[发明专利]太阳能电池互连组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用互连件的太阳能电池组件及其制造方法。

背景技术

将互连件（IC）焊料接合到用于空间（航空航天）应用的太阳能电池（下文中，也称为空间级太阳能电池）是在历史上常见且公知的工艺过程。然而，随着对于航空航天器的寿命期望的要求的增加，已发现将IC连接到太阳能电池的焊料接点在轨道上遇到疲劳和故障的问题。这些最终导致开发出作为现今使用的当前行业标准工艺过程的平行缝隙焊接工艺。

尽管这样的平行缝隙焊接工艺过程被涉及太阳能电池集成的空间共同体（space community）的大多数的成员接受作为“标准工艺（Process of Record，POR）”，但是也意识到其是具有潜在可靠性风险的边界不太可靠的工艺过程。

因此，需要更鲁棒的IC连接工艺。

概要

根据本公开的一个方面，提供了一种太阳能电池组件，包括:太阳能电池，其上形成有互联部件；互连件；和共熔合金的接合层，其在所述互连件和所述互联部件之间，用于接合所述互连件和所述互联部件。

在一实施例中，所述互联部件包括在所述太阳能电池上的金属部件和在所述金属部件的锗（Ge）层，所述互连件包括在其表面处的第一金（Au）层，并且所述接合层是由至少一部分所述第一金层和至少一部分所述锗层形成的共熔的Au-Ge合金层。

在另一实施例中，所述互联部件还包括在所述锗层之上的第二金层，并且其中，所述接合层是由至少一部分所述第一金层、至少一部分所述第二金层、和至少一部分所述锗层形成的共熔的Au-Ge合金层。

根据本公开的另一方面，提供了一种制造太阳能电池组件的方法，包括:提供太阳能电池，其上形成有互联部件，所述互联部件包括在所述太阳能电池的表面上形成的金属部件以及在所述金属部件之上形成的第一前体层；提供互连件，所述互连件包括在其表面处的第二前体层；在等于或超过所述第一和第二前体层的材料的共熔温度的温度，加热所述互连件和所述互联部件，并将其中的一个压向另一个，以使得至少一部分所述第一前体层和至少一部分所述第二前体层形成共熔液相；以及使所述共熔液等温固化以形成共熔合金的接合层。

在一实施例中，所述第一前体层是锗层；所述第二前体层是第一金层；所述共融液相是Au-Ge液相；并且所述接合层是共融的Au-Ge合金的接合层。

在另一实施例中，所述提供所述太阳能电池还包括在所述第一前体层之上形成第三前体层，其包括与所述第二前体层相同的材料，并且所述加热和压使至少一部分所述第二前体层、至少一部分所述第三前体层、和至少一部分所述第一前体层形成共融的液相。

从下面的参考附图的说明将理解本发明的另外方面、特征和优点。

附图说明

本申请包括附图，其构成本说明书的一部分，示出了本发明的实施例，并与说明书一起来解释本发明的原理。

图1是示出了根据本公开一个实施例的用于制造太阳能电池组件的方法的示例的示意性的截面图。

图2是示出了根据本公开一个实施例的太阳能电池组件的示例的示意性截面图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本公开的实施例。注意，在附图中，使用类似的附图标记来表示类似的要素，并因此省略其重复说明。

图1是示出了根据本公开一个实施例的用于制造太阳能电池组件的方法的示例的示意性截面图。

如所示的，提供了太阳能电池101，并且该太阳能电池具有在其表面上形成的互联部件。如上所述，太阳能电池101优选是空间级太阳能电池。

在一实施例中，该互联部件可以包括在太阳能电池之上形成的金属部件103以及在互联部件103之上形成的第一前体层107。互联部件103可以是接合垫盘或电极，并且可以包括银（Ag）作为其主要成分。第一前体层107可以包括锗（Ge）；然而本发明不限于此。

在某些实施例中优选在第一前体层107（例如，Ge层）和互联部件103之间提供阻挡层105，以用于抑制或避免来自互连垫盘103的元素（例如，Ag）扩散到第一前体层和由该前体层形成的所得到的接合层中。通常，阻挡层105可以由钛（Ti）或钯（Pd）等形成。作为示例，锗层可以通过如下来形成：将锗材料沉积到其上形成有金属部件（例如，垫盘或电极）的太阳能电池上，以及对所沉积的锗材料进行图案化以使在互联部件之上的锗层保留。至于用于第一前体层的其它合适的材料，本领域技术人员将容易理解本领域中已知的合适的形成其的方法。