JP2007150326A - バイパスダイオードを有するソーラーセルのビア構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ソーラーセルは、多重ソーラーセル及び集積バイパスダイオードを有する半導体本体部と、上位面と下位面との間に延びており、下位面の上に形成しており、上位面における伝導性のグリッドとバイパスダイオードの陰極を電気的に接続する一対のビアと、を含んでいる。
【選択図】図2
Description
本出願は、2005年4月19日に出願され、係属中の米国特許出願番号11/109,016号に関連する。
改善されたソーラーセルアレイを提供することが本発明の目的である。
陽極及び陰極の両終端が一方側に存在するように、統合バイパスダイオードを有するソーラーセルにおけるビアを提供することが本発明の別の目的である。
改善された信頼度及びより高い製造歩留りのために、表面グリッド及びバイパスダイオードの陽極の両方に、ソーラーセル半導体デバイスにおける多重接合ビア配置を提供することが本発明の別の目的である。
また、バイパスダイオードを含むウエハーの裏面と上位面の間の相互接続を介して多数の接触を利用することによってソーラーセルアレイを製造するための改善された方法を提供することが本発明の別の目的である。
本発明の付加的な目的、利点、及び新規な特徴は、本発明の実施によるものだけでなく以下の詳細な説明を含む本開示から当業者には明らかになるであろう。本発明が望ましい実施形態を参照して以下に述べられる一方で、本発明はそれに限定されるものではないことが理解されるべきである。ここでの教示にアクセスする当業者は、ここに開示され請求される本発明の範囲内である他の分野における付加的な応用、変更及び実施形態を認識し、その点について本発明は効力を有している。
簡単に、概要に関して、本発明は、上位面及び反対の下位面と、前記上位面と前記下位面の間に配列される多重接合ソーラーセルと、前記ソーラーセルが遮蔽されるときに電流を流すために半導体本体部に配列され、前記多重接合ソーラーセルを横切って電気的に接続されるバイパスダイオードと、前記バイパスダイオードの終端で接触し、前記半導体本体部の上位面から下位面の接触部に延びている電気的に伝導するビアと、を有する半導体本体部を含むソーラーセルを提供する。
Claims (19)
- 上位面及び対向する下位面を有する半導体本体部と、
前記上位面と前記下位面の間に配置される多重接合ソーラーセルと、
前記半導体本体部の上に配置されるバイパスダイオードであって、前記ソーラーセルが遮蔽されるときに電流を通すために前記多重接合ソーラーセルを渡って電気的に接続されるバイパスダイオードと、
前記バイパスダイオードの一端と接触し、前記上位面から前記下位面の接触部に延びている電気的に伝導するビアと、を備えたソーラーセル。 - 前記半導体本体部は、半導体物質の連続する層を備え、
前記半導体物質の連続する層が前記多重接合ソーラーセルの少なくとも1つのサブセルを形成するための第1の領域と、
前記連続する層が前記バイパスダイオードを形成するための第2の領域と、を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル。 - 第1及び第2の連続する半導体本体部は、半導体物質の連続する層を備えており、
半導体物質の第1の連続する層が前記多重接合ソーラーセルを形成するための第1の領域と、
第2の連続する層が前記バイパスダイオードを形成するための第2の領域と、を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル。 - 前記半導体本体部は、半導体物質の連続する層を備えており、
前記半導体物質の連続する層が前記多重接合ソーラーセルの少なくとも1つのサブセルを形成するための第1の下位領域と、
前記連続する層が前記下位領域及び前記バイパスダイオードの上に位置する場合の第2の上位領域と、を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル。 - 前記半導体本体部は、半導体物質の連続する層を備えており、
前記半導体物質の連続する層が、前記多重接合ソーラーセルの連続するサブセルを形成するための第1の領域と、
前記連続する層におけるトラフによって前記第1の領域から分離される第2の領域であって、前記連続する層が前記バイパスダイオードに対する支持部を形成するための第2の領域と、を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル。 - 前記第1のソーラーサブセルは、さらに、前記トラフの中に延びており、前記第1の領域における前記連続する層の各層のエッジ上に配置される非活性化層を備えたことを特徴とする請求項5に記載のソーラーセル。
- サブセルにおける連続する層及びバイパスダイオードの連続する層は、実質的に別の処理ステップにおいてエピタキシャル成長されることを特徴とする請求項2に記載のソーラーセル。
- 前記半導体本体部は、Ge基板を含んでおり、少なくとも1つのサブセルは、少なくとも一部をGaAsで製作されることを特徴とする請求項2に記載のソーラーセル。
- ビアは、該ビアの表面全体を取り囲んで前記半導体本体部と直接接触する誘電体層と、
前記ビアの上位面の終端部と前記下位面の終端部との間に電気的接続を形成するために誘電体層の上に配置される金属性の伝導層と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル。 - 前記下位面は、前記半導体本体部の前記下位面と電気的に接触する第1の端部と、前記上位面から前記下位面に延びている少なくとも2つの伝導するビアと電気的に接触する第2の端部とを含むことを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル。
- 少なくとも1つの前記ビアは、前記上位面で前記バイパスダイオードの陽極と電気的に接触し、少なくとも1つの前記ビアは、前記上位面の上に延びている伝導性のグリッドと電気的に接触することを特徴とする請求項10に記載のソーラーセル。
- 前記下位面における前記第2の端部は、前記上位面における前記バイパスダイオードの陽極と接触するビアと、前記上位面における伝導性のグリッド線と接触するビアとを電気的に接続することを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル。
- 前記上位面の一部の上に延びている電荷収集要素を含む垂直に照明される上位面と、
下位面であって、該下位面に接続される第1の端部と該下位面から電気的に絶縁された第2の端部とを含み、前記上位面における前記電荷収集要素に接続される下位面と、
前記ソーラーセルを渡って接続され、ソーラーセルが遮蔽されるときに電流を通すように機能するバイパスダイオードと、を備えたソーラーセル半導体構造。 - 前記上位面における前記電荷収集要素から前記下位面における前記第2の端部に延びている電気的に伝導性のビアをさらに備えた請求項13に記載のソーラーセル。
- 前記半導体構造は、半導体物質の連続する層を備えており、
前記半導体物質の連続する層が多重接合ソーラーセルの少なくとも1つのサブセルを形成するための第1の領域と、
前記連続する層が前記バイパスダイオードを形成するための第2の領域と、を含んでいることを特徴とする請求項13に記載のソーラーセル。 - 前記半導体物質は、半導体物質の連続する層を備えており、
半導体物質の第1の連続する層が前記多重接合ソーラーセルを形成するための第1の領域と、
連続第2の層が前記バイパスダイオードを形成するための第2の領域と、を含むことを特徴とする請求項12に記載のソーラーセル。 - 前記半導体構造は、半導体物質の連続する層を備えており、
前記半導体物質の連続する層が前記多重接合ソーラーセルの少なくとも1つのサブセルを形成するための第1の下位領域と、
前記連続する層が前記下位領域及び前記バイパスダイオードの上に位置する場合の第2の上位領域と、を含むことを特徴とする請求項13に記載のソーラーセル。 - 前記半導体構造は、半導体物質の連続する層を備えており、
前記半導体物質の連続する層が多重接合ソーラーセルの連続するサブセルを形成するための第1の領域と、
前記連続する層におけるトラフによって前記第1の領域から分離される第2の領域であって、前記連続する層が前記バイパスダイオードに対する支持部を形成するための第2の領域と、を含むことを特徴とする請求項13に記載のソーラーセル。 - 前記半導体構造はGe基板を含み、
少なくとも1つのサブセルは少なくとも部分的にGaAsを用いて製作されることを特徴とする請求項13に記載のソーラーセル。
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