CN207925496U - 薄膜封装器件以及太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种薄膜封装器件以及太阳能电池。该薄膜封装器件用于对待封装器件进行封装，包括：衬底基板，位于待封装器件的一侧；薄膜封装层，位于待封装器件的另一侧，所述薄膜封装层包括多个防水结构。该技术方案不仅可以增强防止水汽入侵的能力，从而改善封装结构的防水性能，而且还有利于实现轻薄和可柔性化的特性，因此适用领域更加广泛。

Description

薄膜封装器件以及太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种薄膜封装器件以及太阳能电池。

背景技术

近些年来，日渐突出的传统能源问题促进了新能源的迅速发展，尤其是以太阳能为代表的清洁能源受到了高度的重视和广泛的关注。由于太阳能电池组件中的核心材料对于水汽十分敏感，而暴露在大气环境中很容易造成其发电效率的衰减，因此采用有效的封装结构对于保证太阳能电池组件的发电效率十分重要。

目前常见的封装结构包括玻璃封装和有机薄膜封装等。前者由于厚重且不能弯折，从而导致其应用受限；后者由于有机材料的阻水能力有限，因此防水效果不佳，尤其是当有机材料发生破裂后，便会直接影响整个层面的阻水性能，从而导致水汽的大面积扩散。基于此，亟需开发一种具有良好防水效果的封装结构，以此来保证太阳能电池组件的性能。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型实施例提供一种薄膜封装器件以及太阳能电池。该技术方案如下：

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种薄膜封装器件，用于对待封装器件进行封装；所述薄膜封装器件包括：

衬底基板，位于所述待封装器件的一侧；

薄膜封装层，位于所述待封装器件的另一侧，所述薄膜封装层包括多个防水结构。

在一个实施例中，所述待封装器件具有靠近所述薄膜封装层的多个电极，且所述防水结构的位置与所述电极的位置相对应。

在一个实施例中，所述防水结构包括水汽阻隔墙和/或水汽吸附墙。

在一个实施例中，所述水汽阻隔墙与所述水汽吸附墙交替排布。

在一个实施例中，沿第一方向排列的两相邻所述水汽阻隔墙与沿第二方向排列的两相邻所述水汽阻隔墙构成一隔离区域。

在一个实施例中，所述水汽阻隔墙的厚度大于所述水汽吸附墙的厚度。

在一个实施例中，所述水汽阻隔墙在所述衬底基板上的正投影位于所述电极在所述衬底基板上的正投影区域内，所述水汽吸附墙在所述衬底基板上的正投影位于所述电极在所述衬底基板上的正投影区域内。

在一个实施例中，所述水汽阻隔墙的材料包括无机薄膜材料。

在一个实施例中，所述水汽吸附墙的材料包括吸水性材料。

在一个实施例中，所述薄膜封装层还包括：

阻隔层，位于所述待封装器件的表面，所述防水结构位于所述阻隔层背离所述衬底基板的一侧；

平坦层，位于所述防水结构背离所述衬底基板的一侧；

保护层，位于所述平坦层背离所述衬底基板的一侧。

在一个实施例中，所述阻隔层与所述保护层均为无机材料层，所述平坦层为有机材料层。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种太阳能电池，包括上述的薄膜封装器件以及太阳能电池组件。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：该技术方案通过在待封装器件的上方设置薄膜封装层，可防止待封装器件受到水汽的侵蚀，并进一步的在薄膜封装层中设置多个防水结构，以将薄膜封装层进行区域化划分，可对已经侵入到薄膜封装层中的水汽进行有效的阻隔，从而防止水汽的大范围扩散。这样不仅可以增强防止水汽入侵的能力，从而改善封装结构的防水性能，而且还有利于实现轻薄和可柔性化的特性，因此适用领域更加广泛。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的薄膜封装器件的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的薄膜封装器件中防水结构的示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的薄膜封装器件中防水结构的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的薄膜封装器件中防水结构的示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的薄膜封装器件中防水结构的示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的薄膜封装器件中防水结构的示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的薄膜封装器件中防水结构的分布图；

图8是根据一示例性实施例示出的薄膜封装器件中薄膜封装层的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

相关技术中，由于太阳能电池组件的核心材料对于水汽十分敏感，因此需要采用特定的封装结构来防止水汽的入侵，从而保证太阳能电池的发电效率。目前常见的封装结构包括外贴式封装结构以及有机薄膜和无机薄膜的交替叠层封装结构，但其封装效果均不理想。

基于此，本实用新型实施例提供的技术方案涉及一种薄膜封装器件，可用于对待封装器件10例如太阳能电池组件等电子器件进行薄膜封装。如图1所示，该薄膜封装器件可以包括：

衬底基板100，位于待封装器件10的一侧例如待封装器件10的下方，该衬底基板100可以采用PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PI(Polyimide，聚酰亚胺)等柔性基板或者玻璃基板；

薄膜封装层20，位于待封装器件10的另一侧例如待封装器件10的上方，该薄膜封装层20可以包括多个防水结构200，该多个防水结构200分布在薄膜封装层20的预设部位，以用于增强薄膜封装层20的防水效果。

需要说明的是：虽然这里是以太阳能电池组件作为待封装器件10为例进行说明的，但该薄膜封装器件也可以应用于其它电子器件例如显示器件的封装，本实施例对此不作具体限定。

本实用新型实施例所提供的技术方案，通过在待封装器件10的上方设置薄膜封装层20，便可防止待封装器件10受到水汽的侵蚀，并进一步的在薄膜封装层20中设置多个防水结构200，以将薄膜封装层20进行区域化划分，即可对已经侵入到薄膜封装层20中的水汽进行有效的阻隔，从而防止水汽的大范围扩散。这样不仅可以增强防止水汽入侵的能力，从而改善封装结构的防水性能，而且还有利于实现轻薄和可柔性化的特性，因此适用领域更加广泛。

示例的，所述待封装器件10可以为太阳能电池组件。在此情况下，如图2所示，所述待封装器件10可以包括：

光电功能层101，位于衬底基板100的上方，该光电功能层101例如可以为太阳能电池组件的核心层，其包括用于实现光电转换的半导体部件；

电极层102，位于光电功能层101背离衬底基板100的一侧，该电极层102中设有多个电极1020。

其中，薄膜封装层20中防水结构200的位置与电极层102中电极1020的位置相对应，即防水结构200对应设置在电极1020的正上方。

需要说明的是：所述光电功能层101的本质为PN节，其可接受光照而产生电流；所述电极层102中的电极1020可作为PN节的引出端，且该电极1020可以采用栅线的形式，从而形成具有引出电极的太阳能电池结构。

示例的，当光电功能层101采用柔性半导体材料时，太阳能电池组件的负极可以采用该电极层102中的电极1020，太阳能电池组件的正极可以是额外沉积在衬底基板100上的导电层。或者，当光电功能层101采用晶硅或者非晶硅材料时，太阳能电池组件的正负电极均可以采用该电极层102中的电极1020。

这样一来，本示例性实施例通过控制薄膜封装层20中的防水结构200与待封装器件10中的电极1020对应关系，便可在不影响光电功能层101的有效采光面积的情况下保证太阳能电池的发电效率，此时无需过多限制防水结构200的厚度，因此能够获得更好的防水效果。

本示例实施方式中，如图3至图5所示，所述防水结构200可以包括水汽阻隔墙200a和/或水汽吸附墙200b。即，该防水结构200可以采用多个水汽阻隔墙200a构成，或者也可以采用多个水汽吸附墙200b构成，或者还可以采用多个水汽阻隔墙200a和多个水汽吸附墙200b共同构成。

本实施例中，所述水汽阻隔墙200a是指能够隔绝水汽的防水结构200，其可将水汽隔绝在该结构的一侧而使水汽无法到达该结构的另一侧。基于此，考虑到无机薄膜材料层比较致密，其具有较强的阻水能力，因此水汽阻隔墙200a的材料可以采用诸如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、以及类金刚石等具有良好阻水性能的无机薄膜材料中的一种或多种。

本实施例中，所述水汽吸附墙200b是指能够吸附水汽的防水结构200，其可对水汽进行吸附而使水汽无法穿透该结构。基于此，考虑到水汽吸附墙200b需要具有较强的吸水能力，因此该水汽吸附墙200b的材料可以采用诸如固态氢氧化钠、氧化钙、氯化钙、氯化镁、无水硫酸铜、以及碱石灰等具有良好吸水性能的材料中的一种或多种。

本示例实施方式中，参考图5所示，水汽阻隔墙200a与水汽吸附墙200b可以交替排布。示例的，在与电极层102中的电极1020对应的位置处，水汽阻隔墙200a与水汽吸附墙200b可以一一交错设置，即在一电极1020对应的位置处可以设置水汽阻隔墙200a，而在与该电极1020相邻的电极1020对应的位置处可以设置水汽吸附墙200b。当然，本实施例并不要求水汽阻隔墙200a与水汽吸附墙200b的排布方式必须为一一交错排布，其还可以是若干个水汽阻隔墙200a与一个水汽吸附墙200b之间呈周期性排布，或者是若干个水汽吸附墙200b与一个水汽阻隔墙200a之间呈周期性排布，亦或水汽阻隔墙200a与水汽吸附墙200b的排布方式无特定规律，本实施例对此不作具体限定。

基于此，本实施例一方面通过设置水汽吸附墙200b，便可对入侵的水汽进行有效的吸附，从而避免水汽扩散到光电功能层101中，另一方面通过设置水汽阻隔墙200a，便可有效的阻隔水汽的横向扩散，尤其是在局部区域已经遭受水汽侵蚀的条件下，该水汽阻隔墙200a能够防止水汽进一步扩散到与该区域相邻的其它区域中。

在一个实施例中，如图6所示，为了保证良好的水汽隔绝效果，水汽阻隔墙200a的厚度可以大于水汽吸附墙200b的厚度，这样便可在两个相邻的区域之间设置一个相对较高的壁垒，从而更加有效的阻隔水汽的扩散。

在另一个实施例中，如图7所示，为了保证良好的水汽隔绝效果，沿第一方向例如X方向排列的两相邻水汽阻隔墙200a与沿第二方向例如Y方向排列的两相邻水汽阻隔墙200a可以构成一封闭的隔离区域，这样即可在平行于衬底基板100的方向上形成多个相互独立的隔离区域，以便于通过水汽阻隔墙200a限制水汽的横向扩散，尤其是在某一区域已经遭受严重的水汽入侵时能够更加有效的避免水汽对临近区域的影响。其中，为了有效的防止水汽向光电功能层101的进一步扩散，每个隔离区域中还可以设置水汽吸附墙200b，以便于对水汽进行及时的吸附。

需要说明的是：以上各种实施例不仅可以单独使用，而且也可以结合使用，这里对此不作限定。

本示例实施方式中，水汽阻隔墙200a与水汽吸附墙200b还可以采用层叠的方式排布，例如在电极1020上方依次对应设置水汽吸附墙200b和水汽阻隔墙200a，这样也可以实现防止水汽扩散的效果。

可选的，水汽阻隔墙200a在衬底基板100上的正投影可以位于电极1020在衬底基板100上的正投影的区域内，即水汽阻隔墙200a与电极1020在垂直于衬底基板100的方向上正对，且水汽阻隔墙200a的面积小于或者等于电极1020的面积，这样即可确保不影响光电功能层101的有效采光面积。

可选的，水汽吸附墙200b在衬底基板100上的正投影可以位于电极1020在衬底基板100上的正投影的区域内，即水汽吸附墙200b与电极1020在垂直于衬底基板100的方向上正对，且水汽吸附墙200b的面积小于或者等于电极1020的面积，这样即可确保不影响光电功能层101的有效采光面积。

本示例实施方式中，如图8所示，所述薄膜封装层20具体可以包括：

阻隔层201，位于电极层102的上方，所述防水结构200位于该阻隔层201背离衬底基板100的一侧；

平坦层202，位于防水结构200背离衬底基板100的一侧，用于填平防水结构200所在层结构的表面；

保护层203，位于平坦层202背离衬底基板100的一侧，用作最外层的封装保护结构。

由此可知，所述薄膜封装层20采用的是多层封装结构，该结构不仅能够实现阻隔水汽的效果，而且还能加强对应电极1020位置处的防水效果，此外还对整个封装结构的表面具有保护作用，从而防止封装结构受损而影响封装效果。

可选的，考虑到无机薄膜的致密性好，其具有较佳的阻水效果，则所述阻隔层201可以采用氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜、以及类金刚石薄膜等无机薄膜材料层中的任一种，其例如可以通过PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学气相沉积)、PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)、或者ALD(Atomic layer deposition，原子层淀积)的方式形成在电极层102的上方，从而包覆在太阳能电池组件的电极1020表面以形成初步的防水膜结构。

可选的，考虑到需要将防水结构200之间的空白区域填平，而该区域的膜层厚度相对较大，为了保证薄膜的完整性以及可弯折性能，则所述平坦层202可以采用有机材料层例如光刻胶涂层，该有机材料层可以通过湿法涂布例如涂覆或者浸泡的方式形成在防水结构200以及阻隔层201的上方，从而起到平坦化的效果，以便于后续膜层能够沉积在一平坦的界面上而防止膜层的脱落或开裂。此外，该有机材料层还可以将工艺制程中产生的微小颗粒物进行包覆，同时有利于释放工艺制程中产生的应力，从而防止太阳能电池组件的整体翘曲。

可选的，考虑到无机薄膜材料层具有较高的表面硬度、较强的抗划伤性能、以及较低的表面粗糙度，则所述保护层203可以采用氧化铝薄膜和类金刚石薄膜等无机薄膜材料层中的任一种，其例如可以通过PECVD、PVD、或者ALD的方式形成在平坦层202的上方即封装结构的最外层，从而起到保护该封装结构的效果。当然，本实施例也可以采用有机薄膜和无机薄膜交替的方式形成上述的保护层203，以便于提升封装结构的整体防水性能。

示例的，本实用新型实施例所提供的薄膜封装器件可应用于例如太阳能电池组件的柔性封装。参考图8所示，该薄膜封装器件可以包括衬底基板100，位于衬底基板100上方的光电功能层101，位于光电功能层101上方的电极层102，以及位于电极层102上方的薄膜封装层20。其中，电极层102中包括电极1020，薄膜封装层20中包括位于电极1020上方的阻隔层201例如类金刚石薄膜，位于阻隔层201上方且与电极1020正对的防水结构200例如水汽阻隔墙200a和水汽吸附墙200b，位于防水结构200上方的平坦层202例如光刻胶，以及位于平坦层202上方的保护层203例如氧化铝薄膜。

基于此结构，当环境中的水汽入侵太阳能电池组件时，便会沿着保护层203和平坦层202向内扩散。若其扩散至水汽吸附墙200b，便会被构成该水汽吸附墙200b的吸水性材料逐渐吸收，从而防止水汽进一步向内扩散；若其扩散至水汽阻隔墙200a，便会被构成该水汽阻隔墙200a的阻水性材料隔绝，从而防止水汽横向扩散至其它区域，尤其是在局部区域已经受到水汽侵蚀而严重损坏的情况下，该水汽阻隔墙200a能够阻止水汽的大面积扩散，从而保证太阳能电池组件的整体性能。

本实用新型实施例提供的技术方案还涉及一种太阳能电池，包括上述的薄膜封装器件以及太阳能电池组件。基于此，采用上述的薄膜封装器件对太阳能电池组件进行薄膜封装，不仅可以增强防止水汽入侵的能力，从而改善封装结构的防水性能，而且还有利于实现轻薄和可柔性化的特性，因此适用领域更加广泛。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种薄膜封装器件，用于对待封装器件进行封装；其特征在于，所述薄膜封装器件包括：

衬底基板，位于所述待封装器件的一侧；

薄膜封装层，位于所述待封装器件的另一侧，所述薄膜封装层包括多个防水结构。

2.根据权利要求1所述的薄膜封装器件，其特征在于，所述待封装器件具有靠近所述薄膜封装层的多个电极，且所述防水结构的位置与所述电极的位置相对应。

3.根据权利要求2所述的薄膜封装器件，其特征在于，所述防水结构包括水汽阻隔墙和/或水汽吸附墙。

4.根据权利要求3所述的薄膜封装器件，其特征在于，所述水汽阻隔墙与所述水汽吸附墙交替排布。

5.根据权利要求3所述的薄膜封装器件，其特征在于，沿第一方向排列的两相邻所述水汽阻隔墙与沿第二方向排列的两相邻所述水汽阻隔墙构成一隔离区域。

6.根据权利要求3所述的薄膜封装器件，其特征在于，所述水汽阻隔墙的厚度大于所述水汽吸附墙的厚度。

7.根据权利要求3所述的薄膜封装器件，其特征在于，所述水汽阻隔墙在所述衬底基板上的正投影位于所述电极在所述衬底基板上的正投影区域内，所述水汽吸附墙在所述衬底基板上的正投影位于所述电极在所述衬底基板上的正投影区域内。

8.根据权利要求3所述的薄膜封装器件，其特征在于，所述水汽阻隔墙的材料包括无机薄膜材料。

9.根据权利要求3所述的薄膜封装器件，其特征在于，所述水汽吸附墙的材料包括吸水性材料。

10.根据权利要求1所述的薄膜封装器件，其特征在于，所述薄膜封装层还包括：

阻隔层，位于所述待封装器件的表面，所述防水结构位于所述阻隔层背离所述衬底基板的一侧；

平坦层，位于所述防水结构背离所述衬底基板的一侧；

保护层，位于所述平坦层背离所述衬底基板的一侧。

11.根据权利要求9述的薄膜封装器件，其特征在于，所述阻隔层与所述保护层均为无机材料层，所述平坦层为有机材料层。

12.一种太阳能电池，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的薄膜封装器件以及太阳能电池组件。