本發(fā)明涉及單晶爐拉晶加料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種單晶爐二次加料方法。

背景技術(shù)：

單晶硅是制備晶體硅太陽電池的一種重要材料，直拉法是生長單晶硅的最重要的方法之一；其過程包含加料，升溫硅料融化，拉晶，冷卻，出晶。通常情況下，一次升溫后只能生長一根晶體，此后必須等到冷卻后在新的坩堝中填料再次升溫拉晶。這種拉晶技術(shù)造成了較大的能耗和時(shí)間浪費(fèi)；同時(shí)由于坩堝在冷卻后破碎，從而極大的增大了設(shè)備成本。如果能在現(xiàn)有的單晶爐上不經(jīng)過降溫過程實(shí)現(xiàn)直拉硅的連續(xù)生長，將會(huì)達(dá)到降低能耗、降低石英坩堝消耗、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的目的。

為了解決以上問題，現(xiàn)有技術(shù)中提供了如下的技術(shù)方案：設(shè)置內(nèi)置二次加料工裝；首先，在加料前將第一次拉成的單晶棒升入副室降溫；然后，將籽晶換成吊鉤，用來吊起內(nèi)置二次加料工裝；其次，當(dāng)內(nèi)置二次加料工裝進(jìn)入單晶爐后要對(duì)單晶爐副室進(jìn)行抽真空凈化，凈化完后才能進(jìn)行加料工作，當(dāng)加料完成后需要將內(nèi)置二次加料工裝升入副室降溫，等溫度降低到接近室溫時(shí)才能將內(nèi)置二次加料工裝拿出，重新?lián)Q上籽晶?，F(xiàn)有技術(shù)雖然避免了坩堝的浪費(fèi)，但是依然存在以下問題： （1）現(xiàn)使用的二次加料裝置對(duì)硅料型號(hào)，單次投料量限制較大； （2）石英材質(zhì)的加料器采購成本高，容易損壞；如果選用金屬材質(zhì)的加料器，則對(duì)晶棒壽命影響較大；（3）二次加料期間容易產(chǎn)生濺料，對(duì)拉晶成晶率和晶棒品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種單晶爐二次加料方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，具體方案如下：

一種單晶爐二次加料方法，該方法依次包括如下步驟：

1）獲得邊皮；選取單晶棒，將單晶棒邊皮切下，切下邊皮的單晶棒呈四方體狀；

2）在邊皮上制作連接孔；在邊皮的上部和下部均設(shè)置連接孔，上部的連接孔與邊皮上端之間的距離為20mm～40mm；下部的連接孔和邊皮下端之間的距離為20～40mm；

3）制作連接銷；選用單晶硅材質(zhì)的連接銷，連接銷的直徑小于連接孔的直徑；

4）對(duì)連接銷和邊皮進(jìn)行清洗；

5）邊皮和連接銷相連形成邊皮組件；在各個(gè)邊皮的上部和下部分別通過連接銷連接在一起形成邊皮組件；

6）對(duì)連接后的邊皮和連接銷進(jìn)行稱重；

7）將連接裝置分別與籽晶重錘和邊皮組件連接；

8）將連接后的邊皮組件和連接裝置升入單晶爐副室中；其中邊皮組件上升的速度小于10mm/s；

9）將邊皮組件降至主爐室的硅液中；將懸掛于單晶爐副室中的邊皮組件下降至主爐室硅液中，邊皮組件邊熔化邊下降；

10）邊皮組件熔化結(jié)束；邊皮組件熔化至位于邊皮上部的連接孔處時(shí)，將連接裝置從主爐室中取出，對(duì)剩余未熔的邊皮組件稱重，計(jì)算總的邊皮投入量；

11）進(jìn)行拉晶，根據(jù)總的邊皮投入量設(shè)定單晶爐運(yùn)行參數(shù)，在單晶爐中進(jìn)行拉晶。

步驟9）中邊皮組件的下降速度為：保證進(jìn)入到主爐室硅液中的邊皮組件熔化掉，未進(jìn)入到主爐室硅液中的邊皮組件沒有熔化。

連接裝置包括錘體和設(shè)于錘體下方的呈圓筒狀的連接體，錘體呈圓柱狀，錘體下部設(shè)置有掛鉤，連接體通過掛鉤和錘體連接；錘體內(nèi)部設(shè)置有連接腔，連接腔橫截面呈圓形；連接腔頂部連通有放置腔，放置腔呈圓錐狀，放置腔頂部連通有穿孔。

邊皮組件與連接體固連。

邊皮上部的連接孔與邊皮上端之間的距離為30mm，邊皮下部的連接孔和邊皮下端之間的距離為30mm。

總的邊皮投入量的計(jì)算方法為：步驟6）中稱重得到的邊皮和連接銷的重量減去步驟10）中稱重得到的剩余未熔的邊皮組件的重量。

本發(fā)明提供的單晶爐二次加料方法，減少了邊皮料破碎環(huán)節(jié)，從而避免了破碎時(shí)對(duì)硅料的污染；同時(shí)，增大了邊皮的回收率，進(jìn)而避免了材料浪費(fèi)；另外，本發(fā)明提供的單晶爐二次加料方法單次投料量要明顯高于二次加料器的形式；最重要的是，本二次加料方法在加料的過程中濺料發(fā)生的概率極低，為后續(xù)拉晶成晶和晶棒品質(zhì)提供保障。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為邊皮組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為連接裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例提供的一種單晶爐二次加料方法，該方法依次包括如下步驟：

1）獲得邊皮1；選取單晶棒，將單晶棒邊皮切下，使得單晶棒形成橫截面呈矩形的單晶體。在制備硅片的過程中，需要將單晶棒去除邊皮，這樣才可以使得單晶體形成呈四方體狀的硅片。通過獲得邊皮1，實(shí)現(xiàn)了邊皮1廢料的回收利用。

2）在邊皮1上制作連接孔3；其中，步驟1）形成的邊皮1的橫截面內(nèi)表面呈矩形，外表面呈圓形。在制作連接孔3的時(shí)候，需要在邊皮的上部和下部分別設(shè)置連接孔3；在實(shí)施的時(shí)候，邊皮1上部的連接孔3與邊皮上端之間的距離為20mm～40mm，優(yōu)選為30mm；邊皮1下部的連接孔3和邊皮下端之間的距離為20～40mm，優(yōu)選為30mm。30mm保證了邊皮的充分利用；同時(shí)又避免了加料過多，保證了邊皮1和連接銷2的連接。

3）制作連接銷2，連接銷2的材質(zhì)為單晶硅，在實(shí)施的時(shí)候可以選擇回收的單晶棒作為連接銷2。其中，連接銷的直徑小于連接孔的直徑，從而可以將連接銷穿入連接孔中。

4）對(duì)連接銷2和邊皮1進(jìn)行清洗，通過清洗將連接銷和邊皮上的雜質(zhì)去除，避免雜質(zhì)影響成品的純度。

5）邊皮和連接銷連接形成邊皮組件，各個(gè)邊皮1的上部和下部分別通過連接銷連接起來，形成邊皮組件。

6）對(duì)連接后的邊皮和連接銷稱重，稱重的時(shí)候選用現(xiàn)有的天平即可。

7）將連接裝置分別與籽晶重錘和邊皮組件連接。

其中，連接裝置包括呈圓柱狀的錘體5，錘體5下部設(shè)置有掛鉤9，在使用的時(shí)候，將掛鉤9掛在邊皮組件頂部的孔體4中即可。

錘體5內(nèi)部設(shè)置有連接腔8，連接腔8橫截面呈圓形，連接腔8頂部連通有放置腔7，放置腔7呈圓柱狀，放置腔7頂部連通有穿孔6。其中，連接裝置和籽晶重錘連接的方式為：將籽晶重錘放入連接腔8中，將配重帽放入放置腔7中。

在掛鉤9的下部設(shè)置有連接體10，連接體10呈圓柱狀，連接體10與邊皮組件固連，從而實(shí)現(xiàn)了連接裝置和邊皮組件的連接，方便了拆卸和連接過程。

8）將連接后的邊皮組件和連接裝置升入單晶爐副室中。

9）將邊皮組件降至主爐室的硅液中；當(dāng)單晶爐中一次加料添加的硅料熔化完成后，將懸掛于單晶爐副室中的邊皮組件下降至主爐室的硅液中；隨后，邊皮組件邊熔化邊下降；邊皮組件的下降速度為：保證進(jìn)入到主爐室硅液中的邊皮組件熔化掉，未進(jìn)入到主爐室硅液中的邊皮組件沒有熔化。通過將邊皮組件一點(diǎn)點(diǎn)放入主爐室的硅液中，省去了邊皮的破碎過程，進(jìn)而避免了破碎過程對(duì)硅料的污染。

10）邊皮組件熔化結(jié)束；邊皮熔化至位于邊皮上部的連接孔處時(shí)，將連接裝置從主爐室取出，從而使得未熔化的邊皮組件從主爐室硅液中出來；隨后，將剩余未熔的邊皮組件稱重，計(jì)算總的邊皮投入量，總的邊皮投入量的計(jì)算方法為：將步驟6）中稱重得到的邊皮和連接銷的重量減去步驟10）中稱重得到的剩余未熔的邊皮組件的重量。

11）進(jìn)行拉晶，根據(jù)總的邊皮投入量設(shè)定單晶爐運(yùn)行參數(shù)；邊皮投入量和單晶爐運(yùn)行參數(shù)之間的關(guān)系為成熟的現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)投入量多時(shí)，增大加熱溫度。

綜上所述，本發(fā)明提供的單晶爐二次加料方法，通過使用邊皮作為原料加入，實(shí)現(xiàn)了邊皮的回收，同時(shí)減少了邊皮料破碎環(huán)節(jié)，進(jìn)而減少了破碎時(shí)對(duì)硅料的污染；通過選擇二次加料過程中邊熔化邊加入邊皮，避免了首次投料投放邊皮料易造成的硅料搭橋、扒堝等情況，降低漏硅等重大事故發(fā)生的幾率。