JPH02298080A

JPH02298080A - 太陽電池セル

Info

Publication number: JPH02298080A
Application number: JP1119337A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Saga; 佐賀　達男
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-12-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分針）本発明は、太陽電池モジュールの一部の太陽電池セルが
発電全停止又は発電が低下した場合に、他の太陽電池に
発生し九電圧が、逆バイアス電圧として印加され、太陽
電池セルが破壊されることを防止する太陽電池の構造に
関するものである。

特に宇宙用として有尾なものである。

（従来の技術）一般に人工衛１の電源として使用される太陽電池モジュ
ールには、太陽との関係位置により、衛星本体又は特に
アンテナのような突出した構造体の影が発生することが
ある。第４図−）はその説明図であって、多数の太陽１
池セルを直列及び並列に接続した太陽電池モジエール１
５の出力部には、シャントトランジスタ１９が並列に接
続され、さらにその出力はブロッキングダイオード２４
を介してバッチＩＪ　−２０に接続されている。この時
、太陽電池モジュール１５のア１／イの一部の太陽電池
セル１６ｒ（：、影ができることがある。この状態のブ
ロック図が第４図（ｂ）である。影のできた太１！Ｊ）
電池セル１６を含むこれと並列方向に接続されている太
陽電池セルとよりなるサブモジュール１７には、これと
直列に接続される影のない他の部分の太陽′１池モジュ
ール１８で発生した電圧ｖＵが、逆バイアス電圧として
印加される。逆バイアス電圧は、バッチ！Ｊ−２０に′
成力を供給する負荷供給子−ドでは、バッテリー２０の
電圧をｖＢ　　とすると、ｖＢ−ｖυに等しくなる。シ
ャントトランジスタ１９が動作するシャントモードでは
、はぼ−ｖｇに等しくなる。逆バイアス電圧がサブモジ
ュール１７に印加されると、サグモジュール１７の電流
と逆バイアス電圧との積で求められる電力がサブモジュ
ール１７で消費され、サブモジ１−ル１７中の影のない
部分の太陽電池セルが発熱し、場合によっては、各太陽
電池セルを接続するインタコネクタの接続部が分離した
り、太陽電池セルが短絡して破壊することがある０第５図は、このような状態の電流・電圧特性を示すもの
で、曲線２１は影のある部分を含むサブモジュール１７
の逆方向特性を示し・曲線２２は他の部分の太Ｓｔ池モ
ジュール１８の出力特性を示す、点２３はシャントモー
ドの場合の動作点で、ある。

ンヤントモードの場合は、サブモジュール１７の逆バイ
アス電圧ｖＡは、−ＶＵと等しくなる。

負荷供給モードの場合は、サブモジュール１７の逆バイ
アス電圧ｖλ′は、ｖ、、’−ＶＵに等しくなる。

サブモジュール１７に発生する電力は、動作点における
電圧と′直流との積となり、第５図の斜線部で示される
。シャントモードの場合は、右上から左下への斜線で示
される領域であり、負荷供給モードの場合は、左上から
右下への斜線で示される領域である。

このような逆バイアス電圧の発生は、モジュール上に影
が生じることによって起るだけでなく、太）１！電池セ
ルが破損したり、各太陽電池セル間を接続しているイン
ターコネクタの断線によっても起ることがある。このよ
うな逆バイアス電圧の発生、さらにこれに起因する太陽
電池セルの短絡破壊を防止するため、一般にサブモジュ
ールに並列に、または複数のサブモジュールを直列に接
続したものに並列に、パイパスダイオードを接続する対
策が施されている。

このようなパイパスダイオードは、サブモジュールに影
のないときは逆バイアスされ、サブモジュールに影が発
生し太［場電池セルに逆バイアス電ト五が発生すると、
順方向にバイアスされるように接続される。すなわち、
パイパスダイオードのＰ（＋）電極が天場電池セルのＮ
（→電極に、ま九パイパスダイオードのＮ　（−）電極
が太陽電池セルのＰ　（＋）を極に接続される。このよ
うな目的で使用されるパイパスダイオードには、次の３
糧類がある。

１、　通常のパッケージダイオード、２、　パッケージのないウェーハ状のダイオード、（い
わゆる太陽電池セル型ダイオード）３、　太陽電池セル
のシリコン基板に形成され九ダイオード、（いわゆるイ
ンテグラルダイオード付太陽電池セル）（発明が解決しようとする課題）前項の１、の通常のパッケージタイプのダイオードは、
太陽電池セルの周辺に設ける必要があるので、太陽電池
アレイのかなりのスペースが、ダイオード設置の丸めに
必要となり、太陽電池セルの実装密度が悪くなる。

前項の２．０ウエーハ状のダイオードは、太陽電池セル
と同じ形状であり、１．０場合のような不都合な突起が
ないので、最近の太陽電池アレイの主流となってきてい
る折り量み式のフレキシブルソーラアＩ／イに適してい
る。しかし、このダイオードもかなりのスペースが必要
であり、１．のダイオードの場合と同様に、太陽電池ア
１／イにおける太陽′電池セルの！！装密度が悪くなる
。

前項の８．のダイオードは、太陽電池セルのシリコン基
板の裏面に形成されているので、前項の１゜又は２．０
ダイオードの場合のように、太陽！池セルの実装密度が
悪くなる欠点はないが、太陽電池セルとダイオードを同
一シリコン基板上に形成する必要があり、製造方法が複
雑になり、現在の所、実際には使用されていない。

１７′２．、上記の１．２．及び３、のダイオードをパ
イパスダイオードとして使用するには、天場電池セルに
適当な方法で結線して接続する必要があり、組立、配線
に手間がかかる欠点がある。

（１１１題を解決するための手段）本発明においては上記の欠点を除く丸め、太陽電池セル
の何れかの表面又は側面に隣接して、これと並列にパイ
パスダイオードを逆方向に少くと屯−個のコネクタによ
り接続した。

（作用）本発明によるパイパスダイオード付太陽電池セルは、パ
イパスダイオードが太陽電池と並列に接続されており、
他のセルとの接続は、太陽電池セルのＰ′ｒＩＬ！及び
Ｎ電極の二端子のみで行うことができ、逆バイアス電圧
をバイパス１−太陽電池の損傷を防止する。

（実施例）第１図（ａ）は本発明の一実施例の側面図、同図（ｂ）
はその平面図、同図（Ｃ）はその背面図である。この太
陽電池セルは一般的なＮＪＩを受光面としたものであっ
て、Ｐ型シリコン基板２の裏面にはほぼ全面にわたｂｐ
ｚ極４が設けられ、表面にはＮ型拡散層１が形成１れ、
その表面には接着剤７を介してカバーガラス６が設けら
れている。このカバーガラス６は宇宙空間での放射線に
対する、太陽電池セルの保護のためである。Ｎ、型拡敵
層１の表面の大部分には適当の間隔を置いてグリッド電
極５．５・が配列されて電流を収集し、それらはＮ型拡
散層１の端縁部に設けられ九コンタクト電極３に接続さ
れている。パイパスダイオードＤＦｉ、ダイオード用の
Ｐ型シリコン基板９の一方の面にＮ型拡教層８全形成し
、それらの外側にそれぞれＰｔ［１１及Ｎ’１ＥＩ１１
０が形成されている。カバーガラス６の長さはＰ＃１シ
リコン基板２の長さより短かくされ、その表面のＮ型拡
散層１の端縁部のコンタクト電極３の表面に、パイパス
ダイオードＤのＰ１樺１１を半田付尋により直接接続す
る。パイパスダイオードＤのＮ’ｌ！［１０と太陽電池
セルのＰＫ［４とは、銀その細溝電率の良い金属片のコ
ネクタ１３により接続されている。パイパスダイオード
ＤのＮ’ｌ（極１０及びＰｔ１ｉｌｌは、光が入射しな
いように適宜の連光手段が施されている。

また、太陽電池セルのＮｉｌ極であるコンタクト電Ｗｉ
３には、他の太陽電池セルとの接続用のインターコネク
タ１２．１２が設けれている。コネクタ１３及インター
コネクタ１２と太陽電池セル又はバイハスダイオードＤ
との接続は溶接又は半田付は等で行われる。

第２図（ａ）、　（ｂ）及び（ｃ）は他の実施例を示す
もので（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（Ｃ）は背面
図であって、パイパスダイオードＤｔ−受光面の反対側
に設けである。第１図（ａ）、　（ｂ）及び（ｃ）と同
一の部分には、同一の符号を付しである。パイパスダイ
オードＤ。

ＮｔｌｉｌＯを太陽電池セルのＰｔ［４に接続し、パイ
パスダイオードＤのＰ１１ＦＪｉｌｌｉコネクタ１３に
よってコンタクト電極３に接続している。

第３図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はさらに他の実施例を
示すもので、パイパスダイオードＤを太陽電池セルと並
列に設けたものである。同図（ａ）は側面図、同図（ｂ
）は平面図、同図（Ｃ）は背面図である。第１図（ａ）
（ｂ）（ｃ）及び第２図（ａ）（ｂ）Ｌｃｌと同一の部
分には、同一の符号を付しである。この実施例において
は、パイパスダイオードＤはＮ型シリコン基板９−１の
一方の面Ｖｃｐ型拡散拡散層１を形成し、それぞれの表
面にＮＩＥ極１ｏ及びＰ電極１１を設け、太陽電池セル
のコンタクト電極３とパイパスダイオードＤのＰＩＥ極
１１をコネクタ１３−１で接続し、太陽電池セルの裏面
のＰ＠電極とパイパスダイオードＤ（ＤＮ電［１０１に
コネクタ１３−２で接続しである。パイパスダイオード
Ｄの側面と太陽電池セルの側面とを絶縁性の接着剤１４
によって接着する。

パイパスダイオードとしては、他のダイオード例えば、
シ璽ットキーダイオードを使用することができ、太陽電
池セルとしてはＧａＡｓセル等を使用することができる
。

（発明の効果）本発明は以上のような構造であるから、太陽電池モジュ
ールを構成する何れかの太陽電池セルに影が発生し、太
陽電池セルのＮ電極が逆バイアスされた場合、太陽電池
セルに並列に接続されたパイパスダイオードが直に順方
向にバイアスされるために、影の発生していない他の太
陽電池モジュールの電流はパイパスダイオードを通して
流され、影の発生している太陽電池セルには逆バイアス
電圧が発生しない。また、本発明による太陽電池セル相
互間又は他の太陽電池セルとの接続は、通常の太陽電池
セルと同様にＮ電極とＰＫ極の相互接続のみで十分であ
り、従来のパイパスダイオードと太陽電池セルとの間に
必要であっ六複雑な配線。

接続は不要になる。また、パイパスダイオードを設ける
ことによる太陽電池プレイの実装密度の低下を防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

萬１図（ａ）は本発明の一実施例の側面図９同図（ｂ）
はその平面図−同図（ｃ）はその背面図、第２図（ａ）
は本発明の他の実施例の側面図、同図（ｂ３はその平面
図・同図（ｃ）はその背面図、第３図（ａ）は本発明の
さらに他の実施例の側面図、同図（ｂ）はその平面図−
同図（ｃ）はその背面図、第４図（ａ）は太陽電池モジ
ュールの一部に影が発生した場合の説明図、同図（ｂ）
ハ逆バイアス説明のブロック図、第５図は逆バイアス発
生時の電流電圧特性を示すグラフである。１・・・Ｎ型拡散層、２・・・Ｐ型シリコン基板、３・
・・コンタクト電極、４・・・ｐＨ［，５・・・グリッ
ド電極、６・・・カバーガラス、７・・・接着剤、８・
・・Ｎ型拡散層、８−１・・・Ｐ型拡散層、９・・・Ｐ
型シリコン基板、９−１・・・Ｎ盟シリコン基板、１０
・・・Ｎｌｌ［，１１・・・Ｐｔｆｆ１．１２・・・イ
ンターコネクタ、１３．１３−１゜１３−２・・・コネ
クタ、１４・・・接着剤、Ｄ・・・パイバ苓　Ｉ　図（
Ｑ、１纂　／　　１ｍ　　Ｃｂ）第１図（Ｃ）＊２ｍ（ｂン第２図（ｃ）第３図（ｂ）纂３　図　（Ｃ）！−＠（＝：）

Claims

【特許請求の範囲】

１、太陽電池セルに隣接してこれと並列にパイパスダイ
オードを逆方向に少くとも一個のコネクタにより接続す
ることを特徴とする太陽電池セル。