(57)【要約】  太陽電池用逆バイアス保護が太陽電池上のダイオードによって提供される。一実施の形態では、ショットキーダイオードは、金属ダイオード接点と、太陽電池が成長される半導体基板との間の界面に形成される。太陽電池はＧｅ基板を含んでおり、該基板はさらに光活性接合を含み得る。一実施の形態では、ショットキーダイオードは、太陽電池層を通って基板表面まで延びる溝部又は凹部内に設けられている。この実施の形態では、ショットキーダイオードは、太陽電池構造の複数の電池のいくつか又は全ての両端に、ジャンパーバー又は別の適切な相互接続によって電気接続されている。別の実施の形態では、ショットキーダイオードは、少なくとも１つの太陽電池接点をダイオード接点に相互接続するＣ形クランプと共に、基板の裏面に設けられている。
2005512306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び裏面を有する基板であって、その一部にショットキーダイオードの形成部分を有するように選択された基板と、
該基板の前記表面の少なくとも一部の上に重ねられた多接合太陽電池構造であって、内部に第１の光活性接合を有する第１の光起電力電池、及び該第１の光起電力電池の少なくとも一部の上に重ねられており、内部に第２の光活性接合を有する第２の光起電力電池を少なくとも含んでいる多接合太陽電池構造と、
少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池を逆バイアスから保護するために、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端に電気接続されたショットキーダイオードであって、少なくとも一部が、前記基板、及び該基板上に形成されたダイオード接点から形成されたショットキーダイオードと
を含んでいる多接合太陽電池回路。
【請求項２】
前記基板がゲルマニウムである請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記基板がｐ型ゲルマニウムであり、該基板は、その内部に底部電池ホモ接合が形成されるようにｎ型ドープされている請求項１記載の回路。
【請求項４】
前記基板がｐ型ゲルマニウムである請求項１記載の回路。
【請求項５】
前記基板の少なくとも一部がヒ素でドープされている請求項４記載の回路。
【請求項６】
前記ショットキーダイオードの少なくとも一部が、前記基板のヒ素でドープされた部分から形成されている請求項５記載の回路。
【請求項７】
前記基板のヒ素でドープされた部分と、前記基板のｐ型部分との間に、相互接続をさらに含んでいる請求項６記載の回路。
【請求項８】
前記基板が、該基板の前記表面にヒ素がドープされたものである請求項６記載の回路。
【請求項９】
前記基板が、該基板の前記表面にヒ素がドープされたものである請求項６記載の回路。
【請求項１０】
前記第１の光起電力電池がＧａＡｓで形成されている請求項１記載の回路。
【請求項１１】
前記第２の光起電力電池がＧａＩｎＰで形成されている請求項１記載の回路。
【請求項１２】
前記多接合太陽電池構造が、前記第１の光起電力電池の下に設けられた第３の光起電力電池を含んでいる請求項１記載の回路。
【請求項１３】
前記第３の光起電力電池がホモ接合である請求項１２記載の回路。
【請求項１４】
前記多接合太陽電池構造が、前記基板の前記表面を露出させる溝部を含んでいる請求項１記載の回路。
【請求項１５】
前記ショットッキーダイオードが前記溝部内に形成されている請求項１４記載の回路。
【請求項１６】
前記ショットキーダイオードが、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端にジャンパーバーで電気接続されている請求項１５記載の回路。
【請求項１７】
前記ショットキーダイオードが、前記基板の前記裏面に設けられている請求項１記載の回路。
【請求項１８】
前記ショットキーダイオードが、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端にＣ形クランプで電気接続されている請求項１７記載の回路。
【請求項１９】
前記ダイオード接点が、チタンを含んでいる請求項１記載の回路。
【請求項２０】
前記ダイオード接点が、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇで形成されている請求項１９記載の回路。
【請求項２１】
順電流が４００ｍＡ流れる場合、前記ショットキーダイオードの順電圧降下が約０．３Ｖ〜約０．６Ｖである請求項１記載の回路。
【請求項２２】
少なくとも２つの前記多接合太陽電池構造を含んでおり、該構造のそれぞれが、該構造の少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端に電気接続されたショットキーダイオードを有し、前記構造のそれぞれが互いに相互接続されている請求項１記載の回路。
【請求項２３】
表面及び裏面を有する基板と、
該基板の前記表面上にある少なくとも１つの光起電力電池と、
前記少なくとも１つの光起電力電池上にある表面接点と、
前記基板の前記表面の少なくとも一部を露出させるように、前記少なくとも１つの光起電力電池内を通る溝部と、
前記少なくとも１つの光起電力電池の両端に電気接続され、前記溝部内に形成されたショットキーダイオードと、
前記基板の前記裏面上にある裏面接点と
を含んでいる逆バイアスからの保護を有する太陽電池構造。
【請求項２４】
前記基板がゲルマニウムである請求項２３記載の太陽電池構造。
【請求項２５】
前記基板がｐ型ゲルマニウムであり、該ゲルマニウム基板の一部がヒ素でドープされている請求項２４記載の太陽電池構造。
【請求項２６】
前記ダイオード接点が、前記ゲルマニウム基板のヒ素ドープ部分上に配設されている請求項２５記載の太陽電池構造。
【請求項２７】
前記ゲルマニウム基板のヒ素ドープ部分と、前記ゲルマニウム基板の露出したｐ型部分との間に相互接続をさらに含んでいる請求項２６記載の太陽電池構造。
【請求項２８】
前記基板の前記表面上に複数の光起電力電池を含んでいる請求項２３記載の太陽電池構造。
【請求項２９】
前記ダイオード接点がチタンを含んでいる請求項２３記載の太陽電池構造。
【請求項３０】
前記ダイオード接点がＴｉ／Ｐｄ／Ａｇで形成されている請求項２９記載の太陽電池構造。
【請求項３１】
前記表面接点と前記ダイオード接点との間に相互接続をさらに含んでいる請求項２３記載の太陽電池構造。
【請求項３２】
前記相互接続がジャンパーバーである請求項３１記載の太陽電池構造。
【請求項３３】
表面及び裏面を有する基板と、
該基板の前記表面にある少なくとも１つの光起電力電池と、
前記少なくとも１つの光起電力電池上にある表面接点と、
前記基板の前記裏面上にある裏面接点と、
前記基板の前記裏面を露出させるように、前記裏面接点を通って延びている凹部と、
該凹部内で、前記基板の前記裏面上にあるダイオード接点と、
前記少なくとも１つの光起電力電池の両端に電気接続され、前記凹部内に形成されたショットキーダイオードと
を含んでいる逆バイアスからの保護を有する太陽電池構造。
【請求項３４】
前記ショットキーダイオードが、前記少なくとも１つの光起電力電池の両端にＣ形クランプで電気接続されている請求項３３記載の太陽電池構造。
【請求項３５】
前記基板がゲルマニウムである請求項３３記載の太陽電池構造。
【請求項３６】
前記基板がｐ型ゲルマニウムであり、前記ダイオード接点が前記ゲルマニウム基板のヒ素ドープ部分上に形成されている請求項３３記載の太陽電池構造。
【請求項３７】
前記ゲルマニウム基板のヒ素ドープ部分と、前記ゲルマニウム基板の露出したｐ型部分との間に相互接続をさらに含んでいる請求項３６記載の太陽電池構造。
【請求項３８】
前記基板の前記表面上に複数の光起電力電池を含んでいる請求項３３記載の太陽電池構造。
【請求項３９】
前記ダイオード接点がチタンを含んでいる請求項３３記載の太陽電池構造。
【請求項４０】
前記ダイオード接点がＴｉ／Ｐｄ／Ａｇで作製されている請求項３９記載の太陽電池構造。
【請求項４１】
表面及び裏面を有するｐ型ゲルマニウム基板と、
該基板の前記表面上にある少なくとも１つの光起電力電池と、
該少なくとも１つの光起電力電池上にある表面接点と、
前記基板の前記表面上にあるヒ素ドープ面を露出させるように、前記少なくとも１つの光起電力電池内を通る溝部と、
前記ゲルマニウム基板のｐ型の面を露出させるように、前記基板の前記表面の前記露出部分を取り囲む凹部と、
前記溝部内の前記基板の前記表面上にある前記ヒ素ドープ面上にチタンを含んでいるダイオード接点であって、該ダイオード接点と前記ヒ素ドープ面とがショットキーダイオードを形成しているダイオード接点と、
前記表面接点と前記ダイオード接点との間の第１の金属相互接続と、
前記基板の前記表面上にある前記ヒ素ドープ面と前記ゲルマニウム基板の前記露出されたｐ型面との間の第２の金属相互接続と
を含んでいる逆バイアスからの保護を有する太陽電池構造。
【請求項４２】
前記ヒ素ドープ面のヒ素濃度が約５×１０16ｃｍ-3以上である請求項４１記載の太陽電池構造。
【請求項４３】
表面及び裏面を有する基板であって、その少なくとも一部にショットキーダイオードを形成可能な基板を選択するステップと、
前記基板の前記表面の少なくとも一部の上に、少なくとも、内部に第１の光活性接合を有する第１の光起電力電池と、該第１の光起電力電池の少なくとも一部の上に重ねられ、内部に第２の光活性接合を有する第２の光起電力電池とを含んでいる多接合太陽電池構造を形成するステップと、
ショットキーダイオードを形成可能な前記基板の前記一部の上に、ダイオード接点を形成するステップと、
逆バイアスから少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池を保護するために、前記ダイオード接点と前記基板との間の界面に形成されたショットキーダイオードを、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端に電気接続するステップと
を含む保護された多接合太陽電池回路の製造方法。
【請求項４４】
前記多接合太陽電池構造を、別の多接合太陽電池構造に相互接続するステップをさらに含む請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
前記基板がゲルマニウムである請求項４３記載の方法。
【請求項４６】
前記基板がｐ型ゲルマニウムである請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
前記基板をｎ型ドープして、その内部に底部電池ホモ接合を形成する請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
前記ショットキーダイオードを形成可能な部分をヒ素でドープする請求項４３記載の方法。
【請求項４９】
前記第１の光起電力電池をＧａＡｓで形成する請求項４３記載の方法。
【請求項５０】
前記第２の光起電力電池をＧａＩｎＰで形成する請求項４３記載の方法。
【請求項５１】
前記多接合太陽電池構造を形成するステップが、前記第１の光起電力電池を形成する前に第３の光起電力電池を形成するステップをさらに含む請求項４３記載の方法。
【請求項５２】
前記第３の光起電力電池がホモ接合である請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
前記基板の前記表面を露出させる溝部を前記多接合太陽電池構造内に形成するステップをさらに含む請求項４３記載の方法。
【請求項５４】
前記溝部内に前記ダイオード接点を形成するステップを含む請求項５３記載の方法。
【請求項５５】
前記ショットキーダイオードを、少なくとも前記第１の光起電力電池及び第２の光起電力電池の両端にジャンパーバーで電気接続する請求項５４記載の方法。
【請求項５６】
前記基板の前記裏面上に前記ダイオード接点を形成するステップを含む請求項４３記載の方法。
【請求項５７】
前記ショットキーダイオードを、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端にＣ形クランプで電気接続する請求項５６記載の方法。
【請求項５８】
前記ダイオード接点がチタンを含んでいる請求項４３記載の方法。
【請求項５９】
前記ダイオード接点をＴｉ／Ｐｄ／Ａｇで形成する請求項５８記載の方法。
【請求項６０】
第１の面及び第２の面を有する基板と、
少なくとも、前記基板の前記第１の面の一部に堆積された最上層及び最下層を有する多接合体であって、該多接合の最下層が前記基板の前記第１の面に接触している多接合体と、
該多接合体の前記最上面に堆積された接点と、
前記基板の前記第１の面の別の部分に堆積された、第１の端子及び第２の端子を有するバイパスダイオードと、
前記接点と前記バイパスダイオードの前記第１の端子との間に結合された第１の接続線と、
前記バイパスダイオードの前記第２の端子と前記基板の前記第１の面との間に結合された第２の接続線と
を含んでいる半導体デバイス。
【請求項６１】
前記基板の前記第２の面に結合された裏面金属接点をさらに含んでいる請求項６０記載の半導体デバイス。
【請求項６２】
前記基板がゲルマニウムである請求項６１記載の半導体デバイス。
【請求項６３】
前記基板がｐ型ゲルマニウムであり、該基板はｎ型ドープされており、その内部に底部電池ホモ接合が形成されている請求項６０記載の半導体デバイス。
【請求項６４】
前記バイパスダイオードがショットキーダイオードである請求項６０記載の半導体デバイス。
【請求項６５】
前記基板の少なくとも一部がヒ素でドープされている請求項６４記載の半導体デバイス。
【請求項６６】
前記ショットキーダイオードは、少なくとも一部が、ヒ素でドープされた前記基板の前記部分から形成されている請求項６５記載の半導体デバイス。
【請求項６７】
前記多接合体が少なくとも２つの太陽電池を含んでいる請求項６６記載の半導体デバイス。
【請求項６８】
前記多接合体が１つの太陽電池を有する請求項６６記載の半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条第（ｅ）項及び米国特許法施行規則第１．７８条により、発明者がチョー  ロン  チュー（Ｃｈａｗ−Ｌｏｎｇ  Ｃｈｕ）である２００１年７月２７日に出願された、出願番号６０／３０８，５０３の、「逆バイアス保護用ショットキーダイオードを有する太陽電池装置（Ｓｃｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａ  Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｄｉｏｄｅ  Ｆｏｒ  Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｂｉａｓ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）」と題された仮出願を基に優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は半導体デバイスに関する。より詳細には、本発明は太陽電池装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に太陽電池と呼ばれる光起電力電池は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する周知のデバイスである。太陽電池は電力を生成するために、地上及び宇宙両方での用途で長く使用されてきた。太陽電池は、従来型の電源に優るいくつかの利点をもたらす。例えば太陽電池は、電気を発生させるためのクリーンな方法を提供する。さらに太陽電池には、化石燃料を補充する必要がない。代わりに太陽電池には、事実上無限の太陽エネルギーによって電力が供給される。太陽電池は、低コストの従来型の電源を利用することができない宇宙空間で、エネルギーを発生させるのに特に魅力のあるデバイスである。
【０００４】
太陽電池は一般に、複数の太陽電池を直列に、又は並列に、あるいは直列と並列を組み合わせた状態で一緒に接続されたアレイとして組み立てられる。所望の出力電圧及び電流によって、アレイ内の電池数及びアレイの形態の少なくとも一部が決定される。
【０００５】
アレイ内の全ての電池に光が当たると、各電池には順バイアスが印加される。しかし、それら電池の１つ又は複数が、衛星のアンテナなどによって陰で覆われる（すなわち光が当たらない）と、陰で覆われていない電池によって生成された電圧が原因で、陰で覆われた１つ又は複数の電池には逆バイアスが印加され得る。電池に逆バイアスが印加されると、電池性能の永久的な劣化や、又は電池の完全な故障さえ引き起こされ得る。そのような損傷から保護するため、通常は保護バイパスダイオードを設けている。１つのバイパスダイオードがいくつかの電池の両端に接続されていても良く、又は信頼性を高めるために、各電池がその電池用のバイパスダイオードを備えていても良い。多接合太陽電池は、逆バイアス条件に曝されたときに、特に損傷を受け易い。したがって、多接合電池は、特にバイパスダイオード保護を有することで利益を受ける。
【０００６】
従来、バイパスダイオードは、バイパスダイオードのアノード及びカソードがそれぞれ太陽電池のカソード及びアノードに接続された逆並列の構成で接続されているので、電池に光が当たると、バイパスダイオードには逆バイアスが印加されることになる。電池が陰で覆われると、陰で覆われた電池を流れる電流は制限され、陰で覆われた電池には逆バイアスが印加されるようになる。換言すると、陰で覆われた電池の両端に接続されたバイパスダイオードには順バイアスが印加されるようになる。電流のほとんどは、陰で覆われた電池よりむしろバイパスダイオード内を流れることとなり、それによって電流がアレイ内を流れ続けるのが許容される。さらにバイパスダイオードは、陰で覆われた電池の両端の逆バイアス電圧を制限し、それによって陰で覆われた電池を保護する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バイパスダイオード保護を有する太陽電池を得るために、いくつかの異なる従来の技術に係る方法が使用されてきた。従来の技術に係る方法にはそれぞれ欠点がある。例えば、バイパス保護を高めようと試みる場合、１つの方法は、バイパスダイオードのアノードが１つの電池に接続され、そのバイパスダイオードのカソードが隣接する電池に接続されるように、隣接する電池の間にバイパスダイオードを位置付けすることを含む。しかしながらこの方法では、一般に、バイパスダイオード保護が付加され得る前に、電池がアレイに組み立てられる必要がある。この組立て方法は難しく、非効率的である。さらにこの方法においては、電池メーカーではなくアレイ組立てメーカーによって、バイパスダイオードが付加される必要がある。さらにこの方法においては、バイパスダイオードを収容するために、複数の電池が十分に離れるように、かなり間隔を空ける必要がある。このように間隔を空けることで、アレイの詰め込み率が低下し、したがってアレイにおいては、面積当たりの効率が低下する。
【０００８】
各電池に１つのバイパスダイオードを設ける、従来の技術に係る別の方法では、電池の裏面に、バイパスダイオードが配置される凹部が形成される必要がある。各電池は、該電池の表面に第１の極性の接点を備えて提供され、第２の極性の接点は、各電池の裏面に提供される。次いで「Ｓ」字形の相互接続が、第１の電池の裏面接点から隣接する電池の表面接点に結合されなくてはならない。したがって、この方法においては、不都合なことに、隣接する電池間を通さなければならない相互接続を収容するため、複数の電池が十分に離れるように、かなり間隔を空ける必要がある。この方法のさらなる欠点には、凹部の形成中に微小クラックが生成され得ることが含まれる。さらにこの方法においては、接着剤の厚いボンドラインが必要であり、それによって応力発生源が付加され、温度サイクル中に生成された応力が増大する。さらに、この従来の技術に係る方法においては、隣接する電池への相互接続の接続が、電池メーカーではなくアレイ組立てメーカーによってなされる必要がある。
【０００９】
したがって、太陽電池に対する逆バイアス保護を提供するための、より効率的な機構が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る逆バイアス保護用のダイオードを有する太陽電池装置及びその製造方法の一実施の形態では、金属ダイオード接点と、太陽電池が上部に生成される半導体基板との間の界面に、ショットキーダイオードを形成する。この実施の形態では、太陽電池回路は、表面及び裏面を有する基板を含んでおり、該基板は、その少なくとも一部にショットキーダイオードの形成部分を有するように選択されている。多接合太陽電池構造は、内部に第１の光活性接合を有する第１の光起電力電池、及び該第１の光起電力電池の少なくとも一部の上に重ねられており、内部に第２の光活性接合を有する第２の光起電力電池を少なくとも含んでいる。ショットキーダイオードは、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池を逆バイアスから保護するために、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端に電気接続されている。ショットキーダイオードは、少なくとも一部が、前記基板、及び該基板上に形成されたダイオード接点から形成されている。
【００１１】
本発明の別の実施の形態では、逆バイアスからの保護を有する太陽電池構造は、表面及び裏面を有する基板と、該基板の前記表面上にある少なくとも１つの光起電力電池とを含んでいる。表面接点は、前記少なくとも１つの光起電力電池の表面に付設されており、裏面接点は、前記基板の前記裏面上に付設されている。前記基板の前記表面の少なくとも一部を露出させるように、溝部が前記少なくとも１つの光起電力電池を通って延びている。ダイオードは、前記溝部内の前記基板の前記表面の露出部分に形成されている。前記ダイオード接点及び前記基板は、一緒になってショットキーダイオードを前記溝部内に形成しており、これが前記少なくとも１つの光起電力電池の両端に電気接続されている。
【００１２】
本発明のさらなる特徴及び利点は、以下に述べる詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかとなる。
【００１３】
本発明は、本発明の様々な実施の形態についての以下の詳細な説明及び添付した図面からより完全に理解されるが、これらは、本発明を特定の実施の形態に限定するものと解釈されるのではなく、単に説明及び理解のためだけのものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を完全に理解するために、説明を目的として、様々な特定の詳細について記載する。しかし、本発明を実施するために、これらの特定の詳細が必ずしも必要ではないことは当業者には明らかである。別の例では、本発明が不明瞭にならないように、周知のデバイスをブロック図の形態で示す。
【００１５】
本発明は、周知のＣＭＯＳ（「相補型金属酸化膜半導体」）技術、又は別の半導体製造プロセスを使用して製造可能な回路を含み得る。さらに本発明は、ディジタルデバイスを製造する別の製造プロセスで実施され得る。
【００１６】
一実施の形態では、多接合太陽電池回路は、逆バイアス保護提供用のバイパスダイオードとしてショットキーダイオードを使用している。該ショットキーダイオードは、金属ダイオード接点と、上部に太陽電池が生成される半導体基板との界面に形成されている。別の実施の形態では、太陽電池は、少なくとも第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、又は第Ｖ族の物質から形成された多接合電池である。該太陽電池はＧｅ基板を含んでおり、これは光活性接合をさらに含み得る。この実施の形態では、ショットキーダイオードは、太陽電池層の内部を通って前記基板の前記表面のドープ領域まで延びる溝部又は凹部内に提供されている。前記ショットキーダイオードは、ジャンパーバー又は別の適切な相互接続を用いて、前記太陽電池構造の複数の電池のいくつか又は全ての両端に電気接続されている。さらに別の実施の形態では、前記ショットキーダイオードは、少なくとも１つの太陽電池接点を前記ダイオード接点に相互接続するＣ形クランプを備えて、前記基板の裏面に形成されている。
【００１７】
別の実施の形態では、太陽電池構造が、表面及び裏面を有する基板を含んでおり、該基板は、少なくともその一部にショットキーダイオードの形成部分を有するように選択されている。多接合太陽電池構造は、内部に第１の光活性接合を有する第１の光起電力電池、及び該第１の光起電力電池の少なくとも一部に重ねられており、内部に第２の光活性接合を有する第２の光起電力電池を少なくとも含んでいる。ショットキーダイオードは、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池を逆バイアスから保護するために、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端に電気接続されている。前記ショットキーダイオードは、少なくとも一部が、前記基板、及び該基板上に形成されたダイオード接点から形成されている。
【００１８】
さらに別の実施の形態では、逆バイアスからの保護を有する太陽電池構造は、表面及び裏面を有する基板と、該基板の前記表面にある少なくとも１つの光起電力電池とを含んでいる。表面接点は、前記少なくとも１つの光起電力電池上に付設されており、裏面接点は、前記基板の前記裏面上に付設されている。前記基板の前記表面の少なくとも一部を露出させるように、溝部が前記少なくとも１つの光起電力電池を通って延びている。ダイオードは、前記溝部内の前記基板の前記表面の露出部分に形成されている。前記ダイオード接点及び前記基板は、一緒になってショットキーダイオードを前記溝部内に形成しており、これが前記少なくとも１つの光起電力電池の両端に電気接続されている。
【００１９】
別の実施の形態では、太陽電池構造は、表面及び裏面を有する基板と、該基板の前記表面上の少なくとも１つの光起電力電池とを含んでいる。表面接点は、前記少なくとも１つの光起電力電池上に付設されており、裏面接点は、前記基板の前記裏面上に付設されている。前記基板の前記裏面を露出させるように、凹部が前記裏面接点を通って延びている。ダイオード接点は、前記凹部内の前記基板の前記裏面に付設されている。前記ダイオード接点及び前記基板の前記裏面は、一緒になって、ショットキーダイオードを前記凹部内に形成しており、これが前記少なくとも１つの光起電力電池の両端に電気接続されている。一実施の形態では、この電気接続は、前記ダイオード接点と前記表面接点とを接続するＣ形クランプによって形成されている。
【００２０】
本発明の別の実施の形態では、保護された多接合太陽電池回路の製造方法が提供される。表面及び裏面を有する基板であって、その少なくとも一部にショットキーダイオードを形成可能な基板を選択する。前記基板の前記表面の少なくとも一部の上に多接合太陽電池構造を形成する。該多接合太陽電池構造は、少なくとも、内部に第１の光活性接合を有する第１の光起電力電池と、該第１の光起電力電池の少なくとも一部に重ねられ、内部に第２の光活性接合を有する第２の光起電力電池とを含んでいる。前記基板上にダイオード接点を形成して、該ダイオード接点と前記基板との間の界面にショットキーダイオードを形成する。該ショットキーダイオードは、逆バイアスから少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池を保護するために、少なくとも前記第１の光起電力電池及び前記第２の光起電力電池の両端に電気接続するものである。
【００２１】
上記のように、太陽電池は単接合又は多接合の太陽電池となり得る。一実施の形態では、バイパスダイオードが、多接合太陽電池構造上に設けられ、これは、金属接点と半導体基板との接続部で形成されたショットキーダイオードとなり得る。直列及び／又は並列の太陽電池の列を形成するために、前記太陽電池／バイパスダイオードデバイスが別の太陽電池に相互接続されてもよい。信頼性及び耐久性のある太陽電池アレイを形成するために、これらの列がさらに接続されてもよい。一実施の形態における太陽電池アレイは、宇宙船に取り付けられてもよく、それによって宇宙船に電力が供給される。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態において、多接合の太陽電池構造１００を形成するために、Ｇｅ基板１０２上に順次成長させた、ひと続きのＩＩＩ−Ｖ族層１０４〜１２８を示す。Ｇｅ基板１０２は、光活性接合をさらに含んでいてもよい。一実施の形態では、これらの層はエピタキシャル成長されたものであり、すなわちこれらの層は材料の単結晶構造を模倣するものであることを意味する。所望の電気的品質及び厚さが層にもたらされ、それによって全体的な所望の電池性能を得るために、成長パラメータ（堆積温度、成長速度、化合物合金組成、及び不純物ドーパント濃度）を選択する。電池の層を成長させるのに使用することができる成長方法には、例えば、時にはＯＭＶＰＥ（有機金属気相エピタキシー）とも呼ばれるＭＯＣＶＤ（金属有機化学気相成長）エピタキシー、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）、及びＭＯＭＢＥ（金属有機分子線エピタキシー）が含まれる。
【００２３】
図示した実施の形態では、基板１０２上の少なくとも一部にＧａＡｓバッファ層１０６を成長させる。層１０２と層１０６との界面には光活性接合が形成され、太陽電池構造の下部電池を構成する。ｐ型Ｇｅ基板１０２を使用する図示した実施の形態では、ｎ型層１０６からのＡｓの拡散によって、基板１０２内にｎ／ｐホモ接合が形成されている。ｎ型Ｇｅ基板を使用する別の実施の形態では、光活性接合がｎ＋ＧａＡｓ／ｎ＋Ｇｅヘテロダイオードとなる。
【００２４】
図１に示すように、ＧａＡｓバッファ層１０６上の少なくとも一部には、高濃度ｎ型ドープＧａＡｓ層１０８と高濃度ｐ型ドープＧａＡｓ層１１０とを成長させる。結合された高濃度ｎ型ドープＧａＡｓ層１０８及び高濃度ｐ型ドープＧａＡｓ層１１０は、トンネルダイオードとして機能する。トンネルダイオード層１１０上にはｐ型ＧａＡｓ層１１２を成長させ、ｐ型ＧａＡｓベース層１１２上にはｎ型ＧａＡｓエミッタ層１１４を形成する。ｐ型ＧａＡｓベース層１１２及びｎ型ＧａＡｓエミッタ層１１４は一緒になって、電池中段を形成する。ｎ型ＧａＡｓエミッタ層１１４上には、高濃度ｎ型ドープＡｌＧａＡｓウインドウ層１１６を積層する。このウインドウ層１１６上には、非常に高濃度にドープしたｎ型ＧａＩｎＰ層１１８及びｐ型ＡｌＧａＡｓ層１２０を含むトンネルダイオードを成長させる。このトンネルダイオード上には、ｐ型ドープベース層１２２及び高濃度ｎ型ドープエミッタ層１２４を含む電池上段を形成する。上部電池ベース層及びエミッタ層は、ＧａＩｎＰで形成する。
【００２５】
一実施の形態では、太陽電池用に成長させた最後の２層はそれぞれ、高濃度ｎ型ドープＡｌＩｎＰウインドウ層１２６及び高濃度ｎ型ドープＧａＡｓキャップ層１２８である。ウインドウ層１２６は、表面オーム接点が堆積された面をパッシべートする（キャリア再結合を減少させる）、バンドギャップが広い材料の薄い層である。一実施の形態では、接点はグリッド−フィンガ型であり、それによって低い電気抵抗と高い光透過性とのバランスをとる。しかし、別の接点パターンも同様に使用することができる。これらの接点の形成について、以下に記述する。
【００２６】
図１に示す、電池が３つで接合部が３つの太陽電池構造１００は、使用可能な考えられ得る電池の実施の形態の１つでしかないことが、当業者には理解されよう。別の実施の形態では、１つ又は複数の層の極性が入れ替わった（すなわち、ｎ型ドープ層が代わりにｐ型ドープ層になり、ｐ型ドープ層が代わりにｎ型ドープ層になった）相補的な構造を使用することができる。例えば、図示し、以下に説明する電池及びダイオードの構成は、ｎ／ｐからｐ／ｎに変化されていてもよい。また、ドーピング濃度又は層の厚さも変更可能である。さらに別の実施の形態では、太陽電池構造１００は、４つ以上の光起電力電池、あるいはただ１つか２つの電池を含んでいてもよい。同様に太陽電池構造は、代替として、ただ１つの接合部又は２つ以上の接合部を含んでいてもよい。例えば、一実施の形態では、電池構造１００が４つの接合部を含んでいてもよい。また、本明細書で使用する「〜上に形成された」という表現は、ある層を別の層の上面に直接形成することに限定するものではなく、したがって別の層の「上に形成された」層を有する構造は、これら２層の間に形成された１つ又は複数の追加の層を含むことができることは明らかである。
【００２７】
さらに、太陽電池構造１００は、ＡｌＧａＡｓ又はやＩｎＰを含むがこれらに限定されない別の材料から形成した電池を含んでいてもよい。別の実施の形態では、基板１０２は、様々な異なる材料を使用して形成することができる。例えば太陽電池１００は、図１に示すＧｅ基板１０２ではなく、基板用に、ＧａＡｓ、Ｓｉ、又はＩｎＰを含むがこれらに限定されない別の半導体を使用することができる。あるいは、サファイアなどの絶縁性基板を使用してもよい。一実施の形態では、基板１０２は単結晶である。太陽電池構造１００が、宇宙船や衛星などの宇宙利用を目的とする場合、電池の材料は、適切な宇宙環境に適合した宇宙仕様のものである。例えば太陽電池構造１００は、ＡＭ０放射環境で動作するよう宇宙での使用が認められたものがよい。
【００２８】
バイパスダイオード保護を採り入れた太陽電池構造、及びその関連する製造方法について、以下に述べる。図２〜図９は、Ｇｅ基板の接合部に形成されたショットキーダイオード、及びＧｅ基板上に形成された金属接点を有する太陽電池構造の構成を示す。より詳細には、図７及び図８は、太陽電池構造内を下向きに通って基板上面（すなわち太陽電池を生成する表面）に至る溝部又は凹部内に、ショットキーダイオードを形成した実施の形態を示す。図９は、ショットキーダイオードを基板の裏面に形成した実施の形態を示す。
【００２９】
一実施の形態では、バイパスダイオード保護を有する太陽電池構造は、まず通常のＭＯＣＶＤ法及び／又はＭＢＥ法によって、図１に示す層をエピタキシャル成長させることにより形成する。次いで図２に示すように、これらの層の表面の一部をフォトレジスト層１３０で保護し、電池構造の表面に開口領域が生成されるようパターン形成されたフォトマスク（図示せず）を通して露光を行う。次に図３に示すように、これらの開口領域を通してエッチングを行い、それによって太陽電池構造の層内を通る溝部１３２を形成する。
【００３０】
該エッチングプロセスによって、ゲルマニウム基板１０２内のｎ／ｐホモ接合１０４表面に向かって下方に延びる溝部１３２を形成し、Ｇｅ基板の露出面がヒ素ドープ領域内になるようにする。一実施の形態では、層１０６〜１２８を除去するエッチング剤は、ＨＣｌ、及び、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2、及びＨ2Ｏを（１：８：５）の体積ベースで混合した酸である。また、Ｂｒのパーセンテージが約４８％よりも高いＨＢｒエッチング剤を使用して、エピ成長層をエッチングすることもできる。
【００３１】
図示した実施の形態では、次に、Ｇｅ基板１０２に形成されたｎ／ｐホモ接合１０４の一部を、フォトレジスト層（図示せず）を通して、第２のエッチング剤、様々な比で準備したＨＦ／Ｈ2Ｏ2／Ｈ2Ｏ溶液を使用して、溝部１３２内で除去する。例えば、この比は、体積ベースで（１：１：２）から（１：１：１０）まで変えることができる。エッチング温度は、約２０℃から約３５℃まで変えることができる。図４に示すように、このエッチングステップにより、溝部１３２内にアイランド１５２が残留し、アイランド１５２はＧｅ基板１０２の一部になる。アイランド１５２の表面はｎ型Ｇｅ、すなわちより多くのＡｓがドープされたゲルマニウムである。凹部１５４は、アイランド１５２を取り囲んでおり、Ｇｅ基板のｐ型部分１５６を露出させている。
【００３２】
マスキングを行って上述の領域を形成した後、アセトンを使用してフォトレジスト層を除去し、図４に示す太陽電池構造を残す。アセトン除去プロセスの後に、残されたままの残留フォトレジストを除去するため、マイクロストリップ法を使用することができる。フォトレジスト層を除去した後は、対応するフォトレジストの被覆、ベーキング、露光、現像、金属蒸着、及びリフトオフ処理を含む接点製造プロセスを行うことができる。
【００３３】
構造上に接点を形成するには、溝部１３２内を含む該構造の表面全体をフォトレジスト層（図示せず）で被覆する。次いでフォトレジスト層をベークし、フォトマスクを用いて露光する。該フォトマスクは、接点が堆積されるべき開口領域を、アイランド１５２上のＧｅ基板１０２の表面、露出したｎ型ドープＧａＡｓ層キャップ層１２８の小さい領域、及びｐ型Ｇｅ基板表面１５６に残すものである。露出した領域内、及び残されたフォトレジスト層上には、金属を蒸着する。それによって図５に示すように、表面電池接点１３４がキャップ層１２８上に形成され、接点１３６及び１５８が溝部１３２内のアイランド１５２の表面に形成される。ｐ型Ｇｅ基板の露出面１５６には第４の接点１６０が設けられる。接点１３６は、以下に示すようにショットキーダイオードの形成を容易にするために、チタン材料又は例えばＴｉ／Ｐｄ／Ａｇなどの別のタイプの材料で形成される。接点１３４は、同様にチタン又は別の適切な材料で形成され得る。接点１５８は、金又は別の適切な材料で形成され、接点１６０は、金、チタン、又は別の適切な材料で形成される。
【００３４】
これらの接点の他、上記フォトレジストは、電池へのグリッド線及びバー／パッド接点を設けるための開口スロットをも提供する。次に、リフトオフプロセスを行う。太陽電池構造１００をアセトンに浸漬してフォトレジストを膨潤させ、それによって、接点１３４、１３６、１５８、及び１６０を含む接点を保持するよう指定された領域以外の金属被膜を破壊する。
【００３５】
図６に示すように、例えばＡｇなどの金属材料をＧｅ基板１０２の裏面全体に蒸着させることによって、裏面金属接点１３８を形成する。次いで接点１３４、１３６、１５８、１６０、及び１３８を約４００℃で約５分間熱処理又は焼結する。それによって、層１３４とキャップ層１２８との間、層１３８と基板１０２との間にオーム接点が形成される。また、オーム接点は、接点１５８とｎ型アイランド１５２との間、及び接点１６０とｐ型基板１０２との間にも形成される。接点１６０は、基板の表面に設けられる必要はなく、基板の裏面側のｐ型部分に同様に設けられ得ることが理解されよう。以下に述べるショットキーダイオード１４２は、ＡｓをドープしたＧｅ１５２と接点１３６との間に形成される。さらなる処理ステップ（図示せず）は、表面接点金属１３４をエッチングマスクとして使用し、露出した表面の大部分からＧａＡｓキャップ層１２８をエッチング除去することを含み得る。キャップ層１２８は、金属化領域の下に残留し、低抵抗接点機構の一部を形成する。表面金属領域を保護するためにレジストマスクを使用して、該表面の残りの部分に反射防止層を堆積することもできる。
【００３６】
図７に示すように、太陽電池構造１００は、接点１５８とゲルマニウム基板接点１６０との間に第１の相互接続１６２を形成することによって完成される。接点１５８、相互接続１６２、及び接点１６０は、一片の材料から形成され得ることが理解されよう。一実施の形態では、相互接続は、銀などの材料で形成したジャンパーバーとなり得るが、銀で被覆したインバール（invar）、コバール（covar）、又は別の合金や金属など、別の適切な材料が同様に使用され得る。
【００３７】
金属ダイオード接点１３６とＡｓをドープした半導体基板１５２との界面は、ショットキーダイオード１４２を形成する。一実施の形態では、接点を約４００℃の温度で約５分間焼結するが、約３５０℃〜約４５０℃の範囲の焼結温度を使用することもできる。別の実施の形態では、接点１３６とＡｓをドープしたアイランド１５２との間に高いオーム抵抗が形成されないように、約４５０℃未満の温度で焼結を行う。一実施の形態では、金属接点を焼結した後に、第２の焼結ステップを使用して、ダイオード特性を損なうことなく接点をより強化することができる。この第２の焼結ステップは、３００℃で約５分間行われる。ショットキーダイオードは、相互接続１４０及び１６２によってその両端が接続されている太陽電池構造の最上部、中間部、及び底部の電池を逆バイアスから保護する。また、ショットキーダイオードは、より少ない数又はより多い数の電池を保護するために形成されていてもよいことが理解されよう。適正な相互接続により、ショットキーダイオードは、ｐ／ｎ太陽電池とｎ／ｐ太陽電池との両方を保護するのに使用され得る。
【００３８】
一実施の形態では、ショットキーダイオードの形成は、例えば約５×１０16ｃｍ-3以上のオーダーの高濃度にＡｓをドープしたゲルマニウム基板を選択することによって、容易になることが理解されよう。このドーピングは、ｎ型Ｇｅインゴットを成長させる間、又はＧａＡｓ成長中にＡｓを拡散させることによって行うことができる（ｎ型Ｇｅとｐ型Ｇｅの両方について）。上述した実施の形態では、Ｇｅ基板１０２にはＧａをドープしてｐ型にし、後のＭＯＣＶＤプロセスによって、高濃度のＡｓをＧｅ基板の層１５２に拡散させる。このＡｓをドープしたＧｅ層１５２は、金属接点として使用されるＴｉ合金１３６と共にショットキーダイオードを生成することができる。ｎ型Ｇｅ基板では、Ａｓをｎ型ドーパントとして使用する場合、さらなるＡｓの拡散なしにＴｉ合金を堆積することによってショットキーダイオードを形成することができる。一実施の形態では、ダイオード接点は、例えばＴｉ／Ｐｄ／Ａｇ合金などのチタン材料で形成される。しかし、Ｔｉ／Ａｕ／Ａｇ及びＴｉ／Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｇを含むがこれらに限定されない別の金属又は合金も、Ｇｅショットキーダイオードを形成することができる。
【００３９】
図８は、図７の実施の形態に類似した別の実施の形態に係る太陽電池構造１００を示す。しかし、ジャンパーバーを使用する代わりに、表面電池接点１３４及びダイオード接点１３６は、溝部１３２の壁面を通る相互接続１４０で電気接続されている。ポリイミド材料となり得る絶縁材料１４４は、金属相互接続１４０を溝部１３２の壁面から分離している。Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯｘ、及び別の無機材料など、別の材料も絶縁体として機能し得る。接点１５８とｐ型Ｇｅ接点１６０との間の接続１６２には、相互接続１６２をアイランド１５２の壁面から分離するために、第２の絶縁材料１４６が使用されている。
【００４０】
図９は、別の実施の形態に係るバイパスダイオード保護を有する太陽電池構造を示す。この実施の形態では、ショットキーダイオード１４２をＧｅ基板１２０の裏面に配設する。この構造を形成するには、まず、図１に示す複数の層を堆積する。一実施の形態では、Ｇｅ基板の裏面にＡｓをドープする。ドーピングは、ＭＯＣＶＤチャンバ内に残留するＧａＡｓからインゴットを成長する間、又はＧｅウェハーを上下逆にすることによる特定のＡｓ拡散によって起こる。このようにすると、基板の底面にはＡｓドープ領域１６４が形成される。次いで表面接点１３４を上述のように形成する。凹部１４８を形成するために、Ｇｅ基板１０２の裏面の所定領域をマスク保護するように、裏面接点１３８を形成する。
【００４１】
凹部１４８内にダイオード接点１３６を形成するために、フォトレジスト層で裏面全体を覆い、ベークし、フォトマスクを用いて露光する。該フォトマスクは、接点が堆積されるべき開口領域を、開口領域を基板の裏面に残すものである。一実施の形態では、チタン材料やＴｉ／Ｐｄ／Ａｇ合金となり得る金属ダイオード接点を、露出面内及び残されたフォトレジスト上に蒸着する。リフトオフプロセスを使用してフォトレジストを除去する。これは太陽電池構造をアセトンに浸漬し、フォトレジストを膨潤させ、それによって、ダイオード接点１３６を保持するよう指定された領域以外の金属被膜を破壊することによって行う。
【００４２】
Ａｓドープ領域１６４での金属ダイオード接点１３６とＧｅ基板１０２との界面によって、凹部１４８内にショットキーダイオードが形成される。一実施の形態では、裏面金属接点１３８はＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｇであり、これではＧｅ基板でショットキーダイオードが形成されない。ショットキーダイオード１４２は、Ａｇ又は別の適切な材料で形成したＣ形クランプ１５０を使用して、表面接点に電気接続される。このようにＣ形クランプによって、光起電力電池の全ての両端にダイオードが電気接続される。
【００４３】
Ｇｅ基板１０２の裏面に第２の接点１６２を設けて、ｎ型Ｇｅ基板を周囲のｐ型Ｇｅ基板に接続する。したがって、裏面のｐ型部分には接点１６４が形成され、相互接続１７０を使用して、接点１６６と１６８とが接するようにする。上述のように、ゲルマニウム基板のＡｓドープ領域上にある第２の接点と、接点１６８は、基板のｐ型部分とオーム接点を形成するように、チタン、金、又は別の適切な材料で形成され得る。
【００４４】
太陽電池構造を、上述したショットキーダイオードに接続するために、様々な別の相互接続方法を採用することができる。最終的にどれを選択するかは、これら代替の手法を使用することによって生じるさらなる複雑さと、電池の歩留まり及びコストに及ぼす影響とに応じて決定される。
【００４５】
上述した方法の少なくともいくつかを使用して、カスケード式電池を備えたショットキーダイオードが組み込まれた太陽電池において、２５％を十分に超える効率、さらには２７．０％を超える効率をも実現している。これらの効率は、ショットキーダイオードを欠く従来のカスケード電池に匹敵する。一実施の形態では、Ｇｅ基板で形成したショットキーダイオードは、順電流が４００ｍＡ流れる場合、その順バイアス電圧降下が約０．３Ｖ〜約０．６Ｖである。したがって、１９９９年５月１９日に出願された同時係属の米国特許出願番号０９／３１４，５９７に記載されているように、一体形成されたＧａＡｓバイパスダイオードの順電圧（１Ｉｓｃで１．６Ｖ、及び６Ｉｓｃで２．１Ｖ）と比較すると、Ｇｅダイオードは動作中に発生する熱が少ない。−２．５Ｖでテストしたショットキーダイオードのリーク電流は、約−０．２〜−１．１ｍＡである。これは、−０．６ｍＡという標準要求仕様の範囲内に十分含まれる。
【００４６】
図１０は、直列に相互接続された、本発明の一実施の形態に係るバイパスダイオード保護を有する太陽電池構造を有するデバイス１０００を示す。一実施の形態では、太陽電池構造１００２〜１００６は、図７に示すような多接合太陽電池構造である。太陽電池構造１００２〜１００６は、バイパスダイオード１０１０〜１０１４をさらに含んでおり、バイパスダイオード１０１０〜１０１４は、逆バイアス保護用に太陽電池構造１００２〜１００６上に形成されている。デバイス１０００は、個々の太陽電池同士を結合する機構として、電池相互接続１０２０〜１０２４をさらに含んでいる。一実施の形態では、バイパスダイオード１０１０〜１０１４はショットキーダイオードであり、該ショットキーダイオードの一方の端子は太陽電池の基板に接続されており、該ショットキーダイオードの他方の端子は相互接続線１０３０を介して表面電池に接続されている。太陽電池間又は太陽電池構造間での別の配置が可能であることは、当業者に明らかである。
【００４７】
太陽電池構造１００２〜１００６に光が当てられた場合、一実施の形態では、照射されている各電池に順バイアスが印加されるようになり、電力及び／又は電流が生成される。上述のように、太陽電池構造が順バイアスモードにある場合、例えばショットキーダイオードなどのバイパスダイオードには逆バイアスが印加される。動作中、太陽電池構造１００２は電流を生成し、その電流を、電池相互接続１０２０を介して太陽電池構造１００２から太陽電池構造１００４に流す。同様に、太陽電池構造１００４は、電池接続１０２２を介して電流を太陽電池構造１００６に流す。太陽電池構造の別の配置構成も本発明の構成内で可能であることは、当業者に理解されよう。
【００４８】
図１１は、太陽電池構造１１００が陰で覆われているときに逆バイアス保護を行う、バイパスダイオードを有する太陽電池構造１１００を示す。太陽電池構造１１００は、電流を受けるために第１の電池接続１１１０に接続されており、また電流を送出するために第２の電池接続１１１２に接続されている。太陽電池構造１１００は、逆バイアス保護用のバイパスダイオード１１０４をさらに含んでいる。一実施の形態では、バイパスダイオード１１０４はショットキーダイオードである。
【００４９】
動作中、太陽電池構造１１０２が陰で覆われて光に曝されていない場合、一実施の形態では、陰で覆われた太陽電池構造１１０２には逆バイアスが印加されるようになり、ショットキーダイオードなどのバイパスダイオードには順バイアスが印加されるようになる。図１１に示すように、バイパスダイオードは、電池接続１１１０から受けた電流を、電池接続１１１２を介して図１１に示されていない次の段階に通す。言い換えれば、太陽電池構造１１０２が陰で覆われた場合、その陰で覆われた構造１１０２を通る電流は制限され、陰で覆われた構造には逆バイアスが印加されるようになる。代わりに、陰で覆われた構造の両端に接続されたバイパスダイオードには、順バイアスが印加されるようになる。電流のほとんどは、陰で覆われた構造１１０２内ではなくバイパスダイオード１１０４内を流れ、それによって電流は、陰で覆われた構造１１０２内を流れ続けることになる。さらにバイパスダイオード１１０４は、陰で覆われた構造１１０２の両端の逆バイアス電圧を制限し、それによって、陰で覆われた構造１１０２が保護される。この概念が様々な関連する太陽電池構造の配置に適用され得ることは、当業者には明らかである。
【００５０】
前述の明細書では、本発明を、その特定の例示的な実施の形態を参照しながら記載した。しかし、本発明のより広い範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更がなされ得ることは明らかであろう。したがって明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示と見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る、基板上に形成された多接合太陽電池構造の複数の層を示す図である。
【図２】逆バイアスからの保護を有する太陽電池を形成するための第１の処理ステップを示す図であり、図１の多接合太陽電池構造上にフォトレジスト層を形成した状態を示す図である。
【図３】逆バイアスからの保護を有する太陽電池を形成するための第２の処理ステップを示す図であり、図２の多接合太陽電池構造を通って基板の表面まで延びる溝部を形成した状態を示す図である。
【図４】逆バイアスからの保護を有する太陽電池を形成するための第３の処理ステップを示す図であり、図３のフォトレジスト層を除去し、溝部内に孤立するｎ型ドープアイランドを形成した状態を示す図である。
【図５】逆バイアスからの保護を有する太陽電池を形成するための第４の処理ステップを示す図であり、基板上に接点を形成した状態を示す図である。
【図６】逆バイアスからの保護を有する太陽電池を形成するための第５の処理ステップを示す図であり、基板の裏面に、裏面電池接点を形成した状態を示す図である。
【図７】逆バイアスからの保護を有する太陽電池を形成するための第６の処理ステップを示す図であり、表面接点とダイオード接点とをジャンパーバーで接続し、及びアイランドを基板のｐ型部分に第２の相互接続で接続した状態を示す図である。
【図８】逆バイアスからの保護を有する太陽電池の代替の実施の形態を示す図であり、絶縁体層上に金属相互接続が形成された状態を示す図である。
【図９】逆バイアスからの保護を有する太陽電池の代替の実施の形態を示す図であり、太陽電池構造の裏面の凹部にショットキーダイオードが形成された状態を示す図である。
【図１０】太陽電池に光が当たった場合の、ショットキーダイオード保護を有する一連の相互接続された太陽電池構造を示す図である。
【図１１】太陽電池が陰で覆われた場合の、ショットキーダイオード保護を有する一連の相互接続された太陽電池構造を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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