DE2452263C2

DE2452263C2 - Photoelektrischer Generator

Info

Publication number: DE2452263C2
Application number: DE2452263A
Authority: DE
Inventors: Ninel Min'evna Bordina; Arkadij Pavlovi&ccaron; Landsman; Dmitrij Semenovi&ccaron; Strebkov; Valentina Ivanovna Strel'cova; Vadim Aleks'evi&ccaron; Moskva Uni&scaron;kov; Vitalij Viktorovi&ccaron; Zadde; Geb. Radik Aita Konstantinovna Zajceva
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-11-04
Filing date: 1974-11-04
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE2452263A1

Description

Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Generator mit einer Mehrzahl von über Stromableitungen zusammengeschalteten photoelektrischen Halbleiterbauelementen, von denen jedes wenigstens einen Minoritätsladungsträger reflektierenden Übergang zwischen Halbleiterbereichen gleichen Leitungstyps, aber unterschiedlicher Dotierung und in innerhalb der Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger liegendem Abstand davon eine Gleichrichtersperrschicht enthält wobei ein solcher Übergang zwischen Halbleiterbereichen gleichen Leitungstyps in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Eintrittsfläche für Strahlung liegt
Ein photoelektrischer Generator dieser Art ist au? der DE-OS 23 28 194 bekannt. Bei diesem bekannten Generator folgt in jedem einer Mehrzahl vor. auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildeten photoelekt ischen Halbleiterbauelementen im Anschluß an eine dem

ίο Substrat abgewandte Strahlungseintrittsfläche zunächst ein sogenannter gleichtypiger Übergang zwischen zwei Halbleiterbereichen gleichen Leitungstyps und unterschiedlicher Dotierung und in etwas größerer Tiefe ein eine Gleichrichtersperrschicht bildender Übergang zwischen zwei Halbleiterbereichen unterschiedlichen Leitungstyps. Dabei besteht der untere dieser beiden letzten Halbleiterbereiche aus dem Substratraaterial und nimmt weitaus den größten Volumenbereich ein. Eine Umsetzung von Strahlungsenergie in elektrische Energie ist bei dem bekannten Generator nur für Strahlung möglich, die an der Strahlungseintrittsfläche auftrifft während die Unterseite des Substrats insoweit ausfällt.

Ein photoelektrischer Generator ähnlicher Art ist auch in der US-PS 33 59 137 beschrieben, wo in einem Halbleiterkörper auf eine Strahlungseintrittsfläche ein Übergang zwischen zwei Halbleiterbereichen folgt die sich sowohl im Leitungstyp als auch in der Dotierung voneinander unterscheiden, während im Anschluß an

jo die Unterseite des der Strahlungseintrittsfläche abgewandten Halbleiterbereiches ein Übergang zu einem weiteren Halbleiterbereich mit lediglich anderer Dotierung vorgesehen ist. Auch dieser bekannte Generator ist nur auf eine Umsetzung von einseitig einfallender Strahlungsenergie in elektrische Energie eingerichtet.

Aus T. S. Moss. G. J. Burrell. B. Ellis: »Semiconductor Opto-Electronics«. London 1973. S. 182 bis 184. 194, ist es weiter bekannt, einen p.hotoetr'xtrisch wirksamen pn-übergang in einem der Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger größenordnungsmäßig entsprechenden Abstand von der jeweiligen Strahlungseintrittsfläche anzuordnen. Irgendwelche Angaben über die sonstige Dimensionierung des entsprechenden Halbleiterkörpers werden dabei jedoch nicht gemacht.

Ein Generatoraufbau, bei dem. ausgehend von einer Strahlungseintrittsfläche. zunächst ein gleichtypiger Übergang zwischen zwei p-leitenden Halbleiterbereichen und sodann ein pn-übergang aufeinanderfolgen und der daran anschließende η-leitende Halbleiterbereich die große Masse des Halbleitervolumens ausmacht, ist aus der US-PS 30 81 370 bekannt. Auch dieser bekannte Generator verarbeitet nur aus einer Richtung einfallende Strahlung und besitzt auch sonst nur einen geringen Wirkungsgrad und Empfindlichkeit in einem nur sehr engen Spektralbereich.

Photoelektrische Generatoren mit in Form einer Festkörpermatrix angeordneten photoelektrischen Bauelementen schließlich sind aus der US-PS 36 53 971 bekannt. Dabei sind im Anschluß an Oberflächen der

μ» einzelnen in Form von Paralleiepipeden ausgebildeten Bauelemente pn-Übergänge angeordnet, die Halbleiterbereiche unterschiedlichen Leitungstyps voneinander trennen, wobei sich auf den jeweilige!. Außenseiten liegende dünne Dotierungsschichten mit vcrhältnismaßig hohem Ausbreitungswiderstand ergeben, während an den von pn-Übergängen freien Oberflächen eine starke Oberflächcnrekombinution von Ladungsträgern erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen photoelektrischen Generator der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß er sich bei hohem Wirkungsgrad für eine beidseitige Bestrahlung eignet

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen photoelektrischen Generator, wie er im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mittels der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen photoelektrischen Generator aus zusammengeschalteten photoelektrischen Halbleiterbauelementen mit je einem an einer Eintrittsfläche für Strahlung liegenden p-p⁺(n-n⁺)-Ubergang zwischen Halbleiterbereichen gleichen Leitungstyps, aber unterschiedlicher Dotierung,

F ί g. 2 einen Längsschnitt durch einen photoeiektrischen Generator mit in Form einer Matrix aus Mikrcminiaturparaüeicpipcdcn angeordneter, photoelektrischen Halbleiterbauelementen, in der^n zusätzliche gleichtypige p-p+(n-n+)-Obergänge parallel zu einer unter einem Winkel zur Strahlungseintrittsfläche verlaufenden Fläche vorgesehen sind,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VI-VI in Fig.2.

Fig.4 einen Querschnitt durch einen photoelektrischen Generator mit in Form einer Matrix aus Mikrominiaturparallelepipeden angeordneten photoelektrischen Halbleiterbauelementen, in denen weitere zusätzliche gleichtypige p-p+(n-n+)-Übergänge auf den Strahlungseintrittsflächen gegenüberliegenden Flächen vorgesehen sind,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch einen photoelektrischer. Generator in Form einer monolithischen Zellenstruktur, bei dem ein zusätzlicher gleichtypiger p-p⁺(n-n⁺)-Übergang parallel zu unter einem Winkel zur Strahlungseintrittsfläche verlaufenden Flächen und ein andertr zusätzlicher gleichtypiger p-p+(n-n⁺)-Übergang auf einer der Strahlungseintrittsfläche gegenüberliegenden Fläche liegt, und

F i g. 6 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IX-IX in Fig. 5.

Als Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend mit einem pn-übergang als Gleichrichtersperrschicht ausgeführte Generatoren beschrieben, jedoch kann in allen Fällen anstelle des pn-Übergangss eine Schottkybarriere zum Einsatz gelangen, wobei die Auswahl der Gleichrichtersperrschichten durch folgende Erwägungen bestimmt wird: Die Anwendung der Schottkybarriere vereinfacht die Herstellungstechnologie des Generators, während die Anwendung des pn-Übergangs einen höheren Wirkungsgrad der photoelektrischen Umformung gewährleistet.

Ein solcher photoelektrischer Generator in Halbleiterbauweise aus zusammengeschalteten photoelektrischen Halbleiterbauelementen 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Jedes Halbleiterbauelement 1 dieses Generators besitzt einen gleightypigen p-p⁺(n-n⁺)-Übergang 2, der in unmittelbarer Nähe einer Strahlungseintrittsfläche 3 liegt, eine Stromableitung 4 von dem den überwiegenden Anteil des Gesamtvolumens des jeweiligen Halbleiterbauelements einnehmenden Halbleitergebiet 5 einheitlichen Leitungstyps (im folgenden auch »Basisbereich« genannt), einen in unmittelbarer Nähe zu einer der Fläche 3 gegenüberliegenden Fläche 7 erzeugten pn-übergang 6 als Gleichrichtersperrschicht und eine Stromableitung 8 von einem Dotierungsbereich 9. Der Abstand A von der Strahlungseintrittsfläche 3 bis zum pn-übergang 6 unterschreitet die Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger im Basisbereich 5 und ist angenähert gleich der Dicke der Halbleiterbau-) elemente 1.

Die Stromableitungen 4 und 8 vom Basis- und Dotierungsbereich 5 bzw. 9 sind in Form eines Gitters ausgeführt und fallen in der Draufsicht zusammen.

Der gleichtypige p-p+(n-n+)-Übergang 2 wird durch !Ii Eindiffusion oder Ionenimplantation erzeugt und weist eine niedrige Konzentration von Rekombinationszentren, eine genügend hohe Potentialbarriere und eine genügend große Breite des Raumladungsgebietes auf, so daß fast alle Minoritätsladungsträger bei Annäherung an die Strahlungseintrittsfläche 3 reflektiert werden.

Die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit s an der Strahlungseintrittsfläche ist mit dem Reflexionskoeffizienten R für die Minoritätsladungsträger durch die folgende Beziehung verknüpft:

c \-R

mit
c

\+R

mittlere thermische Geschwindigkeit der Minoritätsladungsträger.

Da (1 -R) die Rekombinationswahrscheinlichkeit bei

jo der Annäherung der Minoritätsladungsträger an die Oberfläche darstellt, ist diese Größe die wirksame Fläche der Haftstellen- oder Einfangstellen-Oberfläche je Flächeneinheit der Oberfläche.

Im Generator gelangen gleichtypige Übergänge 2 zum Einsatz, die durch einen großen Reflexionskoeffizienten R, eine niedrige Rekombinationsgeschwindigkeit bei der Annäherung der Minoritätsladrngsträger an die Oberfläche und eine niedrige wirksame Fläche der Haftstellen- oder Einfangstellen-Oberfläche je Flächenei· heit {\-R) ausgezeichnet sind, was es gemäß Gleichung (1) gestattet, die Rekombinationsgeschwindigkeit der im Volumen des Basisbereichej 5 erzeugten Minoritätsladungsträger an der Strahlungseintrittsfläche 3 des Basisbereiches 5 auf Null herabzusetzen.

Die Tiefe des gleichtypigen Übergangs 2 ist um ein Vielfaches kleiner als die zulässige minimale Tiefe des pn-Überganges 6 und beträgt ca. 100 nm, wodurch die Spektralempfindlichkeit des Generators im Kurzwellenbereich erhöht wird.

so Der Generator besitzt einen hohen Wirkungsgrad sowohl bei Beleuchtung der Fläche 3 allein als auch bei gleichzeitiger Beleuchtung der Flächen 3 und 7.

Der Wirkungsgrad und die Ausgangsleistung des Generators erhöbjn sich daher während der Arbeit, beispielsweise beim Einsatz in einem Solargenerator eines auf eine niedrige Erdumlaufbahn geschossenen Raumfahrzeugs, ungefähr um 40% aufgrund einei¹ gleichzeitigen Ausnutzung der direkten und der von der Erde reflektierten Sonnenstrahlung.

Gemäß Fig.2 und 3, die einen photoele-ktrischen Generator in Halbleiterbauweise in zwti Projektionen darstellen, weist jedes in eine Festkörpermatrix dieses Generators eingehende photoelektrische Halbleiterbauelement 1, das in Form eines Mikrominiaturparallelepipeds ausgeführt ist, wobei mindestens zwei Linearabmessungen mit der Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger im Basisbereich vergleichbar sind, außer einem gleichtypigen p-p⁺(n-n+)-Übergang 2 einen

zusätzlichen, parallel zu der von einem pn-übergang 6 freien Seitenfläche des Parallelepipeds und senkrecht zur Strahlungseintrittsfläche 3 (Fig.3) liegenden gleichtypigen p-p⁺(n-n ⁺ )-Übergang 10 auf. Jedes Halbleiterbauelement 1 hat weiter außer dem pn-übergang 6 einen in unmittelbarer Nähe zu einer der Fläche 3 gegenüberliegenden Fläche 7 vorgesehenen zusätzlichen pn-übergang.

Eine höhere Stromausbeute wird in einem derartigen Generator dadurch erreicht, daß aufgrund der Mikrominiaturisierung der photoclektrischcn Halbleiterbauelemente 1 und des Fehlens der Rekombination der Ladungsträger aus dem Volumen auf zwei Außenflächen des Basisbereiches eine nahezu vollständige Sammlung der im Basisbereich erzeugten Minoritätsladungsträger erfolgt.

Gemäß Fig.4 weist jedes in eine Festkörpermatrix eingehende photoelektrische Halbleiterbauelement 1 außer einem gleichtypigen p-p⁺(n-n ⁺ )-Hauptübergang 2 und einem zu diesem senkrechten zusätzlichen gleichtypigen Übergang 10 einen in unmittelbarer Nähe einer der Fläche 3 gegenüberliegenden Fläche 7 erzeugten gleichtypigen Übergang 12 auf. Der pn-übergang 6 ist zu der Fläche des Parallelepipeds parallel, die zur Fläche 3 senkrecht verläuft.

Die gleichtypigen p-pⁱ-(n-n⁺)-Übergänge2,10,12 auf drei Flächen der Halbleiterbauelemente 1 vergrößern die Stromempfindlichkeit des Generators und dessen Wirkungsgrad bei ultrahohen Lichtdichten, weil ein Fehlen von Leistungsverlusten im Ausbreitungswiderstand der Dotierungsgebiete und eine Rekombinationsgeschwindigkeit der Ladungsträger auf den Oberflächen des Basisbereiches 5 nahe Null gewährleistet werden.

Eine derartige Generatorausbildung steigert die Leistungsabgabe im Vergleich zu dem Generator gemäß F i g. 2 und 3 um das Zweifache bei gleicher Beleuchtung der Flächen 3 und 7.

F i g. 5 und 6 zeigen in zwei Projektionen einen Generator, der eine monolithische Zellenstruktur aus zusammengeschalteten photoelektrischen Halbleiterbauelementen 1 darstellt. Die Halbleiterbauelemente 1 sind in Gestalt von Mikrominiaturparallelepipeden ausgeführt, deren Breite D und Länge L angenähert gleich der Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger im Basisbereich 5 sind. Die gleichtypigen p-p⁺(n-n⁺)-Übergänge 2,10,12 liegen parallel zu drei Flächen des Parallelepipeds, wobei die Ebenen des einen gleichtypigen Übergangs 10 unter einem Winkel zur Fläche 3 geneigt und die ?.wei übrigen p-p+(n-n⁺)-Übergänge 2 und 12 zur Fläche 3 parallel sind. Die pn-Übergänge 6, 11 und 13 sind parallel zu den drei zur Fläche 3 unter einem Winkel geneigten Seitenflächen des Parallelepipeds. Die Halbleiterbauelemente 1 sind mit Hilfe von an zwei gegenüberliegenden, einen pn-übergang und einen gieichtypigen Übergang enthaltenden Flächen der Parallelepipede angeordneten Stromableitungen 4 und 8 hintereinandergeschaltet.

Die Stromableitung 8 erstreckt sich über die ganze Fläche der pn-Übergänge 6,11 und 13. Die Stromableitungen 8 und 4 stellen Spiegelreflektoren für einen auf die Seitenflächen der Halbleiterbauelemente 1 einfallenden Lichtstrom 14 dar und sind unter einem Winkel zur Fläche 3 geneigt

Die Ausführung eines Spiegelreflexionskontaktes an den Seitenflächen der Halbleiterbauelemente 1 gestattet es, die Durchlaßverluste durch Vergrößerung der Absorption bei einem mehrfachen Durchgang der Strahlung zu reduzieren. Die einzelnen Teilabschnitte des Generators sind gegeneinander mit Hilfe einer Isolierschicht 15 isoliert. Dieses Beispiet eines Generators weist einen höheren Wirkungsgrad bei einer hohen

S Lichtintensität gegenüber dem Generator gemäß F i g. 2 und 3 auf. Da der Ausbreitungswiderstand der Dotierungsschicht 9 gleich Null ist, ist die Rekombination der Ladungsträger aus dem Volumen an der Fläche 3 auf Null gebracht, d. h, fast alle im Basisbereich 5

ίο erzeugten Ladungsträger werden durch die pn-Übcrgänge 6, 11 und 13 getrennt und leisten einen Beitrag zum Photostrom.

Typische Abmessungen für photoelektrische Halbleiterbauelemente 1 in einer monolithischen Zellen- struktur aus Silizium sind folgende: Länge L des Mikrominiaturparallelepipeds: 0,1 bis I mm. Breite D des Mikrominiaturparallelepipeds: 0,1 bis 1 mm. Dicke B: 0.2 bis 1 mm. Breite der Isolierschicht: 5 bis 15 μπι. Breite der Stiromableitungen: 3 bis 20 μίτι. Die Anzahl der Halbleiterbauelemente je 1 cm^J monolithische Zellenstruktur beträgt 100 Stück, die Spannungsdichte über 40 V/cm².

Der in F i g. 1 dargestellte photoelektrische Generator in Halbleiterbauweise wird wie folgt hergestellt:

Siliziumplättchen als ein beispielsweise p-leitendes Ausgsngsmaterial werden einem chemischen und mechanischen Polieren zwecks Entfernen einer beschädigten Schicht von der Oberfläche ausgesetzt, dann wird auf der Fläche 3 des Plättchens ein gleichtypiger p-p*-Übergang 2 durch Einbringen von Störstellen mittels Eindiffusion oder lonenbeschuß erzeugt.

Zur Erhaltung eines einen beinahe 100% hohen Reflexionskoeffizienten R aufweisenden gleichtypigen Übergangs muß die Konzentration des elektrisch

J5 aktiven Dotierungsmaterials am gleichtypigen Obergang an der Wirkfläche um mindestens drei Größenordnungen höher als im Volumen des Basisgebietes liegen und darf die Breite des Raumladungsgebietes nicht unterhalb 0,1 μπι sein. Wenn die Akzeptorkonzentration

•»o im Basisbereich eines Generators aus p-leitendem Silizium z. B. IO¹⁶ cm -³ beträgt, macht die Akzeptorkonzentration an der Wirkfläche nach einer Dotierung 5 · 10^l9cm-³ und darüber aus. Auf der der Wirkfläche gegenüberliegenden Fläche 7

■»5 wird der pn-Obergang 6 mittels Dotierung des Siliziums durch Eindiffusion oder lonenbeschuß erzeugt.

Die Tiefe des gleichtypigen Übergangs 2 an der Fläche 3 beträgt 0,1 bis 0,5 μπι. und auf der der Wirkfläche gegenüberliegenden Fläche 7 macht die

so Tiefe eines gleichtypigen Übergangs OJ bis 30 μ~ι aus.

Nach der Dotierung werden die Plättchen mit Hilfe

einer chemischen Abscheidung von Nickel oder einer

Vakuumaufdampfung einer Mehrschichtenstruktur aus

den Metallen Aluminium, Eisen und Silber metallisiert.

Die metallischen Ableitungen 4 und 8 werden auf den beiden Flächen 3 und 7 derart angeordnet, daß sie in der Draufsicht zusammenfallen.

Zur Herstellung des Generators gemäß F i g. 2 und 3 lötet man beidseitig metallisierte Siliziumplättchen mit

einem pn-Obergang 6 und einem gleichtypigen Obergang 10 auf den gegenüberliegenden Rächen in Reihe zu einer Säule zusammen, schneidet die Säule zu Matrizen, erzeugt auf der Seite der Fläche 3 der Matrix einen zusätzlichen gleichtypigen p-p⁺-Übergang 2, auf

der Seite der gegenüberliegenden Fläche 7 einen joisätzlichen pn-Obergang 11 und beseitigt anschließend die bei der Herstellung der zusätzlichen p-p⁺- und pn-Übergänge 2 bzw. 11 ausgebildeten Kurzschlüsse.

Zur Herstellung des Generators gemäß Fig.4 werden die gleichen Verfahrensschritte wie bei der Herstellung des Generators gemäß Fig. 2 und 3 durchgeführt, nur werden nach dem Zerschneiden der Säule aus den zusammengelöteten Plättchen mit den pn-Übergängen 6 und den p-p+ -Übergängen 10 in Matrizen beiderseits jeder Matrix zusätzliche gleichtypige p-p * -Übergänge 2 und 12 erzeugt.

Zur Herstellung des Generators gemäß F i g. 5 und 6 werden die gleichen Verfahrensschntte wie bei der Herstellung des Generators gemäß Fig. 2 und 3 durchgeführt, nur wird in die Festkörpermatrizen aus den zusammengeschalteten Halbleiterbauelementen mit den auf den gegenüberliegenden, unter einem Winkel zur Oberfläche der Matrix verlaufenden Flächen der Mikrominiaturparallelepipede erzeugten pn- und p-p*-Übergängen 6 bzw. 10 von den Flächen 3 und 7 her Phosphor oder ein anderes Donaiormaieriai durch lonenbeschuß oder Eindiffusion bei einer niedrigen Temperatur zur Erzeugung von zusätzlichen pn-Übergängen 11 und 13, deren Ebenen zu den Oberflächen der Matrix parallel sind, eingeführt.

Danach werden die Matrizen in eine Säurelösung zum Abätzen eines Teils der Dotierungsschicht und der Stromableitungen 4 und 8 eingetaucht, wobei die bei der Erzeugung der zusätzlichen pn-Übergänge Il und 13 ausgebildeten Kurzschlüsse beseitigt werden. Auf die Matrizen mit den zusätzlichen pn-Übergängen wird nach der Abätzung der Kurzschlüsse ein Spiegelreflex.unskontakt 8 unter einem Winkel von 15 bis 70° zur Ebene der zusätzlichen pn-Übergänge 11 und 13 im Vakuum aufgedampft. Hierbei wird infolge der Ausbildung einer abgeschatteten Schicht auf den abgeätzten Teil 16 der Strornableitung 4 zum Basisbereich 5 kein Metall aufgedampft, und die pn-Übergänge 11 und 13 tritt detn <7lAu^Rtunift£n fjKAraancr jfl iugr/jen ^pinAcujpoc

kurzgeschlossen.

Danach werden die Matrizen auf ihrer ganzen Fläche zu einer Säule in der Weise zusammengeklebt, daß die Ebenen der gleichtypigen p-p+-Übergänge 10 bei verschiedenen Matrizen parallel und die Polaritäten der pn-Übergänge 6 bei in der Säule beieinanderliegenden Matrizen entgegengesetzt sind.

Dann werden die Matrizen hintereinandergeschaltet und unter einem Winkel zur Ebene aller gleichtypigen p-p+-Übergänge 10 in monolithische Zellenstrukturen geschnitten, die zur Entfernung der beschädigten Schicht beidseitig poliert werden, dann werden auf den beiden Oberflächen der Zellenstrukturen zusätzliche gleichtypige p-p + -Übergänge 2 und 12 mit Hilfe einer Eindiffusion bei niedriger Temperatur oder eines lonenbeschusses mit Bor, Gallium oder einem anderen Akzeptormaterial erzeugt.

Ist als Gleichrichtersperrschicht im Generator eine Schottkybarriere gewählt, so unterscheidet sich die Herstellungstechnologie für den Generator von der oben beschriebenen dadurch, daß anstatt einer Dotierung des Siliziums zwecks Erzeugung einer Gleichrichtersperrschicht die Oberfläche des Siliziums mit Metallen in der Art von beispielsweise Platin. Palladium oder Gold metallisiert wird.

Die beschriebenen Herstellungsverfahren gestatten es, Generatoren in Form einzelner zusammengeschalteter Halbleiterbauelemente einer Matrix oder einer

menten mit gleichtypigen p-p + -Übergängen auf einer, zwei, drei, vier und fünf Flächen zu schaffen. Hierbei durchlaufen alle Halbleiterbauelemente in einer Matrix oder einer monolithischen Zellenstruktur gleichzeitig den gesamten technologischen Zyklus: von der Oberflächenbehandlung und der Dotierung bis zum Auftragen von Kontakten und einer Parameterüberwachung. Dies vereinfacht erheblich die Herstellungstechnologie für die Generatoren und vergrößert die Arbeitsproduktivität. Diese Verfahrensweise gibt die Möglichkeit, die Montage der Matrizen aus Mikrostrukturen vollständig zu mechanisieren.

Für alle Generatortypen nimmt die Fläche der Stromableitungen 8 zum Dotierungsbereich 9 nicht über 5% der Fläche 3 ein.

Die dargestellten Generatoren weisen eine zweiseitige Strom- und Spannungsempfindlichkeit auf und können zwei Flächen 3 und 7 als wirksame Strahlungseintrittsflächen zur Geltung bringen, was es bei einem Einsatz in niedrigen Umlaufbahnen gestattet, ^Me Ausgangsleistung mittels der von der Erde reflektierten Strahlung um 30 bis 40% zu vergrößern.

Die dargestellten Generatoren können als Normal der Beleuchtungsstärke von Sonnen-, Laser- und Wärmestrahlung in einem weiten Bereich von 0,001 bis 2000 W/cm* dienen, und sie können für Orientierungssysteme als koordinatenempfindliche Elemente eingesetzt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Photoelektrischer Generator mit einer Mehrzahl von Ober Stromableitungen zusammengeschalteten photoelektrischen Halbleiterbauelementen, von denen jedes wenigstens einen Minoritätsladungsträger reflektierenden Obergang zwischen Halbleiterbereichen gleichen Leitungstyps, aber unterschiedlicher Dotierung und in innerhalb der Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger liegendem Abstand davon eine Gleichrichtersperrschicht enthält, wobei ein solcher Übergang zwischen Halbleiterbereichen gleichen Leitungstyps in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Eintrittsfläche für Strahlung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Halbleiterbauelement (1) das zwischen der Gleichrichtersperrschicht (6) und dem wenigstens einen übergang (2; 10) zwischen Halbleiterbereiehen gleichen Lcitungstyps liegende Halbleitergebiet (5) den überwiegenden Anteil des Gesamtvolumens des jeweiligen Halbleiterbauelements einnimmt.

2. Photoelektrischer Generator nach Anspruch 1, bei dem die photoelektrischen Halbleiterbauelemente die Form von Mikrominiaturparallelepipeden aufweisen, die mindestens zwei mit der Diffusionslänge der Minoritätsladungsträgern in dem den überwiegenden Anteil des Gesamtvolumens des jeweiligen H'ilbleiterbauelements einnehmenden Halbleitergebiet vergleichbare. Linearabmessungen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes photoelektrische Halbieiterbaudement (1) mindestens einen zusätzlichen Übergang («0) zwischen Halbleiterbereichen gleichen Leitungstyps aufweist, der parallel zu einer unter einem Winkel gegen eine Eintrittsfläche (3) für Strahlung geneigten und von der Gleichrichtersperrschicht (6) freien Fläche des Parallelepipeds verläuft.

3. Photoelektrisclier Generator nach Anspruch 2. bei dem die Gleichrichtersperrschicht in jedem Halbleiterbauelement parallel zu mindestens einer unter einem Winkel gegen eine Eintriitsfläche für Strahlung geneigten Fläche des Parallelepipeds liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe einer dieser Eintrittsfläche (3) für Strahlung gegenüberliegenden Fläche (7) jedes photoelektrischen Halbleiterbauelements (1) ein weiterer zusätzlicher Übergang (12) zwischen Halbleiterbereichen gleichen Leitungstyps vorgesehen ist.

4. Photoelektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von pn-Übergängen als Gleichrichtersperrschichten (6, 11, 13) diese in einer zur Vermeidung einer Beeinflussung durch Oberflächeneffekte ausreichenden Tiefe liegen.