具有散热器单元的光电器件的制作方法
【专利摘要】本实用新型描述了带有散热器单元的光电器件。一种光电器件包括具有多个背面接触金属化区域的背面接触光电池。在多个背面接触金属化区域上面布置一个或者多个散热器单元。在一个或者多个散热器单元上布置一个散热片。
【专利说明】具有散热器单元的光电器件
[0001]本申请是基于2012年I月20日提交的、申请号为201090001012.1、发明创造名称为“具有散热器单元的光电器件”的中国专利申请(国际申请号为PCT/US2010/040884)的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2009年7月20日提交的美国临时专利申请第61/227，024号的优先权，在这里通过引用方式将其整体并入。
【技术领域】
[0004]本发明的实施例属于可再生能源领域，特别地，属于带有散热
[0005]器单元的光电器件领域。
【背景技术】
[0006]发光二极管(LED)和光伏(PV)器件是光电器件的两个常见类型。在评估诸如包含LED和PV器件的系统之类的光电系统的制作和部署时，要考虑其热量管理和组装。例如，仅在光电晶片背面带有电接触(例如，在晶片的正面带有光接口)的器件系统是适宜在热量管理和组装方面改进的领域。这种系统制作和部署的挑战包括在光电晶片和散热片之间可能需要低热阻路径，以及工作电压的可靠的电隔离。为了便于大量制造，基于连续处理的设计概念和装配技术也是一个考虑。
实用新型内容
[0007]本实用新型提供了一种太阳能模块，其包括:太阳能电池；布置在所述太阳能电池上方的散热器层，所述散热器层包括多个散热器单元；以及布置在所述太阳能电池与所述散热器层之间的电池互连，其中所述电池互连至少部分地从所述散热器层中提供的通孔中露出。
[0008]优选地，所述太阳能电池包括所述太阳能电池的靠近所述散热器层的表面上的多个接触金属化区，并且其中，所述散热器层与所述多个接触金属化区电隔离。
[0009]优选地，所述太阳能电池包括内侧部分和一对外侧部分，并且其中所述散热器层仅布置在所述内侧部分上方并覆盖所述内侧部分。
[0010]优选地，所述太阳能电池包括内侧部分和一对外侧部分，并且其中所述散热器层布置在所述内侧部分和所述一对外侧部分二者上方并覆盖二者。
[0011 ] 优选地，所述通孔周围的散热器层的部分是应力消除特征。
[0012]优选地，所述太阳能电池是背面接触太阳能电池。
[0013]另外，本实用新型还提供了一种太阳能模块，该太阳能模块包括:多个太阳能电池；布置在所述多个太阳能电池上方的散热器层，所述散热器层包括多个散热器单元；以及多个电池互连，其各自耦接一对太阳能电池，其中所述电池互连至少部分地从所述散热器层中提供的通孔中露出。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1图示了传统光伏叠层的横截面图；
[0015]图2图示了根据本发明的实施例的带有传统光伏叠层布置的CPV接收器的横截面图；
[0016]图3图示了根据本发明的实施例的带有散热器单元的光电器件的横截面图；
[0017]图4图示了根据本发明的实施例的带有散热器单元的光电器件俯视图；
[0018]图5图示了根据本发明的实施例的在与电池和旁通二极管焊接在之前的基片的横截面图；
[0019]图6图示了根据本发明的实施例中的带有散热器单元的光电器件的横截面图；
[0020]图7图示了根据本发明的实施例的带有散热器单元的光电器件的俯视图；
[0021]图8图示了根据本发明的实施例的在与电池和旁通二极管焊接前的基片的横截面图；
[0022]图9图示了表示根据本发明的实施例的散热器层中的应力消除特征的例子的俯视图；
[0023]图10图示了根据本发明的实施例的带有散热器单元的光电器件的横截面图；
[0024]图11图示了根据本发明的实施例的带有散热器单元的光电器件的横截面图；
[0025]图12图示了根据本发明的实施例的带有散热器单元的光电器件的横截面图；
[0026]图13图示了根据本发明的实施例的应力消除特征的俯视图。
【具体实施方式】
[0027]这里描述带有散热器单元的光电器件。为了使读者对本发明有透彻的理解，在下面的描述中，提出多个具体的细节，比如，散热器单元的具体布置。对本领域的技术人员来显然的是没有这些具体的细节也能实现本发明的实施例。在其他各例子中，为了不对本发明的实施例带来不必要的费解，诸如叠层技术等众所周知的制造技术，不再作详细描述。进而，可以理解，附图中显示的不同实施例是说明性的，没有必要按比例作图。
[0028]本文公开的是带有散热器单兀的光电器件。在一个实施例中，光电器件包括一个包含多个背面接触金属化区域的背面接触光电池。一个或者多个散热器单元布置在多个背面接触金属化区域上。散热片布置在一个或者多个散热器单元上。这里还公开了光电系统。在一个实施例中，光电系统包括多个光电器件。每个光电器件包括包含多个背面接触金属化区域的背面接触光电池。每个光电器件还包括布置在多个背面接触金属化区域上的一个或者多个散热器单元。每个光电器件还包括布置在一个或者多个散热器单元上的散热片。光电系统还包括一对电池汇流条，每个电池汇流条布置在多个光电器件中的每一个中的每个背面接触光电池的一对外侧部分中的不同部分上。
[0029]根据本发明的实施例，在光电晶片和外部散热片之间的热阻被降低，同时设置有一个跨越在晶片外壳或者封装的高热流区域上的更加均匀且平坦的表面。沿晶片背面的平面的添加可以提高将散热片与外壳连接时接口和焊接质量。在一个实施例中，改善的热性能允许光电器件在较低温度下工作，这样，增大了光电转换效率并且降低器件元件的退化和失效。此外，在一个实施例中，大量持续的制造工艺被用来制造光电晶片阵列，用于LED照明应用和太阳能集中器的光伏接收器。相形之下，传统的光伏电池阵列装配方法依赖于具有连续堆叠元件的电池串的批处理，这些元件在最终的批处理中层叠在一起。当分立元件，诸如电池和互连，在彼此上面堆叠时，厚度差异在叠层中产生。光电晶片的高热流区域通常从堆叠电池和互连凹陷，结果造成与散热片连接的导热性不好。
[0030]此外，与根据本发明的实施例的卷对卷处理相比，在传统的系统中，批处理操作产量低。例如，在一个实施例中，通过金属箔、电介质层和聚合物粘接涂层的连续辊压处理限定并制造一种柔性基板。裸光电晶片然后被焊接到基板的引线上并且包封在玻璃盖板和金属散热器之间，金属散热器集成基板中进入裸片的最高热流区域处。在一个实施例中，基板充当到潜在无限数量的晶片的电互连并且将晶片热流紧紧地连接到外壳的平坦的，而且最突出的外表面。在一个实施例中，光电系统的元件以卷绕形式制造，从而可以进行大量的连续处理和后续的光电系统装配。在特定的实施例中，基板提供了大量生产中的并入诸如旁通二极管的集成无源器件的平台。
[0031]根据本发明的实施例，光电系统封装的重要挑战包括需要半导体晶片和散热片之间的低热阻通路，以及工作电压的可靠的电隔离。对于大功率LED照明系统和集中光伏接收器尤其如此。在一个实施例中，为了满足大量的制造目标，另一个挑战是建立与持续处理兼容的诸如辊式进给系统的设计理念。相反，可以通过少量晶圆的批处理来生产传统的光伏模块，该少量晶圆的批处理的起始操作是焊接晶圆之间的互连，以提供串联连接的电池串。然后电池串可以被放置在一包封物薄层上，该包封物薄层由相对较厚(举例说来，3毫米)的玻璃覆盖层支撑。附加的封装层和保护背板可以被放置在电池串上并且然后整个堆叠可以被批量层叠，从而形成完全的包封系统。
[0032]图1图示了传统光伏叠层的横截面图。参考图1，传统的光伏叠层100包括与一对互连104耦接的光伏电池102。光伏电池102和一对互连104布置在玻璃覆板(superstrate) 108上的包封层106中。背板110布置在包封层106上。
[0033]虽然图1所示的系统适合多个光伏模块，然而在用于创建聚光光伏(CPV)接收器或者大功率LED照明阵列时，这种配置会有些缺点。比如，在一个实施例中，这种传统配置在热流最大的互连104之间带有凹陷区域的背部薄片110上提供非平坦表面。此外，单个元件的批处理(举例来说，电池排列、互连的焊接、堆叠包封物和背板)会降低制造的产量。
[0034]图2图示了根据本发明的实施例的带有传统光伏叠层配置的CPV接收器的横截面视图。参考图2，带有传统光伏叠层配置的CPV接收器200包括与一对互连204耦接的光伏电池202。光伏电池202和这对互连204布置在玻璃覆板208上的包封层206中。散热片214通过粘合剂层212与背板210连接。
[0035]再次参考图2，光伏电池202和这对互连204的叠加在光伏电池202上的高热流区域和散热片214之间产生增大的空隙。在一个实施例中，热惩罚来自该区域背部充填热导率相对较低的聚合物粘合剂212。对传统电池层叠系统而言，由该热惩罚主导的光伏电池202和散热片214的电池到散热片的热阻通常占据传统电池叠层系统的整个电池到周围环境的热阻的50%以上。
[0036]根据本发明的实施例，图2描述的热惩罚被减弱或者消除。在一个实施例中，跨越晶片或电池外壳的高热流区域上提供一个更均匀且平坦的表面，这样可以提高与散热片的焊接质量。提升的热性能允许光电器件在较低的温度下工作，因而，增大光电转换效率并且减少元件性能的下降和失效。此外，在一个实施例中，大量的持续制造过程用于制造几乎无限的线性阵列器件，包括诸如二极管的无源器件，用于LED照明应用和太阳能集中器的光伏接收器。在一个实施例中，通过金属箔、电介质层和聚合物粘合剂涂层的持续辊式处理方式制造柔性的基板，来限定具有用于光电晶片和无源元件以及集成散热器的焊盘的基板。在一个实施例中，薄的高压电介质涂层和粘合剂层被用来制造成玻璃覆板上的层叠还被以辊式形式处理到基板中。
[0037]在本发明的一个方面中，提供了带有散热器单元的光电器件，其中一个或者多个散热器单元包括一对电池互连。图3图示了根据本发明实施例的带有散热器单元的光电器件的横截面。
[0038]参考图3，光电器件300包括背面接触光电池302。根据本发明的实施例，在背面接触光电池302的上表面304上包括多个背面接触金属化区域。光电器件300也包括在多个背面接触金属化区域上布置的一个或者多个散热器单元306。散热片308布置在一个或者多个散热器单元306上。根据本发明的实施例，如图3所描述，一个或者多个散热器单元306是一对电池互连的一部分。在一个实施例中，也如图3所描述,一对电池互连中的每一个都通过一对焊盘310中的每一个与多个背面接触金属化区域连接。
[0039]再次参考图3，根据本发明的实施例，背面接触光电池302包括内侧部分302A和一对外侧部分302B，其中一对焊盘310中的每一个都通过一对电池汇流条312中的一个与背面接触金属化区域连接。如图3所描述，在一个实施例中，每个电池汇流条312布置在背面接触光电池302的一对外侧部分302B中的不同部分上，而且该对电池汇流条306中的每一个的一部分布置在背面接触光电池302的内侧部分302A上，但是与其不接触。
[0040]再次参考图3，根据本发明的实施例，在背面接触光电池302的内侧部分302A上布置的一对电池互连306中的每一个的一部分包括布置在电池互连306和背面接触光电池302的内侧部分302A之间的电介质层314。在一个实施例中，如图3所描述，电介质层314不直接与背面接触光电池302的内侧部分302A接触。
[0041]再次参考图3，根据本发明的实施例，一对电池互连306中的每一个包括延伸到背面接触光电池302的边缘外部的延伸部分306A。在一个实施例中，每个延伸部分306A包括一个如图3所描述的第二电介质层316。在一个实施例中，背面接触光电池302布置在覆板308上，覆板308邻近与背面接触光电池302邻近一个或者多个散热器单元306的表面304相对的背面接触光电池302的表面305。在一个实施例中，如图3所描述，背面接触光电池302与覆板318通过包封材料320连接，而且散热片308通过热粘合剂材料322与一个或者多个散热器单元306连接。
[0042]根据本发明的实施例，图3描述的配置的优点来自双重目的的散热器和电池互连306，其可以降低背面接触面接触光电池302和散热片308之间的界面的热阻，同时提供低电阻的电池互连接306。在一个实施例中，为了提供高水平的热扩散，电池互连306从背面接触光电池302的两个边缘扩展到背面接触光电池302的中心，留有小间隙，从而为相对互连306提供电隔离。在一个实施例中，将互连306扩展到背面接触光电池302的中心有助于将从背面接触光电池302的照明部分直接产生的热量耦合到散热器单元306，并且为通过照明产生的背面接触光电池302的电流提供低电阻。在一个实施例中,远离电池边缘的互连和散热器单元306的外部宽度(举例说明，区域306A)基于系统几何约束和散热器的热效率决定，散热器的热效率主要是互连厚度、热导率和热源到散热器边缘的距离的函数。例如，在特定的实施例中，对于非常薄的互连层，散热器的热效率下降得相对较快，因此从电池边缘扩展很远能带来较小的热优点。在特定的实施例中，为了将背面接触光电池302生成的热更好地耦合到散热器单元306，电介质层的厚度也被最小化，这是因为电介质材料的热导率通常比散热器材料的热导率低得多。
[0043]根据本发明的实施例，图3描述的布置也使背面接触光电池302外壳的外表面平坦，从而为用粘合剂或其它焊接材料焊接散热片308提供均一的表面。在一个实施例中，从制造的角度看，使用单个金属层提供热扩散和电互连，举例来说，图3的特征306，减少了制造操作并且有助于连续处理。
[0044]在本发明的一个方面中，如图3所描述的器件被包括在带有多个光电晶片和焊接的旁路二极管的基板中。图4图示了根据本发明的实施例的带有散热器单元的光电器件的俯视图。
[0045]参考图4，系统400包括两个(或者更多)光伏电池402和404。散热器和互连组合特征406布置在光伏电池402和404上。在特定的实施例中，光伏电池404和404串联连接。图4也描述电池焊盘408、电池汇流条410和旁路二极管412。根据本发明的实施例，利用焊料接点或其他焊接技术，在电池焊盘408处进行散热器单元和互连组合特征406和电池汇流条410之间的电连接。在一个实施例中，应力消除特征414布置在电池焊盘408附近，允许接触相对于散热器单元移动，以便建立与光伏电池402和/或者404的电接触，如上述图3所描述。在一个实施例中，通过提供较短路径和没有大于约45度的拐角来定位应力消除特征414，以使在光伏电池402和404之间流动的电流的电阻最小化。然而，可以理解还可以集成其他的应力消除设计。因此，在一个实施例中，光电系统的至少一个电池互连包括一个或者多个应力消除特征。
[0046]在本发明的一方面中，基板的制作通过大量及以低成本内置特征的连续辊压处理来完成，或者通过与具有针对每个表面的所需电介质电镀的单个连接器协同工作来完成。可以想出多种不同操作顺序来建立连续辊或者单个连接器元件。在一个实施例中，用来限定散热器和互连组合特征的金属层通过冲压操作来制造，以冲掉材料生成应力消除特征并且为加强与电池的接口而向下设置接触焊盘。在一个实施例中，窄连接杆用于将连接器条保持在一起并且在基板制作的稍晚阶段拔出，或者基板由单个的连接器片制作。在一个实施例中，焊料或者其他用于在焊盘处将散热器和互连组合特征焊接到电池的焊接试剂在辊压或者单个连接片处理中被处理到连接器上。
[0047]图5说明根据本发明的实施例中与电池和旁路二极管连接之前的基板的横截面图。参考图5，光电器件500或者多个器件的基板部分包括散热器和电池互连组合特征502，电池焊盘504，电池电介质506和散热片电介质508。
[0048]联系图5，可以理解，可选的载体箔可以用于处理卷状的基板而且也可以引入散热片电介质表面或下面的电池电介质表面。此外，粘接层可以存在于电介质层的表面，以助于连接到电池或者电池外壳的密封剂表面。类似的基板可以用于照明应用的较大的大功率LED阵列。在根据本发明的实施例中，接下来，卷状或者带状的柔性基板被持续地大量馈入晶片连接器来附接旁路二极管和电池，以生成任意长度的电池串。在一个实施例中，在晶片被粘结至互连器件串之后，可以将基板直接传送至层叠操作以附接玻璃覆板。[0049]因此,在根据本发明的实施例中,可以制作光电系统。在一个实施例中，光电系统包括多个诸如图3所述的光电器件。每个光电器件包括包含一对外侧部分、一个内侧部分和布置在内侧部分上的多个背面接触金属化区域的背面接触的光电池。一个或者多个散热器单元布置在多个背面接触金属化区域上。散热片布置在一个或者多个散热器单元上。光电系统也包括一对电池汇流条，多个不同的光电器件中的每个器件中的每个背面接触光电池的每个电池汇流条布置在一对外侧部分中相互不同的部分上。
[0050]在一个实施例中，每个背面接触光电池的一个或者多个散热器单元包括一对电池互连，电池互连对中的每一个通过一对焊盘连接中的一个与多个背面接触金属化全区域连接。在一个实施例中，每个背面接触的光电池的焊盘对中的每一个与背面接触金属化区域通过电池汇流条对中的一个连接,而且每个背面接触光电池的电池互连对中的每一个的部分布置在背面接触光电池的内侧部分上，但是不与其接触。在一个实施例中，每个背面接触光电池，布置在背面接触光电池的内侧部分上的每个电池互连对中的每一个的部分包括布置在电池互连和背面接触光电池内侧部分之间，但是不与背面接触光电池的内侧部分接触的电介质层。在特别的实施例中，电介质层不与背面接触光电池的内侧部分直接接触。
[0051]在一个实施例中，每个背面接触的光电池，电池互连对中的每个连接包括延伸出背面接触光电池外缘的延伸部分，而且延伸部分包括第二电介质层。在一个实施例中，每个背面接触光电池，背面接触光电池布置在覆板上，覆板接近背面接触光电池表面与接近一个或者多个散热器单元的背面接触光电池的表面相对，背面接触光电池通过密封材料与覆板连接，而且散热片通过热粘接材料与一个或者多个散热器单元连接。
[0052]本发明的一个方面，在与多个背面接触金属化区域电隔离的一个或者多个散热器单元处有带有散热器单元的光电器件。图6说明根据本发明的实施例中，带有散热器单元的光电器件的横截面。
[0053]参考图6,光电器件600包括一个背面接触光电池602。在根据本发明的实施例中，背面接触光电池602包括多个背面接触金属区域，它们在光电池602的上表面604上。光电器件600也包括一个或者多个散热器单兀606,其布置在多个背面接触金属化区域上。散热片608布置在一个或者多个散热器单元606上。在根据本发明的实施例中，如图6所述，一个或者多个散热器单元通过使用电介质层614与多个背面接触金属化区域电隔离。在一个实施例中，如图6说书，电池互连对699通过焊盘对610中的一个与多个背面接触金属化区域连接。在一个实施例中,焊盘对610中的每一个通过电池汇流条对(未显示)中的一个与背面接触金属化区域连接。
[0054]再次参考图6，在根据本发明的实施例中，背面接触光电池602包括一个内侧部分602A和一对外侧部分602B，和布置在背面接触光电池602的内侧部分602A上的一个或者多个散热器单元606。如图6所述，背面接触光电池602布置在覆板618上，邻近背面接触光电池602的表面605的覆板618与接近一个或者多个散热器单兀606的背面接触光电池602的表面604相对。在一个实施例中，背面接触光电池602通过密封材料620与覆板618连接，散热片608通过热粘接材料622与一个或者多个散热器单元606连接。在根据本发明的实施例中，如图6所述，电介质层614布置在一个或者多个散热器单兀606和背面接触光电池602之间。
[0055]在根据本发明的实施例中，图6所述的安排的好处来自背面接触光电池602与散热器606和散热片608的紧密的热连接。在一个实施例中，这种安排的通过包括散热器中的通孔和容纳电池互连的电介质层成为可能。在一个实施例中，散热器606由具热导率有比粘接剂和密封材料的热导率还高的金属层组成，进一步降低背面接触光电池602和散热片608之间的热阻。
[0056]本发明的一个方面，图6的构造使得背面接触光电池602的外壳的外表面平坦，从而为使用粘接剂或其它粘合材料连接散热片提供均匀的表面。图7说明根据本发明的实施例中带有散热器单元的光电器件的俯视图。
[0057]参考图7，系统700包括两个(或者更多)光电池702和704。电池互连706布置在光电池702和704上。在特殊的实施例中，光电池702和704串联连接。图中也描述了旁路二极管712。在根据本发明的实施例中，光电系统的至少一个电池互连包括一个或者多个应力消除特征。
[0058]在根据本发明的实施例中，基板的制作通过高通量低成本地连续辊压处理使其作为特征的一部分来完成。在一个实施例中，处理通过将电介质涂层用于界定散热器的连续金属带开始。涂覆电介质后，在散热器上打通孔为电池互连和诸如旁通二极管的旁路元件留出空间。附件的薄粘接层(如EVA)也可以用于电介质表面，以便于电池和连接层的连接。在一个实施例中，然后，连接层被添加到包含电介质和散热器的卷中来界定带有隔离电介质层的双金属系统。电介质层准备用来连接电池和其他元件。连接层可以用预先电镀焊接垫或者其他特征处理，允许半导体晶片焊接或者连接。在基板制作过程的可选实施例中，基板可以通过从电介质核心两侧建立双金属层的方法建立或者通过从建立较低连接层的方式来界定。在一个实施例中，这种在传统技术上的制作过程的可能优点是大量连接、散热器和电介质卷处理成单个元件，而不是将这些元件独立地集成成批处理。
[0059]图8说明在根据本发明的实施例中基板与电池和旁路二极管连接之前的横截面视图。参考图8，光电器件800或者多个光电器件的基板部分包括一个散热器802，电池焊盘804、电介质层806、一对电池互连808和粘接层810。在根据本发明的实施例中，如图8所述，散热器802与电池互连对808电隔离。在根据本发明的可选实施例中，电介质层806和粘接层，可能和密封层实际上是具有多功能的单个材料层。
[0060]结合图8的描述，卷状的柔性基板然后被送入晶片连接器持续大量地与旁路二极管和电池互连来生成任意长度的电池串。在一个实施例中，晶片被连接后，连接的器件串可以被直接转送到层叠操作来粘接玻璃覆板。在一个实施例中需要注意，应力消除特征可以被加到散热器和电池互连层来减少由于高温连接和层叠操作产生的应力。图9所示的散热器层904中的应力消除特征902的例子，是根据本发明的实施例。在一个实施例中，暂时的结构拉杆也可以被集成到连接和散热器层中，在后续阶段的处理中会被冲压掉。
[0061]这样，在根据本发明的实施例中，可以制作光电器件。在一个实施例中，光电系统包括诸如图6所述的多个光电器件。每个光电器件包括背面接触光电池，电池包括一对外侧部分、一个内侧部分和布置在内侧部分上的多个背面接触金属化区域。一个或者多个散热器单元布置在多个背面接触金属化区域上。散热片布置在一个或者多个散热器单元上。光电系统也包括一对电池汇流条，每个电池汇流条布置在多个光电器件中的每个背面接触光电池的外侧部分对中的不同一个上。
[0062]在一个实施例中，每个背面接触光电池，一个或者多个散热器单元与多个背面接触金属化区域电隔离。在一个实施例中，对每个背面接触光电池而言，背面接触光电池包括内侧部分和一对外侧部分，以及布置在背面接触光电池的内侧部分上的一个或者多个散热器单元。在一个实施例中，对每个背面接触光电池而言，背面接触光电池布置在覆板上，
[0063]邻近背面接触光电池的表面的覆板与接近一个或者多个散热器单元的背面接触光电池的表面相对，背面接触光电池通过密封材料与覆板连接，而且散热片通过热粘接材料与一个或者多个散热器连接。
[0064]本发明的另一个方面，可以考虑不同的散热片配置。图10说明根据本发明的实施例中带有散热器单元的光电器件的横截面。
[0065]参考图10，光电器件1000包括一个背面接触光电池1002。在根据本发明的实施例中，背面接触光电池1002包括在光电池1002的上表面1004上的多个背面接触金属化区域。光电器件1000也包括布置在多个背面接触金属化区域上的一个或者多个散热器单元106。折翅散热片1008也布置在一个或者多个散热器电源106上。在与本发明一致的实施例中，如图10所述，一个或者多个散热器单元1006是一对电池互连的一部分。在一个实施例中，也如图11所述，电池互连对中的每一个连接通过焊盘对1010中的一个与多个背面接触金属化区域连接。
[0066]图11说明根据本发明的带有一个散热器单兀光电器件的实施例的横截面。参考图11，光电器件1100包括一个背面接触光电池1102。在根据本发明的实施例中，背面接触光电池1102包括光电池1102的上表面1104上的多个背面接触金属化区域。光电器件1100也包括布置在多个背面接触金属化区域上的一个或者多个散热器单元1106。折翅散热片1108布置在一个或者多个散热器单元1106上。在根据本发明的实施例中，一个或者多个散热器单元1106与多个背面接触金属区域电隔离，如图1所描述。在一个实施例中，电池互连对1199通过焊盘1110中的一个与背面接触金属化区域连接，如图11所述。在一个实施例中，焊盘1110中的每一个通过电池汇流条对中的一个与背面接触金属化区域连接。在一个实施例中，光电器件1100包括一个电池电介质层1112和散热器通孔1114。在一个实施例中，光电器件1100包括散热片电介质层1116。在一个实施例中，如果在一个或者多个散热器单元1106之后增加散热片电介质层1116并且冲压了散热器通孔1114，则散热片电介质层1116添加附加的隔离并且潜在地为散热器通孔1114增加一个“帽”。
[0067]在本发明的一个方面，电池上可以包括多级散热器单元。例如，如12说明根据本发明的实施例中带有散热器单元的光电器件的横截面。
[0068]参考图12，光电器件1200包括一个背面接触光电池1202。在根据本发明的实施例中，背面接触光电池1202包括在光电池1202的上表面1204上的多个背面接触金属化区域。光电器件1200也包括布置在多个背面接触金属化区域上第一层中的一个或者多个散热器单元1206。在根据本发明的实施例中，如图12所述，一个或者多个散热器单元1206与多个背面接触金属化区域电隔离。在一个实施例中，如图12所述，一对电池互连1299通过焊盘1210中的一个与背面接触金属化区域连接。在一个实施例中，如图12所述，焊盘1210中的每一个通过电池汇流条对(未显示)中的一个与背面接触金属化区域连接。在根据本发明的实施例中，光电器件1200进一步包括布置在一个或者多个散热器单兀1206上的上部散热器单元1240，并且通过上电介质层1242与一个或者多个散热器单元隔离。在一个实施例中，光电系统包括多个背面接触光电池，每个背面接触光电池进一步包括上部散热器单元1240，其布置在一个或者多个散热器单元上，并且通过诸如上电介质层1242的上电介质层与一个或者多个散热器单兀隔离。在一个实施例中，光电器件1200也包括电介质层1250。在一个实施例中，如图12所述,光电器件1200也包括布置在上部散热器单兀1240上的散热片1208。
[0069]可以理解，在这里应力消除特性的讨论并不局限于上述特征的描述。另一个例子，图13说明根据本发明的实施例中，应力消除特征俯视图。参考图13，光电系统1300包括一个或者多个光电池13002，一个电池焊盘1304，一个旁通二极管1306，和图13中放大的应力消除特征1300。
[0070]这样，我们讨论了带有散热器的光电器件。在根据本发明的实施例中，光电器件包括一个有多个背面接触金属化区域的背面接触光电池。光电器件也包括布置在多个背面接触金属化区域上的一个或者多个散热器单元。在一个实施例中，一个或者多个散热器单元包括一对电池互连，每个电池互连对通过焊盘对中的一个以多个背面接触金属化区域连接。在另一个实施例中，一个或者多个散热器单元与多个背面接触金属化区域电隔离。
【权利要求】
1.一种太阳能模块，包括: 太阳能电池； 布置在所述太阳能电池上方的散热器层，所述散热器层包括多个散热器单元；以及布置在所述太阳能电池与所述散热器层之间的电池互连，其中所述电池互连至少部分地从所述散热器层中提供的通孔中露出。
2.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中，所述太阳能电池包括所述太阳能电池的靠近所述散热器层的表面上的多个接触金属化区，并且其中，所述散热器层与所述多个接触金属化区电隔离。
3.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中，所述太阳能电池包括内侧部分和一对外侧部分，并且其中所述散热器层仅布置在所述内侧部分上方并覆盖所述内侧部分。
4.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中，所述太阳能电池包括内侧部分和一对外侧部分，并且其中所述散热器层布置在所述内侧部分和所述一对外侧部分二者上方并覆盖二者。
5.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中，所述通孔周围的散热器层的部分是应力消除特征。
6.根据权利要求1所述的太阳能模块，其中，所述太阳能电池是背面接触太阳能电池。
7.一种太阳能模块，包括: 多个太阳能电池； 布置在所述多个太阳能电池上方的散热器层，所述散热器层包括多个散热器单元；以及 多个电池互连，其各自耦接一对太阳能电池，其中所述电池互连至少部分地从所述散热器层中提供的通孔中露出。
8.根据权利要求7所述的太阳能模块，其中，所述多个太阳能电池中的每一个都包括所述太阳能电池的靠近所述散热器层的表面上的多个接触金属化区，并且其中，所述散热器层与所述多个接触金属化区电隔离。
9.根据权利要求7所述的太阳能模块，其中，所述多个太阳能电池中的每一个都包括内侧部分和一对外侧部分，并且其中所述散热器层仅布置在所述内侧部分上方并覆盖所述内侧部分。
10.根据权利要求7所述的太阳能模块，其中，所述多个太阳能电池中的每一个都包括内侧部分和一对外侧部分，并且其中所述散热器层布置在所述内侧部分和所述一对外侧部分二者上方并覆盖二者。
11.根据权利要求7所述的太阳能模块，其中，所述通孔周围的散热器层的部分是应力消除特征。
12.根据权利要求7所述的太阳能模块，其中，所述多个太阳能电池中的每一个都是背面接触太阳能电池。
【文档编号】H01L31/052GK203589052SQ201320076230
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2010年7月2日 优先权日:2009年7月20日
【发明者】瑞恩·林德曼, 马修·道森, 伊泰·苏伊士 申请人:太阳能公司