DE2363120B2 - Sonnenzellenanordnung - Google Patents
SonnenzellenanordnungInfo
- Publication number
- DE2363120B2 DE2363120B2 DE19732363120 DE2363120A DE2363120B2 DE 2363120 B2 DE2363120 B2 DE 2363120B2 DE 19732363120 DE19732363120 DE 19732363120 DE 2363120 A DE2363120 A DE 2363120A DE 2363120 B2 DE2363120 B2 DE 2363120B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solar cell
- solar
- cell arrangement
- solar cells
- diodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 41
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 34
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 2
- 241001247287 Pentalinon luteum Species 0.000 claims 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- MZFIXCCGFYSQSS-UHFFFAOYSA-N silver titanium Chemical compound [Ti].[Ag] MZFIXCCGFYSQSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/044—PV modules or arrays of single PV cells including bypass diodes
- H01L31/0443—PV modules or arrays of single PV cells including bypass diodes comprising bypass diodes integrated or directly associated with the devices, e.g. bypass diodes integrated or formed in or on the same substrate as the photovoltaic cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/42—Arrangements or adaptations of power supply systems
- B64G1/44—Arrangements or adaptations of power supply systems using radiation, e.g. deployable solar arrays
- B64G1/443—Photovoltaic cell arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
- H02S30/20—Collapsible or foldable PV modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
von den Sonnenzellen derart auf dem Träger befestigt
sind, daß ihre unteren Flächen an den Träger angrenzen. Mit jeder der Sonnenzellengruppen ist jeweils
mindestens eine dieser Dioden in Reihe geschaltet, um zu verhindern, daß im Falle eines sich in den Sonnenzellengruppen
bildenden Kurzschlüsse"« die Sonnenzellenplatte
vollständig ausfällt, und daß ein größerer Leistungsabfall stattfindet, wenn die Sonnenj:ellenplatte
teilweise abgeschattet wird.
Eine Sperrdiode, wie sie bei der erfindungsgemäßen Sonnenzellenanordnung verwendet wird, ka">n eine
verhältnismäßig dünne Halbleiterscheibe umfassen, die parallel zueinander verlaufende und verhältnismäßig
große, obere und untere Flächen aufweist und mindestens zwei verschieden dotierte Bereiche umfaßt, zwisehen
denen ein Halbleiterübergang besteht. Der erste dieser Bereiche erstreckt sich bis zu einem vorbestimmten
Abstand von der oberen Fläche aws nach innen und ist längs des Randes der oberen Fläche und im
Inneren der Halbleiterscheibe durch den zweiten dieser Bereiche begrenzt, so daß ein flächenhafter Aufbau des
Halbleiterübergangs erzielt ist. Auf der oberen Fläche ist ein erster Kontakt oder eine erste Elektrode angeordnet,
die nur mit dem ersten Bereich in ohmschem Kontakt steht, während auf der unteren Fläche der
Scheibe eine zweite Elektrode angeordnet ist, die mit dem zweiten Bereich in ohmschem Kontakt steht. Die
Sperrdiode umfaßt auch eine Abdeckung der oberen Fläche, die ein Eintreten von Sonnenlicht in die Halbleiterscheibe
und dessen Einfluß auf den Halbleiterübergang verhindert.
Ferner kann zum Verhindern von Leckströmen, die über den Halbleiterübergang an der oberen Fläche der
Halbleiterscheibe hinwegfließen, auf diese obere Fläche eine Isolierschicht vorgesehen sein, die: am Rand
des ersten Bereichs mit den beiden Bereichen in Kontakt steht.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine teilweise aufgebrochene Sperrdiode einer Sonnenzellenanordnung nach
der Erfindung,
Fig.2 einen Schnitt durch die Sperrdiode nach F i g. 1 längs der Linien 2-2,
F i g. 3 eine Draufsicht auf eine teilweise aufgebrochene Sperrdiode nach einer anderen Ausfürirungsform
der Erfindung
F i g. 4 einen Schnitt durch die Diode nach F i g. 3 längs der Linie 4-4,
Fig.5 eine Seitenansicht eines Abschnittes einer
Sonnenzellenanordnung nach der Erfindung, auf deren Träger neben einer Anzahl Sonnenzelten eine Sperrdiode
angeordnet ist,
F i g. 6 eine schematische Darstellung verschiedener typischer elektrischer Verbindungsmöglichlceiten zur
Bildung verschiedener Sonnenzellengruppen, deren jede mit einer oder mehreren Sperrdioden verbunden
ist,
F i g. 7 eine graphische Darstellung des Erholungs-Vorgangs einer Sperrdiode nach einer plötzlichen
Spannungsumkehrung, und
Fig.8 eine Seitenansicht eines Abschnittes einer
Sperrdiode nach einer weiteren Ausführungsform für eine Sonnenzellenanordnung nach der Erfindung.
Die F i g. 1 und 2 der Zeichnung zeigen eine Isolations- oder Sperrdiode, die zum Gebrauch in Verbindung
mit Sonnenzellenplatten, wie sie bei üblichen flexiblen, aufrollbaren oder starren, flachen oder zylindrischen
Anordnungen von Sonnenzellenplatten verwendet werden, bestimmt und auf einer solchen direkt befestigt
ist. Die dargestellte Sperrdiode 11 umfaßt eine relativ
dünne Halbleiterscheibe !3 mit parallelen und verhältnismäßig großen oberen und unteren Flächen IS
und 17 und mit mindestens zwei verschieden dotierten Bereichen 19 und 21, die einen dazwischenliegenden
Halbleiterübergang 23 bilden, der durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Der orste Bereich 19 erstreckt
sich von der oberen Fläche 15 aus um eine vorbestimmte Strecke nach innen und ist längs des Randes
der oberen Fläche 15 und im Inneren der Halbleiterscheibe durch den zweiten Bereich 21 begrenzt. Auf der
oberen Fläche 15 ist eine erste elektrisch leitende Elektrode 25 angeordnet, die nur mit dem ersten Bereich !9
in ohmschem Kontakt steht, und auf der unteren Fläche 17 ist eine zweite Elektrode 27 angeordnet, die nur mit
dem zweiten Bereich 21 leitend verbunden ist. Auf die obere Fläche 15 und die erste Elektrode 25 ist zur Abschirmung
der Sonnenstrahlung eine beispielsweise aus aluminiertem Kunststoff bestehende Schutzschicht 29
aufgebracht, so daß die Sonnenstrahlung den Halbleiterübergang nicht beeinflussen kann. Die Schutzschicht
29 besteht vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen, das ein vollständig fluoriertes Copolymer von Hexafluorpropylen
und Tetrafluoräthylen ist. Sie ist mit einer Durchlaßöffnung 31 versehen; sie bildet auch
einen Schutz gegen auftreffende, aus einzelnen Teilchen bestehende Raumstrahlung und weist vorteilhafte
Eigenschaften hinsichtlich der Temperaturregelung auf, nämlich ein niedriges Absorptionsvermögen («) für das
Sonnenlicht und ein hohes thermisches Emissionsvermögen (ε).
Die Halbleiterscheibe 13 kann aus jedem halbleitenden Material, beispielsweise Silizium, bestehen und aus
einem zur Erzeugung des dargestellten, flächigen Halbleiterübergangs vordotierten Kristallblock hergestellt
sein, der entweder n- oder p-leitend ist. Die Elektroden 25 und 27 können aus abgeschiedenem Silber-Titan
(AgTi)oder aus Aluminium bestehen, das besonders gut leitend, leicht schweißbar und betriebssicher ist und
eine gute Beständigkeit gegen Umgebungseinflüsse aufweist.
Die Sperrdiode !1 hat einen dünnen flachen Aufbau, damit ihre Abmessungen der üblichen Größe und Form
typischer Sonnenzellen entsprechen. Das Aussehen der Sperrdiode 11 unterscheidet sich daher wesentlich von
demjenigen der bisher in Verbindung mit Sonnenzellenplatten verwendeten Sperrdioden, die rohrförmig
und wesentlich dicker waren als eine Sonnenzelle und deren Gestalt, wie oben erwähnt, einer Befestigung an
dünnen, faltbaren oder aufrollbaren Anordnungen von Sonnenzellenplatten hinderlich war. Demgegenüber
kann die Sperrdiode 11 unmittelbar an Sonnenzellengruppen angrenzend befestigt und zu verschiedenen
Gruppen solcher Zellen in Serie geschaltet werden, so daß getrennte, lange und isolierte Sammelschienen
nicht langer erforderlich sind. Beispielsweise kann die Halbleiterscheibe 13 nur 0,2 mm dick und nur 1 cm lang
und 2 cm breit sein.
Die Größe und Form der Sperrdiode 11 ist auch deshalb
wichtig, weil sie die Möglichkeit bietet, die Sperrdiode bei der automatischen maschinellen oder manuellen
Herstellung von Sonnenzellengruppen wie eine Sonnenzelle zu behandeln. Die große Fläche des Halbleiterübergangs
unterstützt die Wärmeabfuhr, was von Bedeutung ist, weil die Dioden in einer leichten flexi-
blen Anordnung thermisch nur schwach gekoppelt sind
und die in ihnen erzeugte Wärme nahezu vollständig durch Abstrahlung abgeführt werden muß.
Die Sperrdiode 11 kann auf dem Träger einer Sonnenzellcnplattc
in jeder üblichen Weise befestigt werden, jedoch muß das Material der Elektrode berücksichtigt
werden. Aus diesem Grunde werden Silber-Titan-Elektroden oder -Kontakte oft in Verbindung mit
verlöteten Sonnenzellengruppen verwendet, wahrend Aluminium als weiteres in Frage kommendes Elektrodenmaterial
bei verschweißten Sonnenzellengruppen verwendet werden kann. Da jedoch das Aluminium als
»p«-Dotiermaterial wirkt, sollte ein stark dotiertes
η+-Material als Ausgangssubstrat verwendet werden,
um den Effekt möglichst klein zu halten, daß auf der Rückseite, der »n«-Seite, unerwünschte Schottky-Sperrschichten
entstehen.
Die F i g. 1 und 2 zeigen auch, daß zwischen der oberen
Fläche 15 und der Schutzschicht 29 eine weitere Schutzschicht 33, die beispielsweise aus thermisch diffundiertem
Glas besteht, so angeordnet ist. daß sie an der längs des Randes der Halbleiterscheibe verlaufenden
Grenze 35 des ersten Bereichs 19 in Kontakt mit den beiden dotierten Bereichen 19 und 21 steht und an
der oberen Fläche der Halbleiterscheibe Leckströme über den Halbleiterübergang 23 verhindert. Die
Schutzschicht 33 kann sich an den seitlichen Flächen der Halbleiterscheibe 13 nach unten erstrecken oder
abgeätzt sein, wie es der dargestellten Ausführungsform entspricht.
Die Größe und die Anordnung des ersten dotierten Bereichs sowie der oberen oder ersten Elektrode 25
können bei Bedarf dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt werden, wie es beispielsweise in den F i g. 3
und 4 dargestellt ist. Hierbei verläuft der Halbleiter Übergang 23' in geringerem Abstand vom Rand der
Halbleiterscheibe 13' und die erste Elektrode 25' weist eine wesentlich kleinere Fläche auf und ist am einen
Ende der Halbleiterscheibe neben der Glasschutzschicht 33' angeordnet. Diese Ausbildung gleicht mehr
der Elektrodenanordnung typischer Sonnenzellen und erleichtert die Verbindung mit den Sonnenzellen. Bei
dieser Ausführungsform ist eine versilberte oder aluminierte Schutzschicht 29' aus geschmolzenem Quarz auf
die Diode 11' aufgebracht, die dieselbe Funktion erfüllt
wie die Schutzschicht 29 bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
Eine vereinfachte Darstellung einer solchen Verbindung einer Diode mit einer Sonnenzelle ist in F i g. 5
dargestellt, die zwei mittels eines Z-förmigen metallischen Leiters 55 in Reihe geschaltete Sonnenzellen 51
und 53 und eine Sperrdiode Il' zeigt, die mit der Sonnenzelle 53 mittels eines weiteren Z-förmigen Leiters
57 in Serie geschaltet ist. Die Sonnenzellen und die Diode sind in der dargestellten Weise mit Hilfe üblicher
Verfahren auf dem Träger 59 einer Sonnenzellenplatte befestigt, und die untere oder zweite Elektrode 27' ist
mit Hilfe einer isolierten Sammelschiene 61 elektrisch mit dem Verbraucherstromkreis eines Raumfahrzeuges
verbunden.
Wie oben ausgeführt, sind die Sperrdioden der Sonnenzellenplatte mit Sonnenzellengruppen in Reihe geschaltet,
um zu verhindern, daß im Falle eines in einer einzigen Gruppe auftretenden Kurzschlusses ein vollständiger
Ausfall der Sonnenzellenplatte oder im Falle einer teilweisen Abschattung der Platte ein größerer
Leistungsabfall eintritt. Die F i g. 6 zeigt in schematischer Darstellung einige von vielen möglichen Anordnungen
von Sonnenzellengruppen, deren jede eine oder mehrere auf der Platte befestigte Sperrdioden 11
aufweist, die zwischen einer Sonnenzellengruppc und ihrem Verbraucherstromkreis in Reihe geschaltet sind.
In F i g. 6 ist eine erste Sonnenzellengruppe 71 mit Sonnenzellen dargestellt, die in drei parallelen Reihen
73,4 bis 73C angeordnet sind, deren jede eine beliebige
gewünschte Anzahl in Reihe geschalteter Sonnenzellen 75 umfaßt. Das eine Ende 77 der Gruppe 71 ist direkt
■o mit einer ersten Sammelschiene 79 verbunden, während
ihr anderes Ende 81 über zwei auf der Platte befestigte Sperrdioden IM und liß mit einer gemeinsamen
zweiten Sammelschiene 83 verbunden ist. Die Zahl der benötigten Dioden läßt sich durch einfache Überle-
<5 gungen ermitteln, die der Fachmann auf Grund seiner
Kenntnisse anstellen kann.
Eine weitere typische Sonnenzellengruppe 85 mit nur einer einzigen Reihe von Zellen 75 ist ebenfalls in
Fi g. 6 dargestellt. Das unlere Ende 87 dieser Gruppe
ist direkt mit der gemeinsamen Sammelschiene 83 und ihr oberes Ende 89 über eine Diode 11C mit einer ihr
zugeordneten dritten Sammelschiene 91 verbunden. Ferner ist in F i g. 6 eine typische Abwandlung einer
Anordnung mit einer einzigen Reihe von Zellen 75 dargestellt. Hierbei sind Reihen 93 und 95 in Serie geschalteter
Sonnenzellen in einem gemeinsamen Knoten mit einer vierten Sammelschiene 99 verbunden. Die obere
Reihe 93 ist mit dem Knoten 97 direkt verbunden und mit einer auf der Sonnenzellenplatte befestigten Diode
11D versehen, die zu einer weiteren Sammelschiene 101 führt. Die untere Reihe 95 umfaßt ebenfalls eine in
Serie geschaltete Isolations- oder Sperrdiode 11 fund ist zwischen die gemeinsame Sammelschiene 83 und
den Knoten 97 geschaltet.
Die beschriebenen, auf Sonnenzellenplatten befestigten
Sperrdioden weisen in Durchlaßrichtung einen typischen Spannungsabfall von 1 V bei 3 A und 25°C auf
und eine Sperrspannung von 200 V bei beträchtlich weniger als 1 mA. Bei bestimmten Anwendungen ist die
Erholzeit von Bedeutung, und es zeigt das in F i g. 7 dargestellte Diagramm einen typischen Erholvorgang,
dessen charakteristische Zeit rrr nur etwa 2 μβ beträgt.
In Fig.8 ist ein Abschnitt einer weiteren Ausführungsform
der Sperrdiode dargestellt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Sperrdiode eine verhältnismäßig
dünne Halbleiterscheibe 43 mit parallel zueinander verlaufenden oberen und unteren ebenen Flächen
45 bzw. 47. Die Halbleiterscheibe 43 ist mit oberen und unteren Elektroden 49 und 50 aus leitendem Materia!
versehen, die ähnlichen Zwecken dienen wie die vergleichbaren Elemente der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Die Halbleiterscheibe 43 weist fernei einen ersten dotierten Bereich 63 auf, der sich von dei
oberen Fläche 45 aus eine vorbestimmte Strecke naef innen erstreckt und an seinem Rand durch die Seiten
flächen 65 der Halbleiterscheibe und innerhalb dersel ben durch einen zweiten Bereich 67 begrenzt ist, dei
eine andere Dotierung aufweist, so daß zwischen die sen Bereichen ein Halbleiterübergang 69 gebildet isl
Obwohl es in der F i g. 8 nicht dargestellt ist, kann mit tels irgendeines gängigen Verfahrens eine isolierend!
Schutzschicht auf die Seitenflächen 65 der Halbleiter scheibe 43 aufgebracht werden, die den Rand des Halb
leiterüberganges 69 überdeckt und das Auftreten voi
6S Leckströmen zwischen den beiden verschieden dotier
ten Bereichen 63 und 67 verhindern hilft. Wie bei alle
anderen Ausführungsformen der Erfindung ist die Die de auf ihrer oberen Fläche 45 mit einer Schutzschild-
70 gegen das Sonnenlicht versehen, die aufgeklebt oder auf andere Weise an der Diode befestigt ist.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß es die Urnge
bungseinfiüssc denen die Sonnenzellen ausgesetzt sind, erfordern, daß die Sperrdioden Eigenschaften aufweisen,
die denen der Sonnenzellen sehr ähnlich sind. Dies bedeutet im wesentlichen, daß die Dioden in weiten
Temperaturbereichen (-18O0C bis +1500C) zuverlässig
arbeiten müssen, daß sie mit einer Sonnenzellengruppe verbindbar sein müssen und daß sie gegebenenfalls
auf eine., dünnen, flexiblen Träger aufbringbar sein müssen, ohne daß dadurch Schwächungen des Aufbaus
eintreten. Die Sperrdioden in der Sonnenzcllenanordnung nach der Erfindung weisen diese wesentlichen
Eigenschaften auf.
Die neuartige Ausbildung der Sperrdioden vereinfacht die Konstruktion von Sonnenzellenplatten, vermindert
beträchtlich deren Gewicht, weil sie keinerlei Einrichtungen zur Unterstützung der Wärmeabstrahlung
von den Dioden erfordert, und ermöglicht es, die Sonnenzellcngruppen unter Einschluß der vorgesehenen
Sperrdioden in demselben Lot- oder Schweißarbeitsgang herzustellen. Die Erfindung ermöglicht es
ίο ferner, die Sonnenzellengruppen im Verlauf eines jeden
Produktionsschrittes einschließlich der Endkontrolle einer fertigen Sonnenzellenplatte einzeln zu prüfen,
und verbessert die Zuverlässigkeit von Sonnenzellenplatten, was sich auf die Kosten sehr günstig auswirkt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
509584/390
Claims (9)
1. Sonnenzellenanordnung mit auf einem plattenförmigen Träger befestigten flachen Sonnenzellen,
die zur Bildung von Sonnenzeiiengruppen elektrisch miteinander verbunden sind, und mit Sperrdioden,
die mit den Sonnenzeiiengruppen in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sperrdioden (11) eine der Form der Sonnenzellen (51, 53) entsprechende flache Form aufweisen
und in einer im wesentlichen koplanaren Anordnung Seite an Seite mit den Sonnenzelten auf
dem plattenförmigen Träger (59) befestigt sind.
2. Sonnenzellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sperrdiode (11)
eine dünne Halbleiterscheibe (13; 43) mit zwei übereinanderliegenden,
verschieden dotierten Bereichen (19 und 21; 63 und 67) umfaßt, die einen zwischen
ihnen angeordneten Halbleiterübergang (23; 69) bilden, und daß zwei flache Elektroden (25 und 27; 49
und 50) vorgesehen sind, die mit je einem der dotierten Bereiche (19 bzw. 21; 63 bzw. 67) in ohmschem
Kontakt stehen.
3. Sonnenzellenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine dotierte Bereich
(19) längs seines Umfangs von dem anderen, an den Träger angrenzenden dotierten Bereich (21)
begrenzt wird, der sich bis zu der der einfallenden Strahlung zugewandten Oberfläche (15) der Halbleiterscheibe
(13) erstreckt.
4. Sonnenzellenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen dotierten
Bereich (19) und dem diesen umgebenden Teil des anderen, an den Träger angrenzenden dotierten Bereich
(21) eine Schutzschicht (33) angeordnet ist, die an der der einfallenden Strahlung zugewandten
Oberfläche der Halbleiterscheibe (13) über den Halbleiterübergang fließende Leckströme verhindert.
5. Sonnenzellenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (33) als
Streifen thermisch diffundiertes Glas ausgebildet ist.
6. Sonnenzellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß auf die der einfallenden Strahlung zugewandte Oberfläche der Sperrdiode (11; 43) eine die Diode
gegen Sonnenstrahlung abschirmende Schutzschicht (29; 70) aufgebracht ist.
7. Sonnenzellenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen Sonnenstrahlung
abschirmende Schutzschicht (29) im Bereich der Elektrode (25) eine Durchlaßöffnung (31) aufweist.
8. Sonnenzellenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen Sonnenstrahlung
abschirmende Schutzschicht (29) eine aufgeklebte, aluminierte Polytetrafluoräthylenschicht
ist.
9. Sonnenzellenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen Sonnenstrahlung
abschirmende Schutzschicht (29) eine aluminierte oder versilberte Schicht aus geschmolzenem
Quarz ist.
Die Erfindung betrifft eine Sonnenzellenanordnung mit auf einem plattenförmigen Träger befestigten flachen
Sonnenzeilen, die zur Bildung von Sonnenzeiiengruppen elektrisch miteinander verbunden sind, und
mit Sperrdioden, die mit den Sönnenzellengruppen in Reihs geschaltet sind.
Solche Sonnenzellenanordnungen, die mit zunehmendem Leistungsbedarf, insbesondere für Raumfahrzeuge,
für immer größere Leistung und daher mit im-
mer größeren Abmessungen hergestellt werden, sind aus der Zeitschrift »Funkschau«, 1970, Heft 9, S. 291 bis
293 bekannt. Die Sperrdioden haben bei solchen Anordnungen den Zweck, beim Ausfall einzelner Sonnenzellen
einen Rückstrom zu verhindern. Die Anwendung üblicher Dioden, die entsprechend der erzeugten Leistung
erhebliche Abmessungen aufweisen und mit Wärmesenken zum Abführen der Verlustleistung versehen
werden müssen, wird immer schwieriger, je größer die Sonnenzellenanordnungen werden. Auch die Anzahl
ίο der zur Verbindung der einzelnen Sonnenzellen mit
den Sperrdioden benötigten Sammelschienen wird immer größer, wogegen insbesondere bei Sonnenzellenanordnungen
für Raumfahrzeuge der zur Unterbringung der Dioden, Wärmesenken und Sammelleitungen
iS zur Verfügung stehende Platz immer geringer wird.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sonnenzellenanordnung der eingangs beschriebenen
Art zu schaffen, die in größtmöglichem Umfang die Verwendung von Sperrdioden zum Schutz der Sonnenzellen
ermöglicht, ohne daß zusätzliche Wärmesenken für die Dioden vorgesehen werden müssen und bei
der der Bedarf an langen isolierten Sammelschienen auf ein Minimum beschränkt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sperrdioden eine der Form der Sonnenzellen
entsprechende flache Form aufweisen und in einer im wesentlichen koplanaren Anordnung Seite an Seite
mit den Sonnenzellen auf dem plattenförmigen Träger befestigt sind.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Sonnenzellenanordnung besteht in ihrem einfachen Aufbau,
der es auch ermöglicht, daß zusätzliche Einrichtungen zur Abstrahlung der von den Dioden erzeugten
Wärme entfallen können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Sonnenzeiiengruppen zusammen
mit Sperrdioden in ein und demselben Lötoder Schweißarbeitsgang hergestellt werden können.
Durch die Erfindung wird ferner eine Sonnenzellenanordnung geschaffen, bei der die Sonnenzeiiengruppen
im Verlauf aller Produktionsschritte einschließlich der
Endmontage der Sonnenzellenanordnung einzeln geprüft werden können. Auch können bei der erfindungsgemäßen
Sonnenzellenanordnung die Sperrdioden dieselbe Größe und Form aufweisen wie die unmittelbai
benachbarten Sonnenzellen.
Die Sonnenzellenanordnung besteht aus Sonnenzel· lenplatten mit einem plattenförmigen Träger. Auf die
sem Träger ist eine Anzahl von verhältnismäßig dün
nen Sonnenzellen, die jeweils eine relativ große oben und untere Fläche aufweisen, einander benachbart un<
in verhältnismäßig geringem Abstand so befestigt, dal ihre unteren Flächen an den Träger angrenzen. Dii
Sonnenzellen sind elektrisch miteinander zu Gruppei verbunden, deren elektrische Anordnung die ge
wünschten Spannungs- und Stromverhältnisse ergib1 Es sind relativ dünne Sperrdioden vorgesehen, die ein
der Form der Sonnenzellen entsprechende flache Forr aufweisen und in verhältnismäßig geringem Abstan
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/320,408 US3952324A (en) | 1973-01-02 | 1973-01-02 | Solar panel mounted blocking diode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2363120A1 DE2363120A1 (de) | 1974-07-11 |
DE2363120B2 true DE2363120B2 (de) | 1976-01-22 |
Family
ID=23246292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732363120 Withdrawn DE2363120B2 (de) | 1973-01-02 | 1973-12-19 | Sonnenzellenanordnung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3952324A (de) |
JP (1) | JPS49102284A (de) |
DE (1) | DE2363120B2 (de) |
FR (1) | FR2212649B1 (de) |
GB (1) | GB1398457A (de) |
IT (1) | IT1000341B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3142043A1 (de) * | 1981-10-23 | 1983-05-05 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Anordnung mit mehreren lichtempfindlichen elementen |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4162174A (en) * | 1978-03-10 | 1979-07-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Solar cell array |
FR2475299A1 (fr) * | 1980-02-01 | 1981-08-07 | Silicium Semiconducteur Ssc | Procede de montage d'une diode de protection sur une structure de cellules photovoltaiques multijonctions verticales et cellules photovoltaiques obtenues |
US4367365A (en) * | 1981-07-13 | 1983-01-04 | Acurex Solar Corporation | Solar energy conversion arrangement utilizing photovoltaic members |
DE3129553A1 (de) * | 1981-07-27 | 1983-02-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Solarzellen-modul |
US4491681A (en) * | 1983-12-08 | 1985-01-01 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Liquid cooled, linear focus solar cell receiver |
US4577051A (en) * | 1984-09-28 | 1986-03-18 | The Standard Oil Company | Bypass diode assembly for photovoltaic modules |
WO1989005521A1 (en) * | 1987-12-03 | 1989-06-15 | Spectrolab, Inc. | Solar cell panel |
US5155565A (en) * | 1988-02-05 | 1992-10-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for manufacturing an amorphous silicon thin film solar cell and Schottky diode on a common substrate |
US4882239A (en) * | 1988-03-08 | 1989-11-21 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Light-rechargeable battery |
US6130465A (en) * | 1997-10-29 | 2000-10-10 | Light Point Systems Inc. | Micro-solar assembly |
JP3397659B2 (ja) * | 1997-10-30 | 2003-04-21 | キヤノン株式会社 | 太陽光発電屋根およびその施工方法 |
US20070253167A1 (en) * | 2004-07-26 | 2007-11-01 | Chiang Kuo C | Transparent substrate heat dissipater |
US20120199177A1 (en) * | 2011-02-09 | 2012-08-09 | Atomic Energy Council-Institute Of Nuclear Energy Research | Multijunction Solar Cell Device |
RU2457578C1 (ru) * | 2011-04-06 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Блокирующий диод для солнечных батарей космических аппаратов |
WO2015179213A2 (en) | 2014-05-14 | 2015-11-26 | California Institute Of Technology | Large-scale space-based solar power station: multi-scale modular space power |
JP6693889B2 (ja) | 2014-05-14 | 2020-05-13 | カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー | 大規模宇宙太陽光発電所:誘導可能ビームを用いる送電 |
JP6640116B2 (ja) | 2014-06-02 | 2020-02-05 | カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー | 大規模宇宙太陽光発電所:効率的発電タイル |
US20160218665A1 (en) * | 2015-01-22 | 2016-07-28 | Solaero Technologies Corp. | Space solar cell panel with blocking diodes |
DE102015009004A1 (de) | 2015-06-05 | 2016-12-08 | Solaero Technologies Corp. | Automatisierte Anordnung und Befestigung von Solarzellen auf Paneelen für Weltraumanwendungen |
JP6715317B2 (ja) | 2015-07-22 | 2020-07-01 | カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー | コンパクトパッケージング用の大面積構造体 |
US10992253B2 (en) | 2015-08-10 | 2021-04-27 | California Institute Of Technology | Compactable power generation arrays |
WO2017027633A1 (en) | 2015-08-10 | 2017-02-16 | California Institute Of Technology | Systems and methods for controlling supply voltages of stacked power amplifiers |
US11634240B2 (en) | 2018-07-17 | 2023-04-25 | California Institute Of Technology | Coilable thin-walled longerons and coilable structures implementing longerons and methods for their manufacture and coiling |
US11772826B2 (en) | 2018-10-31 | 2023-10-03 | California Institute Of Technology | Actively controlled spacecraft deployment mechanism |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1320775A (fr) * | 1962-01-12 | 1963-03-15 | Europ Des Semi Conducteurs Soc | Dispositif photovoltaïque à semi-conducteurs pour piles solaires |
US3518494A (en) * | 1964-06-29 | 1970-06-30 | Signetics Corp | Radiation resistant semiconductor device and method |
US3489615A (en) * | 1966-07-05 | 1970-01-13 | Spectrolab | Solar cells with insulated wraparound electrodes |
US3546542A (en) * | 1967-01-30 | 1970-12-08 | Westinghouse Electric Corp | Integrated high voltage solar cell panel |
NL6709192A (de) * | 1967-07-01 | 1969-01-03 | ||
GB1230421A (de) * | 1967-09-15 | 1971-05-05 | ||
US3532551A (en) * | 1968-01-30 | 1970-10-06 | Webb James E | Solar cell including second surface mirrors |
US3616528A (en) * | 1968-11-15 | 1971-11-02 | Nasa | Solid state matrices |
US3591420A (en) * | 1969-02-06 | 1971-07-06 | Nasa | Solar cell |
US3620847A (en) * | 1969-05-05 | 1971-11-16 | Us Air Force | Silicon solar cell array hardened to space nuclear blast radiation |
US3690953A (en) * | 1970-09-10 | 1972-09-12 | Us Air Force | Vertical junction hardened solar cell |
US3780424A (en) * | 1970-10-26 | 1973-12-25 | Nasa | Method of making silicon solar cell array |
US3743847A (en) * | 1971-06-01 | 1973-07-03 | Motorola Inc | Amorphous silicon film as a uv filter |
US3769091A (en) * | 1972-03-31 | 1973-10-30 | Us Navy | Shingled array of solar cells |
-
1973
- 1973-01-02 US US05/320,408 patent/US3952324A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-11-08 GB GB5190473A patent/GB1398457A/en not_active Expired
- 1973-12-17 IT IT54339/73A patent/IT1000341B/it active
- 1973-12-19 DE DE19732363120 patent/DE2363120B2/de not_active Withdrawn
- 1973-12-26 FR FR7346281A patent/FR2212649B1/fr not_active Expired
- 1973-12-27 JP JP48144609A patent/JPS49102284A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3142043A1 (de) * | 1981-10-23 | 1983-05-05 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Anordnung mit mehreren lichtempfindlichen elementen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2212649B1 (de) | 1978-03-24 |
JPS49102284A (de) | 1974-09-27 |
FR2212649A1 (de) | 1974-07-26 |
GB1398457A (en) | 1975-06-25 |
DE2363120A1 (de) | 1974-07-11 |
US3952324A (en) | 1976-04-20 |
IT1000341B (it) | 1976-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2363120B2 (de) | Sonnenzellenanordnung | |
DE10239845C1 (de) | Elektrode für fotovoltaische Zellen, fotovoltaische Zelle und fotovoltaischer Modul | |
DE3031907A1 (de) | Solarzelle und solarzellenverbund sowie verfahren zu ihrer herstellung. | |
DE2300847B2 (de) | Halbleiterfestwertspeicher | |
DE4000089C2 (de) | ||
DE2246115A1 (de) | Photovoltazelle mit feingitterkontakt und verfahren zur herstellung | |
DE2827049A1 (de) | Solarzellenbatterie und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2919114A1 (de) | Photovoltaische zellen in feldanordnung und verfahren zur herstellung derselben | |
DE112010005717T5 (de) | Solarbatteriemodul und Herstellungsverfahren für dieses | |
DE4205733A1 (de) | Halbleitereinrichtung | |
DE2063579A1 (de) | Halbleitereinnchtung | |
DE102013217356B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Solarzellensegments und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle | |
DE2226613B2 (de) | Schutzvorrichtung fuer einen isolierschicht-feldeffekttransistor | |
DE1811389A1 (de) | Flaechenhaftes Halbleiterelement | |
DE3517414A1 (de) | Solargenerator | |
DE3819671C2 (de) | ||
DE112016001478T5 (de) | Solarbatteriezelle und verfahren zur herstellung der solarbatteriezelle | |
EP2577738B1 (de) | Dünnschichtsolarmodul und herstellungsverfahren hierfür | |
DE19934560B4 (de) | Photovoltaikmodul mit integriert serienverschalteten Zellen und Herstellungsverfahren hierfür | |
DE102018105472A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer photovoltaischen Solarzelle, photovoltaische Solarzelle und Photovoltaikmodul | |
DE3704437C2 (de) | ||
DE2342923C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Zweiphasen-Ladungsverschlebeanordnung und nach diesem Verfahren hergestellte Zweiphasen-Ladungs Verschiebeanordnung | |
DE3903837A1 (de) | Solarzelle und verfahren zu deren herstellung | |
DE3317309C2 (de) | ||
DE102018007387B4 (de) | Solarzelle und Solarzellentafel damit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BHN | Withdrawal |