半导体装置、太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列制造方法及图纸

半导体装置包括导电性基板，包含导电性材料；非导电性层，设在导电性基板的表面的至少一部分；多个半导体元件，设在所述非导电性层上；配线，电连接多个半导体元件；以及非导电性层与半导体元件或配线的至少1个电连接部。与导电性基板的电位差最大的半导体元件配置在由多个半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置。

Semiconductor device, solar cell module, solar battery string and solar cell array

A semiconductor device includes a conductive substrate, containing conductive material; non conductive layer, at least a part of the surface of a conductive substrate; a plurality of semiconductor elements arranged on the non-conductive layer; wiring electrically connected to a plurality of semiconductor elements; and the non conducting layer and the semiconductor element wiring or at least 1 an electrical connection part. The semiconductor component with the greatest potential difference from the conductive substrate is disposed at a position other than the geometric end of the array arranged by a plurality of semiconductor elements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置、太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列
本专利技术涉及一种半导体装置、太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列，尤其涉及在半导体装置中提高包含导电性材料的导电性基板与半导体元件之间的绝缘性的半导体元件的配置方法、以及使用该半导体元件的太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列。
技术介绍
作为包含具有轻量性、可挠性等特征的金属、合金等导电性材料的基板，存在能够应用于广泛的用途中的可能性。而且，包含所述导电性材料的基板还能耐高温工艺(process)，因此也能应用于聚酰亚胺等树脂基板无法应对的半导体中。例如，如果用作太阳电池用基板那么能提闻光电转换效率，从而可提闻太阳电池的闻效化。然而，当将金属、合金等导电性材料用作基板时，必须在形成于基板上的半导体元件及配线与基板之间设置绝缘层，来调整各部分的电位差。通常，在包含导电性材料的基板的至少一面设置绝缘层。作为绝缘层，可使用对基板材料进行阳极氧化而成的氧化物等(例如，专利文献I)。作为提升绝缘层的绝缘性的方法，在专利文献I中揭示了如下技术:通过使串联连接的元件(也就是太阳电池单元)的中间附近的电位与包含导电性材料的基板(金属基板)的电位成为等电位而减小元件与基板的电位差。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利专利第4612731号公报专利文献2:国际公开第2010 / 049495号专利文献3:日本专利特开2007-35695号公报专利文献4:日本专利特开2009-260147号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，专利文献I中，由半导体元件组成的排列的末端部(两端部)与基板的电位差最大，存在因沿面放电或角部的电场集中等而使绝缘性下降的问题。图7(a)、图7(b)中表示模拟电极角部的电解集中的状况的结果。图7(a)表示使角部的曲率变化时的结果，图7(b)表示使角部的角度变化时的结果。根据图7(a)可知，直径25mm的电极端部(对应于曲率半径为12.5mm的电极角部)的电场Eniax是电极中央部的电场Etl的1.3倍左右，且图7(b)中角部为直角的电场Eniax是电极中央部的电场Etl的1.1倍左右。为了抑制角部的电场集中，例如，在专利文献2揭示了使角部变圆的技术，在专利文献3中揭示了使角部成为钝角的技术。然而，仍然存在如下问题:末端部与基板的电位差最大，因此，末端部的绝缘性低。而且，专利文献4中揭示了针对减小基板上的配线间的电位差的平面分布的课题而对配线配置进行设计。然而，专利文献4所揭示的方法中，并未揭示当基板包含导电性材料时调整半导体元件及配线与基板的电位的方法，因此，直接采用此方法无法提高与基板的绝缘性。为了解决所述现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种包含导电性材料的导电性基板上所设的多个半导体元件与导电性基板之间的绝缘耐电压性优良的半导体装置、太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列。解决问题的技术手段为了达成所述目的，本专利技术的第I实施方式的特征在于，具有:导电性基板，包含导电性材料；非导电性层，设在基板的表面的至少一部分且包含非导电性材料；多个半导体元件，设在非导电性层上；配线，电连接多个半导体元件；以及至少I个电连接部，连接导电性基板与半导体元件或配线，且与导电性基板的电位差最大的半导体元件配置在由多个半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置。本专利技术中，所谓几何学末端，例如，当多个半导体元件组成的排列为一线段时，如图1(a)所示，是指多个半导体元件51中、包含线段的顶点在内的半导体元件51a。而且，所谓几何学末端，当如图1(b)所示多个半导体元件51组成的排列为多边形时，是指包含多边形的顶点在内的半导体元件51a。而且，所谓几何学末端，当如图1(c)所示半导体元件51的形状为多边形时，是指包含该多边形的顶点在内的半导体元件51a，当如图1(d)所示多个半导体元件51的排列为同心圆状时，是指包含圆周在内的半导体元件51a。不论I个半导体元件为何种形状，本专利技术中，均将包含上述任一种情况的半导体元件51a称作几何学末端。而且，本专利技术中，所谓电连接部，例如，包括如对半导体元件的一部分施加压力进行挤压的机械式接触部、焊接等的合金的接合部、对相关部位进行加热熔融而成的熔接部等。而且，即便基板与半导体元件未接触，也可例如以存在薄的绝缘层、及存在具有半导体的性质的构件等方式，使电连接部中还包含实质上能决定半导体元件相对于基板的电位的部分。利用电连接部可调整导电性基板(导电性材料部分)与半导体元件的电位差。通过利用配线将各半导体元件串联或并联连接，可调整导电性基板与半导体元件或配线之间的电位差分布。通过将与导电性基板(导电性材料部分)之间的电位差最大的半导体元件配置在排列的几何学末端以外的位置，可使末端部分的电场缓和。通过使末端部分的电场缓和，能提高导电性基板(导电性材料部分)与半导体元件之间的绝缘耐电压性。而且，与电连接部连接的半导体元件的特征在于:优选的是配置在从排列的至少I个末端起的多个半导体元件的数量的10%的范围内，更优选的是配置在从排列的至少I个末端起的多个半导体元件的数量的5%的范围内，且是彼此为等电位的至少I个半导体元件。该半导体元件的特征在于:尤其优选的是配置在排列的至少I个末端的半导体元件。因排列的末端附近与导电性材料部分为等电位，所以能减小末端部的电位差。因末端部周边的电位差减小，所以电场集中得到缓和且整体的绝缘性提升。而且，本专利技术的另一实施方式的半导体装置的特征在于:非导电性层是通过对导电性基板进行阳极氧化处理而形成，且多个半导体元件中的最大电位的至少I个半导体元件连接于电连接部。关于阳极氧化膜，已知当将母体金属侧作为正极时绝缘性提升。因最大电位的半导体元件与导电性基板(导电性材料部分)为等电位，所以导电性基板(导电性材料部分)一直为正极，因此，整体的绝缘性提升。作为导电性基板，优选的是包含具有轻量性、可挠性的钛或铝的基板，更优选的是包含廉价的铝的基板。而且，为了提高各项特性，优选的并非包含铝的基板，而是包含复合材料的复合铝基板。复合材料中，例如含有树脂或其他金属与铝组合而成的材料等。其中，钢板或不锈钢(stainless)板与铝板的复合(clad)基板能提高铝的耐热性，因此更优选。而且，本专利技术的另一实施方式的半导体装置的特征在于:多个半导体元件呈同心圆状配置，与导电性基板的电位差最大的至少I个半导体元件配置在同心圆状的配置的中心。利用同心圆状的排列能使电场集中缓和，且与导电性基板的电位差最大的至少I个半导体元件与导电性基板的电位差位于最远离排列末端的位置，因此，平行于导电性基板的方向上的电场减小，整体的绝缘性提升。而且，本专利技术的另一实施方式的半导体装置的特征在于:多个半导体元件配置在一条直线上，且串联连接的2个排列并联地连接。通过使所有半导体元件配置在一条直线上，不会增加制造工艺，且通过使2个串联电路并联连接，能令为了使输出电压减半而要求的耐电压减半，且通过使与基板的电位差最大的半导体元件配置在由半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置，能减少电场集中点，改善绝缘性。利用同样的方法增加4个、8个、...并联的串联电路的数量，能使输出电压减小为四分之一、八分之一、...，从而使耐电压进一步下降。而且，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于包括：导电性基板，包含导电性材料；非导电性层，设在所述导电性基板的表面的至少一部分；多个半导体元件，设在所述非导电性层上；配线，电连接所述多个半导体元件；以及至少1个电连接部，连接所述导电性基板与所述半导体元件或所述配线，与所述导电性基板的电位差最大的所述半导体元件配置在由所述多个半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.13 JP 2011-1079951.一种半导体装置，其特征在于包括: 导电性基板，包含导电性材料； 非导电性层，设在所述导电性基板的表面的至少一部分； 多个半导体元件，设在所述非导电性层上； 配线，电连接所述多个半导体元件；以及 至少I个电连接部，连接所述导电性基板与所述半导体元件或所述配线，与所述导电性基板的电位差最大的所述半导体元件配置在由所述多个半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中在所述至少I个电连接部连接有位于从所述排列的至少I个末端起的所述多个半导体元件的数量的10%的范围内的至少I个半导体元件，当连接于所述电连接部的所述半导体元件有多个时，所述半导体元件彼此为等电位。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中在所述至少I个电连接部连接有位于从所述排列的至少I个末端起的所述多个半导体元件的数量的5%的范围内的至少I个半导体元件，当连接于所述电连接部的所述半导体元件有多个时，所述半导体元件彼此为等电位。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中在所述至少I个电连接部连接有位于所述排列的至少I个末端的半导体元件，当连接于所述电连接部的所述半导体元件有多个时，所述半导体元件彼此为等电位。5.根据权利要 求1所述的半导体装置，其中所述非导电性层是通过对所述导电性基板进行阳极氧化处理而形成，所述多个半导体元件中的成为最大电位的至少I个半导体元件与所述电连接部连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其中所述多个半导体元件呈同心圆状配置， 与所述导电性基板的电位差最大的至少I个半导体元件配置在所述同心圆状的配置的中心。7.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其中所述多个半导体元件配置在一条直线上，且串联连接的2个排列是并联连接。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫下阳太，矢后栄郎，祐谷重徳，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：