(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の粒状の光電変換機能又は電光変換機能を有する半導体素子を組み込んだ受光又は発光用デバイスにおいて、
前記各半導体素子は、ｐ形又はｎ形の半導体製の球状の素子本体と、この素子本体の表面部に形成されたほぼ球面状のｐｎ接合と、半導体素子の両端部にスポット状に形成され且つｐｎ接合の両端に電気的に接続された正負の電極とを有し、
複数の半導体素子が同一平面上に複数列に整列されると共に、各列の複数の半導体素子が隣接する半導体素子との間に所定間隔あけて整列され、
前記複数列の複数の半導体素子における各対の正電極と負電極を結ぶ導電方向を列方向と直交方向に向けて揃え且つ前記同一平面と平行方向へ向けた状態に整列させ、且つ各列の複数の半導体素子の複数の正電極及び複数の負電極が夫々列方向１列に並ぶ状態に整列され、
前記列方向と平行に直線的に配設されて各列の複数の半導体素子の複数の正電極と複数の負電極とに夫々電気的に接続された複数対の導電性線材であって、各列の複数の半導体素子を並列接続すると共に、各列の複数の半導体素子をその列に隣接する列の複数の半導体素子に直列接続する可撓性のある複数対の金属製の導電性線材を設け、
複数列の全部の半導体素子と、複数対の導電性線材を埋め込み状に被覆する可撓性のある合成樹脂製の透明な被覆材を設け、
可撓性のあるパネル状に構成されたことを特徴とする受光又は発光用デバイス。
【請求項２】
前記半導体素子が受光素子からなり、太陽光を受光して光電変換する太陽電池パネルであることを特徴とする請求項１に記載の受光又は発光用デバイス。
【請求項３】
前記半導体素子が発光素子からなり、面発光する発光パネルであることを特徴とする請求項１に記載の受光又は発光用デバイス。
【請求項４】
前記被覆材の表面近傍部に、各列の半導体素子に対応する部分円柱状のレンズ部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の受光又は発光用デバイス。
【請求項５】
前記被覆材の少なくとも一方の表面に保護膜が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の受光又は発光用デバイス。
【請求項６】
前記被覆材の何れか一方の表面部分に、光を反射させる反射膜を設けたことを特徴とする請求項１に記載の受光又は発光用デバイス。
【請求項７】
複数の粒状の光電変換機能又は電光変換機能を有する半導体素子を複数列に並べて組み込んだ受光又は発光用デバイスを製造する方法において、
前記各半導体素子に、ｐ形又はｎ形の半導体製の球状の素子本体と、この素子本体の表面部に形成されたほぼ球面状のｐｎ接合と、半導体素子の両端部にスポット状に形成され且つｐｎ接合の両端に電気的に接続された正負の電極とを予め形成しておき、
複数の半導体素子と、複数対の導電性線材が仮止された仮止板と、複数対の導電性線材に対応する複数列の各々に複数の保持孔であって隣接する保持孔との間に所定間隔あけて位置する複数の保持孔を有する保持板を準備する第１工程と、
前記保持板を仮止板の開口部に嵌め、複数の保持孔に半導体素子を夫々載置し、各半導体素子の高さ方向中段位置を保持孔によって保持する第２工程と、
前記半導体素子の正負の電極を導電性線材に電気的に接続する第３工程と、
を備えたことを特徴とする受光又は発光用デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記第３工程において、半導体素子の１対の電極の表面に形成された低融点金属膜に加熱ビームを照射することで、１対の電極を導電性線材に電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載の受光又は発光用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粒状の受光又は発光用の半導体素子を線状の導電性部材によって電気的に接続してから、樹脂封止することにより変形可能で簡単に製作できる受光又は発光用デバイス及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池は、ｐ形半導体基盤の表面にｎ形拡散層を形成し、表面側に魚骨状の受光面電極を形成し、裏面側に裏面電極を形成し、全体を平板状のパネル構造に構成したものである。この平板状の太陽電池パネルでは、朝や夕方など太陽電池への太陽光の入射角度が大きくなると、表面での反射率が高くなり、太陽電池内部へ太陽光が入射する割合が低下する。
【０００３】
そこで、従来から、１〜２ｍｍ位の直径の球状の半導体セルからなるソーラセルを用いた太陽電池パネルが種々提案されている。例えば、本願発明者は、ＷＯ９８／１５９８３号公報に示すように、球状半導体素子からなるソーラセルや発光デバイスを提案した。これらのデバイスは、球状のｐ形又はｎ形の単結晶シリコンに拡散層とｐｎ接合と単結晶シリコンの中心を挟んだ両端に位置する１対の電極を形成してある。
【０００４】
前記の多数のソーラセルを、多数行多数列のマトリックス状に配置して、直並列接続し、透明な合成樹脂で埋め込み状に封止することで太陽電池パネルとなる。このソーラセルは、１対の電極が両端に形成されているため、複数のソーラセルを直列接続する上で有利であるが、複数のソーラセルをマトリックス状に整列させ、それらの多数のソーラセルを直並列状に接続することは簡単ではない。
【０００５】
例えば、本願発明者は２枚のプリント基板の間に複数のソーラセルをマトリックス状にサンドイッチ的に配置して直並列状に接続することを試みた。しかし、１対のプリント基板上に複数のソーラセルを精密に位置決めして多数の電極を接続し、その上に他の１枚のプリント基板を重ねて多数の電極を接続しなければならないので、太陽電池パネルの構造が複雑になり、大型化し、部品コスト、組立コストが高価になり、太陽電池パネルの製作コストが高価になる。
【０００６】
ここで、多数の球状のソーラセルをマトリックス状に配置した太陽電池パネルとして、種々の構造のものが提案されている。特開平６−１３６３３号公報には、２枚のアルミ箔を介して多数のソーラセルを並列接続した太陽電池パネルが提案されている。特開平９−１６２４３４号公報に記載の太陽電池パネル又は太陽電池シートにおいては、絶縁性の縦糸と、異なる金属被膜を形成した第１、第２横糸とでメッシュを構成し、ｐ形の球状単結晶シリコンの表面に拡散層を形成した球状素子を多数製作し、メッシュの各目に球状素子を配置し、第１横糸を拡散層に接続すると共に第２横糸を球状素子に接続し、それらを合成樹脂にて樹脂封止してある。
【特許文献１】ＷＯ９８／１５９８３号公報
【特許文献２】特開平６−１３６３３号公報
【特許文献３】特開平９−１６２４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この太陽電池パネルでは、特殊な構造のメッシュの製作が容易ではなく、製作コストも高価になる。しかも、球状素子が電極を備えていないため、第１の横糸をｐ形の球状素子と合金化しない物質でコートする必要があり、第２の横糸をｐ形の球状素子と合金化して非整流性接触が可能な物質でコーティングしなければならないため、第１、第２横糸を夫々コーティングする物質が制約され、製作コストを下げるのが難しい。第２の横糸とｐ形の球状素子とを合金化する際に加熱しているが、表面に形成されたｎ形拡散層のドナーが加熱により拡散する虞があるので、ドナーに用いる物質にも制約ができ、加熱温度の制御も困難である。
【０００８】
特開２００１−２１０８３４号公報に記載の光発電パネルにおいては、ｐ形又はｎ形の球状結晶シリコンの表面に拡散層を形成した球状素子を多数製作し、プリント基板に形成した多数の孔に球状素子を嵌め込んで、プリント配線を多数の球状素子の拡散層に接続し、その後プリント基板の裏面側において多数の球状素子の拡散層をエッチングにて除去し、その多数の球状素子を組み込んだプリント基板を別のプリント基板上に載置して、各球状素子の球状結晶をプリント配線に接続する。
【０００９】
しかし、この光発電パネルでは、多数の球状発電素子が並列接続されるため、１枚の光発電パネルの起電力を高めることはできないし、２対のプリント基板を採用するため、部品のコスト、組立てコストが高価になり、光発電パネルの製作コストも高価になる。２枚のプリント基板を採用するため、パネル剛性が高くなりやすく、可撓性のある光発電パネルを構成することが難しくなる。
【００１０】
上記の何れも、球径を小さくするほど電極間の間隔が小さくなり小形化するのが難しくなる。また、球状発光素子は、独立した電極がないためプリント配線に接続する前に単独で良否判別のテストが不可能である。
【００１１】
本発明の目的は、両端部にスポット状に設けられた１対の独立した電極を有する多数の粒状半導体素子を導電性線材によって接続した受光又は発光用デバイスを提供すること、可撓性のある受光又は発光用デバイスを提供すること、導電性線材の材質の制約が少ない受光又は発光用デバイスを提供すること、多数の粒状半導体素子を並列接続や直並列接続により接続することのできる受光又は発光用デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
請求項１の受光又は発光用デバイスは、複数の粒状の光電変換機能又は電光変換機能を有する半導体素子を組み込んだ受光又は発光用デバイスにおいて、前記各半導体素子は、ｐ形又はｎ形の半導体製の球状の素子本体と、この素子本体の表面部に形成されたほぼ球面状のｐｎ接合と、半導体素子の両端部にスポット状に形成され且つｐｎ接合の両端に電気的に接続された正負の電極とを有し、複数の半導体素子が同一平面上に複数列に整列されると共に、各列の複数の半導体素子が隣接する半導体素子との間に所定間隔あけて整列され、前記複数列の複数の半導体素子における各対の正電極と負電極を結ぶ導電方向を列方向と直交方向に向けて揃え且つ前記同一平面と平行方向へ向けた状態に整列させ、且つ各列の複数の半導体素子の複数の正電極及び複数の負電極が夫々列方向１列に並ぶ状態に整列され、前記列方向と平行に直線的に配設されて各列の複数の半導体素子の複数の正電極と複数の負電極とに夫々電気的に接続された複数対の導電性線材であって、各列の複数の半導体素子を並列接続すると共に、各列の複数の半導体素子をその列に隣接する列の複数の半導体素子に直列接続する可撓性のある複数対の金属製の導電性線材を設け、複数列の全部の半導体素子と、複数対の導電性線材を埋め込み状に被覆する可撓性のある合成樹脂製の透明な被覆材を設け、可撓性のあるパネル状に構成されたことを特徴とするものである。
【００１５】
この請求項１の発明には、必要に応じて次のような種々の構成を採用してもよい。
（ａ）前記半導体素子が受光素子からなり、太陽光を受光して光電変換する太陽電池パネルである。
（ｂ）前記半導体素子が発光素子からなり、面発光する発光パネルである。
（ｃ）前記被覆材の表面近傍部に、各列の半導体素子に対応する部分円柱状のレンズ部が形成される。
（ｄ）前記被覆材の少なくとも一方の表面に保護膜が形成される。
（ｅ）前記被覆材の何れか一方の表面部分に、光を反射させる反射膜を設ける。
【００１６】
請求項７の受光又は発光用デバイスの製造方法は、複数の粒状の光電変換機能又は電光変換機能を有する半導体素子を複数列に並べて組み込んだ受光又は発光用デバイスを製造する方法において、前記各半導体素子に、ｐ形又はｎ形の半導体製の球状の素子本体と、この素子本体の表面部に形成されたほぼ球面状のｐｎ接合と、半導体素子の両端部にスポット状に形成され且つｐｎ接合の両端に電気的に接続された正負の電極とを予め形成しておき、複数の半導体素子と、導電性線材が仮止された仮止板と、複数対の導電性線材に対応する複数列の各々に複数の保持孔であって隣接する保持孔との間に所定間隔あけて位置する複数の保持孔を有する保持板を準備する第１工程と、前記保持板を仮止板の開口部に嵌め、複数の保持孔に半導体素子を夫々載置し、各半導体素子の高さ方向中段位置を保持孔によって保持する第２工程と、前記半導体素子の正負の電極を導電性線材に電気的に接続する第３工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
尚、この製造方法の前記第３工程において、半導体素子の１対の電極の表面に形成された低融点金属膜に加熱ビームを照射することで、１対の電極を導電性線材に電気的に接続してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
請求項１の受光又は発光用デバイスによれば、複数の半導体素子が複数列に整列されており、各列の複数の半導体素子が可撓性のある１対の金属製の導電性線材で並列接続され、各列の複数の半導体素子とそのとなりの列の複数の半導体素子が前記導電性線材で直列接続され、全部の半導体素子と複数対の導電性線材を可撓性のある透明な被覆材で覆い、可撓性のあるパネル状に構成されるので、汎用性に優れる受光又は発光用パネル状デバイスが得られる。
【００２２】
請求項７の受光又は発光用デバイスの製造方法によれば、複数の保持孔を備えた保持板を、導電性線材が仮止された仮止板の開口部に嵌め、複数の保持孔に複数の半導体素子を載置して高さ方向中段位置を保持し、半導体素子の１対の電極を導電性線材に電気的に接続するので、前記のような種々の作用効果を奏する受光又は発光用デバイスを簡単にかつ比較的安価に製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
次に、本発明の実施形態に係る太陽電池パネルについて、図１〜図１１に基づいて説明する。この実施形態は受光デバイスとして平面状または平板状の太陽電池パネルに本発明を適用した場合の一例であり、この太陽電池パネルの製造方法と、その構造について説明する。
【００４１】
まず、第１工程において、仮止板１Ａと、保持板２Ａと、複数（例えば、１２００個）のソーラセル３を準備する。図１に示すように、仮止板１Ａは、１〜２ｍｍ程度の厚さの合成樹脂製の矩形状のもので、開口部５と、１対の突条６が形成されている。この仮止板１Ａは後工程において太陽電池パネル３０を被覆する被覆材３３（図８参照）と一体化されるため、被覆材３３と同じ軟質の合成樹脂で構成される。
【００４２】
可撓性と導電性を備えた導電性線材３１として、複数の正極線材３１ａと、複数の負極線材３１ｂが設けられ、これらは、１対の突条６の溝に仮止めされて図示のように平行に整列されている。各列の正極線材３１ａと、それに隣接する列の負極線材３１ｂとは、連結部３１ｃにより連結されている。複数の線材３１ａ，３１ｂの一端側部分は仮止用のテープ７で仮止されている。左端側の正極線材３１ａに連なる正極端子３４ａと、右端側の負極線材３１ｂに連なる負極端子３４ｂは、夫々、仮止用のテープ７ａにより仮止されている。
【００４３】
保持板２Ａは、硬質の合成樹脂で構成された１〜２ｍｍ程度の厚さのシート状のものであり、仮止板１Ａの開口部５に嵌め込まれる。この保持板２Ａには、１０行１２列のマトリックス状に１２００個の六角形の保持孔８が形成されている。各列の保持孔８は、対応する各組の線材３１ａ，３１ｂの間に位置している。
図２に示すように、粒状のソーラセル３は、ｐ形単結晶シリコンからなる例えば直径１．０〜１．５ｍｍの球状の素子本体１１と、この素子本体１１の表面部に例えばリン（Ｐ）を拡散したｎ形の拡散層１２（厚さ約０．５μｍ）と、素子本体１１と拡散層１２の境界に形成されたほぼ球面状のｐｎ接合１３と、素子本体１１のうちのｐｎ接合が形成されていない一端部に形成された平坦部１４と、素子本体１１の中心を挟む両端部にスポット状に設けられた１対の電極１５，１６（正極１５と負極１６）と、各電極１５，１６の表面に形成された半田被膜と、１対の電極１５，１６を除いて拡散層１２の表面に形成されたパッシベーション用のＳｉＯ2 の被膜１７（厚さ約０．４μｍ）とを有する。
このソーラセル３は、例えばＷＯ９８／１５９８３号公報に、本願の発明者が提案した方法で製作することができる。この製造方法においては、ｐ形シリコンの小片を溶融させて、落下チューブの上端部から自由落下させ、表面張力の作用で球形に保持しつつ落下する間に放射冷却で凝固させて真球状の単結晶シリコンを作る。その真球状の単結晶シリコンに、公知のエッチングやマスキングや拡散処理等の技術により、拡散層１２と、平坦部１４と、１対の電極１５，１６と、パッシベーション用の被膜１７とを形成する。
前記１対の電極１５，１６は、例えば夫々アルミニウムペースト、銀ペーストを焼成して形成するが、電極１５，１６の直径は約３００〜５００μｍであり、厚さは約２００〜３００μｍである。但し、電極１５，１６はメッキ法により形成してもよく、その他の方法で形成してもよい。各ソーラセル３は、光強度１００ｍＷ／ｃｍ2 の太陽光を受光すると開放電圧約０．６Ｖの光起電力を発生する。但し、ソーラセル３は、ｎ形シリコンの素子本体にｐ形の拡散層を形成し、前記同様の１対の電極やパッシベーション用の被膜を形成したものでもよい。
或いは、図３に示すように、ソーラセル３の平坦部１４を形成せずに真球状のままの素子本体１１ａに、拡散層１２ａ、ｐｎ接合１３ａ、電極１５ａ，１６ａ、ＳｉＯ2 の被膜１７ａなどを形成した球状のソーラセル３Ａを用いてもよい。
【００４４】
次に、第２工程において、図１に示すように、保持板２Ａを仮止板１Ａの開口部５に嵌め込み、次に図４に示すように、保持板２Ａの各保持孔８にソーラセル３における電極１５，１６を結ぶ導電方向を列方向と直交方向に向けて揃えた状態でソーラセル３を載置し、各ソーラセル３の電極１５を線材３１ａに密着させ、電極１６を線材３１ｂに密着させる。次に、第３工程において、加熱用ビームを照射することにより、各列のソーラセル３の電極１５，１６の半田被膜を正負の線材３１ａ，３１ｂに電気的に接続させる。
【００４５】
次に、第４工程において、図５〜図７に示すように、保持板２Ａを仮止板１Ａから取り外す。次に、図８、図９に示すように、仮止板１Ａに線材３１ａ，３１ｂを介して位置決め保持した多数のソーラセル３の上下両面に、透明な軟質の合成樹脂（例えば、ＥＶＡ樹脂、シリコーン樹脂など）の半溶融状態の液を約５００〜７００μｍの厚さにコーティングし、それらを成形機の所定の金型にセットし、適度な押圧力で圧縮成形することにより、線材３１ａ，３１ｂと全部のソーラセル３を埋め込み状に被覆する可撓性のある被覆材３３を形成する。
【００４６】
このとき、正負の端子３４ａ、３４ｂは被覆材３３により被覆しない。その後、正負の端子３４ａ、３４ｂを分断することなく、被覆材３３の外形輪郭線の位置で分断すると、図１０に示すような薄い板状またはシート状の太陽電池パネル３０が完成する。この太陽電池パネル３０では、各列の複数のソーラセル３のうち隣接するソーラセル３同士の間に所定の間隔があけられているため、可撓性のあるパネルに構成されている。被覆材３３の表面には、太陽光の受光性能を高めるために、各列に対応するように部分円柱状のレンズ部３５（図８参照）が形成されている。
【００４７】
このレンズ部３５は入射した太陽光を集光してソーラセル３へと入射させる。但し、この太陽電池パネル３０を所定の場所に設置して使用する場合には、レンズ部３５は片面にのみ形成してもよく、または、部分円柱状ではなく半球状のレンズ部を各ソーラセル３に対応するように形成してもよい。
【００４８】
この太陽電池パネル３０は、上方から入射する太陽光を受光して発電するように構成されているため、太陽電池パネル３０の上面が受光側の面であり、下面が反受光側の面である。この太陽電池パネル３０では、被覆材３３が軟質の合成樹脂で構成されているため可撓性を有する。この太陽電池パネル３０のソーラセル３をダイオード記号で図示すると、この太陽電池パネル３０の等価回路３６は図１１のようになる。各列のソーラセル３は、線材３１ａ、３１ｂによって並列接続され、各列のソーラセル３とそれに隣接する列のソーラセル３は連結部３１ｃにより直列接続されている。
【００４９】
この太陽電池パネル３０の作用、効果について説明する。
各ソーラセル３は、太陽光を受光すると約０．６Ｖの光起電力を発生するので、各列のソーラセル３も約０．６Ｖの光起電力を発生する。この太陽電池パネル３０においては、１２列のソーラセル３が直列接続されているため、最大の光起電力は約７．２Ｖである。尚、７．２Ｖ以上の光起電力が必要な場合には、複数の太陽電池パネル３０を各端子３４ａ、３４ｂを介して直列接続すればよい。また、光起電力の電流を大きくしたい場合には、複数の太陽電池パネル３０を並列接続すればよく、電圧も電流も大きくしたい場合には、複数の太陽電池パネル３０を直並列接続すればよい。
【００５０】
この太陽電池パネル３０は、家庭用のソーラ発電システム、自動車や電車や船舶等の移動体における種々のソーラ発電システム、電子機器や電気機器の為の電源として用いるソーラセル発電システム、或いは、充電器などその他種々のソーラ発電システムに適用することができる。被覆材３３は軟質の合成樹脂でもって可撓性のある構造に構成されているため、太陽電池パネル３０を曲面状に配置したり、円筒状に配置することが可能である。
【００５１】
そのため、建物や移動体などその種々の物体の曲面状の表面に沿わせる状態に配置して使用することも可能である。例えば、自動車のボディの表面やノートパソコンの筐体に貼り付けた形態でも使用することができる。尚、線材３１も可撓性があるので、成形時に太陽電池パネル３０を曲面状に成形することも可能である。
【００５２】
この太陽電池パネル３０においては、保持板２Ａに形成された保持孔８にソーラセル３を配置して、その高さ方向の中段位置を保持し、各ソーラセル３の電極１５，１６と線材３１ａ，３１ｂを加熱用ビームにより接合するので、多数のソーラセル３の配置、位置決め、電気的接続を簡単に能率よく行うことができる。
【００５３】
線材３１ａ，３１ｂにより、各列の多数のソーラセル３が並列接続されているので、日陰や故障により作動不良のソーラセル３が存在しても、正常なソーラセル３で発生した電流は出力されるため、出力の低下が最小限にとどまり、且つ、信頼性に優れる。また、太陽電池パネル３０に複数のレンズ部３５を形成してあるため、太陽光の入射角が変化しても、表面での反射を抑制し太陽光を集光してソーラセル３に入射させるので太陽光を利用する光利用率を高めることができる。
【００５４】
【００５５】
次に、前記の太陽電池パネル３０の構造及び製造方法を部分的に変更する例について説明する。
１〕図１２に示すように、太陽電池パネル３０Ａの表面に合成樹脂製の保護膜３７を形成する。保護膜３７により被覆材３３が保護することができ、耐久性を確保し、性能低下を防止できる。そして、太陽電池パネル３０Ａを固定的に設置して使用する場合には、太陽光の入射面と反対側の面に反射膜３８又は反射板を設けることで、ソーラセル３で受光されなかった光をソーラセル３の方へ反射させて、発電効率を高めることができる。
【００５６】
２〕図１３に示す太陽電池パネル３０Ｂにおいては、上下両面が平面に形成され、上下両面に合成樹脂製の保護膜３７Ａの保護板が設けられている。
３〕図１４に示す太陽電池パネル３０Ｃにおいては、上下の両面が平面に形成され、上面に合成樹脂製の保護膜３７Ａが設けられ、下面に金属膜又は金属板製の反射膜３８Ａが設けられている。太陽光の入射側に保護膜３７Ａの形成された上面を向けて設置することで、太陽電池パネル３０Ｃを透過した太陽光も反射膜３８Ａによって反射されて利用されるので発電効率が向上する。
【００５７】
【００５８】
【００５９】
４〕前記実施形態においては、中実状のソーラセル３を例として説明したが、光電変換機能のある中空状のソーラセル（図示略）を採用することも可能である。この中空状のソーラセルは、ｐ形（又はｎ形）シリコンからなる素子本体１１が中空のものである。この中空状素子本体を製作する場合は、石英製のるつぼ内で溶融させたｐ形シリコンを石英製のノズル先端から落下チューブ内に気泡を包む液滴を滴下させて、落下中に真球状に凝固させることになる。
【００６０】
この場合、溶融状態のｐ形シリコンを石英製のノズルの先端から落下チューブ内を落下させる直前に、溶融状態のシリコンの液滴内にアルゴン等の所定量の不活性ガスを充填させることにより、気泡を含む液滴を形成することができる。
【００６１】
５〕前記太陽電池パネルのソーラセルは半導体としてシリコンを採用した場合を例として説明したが、ソーラセル３の素子本体を構成する半導体としては、ｐ形又はｎ形のＧｅを適用可能であり、種々の化合物半導体（例えば、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ等々）も適用可能である。
【００６２】
６〕太陽電池パネルで発電した直流電力を交流電力に変換するインバータ回路、種々のスイッチ類及び配線等を太陽電池パネルの外周側の余分のスペースに組み組むことも可能である。
【００６３】
７〕前記実施形態は、受光パネルとしての太陽電池パネルであって、粒状の半導体素子としてのソーラセル３を採用した太陽電池パネルを例として説明した。しかし、ソーラセル３の代わりに電光変換機能のある粒状の発光ダイオードを採用し、それら発光ダイオードを複数段に直列接続し、格段の発光ダイオードにほぼ所定の直流電圧が印加されるように構成すれば、面発光する発光パネルやディスプレイを構成することができる。
【００６４】
このような粒状の発光ダイオード（球状の発光ダイオード）の製造方法は、本願発明者がＷＯ９８／１５９８３号公報に提案した方法と同様であるので、ここでは、球状発光ダイオードの構造について簡単に説明する。
図１５に示すように、球状発光ダイオード５０は、直径１．０〜１．５ｍｍのｎ形ＧａＡｓからなる素子本体５１と、その表面近傍部に形成されたほぼ球面状のｐ形拡散層５２と、ほぼ球面状のｐｎ接合５３と、陽極５４及び陰極５５と、蛍光体被膜５６等からなる。素子本体５１は、ｐｎ接合５３から発生する赤外線のピーク波長が９４０〜９８０ｎｍとなるようにＳｉを添加したｎ形ＧａＡｓから構成されている。ｐ形拡散層５２は、Ｚｎのｐ形不純物を熱拡散させたものであり、ｐ形拡散層５２の表面の不純物濃度は２〜８×１０１９／ｃｍ3 である。
【００６５】
蛍光体被膜５６は、発光させる光の色に応じた異なる蛍光物質が採用される。
赤色光を発光させる蛍光物質としては、Ｙ0.74Ｙｂ0.25Ｅｒ0.01ＯＣｌが適用され、緑色光を発光させる蛍光物質としてはＹ0.84Ｙｂ0.15Ｅｒ0.01Ｆ3 が適用され、青色光を発光させる蛍光物質としてはＹ0.65Ｙｂ0.35Ｔｍ0.001 Ｆ3 が適用される。前記の陽極５４（厚さ１μｍ）はＺｎを１％添加したＡｕで構成され、陰極５５（厚さ１μｍ）はＧｅとＮｉを少量添加したＡｕで構成されている。
【００６６】
この粒状の発光ダイオード５０においては、陽極５４から陰極５５に約１．４Ｖの電圧が印加されると、ＧａＡｓのｐｎ接合５３から波長約９４０〜９８０ｎｍの赤外線が発生し、その赤外線により蛍光体被膜５６の蛍光物質が励起されて赤外線が蛍光物質に応じた可視光（赤色光、緑色光又は青色光）に変換されて蛍光体被膜の全面から外部へ出射される。
【００６７】
例えば、前記太陽電池パネル３０の全てのソーラセル３を赤色光を発光する発光ダイオードを装着し、陽極側の端子から陰極側の端子に約１．４Ｖの直流電圧を印加すると、１２０個の発光ダイオードで赤色光を面発光する発光パネルとなる。同様にして、緑色光を発光させる発光パネル、青色光を発生させる発光パネルを構成できる。
【００６８】
更に、単色又は複数色で文字や記号や画像を表示可能なディスプレイとして適用できる発光パネルを構成することもできる。前記のＷＯ９８／１５９８３号公報に提案したように、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ（赤、緑、青）用の粒状発光ダイオードを組み込んだカラーのディスプレイ又はカラーテレビを構成することもできる。但し、発光パネルに組み込む発光ダイオードの種類とその組み合わせ、複数の発光ダイオードの配置形態（複数行複数列のマトリックス配置形態における行数と列数）などについては、ディスプレイやテレビのサイズや機能に応じて設定される。
【００６９】
また、粒状の発光ダイオード５０の素子本体５１の直径は前記に限定されるわけではなく、１．０ｍｍ以下、或いは１．５ｍｍ以上とすることも可能である。また、前記の球状の発光ダイオード５０の素子本体５１としては、中空状の素子本体を適用することもできるし、或いは、中空部の代わりに絶縁体からなる絶縁球体を組み込んだ素子本体を適用することもできる。
【００７０】
尚、前記発光ダイオード用の半導体素子としては、前記の素子本体を構成する半導体素子としてのＧａＡｓの代わりに、ＧａＰ、ＧａＮ、その他種々の半導体を適用可能であり、形状も球状にこだわる必要はなく、円柱状などでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態における仮止板と保持板と導電性線材の平面図である。
【図２】ソーラセルの断面図である。
【図３】別のソーラセルの断面図である。
【図４】図１の保持孔にソーラセルを嵌め込んだ平面図である。
【図５】保持板を外した状態の図４の要部拡大図である。
【図６】保持板を除去した状態における図４のVI−VI線断面図である。
【図７】保持板を除去した状態における図４のVII −VII 線断面図である。
【図８】図７の状態においてソーラセル等を被覆材で被覆した状態の断面図である。
【図９】被覆材とソーラセルと導電性線材の平面図である。
【図１０】太陽電池パネルの平面図である。
【図１１】図１０の太陽電池パネルの等価回路の回路図である。
【図１２】太陽電池パネルの変更形態の断面図である。
【図１３】太陽電池パネルの別の変更形態の断面図である。
【図１４】太陽電池パネルの別の変更形態の断面図である。
【図１５】球状発光ダイオードの断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ              仮止板
２Ａ              保持板
３，３Ａ          ソーラセル（半導体素子）
４ａ，４ｂ        正極線材，負極線材
５                開口部
８                保持孔
１１，１１ａ      素子本体
１３，１３ａ      ｐｎ接合
１５，１５ａ      正極
１６，１６ａ      負極
２２              被覆材
３０              パネル状の太陽電池
３１ａ，３１ｂ    正極線材，負極線材
３１ｃ            連結部
３３              被覆材
３５              部分円柱状レンズ部
３７              保護膜
３８              反射膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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