KR20090042229A - 구형 광전 셀들과 탄성적으로 결합되는 마이크로 콘센트레이터 - Google Patents
구형 광전 셀들과 탄성적으로 결합되는 마이크로 콘센트레이터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090042229A KR20090042229A KR1020097000238A KR20097000238A KR20090042229A KR 20090042229 A KR20090042229 A KR 20090042229A KR 1020097000238 A KR1020097000238 A KR 1020097000238A KR 20097000238 A KR20097000238 A KR 20097000238A KR 20090042229 A KR20090042229 A KR 20090042229A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- semiconductor
- light
- electrical
- electrodes
- slots
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 209
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 62
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 59
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 58
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 55
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 38
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 38
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 34
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 24
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 23
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 23
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 10
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 10
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 9
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 8
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 7
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 6
- -1 meshes Substances 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 4
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 240000002329 Inga feuillei Species 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
- 238000004049 embossing Methods 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 2
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 2
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 claims 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims 1
- 229940098458 powder spray Drugs 0.000 claims 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 144
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 14
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 8
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 4
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 3
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 239000004589 rubber sealant Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910005542 GaSb Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 2
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000011532 electronic conductor Substances 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920006105 Aramica® Polymers 0.000 description 1
- 229920003345 Elvax® Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N [F].[Si] Chemical compound [F].[Si] VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- RZVXOCDCIIFGGH-UHFFFAOYSA-N chromium gold Chemical compound [Cr].[Au] RZVXOCDCIIFGGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000009975 flexible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- VDGJOQCBCPGFFD-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-) silicon(4+) titanium(4+) Chemical compound [Si+4].[O-2].[O-2].[Ti+4] VDGJOQCBCPGFFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 239000006120 scratch resistant coating Substances 0.000 description 1
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000004447 silicone coating Substances 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical class 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical group [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
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
- H01L31/04—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
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0543—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
-
- 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
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
-
- 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
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/055—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
-
- 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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Abstract
작은 치수 옵틱들에 의하여, 작은 광전 셀들은 열 분배 면들, 매우 높은 집중들을 가지며, 그 후에 반도체들의 높은 이용도가 달성될 수 있다. 이산 광다이오드들은 고성능 특성, 정밀 치수들, 및 저비용을 갖는 구형 및 형상화된 다른 기하구조의 셀들로서 형성될 수 있다. 본 발명은 자신의 기하구조 형태, 탄성적인 전기적 장착들을 사용함으로써 이산 광전 셀들을 포지셔닝하고, 이들을 내화성 및/또는 반사형 옵틱들의 작은 광 컨센트레이터 시스템들에 결합하고, 이러한 광다이오드들로의 전기적 네트워크 접속을 신뢰 가능하게 행하고, 저비용으로 열 팽창에 대해 조정하여 저비용이고 신뢰 가능한 전력 어레이들을 형성한다. 전기적 커넥터들 및 네트워크는 반사 옵틱들 및 열 제거 시스템의 부분을 형성할 수 있다. 전기적 상호접속 시스템은 또한 포인트 고장을 자기-수정하고 견뎌내는 신뢰 가능한 네트워크를 형성할 수 있다.
옵틱, 광전 셀, 광다이오드, 광 컨센트레이터 시스템, 전기적 커넥터.
Description
본 발명은 구형 광전 셀(photovoltaic cell)들과 탄성적으로 결합되는 마이크로 콘센트레이터(micro concentrator)들에 관한 것이다.
맑고 화창한 날에, 태양은 행성의 표면의 평방미터 당 대략 1,000 와트의 에너지를 낸다. 태양 에너지 대 전기 변환은 지구 상에서 에너지 수요를 단계적으로 확대시키는 것에 대한 이상적인 전원 솔루션(power source solution)이 될 가능성을 갖는다. 태양 에너지에 대한 주요 한계는 시스템의 비용이 높다는 것이다. 현재, 가장 양호한 광전 셀 시스템들은 대략 $2/Watt를 달성하였지만, 종래의 전원들과 비교하기 위하여, 4배의 비용 감소 팩터(factor), 즉 0.5$/Watt가 달성될 필요가 있다.
태양 어레이(solar array)들의 거의 전체 비용은 현재의 태양 셀 장치에서 사용되는 대량의 고가 반도체에 기인한다. 현재의 태양 셀 기술들은 어레이들을 고가이고, 비효율적이며, 종종 신뢰 불가능하게 한다. 우리의 이노베이션(innovation)은 과열되지 않고 작은 이산 광전 셀들에 의한 효율적인 열 제거 효과로 효율을 감소시키면서, 고가의 반도체를 더 양호하게 사용하도록 광을 또한 집 중시키는 탄성적인 컨택(elastic contact)들을 갖는 셀(cell)들의 어레이를 양산하는 방법이다. 따라서, 시스템 반도체 비용 컴포넌트(system semiconductor cost component)가 감소될 수 있다. 단위 면적 당 집중 옵틱 비용(concentrating optic cost)들이 반도체들의 비용들 및 광전 셀의 단위 면적 당 전체 비용보다 상당히 더 낮은 경우, 생성된 전력의 비용은 감소된다. 반도체들에 비하여 훨씬 더 낮은 마이크로-광 집중 시스템들의 비용으로 인하여, 현재의 광전 셀 비용들의 4배에서부터 수 백배까지의 범위의 재료 비용 감소들이 달성될 수 있다는 것이 추정되었다.
수 천개의 이산 광다이오드(discrete photodiode)들의 광전 어레이를 생성하는 실용적인 양상은 온도 범위(range temperature)에 걸쳐 전기적 그리고 열적 접속들을 신뢰 가능하고 효율적으로 행하는 도전을 초래하였다. 플라스틱 기판(plastic substrate)들 상에 장착된 긴 스트링(string)들의 실리콘 광다이오드(silicone photodiode)들을 생성하기 위한 시도들이 어셈블리(assembly)에서 구축물(building up)의 차동 열 팽창으로부터 응력들 및 크랙킹 페일러(cracking failure)들을 초래한다는 것이 발견되었다. 본 특허에서, 반도체 몸체(semiconductor body)들을 적소에서 유지하고 어셈블링된 시스템이 만곡되고 온도 계수들의 범위를 갖는 유사하지 않은 재료들 사이의 컨택 또는 기계적 분해를 손실함이 없이 광범위한 온도 변화를 겪도록 하기 위하여 탄성적인 전기적 그리고 열적 컨택들이 사용된다. 시스템의 차동 열 팽창 또는 만곡(flexure)으로 인하여 전기적 컨택들에서 항복 응력(yield stress)을 축적시키는 것을 피하기 위하여 기판 상에서 전기적 컨택들 및 회로들의 방향을 주기적으로 변화시키는 기하구 조(geometry)가 또한 사용될 수 있다. 이로써, 탄성적인 레이짐(regime)에서 전기적 컨택들을 유지한다. 전기적 컨택들은 함께 용접 또는 솔더링(soldering)될 수 있지만, 솔더 또는 용접된 포인트들 상에서 탄성적 압축을 여전히 유지하는 것이 전기적 컨택들이 열 팽창 및 기계적 진동들로 인해 솔더링되거나 용접된 포인트들에서 항복 응력들에 도달하지 않도록 한다. 전기적 컨택들은 컴포넌트들의 구성에서 넓은 허용오차(tolerance)들로 어레이들을 어셈블링하는 것을 가능하게 한다.
마이크로-집중, 효율적, 그리고 히트-싱킹(heat-sinking) 개념은 잎들 상의 빗방울들과 같은 더 작은 옵틱들이 잎들을 열적으로 연소시킴이 없이 작은 스폿(spot)들 내로 수백 시간 일광(sunlight)을 집중시킬 수 있다는 간단한 관측에서 나온다. 일광을 집중시킴으로써, 태양 셀들은 상기 태양 셀들을 이산 셀들, 전기적 접속들로서 제조되고 마이크로 집중 미러(mirror)들 및 렌즈(lens)들과 메이팅(mating)될 수 있는 실용적인 디바이스 광전 어레이로 변환시키는 고가의 반도체 재료들을 사용하여 더 효율적이고 더 비용 효율적이 될 수 있다(미국 특허 5,482,568). 상기 개념을 테스트(test)하는 여러 컨센트레이터 시스템들을 구성하였다. 2 cm 직경의 원통형 유리 로드(glass rod), 시트 알루미늄 후방 리플렉터(sheet aluminum back reflector), 및 2 mm 폭의 결정질 광전 셀을 사용한 태양 컨센트레이터 시스템이 집중 옵틱들이 없는 광전 셀에 비하여 전력 출력에서 7배 증가를 달성하였다. 광 집중을 갖는 광전 셀에서 대수롭지 않은 불리한 온도 증가가 존재하였다. 또 다른 실험에서, 실리콘 광전 셀 상에서 18 미크론(micron)의 스폿 크기(spot size)를 갖는 현미경 대물 렌즈로부터의 포커싱된 스폿이 2도의 온도 상승만을 경험하면서 34,000 태양들의 광학 농도를 달성하였다는 것이 관측되었다. 광전 셀의 성능은 광전 셀 상의 단일 스폿 내로의 더 높은 광 집중으로 인하여 성능의 3% 감소만을 경험하였다. 따라서, 더 작은 치수 옵틱들, 작은 광전 셀 및 열 분배면들에 의하여, 매우 높은 농도 및 이어서 반도체들의 높은 이용도가 달성될 수 있다.
이 특허의 발명은 실용적인 전력 시스템을 형성하기 위하여 막대한 수의 광 콘센트레이터들 및 개별적인 셀들을 신뢰 가능하고 저비용으로 형성하는 실용적인 양상에 초점을 맞춘다. 전 커넥터는 우리의 이전 미국 특허 5,482,568 특허에서와 같이 각각의 옵틱들의 부분을 형성할 수 있다. 이 전기적 상호접속 시스템은 또한 포인트 페일러들을 견디는 신뢰 가능한 네트워크를 형성할 수 있다.
도 1은 유전체 재료 내의 슬롯을 도시한 도면.
1. 유전체 재료
2. 슬롯
3. 평활한 측면
4. 둥근 측면
도 2는 형상화된 컨택 슬롯 또는 홀의 단면도.
10. 외부면 상의 전자 컨덕터(electron conductor)
11. 유전체 기판
12. 평활면 상의 제 1 전자 컨덕터 코팅
13. 슬롯
14. 슬롯의 둥근 공간 측면 상의 제 2 전자 컨덕터
15. 재료의 외부 평활면 상의 전자 컨덕터
16. 형상화된 홀의 하부
17. 탄성적 기판 필름
도 3은 구형 광다이오드를 유지하는 형상화된 컨택 슬롯 또는 홀의 단면도.
20. 제 1 외부 전기적 컨덕터
21. 유전체 기판
22. 슬롯 내의 제 1 전기적 컨덕터
23. 구의 내부 도핑된 영역 상의 컨택
24. 외부 도핑된 층
25. 구의 도핑된 내부
26. 구 상의 외부 도핑된 영역 상의 전기적 컨택
27. 슬롯의 외부의 구부러진 섹션(section) 상의 전기적 컨택
28. 유전체 기판의 외부면 상의 전기적 컨택
29. 구형 반도체의 반사방지 코팅(antireflection coating)
30. 슬롯 슬루(slot glue) 또는 실리콘 코팅의 하부
31. 슬롯 또는 홀
32. 비드(bead)의 평활한 측면
33. 슬롯의 평활한 측면
도 4는 구형 광다이오드를 유지하기 위하여 평활한 측면을 갖는 반구 형상의 홀을 도시한 도면.
35. 컨덕터 코팅
36. 홀의 평환한 스폿 상의 컨덕터 코팅
37. 유전체 기판 내의 홀
38. 전기적 브레이크(electrical break)
39. 외부면 상의 전기적 컨덕터
40. 홀의 구형 측면 상의 전기적 커넥터 컨덕터
도 5는 유리 몰딩된 렌즈/미러 옵틱(glass molded lens/mirror optic) 상의 시스템의 예를 도시한 도면.
49. 투명한 유전체 실런트(sealant)
50. 투명한 렌즈/미러 옵틱 2D 또는 3D
51. 미러 위치 상의 전기적 컨덕터
52. 반도체
53. 반도체 상의 제 2 컨택
54. 전기적 컨덕터 및 외부 시리즈 어레이 컨택(oouter series array contact)
55. 대향측 전기적 컨택을 통한 전기적 컨덕터
56. 보호 후방 플레이트(protective back plate)
57. 유전체 실런트
58. 반사방지 코팅 및 유리 보호제(glass protectant)
59. 유전체 실런트
도 6은 어레이의 후방 리플렉터 셀 부착 버전을 도시한 도면.
60. 굴절매체 재료(refractor material)
61. 상부 렌즈
62. 하부 미러
63. 광다이오드 컵
64. 외부 전기적 컨덕터
65. 반도체
66. 유전체 기판
67. 후방 플레이트 또는 코팅은 리플렉터 또는 스캐터(scatter)일 수 있다
68. 후방 코팅 리플렉터 또는 스캐터
69. 형상화된 슬롯
85. 실리콘 러버 실런트(silicone rubber sealant)
도 7은 구현 옵틱들을 도시한 도면.
70. 상부 렌즈에서의 단면
71. 전기적 컨택터 및 미러의 단면
72. 투명한 재료의 단면
73. 반도체 구로의 전기적 컨택
74. 반도체 구
75. 구로의 둥극 측면 전기적 컨택
76. 구로의 여러 전기적 컨택들의 단면
77. 전기적 컨택 코팅
78. PN 접하 및 전기적 컨택을 갖는 반도체 구
79. 전기적 브레이크
80. 제 2 전기적 컨택
81. 셀들 사이의 육각형 분리선. 이 셀는 또한 정사각형 패킹(square packing)일 수 있다
도 8은 구들이 얇은 필름 어레이 내로 패킹될 때의 전기적 와이어링(wiring)을 도시한 도면.
90. 몰딩된 유전체 기판
91. 전기적 도전성 필름
92. 평활한 측면 및 내부 재료 상의 전기적 컨택
93. 내부 도핑된 반도체
94. 외부 도핑된 층
95. 외부 도핑된 표면 상의 컨택
96. 둥극 측면 컨택
97. 컨택 전극
98. 홀 상의 날카로운 정사각형 측면과 끼워맞춤되지 않을 반전된 반도체
99. 외부면 도핑된 층
100. 내부 도핑된 층
101. 평활한 측면 전기적 컨택
102. 평활한 측면 컨택
103. 평활한 측면 홀 유전체를 갖는 몰딩된 반구가 또한 신틸레이터(scintillator)일 수 있다
104. 둥근 측면 전기적 컨택
105. 정전기적 도전성 필름
106. 외부면이 검게 된 후방 리플렉터 또는 스캐터러
107. 검게 된 외부면
108. 몰딩된 슬롯 또는 홀
도 9는 렌즈/미러 사이에서 클램핑(clamping)되는 폴딩(folding)된 시트를 도시한 도면.
110. 형성된 투명한 렌즈 및 미러
111. 전기적 접속 탭
112. 전자 도전성 코팅
113. 유전체 기판
114. 후방 금속 플레이트(back metal plate)
115. 반도체 구
116. 전기 출력 접속
117. 반사방지 코팅 또는 TiO2 및/또는 스크래치-방지 또는 마모-방지 또는 다른 최적의 집중 방식들 또는 자외선 광 필터
118. 일렉트로닉스(electronics) 또는 배터리들
119. 열적 상 변화 재료(thermal phase change material)
120. 절연된 컨테이너 또는 박스(insulated container or box)
121. 팬 모터 또는 액추에이터(fan motor or actuator)
122. 공기 흐름
123. 팬 또는 밸브
124. 열 파이프 또는 열 순환 시스템
125. 검게 된 후방면
126. 광학적 결합 또는 실링 재료
도 10A는 렌즈 및 후방 집중 플레인 시스템(back concentration plane system)을 도시한 도면.
109. 공기 갭
127. 유전체 기판 층
128. 탄성적 층
129. 렌즈의 표면과 로우 앵글(low angle)을 갖는 광선
130. 렌즈
131. 광선들
132. 광다이오드
133. 광다이오드 기판 표면 및 전극들
134. 전기적 브레이크들
도 10B는 렌즈 및 후방 집중 플레인 시스템을 도시한 도면.
125. 제 2 전극 및 광 리플렉터
136. 광선들
137. 프리넬 렌즈(Fresnel lens)
138. 광다이오드
139. 유전체 기판
140. 제 1 전기적 컨택 및 리플렉터
도 10C는 단일 포물선형 및 전방면 집중 플레인 시스템을 도시한 도면.
141. 투명한 유전체 윈도우(window)
142. 광다이오드
143. 광선
144. 전기적 컨택
145. 포물선형 리플렉터
162. 공기 또는 투명 매체
164. 투명한 전극
도 10D는 카시그라니안 옵틱(Cassigranian optic)들 및 후방 집중 표면 플레인 시스템을 도시한 도면.
146. 투명한 윈도우
147. 제 2 리플렉터
148. 광선들
149. 제 1 리플렉터
150. 광다이오드
151. 전기적 컨덕터
152. 유전체 기판
153. 공기 또는 투명 매체
도 10E는 굴절률 그래디언트 집중 렌즈들(GRIN 렌즈들) 및 후방 집중 시스템을 도시한 도면.
155. 고 굴절률 층
156. 다음의 최고 굴절률 층
157. 제 3의 최고 굴절률 층
158. 광선들
159. 전기적 컨덕터들
160. 광다이오드
161. 최저 굴절률
도 10F는 스펙트럼 확산 적색-녹색 및 기울어진 옵틱 시스템들을 도시한 도면.
주의: 격자 및 홀로그래픽 스펙트럼 확산들이 또한 이 기울어진 옵틱 배열들에서 사용될 수 있다는 것이 지적되어야 하고 아마도 도시되어야 한다.
165. 광선
166. 높은 색수차(chromatic aberration)(또는 간섭 격자)를 갖는 굴절률 재료
167. 전기적 컨택들 및 리플렉터들
168. 녹색 광다이오드
169. 청색 광다이오드
170. 적색 광다이오드
171. 적색 광선
172. 녹색 광선
173. 청색 광선
도 11은 반구형 계층화된 광다이드 스택(semi-spherical layered photodiode stack)에 결합된 색수차를 도시한 도면.
174. 반사-방지 코팅
175. 광선
176. 렌즈
177. 청색 광선
178. 적색 광선
179. 적색 광의 초점 포인트
180. 청색 광다이오드 층 상의 청색 광 스폿 또는 존(zone)
181. 적색 광 광다이오드 층
182. 중앙 전기적 컨택
183. 외부 층 컨택
184. 녹색 광 흡수 층
199. 녹색 광 광자
도 12A는 양측 접지 계층화된 구형 광다이오드 스택을 도시한 도면.
270. 외부 림 컨택(outer rin contact)
271. 외부 광다이오드 층
272. 중간 광다이오드 층
273. 중앙 전기적 컨택
274. 중앙 광다이오드 층
275. 중앙 전기적 컨택
도 12B는 양측 접지 셀들 또는 단일 측 접지 셀들에 대한 측면 대 측면 및 림 컨택 클램프를 도시한 도면.
280. 전기적 컨택
281. 림 전기적 컨택
282. 외부 광다이오드 층
283. 중간 광다이오드 층
284. 중앙 광다이오드
285. 중앙 전기적 컨택
286. 중앙 전기적 컨택
287. 전기적 컨택
288. 유전체 기판
289. 후방 전기적 컨택
290. 중간 광다이오드 층
291. 외부 광다이오드 층
292. 외부 림 전기적 컨택
293. 몰딩된 유리 커버 렌즈 또는 미러.
294. 탄성적인 투명한 인터페이스 재료
295. 유전체 재료 내의 슬롯 또는 캐비티
도 13A는 낮은 마찰 계수 표면 상의 정렬된 비대칭 반-구들을 도시한 도면.
185. 음원
186. 음파들
187. 테플론 표면(Teflon surface)
188. 형상화된 반도체 비드
189. 비드의 평활한 측면
190. 후방 전기적 표면
191. 높은 전압원
192. 전기적 접지
193. 푸셔 플레이트(pusher plate) 또는 그리드(grid)들의 상부의 접지면
도 13B는 낮은 마찰 계수 표면 상의 정렬된 반구들 및 푸셔를 도시한 도면.
200. 푸셔 플레이트
201. 플레이트 상의 정렬된 구들
202. 푸셔 플레이트 상의 형상화된 슬롯
203. 푸셔 플레이트 상의 반구형상의 리세스
204. 테플론 표면 유전체
205. 금속 플레이트
도 13C는 전기적 컨택 클램프 내로 정렬된 반구를 주입하는 푸셔를 도시한 도면.
210. 유전체 기판 클램프
211. 전기적 컨택 및 미러
212. 형상화된 캐비티
213. 비대칭 광다이오드 비드
214. 전기적 컨택
215. 형상화된 푸셔의 하부에서의 실리콘 러버 컨택면
216. 푸셔 플레이트
217. 테플론 필름
218. 후방 플레이트
219. 유전체 형상화된 기판 및 미러 상의 제 2 전극
220. 비드의 평활한 측면 상의 제 2 컨택
221. 비드의 평활할 측면
222. 푸셔 플레이트 상의 형상화된 캐비티
도 14는 형상화된 렌즈 미러 회로 클램프 내의 광다이오드로의 중앙 평활 포인트 컨택 및 측면 컨택의 단면도.
230. 외부의 투명한 반사방지 및 보호 코팅
231. 내화성 유전체 재료 렌즈-미러
232. 유전체 광학적으로 투명한 글루 또는 광학적 결합 재료
233. 반도체 광다이오드
234. 광학적으로 투명한 글루 또는 광학적 결합 재료
235. 낮은 마찰 계수를 가질 수 있는 유전체 코팅
236. 낮은 마찰 계수를 가질 수 있는 유전체 코팅
237. 림 컨택 전극
238. 림 컨택 전극
239. 후방 유전체 기판 및 전기적 컨택 세퍼레이터(electrical contact separator)
240. 중앙 전기적 도전성 중앙 컨택
241. 후방 유전체 기판
242. 광다이오드 중앙 컨택으로의 전기적 컨택 및 회로
243. 광다이오드 중앙 컨택과 인접한 광다이오드의 림 컨택 사이의 비아 전기적 접속(via electrical connection)
도 15는 광전 어레이의 등가의 전기 회로의 개략도.
250. 출력 접속, 동작적으로 양의 극성
251. 버스 전기적 접속
252. 광다이오드
253. 유전체 인슐레이터 서미스터(dielectric insulator thermistor) 또는 배리스터(varistor) 상의 얇은 와이어 또는 금속 필름
254. 역 전류 검사 다이오드
255. 버스 전기적 접속
256. 동작적으로 음인 전기적 접속
257. 바이패스 다이오드(bypass diode)들
258. 유전체들 또는 배리스터들 상의 얇은 필름 전기적 컨덕터
본 발명의 여러 전형적인 실시예들이 이하에서 설명된다. 이러한 도면들에서, 어셈블리 및 배열들에서의 여러 변형들이 도시될 것이다. 도 1에서, 슬롯은 유전체 재료 내에서 커팅(cutting)되거나, 또는 소다 석회 유리와 같은 재료로부터 몰딩된다. 유리 슬롯은 일측 상에 평활부(flat)(3)로서 형성되고, 이 후에 도 3에 도시되는 측면 그루브된 반원형 구들의 곡률과 정합하도록 타측(4) 상에서 구부러진다. 슬롯(2)은 상기 슬롯(2)으로의 반도체 구의 타이트한 웨징 끼워맞춤(tight wedging fit)을 가정하고 반도체의 작은 장착 변형들을 수용하기 위하여 평활부(3) 상에 약간의 테이퍼(taper)를 가질 수 있다. 다른 유전체 재료들의 예들은:
ㆍ폴리아라미드 플라스틱(Asahi-Dase Chemical Corporation Co. Ltd. Aramica Division, 1-3-1 Yakoh, Kawaski-Ku, Kawasaki City, Kanagwa 210-0863 Japan).
ㆍ폴리이미드 플라스틱, Dupont Films, HPF Customer Services, Wilmington, DE 19880
ㆍ실리콘 러버, Sylgard® 184 Silicone Optical coupling adhesive Dow Corning, Dow Corning Corporation, Auburn Plant, 5300 11 Mile Road, Auburn MI 48611 USA
ㆍEVA Elvax®(에틸렌-비닐 아세테이트) Dupont Corporation, Wilmington, DE 19880이다.
도 2에서, 유전체 내로 커팅 또는 몰딩된 슬롯(13)을 갖는 유전체(11)의 단면도가 도시되어 있다. 이 도 2는 또한 단일 반도체 비드를 유지하기 위한 둥근 반구 홀을 통한 단면의 예의 역할을 할 수 있다. 이 도 2에서, 실리콘 러버(Sylgard® 184 Silicone optical coupling adhesive)와 같은 탄성적 기판 필름(17)이 유전체 유리 기판 재료(11) 내에서 슬롯(13) 내로 증착되고 경화되게 된다. 금, 백금, 팔라듐, 은, 주석, 알루미늄, 안티몬, 납, 구리, 아연, 티타늄, 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 알루미늄, 니켈, 탄소, 실리콘, 철, 크롬, 바나듐, 니오브, 지르코늄, 인듐, 이러한 재료들의 합금들과 같은 전기적 도전성 필름(10, 12, 14, 15) 또는 산화 주석, 산화 아연, 붕소 도핑된 다이아몬드와 같은 도전성 화합물들이 탄성적 필름(17) 상으로 진공 증착된다. 도전성 필름(12, 14)은 슬롯(13) 내로 어느 정도 까 지 증착된다. 반도체 비드 컨택들을 갖는 도전성 필름의 컨택 포인트(12, 14)는 비드가 적당한 장소에 견고하게 있을 때 슬롯의 에지의 상부 부근에 있을 것이다. 전기적 컨택 필름(12, 14)은 유전체 기판의 하부, 즉 슬롯(16) 상으로 증착되지 않는다. 도전성 필름들(12, 14)에서의 이 갭(16)은 반도체 마운트(semiconductor mount)에서 전기적 브레이크를 형성한다. 광다이오드의 각각의 평활 및 구부러진 전극들을 갖는 홀(13)의 평활한 전극면(12) 및 구부러진 전극면(14)에 의한 컨택들은 도 3에 도시된 반도체 비드의 운동학적 마운트(kinematic mount)를 규정할 것이다.
반도체의 구형 비드의 단면도가 도시되어 있는 도 3에서, 25. 24, 29, 26은 유전체(21)의 슬롯(31) 내로 위치된다. Sphelar® 실리콘 광다이오드(Kyosemi Corporation 949-2 Ebisu-cho의 Sphelar® 상표, Fushimi-ku Kyoto-shi 612-8201 Japan)과 같은 광다이오드 비드(32)의 평활한 측면은 슬롯(33) 또는 홀의 평활한 측면에 정렬된다. 비드가 정확하게 정렬될 때, 상기 비드는 슬롯(31) 또는 홀(31) 내로 슬립(slip)되어야 하며, 홀(31)과 끼워맞춤되어 홀(31)을 거의 완전하게 채울 수 있어야 한다. 평활한 측면을 갖는 구형 비드가 홀 또는 슬롯(31)에 대하여 오정렬될 때, 비드는 홀 또는 슬롯(31) 내로 전체에 걸쳐 슬립할 수 없어야 한다. 이러한 키-형 모양(key-like feature)은 셀들의 반대 극성이 접속되는 것을 피하고, 비드들(25, 24, 29, 23, 26)을 적절한 방향으로 "흔들기" 위하여 비드들을 진동시키거나 기판(21)을 진동시키는데 사운드를 사용하는 것을 가능하게 하며, 슬롯 내에 배치된 반도체 비드와의 정렬에서, 가장 양호한 전기적 컨택들(23, 26)은 슬롯들 또는 홀(31)의 필름 컨택들(32, 27)과 컨택을 행한다. 홀 또는 슬롯(31)의 하부에서 실리콘 러버와 같은 들러붙고, 정전기적이거나, 또는 에너지를 흡수하는 표면(32)의 필름을 가짐으로써, 비드들은 슬롯과 정확하게 끼워맞춤되고 슬롯의 하부와 컨택을 행할 때 홀 또는 슬롯(31) 내에 머무를 것이다. 슬롯은 비드들에 의한 충전 동안 비틀어 열 수 있는 더 큰 시트 프레임(sheet frame)의 부분일 수 있고, 비드들이 모두 적당한 장소에 있고 슬롯들 내에서 탬핑(tamping)될 수 있을 때, 더 큰 시트 프레임이 릴리스(release)됨으로써, 비드들 상에 클램핑 력(clamping force)을 생성하고 전기적 컨택을 행할 수 있다.
동작 시에, 광은 전자-홀 쌍들을 생성하는 P/N 접합 도핑된 층(24, 25) 영역(내부(25) 상의 P 도핑된 영역 및 외부 상의 N 도핑된 반도체(24))에서 반도체 비드(24, 25)를 통과한다. 전자 쌍들의 분리는 비드(33)의 평활한 부분의 양의 극성과 비드(26) 상의 외부 컨택 상의 음의 극성을 생성한다. P/N 접합에 전압 및 전류를 공급하는 역 프로세스가 행해질 수 있고, 광다이오드는 전자 홀 쌍들의 재결합으로 광을 생성할 수 있다. P 재료(25) 및 전기적 컨택(23) 또는 전극(22)은 열전쌍의 하나의 접합을 형성할 수 있다. N 재료(24), 전기적 컨택(26) 및 전극(27)은 열전쌍의 다른 접합을 형성할 수 있다. 반도체 접합(25, 24)이 광 또는 적외선 방사에 의해 가열되며, 컨택들이 반도체 접합(25, 24)이 전극 히트 싱크(electrode heat sink)(20, 28)에 비하여 온도가 상승하도록 하는데 충분한 열적 저항을 가지고 반도체(25, 24) 전극 컨택 포인트들(26, 23) 및 전극들(20, 28)로부터 온도 그 래디언트를 가지도록 디자인되는 경우, 제베크 효과(Seebeck effect)는 셀 양단에 전압을 생성할 것이다. 이러한 셀들은 광전 셀들과 같이 직렬로 접속될 수 있고, 전기적 전력을 생성한다. 전류가 제베크 효과에 대한 역방향으로 이러한 셀들을 통해 통과되는 경우, 접합들(24, 25)은 전극들(20, 28)로부터 열을 제거하고 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 반도체 접합(24, 25)을 가열할 것이다. 전기적 컨택들(26 및 23)은 자신들의 포인트 컨택들 및 유전체 터널링 층(dielectric tunneling layer)들을 형성하는 것과 같이 낮은 열적 도전성을 가지도록 형성될 수 있다. 낮은 열적 트랜스포트(transport)를 갖는 다른 가능한 전기적 컨택들은 컨택(26)을 부분적으로 유전체로 만들고 진공 갭 터널링이 N 층(24)으로부터 전극들(27)로 전자의 이동을 발생시키도록 하는 매우 근접한 전극들을 갖는 것이다. 반도체 비드 컨택들(23, 26) 상의 2개의 전극들(20, 28)의 서브 층들(19, 34) 및 기판(21)으로부터의 탄성적 압축은 시스템이 온도 범위를 겪고 팽창 계수들이 전극들(20, 28), 기판(21), 및 반도체들(24, 25) 사이에서 매우 다양할 수 있는 동안 이러한 컴포넌트들 사이의 컨택 치수(contact dimension)들을 유지한다. 그 후, 슬롯 또는 홀(31) 내의 반도체 비드의 어셈블리는 광전 어레이들, 발광 다이오드들, 열전쌍들, 또는 펠티에 냉각기들 또는 열이온 컨버터들에 대한 직렬 및 병렬 회로들에서 전기적으로 접속되고(28, 20) 옵틱들에 결합되는 셀들의 더 큰 어레이의 부분이다. 슬롯(31)의하부에서, 저지를 슬롯 내에 고정시키기 위하여 글루(30)가 사용된다. Sylgard® 184와 같은 글루(30)는 광학적으로 투명하고, 기판 재료(21)와 반도체 비드(32) 사이의 광학적 결합 재료로서 동작할 수 있는데, 이는 일광이 기판(21)을 통하여 반도체 비드(32) 내로 들어오고 있는 경우의 동작에서 바람직하다. 글루(30)는 또한 비드의 외부 상의 반사방지 코팅(29)(반사-방지 탄화플루오르 코팅들, Mihama Corporation,1-2-8 Toranomon, Minato-ku, Tokyo 105-8437 Japan)과 함께 반사-방지 코팅의 역할을 할 수 있다. 반도체(25)의 로드들이 또한 이 슬롯 기하구조에서 사용될 수 있다는 것이 언급되어야 한다.
도 4에서, 비드의 형상과 끼워맞춤되는 홀(37)의 예 및 전기적 접속(36)이 도시되어 있다. 홀은 전기적 컨택 필름이 증착되는 평활한 에어리어(35), 유전체(38)를 가지며, 전기적 브레이크 에어리어(38)는 마스크 오프(mask off)되고, 홀(37)의 원형 측면(40)을 코팅하는 제 2 전기적 컨택(39)이 도시되어 있다.
도 3에 단면도로 도시된 비대칭 반도체 비드가 홀(37) 내에 배치될 때, 상기 비대칭 반도체 비드는 구 및 비드의 평활면(36)이 평행인 경우 홀 내로만 슬립되게 된다.
도 5에서, 투명한 광학 렌즈/미러(50)로의 전기적 컨택들(54, 51, 53, 55)로 부착된 반도체 구들(53)의 어레이의 단면도가 도시되어 있다. 광다이오드 어레이는 전방면(58) 상의 반사-방지 코팅을 갖는 구부러진 렌즈 외부 에어리어를 가지는 형상화된 피스(piece)의 유리(50)를 코팅함으로써 형성된다. 유리(50)의 후방측은 집중 미러들 내로 형상화된다. 미러 코팅들 및 전기적 도전성 필름(51, 53, 55)은 유리(50)의 후방면 상에 코팅된다. 유리 또는 투명한 재료(EVA)(50)의 후방측은 형상화된 반도체 비드가 슬롯 내로 웨징될 때, 비드를 탄성적으로 유지하도록 형상화되 는 그것 내에 형성된 반도체 비드들을 위한 슬롯들(49)을 갖는다. 벽들과의 비드의 금속 대 금속 컨택 포인트에서의 슬롯 벽의 대략 5도의 슬로프(slope)의 테이퍼는 비드가 웨지 밖으로의 슬라이딩의 힘보다 훨씬 더 높은 마찰력들로 인하여 슬롯 밖으로 슬립할 수 없도록 보증할 것이다. 미러 코팅들 및 전극들(54, 51, 53, 55)은 전극들 사이에 전기적 브레이크를 형성하기 위하여 유리(50) 내의 슬롯들의 하부 내가 아니라, 미러 리플렉터 에어리어들을 코팅하기 위해 각도 제어된 진공 증착, 잉크젯 프린팅(ink jet printing), 또는 각도 제어된 플라즈마 스프레잉으로 증착된다. 이 코팅되지 않은 영역(49)은 광에 투과적이다. 미러 리플렉터 전극들(54, 51, 53, 55)에 적절한 필름은 이 후에 산화 주석으로 산화되어 투명해지는 주석으로 유리를 코팅함으로써 형성된다. 반도체 구들(52)은 유리의 슬롯 내로 삽입 및 웨징된다. 형성화된 후방 커버 플레이트는 광다이오드들의 어레이에 걸쳐 배치되고, 실리콘 러버 실런트로 유리 옵틱 및 다이오드 어레이로 글루잉된다. 후방 플레이트, 리플렉터, 히드 싱크(56)의 배치는 후방 플레이트(56)의 유전체 필름(59)을 통하여 반도체 구들 상에 탄성적 압력을 가할 수 있다. 유전체 재료(59)는 실리콘 러버, 또는 폴리이미드일 수 있고, 또한 후방 플레이트를 전극들(54, 51, 53, 55) 반도체 비드(52) 및 유리(50)에 부착하는 글루일 수 있다. 글루는 또한 반도체(52)와 유리(50) 사이의 트러프(trough)(49) 내로 침투할 수 있고, 유리 및 반도체(49) 사이의 굴절률 천이 재료의 역할을 할 수 있다. 실런트가 또한 먼지 및 오물로부터 반도체를 실링하기 위하여 어레이 또는 페리미터(perimeter)에 배치된다. 알루미늄 후방 플레이트는 태양 셀들과 대향하는 빛나는 연매 표면, 또는 백색 스캐터링 표 면을 가질 수 있다. 후방 플레이트의 외부면은 후방면 방사 영역이 후방 플레인을 차게 유지하는 것을 돕기 위하여 블랙 실리콘 페인트와 같은 코팅을 가질 수 있다. 셀들의 후방측을 실링하고 셀들과 후방 플레인 사이의 양오한 열적 컨택들을 보증하기 위하여 실리콘 러버 실런트가 또한 사용될 수 있다. 전극들(54, 51, 53, 55)과 반도체 비드들(52) 사이의 전기적 컨택은 모든 컨택들을 용접하도록 큰 전류를 생성하기 위하여 전기 바이어스에 의한 플래시 램프 조명(flash lamp illumination) 또는 진공 오븐(vaccum oven) 내에서 어셈블리를 가열함으로써 보장될 수 있다. 다른 가능한 컨택 보장 방법들은 열을 인터페이스 컨택들로 지향시키기 위한 유리 또는 실리콘 비드들을 통한 컨택들로의 초음파 에너지 펄스이다. 납들을 회로(54, 55)의 에지들로 솔더링하는 것은 초음파 펄스들로 부착될 수 있다.
도 6에서, 후방면(66) 상에 실리콘 반도체 비드들(65)을 배치하는 대안적인 장착 배열이 도시되어 있다. 이 디자인에서, 후방면(66)은 유리(66)와 같은 유전체로 코팅되고 실리콘 비드 위치지정 슬롯(69)을 갖는 압출성형된 유리 시트, 폴리이미드, 또는 롤링(rolling)되거나 스탬핑(stamping)된 스틸 또는 알루미늄 시트(67)이다. 슬롯(69)은 그것 상에 코팅된 은 또는 주석 진공 증착된 표면의 전기적 도전성 코팅(64) 및 슬롯(69)의 쇼울더(shoulder)의 쉐도우(shadow) 또는 마스킹에 의하여 형성되는 갭(69)을 갖는다. 은, 주석 또는 백색 스캐터링 재료와 같은 반사 재료의 외부면 코팅(67)은 기판(66)의 후방측에서 코팅될 수 있고, 유전체가 투명하거나 반투명한 경우, 이것은 절연 갭(69)을 통과하는 광의 리플렉터의 역할을 할 것이다. 외부면(67) 상에서, 블랙 라디에이터 코팅(black radiator coating)(68)이 덮여질 수 있다. 일부 경우들에서, 블랙 라디에이터 코팅(68) 및 반사 코팅(67)은 생략될 수 있고, 셀들(65)을 통과하는 광은 어레이 아래의 공간을 비추는데 사용될 수 있다.
이 디자인에서, 광 집중 시스템은 압출성형된 유리 시트(60) 상에 있다. 상기 시스템은 상부 렌즈(61), 미러(62)의 하부 어레이 및 실리콘 반도체 광다이오드들(65) 주위에 느슨하게 끼워맞춤되도록 형성되는 슬롯들(63)을 갖는다. 완성된 어레이를 형성하기 위하여, 유리 시트(60)가 페리미터를 따라, 그리고 아마도 광다이오드들(65)과 유리(60) 사이에서 실리콘 러버 실런트(85)와 같은 글루로 광다이오드 에어리어로 부착된다. Sylgard® 184와 같은 실리콘 러버 실런트(85)가 광학적으로 투명한 경우, 상기 실런트는 광학적 결합 인터페이스의 역할을 하도록 어레이 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 이 어레이의 전기 출력은 전기적 도전성 필름(64)를 통과하여 어레이의 에지들을 통해 출력된다.
도 7은 4차원 옵틱들을 갖는 광학적 집중의 배열을 도시한다. 이 도면에서, 렌즈(70) 및 미러들(71)은 6각형 패턴(81) 내에 패킹된다. 다른 가능한 패턴들은 정사각형, 및 삼각형들이다. 광학적 컨센트레이터(70)는 유리(72)로부터 몰딩된다. 상부면(70)은 렌즈들의 어레이를 형성하고, 하부면은 미러들(71) 및 히트 핀(heat fin)들을 형성한다.
공기 인터페이스(70)로의 유리의 전반사(total internal reflection)가 사용된다. 산화 주석과 같은 전자적 도전성 필름(71, 76)이 미러 에어리어들(77, 80) 상의 유리의 표면 상으로, 그리고 형상화된 홀(73, 75) 내로 코팅된다.
2개의 전극들(77, 80)은 유리 리플렉터(72) 상의 갭(79)에 의해 유리 리플렉터의 양측 상에서 분리된다.
반도체 구(74, 78)는 2개의 전극들(71, 76)과 컨택을 행하는 유리 미러들의 단부에서 형상화된 홀(73) 내로 삽입된다. 유리 미러(72)의 측면 상에 채널을 몰딩하고 나서, 갭(79)의 쉐도잉된 에어리어를 채우지 않을 전자 컨덕터 재료(77, 80)의 방향성 소스로 유리 리플렉터를 코팅함으로써 인슐레이터 갭(79)이 형성될 수 있다. 인슐레이터 갭(79)은 유리 미러의 측면 상에 채널을 몰딩 갭(79)의 쉐도잉된 에어리어를 코팅하지 않을 방향성 소스로 유리(72) 내로 코팅팀으로써 형성될 수 있다. 동작 시에, 태양으로부터의 광이 렌즈(70)를 통하여 포커싱되고, 미러들(71, 76, 75, 77, 79, 80)에서 광다이오드 셀들(74, 78) 상으로 반사된다. 렌즈들(70) 및 미러들(71, 76)의 집중시키는 힘이 높을수록, 어레이가 증가된 정확도로 태양을 향하게 될 필요가 있다. 낮은 집중도들, 대략 4배의 경우에, 대략 1.5의 유리(72)의 굴절률은 비-수직 광선들로부터 광을 충분히 굴절시켜서, 컨센트레이터 어레이는 태양을 트래킹(tracking)할 필요 없이 태양으로부터 광을 효율적으로 집중시킨다. 구름들을 통해 스캐터링된 광과 같이 광다이오드(74)에 직접 포커싱되지 않는 광은 반사면들(71, 76) 상에서 반사되고 부분적으로 광다이오드(74)에 도착할 수 있다. 집중 광전 어레이는 정오 및 위도 각도(latitude angle)에서 출력을 최대화하기 위하여 기울어진 채로 고정되어 장착될 수 있다. 이러한 유형들의 낮은 집중도 컨센트레이터 광전 어레이들의 애플리케이션은 구조적인 설비들 및 비-태양 트 래킹 설비들에 사용될 수 있다. 마이크로 미러들은 표면 플레인 상에 수직일 필요는 없고, 미러는 외부면이 격리 각도(isolation angle)들과 무관하게 규정된 각도일 필요가 있을 때 전력 충력 및 성능을 최대화하기 위하여 어레이에서 기울어질 수 있다.
도 8에서, 셀들이 얇은 가요성 기판 내로 삽입될 때의 광전 셀 및 마이크로 컨센트레이터의 배열이 도시되어 있다. 이 배열에서, 슬롯들 또는 홀들(108)을 갖는 기판 유전체 멤브레인(substrate dielectric membrane)(90)이 마스터 표면(master surface)을 복제하고, 경화하고 나서 마스터 표면으로부터 제거함으로써 형성된다. 그 후, 슬롯들 또는 홀들(108)의 외부면들 및 에지들(96, 102, 104)만을 코팅하기 위하여 유전체 리플리카(dielectric replica)(90)가 유전체 또는 표면 코팅(91, 97, 105)으로 코팅된다. 홀들(108)의 경우에, 전기적 갭이 기판(90)의 그루브 슬롯 또는 임프레션 에어리어(impression area)(103)에 의해 제공될 수 있고, 다른 가능한 기술들은 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 플라즈마 스프레이 코팅, 전기도금, 은 파우더(silver powder) 또는 주석 파우더와 같은 금속 코팅들(91. 96, 97, 102, 104, 105), 전기적 컨덕터 필름의 진공 증착이다. 이러한 전기적 도전성 코팅들(91, 96, 97, 102, 104, 105)은 자신들 내에 입자들을 가지거나, 또는 자신들이 반도체 광다이오드(92, 93, 94, 965, 101, 100, 99, 98)와 신뢰 가능한 컨덕터 컨택을 형성하도록 하는 방식으로 경화될 수 있다. 광범위한 텍스처링(texturing), 딤플링(dimpling), 페더스틀(pedestal)들, 섬유들, 플루팅(fluting), 슬릿팅(slitting), 및 탄성적인 다형 표면이 미립자 광다이오드 컨택 들(92, 95, 101, 98) 상의 컨택들과의 탄성적인 전기적 컨택면을 달성하는 것을 돕기 위하여 리플리카 표면 컨택(96, 102, 104) 내로 몰딩될 수 있다. 리플리카 표면(91, 96, 97, 102, 104, 105)은 또한 섬유를 포함하고/하거나, 자신 내에 배치된 전기적 도전성 섬유들을 가질 수 있다. 전기적 컨택들(91, 96, 97, 102, 104, 105)을 형성하는 또 다른 방법은 유전체 기판 내로 전기적 도전성 포일(foil)들, 와이어들, 섬유들, 도전성 메시(conductive mesh), 도전성 섬유 매트릭스, 또는 파우더들을 적층하는 것이다. 다음 구성 단계는 후방 리플렉터(106) 은, 주석 또는 티타늄 백색 스캐터링 필름으로 몰딩된 유전체(90)의 후방측을 코팅하는 것이다. 이것은 이산화 티타늄 입자들로 로딩된 실리콘 페인트일 수 있다. 후방 리플렉터(106)의 외부면 상에, 적외선에서 방사되고 어레이의 후방측으로부터 열을 방사적으로 제거하는 산화 티타늄 입자들 또는 카본 블랙으로 로딩된 실리콘 페인트와 같은 보호적 및 열적 방사 필름(107)이 증착된다. 전기적 컨덕터 컨택 포인트들(92, 95, 101, 98) 및 도핑(99, 94)을 갖는 광다이오드 구들(100, 93)이 상기 구조의 슬롯들 또는 홀들 내에 배치된다. 유전체 기판(90) 및 전기적 컨택들(102, 104)의 적절한 형성에 의하여, 광다이오드 구들(100)은 단지 슬롯들 또는 홀들(108) 내로 한 방향으로 탄성적으로 끼워맞춤되고, 단지 에어리어 내의 다른 광다이오드들(93)과 적절한 전기적 컨택들을 달성할 것이다. 접속된 광다이오드 어레이에 의하여, 상기 어레이는 컨택들(91, 96, 102, 104, 92, 95, 101, 98)을 어닐링(annealing)하고 아마도 컨택들을 적당한 장소에 솔더링하기 위하여 진공 오븐 내에 배치될 수 있다. 광다이오드 어레이를 보호하고 더 큰 모듈 시스템 내로 어셈블링하기 위하여, 상기 어레이는 클로로플루오르카본과 같은 재료 내에서 엠바밍(embalming)되거나, 실리콘 러버 실런트로 코팅되고 도 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F에 도시된 바와 같이 유리의 시트로 적층될 수 있다. 셀들은 도 9에 도시된 바와 같이 렌즈 미러 어셈블리의 포커스 또는 집중 스폿에서 광다이오드 구들을 유지하도록 위치되는 그루브들 또는 슬롯들을 갖는 미러 또는 유리 렌즈 사이에서 위치되어 클램핑될 수 있다.
도 9에서, 전력 시스템을 형성하기 위하여 다양한 컴포넌트이 마이크로 컨센트레이터 광전 어레이로 어셈블링될 수 있다. 열 제거 및 열 저장은 광전 에러이들의 폐열의 광전 에러이 관리로 통합될 수 있고, 광전 에레이의 열 관리를 제공한다. 반사-방지 코팅(117), 몰딩된 유리 렌즈(110), 인터페이스 층(126), 리플렉터(112), 탄성적 하부 층과 유전체 기판(113), 열 도전성 기판(114), 및 방시 코팅(125)과 광전 어레이의 후방면을 갖는 마이크로 컨센트레이터 광전 에러이가 도 9에 단면도로 도시되어 있다. 방사 코팅(125)은 대류적 열 전달을 증가시키기 위하여 섬유들, 핀들, 범프들, 리지들, 또는 딤플들을 가지도록 텍스처링될 수 있다. 상기 코팅들은 실리콘 러버 페인트 내에 로딩되는 이산화 티타늄 및 카본 블랙 또는 그래파이트 입자들과 같은 높은 적외선 방사율을 가질 것이다. 몰딩된 유리(110)가 오물로부터 깨끗하게 유지하는 것을 용이하게 할 수 있는 평활한 외부면을 가질 수 있다는 것이 언급되어야 한다. 상기 어레이가 셀들의 미러 어레이 및 유리 사이에서 어셈블링될 때, 이들은 어레이의 최대 동작 온도에서 또는 그 이상에서 Sylgard®와 같은 인터페이스 층 내의 글루로 함께 가압되고, 이 온도로 경화 된다. 미러 어레이드(112, 113, 114, 125) 및 유리(110)에 비하여 글루(126)의 팽창 계수가 더 높기 때문에, 글루(126)는 오그라들고 동작 온도들에서 신장될 것이다. 이 인터페이스 층에서의 이러한 신장은 미더(112), 유전체 백킹(dielectric backing)(113), 및 열 도전성 기판(114)을 끌어당기고, 반도체 비드들(115)로의 컨택들 상으로 압력을 유지할 것이다. 전류가 비드들(115) 상의 직렬 접속 컨택들(112)로부터 수집되고 어레이의 측면으로 전달된다. 광전 어레이로부터의 전기 출력이 양의 단자(116) 및 음의 단자(111)로서 개략적으로 도시되어 있다. 인클로저(enclosure)(120)가 광다이오드 어레이(125)의 후방 상에 배치될 수 있다. 이 인클로저(120)는 광전 어레이들(125)을 지나가도록 대류 공기 흐름을 지향시키도록 침니(chimney)로서 단순하거나, 또는 탄화플로오르, 알코올, 또는 물과 같은 순환되는 유체(122)일 수 있다. 광전 어레이(125)에 대한 부식 영향을 최소화하는 전형적인 배열은 광전 어레이(125)를 지나가도록 팬(121, 123)으로 펌핑된 공기(122)를 갖는 것이며, 가열된 공기(122)는 구조적인 가열에 사용된다. 팬 또는 펌프(121, 123)는 광전 어레이(125)를 냉각하거나 열을 상기 구조에 전달하는 것이 필요로 될 때 동작할 수 있다. 광전 어레이의 리지 또는 울퉁불퉁한 외부(125)는 평면형 광전 어레이보다 광전 어레이로부터 흐르는 유체(122) 내로의더 양호한 히터 전달을 달성한다. 상 변화 재료(119)가 온도를 안정화하고 열을 흡수하며 시스템에서 열을 저장하기 위하여 어레이(125)의 후방 상에 또는 흐름 플레넘(flow plenum)(120) 내에 배치될 수 있다. DC 전기 출력(116, 111)이 광전 어레이의 성능을 최적화하고 전기 출력을 110 볼트 교류 전류와 같은 희망하는 전기 출력으로 변환하는 전기적 변환 시스템(118)에 접속될 수 있다. 어레이(125)에 인접한 전기 에너지를 저장하기 위하여 커패시터들, 가역적 연료 셀들, 및/또는 배터리들이 전기적 변환 시스템(118) 내로 통합될 수 있다. 폐열을 구조들로 효율적으로 전달하기 위하여 히트 파이프 시스템(120, 124)이 광전 어레이(125)의 후방 내에 통합될 수 있다. 히트 파이브(120, 124)는 어레이 온도들이 상기 구조에 전달되는데 유용할 때에만 열을 제거하도록 히트 파이프의 끓는점을 설정하기 위하여 히트 파이프의 일정한 압력을 생성하도록 탄성적 벽들(120) 또는 동작 유체(124)를 갖는 불순물에 의해 설정된 끓는점을 가질 수 있다.
TPX solTM 이산화 티타늄 코팅(Kon Corporation, 91-115 Miyano Yamauchi-cho, Kishima-gun Saga prefecture, Japan)과 같은 티타늄 다이오드 필름들의 적외선 및 UV 흡수 필름과 같은 다양한 코팅들(117)이 사용되지 않은 적외선 태양 방사로부터 광전 셀 상의 열 플럭스(heat flux)를 감소시키고 반도체의 밴드 갭을 벨로우잉(bellowing)하기 위하여 유리의 외부면에 도포될 수 있다. 반사방지 코팅(117)은 표면을 투명하게 유지하고 유리(110) 및 광전 어레이(1115, 111, 113, 114, 125)에 대한 가능한 UV 손상을 감소시키기 위하여 UV 광을 흡수하고 유리의 외부면 상에서 유기 재료를 광촉매적으로 산화시키는 이산화 티타늄과 같은 재료일 수 있다.
도 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F 및 10G는 탄성적 컨택된 셀들로 결합될 수 있는 다양한 대안 광 집중 시스템들을 도시한다.
도 10A에서, 탄성적 컨택들(133) 내에 광다이오드(132)가 정밀하게 배치된 렌즈 어레이(130)가 도시되어 있다. 렌즈 어레이들 사이의 공기 갭(109)은 열적 절연을 제공하며, 여기서 이 어레이는 유리 윈도우 또는 스카이라이트(skylight)으로서 사용될 수 있다. 전기적 컨택 필름은 투명한 산화 주석일 수 있다. 셀들 사이에 컨택 브레이크들(134)이 도시되어 있고, 실리콘 러버 층(128)과 같은 탄성적 유전체 및 평활한 몰딩딘 유리 시트와 같은 투명한 유전체 기판(127)이 도시되어 있다. 이 배열에서, 광(131)은 렌즈 어레이(130)를 통과하여 미러 전극들(133)에서 반사됨이 없이 반도체들(132) 상으로 포커싱될 것이다. 이 시스템은 광다이오드(132)에서 포커스에 도달하지 않는 광을 캡처(capture)하지 않는다. 따라서, 다른 렌즈 표면(130)보다 표면으로 낮은 각도들을 갖는 확산 광(129)은 전기적 컨택들(133)이 반사적이거나 투명한 경우 어레이들에서 반사되거나 어레이들을 통과할 것이다. 광 투과 광학적 배열은 아침 및 저녁 광과 같이, 표면에 대해 낮은 각도를 갖는 광(129), 구름들의 스케터링된 광 및 대기의 스케터링된 광이 광다이오드(132)에 터치하지 못하고 실(room) 내로 통과하는 동안, 직사 일광이 캡처되는 스카이라이트 또는 윈도우들과 같은 실내 조명(room lighting)에 유용할 수 있다. 이 예에서, 반도체 컨택들(133)은 평활면(127) 상에 도시되지만, 상기 반도체 컨택들은 반도체들을 유지하는 것을 돕고 광을 반도체(132)로 수집하기 위하여 탄성적 층(128) 및 기판(127) 상에서 형상화된 전극들(133)의 광 반사를 사용하는 형상화된 기판(127)일 수 있다. 가능한 부가적인 특징은 탄성적인 층 컴포넌트(128)가 포스퍼(phosphor) 또는 신틸레이터(scintilltor)이도록 하고 이 층에서 흡수되는 광을 포스퍼 또는 신틸레이터의 특성 방사 광으로 변환하는 것이다. 신틸레이터 재료들의 예들은 폴리머들 또는 러버 내로 용해 및 분산될 수 있는 안타센(anthacene)이다(Pfaltz and Bauer, 172 E, Aurora St. Waterbury CT 06708). 포스퍼의 예는 구리 또는 은의 도펀트들로 활성화되는 황화 아연(ZnS)이다. 포스퍼의 또 다른 예는 청색 광을 황색 광으로 변환하는 이트륨 알루미늄 가닛 크리스탈(yttrium aluminum garnet crystal)들이다. 특성 방사 광은 모든 각도들에서 방사되지만, 재료(128)의 탄성적인 시트의 내부 반사와 전극(127)의 반사들 및 기판 재료(127) 내부 반사들로 인하여, 광은 탄성적 층(128)이 각도 및 두께를 변화시키는 광다이오드로 전달된다. 포스퍼들에 비하여 신틸레이터를 사용하는 장점은 신틸레이터가 자신의 특성 광 및 더 낮은 에너지 광자들을 흡수하지 않으므로, 상기 신틸레이터가 더 낮은 에너지 광자들이 옵틱들을 통해 포커싱되도록 하는 탄성적 층(128) 및 투과 컴포넌트들(130, 109)에서 사용될 수 있다는 것이다. 내부 반사들 및 낮은 특성 광으로 인해 신틸레이팅 층은 광학 컴포넌트들(130, 109, 128)의 큰 에어리어 또는 볼륨으로부터 변환된 광을 효율적으로 수집하고, 이를 광다이오드들(132)에 전달한다. 포스퍼들 및 스캐터러들은 전극들(133), 탄성적 층(228), 또는 기판(127)과 같은 비-투과성 컴포넌트들 상에서 사용되는 것으로 예측될 것이며, 포커싱되지 않은 광(129)을 광다이오드들(132)로 재지향시키는데 사용될 수도 있다.
도 10B에서, 프리넬 또는 홀로그램 광 컨센트레이터(137)가 광 집중 요소로서 도시되어 있다. 이것은 이산 광다이오드들로 광을 집중시키는데 사용될 수 있는 상이한 유형의 옵틱들의 예이다. 이 예에서, 프리넬 렌즈(137)의 단면도가 도시되 어 있다. 광(136)은 투명한 렌즈 재료(137)를 통과하고 나서, 프리넬 렌즈의 패싯(facet)들로부터 굴절되고, 반도체(138)로 포커싱된다. 광학 요소(137)는 또한 광다이오드(138)에 대한 광범위한 입사각을 갖는 굴절 대신에, 투명한 재료(137)의 내부면에서 그루브들과 같은 회절 패턴에 의해 광다이오드들(138)로 광을 집중시키는 홀로그램 렌즈일 수 있다. 이 예에서, 기판 재료(139)는 실리콘 광다이오드(138)를 유지하는 컨택 전극들(126, 140)을 위한 형상화된 탄성적 폴리이미드 기판이다. 도 10A의 이전 예에서와 같이, 탄성적 기판(139)은 스캐터링 표면, 신틸레이터, 또는 포스퍼일 수 있고, 초기에 광다이오드(138)로 포커싱되지 않은 광의 도관(conduit) 및 컨버터와 같이 동작한다.
도 10C에서, 전방면 상의 후방 리플렉터 및 광다이오드의 예가 도시되어 있다. 이 예에서, 입사 광은 탄성적 기판 및 전기적 컨덕터들을 통과한다. 광(143)은 알루미늄 리플렉터(145)에서 반사되고, 광다이오드(142) 상으로 집중된다. 광다이오드(142)는 탄화플루오르와 같은 탄성적 기판 재료와 함께 광다이오드 상으로 유지되는 불투명한 은 전기적 컨덕터들의 얇은 네트워크 또는 산화 주석과 같은 2개의 투명한 전기적 컨택들(144, 164)과 함께 유지된다. 실리콘 러버와 같은 투명한 재료(162)가 도전성 전극들(144)과 미러들(145) 사이에 배치될 수 있다. 탄화 플루오르 플라스틱과 같은 투명한 탄성적 기판 재료(141)는 반도체 몸체(142) 주위에 탄성적 클램프를 형성하도록 형상화되며, 또한 직접적 입사 광에 대한 렌즈의 역할을 한다.
도 10D에서, 후방면 상에 광다이오드(150)를 갖는 카시그라니안 광 집중 시 스템이 도시되어 있다. 이 배열에서, 광은 투명한 유리 커버 시트(146), 공기 또는 투명한 재료 캐비티(153)를 통과하고, 형성화된 미러(147)에서 반사되며, 유리 커버 시트 상에 장착되는 형성화된 미러(147)에서 제 2 반사를 행하고, 광다이오드(150)로 포커싱된다. 카시그라나인 옵틱들은 제 2 리플렉터가 직사광선들이 반도체에 도달하지 않도록 하는 광 집중 단점을 갖지만, 이것은 고 에너지 방사로부터 광다이오드(150)를 차폐할 필요성이 있는 경우에 유용할 수 있다. 제 2 미러(147)는 차폐 재료를 포함할 수 있다. 폴리이미드 유전체 기판(152) 상에 어셈블링된 실리콘 러버 탄성적 서브 층(151) 상의 형상화된 알루미늄 미러 컨택들(149)을 통하여 광다이오드(150)로의 전기적 접속들이 행해진다. 탄성적 서브 층(151)은 전체 시스템이 컴포넌트들(152, 151, 149) 사이에 상이한 팽창을 경험할지라도, 광다이오드(150) 상에서 컨택 압력을 유지한다. 실리콘 러버와 같이 광학적으로 투명한 재료가 전방면(146) 및 리플렉터들(149) 사이에 배치될 수 있다.
도 10E에서, 그래디언트 굴절률 렌즈를 사용하는 광 집중 옵틱들이 도시되어 있다. 이 배열에서, 광학 재료는 광다이오드(160)에 광을 포커싱하기 위하여 증가하는 굴절률 층들(155, 156, 157, 161)에서 계층화 및 형성화되는 도핑된 실리콘 러버들 및 탄화 플루오르 폴리머들과 같이 탄성적 기판이다. 광선들(158)은 광다이오드(160) 상에 포커싱되도록 실리콘 러버들(155, 156, 157, 161)의 형상화된 층들에서 반사된다. 컨택 전극들(159)은 광다이오드 상으로 탄성적으로 가압된다. 광다이오드가 캐비티 내로 가압될 때 압축 캐비티(161)를 형성하기 위하여 굴절 재료의 최종 층이 몰딩된다. 캐비티(161)는 광다이오드(160) 상의 접합 컨택들을 행하도록 전극들과 함께 디자인된다.
도 10F에서, 기울어지거나 축을 벗어난 집중 방식이 도시되어 있다. 이것은 어레이가 가능한 구성적인 이유들 때문에 태양으로부터의 광선들(165)에 수직하지 않도록 하고 색수차를 이용하기 위하여 입사 광(165) 표면 기하구조에 대해 기울어지도록 한다. 광 스펙트럼의 상이한 파장 부분들을 태양 스펙트럼의 상기 부분에 대해 최적화되는 상이한 광다이오드들 내로 배치하기 위하여 광 스펙트럼으로 확산된 굴절률이 기울어진 굴절 표면과 함께 사용될 수 있다. 전형적으로, 굴절 재료를 비스듬히 통과하는 광은 가장 큰 각도로 굴절되는 적색 광(171), 그 이후에 녹색 광(172), 최종적으로 최저 광 굴절을 갖는 청색 광(169)을 발생시킨다. 따라서, 광다이오드들(170, 168, 169)의 로우(row)가 광의 스펙트럼 확산을 광학적으로 인터셉트하도록 배열될 수 있다: 기울어진 기하구조를 갖는 마이크로 컨센트레이터 유리(166)과 결합된 반사 슬롯들(167) 내의 제 1 로우에서의 적색 광 광다이오드들(170), 제 2 로우에서의 녹색 광 광다이오드들(168) 및 외부의 제 3 로우의 청색 광 광다이오드들(169). 광다이오드들은 도 3에 도시된 바와 같은 실리콘 러버; 셀 스택들(170, 168, 및 169)의 양측들로의 압축 컨택(167)을 행하는 전기적 컨택 필름을 갖는 탄성적인 투명한 내화성 재료 내의 형성하된 탄성적 캐비티 내에 배치되고 글루잉된다.
도 11에서, 상이한 밴드 갭들의 층들(181, 184, 180)을 갖는 다층의 광다이오드 반구가 단면도로 도시되어 있다. 스펙트럼 확산 및 포커싱 렌즈(176)의 부분적인 절개부가 또한 도시되어 있다. 청색 광자 흡수 고 에너지 밴드 갭 광다이오드 층(180)은 반구형 광다이오드의 외부 층이다. 녹색 광 흡수 및 중간 밴드 갭 에너지 광다이오드 층(184)은 반구의 다음 층이다. 적색 광 흡수 및 최소 밴드 갭 광다이오드 층(181)이 반구의 코어이다.
확산 전극들 및 반도체들의 3개의 층들(181, 184, 180)은 반구형 기하구조에서 가능한 계층화된 광다이오드들의 예로서 도시되어 있다. 더 많거나 더 적은 광다이오드 층들이 사용될 수 있고, 중앙 구(181)의 다수의 코팅들에 의해 형성될 수 있다. 각각의 광다이오드 층(181, 184, 180)은 광전 광다이오드들의 전압 그래디언트 및 컨센트레이션(concentration)을 생성하는 불술물 도핑 또는 전극간 층들을 가질 것이다. 광다이오드의 외부 상에 반구의 반사-방지 코팅(174) 외부 층이 추가된다. 이 반사-방지 코팅(174)은 광의 반사를 파괴적으로 방해함으로써 반사-방지를 달성하는 1/4 파장 두께 투명 재료이거나, 그래디언트 인덱스 프랙션 재료(gradient index fraction) 재료일 수 있다. 광다이오드들(181, 184, 180)로의 광 투과를 최적화하기 위하여, 반사-방지 코팅(174)은 광다이오드 반구의 상부에서 적색 광(178) 투과를 최대화하고 나서, 구의 측면들 상에서 광의 더 짧은 파장들(177, 199)에 대해 투과를 최적화하도록 조정될 수 있다. 구 형상 및 구의 측면들 상의 광의 입사 각도로 인하여, 균일한 두께의 1/4 파장 반사-방지 코팅(174)은 피크 투과를 더 긴 파장들로 시프트시킬 것이다. 따라서, 광 집중 시스템들에 대하여, 그리고 광 방향이 일반적으로 광다이오드 구들 상으로 제어될 때, 최적의 1/4 파장 반사-방지 코팅(174)이 입사 변화 각을 보상하기 위하여 구의 측면들 상에서 얇아질 것이다. 광이 광다이오드 구 상으로 스펙트럼적으로 분배되는 이 특정 예에 대하여, 1/4 파장 반사방지 코팅(174)은 측면들 상에 입사되는 녹색 및 청색 광(177)에 대한 광 투과를 최적화하기 위하여 구의 측면들 상에서 훨씬 더 얇아질 수 있다. 이 유형의 두께 프로파일 가변 코팅은 진공 증착 소스로, 그리고 더 얇은 코팅을 생성하는 반구 상의 입사각 효과를 사용하여 달성될 수 있다.
계층화된 광다이오드 반구(181, 184, 180, 174)는 적색 광(179)에 대한 초점 부근에서 포커싱 옵틱들(176) 뒤에 배치된다. 입사 백색 광(175)은 굴절률이 광의 길이에 따라 가변하는 색수차로 스펙트럼적으로 확산된다. 전형적으로, 유리를 통한 적색 광(178)은 녹색(199) 및 청색(177)보다 더 높은 굴절률을 갖는다. 반구 다이오드들(181, 184, 180)는 렌즈(176)의 적색 광의 초점(179) 이후에 배치되어, 단지 광다이오드들의 외부 또는 중앙 적색 광 흡수 광다이오드(181)의 내부에 적색 광 포커스(179)를 배치하기 위하여 계층화된 광다이오드들 내로의 컬러화된 광 스펙트럼의 공간적 분포를 최적화한다. 이어서, 녹색 광(199)은 더 큰 스폿을 형성할 것이며, 기울어진 광다이오드 층(184)을 통한 더 긴 경로 길이로 인하여 광다이오드의 녹색 광 흡수 대역 내로 더 효율적으로 흡수된다. 청색 광(177) 스폿은 최대 직경을 가질 것이며, 청색 광 흡수 및 변환을 위해 최적화된 외부 광다이오드 층에서 가장 효율적으로 흡수된다. 더 긴 파장의 적색 광(178)은 일반적으로 녹색(199) 및 청색 광(177)보다 더 높은 각도로 유리(176)를 통해 굴절될 것이다. 적색 광(178)은 이러한 2개의 광다이오드들의 여기 밴드 갭 아래이기 때문에 낮은 흡수를 갖는 청색(180) 및 녹색 광을 통과할 것이다. 계층화된 반구형 광다이오드(181, 184, 180) 상으로의 광의 이러한 스펙트럼, 공간, 및 각도 분포는 광다이오드 셀들 을 물리적으로 분리시킴이 없이 광다이오드 셀들 각각의 성능을 최적화시키는 경향이 있을 것이다. 녹색(199) 및 적색(178) 광 중 일부는 청색 및 녹색 광에 최적화된 광다이오드들의 밴드 갭 에너지 아래의 이러한 광 광자들을 갖는 청색(180) 및 녹색(184)에 최적화된 광다이오드들과 충돌하고, 부분적으로 녹색(184) 및 적색(181) 계층화된 광다이오드들을 통해 또는 상기 녹색(184) 및 적색(181) 계층화된 광다이오드들 상으로 통과할 것이다. 계층화된 구형 광다이오드들의 이러한 계층화된 구성은 이 후에 함께 배치되는 상이한 광전 셀들을 형성하는 것보다 더 저렴할 수 있다. 이 가히구조에서의 전극 컨택들은 도전성 금속 컨택들(183, 181)에 부착되는 것으로 도시되어 있다. 내부 층 컨택(182)은 적색 광다이오드(181)의 중앙의 노출된 표면에 부착되고, 외부 컨택(183)은 외부 청색 광다이오드 층(180)의 표면에, 그리고 반사-방지 코팅(174)을 통해 부착된다. 이 반구형 비드로의 탄성적 컨택 기하구조들의 세부사항들의 예들이 도 3, 도 12B 및 도 14에 도시되어 있다. 이상적으로는, 전기적 컨택들(182, 183)은 방을 반사시키고, 이 원형 스폿 포커스에 대해 도 14의 탄성적 컨택 예에서와 같이 광다이오로의 광을 차단하지 못한다. 페리미터 상의 청색 광 및 중앙의 적색 광의 방사형 스펙트럼 분산 패턴 내로의 계층화된 광다이오드의 단지 적절한 전기적 컨택과 배치를 허용하기 위하여 기계적인 컨택은 중앙 스폿 컨택(182)과 중앙 컨택을 행하고 실리콘 구의 형태 끼워맞춤 표면과의 정렬을 사용할 필요가 있을 것이다.
상술된 전형적인 1/4 파장 반사 방지 코팅의 스펙트럼 및 각도 선택도를 피하기 위하여 울퉁불퉁한 또는 밀도 그래디언트 반사방지 코팅(174)이 이 기하구조 에서 유용하게 사용될 수 있다는 것이 언급되어야 한다.
반도체 유지 캐비티의 슬롯 버전이 사용되는 경우, 중앙 컨택은 그루브를 따라 전기적 컨택들로의 쇼팅(shorting)을 방지하기 위하여 녹색(184) 및 청색(180) 광다이오드들의 에지들을 커버하도록 신장되는 반사-방지 코팅과 같은 유전체 페리미터(185) 코팅 및 상승된 버튼(182)을 가질 수 있다.
도 12A에서, 양 측면들 상에서 계층화된 광다이오드들의 미립자 비드를 그라인딩(grinding)함으로써 광다이오드들을 형성하는 대안적인 배열이 도시되어 있다. 양 측면들 상에서 비드들을 그라인딩함으로써 내부 도핑된 층(274) 및 다른 광다이오드들(272)은 2개의 전기적 컨택들(273, 275)와 액세스 가능할 수 있다. 2개의 평활 측면들 대 단일 평활 측면을 갖는 비드의 이 기하구조는 또한 전기적 컨택들을 행하는데 유용하게 사용될 수 있다. 계층화된 광다이오드의 예로서, 직경이 오백 미크론인 InP 비드(274)가 형성된다. InP 비드(274)는 n-형 반도체가 되도록 도핑된다. 그 후, InP 비드는대략 2 미크론 두께의 유기금속 기상 에피택시에 의하여 n-형 InGaAs 층(272)으로 코팅된다. 2 미크론 두께의 p-형 InGaAs 층(271) 스퍼터 증착된 금 크롬 코팅(270)이 다음에 온다. 그 후, 비드는 양 측면들 상에서 접지되고, 전기적 컨택이 중앙에 니켈/금 컨택(272, 275)의 전기도금 또는 진공 증착에 의해 형성되어 증착된다. 계층화된 광다이오드들 또는 광 이미터들을 생성하기 위한 재료들의 많은 변화들이 존재한다. 다른 적절한 기판 비드 반도체들은 Ge, Si, Sic, GaAs, Gap, Ga, GaN, CdTe, AlGaP, AlGaP, AlGaAs, CuInSe2, Cu(InGa)Se2, GaSb, InAs, CuInSe2, GaSb, InAs, CuInSe2, Cu(InGa)Se2, CuInS, GaAs, InGaP, AlGaP 및 CdTe이다.
도 12B에서, 중앙 컨택들(286, 287) 및 림(281, 292)을 갖는 광디이오드 비드로의 슬롯 도는 캐비티 전기적 컨택이 도시되어 있다. 이 예에서, 도 12A에 도시된 바와 같이, 양 측면들 상에서 계층화된 광다이오드 비드를 그라인딩함으로써 구성된 바와 같은 광다이오드 비드는 백킹 컨택(289) 및 양 측면 컨택들(280, 287)을 갖는 유전체(288) 내의 탄성적 슬롯(295) 내로 삽입된다. 슬롯 또는 캐비티(295)는 주석과 같은 금속 포일 기판(289)의 상부에서 폴리이미드 또는 실리콘 러버와 같은 탄성적 유전체(288)로부터 몰딩된다. 광다이오드 비드(281, 282, 283, 284, 290, 291, 292)는 슬롯(295) 내로 가압된다. 양 측면 컨택들(280, 287)은 광다이오드 비드의 중앙 컨택들(286, 285)에 대해 압축된다. 광다이오드 비드의 림 컨덕터(281, 292)는 후방 컨택에 대해 광다이오드 비드를 가압하는 미러 또는 커버 렌즈(293)로부터의 탄성적 압축으로 슬룻 또는 캐비티(295)의 하부에서 포일 컨택(289)과 컨택을 행한다. 몰딩된 커버 유리(293)는 장력에 의해 유지되며, 유리(293)와 전극 기판들(288, 289) 사이의 압축 압력 하에서 상승된 온도에서 경화되는 Sylgard® 투명 인터페이스 글루(294)를 통하여 컨택 전극들(280, 287)로 실링된다. 글루가 경화하는 것보다 더 낮은 동작 온도들에서, 인터페이스 글루(294)의 열적 수축은 커버 유리 및 전극들을 서로 끌어당기고 컨택 압축 압력을 생성하는 장력을 글루에서 생성한다. 광다이오드(281, 282, 283, 284, 290, 291, 292) 상에서 탄성적 컨택 압력을 유지하기 위하여 다른 기계적인 탄성적 중력 또는 힘 방식들이 사용될 수 있다.
도 13A에서, 반도체 비드 정렬 및 조종 시스템이 도시되어 있다. 이 시스템에서, 평활한 측면(189)을 갖는 반도체 비드들(188)은 사운드 발생기(185)로부터의 사운드(186) 또는 지지 플레이트(190)를 통한 진동들에 의하여 진동된다. 비드들(188)은 자신들을 아래로 유지시키는 중력으로 평활한 테플론 표면(187) 상에 위치하는 자신들의 평활한 측면 상에서 자신들이 최저 에너지에 도달할 때까지 스피닝(spinning)할 것이다. 비드들을 조종하여 상기 비드들이 표면들에서 멀리 이동하도록 하고 비드들이 완만하게 회전하여 테플론 표면(187) 상의 비드(189)의 최저 에너지 상태 평활 측면에 자리잡도록 하기 위하여 상이한 강도들의 사운드 진동들(186)이 사용될 수 있다. 테플론(187)은 정전기 전하를 가지므로 비드들(188)를 끌어당기고, 비드들이 평활한 테플론 표면(187) 상에 있는 평활한 측면(189) 상에 머무르도록 하기 위하여 에너지 웰(enengy well)을 증가시킨다. 고 전압 전극(190)이 테플론(187) 뒤에 배치될 수 있고, 고 전압이 발전기(191)로부터 전극(190)로 인가될 수 있다. 반도체 비드들(188) 또는 인접한 전극(193) 또는 주위의 접지된 도전성 표면들(192)로의 샤프 포인트 코로나 방전(sharp point corona discharge)은 전하 전극(charge electrode)에 대한 전기 필드 라인들 및 전기적 충전 회로(electrical charging circuit)를 완성할 수 있다. 반도체 비드들(188) 상의 유도된 전기 필드 및 전하는 비드들을 테플론 표면(187)에 대해 유지한다.
테플론 표면(204)의 낮은 슬라이딩 마찰 계수로 인하여, 비드들(201)이 표면에 정렬된 자신들의 평활한 측면들과 함께, 푸싱 바(pushing bar)(200)와의 롤 링(rolling) 없이 테플론 표면(204)에 걸쳐 슬라이딩할 수 있다는 것이 도 13b에 도시되어 있다. 푸싱 바(200)는 로우들 내의 반도체들을 지지 플레이트(205) 상의 테플론 표면(204)에 대해 모든 평활한 측면들과 정렬시키기 위하여 반도체들(201)을 푸시할 수 있다. 푸셔 바는 이산 위치들에서 개별적인 반도체들을 유지하도록 형성화된 캐비티들(202, 203)를 가질 수 있다. 반도체가 잘못된 위치를 가지거나 단일 로우로부터 너무 많은 반도체들이 존재하는 경우, 이러한 비드들은 푸셔 바(200)의 형상화된 캐비티(203) 내로 끼워맞춤되지 않을 것이며, 푸셔 바의 슬롯들(202) 또는 홀들(203) 내로 끼워맞춤되는 비드들(201)로부터 분리되어 배출되거나, 실리콘 러버 표면으로 컨택 리프트되거나, 또는 테플론 표면(204) 또는 푸셔 바(200)에서 일소(sweep off)될 수 있다.
반도체 비드들(213)형상화된 미러들 또는 전기적 컨택들 및 탄성적 기판(210) 내로 가압하는데 사용되는 푸셔 바의 단면도가 도 13C에 도시되어 있다. 지지 플레이트(218) 상의 전기적 전하는 비드들(213)이 형상화된 캐비티(212) 전기적 컨택들(211, 219) 내로 슬립될 때 릴리스 또는 반전될 수 있다. 푸셔 바(216)는 또한 일단 비드들(213)과 컨택들(214, 220)이 삽입되고 전기적 컨택 홀더(210)에 의해 클램핑되면 비드들(213)과 컨택들(214, 220)을 전기적 컨택들(211, 219)로 솔더링 또는 용접하기 위하여 가열되고/되거나, 이를 통해 사운드 펄싱(sound pulsing)될 수 있다. 비드들은 컨택들(214, 220)의 솔더링 또는 용접을 달성하기 위하여 일단 자신들이 홀더들 내로 삽입되면 광 또는 자기 필드들에 의하여 가열될 수 있다. 반도체 비드들은 니켈과 같은 자기 재료로 이루어지는 전기적 컨택 들(214, 220)을 가질 수 있다. 그러므로, 홀더(218, 217) 상에서 비드들을 정렬하고 유지하기 위하여 자화된 표면(218)으로의 자력 또는 자기 필드 내의 정렬이 사용될 수 있다. 비드들을 정렬하는데 사용될 수 있는 다른 특성들은 비드들(213)을 정렬하기 위하여 전기 필드에서 비드들(213)의 자기 분극화된 전기 필드를 사용하는 것이다. 실리콘 러버 코팅된 표면들(215)의 들러붙고 정전기적인 특성들이 비드 홀덛르의 역할을 하여, 비드가 롤링 또는 전달 없이 유지되도록 할 수 있다는 것이 언급되어야 한다. 반도체 비드들의 삽입은 삽입을 위해 개방된 채로 유지되고 나서, 릴리스되어 비드들(213) 상에 기계적으로 클램프 다운(clamp down)되고 탄성적 홀더(210)의 평활면 컨택(219)과 컨택을 행하는 내부 비드 컨택(220)과 둥근 전기적 컨택(211)으로 둥근 비드 컨택(214)의 전기적 컨택을 행하는 탄성적 백킹(210) 상에서 형상화된 개구(212) 전기적 컨택들(211, 219)로 행해질 수 있다. 홀더(210)의 기계적 클램핑은 또한 푸셔(216)가 비드들(213)로부터 분리되도록 하고 푸셔(216)를 수축시키도록 비드들(213)이 유지되도록 한다. 푸셔(216)는 정렬된 비드가 캐비티들 내에서 들러붙도록 하고 비-정렬된 비드들이 떨어지도록 하기 위하여 형성된 표면들(222) 내부에 들러붙는 실리콘 표면(215)을 가질 수 있다.
도 14에서, 렌즈 미러 전극 압축 배열이 단면도로 도시되어 있다. 구형 접지 반도체 다이오드 또는 접지 로드(233)를 접속시키는 또 다른 배열은 단지 셀가 한 방향에서 접속되도록 하는 미러 컨택들(237, 238, 242)을 갖는 캐비를 형성하는 것이다. 형상화된 디프레션(depression) 또는 트러프들(239, 241)는 도 14에 도시된 바와 같이, 중앙 컨택(242) 및 측면 컨택(239, 238)를 갖는다. 이러한 컨택들(237, 238, 242) 및 비아들(243)은 은, 구리, 니켈, 그래파이트, 알루니늄, 주석, 및 합금들과 같은 전기적 도전성 파우더 잉크들을 몰딩되거나 형상화된 폴리이미드(239, 241)와 같은 유전체 기판 상으로 잉크젯 스프레잉함으로써 형성될 수 있다. 전기적 컨택들 및 회로 필름들(237, 242, 238, 243)을 형성하는 다른 방법들은 사전-형성된 평활 시트 또는 형성된 유전체 기판(239, 241) 상으로 전기전 도전성 필름들을 스퍼터 증착, 플라즈마 스프레이들, 전기도금, 포일 엠보싱하는 것이다.다른 옵션들은 컨택들의 형태를 유지하고 또 다른 후방 보호 면(244)의 역할을 하도록 시트 금속 기판을 코팅 또는 적층하는 것이다. 측면 컨택들(237, 238)은 비드(233)의 둥근 표면이 중앙 전기적 컨택에 터치하는 경우, 반구형 비드(233)가 측면 컨택 전극들(237, 238)과 전기적 컨택을 행하지 않도록 하기 위하여 유전체 백킹 기판(239, 241) 및 유전체 컨택(237, 238)의 평활한 하부로부터 어느 정도까지 증착된 유전체 코팅(235, 236)을 갖는다. 테플론 또는 실리콘 플루오르 폴리머와 같은 유전체 코팅(235, 236)은 반도체 다이오드 비드(233)의 평활한 측면이 트러프 또는 디프레션(239, 241)의 평행한 평활면 하부와 방향맞춤될 때까지 반구형 비드(233)가 용이하게 슬립 및 스피닝되도록 하기 위하여 낮은 마찰 계수를 가질 수 있다. 트러프 또는 디플레션(239, 241)의 하부를 향하여 루즈한 비드를 유지시키는 중력에 의하여, 그리고 하부에 평행한 비드(233)의 평활 측면으로 트러프 또는 디플레션 내로 가장 깊이 끼워맞춤된 비드에 의하여, 이들은 최소 에너지 상태에 도달할 것이다. 진동 에너지 또는 사운드 에너지가 반구형 비드들 상에 부과되는 경우, 비드들은 자신들의 평활한 섹션이 트러프 또는 디플레션(239, 241)의 평활한 하부에 대해 끼 워맞춤될 때까지 회전 및 스피닝될 수 있다. 이 중력 효과는 전기 필드들이 상기 전극들(239, 242, 238)과 도시되지 않은 외부 전극 사이에 부과되는 경우에 강화될 수 있다. 유전체 필름들(239, 241, 234, 236)은 종종 영구 일렉트릿(permanent electret)들이거나, 또는 부과된 전기 필드들로 극성을 띄고 하전될 수 있다. 니켈과 같은 강자성 재료반구형 비드(233) 상에 중앙 컨택(240)을 형성하고 철 또는 니켈과 같은 강자성 재료로 중앙 컨택(242)를 제조하고 나서, 컨택들(242, 240)이 자기 필드 내에서 자화되거나 배치되도록 함으로써, 비드는 자기 필드 내에서 우선적으로 방향맞춤될 것이며, 자기 필드들은 중앙 컨택들(240, 242)을 통해 채널링 또는 집중될 것이다. 이것은 미러 컨택들(238, 237)의 트로프 또는 디프레션(239, 241)에 평행한 비드(233)의 평활면으로 정렬된 비드들의 에너지 웰을 증가시킬 것이다. 이 측면 전극 표면들(237, 238)은 비드들이 정확하게 정렬될 때, 반구형 비드(233)의 측면들과 컨택을 행한다. 광다이오드 반도체 비드(233)는 전형적으로 내부 상에 양전하 캐리어 도핑 및 외부 상에 음 전하 캐리어 도핑을 가지도록 도핑될 것이다. 따라서, 비드(240)의 평활면 상의 전기적 컨택은 P 내부 층과 컨택(242)을 행하고 있고, 외부면 컨택들(237, 238)은 N 층과 컨택을 행하고 있다. 측면 컨택들(237, 238)과 유전체 코팅(235, 236)을 갖는 비드(233)의 측면 컨택들(237, 238) 사이의 마찰 계수의 차이들로 인하여, 비드들(233)은 일단 자신들이 금속 컨택을 행하면 디프레션(239, 241) 내로 들러붙는 경향이 있을 것이다. 트러프 또는 디프레션(239, 241)의 형상 및 탄성은 일단 자신이 정확한 정렬을 행하면 자신이 비드를 유지하기 위하여 비드의 양측 상에 웨징 컨택(237, 238)을 형성하도록 이루어질 수 있다.
비드 측면 컨택들(237, 238)이 비드(233) 외부면에 솔더링 또는 고착되어, 또한 측면 컨택들이 비드들로 들러붙도록 하고 일단 이들이 평행한 표면 정렬 및 전기적 컨택을 행하면 비드들을 유지하도록 하는 정렬 프로세스가 상승된 온도에서 발생되도록 하는 것이 또한 유용할 수 있다. 다른 가능한 유지 방식들은 비드 평활면이 정렬될 때, 비드(233)의 평활면과 컨택을 행함으로써 표면 장력 에너지를 감소시키는 트러프 또는 디프레션의 하부에서 유전체 세퍼레이터(238, 241) 상에 글루, 실리콘 러버, 또는 점성 용액의 적은 드롭렛(droplet)들을 갖는 것이다. 이것은 비드 홀더의 역할을 하고, 트러프 또는 디프레션의 평활면에 평행한 비드들의 평활면에서 비드들을 유지하도록 에너지 웰을 증가시킬 것이다. 여분 또는 비-정렬된 비드들(233)을 제거하기 위하여, 어셈블리는 뒤집혀서, 중력이 적당한 장소에 유지되지 않은 비드들(233)을 뽑아내도록 할 수 있다. 다른 옵션들은 실리콘 러버와 같은 들러붙는 표면 코팅을 형성된 툴 배치하여, 상기 표면 코팅이 어레이의 표면에 비하여 낮아질 때, 상기 표면 코팅이 단지 여분의 비드들과 기계적인 컨택을 행하도록 하는 것이다. 부정확한 위치들에서의 비드들(233)은 평행한 표면 정렬된 비드들(233)보다 트러프들 또는 디프레션들에서 더 높게 남아 있을 것이다. 모든 비드들(233)이 정렬되는지를 검사하는 프로세스는 가상 검사에 의하여, 또는 트러프 또는 디프레션 내로 끼워맞춤되어 단지 컨택을 행하고, 트러프들 또는 디프레션들(239, 241) 내로 정확하게 끼워맞춤되지 않은 셀들을 제거하는 진공 또는 들러붙는 표면을 갖는 정밀 툴을 가짐으로써 행해질 수 있다. 일단 비드(233)의 평활면이 트러프 또는 디프레션(239, 241, 237, 238)의 평활면에 정렬되면, 전기적 컨택들(239, 240, 242, 238)은 전기적 컨택들(237, 242, 241)에 대해 비드를 터치 또는 압축하는 가열된 금속 몸체에 의한 비드들(233)로의 열적 기계적 컨택 또는 광의 플래시로 반도체 비드(233)를 가열함으로써 보장될 수 있다. 솔더, 브레이징, 또는 용접 컨택들을 만들기 위하여 에너지를 전달하는 다른 가능한 방법들은 컨택들을 마찰 용접 또는 솔더링하기 위하여 컨택들(237, 242, 238) 및 반도체 비드들(233) 내로 초음파 사운드 에너지를 펄싱하는 것이다. 회로 또는 셀들(237, 238, 233, 240, 242)을 통한 전기 펄스는 또한 반도체 광다이오드 비드들(233)로의 전기 컨택들의 아크 용접을 생성하는데 사용될 수 있다. 또 다른 전기적 컨택 용접, 브레이징, 어닐링, 또는 솔더 방법은 전기 회로(237, 238, 233, 240, 242)가 단락되거나, 전기적 소스에 부착되거나, 또는 커패시터를 충전하고 나서, 레이저 광의 빔이 셀들 양단에 래스터(raster)되거나 플래시 램프가 셀들 이후에 파이어링되는 경우에, 반도체 광다이오드(233)로부터 자발적인 전기적 펄스를 사용하는 것이다. 기계적인 컨택 포인트들에서 짧은 열적 에너지 펄스를 제공하기 위하여 짧은 전기적 펄스를 생성하면 컨택들이 용접, 브레이징, 어닐링 또는 솔더링된다. 유전체 기판(241)의 상부의 측면 컨택 금속 필름들 또는 중앙 컨택(242)은 과도한 전류가 로컬 회로(local circuit)를 통해 흐르고 있는 경우 회로를 개방하기 위하여 금속(242, 237, 238, 243)을 용해하고 기화시키며 기초적인 유전체(239, 241)를 확장시키는 전기 퓨즈의 역할을 하도록 디자인될 수 있다. 이것은 잘못 접속되거나 단락될 수 있는 셀들을 분리하는데 사용될 수 있다. 컨택 보장 단계는 또한 내화성 렌즈 및 미러(231) 하의 어셈블리가 셀들 위에 배치되고 내화성 렌즈 및 미러(231)에 의해 적당한 장소에 유지된 후에 행해질 수 있다. 내화성 커버 렌즈 및 미러(231)는 전기적 컨택들을 행하고 태양 어레이의 수명 전체에 걸쳐 전기적 컨택을 유지하기 위하여 반도체 비드(233)에 대해 가압될 수 있다. 내화성 커버(231)는 글루들(232) 및 전기적 컨택 재료(237, 239, 238, 241, 242)에서의 탄성적 장력으로 가압 및 유지될 수 있고, 컨택 재료(237, 242, 238)에 대해 반도체(233) 상에 위치하는 내화성 재료의 중력은 어레이의 수명에 걸쳐 컨택을 유지할 수 있다. 렌즈-미러 어셈블리 시트(231)는 외부면 상에 보호 또는 반사방지 코팅(230)을 가질 수 있다. 외부면을 반응적 스퍼터링된 다이아몬드 필름들과 같이 광 반응적이고 셀프 클리닝되거나 단단한 스크래지 방지 코팅들이 되도록 하는데 적절한 필름들은 탄화플루오르(Mihama), 이산화 티타늄 코팅들이다. (Dow Corning Sylgard® 184 또는 겔 Q3-6575와 같은) 광학적으로 투명한 글루 또는 결합 겔(234, 232)이 셀들에 걸쳐 고압 압출로 분산된다. 유리 또는 투명한 유전체 커버 렌즈-미러(231)가 광학적 결합 재료(234, 232) 위에 배치되고, 롤 스퀴징 모션(roll squeezing motion)에 의해 광학적 결합 재료(234, 232)가 반도체 및 미러 주위에 가압되고, 가스 버블들이 글루의 패턴 내의 가스 채널들을 통하여 어셈블리로부터 가압된다. 전체 어셈블리는 상승된 온도로 경화될 수 있다. 어셈블리는 반도체 비드들(233)에 대해 렌즈-미러 시트(231)를 가압하고 전기적인 컨택들(237, 240, 242, 238) 상에 압축을 유지하기 위하여 압축 하에서 경화될 수 있다. 경화 프로세스 이후 또는 경화 프로세스 동안 의 글루 또는 광학적 결합 재료(234, 232)의 수축은 경화 프로세스 이후 또는 경화 프로세스 동안 컨택들(237, 240, 242, 238) 및 비드들(233) 상으로의 렌즈-미러 시트(231)의 압축을 더 증가시킬 수 있다. 금속 컨택들(242) 및 유전체 기판(239)의 후방측 상에 카본 블랙 로딩된 실리콘 페인트 또는 이산화 티타늄 실리콘 페인트와 같은 방사 열 전달 및 보호 코팅(244)이 있다. 어셈블링된 시스템은 테스트될 수 있고, 광 펄스들, 래스터된 레이저 빔들 또는 전기적 펄스들에 의하여, 짧은 셀들 또는 반전된 셀들은 전기적 컨택들을 용해하거나 기화함으로써 직병렬 전기 회로 어레이로부터 제거될 수 있다. 외부 전기 시스템들 및 회로들로의 전기적 접속들은 유리 재료 시트(231)의 에지들에서 전기적 컨택 패드들을 통하여 행해지는 것으로 예측된다.
도 15에는, 출력 상에 내장된 배리스터들(254) 또는 후방 흐름 보호 다이오드들(254)과 광전 셀들(253) 사이의 병렬 및 직렬 접속들에서 얇은 필름 전기적 컨덕터들 또는 유전체들, 퓨즈, 또는 배리스터들(253, 258)을 갖는 직병렬 셀들의 전기 회로가 도시되어 있다. 역방향 흐름 보호 컴포넌트(254)는 또한 도 15의 개략도에서 나타낸 바와 같이 도핑된 반도체 비드들이 광다이오드들에 대해 역방향 전자 홀 그래디언트를 갖는 탄성적 형상의 전기적 컨택들 내에 배치되는 것과 동일한 방법에 의해 배치될 수 있다. 역방향 전류 보호 다이오드들(254)은 도시되어 있지 않으므로, 어레이들의 에지들 상에서 미러 어레이들 사이에서 광 집중 영역들의 외부에 배치될 수 있다. 역방향 전류 보호 다이오드들(254)은 보호 다이오드 전압 및 전류 특성들을 정합시키고 전체 시스템을 위태롭게 하는 임의의 단일 보호 다이오 드 또는 보호 다이오드 스트링 고장들을 피하는 분산된 역방향 전류 보호를 생성할 수 있도록 하기 위하여 어레이 내에 로우들로서 정기적으로 배치될 수 있다. 병렬 접속된 셀들에서 개방 회로가 되는 단일 셀의 프랙셔널 손실(fractional loss)의 영향은 함께 접속된 셀들의 수로 나누어진다. 직병렬로 전기적으로 접속된 네트워크에서의 단일 포인트 고장으로부터의 전체 시스템 상의 단일 포인트 고장의 영향은 다른 로우들로부터의 전류가 단일 포인트 고장 주위에 흐를 수 있을 것이기 때문에, 로우들의 수로 나누어진 로우 내의 손실의 프랙션(fraction)에 비례한다. 랜덤 단일 셀 고장들의 수는 회로에서의 셀들의 총 수에 비례한다. 그러므로, 임의의 단일 로우에서의 셀들의 수가 어레이에서의 셀들의 총 수의 제곱근에 비례하는 직렬 접속들 및 등전위들에서의 많은 병렬 접속 셀들의 큰 어레이들에서, 랜덤 단일 개방 회로 고장들로부터의 유망한 프랙셔널 손실은 어레이에서의 셀드의 총 수의 역제곱근에 비례한다. 이 통계적 관측은 직병렬 어레이들에 의하여; 어레이들에서의 개별적인 셀들의 수가 많을수록 랜덤 셀 고장들로 인한 프랙셔널 손실들이 더 낮아진다는 실제적인 암시를 갖는다. 이러한 광전 어레이들은 셀들을 수가 많을수록 셀들의 수가 많을수록 더 신뢰 가능해지는데, 이는 전기 회로에서의 셀들이 많을수록 실패들 또는 출력 손실의 확률이 더 많아지는 전형적인 직관에 대조적이다. 고전압 어레이들에서, 역방향 전류 보호 셀들(254) 및 바이패스 다이오드들(257)은 어레이들 내의 로우들에서 정기적으로 형성될 수 있다. 셀들 사이의 병렬 전기적 접속들(253)은 제조 결점들 또는 쉐이딩(shading)으로 인하여 낮은 성능들을 가질 수 있는 어레이들 내의 단일 셀들 주위에 전류 바이패스를 가지는데 있어서 유용하 다. 바이패스 다이오드들(257)은 전류를 낮은 성능을 갖거나 쉐도잉되는 셀들(252)의 로우 주위에 라우팅할 수 있다.
병렬(253) 및 직렬(258) 전기적 접속들이 전류, 전압 또는 온도가 상승함에 따라 특정 전기적 저항 증가를 가지도록 선택되었던 전기적 컨덕터 반도체들과 함께 증착에 의하여 배리스터들 또는 유전체 인슐레이터 기판들 상의 얇은 도전성 디포짓(diposit)들에 의하여 효율적인 퓨즈들을 형성할 수 있다. 특정 예에서, 산화 아연의 필름은 인가된 전압에 따라 자신의 저항을 증가시킬 것이다. 디포짓들은 진공 스퍼터 디포짓들, 스프레이 잉크 디포짓들, 플라즈마 스프레이 디포짓들, 포일 엠보싱, 광다이오드 비드 접속들과 유사한 개별적인 반도체 디포짓들일 수 있다. 대부분의 금속들은 주위 온도에서 바람직한 저 저항 특성을 가지며, 온도가 상승함에 따라 저항이 증가한다. 단일 다이오드의 전류의 몇 배와 같이 과도한 전류가 병렬 또는 직렬 전기적 접속들을 통해 흐르는 경우, 금속들은 재료에서의 저항 에너지 소산으로 인해 가열된다. 전류 및 발생된 열이 충분히 높은 경우, 회로는 금속 및 아마도 유전체 기판을 용해하고, 병렬 회로 접속을 영구적으로 개방시킬 것이다. 셀들(253) 사이의 개방 회로 퓨징은 이들이 션트(shunt)되거나 역방향으로 접속되는 경우에 개별적인 광 셀들(252) 주위에서 회로를 영구적으로 개방하는데 사용될 수 있다. 배리스터들(253)과 같은 디바이스들은 전류가 증가함에 따라 증가하는 저항을 가지도록 디자인되는 병렬 회로 접속들에서 형성될 수 있다. 배리스터들(253)은 과도한 전류에 고속으로 가역적으로 응답하고 병렬 또는 직렬 접속들에서 최대 전류를 효율적으로 클램핑하도록 디자인될 수 있다. 이 최대 전류 클램핑 은 모든 도시된 광전 어레이들이 나무 가지로부터의 쉐도우(shadow)와 같이 선택적으로 쉐도잉되는 상황들에서 과도한 전류들 및 전압들로부터 광다이오드들을 보호하는데 있어서 매우 중요할 수 있다. 개략적으로 도시되어 있는 이 어레이는 페리미터 버스 접속들(251, 255)을 통하여 다른 어레이들 또는 전기적 부하들로 접속될 수 있다. 또한 출력 접속 또는 버스 접속(250, 256) 상에 전기적으로 접속되고 도 9에 도시된 바와 같은 어레이와 통합될 수 있는 다른 가능한 전기적 디바이스들은 DC 대 DC 컨버터들, DC-AC 컨버터들, 커패시터들, 배터리들, 전해 셀들, 플라이휠(flywheel)들, 모터들, 광들, 펌프들, 및 팬들이다.
본 발명의 일부 특징들 및 요소들은 다음을 포함한다:
1. 전기적 컨택들은 탄성적인 기계적 시스템들과 함께 반도체 몸체들 상에 압축을 유지한다.
2. 반도체를 방향맞춤하기 위하여 광다이오드 몸체 또는 전극들의 형상을 사용한다.
3. 셀을 끼워맞춤하기 위하여 슬롯 또는 홀을 사용한다.
4. 전기적 접속을 유지하고 방향맞춤하며 이동시키기 위하여 구의 평활한 측면을 사용한다.
5. 슬롯은 또한 전기적 접속이다.
6. 슬롯은 또한 미러이다.
7. 슬롯은 또한 광 투과성이다.
8. 구들 상의 전기적 컨택들의 위치 및 치수들은 반도체 동작에 대해 유용할 수 있다.
9. 전기적 컨택들은 퓨즈 및 회로 인터럽션(interruption)의 전기적 특성들을 제공하도록 하는 두께를 갖는다.
10. 전기적 컨택들은 미러들일 수 있다.
11. 전기적 컨택들은 투명할 수 있다.
12. 전기적 컨택들은 유사하지 않은 전기적 컨덕터들 또는 금속들일 수 있다.
13. 전기적 컨택들 및 반도체는 본질적으로 열전기 접합을 형성할 수 있다.
14. 전기적 컨택들 및 반도체는 광 생성 접합을 형성할 수 있다.
15. 슬롯 및 전기적 컨택들은 열 제거 시스템을 형성한다.
16. 전기적 컨택들 및/또는 미러들은 광다이오드들로부터 열을 제거하도록 하는 열 컨덕터들이다.
17. 어레이의 후방측 상의 코팅은 방사선 방출 및 열 제거를 강화시킨다.
18. 미러/렌즈는 열 제거 시스템이다.
19. 미러/렌즈는 기계적 장착 및 보호 시스템이다.
20. 신뢰 가능한 회로 접속들을 제공하기 위하여 직병렬 접속들을 사용한다.
21. 글루들을 사용할 수 있다.
22. 광학 인터페이스 브리지들 또는 글루들을 사용할 수 있다.
23. 광 경화 글루들을 사용할 수 있다.
24. 슬롯들 내에서 셀들을 고정시키기 위하여 들러붙는 재료들을 사용할 수 있다.
25. 컨택들을 행하기 위하여 슬롯들 내에서 구들을 압축할 수 있다.
26. 컨택들을 완료하기 위하여 솔더링을 사용할 수 있다.
27. 전기적 컨택 고정을 달성하기 위하여 용접을 사용할 수 있다.
28. 셀들의 열적 가열 또는 용접을 위해 전류를 발생시키는 광다이오드들과의 전기적 컨택 고정을 달성하기 위하여 플래시 램프를 사용할 수 있다.
29. 솔더링 또는 용접을 완료하기 위하여 초음파 에너지를 사용할 수 있다.
30. 리플렉터들 또는 전기 회로들로서 얇은 필름들로 옵틱을 코팅할 수 있다.
31. 양측 상에 2개 이상의 상이한 컨택들을 갖는 홀들 또는 그루브들 내의 비드들.
32. 반드시 상기 형상을 사용하는 것은 아니다(슬롯 내로 진행하기 전에 단순히 방향맞춤한다).
33. 어레이들은 렌즈/미러 이산 반도체의 2개의 전기적 컨택들 및 후방 커버 또는 미러의 컴포넌트들의 어셈블리이다.
34. 슬롯들 또는 홀들은 유전체 내에 형성될 수 있다.
35. 슬롯들 또는 홀들은 유전체 코팅을 갖는 금속 내에 형성될 수 있다.
36. 슬롯들 또는 홀들은 유전체 및 전자 도전성 코팅을 갖는 금속 내에 형성될 수 있다.
37. 형상화된 캐비티들의 벽들은 전기적 컨택 탄성을 개선시키도록 하는 구 조를 가질 수 있다.
38. 형상화된 캐비티들의 벽들은 전기적 컨택 탄성을 위한 플루트들, 슬릿들, 그루브들, 범프들, 페더스틀들, 섬유들을 갖는다.
39. 캐비티 컨택 표면들 상의 전기적 코팅들은 전기적 컨택 탄성을 위한 섬유들, 파우더들을 갖는다.
40. 형상화된 캐비티 상의 컨택들은 탄성적 다형 표면이다.
41. 코팅들은 많은 방식들로 증착 또는 형성될 수 있다. 진공 증착, 잉크 젯 프린팅, 파우더 스프레잉, 스크린 프린팅, 포일 임프레션, 솔더링, 스탬핑 또는 적층.
42. 실리콘 러버들을 사용한다.
43. 플루오르화된 탄화수소를 사용한다.
44. 유리, 알루미늄, 은, 주석, 산화 주석, 철, 구리, 합금들, 실리콘 구들, Sphelar® 실리콘, 자신들 상에 전기적 컨택들을 갖는 구들, 솔더 페이스트들, 탄소 로딩된 페인트들, TiO2, 광-촉매 또는 백색 코팅들을 사용한다.
45. 외부 표면을 클리닝하고 고 주파수 광이 광다이오드들에 도달하지 않도록 하는 굴절률 재료 또는 유리의 외부면들의 광-촉매 주입을 사용한다.
46. 전기 회로의 자기 마스킹 또는 디포짓들을 우선적으로 위치시키기 위하여 슬롯의 쉐도우를 사용한다.
47. 전기적 접속들 및 기판은 광다이오드에 대한 집광 시스템을 형성한다.
48. 광다이오드 어레이는 광 집중 옵틱에 결합될 수 있다.
49. 전기적 접속 시스템은 또한 광학적 컴포넌트일 수 있다.
50. 후방 프로텍터 시트는 또한 광학적 집광기일 수 있다.
51. 광 스캐터링이 또한 옵틱에서 사용될 수 있다.
52. 광 신틸레이션 또는 변환이 사용될 수 있다.
53. 효율적인 광전 셀들로서 또한 동작하도록 하는 클램핑 슬롯들 및 전기적 컨택 내의 반도체의 로드들.
54. 내장된 전기적 역방향 전류 보호
55. 전기적 전력 그리드 및 배터리 인버터들로의 변환
56. 태양 추적 시스템들과 함께 사용한다.
57. 스펙트럼 분할 및 여과를 사용한다.
58. 어레이들의 후방 상에 유체 흐름 채널 또는 침니를 배치하고 광다이오드 어레이를 냉각시키기 위하여 유체 또는 공기의 흐름을 사용할 수 있다.
59. 광전 어레이로부터 열을 흡수 및 저장하기 위하여 광다이오드 어레이의 후방으로 상 변화 재료들을 열적으로 결합시킬 수 있다.
60. 광전 어레이의 전기 출력을 조종하기 위하여 전자장치를 부착시킬 수 있다.
61. 전기 에너지를 저장하기 위하여 광전 어레이에 배터리들을 부착시킬 수 있다.
62. 전기적 컨택을 보증하고 열 팽창 및 수축 보상기인 탄성적 층을 전기적 컨택 하에서 사용한다.
63. 태양 정렬 또는 추적 시스템에 광전 어레이를 부착한다.
64. 클램프는 탄성적이며, 반도체들을 수용하기 위하여 개방되고 컨택을 행하기 위하여 폐쇄될 수 있다.
65. 반도체들을 이동시키고 유지하기 위하여 정전기들을 사용한다.
66. 반도체들을 이동시키고 유지하기 위하여 자기들을 사용한다.
67. 반도체들을 이동시키고 유지하기 위하여 중력을 사용한다.
68. 반도체들을 유지하기 위하여 들러붙는 표면들을 사용한다.
69. 리세스들의 하부에서 반도체들을 유지하기 위하여 들러붙는 표면들을 사용한다.
70. 반도체들의 비-롤링 컨택 이동을 허용하기 위하여 미끄러운 표면들을 사용한다.
71. 중력은 반도체와 컨택들 사이에 압축을 유지하기 위하여 전극들 및 셀 내로 유리 커버 및 렌즈 미러를 가압하는데 사용될 수 있다.
본 발명이 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 변형들 및 변화들이 다음의 청구항들에서 규정된 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 구성될 수 있다.
Claims (82)
- 반복적으로 형상화된 미립자형 반도체 몸체들, 반복적으로 형성된 슬롯, 홀(hole), 슬롯들(slots), 또는 반도체 몸체들을 유지하기 위한 홀들, 상기 반도체 몸체 또는 몸체들과 연결된 광 도관(light conduit), 및 탄성적 압축에 의하여 각각의 반도체 몸체에 터치(touch)하는 슬롯 또는 홀의 부분인 적어도 2개의 전극들을 포함한 전기적 접속 장치 및 직접적 또는 간접적 광자 컨버터 또는 프로듀서(producer)를 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광 도관은 미러들(mirrors), 렌즈들, 투명한 재료들, 신틸레이터들(scintillators), 포스퍼들(phosphors), 스캐터링 표면들, 회절(diffractive) 또는 간섭 구조들을 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광 도관은 광(light)을 상기 광자 컨버터들로 집중시키는 미러들, 리프랙터들(refractors), 렌즈들, 신틸레이터들, 포스퍼들, 스캐터링 표면들(scattering surfaces), 또는 간섭 구조들을 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 형상화된 반도체 몸체들 위에서 끼워맞춤(fit)되고 광을 상기 반도체 몸체들로 집중시키도록 형상화되는 평활하지 않은(non-flat) 광 투과 굴절 커버를 더 포함하며, 전기적으로 접속되는 상기 몸체들은 광전 셀(photovoltaic cells)들의 어레이를 형성하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 홀, 슬롯, 홀들 또는 슬롯들은 상기 반도체 몸체들의 상기 형상들에 끼워맞춤되도록 형상화되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 반도체 몸체는 형상을 가지고 있으며, 각각의 슬롯 또는 홀은 부적절한 전기적 접속들을 행하는 어떠한 방향(orientation)에서의 어셈블리도 허용하지 않는 형상을 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 반도체 몸체는 형상 및 구조를 가지고 있으며, 각각의 슬롯 및 홀은 상기 반도체 몸체 상의 탄성적 압축(elastic compression)을 발생시키는 형상 및 구조를 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 반도체 몸체는 형상 및 구조를 가지고 있으며, 각각의 슬롯 또는 홀은 광다이오드(photodiode) 및 열전쌍(thermocouple)을 형성하도록 상기 반도체 몸체들 각각의 2개의 상이한 영역들 상에 적어도 2개의 전극들의 탄성적 압축을 발생시키는 형상 및 구조를 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 반도체 몸체는 각각의 슬롯 또는 홀 형상 및 구조에 끼워맞춤되는 특정한 반복된 형상 구조를 가지며, 상기 반도체 몸체가 상기 슬 롯 또는 홀과 광 투과성 커버 사이에 배치될 때 광다이오드를 형성하도록 각각의 반도체 몸체의 2개의 상이한 영역들 상에 적어도 2개의 전극들의 탄성적 압축 또는 탄성적 컨테인먼트(containment)를 발생시키는 상기 반도체 몸체들에 걸쳐 배치된 광 투과성(light transmitting) 커버를 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 반도체 몸체는 광 투과성 유전체 커버를 갖는 형성 및 구조를 가지며, 각각의 슬롯 또는 홀은 광다이오드를 형성하도록 각각의 반도체 몸체의 2개의 상이한 영역들 상에 적어도 2개의 전극들의 탄성적 압축 또는 탄성적 컨테인먼트를 발생시키는 형상 및 구조를 가지는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 반도체 몸체는 광 투과성 유전체 커버를 갖는 형상 및 구조를 가지며, 각각의 슬롯 또는 홀은 상기 광 투과성 유전체 커버를 통해 굴절된, 회절된(diffracted), 스캐터링된, 간섭된, 형광화된, 또는 반사된, 그리고 상기 전극들로부터 반사된, 굴절된, 스캐터링된, 회절된, 간섭된, 또는 형광화된 광으로부터의 광 집중을 갖는 광다이오드를 형성하도록 상기 반도체의 2개의 상이한 영역들 상에 적어도 2개의 전극들의 탄성적 압축 또는 탄성적 컨테인먼트를 발생시키는 형상 및 구조를 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 형상화된 반도체 몸체는 상기 슬롯 또는 홀의 부분으로서 2개 이상의 전극들을 가지는 각각의 슬롯 또는 홀을 사용함으로써 전기적 으로 접속되며, 각각의 슬롯 또는 홀은 상기 광 투과성 유전체 커버를 통해 굴절된, 회절된, 스캐터링된, 간섭된, 형광화된, 또는 반사된, 그리고 상기 전극들로부터 반사된, 굴절된, 스캐터링된, 회절된, 간섭된, 또는 형광화된 광으로부터의 광 집중을 갖는, 형상화된 광 투과성 유전체 커버를 더 포함하는 광다이오드를 형성하고 전기적 컨택(electric contact)을 행하도록 각각의 반도체의 2개의 상이한 영역들 상에 2개의 전극들의 탄성적 압축 또는 탄성적 컨테인먼트를 발생시키는 형상 및 구조를 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 형상화된 반도체 몸체는 상기 홀 또는 슬롯의 부분으로서 2개 이상의 전극들을 가진 각각의 홀 또는 슬롯을 사용함으로써 전기적으로 접속되며; 각각의 슬롯 또는 홀은 상기 광 투과성 유전체 커버를 통해 굴절된, 회절된, 스캐터링된, 간섭된, 형광화된, 또는 반사된, 그리고 상기 전극들로부터 반사된, 굴절된, 스캐터링된, 회절된, 간섭된, 또는 형광화된 광으로부터의 광 집중을 갖는, 형상화된 광 투과성 유전체 커버, 상기 전극들과 외부 탄성적 커버 사이의 탄성적 유전체 재료, 및 상기 광 투과성 유전체 커버와 상기 반도체 몸체 사이의 광 도전성 유전체 재료, 그리고 외부 탄성적 커버를 더 포함하는 광다이오드를 형성하고 전기적 컨택을 행하도록 각각의 상기 반도체의 2개의 상이한 영역들 상에 적어도 2개의 전극들의 탄성적 압축 또는 탄성적 컨테인먼트를 발생시키는 형상 및 구조를 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 홀 또는 슬롯은 반도체를 수용하도록 탄성적으로 비틀어 열리고(pried open)나서, 그 비틀어 연 힘(prying force)이 릴리스되는 탄성적 구조이거나 또는 상기 반도체 몸체가 상기 홀 또는 슬롯 내로 눌려 웨징(push wedged)되고, 상기 반도체 몸체가 상기 탄성적 구조로부터의 압축력 하에서 유지되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 반도체 몸체는 광 투과성 커버를 더 포함하는 형상 및 구조를 가지며, 각각의 슬롯 또는 홀은 광다이오드를 형성하도록 상기 반도체의 2개의 상이한 영역들 상에 2개의 전극들을 탄성 압축을 발생시키고 전극들이 함께 용접, 확산, 솔더링, 브레이징되며 상기 광 투과성 커버 및 상기 슬롯 또는 홀 구조들이 서로 고정되는 형상 및 구조를 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광자 컨버터에 의해 변환된 광은 전기 광원 또는 레이저 광으로부터의 화학적 광 방출, 방사성 광 방출, 열적 방사, 일광인 장치.
- 제 8 항에 있어서, 광 도관 및 상기 슬롯 또는 홀 구조는 글루들(glues), 솔더링, 용접, 클램프들(clamps), 패스너들, 또는 인터록킹 컴포넌트(interlocking component)들로 서로 부착되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 진공 증착(vacuum deposition), 파우더 증 착, 잉크 젯 프린팅, 적층, 포일 엠보싱, 플라즈마 스프레이잉(plasma spraying), 전기도금, 글루잉(gluing), 또는 인코포레이션(incorporation)에 의해 상기 슬롯, 슬롯들, 홀 또는 홀들에 부착되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 형상화된 반도체 몸체는 상기 슬롯 또는 홀에서 상기 반도체 몸체를 방향맞춤하는데 사용되는 평활한 에어리어(flat area)를 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 반도체 몸체는 파퓰레이션 그레이디언트(population gradient)를 생성하기 위하여 전자 서플러스(electron surplus)의 영역 및 홀 서플러스(hole surplus)의 영역을 생성하도록 도핑되었고, 적어도 2개의 전극들은 광다이오드를 생성하기 위하여 상기 전자 서플러스 영역에 컨택하는 전기적 컨덕터와 상기 홀 서플러스 영역에 컨택하는 전기적 컨덕터 및 외부 전압 그레이디언트를 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 반도체 몸체는 상기 반도체 몸체와 접촉하는 2개의 상이한 재료 전자 도전성 컨택들을 사용하고, 열전기 접합, 열전기 접합들, 전자 터널링 접합(electron tunneling junction), 전자 터널링 접합들, 열이온 접합, 또는 열이온 접합들을 형성하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 전기 컨버터나 냉각기에 대한 광전 셀, 광 이미터(light emitter) 및 열에너지로 사용되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 광 리플렉터(light reflector), 굴절 리플렉터(refractive reflector), 스캐터러(scatterer), 신틸레이터, 또는 포스퍼(phosphor) 중 하나의 집광 시스템인 전기적 접속을 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광 도관은 형성된 광다이오드들에 결합된 광 집중 옵틱(light concentrating optic)인 장치.
- 제 1 항에 있어서, 형성된 슬롯 또는 홀 또는 슬롯들 또는 홀들은 상기 광 도관의 부분인 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 형성된 슬롯 또는 홀 또는 슬롯들 또는 홀들은 또한 집광 컴포넌트들의 역할을 하는 전기적 캐리어들을 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 유전체 재료 상에 있거나 유전체 재료에 의해 둘러싸인 소량의 전기적 컨덕터를 가짐으로써 또한 퓨즈의 역할을 하는 전기적 접속들을 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 전기적 도전성 포일들, 얇은 필름들, 섬유들, 매트릭스들, 페디스털들(pedestals), 헤어(hair)들, 섬유들, 메시(mesh)들, 파우더들, 탄성적 다형(polymorphic) 표면들 또는 표면들 상의 필름들로 이루어지는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 스퍼터링, 진공 증착, 플라즈마 스프레이, 파우더 스프레이, 잉크 젯 프린팅, 스크린 프린팅, 전기도금, 또는 포일 적층의 기술들로 유전체 기판 상에 증착되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 또 다른 탄성적 전자 도전성 재료의 상부에서 탄성적 유전체 재료로 지지되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들의 상기 탄성적 압축은 차동 열 팽창 치수 컴포넌트 차이들을 탄성적으로 브리징(bridging) 또는 버퍼링하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 전기적 컨택들을 가지며, 상기 광 도관과 광학적 컴포넌트들 및 전기적 컨택들과 인터페이스 재료들의 구조는 재료들 사이의 열 팽창 응력을 리다이렉팅(redirecting) 또는 방산(dissipate)시키기 위하여 폴드(fold)들, 딤플(dimple)들, 다형 표면들, 커브들, 및 벤드들에서 형성되는 장치.
- 제 32 항에 있어서, 상기 광학적 컴포넌트들과 전기적 컨택들 및 인터페이스 재료들은 상기 탄성적 컨테인먼트에 인접한 유체들로의 열 전달 및 방사 열 전달을 변경하기 위하여 폴드들, 딤플들, 다형 표면들, 커브들, 벤드들에서 형성되는 장치.
- 제 33 항에 있어서, 상기 컨택들의 하나의 외부면 상에 열 전달 구조 또는 재료 코팅을 강화시키는 방사선 방출(emission) 또는 대류(convection)를 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 형상화된 반도체들은 상기 홀들 또는 슬롯들 내에 배치되기 전에 저 마찰면 상에서 방향맞춤되고 이동되며 유지되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯들 또는 홀들은 상기 전극들의 부분 상에 코팅된 유전체 필름을 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯들 또는 홀들은 상기 홀의 부분 내로 증착된 탄화플루오르(fluorocarbon) 또는 실리콘 윤활제로서 저 마찰 계수 유전체를 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체들을 방향맞춤하거나 유지하기 위하여 상기 반도체들 상에 사용될 수 있는 중력, 정전기 전하, 전기 필드, 또는 자기 필드들을 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 형성된 슬롯 또는 홀 내에 위치되고 일시적인 유지면(temporary holding surface)으로서 또는 형상화된 슬롯들 또는 홀들 내에서 상기 형상화된 반도체들을 유지하는데 사용되는 들러붙는 표면(sticky surface)을 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 형상화된 반도체 몸체는 광다이오드이고, 하나 또는 다수의 측면들 상에서 접지, 커팅, 몰딩되거나 평평해지고 상기 전극들 중 적어도 하나가 평활한 측면에 부착되는 구(sphere)인 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 형상화된 반도체 몸체는 하나 또는 다수의 측면들 상에서 접지, 커팅, 몰딩되거나 평평해지고 전극들이 서로 컨택하지 않도록 하기 위하여 상기 전극들 중 적어도 하나가 접지 측면에 부착되고 상기 전극들 중 또 다른 전극이 상기 형상화된 반도체 몸체의 또 다른 에어리어에 부착되는 반도체의 미립자형(granular) 몸체 또는 구로부터 광다이오드를 형성하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 형상화된 반도체는 다수의 광다이오드들을 형성하기 위하여 도펀트들(dopants) 또는 재료들의 층들로 형성되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광 도관은 스펙트럼을 분할하고 상기 분할된 스펙트럼을 상기 형상화된 반도체 몸체의 여러 상이한 영역들 내로 최적으로 배치하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 상기 반도체로부터 열을 제거하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 광원으로부터 쉐도잉(shadowing)된 상기 컨버터의 표면 상에 코팅을 더 포함하며, 상기 코팅은 이 표면으로부터 방사 열 방출 또는 대류를 강화하고, 상기 코팅은 범프들(bumps), 섬유들, 핀 딤플들(fin dimples), 또는 리지들(ridges), 또는 이산화 티타늄 입자들, 그래파이트 입자들, 또는 카본 블랙 입자들이 로딩된(loaded) 폴리머 또는 러버 필름(rubber film)을 더 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광 도관은 상기 반도체에 열적으로 결합되는(thermally coupled) 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광 도관은 또한 상기 반도체를 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 커버를 형성하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체에 대한 전기적 접속들은 병렬 및 직렬 접속 회로의 어레이를 형성하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체에 대한 전기적 접속들은 상기 전기적 컨덕터가 과도하게 뜨겁거나, 용해되거나 기화되는 경우에 전기 회로를 개방하도록 동작하기 위하여 더 많은 량의 인슐레이터에 인접한 전기적 컨덕터들인 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체에 대한 전기적 접속들은 반도체들 사이의 병렬의 전기적 접속들이 전류 흐름에 따라 저항이 증가하는 전기적 컨덕터들인 병렬 및 직렬 접속들의 어레이를 형성하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 또는 전극들은 글루(glue)로 부착유지(held)되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광 도관은 상기 광다이오드들에 글루로 부착유지되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 또는 전극들은 상기 광 도관과 상기 반도체 사이의 광학적 반사들을 감소시키는 글루로 부착유지되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 외부와 상기 반도체 사이의 인터페이스에서의 상기 광 도 관은 파괴적 간섭 코팅들 또는 굴절률 그래디언트들에 의해 광 반사들을 감소시키는 표면 처리들을 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 또는 전극들은 광, 열, 온도 변화, 습도, 화학적 컨택, 화학적 확산, 진동들, 또는 방사에 의해 굳어짐(curing)이 개시되는 글루로 부착유지되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체는 상기 슬롯들 또는 홀들 내에 상기 반도체를 고착시키기 위하여 들러붙는 재료들로 부착유지되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 또는 전극들은 솔더링, 용접, 확산, 브레이징, 또는 열 전도로부터의 열에 의한 합금, 뜨거운 가스 컨택, 플래시 광 흡수, 레이저 광 흡수, 진동 에너지 또는 전류에 의하여 전기적 컨택들을 고착시키는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 얇은 필름 전기 회로인 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 내화성 옵틱들 상에 증착된 얇은 필름 전기 회로들인 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 광을 상기 반도체로 반사하는 내화성 옵틱 들 상에 증착된 얇은 필름 전기 회로들인 장치.
- 제 1 항에 있어서, 제 2 형상화된 슬롯, 홀, 또는 홀들이 상기 반도체들을 상기 형성된 슬롯, 홀, 슬롯들 또는 홀들 내로 배치시키기 위하여 상기 반도체를 유지 및 위치(positioning)시키는데 사용되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 과다한 반도체 몸체들 및 홀들과 슬롯들이 전기 회로 네트워크를 갖는 어레이 내로 형성되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 과다한 반도체 몸체들 및 홀들과 슬롯들이 상기 반도체들과의 전기적 컨택에서의 회로 네트워크 및 각각의 반도체에 대한 광 집중 옵틱들을 갖는 어레이 내로 형성되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 과다한 반도체 몸체들 및 홀들과 슬롯들은 전기적 매트릭스를 형성하도록 다른 전기적으로 병렬로 접속된 반도체들에 직렬로 접속되는 전기적으로 병렬로 접속된 반도체 및 전기적으로 병렬로 접속된 다수의 반도체들을 갖는 광 변환 회로들을 형성하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 과다한 반도체 몸체들 및 홀들과 슬롯들은 광자 변환 병렬 접속된 반도체들 주위의 고 전압 상태 바이패스 다이오드들의 역할을 하는 전기 적으로 병렬로 접속된 슬롯, 홀들, 또는 슬롯들 내에 배치되는 반도체 몸체들을 가지는 전기적 매트릭스를 형성하도록 다른 전기적으로 병렬로 접속된 반도체들에 직렬로 접속된 그러한 전기적으로 병렬로 접속된 반도체들 및 전기적으로 병렬로 접속된 다수의 반도체들을 갖는 광 변환 회로들을 형성할 수 있는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 과다한 반도체 몸체들 및 홀들과 슬롯들은 역방향 전류 흐름 상태 차단 다이오드들의 역할을 하는 슬롯, 홀들, 또는 슬롯들 내에 배치되는 반도체 몸체들을 갖는 전기적 매트릭스를 형성하도록 다른 전기적으로 병렬로 접속된 반도체들에 직렬로 접속되는 그러한 전기적으로 병렬로 접속되는 반도체들 및 전기적으로 병렬로 접속되는 다수의 반도체들을 갖는 광 변환 회로들을 형성하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯들 또는 홀들은 유전체 재료 내에 형성되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯들 또는 홀들은 전기적 도전성 재료를 코팅하는 유전체 재료로 이루어지는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯들, 홀들 또는 전극들은 텍스처들(textures), 범프들, 입자들, 리지들, 플루트들(flutes), 핀들, 헤어들, 또는 탄성적 다형 표면 들을 갖는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 몸체들은 비소 도핑된(arsenic doped) 실리콘, 인 도핑된(phosphorus doped) 실리콘, SiC, InAs, CuInSe2, Cu(InGa)Se2, CuInS, GaAs, InGaP, CdTe, AlGaAs, AlGaP, Ge 또는 이의 층들과 같은 반도체들로 이루어지는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯들 또는 홀들은 유리, 폴리이미드(polyimide) 플라스틱, 폴리아라미드(polyaramide) 플라스틱, 폴리에스테르, 풀루오르화된 탄화수소들, 세라믹들, 실리콘 러버로 코팅된 철 또는 알루미늄, 실리콘 탄화플루오르 코팅된 철 또는 알루미늄, 유리 코팅된 철, 구리, 황동, 또는 알루미늄, 세라믹 코팅된 철 또는 플라스틱 코팅된 철 또는 알루미늄과 같은 유전체 내에 형성되는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극들은 금, 백금, 팔라듐, 은, 주석, 알루미늄, 안티몬, 납, 구리, 아연, 티타늄, 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 알루미늄, 니켈, 탄소, 실리콘, 철, 크롬, 바나듐, 니오브, 지르코늄, 인듐, 이러한 재료들 중 하나를 함유한 합금들과 같은 전기적 컨덕터들 또는 산화 주석, 산화 아연, 또는 붕소 도핑된 다이아몬드와 같은 도전성 화합물들로 이루어지는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 유리, 광 투과성 플라스틱들, 탄화플루오르 플라스틱들, 및 실리콘 탄화플루오르들로 이루어진 장치.
- 제 2 항에 있어서, 스캐터러는 이산화 티타늄의 입자들로 이루어지는 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 신틸레이터는 안타센 도핑된(anthacene doped) 플라스틱 또는 러버로 이루어지는 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 포스퍼는 구리 또는 은 또는 이트륨(yttrium) 알루미늄 가닛(garnet)으로 도핑된 황산 아연으로 이루어지는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체는 적어도 하나의 평활한 측면을 갖는 도핑된 실리콘 구들(spheres)로 이루어지는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체는 구의 내부 상에 하나의 캐리어 도핑 및 내부 도핑된 영역을 노출시키는데 충분한 적어도 하나의 커팅 또는 접지된 측면 플랫(side flat), 내부 도핑된 영역 노출 플랫 영역(flat region)에 부착된 전기적 컨덕터 재료 스폿(spot)을 갖는 구의 표면 층 상에 다른 캐리어 도핑을 갖는 도핑된 실리콘 구로 이루어지는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 몸체들은 기타의 같은 반도체들의 어레이에 전기적으로 병렬로 접속되고, 같은 반도체에 직렬로 접속되며, 와이어들, 다이오드들, 스위치들, 퓨즈들, 커패시터들, 배터리들, 연료 셀들(cells), 플라이휠들(fly wheels), DC-DC 컨버터들, DC 대 AC 컨버터들과 같은 전기적 컴포넌트들에 접속되는 장치.
- 제 3 항에 있어서, 광 집중 옵틱들은 광을 상기 광다이오드들 내로 집중시키기 위하여 태양의 디스크로 포인팅(pointing)되고 추적하는 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 어레이는 대류, 펌핑된 유체 흐름 및 기화에 의하여 열을 제거하기 위하여 유체들을 표면을 지나서 통과시키는 광원으로부터 빗나가는 상기 어레이의 표면 위에 인클로저(enclosure)를 갖는 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 어레이는 상기 광다이오드들로부터 열을 흡수하기 위하여 열적 상 변화(thermal phase change)를 겪는 재료를 유지하는 광원으로부터 다른 쪽을 향하고 있는(facing away from) 상기 어레이의 표면 위에 인클로저를 갖는 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US81927306P | 2006-07-07 | 2006-07-07 | |
| US60/819,273 | 2006-07-07 | ||
| PCT/US2007/015623 WO2008005557A2 (en) | 2006-07-07 | 2007-07-09 | Micro concentrators elastically coupled with spherical photovoltaic cells |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090042229A true KR20090042229A (ko) | 2009-04-29 |
| KR101443043B1 KR101443043B1 (ko) | 2014-10-02 |
Family
ID=38895248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020097000238A KR101443043B1 (ko) | 2006-07-07 | 2007-07-09 | 구형 광전지와 탄성적으로 결합되는 마이크로 콘센트레이터 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2038936A2 (ko) |
| JP (1) | JP2009543376A (ko) |
| KR (1) | KR101443043B1 (ko) |
| CN (1) | CN101501979A (ko) |
| AU (1) | AU2007269559A1 (ko) |
| CA (1) | CA2657099C (ko) |
| MX (1) | MX2009000045A (ko) |
| TW (1) | TWI466304B (ko) |
| WO (1) | WO2008005557A2 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019088660A1 (ko) * | 2017-11-06 | 2019-05-09 | 전북대학교산학협력단 | Led 디스플레이 장치 제조방법 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090025789A1 (en) * | 2007-02-02 | 2009-01-29 | Hing Wah Chan | Alignment of optical element and solar cell |
| CA2725632A1 (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Impel Microchip Ltd. | A monolithic low concentration photovoltaic panel based on polymer embedded photovoltaic cells and crossed compound parabolic concentrators |
| DE102008064313A1 (de) * | 2008-12-20 | 2010-07-08 | Schott Solar Gmbh | Modulkühlung mittels Lüfter |
| FR2942058B1 (fr) * | 2009-02-06 | 2011-03-11 | Univ Sud Toulon Var | Procede de calcul optimise d'un dispositif de concentration de rayons, notamment de rayons solaires, et concentrateur de rayons ainsi obtenu |
| CN101764167B (zh) * | 2009-12-25 | 2011-08-24 | 赵耀华 | 太阳能光伏电池高效散热装置及热电联供系统 |
| US8884156B2 (en) | 2010-11-29 | 2014-11-11 | Palo Alto Research Center Incorporated | Solar energy harvesting device using stimuli-responsive material |
| RU2614515C2 (ru) | 2011-12-05 | 2017-03-28 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Осветительная система |
| US8752380B2 (en) | 2012-05-22 | 2014-06-17 | Palo Alto Research Center Incorporated | Collapsible solar-thermal concentrator for renewable, sustainable expeditionary power generator system |
| JP5983471B2 (ja) * | 2013-03-11 | 2016-08-31 | 株式会社豊田自動織機 | 太陽電池モジュール |
| JP2014175538A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Toyota Industries Corp | 太陽電池モジュール |
| JP6024529B2 (ja) * | 2013-03-11 | 2016-11-16 | 株式会社豊田自動織機 | 太陽電池モジュール、および太陽電池モジュールの製造方法 |
| ES2527969B1 (es) * | 2013-08-01 | 2015-11-23 | Instituto Holográfico Andaluz, S.L. | Panel solar tridimensional térmico o fotovoltaico con holografía incorporada |
| EP2916151B1 (en) | 2014-03-05 | 2020-01-01 | Corning Optical Communications LLC | Method of forming a fiber coupling device |
| CN104852677B (zh) * | 2015-03-19 | 2017-04-19 | 华南理工大学 | 一种微透镜吸光和微球硅聚光组合的太阳能电池 |
| CN108306610A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-07-20 | 张明永 | 一种太阳能光伏发电装置 |
| TWI661456B (zh) * | 2018-07-31 | 2019-06-01 | 聚鼎科技股份有限公司 | 保護元件 |
| CN110828254B (zh) * | 2018-08-07 | 2022-11-25 | 聚鼎科技股份有限公司 | 保护元件 |
| CN109541668B (zh) * | 2018-12-03 | 2020-05-22 | 西安交通大学 | 一种无电源辐射监测装置及方法 |
| CN110390863B (zh) * | 2019-07-22 | 2021-08-20 | 中国原子能科学研究院 | 采用电极组件整体焊接工艺的热离子发电实验装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5854684A (ja) * | 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 | 太陽エネルギ−変換装置 |
| US4514580A (en) * | 1983-12-02 | 1985-04-30 | Sri International | Particulate silicon photovoltaic device and method of making |
| US4697041A (en) * | 1985-02-15 | 1987-09-29 | Teijin Limited | Integrated solar cells |
| WO1998031054A1 (fr) * | 1997-01-13 | 1998-07-16 | Hitachi, Ltd. | Transducteur photoelectrique et dispositif l'utilisant |
| JPH1131837A (ja) * | 1997-07-14 | 1999-02-02 | Hitachi Ltd | 集光型太陽光発電装置及びこれを用いたモジュール |
| JP2000022184A (ja) * | 1998-07-03 | 2000-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 球状または棒状結晶太陽電池およびその製造方法 |
| JP2001210843A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-08-03 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 光発電パネルおよびその製造方法 |
| US6355873B1 (en) * | 2000-06-21 | 2002-03-12 | Ball Semiconductor, Inc. | Spherical shaped solar cell fabrication and panel assembly |
| JP3490969B2 (ja) * | 2000-11-24 | 2004-01-26 | 圭弘 浜川 | 光発電装置 |
| US6706959B2 (en) * | 2000-11-24 | 2004-03-16 | Clean Venture 21 Corporation | Photovoltaic apparatus and mass-producing apparatus for mass-producing spherical semiconductor particles |
| JP3902210B2 (ja) * | 2002-05-02 | 2007-04-04 | 仗祐 中田 | 受光又は発光用パネルおよびその製造方法 |
| CN100561755C (zh) * | 2004-03-12 | 2009-11-18 | 京半导体股份有限公司 | 叠层型太阳能电池 |
-
2007
- 2007-07-06 TW TW096124657A patent/TWI466304B/zh not_active IP Right Cessation
- 2007-07-09 WO PCT/US2007/015623 patent/WO2008005557A2/en active Application Filing
- 2007-07-09 CN CNA2007800257432A patent/CN101501979A/zh active Pending
- 2007-07-09 CA CA2657099A patent/CA2657099C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-07-09 EP EP07810263A patent/EP2038936A2/en not_active Withdrawn
- 2007-07-09 KR KR1020097000238A patent/KR101443043B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-07-09 MX MX2009000045A patent/MX2009000045A/es active IP Right Grant
- 2007-07-09 AU AU2007269559A patent/AU2007269559A1/en not_active Abandoned
- 2007-07-09 JP JP2009519476A patent/JP2009543376A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019088660A1 (ko) * | 2017-11-06 | 2019-05-09 | 전북대학교산학협력단 | Led 디스플레이 장치 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009543376A (ja) | 2009-12-03 |
| CA2657099A1 (en) | 2008-01-10 |
| CA2657099C (en) | 2016-03-29 |
| KR101443043B1 (ko) | 2014-10-02 |
| WO2008005557A9 (en) | 2008-02-21 |
| WO2008005557A2 (en) | 2008-01-10 |
| WO2008005557A3 (en) | 2009-04-02 |
| TWI466304B (zh) | 2014-12-21 |
| AU2007269559A1 (en) | 2008-01-10 |
| TW200824134A (en) | 2008-06-01 |
| CN101501979A (zh) | 2009-08-05 |
| MX2009000045A (es) | 2009-03-24 |
| EP2038936A2 (en) | 2009-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8013238B2 (en) | Micro concentrators elastically coupled with spherical photovoltaic cells | |
| CA2657099C (en) | Micro concentrators elastically coupled with spherical photovoltaic cells | |
| US5482568A (en) | Micro mirror photovoltaic cells | |
| JP5424889B2 (ja) | 太陽光熱電変換 | |
| US20080185034A1 (en) | Fly's Eye Lens Short Focal Length Solar Concentrator | |
| JP2009543376A5 (ko) | ||
| US20120167942A1 (en) | Low-concentration flat profile photovoltaic modules | |
| US20090266395A1 (en) | Solar concentration and cooling devices, arrangements and methods | |
| US20140261648A1 (en) | Methods for manufacturing three-dimensional metamaterial devices with photovoltaic bristles | |
| US20110120539A1 (en) | On-window solar-cell heat-spreader | |
| PT10686U (pt) | Um receptor de células solares para utilização em um sistema fotovoltaico concentrado utilizando células solares de semicondutor iii-v | |
| CN101075646A (zh) | 被动冷却型太阳能聚光光电装置 | |
| TWI469370B (zh) | 太陽能電池組 | |
| Horne et al. | IR filters for TPV converter modules | |
| Sansoni et al. | Evaluation of elliptical optical cavity for a combustion thermophotovoltaic system | |
| WO2020027730A1 (en) | Improved solar panel | |
| TWI467785B (zh) | 太陽能電池基座 | |
| WO2013002662A1 (ru) | Устройство для преобразования солнечной энергии | |
| WO2011159486A2 (en) | Optical features for solar cells | |
| WO2014028336A2 (en) | Solar receiver and conversion apparatus for concentrated photovoltaic systems | |
| EP2221881A1 (en) | System for irradiating photovoltaic cells with an electromagnetic radiation and photovoltaic module | |
| RU2555197C1 (ru) | Устройство для преобразования солнечной энергии | |
| US20220158011A1 (en) | Solar cell module with holes and method for manufacturing the same | |
| Nielson et al. | Photovoltaic solar cell | |
| US20120222733A1 (en) | Organic photovoltaic cell structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |