KR20110139715A - 전자기 방사 변환기의 광-변환부(상이한 실시예들), 및 전자기 방사 변환기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 전자기 방사 변환기들에 관한 것이다. 본 발명의 제1 양상에 따르면, 전자기 방사 변환기의 광-변환부가 청구되고, 상기 광-변환부는 점점 깊어지는 동종접합들의 시퀀스를 사이에 형성하는 반도체 층들의 시퀀스를 포함하며, 상기 시퀀스는 하나를 초과하는 상이한 타입의 접합을 포함한다. 본 발명의 제2 양상에 따르면, 전자기 방사 변환기의 광-변환부가 청구되고, 상기 광-변환부는 점점 깊어지는 동종접합들의 시퀀스를 사이에 형성하는 반도체 층들의 시퀀스를 포함하며, 상기 시퀀스는 하나를 초과하는 상이한 타입의 접합을 포함하며, 단일 타입의 전도성을 갖는 전술한 층들 중 적어도 일부는 병렬로 정류된다. 전자기 방사 변환기가 또한 개시되며, 상기 변환기는 적어도 M≥1개의 광-변환부들 및 전류-수집 전극들을 포함하며, 상기 변환기에서 상기 M개의 광-변환부들 중 적어도 하나는 점점 깊어지는 동종접합들의 시퀀스를 사이에 형성하는 정류된 반도체 층들의 시퀀스를 포함하며, 상기 시퀀스는 하나를 초과하는 상이한-타입의 접합을 포함한다. 결과로서 해결되는 문제점은 광범위한 파장들 및 강도들(적외선 방사에서 자외선 방사까지) 내에서 매우 효율적인 변환을 가지는 매우 효율적인 광대역 전자기 방사 변환기들의 생성이다.
Description
본 발명은 광학적으로 가시적 및 비가시적(IR, UV) 주파대들 및 더 짧은 주파대 모두에서 입사 방사(incident radiation)를 기전력(electromotive force)으로 직접 변환하기 위한 전자기 방사(EMR) 반도체 변환기들에 관한 것이며, 또한 상기 반도체 변환기들이 형성되는 반도체 기판을 변형(modifying)하기 위한 방법에 관한 것이다.
이종의(heterogeneous) n+pp+(p+np+) 다이오드 배열(arrangement)을 포함하는 반도체 물질들에 기초하는 통상의 광전 변환기(PEC)들의 스펙트럼 선택성(slectivity)은 장파(long-wave) 범위에서, p(n) 베이스 영역에서의 소수(minority) 캐리어들의 불충분한 확산 거리 및 반도체의 숨겨진 대역폭(FBW)에 의해 그리고 단파(short-wave) 범위에서, 솔리드 n+(p+) 근방(near)-표면층의 벌크 내부 및 광-변환 표면에서의 재결합 손실들에 에 의해 제한된다.
종래 기술의 PEC의 효율성 개선 및 스펙트럼 선택성 강화는 캐스케이드형 변환기들의 다층 헤테로구조들을 이용하여 달성된다. (Alferov Zh.I., Andreev V.M., Rumyantsev V.D. /Development Trends and Prospects of Solar Power Engineering. //Semiconductor Physics and Technology, 2004, Vol. 38, Issue 8, pages 937-948; Meitin M. / Photovoltaics: Materials, Technologies, Prospects // Electronics: Science, Technology, Business, 2000, No. 6, pages 40-46; Konstantinov P.B., Kontsevoy Yu.A., Maksimov Yu.A., Silicon Solar Cells, Moscow, MIREA Publishers, 2005, 70 pages.) 이러한 변환기들은 매우 값비싼 로우 레이어-바이-레이어 변환 팩터(low layer-by-layer conversion factor)임에도 불구하고, 층들 각각의 전도성을 조절하기 위해 입사 방사의 전체 스펙트럼을 요구한다.
입사 방사의 변환가능한 스펙트럼을 단파 영역으로 연장하기 위해, 본 발명자들은 도핑되지 않은 광학적 개방 윈도우들을 갖는 이산(discrete) 변환기 배열을 초기에 제안했으며, 변환기의 높은 다이오드 특성들 및 광학적 성능들 모두가 조합된다(PCT/RU 2007/000301, 우선일 2006년 6월 8일). 이러한 배열은 UV 대역에서 "바이올렛" 설계들보다 더 높은 선택성을 그리고 전체 변환가능한 대역에 걸쳐 통상의 설계들 보다 더 높은 변환 팩터를 갖는다.
변환기의 광-변환부에서 비-평형(non-equilibrium) 전하 캐리어들의 표면 재결합을 감소시키기 위해, 본 발명자들은 아이소타입(isotype) 정션(들), 편향 전극들, 비반사 코팅 유전체 물질에 매립되는 전하들을 이용하여 형성되는 분야들의 시스템들 및 기술들의 조합들을 초기에 제안했다. 장파 영역에서 높은 변환 팩터는 마이크로렌즈들을 이용하여 벌크 내에 입사 방사를 집중시킴으로써 그리고 본 발명자들의 이전 발명들에 개시되는 다른 기술들에 의한, p-n 정션들을 향해 지향되는 측방 그레디언트들(lateral gradients)의 생성의 결과로서 비-평형 전하 캐리어들(NeCC)의 농도 그레디언트들을 증가시킴으로써 달성된다. (예를 들어, Budishevsky Yu.D., Tsoy B. 등의, RU 2006140882(우선일 2006년 11월 21일, 우선 번호 IB No. 15, 27.05.2008 및 WO 2007/145546(2007년 12월 21일)로서 공개된 동일 발명자들에 의한 이전 발명 참조.)
p-n 정션들(VMJ-변환기)이( 입사 방사 흐름에 평행하게) 수직으로 연장되는 수직형 멀티정션 변환기 구조 및 이의 제조를 위한 방법이 공지되어 있으며, 다수의 개별적인 통상의 n+pp+ 싱글-정션 태양 전지들(플레이트들)로부터 스택이 형성된다(하기 레퍼런스 참조). 상기 스택에서의 플레이트들은 솔더링 또는 확산 용접에 의해 서로 연결된다. 스택은 일반적으로 개별적인 VMJ-변환기들로 정션 평면들에 대해 절단되며, 그의 전면들(front surfaces)은 연마되고 패시베이팅층 및 비반사층으로 코팅된다.
따라서, VMJ-변환기는 현재 엘리먼트들의 일련의 타입의 접속 특징들을 표현하기 위해 일련의 유니정션(unijunction) 다이오드들을 기계적으로 접속함으로써 형성된다: 출력 전압은 PEC들 각각에 의해 생성되는 전압들의 합과 같고, 출력 전류는 스택을 형성하는 임의의 PEC들에 의해 생성되는 최소 전류에 의해 한정됨. VMJ-변환기의 직렬 저항은 스택을 형성하는 PEC들의 저항들의 합과 같다. 정확한 PEC 선택을 통해, 스택은 원칙적으로 변환기의 낮은 직렬 저항을 얻기 위한 가능성을 표시하는 
0.8의 높은 충진 팩터 값(high fill factor value)에 의해 특징화된다.
이러한 구조물들의 콜렉션 팩터는 범위 내에서 입사 방사 파 길이에 따라 좌우되지 않는다. UV 영역에서 높은 캐리어 콜렉션은 고농도로 도핑된(heavily doped) 이미터에서 보다는 저농도로 도핑된(lightly doped) 베이스에 서 UV 방사가 흡수됨으로써 달성된다. IR 영역에서 소수 전하 캐리어들의 높은 콜렉션은 전하 캐리어들의 높은 베이스 수명으로 인한 것이다 (A.L.Fahrenbruch, R.H.Bube, Fundamentals of Solar Cells. Solar Energy Conversion (Academic Press, N.Y., 1983), 280 pages//E.G. Guk et al., Characteristics of silicon multijunction solar cells with vertical p-n junctions, FTP, 1997, Volume 31, No. 7).
VMJ-변환기에서 가능한 콤포넌트들 레이아웃들은 부분적으로 스위칭되는 p-n 정션들과 평행한 접속 및 직렬 접속 모두를 가능케 한다. VMJ-변환기들의 단점은 이들의 낮은 (~11%) 태양 에너지 변환 효율과 상반되는 이들의 높은 제조 비용에 있다. 따라서, VMJ-변환기들은 광범위한 애플리케이션들에 적용되지 않는다.
본 발명에 근접한 종래 기술은 본 발명자들에 의해 이전에 제시된, 공통 p-베이스 바디 내에 형성되는 개별적으로 국부화되는 n++p+n+p... 구조들로 구성되는 평면형 다층 멀티정션 변환기이다(PCT/RU 2008/000490, 우선일 2007년08월01일 참조). 이러한 변환기의 제한은 셀들 각각에서의 층들을 스위칭하는 것 및 셀들을 병렬 회로들과 조합하는 것과 연관되는 프로세싱 복잡도를 구성하며, 이는 포토리소그래피 단계들의 시퀀스의 애플리케이션을 요구한다.
종래기술의 솔루션들에 내재된 전술한 제한점들의 관점에서, 본 발명의 목적은 광범위한 EMR 파들(waves)에서 높은 변환 효율 및 IR로부터 UV로 그리고 그 이하로의 세기들을 고효율 광대역 EMR 변환기들에 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양상에 따라, 상기 목적은 서로 동종 접합들(homogeneous junctions)을 형성하는 층들의 시퀀스로 구성된 전자기 방사 변환기의 광-변환부(photo-converting part)에서 달성되며, 상기 시퀀스는 하나 보다 많은 상이한-타입의 접합들을 포함한다.
이하에서, "광-변환부"란 용어는 전자기 방사 변환기의 일부로서 이해되어야 하며, 여기서 변환기에 작용하는 EMR에 응답하여 발생되는 전하들은 분리되도록 유도된다. 증가하는 깊이를 갖는 접합들(동종 접합들)의 시퀀스에 대해 이루어진 참조는 접합들이 그 표면으로부터의 방향에서 광-변환부의 깊이로 순차적으로 배열되어, k 접합들(k>1)로 이루어진 깊이들 Xj1, Xj2, Xj3, Xj4,… Xjk 의 시퀀스는 수식 Xj1 < Xj2 < Xj3 < Xj4 <…< Xjk에 의해 서로 관련되며, 여기서 Xj1 은 주어진 시퀀스의 최외각 접합이다. 변환기의 광-변환부를 참조로 이하에서 사용되는 "[반도체층들의 시퀀스]를 포함하는"이란 용어는 상기 시퀀스 이외에, 광-변환부는 또한 다른 엘리먼트들, 특히 다른 층들을 가질 수도 있다는 것을 의미한다. "반도체층들"이란 용어는 전자(n-타입), 정공-타입(p-타입) 또는 진성(i-타입) 전도성을 갖는 반도체 물질의 층들로서 이해되어야 한다.
더욱이, 관련 기술에서 일반적인 것처럼, "동종접합들(homojunctions)(동종 접합들)"이란 용어는 상이한 전도성을 가진 동일한 반도체 물질로 형성된 영역들 사이의 계면에 있는 접합으로서 이해되어야 한다. 따라서, "동종접합들(동종 접합들)"이란 용어는 상이한 반도체 물질들로 형성된 영역들 사이의 접합들로서 이해되어야 한다. 상이한-타입(언아이소타입(anisotype)) 접합이란 용어는 상이한 전도성 타입들을 갖는 영역들(층들) 사이의 계면에 형성된 접합으로서 이해되어야 하는 반면에, "아이소타입(isotype) 접합"이란 용어는 동일한 전도성 타입을 갖는 영역들(층들) 사이의 계면에 형성된 접합으로서 이해되어야 한다.
본 발명의 제 2 양상에 따라, 상기 목적은 서로 동종 접합들을 형성하는 층들의 시퀀스로 구성된, 전자기 방사 변환기의 광-변환부에서 달성되며, 상기 시퀀스는 하나 보다 많은 상이한-타입 접합들을 포함하고, 동일한 전도성 타입을 갖는 상기 층들 중 적어도 일부는 스위칭된다.
본 명세서에서 사용되는 것처럼, "층 스위칭"이란 용어는 부가적인 반도체 또는 전도체 엘리먼트들에 의해 서로에 대한 층들의 연결로서 이해되어야 한다. "병렬 스위칭"이란 용어는 병렬 회로를 형성하는 층들의 상호연결로서 이해되어야 한다. 따라서, "직렬 스위칭"이란 용어는 직렬 회로를 형성하는 층들의 상호연결로서 이해되어야 한다.
동시에, 다양한 특정 실시예들에서, 정공-타입 전도성 층들 중 적어도 일부 또는 전부는 직렬로 스위칭, 및/또는 전자 전도성 층들 중 적어도 일부 또는 전부는 직렬로 스위칭될 수 있다.
다른 특정 실시예들에서, 상기 층들 중 적어도 하나에는 불연속성(discontinuity)이 제공될 수 있다. 본 발명의 목적들을 위하여, "불연속성"이란 용어는 불안정한 균일성 및/또는 연속성을 갖는 층을 초래하는 층 물질의 적어도 일부의 임의의 층 방해 및/또는 제거로서 이해되어야 하며, 이의 불연속 부분은 불연속성을 갖지 않는 부분과 상이할 것이다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 본 발명의 목적은 적어도 M≥1 광-변환부들, 반사방지 코팅 및 전류-콜렉팅 전극들을 포함하는 전자기 방사 변환기에서 달성되며, 이의 M 광-변환부들 중 적어도 하나는 서로 동종 접합들을 형성하는 층들의 시퀀스로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 시퀀스는 하나 보다 많은 상이한-타입 접합들을 포함하며, 상기 변환기의 광-변환부의 적어도 Z≥0 동일 전도성 타입 층들은 병렬로 스위칭된다.
동시에, 다양한 특정 실시예들에서, 변환기는 이의 전단측 상에 제공되는 상기 타입의 하나의 광-변환부 및/또는 이의 후단측 상의 상기 타입의 하나의 광-변환부를 포함할 수 있다(일면(single-sided) 또는 양면(double-sided) 유니터리(unitary) 변환기).
다른 실시예들에서, 변환기는 적어도 서로 격리된 일부 광-변환부들을 이의 면(side)들 중 하나 상에 포함할 수 있으며, 상기 일부 광-변환부들 중 적어도 하나는 상기 타입의 다층 구조물을 갖는다. 상기 격리된 일부 광-변환부들은 변환기 전단측 및/또는 후단측 상에 제공될 수 있다(일면 또는 양면 이산(discrete) 변환기). 동시에, 변환기 광-변환부들(전단측 및/또는 후단측 상의) 중 하나, 일부 또는 전부는 광-변환부의 전술한 임의의 특정 실시예들에서 상술된 것처럼 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 다층 구조물을 갖더라도, 광-변환부들은 일측 상에서 서로에 대해(예를 들어, 이산 변환기의 경우) 그리고 타측 상에 제공된 광-변환부 또는 광-변환부들에 대해(유니터리 또는 이산 양면 변환기의 경우) 둘다 동일하게 형성될 필요는 없다.
용어들의 정의 및 약어들
EMR은 변환기에서 불균형 전하 캐리어들을 형성할 수 있는 전자기 방사를 의미한다. EMR은 소위 광학 시스템들, 즉 렌즈, 미러 등에 의해 방사속(radiant flux)의 효율적인 형성을 특징으로 하는 "광학적 방사" 또는 "광학적 대역"으로 불리는, 0.005÷1000㎛의 전자기파 길이들로 정의된다(Krutyakova M.G. et al, Semiconductor devices and basis for their design, Moscow, Radio i Svyaz Publishers, 1983, 352 pages).
기판은 임의의 적절한 물질로 제조된 플레이트를 의미하며, 그 위에(그 안에) 변환기 엘리먼트들이 형성된다. 예로서, 보편성을 상실함이 없이 이하에서 p-타입 전도성 실리콘 기판이 논의된다.
변환기의 전단측(FS)은 EMR에 직접적으로 노출되는 면(side)을 의미한다.
후단측(Reverse side: RS)은 전단측에 대향하는 면을 의미한다.
변환기 베이스(base)는 전하들의 분리 없이 EMR이 흡수되는 변환기 부분을 의미한다.
변환기 이미터(emitter) E는 베이스에 대하여 소수(minor)인 전하 캐리어들이 누적되는 변환기 엘리먼트를 의미한다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 특정 실시예들 면에서 추가적으로 설명될 것이다.
도 1은 종래기술에 공지된 종래의 수평 실리콘 단일-접합 변환기의 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 가능한 특정 실시예(μ-PEC)에 따른 수평 변환기의 다층 다접합 광-변환부의 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 다층 다접합 광-변환부를 갖는 일면체 변환기의 구조도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 변환기의 광-변환부의 구조를 부분적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 특정 실시예에 따른 평면형 이산 변환기의 구조도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 특정 실시예에 따른 양면 변환기의 구조도를 도시한다.
도 1은 종래기술에 공지된 종래의 수평 실리콘 단일-접합 변환기의 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 가능한 특정 실시예(μ-PEC)에 따른 수평 변환기의 다층 다접합 광-변환부의 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 다층 다접합 광-변환부를 갖는 일면체 변환기의 구조도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 변환기의 광-변환부의 구조를 부분적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 특정 실시예에 따른 평면형 이산 변환기의 구조도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 특정 실시예에 따른 양면 변환기의 구조도를 도시한다.
본 발명의 이해를 위해, 연속적인 n+ 에미터 층 (도 1) 을 가지고 n+pp+ 구성을 갖는 종래 기술에서 알려진 수평 실리콘 동종 변환기의 예가 먼저 논의된다. 종래 기술의 변환기는 공간-전하 영역이 깊이 Xj, 폭 W 를 가지고, 소수 전하 캐리어의 특징적인 확산 길이 Lpn, Lnp 를 갖는 n+p 접합을 가진다. 도 1 은 또한 (a) 광-생성된 전자와 홀의 전류 경로 e 및 h 와 (b) 도너와 액셉터 불순물의 각각의 기대 도핑 프로파일 (expected doping profile) Nd 및 Na 를 보여준다.
소정의 파장 λ 를 갖는 빛의 흡수에 의해 생성되는 총 광-전류 J(λ) 는 에미터 (2), 베이스 (1) 및 접합부 (3) 의 영역에서 각각 생성되는 광-전류 Jp(λ), Jn(λ) 및 Jj(λ) 의 총합과 동일하다는 것이 알려져 있다.
J(λ) = Jp(λ) + Jn(λ) + Jj(λ) (1)
파장별 반응은 다음과 같다.
S(λ) = J(λ)/qG(λ) (2)
여기서, q 는 전하 (electron charge) 이고, G(λ)~e-αx 는 각각의 반도체에 대해 전형적인 흡수 팩터 α(λ) 에 의해 정의되는, 전자-홀 쌍 (electron-hole pairs) 의 생성율과 표면 x = 0 으로부터 거리 사이의 관계식이다.
실리콘 내의 관계식 α(λ) 는 파장 λ < 0.8 um (E >1.55 eV) 를 갖는 양자가 베이스 영역으로 10 um 깊이보다 적게 연장되는 변환기의 다소 좁은 근-표면 내에 흡수되는 것이다.
"바이올렛(violet)" 실리콘 솔라 셀 (단파장의 스펙트럼 영역에서 높은 파장별 반응을 갖는 얇고 낮게 도핑된 에미터를 갖는 표준 변환기) 의 단파 서브스펙트럼에서의 파장별 반응은 E > 25 eV (λ <0.5 um), 즉 통상적인 셀의 파장별 반응보다 1.5 ~ 3.0 배 높다. 그것의 파장별 반응 형태는 낮은 표면 재결합율 Sp 
104cm/s 에서의 이론적인 파장별 반응에 가깝다. 3.5 eV (λ <0.35 um) 보다 높은 광자 에너지를 가질 때, 파장별 반응은 전면층에 의해 완전히 결정된다. 더 낮은 확산 길이를 가지고 묻혀지고 높게 도핑된 n+ 에미터 층을 갖는 통상적인 셀에서는 단파 영역에서 파장별 반응이 Sp 
105 ~ 106 cm/s 에서 이론적인 값에 접근한다 (Zi S., Semiconductor Physics in two volumes, Volume 2, Moscow, Mir Publishers, 1984, 456 pages, Ch.14 를 참고하라). 에미터 층에 형성된 베이스 내에 수집된 홀의 비율은, 동일한 조건에서라면 에미터 도펀트 프로파일에 의존하는 확산 길이 Lpn 에 의해 결정된다. 층 (2s) 의 높게 도핑된 근-표면 영역에서의 비평형 캐리어들의 극단적으로 짧은 수명으로 인해 근-표면 층 Xj-Lpn 에서 에미터에 의해 흡수된 광자 중 일부는 재결합된다. 이 층의 도핑 레벨 Ns 가 높을수록 그리고 p-n 접합 Xj 가 깊을수록, 단파 스펙트럼 영역에서의 파장별 반응은 낮아진다.
에미터 영역의 베이스로부터 수집되는 전자의 비율은 실리콘에 대해 150 ~ 250 um 되는 전자 확산 길이 Lnp 에 의해 결정된다. 일반적으로, 베이스 두께 Hb 는 Hb ≤ Lnp 라는 조건과 플레이트의 기계적인 강도에 대한 요건에 의해 선택되고, 180 ~ 280 um 가 된다. 이러한 스펙트럼 밴드에서 광자 플럭스의 상당히 높은 비율에도 불구하고, 베이스 영역 변환기의 스펙트럼 선택에 대한 기여는 λ 
0.85 ~ 1.1 um (E > 1.1 eV) 의 영역에서 가파르게 저하된다. 이것은 이 영역에서의 흡수 팩터의 극적인 강하 때문만이 아니라 통상적인 실리콘 PEC (λ
0.85 um) 의 스펙트럼 선택성의 최협 최대의 파장대에서 극단적으로 낮은 변환 팩터때문이기도 하다. "바이올렛" PEC 의 스펙트럼 선택성의 최대값은 더 넓고 입사 광자 영역 E 
2.0 ~ 3.0 eV (λ 
0.4 ~ 0.6 um) 에 대응한다. 0.9 레벨에서의 파장별 반응은 실리콘, "바이올렛" 및 통상적인 PEC 에서는 다소 넓은 에너지 영역 E 
1.3 ~3.3 eV (λ 
0.96 ~ 0.36 um) 에서 관찰된다. 에너지가 이러한 영역 내에 있는 광자는 표면 근처에서 흡수되어, 0.1 ~ 40 um 폭의 좁은 변환기 밴드가 효율적으로 사용된다.
p-n 접합 공간-전하 영역 (space-charge region: SCR) 에서 필드는 광-생성된 전자와 홀이 서로 재결합하기 전에 공핍층으로부터 빠져나갈 정도로 높다. 따라서, 단위 스펙트럼 영역의 공핍층의 광-전류는 단위 시간당 이 층에서 흡수되는 광자의 수와 동일하다. 베이스 두께 Hb 와 비교하여 무시할 수 있을 정도로 작은 SCR 폭 W 에도 불구하고, 파장별 응답에 대한 p-n 접합의 기여는 PEC 클래스와 관계없이 "바이올렛" 또는 통상적인 것이든 20 % 정도 된다.
종래의 솔루션들과 대비하여, 도 2에 도시된 것처럼, 동종(homogeneous) 접합들의 시퀀스를 형성하도록 동일한 반도체 물질(예를 들어, 실리콘, 비화 갈륨(gallium arsenide), 게르마늄 등)로 구성된 층들의 변환기들의 광-변환부 시퀀스를 포함하기 위해 본 발명에 따라 제안된다. 이와 같은 사정으로, 상이한-타입의 접합들의 수는 하나 보다 많아야 한다. 설명된 예에서, 광-변환부는 두께 (H1, H2, H3, H4, ..., Hk )를 갖고, 소수 전하 캐리어들의 특성 확산 길이들(Lp1, Ln2,...,Lnp), 각각 광-생성 전자들 및 홀들의 전류 경로들인 e 및 h, 공간-전하 영역의 폭(W1, W2, W3, W4, ..., W)을 갖는 k개의 수평 Xj1, Xj2, Xj3, Xj4,..., Xjk 균일한 접합들을 형성하는 층들(c-1, c-2, c-3, c-4,...,c-k)의 시퀀스를 포함한다.
설명된 예에서, 층들의 기대 도펀트 프로파일(dopant profile)은 이들이 어떻게 형성되었는지에 (즉, 확산, 이온 주입 및 어닐링, 에피텍셜 과성장 등 및 이들의 조합에 의해) 의존한다. 층들의 기대 도핑 레벨은 기본적으로 중요하지 않고, 이는 인접한 층들과 함께 소정의 층의 최소 스펙트럼 응답을 제공하기 위하여 조건들에 의해 결정된다. 제1 층(c-1)의 낮은 도핑 레벨의 경우에, 접촉 영역은 오믹(ohmic) 접촉을 제공하기 위하여 서브도핑(층 2s)될 수 있다. 제1 층(c-1)의 표면 재결합률을 낮추기 위하여, 낮게 도핑된 영역의 실행 중으로부터 NeCC들을 방지하기 위해 아이소타입(isotype) 층(2i)을 갖는 이들의 표면상에서 보완될 수 있다. 베이스(1)의 전도성 타입에 관한 제1 층(c-1)의 전도성 타입은 기본적으로 중요하지 않고, 베이스의 전도성 타입 및 이러한 층의 전도성 타입들을 매칭하는 경우에, 쇼클리(Shockley) 다이오드(동종성 또는 이종성)는 그것의 표면 또는 요구된 방향의 로컬 쇼클리 다이오드 또는 다이오드들의 조합 상에서 형성될 수 있다.
바람직하게는, 각 층들(H1, H2, H3, H4, Hk)의 두께는 이러한 층 내의 소수 전하 캐리어들의 특성 확산 길이들(Lp1, Ln2, Lp3, Ln4,...Lpk) 및 노출(입사 방사속의 강도, 온도, 방사 등) 변화에 따른 수명에서의 변화들에 대한 듀 어카운트(due account)에 비례하고, 이는 특성 확산 길이(NeCC 특성 확산 길이들은 각 층들 내의 NeCC 확산 길이들의 원래 값들(LpnИLnp)에 대응하는 표준 조건들에서 결정됨)보다 크거나 작을 수 있다. 변환기의 전면(front surface; 광-수신하는)은 텍스쳐화(textured) 될 수 있고, 또한 반사방지 코팅을 가질 수 있다(예를 들어, 금속화 그리드를 갖는 투명 전도성 필름들(ITO 등)의 형태로). 변환기의 비-접촉 전면은 반사방지 코팅으로서 또한 서빙하는 유전체로 패시베이트될 수 있다. 유전체는 전하-중성일 수 있고, 제1 층(c-1) 전도성 타입에 의존하는 표면 재결합률을 감소시키기 위하여 양의 또는 음의 통합된 전하를 가질 수 있다. 금속화 그리드는 임의의 공지된 방법으로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 상기 구조를 갖는 하나의 광-변환부를 갖는 단측(single-sided) 변환기의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예에서, 단일 전도성 타입의 층들(2-1, 2-2,...,2-n)은 동일한 전도성 타입의 매립형(buried) 접속 엘리먼트(2)에 의해 병렬 회로로(병렬 회로 팩(pack))으로 스위칭되고, 이는 확산에 의해 예시적으로 형성될 수 있다. 결과적으로, 매립형 엘리먼트(2)는 변환기의 광-변환부의 동일한 전도성 타입의 모든 또는 일부 층들에 접속되고(병렬 스위칭이 수행되는 것에 의해), 또다른 전도성 타입의 층들(1-1, 1-1,...,1-p)을 갖는 p-n 접합들을 형성한다. 이러한 사정으로, 또다른 전도성 타입의 층들(1-1, 1-2,..., 1-p)은 또한 동일한 전도성 타입(또한 확산에 의해 예시적으로 형성된)의 유사한 매립형 접속 엘리먼트(13)에 의해 병렬 회로 팩으로 스위칭될 수 있다. 일반적으로, 매립형 엘리먼트(2 및 13)은 설정되는 문제점을 해결하기에 적절한 임의의 형태를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서 광-변환부 층들의 병렬 스위칭이 광-변환부로 깊게 매립된 접속 엘리먼트들(2 및 13) 뿐만 아니라 다른 방법들에 의해서 수행될 수 있음이 또한 주목될 수 있다. 특히, 수평 길이들에서 떨어질 때, 층들이 광-변환부의 표면에서 드러나도록 층들은 또한 수직 및 굴곡진(curved) 길이들을 갖고, 병렬 스위칭은 광-변환부의 표면에서 배치된 전도체 엘리먼트들에 의해 또는 스위칭될 층들로서의 동일한 전도성 타입의 반도체 엘리먼트들에 의해 수행될 수 있다(이러한 예는 도 6에 도시된 특정 실시예를 참조하여 아래에서 제시된다).
단일 전도성 타입의 층들의 그룹 중 오직 하나를 결합하는 것이 제공되는 실시예들이 있을 수 있다: 동일한 전도성 타입의 매립형 엘리먼트(2)를 사용하는 오직 n-층들 또는 동일한 전도성 타입의 매립형 엘리먼트(13)를 사용하는 오직 p-층들 중 하나. 동시에, 동일한 전도성 타입의 잔여 층들이 커플링되지 않는 동안(아이소타입 또는 언아이소타입(anisotype), 즉 콤비네이션 스위칭) 단일 전도성 타입의 층들의 오직 일부만이 병렬로 스위칭될 수 있다. 도 3에 도시된, 오직 하나의 전도성 타입의 층들의 병렬 스위칭의 경우 및 모든 전도성 타입들의 층들의 병렬 스위칭의 예는 모두 참이다.
도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 독창적인 광-변환부 내의 층들의 시퀀스 내의 마지막(가장 깊은)에 있는 그리고 이전의 층을 이용하여 동종의 접합을 형성하는 동종의 층은 변환기 베이스를 이용하여 접합을 형성할 수 있다. 이러한 사정으로, 상기 접합은 아이소타입 및 언아이소타입 모두를, 동종성 및 이종성 접합 모두를 포함할 수 있다. 게다가, 이전 층과 함께 동종성 접합을 형성하는 마지막 층은 베이스가 아니라 변환기를 형성하는 추가적인 깊은 층들에 인접할 수 있다. 이러한 경우에, 이종접합 또는 이종접합들은 마지막 층과 추가적 층 사이에 또는 이들에 인접한 층들 사이에 분명히 형성될 것이다(동종성 접합의 경우에 이러한 추가적 층은 또한 동종성 층들의 상기 시퀀스의 부분일 것이다).
본 발명에 따라 이종접합들은 동종접합들을 형성하는 층들의 시퀀스의 마지막 (가장 깊은) 층의 경계를 따라서 뿐만이 아니라 이러한 시퀀스의 다른 경계들을 따라서 형성될 수 있음이(예를 들어, 도 4의 엘리먼트들(2 및 13)이 상이한 반도체 물질의 반도체 엘리먼트들로 대체된다면, 예를 들어, 최소 깊이의 제1 층의 경계를 따라 또는 시퀀스를 형성하는 층들의 측(side) 경계를 따라) 또한 주목될 수 있다.
서로 동종성 접합들을 형성하는 광-변환부의 층들(1-1, 1-2,...,1-p 및 2-1, 2-2,...,2-n)은 평면도에서 비연속적으로 제공될 수 있고/있거나 변환기 섹션들의 일부에서 제공될 수 있다. 동시에, 비연속성들은 도 3에 도시된 것처럼, 매립형 접속 엘리먼트들을 제공하는 것으로부터 뿐만이 아니라, 예를 들어, 변환기의 광-변환부의 광-수신 표면 상의 "윈도우들"을 제공하는 것으로부터 기인할 수 있고, "윈도우들"은 광-변환부를 생산할 때 도핑되지 않았거나 또는 광-수신 표면을 부분적으로 에칭한 결과로서 노출되는 것 중 하나인 베이스(1)의 부분들을 포함할 수 있다. 그러나, "윈도우들"(하나 이상의 이러한 "윈도우들"이 제공될 수 있음)의 형태, 크기, 및 숫자는 해결되어야할 문제점에 기초하여 각 특정 경우에서 당업자에 의해 선택될 수 있다. 동시에, 이러한 비연속성들("윈도우들")은 몇몇 조각(piece)들로 단일 광-변환부를 브레이킹(break)하는 것에 이르지 못할 가능성이 있다(즉, 아래에서 논의된 이산 변환기의 형성에서(그러나, 이산 변환기의 광-변환부들 중 어느 것이든 또한 이것의 층들에서 비연속성들이 제공될 수 있다)). 본 발명에 따른 일체형(unitary) 변환기의 경우에서 논의된 비연속성들은 비연속성들이 제공된 몇몇 연속적 층들의 조합의 "그리드" 층(하나의 층의 연속성이 깨진다면) 또는 "그리드" 구조 중 하나를 형성한다.
제안된 변환기의 작동 원리 및 기술적 효과의 달성
층들(c-1, c-12, c-13, c-4, ..., c-k)의 준-준성 영역들로부터 생성되는 광전류 Jp(λ) 및 Jn(λ)는 층 두께를 통한 광자 분포, 층들의 유효 확산 길이들 및 공핍 영역들의 에지들에서 소수(minority) 전하 캐리어들의 농도 그래디언트들에 의하여 결정된다. 시퀀스가 둘 이상의 상이한 타입의 접합들을 포함하고 제1층(c-1) 및 베이스(base)를 제외한 각각의 층들이 도 2, 3 및 4에 도시되는 바와 같이 양쪽 측면들상에 p-n 접합들에 의하여 정의되기 때문에, 내부에 양방향성 농도 그래디언트들이 발생하고, 소수 캐리어들이 고농도로 도핑된 공통 엘리먼트들(2 및 13)을 통해 외부 회로들로 출력하기 위한 다수(majority) 캐리어들이 될 수 있기 위하여 인접한 층들로 빠져나가도록, 전하 분리가 발생한다.
공간-전하 영역(SCR: space-charge region)들(W1, W2, W3, W4, ..., Wk)에 생성되는 전자-홀 쌍들은 p-n 접합들의 필드들에 의하여 층들의 인접한 준-중성 영역들로 분리된다. 공간-전하 영역 자신은 광속(10)이 반복적으로 SCR에 교차하도록, 구불구불한 형태이다.
수평 방향에서, 도 3 및 4에 도시되는 바와 같이, 각각의 층들(-1, 1-2, ..., 1-p)은 접속 엘리먼트(2)로 다이오드 n+pp+를 형성하고, 각각의 층들(2-1, 2-2, ..., 2-n)은 접속 엘리먼트(13)로 다이오드 p+nn+ 구조물을 형성한다. 상이한 타입의 p+n и n+p 접합들이 형성되면, 측면 농도 그래디언트를 생성하고, 거기에 인접한 대향 도전성 타입 층들로부터의 엘리먼트들(2 및 13)의 근처에서 소수의 전하 캐리어들의 수집을 가능하게 한다. 아이소타이프(isotype) nn+ 및 pp+ 접합들은 전자들이 이미터 영역(2)으로 싱크하는 것을 가능하게 하고(라인들 11-e), 홀들이 층(13)을 통해 베이스(1)로 싱크하는 것을 가능하게 한다(라인들 11-h). 따라서, 수직으로 보여진다면, 그러한 구조물은 병렬로 연결되는 생성기들의 시퀀스를 포함한다. 상기 개시되는 다수-층(다중층 또는 다중-엘리먼트) 광전 변환기들은 발명자들에 의하여 μ-PEC로서 간략히 지칭된다.
그러한 구조물은 층들의 NeCC의 큰 확산 길이들을 요구하기 않고 전하 분리가 손실 없이 발생하는 k>1 접합들을 포함하기 때문에, 내부의 수집 인자는 광범위한 흡수된 방사에서 1인 경향이 있다. 생성 영역들로부터의 전하 캐리어들의 생성, 분리 및 출력이 층마다(layer-by-layer) 발생한다는 사실은 낮은 도핑 레벨들을 갖는 층들을 사용하는 것을 가능하게 한다: 도 1에 도시되는 구조물과 대조적으로, 도 2의 제안된 구조물의 내부 직렬 시트 저항은 추가로 층들 사이에 분포된다.
긴-파장 스펙트럼 부분에 의하여 베이스(1)에서 생성되는 비-평형 전자들은 이미터(2)에 의하여 분리된다. 이미터는 로컬 영역들로서 형성되기 때문에, 그것의 도핑 레벨, 깊이 및 구성은 임의적인 값들을 가질 수 있다. 특히, 그것은 플레이트의 기계적 강도에 의하여 허용되는 것만큼 깊게 후속 도핑을 이용한 에칭에 의하여 매립될 수 있다. 이러한 경우에 이미터 금속화는 실질적으로 자신의 측면 표면상에 제공되는데, 즉, 매립된 수직 버스들이 접촉 그리드에 의하여 형성된다.
이미터 접속 엘리먼트들(2) 사이의 거리 및 그들의 폭은 표준 태양 전지들의 설계들에서 수용된 표준 값들로부터 베이스 영역의 특징적 확산 길이에 어울리는 값들로 변화하는 임의적 값들을 가질 수 있다.
변환기의 반대 측면은 또한 자신의 전면 측면에 유사하게 형성될 수 있다. 임의의 종래 기술의 구조적 구성이 반대 측면에 적용가능하다.
도 5는 반도체 기판상에 형성되고 다수의 절연된 광-변환부들이 제공되는 이산 평면 μ-PEC의 예시적인 실시예를 예시하며, 상기 부분들 각각 또는 상기 부분들의 일부는 발명의 이전에 개시된 양상들에 따라 다중층 및 다중접합들이다. 특히, 그러한 변환기는 광-변환부들의 세트를 포함하며, 상기 부분들 중 하나 이상은 증가하는 깊이를 갖는 동종의 접합들의 시퀀스(즉, 광-변환부의 표면으로부터 그들의 깊이까지 연속으로 정렬되는)를 형성하기 위하여 동일한 반도체 물질로 만들어진 반도체 층들의 시퀀스를 포함한다. 상기 광-변환부들은 이전에 개시된 바와 같이 형성될 수 있으며, 단일-타입 층들(즉, 동일한 도전성 타입을 갖는)은 병렬로, 직렬로, 또는 병렬 및 직렬의 조합 방법에 의하여 스위칭될 수 있다.
병렬로 스위칭된 층들은 하나의 광-변환부 내에서 캐소드Κ(음으로 하전된) 및/또는 애노드 Α(양으로 하전된) 전류 팩들로 결합된다. 층들(2-1, 2-2,..., 2-n) 사이의 캐소드 전류 팩 Κ는 그들의 공통 매립 이미터 접속 엘리먼트(2)에 의하여 형성된다. 도전성이 베이스(1)와 동일한 타입인 층들(1-1, 1-2, 1-p)은 베이스와 아이소타이프 접합(15)를 형성하는 접속 엘리먼트(14)를 이용하여 애노드 전류 팩 Α로 병렬로 연결된다. 광-변환부들은 상이한 깊이들, 폭들, 길이들 및 층들의 임의적 횡단면 구성을 가질 수 있다. 대안적으로, 광-변환부들은 작은 지리적 치수들로 로컬화될 수 있으며, 변화기 표면에서 그들의 개수는 증가될 수 있다.
제안된 이산 변환기의 구성은 전하 재결합을 방지하는 빌트-인 편향 필드(built-in deflection field)를 형성하기 위하여 베이스(1)에 제공되는 엘리먼트(13)와 상보될 수 있다.
이산 정렬에서, 금지된 대역폭을 초과하는 광자들의 에너지를 갖는 긴-파장 스펙트럼 범위의 스펙트럼 응답은 베이스의 소수의 전하 캐리어들의 확산 길이(Ln)에 의하여 제한된다. 대체로, 베이스 두께(Hb)는 Ln 미만이도록 선택된다. 짧은 수명들이 주어지면, 베이스부(Hb-HL)는 비효율적으로 사용된다.
베이스 수명을 증가시키지 않고 베이스 깊이로부터 캐리어 수집의 효율을 개선하기 위하여, 이미터 접속 엘리먼트(2)의 깊이는 확산 시간을 증가시키고 로컬로 에칭된 이미터들을 생성함으로써 증가될 수 있다. 이러한 목적으로, 이미터 엘리먼트들(2)의 영역들은 먼저 도 4에 도시된 실리콘 구조물에서 에칭되고, 그 이후에 이미터는 도핑되고 금속화된다. 에칭 깊이는 기판의 기계적 강도에 의해서만 제한된다. 이러한 방식으로, 벌크 빔-타입 다중-엘리먼트 πμ-PEC가 형성될 수 있다.
대안으로서, 도 5의 이산 변환기의 전면 측면 구조는 다양한 기술들에 의하여 변형될 수 있다. 예를 들어, 광-변환부들 중 하나에서 동종의 접합들을 형성하는 청구된 시퀀스의 번호순으로 첫번째인(표면에 가장 가까운) 층이 베이스와 동일한 도전성 타입을 갖고(즉, 예를 들어, p-타입 도전성), 다른 광-변환부에서 번호순으로 첫번째인 층이 베이스와 상이한 도전성 타입을 갖는다면(즉, n-타입 도전성), 단면 바이폴라 변환기는 서로와 그리고 p-타입 엘리먼트(14)(p-베이스(1)와 아이소타이프 접합(15)를 형성하는)를 사용하는 베이스와 평행한 p-타입 도전성 층들(1-1, 1-2, ...)의 스위칭에 의하여, 그리고 공통 n-타입 엘리먼트(17)(베이스(1)를 갖는 p-n 접합(19)을 형성하는)를 사용하는 n-타입 도전성층들(2-1, 2-2, 2-3, ...)의 스위칭에 의하여 형성될 수 있다. 동시에, 유사한 구조물(또는 그들의 일부분)이 또한 양면 변환기를 초래하는 변환기의 반대 측면상에 형성될 수 있다. 그러한 정렬의 일 실시예가 도 6에 도시된다.
광-변환부들의 제1 세트에 인접하고 서로에 병렬로 연결되는 전류-수집 전극들(8-1)은 양의 극성을 가질 것이다. 서로에 병렬로 연결되는 전극들(802)은 음의 극성을 가질 것이다.
다중극 양면 이산 변환기의 반대 측면상에 정렬되는 전극들(9-1 и 9-2)은 전면 측면 전극들에 유사하게 연결될 수 있다. 엘리먼트들의 그룹의 공동 정렬은 베이스에서 NeCC 유효 확산 길이들을 고려하여 선택된다.
마지막으로, 상기 실시예들은 단지 발명의 더 나은 이해를 위하여 제공되고 단지 첨부된 청구항들에 의해서만 정의되고 추구되는 법적 보호의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 인지해야 한다.
도면에서 사용된 참조 번호들은 다음을 나타낸다.
1 - 제 1 전도성 타입 변환기의 반도체 베이스 (논의되는 예들에서의 p-전도성)
1-1, 1-2, ... 1-p - 베이스의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입의 p 층들의 시퀀스
2 - 베이스 내에 형성되고 베이스 전도성 타입과 반대되는 제 2 전도성 타입을 갖는 에미터 (n-전도성)
2s - 표면 근처에서 높은 농도로 도핑된 언더컨택 (undercontact) 에미터 층
2i - 표면 근처에서 높은 농도로 도핑된 2j-아이소타입 배리어를 갖는 에미터 층
2-1, 2-2, ..., 2-n - 에미터 (2) 의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입의 n 층들의 시퀀스
3-1, 3-2,... 3-k - 층들 (1-1, 2-1, 1-2, 2-2 ... 1-p, 2-n; 여기서, k=p+n) 에 의해 형성되는 k 동종 (homogeneous) p-n 접합의 시퀀스
3 - 전면 (front side) 에미터-베이스 접합
4 - 베이스의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입의 높은 농도로 도핑된 층 뒷면
5 - 아이소타입 반대면 (reverse side) 접합 (배리어)
6 - 반사방지 코팅
7 - 컨택 윈도우
8 - 전면 금속화 (전면 전류 수집 전극/전극들)
9 - 뒷면 금속화 (뒷면 전류 수집 전극/전극들)
10 - 입사 방사선
11-e - 전자 전류 경로
11-h - 홀 전류 경로
13 - 베이스의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입의, 전면에 묻힌 높은 농도로 도핑된 엘리먼트 (element)
14 - 베이스의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입을 갖고, 전면에 높은 농도로 도핑된 층
15 - 베이스와 동일한 타입의 전면 접합 (배리어)
16 - 베이스의 전도성 타입과 동일한, 뒷면의 묻힌 높은 농도로 도핑된 전도성 타입의 굴절 엘리먼트
17 - 층들 (2-1, 2-2, ..., 2-n) 을 연결하는, 에미터와 동일한 타입의 전면 층
18 - 층들 (2-1, 2-2, ... 2-n) 과 아이소타입의 전면 접합 (배리어)
19 - 전면 p-n 접합
1 - 제 1 전도성 타입 변환기의 반도체 베이스 (논의되는 예들에서의 p-전도성)
1-1, 1-2, ... 1-p - 베이스의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입의 p 층들의 시퀀스
2 - 베이스 내에 형성되고 베이스 전도성 타입과 반대되는 제 2 전도성 타입을 갖는 에미터 (n-전도성)
2s - 표면 근처에서 높은 농도로 도핑된 언더컨택 (undercontact) 에미터 층
2i - 표면 근처에서 높은 농도로 도핑된 2j-아이소타입 배리어를 갖는 에미터 층
2-1, 2-2, ..., 2-n - 에미터 (2) 의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입의 n 층들의 시퀀스
3-1, 3-2,... 3-k - 층들 (1-1, 2-1, 1-2, 2-2 ... 1-p, 2-n; 여기서, k=p+n) 에 의해 형성되는 k 동종 (homogeneous) p-n 접합의 시퀀스
3 - 전면 (front side) 에미터-베이스 접합
4 - 베이스의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입의 높은 농도로 도핑된 층 뒷면
5 - 아이소타입 반대면 (reverse side) 접합 (배리어)
6 - 반사방지 코팅
7 - 컨택 윈도우
8 - 전면 금속화 (전면 전류 수집 전극/전극들)
9 - 뒷면 금속화 (뒷면 전류 수집 전극/전극들)
10 - 입사 방사선
11-e - 전자 전류 경로
11-h - 홀 전류 경로
13 - 베이스의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입의, 전면에 묻힌 높은 농도로 도핑된 엘리먼트 (element)
14 - 베이스의 전도성 타입과 동일한 전도성 타입을 갖고, 전면에 높은 농도로 도핑된 층
15 - 베이스와 동일한 타입의 전면 접합 (배리어)
16 - 베이스의 전도성 타입과 동일한, 뒷면의 묻힌 높은 농도로 도핑된 전도성 타입의 굴절 엘리먼트
17 - 층들 (2-1, 2-2, ..., 2-n) 을 연결하는, 에미터와 동일한 타입의 전면 층
18 - 층들 (2-1, 2-2, ... 2-n) 과 아이소타입의 전면 접합 (배리어)
19 - 전면 p-n 접합
Claims (15)
- 전자기 방사 변환기의 광-변환부로서,
서로 동종(homogeneous) 접합들을 형성하는 층들의 시퀀스를 포함하며,
상기 시퀀스는 하나를 초과하는 상이한-타입의 접합들을 포함하는,
전자기 방사 변환기의 광-변환부. - 전자기 방사 변환기의 광-변환부로서,
서로 동종(homogeneous) 접합들을 형성하는 층들의 시퀀스를 포함하며,
상기 시퀀스는 하나를 초과하는 상이한-타입의 접합들을 포함하며, 동일한 전도성 타입의 상기 층들의 적어도 일부는 병렬로 스위칭되는,
전자기 방사 변환기의 광-변환부. - 제 2 항에 있어서,
홀-타입 전도성 층들 중 적어도 일부는 병렬로 스위칭되는,
전자기 방사 변환기의 광-변환부. - 제 3 항에 있어서,
홀-타입 전도성 층들의 모두는 병렬로 스위칭되는,
전자기 방사 변환기의 광-변환부. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
전자 전도성 층들 중 적어도 일부는 병렬로 스위칭되는,
전자기 방사 변환기의 광-변환부. - 제 5 항에 있어서,
전자 전도성 층들 중 모두는 병렬로 스위칭되는,
전자기 방사 변환기의 광-변환부. - 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 층들 중 적어도 하나는 불연속성을 갖는,
전자기 방사 변환기의 광-변환부. - 전자기 방사 변환기로서,
적어도 M≥1개의 광-변환부들, 반사방지 코팅 및 전류-수집 전극들을 포함하며,
상기 M개의 광-변환부들 중 적어도 하나는 서로 동종 접합들을 형성하는 층들의 시퀀스를 포함하며, 상기 시퀀스는 하나를 초과하는 상이한-타입의 접합들을 포함하며, 상기 변환기의 광-변환부의 동종 전도성 타입의 층들의 적어도 Z≥0개는 병렬로 스위칭되는,
전자기 방사 변환기. - 제 8 항에 있어서,
상기 변환기의 전면(front side) 상에 배열된 상기 타입의 하나의 광-변환부를 포함하는,
전자기 방사 변환기. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 변환기의 반대면(reverse side)상에 배열된 상기 타입의 하나의 광-변환부를 포함하는,
전자기 방사 변환기. - 제 8 항에 있어서,
상기 변환기는 상기 변환기의 면들 중 적어도 하나상에 서로로부터 고립된 다수의 광-변환부들을 포함하고, 상기 광-변환부들 중 적어도 하나는 상기 타입의 다층 구조를 갖는,
전자기 방사 변환기. - 제 11 항에 있어서,
상기 다수의 고립된 광-변환부들은 상기 변환기의 전면 상에 제공되는,
전자기 방사 변환기. - 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 다수의 고립된 광-변환부들은 상기 변환기의 반대면 상에 제공되는,
전자기 방사 변환기. - 제 12 항에 있어서,
모든 상기 고립된 광-변환부들은 상기 타입의 다층 구조를 갖는,
전자기 방사 변환기. - 제 13 항에 있어서,
모든 상기 고립된 광-변환부들은 상기 타입의 다층 구조를 갖는,
전자기 방사 변환기.
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Patent Citations (3)
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