JPS63211773A - 化合物半導体太陽電池 - Google Patents

化合物半導体太陽電池

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JPS63211773A
JPS63211773A JP62045636A JP4563687A JPS63211773A JP S63211773 A JPS63211773 A JP S63211773A JP 62045636 A JP62045636 A JP 62045636A JP 4563687 A JP4563687 A JP 4563687A JP S63211773 A JPS63211773 A JP S63211773A
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室谷 利夫
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、p、n両電極を結晶基板の裏面に形成し、
両電極を同一方向から取り出せるようにした高性能の化
合物半導体太陽電池に関するものである。
(従来の技術) 第2図は従来のGaAs太陽電池のセル構造を示す図で
ある。この図において、1はn形GaAs結晶基板、2
はこのn形GaAs結晶基板1の表面にエピタキシャル
成長したn形GaAs層、3はp形GaAs層、4は前
記p形GaAs層3で発生した電子が表面再結合により
消滅するのを防ぐためのp形AlGaAs層、5は前記
p形GaAs層3表面より太陽光の反射を防ぐための反
射防止膜、6はグリッド電極、7は前記n形GaAs結
晶基板1の裏面全面に形成されたn電極、11はバス電
極で、アセンブリ時にワイヤをハンダ付けしたり、溶接
したりするための電極である。
次に動作について説明する。
表面より入射した太陽光によって、p形GaAS層3.
 n形GaAs層2.およびn形GaAs結晶基板1の
各半導体層中に電子と正孔が発生し、電子はn形GaA
s層2の方へ、正孔はp形GaAs層3の方へ、それぞ
れ逆方向に拡散し、太陽光による光起電力が発生する。
ここで、p形A I GaAs層4の役割は、GaAs
よりバンドギャップの大きい半導体をペテロ接合するこ
とにより表面への電子の拡散を防止して、p形GaAs
層3で発生した電子が表面再接合により消滅してしまう
ことを防ぐためのものである。
また、反射防止膜5の役割は、太陽光が半導体表面より
反射されることを防いで、有効に太陽光を半導体層中に
入射させることを助けるためのものである。太陽光電流
はグリッド電極6およびn電極7より取り出す。この時
、グリッド電極6の真下の半導体層では太陽光が遮蔽さ
れるので無効部分となる。したがって、抵抗が増加しな
いように、かつグリッド電極6の面積をできるだけ少な
くして、有効に太陽光電流を捕集するためのグリッドパ
ターンの設計が種々なされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のGaAs太陽電池は以上のように両面から電極を
取り出すように構成されているため、これを実際のシス
テム、例えば人工衛星の太陽電池パドルに実装する際に
は多数のGaAs太陽電池セルを配置し、セル間をワイ
ヤで接続するので、配線が複雑であり、実装する時の作
業が煩雑であったり、レイダウンの自動化が容易でなく
、アセンブリコストが大きくなったり、また、パドルの
展開時のワイヤ断線などの事故にたいしても特別の配慮
を払う必要があるなど多くの問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、太陽電池セルをパドルに実装する際、ワイ
ヤ接続の代わりにインタコネクタのプリント化を行うこ
とができる化合物半導体太陽電池を得ることを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る化合物半導体太陽電池は、第1導電形の
結晶基板表面上に順次エピタキシャル成長した第1導電
形の化合物半導体層、第2導電形の第1の化合物半導体
層、および第2導電形の第2の化合物半導体層と、第2
導電形の第1の化合物半導体層あるいは第2導電形の第
2の化合物半導体層上に形成されたグリッド電極を備え
、第1導電形の結晶基板裏面の区画化された一部に一方
の電極を設け、第1導電形の結晶基板裏面の他の部分に
他方の電極を備え、前記他方の電極と表面のグリッド電
極とを第1導電形の結晶基板に形成したスルーホールを
通してそれぞれ電気的に接続したものである。
〔作用〕
この発明においては、両電極を第1導電形の結晶基板の
裏面に配置し、区画化された他の部分に設けられた電極
を第1導電形の結晶基板表面に形成したグリッド電極に
接続したことから、両電極とも第1導電形の結晶基板の
同一方向から取り出すことができる。
〔実施例〕
この発明の一実施例を第1図について説明する。
第1図において、1〜6は第2図と同じものであり、1
6は前記n形GaAs結晶基板1の裏面の一部分に区画
化されて形成されたn電極、17は前記n形GaAs結
晶基板1の裏面の他の部分に配置されたp電極、18は
前記n形GaAs結晶基板1に、インタコネクタのため
に開けられたスルーホールで、所要°数が形成される。
1日は前記各スルーホール1日からp形ドーパントを拡
散してn形結晶をp反転させた拡散層であり、p電極1
7はこの拡散層19に接触してグリッド電極6と接続さ
れる。
この発明のGaAs太陽電池の動作は、従来例と同様に
、表面より入射した太陽光によって、p形GaAs層3
. n形GaAs層2.およびn形GaAs結晶基板1
の各半導体層中に電子と正孔が発生し、電子はn形Ga
As層2の方へ、正孔はp形GaAs層3の方へ、それ
ぞれ逆方向に拡散し、正負両電荷が分離されて光起電力
を発生する。ここで、p形AlGaAs層4および反射
防止膜5の役割は従来例と同じである。
電流の取り出しは、発生した電荷をグリッド電極6およ
びn電極16で捕集するが、グリッド電極6はn形Ga
As結晶基板1に形成された複数のスルーホール18を
通してp電極17と電気的に接続されているため、裏面
より取り出すことができる。拡散層19はp電極16が
n形半導体結晶に接触して、電流リークの原因となるの
を防ぐ目的で設けたものである。
このように構成することにより、従来のGaAs太陽電
池で給電点の役割を果していたバス電極11は不要とな
る。また、グリッド電極6の極めて近くに複数の給電点
を設けているので、グリッド電極6の一本一本を細かく
しても抵抗増加の心配はなくなり、グリッド電極6全体
の面積を著しく減らすことができ、極めて変換効率の高
い高性能なGaAs太陽電池が同時に得られる。
なお、上記実施例では、n形GaAs結晶基板1上にn
形GaAs層、p形GaAs層およびp形AJZGaA
S層を順次成長した結晶上に太陽電池を形成したものに
ついて示したが、p形GaAS結晶基板上に太陽電池を
形成してもよく、この場合には、上記実施例においてn
形とp形を入れ替えた構造となり、上記実施例と同様の
効果を奏する。
また、上記実施例では、化合物半導体としてGaAsを
用いたものを示したが、他の化合物半導体を用いること
もできる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明は、第1導電形の結晶基板
表面上に順次エピタキシャル成長した第1導電形の化合
物半導体層、第2導電形の第1の化合物半導体層、およ
び第2導電形の第2の化合物半導体層と、第2導電形の
第1の化合物半導体層あるいは第2導電形の第2の化合
物半導体層上に形成されたグリッド電極を備え、第1導
電形の結晶基板裏面の区画化された一部に一方の電極を
設け、第1導電形の結晶基板裏面の他の部分に他方の電
極を備え、この他方の電極と表面のグリッド電極とを第
1導電形の結晶基板に形成したスルーホールを通してそ
れぞれ電気的に接続したので、第1導電形の結晶基板裏
面から両電極を取り出すことができる。したがって、化
合物半導体太陽電池セルを多数配置し、各セル間をワイ
ヤで接続するような場合でも、その配線作業等が極めて
容易となり、また、自動化も容易となる等の効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すGaAs太陽電池の
斜視図、第2図は従来のGaAs太陽電池の斜視図であ
る。 図において、1はn形GaAs結晶基板、2はn形Ga
As層、3はp形GaAs層、4はp形AlGaAs層
、5は反射防止膜、6はグリッド電極、16はn電極、
17はp電極、1Bはスルーホール、19は拡散層であ
る。 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電形の結晶基板表面上に順次エピタキシャ
    ル成長した第1導電形の化合物半導体層、第2導電形の
    第1の化合物半導体層、および第2導電形の第2の化合
    物半導体層と、前記第2導電形の第1の化合物半導体層
    あるいは前記第2導電形の第2の化合物半導体層上に形
    成されたグリッド電極を備え、前記第1導電形の結晶基
    板裏面の区画化された一部に一方の電極を設け、前記第
    1導電形の結晶基板裏面の他の部分に他方の電極を備え
    、前記他方の電極と表面の前記グリッド電極とを前記第
    1導電形の結晶基板に形成したスルーホールを通してそ
    れぞれ電気的に接続したことを特徴とする化合物半導体
    太陽電池。
  2. (2)スルーホールを介してグリッド電極と接続される
    電極は、ドーパントを選択拡散して形成した拡散層に接
    触するように形成したことを特徴とする特許請求の範囲
    第(1)項記載の化合物半導体太陽電池。
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