專利名稱：集中器型光電(cpv)模塊、接收器和子接收器及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)備及其形成方法，更特別地，本發(fā)明涉及光電設(shè)備及其形成方法。
背景技術(shù)：
集中型光電(CPV)系統(tǒng)將太陽(yáng)光集中到光電表面上，用于電力的產(chǎn)生。CPV系統(tǒng)通常安裝在太陽(yáng)能追蹤器上，以隨著太陽(yáng)移過(guò)天空而將光的焦點(diǎn)保持在光電表面上。CPV系統(tǒng)的早期實(shí)例使用丙烯酸菲涅耳透鏡來(lái)將光聚焦在水冷式硅太陽(yáng)能電池，并使用雙軸太陽(yáng)能追蹤。CPV系統(tǒng)的其他實(shí)例使用混合式硅樹脂-玻璃菲涅耳透鏡，并且使用無(wú)源散熱片用于太陽(yáng)能電池冷卻。半導(dǎo)體屬性允許太陽(yáng)能電池在集中型光系統(tǒng)中更高效地工作，只要利用適當(dāng)?shù)纳崞３蛛姵亟Y(jié)點(diǎn)溫度足夠冷即可。CPV系統(tǒng)在直射太陽(yáng)光下最有效地工作，因?yàn)槎嘣茥l件導(dǎo)致的散射光一般不能高效地集中。CPV系統(tǒng)提供了優(yōu)于傳統(tǒng)的平板式太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)镃PV太陽(yáng)能集中器一般比等量面積的太陽(yáng)能電池較為低價(jià)。CPV系統(tǒng)硬件(太陽(yáng)能集中器和追蹤器)的目標(biāo)定價(jià)適當(dāng)?shù)氐陀?3/Watt，而硅平板的通常售價(jià)為$3_$5/Watt。低集中度CPV系統(tǒng)一般具有2-100個(gè)太陽(yáng)的太陽(yáng)能集中水平。出于經(jīng)濟(jì)的原因， 一般使用傳統(tǒng)的或改型的硅太陽(yáng)能電池，并且在這些集中度下，熱通量足夠低，以致電池一般不需要被主動(dòng)地冷卻。光學(xué)定律表明，具有低集中度的太陽(yáng)能集中器可以具有高接受角。 因此，低集中度CPV系統(tǒng)一般不需要主動(dòng)太陽(yáng)追蹤。一般具有100至300個(gè)太陽(yáng)的太陽(yáng)能集中水平的中集中度CPV系統(tǒng)需要太陽(yáng)追蹤和冷卻。高集中光電(HCPV)系統(tǒng)使用由將太陽(yáng)光集中到300個(gè)太陽(yáng)或更多的強(qiáng)度的碟形反射器或菲涅耳透鏡構(gòu)成的集中光學(xué)器件。這些HCPV系統(tǒng)中的太陽(yáng)能電池一般需要高容量的散熱片以防止熱破壞并管理溫度相關(guān)的性能損失。多結(jié)太陽(yáng)能電池當(dāng)前比硅太陽(yáng)能電池受歡迎，因?yàn)槠湟话愀鼮楦咝А１M管多結(jié)太陽(yáng)能電池的成本會(huì)是與之相當(dāng)?shù)墓桦姵氐?00倍，但電池成本一般僅僅是整個(gè)CPV系統(tǒng)的成本的一個(gè)小的因素，這意味著系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)情況通常偏向于多結(jié)電池的使用。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的形成集中器型光電(CPV)接收器的方法包括在基底上形成太陽(yáng)能電池和自對(duì)中透鏡支撐件。該自對(duì)中透鏡支撐件優(yōu)選形成為在其中具有開口，該開口將太陽(yáng)能電池的光接收表面露出。在自對(duì)中透鏡支撐件上還與太陽(yáng)能電池的光接收表面相對(duì)地形成有球面透鏡。根據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施例中的一些，球面透鏡被密封于自對(duì)中透鏡支撐件中的開口。優(yōu)選地，密封為氣密密封。密封操作可以包括在從大約150°C 至大約350°C的范圍內(nèi)的溫度下對(duì)球面透鏡和自對(duì)中透鏡支撐件進(jìn)行退火。透鏡和透鏡支撐件的該退火可以在化學(xué)惰性環(huán)境中執(zhí)行?；瘜W(xué)惰性環(huán)境的示例包括可以沒有氧氣的氮?dú)夂?或氬氣環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例，在形成自對(duì)中透鏡支撐件的步驟之前是在太陽(yáng)能電池的光接收表面上形成一對(duì)電氣互連結(jié)構(gòu)的步驟。形成自對(duì)中透鏡支撐件的步驟然后可以包括將自對(duì)中透鏡支撐件沉積到所述一對(duì)電氣互連結(jié)構(gòu)上。該自對(duì)中透鏡支撐件可以是環(huán)形的。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，在自對(duì)中透鏡支撐件上形成球面透鏡的步驟之前可以是在基底上形成圍繞自對(duì)中透鏡支撐件的環(huán)形密封結(jié)構(gòu)。環(huán)形密封結(jié)構(gòu)的直徑可以大于自對(duì)中透鏡支撐件的直徑。該環(huán)形密封結(jié)構(gòu)一般相對(duì)于自對(duì)中透鏡支撐件同心地布置?；诒景l(fā)明的這些實(shí)施例，集中器型光電(CPV)接收器可以包括位于基底上的太陽(yáng)能電池和其中具有開口的自對(duì)中環(huán)形透鏡支撐件，所述開口使太陽(yáng)能電池的光接收表面露出。設(shè)置在自對(duì)中透鏡支撐件上的透鏡與光接收表面相對(duì)地延伸。根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的集中器型光電(CPV)模塊可以包括背板，該背板上具有一系列的Imm2或更小的太陽(yáng)能電池。這些電池可以具有小于大約20 μ m的厚度。在背板上還設(shè)有底板互連網(wǎng)絡(luò)。該底板互連網(wǎng)絡(luò)操作成將所述一系列的太陽(yáng)能電池電連接在一起。還設(shè)有與背板隔開的前板。該前板包括位于其上的面對(duì)所述一系列太陽(yáng)能電池的一系列主透鏡。特別地，前板構(gòu)造成將大于1000倍的透鏡到電池光集中度提供給所述一系列太陽(yáng)能電池。為了實(shí)現(xiàn)該1000倍的透鏡到電池光集中度，主透鏡能夠構(gòu)造為具有小于大約 4mm的透鏡凹陷的平凸透鏡。特別地，透鏡能夠構(gòu)造成具有由下面的關(guān)系式限定的透鏡凹陷凹陷=f(n-l)-((f(n-l))2-(l/2d)2)1/2其中，f是透鏡的焦距，η是透鏡的折射率，并且d是透鏡的直徑。根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，可以設(shè)置一系列的副光學(xué)元件，這些副光學(xué)元件在所述一系列主透鏡和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸。副光學(xué)元件中的每一個(gè)都安裝成靠近相應(yīng)的太陽(yáng)能電池的光接收表面。特別地，副光學(xué)元件中的每一個(gè)均可構(gòu)造成具有與相應(yīng)的太陽(yáng)能電池的光接收表面的中心基本對(duì)準(zhǔn)的質(zhì)心。這些副光學(xué)元件可以是具有小于大約5mm的直徑的球面透鏡。根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例，相對(duì)于所述一系列太陽(yáng)能電池的副光學(xué)元件的尺寸、形狀、構(gòu)成以及位置組合起來(lái)足以，相對(duì)于沒有一系列副光學(xué)元件的其他等同模塊，增加CPV模塊的接受角。本發(fā)明的另外實(shí)施例包括集中器型光電(CPV)模塊。這些模塊包括前板和背板， 前板具有位于其上的一系列主透鏡，背板具有位于其上的面對(duì)所述一系列主透鏡的一系列太陽(yáng)能電池。還設(shè)有一系列副光學(xué)元件，這些副光學(xué)元件在所述一系列主透鏡和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸。還設(shè)有底板。將所述一系列太陽(yáng)能電池電連接在一起的該底板在背板和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，底板包括分別與所述一系列太陽(yáng)能電池的第一端子和第二端子電連接的第一互連網(wǎng)絡(luò)和第二互連網(wǎng)絡(luò)。還設(shè)有多個(gè)過(guò)電壓保護(hù)二極管。這些二極管具有與第一互連網(wǎng)絡(luò)電連接的陰極端子和與第二互連CN 102388464 A
說(shuō)明書
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網(wǎng)絡(luò)電連接的陽(yáng)極端子。前板具有位于其上的第一光接收表面。多個(gè)主透鏡中的每一個(gè)均構(gòu)造成將在前板的第一表面處接收的光集中到一系列副光學(xué)元件中相應(yīng)的光學(xué)元件上。另外，多個(gè)副光學(xué)元件中的每一個(gè)均可進(jìn)一步構(gòu)造成將從所述一系列主透鏡接收的光集中到所述一系列太陽(yáng)能電池中相應(yīng)的太陽(yáng)能電池的光接收表面上。框架也可以安裝到背板上。該框架構(gòu)造成支撐與所述一系列太陽(yáng)能電池相對(duì)的前板。根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例，前板和所述一系列主透鏡可以構(gòu)造為光學(xué)透明材料的鄰接件(contiguous piece)或復(fù)合物。例如，所述一系列主透鏡可以層壓或模制到前板的內(nèi)表面上。主透鏡可以是平凸透鏡。根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，底板互連網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)金屬層。例如，底板互連網(wǎng)絡(luò)可以包括銅層，其具有在從大約IOym至大約50μπι的范圍內(nèi)的厚度。另外，底板互連網(wǎng)絡(luò)可以包括位于背板的主表面上的第一局部釋放金屬層。該第一局部釋放金屬層可以構(gòu)造成用作所述一系列太陽(yáng)能電池的散熱片。在與背板的主表面相對(duì)地延伸的背板副表面上還可以設(shè)置第二局部釋放金屬層。該第二局部釋放金屬層可以用作用于背板的散熱片。根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，所述多個(gè)副光學(xué)元件中的每一個(gè)均可具有面對(duì)所述多個(gè)主透鏡中相應(yīng)的一個(gè)的凸面和面對(duì)所述一系列太陽(yáng)能電池中的下方太陽(yáng)能電池的凸面。根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例的形成集中器型光電(CPV)模塊的方法包括形成其上具有一系列主透鏡的前板和其上具有面對(duì)所述一系列主透鏡的一系列太陽(yáng)能電池的背板。還形成有一系列副光學(xué)元件，其形成為在所述一系列主透鏡和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸。形成有在背板和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸的底板互連網(wǎng)絡(luò)，其將所述一系列太陽(yáng)能電池電連接在一起。根據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施例中的一些，形成底板互連網(wǎng)絡(luò)的步驟包括在背板的主表面上沉積金屬層以及然后將該金屬層圖案化到第一底板和第二底板中，第一底板與太陽(yáng)能電池的第一端子電連接，第二底板與太陽(yáng)能電池的第二端子電連接。在本發(fā)明的這些實(shí)施例中的一些中，在主表面上沉積金屬層的步驟之前可以是在主表面上形成電絕緣釋放層。 使金屬層圖案化的步驟之后還可以是選擇性地去除電絕緣釋放層的在第一底板與背板的主表面之間延伸的部分的步驟。根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的光電設(shè)備包括第一材料的第一基底，該第一基底中具有至少第一導(dǎo)電通孔，該第一導(dǎo)電通孔在第一基底的第一和第二相對(duì)表面之間延伸。在第一基底上設(shè)有不同于第一材料的第二材料的第二基底。第二基底包括太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池具有位于其上的光接收表面、以及第一端子和第二端子，第一端子和第二端子與太陽(yáng)能電池中的第一區(qū)域和第二區(qū)域電連接。在光接收表面上設(shè)有第一導(dǎo)電膜。第一導(dǎo)電膜從太陽(yáng)能電池的第一端子延伸到第一導(dǎo)電通孔，并且延伸到第一基底的第一表面上。該太陽(yáng)能電池可以是化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池，并且太陽(yáng)能電池中的第一區(qū)域和第二區(qū)域可以是具有相反導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)域。第二導(dǎo)電通孔也可以在第一基底的第一和第二相對(duì)表面之間延伸，并且可以設(shè)置從太陽(yáng)能電池的第二端子延伸到第二導(dǎo)電通孔的第二導(dǎo)電膜。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的光電設(shè)備包括第一材料的第一基底，該第一基底具有位于其上的至少第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在第一基底的第一和第二相對(duì)表面之間延伸。在第一基底上設(shè)有不同于第一材料的第二材料的第二基底。第二基底包括太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池具有位于其上的光接收表面、以及第一端子和第二端子，第一端子和第二端子與太陽(yáng)能電池中的第一區(qū)域和第二區(qū)域電連接。在光接收表面上設(shè)有第一導(dǎo)電膜。第一導(dǎo)電膜從太陽(yáng)能電池的第一端子延伸到第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。


圖Ia-Ic是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的集中型光電(CPV)子接收器和接收器的截面視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CPV子接收器的截面視圖。圖3a_3c是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CPV子接收器的截面視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的其上具有副透鏡元件的CPV子接收器的截面視圖。圖fe是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安裝于下方的底板互連網(wǎng)絡(luò)的CPV子接收器的截面視圖。圖恥是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有副球透鏡的CPV接收器的截面視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CPV模塊的一部分的截面視圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安裝在下方的底板互連網(wǎng)絡(luò)上的CPV子接收器的二維陣列的平面圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的其中具有主透鏡元件和副透鏡元件的CPV模塊的一般化截面視圖。圖9a_9b示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的形成具有自釋放散熱元件的底板互連網(wǎng)絡(luò)的方法。圖IOa-IOc是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CPV接收器的截面視圖。圖Ila-Ilc是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CPV底板組裝過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式來(lái)體現(xiàn)，并且不應(yīng)理解為限于此處所闡釋的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例是為了使本公開透徹和完整，并將向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員全面地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。通篇中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)將元件或?qū)臃Q為“在另一元件或?qū)由稀薄ⅰ斑B接于”或“聯(lián)接于”另一元件或?qū)?及其變型)，其可以直接位于所述另一個(gè)元件或?qū)由?、連接于或聯(lián)接于所述另一個(gè)元件或?qū)舆B接，或者，可以存在中間元件或?qū)?。相反，?dāng)將元件稱為“直接在另一元件或?qū)由稀?、“直接連接于”或“直接聯(lián)接于”另一元件或?qū)?及其變型)，則不存在中間元件或?qū)印?通篇中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)的任何和全部組合，并且可以簡(jiǎn)寫為“/”。應(yīng)當(dāng)理解，盡管術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等可以在此處用來(lái)描述多種元件、部件、區(qū)域、層和/或部段，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部段不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層和/或部段與另一個(gè)區(qū)域、層或部段區(qū)分開。因此，下面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部段也可以稱作第二元件、部件、區(qū)域、層或部段而不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)。諸如“下面”、“下方”、“下”、“上”、“上方”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)可以在此處使用，以便于描述如圖所示的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)(多個(gè))元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，除了圖中描繪的方位之外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)還意在包括在使用或操作中設(shè)備的不同方位。例如，如果圖中的設(shè)備被翻轉(zhuǎn)，則描述為在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件將被定位在所述其他元件或特征的“上方”。因此，術(shù)語(yǔ)“下方”能夠包括上方和下方兩種方位。設(shè)備可以以另外的方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或定位在其他方位)，并且此處使用的空間相對(duì)描述詞匯被相應(yīng)地理解。此處所用的術(shù)語(yǔ)用于僅僅描述特定實(shí)施例的目的，并不意在限制本發(fā)明。如此處使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”意在同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非文中清楚地另有說(shuō)明。 應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”及其變型當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)用來(lái)指定所聲明的特征、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、步驟、操作、元件、部件和/或其組群的存在或添加。相反，術(shù)語(yǔ)“由……構(gòu)成”當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)用來(lái)指定所聲明的特征、步驟、操作、元件和/或部件，并且排除了另外的特征、步驟、操作、元件和/或部件。此處參照截面圖和立體圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，這些圖是本發(fā)明的理想化的實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因此，例如由于制造技術(shù)和/或公差導(dǎo)致的與圖中的形狀的不同是可以預(yù)見的。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)理解為限于此處所示區(qū)域的特定形狀，而是包括例如由制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，由于制造技術(shù)/公差，尖角可以稍微圓化處理。除非另有限定，否則此處所用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))都具有與如本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所普遍理解的含義相同的含義。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，諸如在常用的詞典中定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)理解為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域的背景中的含義相一致的含義，并且不應(yīng)在理想化或過(guò)于形式的意義上來(lái)理解，除非此處明確地進(jìn)行了這樣的限定。圖Ia-Ib示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電設(shè)備10。該光電設(shè)備10包括第一材料的第一基底12，第一基底12具有在其中延伸的第一導(dǎo)電通孔14a。該第一導(dǎo)電通孔1 在第一基底12的第一和第二相對(duì)表面12a、12b之間延伸。第一和第二相對(duì)表面12a、12b 可以分別是頂表面和底表面。在第一基底12上形成有不同于第一材料的第二材料的第二基底20。第一基底12和第二基底20優(yōu)選包括具有基本匹配的熱膨脹系數(shù)(TCE)的材料。 可以用于第一基底12的典型材料包括但不限于氧化鋁、氮化鋁、硅和氧化鈹。第二基底20包括太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池具有位于其上的光接收表面20a、以及第一和第二導(dǎo)電端子22a、22b。這些第一和第二端子22a、22b分別電連接于太陽(yáng)能電池中的第一和第二區(qū)域23a、23b。第一導(dǎo)電膜2 設(shè)置在光接收表面20a上。第一導(dǎo)電膜Ma 延伸到第一基底12的第一表面1 上，并且將太陽(yáng)能電池的第一端子22a電連接于第一導(dǎo)電通孔14a。與第一端子2 的該電接觸可以設(shè)置在圖案化的電絕緣層2 中的開口內(nèi)，電絕緣層2 可以進(jìn)一步用作抗反射涂層。太陽(yáng)能電池可以是其中含有化合物半導(dǎo)體層的多結(jié)太陽(yáng)能電池，并且第一和第二區(qū)域23a、2!3b可以是具有相反導(dǎo)電類型(例如，N型、P型) 的半導(dǎo)體區(qū)域。第二導(dǎo)電通孔14b也可以在第一基底12的第一和第二相對(duì)表面12a、12b之間延伸，并且第二導(dǎo)電膜24b可以設(shè)置成從太陽(yáng)能電池的第二端子22b延伸到第二導(dǎo)電通孔14b。第二端子22b與第二導(dǎo)電膜24b之間的電接觸可以設(shè)置在圖案化的電絕緣層2 中的開口內(nèi)。還設(shè)有與第一基底12的第二表面12b相鄰的第一和第二輸出焊盤^aJ6b。 如所示的，第一和第二輸出焊盤26a、26b分別與第一和第二導(dǎo)電通孔14a、14b電連接。這些第一和第二輸出焊盤26a、26b提供了用于將第二基底20內(nèi)的太陽(yáng)能電池的端子(例如， 陽(yáng)極端子和陰極端子)電連接于下方的接收器板(例如，底板)的方式。這些第一和第二輸出焊盤^5a、26b使得光電設(shè)備10能夠用作可以電連接于下方的接收器基底的集中型光電(CPV)子接收器。CPV子接收器的該構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了更高的CPV接收器性能、更高的精度、增加的可靠性、加強(qiáng)的擴(kuò)展性和降低的成本，等等。另外，圖Ia-Ib 的光電設(shè)備10允許高精度、高生產(chǎn)能力制造工藝的使用，包括光刻、絲網(wǎng)印刷、激光鉆孔和自對(duì)正表面貼裝，以制造適用于小太陽(yáng)能電池(< Imm)的接收器，包括使用薄太陽(yáng)能電池的CPV系統(tǒng)。這些電池可以具有小于20 μ m、或者可能地小于12 μ m,或者甚至小于8 μ m的厚度。這些實(shí)施例還實(shí)現(xiàn)了有利地使用轉(zhuǎn)移印刷太陽(yáng)能電池、如從生長(zhǎng)基底物理釋放并利用壓印機(jī)恢復(fù)和印刷的太陽(yáng)能電池的CPV系統(tǒng)。轉(zhuǎn)移印刷太陽(yáng)能電池的示例在Nuzzo等人的名為“用于制造和組裝可印刷半導(dǎo)體元件的方法和設(shè)備”的美國(guó)專利No. 7，622，367中進(jìn)行了描述，在此通過(guò)參考的方式將該專利的公開內(nèi)容并入。如下面更全面描述的，本發(fā)明的實(shí)施例提供可以以成本高效的方式制造和組裝到模塊中并且可以容易地?cái)U(kuò)容到高容量生產(chǎn)的用于CPV應(yīng)用的子接收器；提供適用于小太陽(yáng)能電池(< Imm)和/或薄太陽(yáng)能電池(<20μπι)的用于CPV的子接收器；提供可以以良好的位置精度組裝的用于CPV的子接收器；以及提供包括用于來(lái)自太陽(yáng)能電池的電能的轉(zhuǎn)移而不損壞太陽(yáng)能電池的裝置的用于CPV的子接收器。因此，這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供無(wú)需結(jié)合線、帶、線纜或引線的用于CPV的子接收器。相反，這些實(shí)施例提供包括用于通過(guò)薄膜和厚膜、導(dǎo)電通孔和/或側(cè)方定位的豎直互連結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移電能的用于CPV的子接收器。本發(fā)明的這些實(shí)施例還提供可以在上架、分類和最后組裝之前以并行的方式快速測(cè)試的用于CPV的子接收器。因此，如圖Ic所示，圖Ia的光電設(shè)備10可以與其上具有圖案化的第一和第二導(dǎo)電圖案36a、36b (例如，厚膜互連結(jié)構(gòu))的下方接收器基底38電結(jié)合和機(jī)械結(jié)合。如所示的，電絕緣鈍化層34設(shè)置在第一和第二導(dǎo)電圖案36a、36b上。該鈍化層34被圖案化，以在其中限定出使導(dǎo)電圖案36a、36b露出的開口。第一和第二導(dǎo)電焊料焊盤32a、32b利用諸如電鍍的傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)置在導(dǎo)電圖案36a、36b上。這些焊料焊盤32a、32b可以分別與第一和第二輸出焊盤26aJ6b電結(jié)合和機(jī)械結(jié)合，從而限定出安裝的子接收器。該安裝的子接收器可以是用作相對(duì)高電流光電設(shè)備/模塊的任一系列互連子接收器中的一個(gè)，如下文中更全面地描述的。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電設(shè)備10a?？梢杂米鰿PV系統(tǒng)內(nèi)的子接收器的該光電設(shè)備10與圖Ia-Ib的設(shè)備10類似。然而，如圖2所示，設(shè)備IOa采用位于第一基底12的外側(cè)壁表面上的第一和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)15a、15b。如所示的，這些導(dǎo)電結(jié)構(gòu)15a、 15b以纏繞的方式在第一基底12的第一和第二相對(duì)表面12a、12b之間延伸。這些結(jié)構(gòu)15a、 15b替代圖la-lb所示的導(dǎo)電通孔14a、14b。圖3a_3c示出了根據(jù)本發(fā)明又一些實(shí)施例的光電設(shè)備10b_10d。圖3a的光電設(shè)備IOb與圖Ia-Ib的設(shè)備10類似。然而，圖Ia的導(dǎo)電通孔14a、14b被具有傾斜側(cè)壁的通孔14a’、14b’替代。導(dǎo)電通孔14a’、14b’的傾斜側(cè)壁可以產(chǎn)生支持第一和第二導(dǎo)電膜Ma、 24b與第一和第二輸出焊盤沈3、2613之間的豎直電流的高可靠性電氣互連結(jié)構(gòu)。圖北的光電設(shè)備IOc與圖3a的光電設(shè)備IOb類似。然而，導(dǎo)電通孔14a、14b被省略。替代地，具有傾斜側(cè)壁的貫通基底溝槽27a、27b形成在第一基底12中，并且然后襯有在相應(yīng)的第一和第二端子22a、22b與第一和第二輸出焊盤沈3、2613之間直接延伸的第一和第二導(dǎo)電層Ma’、 Mb，。圖3c的光電設(shè)備IOd與圖2的光電設(shè)備IOa類似。然而，圖2的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)lfe、1 被在第一基底12的相對(duì)側(cè)壁上直接延伸的第一和第二導(dǎo)電層Ma”、24b”替代。此外，第一和第二輸出焊盤^a’、26b’直接設(shè)置在第一基底12的第二表面12b上以及第一和第二導(dǎo)電層Ma”、24b”的外側(cè)邊緣上，如圖所示。圖la-lc、圖2以及圖3a_3c的光電設(shè)備可以與將光聚焦到第二基底20內(nèi)的太陽(yáng)能電池的露出的光接收表面20a上的光學(xué)元件一起使用。例如，圖4示出了其中具有聚光光學(xué)元件42的光接收子接收器40，聚光光學(xué)元件42與第一基底12相對(duì)地由透鏡支撐設(shè)備 44支撐。該支撐設(shè)備44可以是提供與光學(xué)元件42的氣密密封的環(huán)形支撐件，如下文中關(guān)于圖IOa-IOc更為全面描述的。圖5a4b示出了另外的光接收子接收器50a、50b，其使用球透鏡52 (例如，玻璃透鏡)來(lái)代替圖4的聚光光學(xué)元件42。在圖fe的子接收器構(gòu)造50a中，環(huán)形透鏡支撐件M 設(shè)置在導(dǎo)電膜Ma、24b與球透鏡52之間?！白詫?duì)中”透鏡支撐件M定位成將球面球透鏡 52的中心與下方的太陽(yáng)能電池基底20的中心對(duì)準(zhǔn)。該太陽(yáng)能電池基底20設(shè)置在光電設(shè)備 10內(nèi)，光電設(shè)備10與下方的接收器基底38電結(jié)合和機(jī)械結(jié)合，接收器基底38可以用作將在下文中更全面描述的單塊底板。相比之下，圖恥的子接收器構(gòu)造50b使用直接安裝在下方的接收器基底38’上的環(huán)形透鏡支撐件M，接收器基底38’具有位于其上的第一和第二導(dǎo)電圖案36a，、36b’(例如，厚膜金屬化層)。如將關(guān)于圖6-9所描述的，本發(fā)明的實(shí)施例可以用來(lái)制造實(shí)現(xiàn)能量損失和布線成本的顯著減少并提供較高電壓輸出的大陣列的微型太陽(yáng)能電池。另外，如此處所描述的，微型太陽(yáng)能電池與單塊底板設(shè)計(jì)的組合實(shí)現(xiàn)了用于CPV模塊的經(jīng)濟(jì)制造的表面安裝設(shè)備。本發(fā)明的實(shí)施例還實(shí)現(xiàn)了具有高可靠性和延長(zhǎng)的壽命的CPV模塊的設(shè)計(jì)。特別地，本發(fā)明的實(shí)施例非常適于使用具有小于20微米、以及甚至小于12微米的基底厚度的超薄太陽(yáng)能電池(例如，多結(jié)電池)的CPV系統(tǒng)的制造。本發(fā)明的實(shí)施例還使用轉(zhuǎn)移印刷太陽(yáng)能電池基底，如在上述Nuzzo等人的’ 367專利中所公開的那些。特別地，本發(fā)明的實(shí)施例能夠在集中器型光電(CPV)模塊中使用，這種CPV模塊能夠利用大規(guī)模并行組裝和互連過(guò)程通過(guò)數(shù)量減少的組裝步驟來(lái)制造。這些實(shí)施例能夠滿足提供相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)CPV模塊具有增加的可靠性、功能性、效率和重量?jī)?yōu)勢(shì)的CPV模塊的目的。另外，諸如圖1-5所示的子接收器的無(wú)導(dǎo)線CPV子接收器的使用能夠提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的子接收器的顯著優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括由于來(lái)自集中的太陽(yáng)光所照射的子接收器表面的熱的高效散發(fā)而帶來(lái)的改進(jìn)的接收器性能；具有較低的1 損失的電力的更高效轉(zhuǎn)移；以及太陽(yáng)能電池輸出特性的精確匹配，這允許了用于大面積陣列應(yīng)用的高效互連。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的集中器型光電(CPV)模塊65。該模塊示出為包括背板，該背板具有位于其上的、操作成將一系列太陽(yáng)能電池電連接在一起的底板互連網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，下方的接收器基底38’可以用作背板的部件。如圖以及圖6所示，光接收子接收器50b設(shè)置在接收器基底38’上的隔開位置處。這些光接收子接收器50b可以被電氣互連，以提供Imm2 (或更小)的太陽(yáng)能電池基底20的二維陣列， 該陣列具有小于大約20 μ m的厚度。
底板互連網(wǎng)絡(luò)36a’、36b’設(shè)置在接收器基底38’上。由外部框架64支撐的前板 60與背板以間隔開的關(guān)系設(shè)置。具有位于外部面板6 上的外表面60a的該前板60示出為包括位于其上的一系列主透鏡62b，主透鏡62b位于CPV模塊65以內(nèi)并面對(duì)所述一系列太陽(yáng)能電池基底20。外部面板6 和所述一系列主透鏡62b可以構(gòu)造成材料(例如，玻璃) 的鄰接件或單件，或者構(gòu)造成光學(xué)透明材料的層壓合成物。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，前板 60可以構(gòu)造成向所述一系列太陽(yáng)能電池基底20提供大于1000倍的透鏡到電池光集中度。 為了實(shí)現(xiàn)該1000倍的透鏡到電池光集中度，主透鏡62b能夠構(gòu)造為具有小于大約4mm的透鏡凹陷的平凸透鏡。特別地，透鏡能夠構(gòu)造成具有由下面的關(guān)系式限定的透鏡凹陷凹陷=f(n-l)-((f(n-l))2-(l/2d)2)1/2其中，“f”是透鏡的焦距，“η”是透鏡材料的折射率，并且“d”是透鏡的直徑。作為示例，當(dāng)透鏡具有小于大約^mm的直徑時(shí)，由標(biāo)準(zhǔn)的BK 7光學(xué)玻璃(η 1. 51)制成并且具有IOOmm的透鏡焦距的一系列主透鏡62b能夠產(chǎn)生小于2mm的透鏡凹陷。因此，為了實(shí)現(xiàn)具有至少1000倍的集中度的CPV模塊，太陽(yáng)能電池基底20應(yīng)當(dāng)具有小于Imm2的光接收面積。圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的背板70的平面圖。該背板70示出為包括具有位于其上的CPV子接收器50a的二維陣列的接收器基底38。這些子接收器50a與構(gòu)成底板互連網(wǎng)絡(luò)的第一和第二大面積電氣互連結(jié)構(gòu)36a、36b電連接。這些電氣互連結(jié)構(gòu)可以形成為具有在從大約ΙΟμπι到大約50μπι的范圍內(nèi)的厚度的銅層。還設(shè)有過(guò)電壓保護(hù)二極管72。 二極管72的陽(yáng)極和陰極端子連接于電氣互連結(jié)構(gòu)36a、36b，如圖所示。這些二極管72操作為限制出現(xiàn)在生成極少電流(或不生成電流)的太陽(yáng)能電池基底20處的任何反電壓的最大幅值。為了提供1000倍的集中度的CPV模塊，太陽(yáng)能電池基底20的數(shù)量一般在每平方米的模塊孔1000到4000個(gè)的范圍內(nèi)(對(duì)于具有0. 5mm至Imm范圍內(nèi)的寬度的太陽(yáng)能電池)。由于太陽(yáng)能電池基底20產(chǎn)生的輸出電壓一般與基底尺寸無(wú)關(guān)，所以當(dāng)大陣列的基底 20通過(guò)電氣互連結(jié)構(gòu)36a、36b的適當(dāng)圖案化連接成串聯(lián)的列時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的模塊輸出電壓。另外，如下文中關(guān)于圖9a_9b更全面描述的，除了低電阻電氣互連功能之外，大面積的電氣互連結(jié)構(gòu)36a、36b還可以操作為執(zhí)行散熱片功能。圖8是根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的CPV模塊的一般化截面視圖。該一般化視圖示出了在前板60的外表面60a處接收的光的并聯(lián)路徑如何通過(guò)位于前板60的內(nèi)部的主透鏡62b被重新引導(dǎo)到聚光路徑75a-75c中。這些聚光路徑75a_75c經(jīng)過(guò)相應(yīng)的副光學(xué)元件 52’，副光學(xué)元件52’可以構(gòu)造為球面球透鏡(或折射透鏡)。這些副光學(xué)元件52’中的每一個(gè)都安裝成靠近子接收器50a內(nèi)相應(yīng)的太陽(yáng)能電池的光接收表面。盡管不希望受任何理論的限制，但期望的是，當(dāng)主透鏡和副透鏡元件涂覆有抗反射涂層并且具有大于士 1度的光接受角時(shí)，由主透鏡和副透鏡提供的兩階式光集中器的使用能夠產(chǎn)生高于80%的光傳輸效率。這些子接收器50a可以在下方的接收器基底38上電連接在一起，如圖7所示。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，副光學(xué)元件52’中的每一個(gè)均可以構(gòu)造成具有與相應(yīng)的太陽(yáng)能電池基底20的接收表面的中心基本對(duì)準(zhǔn)的質(zhì)心。這些副光學(xué)元件52’可以是具有小于大約 5mm的直徑的球面透鏡。特別地，相對(duì)于下方的一系列太陽(yáng)能電池基底20的副光學(xué)元件52’ 的尺寸、形狀、構(gòu)成以及位置組合起來(lái)足以相對(duì)于沒有一系列副光學(xué)元件52’的其他等同模塊增加CPV模塊的接受角。
圖9a_9b是接收器基底38’的截面視圖，其有利地增強(qiáng)了第一和第二導(dǎo)電圖案 36a’、36b’(例如，厚膜和薄膜金屬化層)中的至少一些的散熱能力。如圖9a所示，電絕緣釋放層39a可以形成在第一和第二導(dǎo)電圖案36a’、36b’的一些部分與下方的基底38’之間。此外，電絕緣釋放層39b可以連同導(dǎo)電圖案37(例如，厚膜金屬化層)設(shè)置在接收器基底38’的底表面上，其中導(dǎo)電圖案37覆蓋釋放層39b的一些部分。為了提高CPV模塊內(nèi)向環(huán)境的傳熱效率(通過(guò)輻射和對(duì)流)，第一和第二導(dǎo)電圖案36a’、36b’以及圖案37的一些部分可以部分地從下方的基底38’釋放。例如，如圖9b 所示，釋放層39a、39b可以被圖案化，然后被去除(例如，通過(guò)蝕刻)，從而選擇性地從基底 38’釋放金屬圖案36a’、36b’和37的一些部分。盡管不希望受到任何理論的限制，但是金屬圖案36a’、36b ’和37可以沉積成具有其內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力。這些應(yīng)力能夠被適當(dāng)?shù)馗膭?dòng)，以在釋放層39a、39b被去除時(shí)提供圖案的一些部分(例如，散熱“翅片”)的受控的剝離。圖案的這些部分在圖9b中用附圖標(biāo)記36a”、36b”和37，著重表示。圖IOa-IOc示出了根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的形成集中器型光電(CPV)接收器的方法。特別地，圖IOa示出了光電設(shè)備10e，其具有定位在下方的接收器基底38’上的太陽(yáng)能電池基底20。第一和第二導(dǎo)電圖案36a’和36b’也設(shè)置在接收器基底38’上和太陽(yáng)能電池基底的端子(例如，陽(yáng)極端子和陰極端子)上，如前面所描述的。第一和第二自對(duì)中透鏡支撐件M和55設(shè)置在第一和第二導(dǎo)電圖案36a和36b’上。這些第一和第二自對(duì)中透鏡支撐件M和55可以被圖案化為相對(duì)于彼此同心布置的環(huán)形支撐/密封結(jié)構(gòu)，并且具有露出太陽(yáng)能電池基底20的光接收表面的開口。如圖IOb所示，球面透鏡52形成在自對(duì)中透鏡支撐件M、55上，從而限定出子接收器50b ’。在本發(fā)明的這些實(shí)施例中的一些中，球面透鏡52可以被密封于自對(duì)中透鏡支撐件M、55中的開口。優(yōu)選地，所設(shè)置的密封是氣密密封。密封操作可以包括在從大約150°C 至大約350°C的范圍內(nèi)的溫度下對(duì)球面透鏡52和自對(duì)中透鏡支撐件M、55進(jìn)行退火。透鏡52和透鏡支撐件M、55的該退火可以在化學(xué)惰性環(huán)境中執(zhí)行?；瘜W(xué)惰性環(huán)境的示例包括可以沒有氧氣的氮?dú)夂?或氬氣環(huán)境。圖IOc示出了具有安裝在自對(duì)中透鏡支撐件M上的球面透鏡52的子接收器50b。 如附圖標(biāo)記Ll和L2所指的光路所示，通過(guò)自對(duì)中透鏡支撐件M提供的透鏡52與太陽(yáng)能電池基底20的高精度對(duì)準(zhǔn)能夠用來(lái)通過(guò)將偏離中心的光重新引導(dǎo)到太陽(yáng)能電池基底20的光接收表面上來(lái)提高子接收器50b的光聚集效率，如附圖標(biāo)記L2所著重表示的。圖Ila-Ilc是示出了根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的CPV底板組裝過(guò)程的流程圖。如圖 Ila所示，組裝過(guò)程IlOa可以包括利用轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)將太陽(yáng)能電池沉積到基底(例如，硅晶圓基底)上，見方框11加。轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)的一個(gè)示例公開在了 Nuzzo等人的上述’367專利中。然后，可以執(zhí)行金屬沉積和圖案化步驟以限定使太陽(yáng)能電池的端子與基底上的相應(yīng)區(qū)域(例如，貫通基底導(dǎo)電通孔)接觸的電氣互連結(jié)構(gòu)，見方框114a。可以執(zhí)行限定太陽(yáng)能電池上的自對(duì)中透鏡支撐件以及與透鏡支撐件相鄰的密封圖案的步驟，見方框116a、118a。如前面關(guān)于圖5-6以及圖IOa-IOc所描述的，自對(duì)中透鏡支撐件可以形成為環(huán)形支撐件，并且密封圖案可以通過(guò)沉積和圖案化相對(duì)于相應(yīng)的透鏡支撐件同心布置的密封材料環(huán)來(lái)形成。如方框120a所示，基底(例如，晶圓)然后被分成(例如，沿著劃線)多個(gè)光電設(shè)備，如圖Ia中所示的那些。如此處所描述的，這些光電設(shè)備可以用作太陽(yáng)能電池子接收器。這些分割基底的步驟之后可以是將透鏡元件附接到自對(duì)中透鏡支撐件上以及然后固化 /交聯(lián)密封圖案(例如，使用熱處理)以將透鏡元件氣密地密封于透鏡支撐件的步驟，見方框12h、lMa。特別地，透鏡元件(例如，球面透鏡)和密封圖案可以在從大約150°C至大約350°C的范圍內(nèi)的溫度下在化學(xué)惰性環(huán)境中被退火。該化學(xué)惰性環(huán)境可以是包括氮?dú)夂?/或氬氣的無(wú)氧環(huán)境。具有透鏡元件(例如，球透鏡)的子接收器然后可以進(jìn)行功能性測(cè)試，見方框126a。已經(jīng)通過(guò)功能測(cè)試的子接收器然后可以被放置到呈二維陣列圖案的CPV 模塊底板上，見方框128a。如圖Ic和圖fe所示，可以執(zhí)行底板焊料回流操作，以將太陽(yáng)能電池互連結(jié)構(gòu)(例如，輸出焊盤^a J6b)電連接于底板金屬化層(例如，圖案36a、36b)，見方框130a?，F(xiàn)在參照?qǐng)D11b，替代性的組裝過(guò)程IlOb可以包括利用轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)將太陽(yáng)能電池沉積到基底(例如，硅晶圓基底)上，見方框112b。轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)的一個(gè)示例公開在了 Nuzzo等人的上述’ 367專利中。然后，可以執(zhí)行金屬沉積和圖案化步驟以限定使太陽(yáng)能電池的端子與基底上的相應(yīng)區(qū)域(例如，貫通基底導(dǎo)電通孔)接觸的電氣互連結(jié)構(gòu)，見方框 114b?？梢詧?zhí)行限定太陽(yáng)能電池上的自對(duì)中透鏡支撐件以及與透鏡支撐件相鄰的密封圖案的步驟，見方框116b、118b。如前面關(guān)于圖5-6以及圖IOa-IOc所描述的，自對(duì)中透鏡支撐件可以形成為環(huán)形支撐件，并且密封圖案可以通過(guò)沉積和圖案化相對(duì)于相應(yīng)的透鏡支撐件同心布置的密封材料環(huán)來(lái)形成。如方框126b所示，太陽(yáng)能電池和電氣互連結(jié)構(gòu)可以在“晶圓”水平被測(cè)試，以識(shí)別合格和不合格設(shè)備。接下來(lái)，如方框120b所示，基底(例如，晶圓)然后被分成(例如，沿著劃線)多個(gè)子接收器設(shè)備?！昂细瘛钡脑O(shè)備然后可以被放置到呈二維陣列圖案的CPV模塊底板上，見方框128b。如方框122b所示，透鏡元件被附接到自對(duì)中透鏡支撐件上。然后可以執(zhí)行熱處理步驟，以便(i)固化/交聯(lián)密封圖案，以將透鏡元件氣密地密封于透鏡支撐件；以及(ii)使得底板焊料回流，這將太陽(yáng)能電池互連結(jié)構(gòu)(例如，輸出焊盤^a J6b)電連接于底板金屬化層(例如，圖案36a、36b)，見方框124b、130b?，F(xiàn)在參照?qǐng)D11c，另外的組裝過(guò)程IlOc可以包括利用轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)將太陽(yáng)能電池沉積到基底(例如，硅晶圓基底)上，見方框112c。然后，可以執(zhí)行金屬沉積和圖案化步驟以限定使太陽(yáng)能電池的端子與基底上的相應(yīng)區(qū)域(例如，貫通基底導(dǎo)電通孔)接觸的電氣互連結(jié)構(gòu)，見方框114c?？梢詧?zhí)行限定太陽(yáng)能電池上的自對(duì)中透鏡支撐件的步驟，見方框 116c。如方框126c所示，太陽(yáng)能電池和電氣互連結(jié)構(gòu)可以在“晶圓”水平被測(cè)試，以識(shí)別合格和不合格設(shè)備。接下來(lái)，如方框120c所示，基底(例如，晶圓)然后被分成(例如，沿著劃線)多個(gè)子接收器設(shè)備?！昂细瘛钡脑O(shè)備然后可以被放置到呈二維陣列圖案的CPV模塊底板上，見方框128c。如方框118c和122c所示，密封圖案與透鏡支撐件相鄰地形成，并且然后透鏡元件被附接到自對(duì)中透鏡支撐件上。接下來(lái)，可以執(zhí)行熱處理步驟，以便(i)固化/交聯(lián)密封圖案，以將透鏡元件氣密地密封于透鏡支撐件；以及(ii)使得底板焊料回流，這將太陽(yáng)能電池互連結(jié)構(gòu)(例如，輸出焊盤J6b)電連接于底板金屬化層(例如，圖案36a、 36b)，見方框 124cU30co在附圖和說(shuō)明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的典型的優(yōu)選實(shí)施例；并且，盡管使用了具體的術(shù)語(yǔ)，但它們僅僅在一般的和描述性意義上使用，而不用于限制的目的，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求中闡明。
權(quán)利要求
1.一種形成集中器型光電接收器的方法，包括在基底上形成太陽(yáng)能電池；在所述基底上形成自對(duì)中透鏡支撐件，所述自對(duì)中透鏡支撐件中具有使所述太陽(yáng)能電池的光接收表面露出的開口 ；以及在所述自對(duì)中透鏡支撐件上形成與所述太陽(yáng)能電池的所述光接收表面相對(duì)的球面透^Ml O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成球面透鏡包括將所述球面透鏡密封于所述自對(duì)中透鏡支撐件中的所述開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述密封所述球面透鏡包括在從大約150°C至大約350°C的范圍內(nèi)的溫度下對(duì)所述球面透鏡和所述自對(duì)中透鏡支撐件進(jìn)行退火。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述密封所述球面透鏡包括在化學(xué)惰性環(huán)境中對(duì)所述球面透鏡和所述自對(duì)中透鏡進(jìn)行退火。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述化學(xué)惰性環(huán)境是無(wú)氧的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述化學(xué)惰性環(huán)境包括氮?dú)夂?或氬氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成球面透鏡包括將所述球面透鏡氣密地密封于所述自對(duì)中透鏡支撐件中的所述開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述形成所述自對(duì)中透鏡支撐件之前是在所述太陽(yáng)能電池的所述光接收表面上形成一對(duì)電氣互連結(jié)構(gòu)；并且其中所述形成所述自對(duì)中透鏡支撐件包括將所述自對(duì)中透鏡支撐件沉積到所述一對(duì)電氣互連結(jié)構(gòu)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述自對(duì)中透鏡支撐件是環(huán)形的；并且其中在所述自對(duì)中透鏡支撐件上形成球面透鏡之前是在所述基底上形成圍繞所述自對(duì)中透鏡支撐件的環(huán)形密封結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述環(huán)形密封結(jié)構(gòu)的直徑大于所述自對(duì)中透鏡支撐件的直徑；并且其中所述環(huán)形密封結(jié)構(gòu)相對(duì)于所述自對(duì)中透鏡支撐件同心地布置。
11.一種形成集中器型光電接收器的方法，包括在基底上形成太陽(yáng)能電池；在所述基底上形成自對(duì)中透鏡支撐件，所述自對(duì)中透鏡支撐件中具有使所述太陽(yáng)能電池的光接收表面露出的開口 ；以及在所述自對(duì)中透鏡支撐件上形成與所述太陽(yáng)能電池的所述光接收表面相對(duì)的透鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述自對(duì)中透鏡支撐件是環(huán)形的；并且其中在所述自對(duì)中透鏡支撐件上形成透鏡之前是在所述基底上形成圍繞所述自對(duì)中透鏡支撐件的環(huán)形密封結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述形成透鏡包括將所述透鏡氣密地密封于所述自對(duì)中透鏡支撐件中的所述開口。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述形成透鏡包括將所述透鏡密封于所述自對(duì)中透鏡支撐件中的所述開口 ；并且其中所述密封所述透鏡包括在從大約150°C至大約 3500C的范圍內(nèi)的溫度下對(duì)所述透鏡和所述自對(duì)中透鏡支撐件進(jìn)行退火。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述密封所述透鏡包括在無(wú)氧環(huán)境中對(duì)所述透鏡和所述自對(duì)中透鏡支撐件進(jìn)行退火。
16.一種形成集中器型光電接收器的方法，包括 在基底上形成太陽(yáng)能電池；在所述基底上形成環(huán)形透鏡支撐件，所述環(huán)形透鏡支撐件中具有使所述太陽(yáng)能電池的光接收表面露出的開口 ；以及在所述環(huán)形透鏡支撐件上形成與所述太陽(yáng)能電池的所述光接收表面相對(duì)的透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在所述形成所述環(huán)形透鏡支撐件之前是在所述太陽(yáng)能電池的所述光接收表面上形成一對(duì)電氣互連結(jié)構(gòu)；并且其中所述形成所述環(huán)形透鏡支撐件包括將所述環(huán)形透鏡支撐件沉積到所述一對(duì)電氣互連結(jié)構(gòu)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述形成透鏡包括將所述透鏡氣密地密封于所述環(huán)形透鏡支撐件中的所述開口。
19.一種集中器型光電接收器，包括 基底上的太陽(yáng)能電池；所述基底上的自對(duì)中透鏡支撐件，所述自對(duì)中透鏡支撐件中具有使所述太陽(yáng)能電池的光接收表面露出的開口 ；以及所述自對(duì)中透鏡支撐件上的球面透鏡，所述球面透鏡與所述太陽(yáng)能電池的所述光接收表面相對(duì)。
20.一種集中器型光電接收器，包括 基底上的太陽(yáng)能電池；所述基底上的自對(duì)中透鏡支撐件，所述自對(duì)中透鏡支撐件中具有使所述太陽(yáng)能電池的光接收表面露出的開口 ；以及所述自對(duì)中透鏡支撐件上的透鏡，所述透鏡與所述太陽(yáng)能電池的所述光接收表面相對(duì)。
21.一種集中器型光電接收器，包括 基底上的太陽(yáng)能電池；所述基底上的環(huán)形透鏡支撐件，所述環(huán)形透鏡支撐件中具有使所述太陽(yáng)能電池的光接收表面露出的開口 ；以及所述環(huán)形透鏡支撐件上的透鏡，所述透鏡與所述太陽(yáng)能電池的所述光接收表面相對(duì)。
22.—種集中器型光電模塊，包括其上具有一系列Imm2或更小的太陽(yáng)能電池的背板；所述背板上的底板互連網(wǎng)絡(luò)，所述底板互連網(wǎng)絡(luò)將所述一系列太陽(yáng)能電池電連接在一起；以及與所述背板隔開的前板，所述前板具有位于其上的一系列主透鏡，所述一系列主透鏡面對(duì)所述一系列太陽(yáng)能電池并提供大于1000倍的透鏡到電池光集中度給所述一系列太陽(yáng)能電池。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的集中器型光電模塊，其中，所述主透鏡為具有小于大約4mm 的透鏡凹陷的平凸透鏡。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的集中器型光電模塊，其中，所述平凸透鏡的透鏡凹陷由下面的關(guān)系式限定凹陷=f (n-1) - ((f (n-1)) 2_ (l/2d)2)1/2其中，f是所述透鏡的焦距，η是所述透鏡的折射率，并且d是所述透鏡的直徑。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的集中器型光電模塊，其中，所述太陽(yáng)能電池具有小于大約 20 μ m的厚度。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的集中器型光電模塊，還包括在所述一系列主透鏡和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸的一系列副光學(xué)元件。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的集中器型光電模塊，其中，所述副光學(xué)元件中的每一個(gè)都安裝成靠近相應(yīng)的太陽(yáng)能電池的光接收表面。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的集中器型光電模塊，其中，所述副光學(xué)元件中的每一個(gè)均具有與相應(yīng)的太陽(yáng)能電池的光接收表面的中心基本對(duì)準(zhǔn)的質(zhì)心。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的集中器型光電模塊，其中，所述副光學(xué)元件是具有小于大約5mm的直徑的球面透鏡。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的集中器型光電模塊，其中，相對(duì)于所述一系列太陽(yáng)能電池的所述副光學(xué)元件的尺寸、形狀、構(gòu)成以及位置組合起來(lái)足以相對(duì)于沒有一系列副光學(xué)元件的其他等同模塊增加所述集中器型光電模塊的接受角。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的集中器型光電模塊，其中，相對(duì)于所述一系列太陽(yáng)能電池的所述副光學(xué)元件的尺寸、形狀、構(gòu)成以及位置組合起來(lái)足以相對(duì)于沒有一系列副光學(xué)元件的其他等同模塊增加所述集中器型光電模塊的接受角。
32.—種集中器型光電模塊，包括其上具有一系列主透鏡的前板；背板，所述背板上具有面對(duì)所述一系列主透鏡的一系列太陽(yáng)能電池；在所述一系列主透鏡和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸的一系列副光學(xué)元件；以及將所述一系列太陽(yáng)能電池電連接在一起的底板，所述底板在所述背板和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，其中，所述底板包括分別與所述一系列太陽(yáng)能電池的第一端子和第二端子電連接的第一互連網(wǎng)絡(luò)和第二互連網(wǎng)絡(luò)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，還包括多個(gè)過(guò)電壓保護(hù)二極管，所述二極管具有與所述第一互連網(wǎng)絡(luò)電連接的陰極端子和與所述第二互連網(wǎng)絡(luò)電連接的陽(yáng)極端子。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，其中，所述前板具有位于其上的第一光接收表面，并且其中多個(gè)主透鏡中的每一個(gè)均構(gòu)造成將在所述前板的第一表面處接收的光集中到所述一系列副光學(xué)元件中相應(yīng)的光學(xué)元件上。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的集中器型光電模塊，其中，所述多個(gè)副光學(xué)元件中的每一個(gè)均進(jìn)一步構(gòu)造成將從所述一系列主透鏡接收的光集中到所述一系列太陽(yáng)能電池中相應(yīng)的太陽(yáng)能電池的光接收表面上。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，還包括安裝于所述背板的框架，所述框架構(gòu)造成支撐與所述一系列太陽(yáng)能電池相對(duì)的所述前板。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，其中，所述前板和所述一系列主透鏡構(gòu)造為光學(xué)透明材料的鄰接件。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，其中，所述前板和所述一系列主透鏡構(gòu)造為光學(xué)透明材料的復(fù)合物。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的集中器型光電模塊，其中，所述一系列主透鏡被層壓或模制到所述前板的內(nèi)表面上。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的集中器型光電模塊，其中，所述前板和所述一系列主透鏡構(gòu)造為光學(xué)透明材料的復(fù)合物；并且其中所述一系列主透鏡被層壓或模制到所述前板的內(nèi)表面上。
42.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，其中，所述主透鏡是平凸透鏡。
43.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，其中，所述底板互連網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)金屬層。
44.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，其中，所述底板互連網(wǎng)絡(luò)包括具有在從大約10 μ m至大約50 μ m的范圍內(nèi)的厚度的銅層。
45.根據(jù)權(quán)利要求32所述的集中器型光電模塊，其中，所述底板互連網(wǎng)絡(luò)包括位于所述背板的主表面上的第一局部釋放金屬層。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的集中器型光電模塊，其中，所述第一局部釋放金屬層構(gòu)造成用作所述一系列太陽(yáng)能電池的散熱片。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的集中器型光電模塊，還包括位于所述背板的與所述背板的主表面相對(duì)地延伸的副表面上的第二局部釋放金屬層，所述第二局部釋放金屬層用作用于所述背板的散熱片。
48.根據(jù)權(quán)利要求36所述的集中器型光電模塊，其中，所述多個(gè)副光學(xué)元件中的每一個(gè)均具有面對(duì)所述多個(gè)主透鏡中相應(yīng)的一個(gè)的凸面和面對(duì)所述一系列太陽(yáng)能電池中的下方太陽(yáng)能電池的凸面。
49.一種形成集中器型光電模塊的方法，包括 形成其上具有一系列主透鏡的前板；形成其上具有面對(duì)所述一系列主透鏡的一系列太陽(yáng)能電池的背板； 形成在所述一系列主透鏡和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸的一系列副光學(xué)元件；以及形成在所述背板和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸的底板互連網(wǎng)絡(luò)，所述底板互連網(wǎng)絡(luò)將所述一系列太陽(yáng)能電池電連接在一起。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中，所述形成底板互連網(wǎng)絡(luò)包括在所述背板的主表面上沉積金屬層以及然后將所述金屬層圖案化到與所述太陽(yáng)能電池的第一端子電連接的第一底板和與所述太陽(yáng)能電池的第二端子電連接的第二底板中。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中，在所述主表面上沉積所述金屬層之前是在所述主表面上形成電絕緣釋放層，并且其中使所述金屬層圖案化之后是選擇性地去除所述電絕緣釋放層的在所述第一底板與所述背板的主表面之間延伸的部分的步驟。
52.一種光電設(shè)備，包括第一材料的第一基底，所述第一基底中具有至少第一導(dǎo)電通孔，所述第一導(dǎo)電通孔在所述第一基底的第一和第二相對(duì)表面之間延伸；位于所述第一基底上的不同于所述第一材料的第二材料的第二基底，所述第二基底包括太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池具有位于其上的光接收表面、以及第一端子和第二端子，所述第一端子和第二端子與所述太陽(yáng)能電池中的第一區(qū)域和第二區(qū)域電連接；以及所述光接收表面上的第一導(dǎo)電膜，所述第一導(dǎo)電膜從所述太陽(yáng)能電池的第一端子延伸到所述第一導(dǎo)電通孔。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的光電設(shè)備，其中，所述第一導(dǎo)電膜從所述太陽(yáng)能電池的第一端子延伸到所述第一基底的第一表面上。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的光電設(shè)備，其中，所述太陽(yáng)能電池是化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的光電設(shè)備，其中，所述太陽(yáng)能電池中的第一區(qū)域和第二區(qū)域是具有相反導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)域。
56.根據(jù)權(quán)利要求52所述的光電設(shè)備，還包括在所述第一基底的第一和第二相對(duì)表面之間延伸的第二導(dǎo)電通孔；以及從所述太陽(yáng)能電池的第二端子延伸到所述第二導(dǎo)電通孔的第二導(dǎo)電膜。
57.一種光電設(shè)備，包括第一材料的第一基底，所述第一基底中具有至少第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在所述第一基底的第一和第二相對(duì)表面之間延伸；位于所述第一基底上的不同于所述第一材料的第二材料的第二基底，所述第二基底包括太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池具有位于其上的光接收表面、以及第一端子和第二端子，所述第一端子和第二端子與所述太陽(yáng)能電池中的第一區(qū)域和第二區(qū)域電連接；以及所述光接收表面上的第一導(dǎo)電膜，所述第一導(dǎo)電膜從所述太陽(yáng)能電池的第一端子延伸到所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
58.一種集中器型光電模塊，包括 微型太陽(yáng)能電池；前板，所述前板保持一系列的短焦距主光學(xué)透鏡； 提供集中的太陽(yáng)光到所述微型太陽(yáng)能電池上的副集中器光學(xué)元件；以及單塊底板，所述單塊底板由背板支撐，提供用于散熱并將一系列所述微型太陽(yáng)能電池電氣互連的裝置。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述微型太陽(yáng)能電池薄于 20 μ m0
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述前板和所述主光學(xué)透鏡制造成單件。
61.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述前板和所述主光學(xué)透鏡由玻璃制成。
62.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述主光學(xué)透鏡被模制或?qū)訅旱剿銮鞍宓牡妆砻嫔稀?br> 63.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述主光學(xué)透鏡是平凸透鏡。
64.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述背板具有小于lOXK^mlT1 的熱膨脹系數(shù)。
65.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述背板由玻璃制造。
66.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述單塊底板由銅制成。
67.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述單塊底板薄于51μ m。
68.根據(jù)權(quán)利要求58所述的集中器型光電模塊，其中，所述主透鏡和副透鏡提供以下特性的組合等于或高于1000倍的幾何集中度； 高于80%的光學(xué)效率；以及寬于士1度的接受角。
69.一種集中器型光電模塊，包括前板，所述前板保持一系列的短焦距主光學(xué)透鏡；具有插入板的一系列表面安裝接收器，其中膜互連結(jié)構(gòu)位于所述插入板的頂部上，并且向下的豎直導(dǎo)電通孔貫穿所述插入板，其中所述向下的豎直導(dǎo)電通孔連接于所述插入板的底部上的輸出焊盤；具有轉(zhuǎn)移印刷在所述插入板上的端子的微型太陽(yáng)能電池，其中所述端子與所述插入板的所述頂部上的所述膜互連結(jié)構(gòu)相接觸；提供集中的太陽(yáng)光到所述微型太陽(yáng)能電池上的副集中器型光學(xué)元件；以及單塊底板，所述單塊底板由背板支撐，提供用于散熱并將一系列接收器電氣互連的裝置。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述主透鏡和副透鏡提供以下特性的組合等于或高于1000倍的幾何集中度； 高于80%的光學(xué)效率；以及寬于士1度的接受角。
71.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述插入板由鋁化合物制成。
72.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述單塊底板由銅制成。
73.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述背板由玻璃制造。
74.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述底板被選擇性地圖案化。
75.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述底板被局部地從所述背板釋放。
76.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述背板具有被選擇性地圖案化并被提至所述背板的后側(cè)上的金屬層。
77.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述背板具有小于IOXIO-6HIK-1 的熱膨脹系數(shù)。
78.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述單塊底板薄于51μ m。
79.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，其中，所述副集中器光學(xué)元件使入射的電磁輻射均勻化。
80.根據(jù)權(quán)利要求69所述的集中器型光電模塊，還包括位于所述微型太陽(yáng)能電池上的自對(duì)中支撐結(jié)構(gòu)，所述自對(duì)中支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)造成使所述副集中器光學(xué)元件中相應(yīng)的一個(gè)與相應(yīng)的微型太陽(yáng)能電池對(duì)準(zhǔn)。
81.一種用于集中器型光電系統(tǒng)的無(wú)導(dǎo)線子接收器，包括化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池，其附接于具有不同成分的板的面向上的表面，其中所述太陽(yáng)能電池具有至少兩個(gè)電氣端子；所述板的面向上的表面上的導(dǎo)電膜互連結(jié)構(gòu)，其建立與所述太陽(yáng)能電池的電連接，其中所述膜互連結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)建立與所述太陽(yáng)能電池的面向上的表面上的端子的電連接；以及導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其建立所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的電連接。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述子接收器是由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池和可選的副光學(xué)元件構(gòu)成的接收器的獨(dú)立的較小部分，所述副光學(xué)元件接受集中的太陽(yáng)光并結(jié)合有用于熱能和電能轉(zhuǎn)移的裝置。
83.根據(jù)權(quán)利要求81所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述板具有從一組材料中選擇的不同成分，所述一組材料包括但不限于氧化鋁、氮化鋁、硅、鋁、鋼和氧化鈹。
84.根據(jù)權(quán)利要求81所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，建立所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的電連接的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是導(dǎo)電通孔填充材料。
85.根據(jù)權(quán)利要求81所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，建立所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的電連接的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是側(cè)方定位的導(dǎo)體。
86.根據(jù)權(quán)利要求81所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述板的面向下的表面上的所述結(jié)構(gòu)是導(dǎo)電焊盤。
87.一種具有傾斜側(cè)壁的無(wú)導(dǎo)線子接收器，用于集中器型光電系統(tǒng)，所述無(wú)導(dǎo)線子接收器包括化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池，其附接于具有不同成分的板的面向上的表面，其中所述太陽(yáng)能電池具有至少兩個(gè)電氣端子；所述板的面向上的表面上的導(dǎo)電膜互連結(jié)構(gòu)，其建立與所述太陽(yáng)能電池的電連接，其中所述膜互連結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)建立與所述太陽(yáng)能電池的面向上的表面上的端子的電連接；以及導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其建立所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的電連接。
88.根據(jù)權(quán)利要求87所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的所述電連接是通過(guò)貫通板的通孔實(shí)現(xiàn)的。
89.根據(jù)權(quán)利要求87所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的所述電連接是通過(guò)膜互連結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。
90.一種用于集中器型光電系統(tǒng)的無(wú)導(dǎo)線子接收器，包括一個(gè)或多個(gè)化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池，其附接于具有不同成分的板的面向上的表面， 其中所述太陽(yáng)能電池具有至少兩個(gè)電氣端子；具有支撐結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，其用于將太陽(yáng)光集中到所述太陽(yáng)能電池上，以使入射的電磁輻射集中并均勻化；所述板的面向上的表面上的導(dǎo)電膜互連結(jié)構(gòu)，其建立與所述太陽(yáng)能電池中的每個(gè)的電連接，其中所述膜互連結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)建立與所述太陽(yáng)能電池中的每個(gè)的面向上的表面上的端子的電連接；以及導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其建立所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的電連接。
91.根據(jù)權(quán)利要求90所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述板具有從一組材料中選擇的不同成分，所述一組材料包括但不限于氧化鋁、氮化鋁、硅、鋁、鋼和氧化鈹。
92.根據(jù)權(quán)利要求90所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，建立所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的電連接的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是導(dǎo)電通孔填充材料。
93.根據(jù)權(quán)利要求90所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述光學(xué)元件是透鏡。
94.根據(jù)權(quán)利要求90所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述光學(xué)元件包括光鏟(light bucket)ο
95.根據(jù)權(quán)利要求90所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，建立所述板的面向上的表面上的結(jié)構(gòu)與所述板的面向下的表面上的結(jié)構(gòu)之間的電連接的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是側(cè)方定位的導(dǎo)體。
96.根據(jù)權(quán)利要求90所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述板的面向下的表面上的所述結(jié)構(gòu)是導(dǎo)電焊盤。
97.根據(jù)權(quán)利要求90所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述板包括旁路二極管。
98.根據(jù)權(quán)利要求90所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，與所述太陽(yáng)能電池的電連接的所述板的面向上的表面互連的所述導(dǎo)電膜通過(guò)絕緣膜材料與所述化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池的所述電氣端子中的至少一個(gè)電絕緣。
99.根據(jù)權(quán)利要求98所述的無(wú)導(dǎo)線子接收器，其中，所述絕緣膜材料是抗反射涂層。
100.一種形成用于集中器型光電系統(tǒng)的無(wú)導(dǎo)線子接收器的方法，包括 形成其上具有第一表面的板基底；將化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池印刷到所述板基底的所述第一表面上，所述化合物半導(dǎo)體包括位于光接收表面上的至少第一端子；形成膜互連結(jié)構(gòu)，所述膜互連結(jié)構(gòu)從所述化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池的所述光接收表面上的第一端子延伸到所述板基底的所述第一表面；以及形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)將所述膜互連結(jié)構(gòu)的設(shè)置在所述板基底的所述第一表面上的部分連接于所述板基底的第二表面上的結(jié)構(gòu)。
101.一種組裝集中器型光電模塊的方法，包括在第一基底的第一表面上隔開的位置處形成一系列太陽(yáng)能電池； 使所述一系列太陽(yáng)能電池的端子上和所述第一表面上的導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)圖案化； 將所述第一基底分成其上具有相應(yīng)的太陽(yáng)能電池的多個(gè)子接收器；以及將所述多個(gè)子接收器附接于其上具有單塊底板的背板，所述底板與所述導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)和所述一系列太陽(yáng)能電池的端子電連接。
102.根據(jù)權(quán)利要求101所述的方法，還包括在將所述第一基底分成多個(gè)子接收器之前在所述第一基底上并行地測(cè)試所述一系列太陽(yáng)能電池。
103.根據(jù)權(quán)利要求101所述的方法，還包括在將所述第一基底分成多個(gè)子接收器之前在所述第一基底上測(cè)試所述一系列太陽(yáng)能電池。
104.根據(jù)權(quán)利要求101所述的方法，其中，所述附接包括利用將所述子接收器結(jié)合于所述單塊底板的焊料回流工藝將所述多個(gè)子接收器附接于所述單塊底板。
105.根據(jù)權(quán)利要求101所述的方法，其中，所述圖案化之后是 在所述一系列太陽(yáng)能電池上形成自對(duì)中透鏡支撐件；以及將球形的副透鏡密封于所述自對(duì)中透鏡支撐件，使得由所述太陽(yáng)能電池中的每個(gè)接收的光穿過(guò)相應(yīng)的球形副透鏡。
106.根據(jù)權(quán)利要求105所述的方法，其中，所述形成自對(duì)中透鏡支撐件包括在所述一系列太陽(yáng)能電池和所述導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)上形成自對(duì)中透鏡支撐件。
107.根據(jù)權(quán)利要求105所述的方法，其中，所述形成自對(duì)中透鏡支撐件包括形成相對(duì)于相應(yīng)的自對(duì)中透鏡支撐件同心布置的密封環(huán)。
108.根據(jù)權(quán)利要求105所述的方法，其中，所述將球形副透鏡密封于所述自對(duì)中透鏡支撐件與將所述多個(gè)子接收器附接于背板同時(shí)地執(zhí)行。
109.根據(jù)權(quán)利要求108所述的方法，其中，所述附接包括利用將所述子接收器結(jié)合于所述單塊底板的焊料回流工藝將所述多個(gè)子接收器附接于所述單塊底板。
全文摘要
一種CPV模塊包括背板，該背板上具有一系列的1mm2或更小的太陽(yáng)能電池。在背板上還設(shè)有背板互連網(wǎng)絡(luò)。該底板互連網(wǎng)絡(luò)操作成將所述一系列的太陽(yáng)能電池電連接在一起。設(shè)有與背板隔開的前板。該前板包括位于其上的面對(duì)所述一系列太陽(yáng)能電池的一系列主透鏡。前板能夠構(gòu)造成將大于1000倍的透鏡到電池光集中度提供給所述一系列太陽(yáng)能電池。為了實(shí)現(xiàn)該1000倍的透鏡到電池光集中度，主透鏡能夠構(gòu)造為具有小于大約4mm的透鏡凹陷的平凸透鏡。還可以提供一系列的副光學(xué)元件，所述副光學(xué)元件在所述一系列主透鏡和所述一系列太陽(yáng)能電池之間延伸。
文檔編號(hào)H01L31/052GK102388464SQ201080015860
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者B·富爾曼, B·康納, C·鮑威爾, E·梅納德, J·卡爾, M·梅特爾, M·薩利文, S·伯勒斯, S·德茨 申請(qǐng)人:森普留斯公司