太陽能電池接收器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能電池接收器，其至少包括：接收基板，由絕緣底板及金屬電路組成，其中金屬電路包含中央貼片區(qū)域及若干相互獨立的焊線區(qū)域；太陽能電池芯片模組，安裝于所述接收基板的中央貼片區(qū)，由若干平行排列但相互獨立的條形微芯片陣列構(gòu)成，各個條形微芯片分別具有正、負電極；所述各個焊線區(qū)域通過焊線連接上一微芯片的正電極及下一微芯片的負電極，實現(xiàn)微芯片陣列的串聯(lián)。
【專利說明】太陽能電池接收器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高倍聚光太陽能電池領(lǐng)域，更具體地涉及一種高倍聚光太陽能電池接收器。
【背景技術(shù)】
[0002]高倍聚光太陽能電池是采用聚光器將太陽光匯聚至一個焦點，在該焦點處安置聚光太陽能電池芯片，這樣就大大減少了電池芯片的使用量，而采用價格低廉的聚光器來代替，可大幅度降低成本?，F(xiàn)有的聚光光伏技術(shù)一般米用1000倍聚光，電池芯片短路電流密度達到約15A/cm2，若電池芯片面積約Icm2，則流經(jīng)芯片的電流達到15A，如此高的電流下，要求電池芯片的串聯(lián)電阻盡量低，以降低電阻性損耗，從而提高效率。然而，為了降低電池芯片串聯(lián)電阻，一般通過增加電極的厚度、接觸面積等方法來實現(xiàn)，帶來的弊端是:一方面，電極厚度增加導致成本升高，且電極內(nèi)應力隨厚度增加而增大，影響可靠性；另一方面，電極接觸面積增加，則入射到半導體材料內(nèi)的有效光照量相應減少，降低了太陽光利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提出一種高倍聚光太陽能電池接收器。
[0004]本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案為:太陽能電池接收器，包括:接收基板，由絕緣底板及金屬電路組成，其中金屬電路包含中央貼片區(qū)域及若干相互獨立的焊線區(qū)域；太陽能電池芯片模組，安裝于所述接收基板的中央貼片區(qū)，由若干平行排列但相互獨立的條形微芯片陣列構(gòu)成，各個條形微芯片分別具有正、負電極；所述各個焊線區(qū)域通過焊線連接上一微芯片的正電極及下一微芯片的負電極，實現(xiàn)微芯片陣列的串聯(lián)。
[0005]進一步地，還包括接線端子和旁路二極管。
[0006]進一步地，所述太陽能電池芯片模組為倒裝結(jié)構(gòu)，其依次包括絕緣襯底、鍵合金屬層和外延層，所述外延層連同鍵合金屬層被分割成若干平行排列但相互獨立的條形微芯片，形成微芯片陣列。
[0007]優(yōu)選地，所述條形微芯片長度等于電池芯片寬度，寬度可根據(jù)需要任意調(diào)整，相鄰微芯片間隙為10-50微米。
[0008]優(yōu)選地，所述條形微芯片的正、負電極分別位于芯片的兩端。
[0009]優(yōu)選地，所述相鄰的條形微芯片的同一端設置極性相反的電極。
[0010]優(yōu)選地，所述條形微芯片陣列交錯地露出一端的鍵合金屬層，具體體現(xiàn)為在相鄰的兩個條形微芯片中，第一微芯片的第一端(以左端)露出鍵合金屬層，則第二微芯片的第二端(右端)露出鍵合金屬層，依次交錯排列。
[0011]優(yōu)選地，所述焊線區(qū)域分列于所述太陽能電池芯片模組的兩端，每個焊線區(qū)域?qū)噜彽膬蓚€微芯片，并通過焊線連接與其對應的第一微芯片的正電極及第二微芯片的鍵合金屬層，即實現(xiàn)相鄰微芯片的串聯(lián)。[0012]前述太陽能電池接收器的制備方法，包括步驟:提供一絕緣襯底及一倒裝太陽電池外延片，采用鍵合技術(shù)將所述的倒裝太陽能電池外延層轉(zhuǎn)移到所述的絕緣襯底之上，采用化學腐蝕或切割方法將所述的倒裝太陽能電池外延層連同鍵合金屬層分割成若干平行排列但相互獨立的條形區(qū)域，化學蝕刻交錯地露出條形區(qū)域一端的鍵合金屬層，在所述的各條形區(qū)域制備正電極，將上述的高倍聚光太陽能電池芯片貼裝在接收器基板的貼片區(qū)域，焊線實現(xiàn)微芯片陣列的串聯(lián)，焊接接線端子及旁路二極管。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:一方面，提供高電壓低電流的電池芯片結(jié)構(gòu)，即將一個完整的電池芯片模組分割成若干相互獨立的微型芯片，如此一來芯片電流將大幅降低，而電壓成倍提高，降低了電池電阻性損耗，從而提高效率；另一方面，實現(xiàn)在接收器封裝端完成微芯片陣列的串聯(lián)，而其封裝工藝與常規(guī)芯片無任何差別，只需重新設計封裝基板的電路分布即可，但極大地簡化了芯片制備工藝，適用于批量生產(chǎn)。
[0014]本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0016]圖1示意了本實用新型公開的一種太陽能電池接收器。
[0017]圖2示意了圖1所示太陽能電池接收器之接收基板。
[0018]圖3示意了圖1所示太陽能電池接收器之太陽能電池芯片模組。
[0019]圖4圖10示意了制備圖3所示太陽能電池芯片模組的各個步驟。其中圖4示意了分別在倒裝結(jié)構(gòu)太陽能電池外延片及其鍵合轉(zhuǎn)移襯底之上鍍上鍵合金屬層，圖5示意了將所述的倒裝結(jié)構(gòu)太陽能電池外延片鍵合到所述的鍵合轉(zhuǎn)移襯底之上，圖6示意了將所述的倒裝結(jié)構(gòu)太陽能電池外延片的襯底去除，圖7示意了將所述的倒裝結(jié)構(gòu)太陽能電池外延層連通鍵合金屬襯底分割成若干條形區(qū)域，圖8為圖7的俯視圖，圖9示意了將圖7所示的條形區(qū)域一端進行腐蝕，露出鍵合金屬層，圖10示意了在圖9所示的條形區(qū)域表面制備正電極。
[0020]圖中各標號表不:
[0021]001:外延生長襯底002:倒裝結(jié)構(gòu)太陽能電池外延層
[0022]003:鍵合金屬層
004:絕緣襯底
[0023]005:正電極
100:太陽能電池芯片模組
[0024]110~150:條形微芯片200:接收基板
[0025]210:陶瓷絕緣基板220:金屬電路
[0026]221:中央貼面區(qū)域222a~222f:焊線區(qū)域
[0027]301:焊線
302:接線端子
[0028]310:旁路二極管。【具體實施方式】
[0029]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。
[0030]下面實施例公開了一種高倍聚光太陽能電池接收器，其將一個完整的電池芯片模組分割成若干相互獨立的微型芯片，并在接收器封裝端完成微芯片陣列的串聯(lián)，從而提高太陽能電池的效率的同樣，簡化了生產(chǎn)工藝。
實施例
[0031]請參看附圖1，一種高倍聚光太陽能電池接收器，包括太陽能電池芯片模組100、接收基板200、接線端子302及旁路二極管310。[0032]其中，接收基板200包括:陶瓷絕緣基板210及金屬電路220，其中金屬電路220包含中央貼片區(qū)221域及分列貼片區(qū)域兩旁的焊線區(qū)域。本實施例中，如圖2所示，貼片區(qū)域兩旁分別具有一系列焊線區(qū)域222a~222f。[0033]太陽能電池芯片模組100貼面安裝于接收基板200的貼片區(qū)域221，由一系列平行排列但相互獨立的條形微芯片陣列110-150構(gòu)成，如圖3所示。各個焊線區(qū)域通過焊線301連接上一微芯片的正電極及下一微芯片的負電極，實現(xiàn)微芯片陣列的串聯(lián)。具體地，在本實施例為簡化說明，選用5個條形微芯片構(gòu)成陣列，條形微芯片110的正電極和條形微芯片120的鍵合金屬層(作為負電極)在焊線區(qū)域222b通過焊線301連接，條形微芯片120的正電極和條形微芯片130的鍵合金屬層(作為負電極)在焊線區(qū)域222f通過焊線301連接，條形微芯片130的正電極和條形微芯片140的鍵合金屬層(作為負電極)在焊線區(qū)域222c通過焊線301連接，條形微芯片140的正電極和條形微芯片150的鍵合金屬層(作為負電極)在焊線區(qū)域2223通過焊線301連接，實現(xiàn)條形微芯片110-150的串聯(lián)。條形微芯片110的負電極通過焊線301連接至焊線區(qū)域222a，條形微芯片150的正電極通過焊線301連接至焊線區(qū)域222d，接線端子302分別位于焊線區(qū)域222a和焊線區(qū)域222d，并在焊線區(qū)域222a和焊線區(qū)域222d之間形成旁路二極管310。
[0034]下面結(jié)合附圖1-10及制作方法對太陽能電池芯片模組100的具體結(jié)構(gòu)做詳細說明。首先，選擇一倒裝結(jié)構(gòu)太陽能電池外延片，其包含外延生長襯底001及外延層002，選擇一絕緣材料的鍵合轉(zhuǎn)移襯底004，本實施例中優(yōu)選地選擇鍵合轉(zhuǎn)移襯底004材料為玻璃。接著在所述的外延層002及鍵合轉(zhuǎn)移襯底004表面蒸鍍鍵合金屬層003，如圖4所示。將蒸鍍好鍵合金屬層003的外延層002與鍵合轉(zhuǎn)移襯底004鍵合在一起，如圖5所示。去除外延生長襯底001，如圖6所示。采用化學腐蝕方法將外延層002連通鍵合金屬層003分割成若干平行排列但相互獨立的條形區(qū)域，本實施例中條形區(qū)域長度為1cm，寬度為0.2cm,間隙為0.1cm,共包含5個所述的條形區(qū)域，如圖7所示，其俯視圖如圖8所示。采用化學腐蝕方法將圖7所示的條形區(qū)域一端的外延層002去除，交錯地露出其下方的鍵合金屬層003，具體體現(xiàn)為在相鄰的兩個條形微芯片中，第一微芯片的右端露出鍵合金屬層，則第二微芯片的左端露出鍵合金屬層，依次交錯排列，如圖9所示。本實施例中，所述的露出的鍵合金屬層003寬度為0.03cm。
[0035]在相鄰的兩個條形微芯片外延層表面上分別制作正電極，具體來說在第一微芯片外延層的左端制作正電極005，則在第二微芯片的右端制作正電極，如圖10所示。
【權(quán)利要求】
1.太陽能電池接收器，包括: 接收基板，由絕緣底板及金屬電路組成，其中金屬電路包含中央貼片區(qū)域及若干相互獨立的焊線區(qū)域； 太陽能電池芯片模組，安裝于所述接收基板的中央貼片區(qū)域，由若干平行排列但相互獨立的條形微芯片陣列構(gòu)成，各個條形微芯片分別具有正、負電極； 所述各個焊線區(qū)域通過焊線連接上一微芯片的正電極及下一微芯片的負電極，實現(xiàn)微芯片陣列的串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池接收器，其特征在于:還包括接線端子和旁路二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池接收器，其特征在于:所述太陽能電池芯片模組為倒裝結(jié)構(gòu)，其依次包括絕緣襯底、鍵合金屬層和外延層，所述外延層連同鍵合金屬層被分割成若干平行排列但相互獨立的條形微芯片，形成微芯片陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池接收器，其特征在于:所述條形微芯片長度等于所述太陽能電池芯片模組寬度，寬度根據(jù)需要任意調(diào)整，相鄰微芯片間隙為10-50微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池接收器，其特征在于:所述條形微芯片的正、負電極分別位于芯片的兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池接收器，其特征在于:所述相鄰的條形微芯片的同一端設置極性相反的電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池接收器，其特征在于:所述條形微芯片陣列交錯地露出一端的鍵合金屬層。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池接收器，其特征在于:所述焊線區(qū)域分列于所述太陽能電池芯片模組的兩端，每個焊線區(qū)域?qū)噜彽膬蓚€微芯片，并通過焊線連接與其對應的第一微芯片的正電極及第二微芯片的鍵合金屬層，即實現(xiàn)相鄰微芯片的串聯(lián)。
【文檔編號】H01L31/0224GK203398121SQ201320508858
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】熊偉平, 林桂江, 陳文欣, 安暉, 劉冠洲, 武智平 申請人:天津三安光電有限公司