JPS6159679B2 - - Google Patents
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- JPS6159679B2 JPS6159679B2 JP55098898A JP9889880A JPS6159679B2 JP S6159679 B2 JPS6159679 B2 JP S6159679B2 JP 55098898 A JP55098898 A JP 55098898A JP 9889880 A JP9889880 A JP 9889880A JP S6159679 B2 JPS6159679 B2 JP S6159679B2
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof 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
- H01L31/035281—Shape of the body
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ウエハを有効に利用した太陽電池
に関するものである。
に関するものである。
従来、光発電素子の構造は、ウエハの形状その
ままの円形、正方形、長方形または六角形状に切
断された形を用いていた。これは主として、シリ
コン半導体棒が結晶引上法(CZ)または浮遊帯
法(FZ)によつて成長させられており、その成
長中に形状の均一性を保つため、また結晶棒を回
転させるために円形断面となる。一方、化合物半
導体、例えばGaAs(砒化ガリウム)結晶の場合
は、通常ボート成長法として石英、グラフアイト
等の舟底形状のボート内部に化合物半導体を入れ
て溶解し一方の端から徐々に凝固、成長させてい
く方法がとられる。この方法によつて得られた結
晶の断面形状を第1図に示す。この断面形状Aは
いわゆるおむすび形の半円形に近い形状をしてい
る。この形状はボートを用いる化合物半導体結晶
においてごく一般的な形状である。従来は第1図
に示すようにウエハ1として正方形または長方形
の素子を切り出していた。なお、2はバスライ
ン、3はグリツド線である。しかしながら、この
構成によるとウエハ1の利用率が低い欠点があつ
た。このような欠点を解決するものとして、従来
例えば米国特許第4089705号に示されるようにウ
エハ表面の外形を半六角形にしたものがあつた。
(第5図)しかしながらこの米国特許4089705号に
示されるものは複数のグリツド線が半六角形の底
辺(半六角形の最も長い辺)に対し単に横縞状に
設けられており、従つて上記グリツド線による抵
抗損が多いという欠点があつた。
ままの円形、正方形、長方形または六角形状に切
断された形を用いていた。これは主として、シリ
コン半導体棒が結晶引上法(CZ)または浮遊帯
法(FZ)によつて成長させられており、その成
長中に形状の均一性を保つため、また結晶棒を回
転させるために円形断面となる。一方、化合物半
導体、例えばGaAs(砒化ガリウム)結晶の場合
は、通常ボート成長法として石英、グラフアイト
等の舟底形状のボート内部に化合物半導体を入れ
て溶解し一方の端から徐々に凝固、成長させてい
く方法がとられる。この方法によつて得られた結
晶の断面形状を第1図に示す。この断面形状Aは
いわゆるおむすび形の半円形に近い形状をしてい
る。この形状はボートを用いる化合物半導体結晶
においてごく一般的な形状である。従来は第1図
に示すようにウエハ1として正方形または長方形
の素子を切り出していた。なお、2はバスライ
ン、3はグリツド線である。しかしながら、この
構成によるとウエハ1の利用率が低い欠点があつ
た。このような欠点を解決するものとして、従来
例えば米国特許第4089705号に示されるようにウ
エハ表面の外形を半六角形にしたものがあつた。
(第5図)しかしながらこの米国特許4089705号に
示されるものは複数のグリツド線が半六角形の底
辺(半六角形の最も長い辺)に対し単に横縞状に
設けられており、従つて上記グリツド線による抵
抗損が多いという欠点があつた。
この発明は上記の点にかんがみなされたもので
ある。以下、この発明ついて説明する。
ある。以下、この発明ついて説明する。
第2図はこの発明の一実施例を示すもので、半
円形のウエハ1に内接する梯形状の構造としてあ
る。この形状はウエハ1の面積を最大限に有効活
用しており、かつ第3図に示す如く梯形の底辺を
相接するように位置することによつて六角形とな
り得る形状である。これを従来、宇宙用素子など
に用いられている2cm□,2cm×4cm□,2cm×
6cm□のように正方形または長方形とするとき、
ウエハ1として利用できないで捨て去る面積は非
常に大きく、材料の損失ははかり知れない。この
発明は、化合物半導体がボート内で結晶成長され
る事実に立脚して、その形状が半円形状であつて
も、その利用率を格段と高めることができる。さ
らに、電極としては底辺を除く三辺にのみ平行な
太目のバスライン2を形成し、それに向つて内部
より第2図に示す如く、三角形の二斜辺が交叉す
るような形で内部グリツド線3を設け、太陽電池
の直列抵抗値を低減する構造とする。すなわち、
第5図に示されるような従来のグリツド線の配置
形状の場合、その抵抗損は、以下の様になる。
円形のウエハ1に内接する梯形状の構造としてあ
る。この形状はウエハ1の面積を最大限に有効活
用しており、かつ第3図に示す如く梯形の底辺を
相接するように位置することによつて六角形とな
り得る形状である。これを従来、宇宙用素子など
に用いられている2cm□,2cm×4cm□,2cm×
6cm□のように正方形または長方形とするとき、
ウエハ1として利用できないで捨て去る面積は非
常に大きく、材料の損失ははかり知れない。この
発明は、化合物半導体がボート内で結晶成長され
る事実に立脚して、その形状が半円形状であつて
も、その利用率を格段と高めることができる。さ
らに、電極としては底辺を除く三辺にのみ平行な
太目のバスライン2を形成し、それに向つて内部
より第2図に示す如く、三角形の二斜辺が交叉す
るような形で内部グリツド線3を設け、太陽電池
の直列抵抗値を低減する構造とする。すなわち、
第5図に示されるような従来のグリツド線の配置
形状の場合、その抵抗損は、以下の様になる。
半六角形の上辺及び側辺の長さ=a ……
半六角形の底辺の長さ=2a ……
グリツド線の間隔=3b/2 ……
とすると、上辺からx番目にあるグリツド線の長
さ=a+bx, グリツド線の数=(√3a/2)/(√3b/
2)=a/bであるから、グリツド線の抵抗損
(抵抗損はグリツドの長さの2乗に比例する)は 〓〓(a+bx)2=a2+2ab・1/2・a/b(a/b+1)+b2・1/6・a/b・(2・a/b+1)(a/b
+1) =a2(5/2+8/3・a/2b+1/12・2b/a) …… ここでa/2b=nとすると、上式は a2(5/2+8/3・n+1/12n)…… となる。一方、第2図に示す本発明のものは、上
記,,を同一とした上で、半六角形を上辺
及び側辺の半分を底辺とする6個の直角三角形に
より構成されていると考えると、この直角三角形
1個当りのグリツド線の数はa/2b、上辺及び
側辺の中央からy番号にあるグリツドの長さは
2byであるから、各直角三角形に於るグリツド線
の抵抗損は 〓〓(2by)2=4b2・1/6・a/2b(a/2b+1)(2a/2b+1) …… ここでa/2b=nとすると上式は 4a2/4n2・n(n+1)(2n+1) =a2/6n(n+1)(2n+1) …… となり、よつて半六角形全体のグリツド線の抵抗
損は {a2/6n(n+1)(2n+1)}×6−2a2 =a2/n(n+1)(2n+1)−2a2 =a2(2n+1+1/n) …… となる。
さ=a+bx, グリツド線の数=(√3a/2)/(√3b/
2)=a/bであるから、グリツド線の抵抗損
(抵抗損はグリツドの長さの2乗に比例する)は 〓〓(a+bx)2=a2+2ab・1/2・a/b(a/b+1)+b2・1/6・a/b・(2・a/b+1)(a/b
+1) =a2(5/2+8/3・a/2b+1/12・2b/a) …… ここでa/2b=nとすると、上式は a2(5/2+8/3・n+1/12n)…… となる。一方、第2図に示す本発明のものは、上
記,,を同一とした上で、半六角形を上辺
及び側辺の半分を底辺とする6個の直角三角形に
より構成されていると考えると、この直角三角形
1個当りのグリツド線の数はa/2b、上辺及び
側辺の中央からy番号にあるグリツドの長さは
2byであるから、各直角三角形に於るグリツド線
の抵抗損は 〓〓(2by)2=4b2・1/6・a/2b(a/2b+1)(2a/2b+1) …… ここでa/2b=nとすると上式は 4a2/4n2・n(n+1)(2n+1) =a2/6n(n+1)(2n+1) …… となり、よつて半六角形全体のグリツド線の抵抗
損は {a2/6n(n+1)(2n+1)}×6−2a2 =a2/n(n+1)(2n+1)−2a2 =a2(2n+1+1/n) …… となる。
以上のの式との式とにより従来の太陽電池
と本発明による太陽電池とのグリツド線による抵
抗損を比較すると /=a2(1+2n+〓)/a2(〓+〓n+〓
)=12n+24n2+12/30n+32n2+1 となり、グリツド線の数が多くなるに従い、本発
明による太陽電池の方が抵抗損が減少することが
解る。
と本発明による太陽電池とのグリツド線による抵
抗損を比較すると /=a2(1+2n+〓)/a2(〓+〓n+〓
)=12n+24n2+12/30n+32n2+1 となり、グリツド線の数が多くなるに従い、本発
明による太陽電池の方が抵抗損が減少することが
解る。
これらの太陽電池の結合は、第3図に示すよう
に、先ず2素子を並列に接続して六角形状とし、
その後、第4図に示すように六角形状のものを組
合せて蜂の巣状にすることによつて素子の充てん
効率を95%以上とすることができる。また、相互
の連結は必要に応じて直列または並列接続するこ
とが可能なため所望の電圧および電流を取り出し
得るように接続すればよい。この場合、バスライ
ン2にボンデング用電極金属を備えておけば、接
続がきわめて容易となる。
に、先ず2素子を並列に接続して六角形状とし、
その後、第4図に示すように六角形状のものを組
合せて蜂の巣状にすることによつて素子の充てん
効率を95%以上とすることができる。また、相互
の連結は必要に応じて直列または並列接続するこ
とが可能なため所望の電圧および電流を取り出し
得るように接続すればよい。この場合、バスライ
ン2にボンデング用電極金属を備えておけば、接
続がきわめて容易となる。
なお、上記実施例は−族半導体のボート成
長したウエハの特殊形状に対して形成したもので
あるが、引上法、FZ法、その他の方法によつて
得た任意形状のものに対しても同じく採用できる
ものである。従つてシリコン等の材料に対しても
梯形またはその組合せの六角形につき、同様にこ
の発明の適用が可能なことはいうまでもない。
長したウエハの特殊形状に対して形成したもので
あるが、引上法、FZ法、その他の方法によつて
得た任意形状のものに対しても同じく採用できる
ものである。従つてシリコン等の材料に対しても
梯形またはその組合せの六角形につき、同様にこ
の発明の適用が可能なことはいうまでもない。
以上説明したようにこの発明は、六角形を二分
した梯形とし、その底辺以外の各辺にバスライン
を形成し、この各辺のバスラインを一辺とするウ
エハの三角形部分内部に、多数の相似三角形の二
辺をそれぞれ形成するパターンからなるグリツド
線を形成したので円形のウエハを効率よく使用で
き、かつ充てん効率をきわめて高くできる。そし
て、多数のウエハを接続するのにバスラインが底
辺以外の各辺にあるので極めて容易に行うことが
でき、しかも太陽電池の直列抵抗値を低減できる
等の利点がある。
した梯形とし、その底辺以外の各辺にバスライン
を形成し、この各辺のバスラインを一辺とするウ
エハの三角形部分内部に、多数の相似三角形の二
辺をそれぞれ形成するパターンからなるグリツド
線を形成したので円形のウエハを効率よく使用で
き、かつ充てん効率をきわめて高くできる。そし
て、多数のウエハを接続するのにバスラインが底
辺以外の各辺にあるので極めて容易に行うことが
でき、しかも太陽電池の直列抵抗値を低減できる
等の利点がある。
第1図は太陽電池の第1の従来例で、ウエハ内
に設けられた太陽電池の形状を示す図、第2図は
この発明の一実施例を示す図、第3図はこの発明
により作られた素子を2個組合わせた形状を示す
図、第4図は第3図の素子を多数個組合わせた例
を示す図、第5図は太陽電池の第2の従来例で、
ウエハ内に設けられた太陽電池の形状を示す図で
ある。 図中、1はウエハ、2はバスライン、3はグリ
ツド線である。なお、図中の同一符号は同一また
は相当部分を示す。
に設けられた太陽電池の形状を示す図、第2図は
この発明の一実施例を示す図、第3図はこの発明
により作られた素子を2個組合わせた形状を示す
図、第4図は第3図の素子を多数個組合わせた例
を示す図、第5図は太陽電池の第2の従来例で、
ウエハ内に設けられた太陽電池の形状を示す図で
ある。 図中、1はウエハ、2はバスライン、3はグリ
ツド線である。なお、図中の同一符号は同一また
は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ウエハ表面の外形を、六角形を二分した梯形
とし、前記梯形の底辺以外の三辺にバスラインを
形成し、この三辺のバスライン各々を一辺とする
ウエハを三分する三個の三角形部分内部に、上記
三個の三角形各々に相似する多数の相似三角形の
二辺をそれぞれ形成するパターンからなるグリツ
ド線を形成し、これらの各グリツド線を前記各バ
スラインに接続したことを特徴とする太陽電池。 2 バスラインは、ボンデイングパツド用電極金
属を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9889880A JPS5724571A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9889880A JPS5724571A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Solar cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5724571A JPS5724571A (en) | 1982-02-09 |
JPS6159679B2 true JPS6159679B2 (ja) | 1986-12-17 |
Family
ID=14231943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9889880A Granted JPS5724571A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Solar cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5724571A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5171001B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2013-03-27 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュールの製造方法、太陽電池セルおよび太陽電池モジュール |
FR3063575B1 (fr) * | 2017-03-02 | 2019-03-22 | Thales | Cellule photovoltaique equipee |
-
1980
- 1980-07-18 JP JP9889880A patent/JPS5724571A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5724571A (en) | 1982-02-09 |
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