一種晶體回熔控制方法和設備、拉晶爐以及計算機存儲介質與流程
1.本發明涉及晶棒拉晶技術領域，尤其涉及一種晶體回熔控制方法和設備、拉晶爐以及計算機存儲介質。
背景技術：
2.目前，直拉法拉晶是將原料放置在拉晶爐的坩堝內，在拉晶爐內加熱熔化原料，再用一根單晶籽晶浸入熔液中，通過準確的溫度控制，讓熔液沿籽晶生長，通過引晶、放肩、轉肩、等徑、收尾工藝過程，最終形成用于太陽能光伏所用的晶棒(又稱晶體)。然而在晶棒生長過程中，往往會發生晶棒斷線(又稱斷棱)。
3.現有技術中對于斷線的處理方式是將發生斷線的晶棒分多次伸入坩堝中熔化，直到全部回熔完成。在將晶棒分多次伸入坩堝過程中，需要現場人員根據經驗判斷位于坩堝中的晶棒是否熔化完成。但是，人員判斷可能會由于人員技術、經驗不同，使得晶棒伸入坩堝的時機不同，導致晶棒將坩堝捅破或者回熔效率低，而且需要人工隨時進行觀察，增大勞動強度，增加人工成本。
技術實現要素：
4.本發明的目的在于提供一種晶體回熔控制方法和設備、拉晶爐以及計算機存儲介質，可以自動控制晶棒回熔，不僅使得控制晶棒更加準確，提高回熔效率，而且減少人工成本。
5.第一方面，本發明提供一種晶體回熔控制方法，應用于拉晶爐中。拉晶爐包括坩堝升降裝置、晶體提拉裝置以及加熱器。坩堝升降裝置用于調整坩堝的堝位，坩堝用于盛放熔體。
6.上述晶體回熔控制方法包括：在晶體斷線的情況下，控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位。當坩堝下降至晶體回熔堝位，控制晶體提拉裝置調整晶體的位置，使得晶體與熔體液面接觸。當晶體與熔體液面接觸時，控制加熱器對晶體進行回熔操作。根據晶體吸熱參數和加熱器放熱參數確定加熱器的放熱量大于或等于晶體的回熔吸熱量的情況下，確定晶體轉化為熔體。
7.采用上述技術方案的情況下，本發明在控制加熱器對晶體進行回熔操作過程中，根據晶體吸熱參數和加熱器放熱參數確定加熱器的放熱量大于或等于晶體的回熔吸熱量的情況下，確定晶體轉化為熔體。相比現有技術中，需要現場人員根據經驗將判斷位于坩堝中的晶體是否熔化完成，本發明可以在減少人工成本的基礎上，提高判斷位于坩堝中的晶體是否熔化的準確性，不僅避免晶體將坩堝捅破，而且提高回熔效率。
8.并且，回熔前，通過控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位，通過控制晶體提拉裝置調整晶體的位置，使得晶體與熔體液面接觸，避免晶體在晶體斷線堝位直接與熔體液面接觸時，晶體與液面黃子健距離較近，晶體伸入液面，熔液會浸入熱屏的情況。
9.在一種可能的實現方式中，上述控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位，包括：
10.控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至坩堝預熱堝位，控制加熱器對下降至坩堝預熱堝位的坩堝進行預熱。
11.控制坩堝升降裝置將坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位。
12.采用上述技術方案的情況下，在回熔操作前，先控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至坩堝預熱堝位，控制加熱器對下降至坩堝預熱堝位的坩堝進行充分預熱。預熱完成后，控制坩堝升降裝置將坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位，進行回熔。
13.在一種可能的實現方式中，上述控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至坩堝預熱堝位，包括：
14.控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位開始下降。獲取坩堝的實際堝位，確定坩堝的實際堝位為坩堝預熱堝位的情況下，控制加熱器對坩堝進行預熱。
15.在一種可能的實現方式中，上述控制坩堝升降裝置將坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位，包括：
16.控制坩堝升降裝置將坩堝從坩堝預熱堝位開始下降。獲取坩堝的實際堝位，確定坩堝的實際堝位低于或等于晶體的初始回熔堝位的情況下，確定坩堝的實際堝位等于坩堝的晶體回熔堝位。
17.在一種可能的實現方式中，上述初始回熔堝位由引晶堝位高度和第一堝位校正參數確定。其中，初始回熔堝位＝引晶堝位高度－第一堝位校正參數。
18.采用上述技術方案的情況下，初始回熔堝位由引晶堝位高度和第一堝位校正參數確定。由于晶體的引晶堝位高度已知，再通過設定第一堝位校正參數，可以控制初始回熔堝位。
19.在一種可能的實現方式中，上述第一堝位校正參數為5mm～40mm。
20.在一種可能的實現方式中，上述坩堝預熱堝位由晶體斷線堝位和第二堝位校正參數確定。其中，坩堝預熱堝位＝晶體斷線堝位高度－第二堝位校正參數。
21.采用上述技術方案的情況下，采用上述技術方案的情況下，坩堝預熱堝位由晶體斷線堝位高度和第二堝位校正參數確定。而晶體斷線堝位高度已知，再通過設定第二堝位校正參數，可以控制坩堝預熱堝位。
22.在一種可能的實現方式中，上述第二堝位校正參數為20mm～60mm。
23.在一種可能的實現方式中，上述在晶體斷線的情況下，控制加熱器對晶體進行回熔操作前，晶體回熔控制方法還包括：
24.控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率。
25.在一種可能的實現方式中，上述斷線加熱功率與晶體回熔功率呈線性變化。
26.采用上述技術方案的情況下，斷線加熱功率與晶體回熔功率呈線性變化，使得坩堝內的熔液溫度線性增加，避免坩堝內的熔液溫度變化過大，影響拉晶質量。
27.在一種可能的實現方式中，上述控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率使用的時間為5s～600s。
28.經發明人研究，控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率的時間過短，會導致坩堝內的溫度產生劇烈變化，影響熔體的質量，影響拉晶質量；控制加熱器將功
率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率的時間過長，會影響回熔的功率效率。而控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率使用的時間為5s～600s，在保證拉晶質量的情況下，盡可能提高回熔效率。
29.在一種可能的實現方式中，上述晶體具有靠近液面的第一晶段和遠離液面的第二晶段，第二晶段的長度小于第一晶段的長度。其中，加熱器在第一晶段的晶體回熔功率大于加熱器在第二晶段的晶體回熔功率。
30.采用上述技術方案的情況下，晶體具有靠近液面的第一晶段和遠離液面的第二晶段。基于此，回熔時，先回熔第一晶段，再回熔第二晶段。由于加熱器的回熔功率大于引晶功率，而加熱器在第一晶段的晶體回熔功率大于加熱器在第二晶段的晶體回熔功率，使得將晶體完全回熔后，加熱器的功率更加接近引晶功率，不僅可以減小將加熱器的功率調整為引晶功率的時間，提高工作效率，而且避免因加熱器的功率變化過大，導致影響拉晶質量。
31.在一種可能的實現方式中，上述加熱器在第一晶段的晶體回熔功率由引晶功率和第一功率校正參數確定。其中，加熱器在第一晶段的晶體回熔功率＝引晶功率+第一校正功率參數。第一校正功率參數為10kw～25kw。
32.采用上述技術方案的情況下，加熱器在第一晶段的晶體回熔功率由引晶功率和第一功率校正參數確定。由于引晶功率已知，通過設定第一功率校正參數，可以控制加熱器在第一晶段的晶體回熔功率。而且回熔完成后，還需要重新引晶，因此，通過引晶功率計算加熱器在第一晶段的晶體回熔功率，方便后續將加熱器的功率調整為引晶功率。
33.經發明人研究發現，晶體回熔功率過大，回熔完成后，加熱器的功率不易降至引晶功率，導致工作效率低；而晶體回熔功率過小，回熔時間過長，導致工作效率低。而第一校正功率參數為10kw～25kw，使得加熱器在第一晶段的晶體回熔功率適中，從而提高工作效率。
34.在一種可能的實現方式中，上述加熱器在第二晶段的晶體回熔功率由引晶功率和第二功率校正參數確定。其中，加熱器在第二晶段的晶體回熔功率＝引晶功率+第二校正功率參數，第二校正功率參數為0kw～10kw。
35.采用上述技術方案的情況下，加熱器在第二晶段的晶體回熔功率由引晶功率和第二功率校正參數確定。由于引晶功率已知，通過設定第二功率校正參數，可以控制加熱器在第二晶段的晶體回熔功率。
36.經發明人研究發現，晶體回熔功率過大，回熔完成后，加熱器的功率不易降至引晶功率，導致工作效率低；而晶體回熔功率過小，回熔時間過長，導致工作效率低。而第二校正功率參數為0kw～10kw，使得加熱器在第二晶段的晶體回熔功率適中，從而提高工作效率。
37.在一種可能的實現方式中，上述控制加熱器對晶體進行回熔操作，包括：
38.控制晶體按照分段回熔參數進行分段回熔操作。
39.根據晶體吸熱參數和加熱器放熱參數確定加熱器的放熱量大于或等于晶體的回熔吸熱量的情況下，確定晶體轉化為熔體，包括：
40.根據分段回熔參數確定晶體分段回熔吸熱量。根據晶體分段回熔吸熱量和加熱器的放熱參數確定晶體分段回熔理論時長，確定晶體分段回熔時長大于或等于晶體分段回熔理論時長的情況下，確定晶體分段回熔完成。
41.采用上述技術方案的情況下，控制晶體按照分段回熔參數進行分段回熔操作，將晶體分段伸入坩堝中回熔。
42.根據分段回熔參數確定晶體分段回熔吸熱量。根據晶體分段回熔吸熱量和加熱器的放熱參數確定晶體分段回熔理論時長，確定晶體分段回熔時長大于或等于晶體分段回熔理論時長的情況下，確定晶體分段回熔完成。由此可知，可通過回熔時長確定晶體分段回熔是否完成，可以在減少人工成本的基礎上，提高判斷位于坩堝中的晶體是否熔化的準確性，不僅避免晶體將坩堝捅破，而且提高回熔效率。
43.在一種可能的實現方式中，上述分段回熔參數為分段回熔長度，分段回熔長度為晶體每次伸入熔體的長度。當晶體具有靠近液面的第一晶段和遠離液面的第二晶段，第一晶段的直徑大于第二晶段的直徑。其中，第二晶段的分段回熔長度為第一晶段的分段回熔長度的1倍～3倍。
44.采用上述技術方案的情況下，由于第一晶段的直徑大于第二晶段的直徑，相同長度內，第一晶段對應的加熱器的放熱量大于第二晶段對應的加熱器的放熱量。基于此，第二晶段的分段回熔長度為第一晶段的分段回熔長度的1倍～3倍，可以在相同時間內熔化更長的第二晶段，從而提高回熔效率。
45.在一種可能的實現方式中，上述分段回熔長度為20mm～40mm。
46.采用上述技術方案的情況下，經發明人研究，分段回熔長度過長，容易出現將坩堝捅破的情況；分段回熔長度過短，多段回熔的次數過多，回熔效率低。而分段回熔長度為20mm～40mm，即保證回熔的安全性，又提高回熔效率。
47.在一種可能的實現方式中，上述晶體吸熱參數包括晶體熔化參數以及晶體結晶潛熱參數。其中，
48.晶體熔化參數包括晶體的質量、晶體的比熱和溫度變化量。
49.晶體結晶潛熱參數包括晶體的熔化熱和晶體的摩爾數。
50.加熱器放熱參數包括加熱器的功率和加熱時間。
51.在一種可能的實現方式中，上述在回熔操作過程中，拉晶爐的晶轉為3轉/min～7轉/min。
52.采用上述技術方案的情況下，經發明人研究，在回熔操作過程中，拉晶爐的晶轉轉速過快，熱量損失越大；拉晶爐的晶轉轉速過慢，晶體受熱不均勻。而拉晶爐的晶轉為3轉/min～7轉/min，即可以減少熱量損壞，又可以使得晶體受熱均勻。
53.在一種可能的實現方式中，上述在回熔操作過程中，拉晶爐的堝轉為0.5轉/min～4轉/min。
54.采用上述技術方案的情況下，經發明人研究，在回熔操作過程中，拉晶爐的堝轉轉速過快，熱量損失越大；拉晶爐的堝轉轉速過慢，晶體受熱不均勻。而拉晶爐的堝轉為0.5轉/min～4轉/min，即可以減少熱量損壞，又可以使得晶體受熱均勻。
55.第二方面，本發明還公開了一種拉晶控制設備，包括：處理器和通信接口，通信接口和處理器耦合，處理器用于運行計算機程序或指令，以實現上述晶體回熔控制方法。
56.第三方面，本發明還公開了一種拉晶爐，包括坩堝升降裝置、晶體提拉裝置、加熱器以及上述拉晶控制設備。拉晶控制設備與坩堝升降裝置、晶體提拉裝置以及加熱器通信連接。
57.第四方面，本發明還公開了計算機存儲介質，計算機存儲介質中存儲有指令，當所述指令被運行時，實現上述晶體回熔控制方法。
58.本發明中第二方面、第三方面以及第四方面及其各種實現方式的有益效果與第一方面或第一方面任一可能的實現方式的有益效果相同，此處不再贅述。
附圖說明
59.此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
60.圖1示出了本發明實施例提供的一種晶體回熔控制方法的步驟流程圖；
61.圖2示出了本發明實施例提供的晶體示意圖；
62.圖3示出了本發明實施例提供的一種拉晶控制設備的硬件結構示意圖。
具體實施方式
63.以下，將參照附圖來描述本公開的實施例。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本公開的概念。
64.此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。“若干”的含義是一個或一個以上，除非另有明確具體的限定。
65.目前，直拉法拉晶是將原料放置在拉晶爐的坩堝內，在拉晶爐內加熱熔化原料，再用一根單晶籽晶浸入熔液中，通過準確的溫度控制，讓熔液沿籽晶生長，通過引晶、放肩、轉肩、等徑、收尾工藝過程，最終形成用于太陽能光伏所用的晶棒。然而在晶棒生長過程中，往往會發生晶棒斷線(又稱斷棱)。
66.現有技術中對于斷線的處理方式是將發生斷線的晶棒分多次伸入坩堝中熔化，直到全部回熔完成。在將晶棒分多次伸入坩堝過程中，需要現場人員根據經驗判斷位于坩堝中的晶棒是否熔化完成。但是，人員判斷可能會由于人員技術、經驗不同，使得晶棒伸入坩堝的時機不同。晶棒伸入坩堝的間隔過短，會出現坩堝中的晶棒還未熔化，繼續伸入晶棒時，會導致晶棒將坩堝捅破；晶棒伸入坩堝的間隔過長，會導致回熔的工作效率低，而且需要人工隨時進行觀察，增大勞動強度，增加人工成本。
67.基于此，本發明實施例公開了一種拉晶爐，拉晶爐是一種在惰性氣體(氮氣、氦氣為主)環境中，將多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生長無錯位單晶硅棒的設備。本發明實施例中，拉晶爐包括坩堝升降裝置、晶體提拉裝置以及加熱器。坩堝升降裝置用于調整坩堝的堝位。坩堝用于盛放熔體。晶體提拉裝置用于提拉晶體以及調整晶體的位置。加熱器用于對坩堝中的熔體進行加熱。
68.進一步的，上述拉晶爐還包括晶體位置檢測裝置，晶體直徑檢測裝置，晶體長度檢測裝置以及坩堝位置檢測裝置。晶體位置檢測裝置用于檢測晶體在拉晶爐內的位置。晶體長度檢測裝置用于檢測晶體長度。晶體直徑檢測裝置用于檢測晶體各處的直徑。坩堝位置檢測裝置用于檢測坩堝在拉晶爐內的位置。
69.進一步的，上述拉晶爐還包括晶體升降異常檢測模塊、坩堝升降異常檢測模塊以及回熔完后晶體位置異常檢測模塊。晶體升降異常檢測模塊用于檢測晶體升降異常。坩堝
升降異常檢測模塊用于檢測坩堝升降異常。回熔完后晶體位置異常檢測模塊用于檢測回熔完后晶體位置異常。
70.上述晶體升降異常檢測模塊通過設置晶體升降速度，計算相應時間內晶體位置變化，與對應的晶體編碼器位置變化量進行比較，判斷晶體編碼器位置的可靠性，排除編碼器及聯軸器外部故障，防止外部硬件異常，導致回熔功能出現異常。
71.上述坩堝升降異常檢測模塊通過設置坩堝升降速度，計算相應時間內坩堝位置變化，與對應的坩堝編碼器位置變化量進行比較，判斷坩堝編碼器位置的可靠性，排除編碼器及聯軸器外部故障，防止外部硬件異常，導致回熔功能出現異常。
72.上述回熔完后晶體位置異常檢測模塊，通過獲取回熔完后晶體位置與晶體回熔位置的下限進行比較。作為安全判斷，回熔晶體位置下限范圍為100mm～200mm。
73.本發明實施例還公開了一種晶體回熔控制方法，應用于上述拉晶爐中。參照圖1，上述晶體回熔控制方法包括以下步驟：
74.s101：在晶體斷線的情況下，控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位。
75.在實際應用中，在晶體斷線的情況下，獲取晶體各處的直徑、晶體的長度、坩堝的位置以及晶體的位置。
76.在本發明實施例中，當發現晶體斷線的情況或者獲取晶體斷線的信號時，開始控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位。將坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位，可以避免晶體在晶體斷線堝位直接與熔體液面接觸時，晶體與液面黃子健距離較近，晶體伸入液面，熔液會浸入熱屏的情況。
77.在一種示例中，控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位，可以包括：
78.控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至坩堝預熱堝位，控制加熱器對下降至坩堝預熱堝位的坩堝進行預熱。具體的，控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位開始下降。獲取坩堝的實際堝位，確定坩堝的實際堝位為坩堝預熱堝位的情況下，控制加熱器對坩堝進行預熱。在坩堝下降至晶體回熔過程中，先經過坩堝預熱堝位，可以更好地預熱坩堝中的熔液。
79.預熱完成后，控制坩堝升降裝置將坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位。具體的，控制坩堝升降裝置將坩堝從坩堝預熱堝位開始下降。獲取坩堝的實際堝位，確定坩堝的實際堝位低于或等于晶體的初始回熔堝位的情況下，確定坩堝的實際堝位等于坩堝的晶體回熔堝位。
80.在一種示例中，上述初始回熔堝位可以由引晶堝位高度和第一堝位校正參數確定。初始回熔堝位＝引晶堝位高度－第一堝位校正參數。初始回熔堝位由引晶堝位高度和第一堝位校正參數確定。晶體在回熔前，已經經過引晶階段，因此晶體的引晶堝位高度已知，再通過設定第一堝位校正參數，可以控制初始回熔堝位。而且引晶堝位是最高的安全位置，通過引晶堝位降低一定的第一堝位校正參數，可以根據不同的熱場，將坩堝下降至加熱器發熱核心區。例如，第一堝位校正參數可以為5mm～40mm。
81.在一種示例中，上述坩堝預熱堝位可以由晶體斷線堝位和第二堝位校正參數確定。坩堝預熱堝位＝晶體斷線堝位高度－第二堝位校正參數。坩堝預熱堝位由晶體斷線堝
位高度和第二堝位校正參數確定。晶體斷線堝位高度，即發現晶體斷線時的堝位高度，也可以理解為準備回熔晶體時的堝位高度。而晶體斷線堝位高度已知，再通過設定第二堝位校正參數，可以控制坩堝預熱堝位。
82.上述第二堝位校正參數可以為20mm～60mm。經發明人研究，第二堝位校正參數過大，堝位較低，坩堝的上壁靠近發熱器，易造成塌邊；第二堝位校正參數過小，堝位靠近換熱器，加熱熔液易造成噴熔。而第二堝位校正參數為20mm～60mm，使得坩堝與發熱器和換熱器的距離適中，使得回熔過程更加穩定。
83.在實際應用中，先根據晶體斷線堝位高度和第二堝位校正參數計算出坩堝預熱堝位，第二堝位校正參數為坩堝第一次需要下降的距離，也可以理解為坩堝從晶體斷線堝位下降至坩堝預熱堝位的距離。
84.再根據引晶堝位高度和第一堝位校正參數計算出初始回熔堝位。通過初始回熔堝位和坩堝預熱堝位計算出坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位的距離。
85.當坩堝預熱堝位的高度高于初始回熔堝位的高度，坩堝預熱堝位的高度與初始回熔堝位的高度之間的差值，即為坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位的距離。
86.當坩堝預熱堝位的高度低于或等于初始回熔堝位的高度，坩堝預熱堝位即為初始回熔堝位，處于坩堝預熱堝位的坩堝無需下降。
87.基于此，在回熔操作前，先控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至坩堝預熱堝位，控制加熱器對下降至坩堝預熱堝位的坩堝進行充分預熱。預熱完成后，控制坩堝升降裝置將坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位，進行回熔。
88.s102，當坩堝下降至晶體回熔堝位，控制晶體提拉裝置調整晶體的位置，使得晶體與熔體液面接觸。
89.具體的，控制晶體提拉裝置帶動晶體下降，使得晶體與熔體液面接觸。晶體提拉裝置帶動晶體下降的距離為：晶體斷線堝位的高度與晶體回熔堝位的高度之間的差值。
90.當控制加熱器對晶體進行回熔操作前，晶體回熔控制方法還包括：控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率。
91.在一種示例中，上述斷線加熱功率與晶體回熔功率可以呈線性變化。
92.斷線加熱功率與晶體回熔功率呈線性變化，使得坩堝內的熔液溫度線性增加，避免坩堝內的熔液溫度變化過大，影響拉晶質量。
93.在一種示例中，上述控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率使用的時間可以為5s～600s。
94.經發明人研究，控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率的時間過短，會導致坩堝內的溫度產生劇烈變化，影響熔體的質量，影響拉晶質量；控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率的時間過長，會影響回熔的功率效率。而控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率使用的時間為5s～600s，在保證拉晶質量的情況下，盡可能提高回熔效率。
95.參照圖2，上述晶體具有靠近液面的第一晶段10和遠離液面的第二晶段20。第二晶段20的長度小于第一晶段10的長度。其中，加熱器在第一晶段10的晶體回熔功率大于加熱器在第二晶段20的晶體回熔功率。在本發明實施例中，第一晶段10可以為等徑段，第二晶段20可以為放肩段。
96.具體的，參照圖2，回熔時，先控制加熱器將功率從斷線加熱功率調整為加熱器在第一晶段10的晶體回熔功率。先回熔第一晶段10，當第一晶段10回熔完成后。控制加熱器將功率從加熱器在第一晶段10的晶體回熔功率調整為加熱器在第二晶段20的晶體回熔功率，繼續回熔第二晶段20。第二晶段20回熔完成后，控制加熱器將功率調整為引晶功率，開始重新引晶。
97.基于此，參照圖2，晶體具有靠近液面的第一晶段10和遠離液面的第二晶段20。回熔時，先回熔第一晶段10，再回熔第二晶段20。由于回熔時，需要將晶棒回熔成熔體，因此加熱器的回熔功率大于引晶功率，而加熱器在第一晶段10的晶體回熔功率大于加熱器在第二晶段20的晶體回熔功率，使得將晶體完全回熔后，加熱器的功率更加接近引晶功率，不僅可以減小將加熱器的功率調整為引晶功率的時間，提高工作效率，而且避免因加熱器的功率變化過大，導致影響拉晶質量。
98.上述加熱器在第一晶段的晶體回熔功率可以由引晶功率和第一功率校正參數確定。其中，加熱器在第一晶段的晶體回熔功率＝引晶功率+第一校正功率參數。
99.加熱器在第一晶段的晶體回熔功率由引晶功率和第一功率校正參數確定。由于回熔晶體時，已經經過引晶階段，因此引晶功率已知。通過設定第一功率校正參數，可以控制加熱器在第一晶段的晶體回熔功率。而且回熔完成后，還需要重新引晶，因此，通過引晶功率計算加熱器在第一晶段的晶體回熔功率，方便后續將加熱器的功率調整為引晶功率。
100.在一種示例中，上述第一校正功率參數可以為10kw～25kw。
101.經發明人研究發現，晶體回熔功率過大，回熔完成后，加熱器的功率不易降至引晶功率，導致工作效率低；而晶體回熔功率過小，回熔時間過長，導致工作效率低。而第一校正功率參數為10kw～25kw，使得加熱器在第一晶段的晶體回熔功率適中，從而提高工作效率。
102.上述加熱器在第二晶段的晶體回熔功率可以由引晶功率和第二功率校正參數確定。其中，加熱器在第二晶段的晶體回熔功率＝引晶功率+第二校正功率參數。
103.加熱器在第二晶段的晶體回熔功率由引晶功率和第二功率校正參數確定。引晶功率已知，通過設定第二功率校正參數，可以控制加熱器在第二晶段的晶體回熔功率。而且回熔完成后，還需要重新引晶，因此，通過引晶功率計算加熱器在第二晶段的晶體回熔功率，方便后續將加熱器的功率調整為引晶功率。
104.在一種示例中，上述第二校正功率參數可以為0kw～10kw。
105.經發明人研究發現，晶體回熔功率過大，回熔完成后，加熱器的功率不易降至引晶功率，導致工作效率低；而晶體回熔功率過小，回熔時間過長，導致工作效率低。而第二校正功率參數為0kw～10kw，使得加熱器在第二晶段的晶體回熔功率適中，從而提高工作效率。
106.s103，當晶體與熔體液面接觸時，控制加熱器對晶體進行回熔操作。
107.晶體提拉裝置帶動晶體下降，使得晶體伸入熔體內，晶體在熔體內熔融。
108.在回熔操作過程中，拉晶爐的晶轉可以為3轉/min～7轉/min。，經發明人研究，在回熔操作過程中，拉晶爐的晶轉轉速過快，熱量損失越大；拉晶爐的晶轉轉速過慢，晶體受熱不均勻。而拉晶爐的晶轉為3轉/min～7轉/min，即可以減少熱量損壞，又可以使得晶體受熱均勻。
109.在回熔操作過程中，拉晶爐的堝轉可以為0.5轉/min～4轉/min。經發明人研究，在回熔操作過程中，拉晶爐的堝轉轉速過快，熱量損失越大；拉晶爐的堝轉轉速過慢，晶體受
熱不均勻。而拉晶爐的堝轉為0.5轉/min～4轉/min，即可以減少熱量損壞，又可以使得晶體受熱均勻。
110.s104，根據晶體吸熱參數和加熱器放熱參數確定加熱器的放熱量大于或等于晶體的回熔吸熱量的情況下，確定晶體轉化為熔體。
111.上述晶體吸熱參數包括晶體熔化參數以及晶體結晶潛熱參數。晶體吸熱參數＝晶體熔化參數+晶體結晶潛熱參數。
112.上述晶體熔化參數包括晶體的質量、晶體的比熱和溫度變化量。晶體熔化參數＝晶體的比熱
×
晶體的質量
×
溫度變化量。計算晶體熔化參數時，晶體的比熱已知。通過晶體的長度和晶體的直徑可以算出晶體的體積，再通過晶體的密度計算出晶體的質量。溫度變化量指熔液液面的溫度與晶體熔點的溫度之間的差值。在實際應用中，溫度變化量已知。由此，可以計算出晶體熔化參數。
113.上述晶體結晶潛熱參數包括晶體的熔化熱和晶體的摩爾數。晶體結晶潛熱參數＝晶體的熔化熱
×
晶體的摩爾數。晶體的熔化熱和晶體的摩爾數均已知，由此，可以計算出晶體結晶潛熱參數。
114.通過晶體熔化參數和晶體結晶潛熱參數可以計算出晶體吸熱參數，即晶體的回熔吸熱量。
115.上述加熱器放熱參數，即加熱器的放熱量。加熱器放熱參數包括加熱器的功率和加熱時間。加熱器放熱參數＝加熱器的功率
×
加熱時間。加熱器的功率已知，當得到上述晶體的回熔吸熱量時，可以計算出晶體回熔理論時長。回熔晶體時，當加熱器的加熱時間大于或等于晶體回熔理論時長時，可以準確得知晶體轉化為熔體。
116.由于具有熱量損失，加熱器的放熱量不能完全轉化為晶體的回熔吸熱量。在實際應用中，當晶體的回熔吸熱量≥k
×
加熱器的放熱量時，確定晶體轉化為熔體。k≥1，k可以根據實際拉晶爐的工作環境設置，對此不作限定。
117.基于此，本發明在控制加熱器對晶體進行回熔操作過程中，根據晶體吸熱參數和加熱器放熱參數確定加熱器的放熱量大于或等于晶體的回熔吸熱量的情況下，確定晶體轉化為熔體。相比現有技術中，需要現場人員根據經驗將判斷位于坩堝中的晶體是否熔化完成，本發明可以在減少人工成本的基礎上，提高判斷位于坩堝中的晶體是否熔化的準確性，不僅避免晶體將坩堝捅破，而且提高回熔效率。
118.在實際應用中，通常情況下，坩堝的高度小于晶體的長度，坩堝不能一次性容納整個晶體，需要分段對晶體回熔。因此，控制加熱器對晶體進行回熔操作，包括控制晶體按照分段回熔參數進行分段回熔操作。
119.上述分段回熔參數為分段回熔長度，在實際應用中，根據斷線時晶體的整體長度，按照預設分段回熔長度，將晶體分為多段。分段回熔長度為晶體每次伸入熔體的長度，即晶體每次回熔的長度。
120.上述分段回熔長度可以為20mm～40mm。經發明人研究，分段回熔長度過長，容易出現將坩堝捅破的情況；分段回熔長度過短，多段回熔的次數過多，回熔效率低。而分段回熔長度為20mm～40mm，即保證回熔的安全性，又提高回熔效率。
121.參照圖2，當晶體上述具有靠近液面的第一晶段10和遠離液面的第二晶段20，第一晶段10的直徑大于第二晶段20的直徑。其中，第二晶段20的分段回熔長度為第一晶段10的
分段回熔長度的1倍～3倍。在一種示例中，第一晶段10可以為等徑段，第二晶段20可以為放肩段。
122.參照圖2，由于第一晶段10的直徑大于第二晶段20的直徑，相同長度內，第一晶段10對應的加熱器的放熱量大于第二晶段20對應的加熱器的放熱量。基于此，第二晶段20的分段回熔長度為第一晶段10的分段回熔長度的1倍～3倍，可以在相同時間內熔化更長的第二晶段20，從而提高回熔效率。
123.根據晶體吸熱參數和加熱器放熱參數確定加熱器的放熱量大于或等于晶體的回熔吸熱量的情況下，確定晶體轉化為熔體，包括：
124.根據分段回熔參數確定晶體分段回熔吸熱量。
125.具體的，根據每段晶體的長度和直徑計算出每段晶體的體積，結合晶體的密度，可以計算出每段晶體的質量。根據每段晶體的質量可以計算出每段晶體的晶體分段回熔吸熱量。
126.根據晶體分段回熔吸熱量和加熱器的放熱參數確定晶體分段回熔理論時長。
127.具體的，根據加熱器功率以及每段晶體對應的晶體分段回熔吸熱量，即可計算出每段晶體的對應的晶體分段回熔時長。
128.確定晶體分段回熔時長大于或等于晶體分段回熔理論時長的情況下，確定晶體分段回熔完成。
129.具體的，在回熔每段晶體時，確定每段晶體的加熱時長大于或等于每段晶體對應的晶體分段回熔理論時長時，即可快速確定每段晶體回熔完成。
130.基于此，根據分段回熔參數確定晶體分段回熔吸熱量。根據晶體分段回熔吸熱量和加熱器的放熱參數確定晶體分段回熔理論時長，確定晶體分段回熔時長大于或等于晶體分段回熔理論時長的情況下，確定晶體分段回熔完成。由此可知，可通過回熔時長確定晶體分段回熔是否完成，可以在減少人工成本的基礎上，提高判斷位于坩堝中的晶體是否熔化的準確性，不僅避免晶體將坩堝捅破，而且提高回熔效率。
131.參照圖3，上述拉晶控制設備執行的動作可以作為計算機指令存儲在拉晶控制設備的存儲器220中，存儲器220中存儲的計算機指令由處理器210來執行。
132.拉晶控制設備200包括：處理器210和通信接口230，通信接口230和處理器耦合210，處理器210用于運行計算機程序或指令。拉晶控制設備200可以通過通信接口230與坩堝升降裝置、晶體提拉裝置以及加熱器進行通信。
133.參照圖3，上述處理器210可以是一個通用中央處理器(central processing unit，cpu)，微處理器，專用集成電路(application-specific integrated circuit，asic)，或一個或多個用于控制本發明方案程序執行的集成電路。上述通信接口230可以為一個或多個。通信接口230可使用任何收發器一類的裝置，用于與其他設備或通信網絡通信。
134.參照圖3，上述拉晶控制設備200還可以包括通信線路240。通信線路240可包括一通路，在上述組件之間傳送信息。
135.可選的，參照圖3，拉晶控制設備200還可以包括存儲器220。存儲器220用于存儲執行本發明方案的計算機指令，并由處理器210來控制執行。處理器210用于執行存儲器220中存儲的計算機指令。
136.如圖3示，存儲器220可以是只讀存儲器(read-only memory，rom)或可存儲靜態信息和指令的其他類型的靜態存儲設備，隨機存取存儲器(random access memory，ram)或者可存儲信息和指令的其他類型的動態存儲設備，也可以是電可擦可編程只讀存儲器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、只讀光盤(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盤存儲、光碟存儲(包括壓縮光碟、激光碟、光碟、數字通用光碟、藍光光碟等)、磁盤存儲介質或者其他磁存儲設備、或者能夠用于攜帶或存儲具有指令或數據結構形式的期望的程序代碼并能夠由計算機存取的任何其它介質，但不限于此。存儲器220可以是獨立存在，通過通信線路240與處理器210相連接。存儲器220也可以和處理器210集成在一起。
137.可選的，本發明實施例中的計算機指令也可以稱之為應用程序代碼，本發明實施例對此不作具體限定。
138.在具體實現中，作為一種實施例，參照圖3，處理器210可以包括一個或多個cpu，如圖3中的cpu0和cpu1。
139.在具體實現中，作為一種實施例，參照圖3，拉晶控制設備200可以包括多個處理器210，如圖3中的處理器210和處理器250。這些處理器中的每一個可以是一個單核處理器，也可以是一個多核處理器。
140.本發明實施例還提供一種計算機可讀存儲介質。該計算機可讀存儲介質中存儲有指令，當指令被運行時，實現上述實施例中由拉晶控制設備執行的功能。
141.在上述實施例中，可以全部或部分地通過軟件、硬件、固件或者其任意組合來實現。當使用軟件實現時，可以全部或部分地以計算機程序產品的形式實現。計算機程序產品包括一個或多個計算機程序或指令。在計算機上加載和執行計算機程序或指令時，全部或部分地執行本發明實施例的流程或功能。計算機可以是通用計算機、專用計算機、計算機網絡、終端、用戶設備或者其它可編程裝置。計算機程序或指令可以存儲在計算機可讀存儲介質中，或者從一個計算機可讀存儲介質向另一個計算機可讀存儲介質傳輸，例如，計算機程序或指令可以從一個網站站點、計算機、服務器或數據中心通過有線或無線方式向另一個網站站點、計算機、服務器或數據中心進行傳輸。計算機可讀存儲介質可以是計算機能夠存取的任何可用介質或者是集成一個或多個可用介質的服務器、數據中心等數據存儲設備。可用介質可以是磁性介質，例如，軟盤、硬盤、磁帶；也可以是光介質，例如，數字視頻光盤(digital video disc，dvd)；還可以是半導體介質，例如，固態硬盤(solid state drive，ssd)。
142.盡管在此結合各實施例對本發明進行了描述，然而，在實施所要求保護的本發明過程中，本領域技術人員通過查看附圖、公開內容、以及所附權利要求書，可理解并實現公開實施例的其他變化。在權利要求中，“包括”(comprising)一詞不排除其他組成部分或步驟，“一”或“一個”不排除多個的情況。單個處理器或其他單元可以實現權利要求中列舉的若干項功能。相互不同的從屬權利要求中記載了某些措施，但這并不表示這些措施不能組合起來產生良好的效果。
143.盡管結合具體特征及其實施例對本發明進行了描述，顯而易見的，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可對其進行各種修改和組合。相應地，本說明書和附圖僅僅是所附權利要求所界定的本發明的示例性說明，且視為已覆蓋本發明范圍內的任意和所有修
改、變化、組合或等同物。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。
技術特征：
1.一種晶體回熔控制方法，其特征在于，應用于拉晶爐中，所述拉晶爐包括坩堝升降裝置、晶體提拉裝置以及加熱器，所述坩堝升降裝置用于調整坩堝的堝位，所述坩堝用于盛放熔體；所述晶體回熔控制方法包括：在晶體斷線的情況下，控制所述坩堝升降裝置將所述坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位；當所述坩堝下降至所述晶體回熔堝位，控制所述晶體提拉裝置調整晶體的位置，使得所述晶體與熔體液面接觸；當所述晶體與熔體液面接觸時，控制所述加熱器對所述晶體進行回熔操作；根據晶體吸熱參數和加熱器放熱參數確定所述加熱器的放熱量大于或等于所述晶體的回熔吸熱量的情況下，確定所述晶體轉化為熔體。2.根據權利要求1所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述控制所述坩堝升降裝置將所述坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位，包括：控制所述坩堝升降裝置將所述坩堝從晶體斷線堝位下降至坩堝預熱堝位，控制所述加熱器對下降至坩堝預熱堝位的坩堝進行預熱；控制所述坩堝升降裝置將所述坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位。3.根據權利要求2所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述控制所述坩堝升降裝置將所述坩堝從晶體斷線堝位下降至坩堝預熱堝位，包括：控制所述坩堝升降裝置將所述坩堝從晶體斷線堝位開始下降；獲取所述坩堝的實際堝位，確定所述坩堝的實際堝位為坩堝預熱堝位的情況下，控制所述加熱器對所述坩堝進行預熱。4.根據權利要求2所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述控制所述坩堝升降裝置將所述坩堝從坩堝預熱堝位下降至晶體回熔堝位，包括：控制所述坩堝升降裝置將所述坩堝從坩堝預熱堝位開始下降；獲取所述坩堝的實際堝位，確定所述坩堝的實際堝位低于或等于晶體的初始回熔堝位的情況下，確定所述坩堝的實際堝位等于所述坩堝的晶體回熔堝位。5.根據權利要求4所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述初始回熔堝位由引晶堝位高度和第一堝位校正參數確定；其中，所述初始回熔堝位＝所述引晶堝位高度－所述第一堝位校正參數；和/或，所述第一堝位校正參數為5mm～40mm。6.根據權利要求2所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述坩堝預熱堝位由所述晶體斷線堝位和第二堝位校正參數確定；其中，所述坩堝預熱堝位＝所述晶體斷線堝位高度－所述第二堝位校正參數；和/或，所述第二堝位校正參數為20mm～60mm。7.根據權利要求1～6任一項所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，在晶體斷線的情況下，所述控制所述加熱器對所述晶體進行回熔操作前，所述晶體回熔控制方法還包括：控制所述加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率。8.根據權利要求7所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述斷線加熱功率與晶體回熔功率呈線性變化；和/或，所述控制所述加熱器將功率從斷線加熱功率調整為晶體回熔功率使用的時間為5s～
600s。9.根據權利要求7所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述晶體具有靠近所述液面的第一晶段和遠離所述液面的第二晶段，所述第二晶段的長度小于所述第一晶段的長度；其中，所述加熱器在所述第一晶段的晶體回熔功率大于加熱器在所述第二晶段的晶體回熔功率。10.根據權利要求9所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述加熱器在所述第一晶段的晶體回熔功率由引晶功率和第一功率校正參數確定；其中，所述加熱器在所述第一晶段的晶體回熔功率＝引晶功率+第一校正功率參數；所述第一校正功率參數為10kw～25kw；和/或，所述加熱器在所述第二晶段的晶體回熔功率由引晶功率和第二功率校正參數確定；其中，所述加熱器在所述第二晶段的晶體回熔功率＝引晶功率+第二校正功率參數，所述第二校正功率參數為0kw～10kw。11.根據權利要求1～6任一項所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述控制所述加熱器對所述晶體進行回熔操作，包括：控制所述晶體按照分段回熔參數進行分段回熔操作；所述根據所述晶體吸熱參數和所述加熱器放熱參數確定所述加熱器的放熱量大于或等于所述晶體的回熔吸熱量的情況下，確定所述晶體轉化為熔體，包括：根據所述分段回熔參數確定晶體分段回熔吸熱量；根據所述晶體分段回熔吸熱量和所述加熱器的放熱參數確定晶體分段回熔理論時長；確定晶體分段回熔時長大于或等于所述晶體分段回熔理論時長的情況下，確定晶體分段回熔完成。12.根據權利要求11所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述分段回熔參數為分段回熔長度，所述分段回熔長度為所述晶體每次伸入所述熔體的長度；當晶體具有靠近所述液面的第一晶段和遠離所述液面的第二晶段，所述第一晶段的直徑大于所述第二晶段的直徑；其中，所述第二晶段的分段回熔長度為所述第一晶段的分段回熔長度的1倍～3倍；和/或，所述分段回熔長度為20mm～40mm。13.根據權利要求1～6任一項所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，所述晶體吸熱參數包括晶體熔化參數以及晶體結晶潛熱參數；其中，所述晶體熔化參數包括晶體的質量、晶體的比熱和溫度變化量；所述晶體結晶潛熱參數包括晶體的熔化熱和晶體的摩爾數；所述加熱器放熱參數包括加熱器的功率和加熱時間。14.根據權利要求1～6任一項所述的晶體回熔控制方法，其特征在于，在所述回熔操作過程中，所述拉晶爐的晶轉為3轉/min～7轉/min，和/或，所述拉晶爐的堝轉為0.5轉/min～4轉/min。15.一種拉晶控制設備，其特征在于，包括：處理器和通信接口，所述通信接口和所述處理器耦合，所述處理器用于運行計算機程序或指令，以實現權利要求1～14任一項所述的晶
體回熔控制方法。16.一種拉晶爐，其特征在于，包括坩堝升降裝置、晶體提拉裝置、加熱器以及權利要求15所述的拉晶控制設備，所述拉晶控制設備與所述坩堝升降裝置、所述晶體提拉裝置以及所述加熱器通信連接。17.一種計算機存儲介質，其特征在于，所述計算機存儲介質中存儲有指令，當所述指令被運行時，實現權利要求1～14任一項所述的晶體回熔控制方法。
技術總結
本發明公開一種晶體回熔控制方法和設備、拉晶爐以及計算機存儲介質，涉及晶棒拉晶技術領域，以可以自動控制晶棒回熔，不僅使得控制晶棒更加準確，提高回熔效率，而且減少人工成本。所述晶體回熔控制方法包括：在晶體斷線的情況下，控制坩堝升降裝置將坩堝從晶體斷線堝位下降至晶體回熔堝位。當坩堝下降至晶體回熔堝位，控制晶體提拉裝置調整晶體的位置，使得晶體與熔體液面接觸。當晶體與熔體液面接觸時，控制加熱器對晶體進行回熔操作。根據晶體吸熱參數和加熱器放熱參數確定加熱器的放熱量大于或等于晶體的回熔吸熱量的情況下，確定晶體轉化為熔體。晶體轉化為熔體。晶體轉化為熔體。
