KR20130054368A - 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재, 그 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재, 그 제조방법 및 그 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 복수의 절연선을 종사(縱絲;21)로 하고 복수의 도전선을 횡사(橫絲;22)로 하는 메쉬형상의 망형 직조 기재(2)에, 수광 또는 발광 기능을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자(3)를 매립한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제조하는 제조방법은, 복수의 종사를 포함하는 제 1군의 종사(21a)와, 상기 제 1군의 종사와 평행하며 또한 교대로 위치하는 복수의 종사를 포함하는 제 2군의 종사(21b)를 종광기구(53)에 의해 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사의 사이에 틈새를 형성하는 제 1 공정과, 상기 틈새에 셔틀 기구(54)에 의해 횡사(22)를 공급하는 제 2 공정과, 상기 횡사(22)에 대해 바디(reed) 기구(55)에 의해 바디침(beating)을 수행하는 제 3 공정과, 상기 바디침이 수행된 횡사 중, 메쉬형상의 그물코(23)의 전부 또는 일부에 대응하는 복수 부위에 도전 접합재(49)를 도포하는 제 4 공정과, 상기 제 4 공정에서 도전 접합재(49)가 도포된 복수 부위 중의 전부 또는 일부에 대응하는 복수의 구형상 반도체 소자(3)를 매립하여, 복수의 제 1 전극(32) 또는 제 2 전극(31)을 횡사에 각각 접속하는 제 5 공정을 구비하고 있다.

Description

반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재, 그 제조방법 및 그 제조장치{WOVEN MESH SUBSTRATE WITH SEMICONDUCTORS, AND METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(織網基材), 그 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 특히 수광 또는 발광 기능을 갖는 복수의 구(球)형상 반도체 소자를, 절연성이 있는 복수의 종사(縱絲)와 도전성이 있는 복수의 횡사(橫絲)로 이루어지는 메쉬형상의 망형 직조 기재(mesh-shaped woven substrate)에 매립(embed)한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 이용 가능하도록 하는 기술에 관한 것이다.
종래부터, 절연성 혹은 도전성이 있는 플랙시블한 시트 상에, 반도체 박막을 막형성한 구조의 태양 전지 등의 수광 디바이스 혹은 EL 디스플레이 등의 발광 디바이스가 개발되고 있다. 이러한 반도체 디바이스는, 반도체 박막과 전극 및 배선 등을 개별로 순차 형성함으로써, 수광 면적이 작은 것부터 비교적 큰 것까지 제조가 가능하지만, 모두 평면형의 반도체 디바이스로서, 공통의 시트 상에 형성되는 것이다.
한편, 구형상 반도체 소자를 이용한 수광 또는 발광 디바이스가 제안된 바 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, p형 구형상 실리콘 결정에 구면(球面) 형상의 pn 접합을 형성한 구형상 반도체 소자(구형상 태양 전지 셀)를, 절연막을 사이에 두고 붙인 2장의 알루미늄 시트에 부착하고, 이들 알루미늄 시트에 반도체 소자의 p형층과 n형층을 각각 접속시킨 구조의 플랙시블한 태양 전지가 개시된 바 있다.
특허문헌 2에는, 다수의 구형상 발광체(발광 다이오드)를 플랙시블한 플라스틱 필름의 표면에 XY 방향으로 매트릭스형상으로 배치하여, 구형상 발광체의 전극을 시트 형상의 전극에 각각 전기적으로 접속시킨 발광 디스플레이와 그 제조방법이 개시되어 있다.
특허문헌 1, 2는, 태양 전지 또는 구형상 발광체를 공통의 필름 상에 설치하여 전기적으로 접속한 구조를 갖는 것이다. 즉, 공통의 필름의 한 면에 일괄하여 수광층 또는 발광층을 형성한 구조, 혹은 공통의 필름의 한 면에 개별 제조한 복수의 수광체 또는 복수의 발광체를 배치한 구조이기 때문에, 수광 또는 발광 기능은 필름의 한 면에 밖에 존재하지 않는다.
한편, 특허문헌 3에는, 디바이스의 양면에 수광 또는 발광 기능이 있는 구조가 개시되어 있다. 구체적으로, 복수의 구형상 반도체 소자를, 도전부재(도전선)에 의해 전기적으로 접속하여, 수지로 시일한 플랙시블한 수광 또는 발광 디바이스가 개시되어 있다. 상기 디바이스에 있어서, 열방향의 각 셀은, 한 쌍의 도전선에 의해 종방향으로 병렬 접속되고, 행방향으로 인접한 도전선을 직접 연결함으로써 직렬 접속된 구조를 갖는다. 그러나, 직렬 접속된 방향으로 잡아 당기면 그대로 구형상 반도체 소자가 장력을 받기 때문에, 구형상 반도체 소자가 떼어질 우려가 있다.
특허문헌 4에는, 은을 유리 섬유에 코팅한 도선으로 이루어지는 도체를 횡사로 하고, 유리 섬유로 이루어지는 불량 도체를 종사로 하여 평직(平織)을 수행한 그물코형 구조체(유리포)의 복수의 그물코에, pn 접합을 형성한 구형상 반도체 소자를 강고하게 밀어 넣고, 그 상태로 고온 가열하여 전극의 형성과 함께 그물코형 구조체와 구형상 반도체 소자의 전기적인 접속을 동시에 수행하며, 그 후, 그물코형 구조체의 양면으로부터 수지 필름으로 라미네이션(lamination)한 구조의 플랙시블한 태양 전지 모듈이 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 4의 제조방법에서는, 전극의 형성과, 그물코형 구조체와 구형상 반도체 소자간의 전기적 접속이 동시에 수행되기 때문에, 구형상 반도체 소자는 그물코형 구조체의 그물코에 밀어 넣은 전극 형성 후가 아니고서는, 구형상 반도체 소자의 기능을 검사하는 시험이 불가능하다는 문제가 있다. 이 때문에, 불량한 구형상 반도체 소자가 섞인 경우에도 검출할 수 없어, 태양 전지 모듈의 불량률이 높아진다.
또한, 완성된 태양 전지 모듈에 있어서는, 그 한쪽 표면에 구형상 반도체 소자가 돌출된 구조가 되기 때문에, 태양 전지 모듈의 이면으로부터의 광을 유효하게 활용할 수 없어, 이면측으로부터 입사하는 광에 대한 수광 감도가 낮아진다. 또한, 태양 전지 모듈을 기계적으로 접어 구부릴 경우의 모듈의 가요성(可撓性)이, 양면측으로 대칭이 되지 않고 한 면쪽으로 치우치기 때문에, 사용성이 불량해진다.
이에, 특허문헌 5의 제조방법에서는, 절연성 장력사(張力絲)로 이루어지는 종사와 도전성 장력사로 이루어지는 횡사에 의해 평직(平織)을 수행한 그물코형 구조의 직포(織布)를 준비하고, 직포의 복수의 메쉬형상의 그물코에, 양극과 음극을 구비한 수광 또는 발광 기능을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자를 전극의 극성을 정렬한 상태에서 삽입하여, 한 쌍의 도전선을 통해 횡방향(열방향)으로 병렬 접속하고, 행방향으로 인접하는 도전선 사이를 직렬용 도전선에 의해 접속함으로써 종방향(행방향)으로 직렬 접속하여, 이들을 투명한 수지 시트 내에 시일함으로써, 투명하고 가요성이 있는 시트형상의 수광 또는 시트형상의 발광 모듈을 제조하고 있다.
상기 특허문헌 5의 수광 또는 발광 모듈은, 직포에 구형상 반도체 소자를 일체적으로 매립한 모듈이기 때문에, 수광 또는 발광 모듈의 한 면으로 치우치지 않는 양면 수광 또는 양면 발광의 특성을 갖는 모듈로서, 모듈의 양면이 동일한 외관을 가지며 동일하게 절곡(折曲)될 수 있는 대칭성을 지닌 플랙시블한 모듈이 얻어진다.
미국 특허 공보 제4691076호 미국 특허 공보 제5469020호 국제 공개 공보 WO2004/001858호 일본 특허 공개 공보 H9-162434호 국제 공개 공보 WO2005/041312호
그런데, 상기 특허문헌 5의 모듈을 제조할 경우, 미리 평직을 수행한 직포의 메쉬형상의 그물코에, 복수의 구형상 반도체 소자를 삽입하고, 이들 구형상 반도체 소자 양단의 양 및 음의 전극과 도전선으로 이루어지는 횡사를, 도전성 페이스트로 전기적으로 접속하기 위하여, 구형상 반도체 소자의 직경과 그물코의 간격을 일정하게 유지할 필요가 있다.
그러나, 직포의 그물코가 항상 벌어진 상태에서 상기 구형상 반도체 소자를 삽입하는 작업을 수행하기 때문에, 작업 중에 직포의 자중(自重) 등에 의해 치수나 형상이 무너져, 횡사 사이나 종사 사이가 지나치게 좁아짐에 따라 구형상 반도체 소자가 그물코에 가득 차거나, 또한 이와는 반대로, 횡사 사이나 종사 사이가 지나치게 벌어져 구형상 반도체 소자의 양 및 음의 전극을 횡사에 도전성 페이스트로 적절히 접속할 수 없게 되는, 등의 상태가 발생하게 될 우려가 있다.
또, 상기 특허문헌 5의 모듈의 구성에서는, 열마다 한 쌍의 횡사가 배치되고, 각 열의 양의 전극용 횡사와 인접하는 열의 음의 전극용 횡사와의 사이에 일정한 간격을 두고 모듈화되어 있다. 이 때문에, 각 열의 복수의 구형상 반도체 소자와 인접하는 복수의 구형상 반도체 소자를 직렬 접속하기 위해서는, 횡사의 길이 방향 양단부끼리를, 직렬용 도전선을 통해 접속할 필요가 있다. 즉, 모듈의 외부에서 새로운 부재가 되는 직렬용 도전선을 별도로 설치해야만 하기 때문에, 부품 수가 증가하거나, 배선 작업 등에 수고가 많이 드는 등 제작 비용이 증대된다. 또한, 각 열 사이에 불필요한 간격이 형성됨에 따라, 인장 강도나 굽힘 강도가 낮아질 우려가 있다.
그런데, 태양 전지, 태양광 모듈, 태양광 패널 등에 있어서는, 제품의 발전 효율이나 사용성, 내구성 및 경제성만으로는 만족할 수 없는 분야가 있다. 예컨대, 외부로부터 광을 받아들여 전기 에너지를 공급하는 수광 디바이스, 혹은 전기 에너지를 광으로 변환하여 외부로 광을 방사하는 발광 디바이스에서는, 용도에 따라서는 휴먼 인터페이스로서 인간의 감성에 접하는 요소를 갖게 된다.
태양 전지를, 눈에 보이는 전자기기, 건물, 전차나 승용차, 의복이나 소지품에 부착하여 사용할 경우에는, 그 존재가 이들의 외관에 큰 영향을 끼치는 경우가 많다. 이 때문에, 용도에 따라 다양한 형상이나 특성이 요청되어, 예컨대, 얇고, 가벼우며, 플랙시블(flexible)하고, 광투과성 혹은 시-스루 성(see-through) 등이 요청되는 경우가 있다. 또한, 물리적 요소 이외에, 색채나 무늬모양과 같은 의장면에서의 설계의 자유도가 높은 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은, 직기(織機)를 이용하여 망형 직조 기재를 직조하면서 복수의 구형상 반도체 소자를 매립하여, 안정된 품질의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제조할 수 있는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 것과, 수광 또는 발광 기능을 갖는 구형상 반도체 소자를 망형 직조 기재에 매립하여 이들의 전극을 도전선에 접속한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제공하는 것과, 각종 용도에 이용할 수 있는 중간재적인 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제공하는 것과, 의장성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제공하는 것과, 인장 강도나 굽힘 강도를 향상시킬 수 있는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제공하는 것 등이다.
청구항 1의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법은, 절연성을 갖는 복수의 종사와 도전성을 갖는 복수의 횡사에 의해 직조된 메쉬형상의 망형 직조 기재에, 수광 또는 발광 기능을 가지며 또한 각각이 제 1, 제 2 전극을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제조하는 제조방법으로서, 정해진 간격(定間隔)으로 평행하게 배치된 복수의 종사를 포함하는 제 1군의 종사와, 상기 제 1군의 종사와 평행하며 또한 교대로 위치하는 복수의 종사를 포함하는 제 2군의 종사를 종광(잉아 또는 헤들)(heald)기구에 의해 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사 사이에 틈새를 형성하는 제 1 공정과, 상기 제 1, 제 2군의 종사 사이의 틈새에 셔틀 기구에 의해 횡사를 공급하는 제 2 공정과, 상기 제 2 공정에서 공급된 횡사에 대해 바디(reed) 기구에 의해 바디침(beating)을 수행하는 제 3 공정과, 상기 제 3 공정에서 바디침이 수행된 횡사 중, 메쉬형상의 그물코의 전부 또는 일부에 대응하는 복수 부위에 도전 접합재를 도포하는 제 4 공정과, 상기 제 4 공정에서 도전 접합재가 도포된 복수 부위 중의 전부 또는 일부에 대응하는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립하여, 복수의 제 1 전극 또는 제 2 전극을 횡사에 각각 접속하는 제 5 공정과, 상기 제 1 공정에서 제 5 공정을 복수 회 반복하는 제 6 공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
청구항 9의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치는, 절연성을 갖는 복수의 종사와 도전성을 갖는 복수의 횡사에 의해 직조된 메쉬형상의 망형 직조 기재에, 수광 또는 발광 기능을 가지며 또한 각각이 제 1, 제 2 전극을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제조하는 제조장치로서, 종사의 공급원으로부터 공급되는 복수의 종사를 정렬 상태로 안내하는 공급측 안내롤러와, 정해진 간격으로 평행하게 배치된 복수의 종사를 포함하는 제 1군의 종사와, 상기 제 1군의 종사와 평행하며 또한 교대로 위치하는 복수의 종사를 포함하는 제 2군의 종사를 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사 사이에 틈새를 형성하는 종광기구와, 상기 종광기구에 의해 형성된 제 1, 제 2군의 종사 사이 틈새에 횡사를 공급하는 셔틀 기구와, 상기 셔틀 기구에 의해 공급된 횡사에 대해 바디침을 수행하는 바디(reed) 기구와, 상기 횡사 중, 메쉬형상의 그물코의 전부 또는 일부에 대응하는 복수 부위에 도전 접합재를 도포하는 도포기구와, 상기 도전 접합재가 도포된 복수 부위 중의 전부 또는 일부에 대응하는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립하여, 복수의 제 1 전극 또는 제 2 전극을 횡사에 각각 접속하는 반도체 소자 공급기구를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
청구항 16의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재는, 수광 또는 발광 기능을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재로서, 절연성을 갖는 복수의 종사와 도전성을 갖는 복수의 횡사에 의해 직조되며 또한 복수 행 복수 열의 그물코를 갖는 메쉬형상의 망형 직조 기재와, 각각이 수광 또는 발광 기능과 제 1, 제 2 전극을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자로서, 상기 제 1, 제 2 전극으로 규정되는 도전방향을 종사와 평행한 종방향으로 정렬한 상태에서, 상기 망형 직조 기재의 복수의 그물코에 매립된 복수의 구형상 반도체 소자를 구비하고, 상기 복수의 구형상 반도체 소자가, 횡방향으로 나란한 복수의 구형상 반도체 소자로 이루어지는 행방향 소자 군을 단위로 하여 복수의 군으로 그룹화되며, 상기 복수의 행방향 소자 군은 상기 복수 행으로 배열되는 동시에, 인접하는 행방향 소자 군의 사이에 하나 또는 복수의 횡사로 이루어지는 도전 접속 부재가 설치되고, 각 행방향 소자 군의 복수의 구형상 반도체 소자는, 한 쌍의 상기 도전 접속 부재를 통해 전기적으로 병렬 접속되며, 상기 복수의 행방향 소자 군은 복수의 도전 접속 부재를 통해 직렬 접속된 것을 특징으로 하고 있다.
청구항 1의 발명에 따르면, 직기(織機)를 이용하여 절연성을 갖는 복수의 종사와 도전성을 갖는 복수의 횡사에 의해 망형 직조 기재를 직조하면서, 그 망형 직조 기재에 복수의 구형상 반도체 소자를 매립하여, 이들의 제 1, 제 2 전극을 횡사에 도전 접합재에 의해 전기적으로 접속하기 때문에, 망형 직조 기재의 제작과, 구형상 반도체 소자의 매립과, 도전 접합재의 도포를 자동화할 수 있어, 적은 공정 수로 안정적인 품질의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 능률적으로 제작할 수 있으며, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제작 비용을 저감시킬 수도 있다.
청구항 9의 발명에 따르면, 기본적으로 청구항 1과 같은 효과를 거두는 동시에, 다음과 같은 효과를 거둔다. 기존의 직기의 공급측 안내롤러와 종광기구와 바디 기구를 유효하게 활용하면서, 도포기구와, 반도체 소자 공급기구를 추가적으로 장비하면 되기 때문에, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치의 설계, 제작, 제작 비용의 면에서 유리하며, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 자동적으로 제조하는 제조장치로 할 수가 있다.
청구항 16의 발명에 따르면, 그 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재에 있어서의, 복수의 구형상 반도체 소자가, 횡방향으로 나란한 복수의 구형상 반도체 소자로 이루어지는 행방향 소자 군을 단위로 하여 복수 군으로 그룹화되며, 복수의 행방향 소자 군은 복수 행으로 배열되는 동시에, 인접하는 행방향 소자 군의 사이에 하나 또는 복수의 횡사로 이루어진 도전 접속 부재가 설치되고, 각 행방향 소자 군의 복수의 구형상 반도체 소자는, 한 쌍의 상기 도전 접속 부재를 통해 전기적으로 병렬 접속되고, 복수의 행방향 소자 군은 복수의 도전 접속 부재를 통해 직렬 접속되었기 때문에, 수광용의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 경우, 직렬 접속 수를 통해 발전 전압을 자유롭게 설정할 수 있으며, 병렬 접속 수를 통해 발전 전류를 자유롭게 설정할 수 있다.
그리고, 수광용의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 경우, 복수의 구형상 반도체 소자가 종방향으로 직렬 접속되고 또한 횡방향으로 병렬 접속되어 있기 때문에, 부분적으로 음지가 되는 부분이 발생하여도 음지가 아닌 다른 부분의 구형상 반도체 소자의 출력에 대한 영향을 최소한으로 할 수가 있다.
더욱이, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재는, 그 상하 양면이 같은 효율로 수광 또는 발광이 가능하다. 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재는, 가요성, 경량, 박형, 플랙시블(flexible), 시-스루(see-through), 채광성이 있는 중간재적 제품으로서, 용도에 따라 각종 제품으로 완성할 수 있다.
또한, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 직렬 접속 구조에 대하여, 별도의 직렬용 도전선을 설치할 필요가 없으므로, 부품 수를 절감할 수 있고 제작 비용을 저감시킬 수가 있다. 행방향 소자 군의 사이에 불필요한 간격을 마련하지 않고 구형상 반도체 소자를 보다 조밀하게 배치할 수 있으므로, 수광 성능이나 발광 성능을 높일 수 있는 동시에, 인장 강도나 굽힘 강도를 향상시킬 수가 있다.
청구항 1의 구성에 추가하여, 다음과 같은 다양한 구성을 이용하여도 무방하다.
(a) 상기 제 1 공정과 제 2 공정을 연속하여 적어도 2회 반복하고 나서, 상기 제 3 공정으로 이행한다.
(b) 상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 도전 접합재를 가열하는 가열 공정을 구비하고 있다.
(c) 상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 소정 길이 인출(引出)하는 인출 공정을 구비하고 있다.
(d) 상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 양면을 가요성과 광투과성을 구비한 절연성 보호막으로 피복하는 피복 공정을 구비하고 있다.
(e) 상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재를 포개어 가열 가압하는 중합(重合)공정을 구비하고 있다.
(f) 상기 제 4 공정에 있어서, 상기 횡사 중, 복수의 구형상 반도체 소자를 접속하는 복수 부위에 제 1 도전 접합재를 도포하고, 상기 제 5 공정에 있어서, 상기 제 1 도전 접합재가 도포된 복수 부위에 대응하는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립하여, 상기 복수 부위에 복수의 제 1 전극을 각각 접속하고, 상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 복수의 구형상 반도체 소자의 복수의 제 2 전극에 제 2 도전 접합재를 도포하는 도포공정을 구비하고 있다.
(g) 상기 제 4 공정에 있어서, 상기 횡사의 상측으로부터 복수의 도전 접합재가 도포되며, 상기 제 5 공정에 있어서, 상기 제 4 공정에서 도포된 복수의 도전 접합재의 상측으로부터 복수의 구형상 반도체 소자가 매립된다.
청구항 9의 구성에 추가하여, 다음과 같은 각종 구성을 채용하여도 무방하다.
(h) 상기 도포기구는, 제 1 회전 드럼과, 상기 제 1 회전 드럼의 외주면에 축심방향으로 정해진 간격으로 고정된 L형의 복수의 디스펜서로서, 선단부에 도전 접합재를 흡착하여 분배할 수 있는 복수의 디스펜서를 구비하고 있다.
(i) 상기 반도체 소자 공급기구는, 내부에 음압(negative pressure)이 도입되는 제 2 회전 드럼과, 상기 제 2 회전 드럼의 외주면에 축심방향으로 정해진 간격으로 고정된 L형의 파이프재로 이루어지는 복수의 에어 핀셋을 구비하고 있다.
(j) 상기 도전 접합재를 가열하여 건조시키는 가열 기구가 설치되어 있다.
(k) 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 소정 길이씩 인출하는 인출 기구가 설치되어 있다.
(l) 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 양면을 가요성과 광투과성을 가진 절연성 보호막으로 피복하는 보호막 피복 기구를 구비하고 있다.
(m) 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 양면에 가요성과 광투과성을 가진 합성 수지 시트재를 포갠 상태로 가열 가압함으로써 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재 시트로 하는 가열 가압 기구를 구비하고 있다.
청구항 16의 구성에 추가하여, 다음과 같은 구성을 채용하여도 무방하다.
(n) 상기 각 도전 접속 부재는, 종방향으로 접촉가능하게 인접하여 전기적으로 접속된 2개의 제 1, 제 2 횡사로서 각각이 복수의 종사의 표면과 이면에 교대로 접촉하는 지그재그(Zigzag) 상태로 직조되는 제 1, 제 2 횡사로 이루어지고, 상기 제 1 횡사와 제 2 횡사에 의해 종사를 표면측과 이면측으로부터 끼움 유지하도록 직조되었다.
(o) 상기 망형 직조 기재의 종사의 길이 방향의 양단측 부분에는, 상기 그물코보다 조밀하게 배치된 복수의 횡사와 상기 복수의 종사에 의해 직포형상으로 형성한 소정 폭의 제 1 직포부가 형성되어 있고, 상기 망형 직조 기재의 횡사의 길이 방향 양단측부분에는, 상기 그물코보다 조밀하게 배치된 복수의 종사와 상기 복수의 횡사에 의해 직포 형상으로 형성한 소정 폭의 제 2 직포부가 형성되어 있다.
(p) 상기 망형 직조 기재와 복수의 구형상 반도체 소자의 양면이, 가요성과 광투과성을 구비한 절연성 보호막으로 피복되어 있다.
(q) 상기 망형 직조 기재와 복수의 구형상 반도체 소자를 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재 내에 매설 상태로 시일하고, 상기 합성 수지 시트재의 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 필름층을 형성하고 있다.
(r) 상기 종사가, 유리섬유 또는 합성 수지 섬유의 다발로 구성되어 있으며, 상기 횡사가 유리섬유 또는 합성 수지 섬유의 다발의 표면에 금속 세선(細線)을 코일형상으로 커버링한 도전선으로 구성되어 있다.
(s) 상기 횡사가, 도전성을 갖는 탄소섬유의 다발로 이루어지는 도전선, 또는 상기 탄소섬유의 다발의 표면에 금속 세선을 코일형상으로 커버링한 도전선으로 구성되어 있다.
(t) 상기 망형 직조 기재의 종방향의 도중 부분에는, 횡방향으로 상기 그물코보다 조밀하게 복수의 절연선을 배치한 소정 폭의 절연 분리대(帶)가 적어도 1개 형성되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선 단면도이다.
도 3은 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 주요부 확대 평면도이다.
도 4는 구형상 태양 전지 셀의 단면도이다.
도 5는 도전선의 부분 확대 사시도이다.
도 6은 절연선의 부분 확대 사시도이다.
도 7은 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치의 사시도이다.
도 8은 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치의 도포기구와 반도체 소자 공급기구의 주요부 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 관한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 평면도이다.
도 10은 도 9의 X-X선 단면도이다.
도 11은 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치의 사시도이다.
도 12는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치의 도포기구와 반도체 소자 공급기구의 주요부 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 3에 관한 망형 직조 기재의 제조장치의 사시도이다.
도 14는 망형 직조 기재의 제조장치의 주요부 확대 사시도이다.
도 15는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치의 도포기구와 반도체 소자 공급기구의 주요부 확대 단면도이다.
도 16은 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치의 도포기구와 반도체 소자 공급기구의 주요부 확대 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 4에 관한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 평면도이다.
도 18은 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 주요부 사시도이다.
도 19는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 주요부 확대 평면도이다.
도 20은 다른 변경형태에 관한 구형상 발광 다이오드 셀의 단면도이다.
도 21은 다른 변경형태에 관한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 주요부 확대 평면도이다.
도 22는 다른 변경형태에 관한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 주요부 확대 평면도이다.
도 23은 다른 변경형태에 관한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 평면도이다.
도 24는 다른 변경형태에 관한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 평면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 실시예에 근거하여 설명한다.
우선, 본 발명의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 구성에 대해 설명한다.
도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1) (이하, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)라 함)는, 절연성을 갖는 복수의 종사(21)와 도전성을 갖는 복수의 횡사(22)로 직조되며 또한 복수 행 복수 열의 매트릭스형상의 그물코(23)를 갖는 메쉬형상의 망형 직조 기재(2)와, 상기 망형 직조 기재(2)의 복수의 그물코(23)에 매립되는 복수의 구형상 태양 전지 셀(3)(구형상 반도체 소자에 상당함)과, 상기 구형상 태양 전지 셀(3)을 횡사(22)(도전 접속 부재(20))에 접속하기 위한 복수의 제 1 및 제 2 도전 접합재(4,5)를 구비하고 있다. 상기 망형 직조 기재(2)와 복수의 구형상 태양 전지 셀(3)의 상하 양면에는, 절연성 보호막(6)이 형성되어 있다. 한편, 도 1의 상하 좌우를 상하 좌우로 하여 설명한다.
상기 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)는, 후술하는 제조방법 및 제조장치(50)에 의해, 긴 띠형상으로 연속적으로 직조할 수 있다. 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)는, 망형 직조 기재(2)에 대한 구형상 태양 전지 셀(3)의 매립 수, 배치 패턴(모양)이나 사이즈 등, 사양에 따라 적절히 설정하여 제조할 수 있다.
상기 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)는, 플랙시블하며, 복수의 구형상 태양 전지 셀(3)을 매립하는 그물코(23)와 매립하지 않는 그물코(23)의 비율을 조정함으로써 광투과 성능(광투과율)을 조정할 수가 있다. 도 1의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)에서는, 각 행의 좌우 방향으로 1개 걸러의 그물코(23)에 구형상 태양 전지 셀(3)이 매립되어 있으며 또한 각 열의 상하 방향으로 1개 걸러의 그물코(23)에 구형상 태양 전지 셀(3)이 매립되어 있다.
다음으로, 망형 직조 기재(2)에 대해 설명한다.
도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 망형 직조 기재(2)는, 열방향(도 1의 상하 방향)으로 연장되는 평행한 복수의 종사(21)와, 이들 복수의 종사(21)에 직교하도록 또한 복수의 종사(21)에 짜 넣어져 행방향(도 1의 좌우 방향)으로 연장되는 복수의 횡사(22)와, 이들 복수의 종사(21)와 복수의 횡사(22)에 의해 둘러싸인 복수 행 복수 열의 그물코(23)를 구비하고, 이들 복수의 종사(21)와 복수의 횡사(22)에 의해 구형상 태양 전지 셀(3)을 매립할 수 있는 망형 직조 기재(2)가 형성되어 있다. 각 그물코(23)는, 평면에서 볼 때 정사각형상으로 형성되며, 한 변의 길이가 태양 전지 셀(3)의 직경과 같은 약 1.8mm 정도로 설정되어 있다.
도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 상기 망형 직조 기재(2)의 외주부분에는, 구형상 태양 전지 셀(3)을 매립하지 않고 짜넣은 거싯 부분(gusset part ; 24)이 형성되어 있다. 상기 거싯 부분(gusset part ; 24)은, 종사(21)의 길이 방향의 양단측부분에 메쉬형상의 그물코(23)보다 조밀하게 배치된 복수의 횡사(22)와 상기 복수의 종사(21)에 의해 직포형상으로 형성된 소정 폭의 제 1 직포부(25)와, 횡사(22)의 길이 방향의 양단측부분에 메쉬형상의 그물코(23)보다 조밀하게 배치된 복수의 종사(21)와 상기 복수의 횡사(22)에 의해 직포형상으로 형성된 소정 폭의 제 2 직포부(26)로 형성되어 있다. 상기 제 1 직포부(25)에 있어서, 횡사(22)끼리 사이의 간격은 메쉬 폭의 약 1/3 정도이며, 제 2 직포부(26)에 있어서 종사(21)끼리 사이의 간격은 메쉬 폭의 약 1/3 정도이다.
상기 거싯 부분(gusset part ; 24)은, 종사(21)와 횡사(22)를 짜 넣는 밀도가 높아지기 때문에, 인장 강도나 굽힘 강도가 향상되어, 망형 직조 기재(2)의 내구성도 높아진다. 또한, 망형 직조 기재(2)를 긴 띠형상으로 제조했을 경우, 소정의 부위에 2세트(組)의 연속하는 제 1 직포부(25)를 설치함으로써, 필요한 길이로 재단할 때 거싯 부분(gusset part ; 24)을 설치한 형태로 재단할 수 있으며, 재단 후의 망형 직조 기재(2)의 취급에 있어서도, 거싯 부분(gusset part ; 24)에 의해 태양 전지 셀(3)을 보호할 수가 있다.
다음으로, 종사(21)에 대해 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이 종사(21)는, 예컨대, 유리섬유 또는 합성 수지 섬유(예컨대, 폴리에스테르, 아라미드, 폴리에틸렌, 액정 폴리머 등)로 구성된다. 본 실시예에서 종사(21)는, 복수개의 유리섬유(예컨대, 직경 0.3mm 정도)의 결속선(binding wire) 또는 연선(stranded wire)으로 구성되어 있다. 한편, 종사(21)와 횡사(22)에 유리섬유를 채용함으로써, 기계적 강도가 강하고 내열성이 뛰어난 종사(21)와 횡사(22)로 할 수가 있다.
다음으로, 횡사(22)에 대해 설명한다.
도 5에 나타내는 바와 같이 횡사(22)는, 예컨대, 유리섬유 또는 탄소섬유 또는 합성 수지 섬유(예컨대, 폴리에스테르, 아라미드, 폴리에틸렌, 액정 폴리머 등)의 다발을 심재(芯材;22a)로 하고 구리 등의 금속 세선(22b)을 코일형상으로 2중으로 감아 구성되어 있다. 본 실시예에서 횡사(22)는, 복수개의 유리섬유(예컨대, 직경 0.3mm 정도)로 이루어지는 심재(22a)의 표면에 은 도금한 직경 0.05mm의 금속 세선(22b)(예컨대, 구리의 세선)을 2개의 코일형상으로 커버링함으로써 구성되어 있다. 2개의 금속 세선(22b)은, 서로 교차하도록 우로 감기와 좌로 감기에 의해 감겨 있다. 상기 횡사(22)는, 2개의 금속 세선(22b)을 코일형상으로 감은 구조이기 때문에, 어느 방향으로든 접어 구부림(절곡)이 가능하며 또한 반복하여 접어 구부려도 높은 내구성을 갖는다. 한편, 금속 세선(22b)의 개수는 2개로 한정할 필요는 없으며, 2개 이상의 복수의 금속 세선으로 코일형상으로 커버링하여도 무방하다.
다음으로, 구형상 태양 전지 셀(3)에 대해 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 구형상 태양 전지 셀(3)(이하, 태양 전지 셀(3)이라 함)은, 수광기능(발전기능)을 갖는 동시에, 양극(31)(제 2 전극)과 음극(32)(제 1 전극)을 가지며, 양극(31)과 음극(32)으로 규정되는 도전방향이 종사(21)와 평행한 방향으로 정렬된 상태에서 망형 직조 기재(2)의 복수의 그물코(23)에 각각 매립되어 있다. 각 태양 전지 셀(3)의 행방향 좌우 양측에 종사(21)가 위치하고, 각 태양 전지 셀(3)의 열방향 상하 양측에 횡사(22)가 위치하고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이 태양 전지 셀(3)은, p형의 구형상 반도체(33)와, 상기 구형상 반도체(33)의 표면의 일부에 형성된 평탄면(34)과, 상기 구형상 반도체(33)의 표층부에 n형 확산층(35)을 형성함으로써 형성된 구면형상의 pn접합(36)과, 구형상 반도체(33)의 중심을 끼고 대향하도록 고정되어 pn접합(36)의 양단에 전기적으로 접속된 한 쌍의 양극(31)(제 2 전극), 음극(32)(제 1 전극)과, 이들 양극(31), 음극(32)을 제외한 부분에 막형성된 반사 방지막(37)을 갖는다.
여기서, 태양 전지 셀(3)의 제조방법에 대하여 간단히 설명한다.
우선, 직경이 약 1.0mm 내지 2.0mm 정도(단, 본 실시예에서는 1.8mm)인 크기가 작은 구형상의 p형 실리콘 결정(구형상 반도체(33))을 준비한다. 상기 p형 실리콘 결정을 제조하기 위해서는, 예컨대, 작은 p형 실리콘 결정의 덩어리를 용융하고, 표면장력으로 생긴 구형상의 액적(液滴)을 냉각하여 응고시킴으로써 제조한다. 한편, 구형상 반도체의 실리콘 결정은, 단결정이어도 무방하고 다결정이어도 무방하다.
다음으로, 상기 구형의 실리콘 결정의 일부분을 잘라서 평탄면(34)을 마련하고, 상기 평탄면(34)과 그 외주 근방부의 표면에 확산 마스크로서의 SiO2막을 형성한다. 그 후, 상기 SiO2막으로 마스크한 부분을 제외하고 p형 실리콘 결정의 표층부로부터 n형 불순물을 확산시켜, 약 0.5㎛ 내지 1.0㎛ 정도의 깊이까지 n형 확산층(35)으로 전환함으로써, 구면형상의 pn접합(36)을 형성한다.
다음으로, 불순물 확산 후에 생긴 산화막을 제거하고, 전면(全面)에 SiO2와 Si3N4을 순차적으로 막형성하여 반사방지막(37)을 형성한다. 다음으로, 상기 평탄면(34)에, 유리 프릿(frit)과 은을 주성분으로 하는 도전성 페이스트를 도트형상으로 프린트하며, 구형상 반도체(33)의 중심을 끼고 평탄면(34)과 대향되는 n형 확산층(35)의 정상면(頂面)에, 유리 프릿과 알루미늄과 은을 포함하는 도전성 페이스트를 도트형상으로 프린트한다.
그리고, 불활성 가스 분위기 중에서, 단시간(1∼2분간 정도) 동안 약 800℃로 가열한다. 이 과정에서 유리 프릿을 포함한 전극부재가, 반사 방지막(37)을 관통하여, p형 반도체 표면 및 n형 반도체 표면에 오믹 접촉(ohmic contact)하는 양극(31)과 음극(32)이 형성된다. 이렇게 하여, 복수의 구형상 태양 전지 셀(3)이 제조된다.
상기 구형상의 태양 전지 셀(3)은, 이하와 같은 특징을 갖는 것이다.
우선, 실리콘 결정의 표면 장력을 이용하여 구형상의 결정을 만들고, 연마 가공 손실(loss)이 적은 구형상 태양 전지 셀(3)로 완성하기 때문에, 원료 실리콘의 사용량이 적다. 또한, 구형상의 실리콘 결정의 중심선상에 도트형상의 양극(31)과 음극(32)을 대향형상으로 설치하기 때문에, 양 전극을 잇는 축상으로부터의 광을 제외하고 거의 모든 방향으로부터의 광을 받아 발전한다. 따라서, 직사광의 방향이 변화되어도 같은 출력이 얻어질 뿐만 아니라, 그 밖의 반사광이나 산란광도 동시에 수광할 수 있기 때문에, 평면 수광형 태양 전지 셀보다 수광 특성이 뛰어나다. 그 결과, 큰 출력이 얻어진다.
다음으로, 제 1 및 제 2 도전 접합재(4,5)에 대해 설명하도록 한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 1 도전 접합재(4)는, 각 태양 전지 셀(3)의 음극(32)을 횡사(22)에 전기적으로 각각 접속하고, 복수의 제 2 도전 접합재(5)는, 각 태양 전지 셀(3)의 양극(31)을 횡사(22)에 전기적으로 각각 접속하고 있다. 도전 접합재(4,5)는, 은 페이스트(에폭시 수지에 은가루를 혼입한 것)로 이루어진다. 상기 은 페이스트에 의해 태양 전지 셀(3)과 횡사(22)(도전 접속 부재(20))를 접속할 경우에는, 예컨대, 은 페이스트를 양극(31)과 횡사(22)간의 접합 부위나, 음극(32)과 횡사(22)간의 접합 부위에 도포한 후, 후술하는 가열기구(61)에 의해, 은 페이스트를 가열하여 건조시킴으로써 은 페이스트를 경화시켜, 태양 전지 셀(3)의 양극(31)과 음극(32)을 횡사(22)에 각각 전기적으로 접속하고 또한 고정 부착(固着)할 수가 있다.
여기서, 복수의 태양 전지 셀(3)의 직병렬 접속 구조에 대해 설명한다.
도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이 복수의 태양 전지 셀(3)은, 횡방향(행방향)으로 나란한 복수의 태양 전지 셀(3)로 이루어지는 행방향 소자군(3A)을 단위로 하여 복수의 군으로 그룹화되며, 이들 복수의 행방향 소자군(3A)은 복수 행으로 배열되는 동시에, 인접하는 행방향 소자군(3A)의 사이에 도전 접속 부재(20)가 설치되어 있다. 본 실시예의 도전 접속 부재(20)는, 1개의 횡사(22)로 이루어져 있다. 각 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)은, 한 쌍의 도전 접속 부재(20)를 통해 전기적으로 병렬 접속되며, 복수의 행방향 소자군(3A)은 복수의 도전 접속 부재(20)를 통해 직렬 접속되어 있다.
이와 같이, 1개의 횡사(22)로 이루어지는 도전 접속 부재(20)에 의해 인접하는 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)을 직렬 접속할 수 있으므로, 복수의 행방향 소자군(3A)을, 열방향으로 간격을 두지 않고 조밀하게 접촉시킨 상태에서 복수 행으로 설치할 수 있다. 이 때문에, 다량의 태양 전지 셀(3)을 매립한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제작할 수 있어, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 수광성능을 향상시킬 수가 있다. 한편, 태양 전지 셀(3)이 발광 다이오드인 경우에는, 발광 성능을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 절연성 보호막(6)에 대해 설명한다.
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 절연성 보호막(6)은, 예컨대, 실란커플링제의 피막 혹은 파라크실렌(paraxylene)계 폴리머인 파릴렌(parylene, 상품명, 유니온 카바이드 케미컬 앤드 플라스틱사 제품)의 피막으로 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 상하 양면을 예컨대, 두께 25㎛ 정도로 피복하는 것이다. 상기 절연성 보호막(6)은, 가요성과 광투과성을 갖는다. 실란커플링제로 이루어지는 절연성 보호막(6)은, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제작한 후에, 후술하는 보호막 피복기구(62)에 의해 스프레이법으로 막형성할 수 있다. 한편, 파릴렌으로 이루어지는 절연성 보호막(6)은, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제작한 후에, 도시되지 않은 파릴렌용 보호막 피복기구에 의해 상온에서 화학증착법에 의해 막형성한다.
소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 매립한 태양 전지 모듈이나 태양 전지 패널의 내부에 있어서, 3차원적으로 수광 가능한 태양 전지 셀(3)은, 직사(直射)나 반사 산란되는 광을 수광하기 쉬우므로, 외부로부터 입사되는 광의 이용 효율이 높으며 또한 안정적인 높은 출력을 얻을 수가 있다. 특히, 직사 광의 입사 방향이 변화되는 경우나 날씨가 흐려졌을 때의 출력 저하가 적어, 2차원적 수광에 머무는 평면형 태양 전지 모듈에 비해, 총 발전량이 커진다. 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)는, 착색한 절연선을 채용하거나, 태양 전지 셀(3)과 같은 크기의 착색한 장식용의 구체(球體)를 그물코(23)에 매립하는 등에 의해, 의장성이 뛰어난 소자가 부착된 망형 직조 기재로 구성할 수 있다.
또, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 그 외부의 기기와 전기적, 기계적으로 접속하기 위하여, 하측 제 1 직포부(25)의 좌우 양단부에 있어서의 복수의 횡사(22)를 땜납이나 은 페이스트로 결합하고, 상측 제 1 직포부(25)의 좌우 양단부에 있어서의 복수의 횡사(22)를 땜납이나 은 페이스트로 결합함으로써, 복수의 횡사(22)가 일체화된 외부단자(45,46)로 할 수 있다. 상기 외부단자(45,46)를 이용해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 필요한 수만큼 병렬 접속 및/또는 직렬 접속하여, 더욱 큰 출력 전력을 갖는 소자가 부착된 망형 직조 기재를 실현할 수가 있다. 한편, 좌우 방향으로 연장되는 상하 제 1 직포부(25)의 복수 부위의 복수의 횡사(22)를, 땜납이나 은 페이스트로 결합하여 일체화하여도 무방하다. 이 경우, 제 1 직포부(25)의 강도가 향상되며, 더불어 복수의 태양 전지 셀(3)로부터의 출력 전류는, 결합된 횡사(22)의 다발을 통해 외부단자(45,46)로부터 출력되므로, 제 1 직포부(25)의 가장 안쪽의 횡사(22)로서 복수의 태양 전지 셀(3)에 인접하는 횡사(22)의 전류부하를 경감시킬 수가 있다.
소자가 부착된 망형 직조 기재(1)는, 직포와 같은 구조의 종사(21)와 횡사(22)로 둘러싸인 그물코(23) 내에, 태양 전지 셀(3)을 매립하여, 전기적, 기계적으로 접속하고 있으므로, 필요한 부재의 수가 적어도 충분하여 재료나 가공 비용을 절감할 수가 있다. 더욱이, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 얇고 가벼우며, 시-스루(see-through)성을 갖는 플랙시블한 구조로 할 수가 있다.
다음으로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제조하는 제조장치(50)에 대해 설명한다.
도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이 제조장치(50)는, 상류측에서 하류측을 향해 재료를 이동시키면서, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제조할 수가 있다. 제조장치(50)는, 최상류측의 공급측 안내롤러(51)와, 종광기구(53)와, 셔틀 기구(54)와, 바디(reed) 기구(55)와, 제 1 도포기구(57)겸 제 2 도포기구(58)인 도포기구(56)와, 반도체 소자 공급기구(59)와, 가열기구(61, 도 7에는 도시 생략)와, 보호막 피복기구(62)와, 최하류측의 인출 기구(63) 등을 구비하고 있다.
상기 제조장치(50)는, 절연성을 갖는 복수의 종사(21)와 도전성을 갖는 복수의 횡사(22)로 직조되며 또한 복수 행 복수 열의 매트릭스형상의 그물코(23)를 갖는 메쉬형상의 망형 직조 기재(2)에, 수광기능을 가지며 또한 각각이 양극(31)과 음극(32)을 갖는 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제조하는 것이다. 한편, 도 7에 있어서, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 거싯 부분(gusset part ; 24)은 도시가 생략되어 있다.
다음으로, 공급측 안내롤러(51)에 대해 설명한다.
도 7에 나타내는 바와 같이 공급측 안내롤러(51)는, 제조장치(50)의 기기 프레임에 회전가능하게 지지되며, 롤러 구동 기구(도시 생략)에 의해 회전 구동된다. 상기 공급측 안내롤러(51)는, 종사 공급원(도시 생략)으로부터 공급되는 복수의 종사(21)를, 방향변환을 수행하면서 정렬상태로 하여 종광기구(53)측으로 안내하는 것이다. 복수의 종사(21)의 양단측부분(제 2 직포부(26)에 상당하는 조밀하게 배치된 부분)의 몇 개를 제외한 복수의 종사(21)는, 공급측 안내롤러(51)에 그 축방향으로 약 1.8mm 정도의 간격을 두고 배치되어 있으나, 특별히 이 간격으로 한정할 필요는 없으며, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 형상에 따라 적절히 변경가능하다. 한편, 도시가 생략된 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 제 2 직포부(26)를 형성하는 부분의 종사(21)의 간격은, 약 0.6mm 정도이다.
상기 공급측 안내롤러(51)와 하류측의 종광기구(53)의 사이에는, 안내판(52)이 설치되어 있다. 상기 안내판(52)은, 한 쌍의 평판부(52a,52b)와, 상기 한 쌍의 평판부(52a,52b) 사이에 형성된 종사(21)와 직교하는 방향으로 길게 연장되는 개구부(52c)를 갖는다. 상기 안내판(52)은, 복수의 종사(21)를, 평판부(52a)의 상측을 통해 개구부(52c)에 관통 삽입되어 평판부(52b)의 하측을 지나는 제 1군(群)의 종사(21a)와, 평판부(52a)의 하측을 통해 개구부(52c)에 관통 삽입되어 평판부(52b)의 상측을 지나는 제 2군의 종사(21b)로 이루어지는 2개의 그룹으로 나눈다. 한편, 본 실시예에서는, 복수의 종사(21)에 대하여, 도 7의 우측 단부측으로부터 홀수 번째의 종사(21)를 제 1군의 종사(21a)로 하고, 짝수 번째의 종사(21)를 제 2군의 종사(21b)로 하고 있다.
다음으로, 종광기구(53)에 대해 설명하도록 한다.
도 7에 나타내는 바와 같이 종광기구(53)는, 제 1, 제 2 종광부재(53a,53b)와, 이들 제 1, 제 2 종광부재(53a,53b)를 상대적으로 상하 왕복 이동시키기 위한 왕복 구동 부재(53c)로 구성되어 있다. 상기 종광기구(53)는, 정해진 간격으로 평행하게 배치된 복수의 종사(21)를 포함하는 제 1군의 종사(21a)와, 상기 제 1군의 종사(21a)와 평행하며 또한 교대로 위치하는 복수의 종사(21)를 포함하는 제 2군의 종사(21b)를 상하로 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b)의 사이에 셔틀(54a)을 통과시키기 위한 틈새를 형성하는 것이다.
제 1, 제 2 종광부재(53a,53b)의 각각은, 가늘고 긴 판형상의 상측 프레임(53d)과, 하측 프레임(53e)과, 이들 상측 프레임(53d) 및 하측 프레임(53e)을 연결하는 상하방향으로 연장되는 복수의 잉아(heald ; 53f)를 구비하고 있다. 잉아(53f)의 중앙부에는, 종사(21)를 관통 삽입하기 위한 실 구멍(53g)이 형성되어 있다. 종광기구(53)는, 제 1 종광부재(53a)의 복수의 잉아(53f) 사이에 제 2 종광부재(53b)의 복수의 잉아(53f)가 위치하도록 제 1, 제 2 종광부재(53a,53b)가 횡방향(소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 폭방향)으로 어긋난 상태로 구성되어 있다. 제 1 종광부재(53a)의 복수의 실 구멍(53g)에, 제 1군의 종사(21a)인 복수의 종사(21)가 각각 관통 삽입되며, 제 2 종광부재(53b)의 복수의 실 구멍(53g)에, 제 2군의 종사(21b)인 복수의 종사(21)가 관통 삽입되어 있다. 한편, 상기 종광기구(53)에 있어서, 상측 프레임(53d)과 하측 프레임(53e)에 상하 한 쌍의 캐리어 로드를 각각 설치하고, 상기 캐리어 로드에 의해 잉아(53f)를 지지하도록 구성하여도 무방하다.
왕복 구동 부재(53c)는, 종사(21)와 직교하는 방향으로 연장되는 회전축(53h)과, 회전축(53h)의 양단부에 고정 부착된 한 쌍의 풀리부재(53i)와, 이들 풀리부재(53i)에 걸림결합되며 또한 제 1, 제 2 종광부재(53a,53b)의 상단부에 연결되는 한 쌍의 벨트재(53j)와, 회전축(53h)을 왕복 회전시키는 왕복 회전 기구(도시 생략) 등으로 구성되어 있다. 왕복 구동 부재(53c)의 왕복 구동에 의해, 제 1 종광부재(53a)와 제 1군의 종사(21a)가 상방으로 이동할 때에는, 제 2 종광부재(53b)와 제 2군의 종사(21b)는 상대적으로 하방으로 이동하고, 제 1 종광부재(53a)와 제 1군의 종사(21a)가 하방으로 이동할 때에는, 제 2 종광부재(53b)와 제 2군의 종사(21b)는 상대적으로 상방으로 이동함에 따라, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b)의 사이에 셔틀 부재(54a) 통과용의 틈새를 형성한다. 한편, 도 7에서는 생략되지만, 제 1, 제 2 종광부재(53a,53b)의 하측에 있어서, 왕복 구동 부재(53c)는, 상기 회전축(53h)과 같은 왕복 회전 기구에 의해 왕복 회전되는 회전축과, 상기 회전축의 양단부에 고정 부착된 상기 한 쌍의 풀리부재(53i)와 같은 한 쌍의 풀리부재와, 이들 풀리부재에 걸림결합되며 또한 제 1, 제 2 종광부재(53a,53b)의 하단부에 연결되는 한 쌍의 벨트재 등을 구비하고 있다.
다음으로, 셔틀 기구(54)에 대해 설명한다.
도 7에 나타내는 바와 같이 셔틀 기구(54)는, 횡사(22)의 선단부가 고정된 셔틀 부재(54a)와, 상기 셔틀 부재(54a)를 좌우 방향으로 왕복 구동할 수 있는 셔틀 구동 기구(도시 생략)와, 셔틀 부재(54a)에 횡사(22)를 공급하는 횡사 공급 기구(도시 생략) 등을 구비하고 있다. 상기 셔틀 부재(54a)에 의해, 종광기구(53)에 의해 형성된 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이의 웨지(wedge)형상의 틈새에 횡사(22)를 공급한다. 구체적으로, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이의 틈새에 대하여, 도 7의 우측에서 좌측을 향하여 셔틀 부재(54a)를 이동시켜, 횡사(22)를 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b)와 직교상태가 되도록 배선하고, 제 2 직포부(26)에 상당하는 부분을 남기면서, 좌우 양측에 있어서 횡사(22)를 절단한다.
다음으로, 바디(reed) 기구(55)에 대해 설명한다.
도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이 바디 기구(55)는, 횡방향으로 긴 연직방향의 판형상 부재(55a)와, 상기 판형상 부재(55a)를 소정 스트로크만큼 앞뒤로 이동시키는 바디 구동 기구(도시 생략)를 가지며, 상기 판형상 부재(55a)에는, 복수의 세로로 긴 슬릿(55b)이 등간격으로 형성되어 있다. 바디 기구(55)는, 셔틀 기구(54)에 의해 공급된 횡사(22)를 하류측으로 가압하도록 바디침(beating)을 수행하여, 횡사(22)를 종사(21)에 대해 직교상태로 정렬시키는 동시에 하류측의 태양 전지 셀(3)에 밀착시키는 것이다. 복수의 슬릿(55b) 중 1개 걸러의 슬릿(55b)에는, 제 1군의 종사(21a)인 복수의 종사(21)가 관통 삽입되어 있고, 나머지 1개 걸러의 슬릿(55b)에는, 제 2군의 종사(21b)인 복수의 종사(21)가 관통 삽입되어 있다.
다음으로, 제 1 도포기구(57)겸 제 2 도포기구(58)인 도포기구(56)에 대해 설명하도록 한다.
도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이 제 1 도포기구(57)는, 바디침이 수행된 횡사(22) 중, 복수의 태양 전지 셀(3)의 복수의 음극(32)을 접속하는 복수 부위에 제 1 도전 접합재(4)를 도포하는 것이다. 제 2 도포기구(58)는, 반도체 소자 공급기구(59)에 의해 매립한 복수의 태양 전지 셀(3)의 복수의 양극(31)에 제 2 도전 접합재(5)를 도포하는 것인데, 본 실시예에서는, 제 1 및 제 2 도포기구(57,58)는 공통의 도포기구(56)로 구성되어 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이 도포기구(56)는, 바디 기구(55)보다 하류측이며 또한 복수의 종사(21)와 복수의 횡사(22)로 직조된 망형 직조 기재(2)의 하측에 설치되어 있다. 단, 도 7에서는 분해 상태로 도시되어 있다.
도포기구(56)는, 소정 각도(약 270°）만큼 회전 구동이 가능한 제 1 회전 드럼(56a)과, 상기 제 1 회전 드럼(56a)의 외주면에 축심방향으로 정해진 간격으로 고정된 L형의 복수의 디스펜서(56b)를 구비하고 있다. 본 실시예의 복수의 디스펜서(56b)는, 태양 전지 셀(3)의 직경에 상당하는 1피치분씩 비우고 고정되어 있다.
제 1 회전 드럼(56a)은, 제조장치(50)의 도시되지 않은 기기 프레임에 회전가능하게 지지되며, 드럼 회전 구동 기구(도시 생략)에 의해 왕복 회전 구동된다. 상기 제 1 회전 드럼(56a)은, 제 1 및 제 2 도전 접합재(4,5)를 흡착하는 흡착 위치(도 8의 2점 쇄선 참조)와, 상기 흡착 위치로부터 반시계방향으로 예컨대, 약 270° 회전하여 횡사(22)나 태양 전지 셀(3)에 도전 접합재(4,5)를 도포하는 도포 위치(도 8의 실선 위치)로 전환가능하다. 한편, 도포기구(56)는, 제 1 회전 드럼(56a)을, 그 축심방향으로 소정의 소(小) 스트로크(예컨대, 1피치분)만큼 왕복 이동시킬 수 있는 왕복 구동 기구(도시 생략)를 구비하고 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 각 디스펜서(56b)는 L형으로 형성되어 있다. 각 디스펜서(56b)는, 그 선단부에 도전 접합재(4,5)를 흡착하여 분배할 수 있도록 구성되어 있다. 복수의 디스펜서(56b)가 이들 복수의 도전 접합재(4,5)를 흡착할 경우, 각 디스펜서(56b)가 흡착 위치에 있는 상태에서, 디스펜서(56b)의 선단부의 하방 위치에, 도 8의 화살표방향으로 슬라이드 가능한 공급 기구(64)에 의해 복수의 도전 접합재(4,5)가 공급되며, 제 1 회전 드럼(56a)을 반시계 방향으로 약간 회전시킴으로써, 복수의 디스펜서(56b)의 선단부에 도전 접합재(4,5)를 각각 흡착시킨다. 한편, 디스펜서(56b)로서는, 음압에 의해 도전 접합재(4,5)를 흡착하고, 저압의 가압 공기에 의해 도전 접합재(4,5)를 분배하는 것을 채용하여도 무방하다.
다음으로, 반도체 소자 공급기구(59)에 대해 설명한다.
도 8에 나타내는 바와 같이 반도체 소자 공급기구(59)는, 바디 기구(55)보다 하류측이면서 망형 직조 기재(2)의 상측에 설치되어 있다. 단, 도 7에는 분해 상태로 도시되어 있다.
반도체 소자 공급기구(59)는, 소정 각도 회전 구동이 가능하며 또한 내부에 음압이 도입되는 제 2 회전 드럼(59a)과, 상기 제 2 회전 드럼(59a)의 외주면에 축심방향으로 정해진 간격으로 고정된 L형의 복수의 에어 핀셋(59b)을 구비하고 있다. 복수의 에어 핀셋(59b)은, 태양 전지 셀(3)의 직경의 약 2배의 간격마다 고정되어 있다. 반도체 소자 공급기구(59)는, 제 1 도전 접합재(4)가 도포된 횡사(22)의 복수 부위에 대응하는 복수의 태양 전지 셀(3)을 망형 직조 기재(2)에 매립하여, 상기 복수 부위에 복수의 음극(32)을 각각 접합하는 것이다.
제 2 회전 드럼(59a)은, 제조장치(50)의 도시되지 않은 기기 프레임에 회전 구동이 가능하도록 지지되며, 왕복 회전 구동 기구(도시 생략)에 의해 왕복 회전 구동된다. 제 2 회전 드럼(59a)은, 그 내부에 도시되지 않은 음압 발생 기구에 의해 음압을 도입할 수 있다. 제 2 회전 드럼(59a)은, 태양 전지 셀(3)을 외부의 공급 기구로부터 받아 유지하는 유지 위치(도 8의 2점 쇄선으로 도시)와, 상기 유지 위치로부터 시계방향으로 예컨대, 약 270° 회전하여 태양 전지 셀(3)을 제 1 도전 접합재(4)에 접합시키는 투입 위치(도 8의 가장 우측의 태양 전지 셀(3a)의 위치)로 전환 가능하다. 한편, 반도체 소자 공급기구(59)는, 도포기구(56)의 제 1 회전 드럼(56a)과 연동하여 제 2 회전 드럼(59a)을 축심방향으로 소정의 소(小) 스트로크(예컨대, 태양 전지 셀(3)의 직경과 같은 1피치분)만큼 왕복 이동시키기 위한 왕복 구동 기구(도시 생략)를 구비하고 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이 각 에어 핀셋(59b)은, L형의 파이프재로 구성되어 있다. 각 에어 핀셋(59b)의 선단부에는, 제 2 회전 드럼(59a)의 내부에 음압 도입 통로를 통해 통하는 노즐(59c)이 형성되어 있다. 에어 핀셋(59b)에 의해 태양 전지 셀(3)을 유지할 경우, 각 에어 핀셋(59b)의 선단부에 도시되지 않은 공급 기구에 의해 소정의 자세(음극(32)을 위로, 양극(31)을 아래로 한 자세)로 정렬된 태양 전지 셀(3)이 공급되며, 제 2 회전 드럼(59a)의 내부에 음압이 도입되면, 에어 핀셋(59b)의 선단부의 노즐(59c)에 음압이 발생하므로, 상기 음압에 의해 선단부가 태양 전지 셀(3)의 양극(31)측을 흡착하여 유지한다.
다음으로, 가열기구(61)에 대해 설명한다.
도 8에 나타내는 바와 같이 가열기구(61)는, 도포기구(56) 및 반도체 소자 공급기구(59)의 근방부에 설치되어 있다. 상기 가열기구(61)는, 망형 직조 기재(2)에 태양 전지 셀(3)을 매립한 후, 태양 전지 셀(3)과 횡사(22)간의 접합부의 도전 접합재(4,5)를 단시간에 경화시키는 것이다. 구체적으로, 가열기구(61)는, 온풍 또는 적외선을 국부적으로 조사하여 도전 접합재(4,5)를 가열하여 건조시켜 경화시킨다.
다음으로, 보호막 피복기구(62)에 대해 설명한다.
도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이 보호막 피복기구(62)는, 터널형상의 통과 구멍을 가지며, 가열기구(61)의 하류측에 설치되어 있다. 상기 통과 구멍을 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)가 통과하는 사이에, 스프레이법에 의해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 상하 양면을 가요성과 광투과성을 구비한 절연성 보호막(6)(실란커플링제의 피막)에 의해 피복한다.
다음으로, 인출 기구(63)에 대해 설명한다.
도 7에 나타내는 바와 같이 인출 기구(63)는, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 권취(券取)하는 권취롤러(63a)와, 권취롤러(63a)의 방향으로 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 안내하는 안내롤러(63b) 등을 가지며, 제조장치(50)의 최하류측에 설치되어 있다. 권취롤러(63a)는, 제조장치(50)의 도시되지 않은 기기 프레임에 의해 회전 구동이 가능하도록 지지되며, 도포기구(56)나 반도체 소자 공급기구(59) 등 다른 기구와 연동하여, 인출 구동 기구(도시 생략)에 의해 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 간헐적으로 1피치씩 인출하면서 권취롤러(63a)로 권취한다.
다음으로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제조하는 제조방법에 대해 설명한다.
본 제조방법은, 제조장치(50)에 의해, 절연성을 갖는 복수의 종사(21)와 도전성을 갖는 복수의 횡사(22)로 직조되며 또한 복수 행 복수 열의 매트릭스형상의 그물코(23)를 갖는 메쉬형상의 망형 직조 기재(2)에, 수광기능을 가지며 또한 각각이 양극(31)과 음극(32)을 갖는 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제조하기 위한 제조방법이다.
우선 제 1 공정에 있어서, 복수의 종사(21)가, 공급측 안내롤러(51)와 안내판(52)을 통과하고 나서, 종광기구(53)에 의해, 정해진 간격으로 평행하게 배치된 복수의 종사(21)를 포함하는 제 1군의 종사(21a)와, 상기 제 1군의 종사(21a)와 평행하며 또한 교대로 위치하는 복수의 종사(21)를 포함하는 제 2군의 종사(21b)로 나뉜다. 그리고, 제 1군의 종사(21a)와 제 2군의 종사(21b)를 종광기구(53)에 의해 상하로 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이에 셔틀 통과용의 틈새를 형성한다. 한편, 상기 제 1 공정이 청구항 1의 제 1 공정에 상당하는 것이다.
다음으로, 제 2 공정에 있어서, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이의 틈새에, 셔틀 기구(54)의 셔틀 부재(54a)를 종사(21)와 직교하는 방향으로 통과시켜 횡사(22)를 공급한다. 상기 1개의 횡사(22)가 1개의 도전 접속 부재(20)를 구성한다. 한편, 상기 제 2 공정이 청구항 1의 제 2 공정에 상당하는 것이다.
다음으로, 제 3 공정에 있어서, 제 2 공정에서 공급된 횡사(22)를, 바디 기구(55)에 의해 하류측으로 가압하는 바디침을 수행하여, 횡사(22)를 종사(21)에 대하여 직교상태로 정렬시킨다. 이때, 1사이클(cycle) 전의 공정에 있어서, 하류측에 복수의 태양 전지 셀(3)이 공급되어 있는 경우에는, 횡사(22)를 태양 전지 셀(3)의 양극(31)으로 가압한다. 이와 같이 우선은, 절연성을 갖는 복수의 종사(21)와 도전성을 갖는 복수의 횡사(22)로 직조된 메쉬형상의 망형 직조 기재(2)가 제작된다. 한편, 상기 제 3 공정이 청구항 1의 제 3 공정에 상당하는 것이다.
다음으로, 제 4 공정에 있어서, 제 3 공정에서 바디침이 수행된 횡사(22) 중, 복수의 태양 전지 셀(3)을 접속하는 복수 부위에 도포기구(56)(제 1 도포기구(57))에 의해, 은 페이스트로 이루어지는 제 1 도전 접합재(4)를 도포한다. 한편, 상기 제 4 공정이 청구항 1, 7의 제 4 공정에 상당하는 것이다.
구체적으로, 우선은, 흡착 위치에 있는 복수의 디스펜서(56b)의 선단부에, 공급 기구(64)에 의해 공급되는 제 1 도전 접합재(4)를 흡착시킨다. 다음으로, 복수의 디스펜서(56b)를 반시계방향으로 약 270° 회전시켜, 복수의 디스펜서(56b)를 도포위치로 전환하고, 제 1 도전 접합재(4)를 횡사(22)의 복수의 부위에 도포한다. 그 후, 복수의 디스펜서(56b)를 시계방향으로 270° 회전시켜 흡착 위치로 퇴피시킨다.
다음으로, 제 5 공정에 있어서, 반도체 소자 공급기구(59)에 의해, 제 4 공정에서 제 1 도전 접합재(4)가 도포된 복수 부위에 대응하는 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하여, 복수의 음극(32)을 복수 부위의 제 1 도전 접합재(4)에 접합한다. 상기 제 5 공정에서 공급되는 복수의 태양 전지 셀(3)이, 1개의 행방향 소자군(3A)을 구성한다. 한편, 상기 제 5 공정이 청구항 1, 7의 제 5 공정에 상당하는 것이다.
구체적으로, 우선은, 유지 위치에 있는 에어 핀셋(59b)의 선단부에 태양 전지 셀(3)을 공급하고, 노즐(59c)에 발생하는 음압에 의해 태양 전지 셀(3)을 에어 핀셋(59b)에 유지시킨다. 다음으로, 에어 핀셋(59b)을 시계방향으로 약 270° 회전시켜, 에어 핀셋(59b)을 투입 위치로 전환하여, 태양 전지 셀(3a)의 음극(32)을 제 1 도전 접합재(4)가 도포된 횡사(22)에 접합한다. 그 후, 복수의 에어 핀셋(59b)을 반시계방향으로 270° 회전시켜 유지 위치로 퇴피시킨다. 이때, 반도체 소자 공급기구(59)는, 제 1 도전 접합재(4)의 접합 후에 태양 전지 셀(3)을 하류방향으로 가압하므로, 바디 기구(55)와 같은 효과를 기대할 수 있다.
그리고, 제 6 공정에 있어서, 인출 기구(63)에 의해 태양 전지 셀(3)의 직경에 상당하는 1피치분만큼 망형 직조 기재(2)를 하류측으로 인출한다. 한편, 상기 제 6 공정이, 제 5 공정 후에 수행되는 청구항 4의 인출 공정에 상당하는 것이다.
다음으로, 제 7 공정에 있어서, 제 5 공정에서 매립한 복수의 태양 전지 셀(3)의 복수의 양극(31)에 도포기구(56)(제 2 도포기구(58))에 의해, 은 페이스트로 이루어지는 제 2 도전 접합재(5)를 도포한다. 한편, 상기 제 7 공정이 청구항 7의 도포공정에 상당하는 것이다.
구체적으로, 우선은, 흡착 위치에 있는 복수의 디스펜서(56b)의 선단부에, 공급 기구(64)에 의해 공급되는 제 2 도전 접합재(5)를 흡착시킨다. 다음으로, 복수의 디스펜서(56b)를 반시계방향으로 270°회전시켜, 복수의 디스펜서(56b)를 도포 위치로 전환하여, 제 2 도전 접합재(5)를 복수의 양극(31)에 도포한다. 그 후, 복수의 디스펜서(56b)를 시계방향으로 270° 회전시켜 흡착 위치로 퇴피시킨다.
또한, 상기 복수의 디스펜서(56b)가 퇴피 이동하는 동안에, 다음에 제직(製織)될 1피치분의 망형 직조 기재(2)에 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하기 때문에, 종광기구(53)에 의해 제 1군의 종사(21a)와 제 2군의 종사(21b)를 원래의 상하 위치 관계로부터 반대의 상하 위치 관계가 되도록 이동시키고(제 1 공정), 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이의 틈새에, 셔틀 부재(54a)를 통과시켜 횡사(22)를 공급하며(제 2 공정), 바디 기구(55)에 의해 공급된 횡사(22)에 대해 바디침을 수행한다(제 3 공정). 그 후, 도포기구(56)와 반도체 소자 공급기구(59)에 의해 복수의 도전 접합재(4)와 복수의 태양 전지 셀(3)이 공급되는 제 4 ∼ 제 5 공정이 실행된다.
다음으로, 제 8 공정에 있어서, 제 7 공정 후에, 도포기구(56) 및 반도체 소자 공급기구(59)의 하류측에 설치된 가열기구(61)에 의해, 온풍 또는 적외선 등을 행방향의 도전 접합재(4,5)에 조사하여 도전 접합재(4,5)를 건조시켜, 이들 도전 접합재(4,5)를 단시간에 경화시킨다. 이로써, 횡사(22)와 복수의 태양 전지 셀(3)을 강고하게 접합하여 전기적으로 접속할 수가 있다. 한편, 가열 방법으로서, 레이저 광, 적외선, 집광 램프 조사, 국부 열풍 블로잉법 중 어느 것을 채용하여도 무방하다. 상기 제 8 공정이 청구항 3의 가열 공정에 상당하는 것이다.
다음으로, 제 9 공정에 있어서, 제 8 공정 후에, 가열기구(61)의 하류측에 설치된 보호막 피복기구(62)의 터널형상의 통과 구멍 내부를 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)가 통과하는 동안에, 스프레이법에 의해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 상하 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 절연성 보호막(6)(실란커플링제의 피막)을 피복한다. 한편, 상기 제 9 공정이 청구항 5의 피복 공정에 상당하는 것이다.
이상의 제 1 공정 내지 제 9 공정을 복수 회 반복하여 실행함으로써, 절연성 보호막(6)을 형성한 연속된 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제작할 수가 있다. 한편, 상기 반복 공정이, 청구항 1의 제 6 공정에 상당하는 것이다.
그리고, 최종적으로 인출 기구(63)에 의해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 간헐적으로 1피치씩 권취하면서 수용한다.
또한, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 길이 방향의 양단부에, 제 1 직포부(25)를 각각 형성하여도 무방하며, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 폭방향의 양단부에, 제 2 직포부(26)를 각각 형성하여도 무방하다. 또한, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 길이방향 도중부의 적당한 길이마다의 위치에, 2세트의 연속하는 제 1 직포부(25)를 각각 형성하여도 무방하며, 상기 2세트의 연속하는 제 1 직포부(25)의 중간위치가 분단 가능한 부위가 된다.
다음으로, 본 발명의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1), 그 제조장치(50) 및 그 제조방법의 효과에 대해 설명한다.
도 7에 나타내는 직기(제조장치(50))를 이용하여 복수의 종사(21)와 복수의 횡사(22)에 의해 망형 직조 기재(2)를 직조하면서, 그 망형 직조 기재(2)에 복수의 태양 전지 셀(3)(구형상 반도체 소자)을 매립하고, 이들의 음극(32)과 양극(31)을 횡사(22)에 도전 접합재(4,5)에 의해 전기적으로 접속시키기 때문에, 망형 직조 기재(2)의 제작과, 태양 전지 셀(3)의 매립과, 도전 접합재(4,5)의 도포를 자동화할 수 있어, 적은 공정 수로 안정된 품질의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 능률적으로 제작할 수 있으며, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 제작 비용을 저감시킬 수도 있다.
기존의 직기의 공급측 안내롤러(51)와 종광기구(53)와 바디기구(55)와 인출 기구(63)를 유효하게 활용하면서, 도포기구(56)(제 1 및 제 2 도포기구(57,58))와, 반도체 소자 공급기구(59)와, 가열기구(61)와, 보호막 피복기구(62) 등을 추가적으로 장비하면 되기 때문에, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 제조장치(50)의 설계, 제작, 제작 비용의 면에서 유리하며, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 자동적으로 제조하는 제조장치(50)로 할 수가 있다.
이러한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)에 따르면, 그 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)에 있어서의, 복수의 태양 전지 셀(3)이, 횡방향으로 나란한 복수의 태양 전지 셀(3)로 이루어지는 행방향 소자군(3A)을 단위로 하여 복수의 군으로 그룹화되며, 복수의 행방향 소자군(3A)은 복수 행으로 배열되는 동시에, 인접하는 행방향 소자군(3A)의 사이에 1개의 횡사(22)로 이루어지는 도전 접속 부재(20)가 설치되고, 각 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)은, 한 쌍의 도전 접속 부재(20)를 통해 전기적으로 병렬 접속되며, 복수의 행방향 소자군(3A)은 복수의 도전 접속 부재(20)를 통해 직렬 접속되었기 때문에, 수광용의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 경우, 직렬 접속되는 소자 수를 통해 발전 전압을 자유롭게 설정할 수 있으며, 병렬 접속되는 소자 수를 통해 발전 전류를 자유롭게 설정할 수가 있다.
그리고, 복수의 태양 전지 셀(3)이 종방향으로 직렬 접속되고 또한 횡방향으로 병렬 접속되어 있기 때문에, 수광용의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)에 부분적으로 음지가 되는 부분이 발생하여도 음지가 아닌 다른 부분의 태양 전지 셀(3)의 출력에 대한 영향을 최소한으로 막을 수가 있다. 더욱이, 이러한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)는, 그 상하 양면이 같은 효율로 수광 또는 발광이 가능하다.
또, 상기 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)는, 가요성, 경량, 박형, 플랙시블(flexible), 시-스루(see-through), 채광성이 있는, 수광기능을 구비한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)로서 이용될 수 있다. 상기 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)는, 직조 망형상으로 구성되기 때문에, 중간재적 제품으로서 용도에 따라 다양한 제품으로 완성될 수 있다. 상기 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 직렬 접속 구조에 대하여, 별도의 직렬용 도전선을 설치할 필요가 없기 때문에, 부품 수를 절감할 수 있으며, 행방향 소자군(3A)의 사이에 불필요한 간격을 마련하지 않으므로, 태양 전지 셀(3)을 보다 조밀하게 배치할 수 있어, 수광 효율이나 발광 효율을 높일 수가 있다.
본 실시예에서는, 상기 실시예 1의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 부분적으로 변경한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)와, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를 제조하기 위한 상기 제조장치(50)를 부분적으로 변경한 제조장치(50A)와 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)의 제조방법에 대해 설명하겠으나, 실시예 1과 같은 구성 요소에는 같은 참조 부호를 사용하여 그에 대한 설명을 생략하고, 다른 구성 요소에 대해서만 설명하도록 한다.
우선, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)에 대해 설명한다.
도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)(이하, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)라 함)는, 망형 직조 기재(2)와 복수의 태양 전지 셀(3)로 이루어지는 상기 실시예 1과 같은 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 가요성과 광투과성을 구비한 상하 한 쌍의 합성 수지 시트재(40)의 사이에 매설(埋設) 상태로 시일한 것이다. 한편, 망형 직조 기재(2), 복수의 태양 전지 셀(3) 및 복수의 태양 전지 셀(3)의 직병렬 접속 구조에 대한 상세한 설명은, 상기 실시예 1과 같으므로 생략하도록 한다.
구체적으로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)에 있어서, 망형 직조 기재(2)와 복수의 태양 전지 셀(3)의 상하 양면을, 상기 실시예 1의 절연성 보호막(6)(실란커플링제의 피막 혹은 파릴렌막)을 피막하지 않고, 광투과성과 가요성을 갖는 합성 수지 시트재(40)에 의해 끼워 가압 가열하여 성형함으로써 상하 양면을 평면형상으로 성형한다. 합성 수지 시트재(40)는, EVA 시트(41)(또는, PVB 시트 등)의 한 면에 PET 수지 필름 등의 합성 수지 필름층(42)을 형성한 가요성이 있으며 시-스루(see-through)성이 있는 시트재이다.
상기 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)에 있어서는, 망형 직조 기재(2)와 복수의 태양 전지 셀(3)을 매설 상태로 시일한 EVA 시트(41)의 상하 양면에 투명한 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)수지 필름, PVF(폴리 불화 비닐 수지) 등의 합성 수지 필름층(42)을 설치했기 때문에, 입사 광 중의 태양 전지 셀(3)의 표면에서 직접 흡수되는 광 이외의 광은, 합성 수지 필름층(42)의 내면과, 태양 전지 셀(3), 종사(21)나 횡사(22)의 표면과의 사이에서 다중 반사를 반복하면서 최종적으로 태양 전지 셀(3)의 표면에서 흡수된다. 이 때문에, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A) 전체의 출력 향상을 기대할 수가 있다.
소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를, 그 외부와 전기적 혹은 기계적인 접속을 수행하기 쉽도록 하기 위하여, 하측의 제 1 직포부(25)의 좌우 양단부에 있어서의 복수의 횡사(22)를 땜납이나 은 페이스트로 결합하고, 상측의 제 1 직포부(25)의 좌우 양단부에 있어서의 복수의 횡사(22)를 땜납이나 은 페이스트로 결합함으로써, 일체화된 외부 단자(45A,46A)로 한다. 이것을 이용하여, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를 필요한 수만큼 병렬 접속 및/또는 직렬 접속하여, 더욱 큰 출력 전력을 갖는 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를 제조할 수가 있다. 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)는, 직포와 같은 구조의 종사(21)와 횡사(22)로 둘러싸인 그물코(23) 내에, 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하여, 전기적, 기계적으로 접속하고 있으므로, 소요되는 부재의 수가 적어도 되어, 재료나 가공 비용을 억제할 수가 있다. 또한, 망형 직조 기재 시트(1A)가 얇고 가벼우며, 시-스루(see-through)성을 지닌 플랙시블한 구조를 기대할 수가 있다.
다음으로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를 제조하는 제조장치(50A)에 대해 설명하도록 한다.
도 11, 도 12에 나타내는 바와 같이 제조장치(50A)는, 상류측으로부터 하류측을 향하여, 공급측 안내롤러(51)와, 안내판(52)과, 종광기구(53)와, 셔틀 기구(54)와, 바디 기구(55)와, 제 1 도포기구(57)겸 제 2 도포기구(58)인 도포기구(56)와, 반도체 소자 공급기구(59)와, 가열기구(61)와, 가열 가압 기구(65)와, 인출 기구(63)를 구비하고 있는데, 상기 실시예 1로부터 보호막 피복기구(62)를 생략하고 가열 가압 기구(65)를 추가한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 같으므로, 상기 실시예 1과 같은 구성 요소에 대해서는 같은 부호를 사용하여 그에 대한 설명을 생략하고, 가열 가압 기구(65)에 대해서만 설명하기로 한다.
도 11에 나타내는 바와 같이 가열 가압 기구(65)는, 망형 직조 기재(2)와 복수의 태양 전지 셀(3)과 상하 양측으로부터 공급되는 합성 수지 시트재(40)를 가압 가열하면서 이송할 수 있는 상하 한 쌍의 롤러부재(65a,65b)를 가지며, 가열기구(61)(도시 생략)의 하류측에 설치되어 있다. 가열 가압 기구(65)는, 망형 직조 기재(2)와 상기 망형 직조 기재(2)에 매립된 복수의 태양 전지 셀(3)을, 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재(40)를 상하 양면으로부터 포개어 가열 가압함으로써 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)로 하는 것이다.
다음으로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를 제조하는 제조방법에 대해 설명한다.
상기 실시예 1의 제 1 공정 내지 제 8 공정은 같으므로 설명을 생략하고, 제 8 공정 후의, 상기 실시예 1의 제 9 공정을 대신하는 공정에 있어서, 가열 가압 기구(65)에 의해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재(40)(예컨대, EVA 수지 시트(41)의 표면에 합성 수지 필름층(42)을 붙인 것)를 포개고, 한 쌍의 롤러부재(65a,65b)에 의해 가열 가압함으로써, EVA 수지를 연화 용융시켜 망형 직조 기재(2)와 복수의 태양 전지 셀(3)을 EVA 수지 내에 매설 상태로 시일한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를 제조한다. 마지막으로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를 인출 기구(63)의 권취롤러(63a)로 간헐적으로 권취하면서 수용한다. 한편, 상기 공정이, 청구항 6의 중합공정에 상당하는 것이다. 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 실시예 1과 같으므로 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1,1A)를 제조하는 상기의 제조장치(50,50A)를 부분적으로 변경한 제조장치(50B)에 대해 설명하지만, 상기 실시예 1, 2와 같은 구성 요소에 대해서는 같은 참조 부호를 사용하여 설명을 생략하고, 다른 구성 요소에 대해서만 설명하도록 한다. 한편, 상기 실시예 1, 2의 제조장치(50,50A)에서는, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1,1A)는 수평방향으로 인출되면서 제직되지만, 본 실시예의 제조장치(50B)에 의해 제조되는 소자가 부착된 망형 직조 기재(1,1A)는, 하방으로 인출되면서 제직(製織)된다.
우선, 제조장치(50B)에 대해 설명한다.
도 13, 도 14에 나타내는 바와 같이 제조장치(50B)는, 상기 실시예 1, 2의 제조장치(50,50A)를 실질적으로 연직자세로 한 것으로서, 상류측(상방)으로부터 하류측(하방)을 향하여, 공급측 안내롤러(51B)와, 안내판(52B)과, 종광기구(53B)와, 셔틀 기구(54B)와, 바디 기구(55B)와, 도포기구(56B)와, 반도체 소자 공급기구(59B)와, 가열기구(61B)와, 인출 기구(도시 생략)를 구비하고 있다.
공급측 안내롤러(51B)와 안내판(52B)과 종광기구(53B)와 셔틀 기구(54B)와 바디 기구(55b)는, 종방향으로 배치되어 있는 것 이외에는, 상기 실시예 1과 같다. 또한, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 가열기구(61B)보다 하류측 부분을, 연직자세의 상태를 유지한 채로, 인출 기구에 권취하면서 수용하여도 무방하며, 수평자세가 되도록 방향전환된 후에, 인출 기구에 권취하면서 수용하여도 무방하다. 한편, 도 13, 도 14에 도시된 제조장치(50B)는, 전체 구성의 일부를 도시하고 있는 것에 불과하며, 실제로는 종사(21)의 수는 수십 개 또는 수백 개이다.
다음으로, 도포기구(56B)에 대해 설명한다.
도 13∼도 16에 나타낸 바와 같이 도포기구(56B)는, 바디침이 수행된 횡사(22)(도전 접속 부재(20)) 중, 메쉬형상의 그물코(23)의 전부 또는 일부에 대응하는 복수 부위에 도전 접합재(49)를 도포하는 것이다. 도포기구(56B)는, 바디 기구(55B)보다 하류측이며 또한 복수의 종사(21)와 복수의 횡사(22)에 의해 직조된 망형 직조 기재(2)의 우측에 설치되어 있다(도 15, 도 16 참조). 한편, 태양 전지 셀(3)의 양극(31)을 횡사(22)에 접속하기 위한 도전 접합재(49)가, 「제 2 도전 접합재(5)」에 상당하고, 태양 전지 셀(3)의 음극(32)을 횡사(22)에 접속하기 위한 도전 접합재(49)가, 「제 1 도전 접합재(4)」에 상당하는 것이다.
도포기구(56B)는, 소정 각도 (약 180°）만큼 회전 구동이 가능한 제 1 회전 드럼(56aB)과, 상기 제 1 회전 드럼(56aB)의 외주면에 축심방향으로 정해진 간격으로 고정된 L형의 복수의 디스펜서(56bB)를 구비하고 있다. 복수의 디스펜서(56bB)는, 모든 그물코(23)에 대응하도록 고정되어 있다. 한편, 복수의 디스펜서(56bB)는, 제 1 회전 드럼(56aB)의 외주면에 일부의 그물코(23)(예컨대, 1개 걸러의 그물코(23))에 대응하도록 설치하여도 무방하다. 또한, 필요에 따라, 도포기구(56B)의 제 1 회전 드럼(56aB)을 그 축심방향으로 소정 거리 이동시키기 위한 이동 구동 기구(도시 생략)를 설치하여도 무방하다.
제 1 회전 드럼(56aB)은, 제조장치(50B)의 도시되지 않은 기기 프레임에 회전가능하게 지지되며, 드럼 회전 구동 기구(도시 생략)에 의해 왕복 회전 구동된다. 상기 제 1 회전 드럼(56aB)은, 공급 기구(64B)로부터 도전 접합재(49)를 흡착하는 흡착 위치(도 16의 2점 쇄선 참조)와, 상기 흡착 위치로부터 반시계방향으로, 예컨대, 약 180° 회전하여 횡사(22)에 상측으로부터 도포하는 도포위치(도 15의 실선위치)로 전환가능하다. 공급 기구(64B)는, 그 내부에 형성된 복수의 공급로를 통해 복수의 도전 접합재(49)를 공급할 수 있으며, 복수의 디스펜서(56bB)의 선단부에 선택적으로 공급할 수 있다.
도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이, 각 디스펜서(56bB)는 L형으로 형성되어 있다. 각 디스펜서(56bB)는, 그 선단부에 도전 접합재(49)를 흡착하여 분배할 수 있도록 구성되어 있다. 복수의 디스펜서(56bB)가 도전 접합재(49)를 흡착할 경우, 각 디스펜서(56bB)가 흡착 위치에 있는 상태에서, 디스펜서(56bB)의 선단부의 상방 위치에, 화살표방향으로 슬라이드 가능한 공급 기구(64B)에 의해 도전 접합재(49)가 공급되며, 상기 공급 기구(64B)가 하방으로 이동함에 따라, 복수의 디스펜서(56bB)의 선단부에 도전 접합재(49)를 흡착시킨다. 한편, 디스펜서(56bB)로서는, 음압(負壓)에 의해 도전 접합재(49)를 흡착하고, 저압의 가압 공기에 의해 도전 접합재(49)를 분배하는 것을 채용하여도 무방하다.
다음으로, 반도체 소자 공급기구(59B)에 대해 설명한다.
도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이 반도체 소자 공급기구(59B)는, 도전 접합재(49)가 도포된 복수 부위 중 전부 또는 일부에 대응하는 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하여, 복수의 양극(31)(제 2 전극) 또는 복수의 음극(32)(제 1 전극)을 횡사(22)에 각각 접속하는 것이다. 반도체 소자 공급기구(59B)는, 바디 기구(55b)보다 하류측이면서 망형 직조 기재(2)의 좌측에 설치되어 있다(도 15, 도 16 참조).
반도체 소자 공급기구(59B)는, 소정 각도(약 180°）만큼 회전 구동이 가능하며 또한 내부에 음압이 도입되는 제 2 회전 드럼(59aB)과, 상기 제 2 회전 드럼(59aB)의 외주면에 축심방향으로 정해진 간격으로 고정된 L형의 복수의 에어 핀셋(59bB)을 구비하고 있다. 복수의 에어 핀셋(59bB)은, 제 2 회전 드럼(59aB)의 외주면에 모든 그물코(23)에 대응하도록 고정되어 있다. 한편, 복수의 에어 핀셋(59bB)은, 제 2 회전 드럼(59aB)의 외주면에 일부의 그물코(23)(예컨대, 1개 걸러의 그물코(23))에 대응하도록 설치하여도 무방하다. 또한, 필요에 따라, 반도체 소자 공급기구(59B)의 제 2 회전 드럼(59aB)을 그 축심방향으로 소정 거리 이동시키기 위한 이동 구동 기구(도시 생략)를 설치하여도 무방하다.
제 2 회전 드럼(59aB)은, 제조장치(50B)의 도시되지 않은 기기 프레임에 의해 회전 구동이 가능하도록 지지되며, 왕복 회전 구동 기구(도시 생략)에 의해 왕복 회전 구동된다. 제 2 회전 드럼(59aB)은, 그 내부에 도시되지 않은 음압 발생 기구에 의해 음압을 도입할 수 있다. 제 2 회전 드럼(59aB)은, 태양 전지 셀(3)을 공급 기구(66B)로부터 받아 유지하는 유지 위치(도 15의 실선으로 도시)와, 상기 유지 위치로부터 시계방향으로, 예컨대, 약 180° 회전하여 태양 전지 셀(3)을 도전 접합재(49)에 상측으로부터 접합시키는 투입 위치(도 16에 실선으로 도시)로 전환가능하다. 공급 기구(66B)는, 음압에 의해 복수의 태양 전지 셀(3)을 선단부에 유지할 수 있으며, 복수의 에어 핀셋(59bB)의 선단부에 선택적으로 공급할 수 있다.
도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이 각 에어 핀셋(59bB)은, L형의 파이프재로 구성되어 있다. 각 에어 핀셋(59bB)의 선단부에는, 제 2 회전 드럼(59aB)의 내부와 음압 도입 통로를 통해 통하는 노즐(59cB)이 형성되어 있다. 에어 핀셋(59bB)에 의해 태양 전지 셀(3)을 유지할 경우, 각 에어 핀셋(59bB)의 선단부에, 공급 기구(66B)에 의해 소정의 자세(음극(32)을 위로, 양극(31)을 아래로 한 자세)로 정렬된 태양 전지 셀(3)이 공급되며, 제 2 회전 드럼(59aB)의 내부에 음압이 도입되면 에어 핀셋(59bB)의 선단부의 노즐(59cB)에 음압이 발생하므로, 이 음압에 의해 선단부가 태양 전지 셀(3)의 양극(31)측을 흡착하여 유지한다.
다음으로, 가열기구(61B)에 대해 설명한다.
도 13∼도 16에 나타내는 바와 같이 가열기구(61B)는, 도포기구(56B)의 하측에 설치되어 있다. 가열기구(61B)는, 복수의 태양 전지 셀(3)과 횡사(22)의 접합부에 대하여 접근·이격 구동이 가능한 본체 부재(61aB)와, 상기 본체 부재(61aB)에 정해진 간격으로 고정된 직선형상의 복수의 온풍 공급부(61bB)를 구비하고 있다. 복수의 온풍 공급부(61bB)는, 본체 부재(61aB)의 외주부에 모든 그물코(23)에 대응하도록 고정되어 있다. 한편, 복수의 온풍 공급부(61bB)의 수는, 모든 그물코(23)에 대응할 필요는 없으며, 일부의 그물코(23)에 대응하는 수여도 무방하다. 또한, 필요에 따라 가열기구(61B)는, 본체 부재(61aB)를 그 길이방향으로 소정 거리 이동시키기 위한 이동 구동 기구(도시 생략)를 설치하여도 무방하다.
온풍 공급부(61bB)의 선단부에는, 본체 부재(61aB)의 내부로 통하는 노즐(61cB)이 형성되어 있다. 상기 가열기구(61B)는, 망형 직조 기재(2)에 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립한 후, 복수의 태양 전지 셀(3)과 횡사(22)(도전 접속 부재(20))간의 접합부의 도전 접합재(49)를 단시간에 경화시키는 것이다. 구체적으로, 가열기구(61B)는, 복수의 온풍 공급부(61bB)의 선단부의 노즐(61cB)을 접합부에 접근시켜, 복수의 노즐(61cB)로부터 온풍을 국부적으로 블로잉하여 도전 접합재(49)를 가열하고 건조시켜 경화시킨다. 한편, 가열기구(61B)는, 복수의 노즐(61cB)로부터 선택적으로 온풍을 블로잉할 수 있도록 하여도 무방하다.
또한, 도시는 생략되었지만, 가열기구(61B)의 하류측에, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 상하 양면을, 가요성과 광투과성을 구비한 절연성 보호막(6)(실란커플링제의 피막)으로 피복하기 위한 보호막 피복기구(62)를 설치하여도 무방하며, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 상하 양면을, 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재(40)를 상하 양면으로부터 포개어 가열 가압함으로써 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)로 하기 위한 가열 가압 기구(65)를 설치하여도 무방하다.
다음으로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제조장치(50B)에 의해 제조하는 제조방법에 대해 설명하겠으나, 제 1 공정 ∼ 제 3 공정에 대해서는, 종광기구(53B)와 셔틀 기구(54B)와 바디 기구(55B)를 종방향으로 배치하여 제 1 ∼ 제 3 공정을 실행하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 같으므로, 설명은 생략하고 제 4 공정 이후에 대하여 설명하도록 한다.
우선, 제 4 공정에 있어서, 제 3 공정에서 바디침이 수행된 횡사(22) 중, 메쉬형상의 그물코(23)의 전부에 대응하는 복수 부위에 도포기구(56B)에 의해 은 페이스트로 이루어진 도전 접합재(49)를 도포한다. 한편, 이 제 4 공정이 청구항 1의 제 4 공정에 상당하는 것이다.
구체적으로, 우선은, 흡착 위치에 있는 복수의 디스펜서(56bB)의 선단부에, 공급 기구(64B)에 의해 공급되는 도전 접합재(49)를 흡착시키고, 그 다음에, 복수의 디스펜서(56bB)를 반시계방향으로 약 180° 회전시켜, 복수의 디스펜서(56bB)를 도포위치로 전환하여, 도전 접합재(49)를 횡사(22)의 전부의 그물코(23)에 대응하는 복수 부위에 상측으로부터 도포한다.
그 후, 복수의 디스펜서(56bB)를 시계방향으로 180° 회전시켜 흡착 위치로 퇴피시키고, 공급 기구(64B)에 의해 다음의 도전 접합재(49)가 공급되어, 디스펜서(56bB)의 선단부에 흡착된다. 한편, 메쉬형상의 그물코(23)의 일부에 대응하는 복수 부위에 도포기구(56B)에 의해 선택적으로 도전 접합재(49)를 도포하는 것도 가능하다. 이 경우, 대응하는 디스펜서(56bB)의 선단부에만 도전 접합재(49)가 공급된다.
또한, 이러한 1사이클 전의 제 5 공정에 있어서, 즉, 1피치 하류측을 제직한 이전의 제 5 공정에 있어서, 하류측에 인접하는 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)이 망형 직조 기재(2)에 매립되어 있는 경우, 도전 접합재(49)는, 도포기구(56B)에 의해 횡사(22)의 그물코(23)의 전부에 대응하는 복수 부위에 도포되는 동시에, 이전의 제 5 공정에서 매립된 복수의 태양 전지 셀(3)의 양극(31)에도 도포된다.
다음으로, 제 5 공정에 있어서, 반도체 소자 공급기구(59B)에 의해, 제 4 공정에서 도전 접합재(49)가 도포된 복수 부위 중의 일부(본 실시예에서는 좌우 방향으로 1개 걸러의 그물코(23))에 대응하는 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하여, 복수의 음극(32)을 횡사(22)에 각각 접속한다. 한편, 이 제 5 공정이 청구항 1의 제 5 공정에 상당하는 것이다.
구체적으로, 우선은, 유지 위치에 있는 에어 핀셋(59bB)의 선단부에, 공급 기구(66B)에 의해 태양 전지 셀(3)을 공급하고, 노즐(59cB)에 발생하는 음압에 의해 태양 전지 셀(3)을 에어 핀셋(59bB)에 유지시킨다. 이때, 복수의 태양 전지 셀(3)은, 대응하는 에어 핀셋(59bB)의 선단부에만 공급된다. 다음으로, 에어 핀셋(59bB)을 시계방향으로 약 180° 회전시켜 에어 핀셋(59bB)을 투입 위치로 전환하고, 태양 전지 셀(3)의 음극(32)(제 1 전극)을 도전 접합재(49)가 도포된 횡사(22)에 상측으로부터 가압하여 접합한다. 그 후, 복수의 에어 핀셋(59bB)은, 태양 전지 셀(3)의 음극(32)을 횡사(22)에 가압한 상태를 유지한다.
또한, 제 5 공정에 있어서, 망형 직조 기재(2)의 좌우 방향으로 1개 걸러의 그물코(23)에 복수의 태양 전지 셀(3)이 매립되며, 다음의 1피치분을 제직하기 위한 이후의 제 5 공정에서는, 좌우 방향으로 1피치분만큼 어긋난 1개 걸러의 그물코(23)에 복수의 태양 전지 셀(3)이 매립되고, 이것을 반복함으로써, 상하 방향으로 1개 걸러의 그물코(23)에 복수의 태양 전지 셀(3)이 매립되어 가지만, 복수의 태양 전지 셀(3)의 배치 패턴은 특별히 이것으로 한정할 필요는 없다.
다음으로, 제 6 공정에 있어서, 가열기구(61B)의 복수의 노즐(61cB)을 접합부에 접근시키고 온풍을 모든 도전 접합재(49)에 블로잉하여, 도전 접합재(49)를 국부 가열하고 건조시켜, 복수의 도전 접합재(49)를 단시간에 경화시킨다. 이로써, 횡사(22)와 복수의 태양 전지 셀(3)의 음극(32)을 강고하게 접합하여 전기적으로 접속할 수가 있다. 이때, 1피치분만큼 하류측에 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)이 매립되어 있는 경우에는, 횡사(22)와 1개 하류측에 인접하는 복수의 태양 전지 셀(3)의 양극(31)(제 2 전극)을 도전 접합재(49)의 경화를 통해 강고하게 접합하여 전기적으로 접속할 수가 있다. 한편, 이 제 6 공정이 청구항 3의 가열 공정에 상당하는 것이다.
그 후, 복수의 태양 전지 셀(3)이 횡사(22)에 강고하게 접합되었기 때문에, 복수의 에어 핀셋(59bB)에 의한 복수의 태양 전지 셀(3)의 유지를 해제하여, 복수의 에어 핀셋(59bB)을 반시계방향으로 180° 회전시켜 유지 위치로 퇴피시키고, 공급 기구(66B)에 의해 다음의 복수의 태양 전지 셀(3)이 공급되어, 복수의 에어 핀셋(59bB)의 선단부에 복수의 태양 전지 셀(3)을 유지시킨다.
다음으로, 제 7 공정에 있어서, 인출 기구(도시 생략)에 의해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 태양 전지 셀(3)의 직경에 상당하는 1피치분만큼 하방으로 인출한다. 최종적으로 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 하류측 부분을, 상기의 제 7 공정과 연동하여 인출 기구에 의해 간헐적으로 1피치씩 인출하면서 권취하여 수용하여도 무방하지만, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 수용방법은 특별히 이것으로 한정할 필요는 없다. 한편, 이 제 7 공정이 청구항 4의 인출 공정에 상당하는 것이다.
또한, 실시예 1과 마찬가지로, 제 7 공정 후에, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 양면을 가요성과 광투과성을 구비한, 예컨대, 실란 커플링제의 피막 등의 절연성 보호막(6)으로 피복하는 공정(청구항 5의 피복 공정에 상당함)을 구비하여도 무방하고, 실시예 2와 마찬가지로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재(40)를 포개어 가열 가압함으로써 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)로 하는 공정(청구항 6의 중합공정에 상당함)을 구비하여도 무방하다.
이상의 제 1 공정 내지 제 7 공정을 복수 회 반복하여 실행함으로써, 연속된 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제작할 수가 있다. 한편, 이러한 반복 공정이 청구항 1의 제 6 공정에 상당하는 것이다.
또, 상기 실시예 1, 2와 마찬가지로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 길이 방향의 양단부에, 제 1 직포부(25)를 각각 형성하여도 무방하고, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 폭방향의 양단부에, 제 2 직포부(26)를 각각 형성하여도 무방하며, 또한, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 길이 방향 도중부의 적당한 길이 마다의 위치에, 2세트(組)의 연속하는 제 1 직포부(25)를 각각 형성하여도 무방하다. 상기 2세트의 연속하는 제 1 직포부(25)의 중간위치가 분단가능한 부위가 된다.
이와 같이, 도 13∼도 16에 나타내는 직기(제조장치(50B))를 이용하여 복수의 종사(21)와 복수의 횡사(22)에 의해 망형 직조 기재(2)를 직조하면서, 그 망형 직조 기재(2)에 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하여, 이들의 음극(32)과 양극(31)을 횡사(22)(도전 접속 부재(20))에 도전 접합재(49)에 의해 전기적으로 접속하기 때문에, 망형 직조 기재(2)의 제작과, 태양 전지 셀(3)의 매립과, 도전 접합재(49)의 도포를 자동화할 수 있어, 적은 공정 수로 안정된 품질의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 능률적으로 제작할 수 있으며, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 제작 비용을 저감시킬 수도 있다.
또한, 본 실시예의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 제조하는 방법에서는, 상기 실시예 1, 2와 비교할 때, 제조장치(50B)를 종방향으로 설치하여, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 연직자세로 하방으로 인출하면서 제조하기 때문에, 태양 전지 셀(3)이나 도전 접합재(49)가 망형 직조 기재(2)로부터 탈락하는 것을 용이하게 방지함으로써, 망형 직조 기재(2)에 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하기 쉽게 할 수가 있다.
또한, 횡사(22)에 도전 접합재(49)를 1회 도포하는 것만으로, 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)과 하측에 인접하는 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)을 동시에 횡사(22)에 고정 부착할 수 있기 때문에, 상기 실시예 1, 2에 비해 도전 접합재(49)를 도포하는 회수를 2회에서 1회로 경감시킬 수 있어, 제조 속도를 향상시킬 수가 있다. 또한, 제조장치(50B)를 종방향으로 설치함으로써 공간절약화를 도모할 수가 있다.
한편, 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 실시예 1, 2와 같으므로 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서는, 상기 실시예 1∼3의 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1,1A)를 부분적으로 변경한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)와, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)를 제조하기 위한 제조방법에 대해 설명하겠으나, 상기 실시예 1∼3과 같은 구성 요소에는 같은 참조 부호를 사용하여 그에 대한 설명을 생략하고, 다른 구성 요소에 대해서만 설명하도록 한다.
우선, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)에 대해 설명한다.
도 17∼도 20에 나타내는 바와 같이, 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)(이하, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C))는, 절연성을 갖는 복수의 종사(21)와 도전성을 갖는 복수의 횡사(22)로 직조되며 또한 복수 행 복수 열의 매트릭스형상의 그물코(23)를 갖는 메쉬형상의 망형 직조 기재(2C)와, 상기 망형 직조 기재(2C)의 복수의 그물코(23)에 매립되는 복수의 태양 전지 셀(3)과, 이들 태양 전지 셀(3)을 횡사(22)에 접속하기 위한 복수의 제 1, 제 2 도전 접합재(4C,5C)를 구비하고 있다. 한편, 태양 전지 셀(3)은, 상기 실시예 1∼3과 같으므로 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 망형 직조 기재(2C)에 대해 설명한다.
도 17∼도 20에 나타내는 바와 같이 망형 직조 기재(2C)는, 열방향(상하 방향)으로 연장되는 평행한 복수의 종사(21)와, 이들 복수의 종사(21)에 직교하도록 그리고 복수의 종사(21)에 짜 넣어져 행방향(좌우방향)으로 연장되는 복수의 횡사(22)와, 이들 복수의 종사(21)와 복수의 횡사(22)로 둘러싸인 복수 행 복수 열의 매트릭스형상의 그물코(23)를 구비하고 있다. 상기 망형 직조 기재(2C)는, 각 행의 그물코(23)와 인접하는 행의 그물코(23)의 사이에 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)가 각각 배치되도록 직조되어 있다.
상기 망형 직조 기재(2C)의 외주 부분에는, 상기 실시예 1, 2와 마찬가지로 거싯 부분(gusset part ; 24)이 형성되어 있다. 상기 거싯 부분(gusset part ; 24)은, 망형 직조 기재(2C)의 종사(21)의 길이 방향의 양단측부분에 형성된 소정 폭의 제 1 직포부(25)와, 망형 직조 기재(2C)의 횡사(22)의 길이 방향의 양단측부분에 형성된 소정 폭의 제 2 직포부(26)로 형성되어 있다.
다음으로, 제 1, 제 2 도전 접합재(4C,5C)에 대해 설명한다.
도 20에 나타내는 바와 같이 복수의 제 1 도전 접합재(4C)의 각각은, 각 태양 전지 셀(3)의 음극(32)을 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)(도전 접속 부재(20C))에 전기적으로 접속하고, 복수의 제 2 도전 접합재(5C)의 각각은, 각 태양 전지 셀(3)의 양극(31)을 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)(도전 접속 부재(20C))에 전기적으로 접속한다. 이들 도전 접합재(4C,5C)는 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)의 양자에 걸쳐 도포된다.
도전 접합재(4C,5C)는 은 페이스트로 이루어지며, 상기 은 페이스트로 태양 전지 셀(3)과 횡사(22)(제 1, 제 2 횡사(22A,22B))를 접속할 경우에는, 예컨대, 은 페이스트를 양극(31)과 횡사(22)의 접합 부위나, 음극(32)과 횡사(22)의 접합 부위에 도포한 후에, 은 페이스트를 가열하여 건조시킴으로써 은 페이스트를 경화시켜, 태양 전지 셀(3)의 양극(31)과 횡사(22), 음극(32)과 횡사(22)를 전기적으로 접속하고 또한 고정 부착할 수가 있다.
여기서, 복수의 태양 전지 셀(3)의 직병렬 접속 구조에 대해 설명하도록 한다.
도 17∼도 19에 나타내는 바와 같이, 복수의 태양 전지 셀(3)은, 횡방향(행방향)으로 나란한 복수의 태양 전지 셀(3)로 이루어지는 행방향 소자군(3A)을 단위로 하여 복수의 군으로 그룹화되며, 이들 복수의 행방향 소자군(3A)은 복수 행으로 배열되는 동시에, 인접하는 행방향 소자군(3A)의 사이에 도전 접속 부재(20C)가 설치되어 있다. 각 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)은, 한 쌍의 도전 접속 부재(20C)를 통해 전기적으로 병렬 접속되며, 복수의 행방향 소자군(3A)은 복수의 도전 접속 부재(20C)를 통해 직렬 접속되어 있다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 각 도전 접속 부재(20C)는, 종방향으로 접촉가능하게 인접하여 전기적으로 접속된 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)로서 각각이 복수의 종사(21)의 표면과 이면에 교대로 접촉하는 지그재그 상태로 직조되는 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)로 이루어지며, 제 1 횡사(22A)와 제 2 횡사(22B)에 의해 종사(21)를 표면측과 이면측으로부터 끼움 유지하도록 직조되어 있다.
이와 같이, 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)로 이루어지는 도전 접속 부재(20C)에 의해 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)과 인접하는 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)을 직렬 접속할 수 있으므로, 복수의 행방향 소자군(3A)을, 간격을 두지 않고 조밀하게 접촉한 상태로 복수 행으로 설치할 수가 있다. 이 때문에, 다량의 태양 전지 셀(3)을 매립한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)를 제작할 수 있어, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 수광효율을 향상시킬 수가 있다. 한편, 태양 전지 셀(3)이 발광 다이오드인 경우에는, 발광 효율을 향상시킬 수가 있다.
또, 제 1 횡사(22A)와 제 2 횡사(22B)에 의해 종사(21)를 표면측과 이면측으로부터 끼움 유지하도록 직조되어 있기 때문에, 종사(21)를 지그재그 상태로 하지 않고 곧은 상태를 유지하면서 직조할 수 있어, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 종방향(열방향)으로의 인장 강도를 향상시킬 수가 있다. 또한, 태양 전지 셀(3)의 양극(31) 또는 음극(32)에 제 1 횡사(22A)와 제 2 횡사(22B)가 교차한 부분이 도전 접합재(4C,5C)를 통해 고정 부착되기 때문에, 1개의 횡사(22)만 고정 부착되어 있는 경우에 비해, 태양 전지 셀(3)이 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)로부터 떼어지는 것을 억제하여, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 횡방향(행방향)으로의 인장 강도를 향상시킬 수가 있다. 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)에 의해 종사(21)를 표면측과 이면측으로부터 끼움 유지하고 있기 때문에, 횡방향으로의 신축성이 저하되어, 전기적 결합부의 안정성을 확보할 수가 있다.
2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)에 의해 도전 접속 부재(20C)를 형성하기 때문에, 1개의 횡사(22)로 이루어지는 도전 접속 부재(20C)에 비해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 굽힘 강도가 향상된다. 또한, 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B) 중 하나가 단선(斷線)되어도 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)의 병렬 접속을 유지하기 때문에, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 품질이 향상된다.
다음으로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)를 제조하는 제조방법에 대해 설명하겠는데, 본 실시예의 제조방법은, 상기 실시예 1∼3의 제조장치(50,50A,50B) 중 어느 것을 이용하여도 제조가 가능하지만, 이하의 설명에서는 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)는 제조장치(50B)에 의해 제조되는 것으로 하여 설명하도록 한다.
우선, 제 1 공정에 있어서, 복수의 종사(21)가, 공급측 안내롤러(51)와 안내판(52)을 통과하고 나서, 종광기구(53B)에 의해, 정해진 간격으로 평행하게 배치된 복수의 종사(21)를 포함하는 제 1군의 종사(21a)와, 상기 제 1군의 종사(21a)와 평행하고 또한 교대로 위치하는 복수의 종사(21)를 포함하는 제 2군의 종사(21b)로 나뉜다. 그리고, 제 1군의 종사(21a)와 제 2군의 종사(21b)를 종광기구(53B)에 의해 좌우로 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b)의 사이에 셔틀 통과용의 틈새를 형성한다.
다음으로, 제 2 공정에 있어서, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이의 틈새에, 셔틀 기구(54B)의 셔틀 부재(54a)를 종사(21)와 직교하는 방향으로 통과시켜 횡사(22)(제 1 횡사(22A))를 공급한다. 다음으로, 다시 제 1 공정으로 돌아가, 종광기구(53B)에 의해, 제 1군의 종사(21a)와 제 2군의 종사(21b)를 원래의 좌우 위치 관계로부터 반대의 좌우 위치 관계가 되도록 좌우로 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b)의 사이에 셔틀 통과용의 틈새를 형성하고, 다시 제 2 공정에서, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이의 틈새에, 셔틀 기구(54B)의 셔틀 부재(54a)를 종사(21)와 직교하는 방향으로 통과시켜 횡사(22)(제 2 횡사(22B))를 공급한다.
이와 같이, 제 1 공정과 제 2 공정을 연속하여 2회 반복하고 나서, 제 3 공정으로 이행함으로써, 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)로 이루어지는 도전 접속 부재(20C)를 형성할 수가 있다. 한편, 제 1 공정과 제 2 공정의 반복은 2회로 한정할 필요는 없으며, 도전 접속 부재(20C)를 형성하는 횡사(22)의 개수에 따라 적절히 변경가능하다. 상기 제 1, 제 2 공정을 반복하는 공정이, 청구항 2에 기재된 공정에 상당하는 것이다.
다음으로, 제 3 공정에 있어서, 제 2 공정을 2회 반복함으로써 공급된 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)를, 바디 기구(55B)에 의해 하류측으로 가압하는 바디침을 수행하여, 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)를 종사(21)에 대해 직교상태로 정렬시킨다. 이때, 1사이클 전의 공정에서 하류측으로 복수의 태양 전지 셀(3)이 공급되어 있는 경우에는, 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)를 복수의 태양 전지 셀(3)의 양극(31)으로 가압한다. 이와 같이 우선은, 절연성을 갖는 복수의 종사(21)와 도전성을 갖는 복수의 횡사(22)로 직조된 메쉬형상의 망형 직조 기재(2C)가 제작된다.
다음으로, 제 4 공정에 있어서, 제 3 공정에서 바디침이 수행된 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B) 중, 메쉬형상의 그물코(23)의 전부에 대응하는 복수 부위에 도포기구(56B)에 의해 은 페이스트로 이루어진 도전 접합재(49)를 도포한다. 한편, 메쉬형상의 그물코(23)의 일부에 대응하는 복수 부위에 도포기구(56B)에 의해 선택적으로 도전 접합재(49)를 도포할 수도 있다. 또한, 태양 전지 셀(3)의 양극(31)을 횡사(22)에 접속하기 위한 도전 접합재(49)가, 「제 2 도전 접합재(5C)」에 상당하고, 태양 전지 셀(3)의 음극(32)을 횡사(22)에 접속하기 위한 도전 접합재(49)가, 「제 1 도전 접합재(4C)」에 상당하는 것이다.
또한, 상기 1사이클 전의 제 5 공정에 있어서, 즉, 1피치만큼 하류측을 제직한 이전의 제 5 공정에 있어서, 하류측에 인접하는 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)이 망형 직조 기재(2C)에 매립되어 있는 경우, 도전 접합재(49)는, 도포기구(56B)에 의해 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)의 그물코(23)의 전부에 대응하는 복수 부위에 도포되는 동시에, 이전의 제 5 공정에서 매립된 복수의 태양 전지 셀(3)의 양극(31)에도 도포된다.
다음으로, 제 5 공정에 있어서, 반도체 소자 공급기구(59B)에 의해, 제 4 공정에서 도전 접합재(49)가 도포된 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)의 복수 부위 중 일부(본 실시예에서는 좌우 방향으로 1개 걸러의 그물코(23))에 대응하는 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하여, 복수의 음극(32)을 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)에 각각 접속한다.
또한, 제 5 공정에 있어서, 망형 직조 기재(2C)의 좌우 방향으로 1개 걸러의 그물코(23)에 태양 전지 셀(3)이 매립되고, 다음의 1피치분을 제직하기 위한 이후의 제 5 공정에서는, 좌우 방향으로 1피치분 어긋난 1개 걸러의 그물코(23)에 태양 전지 셀(3)이 매립되며, 이를 반복함으로써, 상하 방향으로 1개 걸러의 그물코(23)에 태양 전지 셀(3)이 매립되어 가지만, 태양 전지 셀(3)의 배치 패턴은 특별히 이것으로 한정할 필요는 없다.
다음으로, 제 6 공정에 있어서, 가열기구(61B)의 복수의 노즐(61cB)을 접합부에 접근시키고, 모든 도전 접합재(49)에 대하여 온풍을 블로잉하여, 도전 접합재(49)를 국부 가열하고 건조시켜, 복수의 도전 접합재(49)를 단시간에 경화시킨다. 이로써, 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)와 복수의 태양 전지 셀(3)의 음극(32)을 강고하게 접합하여 전기적으로 접속할 수가 있다. 이때, 1피치분 하류측에 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)이 매립되어 있는 경우에는, 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)와 1개 하류측에 인접하는 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)의 양극(31)을 강고하게 접합하여 전기적으로 접속할 수가 있다. 한편, 상기 제 6 공정이 청구항 3의 가열 공정에 상당하는 것이다.
다음으로, 제 7 공정에 있어서, 인출 기구(도시 생략)에 의해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)를 태양 전지 셀(3)의 직경에 상당하는 1피치분만큼 하방으로 인출한다. 한편, 최종적으로 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 하류측 부분을, 상기 제 7 공정과 연동하여 인출 기구에 의해 간헐적으로 1피치씩 인출하면서 권취하여 수용하여도 무방하지만, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 수용 방법은 특별히 이것으로 한정할 필요는 없다. 한편, 상기 제 7 공정이 청구항 4의 인출 공정에 상당하는 것이다.
또한, 실시예 1과 마찬가지로, 제 7 공정 후에, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 양면을 가요성과 광투과성을 구비한, 예컨대, 실란 커플링제의 피막 등의 절연성 보호막(6)으로 피복하는 공정(청구항 5의 피복 공정에 상당함)을 구비하여도 무방하며, 실시예 2와 마찬가지로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재(40)를 포개어 가열 가압함으로써 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)로 하는 공정(청구항 6의 중합(重合)공정에 상당함)을 구비하여도 무방하다.
이상의 제 1 공정 내지 제 7 공정 (제1, 제 2 공정은 2회 연속 반복)을 복수 회 반복 실행함으로써, 연속된 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)를 제작할 수가 있다. 한편, 상기 반복 공정이, 청구항 1의 제 6 공정에 상당하는 것이다.
또, 상기 실시예 1, 2와 마찬가지로, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 길이 방향의 양단부에, 제 1 직포부(25)를 각각 형성하여도 무방하고, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 폭방향의 양단부에, 제 2 직포부(26)를 각각 형성하여도 무방하며, 또한, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 길이 방향 도중부의 적당한 길이마다의 위치에, 2세트의 연속하는 제 1 직포부(25)를 각각 형성하여도 무방하다. 상기 2세트의 연속하는 제 1 직포부(25)의 중간위치가 분단가능한 부위가 된다.
이와 같이, 직기(제조장치(50B))를 이용하여 복수의 종사(21)와 복수의 횡사(22)에 의해 망형 직조 기재(2C)를 직조하면서, 그 망형 직조 기재(2C)에 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립하고, 이들의 음극(32)과 양극(31)을 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)에 도전 접합재(49)에 의해 전기적으로 접속하기 때문에, 망형 직조 기재(2C)의 제작과, 태양 전지 셀(3)의 매립과, 도전 접합재(49)의 도포를 자동화할 수 있어, 적은 공정 수로 안정된 품질의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)를 능률적으로 제작할 수가 있다.
상기 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)에 따르면, 그 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)에 있어서의, 복수의 태양 전지 셀(3)이, 횡방향으로 나란한 복수의 태양 전지 셀(3)로 이루어지는 행방향 소자군(3A)을 단위로 하여 복수 군으로 그룹화되며, 복수의 행방향 소자군(3A)은 복수 행으로 배열되는 동시에, 인접하는 행방향 소자군(3A)의 사이에 2개의 제 1, 제 2 횡사(22A,22B)로 이루어진 도전 접속 부재(20C)가 설치되며, 각 행방향 소자군(3A)의 복수의 태양 전지 셀(3)은, 한 쌍의 도전 접속 부재(20C)를 통해 전기적으로 병렬 접속되고, 복수의 행방향 소자군(3A)은 복수의 도전 접속 부재(20C)를 통해 직렬 접속되었기 때문에, 수광용의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1C)의 경우, 직렬 접속되는 소자 수를 통해 발전 전압을 자유롭게 설정하고, 병렬 접속되는 소자수를 통해 발전 전류를 자유롭게 설정할 수가 있다.
그 밖의 구성, 작용 및 효과는, 상기 실시예 1∼3과 같으므로 설명은 생략한다.
여기서, 상기 실시예를 부분적으로 변경하는 예에 대해 설명한다.
[1] 실시예 1∼4의 구형상 태양 전지 셀(3)에 있어서, 구형상의 n형 실리콘 결정에 p형의 확산층을 형성함으로써 pn접합을 형성하여도 무방하다.
[2] 실시예 1∼4에 있어서, 상기 태양 전지 셀(3) 대신에, 발광 기능을 가지며 또한 각각이 양극(71)과 음극(72)을 갖는 복수의 구형상 발광 다이오드 셀(70)을 매립한 발광용의 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제조하여도 무방하다. 예컨대, 도 20에 나타내는 구형상 발광 다이오드 셀(70)은, n형의 구형상 반도체(73)와, 평탄면(74)과, 구형상의 p형 확산층(75)과, pn접합(76)과, 전체 표면에 형성된 형광체 피막(77) 등을 가지며, 소자가 부착된 망형 직조 기재의 도전선 사이에 전압을 가하여 발광 다이오드 셀(70)에 순방향 전류를 흘리면 발광 다이오드 셀(70)이 발광한다. 상기 형광체 피막(77)의 형광체의 성분에 따라 발광색이 결정되기 때문에, 각종 발광색의 발광 다이오드 셀(70)을 이용할 수도 있다.
[3] 실시예 1∼4의 도전 접합재(4,5,4C,5C,49)로서 은 페이스트를 사용하고 있으나, 이것으로 한정할 필요는 없으며, 태양 전지 셀(3)의 양극(31)과 음극(32)을 땜납 페이스트(주석이나 은 땜납 페이스트 등)에 의해 횡사(22)에 접속하도록 하여도 무방하다. 이 경우, 땜납 페이스트를 횡사(22)에 도포한 후에, 가열기구(61)에 의해, 고온으로 가열하여 용융 상태로 하고, 태양 전지 셀(3)의 양극(31) 및 음극(32)을 횡사(22)에 전기적으로 접속한다.
[4] 실시예 1∼4의 도전 접합재(4,5,4C,5C,49)를 경화시키기 위하여, 가열기구(61,61B) 대신에 횡사(22)에 펄스 대전류를 흘려, 횡사(22)에 발생되는 줄 열(Joule heat)을 이용함으로써, 도전 접합재(4,5,4C,5C,49)를 가열 경화시켜도 무방하다. 또한, 횡사(22)에 펄스 대전류를 통전(通電)하는 기구와 가열기구(61,61B)를 조합시켜 도전 접합재(4,5,4C,5C,49)를 가열 경화시키도록 하여도 무방하다.
[5] 실시예 1∼4에 있어서, 상기 종사(21)로서, 절연성의 복수의 합성 수지 섬유로 이루어지는 연선(stranded wire)을 채용하여도 무방하며, 또는 연선 이외의 1개의 선재 또는 띠재를 채용하여도 무방하다. 또한, 상기 횡사(22)로서, 복수의 금속 세선으로 이루어지는 연선을 채용하여도 무방하며, 또는 연선 이외의 1개의 선재 또는 띠재를 채용하여도 무방하다.
[6] 실시예 1∼4의 횡사(22)는, 유리섬유에 2개의 금속 세선을 코일형상으로 커버링한 구성을 갖지만, 특별히 이것으로 한정할 필요는 없으며, 상기 금속 세선 대신에 복수의 유리섬유의 연선 표면에 도전성 피막을 형성한 구조의 것이어도 무방하다. 또한, 횡사(22)는, 도전성을 갖는 탄소섬유의 다발로 이루어진 도전선, 또는 상기 탄소 섬유의 다발의 표면에 금속 세선을 코일형상으로 커버링한 도전선으로 구성되어도 무방하다.
[7] 실시예 1∼4의 도전 접속 부재(20,20C)는, 1개 또는 2개의 횡사(22)로 형성되어 있으나, 이것으로 한정할 필요는 없으며, 3개 이상의 횡사로 도전 접속 부재를 형성하도록 하여도 무방하다.
[8] 실시예 1, 2의 제 1 및 제 2 도포기구(57,58)는, 공통의 도포기구(56)로 구성되어 있지만, 제 1 및 제 2 도포기구(57,58)를 별개로 구성하여도 무방하다.
[9] 실시예 1의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 상하 표면에 투명 수지막을 형성하기 위한 보호막 피복기구(62)나, 실시예 2의 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)의 상하 양면을 합성 수지 시트재(40)에 의해 끼워 가열 가압하기 위한 가열 가압 기구(65)는, 반드시 필요한 것은 아니며, 사양에 따라 생략하여도 무방하다. 또한, 보호막 피복기구(62)에 의해 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 상하 양면에 절연성 보호막(6)을 형성한 후에, 가열 가압 기구(65)에 의해, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)를 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재(40) 내에 매설 상태로 시일하고, 합성 수지 시트재(40)의 상하 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 필름층(42)을 형성하여 소자가 부착된 망형 직조 기재(1A)를 제조하여도 무방하다.
[10] 실시예 1∼4에 있어서, 태양 전지 셀(3)의 음극(32)을 제 1 전극으로 하고 양극(31)을 제 2 전극으로 하고 있으나, 이것으로 한정할 필요는 없으며, 이와는 반대로 음극(32)을 제 2 전극으로 하고 양극(31)을 제 1 전극으로 하여도 무방하다. 이 경우, 반도체 소자 공급기구(59,59B)의 에어 핀셋(59b,59bB)은, 태양 전지 셀(3)의 음극(32)측을 흡착하여 유지하고, 에어 핀셋(59b,59bB)의 회전 구동 후에 태양 전지 셀(3)의 양극(31)을 제 1 도전 접합재(4,4C) 또는 도전 접합재(49)가 도포된 횡사(22)에 접합한다.
[11] 실시예 1∼4의 망형 직조 기재(2,2C)와 복수의 태양 전지 셀(3)의 양면에, 파릴렌으로 이루어지는 절연성 보호막(6)을 막형성하여도 무방하다. 이 경우, 파릴렌은 분자 레벨로 좁은 틈새에도 침투하기 때문에 소자가 부착된 망형 직조 기재(1)의 전체 표면에 균일하게 피막을 형성할 수 있다. 파릴렌의 굴절율은 약 1. 64이며, 태양 전지 셀(3)의 표면에 피복함으로써, 광이 공기로부터 직접 입사하는 경우에 비해 반사를 방지하는 효과와 전기적 절연성을 높이는 효과가 있다. 수증기나 가스의 투과 방지나 내약품성, 내방사선성이 뛰어나다는 효과도 기대할 수 있는 등, 태양 전지 셀(3), 복수의 종사(21)나 복수의 횡사(22) 및 도전 접합재(4,5,4C,5C,49)의 열화(劣化) 방지 효과를 기대할 수가 있다. 단, 절연성 보호막(6)은, 실란커플링제의 피막 혹은 파릴렌에 의한 피막 이외의 광투과성과 가요성을 갖는 합성 수지 재료(예컨대, 실리콘 수지의 피막)로 구성하여도 무방하다.
[12] 실시예 1∼4에 있어서, 도 21에 나타내는 바와 같이, 메쉬형상의 그물코(23)의 전부에 대응하는 복수 부위에 도전 접합재(49)를 도포하고, 도전 접합재(49)가 도포된 복수 부위 중의 전부에 대응하는 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립함으로써, 모든 그물코(23)에 태양 전지 셀(3)을 매립한 소자가 부착된 망형 직조 기재(1D)를 제직하여도 무방하다. 또한, 도 22에 나타내는 바와 같이, 메쉬형상의 그물코(23)의 일부에 대응하는 복수 부위에 도전 접합재(49)를 도포하고, 도전 접합재(49)가 도포된 복수 부위 중의 전부에 대응하는 복수의 태양 전지 셀(3)을 매립함으로써, 예컨대, 행방향으로 3개 걸러의 그물코(23)에 태양 전지 셀(3)이 매립되고 또한 열방향으로 1개 걸러의 그물코(23)에 태양 전지 셀(3)이 매립된 소자가 부착된 망형 직조 기재(1E)를 제직하여도 무방하다. 더욱이, 이들 태양 전지 셀(3)의 배치 패턴은, 특별히 이러한 것으로 한정할 필요는 없으며 각종 배치 패턴을 채용하여 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제직하여도 무방하다.
[13] 도 23, 도 24에 나타내는 바와 같이, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1F,1G)의 망형 직조 기재(2)의 종방향 도중 부분에, 횡방향으로 나란한 복수의 그물코(23)에 태양 전지 셀(3)을 매립하지 않고, 복수의 절연선(86)(예컨대, 2개의 절연선(86))을 그물코(23)보다 조밀하게 배치한 소정 폭의 절연 분리대(85)를 적어도 1개 형성하여도 무방하다. 소자가 부착된 망형 직조 기재(1F,1G)는, 상기 절연 분리체(85)를 경계로 하여, 상측 부분의 제 1 영역(81)과 하측 부분의 제 2 영역(82)으로 분단되어 있다. 제 1 영역(81)의 복수의 태양 전지 셀(3)과 제 2 영역(82)의 복수의 태양 전지 셀(3)은, 양극(31)과 음극(32)에 의해 규정되는 도전방향이 반대방향이 되도록 망형 직조 기재(2)의 복수의 그물코(23)에 매립되어 있다. 한편, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1F,1G)의 길이 방향 도중부의 적당한 길이마다의 위치에, 복수의 절연 분리대(85)를 각각 설치하여 복수의 영역으로 분단하여도 무방하다. 또한, 절연 분리체(85)는, 2개의 절연선(86)으로 형성되는 것으로 한정할 필요는 없으며, 하나 또는 3개 이상의 복수의 절연선(86)으로 형성되어도 무방하다. 또, 절연 분리체(85)의 세로 폭은, 사양에 따라 적절히 설정할 수 있다.
구체적으로, 도 23에서는, 제 1 영역(81)의 태양 전지 셀(3)은, 그 음극(32)이 상방을 향하고 양극(31)이 하방을 향하도록 하여 매립되며, 제 2 영역(82)의 태양 전지 셀(3)은, 제 1 영역(81)의 도전방향과는 반대 방향이 되도록, 그 양극(31)이 상방을 향하고 음극(32)이 하방을 향하도록 하여 매립되어 있다. 한편, 도 24의 복수의 태양 전지 셀(3)은, 도 23에 대하여 도전방향이 반대방향이 되도록 제 1, 제 2 영역(81,82)에 각각 배치되어 있다. 제 1 영역(81)의 최상단과 최하단의 횡사(22)의 양단부에는, 외부단자(91,92)가 각각 형성되어 있다. 제 2 영역(82)의 최상단과 최하단의 횡사(22)의 양단부에는, 외부단자(93,94)가 각각 형성되어 있다.
상기 절연 분리대(85)를 소자가 부착된 망형 직조 기재(1F,1G)에 제직하기 위해서는, 제 2 공정에 있어서, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이의 틈새에, 셔틀 기구(54)에 의해 도전선으로 이루어지는 횡사(22)를 공급하고, 제 3 공정에서 바디 기구(55)에 의해 바디침을 수행한 후, 제 4 공정으로 이행하기 전에, 다시 제 1 공정으로 복귀하여, 종광기구(53)에 의해 제 1군의 종사(21a)와 제 2군의 종사(21b)를 원래의 상하 위치 관계로부터 반대의 상하 위치 관계가 되도록 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사(21a,21b) 사이의 틈새에, 절연선(86)이 연결된 셔틀 부재(54a)를 통과시켜 절연선(86)을 공급한다. 이것을 복수 회 반복하여, 복수의 절연선(86)과 종사(21)(절연선)로 이루어지는 절연 분리대(85)를 제직한 후에, 마지막으로 도전선으로 이루어지는 횡사(22)를 공급하여 바디침을 수행하고, 제 4 공정으로 이행한다. 한편, 제 3 공정의 바디침은, 절연 분리대(85)를 제직한 후에 1회 수행하도록 하여도 무방하다.
이와 같이, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1F,1G)를 절연 분리대(85)에 의해 제 1, 제 2 영역(81,82)으로 분단하고, 각 영역(81,82)에 외부단자(91∼94)를 설치함으로써, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1F,1G)의 외측에서, 제 1, 제 2 영역(81,82)을 외부단자(91∼94)를 통해 직렬 접속이나 병렬 접속할 수가 있다. 이 때문에, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1F,1G)에 복수의 절연 분리대(85)를 설치했을 경우, 소자가 부착된 망형 직조 기재(1F,1G)는 복수의 영역으로 분단되며, 이들 영역에 외부단자를 각각 설치함으로써, 직렬 접속 수를 통해 발전 전압을 자유롭게 설정하고, 병렬 접속 수를 통해 발전 전류를 자유롭게 설정할 수가 있다.
또, 제 1, 제 2 영역(81,82)의 태양 전지 셀(3)의 도전방향을 서로 반대방향으로 설정하고 있으나, 특별히 반대방향으로 한정할 필요는 없으며, 제 1, 제 2 영역(81,82)의 도전방향을 같은 방향으로 설정하여도 무방하고, 제 1, 제 2 영역(81,82) 중 한쪽의 태양 전지 셀(3)을, 구형상의 n형 실리콘 결정에 p형의 확산층을 형성함으로써 pn접합을 형성한 태양 전지 셀로 대체하여도 무방하다. 즉, 띠형상으로 긴 소자가 부착된 망형 직조 기재를, 복수의 절연 분리대(85)에 의해 복수의 영역으로 분단함으로써, 단위영역마다 태양 전지 셀의 형상이나 도전방향을 적절히 설정할 수 있다. 또한, 설계 사양에 따라 필요한 출력 전압으로 설정하기 위해, 소자가 부착된 망형 직조 기재에 절연 분리대(85)를 적절히 설치하여, 각 영역의 출력 전압을 조정할 수가 있다.
[14] 실시예 1∼3의 제조장치(50,50A,50B)에 있어서, 도포기구(56,56B)의 복수의 디스펜서(56b,56bB) 및 반도체 소자 공급기구(59)의 복수의 에어 핀셋(59b,59bB)을, 태양 전지 셀(3)의 배치 패턴에 따라, 태양 전지 셀(3)이 매립되는 그물코(23)에 대응하도록 각각 독립적으로 회전 구동이 가능하게 구성하여도 무방하다. 또한, 태양 전지 셀(3)의 배치 패턴에 따라, 제 1 회전 드럼(56a,56aB) 및 제 2 회전 드럼(59a,59aB)을, 그 축심방향으로 이동이 가능하도록 구성하여도 무방하다.
[15] 그 밖에, 당업자라면, 본 발명의 취지를 벗어나지 않으면서, 상기 실시예의 각종 변경을 부가한 형태로 실시할 수 있으며 본 발명은 그러한 변경 형태를 포함하는 것이다.
(산업상 이용가능성)
본 발명에 관한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재는, 가요성, 채광성(또는 시-스루(see-through))이 있으며 슬림하고 경량인 태양 전지 패널이나 발광 패널에 적용가능한 것으로서, 직물재뿐만 아니라 창 유리나 건물의 벽면에 매립하여 의장성이 뛰어난 태양 전지 패널을 실현할 수가 있다.
1, 1A, 1C∼1G : 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재
2, 2C : 망형 직조 기재(woven mesh substrate)
3 : 구형상 태양 전지 셀(수광기능이 구비된 구형상 반도체 소자)
3A : 행방향 소자 군(群)
4, 4C : 제 1 도전 접합재
5, 5C : 제 2 도전 접합재
6 : 절연성 보호막
20, 20C : 도전 접속 부재
21 : 종사(縱絲)
21a : 제 1군의 종사
21b : 제 2군의 종사
22 : 횡사(橫絲)
22A : 제 1 횡사
22B : 제 2 횡사
23 : 그물코
24 : 거싯 부분(gusset part)
25 : 제 1 직포부
26 : 제 2 직포부
31 : 양극(제 2 전극)
32 : 음극(제 1 전극)
40 : 합성 수지 시트재
41 : EVA 시트
42 : 합성 수지 필름층
49 : 도전 접합재
50, 50A, 50B : 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치
51 : 공급측 안내롤러
53 : 종광(heald) 기구
54 : 셔틀 기구
55 : 바디(reed) 기구
56, 56B : 도포기구
56a, 56aB : 제 1 회전 드럼
56b, 56bB : 디스펜서
57 : 제 1 도포기구
58 : 제 2 도포기구
59,59B : 반도체 소자 공급기구
59a, 59aB : 제 2 회전 드럼
59b, 59bB : 에어 핀셋
61, 61B : 가열 기구
62 : 보호막 피복기구
63 : 인출 기구
65 : 가열 가압 기구
70 : 구형상 발광 다이오드 셀(발광기능이 구비된 구형상 반도체 소자)
85 : 절연 분리대
86 : 절연선

Claims (23)

  1. 절연성을 갖는 복수의 종사(綜絲)와 도전성을 갖는 복수의 횡사(橫絲)로 직조된 메쉬형상의 망형 직조 기재(基材)에, 수광 또는 발광 기능을 가지며 또한 각각이 제 1, 제 2 전극을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제조하는 제조방법으로서,
    정해진 간격으로 평행하게 배치된 복수의 종사를 포함하는 제 1군의 종사와, 상기 제 1군의 종사와 평행하며 또한 교대로 위치하는 복수의 종사를 포함하는 제 2군의 종사를 종광기구에 의해 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사의 사이에 틈새를 형성하는 제 1 공정과,
    상기 제 1, 제 2군의 종사 사이의 틈새에 셔틀 기구에 의해 횡사를 공급하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정에서 공급된 횡사에 대해 바디(reed) 기구에 의해 바디침(beating)을 수행하는 제 3 공정과,
    상기 제 3 공정에서 바디침이 수행된 횡사 중, 메쉬형상의 그물코의 전부 또는 일부에 대응하는 복수 부위에 도전 접합재를 도포하는 제 4 공정과,
    상기 제 4 공정에서 도전 접합재가 도포된 복수 부위 중의 전부 또는 일부에 대응하는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립하여, 복수의 제 1 전극 또는 제 2 전극을 횡사에 각각 접속하는 제 5 공정과,
    상기 제 1 공정 내지 제 5 공정을 복수 회 반복하는 제 6 공정,
    을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 공정과 제 2 공정을 연속하여 적어도 2회 반복하고 나서, 상기 제 3 공정으로 이행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 도전 접합재를 가열하는 가열 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 소정 길이 인출하는 인출 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 양면을 가요성과 광투과성을 구비한 절연성 보호막으로 피복하는 피복 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재를 포개어 가열 가압하는 중합(重合)공정을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 4 공정에서, 상기 횡사 중, 복수의 구형상 반도체 소자를 접속하는 복수 부위에 제 1 도전 접합재를 도포하고,
    상기 제 5 공정에서, 상기 제 1 도전 접합재가 도포된 복수 부위에 대응하는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립하여, 상기 복수 부위에 복수의 제 1 전극을 각각 접속하며,
    상기 제 5 공정 후, 상기 제 6 공정 전에, 상기 복수의 구형상 반도체 소자의 복수의 제 2 전극에 제 2 도전 접합재를 도포하는 도포공정을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 4 공정에서, 상기 횡사의 상측으로부터 복수의 도전 접합재가 도포되고, 상기 제 5 공정에서, 상기 제 4 공정에서 도포된 복수의 도전 접합재의 상측으로부터 복수의 구형상 반도체 소자가 매립되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조방법.
  9. 절연성을 갖는 복수의 종사와 도전성을 갖는 복수의 횡사로 직조된 메쉬형상의 망형 직조 기재에, 수광 또는 발광 기능을 가지며 또한 각각이 제 1, 제 2 전극을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 제조하는 제조장치로서,
    종사 공급원으로부터 공급되는 복수의 종사를 정렬 상태로 안내하는 공급측 안내롤러와,
    정해진 간격으로 평행하게 배치된 복수의 종사를 포함하는 제 1군의 종사와, 상기 제 1군의 종사와 평행하며 또한 교대로 위치하는 복수의 종사를 포함하는 제 2군의 종사를 이동시켜, 제 1, 제 2군의 종사 사이에 틈새를 형성하는 종광기구와,
    상기 종광기구에 의해 형성된 제 1, 제 2군의 종사 사이의 틈새에 횡사를 공급하는 셔틀 기구와,
    상기 셔틀 기구에 의해 공급된 횡사에 대해 바디침을 수행하는 바디(reed) 기구와,
    상기 횡사 중, 메쉬형상의 그물코의 전부 또는 일부에 대응하는 복수 부위에 도전 접합재를 도포하는 도포기구와,
    상기 도전 접합재가 도포된 복수 부위 중의 전부 또는 일부에 대응하는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립하여, 복수의 제 1 전극 또는 제 2 전극을 횡사에 각각 접속하는 반도체 소자 공급기구,
    를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 도포기구는, 제 1 회전 드럼과, 상기 제 1 회전 드럼의 외주면에 축심방향으로 정해진 간격으로 고정된 L형의 복수의 디스펜서로서, 선단부에 도전 접합재를 흡착하여 분배할 수 있는 복수의 디스펜서를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 반도체 소자 공급기구는, 내부에 음압(負壓)이 도입되는 제 2 회전 드럼과, 상기 제 2 회전 드럼의 외주면에 축심방향으로 정해진 간격으로 고정된 L형의 파이프재로 이루어지는 복수의 에어 핀셋을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 도전 접합재를 가열하여 건조시키는 가열 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재를 소정 길이씩 인출하는 인출 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 양면을 가요성과 광투과성을 구비한 절연성 보호막으로 피복하는 보호막 피복 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재를 포갠 상태로 가열 가압하는 가열 가압 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재의 제조장치.
  16. 수광 또는 발광 기능을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자를 매립한 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재로서,
    절연성을 갖는 복수의 종사와 도전성을 갖는 복수의 횡사로 직조되며 또한 복수 행 복수 열의 그물코를 갖는 메쉬형상의 망형 직조 기재와,
    각각이 수광 또는 발광 기능과 제 1, 제 2 전극을 갖는 복수의 구형상 반도체 소자로서, 상기 제 1, 제 2 전극으로 규정되는 도전방향을 종사와 평행한 종방향으로 정렬한 상태에서, 상기 망형 직조 기재의 복수의 그물코에 매립된 복수의 구형상 반도체 소자를 구비하고,
    상기 복수의 구형상 반도체 소자가, 횡방향으로 나란한 복수의 구형상 반도체 소자로 이루어지는 행방향 소자 군을 단위로 하여 복수 군으로 그룹화되며,
    상기 복수의 행방향 소자 군은 상기 복수 행으로 배열되는 동시에, 인접하는 행방향 소자 군의 사이에 하나 또는 복수의 횡사로 이루어지는 도전 접속 부재가 설치되고,
    각 행방향 소자 군의 복수의 구형상 반도체 소자는, 한 쌍의 상기 도전 접속 부재를 통해 전기적으로 병렬 접속되며,
    상기 복수의 행방향 소자 군은 복수의 도전 접속 부재를 통해 직렬 접속된 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 각 도전 접속 부재는, 종방향으로 접촉가능하도록 인접하여 전기적으로 접속된 2개의 제 1, 제 2 횡사로서 각각이 복수의 종사의 표면과 이면에 교대로 접촉하는 지그재그(Zigzag) 상태로 직조되는 제 1, 제 2 횡사로 이루어지고,
    상기 제 1 횡사와 제 2 횡사에 의해 종사를 표면측과 이면측으로부터 끼움 유지하도록 직조된 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재.
  18. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 망형 직조 기재의 종사의 길이 방향의 양단측부분에는, 상기 그물코보다 조밀하게 배치된 복수의 횡사와 상기 복수의 종사에 의해 직포(織布)형상으로 형성된 소정 폭의 제 1 직포부가 형성되며,
    상기 망형 직조 기재의 횡사의 길이 방향의 양단측부분에는, 상기 그물코보다 조밀하게 배치된 복수의 종사와 상기 복수의 횡사에 의해 직포형상으로 형성된 소정 폭의 제 2 직포부가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재.
  19. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 망형 직조 기재와 복수의 구형상 반도체 소자의 양면을, 가요성과 광투과성을 구비한 절연성 보호막으로 피복한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재.
  20. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 망형 직조 기재와 복수의 구형상 반도체 소자를 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 시트재 내에 매설 상태로 시일하고, 상기 합성 수지 시트재의 양면에 가요성과 광투과성을 구비한 합성 수지 필름층을 형성한 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재.
  21. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 종사가, 유리섬유 또는 합성 수지 섬유의 다발로 구성되며, 상기 횡사가, 유리섬유 또는 합성 수지 섬유의 다발의 표면에 금속 세선을 코일형상으로 커버링한 도전선으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재.
  22. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 횡사가, 도전성을 갖는 탄소섬유의 다발로 이루어지는 도전선, 또는 상기 탄소섬유의 다발의 표면에 금속 세선을 코일형상으로 커버링한 도전선으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재.
  23. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 망형 직조 기재의 종방향의 도중 부분에는, 횡방향으로 상기 그물코보다 조밀하게 복수의 절연선을 배치한 소정 폭의 절연 분리대가 적어도 1개 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자가 부착된 망형 직조 기재.
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