專利名稱：半導(dǎo)體器件、太陽能電池模件以及將其拆卸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以太陽能電池模件為例的半導(dǎo)體器件，它包括支撐基片、填充物和以光電元件為例的半導(dǎo)體元件。
近年來，太陽能電池模件用于各種目的，其中之一是安裝在房屋頂蓋鐵板上并覆蓋填充物的包括光電元件的建筑材料一體型太陽能電池模件。將來太陽能電池模件可能因安裝太陽能電池模件作為建筑材料的房屋改造而報廢，或因金屬基片長期戶外使用被腐蝕或因受光側(cè)的表面元件爆裂而使翻修或更換屋頂變得必需。因此，當太陽能電池模件由于無用而被丟棄時，我們擔(dān)心會對環(huán)境產(chǎn)生污染，除非各個構(gòu)成元件相互拆分并分類以便適當處置，這就要求太陽能電池模件可拆分成各個構(gòu)成元件。從生態(tài)學(xué)的觀點來看，還要求它們可拆分成可利用的組件并可被再次使用。日本專利申請公開No.9-45951公開了一種安置在太陽電池受光面的可剝離附著層。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，沒有給出有關(guān)太陽能電池模件被拆卸分成光電元件和基片以使得其可被再利用的具體方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種可再利用的構(gòu)成元件能夠被分離的太陽能電池模件以及拆卸這種太陽能電池模件的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于半導(dǎo)體元件可以從基片中分離。
本發(fā)明提供了一種制造具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以半導(dǎo)體元件可與基片分離的方式制作半導(dǎo)體器件的步驟。
本發(fā)明提供了一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括把半導(dǎo)體元件從基片上分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物和光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于光電元件可以與基片分離。
本發(fā)明提供了一種制造具有基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件的方法，該方法包括以光電元件可與基片分離的方式制作太陽能電池模件的步驟。
本發(fā)明提供了一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括把光電元件從基片上分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于通過加熱半導(dǎo)體器件可以將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于通過加熱和潤濕半導(dǎo)體器件可以將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于通過用電子射線輻射半導(dǎo)體器件可以將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于通過把半導(dǎo)體器件浸入液體中可以將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于通過加熱太陽能電池模件可以將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于通過加熱和潤濕太陽能電池模件可以將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于通過用電子射線輻射太陽能電池模件可以將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于通過把太陽能電池模件浸入液體中可以將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一種與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括加熱半導(dǎo)體器件，將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括加熱和潤濕半導(dǎo)體器件，將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括用電子射線輻射半導(dǎo)體器件，將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括把半導(dǎo)體器件浸入液體中，將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括加熱太陽能電池模件，將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括加熱和潤濕太陽能電池模件，將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括用電子射線輻射太陽能電池模件，將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明提供了一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括把太陽能電池模件浸入液體中，將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。


圖1A是本發(fā)明薄膜型太陽能電池模件的橫截面圖。
圖1B是本發(fā)明玻璃型太陽能電池模件的橫截面圖。
圖2說明如實施例1所示的本發(fā)明利用加熱拆卸太陽能電池模件的方法。
圖3說明如實施例2所示的本發(fā)明利用電子射線拆卸具有片狀剝離層的太陽能電池模件的方法。
圖4說明如實施例3所示的本發(fā)明利用加熱拆卸具有泡沫前體板的太陽能電池模件的方法。
以下將參考圖1A和1B對用于本發(fā)明中的半導(dǎo)體器件如太陽能電池模件的實例進行描述。圖1A表示一種將透明膜用作最外層表面的薄膜型太陽能電池模件。圖1B表示一種將玻璃片用作最外層表面的玻璃型太陽能電池模件。標號101表示光電元件(多個)；102表示表面?zhèn)忍畛湮铮?03表示保護層(保護元件)；104表示背面填充物；105表示背面絕緣材料；106表示支撐基片(襯墊件)。
可適當?shù)夭捎脗鹘y(tǒng)公知的光電元件作為光電元件(多個)101。這些由標號101至106表示的元件是構(gòu)成太陽能電池模件的全部元件。通過表面?zhèn)忍畛湮锖捅趁嫣畛湮镏械闹辽僖环N使光電元件植入模件中而不留空隙。下面對填充物作詳細的描述。
(表面?zhèn)忍畛湮?02)表面?zhèn)忍畛湮?02覆蓋以光電元件101為例的半導(dǎo)體元件的不平整處，使光電元件101免受惡劣的外界環(huán)境的影響，如溫度的變化、濕度和沖撞，并確保保護層103和光電元件101之間的粘結(jié)。表面?zhèn)忍畛湮?02需要具備耐氣侯性、粘附性、填充性、耐熱性、耐寒性和抗撞擊性。滿足這些需要的樹脂可包括聚烯烴樹脂如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)和丁醛樹脂、聚氨酯樹脂和聚硅氧烷樹脂。尤其，EVA是一種優(yōu)選用于太陽能電池的樹脂。
此EVA優(yōu)選預(yù)先交聯(lián)，這樣它可具有較高的熱畸變溫度以具備較高的耐熱性。可以使用公知的有機過氧化物作為此時采用的交聯(lián)劑，其加入量基于100重量份樹脂為0.5至5重量份。表面?zhèn)忍畛湮?02優(yōu)選至少交聯(lián)70％。
盡管填充物可能具有耐大約120℃溫度的耐熱性，但因此交聯(lián)的填充物(或填充件)優(yōu)選具有可被200℃或以上的高溫?zé)彳浕奶匦?。即填充件?yōu)選具有一定程度的耐熱性但在一定的溫度及其以上的溫度時軟化。更優(yōu)選填充件一旦被軟化，它對毗鄰填充件的構(gòu)成元件具有較低的粘附性。利用這種填充件使得通過在插入填充物的構(gòu)成元件之間加熱來分離構(gòu)成元件成為可能。其具體材料可包括聚烯烴樹脂如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)和丁醛樹脂和離子鍵樹脂。在本發(fā)明中，這種表面?zhèn)忍畛浼部芍瞥煽煞蛛x的。
為了確保長期可靠性，也可把紫外光吸收劑、光穩(wěn)定劑和抗氧化劑加入到表面?zhèn)忍畛湮?02中。
(保護層103)保護層103可以確保太陽能電池模件在經(jīng)受戶外風(fēng)吹雨打時的長期可靠性，包括耐氣候性和機械強度。保護層103的材料可包括氟樹脂，丙烯酸樹脂，聚氟乙烯樹脂(PVF)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和尼龍。特別說明的是，在薄膜型太陽能電池模件中，優(yōu)選采用聚偏二氟乙烯樹脂(PVDF)、聚氟乙烯樹脂(PVF)或四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)；在玻璃型太陽能電池模件中，優(yōu)選采用具有高耐氣候性的聚氟乙烯(PVF)。
可將以上述樹脂形成的片狀樹脂與表面?zhèn)忍畛湮?02接觸設(shè)置，形成保護層。另外，也可將上述樹脂的液體樹脂涂覆到表面?zhèn)忍畛湮?02上，形成保護層。
(背面絕緣材料105)背面絕緣材料105可以保持光電元件101和外部的電絕緣。優(yōu)選具有充分的電絕緣性，優(yōu)異的長期耐用性，能夠經(jīng)受熱膨脹和熱收縮并具有柔韌性的材料。優(yōu)選使用的材料包括尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯(PC)。
(背面填充物104)背面填充物104可以使光電元件101附著到背面絕緣材料105上。其材料可包括熱塑性樹脂如EVA、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)和聚乙烯縮丁醛，具有柔韌性的環(huán)氧樹脂粘合劑，這些材料均可以優(yōu)選為雙面涂覆帶的形式。在本發(fā)明中，半導(dǎo)體元件可以被制成與基片在此背面填充物處可分離。因此，基片或半導(dǎo)體元件中無論哪一個退化和必須更換新的元件，任一個需要的都可以再利用，不可再用的都可很方便地卸除。其結(jié)果是使成本降低或工作效率提高。背面填充物本身可以設(shè)置成后面將要描述的片狀剝離層。
(支撐基片106)支撐基片(背側(cè)元件)106可以制作具有更高機械強度的太陽能電池模件，或者可以防止因溫度變化而引起的其畸變或翹曲。為設(shè)置一種屋頂材料一體型的太陽能電池模件，還連上支撐基片106。作為支撐基片106，優(yōu)選涂覆的鋼片，如涂鋁的鍍鋅鋼片或鍍鋅鋼片，覆蓋具有超強耐氣候性和防銹性的樹脂，以及諸如塑料片和玻璃纖維增強塑料片的結(jié)構(gòu)材料。特別是作為涂覆的鋼片，可優(yōu)選利用的是為防銹處理目的而在鋼片和涂層薄膜之間設(shè)置了水合氫氧化正鉻層的那些。這是因為在苛刻的加熱和濕潤條件下，如在150℃和100％RH(相對濕度)下，水合氫氧化正鉻溶出并沉積，在鋼片和涂覆薄膜之間形成空隙。在鋼片和涂覆薄膜之間形成的這一空隙層可以用于分隔構(gòu)成元件。在本發(fā)明中，以光電元件為例的半導(dǎo)體元件可以與基片(支撐基片106)分離。無論是基片還是半導(dǎo)體元件退化且必須更換新的元件，構(gòu)成元件都很容易更換。因此，仍在使用的構(gòu)成元件可以再利用，而不再使用的構(gòu)成元件可以很方便地卸除。其結(jié)果是，使成本降低，工作效率提高。另外，在本例中，甚至可以在結(jié)構(gòu)材料被分開的時候很方便地更新由背面填充物包圍的半導(dǎo)體元件，而不必將其暴露在空氣中。
在玻璃型太陽能電池模件的情形中，優(yōu)選采用玻璃基片，該玻璃基片106設(shè)置在受光側(cè)的對側(cè)(圖1B)。
(表面保護增強材料107)可以在表面?zhèn)忍畛湮?02中任選地設(shè)置表面保護增強材料107。表面保護增強材料107可以具體地包括玻璃纖維無紡織品，玻璃纖維紡織品和玻璃填充物。尤其優(yōu)選采用玻璃纖維無紡織品。表面保護增強材料107可以保護光電元件101，使受光表面免受劃傷。
下面描述形成太陽能電池模件的層疊步驟。
(層疊)為了通過層疊法制作薄膜型太陽能電池模件，先按支撐基片106、背面填充物10、背面絕緣材料105、背面填充物104的順序疊加，然后把光電元件101以受光側(cè)朝上地放置于其上。再將表面保護增強材料107(選用)、表面?zhèn)忍畛湮?02和保護層103按順序疊加于其上。為通過層疊法制作玻璃型太陽能電池模件，先按保護層103、背面填充物104、背面絕緣材料105、背面填充物104的順序疊加，然后把光電元件101以受光側(cè)朝上地放置于其上。再將表面保護增強材料107(選用)、表面?zhèn)忍畛湮?02和玻璃基片103按順序疊加于其上。由此形成的疊層結(jié)構(gòu)可通過常規(guī)公知的真空層壓機加熱并接觸粘合。確定接觸粘合的加熱溫度和加熱時間使得填充樹脂的交聯(lián)反應(yīng)能夠充分進行。
如此制成的太陽能電池模件通過在界面處分離任何所需的構(gòu)成元件而拆卸。拆卸方法可包括通過加熱分離構(gòu)成元件的方法、通過加熱和潤濕而分離的方法、通過煮沸而分離的方法和把太陽能電池模件浸入溶劑中，使填充物膨脹進行分離的方法。尤其優(yōu)選采用加熱分離以及加熱和潤濕分離。做為本發(fā)明拆卸方法的一個實例，下面描述分離具有EVA的構(gòu)成元件的方法，EVA在其中用作太陽能電池模件的填充物。
(1)通過加熱分離構(gòu)成元件通常在100～180℃、優(yōu)選在120～160℃的溫度范圍內(nèi)進行層壓法制作太陽能電池模件。這是因為如果溫度低于100℃，EVA就不能很好地熔解，換言之，EVA就不能提供良好的流動性，使得光電元件上的不平滑之處不能被填平，而如果溫度高于180℃，則將有焊料熔化導(dǎo)致不合格的電連接的可能性，焊料是用于連接光電元件和使其與旁路二極管連接。另外，在陽光下太陽能電池模件可能具有85℃的模件表面溫度。為了實現(xiàn)在這種環(huán)境下有20年或更長的長期可靠性，采用實際上能耐約120℃高溫的材料作為太陽能電池模件中的EVA。因此，為使EVA軟化以降低對其他毗鄰的構(gòu)成元件的粘附性，把EVA加熱到130℃或更高的溫度，其間對加入EVA的構(gòu)成元件之間施以外部拉力，構(gòu)成元件由此就可很容易地從太陽能電池模件中分離出來。因此，在本發(fā)明中，通過加熱構(gòu)成元件就可很容易地將期望的構(gòu)成元件在其界面處分離。在填充物具有低耐熱性的情況下，剝離的加熱溫度可以設(shè)置得較低。
(2)通過加熱和潤濕分離構(gòu)成元件在如150℃和100％RH的溫度和濕度下水解EVA。水解作用的結(jié)果是降低了EVA對構(gòu)成元件如支撐基片或保護層的粘附性。利用EVA對其他構(gòu)成元件粘附性的降低使得某一特定的構(gòu)成元件可以很容易地與別的構(gòu)成元件分離。因此，在本發(fā)明中，通過加熱和潤濕構(gòu)成元件就可很容易地將期望的構(gòu)成元件與太陽能電池模件分離。不用說，溫度和濕度條件的值越高，水解作用進行得就越快。對氣氛加壓也加快水進入太陽能電池模件中。這種壓力優(yōu)選在至少2個大氣壓下施用，在至少五個大氣壓下施用更好。
根據(jù)本發(fā)明，上述方法中的任何一種都使保護層103或基片106、表面保護增強材料107和背面絕緣材料105分離并因而使保留在光電元件101表面或背面的表面?zhèn)忍畛湮?02或背面填充物104的移去成為可能，因而只有光電元件101可以再利用。根據(jù)本發(fā)明，還可能將樹脂材料從金屬材料上分離除去。也可能除去填充樹脂，如保留在光電元件表面的EVA，這些樹脂可采用加熱至例如50℃或之上的溫度的酸如硝酸或堿或有機溶劑除去。
(片狀剝離層)也可以把例如由熱塑性樹脂、可降解樹脂或泡沫形成的片狀剝離層設(shè)置在太陽能電池模件中。片狀剝離層優(yōu)選設(shè)置在太陽能電池模件中任何一個構(gòu)成元件將要分離的地方?；蛘哂么似瑺顒冸x層代替填充件如表面?zhèn)忍畛湮?02和/或背面填充物104。下面將描述優(yōu)選采用的片狀剝離層。
可以把熱塑性樹脂設(shè)置成片狀剝離層。通過加熱使得構(gòu)成元件很容易分離。作為熱塑性樹脂，優(yōu)選使用與填充件中采用的樹脂相同的樹脂?？紤]到對通過分離而獲得的構(gòu)成元件的再利用，當通過加熱來分離構(gòu)成元件時，優(yōu)選盡可能不施加應(yīng)力如熱歷史。需特別聲明的是，可以提供不交聯(lián)的熱塑性樹脂作為片狀剝離層，構(gòu)成元件由此可以在低于構(gòu)成元件在填充物中的一處被分離時的溫度下分離。在提供熱塑性樹脂作為片狀剝離層的情形中，可以在150℃或更低的溫度下分離構(gòu)成元件。例如，當用非交聯(lián)EVA作為片狀剝離層時，可以在100至120℃的溫度范圍內(nèi)分離構(gòu)成元件。因為即使把熱塑性樹脂設(shè)置在光電元件上，它也不會降低太陽能電池模件的生電量，所以可以把諸如EVA這種透明的熱塑性樹脂設(shè)置在任意位置處。為了確保長期可靠性，也可如在表面?zhèn)忍畛湮?02情形一樣添加紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑和抗氧化劑。
因此，在本發(fā)明中，當在太陽能電池模件中設(shè)置由熱塑性樹脂形成的片狀剝離層時，可以把分離的加熱溫度設(shè)得低一些。
下面將描述由可降解樹脂制備片狀剝離層的實例。
樹脂可以通過包括電子射線輻射和生化方法在內(nèi)的方法降解。在此將描述優(yōu)選采用的在電子射線輻射下的樹脂降解。電子射線包括在電離輻射中，它是一種激發(fā)有機材料使之電離的粒子能射線。可以通過調(diào)節(jié)加速電壓、輻射劑量、輻射劑量率等等來控制電子射線。電子射線照射到太陽能電池模件的受光側(cè)上，導(dǎo)致樹脂中的分子鏈斷裂，使樹脂降解。因此，將可由電子射線降解并因而降解的樹脂層插入各構(gòu)成元件之間可以很容易地分離構(gòu)成元件。
易于由電子射線輻射降解的樹脂包括具有其中(-CH2-CR1-R2n-)或-CO-結(jié)構(gòu)重復(fù)的化學(xué)結(jié)構(gòu)的樹脂。特別需說明的是，具有重復(fù)單元(-CH2-CR1-R2n-)結(jié)構(gòu)的樹脂可包括聚異丁烯、聚甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯腈和聚偏二氯乙烯。具有重復(fù)單元-CO-結(jié)構(gòu)的樹脂可包括聚碳酸酯(PC)、聚縮醛樹脂和纖維素?？山到鈽渲槐匾欢ㄊ墙宦?lián)的。
上述樹脂可以設(shè)置在任意希望的位置處。當把樹脂設(shè)置在光電元件的受光側(cè)時，樹脂應(yīng)該是透明的。為了提高耐氣候性，也可以如在表面?zhèn)忍畛湮锂斨幸粯蛹尤胱贤饩€吸收劑和抗氧化劑。作為設(shè)置可由電子射線降解的樹脂層的方法，可以把上述樹脂涂覆到將要分離構(gòu)成元件的地方，如支撐基片上。或者也可以在這些地方設(shè)置由上述樹脂形成的薄膜。
可以按下述方式設(shè)置加速電壓。電子射線穿透一種物質(zhì)所需的加速電壓按與物質(zhì)所具有的比重成反比例地增大。例如，要想讓電子射線穿透比重為8的金屬元件，必須施加8倍于穿透比重為1的樹脂所需的加速電壓。因此，在本發(fā)明中，在把可由電子射線降解的樹脂層設(shè)置在光電元件背面的情況下，為讓電子射線穿透光電元件以降解背面的片狀剝離層，必須至少施加500keV的加速電壓。這就需要提供大規(guī)模的設(shè)備。在通過電子射線輻射分離片狀剝離層處的構(gòu)成元件的情況中，為了在較為簡單的設(shè)備中分離構(gòu)成元件，優(yōu)選把可降解的樹脂層設(shè)置在光電元件上?？紤]到分離的光電元件的再利用，優(yōu)選以300keV或更小的加速電壓施用電子射線。
作為另一種結(jié)構(gòu)，當通過加熱來拆卸太陽能電池模件時，可以用形成的泡沫作為片狀剝離層。泡沫可通過一個化學(xué)過程形成，在這個過程中，把混合樹脂和發(fā)泡劑而制成的泡沫前體加熱，通過發(fā)泡劑的分解氣體的作用在樹脂中產(chǎn)生小氣室，泡沫也可以通過在樹脂中封存惰性氣體的物理過程形成。
首先描述通過化學(xué)過程在太陽能電池模件中產(chǎn)生泡沫的方法。
在太陽能電池模件中在將被分離的構(gòu)成元件之間設(shè)置泡沫前體，并當構(gòu)成元件被分離時，加熱泡沫前體，使發(fā)泡劑分解，通過分解氣體的作用發(fā)泡。泡沫前體對毗鄰的構(gòu)成元件會有大面積的粘結(jié)，因此粘附作用也強，因而，泡沫前體絕不會在它和構(gòu)成元件之間的界面處脫離。但是，一旦發(fā)泡，對與形成的泡沫毗鄰的構(gòu)成元件的粘結(jié)面積驟然變小，致使粘附作用變小，從而使構(gòu)成元件變得在它們與片狀剝離層的界面處容易分離。另外，泡沫內(nèi)部因混合小氣室的出現(xiàn)而具有小的內(nèi)聚力，外部拉力很容易使泡沫內(nèi)部發(fā)生粘結(jié)失效。再進一步加熱使分離更容易。為了維持泡沫的質(zhì)量和避免泡沫中小氣室的內(nèi)部因溫度變化而滲漏，形成泡沫的步驟最優(yōu)選設(shè)置成在使泡沫前體發(fā)泡之后立即分離構(gòu)成元件。另外，需要發(fā)泡劑具有這樣的熱分解特性，在疊置制作太陽能電池模件時的加熱溫度即疊置溫度下不分解，但在分離構(gòu)成元件的加熱溫度，即高于疊置溫度的溫度下膨脹。例如，發(fā)泡劑可以包括分解溫度在200℃及其以上的物質(zhì)，尤其包括三肼基三嗪，對甲苯硫酰氨基脲和4,4’-氧化雙苯硫酰氨基脲。
摻入發(fā)泡劑的樹脂需要具有象其他構(gòu)成元件一樣的長期可靠性，直到剛好要分離構(gòu)成元件，還需要在其和毗鄰泡沫前體的支撐基片之間或其和填充件之間具有粘結(jié)強度。作為特定的材料，它可以包括天然橡膠，苯乙烯-丁二烯橡膠，氯丁二烯橡膠，乙丙橡膠，和乙烯與丙烯酸酯的共聚物，如乙烯-醋酸乙烯酯和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
可以在泡沫的周圍進行防潮濕或防水處理，使得可以把已經(jīng)形成的泡沫設(shè)置在太陽能電池模件中。在用疊置制作疊片時，可以把泡沫前體疊加在期望的位置處，在疊置步驟中用熱發(fā)泡產(chǎn)生太陽能電池模件中的泡沫。作為本例中采用的發(fā)泡劑，可以包括無機發(fā)泡劑如碳酸氫鈉、碳酸氫銨和碳酸銨，以及有機發(fā)泡劑如亞硝基化合物和磺酰肼化合物。泡沫還可以設(shè)置在包括疊加的構(gòu)成元件的層合結(jié)構(gòu)任何期望的位置處，然后再加層壓，使得泡沫層成為太陽能電池模件的片狀剝離層。
這種泡沫可以通過包括化學(xué)方式和物理方式的方法形成。
化學(xué)方法與上述使用發(fā)泡劑的發(fā)泡法相同。下面將描述物理方法。
物理方法是一種通過向樹脂中注射氣體而形成泡沫的方法。使用的樹脂需要具有耐熱性，在層疊步驟中加熱時不會熔解。特別指出的是，這些樹脂可以包括聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚磺酸鹽、聚酰亞胺、聚酰亞胺-酰胺和聚醚酰亞胺。攙和的氣體優(yōu)選是惰性氣體，如氮氣。可以通過一種公知的方法，如腔內(nèi)混合或噴嘴混合將氣體攙和到樹脂中。具有這種泡沫的太陽能電池模件可以通過加熱而被拆卸，使得用于泡沫中的樹脂被熔化或軟化，在封閉在其中的氣體壓力的協(xié)助下使泡沫破裂，從而可以把插有片狀剝離層的構(gòu)成元件分離出來。
泡沫或泡沫前體可以設(shè)置在任意的構(gòu)成元件之間。當泡沫前體有顏色或具有較低的透明性時，優(yōu)選把它們設(shè)置在光電元件的背面。通過下列的層疊過程把光電元件和其他的構(gòu)成元件疊置起來，獲得薄膜型太陽能電池模件，如圖2所示。
(疊置)在單一真空系統(tǒng)的層壓機板上，如圖2所示，作為支撐基片206的鍍鋅鋼片(厚度0.4mm)，作為背面填充物204的EVA片(厚度225μm)，作為背面絕緣材料205的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度100μm)，和與上述204相同的背面填充物104依次疊置，然后把光電元件201受光側(cè)朝上地放置于其上。之后，再在其上依次疊放作為表面保護增強材料207的玻璃纖維無紡織品(基重80g/cm2)，作為表面?zhèn)忍畛湮?02的EVA片(厚度460μm)和作為保護層203的ETFE膜(厚度50μm)。由此制成一個層合結(jié)構(gòu)。在此使用的EVA片是一個廣泛用作太陽能電池填充物的片，包括EVA樹脂(醋酸乙烯酯含量33％)，其中混有1.5wt％的2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧)己烷作為交聯(lián)劑，0.3wt％的2-羥基-4-正辛氧基二苯酮作為紫外線吸收劑，0.1wt％的雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯作為光穩(wěn)定劑，0.2wt％的亞磷酸三(單壬苯基)酯作為抗氧化劑和0.25wt％的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷作為硅烷耦合劑。
接下來，在層合結(jié)構(gòu)上疊放涂特氟隆的纖維片(厚度0.2mm)和硅橡膠片(厚度2.3mm)。然后利用真空泵對層壓機的內(nèi)部抽氣30分鐘，達到2.1乇的真空度。把接觸粘合的加熱溫度和加熱時間設(shè)置成使EVA樹脂的交聯(lián)反應(yīng)能夠充分進行，利用真空泵而被持續(xù)抽氣的層壓機放進預(yù)先加熱的爐中，具有160℃的溫度，在那兒保持50分鐘。之后取出制成的疊片并冷卻，得到太陽能電池模件。
(分離)把太陽能電池模件加熱到200℃，并在支撐基片206和背面填充物204之間施加機械剝脫力(1)，同時使表面?zhèn)群捅趁嫣畛湮锶刍?，由此把具有光電元件的疊片208與支撐基片206分開。接著，在保護層203和表面?zhèn)忍畛湮?02之間施加外部剝脫力(2)，由此把保護層203與具有光電元件的疊片208分開，如圖2所示。如圖3所示，在保護層303上設(shè)置片狀剝離層309。
(片狀剝離層的形成)通過噴涂機把丙烯酸樹脂涂層材料(35重量份主要由甲基丙烯酸酯構(gòu)成的丙烯酸樹脂、3重量份γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和62重量份二甲苯)涂覆到保護層303上，使其厚度為20μm，在室溫下持續(xù)30分鐘將形成的濕涂層自然烘干，除去溶劑，然后再在120℃的溫度下持續(xù)30分鐘進行強制烘干，形成具有片狀剝離層309的保護層303。
除了保護層303的疊置使片狀剝離層309處于表面?zhèn)忍畛湮?02的一側(cè)上外，獲得太陽能電池模件的方式與實施例1相同。
(分離)用300keV的總劑量為50Mrad的電子射線輻射太陽能電池模件的受光側(cè)。然后，在插有片狀剝離層309的保護層303和表面?zhèn)忍畛湮?02之間施加外部剝脫力，由此將保護層303與具有光電元件的疊片310分離。如圖4所示，除了把按下列配制的泡沫前體片疊置在支撐基片406和背面填充物404之間作為片狀剝離層411外，獲得太陽能電池模件的方式與實施例1相同。在圖4中，標號405表示背面絕緣材料；401表示光電元件；407表示表面保護增強材料，403表示保護層。
(泡沫前體片)混合100重量份乙烯-醋酸乙烯酯樹脂(醋酸乙烯酯15wt％，熔體流速9dg/min)，作為成核劑的40重量份軟碳酸鈣(初級粒徑大約3μm)，作為發(fā)泡劑的5重量份三肼基三嗪，作為交聯(lián)劑的1重量份過氧化二枯基，作為色素的0.5重量份硬脂酸和0.1重量份炭黑，并通過倒置的L四輥壓延機制備0.5mm厚的薄片。
(分離)在200℃的溫度下對太陽能電池模件加熱1小時。由此獲得具有片狀剝離層、1.2mm厚的發(fā)泡片的太陽能電池模件。模件通過外部剝脫力在片狀剝離層、發(fā)泡片部分破裂，由此把具有光電元件的疊片從支撐基片上拆離。按照與實施例1相同的方式獲得太陽能電池模件。
(分離)把太陽能電池模件存放在150℃、100％和5大氣壓壓力的環(huán)境中。再在支撐基片和背面填充物之間施加機械剝脫力，由此將具有光電元件的疊片從支撐基片上分離。然后，在保護層和表面?zhèn)忍畛湮镏g施加外部剝脫力，由此將保護層從具有光電元件的疊片上分離。
如上所述，以太陽能電池模件為例的本發(fā)明半導(dǎo)體器件，作為長期戶外使用的結(jié)果，由于某種原因在產(chǎn)品使用上會在某些地方出現(xiàn)一些問題，僅需使已產(chǎn)生問題的構(gòu)成元件分離并再利用。另外，因為片狀剝離層可由熱塑性樹脂形成，所以可以通過加熱把層疊部分與支撐基片分開。另外，因為可以把片狀剝離層設(shè)置成一個可降解的樹脂層或泡沫，所以可以通過一種特定的方法很簡便地把構(gòu)成元件分離。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點。
(1)當構(gòu)成元件從以太陽能電池模件為例的半導(dǎo)體器件上分離出來后，仍能起作用的構(gòu)成元件可以回收并再利用。特別指出的是，如果因長期戶外使用由于某種原因而在某些地方發(fā)生產(chǎn)品使用上的問題，任何構(gòu)成元件，特別是以光電元件為例的半導(dǎo)體元件中已產(chǎn)生問題的構(gòu)成元件可從基片上分離，并且任何剩下的仍能起作用的構(gòu)成元件如半導(dǎo)體元件可以回收并再利用。
(2)可以把支撐基片從太陽能電池模件中分離，否則這些太陽能電池模件因為由金屬制作的支撐基片的腐蝕或因為由玻璃制作的支撐基片的破裂只能拋棄，因此可以換上新的基片而再利用該模件。
(3)可以把保護層從太陽能電池模件中分離，否則這些太陽能電池模件因為保護層的劃傷只能拋棄，因此這些保護材料可以換成新的，而模件也就可以再利用。
(4)因為可以把片狀剝離層設(shè)置在任意需要的位置，所以可以通過特定的操作很方便地把構(gòu)成元件從從太陽能電池模件中分離。
(5)因為可以用熱塑性樹脂制成片狀剝離層，所以可以把太陽能電池模件分離成保護層、具有光電元件的疊片和支撐基片。
(6)因為可以把片狀剝離層設(shè)置成可降解的樹脂層，所以可以把插有片狀剝離層的上、下構(gòu)成元件很方便地分離。例如，可用電子射線輻射或其它方法降解樹脂，或用生化分解來降解樹脂。
(7)因為可以把泡沫設(shè)置成片狀剝離層，所以可以把插有片狀剝離層的上、下構(gòu)成元件很方便地分離。例如，泡沫對毗鄰的構(gòu)成元件有很小的粘附面積并粘附得很少，因此可以很方便地在界面處分離。還因為泡沫內(nèi)部封存了氣體，所以在泡沫中很容易發(fā)生粘結(jié)失效。插有該泡沫的上、下構(gòu)成元件也可很方便地分離。
權(quán)利要求
1．一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于半導(dǎo)體元件是可以從基片分離的。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于該器件可以分離成具有半導(dǎo)體元件的疊片和基片。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于還包括一個保護層，并且可以分離成具有半導(dǎo)體元件的疊片和保護層。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于還包括一個片狀剝離層。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于片狀剝離層包括一種熱塑性樹脂。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于熱塑性樹脂是非交聯(lián)的。
7．根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于片狀剝離層包括一種可降解樹脂。
8．根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于片狀剝離層包括一種泡沫或泡沫前體。
9．一種制造具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以半導(dǎo)體元件可與基片分離的方式制作半導(dǎo)體器件的步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于包括制作半導(dǎo)體器件，使其可被分離成具有半導(dǎo)體元件的疊片和基片的步驟。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于半導(dǎo)體器件還有一個保護層，并且該方法包括制作半導(dǎo)體器件，使其可被分離成具有半導(dǎo)體元件的疊片和保護層的步驟。
12．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于包括制作半導(dǎo)體器件，使其具有片狀剝離層的步驟。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于片狀剝離層包括一種熱塑性樹脂。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于熱塑性樹脂是非交聯(lián)的。
15．根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于片狀剝離層包括一種可降解樹脂。
16．根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于片狀剝離層包括一種泡沫或泡沫前體。
17．一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括把半導(dǎo)體元件從基片上分離。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于包括加熱半導(dǎo)體器件的步驟。
19．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于包括加熱并潤濕半導(dǎo)體器件的步驟。
20．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于半導(dǎo)體器件具有一個片狀剝離層，且破壞該片狀剝離層以分離構(gòu)成元件。
21．根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于包括用電子射線輻射片狀剝離層的步驟。
22．根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于半導(dǎo)體器件具有一層泡沫前體，且加熱半導(dǎo)體器件，使泡沫前體發(fā)泡，形成片狀剝離層。
23．根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于半導(dǎo)體器件還具有一個保護層，該方法包括在分離半導(dǎo)體器件的保護層和/或基片之后，除去存留在半導(dǎo)體元件的表面和/或背面上的填充物的步驟。
24．根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于用酸、堿或有機溶劑除去填充物。
25．一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于光電元件可以與基片分離。
26．根據(jù)權(quán)利要求25所述的太陽能電池模件，其特征在于可以分離成具有光電元件的疊片和基片。
27．根據(jù)權(quán)利要求25所述的太陽能電池模件，其特征在于可以分離成具有光電元件的疊片和保護層。
28．根據(jù)權(quán)利要求25所述的太陽能電池模件，其特征在于還包括一個片狀剝離層。
29．根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽能電池模件，其特征在于片狀剝離層包括一種熱塑性樹脂。
30．根據(jù)權(quán)利要求29所述的太陽能電池模件，其特征在于熱塑性樹脂是非交聯(lián)的。
31．根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽能電池模件，其特征在于片狀剝離層包括一種可降解樹脂。
32．根據(jù)權(quán)利要求28所述的太陽能電池模件，其特征在于片狀剝離層包括一種泡沫或泡沫前體。
33．一種制造具有基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件的方法，該方法包括以光電元件可與基片分離的方式制作太陽能電池模件的步驟。
34．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于包括制作太陽能電池模件，使其可被分離成具有光電元件的疊片和基片的步驟。
35．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于包括制作太陽能電池模件，使其可被分離成具有光電元件的疊片和保護層的步驟。
36．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于包括制作太陽能電池模件，使其具有片狀剝離層的步驟。
37．根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于片狀剝離層包括一種熱塑性樹脂。
38．根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于熱塑性樹脂是非交聯(lián)的。
39．根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于片狀剝離層包括一種可降解樹脂。
40．根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于片狀剝離層包括一種泡沫或泡沫前體。
41．一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括把光電元件從基片上分離。
42．根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于包括加熱太陽能電池模件的步驟。
43．根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于包括加熱并潤濕太陽能電池模件的步驟。
44．根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于太陽能電池模件具有一個片狀剝離層，且破壞該片狀剝離層以分離構(gòu)成元件。
45．根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于包括用電子射線輻射片狀剝離層的步驟。
46．根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于太陽能電池模件具有一層泡沫前體，加熱太陽能電池模件，使泡沫前體發(fā)泡，形成片狀剝離層。
47．根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于包括在分離太陽能電池模件的保護層和/或基片之后，除去存留在光電元件表面和/或背面上的填充物的步驟。
48．根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于用酸、堿或有機溶劑除去填充物。
49．一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于可通過加熱半導(dǎo)體器件而將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
50．一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于可通過加熱和潤濕半導(dǎo)體器件而將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
51．一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于可通過用電子射線輻射半導(dǎo)體器件而將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
52．一種包括基片、填充物和半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件，其特征在于可通過把半導(dǎo)體器件浸入液體中而將基片，填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
53．一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于可通過加熱太陽能電池模件而將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
54．一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于可通過加熱和潤濕太陽能電池模件而將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
55．一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于可通過用電子射線輻射太陽能電池模件而將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
56．一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件，其特征在于可通過把太陽能電池模件浸入液體中而將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一種與其它的構(gòu)成元件分離。
57．一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括加熱半導(dǎo)體器件，將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
58．一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括加熱和潤濕半導(dǎo)體器件，將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
59．一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括用電子射線輻射半導(dǎo)體器件，將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
60．一種拆卸半導(dǎo)體器件的方法，半導(dǎo)體器件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括把半導(dǎo)體器件浸入液體中，將基片、填充物和半導(dǎo)體元件中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
61．一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括加熱太陽能電池模件，將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
62．一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括加熱和潤濕太陽能電池模件，將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
63．一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物、光電元件和保護層；該方法包括用電子射線輻射太陽能電池模件，將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
64．一種拆卸太陽能電池模件的方法，太陽能電池模件具有基片、填充物和半導(dǎo)體元件；該方法包括把太陽能電池模件浸入液體中，將基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一個與其它的構(gòu)成元件分離。
全文摘要
一種包括基片、填充物、光電元件和保護層的太陽能電池模件,其特征在于把基片、填充物、光電元件和保護層中的至少一種與其它的構(gòu)成元件分離。被分離的且仍能起作用的構(gòu)成元件可以再利用。
文檔編號H01L31/18GK1225514SQ9910271
公開日1999年8月11日 申請日期1999年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月5日
發(fā)明者鹽塚秀則, 片岡一郎, 山田聰, 木曾盛夫, 善光秀聰 申請人:佳能株式會社