[發明專利]用于半導體元件的保護材料、設有該保護材料的半導體元件和設有該半導體元件的半導體器件

無效

• 申請號: 96112256.0
• 申請日: 1996-07-19
• 公開（公告）號: CN1095865C
• 公開（公告）日: 2002-12-11
• 發明（設計）人: 鹽冢秀則;森隆弘;片岡一郎;山田聰;小森綾子
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;H01L31/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 全菁

本發明涉及用于半導體元件的改進的可靠的保護材料，設有所述保護材料的半導體元件和設有所述半導體元件的半導體器件。更具體地講，本發明涉及可設置在包括光電轉換元件如太陽能電池元件在內的半導體元件表面的改進的可靠的保護材料，尤其是適用作設置于所述光電轉換元件的光入射一側的表面覆蓋材料。本發明還涉及設有所述保護材料的半導體元件，包括光電轉換元件例如太陽能電池元件，以及設有所述半導體元件的半導體器件。

近年來，在全世界范圍內對涉及環境和能源的問題的社會意識日益增強。具體地講，因大氣中CO₂增多而產生的所謂溫室效應所導致的全球變暖已被認定會引起嚴重問題。按此觀點，對能夠提供無CO₂產生的干凈能源的能源發生裝置的需求日益增大。

目前，為了滿足這類需求，公眾的注意力已集中在太陽能電池上，因為它們能提供電能而不會產生上述問題，并期望成為未來的能量產生來源，而且它們安全、易于操作。

這些太陽能電池包括單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池(包括微晶硅太陽能電池)、硒化銅銦太陽能電池和化合物半導體太陽能電池。在這些太陽能電池中，對所謂的薄膜結晶硅太陽能電池、化合物半導體太陽能電池和非晶硅太陽能電池業已進行了各種研究，這是因為它們的半導體有源層能相對容易地以大面積和期望形式來形成，因此能以相對低的生產成本容易地制造。

具體地，在傳統的太陽能電池中，薄膜非晶硅太陽能電池，尤其是非晶硅太陽能電池，包括導電金屬襯底、設置在所述金屬襯底上的非晶硅半導體有源層和設置在所述半導體有源層上的透明導電層，已經被認定為是最有效的，這是因為，由非晶硅(以下簡稱為a-Si)構成的半導體有源層可以在相對便宜的襯底上，以低的生產成本，大面積地及按期望形式容易地形成，而且較輕并且抗震能力和撓性方面較好。此外，可以將它們設計成能用作能量產生來源所需結構的太陽能電池組件。

目前，在具有半導體有源層例如包括設置在作為襯底的玻璃片上的a-Si薄膜的非晶硅太陽能電池中，光通過襯底側照射，并且因為此緣故，玻璃片可以設計成起保護部件的作用。但是，在上述的具有設置在金屬襯底上的a-Si半導體有源層的太陽能電池中，由于金屬襯底不允許入射光穿過，所以光通過與金屬被底相對的另一側照射，因此必須在光照射的一側上設置適宜的透明保護部件，以使其保護太陽能電池元件。

在具有光電轉換元件如太陽能電池元件的傳統半導體器件(包括傳統的太陽能電池組件)中，光電轉換元件的光入射側由表面覆蓋材料來保護，其包括作為表面保護部件的、位于最外層表面由氟樹脂或含氟樹脂的組合物構成的透明含氟聚合物膜和作為填料的、位于透明含氟聚合物膜之下的透明熱塑樹脂。

含氟聚合物膜經常用于上述部件，因為它具有如下優點，即具有滿意的耐氣候性和防水性，當因保護部件已劣化而使保護部件發黃或混濁時，可以減少因表面保護部件此時產生的透射率下降而導致的光電轉換元件的光電轉換效率的下降。至于與含氟聚合物膜組合用作填料的熱塑樹脂，也是經常使用的，因為它比較便宜并適于保護光電轉換元件，因此其使用量相當大。

以下，將說明這種半導體器件(太陽能電池組件)。

圖1是太陽能電池組件一個實例的剖面示意圖。圖1中，參考標號101代表作為最外層表面保護層的透明含氟聚合物薄膜，標號102是設置于含氟薄膜層101之下的透明熱塑樹脂層，標號106是包括光生伏打元件104和位于所述光生伏打元件表面之上的透明樹脂薄膜層103的太陽能電池元件，標號105是絕緣層。在此太陽能電池組件中，太陽能電池元件106被作為填料的透明熱塑樹脂層102所包圍。

具體地，含氟聚合物薄膜層101包括選自下列集合的氟樹脂膜：ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜、PVF(聚氟乙烯)膜等。透明熱塑樹脂層105包括選自下列集合的熱塑樹脂：EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、EEA(乙烯-丙烯酸酯共聚物)和丁醛樹脂。透明樹脂薄膜層103包括由丙烯酸樹脂、氟樹脂或者用無機聚合物交聯的丙烯酸樹脂組成的樹脂膜。絕緣層405包括有機樹脂膜例如尼龍膜、TEDLAR(商標名，疊層鋁箔)等。