[發(fā)明專利]太陽能電池芯片、采用該芯片的太陽能電池模組以及其制作方法

有效

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• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104393065A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 熊偉平;林桂江;劉冠洲;李明陽;楊美佳;吳超瑜;王篤祥
• 申請（專利權）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/04;H01L31/18
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及應用于超薄聚光太陽能電池模組的太陽能電池芯片，屬半導體光電子器件與技術領域。

背景技術

聚光太陽能電池被稱為第三代光伏電池，其采用高效率、熱穩(wěn)定性好的多結化合物太陽電池，并通過聚光透鏡將太陽光聚集到電池芯片上，從而大幅減少電池芯片的使用量，而采用低成本的透鏡來替代。然而，由于現(xiàn)有太陽電池由于芯片尺寸較大，相應的單個透鏡尺寸也就較大，因此透鏡的焦距較長，必須將電池模組制作的很厚，如對應一顆1×1cm²電池芯片，1000倍聚光則要求透鏡尺寸為33×33cm²，則其最小焦距將達到50cm左右。較長的透鏡焦距要求將電池模組制作推得很厚，一方面增加了模組殼體用材的耗量，一方面使得模組體積大、重量大，不利于制作、運輸及安裝，這都將增加成本。因此，制作超薄化的電池模組是降低發(fā)電成本的必然趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種太陽能電池芯片、應用該芯片的超薄聚光太陽能電池模組及其制作方法，其中電池芯片直接倒裝焊接至聚光透鏡下表面，實現(xiàn)聚光型太陽能電池模組的超薄化，并省去了電池芯片的封裝及其支撐基板，大幅降低發(fā)電成本。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，太陽能電池芯片，包括：太陽能電池外延結構，具有正、背兩個相對的表面，其中正面具有電極區(qū)和光接受區(qū)；正面電極，位于所述太陽能電池外延結構正面的電極區(qū)；背面電極，位于所述太陽能電池外延結構的背面，并延伸至所述太陽能電池外延結構外，通過一金屬焊盤引至正面；支撐基板，位于所述背面電極的下方，并通過一第一粘接層與所述太陽能電池外延結構粘接；第二粘接層，位于所述太陽能電池外延結構正面的光接受區(qū)，其上表面高于所述正面電極及背面電極的金屬焊盤。

具體的，所述太陽能電池芯片通過襯底剝離、鍵合等技術手段將電池外延結構從生長襯底上轉移至支撐基板獲得；所述支撐基板為臨時基板，將太陽能電池芯片焊接至聚光透鏡后將被去除，優(yōu)選地，支撐基板選用玻璃；所述第一粘接層用于臨時粘接支撐基板與電池芯片，可以采用化學腐蝕、熱分解、紫外光分解等方式去除，優(yōu)選地，選擇低熔點封接玻璃、BCB、硅樹脂等；所述第二粘接層為永久粘接，優(yōu)選地采用低熔點透明玻璃漿料燒結固化。

優(yōu)選地，所述背面電極的金屬焊盤上表面與正面電極上表面處于同一水平面。

優(yōu)選地，所述第二粘接層的上表面高于所述正面電極及背面電極的金屬焊盤，其高低差10~50微米。

優(yōu)選地，所述第二粘接層邊緣與正面電極及背面電極金屬焊盤具有間隙，其間隙為50~100微米。

優(yōu)選地，所述第二粘接層的厚度為10~20微米。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，聚光太陽能電池模組，包括聚光透鏡和太陽能電池芯片，其中所述聚光透鏡的下表面設有電路，至少包括正、負電極外接焊盤，所述太陽能電池芯片包含：太陽能電池外延結構，具有正、背兩個相對的表面，其中正面具有電極區(qū)和光接受區(qū)，正面電極，位于所述太陽能電池外延結構正面的電極區(qū)，與所述聚光透鏡下表面的正電極外接焊盤連接；背面電極，位于所述太陽能電池外延結構的背面，并延伸至所述太陽能電池外延結構外，通過一金屬焊盤引至正面，與所述聚光透鏡下表面的負電極外接焊盤連接；第二粘接層，位于所述太陽能電池外延結構正面的光接受區(qū)，其上表面高于所述正面電極及背面電極的金屬焊盤，粘接所述聚光透鏡和太陽能電池芯片。

優(yōu)選地，所述第二粘接層填充所述太陽能電池芯片與聚光透鏡之間的間隙，并確保所述太陽能電池芯片的正、負電極與聚光透鏡上的電路實現(xiàn)電連接。

根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，聚光太陽能電池模組的制作方法，包括步驟：1）提供本發(fā)明第一個方面所述任一種太陽能電池芯片；2）提供一聚光透鏡，其下表面設有至少包括正、負電極外接焊盤的電路；3）將所述太陽能電池芯片倒裝粘接至所述聚光透鏡的下表面，其中所述第二粘接層實現(xiàn)粘接所述電池芯片和聚光透鏡，所述電池芯片的正、背面電極分別與所述聚光透鏡的正、負電極外接焊盤連接；4）去除支撐基板和第一粘接層。

優(yōu)選地，所述步驟1）中第二粘接層采用低熔點透明玻璃漿料燒結固化，其熔點為320-400℃。

優(yōu)選地，所述步驟3）中電池芯片通過熱壓焊接至所述聚光透鏡，所述第二粘接層在焊接過程中熔化為液態(tài)，在一定壓力下填充電池芯片與聚光透鏡之間的間隙，并確保正負電極與聚光透鏡上預設的電路實現(xiàn)電連接。