专利名称：太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池，特别涉及一种太阳能电池。
背景技术：
由于太阳能本身并无公害问题并且取得容易，永不竭尽，因此，太阳能已成为 重要替代性能源之一。用来将太阳的光能转换成电能的太阳能电池，又称光伏电池 (photovoltaic cell)，其按照材料可分为硅基半导体电池、染料电池以及有机材料电池等寸。近年来，为提高发电效率，研发出一种聚光型太阳能电池(Concentrating Photovoltaic，CPV)，其部分结构如图1所示。聚光型太阳能电池1包括基板11、太阳能电 池组件12以及聚光透镜13。其中，太阳能电池组件12设置于基板11上，聚光透镜13与基 板11对向设置。当光线被集中时，光线的强度会大幅增加，增加的幅度由聚光透镜13的聚 光倍率所决定。由于太阳能电池组件12吸收强度增强的光线，而能提升光电转换效率和发 电效能。然而，如图1所示，聚光型太阳能电池1由于其聚光透镜13与基板11具有距离而 不易微型化，进而降低了产品的应用性和竞争力。因此，如何提供一种易于微型化的太阳能 电池，进而提升应用性和竞争力，实为当前重要课题之一。
发明内容
鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种易于小型化的太阳能电池，进而提升应 用性和竞争力。为达上述目的，根据本发明的一种太阳能电池包括光学基板和太阳能电池组件。 光学基板具有一电路层及一聚光结构。太阳能电池组件设置于光学基板，并与电路层电性 连接。承上所述，由于本发明的太阳能电池中，太阳能电池组件直接设置于光学基板上，其中，电信号可通过光学基板的电路层传送，而光线可通过光学基板的聚光结构聚集至太 阳能电池组件，进而提升光电转换的效能。同时，由于本发明的光学基板同时作为太阳能电 池组件的设置基板并达到聚光效果，进而缩小了太阳能电池的体积，因而易于小型化进而 提升产品应用性和竞争力。
图1为一种现有的聚光型太阳能电池的示意图；图2为本发明第一实施例的一种太阳能电池的示意图；图3为本发明第一实施例的另一种太阳能电池的示意图；图4为本发明第二实施例的一种太阳能电池的示意图；图5为本发明第三实施例的一种太阳能电池的示意图6为本发明第四实施例的一种太阳能电池的示意图；图7为本发明第五实施例的一种太阳能电池的示意图；以及图8为本发明第六实施例的一种太阳能电池的示意图。主要组件符号说明1:聚光型太阳能电池11、24:基板12、22、23、32 太阳能电池封装体13 聚光透镜2a 2e、3 太阳能电池21、21a、21b、31 光学基板211、311:电路层212,212a,312 聚光结构25 液体26 空腔27 封止件313 本体部314 聚光部321 受光侧
具体实施例方式
以下将参照附图，说明根据本发明优选实施例的太阳能电池。第一实施例请参照图2所示，本发明第一实施例的一种太阳能电池2a包括光学基板21和太 阳能电池组件22。光学基板21具有电路层211和聚光结构212。光学基板21的材料可包括玻璃、或 石英、或塑料、或高分子材料、或其它可透光的材料。光学基板21可为反射式基板或折射式 基板，以让光线通过或反射，本实施例的光学基板21以反射式基板为例。电路层211可为单层或多层，并可形成于光学基板21的同一侧或不同侧。在此电 路层211以单层为例；若电路层211为多层且形成于光学基板21的不同侧时，则可通过光 学基板21的导孔(via)而相互导通。聚光结构212可包括至少一个菲涅尔(Fresnel)纹 路、至少一个透镜(lens)或多个棱镜(prisms)，在此以菲涅尔纹路为例。在本实施例中，可 在聚光结构212的外表面镀上反射层，或利用聚光结构212上角度的设计(例如大于临界 角而形成全反射)，以使光学基板21具有反射光线的功能，且聚光结构212的焦点可位于太 阳能电池组件22。另外，在本实施例中，聚光结构212与电路层211分别设置于光学基板 21的相对两表面；当然，聚光结构212与电路层211亦可设置于光学组件21的同一表面。太阳能电池组件22设置于光学基板21上，并与电路层211电性连接。太阳能电 池组件22可为晶粒(die)或封装体。当太阳能电池组件22为晶粒时，可通过打线接合和 /或覆晶接合于光学基板21 ；当太阳能电池组件22为封装体时，则可通过表面接合技术 (Surface MountTechnology, SMT)设置于光学基板21。在此，太阳能电池组件22以晶粒并覆晶接合于光学基板21为例。此外，太阳能电池组件22可通过激光焊接(laser welding) 而覆晶接合于光学基板21，激光由光学基板21相对于太阳能电池组件22的一侧经过光学 基板21后照射至电路层211上的连接垫。在这种情况下，由于不是通过打线接合，并且激 光照射的光点尺寸较小(例如直径可达到3 μ m)，晶粒上的电性连接区(用来与连接垫接 合，为非受光区)的面积也可以较小，因而可大幅提升各晶粒上的受光区的比例，并且当晶 粒的尺寸越小时，可提升的比例越大。太阳能电池组件22的材料可包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、微晶硅、化合物半导体 或有机材料，其例如可为单晶硅太阳能电池晶粒、多晶硅太阳能电池晶粒、非晶硅太阳能电 池晶粒、III-V太阳能电池晶粒、II-VI太阳能电池晶粒或有机太阳能电池晶粒，在此，以 III-V太阳能电池晶粒为例。当光线穿过光学基板21时，会通过光学基板21另一侧上的聚 光结构212反射并集中至太阳能电池组件22，进而提升光线强度以及光电转换效能。当光 线被集中后，光线的强度和能量会大幅增加，增加的幅度由聚光结构212的聚光倍率所决 定。由于太阳能电池组件22吸收强度增强的光线，进而能够提升光电转换效率。需注意的是，太阳能电池2a也可具有多个太阳能电池组件22 —同设置于光学基 板21上，例如如图3所示，多个太阳能电池组件22可形成一维排列、二维数组排列或二维 错位排列，并分别对应于光学基板21上的多个聚光结构212。在此仅仅以一个太阳能电池 组件22对应一个聚光结构212为例。第二实施例请参照图4所示，本发明第二实施例的一种太阳能电池2b与太阳能电池2a的主 要差别在于太阳能电池2b还包括另一个太阳能电池组件23，其垂直导通于电路层211，并 通过打线接合设置于光学基板21a的电路层211。除此之外，本实施例的聚光结构212a为 折射式，即可让光线通过光学基板21a后，再聚焦至太阳能电池组件22和23，在此，聚光结 构212a具有多个焦点，太阳能电池22、23可分别位于不同的焦点上。当然，聚光结构212a 也可以只有一个焦点位于太阳能电池组件22、23之间。第三实施例请参照图5所示，本发明第三实施例的一种太阳能电池2c与太阳能电池2a的主 要不同在于太阳能电池2c还包括基板24，其与光学基板21对向设置，并且太阳能电池组 件22面对基板24。基板24可以至少部分透光或不透光，由于本实施例的光学基板21属于 反射式，所以基板24需要至少部分透光。在本实施例中，基板24与光学基板21之间具有 间隔(space)或形成空腔(chamber)，在此以形成空腔26为例，并且该空腔26通过封止件 27而成为密闭空腔。其中，封止件27可例如由胶体或固体所形成，并且可具有绝缘性。太阳能电池2c可以还包括液体25，其充填于所述间隔或空腔26中。液体25可包 括高导热材料，例如油脂类的硅油或甘油，或是溶剂类的三甲苯，并且该液体25的折射系 数可接近基板24和光学基板21材料的折射系数(例如玻璃的折射系数约略为1. 5)，以避 免使光线经过多次折射。当然，液体25可根据实际情况而考虑绝缘性、腐蚀性、凝固点、热 膨胀系数等数值来选择。通过充填液体25可大幅地将太阳能电池组件22所产生的热量带 走，进而提升散热效能，并延长太阳能电池组件22的寿命。第四实施例请参照图6所示，本发明第四实施例的一种太阳能电池2d与太阳能电池2c类似，主要不同在于太阳能电池2d的光学基板21为折射式基板，其聚光结构212a的外表面并 未镀有反射层，太阳所发出的光线由聚光结构212a侧直接入射，并且穿过光学基板21而聚 集于太阳能电池组件22。第五实施例请参照图7所示，本发明第五实施例的一种太阳能电池2e与太阳能 电池2a的主 要不同在于太阳能电池2e还包括液体25填充于光学基板21b内，例如光学基板21b内具 有通道，液体25填充于该通道中，液体25同样可达到散热的效果。第六实施例请参照图8所示，本发明第六实施例的一种太阳能电池3与上述实施例的太阳能 电池的主要不同在于太阳能电池3所具有的太阳能电池组件32以封装体为例，并且封装 体的受光侧321可具有导光结构，例如凹部或凸部，此导光结构可将光线再次集中，以二次 提升光电转换效能。除此之外，本实施例的光学基板31包括本体部313和聚光部314。其 中，电路层311设置于本体部313，聚光结构312设置于聚光部314。其中，本体部313与聚 光部314可一体成型、或紧邻设置、或间隔设置，在此以紧邻设置为例，而第一实施例至第 五实施例中的本体部313与聚光部314以一体成型为例。另外，当本体部313与聚光部314 为间隔设置(即本体部313与聚光部314之间具有距离)时，可增加聚光部314的聚焦距 罔。上述所有实施例的太阳能电池的技术特征可单独存在或组合应用，在本发明中并 无限制。综上所述，由于本发明的太阳能电池直接将太阳能电池组件设置于光学基板上， 其中，电信号可通过光学基板的电路层传送，而光线可通过光学基板的聚光结构聚集至太 阳能电池组件，进而提升光电转换的效能，同时由于本发明的光学基板同时作为太阳能电 池组件的设置基板并达到聚光效果，进而缩小了太阳能电池的体积，因而易于小型化进而 提升产品应用性和竞争力。以上所述仅为举例性，而并非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其 进行的等效修改或变更，均应包括于后附的申权利要求中。
权利要求
一种太阳能电池，包括一光学基板，其具有一电路层和一聚光结构；以及一太阳能电池组件，其设置于所述光学基板，并与所述电路层电性连接。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述光学基板的材料包括玻璃、或石英、或塑 料或高分子材料。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述光学基板为反射式基板或折射式基板。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述聚光结构包括至少一个菲涅尔纹路、至 少一个透镜或多个棱镜。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述聚光结构与所述电路层分别设置于所述 光学基板的相对两表面。
6.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述光学基板包括一本体部和一聚光部，所 述电路层设置于所述本体部，所述聚光结构位于所述聚光部，其中所述本体部与所述聚光 部为一体成型、或紧邻设置、或间隔设置。
7.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池组件为晶粒或封装体。
8.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池组件为打线接合或覆晶接合 于所述光学基板。
9.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池组件包括单晶硅、或多晶硅、 或非晶硅、或微晶硅、或化合物半导体、或有机材料。
10.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池组件通过激光焊接而覆晶 接合于所述光学基板。
11.如权利要求1所述的太阳能电池，还包括一基板，其与所述光学基板对向设置，并且所述太阳能电池组件面对该基板。
12.如权利要求11所述的太阳能电池，其中所述基板至少部分透光或不透光。
13.如权利要求11所述的太阳能电池，其中所述基板与所述光学基板之间具有间隔或 形成空腔。
14.如权利要求13所述的太阳能电池，还包括一液体，其充填于所述间隔或所述空腔。
全文摘要
一种太阳能电池，其包括光学基板和太阳能电池组件。光学基板具有电路层和聚光结构。太阳能电池组件设置于光学基板上，并与电路层电性连接。
文档编号H01L31/052GK101820014SQ20091011866
公开日2010年9月1日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者林崇智 申请人:宇威光电股份有限公司