[实用新型]多晶硅晶体切割形成太阳能晶片的装置

说明书

技术领域

本实用新型有关太阳能晶片的切割装置，主要针对多晶硅晶体太阳能晶片的切割装置加以改良，以降低太阳能晶片表面与(或)光电转换接面区域的单位面积晶粒数量，进而增加光电转换效率。

背景技术

太阳能光电池属半导体的一种，故又称为太阳能晶片，硅(silicon)为目前通用的太阳能电池的原料代表，其发电原理为将太阳光能转换成电能。太阳能光电基板(Solar PV Cell)的晶片材质有很多种，大致上可分为单晶硅(Monocrystalline Silicon)、多晶硅(Polycrystalline/Multicrystalline Silicon)、非晶硅(Amorphous Silicon)，以及其它非硅材料，其中以单晶硅及多晶硅两类最为常见；而，单晶硅的组成原子均按照一定的规则，产品转换效率较高，但相对的制造成本也较为昂贵，虽然早期市场的产品仍以单晶硅为主，但由于单晶硅的生产成本较高，加上近年来多晶硅的技术进展很快，使得多晶硅的转换效率大幅的提高，在低成本的优势下，多晶硅已有取代单晶硅产品的趋势。

而制造太阳能晶片原料的多晶硅晶体的制造程序，于坩锅内将长晶的液相原料放入，坩锅底层会形成无数晶种C1，而该晶种C1以单向凝固向上成长而形成一完整多晶硅晶体10如图1及图2所示，然后进行多晶硅晶体10切割、研磨、抛光和切片成为既定尺寸的晶片底材，以供制作成太阳能晶片。

在既有的太阳能晶片制造技术当中，整个晶片底材的切割加工流程如图2至图4所示，先将整个多晶硅晶体10依照其所需的尺寸大小等分成N等份，如图所示先切割分为16等份的晶体11，再顺着径向即与晶体11的垂直方向所切割成为既定厚度的晶片底材12；由于多晶硅晶体10属于多晶构造，晶粒A与晶粒A间存在晶界B，因此顺着多晶硅晶体10径向所切割而得晶片底材12，其切割方向因为与晶种的长晶方向垂直，而该晶片底材12的晶界B布满于晶片及其表面(如图4所示)，故采用习有切割方法所完成的晶片底材将占有相当高的晶粒A及晶界B数量。

晶片若形成多晶的微结构时，在晶粒间会因“晶界”造成的晶体结构不完整，而产生位能障壁(Potential Barrier)；随着电子在晶粒间传输产生阻力增高，阻力愈大，微结构的导电性愈低，当能障高到一定值时，电子只能聚积在晶界上而无法通过，且晶界会降低其周遭基材的光电转换效率与电子迁移能力，当应用于电子产品时，其电流通过量较小，而降低光电转换效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型即针对多晶硅晶体切割形成太阳能晶片的装置加以改良，藉由切割方法的改变，以降低生产单位面积的晶粒数量，得以克服一般太阳能晶片所无法达成的效果。

本实用新型的技术方案为：一种多晶硅晶体切割形成太阳能晶片的装置，其至少包含有：晶体固定装置，该晶体固定装置上固定有至少一晶体；晶体，该晶体固定于该晶体固定装置上，该晶体具有复数晶粒，各晶粒具有一相同的成长方向；切割装置，该切割装置设于该晶体固定装置一侧，且该切割装置并沿着晶体的晶粒成长方向进行切割制作成太阳能晶片，使较大的晶粒呈现在太阳能晶片表面。

其中，晶体预设切割成N等份晶片底材。

一种多晶硅晶体切割形成太阳能晶片的装置，其至少包含有：晶体固定装置，该晶体固定装置上固定有至少一晶体；晶体，该晶体固定于该晶体固定装置上，该晶体具有复数晶粒，各晶粒具有相同方向的长轴及短轴；切割装置，该切割装置设于该晶体固定装置一侧，且该切割装置并沿着晶体的晶粒长轴方向进行切割制作成太阳能晶片，使较大的晶粒呈现在太阳能晶片表面。

其中，晶体预设切割成N等份晶片底材。

本实用新型的切割装置沿着晶体的晶粒成长方向进行切割制作成太阳能晶片，使较大的晶粒呈现在太阳能晶片表面，降低太阳能晶片表面与(或)光电转换接面区域的单位面积晶粒数量；亦即减少晶粒与晶粒的晶界所形成的位能障壁与电阻，且晶界会因内部多余的杂质，降低其周遭基材的光电转换效率与电子迁移能力，因此减少晶界可以增加光电转换效率。

附图说明

图1为一般形成多晶硅晶体的结构示意图；

图2为一般多晶硅晶体切割成晶体块的切割方式图；

图3为习知晶体块切割成晶体片的切割方式图；

图4为习知晶体片中晶粒与晶界的结构示意图；

图5A为本实用新型中晶体片中晶粒的结构示意图；

图5B为本实用新型中晶体块切割成条块的切割方式图；

图6为本实用新型晶体片中晶粒与晶界的结构示意图；