[发明专利]太阳能电池封装结构与制程

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池封装结构与制程。

背景技术

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，n-型硅是指加入V族的元素(如磷)做为施体(donor)，提供导带电子。p-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，n-型或是p-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(n-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。n-型和p-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n-型区扩散至浓度低的p-型区，而相对地，电洞会从浓度高的p-型区扩散至浓度低的n-型区。如此一来，在接面附近的区域，其电中性便会被打破。n-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。n-型区正电荷区和p-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n-型区指向p-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n-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n-型区向p-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n-型区向p-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。

发明内容

鉴于上述的发明背景中，为了符合产业利益的需求，本发明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，本发明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100-150μm，并且锡球的间距约为200μm。

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：