RU2242064C1 - Солнечный элемент - Google Patents
Солнечный элементInfo
- Publication number
- RU2242064C1 RU2242064C1 RU2003121615/28A RU2003121615A RU2242064C1 RU 2242064 C1 RU2242064 C1 RU 2242064C1 RU 2003121615/28 A RU2003121615/28 A RU 2003121615/28A RU 2003121615 A RU2003121615 A RU 2003121615A RU 2242064 C1 RU2242064 C1 RU 2242064C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar cell
- base region
- lattice
- heavily doped
- doped layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к конструкции солнечных элементов. Сущность: предложена конструкция солнечного элемента, содержащего базовую область одного типа проводимости, преимущественно толщиной 30-170 мкм, p-n-переход и контактную гребенку на лицевой стороне, а также сильнолегированный слой того же, что и база, типа проводимости и омический контакт на тыльной стороне, причем сильнолегированный слой на тыльной стороне соединен с решеткой, изготовленной из кремния, а омический контакт с тыльной стороны связан с решеткой и сильнолегированным слоем. Кроме того, базовую область и решетку предлагается изготавливать на основе пластин с различной кристаллографической ориентацией. В частности, базовая область может быть сформирована на пластине кремния ориентации (111), а решетка - на основе пластин кремния ориентации (100). Технический результат изобретения - повышение прочности солнечных элементов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Солнечные элементы являются основными элементами солнечных батарей, широко используемыми в качестве источников электроэнергии аппаратуры космических летательных аппаратов и спутников.
Известны солнечные элементы на основе кремния p-типа с p-n-переходом и контактной гребенкой на лицевой стороне и омическим контактом на тыльной стороне /1/. Недостатком таких солнечных элементов является низкая эффективность из-за повышенной скорости поверхностной рекомбинации на тыльном омическом контакте.
Известен солнечный элемент на основе пластины кремния p-типа, содержащий p-n-переход и контактную гребенку на лицевой стороне и сильнолегированную область на обратной стороне пластины для уменьшения скорости поверхностной рекомбинации /1/. Однако такой элемент с толщиной базовой области дырочной проводимости 200 мкм или более подвержен деградации при воздействии радиации, существующей в космосе, за счет уменьшения диффузионной длины /1/. Более радиационно-стойкий солнечный элемент должен иметь толщину базовой области дырочной проводимости 100 мкм или менее.
В качестве прототипа выбран тонкий солнечный элемент, имеющий толщину базовой области в диапазоне 30-170 мкм /2/. В прототипе для защиты солнечного элемента от механических повреждений использовались слои полимера толщиной 10-30 мкм. Однако такой солнечный элемент все же имеет недостаточную механическую прочность, что осложняет термоциклирование при переходе спутника из освещенной зоны в тень Земли. Кроме того, монтаж солнечных элементов малой толщины связан с понижением процента выхода годных из-за пониженной прочности солнечных элементов.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение прочности солнечных элементов.
Поставленная задача решается следующим образом. Солнечный элемент, содержащий базовую область одного типа проводимости преимущественно толщиной 30-170 мкм, p-n-переход и контактную гребенку на лицевой стороне, а также сильнолегированный слой и омический контакт на тыльной стороне, соединен сильнолегированным слоем с решеткой, изготовленной из кремния, а омический контакт с тыльной стороны связан с решеткой и сильнолегированным слоем.
Дополнительно базовая область и решетка изготовляются на основе пластин с различной кристаллографической ориентацией. В частности, базовая область может быть сформулирована на пластине кремния ориентации (111), а решетка формируется на основе пластины кремния ориентации (100), что сильно повышает прочность солнечного элемента, так как его части не имеют общих плоскостей разлома.
На фиг.1 показана в разрезе конструкция солнечного элемента согласно данному изобретению. Здесь (1) - базовая область (дырочной проводимости); (2) - p-n-переход; (3) - контактная гребенка на лицевой стороне солнечного элемента; (4) - сильнолегированная область (Р+-типа) на тыльной стороне базовой области; (5) - решетка из кремния, связанная с сильнолегированным слоем на тыльной стороне базовой области; (6) - омический контакт, связанный с сильнолегированным слоем на обратной стороне базовой области и с кремниевой решеткой (5).
На фиг.2 показана конструкция солнечного элемента (вид с тыльной стороны).
Указанный солнечный элемент имеет размеры сторон 50×25 мм. Ширина сторон решетки (показано темным цветом) для разных вариантов 0,5-1,0 мм, толщина - 300 мкм.
Солнечный элемент работает следующим образом. При освещении с лицевой стороны возникают неравновесные носители заряда, которые диффундируют через базовую область 1, разделяются p-n переходом 2 и создают рабочий ток. Ток дырок, двигающихся к омическому контакту, через Р+ слой 4 попадает на металлический омический контакт 6. Таким образом, создается замкнутая цепь для тока.
Были созданы макеты солнечных элементов, согласно описанию данной заявки, с минимальной толщиной базовой области 30 мкм. Исследование свойств солнечных элементов показало, что солнечные элементы обладают достаточной механической прочностью, определяемой толщиной решетки, и выдерживает многократные циклы от температуры жидкого азота до 100 градусов Цельсия.
Литература
1. S.M.Sze. Physics of Semiconductor Devices. John Wiley & Sons. New York. 1981. Ch.14 (С.Зи. Физика полупроводниковых приборов. Пер. с англ./Под ред. Р.А.Суриса. В 2-х книгах. Кн. 2, гл.14).
2. Pat. USA 5650363, Jul. 22, 1998.
Claims (3)
1. Солнечный элемент, содержащий базовую область одного типа проводимости преимущественно толщиной 30-170 мкм, p-n-переход и контактную гребенку на лицевой стороне, а также сильнолегированный слой того же, что и база, типа проводимости и омический контакт на тыльной стороне, отличающийся тем, что сильнолегированный слой на тыльной стороне соединен с решеткой, изготовленной из кремния, а омический контакт с тыльной стороны связан с решеткой и сильнолегированным слоем.
2. Солнечный элемент по п.1, отличающийся тем, что базовая область солнечного элемента и решетка кремния имеют различную кристаллографическую ориентацию.
3. Солнечный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что базовая область имеет кристаллографическую ориентацию (111), а решетка кремния имеет кристаллографическую ориентацию (100).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003121615/28A RU2242064C1 (ru) | 2003-07-16 | 2003-07-16 | Солнечный элемент |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003121615/28A RU2242064C1 (ru) | 2003-07-16 | 2003-07-16 | Солнечный элемент |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2242064C1 true RU2242064C1 (ru) | 2004-12-10 |
RU2003121615A RU2003121615A (ru) | 2005-01-10 |
Family
ID=34388360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003121615/28A RU2242064C1 (ru) | 2003-07-16 | 2003-07-16 | Солнечный элемент |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2242064C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA017920B1 (ru) * | 2008-05-20 | 2013-04-30 | Цой Броня | Преобразователь электромагнитного излучения и батарея |
-
2003
- 2003-07-16 RU RU2003121615/28A patent/RU2242064C1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003121615A (ru) | 2005-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2591255T3 (es) | Célula solar con contactos de heterounión semiconductores dopados | |
US3982964A (en) | Dotted contact fine geometry solar cell | |
US4710588A (en) | Combined photovoltaic-thermoelectric solar cell and solar cell array | |
US8373057B2 (en) | Thermoelectric element | |
US4173496A (en) | Integrated solar cell array | |
US8334450B2 (en) | Seebeck solar cell | |
CN102257628A (zh) | 光伏器件的集成 | |
KR101895025B1 (ko) | 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법 | |
CN101689571A (zh) | 太阳电池单元 | |
Chappell | The V-groove multijunction solar cell | |
AU2006242570B2 (en) | Solar cell array with isotype-heterojunction diode | |
Schwartz | Review of silicon solar cells for high concentrations | |
JP2006521698A5 (ru) | ||
US20160005910A1 (en) | Vertical multi-junction photovoltaic cell with reverse current limiting element | |
RU2336596C1 (ru) | Полупроводниковый фотоэлектрический генератор (варианты) | |
RU2242064C1 (ru) | Солнечный элемент | |
ES2836852T3 (es) | Células fotovoltaicas | |
KR20090038593A (ko) | 방사선전지의 전하량 증가방법과 이를 이용한 고효율 구조베타전지 | |
RU2457578C1 (ru) | Блокирующий диод для солнечных батарей космических аппаратов | |
Spaderna et al. | Solar-cell operation under concentrated illumination | |
KR101650442B1 (ko) | 하이브리드 태양광 소자 | |
RU2494496C2 (ru) | Полупроводниковый фотоэлектрический генератор (варианты) | |
CN102593230B (zh) | 太阳能电池 | |
UA120025C2 (uk) | Напівпровідниковий термоелектричний генератор | |
De Mey | Theoretical analysis of the Hall effect photovoltaic cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120717 |