JPH06204510A - 光エネルギを電気エネルギに変換する光電池および光 電バッテリ - Google Patents
光エネルギを電気エネルギに変換する光電池および光 電バッテリInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウエハ表面の陰になる面積を減じ、、
光電池の変換効率を向上させること。 【構成】 光エネルギを電気エネルギに変換する光電池
は、光感知バリヤ構造半導体ウエハ（１）と、該半導体
ウエハの両面に配置された導通電流集電接点（２）と、
前記半導体ウエハの両面に配置された保護被覆（３）
と、電流取出し電極（９）とからなり、前記半導体ウエ
ハ（１）の正面に配置された少なくとも導通電流集電接
点（２）が該ウエハ（１）の表面に接触・非接触する電
気接続間欠部分として形成される。
光電池の変換効率を向上させること。 【構成】 光エネルギを電気エネルギに変換する光電池
は、光感知バリヤ構造半導体ウエハ（１）と、該半導体
ウエハの両面に配置された導通電流集電接点（２）と、
前記半導体ウエハの両面に配置された保護被覆（３）
と、電流取出し電極（９）とからなり、前記半導体ウエ
ハ（１）の正面に配置された少なくとも導通電流集電接
点（２）が該ウエハ（１）の表面に接触・非接触する電
気接続間欠部分として形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体電子工学に関
し、さらに詳しく言えば、光電エネルゲティクに関し、
そして、光電池をつくるように用いられる。
し、さらに詳しく言えば、光電エネルゲティクに関し、
そして、光電池をつくるように用いられる。
【０００２】
【従来の技術】バリヤ構造半導体ウエハ、そのウエハの
両面に配置された導通電流集電素子、電流取出し電極ば
かりではなく保護被覆からなる光エネルギを電気エネル
ギに変換する装置（光電池）は公知であるる。電流集電
接点は、光電池の構造要素の１つである。
両面に配置された導通電流集電素子、電流取出し電極ば
かりではなく保護被覆からなる光エネルギを電気エネル
ギに変換する装置（光電池）は公知であるる。電流集電
接点は、光電池の構造要素の１つである。
【０００３】現在の光電池は、マスクをかいして真空蒸
着によって付着された電流集電接点を有している（例え
ば、Ａ Ｆａｈｒｅｎｂｒｕｃｈ，Ｒ．Ｂｕｂｅ“Ｓｏ
ｌａｒ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｅ
ｘｐｅｒｉｍｅｎｔ”，Ｍｏｓｃｏｗ，Ｅｎｅｒｇｏａ
ｔｏｍｉｚｄａｔ，１９８７，ｐ１６９）。
着によって付着された電流集電接点を有している（例え
ば、Ａ Ｆａｈｒｅｎｂｒｕｃｈ，Ｒ．Ｂｕｂｅ“Ｓｏ
ｌａｒ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｅ
ｘｐｅｒｉｍｅｎｔ”，Ｍｏｓｃｏｗ，Ｅｎｅｒｇｏａ
ｔｏｍｉｚｄａｔ，１９８７，ｐ１６９）。
【０００４】次の金属は、真空蒸着技術を用いて付着さ
れる。その金属は、アルミニューム、チタニューム、パ
ラジウム、銅、銀である。銅または銀の層は上層として
付着される。付着に続いて、接点は鉛−錫母体はんだに
よって被覆される。このようにして、光電池内の真空蒸
着接点の使用が高価な金属およびエネルギの著しい量を
要求する。
れる。その金属は、アルミニューム、チタニューム、パ
ラジウム、銅、銀である。銅または銀の層は上層として
付着される。付着に続いて、接点は鉛−錫母体はんだに
よって被覆される。このようにして、光電池内の真空蒸
着接点の使用が高価な金属およびエネルギの著しい量を
要求する。
【０００５】米国特許第４，２３５，６６４号において
は、電流集電接点がスクリーン印刷技術を用いてつくら
れる光電池が開示されている。充填材として銀粉を含有
する導電ペーストがローラによってマスクをかいして半
導体ウエハ表面に塗られる。マスクを除去した後に、接
点が燃焼される。
は、電流集電接点がスクリーン印刷技術を用いてつくら
れる光電池が開示されている。充填材として銀粉を含有
する導電ペーストがローラによってマスクをかいして半
導体ウエハ表面に塗られる。マスクを除去した後に、接
点が燃焼される。
【０００６】真空蒸着またはスクリーン印刷接点を有す
る光電池の主な欠点は、実際には０．２mm以下の厚みの
接点バスをつくることが不可能なことである。
る光電池の主な欠点は、実際には０．２mm以下の厚みの
接点バスをつくることが不可能なことである。
【０００７】半導体ウエハの表面に付着されたこのよう
な接点のメッシュは、全面積の５％以下の表面陰面積を
つくることを不可能にする。これは光電池の変換効率を
改善するためには制約因子となる。さらに、真空蒸着ま
たはスクリーン印刷電流集電接点を有する光電池がバッ
テリをつくるために用いられた場合、光電池の相互接続
が、手動または高価なごまかしの設備を用いて実施され
るこみ入った時間のかかる作業である。
な接点のメッシュは、全面積の５％以下の表面陰面積を
つくることを不可能にする。これは光電池の変換効率を
改善するためには制約因子となる。さらに、真空蒸着ま
たはスクリーン印刷電流集電接点を有する光電池がバッ
テリをつくるために用いられた場合、光電池の相互接続
が、手動または高価なごまかしの設備を用いて実施され
るこみ入った時間のかかる作業である。
【０００８】米国特許第４，３８０，１１２号において
は、バリヤ構造を有するシリコン半導体ウエハ、裏面の
連続金属接点、正面の電流集電接点からなる光電池が開
示されている。正面上の電流集電接点（すなわち、入射
光に向けられた面）が珪酸硼素ガラス内に埋め込まれた
金属ワイヤであり、半導体ウエハの表面に直接に接触す
る。ガラスが半導体ウエハの表面に静電的に接合され、
かつ、全体の構造が半導体内へのワイヤ金属の著しい拡
散が起る温度まで加熱されるので、剛体接点が半導体ウ
エハと電流集電接点との間につくられる。
は、バリヤ構造を有するシリコン半導体ウエハ、裏面の
連続金属接点、正面の電流集電接点からなる光電池が開
示されている。正面上の電流集電接点（すなわち、入射
光に向けられた面）が珪酸硼素ガラス内に埋め込まれた
金属ワイヤであり、半導体ウエハの表面に直接に接触す
る。ガラスが半導体ウエハの表面に静電的に接合され、
かつ、全体の構造が半導体内へのワイヤ金属の著しい拡
散が起る温度まで加熱されるので、剛体接点が半導体ウ
エハと電流集電接点との間につくられる。
【０００９】このような構造の欠点は、ワイヤによって
生じる半導体ウエハ面の相当な程度の陰によって、低い
変換効率になることである。ここでも、半導体ウエハの
全表面積の少なくとも５％を陰面積が占める。さらに、
この構造は、珪酸硼素ガラスが用いられるような上述し
た２つの構造よりも一層高価である。高価な材料は、シ
リコン、ウエハとガラス被覆板との熱機械的特性の整合
の要求を満たす。この構造は半導体ウエハとガラス板と
の予備研磨を必要とし、したがって、安価な多結晶また
は粗い単結晶シリコンが用いられる構造を用いることが
できない。６００℃までの昇温は、静電接合を達成する
ことを要求される。
生じる半導体ウエハ面の相当な程度の陰によって、低い
変換効率になることである。ここでも、半導体ウエハの
全表面積の少なくとも５％を陰面積が占める。さらに、
この構造は、珪酸硼素ガラスが用いられるような上述し
た２つの構造よりも一層高価である。高価な材料は、シ
リコン、ウエハとガラス被覆板との熱機械的特性の整合
の要求を満たす。この構造は半導体ウエハとガラス板と
の予備研磨を必要とし、したがって、安価な多結晶また
は粗い単結晶シリコンが用いられる構造を用いることが
できない。６００℃までの昇温は、静電接合を達成する
ことを要求される。
【００１０】さらに、この構造は、密封ポリマとガラス
被覆板とによる全光電池の後続シール作業を要する。こ
の種の光電池は正面上にあるワイヤとはんだ付けによっ
て裏面上にある金属接点とを接続することによって、通
常は相互に接続される。この工程は自動化するにはむし
ろ困難である。
被覆板とによる全光電池の後続シール作業を要する。こ
の種の光電池は正面上にあるワイヤとはんだ付けによっ
て裏面上にある金属接点とを接続することによって、通
常は相互に接続される。この工程は自動化するにはむし
ろ困難である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
電流集電接点によって生じる半導体ウエハ表面の陰面積
を減じ、したがって、太陽エネルギを電気エネルギに変
換する光電池の効率を向上させることにある。
電流集電接点によって生じる半導体ウエハ表面の陰面積
を減じ、したがって、太陽エネルギを電気エネルギに変
換する光電池の効率を向上させることにある。
【００１２】本発明のさらに別の目的は、光電池自体と
それから組み立てられたバッテリとを相互接続すること
を単純化した新規な電流集電接点を得て、その結果、は
んだ付けによる接点とバスとの相互接続の上述した技術
が放棄されうるようにすることにある。
それから組み立てられたバッテリとを相互接続すること
を単純化した新規な電流集電接点を得て、その結果、は
んだ付けによる接点とバスとの相互接続の上述した技術
が放棄されうるようにすることにある。
【００１３】これは、全体として製造工程を著しく簡単
にするばかりでなく、光電池およびそれから組み立てら
れるバッテリの製造を自動化し、費用を低減させること
ができる。
にするばかりでなく、光電池およびそれから組み立てら
れるバッテリの製造を自動化し、費用を低減させること
ができる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、光エネルギを
電気エネルギに変換する光電池を提供する。この光電池
においては、導通電流集電要素（接点）が半導体ウエハ
の正面に少なくとも設けられる。この接点は半導体ウエ
ハ表面と接触・非接触する電気的に接続された間欠部分
からなっている。
電気エネルギに変換する光電池を提供する。この光電池
においては、導通電流集電要素（接点）が半導体ウエハ
の正面に少なくとも設けられる。この接点は半導体ウエ
ハ表面と接触・非接触する電気的に接続された間欠部分
からなっている。
【００１５】電流集電接点の一部は半導体ウエハ表面上
に上昇され、かつ、この表面が分散された太陽エネルギ
に余分にさらされるので、光電池の全体の変換効率は向
上される。
に上昇され、かつ、この表面が分散された太陽エネルギ
に余分にさらされるので、光電池の全体の変換効率は向
上される。
【００１６】光電池が半導体ウエハの裏面に副基準結合
を有し、かつ、半導体ウエハの厚みか小さい電荷キャリ
ヤの拡散長さに匹敵しうるならば、本発明にもとづく電
流集電接点が配置される光電池の裏面の照明（例えば、
大気中において分散された太陽放射による）がより向上
された変換効率に導びく。
を有し、かつ、半導体ウエハの厚みか小さい電荷キャリ
ヤの拡散長さに匹敵しうるならば、本発明にもとづく電
流集電接点が配置される光電池の裏面の照明（例えば、
大気中において分散された太陽放射による）がより向上
された変換効率に導びく。
【００１７】このような電流集電接点が半導体ウエハの
両面に配置された場合に、導通接点の構造および相互接
続が著しく容易にされる。
両面に配置された場合に、導通接点の構造および相互接
続が著しく容易にされる。
【００１８】電流集電接点の形状はボード範囲で変りえ
る。
る。
【００１９】例えば、接点は曲りワイヤの形体でもよ
く、また、その曲りは種々の形状およびピッチであって
もよい。それらは、それに取り付けられたワイヤ部分を
有するバスとして（ブラシの形体で）形成されてもよ
い。電流集電接点は、１または２つの面のある櫛のよう
な金属シートからつくられてもよい。
く、また、その曲りは種々の形状およびピッチであって
もよい。それらは、それに取り付けられたワイヤ部分を
有するバスとして（ブラシの形体で）形成されてもよ
い。電流集電接点は、１または２つの面のある櫛のよう
な金属シートからつくられてもよい。
【００２０】電流集電接点は必ずしも平らでなくともよ
く、それらは３次元（例えば円筒形スプリングの形体）
でもよい。
く、それらは３次元（例えば円筒形スプリングの形体）
でもよい。
【００２１】さらに、導通電流集電接点は、例えば、交
差点で光学的に固定されうるワイヤからなるメッシュの
ように形成されてもよい。固定ワイヤは、光電池および
それから組み立てられたバッテリの製造を容易にする。
差点で光学的に固定されうるワイヤからなるメッシュの
ように形成されてもよい。固定ワイヤは、光電池および
それから組み立てられたバッテリの製造を容易にする。
【００２２】導通電流集電接点は、半導体ウエハの表面
と接触する少なくとも部分がポリマ・ブロックから突出
するように、光学的に透明なポリマ材料のブロック内に
埋められる。ポリマ・ブロックが保護被覆と半導体ウエ
ハとの間で圧縮されるので、また、電流集電接点がそれ
らの弾性によって、半導体ウエハの表面に接触して一定
に留まっている。
と接触する少なくとも部分がポリマ・ブロックから突出
するように、光学的に透明なポリマ材料のブロック内に
埋められる。ポリマ・ブロックが保護被覆と半導体ウエ
ハとの間で圧縮されるので、また、電流集電接点がそれ
らの弾性によって、半導体ウエハの表面に接触して一定
に留まっている。
【００２３】ポリ−４−ビニルブチラルおよびポリエチ
レン・ビニラセテートのような光学的に透明なポリマ材
料が、光エネルギを電気エネルギに変換する光電池に一
般に用いられる（例えば、Ｍ．Ｍ．Ｋｏｌｔｕｎ“Ｐｈ
ｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ”Ｍｏｓｃｏ
ｗ，Ｎａｕｋａ，１９８７，ｐ．１６３）。
レン・ビニラセテートのような光学的に透明なポリマ材
料が、光エネルギを電気エネルギに変換する光電池に一
般に用いられる（例えば、Ｍ．Ｍ．Ｋｏｌｔｕｎ“Ｐｈ
ｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ”Ｍｏｓｃｏ
ｗ，Ｎａｕｋａ，１９８７，ｐ．１６３）。
【００２４】一定の接触およびポリマ・ブロック、保護
被覆、半導体ウエハの間の信頼できる結合を得るため
に、光学的に透明な接着剤の層が電流集電接点を有する
ポリマ・ブロックの上下面に設けられる。熱と圧力の下
で、このような接着剤は、固い結合をつくるように保護
被覆およびシリコン・ウエハの表面に接着する。
被覆、半導体ウエハの間の信頼できる結合を得るため
に、光学的に透明な接着剤の層が電流集電接点を有する
ポリマ・ブロックの上下面に設けられる。熱と圧力の下
で、このような接着剤は、固い結合をつくるように保護
被覆およびシリコン・ウエハの表面に接着する。
【００２５】最適実施例においては、全ポリマ・ブロッ
クは、このような光学的に透明な接着剤ポリマまたはポ
リマ材料からつくられる。ポリー４−ビニルブチラルお
よびポリエチレン・ビニラセテートのような接着剤が公
知であり、光電池の製造のために実際には広く用いられ
て、全装置の信頼性のある強度および安定性を与える。
電流集電接点と半導体ウエハの表面との間の接触点に
おける効率を向上しかつ抵抗を下げるために、半導体ウ
エハは、正面または両面において（裏面接点が金属連続
体でない限り）無反射導電材料によって被覆される。こ
のような材料、例えば、ＳｎＯｘおよびＩｎＯｘにもと
づく材料が光電池の製造のさいに実際に広く用いられ、
公知である。
クは、このような光学的に透明な接着剤ポリマまたはポ
リマ材料からつくられる。ポリー４−ビニルブチラルお
よびポリエチレン・ビニラセテートのような接着剤が公
知であり、光電池の製造のために実際には広く用いられ
て、全装置の信頼性のある強度および安定性を与える。
電流集電接点と半導体ウエハの表面との間の接触点に
おける効率を向上しかつ抵抗を下げるために、半導体ウ
エハは、正面または両面において（裏面接点が金属連続
体でない限り）無反射導電材料によって被覆される。こ
のような材料、例えば、ＳｎＯｘおよびＩｎＯｘにもと
づく材料が光電池の製造のさいに実際に広く用いられ、
公知である。
【００２６】別の最適実施例においては、半導体ウエハ
の裏面がウエハのそれに類似した副基準結合を有してい
る。この場合、直列抵抗は減少され、金属がほとんど要
求されず、効率が向上される。
の裏面がウエハのそれに類似した副基準結合を有してい
る。この場合、直列抵抗は減少され、金属がほとんど要
求されず、効率が向上される。
【００２７】電流集電接点が半導体の全表面上にわたっ
て延びている。
て延びている。
【００２８】隣接光電池の信頼性のある簡単な相互接続
を得るために、半導体ウエハの少なくとも一方の縁に配
置された誘電ウエハが用いられ、したがって、例えば、
エア・ギャップを成形すること、または誘電スペーサが
誘電体ウエハと半導体ウエハとの間に配置される。この
誘電ウエハは、電流取出し電極が接続される導電材料に
よって両面に被覆される。誘電体ウエハは半導体ウエハ
と同一面内にあり、ポリマ・ブロック間に配置される。
ポリマ・ブロックにおいて、電流集電接点が配置され、
また、電流集電接点の弾性および保護被覆によって発生
される圧縮力によって電流集電接点と信頼性のある接触
を与える。
を得るために、半導体ウエハの少なくとも一方の縁に配
置された誘電ウエハが用いられ、したがって、例えば、
エア・ギャップを成形すること、または誘電スペーサが
誘電体ウエハと半導体ウエハとの間に配置される。この
誘電ウエハは、電流取出し電極が接続される導電材料に
よって両面に被覆される。誘電体ウエハは半導体ウエハ
と同一面内にあり、ポリマ・ブロック間に配置される。
ポリマ・ブロックにおいて、電流集電接点が配置され、
また、電流集電接点の弾性および保護被覆によって発生
される圧縮力によって電流集電接点と信頼性のある接触
を与える。
【００２９】最も適切な実施例においては、導電被覆に
よって覆われた誘電ウエハは、半導体ウエハのまわりに
同一面内に配置されかつエア・ギャップを成形するフレ
ームのように形成される。誘電体スペーサはギャップ内
に配置されてもよい。この場合、追加の導電バスが電流
集電接点を接続することを要求される。その結果、構造
は著しく単純化されかつ信頼性が増加される。
よって覆われた誘電ウエハは、半導体ウエハのまわりに
同一面内に配置されかつエア・ギャップを成形するフレ
ームのように形成される。誘電体スペーサはギャップ内
に配置されてもよい。この場合、追加の導電バスが電流
集電接点を接続することを要求される。その結果、構造
は著しく単純化されかつ信頼性が増加される。
【００３０】本発明にもとづく電流集電接点の形状およ
びそれにもとづく相互接続要素の形状によって光電池の
集合体をバッテリに非常に簡単につくらせる。
びそれにもとづく相互接続要素の形状によって光電池の
集合体をバッテリに非常に簡単につくらせる。
【００３１】少なくとも２つの光電池の並列相互接続
は、一方の光電池の半導体ウエハの正面に配置された導
通電流集電接点を隣接光電池の半導体ウエハの正面に配
置された接点に電気的に接続することによって、また、
第１光電池の半導体ウエハの裏面に配置された接点を第
２光電池の半導体ウエハの裏面に配置された接点にそれ
ぞれ接続することによって、つくられる。両光電池の電
流集電接点の自由端が対応る電流取出し電極に接続され
る。
は、一方の光電池の半導体ウエハの正面に配置された導
通電流集電接点を隣接光電池の半導体ウエハの正面に配
置された接点に電気的に接続することによって、また、
第１光電池の半導体ウエハの裏面に配置された接点を第
２光電池の半導体ウエハの裏面に配置された接点にそれ
ぞれ接続することによって、つくられる。両光電池の電
流集電接点の自由端が対応る電流取出し電極に接続され
る。
【００３２】バッテリをつくるために少なくとも２つの
光電池の直列相互接続の場合には、一方の光電池の半導
体ウエハの裏面に配置された電流集電接点が隣接光電池
の半導体ウエハの正面に配置された電流集電接点に電気
的に接続され、また、第１光電池の半導体ウエハの正面
に配置された電流集電接点と、第２光電池の半導体の裏
面に配置された電流集電接点とが対応する電流取出し電
極に接続される。
光電池の直列相互接続の場合には、一方の光電池の半導
体ウエハの裏面に配置された電流集電接点が隣接光電池
の半導体ウエハの正面に配置された電流集電接点に電気
的に接続され、また、第１光電池の半導体ウエハの正面
に配置された電流集電接点と、第２光電池の半導体の裏
面に配置された電流集電接点とが対応する電流取出し電
極に接続される。
【００３３】光電池の製造中に、電流集電接点は光電池
の分離構造要素として製造されてもよい。この目的のた
めに、それらは上述した形状のワイヤ、螺旋、またはメ
ッシュの形体で同一面内に配置されてもよく、次いで、
ポリマの軟化温度で光学的に透明なポリマ・ブロック内
に埋め込まれるか、または、ポリマ化合物が接点を少な
くとも一方の面でポリマ・ブロックから突出させてそれ
らのまわりに鋳込まれ、次いで軟化されてもよい。この
ようにして得られたポリマ・ブロックは、剛体または可
撓体でもよく、細長い連続リボンの形体を有している。
電流集電接点がポリマ・ブロック内に埋め込まれる。電
流集電接点はリボンの縦軸に関して任意に配置されても
よい。すなわち、それらは光電流の任意の対に面に、例
えば並列にまたは角度を付けて配置されてもよい。製造
されたリボンは光電池の最適相互接続を与えるのに十分
な寸法の部分に切断されてもよい。この目的のために、
そこに埋められた導通接点を有するポリマ・リボンが裏
面保護被覆（例えば、ガラス）の表面上に付着され、次
いで、導電被覆を有する誘電体フレームが重畳され、無
反射被覆を有するバリヤ構造シリコン・ウエハ前記フレ
ーム内に配置され、また、その頂部でそこに埋められた
導体接点を有するポリマ・リボンおよび正面保護被覆が
次に付着される。このようにして得られた多層構造体が
１０-1トルまで真空にされた室内に入れられ、次に加熱
され（ポリマ流動温度まで）、機械的に圧縮される。
の分離構造要素として製造されてもよい。この目的のた
めに、それらは上述した形状のワイヤ、螺旋、またはメ
ッシュの形体で同一面内に配置されてもよく、次いで、
ポリマの軟化温度で光学的に透明なポリマ・ブロック内
に埋め込まれるか、または、ポリマ化合物が接点を少な
くとも一方の面でポリマ・ブロックから突出させてそれ
らのまわりに鋳込まれ、次いで軟化されてもよい。この
ようにして得られたポリマ・ブロックは、剛体または可
撓体でもよく、細長い連続リボンの形体を有している。
電流集電接点がポリマ・ブロック内に埋め込まれる。電
流集電接点はリボンの縦軸に関して任意に配置されても
よい。すなわち、それらは光電流の任意の対に面に、例
えば並列にまたは角度を付けて配置されてもよい。製造
されたリボンは光電池の最適相互接続を与えるのに十分
な寸法の部分に切断されてもよい。この目的のために、
そこに埋められた導通接点を有するポリマ・リボンが裏
面保護被覆（例えば、ガラス）の表面上に付着され、次
いで、導電被覆を有する誘電体フレームが重畳され、無
反射被覆を有するバリヤ構造シリコン・ウエハ前記フレ
ーム内に配置され、また、その頂部でそこに埋められた
導体接点を有するポリマ・リボンおよび正面保護被覆が
次に付着される。このようにして得られた多層構造体が
１０-1トルまで真空にされた室内に入れられ、次に加熱
され（ポリマ流動温度まで）、機械的に圧縮される。
【００３４】大気中において、溶融ポリマは光電池の任
意の凹所を満たし、そして、すべての要素を一体にす
る。同時に、（誘電体フレームの適正な構造によって、
電流集電接点を有するシリコン・ウエハとポリマ・リボ
ン）、光電バッテリを成形するように個々の光電池の相
互接続が設けられる。
意の凹所を満たし、そして、すべての要素を一体にす
る。同時に、（誘電体フレームの適正な構造によって、
電流集電接点を有するシリコン・ウエハとポリマ・リボ
ン）、光電バッテリを成形するように個々の光電池の相
互接続が設けられる。
【００３５】
【実施例】本発明にもとづく光エネルギを電気エネルギ
に変換する光電池は、バリヤ層半導体ウエハ１と、導電
金属または合金からなる集電接点２とからできている。
導電接点は、電気的に接続された間欠部分として形成さ
れ、図２１において「ａ」は半導体ウエハの表面と接触
する部分であり、「ｂ」は半導体ウエハの表面に接触し
ない部分を示す。電流集電接点を固定するために、半導
体ウエハ表面に接触する少なくとも部分がポリマ・ブロ
ックから突出するように、接点が光学的に透明なポリマ
・ブロック４内に埋め込まれる。上述および下記のこと
から、電流集電接点が光学的に透明な保護被覆３によっ
て圧縮される。ガラス被覆または可撓被覆、例えばＬａ
ｗｓｗｎ被覆が保護被覆として用いられる。
に変換する光電池は、バリヤ層半導体ウエハ１と、導電
金属または合金からなる集電接点２とからできている。
導電接点は、電気的に接続された間欠部分として形成さ
れ、図２１において「ａ」は半導体ウエハの表面と接触
する部分であり、「ｂ」は半導体ウエハの表面に接触し
ない部分を示す。電流集電接点を固定するために、半導
体ウエハ表面に接触する少なくとも部分がポリマ・ブロ
ックから突出するように、接点が光学的に透明なポリマ
・ブロック４内に埋め込まれる。上述および下記のこと
から、電流集電接点が光学的に透明な保護被覆３によっ
て圧縮される。ガラス被覆または可撓被覆、例えばＬａ
ｗｓｗｎ被覆が保護被覆として用いられる。
【００３６】保護被覆３によって発生される圧縮力によ
って、電流集電接点２は張力状態にあり、また、それら
の弾性によって接触点において半導体ウエハ表面と接触
して一定に留まる。
って、電流集電接点２は張力状態にあり、また、それら
の弾性によって接触点において半導体ウエハ表面と接触
して一定に留まる。
【００３７】光電池の正面の照射のさいに、電荷分離が
エネルギ・バリヤに生じ、また、電磁力が発生される。
その結果、電流が半導体ウエハ１の正面（入射光に向け
られた面）および裏面（陰の面）に配置された電流集電
接点２を通って流れる。これは負荷抵抗５に電力発生を
誘導する。電流集電接点２と半導体ウエハ１との間の点
における接触抵抗は、保護被覆３によって発生された圧
縮力によって、また、電流集電接点の弾性のためにむし
ろ少なくなる。
エネルギ・バリヤに生じ、また、電磁力が発生される。
その結果、電流が半導体ウエハ１の正面（入射光に向け
られた面）および裏面（陰の面）に配置された電流集電
接点２を通って流れる。これは負荷抵抗５に電力発生を
誘導する。電流集電接点２と半導体ウエハ１との間の点
における接触抵抗は、保護被覆３によって発生された圧
縮力によって、また、電流集電接点の弾性のためにむし
ろ少なくなる。
【００３８】本発明にもとづく光電池においては、ウエ
ハ１の表面上の電流集電接点２の保護面積の１０％以下
が光感知半導体ウエハ１と直接に接触する。
ハ１の表面上の電流集電接点２の保護面積の１０％以下
が光感知半導体ウエハ１と直接に接触する。
【００３９】このことは、ワイヤ投影面積の残りの９０
％は垂直光線によらないでも照明されることを意味して
いる。光感知半導体ウエハ１の表面の追加の照明は、全
体として光電池の高変換効率に導びく。
％は垂直光線によらないでも照明されることを意味して
いる。光感知半導体ウエハ１の表面の追加の照明は、全
体として光電池の高変換効率に導びく。
【００４０】電流集電接点２の形状は、光学的に透明ポ
リマ・ブロック４内に電流集電接点２を埋め込む工程が
別個に行われるので、接点の製造を非常に簡単にし、ま
た、接点２を有するポリマ・ブロック４が光電池を組み
立てる工程とそれらをバッテリに成形するように相互接
続する工程とに用いられる。光電池の相互接続およびシ
ーリングばかりではなく、半導体ウエハ１の表面と電流
集電接点２との間の接触は、集合光電池を約１００−１
２０℃の温度まで加熱し、そして、１気圧まで外圧をか
けることによって１回の工程で得られる。
リマ・ブロック４内に電流集電接点２を埋め込む工程が
別個に行われるので、接点の製造を非常に簡単にし、ま
た、接点２を有するポリマ・ブロック４が光電池を組み
立てる工程とそれらをバッテリに成形するように相互接
続する工程とに用いられる。光電池の相互接続およびシ
ーリングばかりではなく、半導体ウエハ１の表面と電流
集電接点２との間の接触は、集合光電池を約１００−１
２０℃の温度まで加熱し、そして、１気圧まで外圧をか
けることによって１回の工程で得られる。
【００４１】電流集電接点２が導電曲げワイヤからつく
られてもよい。ワイヤは幾何学的形状（図３）の種々の
組合せばかりではなく正弦、三角、台形、方形、または
平螺旋の形体で周期的にまたは非周期的に曲げられても
よい。ワイヤの曲げは完全に任意であってもよい。
られてもよい。ワイヤは幾何学的形状（図３）の種々の
組合せばかりではなく正弦、三角、台形、方形、または
平螺旋の形体で周期的にまたは非周期的に曲げられても
よい。ワイヤの曲げは完全に任意であってもよい。
【００４２】電流集電接点はそれに取り付けられたワイ
ヤ部分を有するバスのように形成されてもよい。ワイヤ
部分の下方自由端は半導体ウエハの表面に接触する（ブ
ラシの形体になっている（図６の（ａ）、（ｂ）））。
ブラシのピンチは重要ではない。
ヤ部分を有するバスのように形成されてもよい。ワイヤ
部分の下方自由端は半導体ウエハの表面に接触する（ブ
ラシの形体になっている（図６の（ａ）、（ｂ）））。
ブラシのピンチは重要ではない。
【００４３】ワイヤ部分は１つの共通バス（図６の
（ｂ））の両面に配置されてもよい。
（ｂ））の両面に配置されてもよい。
【００４４】さらに、電流集電接点は円筒形螺旋（図
４）のように形成されるか、または凹凸を有する金属シ
ート（図５）からつくられてもよい。それらの形状ばか
りではなく互いに関して凹凸の位置は格別に重要ではな
い。重要なことは、電流集電接点２の張力状態および弾
性によって、信頼性のある接触がこれらの接点と半導体
ウエハ１の表面との間につくられるということである。
４）のように形成されるか、または凹凸を有する金属シ
ート（図５）からつくられてもよい。それらの形状ばか
りではなく互いに関して凹凸の位置は格別に重要ではな
い。重要なことは、電流集電接点２の張力状態および弾
性によって、信頼性のある接触がこれらの接点と半導体
ウエハ１の表面との間につくられるということである。
【００４５】光電池においては、半導体ウエハ１の２面
に各々に配置された電流集電接点２が同じ形式、例えば
曲げワイヤのように形成されるか、または曲げワイヤ、
円筒形螺旋、櫛、ブラシのように接点の種々の組合せを
表してもよい。
に各々に配置された電流集電接点２が同じ形式、例えば
曲げワイヤのように形成されるか、または曲げワイヤ、
円筒形螺旋、櫛、ブラシのように接点の種々の組合せを
表してもよい。
【００４６】電流集電接点２は半導体ウエハの縦軸に同
軸であるか、またはそれに垂直に（図８）、すなわち半
導体ウエハの１対の面に平行に配置される。例えば、半
導体ウエハの縦軸に同軸にまたは垂直に正面に配置され
たり、逆に裏面に半導体ウエハの異なる対の面に平行に
配置される。さらに、電流集電接点はメッシュのように
形成されてもよい。このメッシュは、ワイヤ、螺旋、平
面要素、ブラシ等のような種々の電流集電接点からなっ
ていてもよい。曲りおよび直線ワイヤからなるメッシュ
設計の一例は、図９に示されている。ワイヤは交差点で
互いに選択的に固定されてもよい。それらが交差点にお
いて固定される場合に、これは機械的強度を向上させ、
直列抵抗を下げ、組立技術を簡単にする。
軸であるか、またはそれに垂直に（図８）、すなわち半
導体ウエハの１対の面に平行に配置される。例えば、半
導体ウエハの縦軸に同軸にまたは垂直に正面に配置され
たり、逆に裏面に半導体ウエハの異なる対の面に平行に
配置される。さらに、電流集電接点はメッシュのように
形成されてもよい。このメッシュは、ワイヤ、螺旋、平
面要素、ブラシ等のような種々の電流集電接点からなっ
ていてもよい。曲りおよび直線ワイヤからなるメッシュ
設計の一例は、図９に示されている。ワイヤは交差点で
互いに選択的に固定されてもよい。それらが交差点にお
いて固定される場合に、これは機械的強度を向上させ、
直列抵抗を下げ、組立技術を簡単にする。
【００４７】半導体ウエハの少なくとも正面が電荷キャ
リヤの高濃度（１０20／cm-3以上）によって特徴付けら
れる無反射導電被覆６（図１０）によって覆われている
場合に、電流集電接点２と半導体ウエハ１の表面との間
の接触点における接触抵抗は著しく減少される。この無
反射導電被覆は、光電池の構造において広く用いられる
公知の材料から選択されてもよい。光電池の裏面の照明
が可能な場合には、このことが光電池の効率を向上させ
るので、半導体ウエハの両面に無反射被覆を設けること
が望ましい。
リヤの高濃度（１０20／cm-3以上）によって特徴付けら
れる無反射導電被覆６（図１０）によって覆われている
場合に、電流集電接点２と半導体ウエハ１の表面との間
の接触点における接触抵抗は著しく減少される。この無
反射導電被覆は、光電池の構造において広く用いられる
公知の材料から選択されてもよい。光電池の裏面の照明
が可能な場合には、このことが光電池の効率を向上させ
るので、半導体ウエハの両面に無反射被覆を設けること
が望ましい。
【００４８】半導体ウエハ１の正面のみが入射光エネル
ギにさらされるような光電池の構造においては、半導体
ウエハ１の裏面にウエハ１と同じ種類の導電性を有する
高度ドープ処理近表面層を設けるか、または金属層を付
着させて電流集電接点と半導体ウエハとの間に低い接触
抵抗を与えることが望ましい。これは、光電池の低接触
抵抗と高開回路電圧を誘導し、その結果、効率を向上さ
せる。
ギにさらされるような光電池の構造においては、半導体
ウエハ１の裏面にウエハ１と同じ種類の導電性を有する
高度ドープ処理近表面層を設けるか、または金属層を付
着させて電流集電接点と半導体ウエハとの間に低い接触
抵抗を与えることが望ましい。これは、光電池の低接触
抵抗と高開回路電圧を誘導し、その結果、効率を向上さ
せる。
【００４９】電流集電接点の推奨構造は、接点の相互接
続を非常に簡単にし、かつ自動化を困難にしている時間
のかかるはんだ付け工程を省略することを可能にしてい
る。接点の相互接続を容易にするために、誘電体ウエハ
８は光電池（図１１−１４）内に設けられる。ウエハ８
は半導体ウエハ１と同一面内でかつ少なくとも、その一
方の縁に配置される。誘電体ウエハ８は、例えば、はん
だ付けによって電流取出し電極９が接続される導電材料
の層によってその両面を被覆されている。誘電体ウエハ
８は、半導体ウエハ１に関してエア・ギャップ１１を成
形するように配置される。誘電体スペーサ要素１２は、
誘電体ウエハ８と半導体ウエハ１との間に配置されても
よい（図１４）。誘電体ウエハ８の導電被覆１０と半導
体ウエハ１との間の電気的接触を防止するために、導電
被覆１０は縁からある距離をあけて誘電体ウエハ８に設
けられてもよい（図１１−１８）。
続を非常に簡単にし、かつ自動化を困難にしている時間
のかかるはんだ付け工程を省略することを可能にしてい
る。接点の相互接続を容易にするために、誘電体ウエハ
８は光電池（図１１−１４）内に設けられる。ウエハ８
は半導体ウエハ１と同一面内でかつ少なくとも、その一
方の縁に配置される。誘電体ウエハ８は、例えば、はん
だ付けによって電流取出し電極９が接続される導電材料
の層によってその両面を被覆されている。誘電体ウエハ
８は、半導体ウエハ１に関してエア・ギャップ１１を成
形するように配置される。誘電体スペーサ要素１２は、
誘電体ウエハ８と半導体ウエハ１との間に配置されても
よい（図１４）。誘電体ウエハ８の導電被覆１０と半導
体ウエハ１との間の電気的接触を防止するために、導電
被覆１０は縁からある距離をあけて誘電体ウエハ８に設
けられてもよい（図１１−１８）。
【００５０】半導体ウエハ１の正面および裏面に配置さ
れた電流集電接点は、誘電体ウエハ８の２つの面の各々
に設けられ、また、保護被覆３によって発生された圧縮
力とそれら自体の弾性とによって、導電材料１０に押し
付けられる。光電池は電流取出し電極９をかいして負荷
抵抗５に接続される。誘電体ウエハの厚みは半導体ウエ
ハの厚みに等しいかいくぶん大きいので、電流集電接点
２はそれらの弾性によって誘電体ウエハ８の導電被覆１
０と一定の接触を保つ。電流集電接点２と導電被覆１０
との間のむしろ低い接触抵抗は、導電被覆として、電荷
キャリヤの高密度（１０20／cm-3以上）と低シート抵抗
（１０-1Ω以下）、例えば金属、とを有する材料を用い
る結果得られる。１つの誘電体ウエハ８が用いられる場
合、電流集電接点２は反対縁上のバスをかいして相互に
接続されるか、または、メッシュが用いられる場合には
誘電体ウエハの他の３つの縁に接続される。
れた電流集電接点は、誘電体ウエハ８の２つの面の各々
に設けられ、また、保護被覆３によって発生された圧縮
力とそれら自体の弾性とによって、導電材料１０に押し
付けられる。光電池は電流取出し電極９をかいして負荷
抵抗５に接続される。誘電体ウエハの厚みは半導体ウエ
ハの厚みに等しいかいくぶん大きいので、電流集電接点
２はそれらの弾性によって誘電体ウエハ８の導電被覆１
０と一定の接触を保つ。電流集電接点２と導電被覆１０
との間のむしろ低い接触抵抗は、導電被覆として、電荷
キャリヤの高密度（１０20／cm-3以上）と低シート抵抗
（１０-1Ω以下）、例えば金属、とを有する材料を用い
る結果得られる。１つの誘電体ウエハ８が用いられる場
合、電流集電接点２は反対縁上のバスをかいして相互に
接続されるか、または、メッシュが用いられる場合には
誘電体ウエハの他の３つの縁に接続される。
【００５１】相互接続要素（図１３，１４）の最適実施
例は、誘電体フレーム８である。その内に半導体ウエハ
１が配置され、これはエア・ギャップ１１または誘電体
スペーサ要素１２によってフレーム８から分離される。
この場合、誘電体フレーム８はその両面が導体被覆１０
で覆われ、それに接点２が設けられる。ここでも上述し
たように、誘電ウエハが導電被覆１０（図１５−１８）
によって完全に覆われていないことが可能である。誘電
体ウエハが半導体ウエハの一方の縁に配置されるような
上述した構造についての上述したすべての利点を有する
この構造は、はんだ付け工程を完全に放棄しかつ個々の
光電素子およびそれらから組み立てられるバッテリの製
造の自動化を可能にする。このことは、両面上で導電被
覆によって覆われた誘電体ウエハ８内の多数の開口を成
形することによって達成される。その開口内において、
無反射被覆６と導体被覆７とによって覆われた半導体ウ
エハ１が挿入される。電流集電接点２を有する光学的に
透明なポリマ材料４の予備成形リボンは、半導体ウエハ
１の上からと下から付着される。ポリマ・リボン４は光
学的に透明な接着シール材料からつくられるか、また
は、このような材料の層で上からと下から被覆されても
よい。上述したことから、保護被覆３はポリマ材料４に
設けられ、この保護被覆３がガラスまたは可撓保護被覆
を与える例えばＬａｗｓａｎからつくられる。
例は、誘電体フレーム８である。その内に半導体ウエハ
１が配置され、これはエア・ギャップ１１または誘電体
スペーサ要素１２によってフレーム８から分離される。
この場合、誘電体フレーム８はその両面が導体被覆１０
で覆われ、それに接点２が設けられる。ここでも上述し
たように、誘電ウエハが導電被覆１０（図１５−１８）
によって完全に覆われていないことが可能である。誘電
体ウエハが半導体ウエハの一方の縁に配置されるような
上述した構造についての上述したすべての利点を有する
この構造は、はんだ付け工程を完全に放棄しかつ個々の
光電素子およびそれらから組み立てられるバッテリの製
造の自動化を可能にする。このことは、両面上で導電被
覆によって覆われた誘電体ウエハ８内の多数の開口を成
形することによって達成される。その開口内において、
無反射被覆６と導体被覆７とによって覆われた半導体ウ
エハ１が挿入される。電流集電接点２を有する光学的に
透明なポリマ材料４の予備成形リボンは、半導体ウエハ
１の上からと下から付着される。ポリマ・リボン４は光
学的に透明な接着シール材料からつくられるか、また
は、このような材料の層で上からと下から被覆されても
よい。上述したことから、保護被覆３はポリマ材料４に
設けられ、この保護被覆３がガラスまたは可撓保護被覆
を与える例えばＬａｗｓａｎからつくられる。
【００５２】組立のさいには、光電池の全体構造はポリ
マの流動温度（約１００−１２０℃）まで加熱される。
外部圧力の付加によって（１気圧まで）、半導体ウエハ
１と誘電体ウエハ８がそれらの間のギャップ内にまたは
それらの間の技術的ギャップ内に配置される領域からポ
リマが流れる。温度および圧力が比較的に低いので、半
導体ウエハ１と誘電体ウエハ８とは互いから離れて動か
ない。加熱および圧縮中に、保護被覆３と半導体ウエハ
１とは、ポリマ・ブロック４に付けられた接着シール・
ポリマにまたはポリマ・ブロック４がつくられている接
着シール・ポリマに粘結される。
マの流動温度（約１００−１２０℃）まで加熱される。
外部圧力の付加によって（１気圧まで）、半導体ウエハ
１と誘電体ウエハ８がそれらの間のギャップ内にまたは
それらの間の技術的ギャップ内に配置される領域からポ
リマが流れる。温度および圧力が比較的に低いので、半
導体ウエハ１と誘電体ウエハ８とは互いから離れて動か
ない。加熱および圧縮中に、保護被覆３と半導体ウエハ
１とは、ポリマ・ブロック４に付けられた接着シール・
ポリマにまたはポリマ・ブロック４がつくられている接
着シール・ポリマに粘結される。
【００５３】本発明にもとづく光電池は、バッテリを組
み立てるために用いられる。
み立てるために用いられる。
【００５４】直列、並列の任意の相互結合が容易に設け
られうる。
られうる。
【００５５】２つの光電池の並列相互接続が図１９に概
略的に示されている。この場合、第１の光電池の半導体
ウエハ１の正面に配置された電流集電接点２が他の光電
池の半導体ウエハ１の正面に配置された接点２に電気的
に接続される。２つの半導体ウエハの裏面に配置された
電流集電接点も対応して接続される。両光電池の電流集
電接点２の自由端が対応する電流取出し電極９に接続さ
れる。
略的に示されている。この場合、第１の光電池の半導体
ウエハ１の正面に配置された電流集電接点２が他の光電
池の半導体ウエハ１の正面に配置された接点２に電気的
に接続される。２つの半導体ウエハの裏面に配置された
電流集電接点も対応して接続される。両光電池の電流集
電接点２の自由端が対応する電流取出し電極９に接続さ
れる。
【００５６】光電池の直列相互接続（図２０）の場合に
は、第１の光電池の半導体ウエハ１の裏面に配置された
電流集電接点２が隣接光電池の半導体ウエハ１の正面に
配置された電流集電接点２に電気的に接続され、また、
第１光電池の半導体ウエハ１の正面に配置された電流集
電接点２と、第２光電池の半導体ウエハ１の裏面に配置
された電流集電接点２とが対応する電流取出し電極９に
接続される。この接続は、概略的に図２０に示されてい
る。
は、第１の光電池の半導体ウエハ１の裏面に配置された
電流集電接点２が隣接光電池の半導体ウエハ１の正面に
配置された電流集電接点２に電気的に接続され、また、
第１光電池の半導体ウエハ１の正面に配置された電流集
電接点２と、第２光電池の半導体ウエハ１の裏面に配置
された電流集電接点２とが対応する電流取出し電極９に
接続される。この接続は、概略的に図２０に示されてい
る。
【００５７】電流集電接点２の抵抗を下げるために、金
属導体１５が図７，８，１１，１２，１９，２０にもと
づく構造内に設けられてもよい。この導体は、ワイヤま
たは任意の形状の金属化誘電体のように形成されてもよ
い。これは電気集電接点２に電気的に接触する。この導
体１５はシリコン・ウエハ１の表面にまたはその縁付近
に配置されてもよく、また、金属化誘電体フレーム８に
電気的に接触してもよい。図１１，１２にもとづく実施
例においては、２つの導体１５が交差点に互いに固定さ
れ、また、導体１５の一方が金属化誘電体ウエハ８に接
続される。
属導体１５が図７，８，１１，１２，１９，２０にもと
づく構造内に設けられてもよい。この導体は、ワイヤま
たは任意の形状の金属化誘電体のように形成されてもよ
い。これは電気集電接点２に電気的に接触する。この導
体１５はシリコン・ウエハ１の表面にまたはその縁付近
に配置されてもよく、また、金属化誘電体フレーム８に
電気的に接触してもよい。図１１，１２にもとづく実施
例においては、２つの導体１５が交差点に互いに固定さ
れ、また、導体１５の一方が金属化誘電体ウエハ８に接
続される。
【００５８】バッテリを成形するために光電池の可能な
種々の直列相互接続が図２１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に示さ
れている。図２１の（ａ）にもとづく実施例において
は、光電池の直列相互接続は誘電体ウエハ８内に切断、
穴、ジャンパのシステム１３を設けることによって達成
される。このシステム１３によって、金属化被覆は相互
に接続される。
種々の直列相互接続が図２１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に示さ
れている。図２１の（ａ）にもとづく実施例において
は、光電池の直列相互接続は誘電体ウエハ８内に切断、
穴、ジャンパのシステム１３を設けることによって達成
される。このシステム１３によって、金属化被覆は相互
に接続される。
【００５９】連続金属ウエハ１４は誘電体ウエハに代え
て用いられうる。これによって、２つの直列に相互に接
続された光電池の正面および裏面が接続される。
て用いられうる。これによって、２つの直列に相互に接
続された光電池の正面および裏面が接続される。
【００６０】図２１の（ｃ）は、光電池からなるバッテ
リを示す。ここでは、基礎となる半導体は種々の形式の
導電性を有している。
リを示す。ここでは、基礎となる半導体は種々の形式の
導電性を有している。
【００６１】図２１の（ｄ）は、同じ形式の導電性を有
する直列相互接続光電池から組み立てられるバッテリを
示す。このような裏面感度は、裏面を照明したさいに、
この光電池の効率が正面の照明の場合におけるその効率
からわずかに相違する。
する直列相互接続光電池から組み立てられるバッテリを
示す。このような裏面感度は、裏面を照明したさいに、
この光電池の効率が正面の照明の場合におけるその効率
からわずかに相違する。
【００６２】バッテリを成形するために、光電池の直列
相互接続の場合におけるばかりではなく、並列相互接続
の場合においても、光電池の接点システムは実施されか
つ相互接続されうる。本発明にもとづく光電池の構造
は、種々の材料を用いることによって実現され、また、
公知の技術を用いることによってつくられた光電池に比
較して試験された。
相互接続の場合におけるばかりではなく、並列相互接続
の場合においても、光電池の接点システムは実施されか
つ相互接続されうる。本発明にもとづく光電池の構造
は、種々の材料を用いることによって実現され、また、
公知の技術を用いることによってつくられた光電池に比
較して試験された。
【００６３】本発明にもとづく光電池が、１０００Ｗ／
ｍ2 で照明されたときに、公知の光電池に比較して１６
〜１８％の効率を有することを試験が示した。この公知
のものは１２％の効率を有している。
ｍ2 で照明されたときに、公知の光電池に比較して１６
〜１８％の効率を有することを試験が示した。この公知
のものは１２％の効率を有している。
【００６４】本発明の光電池は、効率の任意の変化をせ
ずに８０℃の温度で６０日間作動された。これは室温に
おける１０年の作動に対応する。
ずに８０℃の温度で６０日間作動された。これは室温に
おける１０年の作動に対応する。
【図１】本発明にもとづく集電接点を含む光電池の概略
図である。
図である。
【図２】光学的に透明なポリマ・ブロックに配置された
集電接点の概略図である。
集電接点の概略図である。
【図３】曲りワイヤからつくられた集電接点の種々の実
施例の説明図である。
施例の説明図である。
【図４】円筒形螺旋として形成された集電接点の説明図
である。
である。
【図５】凹凸を有する金属シートからなる集電接点の種
々の実施例の説明図である。
々の実施例の説明図である。
【図６】ブラシとして形成された集電接点の説明図であ
る。
る。
【図７】半導体ウエハの一方の対の側に平行に配置され
た集電接点を有する半導体ウエハの概略平面図である。
た集電接点を有する半導体ウエハの概略平面図である。
【図８】半導体ウエハの他方の対の側に平行に配置され
た集電接点を有する半導体ウエハの概略平面図である。
た集電接点を有する半導体ウエハの概略平面図である。
【図９】メッシュとして形成された集電接点を有する半
導体ウエハの概略平面図である。
導体ウエハの概略平面図である。
【図１０】半導体ウエハの前後側に導電層を有する光電
池の概略図である。
池の概略図である。
【図１１】半導体ウエハの一方の縁に配置された半導体
ウエハおよび誘電体ウエハの平面図である。
ウエハおよび誘電体ウエハの平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線に対応する断面図である。
【図１３】フレームとして形成された半導体ウエハおよ
び誘電体ウエハの平面図である。
び誘電体ウエハの平面図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線に対応する断面図である。
【図１５】半導体ウエハに接触する誘電体ウエハの概略
平面図であって、導電被覆がウエハの内縁からある距離
で誘電体ウエハの両側に設けられていることを示す。
平面図であって、導電被覆がウエハの内縁からある距離
で誘電体ウエハの両側に設けられていることを示す。
【図１６】図１５のＡ−Ａ線に対応する横断面図であ
る。
る。
【図１７】導電被覆がウエハの内外縁からある距離で設
けられている図１５にもとづく誘電体ウエハの概略平面
図である。
けられている図１５にもとづく誘電体ウエハの概略平面
図である。
【図１８】図１７のＡ−Ａ線に対応する断面図である。
【図１９】２つの並列に相互に相互接続された光電池か
らなるバッテリの説明図である。
らなるバッテリの説明図である。
【図２０】２つの直列に相互接続された光電池からなる
バッテリの説明図である。
バッテリの説明図である。
【図２１】本発明にもとづくバッテリを成形するように
光電池の種々の形体の直列相互接続の説明図である。
光電池の種々の形体の直列相互接続の説明図である。
１ 半導体ウエハ ２ 導通電流集電接点 ３ 保護被覆 ４ ポリマ・ブロック ６ 無反射導電被覆 ８ 誘電体ウエハ ８ 電流取出し電極 １０ 導電被覆
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオニド ボリソヴィッチ ルビン ソヴィエト連邦 モスクワ ロモノソフス キープロスペクト 14 クヴァルチーラ 499 (72)発明者 ジュリ ガヴリロヴィッチ シズガノフ ソヴィエト連邦 モスクワ プロイズド オドイフスコゴ ７ コルプス ２ クヴ ァルチーラ 185 (72)発明者 ゲンナディ クリゴリェヴィッチ ウンテ ィラ ソヴィエト連邦 モスクワ ゼレノグラー ド コルプス 316 クヴァルチーラ 28 (72)発明者 アンドレイ レオニドヴィッチ ハリトノ フ ソヴィエト連邦 モスクワ プロイズド ドネライティサ 28 クヴァルチーラ 289 (72)発明者 アレクサンドル トゥルスノヴィッチ ラ ヒモフ ソヴィエト連邦 モスクワ ロストフスカ ヤ ナベレジュナヤ １
Claims (22)
- 【請求項１】 光感知バリヤ構造半導体ウエハ（１）
と、該半導体ウエハの両面に配置された導通電流集電接
点（２）と、前記半導体ウエハの両面に配置された保護
被覆（３）と、電流取出し電極（９）とからなり、前記
半導体ウエハ（１）の正面に配置された少なくとも導通
電流集電接点（２）が該ウエハ（１）の表面に接触・非
接触する電気接続間欠部分として形成されていることを
特徴とした光エネルギを電気エネルギに変換する光電
池。 - 【請求項２】 通電電流集電接点（２）が光感知半導体
（１）の両面に配置されていることを特徴とした請求項
１記載の光電池。 - 【請求項３】 通電電流集電接点（２）が曲りワイヤと
して形成されていることを特徴とした請求項１または２
記載の光電池。 - 【請求項４】 通電電流集電接点（２）が円筒形スプリ
ングとして形成されていることを特徴とした請求項１ま
たは２記載の光電池。 - 【請求項５】 通電電流集電接点（２）が金属シートか
らつくられかつ凹凸を有する櫛のように形成されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の光電池。 - 【請求項６】 通電電流集電接点（２）が導通バスとそ
れに取り付けられたワイヤ部分とからなるブラシのよう
に形成されることを特徴とした請求項１または２記載の
光電池。 - 【請求項７】 半導体ウエハ（１）に接触する集電接点
（２）の少なくとも一部（ａ）がポリマ材料のブロック
（４）から突出するように、導通電流集電接点（２）が
光学的に透明なポリマ材料のブロック（４）内に固定さ
れることを特徴とした請求項１記載の光電池。 - 【請求項８】 接着ポリマ合成物の層がポリマ・ブロッ
ク（４）の上下面に設けられることを特徴とした請求項
１から７までの任意の一項記載の光電池。 - 【請求項９】 光学的に透明な接着ポリマ合成物が、導
通電流集電接点（２）を埋め込んだポリマ材料のブロッ
ク（４）として用いられることを特徴とした請求項１か
ら７までの任意の一項記載の光電池。 - 【請求項１０】 無反射導電被覆（６）が半導体ウエハ
（１）の少なくとも正面に付着され、導通電流集電接点
（２）が該被覆（６）に接触することを特徴とした請求
項１から９までの任意の一項記載の光電池。 - 【請求項１１】 金属層（７）が半導体ウエハ（１）の
裏面に設けられ、導通電流集電接点（２）が金属層
（７）に接触することを特徴とした請求項１から１０ま
での任意の一項記載の光電池。 - 【請求項１２】 半導体ウエハ（１）と同じ形式の導通
性を有する高度にドープ処理された層（７）が半導体ウ
エハ（１）の裏面に設けられ、導通電流集電接点（２）
が該層（７）に接触することを特徴とした請求項１から
１０までの任意の一項記載の光電池。 - 【請求項１３】 導通電流集電接点（２）が半導体ウエ
ハ（１）の全表面にわたって延びていることを特徴とし
た請求項１から１２までの任意の一項記載の光電池。 - 【請求項１４】 導通電流集電接点（２）が半導体ウエ
ハ（１）の１対の面に平行に半導体ウエハ（１）の全表
面にわたって延びていることを特徴とした請求項１から
１２までの任意の一項記載の光電池。 - 【請求項１５】 導通電流集電接点（２）が半導体ウエ
ハ（１）の表面上にメッシュのように配置されているこ
とを特徴とした請求項１から１２までの任意の一項記載
の光電池。 - 【請求項１６】 誘電体ウエハ（８）が半導体ウエハ
（１）の少なくとも１つの縁に同一平面上に配置されて
ウエハ（１）に関して誘電ギャップを成形し、該誘電体
ウエハ（８）が電流取出し電極（９）を接続した導電被
覆（１０）によって上下面を覆われ、接点（２）が該被
覆（１０）に電気的に接触することを特徴とした請求項
１３から１５までの任意の一項記載の光電池。 - 【請求項１７】 誘電体ウエハ（８）が半導体ウエハ
（１）のまわりで同一面上に配置されたフレームのよう
に形成されてウエハ（１）に関して誘電ギャップを成形
することを特徴とした請求項１６記載の光電池。 - 【請求項１８】 接点（２）に接続される少なくとも１
つの第１金属導体（１５）を有することを特徴とした請
求項１から１７までの任意の一項記載の光電池。 - 【請求項１９】 第１金属導体（１５）に交差しかつ該
導体（１５）に交差点で固定される少なくとも１つの第
２電導体（１５）を有することを特徴とした請求項１８
記載の光電池。 - 【請求項２０】 ２つの導体のうちの少なくとも一方が
金属化誘電体ウエハ（８）に接続されることを特徴とし
た請求項１８または１９記載の光電池。 - 【請求項２１】 第１光電素子の半導体ウエハ（１）の
正面に配置された導通電流集電接点（２）が隣接光電池
の半導体ウエハ（１）の正面に配置された導通電流集電
接点（２）に電気的に接続され、また、第１光電池の半
導体ウエハ（１）の裏面に配置された導通電流集電接点
（２）が隣接光電池の半導体ウエハ（１）の裏面に配置
された接点（２）に電気的に接続され、両光電池の接点
（２）の自由端が対応する電流取出し電極（９）に接続
されることを特徴とした請求項１から２０までの任意の
一項による少なくとも２つの並列に相互接続された光電
素子からなるバッテリ。 - 【請求項２２】 第１光電光の半導体ウエハ（１）の裏
面に配置された導通電流集電接点（２）が隣接光電池の
半導体ウエハ（１）の正面に配置された導通電流集電接
点（２）に電気的に接続され、また、第１光電池の半導
体ウエハ（１）の正面に配置された導通電流集電接点
（２）と第２光電池の半導体ウエハ（１）の裏面に配置
された接点（２）に電気的に接続され、両光電池の接点
（２）とが対応する電流取出し電極（９）に接続される
ことを特徴とした請求項１から２０までの任意の一項に
よる少なくとも２つの直列に相互接続された光電子から
なるバッテリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90102601A EP0440869A1 (de) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Photovoltaisches Bauelement zur Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom und photoelektrische Batterie |
| DE90102601.3 | 1990-02-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204510A true JPH06204510A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=8203629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3040978A Pending JPH06204510A (ja) | 1990-02-09 | 1991-02-12 | 光エネルギを電気エネルギに変換する光電池および光 電バッテリ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5158618A (ja) |
| EP (1) | EP0440869A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06204510A (ja) |
| AU (1) | AU647075B2 (ja) |
| BR (1) | BR9100571A (ja) |
| CA (1) | CA2035982A1 (ja) |
| IL (1) | IL97164A (ja) |
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