一种多晶硅质量控制评价方法及装置与流程

1.本发明涉及多晶硅质量控制技术领域，特别涉及一种多晶硅质量控制评价方法及装置。


背景技术：

2.随着电池技术的迭代更新，对多晶硅质量要求的不断提升，要求稳定供应n型单晶以便匹配客户端的原材料质量控制要求。如何生产指标特性稳定的高质量多晶硅产品已成为整个行业普遍面临的问题。
3.目前，主要的多晶硅生产厂家在对n型单晶的批量性导入和验证均存在少子寿命偏低，碳含量高，同时不同批次硅料应用过程中显示的拉晶端稳定性较差的问题。且针对多晶硅的质量控制主要集中于冷氢化工序以及原料工序等物料及气系统进行生产的优化控制，对多晶硅的质量控制不完善且不稳定。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种多晶硅质量控制评价方法及装置，用以解决现有技术中针对多晶硅的质量控制主要集中于冷氢化工序以及原料工序等物料及气系统进行生产的优化控制，对多晶硅的质量控制不完善且不稳定的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明实施例提供了一种多晶硅质量控制评价方法，包括：
7.获取多晶硅生产系统的生产参数信息，所述生产参数信息包括一下至少一项：所述多晶硅生产系统在预设时间段内的原料输入量，以及，多晶硅生产过程中所述多晶硅生产系统的过程能力指数、半成品的合格率、杂质粒子数量；
8.根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果。
9.进一步地，所述根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果，包括：
10.在所述生产参数信息为所述原料输入量的情况下，获取多晶硅生产系统在预设时间段内对原料的处理能力；
11.根据所述原料输入量以及所述处理能力，确定用于评价所述多晶硅质量控制的负荷状态第一指标，并将所述第一指标的合格情况作为所述评价结果。
12.进一步地，所述根据所述原料输入量以及所述处理能力，确定所述多晶硅质量控制评价的第一指标，包括：
13.若所述原料输入量小于或等于所述处理能力，则所述第一指标合格；
14.若所述原料输入量大于所述处理能力，则所述第一指标不合格。
15.进一步地，在所述生产参数信息为所述过程能力指数的情况下，所述获取多晶硅生产系统的生产参数信息，包括：
16.获取多晶硅生产过程中的至少一个质量控制参数；
17.根据所述质量控制参数确定所述过程能力指数。
18.进一步地，所述根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果，包括：
19.在所述生产参数信息为所述过程能力指数的情况下，根据所述过程能力指数，确定用于评价所述多晶硅质量控制的稳定性的第二指标，并将所述第二指标的合格情况作为所述评价结果；
20.其中，若所述过程能力指数大于或等于预设阈值，则所述第二指标合格；
21.若所述过程能力指数小于预设阈值，则所述第二指标不合格。
22.进一步地，所述根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果，包括：
23.在所述生产参数为所述半成品的合格率的情况下，根据所述半成品的合格率，确定用于评价在多晶硅的每个生产工序中所述多晶硅质量控制的第三指标，并将所述第三指标的合格情况作为所述评价结果；
24.其中，若所述合格率大于等于预设值，所述第三指标合格；
25.若所述合格率小于预设值，所述第三指标不合格。
26.进一步地，所述根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果，包括：
27.在所述生产参数为所述杂质粒子数量的情况下，根据所述杂质粒子数量，确定用于评价在多晶硅的生产过程的洁净度的第四指标，并将所述第四指标的合格情况作为所述评价结果；
28.其中，若所述杂质粒子数量小于或等于洁净度阈值，则所述第四指标合格；
29.若所述杂质粒子数量大于洁净度阈值，则所述第四指标不合格。
30.本发明实施例还提供了一种多晶硅质量控制评价装置，包括：
31.获取模块，用于获取多晶硅生产系统的生产参数信息，所述生产参数信息包括一下至少一项：所述多晶硅生产系统在预设时间段内的原料输入量，以及，多晶硅生产过程中所述多晶硅生产系统的过程能力指数、半成品的合格率、杂质粒子数量；
32.确定模块，用于根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果。
33.本发明实施例还提供了一种多晶硅质量控制评价设备，包括如上所述的多晶硅质量控制评价装置。
34.本发明的有益效果是：
35.本发明实施例的多晶硅质量控制评价方法，根据包括多晶硅生产系统在预设时间段内的原料输入量，以及，多晶硅生产过程中所述多晶硅生产系统的过程能力指数、半成品的合格率、杂质粒子数量中的至少一个生产参数信息，从多晶硅生产的各个流程对多晶硅的质量控制进行评价，提升了多晶硅生产系统的过程稳定性。解决了针对多晶硅的质量控制主要集中于冷氢化工序以及原料工序等物料及气系统进行生产的优化控制，对多晶硅的质量控制不完善且不稳定的问题。
附图说明
36.图1表示本发明实施例的多晶硅质量控制评价方法的步骤示意图；
37.图2表示本发明实施例的多晶硅质量控制评价装置的模块示意图。
具体实施方式
38.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
39.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
40.本发明针对现有技术中多晶硅的质量控制主要集中于冷氢化工序以及原料工序等物料及气系统进行生产的优化控制，对多晶硅的质量控制不完善且不稳定的问题，提供一种多晶硅质量控制评价方法及装置。
41.如图1所示，本发明实施例提供了一种多晶硅质量控制评价方法，包括如下步骤：
42.步骤201，获取多晶硅生产系统的生产参数信息，所述生产参数信息包括一下至少一项：所述多晶硅生产系统在预设时间段内的原料输入量，以及，多晶硅生产过程中所述多晶硅生产系统的过程能力指数、半成品的合格率、杂质粒子数量；
43.步骤202，根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果。
44.可选地，所述过程能力指数根据多晶硅生产过程中的过程关键质量控制参数确定。
45.本发明实施例的多晶硅质量控制评价方法，根据包括多晶硅生产系统在预设时间段内的原料输入量，以及，多晶硅生产过程中所述多晶硅生产系统的过程能力指数、半成品的合格率、杂质粒子数量中的至少一个生产参数信息，从多晶硅生产的各个流程对多晶硅的质量控制进行评价，提升了多晶硅生产系统的过程稳定性。解决了针对多晶硅的质量控制主要集中于冷氢化工序以及原料工序等物料及气系统进行生产的优化控制，对多晶硅的质量控制不完善且不稳定的问题。
46.可选地，所述根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果，包括：
47.在所述生产参数信息为所述原料输入量的情况下，获取多晶硅生产系统在预设时间段内对原料的处理能力；
48.根据所述原料输入量以及所述处理能力，确定用于评价所述多晶硅质量控制的负荷状态第一指标，并将所述第一指标的合格情况作为所述评价结果。
49.可选地，所述多晶硅生产系统在预设时间段内对原料的处理能力可以理解为，在预设时间段内，所述多晶硅生产系统能够加工的多晶硅原料的上限。
50.可选地，所述原料输入量为多晶硅冷氢化工序和还原工序的原料输入量。
51.可选地，所述根据所述原料输入量以及所述处理能力，确定所述多晶硅质量控制评价的第一指标，包括：
52.若所述原料输入量小于或等于所述处理能力，则所述第一指标合格；
53.若所述原料输入量大于所述处理能力，则所述第一指标不合格。
54.本发明一实施例中，因受多晶硅生产系统负荷及平稳性的影响，需对多晶硅冷氢化车间及还原工序的原料输入量和成品输出量进行最大量的限制。若原料输入量大于系统的处理能力，则导致多晶硅生产系统超负荷运行，进而多晶硅的杂质不能有效去除，不能保证最终多晶硅成品的质量。故出于杂质去除及生产平稳性考虑，根据多晶硅生产系统的处理能力，对多晶硅冷氢化工序和还原工序的原料输入量和成品输出量进行调整控制，确保原料输入量和成品输出量符合多晶硅生生产系统的整体负荷。因此，对多晶硅冷氢化及还原车间处理负荷的上限值进行规定。
55.本发明实施例的多晶硅质量控制评价方法，根据多晶硅生产系统在预设时间段内的原料输入量以及系统对原料的处理能力，判断所述多晶硅生产系统是否超负荷运行。能够监控多晶硅生产系统的运行负荷，进而使得所述多晶硅生产系统的负荷低于预设值，每批次的多晶硅原料都能够得到较好的提纯效果，提高多经过的生产质量。
56.可选地，在所述生产参数信息为所述过程能力指数的情况下，所述获取多晶硅生产系统的生产参数信息，包括：
57.获取多晶硅生产过程中的至少一个质量控制参数；
58.根据所述质量控制参数确定所述过程能力指数。
59.可选地，所述根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果，包括：
60.在所述生产参数信息为所述过程能力指数的情况下，根据所述过程能力指数，确定用于评价所述多晶硅质量控制的稳定性的第二指标，并将所述第二指标的合格情况作为所述评价结果；
61.其中，若所述过程能力指数大于或等于预设阈值，则所述第二指标合格；
62.若所述过程能力指数小于预设阈值，则所述第二指标不合格。
63.本发明一实施例中，为了确保多晶硅生产过程的质量稳定性，对多晶硅生产过程中的关键质量控制参数进行筛选确认，并对过程能力控制(complex process capability index，cpk)进行控制分析。对于低于设定目标值cpk的参数，分析过程控制中影响稳定性的因素，并制定对应的改善措施，从而不断提升过程稳定性控制。鉴于系统中对质量影响程度，筛选确定多晶硅过程关键质量控制点，并根据需求，确定关键质量控制点cpk(比如cpk≥1.33或者cpk≥1.67)，并用于评价n型单晶生产过程控制的稳定性。
64.本发明实施例的多晶硅质量控制评价方法，通过确定多晶硅生产系统的过程能力指数，能够提高多晶硅生产系统中每个环节的稳定性，解决了针对多晶硅的质量控制主要集中于冷氢化工序以及原料工序等物料及气系统进行生产的优化控制，对多晶硅的质量控制不完善且不稳定的问题。
65.可选地，所述根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果，包括：
66.在所述生产参数为所述半成品的合格率的情况下，根据所述半成品的合格率，确定用于评价在多晶硅的每个生产工序中所述多晶硅质量控制的第三指标，并将所述第三指标的合格情况作为所述评价结果；
67.其中，若所述合格率大于等于预设值，所述第三指标合格；
68.若所述合格率小于预设值，所述第三指标不合格。
69.可选地，所述生产工序包括：多晶硅的原料提纯、冷氢化等前端处理工序，以及，精馏、还原、尾气回收等后端处理工序。
70.本发明一实施例中，通过对各工序的半成品质量合格率进行监控，并针对对于未达到合格率的半成品，分析影响合格率的因素，并制定对应的改善措施，从而不断提升半成品合格率及质量控制。对于在多晶硅生产过程中，设置关键半成品质量合格率(比如≥95％)，一般以半成品检测结果为准。当半成品或过程控制指标未达到设定的目标值时，需要制定对应的改善措施。每隔一定的周期(比如一周)会根据半成品或过程指标的完成情况，用于验证措施的有效性。
71.本发明实施例的多晶硅质量控制评价方法，通过对多晶硅生产过程中的每个工序得到的半成品进行质量控制，确保最终的多晶硅产品的质量。
72.可选地，所述根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果，包括：
73.在所述生产参数为所述杂质粒子数量的情况下，根据所述杂质粒子数量，确定用于评价在多晶硅的生产过程的洁净度的第四指标，并将所述第四指标的合格情况作为所述评价结果；
74.其中，若所述杂质粒子数量小于或等于洁净度阈值，则所述第四指标合格；
75.若所述杂质粒子数量大于洁净度阈值，则所述第四指标不合格。
76.可选地，所述杂质粒子的数量包括还原车间以及成品车间等的杂质粒子数量。
77.本发明一实施例中，影响多晶硅表面金属杂质的一个重要因素即为还原成品车间后端环境洁净度。对于多晶硅在还原成品车间从拆装炉到入库的环节，根据产尘量确定不同的多晶硅控洁净度标准(比如10万级或者4万级)，超过此标准的即视为对多晶硅表面金属的含量会产生较大影响。在所述第四指标不合格的情况下，需进行响应的整改，例如：优化比如新风系统，产尘源控制(拆炉、筛分等环节)等，将杂质带出系统，同时对过程操作进行优化，降低过程产尘，实现洁净度达标的目的。
78.通过对还原及成品车间后端环境洁净度进行监测及评价，对于不达标的影响因素进行持续的改进，提升还原成品车间的洁净度合格率，从而达到降低多晶硅表面金属含量的目的。
79.本发明实施例的多晶硅质量控制评价方法，对还原及成品车间的环境洁净管控进行控制评价，能够提高多晶硅产品的质量。
80.如图2所示，本发明实施例还提供了一种多晶硅质量控制评价装置200，包括：
81.获取模块201，用于获取多晶硅生产系统的生产参数信息，所述生产参数信息包括一下至少一项：所述多晶硅生产系统在预设时间段内的原料输入量，以及，多晶硅生产过程中所述多晶硅生产系统的过程能力指数、半成品的合格率、杂质粒子数量；
82.确定模块202，用于根据所述生产参数信息，得到所述多晶硅质量控制的评价结果。
83.本发明实施例的多晶硅质量控制评价杂质，根据包括多晶硅生产系统在预设时间段内的原料输入量，以及，多晶硅生产过程中所述多晶硅生产系统的过程能力指数、半成品
的合格率、杂质粒子数量中的至少一个生产参数信息，从多晶硅生产的各个流程对多晶硅的质量控制进行评价，提升了多晶硅生产系统的过程稳定性。解决了针对多晶硅的质量控制主要集中于冷氢化工序以及原料工序等物料及气系统进行生产的优化控制，对多晶硅的质量控制不完善且不稳定的问题。
84.本发明实施例还提供了一种多晶硅质量控制评价设备，包括如上所述的多晶硅质量控制评价装置。
85.以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。