[发明专利]太阳能装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能装置及其制造方法。

背景技术

随着工业的快速发展，石化燃料逐步耗竭与温室效应气体排放问题日益受到全球关注，能源的稳定供应已成为全球性的重大课题。

相较于传统燃煤、燃气式或者核能发电，太阳能电池(solar cell)是利用光发电效应直接将太阳能转换为电能，因而不会伴随产生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等温室效应气体及污染型气体，并可减少对石化燃料的依赖而提供安全自主的电力来源。

一般的太阳能电池结构是将太阳能芯片、驱动电路等整合在一基板上，然后在基板上焊接金属材质的基板作为散热装置，以将太阳能芯片、驱动电路等工作时产生的热引导至外部从而保证太阳能电池结构能够正常工作。

但是，采用金属材质的散热装置成本较高、金属的散热效果并不是很理想，从而使得太阳能电池结构散热效率较低、成本较高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种散热效率高、成本低的太阳能装置及其制造方法。

一种太阳能装置，其包括：陶瓷基板；若干个III-V族太阳能芯片，其设置在所述陶瓷基板上用于将太阳能转化为电能；封装体，其覆盖所述陶瓷基板和所述III-V族太阳能芯片，所述封装体对应所述III-V族太阳能芯片的位置形成有至少一个菲涅尔透镜，太阳光通过所述菲涅尔透镜并会聚至所述III-V族太阳能芯片上。

一种太阳能装置的制造方法，其包括：于III-V族半导体基板上生长若干III-V族光电转换单元以形成III-V族太阳能芯片半成品，所述基板具有相对的第一表面和第二表面，所述III-V族光电转换单元设置在所述第一表面，所述第一表面和第二表面之间的距离定义为所述基板的厚度；采用激光切割方法切除部分所述基板以减少所述基板的厚度；将切除部分所述基板的III-V族太阳能芯片半成品切割成若干III-V族太阳能芯片，每一个所述III-V族太阳能芯片包含一个所述III-V族光电转换单元；将所述III-V族太阳能芯片设置在陶瓷基板上；形成覆盖所述陶瓷基板和所述III-V族太阳能芯片的封装体；在所述封装体对应所述III-V族太阳能芯片的位置形成菲涅尔透镜。

与现有技术相比，本发明实施例的太阳能装置中陶瓷基板的热膨胀系数与III-V族太阳能芯片热膨胀系数相近，因此当温度提升时，比较不会发生热涨冷缩而导致芯片脱落的现象；陶瓷基板有良好的导热系数，从而使得太阳能装置具有良好的散热效果；并且，陶瓷的成本较低，故可降低太阳能装置的成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例太阳能装置的示意图。

图2是本发明第二实施例太阳能装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1所示，本发明第一实施例的太阳能装置10包括陶瓷基板11、若干III-V族太阳能芯片12、封装体13、粘着层14和电路单元15。

每一个III-V族太阳能芯片12的面积大于等于1平方毫米(mm²)且小于等于9平方毫米，其与电路单元15电性连接且以适当的方式设置在陶瓷基板11上接受太阳光并将太阳光转换为电能输出，例如III-V族太阳能芯片12利用粘着层14固定在陶瓷基板11上。

优选地，III-V族太阳能芯片12阵列设置在陶瓷基板11上。

III-V族太阳能芯片12可以为氮化镓(GaN)太阳能芯片、砷化镓(GaAs)太阳能芯片、锑化镓(GaTi)太阳能芯片或磷化铟(InP)太阳能芯片。

在制作III-V族太阳能芯片12时，在III-V族半导体基氮化镓板(例如砷化镓基板)，利用分子束外延技术生长若干个III-V族光电转换单元(例如氮化镓)以形成III-V族太阳能芯片半成品，然后，采用激光切割方法将III-V族半导体基板厚度(基板的形成有III-V族光电转换单元的表面与其相对的表面之间的距离)的50％至90％切除，然后将III-V族太阳能芯片半成品切割形成数量与III-V族光电转换单元相同的III-V族太阳能芯片12，并将其设置在陶瓷基板11上。由于III-V族太阳能芯片12本身的基板较薄、体积较小，从而使得III-V族太阳能芯片12具有较好的散热效果。