[实用新型]高倍聚光太阳能电池芯片散热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种散热器，特别是一种高倍聚光太阳能电池芯片散热器。

背景技术

目前，高倍聚光太阳能效率已经超过40％，但其余60％会转化成热，这些热量会在芯片表面造成几百度的高温，而众所周知，光伏器件的转化效率会随着温度的提高而降低，功率降低的理论值按照戴克的计算约为0.4％/K，因此散热是半导体器件尤其是高倍聚光光伏器件的重要课题。散热材料按照热导率排列依次是银、铜、铝、钢，铝合金由于其优秀的延展性、铸造性和价格低的优点，目前高倍聚光光伏采用铝合金作为散热器。但铝合金由于其材料性质，难以与芯片衬底相结合，目前普遍采用导热膏作为连接材料，导热膏起到连接与导热的作用。但是导热膏导热系数较低，是整个系统中导热较差的材料。

实用新型内容

发明目的：为了克服传统散热器导热胶导热效果差的问题，本实用新型基于现行工艺的缺陷设计了一种铜插塞散热器，并使用导热系数较高的锡膏作为散热器与芯片的连接和导热材料，起到快速导热效果，降低芯片的工作温度，提高高倍聚光太阳能的工作效率。

发明内容：一种高倍聚光太阳能电池芯片散热器，包括铝鳍片散热器、熔融锡层、铜插塞以及锡膏层；铝鳍片散热器上表面开设有一定深度的圆柱孔，圆柱形铜插塞安装于该圆柱孔内，圆柱孔与铜插塞之间的间隙通过灌注的熔融锡层填满；铜插塞上表面涂有锡膏层；封装于芯片衬底上的高倍聚光太阳能电池芯片放置于铜插塞上的锡膏层上，为了增强导热效果，在芯片与芯片衬底之间还涂有一层锡膏层。

安装步骤：基于现行铝鳍片式散热器，用车床在散热器连接面制作一定直径、一定深度圆孔，高温灌注锡熔体，将对应大小的铜圆柱体插入铝散热器中，利用磨床磨平表面并拉丝之后，即可使用导热系数较高的锡膏替换原先的导热膏作为连接散热器与芯片的介质材料，提高散热器与芯片衬底的导热能力。

有益效果：本实用新型提供的高倍聚光太阳能电池芯片散热器相较于传统的散热器克服了其由于材料限制而无法使用导热性更好的导热膏的缺点，并且通过不同导热材料的结合使用提高了散热器的散热效果。

附图说明

图1为本实用新型拆分后的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种高倍聚光太阳能电池芯片散热器，包括散热器1、熔融锡膏层2、铜插塞3、锡膏层4；散热器1为铝鳍片散热器，其上表面开设有0.5cm深度的圆柱形孔，该圆柱孔直径为2.1cm；在圆柱孔内高温灌注锡熔体，将直径2.0cm、深度0.5cm的圆柱形铜插塞3插入圆柱孔内；锡熔体填满圆柱形铜插塞与圆柱孔之间的间隙形成熔融锡膏层2；将圆柱形铜插塞3磨平拉丝后，其上表面与散热器1上表面平齐，此时使用导热系数较高的锡膏层4代替传统的导热膏作为散热器1与芯片衬底5之间的介质材料；芯片7封装在芯片衬底5上，芯片7与芯片衬底5之间设有锡膏层6。

为了更进一步说明本实用新型公开的散热器的散热效果，对实施方式中的散热器与普通导热膏散热器热传导对比分析。在相同的太阳能芯片和衬底材料条件下，分析结果显示，使用传统散热器并使用导热膏连接散热器与衬底，其芯片最高点温度为94.6℃；使用铜插塞散热器并使用锡膏连接散热器与衬底，其芯片最高点温度为58.9℃，温度相差35.7℃。说明铜插塞散热器结合锡膏连接散热器与衬底能够明显降低芯片温度。