[其他]太阳能电池阵列

说明书

本发明涉及排列在一金属箔片基体的硅球面上制造太阳能电池的方法，上述电池在光照时产生电能。

人们已熟知将太阳光转换成其他形式的有用能的产生能量的系统，由于包括了主要能源的太阳具有经济性，所以这样的装置不断地得到发展和改进。基尔比（Kilby）等在美国专利4，021，323中揭示了一种这样的系统，其中由玻璃或塑料这些透明基体组成的太阳能阵列是向埋入基体的一面上N型外壳面提供P型硅粒或埋入基体的一面上P型外壳面提供N型硅粒。尽管这些安排可以变动，但最好有一半粒子是具有N型外壳的P型硅粒而其他是具有P型外壳的N型粒子。在基体的背面，一经那里隆起的硅粒子以合适的在电气上导电的金属化互相联接。硅粒子有通过基体前边延伸的外壳部分。这些阵列被浸入电解质最好是氧溴酸（HBr）中，它接触基体的前面。由于接触电解质的传导率类型不同的硅粒之间存在电位差，在太阳光下在其间形成电位差，此时氢溴酸电解成氢气和溴，氢气冒泡溢出，而溴则留在溶液内。例如，已熟知在燃料电池和类似的情况中，氢气被收集并成为能源。

这种类型的太阳能阵列，硅粒子单独参与电解。其结果，假如少量粒子的P-N结短路或被旁路的话，对于由阵列产生反应产物的速率无显著影响。

另一个用来从太阳光产生有用能的系统使用与上述类型相似的阵列，但接成能不进行电解就产生电荷。美国专利2，904，613号揭示了这样一个系统。虽然，有可能交替排列，但一个有用的实施例包括如玻璃或塑料的透明基体，提供有具有P型外壳的N型硅粒子。粒子的N型芯经基体背面凸起并由合适的在电气上导电的金属化相互联接。P型外壳经基体前面凸起的金属栅结构上的氧化锡这样的在电气上导电的光导材料相互连接。在太阳光作用下，在这一阵列的背面和前面的互相连接之间形成电位差，这阵列可以被合适地联接成直接驱动外部的电负载。

肯特R·卡森于1983年12月15日（T1-9744）申请的申请号为562，782的申请中对已有技术作出了改进，其中对上述的发明也作了进一步改进。然而，在现有技术中，依照上述的已有技术制造太阳能阵列的费用是相当不经济的，至今还未看到此已有技术的方法在经济上取得很大成功。因此，迫切需要提供经济上可行的太阳能阵列，以便能够相对不太昂贵地制造这样的阵列。

根据本发明，提供一个制造太阳能电池阵列的方法，其中大大地减少上述已有技术中提及的问题，并与列举的已有技术相比，能比较经济地制造太阳能电池阵列。

简要地说，依照本发明，太阳能电池阵列用提供第一张标准型柔性铝箔制成，标准型铝箔表的表面上可能有天然的氧化铝，使该箔安放硅球的那些地方压刻以便形成金属基体。然后用有机物清洗并腐蚀去除那些薄的刻面，并在其内产生小孔以提供插入硅球的位置。用一附加的腐蚀步骤以便在箔上产生粗糙的表面。箔形成放球的壳体，还作为前接触。在P型上具有N型外壳的硅球被附着在箔的背面，在箔的前面提供真空吸盘把球吸在孔边并部分球先吸进箔上的小孔，以便切断了空气流过小孔的通道。因为最初用相对于孔数过量的球，所以，所有的孔最后都要被球填满，然后用刷子清除不用的球，或类似箔的背表面。

然后，把球冲压键合到铝箔上，冲压力按照已被定位在箔前面的球的大园把球驱赶到孔里，定位在箔的前面（朝太阳或光的一面）。在强力迫使球到孔里的力引起铝箔在与硅球接触的表面撕裂，并且裸露出新的铝，由于硅球相对于铝的运动产生的剪切作用也会刮走表面氧化物而裸露的新的铝，事实上，这种作用也会以与铝箔特别是裸露铅接触的球的部分表面上去除氧化硅。在大约500℃至不到577℃的温度范围内，铝会发生这种作用，在此温度铝虽然还是固体，但已很容易变形而硅仍然是刚体。（假如冲压时间足以短暂的话，温度可能超过577℃），新铝侵袭二氧化硅并且实质上在冲压期间又将它从冲压部位移走。以这种方式提供硅铝之间的键合从而形成铝与硅N型外壳的接触。然后，箔球阵列冷却到环境温度，以允许箔再硬化。