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JP2007059923A - Semiconductor module for emitting light or receiving light - Google Patents

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JP2007059923A JP2006253124A JP2006253124A JP2007059923A JP 2007059923 A JP2007059923 A JP 2007059923A JP 2006253124 A JP2006253124 A JP 2006253124A JP 2006253124 A JP2006253124 A JP 2006253124A JP 2007059923 A JP2007059923 A JP 2007059923A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a semiconductor module structure to reduce a manufacturing cost, and to simplify a structure of connecting a plurality of semiconductor cells in parallel and a structure of connecting a plurality of semiconductor cells of each group and a plurality of semiconductor cells of the adjacent group in series. <P>SOLUTION: A pair of sheet bodies 81 and 82 and a plurality of granular semiconductor cells 11 are provided between these sheet bodies. Each semiconductor cell has a pair of electrodes 16 and 17 connected to both ends of a p-n junction and has a function of light emission or light reception. In the plurality of semiconductor cells, a conductive direction connecting the pair of electrodes is arranged in a prescribed direction orthogonal to the pair of sheet bodies. A plurality of film-shaped conductive film members 84 to 86 that can be electrically connected to an electrode of the semiconductor cells of a plurality of groups are respectively formed on inner surfaces of the first and second sheet bodies. A mechanism of connecting the plurality of semiconductor cells of each group in parallel through the conductive film members is provided. A mechanism of connecting the plurality of semiconductor cells adjacent to the plurality of semiconductor cells of each group in series is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光又は受光用半導体モジュールに関し、特にpn接合と1対の電極を有する複数の粒状の半導体セルを1対のシート体の間に複数群にグループ化して組み込み、各群の複数の半導体セルを並列接続する機構と、各群の複数の半導体セルを隣接する群の複数の半導体セルに直列接続する直列接続機構を設けたものに関する。この半導体モジュールは、太陽電池パネル、照明用パネルなどの種々の用途に適用可能なものである。   The present invention relates to a light emitting or receiving semiconductor module, and in particular, a plurality of granular semiconductor cells each having a pn junction and a pair of electrodes are grouped and incorporated into a plurality of groups between a pair of sheet bodies, The present invention relates to a mechanism in which semiconductor cells are connected in parallel and a series connection mechanism in which a plurality of semiconductor cells in each group are connected in series to a plurality of adjacent semiconductor cells. This semiconductor module can be applied to various uses such as a solar battery panel and a lighting panel.

従来、p形又はn形の半導体からなる小径の球状の半導体素子の表面部に拡散層を介してpn接合を形成し、それら多数の半導体素子を共通電極に並列接続して太陽電池に活用する技術が研究されている。米国特許第3 ,998,659号公報には、n形の球状半導体の表面にp形拡散層を形成し、多数の球状半導体の拡散層を共通の膜状の電極(正極)に接続すると共に多数の球状半導体のn形コア部を共通の膜状の電極(負極)に接続して太陽電池を構成する例が記載されている。   Conventionally, a pn junction is formed on a surface portion of a small-diameter spherical semiconductor element made of a p-type or n-type semiconductor via a diffusion layer, and these semiconductor elements are connected in parallel to a common electrode and used for a solar cell. Technology is being researched. In US Pat. No. 3,998,659, a p-type diffusion layer is formed on the surface of an n-type spherical semiconductor, and a number of spherical semiconductor diffusion layers are connected to a common film-like electrode (positive electrode). An example is described in which a solar cell is configured by connecting a large number of spherical semiconductor n-type cores to a common film-like electrode (negative electrode).

米国特許4,021,323号公報には、p形の球状半導体素子と、n形の球状半導体素子を直列状に配置して、それら半導体素子を共通の膜状の電極に接続すると共に、それら半導体素子の拡散層を共通の電界液に接触させて、太陽光を照射して電界液の電気分解を起こさせる太陽エネルギーコンバータ(半導体モジュール)が開示されている。   In U.S. Pat. No. 4,021,323, a p-type spherical semiconductor element and an n-type spherical semiconductor element are arranged in series, and these semiconductor elements are connected to a common film-like electrode, A solar energy converter (semiconductor module) is disclosed in which a diffusion layer of a semiconductor element is brought into contact with a common electrolytic solution, and sunlight is irradiated to cause electrolysis of the electrolytic solution.

米国特許第4,583,588号公報や米国特許第5,469,020号公報に示す球状セルを用いたモジュールにおいても、各球状セルはシート状の共通の電極に接続することにより取付けられているため、複数の球状セルを並列接続するのに適するが、複数の球状セルを直列接続するのには適していない。   Even in the module using the spherical cells shown in US Pat. No. 4,583,588 and US Pat. No. 5,469,020, each spherical cell is attached by connecting it to a sheet-like common electrode. Therefore, it is suitable for connecting a plurality of spherical cells in parallel, but is not suitable for connecting a plurality of spherical cells in series.

一方、本願の発明者は、WO98/15983やWO99/10935号国際公開公報に示すように、p形又はn形の半導体からなる球状の半導体素子に拡散層、pn接合、1対の電極を形成した粒状の発光又は受光用の半導体セルを提案した。そして、WO98/15983号公報においては、多数の球状の半導体セルを直列接続したり、その複数の直列接続体を並列接続して、太陽電池、水の電気分解等に供する光触媒装置、種々の発光デバイス、カラーディスプレイなどに適用可能な半導体モジュールを提案した。   On the other hand, the inventor of the present application forms a diffusion layer, a pn junction, and a pair of electrodes on a spherical semiconductor element made of a p-type or n-type semiconductor, as shown in WO98 / 15983 and WO99 / 10935. A granular semiconductor cell for light emission or light reception was proposed. In WO98 / 15983, a photocatalytic device for connecting a large number of spherical semiconductor cells in series or connecting a plurality of series connected bodies in parallel for use in solar cells, water electrolysis, etc., various light emission We proposed a semiconductor module applicable to devices and color displays.

米国特許第3,998,659号公報U.S. Pat. No. 3,998,659 米国特許第4,021,323号公報U.S. Pat. No. 4,021,323 米国特許第4,583,588号公報U.S. Pat. No. 4,583,588 米国特許第5,469,020号公報US Pat. No. 5,469,020 国際公開WO98/15983号公報International Publication WO98 / 15983 国際公開WO99/10935号公報International Publication No. WO99 / 10935

前記の半導体モジュールにおいて、何れかの直列接続体の何れかの半導体セルが故障によりオープン状態になると、その半導体素子を含む直列回路には電流が流れなくなり、その直列接続体における残りの正常な半導体セルも機能停止状態となり、半導体モジュールの出力が低下する。そこで、本願の発明者は、複数の半導体セルをマトリックス状に配置し、各列の複数の半導体セルを直列接続すると共に各行の複数の半導体セルを並列する直並列接続構造を着想し、複数の国際特許出願を提出している。   In the semiconductor module, when any semiconductor cell of any series connection body becomes open due to a failure, no current flows in the series circuit including the semiconductor element, and the remaining normal semiconductors in the series connection body The cell also stops functioning, and the output of the semiconductor module decreases. Therefore, the inventors of the present application have conceived a series-parallel connection structure in which a plurality of semiconductor cells are arranged in a matrix, a plurality of semiconductor cells in each column are connected in series, and a plurality of semiconductor cells in each row are paralleled. Has filed an international patent application.

しかし、WO98/15983号公報の半導体モジュールでは、半導体セルの電極同士を接続することにより複数の半導体セルを直列接続し、この直列接続体を複数列平面的に並べた構造を採用していたので、また、半導体セルの1対の電極は非常に小さなものであるので、前記直並列接続構造を採用する場合に、製造技術が複雑になり、大型の半導体モジュールを製造するのが難しく、半導体モジュールの製造コストが高価になる。   However, the semiconductor module of WO 98/15983 employs a structure in which a plurality of semiconductor cells are connected in series by connecting the electrodes of the semiconductor cells, and the series connection bodies are arranged in a plurality of rows in a plane. In addition, since the pair of electrodes of the semiconductor cell is very small, when the series-parallel connection structure is adopted, the manufacturing technology becomes complicated, and it is difficult to manufacture a large-sized semiconductor module. The manufacturing cost becomes expensive.

即ち、半導体モジュールを製作する場合、第1行目の複数の半導体セルを並列接続し、この上に次段の行の複数の半導体セルを並列接続と直列接続する状態に組み込んで接続し、順次これを繰り返して前記直並列接続構造を組立てなければならない。また、直列接続したセル間の間隔がないので、周囲の反射、散乱した光の取り込みが必ずしも良いとは言えないという問題がある。   That is, when a semiconductor module is manufactured, a plurality of semiconductor cells in the first row are connected in parallel, and a plurality of semiconductor cells in the next row are incorporated and connected in a state of being connected in series with a parallel connection. The series-parallel connection structure must be assembled by repeating this. In addition, since there is no space between cells connected in series, there is a problem in that it is not always good to capture ambient light and scattered light.

本発明の目的は、粒状の複数の半導体セルを組み込んだ発光又は受光用半導体モジュールにおいて、平行に対向させた1対のシート体を主体とする簡単な構造にすること、
1対のシート体の内面に形成した導電膜部材を介して各群の半導体セルを並列接続可能にすること、1対のシート体の導電膜部材を接続する金属製導電部材を介して各群の複数の半導体セルと隣接する群の複数の半導体セルを直列接続可能にすること、などである。
An object of the present invention is to provide a simple structure mainly composed of a pair of sheet bodies opposed in parallel in a light emitting or light receiving semiconductor module incorporating a plurality of granular semiconductor cells.
Each group of semiconductor cells can be connected in parallel via a conductive film member formed on the inner surface of a pair of sheet bodies, and each group via a metal conductive member connecting the conductive film members of a pair of sheet bodies A plurality of semiconductor cells and a plurality of adjacent semiconductor cells can be connected in series.

本発明に係る発光又は受光用半導体モジュールは、光透過性の絶縁材料製の第1シート体と、この第1シート体に平行に対向させた絶縁材料製の第2シート体とを含む1対のシート体と、これらシート体の間に複数群にグループ化して配設された複数の粒状の半導体セルとを備え、前記の各半導体セルは、粒状のp形又はn形の半導体結晶と、半導体結晶の表層部に形成されたpn接合と、半導体結晶の両端に相対向状に形成されpn接合の両端に接続された1対の電極を備えると共に発光又は受光機能を有し、前記複数の半導体セルは、1対の電極を結ぶ導電方向を1対のシート体と直交する所定の方向に揃えた状態に配設され、前記第2シート体と対向する第1シート体の内面に、複数群の半導体セルの電極に電気的に接続可能な複数の膜状の導電膜部材が形成され、前記第1シート体と対向する第2シート体の内面に、複数群の半導体セルの電極に電気的に接続可能な複数の導電膜部材が形成され、第1,第2シート体の内面の各群に対応する導電膜部材を介して各群の複数の半導体セルを並列接続する複数組の並列接続機構を設け、各群の複数の半導体セルとそれに隣接する群の複数の半導体セルを直列接続する直列接続機構を設け、前記直列接続機構は、第1シート体の導電膜部材と第2シート体の導電膜部材とを電気的に接続する1又は複数の金属製導電部材であって第1,第2シート体間の間隔とほぼ同じ厚さの1又は複数の金属製導電部材で構成されたことを特徴とするものである。   The light emitting or receiving semiconductor module according to the present invention includes a pair of a first sheet body made of a light-transmitting insulating material and a second sheet body made of an insulating material opposed to the first sheet body in parallel. And a plurality of granular semiconductor cells arranged in groups between the sheet bodies, each of the semiconductor cells including a granular p-type or n-type semiconductor crystal, A pn junction formed in a surface layer of the semiconductor crystal, and a pair of electrodes formed opposite to each other at both ends of the semiconductor crystal and connected to both ends of the pn junction, and having a light emitting or receiving function, The semiconductor cell is disposed in a state in which the conductive direction connecting the pair of electrodes is aligned in a predetermined direction orthogonal to the pair of sheet bodies, and a plurality of semiconductor cells are disposed on the inner surface of the first sheet body facing the second sheet body. A plurality of electrically connectable electrodes to a group of semiconductor cells A plurality of conductive film members electrically connectable to electrodes of a plurality of groups of semiconductor cells are formed on the inner surface of the second sheet body facing the first sheet body; A plurality of sets of parallel connection mechanisms for connecting a plurality of semiconductor cells in each group in parallel via conductive film members corresponding to each group on the inner surface of the second sheet body are provided, and adjacent to the plurality of semiconductor cells in each group. A series connection mechanism for connecting a plurality of semiconductor cells in a group in series is provided, and the series connection mechanism is configured to electrically connect the conductive film member of the first sheet body and the conductive film member of the second sheet body. It is a metal conductive member, and is composed of one or a plurality of metal conductive members having substantially the same thickness as the interval between the first and second sheet bodies.

受光用半導体モジュールの場合、第1シート体の上方から太陽光が入射すると、その太陽光が第1シート体を透過して複数の半導体セルが受光し、それら複数の半導体セルにより光起電力が発生し、その光起電力は、各群に対応する並列接続機構と、直列接続機構を介して外部へ出力される。発光用半導体モジュールの場合、外部から並列接続機構と直列接続機構を介して、複数の半導体セルに順方向の電流が供給されると、各半導体セルから半導体結晶や拡散層の材料に応じた波長の光が発光し、その光が少なくとも第1シート体を透過して外部へ放出される。第2シート体とその導電膜部材が光透過性のものである場合には、第2シート体からも光が放出される。   In the case of a light receiving semiconductor module, when sunlight enters from above the first sheet body, the sunlight passes through the first sheet body and a plurality of semiconductor cells receive light, and the plurality of semiconductor cells generate photovoltaic power. The generated photovoltaic power is output to the outside through the parallel connection mechanism corresponding to each group and the series connection mechanism. In the case of a semiconductor module for light emission, when a forward current is supplied to a plurality of semiconductor cells from the outside through a parallel connection mechanism and a series connection mechanism, the wavelength corresponding to the material of the semiconductor crystal or diffusion layer from each semiconductor cell. Is emitted, and the light passes through at least the first sheet body and is emitted to the outside. In the case where the second sheet body and the conductive film member are light transmissive, light is also emitted from the second sheet body.

ここで、次のような構成を適宜採用することも可能である。
(1)前記各半導体セルが光電変換を伴う受光機能を有し、前記第1シート体の受光側の外表面に微細な多数のピラミッドカット又は凹凸を形成する。
(2)前記各半導体セルが電光変換を伴う発光機能を有する。
(3)前記粒状の半導体セルが球状の半導体セルである。
(4)前記粒状の半導体セルが円柱状の半導体セルである。
(5)前記第2シート体が光透過性のシート体からなる。
Here, it is also possible to appropriately adopt the following configuration.
(1) Each of the semiconductor cells has a light receiving function accompanied by photoelectric conversion, and a large number of fine pyramid cuts or irregularities are formed on the outer surface on the light receiving side of the first sheet body.
(2) Each of the semiconductor cells has a light emitting function involving electro-optic conversion.
(3) The granular semiconductor cell is a spherical semiconductor cell.
(4) The granular semiconductor cell is a cylindrical semiconductor cell.
(5) The second sheet body is formed of a light transmissive sheet body.

(6)前記第1シート体がガラス製のシート体からなる
(7)前記1対のシート体は合成樹脂製のフレキシブルなシート体からなる。
(8)前記1対のシート体の間の複数の半導体セルの間の空間に絶縁性の透明合成樹脂が充填されている。
(6) The first sheet body is made of a glass sheet body .
(7) The pair of sheet bodies are made of a synthetic resin flexible sheet body.
(8) An insulating transparent synthetic resin is filled in a space between the plurality of semiconductor cells between the pair of sheet bodies.

この発光又は受光用半導体モジュールでは、複数の半導体セル、第1,第2シート体、これらシート体の各内面に形成された複数群の半導体セルに対応する導電膜部材、各群の複数の半導体セルと隣接る群の複数の半導体セルとを直列接続する1又は複数の金属製導電部材などで構成されるため、半導体モジュールの構造が簡単化し、製造技術的にも簡単になり、製造コストを低減することができる。   In this semiconductor module for light emission or light reception, a plurality of semiconductor cells, first and second sheet bodies, conductive film members corresponding to a plurality of groups of semiconductor cells formed on the inner surfaces of these sheet bodies, a plurality of semiconductors in each group Since it is composed of one or more metal conductive members that connect a cell and a plurality of adjacent semiconductor cells in series, the structure of the semiconductor module is simplified, the manufacturing technology is simplified, and the manufacturing cost is reduced. Can be reduced.

特に、複数の半導体セルの導電方向を1対のシート体と直交する所定方向に揃えるため、半導体モジュールの製造が簡単になる。
各群の半導体セルが並列接続されているため、故障した半導体セルや電気的接続部により正常な半導体セルの機能が損なわれることがない。しかも、直列接続機構を1又は複数の金属製導電部材で構成するため、直列接続機構の構造が簡単になる。
In particular, since the conductive directions of the plurality of semiconductor cells are aligned in a predetermined direction orthogonal to the pair of sheet bodies, the manufacture of the semiconductor module is simplified.
Since the semiconductor cells of each group are connected in parallel, the function of a normal semiconductor cell is not impaired by a failed semiconductor cell or electrical connection part. Moreover, since the series connection mechanism is composed of one or more metal conductive members, the structure of the series connection mechanism is simplified.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1、図2には粒状の受光用半導体セルとしての球状ソーラセル1,11が示されている。図1に示す球状ソーラセル1は、抵抗率が1Ωm程度のp形シリコン単結晶からなる直径が約0.6〜2.0mmの球状結晶2を素材として形成される。この球状結晶2の下端に直径約0.6mmの平坦面3が形成され、この球状結晶2の表面部にリン(P)を拡散したn+ 形拡散層4(厚さ約0.4〜0.5μm)とpn接合5が形成されている。尚、前記平坦面3の直径0.6mmは直径2.0mmの球状結晶2の場合の大きさである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 show spherical solar cells 1 and 11 as granular light receiving semiconductor cells. The spherical solar cell 1 shown in FIG. 1 is formed from a spherical crystal 2 having a diameter of about 0.6 to 2.0 mm made of a p-type silicon single crystal having a resistivity of about 1 Ωm. A flat surface 3 having a diameter of about 0.6 mm is formed at the lower end of the spherical crystal 2, and an n + -type diffusion layer 4 (thickness of about 0.4-0) in which phosphorus (P) is diffused on the surface of the spherical crystal 2. .5 μm) and a pn junction 5 are formed. The diameter 0.6 mm of the flat surface 3 is the size of the spherical crystal 2 having a diameter of 2.0 mm.

球状結晶2の中心を挟んで対向する両端部には、1対の電極6,7(正極6と負極7)が設けられ、負極7が平坦面3に配置されている。正極6は球状結晶2に接続され、負極7はn+ 形拡散層4に接続されている。正極6と負極7を除く全表面にはSiO2 又はTiO2 の絶縁膜からなる反射防止膜8(厚さ約0.6〜0.7μm)が形成されている。正極6は例えばアルミニウムペーストを焼成して形成され、負極7は銀ペーストを焼成して形成される。 A pair of electrodes 6, 7 (positive electrode 6 and negative electrode 7) are provided on both ends facing each other across the center of the spherical crystal 2, and the negative electrode 7 is disposed on the flat surface 3. The positive electrode 6 is connected to the spherical crystal 2, and the negative electrode 7 is connected to the n + -type diffusion layer 4. An antireflection film 8 (thickness of about 0.6 to 0.7 μm) made of an insulating film of SiO 2 or TiO 2 is formed on the entire surface excluding the positive electrode 6 and the negative electrode 7. The positive electrode 6 is formed, for example, by baking an aluminum paste, and the negative electrode 7 is formed by baking a silver paste.

このような、球状ソーラセル1は、本発明者がWO98/15983号公報に提案した方法で球状結晶2を製作してから、平坦面3、n+ 形拡散層4、1対の電極6 ,7、反射防止膜8を形成することで製作することができる。球状結晶2を製作する場合、高さ約14mの落下チューブを採用し、原料としてのp形シリコンの粒を落下チューブの上端側の内部で加熱溶融してから自由落下させながら表面張力の作用で真球状を保持しつつ凝固させてほぼ真球状の球状結晶2を製作する。尚、球状結晶2は、落下チューブに依らずに、機械的な研磨方式などの方式により球状またはほぼ球状の結晶に形成してもよい。 Such a spherical solar cell 1 has a flat surface 3, an n + -type diffusion layer 4, and a pair of electrodes 6, 7 after the spherical crystal 2 is manufactured by the method proposed by the present inventor in WO 98/15983. The antireflection film 8 can be formed. When manufacturing the spherical crystal 2, a drop tube with a height of about 14 m is adopted, and the surface tension is applied while free-falling the p-type silicon grains as a raw material by heating and melting inside the top end of the drop tube. While maintaining the true spherical shape, it is solidified to produce a substantially true spherical crystal 2. The spherical crystal 2 may be formed into a spherical or almost spherical crystal by a method such as a mechanical polishing method without depending on the dropping tube.

前記平坦面3は、球状結晶2の一部を機械的に研磨して形成することができる。この平坦面3を形成するため、球状結晶2が転がりにくくなり、真空ピンセットにて吸着可能となり、正極6と負極7とを識別可能となる。次に、n+ 形拡散層4を形成する場合は、球状結晶2のの頂部の一部をマスキングした状態で、n形不純物としてのリン(P)を公知の方法又は前記公報に開示した方法で球状結晶2の表面に拡散させる。1対の電極6,7、反射防止膜8も公知の方法又は前記公報に開示した方法で形成することができる。この球状ソーラセル1は、光電変換機能を有し、太陽光を受光して0.5〜 0.6Vの光起電力を発生する。 The flat surface 3 can be formed by mechanically polishing a part of the spherical crystal 2. Since the flat surface 3 is formed, the spherical crystal 2 is difficult to roll, and can be adsorbed by vacuum tweezers, and the positive electrode 6 and the negative electrode 7 can be distinguished. Next, in the case of forming the n + -type diffusion layer 4, phosphorus (P) as an n-type impurity is a known method or a method disclosed in the above publication with a part of the top of the spherical crystal 2 being masked. To diffuse the surface of the spherical crystal 2. The pair of electrodes 6 and 7 and the antireflection film 8 can also be formed by a known method or the method disclosed in the above publication. The spherical solar cell 1 has a photoelectric conversion function, receives sunlight and generates a photovoltaic power of 0.5 to 0.6V.

図2に示す球状ソーラセル11は、図1に示す球状ソーラセル1と比べて、n+ 形拡散層14と1対の電極16,17の位置を逆に構成したものであり、ほぼ同様の構造である。この球状ソーラセル11は、p形シリコン単結晶からなる球状結晶12、平坦面13、n+ 形拡散層14、pn接合15、正極16と負極17とからなる1対の電極16,17、反射防止膜18を有し、これらは前記球状ソーラセル1における球状結晶2、平坦面3、n+ 形拡散層4、pn接合5、1対の電極6,7、反射防止膜8と同様のものであり、同様に製作又は形成することができる。 The spherical solar cell 11 shown in FIG. 2 is constructed by reversing the positions of the n + -type diffusion layer 14 and the pair of electrodes 16 and 17 as compared with the spherical solar cell 1 shown in FIG. is there. This spherical solar cell 11 includes a spherical crystal 12 made of p-type silicon single crystal, a flat surface 13, an n + -type diffusion layer 14, a pn junction 15, a pair of electrodes 16 and 17 made of a positive electrode 16 and a negative electrode 17, and antireflection. The film 18 is the same as the spherical crystal 2, the flat surface 3, the n + -type diffusion layer 4, the pn junction 5, the pair of electrodes 6 and 7, and the antireflection film 8 in the spherical solar cell 1. Can be similarly produced or formed.

次に、前記の2種類の球状ソーラセル1,11の何れか一方又は両方を用いて半導体モジュールとしてのパネル状のソーラモジュールを構成することができる。そこで、本実施例では球状ソーラセル11を採用したソーラモジュール20の構造について、図3〜図6に基づいて説明する。   Next, a panel-shaped solar module as a semiconductor module can be configured by using one or both of the two types of spherical solar cells 1 and 11. Therefore, in this embodiment, the structure of the solar module 20 employing the spherical solar cell 11 will be described with reference to FIGS.

このソーラモジュール80は、第1,第2シート体81,82、これらのシート体81,82の間に組み込んだ3群の72個の球状ソーラセル11、各群の球状ソーラセル11を並列接続する並列接続機構、各群の24個の球状ソーラセル11とそれに隣接する群の24個の球状ソーラセル11を直列接続する直列接続機構などから構成されている。   The solar module 80 includes first and second sheet bodies 81 and 82, three groups of 72 spherical solar cells 11 incorporated between the sheet bodies 81 and 82, and a parallel connection in which the groups of spherical solar cells 11 are connected in parallel. The connection mechanism includes 24 series solar cells 11 in each group and 24 series solar cells 11 in groups adjacent to the connection mechanism.

各群の24個の球状ソーラセル11は、正極16を下に負極17を上にした状態で6行4列のマトリックス状に配置され、第1,第2シート体81,82の導電膜83〜86により並列接続されている。中央の群の左側には1列6個の球状導電体87が配置され、右側の群の左側には1列6個の球状導電体87が配置され、右側の群の球状ソーラセル11と中央の群の球状ソーラセル11は6個の球状導電体87により直列接続され、中央の群の球状ソーラセル11と左側の群の球状ソーラセル11は6個の球状導電体87により直列接続されている。尚、導電膜83〜86が「導電膜部材」に相当し、球状導電体87が「金属製導電部材」に相当する。   The 24 spherical solar cells 11 in each group are arranged in a matrix of 6 rows and 4 columns with the positive electrode 16 facing down and the negative electrode 17 facing up, and the conductive films 83 to 83 of the first and second sheet bodies 81 and 82 are arranged. 86 are connected in parallel. Six rows of spherical conductors 87 are arranged on the left side of the central group, and six rows of spherical conductors 87 are arranged on the left side of the right group. The spherical solar cells 11 in the group are connected in series by six spherical conductors 87, and the spherical solar cell 11 in the center group and the spherical solar cell 11 in the left group are connected in series by six spherical conductors 87. The conductive films 83 to 86 correspond to “conductive film member”, and the spherical conductor 87 corresponds to “metal conductive member”.

第1シート体81は、その上面側にピラミッドカットを形成したガラス板で構成されている。第2シート体82はガラスエポキシなどFRP製のプリント基板で構成されている。図3は第1シート体81を上下逆にして図示したものであり、この第1シート体81の内面には、金属酸化物の透明な導電性薄膜からなる3つの導電膜83が形成されている。 図4に示すように、第2シート体82の内面には、光反射機能のある4つの導電膜84〜86が形成されている。この導電膜84〜86は、表面に微細な凹凸を形成した銅箔の表面に銀メッキを施したものである。   The 1st sheet | seat body 81 is comprised with the glass plate which formed the pyramid cut on the upper surface side. The second sheet body 82 is composed of a printed circuit board made of FRP such as glass epoxy. FIG. 3 shows the first sheet body 81 upside down. On the inner surface of the first sheet body 81, three conductive films 83 made of a transparent conductive thin film of metal oxide are formed. Yes. As shown in FIG. 4, four conductive films 84 to 86 having a light reflecting function are formed on the inner surface of the second sheet body 82. The conductive films 84 to 86 are obtained by performing silver plating on the surface of a copper foil having fine irregularities formed on the surface.

第2シート体82の左端部には、導電膜84に接続された正極端子88であって第2シート体82を貫通するピン状の正極端子88が形成されている。第2シート体82の右端部には、導電膜86に接続された負極端子89であって第2シート体82を貫通するピン状の負極端子89が形成されている。第1シート体81の導電膜83と第2シート体82の導電膜86との間には、正極端子88からソーラモジュール80へ電流が逆流するのを防止する球状ダイオード90が接続されている。   At the left end portion of the second sheet body 82, a positive electrode terminal 88 that is connected to the conductive film 84 and penetrates the second sheet body 82 is formed. At the right end portion of the second sheet body 82, a negative electrode terminal 89 connected to the conductive film 86 and a pin-like negative electrode terminal 89 penetrating the second sheet body 82 is formed. Between the conductive film 83 of the first sheet body 81 and the conductive film 86 of the second sheet body 82, a spherical diode 90 that prevents a current from flowing backward from the positive terminal 88 to the solar module 80 is connected.

球状導電体87は、鉄合金の小さな球体の表面に銀メッキを施し、上下両端に1対の電極(但し、これは省略可能である)を形成したもので、球状導電体87の高さ(厚さ)は、第1,第2シート体81,82間の間隔と同じ、つまり、端球状ソーラセル11の高さと同じになっている。   The spherical conductor 87 is obtained by silver-plating the surface of a small sphere of iron alloy and forming a pair of electrodes on the upper and lower ends (however, this can be omitted). The height of the spherical conductor 87 ( (Thickness) is the same as the interval between the first and second sheet bodies 81, 82, that is, the height of the end spherical solar cell 11.

図6に示すように、球状ダイオード90は、p形シリコンからなる球状結晶95、n形拡散層96、ほぼ半球面状のpn接合97、1対の電極91,92(陽極91と陰極92)、陰極92側の上半分を覆う金属膜92a、絶縁膜98を有するものである。尚、球状ダイオード90の陽極91は導電膜86に接続されている。   As shown in FIG. 6, the spherical diode 90 includes a spherical crystal 95 made of p-type silicon, an n-type diffusion layer 96, a substantially hemispherical pn junction 97, and a pair of electrodes 91 and 92 (anode 91 and cathode 92). And a metal film 92a and an insulating film 98 covering the upper half of the cathode 92 side. The anode 91 of the spherical diode 90 is connected to the conductive film 86.

次に、このソーラモジュール80を製作する方法について簡単に説明する。
最初に、第1,第2シート体81,82と、72個の球状ソーラセル11と、12個の球状導電体87と、球状ダイオード90などを予め準備する。次に、第1シート体81の内面に導電膜83を形成すると共に、第2シート体82の内面に導電膜84〜86を形成し、正極端子88と負極端子89も形成する。次に、第2シート体82の各導電膜84,85に6行4列の24個の球状ソーラセル11を配置して各球状ソーラセル11の正極16を導電膜84,85に導電性接着剤により接着する。また、導電膜86の中央部に球状ダイオード90を配置してその陽極91を導電性接着剤により導電膜86に接着する。
Next, a method for manufacturing the solar module 80 will be briefly described.
First, first and second sheet bodies 81 and 82, 72 spherical solar cells 11, 12 spherical conductors 87, a spherical diode 90, and the like are prepared in advance. Next, the conductive film 83 is formed on the inner surface of the first sheet body 81, the conductive films 84 to 86 are formed on the inner surface of the second sheet body 82, and the positive electrode terminal 88 and the negative electrode terminal 89 are also formed. Next, 24 spherical solar cells 11 in 6 rows and 4 columns are arranged on the conductive films 84 and 85 of the second sheet 82, and the positive electrode 16 of each spherical solar cell 11 is applied to the conductive films 84 and 85 with a conductive adhesive. Glue. In addition, a spherical diode 90 is disposed at the center of the conductive film 86, and the anode 91 is bonded to the conductive film 86 with a conductive adhesive.

次に、全部のソーラセル11の負極17と、全部の球状導電体87の頂部と、球状ダイオード90の陰極92に導電性接着剤を塗布する。そして、第2シート体82の内面の外周部にシーラント93を貼り付け、開口部93aを形成する。この状態で、正規の姿勢にした第1シート体81を第2シート体82の上方から対向させて接近させ、第1シート体81の各導電膜83を対応する各群の球状ソーラセル11の負極17に接着し、各列の球状導電体87の頂部を対応する導電膜83に接着する。   Next, a conductive adhesive is applied to the negative electrodes 17 of all the solar cells 11, the tops of all the spherical conductors 87, and the cathodes 92 of the spherical diodes 90. And the sealant 93 is affixed on the outer peripheral part of the inner surface of the 2nd sheet | seat body 82, and the opening part 93a is formed. In this state, the first sheet body 81 in a normal posture is brought close to and opposed from above the second sheet body 82, and each conductive film 83 of the first sheet body 81 is made to correspond to the negative electrode of the spherical solar cell 11 of each group. 17 and the top of each row of spherical conductors 87 is bonded to the corresponding conductive film 83.

そして、シーラント93を第1シート体81に接着させた状態でシーラント93を加熱して硬化させる。その後、シーラント93の開口部93aからアクリル樹脂などの透明合成樹脂の融液を内部に充填し、それを硬化させて透明充填材94とする。こうして、ソーラモジュール80が完成する。   Then, the sealant 93 is heated and cured in a state where the sealant 93 is adhered to the first sheet body 81. Thereafter, a melt of a transparent synthetic resin such as an acrylic resin is filled inside from the opening 93 a of the sealant 93 and is cured to obtain a transparent filler 94. In this way, the solar module 80 is completed.

次に、このソーラモジュール80の作用、効果について説明する。
このソーラモジュール80においては、各群の24個の球状ソーラセル11は上下に対向する導電膜83,84;83,85;83,85により並列接続され、左側の群の球状ソーラセル11と中央の群の球状ソーラセル11は6個の球状導電体87により直列接続され、中央の群の球状ソーラセル11と右側の群の球状ソーラセル11は6個の球状導電体87により直列接続されている。
Next, the operation and effect of the solar module 80 will be described.
In this solar module 80, the 24 spherical solar cells 11 of each group are connected in parallel by vertically conductive films 83, 84; 83, 85; 83, 85, and the left side of the spherical solar cells 11 and the central group. The spherical solar cells 11 are connected in series by six spherical conductors 87, and the central group of spherical solar cells 11 and the right group of spherical solar cells 11 are connected in series by six spherical conductors 87.

このように、このソーラモジュール80では、72個のソーラセル、第1,第2シート体81,82、これらシート体81,82の各内面に形成された3群のソーラセル11に対応する導電膜83〜86、各群の24個のソーラセル11と隣接する群の24個のソーラセル11とを直列接続する6個の球状導電体87などで構成されるため、ソーラモジュール80の構造が簡単化し、製造技術も簡単になり、製造コストを低減できる。   As described above, in the solar module 80, the 72 solar cells, the first and second sheet bodies 81 and 82, and the conductive films 83 corresponding to the three groups of solar cells 11 formed on the inner surfaces of the sheet bodies 81 and 82 are provided. ˜86, because it is composed of six spherical conductors 87 that connect 24 solar cells 11 in each group and 24 solar cells 11 in adjacent groups in series, the structure of the solar module 80 is simplified and manufactured. Technology is also simplified and manufacturing costs can be reduced.

特に、72個のソーラセル11の導電方向を1対のシート体81,82の主面と直交する所定方向に揃えるため、ソーラモジュール80の製造が簡単になる。各群の24個のソーラセル11が並列接続されているため、故障したソーラセル11や電気的接続部により正常なソーラセル11の機能が損なわれることがない。しかも、直列接続機構を6個の球状導電体87で構成するため、直列接続機構の構造が簡単になる。   In particular, since the conductive directions of the 72 solar cells 11 are aligned in a predetermined direction orthogonal to the main surfaces of the pair of sheet bodies 81 and 82, the solar module 80 can be manufactured easily. Since the 24 solar cells 11 of each group are connected in parallel, the function of the normal solar cell 11 is not impaired by the failed solar cell 11 or the electrical connection portion. Moreover, since the series connection mechanism is composed of the six spherical conductors 87, the structure of the series connection mechanism is simplified.

第1シート体81に入射する外来光が球状ソーラセル11に到達すると、各群の球状ソーラセル11が約0.6Vの光起電力を発生し、その光起電力(約1.8V)により発生した電流は正極端子88からバッテリや外部負荷へ出力される。このソーラモジュール80では、各群に複数行複数列の球状ソーラセル11を設けるため、ソーラモジュール80の全体では、必要に応じて、出力電流を多くし、出力電圧を低く抑えることができる。   When extraneous light incident on the first sheet 81 reaches the spherical solar cell 11, the spherical solar cells 11 of each group generate a photovoltaic power of about 0.6V, and are generated by the photovoltaic power (about 1.8V). The current is output from the positive terminal 88 to the battery or an external load. In the solar module 80, since the spherical solar cells 11 having a plurality of rows and a plurality of columns are provided in each group, the entire solar module 80 can increase the output current and keep the output voltage low as necessary.

但し、このソーラモジュール80を複数個直列接続することで、出力電圧も高くすることが可能である。また、逆流防止用のダイオード90を組み込んであるため、外部からソーラモジュール80の正極端子88へ流入する逆電流を確実に防止し、逆電流によるソーラセル11の破壊を確実に防止することができる。   However, the output voltage can be increased by connecting a plurality of solar modules 80 in series. Moreover, since the diode 90 for backflow prevention is incorporated, it is possible to reliably prevent the reverse current flowing from the outside to the positive terminal 88 of the solar module 80 and to prevent the solar cell 11 from being destroyed due to the reverse current.

このソーラモジュール80では、1種類の球状ソーラセル11を採用しているので、また、全部の半導体セル11の導電方向を1対のシート体81,82と直交する所定の方向に揃えてあるため、球状ソーラセル11の製作と、ソーラモジュール80の組立ての面で有利である。各群に複数行複数列の球状ソーラセル11を設けるため、導電膜83〜85の構造が簡単になる。第2シート体82の導電膜84〜86は光反射機能を有するため、第1シート体81を通って入射した光が反射散乱され球状ソーラセル11に吸収され易くなる。   In this solar module 80, since one kind of spherical solar cell 11 is adopted, the conductive direction of all the semiconductor cells 11 is aligned in a predetermined direction orthogonal to the pair of sheet bodies 81, 82. This is advantageous in terms of manufacturing the spherical solar cell 11 and assembling the solar module 80. Since the plurality of rows and columns of spherical solar cells 11 are provided in each group, the structure of the conductive films 83 to 85 is simplified. Since the conductive films 84 to 86 of the second sheet 82 have a light reflecting function, the light incident through the first sheet 81 is reflected and scattered and easily absorbed by the spherical solar cell 11.

尚、第2シート体82を透明材料で構成し、第2シート体82の導線膜84〜86を透明な導電性の金属酸化物や合成樹脂で構成し、ソーラモジュール80の両面から受光する構造にすることも可能である。また、前記ソーラセル11の代わりにソーラセル1を採用したソーラモジュールに構成してもよい。或いは、ソーラモジュール80を曲面的にまげ得る可撓性の構造にしてもよい。前記各列の球状導電体87の代わりに、第1,第2シート体81,82の間の間隔とほぼ等しい厚さ(高さ寸法)を有する金属製の1つのロッドを適用することも可能であり、また、複数の球状ダイオード90を設けてもよい。更に、前記第1シート体81の代わりに、図7に示す第1シート体81Aを採用してもよい。この第1シート体81Aにおいては、3つの導電膜83の代わりに図示のような導電膜としての3組のプリント配線99(「導電膜部材」に相当する)が形成されている。   The second sheet 82 is made of a transparent material, and the conductive films 84 to 86 of the second sheet 82 are made of a transparent conductive metal oxide or synthetic resin, and receive light from both sides of the solar module 80. It is also possible to make it. Further, a solar module employing the solar cell 1 instead of the solar cell 11 may be used. Alternatively, the solar module 80 may have a flexible structure that can be bent like a curved surface. Instead of the spherical conductors 87 in each row, it is also possible to apply one metal rod having a thickness (height dimension) substantially equal to the distance between the first and second sheet bodies 81 and 82. In addition, a plurality of spherical diodes 90 may be provided. Furthermore, instead of the first sheet body 81, a first sheet body 81A shown in FIG. In this first sheet 81 </ b> A, three sets of printed wirings 99 (corresponding to “conductive film members”) as conductive films as shown in the figure are formed instead of the three conductive films 83.

次に、前記の実施形態や変更実施形態を変更する種々の例について説明する。
1〕図8,図9に示す粒状の球状ソーラセル100,110は、前記の球状ソーラセル1,11と同様の大きさで、同様の発電機能を有するものであるので、球状ソーラセル1,11と共に或いは球状ソーラセル1,11の代わりにソーラモジュールに適用することができる。
Next, various examples for modifying the above-described embodiment and modified embodiments will be described.
1] The granular spherical solar cells 100 and 110 shown in FIG. 8 and FIG. 9 have the same size as the spherical solar cells 1 and 11 and have the same power generation function. Instead of the spherical solar cells 1 and 11, it can be applied to a solar module.

図8に示すソーラセル100は、n形シリコン単結晶の球状結晶101、この球状結晶101の一端部に形成した平坦面102、p形拡散層103、pn接合104、平坦面102に形成した負極107、球状結晶101の中心を挟んで負極107に対向する正極106、絶縁膜からなる反射防止膜105などを有する。   A solar cell 100 shown in FIG. 8 includes an n-type silicon single crystal spherical crystal 101, a flat surface 102 formed at one end of the spherical crystal 101, a p-type diffusion layer 103, a pn junction 104, and a negative electrode 107 formed on the flat surface 102. And a positive electrode 106 facing the negative electrode 107 across the center of the spherical crystal 101, an antireflection film 105 made of an insulating film, and the like.

図9に示す球状ソーラセル110は、p形シリコン単結晶の球状結晶111、この球状結晶111の両端部に形成した大きさの異なる平坦面112,113、n形拡散層114、pn接合115、大きい方の平坦面112に形成した正極117、球状結晶111の中心を挟んで正極117に対向し小さい方の平坦面113に形成した負極118、絶縁膜からなる反射防止膜116などを有する。   A spherical solar cell 110 shown in FIG. 9 has a p-type silicon single crystal spherical crystal 111, flat surfaces 112 and 113 having different sizes formed at both ends of the spherical crystal 111, an n-type diffusion layer 114, a pn junction 115, and a large size. A positive electrode 117 formed on the flat surface 112, a negative electrode 118 formed on the smaller flat surface 113 facing the positive electrode 117 across the center of the spherical crystal 111, an antireflection film 116 made of an insulating film, and the like.

2〕図10に示す粒状の円柱状ソーラセル120は、前記の球状ソーラセル1,11と同様の大きさで、同様の発電機能を有するものであるので、球状ソーラセル1,11と共に或いは球状ソーラセル1,11の代わりにソーラモジュールに適用することができる。この円柱状ソーラセル120は、1Ωm程度の抵抗率のp形シリコンからなる直径が1.5mmの円柱体を素材として製作されるものである。この円柱状ソーラセル120は、p形シリコンからなる円柱状結晶121、n形拡散層122、pn接合123、p+ 形拡散層124、円柱状ソーラセル120の軸心方向の両端に設けられた1対の電極125,126(正極125と負極126)、絶縁膜からなる反射防止膜127などを有するものである。 2] Since the granular cylindrical solar cell 120 shown in FIG. 10 has the same size as the spherical solar cells 1 and 11 and has the same power generation function, the spherical solar cells 1 and 11 or the spherical solar cells 1 and 11 are used. 11 can be applied to a solar module. This cylindrical solar cell 120 is manufactured from a cylindrical body made of p-type silicon having a resistivity of about 1 Ωm and having a diameter of 1.5 mm. The cylindrical solar cell 120 includes a pair of cylindrical crystals 121 made of p-type silicon, an n-type diffusion layer 122, a pn junction 123, a p + -type diffusion layer 124, and both ends of the cylindrical solar cell 120 in the axial direction. Electrodes 125 and 126 (positive electrode 125 and negative electrode 126), an antireflection film 127 made of an insulating film, and the like.

3〕前記のソーラモジュールは受光用半導体モジュールの例であるが、前記のソーラモジュールにおける球状ソーラセル1,11の代わりに電光変換により発光する粒状の発光ダイオード(LED)であって前記球状ソーラセル1,11と同様の構造の発光ダイオードを組み込むことにより、平面的に発光する発光用半導体モジュールを製作することができる。発光ダイオードの場合、p形結晶又は拡散層と接する電極が陽極となり、n形拡散層又は結晶と接する電極が陰極となり、陽極から陰極へ順方向に電流を流すと、pn接合近傍から結晶や拡散層の材料に応じた波長の光を発生し、外部へ放射する。   3] The solar module is an example of a light receiving semiconductor module, but instead of the spherical solar cells 1 and 11 in the solar module, a granular light emitting diode (LED) that emits light by electro-optic conversion, the spherical solar cell 1, By incorporating a light emitting diode having the same structure as that of No. 11, a light emitting semiconductor module that emits light in a planar manner can be manufactured. In the case of a light-emitting diode, the electrode in contact with the p-type crystal or diffusion layer becomes the anode, the electrode in contact with the n-type diffusion layer or crystal becomes the cathode, and when a forward current flows from the anode to the cathode, the crystal or diffusion from the vicinity of the pn junction. Light of a wavelength corresponding to the material of the layer is generated and emitted to the outside.

尚、本願の発明者がWO98/15983号公報に提案した球状発光ダイオードやそれに類似の構造の球状発光ダイオードも採用可能である。発光用半導体モジュールでは、透明な第1,第2シート体を用いて、両面から発光するモジュール、あるいは、透明な第1シート体と第1シート体の方へ光を反射する不透明な第2シート体を用いて片面へのみ発光するモジュール、などの形態が採用される。   Note that the spherical light emitting diode proposed by the inventor of the present application in WO98 / 15983 and a spherical light emitting diode having a similar structure can also be employed. In the light emitting semiconductor module, the transparent first and second sheet bodies are used to emit light from both sides, or the transparent first sheet body and the opaque second sheet that reflects light toward the first sheet body. A form such as a module that emits light only on one side using a body is adopted.

4〕前記ソーラモジュール80では、第1シート体81の外面にのみ多数の凸部やピラミッドカットを形成した場合を例にして説明したが、第2シート体82からも受光する場合には、第2シート体22の外面にも、第1シート体21の外面と同様に多数の凸部やピラミッドカットを形成してもよい。但し、前記ソーラモジュール80の第1シート体の表面のピラミッドカットは必須のものではなく、第1シート体81の表面を凹凸のない平面に形成してもよい。   4] In the solar module 80, the case where a large number of convex portions and pyramid cuts are formed only on the outer surface of the first sheet body 81 has been described as an example. However, when light is also received from the second sheet body 82, A large number of convex portions and pyramid cuts may be formed on the outer surface of the two-sheet body 22 similarly to the outer surface of the first sheet body 21. However, the pyramid cut on the surface of the first sheet body of the solar module 80 is not indispensable, and the surface of the first sheet body 81 may be formed on a flat surface having no irregularities.

5〕前記球状ソーラセル1,11は、シリコンの半導体で製作した受光用半導体セルを例にして説明したが、SiGe,GaAs及びその化合物、InP及びその化合物、CuInSe2 及びその化合物、CdTe及びその化合物、などの半導体で光電変換機能のある受光用半導体セルを構成することもできる。或いは、発光用半導体セルを組み込んで発光用半導体モジュールを構成する場合には、GaAs及びその化合物、InP及びその化合物、GaP及びその化合物、GaN及びその化合物、SiC及びその化合物、などの半導体で電光変換機能のある発光用半導体セルを構成することもできる。 5] The spherical solar cells 1 and 11 have been described with reference to a light receiving semiconductor cell made of a silicon semiconductor. However, SiGe, GaAs and a compound thereof, InP and a compound thereof, CuInSe 2 and a compound thereof, CdTe and a compound thereof. It is also possible to constitute a light receiving semiconductor cell having a photoelectric conversion function with a semiconductor such as. Alternatively, when a semiconductor module for light emission is configured by incorporating a semiconductor cell for light emission, it is light-emitting with a semiconductor such as GaAs and its compound, InP and its compound, GaP and its compound, GaN and its compound, SiC and its compound, etc. A light emitting semiconductor cell having a conversion function can also be formed.

6〕前記第2シート体82をプリント基板や、セラミック配線基板や、金属配線ガラス基板で構成してもよく、透明ガラス板で構成してもよい。   6] The second sheet body 82 may be constituted by a printed board, a ceramic wiring board, a metal wiring glass board, or a transparent glass plate.

7〕前記導電性接着剤の代わりに、半だや、インジウム合金を採用してもよい。前記充填材94は必須のもではなく、省略してもよい。前記逆流防止用球状ダイオード90は必須のものではなく、省略してもよい。   7] Instead of the conductive adhesive, an indium alloy may be used. The filler 94 is not essential and may be omitted. The backflow preventing spherical diode 90 is not essential and may be omitted.

本発明の実施例に係る球状ソーラセルの断面図である。It is sectional drawing of the spherical solar cell which concerns on the Example of this invention. 別の球状ソーラセルの断面図である。It is sectional drawing of another spherical solar cell. ソーラモジュールの第1シート体の裏面図である。It is a back view of the 1st sheet | seat body of a solar module. 第2シート体の平面図である。It is a top view of the 2nd sheet object. ソーラモジュールの断面図である。It is sectional drawing of a solar module. 球状ダイオードの断面図である。It is sectional drawing of a spherical diode. 変更例に係る第1シート体の裏面図である。It is a reverse view of the 1st sheet | seat body which concerns on the example of a change. 別の球状ソーラセルの断面図である。It is sectional drawing of another spherical solar cell. 別の球状ソーラセルの断面図である。It is sectional drawing of another spherical solar cell. 円柱状ソーラセルの断面図である。It is sectional drawing of a cylindrical solar cell.

符号の説明Explanation of symbols

80 ソーラモジュール
1,11 球状ソーラセル
81 第1シート体
82 第2シート体
6,7,16,17 電極
91,92,106,107 電極
117,118 電極
100,110 球状ソーラセル
120 円柱状ソーラセル
80 Solar module 1, 11 Spherical solar cell 81 First sheet body 82 Second sheet body 6, 7, 16, 17 Electrode 91, 92, 106, 107 Electrode 117, 118 Electrode 100, 110 Spherical solar cell 120 Cylindrical solar cell

Claims (9)

光透過性の絶縁材料製の第1シート体と、この第1シート体に平行に対向させた絶縁材料製の第2シート体とを含む1対のシート体と、これらシート体の間に複数群にグループ化して配設された複数の粒状の半導体セルとを備え、
前記の各半導体セルは、粒状のp形又はn形の半導体結晶と、半導体結晶の表層部に形成されたpn接合と、半導体結晶の両端に相対向状に形成されpn接合の両端に接続された1対の電極を備えると共に発光又は受光機能を有し、
前記複数の半導体セルは、1対の電極を結ぶ導電方向を1対のシート体と直交する所定の方向に揃えた状態に配設され、
前記第2シート体と対向する第1シート体の内面に、複数群の半導体セルの電極に電気的に接続可能な複数の膜状の導電膜部材が形成され、
前記第1シート体と対向する第2シート体の内面に、複数群の半導体セルの電極に電気的に接続可能な複数の導電膜部材が形成され、
第1,第2シート体の内面の各群に対応する導電膜部材を介して各群の複数の半導体セルを並列接続する複数組の並列接続機構を設け、
各群の複数の半導体セルとそれに隣接する群の複数の半導体セルを直列接続する直列接続機構を設け、
前記直列接続機構は、第1シート体の導電膜部材と第2シート体の導電膜部材とを電気的に接続する1又は複数の金属製導電部材であって第1,第2シート体間の間隔とほぼ同じ厚さの1又は複数の金属製導電部材で構成された、
ことを特徴とする発光又は受光用半導体モジュール。
A pair of sheet bodies including a first sheet body made of a light transmissive insulating material and a second sheet body made of an insulating material opposed in parallel to the first sheet body, and a plurality of sheets between the sheet bodies A plurality of granular semiconductor cells arranged in groups, and
Each of the semiconductor cells includes a granular p-type or n-type semiconductor crystal, a pn junction formed in a surface layer portion of the semiconductor crystal, and formed opposite to each other at both ends of the semiconductor crystal and connected to both ends of the pn junction. A pair of electrodes and a light emitting or receiving function,
The plurality of semiconductor cells are arranged in a state in which a conductive direction connecting a pair of electrodes is aligned with a predetermined direction orthogonal to the pair of sheet bodies,
On the inner surface of the first sheet body facing the second sheet body, a plurality of film-like conductive film members that can be electrically connected to the electrodes of the plurality of groups of semiconductor cells are formed,
A plurality of conductive film members that can be electrically connected to the electrodes of a plurality of groups of semiconductor cells are formed on the inner surface of the second sheet body facing the first sheet body,
Providing a plurality of sets of parallel connection mechanisms for connecting in parallel a plurality of semiconductor cells of each group via conductive film members corresponding to each group of the inner surfaces of the first and second sheet bodies;
A series connection mechanism for connecting a plurality of semiconductor cells in each group and a plurality of semiconductor cells in a group adjacent thereto in series,
The series connection mechanism is one or a plurality of metal conductive members that electrically connect the conductive film member of the first sheet body and the conductive film member of the second sheet body, between the first and second sheet bodies. Consists of one or more metal conductive members having the same thickness as the interval,
A semiconductor module for light emission or light reception characterized by the above.
前記各半導体セルが光電変換を伴う受光機能を有し、前記第1シート体の受光側の外表面に微細な多数のピラミッドカット又は凹凸を形成したことを特徴とする請求項1に記載の発光又は受光用半導体モジュール。   2. The light emitting device according to claim 1, wherein each of the semiconductor cells has a light receiving function accompanied by photoelectric conversion, and a large number of fine pyramid cuts or irregularities are formed on an outer surface on a light receiving side of the first sheet body. Or a light receiving semiconductor module. 前記各半導体セルが電光変換を伴う発光機能を有することを特徴とする請求項1に記載の発光又は受光用半導体モジュール。   The semiconductor module for light emission or light reception according to claim 1, wherein each of the semiconductor cells has a light emission function accompanied by electro-optic conversion. 前記粒状の半導体セルが球状の半導体セルであることを特徴とする請求項1に記載の発光又は受光用半導体モジュール。   The light emitting or receiving semiconductor module according to claim 1, wherein the granular semiconductor cell is a spherical semiconductor cell. 前記粒状の半導体セルが円柱状の半導体セルであることを特徴とする請求項1に記載の発光又は受光用半導体モジュール。   The light emitting or receiving semiconductor module according to claim 1, wherein the granular semiconductor cell is a cylindrical semiconductor cell. 前記第2シート体が光透過性のシート体からなることを特徴とする請求項1にさ記載の発光又は受光用半導体モジュール。   The light emitting or light receiving semiconductor module according to claim 1, wherein the second sheet body is made of a light transmissive sheet body. 前記第1シート体がガラス製のシート体からなることを特徴とする請求項1に記載の発光又は受光用半導体モジュール。   The light emitting or light receiving semiconductor module according to claim 1, wherein the first sheet body is made of a glass sheet body. 前記1対のシート体は合成樹脂製のフレキシブルなシート体からなることを特徴とする請求項1に記載の発光又は受光用半導体モジュール。   2. The semiconductor module for light emission or light reception according to claim 1, wherein the pair of sheet bodies are made of a synthetic resin flexible sheet body. 前記1対のシート体の間の複数の半導体セルの間の空間に絶縁性の透明合成樹脂が充填されたことを特徴とする請求項1に記載の発光又は受光用半導体モジュール。   The light emitting or receiving semiconductor module according to claim 1, wherein an insulating transparent synthetic resin is filled in a space between the plurality of semiconductor cells between the pair of sheet bodies.
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