专利名称：用于半导体的密封树脂构件及半导体元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于半导体的密封树脂构件，以及使用树脂构件密封(封闭)的半导体元件，特别涉及使用树脂构件密封光生伏打元件的太阳能电池组件。
通常的做法是用透明密封树脂密封如光生伏打元件、光电二极管等的半导体元件。例如，太阳能电池组件通常构形成光生伏打元件用前表面构件和背表面构件之间的密封树脂密封的结构。
为了填充光生伏打元件表面的不平整处，并将元件粘接到前表面构件和背表面构件使用了密封树脂，密封树脂通常为透明、热塑、有机的聚合物树脂。典型的例子为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和乙烯乙酸乙烯酯(EVA)。其中，由于EVA便宜、容易处理、通过交联能够增加热阻、长期户外暴露耐用性高等，EVA很快广泛用做光生伏打元件的密封树脂。
如交联剂、紫外线吸收剂、氧化抑制剂、硅烷耦合剂、粘合剂、加强剂等的各种添加剂混合在密封树脂中，以便增强密封树脂的耐气候性、耐热性、粘附性、耐冲击性等。通常的做法是在制备密封树脂构件例如密封树脂板的阶段将这些添加剂混合在树脂中，在板的厚度方向内均匀地存在添加剂。
借助前表面构件和背表面构件之间的所述密封树脂板放置光生伏打元件形成太阳能电池组件叠层，热压缩太阳能电池组件叠层，同时脱气，进行层压，由此得到太阳能电池组件。
然而，本发明人已发现由于在常规的工艺中，密封树脂构件中添加剂的浓度在密封树脂构件的厚度方向内是均匀的，为了有效地进行指定的功能，不仅仅需要混入添加剂。在光生伏打元件与密封树脂构件的层压操作期间，通过加热容易蒸发或分解这些过量的添加剂，由此以气泡的形式留在组件的表面内。这些保留的气泡使外观退化，并且是太阳能电池组件成品率降低的原因。此外，迄今为止，要提高光生伏打元件和密封树脂构件之间的粘附性时，通常的做法是在用密封树脂进行层叠操作之前，用硅烷耦合剂直接涂敷粘结表面。此外，当如玻璃板等的前表面构件粘接到密封树脂构件时，通常的做法是在用密封树脂进行层压操作之前，用硅烷耦合剂直接涂敷玻璃表面。
为了解决以上问题，本发明提供一种用于半导体的密封树脂构件，有添加剂溶解其中，并且添加剂的浓度在密封树脂构件的厚度方向内有梯度。
本发明还提供一种制备半导体的方法，包括在半导体元件的表面上层叠至少两种类型的有机聚合物树脂构件，并用树脂密封半导体，在有机聚合物树脂构件内有不同含量的添加剂溶解其中。
本发明还提供一种制备半导体的方法，包括将电场施加到密封树脂构件上以影响溶解在密封树脂构件中的极性添加剂的电泳，由此在密封树脂构件的厚度方向内产生添加剂的浓度梯度，并用树脂密封半导体。
本发明还提供一种制备太阳能电池组件的方法，包括在光生伏打元件的表面上层叠至少两种类型的有机聚合物树脂构件，并用树脂密封光生伏打元件，在有机聚合物树脂构件内有不同含量的添加剂溶解其中。
本发明还提供一种制备太阳能电池组件的方法，包括将电场施加到密封树脂构件上以影响溶解在密封树脂构件中的极性添加剂的电泳，由此在密封树脂构件的厚度方向内产生添加剂的浓度梯度，并用树脂密封光生伏打元件的表面。
本发明还提供一种用密封树脂密封的半导体元件，其中溶解在密封树脂中的添加剂在密封树脂构件的厚度方向内有浓度梯度。
本发明还提供一种密封树脂密封的半导体元件的制备方法，包括提供溶解在密封树脂中在密封树脂构件的厚度方向内有浓度梯度的添加剂。
下面的方法包括在密封树脂构件的厚度方向产生添加剂的浓度梯度的方法。一个方法是在半导体元件的表面上层叠至少两种类型的有机聚合物树脂板，例如含有不同含量添加剂的有机聚合物树脂板，并用树脂密封半导体的方法。
另一方法是向密封树脂构件施加电场以影响密封树脂构件中极性添加剂的电泳，以便在密封树脂构件的厚度方向内产生添加剂的浓度梯度，并用树脂密封半导体的表面的方法。向这里的密封树脂的表面施加电场的方法可以是从外部以强制的方式施加电场的方法，或在密封树脂构件上放置一个带电荷的有机聚合物树脂构件，例如表面进行了电晕放电或等离子体放电处理的有机聚合物树脂层，并施加电场的方法。
对于密封树脂中的添加剂，当期望有浓度梯度时，使用极性物质，而当期望有均匀的浓度分布时，使用无极性的物质。
本发明的密封树脂构件有添加剂溶解其中，由此使添加剂在密封树脂构件的厚度方向内有浓度梯度，因此为半导体非常有用的密封树脂构件。例如，在太阳能电池组件的情况中，当密封树脂中存在如紫外线吸收剂等的添加剂时，在密封树脂构件的光入射侧的表面附近有较高的浓度，由此即使添加剂的量很小，也可以有效地防止由紫外线造成的密封树脂和密封树脂下面的光生伏打元件的退化。
当在前表面构件或光生伏打元件的附近存在高浓度添加剂时，密封树脂构件中如硅烷耦合剂等的添加剂可以增强密封树脂和前表面构件之间或密封树脂和光生伏打元件之间的粘附力，具体地，在本发明中，优选密封树脂构件中硅烷耦合剂的浓度在靠近前表面构件的位置处较高，但在远离前表面构件的位置处较低，以便提高如玻璃板的前表面构件和密封树脂构件之间的粘附性。
由此，如上所述通过溶解在密封树脂中的添加剂在密封树脂的厚度方向内产生浓度梯度，可以最少量的添加剂获得指定的功能。也消除了在层压操作期间过量添加剂蒸发或分解以气泡形式留在组件表面内的负面效应。由于可以选择性地产生浓度梯度，也可以防止添加剂之间例如交联剂和氧化抑制剂之间的颉抗作用，添加剂之间的这种相互作用降低了它的能力，相反，选择性地产生浓度梯度促进了协作效应，例如紫外线吸收剂和光稳定剂之间发生的这种相互作用增强了它的能力。
图1为本发明太阳能电池组件的示意性剖面图；图2A示出了光生伏打元件的示意性剖面图，图2B为光接收侧上俯视平面图的一个例子；以及图3为制备本发明的半导体元件使用的单真空室系统的层压装置的示意性剖面图的一个例子。
图1为本发明太阳能电池组件(半导体器件)的示意性剖面图。在图1中，参考数字100表示太阳能电池组件，101为光生伏打元件，102为前表面侧上的透明密封树脂，103为位于最外表面的透明前表面构件，104为背表面侧上的密封树脂，105为背表面构件。来自外部的光入射到前表面构件103内，到达光生伏打元件101，并通过输出端子(未显示)输出产生的电动势。
根据目的可以从常规已知的各种元件中选择光生伏打元件101，包括1)晶体硅太阳能电池，2)多晶硅太阳能电池，3)非晶硅太阳能电池，4)硒化铜铟太阳能电池，5)化合物半导体太阳能电池等。
需要密封树脂102密封光生伏打元件表面的不平整处，以保护元件不受如温度变化、潮湿、冲击等的恶劣外部环境的影响，并确保前表面构件103和元件之间的粘接。因此，需要密封树脂102具有充分的耐气候性、粘附性、填充特性、耐热性、耐低温和耐冲击性。满足这些要求的树脂包括如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、聚乙烯醇缩丁醛树脂等的聚烯烃基树脂、氨基甲酸乙酯树脂、硅酮树脂、氟树脂等。其中优选使用EVA共聚物，是由于对于太阳能电池它们有很均衡的物理性质。同样需要交联密封树脂102，以便增强抗热性，因此，可以防止高温下使用时变形或蠕变。
当为EVA共聚物时，通常的做法是用如有机过氧化物等的交联剂交联它们。以从有机过氧化物的自由基中提取出氢或从树脂中提取出卤素原子形成C-C键的方式可以有效地交联有机过氧化物。现已公知的有机过氧化物的激活方法为热分解、氧化还原分解和离子分解。通常，优选使用热分解法。有机过氧化物的化学结构的具体例子包括过氧化氢、二烃基(烯丙基)过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酮缩醇、过氧酯、过氧碳酸盐、过氧化酮等。相对于100份重量的密封树脂，有机过氧化物的添加量为0.5到5份重量。
在叠层中，使以上所述的有机过氧化物溶解在密封树脂中，在真空中加压和加热下进行交联和热压缩。可以考虑有机过氧化物的热分解温度特性确定密封树脂的交联条件。通常，在热分解达到90％并且优选达到95％以上的温度和时间停止施加热和压力。通过测量凝胶百分比即密封树脂中胶凝树脂的速率，可以检查密封树脂的交联。为了防止在高温下密封树脂的变形，需要交联树脂以便凝胶百分比不少于70wt％。
为了有效地进行以上的交联反应，同样可以填加三烷基聚氨脂(TAIC)或类似物作为交联助剂和以上提到的交联剂结合。交联助剂的添加量不能多于交联剂的添加量；例如相对于100份重量的密封树脂，交联助剂的添加量不超过5份重量。
为了增强密封树脂和密封树脂下面层的耐气候性，也优选溶解紫外线吸收剂。在紫外线吸收剂中，考虑到太阳能电池组件的工作环境，特别优选使用低挥发性的紫外线吸收剂。具体的例子包括各种有机化合物，例如水杨酸基化合物、二苯酮基化合物、苯并三唑基化合物和氰丙烯酸酯基化合物。
如果除了紫外线吸收剂还填加光稳定剂，那么可以得到对光有稳定性质的密封树脂。典型的光稳定剂为受阻胺基光稳定剂。与紫外线吸收剂不同，受阻胺基光稳定剂不吸收紫外线。但当与紫外线吸收剂一起使用时，它们显示出显著的协作效应，在很长的一段时间可以保持紫外线吸收剂和光稳定剂的功能。当然除了受阻胺基光稳定剂，也可以使用其它的光稳定剂。由于受阻胺基光稳定剂没有使密封树脂变色，因此当期望密封树脂有高透光性时，它们为优选的光稳定剂。
在密封树脂的基础上，紫外线吸收剂和光稳定剂每一个的添加量优选在0.1到1.0wt％的范围内，最好在0.05到1.0wt％的范围内。
此外，当期望太阳能电池组件在恶劣的环境下使用时，优选增加密封树脂和光生伏打元件或前表面构件之间的粘结强度。通过将硅烷耦联剂或有机钛酸盐化合物作为粘接改进剂填加到密封树脂中，可以提高粘结强度。相对于100份重量的密封树脂，粘接改进剂的添加量优选为重量的0.1到3份，最好为重量的0.25到1份。而且，同样可以填加氧化抑制剂以提高密封树脂的耐热性和热使用性。氧化抑制剂的化学结构为单酚型、双酚型、多酚型、硫型、或磷酸型。在密封树脂的基础上氧化抑制剂的添加量优选0.05到1.0wt％。
由于本发明中使用的前表面构件103位于太阳能电池组件的最外层，因此需要确保太阳能电池组件在互外的暴露中长期可靠性的性能，包括透明度、耐气候性、耐污染、机械强度等。本发明中适用的材料包括低铁回火玻璃(含有低铁的回火玻璃)、氟树脂膜、丙烯酸树脂膜等。由于低铁回火玻璃有高透明度和抗断裂的高耐冲击性，因此在本发明中特别优选低铁回火玻璃作为太阳能电池组件的前表面构件。
在本发明中，当期望组件具有重量轻和柔韧性的性质时，也优选使用树脂膜(有机聚合物树脂)作为前表面构件。在这种树脂膜中，氟树脂膜为优选的构件，是由于它们优良的优选耐气候性和耐污染。具体地，可以包括例如聚偏二氟乙烯树脂、聚乙烯氟树脂、四氟乙烯-乙烯共聚物等。为了增强耐气候性，在其中优选使用聚乙烯氟树脂。此外，为了增强耐污染和机械强度并获得高透明度，也优选使用四氟乙烯-乙烯共聚物。
当树脂膜(表面树脂膜)用做前表面构件时，膜的厚度优选很大，在某种程度上能够确保机械强度。具体地，膜的厚度优选20到200μm，最好30到100μm。
为了增加与密封树脂的粘附性，需要对表面树脂膜进行表面处理，例如电晕放电处理或等离子体放电处理等。由此，在密封树脂中可以得到添加剂的浓度梯度，也增强了表面树脂膜的粘附性。
此外，当电场施加到密封树脂构件时，溶解在密封树脂中添加剂的浓度梯度逐渐变化。特别是当期望准确的浓度梯度时，该方法为优选的方法。
当通过将大量添加剂溶解其中的第一密封树脂构件粘结到第二密封树脂构件得到一个密封树脂构件时，在得到的密封树脂构件中添加剂具有具体的浓度梯度。特别是当期望在短时间内具体化浓度梯度时，该方法为优选的方法。
本发明可以适用于用添加剂溶解其中并具有浓度梯度的密封树脂密封(封闭)光电转换元件的目的，也可以适用于密封如薄膜晶体管或二极管等半导体器件构成的半导体元件的目的。
在说明书和权利要求书中，“添加剂溶解在密封树脂中”意思是添加剂在密封树脂内基本上没有沉淀。此外，当密封树脂密封光生伏打元件时，即使有添加剂溶解其中，密封树脂依然透明没有降低它的透明度。
此外，提供背表面密封树脂104是为了将光生伏打元件101粘结到背表面构件105。背表面密封树脂104的优选材料是能够充分牢固地粘结到导电基板、具有优良的长期可靠性、能够耐热膨胀和收缩并且具有柔性的材料。合适的材料包括如EVA、聚乙烯醇缩丁醛等的热熔材料、双面树脂涂敷胶带、具有柔性的环氧树脂粘合剂等。特别优选使用和前表面密封树脂相同的材料，例如使用以上介绍的交联的EVA用于背表面，这样可增强与密封树脂的粘结，并且可以显著地简化制造工艺。
为了维持光生伏打元件101的导电基板和外部之间的电绝缘需要背表面构件105。优选的材料是能够充分确保与导电基板的电绝缘、具有优良的长期可靠性、能够耐热膨胀和收缩并且具有柔性的材料。适于在膜形中使用的材料包括尼龙和聚乙烯对苯二酸盐。
可以将加强板(未示出)固定到背表面构件的外侧，以便增强太阳能电池组件的机械强度，或防止温度变化造成的变形和翘曲。所述加强板同样是与屋顶材料成一体或与建筑材料成一体的太阳能电池组件的基底材料。优选的材料为钢板、塑料板和FRP(纤维增强塑料)板。
下面介绍的是使用以上介绍的光生伏打元件、密封树脂、前表面构件和背表面构件形成太阳能电池组件的方法。
用前表面密封树脂102和前表面构件103覆盖光生伏打元件光接收表面的优选方法为制备模制成板形的密封树脂并将其热压缩到元件上的方法。具体地，密封树脂板插在光生伏打元件和前表面构件之间，并热压缩它们形成太阳能电池组件。此外，在制备密封树脂板的步骤中或将元件和前表面构件与密封树脂热压缩的步骤中，将电场施加到密封树脂板以影响密封树脂中极性添加剂的电泳，由此在密封树脂的厚度方向内产生浓度梯度。参考充分地进行交联反应的温度和时间确定压缩期间的加热温度和加热时间。使用背表面构件和背表面密封剂通过与以上类似的方法同样覆盖背表面。此时，特别是，可以使用与前表面密封树脂和背表面密封树脂相同的材料，由此可以同时影响交联和热压缩。
热压缩的方法可以是常规公知的真空热压缩法。真空热压缩法可以是双真空室系统或单真空室系统，下面参考图1和3介绍单真空室的一个例子。
首先，堆叠包括前表面构件103、前密封树脂102、光生伏打元件101、背密封树脂104和背表面构件的部件105形成太阳能电池组件叠层100，如图1所示。此时，由于要有助于从部件之间的空间排出空气的原因和防止EVA熔化从组件的边缘流出的原因，也可以使用无纺织物的玻璃纤维107。具体地，所述玻璃纤维无纺织物放置在表面密封树脂102上，加热它们使EVA浸透织物，由此无纺织物可以用做EVA的加强材料。此时，特别是当前表面构件为膜形时，玻璃纤维无纺织物107也可以用做EVA的加强材料，也出现了表面的裂纹很难扩展到元件的伴随效应。
下面使用图3介绍以上层压叠层100的步骤。图3示意性地示出了单真空室系统的层压装置和放置其中的叠层。叠层306放置在板301上，硅酮橡胶板302覆盖其上。该步骤之后，通过下面的步骤层压叠层。
(1)随着从板的排出口304排出，叠层被硅酮橡胶板302在整个表面上均匀地压缩。此时，如上所述空气从元件之间的空间排出。在图中，参考数字305代表O形圈。
(2)板301由加热器303加热到EVA熔化的温度。
(3)电场施加在提供在硅酮橡胶板上的电极307和板301之间。此时对前表面密封树脂内的极性添加剂进行电泳，产生浓度梯度。
(4)将板加热到EVA进行交联反应的温度，保持温度直到完成交联。
(5)冷却后，取出叠层306。
在以上步骤期间，存在叠层的空间内的真空度期望不大于700Pa，由于这样可以快速脱去元件之间的空气，并获得高凝胶率。
以上结合太阳能电池组件的例子介绍了本发明，但本发明同样优选适用于不能用做光生伏打元件如晶体管、二极管、电容器等的密封。此时，密封树脂也可以为不透明树脂。下面根据例子详细地介绍本发明。图2A为根据本发明制备的光生伏打元件的元件部分的示意性剖面图，图2B为光接收侧上俯视平面图的一个例子。
(例1)(光生伏打元件部分的制备)下面制造的非晶硅(a-Si)太阳能电池部分(光生伏打元件部分)显示在图2A和2B的结构中。具体地，通过溅射依次在洁净的不锈钢基片201上形成Al层(5000厚)和ZnO层(5000厚)作为背反射层202。然后，通过等离子体CVD法，由SiH4、PH3和H2的混合气体形成n型a-Si层，由SiH4和H2的混合气体形成i型a-Si层，由SiH4、BF3和H2的混合气体形成p型微晶μc-Si层，由此在n层150厚/i层4000厚/p层100厚/n层100厚/i层800厚/p层100厚的层结构中形成串联型的a-Si光电转换半导体层203。然后通过电阻加热法在O2环境中蒸发，形成In2O3的薄膜(700厚)作为透明导电层204。此后，进行光生伏打元件的消除缺陷处理。具体地，将光生伏打元件和与元件的透明导电层相对的电极板浸在氯化铝的水溶液中，将电导率控制在50到70mS。同时保持元件接地，将3.5V的正电压施加到电极板两秒钟，在分流部分选择性地分解透明导电层。这种处理将分流电阻由处理前的1kΩ·cm2-10kΩ·cm2提高到处理后的50kΩ·cm2-200kΩ·cm2。
在上一步骤中，提供了收集电流的栅电极205。直径为100μm的铜线沿丝网印刷形成的200μm宽的铜膏设置。然后糊状钎料放置在线上，此后熔化焊料将铜线固定到铜膏上，由此形成集电极电极。作为负端子的铜翼片由不锈钢焊料208固定到不锈钢基片上，作为负端子的锡箔带用导电膏207固定到集电极电极，形成输出端子206a、206b，由此得到光生伏打元件。
(形成组件)将背表面密封树脂(EVA 230μm厚/PET 100μm厚/EVA 230μm厚的成一体的叠层膜)、光生伏打元件(非晶硅半导体)、前表面密封树脂(EVA460μm厚)、前表面保护/加强材料(用丙烯酸粘合剂粘结直径为10μm长度为13mm的玻璃纤维制备的基本重量为40g/m2的玻璃纤维无纺织物)、和前表面构件(50μm厚的亚乙基四氟乙烯共聚物(下文称作ETFE)膜)以此顺序堆叠在背表面构件(涂敷0.4mm厚聚酯的GALVALUME不锈钢板(55％的铝-锌合金涂敷的不锈钢的产品名称))。这里使用的EVA为相对于100份重量的EVA树脂(乙酸乙烯酯含量33％)，通过混合重量为1.5份的2，5二甲基2，5双(叔丁基过氧)己烷作为交联剂、重量为0.5份的γ-(2-氨基)氨基苯-三甲氧基硅烷作为硅烷耦合剂、重量为0.15份的2-羟基-4-n-octoxy二苯甲酮作为紫外线吸收剂、重量为0.1份的双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸盐作为光稳定剂、以及重量为0.2份的三(单壬基苯基)亚磷酸盐作为氧化抑制剂得到的EVA。在粘结表面侧对ETFE进行等离子体放电处理以便增加与EVA的粘结。
将所述叠层ETFE膜侧朝上地放在以上介绍的单真空室系统的叠压装置(图3)的板上，并将硅酮橡胶板302和板形电极307重叠其上。然后使用真空泵(未示出)通过板的排气口进行抽空使橡胶吸到板上。在700Pa的真空中进行五分钟的抽空，通过将掩埋在板中的加热器加热到140℃，此后将温度保持十五分钟，由此引起EVA的熔化和交联反应。加热期间，将3KV/mm的电场施加在电吸307和板301之间。此后，终止加热器和电场，通过冷却风扇将板冷却到约40℃。然后停止抽空并取出太阳能电池组件。
用下面介绍的款项评估根据以上的方法制造的太阳能电池组件。
(例2)在制备EVA板(460μm厚)作为前表面密封树脂的阶段施加3KV/mm的电场，并且在层压操作期间电极307和板301之间没有施加电场，除此之外采用和例1相同的方法进行层压操作，评估如此得到的组件。
(例3)相对于100份重量的EVA含1.0份的硅烷耦合剂和不含紫外线吸收剂的第一EVA树脂板(230μm厚)放置在光电转换元件部分上，相对于100份重量的EVA含0.3份的紫外线吸收剂和不含硅烷耦合剂的第二EVA树脂板(230μm厚)放置在第一板上，粘结这两个树脂板形成前表面密封树脂，并且在层压操作期间电极307和板301之间没有施加电场，除此之外采用和例1相同的方法进行层压操作，评估如此得到的组件。
(例4)
在层压操作期间电极307和板301之间没有施加电场，除此之外采用和例1相同的方法进行层压操作，评估如此得到的组件。
(例5)用进行了等离子体放电处理的聚乙烯氟树脂膜(50μm厚，下文称作PVF)代替ETFE作为前表面构件，除此之外采用和例1相同的方法进行层压操作，评估如此得到的组件。
(例6)用没有进行等离子体放电处理的PVF代替ETFE作为前表面构件，除此之外采用和例1相同的方法进行层压操作，评估如此得到的组件。
(对比例1)PVF没有进行等离子体放电处理和层压操作期间电极307和板301之间没有施加电场，除此之外采用和例6相同的方法进行层压操作，评估如此得到的组件。
(评估结果)用下面的款项对以上介绍的实例和对比例中制造的太阳能电池组件进行评估。
(1)初始外观层叠操作之后立即进行太阳能电池组件外观的评估。
◎外观没有任何问题的太阳能电池组件○有少量气泡留在其中但实际使用时没有任何问题的太阳能电池组件(2)粘附性评估密封树脂(EVA)和背表面构件之间的初始粘附力。
◎粘附力不小于8kgf/25mm○粘附力不小于4kgf/25mm但小于8kgf/25mm×粘附力小于4kgf/25mm。
(3)耐气候性将太阳能电池组件放在太阳光老化试验计中，进行光照和降雨周期5000小时进行快速耐气候性试验，然后评估太阳能电池组件外观的变化。
◎外观没有任何变化○外观有一些变化但实际使用时没有任何问题×外观剥离或变色。
结果显示在表1中。
表1
从表1可以看出，在密封树脂的厚度方向内没有添加剂浓度梯度的对比例1粘附力低，耐气候性同样很差，并且光照后显示EVA变黄，是由于它含有硅烷耦合剂和紫外线吸收剂的量小于显示出期望功能需要的量。此外，关于初始外观，对比例有少量的气泡留在组件的表面中，尽管它们是实际使用中不会产生任何问题的级别。
相反，象例1、5和6中太阳能电池组件，尽管硅烷耦合剂和紫外线吸收剂的含量很小，但在层压操作期间向密封树脂施加电场得到的太阳能电池组件显示出没有任何问题。
例2证明在制备EVA树脂板期间施加电场能够获得相同的效果。这意味着施加电场进行了这些添加剂的选择性电泳，它们可以有效地起作用。
从例3的太阳能电池组件可以看出，能将电场施加到堆叠具有不同添加剂含量的密封树脂能够获得类似的效果，而不用施加电场。
从例4的太阳能电池组件可以看出，仅对ETFE进行等离子体放电处理的密封树脂，并且它的效果是实际使用中没有任何问题，尽管比强迫施加电场时更弱些。
根据本发明，通过在制备密封树脂的步骤中或用密封树脂密封半导体的步骤中产生溶解在密封树脂中添加剂的浓度梯度，可以得到具有高粘附性或高耐气候性的半导体器件，同时可以减少添加剂的量。具体地，通过堆叠至少有不同含量的添加剂的两种类型的有机聚合物树脂板或类似物形成一个密封树脂构件或通过对密封树脂构件施加电场影响密封树脂中极性添加剂的电泳，可以提供在密封树脂的厚度方向内有添加剂的浓度梯度的非常有用的半导体的密封树脂构件和具有该密封树脂构件的半导体元件。
在太阳能电池组件的情况中，可以根据密封树脂中添加剂的功能选择性地改变靠近密封树脂的光入射侧表面或靠近光生伏打元件表面的添加剂的浓度，由此添加剂可以更有效地起作用。
权利要求
1.一种用于半导体的密封树脂构件，有添加剂溶解其中，并且添加剂的浓度在密封树脂构件的厚度方向上有梯度。
2.一种制备半导体的方法，包括在半导体元件的表面上层叠至少两种类型的具有不同含量的添加剂溶解其中的有机聚合物树脂构件，并用树脂密封半导体，。
3.一种制备半导体的方法，包括将电场施加到密封树脂构件上以影响溶解在密封树脂构件中的极性添加剂的电泳，由此在密封树脂构件的厚度方向上形成添加剂的浓度梯度，并用树脂密封半导体表面。
4.根据权利要求3的方法，其中通过对密封树脂构件的表面充电对密封树脂构件施加电场。
5.根据权利要求3的方法，其中通过将进行了电晕放电或等离子体放电处理的有机聚合物树脂构件层叠在密封树脂构件的表面上向密封树脂构件施加电场。
6.一种制备太阳能电池组件的方法，包括在光生伏打元件的表面上层叠至少两种类型的具有不同含量的添加剂溶解其中的有机聚合物树脂构件，并用树脂密封光生伏打元件。
7.一种制备太阳能电池组件的方法，包括将电场施加到密封树脂构件上以影响溶解在密封树脂构件中的极性添加剂的电泳，由此在密封树脂构件的厚度方向上形成添加剂的浓度梯度，并用树脂密封光生伏打元件的表面。
8.根据权利要求7的方法，其中通过对密封树脂构件的表面充电对密封树脂构件施加电场。
9.根据权利要求7的方法，其中通过将进行了电晕放电或等离子体放电处理的有机聚合物树脂构件堆叠在密封树脂构件的表面上向密封树脂构件施加电场。
10.根据权利要求6的方法，其中添加剂为硅烷耦合剂，并且其中在与前表面构件接触的有机聚合物树脂构件侧或与光生伏打元件接触的有机聚合物树脂侧硅烷耦合剂的含量更高。
11.根据权利要求7的方法，其中添加剂为硅烷耦合剂，并且其中在密封树脂构件的光入射侧硅烷耦合剂的含量更高。
12.根据权利要求6的方法，其中添加剂为紫外线吸收剂，并且其中在有机聚合物树脂构件的光入射侧紫外线吸收剂的含量更高。
13.根据权利要求7的方法，其中添加剂为紫外线吸收剂，并且其中在密封树脂构件的光入射侧紫外线吸收剂的含量更高。
14.一种用密封树脂密封的半导体元件，其中溶解在密封树脂中的添加剂在密封树脂构件的厚度方向上有浓度梯度。
15.根据权利要求14的半导体元件，其中半导体元件为光生伏打元件。
16.根据权利要求14的半导体元件，其中添加剂选自硅烷耦合剂和紫外线吸收剂中的至少一个。
17.根据权利要求14的半导体元件，其中添加剂的浓度在靠近半导体元件的位置处较高，但在远离半导体元件的位置处较低。
18.根据权利要求14的半导体元件，其中添加剂的浓度在靠近半导体元件的位置处较低，但在远离半导体元件的位置处较高。
19.根据权利要求14的半导体元件，其中添加剂为粘合剂。
20.一种用密封树脂密封的半导体元件的制备方法，包括提供溶解在密封树脂中在密封树脂构件的厚度方向上有浓度梯度的添加剂。
21.根据权利要求20的方法，其中半导体元件是光生伏打元件。
22.根据权利要求20的方法，其中添加剂选自硅烷耦合剂和紫外线吸收剂中的至少一个。
23.根据权利要求20的方法，其中添加剂的浓度在靠近半导体元件的位置处较高，但在远离半导体元件的位置处较低。
24.根据权利要求20的方法，其中添加剂的浓度在靠近半导体元件的位置处较低，但在远离半导体元件的位置处较高。
25.根据权利要求20的方法，其中添加剂为粘合剂。
全文摘要
提供一种用于半导体的密封树脂,即使较少量的添加剂也能有效地起作用。用于半导体的密封树脂的特征在于添加剂在密封树脂构件的厚度方向上有浓度梯度。具体地,通过层叠至少两种类型含有不同含量的添加剂的有机聚合物树脂形成密封树脂或通过向密封树脂施加电场以影响密封树脂中极性添加剂的电泳,在密封树脂的厚度方向上形成添加剂的浓度梯度。
文档编号H01L23/29GK1228614SQ9910309
公开日1999年9月15日 申请日期1999年2月26日 优先权日1998年2月27日
发明者木曾盛夫, 片冈一郎, 山田聪, 塩塚秀则, 善光秀聪 申请人:佳能株式会社