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JPH0574235B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0574235B2
JPH0574235B2 JP82154731A JP15473182A JPH0574235B2 JP H0574235 B2 JPH0574235 B2 JP H0574235B2 JP 82154731 A JP82154731 A JP 82154731A JP 15473182 A JP15473182 A JP 15473182A JP H0574235 B2 JPH0574235 B2 JP H0574235B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sphere
foil
conductivity type
aluminum foil
spheres
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP82154731A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5854684A (en
Inventor
Deii Rebain Juresu
Jensen Miraado
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/299,695 external-priority patent/US4407320A/en
Priority claimed from US06/299,694 external-priority patent/US4451968A/en
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JPS5854684A publication Critical patent/JPS5854684A/en
Publication of JPH0574235B2 publication Critical patent/JPH0574235B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10Semiconductor bodies
    • H10F77/14Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
    • H10F77/147Shapes of bodies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • H10F19/902Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温で製造される為低価格であつて
多少の回路上のミス動作も許容できる大規模な光
電気変換装置及びその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a large-scale photoelectric conversion device and a method for manufacturing the same, which are manufactured at low temperatures and are therefore inexpensive and can tolerate some circuit errors.

我々に残される生物燃料資源が限りあることを
知る機会が増えるにつれ、また再生可能で有効な
エネルギー資源を開発する必要性が増大すること
によつて、かなりの量の研究が太陽エネルギーの
開発に対し行われている。
As we increasingly realize that our remaining biofuel resources are finite, and as the need to develop renewable and effective energy resources increases, a significant amount of research has focused on developing solar energy. It is being done against.

光電気変換装置の開発に関する重大な問題点
は、半導体の変換装置用材料のコストの問題であ
つた。通常シリコンであるこの半導体材料は、光
にさらした時P−N接合を用いてポテンシヤルを
作り出す。しかしながら、正確に操作を行う為
に、典型的なシステムは比較的小さな領域を得る
為に大量の半導体材料を必要とする。さらにぶつ
かつた問題点としては、半導体材料の厚さを湾曲
による張力に耐えられるようにしなくてはなら
ず、また、通常の操作又は使用に必要な最小限度
のやわらかさを持つように作られた小型ユニツト
のセルである必要があることである。第3は大面
積のセル配列における欠陥に対する寛容度の問題
である。即ち、たつた1個のシヨートが発生する
と、発生した電気はそのシヨートしたセルを通じ
て逃げてしまうことによつて全てのユニツトに影
響する場合があることである。
A significant problem with the development of photoelectric conversion devices has been the cost of semiconductor materials for the conversion devices. This semiconductor material, usually silicon, uses a PN junction to create a potential when exposed to light. However, for accurate operation, typical systems require large amounts of semiconductor material to cover a relatively small area. Further challenges encountered include the need to ensure that the thickness of the semiconductor material can withstand the tension caused by bending, and that it must be made to have the minimum amount of softness necessary for normal operation or use. The cell needs to be a small unit. The third problem is tolerance to defects in large area cell arrays. That is, when a single shot occurs, the generated electricity may affect all units by escaping through the shot cell.

このような諸問題の解決策の1つは、1960年第
14回年次動力源学会の26頁掲載のM.B.プリンス
による「大規模シリコン太陽電池セル」と表題つ
いた論文に示唆されている。彼は、プラスチツク
マトリクス中に半導体の球体を設けたものを利用
することを示唆している。しかしながら電気的接
続を形成する事に関し問題が生じた。例としては
ハロルド・ホベルによるテキスト「半導体及び半
金属」の第9章、209頁のセクシヨンGを参照し
てほしい。
One solution to these problems is the 1960
This is suggested in a paper titled ``Large-Scale Silicon Solar Cells'' by MB Prince published on page 26 of the 14th Annual Power Sources Conference. He suggests using semiconductor spheres in a plastic matrix. However, problems arose with making electrical connections. For an example, see section G, chapter 9, page 209 of the text "Semiconductors and Metalloids" by Harold Hobel.

従つて本発明の目的は、最小限度の半導体材料
を用いて大規模面積光電気変換素子配列を提供す
ることである。
It is therefore an object of the present invention to provide a large area photoelectric conversion element array using a minimum amount of semiconductor material.

本発明の第2の目的は、たとえ薄膜状に製造し
ても損傷することなく曲げたり変形したりできる
光電気変換素子の柔軟性を持つ配列を提供するこ
とである。
A second object of the present invention is to provide a flexible array of photoelectric conversion elements that can be bent and deformed without damage even when manufactured in thin film form.

本発明の第3の目的は、電気的な性能を劣化さ
せることなく、いくつかの短絡の起こつたセルを
処理することができる短絡による動作ミスに対し
寛容性を持つ大規模領域光電気素子配列を開発す
ることである。
A third object of the present invention is to provide a large area optoelectronic array with tolerance to malfunction due to short circuits, which can handle several shorted cells without degrading the electrical performance. The goal is to develop

さらに本発明の第4の目的は、必要とされる最
高温度が400℃より低いものである大規模領域光
電気素子配列を作る低価格な製造工程も提供する
ことである。
A fourth object of the present invention is also to provide a low cost manufacturing process for making large area optoelectronic device arrays in which the maximum temperature required is less than 400°C.

本発明のもう1つの目的は、組立てを完成させ
る為に非常にわずかな追加の費用を加えるだけ
で、半導体の球体を配置する製造工程中に接続さ
れ、配列と同一平面上にある連続する内部接続シ
ステムを提供することである。
Another object of the invention is to arrange the semiconductor spheres in a continuous internal structure that is connected and coplanar with the array during the manufacturing process, adding very little additional cost to complete the assembly. The goal is to provide a connectivity system.

本発明に従うと金属ホイルを有するマトリクス
支持部材を含む放射エネルギー変換システムを提
供できる。金属ホイルは、その両側に配された重
合体材料の第1及び第2層を有し支持部材の中に
互に空間を隔てた位置に少くともホイルを貫通す
る穴を有している。各々の穴の中には実質的には
球体である半導体セルが形成され、各々のセル
は、P型領域及びN型領域を有している。N型領
域は、それぞれの穴の中で金属ホイルに接触し、
導電手段が支持部材の一方の側にそつて形成さ
れ、各々のセルのP型領域を接続する。P型領域
に対する各各の接続は所定の抵抗値を持つ電極か
ら成る。
According to the present invention, a radiant energy conversion system can be provided that includes a matrix support member having a metal foil. The metal foil has first and second layers of polymeric material disposed on opposite sides thereof and has at least a hole through the foil spaced apart in the support member. A substantially spherical semiconductor cell is formed within each hole, each cell having a P-type region and an N-type region. an N-type region contacts the metal foil in each hole;
Conductive means are formed along one side of the support member and connect the P-type regions of each cell. Each connection to the P-type region consists of an electrode with a predetermined resistance.

さらに、上記複数のマトリクス状に支持された
球状組立体は、相互に直列に接続していてこの接
続が組立体と同一平面にあつて、この組立体の厚
みより実質的に大きくない厚みを持つよう設けら
れる。
Further, the plurality of matrix-supported spherical assemblies are interconnected in series and the connection is coplanar with the assembly and has a thickness not substantially greater than the thickness of the assembly. It is set up like this.

放射エネルギー変換素子を作る方法は、N型の
ドープ材をP型材料の複数の半導体球体の表面に
ドープする工程と2層の重合体材料の間に金属製
ホイルを提供する工程と、これらの球体をのせる
為にホイルに穴をあける工程とこの穴に球体を入
れて金属的ホイルを、各々の球体のN型表面領域
と電気的に接続するようにする工程と、球体のま
わりを囲んでシールする工程と、球のホイルの第
1の側をとり除いて第2の表面のP型領域を露出
する工程と、所定の抵抗で各々のP型領域にオー
ミツクコンタクトを作る工程とを含んでいる。
A method for making a radiant energy conversion element includes doping the surface of a plurality of semiconductor spheres of P-type material with an N-type dopant, providing a metallic foil between two layers of polymeric material, and the steps of: drilling holes in the foil for placing the spheres; placing the spheres in the holes so as to electrically connect the metallic foil to the N-type surface area of each sphere; and encircling the spheres. removing the first side of the sphere foil to expose the P-type regions on the second surface; and making an ohmic contact to each P-type region with a predetermined resistance. Contains.

また、上記の方法は更に、プラスチツク材料の
層をもう一層球体のホイル組立体に加えてマトリ
クスを支持する層の厚みを球体の直径のほぼ平均
まで増加する工程を加えることもできる。
The method described above may also include the step of adding another layer of plastic material to the spherical foil assembly to increase the thickness of the matrix-supporting layer to about the average diameter of the spheres.

上記の方法の中の各々の工程は、400℃以下の
温度で実行される。
Each step in the above method is performed at a temperature of 400°C or less.

更に球体ホイル組立体は、連続する内部接続の
厚みが球体の直径の平均より厚くならないように
連続して電気的に相互接続が行われる。
Additionally, the spherical foil assembly is electrically interconnected in series such that the thickness of each successive interconnect is no greater than the average diameter of the sphere.

以下図を参照しながら、本発明を詳細に説明す
る。
The present invention will be explained in detail below with reference to the figures.

まず第1図を参照すると、完成した変換素子配
列の一部の透視図が示されていて、ここには、完
成した組立体の上に数個のシリコンの球体110
が設けられている。金属ホイル103は、104
で示すN型表面領域上の球体に対し電気的な接続
を形成している。金属ホイル105は、109で
示すP型領域に電気接続している。球体106の
一番上の部分は、マトリクス組立体の中に埋まつ
ていて球の一番上のわずかな部分が空気中にでて
いる。プラスチツク層102は、ポリエステル材
料から成り、入視光に対し透明でこれを通過させ
る。プラスチツク層101も、ポリエステル材料
から成つていて、マトリクスの支持体であるとと
もに電気的な絶縁体でもある金属ホイル105と
金属ホイル103が切れていることが107で示
される。これにより、完全に導電性のある球11
1を設けると、マトリクスの組立体部分間に同一
平面の電気相互接続が与えられるので、直列の相
互接続が可能となる。なお、P型領域にオーミツ
クコンタクトを作つた後にプラスチツク層102
を取り除くことができる。
Referring first to FIG. 1, a perspective view of a portion of the completed transducer array is shown, in which several silicon spheres 110 are placed on top of the completed assembly.
is provided. The metal foil 103 is 104
An electrical connection is made to the sphere on the N-type surface region shown. Metal foil 105 is electrically connected to the P-type region shown at 109. The top portion of the sphere 106 is embedded within the matrix assembly with a small portion of the top of the sphere exposed to the air. Plastic layer 102 is comprised of a polyester material and is transparent to and transparent to incident light. The plastic layer 101 is also made of polyester material and is shown at 107 to have a metal foil 105 and a metal foil 103 which are both matrix supports and electrical insulators. This results in a fully conductive sphere 11
1 provides coplanar electrical interconnections between the assembled portions of the matrix, thus allowing series interconnections. Note that after making an ohmic contact in the P-type region, the plastic layer 102 is
can be removed.

他の実施例においては、球体111のかわりに
金属ワイヤをこれらの球のある位置に置いて、上
のホイル103と下のホイル105の間に電気的
な内部接続を与えている。
In other embodiments, metal wires are placed in place of the spheres 111 to provide electrical interconnection between the upper foil 103 and the lower foil 105.

次に、第2図を参照すると、第2a図は重合体
ホイル薄膜の断面図を示す。203は、各々がほ
ぼ2ミル(0.127ミリ)の厚みを持つ2層のポリ
エステルシート202及び201の間に薄膜とし
て設けられた2ミル(0.127ミリ)の厚みのアル
ミニウムホイルである。第2b図は穴をあける工
程を行つた後の薄膜を示し、第2c図は、穴の中
に半導体球体204をおいた後の薄膜を示してい
る。挿入する以前、球204は本質的にP型領域
から構成されていて表面205をおおつて拡散さ
れたN型ドープ材領域を有している。穴に挿入す
ることでN型表面領域205とアルミニウムホイ
ル203の間には、電気的な接続が形成される。
比較的やわらかな表面の間で球体とホイルとプラ
スチツクの組立体へ圧力を加えて薄膜に作つた穴
のほぼ中央に球を位置させる加圧工程を用いて球
は中心にあわすことができる。
Referring now to FIG. 2, FIG. 2a shows a cross-sectional view of a thin polymer foil film. 203 is a 2 mil (0.127 mm) thick aluminum foil disposed as a thin film between two layers of polyester sheets 202 and 201, each approximately 2 mil (0.127 mm) thick. Figure 2b shows the membrane after the hole drilling step, and Figure 2c shows the membrane after the semiconductor spheres 204 have been placed in the holes. Prior to insertion, sphere 204 consists essentially of a P-type region and has an N-type dopant region diffused over surface 205. An electrical connection is formed between the N-type surface region 205 and the aluminum foil 203 by insertion into the hole.
The sphere can be centered using a pressure process that applies pressure to the sphere, foil, and plastic assembly between relatively soft surfaces to approximately center the sphere in the hole made in the membrane.

次に第3図を参照すると、第3a図は、プラス
チツク材料層が球のまわり301を囲つてシール
を作りだす為の第2の加圧工程を行つた結果を示
す。これは、各球ごとにほぼ0.1ポンドの圧力を
ほぼ250℃の温度下で与えることによつて行われ
る。故に、ポリエステル材料は、301の位置で
シールを形成し、球にしつかりと被着する。
Referring now to FIG. 3, FIG. 3a shows the result of a second pressurization step to create a seal around the sphere 301 with a layer of plastic material. This is done by applying approximately 0.1 pound of pressure to each sphere at a temperature of approximately 250°C. The polyester material thus forms a seal at location 301 and adheres tightly to the bulb.

第3b図は、しつかりと定着させられた球のマ
トリクスの一方の側に対しN型の選択的なエツチ
が行われるエツチ工程の後の球を示す断面図であ
る。これによつて表面の材料が球からとり除か
れ、金属ホイルと接続するN型表面材料302が
残り、P型領域303には次の処理工程が行われ
る。
Figure 3b is a cross-sectional view of the sphere after an etch step in which an N-type selective etch is performed on one side of the matrix of firmly anchored spheres. This removes surface material from the sphere, leaving N-type surface material 302 that connects with the metal foil and P-type region 303 for subsequent processing steps.

第4図を参照すると、第4a図の組立体は、上
下が逆になつていて表面の露出するP型領域には
裏側の接続ホイル407が形成される。追加のポ
リエステル材料405が形成されN型表面領域4
06に対し電気的な絶縁を形成している。P型領
域401に対する電気的な接続がマトリクス全体
に圧力を与えて408の位置に形成される。追加
のポリエステルシートがセル411の上に形成さ
れ、テフロンコーテイング409を施したステン
レススチールホイルのような表面に圧力を加えた
シート410が圧縮工程の期間、対称性を保つ為
に設けられる。テフロンコーテイング409は、
球体のN型表面領域と結合しない為に設けられ、
最終の圧縮結合工程の後でとり除くのが容易とな
るよう設けられる。当該圧縮結合工程において、
接続ホイル407は少なくとも上下方向へ移動し
ないように所望の面に支持される。
Referring to FIG. 4, the assembly of FIG. 4a is turned upside down and a backside connection foil 407 is formed in the exposed P-type area of the surface. Additional polyester material 405 is formed to form N-type surface region 4
06 to form electrical insulation. An electrical connection to P-type region 401 is formed at location 408 by applying pressure across the matrix. An additional polyester sheet is formed over the cells 411, and a pressure-applied sheet 410, such as stainless steel foil with a Teflon coating 409, is provided to maintain symmetry during the compaction process. Teflon coating 409 is
Provided to prevent bonding with the N-type surface area of the sphere,
It is provided for easy removal after the final compression bonding step. In the compression bonding step,
The connecting foil 407 is supported on a desired surface so as not to move at least in the vertical direction.

第4b図では、ほぼ260℃の温度下で各球ごと
にほぼ5ポンドの圧力を与えてP型領域とホイル
の間に電気的な接続を形成し、層413が本質的
に連続するマトリクス支持材料となるような方法
でポリエステルのシートを結合する。直径14ミル
(0.3556ミリ)の球が0.5ミル(0.127ミリ)のアル
ミニウムホイルに結合する時、本実施例では各球
ごとに0.5ポンドから、10ポンドまでの圧力の使
用が有効であるがしかしながら、金属をかなり変
形させる為に充分な圧力が反復可能な接続を作り
出す為に必要とされる。過剰の圧力が与えられる
場合、シリコンの球体には亀裂が入ることもあ
る。
In FIG. 4b, an electrical connection is formed between the P-type region and the foil by applying approximately 5 pounds of pressure on each sphere at a temperature of approximately 260° C. so that layer 413 forms an essentially continuous matrix support. The sheets of polyester are joined together in such a way that they become the material. When a 14 mil (0.3556 mm) diameter ball is bonded to a 0.5 mil (0.127 mm) aluminum foil, the use of pressure from 0.5 lb to 10 lb for each sphere is effective in this example; however, Sufficient pressure is required to significantly deform the metal to create a repeatable connection. Silicon spheres can also crack if excessive pressure is applied.

表面に当たる光が接合414に到達し、電気的
なポテンシヤルをホイル412と407の間に生
みだす。ポリエステルのシート413は本質的に
は、光に対し透明で、更にN型領域をP型接続領
域から絶縁している。また一番上のホイル412
が乱反射を起こす光学的な反射板として働き球4
14がより光を受けとりやすいようにしている。
これは、光源の方にホイルの光沢のない面を向け
ることによつて可能である。
Light striking the surface reaches junction 414 and creates an electrical potential between foils 412 and 407. The polyester sheet 413 is essentially transparent to light and further insulates the N-type regions from the P-type connection regions. Also the top foil 412
The ball 4 acts as an optical reflector that causes diffuse reflection.
14 makes it easier to receive light.
This is possible by orienting the dull side of the foil towards the light source.

半導体セルの上部半球全体を露出し、球を近傍
させる配列によつて、光にさらされる有効P−N
接合領域は、配列の平面的表面面積より広くな
る。
Effective P-N exposed to light by an arrangement that exposes the entire upper hemisphere of the semiconductor cell and brings the spheres into close proximity.
The bonding area will be larger than the planar surface area of the array.

隣接するマトリクス組立体の相互接続は、第1
図の107で示されるホイルを中断する方法を用
いて及び接続ホイルの間の短絡回路として働く全
体的に拡散されたN型のセルであるか、全体的に
導電性である球体111を用いて容易に形成され
る。更に、ホイル間に短絡接続を形成する為、ア
ルミニウム又はニツケルのボールといつた短絡を
おこす球又は、球の直径とほぼ同じ径をもつ所定
長さのワイヤを用いることができる。
The interconnections of adjacent matrix assemblies are
Using the method of interrupting the foils shown at 107 in the figure and using spheres 111 which are entirely diffused N-type cells or which are entirely conductive, acting as short circuits between the connecting foils. Easily formed. Additionally, shorting balls, such as aluminum or nickel balls, or a length of wire having a diameter approximately the same as the diameter of the balls may be used to form the shorting connection between the foils.

第5図を参照すると、隣接する組立体を内部的
に接続する方法が示され直列な電気的接続が形成
されている。ホイル51は球53のN型領域に接
続し、球54のP型領域に接続して示されてい
る。直列接続が52で示されている。ポリエステ
ルの絶縁及び支持材料層55は、連続する内部接
続のまわりを実質上途切れなく囲つている。
Referring to FIG. 5, a method is shown for interconnecting adjacent assemblies to form a series electrical connection. Foil 51 is shown connected to the N-type region of sphere 53 and connected to the P-type region of sphere 54. A series connection is shown at 52. A polyester insulating and supporting material layer 55 surrounds the continuous interconnects in a substantially continuous manner.

この明細書の例で使用したホイルは、6ミル
(0.1524ミリ)以下の厚みを持ち、特殊な打ち伸
ばしのできる特性を持つ金属シートを意図する。
本実施例で使用したホイルは通常手に入るロール
に巻かれた。料理に使用したり物を包むために用
いる通常0.5から2ミル(0.0127から0.0508ミリ)
の厚みを持つ種々の一般的な3ミルホイルであ
る。アルミニウム合金も有効である。
The foil used in the examples herein is intended to be a metal sheet having a thickness of 6 mils (0.1524 mm) or less and having special stretchable properties.
The foil used in this example was wound into commonly available rolls. Usually 0.5 to 2 mil (0.0127 to 0.0508 mm) used for cooking or wrapping things
A variety of common 3 mil foils with a thickness of . Aluminum alloys are also effective.

以上のような方法を用いて製造すれば入射エネ
ルギーを電気的にポテンシヤルに変える大面積の
太陽エネルギー変換素子を製造することができ
る。本発明の工程では比較的低い温度下で広い領
域を持つ素子配列を作りだすことができる為、コ
ストが安価にあがり、短絡に対し非常な寛容性を
持つという大きな利点を有している。故に、より
経済的なエネルギー変換装置を提供できたものを
確信する。
By manufacturing using the method described above, it is possible to manufacture a large-area solar energy conversion element that converts incident energy into electrical potential. The process of the present invention has the great advantage of being able to produce large area arrays at relatively low temperatures, resulting in low cost and being highly tolerant to short circuits. Therefore, we are confident that we have been able to provide a more economical energy conversion device.

本発明は、特定な実施例に関し説明し図示して
いるが、変形及び改変もここに示す本発明の主旨
及び方針から離れるものではないと確信する。
Although the invention has been described and illustrated with respect to particular embodiments thereof, it is believed that variations and modifications may be made without departing from the spirit and spirit of the invention herein.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、太陽エネルギー変換装置の一部を示
す透視図である。第2a図、第2b図、第2c図
は、連続する処理工程図であり、このうちの第2
a図は、ホイル−プラスチツクの薄膜の断面図で
ある。第2b図は、穴が開けられた後を示すプラ
スチツク−ホイル薄膜の断面図である。第2c図
は、ドープが行われた後のホイル−プラスチツク
薄膜の断面図である。第3a図、第3b図は、処
理工程に追加される工程を示す図であつて第3a
図は、球のまわりをプラスチツクでシールした後
のホイル−プラスチツク薄膜及び球を示す断面図
である。第3b図は、ホイル−プラスチツクの薄
膜及びシールされN型の表面材料部分がとり除か
れた球を示す断面図である。第4a図は、第2の
金属ホイルを設け最後の高熱圧着工程の行われる
前の完成した組立体の断面図である。第4b図
は、完成した太陽エネルギー変換装置において形
成される2つのホイルの接続した完成したセルの
断面図である。第5図は、隣接するマトリクス組
立体を内部接続する選択可能な方法を示す本発明
の選択しうる実施例を示す図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a portion of the solar energy conversion device. Figures 2a, 2b, and 2c are consecutive process diagrams, of which the second
Figure a is a cross-sectional view of a foil-plastic membrane. Figure 2b is a cross-sectional view of the plastic foil membrane after the holes have been punched. FIG. 2c is a cross-sectional view of the foil-plastic film after doping. Figures 3a and 3b are diagrams showing steps added to the processing steps;
The figure is a cross-sectional view of the foil-plastic membrane and the sphere after sealing the plastic around the sphere. Figure 3b is a cross-sectional view of the sphere with the foil-plastic film and sealed N-type surface material removed. Figure 4a is a cross-sectional view of the completed assembly prior to the installation of the second metal foil and the final hot press step. FIG. 4b is a cross-sectional view of a completed cell with two connected foils formed in a completed solar energy conversion device. FIG. 5 is a diagram illustrating alternative embodiments of the present invention showing alternative ways of interconnecting adjacent matrix assemblies.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 a 第2の導電型のドープ材で第1の導電型
からなる複数の半導体球体をドープする工程
と、 b 二層の重合体材料の間にアルミニウムホイル
を設ける工程と、 c 前記各々の球体の前記第1の導電型の表面領
域間が電気的に接続されるように、前記アルミ
ニウムホイルに形成された穴の中へ前記球体を
挿入して、球体とホイルの組立体を形成する工
程と、 d 前記球体のまわりにシールを作りだす工程
と、 e 前記球体のホイルの組立体の第1の側を選択
的にとり除き、前記球体において第2の導電型
から次の表面領域を露出させる工程と、 f 前記各球体において露出された前記次の表面
に対しオーミツクコンタクトを形成する工程
と、 を有する放射エネルギー変換装置を製造する方
法。 2 前記各球体を前記アルミニウムホイルの穴へ
挿入することが、該球体を該アルミニウムホイル
へ近接し、2つの比較的柔らかな両間において両
者を圧縮することにより行われる、特許請求の範
囲第1項の放射エネルギー変換装置を製造する方
法。 3 a 各々のセルの表面の一部分をおおつて第
2の導電型のドープを行つた表面層を有する第
1の導電型の複数の実質的に球体半導体セル
と; b 同一の導電領域内の各々の上記セルと電気的
な接続をする穴を有する少くとも1つのアルミ
ニウムホイル組立体と; c 上記アルミニウムホイルに接続する領域と反
対の導電型の領域内の各々のセルに対し電気的
な接続を作り出す導電性手段と; d 上記アルミニウムホイルから上記導電性手段
を電気的に分離する絶縁手段と; を有する放射エネルギー変換装置システム。
[Scope of Claims] 1 a. Doping a plurality of semiconductor spheres of a first conductivity type with a dopant of a second conductivity type; b. Providing an aluminum foil between the two layers of polymeric material. c. inserting the spheres into holes formed in the aluminum foil such that an electrical connection is made between the surface areas of the first conductivity type of each sphere, and assembling the sphere and foil; d creating a seal around said sphere; e selectively removing a first side of said sphere foil assembly to form a next surface of said sphere from a second conductivity type; A method of manufacturing a radiant energy conversion device, comprising: exposing a region; and f forming an ohmic contact to the next exposed surface of each of the spheres. 2. Inserting each sphere into a hole in the aluminum foil is carried out by bringing the sphere close to the aluminum foil and compressing them between two relatively soft surfaces. A method of manufacturing a radiant energy conversion device. 3 a a plurality of substantially spherical semiconductor cells of a first conductivity type having a doped surface layer of a second conductivity type over a portion of the surface of each cell; b each in the same conductive region; at least one aluminum foil assembly having a hole for making an electrical connection with said cell of; c making an electrical connection for each cell in a region of conductivity type opposite to the region connecting said aluminum foil; d) insulating means for electrically isolating said electrically conductive means from said aluminum foil;
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