CN1555341A - 硅板及其生产方法和太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

一种在其表面上具有晶粒间界线的多晶硅板，并且晶粒间界线中的至少一条是准线性晶粒间界线(1)；所述硅板用于生产太阳能电池；使用具有点状突起或线形突起的不规则表面的衬底可形成硅板，这使得可控制晶粒间界线。同样，可提供廉价的和高质量的硅板。此外，通过使用这种硅板生产太阳能电池，也可提供廉价的和高质量的太阳能电池。

Description

硅板及其生产方法和太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种硅板，其特征在于在其表面存在晶粒间界线。本发明进一步涉及一种由该硅板形成的太阳能电池以及该硅板的生产方法。
背景技术
通常用单晶硅片制造太阳能电池。然而，由于单晶硅片的形成需要长的时间，导致其非常昂贵，使得使用它们的太阳能电池也非常昂贵。
近年来，具有多晶硅衬底的硅太阳能电池的成本日益跌落，其产量显著增加。然而，为了太阳能电池的广泛应用，需要进一步降低成本。
现在，对于如此迅速地流行的太阳能电池，主要用多晶硅作为衬底。通常多晶硅通过铸造法生产，如日本专利公开No.11-21120中的公开。在铸造技术中，坩埚中的熔融硅从硅固化用坩埚的底部逐渐地冷却，以获得从坩埚底部长出的具有长晶粒的硅锭作为其主体。把硅锭切成薄板得到用于太阳能电池的晶片。
作为另一个无需这种切片步骤的形成薄硅板的方法，如日本专利公开No.2000-302431公开了一种横向牵拉的方法。贮槽容纳熔融态的硅，一个靠近贮槽放置的固化槽装有温度低于硅固化温度的熔融金属。当熔融硅与固化槽中熔融金属接触时，熔融硅被横向牵拉，使其连续地冷却并固化形成硅板。
在固化槽中，凝固点低于硅凝固点的锡、锡合金等被保持在高于自身凝固点的温度下，以使熔融硅固化。
作为另一种方法，无需切片的硅带生长已经被研究约20年。尤其是RGS(带生长硅)和其它技术已使引起人们对于以更块速度生长硅的关注。使用RGS技术，从硅熔融物直接形成薄硅板。这个想法是通过从接近硅衬底的凝固生长前沿的表面迅速传热(提取热)而实现硅衬底的高速生长。
对于RGS方法，装有熔融硅的坩埚的底部平板部分在冷却的同时横向移动，以实现硅板的迅速生长。(“MICROSTRUCTURALANALYSIS OF THE CRYSTALUZATION OF SILICON RIBBONSPRODUCED BY THE RGS PROCESS”I.Steinbach等人，26th PVSC，1997，第91-93页)。当底部平板部分被从熔融物中拉出时，平板上的硅在拉出后即刻是液相的，其同时从两个表面冷却，即从拉出平板的下表面和从硅的表面。
日本专利公开No.61-275119描述了另一个形成硅带的方法，其中水冷金属辊(衬底)的表面浸入硅熔融物中，以在衬底表面形成固体硅层。这个方法具有纯化作用，如此得到的固化带的纯度比熔融硅的纯度更高。
如上所述的从硅锭生产硅片和从熔融态硅直接生产硅板的常规方法具有以下问题。
首先，对于铸造方法而言，使在坩埚中熔融的硅固化。当硅熔融物固化时，其膨胀并受到坩埚壁表面的应力。为松弛应力和抑制裂纹的产生，并同时改善结晶质量，需要花费长时间来生产硅锭。另外，硅锭被生产之后，需要分批型切片步骤以加工硅锭形成晶片。例如使用多线锯进行切片步骤以一次形成多个晶片。然而切片还需要数十个小时。这样，使用铸造方法很难提供低成本的晶片，因为形成晶片需要花费很长时间，并且切片步骤中的切片损失会降低硅原料的利用率。此外，从坩埚底部附近、壁附近和中心得到的晶片的结晶质量不同。
在如日本专利公开No.2000-302431中公开的横向牵拉方法中，硅熔融物被从横方向拉出，其通过装有锡或锡合金熔融金属的固化槽，从而获得硅板。根据该方法，可以节约生产硅锭所需的长时间，切片步骤也是不必要的，因此避免了切片损失。因此可增加硅原料的利用率。另外，因为通过从凝固槽中熔融金属的表面提取热量获得结晶，故结晶可在一个方向上被定向。然而由于装有熔融金属的凝固槽靠近硅熔融物的贮槽放置，所以难以进行严格的热控制。更具体地说，硅熔点为约1420℃，而锡熔点是232℃，因此装有硅熔融物的贮槽和含有锡熔融物的凝固槽之间的界面会受到热对流的显著影响。另外，如果提高固化槽的温度以避免对流的这种影响，则由于凝固槽中熔融金属产生蒸气，会发生相当多的杂质污染。
在RGS带生产方法中，RGS带本身的稳定生长是困难的。据描述在所得结晶的生长前沿，在固液界面与平板表面成一定角度的状态下硅固化和生长。另据描述晶粒是垂直于平板表面的柱状结晶。然而，结晶是不受控制的，使太阳能电池之间性质会有相当大的差异。因此，虽然可能生产出廉价的硅板，还需改进电池工艺以改善或者稳定所得的太阳能电池的性能。这需要复杂的过程，阻碍了廉价太阳能电池的生产。
在日本专利公开No.61-275119中公开的另一个硅带生产方法中，据描述得到了一种晶粒尺寸至少为100μm的硅带。然而没有任何详细说明。
基于以上所述，本发明的目标是克服上述问题，提供廉价的晶片及其生产方法。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供的硅板是在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少一条是准线性晶粒间界线。
根据本发明的另一个方面，提供的硅板是在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少一条是准线性晶粒间界线，并且形成准线性晶粒间界线的晶粒的至少90％是随机排列的。
根据本发明的又一个方面，提供的硅板是在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是大约彼此平行的准线性晶粒间界线。
根据本发明的又一个方面，提供的硅板是在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是彼此交叉的准线性晶粒间界线。
根据本发明的又一个方面，提供的硅板是在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是彼此交叉的准线性晶粒间界线，并且它们的交点的锐角至少为30°以及不大于90°。
根据本发明的又一个方面，提供的硅板是在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线的间距为至少0.05mm以及不大于5mm。
上述硅板的进一步特征可在于，硅板表面的准线性晶粒间界线位于与具有突起和凹陷的衬底表面上的凹陷对应的位置，并且100mm2的硅板表面范围包括不超过50条这种准线性晶粒间界线，或者由硅板表面的准线性晶粒间界线限定的部分的面积不小于0.25mm2。
根据本发明的一个方面，提供的太阳能电池是通过在具有准线性晶粒间界线的硅板上形成电极而获得的。
根据本发明的另一个方面，提供的太阳能电池的特征在于在具有准线性晶粒间界线的硅板上形成太阳能电池。
根据本发明的一个方面，提供了硅板的生产方法，该方法包括步骤：通过在温度不高于硅熔融温度的衬底上使硅熔融物固化形成硅板。硅板的生产方法的进一步特征在于衬底至少在其与熔融硅接触的表面上具有突起和凹陷部分，并且该突起是线性排列的。
附图简要说明
图1为本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的示意图。
图2为本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的一部分的示意图。
图3为本发明的另一个具有准线性晶粒间界线的硅板的示意图。
图4为常规使用的普通多晶太阳能电池的透视图。
图5为使用本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的太阳能电池的透视图。
图6为生产本发明的硅板的装置的示意图。
图7为生产本发明的硅板的另一个装置的示意图。
图8为用于生产本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的衬底的透视图。
图9为用于生产本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的另一个衬底的透视图。
图10为用于生产本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的另一个衬底的透视图。
图11为用于生产本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的另一个衬底的透视图。
图12为一种常规硅板受到碱蚀后获得的铸造衬底的光学显微镜照片。
图13显示了取自本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板表面的光学显微镜照片的准线性晶粒间界线。
图14为用于生产本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的另一个衬底的透视图。
实施发明的最佳方式
本发明的硅板的特征在于，在表面具有晶粒间界线并遍布硅板的多晶硅板内，晶粒间界线中的至少一条是作为具有一定程度规则性的准线性晶粒间界线形成的。
首先说明本发明涉及的晶粒间界线。多晶硅板是许多结晶的集合体，因此在其表面有大量晶粒。本文的晶粒间界线是指通过连接存在于一个结晶和与其相邻的另一个结晶之间的各晶粒间界得到的线。
如图1所示，本发明的硅板T的表面具有准线性晶粒间界线1(1a、1b和1c)。在存在于衬底表面的晶粒间界线中，准线性晶粒间界线不是指存在于单个晶粒周围的晶粒间界线，而是指被至少三个晶粒共有的晶粒间界线。具体地说，在图1中，晶粒间界线1b从晶粒S1延伸到晶粒S13，近似于线性地沿着至少三个晶粒延伸。
例如，虽然晶粒间的晶粒间界线2a是线性的，但它存在于一个晶粒的周边，换句话说，它是两个晶粒S14和S15之间的晶粒间界线。虽然这种晶粒间界线可能具有优异的线性，但它不是本文所指的准线性晶粒间界线，因为这种具有优异线性的晶粒间界线被夹在双晶之间是常见的。这类晶粒间界线经常伴随有与其平行的另一条晶粒间界线2b。
现在参照图2说明准线性晶粒间界线横切衬底表面的情况。在图2中，准线性晶粒间界线21从衬底的一边22延伸到另一边24。晶粒间界线21与边22相交于起点23，并与边24相交于终点25。图2中画出了晶粒间界线21的近似直线26和另一条连接起点23和终点25的直线27。
本发明的准线性晶粒间界线21是指沿起点23到终点25之间最短距离的晶粒间界线。因为晶粒间界线各自方向不同，它们可能在晶粒彼此相遇的位置分支。在这种情况下，准线性晶粒间界线被引向终点25。这样，准线性晶粒间界线可通过沿起点23到终点25的晶粒间界线而确定。在这个图中，本发明的准线性晶粒间界线与14个晶粒接触。
虽然结合图2对晶粒间界线进行了说明，起点23和终点25不一定必需位于硅板的边上，它们可位于硅板的表面内。在这种情况下，准线性晶粒间界线存在于衬底的一部分表面内，而不是从硅板的一边到另一边横切硅板。设定准线性晶粒间界线21的近似直线的长度L1(未表示)优选为连接起点23和终点25的直线长度L2的至少100％和不大于150％，更优选至少100％和不大于120％，最优选至少100％和不大于110％。需要指出的是，本发明的晶粒间界线不必需是线性的，但是其得到很好的控制。
现在参照图3说明准线性晶粒间界线彼此交叉的情况。图3显示了在垂直方向延伸的各准线性晶粒间界线近似直线310-315和在水平方向延伸的各准线性晶粒间界线的近似直线320-323。在图3中，六条在垂直方向延伸的准线性晶粒间界线的近似直线彼此平行，四条在水平方向延伸的准线性晶粒间界线的近似直线也彼此平行。虽然在相同方向上的任何两条准线性晶粒间界线的近似直线严格来讲不是平行的，但优选控制它们近似于彼此平行地延伸。
此外，在图3中，近似于平行的准线性晶粒间界线排列形成格子。最优选具有以此方式受控而彼此交叉的准线性晶粒间界线的硅板，因为其方便地用于制造太阳能电池，这将在随后描述。
虽然在图3中平行的准线性晶粒间界线之间或近似直线之间的距离彼此近似于相等，但本发明不受其限制。由近似直线限定的形状在图中近似地为正方形，也可是矩形、三角形或六边形。
现在描述提取图1-3所示的晶粒间界线的方法。例如，举在常规的硅板受到碱蚀后获得铸造衬底的情况。如图12所示，铸造衬底有两条晶粒间界线141和142。然而各晶粒间界线只由两个晶粒夹入，因此它不符合本发明。这种晶粒间界线可由上述的碱蚀提取，或通过在抛光板表面后的酸蚀提取，可以对其进行更详细的检查。碱或酸蚀之后可使用市售软件进行数字图像处理，使晶粒间界线进一步明晰。
本发明的硅板的特征在于其具有如图1-3所示的准线性晶粒间界线。另一方面，同样存在于铸造衬底中的准线性晶粒间界线具体位于伸长晶粒的周边。此外，当只有两个或略大数目的晶粒与存在于铸造衬底中的准线性晶粒间界线接触时，沿着本发明的准线性晶粒间界线有更大数目的晶粒。铸造衬底通常是正方形或者矩形，其具有约50-155mm的纵向长度和约50-155mm的横向长度，因为生产的是柱形硅锭，并使用钢丝锯等切割该硅锭。这样，晶片的形状限于四边形例如近似于矩形或正方形，以对应硅锭的形状。在具有这种一般尺寸的铸造衬底中，不可能所有的准线性晶粒间界线从一边延伸到其另一边。也就是说，存在于铸造衬底中的准线性晶粒间界线与本发明无关。
得到的具有准线性晶粒间界线的硅板优选具有至少100mm的周长。如果周长小于100mm，生产一个装置需要花费很长时间。从而，即使可以提供廉价的硅板，也很难以低成本提供装置。如果周长大于100mm，可以缩短生产装置所需的时间并能提供廉价的装置。当由硅板制造太阳能电池时，更优选使用较大的硅板。因为使用更大面积硅板的太阳能电池能得到更大的输出电流。
此外，得到的硅板优选一个边不短于20mm。例如，即使周长是100mm，如果硅板是垂直长度为10mm，水平长度为40mm的矩形，则在铸造衬底中常见的准线性晶粒间界线可能在板内出现。但是，如上所述，铸造衬底中常见的晶粒间界线自发发生，其是不受控制的并伴随有伸长晶粒。
优选在硅板制成装置如太阳能电池的状态下，本发明的准线性晶粒间界线从多边形的一边贯通到另一边。尤其是，虽然部分在硅板表面内延伸的准线性晶粒间界线在某种程度上表现了其作用，但优选准线性晶粒间界线贯通硅板以突出其作用。更优选所述装置为矩形，准线性晶粒间界线从其一边延伸到其对边。
本发明的特征在于硅板具有准线性晶粒间界线。通过本发明的硅板生产方法可以控制准线性晶粒间界线。换句话说，本发明的准线性晶粒间界线不是自然形成的，而是有意形成的。因此，存在于本发明的准线性晶粒间界线周围的晶粒是狭窄的或伸长的晶粒的情形少。
通常，扩大晶粒以改善太阳能电池的性能。这减少了存在于晶片表面上的晶粒间界的数目。然而，由于本发明的准线性晶粒间界线与大量晶粒相邻，故大量晶粒存在于其邻近。现在给出对本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的特征和当这种硅板用于太阳能电池时的益处的说明。
如图4所示，通常使用的常规多晶太阳能电池具有p型多晶衬底61。在衬底的一个侧面上形成n层62、防反射膜63、作为通过银膏形成的光接受面电极的主电极的基杆(bas-bar)电极64，和作为光接受面电极的副电极的指状电极65。在p型多晶衬底61的另一侧面上形成p+层66和由铝膏形成的背面电极67。在太阳能电池的光入射侧形成的防反射膜63用于抑制太阳光线的反射以改善太阳能电池的性能。作为防反射膜，可使用SiNx膜(氮化硅膜)、TiO2膜(二氧化钛膜)、SiO2膜(二氧化硅膜)、MgF2膜(氟化镁膜)以及由其形成的多层膜。特别是，当使用多晶衬底时适合使用SiNx膜。为形成SiNx膜，将SiH4(硅烷)和NH3(氨)和/或N2(氮气)引入室中，在射频等离子体中沉积膜。当SiH4或者NH3分解时产生氢游离基，其能起到使晶粒间界、缺陷等钝化的作用。换句话说，钝化与防反射膜的形成一起进行，以改善太阳能电池的性能。
与铸造衬底中的无规则晶粒间界线相比，本发明这些准线性晶粒间界线的存在有利于晶粒间界的钝化。在使用等离子体CVD装置形成防反射膜期间，将样品与电极平行设置，在阴极和阳极之间施加高频电压，阴极具有气体可通过的孔。通过孔的气体被等离子体分解成为自由基。也就是说，通过仅在与准线性晶粒间界线对应的位置设置气体通过孔，使得可以钝化晶粒间界和缺陷，而无需特别复杂的装置，并且可获得具有优良太阳能电池性能的太阳能电池。
此外，因为品质比晶粒内差的晶粒间界线为线性排列，因此也可以对将导致太阳能电池性能低下的部分进行选择性钝化。与具有弯曲晶粒间界线的部分相比，在具有这种晶粒间界线的部分中，可以相对容易地引入氢。因此，提供准线性晶粒间界线不仅在形成防反射膜期间引入氢自由基时非常有效，而且在电池工艺中进行氢处理时也非常有效。在电池工艺中的氢处理可包括使用含3％氢气的氮气的热处理，和在等离子体中进行的氢处理。然而只要氢气或氢自由基能沿准线性晶粒间界线被引入，氢处理的方法并不是严格限定的。
本发明的多晶硅板中的准线性晶粒间界线比其它的晶粒间界线能更快地被腐蚀。通常知道晶粒间界比晶粒内部腐蚀更快，不同晶粒间界线的腐蚀速度也是不同的。本发明的准线性晶粒间界线的腐蚀速度快，因为夹住准线性晶粒间界线的晶粒之间的关联性少。
本发明的准线性晶粒间界线是有意形成的，这意味着也可控制晶粒间界线的位置。因为预先已知将在所得硅板的何处形成晶粒间界线，因此在太阳能电池工艺中可容易地恢复电池性能。此外，因为硅板的生长速度比铸造衬底的生长速度充分地快，所以有可能显著地减少太阳能电池的生产成本。这主要是因为不必切片，从而节约切片所需的成本和时间并且排除了切片损失。
多晶硅板的特征在于，在横切其表面的晶粒间界线中，准线性晶粒间界线由晶粒形成，其中至少90％的晶粒是随机排列的。更具体地说，夹住本发明的准线性晶粒间界线的晶粒之间几乎没有关联性。
这意味着本发明的准线性晶粒间界线不包括由双晶夹住的晶粒间界线，经常的情况是在铸造衬底中存在的晶粒间的准线性晶粒间界在双晶间形成。这种晶粒间界与本发明的准线性晶粒间界线在特征上是不同的。在本发明中，控制的不是晶粒而是晶粒间界线。优选被控的晶粒间界线是因为其能如上所述用氢进行选择性钝化。
优选地，在横切多晶硅板表面的晶粒间界线中，至少两条准线性晶粒间界线彼此近似于平行地形成，这有利于形成太阳能电池。如图4所示，太阳能电池的光接受面电极的多个指状电极65彼此平行形成。太阳能电池通常由基杆电极64(主栅)和指状电极65(副栅)形成，其中指状电极65是平行形成的。这是用于改善太阳能电池性能所必须的技术，因为它能降低太阳能电池的串联电阻。本发明的准线性晶粒间界线的平行形成使得可以有利地使指状电极沿着准线性晶粒间界线排列。
在本发明中，晶粒间界线的间距，即构成晶粒间界线的一个晶粒的长度优选为至少0.05mm和不长于10mm，更优选至少0.1mm和不长于5mm，进一步更优选至少0.5mm和不长于3mm。
如果晶粒间界线的间距小于0.05mm，晶粒尺寸本身变小，这是不优选的。另一方面，如果间距超过10mm，虽然晶粒尺寸变大，但很难得到廉价的太阳能电池。更具体地说，当晶粒间界线的间距增加时，尽管晶粒尺寸倾向于增加，但得到的硅板的表面粗糙度也会增加。这使得在电极形成期间难以实施低成本的印刷方法，从而难以得到廉价的太阳能电池。
市售的太阳能电池的指状电极是以约2-3mm的间距形成的。因此优选设计具有该相应间距的晶粒间界线。为提供具有良好太阳能电池性能的太阳能电池，可使用不小于10mm的间距。然而在这种情况下，硅板的生长需要长时间。此外，不能容易地使用印刷方法，因此进行蒸镀以形成电极，使生产太阳能电池的电池工艺(步骤)变复杂。
多晶硅板的特征在于，在横切硅板表面的晶粒间界线中，至少两条准线性晶粒间界线彼此交叉。此外，至少两条准线性晶粒间界线彼此交叉，且在交叉点形成的锐角至少为30°和不大于90°。
在本发明中，准线性晶粒间界线彼此交叉。至少应有两条准线性晶粒间界线形成的锐角优选不小于30°和不大于90°。
晶粒间界线以90°的角度彼此交叉是指它们如图3所示排列。近似直线310-315近似平行地排列。与这些直线交叉的是近似直线320-323，其也是近似于平行地排列。例如，近似直线310和320彼此以约90°交叉。同样地，近似直线310-315各自与各近似直线320-323以约90°交叉。
为了生产太阳能电池，尤其优选晶粒间界线彼此以90°交叉，因为形成市售太阳能电池的光接受面电极的主栅和副栅彼此以90°交叉。使本发明的硅板具有适于改善太阳能电池性能的结构。
更优选两条准线性晶粒间界线彼此以不小于30°的锐角交叉。通过设定角度为不小于30°和不大于90°，使生产硅板时的工艺窗口(process window)加宽。进一步，以这种方式控制角度对形成太阳能电池具有有利的作用。
通过在本发明的硅板上形成电极得到太阳能电池。当本发明的硅板用于光学装置例如太阳能电池时，电极是必须的。在形成太阳能电池时，形成低电阻电极以改善太阳能电池的性能。太阳能电池通常位于户外，因此电极也需要一定的强度。因此，优选使用Ag作为主成分和对其进行焊料涂布而形成光接受面电极，和使用廉价的铝作为主成分形成背面电极。制造光接受面电极使其尽可能地窄以增加入射光量，和制造背面电极使其尽可能地宽以增加p+层的作用。
本发明提供一种太阳能电池，其特征在于使用硅板作为太阳能电池的衬底。在本发明中，得到的硅板用作太阳能电池的衬底。也就是说，本发明的硅板可适当地用于薄膜式太阳能电池的衬底，薄膜式太阳能电池使用等离子体CVD等生产。通常，玻璃衬底、石英衬底、金属衬底或硅片用于薄膜式太阳能电池的衬底。然而这些衬底通常耐热性差和价格昂贵。相比之下，本发明的硅板是廉价的并具有优异的耐热性，因此其可用于薄膜式太阳能电池的衬底而没有任何问题。为了生产太阳能电池，通常使用高纯度的硅原料，或IC等使用的半导体用CZ或FZ结晶的不需要部分，即，硅锭的顶部或底部。然而对于薄膜式太阳能电池的衬底而言不必需特别高纯度的硅。也就是说，即使使用低纯度硅形成的硅板也可用于薄膜式太阳能电池的衬底。这就意味着能用比较廉价的原料生产太阳能电池的衬底。
现在描述使用本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板生产的太阳能电池。如图5所示，采用本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的太阳能电池具有背面电极72、n层73、i层74、p层75和防反射膜76，这些是在硅板71的表面上顺次形成的。为了利用背面电极的背面反射，优选使用具有高反射系数的材料如Ag或Al作为背面电极72。n层73、i层74和p层75构成pin结构，其同时用作能量产生层。p、i和n的顺序不是严格限定的。此外，这些薄膜可由非晶膜、微晶膜或与非晶成分混合的微晶膜形成。对于防反射膜76而言，最好使用导电膜，但不受其限制。同样地，衬底由廉价的原料通过廉价的加工形成，从而，能提供价格比较廉价的薄膜式太阳能电池。
本发明的硅板71具有线性形成的晶粒间界线，其可被选择性地腐蚀而形成凹陷。这样的有规则排列的凹陷，在由等离子体CVD形成薄膜式太阳能电池时，充当薄膜层生长的起点。因此可以说硅板具有的结构非常适合用作薄膜式太阳能电池的衬底。
本发明提供一种硅板的生产方法，其特征在于硅板通过将熔融硅在温度低于硅熔融温度的衬底上固化而形成。本发明的硅板能以以下方式生产。
本发明的硅板能通过硅从硅熔融物直接生长而形成。也就是说，本发明硅板的生产方法的特征在于熔融硅在温度低于硅熔融温度的衬底上固化而得到硅板。根据本发明的生产方法，不需要切片步骤，也没有切片损失。因此，有可能生产廉价的硅板。
现在说明生产硅板用装置的构造，但不受其限制。如图6所示，用于生产本发明硅板的装置包括坩埚83，其通过隔热材料87和坩埚平台86设置在坩埚升降轴88上。加热器85位于坩埚83和坩埚平台86的周围，以维持坩埚83内的硅熔融物84处于不低于熔点的温度。在这个装置中，衬底81进入、浸入硅熔融物84中并从硅熔融物84中取出，形成硅板82。在图6中，没有示出移动衬底81的手段、升降坩埚平台86的手段、控制加热器的手段、另外引入硅的手段、可被抽真空的室及所述装置的其它外部设备。然而需要衬底81～坩埚升降轴88全部置于密封良好的室内以利于抽真空后气体与例如惰性气体交换。虽然可以使用氩、氦等作为惰性气体，但考虑成本优选使用氩气。建立循环体系能进一步降低成本。当使用包含氧成分的气体时，会产生二氧化硅并沉积在衬底表面上和室壁上。因此，有必要尽可能地除去氧成分。此外，在气体循环体系中，优选使用过滤器等除去二氧化硅粒子。
如图6所示，在不高于硅熔融物温度的温度下，从图左侧移动衬底81，使其进入和浸入坩埚83内的硅熔融物84中。此时用加热器85使硅熔融物保持在不低于熔点的温度。为获得稳定的硅板，有必要设计一种装置，其构造能严格控制熔融物的温度、室内气氛的温度和衬底81的温度。使用这样的装置，有可能获得具有更好重现性的硅板。为使硅板生长，需要严格控制衬底的温度。为此，优选衬底具有可容易控制其温度的结构。
虽然衬底的材料没有特别限制，但优选具有优异的热传导率和耐热性的材料，更优选经过高纯度加工的石墨。可使用例如高纯度石墨、金刚砂、石英、氮化硼、氧化铝、氧化锆、氮化铝和金属，其中可根据目的选择最优材料。优选高纯度石墨，因为它相对廉价和加工性能优异。衬底的材料可考虑不同的性能如工业廉价和得到的作为衬底的硅板的品质进行适当选择，也可适当选择衬底与熔融材料的组合。当金属用作衬底时，其在连续冷却时只要在不高于金属熔点的温度下使用和不影响所得板的性能，则其不具有其它问题。此外，衬底的表面可涂有热解碳、金刚砂、氮化硼或类金刚石碳。
使用铜衬底有助于控制温度，是有利的。大致上有两种方法用于冷却衬底，直接冷却方法和间接冷却方法。直接冷却方法中，气体直接吹到衬底上以使其冷却。间接冷却方法中，用气体或液体间接冷却衬底。虽然冷却气体没有特定限制，但优选使用氮气、氩气、氦气或任何其它的惰性气体以用于达到阻止硅板氧化的目的。尤其是，虽然从成本考虑更优选使用氮气，但是从冷却能力考虑，优选氦气或氦气和氮气的混合气体。冷却气体可使用热交换器等循环使用，以进一步降低成本。从而有可能提供廉价的硅板。
优选地，进一步提供具有加热机构的衬底。也就是说，优选不仅提供冷却机构而且提供加热机构以控制衬底的温度。当衬底进入硅熔融物中时，硅板在衬底表面上生长，然后，衬底从熔融物中取出。衬底接受硅熔融物的热量，使衬底的温度倾向于增加。当衬底要再一次在相同温度下浸入硅熔融物时，需要如上所述的冷却机构降低衬底的温度。无论使用直接冷却或间接冷却，很难随时控制冷却速率或衬底的温度，因此需要加热机构。更具体地说，衬底一旦从熔融物中取出用冷却机构冷却时，就用加热机构控制衬底温度直到它下次浸入硅熔融物。加热机构可以是高频感应加热型或电阻加热型，只要其不影响用于维持硅处于熔融态的加热器即可。这样，通过冷却机构和加热机构的组合，有可能显著增加硅板的稳定性。熔融物的温度优选不低于熔点。可使用热电偶或辐射温度计进行控制。当熔融物的温度被设定接近熔点时，当衬底接触到熔融物时，熔融硅的表面可能固化。为了严格控制熔融物的温度，最好把热电偶浸入熔融物内，但是这样并不可取，因为可能有杂质从热电偶的保险管等混入熔融物中。因此优选例如通过把热电偶插入坩埚中间接地控制温度。
装有硅熔融物84的坩埚83置于隔热材料87上，以保持硅熔融物在恒温和使从坩埚底部的热量提取最少。坩埚平台86位于隔热材料87上。坩埚平台86与具有升降机构的升降轴88连接，因为优选衬底81以不变的相同深度浸入硅熔融物84中以使硅板在其上生长。虽然没有特别限定保持硅熔融物的液面的方法，即，添加硅以补偿形成硅板所消耗的硅的方法，但可使多晶硅(块)熔融并引入，可顺序地添加硅熔融物，或可连续地引入硅粉。无论如何，优选在尽可能保持熔融物的表面水平的同时添加硅，如果熔融物的表面被干扰或搅动，则当时发生的波形会在获得的朝向熔融物的硅板表面上反映出来，从而损害所得硅板的均匀性。
现在描述采用图6所示的硅板生产装置来生产本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板的方法。
首先，由高纯度石墨制成的坩埚83装满高纯度硅块(纯度：99.9999％)，其含有一定浓度的硼以调整所得硅板的电阻率为2Ω·cm。坩埚被置于图6所示的装置中。然后，将室抽真空，室内部的压力减到规定压力。其后，向室中引入氩气，从室的上部以10L/min恒速连续地流入氩气，同时保持压力为800hPa，以获得清洁的硅熔融物表面。
然后，设定硅熔融用加热器85在1500℃，坩埚83内的硅块完全熔融。当硅原料熔融时，液体硅的水平降低。因此，另外引入硅粉以保持硅熔融物84的液面距坩埚83的上表面的深度不大于1cm。熔融硅用加热器的温度不是一次性升到1500℃，而是以10-50℃/min的速率增加到约1300℃，然后升到规定的温度。如果温度升高迅速，在例如坩埚拐角处会产生局部热应力，从而使坩埚破裂。
其后，硅熔融物的温度设定为1410℃并保持30分钟，以稳定熔融物的温度。然后使用坩埚升降轴88移动坩埚83到规定位置。优选此时硅熔融物的温度不低于1400℃和不高于1500℃。硅的熔点为约1410℃，如果设定硅熔融物的温度低于1400℃，则液体硅的表面会从坩埚壁侧逐渐固化。如果设定高于1500℃，硅板的生长速率会很慢，导致生产率差。
为了硅板的生长，图8-11所示的衬底在图6中从左侧向右侧移动，期间具有突起和凹陷的衬底的表面，即，图8-11中所示的上表面(衬底的不规则表面)与硅熔融物接触。硅板在与硅熔融物接触的不规则表面上形成。此时能有效地得到具有准线性晶粒间界线的硅板，因为突起是线性排列的。尤其是，优选此时进入硅熔融物的衬底表面的温度不低于30℃和不高于1100℃。如果衬底的温度低于30℃，很难进行稳定控制，也就是说，在室中，在衬底浸入硅熔融物之前其接受来自硅熔融物的辐射热，因此很难在300℃保持恒定，导致得到的硅板品质发生波动。如果衬底的温度高于1100℃，硅板的生长速率很慢，导致生产率差，这是不优选的。
为调整衬底的温度，优选同时提供冷却机构和加热机构。这些机构的提供不仅改善生产率而且改善产品收率并稳定它们的品质。
使用如图6所示的生产装置通过上述生产方法得到的硅板具有准线性晶粒间界线。
对于具有图6所示构造的生产装置而言，具有准线性晶粒间界线的硅板是在相对于衬底突起的下侧获得的。然而，本发明不受其限制。
现在结合图7所示的另一个生产硅板的装置描述在相对于衬底突起的上侧获得具有准线性晶粒间界线的硅板的情况。在这个装置中，底部具有开口95的坩埚93位于衬底91上，当具有开口的坩埚93在衬底91上移动时，硅熔融物94从开口95连续地供应到衬底91上，从而生产硅板92。图7中没有示出用于移动具有开口的坩埚93的手段。结晶在衬底91上生长形成硅板。此时如果衬底91在硅板生长的面上具有如图8-11所示的不规则表面，则可得到具有准线性晶粒间界线的硅板。
使用这个装置，必须在另一个坩埚(未示出)中加热和熔融硅原料并把硅熔融物引入具有开口的坩埚93中。在引入硅熔融物的同时迅速地以图中箭头所示方向移动具有开口的坩埚93时，能以好的重现性得到具有准线性晶粒间界线的硅板92。
在这个生产装置中，衬底的温度控制比在图6所示的生产装置容易。如上所述，在图6的生产装置中，由于硅熔融物辐射热的巨大作用而难于进行温度控制。比较起来，在本装置中，仅通过冷却衬底91以控制其在需要的温度。然而，因为衬底91在引入硅熔融物的同时需要移动，因此其成为生产率差的分批型生产装置。
为控制所得的具有准线性晶粒间界线的硅板的厚度，可控制坩埚的移动速度、衬底的温度、待引入的硅熔融物的温度和坩埚开口的间隙。虽然说明了可移动本装置中具有开口的坩埚93，也可改为移动衬底91。
使用以上述的生产装置，能容易地生产本发明的具有准线性晶粒间界线的硅板。
生产本发明硅板的方法的特征在于衬底在其与熔融态的硅接触的表面上至少具有突起，并且突起是线性排列的。
如上所述，能通过从硅熔融物直接生长硅来生产本发明的硅板。优选熔融硅在温度不高于硅熔融温度的衬底上固化，以及衬底表面具有线性排列的突起的不规则结构。优选突起和凹陷之间的梯级(或称为高度差)不小于0.05mm。衬底表面的不规则结构如图8和9所示。即在衬底表面上有意提供不规则结构。具有不规则结构的表面与硅熔融物接触。在图6或7所示生产方法中使用具有这样结构的衬底有利于控制晶粒间界线。在图8中提供点状突起，在图9状提供线形突起，但是不规则结构不受其限制。点状突起或线形突起是指衬底表面上的突起，其通过在衬底平面上形成沟槽而可容易地获得。突起的尖端可具有一定的弯度。尤其是例如当使用廉价的石墨时，很难产生突起的陡峭尖端，因为石墨成型体本身是石墨粉的集合体。
现在参考图8和9说明衬底的结构特征。图8所示衬底为具有点状突起102的表面不规则的衬底101。图9所示衬底为具有线形突起112的表面不规则的衬底111。提供点状突起102或线形突起102，使得到的具有准线性晶粒间界线的硅板容易与衬底分离，因为有可能限制和控制结晶生长的起点(或称为晶核的起点)。此外，因为提供了点状突起或线形突起，所以突起首先接触熔融物，使得易于在突起附近发生成核作用，也促进结晶生长。同样地，衬底表面上提供的突起能改善衬底和所得硅板之间的可分离性，以及也促进了控制所得硅板的均匀性和周期性。
虽然图8和9所示衬底表面上的每个凹陷具有V形的横截面，但其也可是U型的或梯形横截面。虽然沟槽的深度在整个衬底上相同，但不受其限制。此外，虽然图中所示突起尖端的角度相同，但不受其限制。然而，优选突起尖端的角度不小于30°，如果角度小于30°，虽然容易发生成核作用，但结晶生长速率缓慢，导致生产率的降低。沟槽的深度可特别地根据衬底所用材料而适当地改变。然而，如果深度不大于0.05mm，衬底和所得硅板之间的粘合力会很强，使硅板从衬底上的分离困难，或不能期望得到均匀的生长。如随后所述的，准线性晶粒间界线是对应于衬底不规则结构的凹陷位置形成的，因为结晶从衬底表面上的突起开始生长，并最终在与凹陷对应的部分结合，在那里形成准线性晶粒间界线。
此外，为形成具有准线性晶粒线的硅板，可使用图10所示的不规则表面衬底121，其同时具有线形突起122和平面突起123。此处平面突起123是指存在于衬底表面上的平面。即使使用具有平面部分的这种衬底也可获得本发明的准线性晶粒间界线。也就是说，用于形成准线性晶粒间界线的所要求的是在待生长硅板的衬底表面上形成突起。在衬底表面上的硅板的生长以如下方式进行。
在与熔融物接触的衬底表面上设置突起。因此，成核作用主要在与熔融物最先接触的突起附近发生。然后结晶从产生的每个晶核开始生长，因为衬底被控制在不超过硅熔点的温度。当结晶生长进行时，从相邻的突起生长的结晶彼此结合，从而形成具有准线性晶粒间界线的硅板。图11所示衬底131在其上面只有突起132，凹陷具有平坦结构。换句话说，提供突起132能控制准线性晶粒间界线。
本发明提供的硅板的特征在于准线性晶粒间界线位于不规则表面衬底的凹陷上。也就是说，因为硅从突起附近开始生长，所以硅结晶在与凹陷对应的部分结合。与衬底凹陷对应的部分代表本发明的准线性晶粒间界线存在的位置。从突起附近的生长几乎同时进行，因此准线性晶粒间界线在与衬底的凹陷对应的部分形成。这样，准线性晶粒间界线是预先控制的，并形成有利于用作太阳能电池的硅板形状。
图14所示衬底在形成准线性晶粒间界线上能表现类似的作用。衬底181在其上表面形成V形的沟槽。衬底上表面与各沟槽的边缘充当衬底的突起。也就是说，当具有这个形状的衬底浸入硅熔融物中时，在衬底平坦表面部分随机产生大量晶核。相比之下，在衬底的边缘部分是线性地产生的晶核，因此得到的硅板具有准线性晶粒间界线。
本发明的硅板的特征在于在硅板表面100mm2的范围中形成不超过50条准线性晶粒间界线，如果形成超过50条的这种准线性晶粒间界线，存在于表面上的晶粒尺寸太小，难以改善太阳能电池性能。更优选在此范围形成不超过20条这种准线性晶粒间界线。
本发明的硅板的特征在于，硅板表面上由准线性晶粒间界线围绕的面积不小于0.25mm2。为此，需要准线性晶粒间界线彼此交叉，如图3所示，并且每个区域由准线性晶粒间界线限定。虽然图3表示的是正方形格子，但其也可是三角形或六边形。由准线性晶粒间界线围绕的面积优选不小于0.25mm2。如果面积减小，晶粒尺寸变小，难以改善太阳能电池性能。优选面积不小于1mm2。
具体实施方式
在以下实施例中，更具体地说明了硅板的生产方法，但是本发明范围不受其限制。实施例例示硅板的形成、检验所得硅板中的准线性晶粒间界线和使用所得硅板生产太阳能电池。
实施例1-3
通过调整硼浓度使得制得的硅板的电阻率为2Ω·cm而制备了硅原料。由高纯度石墨制成的坩埚装满硅原料，并置于图6所示装置中。其次，将室抽真空，降低压力到不大于10Pa。然后向室中引入氩气。氩气从室的上部以10L/min恒速流入，同时保持压力在800hPa。
设定熔融硅用加热器在1500℃以使硅完全熔融。当硅原料熔融时，液面降低。因此，引入另外的硅原料以保持液面在规定水平。然后，设定硅熔融物的温度为1410℃并保持30分钟以稳定熔融物的温度。
然后，将采用冷却和加热机构控制温度的衬底浸入硅熔融物中。此时实施例1、2和3的衬底分别控制为300℃、600℃和900℃。
此时使用的衬底是如图8所示的衬底101，其表面为具有点状突起102的不规则表面，点状突起间距为0.5mm，沟槽深度为0.25mm，衬底尺寸为60mm×60mm。
然后，逐渐地升起坩埚，当其达到能确保衬底的不规则表面完全浸入的位置时，将衬底浸入硅熔融物中。衬底以200cm/min的速度移动。此时得到的硅板可容易地与衬底分离并且尺寸为60mm×60mm。得到的硅板用光学显微镜分析，证实其具有彼此交叉的准线性晶粒间界线，其在与衬底的凹陷对应而形成。
图13所示为取自衬底温度为300℃(实施例1)时生产的硅板表面的光学显微镜照片的准线性晶粒间界线。从照片可以看见垂直方向有六条准线性晶粒间界线151，在水平方向有四条这种准线性晶粒间界线。
制备一百个这种具有准线性晶粒间界线的硅板，并由它们的重量计算厚度。
然后，使用所得硅板生产太阳能电池。所得硅板用硝酸和氢氟酸的混合溶液进行腐蚀，然后净化。然后用氢氧化钠进行碱蚀。在p型衬底上通过POCl3扩散形成n层。通过氢氟酸除去硅板表面上形成的PSG膜，并通过等离子体CVD在n层上形成氮化硅膜，n层也就是太阳能电池的光接受面。此时进行等离子体CVD使电极与准线性晶粒间界线成直线。更具体地说，以0.5mm间距提供喷气嘴。然后使用硝酸和氢氟酸的混合溶液将待成为太阳能电池背面的一侧上形成的n层腐蚀掉以暴露p衬底，同时在其上形成背面电极和p+层。然后，通过丝网印刷在光接受面上形成电极。然后，进行焊料涂布完成太阳能电池。
在照射条件为AM1.5和100mW/cm2下测量得到的太阳能电池的电池性能。根据“measuring method of output power or crystalline solarcells，JIS C8913(1998)”评价电池性能。得到的结果如表1所示。
比较例1-2
除使用表面不具有不规则结构的衬底外，以与实施例1和2相同方式形成比较例1和2的硅板，得到的结果如表1所示。
在所得硅板中没有看到准线性晶粒间界线。
表1
衬底温度(℃) 通过重量计算的平均板厚(μm) 电池性能平均值(％)
实施例1     300     512     13.1
实施例2     600     454     12.9
实施例3     900     389     13.0
比较例1     300     465     12.1
比较例2     600     359     11.5
实施例4-9
使用硅板生产太阳能电池。除衬底表面上不规则结构中的突起间距设定为0.1mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm和4.0mm，衬底设定为1000℃和以100cm/min的速度移动外，以与实施例1相同的方式形成硅板。此时，使用如图9所示的具有线形突起112的不规则表面衬底111。使用突起间距为0.1mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm和4.0mm的衬底得到的硅板分别对应于实施例4、5、6、7、8和9。
得到的硅板用光学显微镜分析，证实其具有与衬底凹陷对应形成的准线性晶粒间界线。
得到的结果如表2所示。
表2
沟槽间距(mm) 通过重量计算的平均板厚(μm) 电池性能平均值(％)
实施例4     0.1     451     10.1
实施例5     1.0     434     12.1
实施例6     1.5     425     12.8
实施例7     2.0     470     12.9
实施例8     3.0     550     13.3
实施例9     4.0     612     13.2
实施例10-13
通过调整硼浓度使得制得的硅板的电阻率为1Ω·cm而制备了硅原料，硅完全熔融于由高纯度碳制成的坩埚中。然后，如图7所示，底部部分具有开口的矩形坩埚93置于具有不规则表面结构的衬底91上。此时，作为衬底91，使用如图14所示的具有线形凹陷的不规则表面衬底181。线形凹陷的间距为3mm，沟槽的深度分别设定为0.05mm、0.5mm、1.0mm、和3.0mm，分别对应实施例10、11、12和13。
具有不规则表面结构的衬底被控制在900℃。然后，向矩形坩埚中引入熔融硅，同时以400cm/min的速度移动坩埚以形成具有准线性晶粒间界线的硅板。所得硅板的尺寸为80mm×80mm，与衬底尺寸近似相同。分析得到的硅板，证实其具有在衬底不规则表面的凹陷处形成的准线性晶粒间界线。
制备十个这样的硅板，并通过它们的重量计算厚度。
然后使用得到的硅板生产太阳能电池。得到的硅板用氢氧化钠进行碱蚀，然后，在p型衬底上通过POCl3扩散形成n层。使用氢氟酸除去在板上形成的PSG膜，并在n层上，也就是待成为太阳能电池的光接受面上进行氢气退火，然后形成SiO2和TiO2的复合膜。然后，使用硝酸和氢氟酸的混合溶液将在待成为太阳能电池背表面的表面上形成的n层腐蚀掉，以暴露p衬底，同时在其上形成背面电极和p+层。然后，在光接受面上通过丝网印刷形成电极，使在硅板的平坦部分形成电极。然后，进行浸焊完成太阳能电池。在照射条件为AM 1.5和100mW/cm2下分析生产的太阳能电池的电池性能。
基于上述用于结晶太阳能电池的输出功率的测量方法(JIS C 8913(1998))测量电池性能。
得到的结果如表3所示。
表3
沟槽间距(mm) 通过重量计算的平均板厚(μm) 电池性能平均值(％)
实施例10     0.05     389     10.0
实施例11     0.5     420     11.1
实施例12     1.0     467     11.5
实施例13     3.0     514     11.6
工业应用
如上所述，根据本发明，可提供一种多晶硅板，其在许多晶粒间界线中具有至少一条准线性晶粒间界线。与常规情况相比，根据本发明的硅板的生产方法，晶片的生产成本可显著降低；并且硅的利用率也可显著增加。从而有可能提供价格比较低廉的太阳能电池。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少一条是准线性晶粒间界线(1)。
2.权利要求1的硅板，其中硅板表面的准线性晶粒间界线(1)位于与具有突起和凹陷的衬底表面上的凹陷对应的位置。
3.权利要求1的硅板，其中在硅板表面的100mm2范围内具有不超过50条所述的准线性晶粒间界线。
4.权利要求1的硅板，其中由硅板表面的所述准线性晶粒间界线(1)限定的部分的面积为至少0.25mm2。
5.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少一条是准线性晶粒间界线(1)，并且形成所述准线性晶粒间界线(1)的晶粒的至少90％是随机排列的。
6.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是彼此近似于于相互平行的准线性晶粒间界线(1)。
7.权利要求6的硅板，其中硅板表面的晶粒间界线的间距至少为0.05mm且不大于5mm。
8.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是彼此交叉的准线性晶粒间界线(1)。
9.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是彼此交叉的准线性晶粒间界线(1)，以及在其交叉点的锐角不小于30°且不大于90°。
10.一种太阳能电池，其通过在权利要求1所述硅板上形成电极而获得。
11.权利要求10的太阳能电池，其中太阳能电池在硅板上形成。
12.一种生产权利要求1所述硅板的方法，其包括步骤：使熔融硅在温度不高于硅熔融温度的衬底上固化而形成硅板。
13.权利要求12的硅板生产方法，其中与熔融硅接触的衬底至少在其表面上具有突起和凹陷部分，并且突起是线性排列的。
14.(添加)一种多晶硅板，其通过使熔融硅在温度不高于硅熔点的衬底上固化而形成，衬底的表面具有突起和凹陷，其中硅板表面的准线性晶粒间界线(1)位于与衬底表面上的凹陷之一对应的位置。
15.(添加)一种多晶硅板，其通过使熔融硅在温度不高于硅熔点的衬底上固化而形成，衬底的表面具有突起和凹陷，其中硅板表面的准线性晶粒间界线(1)呈格子状排列。
16.(添加)一种多晶硅板，其通过使熔融硅在温度不高于硅熔点的衬底上固化而形成，衬底的表面具有突起和凹陷，其中硅板表面的准线性晶粒间界线(1)呈格子状排列，以及格子部分的面积为至少0.25mm2。
17.(添加)一种通过使用多晶硅板生产的太阳能电池，所述的多晶硅板通过使熔融硅在温度不高于硅熔点的衬底上固化而形成，衬底的表面具有突起和凹陷，其中形成格子的各准线性晶粒间界线(1)在硅板表面内从一边向另一边延伸。

Claims (13)

1.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少一条是准线性晶粒间界线(1)。
2.权利要求1的硅板，其中硅板表面的准线性晶粒间界线(1)位于与具有突起和凹陷的衬底表面上的凹陷对应的位置。
3.权利要求1的硅板，其中在硅板表面的100mm2范围内具有不超过50条所述的准线性晶粒间界线。
4.权利要求1的硅板，其中由硅板表面的所述准线性晶粒间界线(1)限定的部分的面积为至少0.25mm2。
5.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少一条是准线性晶粒间界线(1)，并且形成所述准线性晶粒间界线(1)的晶粒的至少90％是随机排列的。
6.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是彼此近似于于相互平行的准线性晶粒间界线(1)。
7.权利要求6的硅板，其中硅板表面的晶粒间界线的间距至少为0.05mm且不大于5mm。
8.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是彼此交叉的准线性晶粒间界线(1)。
9.一种在其表面具有晶粒间界线的多晶硅板，其中晶粒间界线中的至少两条是彼此交叉的准线性晶粒间界线(1)，以及在其交叉点的锐角不小于30°且不大于90°。
10.一种太阳能电池，其通过在权利要求1所述硅板上形成电极而获得。
11.权利要求10的太阳能电池，其中太阳能电池在硅板上形成。
12.一种生产权利要求1所述硅板的方法，其包括步骤：使熔融硅在温度不高于硅熔融温度的衬底上固化而形成硅板。
13.权利要求12的硅板生产方法，其中与熔融硅接触的衬底至少在其表面上具有突起和凹陷部分，并且突起是线性排列的。
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