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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2242064

Solarzellen

Solarzellen

Name des Erfinders: Gippius A. (RU); Enisherlova Velyasheva-KL (RU); Konstantinov PB (RU); Limit-YA (RU)
Der Name des Patentinhabers: Institut für Physik. Lebedev RAS
Korrespondenzanschrift: 119991, Moskau, B-333, APS-1, Leninsky Prospect, 53, LPI sie. PN Lebedew, Patentabteilung
Startdatum des Patents: 2003.07.16

Die Erfindung betrifft den Aufbau von Solarzellen. ZUSAMMENFASSUNG: vorgeschlagene Struktur einer Solarzelle, bestehend aus einem Basisbereich des einen Leitfähigkeitstyps, vorzugsweise 30-170 Mikron, pn-Übergangskontakt und ein Kamm auf der Vorderseite und eine stark dotierte Schicht ist die gleiche wie die Basisleitfähigkeitstyp und einen ohmschen Kontakt auf der Rückseite die stark dotierte Schicht auf der Rückseite ist mit dem Gitter, aus Silizium verbunden ist, und ein ohmscher Kontakt mit der Rückseite ist mit dem Gitter und stark dotierten Schicht verbunden. Darüber hinaus wird ein Basisbereich und dient einer gitterbasierten Platten mit unterschiedlichen kristallographischen Orientierungen zu machen. Insbesondere kann der Basisbereich auf einem Siliziumwafer (111) und Gitter gebildet werden - bezogen auf den Silizium-Wafer (100) -Orientierung. Das technische Ergebnis der Erfindung - erhöhen die Festigkeit der Solarzelle.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Solarzellen sind die Grundelemente der Solarbatterien als Stromquelle Ausrüstung von Satelliten und Satelliten weit verbreitet.

Bekannten Solarzellen auf Basis von p-Typ-Silizium mit pn-Übergang und der Kontaktkamm auf der Vorderseite und ohmschen Kontakt an der Rückseite / 1 /. Der Nachteil dieser Solarzellen ist die geringe Effizienz aufgrund der erhöhten Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit auf dem hinteren ohmschen Kontakt.

Bekannte Solarzelle auf Basis von Silizium vom p-Typ Wafer pn-Übergang Kontakt und einen Kamm auf der Vorderseite und eine stark dotierte Bereich auf der Rückseite des Wafers mit zu Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit / 1 / verringern. Jedoch ist ein Element, mit einer Grundfläche von Lochleitfähigkeit Dicke von 200 Mikrometer oder mehr unterworfen Abbau, wenn sie Strahlung ausgesetzt, die in dem Raum vorhanden ist, durch die Diffusionslänge / 1 / abnimmt. Mehrere strahlungsbeständige Solarzelle sollte eine Dicke von Lochleitfähigkeit Basisbereich 100 Mikron oder weniger aufweisen.

Gewählt als Prototyp dünne Solarzelle, die eine Basisregion Dicke im Bereich von 30-170 Mikrometer aufweist / 2 /. Der Prototyp für den Schutz der Solarzellen-Schichten von Polymer 10-30 Mikron wurden gegen mechanische Beschädigung verwendet. Jedoch noch Diese Solarzelle weist eine unzureichende mechanische Festigkeit, die es schwierig macht, während des thermischen Zyklus der beleuchteten Fläche des Satelliten in der Erde Schatten zu bewegen. Zudem Installation von Solarzellen mit einer geringen Dicke abnehmende prozentuale Ausbeute assoziiert aufgrund der abgesenkten Lebensdauer von Solarzellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Stärke der Solarzelle zu erhöhen.

Das Problem wird wie folgt gelöst. Solarzelle mit einem Basisbereich des einen Leitfähigkeitstyps vorzugsweise 30-170 Mikron, pn-Übergangskontakt und einen Kamm an der Vorderseite, und eine stark dotierte Schicht und einen ohmschen Kontakt an der Rückseite aufweist, mit der stark dotierten Schichtgitter verbunden aus Silizium und einer ohmschen Kontakt auf der Rückseite ist mit dem Gitter und der stark dotierten Schicht verbunden.

Zusätzlich sind der Basisbereich und das Gitter auf der Basis von Platten mit unterschiedlichen kristallographischen Orientierungen hergestellt. Insbesondere kann der Basisbereich in einem Siliziumwafer (111) formuliert werden, und die Gitter durch den Siliziumwafer gebildet ist (100) -Orientierung, die stark die Kraft der Solarzelle verbessert, da seine Teile keine gemeinsamen Fehlerebenen aufweisen.

Solarzellen Solarzellen

1 zeigt eine Schnittstruktur einer Solarzelle nach der vorliegenden Erfindung. Hier (1) - die Grundfläche (Löcherleitung); (2) - pn-Übergang; (3) - der Kontaktkamm auf der Vorderseite der Solarzelle; (4) - stark Bereich (P + Typ) auf der Rückseite des Basisbereichs dotiert ist ; (5) - des Siliciumgitters mit stark dotierten Schicht assoziiert auf der Rückseite des Basisbereichs; (6) - einen ohmschen Kontakt mit der stark dotierten Schicht gebunden an die Rückseite des Basisbereiches und dem Siliziumgitter (5).

Figur 2 zeigt den Aufbau der Solarzelle (Rückseite).

Die genannten Solarzelle 50 Dimensionen von Seiten 25 mm × hat. Die Breite der Gitterseite (von der dunklen Farbe angezeigt) für die verschiedenen Varianten von 0,5-1,0 mm Dicke - 300 Mikron.

Die Solarzelle arbeitet wie folgt. Wenn von der Vorderseite beleuchtet sind die Nicht-Gleichgewichtsladungsträger, die 1 durch den Basisbereich diffundieren, 2 durch einen pn-Übergang getrennt und den Betriebsstrom erzeugen. Stromlöcher an den ohmschen Kontakt bewegt, durch die P + Schicht 4 fällt auf den Metall ohmschen Kontakt 6. Dadurch entsteht ein geschlossener Kreislauf für den Strom.

Solarzellen Modelle wurden entsprechend der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung festgestellt, mindestens Grundfläche 30 Mikrometer dick. Das Studium der Eigenschaften von Solarzellen hat sich gezeigt, dass die Solarzellen eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, die durch die Dicke des Gitters bestimmt und kann mehrere Zyklen der Temperatur von flüssigem Stickstoff bis 100 Grad Celsius standhalten kann.

Gebrauchte Bücher

1. SMSze. Physics of Semiconductor Devices. John Wiley & Sons. New York. 1981. Ch.14 (S.Zi. Physics of Semiconductor Devices. Trans. Aus dem Englischen. / Ed. R.A.Surisa. In zwei Bücher. Bk. 2, gl.14).

2. Pat. USA 5650363, Juli 22, 1998.

FORDERUNGEN

1. Eine Solarzelle, die einen Basisbereich des einen Leitfähigkeitstyps vorzugsweise 30-170 Mikrometer dick, pn-Übergangskontakt und einem Kamm auf der Vorderseite und einer stark dotierten Schicht ist die gleiche wie die Basisleitfähigkeitstyp und einen ohmschen Kontakt an der Rückseite aufweist, wobei dass die stark dotierte Schicht auf der Rückseite mit dem Gitter verbunden ist, aus Silizium, und einen ohmschen Kontakt mit der Rückseite ist mit dem Gitter verbunden ist, und stark dotierten Schicht.

2. Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche der Solarzelle und dem Siliziumgitter unterschiedliche kristallographische Orientierungen aufweisen.

3. Solarzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisbereich hat die kristallographische Orientierung (111) und das Siliziumgitter hat die kristallographische Orientierung (100).

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Erscheinungsdatum 12.01.2007gg