用于太阳能聚光器的太阳能电池封装制造技术

一种系统可以包括基板和太阳能电池，该太阳能电池包括顶部一侧和底部一侧，该顶部一侧具有作用区域并且该底部一侧耦合于基板。框架可以耦合于基板，该框架限定作用区域上方的上开口和在作用区域上方且在作用区域和上开口之间的下开口。下开口可在至少一个维度上比上开口小，并且光学元件可以被放置在上开口中。在一些方面中，下开口由框架的大体平行于太阳能电池的顶部一侧延伸的部分所限定。在一些方面，该框架包括第一壁和与该第一壁相对的第二壁，第一壁的上部大体平行于第二壁的上部，第一壁的下部与第一壁的上部形成第一钝角，以及第一壁的下部的一部分限定下开口的第一侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于太阳能聚光器的太阳能电池封装相关申请的交叉引用本申请要求于2007年11月14日提交的、名称为“用于保持太阳能电池上的光学 元件的装置”的临时申请序列号60/987,882，以及于2008年2月27日提交的、名称为“用 于太阳能聚光器的太阳能电池封装”的临时申请序列号61/031，946的优先权，上述专利申 请的全部内容在此通过弓I用包含在本专利技术中，用于一切目的。
技术介绍
聚集太阳能源装置可以操作用于将入射光聚集到太阳能电池上。为了增加聚集太 阳能源装置的受光角、在电池表面上同质化光源和/或进一步聚焦光，一种期望是将光学 元件耦合到太阳能电池。应该将光学元件的顶(即入射)面保持在相对于系统中其他光学 元件的特定空间位置，以及应该将光学元件的底(即射出)面保持在相对于太阳能电池的 作用区域的特定空间位置。光学元件的尺寸和重量一般使得无法将把该光学元件直接结合 到作用区域的易碎表面作为实现这种定位的方式。一些常规聚集太阳能源装置采用三部分固定方案来保持光学元件在太阳能电池 上。将太阳能电池固定到基板的正面侧，然后还将基板的正面侧固定到印刷电路板的背面 侧。在印刷电路板的正面侧固定有下支承件。下支承件和印刷电路板限定开口，以允许入 射光通过至太阳能电池。开口由PDMS(硅)胶填充，并在开口中放置光学元件，以便下支承 件将光学元件的底部置于电池上。胶在光学元件的底部和太阳能电池之间固化，其厚度大 于最终的工作厚度。然后放置上支承件以将光学元件的顶部置于电池上，并对电池施加一定压力。因 此在放置上支承件时，胶受挤压。这种挤压可以排出在固化期间形成的气泡并且固定光学 元件和太阳能电池之间的空隙。然而，上述挤压可能无法消除在胶固化后产生的所有气泡。并且，过挤压可能会引 起光学元件对太阳能电池的损坏。胶本身可能随着时间而从空隙流出(例如由于热抽运 等)，由此降低了光学耦合。如果在工作期间接收了高度集中的光，则下支承件可能遭受氧 化。该氧化的产物可能被吸收到光学耦合中或被沉积到光学元件上，从而降低了光学性能 并且可能导致能量单元的失效。因此，期望一种保持光学元件在太阳能电池上的改进系统。这种系统可以提高可 制造性、光学元件的保持力、光学耦合的维护和/或光学耦合的质量。附图说明从以下按附图中所示意说明的描述中，实施例的构造和用途将变得显而易见，其 中图中相同参考数字指示相似部分。图1为根据一些实施例的基板和太阳能电池的透视图；图2A为根据一些实施例的基板、太阳能电池和框架的透视图；图2B为根据一些实施例的基板、太阳能电池和框架的横截面侧视4图3A至3C包括根据一些实施例的框架的不同视图；图4A为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的透视 图；图4B为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的横截 面侧视图；图5A为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子、光学元件和光学耦合材 料的横截面侧视图；图5B为根据一些实施例的装置的透视剖面图；图6为根据一些实施例的装置的透视图；图7A为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的透视 图；图7B为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的横截 面侧视图；图8为根据一些实施例的聚集太阳辐射聚光器的阵列的分解透视图；图9为根据一些实施例的聚集太阳辐射聚光器的阵列的透视图；图IOA至图IOC包括根据一些实施例的框架的不同视图；图IlA为根据一些实施例的基板、太阳能电池和框架的透视图；图IlB为根据一些实施例的基板、太阳能电池和框架的横截面侧视图；图12A为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的透视 图；图12B为根据一些实施例的基板、太阳能电池、框架、盖子和光学耦合材料的横截 面侧视图；图12C为根据一些实施例的插入光学元件时的基板、太阳能电池、框架、盖子、光 学元件和光学耦合材料的横截面侧视图；图12D为根据一些实施例的插入光学元件后的基板、太阳能电池、框架、盖子、光 学元件和光学耦合材料的横截面侧视图。具体实施例方式以下描述为用来使本领域的任何技术人员制造和使用所描述的实施例，并且列举 了用于实施这些实施例的最佳模型。然而，对于本领域普通技术人员来说各种改进仍是显 而易见的。图1为根据一些实施例的集成电路封装基板100和太阳能电池110的透视图。基 板100可以包括单片模压材料(例如模压的引线框架)或可以包括采用光刻、层压或任何 其他适当技术将导电元件沉积在其上的适当基板。根据一些实施例，基板100可以包括金属化的陶瓷基板。与常规太阳能电池封装 材料相比，陶瓷基板由于杂射的聚集光而更不易遭受到损耗。在一些特定实施例中，基板 100包括金属化的氧化铝。基板100的实施例可以包括一个或多个适合材料的任意组合，这 些材料的选择可考虑到损耗、热膨胀性、强度和/或其他性能。太阳能电池110可包括III-V太阳能电池、II-VI太阳能电池、硅太阳能电池或任何其他类型的现已公知或将公知的太阳能电池。太阳能电池110可以包括任意数量的作用 层、介电层和金属化层，并且可以采用任何已公知或将公知的适当方法来制造。太阳能电池110可以在位于所示意的太阳能电池110的顶部一侧上的作用区域上 接收光子，并且可以响应于光子而产生电荷载流子(即空穴和电子)。在这方面中，太阳能 电池110可以包括采用任何适当方法所沉积的三个不同的结，这些方法包括但不限于分子 束外延和/或分子有机化学汽相沉积。该结可以包括Ge结、GaAs结和GaInP结。每个结 具有不同带隙能，这使每个结吸收特定能量范围的光子。根据图示的实施例，导电触片115a和115b被放置在太阳能电池110的上部一侧。 每一个导电触片115a和115b可以包括任何适合的金属触片，而且可以包括薄的粘附层 (例如Ni或Cr)、欧姆金属(例如Ag)、扩散势垒层(例如Tiff或Tiff:N)、可软焊金属(例 如Ni)以及钝化金属(例如Au)。焊线120a和120b将导电触片115a和115b电耦合到导 电元件125。根据一些实施例，导电触片115a和115b因此具有相同极性。可以将另外的导电触片(未示出)放置在太阳能电池110的下部一侧。该导电触 片具有与导电触片115a和115b相反的极性。根据一些实施例，可以采用银胶黏晶(silver die attach epoxy)或焊料将该导电触片电耦合到导电元件130。实施例并不受限于所示 意的导电触片的数量、位置和极性。导电元件125和130可以包括任何适合的导电材料并且可以采用任何适合的技术 形成。实施例并不受限于所描述的导电元件125和130的形状和相对尺寸。此处认为基板 100包括导电元件125和130。因此，图1示出了太阳能电池110耦合于基板100。由于前面的配置，当太阳能电池110能动地产生电荷载流子时，电流可在线135和 140之间流动。如果太阳能电池110有故障或因其他原因无法产生电荷载流子，旁路二极 管145可以响应于所接收的外部信号将导电元件125电耦合到导电元件130。因此，旁路二 极管145可以让电流在线135和140之间流动并且通过线135和140所连接的任何外部电 路。可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：基板；包括顶部一侧和底部一侧的太阳能电池，该顶部一侧包括作用区域并且该底部一侧耦合于该基板；耦合于该基板的框架，该框架限定在该作用区域上方的上开口和在该作用区域上方且在该作用区域和该上开口之间的下开口，该下开口至少在一个维度上比该上开口小；和置于该上开口中的光学元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E沛雷德，HW陈，A库瑞克，
申请(专利权)人：索尔福克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]