TWI871763B - 光電轉換模組 - Google Patents

Abstract

一種光電轉換模組，其包含：一第一基板、一導電電極層、一第二基板、一光電轉換層及一邊框。導電電極層設置於第一基板上。第二基板與該導電電極層相對設置。光電轉換層設置於導電電極層及第二基板之間。邊框位於第一基板及第二基板之間且圍繞光電轉換層外圍。邊框、第一基板及第二基板形成一密封空間。導電電極層自密封空間內穿過邊框而延伸至密封空間外。

Description

光電轉換模組

本發明係關於一種光電轉換模組，特別係關於一種經密封的光電轉換模組。

以往的光電轉換模組，會將光電轉換材料夾在兩基板之間，且在光電轉換材料周圍設置接合膠體，藉由接合膠體接合兩基板。藉此，將光電轉換材料密封於兩基板及接合膠體之間。

然而，此種接合膠體通常需要藉由加熱來固化，或是藉由照射紫外線來固化。此時，光電轉換材料有時會一起受到加熱或一併照射到紫外線，可能導致光電轉換材料變質。

此外，接合膠體在經時使用之後，常出現剝離的情形，導致外部氣體分子可能會穿透接合膠體與光電轉換材料接觸，進而導致光電轉換材料變質。

本發明之一實施例提出一種光電轉換模組，其包含：一第一基板、一導電電極層、一第二基板、一光電轉換層及一邊框。導電電極層設置於第一基板上。第二基板與該導電電極層相對設置。光電轉換層設置於導電電極層及第二基板之間。邊框位於第一基板及第二基板之間且圍繞光電轉換層外圍。邊框、第一基板及第二基板形成一密封空間。導電電極層自密封空間內穿過邊框而延伸至密封空間外。

根據本發明之一實施例之光電轉換模組，藉由邊框位於第一基板及第二基板之間、三者形成密封空間且導電電極層自密封空間內穿過邊框而延伸至密封空間外，能夠減少設置接合膠體的製作步驟，即可獲得穩定的密封效果。而導電電極層自密封空間內穿過邊框而延伸至密封空間外，可使光電轉換模組與外部導線的電性連接更為便利。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中，詳細敘述本發明之實施例之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本發明之實施例之技術內容並據以實施。根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之內容，但非以任何內容限制本發明之範疇。

於本說明書之所謂的示意圖中，由於用以說明而可有其尺寸、比例及角度等較為誇張的情形，但並非用以限定本發明。於未違背本發明要旨的情況下能夠有各種變更。實施例及圖式之描述中所提及之上下前後方位為用以說明，而並非用以限定本發明。

請參照圖1至圖5。圖1繪示依照本發明之一實施例之光電轉換模組的俯視示意圖。圖2繪示沿圖1之A－A線剖切的側視剖面示意圖。圖3繪示圖2之圈內之局部放大圖。圖4繪示沿圖1之B－B線剖切的側視剖面示意圖。圖5繪示圖4之圈內之局部放大圖。

如圖1及圖2所示，光電轉換模組1包含一第一基板11、一光電轉換層12、一導電電極層13、一第二基板14及一邊框15。導電電極層13設置於第一基板11上。第二基板14與導電電極層13相對設置。光電轉換層12設置於導電電極層13及第二基板14之間。邊框15位於第一基板11及第二基板14之間且圍繞光電轉換層12外圍。邊框15、第一基板11及第二基板14形成一密封空間S。導電電極層13自密封空間S內穿過邊框15而延伸至密封空間S外。如圖1所示，第一基板11之俯視面積小於第二基板14之俯視面積。導電電極層13之末端全部延伸或部分延伸至第一基板11之俯視面積之外。導電電極層13自密封空間S內穿過邊框15而延伸至該密封空間S外之長度為大於或等於10 μm。藉此，外部導線（未繪示）可直接電性連接至導電電極層13由第一基板11外露的部分。

於本實施例中，第一基板11之厚度可大於或等於0.5 mm且小於或等於0.9 mm。第一基板11之材質可包含玻璃，但不以此為限，亦可包含其他矽基材料。

於本實施例中，光電轉換層12可藉由濺射法或化學氣相沉積法來形成，且位於第二基板14之中央區域。光電轉換層12之厚度可大於或等於0.1 μm且小於或等於2 μm。光電轉換層12之材質可包含鈣鈦礦，但不以此為限，亦可為其他光電轉換材料。

於本實施例中，導電電極層13可藉由化學氣相沉積法等化學鍍法來形成。導電電極層13可包含彼此平行且彼此間隔的多個導電條，但不以此為限。於其他實施例中，導電電極層13亦可為其他配線形狀。光電轉換層12可與導電電極層13的三個導電條電性連接。導電電極層13之厚度可大於或等於0.03 μm且小於或等於2 μm。導電電極層13之材質可包含導電的金屬氧化物或金屬。此金屬之熔點可大於或等於攝氏200度。導電電極層13之材質可包含金、銀、銅等熔點大於或等於攝氏900度的金屬或其合金。導電電極層13之材質亦可包含鈮、鉬、鉭、鎢、錸等熔點大於或等於攝氏2000度的金屬或其合金。

於本實施例中，第二基板14之厚度可大於或等於2 mm且小於或等於2.4 mm。第二基板14之材質可包含玻璃，但不以此為限，亦可包含其他矽基材料。於本實施例中，第一基板11之厚度小於第二基板14之厚度。

於本實施例中，邊框15包含多個第一互熔部151、多個第二互熔部152及多個第三互熔部153。多個第一互熔部151及多個第二互熔部152分別上下重疊。多個第一互熔部151及多個第二互熔部152與多個第三互熔部153交錯排列且彼此相連。如圖1、圖2及圖3所示，第一互熔部151由第一基板11及導電電極層13互熔而成，第二互熔部152由第二基板14及導電電極層13互熔而成。於本實施例中，可形成有第一互熔部151及第二互熔部152，但不以此為限。於其他實施例中，亦可僅形成有第一互熔部151或僅形成有第二互熔部152。於本實施例中，如圖1、圖4及圖5所示，第三互熔部153由第一基板11及第二基板14互熔而成。

於製作光電轉換模組1時，可藉由極短脈衝雷射或極短脈衝電子束對於光電轉換層12之周圍進行雷射焊接或電子束焊接而形成邊框15。此極短脈衝雷射的脈衝可小於或等於250飛秒，但不以此為限。於其他實施例中，此極短脈衝雷射的脈衝亦可小於或等於100飛秒。

如圖1、圖2及圖3所示，雷射的焦點可設定於第一基板11與第二基板14之間。由於導電電極層13的厚度極薄，即使雷射所造成的升溫已維持在極為局部的範圍，仍可能會影響到第一基板11與導電電極層13的接觸面，而且同時影響到第二基板14與導電電極層13的接觸面，導致第一互熔部151及第二互熔部152形成。於其他實施例中，在導電電極層13的厚度較厚或雷射之焦點的影響範圍較小的情況下，亦可僅在第一基板11與導電電極層13的接觸面形成第一互熔部151而未形成有第二互熔部152。或者，亦可僅在第二基板14與導電電極層13的接觸面形成第二互熔部152而未形成有第一互熔部151。

如圖1、圖4及圖5所示，雷射的焦點設定於第二基板14與第一基板11的接觸面，以形成互熔部152。

圖2及圖4所示之比例繪示得較誇張。圖2及圖4雖繪示了第一基板11的變形，但實際上因為光電轉換層12之厚度及導電電極層13之厚度極薄，第一基板11之厚度及第二基板14之厚度相對較厚，故肉眼不會觀察到第一基板11的變形。另外，由於第一基板11及第二基板14極為貼近，故自第一基板11側或自第二基板14側可觀察到牛頓環現象的形成。

由於雷射所導致的升溫已維持在極為局部的範圍，故形成邊框15時的升溫不至於影響光電轉換層12的品質。而且，由於邊框15包括由第一基板11及導電電極層13互熔而成的第一互熔部151、由第二基板14及導電電極層13互熔而成的第二互熔部152，以及由第一基板11及第二基板14互熔而成的第三互熔部153，故氣體分子不易貫穿此邊框15，使得光電轉換層12能夠與外部氣體分子隔絕，進而能夠避免光電轉換層12因與外部氣體分子接觸而變質。即使將光電轉換模組1放置於高溫高溼的環境下400小時，光電轉換層22亦未見有降解的情形。而且，由於邊框15僅包括第一互熔部151、第二互熔部152及第三互熔部153，故可不必另外使用接合膠體。藉此可減少製作步驟，且獲得穩定的密封效果。

請參照圖6至圖10。圖6繪示依照本發明之另一實施例之光電轉換模組的俯視示意圖。圖7繪示沿圖6之C－C線剖切的側視剖面示意圖。圖8繪示圖7之圈內之局部放大圖。圖9繪示沿圖6之D－D線剖切的側視剖面示意圖。圖10繪示圖9之圈內之局部放大圖。

如圖6及圖7所示，光電轉換模組2包含一第一基板21、一光電轉換層22、一導電電極層23、一第二基板24及一邊框25。導電電極層23設置於第一基板21上。第二基板24與導電電極層23相對設置。光電轉換層22設置於導電電極層23及第二基板24之間。邊框25位於第一基板21及第二基板24之間且圍繞光電轉換層22外圍。邊框25、第一基板21及第二基板24形成一密封空間S。導電電極層23自密封空間S內穿過邊框25而延伸至密封空間S外。如圖6所示，第二基板24之俯視面積小於第一基板21之俯視面積。導電電極層23之末端全部延伸或部分延伸至第二基板24之俯視面積之外。導電電極層23自密封空間S內穿過邊框25而延伸至該密封空間S外之長度為大於或等於10 μm。藉此，外部導線（未繪示）可直接電性連接至導電電極層23由第二基板24外露的部分。於本實施例中，第一基板21之厚度可大於或等於2 mm且小於或等於2.4 mm。第一基板21之材質可包含玻璃，但不以此為限，亦可包含其他矽基材料。

於本實施例中，導電電極層23之形成方法、厚度與材質可與圖2之導電電極層13相似，在此不予贅述。導電電極層23之形狀可為比導電電極層13更寬的彼此平行且彼此間隔的多個導電條，但不以此為限。於其他實施例中，導電電極層23亦可為其他配線形狀。光電轉換層22之形成方法、厚度與材質可與圖2之光電轉換層12相似，在此不予贅述。

於本實施例中，第二基板24之厚度可大於或等於0.5 mm且小於或等於0.9 mm。第二基板24之材質可包含玻璃，但不以此為限，亦可包含其他矽基材料。於本實施例中，第一基板21之厚度大於第二基板22之厚度。

於本實施例中，邊框25包含多個第一互熔部251、多個第二互熔部252及多個第三互熔部253。多個第一互熔部251及多個第二互熔部252分別上下重疊。多個第一互熔部251及多個第二互熔部252與多個第三互熔部253平行並列、交錯排列且彼此相連。如圖6、圖7及圖8所示，第一互熔部251由第一基板21及導電電極層23互熔而成，第二互熔部252由第二基板24及導電電極層23互熔而成。於本實施例中，可形成有第一互熔部251及第二互熔252，但不以此為限。於其他實施例中，亦可僅形成有第一互熔部251或僅形成有第二互熔部252。於本實施例中，如圖6、圖9及圖10所示，第三互熔部253由第一基板21及第二基板24互熔而成。

於製作光電轉換模組2時，可藉由極短脈衝雷射或極短脈衝電子束對於光電轉換層22之周圍進行雷射焊接或電子束焊接而形成邊框25。此極短脈衝雷射的脈衝可小於或等於250飛秒，但不以此為限。於其他實施例中，此極短脈衝雷射的脈衝亦可小於或等於100飛秒。

如圖6、圖7及圖8所示，雷射的焦點可設定於第一基板21與第二基板24之間。由於導電電極層23的厚度極薄，即使雷射所造成的升溫已維持在極為局部的範圍，仍可能會影響到第一基板21與導電電極層23的接觸面，而且同時影響到第二基板24與導電電極層23的接觸面，導致第一互熔部251及第二互熔部252形成。於其他實施例中，在導電電極層23的厚度較厚或雷射之焦點的影響範圍較小的情況下，亦可僅在第一基板21與導電電極層23的接觸面形成第一互熔部251而未形成有第二互熔252。或者，亦可僅在第二基板24與導電電極層23的接觸面形成第二互熔部252而未形成有第一互熔部251。

如圖6、圖9及圖10所示，雷射的焦點設定於第一基板21與第二基板24的接觸面，以形成互熔部252。

圖7及圖9所示之比例繪示得較誇張。圖7及圖9雖繪示了第二基板24的變形，但實際上因為光電轉換層22之厚度及導電電極層23之厚度極薄，第一基板21之厚度及第二基板24之厚度相對較厚，故肉眼不會觀察到第二基板24的變形。另外，由於第一基板21及第二基板24極為貼近，故自第一基板21側或自第二基板24側可觀察到牛頓環現象的形成。

由於雷射所導致的升溫已維持在極為局部的範圍，故形成邊框25時的升溫不至於影響光電轉換層22的品質。而且，由於邊框25包括由第一基板21及導電電極層23互熔而成的第一互熔部251、由第二基板24及導電電極層23互熔而成的第二互熔部252，以及由第一基板21及第二基板24互熔而成的第三互熔部253，故氣體分子不易貫穿此邊框25，使得光電轉換層22能夠與外部氣體分子隔絕，進而能夠避免光電轉換層22因與外部氣體分子接觸而變質。即使將光電轉換模組2放置於高溫高溼的環境下400小時，光電轉換層22亦未見有降解的情形。而且，由於邊框25僅包括第一互熔部251、第二互熔部252及第三互熔部253，故可不必另外使用接合膠體。藉此可減少製作步驟，且獲得穩定的密封效果。

綜上所述，在本發明之一實施例之光電轉換模組，藉由邊框位於第一基板及第二基板之相接處、三者形成密封空間且導電電極層自密封空間內穿過邊框而延伸至密封空間外，能夠減少設置接合膠體的製作步驟，即可獲得穩定的密封效果。而導電電極層自密封空間內穿過邊框而延伸至密封空間外，可使光電轉換模組與外部導線的電性連接更為便利。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1,2:光電轉換模組 11,21:第一基板 12,22:光電轉換層 13,23:導電電極層 14,24:第二基板 15,25:邊框 151,251:第一互熔部 152,252:第二互熔部 153,253:第三互熔部 S:密封空間

圖1繪示依照本發明之一實施例之光電轉換模組的俯視示意圖。

圖2繪示沿圖1之A－A線剖切的側視剖面示意圖。

圖3繪示圖2之圈內之局部放大圖。

圖4繪示沿圖1之B－B線剖切的側視剖面示意圖。

圖5繪示圖4之圈內之局部放大圖。

圖6繪示依照本發明之另一實施例之光電轉換模組的俯視示意圖。

圖7繪示沿圖6之C－C線剖切的側視剖面示意圖。

圖8繪示圖7之圈內之局部放大圖。

圖9繪示沿圖6之D－D線剖切的側視剖面示意圖。

圖10繪示圖9之圈內之局部放大圖。

1:光電轉換模組

11:第一基板

12:光電轉換層

13:導電電極層

14:第二基板

15:邊框

151:第一互熔部

152:第二互熔部

153:第三互熔部

S:密封空間

Claims (9)

1. 一種光電轉換模組，其包括：一第一基板；一導電電極層，設置於該第一基板上；一第二基板，與該導電電極層相對設置；一光電轉換層，設置於該導電電極層及該第二基板之間；以及一邊框，位於該第一基板及該第二基板之間且圍繞該光電轉換層外圍，該邊框、該第一基板及該第二基板形成一密封空間，該導電電極層自該密封空間內穿過該邊框而延伸至該密封空間外，其中該邊框包括至少一第一互熔部、至少一第二互熔部及至少一第三互熔部，該至少一第一互熔部由該第一基板及該導電電極層互熔而成，該至少一第二互熔部由該第二基板及該導電電極層互熔而成，該至少一第三互熔部由該第一基板及該第二基板互熔而成。
2. 如請求項1所述之光電轉換模組，其中該光電轉換層之材質包括鈣鈦礦。
3. 如請求項1所述之光電轉換模組，其中該導電電極層之材質包括金屬。
4. 如請求項3所述之光電轉換模組，其中該導電電極層之材質包括金、銀、銅、鈮、鉬、鉭、鎢、錸或此等之合金。
5. 如請求項1所述之光電轉換模組，其中該第一基板之厚度大於該第二基板之厚度。
6. 如請求項1所述之光電轉換模組，其中該第一基板或該第二基板之材質係為玻璃。
7. 如請求項1所述之光電轉換模組，其中該導電電極層之厚度為大於或等於0.03μm且小於或等於2μm。
8. 如請求項1所述之光電轉換模組，其中該光電轉換層之厚度為大於或等於0.1μm且小於或等於2μm。
9. 如請求項1所述之光電轉換模組，其中該導電電極層自該密封空間內穿過該邊框而延伸至該密封空間外之長度為大於或等於10μm。

Images