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CN1628390A - 光电发光用器件及其制造方法 - Google Patents

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CN1628390A
CN1628390A CNA02829176XA CN02829176A CN1628390A CN 1628390 A CN1628390 A CN 1628390A CN A02829176X A CNA02829176X A CN A02829176XA CN 02829176 A CN02829176 A CN 02829176A CN 1628390 A CN1628390 A CN 1628390A
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Abstract

本发明揭示一种装有多粒具有光电变换功能的半导体元件(太阳能电池单元)的光电用器件，或一种装有多粒具有电光变换功能的半导体元件(发光二极管)的发光用器件。在图示的太阳能电池板中，多个太阳能电池单元在同一平面上排成多列，各列的太阳能电池单元利用正极线及负极线并联连接，相邻列的太阳能电池元件利用连接部串联连接，该串并联连接的太阳能电池单元用板状透明的被覆件被覆。由于所述太阳能电池上形成露出在外的正极端子及负极端子，所以能将多个太阳能电池构成串联连接、并联连接或串并联连接。通过用具有柔性的材料形成上述的太阳能电池的导电线和被覆件，从而能变形。通过用发光二极管替代太阳能电池单元，也能做成发光器件。

Description

光电或发光用器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种利用线状导电构件在电气上与粒状的光电或发光用半导体器件连接后、再通过树脂密封从而能变形并能简便地制造的光电或发光用器件及其制造方法。
背景技术
现有的太阳能电池的构成为，在p型半导体底板的表面上形成n型扩散层，在表面一侧形成鱼骨状的感光面电极，背面一侧形成背面电极，把整体做成平板状的面板结构。这种平板状的太阳能电池板，若在早晚等太阳光射向电池板的入射角度一大，则表面的反射率就高，太阳光射入太阳能电池内部的比例就低。
因而，很早就提出各种采用由直径1～2mm左右的球形半导体单元组成太阳能电池单元的太阳能电池板的方案。例如本申请的发明者曾提出过如WO98/15983号公报中揭示的由球形半导体元件组成的太阳能电池单元或发光器件。这些器件为在球形的p型或n型的单晶硅上形成扩散层、Pn结、及位于隔着单晶硅中心的两端的1对电极。通过将所述多个太阳能电池单元配置成多行多列的矩阵状，再串并联连接，并用透明合成树脂密封成埋入隐蔽形式而形成太阳能电池板。该太阳能电池单元由于在两端形成1对电极，所以在串联连接多个太阳能电池单元上相当有利，但是要使多个太阳能电池单元排列成矩阵，并将所述多个太阳能电池单元串并联连接就非易事。
例如，本发明者曾尝试过在两块印刷电路板之间将多个太阳能电池单元层状配置形成矩阵，并串并联连接。
但是，由于必须在一块印刷电路板上将多个太阳能电池单元精确定位并连接多个电极，此后再将另一块印刷电路板叠在其上并连接多个电极，故太阳能电池板的结构变得复杂，外形增大，元器件成本提高，装配费用增加，太阳能电池板的生产成本也增加。
因而，对于将多个球形的太阳能电池单元配置成矩阵状的太阳能电池板提出各种结构的方案。
在特开平6-13633号公报中，提出一种通过两片铝箔将多个太阳能电池单元并联连接的太阳能电池板的方案。
在特开平9-162434号公报所述的太阳能电池板或太阳能电池片中，用绝缘的纵线和形成不同的金属薄膜的第一、第二横线构成网格、制成多个在p型的球形单晶硅的表面形成扩散层的球形元件，将球形元件配置在网格的各网孔上，使第一横线连接扩散层，同时使第二横线连接球形元件，并用合成树脂将它们密封。
该太阳能电池板中，由于网格结构的特殊，制作不易，故生产成本也高。而且，因球形元件没有电极，故要用和p型的球形元件不会合金化的物质涂覆在第一横线上，而且还必须将和p型的球形元件能合金化并且非整流性接触的物质涂覆在第二横线上，所以各种能涂覆在第一、第二横线上的物质是受限制的，生产成本难以降低。由于第二横线和p型球形元件合金化时进行加热，而因加热使得在表面形成的n型扩散层的施主会有扩散的危险，所以用作施主的物质也受限制，加热温度控制也很困难。
在特开2001-210834号公报所述光电板中，制作多个在p型或n型的球形单晶硅表面形成扩散层的球形元件，将球形元件嵌入印刷电路板上形成的多个孔中，多个球形元件的扩散层连接印刷电路的布线，然后在印刷电路板的背面，用腐蚀除去多个球形元件的扩散层，将装有该多个球形元件的印刷电路板放置在别的印刷电路板上，各球形元件的球形晶体连接印刷电路的布线。但在该光电板中，因多个球形发电元件并联连接，所以一块光电板的电动势无法提高，由于采用两块印刷电路板，所以零部件的单价，装配费用都高，光电板的生产成本也高。因用两块印刷电路板，板的刚性容易增加，所以要构成有柔性的光电板就不容易。上述的任何一种方案，球的直径越小，电极间的间隔也越小，小形化也更困难。另外，球形发光元件因无独立的电极，故在与印刷电路的布线连接之前，不能单独进行质量判别的测试。
本发明之目的在于提供一种利用导电线连接具有点状地设置在两端部的一对独立电极的多个粒状半导体元件的光电或发光用器件、提供一种有柔性的光电或发光用器件、提供一种导电线材质受限制少的光电或发光用器件、并提供一种能利用并联连接或串并联连接将多个粒形半导体元件连接起来的光电或发光用器件。
发明内容
本申请的光电或发光用器件为，在将多个粒状的具有光电变换功能或电光变换功能的半导体元件至少排成一列安装的光电或发光用器件中，所述各半导体元件具有点状地设置在隔着其中心的两端部上的一对电极，设置并联连接各列的多个半导体元件的一对导电线、及将所有的半导体元件及导电线埋入并覆盖的透明被覆件。
该光电及发光用器件中，由于将具有点状设置在隔着中心的两端部上的电极的多个半导体元件至少排成一列安装，并利用一对导电线并联连接各列的半导体元件，所以能简单地与多个半导体元件进行电气连接。由于安装形成有一对电极的半导体元件，故在制造光电或发光用器件的工序中，不需要在半导体元件和导电线之间形成欧姆接触那样的复杂工序，能容易地利用焊锡等低熔点金属使半导体元件的电极和导电线电气连接。
这种光电和发光用器件可做成各种形状，通过用柔性的被覆材料能变形，故具有很好的通用性。
本申请中，可择需采用下述的各种构成。
(a)多个半导体元件排成一列，所述导电线和被覆件有柔性，做成具有柔性的细绳形状。
(b)多个半导体元件在同一平面上排成多列，所述导电线和被覆件有柔性，做成有柔性的板状。
(c)多个半导体元件在同一平面上排成多列，用硬质合成树脂构成所述被覆件，构成硬质的板状。
(d)各列的半导体元件利用所述导电线串联连接与该列相邻的列的半导体元件。
(e)所述半导体元件包括p型或n型半导体制的球形元件本体、及Pn结，所述一对电极接在Pn结的两端。
(f)所述半导体元件包括p型或n型半导体制的圆柱形元件本体、及Pn结，所述一对电极接在Pn结的两端。
(g)是所述半导体元件由光电元件构成、接收太阳光进行光电变换的太阳能电池板。
(h)是所述半导体元件由发光元件构成、进行面发光的发光板。
(i)所述被覆件表面附近，形成与各列的半导体元件对应的部分圆柱状的透镜部。
(j)在所述被覆件至少一侧的表面形成保护膜。
(k)在所述被覆件任何一侧的表面部分设置使光反射的反射膜。
本申请的光电或发光用器件的制造方法为，在这种制造将多个粒状的具有光电变换功能或电光变换功能的半导体元件至少排成一列安装的光电或发光用器件的方法中，包括准备多个半导体元件、将导电线临时固定的临时固定板、及有多个保持孔的保持板的第一工序；将所述保持板嵌入临时固定板的开口部并将各半导体元件放在保持孔中、再利用保持孔保持在其高度方向上中间位置的第二工序；以及将所述半导体元件的一对电极与导电线电气连接的第三工序。
根据这种光电或发光用器件的制造方法，由于是将具有多个保持孔的保持板嵌入临时固定导电线的临时固定板的开口部中，并将多个半导体元件放置在多个保持孔中，保持在高度方向上的中间位置，使半导体元件的一对电极电气连接导电线，所以能起到所述的各种作用和效果的光电和发光用器件能简便而低成本地进行生产。
在这种制造方法的所述第三工序中，也可以通过对在半导体元件的一对电极表面形成的低融点金属膜照射加热能束，使一对电极与导电线电气连接。
附图说明
图1为本实施形态的临时固定板和导电线的俯视图。
图2为保持板的俯视图。
图3为太阳能电池单元的断面图。
图4为别的太阳能电池单元的断面图。
图5为别的太阳能电池单元的断面图。
图6为将保持板嵌入临时固定板、并将太阳能电池单元嵌入保持孔的俯视图。
图7为图6的主要部分的放大图。
图8为图6的VIII-VIII的断面图。
图9为细绳形的太阳能电池的立体图。
图10为细绳形的太阳能电池的断面图。
图11为图9的太阳能电池的等效电路的电路图。
图12为将细绳形太阳能电池设置成两列的太阳能电池的立体图。
图13为图12的太阳能电池的等效电路的电路图。
图14为别的实施形态的临时固定板、保持板和导电线的俯视图。
图15为将太阳能电池单元嵌入图14的保持孔中的俯视图。
图16为除去保持板状态下的图15的主要部分放大图。
图17为除去保持板状态下的图15的XVII-XVII线的断面图。
图18为除去保持板状态下的图15的XVIII-XVIII线的断面图。
图19为图18的状态下用被覆件被覆太阳能电池单元等的状态下的断面图。
图20为被覆件、太阳能电池单元及导电线的俯视图。
图21为太阳能电池板的俯视图。
图22为图21的太阳能电池板的等价电路的电路图。
图23为太阳能电池板的变更形态的断面图。
图24为太阳能电池板的别的变更形态的断面图。
图25为太阳能电池板的别的变更形态的断面图。
图26为圆筒形太阳能电池的立体图。
图27为图26的圆筒形太阳能电池的等效电路的电路图。
图28为球形发光二极管的断面图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施形态。
本实施形态为将本发明应用于作为光电用器件的细绳形太阳能电池时的一个例子。首先，说明该太阳能电池的制造方法及其结构。先在第一工序中，如图1～图5所示，准备临时固定12根导电线4(正极线4a、负极线4b)的临时固定板1、保持板2、例如120个半导体元件3(以后称为太阳能电池单元)。
临时固定板1为用硬质的合成树脂(例如，酚醛树脂、环氧系合成树脂等)等构成的厚1～2mm左右的矩形物。
该临时固定板1上形成嵌入保持板2用的矩形开口部5、及隔着开口部5在前后相对的位置上形成交替地临时固定正极线4a和负极线4b用的12条沟槽的1对凸条6。导电线4具有柔性和导电性，例如为直径约0.2～0.3mm左右的金属线(例如，铜、铝、银、金等线材)。12根线4各临时固定在凸条6的沟槽中，如图示那样整齐排列，两端用临时固定用胶带7固定。各对正极线4a和负极线4b空开和太阳能电池单元3的直径近似相等的间隔平行地配置。保持板2为用和临时固定板1同样的硬质树脂构成的厚约1～2mm的薄板，嵌入临时固定板1的开口部5中。
如图2所示，保持板2上例如按照20行6列的矩阵形状形成120个嵌入太阳能电池单元3用的六角形保持孔8，形成各列的保持孔8位于各对正极线4a与负极线4b之间的位置。但是，20行6列的保持孔8不过是一个例子而已，不限于20行6列。
如图3所示，粒状的太阳能电池单元3具有由p型单晶硅构成的例如直径1.0～1.5mm的球形元件本体11、例如使磷(P)在该元件本体11的表面扩散的n型的扩散层12(厚约0.5μm)、在元件本体11和扩散层12的边界上形成的近似球面形状的Pn结13、在元件本体11中未形成Pn结的一端上形成的平坦部14、点状设置在隔着元件本体11的中心的两端部的1对电极15和16(正极15和负极16)、形成于各电极15和16表面的焊锡薄膜、及除1对电极15和16外形成于扩散层12表面的钝化用的SiO2薄膜(厚约0.4μm)。
该太阳能电池单元3例如能按照WO98/15983号公报中本申请的发明者提出的方法制造。该制造方法中，使p型硅的小片熔融，从落下管的上端自由落下，由于表面张力的作用，在边保持球形边落下的期间中用辐射冷却使其凝固制成滚圆的单晶硅。再对该滚圆的单结晶利用公知的刻蚀、掩膜、或扩散处理等技术，形成扩散层12、平坦部14、一对电极15和16及钝化用的薄膜17。
所述一对电极15、16例如各自以铝糊、银糊烧结而成，电极15、16的直径约300～500μm，厚度约200～300μm。但电极15、16可以用镀膜法形成，也可以用其它方法形成。各太阳能电池单元3如感受光强100mW/cm2的太阳光则产生开路电压约0.6V的光电动势。但太阳能电池单元3也可以在n型硅的元件本体上形成p型的扩散层，形成和前述同样的一对电极及钝化用的薄膜。或如图4所示，也可以不形成太阳能电池单元3的平坦部14，采用就直接在滚圆的元件本体11a上形成扩散层12a、Pn结13a、电极15a和16a、SiO2的薄膜17a等的球形太阳能电池单元3A。
另外，粒形的半导体元件不一定必须是球形的，也可以如图5所示，为短圆柱形的太阳能电池单元3B。该太阳能电池单元3B包括p型单晶硅矩圆柱形的元件本体11b(例如1.0～1.5mmφ、1.0～1.6mmL)、其表面的n型扩散层12b、Pn结13b、使硼(B)扩散的厚约0.2μm的P+型扩散层18、形成于元件本体11b的轴心方向两端的一对电极15b和16b(正极15b和负极16b)、及由SiO2组成的钝化用薄膜17b等。
此后，在第二工序，如图6所示，将保持板2嵌入临时固定板1的开口部5中，太阳能电池单元3分别嵌入保持板2上形成的120个保持孔8中。上述的太阳能电池单元3如图7所示，将导电方向保持一致，放置在保持孔8中，在保持孔8中保持在高度方向上的中间位置，使正极15的焊锡薄膜贴紧正极线4a，使负极16的焊锡薄膜贴紧负极线4b。如图8所示，在将临时固定板1和保持板2放置在工作台20上的状态下，安装太阳能电池3，使得太阳能电池3不从保持孔8中落出。
此后，在第三工序中，如图7及图8所示，对着正极线4a和电极15的焊锡薄膜的接触部、以及负极线4b和电极16的焊锡薄膜的接触部，照射加热用的能束21(激光束或红外线束)，使正极线4a和电极15电气连接，同时还使负极线4b和电极16电气连接。这样，通过线4a、4b，将各列的多个太阳能电池单元3并联连接。
此后，在第四工序中，将保持板2从临时固定板1的开口部5中取出，将柔性的透明合成树脂(例如EVA树脂、硅树脂等)在半熔融的状态下从上下两面覆盖在各列的太阳能电池单元3和线4a、4b上。
然后，将6列太阳能电池3和临时固定板1一起放在成形装置的预定的金属膜中，适度施压，压缩成形，形成如图9、图10所示将线4a、4b和20个太阳能电池3埋入并被覆的被覆件22。这样成形后，从临时固定板1上拆下用被覆件22被覆的各列20个的太阳能电池3，切断多余的线4a、4b，就完成图9所示的长约10cm的圆柱状具有柔性的细绳形的太阳能电池23。该细绳形的太阳能电池23中的太阳能电池单元3在图中若用二极管符号表示，则该太阳能电池23的等效电路24如图11所示。20个太阳能电池单元3并联连接，正极线4a的端部变成正极端25a，负极线4b的端部变成负极端25b。
以下说明这种细绳形太阳能电池23的作用及效果。
各太阳能电池单元3若受到光强100mW/cm2的太阳光，则产生约0.6V的光电动势，故细绳形的太阳能电池23的最大电动势约为0.6V。该细绳形的圆柱形太阳能电池23由于用透明的透光性被覆件22覆盖，射入被覆件22内的大部分光均能到达太阳能电池单元3，故光的利用效率高，发电效率高。
如将这种细绳形的太阳能电池23多根并排在一起，将它们串联连接、或串并联连接、或并联连接，就能构成产生所需的电压及电流的光电动势的具有柔性的薄、轻的太阳能电池。这种具有柔性的薄、轻的太阳能电池，可适用于各种移动型式的电子设备等的电源。
在这种太阳能电池23的制造工序中，由于多个太阳能电池单元3各装在保持板2的多个保持孔8中，保持在各太阳能电池单元3的高度方向的中间位置上，各太阳能电池单元3的电极15、16能与线4a、4b连接导电，所以能简单地、高效地进行多个太阳能电池单元3的配置、定位、与线4a和4b的电气连接。
以下，再对所述实施形态部分变更后的各种示例进行说明。
细绳形的太阳能电池23的形状除圆柱形外，还可以为棱柱形，也可以为椭圆柱形或其它截面形状。另外，细绳形的太阳能电池23如在用于棒状的场合，则其被覆件22可以用硬质的合成树脂(例如酚醛系、环氧树脂系合成树脂等)构成为不能挠曲的结构。
或者，也可以如图12所示，使多根(例如两根)细绳形的太阳能电池23靠近排列，构成与它们的被覆件22A做成一体的太阳能电池23A。在这种太阳能电池23A中，各列的太阳能电池单元3利用线4a、4b并联连接，两列的太阳能电池单元3通过正极线4a和负极线4b串联连接，如图13的等效电路所示，其光电动势约为1.2V。
以下，根据图14～图22说明本发明的别的实施形态的太阳能电池板。该实施形态为，将本发明用于作为光电器件是平面状或平板状的太阳能电池板时的一个例子，现对该太阳能电池板的制造方法及其结构进行说明。但对于和前述实施形态相同的部分标注同一或同样的标号，其说明省略。关于和所述实施形态中的工序同样的工序，其说明也省略。
首先，第一工序中，和前述的实施形态一样，准备临时固定板1A、保持板2A、多个(例如1200个)太阳能电池单元3。
如图14所示，临时固定板1A和前述的临时固定板1A相同，形成开口部5和一对凸条6。该临时固定板1A在以后工序中由于和被覆太阳能电池板30的被覆件33(参照图19)做成一体，故用和被覆件33相同的柔性合成树脂构成。
作为具有柔性和导电性的导电线31，设置多根正极线31a、多根负极线31b。它们和前述线材4a、4b一样，临时固定在一对凸条6的沟槽中，如图中所示整齐排列。
各列的正极线31a及其相邻列的负极线31b利用连接部31c连接。多根线31a、31b的一端用临时固定用胶带7临时固定。连接左端的正极线31a的正极端子34a和连接右端的负极线31b的负极端子34b各用临时固定用胶带7a临时固定。
保持板2A虽与前述保持板2几乎相同，但是在该保持板2A上形成1 0行12列矩阵形状的1200个六角形的保持孔8。各列保持孔8位于相应的各组线31a、31b之间。太阳能电池单元3因是和前述实施形态的太阳能电池单元同样的单元，故其说明省略。
然后，在第二个工序中，如图14所示，将保持板2A嵌入临时固定板1A的开口部5中，此后如图15所示，将太阳能电池单元3按照使导电方向一致的状态放在保持板2A的各保持孔8中，使各太阳能电池单元3的电极15贴紧线31a，使电极16贴紧31b。
然后，在第三工序中，和前述实施形态一样，通过照射加热用能束，使各列的太阳能电池单元3的电极15、16的焊锡薄膜与正负的线31a、31b电气连接。
然后，在第四工序中，如图16～图18所示，从临时固定板1A上取下保持板2A。接着如图19、图20所示，将透明柔性的合成树脂(例如EVA树脂、硅树脂等)在半熔融状态的液体覆盖在通过线31a、31b定位保持在临时固定板1A上的多个太阳能电池单元3的上下两面上，厚约500～700μm。再将其放在成型机的预先准备好的金属膜中，通过适度加压，压缩成形，形成将线31和全部太阳能电池单元3埋入被覆的被覆件33。这时，正负的端子34a、34b未被被覆的被覆件33被覆。此后，正负的端子34a、34b不截断，如在被覆件33的外形轮廓线位置处截断，则就制成如图21所示的薄板或薄片状的太阳能电池板30。
为了提高接收太阳光的性能，在被覆件33的表面与各列对应地形成部分圆柱形的透镜部35(参照图19)。
该透镜部35对射入的太阳光聚光，使其射入太阳能电池单元3。但是，在将该太阳能电池板30设置在规定的场所使用时，透镜部35也可以只在一面上形成，另外也可以做成使不是部分圆柱形的而是半球形的透镜部与各太阳能电池单元3对应。
该太阳能电池板30由于其结构做成接受从上方射入的太阳光后发电，所以太阳能电池板30的上面为受光一侧的面，底面为和受光侧相反的面。该太阳能电池板30因为被覆件33用柔性的合成树脂构成，所以有柔性。
如用二极管符号在图中表示该太阳能电池板30的太阳能电池单元3，则该太阳能电池板30的等效电路36就变成图22所示，各列的太阳能电池单元3用线31a、31b并联连接，各列的太阳能电池单元3和与其相邻列的太阳能电池单元3利用连接部31c串联连接。
以下，说明这种太阳能电池板30的作用及效果。
各太阳能电池单元3一接受到太阳光，就产生约0.6V的光电动势，各列的太阳能电池单元3也产生约0.6V的光电动势。在该太阳能电池板30中，因12列太阳能电池单元3串联连接，故最大光电动势约为7.2V。还有，在需要7.2V以上的光电动势时，可以通过各端子34a、34b将多块太阳能电池板30直接串联。另外，欲增大光电动势的电流时，可以将多块太阳能电池板30并联连接，在想使电压、电流都增大时，可以将多块太阳能电池板30串并联连接。
这种太阳能电池板30可适用于家用太阳能发电系统、汽车或电车或船舶等移动体的各种太阳能发电系统、作为电子设备或电气设备的电源而采用的太阳能发电系统、或者充电器等其它各种太阳能发电系统。由于被覆件33为用柔性合成树脂做成的具有柔性的结构，故能将太阳能电池板30配置成曲面，或配置成圆筒状。因此，也能配置成沿着建筑物或移动体等它们的各种曲面外形的状态而使用。例如能以贴在汽车车身表面或笔记本电脑的外壳上的形态使用。还因线31也有柔性，所以，在成形时，太阳能电池板30也能弯曲成曲面。
这种太阳能电池板30中，由于太阳能电池单元3配置在保持板2A上形成的保持孔8中，保持在其高度方向上的中间位置，并通过加热用能束使各太阳能电池单元3的电极15、16和线31a、31b接合，所以能简单而高效地进行多个太阳能电池单元3的配置、定位及电气连接。
由于利用线31a、31b将多个太阳能电池单元3串并联连接，故即使因背阴或故障而存在工作不正常的太阳能电池单元3，但因为正常的太阳能电池单元3产生的电流能绕过工作不良的太阳能电池单元3而流动，所以能使输出的降低抑制在最低限度内，而且可靠性高。另外，因在太阳能电池板30上形成多个透镜部35，所以即使太阳光入射角改变，仍能抑制表面的反射，将太阳光聚光而入射至太阳能电池单元3，故能够提高利用太阳光的光利用效率。
但是，在将太阳能电池板30配置成平面使用时，被覆件33也可以用透明、硬性的合成树脂(例如丙烯类树脂、环氧类树脂、聚乙烯类树脂、聚碳酸酯等)构成。
以下，对所述太阳能电池板30的结构及制造方法加以部分改变的例子进行说明。
1)如图23所示，太阳能电池板30A的表面形成硬质的合成树脂制的保护膜37。能用保护膜37保护被覆件33，能确保经久耐用，防止性能降低。而且，在将太阳能电池板30固定设置使用时，通过在和太阳光的入射面相反一侧的面上设置反射膜38或反射板，从而使未被太阳能电池单元3接受的光向太阳能电池单元3的方向反射，能提供发电效率。
2)图24示出的太阳能电池板30B中，上下两面都做成平面，并在上下两面再设硬质合成树脂制的保护膜37A或玻璃保护板。
3)图25示出的太阳能电池板30C中，上下两面做成平面，上面设硬质合成树脂的保护膜37A，下面设金属膜或金属板制的反射膜38A。将形成保护膜37A的上面朝着太阳光的入射侧设置，从而透过太阳能电池板30C的太阳光也能被反射膜38A反射并利用，故发电效率提高。
4)图26示出的圆筒形的太阳能电池40由玻璃或透明或不透明的合成树脂或金属制的内筒41、弯曲成圆筒形并贴在该内筒41的表面的具有柔性的太阳能电池板30、外嵌在该太阳能电池板42上的玻璃或透明合成树脂的作为表面保护体用的外筒43等构成。
该太阳能电池板42上和前述的太阳能电池板30一样，太阳能电池单元3设置成多行多列矩阵状。如该太阳能电池40的等效电路44(参照图27)那样，也设置正极端子45a、负极端子45b。
但是，也可以采用由和前述同样的材料构成的半圆筒体、部分圆筒体、中空球体、半中空球体、部分中空球体、或有弯曲面的弯曲面体来代替前述内筒41，将受光板贴在它们的表面上，将玻璃或透明合成树脂制的表面保护体贴在该受光板的表面。
5)作为构成所述太阳能电池板的被覆件的合成树脂，可以用各种透明的合成树脂(例如环氧类树脂、丙烯类树脂、硅树脂、聚乙烯类树脂、聚碳酸酯、聚酰亚胺、异丁烯等等)。或也可以用具有柔性的合成树脂构成所述的临时固定板1A及被覆件33，使太阳能电池板容易变形。
6)在所述实施形态中曾以实心的太阳能电池单元3为例进行说明，但也可以用具有光电变换功能的中空的太阳能电池单元(图示省略)。这种中空的太阳能电池单元为由p型(或n型)硅构成的元件本体11是中空的。在制造该中空的元件本体时，使在石英坩埚内熔融的p型硅从石英制的喷嘴端部开始在落下管内形成包含着气泡的液滴滴下，在滴落的过程中，凝固成滚圆的球状。这时在使熔融状态的p型硅从石英制的喷嘴端部开始在落下管内落下之前，通过将氩气等定量的惰性气体充入熔融状态的硅的液滴中，从而能形成包含气泡的液滴。
7)曾以所述太阳能电池板的太阳能电池单元采用硅作为半导体的场合为例进行说明，但是作为构成太阳能电池单元3元件本体的半导体可以用p型或n型的Ge，也可以用各种化合物半导体(例如，GaAs、GaSb、InSb、InP、InAs等等)。
8)也可以将用太阳能电池板发出的直流电变换成交流电的逆变电路、各种开关类、布线等装在太阳能电池板四周多余的空间中。
9)所述实施形态为作为光电板用的太阳能电池板，以采用粒状半导体元件的太阳能电池单元3的太阳能电池板为例进行了说明。但是可以采用具有电光变换功能的粒状发光二极管代替太阳能电池单元3，将所述发光二极管多级串联连接，各级的发光二极管上外加大致规定的直流电压，若采用这样的结构，则能构成面发光的发光面板或显示器。
这种粒状发光二极管(球形发光二极管)的制造方法由于和本申请发明者在WO98/15983号公报中提出的方法相同，所以这里对球形发光二极管的构造进行简单说明。
如图28所示，球形发光二极管50包括由直径1.0～1.5mm的n型GaAs构成的元件本体51、在其表面附近形成的近似球面形状的p型扩散层52、近似球面形状的Pn结53、阳极54、阴极55、及荧光体薄膜56等。为了使Pn结53产生的红外线的峰值波长为940～980nm元，件本体51由添加了Si的n型GaAs构成。p型扩散层52为使Zn的p型杂质热扩散后形成的扩散层，p型扩散层52的表面杂质浓度为2～8×1019/cm3。
荧光体薄膜56采用与其发出的光的颜色相对应的不同的荧光物质。作为让其发出红色光的荧光物质可采用Y0.74Yb0.25、Er0.01OC1，作为让其发出绿色光的荧光物质可采用Y0.84Yb0.15Er0.011F3，作为使其发出蓝色光的荧光物质可以采用Y0.65Yb0.35Tm0.001F3。所述阳极54(厚1μm)由添加1％Zn的Au构成，阴极55(厚度1μm)用添加少量Ge和Ni的Au构成。
该粒状的发光二极管50中，在阳极54和阴极55上如加上约1.4V的电压，就从GaAs的Pn结53产生波长约940～980nm的红外线，利用该红外线激励荧光体薄膜56的荧光物质后，红外线变换成与荧光物质对应的可见光(红光、绿光、或蓝光)，从荧光体薄膜的整个表面向外射出。
例如，将前述太阳能电池板30的所有太阳能电池单元3全部装上发红光的发光二极管，正极侧的端子和阴极侧的端子间一加上约1.4V的直流电压，就变成用120个发光二极管表面发红光的发光板。同样也能构成发绿光的发光板、发蓝光的发光板。
还能构成适用于能以单色或多色显示文字、符号或图像的显示器的发光板。如前述WO98/15983号公报曾提出过的，也能构成装有所述R、G、B(红、绿、蓝)用的粒状发光二极管的彩色显示器或彩色电视机。但是，关于装在发光板上的发光二极管的种类及其组合、以及多个发光二极管的配置形态(多行多列的矩阵配置形态中的行数和列数)等，能根据显示器及电视机的尺寸、功能而相应设定。另外，粒状发光二极管50的元件本体51的直径并非如前所述那样地被限定，也可以为1.0mm及其以下或1.5mm及其以上。
另外，前述球形发光二极管50的元件本体51可用中空的元件本体，或者也可以用装入由绝缘体构成的绝缘球体的元件本体代替中空部。
另外，发光器件不限于平面状的面板，也可以如图26所示做成圆筒形。还有，所述发光二极管用半导体元件可以用GaP、GaN、及其它各种半导体，代替作为构成前述元件本体的半导体元件的GaAs，形状也不必拘泥于球形，也可以为圆柱形等。

Claims (14)

1.一种光电或发光用器件，将多个粒状的具有光电变换功能或电光变换功能的半导体元件至少排成一列安装，其特征在于，
所述各半导体元件在隔着其中心的两端具有点状设置的一对电极，
设置
并联连接各列的多个半导体元件的一对导电线、及
将全部半导体元件和导电线埋入并被覆的透明被覆件。
2.如权利要求1所述的光电或发光用器件，其特征在于，
多个半导体元件排成一列，所述导电线和被覆件具有柔性，构成具有柔性的细绳形状。
3.如权利要求1所述的光电及发光用器件，其特征在于，
多个半导体元件在同一平面上排成多列，所述导电线及被覆件具有柔性，构成具有柔性的面板形状。
4.如权利要求1所述的光电或发光用器件，其特征在于，
多个半导体元件在同一平面上排成多列，用硬性的合成树脂构成所述被覆件，构成硬性的面板形状。
5.如权利要求3或4所述的光电或发光用器件，其特征在于，
利用所述导电线将各列的半导体元件和与该列相邻的列的半导体元件串联连接。
6.如权利要求1所述的光电或发光用器件，其特征在于，
所述半导体元件包括p型或n型半导体制的球形元件本体、及pn结，所述一对电极接pn结的两端。
7.如权利要求1所述的光电或发光用器件，其特征在于，
所述半导体元件包括p型或n型半导体制的圆柱形元件本体、及pn结，所述一对电极接pn结的两端。
8.如权利要求3或4所述的光电或发光用器件，其特征在于，
是所述半导体元件由光电元件构成、接受太阳光后进行光电变换的太阳能电池板。
9.如权利要求3或4所述的光电或发光用器件，其特征在于，
是所述半导体元件由发光元件组成、进行面发光的发光板。
10.如权利要求3或4所述的光电或发光用器件，其特征在于，
在所述被覆件的表面附近，形成与各列的半导体元件对应的部分圆柱形的透镜部。
11.如权利要求3或4所述的光电或发光用器件，其特征在于，
在所述被覆件的至少一侧的表面上形成保护膜。
12.如权利要求3或4所述的光电或发光用器件，其特征在于，
在所述被覆件的某一侧的表面上设置使光反射的反射膜。
13.一种光电或发光用器件制造方法，其特征在于，在这种制造将多粒具有光电变换功能或电光变换功能的半导体元件至少排成一列安装的光电或发光用器件的方法中，包括
准备多个半导体元件、临时固定导电线的临时固定板、及具有多个保持孔的保持板的第一工序；
将所述保持板嵌入临时固定板的开口部并将各半导体元件放在保持孔中、再利用保持孔保持在其高度方向上的中间位置的第二工序；及
使所述半导体元件的一对电极与导电线电气连接的第三工序。
14.如权利要求13所述的光电或发光用器件的制造方法，其特征在于，
在所述第三工序中，通过对形成于半导体元件一对电极表面的低熔点金属膜照射加热能束，从而使一对电极与导电线电气连接。
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