DE1807818C3

DE1807818C3 - Device for converting radiation into electrical energy

Info

Publication number: DE1807818C3
Application number: DE19681807818
Authority: DE
Inventors: Jean Paris Lebrun
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1967-11-15
Filing date: 1968-11-08
Publication date: 1977-05-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Strahlung in elektrische lcnergie, die eine Batterie von strahlungsempfindlichen Halbleiterelementen enthält, die elektrisch miteinander verbunden und auf einem biegsamen Träger angebracht sind, der aus einer auf mindestens einer Seite metallisierte Oberflächenteile aufweisenden Folie elektrisch isolierenden Materials besteht.The invention relates to a device for converting radiation into electrical energy, the one Battery contains radiation-sensitive semiconductor elements that are electrically connected to one another and mounted on a flexible support consisting of a metalized on at least one side Surface parts having film is made of electrically insulating material.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.The invention also relates to a method for producing such a device.

Eine strahlungsempfindliche Vorrichtung dieser Art ist bekannt aus der US-PS 29 62 539. Derartige Vorrichtungen werden z. B. zum Detektieren von Strahlungsenergie oder zum Erzeugen elektrischer Leistung durch Umwandlung von Strahlungsenergie verwendet. Es kann sich dabei um elektromagnetische oder korpuskulare Strahlung handeln.A radiation-sensitive device of this type is known from US-PS 29 62 539. Such Devices are z. B. to detect radiant energy or to generate electrical Power used by converting radiant energy. It can be electromagnetic or corpuscular radiation.

Die Erfindung ist besonders wichtig für Raumuntersuchungen. Es ist bekannt, daß die elektrische Energie für den Betrieb der unterschiedlichen Instrumente eines Satelliten oder eines ähnlichen Fahrzeugs für Raumzwecke zu einem großen Teil von Sonnenbatterien geliefert wird. Diese Batterien haben die Form von flachen Tafeln oder gekrümmten Blättern, auf denen mehrere Hundert strahlungsempfindliche Elemente (in diesem Falle Sonnenzellen) nahe beieinander in einem regelmäßigen Mosaik angebracht und in Reihe und/ oder parallel elektrisch miteinander verbunden sind, so daß die erwünschten Spannungen und Ströme erzielt werden.The invention is particularly important for space examinations. It is known that the electrical energy for the operation of the various instruments of a satellite or similar vehicle for space purposes to a large extent is supplied by solar batteries. These batteries are in the form of flat panels or curved sheets on which several hundred radiation-sensitive elements (in in this case solar cells) placed close together in a regular mosaic and in a row and / or are electrically connected in parallel so that the desired voltages and currents are achieved will.

Für Sonnenbatterien an Raumfahrzeugen ist es besonders wichtig, Tafeln hoher mechanischer Biegsamkeit zur Verfügung zu haben, die auf dem Körper dei Fahrzeuge entsprechend deren Außenprofil angebracht werden können, oder die in der unwirksamen Perioden z. B. beim Start eines Satelliten und vor der Einstellung im Umlauf einen kleinen Raum beanspruchen und ein« geringe Oberfläche haben und sich im erwünschter Augenblick breit entfalten können.It is particularly important for solar batteries on spacecraft to have panels of high mechanical flexibility to have available, which are attached to the body of the vehicles according to their external profile can be, or in the ineffective periods z. B. when starting a satellite and before setting Take up a small space in circulation and have a «small surface area and are more desirable Can unfold in a moment.

Die hohe Biegsamkeit der Tafeln ist auch erwünscht weil jedes strahlungsempfindliche Element in bezug au die benachbarten Elemente eine bestimmte mechani sehe Unabhängigkeit haben muß, um das Auftretei mechanischer Spannungszonen auf der Tafel infolge de thermischen schroffen Übergänge beim Übergang voi Sonnenschein in Dunkelheit und umgekehrt und infolgeThe high flexibility of the panels is also desirable because each radiation-sensitive element with respect to the neighboring elements must have a certain mechanical independence in order to be able to occur mechanical stress zones on the board as a result of the thermal abrupt transitions at the transition from voi Sunshine in darkness and vice versa and as a result

der beim Manövrieren auftretenden Erschütterungen zu vermeiden, welche Spannungen, Bruch oder anderen ernstlichen Schaden hervorrufen können.avoid the vibrations occurring during maneuvering, which tension, breakage or other cause serious harm.

Die bekannte Technik zur Herstellung von Sonnenbatterien steifer Struktur auf Tafeln einer hinreichenden Biegsamkeit, um diese mit einer Krümmung von verhältnismäßig kleinem Radius anbringen zu können, besteht darin, daß die strahlungsempfindlichen Elemente durch Bänder oder Metallstreifen geringer Dicke miteinander verbunden werden, die auf geeignete Weise ausgeglüht sind und die durch Löten einerseits auf der Rückfläche eines strahlungsempfindlichen Elementes und andererseits auf einem der Ränder der Vorderseite des benachbarten Elementes befestigt werden. Infolge ihrer eigenen Biegsamkeit und sofern der Träger aus biegsamem Material besteht, erlauben diese Bänder oder Streifen beschränkte Verformungen d-r betreffenden Tafel.The well-known technique for making solar batteries rigid structure on panels of sufficient flexibility to make them curvature of To be able to attach a relatively small radius is that the radiation-sensitive elements be connected to each other by ribbons or metal strips of small thickness, which in a suitable manner are annealed and by soldering on the one hand on the rear surface of a radiation-sensitive element and on the other hand attached to one of the edges of the front of the adjacent element. As a result Due to their own flexibility and if the carrier is made of flexible material, these tapes allow or strips of constrained deformations d-r concerned panel.

Diese Technik wird bei der Herstellung der gegenseitigen Verbindung vor, strahlungsempfindlichen Elementen benutzt, die in der FR-PS 14 23 414 beschrieben ist. Nach dieser Patentschrift besteht zum Erzielen einer maximalen Biegsamkeit der Tafel bei einer guten mechanischen Widerstandsfähigkeit der Lötstellen das Verbindungselement aus einem perforierten Metallband, das gleichsam ein Netzwerk bildet und dessen Dicke etwa 0,05 mm beträgt. Die durch dieses Netzwerk miteinander verbundenen strahlur.gsempfindlichen Elemente werden auf einem Träger festgeklebt, der aus einer isolierten Metallfolie besteht, wobei der Klebstoff aus Siliziumgummi besteht, oder das Netzwerk kann direkt auf einer Siliziumgummischichi angebracht werden. Die so erhaltenen Tafeln lassen sich bequem aufwickeln.This technique is used in making the mutual connection, prior to being radiation sensitive Elements used, which is described in FR-PS 14 23 414. According to this patent specification exists for Achieving maximum flexibility of the panel with good mechanical resistance of the Soldering points the connection element made of a perforated metal strip, which forms a network, as it were and its thickness is about 0.05 mm. The radiation-sensitive ones connected to one another by this network Elements are glued to a carrier made of an insulated metal foil, wherein the adhesive consists of silicon rubber, or the network can be directly on a silicon rubber layer be attached. The panels obtained in this way can easily be rolled up.

Die Herstellung solcher Vorrichtungen erfordert große Sorgfalt und beansprucht viel Zeit. Zunächst müssen die strahlungsempfindlichen Elemente durch Bänder oder durch das Netzwerk miteinander verbunden werden und darauf muß die erhaltene Matrix auf einem äußeren Träger festgeklebt werden. Das Metallband, insbesondere das perforierte Band ist sehr verletzbar. Auch die Matrix von strahlungsempfindlichen Elementen muß äußerst sorgfältig behandelt werden, solange sie nicht auf einem äußeren Träger befestigt worden ist. Die Art dieser Arbeit und die Zerbrechlichkeit der Bestandteile machen also die Herstellung einer Tafel mit strahlungsempfindlichen Elementen besonders schwierig.The manufacture of such devices requires great care and time. Next the radiation-sensitive elements must be connected to one another by means of ribbons or a network and then the matrix obtained must be glued to an external support. The Metal tape, especially the perforated tape, is very vulnerable. Also the matrix of radiation-sensitive Elements must be handled extremely carefully as long as they are not on an external support has been attached. So the nature of this work and the fragility of the components make that Production of a board with radiation-sensitive elements is particularly difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf möglichst einfache Weise eine Vorrichtung herzustellen in denen jedes strahlungsempfindliche Element in bezug auf das benachbarte Element eine möglichst große mechanische Unabhängigkeit aufweist.The invention is based on the object of producing a device in the simplest possible way in which each radiation-sensitive element is as large as possible in relation to the neighboring element has mechanical independence.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die metallisierten Oberflächenteile mit durch die Folie hindurchgehenden Einschnitten versehen sind, wodurch Zungen gebildet sind, deren metallisierte Oberfläche mit einem strahlungsempfindlichen Element in Berührung ist, und die strahlungsempfindlichen Elemente wenigstens teilsweise durch die Zungen und die metallisierten Oberflächenteile elektrisch miteinander verbunden und auf dem Träger befestigt sind.This object is achieved in a device of the type mentioned in that the metallized surface parts are provided with incisions extending through the film, whereby Tongues are formed, the metallized surface of which is in contact with a radiation-sensitive element is, and the radiation-sensitive elements at least partially through the tongues and the metallized Surface parts are electrically connected to one another and attached to the carrier.

Durch eine solche Ausbildung der Vorrichtung wird insbesondere eine größere Beweglichkeit in Richtung senkrecht zur Trägeroberfläche erreicht, wobei gleichzeitig die flexiblen galvanischen Verbindungen völlig durch Teile des Trägers gebildet werden können.Such a design of the device in particular provides greater mobility in the direction reached perpendicular to the carrier surface, at the same time the flexible galvanic connections completely can be formed by parts of the carrier.

Der biegsame Träger, der das Stützelement der Vorrichtung bildet, besteht aus einem biegsamen, isolierenden Material, das in einem Temperaturbereich von —70 bis +70° C praktisch konstante physikalische, chemische und mechanische Eigenschaften aufweist Es eignen sich in dieser Hinsicht besonders gut die Polyimidharze der US-PS 31 79 634. Vorzugsweise wird ein Polyimidharz verwendet, das zwischen etwa —200 und ±300° C biegsam und widerstandsfähig bleibt und seine anderen Eigenschaften praktisch vollkommen behält.The flexible beam, which forms the support element of the device, consists of a flexible, insulating material that is in a temperature range It has practically constant physical, chemical and mechanical properties from -70 to + 70 ° C The polyimide resins of US Pat. No. 3,179,634 are particularly suitable in this regard. Is preferred a polyimide resin used, which is between about -200 and remains flexible and resistant at ± 300 ° C and its other properties are practically perfect retains.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung enthalten die strahlungsempfindlichen Elemente eine Halbleiterplarte, die auf beiden Seiten mit einer Elektrodenschicht versehen ist.According to one embodiment of the invention, the radiation-sensitive elements contain a semiconductor board, which is provided with an electrode layer on both sides.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Träger auf nur einer Seite metallisierte Oberflächenteile auf und besitzt mindestens zwei einander gegenüber liegende, benachbarten, metallisierten Oberflächenteilen zugehörende Zungen, von denen eine gefaltet ist, so daß ihre isolierende Oberfläche der isolierenden Fläche des Trägers gegenüber liegt, während ihre metallisierte Oberfläche mit einer der Elektrodenschichten eines strahlungsempfindlichen Elementes in Berührung steht, und wobei die andere Zunge mit ihrer metallisierten Oberfläche mit der anderen Elektrodenschicht des strahlungsempfindlichen Elementes in Berührung steht.According to a further embodiment of the invention, the carrier has metallized surfaces on only one side Surface parts and has at least two opposing, neighboring, metallized Tongues belonging to surface parts, one of which is folded so that its insulating surface of the insulating surface of the carrier is opposite, while its metallized surface with one of the Electrode layers of a radiation-sensitive element is in contact, and wherein the other tongue with its metallized surface with the other electrode layer of the radiation-sensitive element is in contact.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Träger auf einer Seite eine erste Gruppe metallisierter Oberflächenteile enthält, in denen durch Einschnitte Zungen gebildet sind, wobei gegenüber jedem dieser Oberflächenteile auf der anderen Seite des Trägers ein kleinerer, metallisierter, einer zweiten Gruppe zugehörender Ober flächenteil vorgesehen ist, der mit dem gegenüberliegenden, metallisierten Oberflächenteil der ersten Gruppe galvanisch verbunden ist. wobei jedes strahlungsempfindliche Element mit einer seiner Elektrodenschichten mit einer Zunge der ersten Gruppe und mit seiner anderen Elektrodenschicht mit einem metallisierten Oberflächenteil der zweiten Gruppe in Berührung steht, welcher Teil mit der genannten Zunge der ersiten Gruppe nicht galvanisch verbunden ist.Another embodiment of the invention is characterized in that the carrier on one side first group contains metallized surface parts, in which tongues are formed by incisions, opposite each of these surface parts on the the other side of the carrier is a smaller, metallized surface part belonging to a second group is provided with the opposite, metallized surface part of the first group is galvanically connected. each radiation-sensitive element with one of its electrode layers with a tongue of the first group and with its other electrode layer with a metallized one Surface part of the second group is in contact, which part is in contact with said tongue of the first group Group is not galvanically connected.

Zur Herstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung kann der Träger mit einer Schicht von einigen μηι Dicke eines Metalles wie Kupfer oder Silber, entsprechend dem besonderen erwünschten Verbindungsrnuster, auf einer oder auf zwei Seiten bedeckt werden. Dazu kann ein bekanntes Aufdampfverfahren im Vakuum verwendet werden, wobei der Träger vollständig bedeckt und darauf der nicht erwünschte Teil weggeätzt werden kann oder eine selektive Maske benutzt wird. Es sei bemerkt, daß diese Vorbereitung durch Verwendung der käuflich erhältlichen Kunststoffträger mit Metallbedeckung vereinfacht werden kann. Polyimidharze sind z. B. in Form einer Folie mit einer einseitigen oder zweiseitigen Kupferbedeckung erhältlich. Es ist auch möglich, das Verbindungsnetz mittels Zonen und Lamellen herzustellen, die aus Metallfolien geringer Dicke (etwa 15μιη) ausgeschnitten und auf einer ihrer Oberflächen mit einem polymerisierbaren Harz bedeckt sind, wodurch sie auf dem Kunststoffträger gehalten werden. Solche selbstklebende Folien sind käuflich erhältlich.To produce a device according to the invention, the carrier can have a layer of a few μm Thickness of a metal such as copper or silver, according to the particular joint pattern desired, be covered on one or two sides. A known vapor deposition process can be used for this purpose Vacuum can be used with the carrier completely covered with the unwanted part on top can be etched away or a selective mask is used. It should be noted that this preparation can be simplified by using the commercially available plastic carrier with metal cover. Polyimide resins are e.g. B. available in the form of a film with a one-sided or two-sided copper cover. It is also possible to create the connecting network by means of zones and slats made of metal foils small thickness (about 15μιη) cut out and on one of its surfaces are covered with a polymerizable resin, whereby it is on the plastic carrier being held. Such self-adhesive films are commercially available.

In einer zweiten Stufe der Herstellung der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Träger längs einer Anzahl vorn Linien durchgeschnitten, die Verbindungs-In a second stage of the manufacture of the device According to the invention, the carrier is cut along a number of lines at the front, the connecting

zungen abgrenzen. Die teilweise von dem Träger gelösten Zungen lassen sich auf den Träger zurückfalten. delimit tongues. The tongues, partially detached from the carrier, can be folded back onto the carrier.

Die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden der strahlungsempfindlichen Elemente und den metallisierten Trägerteilen durch ein geeignetes Eutektikum z. B. durch eine Blei-Zinn-Antimon-Legierung hergestellt, die durch Erhitzung des Trägers auf eine Temperatur von etwa 90° C geschmolzen wird, worauf eine auf etwa 200° C erhitzte Eisenplatte während einiger Sekungen flach auf die strahlungsempfindlichen Elemente gedrückt wird.The electrical connection between the electrodes of the radiation-sensitive elements and the metallized ones Support parts by a suitable eutectic z. B. made of a lead-tin-antimony alloy, which is melted by heating the carrier to a temperature of about 90 ° C, whereupon place an iron plate heated to about 200 ° C flat on the radiation-sensitive for a few seconds Elements is pressed.

Um die Elemente parallel zu schalten, genügt es, zwischen den metallisierten Oberflächenteilen mit den ausgeschnittenen Verbindungszungen Metallamellen unterschiedlicher Breite entsprechend dem je nach dem Ort auf der Tafel durchzuführenden Strom anzubringen.In order to connect the elements in parallel, it is sufficient to use the cut-out connecting tongues metal slats of different widths according to the depending on the Place on the board to be applied power to be carried out.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht in der Halbautomatisierung der Herstellung, die bisher nur von Hand erfolgen konnte. Die Vorbereitung des Trägers d. h. die Metallisierung und das Schneiden der Verbindungszungen läßt sich schnell durch industrielle Methoden durchführen. Für die Handarbeit bleibt das Anbringen der strahlungsempfindlichen Elemente auf dem Träger und die geeignete Anordnung der Zungen. Dies ist jedoch erheblich leichter durchführbar als die Herstellung einer Matrize mittels Bänder oder Metallnetzwerke und das Anbringen der Matrize auf einem Träger durch eine Klebeschicht wie bei der bekannten Technik.A major advantage of the process is the semi-automation of the production, which so far only could be done by hand. The preparation of the carrier d. H. the metallization and cutting of the Connecting tabs can be quickly made by industrial methods. That remains for manual work Attachment of the radiation-sensitive elements to the carrier and the appropriate arrangement of the tongues. However, this is considerably easier to carry out than the production of a die using strips or metal networks and attaching the template to a support through an adhesive layer as in the known one Technology.

Da das Verbindungsnetz am Anfang bereits mit dem Träger eine Einheit bildet, braucht es keine eigene mechanische Festigkeit zu haben wie die Bänder oder der perforierte Streifen. Die Wahl des Netzwerkes kann sich also auf die Anforderungen der elektrischen Funktion konzentrieren. Es kann auf diese Weise an Gewicht eingespart werden, wenn nicht bemerkenswert für ein Element an sich, dennoch erheblich bei Anlagen, bei denen ein Minimalgewicht eine Grundbedingung bildet.Since the connection network already forms a unit with the carrier at the beginning, it does not need its own to have mechanical strength like the tapes or the perforated strip. The choice of network can So concentrate on the requirements of the electrical function. It can look that way Weight saved, if not noticeable for an element in itself, but considerable in systems, where a minimum weight is a basic requirement.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Elemente mechanisch nur durch den Kunststoffträger miteinander in Verbindung stehen, da in mechanischer Hinsicht die Verbindung durch die gedruckte Verdrahtung vernachlässigbar ist. Der Einfluß der thermischen Stöße und Erschütterungen auf die Lebensdauer der Vorrichtung wird hierdurch stark herabgemindert, vor allem wenn der Träger mechnische Eigenschaften aufweist, die durch große Temperaturschwankungen wenig geändert werden. Another advantage is that the elements are mechanically connected to one another only through the plastic carrier, since in mechanical terms the connection through the printed wiring is negligible. The influence of thermal shocks and vibrations on the service life of the device is greatly reduced as a result, especially if the carrier has mechanical properties that are little changed by large temperature fluctuations .

Die Verbindungen zwischen den Elementen bringen keinen mechanischen Widerstand mit sich, und die Vorrichtung kann leicht gefaltet werden. Es genügt, die Elemente derart anzuordnen, daß hinreichend breite Faltzonen übrig bleiben und keine Zugkräfte auf die Verbindungszungen auftreten die die Verbindungen der Zungen mit den Elementen unterbrechen könnten. Wenn zwischen den Elementen ein geeigneter Verteilungsstreifen frei gelassen wird, kann die Vorrichtung leicht aufgewickelt werden. The connections between the elements do not involve any mechanical resistance and the device can easily be folded. It is sufficient to arrange the elements in such a way that sufficiently wide folding zones remain and no tensile forces occur on the connecting tongues which could interrupt the connections between the tongues and the elements. If a suitable distribution strip is left free between the elements, the device can be easily rewound.

Der Ersatz eines schadhaften Elementes bei der Montage kann bei einer Vorrichtung nach der Erfindung bequem durchgeführt werden. Da jedes Element mechanisch frei von den benachbarten Elementen ist, kann das schadhafte Element von den betreffenden Verbindungszungen losgelötet werden, worauf unmit telbar ein anderes Element festgelötet werden kann. The replacement of a defective element during assembly can easily be carried out with a device according to the invention. Since each element is mechanically free from the neighboring elements, the defective element can be unsoldered from the relevant connecting tongues, whereupon another element can be soldered on immediately.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand derThe invention is hereinafter based on the

Zeichnungen näher erläutert.Drawings explained in more detail.

F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen biegsamen Träger mit den erforderlichen Metallzonen zur gegenseitigen Verbindung der strahlungsempfimdlichen EIemiente. F i g. Figure 1 shows a plan view of a flexible beam with the required metal zones for mutual Connection of radiation-sensitive elements.

Fig.2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 11-11 in F i g. 1 durch den betreffenden Träger.Figure 2 shows a section along line 11-11 in F i g. 1 by the institution concerned.

F i g. 3 zeigt auch eine Draufsicht auf den Träger nach dem Schneiden der Verbindungszungen.F i g. Figure 3 also shows a plan view of the carrier after the connecting tabs have been cut.

ίο Fig.4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 1V-1V in Fig. 3.ίο Fig.4 shows a section along the line 1V-1V in Fig. 3.

Die F i g. 5 und 6 zeigen eine Draufsicht bzw. einen Schnitt längs der Linie VI-VI des Trägers vor dem Anbringen der strahlungsempfindlichen Elemente.The F i g. 5 and 6 show a plan view and a section along the line VI-VI of the carrier before the attachment of the radiation-sensitive elements.

ij F i g. 7 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil einer Ansicht des Trägers nach den F i g. 5 und 6 mit einem strahlungsempfindlichen Elementij F i g. 7 shows a part on an enlarged scale a view of the carrier according to the F i g. 5 and 6 with a radiation-sensitive element

Fig.8, 9 und 10 zeigen in einer Abart einer Ausführungsform die Verwendung von eingeschnittenen Zungen und metallisierten Löchern als Verbindungselementen. Figures 8, 9 and 10 show a variant of one Embodiment the use of incised tongues and metallized holes as connecting elements.

Der in den Figuren dargestellte Träger ist mit sechs strahlungsempfindlichen Elementen (in diesem Falle Sonnenzellen) versehen, die in zwei Reihen von drei Elementen parallel angeordnet sind, aber es wird einleuchten, daß die Anzahl von strahlumgsempfindlichen Elementen bedeutend höher und ihre: Anordnung anders sein kann.The carrier shown in the figures has six radiation-sensitive elements (in this case Solar cells), which are arranged in two rows of three elements in parallel, but it will it is obvious that the number of radiation sensitive elements and their: arrangement is significantly higher can be different.

Der biegsame Träger 10 nach den F i g. 1 und 2 besteht aus einem isolierenden Kunststoff und ist aul seiner Oberflächen mit verschiedenen gesonderter Metallzonen 11, 12, 13, 14, 15 und 16 z. B. rechteckiger Form versehen, deren Dicke je nach Bedarf zwischen einem und einigen Zehn μπι liegen kann. Diese Zonen können eine Schicht aus nur einem Metall oder verschiedene übereinander liegende Schichten enthalten. Die obere Schicht, also die am weitesten von dem Träger entfernte Schicht besteht vorzugsweise aus im Vakuum aufgedampften Silber. In der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsform bilden die Zonen 12 bis 15 ein Zeilen- und Spaiten-Muster, während die Zonen 11 und 16 auf je einer Seite dieses Musters angebrachl sind, so daß ihre Breite wenigstens gleich der de« Musters istThe flexible support 10 according to FIGS. 1 and 2 consists of an insulating plastic and is on its surfaces with various separate metal zones 11, 12, 13, 14, 15 and 16 z. B. rectangular shape, the thickness of which can be between one and a few tens of μπι as required. These zones can contain a layer of just one metal or different layers one on top of the other. The upper layer, that is to say the layer furthest away from the carrier, preferably consists of silver vapor-deposited in a vacuum. In the embodiment shown in these figures, the zones 12 to 15 form a line and space pattern, while the zones 11 and 16 are attached to one side of this pattern so that their width is at least equal to that of the pattern

Der auf diese Weise vorbereitete Träger wird längs einer Anzahl von Linien 17 (die Breite dieser Linien isi in den Fig.3 und 4 stark übertrieben angedeutet] durchgeschnitten, wodurch an dem Umfang dei genannten Metallzonen Zungen 11a, 12a und 126, 14a The thus prepared carrier is along a number of lines 17 (the width of these lines isi in Figures 3 and] cut through 4 indicated strongly exaggerated, thereby dei said metal zones at the periphery of the tongues 11a, 12a and 126, 14a

146, 16a gelöst werden können, die je für sich einandei gegenüber liegen und mit je einer anderen Zone verbunden sind. Diese teilweise von dem Träger H gelösten Zungen haben in bezug auf den Träger eine bestimmte Bewegungsfreiheit, wodurch sie als elektri sehe Verbindungselemente für die Sonnenzellen ver wendet werden können. Zu diesem Zweck werden die Zungen lla, 126 und 146 derart gefaltet, daß ihre isolierende Oberfläche mit der unbedeckten, isolieren den Oberfläche des Trägers 10 in Berührung ist; die 146, 16a can be solved, each of which are opposite one another and are each connected to a different zone. These tongues partially released from the carrier H have a certain freedom of movement with respect to the carrier, which means that they can be used as electrical connecting elements for the solar cells . For this purpose, the tongues 11a, 126 and 146 are folded in such a way that their insulating surface is in contact with the uncovered, insulating surface of the carrier 10; the

Zungen 12a, 14a und 16a werden nur in der Richtung au die erwähnte unbedeckte Oberfläche gebogen, (siehe die Fig.5 und 6). Dies gilt auch für die nich bezeichneten Zungen, die in den Zonen. 13 und 1! geschnitten sind.Tongues 12a, 14a and 16a are only in the direction au the mentioned uncovered surface curved, (see Figures 5 and 6). This also applies to the nich designated tongues in the zones. 13 and 1! are cut.

Zwischen zwei einander gegenüber liegenden, ver scbiedenen Zonen zugehörenden Zungen wie 126 um 14a (siehe die Fig.6 und 7) wird eine Sonnenzelle IJ befestigt Die Rückfläche der Zelle 1& die in bekannte!Between two opposite ver tongues belonging to different zones such as 126 14a (see Figures 6 and 7) is a solar cell IJ attached the back surface of cell 1 & the one known in!

Weise mit einer leitenden Haut z. B. Silber versehen ist, kommt über einen Teil ihrer Oberfläche mit dem Metallteil der Zunge 12ö in Berührung, während die Zunge 14a auf die Kollektorelektrode auf der Vorderfläche der Zelle 18 zurückgefaltet ist. Verbindungslamellen aus einer Blei-Zinn-Antimon-Legierung sind vorher an den Kontaktstellen angebracht, um nach dem Schmelzen dieser Legierung geeignete mechanische und elektrische Verbindungen herzustellen. Eine dünne Schicht 19 eines geeigneten Klebestoffes erteilt dem Ganzen eine hinreichende mechanische Festigkeit während der Lötung. Um dieses Löten nach Anordnung aller Zellen auf der Tafel durchzuführen, wird die Tafel auf etwa 90°C erhitzt, z.B. indem sie auf eine heiße Oberfläche gelegt wird, worauf mittels eines auf eine Temperatur von etwa 200° C auf jede Zelle gedrückten Metallplatte das Lot geschmolzen wird. Dies beansprucht zwei bis drei Sekunden pro Zelle oder pro Gruppe von Zellen.Way with a conductive skin z. B. Silver is provided over part of its surface with the Metal part of the tongue 12ö in contact, while the tongue 14a on the collector electrode on the The front face of the cell 18 is folded back. Connection lamellas made from a lead-tin-antimony alloy are attached beforehand to the contact points in order to provide suitable mechanical after melting of this alloy and make electrical connections. A thin layer 19 of a suitable adhesive is applied the whole a sufficient mechanical strength during the soldering. To this soldering by arrangement of all cells on the board, the board is heated to around 90 ° C, e.g. by placing it on a hot Surface is placed, whereupon by means of a pressed to a temperature of about 200 ° C on each cell Metal plate the solder is melted. This takes two to three seconds per cell or per Group of cells.

In der bisher dargestellten Ausführungsform können sechs Sonnenbatterien an den vorbereiteten Stellen des Trägers 10 angebracht und durch die verschiedenen Metallzonen verbunden werden, wobei die Zonen 11 und 16 die Eingangs- bzw. Ausgangselektroden dieser Vorrichtung bilden. Die letzteren Zonen haben Zungen gegenüber den Zonen 12, 13 bzw. 14, 15. Auf diese Weise werden zwei Reihen von drei Zellen erhalten, die an ihren Enden parallel geschaltet sind. Wenn Parallelverbindungen an zwischenliegenden Pegeln zwischen den Enden erwünscht sind, können einfach die Zonen 12 und 13 einerseits, 14, 15 andererseits durch Metallameiien miteinander verbunden werden, die beim Anbringen des elektrischen Verbindungsnetzes vorgesehen werden sollen.In the embodiment shown so far, six solar batteries can be installed in the prepared locations of the Support 10 are attached and connected by the various metal zones, the zones 11 and 16 form the input and output electrodes of this device, respectively. The latter zones have tongues compared to zones 12, 13 and 14, 15. In this way, two rows of three cells are obtained are connected in parallel at their ends. If there are parallel connections at intermediate levels are desired between the ends, zones 12 and 13 on the one hand, 14, 15 on the other hand can simply pass through Metallameiien are connected to each other, which is provided when attaching the electrical connection network should be.

Deutlichkeitshalber sind die Metallzonen 11, 12, 13, 14, 15 und 15 in regelmäßigen geometrischen Formen dargestellt. Es wird einleuchten, daß die nicht eine Verbindungszunge bedeckenden Teile dieser Zonen eine genauer bestimmte Oberfläche in bezug auf die geringeren, durchfließenden Ströme haben können.For the sake of clarity, the metal zones 11, 12, 13, 14, 15 and 15 are in regular geometric shapes shown. It will be evident that the parts of these zones which do not cover a connecting tongue can have a more precisely determined surface in relation to the smaller currents flowing through.

Der biegsame Träger 20 nach den Fig.8 bis 10, der auch für sechs Sonnenzellen bstimmt ist, enthält auf jeder seiner Oberflächen Metallzonen, die in Fig.9 einzeln dargestellt sind. Diese Figur zeigt einen Schnitt längs der Linie IX-IX in F i g. 8. Von links nach rechts in der Figur findet man in Reihenfolge auf der oberen Fläche des Trägers 20 die Zonen 22, 23, 24 und auf der unteren Fläche dieses Trägers die Zonen 25, 26, 27, 28 ensprechend den vorhergehenden Zonen, aber mit größerer Oberfläche. Diese Zonen dienen zur gegenseitigen Verbindung einer ersten Reihe von drei Elementen. Ähnliche Zonen, die nicht weiter bezeichnet sind, liegen parallel zu den ersten zur Verbindung der zweiten Reihe von drei Elementen.The flexible carrier 20 according to FIGS. 8 to 10, the is also intended for six solar cells, contains metal zones on each of its surfaces, as shown in Fig. 9 are shown individually. This figure shows a section along the line IX-IX in F i g. 8. From left to right in the figure one finds in order on the upper one On the surface of the carrier 20 the zones 22, 23, 24 and on the lower surface of this carrier the zones 25, 26, 27, 28 corresponding to the previous zones, but with a larger surface. These zones serve for mutual Connection of a first row of three elements. Similar zones that are not further designated are parallel to the first to connect the second row of three elements.

Die Zonen 25 und 28 der Endverbindungen sind vereinzelt und stehen mit den beiden Reihen in Verbindung, wie dies für die Zonen 11 und 16 erwähnt ist. Die Zonen 22 und 25, 23 und 26, 24 und 27 sind paarweise durch metallisierte Löcher 29 verbunden, die durch bekannte Techniken der gedruckten Verdrahtungen erhalten sind. Wenn der Träger 20 auf diese Weise mit den unterschiedlichen, durch die metallisierten Löcher 29 miteinander verbundenen Metallzonen versehen ist, wird gegenüber den Zonen 25, 26 und 27 eine Verbindungszunge 30 am Umfang jeder Zone 26, 27 bzw. 28 geschnitten.The zones 25 and 28 of the end connections are isolated and stand with the two rows in Connection as mentioned for zones 11 and 16. Zones 22 and 25, 23 and 26, 24 and 27 are connected in pairs by metallized holes 29 made by known techniques of printed wiring are preserved. If the carrier 20 in this way with the different, through the metallized Holes 29 provided with interconnected metal zones is opposite to zones 25, 26 and 27 a connecting tongue 30 is cut at the periphery of each zone 26, 27 and 28, respectively.

Dann werden Sonnenzellen 31 auf dem Träger 20 angebracht und auf die in Fig. 10 in vergrößertem Maßstab dargestellte Weise verbunden. Die Rückfläche einer Sonnenzelle 31 wird z. B. mit der Metallzone 23 durch eine Lötschicht (nicht dargestellt) in Verbindung gebracht, während eine der Zungen 30, z. B. die in der Metallzone 27 geschnittene Zunge, auf dem Kollektor dieser Sonnenzalle ruht, die auf einem der Ränder der Vorderfläche angebracht ist. Eine Klebeschicht 32 ermöglicht es, die Sonnenzelle 31 vor dem Lötvorgang anzubringen, der auf gleiche Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Träger durchgeführt wird. Auch die Zunge 30 in der Zone 26 ruht auf der Sonnenzelle 31 und ist in Berührung mit der Zone 22.Then solar cells 31 are mounted on the carrier 20 and on the in Fig. 10 in an enlarged Scale shown connected. The back surface of a solar cell 31 is z. B. with the metal zone 23 connected by a solder layer (not shown), while one of the tongues 30, e.g. B. in the Metal zone 27 cut tongue, resting on the collector of this solar barrier, which is on one of the edges of the Front face is attached. An adhesive layer 32 enables the solar cell 31 to be attached before the soldering process to be attached, which is carried out in the same manner as for the carrier described above. The tongue 30 in the zone 26 also rests on the solar cell 31 and is in contact with the zone 22.

Die gegenseitige Verbindung durch metallisierte Löcher, die eine größere Vorbereitung des Trägers erfordert, ermöglicht, das Falten der Zungen zu vermeiden, welches Falten bei Verwendung eines verhältnismäßig dicken Trägers Schwierigkeiten mit sich bringen kann.The mutual connection through metallized holes, which allows greater preparation of the support requires, allows you to avoid folding the tongues, which wrinkles when using a relatively thick carrier can cause difficulties.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for converting radiation into electrical energy using a battery of radiation-sensitive Contains semiconductor elements that are electrically connected to each other and on a flexible support are attached, which consists of a at least one side of a sheet of electrically insulating material having metallized surface parts consists, characterized in that the metallized surface parts (II to 16) are provided with incisions (17) passing through the film, whereby tongues (11a, 12a, 126, 14a, 16a) are formed, their metallized. Surface is in contact with a radiation-sensitive element (18), and the radiation-sensitive Elements at least partially electrically through the tongues and the metallized surface parts are connected to one another and attached to the carrier (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that that the radiation-sensitive elements contain a semiconductor plate on both sides is provided with an electrode layer.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the carrier (10) only on one side has metallized surface parts and at least two opposite, adjacent has tongues (126, 14a) belonging to metallized surface parts, one of which (126) is folded so that its insulating surface opposite the insulating surface of the carrier lies, while its metallized surface (12) with one of the electrode layers of a radiation-sensitive Element (18) is in contact with the other tongue (14a) with its metallized Surface (14) with the other electrode layer of the radiation-sensitive element in contact stands.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the carrier (20) on one side The first group contains metallized surface parts (26,27) in which tongues are formed by incisions are, compared to each of these surface parts on the other side of the support a smaller one metallized, a second group belonging surface part (23,24) is provided, which with the opposite, metallized surface part (26,27) of the first group is galvanically connected, each radiation-sensitive element (31) having one of its electrode layers with one of the first group associated metallized surface part (27) of a tongue (30) and with the other Electrode layer is in contact with a metallized surface part (23) of the second group.

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the flexible support is made of a polyimide resin.

6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the metallized surface parts are provided with a metal layer that is at least on the The surface facing away from the carrier consists of silver.

7. A method for producing a device according to one or more of claims 1 to 6, wherein surface parts are metallized on a carrier, characterized in that in the metallized surface parts of tongue, cut out and the radiation-sensitive elements with their electrode layers on the metallized ones Bracket parts are soldered.

8. The method according to claim 7, characterized in that the soldering is carried out in that the radiation-sensitive elements placed on the support and grazed between the elements and solder is applied to the metallized surface parts, whereupon the carrier is heated to about 90 ° C and the radiation-sensitive elements at least on the side facing away from the carrier a temperature of about 200 ° C can be heated.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the radiation-sensitive Elements are additionally connected to the carrier (10,20) with an adhesive (19,32).