MX2009000780A - Modelo semiconductor para la generacion de energia o la emision de luz. - Google Patents

Abstract

Con el fin de reunir fácilmente varios elementos semiconductores de un módulo semiconductor, en donde se construyen varios elementos semiconductores similares a varillas para la generación de energía o la emisión de luz y para reutilizarlos o repararlos, dos módulos de división 61 están configurados en serie en una caja de contención 62 en un módulo semiconductor 60. En cada módulo de división 61, los elementos semiconductores 1 para la generación de energía están configurados en una matriz de varias hileras y columnas, y un mecanismo conector conductor para conectar en serie los varios elementos semiconductores 1 en cada hilera y en paralelo los varios elementos semiconductores 1 en cada columna que están moldeados con resina sintética transparente, y un conductor de conexión 67 que se le permite proyectarse en el extremo. Un resorte ondulado conductor 70 y una terminal externa 76 están provistos en el lado de extremo de la caja de contención 62, y la conexión en serie de los dos módulos de división 61 se asegura por la fuerza de presión mecánica del resorte ondulado conductor 70.

Description

MÓDULO SEMICONDUCTOR PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA O LA EMISIÓN DE LUZ CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz que comprende varios elementos semiconductores similares a varillas que tienen capacidad de generación de energía o emisión de luz y que están conectados eléctricamente en serie y en paralelo para alto rendimiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El inventor de la presente solicitud propuso, como se establece en la Publicación Internacional No. W098/15983, un elemento semiconductor esférico que tiene capacidad de recepción de luz o de emisión de luz y que tiene electrodos positivo y negativo en porciones opuestas entre sí con respecto al centro y un módulo de batería solar en donde varios elementos semiconductores están conectados en serie y dos o más de los elementos semiconductores conectados en serie están empotrados en un material de resina sintética. El elemento semiconductor esférico tiene una unión pn esférica en la parte superficial y los electrodos positivo y BHft-52-578 negativo se suministran en los centros de las superficies de regiones de tipo p y de tipo n, respectivamente . El inventor de la presente solicitud propuso, como se establece en las Publicaciones Internacionales Nos. O02/35612, WO02/35613 y WO03/017382, un módulo de batería solar en donde los elementos semiconductores esféricos descritos anteriormente están configurados en varias hileras y columnas, y los elementos semiconductores en cada hilera están conectados en paralelo por elementos conductores y soldadura o adhesivo conductor, los elementos semiconductores en cada columna están conectados en serie por elementos de plomo y soldadura, y están empotrados en un material de resina sintética. El inventor de la presente solicitud propuso en la Publicación Internacional No. WO02/35612 un elemento semiconductor similar a una varilla que tiene capacidad de recepción de luz o de emisión de luz, en donde un cristal de semiconductor cilindrico tiene un par de caras de extremo perpendiculares al eje, una unión pn está formada cerca de la superficie del cristal de semiconductor que contiene una cara de extremo, y electrodos positivo y negativo están formados sobre cualquier cara de extremo. El inventor BHA-52-578 de la presente solicitud propuso, como se establece en la Publicación Internacional No. WO03/036731, un módulo semiconductor que tiene capacidad de recepción de luz o de emisión de luz, en donde varios elementos semiconductores están empotrados en un material de resina sintética. En el arreglo fotovoltaico descrito en la Publicación de Patente de los Estados Unidos No. 3,984,256, una capa de difusión tipo n se forma sobre la superficie de un filamento que consiste de un semiconductor de silicio tipo p que tiene un diámetro de 0.025 mm a 0.254 mm (0.001 a 0.010 pulgadas) y varios filamentos están configurados en paralelo y en un plano. Varios alambres de conexión P y alambres de conexión N están configurados ortogonal y alternativamente sobre la superficie superior del filamento. Los alambres de conexión P están conectados óhmicamente a las partes expuestas de los semiconductores de silicio tipo p de los diversos filamentos y los alambres de conexión N están conectados óhmicamente a las capas de difusión tipo n de los diversos filamentos. Los diversos alambres de conexión P están conectados a buses P y los diversos alambres de conexión N están conectados a los buses N. Las fibras aislantes muy fuertes están entretejidas BHA-52-578 para formar una estructura de malla con los diversos buses P y buses N, asi se forma un manto de batería solar flexible que recibe la luz incidente desde arriba para la generación de energía. En la batería solar de fibra semiconductora y módulo descritos en la Publicación de Patente de los Estados Unidos No. 5,437,736, una capa conductora de molibdeno está formada sobre la superficie de una fibra aislante y dos capas semiconductoras finas fotovoltaicas tipo n y tipo p y una capa conductora de ZnO están formadas sobre la capa conductora de molibdeno alrededor de aproximadamente 3/5 de la periferia. Varias de tales baterías solares de fibra semiconductora están configuradas en paralelo y en un plano, un recubrimiento de metal se forma sobre la parte posterior, y el recubrimiento de metal se retira parcialmente en un patrón específico para formar un circuito de conexión que conecta en serie las diversas baterías solares de fibra semiconductora. Recientemente, las baterías solares se utilizan cada vez más como una fuente de energía renovable y limpia en vista de los asuntos ambientales como contaminación atmosférica y el calentamiento global y el agotamiento de combustible fósil. Los diodos emisores de luz también se utilizan cada vez más BHA-52-578 como una fuente de iluminación para ahorrar energía y recursos. Ahorrar en materiales y recursos y menos consumo de energía de producción se están haciendo requisitos . Documento de Patente 1: Publicación Internacional No. W098/15983; Documento de Patente 2: Publicación Internacional No. WO02/35612; Documento de Patente 3: Publicación Internacional No. WO02/35613; Documento de Patente 4 : Publicación Internacional No. WO03/017382; Documento de Patente 5: Publicación Internacional No. WO03/036731; Documento de Patente 6: Publicación de Patente de los Estados Unidos No. 3,984,256; y Documento de Patente 7: Publicación de Patente de los Estados Unidos No. 5,437,736.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN PROBLEMAS QUE VAN A SER RESUELTOS POR LA NVENCIÓN Cuando los elementos semiconductores esféricos o casi esféricos se utilizan para constituir un panel de batería solar, el área que recibe la luz por el elemento semiconductor es pequeña y por lo tanto BHA-52-578 se necesita un número más grande de elementos semiconductores. Por consiguiente, hay muchos puntos de conexión donde los elementos semiconductores están conectados eléctricamente y el mecanismo conector conductor tiene una estructura compleja, lo que da por resultado un costo de producción más alto. Esto también es aplicable al elemento semiconductor similar a una varilla, descrito anteriormente. El elemento semiconductor similar a una varilla tiene una resistencia incrementada entre los electrodos para una corriente generada cuando tiene una longitud axial más grande. La longitud axial tiene que ser aproximadamente 1.5 veces del diámetro o más pequeña y el área que recibe la luz no puede incrementarse tanto. El arreglo fotovoltaico descrito en la Publicación de Patente de los Estados Unidos No. 3,984,256 usa fibras de silicio muy finas. Es difícil reducir el costo de producción debido a muchas conexiones eléctricas. La luz entra desde arriba; no hay ninguna manera de recibir la luz que entra en el panel de los lados. Esto también es aplicable a la batería solar de fibra semiconductora descrita en la Publicación de Patente de los Estados Unidos No. 5,437,736. Particularmente, es deseable que los paneles de batería solar aplicados a los vidrios de ventanas BHA-52-578 puedan recibir la luz que entra de los lados. Por otra parte, cuando un panel emisor de luz está constituido usando elementos semiconductores que tienen capacidad de emitir luz, es deseable que la luz pueda salirse de los lados. En muchos módulos de batería solar de la técnica anterior y pantallas de diodo emisor de luz, un gran núme-ro de elementos semiconductores granulares están conectados a los elementos conductores que utilizan soldadura o adhesivo conductor y toda la estructura está empotrada en una caja de cubierta de resina sintética transparente (el recinto externo). Por lo tanto, el gran número de elementos semiconductores no puede ser retirado y recuperado de la caja de cubierta cuando el módulo de batería solar está colocado. Por lo tanto, es difícil recuperar y reutilizar los elementos semiconductores de módulos de batería solar colocados y pantallas de diodo emisor de luz y se han buscado soluciones que consideren los recursos y ambientes naturales. Después de que los elementos semiconductores descritos anteriormente estén en el uso práctico a una escala masiva en un futuro próximo, serán reemplazados o colocados por consiguiente en grandes números como resultado del deterioro o el final de la vida útil. Eso BHA-52-578 podría ser una gran carga a los recursos y ambientes naturales. Particularmente, se han impuesto reglas sobre el uso de materiales de soldadura que contienen plomo en ellos. El propósito de la presente invención es proporcionar un módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz que es utilizable como un módulo de batería solar o pantalla de diodo emisor de luz en donde están instalados varios elementos semiconductores que tienen capacidad de generación de energía o de emisión de luz, proporcionar un módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz que es fácil de reutilizar, reciclar, y reparar .varios elementos semiconductores, y proporcionar un módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz en donde están instalados elementos semiconductores que tienen un área grande receptora de luz o emisora de luz.

MEDIOS PARA SOLUCIONAR EL PROBLEMA. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz de la presente invención es un modulo semiconductor que comprende varios elementos semiconductores que tienen capacidad de generación de energía o de emisión de luz, caracterizado porque cada BHA-52-578 uno de los varios elementos semiconductores comprende una base que consiste de un cristal semiconductor similar a varilla tipo p o tipo n que tiene una sección transversal circular o parcialmente circular, una capa conductora separada formada en una parte superficial de la base excepto por un área en forma de banda, paralela a un eje de la base y sus alrededores y que tiene un tipo conductor diferente al de la base, una unión pn formada por la base y la capa conductora separada en la forma de un cilindro parcial, un primer electrodo en forma de banda conectado óhmicamente a una superficie de la base en el área en forma de banda, y un segundo electrodo en forma de banda conectado óhmicamente a una superficie de la capa conductora separada en un lado opuesto del eje de la base al primer electrodo; se proporciona un medio de retención que retiene los varios elementos semiconductores de una manera que éstos están configurados en varias columnas e hileras en un plano con su dirección de conducción alineada en una dirección de la columna y se pueden separar individualmente o en grupos; se proporciona un mecanismo conector conductor que conecta en serie los varios elementos semiconductores en cada columna o en cada dos columnas adyacentes de las diversas columnas y que conecta en paralelo los varios elementos BHA-52-578 semiconductores de cada hilera de las diversas hileras; y se proporcionan elementos elásticos conductores que aplican fuerza de presión mecánica en una dirección paralela a la dirección de la columna para mantener la conexión en serie de varias columnas de elementos semiconductores por el mecanismo conector conductor. El módulo semiconductor usa un elemento semiconductor similar a varilla que tiene una base similar a varilla, una unión pn en la forma de un cilindro parcial, y primeros y segundos electrodos provistos en los extremos en cualquier lado del eje de la base, por lo tanto, se incrementa el área que recibe la luz o el área que emite la luz por el elemento semiconductor y reduce el número necesario de elementos semiconductores y el número de conexiones eléctricas. El mecanismo conector conductor conecta en serie los elementos semiconductores en cada columna o los elementos semiconductores en cada dos columnas adyacentes y conecta en paralelo los elementos semiconductores en cada hilera. Cuando algunos elementos semiconductores fallan debido a defectos o desconexión, la corriente fluye por un trayecto alternativo que desvia los elementos semiconductores fallidos. Todos los elementos semiconductores normales funcionan eficazmente. En un módulo de batería solar, ???-52-578 cuando algunos elementos semiconductores están deshabilitados porque están en la sombra, la corriente fluye por un trayecto alternativo de la misma manera que la anterior. También en una pantalla de diodo emisor de luz, la corriente fluye por un trayecto alternativo de la misma manera que la anterior. Todos los elementos semiconductores normales funcionan eficazmente . El mecanismo conector conductor tiene elementos elásticos conductores que aplican fuerza de presión mecánica en la dirección paralela a la dirección de la columna para mantener la conexión en serie de varias columnas de elementos semiconductores. Por lo tanto, puede minimizarse o eliminarse la conexión eléctrica por soldadura o adhesivo conductor. Cuando el módulo semiconductor es desechado o reparado, el medio de retención puede ser desensamblado para separar los varios elementos semiconductores individualmente o en grupos . Los varios elementos semiconductores pueden ser retirados individualmente o en grupos. Se pueden utilizar las siguientes estructuras diversas además de la estructura anterior de la presente invención. (1) La sección transversal de la base del BHA-52-578 elemento semiconductor en un plano ortogonal al eje de la base es un circulo parcial obtenido retirando de un circulo un segmento cuya cuerda es 1/2 a 2/3 de un diámetro de longitud. (2) El área en forma de banda de la base es un área plana en forma de banda formada al retirar el segmento que tiene la cuerda anterior. (3) La otra capa conductora es una capa de difusión formada al difundir una impureza. (4) El medio de retención tiene una caja de contención plana que constituye una zona de contención plana que contiene varios elementos semiconductores, la caja de contención comprende varios elementos separables que incluyen un par de placas de cubierta que separan la zona de contención de los alrededores en cualquier lado, y al menos una de las placas de cubierta está elaborada de un vidrio o resina sintética ópticamente transparentes. (5) En el punto anterior (4), el medio de retención tiene varios resortes de retención ondulados acomodados casi en paralelo en la caja de contención y cada uno consiste de una tira conductora, los varios elementos semiconductores en cada hilera se retiene por un par de resortes de retención ondulados con sus primeros y segundos electrodos conectados BHA-52-578 eléctricamente a ellos, y el mecanismo conector conductor comprende los diversos resortes de retención ondulados . (6) En el punto anterior (5), los varios elementos semiconductores es retenida entre varias depresiones de uno de los resortes de retención ondulados adyacentes y varias crestas de los otros, respectivamente . (7) En el punto anterior (6), los diversos resortes de retención ondulados constituyen una estructura de malla con los varios elementos semiconductores que están retenidos. (8) En cualquiera de los puntos anteriores (4) a (7), el elemento semiconductor es un elemento semiconductor que tiene capacidad de generación de energía y el par de placas de cubierta está elaborado de un vidrio o resina sintética ópticamente transparentes . (9) En el punto anterior (4), los varios elementos semiconductores se divide en varios grupos; los varios elementos semiconductores en cada grupo está configurada en una matriz de varias hileras y columnas y elementos semiconductores adyacentes de los varios elementos semiconductores en cada hilera están colocados cerca o en un intervalo específico; el BHA-52-578 mecanismo conector conductor tiene varios alambres conductores provistos entre hileras de varias hileras de elementos semiconductores y un par de conductores de conexión provistos fuera de- las hileras en cualquier extremo en la dirección de la columna y en paralelo a una dirección de la hilera; y los varios elementos semiconductores, los diversos alambres conductores, y el par de conductores de conexión de cada grupo están parcialmente empotrados en una resina ópticamente transparente para formar un módulo de división plano. (10) En el punto anterior (9), dos o más de los módulos de división están configurados en la caja de contención en serie en la dirección de la columna con los conductores de conexión de los módulos de división adyacentes que están conectados eléctricamente . (11) En el punto anterior (10), la caja de contención comprende un par de placas de cubierta superpuestas de lado a lado, cada una de las placas de cubierta tiene paredes laterales que cierran ambos extremos de la zona de contención en la dirección de la hilera y muescas de montaje terminales que se extienden desde la zona de contención a cualquier extremo de la placa de cubierta en la dirección de la columna, y una placa terminal que sobresale fuera está montada en un BHA-52-578 par de muescas de montaje terminales frontales de la caja de contención y fija a la caja de contención. (12) En el punto anterior (11), los resortes ondulados que constituyen los elementos elásticos conductores están interpuestos entre la placa terminal y el conductor de conexión del módulo de división de frente a la placa terminal, y la fuerza de desviación elástica del par de resortes ondulados sirve para mantener la conexión eléctrica en serie de varios módulos de división. (13) En los puntos anteriores (11) o (12), las placas terminales están fijas a la caja de contención de manera que sus posiciones son ajustables en la dirección de la columna.

VENTAJAS DE LA INVENCIÓN El módulo semiconductor para la generación de luz o emisión de luz de la presente invención utiliza un elemento semiconductor similar a varilla que tiene una base similar a varilla, una unión pn en la forma de un cilindro parcial, y primeros y segundos electrodos provistos en los extremos en cualquier lado del eje de la base, de este modo incrementa el área receptora de luz o área emisora de luz por elemento semiconductor, reduce el número necesario de elementos semiconductores BHA-52-578 y el número de conexiones eléctricas, reduce el costo de producción, y obtiene un módulo semiconductor que tiene gran capacidad de generación de energía o de emisión de luz. Se proporciona un medio de retención que retiene varios elementos semiconductores de manera que se pueden separar individualmente o en grupos y elementos elásticos conductores que aplican fuerza de presión mecánica en la dirección paralela a la dirección de la columna para mantener la conexión en serie de varias columnas de elementos semiconductores por el mecanismo conector conductor. Por lo tanto, cuando el módulo semiconductor es desechado o reparado, los varios elementos semiconductores se pueden quitar individualmente o e'n grupos. Los elementos semiconductores pueden ser reutilizados , reciclados, o reparados. La soldadura o la conexión adhesiva conductora de la técnica anterior se pueden eliminar o minimizar .

BREVE EXPLICACIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista seccional transversal de un elemento semiconductor que tiene capacidad de generación de energía relacionado con la Modalidad 1/ BHA-52-578 La Figura 2 es una vista seccional transversal en la linea II-II en la Figura 1; La Figura 3 es una vista en perspectiva del elemento semiconductor en la Figura 1 ; La Figura 4 es una vista en perspectiva de un módulo de batería solar de la Modalidad 1; La Figura 5 es una vista en planta del módulo de batería solar en la Figura 4; La Figura 6 es una vista seccional transversal en la línea VI-VI en la Figura 5 ; La Figura 7 es una vista seccional transversal en la línea VII-VII en la Figura 5 ; La Figura 8 es una vista agrandada de una parte marcada por VIII en la Figura 5; La Figura 9 es una vista agrandada de una parte marcada por IX en la Figura 5; La Figura 10 es una vista seccional transversal en la línea X-X en la Figura 9 ; La Figura 11 es un diagrama de circuitos equivalente al módulo de batería solar; La Figura 12 es una vista en perspectiva de un módulo de batería solar de la Modalidad 2; La Figura 13 es una vista en planta seccional transversal del módulo de batería solar en la Figura 13; BHA-52-578 La Figura 14 es una vista seccional transversal en la linea XVI-XVI en la Figura 13; La Figura 15 es una vista seccional transversal en la linea XV-XV en la Figura 13; La Figura 16 es una vista en planta de un módulo de división; La Figura 17 es un diagrama de circuitos equivalente al módulo de batería solar; La Figura 18 es una vista seccional transversal de un elemento semiconductor emisor de luz relacionado con la Modalidad 3; y La Figura 19 es una vista seccional transversal en la linea XIX-XIX en la Figura 18.

DESCRIPCIÓN DE LOS NÚMEROS 1 Elemento semiconductor generador de energía 1A Elemento semiconductor emisor de luz 2 Base 3 Área plana (área en forma de banda) 4 Capa de difusión tipo n (capa conductora separada ) 5 Unión pn 6 Película antirreflej ante 7 Electrodo positivo 8 Electrodo negativo BHA-52-578 Módulo de batería solar 21 Mecanismo de retención 22 Mecanismo conector conductor 23 Resorte de retención ondulado 24 Caja de contención 25 Zona de contención 26 Marco externo 27 Placa de cubierta 31 Película elástica 60 Módulo de batería solar 61 Módulo de división 62 Caja de contención 63 Elemento de cubierta 65 Zona de contención' 66 Alambre conductor 70 Resorte ondulado 76 Terminal externa MEJOR MODO PARA IMPLEMENTAR LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz que comprende varios elementos semiconductores similares a varillas que tienen la capacidad para la generación de energía o la emisión de luz, en donde los varios elementos semiconductores BHA-52-578 puede ser separada individualmente o en grupos cuando el módulo semiconductor es desechado o reparado.

Modalidad 1 Se describirá un módulo de batería solar de la Modalidad 1 (que corresponde al módulo semiconductor para la generación de energía) con referencia a las Figuras 1 a 11. Primero, se describirá un elemento semiconductor similar a varilla que tiene la capacidad de generación de energía y se aplica al módulo de batería solar. Como se muestra en las Figuras 1 a 3, un elemento semiconductor similar a varilla 1 tiene una base similar a varilla 2 que consiste de un monocristal de silicio tipo p, un área plana 3 formada sobre la base 2 en la forma de una banda o tira paralela al eje de la base 2, una capa de difusión tipo n 4, una unión pn 5 formada por la base 2 y la capa de difusión 4 en la forma de un cilindro parcial, una película antirreflej ante 6, un electrodo positivo 7 conectado óhmicamente a la base 2, y un electrodo negativo 8 conectado óhmicamente a la capa de difusión tipo n 4. La sección transversal de la base 2 en un plano ortogonal al eje 2a es de un círculo parcial obtenido retirando del círculo (por ejemplo tiene un BHA-52-578 diámetro de 1.8 mm) un segmento del que la cuerda es de 1/2 a 2/3 del diámetro de longitud. La base 2 tiene una longitud axial de por ejemplo 5 a 20 mm. La base 2 tiene en la parte inferior un área plana 3 en la forma de una banda o tira que se extiende sobre toda la longitud en paralelo al eje 2a y tiene un ancho de por ejemplo 0.6 mm (el cual corresponde al área en forma de banda) . El área plana 3 sirve como una superficie de referencia para colocar la base 2, una superficie para impedir que la base 2 se dé vuelta, y una superficie de referencia para distinguir entre los electrodos positivo y negativo 7 y 8. La capa de difusión tipo n 4 (que corresponde a la capa conductora separada) consiste de un semiconductor tipo n que tiene un tipo de conductividad diferente a la de la base 2. La capa de difusión tipo n 4 está constituida en la forma de un cilindro parcial parecido a un cilindro por difusión térmica de una impureza tipo n como fósforo (P), arsénico (As), y antimonio (Sb) en la parte superficial de la base 2 a una profundidad de 0.5 a 1.0 µ?t? excepto para el área plana 3 y sus inmediaciones en cualquier lado. La unión pn 5 está constituida en la forma de un cilindro parcial parecido a un cilindro cerca del limite entre la base 2 y la capa de difusión tipo n 4.

BHA-52-578 El electrodo positivo 7 (que corresponde al primer electrodo) está formado en el centro del área plana 3 en la forma de una banda o tira que se extiende sobre toda la longitud de la base 2 y tiene un ancho de por ejemplo 0.4 mm, y está conectado eléctricamente a la base 2. El electrodo positivo 7 se forma al aplicar y encender un material de electrodo positivo que consiste de una pasta que contiene plata. El electrodo negativo 8 (que corresponde al segundo electrodo) está formado sobre la superficie de la capa de difusión tipo n 4 en una posición opuesta al electrodo positivo 7 con respecto al eje 2a de la base 2 en la forma de una banda o tira que se extiende sobre toda la longitud de la base 2 y que tiene un ancho de por ejemplo 0.4 mm, y está conectado eléctricamente a la capa de difusión tipo n 4. El electrodo negativo 8 se forma al aplicar y encender un material de electrodo negativo que consiste de una pasta que contiene aluminio. La película antirreflej ante 6 que consiste de un recubrimiento de óxido de silicio o recubrimiento de nitruro de silicio y que sirve como una película de pasivación sobre la superficie del elemento semiconductor 1 se forma sobre la superficie expuesta de la base 2 y la capa de difusión tipo n 4 excepto las áreas donde los electrodos positivo y negativo se BHA-52-578 forman . En este elemento semiconductor 1, el área de la unión pn 5 es mucho más grande que el área seccional transversal de la base 2 en un plano ortogonal al eje 2a. La Figura 3 es una vista en perspectiva del elemento semiconductor 1 visto desde arriba. Con el haz (bm, por su abreviatura en inglés) de luz solar que entra en la superficie del elemento semiconductor 1 excepto las áreas donde los electrodos positivo y negativo 7 y 8 se forman y que se absorbe por el monocristal de silicio de la base 2, se generan portadores (electrones y .orificios) y la unión pn 5 separa electrones de orificios y aproximadamente 0.5 a 0.6 V de la energía fotovoltaica se genera entre los electrodos positivo y negativo 7 y 8. El elemento semiconductor 1 tiene forma similar a varilla parecida a un cilindro. Los electrodos positivo y negativo 7 y 8 se proporcionan en cualquier lado del eje 2a de la base 2; el electrodo positivo 7 se coloca en el centro de la superficie tipo p del área plana 3 y el electrodo negativo 8 se coloca en el centro de la superficie tipo n de la capa de difusión 4. Por lo tanto, la luz se recibe simétricamente alrededor del plano que conecta los electrodos positivo y negativo 7 y 8. La luz solar en BHA-52-578 una amplia gama de direcciones se puede absorber sobre cualquier lado del plano con alta sensibilidad de recepción de luz. La sensibilidad de recepción de luz no baja conforme cambia la dirección de la luz incidente . Como se muestra en la Figura 3, para portadores generados en posiciones diferentes A, B, y C en la dirección circunferencial en cualquier plano ortogonal al eje 2a de la base 2 como consecuencia del monocristal de silicio de la base 2 que recibe luz solar, la suma de las distancias a los electrodos positivo y negativo 7 y 8 es casi igual, concretamente (a + b) « (a' + b' ) » (a" +b"). Entonces, la distribución de corriente fotoeléctrica es uniforme con respecto al eje 2a de la base 2 y se puede reducir la pérdida de resistencia atribuible a la distribución dispareja. Aqui, la unión pn 5 está cubierta y protegida por la película antirreflej ante 6 aislante en la periferia y en los lados extremos ortogonales al eje 2a. El elemento semiconductor 1 tiene los electrodos positivo y negativo 7 y 8 en la forma de bandas formadas sobre la superficie de la base 2 similar a varilla en posiciones opuestas con respecto al eje 2a. Incluso si la base 2 tiene una proporción BHA-52-578 grande de longitud/diámetro, la distancia entre los electrodos positivo y negativo 7 y 8 se puede mantener más pequeña que el diámetro de la base 2. Por lo tanto, la resistencia eléctrica entre los electrodos positivo y negativo 7 y 8 se puede mantener pequeña y el rendimiento de conversión fotoeléctrico de la unión pn 5 se puede mantener alto. Por consiguiente, cuando un módulo de batería solar está constituido usando un gran número de elementos semiconductores 1, la base 2 que tiene una proporción de longitud/diámetro más grande puede contribuir a reducir el número necesario de elementos semiconductores 1, reducir el número de conexiones eléctricas, incrementar la conflabilidad del módulo de batería solar, y reducir el costo de producción. La recepción de luz simétrica sobre el plano que contiene los electrodos positivo y negativo 7 y 8 permite que un módulo de batería solar pueda recibir la luz sobre ambos lados. La base 2 tiene el área plana 3, que sirve como una superficie de referencia en el transcurso de la producción del elemento semiconductor 1, impide que la base 2 se dé la vuelta, y permite que por ejemplo un sensor de un aparato de ensamblaje automático distinga entre los electrodos positivo y negativo 7 y 8. La BHA-52-578 película antirreflej ante 6 sobre la superficie del elemento semiconductor 1 reduce el reflejo de la luz incidente e incrementa la tasa de recepción de luz. La película antirrefle ante 6 también sirve como una película de pasivación, protegiendo la superficie del elemento semiconductor 1 y asegurando su durabilidad. Un módulo de batería solar 20 constituido por un gran número de elementos semiconductores 1 conectados en serie y en paralelo se describirá en seguida con referencia a las Figuras 4 a 11. El módulo de batería solar 20 es un módulo de batería solar de vidrio doble. El módulo de batería solar 20 tiene una superficie rectangular que recibe la luz de por ejemplo 50 a 75 mm sobre un lado. El tamaño de esta superficie que recibe la luz se da a manera de ejemplo. Se pueden constituir módulos de batería solar más grandes . Como se muestra en las Figuras 4 y 5, el módulo de batería solar 20 comprende un mecanismo de retención 21 (el medio de retención) que retiene varios elementos semiconductores 1 de manera que están configurados en varias columnas e hileras en un plano con su dirección de conducción alineada en la dirección de las columnas y se pueden separar individualmente o en grupos; un mecanismo conector conductor 22 que BHft-52-578 conecta en serie los varios elementos semiconductores 1 en cada dos columnas adyacentes de las diversas columnas y que conecta en paralelo los varios elementos semiconductores1' 1 en cada hilera de las diversas hileras, y varios resortes de retención ondulados 23 conductores que sirven como elementos elásticos conductores que aplican fuerza de presión mecánica en la dirección paralela a la dirección de la columna para mantener la conexión en serie de varios elementos semiconductores 1 por el mecanismo conector conductor. El mecanismo de retención 21 comprende una caja de contención plana 24 y varios resortes de retención ondulados conductores 23. El mecanismo conector conductor 22 comprende los diversos resortes de retención ondulados 23. Una zona de contención 25 rectangular, plana, se forma en la caja de contención 24 para contener los varios elementos semiconductores 1. La caja de contención 24 tiene un marco externo 26 que rodea la zona de contención 25 y las placas de cubierta 27 de vidrio transparente cierran la parte superior e inferior de la zona de contención 25 y el marco externo 26. El marco externo 26 es un marco rectangular elaborado de un elemento aislante (una placa de cableados impresos) elaborado de fibras de vidrio y una BHA-52-578 resina epóxica y tiene un espesor de aproximadamente 2 mm. El marco externo 26 tiene en los extremos derecho e izquierdo en la Figura 5, las partes 26a de marco vertical que se extienden más allá de los extremos de las placas de cubierta 27. Como se muestra en las Figuras 5 y 8, las partes derecha e izquierda 26a de marco vertical tienen varios conjuntos de ranura/poro 28 para acoplar las partes de acoplamiento 23c en los extremos de los resortes de retención ondulados 23. Una capa conductora 29 que consiste de un papel de cobre cubierto con plata se forma sobre la superficie interna del conjunto de ranura/poro 28. La capa conductora 29 está conectada eléctricamente a la parte de acoplamiento 23c del resorte de retención ondulado 23. Las partes derecha e izquierda 26a de marco vertical tienen varias partes de conexión de guia 30 que corresponden a los diversos conjuntos de ranura/poro 28. Cada parte de conexión de guia 30 consiste de un papel de cobre cubierto con plata y está conectada eléctricamente a la capa conductora 29 de la ranura correspondiente 28. Como se muestra en las Figuras 5 a 10, se proporciona varios resortes de retención ondulados 23 en la zona de contención 25 en la manera que están casi paralelos y las depresiones 23a y crestas 23b de los BHA-52-578 resortes de retención ondulados 23 adyacentes están cerca de frente entre sí. La parte de acoplamiento 23c de extremo y guía de cada resorte de retención ondulado 23 se ajusta en un ranura/poro 28 de la parte de marco vertical 26a, así el resorte de retención ondulado 23 se acopla a la parte de marco vertical 26a. El resorte de retención ondulado 23 se constituye dando forma a una banda o tira de placa de fósforo-bronce que tiene un espesor de aproximadamente 0.4 mm y un ancho de aproximadamente 1.9 mm en un patrón de onda periódica y forma una placa de plata en la superficie. Varios elementos semiconductores 1 están configurados en varias columnas e hileras con su dirección de conducción alineada en la dirección de la columna en la zona de contención 25. Los varios elementos semiconductores 1 en dos columnas adyacentes están configurados en un patrón de zigzag. Los elementos semiconductores 1 se colocan en posiciones donde las depresiones 23a y las crestas 23b de los resortes de retención ondulados 23 adyacentes están cerca de frente entre sí. El electrodo positivo 7 de cada elemento semiconductor 1 está unido y conectado eléctricamente al resorte de retención ondulado 23 utilizando una resina epóxica conductora. El electrodo negativo 8 de cada elemento semiconductor 1 se presiona BHA-52-578 contra y se conecta eléctricamente al resorte de retención ondulado 23 a través de la fuerza de presión elástica del resorte de retención ondulado 23. Lindando contra las superficies internas de las partes de marco horizontal 26b del marco externo 26, los resortes de retención ondulados 23 en los extremos en la dirección de la columna están en su lugar. Varios elementos semiconductores 1 similares a varilla están retenidos por la fuerza de presión mecánica de varios resortes de retención ondulados 23 conductores y conectados eléctricamente en la zona de contención 25. Los varios elementos semiconductores 1 en cada dos columnas adyacentes de las diversas columnas se conectan eléctricamente en serie por los diversos resortes de retención ondulados 23 y los varios elementos semiconductores 1 en cada hilera se conecta eléctricamente en paralelo por un par de resortes de retención ondulados 23 en cualquier lado. El mecanismo conector conductor 22 comprende los diversos resortes de retención ondulados 23. La fuerza de presión mecánica aplicada por los diversos resortes de retención ondulados 23 en la dirección de la columna mantiene la conexión en serie de las diversas columnas de elementos semiconductores 1. Las placas de cubierta 27 transparentes están BHA-52-578 acopladas a la parte superior e inferior del marco externo 26 y la zona de contención 25 para sellar la zona de contención 25. La placa de cubierta 27 (por ejemplo que tiene un espesor de aproximadamente 3 mm) tiene una película elástica 31 elaborada de un caucho de silicona transparente que tiene un espesor de aproximadamente 0.2 mm sobre una superficie (sobre la superficie interna) . El par de placas de cubierta 27 emparedan un conjunto de elementos semiconductores 1 y el marco externo 26 en la manera que sus películas elásticas 31 hacen contacto con ellos. La película elástica 31 tiene en la periferia un marco de película elástica 31a que tiene un espesor incrementado de aproximadamente 0.5 mm para mejorar el sello contra el marco externo 26. Los orificios de perno 27a de la placa de cubierta 27 y los Orificios de perno 26c del marco externo 26 están alineados y los pernos de acero 34 y las tuercas 35 están sujetados para sellado con las arandelas 32 y los resortes de disco de acero 33 de resina sintética (por ejemplo resina de fluorocarburo ) . Aquí, los resortes de retención ondulados 23 adyacentes a las partes de marco horizontal 26b del marco externo 26 están en contacto mecánico con y retenidos por las superficies internas de las partes de marco horizontal 26b a través de la fuerza de presión BHA-52-578 de los resortes de retención ondulados 23. Sin embargo, la integración no se logra necesariamente sujetando los pernos 34 y las tuercas 35. Se puede utilizar cualquier estructura que permita que las placas de cubierta 27, el marco externo 26, y los diversos resortes de retención ondulados 23 a los que están acoplados varios elementos semiconductores 1 se puedan separar individualmente . La zona de contención 25 puede ser tratada al vacio en un recipiente tratado al vacio antes de que los pernos 34 sean sujetados si es necesario. Luego, la zona de contención 25 al vacio se sella sujetando los pernos 34 y las tuercas 35. Alternativamente, un gas inerte como el gas de nitrógeno se puede introducir en la zona de contención 25 antes de que se selle. De esta manera, se puede obtener un módulo de batería solar 20 de vidrio doble muy aislado térmicamente. Con ese fin, la zona de contención 25 de preferencia tiene una estructura herméticamente sellada. Como se describe anteriormente, varios elementos semiconductores 1 se retiene entre las dos placas de cubierta 27 por el marco externo 26 y los diversos resortes de retención ondulados 23. Los diversos resortes de retención ondulados 23 que retienen los varios elementos semiconductores 1 forman BHA-52-578 una estructura de malla, creando aberturas adecuadas para iluminación natural y espacios adecuados. Por lo tanto, el módulo de batería solar 20 de vidrio doble es utilizable como una ventana de iluminación muy aislada térmicamente y aislada acústicamente. Los resortes de retención ondulados 23 y los elementos semiconductores 1 también sirven como un espaciador para mantener una cierta distancia entre las dos placas de cubierta 27, mejorando asi la fuerza mecánica. Una estructura de vidrio doble de baja emisividad en la que las superficies de las placas de cubierta 27 están cubiertas con una película reflejante infrarroja como óxido de plata y estaño se puede utilizar para obtener una ventana aislada térmicamente, mejorada. El módulo de batería solar 20 de vidrio doble se puede utilizar solo o en combinación con otros módulos de batería solar 20 que tienen la misma estructura para incrementar el tamaño y por lo tanto el rendimiento conectándolos eléctricamente utilizando las partes de conexión de guía 30. Por ejemplo, cuando varios módulos de batería solar 20 están conectados en paralelo, pueden conectarse utilizando todas las partes de . conexión de guía 30 de al menos una de las partes de marco vertical 26a. Cuando varios módulos de batería BHA-52-578 solar 20 están conectados en serie, pueden conectarse utilizando las partes de conexión de guía 30 en ambos extremos o en un extremo en la dirección de la columna. En el módulo de batería solar 20 de vidrio doble, la luz incidente transmitida a través de las placas de cubierta 27 transparentes, es absorbida por los elementos semiconductores 1 similares a varilla y la energía eléctrica de acuerdo con la intensidad de la energía luminosa que se pueda generar. Durante este proceso, no sólo la luz directa sino también la luz múltiple reflejada por los resortes de retención ondulados 23, las placas de cubierta 27 y los elementos semiconductores 1 dentro de la zona de contención 25, finalmente se absorbe por los elementos semiconductores 1 y se convierte en energía eléctrica. El diseño de varios módulos de batería solar 20 y la forma de los resortes de retención ondulados 23 se puede modificar para alterar la proporción de luz natural y apariencia externa para el uso en ventanas. En el módulo de batería solar 20 de vidrio doble, varios elementos semiconductores conectados en paralelo por un par de resortes de retención ondulados 23 están conectados en serie para formar un circuito eléctrico 36 estructurado como malla, como se muestra en la Figura 11. El circuito eléctrico 36 es un BHA-52-578 circuito equivalente al módulo de batería solar 20 y los semiconductores 1 son presentados por los diodos 1A. Por lo tanto, cuando algunos elementos semiconductores 1 están abiertos debido al fracaso o algunos elementos semiconductores 1 están desconectados eléctricamente o algunos elementos semiconductores 1 están inhabilitados porque están en la sombra, la corriente eléctrica fluye por un trayecto alternativo desviando los elementos semiconductores 1 fallidos, asi todos los otros elementos semiconductores 1 normales no pierden ni reducen la capacidad de generación de energía . Los efectos y ventajas del módulo de batería solar 20 descrito anteriormente se describirán en seguida. (1) Cada uno de los elementos semiconductores 1 similares a varillas tiene los electrodos positivo y negativo 7 y 8 en cualquier lado de su eje. Por lo tanto, si el elemento semiconductor 1 tiene una longitud de eje dos o más veces más grande que el diámetro, la resistencia entre los electrodos para una corriente generada es constante. Entonces, esto permite incrementar la proporción de longitud/diámetro, incrementar el área que recibe la luz, reducir el número necesario de elementos semiconductores, reducir BHA-52-578 el número de conexiones eléctricas, reducir el costo de producción, y se obtiene un módulo semiconductor 20 tiene una alta capacidad de generación de energía. (2) Los elementos semiconductores 1 similares a varillas son mecánicamente fuertes. Por lo tanto, pueden ser conectados eléctricamente de manera correcta a los resortes de retención ondulados 23 por la fuerza de presión de los resortes de retención ondulados 23. Luego, el módulo de batería solar 20 puede ser desensamblado simplemente al soltar los pernos 34 y las tuercas 35, así los varios elementos semiconductores 1 (un conjunto de elementos semiconductores) acoplados a los resortes de retención ondulados 23 se pueden retirar fácilmente junto con los resortes de retención ondulados 23 y hacerlo también a las otras partes. Los varios elementos semiconductores 1 retirados junto con los resortes de retención ondulados 23 se pueden reutilizar ya que están juntos con los resortes de retención ondulados 23 o separados de los resortes de retención ondulados 23 al fundirse el adhesivo conductor. De este modo, el costo de recuperación de los elementos semiconductores 1 puede ser mucho más bajo que el de la técnica anterior donde los elementos semiconductores 1 están conectados firmemente utilizando soldadura.

BHA-52-578 (3) El marco externo 26, los diversos resortes de retención ondulados 23, y dos placas de cubierta 27 se ensamblan mecánicamente utilizando pernos y tuercas. Por lo tanto, el módulo de batería solar 20 puede ser ensamblado/desensamblado fácilmente, dando por resultado el costo significativamente reducido del ensamblaje/desensamblaje. (4) Con los elementos semiconductores 1 y resortes de retención ondulados 23 que se mantienen entre las dos placas de cubierta 27 transparentes, el módulo de batería solar 20 es mecánicamente muy fuerte y se puede utilizar como un material de ventana. Se pueden obtener ventanas de apariencia excelente diseñando perfectamente el diagrama de los elementos semiconductores 1 y las formas y los tamaños de los resortes de retención ondulados 23, el marco externo 26, y las placas de cubierta 27. Se puede proporcionar una cortina reflejante de la luz en el lado interno de la ventana para reflejar la luz desde afuera e iluminar la parte posterior de los elementos semiconductores para la generación de energía mejorada. (5) Cuando el módulo de batería solar 20 se utiliza como una pared o material de techo además de la batería solar, el interior de las dos placas de cubierta 27 puede tener un recubrimiento muy reflejante BHA-52-578 sobre la superficie interna o la placa de cubierta 27 interior se puede reemplazar con una placa de cubierta de cerámica muy reflejante. Cuando se utiliza una placa de cerámica, las ventajas incluyen la fuerza mecánica alta y aseguramiento del calor aunque no esté disponible ninguna luz natural. (6) La película de caucho de silicona 31 (la película elástica) sella eficazmente el espacio entre la placa de cubierta 27 y el marco externo 26 y mantiene el estado hermético. Cuando se introduce un gas interno o se crea un estado al vacío, la película de caucho de silicona 31 es eficaz para impedir que los elementos semiconductores se deterioren debido al aire ambiental o para mejorar el aislamiento del calor del vidrio doble. La película de caucho de silicona 31 puede ser una película de otras resinas sintéticas transparentes elásticas (tal como acetato de etilenvinilo (EVA, por sus siglas en inglés) o tereftalato de polietileno (PET, por sus siglas en inglés ) . Las modificaciones parciales del módulo de batería solar 20 descrito anteriormente se describirán en seguida. [1] El diámetro de la base 2 del elemento semiconductor 1 no está restringido a 1.8 mm. El BHA-52-578 diámetro está convenientemente en un intervalo desde 1.0 hasta 2.0 mm; sin embargo, no está restringido a este intervalo. El ancho del área plana 3 de la base 2 no está restringido a 0.6 mm y es conveniente desde aproximadamente 1/2 hasta 2/3 del diámetro de la base 2. El material semiconductor de la base 2 no está restringido a un monocristal de silicio tipo p y puede ser un policristal de silicio tipo p u otros semiconductores conocidos. La base 2 no es necesariamente un semiconductor tipo p y puede ser un semiconductor tipo n. En tal caso, la capa de difusión 4 que forma una unión pn junto con la base 2 es un semiconductor tipo p. En lugar de la capa de difusión 4, se puede utilizar una capa conductora separada (la capa conductora separada que tiene un tipo de conductividad diferente a la de la base 2) formada por la deposición química por vapor (CDV, por sus siglas en inglés) o la implantación iónica. [2] El área plana 3 formada sobre la base 2 del elemento semiconductor 1 no es esencial para la generación de energía. El área plana 3 puede ser eliminada. Entonces, la base 2 es circular en sección transversal. Sobre la superficie de la base 2 se crea un área en forma de banda paralela al eje en donde no BHA-52-578 se forma la capa de difusión 4 ni la unión pn 5. Una banda de electrodo positivo 7 se proporciona sobre el área en forma de banda en una posición simétrica al electrodo negativo 8 alrededor del eje de la base y conectada óhmicamente a la base 2. [3] El marco externo 26 puede comprender otros materiales como placas de cableado de cerámica además de la placa de cableado impreso de resina epóxica descrita anteriormente. Las placas de cableado de cerámica son costosas, pero son resistentes al fuego y excelentes en la fuerza mecánica y estabilidad dimensional . [4] El electrodo positivo 7 del elemento semiconductor 1 puede conectarse eléctricamente al resorte de retención ondulado 23 presionándolo utilizando la fuerza de presión elástica del resorte de retención ondulado 23 sin unirlo al resorte de retención ondulado 23 utilizando una resina epóxica conductora. En tal caso, los elementos semiconductores 1 pueden ser retirados individualmente cuando el módulo de batería solar 20 es desensamblado. [5] Una de las placas de cubierta 27 transparentes puede tener una película reflejante para reflejar la luz incidente para la generación de energía mejorada por los elementos semiconductores 1. Una o BHA-52-578 ambas de las dos placas de cubierta 27 de vidrio pueden reemplazarse con una placa de resina sintética tal como una resina acrilica transparente, resina de policarbonato, o placa de resina de silicona. [6] El material de los resortes de retención ondulados 23 puede ser un material de resorte conocido tal como acero al carbono, acero al tungsteno, acero al níquel, níquel-plata, y berilio-cobre o puede ser un alambre para cuerdas de piano. [7] Partes de circuitos tales como elementos semiconductores o chips semiconductores diferentes a los elementos semiconductores 1, resistores, capacitores, e inductores para la generación de energía pueden estar montados sobre el marco externo 26 para constituir un módulo o aparato de función electrónica compleja que contenga los elementos semiconductores 1. Por ejemplo, puede estar montado un circuito para convertir la salida de corriente directa del módulo de batería solar 20 en salida de corriente alterna y un circuito de control de salida. Además, los diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés) y las baterías pueden ser montados aparte de los elementos semiconductores 1 para constituir un dispositivo de pantalla en el que los LED usan la energía generada para emitir luz. Alternativamente, están disponibles BHA-52-578 dispositivos híbridos del módulo de batería solar y otros aparatos funcionales instalando LEDs de fuente de luz de comunicación óptica o elementos sensores y chips de circuitos integrados (IC, por sus siglas en inglés) para la transmisión externa de la información. [8] Un módulo de diodo emisor de luz utilizable como una pantalla o una lámpara de iluminación que emite luz superficial puede constituirse reemplazando los elementos semiconductores 1 descritos anteriormente con elementos de diodo emisor de luz similares a varillas.

Modalidad 2 Un módulo de batería solar 60 de la Modalidad 2 se describirá con referencia a las Figuras 12 a 17. El módulo de batería solar 60 está diseñado para integrar/desintegrar varios elementos semiconductores 1 para generar energía en grupos, en donde varios elementos semiconductores 1 están divididos por ejemplo en dos grupos para constituir dos módulos de división 61 planos pequeños y los dos módulos de división 61 están instalados y conectados en serie en una caja de contención 62. Los elementos semiconductores 1 mismos son iguales a los elementos semiconductores 1 en la Modalidad 1 y se dará la BHA-52-578 explicación utilizando ¦ los mismos números de referencia . Como se muestra en las Figuras 12 a 15, el módulo de batería solar 60 comprende dos módulos de división 61 y una caja de contención 62 que forma una zona de contención plana 65 que contiene los dos módulos de división 61. Los módulos de división 61 se forman al fijar varios elementos semiconductores 1 configurados en una matriz de varias hileras y columnas a varios alambres conductores 66 utilizando un adhesivo conductor para conectarlos en serie y en paralelo y moldear toda la estructura en un material de resina sintética 61a para formar un cuerpo plano. El medio de retención retiene a los varios elementos semiconductores 1 de manera que están configurados en varias columnas e hileras en un plano y ellos se pueden separar en grupos, comprende el material de resina sintética 61a del módulo de división 61 y la caja de contención 26. Los módulos de división 61 están configurados en serie en la zona de contención 65 de la caja de contención 62 y conectados eléctricamente entre sí por la presión mecánica de un par de resortes ondulados 70 (los elementos elásticos conductores). En esta modalidad, el módulo de batería solar 60 que tiene dos BHA-52-578 módulos de división 61 se explica a manera de ejemplo. Sin embargo, el número de módulos de división instalados en la caja de contención 62 no está restringido a dos. El módulo de batería solar 60 puede tener alto rendimiento cuando se incrementa el número de módulos de división 61. El módulo de división 61 descrito anteriormente se describirá en seguida. Como se muestra en las Figuras 13 y 16, varios elementos semiconductores 1 están configurados en una matriz de varias hileras y columnas con su dirección de conducción alineada en la dirección de la columna (la dirección transversal en las Figuras 13 y 16) . Los elementos semiconductores 1 adyacentes en cada hilera están ligeramente espaciados. Alambres conductores 66 fine que tienen una sección transversal rectangular se proporcionan entre hileras adyacentes de varios elementos semiconductores 1 y colindan contra sus electrodos positivo y negativo 7 y 8. Conductores de conexión 67 que tienen una sección transversal rectangular más grande que los alambres conductores 66 se proporcionan para colindar contra los electrodos positivos 7 o los electrodos negativos 8 de varios elementos semiconductores 1 en cualquier hilera de extremo en la dirección de la BHA-52-578 columna. Los electrodos positivo y negativo 7 y 8 de los elementos semiconductores 1 están unidos al alambre conductor 66 o al conductor de conexión 67 utilizando un adhesivo conductor conocido (por ejemplo una resina epóxica de plata) y curados térmicamente para la fijación firme. De este modo, los varios elementos semiconductores 1 en cada hilera están conectados en paralelo por un par de alambres conductores 66 o un alambre conductor 66 y un conductor de conexión 67 y los varios elementos semiconductores 1 en cada columna están conectados en serie por los diversos alambres conductores 66. Los varios elementos semiconductores 1 del módulo de división 61 están conectados en serie y en paralelo por los diversos alambres conductores 66 y dos conductores de conexión 67. De este modo, el módulo de división 61 tiene un mecanismo conector conductor 64 que conecta en serie los varios elementos semiconductores en cada columna y conecta en paralelo los varios elementos semiconductores 1 en cada hilera.

El mecanismo conector conductor 64 comprende los diversos alambres conductores 66 provistos al módulo de división 61. El mecanismo conector conductor del módulo semiconductor 60 comprende dos mecanismos de conexión conductores 64 de dos módulos de división 61 y dos BHA-52-578 conductores de conexión 67 que conectan en serie los dos módulos de división 61. Los varios elementos semiconductores 1 conectados en serie y en paralelo, los alambres conductores 66, y los conductores de conexión 67 están completamente moldeados en una resina sintética transparente (por ejemplo resina de silicona) para formar un cuerpo plano con los bordes de los conductores de conexión 67 expuestos de cualquier extremo de la placa de resina sintética 68. La placa de resina sintética 68 tiene partes de retención planas 68a en cualquier extremo en la dirección de la hilera. En seguida se describirá con referencia a las Figuras 13 a 15 un módulo de batería solar 60 en el que los dos módulos de división 61 descritos anteriormente están instalados. La caja de contención 62 está elaborada de una resina sintética transparente tal como resina de policarbonato, resina acrílica y resina de silicona. La caja de contención 62 se forma al superponer y sujetar con pernos un par de elementos de cubierta 63 superior e inferior, que tienen la misma estructura frente a frente. Cada uno de los elementos de cubierta 63 tiene un hueco 71 que forma aproximadamente la mitad de la zona de contención 65 y muescas de montaje terminal 72 que continúan de BHA-52-578 cualquier extremo del hueco 71 en la dirección de la columna . El elemento de cubierta 63 tiene un par de áreas planas 73 (paredes laterales) fuera del hueco 71. Aproximadamente los dos tercios externos de la superficie del área plana 73 están cubiertos con un caucho elástico, por ejemplo el recubrimiento 74 de caucho de silicona (que tiene por ejemplo un espesor desde 0.5 hasta 0.8 mm) . La muesca de montaje terminal 71 también tiene el mismo recubrimiento de caucho 75 sobre la superficie interna. Cuando el módulo de batería solar 60 es ensamblado, los dos módulos de división 61 se alojan en el hueco 71 del elemento de cubierta inferior 63 y cubiertos con el elemento de cubierta superior 63, así las partes de retención 68a de los módulos de división 61 en los extremos en la dirección de la hilera se interponen entre las áreas planas superior e inferior 73. Luego, los resortes ondulados 70 y las terminales externas conductoras 76 se insertan en las aberturas de montaje terminal planas que consisten de las muescas de montaje terminal superior e inferior 72 en los extremos en la dirección de la columna y el empaque de caucho 77 se inserta entre la terminal externa 76 y la caja de contención 62. Después, los BHA-52-578 ¦ elementos de cubierta superior e inferior 63 se sujetan por pernos y por tanto al elemento de cubierta superior/inferior y a las terminales externas 76. Aquí, por ejemplo, los pernos 78 se insertan en orificios de perno 79 y 80 con arandelas 78a de resina de fluorocarburo y se sujetan a las tuercas 78b con arandelas 78a de resina de fluorocarburo de la parte inferior . Aquí, los orificios de perno 80 de las terminales externas 76 están alargados en la dirección de la columna. Por lo tanto, los orificios de perno 80 se pueden utilizar para ajustar la posición de sujeción de las terminales externas 76 con el propósito de que los resortes ondulados 70 apliquen la fuerza de presión correcta. De este modo, los conductores de conexión 76 están en contacto mecánico en el centro del módulo de batería solar 60 y los dos módulos de división 61 se conectan eléctricamente en serie. Los extremos de los dos módulos de división 61 están en contacto mecánico y conectados eléctricamente a las terminales externas 76 por medio de los resortes ondulados 70. Sobresaliendo en los extremos de la caja de contención 62, las terminales externas 76 sirven como las terminales de electrodo positivo y negativo del módulo de batería solar 60. La salida de energía se puede recuperar de BHA-52-578 estas terminales de electrodo positivo y negativo. La Figura 17 es un circuito equivalente 83 a la estructura de malla del módulo de batería solar 60. Los elementos semiconductores 1 son presentados por los diodos 1A. El circuito equivalente 83 tiene el mismo efecto que el circuito equivalente 36 de la Modalidad 1. La energía eléctrica se puede recuperar de las terminales de electrodo positivo y negativo 81 y 82. Se pueden utilizar elementos de sellado de resina o de caucho para llenar la separación libre con el fin de sellar el espacio en donde están alojados los módulos de división 61 y bloquear la atmósfera ambiental. En el módulo de batería solar 60, dos módulos de división 61 están conectados en serie mecánicamente por los resortes ondulados 70 en una cubierta de contención 62 común; sus posiciones se aseguran sujetando los pernos 78 y las tuercas 78b y los recubrimientos de caucho 74 y 75 y el empaque 77 bloquean el aire ambiental. Toda la caja de contención 62 puede ser desensamblada para reemplazar o recuperar los módulos de división 61 para la reutilización. En este módulo 60, el espacio dentro de la caja de contención 62 tiene efecto de aislamiento térmico. Si los elementos de cubierta 63 están elaborados de una resina sintética, son más ligeros, menos rompibles, y BHA-52-578 económicos comparados con los de vidrio. Si los elementos semiconductores 1 se proporcionan en una densidad más baja, se crean espacios y a la luz se le permite pasar, asi está disponible la luz natural cuando el módulo se utiliza como una ventana. Los efectos y ventajas del módulo de batería solar descrito anteriormente se describirán en seguida. (1) Los elementos semiconductores 1 alargados similares a varillas permiten incrementar una proporción de longitud/diámetro grande de los elementos semiconductores 1, incrementando el área que recibe la luz por elemento semiconductor 1, reduciendo el número necesario de elementos semiconductores 1, y reduciendo el número de conexiones eléctricas, así se reduce el costo de producción. Los elementos semiconductores 1 similares a varillas para generar energía permiten el uso eficaz de la luz incidente en varias direcciones para la generación de energía. Uno o varios módulos de batería solar 60 pueden estar constituidos como un panel de ventana. En tal caso, la luz de la habitación también se puede utilizar para la generación de energía . (2) La conexión entre los módulos de división 61 y la conexión entre el módulo de división 61 y la terminal externa 76 se hacen por la fuerza de presión BHA-52-578 mecánica de los resortes ondulados 70. No hay necesidad de fijación por un material de unión tal como soldadura. Los módulos de división 61, las terminales externas 76 y los resortes ondulados 70 pueden ser retirados fácilmente del módulo de batería solar 60 para usarlos para otro módulo de batería solar. Aquí, varios módulos de batería solar 60 pueden conectarse en serie fácilmente haciendo contacto con sus terminales externas 76. (3) Los resortes ondulados 70 conductores elaborados de un cuerpo elástico garantizan la conexión eléctrica. Éstos absorben cambios dimensionales (expansión o encogimiento) del módulo en asociación con los cambios de temperatura y choques mecánicos y los elementos semiconductores 1 no se someten a ninguna tensión excesiva. (4) Los intervalos de columna de varias columnas del módulo de división 61 se pueden cambiar como sea apropiado y el espesor de los alambres conductores 66 se puede establecer sobre una base arbitraria. Entonces, puede estar disponible cualquier proporción entre la iluminación natural (propiedad de transparencia) y la generación de energía y se puede producir un panel que consiste de módulos de batería solar 60, módulos de diodo emisor de luz, o su BHA-52-578 combinación y también servir como un material de construcción hermoso. Las modificaciones parciales de las Modalidades 2 se describirán en seguida. Sin embargo, las modificaciones con respecto al elemento semiconductor 1 son las mismas que aquellas descritas para la modalidad anterior y su explicación se omite aqui . [1] Los números de hileras y columnas de la matriz de varios elementos semiconductores 1 en el módulo de división 61 se dan a manera de ejemplo. Un módulo de división puede tener números más grandes de hileras y columnas. El número de módulos de división 61 instalados en el módulo de batería solar 60 no está restringido a dos y el número se puede seleccionar sobre una base arbitraria. Varios módulos de división 61 pueden estar configurados en varias columnas, no en una columna, en el módulo de batería solar 60. En otras palabras, varios módulos de división 61 pueden estar configurados en una matriz de varias hileras y columnas en un módulo de batería solar 60. En tal caso, las partes de retención 68a del módulo de división 61 se pueden omitir y el módulo de división 61 puede colindar contra la superficie interna del hueco 65. [2] Con respecto a las terminales externas 76 BHA-52-578 del módulo de batería solar 60, es ventajoso para conectar en serie varios módulos de batería solar 60 que una de las terminales externas 76 (por ejemplo una sobre el extremo del electrodo positivo) sobresalga como se muestra en la figura y la otra terminal externa 76 (por ejemplo una sobre el extremo del electrodo negativo) esté retraída en la abertura de montaje terminal y conectable a una terminal externa 76 (por ejemplo una sobre el extremo del electrodo positivo) de un módulo de batería solar 60 adyacente. [3] Cuando el módulo de batería solar 60 está constituido como un material de pared que no requiere iluminación natural o la propiedad de transparencia, se puede proporcionar una placa u hoja para dispersar la luz o para reflejar la luz detrás de los elementos semiconductores 1. La luz transmitida entre los elementos semiconductores 1 se refleja detrás de los elementos semiconductores 1 e incrementa el rendimiento de los elementos semiconductores 1 en el módulo de batería solar 60. La luz reflejada hacia delante incrementa la brillantez en un módulo de diodo emisor de luz . [4] Las aplicaciones incluyen módulos de batería solar integrados en materiales para construcción tales como techo, tragaluz, ventana, pared BHA-52-578 de cortina, fachada, alero, y estructura para la acumulación de tira (looper), pantallas de diodo emisor de luz al aire libre, y unidades funcionales para la generación de energía solar o pantalla o ambas como una parte de pilares de publicidad, automóviles, aeronaves y botes. [5] Diversos sensores, receptor de señales, transmisor de señales, convertidor de AC/CC, convertidor de frecuencia, circuitos lógicos y CPU y circuitería periférica se pueden montar en las áreas planas 73 de los elementos de cubierta 63 para controlar la entrada/salida del módulo de batería solar 0 el módulo de diodo emisor de luz.

Modalidad 3 Un elemento semiconductor 1A que tiene la capacidad de emisión de luz relacionado con la Modalidad 3 es un diodo emisor de luz similar a varilla. El elemento semiconductor 1A puede ser instalado en el módulo semiconductor 20 de la Modalidad 1 en lugar del elemento semiconductor 1 para constituir un módulo semiconductor para la emisión de luz. Alternativamente, el elemento semiconductor 1A puede ser instalado en el módulo semiconductor 60 de la BHA-52-578 Modalidad 2 en lugar del elemento semiconductor 1 para constituir un módulo semiconductor para la emisión de luz . El elemento semiconductor emisor de luz 1A se describirá en seguida. Como se muestra en las Figuras 18 y 19, el elemento semiconductor 1A comprende una base 2A, un área plana 3A en la forma de una banda o tira paralela al eje 2c de la base 2A, una capa de difusión 4A, una unión pn 5A, un electrodo negativo 7A, un electrodo positivo 8A,' y una capa de pasivación 6A. El elemento semiconductor 1A tiene la misma estructura que el elemento semiconductor 1 generador de energía de la Modalidad 1. La base 2A consiste de un monocristal o policristal de GaP (fosfuro de galio) tipo n y tiene por ejemplo un diámetro de 0.5 mm y una longitud de aproximadamente 5.0 mm. Sin embargo, el diámetro puede ser aproximadamente desde 0.5 hasta 1.0 mm mientras la longitud no está restringida a 5.0 mm y puede ser más grande que 5.0 mm. Una capa de difusión 4A tipo p y una unión pn 5A en la forma de un cilindro parcial (un cilindro parcial parecido a un cilindro) se forman por zinc (Zn) de difusión térmica en la parte superficial de la base 2A con una máscara de difusión de nitruro de silicio BHA-52-578 (Si3N4) colocada sobre el área plana 3A y sus inmediaciones sobre ambos lados de la misma manera que la capa de difusión 4 descrita anteriormente. La unión pn 5A tiene un área más grande que un área seccional transversal de la base 2A en un plano ortogonal al eje 2a. De la misma manera que la película antirreflej ante 6 descrita anteriormente, por ejemplo, se forma un recubrimiento de pasivación de T1O2 6A sobre toda la superficie excepto las áreas donde se forman los electrodos positivo y negativo 8A y 7A. De la misma manera que los electrodos positivo y negativo 7 y 8 de la modalidad anterior, los electrodos negativo y positivo 7A y 8A se forman en la forma de una banda o tira que se extiende sobre toda la longitud. El electrodo negativo 7A se proporciona sobre el área plana 3A (un área en forma de banda) en el centro en la dirección del ancho y conectado eléctricamente óhmicamente a la base 2A. El electrodo positivo 8A se proporciona en una posición opuesta al electrodo negativo 9B con respecto al eje 2c de la base 2A y conectado eléctricamente óhmicamente a la capa de difusión 4A tipo p. El elemento semiconductor 1A emisor de luz (diodo emisor de luz) emite luz roja de la unión pn 5A BHA-52-578 en forma radial en casi la misma intensidad cuando una corriente delantera fluye del electrodo positivo 8A al electrodo negativo 7A. La emisión de luz es simétrica alrededor del plano que contiene los electrodos positivo y negativo 8A y 7A. La luz roja generada es emitida en forma radial en la misma intensidad y con un amplio intervalo de directividad . Debido a que la unión pn 5A está en la forma de un cilindro parcial parecido a un cilindro, la luz roja generada cruza la superficie del elemento semiconductor 1A en un ángulo recto para retirarse hacia fuera. Por lo tanto, la luz está sujeta a menos pérdida de reflexión interna y se mejora la eficiencia de la emisión de luz. La distancia entre los electrodos positivo y negativo 8A y 7A se puede mantener más pequeña que el diámetro de la base 2A. Entonces, la resistencia eléctrica entre los electrodos 8A y 7A se puede mantener baja, produciendo rendimiento de emisión de luz y capacidad de emisión de luz superiores . Las modificaciones parciales del elemento semiconductor 1A descrito anteriormente se describirán en seguida. La base 2A puede estar constituida por varios materiales de semiconductores conocidos (tales como GaAs, SiC, CaN, e InP) para constituir un elemento BHA-52-578 semiconductor 1A que emite varias luces. La capa conductora separada que tiene un tipo de conductividad diferente de la base 2A y que forma la unión pn 5A junto con la base 2A se puede formar por difusión térmica, CVD, o implantación de iones de una impureza. Por ejemplo, un diodo emisor de luz se puede constituir al formar la base 2A utilizando un monocristal de GaAs tipo n y formar la capa conductora separada como una capa de difusión obtenida por Zn de difusión térmica. Alternativamente, un diodo emisor de luz se puede constituir al formar la base 2A utilizando un monocristal de GaAs tipo n y formar la otra capa conductora por difusión térmica, CVD, o implantación de iones de un GaAs tipo n. Además, un diodo emisor de luz se puede constituir al formar la base 2A utilizando un monocristal de SiC tipo n y formar la otra capa conductora por la deposición de un GaN o GalnP tipo p.

APLICABILIDAD INDUSTRIAL El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz de la presente solicitud se puede utilizar eficazmente en paneles de batería solar, pantallas de diodo emisor de luz, y aparatos de iluminación de diodo emisor de luz.

BHA-52-578

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES 1. Un módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz que comprende varios elementos semiconductores que tienen la capacidad de generación de energía o de emisión de luz, caracterizado porque: cada uno de los varios elementos semiconductores comprende una base que consiste de un cristal semiconductor similar a varilla tipo p o tipo n que tiene una sección transversal circular o parcialmente circular, una capa conductora separada formada en una parte superficial de la base excepto por un área en forma de banda, paralela a un eje de la base y sus alrededores y que tiene un tipo conductor diferente del de la base, una unión pn formada por la base y la capa conductora separada en la forma de un cilindro parcial, un primer electrodo en forma de banda conectado óhmicamente a una superficie de la base en el área en forma de banda, y un segundo electrodo en forma de banda conectado óhmicamente a una superficie de la capa conductora separada en un lado opuesto del eje de la base al primer electrodo; se proporciona un medio de retención que retiene a los varios elementos semiconductores de una manera que éstos están configurados en varias columnas
2. BHA-52-578 e hileras en un plano con su dirección de conducción alineada en una dirección de la columna y se pueden separar individualmente o en grupos; se proporciona un mecanismo conector conductor que conecta en serie los varios elementos semiconductores en cada columna o en cada dos columnas adyacentes de las diversas columnas y que conecta en paralelo los varios elementos semiconductores de cada hilera de las diversas hileras; y se proporcionan elementos elásticos conductores que aplican fuerza de presión mecánica en una dirección paralela a la dirección de la columna para mantener la conexión en serie de varias columnas de elementos semiconductores por el mecanismo conector conductor. 2. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 1; en donde la sección transversal de la base del elemento semiconductor en un plano ortogonal al eje de la base es un círculo parcial obtenido al retirar de un círculo un segmento del que la cuerda tiene una longitud que es de 1/2 a 2/3 de un diámetro . 3. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 2; en donde el área en forma de banda de
3. BHA-52-578 la base es un área plana en forma de banda formada al retirar el segmento que tiene la cuerda.
4. 4. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 1 ; en donde la capa conductora separada es una capa de difusión formada por difusión de una impureza .
5. 5. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 1; en donde el medio de retención tiene una caja de contención plana que forma una zona de contención plana que contiene varios elementos semiconductores, la caja de contención comprende varios elementos separables que incluyen un par de placas de cubierta que separan la zona de contención de los alrededores en cualquier lado, y al menos una de las placas de cubierta consiste de un vidrio o resina sintética ópticamente transparentes.
6. 6. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 5; en donde el medio de retención tiene varios resortes de retención ondulados configurados casi en paralelo en la caja de contención y cada uno consiste de una tira conductora, los varios elementos semiconductores en cada hilera se retienen por un par BHA-52-578 de resortes de retención ondulados con sus primeros y segundos electrodos conectados eléctricamente a ellos, y el mecanismo conector conductor comprende los diversos resortes de retención ondulados.
7. 7. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 6; en donde los varios elementos semiconductores son retenidos entre varias depresiones de uno de los resortes de retención ondulados adyacentes y varias crestas de los otros, respectivamente .
8. 8. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 7; en donde los diversos resortes de retención ondulados constituye una estructura de malla con los varios elementos semiconductores que están retenidos .
9. 9. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8; en donde el elemento semiconductor es un elemento semiconductor que tiene capacidad de generación de energía y el par de placas de cubierta está elaborado de un vidrio o resina sintética ópticamente transparentes. 10. El módulo semiconductor para la BHA-52-578 generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende: los varios elementos semiconductores se V dividen en varios grupos; 5 los varios elementos semiconductores en cada grupo están configurados en una matriz de varias hileras, columnas, y elementos semiconductores adyacentes de los varios elementos semiconductores en cada hilera están colocados cerca o en un intervalo
10. 10 específico; el mecanismo conector conductor tiene varios alambres conductores provistos entre hileras de varias hileras de elementos semiconductores, y un par de conductores de conexión están provistos fuera de las 15 hileras en cualquier extremo en la dirección de la columna y en paralelo a una dirección de la hilera; y los varios elementos semiconductores, los diversos alambres conductores, y el par de conductores de conexión de cada grupo están parcialmente empotrados 0 en una resina ópticamente transparente para formar un módulo de división plano.
11. 11. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 10; en donde dos o más de los módulos de 5 división están configurados en la caja de contención en BHA-52-578 serie en la dirección de la columna con los conductores de conexión de los módulos de división adyacentes que están conectados eléctricamente.
12. 12. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 11; en donde la caja de contención comprende un par de placas de cubierta superpuestas frente a frente, cada una de las placas de cubierta tiene paredes laterales que cierran ambos extremos de la zona de contención en la dirección de la hilera y muescas de montaje terminales que se extienden desde la zona de contención a cualquier extremo de la placa de cubierta en la dirección de la columna, una placa terminal que sobresale fuera está montada en un par de muescas de montaje terminales de revestimiento de la caja de contención y fija a la caja de contención.
13. 13. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 12; en donde los resortes ondulados que constituyen los elementos elásticos conductores están interpuestos entre la placa terminal y el conductor de conexión del módulo de división de frente a la placa terminal, y la fuerza de desviación elástica del par de resortes ondulados sirve para mantener la conexión eléctrica en serie de varios módulos de división. BHA-52-578
14. 14. El módulo semiconductor para la generación de energía o la emisión de luz según la reivindicación 12 ó 13; en donde las placas terminales están fijas a la caja de contención de manera que sus posiciones son ajustables en la dirección de la columna . BHA-52-578