[发明专利]一种用于多晶铸锭炉的温度输出功率控制系统及控制方法

说明书

本发明属于多晶硅铸锭设备技术领域，具体为一种用于多晶铸锭炉的温度输出功率控制系统及控制方法，一种用于多晶铸锭炉的温度输出功率控制系统，包括温度测量模块、高度统计模块、加热模块、功率调节模块、数据统计模块、温度对比模块和时间记录模块；所述温度测量模块包括炉内温度测量模块和炉表温度测量模块，所述炉内温度测量模块用于测量所述加热模块的温度，所述炉表温度测量模块用于测量多晶铸锭炉外表的温度；所述高度统计模块，用于带动所述炉表温度测量模块进行上下移动，本发明利用固液界面的增长速度来对加热模块需求的输出功率进行控制，进而避免对硅液的温度进行采集，从而提高温度输出功率的精准性。

技术领域

本发明涉及多晶硅铸锭设备技术领域，具体为一种用于多晶铸锭炉的温度输出功率控制系统及控制方法。

背景技术

多晶硅铸锭炉简称多晶铸锭炉，主要用于生产多晶硅铸锭。多晶硅铸锭炉是采用电阻或感应加热，首先将配比好的多晶硅熔化，然后从多晶硅铸锭炉的底部对熔化的硅进行冷却，随后通过逐渐向上长晶的定向凝固方式，即可获得多晶硅锭。现有的多晶硅铸锭炉是采用电阻或感应对硅进行加热的，通过对温度输出功率的调节，来控制晶体的生长(主要是指晶胚形成、多晶生长、顶部收顶及退火降温)。现有多晶铸锭炉温度的输出功率调节只要依靠PID控制模块或PLC控制模块，它们在保证稳定的前提下，还提高了控制的精度。

温度输出功率控制系统在对温度输出功率进行调节时，需要对环境温度进行采集，而现有的多晶铸锭炉是在炉底外部安装红外测温仪对硅液底部的温度进行测量的，但是测点与硅液之间还隔着一层坩埚，这导致红外测量的温度仅能提高参考，更多的还是需要依靠炉子各自的经验数据进行温度补偿，另外随着多晶硅的生长，红外测量的温度需要穿过多晶硅才能对硅液底部的温度进行测量，而多晶硅的导热效果较差，这进一步导致温度数据的不准确性，进而导致温度的难以控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于多晶铸锭炉的温度输出功率控制系统及控制方法，以解决上述背景技术中提出的现有多晶铸锭炉的温度输出功率控制系统需要对硅液的温度进行准确采集的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于多晶铸锭炉的温度输出功率控制系统，包括温度测量模块、高度统计模块、加热模块、功率调节模块、数据统计模块、温度对比模块和时间记录模块；

所述温度测量模块包括炉内温度测量模块和炉表温度测量模块，所述炉内温度测量模块用于测量所述加热模块的温度，所述炉表温度测量模块用于测量多晶铸锭炉外表的温度；

所述高度统计模块，用于带动所述炉表温度测量模块进行上下移动，并对所述温度测量模块所在的高度进行测量；

所述加热模块，用于对多晶铸锭炉的内腔底部及顶部进行加热；

所述功率调节模块，用于对所述加热模块的输出功率进行调节；

所述数据统计模块，用于记录所述温度测量模块测量的温度数据、所述加热模块输出的功率数据以及所述高度统计模块测量的高度数据，然后建立炉内温度测量模块的温度数据和功率数据函数关系，建立高度数据与炉内温度测量模块的温度数据的函数关系；

所述温度对比模块，用于分析所述炉表温度测量模块测量的温度数据，并根据炉表温度测量模块测量的温度数据获取恒温带及梯度差带；

所述时间记录模块，用于测量时长。

优选的，所述高度统计模块在带动炉表温度测量模块进行上下移动时，沿竖直方向进行匀速移动。

优选的，所述炉表温度测量模块包括两个测量探头，两个测量探头之间的间距可调，且间距可调范围为2～20mm。

优选的，所述功率调节模块包括手动调节模块和自动调节模块；

所述手动调节模块，用于人工手动调节加热模块的输出功率；