JP2007059923A

JP2007059923A - 発光又は受光用半導体モジュール

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Publication number: JP2007059923A
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Inventors: Joyu Nakada; 仗祐中田
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Abstract

【課題】半導体モジュール構造を簡単化し、製造コストを低減すること、複数の半導体セルを並列接続する構造と、各群の複数の半導体セルと隣接群の複数の半導体セルを直列接続する構造を簡単化する。
【解決手段】１対のシート体８１，８２と、これらの間に複数群に配置した複数の粒状の半導体セル１１とを備え、各半導体セルは、ｐｎ接合の両端に接続された１対の電極１６，１７を備え、且つ発光又は受光機能を有し、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方向に揃えた状態にし、第１，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膜状の導電膜部材８４〜８６が夫々形成され、その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機構を構成した。
【選択図】図５

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。

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。

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。

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。

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。

米国特許第３，９９８，６５９号公報米国特許第４，０２１，３２３号公報米国特許第４，５８３，５８８号公報米国特許第５，４６９，０２０号公報国際公開ＷＯ９８／１５９８３号公報国際公開ＷＯ９９／１０９３５号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施例に係る球状ソーラセルの断面図である。別の球状ソーラセルの断面図である。ソーラモジュールの第１シート体の裏面図である。第２シート体の平面図である。ソーラモジュールの断面図である。球状ダイオードの断面図である。変更例に係る第１シート体の裏面図である。別の球状ソーラセルの断面図である。別の球状ソーラセルの断面図である。円柱状ソーラセルの断面図である。

符号の説明

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

Claims

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。