KR20090023025A - 절연 바이패스 다이오드를 갖는 태양 전지 수신기 - Google Patents
절연 바이패스 다이오드를 갖는 태양 전지 수신기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090023025A KR20090023025A KR1020080031242A KR20080031242A KR20090023025A KR 20090023025 A KR20090023025 A KR 20090023025A KR 1020080031242 A KR1020080031242 A KR 1020080031242A KR 20080031242 A KR20080031242 A KR 20080031242A KR 20090023025 A KR20090023025 A KR 20090023025A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- diode
- electricity
- contact
- solar energy
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims description 6
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010011906 Death Diseases 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 239000002355 dual-layer Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 235000010409 propane-1,2-diol alginate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
-
- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
- H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
-
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
- H01L2924/12032—Schottky diode
-
- 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
Abstract
태양 전지 수신기(12)는 하나 이상의 Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체 레이어들을 갖는 태양 전지(30), 태양 전지(30)와 병렬로 연결되고 태양 전지(30)가 임계 전압 이상을 생성하고 있지 않을 경우 순방향 바이어싱될 수 있는 다이오드(14), 다이오드(14)를 실질적으로 캡슐화하는 코팅(16), 다이오드의 어노드(11)와 캐소드(13) 사이의 임의의 공기 갭을 실질적으로 제거하는 언더코팅(15), 및 다른 태양 전지 수신기(312)에 연결되도록 구성되는 커넥터(40)를 포함한다.
태양 전지 수신기, 절연 바이패스 다이오드
Description
본 명세서는 절연 바이패스 다이오드(insulated bypass diode)를 갖는 태양 전지 수신기에 관한 것이다.
일반적으로, 복수의 태양 전지들은 어레이 또는 패널에 배치되고, 태양 에너지 시스템은 일반적으로 이러한 복수의 패널들을 포함한다. 각 패널은 다수의 태양 전지들을 가지며, 각 패널 내의 태양 전지들은 통상적으로 직렬로 연결되고, 소정의 시스템 내의 패널들 또한 직렬로 연결된다. 이와 달리, 각 패널 내의 태양 전지들은 병렬로도 배열될 수 있다.
역사적으로, (우주와 지구상에서의) 태양광 발전은 실리콘 태양 전지들에 의해 주로 제공되어져 왔다. 그러나, 지난 몇 년간 고효율 다중 접합 태양 전지들의 대량 제조는 이러한 대체 기술을 발전(power generation)에 사용하는 것을 가능하게 하였다. 일부 전류 다중 접합 전지들은 27 %를 초과하는 에너지 효율성을 가지 는 반면, 실리콘 기술은 일반적으로 단지 약 17 % 효율성에 도달한다.
일반적으로 말하면, 다중 접합 전지들은 n-on-p 극성(n-on-p polarity)이고, InGaP/(In)GaAs Ⅲ-Ⅴ화합물로 이루어진다. Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체 다중 접합 태양 전지 레이어들은 유기 금속 화학 기상 증착(MOCVD: metal-organic chemical vapor deposition)을 통하여 Ge 기판들 상에 성장될 수 있다. 에피웨이퍼들(epi-wafers)은 자동화된 로봇의 포토리소그래피(photolithography), 금속 배선(metallization), 화학 세정 및 에칭, 반사방지(AR: antireflection) 코팅, 다이싱(dicing), 및 테스팅 공정을 통하여 완전한 소자들로 처리될 수 있다. 일반적으로, n-컨택 및 p-컨택 금속 배선은 얇은 Au 캡 레이어(cap layer)를 갖는 Ag 를 주성분으로 포함하여 산화 작용으로부터 Ag 를 보호한다. 일반적으로 AR 코팅은 2 중 레이어(dual-layer) TiOx/Al2O3 유전체 스택이며, 그 스펙트럼 반사율 특성들은 전지들의 말기(EOL: end-of-life) 성능을 최대화할 뿐만 아니라 커버글라스 상호접속 전지(CIC: coverglass-interconnect-cell) 또는 태양 전지 어셈블리(SCA: solar cell assembly) 레벨에서 반사를 최소화하도록 설계된다.
일부 다중 접속 전지들에 있어서, 중간 전지(middle cell)는 GaAs 전지와 상반되는 InGaAs 전지이다. 인듐(indium) 농도는 InGaAs 중간 전지에 대하여 약 1.5 % 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 배열은 향상된 효율을 나타낸다.
이용된 전지 형태와 상관없이, 태양 에너지 시스템들의 공지된 문제점은 개별 태양 전지들이 장애요소(obstruction)에 의해 손상 또는 차단(shadow)될 수 있 다는 것이다. 예를 들어, 손상은 태양 전지를 열악한 환경 조건에 노출한 결과로 인해 일어날 수 있다. 하나 이상의 손상 또는 차단된 태양 전지들을 갖는 패널의 전류 전달 용량은 감소되고, 그 패널과 직렬로 연결된 다른 패널들로부터의 출력은 손상 또는 차단된 전지들을 역으로 바이어싱한다. 따라서, 직렬로 연결된 모든 패널의 완전한 출력 전압이 관련된 패널의 손상 또는 차단된 전지들에 인가될 때까지, 손상 또는 차단된 전지들 양단의 전압은 역 극성으로 증가된다. 이것은 손상 및 차단된 전지들이 브레이크다운(breakdown) 되도록 한다.
일반적인 태양 전지 시스템이 수천 개의 태양 전지들을 가지고 있으므로, 그 전압 출력은 통상적으로 수백 볼트(volt) 범위이고, 그 전류 출력은 수십 암페어(ampere) 범위이다. 이러한 출력 전력 레벨들에서, 태양 전지 단자들이 보호되지 않을 경우, 제어 불가능한 방전이 스파크 형태로 발생하는 경향이 있고, 이것은 태양 전지들 및 전체 시스템에 손상을 발생시킬 수 있다.
미국특허출원 제 6,020,555 호는 패널들로 구성되는 태양 전지 시스템을 기술하는데, 각각의 패널들은 다중 태양 전지들을 포함하고, 각각의 태양 전지는 양 단자들(positive terminals) 및 음 단자들(negative terminals) 사이에 연결된 다이오드를 가진다. 다이오드들, 대표적으로 쇼트키 바이패스 다이오드들(Schottky bypass diodes)을 구비하는 것은 전술한 제어 불가능한 방전으로부터 태양 전지들을 보호하는데 도움이 된다. 그러나, 유감스럽게도 각 다이오드들의 단자들 사이에 남겨진 공기 갭은 습기 또는 이물 입자들이 이러한 다이오드의 공기 갭을 브리징(bridge)할 경우에 여전히 발생할 수 있는 스파킹(sparking) 및 쇼팅(shorting) 의 리스크들을 제거하지 않는다. 따라서, 공기는 유전체 매질이기는 하지만 낮은 유전 강도(dielectric strength)를 가지며, 이것은 공기 갭을 교차하는 전기장이 약 3 mv/m 에 도달할 경우, 전류가 공기 갭을 건너뛰어 스파크의 형태로 방전할 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 유전체 매질 브레이크다운으로 언급된다.
미국특허출원 제 6,020,555 호에 기술된 태양 전지 시스템의 또 다른 단점은 바이패스 다이오드들의 열 방출(heat dissipation)을 관리하지 못한다는 것이다. 태양 전지가 "바이패스"되고 있는 순간에, 관련 다이오드(600 - 1000 V, 10 A에서 동작하는 표준 시스템으로 가정)는 전력의 6000 - 10,000 와트를 전도하고 있을 것이며, 이 중의 일부는 열 에너지로 방사된다. 이러한 작은 크기의 다이오드들이 주어질 경우, 열이 잘 관리되지 않으면, 그들의 동작 수명은 실질적으로 단축될 것이다. 이러한 단점은, 태양 전지 시스템이 예를 들어, 우주 위성과 관련되어 사용되므로 현장 수리(field-reparable) 불가 시에 더욱 염려가 된다. 또한, 열 싱크들 등을 이용한 수동 냉각은 중량을 증가시키며, 재료들 및 가공/어셈블리 모두에 대하여 가격이 비싸다. 능동 냉각은 다이오드들에 의해 생성된 열을 관리하는데 효율적인 반면, 매우 비싸고 무거우며 태양 전지 시스템이 생성하는 에너지의 상당한 양을 소비한다.
기존의 태양 전지 수신기들의 또 다른 단점은, 20 년까지 또는 20 년을 초과하는 연장된 기간 동안 1000 볼트에서 10 와트의 전력을 생성하기 위한 이러한 수신기에 대한 필요성으로 인하여, 태양 전지 시스템의 하나의 수신기를 인접한 수신기들에 연결하는 전기 단자들에 스파킹의 위험이 존재한다는 것이다.
본 발명은 절연 바이패스 다이오드를 갖는 태양 전지 수신기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 양태에 있어서, 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치는, 기판; 하나 이상의 Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체 레이어들, 전지의 p-극성 측에 연결되는 제1 컨택, 전지의 n-극성 측에 연결되는 제2 컨택을 포함하는 기판 상의 태양 전지; 몸체, 어노드 컨택 및 캐소드 컨택을 포함하는 기판 상의 다이오드 - 상기 다이오드의 어노드 컨택이 제1 컨택과 연결되고 다이오드의 캐소드 컨택이 제2 컨택과 연결되도록, 상기 다이오드는 태양 전지의 제1 및 제2 컨택들과 병렬로 연결되고, 여기서 상기 다이오드의 몸체는 상부, 및 상부보다 기판에 보다 근접하게 배치된 바닥 부분을 포함함 - ; 다이오드 몸체의 상부 상에 배치되며 기판으로 연장되는 코팅 - 코팅은 다이오드 몸체, 어노드 컨택 및 캐소드 컨택을 실질적으로 캡슐화함 - ; 다이오드 몸체의 바닥 부분과 기판 사이의 모든 공간을 실질적으로 차지하는 언더코팅; 및, 태양 전지 및 다이오드에 연결되는 출력 단자들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 태양 전지가 임계 전압 이상을 생성하고 있지 않을 경우에 다이오드는 예를 들어, 순방향 바이어싱 되도록 동작할 수 있다. 일부 실시예들에서, 다이오드는 쇼트키 바이패스 다이오드를 포함한다.
일부 실시예들에서, 언더코팅은 다이오드와 기판 사이의 공기 갭이 없도록 배치된다. 일부 실시예들에서, 언더코팅은 다이오드의 어노드 컨택과 캐소드 컨택 사이의 공기 갭이 없도록 배치된다.
일부 실시예들에서, 언더코팅 및 코팅은 공기보다 더 높은 유전체 강도를 가진다. 일부 실시예들에서, 언더코팅 및 코팅은 공기보다 더 높은 열 전도성을 가진다.
일부 실시예들에서, 상기 장치는 또한 출력 단자들에 연결되는 커넥터를 포함하고, 커넥터는 하나 이상의 태양 전지 수신기들에 전기적 접속을 제공하도록 동작할 수 있으며, 전기적으로 서로 절연된 2 개의 개구들(apertures)을 포함하고, 하나의 개구는 제1 전기 소켓을 포함하고, 하나의 개구는 제2 전기 소켓을 포함하며, 다이오드의 어노드 컨택과 제1 컨택은 제1 전기 소켓에 전기적으로 연결되고, 다이오드의 캐소드 컨택과 제2 컨택은 제2 전기 소켓에 전기적으로 연결된다.
일부 실시예들에서, 제2 컨택은 태양 전지의 n-극성 측의 주변에 배치된 전기적인 전도성 물질을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 제2 컨택을 다이오드의 캐소드 컨택에 연결하는 하나 이상의 와이어 본드들을 포함한다.
하나 이상의 실시예들의 구체적인 설명은 첨부한 도면들과 하기의 상세한 설명에서 행해진다. 다른 특징들 및 장점들은 상세한 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 유전체 물질을 사용하여 단락의 가능성을 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 유전체 물질을 사용하여 기계적 무결성을 부가함으로써, 다이오드가 분리될 가능성을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
다음은 절연 바이패스 다이오드를 갖는 태양 전지 수신기의 일부 대안적인 실시예들뿐만 아니라, 바람직한 실시예들의 설명이다.
개요
태양 전지 수신기들은 태양 에너지를 전기로 변환한다. 이러한 결과를 달성하기 위하여, 태양 전지 수신기들은 일반적으로, 하나 이상의 태양 전지들을 포함한다. 태양 전지는 예를 들어, 실리콘, 카드뮴 텔루라이드(cadmium telluride), CIGS, CIS, 갈륨 비소(gallium arsenide), 광 흡수 염료들, 또는 유기 반도체들에 의해 만들어질 수 있다. 본 명세서에 설명된 다양한 실시예들에서, 3 중 접합 Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체 태양 전지가 채용되지만, 그 어플리케이션에 따라서는 태양 전지들의 다른 형태들이 사용될 수도 있다.
일부 어플리케이션에 있어서, 태양 전지 수신기는 태양 전지 모듈의 일부로서 구현될 수 있다. 태양 전지 모듈은 태양 전지 수신기 및 태양 전지에 연결된 렌 즈를 포함할 수 있다. 하나의 태양 전지 모듈은 주어진 어플리케이션을 위해 충분한 전기를 생성할 수 없으므로, 둘 이상의 태양 전지 모듈들은 하나의 어레이 내에 함께 그룹화될 수 있다. 이러한 어레이들은 간혹 "패널들" 또는 "태양 패널들"로 언급된다.
태양 패널의
실시예들
도 1은 태양 에너지로부터 전기를 생성하기 위한 태양 패널(10)의 실시예를 도시한 도면이다. 패널(10)은 복수의 태양 전지 모듈들(20)을 포함한다. 이 예시에서는 24 개의 태양 전지 모듈들(20)이 도시된다. 복수의 유사한 패널들(10)은 (예를 들어, 직렬로) 결합되어, 보다 큰 용량의 태양 에너지 생성 시스템을 제공할 수 있다.
태양 전지 모듈의 실시예들
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 태양 전지 모듈(20)은 하우징(21)의 반대편 양끝단에 위치한 렌즈(22)(예를 들어, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)) 및 태양 전지 수신기(12)를 포함한다. 태양 전지 수신기는 태양 전지(30)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하우징은 사다리꼴 입체(trapezoidal solid) 형상으로, 예를 들어, 면(201)은 면(202)보다 더 크다.
일부 실시예들에서, 태양 전지(30)는 3 중 접합 Ⅲ-Ⅴ 태양 전지이며, 3 개의 서브 전지들의 각각은 직렬로 배열되어 있다. 일반적으로, 다중 태양 전지 모듈 들(20)이 채용되는 어플리케이션에서, 태양 전지 모듈들(20)의 수신기들(12)은 전기적으로 모두 직렬 연결된다.
태양 전지 수신기의
실시예들
도 3은 태양 전지 모듈들(20) 중 하나의 모듈의 수신기(12)의 회로도를 예시한다. 수신기(12)는 직렬로 배열된 상위 전지(30a), 중간 전지(30b) 및 하위 전지(30c)로 구성되는 3 중 접합 Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체 태양 전지(30)를 포함한다.
태양 전지(30)가 태양 전지 모듈 내에 구현될 시에, 태양 전지(30)는 렌즈(22)(도 2 참조)로부터 집속된 태양 에너지를 수신하도록 위치된다. 렌즈(22)는 태양 전지(30)에 인가된 것과 유사한 다중 레이어 반사방지 코팅을 포함할 수도 있다.
다이오드(14)는 3 중 접합 태양 전지(30)와 병렬로 연결된다. 일부 실시예들에서, 다이오드(14)는 쇼트키 바이패스 다이오드 또는 에피택셜(epitaxially) 성장된 p-n 접합과 같은 반도체 소자이다. 예시를 위하여, 다이오드(14)는 쇼트키 바이패스 다이오드이다. 외부 연결 단자들(43 및 44)은 태양 전지(30) 및 다이오드(14)를 다른 소자들 예를 들어, 인접한 수신기들(12)로 연결하기 위해 구비된다. 일부 실시예들에서, 태양 전지(30), 다이오드(14) 및 단자들(43 및 44)이 절연 물질로 만들어진 보드 또는 기판(예를 들어, 도 4의 9 참조) 상에 장착된다.
다이오드(14)의 기능은 직렬로 연결된 다중 태양 전지 수신기들(12)을 참작함으로써 이해할 수 있다. 각각의 3 중 접합 태양 전지들(30)은 배터리로서 간주될 수 있으며, 각각의 다이오드들(14)의 캐소드는 관련 "배터리"의 양 단자(positive terminal)에 연결되고, 각각의 다이오드들(14)의 어노드는 관련 "배터리"의 음 단자(negative terminal)에 연결된다. 직렬 연결된 태양 전지들(30) 중 하나가 손상되거나 차단될 경우, 그것의 전압 출력은 (예를 들어 다이오드(14)와 관련된 임계 전압 이하로) 감소 또는 제거된다. 따라서, 관련 다이오드(14)는 포워드 바이어싱(forward-biased)되고, 바이패스 전류는 (태양 전지(30)가 아닌) 해당 다이오드(14)만을 통하여 흐른다. 이러한 방식으로, 손상 또는 차단되지 않은 태양 전지들은 태양 전지들에 의해 수신된 태양 에너지로부터 전기를 계속 생성한다. 다이오드(14)를 위한 것이 아닌 경우, 다른 태양 전지 수신기들(12)에 의해 생성된 실질적으로 모든 전기는 차단 또는 손상된 태양 전지(30)를 관통하여 그 전지를 파괴하고, 예를 들어, 패널 또는 어레이 내에 개방 회로(open circuit)를 생성할 것이다.
도 4, 5, 및 6은 수신기들(12) 중의 하나를 예시한다. 이러한 실시예에 대하여, 주어진 패널(예를 들어, 도 1의 10) 내 다른 모든 수신기들은 실질적으로 동일하다고 가정한다.
도 4는 하나의 태양 전지(30) 및 그와 관련된 다이오드(14)를 예시한다. 태양 전지(30)는 전기적으로 다이오드(14)로 연결된다. 태양 전지(30)의 상면은 본 실시예에서 태양 전지(30)의 주변부를 차지하는 컨택 영역(301)을 포함한다. 그러나, 컨택 영역(301)은 태양 전지(30)의 단지 1 개, 2 개 또는 3 개의 측면들(또는 그 일부)에만 접촉할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컨택 영역(301)은 전기적 연결을 허용하면서 태양 에너지를 전기로 변환하는 영역을 최대화하기 위하여 가능한 작게 만들어진다. 태양 전지(30)의 구체적인 치수는 어플리케이션에 따라 변경될 것이지만, 표준 치수는 전체가 약 12.58 ㎜ × 12.58 ㎜ 이고, 두께가 0.160 ㎜ 이며, 전체 활성 영역이 약 108 ㎟ 이다. 예를 들어, 대략 12.58 ㎜ × 12.58 ㎜ 인 태양 전지(30)에서, 컨택 영역(301)의 폭은 약 0.98 ㎜ 이다. 컨택 영역(301)은 여러 전도성 물질들 예를 들어, 구리, 은 및/또는 금코팅 은으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 태양 전지(30)의 n-전도성 측면은 광(light)을 수신하고, 그에 따라 컨택 영역(301)은 태양 전지(30)의 n-전도성 측면 상에 배치된다.
반사방지 코팅(305)은 태양 전지(30) 상에 배치될 수 있다. 반사방지 코팅(305)은 소정의 파장 범위, 예를 들어, 0.3 내지 1.8 ㎛ 에 걸쳐 낮은 반사도를 제공하는 다중 레이어 반사방지 코팅일 수 있다. 반사방지 코팅의 일예는 2 중 레이어 TiOx/Al2O3 유전체 스택이다.
컨택 영역(301)은 보드(9) 상에 배치된 도체 트레이스(conductor trace)(302)와 연결된다. 본 실시예에서, 컨택 영역(301)은 복수의 (본 예시에서는 12 개) 와이어 본드들(wire bonds)(304)에 의해 도체 트레이스(302)에 연결된다. 특정 실시예에서 이용되는 와이어 본드들(304)의 수는 특히 태양 전지(30)에 의해 생성된 전류의 양에 관련될 수 있다.
도체 트레이스(302)(및 그에 따른 태양 전지(30))는 도체 트레이스(302) 및 도체 트레이스(45) 사이의 전기적 연결에 의하여 다이오드(14)의 단자(11)에 연결된다.
다이오드(14)의 다른 단자(13)는 트레이스(46)에 연결된다. 태양 전지(30) 및 다이오드(14) 사이의 병렬 연결을 완성하기 위하여, 단자(13)는 태양 전지(30)의 하면(underside)에 연결된다. 이에 대해 도 5 및 6을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
트레이스들(45 및 46)을 경유하여, 다이오드(14)는 커넥터 단자들(43 및 44)과 각각 전기적으로 연결된다. 커넥터 단자들(43 및 44)은 커넥터(40)의 개구들(apertures)(42 및 41)에 각각 장착된 소켓들(343 및 344)과 전기적으로 연결된다. 소켓들(343 및 344)은 커넥터(40)의 몸체에 의해 가려져서 볼 수 없으므로, 점선들로 도시된다. 소켓들은 회로에 대한 소자의 전기적 연결(electrical coupling)을 위하여 구비된다. 일부 실시예들에서, 소켓들은 어노드 및 캐소드 단자들에 대응하고, 예를 들어, 도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, 인접한 수신기들(312)로의 연결을 위하여 리셉터클 플러그들(receptacle plugs)(341 및 342)을 수용하도록 설계된다. 인접한 수신기들(312)은 실질적으로 수신기(12)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 커넥터(40)는 보드(9)에 단단하게 부착되며, 절연 물질(예를 들어, 플라스틱)로 조립될 수 있다.
실장된 플러그/소켓 전기적 접속의 각각에 대하여 우수한 절연체를 제공하는 절연 개구들로 인하여, 절연 개구들(41 및 42)을 정의하는 상대적으로 큰 커넥터(40)는 인접 수신기들에 도달하는 단자들에서의 전기 방전의 결과로서 태양 전지 브레이크다운을 방지하도록 돕는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 다이오드(14)는 보드(9) 위의 단자들(11 및 13) 상에 장착된다. 어플리케이션에 따라서는, 다이오드(14)가 표면 실장 형태일 수 있다. 단자들(11 및 13)은 다이오드(14)의 어노드 및 캐소드에 각각 연결됨으로써, 다이오드(14)의 어노드 단자 또는 캐소드 단자로 언급될 수 있다. 단자들(11 및 13)을 제외한 다이오드(14)의 부분들은 다이오드 몸체(즉, 빗금친 영역(504))로 언급될 수 있다.
이러한 실시예에서, 다이오드 단자(11)는 보드(9)를 관통하여 태양 전지(30)의 바닥면에 다이오드를 연결하는 커넥터(501)와 전기적으로 연결된다. 커넥터(501)는 태양 전지(30)가 보드(9) 상에 어떻게 장착되는지에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 태양 전지의 바닥(예를 들어, p-전도성 측면)이 노출되도록 보드(9)가 구성되면, 커넥터(501)는 보드(9)의 전체 두께를 관통할 수 있다. 일부 실시예들에서, 태양 전지(30)의 바닥은 보드(9)의 상면에 놓여질 수 있다. 이러한 실시예들에서, 커넥터(501)는 보드(9)의 레이어(예를 들어, 보드(9)의 상면(505) 아래의 레이어)에 연결될 수 있다.
다이오드(14)의 바닥 부분(503)(예를 들어, 보드(9)를 향하는 표면(들))과 보드(9) 사이의 갭은 다이오드와 보드 사이의 공기 갭이 없도록 임의의 적절한 유전체 언더필 물질(dielectric underfill material)(15)에 의해 채워진다. 일부 실시예들에서, 컨택들(11 및 13) 사이에는 공기 갭이 없으며, 언더필(15)은 실질적으로 다이오드(14)의 바닥 부분(503)과 보드(9) 사이의 모든 공간을 실질적으로 차지한다. 이러한 경우, 언더필(15)은 다이오드(14)의 바닥 부분(503) 및 보드(9)와 접촉하고 있다. 언더필(15)은 다이오드(14)의 다른 영역들과 접촉할 수도 있다. 적절 한 언더필 물질들의 예는 실리콘을 포함한다. 유사하게, 적절한 유전체 글로브탑(globtop)(또는 등각 코팅(conformal coating)) 물질(16)은 다이오드가 캡슐화되도록 다이오드(14) 상에 증착된다. 코팅(16)은 다이오드(14)의 상면(502)(예를 들어, 보드(9)로부터 멀리 떨어진 표면(들)) 상에 배치되고, 보드(9)에 도달할 때까지 아래쪽으로 연장된다. 따라서, 코팅(16)은 다이오드 몸체(504) 뿐만 아니라 컨택들(11 및 13)을 캡슐화한다. 코팅은(16)은 다이오드(14)의 상면(502) 뿐만 아니라 컨택들(11 및 13)에 접촉한다. 코팅(16)은 다이오드(14)의 다른 영역들에 접촉할 수도 있다. 적절한 글로브탑 또는 등각 코팅 물질들은 헨켈 코퍼레이션(Henkel Corporation)의 Loctite®의 브랜드로 판매되는 물질들을 포함한다. 유전체 물질(15 및 16)의 유전체 강도가 공기보다 훨씬 더 높기 때문에, 유전체 매질 브레이크다운의 위험은 실질적으로 제거된다. 언더필과 글로브탑 유전체 물질들(15 및 16)은 제어되지 않은 전기 방전을 방지함으로써, 시스템의 태양 전지들(30)을 보호한다.
도 6은 수신기(12)의 바닥측을 도시한다. 태양 전지(30)의 하면(601)은 전도성(예를 들어, 금속화된) 표면이다. 하면(601)은 구리, 은, 및/또는 금코팅 은을 포함할 수 있고, 전도성 트레이스(conductive trace)(602)에 연결된다. 전도성 트레이스(602)는 커넥터(501)에 연결되며, 커넥터(501)는 다이오드(14)의 단자(11)(11 및 14는 이 도면에서 가려져 있으므로 점선으로 도시됨)에 연결된다. 전도성 트레이스(602)는 태양 전지(30)에 의해 생성된 전류를 전달하기 위하여 비교적 넓을 수도 있다.
실시예에 따라서는, 태양 전지(30)의 하면(601)이 보드(9)의 표면(예를 들어, 바닥면(506) 상의 레이어) 상에 위치할 수 있다. 다른 실시예들에서, 태양 전지(30)의 하면(601)을 노출하는 보드(9)에서는 컷아웃(cutout)이 있을 수 있다. 전도성 트레이스(602)의 위치는 태양 전지(30)가 어떻게 장착되는지에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 보드(9)에서 컷아웃이 있을 경우, 전도성 트레이스(602)는 보드(9)의 바닥면(506) 상에 위치할 수 있다. 태양 전지(30)가 바닥면(506) 상의 보드의 레이어에 놓여질 경우, 전도성 트레이스(602)는 보드의 바닥면 상에 위치하지 않을 수 있다(예를 들어, 보드(9)의 상면(506) 및 바닥면(506) 사이의 레이어 상에 배치될 수 있다). 이러한 실시예들에서, 태양 전지의 하면(601)과 전도성 트레이스(602)는 이러한 사시도에서 가려질 수도 있다.
태양 전지의 두 번째
실시예
도 7a, 7b 및 7c는 예를 들어, 도 2 및 4의 12와 같은 태양 전지 수신기에서의 사용을 위한 태양 전지(730)의 두 번째 실시예를 도시한다. 태양 전지(730)는 도 4의 태양 전지(30)와 일반적으로 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 도 7a 및 7b는 n-극성 측(n-polarity side)의 사시도이다.
이 태양 전지(730)와 도 4의 태양 전지(30) 사이의 한 가지 차이점은 태양 전지(730)가 태양 전지(30)의 주변 컨택(301)이 아니라 2 개의 단자들(703 및 704)("버스 바(bus bar")을 이용한다는 것이다. 단자들(703 및 704)은 (영역(701)의 확대된 도면인 도 7b에 도시) 패시베이트된(passivated) 프레임(705)에 의해 둘 러싸인다. 컨택들(703 및 704)에 의해 차지된 영역은 활성 영역(702)의 일부(예를 들어, 태양 에너지를 전기로 변환 가능한 영역)가 아니다. 이 실시예의 한 가지 장점은, 컨택들(703 및 704)이 태양 전지(730)의 2 개의 측면들만을 차지하므로 전체 표면 영역의 큰 비율이 활성 영역(702)이라는 것이다.
태양 전지(730)의 전체 치수들은 약 11.18 ㎜ (치수(710)) × 10.075 ㎜ (치수(714))이다. 태양 전지(730)는 약 0.185 ㎜ 두께 (치수(718))이다. 활성 영역(702)은 약 10 ㎜ (치수(712)) × 10.075 ㎜ (치수(714))이다.
단자들(703 및 704)은 약 9.905 ㎜ 폭 (치수(715)) × 0.505 ㎜ 높이 (치수(717))이며, 태양 전지(730)의 에지들로부터 약 0.085 ㎜ (치수(713 및 719))에 위치한다. 따라서, 단자(703)의 외측 에지로부터 단자(704)의 외측 에지까지의 거리는 약 11.01 ㎜ (치수 (711))이다. 단자들(703 및 704) 둘레의 패시베이트된 프레임(705)은 약 0.01 ㎜ 두께 (치수(720))이다. 프로세싱 시의 변형들(예를 들어, 소 컬프(saw curf))의 원인을 밝히기 위하여, 일부 실시예들은 피쳐들이 없는 전체 태양 전지(730)의 둘레에 얇은 보더(thin border)(예를 들어, 0.035 ㎜, 치수(716))를 채용한다.
태양 전지(730)의 바닥(즉, p-극성 측)은 실질적으로 도 6에 예시된 태양 전지(30)의 바닥과 유사하다.
그 외의 결과들
제어되지 않은 방전의 문제점 해결에 더하여, 언더필 및/또는 글로브탑(예를 들어, 등각 코팅)의 사용은 예상하지 못한 추가적인 장점들을 결과로 발생시킬 수 있다.
언더필 및/또는 글로브탑을 이용하는 것은 열 방출을 관리하는 수신기의 능력을 실질적으로 개선할 수 있다. 언더필 및 글로브탑 유전체 물질들(15 및 16)은 공기보다 더 높은 열 전도성을 가진다. 따라서, 그것들은 열 경로(thermal path)의 단면을 증가시킴으로써 시스템의 구성 요소들로부터 주변 대기로의 열 방출을 개선한다. 또한, 일부 실시예들에서 언더필 및 글로브탑 유전체 물질들(15 및 16)은 보드 또는 기판과 접촉하고 있으므로, 다이오드로부터 보드로의 열 전달을 용이하게 한다. 전술한 바와 같이, 태양 전지(30)를 바이패싱할 경우, 다이오드(14)는 수천(예를 들어, 10.000) 와트의 전력을 전달하고 있을 수 있다. 다이오드들은 완벽하게 효율적인 전기 도체들이 아니므로, 전력의 일부가 열 에너지로서 방출된다. 과도한 열 에너지는 다이오드를 파괴할 수 있으며, 최소한 다이오드의 사용 기간을 감소시킬 수 있다. 그 결과로서, 언더필 및/또는 글로브탑을 채용하는 수신기들은 특히 전력 레벨이 증가할수록 사용 기간이 증가될 가능성이 있다. 또한, 언더필 및/또는 글로브탑은 열 관리를 개선하는 다른 많은 방법들(예를 들어, 금속 열 싱크들을 이용한 수동 냉각 또는 능동 냉각)보다 훨씬 더 비용 효과적이고 효율적이며 더 가벼운 솔루션이다. 또한, 다른 방법들은 제어되지 않은 방전의 문제점을 해결하지 않는다.
언더필 및/또는 글로브탑 물질들은 오염물들로 인한 단락(short circuits)으로부터 보호할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 도체 트레이스들(예를 들어, 45 및 46)은 단지 대략 1 ㎜ (0.394 인치)만큼 분리되어 있다. 트레이스들이 이렇게 거의 서로 근접할 경우, 물방울과 같은 많은 오염물들은 2 개의 인접한 도체 트레이스들과 접촉할 정도로 충분히 크다. 또한, 다이오드(14)는 상대적으로 작으므로, 하나 이상의 물방울들은 단자들(11 및 13)을 브리징(bridge)하는 것이 가능하다. 언더필 및/또는 글로브탑의 사용은 다이오드(14)의 단자들 또는 도체 트레이스들(45 및 46) 상에 습기가 응축되는 것을 방지함으로써, 단락의 가능성을 감소시킨다.
언더필 및/또는 유전체 글로브탑(또는 등각 코팅) 물질들(15 및 16)은 다이오드들(14)의 단자들, 도체 트레이스들(45 및 46) 및 보드(9) 상의 임의의 전기 트레이스들 상으로 이물질들이 떨어지는 것을 방지함으로써, 동작 중에 단락의 가능성을 보다 감소시킬 수도 있다.
또 다른 예상하지 못한 장점은 언더필 및/또는 글로브탑 유전체 물질들(15 및 16)이 다이오드들(14) 및 이 다이오드들이 부착되는 보드들(9) 사이의 경계면들에 기계적 무결성(mechanical integrity)을 부가한다는 것이다. 그 결과로서, 운송, 설치 및 취급 중에 다이오드(14)가 분리될(또는 전기적으로 분리될) 가능성은 감소된다.
대표적인 성능 데이터
상이한 태양 집광에서의 태양 전지 수신기들(예를 들어, 12)의 실시예들을 테스팅하는 것은 다음의 데이터와 같은 결과가 얻어졌다.
| 1광(Sun) | 470광 | 1150광 | |
| 효율성 | 31.23 % | 36.23 % | 33.07% |
| Voc(개방 전압) | 2.583 Ⅴ | 3.051 Ⅴ | 3.078 Ⅴ |
| Jsc(단락 전류) | 13.9 ㎃/㎠ | 6.49 A/㎠ | 15.92 A/㎠ |
| Vmp(최대전력점에서의 전압) | 2.32 Ⅴ | 2.704 Ⅴ | 2.523 Ⅴ |
| Jmp(최대전력점에서의 전류) | 13.46 ㎃/㎠ | 6.27 A/㎠ | 15.04 A/㎠ |
| Pmp(최대전력점) | 31.23 ㎽/㎠ | 17.03 W/㎠ | 38.03 W/㎠ |
본 발명의 원리는 태양광 발전 시스템들에 이용되는 기판들, 캐리어들, 패키지들, 도터 보드들, 마더 보드들 및 패털들 상의 반도체 구성요소들 중 단자들, 리드들(leads), 트레이스들 및 도체들에 적용될 수 있다. 본 발명은 홀(hole), BGA, PGA, LGA 및 플립 칩(flip chip) 장치들을 통한 베어 다이(bare dye)를 포함하는 모든 형태의 반도체들에 적용될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
전술한 장치에 대해 변형이 이루어질 수 있다는 것은 명백할 것이다. 보다 구체적으로, 유전체 물질은 다이오드들뿐만 아니라, 패널 상의 모든 단자들, 리드들, 및 도체 트레이스들에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 태양광 시스템들에 이용되는 도체들 및 기판들의 임의의 형태에 유전체 코팅을 도포하기 위하여 이용될 수 있다.
다수의 실시예들을 설명하였다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고, 다양한 변형들이 이루어질 수 있음은 이해될 것이다. 따라서, 다른 실시예들은 청구 범위 내에 포함된다.
도 1은 태양 에너지로부터 전기를 생성하는 장치를 포함하는 태양 패널의 사시도이다.
도 2는 도 1의 패널의 하나의 태양 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 4의 태양 전지 수신기의 회로도이다.
도 4는 도 2의 태양 전지 모듈의 일부를 형성하는 태양 전지 수신기의 사시도이다.
도 5는 도 4의 선 A-A을 따라 획득된 단면도이다.
도 6은 태양 전지 수신기의 바닥을 나타내는 도면이다.
도 7a, 7b 및 7c는 태양 전지의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
Claims (21)
- 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치에 있어서,기판;태양 에너지를 전기로 변환하는 Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체 다중 접합 태양 전지 - 상기 태양 전지는 상기 기판 상에 장착되고, 상기 전지의 p-극성 측에 연결되는 제1 컨택과 상기 전지의 n-극성 측에 연결되는 제2 컨택을 포함함 -;몸체, 어노드 컨택 및 캐소드 컨택을 포함하는 상기 기판 상의 다이오드 - 상기 다이오드의 어노드 컨택이 상기 제1 컨택과 연결되고 상기 다이오드의 캐소드 컨택이 상기 제2 컨택과 연결되도록, 상기 다이오드는 상기 태양 전지의 상기 제1 및 제2 컨택들과 병렬로 연결됨 -; 및상기 기판 상에 장착되고, 상기 태양 전지 및 10 와트 이상의 전력을 취급하는 상기 다이오드에 연결되는 출력 단자들을 포함하는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 다이오드 몸체의 상부 상에 배치되며, 상기 기판으로 연장되는 코팅을 포함하고,상기 코팅은 상기 다이오드 몸체, 어노드 컨택 및 캐소드 컨택을 실질적으로 캡슐화하는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 다이오드 몸체의 바닥 부분과 상기 기판 사이의 모든 공간을 실질적으로 차지하는 언더코팅(undercoating)을 포함하는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 태양 전지가 임계 전압 이상을 생성하고 있지 않을 경우, 상기 다이오드는 순방향 바이어싱(forward-bias) 되도록 동작할 수 있는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 다이오드와 상기 기판 사이의 공기 갭이 없도록 상기 언더코팅이 배치되는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 다이오드의 어노드 컨택과 캐소드 컨택 사이의 공기 갭이 없도록 상기 언더코팅이 배치되는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 코팅은 공기보다 더 높은 유전체 강도를 가지는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 코팅은 공기보다 더 높은 열 전도성을 가지는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 언더코팅은 공기보다 더 높은 유전체 강도를 가지는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 언더코팅은 공기보다 더 높은 열 전도성을 가지는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 출력 단자들에 연결되는 커넥터를 포함하고,상기 커넥터는 하나 이상의 태양 전지 수신기들에 전기적 접속을 제공하도록 동작할 수 있으며,상기 커넥터는 서로 전기적으로 절연된 2 개의 개구들을 포함하고,1 개의 개구는 제1 전기 소켓을 포함하며,1 개의 개구는 제2 전기 소켓을 포함하고,상기 다이오드의 어노드 컨택과 상기 제1 컨택은 상기 제1 전기 소켓과 전기적으로 연결되고,상기 다이오드의 캐소드 컨택과 상기 제2 컨택은 상기 제2 전기 소켓과 전기적으로 연결되는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 커넥터는 상기 기판 상에 장착되는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 다이오드는 쇼트키(Schottky) 바이패스 다이오드를 포함하는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제2 컨택은 상기 태양 전지의 n-극성 측의 주변에 배치된 전기적인 전도성 물질을 포함하는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 1 항에 기재된 태양 전지 수신기에 있어서,상기 제2 컨택은 상기 태양 전지의 n-극성 측의 2 개의 에지들에 인접하게 배치된 전기적인 전도성 물질을 포함하는것을 특징으로 하는 태양 전지 수신기.
- 제 1 항에 기재된 태양 전지 수신기에 있어서,상기 제1 컨택은 상기 태양 전지의 전체 p-극성 측에 실질적으로 배치된 금속 레이어를 포함하는것을 특징으로 하는 태양 전지 수신기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제2 컨택을 상기 다이오드의 캐소드 컨택에 연결하는 하나 이상의 와이어 본드들을 포함하는것을 특징으로 하는 태양 에너지를 전기로 변환하는 장치.
- 제 1 항에 기재된 수신기에 있어서,상기 태양 전지는 InGaP, InGaAs 또는 GaAs를 포함하는 적어도 하나의 레이어를 포함하는것을 특징으로 하는 수신기.
- 제 1 항에 기재된 태양 전지 수신기에 있어서,상기 태양 전지는 반사방지 코팅을 포함하는것을 특징으로 하는 태양 전지 수신기.
- 제 1 항에 기재된 태양 전지 수신기에 있어서,상기 태양 에너지의 소스를 상기 태양 전지 상으로 집속하기 위한 렌즈를 포함하는것을 특징으로 하는 태양 전지 수신기.
- 제 1 항에 기재된 태양 전지 수신기에 있어서,상기 기판은 상기 태양 전지의 p-극성 측의 적어도 일부를 노출하는 컷아웃(cutout)을 포함하는것을 특징으로 하는 태양 전지 수신기.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/849,033 US7671270B2 (en) | 2007-07-30 | 2007-08-31 | Solar cell receiver having an insulated bypass diode |
| US11/849,033 | 2007-08-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090023025A true KR20090023025A (ko) | 2009-03-04 |
| KR101046699B1 KR101046699B1 (ko) | 2011-07-06 |
Family
ID=40292934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080031242A KR101046699B1 (ko) | 2007-08-31 | 2008-04-03 | 절연 바이패스 다이오드를 갖는 태양 전지 수신기 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7671270B2 (ko) |
| KR (1) | KR101046699B1 (ko) |
| CN (1) | CN101378086B (ko) |
| DE (1) | DE102008012335A1 (ko) |
| ES (1) | ES2362293B1 (ko) |
| IT (1) | ITMI20080476A1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101449891B1 (ko) * | 2011-05-20 | 2014-10-13 | 솔렉셀, 인크. | 태양 전지를 위한 자가-활성된 전면 바이어스 |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7622666B2 (en) * | 2005-06-16 | 2009-11-24 | Soliant Energy Inc. | Photovoltaic concentrator modules and systems having a heat dissipating element located within a volume in which light rays converge from an optical concentrating element towards a photovoltaic receiver |
| US8148628B2 (en) * | 2007-07-30 | 2012-04-03 | Emcore Solar Power, Inc. | Solar cell receiver for concentrator modules |
| US7671270B2 (en) * | 2007-07-30 | 2010-03-02 | Emcore Solar Power, Inc. | Solar cell receiver having an insulated bypass diode |
| US20090159122A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Solfocus, Inc. | Leadframe Receiver Package |
| US20090159128A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Gill Shook | Leadframe receiver package for solar concentrator |
| US20090188561A1 (en) * | 2008-01-25 | 2009-07-30 | Emcore Corporation | High concentration terrestrial solar array with III-V compound semiconductor cell |
| US8093492B2 (en) * | 2008-02-11 | 2012-01-10 | Emcore Solar Power, Inc. | Solar cell receiver for concentrated photovoltaic system for III-V semiconductor solar cell |
| US9331228B2 (en) * | 2008-02-11 | 2016-05-03 | Suncore Photovoltaics, Inc. | Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells |
| US8759138B2 (en) | 2008-02-11 | 2014-06-24 | Suncore Photovoltaics, Inc. | Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells |
| AU2009246864A1 (en) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Emcore Corporation | Solar systems that include one or more shade-tolerant wiring schemes |
| AU2009292595B2 (en) * | 2008-09-10 | 2015-09-10 | Kaneka Corporation | Solar cell module and solar cell array |
| US20120215372A1 (en) * | 2008-12-15 | 2012-08-23 | Array Converter Inc. | Detection and Prevention of Hot Spots in a Solar Panel |
| US8050804B2 (en) * | 2008-12-15 | 2011-11-01 | Array Converter, Inc. | Detection and prevention of hot spots in a solar panel |
| US8901541B2 (en) * | 2009-04-07 | 2014-12-02 | Rohm Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and image pick-up device |
| WO2010129420A1 (en) * | 2009-05-02 | 2010-11-11 | Solar Power, Inc. | High strength photovoltaic module and array |
| US20120216847A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Santosh Kumar | Pyroelectric solar technology apparatus and method |
| US8530990B2 (en) | 2009-07-20 | 2013-09-10 | Sunpower Corporation | Optoelectronic device with heat spreader unit |
| US9012771B1 (en) | 2009-09-03 | 2015-04-21 | Suncore Photovoltaics, Inc. | Solar cell receiver subassembly with a heat shield for use in a concentrating solar system |
| US9806215B2 (en) * | 2009-09-03 | 2017-10-31 | Suncore Photovoltaics, Inc. | Encapsulated concentrated photovoltaic system subassembly for III-V semiconductor solar cells |
| US8482156B2 (en) * | 2009-09-09 | 2013-07-09 | Array Power, Inc. | Three phase power generation from a plurality of direct current sources |
| US9337360B1 (en) | 2009-11-16 | 2016-05-10 | Solar Junction Corporation | Non-alloyed contacts for III-V based solar cells |
| US9214586B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-12-15 | Solar Junction Corporation | Semiconductor solar cell package |
| US8563849B2 (en) * | 2010-08-03 | 2013-10-22 | Sunpower Corporation | Diode and heat spreader for solar module |
| US8962988B2 (en) | 2011-02-03 | 2015-02-24 | Solar Junction Corporation | Integrated semiconductor solar cell package |
| US8859892B2 (en) * | 2011-02-03 | 2014-10-14 | Solar Junction Corporation | Integrated semiconductor solar cell package |
| US9748414B2 (en) | 2011-05-20 | 2017-08-29 | Arthur R. Zingher | Self-activated front surface bias for a solar cell |
| WO2013067429A1 (en) | 2011-11-03 | 2013-05-10 | Arraypower, Inc. | Direct current to alternating current conversion utilizing intermediate phase modulation |
| TWI442587B (zh) * | 2011-11-11 | 2014-06-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 外殼面板及使用該外殼面板的電子設備 |
| US8636198B1 (en) | 2012-09-28 | 2014-01-28 | Sunpower Corporation | Methods and structures for forming and improving solder joint thickness and planarity control features for solar cells |
| US9080792B2 (en) | 2013-07-31 | 2015-07-14 | Ironridge, Inc. | Method and apparatus for mounting solar panels |
| AU2014364433A1 (en) * | 2013-12-18 | 2016-08-04 | Windgap Medical, Inc. | Drug mixing and delivery system and method |
| US10263131B2 (en) | 2014-04-07 | 2019-04-16 | Solaero Technologies Corp. | Parallel interconnection of neighboring solar cells with dual common back planes |
| US10790406B2 (en) | 2014-04-07 | 2020-09-29 | Solaero Technologies Corp. | Parallel interconnection of neighboring space-qualified solar cells via a common back plane |
| US9691926B2 (en) * | 2014-10-02 | 2017-06-27 | X Development Llc | Using solar cells as bypass diode heat sinks |
| DE102015009004A1 (de) | 2015-06-05 | 2016-12-08 | Solaero Technologies Corp. | Automatisierte Anordnung und Befestigung von Solarzellen auf Paneelen für Weltraumanwendungen |
| US9608156B2 (en) | 2015-07-09 | 2017-03-28 | SolAcro Technologies Corp. | Assembly and mounting of solar cells on space panels |
| US10090420B2 (en) | 2016-01-22 | 2018-10-02 | Solar Junction Corporation | Via etch method for back contact multijunction solar cells |
| US9680035B1 (en) | 2016-05-27 | 2017-06-13 | Solar Junction Corporation | Surface mount solar cell with integrated coverglass |
| WO2021167904A1 (en) | 2020-02-17 | 2021-08-26 | Stephen Sampayan | Partial discharge suppression in high voltage solid-state devices |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4188238A (en) | 1978-07-03 | 1980-02-12 | Owens-Illinois, Inc. | Generation of electrical energy from sunlight, and apparatus |
| JPS5536950A (en) * | 1978-09-05 | 1980-03-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacturing of thin film photocell |
| US4460232A (en) * | 1982-05-24 | 1984-07-17 | Amp, Incorporated | Junction box for solar modules |
| JP3357808B2 (ja) * | 1996-01-29 | 2002-12-16 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池装置 |
| US6020555A (en) | 1997-05-01 | 2000-02-01 | Amonix, Inc. | System for protecting series connected solar panels against failure due to mechanical damage of individual solar cells while maintaining full output of the remaining cells |
| JPH11330521A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-11-30 | Canon Inc | 太陽電池モジュ―ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、太陽電池モジュ―ルの故障特定方法 |
| JP3624720B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2005-03-02 | 住友電装株式会社 | 太陽電池モジュール用端子ボックス装置 |
| JP2000228529A (ja) | 1998-11-30 | 2000-08-15 | Canon Inc | 過電圧防止素子を有する太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽光発電システム |
| JP2001168368A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-06-22 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 端子ボックス |
| JP2002246628A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-30 | Showa Shell Sekiyu Kk | バイパスダイオード一体封止型太陽電池モジュール及び該モジュールの製造方法 |
| AU2002329656A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-17 | Chu Chaw-Long | Solar cell having a bypass diode for reverse bias protection and method of fabrication |
| US7122733B2 (en) * | 2002-09-06 | 2006-10-17 | The Boeing Company | Multi-junction photovoltaic cell having buffer layers for the growth of single crystal boron compounds |
| JP3493422B1 (ja) * | 2003-04-07 | 2004-02-03 | エンゼル工業株式会社 | 半被覆ダイオードと太陽電池モジュール用端子ボックス |
| CN100420038C (zh) * | 2003-05-19 | 2008-09-17 | 索拉尔系统有限公司 | 用于光伏电池的旁路二极管及旁路光伏电池的方法 |
| JP2004342986A (ja) | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Canon Inc | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール設置構造体 |
| DE102004023856B4 (de) * | 2004-05-12 | 2006-07-13 | Rwe Space Solar Power Gmbh | Solarzelle mit integrierter Schutzdiode und zusätzlich auf dieser angeordneten Tunneldiode |
| US7906722B2 (en) * | 2005-04-19 | 2011-03-15 | Palo Alto Research Center Incorporated | Concentrating solar collector with solid optical element |
| US7687707B2 (en) * | 2005-11-16 | 2010-03-30 | Emcore Solar Power, Inc. | Via structures in solar cells with bypass diode |
| US8148628B2 (en) * | 2007-07-30 | 2012-04-03 | Emcore Solar Power, Inc. | Solar cell receiver for concentrator modules |
| US7671270B2 (en) * | 2007-07-30 | 2010-03-02 | Emcore Solar Power, Inc. | Solar cell receiver having an insulated bypass diode |
| US8093492B2 (en) * | 2008-02-11 | 2012-01-10 | Emcore Solar Power, Inc. | Solar cell receiver for concentrated photovoltaic system for III-V semiconductor solar cell |
-
2007
- 2007-08-31 US US11/849,033 patent/US7671270B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-03-03 DE DE102008012335A patent/DE102008012335A1/de not_active Ceased
- 2008-03-12 ES ES200800729A patent/ES2362293B1/es active Active
- 2008-03-20 IT IT000476A patent/ITMI20080476A1/it unknown
- 2008-04-03 KR KR1020080031242A patent/KR101046699B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2008-04-22 CN CN2008100946060A patent/CN101378086B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-02-10 US US12/703,561 patent/US8088992B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101449891B1 (ko) * | 2011-05-20 | 2014-10-13 | 솔렉셀, 인크. | 태양 전지를 위한 자가-활성된 전면 바이어스 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2362293A1 (es) | 2011-07-01 |
| ES2362293B1 (es) | 2012-05-03 |
| US8088992B2 (en) | 2012-01-03 |
| US7671270B2 (en) | 2010-03-02 |
| US20090032093A1 (en) | 2009-02-05 |
| KR101046699B1 (ko) | 2011-07-06 |
| CN101378086B (zh) | 2010-06-09 |
| US20100139752A1 (en) | 2010-06-10 |
| ITMI20080476A1 (it) | 2009-03-01 |
| CN101378086A (zh) | 2009-03-04 |
| DE102008012335A1 (de) | 2009-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101046699B1 (ko) | 절연 바이패스 다이오드를 갖는 태양 전지 수신기 | |
| KR101224923B1 (ko) | Ⅲ－ⅴ 반도체 태양 전지를 이용한 집중식 태양광 시스템 모듈 | |
| US8148628B2 (en) | Solar cell receiver for concentrator modules | |
| US9923112B2 (en) | Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells | |
| US11862745B2 (en) | One-dimensional metallization for solar cells | |
| US9331228B2 (en) | Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells | |
| US9806215B2 (en) | Encapsulated concentrated photovoltaic system subassembly for III-V semiconductor solar cells | |
| JP5302500B2 (ja) | 一体型バイパスダイオードを含む太陽電池における信頼性のある内部接続 | |
| US20100313954A1 (en) | Concentrated Photovoltaic System Receiver for III-V Semiconductor Solar Cells | |
| US10804420B2 (en) | Solar cell arrays for concentrator photovoltaic modules | |
| US20100083998A1 (en) | Solar Cell Receiver with a Glass Lid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |