能量转换装置与使用该能量转换装置的功率晶体管模块的制作方法

本发明有关于一种能量转换装置，特别指一种具有多极电压输出的能量转换装置与使用该能量转换装置的功率晶体管模块。

背景技术：

多极电压源可应用于各种不同领域之中，包括充电装置或者功率晶体管模块，而该功率晶体管模块可为绝缘闸双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或一金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)。传统多极电压源可单独使用蓄电池或通过串联蓄电池方式提供多极电压。然而，该电池过于笨重且仅可储存少量电力，导致无法使用于高压充电装置或功率晶体管模块。

高压绝缘闸双极性晶体管一般使用于电压范围15至3000V(或者更高)的模块，其针对逆变器、转换器、电源供应器、马达控制器以及牵引应用。而至少需要使用一闸极驱动器，用以驱动该绝缘闸双极性晶体管。特别是，该闸极驱动器适用于需电性隔离的逆变器与转换器。该电池无法提供该闸极驱动器所需的隔离电压。因此，需将一隔离变压器连接至该闸极驱动器，用以隔离其输出电压。借此该绝缘闸双极性晶体管可因应该闸极驱动器的需求而快速切换开与关的状态。

一般而言，该隔离变压器具有磁芯，用以于各电路之间提供电流隔离。然而，由于高电压隔离变压器通常需客制化设计，因此经常导致制作成本过高。此外，为了获得更高的隔离电压，高压隔离变压器的设计往往过于笨重。例如，具有20kV隔离电压的隔离变压器的典型尺寸为200毫米 × 200毫米 ×200毫米，其重量约为5.5公斤。

该垂直多接面(Vertical Multi-junction，VMJ)电池为一高电压能量转换装置，其具有小尺寸以及重量轻等特性，且该VMJ电池的输出电压高于单一接面电池。一般而言，10毫米× 10毫米的VMJ电池在一太阳照度条件下可产生高于25伏特，同样条件下，传统单一接面电池仅可产生少量伏特。此外，传统VMJ电池仅可由两末端接点输出电压。因此，产生多极电压输出对于现今的VMJ电池为一重大挑战。

有鉴于此，有必要提出一种能量转换装置，能输出多极电压，并取代该功率晶体管模块的隔离变压器。

技术实现要素：

本发明提出一种能量转换装置，其与至少一鳍片形成电性连接并输出多极电压，而各该至少一鳍片包括︰[1]生成自该能量转换装置的内侧，[2]生成自配置于该能量转换装置部件内的一金属接点，以及[3]与第一末端接点及第二末端接点相互间隔。

本发明亦提出一功率晶体管模块，其包括至少一晶体管；一闸极驱动器，以及一该能量转换装置。该闸极驱动器配置为驱动该至少一晶体管。该能量转换装置配置为提供隔离电压至该闸极驱动器。

该能量转换装置可接触至少一鳍片及不同末端接点或者接触其他鳍片，借此输出多极电压。该能量转换装置可提供无噪声的电压源，且该能量转换装置所输出的电压可被视为无变压器的隔离电压。因此，该能量转换装置可用以取代功率晶体管模块内部的隔离变压器。

附图说明

图1所示为现有技术的一侧面照光垂直多接面光伏接收器数组的侧面示意图。

图2所示为现有技术的ㄧ垂直多接面光伏接收器数组的一各别电池的侧面示意图。

图3所示为现有技术的一垂直多接面光伏接收器数组的剖面图。

图4所示为现有技术的一能量转换装置的剖面图。

图5所示为现有技术的一能量转换装置的特写剖面图。

图6所示为本发明的散热鳍片与能量转换装置的示意图。

图7所示为现有技术的热能转换组件的热能传递流程图。

图8所示为本发明的冷却式能量转换装置的热能传递流程图。

图9至图11所示为三种现有技术的三维能量转换或光电组件晶锭的斜面示意图。

图12所示为本发明的一能量转换装置的斜面示意图。

图13所示为本发明的一能量转换装置的特写示意图。

图14与图15所示为本发明的配置于一热床上方的一能量转换装置的斜面示意图。

图16所示为本发明的配置于一热床上方的一能量转换装置的侧面示意图。

图17所示为本发明的组件底部具有一散热器数组的能量转换装置的斜面示意图。

图18所示为本发明的热传递的流程图。

图19所示为本发明的能量转换装置与一散热器数组及散热器支撑结构的斜面示意图。

图20所示为本发明的三维光电组件晶锭的能量转换装置的局部剖面图。

图21所示为比较现有技术与本发明所揭示的能量转换装置的操作温度与入射太阳光强度的趋势说明图。

图22与图23所示为本发明的采用双热床的能量转换装置与散热器的相异斜面示意图。

图24所示为本发明的一实施例的一能量转换装置的透视图。

图25所示为本发明的一实施例的一能量转换装置的透视图。

图26所示为本发明的一实施例的一能量转换装置的示意图。

图27所示为本发明的一实施例的一能量转换装置的示意图。

图28所示为本发明的一实施例的一功率晶体管模块的透视图。

图29所示为本发明的一实施例的一能量转换装置的俯视图。

图30所示为本发明的一实施例的波导管对齐一能量转换装置的剖面图。

图中：

100垂直多接面光伏接收器；

110太阳能电池；

120入射面；

130阳极；

140阴极；

150热传导路径；

200太阳能电池；

300垂直多接面光伏接收器；

310太阳能电池；

320热接面；

330热传导路径；

340氮化硼热环氧树脂；

350氮化铝电路板；

360氮化硼热环氧树脂；

370热铜管；

400能量转换组件；

410能量转换部件；

420散热器；

421散热鳍片数组；

422鳍片；

430热接面；

440热传导路径；

600能量转换组件；

610能量转换部件；

620散热器；

621散热鳍片数组；

622鳍片；

630热传导路径；

640组件边界；

700热能传递；

710能量转换组件；

720热接面；

730散热器基座；

740散热鳍片；

800热能传递；

810能量转换组件；

820散热鳍片；

900三维能量转换的方形晶锭；

910垂直多接面光伏接收器；

920入射面；

930第一相对晶锭表面；

940第二相对晶锭表面；

950入射波束；

1000三维能量转换的梯形晶锭；

1010垂直多接面光伏接收器；

1020入射面；

1030第一相对晶锭表面；

1040第二相对晶锭表面；

1050入射波束；

1060反射波束；

1100三维能量转换的三角形晶锭；

1110垂直多接面光伏接收器；

1120入射面；

1130第一相对晶锭表面；

1140第二相对晶锭表面；

1150入射波束；

1200能量转换组件；

1210平坦式垂直多接面光伏太阳能电池数组；

1220散热器；

1221散热鳍片数组；

1222鳍片；

1230接片；

1240接片；

1250热传导路径；

1400能量转换组件；

1410热床；

1420散热鳍片数组；

1421鳍片；

1430接片；

1440接片；

1450热传导路径；

1500能量转换组件；

1510热床；

1520散热鳍片数组；

1521鳍片；

1530接片；

1540接片；

1550逆反光镜；

1700能量转换组件；

1710散热鳍片数组；

1711鳍片；

1720接片；

1730接片；

1740热传导路径；

1800能量转换部件；

1810复数鳍片；

1820空气环境；

1830热对流；

1840直接接触的热传导；

1900能量转换组件；

1910散热鳍片数组；

1911鳍片；

1920接片；

1930接片；

2000三维能光电组件晶锭；

2010能量转换组件；

2020散热鳍片数组；

2021鳍片；

2030接片；

2040接片；

2050通道；

2200双热床的能量转换组件；

2210主要热床；

2211线状热床；

2220散热鳍片数组；

2221鳍片；

2230接片；

2240接片；

10能量转换装置；

10B底层表面；

10S末端表面；

10T顶层表面；

12能量转换装置部件；

14第一末端接点；

16第二末端接点；

18金属接点；

20能量转换装置；

20B底层表面；

20S末端表面；

20T顶层表面；

22能量转换装置部件；

24第一末端接点；

26第二末端接点；

28金属接点；

30功率晶体管模块；

31晶体管；

32闸极驱动器；

33能量转换装置；

332能量转换装置部件；

334第一末端接点；

336第二末端接点；

338金属接点；

33S末端表面；

34散热器；

35热接面材料；

36雷射源部件；

362光纤链路；

364雷射；

37波导管；

40能量转换装置；

42垂直多接面电池；

42S顶层表面；

422末端接点；

424电池接面；

426金属接点；

44引线；

46副支架；

462导电接垫；

D距离；

F鳍片；

F1第一鳍片；

F2第二鳍片；

V1第一电压；

V2第二电压；

V3第三电压；

V4第四电压；

W雷射光。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。如美国公告专利US 14/530619所揭示一种通过至少一鳍片形成散热器的能量转换装置。然而，该能量转换装置与至少一鳍片形成电性连接，用以输出多极电压。

该美国公告专利US 14/530619所揭示的图1至图23的发明内容与实施方式将以引用合并方式参照。

现请参考图1，现有技术的一侧面照光垂直多接面光伏接收器数组的侧面示意图。其中，一垂直多接面光伏接收器100包含一组各别串联的太阳能电池110，其允许一入射面120暴露于一入射波束的照射，如一聚集的太阳光、一雷射波束或者其他具有能量流动特性的一波束。该垂直多接面光伏接收器100具有成对的光电馈入端，该横越组件的光电馈入端包含一阳极130与一阴极140。在高强度太阳光照射所发生的光伏能量转换中，则将由该组件产生并输出一相对较大的热传导路径150。

现请参考图2，现有技术的一垂直多接面光伏接收器数组的一各别太阳能电池200的侧面示意图。其中，P+、N与N+表示重度外质掺杂，以硅半导体为例，n+与p+表示掺杂足够外质并使其体电阻率位于mOhm-cm的范围，而本质半导体的体电阻率则位于Ohm-cm的范围。

现请参考图3，现有技术的一垂直多接面光伏接收器数组的剖面图。其中，该热传导路径330全方向性地横越该垂直多基面电池的介质层，而该热传导路径330所横越的介质层依序包含一氮化硼热环氧树脂340、一氮化铝电路板350、另一氮化硼热环氧树脂360以及一多个散热铜管370或是一类似的散热组件。该散热管理材料的选择根据现有已知的半导体组件技术所决定，且其并不限制本发明的各种三维或平坦式光电组件晶锭与能量转换组件的发展。

现请参考图4，现有技术的一能量转换组件的剖面图。其中，一能量转换组件400包含三组能量转换部件410(s、g与d)，如金氧半场效晶体管的源极、闸极与汲极。该能量转换组件400自身所具有的整体单一性结构，即足以满外部散热的需求，且该能量转换组件与一散热器420(HEAT SINK)连接于一热接面430。

该热接面430可包含导热硅脂、凝胶、散热化合物或者其他已知的散热介质。导热硅脂为一电性绝缘的导热材料，其具有消除气泡的优点，且可包含各种可聚合的液晶混合物以及电性绝缘的导热填充剂。现有技术经常采用的环氧树脂、硅树脂、氨基甲酸乙酯以及丙烯酸酯将用以暂缓氧化铝、氮化硼、氧化锌与氮化铝的分离与微小化。而该热接面430将包含已知抗反射涂层或其他可提供相同设计目标的材料。

现有技术所采用的散热器420包含散热鳍片数组421，其设计与结构将增加表面面积并降低热组，借由已知热对流与热辐射方式可散佚更多的热能。图4中所示的一散热路径440以黑色箭头所表示，其横越该热接面430并穿越该散热器420，且最后经由该散热鳍片数组421的各鳍片422将热能辐射而出。

现请参考图5，现有技术的一能量转换组件的特写剖面图。当该能量转换组件400执行能量转换时，该能量转换组件400将包含该组件执行必要操作所需的能量载子(如图标示的e-与hν)，且该能量载子将受限于该能量转换组件400中。

现请参考图6，本发明的散热鳍片与能量转换组件的示意图。在本发明中，一能量转换组件600的结构与形状的设计将热能传递至一多个鳍片622，且至少一部分鳍片622将形成一散热器620，而各该鳍片622包括︰[1] 生成自该能量转换组件的内侧，且其能量传递横越一组件边界640(device boundary)；[2] 由一能量转换部件610所形成，如一数组式垂直多接面光伏接收器的各层，一金氧半场效晶体管的源极、闸极与汲极，或者一数组式双极性接面晶体管的射极、集极与基极，且该能量转换部件为一固有部件，以及[3] 各别支持该能量转换组件600的功能所需的能量载子传递。在一热传导路径630中，热能由邻近的能量转换部件610输出，其不需通过一热接面即可横越该组件而输出。

现请参考图7，现有技术的热能转换组件的热能传递700流程图。该热能由能量转换组件710经由一热接面720传递至一散热器基座730，该散热器基座730设置于该能量转换组件710的外部。借由该散热器基座730，该热能可有效地由一数组式散热鳍片740散佚而出。现有技术所采用的一散热器通过热接合或机械式接合方式连接至一散热器基座730，而所形成的一热接面720将增加热阻，其热传导路径将横越所形成的该热接面720，进而减少该散热器的热通量。

现请参考图8，本发明的冷却式能量转换组件的热能传递800流程图，其中，该热传导路径直接将主动部件所生成的能量，由能量转换组件810传递至散热鳍片820，而不需要任何散热器基座、热接面或导热硅脂。

该能量转换组件810的应用用以处理大量的能量输入与输出，如垂直多接面光伏太阳能电池数组与半导体雷射的能量接收与传递。

现请参考图9至图11，三种现有技术的三维能量转换或光电组件晶锭的斜面示意图。其中，入射波束950、1050、1150照射于该晶锭的入射面920、1020、1120。图9说明由一多个平面晶圆或太阳能电池所形成的一方形晶锭900，图10说明由一多个平面晶圆或太阳能电池所形成的一梯形晶锭1000，而图11说明由一多个平面晶圆或太阳能电池所形成的一三角形晶锭1100。该光电或垂直多接面光伏接收器晶锭的形状可根据设计需求进行变更，藉此增强其边缘照射的入射光量。根据该波导管接收器的设计，将使其最大化所汇聚的入射光量。各该三维光电组件晶锭及/或三维光伏接收器晶锭可包含一第一相对晶锭表面930、1030、1130与一第二相对晶锭表面940、1040、1140，该第一相对晶锭表面930、1030、1130与该第二相对晶锭表面940、1040、1140分别位于该平面晶圆或太阳能电池的相对末端。在该三维光伏接收器晶锭中，该第一相对晶锭表面930、1030、1130输出一正电荷（＋）的一表面，而该第二相对晶锭表面940、1040、1140输出一负电荷（－）的一表面，而该三维光伏接收器晶锭由各别光伏太阳能电池以相同的光伏处理方式串接而形成。该三维光伏接收器晶锭1000亦具有另外一种执行方式，即一输出波束1060将由该三维光伏接收器晶锭1000的一发射面1020输出。如美国专利所揭示的应用，一类似于通讯波束的一输出波束可能由一三维光电组件晶锭生成，否则该能量转换组件内部的一实体装置可能吸收根据通讯需求所产生的一波束能量。一输出能量转换组件晶锭可包含已知输出组件，如任何发光二极管、一固态雷射二极管、一三维雷射、一垂直外腔面射型雷射、一垂直腔体面射型雷射或者任何具有类似功能的组件。

该垂直多接面光伏接收器的构成与操作为过去所揭示的已知技术。厚度为250微米且掺杂p+、n与n+的硅晶圆可通过金属化、堆栈与合金等技术，形成一厚度为1公分的多层堆栈。该扩散晶圆的堆栈经由切割后可产生约1000组垂直多接面太阳能电池用以执行高电压的操作，其中，各垂直多接面太阳能电池的尺寸约为1公分×1公分×0.05公分，且其包含40组串接的电池单元。将照射太阳光的硅表面将通过已知蚀刻方式移除粗糙的表面，并以一已知抗反射层涂布进行加工。

经由上述的加工处理后，可形成一2公分×2公分的垂直多接面光伏接收器，在高强度照光条件下，该垂直多接面光伏接收器可产生80至100伏特的电压，并生成200瓦特的功率的2安培的电流。与传统光伏太阳能电池相较之下，产生相同的功率则需高达180安培的电流，其造成相当严重的电力管理问题。

该图标仅简易说明晶锭结构，而现有技术所揭示的光电/能量转换组件或能量转换组件晶锭可补充的相关部件，包含侧面反射镜(side reflectors)、透镜(lens)或其他折射组件(refractive elements)、传感器(sensors)以及视准仪(collimators)，其并未脱离本发明的专利范围且表示于附属专利范围中。

现请参考图12，本发明的一能量转换组件1200的斜面示意图。该能量转换组件1200具有一平坦式垂直多接面光伏太阳能电池数组1210与散热器1220，其中，该能量转换组件1200的输出端(阳极与阴极)分别为接片1230与接片1240。

在该散热器1220的散热鳍片数组1221中，各鳍片1222突出且形成自该能量转换组件1200内部，其各别支持该能量转换组件1200的功能所需的能量载子传递。

现请参考图13，本发明的一能量转换组件的特写示意图，其说明一热能散佚的一热传导路径1250，该热传导路径1250沿着一能量转换部件而直接输出至外部环境。

现请参考图14与图15，本发明的配置于一热床1410上方的一能量转换组件1400的斜面示意图。其中，该热传导路径1450直接至该热床1410，并且采用热对流方式增加散热的效能，而该热床1410的构成选自铝、铜、或其他现有技术已知的热导体。图15说明本发明的一类似组件的一实施例，其额外包含一固定的逆反光镜1550，且该逆反光镜1550横越该能量转换组件1500，其用以于电力波束应用中满足定位的需求。

现请参考图16，本发明的配置于一热床1510上方的一能量转换组件1500的侧面示意图。该逆反光镜1550可配置于该能量转换组件1500的内部或下方，藉此可保护该逆反光镜1550以及各种半导体组件，如透明的硅薄膜。

现请参考图17，本发明的组件底部具有一散热器数组的能量转换组件1700的斜面示意图。其中，该热传导路径1740的方向向下，且该能量转换组件1700的结构可结合上述的突出组件边界的该散热鳍片数组1710。

根据本发明所揭示使一能量转换组件突出一鳍片，则可达到更佳的热能散佚效果。现请参考图18，本发明的热传递的流程图。该热传递的流程包括步骤︰[1] 描绘具有一复数鳍片1810的能量转换部件1800的热传导路径，以及[2] 依据本领域的技术人员所现有的技术，经由暴露于空气环境1820、热对流1830、或者直接接触的热传导1840等方式，实现该能量转换组件1800的热传递。

现请参考图19，本发明的能量转换组件1900与一散热器数组及散热器支撑结构的斜面示意图。该散热器支撑结构分别表示为1920与1930，其可兼具组件接触的功能，如光学性质接触或者电性接触。

现请参考图20，本发明的三维光电组件晶锭2000的能量转换组件2010的局部剖面图。其说明该散热器支撑结构2030、2040的内部与外部冷却系统，该能量转换组件2000可经由钻孔形成一通道2050，其用于循环冷却液体的流动，如冷却水或冷却油。

本发明所揭示的技术具有获得较低的组件操作温度的优点，如应用于半导体组件晶锭的垂直多接面光伏数组，其可暴露于聚集太阳光下稳定操作。现请参考图21，比较现有技术与本发明所揭示的能量转换组件的操作温度与入射太阳光强度的趋势说明图。其中，使用本发明所揭示散热器的该光伏接收器电池数组，可在一给定入射太阳光功率下具有较低的操作温度。使用现有技术所控制的太阳能电池数组，在45倍太阳光照射下的操作温度达到52℃，而使用本发明所揭示的太阳能电池数组，在68倍太阳光照射下的操作温度则为51.9℃，其效能可解决太阳能电池数组无法承受高温操作的问题。在一典型人机械输入波束的应用中，其需通过一雷射输入功率达到70瓦特的波束，而新型应用设计首要考虑的因素即为操作功率的控制。

本发明的另一实施例包含一客制化的热床，现请参考图22与图23，本发明的采用双热床的能量转换组件2200与散热器的相异斜面示意图。一主要热床2210可表示为一大型区块，其可由铜金属制作而成，而较小的一线状热床2211可由铟金属与绝缘涂层制作而成，该绝缘涂层可为一电性绝缘的抗反射涂层，其用以保护该能量转换组件形成短路。现有技术使用一铟热床所制作的组件可增强本发明所设计的各鳍片2221的散热效能。而铟的导热系数并不随温度而产生变化。

该热床2210可由各种已知材料制作而成，如氮化铝或氮化硼。本发明所揭示的该双热床的能量转换组件2200可安装于氮化铝基板，且该安装可包含商用热导垫片，如Laird PLC公司所制作的T-pregTM。根据设计需求的限制，可自由使用周围空气或一铟接触媒介冷却本发明的鳍片。对于无人机械的电力波束的应用，通过周围空气即可进行充足的冷却。对于行动通讯装置的应用，采用本发明以转换雷射能量为所需的电力，而一铟热床可整合至该行动通讯装置的系统内。

在实验流程中，无任何冷却风扇用以散佚该散热器的热能。将一50层堆栈且10×10毫米平方的硅基垂直多接面光伏组件配置于一氮化铝热床上，且其采用一T-pregTM热导垫片。该组件将与本发明所揭示的实施例进行比较，其采用相同的10×10毫米平方的组件，如图14所示，该组件将采用10×12毫米平方的鳍片。而环境温度的设定为30℃，且一激发光源为35瓦特与915 nm波长的雷射。而该温度以热电偶方式测量该氮化铝基板热床的背面所获得。

在该光学馈入端部分，其并未被限制需具有一电子馈入端，本发明所采用的一光学馈入端可为一光学换能器、光学组件以及具有类似功能的组件。一红宝石晶体将作为一晶锭执行高强度光线的传递，且该光线可通过本发明所揭示的一光电馈入端进行传递。

本发明所揭示的该散热器支撑结构可由固态铜所构成，齐行成为一5×5×5 立公分的一区块。该发明可应用于自动加油平台，如高空无人飞行载具(Micro Unmanned Aerial Vehicle，MUAV)、机器探测载具或者其他遥控装置。

该波导管表面与能量转换组件表面可经由涂布加工处理，使其满足各种预定波长的入射波束的需求，包含穿透度、表面附着力、高热导系数以及相匹配的热膨胀系数。该原子层沈积(Atomic Layer Deposition，ALD)制程可用于各涂布层的加工处理，包含氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或其他氧化物合金。

此外，该晶圆可包含如Dow Coming(Midland，Michigan，USA)所制作的先进式碳化硅(Silicon Carbide，SiC)。由于传统硅晶圆以接近物理极限，材料源的演进与高结晶质量的碳化硅晶圆可提供更加良好的特性，形成更宽的电子能隙、更佳的整体效率以及更高的热导系数。上述性质将吸引更多家厂商，包含二极管、光伏接收器与太阳能电池相关的产业。

现请参考图24，一能量转换装置的透视图。其中，一能量转换装置10可输出多极电压。该能量转换装置与至少一鳍片F形成电性连接。在本发明所揭示的一实施例中，该能量转换装置10与该至少一鳍片F形成热传导连接。

该能量转换装置10包含︰一多个能量转换装置部件12；一第一末端接点14；一第二末端接点16；一金属接点18。在该实施例中，该能量转换装置10为一垂直多接面(Vertical Multi-junction，VMJ)电池，且该能量转换装置部件12为该垂直多接面(VMJ)电池的电池接面。该能量转换装置部件12为多组堆栈，且所有该能量转换装置部件12具有面向相同方向的正极充电端，或所有该能量专换装置部件12具有背向该金属接点18的其他侧面的正极充电端。在本发明的另一实施例中，该该能量转换装置部件12背向该金属接点18的其他侧面，其中该末端接点14,16与该金属接点18彼此的接面数相等时，可允许各电池组并联。此外，一高功率雷射可作为该垂直多接面电池的光源。

该能量转换装置部件12位于该第一末端接点14与该第二末端接点16之间。该金属接点18设置于该能量转换装置部件12之间。在本发明所揭示的另一实施例中，该金属接点18选自铝、铁镍钴合金、铜或其他导电性金属。

该至少一鳍片F生成自该能量转换装置10的内侧。在本发明所揭示的另一实施例中，该至少一鳍片F生成自配置于该能量转换装置部件12内的一金属接点18，且与该第一末端接点14及该第二末端接点16相互间隔。此外，该能量转换装置10具有一末端表面10S；一顶层表面10T；一底层表面10B。其中，该至少一鳍片F突出于该末端表面10S。在本发明所揭示的另一实施例中，该至少一鳍片F突出于该顶层表面10T或该底层表面10B。在本发明所揭示的另一实施例中，该至少一鳍片F并未超出该能量转换装置10(VMJ电池)的另外一端，并且与该能量转换装置部件12齐平。

在本发明所揭示的另一实施例中，该至少一鳍片F为一共享接地鳍片，其通过背向该能量转换装置部件12的其他侧面的该鳍片F执行运作。因此，该第一末端接点14与该共享接地鳍片F输出一第一电压V1，且该第二末端接点16与该共享接地鳍片F输出一第二电压V2。为了使该能量转换装置10具有一共享接地，该鳍片F(共享接地)的一末端接点需背向该鳍片F(共享接地)的另一末端接点并具有多个接面。且该第一末端接点14与该共享接地鳍片F之间具有一距离D。该距离D为该能量转换装置10全长的部分。该第一电压V1与该距离D具有一正比关系，且该第二电压V2与该距离D具有一反比关系。

通过利用一鳍片F，该能量转换装置10可产生两极电压输出，即第一电压V1与第二电压V2。此外，通过增加鳍片F的数量，借此可产生更多输出电压。

现请参考图25，一能量转换装置的透视图。其中，一能量转换装置20用以输出多极电压。该能量转换装置20与一第一鳍片F1及一第二鳍片F2形成电性连接。在本发明所揭示的另一实施例中，该能量转换装置20亦与该第一鳍片F1及该第二鳍片F2形成热传导连接。

该能量转换装置20包含︰一多个能量转换装置部件22；一第一末端接点24；一第二末端接点26；一金属接点28。在该实施例中，该能量转换装置20为一垂直多接面(Vertical Multi-junction，VMJ)电池，且该能量转换装置部件22为该垂直多接面(VMJ)电池的电池接面。

该能量转换装置部件22位于该第一末端接点24与该第二末端接点26之间。该金属接点28设置于该能量转换装置部件22之间。在本发明所揭示的另一实施例中，该金属接点28选自铝、铁镍钴合金、铜或其他导电性金属。

该第一鳍片F1与该第二鳍片F2彼此相互间隔，且生成自该能量转换装置20的内侧。在该实施例中，该第一鳍片F1与该第二鳍片F2生成自不同的金属接点28，且与该第一末端接点24及该第二末端接点26相互间隔。此外，该能量转换装置20具有一末端表面20S；一顶层表面20T；一底层表面20B。其中，该第一鳍片F1与该第二鳍片F2突出于该末端表面20S。在本发明所揭示的另一实施例中，该第一鳍片F1与该第二鳍片F2可超出该顶层表面20T或该底层表面20B。此外，该第一末端接点24与该第一鳍片F1具有一距离D。

根据该能量转换装置20的配置，通过选择不同位置的接点以输出不同电压。在该实施例中，该第一末端接点24与该第一鳍片F1可输出一第一电压V1。该第二末端接点26与该第二鳍片F2可输出一第二电压V2。该第一鳍片F1与该第二鳍片F2可输出一第三电压V3。

该第一电压V1与该距离D具有一正比关系，该第二电压V2与该第三电压V3的总和与该距离D具有一反比关系。

通过利用该第一鳍片F1与该第二鳍片F2，该能量转换装置20可产生三极电压输出，即第一电压V1、第二电压V2与第三电压V3。然而，若所有接面皆朝向相同方向，则各电压将具有一不同的初始电压。因应上述的配置，该电压将可应用于不同电路，或通过彼此相互隔绝而应用于相同电路。图25所揭示的能量转换装置20使用两组鳍片，并非意图用以限制本发明于所描述的特定实施例中。

该能量转换装置20可提供无噪声的电压源，且该能量转换装置20所输出的电压可被视为无变压器的隔离电压。因此，该能量转换装置20可用以取代功率晶体管模块内部的隔离变压器。

现请参考图26，一能量转换装置的示意图。该能量转换装置40包含︰一VMJ电池42；一多个引线44。

该VMJ电池42包含︰一顶层表面42S；两末端接点422；一多个电池接面424。其中，该多个电池接面位于该两末端接点422之间。该引线44分别连接至该末端接点422。此外，该引线44连接至该顶层表面42S。

在该实施例中，该VMJ电池42以TO-CAN封装设置于一副支架46之上。该副支架46具有一多个导电接垫462，且该引线44分别连接至该导电接电462并输出至少一电压。

现请参考图27，一能量转换装置的示意图。为了输出多极电压，该VMJ电池42包含至少一金属接点426，且其配至于该电池接面424之间，且其中之一引线44连接于该金属接点426之上。当该金属接点426定义为共享接地时，电压V1与电压V2可通过该引线44输出。

现请参考图28，一功率晶体管模块的透视图。其中，一功率晶体管模块30包含︰至少一晶体管31；一闸极驱动器32；一能量转换装置33。

在本发明所揭示的另一实施例中，该至少一晶体管31为一绝缘闸双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或一金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)。该闸极驱动器32配置为驱动该至少一晶体管31。为了确保该晶体管切换的稳定性，该闸极驱动器32需要一稳定且强大的隔离电压。

现请参考图28以及图29，该能量转换装置33配置为提供隔离电压至该闸极驱动器32。在本发明所揭示的另一实施例中，该至少一晶体管31及该能量转换装置33可设置于一散热器34之上，如冷却板。为了改善散热效率，一热接面材料35可配置于该能量转换装置33与该散热亦34之间。

在该实施例中，该能量转换装置33电性连接至一第一鳍片F1与一第二鳍片F2。在本发明所揭示的另一实施例中，该能量转换装置33可电性连接至一鳍片，如图24所示。

该能量转换装置33包含︰一多个能量转换装置部件332；一第一末端接点334；一第二末端接点336；两金属接点338。在该实施例中，该能量转换装置33为一VMJ电池，且该能量转换装置部件332为该VMJ电池的电池接面。

该能量转换装置部件332位于该第一末端接点334与该第二末端接点336之间。该金属接点338设置于该能量转换装置部件332之间。在本发明所揭示的另一实施例中，该金属接点338选自铝、铁镍钴合金、铜或其他导电性金属。

现请参考图28以及图30，一功率晶体管模块的透视图以及波导管对齐一能量转换装置的剖面图。在本发明所揭示的另一实施例中，一波导管37对齐于该能量转换装置33，借此确保光能可均匀传输至该该能量转换装置33。一雷射源部件36用以提供充足光能至该能量转换装置33。该雷射源部件36连接于该波导管37。该雷射源部件36包含︰一光纤链路362；一雷射364。该光纤链路362连接至该波导管37。该雷射364耦合至该光纤链路362。因此，该雷射光W可通过该光纤链路362与该波导管37传递至该能量转换装置33。在本发明所揭示的另一实施例中，该波导管37可用以封装该能量转换装置33。

现请参考图28以及图29，一功率晶体管模块的透视图以及一能量转换装置的俯视图。该第一鳍片F1与该第二鳍片F2生成自该能量转换装置33的内侧，且彼此相互间隔。在该实施例中，该第一鳍片F1与该第二鳍片F2生成自不同金属接点338，且与该第一末端接点334及该第二末端接点336相互间隔。此外，该能量转换装置33具有两末端表面33S，而该第一鳍片F1与该第二鳍片F2分别突出于不同末端表面33S。

在该实施例中，该第一鳍片F1与该第二鳍片F2可视为共享接地鳍片，且该第一末端接点334与该第二末端接点336可视为一阳极。因此，该第一末端接点334与该第一鳍片F1可输出一第一电压V1。该第一末端接点334与该第二鳍片F2可输出一第二电压V2。此外，该第二末端接点336与该第一鳍片F1可输出一第三电压V3。该第二末端接点336与该第二鳍片F2可输出一第四电压V4。以一10毫米× 5毫米面积的VMJ电池为例，该第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3以及第四电压V4可分别为9.9V、6.6V、3.3V以及6.6V，其符合该闸极驱动器32所需的隔离电压的要求。

在该功率晶体管模块30中，由于该能量转换装置33并未使用磁芯部件，故使用该能量转换装置33可达成低成本与轻量化等功效。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。