Гибридный фотопреобразователь

Авторы патента:

Чернокожин Владимир Викторович (RU)

Хотянов Борис Михайлович (RU)

H01L31/04 - предназначенные для работы в качестве преобразователей

Владельцы патента RU 2559048:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" (RU)

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано для создания фотопреобразователей, преобразующих энергию света в электрическую энергию. Гибридный фотопреобразователь содержит диэлектрическую подложку, расположенные на ее лицевой поверхности изолированные друг от друга области легированного примесью монокристаллического кремния, в каждой из которых у поверхности, примыкающей к диэлектрической подложке, расположен скрытый слой того же типа проводимости, что и области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от диэлектрической подложки, расположены два участка разного типа проводимости с большей по сравнению с областями концентрацией легирующей примеси, и эти участки имеют металлические соединения с другими элементами фотопреобразователя, и два контактных вывода, соединенные соответственно с участками двух крайних областей, причем первый контактный вывод соединен с участком того же типа проводимости, что и области, а также содержит вторую диэлектрическую подложку, на лицевой поверхности которой расположены изолированные друг от друга дополнительные области легированного примесью монокристаллического кремния того же, что и у областей, типа проводимости, в каждой из которых у поверхности, примыкающей к второй диэлектрической подложке, расположен дополнительный скрытый слой того же типа проводимости, что и дополнительные области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от второй диэлектрической подложки, расположены два дополнительных участка разного типа проводимости с большей по сравнению с дополнительными областями концентрацией легирующей примеси, причем на всех участках и всех дополнительных участках сформированы металлические объемные выводы, диэлектрические подложки обращены лицевыми поверхностями друг к другу и участки разного типа проводимости каждой области соединены через посредство объемных выводов каждый с соответствующим ему дополнительным участком противоположного типа проводимости, расположенными в двух соседних дополнительных областях, и второй контактный вывод соединен с участком того же типа проводимости, что и области. Техническим результатом предлагаемого изобретения является двукратное увеличение напряжения, снимаемого с фотопреобразователя при его освещении, при сохранении площади диэлектрической подложки. 7 ил.

Известны фотопреобразователи и конструкции на их основе, использующие пластины монокристаллического кремния с участками различного типа проводимости, образующими p-n-переходы [1].

Недостатком указанных обычных фотопреобразователей (типа солнечных элементов) является то, что они вырабатывают при освещении ток низкого напряжения (для кремниевых элементов примерно 0,5-0,7 В), а путем последовательного соединения обычных фотопреобразователей (типа солнечных элементов в солнечных батареях) не удается получить высоковольтный источник тока малых габаритов, так как конструкция с последовательным соединением солнечных элементов будет занимать большие площадь и объем.

Известно гибридное матричное фотоприемное устройство ИК- диапазона, содержащее кристалл матричного фотоприемника на основе фоторезисторов и несколько кристаллов мультиплексоров на ПЗС [2]. Соединение кристаллов мультиплексоров с кристаллом матричного фотоприемника осуществляется методом перевернутого кристалла с использованием металлических объемных выводов. При этом между диффузионными областями с противоположным подложке типом проводимости и сформированными на них объемными выводами расположены металлические контактные площадки для обеспечения хорошей адгезии и малого сопротивления контакта.

Недостатком указанного фотоприемного устройства является то, что его нельзя использовать в качестве источника тока, питающего различные приборы.

За прототип предлагаемой конструкции взят фотопреобразователь, содержащий диэлектрическую подложку, расположенные на ее лицевой поверхности изолированные друг от друга области легированного примесью монокристаллического кремния, в которых у поверхности, примыкающей к диэлектрической подложке, расположен скрытый слой того же типа проводимости, что и сами области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от диэлектрической подложки, расположены два участка разного типа проводимости с большей по сравнению с областями концентрацией легирующей примеси, и эти участки имеют металлические соединения с другими элементами фотопреобразователя, и два контактных вывода [3]. Участки разного типа проводимости каждой области соединены металлическими перемычками каждый с соответствующим ему участком противоположного типа проводимости, расположенными в двух соседних областях, а участок каждой из двух крайних областей, свободный от металлической перемычки, соединен с соответствующим ему контактным выводом фотопреобразователя. При этом из двух участков, соответственно соединенных с контактными выводами, по типу проводимости один совпадает с областями, а другой противоположен им.

Между металлическими перемычками и контактными выводами, с одной стороны, и боковыми поверхностями областей, с другой стороны, расположен слой диэлектрика, предотвращающий короткое замыкание металлизацией фотогенерирующих p-n⁺-переходов, образованных областями и расположенными в них участками противоположного типа проводимости (для определенности считается, что области имеют проводимость p-типа). Участки того же типа проводимости, что и области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а также большая концентрация легирующей примеси в участках с противоположным областям типом проводимости обеспечивают омический (а не выпрямляющий) контакт полупроводника с металлизацией. Скрытый слой того же типа проводимости, что и области, но с большей концентрацией легирующей примеси, служит для уменьшения влияния паразитного сопротивления тела области, включенного последовательно с p-n⁺-переходом.

На виде сверху все области расположены на диэлектрической подложке в виде матрицы с большим числом строк и столбцов и за счет наличия металлических соединительных перемычек составляют единую «змееподобную» последовательную цепь включенных в одном направлении фотогенерирующих p-n⁺-переходов, сформированных в этих областях (то есть токи в соседних строках матрицы текут в противоположных направлениях). Напряжение, снимаемое с фотопреобразователя при его освещении, представляет собой сумму напряжений на отдельных p-n⁺-переходах и при большом количестве областей превышает 1000 В.

Недостатком выбранного в качестве прототипа фотопреобразователя является недостаточно высокое напряжение, снимаемое с фотопреобразователя при его освещении, при заданной площади диэлектрической подложки.

Техническим результатом изобретения является двукратное увеличение напряжения, снимаемого с фотопреобразователя при его освещении, при сохранении площади диэлектрической подложки.

Указанный технический результат достигается тем, что в фотопреобразователь, содержащий диэлектрическую подложку, расположенные на ее лицевой поверхности изолированные друг от друга области легированного примесью монокристаллического кремния, в каждой из которых у поверхности, примыкающей к диэлектрической подложке, расположен скрытый слой того же типа проводимости, что и области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от диэлектрической подложки, расположены два участка разного типа проводимости с большей по сравнению с областями концентрацией легирующей примеси, и эти участки имеют металлические соединения с другими элементами фотопреобразователя, и два контактных вывода, соединенных соответственно с участками двух крайних областей, причем первый контактный вывод соединен с участком того же типа проводимости, что и области, введена вторая диэлектрическая подложка, на лицевой поверхности которой расположены изолированные друг от друга дополнительные области легированного примесью монокристаллического кремния того же, что и у областей, типа проводимости, в каждой из которых у поверхности, примыкающей к второй диэлектрической подложке, расположен дополнительный скрытый слой того же типа проводимости, что и дополнительные области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от второй диэлектрической подложки, расположены два дополнительных участка разного типа проводимости с большей по сравнению с дополнительными областями концентрацией легирующей примеси, причем на всех участках и всех дополнительных участках сформированы металлические объемные выводы, диэлектрические подложки обращены лицевыми поверхностями друг к другу и участки разного типа проводимости каждой области соединены через посредство объемных выводов каждый с соответствующим ему дополнительным участком противоположного типа проводимости, расположенными в двух соседних дополнительных областях, и второй контактный вывод соединен с участком того же типа проводимости, что и области.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый гибридный фотопреобразователь отличается присутствием новых элементов: второй диэлектрической подложки, на лицевой поверхности которой расположены изолированные друг от друга дополнительные области легированного примесью монокристаллического кремния того же, что и у областей, типа проводимости, в каждой из которых у поверхности, примыкающей к второй диэлектрической подложке, расположен дополнительный скрытый слой того же типа проводимости, что и дополнительные области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от второй диэлектрической подложки, расположены два дополнительных участка разного типа проводимости с большей по сравнению с дополнительными областями концентрацией легирующей примеси, причем на всех участках и всех дополнительных участках сформированы металлические объемные выводы, диэлектрические подложки обращены лицевыми поверхностями друг к другу и участки разного типа проводимости каждой области соединены через посредство объемных выводов каждый с соответствующим ему дополнительным участком противоположного типа проводимости, расположенными в двух соседних дополнительных областях, и второй контактный вывод соединен с участком того же типа проводимости соответствующей крайней области, что и области.

Таким образом, заявляемый гибридный фотопреобразователь соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники показало, что признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, являются неочевидными для специалиста, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 схематично изображен вид сверху на гибридный фотопреобразователь. На фиг.2 укрупненно показаны несколько областей и дополнительных областей легированного примесью монокристаллического кремния при виде сверху, а на фиг.3 представлено поперечное сечение тех же областей и дополнительных областей. На фиг.4, 5 изображены соответственно поперечные сечения двух контактных выводов, соединенных с участками двух крайних областей. На фиг.6, 7 схематично показаны поперечные сечения прототипа (фиг.6) и заявляемого изобретения (фиг.7) с целью пояснения преимущества последнего; при этом для простоты часть конструктивных элементов опущена.

Для наглядности и упрощения чертежей масштаб не соблюден, на видах сверху (фиг.1, 2) наклонные боковые грани областей и дополнительных областей условно показаны как вертикальные, а дополнительные области условно сделаны более широкими в вертикальном направлении, чем области. По аналогичной причине на фиг.1 вторая диэлектрическая подложка условно изображена больших размеров, чем диэлектрическая подложка.

Фотопреобразователь содержит диэлектрическую подложку 1 (фиг.1-3), на лицевой поверхности 2 которой расположены изолированные друг от друга области легированного примесью монокристаллического кремния 3, 4. Для определенности считается, что области состоят из кремния, легированного акцепторной примесью. Поэтому они имеют проводимость p-типа. Изоляция областей осуществляется за счет наличия между ними промежутков 5. В каждой области у поверхности, примыкающей к диэлектрической подложке, расположен скрытый слой 6 того же типа проводимости, что и области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от диэлектрической подложки, расположены два участка разного типа проводимости 7 и 8 с большей по сравнению с областями концентрацией легирующей примеси. По типу проводимости участок 7 противоположен областям, а участок 8 совпадает с ними. В соответствии с выбранным для определенности p-типом проводимости областей скрытый слой 6 и участок 8 имеют проводимость p⁺-типа, а участок 7 - проводимость n⁺-типа.

Помимо диэлектрической подложки 1 гибридный фотопреобразователь содержит также вторую диэлектрическую подложку 9. На лицевой поверхности 10 второй диэлектрической подложки расположены изолированные друг от друга дополнительные области легированного примесью монокристаллического кремния того же, что и у областей, типа проводимости 11, 12, 13. Изоляция дополнительных областей осуществляется за счет наличия между ними промежутков 14. В каждой дополнительной области у поверхности, примыкающей к второй диэлектрической подложке, расположен дополнительный скрытый слой 15 того же типа проводимости, что и дополнительные области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от второй диэлектрической подложки, расположены два дополнительных участка разного типа проводимости 16 и 17 с большей по сравнению с дополнительными областями концентрацией легирующей примеси. По типу проводимости дополнительный участок 16 противоположен дополнительным областям, а дополнительный участок 17 совпадает с ними. В соответствии с выбранным для определенности р-типом проводимости областей дополнительный скрытый слой 15 и дополнительный участок 17 имеют проводимость p⁺-типа, а дополнительный участок 16 - проводимость n⁺-типа.

На всех участках 7, 8 и всех дополнительных участках 16, 17 сформированы металлические объемные выводы 18, 19, 20, 21. Между каждым участком и дополнительным участком и сформированным на нем объемным выводом расположена соответствующая металлическая контактная площадка 22, 23, 24, 25, обеспечивающая хорошую адгезию и малое сопротивление контакта.

Диэлектрическая подложка 1 и вторая диэлектрическая подложка 9 обращены лицевыми поверхностями друг к другу, и участки разного типа проводимости каждой области соединены через посредство объемных выводов каждый с соответствующим ему дополнительным участком противоположного типа проводимости, расположенными в двух соседних дополнительных областях. Так, в области 3 участок 8 p⁺-типа через посредство объемных выводов 19, 20 соединен с дополнительным участком 16 n⁺-типа дополнительной области 11, а участок 7 n⁺-типа через посредство объемных выводов 18, 26 соединен с дополнительным участком 27 p⁺-типа дополнительной области 12, соседней с дополнительной областью 11 (расположенная между объемным выводом 26 и дополнительным участком 27 металлическая контактная площадка обозначена номером 28). В соседней с областью 3 области 4 участок n⁺-типа через посредство своего объемного вывода и объемного вывода 21 соединен с дополнительным участком 17 p⁺-типа дополнительной области 11, а участок p⁺-типа через посредство объемных выводов соединен с дополнительным участком n⁺-типа дополнительной области 13, соседней с дополнительной областью 11.

Соединенные между собой указанным образом чередующиеся области и дополнительные области образуют последовательную цепь (фиг.1). Расположенные на концах этой цепи крайние области 29 и 30 содержат соответственно совпадающие с ними по типу проводимости участки 31 и 32 (фиг.4, 5). К каждому из этих участков присоединен соответствующий контактный вывод 33, 34.

Обратные поверхности диэлектрической подложки 1 и второй диэлектрической подложки 9 обозначены соответственно номерами 35 и 36.

Заявляемое изобретение может быть изготовлено с использованием современных технологических методов полупроводниковой микроэлектроники. В частности, для формирования областей на диэлектрической подложке и дополнительных областей на второй диэлектрической подложке можно применять структуры «кремний на сапфире». Для создания изолирующих промежутков между соседними областями 5 и соседними дополнительными областями 14 (фиг.1-3) можно использовать метод селективного травления кремния с кристаллографической ориентацией (100) до диэлектрической подложки и второй диэлектрической подложки соответственно. Металлические объемные выводы могут изготавливаться из индия.

Заявляемый гибридный фотопреобразователь работает следующим образом. Последовательная цепь чередующихся друг с другом областей и дополнительных областей (фиг.1-5) представляет собой цепь последовательно включенных в одном направлении p-n⁺-переходов. Диэлектрическая подложка 1 и вторая диэлектрическая подложка 9 расположены так, что потоки принимаемых излучений (направления которых показаны вертикальными стрелками) падают на их обратные поверхности 35 и 36. Пройдя через толщу диэлектрической подложки и второй диэлектрической подложки соответственно, эти потоки достигают обедненных областей p-n⁺-переходов, где преобразуют свою световую энергию в энергию электрического тока (p-n⁺-переходы образуются, в частности, дополнительной областью 11 p-типа и дополнительным участком 16 n⁺-типа, областью 3 p-типа и участком 7 n⁺-типа). Напряжение, снимаемое с гибридного фотопреобразователя при его освещении, представляет собой сумму напряжений на отдельных p-n⁺-переходах.

Участки и дополнительные участки того же типа проводимости, что и области и дополнительные области, но с большей концентрацией легирующей примеси (номера 8, 17, 31, 32), нужны для того, чтобы контакт полупроводника с металлом был омическим (а не выпрямляющим). Скрытые слои и дополнительные скрытые слои того же типа проводимости, что и области и дополнительные области, но с большей концентрацией легирующей примеси (номера 6, 15), служат для уменьшения влияния паразитных сопротивлений тел соответствующих областей и дополнительных областей, включенных последовательно с p-n⁺-переходами (номера 3, 11).

Преимущество заявляемого изобретения по сравнению с прототипом заключается в двукратном увеличении количества последовательно включенных в одном направлении p-n⁺-переходов при сохранении площади диэлектрической подложки и площади одного p-n⁺-перехода. В результате заявляемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет вдвое повысить напряжение, снимаемое с фотопреобразователя при его освещении (доведя его до уровня свыше 2000 В), при сохранении площади диэлектрической подложки.

Сказанное подтверждается сравнением длины строки фотопреобразователя для прототипа и заявляемого изобретения (строки расположены параллельно оси x на фиг.1, 6, 7). При этом для заявляемого изобретения будем полагать следующее. Количество областей, расположенных на диэлектрической подложке 1 в одной строке (фиг.1, 3, 7), равно количеству областей в одной строке у прототипа N_пр.Размеры областей, участков разного типа проводимости и изолирующих промежутков совпадают с размерами соответствующих конструктивных элементов прототипа (для обеспечения одинаковости фотоэлектрических характеристик их p-n⁺-переходов). Размеры дополнительных областей, дополнительных участков разного типа проводимости и изолирующих промежутков, расположенных на второй диэлектрической подложке 9, равны соответственно размерам областей, участков и изолирующих промежутков, расположенных на диэлектрической подложке 1. Объемные выводы расположены вдоль строки (вдоль оси x) равномерно с шагом, составляющим половину шага следования областей l₁.

Ясно, что при количестве областей в строке N_пр, значительно превышающем единицу, длина строки в заявляемом изобретении (от точки А крайней левой области в строке (фиг.7) до точки В крайней правой области строки) равна длине строки в прототипе (поскольку участком длиной l₁/2 на правом краю строки заявляемого изобретения можно пренебречь). При этом количество p-n⁺-переходов, содержащихся в одной строке заявляемого изобретения (расположенных в чередующихся друг с другом областях и дополнительных областях), вдвое превышает количество p-n⁺-переходов в одной строке у прототипа (совпадающее с числом изолированных областей p-типа N_пр).

Очевидно, что количество строк, а также ширину одной строки в заявляемом изобретении и в прототипе можно сделать одинаковыми (фиг.1). При этом размеры диэлектрических подложек в направлении, перпендикулярном оси x, а следовательно, и площади этих подложек в заявляемом изобретении и в прототипе также будут одинаковыми, в то время как общее количество последовательно включенных в одном направлении p-n⁺-переходов в заявляемом изобретении будет в 2 раза больше, чем в прототипе. Тем самым в заявляемом изобретении по сравнению с прототипом обеспечивается указанное выше двукратное увеличение напряжения, снимаемого с фотопреобразователя при его освещении, при сохранении площади диэлектрической подложки.

Источники информации

1. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984, том 2, глава 14.

2. D.H. Pommerrenig. Extrinsic Silicon Focal Plane Arrays. SPIE, 1983, v. 443, pp.144-150.

3. Т.Ю. Дмитриева, Ю.А. Концевой, С.В. Мякин. Фотопреобразователь. Патент на изобретение №2345445.

Гибридный фотопреобразователь, содержащий диэлектрическую подложку, расположенные на ее лицевой поверхности изолированные друг от друга области легированного примесью монокристаллического кремния, в каждой из которых у поверхности, примыкающей к диэлектрической подложке, расположен скрытый слой того же типа проводимости, что и области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от диэлектрической подложки, расположены два участка разного типа проводимости с большей по сравнению с областями концентрацией легирующей примеси, и эти участки имеют металлические соединения с другими элементами фотопреобразователя, и два контактных вывода, соединенных соответственно с участками двух крайних областей, причем первый контактный вывод соединен с участком того же типа проводимости, что и области, отличающийся тем, что введена вторая диэлектрическая подложка, на лицевой поверхности которой расположены изолированные друг от друга дополнительные области легированного примесью монокристаллического кремния того же, что и у областей, типа проводимости, в каждой из которых у поверхности, примыкающей к второй диэлектрической подложке, расположен дополнительный скрытый слой того же типа проводимости, что и дополнительные области, но с большей концентрацией легирующей примеси, а у поверхности, наиболее удаленной от второй диэлектрической подложки, расположены два дополнительных участка разного типа проводимости с большей по сравнению с дополнительными областями концентрацией легирующей примеси, причем на всех участках и всех дополнительных участках сформированы металлические объемные выводы, диэлектрические подложки обращены лицевыми поверхностями друг к другу и участки разного типа проводимости каждой области соединены через посредство объемных выводов каждый с соответствующим ему дополнительным участком противоположного типа проводимости, расположенными в двух соседних дополнительных областях, и второй контактный вывод соединен с участком того же типа проводимости, что и области.

Полупроводниковая структура для фотопреобразующего и светоизлучающего устройств состоит из полупроводниковой подложки (1) с лицевой поверхностью, разориентированной от плоскости (100) на (0,5-10) градусов и, по меньшей мере, одного р-n перехода (2), включающего, по меньшей мере, один активный полупроводниковый слой (3), заключенный между двумя барьерными слоями (4) с шириной запрещенной зоны Eg0.

Способ нанесения покрытия на субстрат путем химического осаждения из паровой фазы // 2555273

Настоящее изобретение относится к способу нанесения покрытия на субстрат (2), содержащий на своей поверхности материал, отличный от силиконового каучука, или состоящий из такого материала, методом химического осаждения из паровой фазы с помощью пламени.

Устройство для преобразования солнечной энергии // 2555197

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Устройство для преобразования солнечной энергии содержит, по крайней мере, одну пару подложек, каждая из которых выполнена в виде полосы, при этом, по крайней мере, одна из полос выполнена профилированной с периодически повторяющимся профилем, образующим полости траншейного типа, и установлена с возможностью соединения своей лицевой поверхностью с тыльной поверхностью второй полосы, при этом полосы выполнены из материала, обеспечивающего возможность формирования их профилированными посредством изгибания, полоса, выполненная профилированной с периодически повторяющимся профилем, образующим полости траншейного типа, установлена с возможностью соединения своей лицевой поверхностью с тыльной поверхностью второй полосы и образования их профилями, по крайней мере, одного ряда траншей, а из полос одной пары - гибкого устройства для преобразования солнечной энергии, профили, по крайней мере, одного ряда траншей выполнены с возможностью образования части окружности, и/или части гиперболы, и/или части параболы, и/или траншеи с плоским, выпуклым или вогнутым дном и наклонными расширяющимися боковыми стенками, при этом все траншеи выполнены с направленными наружу перпендикулярными или наклонными относительно воображаемой плоскости, наложенной на края соответствующей траншеи первой полосы, бортами по контуру соответствующей траншеи, причем траншеи выполнены с нанесенным на их рабочую поверхность фотоприемным слоем, а борты траншей - с нанесенным на их поверхность фотоприемным слоем или отражающим покрытием.

Зажимное соединение для закрепления пластинообразных конструктивных элементов, в частности солнечных модулей // 2551349

Устройство относится к области электротехники. Техническим результатом является повышение прочности.

Новые редокс медиаторы для электролитов фотоэлектрохимических солнечных элементов // 2550511

Изобретение относится к новым редокс парам для применения в сенсибилизированных красителем солнечных элементах СКСЭ. Редокс-пары образованы по общей формуле (производное бипиридина)nMe(Ion)m, где производное бипиридина есть: где R1, R2, R3 - любой заместитель из ряда метил, этил, пропил, бутил, пентил, гексил, Me - металл из ряда Cr, Mo, Nd, Ni, Pd, Pt, Ir, Co, Rh, Cu, W, Mn, Та, Fe, Ru, Ion - противоион - любой анион из ряда ClO4 -, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, CF3SO3 -, n, m - соответствуют валентности иона металла.

Фотоэлектрический преобразователь с наноструктурными покрытиями // 2549686

Использование: для преобразования солнечной энергии в электричество. Сущность изобретения заключается в том, что фотоэлектрический преобразователь содержит воронкообразные сквозные отверстия с просветляющим покрытием и толстопленочное покрытие (с обратной стороны), содержащее сферические микрочастицы, способные отражать сквозные солнечные лучи на грани сквозных отверстий.

Волноводный концентратор солнечного элемента // 2548576

Волноводный концентратор солнечного элемента относится к волноводной и волоконной оптике и может быть использован в солнечных элементах и солнечных батареях с монокристаллическими полупроводниковыми фотоэлектрическими преобразователями.

Гибридный фотоэлектрический модуль // 2546332

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным энергетическим модулям для получения электричества и тепла. Техническим результатом является повышение эффективности преобразования солнечной энергии, снижение удельных затрат на получение электроэнергии и тепла.

Элемент фотопреобразователя // 2545352

Изобретение относится к устройствам для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую солнечным элементом на основе сенсибилизированных металлооксидных мезоструктур.

Устройство с фотоприемным слоем для преобразования солнечной энергии в электрическую // 2544866

Изобретение относится к области гелиоэнергетики, в частности к элементам с концентраторами излучения для получения электрической и тепловой энергии, и может быть использовано при создании высокоэффективных автономных источников электроэнергии. Заявленное устройство с фотоприемным слоем для преобразования солнечной энергии в электрическую содержит, по крайней мере, одну пару подложек, каждая из которых выполнена в виде полосы, при этом, по крайней мере, одна из полос выполнена профилированной с периодическим профилем в ее продольном направлении и переменным профилем - в поперечном направлении, при этом подложки одной пары соединены между собой с возможностью образования профилями, по крайней мере, одного ряда полостей.

Трехслойная панель // 2559474

Изобретение относится к композиционным материалам, используемым в сверхлегких каркасах солнечных батарей и элементов конструкций космических аппаратов, и касается трехслойной панели. Состоит из обшивок и расположенного между ними каркаса, соединенных между собой. Каркас представляет собой ячеистый заполнитель в виде плоских элементов, образующих ячейки треугольной, прямоугольной или квадратной формы. В одной или обеих обшивках выполнены вырезы, повторяющие форму ячеек. Изобретение обеспечивает создание трехслойной панели, обладающей требуемой прочностью и жесткостью при минимально возможной массе. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Фотогальваническое устройство и способ изготовления такого устройства // 2559991

Изобретение обеспечивает фотогальваническое устройство и способ изготовления такого устройства. Фотогальваническое устройство согласно изобретению включает в себя комбинацию полупроводниковых структур и защитный слой. Комбинация полупроводниковых структур имеет множество сторон и включает в себя p-n-переход, n-p-переход, p-i-n-переход, n-i-p-переход, тандемный переход или мульти-переход. В частности, защитный слой сформирован для покрытия сторон комбинации полупроводниковых структур. Благодаря этому защитный слой может эффективно подавлять эффект вызванной высоким потенциалом деградации фотогальванического устройства согласно изобретению, что повышает надежность фотогальванического устройства. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Электронные устройства, содержащие прозрачные проводящие покрытия, содержащие углеродные нанотрубки и композиты из нанопроводов, и способы их изготовления // 2560031

Солнечный элемент содержит стеклянную подложку; первый проводящий слой на основе CNT, расположенный непосредственно или косвенно на стеклянной подложке; первый полупроводниковый слой в контакте с первым проводящим слоем на основе CNT; по меньшей мере, один поглощающий слой, расположенный непосредственно или косвенно на первом полупроводниковом слое; второй полупроводниковый слой, расположенный непосредственно или косвенно на, по меньшей мере, одном поглощающем слое; второй проводящий слой на основе CNT в контакте со вторым полупроводниковым слоем и контакт к тыльной поверхности, расположенный непосредственно или косвенно на втором проводящем слое на основе CNT. Изобретение обеспечивает возможность использования покрытий, которые достигают, соответствуют или превышают коэффициент пропускания 90% в видимом свете и поверхностное сопротивление меньше чем 90 Ом/квадрат. 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

Солнечная батарея для генерации электрических и тепловых потоков // 2564819

Изобретение относится к электротехнике альтернативных источников энергии, в частности к устройствам для генерирования электрической и тепловой энергии путем преобразования энергии светового излучения, и предназначено для использования в конструкциях солнечных панелей. Сущность изобретения состоит в следующем. Несущая сотовая панель солнечной батареи состоит из двух тонкостенных листов с прямыми продольными ребрами между ними, образующими соты, и содержит упрочняющие буртики по краям. Соединенные с помощью металлических шин фотоэлектрические преобразователи закреплены на одном из двух листов несущей сотовой панели, который является подложечным и содержит перфорацию, вскрывающую большую часть тыльной стороны фотоэлектрических преобразователей, для обеспечения прямого теплового контакта фотоэлектрических преобразователей с теплоносителем в этой части. Неперфорированная часть подложечного листа несущей сотовой панели перекрывает все промежутки как между отдельными фотоэлектрическими преобразователями, так и между фотоэлектрическими преобразователями и буртиками. Другой лист несущей сотовой панели защищен с внешней стороны теплоизоляционной подошвой. Со стороны фоточувствительной поверхности фотоэлектрических преобразователей расположена светопропускающая пластина, прикрепленная герметичным соединением к буртикам, причем между фотоэлектрическими преобразователями и светопропускающей пластиной создан газовый или вакуумный зазор. Изобретение обеспечивает повышение общего теплового и электрического КПД солнечной батареи. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

8-алкил-2-(тиофен-2-ил)-8h-тиофен[2,3-b]индол замещенные2-цианоакриловые кислоты, способ их получения и используемые для этого новые промежуточные соединения // 2565072

Изобретение относится к 8-алкил-2-(тиофен-2-ил)-8H-тиофен[2,3-6]индол замещенным 2-цианоакриловым кислотам формулы (I) которые могут быть использованы как перспективные красители для сенсибилизации неорганических полупроводников в составе цветосенсибилизированных солнечных батарей, способу их получения, а так же промежуточным соединениям, которые используют для синтеза данных соединений. 4 н.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Устройство солнечной панели // 2565580

Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано как источник энергии, создаваемой солнечной панелью и линейной люминесцентной или линейной светодиодной лампами, имеющими высокотемпературные области на обеих сторонах ламповой трубки и низкотемпературную область между ними. Техническим результатом является повышение эффективности выработки энергии. Устройство включает по крайней мере одну солнечную панель (СП) (11), прикрепленную адгезивом к внутренней поверхности основного держателя (13), имеющего форму трубки с внутренним диаметром, позволяющим вставить в нее ламповую трубку (ЛТ) (14). При этом СП (11) образует поперечное сечение дугообразной формы в виде ленты с длиной дуги в диапазоне, равном или более 1/5 и равном или менее 1/2 ширины наружной окружности поперечного сечения ЛТ (14). Указанная СП (11) установлена на ЛТ (14) так, что принимает свет от задней поверхности ЛТ (14), вырабатывая при этом электродвижущую силу. Светоприемная поверхность СП (11) удерживается в положении, в котором она входит в контакт с задней поверхностью ЛТ (14) или расположена с зазором 10 мм или меньше от поверхности ЛТ (14). Линия (12) электроснабжения служит для вывода электродвижущей силы СП. В поверхности трубчатого основного держателя (13) сформировано множество мелких выступов, предназначенных для отражения света от высотемпературных областей ЛТ (14). 8 н. и 1 з.п.ф-лы, 23 ил.

Искусственная сетчатка и бионический глаз на её основе // 2567974

Группа изобретений относится к области медицины. Искусственная сетчатка представляет собой матрицу сенселей, каждый из которых содержит светочувствительный элемент в виде фотодиода и электрод. При этом матрица сенселей представляет собой матрицу с мозаичными светофильтрами и включает в себя центральную и периферийную области. В центральной области матрицы расположены сенсели меньшего размера или сенсели меньшего размера с расположенными между ними сенселями большего размера при соотношении не более одного сенселя большего размера к шести сенселям меньшего размера. В периферийной области матрицы расположены сенсели большего размера или сенсели большего размера с расположенными между ними сенселями меньшего размера при соотношении не более одного сенселя меньшего размера к шести сенселям большего размера. На сенсели меньшего размера нанесены светофильтры красного, зеленого и синего цветов. Бионический глаз содержит искусственное стекловидное тело из прозрачного геля и последовательно установленные в нем искусственные роговицу, радужку, представляющую собой фотохромную полимерную пленку или фотохромное стекло с отверстием в центре, хрусталик и сетчатку с электродами, расположенную в фокальной плоскости хрусталика. Применение данной группы изобретений позволит улучшить цветопередачу и детализацию, сохранит высокую скорость передачи изобразительных сигналов, а также позволит уменьшить размер бионического глаза. 2 н. и 7 з.п.ф-лы, 1 пр., 5 ил.

Способ преобразования энергии ионизирующего излучения в электрическую энергию // 2568958

Изобретение может быть использовано в электронике, приборостроении и машиностроении при создании автономных устройств с большим сроком службы. Способ преобразования энергии ионизирующего излучения в электрическую энергию включает изготовление полупроводникового материала, состоящего из областей с р- и n-типами проводимости в области р-n перехода, нанесение на поверхность полупроводникового материала в разных его областях слоев различных металлов, присоединение к ним проводников и воздействие на полупроводниковый базовый элемент-преобразователь на основе синтетического алмаза ионизирующим излучением с одновременным снятием электричества с помощью проводников, при этом в качестве ионизирующего излучения используют высокоэнергетические источники альфа-излучения мощностью не менее 0,567 Вт/г, а в качестве полупроводникового материала изготавливают синтетический алмаз р-типа с содержанием бора 1014-1016 атомов на см3 и на его поверхностях в разных областях с р- и n-типами проводимости в вакууме наносят неразрывные металлические контакты, один из которых трехслойная система металлизации вида титан-платина-золото для съема положительного заряда и другой с потенциальным барьером Шоттки - из платины, золота или иридия для снятия отрицательного заряда, на который воздействуют ионизирующим излучением, в результате чего внутри алмаза создают область пространственных зарядов, последние в электрическом поле разлетаются на отрицательные заряды, собираемые на металле контакта Шоттки, и положительные, собираемые на контакте из титана-платины-золота, и с них снимают электричество. Техническим результатом изобретения является создание способа преобразования ионизирующего излучения в электрическую энергию, обладающего более простой схемой изготовления полупроводниковой структуры, более высокой радиационной стойкостью, а также более высоким сроком службы полупроводникового материала. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Нанокристаллические слои на основе диоксида титана с низкой температурой отжига для применения в сенсибилизированных красителем солнечных элементах и способы их получения // 2569086

Изобретение относится к области фотогальванических устройств, в частности тонкопленочных композитных материалов, пригодных для изготовления гибких высокоэффективных преобразователей солнечной энергии, и касается нанокристаллических слоев на основе диоксида титана с низкой температурой отжига для применения в сенсибилизированных красителем солнечных элементах и способов их получения. Указанные материалы содержат прозрачную подложку с прозрачным проводящим слоем и нанесенную на указанную подложку пленку, содержащую сенсибилизированные красителями кристаллические наночастицы оксида металла, в особенности диоксида титана, и полимерное связующее (полилинкер), образованное продуктами поликонденсации титанорганических соединений - алкоголятов титана. Последние могут представлять собой алкоголяты с хелатирующим органическим заместителем, алкоголяты с варьируемыми при гидролизе структурными свойствами и смеси указанных алкоголятов в различных соотношениях; и/или продукты частичного гидролиза указанных алкоголятов. Предложены также жидкий предшественник указанного полилинкера и способ получения последнего, включающий стадию контролируемого гидролиза алкоголятов титана. Также описан способ нанесения пленки на подложку, используемый для получения указанного тонкопленочного композитного материала, где применяется указанный жидкий предшественник полилинкера. Изобретение позволяет осуществить контролируемый гидролиз алкоголятов в качестве промежуточных связующих в различных условиях и реализовать эффективный способ получения тонкопленочного наноструктурированного электродного материала с оптимальными фотоэлектронными, механическими и связующими свойствами. 5 н. и 51 з.п. ф-лы, 1 ил.

Подложка для солнечного элемента и солнечный элемент // 2569902

Согласно изобретению предложена подложка для солнечного элемента, на одном углу кремниевой подложки, имеющей квадратную форму на виде в плане, сформирован скошенный участок или сформировано углубление на углу подложки или вблизи угла. Изобретение позволяет легко контролировать положение подложки и определять направление подложки на этапе изготовления солнечного элемента, и препятствовать генерации отказов, обусловленных направлением подложки. 6 н.п. ф-лы, 3 ил.