：

（5）收集鑄錠爐的底部或側(cè)部或頂部的溫度t；

（6）收集鑄錠爐的底部或側(cè)部或頂部的加熱器功率p；

（7）計(jì)算溫度參數(shù)的變化率δt＂，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于1000℃后開始監(jiān)控，比較的每個(gè)時(shí)間段δt為300s，在δt后一時(shí)間段300s之間的溫度變化率設(shè)為δt＇2，δt＇2為該時(shí)間段內(nèi)最高值tmax=1486℃減去最低值tmin=1480℃，再與δt的比值；在δt前一時(shí)間段300s之間的溫度變化率設(shè)為δt′1，δt′1為該時(shí)間段內(nèi)最高值tmax=1480℃減去最低值tmin=1475℃，再與δt的比值；δt＂=(δt′2-δt′1)/δt=0.04；

（8）計(jì)算功率參數(shù)的變化率δp＂，當(dāng)爐內(nèi)溫度大于1000℃后開始監(jiān)控，比較的每個(gè)時(shí)間段δt為300s，在δt后一時(shí)間段300s之間的功率變化率δp′2為該時(shí)間段內(nèi)最高值pmax=14kw減去最低值pmin=10kw，再與δt的比值；在δt前一時(shí)間段300s之間的功率變化率δp′1為該時(shí)間段內(nèi)最高值pmax=15kw減去最低值pmin=14kw，再與δt的比值；δp＂=(δp′2-δp′1)/δt=0.12；

（9）當(dāng)δt＂=0.04＞0.01或δt＂=0.04＞0.01、δp＂=0.12>0，則判定發(fā)生漏硅。

實(shí)施例4，實(shí)施例1-3所述的用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法中，所述溫度參數(shù)的變化率δt＂是在鑄錠爐內(nèi)溫度最大值為1430℃-1580℃，溫度最小值為1000℃-1200℃的狀況下計(jì)算得到。

實(shí)施例5，實(shí)施例1-3所述的用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法中，功率參數(shù)的變化率δp＂，是在鑄錠爐內(nèi)加熱器功率最大值為10-100kw，功率最小值為0-40kw的狀況下計(jì)算得到。

實(shí)施例6，實(shí)施例1-3所述的用于超大尺寸硅錠的漏硅判定方法中，所述步驟（1）中溫度t通過熱電偶或紅外高溫計(jì)測(cè)得。