ES2639541T3 - Dispositivo receptor de luz o emisor de luz y método para fabricar el mismo - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo receptor de luz o emisor de luz en el que una pluralidad de elementos semiconductores (3, 3A, 3B) en partículas que tienen una función de transducción de luz a electricidad o una función de transducción de electricidad a luz están incorporados alineados en al menos dos filas, teniendo cada uno de dichos elementos semiconductores un par de electrodos (15, 16) que están dispuestos en forma de punto sobre partes de extremo opuestas del elemento con su centro interpuesto; un par de miembros de hilo conductor (4a, 4b; 31a, 31b) que conectan la pluralidad de elementos semiconductores (3) en cada fila; y un material de cubierta transparente (22, 33) que cubre todos los elementos semiconductores y miembros de hilo conductor (4a, 4b; 31a, 31b)en forma embebida, caracterizados por que el material de cubierta transparente (22, 33) no es flexible y de una resina sintética dura; el par de miembros de hilo conductor conectan la pluralidad de elementos semiconductores en cada fila en paralelo, en el que una pluralidad de elementos semiconductores están dispuestos en una pluralidad de filas en un mismo plano y el dispositivo es construido en forma de un panel no flexible y duro, y un miembro de hilo conductor respectivo del par de miembros de hilo conductor en cada fila está conectado en serie a un miembro de hilo conductor respectivo del par de miembros de hilo conductor en una o más filas adyacentes a la fila solamente por miembros de hilo conductor.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo receptor de luz o emisor de luz y metodo para fabricar el mismo
El presente invento se refiere a un dispositivo receptor de luz o emisor de luz, y a un metodo de fabricar un dispositivo receptor de luz o emisor de luz. Mas particularmente, el dispositivo puede ser fabricado simplemente conectando electricamente elementos semiconductores receptores de luz o emisores de luz en partfculas por medio de miem- bros conductores lineales, y a continuacion cerrando hermeticamente estos elementos con resina sintetica.
Las celulas solares tradicionales son construidas con una estructura completa en forma de placa plana, en la que una capa de difusion de tipo n esta formada en la superficie de un sustrato semiconductor de tipo p, un electrodo superficial receptor de la luz de tipo cheuron esta formado cerca de la superficie frontal, y un electrodo superficial posterior esta formado cerca de la superficie posterior. En el caso de tales celulas solares en forma de placa plana, cuando el angulo de incidencia de la luz solar sobre la celula solar resulta grande por la manana o al atardecer, la reflectividad en la superficie aumenta, de modo que la proporcion de la luz solar que entra al interior de la celula solar disminuye.
En el pasado, por ello, se han propuesto distintos tipos de paneles de celulas solares que usan celulas solares que comprenden celulas esfericas semiconductoras con un diametro de aproximadamente 1 a 2 mm. Por ejemplo, el inventor de la presente solicitud ha propuesto una celula solar y un dispositivo emisor de luz que comprenden un elemento semiconductor esferico como se ha indicado en el documento WO 98/15983 y en el documento EP 0 866 506 A1. En tales dispositivos, una capa de difusion, una union pn y un par de electrodos posicionados en ambos extremos con el centro del unico cristal de silicio interpuesto estan formados sobre un unico cristal de silicio esferico de tipo p o de tipo n. Numerosas celulas solares del tipo antes mencionado estan dispuestas en forma de una matriz que tiene numerosas filas y numerosas columnas; estas celulas estan conectadas en serie y en paralelo, y estan cerradas hermeticamente en forma embebida por una resina sintetica transparente, produciendo asf un panel de celulas solares. Esta celula solar es ventajosa porque una pluralidad de celulas solares de este tipo pueden ser conectadas en serie, ya que un par de electrodos estan formados en ambos extremos de la celula solar. Sin embargo, no es facil disponer una pluralidad de las celulas solares en forma de una matriz, y conectar estas numerosas celulas solares en una conexion serie-paralelo.
Por ejemplo, el inventor de la presente solicitud ha intentado disponer una pluralidad de celulas solares en forma de una matriz en una configuracion en sandwich entre dos placas de circuito impreso.
En este caso, sin embargo, una pluralidad de celulas solares debe ser posicionada de modo preciso sobre una placa de circuito impreso, y numerosos electrodos deben ser conectados; ademas, otra placa de circuito impreso debe ser superpuesta a este conjunto, y numerosos electrodos deben ser conectados aqrn tambien. Consiguientemente, la estructura del panel de celulas solares resulta complicada, el tamano del panel es incrementado, y el coste de pie- zas y el coste de montaje son incrementados, de modo que el coste de fabricacion del panel de celulas solares es incrementado.
Aqrn, se han propuesto panales con distintos tipos de estructuras como paneles de celulas solares en los que numerosas celulas solares esfericas estan dispuestas en forma de una matriz.
Un panel de celulas solares en el que estan conectadas numerosas celulas solares en paralelo mediante dos lami- nas de hoja de aluminio ha sido propuesto en el documento JP 6-13633.
En el panel de celulas solares o en la lamina de celulas solares descritos en el documento JP 9-162434, es cons- truida una malla a partir de filamentos aislantes enrollados y un primer y segundo filamentos de trama sobre los que se hay formadas diferentes pelfculas de revestimiento metalico; ademas, son fabricados numerosos elementos esfe- ricos en los que hay formada una capa de difusion sobre la superficie de un unico cristal de silicio esferico de tipo p, estos elementos esfericos estan dispuestos en los ojos respectivos de la malla antes mencionada, los primeros filamentos de trama estan conectados a las capas de difusion, los segundos filamentos de trama estan conectados al unico cristal de silicio esferico, y estos elementos estan cerrados hermeticamente con resina sintetica.
En el caso de este panel de celulas solares, la fabricacion de la malla que tiene una estructura especial no es facil, y el coste de fabricacion es tambien elevado. Ademas, como los elementos esfericos no tienen electrodos, los primeros filamentos de trama deben ser revestidos con una sustancia que no forme una aleacion con los elementos esfe- ricos de tipo p, y los segundos filamentos de trama deben ser revestidos con una sustancia que forme una aleacion con los elementos esfericos de tipo p de modo que es posible un contacto no rectificado. Consiguientemente, hay restricciones sobre la sustancias que son usadas respectivamente para revestir el primer y segundo filamentos de trama, de modo que es diffcil reducir el coste de fabricacion. Los segundos filamentos de trama y los elementos esfericos de tipo p son calentados en el momento de la formacion de la aleacion; sin embargo, como hay peligro de que el donante de la capa de difusion de tipo n formada en la superficie sea difundido por calentamiento, hay tam- bien restricciones sobre las sustancias que pueden ser usadas como un donante y el control de la temperatura de calentamiento es tambien diffcil.
En el panel generador de energfa fotovoltaica descrito en el documento JP 2001-210834, son fabricados numerosos
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elementos esfericos en los que una capa de difusion esta formada en la superficie de un cristal de silicio esferico de tipo p o de tipo n, estos elementos esfericos son insertados en numerosos agujeros formados en una placa de circui- to impreso, el cableado impreso es conectado a las capas de difusion de los numerosos elementos esfericos, las capas de difusion de los numerosos elementos esfericos sobre el lado de la superficie posterior de la placa de circui- to impreso son subsiguientemente eliminadas por grabado qmmico, la placa de circuito impreso sobre la que han sido incorporados los numerosos elementos esfericos es colocada en la parte superior de otra placa de circuito impreso, y los cristales esfericos de los respectivos elementos esfericos estan conectados al cableado impreso. Sin embargo, en el caso de tal panel generador de energfa fotovoltaica, como los numerosos elementos generadores de energfa esfericos estan conectados en paralelo, la fuerza electromotriz de un unico panel generador de energfa fotovoltaica no puede ser aumentada, y como se usan dos placas de circuito impreso, el coste de las piezas y el coste de montaje son elevados, de modo que el coste de fabricacion del panel generador de energfa fotovoltaica es tambien incrementado. Como se usan dos placas de circuito impreso, el panel tienden a tener una elevada rigidez, de modo que es diffcil construir un panel generador de energfa fotovoltaica con flexibilidad. En todos los paneles antes mencionados, el espacio entre los electrodos es reducido cuando se reduce el diametro esferico, de modo que es diffcil reducir el tamano del panel. Ademas, como los elementos emisores de luz esfericos no tienen electrodos independientes, es imposible el ensayo individual para detectar partes defectuosas antes de la conexion de los elementos al cableado impreso.
El documento EP 1 255 303 A que esta comprendido en el estado de la tecnica bajo el Arffculo 54(3) EPC, y CA 2 393 222 A1 describen un modulo semiconductor emisor de luz o detector de luz y un metodo para fabricar el mismo.
El documento EP 1 467 413 A1, que esta comprendido en el estado de la tecnica y bajo el Arffculo 54(3) EPC, describe un aparato semiconductor receptor o emisor de luz.
Objetivos del presente inventos son, proporcionar un dispositivo receptor de luz o emisor de luz en el que numerosos elementos semiconductores en parffculas cada uno de los cuales tiene un par de electrodos independientes formados como un punto en ambas partes de extremidad estan conectados por medio de miembros de hilo conductor, para proporcionar un dispositivo receptor de luz o emisor de luz con flexibilidad, para proporcionar un dispositivo receptor de luz o emisor de luz en el que hay pocas restricciones sobre el material usado como miembro de hilo conductor, y para proporcionar un dispositivo receptor de luz o emisor de los en el que numerosos elementos semiconductores en parffculas pueden ser conectados por conexiones en paralelo o conexiones serie-paralelo.
De acuerdo con el invento se ha creado un dispositivo receptor de luz o emisor de luz y un metodo para fabricar un dispositivo receptor de luz o emisor de luz como se ha definido en las reivindicaciones independientes.
En este dispositivo receptor de luz o emisor de luz, como una pluralidad de elementos semiconductores que tienen electrodos formados en forma de punto en ambas partes de extremidad con el centro interpuesto estan alineados en al menos una unica fila, y los elementos semiconductores de las filas respectivas estan conectados en paralelo por un par de miembros de hilo conductor, la conexion electrica de numerosos elementos semiconductores puede ser llevada a cabo de una manera simple. Como hay incorporados elementos semiconductores sobre los que estan formados pares de electrodos, no hay necesidad de un proceso complicado de formar contactos ohmicos entre los elementos semiconductores y los miembros de hilo conductor; los electrodos de los elementos semiconductores y lo miembros de hilo conductor pueden ser conectados electricamente de modo facil por medio de un metal de bajo punto de fusion tal como material de soldadura o similar. Este dispositivo receptor de luz o emisor de luz puede ser moldeado en distintas formas, y es deformable como resultado el uso de un material de cubierta blando, de manera que el dispositivo es superior en terminos de utilidad para cualquier proposito.
Una pluralidad de elementos semiconductores pueden estar dispuestos en una pluralidad de filas en el mismo plano, y el panel es construido en forma de un panel duro.
Los elementos semiconductores en cada fila pueden ser conectados en serie a elementos semiconductores en las filas adyacentes a esta fila por los miembros de hilo conductor.
Cada uno de los elementos semiconductores puede comprender un cuerpo principal de elemento esferico hecho de un semiconductor de tipo p o de tipo n, y una union pn, y el par de electrodos son conectados a ambos extremos de la union pn, o puede comprender un cuerpo principal del elemento cilmdrico hecho de un semiconductor de tipo p o de tipo n, y una union pn, con el par de electrodos conectados a ambos extremos de la union pn.
Los elementos semiconductores pueden consistir de elementos receptores de luz, y el panel puede ser un panel de celulas solares que recibe la luz del sol y convierte esta luz en electricidad, o los elementos semiconductores pueden consistir de elementos emisores de luz, y el panel puede ser un panel emisor de luz de superficie emisora.
Partes de lente parcialmente cilmdricas que corresponden a los elementos semiconductores de las filas respectivas pueden ser formadas en la proximidad de la superficie del material de cubierta.
Una pelfcula protectora puede ser formada sobre al menos una superficie del material de cubierta.
Una pelfcula reflectora que refleja la luz puede ser formada sobre cualquier parte superficial del material de cubierta.
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Se ha descrito un metodo para fabricar un dispositivo receptor de luz emisor de luz segun la reivindicacion 9. En este metodo una pluralidad de elementos semiconductores en particular que tienen una funcion de transduccion de luz a electricidad o una funcion de transduccion de electricidad a luz estan incorporados alineados en al menos una fila, caracterizado por una primera operacion en la que una pluralidad de elementos semiconductores, una placa de sujecion temporal a la que son temporalmente sujetos varios miembros de hilo conductor y una placa de retencion que tiene una pluralidad de agujeros de retencion son preparados, una segunda operacion en la que la placa de retencion es fijada en una parte de abertura de la placa de sujecion temporal, elementos semiconductores respecti- vos son fijados en los agujeros de retencion, y partes intermedias en la direccion de la altura de los elementos semiconductores son mantenidas por los agujeros de retencion, y una tercera operacion en la que los pares de electro- dos de los elementos semiconductores son conectados electricamente a los miembros de hilo conductor.
En este metodo de fabricacion del dispositivo receptor de luz o emisor de luz, como una placa de retencion que comprende una pluralidad de agujeros de retencion esta insertada en la parte de la abertura de una placa de sujecion temporal a la que son sujetados temporalmente miembros de hilo conductor, una pluralidad de elementos semiconductores son fijados en la pluralidad de agujeros de retencion de modo que partes intermedias en la direccion de altura de los elementos semiconductores estan agujereadas, y los pares de electrodos de los elementos semiconductores son conectados electricamente a los miembros de hilo conductor, un dispositivo receptor de luz o emisor de luz que posee los distintos efectos y meritos descritos anteriormente puede ser fabricado facilmente y de modo bara- to.
En la tercera operacion de este metodo de fabricacion, los pares de electrodos de los elementos semiconductores pueden ser tambien conectados electricamente a los miembros de hilo conductor irradiando una peMcula metalica con un bajo punto de fusion formada sobre la superficie de los electrodos con un haz calonfico.
El presente invento y ejemplos que son utiles para comprender el presente invento seran descritos con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 es una vista en planta de la placa de sujecion temporal y de los miembros de hilo conductor en la presente realizacion;
La Fig. 2 es una vista en planta de la placa de retencion;
La Fig. 3 es una vista en seccion de una celula solar;
La Fig. 4 es una vista en seccion de otra celula solar;
La Fig. 5 es una vista en seccion de otra celula solar;
La Fig. 6 es una vista en planta que muestra la placa de retencion aplicada con la placa de sujecion temporal, y celulas solares insertadas en los agujeros de retencion;
La Fig. 7 es una vista agrandada de partes esenciales en la Fig. 6;
La Fig. 8 es una vista en seccion a lo largo de la lmea VMI-VIM de la Fig. 6;
La Fig. 9 es una vista en perspectiva de una celula solar en forma de cordon;
La Fig. 10 es una vista en seccion de una celula solar en forma de cordon;
La Fig. 11 es un diagrama de circuitos del circuito equivalente de la celula solar mostrada en la Fig. 9;
La Fig. 12 es una vista en perspectiva de una celula solar en la que celulas solares en forma de cordon estan dis-
puestas en dos filas;
La Fig. 13 es un diagrama de circuitos del circuito equivalentes de la celula solar mostrada en la Fig. 12;
La Fig. 14 es una vista en planta de la placa de sujecion temporal, placa de retencion y miembros de hilo conductor en otra realizacion;
La Fig. 15 es una vista en planta que muestra celulas solares insertadas en los agujeros de retencion mostrados en la Fig. 14;
La Fig. 16 es una vista agrandada de partes esenciales de la Fig. 15, que muestra un estado en el que la placa de retencion ha sido retirada;
La Fig. 17 es una vista en seccion a lo largo de la lmea XVII-XVII de la Fig. 15 (en un estado en el que la placa de retencion ha sido retirada);
La Fig. 18 es una vista en seccion a lo largo de la lmea XVIII-XVIII de la Fig. 15 (en un estado en el que la placa de
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retencion ha sido retirada);
La Fig. 19 es una vista en seccion que muestra un estado en el que la celula solar esta protegida por un material de cubierta (en el estado mostrado en la Fig. 18);
La Fig. 20 es una vista en planta del material de cubierta, celulas solares y miembros de hilo conductor;
La Fig. 21 es una vista en planta del panel de celulas solares;
La Fig. 22 es un diagrama de circuitos del circuito equivalente del panel de celulas solares mostrado en la Fig. 21;
La Fig. 23 es una vista en seccion de una modificacion del panel de celulas solares;
La Fig. 24 es una vista en seccion de otra modificacion del panel de celulas solares;
La Fig. 25 es una vista en seccion de otra modificacion del panel de celulas solares;
La Fig. 26 es una vista en perspectiva de una celula solar cilmdrica;
La Fig. 27 es un diagrama de circuitos del circuito equivalente de la celula solar cilmdrica mostrada en la Fig. 26; y La Fig. 28 es una vista en seccion de un diodo esferico emisor de luz.
La presente realizacion es un ejemplo de un caso en el que el presente invento es aplicado a una celula solar en forma de cordon usado como un dispositivo receptor de luz. En primer lugar, se describira el metodo de fabricacion y estructura de esta celula solar. En primer lugar, en una primera operacion, como se ha mostrado en las Figs. 1 a 5, una placa de sujecion temporal 1 a la que estan sujetos doce miembros de hilo conductor 4 (miembros de hilo de polo positivo 4a y miembros de hilo de polo negativo 4b), una placa de retencion 2, y (por ejemplo) 120 elementos semiconductores 3 (de aqu en adelante denominados como "celulas solares"), son preparados.
La placa de sujecion temporal 1 es una placa rectangular con un espesor de aproximadamente 1 a 2 mm construida de una resina sintetica dura (por ejemplo, una resina sintetica de tipo fenol o de tipo epoxfdico) o similar.
Una parte 5 de abertura rectangular que es usada para insertar la placa de retencion 2, y un par de tiras sobresalien- tes 6 en las que hay formadas doce ranuras usadas para la sujecion temporal alternativa de los miembros de hilo de polo positivo 4a y los miembros de hilo de polo negativo 4b en posiciones enfrentadas en la parte frontal y posterior con la parte 5 de abertura interpuesta, estan formadas en esta placa de sujecion temporal 1. Los miembros de hilo conductor 4 poseen flexibilidad y conductividad, y son (por ejemplo) miembros de hilo metalico (por ejemplo, miembros de hilo hechos de cobre, aluminio, plata, oro o similar) con un diametro de aproximadamente 0,2 a 0,3 mm. Los doce miembros de hilo 4 estan sujetos temporalmente de manera respectiva en la ranuras de las tiras sobresalientes 6, y estan dispuestos como se ha mostrado en los dibujos, con ambas partes de extremo sujetas por cintas 7 usadas para sujecion temporal. Los pares respectivos de los miembros de hilo de polo positivo 4a y los miembros de hilo de polo negativo 4b estan dispuestos paralelos entre sf con un espacio que es igual sustancialmente al diametro de las celulas solares 3 dejado entre los miembros de hilo. La placa de retencion 2 es una placa en forma de lamina con un espesor de aproximadamente 1 a 2 mm que esta construida de la misma resina sintetica dura que la placa de sujecion temporal 1; esta placa de retencion 2 esta fijada en la parte 5 de abertura de la placa de sujecion temporal 1.
Como se ha mostrado en la Fig. 2, 120 agujeros 8 de retencion hexagonales que son usados para la insercion de las celulas solares 3 estan formados en la placa de retencion 2 en la forma de una matriz con (por ejemplo) 20 filas y 6 columnas. Los agujeros de retencion 8 de cada columna estan formados de manera que estos agujeros estan dispuestos entre los pares respectivos de los miembros 4a de hilo de polo positivo y los miembros 4b de hilo de polo negativo. Sin embargo, tal disposicion de los agujeros de retencion 8 en 20 filas y 6 columnas es meramente un ejemplo; el presente invento no esta limitado a 20 filas y 6 columnas.
Como se ha mostrado en la Fig. 3, las celulas solares 3 en partmulas tiene cada una un cuerpo principal 11 de ele- mento esferico con un diametro de (por ejemplo) 1,0 a 1,5 mm que consiste de un solo cristal de silicio de tipo p, una capa 12 de difusion de tipo n (espesor aproximadamente de 0,5 pm) en que (por ejemplo) es difundido fosforo (P) en la parte superficial de este cuerpo principal 11 de elemento, una union pn 13 de forma superficial sustancialmente esferica que esta formada en el lfmite entre el cuerpo principal de elemento 11 y la capa de difusion 12, una parte plana 14 formada en una parte de extremo del cuerpo principal 11 del elemento, en el que no hay formada una union pn, un par de electrodos 15, 16 (polo positivo 15 y polo negativo 16) que estan dispuestos en forma de punto en ambas partes de extremidad con el centro del cuerpo principal 11 del elemento interpuesto, pelmulas de revestimien- to de soldadura que estan formadas sobre las superficies de los electrodos respectivos 15, 16, y una pelmula 17 de revestimiento de SiO2 (espesor: aproximadamente 0,4 pm) usada para pasivado que esta formada en la superficie de la capa de difusion 12 excepto para las areas del par de electrodos 15, 16.
Por ejemplo, esta celula solar 3 puede ser fabricada por el metodo propuesto por el inventor de la presente solicitud en el documento WO 98/15983. En este metodo de fabricacion, una pequena pieza de silicio de tipo p es fundida, y es dejada caer libremente desde la parte de extremidad superior de un tubo de goteo. Este silicio es solidificado por
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refrigeracion radiante cuando el silicio cae mientras esta siendo mantenido en una forma esferica, por la accion de la tension superficial, de manera que se crea un cuerpo de un unico cristal de silicio esferico. Una capa de difusion 12, una parte plana 14, un par de electrodos 15, 16 y una pelfcula 17 de revestimiento de pasivado estan formados en este cuerpo de un unico cristal de silicio esferico por tecnicas bien conocidas tales como grabado, enmascaramiento, tratamientos de difusion y similares.
El par de electrodos 15, 16 antes mencionado, son formados respectivamente por (por ejemplo) cociendo una pasta de aluminio o una pasta de plata. El diametro de los electrodos 15, 16 es aproximadamente de 300 a 500 pm, y el espesor es aproximadamente de 200 a 300 pm. Sin embargo, los electrodos 15, 16 pueden tambien ser formados por un proceso de electro-revestimiento o pueden ser formados por algun otro metodo. Cada celula solar 3 genera una fuerza electromotriz con una tension a circuito abierto de aproximadamente 0,6 V, cuando la celula recibe luz solar con una intensidad de luz de 100 mW/cm2 . Aqm, en las celulas solares 3, pueden formarse capas de difusion de tipo p en cuerpos principales de elemento de silicio de tipo n, y un par de electrodos y una pelfcula de revestimiento de pasivado pueden ser formados de la misma manera que se ha descrito antes. Alternativamente, como se ha mostrado en la Fig. 4, pueden usarse celulas solares esfericas 3A en las que la parte plana 14 de las celulas solares 3 no esta formada, y una capa de difusion 12a, una union pn 13a, electrodos 15a, 16a, una pelfcula de pasivado 17a son formadas en un cuerpo principal 11a del elemento que es dejado en una forma esferica.
Ademas, los elementos semiconductores en partfculas no siempre necesitan ser esfericos; estos elementos pueden tambien ser celulas solares cilmdricas cortas 3B como se ha mostrado en la Fig. 5. Estas celulas solares 3B com- prenden cada una un cuerpo principal 11b de elemento cilmdrico corto que consiste de un unico cristal de silicio de tipo p (por ejemplo, de 1,0 a 1,5 mm de 0, 1,9 a 1,6 mm de L), una capa 12b de difusion de tipo n en la parte superficial de este cuerpo principal 11b del elemento, una union pn 13b, una capa 18 de difusion de tipo p+ con un espesor de aproximadamente 0,2 pm formada por la difusion de boro (B), un par de electrodos 15b, 16b (polo positivo 15b y polo negativo 16b) formados en ambas partes de extremidad en la direccion axial del cuerpo principal 11b del elemento, una pelfcula 17b de revestimiento de pasivado que consiste de SiO2.
A continuacion, en una segunda operacion, como se ha mostrado en la Fig. 6, la placa de retencion 2 es fijada en la parte 5 de abertura de la placa de sujecion 1, y las celulas solares 3 son insertadas respectivamente en los 120 agujeros de retencion 8 que estan formados en la placa de retencion 2. Como se ha mostrado en la Fig. 7, estas celulas solares 3 son colocadas en los agujeros de retencion 8 con la direccion de conduccion dispuesta de manera uniforme, y partes intermedias en la direccion de la altura de las celulas 3 son mantenidas por los agujeros de retencion 8 de manera que las pelfculas de revestimiento de soldadura de los polos positivos 15 son obligadas a adherir- se estrechamente a los miembros 4a de hilo de polo positivo, y las pelfculas de revestimiento de soldadura de los polos negativos 16 son obligadas a adherirse estrechamente a los miembros 4b de hilo de polo negativo. Como se ha mostrado en la Fig. 8, las celulas solares 3 estan montadas en un estado en que la placa de sujecion temporal 1 y la placa de retencion 2 son colocadas sobre un banco de trabajo 20 de manera que las celulas solares no caigan fuera de los agujeros de retencion 8. De esta manera los elementos tienen un espacio predeterminado entre ellos.
A continuacion, en una tercera operacion, como se ha mostrado en las Figs. 7 y 8, las partes de contacto entre los miembros 4a de hilo de polo positivo y las pelfculas de revestimiento de soldadura de los electrodos 15 y las partes de contacto entre los miembros 4b de hilo de polo negativo y las pelfculas de revestimiento de soldadura de los electrodos 16 son irradiadas con un haz calonfico 21 (haz laser o haz de luz infrarroja), de manera que los miembros 4a de hilo de polo positivo y los electrodos 15 son conectados electricamente, y de manera que los miembros 4b de hilo de polo negativo y los electrodos 16 son conectados electricamente. De este modo, la pluralidad de celulas solares 3 en las columnas respectivas son conectadas en paralelo mediante los miembros de hilo 4a y 4b.
A continuacion, en una cuarta operacion, la placa de retencion 2 es retirada de la parte 5 de abertura de la placa de sujecion temporal 1, y los miembros de hilo 4a y 4b y las celulas solares 3 de las columnas respectivas son revesti- dos tanto desde ambos lados superior e inferior colocando en un ejemplo que no forma parte del invento reivindica- do una resina sintetica transparentes blanda (por ejemplo, una resina EVA, una resina de silicona o similar) en un estado semifundido.
A continuacion, las celulas solares 3 de las seis columnas son ajustadas en un molde de metal especificado de un aparato de moldeo junto con la placa de sujecion temporal 1 y son moldeadas por compresion por una fuerza de presion apropiada, de manera que se forme un material de recubrimiento 22 que cubra los miembros de hilo 4a y 4b y las 20 celulas solares 3 en forma embebida como se ha mostrado en las Figs. 9 y 10. Asf, cuando las 20 celulas solares 3 de cada columna protegidas por el material de cubierta 22 son retiradas de la placa de sujecion temporal 1, y las partes sobrantes de los miembros de hilo 4a y 4b son cortadas, las celulas solares 23 en forma de cordon flexible son completadas con una forma cilmdrica que tiene una longitud de aproximadamente 10 cm como se ha mostrado en la Fig. 9, que es un ejemplo que no forma parte del invento reivindicado.
Si las celulas solares 3 en estas celulas solares 23 en forma de cordon son indicadas por sfmbolos de diodo en las figuras, entonces el circuito equivalente 24 de las celulas solares 23 es como se ha mostrado en la Fig. 11. Aqm, las 20 celulas solares 3 estan conectadas en paralelo, las partes de extremidad de los miembros 4a de hilo de polo positivo constituyen los terminales 25a de polo positivo, y las partes de extremidad de los miembros 4b de hilo de polo negativo constituyen las terminales 25b de polo negativo. La anterior descripcion es util para comprender el
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invento, aunque la realizacion, que es flexible, esta fuera de las reivindicaciones.
A continuacion, seran descritas las funciones y ventajas de esta celula solar 23 en forma de cordon.
Como las celulas solares 3 generan cada una, una fuerza electromotriz con una tension a circuito abierto de aproxi- madamente 0,6 V cuando las celulas reciben luz solar con una intensidad de luz de 100 mW/cm2, la fuerza electromotriz maxima de la celula solar 23 en forma de cordon es aproximadamente de 0,6 V. Como esta forma de cordon cilmdrico esta protegida por un material de cubierta 22 transmisor de luz transparente, la mayor parte de la luz que incide dentro del material de cubierta 22 alcanza las celulas solares 3; consiguientemente, el mdice de utilizacion de luz es elevado, de manera que la eficiencia de generacion de energfa es elevada.
Una celula solar de poco peso, flexible, delgada, que genera una fuerza foto-electromotriz con una tension y corrien- te deseadas puede ser construida en un ejemplo que no forma parte del invento reivindicado alineando una plurali- dad de estas celulas solares 23 en forma de cordon, y conectando estas celulas en una conexion en serie, conexion en paralelo o conexion serie-paralelo. Tal celula solar de poco peso, flexible, delgada puede ser usada como una alimentacion de corriente en distintos tipos de dispositivos electronicos moviles y similares.
En el proceso de fabricacion de esta celula solar 23, una pluralidad de celulas solares 3 son incorporadas respecti- vamente en la pluralidad de agujeros de retencion 8 de la placa de retencion 2; ademas, las partes intermedias en la direccion de altura de las celulas solares 3 son mantenidas, y los electrodos 15, 16 de las celulas solares respectivas 3 son conectados a los miembros de hilo 4a, 4b de manera que la conduccion es posible. Consiguientemente la disposicion y el posicionamiento con los espacios predeterminados entre ellas de las numerosas celulas solares 3, y la conexion electrica de estas celulas a los miembros de hilo 4a y 4b, pueden ser conseguidos facil y eficientemente.
A continuacion, se describiran distintos ejemplos y una realizacion en los que el ejemplo antes mencionado es par- cialmente modificado.
Ademas de la forma cilmdrica, la forma de la celula solar 23 en forma de cordon puede tambien ser una forma de tipo de columna angular, una forma cilmdrica ovalada, o alguna otra forma en seccion transversal. Ademas, en ca- sos en los que la celula solar 23 en forma de cordon es usada "como es" en forma de vastago, el material de cubierta 22 puede ser formado como una estructura no flexible usando una resina sintetica dura (por ejemplo una resina sintetica de tipo fenol o de tipo epoxfdico o similar), aunque siendo no flexible esta esta fuera del invento segun las reivindicaciones.
Alternativamente, de acuerdo con una realizacion como se ha mostrado en la Fig. 12, una pluralidad de celulas solares 23 en forma de cordon (por ejemplo dos celulas) pueden ser alineadas muy proximas entre sf, y construidas como una celula solar 23A en que los materiales de cubierta 22A estan formados en una unidad integral. En esta celula solar 23, las celulas solares 3 de las columnas respectivas estan conectadas en paralelo por los miembros de hilo 4a y 4b, y dos columnas de celulas solares 3 estan conectadas en serie mediante los miembros 4a de hilo de polo positivo y los miembros 4b de hilo de polo negativo, de manera que la fuerza foto-electromotriz es aproximadamente de 1,2 V como se ha mostrado en el circuito equivalente en la Fig. 13.
A continuacion, un panel de celulas solares que constituye otra realizacion del presente invento sera descrito con referencia a las Figs. 14 a 22. Esta realizacion es un ejemplo de un caso en el que el presente invento es aplicado a un panel de celulas solares plano o con forma de placa plana usado como un dispositivo receptor de luz. El metodo de fabricacion y estructura de este panel de celula solar sera descrito. Aqrn, las partes que son iguales que en la realizacion anterior son etiquetadas con los mismos o similares numeros, y una descripcion de tales partes es omiti- da. Ademas, una descripcion es tambien omitida en el caso de las operaciones de fabricacion que son las mismas que las operaciones en la realizacion anteriormente mencionada.
En primer lugar, en una primera operacion, una placa de sujecion temporal 1A, una placa de retencion 2A y una pluralidad de celulas solares 3 (por ejemplo, 1200 celulas solares) son preparadas de la misma manera que en la realizacion antes mencionada.
Como se ha mostrado en la Fig. 14, la placa de sujecion temporal 1A es similar a la placa de sujecion temporal 1 antes mencionada; una parte 5 de abertura y un par de tiras sobresalientes 6 estan formadas en esta placa de sujecion temporal 1A. Como esta placa de sujecion temporal 1A esta integrada con el material de cubierta 33 (vease la Fig. 19) que cubre el panel 30 de celulas solares en una operacion subsiguiente, esta placa de sujecion temporal 1A es construida de la misma resina sintetica dura que el material de cubierta 33.
Una pluralidad de miembros 31a de hilo de polo positivo y una pluralidad de miembros 31b de hilo de polo negativo estan previstos como miembros de hilo conductor 31 que tienen flexibilidad y conductividad. Como en el caso de los miembros de hilo 4a y 4b antes mencionados, estos miembros de hilo 31 estan sujetos temporalmente en las ranu- ras del par de tiras sobresalientes 6, y estan dispuestos como se ha mostrado en las figuras.
Los miembros 31a de hilo de polo positivo de cada columna y los miembros 31b de hilo de polo negativo de las columnas adyacentes estan conectados por partes de conexion 31c. Una parte de extremidad de cada uno de la pluralidad de miembros de hilo 31a y 31b esta sujeta temporalmente por medio de una cinta 7 de sujecion temporal. Los
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terminales positivos 34a conectados a los miembros 31a de hilo positivo en el lado izquierdo y los terminales negati- vos 34b conectados a los miembros 31b de hilo negativo en el lado derecho estan sujetos temporalmente por medio de la cinta 7 de sujecion temporal, respectivamente.
La placa de retencion 2A es sustancialmente similar a la placa de retencion 2 antes mencionada; sin embargo, 1200 agujeros 8 de retencion hexagonales estan formados en esta placa de retencion 2A en la forma de una matriz con 10 filas y 12 columnas. Los agujeros de retencion 8 de cada columna estan posicionados entre los conjuntos corres- pondientes respectivos de miembros de hilo 31a y 31b. Las celulas solares 3 son las mismas que las celulas solares de la realizacion antes mencionada; consiguientemente, una descripcion de estas celulas solares ha sido omitida.
A continuacion, en una segunda operacion, como se ha mostrado en la Fig. 14, la placa de retencion 2A es fijada en la parte 5 de abertura de la placa de sujecion temporal 1A; a continuacion, como se ha mostrado en la Fig. 15, las celulas solares 3 son colocadas en los agujeros de retencion respectivos 8 de la placa de retencion 2A en un estado en el que la direccion de conduccion esta dispuesta de manera uniforme, de manera que los electrodos 15 de las celulas solares respectivas 3 son obligados a adherirse estrechamente a los miembros de hilo 31a, y de manera que los electrodos 16 son obligados a adherirse estrechamente a los miembros de hilo 31b.
A continuacion, en una tercera operacion, las pelfculas de revestimiento de soldadura de los electrodos 15 y 16 de las celulas solares 3 de cada columna son conectadas electricamente a los miembros de hilo positivo y negativo 31a y 31b por irradiacion con un haz calonfico de la misma manera que en la realizacion antes mencionada.
A continuacion, en una cuarta operacion, como se ha mostrado en las Figs. 16 a 18, la placa de retencion 2A es retirada de la placa de sujecion temporal 1A. A continuacion, como se ha mostrado en las Figs. 19 y 20, las superficies superior e inferior de las numerosas celulas solares 3 que estan posicionadas y mantenidas en la placa de sujecion temporal 1A mediante los miembros de hilo 31a y 31b son revestidas en un ejemplo que no forma parte del invento reivindicado con un lfquido semifundido de una resina sintetica blanda transparente (por ejemplo, una resina EVA, resina de silicona o similar) a un espesor de aproximadamente 500 a 700 pm. Entonces, estas partes son ajustadas en un molde de metal especificado de una maquina de moldeo, y material de cubierta 33 que cubre en los miembros de hilo 31 y todas las celulas solares 3 de forma embebida esta formado por moldeo por compresion usando una fuerza de presion apropiada. En este caso, los terminales positivo y negativo 34a, 34b no estan protegi- dos por el material de cubierta 33. Subsiguientemente, cuando el corte es realizado en la posicion de la lmea de silueta exterior del material de cubierta 33 sin cortar los terminales positivo y negativo 34a y 34b, es completado un panel de celulas solares con forma de placa o forma de lamina 30 tal como el que se ha mostrado en la Fig. 21.
Con el fin de elevar el rendimiento de la recepcion de la luz con respecto a la luz solar, se forman partes de lente 35 parcialmente cilmdricas (vease la Fig. 19) sobre la superficie del material de cubierta 33 de modo que estas partes de lente correspondan a las columnas respectivas.
Estas partes de lente 35 focalizan la luz solar incidente, y hacen que esta luz incida sobre las celulas solares 3. Sin embargo, en casos en los que este panel 30 de celulas solares es incorporado en una situacion especificada y usa- do, las partes de lente 35 pueden ser formadas en un solo lado. Ademas, pueden formarse partes de lente hemisfe- ricas en lugar de partes de lente parcialmente cilmdricas de modo que estas partes de lente correspondan a las celulas solares respectivas 3. Como este panel 30 de celulas solares ha sido construido de modo que el panel reciba la luz solar que incide desde arriba y genere energfa, la superficie superior del panel 30 de celulas solares es la superficie del lado receptor de luz, mientras que la superficie inferior es la superficie del lado que no recibe luz. En este panel 30 de celulas solares, como el material de cubierta 33 esta formado en un ejemplo que no forma parte del invento reivindicado a partir de una resina sintetica blanda, el panel tiene flexibilidad, asf aunque la anterior descripcion es util para la comprension del invento esta fuera de las reivindicaciones.
Si las celulas solares 3 de este panel 30 de celulas solares estan indicadas por los sfmbolos de diodo en las figuras, entonces el circuito equivalente 36 de este panel 30 de celulas solares es como se ha mostrado en la fig. 22. Las celulas solares 3 de cada columna estan conectadas en paralelo por los miembros de hilo 31a y 31b, y las celulas solares 3 de las columnas respectivas estan conectadas en serie con las celulas solares 3 de las columnas adyacen- tes por partes de conexion 31c.
A continuacion, se describiran las funciones y ventajas de este panel 30 de celulas solares.
Cada celula solar 3 genera una fuerza foto-electromotriz de aproximadamente 0,6 V cuando la celula recibe luz solar; por consiguiente, las celulas solares 3 de las columnas respectivas tambien generan una fuerza foto- electromotriz de aproximadamente 0,6 V. En este panel 30 de celulas solares, como 12 columnas de celulas solares 3 estan conectadas en serie, la fuerza foto-electromotriz maxima es de aproximadamente 7,2 V. Ademas, en casos en los que se requiere que una fuerza foto-electromotriz exceda de 7,2 V, tal fuerza foto-electromotriz puede ser obtenida conectando una pluralidad de paneles 30 de celulas solares en serie a traves de los terminales respectivos 34a y 34b. Ademas, en casos en los que se desea aumentar la corriente de la fuerza foto-electromotriz, esto puede ser logrado conectando una pluralidad de paneles 30 de celulas solares en paralelo, y en casos en los que se desea aumentar tanto la tension como la corriente, esto puede ser logrado conectando una pluralidad de paneles 30 de celulas solares tanto en paralelo como en serie.
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Este panel 30 de celulas solares puede ser usado en sistemas domesticos de generacion de ene^a solar, distintos tipos de sistemas de generacion de energfa solar usados en entidades moviles, tales como automoviles, trenes electricos, barcos y similares, los sistemas de generacion de energfa solar usados como alimentaciones de corriente compactas en equipo electronico o equipo electrico, y otros tipos de sistemas de generacion de energfa solar tales como cargadores o similares. Como el material de cubierta esta formado en un ejemplo que no forma parte del in- vento reivindicado como una estructura flexible que usa una resina sintetica blanda, el panel 30 de celulas solares puede ser incorporado en superficies curvadas, y puede ser dispuesto en forma de un cilindro. Por consiguiente, el panel de 30 de celulas solares puede tambien ser dispuesto y ser usado en un estado que se adapta a las superficies curvadas de distintos tipos de objetos tales como edificios, entidades moviles o similares. Por ejemplo, el panel de celulas solares puede tambien ser usado en un estado en el que este panel es unido a la superficie de una carro- cena de automovil o al alojamiento de un ordenador portatil. Ademas, como los miembros de hilo 31 tambien son flexibles, el panel 30 de celulas solares tambien puede ser moldeado a una forma curvada en el momento del mol- deo.
En este panel 30 de celulas solares, las celulas solares 3 estan dispuestas en los agujeros de retencion 8 formados en la placa de retencion 2A, partes intermedias en la direccion de altura de las celulas solares 3 son mantenidas en los agujeros de retencion 8, y los electrodos 15 y 16 de las celulas solares respectivas 3 estan unidos con los miembros de hilo 31a y 31b por medio de un haz calonfico. Por consiguiente, la disposicion y posicionamiento de las nu- merosas celulas solares 3 pueden ser logrados facil y eficientemente con el espacio predeterminado entre ellas.
Las numerosas celulas solares 3 estan conectadas en serie y en paralelo por medio de miembros de hilo 31a y 31b; por consiguiente, incluso en casos en los que las celulas solares 3 que no funcionan normalmente estan presentes como resultado de una ausencia de luz o algun problema, la corriente generada por las celulas solares normales 3 puentea las celulas solares 3 que no estan funcionando normalmente, de modo que la cafda en la salida puede ser minimizada, y de modo que el sistema es superior en terminos de fiabilidad. Ademas, como hay formada una plurali- dad de partes de lente 35 en el panel 30 de celulas solares, incluso si el angulo de incidencia de la luz solar variara, la reflexion en la superficie puede ser suprimida, y la luz solar puede ser focalizada y dirigida sobre las celulas solares 3; por consiguiente, el mdice de utilizacion de la luz solar puede ser aumentado.
Sin embargo, en caso en los que el panel 30 de celulas solares es usado en disposicion plana, el material de cubierta 33 puede tambien ser construido a partir de un material de resina sintetica transparente (por ejemplo, una resina de tipo acnlico, una resina de tipo epoxfdico, una resina de tipo polietileno, policarbonato o similar).
A continuacion, se describiran ejemplos en los que la estructura y el metodo de fabricacion del panel 30 de celulas solares antes mencionado estan parcialmente modificados.
1) Como se ha mostrado en la Fig. 23, una pelfcula protectora 37 hecha de una resina sintetica dura esta formada sobre la superficie del panel 30A de celulas solares. El material de cubierta 33 puede ser protegido por la pelfcula protectora 37, de modo que la durabilidad pueda ser asegurada, y puede impedirse una cafda en el rendimiento. Ademas, en casos en los que el panel 30A de celulas solares es usado en una disposicion fijada, la luz que no ha sido recibida por las celulas solares 3 puede ser reflejada hacia las celulas solares 3 instalando una pelmula reflec- tante 38 o una placa reflectante sobre la superficie situada en el lado opuesto de la superficie sobre la que la luz solar incide; consiguientemente, la eficiencia de generacion de energfa puede ser aumentada.
2) En el panel 30B de celulas solares mostrado en la Fig. 24, tanto la superficie superior como la superficie inferior estan construidas como superficies planas, y una pelfcula protectora 37A hecha de una resina sintetica dura o una placa protectora hecha de vidrio esta dispuesta tanto sobre la superficie superior como sobre la superficie inferior.
3) En el panel 30C de celulas solares mostrado en la Fig. 25, tanto la superficie superior como la superficie inferior estan construidas como superficies planas, una pelmula protectora 37A hecha de una resina sintetica dura esta dispuesta sobre la superficie superior, y una pelfcula reflectante 38A hecha de una pelmula metalica o placa metalica esta dispuesta sobre la superficie inferior. Como la superficie superior sobre la que la pelfcula protectora 37A esta formada es obligada a mirar al lado sobre el que incide la luz solar, la luz solar que pasa a traves del panel 30C de celulas solares tambien es reflejada por la pelmula reflectante 38A y reutilizada; consiguientemente, la eficiencia de generacion de energfa es mejorada.
4) La celula solar cilmdrica 40 mostrada en la fig. 26 esta construida a partir de un tubo interior 41 que esta hecho de una resina sintetica transparente u opaca o de metal, un panel 42 de celulas solares flexible que esta curvado a una forma cilmdrica y unido a la superficie de este tubo interior 41, y un tubo exterior 43 usado como una superficie que protege el cuerpo que esta hecho de vidrio o de una resina sintetica transparente, y que es fijado sobre el panel de celulas solares 42 antes mencionado.
En este panel 42 de celulas solares, como en el panel 30 de celulas solares antes mencionado, las celulas solares 3 estan dispuestas en forma de una matriz con una pluralidad de filas y una pluralidad de columnas. Un terminal de polo positivo 45a y un terminal de polo negativo 45b tambien estan previstos, como se ha mostrado en el circuito equivalente (vease la Fig. 27) de este panel 40 de celulas solares.
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Aqm, sin embargo, en lugar del tubo interior 41 antes mencionado, sena tambien posible usar un cuerpo semicilm- drico, un cuerpo parcialmente cilmdrico, un cuerpo esferico hueco, un cuerpo esferico semi-hueco, un cuerpo esferi- co parcialmente hueco o un cuerpo de superficie curvada con una superficie curvada consistente del mismo material que el descrito antes, y usar una construccion en la que una panel emisor de luz esta unido a la superficie de uno de estos cuerpos, y una superficie que protege un cuerpo hecha de vidrio o de una resina sintetica transparente esta unida a la superficie de este panel emisor de luz.
5) Pueden usarse diferentes tipos de materiales de resina sintetica transparente (por ejemplo, resinas sinteticas de tipo epoxfdico, resinas sinteticas de tipo acnlico, resinas de silicona, resinas sinteticas de tipo polietileno, policarbo- natos, poliimidas, resinas metacnlicas y similares) como el material de resina sintetica que forma el material de cu- bierta en el panel de celulas solares antes mencionado. Alternativamente, en un ejemplo que no forma parte del invento reivindicado, tanto la placa de sujecion temporal 1A como el material de cubierta 33 pueden ser construidos a partir de resina sintetica flexible, de modo que el panel de celulas solares es hecho facilmente deformable.
6) En los ejemplos y realizaciones antes mencionadas, las celulas solares macizas 3 fueron descritas como un ejemplo. Sin embargo, pueden usarse tambien celulas solares huecas (no mostradas en las figuras) que tienen una funcion de transduccion de luz a electricidad. Tales celulas solares huecas son celulas en las que el cuerpo principal 11 del elemento consistente de silicio de tipo p (o de tipo n) es hueco. En casos en los que se han fabricado tales cuerpos principales del elemento huecos, el silicio de tipo p fundido en un crisol de cuarzo es dejado caer como gotitas lfquidas que contienen burbujas de gas dentro de un tubo de goteo desde el extremo de la punta de una boquilla de cuarzo, y estas gotitas lfquidas son solidificadas a una forma esferica mientras estan goteando. En este caso, las gotitas lfquidas que contienen burbujas de gas pueden ser formadas llenando los interiores de las gotitas lfquidas de silicio fundido con una cantidad especificada de un gas inerte tal como argon o similar inmediatamente antes del goteo del silicio de tipo p fundido dentro del tubo de goteo desde el extremo de la punta de la boquilla de cuarzo.
7) Con relacion a las celulas solares 3 de los paneles de celulas solares antes mencionados, un caso en el que se uso silicio como semiconductor fue descrito como un ejemplo; sin embargo, puede tambien usarse Ge de tipo p o de tipo n como el semiconductor que forma los cuerpos principales del elemento de las celulas solares 3, y pueden usarse tambien distintos tipos de semiconductores compuestos (por ejemplo, GaAs, GaSb, InSb, InP, InAs o simila- res).
8) Un circuito inversor que convierte la corriente continua generada por el panel de celulas solares en corriente alter- na, y distintos tipos de conmutadores, cableado y similares, pueden ser incorporados en el espacio sobrante sobre el lado circunferencial exterior del panel de celulas solares.
9) En los ejemplos y realizaciones antes mencionados, un panel de celulas solares usado como un panel receptor de luz, que ha usado celulas solares 3 como elementos semiconductores en partfculas, se ha descrito como un ejemplo. Sin embargo, diodos emisores de luz en partfculas que tienen una funcion de transduccion de electricidad a luz pueden ser usados en vez de celulas solares 3. Si se usa una construccion en la que tales diodos emisores de luz estan conectados en serie en una pluralidad de etapas, y una tension de corriente continua sustancialmente especificada es aplicada a los diodos emisores de luz de las etapas respectivas, puede construirse un panel emisor de luz o una pantalla de presentacion que muestra emision de luz superficial.
El metodo usado para fabricar tales diodos emisores de luz en partfculas (diodos esfericos emisores de luz) es similar al metodo propuesto por el inventor de la presente solicitud en el documento WO 98/15983; consiguientemente, la estructura de estos diodos esfericos emisores de luz sera descrita aqm brevemente.
Como se ha mostrado en la Fig. 28, un diodo esferico 50 emisor de luz comprende un cuerpo principal de elemento 51 consistente de GaAs de tipo n con un diametro de 1,0 a 1,5 mm, una capa 52 de difusion de tipo p de forma sustancialmente esferica que esta formada en la proximidad de la superficie del cuerpo principal 51 del elemento, una union 53 pn de forma de superficie sustancialmente esferica, un anodo 54 y un catodo 55, una pelfcula 56 de reves- timiento fluorescente y similar. El cuerpo principal 51 del elemento esta construido de GaAs de tipo n al que se le ha anadido Si de modo que la longitud de onda de pico de la luz infrarroja generada por la union pn 53 es de 940 a 980 nm. La capa de difusion 52 de tipo p es formada difundiendo termicamente una impureza de tipo p tal como Zn; la concentracion de impureza en la superficie de la capa de difusion de tipo p es de 2 ~ 8 X 1019/cm3.
La pelfcula de revestimiento fluorescente 56 usa diferentes sustancias fluorescentes de acuerdo con el color de la luz que es emitida. Y0,74Yb0,25Er0,01OC1 es usada como una sustancia fluorescente que genera luz roja, Y0,84Yb0,15Er0,0-iF3 es usada como una sustancia fluorescente que genera luz verde, y Y0,65Yb0,35Tm0,00-iF3 es usada como una sustancia fluorescente que genera luz azul. El anodo 54 antes mencionado (espesor de 1 pm) es construido a partir de Au al que se ha anadido 1% de Zn, y el catodo 55 (espesor de 1 pm) es construido a partir de Au al que se han anadido pequenas cantidades de Ge y Ni.
En tal diodo 50 emisor de luz en partfculas, cuando se aplica una tension de aproximadamente 1,4 V a un catodo 55 desde el anodo 54, se genera luz infrarroja con una longitud de onda de aproximadamente 940 a 980 nm desde la union pn del GaAs, y la sustancia fluorescente de la pelfcula 56 de revestimiento fluorescente es excitada por esta
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luz infrarroja de modo de la luz infrarroja es convertida en luz visible (luz roja, luz verde o luz azul) que corresponde a la sustancia fluorescente, y esta luz visible es emitida al exterior desde la superficie completa de la pelfcula de revestimiento fluorescente.
Por ejemplo, si la totalidad de las celulas solares 3 del panel 30 de celulas solares antes mencionado son obligadas a montar diodos emisores de luz que emiten luz roja, y se aplica una tension de corriente continua de aproximada- mente 1,4 V al terminal del lado del catodo desde el terminal del lado del anodo, se obtiene un panel emisor de luz en el que es emitida luz roja por emision de luz superficial desde 120 diodos emisores de luz. Un panel emisor de luz que general luz verde y un panel emisor de luz que genera luz azul pueden ser construidos de modo similar.
Ademas, un panel emisor de luz que puede ser usado como una pantalla de presentacion para presentar caracteres, sfmbolos e imagenes en un solo color o en una pluralidad de colores puede tambien ser construido. Una pantalla de presentacion en color o television en color en la que estan incorporados diodos emisores de luz para los antes men- cionados R, G y B (rojo, verde y azul) pueden tambien ser construidas como se ha propuesto en el documento WO 98/15983 antes mencionado. Aqm, los tipos y combinaciones de diodos emisores de luz que son incorporados en el panel emisor de luz, y la configuracion de la disposicion de la pluralidad de diodos emisores de luz, son ajustados de acuerdo con el tamano y funcion de la pantalla de presentacion o television. Ademas, el diametro de los cuerpos principales 51 del elemento de los diodos 50 emisores de luz en partfculas no esta limitado al valor descrito antes; este diametro puede tambien ser ajustado a un valor menor de 1,0 mm, o a un valor mayor de 1,5 mm.
Ademas, pueden tambien usarse cuerpos principales huecos de elemento como los cuerpos principales 51 del elemento de los diodos 50 emisores de luz esfericos antes mencionados; alternativamente, pueden tambien ser usados cuerpos principales de elementos en los que los cuerpos esfericos aislantes consistentes de un material aislante estan incorporados en vez de partes huecas.
Ademas, no solo panales planos, sino tambien pueden ser formados dispositivos emisores de luz con forma cilmdri- ca como se ha mostrado en la fig. 26. Ademas, en vez del GaAs usado como el semiconductor que forma los cuerpos principales de elemento antes mencionados, pueden utilizarse GaP, GaN u otros tipos distintos de semiconduc- tores como el semiconductor usado en los diodos emisores de luz antes mencionados. Ademas, la forma no esta necesariamente limitada a esferica; esta forma puede tambien ser cilmdrica o similar.

Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo receptor de luz o emisor de luz en el que una pluralidad de elementos semiconductores (3, 3A, 3B) en partfculas que tienen una funcion de transduccion de luz a electricidad o una funcion de transduccion de electrici- dad a luz estan incorporados alineados en al menos dos filas, teniendo cada uno de dichos elementos semiconductores un par de electrodos (15, 16) que estan dispuestos en forma de punto sobre partes de extremo opuestas del elemento con su centro interpuesto;
    un par de miembros de hilo conductor (4a, 4b; 31a, 31b) que conectan la pluralidad de elementos semiconductores (3) en cada fila; y
    un material de cubierta transparente (22, 33) que cubre todos los elementos semiconductores y miembros de hilo conductor (4a, 4b; 31a, 31b)en forma embebida, caracterizados por que el material de cubierta transparente (22, 33) no es flexible y de una resina sintetica dura;
    el par de miembros de hilo conductor conectan la pluralidad de elementos semiconductores en cada fila en paralelo,
    en el que una pluralidad de elementos semiconductores estan dispuestos en una pluralidad de filas en un mismo plano y el dispositivo es construido en forma de un panel no flexible y duro, y
    un miembro de hilo conductor respectivo del par de miembros de hilo conductor en cada fila esta conectado en serie a un miembro de hilo conductor respectivo del par de miembros de hilo conductor en una o mas filas adyacentes a la fila solamente por miembros de hilo conductor.
  2. 2. Un dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun cualquier reivindicacion precedente, en el que dichos elementos semiconductores comprenden un cuerpo principal (11, 11a) de elemento esferico hecho de semiconductor de tipo p o de tipo n, y una union pn (13, 13a), y dicho par de electrodos estan conectados a ambos extremos de dicha union pn.
  3. 3. Un dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun la reivindicacion 1, en el que dichos elementos semiconductores comprenden un cuerpo principal (11b) de elemento esferico hecho de un semiconductor de tipo p o de tipo n, y una union pn (13b) , y dicho par de electrodos estan conectados a ambos extremos de dicha union pn.
  4. 4. Un dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun la reivindicacion 1, en el que dichos elementos semiconductores consisten de elementos receptores de luz, y el dispositivo es un panel de celulas solares que recibe luz solar y convierte la luz en electricidad.
  5. 5. El dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun la reivindicacion 1, en el que dichos elementos semiconductores consisten de elementos emisores de luz, y el dispositivo es un panel emisor de luz de superficie emisora.
  6. 6. El dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun la reivindicacion 1, en el que partes de lente parcialmente cilmdricas que corresponden a los elementos semiconductores de las filas respectivas estan formadas en la proximi- dad de una superficie de dicho material de cubierta.
  7. 7. El dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun la reivindicacion 1, en el que una pelfcula protectora (37, 37A) esta formada en al menos una superficie de dicho material de cubierta.
  8. 8. El dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun la reivindicacion 1, en el que una pelfcula reflectora (38, 38A) que refleja la luz esta formada sobre cualquier parte superficial de dicho material de cubierta.
  9. 9. Un metodo de fabricacion de un dispositivo receptor de luz o emisor de luz en el que una pluralidad de elementos semiconductores (3, 3A, 3B) en partfculas que tienen una funcion de transduccion de luz a electricidad o una funcion de transduccion de electricidad a luz estan incorporados alineados en al menos dos filas, teniendo cada uno de dichos elementos semiconductores (3) un par de electrodos (15, 16) que estan dispuestos en forma de punto en partes de extremo opuestas del elemento con su centro interpuesto, comprendiendo el metodo:
    conectar la pluralidad de elementos semiconductores en cada fila en paralelo, con un par de miembros de hilo conductor (4a, 4b; 31a, 31b); y
    cubrir todos los elementos semiconductores y miembros de hilo conductor (4a, 4b; 31a, 31b) en forma embebida con un material de cubierta transparente (22, 23), en donde el material de cubierta transparente (22, 33), no es flexible y de una resina sintetica dura, en donde un miembro de hilo conductor respectivo del par de miembros de hilo conductor en cada fila esta conectado en serie a un miembro de hilo conductor respectivo del par de miembros de hilo conductor en una o mas filas adyacentes a la fila solamente por miembros de hilo conductor, y una pluralidad de elementos semiconductores estan dispuestos en una pluralidad de filas en un mismo plano y el dispositivo es construido en forma de un panel no flexible y duro.
  10. 10. El metodo de fabricacion de un dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun la reivindicacion 9, que com- prende:
    una primera operacion en la que la pluralidad de elementos semiconductores, una placa (1) de sujecion temporal a la que son temporalmente sujetos varios miembros de hilo conductor y una placa (2) de retencion que tiene una pluralidad de agujeros (8) de retencion son preparados;
    una segunda operacion en la que dicha placa de retencion es fijada en una parte (5) de abertura de la placa de suje- 5 cion temporal, elementos semiconductores respectivos son fijados en los agujeros de retencion, y partes intermedias en la direccion de altura de los elementos semiconductores son mantenidas por los agujeros de retencion; y
    una tercera operacion en la que los pares de electrodos de dichos elementos semiconductores son conectados elec- tricamente a los miembros de hilo conductor.
  11. 11. El metodo de fabricacion de un dispositivo receptor de luz o emisor de luz segun la reivindicacion 10, en el que 10 en la tercera operacion, los pares de electrodos de los elementos semiconductores son conectados electricamente a los miembros de hilo conductor irradiando una pelfcula metalica con un bajo punto de fusion formada en la superficie de dichos pares de electrodos con un haz calonfico.
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