WO2012026013A1

WO2012026013A1 - 半導体素子付き織網基材の製造方法、その製造装置及び半導体素子付き織網基材

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Publication number: WO2012026013A1
Application number: PCT/JP2010/064459
Authority: WO
Inventors: 中田仗祐
Original assignee: 京セミ株式会社
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-03-01
Also published as: CA2808264A1; WO2012026046A1; AU2011294612A1; CN103026498B; KR101445351B1; TWI442580B; US8709841B2; EP2610919A1; MX2013001711A; CA2808264C; HK1179753A1; US20130145588A1; WO2012026142A1; EP2610919A4; TW201236165A; AU2011294612B2; CN103026498A; KR20130054368A

Abstract

　複数の絶縁線２１を縦糸とし複数の導電線２２を横糸とするメッシュ状の織網基材２に、受光又は発光機能を有する複数の球状半導体素子３を組み込んだ半導体素子付き織網基材１を製造する製造方法は、複数の縦糸を含む第１群縦糸と、この第１群縦糸と平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸とを綜絖機構５３により上下に移動させて隙間を形成する第１工程と、第１，第２群縦糸の間の隙間にシャトル機構５４により横糸を供給し、その横糸を筬機構５５により筬打ちする第２工程と、この筬打ちされた横糸のうち、複数の球状半導体素子を接続する複数部位に第１導電接合材４を塗布する第３工程と、この第１導電接合材が塗布された部位に複数の球状半導体素子を組み込んで、複数部位に複数の第１電極３１を夫々接続する第４工程と、複数の球状半導体素子の複数の第２電極３２に第２導電接合材５を塗布する第５工程とを備えている。

Description

半導体素子付き織網基材の製造方法、その製造装置及び半導体素子付き織網基材

　本発明は半導体素子付き織網基材、その製造方法及びその製造装置に関し、特に受光又は発光機能の有る複数の球状半導体素子を、絶縁性の複数の縦糸と導電性の複数の横糸からなるメッシュ状の織網に組み込んだ半導体素子付き織網基材を利用可能にする技術に関する。

　従来から、絶縁性或いは導電性のフレキシブルなシート上に半導体薄膜を成膜した構造の太陽電池或いはＥＬディスプレイなどの受光又は発光デバイスが開発されている。これらのデバイスは、半導体薄膜と電極及び配線などを個別に順次形成することで、受光面積が小さいものから比較的大きなものまで製造可能であるが、いずれも平面型の半導体デバイスであり、共通のシート上に形成されるものである。

　一方、球状半導体素子を用いた受光又は発光デバイスが提案されている。例えば、特許文献１には、ｐ形球状シリコン結晶に球面状のｐｎ接合を形成した球状半導体素子（球状太陽電池セル）を、絶縁膜を介して張り合わせた２枚のアルミニウムシートに貼り付け、これらアルミニウムシートに半導体素子のｐ形層とｎ形層を夫々接続した構造のフレキシブルな太陽電池が開示されている。

　特許文献２には、多数の球状発光体（発光ダイオード）をフレキシブルなプラスチックフィルムの表面にＸＹ方向にマトリックス状に配置して、球状発光体の電極をシート状の電極に夫々電気的に接続した発光ディスプレイとその製造方法が開示されている。

　特許文献１，２は、太陽電池又は球状発光体を共通のフィルム上に設けて電気的に接続した構造を有するものである。つまり、共通のフィルムの片面に一括して受光層又は発光層を形成している、或いは共通のフィルムの片面に個別に製造した複数の受光体又は複数の発光体を配置している構造であるため、受光又は発光機能はフィルムの片面にしか存在しない。

　一方で、特許文献３には、デバイスの両面に受光又は発光機能がある構造が開示されている。具体的に、複数の球状半導体素子を、線状の導電部材（導電線）によって電気的に接続し、樹脂封止したフレキシブルな受光又は発光デバイスが開示されている。このデバイスにおいて、列方向の各セルは、１対の導電線によって縦方向に並列接続され、行方向に隣接する導電線を直結することで直列接続された構造を有する。しかし、直列接続された方向に引っ張るとそのまま球状半導体素子が張力を受けるため、球状半導体素子が引き剥がされる虞がある。

　特許文献４には、導体（銀をガラスファイバーにコーティングした導線）を横糸とし、不良導体（ガラスファイバー）を縦糸として平織りした網目様構造体（ガラス布）の網目に、ｐｎ接合を形成した球状半導体素子を強固に押し込み、その状態で高温加熱して電極形成と共に網目様構造体と球状半導体素子の電気的接続を同時に行い、その後、網目様構造体の両面から樹脂フィルムでラミネーションした構造のフレキシブルな太陽電池モジュールが開示されている。

　しかし、特許文献４の製造方法では、電極形成と、網目様構造体と半導体素子間の電気的接続が同時に行われるため、半導体素子は網目様構造体の網目に押し込み電極形成した後でないと、半導体素子の機能試験が出来ない。それ故、不良な半導体素子が混ざった場合でも検出することが出来ず、太陽電池モジュールの不良率が高くなる。さらに、完成した太陽電池モジュールにおいては、その一方の表面に半導体素子が突出した構造になるため、太陽電池モジュールの裏面からの光を有効に活用できず、裏面側から入射する光に対する受光感度が低くなってしまう。また、太陽電池モジュールを機械的に折曲する場合のモジュールの可撓性が、両面側へ対称でなく、片面側に偏るため、利便性が悪くなる。

　そこで、特許文献５では、絶縁性張力糸からなる縦糸と導電性張力糸からなる横糸とで平織した網目構造の織布を用意し、織網の複数のメッシュ状の網目に、正極と負極を備えた受光又は発光機能を有する複数の球状半導体素子を電極の極性を揃えた状態で挿入し、導電線により横方向に並列接続し且つ縦方向に直列接続し、これらを透明な樹脂シート内に封止することにより、透明で可撓性のあるシート状受光又は発光モジュールを製造している。

　この特許文献５の受光又は発光モジュールでは、織布に球状半導体素子を一体的に組み込んだモジュールであるので、受光又は発光モジュールの片面に偏りがない両面受光又は両面発光の特性を有するモジュールであって、モジュールの両面が同じ外観で同じように折曲可能な対称性のあるフレキシブルなモジュールが得られる。

米国特許４６９１０７６号公報米国特許５４６９０２０号公報国際公開ＷＯ２００４／００１８５８号公報特開平９－１６２４３４号公報国際公開ＷＯ２００５／０４１３１２号公報

　ところで、上記特許文献５のモジュールでは、予め平織した織布のメッシュ状の網目に、複数の球状半導体素子を挿入し、これら半導体素子の両端の正負電極と導電線（横糸）とを導電性ペーストで電気的に接続するために、球状半導体素子の直径と網目の間隔を一定に保つ必要がある。

　しかし、織布の網目が開いた状態で上記の球状半導体素子を挿入する作業をするため、作業中に織布の自重などによって寸法や形状が崩れ、横糸間や縦糸間が狭まり過ぎて球状半導体素子が網目に詰まったり、また逆に横糸間や縦糸間が拡がり過ぎて球状半導体素子の電極を導電性ペーストで適切に接続できない、などの状態が生じる虞がある。

　ところで、太陽電池、太陽光モジュール、太陽光パネルなどにおいては、製品の発電効率や使い勝手、耐久性および経済性だけでは満足できない分野がある。例えば、外部から光を取り込み電気エネルギーを供給する受光デバイス、或いは、電気エネルギーを光に変換し外部に光を放射する発光デバイスでは、用途によってはヒュウーマンインターフェースとして人の感性に触れる要素を有するようになる。

　太陽電池を、人目に触れる電子機器、建物、電車や乗用車、衣服や身の周り品に取り付けて使用する場合は、その存在がこれらの外観に大きな影響を及ぼすことが多い。このため、用途に応じて多様な形状や特性が要請され、例えば、薄い、軽い、フレキシブル、光透過性あるいはシースルー性などが要請される場合がある。さらに、物理的要素のほか、色彩や柄模様といった意匠面での設計の自由度が高いことが望ましい。

　本発明の目的は、織機を用いて織網基材を織りながら複数の球状半導体素子を組み込んで、安定した品質の半導体素子付き織網基材を製造可能な半導体素子付き織網基材の製造方法及びその製造装置を提供すること、受光又は発光機能を有する球状半導体素子を織網基材に組み込んでそれらの電極を導電線に接続した半導体素子付き織網基材を提供すること、種々の用途に利用可能な中間材的な半導体素子付き織網基材を提供すること、意匠性を向上させ得る半導体素子付き織網基材を提供すること、などである。

　請求項１の半導体素子付き織網基材の製造方法は、複数の絶縁線を縦糸とし複数の導電線を横糸とするメッシュ状の織網基材に、受光又は発光機能を有し且つ各々が第１，第２電極を有する複数の球状半導体素子を組み込んだ半導体素子付き織網基材を製造する製造方法において、定間隔おきに平行に配置した複数の縦糸を含む第１群縦糸と、この第１群縦糸と平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸とを綜絖機構により上下に移動させて、第１，第２群縦糸の間に隙間を形成する第１工程と、前記第１，第２群縦糸の間の隙間にシャトル機構により横糸を供給し、その横糸を筬機構により筬打ちする第２工程と、前記第２工程で筬打ちされた横糸のうち、複数の球状半導体素子を接続する複数部位に第１導電接合材を塗布する第３工程と、前記第３工程で第１導電接合材が塗布された複数部位に対応する複数の球状半導体素子を組み込んで、前記複数部位に複数の第１電極を夫々接続する第４工程と、前記第４工程で組み込んだ複数の球状半導体素子の複数の第２電極に第２導電接合材を塗布する第５工程とを備え、前記第１工程から第５工程を複数回繰り返すことを特徴としている。

　請求項６の半導体素子付き織網基材の製造装置は、複数の絶縁線を縦糸とし複数の導電線を横糸とするメッシュ状の織網基材に、受光又は発光機能を有し且つ各々が第１，第２電極を有する複数の球状半導体素子を組み込んだ半導体素子付き織網基材を製造する製造装置において、絶縁線供給源から供給される複数の絶縁線を整列状態に案内する供給側案内ローラと、定間隔おきに平行に配置した複数の縦糸を含む第１群縦糸と、この第１群縦糸と平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸とを上下に移動させて、第１，第２群縦糸の間に隙間を形成する綜絖機構と、前記綜絖機構により形成された第１，第２群縦糸の間の隙間に横糸を供給するシャトル機構およびこのシャトル機構で供給された横糸を筬打ちする筬機構と、前記筬打ちされた横糸のうち、複数の球状半導体素子を接続する複数部位に第１導電接合材を塗布する第１塗布機構と、前記第１導電接合材が塗布された複数部位に対応する複数の球状半導体素子を組み込んで、前記複数部位に複数の第１電極を夫々接続する半導体素子供給機構と、前記半導体素子供給機構で組み込んだ複数の球状半導体素子の複数の第２電極に第２導電接合材を塗布する第２塗布機構と、前記半導体素子付き織網基材を所定長さずつ引き出す引き出し機構とを備えたことを特徴としている。

　請求項１２の半導体素子付き織網基材は、受光又は発光機能を有する複数の球状半導体素子を組み込んだ半導体素子付き織網基材において、複数の絶縁線を縦糸とし複数の導電線を横糸とするメッシュ状の織網基材と、各々が受光又は発光機能と第１，第２電極を有する複数の球状半導体素子であって、前記第１，第２電極で規定される導電方向を揃えた状態で、前記織網基材の複数の網目に組み込まれる複数の球状半導体素子と、前記複数の球状半導体素子における、複数の第１電極を複数の横糸に夫々電気的に接続する第１導電接合材および複数の第２電極を複数の横糸に夫々電気的に接続する第２導電接合材とを備えたことを特徴としている。

　請求項１の発明によれば、織機を用いて複数の縦糸（絶縁線）と複数の横糸（導電線）とで織網基材を織りながら、その織網基材に複数の球状半導体素子を組み込んで、それらの第１，第２電極を横糸に第１，第２導電接合材で電気的に接続するため、織網基材の製作と、球状半導体素子の組み込みと、第１，第２導電接合材の塗布を自動化することができ、少ない工程数で能率的に安定した品質の半導体素子付き織網基材を製作することができ、半導体素子付き織網基材の製作コストを低減することもできる。

　請求項６の発明によれば、基本的に請求項１と同様の効果を奏する上、次の効果を奏する。既存の織機の供給側案内ローラと綜絖機構と筬機構と引き出し機構を有効活用しながら、第１，第２塗布機構と、半導体素子供給機構とを追加的に装備すればよいため、半導体素子付き織網基材の製造装置の設計、製作、製作コストの面で有利であり、半導体素子付き織網基材を自動的に製造する製造装置とすることができる。

　請求項１２の発明によれば、その半導体素子付き織網基材における、複数の球状半導体素子が、縦糸方向に並ぶ複数の縦方向群と、横糸方向に並ぶ複数の横方向群とにグループ化され、縦方向群に含む複数の球状半導体素子が直列接続可能であり、横方向群に含む複数の球状半導体素子が並列接続可能であるため、受光用の半導体素子付き織網基材の場合、直列接続数を介して発電電圧を自由に設定し、並列接続数を介して発電電流を自由に設定することができる。

　そして、受光用の半導体素子付き織網基材の場合、部分的に日陰となる部分が発生しても日陰でない他の部分の球状半導体素子の出力への影響を最小限に留めることができる。しかも、この半導体素子付き織網基材は、その上下両面が同じ効率で受光又は発光可能である。

　また、この半導体素子付き織網基材は、可撓性、軽量、薄型、フレキシブル、シースルー、採光性がある中間材的製品として用途に応じて種々の製品に仕上げることが出来る。

　請求項１の構成に加えて、次のような種々の構成を採用してもよい。
（ａ）前記第４工程、又は第４，第５工程の間において、前記半導体素子付き織網基材を所定長さ引き出す第６工程を備えている。
（ｂ）前記第５工程の後に、第１，第２導電接合材を加熱する第７工程を備えている。
（ｃ）前記第７工程の後に、前記半導体素子付き織網基材の上下両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆する第８工程を備えている。
（ｄ）前記第７工程の後に、前記半導体素子付き織網基材の上下両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材を重ねて加熱加圧することによりシート状の半導体素子付き織網基材にする第９工程を備えている。

　請求項６の構成に加えて、次のような種々の構成を採用してもよい。
（ｅ）前記第１，第２塗布機構は共通の塗布機構で構成され、この共通の塗布機構は、第１回転ドラムと、この第１回転ドラムの外周面に軸心方向に定間隔おきに固定されたＬ形の複数のデスペンサーであって、先端部に導電接合材を吸着して分配可能な複数のデスペンサーとを備えている。
（ｆ）前記半導体素子供給機構は、内部に負圧が導入される第２回転ドラムと、この第２回転ドラムの外周面に軸心方向に定間隔おきに固定されたＬ形のパイプ材からなる複数のエアピンセットとを備えている。

（ｇ）前記第１，第２導電接合材を加熱する加熱機構を設けている。
（ｈ）前記半導体素子付き織網基材の上下両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆する保護膜被覆機構を備えている。
（ｉ）前記半導体素子付き織網基材の上下両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材を重ねた状態で加熱加圧することによりシート状の半導体素子付き織網基材にする加熱加圧機構を備えている。

　請求項１２の構成に加えて、次のような構成を採用してもよい。
（ｊ）前記織網基材の縦糸の長さ方向の両端側部分には、前記メッシュより密に配置した複数の横糸と複数の縦糸とで織布状に形成した所定幅の第１織布部が形成され、前記織網基材の横糸の長さ方向の両端側部分には、前記メッシュより密に配置した複数の縦糸と複数の横糸とで織布状に形成した所定幅の第２織布部が形成されている。
（ｋ）前記織網基材と複数の球状半導体素子の上下の両面を、可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆している。
（ｌ）前記織網基材と複数の球状半導体素子を、上下両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂フィルム層を形成した可撓性と光透過性のある合成樹脂シートの中に埋設状態に封止している。
（ｍ）前記縦糸が、ガラス繊維、炭素繊維、合成樹脂繊維のうちの何れか１種類の繊維の束で構成され、横糸がガラス繊維、炭素繊維、合成樹脂繊維のうちの何れか１種類の繊維の束の表面に金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成されている。

本発明の実施例１に係る半導体素子付き織網基材の平面図である。図１のII-II線断面図である。半導体素子付き織網基材の要部拡大平面図である。球状太陽電池セルの断面図である。導電線の部分拡大斜視図である。絶縁線の部分拡大斜視図である。半導体素子付き織網基材の製造装置の斜視図である。半導体素子付き織網基材の製造装置の塗布機構と半導体素子供給機構の要部拡大断面図である。本発明の実施例２に係る半導体素子付き織網基材の平面図である。図９のX-X線断面図である。半導体素子付き織網基材の製造装置の斜視図である。半導体素子付き織網基材の製造装置の塗布機構と半導体素子供給機構の要部拡大断面図である。球状発光ダイオードセルの断面図である。

　以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

　先ず、本発明の半導体素子付き織網基材１の構成について説明する。
　図１～図３に示すように、半導体素子付き織網基材１（以下、素子付き織網基材という）は、複数の絶縁線２１を縦糸とし複数の導電線２２を横糸とするメッシュ状の織網基材２と、この織網基材２の複数の網目２３に組み込まれる複数の球状太陽電池セル３（球状半導体素子に相当する）と、この球状太陽電池セル３を導電線２２に接続するための第１，第２導電接合材４，５とを備え、この織網基材２と複数の球状太陽電池セル３の上下両面には、絶縁性保護膜６が形成されている。尚、図１の上下左右を上下左右として説明する。

　この素子付き織網基材１は、後述する製造方法及び製造装置５０により、長い帯状に連続的に織ることが可能である。素子付き織網基材１は、球状太陽電池セル３の組み込み数、配置パターン（模様）やサイズなど、仕様に応じて適宜設定して製造可能である。
　この素子付き織網基材１は、フレキシブルであり、複数の球状太陽電池セル３を組み込む網目２３と組み込まない網目２３の比率を調整することで光透過性を調整することができる。図１の素子付き織網基材１では、左右方向に１つおきの網目に球状太陽電池セル３が組み込まれ且つ上下方向に１つおきの網目２３に球状太陽電池セル３が組み込まれているが、全ての網目２３に球状太陽電池セル３を組み込んでもよい。

　図３に示すように、複数の球状太陽電池セル３（以下、太陽電池セルという）は、織網基材２の複数の網目２３に導電方向を揃えて組み込まれている。各太陽電池セル３の左右両側に絶縁線２１が位置し、各太陽電池セル３の上下両側に導電線２２が位置している。
　複数の太陽電池セル３は、受光機能（発電機能）を有すると共に、正極３１（第２電極）と負極３２（第１電極）を有し、正極３１と負極３２とで規定される導電方向を揃えた状態で織網基材２の複数の網目２３に夫々組み込まれている。各太陽電池セル３の正極３１は、第２導電接合材５により導電線２２に電気的に接続され、各太陽電池セル３の負極３２は、第１導電接合材４により導電線２２に電気的に接続されている。

　第１，第２導電接合材４，５は、銀ペースト（エポキシ樹脂に銀粉を混入したもの）からなる。この銀ペーストで太陽電池セル３と導電線２２を接続する場合は、銀ペーストを正極３１と導電線２２との接合部位や、負極３２と導電線２２との接合部位に塗布した後に、後述する加熱機構６１により銀ペーストを加熱して乾燥させることで銀ペーストを硬化させ、太陽電池セル３の正極３１と導電線２２、負極３２と導電線２２とを電気的に接続し且つ固着する。

　次に、複数の太陽電池セル３の構造について説明する。
　図４に示すように、太陽電池セル３は、ｐ形の球状半導体３３と、この球状半導体３３の表面の一部に形成した平坦面３４と、この球状半導体３３の表層部にｎ形拡散層３５を形成することで形成された球面状のｐｎ接合３６と、球状半導体３３の中心を挟んで対向するように形成されてｐｎ接合３６の両端に接合された１対の正極３１，負極３２（第２電極，第１電極）と、これら正極３１，負極３２を除く部分に成膜された反射防止膜３７とを有する。

　ここで、太陽電池セル３の製造方法について簡単に説明する。
　先ず、直径が約１.０ｍｍから２.０ｍｍ程度（但し、本実施例では、１．８ｍｍ）の小粒な球状のｐ形シリコン結晶（球状半導体３３）を準備する。このｐ形シリコン結晶を製造するためには、例えば、小さなｐ形シリコン結晶の塊を溶融し、表面張力で出来た球状の液滴を冷却し凝固させることで製造する。尚、球状半導体のシリコン結晶は、単結晶でもよく、多結晶でもよい。

　次に、この球状のシリコン結晶の一部分をカットして平坦面３４を設け、この平坦面３４とその外周近傍部の表面に拡散マスクとしてのＳｉＯ_２膜を形成する。その後、このＳｉＯ_２膜でマスクした部分を除いてｐ形シリコン結晶の表面からｎ形不純物を拡散し、約０.５μｍから１.０μｍ程度の深さまで、ｎ形層（ｎ形拡散層３５）に転換することで、球面状のｐｎ接合３６を形成する。

　次に、不純物拡散後に出来た酸化膜を除去し、全面にＳｉＯ_２とＳｉ_３Ｎ_４を順次成膜して反射防止膜３７を形成する。次に、上記の平坦面３４に、ガラスフリットと銀を主成分とする導電性ペーストをドット状にプリントし、これと向き合う平坦面３４と対向するｎ形拡散層３５の頂面に、ガラスフリットとアルミニウムと銀を含む導電性ペーストをドット状にプリントする。

　そして、不活性ガス雰囲気中にて、短時間（１～２分間程度）の間約８００℃で加熱する。この過程でガラスフリットを含んだ電極部材が、反射膜防止３７を貫通して、ｐ形表面及びｎ形表面にオーミックコンタクトする正極３１と負極３２が形成される。このようにして、複数の球状太陽電池セル３が製造される。

　この球状の太陽電池セル３は、以下のような特徴を有するものである。
　先ず、シリコン結晶の表面張力を利用して球状結晶を作り、少ない研磨加工ロスで球状太陽電池セル３に仕上げるため、原料シリコンの使用量が少なくてすむ。また、球状のシリコン結晶の中心線上でドット状の正極３１と負極３２を対向して設けるため、両電極線を結ぶ軸上からの光を除いてほぼ全方向からの光を受けて発電する。従って、直射光の方向が変化しても同じような出力が得られるほか、それ以外の反射光や散乱光も同時に受光できるため、平面受光型太陽電池セルよりも受光特性に優れている。その結果、大きな出力が得られる。

　次に、織網基材２について説明する。
　図１～図３に示すように、織網基材２は、列方向（上下方向）に延びる平行な複数の絶縁線２１と、これら複数の絶縁線２１に直交するように且つ複数の絶縁線２１に織り込まれて行方向（左右方向）に延びる複数の導電線２２とを備え、これら複数の絶縁線２１と複数の導電線２２とで太陽電池セル３を組み込んで接続する織網基材２が形成されている。この織網基材２の外周部分には、太陽電池セル３を組み込むことなく織り込んだマチ部分２４が形成されている。マチ部分２４以外の領域における織網基材２のメッシュ状の網目２３において、上下に隣接する導電線２２の間隔と左右に隣接する絶縁線２１の間隔は、太陽電池セル３の直径と同じ約１.８ｍｍ程度に設定されている。

　図１，２に示すように、織網基材２の外周部分のマチ部分２４は、織網基材２の縦糸（絶縁線２１）の長さ方向の両端側部分にメッシュより密に配置した複数の横糸と複数の縦糸とで織布状に形成した所定幅の第１織布部２５と、織網基材２の横糸（導電線２２）の長さ方向の両端側部分にメッシュより密に配置した複数の縦糸と複数の横糸とで織布状に形成された所定幅の第２織布部２６とから形成されている。この第１織布部２５において、導電線２２の間隔はメッシュ幅の約１／３程度であり、第２織布部２６において絶縁線２１の間隔はメッシュ幅の約１／３程度である。

　このマチ部分２４は、絶縁線２１と導電線２２の織り込み密度が高くなるため、引っ張り強度や曲げ強度が向上し、織網基材２の耐久性も高くなる。また、織網基材２を長い帯状に製造した場合、所定の箇所に２組の連続する第１織布部２５を設けることで、必要な長さに裁断する際にマチ部分２４を設けた形で裁断することができ、裁断後における織網基材２の取り扱いにおいても、マチ部分２４によって太陽電池セル３を保護することができる。

　図５に示すように、導電線２２は、例えば、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成樹脂繊維（ポリエステル、アラミド、ポリエチレン、液晶ポリマーなどの何れか）の束を芯材２２ａにして銅などの金属細線２２ｂをコイル状に２重に巻き付けて構成している。本実施例では、導電線２２は、複数本のガラス繊維（例えば、直径０.３ｍｍ程度）からなる芯材２２ａの表面に銀メッキした直径０.０５ｍｍの金属細線２２ｂ（例えば、銅の細線）を２本コイル状にカバーリングすることで構成されている。２本の金属細線２２ｂは、互いに交差するよう右巻きと左巻きに巻き付けられている。この導電線２２は、２本の金属細線２２ｂをコイル状に巻き付けた構造なので、どの方向にも折曲可能で且つ繰り返し折曲に対して高い耐久性を有する。尚、上記の炭素繊維の束を芯材とする場合、導電性を有する炭素繊維を採用してもよく、金属細線２２ｂの本数は、２本に限定する必要はなく、２本以上の複数の金属細線でコイル状にカバーリングしても良い。

　図６に示すように、絶縁線２１は、例えば、ガラス繊維又は炭素繊維又は合成繊維（ポリエステル、アラミド、ポリエチレン、液晶ポリマーなどの何れか）から構成される。本実施例では、絶縁線２１は、複数本のガラス繊維（例えば、直径０.３ｍｍ程度）の縒り線で構成されている。尚、絶縁線２１と導電線２２にガラス繊維を採用することにより、機械的強度が強く耐熱性に優れた絶縁線２１と導電線２２にすることができる。

　次に、絶縁性保護膜６について説明する。
　図２に示すように、この絶縁性保護膜６は、例えば、シランカップリング剤の被膜或いはパラキシレン系ポリマーであるパリレン（商品名、ユニオンカーバイト・ケミカルズ・アンド・プラスチック社製）の被膜で素子付き織網基材１の上下両面を（例えば、厚さ２５μｍ程度に）被覆するものである。この絶縁性保護膜６は、可撓性と光透過性を有する。シランカップリング剤からなる絶縁性保護膜６は、素子付き織網基材１を製作した後に、後述する保護膜被覆機構６２によりスプレイ法によって成膜可能である。尚、パリレンからなる絶縁性保護膜６は、素子付き織網基材１を製作した後に、図示外のパリレン用保護膜被覆機構により常温で化学蒸着法によって成膜可能である。

　素子付き織網基材１を組み込んだ太陽電池モジュールや太陽電池パネルの内部において、３次元的に受光可能な太陽電池セル３は、直射や反射散乱する光を受光しやすいので、外部から入射する光の利用効率が高く且つ安定した高い出力が得られる。特に直射光の入射方向が変化する場合や空が曇った時の出力低下が少なく、受光が２次元的にとどまる平面型太陽電池モジュールと比較すると、総発電量が大きくなる。素子付き織網基材１は、着色した絶縁線を採用したり、太陽電池セル３と同じ大きさの着色した装飾用の球体を網目に組み込む等により、意匠性に優れた素子付き織網基材に構成することができる。

　また、素子付き織網基材１において、外部の機器と電気的、機械的に接続するため、下側の第１織布部２５の複数の導電線２２同士を半田や銀ペーストで結合し、上側の第１織布部２５の複数の導電線２２同士を半田や銀ペーストで結合することで、一体化した外部端子４５，４６とすることができる。この外部端子４５，４６を利用して、素子付き織網基材１を必要な数だけ並列接続及び／又は直列接続して、さらに大きな出力電力を持つ素子付き織網基材１を実現することができる。素子付き織網基材１は、織布と同様な構造の縦糸（絶縁線２１）と横糸（導電線２２）で囲まれた網目の中に、太陽電池セル３を組み込んで、電気的、機械的に接続しているので、必要な部材の点数が少なくてすみ、材料や加工コストを節減することが出来る。その上、素子付き織網基材１が薄くて軽く、シースルーでフレキシブルな構造にすることが可能である。

　次に、素子付き織網基材１を製造する製造装置５０について説明する。
　図７，図８に示すように、製造装置５０は、上流側から下流側に向って材料を移動させながら、素子付き織網基材１を製造する。製造装置５０は、最上流側の供給側案内ローラ５１と、綜絖機構５３と、シャトル機構５４と、筬機構５５と、第１塗布機構５７兼第２塗布機構５８である塗布機構５６と、半導体素子供給機構５９と、加熱機構６１と、保護膜被覆機構６２と、最下流側の引き出し機構６３などを備えている。
　この製造装置５０は、複数の絶縁線２１を縦糸とし複数の導電線２２を横糸とするメッシュ状の織網基材２に、受光機能を有し且つ各々が正極３１と負極３２を有する複数の太陽電池セル３を組み込んだ素子付き織網基材１を製造するものである。尚、図７において、素子付き織網基材１のマチ部分２４は図示省略している。

　次に、供給側案内ローラ５１について説明する。
　図７に示すように、供給側案内ローラ５１は、製造装置５０の機枠に回転可能に支持され、ローラ駆動機構（図示略）により回転駆動される。この供給側案内ローラ５１は、縦糸供給源（図示略）から供給される複数の絶縁線２１（縦糸）を、方向変換しつつ整列状態にして綜絖機構５３の方に案内するものである。複数の絶縁線２１の両端側部分（第２織布部２６に相当する部分）の数本を除いた複数の絶縁線２１は、供給側案内ローラ５１にローラ５１の軸方向に約１．８ｍｍ程度の間隔を空けて配置されている。尚、素子付き織網基材１の第２織布部２６を形成する部分の絶縁線２１の間隔は、約０．６ｍｍ程度である。

　この供給側案内ローラ５１と綜絖機構５３との間には、案内板５２が設けられている。この案内板５２は、１対の平板部５２ａ，５２ｂとこの１対の平板部５２ａ，５２ｂ間に形成された絶縁線２１と直交する方向に長く伸びる開口部５２ｃを有する。この案内板５２は、複数の絶縁線２１を、平板部５２ａの上側を通り開口部５２ｃを挿通して平板部５２ｂの下側を通る第１群縦糸２１ａと、平板部５２ａの下側を通り開口部５２ｃを挿通して平板部５２ｂの上側を通る第２群縦糸２１ｂとに分けている。尚、本実施例では、複数の絶縁線２１について、図７の右端側から奇数番目の絶縁線２１を第１群縦糸２１ａとし、偶数番目の絶縁線２１を第２群縦糸２１ｂとしている。

　次に、綜絖機構５３について説明する。
　図７に示すように、綜絖機構５３は、第１，第２綜絖部材５３ａ，５３ｂと、これら第１，第２綜絖部材５３ａ，５３ｂを相対的に上下往復移動させるための往復駆動部材５３ｃとで構成されている。この綜絖機構５３は、定間隔おきに平行に配置した複数の絶縁線２１を含む第１群縦糸２１ａと、この第１群縦糸２１ａと平行且つ交互に位置する複数の絶縁線２１を含む第２群縦糸２１ｂとを上下に移動させて、第１，第２群縦糸２１ａ，２１ｂの間にシャトル５４ａを通過させるための隙間を形成するものである。

　第１，第２綜絖部材５３ａ，５３ｂの各々は、細長い板状の上枠５３ｄと、下枠５３ｅと、これら上枠５３ｄと下枠５３ｅを結ぶ上下方向に延びる複数のヘルド５３ｆとを備えている。ヘルド５３ｆの中央部には、絶縁線２１を挿通するための糸穴５３ｇが形成されている。綜絖機構５３は、第１綜絖部材５３ａの複数のヘルド５３ｆ間に第２綜絖部材５３ｂの複数のヘルド５３ｆが位置するように第１，第２綜絖部材５３ａ，５３ｂが横方向（素子付き織網基材１の幅方向）にズレた状態に構成されている。第１綜絖部材５３ａの複数の糸穴５３ｇに、第１群縦糸２１ａの複数の縦糸が夫々挿通され、第２綜絖部材５３ｂの複数の糸穴５３ｇに、第２群縦糸２１ｂの複数の縦糸が挿通されている。尚、この綜絖機構５３において、上枠５３ｄと下枠５３ｅとに上下１対のキャリアロッドを夫々設け、このキャリアロッドによりヘルド５３ｆを支持するように構成しても良い。

　往復駆動部材５３ｃは、絶縁線２１と直交する方向に延びる回転軸５３ｈと、回転軸５３ｈの両端部に固着された１対のプーリ部材５３ｉと、これらプーリ部材５３ｉに係合し且つ第１、第２綜絖部材５３ａ，５３ｂを連結する１対のベルト材５３ｊと、回転軸５３ｈを往復回転させる往復回転機構（図示略）などで構成されている。往復駆動部材５３ｃの往復駆動により、第１綜絖部材５３ａと第１群縦糸２１ａが上方に移動する時には、第２綜絖部材５３ｂと第２群縦糸２１ｂは相対的に下方に移動し、第１綜絖部材５３ａと第１群縦糸２１ａが下方に移動する時には、第２綜絖部材５３ｂと第２群縦糸２１ｂは相対的に上方に移動することで、第１，第２群縦糸２１ａ，２１ｂの間にシャトル部材５４ａ通過用の隙間を形成する。

　次に、シャトル機構５４について説明する。
　図７に示すように、シャトル機構５４は、導電線２２（横糸）の先端部が固定されたシャトル部材５４ａと、このシャトル部材５４ａを左右方向へ往復駆動可能なシャトル駆動機構（図示略）と、シャトル部材５４ａに横糸（導電線２２）を供給する横糸供給機構（図示略）などを備えている。このシャトル部材５４ａにより、綜絖機構５３により形成された第１，第２群縦糸２１ａ，２１ｂの間の楔形の隙間に導電線２２を供給するものである。具体的に、第１，第２群縦糸２１ａ，２１ｂの間の隙間に対して、図７の右側から左側に向けてシャトル部材５４ａを移動させて、導電線２２を第１，第２群縦糸２１ａ，２１ｂと直交状態になるように配線し、第２織布部２６を相当する部分を残しながら、左側において導電線２２を切断する。

　次に、筬機構５５について説明する。
　図７，図８に示すように、筬機構５５は、横方向に長い鉛直向きの板状部材５５ａと、この板状部材５５ａを所定ストロークだけ前後移動させる筬駆動機構（図示略）を有し、この板状部材５５ａには、複数の縦長のスリット５５ｂが等間隔に形成されている。筬機構５５は、シャトル機構５４で供給された導電線２２（横糸）を下流側へ押圧するように筬打ちし、導電線２２を絶縁線２１に対して直交状態に整列させると共に下流側の太陽電池セル３に密着させるものである。複数のスリット５５ｂのうち１つおきのスリット５５ｂには、第１群縦糸２１ａの複数の絶縁線２１が挿通し、残りの１つおきのスリット５５ｂには、第２群縦糸２１ｂの複数の絶縁線２１が挿通している。

　次に、第１塗布機構５７兼第２塗布機構５８である塗布機構５６について説明する。
　図７，図８に示すように、第１塗布機構５７は、筬打ちされた導電線２２のうち、複数の太陽電池セル３の複数の負極３２を接続する複数部位に第１導電接合材４を塗布するものである。第２塗布機構５８は、半導体素子供給機構５９で組み込んだ複数の太陽電池セル３の複数の正極３１に第２導電接合材５を塗布するものである。本実施例では、第１，第２塗布機構５７，５８は、共通の塗布機構５６で構成されている。

　図８に示すように、塗布機構５６は、筬機構５５より下流側で且つ複数の絶縁線２１と複数の導電線２２からなる織網基材２の下側に配設されている。但し、図７では、分解状態で図示してある。塗布機構５６は、所定角度（約２７０°）だけ回転駆動可能な第１回転ドラム５６ａと、この第１回転ドラム５６ａの外周面に軸心方向に定間隔おきに固定されたＬ形の複数のデスペンサー５６ｂとを備えている。

　第１回転ドラム５６ａは、製造装置５０の図示外の機枠に回転可能に支持され、ドラム回転駆動機構（図示略）により往復回転駆動される。この第１回転ドラム５６ａは、第１，第２導電接合材４，５を吸着する吸着位置（図８の２点鎖線参照）と、この吸着位置から反時計回りに例えば、約２７０°回転して導電線２２や太陽電池セル３に導電接合材４，５を塗布する塗布位置（図８の実線位置）とに切り換え可能である。塗布機構５６は、第１回転ドラム５６ａを、その軸心方向へ所定の小ストローク（例えば、１ピッチ分）だけ往復移動可能な往復駆動機構（図示略）を備えている。

　図８に示すように、各デスペンサー５６ｂはＬ形に形成されている。各デスペンサー５６ｂは、その先端部に第１，第２導電接合材４，５を吸着して分配可能に構成されている。複数のデスペンサー５６ｂが導電接合材４，５を吸着する場合、各デスペンサー５６ｂが吸着位置にある状態で、デスペンサー５６ｂの先端部の下方位置に、図８において矢印方向にスライド可能な供給機構６４により第１，第２導電接合材４，５が複数部位に供給され、第１回転ドラム５６ａを反時計回り方向に僅かに回転させることで、複数のデスペンサー５６ｂの先端部に第１，第２導電接合材４，５を夫々吸着させる。尚、デスペンサー５６ｂとしては、負圧により第１，第２導電接合材４，５を吸着し、低圧の加圧エアにより第１，第２導電接合材４，５を分配するものを採用しても良い。

　次に、半導体素子供給機構５９について説明する。
　図８に示すように、半導体素子供給機構５９は、筬機構５５より下流側で且つ織網基材２の上側に配設されている。但し、図７には分解状態に図示してある。
　半導体素子供給機構５９は、所定の角度回転駆動可能で且つ内部に負圧が導入される第２回転ドラム５９ａと、この第２回転ドラム５９ａの外周面に軸心方向に定間隔おきに固定されたＬ形の複数のエアピンセット５９ｂとを備えている。半導体素子供給機構５９は、第１導電接合材４が塗布された導電線２２の複数部位に対応する複数の太陽電池セル３を織網基材２に組み込んで、上記の複数部位に複数の負極３２を夫々接合するものである。

　第２回転ドラム５９ａは、製造装置５０の図示外の機枠に回転駆動可能に支持され、往復回転駆動機構（図示略）により往復回転駆動される。第２回転ドラム５９ａは、その内部に図示外の負圧発生機構により負圧を導入可能である。第２回転ドラム５９ａは、太陽電池セル３を外部の供給機構から受け取って保持する保持位置（図８の２点破線参照）と、この保持位置から時計回り方向に例えば、約２７０°回転して太陽電池セル３を第１導電接合材４に接合させる投入位置（図８に２点鎖線で図示の位置、太陽電池セル３ａの位置）とに切り換え可能である。尚、半導体素子供給機構５９は、塗布機構５６の第１回転ドラム５６ａと連動して第２回転ドラム５９ａを軸心方向に所定の小ストロークだけ往復移動するための往復駆動機構（図示略）を備えている。

　図８に示すように、各エアピンセット５９ｂは、Ｌ形のパイプ材から構成されている。各エアピンセット５９ｂの先端部には、第２回転ドラム５９ａの内部に通ずるノズル５９ｃが形成されている。エアピンセット５９ｂにより太陽電池セル３を保持する場合、各エアピンセット５９ｂの先端部に図示外の供給機構により所定の姿勢（負極３２を上、正極３１を下にした姿勢）に揃えた太陽電池セル３が供給され、第２回転ドラム５９ａの内部に負圧が導入されるとエアピンセット５９ｂの先端部のノズル５９ｃに負圧が発生するので、この負圧により先端部が太陽電池セル３の正極３１側を吸着して保持する。

　次に、加熱機構６１について説明する。
　図８に示すように、加熱機構６１は、塗布機構５６及び半導体素子供給機構５９の近傍部に配設されている。この加熱機構６１は、織網基材２に太陽電池セル３を組み込み後、太陽電池セル３と導電線２２との接合部の第１，第２導電接合材４，５を短時間に硬化させるものである。具体的に、加熱機構６１は、温風又は赤外線を局部的に照射して第１，第２導電接合材４，５を加熱して乾燥させて硬化させる。

　次に、保護膜被覆機構６２について説明する。
　図７，図８に示すように、保護膜被覆機構６２は、トンネル状の通過孔を有し、加熱機構６１の下流側に配設されている。この通過孔を素子付き織網基材１が通過する間に、スプレイ法によって、素子付き織網基材１の上下両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜６（シランカップリング剤の被膜）で被覆する。

　次に、引き出し機構６３について説明する。
　図７に示すように、引き出し機構６３は、素子付き織網基材１を巻き取る巻取りローラ６３ａと、巻取りローラ６３ａの方向へ素子付き織網基材１を案内する案内ローラ６３ｂなどを有し、製造装置５０の最下流側に配設されている。巻取りローラ６３ａは、製造装置５０の図示外の機枠に回転駆動可能に支持され、塗布機構５６や半導体素子供給機構５９など他の機構と連動して、引出し駆動機構（図示略）により素子付き織網基材１を間欠的に１ピッチずつ引き出しながら巻取りローラ６３ａで巻き取る。

　次に、素子付き織網基材１を製造する製造方法について説明する。
　この製造方法は、複数の絶縁線２１を縦糸とし複数の導電線２２を横糸とするメッシュ状の織網基材２に、受光機能を有し且つ各々が正極３１と負極３２を有する複数の太陽電池セル３を組み込んだ素子付き織網基材１を製造するための製造方法である。

　先ず、第１工程において、複数の絶縁線２１が、供給側案内ローラ５１と案内板５２を通過してから、綜絖機構５３により、定間隔おきに平行に配置した複数の絶縁線２１を含む第１群縦糸２１ａと、この第１群縦糸２１ａと平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸２１ｂとに分けられる。そして、第１群縦糸２１ａと第２群縦糸２１ｂを綜絖機構５３により上下に移動させて、第１，第２群縦糸２１ａ，２１ｂの間にシャトル通過用の隙間を形成する。

　次に、第２工程において、第１，第２群縦糸２１ａ，２１ｂの間の隙間に、シャトル機構５４のシャトル部材５４ａを絶縁線２１と直交する方向に通して導電線２２を供給し、その導電線２２（横糸）を、筬機構５５により下流側に押圧する筬打ちを行い、導電線２２を絶縁線２１に対して直交状態に整列させ、導電線２２を下流側の太陽電池セル３の正極３１に押圧する。このとき、複数の絶縁線２１を縦糸とし複数の導電線２２を横糸とするメッシュ状の織網基材２が製作される。

　次に、第３工程において、第２工程で筬打ちされた導電線２２のうち、複数の太陽電池セル３を接続する複数部位に塗布機構５６（第１塗布機構５７）により、銀ペーストからなる第１導電接合材４を塗布する。具体的に、先ずは、吸着位置にある複数のデスペンサー５６ｂの先端部に、供給機構６４により供給される第１導電接合材４を吸着させて、次に、複数のデスペンサー５６ｂを反時計回りの方向に約２７０°回転させて、複数のデスペンサー５６ｂを塗布位置に切り換え、第１導電接合材４を導電線２２の複数の部位に塗布する。その後、複数のデスペンサー５６ｂを時計回りの方向に２７０°回転させて吸着位置に退避させる。

　次に、第４工程において、半導体素子供給機構５９により、第３工程で第１導電接合材４が塗布された複数部位に対応する複数の太陽電池セル３を組み込み、複数の負極３２を複数部位の第１導電接合材４に接合する。具体的に、先ずは、保持位置にあるエアピンセット５９ｂの先端部に太陽電池セル３を供給し、ノズル５９ｃに発生する負圧により太陽電池セル３をエアピンセット５９ｂに保持させる。次に、エアピンセット５９ｂを時計回りの方向に約２７０°回転して、エアピンセット５９ｂを投入位置に切り換えて、太陽電池セル３ａの負極３２を第１導電接合材４が塗布された導電線２２に接合する。その後、複数のエアピンセット５９ｂを反時計回りに２７０°回転させて保持位置に退避させる。このとき、半導体素子供給機構５９は、第１導電接合材４に接合後に太陽電池セル３を下流方向へ押圧するので、筬機構５５と同様な効果を期待できる。そして、引き出し機構６３により太陽電池セル３の直径に相当する１ピッチ分織網基材２を下流側へ引き出す。尚、この引き出し工程が第４工程、又は第４，第５工程の間に行なわれる第６工程に相当する。

　次に、第５工程において、第４工程で組み込んだ複数の太陽電池セル３の複数の正極３１に塗布機構５６（第２塗布機構５８）により、銀ペーストからなる第２導電接合材５を塗布する。具体的に、先ずは、吸着位置にある複数のデスペンサー５６ｂの先端部に、供給機構６４により供給される第２導電接合材５を吸着させて、次に、複数のデスペンサー５６ｂを反時計回りの方向に２７０°回転させて、複数のデスペンサー５６ｂを塗布位置に切り換え、第２導電接合材５を複数の正極３１に塗布する。その後、複数のデスペンサー５６ｂを時計回りの方向に２７０°回転させて吸着位置に退避させる。尚、この退避移動の間に、次の１ピッチ分の織網基材２に太陽電池セル３を組み込むため、綜絖機構５３により第１群縦糸２１ａと第２群縦糸２１ｂとを元の上下位置関係から逆の上下位置関係になるように移動させて、第１，第２群縦糸２１ａ，２１ｂの間の隙間に、シャトル機構５４のシャトル部材５４ａを通して導電線２２を供給する第１，第２工程が実行され、その後、塗布機構５６と半導体素子供給機構５９により第３～第５工程が実行される。

　次に、第７工程において、第５工程の後に、塗布機構５６及び半導体素子供給機構５９の下流側に配設された加熱機構６１により、温風又は赤外線などを第１，第２導電接合材４，５に照射し、第１，第２導電接合材４，５を乾燥させ、これら第１，第２導電接合材４，５を短時間に硬化させる。これにより、導電線２２と複数の太陽電池セル３を強固に接合して電気的に接続することができる。尚、加熱方法として、レーザ光、赤外線、集光ランプ照射、局部熱風吹き付け法の何れかを採用しても良い。

　次に、第８工程において、第７工程の後に、加熱機構６１の下流側に配設された保護膜被覆機構６２のトンネル状の通過孔に、素子付き織網基材１を通過させている間に、スプレイ法により、素子付き織網基材１の上下両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜６（シランカップリング剤の被膜）を被覆する。そして、引き出し機構６３により、素子付き織網基材１を間欠的に１ピッチずつ巻き取りながら収容する。
　以上の第１工程から第８工程を複数回繰り返し実行することで、絶縁性保護膜６を形成した連続した素子付き織網基材１を製作することができる。
　尚、素子付き織網基材１の幅方向の両端部に、第２織布部２６を夫々形成してもよく、また、素子付き織網基材１の長さ方向の途中部に、２組の連続する第１織布部２５を形成してもよい。この２組の連続する第１織布部２５の中間位置が分断可能な部位になる。

　次に、本発明の半導体素子付き織網基材１の製造方法、その製造装置５０及び半導体素子付き織網基材１の効果について説明する。
　図７に示す織機（製造装置５０）を用いて複数の縦糸（絶縁線２１）と複数の横糸（導電線２２）とで織網基材２を織りながら、その織網基材２に複数の太陽電池セル３（球状半導体素子）を組み込んで、それらの負極３２と正極３１を横糸に第１，第２導電接合材４，５で電気的に接続するため、織網基材２の製作と、太陽電池セル３の組み込みと、第１，第２導電接合材４，５の塗布を自動化することができ、少ない工程数で能率的に安定した品質の素子付き織網基材１を製作することができ、半導体素子付き織網基材１の製作コストを低減することもできる。

　既存の織機の供給側案内ローラ５１と綜絖機構５３と筬機構５５と引き出し機構６３を有効活用しながら、塗布機構５６（第１，第２塗布機構５７，５８）と、半導体素子供給機構５９と、加熱機構６１と、保護膜被覆機構６２などを追加的に装備すれば良いため、素子付き織網基材１の製造装置５０の設計、製作、製作コストの面で有利であり、素子付き織網基材１を自動的に製造する製造装置５０とすることができる。

　この素子付き織網基材１によれば、複数の太陽電池セル３が、縦糸方向に並ぶ複数の縦方向群と、横糸方向に並ぶ複数の横方向群とにグループ化され、縦方向群に含む複数の太陽電池セル３が直列接続され、横方向群に含む複数の太陽電池セル３が並列接続されるため、受光用の素子付き織網基材１の場合、直列接続される素子数を介して発電電圧を自由に設定し、並列接続される素子数を介して発電電流を自由に設定することができる。

　そして、受光用の素子付き織網基材１に部分的に日陰となる部分が発生しても日陰でない他の部分の太陽電池セル３の出力への影響を最小限に留めることができる。しかも、この素子付き織網基材１は、その上下両面が同じ効率で受光又は発光可能である。

　また、この素子付き織網基材１は、可撓性、軽量、薄型、フレキシブル、シースルー、採光性がある、受光機能を有する素子付き織網基材１として利用できる。この素子付き織網基材１は、織網状に構成されるため、中間材的製品として用途に応じて種々の製品に仕上げることが出来る。

　本実施例では、上記の半導体素子付き織網基材１を部分的に変更した半導体素子付き織網基材１Ａと上記の製造装置５０を部分的に変更した製造装置５０Ａについて説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。

　次に、半導体素子付き織網基材１Ａについて説明する。
　図９，図１０に示すように、半導体素子付き織網基材１Ａ（以下、素子付き織網基材という）は、織網基材２と複数の太陽電池セル３からなる素子付き織網基材１を可撓性と光透過性のある上下１対の合成樹脂シート材４０の間に埋設状態に封止したものである。

　素子付き織網基材１Ａは、実施例１の織網基材２と複数の太陽電池セル３の上下両面を、前記実施例１の絶縁性保護膜６（シランカップリング剤の被膜或いはパリレン膜）を被膜せずに、光透過性と可撓性を有する合成樹脂シート材４０で挟んで加圧加熱成形することにより上下両面を平面状に成形する。合成樹脂シート材４０は、ＥＶＡシート４１（又は、ＰＶＢシートなど）の上下両面にＰＥＴ樹脂フィルムなどの合成樹脂フィルム層４２を形成した可撓性がありシースルーなシート材に構成されている。

　この素子付き織網基材１Ａにおいては、織網基材２と複数の太陽電池セル３を埋設状態に封止した合成樹脂シート材４０の上下両面に透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂フィルム、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル樹脂）などの合成樹脂フィルム層４２を設けたため、入射光のうちの太陽電池セル３の表面で直接吸収される光以外の光は、合成樹脂フィルム層４２の内面と、太陽電池セル３、絶縁線２１や導電線２２の表面との間で多重反射を繰り返しながら最終的に太陽電池セル３の表面で吸収される。このため、素子付き織網基材１Ａ全体の出力向上が期待できる。

　また、素子付き織網基材１Ａは、その外部と電気的或いは機械的な接続を行い易くするため、下側の第１織布部２５の複数の導電線２２同士を半田や銀ペーストで結合し、上側の第１織布部２５の複数の導電線２２同士を半田や銀ペーストで結合することで、一体化した外部端子４５Ａ，４６Ａとすることができる。これを利用して、素子付き織網基材１Ａを必要な数だけ並列接続及び／又は直列接続して、さらに大きな出力電力を持つ素子付き織網基材１Ａを製造することができる。素子付き織網基材１Ａは、織布と同様な構造の縦糸（絶縁線２１）と横糸（導電線２２）で囲まれた網目２３の中に、太陽電池セル３を組み込んで、電気的、機械的に接続しているので、所要部材点数が少なくてすみ、材料や加工コストが抑制することが出来る。その上、織網基材シート１Ａが薄くて軽く、シースルーでフレキシブルな構造が望める。

　次に、素子付き織網基材１Ａを製造する製造装置５０Ａについて説明する。
　図１１，図１２に示すように、製造装置５０Ａは、上流側から下流側に向けて、供給側案内ローラ５１と、案内板５２と、綜絖機構５３と、シャトル機構５４と、筬機構５５と、第１塗布機構５７兼第２塗布機構５８である塗布機構５６と、半導体素子供給機構５９と、加熱機構６１と、加熱加圧機構６５と、引き出し機構６３とを備えているが、前記実施例１から保護膜被覆機構６２を省略し、加熱加圧機構６５を追加した以外は、前記実施例１と同様なので、実施例１と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、加熱加圧機構６５のみについて説明する。

　図１１に示すように、加熱加圧機構６５は、素子付き織網基材１と合成樹脂シート材４０を加圧加熱しながら搬送可能な上下１対のローラ部材６５ａ，６５ｂを有し、加熱機構６１（図示略）の下流側に配設されている。加熱加圧機構６５は、素子付き織網基材１を、可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材４０を上下両面から重ねて加熱加圧することにより素子付き織網基材１Ａにするものである。

　次に、素子付き織網基材１Ａを製造する製造方法について説明する。
　前記実施例１の第１工程から第７工程は同様であるので説明は省略し、第７工程の後の、前記実施例１の第８工程に代わる第９工程において、加熱加圧機構６５により、素子付き織網基材１の上下両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材４０（例えば、ＥＶＡ樹脂シート４１の表面に合成樹脂フィルム層４２を貼り付けたもの）を重ねて、１対のローラ部材６５ａ，６５ｂで加熱加圧することにより、ＥＶＡ樹脂を軟化溶融させて織網基材２と複数の太陽電池セル３をＥＶＡ樹脂の中に埋設状態に封止した素子付き織網基材１Ａを製造する。最後に、素子付き織網基材１Ａを引き出し機構６３の巻取りローラ６３ａで間欠的に巻き取りながら収容する。尚、その他の構成、作用及び効果は前記実施例１と同様であるので説明は省略する。

　ここで、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
［１］実施例１，２の球状太陽電池セル３において、球状のｎ形シリコン結晶にｐ形の拡散層を形成することでｐｎ接合を形成しても良い。
［２］実施例１，２の第１，第２導電接合材４，５として銀ペーストを使用しているが、これに限定する必要はなく、太陽電池セル３の正極３１と負極３２を半田ペースト（錫や銀半田ペーストなど）により導電線２２に接続するようにしても良い。この場合、半田ペーストを導電線２２に塗布後に、加熱機構６１により、高温で加熱して溶融状態にし、太陽電池セル３の正極３１及び負極３２を導電線２２に電気的に接続する。
［３］実施例１，２の導電線２２は、ガラス繊維に金属細線を２本コイル状にカバーリングした構成を有するが、特にこれに限定する必要はなく、前記金属細線に代えて複数のガラス繊維の縒り線の表面に導電性被膜を形成した構造のものでもよい。

［４］実施例１，２の第１，第２塗布機構５７，５８は、共通の塗布機構５６で構成されているが、第１，第２塗布機構５７，５８を別々に構成しても良い。
［５］実施例１の素子付き織網基材１の上下表面に透明樹脂膜を形成するための保護膜被覆機構６２や、実施例２の素子付き織網基材１Ａの上下両面を合成樹脂シート材４０で挟んで加熱加圧するための加熱加圧機構６５は、必ずしも必要ではなく、仕様に応じて省略しても良い。また、保護膜被覆機構６２で素子付き織網基材１の上下両面に絶縁性保護膜６を形成した後に、加熱加圧機構６５により、素子付き織網基材１を可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材４０の中に埋設状態に封止し、合成樹脂シート材４０の上下両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂フィルム層４２を形成して素子付き織網基材シート１Ａを製造しても良い。

［６］実施例１，２において、太陽電池セル３の負極３２を第１電極とし、正極３１を第２電極としているが、これに限定する必要はなく、これとは逆に負極３２を第２電極とし、正極３１を第１電極としても良い。この場合、半導体素子供給機構５９のエアピンセット５９ｂは、太陽電池セル３の負極３２側を吸着して保持し、エアピンセット５９ｂの回転駆動後に太陽電池セル３の正極３１を第１導電接合材４が塗布された導電線２２接合する。
［７］前記絶縁線２１として、絶縁性の複数の合成樹脂繊維からなる縒り線を採用しても良く、または、縒り線以外の１本の線材又は帯材を採用しても良い。また、導電線２２として、複数の金属細線からなる縒り線を採用しても良く、または、縒り線以外の１本の線材又は帯材を採用しても良い。

［８］実施例１，２の製造装置５０，５０Ａにおいて、上記の球状太陽電池セル３に代えて、発光機能を有し且つ各々が正極７１と負極７２を有する複数の球状発光ダイオードセル７０を組み込んだ発光用の素子付き織網基材を製造しても良い。例えば、図１３に示す球状発光ダイオードセル７０は、ｎ形の球状半導体７３と、平坦面７４と、球状のｐ形の拡散層７５と、ｐｎ接合７６と、全表面に形成された蛍光体被膜７７などを有し、素子付き織網基材の導電線間に電圧を加えて発光ダイオードセル７０に順方向電流を流すと発光ダイオードセル７０が発光する。上記蛍光体被膜７７の蛍光体の成分に応じて発光色が決まるため、種々の発光色の発光ダイオードセル７０を採用することも可能である。

［９］実施例１の素子付き織網基材１の上下両面に、パリレンからなる絶縁性保護膜６を成膜しても良い。この場合、パリレンは分子レベルで狭い間隙にも浸透するため素子付き織網基材１の全表面に均一に被膜を形成することができる。パリレンの屈折率は約１.６４であり、太陽電池セル３の表面に被覆することによって、光が空気から直接入射する場合に較べて反射を防止する効果と電気的絶縁性を高める効果がある。水蒸気やガスの透過防止や耐薬品性、耐放射線性に優れた効果も期待できるなど、太陽電池セル３、複数の絶縁線２１や複数の導電線２２及び第１，第２導電接合材４，５の劣化防止の効果を期待できる。但し、絶縁性保護膜６は、シランカップリング剤の被膜或いはパリレンによる被膜以外の光透過性と可撓性を有する合成樹脂材料（例えば、シリコン樹脂の被膜）で構成しても良い。
［１０］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例の種々の変更を付加した形態で実施可能で本発明はそのような変更形態を包含するものである。

　本発明に係る半導体素子付き織網基材は、可撓性、採光性（又はシースルー）があり薄型で軽量な太陽電池パネルや発光パネルに適用可能なものであり、織物材だけでなく窓ガラスや建物の壁面に組み込んで意匠性に優れる太陽電池パネルを実現可能である。

１　　半導体素子付き織網基材
１Ａ　半導体素子付き織網基材
２　　織網基材
３　　球状太陽電池セル（受光機能付き球状半導体素子）
４　　第１導電接合材
５　　第２導電接合材
６　　絶縁性保護膜
２１　絶縁線
２１ａ　第１群縦糸
２１ｂ　第２群縦糸
２２　導電線
２４　マチ部分
２５　第１織布部
２６　第２織布部
３１　正極（第２電極）
３２　負極（第１電極）
４０　合成樹脂シート材
４１　ＥＶＡシート
４２　合成樹脂フィルム層
５０，５０Ａ　半導体素子付き織網基材の製造装置
５１　供給側案内ローラ
５３　綜絖機構
５４　シャトル機構
５５　筬機構
５６　塗布機構
５６ａ　第１回転ドラム
５６ｂ　デスペンサー
５７　第１塗布機構
５８　第２塗布機構
５９　半導体素子供給機構
５９ａ　第２回転ドラム
５９ｂ　エアピンセット
６１　加熱機構
６２　保護膜被覆機構
６３　引き出し機構
６５　加熱加圧機構
７０　球状発光ダイオードセル（発光機能付き球状半導体素子）

Claims

　複数の絶縁線を縦糸とし複数の導電線を横糸とするメッシュ状の織網基材に、受光又は発光機能を有し且つ各々が第１，第２電極を有する複数の球状半導体素子を組み込んだ半導体素子付き織網基材を製造する製造方法において、
　定間隔おきに平行に配置した複数の縦糸を含む第１群縦糸と、この第１群縦糸と平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸とを綜絖機構により上下に移動させて、第１，第２群縦糸の間に隙間を形成する第１工程と、
　前記第１，第２群縦糸の間の隙間にシャトル機構により横糸を供給し、その横糸を筬機構により筬打ちする第２工程と、
　前記第２工程で筬打ちされた横糸のうち、複数の球状半導体素子を接続する複数部位に第１導電接合材を塗布する第３工程と、
　前記第３工程で第１導電接合材が塗布された複数部位に対応する複数の球状半導体素子を組み込んで、前記複数部位に複数の第１電極を夫々接続する第４工程と、
　前記第４工程で組み込んだ複数の球状半導体素子の複数の第２電極に第２導電接合材を塗布する第５工程と、
　を備え、前記第１工程から第５工程を複数回繰り返すことを特徴とする半導体素子付き織網基材の製造方法。
　前記第４工程、又は第４，第５工程の間において、前記半導体素子付き織網基材を所定長さ引き出す第６工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子付き織網基材の製造方法。
　前記第５工程の後に、第１，第２導電接合材を加熱する第７工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子付き織網基材の製造方法。
　前記第７工程の後に、前記半導体素子付き織網基材の上下両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆する第８工程を備えたことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子付き織網基材の製造方法。
　前記第７工程の後に、前記半導体素子付き織網基材の上下両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材を重ねて加熱加圧することにより半導体素子付き織網基材モジュールとする第９工程を備えたことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子付き織網基材の製造方法。
　複数の絶縁線を縦糸とし複数の導電線を横糸とするメッシュ状の織網基材に、受光又は発光機能を有し且つ各々が第１，第２電極を有する複数の球状半導体素子を組み込んだ半導体素子付き織網基材を製造する製造装置において、
　縦糸供給源から供給される複数の縦糸を整列状態に案内する供給側案内ローラと、
　定間隔おきに平行に配置した複数の縦糸を含む第１群縦糸と、この第１群縦糸と平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸とを上下に移動させて、第１，第２群縦糸の間に隙間を形成する綜絖機構と、
　前記綜絖機構により形成された第１，第２群縦糸の間の隙間に横糸を供給するシャトル機構およびこのシャトル機構で供給された横糸を筬打ちする筬機構と、
　前記筬打ちされた横糸のうち、複数の球状半導体素子を接続する複数部位に第１導電接合材を塗布する第１塗布機構と、
　前記第１導電接合材が塗布された複数部位に対応する複数の球状半導体素子を組み込んで、前記複数部位に複数の第１電極を夫々接続する半導体素子供給機構と、
　前記半導体素子供給機構で組み込んだ複数の球状半導体素子の複数の第２電極に第２導電接合材を塗布する第２塗布機構と、
　前記半導体素子付き織網基材を所定長さずつ引き出す引き出し機構と、
　を備えたことを特徴とする半導体素子付き織網基材の製造装置。
　前記第１，第２塗布機構は共通の塗布機構で構成され、
　この共通の塗布機構は、第１回転ドラムと、この第１回転ドラムの外周面に軸心方向に定間隔おきに固定されたＬ形の複数のデスペンサーであって、先端部に導電接合材を吸着して分配可能な複数のデスペンサーとを備えたことを特徴とする請求項６に記載の半導体素子付き織網基材の製造装置。
　前記半導体素子供給機構は、内部に負圧が導入される第２回転ドラムと、この第２回転ドラムの外周面に軸心方向に定間隔おきに固定されたＬ形のパイプ材からなる複数のエアピンセットとを備えたことを特徴とする請求項６に記載の半導体素子付き織網基材の製造装置。
　前記第１，第２導電接合材を加熱して乾燥させる加熱機構を設けたことを特徴とする請求項８に記載の半導体素子付き織網基材の製造装置。
　前記半導体素子付き織網基材の上下両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆する保護膜被覆機構を備えたことを特徴とする請求項６に記載の半導体素子付き織網基材の製造装置。
　前記半導体素子付き織網基材の上下両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材を重ねた状態で加熱加圧することにより半導体素子付き織網基材シートにする加熱加圧機構を備えたことを特徴とする請求項６に記載の半導体素子付き織網基材の製造装置。
　受光又は発光機能を有する複数の球状半導体素子を組み込んだ半導体素子付き織網基材において、
　複数の絶縁線を縦糸とし複数の導電線を横糸とするメッシュ状の織網基材と、
　各々が受光又は発光機能と第１，第２電極を有する複数の球状半導体素子であって、前記第１，第２電極で規定される導電方向を揃えた状態で、前記織網基材の複数の網目に組み込まれる複数の球状半導体素子と、
　前記複数の球状半導体素子における、複数の第１電極を複数の横糸に夫々電気的に接続する第１導電接合材および複数の第２電極を複数の横糸に夫々電気的に接続する第２導電接合材とを備えたことを特徴とする半導体素子付き織網基材。
　前記織網基材の縦糸の長さ方向の両端側部分には、前記メッシュより密に配置した複数の横糸と複数の縦糸とで織布状に形成した所定幅の第１織布部が形成され、
　前記織網基材の横糸の長さ方向の両端側部分には、前記メッシュより密に配置した複数の縦糸と複数の横糸とで織布状に形成した所定幅の第２織布部が形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の半導体素子付き織網基材。
　前記織網基材と複数の球状半導体素子の上下の両面を、可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆したことを特徴とする請求項１２に記載の半導体素子付き織網基材。
　前記織網基材と複数の球状半導体素子を可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材の中に埋設状態に封止し、前記合成樹脂シート材の上下両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂フィルム層を形成したことを特徴とする請求項１２に記載の半導体素子付き織網基材。
　前記縦糸が、ガラス繊維、炭素繊維、合成樹脂繊維のうちの何れか１種類の繊維の束で構成され、横糸がガラス繊維、炭素繊維、合成樹脂繊維のうちの何れか１種類の繊維の束の表面に金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成されたことを特徴とする請求項１２に記載の半導体素子付き織網基材。