[發(fā)明專利]一種單晶爐自動加料的方法

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• 申請日: 2023-05-04
• 公開（公告）號: CN116254601A
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 蘇佳俊;王軍磊;王藝澄
• 申請（專利權）人: 包頭美科硅能源有限公司;云南美科新能源發(fā)展有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B15/20;C30B15/02
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 艾中蘭

本發(fā)明公開了一種單晶爐自動加料的方法，具體為：（1）加料過程中視覺控制系統(tǒng)監(jiān)控二次加料裝置中料筒下部料塊下料情況，具體為：單晶爐視覺控制系統(tǒng)對單晶爐中固液比識別，當固液比達到某一設定值時，單晶爐PLC控制系統(tǒng)啟動上軸下降，自動下降二次加料裝置；（2）單晶爐PLC控制系統(tǒng)控制二次加料裝置至預定位置，啟動上軸，分段下降上軸行程，并停留一定時間，二次加料裝置內原料加至單晶爐內；（3）視覺控制系統(tǒng)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)二次加料裝置底碗完全露出，料筒內料塊已加完，執(zhí)行料筒提出工步；（4）反復執(zhí)行1、2、3步驟，確定已完成爐內預定加料重量，單晶爐PLC控制系統(tǒng)判定加料完成，進入下一步工序；該方法有效提高工作效率，降低人員的工作強度，提升單晶爐自動化程度。

技術領域

本發(fā)明涉及一種加料方法，具體涉及一種單晶爐自動加料的方法，屬于太陽能電池生產工藝領域。

背景技術

單晶爐是一種在惰性氣體（氮氣、氦氣為主）環(huán)境中，用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生長無錯位單晶的設備。

隨著技術的發(fā)展，太陽能電池的應用越來越廣泛；在太陽能電池原材料單晶硅制備過程中需要采用單晶爐進行制備，單晶爐在加料時會配備單晶爐加料機，但是這種一對一的加料方式，效率較低，成本太高。

目前專利CN113355738A單晶爐加料方法及單晶爐加料系統(tǒng)，通過控制模塊來控制單晶爐加料機及多臺單晶爐，智能化程度高，可自動化運行，但是其在單晶品質端及能耗端存在較大缺陷：（1）高氧含量，P型太陽能電池最大轉化效率24.5%（目前轉化已經做到24.01%）；N型太陽能電池最大轉化效率：28.7%（目前轉化已經做到25.5%），N型電池將成為未來太陽能電池的主流產品，N型單晶需要有更低氧含量，但專利CN113355738A單晶爐加料方法及單晶爐加料系統(tǒng)，需要在熱場部件及進行技改，技改后能耗及N型單晶氧含量，無法達到目前N型單晶需求值，若生產N型，在N型單晶生產上無成本優(yōu)勢，且會造成較大的生產成本壓力。（2）高能耗：專利CN113355738A單晶爐加料方法及單晶爐加料系統(tǒng)在行業(yè)內應用，其在熱場部件的技改，造成單晶爐保溫性能變化，在能耗方面較常規(guī)上升8-10kw/h的能耗，雖在效率上有所改善，但是對于單晶生產能耗指標上有較大的影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種單晶爐自動加料的方法，該方法有效提高工作效率，降低人員的工作強度。

本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是：

一種單晶爐自動加料的方法，具體包括以下步驟：

（1）加料過程中與單晶爐PLC控制系統(tǒng)電連接的視覺控制系統(tǒng)監(jiān)控二次加料裝置中料筒下部料塊下料情況，具體為：

單晶爐視覺控制系統(tǒng)對單晶爐中的固體硅料和液體硅熔料進行固液比識別，當固液比達到視覺檢測設定值時，單晶爐PLC控制系統(tǒng)啟動上軸下降，自動下降單晶爐二次加料裝置；

（2）單晶爐PLC控制系統(tǒng)控制二次加料裝置至預定位置，單晶爐PLC控制系統(tǒng)啟動上軸，分段下降上軸行程，每步停留1-2秒，二次加料裝置內原料填加至單晶爐內；

（3）單晶爐視覺控制系統(tǒng)監(jiān)控，視覺監(jiān)控發(fā)現(xiàn)二次加料裝置底碗完全露出，視覺控制系統(tǒng)識別二次加料裝置中料筒內料塊已加完，執(zhí)行下步料筒提出工步；

（4）反復執(zhí)行1、2、3步驟，確定已完成爐內預定加料重量，單晶爐PLC控制系統(tǒng)判定加料完成，進入下一步工序。

本發(fā)明進一步限定的技術方案為：

前述單晶爐自動加料的方法中，步驟（2）中單晶爐PLC控制系統(tǒng)控制二次加料裝置至預定位置具體為：單晶爐PLC控制系統(tǒng)自動下降二次加料裝置控制其至限定位置。

前述單晶爐自動加料的方法中，步驟（2）中單晶爐PLC控制系統(tǒng)控制二次加料裝置至預定位置具體為：單晶爐PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測到二次加料裝置重量值發(fā)生突變，判定二次加料裝置已達到預定加料位置。