[发明专利]比行业标准方形更长的半导体晶片

说明书

一种半导体晶片与行业标准宽度A(目前为156mm+/‑1mm)一样宽，且比行业标准A长至少1mm，且与标准设备可合理容纳的一样大，目前大约3‑20mm且可能更长，因此获得用于吸收阳光的大量额外的表面积。模块可由多个此类较大的晶片构成。此类晶片可在常规加工设备中加工，该常规加工设备具有行业标准尺寸A的晶片保持部分以及还容纳带有比A长至少1mm且典型3‑20mm的垂直第二边缘的晶片的构造。可这样使用湿台载体以及运输和检查站。

相关申请的交叉引用

该申请要求享有于2017年10月24日提交的题为SEMI-CONDUCTOR WAFERS FOR USE INSOLAR CELLS AND MODULES THAT ARE LONGER THAN SIZE OF A SIDE OF THE INDUSTRYSTANDARD SQUARE, AND METHODS OF MAKING AND USING SAME AND SOLAR CELLS ANDMODULES INCORPORATING SAME(用于太阳能电池和模块中的比行业标准方形的侧部尺寸更长的半导体晶片，以及制造和使用其和并入其的太阳能电池和模块的方法)的编号为62/576,143的美国临时申请的优先权，其全部公开内容通过引用完全并入本文中。

背景技术

用于太阳能电池和太阳能模块的晶片大体是方形的。它们以方形制造，修剪成最终尺寸，并以该形状使用。备选地，在某些情况下，它们制造成方形，并然后切成较小的单元，这些单元以一种方式布置，使得所制造的晶片的大部分(如果不是全部)表面积暴露于阳光下，但也减小如果整个方形按其原始形状使用所产生的其它损失。

光伏行业用晶片的标准由国际半导体设备和材料(SEMI)协会的全球光伏技术委员会制定。晶片尺寸在标准编号PV022-00-1011中已标准化，以允许将通用加工设备用于多条生产线。图1和表1中示出尺寸标准的摘录。

表1 光伏太阳能电池应用的方形硅晶片的尺寸

如图1和表1中示出的，标准晶片形状为方形。确切地，对于标称为156mm的晶片(已成为PV行业的标准晶片尺寸)，尺寸A的尺寸(即方形一边的尺寸)可在155mm与157mm之间。最初提供的标称为156mm左右2mm(1mm+/-)范围是为了适应制造设备和加工以及材料处置机械中的误差和公差。

截至2017年10月，实际使用的产品接近该规格的较大端，即157mm。这是因为晶片的锯切和处置操作变得更加精确。另外，由于光伏模块提供的功率与暴露于太阳能的硅的表面积成正比，在其它条件相同的情况下，对于晶片，相对较大比相对较小更好。因此，由于电池面积的增加，方形边尺寸的此类逐渐增加已成为电池和模块制造商增加模块功率的重要方式，而同时却不增加所处置的零件数量。因此，即使通过每边1mm的非常小的量来增加尺寸，也可将面积从156×156mm的24336mm²的晶片增加到157×157mm的24649mm²的晶片，面积上增加313mm²或1.3％。这增加电池和模块处理操作的价值。

因此，可看到，增加用于光伏应用的晶片的面积在功率产量中具有优势。因此，在其它条件相同的情况下，将期望提供更大的晶片。

然而，由于多种原因，不可能提供更大的晶片。一个原因与硅晶体的生长和制造方式有关。这些过程产生方形晶片。可将晶片做得更大或更小，但如下文解释的，工艺仍产生方形晶片。过去已经制造较小的晶片。可制造更大的晶片，但在更大的晶片中产生一些电损耗。因而，行业选择标称标准156mm方形晶片，因为该晶片可在用于产生功率的暴露于太阳能的表面积与电气损耗(其导致功率产量减少)之间取得适当的平衡。

转到如何形成此类方形晶片的简要论述，存在两种类型的晶片：单晶和多晶。