KR20090037959A - 발전 또는 발광용 반도체 모듈 - Google Patents

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Abstract

발전 또는 발광용의 복수의 로드형 반도체 소자를 내장한 반도체 모듈로부터 복수의 반도체 소자를 간단히 회수, 재이용, 수리할 수 있도록, 반도체 모듈(60)에 있어서는, 수용 케이스(62) 내에 2개의 분할 모듈(61)이 직렬형상으로 배치되고, 각 분할 모듈(61)은, 복수 행·복수 열의 매트릭스형상으로 정렬된 발전용 반도체 소자(1)와, 각 열의 복수의 반도체 소자(1)를 직렬로 접속하는 동시에 각 행의 복수의 반도체 소자(1)를 병렬로 접속하는 도전접속기구를 투명합성수지로 몰드하고, 접속도체(67)를 단부로 돌출시켰다. 수용 케이스(62)의 단부측에 도전성의 파형 스프링(70)과 외부단자(76)를 형성하고, 도전성 파형 스프링(70)의 기계적 가압력에 의해 2개의 분할 모듈(61)의 직렬 접속을 확보하고 있다.

Description

발전 또는 발광용 반도체 모듈{SEMICONDUCTOR MODULE FOR POWER GENERATION OR LIGHT EMISSION}
본 발명은, 발전 또는 발광 기능을 구비한 복수의 로드형 반도체 소자를 전기적으로 직·병렬 접속하여 고출력화를 도모한 발전 또는 발광용 반도체 모듈에 관한 것이다.
본원 발명자는, 국제공개공보 WO 98/15983호에 나타낸 바와 같이, 수광 또는 발광 기능을 가지면서 중심을 사이에 두고 대향하는 양음의 전극을 가지는 구형 반도체 소자를 제안하고, 복수의 반도체 소자를 직렬로 접속한 것을 복수 개 마련하여, 이들 복수의 반도체 소자를 합성수지재료 내에 매몰시킨 구조의 태양전지 모듈을 제안하였다. 상기 구형 반도체 소자에서는, 그 표층부에 구면형상의 pn접합이 형성되고, 양음의 전극이 p형 영역 및 n형 영역의 각 표면의 중심부에 형성되어 있다.
본원 발명자는, 국제공개공보 WO 02/35612호, WO 02/35613호 및 WO 03/017382호에 나타낸 바와 같이, 상기의 구형 반도체 소자를 복수 행·복수 열로 배치하여 각 행의 반도체 소자를 도전부재와 땜납 또는 도전성 접착제에 의해 병렬로 접속하고, 각 열의 반도체 소자를 리드부재와 땜납에 의해 직렬로 접속하고, 이 들을 합성수지재료 내에 매립한 구조의 태양전지 모듈을 제안하였다.
본원 발명자는, 국제공개공보 WO 02/35612호에 있어서, 원기둥 형상의 반도체 결정에, 축심과 직교하는 한 쌍의 단면을 형성하고, 한 쪽의 단면을 포함하는 반도체 결정의 표면 근방부에 pn접합을 형성하고, 양단면에 양음의 전극을 형성한 수광 또는 발광 기능이 있는 로드형 반도체 소자를 제안하였다. 본원 발명자는, WO 03/036731호 공보에 나타낸 바와 같이, 수광 또는 발광 기능이 있는 반도체 모듈로서, 복수의 반도체 소자를 합성수지재료 내에 매립한 구조의 반도체 모듈을 제안하였다.
미국특허공보 제3,984,256호에 기재된 광기전력 어레이에 있어서는, 직경이 0.001∼0.010인치의 p형 실리콘 반도체로 이루어진 필라멘트의 표면부에 n형 확산층이 형성되고, 상기 필라멘트가 복수 개 평행하게 평면적으로 배열되어 있다. 이들 필라멘트의 상면측에 직교형상으로 복수의 P 접속선재와 N 접속선재가 교대로 배치되어, P 접속선재가 복수의 필라멘트의 p형 실리콘 반도체의 노출부에 오믹접속되고, N 접속선재가 복수의 필라멘트의 n형 확산층에 오믹접속되고, 복수의 P 접속선재가 P 버스에 접속되고, 복수의 N 접속선재가 N 버스에 접속되어 있다. 복수의 P 버스 및 N 버스와 메시(mesh)를 구성하도록 강도가 우수한 절연성 섬유조직으로 되어, 상방으로부터의 입사광을 수광하여 발전하는 플렉시블한 태양전지 블랭킷이 구성되어 있다.
미국특허공보 제5,437,736호에 기재된 반도체 섬유 태양전지 및 모듈에 있어서는, 절연성 섬유의 표면에 몰리브덴의 도전층이 형성되고, 상기 도전층 표면의 약 3/5 둘레 부분에, 광기전력 기능이 있는 p형과 n형의 2층의 박막 반도체층 및 ZnO의 도전층이 형성되고, 이들 반도체 섬유 태양전지가 복수 개 평행하게 또한 평면적으로 배열되고, 그 이면측에 금속피막을 형성한 후, 그 금속피막을 소정의 패턴으로 부분적으로 제거함으로써, 복수의 반도체 섬유 태양전지를 직렬로 접속하거나 접속 회로가 형성되어 있다.
최근, 대기오염, 지구 온난화 등의 환경문제나 화석연료의 고갈 문제에 대하여 재생 가능한 청정 에너지원으로서 태양전지의 이용이 증대되고 있다. 에너지 절약 및 자원 절약의 관점에서 조명 광원으로서의 발광 다이오드의 이용도 계속 늘어나고 있다. 재료자원의 절약 및 제조시에 소비되는 에너지를 적게 하는 것도 요청되고 있다.
[특허문헌 1] WO 98/15983호 공보
[특허문헌 2] WO 02/35612호 공보
[특허문헌 3] WO 02/35613호 공보
[특허문헌 4] WO 03/017382호 공보
[특허문헌 5] WO 03/036731호 공보
[특허문헌 6] 미국특허공보 제3,984,256호
[특허문헌 7] 미국특허공보 제5,437,736호
구형이나 대략 구형의 반도체 소자를 이용하여, 태양전지 패널을 제작하는 경우에는, 반도체 소자 1개당의 수광면적이 작기 때문에, 반도체 소자의 필요 수가 많아지고, 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 접속 부분의 수가 많아지고, 도전접속기구의 구조가 복잡해지며, 그 제조 비용이 높아진다. 이것은, 상기 로드형 반도체 소자에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 상기 로드형 반도체 소자에서는, 축심방향의 길이를 크게 하면, 발전 전류에 대한 전극간의 저항이 커지기 때문에, 축심방향 길이를 직경의 약 1.5배 이하로 설정할 필요가 있어, 수광면적을 그다지 크게 할 수 없다.
미국특허공보 제3,984,256호의 광기전력 어레이는, 매우 가는 실리콘 섬유를 채용하기 때문에, 전기적 접속부의 수가 많아져 제작비를 절감하기 어렵고, 상면측으로부터 입사시키는 구성이기 때문에 패널의 양면측으로부터 입사하는 광을 수광하는 구조로 할 수 없다. 이것은, 미국특허공보 제5,437,736호의 반도체 섬유 태양전지에 있어서도 마찬가지이다. 특히, 창문 유리 등에 적용되는 태양전지 패널에서는, 그 양면측으로부터 입사되는 광을 수광할 수 있는 것이 바람직하다. 다른 한편, 발광 기능이 있는 반도체 소자로 발광 패널을 구성하는 경우에는, 패널의 양면측으로 광을 출사할 수 있는 것이 바람직하다.
종래의 태양전지 모듈이나 발광 다이오드 디스플레이에서는, 다수의 입자형상의 반도체 소자를 땜납이나 도전성 접착제 등으로 도전부재에 접속하는 동시에, 전체를 투명한 합성수지제의 커버 케이스(외위기(外圍器)) 내에 매립한 구조의 각종 모듈이 채용되고 있었다. 이 때문에, 태양전지 모듈을 폐기 처분할 때에, 다수의 반도체 소자를 커버 케이스로부터 분리하여 회수하는 것이 불가능하였다. 그러므로, 폐기하는 태양전지 모듈이나 발광 다이오드 디스플레이로부터 반도체 소자를 회수하여 재이용하기가 곤란하고 자원이나 자연환경면을 배려한 해결이 요청되고 있다.
가까운 장래, 상기한 바와 같은 반도체 소자가 대량으로 실용적으로 제공되면, 열화(劣化)나 수명 도래로 인하여 교환하거나 폐기처분하는 양도 필연적으로 증가하기 때문에, 자원이나 자연환경에 대한 부하가 커질 가능성이 있다. 특히 이들에 사용되고 있는 납함유 땜납 재료의 사용은 규제되게 되었다.
본 발명의 목적은, 발전 또는 발광 기능이 있는 복수의 반도체 소자를 내장한 태양전지 모듈이나 발광 다이오드 디스플레이로서 적용 가능한 발전 또는 발광용 반도체 모듈을 제공하는 것과, 복수의 반도체 소자를 재이용, 재생 및 수리가 용이한 발전 또는 발광용 반도체 모듈을 제공하는 것과, 수광면적 또는 발광면적이 큰 반도체 소자를 내장한 발전 또는 발광용 반도체 모듈을 제공하는 것 등이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명의 발전 또는 발광용 반도체 모듈은, 발전 또는 발광 기능이 있는 복수의 반도체 소자를 구비한 반도체 모듈로서, 복수의 반도체 소자 각각은, p형 또는 n형의 단면 원형 또는 부분 원형의 로드형 반도체 결정으로 이루어진 기재(基材)와, 상기 기재의 표층부 중 기재의 축심과 평행한 띠형상 부분 이외의 부분에 형성되면서 기재의 도전형과 다른 도전형의 별개의 도전층과, 기재와 별개의 도전층으로 형성된 부분 원통형의 pn접합과, 상기 띠형상 부분에 있어서 기재의 표면에 오믹접속(ohmic contact)된 띠형상의 제 1 전극과, 상기 기재의 축심을 사이에 두고 제 1 전극과 반대측에서 별개의 도전층의 표면에 오믹접속된 띠형상의 제 2 전극을 구비하고, 상기 복수의 반도체 소자를, 이들의 도전방향을 일치시켜 그 도전방향을 열 방향으로 하는 복수 열·복수 행으로 평면적으로 배열한 상태로 유지하면서 복수의 반도체 소자를 개별적으로 또는 복수 군(群)의 군별로 분리 가능하게 유지하는 유지수단을 형성하고, 상기 복수 열에서의 각 열 또는 인접하는 각 2개 열의 복수의 반도체 소자를 직렬로 접속하면서 복수 행에서의 각 행의 복수의 반도체 소자를 병렬로 접속하는 도전접속기구를 형성하고, 상기 도전접속기구에 의한 복수 열의 반도체 소자의 직렬 접속을 유지하기 위해서, 열 방향과 평행한 방향으로 기계적 가압력을 부가하는 도전성 탄성부재를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 반도체 모듈에 있어서는, 로드형의 기재와, 부분 원통형의 pn접합과, 기재의 축심을 사이에 둔 양단에 형성된 제 1, 제 2 전극을 가지는 로드형의 반도체 소자를 채용하고 있기 때문에, 반도체 소자 1개당의 수광면적 또는 발광면적을 크게 하여, 반도체 소자의 소요수와 전기적 접속부의 수를 적게 할 수 있다.
도전접속기구에 의해, 각 열의 반도체 소자 또는 인접하는 각 2개 열의 반도체 소자를 직렬로 접속하면서 각 행의 반도체 소자를 병렬로 접속하고 있기 때문에, 일부의 반도체 소자가 고장이나 접합 불량 등에 의해 기능이 정지된 경우, 그 기능이 정지된 반도체 소자를 우회하는 우회 회로를 지나 전류가 흐르므로, 정상적인 모든 반도체 소자가 유효하게 작동한다. 태양전지 모듈인 경우, 일부의 반도체 소자가 그늘 등에 의해 기능이 정지할 경우에도, 상기한 바와 같이 우회 회로를 지나 전류가 흐른다. 발광 다이오드 디스플레이인 경우에도, 상기한 바와 같이 우회 회로를 지나 전류가 흐르기 때문에, 정상적인 모든 반도체 소자가 유효하게 작동한다.
도전접속기구는, 복수 열의 반도체 소자의 직렬 접속을 유지하기 위해서, 열방향과 평행한 방향으로 기계적 가압력을 부가하는 도전성 탄성부재를 가지기 때문에, 땜납이나 도전성 접착제에 의한 전기적 접속을 최소한으로 하거나 생략할 수 있다. 반도체 모듈을 폐기하거나 수리할 때에는, 유지수단을 분해함으로써, 복수의 반도체 소자를 개별적으로 또는 복수 군의 군별로 분리할 수 있기 때문에, 복수의 반도체 소자를 개별적으로 또는 군별로 인출할 수 있다.
여기서, 본 발명의 상기 구성에 덧붙여, 다음과 같은 각종 구성을 채용해도 된다.
(1) 상기 반도체 소자의 기재의 축심과 직교하는 단면에서의 기재의 단면형상은, 원으로부터 그 직경의 1/2∼2/3 길이의 현(弦)의 외측부분을 제거한 부분 원이다.
(2) 상기 기재의 띠형상 부분은, 상기 현의 외측부분을 제거하여 형성된 띠형상의 평탄면에 형성되었다.
(3) 상기 별개의 도전층은, 불순물을 확산시켜 형성된 확산층이다.
(4) 상기 유지수단은, 복수의 반도체 소자를 수용하는 편평한 수용부를 형성하는 평판형상의 수용 케이스를 가지고, 상기 수용 케이스는 상기 수용부의 양면측을 외계로부터 구획하는 한 쌍의 케이스판을 포함하는 분리 가능한 복수의 부재로 구성되며, 적어도 한 쪽의 케이스판은 광투과성의 유리 또는 합성수지로 구성되었다.
(5) 상기 (4)에 있어서, 유지수단은, 상기 수용 케이스 내에 거의 평행으로 정렬되면서 도전성 띠판으로 이루어진 복수의 파형 유지 스프링을 가지고, 각 행의 복수의 반도체 소자는 제 1, 제 2 전극을 한 쌍의 파형 유지 스프링에 전기적으로 접속한 상태로 하여 한 쌍의 파형 유지 스프링으로 유지되며, 상기 도전접속기구는 복수의 파형 유지 스프링으로 구성되었다.
(6) 상기 (5)에 있어서, 인접하는 파형 유지 스프링에서의 한 쪽의 파형 유지 스프링의 복수의 곡부(谷部)와, 다른 쪽의 파형 유지 스프링의 복수의 산부(山部) 사이에 복수의 반도체 소자가 각각 유지되어 있다.
(7) 상기 (6)에 있어서, 복수의 반도체 소자를 유지한 상태로, 복수의 파형 유지 스프링은 메시 구조를 이루도록 구성되었다.
(8) 상기 (4)∼(7) 중 어느 것에 있어서, 상기 반도체 소자는 발전 기능을 가지는 반도체 소자로 구성되고, 상기 한 쌍의 케이스판은 광투과성의 유리 또는 합성수지로 구성되었다.
(9) 상기 (4)에 있어서, 복수의 반도체 소자는 복수 개의 군으로 그룹화되고, 각 군의 복수의 반도체 소자는 복수 행·복수 열의 매트릭스형상으로 정렬되는 동시에, 각 행의 복수의 반도체 소자에서의 인접하는 반도체 소자는 접근형상으로 또는 소정 간격 두고 배치되고, 상기 도전접속기구는, 복수 행의 반도체 소자의 행과 행 사이에 배치된 복수의 도전성 선재와 열방향 양단의 행의 외측에 행 방향과 평행하게 배치된 한 쌍의 접속도체를 가지고, 상기 각 군에서의, 복수의 반도체 소자와, 복수의 도전성 선재(線材)와, 한 쌍의 접속도체의 일부분을 광투과성의 합성수지로 매몰형상으로 몰드함으로써 평판형상의 분할 모듈로 구성되었다.
(10) 상기 (9)에 있어서, 상기 복수의 분할 모듈을 상기 수용 케이스의 수용부 내에 열 방향으로 직렬적으로 배열한 상태에 있어서, 인접하는 분할 모듈의 접속도체들이 전기적으로 접속되었다.
상기 (10)에 있어서, 상기 수용 케이스는 대면형상으로 중첩시킨 한 쌍의 케이스판으로 구성되고, 상기 각 케이스판은 수용부의 행 방향 양단측을 막는 측벽부와, 그 수용부로부터 케이스판의 열 방향 양단까지 연장되는 단자 장착 홈을 가지고, 상기 수용 케이스의 대면형상의 한 쌍의 단자 장착 홈에는 외부로 돌출되는 단자판이 장착되어 수용 케이스에 고정되었다.
(12) 상기(11)에 있어서, 상기 각 단자판과 이 단자판에 대면하는 분할 모듈의 접속도체와의 사이에 상기 도전성 탄성부재인 파형 스프링이 장착되고, 이들 한 쌍의 파형 스프링의 탄성 가압력에 의해 복수의 분할 모듈의 전기적인 직렬 접속이 유지되어 있다.
(13) 상기 (11) 또는 (12)에 있어서, 상기 각 단자판은, 상기 수용 케이스에 열 방향으로 위치 조절 가능하게 고정되었다.
(발명의 효과)
본 발명의 발전 또는 발광용 반도체 모듈에 따르면, 로드형의 기재와, 부분 원통형의 pn접합과, 기재의 축심을 사이에 둔 양단에 설치된 제 1, 제 2 전극을 가지는 로드형의 반도체 소자를 채용하고 있기 때문에, 반도체 소자 1개당의 수광면적 또는 발광면적을 크게 하여, 반도체 소자의 소요수와 전기접속부의 수를 적게 할 수 있어 제작비를 절감할 수 있는 동시에, 발전 능력 또는 발광 능력이 높은 반도체 모듈을 실현할 수 있다.
복수의 반도체 소자를 개별적으로 또는 복수 군의 군별로 분리 가능하게 유지하는 유지수단과, 도전접속기구에 의한 복수 열의 반도체 소자의 직렬 접속을 유지하기 위해서 열 방향과 평행한 방향으로 기계적 가압력을 부가하는 도전성 탄성부재를 설치하였기 때문에, 반도체 모듈을 폐기하거나, 수리할 때에 복수의 반도체 소자를 개별적으로 또는 군별로 분리할 수 있으므로, 반도체 소자의 재이용, 재생 및 수리를 행하는 것이 가능해지고, 종래와 같은 땜납이나 도전성 접착제에 의한 접속을 해소하거나 또는 최소한으로 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 발전 기능이 있는 반도체 소자의 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 반도체 소자의 사시도이다.
도 4는 실시예 1의 태양전지 모듈의 사시도이다.
도 5는 도 4의 태양전지 모듈의 평면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 5의 VII－VII선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 5의 VIII 지시부의 확대도이다.
도 9는 도 5의 IX 지시부의 확대도이다.
도 10은 도 9의 Ｘ-X선에 따른 단면도이다.
도 11은 태양전지 모듈의 등가회로도이다.
도 12는 실시예 2에 따른 태양전지 모듈의 사시도이다.
도 13은 도 12의 태양전지 모듈의 횡단면도이다.
도 14는 도 13의 XIV－XIV선에 따른 단면도이다.
도 15는 도 13의 XV-XV선에 따른 단면도이다.
도 16은 분할 모듈의 횡단 평면도이다.
도 17은 태양전지 모듈의 등가회로도이다.
도 18은 실시예 3에 따른 발광용 반도체 소자의 단면도이다.
도 19는 도 18의 XIX－XIX선에 따른 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 발전용 반도체 소자
1A : 발광용 반도체 소자
2 : 기재
3 : 평탄면 (띠형상부)
4 : n형 확산층(별개의 도전층)
5 : pn접합
6 : 반사방지막
7 : 양극
8 : 음극
20 : 태양전지 모듈
21 : 유지기구
22 : 도전접속기구
23 : 파형 유지 스프링
24 : 수용 케이스
25 : 수용부
26 : 외주 프레임
27 : 케이스판
31 : 탄성막
60 : 태양전지 모듈
61 : 분할 모듈
62 : 수용 케이스
63 : 케이스 부재
65 : 수용부
66 : 도전성 선재
70 : 파형 스프링
76 : 외부단자
본 발명은, 발전 또는 발광 기능이 있는 복수의 로드형 반도체 소자를 구비 한 발전 또는 발광용 반도체 모듈에 관한 것으로, 상기 반도체 모듈을 폐기하거나 수리할 때에 복수의 반도체 소자를 개별적으로 또는 복수 군의 군별로 분리 가능하게 구성한 것이다.
(실시예 1)
실시예 1의 태양전지 모듈(발전용 반도체 모듈에 상당함)에 대해서, 도 1∼도 11에 근거하여 설명한다. 가장 먼저, 상기 태양전지 모듈에 적용하는 로드형의 발전 기능이 있는 반도체 소자에 대해서 설명한다.
도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 로드형의 반도체 소자(1)는, 로드형의 p형 실리콘 단결정으로 이루어진 기재(2)와, 기재(2)에 그 축심과 평행하게 띠형상으로 형성된 평탄면(3)과, n형 확산층(4)과, 기재(2)와 n형 확산층(4)으로 형성되고 부분 원통형인 pn접합(5)과, 반사방지막(6)과, 기재(2)에 오믹접속된 양전극(7) 및 n형 확산층(4)에 오믹접속된 음전극(8)을 가진다.
상기 기재(2)의 축심(2a)과 직교하는 단면의 형상은, 원(예컨대 직경 1.8mm)으로부터 그 직경의 1/2∼2/3 길이의 현의 외측 부분을 제거한 부분 원이다. 기재(2)의 축심방향의 길이는 예컨대 5∼20mm이다. 기재(2)의 바닥부에는 그 축심(2a)과 평행한 띠형상의 예컨대 폭 0.6mm의 평탄면(3)(띠형상 부분에 상당함)이 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 상기 평탄면(3)은, 기재(2)를 위치 결정하기 위한 기준면으로서, 기재(2)의 롤링을 방지하기 위한 면으로서, 또한, 양음의 전극(7, 8)을 식별하는 기준면으로서 활용된다.
n형 확산층(4; 별개의 도전층에 상당함)은, 기재(2)의 도전형과 다른 도전형 의 n형 반도체로 구성되는데, 상기 n형 확산층(4)은, 기재(2)의 표층부 중, 평탄면(3) 및 그 양측 근방부 이외의 부분에, n형 불순물인 인(P) 또는 비소(As) 또는 안티몬(Sb)을 0.5∼1.0㎛의 깊이까지 열확산함으로써, 원통형에 가까운 부분 원통형으로 형성되어 있다. 상기의 pn접합(5)은, 기재(2)와 n형 확산층(4)의 경계면에 원통형에 가까운 부분 원통형으로 형성되어 있다.
양전극(7)(제 1 전극에 상당함)은, 평탄면(3)의 중앙부분에 예컨대 0.4mm 폭의 띠형상으로 기재(2)의 전체 길이에 걸쳐 형성되고, 기재(2)에 전기적으로 접속되어 있다. 양전극(7)은 은을 포함하는 페이스트로 이루어진 양전극 재료를 도포한 후 소성하여 형성된다. 음전극(8; 제 2 전극에 상당함)은, 기재(2)의 축심(2a)을 사이에 두고 양전극(7)과 반대측에서 n형 확산층(4)의 표면에 예컨대 폭 0.4mm의 띠형상으로 기재(2)의 전체 길이에 걸쳐 형성되며, n형 확산층(4)에 전기적으로 접속되어 있다. 음전극(8)은 알루미늄을 포함하는 페이스트로 이루어진 음전극 재료를 도포한 후 소성하여 형성된다.
외부로 노출된 상태가 되는 기재(2)와 n형 확산층(4)의 표면 중, 양음의 전극(7, 8)을 제외한 부분에는, 반도체 소자(1) 표면의 패시베이션막으로서의 실리콘 산화피막 또는 실리콘 질화피막으로 이루어진 반사방지막(6)이 형성되어 있다.
상기 반도체 소자(1)에 있어서는, pn접합(5)의 면적이 기재(2)의 축심(2a)과 직교하는 단면의 단면적보다 매우 크다. 도 3은, 반도체 소자(1)를 상방에서 바라본 사시도이며, 반도체 소자(1)의 표면 중, 양음의 전극(7, 8)을 제외한 영역에 입사한 태양광(bm)이 기재(2)의 실리콘 단결정에서 흡수되면, 캐리어(전자와 정공)가 발생하고, pn접합(5)에 의해 전자와 정공이 분리되어, 양전극(7)과 음전극(8) 사이에 약 0.5∼0.6V 정도의 광기전력이 발생한다.
상기 반도체 소자(1)가 원기둥에 가까운 로드 형상으로 구성되고, 양음의 전극(7, 8)이 기재(2)의 축심(2a)의 양측에 있어서, 양전극(7)이 평탄면(3)의 p형면의 중심에 위치하고, 음전극(8)이 확산층(4)의 n형면의 중심에 위치하고 있다. 이 에 따라, 양음의 전극(7, 8)을 연결하는 평면에 대하여 수광의 대칭성이 있어, 그 평면의 양측으로부터 태양광을 넓은 지향성과, 높은 수광감도로 흡수할 수 있다. 입사광의 방향이 변화되어도 수광감도가 저하되는 경우가 없다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 기재(2)의 축심(2a)과 직교하는 임의의 평면상에 있어서, 수광된 태양광에 의해 기재(2)의 실리콘 단결정에서 발생한 캐리어는, 예를 들면, 둘레방향으로 다른 위치 A, B, C에 대하여, 양음의 전극(7, 8)에 이르는 거리의 합은 거의 동등하여, (a+b）≒ (a'+b') ≒（a”+b”)와 같이 되므로, 광전류의 분포는, 기재(2)의 축심(2a)에 대하여 균일해져, 치우침에 의한 저항 손실이 적어진다. 또, pn접합(5)은, 주면(周面) 및 축심(2a)과 직교하는 단면에 있어서 절연성의 상기 반사방지막(6)에 의해 피복 보호되어 있다.
상기 반도체 소자(1)에 따르면, 로드형 기재(2)의 표면에 축심(2a)을 사이에 두고 대향하도록 띠형상의 양음의 전극(7, 8)을 형성하였으므로, 기재(2)의 길이/직경의 값을 크게 하여도, 양음의 전극(7, 8) 사이의 거리를 기재(2)의 직경 이하의 작은 값으로 유지할 수 있으므로, 양음의 전극(7, 8) 사이의 전기 저항을 작은 값으로 유지할 수 있기 때문에, pn접합(5)에서의 광전변환 성능을 높게 유지할 수 있다.
그 결과, 기재(2)의 길이/직경의 값을 크게 함으로써, 다수의 반도체 소자(1)를 이용하여 태양전지 모듈을 구성하는 경우에, 반도체 소자(1)의 필요 수를 적게 하고, 전기적 접속부의 수를 적게 하고, 태양전지 모듈의 신뢰성을 높이고, 제조 비용을 절감할 수 있다. 양음의 전극(7, 8)을 포함하는 평면에 대하여, 수광의 대칭성을 가지기 때문에, 양면측으로부터 수광 가능한 태양전지 모듈을 구성할 수 있게 된다.
기재(2)에 평탄면(3)을 형성하였으므로, 반도체 소자(1)의 제작 도중 등에 있어서 그 평탄면(3)을 기준면으로 할 수 있고, 평탄면(3)에 의해 기재(2)가 롤링되는 것을 방지할 수 있고, 평탄면(3)을 통해 양음의 전극(7, 8)을 자동조립장치의 센서 등에 의해 간단히 식별할 수 있다. 반도체 소자(1)의 표면에 반사방지막(6)을 형성하였으므로, 입사광의 반사를 억제하여 수광효율을 높일 수 있고, 패시베이션 막으로서도 기능하는 반사방지막(6)에 의해 반도체 소자(1)의 표면을 보호하고, 내구성을 확보할 수 있다.
다음으로, 상기의 반도체 소자(1)를 여러 개 준비하고, 이들 반도체 소자(1)를 직·병렬 접속한 구조의 태양전지 모듈(20)에 대해서 도 4∼도 11에 근거하여 설명한다.
상기 태양전지 모듈(20)은 복층 유리형의 태양전지 모듈이며, 상기 태양전지 모듈(20)은, 예컨대, 한 변이 50mm∼75mm 정도의 직사각형의 수광표면을 가지는 것이다. 또, 상기 수광표면의 사이즈는 일례에 지나지 않으며, 보다 대형의 태양전 지 모듈로 구성할 수도 있다.
도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 태양전지 모듈(20)은, 복수의 반도체 소자(1)를 도전방향을 일치시켜 그 도전방향을 열 방향으로 하는 복수 열·복수 행으로 평면적으로 배열한 상태로 유지하면서 복수의 반도체 소자(1)를 복수 군의 군별로 분리 가능하게 유지하는 유지기구(21; 유지수단)와, 복수 열에서의 인접하는 각 2개 열의 복수의 반도체 소자(1)를 직렬로 접속하면서 복수 행에서의 각 행의 복수의 반도체 소자(1)를 병렬로 접속하는 도전접속기구(22)와, 상기 도전접속기구(22)에 의한 복수의 반도체 소자(1)의 직렬 접속을 유지하기 위해서, 열 방향과 평행한 방향으로 기계적 가압력을 부가하는 도전성 탄성부재로서의 복수의 도전성의 파형 유지 스프링(23)을 가진다.
유지기구(21)는, 평판형상의 수용 케이스(24)와, 복수의 도전성의 파형 유지 스프링(23)으로 구성되며, 도전접속기구(22)는 복수의 파형 유지 스프링(23)으로 구성되어 있다. 수용 케이스(24)의 내부에는, 복수의 반도체 소자(1)를 수용하는 편평한 직사각형상의 수용부(25)가 형성되고, 상기 수용 케이스(24)는 수용부(25)의 외주를 둘러싸는 외주 프레임(26)과, 수용부(25)와 외주 프레임(26)의 상하 양면을 막는 투명한 유리제의 케이스판(27)을 가진다.
외주 프레임(26)은, 유리섬유와 에폭시 수지로 이루어진 두께가 약 2mm인 절연부재(프린트 배선기판)이며 직사각형 프레임으로 형성되어 있다. 도 5에서의 외주 프레임(26)의 좌우 양단부분의 세로 프레임부(26a)의 외측단부가 케이스판(27)의 단부보다 외측으로 돌출되어 있다.
도 5, 도 8에 나타낸 바와 같이, 좌우의 세로 프레임부(26a)에는, 파형 유지 스프링(23)의 단부의 연결부(23c)를 연결하기 위한 복수의 작은 구멍이 있는 슬롯(28)이 형성되고, 이들 작은 구멍이 있는 슬롯(28)의 내면에는 동박을 은피막으로 덮은 도전층(29)이 형성되고, 상기 도전층(29)은 파형 유지 스프링(23)의 연결부(23c)에 전기적으로 접속되어 있다. 좌우의 세로 프레임부(26a)에는, 복수의 작은 구멍이 있는 슬롯(28)에 대응하는 복수의 리드 접속부(30)가 형성되어 있다. 각 리드 접속부(30)는 동박을 은피막으로 덮어서 형성되며, 대응하는 슬롯(28)의 도전층(29)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 5∼도 10에 나타낸 바와 같이, 수용부(25) 내에는, 복수의 파형 유지 스프링(23)이 대략 평행이면서 인접하는 파형 유지 스프링(23)의 곡부(23a)와 산부(23b)가 접근 대향하도록 배치되고, 파형 유지 스프링(23)의 단부와 그 선단의 연결부(23c)를 세로 프레임부(26a)의 작은 구멍이 있는 슬롯(28)에 끼워넣음으로써, 파형 유지 스프링(23)이 세로 프레임부(26a)에 연결되어 있다. 파형 유지 스프링(23)은, 예컨대, 두께 약 0.4mm, 폭이 약 1. 9mm인 인(燐) 청동제의 띠판을 일정 주기를 가지는 파형으로 형성하고, 그 표면에 은 도금을 실시한 것이다.
수용부(25) 내에는, 복수의 반도체 소자(1)의 도전방향을 열방향으로 일치시킨 상태로 하여, 복수의 반도체 소자(1)가 복수 열·복수 행으로 배치되고, 인접하는 각 2개 열의 복수의 반도체 소자(1)는 지그재그 형상으로 배치되어 있다. 반도체 소자(1)는 인접하는 파형 유지 스프링(23)의 곡부(23a)와 산부(23b)가 접근 대향하는 부위에 끼움장착되어 있다. 각 반도체 소자(1)의 양극(7)은, 파형 유지 스 프링(23)에 도전성 에폭시 수지에 의해 접착되어 전기적으로 접속되고, 각 반도체 소자(1)의 음극(8)은, 파형 유지 스프링(23)의 탄성 가압력에 의해 가압되어 파형 유지 스프링(23)에 전기적으로 접속되어 있다. 열방향의 단부에 배치된 파형 유지 스프링(23)은, 외주 프레임(26)의 가로 프레임부(26b)의 내면에 맞닿아 위치 규제되어 있다.
다수의 로드형 반도체 소자(1)는, 수용부(25) 내에서 도전성의 복수의 파형 유지 스프링(23)에 의한 기계적 가압력을 통해 유지되면서 전기적으로 접속되어 있다. 복수 열에 있어서의, 인접하는 각 2개 열의 복수의 반도체 소자(1)는 복수의 파형 유지 스프링(23)에 의해 전기적으로 직렬로 접속되는 동시에, 각 행의 복수의 반도체 소자(1)는 그 양측의 한 쌍의 파형 유지 스프링(23)에 의해 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 도전접속기구(22)는 복수의 파형 유지 스프링(23)에 의해 구성되고, 복수의 파형 유지 스프링(23)에 의한 열 방향에 대한 기계적 가압력에 의해, 복수 열의 반도체 소자(1)의 직렬 접속이 유지되어 있다.
외주 프레임(26) 및 수용부(25)의 상하 양측에는 투명한 케이스판(27)이 부착되어 수용부(25)가 밀봉되어 있다. 케이스판(27)(예컨대 두께 약 3mm)의 한쪽 면(내면)에는 두께가 약 0.2mm인 투명한 실리콘 고무로 이루어진 탄성막(31)이 형성되고, 상기 탄성막(31)이 반도체 소자(1)의 집합체 및 외주 프레임(26)과 접하도록 한 쌍의 케이스판(27)이 양측으로부터 샌드위치되도록 배치되어 있다. 상기 탄성막(31)의 외주부에는, 외주 프레임(26)과의 사이의 밀봉성을 높이기 위해서 두께를 약 0.5mm로 늘린 프레임형상의 탄성막(31a)이 형성되어 있다. 케이스판(27)의 볼트 구멍(27a)과 외주 프레임(26)의 볼트 구멍(26c)의 위치를 일치시키고, 예를 들면 불소수지 등의 합성수지제의 와셔(32)와 강제(鋼製)의 디스크 스프링(33)을 이용하여, 강제의 볼트(34)와 너트(35)로 체결하여 밀봉한다.
이때, 외주 프레임(26)의 가로 프레임부(26b)에 인접하는 양단의 파형 유지 스프링(23)은, 파형 유지 스프링(23)의 가압력에 의해 가로 프레임부(26b)의 내측면과 기계적으로 접촉하여 유지되어 있다. 단, 이렇게 볼트(34)와 너트(35)로 체결하여 일체화하는 구조로 한정되는 것은 아니고, 케이스판(27), 외주 프레임(26), 복수의 반도체 소자(1)가 각각 접착된 복수의 파형 유지 스프링(23) 등을 개별적으로 분리 가능하게 연결하는 구조이면 된다.
여기서, 볼트(34)로 체결하여 밀봉하기 전에, 필요에 따라, 수용부(25)로부터 진공배기용기 내에서 공기를 배기시키고, 수용부(25)을 감압상태로 유지한 상태로 볼트(34)와 너트(35)로 체결하거나, 혹은 수용부(25)에 질소가스 등의 불활성 가스를 밀봉한 후에 체결하여 단열성능이 높은 복층 유리형의 태양전지 모듈(20)로 구성해도 된다. 이를 위해, 수용부(25)을 밀봉 구조로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 2개의 케이스판(27)의 사이에 복수의 반도체 소자(1)를, 외주 프레임(26)과 복수의 파형 유지 스프링(23)으로 유지하고, 복수의 반도체 소자(1)를 유지한 복수의 파형 유지 스프링(23)을 메시 구조로 하고, 적절한 채광 스페이스와 공간을 형성하였으므로, 상기 복층 유리형 태양전지 모듈(20)은, 높은 단열성과 차음성이 있는 채광창으로서 적용가능하다.
파형 유지 스프링(23)이나 반도체 소자(1)는, 2개의 케이스판(27) 사이의 간 격을 일정하게 유지하는 스페이서로서도 기능하고, 기계적 강도를 향상시키는 기능도 있다. 또한, 창으로서의 단열성능을 높이기 위해서, 공지된 바와 같이, 케이스판(27)의 표면에 은, 산화 주석 등의 적외선 반사 피막을 부착한 low-E 복층 유리의 구조로 해도 된다.
상기 복층 유리형의 태양전지 모듈(20)은, 단독으로 사용하는 것도 가능하지만, 동일한 구조의 다른 태양전지 모듈(20)과 조합시켜 크기를 확장하고, 리드 접속부(30)를 이용하여 전기적 접속을 수행하여 출력을 크게 하는 것도 가능하다. 이 경우, 예컨대, 복수의 태양전지 모듈(20)을 병렬로 접속할 때에는, 적어도 한쪽의 세로 프레임부(26a)의 모든 리드 접속부(30)를 이용하여 접속할 수 있고, 복수의 태양전지 모듈(20)을 직렬로 접속할 때에는, 열방향 양단 또는 일단의 리드 접속부(30)을 이용하여 접속할 수 있다.
상기 복층 유리형 태양전지 모듈(20)에 있어서는, 투명한 케이스판(27)을 투과한 입사광을 로드형의 반도체 소자(1)에서 흡수하고, 광 에너지의 강도에 따른 전력을 발생시킬 수 있다. 이때, 직사광 뿐만 아니라, 수용부(25)의 내부에서 파형 유지 스프링(23)이나 케이스판(27), 반도체 소자(1) 사이에서 다중반사된 광이 최종적으로 반도체 소자(1)에서 흡수되어 전력으로 변환된다. 창으로서의 채광율의 변경이나 외관상의 디자인 등은, 복수의 태양전지 모듈(20)을 배치하는 배치 패턴이나 파형 유지 스프링(23)의 형상에 의해 변경가능하다.
상기 복층 유리형 태양전지 모듈(20)에서는, 한 쌍의 파형 유지 스프링(23)에 의해 병렬로 접속된 복수의 반도체 소자(1)가 직렬로 접속되어, 도 11에 나타낸 바와 같은 메시 구조의 전기회로(36)를 형성하고 있다. 상기 전기회로(36)는, 태양전지 모듈(20)의 등가회로이며, 반도체 소자(1)는 다이오드(1A)로 나타내고 있다. 이 때문에, 일부의 반도체 소자(1)가 고장에 의해 오픈되어 있는 경우, 또는 일부의 반도체 소자(1)의 전기적 접속이 불량해진 경우, 또는 일부의 반도체 소자(1)가 그늘에 의해 기능이 정지한 경우 등에 있어서도, 이들 기능이 정지한 반도체 소자(1)를 우회하는 우회회로를 지나 전류가 흐르기 때문에, 기타 정상적인 반도체 소자(1)의 발전 기능이 정지되거나 저하되는 경우가 없다.
이상 설명한 태양전지 모듈(20)의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
(1) 로드형의 반도체 소자(1)는, 그 축심에 대하여 양측에 양음의 전극(7, 8)을 가지기 때문에, 반도체 소자(1)의 축심방향의 길이를 직경의 복수배까지 크게 해도, 발전 전류에 대한 전극간 저항이 일정하므로, 길이/직경의 값을 크게 하고, 수광면적을 크게 하고, 반도체 소자의 필요 수를 적게 하고, 전기적인 접속의 접속부의 수를 적게 할 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있게 되고, 발전 능력이 높은 반도체 모듈(20)을 실현할 수 있다.
(2) 로드형의 반도체 소자(1)가 기계적 압력에 강하기 때문에, 파형 유지 스프링(23)에 의한 가압력에 의해 파형 유지 스프링(23)과 전기적으로 양호하게 접속할 수 있다. 이 때문에, 볼트(34), 너트(35)의 체결을 해제하는 것만으로, 태양전지 모듈(20)을 분해하여, 파형 유지 스프링(23)에 접착된 복수의 반도체 소자(1; 반도체 소자군)를 파형 유지 스프링(23)과 함께 용이하게 인출할 수 있으며, 그 밖의 부품도 떼어낼 수 있다. 파형 유지 스프링(23)과 함께 인출된 복수의 반도체 소자(1)는, 그대로 파형 유지 스프링(23)과 함께 재이용해도 되고, 도전성 접착제를 용융시킴으로써 파형 유지 스프링(23)으로부터 반도체 소자(1)를 분리할 수 있으므로, 반도체 소자(1)의 회수 비용은, 종래와 같이 땜납 등을 채용하여 강고하게 접속한 경우에 비해, 훨씬 저비용이 된다.
(3) 외주 프레임(26), 복수의 파형 유지 스프링(23), 2장의 케이스판(27)도, 볼트·너트를 통해 기계적으로 조립되어 있으므로, 태양전지 모듈(20)의 조립이나 분해가 용이하며, 조립이나 분해에 요하는 비용도 매우 절감할 수 있다.
(4) 태양전지 모듈(20)이면서 반도체 소자(1)나 파형 유지 스프링(23)을 투명한 2장의 케이스판(27)으로 끼우는 구조이기 때문에 기계적 강도를 높이고, 창재료로서 적용할 수 있게 된다. 이 경우, 반도체 소자(1)의 배치 패턴, 파형 유지 스프링(23)과 외주 프레임(26)과 케이스판(27)의 형상이나 치수의 설계에 따라 외관이 우수한 창을 구성할 수 있다. 창의 내측에 광 반사기능이 있는 커텐 등을 배치하여 외부로부터의 광을 반사시켜 반도체 소자의 뒷쪽에 조사하여 발전 출력을 높이는 것도 가능하다.
(5) 상기 태양전지 모듈(20)을 태양전지 이외에 벽재나 지붕재로 겸용할 경우는, 2장의 케이스판(27) 중 건물측의 케이스판의 내표면에 반사율이 높은 피막을 형성하거나, 혹은, 건물측의 유리제의 케이스판(27) 대신에 높은 반사율을 가지는 세라믹제의 케이스판을 채용해도 된다. 이 세라믹판을 채용하는 경우, 채광성은 없지만 기계적 강도가 높고 단열성도 높아지는 이점을 얻을 수 있다.
(6) 실리콘 고무 박막(31; 탄성막)은, 케이스판(27)과 외주 프레임(26) 사이 등의 틈새를 메워 기밀성을 유지하는데 효과가 있고, 불활성 가스 봉입(封入) 또는 진공으로 하여 반도체 소자의 외기에 의한 열화(劣化) 방지나 복층 유리로서의 단열성능의 향상에도 효과를 발휘한다. 또한, 실리콘 고무 박막(31)으로서, 다른 탄력성이 있는 투명합성수지(예컨대, EVA, PET 등)제의 박막을 채용해도 된다.
상기의 태양전지 모듈(20)을 부분적으로 변경하는 예에 대해서 설명한다.
[1] 상기 반도체 소자(1)의 기재(2)의 직경은 1.8mm로 한정되지 않고, 1.0∼2.0mm 범위의 직경이 바람직하지만, 이 범위로 한정되는 것은 아니다. 기재(2)의 평탄면(3)의 폭은 0.6mm로 한정되지 않고, 기재(2)의 직경의 약 1/2∼2/3의 폭이 바람직하다.
기재(2)를 구성하는 반도체 재료는, p형 실리콘 단결정으로 한정되지 않고, p형 실리콘 다결정이어도 되며, 그 이외의 공지된 반도체로 구성해도 된다. 기재(2)는 p형 반도체로 구성하는 것으로 한정되지 않고, n형 반도체로 구성해도 되지만, 이 경우, 기재(2)와 pn 접합을 형성하는 확산층(4)은 p형 반도체로 구성된다. 상기 확산층(4) 대신에, CVD에 의한 막 형성, 이온 주입에 의해 형성되는 별개의 도전층(기재(2)의 도전형과 다른 도전형의 별개의 도전층)을 채용해도 된다.
[2] 상기 반도체 소자(1)의 기재(2)에 형성한 평탄면(3)은, 발전을 위해 필수적인 것이 아니므로, 평탄면(3)을 생략하고, 기재(2)를 단면 원형으로 형성하고, 확산층(4)과 pn접합(5)을 형성하지 않은 축심과 평행한 띠형상 부분을 기재(2)의 표층부에 형성하고, 그 띠형상 부분에 기재의 축심에 대하여 음전극(8)과 대칭이 되는 위치에 띠형상의 양전극(7)으로서, 기재(2)에 오믹접속된 양전극(7)을 형성해 도 된다.
[3] 외주 프레임(26)은, 상기 에폭시 수지계 프린트 배선 기재(基材) 이외에, 세라믹 배선 기판 등 다른 재료로 이루어진 것이어도 된다. 세라믹 배선 기판은, 고가이지만 내열성 및 내화성이 있고 기계적 강도 및 치수 안정성이 우수하다.
[4] 반도체 소자(1)의 양전극(7)을 파형 유지 스프링(23)에 도전성 에폭시 수지로 접착하지 않고, 파형 유지 스프링(23)의 탄성 가압력에 의해 가압하여 파형 유지 스프링(23)에 전기적으로 접속해도 된다. 이 경우, 태양전지 모듈(20)을 분해할 때에, 반도체 소자(1)를 개별적으로 인출할 수 있다.
[5] 상기의 투명한 케이스판(27)의 한쪽에 반사막을 부착한 판을 채용하고, 입사광을 반사시켜 반도체 소자(1)의 발전 성능을 높여도 된다. 2장의 유리제의 케이스판(27)의 한쪽 또는 양쪽 대신에, 투명한 아크릴수지, 폴리카보네이트수지, 실리콘수지 등으로 구성한 합성수지판을 채용해도 된다.
[6] 상기 파형 유지 스프링(23)의 재료는, 공지된 스프링재인 탄소강, 텅스텐강, 니켈강, 양은, 베릴륨동이어도 되고, 피아노선으로 구성한 스프링을 채용해도 된다.
[7] 상기 외주 프레임(26)에, 발전용 반도체 소자(1) 이외의 반도체 소자 혹은 반도체 칩, 저항이나 콘덴서, 인덕터 등의 회로부품을 설치하고, 반도체 소자(1)를 포함하는 복합 전자 기능 모듈 또는 장치로 구성해도 된다. 그 일례로서 태양전지 모듈(20)의 직류 출력을 교류 출력으로 변환하기 위한 회로나 출력 제어 회로를 내장해도 된다. 또한, 반도체 소자(1) 이외에 LED나 배터리를 내장하여, 발전한 전력으로 LED를 발광시키는 표시기를 구성하거나, 또는 광통신의 광원용 LED를 내장하거나, 또한, 센서 소자와 IC칩도 탑재하여 외부로 정보를 송신하는 기기를 내장하는 등 태양전지 모듈과 다른 기능 장치와의 하이브리드화가 가능하다.
[8] 상기의 반도체 소자(1)를 로드형의 발광 다이오드 소자와 바꾸어, 디스플레이나 평면 발광형 조명등으로서 적용되는 발광 다이오드 모듈로서 구성하는 것도 가능하다.
(실시예 2)
실시예 2의 태양전지 모듈(60)에 대해서, 도 12∼도 17에 근거하여 설명한다. 상기 태양전지 모듈(60)은, 복수의 발전 기능이 있는 반도체 소자(1)를 복수 군의 군별로 조립하거나, 분리할 수 있도록, 복수의 반도체 소자(1)를 예컨대 2군으로 나누어, 2개의 소형의 평판형상의 분할 모듈(61)로 구성하고, 이 2개의 분할 모듈(61)을 수용 케이스(62) 내에 내장하여 직렬로 접속하는 구조로 한 것이다. 반도체 소자(1) 자체는, 실시예 1의 반도체 소자(1)와 동일한 것이므로, 동일부호를 부여하여 설명한다.
도 12∼도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 태양전지 모듈(60)은, 2개의 분할 모듈(61)과, 2개의 분할 모듈(61)을 수용하는 편평한 수용부(65)를 형성하는 수용 케이스(62)를 구비하고 있다. 분할 모듈(61)은, 복수 행·복수 열의 매트릭스형상으로 정렬시킨 복수의 반도체 소자(1)를 도전성 접착제에 의해 복수의 도전성 선재(66)에 고정부착해서 직렬이면서 동시에 병렬로 접속하고, 이들 전체를 투명한 합성수지재료(61a)로 평판형상으로 몰드한 것이다. 여기서, 복수의 반도체 소 자(1)를, 복수 열·복수 행으로 평면적으로 배열한 상태로 유지하면서 복수의 반도체 소자(1)를 복수 군의 군별로 분리 가능하게 유지하는 유지수단은, 분할 모듈(61)의 합성수지재료(61a) 및 수용 케이스(62)로 구성되어 있다.
이들 분할 모듈(61)을 수용 케이스(62) 내의 수용부(65) 내에 직렬로 배열하고, 한 쌍의 파형 스프링(70; 도전성 탄성부재)에 의해 기계적 압력을 가하여 분할 모듈(61)끼리 전기적으로 접속하고 있다. 상기 실시예에서는, 2개의 분할 모듈(61)을 구비한 태양전지 모듈(60)을 예로 들어 설명하는데, 수용 케이스(62) 내에 내장하는 분할 모듈(61)의 수는 2개로 한정되지 않고, 분할 모듈(61)의 수를 많게 함으로써, 태양전지 모듈(60)의 출력을 크게 할 수도 있다.
여기서, 상기의 분할 모듈(61)에 대해서 설명한다.
도 13 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 복수의 반도체 소자(1)는, 도전방향을 열방향(도 13, 도 16의 좌우 방향)으로 일치시켜, 복수 행·복수 열의 매트릭스형상으로 정렬되고, 각 행에 있어서 인접하는 반도체 소자(1)의 사이에는 약간의 틈새가 형성되어 있다.
각 행의 복수의 반도체 소자(1)와 인접하는 행의 복수의 반도체 소자(1)의 사이에 단면이 직사각형상인 가는 도전성 선재(66)가 양음의 전극(7, 8)에 맞닿게 배열되어 설치되고, 열방향 양단의 행의 복수의 반도체 소자(1)의 양전극(7) 또는 음전극(8)에 맞닿는 접속도체(67)로서, 도전성 선재(66) 보다 크고 단면이 직사각형상인 접속도체(67)가 형성되어 있다. 이들 반도체 소자(1)의 양전극(7)과 음전극(8)은 공지된 도전성 접착재(예컨대, 은 에폭시 수지)에 의해 도전성 선재(66) 또는 접속도체(67)에 접착되고, 가열 경화되어 고정부착된다.
이와 같이 하여, 각 행의 복수의 반도체 소자(1)는 한 쌍의 도전성 선재(66)에 의해 또는 도전성 선재(66)와 접속도체(67)에 의해 병렬로 접속되고, 각 열의 복수의 반도체 소자(1)는 복수의 도전성 선재(66)에 의해 직렬로 접속되어 있고, 분할 모듈(61)에서의 복수의 반도체 소자(1)는 복수의 도전성 선재(66) 및 2개의 접속도체(67)에 의해 직·병렬 접속되어 있다. 이와 같이, 분할 모듈(61)에는, 각 열의 복수의 반도체 소자(1)를 직렬로 접속하면서 각 행의 복수의 반도체 소자(1)를 병렬로 접속하는 도전접속기구(64)가 형성되어 있다. 상기 도전접속기구(64)는 분할 모듈(61)에 형성된 복수의 도전성 선재(66)로 구성되어 있다. 반도체 모듈(60)에서의 도전접속기구는, 2개의 분할 모듈(61)의 2개의 도전접속기구(64)와, 분할 모듈(61)끼리 직렬로 접속하는 2개의 접속도체(67)로 구성되어 있다.
상기와 같이 직·병렬 접속된 복수의 반도체 소자(1)와 도전성 선재(66) 및 접속도체(67)는, 투명한 합성수지(예컨대 실리콘 수지)로 전체를 덮도록 평판형상으로 수지몰드되고, 양단의 접속도체(67)의 단부는, 합성수지판(68)의 단부로부터 외부로 노출되어 있다. 상기 합성수지판(68)의 행방향의 양단부에는 평판형상의 유지부(68a)가 형성되어 있다.
다음으로, 상기 2개의 분할 모듈(61)을 내장한 구조의 태양전지 모듈(60)에 대해서 도 13∼도 15에 근거하여 설명한다. 수용 케이스(62)는, 예컨대 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지 또는 실리콘 수지 등의 투명합성수지로 구성되어 있다. 수용 케이스(62)는, 동일한 구조의 상하 한 쌍의 케이스 부재(63)를 대면형상으로 중첩시켜 볼트 결합한 것이다. 이들 케이스 부재(63)의 각각에는, 수용부(65)의 대략 절반을 형성하는 오목부(71)와, 상기 오목부(71)의 열방향의 양단부로 이어지는 단자 장착 홈(72)이 형성되어 있다.
케이스 부재(63) 중 오목부(71) 외측의 한 쌍의 랜드부(73; 측벽부)의 표면 중 외측의 대략 2/3 부분에는, 예컨대 실리콘 고무제의 탄력성이 있는 고무피막(74; 예컨대, 두께 약 0.5∼0.8mm)이 형성되어 있다. 단자 장착 홈(72)의 내면에도 상기와 동일한 고무피막(75)이 형성되어 있다. 태양전지 모듈(60)을 조립할 때, 하측의 케이스 부재(63)의 오목부(71)에 2개의 분할 모듈(61)을 수용하고, 상측의 케이스 부재(63)을 씌우고, 분할 모듈(61)의 행 방향 양단의 유지부(68a)를 상하의 랜드부(73) 사이에 끼워 유지한다.
다음에, 열 방향 양단부의 상하의 단자 장착 홈(72)으로 이루어진 편평한 단자장착 개구에, 각각, 파형 스프링(70), 도전성 재료로 구성된 외부단자(76)를 삽입하고, 수용 케이스(62)와의 사이에 고무 패킹(77)을 장착한다. 다음에, 상하의 케이스 부재(63)끼리, 상하의 케이스 부재(63)와 외부단자(76)를 볼트 결합한다. 이때, 예컨대 불소수지제의 와셔(78a)를 통해 볼트(78)를 볼트 구멍(79, 80)에 삽입통과시키고, 하면측의 불소수지제의 와셔(78a)를 통해 너트(78b)에 체결한다.
이때, 외부단자(76)의 볼트 구멍(80)은 열 방향으로 가늘고 긴 구멍이므로, 파형 스프링(70)에 의한 가압력이 적절한 크기가 되도록 볼트 구멍(80)을 이용하여 외부단자(76)의 체결위치를 조정할 수 있다. 이렇게 하여, 2개의 분할 모듈(61)은, 태양전지 모듈(60)의 중심에서 접속도체(67)끼리 기계적으로 접촉하여 전기적 으로 직렬로 접속된다. 2개의 분할 모듈(61)의 양단은, 파형 스프링(70)을 통해 외부단자(76)와 기계적으로 접촉하여 전기적으로 직렬로 접속되고, 수용 케이스(62)의 양단에 외부단자(76)가 돌출되어, 태양전지 모듈(60)의 양극단자, 음극단자가 된다. 이들 양극단자와 음극단자로부터 외부로 발전출력을 인출할 수 있다.
도 17은, 상기 태양전지 모듈(60)의 메시 구조의 등가회로(83)를 나타낸 것이며, 반도체 소자(1)는 다이오드(1A)로 도시되어 있다. 상기 등가회로(83)는 실시예 1의 등가회로(36)와 동일한 작용 효과를 나타낸다. 양극단자(81)와 음극단자(82)로부터 외부로 전력을 인출할 수 있다. 또한, 분할 모듈(61)을 수용한 공간을 밀봉하여 외부 분위기가 들어가지 않도록 하기 위해 필요에 따라 수지나 고무 밀봉재로 틈새를 메운다.
태양전지 모듈(60)에 있어서는, 2개의 분할 모듈(61)이 공통의 수용 케이스(62) 내에서 파형 스프링(70)에 의해 기계적으로 직렬로 접속되고, 볼트(78)와 너트(78b)를 체결함으로써 위치가 고정되며, 또한, 고무피막(74, 75)과 패킹(77)에 의해 외기와 차단되어 있다. 수용 케이스(62) 전체를 분해하여 분할 모듈(61)을 교환하거나 또는 회수하여 재사용할 수 있다. 상기 모듈(60)에서는, 수용 케이스(62) 내의 공간이 단열효과를 만들어 낸다. 합성수지제의 케이스 부재(63)를 채용하는 경우에는 유리를 사용한 것보다 가볍고 잘 깨지지 않으며 저렴하다. 또한, 반도체 소자(1)를 배치하는 배치 밀도를 성기게 하면, 광 투과 틈새를 형성할 수 있기 때문에, 창 유리로서 적용한 경우에 채광이 가능하다.
이상 설명한 태양전지 모듈의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
(1) 가늘고 긴 로드형의 반도체 소자(1)를 채용하고 있기 때문에, 반도체 소자(1)의 길이/직경의 값을 크게 하고, 반도체 소자(1) 1개당의 수광면적을 크게 하고, 반도체 소자(1)의 필요 수를 적게 할 수 있고, 전기적 접속부의 수를 적게 할 수 있어 제작 비용을 절감할 수 있다. 로드형의 발전용 반도체 소자(1)에서는, 다양한 방향으로부터의 입사광을 활용하여 발전할 수 있다. 1 또는 복수의 태양전지 모듈(60)을 창 유리로서 구성할 수도 있으며, 이 경우 실내로부터의 광도 발전에 활용할 수 있다.
(2) 분할 모듈(61)끼리 접속, 분할 모듈(61)과 외부단자(76)와의 접속을 파형 스프링(70)의 기계적 가압력을 통해 수행하기 때문에, 땜납 등의 접합재에 의한 고정부착이 불필요하다. 태양전지 모듈(60)로부터 분할 모듈(61)이나 외부단자(76)나 파형 스프링(70)을 떼어내고, 다른 태양전지 모듈에 쉽게 이용할 수도 있게 된다. 또한, 복수의 태양전지 모듈(60)을 직렬로 접속할 때에, 외부단자(76)끼리 접촉시킴으로써 간단히 접속할 수 있다.
(3) 탄성체제의 도전성 파형 스프링(70)을 활용하여 전기적 접속을 확보하고 있으므로, 온도변화에 따른 모듈의 치수변화(팽창이나 수축)나 기계적인 충격을 흡수하여, 반도체 소자(1)에 과도한 스트레스를 주는 경우가 없다.
(4) 분할 모듈(61)에서의 복수 열의 열 사이의 간격을 적절히 변경하거나, 도전성 선재(66)의 굵기를 자유롭게 설정할 수도 있기 때문에, 채광성(시스루(see-through)성)과 발전의 비율을 다양하게 선택할 수 있고, 아름다운 디자인의 건재(建材)를 겸한 태양전지 모듈(60)이나 발광 다이오드 모듈, 및 이들을 복수 개 조 합한 패널을 제작할 수 있다.
다음으로, 상기 실시예 2를 부분적으로 변경하는 예에 대해서 설명한다.
단, 반도체 소자(1)에 관한 변경예는, 상기 실시예에서 설명한 것과 동일하므로, 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다.
[1] 분할 모듈(61)에 있어서, 복수의 반도체 소자(1)의 매트릭스 배열에서의 행수와 열수는 일례를 나타낸 것이며, 보다 많은 행수와 열수를 가지는 분할 모듈로 구성해도 된다. 태양전지 모듈(60)에 내장하는 분할 모듈(61)의 수는 2개로 한정되지 않고, 그 수는 자유롭게 설정할 수 있다. 태양전지 모듈(60)에 복수의 분할 모듈(61)을 1열이 아니라, 복수 열로 배치할 수도 있다. 즉, 1개의 태양전지 모듈(60)에 복수의 분할 모듈(61)을 복수 행·복수 열의 매트릭스형상으로 배치해도 된다. 이 경우는 분할 모듈(61)에서의 유지부(68a)를 생략하고, 분할 모듈(61)을 오목부(71)의 내면에 맞닿게 해도 된다.
[2] 태양전지 모듈(60)의 외부단자(76)에 관하여, 복수의 태양전지 모듈(60)을 직렬로 접속할 때에 유리해지도록, 한쪽(예컨대 양극측)의 외부단자(76)는 도시한 바와 같이 외부로 돌출되고, 다른 쪽(예컨대 음극측)의 외부단자(76)는, 단자 장착 개구의 안쪽에 들어가 있고, 인접하는 태양전지 모듈(60)의 한쪽(예컨대 양극측)의 외부단자(76)에 접속가능하게 구성해도 된다.
[3] 태양전지 모듈(60)을, 채광이나 시스루성을 필요로 하지 않는 벽재로서 구성하는 경우에는, 반도체 소자(1)의 후방에 광 반사 또는 광 산란 가능한 판이나 시트를 배치해도 된다. 태양전지 모듈(60)의 경우에는, 반도체 소자(1) 사이를 투 과한 광이 반도체 소자(1)의 뒷쪽에서 반사되어 반도체 소자(1)의 출력이 증가하고, 발광 다이오드 모듈의 경우는 반사되어 전방으로 출사되는 광에 의해 밝기가 증가한다.
[4] 지붕, 톱 라이트, 창, 커텐 벽, 외관(facade), 차양, 루퍼 등 건재와 일체의 태양전지 모듈이나 옥외형 발광 다이오드 디스플레이, 광고탑, 자동차, 항공기, 선박 등의 일부에 태양광 발전 또는 표시 또는 양쪽을 겸한 기능장치로서의 이용도 가능하다.
[5] 케이스 부재(63)의 랜드부(73)에, 각종 센서, 신호수신기기, 신호발신기기, 교류직류변환기, 주파수변환기, 로직회로, CPU와 그 주변회로를 내장하고, 태양전지 모듈이나 발광 다이오드 모듈의 입출력을 제어할 수 있는 장치로서 구성할 수도 있다.
(실시예 3)
상기 실시예 3에 관한 발광 기능을 가지는 반도체 소자(1A)는, 로드형의 발광 다이오드이다. 상기 반도체 소자(1A)를, 실시예 1의 반도체 모듈(20)에, 반도체 소자(1) 대신에 내장함으로써, 발광용 반도체 모듈을 구성할 수 있다. 또는, 상기 반도체 소자(1A)를, 실시예 2의 반도체 모듈(60)에, 반도체 소자(1) 대신에 내장함으로써, 발광용 반도체 모듈을 구성할 수 있다.
이하, 상기 발광용 반도체 소자(1A)에 대해서 설명한다.
도 18 및 도 19에 나타낸 바와 같이, 상기 반도체 소자(1A)는, 기재(2A)와, 상기 기재(2A)의 축심(2c)과 평행한 띠형상 부분으로서의 평탄면(3A)과, 확산 층(4A)과, pn접합(5A)과, 음전극(7A)과, 양전극(8A)과, 패시베이션용 피막(6A)을 구비하고 있고, 상기 실시예 1의 발전 기능이 있는 반도체 소자(1)와 동일한 구조로 구성되어 있다. 기재(2A)는, n형 GaP(인화 갈륨)의 단결정 또는 다결정으로 구성되고, 예컨대, 직경은 0.5mm, 길이는 약 5.0mm이다. 단, 직경은 0.5∼1.0mm 정도이면 되고, 길이도 5.0mm에 한정되지 않고, 5.0mm보다 커도 된다.
기재(2A)의 평탄면(3A)과 그 양측부분에, 실리콘 질화막(Si3N4)으로 이루어진 확산 마스크로 마스크한 상태에서, 기재(2A)의 표층부에 아연(Zn)을 열확산시킴으로써, 상기 확산층(4)과 마찬가지로, p형 확산층(4A)을 형성하는 동시에, 부분 원통형(원통에 가까운 부분 원통형)의 pn접합(5A)을 형성한다. 상기 pn접합(5A)의 면적은 기재(2A)의 축심(2c)과 직교하는 단면의 단면적보다 크다.
상기 반사방지막(6)과 마찬가지로, 예컨대 TiO2로 이루어진 패시베이션용 피막(6A)이 양음의 전극(8A, 7A)을 제외한 전체 표면에 형성되고, 상기 실시예의 양음의 전극(7, 8)과 마찬가지로, 음전극(7A)과 양전극(8A)이 전체 길이에 걸쳐 띠형상으로 형성되고, 음전극(7A)은, 평탄면(3A; 띠형상 부분)의 폭방향 중앙부에 위치하여 기재(2A)에 전기적으로 오믹접속되고, 양전극(8A)은, 기재(2A)의 축심(2c)을 사이에 두고 음전극(9B)과 반대측에 형성되어 p형의 확산층(4A)에 전기적으로 오믹접속되어 있다.
상기 발광 기능이 있는 반도체 소자(1A; 발광 다이오드)에 있어서는, 양전극(8A)으로부터 음전극(7A)를 향해 순방향 전류를 흘리면, 적색광이 pn접합(5A)으 로부터 반경방향으로 거의 동일한 강도로 방사된다. 양음의 전극(8A, 7A)을 포함하는 평면에 대하여 발광의 대칭성이 있으며, 발생한 적색광은 반경방향으로 동등한 발광강도로, 또한, 넓은 지향성을 가지고 방사되게 된다. pn접합(5A)이 원통형에 가까운 부분 원통형이기 때문에, 발생한 적색광은 반도체 소자(1A)의 표면을 수직으로 통과하여 외부로 방사된다. 이에 따라, 광의 내부반사 손실이 적어지고, 발광 효율이 향상한다. 양음의 전극(8A, 7A) 사이의 거리를 기재(2A)의 직경 이하의 크기로 유지할 수 있기 때문에, 전극(8A , 7A)간의 전기 저항을 낮게 유지하여, 높은 발광 성능과 발광 능력을 발휘할 수 있다.
상기 반도체 소자(1A)를 부분적으로 변경하는 예에 대해서 설명한다.
상기 기재(2A)를 공지된 각종 반도체 재료(예컨대, GaAs, SiC, GaN, InP 등)를 이용하여 구성해서, 다양한 광을 발생하는 반도체 소자(1A)로 구성하는 것도 가능하다. 상기 기재(2A)와 협동하여 pn접합(5A)을 형성하는 기재(2A)와 다른 도전형의 별개의 도전층은, 불순물의 열확산, 또는 CVD에 의한 막 형성, 또는 이온 주입에 의해 형성해도 된다.
예컨대, 기재(2A)를 n형 GaAs 단결정으로 구성하고, 상기 별개의 도전층을 Zn을 열확산시킨 확산층으로 구성하여 발광 다이오드로 구성해도 된다. 또한, 기재(2A)를 n형 GaAs 단결정으로 구성하고, 상기 별개의 도전층을 p형의 GaAs를 열확산, 또는 CVD에 의한 막 형성, 또는 이온 주입함으로써 형성하여, 발광 다이오드로 구성해도 된다. 또한, 기재(2A)를 n형의 SiC 단결정으로 구성하고, 상기 별개의 도전층은 P형의 GaN 또는 ＧaInP를 막 형성함으로써 형성하여, 발광 다이오드로 구 성해도 된다.
본원의 발전 또는 발광용 반도체 모듈은, 태양전지 패널이나 발광 다이오드 디스플레이나 발광 다이오드 조명 장치에 유효하게 활용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 발전 또는 발광 기능이 있는 복수의 반도체 소자를 구비한 반도체 모듈로서,
    복수의 반도체 소자 각각은, p형 또는 n형의 단면 원형 또는 부분 원형의 로드형 반도체 결정으로 이루어진 기재(基材)와, 상기 기재의 표층부 중 기재의 축심과 평행한 띠형상 부분 및 그 근방부 이외의 부분에 형성되며 기재의 도전형과 다른 도전형의 별개의 도전층과, 기재와 별개의 도전층으로 형성된 부분 원통형의 pn접합과, 상기 띠형상 부분에 있어서 기재의 표면에 오믹접속(ohmic contact)된 띠형상의 제 1 전극과, 상기 기재의 축심을 사이에 두고 제 1 전극과 반대측에서 별개의 도전층의 표면에 오믹접속된 띠형상의 제 2 전극을 구비하고,
    상기 복수의 반도체 소자를, 이들의 도전방향을 정렬하여 그 도전방향을 열 방향으로 하는 복수 열·복수 행으로 평면적으로 배열한 상태로 유지하며 복수의 반도체 소자를 개별적으로 또는 복수 군(群)의 군별로 분리 가능하게 유지하는 유지수단을 형성하고,
    상기 복수 열에서의 각 열 또는 인접하는 각 2개 열의 복수의 반도체 소자를 직렬로 접속하며 복수 행에서의 각 행의 복수의 반도체 소자를 병렬로 접속하는 도전접속기구를 형성하고,
    상기 도전접속기구에 의한 복수 열의 반도체 소자의 직렬 접속을 유지하기 위해서, 열 방향과 평행한 방향으로 기계적 가압력을 부가하는 도전성 탄성부재를 형성한 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체 소자의 기재의 축심과 직교하는 단면에서의 기재의 단면형상은, 원으로부터 그 직경의 1/2∼2/3 길이의 현(弦)의 외측부분을 제거한 부분 원인 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기재의 띠형상 부분은, 상기 현의 외측부분을 제거하여 형성된 띠형상의 평탄면에 형성된 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 별개의 도전층은, 불순물을 확산시켜 형성된 확산층인 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유지수단은, 복수의 반도체 소자를 수용하는 편평한 수용부를 형성하는 평판형상의 수용 케이스를 가지고, 상기 수용 케이스는 상기 수용부의 양면측을 외계(外界)로부터 구획하는 한 쌍의 케이스판을 포함하는 분리 가능한 복수의 부재로 구성되며, 적어도 한 쪽의 케이스판은 광투과성의 유리 또는 합성수지로 구성된 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유지수단은, 상기 수용 케이스 내에 거의 평행하게 정렬되며 도전성 띠판으로 이루어진 복수의 파형 유지 스프링을 가지고, 각 행의 복수의 반도체 소자는 제 1, 제 2 전극을 한 쌍의 파형 유지 스프링에 전기적으로 접속한 상태로 하여 한 쌍의 파형 유지 스프링으로 유지되며, 상기 도전접속기구는 복수의 파형 유지 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  7. 제 6항에 있어서,
    인접하는 파형 유지 스프링에서의, 한쪽의 파형 유지 스프링의 복수의 곡부(谷部)와 다른 쪽의 파형 유지 스프링의 복수의 산부(山部) 사이에 복수의 반도체 소자가 각각 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  8. 제 7항에 있어서,
    복수의 반도체 소자를 유지한 상태로, 복수의 파형 유지 스프링은 메시 구조를 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  9. 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 소자는 발전 기능을 가지는 반도체 소자로 구성되고, 상기 한 쌍의 케이스판은 광투과성의 유리 또는 합성수지로 구성된 것을 특징으로 하는 발 전 또는 발광용 반도체 모듈.
  10. 제 5항에 있어서,
    복수의 반도체 소자는 복수 개의 군으로 그룹화되고,
    각 군의 복수의 반도체 소자는 복수 행·복수 열의 매트릭스형상으로 정렬되는 동시에, 각 행의 복수의 반도체 소자에서의 인접하는 반도체 소자는 접근형상으로 또는 소정 간격을 두고 배치되고,
    상기 도전접속기구는, 복수 행의 반도체 소자의 행과 행 사이에 배치된 복수의 도전성 선재(線材)와 열방향 양단의 행의 외측에 행방향과 평행하게 배치된 한 쌍의 접속도체를 가지고,
    상기 각 군에서의, 복수의 반도체 소자와, 복수의 도전성 선재와, 한 쌍의 접속도체의 일부분을 광투과성의 합성수지로 매몰형상으로 몰드함으로써 평판형상의 분할 모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 복수의 분할 모듈을 상기 수용 케이스의 수용부 내에 열 방향으로 직렬적으로 배열한 상태에 있어서, 인접하는 분할 모듈의 접속도체들이 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 수용 케이스는 대면(對面)형상으로 중첩시킨 한 쌍의 케이스판으로 구성되고, 상기 각 케이스판은 수용부의 행 방향 양단측을 막는 측벽부와, 그 수용부로부터 케이스판의 열 방향 양단까지 연장되는 단자 장착 홈을 가지고, 상기 수용 케이스의 대면형상의 한 쌍의 단자 장착 홈에는 외부로 돌출하는 단자판이 장착되어 수용 케이스에 고정된 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 각 단자판과 이 단자판에 대면하는 분할 모듈의 접속도체와의 사이에 상기 도전성 탄성부재인 파형 스프링이 장착되고, 이들 한 쌍의 파형 스프링의 탄성 가압력에 의해 복수의 분할 모듈의 전기적인 직렬 접속이 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 각 단자판은, 상기 수용 케이스에 열 방향으로 위치조절 가능하게 고정된 것을 특징으로 하는 발전 또는 발광용 반도체 모듈.
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