SU288163A1

SU288163A1 - SEMICONDUCTOR PHOTOELECTRIC GENERATOR

Info

Publication number: SU288163A1
Application number: SU1201432A
Authority: SU
Original assignee: Д. С. Стребков , В. С. Косарев

Description

Насто щее изобретение относитс к технике преобразовани энергии излучени , в частности солнечной энергии, в электрическую.The present invention relates to a technique for converting radiation energy, in particular solar energy, into electrical energy.

Известен фотонреобразователь с р- п-переходами , расположенными параллельно падающему излучению. Такой прибор имеет малую рабочую площадь, котора равна произведению длины р-«-перехода на диффузионную длину неосновных носителей тока в и п-области . Другим недостатком этой конструкции вл етс сложность коммутации фотонреобразователей дл получени фотоэлектрического генератора, большие размеры и малый к. п. д.A photon converter is known with pn-junctions arranged parallel to the incident radiation. Such a device has a small working area, which is equal to the product of the length of the p - “- transition to the diffusion length of minority carriers in the p-region. Another disadvantage of this design is the complexity of switching photon-converters to produce a photoelectric generator, large dimensions and small efficiency.

Известен также высоковольтный фотоэлектрический преобразователь, состо щий из множества последовательно соединенных сегментных сплавных областей трех типов: области полупроводникового материала, например кремни /г-типа, сплавной области, образующей омический контакт к полупроводииковол1у материалу, например из золота, и сплавиой области полупроводникового материала с противополол :ным типом проводимости, например из кремни р-типа, полученного сплавлением кремни п-типа с алюминием. Все сегментные области расположены параллельно падающему излучению.A high voltage photoelectric converter is also known, consisting of a plurality of three types of segment-connected fused regions in series: regions of a semiconductor material, such as silicon / g-type, a alloy region forming ohmic contact to a semiconductor material, such as gold, and a counterfield. : Type of conductivity, for example, of p-type silicon, obtained by fusing n-type silicon with aluminum. All segmented areas are parallel to the incident radiation.

ных областей превышает 1 см. На долю контактных областей приходитс около 0,4 см, т. е. более 30% всей площади генератора. Другим недостатком вл етс сегментна more than 1 cm. The share of contact areas is about 0.4 cm, i.e. more than 30% of the total area of the generator. Another disadvantage is segmental

форма сплавленых областей, привод ща к уменьшению к. п. д. из-за поглощени света на центральной части сегмента и образовани тенн от сегмента на неосвещенной части преобразовател . Наличие сплавных р-/г-переходов и скомпенсированной примесной области со сплавным омическим контактом ухудшает характеристики преобразовател из-за неравномерности распределени примесей по фронту сплавлени и малого времени неосновных носителей в компенсированной области .the shape of the fused regions, leading to a decrease in efficiency due to the absorption of light on the central part of the segment and the formation of tenn from the segment on the unlighted part of the converter. The presence of alloyed p- / g-transitions and a compensated impurity region with an ohmic-fused contact deteriorates the characteristics of the converter due to the uneven distribution of impurities along the fusion front and the short time of minority carriers in the compensated region.

Описываемый полупроводниковый фотоэлектрический генератор, состо щий из фотопреобразователей с р-л-переходами, расположенными параллельно падающему излучению , отличаетс от известных тем, что фотопреобразователи выполнены в виде микроминиатюрных параллелепипедов, скоммутированных в твердотельную матрицу. ТолщинаThe described semiconductor photoelectric generator, consisting of photoconverters with p-j junctions arranged parallel to the incident radiation, differs from the known ones in that the photoconverters are made in the form of microminiature parallelepipeds, coupled into a solid-state matrix. Thickness

микрофотопреобразователей соизмерима с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области. Эти отличи позвол ют достичь микроминиатюризации генератора , а повысить к. п. д. и рабочее наНа чертеже представлен общий вид генератора .Microelectric converters commensurate with the diffusion length of minority current carriers in the base region. These differences make it possible to achieve the microminiaturization of the generator, and to increase the efficiency and the operating area. The drawing shows a general view of the generator.

Ширина Д каждого микрофотопреобразовател соизмерима с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области / микрофотонреобразовател . Плоский диффузионный р-п-переход 2 расположен на одной из граней каждого микрофотопреобразо вател . Контактные области с компенсацией примеси отсутствуют. Контактные слои 4 к диффузионной области 3 и базовой области / занимают около 1% площади генератора. Наиболее типичные размеры микрофотопреобразовател и матрицы из кремни следующие: щирина диффузионной области 1-10 мкм, ширина базовой области 70-400 мкм, толщина В матрицы 100 мкм -10 мм, длина L MaTj рицы 200 мкм - 40 мм, щирина контактной области 3-10 мкм. Количество микрофотопреобразователей в матрице конструктивно и технологически не ограничено.The width D of each microtransmitter is commensurate with the diffusion length of minority current carriers in the base region / microconverter. The plane diffusion pn junction 2 is located on one of the faces of each micro-flux generator. Contact areas with impurity compensation are missing. Contact layers 4 to the diffusion region 3 and the base region / occupy about 1% of the generator area. The most typical dimensions of a microfibreconverter and silicon matrix are as follows: the width of the diffusion region is 1–10 µm, the width of the base region is 70–400 µm, the thickness of the matrix is 100 µm –10 mm, the length L MaTj of 200 µm is 40 mm, the width of the contact region is 3- 10 microns. The number of microtransmitters in the matrix is structurally and technologically unlimited.

Конструкци генератора и материал контактов позвол ют измен ть количество микрофотопреобразователей в скоммутированном генераторе без ухудшени характеристик микрофотопреобразователей и генератора в целом .The design of the generator and the material of the contacts allows the number of microfibre converters in the switched generator to change without degrading the characteristics of the microfibre converters and the generator as a whole.

Таким образом, выполнение генератора в виде твердотельной матрицы с микроминиатюрными элементами позвол ет размещать на 1 см рабочей поверхности более 100 р-ппереходов и получать при использовании кремни напр жение более 50 в/см.Thus, the implementation of the generator in the form of a solid matrix with microminiature elements makes it possible to place more than 100 p-junctions per 1 cm of working surface and to obtain a voltage of more than 50 V / cm when using silicon.

Равенство ширины диффузионной и базовой областей диффузионной длине неосновных носителей тока обеспечивает максимальный к. п. д. каждого микрофотонреобразовател и генератора в целом при микроминиатюрном исполнении и высокой плотности напр жени и тока.The equality of the width of the diffusion and base regions of the diffusion length of minority current carriers provides the maximum efficiency of each microtransducer and the generator as a whole with microminiature performance and high voltage and current density.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A semiconductor photoelectric generator consisting of photoconverters with p- / g-junctions arranged parallel to the incident radiation, characterized in that, in order to microminiaturize, increase the efficiency and operating voltage to 50 volts / cm and more , the photoconverters are made in the form of microminiature lines and connected to a solid-state matrix.

2. The generator according to claim 1, characterized in that the thickness of the microfibre converters is comparable with the diffusion length of minority current carriers in the base region.