單晶片光伏元件串聯結構的製造方法METHOD FOR MONOLITHIC MANUFACTURING OF SERIALLY CONNECTED PHOTOVOLTAIC DEVICES

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

105115511

專利證號

I 577040

專利獲證名稱

單晶片光伏元件串聯結構的製造方法METHOD FOR MONOLITHIC MANUFACTURING OF SERIALLY CONNECTED PHOTOVOLTAIC DEVICES

專利所屬機關 (申請機關)

國立中山大學

獲證日期

2017/04/01

技術說明

本發明提出一個「局部基板移除技術」來達到單晶片電性隔絕結構，以藉由多顆光伏子元件串接來實現高壓輸出背面照光光伏模組。此背面照光光伏元件可以利用標準太陽能電池製程或是用標準晶圓廠塊材互補式金氧半製程實現。「局部基板移除技術」包含一微機電後製程、一覆晶黏著製程、以及一基板薄化製程來實現單晶片積體化光伏元件之間的電性隔絕，亦即，將具備多顆光伏元件之單晶片實施一微機電後製程，包含一非等向性介電質乾蝕刻以及一等向性矽基板乾蝕刻步驟，此後製程的目的為在矽基板中實現一個空腔，以阻斷光伏元件間可能藉由基板而傳遞的漏電流。完成此步驟之光伏晶片將利用覆晶黏著技術封裝在一積體化被動元件平台，並利用此平台之多層金屬作光伏元件串接。最後，封裝之光伏晶片利用機械研磨與拋光製程將晶片基板再薄化，以將原先定義之空氣腔露出，以達到晶片上光伏元件間的電性隔離。在最佳實施例中，我們成功地實現串接四顆積體化光伏元件以達到2.05V的開路電壓而能同時維持其良好的填充因子與轉換效率。雖然在實施例中僅展現四顆光伏元件串接成果，本專利所提出之「局部基板移除技術」能在不增加額外後製程以及不劣化元件特性下串接更多積體化光伏元件，以達到更高的輸出電壓值。 This patent proposes a localized substrate removal (LSR) process for on-chip electrical isolation to promote the generation of high voltages by backside-illuminated photovoltaic devices (BSI-PVs). Such a BSI-PV can be fabricated by the turnkey manufacturing process for solar cells or by the standard foundry bulk CMOS process. The LSR consists of a post micro-electromechanical systems (MEMS) process, a flip-chip bonding assembly, and a substrate thinning step to enable on-chip electrical isolation among integrated PV cells.

備註

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

產學營運及推廣教育處

連絡電話

(07)525-2000#2651

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