太阳能电池封装结构与制程制造技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池封装结构与制程，其包含二导电片与配置于一光伏电池上的二表面电极，并且藉由热压合每一导电片与表面电极上的多个锡球，以使导电片与表面电极间产生电性耦合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池封装结构与制程。
技术介绍
使用太阳能电池来获得能源，相较于其他的能源，例如石化能源、核能、水利等，是目前认为较环保的方式。尤其是在原油的价格持续飙高的时候，更显得太阳能发电的的许多优点。再者，原油总有用尽的一天，而太阳能发电，相对于原油而言是取之不尽，用之不竭的能源。因此目前各国政府，研究单位与许多的私人企业都将许多的研究资源投入在太阳能产业上。太阳能电池一般而言是指光子射到半导体p-n 二极体后，p-n 二极体的二端电极， 产生可输出功率的电压伏特值，其过程包括光子射到半导体内产生电子-电洞对，电子和电洞因半导体P-n接面形成的内建电场作用而分离，电子和电洞往相反的方向各自传输至二端电极来输出。所以太阳能电池一般是跟P-n 二极体有关的。若以硅晶体为例，η-型硅是指加入V族的元素(如磷)做为施体(donor)，提供导带电子。ρ-型硅则是指加入III 族的元素(如硼)做为受体(donor)，提供价带电洞。如此半导体便可以有四种带电荷的粒子带负电荷的电子，带正电荷的电洞，带负电荷的受体离子，和带正电荷的施体。前二者是可动的，而后二者是不可动的。尚未接触前，η-型或是ρ-型半导体都是维持各自的电中性(charge neutrality)，也就是说，n_型半导体中，施体离子所带正电荷，约等于电子 (η-型的多数载子)所带负电荷。P-型半导体中，受体离子所带负电荷，约等于电洞(P-型的多数载子)所带正电荷。η-型和ρ-型半导体接触，形成p-n接面(junction)。在接面附近，电子会从浓度高的η-型区扩散至浓度低的ρ-型区，而相对地，电洞会从浓度高的ρ-型区扩散至浓度低的η-型区。如此一来，在接面附近的区域，其电中性便会被打破。η-型区在接面附近会有施体正离子裸露而产生正电荷区，而P-型区在接面附近会有受体负离子裸露而产生负电荷区。η-型区正电荷区和ρ-型区负电荷区就总称为空间电荷区(space charge region)。因为施体正离子和受体负离子都是固定于晶格中，因此n_型区正电荷区和P-型区负电荷区就会形成一个内建(built-in)电场，这空间电荷区的内建电场其方向是从η-型区指向ρ-型区。如果入射光子在空间电荷区被吸收产生电子_电洞对，电子会因为内建电场的影响而向η-型区漂移(drift)，而相对地，电洞会因为内建电场的影响而向P-型区漂移。也就是说，入射光子在空间电荷区被吸收产生电子和电洞，因为内建电场的影响而产生从η-型区向ρ-型区的漂移电流，就是所谓的光电流(photocurrent)。太阳能电池中的光电流，其流向是从η-型区向ρ-型区，这对p-n 二极体而言，这刚好是反向偏压(reverse bias)的电流方向。太阳能电池中，p-n接面区的空间电荷区的内建电场的功用就是使入射光子被吸收产生电子-电洞对在复合(recombination)前被分开，而产生光电流。光电流再经由 P-n 二极体的金属接触(metal contact)传输至负载，这也就是太阳能电池(photovoltaic cell或PV cell)的基本工作原理。
技术实现思路
鉴于上述的专利技术背景中，为了符合产业利益的需求，本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池封装结构与制程，其主要的特征在于藉由热压合多个锡球以取代传统焊接，从而避免传统焊接的缺陷，进一步提高产量和良率，更能简化制程。为实现上述目的，本专利技术揭露了一种太阳能电池封装结构，包含二表面电极，配置于一光伏电池上；以及二导电片，分别藉由多个锡球电性耦合于该表面电极。其中，上述的二表面电极分别位于该光伏电池的窗口层的二侧，并且每一导电片的一端分别电性耦合于该表面电极之一，另一端向该窗口层的外侧延伸，以裸露该窗口层。其中，更包含一基板，并且该光伏电池配置于该基板上，其中该光伏电池的窗口层与该基板分别位于该光伏电池的上下面，并且每一导电片的另一端电性耦合于该基板。其中，上述的锡球与表面电极之间更包含一阻障层，以避免锡球渗透至表面电极， 其中该表面电极包含下列群组之一或其组合镍、银、铝、铜、钯，并且该导电片包含下列群组之一或其组合镍、银、铝、铜、钯。其中，其特征在于，上述的锡球的直径为100-150μπι，并且锡球的间距约为 200 μ m0还公开了一种太阳能电池封装制程，其特征在于包含下列步骤配置多个锡球于一光伏电池的二表面电极上，其中该光伏电池配置于一基板上； 以及热压合至少一导电片与该表面电极。其中，更包含下列步骤切除遮蔽该光伏电池的窗口层的导电片。其中，更包含下列步骤当热压合该导电片与该表面电极之后、或同时，或当切除遮蔽该窗口层的导电片之后、或同时，将导电片的二端分别连接至该基板，其中该窗口层与该基板分别位于该光伏电池的上下面。其中，更包含下列步骤 配置该些锡球于该表面电极上之前，于每一表面电极上分别形成一阻障层。其中，上述的锡球藉由球格式封装方式配置，其中该些锡球的直径为100-150 μ m， 并且该些锡球的间距约为200 μ m。其中，上述的表面电极包含下列群组之一或其组合镍、银、铝、铜、钯，并且该导电片包含下列群组之一或其组合镍、银、铝、铜、钯。通过上述结构，本专利技术的太阳能电池封装结构与制程提出以锡接合表面电极与导电片，从而取代传统焊接方式，由于锡的熔点较低，不易破坏半导体结构；且采用锡球阵列以接合表面电极与导电片，以避免产生应力而破坏结构；而且，球格式封装方式配置锡球阵列，从而不需精确对位即可达到电性耦合的效果，可明显提高效率；由于锡球数目众多且排列密集，即使某些锡球并未接触导电片或是锡球间彼此接触相连，皆不会降低电流汇出的导电率；因此，本专利技术提出的手段可提高产量、良率，更可简化制程，节省制造成本。附图说明图IA和图IB为本专利技术提出的太阳能电池封装的结构示意图；以及图2为本专利技术提出的太阳能电池封装制程的流程示意图。具体实施例方式本专利技术在此所探讨的方向为一种太阳能电池封装结构与制程。为了能彻底地了解本专利技术，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成。显然地，本专利技术的施行并未限定于太阳能电池封装结构与制程的技艺者所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本专利技术不必要的限制。本专利技术的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本专利技术还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本专利技术的范围不受限定，其以之后的专利范围为准。太阳能电池须要表面电极(bus bar)来连接外界的电路。一般而言，不照光和照光的表面，都有二条平行条状表面电极来提供外界连线的焊接处。不照光的表面通常会全部涂上一层所谓的back surface field(BSF)金属层，而照光的表面，会从条状表面电极， 伸展出一列很细的金属栅线(grid lines) 0 BSF金属层可以增加载子的收集，还可回收没有被吸收的光子。金属栅线的设计，除了要能有效地收集载子，而且要尽量减少金属线遮蔽入射光的比例，因照光面的金属线通常会遮蔽3 5%的入射光。表面电极一般使用镍(Ni)、银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、钯(Pd)等金属搭配制成，为了防止遮住入射的太阳光，在形状排列的设计上就相当重要，该电极必须要够厚，以利传导电流，但是又要面积小，以防本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池封装结构，其特征在于，包含：二表面电极，配置于一光伏电池上；以及二导电片，分别藉由多个锡球电性耦合于该表面电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘台徽，
申请(专利权)人：太聚能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71