JPS5854684A - Solar energy converter - Google Patents

Solar energy converter

Info

Publication number
JPS5854684A
JPS5854684A JP57154731A JP15473182A JPS5854684A JP S5854684 A JPS5854684 A JP S5854684A JP 57154731 A JP57154731 A JP 57154731A JP 15473182 A JP15473182 A JP 15473182A JP S5854684 A JPS5854684 A JP S5854684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foil
semiconductor
ball
aluminum foil
region
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.)
Granted
Application number
JP57154731A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0574235B2 (en
Inventor
ジユレス・デイ−・レバイン
ミラ−ド・ジエンセン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/299,694 external-priority patent/US4451968A/en
Priority claimed from US06/299,695 external-priority patent/US4407320A/en
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JPS5854684A publication Critical patent/JPS5854684A/en
Publication of JPH0574235B2 publication Critical patent/JPH0574235B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/0248Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281Shape of the body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温で製造される為低価格であって多少の回
路上のミス動作も許容できる大規模な光電気変換装置及
びその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a large-scale photoelectric conversion device and a method for manufacturing the same, which are manufactured at low temperatures and are thus inexpensive and can tolerate some circuit errors.

我々に残される生物燃料資源が限りあることを知る機会
が増えるにつれ、また再生可能で有効なエネルギー資源
を開発する必要性が増大することによって、かなりの量
の研究が太陽エネルギーの開発に対し行われている。
As we increasingly realize that our remaining biofuel resources are finite, and as the need to develop renewable and effective energy resources increases, a significant amount of research is being directed toward the development of solar energy. It is being said.

光電気変換装置の開発に関する重大な問題点は。What are the important issues regarding the development of photoelectric conversion devices?

半導体の変換装置用材料のコストの問題であった。The problem was the cost of materials for semiconductor conversion devices.

通常シリコンであるこの半導体材料は、光にさらした時
P−M接合を用いてポテンシャルを作り出す。しかしな
がら、正確に操作を行う為に、典型的なシステムは比較
的小さな領域を得る為に大量の半導体材料を必要とする
。さらにぶつかった問題点としては、半導体材料の厚さ
を湾曲による張力に耐えられるようにしな(てはならず
、また。
This semiconductor material, usually silicon, uses a PM junction to create a potential when exposed to light. However, for accurate operation, typical systems require large amounts of semiconductor material to cover a relatively small area. A further problem encountered was that the thickness of the semiconductor material must be able to withstand the tension caused by bending.

通常の操作又は使用に必要な最小限度のやわらかさを持
つよ5作られた小型ユニットのセルである必要かあるこ
とである。第3は大面積のセル配列における欠陥に対す
る寛容度の問題である。即ち、たった1個のショートが
発生すると5発生した電気はそのショートしたセルを通
じて逃げてしまうことによって全てのユニットに影響す
る場合があることである。
It is necessary that the cell be a small unit, constructed to have the minimum degree of flexibility necessary for normal operation or use. The third problem is tolerance to defects in large area cell arrays. That is, when only one short circuit occurs, the generated electricity may escape through the shorted cell, thereby affecting all units.

このような諸問題の解決策の1つは、1960年第14
回年次動力源学会の26頁掲載のM、B。
One of the solutions to these problems is the 14th issue of 1960.
M and B published on page 26 of the Annual Power Source Society of Japan.

プリミスによる「大規模シリコン太陽電池セル」と表題
のついた論文に示唆されている。彼は、プラスチックマ
トリクス中に半導体の球体を設けたものを利用すること
を示唆している。しかしながら電気的接続を形成する事
に関し問題が生じた。
This is suggested in a paper titled "Large-scale silicon solar cells" by Primis. He suggests using semiconductor spheres in a plastic matrix. However, problems arose with making electrical connections.

例トシてはハロルド・ホイルによるテキスト「半導体及
び半金属」の第9章、209頁のセクションGを参照し
【はしい。
For examples, see section G, chapter 9, page 209 of the text "Semiconductors and Metalloids" by Harold Hoyle.

従って本発明の目的は、最小限度の半導体材料を用い【
大規模面積光電気変換素子配列を提供することである。
Therefore, it is an object of the present invention to
An object of the present invention is to provide a large-area photoelectric conversion element array.

本発明の第2の目的は、たとえ薄膜状に製造し【も損傷
することなく曲げたり変形したりできる光電気変換素子
の柔軟性を持つ配列を提供することである。
A second object of the present invention is to provide a flexible array of photoelectric transducers that can be bent and deformed without damage even when manufactured in thin film form.

本発明の第3の目的は、電気的な性能をひどく落と丁こ
となく、いくつかの短絡の起こったセルを処理すること
ができる短絡による動作ミスに対し寛容性を持つ大規模
領域光電気素子配列を開発することである。
A third object of the present invention is to provide a large area optoelectronic device with tolerance to malfunctions due to short circuits, which can handle several shorted cells without seriously degrading the electrical performance. is to develop an array.

さらに本発明の第4の目的は、必要とされる最高温度が
400℃より低いものである大規模領域光電気素子配列
を作る低価格な製造工程も提供することである。
A fourth object of the present invention is also to provide a low cost manufacturing process for making large area optoelectronic device arrays in which the maximum temperature required is less than 400°C.

本発明のもう1つの目的は1組立てを完成させる為に非
常にわずかな追加の費用を加えるだけで、配列の製造工
程中の間で接続され、配列と同一平面上にある連続する
内部接続システムを提供することである。
Another object of the invention is to provide a continuous interconnection system that is coplanar with the array and is connected during the manufacturing process of the array at very little additional cost to complete one assembly. It is to be.

本発明に従うと金属ホイルを有するマトリクス支持部材
を含む放射エネルギー変換システムを提供できる。金属
ホイルは、その両側に配された重合体材料の第1及び第
2層を有し支持部材の中に互に空間をあけた位置に少く
ともホイルを通って広がる穴を有している。各々の穴の
中には実質的には球体である半導体セルが形成され、各
々のセルは、PR1!領域及びN型領域を有している。
According to the present invention, a radiant energy conversion system can be provided that includes a matrix support member having a metal foil. The metal foil has first and second layers of polymeric material disposed on opposite sides thereof and has a hole extending at least through the foil spaced from each other in the support member. A substantially spherical semiconductor cell is formed in each hole, and each cell has PR1! It has an N-type region and an N-type region.

N型領域は、それぞれの穴の中で金属ホイルに接触し。The N-type region contacts the metal foil in each hole.

導電手段は、支持部材に七つ【形成され、各々のセルの
P製鎖域を接続する。P製鎖域に対する各各の接続は所
定の抵抗を持つ電極から成る。′”さらに、上記の複数
のマトリクス支持球体組立体は、連続して内部的に接続
していてこの連続する内部的な接続が組立体と同一平面
であって、この組立体の厚みより実質的に大きくない厚
みを持つよう設けられる。
Seven conductive means are formed on the support member and connect the P chain regions of each cell. Each connection to the P chain region consists of an electrode with a predetermined resistance. Further, the plurality of matrix-supported sphere assemblies described above are serially and internally connected, and the successive internal connections are coplanar with the assembly and substantially less than the thickness of the assembly. It is provided so that it has a thickness that is not too large.

放射エネルギー変換素子を作る方法は、N型のドープ材
をP型材料の複数の半導体球体の表面にドープする工程
と2層の重合体材料の間に金属製ホイルを提供する工程
とホイルに穴をあける為にこれらの球体をのせる工程と
この穴に球体を入れて金輌的ホイルを、各々の球体のN
’fj1表面領域と電気的に接続するようにする工程と
1球体のまわりを囲んでシールする工程と、球のホイル
の第1の側をとり除いて第2の表面のP製鎖域を露出す
る工程と、所定の抵抗で各々のP製鎖埴にオーセックコ
ンタクトを作る工程とを含んでいる。
A method for making a radiant energy conversion element includes doping the surface of a plurality of semiconductor spheres of P-type material with an N-type dopant, providing a metal foil between two layers of polymeric material, and making holes in the foil. The process of placing these spheres in order to make a
making electrical connection with the 'fj1 surface area; enclosing and sealing around the sphere; and removing the first side of the sphere's foil to expose the P chain area on the second surface. and a step of making an Ausec contact to each P-made chain clay with a predetermined resistance.

また、上記の方法は更に、プラスチック材料の層をもう
一層球体のホイル組立体に加えてマトリクスを支持する
層の厚みを球体の直径のほぼ平均まで増加する工程を加
えることもできる。
The method described above may also include the step of adding another layer of plastic material to the spherical foil assembly to increase the thickness of the matrix-supporting layer to approximately the average diameter of the spherical spheres.

上記方法の中の各々の工程は、400’O以下の温度で
実行される。
Each step in the above method is performed at a temperature of 400'O or less.

更に球体ホイル組立体は、連続する内部接続の厚みが球
体の直径の平均より厚くならないように連続して電気的
に相互接続が行われる。
Additionally, the spherical foil assembly is electrically interconnected in series such that the thickness of each successive interconnect is no greater than the average diameter of the sphere.

以下図、を参照しながら1本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the figures.

まず第1図を参照すると、完成した変換素子配列の一部
の透視図が示されていて、ここには、完成した組立体の
上に数個のシリコンの球体110が設けられている。金
属ホイル103は、104で示すN型表面領域上の球体
に対し電気的な接続を形成している。金属ホイル105
は、109で示すP製鎖域に電気接続している。球体1
06の一番上の部分は、マトリクス組立体の中に埋まり
【いて球の一番上のわずかな部分が空気中にでている。
Referring first to FIG. 1, a perspective view of a portion of the completed transducer array is shown, with several silicon spheres 110 mounted on top of the completed assembly. A metal foil 103 forms an electrical connection to the sphere on the N-type surface area indicated at 104. metal foil 105
is electrically connected to the chain region made of P shown at 109. Sphere 1
The top part of 06 is buried within the matrix assembly, leaving a small portion of the top of the sphere exposed to the air.

プラスチック層102は、ポリエステル材料から成り、
入射光に対し透明でこれを通過させる。プラスチック層
101も、ぼりエステル材料から成っていて、マトリク
スの支持体であるとともに電気的な絶縁体でもある金属
ホイル105と金属ホイル103が切れていることが1
07で示される。これにより、完全に導電性のある球1
11を設けると、マトリクスの組立体部分間に同一平面
の電気相互接続が与えられるので、直列の相互接続が可
能となる。
The plastic layer 102 is made of polyester material,
It is transparent to incident light and allows it to pass through. The plastic layer 101 is also made of an ester material, and the metal foil 105 and metal foil 103, which serve as both a matrix support and an electrical insulator, are cut.
07. This makes the fully conductive sphere 1
The provision of 11 provides coplanar electrical interconnections between the assembled portions of the matrix, thus allowing series interconnections.

他の実施例においては1球体111のかわりに金属ワイ
ヤをこれらの球のある位置に置いて、上のホイル103
と下のホイル105の間に電気的な内部接続を与えてい
る。
In another embodiment, instead of one sphere 111, metal wires are placed in the positions of these spheres, and the upper foil 103
and the foil 105 below.

次に、第2図を参照すると、第2&図は重合体ホイル薄
膜の断面図を示す、203は、各々がほぼ2電ル(0,
127ミリ)の厚みを持つ2層のポリエステルシート2
02及び201の間に薄膜として設けられた2ミル(0
,127ミリ)の厚みのアルミニウムホイルである。第
2b図は穴をあける工程を行った後の薄膜を示し、第2
C図は、穴の中に半導体球体204をおいた後の薄膜を
示している。挿入する以前1球204は本質的KP型領
域から構成されていて表面205をおおって拡散された
N’fliドーゾ材領域を有している。穴に挿入するこ
とでに型表面領域205とアルミニウムホイル203の
間には、電気的な接続が形成される。球体のホイルプラ
スチック組立体の2つの比較的やわらかな表面の間に圧
力を加えて薄膜に作った穴のはぼ中央に球を位置させる
加圧工程を用いて球は中心にあわすことができる。
Referring now to FIG. 2, FIG.
2 layers of polyester sheet 2 with a thickness of 127 mm
02 and 201 as a thin film.
, 127 mm) thick aluminum foil. Figure 2b shows the thin film after the hole punching process;
Figure C shows the thin film after placing the semiconductor sphere 204 in the hole. Prior to insertion, one sphere 204 consists essentially of a KP-type region and has a region of N'fli doso material diffused over the surface 205. An electrical connection is formed between the mold surface area 205 and the aluminum foil 203 by insertion into the hole. The sphere can be centered using a pressure process in which pressure is applied between two relatively soft surfaces of the foil plastic assembly of the sphere to center the sphere within a hole made in the membrane.

次に第3図を参照すると、第3a図は、プラスチック材
料層が球のまわり301を囲つ【シールを作りだす為の
第2の加圧工程を行った結果を示す。これは、各球ごと
にはぼ0.1ポンドの圧力をほぼ250℃の温度下で与
えることによって行われる。故に、/リエステル材料は
、301の位置でシールを形成し1球にしっかりと被着
する。
Referring now to FIG. 3, FIG. 3a shows the result of a second pressurization step to create a seal in which the layer of plastic material surrounds the sphere 301. This is done by applying approximately 0.1 pounds of pressure to each sphere at a temperature of approximately 250°C. Therefore, the /lysester material forms a seal at position 301 and adheres firmly to one bulb.

第3b図は、しっかりと定着させられた球のマトリクス
の一方の側に対しN型の選択的なエッチが行われるエッ
チ工程の後の球を示す断面図である。これによって表面
の材料が球からとり除かれ。
Figure 3b is a cross-sectional view of the sphere after an etch step in which an N-type selective etch is performed on one side of the matrix of firmly anchored spheres. This removes surface material from the sphere.

金属ホイルと接続するN型表面材料302が残り、P型
領域303には次の処理工程が行われる。
An N-type surface material 302 remains that connects with the metal foil, and a P-type region 303 is subjected to the next processing step.

第4図を参照すると、第4a図の組立体は、上下が逆に
なっていて表面の露出するP製鎖域には裏側の接続ホイ
ル407が形成される。追加のポリエステル材料405
が形成されX型表面領域406に対し電気的な絶縁を形
成している。P型領域401に対する電気的な接続がマ
トリクス全体に圧力を与えて408の位置に形成される
。追加のポリエステルシートがセル411の上に形成さ
れ、テフロンコーティング409を施したステンレスス
チールホイルのような表面に圧力を加えたシート410
が一圧縮工程の期間、対称性を保つ為に設けられる。テ
フロンコーティング409は。
Referring to FIG. 4, the assembly shown in FIG. 4a is upside down, and a connection foil 407 on the back side is formed in the P chain area exposed on the surface. Additional polyester material 405
is formed to provide electrical isolation to the X-shaped surface region 406. An electrical connection to P-type region 401 is formed at location 408 by applying pressure across the matrix. An additional polyester sheet is formed over the cell 411 and the sheet 410 is pressed against a surface such as stainless steel foil with a Teflon coating 409.
is provided to maintain symmetry during one compression process. Teflon coating 409.

球体のN型表面領域と結合しない為に設けられ、最終の
圧縮結合工程の後でとり除くのが容易となるよう設けら
れる。
It is provided to avoid bonding to the N-type surface area of the sphere and is provided to facilitate removal after the final compression bonding step.

第4b図では、はぼ260℃の温度下で各球ごとにほぼ
5ボンドの圧力を与えてP製鎖域とホイルの間に電気的
な接続を形成し、層413が本質的に連続するマ) I
Jクス支持材料となるような方法でポリエステルのシー
トを結合する。直径14ミル(0,3556ミリ)の球
が0.5ンル(0,127ミリ)のアルミニウムホイル
に結合する時1本実施例では各球ごとに0.5ホントか
ら、10ポンドまでの圧力の使用が有効であるがt、か
じながら、金属をかなり変形させる為に充分な圧力が反
復可能な接続を作り出す為に必要とされる。過剰の圧力
が与えられる場合、シリコンの球体には亀裂が入ること
もある。
In Figure 4b, an electrical connection is formed between the P chain region and the foil by applying approximately 5 bonds of pressure on each sphere at a temperature of approximately 260°C, so that layer 413 is essentially continuous. M) I
The sheets of polyester are bonded together in such a way that they form a J-X support material. When a 14 mil (0.3556 mm) diameter ball is bonded to a 0.5 inch (0.127 mm) aluminum foil, in this embodiment a pressure of from 0.5 mm to 10 lb. is applied to each sphere. Although effective in use, sufficient pressure is required to create a repeatable connection as it significantly deforms the metal. Silicon spheres can also crack if excessive pressure is applied.

表面に当たる光が接合414に到達し、電気的なポテン
シャルをホイル412と407の間に生みだj、&リエ
ステルのシート413は本質的には、光に対し透明で、
更にN型領域をpm接続領塚から絶縁している。また一
番上のホイル412が乱反射を起こす光学的な反射板と
して働き球414がより光を受けとりゃすいようにして
いる。
Light impinging on the surface reaches junction 414 and creates an electrical potential between foils 412 and 407, and the sheet of lyester 413 is essentially transparent to light;
Additionally, the N-type region is isolated from the PM connection region. Furthermore, the top foil 412 acts as an optical reflector that causes diffuse reflection, making it easier for the bulb 414 to receive light.

これは、光淵の方にホイルの光沢のない面を向けること
Kよって可能である。
This is possible by turning the dull side of the foil towards the light abyss.

半導体セルの上部半球全体を露出し1球を近接させる配
列によって、光にさらされる有効P−N接合領域は、配
列の平面的表面面積より広くなる。
By exposing the entire upper hemisphere of the semiconductor cell and placing the spheres in close proximity, the effective P-N junction area exposed to light is larger than the planar surface area of the array.

用いて及び接続ホイルの間の短絡回路として働く全体的
にN型が拡散されたセルである全体的に導電性を持つ球
体111を用いて容易に形成される。
It is easily formed using a generally conductive sphere 111, which is a generally N-diffused cell that acts as a short circuit between the wire and the connecting foil.

更に、ホイル間に短絡接続を形成する為、アルミニウム
又はニッケルのが−ルといった短絡をおこす球又は、球
の直径とはぼ同じ径をもつ所定長さのワイヤを用いるこ
とができる。
Furthermore, shorting balls, such as aluminum or nickel galleys, or lengths of wire with a diameter approximately the same as the diameter of the balls can be used to form the shorting connection between the foils.

第5図を参府すると、隣接する組立体を内部的に接続す
る方法が示され直列な電気的接続が形成されている。ホ
イル51は球53のN型領域に接続し1球54のP製鎖
域に接続して示され【いる。
Referring to FIG. 5, it is shown how adjacent assemblies are interconnected to form a series electrical connection. Foil 51 is shown connected to the N-type region of sphere 53 and connected to the P-chain region of one sphere 54.

直列接続が52で示されている。プリエステルの絶縁及
び支持材料層55は、連続する内部接続のまわりを実質
上途切れなく囲っている。
A series connection is shown at 52. A layer of pre-ester insulating and support material 55 surrounds the continuous interconnect in a substantially continuous manner.

この明細書の例で使用したホイルは、6ミル(0,15
24ミIJ )以下の厚みを持ち、特殊な打ち伸ばしの
できる特性を持つ金属シートを意図する。本実施例で使
用したホイルは通常手に入るロールに巻かれた、料理に
使用したり物を包むために用いる通常0.5から2ξル
(0,0127から0.127 ミり )の厚みを持つ
種々の一般的な3ミルホイルである。アルミニウム合金
も有効である。
The foil used in the examples in this specification was 6 mil (0.15
It is intended to be a metal sheet having a thickness of 24 mm (IJ) or less and having special punchable properties. The foil used in this example is a commonly available roll that is typically used for cooking or wrapping things and has a thickness of 0.5 to 2ξ mil (0.0127 to 0.127 mm). A variety of common 3 mil foils. Aluminum alloys are also effective.

以上のような方法を用いて製造すれば入射エネルギーを
電気的なポテンシャルに変える大面積の太陽エネルギー
変換素子を製造することがで館る。
By manufacturing using the method described above, it is possible to manufacture a large-area solar energy conversion element that converts incident energy into electrical potential.

本発明の工程では比較的低い温度下で広い領域を持つ素
子配列を作りだすことができる為、コストが安価にあが
り、短絡に対し非常な寛容性を持つという大きな利点を
有している。故に、より経済的なエネルイー変換装置を
提供できたものと確信する。
The process of the present invention has the great advantage of being able to produce large area arrays at relatively low temperatures, resulting in low cost and being highly tolerant to short circuits. Therefore, we are confident that we have been able to provide a more economical energy conversion device.

本発明は、特定な実施例に関し説明し図示しているが、
変形及び改変もここに示す本発明の主旨及び方針から離
れるものではないと確信する。
Although the invention has been described and illustrated with respect to specific embodiments,
It is believed that variations and modifications may be made without departing from the spirit and spirit of the invention herein.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、太陽エネルギー費換装置の一部を示であり、
このうちの第2a図は、ホイル−プラスチックの薄膜の
断面図である。第2b図は、穴b″−開けられた後を示
すプラスチック−ホイル薄膜の断面図−である。第2C
図は、ドープが行われた後を示す図でありズ第3a図は
1球のまわりをプラスチックでシールした後のホイル−
プラスチック薄膜及び球を示す断面図である。第3b図
は、ホイル−プラスチックの薄膜及びシールされN型の
表面材料部分がとり除かれた球を示す断面図である。 第4a図は、第2の金属ホイルを設は最後の高熱圧着工
程の行われる前の完成した組立体の断面図である。第4
b図は、完成した太陽エネルイー変換装置において形成
される2つのホイルを接続した完成したセルの断面図で
ある。 第5図は、隣接するマトリクス組立体を内部接続する選
択可能な方法を示す本発明の選択しうる実施例を示す図
である。 代理人 浅 村   皓 外4名
Figure 1 shows a part of the solar energy conversion device,
Figure 2a is a cross-sectional view of the foil-plastic film. Figure 2b is a cross-sectional view of the plastic-foil film after hole b'' has been drilled.
The figure shows the state after the doping has been carried out.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a plastic thin film and a sphere. Figure 3b is a cross-sectional view of the sphere with the foil-plastic film and sealed N-type surface material removed. Figure 4a is a cross-sectional view of the completed assembly before the second metal foil is installed and the final hot press step is performed. Fourth
Figure b is a cross-sectional view of the completed cell connecting the two foils formed in the completed solar energy conversion device. FIG. 5 is a diagram illustrating alternative embodiments of the present invention showing alternative ways of interconnecting adjacent matrix assemblies. Representatives: Asamura and 4 people

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)a、  N型のr−ゾ材をもってP型材料の複数
の半導体球体の表面にドープする工程と;b、二層の重
合体材料の間にアルミニウムホイルを設は上記球を置く
為に上記ホイルに穴をあける工程と; C0上記穴の中に上記球を挿入し、これによって上記ア
ルミニウムホイルが各々の球のN型表面領域に電気的な
接続を作りだして球とホイルの組立体を形成する工程と
; d、上記球のまわりにシールを作りだす工程と;・0球
とホイルの組立体の第1の儒を選択的にとり除き次の表
面であるP製鎖域を露出させる工程と; f、所定の抵抗で各々の上記P製鎖域に対するオーミッ
クコンタクトを形成する工程と;を有する放射エネルギ
ー変換装置を製造する方法。 (2)上記方法がさらに上記球とホイルの組立体にもう
1つプラスチック材料層を加えてマトリクス(4)上記
方法がさらに複数の上記球とホイルの組立体の間に直列
内部接続を形成し、上記連続する内部接続の最大の厚み
が球の平均直径をこえない(5)上記直列内部接続が第
1の球とホイルの組立体のN型領域を接続している上記
アルミニウムホイルを、第2の球とホイルの組立体の各
々の上記P製鎖域にオーミックコンタクトを作る手段に
接続し、上記第1及び第2の球とホイルの組立体が(6
)上記直列内部接続はアルミニウムホイルシートを有し
、各々のシートが上記第1の球とホイルの組立体のN型
領域に対する接続及び上記第2の(7)  上記方法が
各々の上記P製鎖域にオーミックコンタクトを作った後
で重合体材料の2つの層の(8)a、  各々のセルの
表面の一部分をおおって第2の導電型のF−ゾを行った
表面層を有する第1の導電型の複数の実質的に球状の半
導体セルと;b、同一の導電領域内の各々の上記セルに
結合する少(とも1つのアルミニウムホイルと;C0上
記アルミニウムホイルに接続する領域と反対の導電型の
領域内の各々のセルに対し電気的な接続を作り出す導電
性手段と; d、上記アルミニウムホイルから上記導電性手段を電気
的に分離する絶縁手段と; を有する放射エネタギー変換装置システム。 (9)a、  アルきニウムホイルを有し、上記アルミ
ニウムホイルと関連して配置される少くとも一層の重合
体材料と、支持部材内に空間をあけて位置し、少くとも
ホイルを通って伸びる複数の穴を有するマトリクス支持
部材と; b、各々の穴の中に配置された実質上球状の半導体セル
であって、各々のセルがP製鎖域及びN型領域を有し、
N型領域がそれぞれの穴の中のアルミニウムホイルに接
続しマトリクス支持体と球体の組立体を作りだす半導体
セルと;C0一方の側の支持部材に沿って配置され、各
各のセルのP製鎖域に接続する導電子役であ・つて各々
のP製鎖域に対する接続が所定の抵抗を持つ累子を含み
、上記重合体材料層によって上記アルミニウムホイルか
ら絶縁される上記導電子役とを有する; 放射エネルイー変換装置システム。 翰 上記マトリクス支持部材がアルミニウムホイル及び
ホイルの反対飼に位置される第1及び第2の重合体材料
層を有する特許請求の範囲第9項の放射エネルギー変換
装置システム。 aυ 上記システムがさらに連続して内部的に接続され
る複数の上記マトリクス支持と球体の集合体を有し、上
記連続する内部接続は、同一平面を作り、その厚みはは
ぼ上記組立体の厚みをこえない特許請求の範囲第9項の
放射エネルザー変換装置システム。 (13m・ 第1の凸型表両と第2の表面を形成し、上
記表面のうち一方に半導体特性を持たせる工程と す、上記第1の凸型表面と第2の表面の間に制御される
期間、400℃より低い温度下で圧力船加える工程と を有する。所定の抵抗値を持ち半導体材料に対し。 オーミックコンタクトを形成する方法。 I 上記方法がさらに上記第1の凸型表面、上記第2の
表両及び上記金属ホイルの温度を下げる期間、上記の制
御される圧力を保つ工程を含む特許請求の範囲第12項
のオーミックコンタクトを形成する方法。 I 上記半導体材料がP型の導電性を持つ特許請求の範
囲第12項のオー建ツクーンタクトを形成する方法。 Q9  上記金属ホイルがアルミニウムを含む特許請求
の範囲第12項のオーミックコンタクトを形成する方法
。 (tea、  半導体材料と; b、上記半導体材料と接続する金属ホイルであって、所
定の電気抵抗と、上記半導体材料に対しホイルの物理的
結合特性を有する上記半導体材料と接続する金属ホイル
と を有する半導体装置。 αD 上記半導体装置がさらに、上記接続の位置及びそ
のまわりに位置する重合体材料であって上記半導体材料
に対し、改良されたホイルの物理的結合特性を持つ特許
請求の範囲第16項の半導体装置。 Q8  上記半導体材料がP型シリコンを有する特許請
求の範囲第16項の半導体装置。 鱈 上記金属ホイルがアルミニウムを有する特許請求の
範囲第16項の半導体装置。
[Claims] (1) a. Doping the surface of a plurality of semiconductor spheres of P-type material with an N-type r-zo material; and b. providing an aluminum foil between the two layers of polymeric material. drilling holes in the foil to place the balls; inserting the balls into the holes so that the aluminum foil creates an electrical connection to the N-type surface area of each ball; forming a ball and foil assembly; d. creating a seal around said ball; selectively removing the first layer of the ball and foil assembly to form a second surface made of P; A method of manufacturing a radiant energy conversion device, comprising: exposing chain regions; f. forming ohmic contact to each said P chain region with a predetermined resistance. (2) the method further comprises adding another layer of plastic material to the ball and foil assembly to form a matrix; (4) the method further comprises forming a series interconnect between a plurality of the ball and foil assemblies; , the maximum thickness of said successive interconnects does not exceed the average diameter of the spheres; The first and second ball and foil assemblies (6
) said series internal connection comprises aluminum foil sheets, each sheet connecting said first ball and foil assembly to an N-type region and said second (7) said method connecting said each said P chain; (8)a of the two layers of polymeric material after making ohmic contact with the first one with a surface layer of a second conductivity type F-zo covering a portion of the surface of each cell; a plurality of substantially spherical semiconductor cells of conductivity type; b. at least one aluminum foil bonding to each said cell in the same conductive region; C0 opposite to the region connecting said aluminum foil; A radiant energy converter system comprising: electrically conductive means for creating an electrical connection to each cell in a region of conductivity type; d. insulating means for electrically isolating said electrically conductive means from said aluminum foil; (9) a. comprising an aluminum foil, at least one layer of polymeric material disposed in association with the aluminum foil, and a plurality of layers spaced within the support member and extending through at least the foil; a matrix support member having holes; b. a substantially spherical semiconductor cell disposed within each hole, each cell having a P-chain region and an N-type region;
A semiconductor cell with an N-type region connected to the aluminum foil in each hole to create a matrix support and sphere assembly; a conductor connected to the conductor, the connection to each P chain region comprising a resistor having a predetermined resistance, the conductor being insulated from the aluminum foil by the layer of polymeric material; Energy converter system. 10. The radiant energy converter system of claim 9, wherein said matrix support member comprises an aluminum foil and first and second layers of polymeric material located opposite the foil. aυ The system further comprises a plurality of said matrix supports and spheres interconnected in series, said successive interconnections creating a coplanar surface, the thickness of which is approximately the thickness of said assembly. The radiant energy converter system of claim 9, which does not exceed the scope of claim 9. (13m) A step of forming both the first convex surface and the second surface, giving one of the surfaces semiconductor properties, and controlling the gap between the first convex surface and the second surface. applying a pressure vessel to a semiconductor material having a predetermined resistance value at a temperature lower than 400°C for a period of time during which the ohmic contact is formed. 13. A method of forming an ohmic contact according to claim 12, comprising the step of maintaining said controlled pressure during a period of reducing the temperature of said second table and said metal foil. A method for forming an electrically conductive ohmic contact according to claim 12.Q9 A method for forming an ohmic contact according to claim 12, wherein the metal foil contains aluminum. (tea, with a semiconductor material; b. A semiconductor device comprising a metal foil connected to the semiconductor material, the metal foil connected to the semiconductor material having a predetermined electrical resistance and the physical bonding characteristics of the foil to the semiconductor material. 17. The semiconductor device of claim 16, wherein the device further has improved physical bonding properties of a foil to the semiconductor material, the polymeric material being located at and around the connection. 17. The semiconductor device of claim 16, wherein the semiconductor material comprises P-type silicon. 17. The semiconductor device of claim 16, wherein the metal foil comprises aluminum.
JP57154731A 1981-09-08 1982-09-07 Solar energy converter Granted JPS5854684A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/299,694 US4451968A (en) 1981-09-08 1981-09-08 Method and device for providing an ohmic contact of high resistance on a semiconductor at low temperatures
US299695 1981-09-08
US06/299,695 US4407320A (en) 1981-09-08 1981-09-08 Large area, fault tolerant solar energy converter
US299694 1989-01-23

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4251524A Division JPH05243593A (en) 1981-09-08 1992-09-21 Manufacturing method of ohmic contact between metallic foil and semiconductor material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5854684A true JPS5854684A (en) 1983-03-31
JPH0574235B2 JPH0574235B2 (en) 1993-10-18

Family

ID=26971353

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57154731A Granted JPS5854684A (en) 1981-09-08 1982-09-07 Solar energy converter
JP4251524A Pending JPH05243593A (en) 1981-09-08 1992-09-21 Manufacturing method of ohmic contact between metallic foil and semiconductor material

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4251524A Pending JPH05243593A (en) 1981-09-08 1992-09-21 Manufacturing method of ohmic contact between metallic foil and semiconductor material

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JPS5854684A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61112384A (en) * 1984-11-07 1986-05-30 Teijin Ltd Solar battery and manufacture thereof
JPS61124179A (en) * 1984-09-04 1986-06-11 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド Solar array and making thereof
JPS61193488A (en) * 1985-02-22 1986-08-27 Teijin Ltd Manufacture of amorphous solar cell
JPH05243593A (en) * 1981-09-08 1993-09-21 Texas Instr Inc <Ti> Manufacturing method of ohmic contact between metallic foil and semiconductor material
US6706959B2 (en) 2000-11-24 2004-03-16 Clean Venture 21 Corporation Photovoltaic apparatus and mass-producing apparatus for mass-producing spherical semiconductor particles
JP2007534151A (en) * 2003-10-02 2007-11-22 ショイテン グラースグループ Series connection part of solar cell having integrated semiconductor element, method for producing the same, and module having series connection part
JP2009543376A (en) * 2006-07-07 2009-12-03 エナジー,リレイテッド,デバイシズ,インコーポレイテッド A micro-concentrator connected to a spherical solar cell in a telescopic manner
CN106132585A (en) * 2014-06-18 2016-11-16 宝马股份公司 For compressing ball and the method for the first component and component connection system

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH072497B2 (en) * 1985-04-19 1995-01-18 ステフアン カ−ピセツク,レデイスラブ Packaging method and device
US7705385B2 (en) 2005-09-12 2010-04-27 International Business Machines Corporation Selective deposition of germanium spacers on nitride
JP2015050413A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 アン,ヒョン・ウー Solar cell utilizing pcb
JP6027183B2 (en) * 2015-05-13 2016-11-16 アン,ヒョン・ウー Solar cell using PCB

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5854684A (en) * 1981-09-08 1983-03-31 テキサス・インスツルメンツ・インコ−ポレイテツド Solar energy converter
JPH0754855B2 (en) * 1984-09-04 1995-06-07 テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド How to make a solar array

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05243593A (en) * 1981-09-08 1993-09-21 Texas Instr Inc <Ti> Manufacturing method of ohmic contact between metallic foil and semiconductor material
JPS61124179A (en) * 1984-09-04 1986-06-11 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド Solar array and making thereof
JPS61112384A (en) * 1984-11-07 1986-05-30 Teijin Ltd Solar battery and manufacture thereof
JPS61193488A (en) * 1985-02-22 1986-08-27 Teijin Ltd Manufacture of amorphous solar cell
JPH0564871B2 (en) * 1985-02-22 1993-09-16 Teijin Ltd
US6706959B2 (en) 2000-11-24 2004-03-16 Clean Venture 21 Corporation Photovoltaic apparatus and mass-producing apparatus for mass-producing spherical semiconductor particles
JP2007534151A (en) * 2003-10-02 2007-11-22 ショイテン グラースグループ Series connection part of solar cell having integrated semiconductor element, method for producing the same, and module having series connection part
JP4734247B2 (en) * 2003-10-02 2011-07-27 ショイテン グラースグループ Series circuit of solar cells having integrated semiconductor elements, method for producing the same, and module having series connection
JP2009543376A (en) * 2006-07-07 2009-12-03 エナジー,リレイテッド,デバイシズ,インコーポレイテッド A micro-concentrator connected to a spherical solar cell in a telescopic manner
CN106132585A (en) * 2014-06-18 2016-11-16 宝马股份公司 For compressing ball and the method for the first component and component connection system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05243593A (en) 1993-09-21
JPH0574235B2 (en) 1993-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4407320A (en) Large area, fault tolerant solar energy converter
US4521640A (en) Large area, low temperature process, fault tolerant solar energy converter
US4083097A (en) Method of making encapsulated solar cell modules
EP1943683B1 (en) Photovoltaic modules and interconnect methodology for fabricating the same
US3116171A (en) Satellite solar cell assembly
US4834805A (en) Photovoltaic power modules and methods for making same
US4227298A (en) Method for interconnecting photovoltaic devices
WO2010116973A1 (en) Interconnect sheet, solar cell with interconnect sheet, solar module, and method of producing solar cell with interconnect sheet
JP4958187B2 (en) Solar cell, wiring sheet, solar cell with wiring sheet and solar cell module
JPS5854684A (en) Solar energy converter
US20050022857A1 (en) Solar cell interconnect structure
KR101509844B1 (en) Solar cell module
US4454372A (en) Photovoltaic battery
JP2011519182A (en) Photovoltaic modules manufactured using monolithic module assembly techniques.
CN112789735B (en) Method for producing solar panels curved in two directions
EP0608282A1 (en) Photovoltaic device with increased light absorption and method for its manufacture
JP5203176B2 (en) Wiring sheet, solar cell with wiring sheet and solar cell module
US4131755A (en) Interconnection for photovoltaic device array
JP5424235B2 (en) Solar cell module and method for manufacturing solar cell module
JP5430326B2 (en) Solar cell module
US20160064575A1 (en) Back-contact back-sheet for photovoltaic modules with pass-through electric contacts
JP2007201316A (en) Manufacturing method for solar cell module
JP5456128B2 (en) Solar cell module
CN108039384B (en) Solar power generation device
JP5288409B2 (en) Solar cell with wiring sheet, solar cell module, method for manufacturing solar cell with wiring sheet, and method for manufacturing solar cell module