[其他]太陽能電池陣列

無效

• 申請號: 86100381
• 申請日: 1986-02-15
• 公開（公告）號: CN86100381A
• 公開（公告）日: 1987-08-26
• 發明（設計）人: 朱爾斯·D·利維;米勒德·J·詹賽;羅納德·E·漢爾戴維·E·瓦特
• 申請（專利權）人: 得克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H01L31/06
• 分類號: H01L31/06;H01L31/18
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 周佩中

本發明涉及排列在一金屬箔片基體的硅球面上制造太陽能電池的方法，上述電池在光照時產生電能。

人們已熟知將太陽光轉換成其他形式的有用能的產生能量的系統，由于包括了主要能源的太陽具有經濟性，所以這樣的裝置不斷地得到發展和改進。基爾比（Kilby）等在美國專利4，021，323中揭示了一種這樣的系統，其中由玻璃或塑料這些透明基體組成的太陽能陣列是向埋入基體的一面上N型外殼面提供P型硅粒或埋入基體的一面上P型外殼面提供N型硅粒。盡管這些安排可以變動，但最好有一半粒子是具有N型外殼的P型硅粒而其他是具有P型外殼的N型粒子。在基體的背面，一經那里隆起的硅粒子以合適的在電氣上導電的金屬化互相聯接。硅粒子有通過基體前邊延伸的外殼部分。這些陣列被浸入電解質最好是氧溴酸（HBr）中，它接觸基體的前面。由于接觸電解質的傳導率類型不同的硅粒之間存在電位差，在太陽光下在其間形成電位差，此時氫溴酸電解成氫氣和溴，氫氣冒泡溢出，而溴則留在溶液內。例如，已熟知在燃料電池和類似的情況中，氫氣被收集并成為能源。

這種類型的太陽能陣列，硅粒子單獨參與電解。其結果，假如少量粒子的P-N結短路或被旁路的話，對于由陣列產生反應產物的速率無顯著影響。

另一個用來從太陽光產生有用能的系統使用與上述類型相似的陣列，但接成能不進行電解就產生電荷。美國專利2，904，613號揭示了這樣一個系統。雖然，有可能交替排列，但一個有用的實施例包括如玻璃或塑料的透明基體，提供有具有P型外殼的N型硅粒子。粒子的N型芯經基體背面凸起并由合適的在電氣上導電的金屬化相互聯接。P型外殼經基體前面凸起的金屬柵結構上的氧化錫這樣的在電氣上導電的光導材料相互連接。在太陽光作用下，在這一陣列的背面和前面的互相連接之間形成電位差，這陣列可以被合適地聯接成直接驅動外部的電負載。

肯特R·卡森于1983年12月15日（T1-9744）申請的申請號為562，782的申請中對已有技術作出了改進，其中對上述的發明也作了進一步改進。然而，在現有技術中，依照上述的已有技術制造太陽能陣列的費用是相當不經濟的，至今還未看到此已有技術的方法在經濟上取得很大成功。因此，迫切需要提供經濟上可行的太陽能陣列，以便能夠相對不太昂貴地制造這樣的陣列。

根據本發明，提供一個制造太陽能電池陣列的方法，其中大大地減少上述已有技術中提及的問題，并與列舉的已有技術相比，能比較經濟地制造太陽能電池陣列。

簡要地說，依照本發明，太陽能電池陣列用提供第一張標準型柔性鋁箔制成，標準型鋁箔表的表面上可能有天然的氧化鋁，使該箔安放硅球的那些地方壓刻以便形成金屬基體。然后用有機物清洗并腐蝕去除那些薄的刻面，并在其內產生小孔以提供插入硅球的位置。用一附加的腐蝕步驟以便在箔上產生粗糙的表面。箔形成放球的殼體，還作為前接觸。在P型上具有N型外殼的硅球被附著在箔的背面，在箔的前面提供真空吸盤把球吸在孔邊并部分球先吸進箔上的小孔，以便切斷了空氣流過小孔的通道。因為最初用相對于孔數過量的球，所以，所有的孔最后都要被球填滿，然后用刷子清除不用的球，或類似箔的背表面。

然后，把球沖壓鍵合到鋁箔上，沖壓力按照已被定位在箔前面的球的大園把球驅趕到孔里，定位在箔的前面（朝太陽或光的一面）。在強力迫使球到孔里的力引起鋁箔在與硅球接觸的表面撕裂，并且裸露出新的鋁，由于硅球相對于鋁的運動產生的剪切作用也會刮走表面氧化物而裸露的新的鋁，事實上，這種作用也會以與鋁箔特別是裸露鉛接觸的球的部分表面上去除氧化硅。在大約500℃至不到577℃的溫度范圍內，鋁會發生這種作用，在此溫度鋁雖然還是固體，但已很容易變形而硅仍然是剛體。（假如沖壓時間足以短暫的話，溫度可能超過577℃），新鋁侵襲二氧化硅并且實質上在沖壓期間又將它從沖壓部位移走。以這種方式提供硅鋁之間的鍵合從而形成鋁與硅N型外殼的接觸。然后，箔球陣列冷卻到環境溫度，以允許箔再硬化。