球状太陽電池と伸縮自在に連結したマイクロ集光器
小型の光学部品を備えた小型の太陽電池は、熱分配表面を有し、非常に高い濃縮とひいては半導体の高い利用性を達成することができる。高い性能特性、精密な寸法、及び低コストで、球形又は他の形状のセルとして、個々の光ダイオードを形成することができる。本発明は、幾何学形状と伸縮性電気装着を用いることによって不連続の太陽電池を提供し、それらを屈折性及び／又は反射性光学部品の小型光濃縮器に連結し、それらの光ダイオードに電気的ネットワーク接続を形成し、信頼よく低コストで熱膨張を調整し、低コストで信頼性のよい電力アレイを形成する。電気コネクタとネットワークは、反射性光学部品と熱除去システムの一部を形成することができる。また、電気相互接続システムは、自己修正式で点損傷に耐久性がある信頼性のあるネットワークを形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
晴れた太陽が照った日には、太陽は、地表の１平方メートルあたり約１０００ワットのエネルギーを照りつける。太陽エネルギーを電力に変換することは、地球の増大するエネルギー需要に対し、理想的なエネルギー源の解決である可能性を有する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーに対する主な制約は、システムの高いコストである。現状で、最高の太陽電池システムは、約２ドル／ワットを達成しているが、しかしながら、従来の電力源と競合するには、コストを１／４に低下する又は０．５ドル／ワットを達成する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
太陽電池配列の全コストの殆どは、現状の太陽電池装置に使用される多量の高価な半導体によるものである。現状の太陽電池の技術は、配列を高価で、非効率的で、場合により信頼性のないものにしている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、弾性接触を有し、かつ高価な半導体をより適切に使用するために集光し、一方で、小さな個々の太陽電池を用いた効率的な熱除去の効果によって過熱と効率低下のない、電池配列を大量生産する方法である。即ち、システムの半導体コストの成分を低下させることができる。単位面積あたりの集光コストが半導体コストよりも有意に低ければ、太陽電池の単位面積あたりの全体的コスト、得られる電力のコストが低下される。本発明者らは、半導体と比較したマイクロ集光システムのかなり低いコストにより、現状の太陽電池のコストの１／４から１／１００の材料コストの低下が達成可能であると推定している。
【０００５】
数千個の光ダイオードの太陽電池アレイを形成する実用面は、ある温度範囲にわたって数千個の半導体に信頼よく効率的に電気的耐熱性接続を形成する開発を生み出した。本発明者らは、プラスチック基材上に装着したシリコン光ダイオードの長いストリングを形成する試みは、アセンブリーに発生する異なる熱膨張による応力と亀裂損傷に帰結することを見出した。本発明において、伸縮性の電気的熱的接触が使用され、半導体物体を適所に保持し、組み立てられたシステムが曲がることを可能にし、ある範囲の温度係数を有する異なる材料間で接触を失う又は機械的分解をすることなく、広い温度範囲に耐える。また、基板上の電気的接触及び回路の方向を周期的に変化させる幾何形状を用いて、システムの異なる熱膨張又は屈曲により電気接触において蓄積する降伏応力を回避することができる。それによって、電気接触を伸縮性形態に維持する。電気接触は、一緒に溶接又はハンダ付けしてもよく、しかしながら、熱膨張と機械的振動によりハンダ又は溶接箇所において電気接触が降伏応力に達することを、ハンダ又は溶接箇所の伸縮性圧縮が依然として維持する。伸縮性接触は、構成部品の構築において、アレイを広い許容範囲を有して組み合わせることを可能にする。
【０００６】
マイクロ集光、効率、及びヒートシンクの概念は、葉の上の雨滴のような小さな光学成分が、歯を熱によって焦がすことなく日光を数百倍まで小さなスポットに濃縮できるといった単純な観察から得られる。太陽光を集中させることにより、太陽電池は、高価な半導体材料を用いてより効率的でかつよりコスト効率よく作動することができ、半導体材料を個々のセル、電気接続として製造し、マイクロ集光ミラーとレンズと一体にした実際のデバイスとしての太陽電池アレイに変化させることができる（米国特許第５４８２５６８号明細書）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明者らは、この概念をテストするいくつかの集光器システムを構成した。直径２ｃｍの円筒形ガラス棒、シートのアルミニウム背部反射体、及び幅２ｃｍの結晶性太陽電池を用いた太陽光集光システムは、集光する光学部品のない太陽電池に比較し、７倍の出力増加が得られた。集光にともなって、太陽電池において有意ではない有害な温度上昇が存在した。別な実験において、本発明者は、シリコン太陽電池上の１８μｍのスポットサイズを有する顕微鏡対物レンズからの焦点スポットが、わずか２℃の温度上昇を示しながら３４０００日光の集光を達成することを観察した。太陽電池の性能は、光を高い濃度で太陽電池上に１つのスポットに濃縮することにより、性能において僅か３％の低下を示した。即ち、小さい寸法の光学部品を用いて、小さな太陽電池と非常に高濃度の熱分布表面ひいては半導体の高い利用性を達成することができる。本発明は、信頼性よく、低コストで、実際の電力システムを形成するための非常に数多くの集光器と個々の電池を製造するといった実際の局面に注力している。電気コネクタは、本発明者らの先の米国特許第５４８２５６８号明細書に記載のように、反射光学部品の一部を形成することができる。また、この電気接続システムは、局所的損傷に耐える信頼性のあるネットワークを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】誘電性材料のスロットを示す。
【図２】成形された接触スロット又ホールの横断面図を示す。
【図３】球形光ダイオードを保持する成形された接触スロット又ホールの横断面図を示す。
【図４】球形光ダイオードを保持する平坦側面を備えた半球形の成形されたホールを示す。
【図５】ガラスの鋳造されたレンズ／ミラーの光学部品上のシステムの例を示す。
【図６】アレイの裏側反射体のセルアタッチメントの態様を示す。
【図７】球形の光学部品を示す。
【図８】球形が薄膜アレイに装填されるときの電気配線を示す。
【図９】レンズとミラー間で固定した折り曲げシートを示す。
【図１０Ａ】レンズと黒濃縮平面システムを示す。
【図１０Ｂ】フレネルレンズと黒濃縮平面システムを示す。
【図１０Ｃ】１つの放物線と前方表面濃縮平面システムを示す。
【図１０Ｄ】カシグラニアン光学部品と黒濃縮表面の平面システムを示す。
【図１０Ｅ】屈折率勾配濃縮レンズ（ＧＲＩＮレンズ）と黒濃縮システムを示す。
【図１０Ｆ】分光的に広がった赤から緑と傾斜光学システムを示す。この傾斜光学配置において、格子とホログラフィックのスペクトル広がりが使用されることができると指摘し恐らく実証されると留意するべきである。
【図１１】半球層状の光ダイオードスタックに関する色収差を示す。
【図１２Ａ】２面接地の層状球形光ダイオードのスタックを示す。
【図１２Ｂ】２面接地のセル又は単一面接地のセルについての面対面とリムの接触クランプを示す図である。
【図１３Ａ】低摩擦係数の表面上の配列した非対称半球体を示す。
【図１３Ｂ】低摩擦係数の表面上のプッシャーと配列した半球体を示す。
【図１３Ｃ】配列した半球体を電気接触クランプに注型するプッシャーを示す。
【図１４】成形レンズミラーの回路クランプ内の光ダイオードに対する中央平坦点接触と側面接触の横断面図を示す。
【図１５】太陽電池アレイの等価電気回路の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［図面の説明］
本発明のいくつかの典型的な態様を以下に説明する。これらの図面において、アセンブリーと配置におけるいくつかの変化を示す。図１において、スロットが、誘電性材料に切り込まれ又はソーダ石灰ガラスのような材料から注型される。ガラスのスロットは、１つの面に平面３に形成され、他方の面４の上で曲げられ、下記に図３関して示す側面溝付き半球の曲率に適合させる。スロット２は、半導体の小さな取り付け偏差を受け入れるために、平面３に僅かなテーパーを有して、スロット２に対する半導体球のきつい楔状適合を形成してもよい。
【００１０】
誘電性材料の例は下記の通りである。
・ポリアラミドプラスチック（旭化成株式会社、アラミカ部、神奈川県川崎市川崎区夜光１−３−１）
・ポリイミドプラスチック（デュポンフィルムズ、ＨＰＦカスタマーサービス、ウィルミントン、デラゥエア州１９８８０）
・シリコーンゴム（Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４、シリコーン光結合接着剤、ダウコーニング社、オーバーンプラント、マイルロード５３００１１、オーバーン、ミシガン州４８６１１、米国）
・ＥＶＡ Ｅｌｖａｘ（登録商標）（エチレン−酢酸ビニル、デュポン社、ウィルミントン、デラウェア州１９８８０）
【００１１】
図２に、誘電体に切り込まれた又は注型されたスロット１３を持つ誘電体１１の断面図が示されている。この図２は、１つの半導体ビーズを保持するための丸い半球穴が貫く横断面の例としても役立つことができる。この図２において、シリコーンゴム（Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４、シリコーン光結合接着剤）のような伸縮性基材皮膜１７が、誘電性ガラス基材材料１１のスロット１３の中に堆積され、硬化される。金、白金、パラジウム、銀、錫、アルミニウム、アンチモン、鉛、銅、亜鉛、チタン、モリブデン、タンタル、タングステン、アルミニウム、ニッケル、炭素、ケイ素、鉄、クロム、バナジウム、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、これらの材料の合金のような導電性皮膜１０、１２、１４、１５、又は酸化錫、酸化亜鉛、ホウ素をドーピングしたダイアモンドのような導電性化合物が、伸縮性皮膜１７の上に蒸着される。導電性皮膜１２、１４は、スロット１３の中に部分的に堆積される。導電性皮膜と半導体ビーズが接触する接点１２、１４は、ビーズが確固として適所にあるならば、スロットの最上端に近いと考えられる。電気接触皮膜１２、１４は、誘電性基材、スロット１６の底の上には堆積しない。導電性皮膜１２、１４におけるこの隙間１６は、半導体マウントにおける電気開路を形成する。それぞれ光ダイオードの平坦電極と湾曲電極を持つ穴１３の平坦電極表面１２と湾曲電極表面１４による接触は、図３に示す半導体ビーズの運動学的マウントを規定するものと考えられる。
【００１２】
図３は、半導体の球形ビーズの横断面図を示し、２５、２４、２９、２６は誘電体２１のスロット３１の中に位置する。Ｓｐｈｅｌａｒ（登録商標）シリコン光ダイオード（Ｓｐｈｅｌａｒは京セミ株式会社の商標、京都府京都市伏見区恵美酒町９４９‐２）のような光ダイオードのビーズ３２が、スロット３３又は穴の平坦面に位置合わせされる。ビーズが正確に位置合わせされるとき、ビーズはスロット３１又は穴３１に素早く入り、ほぼ完全に穴３１を満たすように適合できるべきである。平坦面を持つ球形ビーズが、穴又はスロット３１に対して位置合わせされないと、ビーズは、いずれにせよ穴又はスロット３１に素早く入ることができないはずである。この重要な特徴は、接続されるセルの異極性を回避し、ビーズを振動させ又は基材２１を振動させ、ビーズ２５、２４、２９、２３、２６を「振とう」して適切な配向にするために音を使用することを可能にし、半導体ビーズの配列はスロットの中で行われ、最適な接触２３、２６が、スロット又は穴３１の皮膜接触体３２、２７との接触を形成する。穴又はスロット３１の底にシリコーンゴムのような粘着性で静電気又はエネルギー吸収性表面３２の皮膜を有することによって、ビーズは、スロットに正確に適合してスロットの底と接触を形成するときに、穴又はスロット３１にとどまると考えられる。スロットは、大きいシート枠の一部であることができ、ビーズを装填するとき、及びビーズが全て適所にあって、スロットに詰めることができるとき、このシート枠は、こじ開けることができ、そして力を解除することができ、それによって、ビーズにクランプ力を与えて電気接触を形成する。
【００１３】
操作において、光は、Ｐ／Ｎ接合のドーピング層２４、２５の領域の半導体ビード２４、２５に入り、電子と正孔の対を形成する（内側２５のＰドープト領域と外側のＮドープト半導体２４）。電子対の分離は、ビード３３の平坦部分の正極性、ビード２６の外側接触上の負極性を形成する。Ｐ／Ｎ接合に電圧と電流を印加する逆転プロセスを行うことができ、光ダイオードは、正孔対の再結合を伴って光を発生することができる。Ｐ材料２５と電気接触２３又は電極２２は、熱電対の１つの接合を形成することができる。Ｎ材料２４、電気接触２６、及び電極２７は、熱電対の他の接合を形成することができる。半導体接合２５、２４が、光又は赤外線によって加熱されるならば、その接触は、電極ヒートシンク２０、２８よりも温度が上昇し、半導体２５、２４、電極接点２６、２３、及び電極２０、２８から温度勾配を有し、そしてゼーベック効果がセルを渡して電圧を形成する、ことを許容するのに十分な耐熱性を有するように設計される。これらのセルは、太陽電池と同様に直列に接続し、電力を発生することができる。電流が、ゼーベック効果と逆方向にこれらのセルを通過するならば、接合２４、２５は、電極２０、２８から熱を除去し、ペルチェ効果によって半導体接合２４、２５を加熱することができる。電極接触２６と２３は、それらが点接触と誘電体トンネル現象層を形成するような低い熱伝導性を有するように形成することができる。他のあり得る低熱輸送の電気接触は、誘電体と部分的に接触２６を形成し、Ｎ層２４から電極２７への電子移動を生じる真空ギャップトンネル現象を許容する近接近電極を有することである。半導体ビーズ接触２３、２６上の２つの電極２０、２８の基材２１と副層１９、３４からの伸縮性圧縮は、系がある温度範囲を経て、かつ膨張係数が電極２０、２８、基材２１、及び半導体２４、２５の間で非常に異なっていても、これらの構成部分間の接触寸法を維持する。スロット又は穴３１の半導体ビーズのアセンブリーは、セルのより大きいアレイの一部であり、そしてセルは、光学部品に連結され、太陽電池アレイ、発光ダイオード、熱電対、ペルチェ冷却器、又は熱電子コンバータの回路に直列又は並列に電気接続される。スロット３１の底に接着剤３０を使用し、セルをスロット内に固定することができる。Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４のような接着剤は、光学的透明であり、基材材料２１と半導体ビーズ３２の間の光連結材料として作用することができ、日光が基材２１を通って半導体ビーズ３２の中に入り込むならば、運転上望ましい。また、接着剤３０は、ビーズの外側の反射防止コーティング２９（反射防止フッ化炭素コーティング、美浜株式会社、東京都港区虎ノ門１−２−８）とともに反射防止コーティングとして作用することもできる。なお、半導体２５のロッドがこのスロットの構造にもやはり使用可能である。
【００１４】
図４において、ビーズの形状に適合する穴３７と電気接続３６の例が示されている。穴は、平坦領域の誘電体３８上に堆積した電気接触皮膜３５を持つ平坦領域を有し、電気開路３８がマスクされ、穴３７の円形面４０をコーティングする第２電気接触３９が示されている。
【００１５】
図３に横断面を示す非対称の半導体ビーズが穴３７の中に配置されると、ビーズと球の平坦面３６が平行ならば、単に穴に入り込むことが可能である。
【００１６】
図５において、透明な光学レンズ／ミラー５０に結合した電気接触５４、５１、５３、５５を備えた半導体球５２のアレイの横断面図を示す。光ダイオードのアレイは、前面５８に反射防止コーティングを持つ湾曲レンズ外側領域を有する成形カラス片５０をコーティングすることによって形成される。ガラス５０の裏面は集光ミラーに成形される。ミラーコーティングと導電性皮膜５１、５３、５５は、ガラス５０の裏面にコーティングされる。ガラス又は透明材料ＥＶＡ５０の裏面は、成形された半導体ビーズがスロットの中に押し込まれるときにそのビーズを弾性的に保持するように成形された、半導体ビーズ用のスロット４９を有する。ビーズと壁との金属と金属の接触点でのスロット壁の約５度の傾斜のテーパーは、Ｖ字形から滑り出る力よりも摩擦力がはるかに高いことから、ビーズがスロットから滑り出ることができないと考えられる。ミラーコーティングと電極５４、５１、５３、５５は、角度を制御した真空蒸発、インクジェット印刷、又は角度を制御したプラズマ溶射によって堆積させて、ミラー反射体領域をコーティングし、ガラス５０のスロット４９の底はコーティングせず、電極間の電気開路を形成する。このコーティングされていない領域４９は光に対して透明である。ミラー反射体電極５４、５１、５３、５５用の適切な皮膜は、ガラスに錫をコーティングした後、透明な酸化錫まで酸化することによって形成される。半導体球５２が挿入され、ガラスのスロットに装填される。成形されたバックカバー板が、光ダイオードのアレイの上に配置され、シリコーンゴムシーラントを用いてガラス光学部品とダイオードアレイに接着される。バックプレート、反射体、及びヒートシンク５６の配置は、バックプレート５６の誘電性皮膜５９を介して半導体球に弾性圧力を与えることができる。誘電体材料５９は、シリコーンゴム又はポリイミドであることができ、バックプレートを電極５４、５１、５３、５５、半導体ビーズ５２、及びガラス５０に取り付ける接着剤であってもよい。また、接着剤は、半導体５２とガラス５０の間のトラフ４９の中まで浸透し、ガラスと半導体４９の間の屈折遷移材料の指標として作用することもできる。また、シーラントは、周囲又はアレイに配置し、半導体をほこりや汚れからシールする。アルミニウムのバックプレートは、太陽電池に向く明るい研磨表面又は白い散乱表面を有することができる。バックプレートの外面は、背面放射領域が背面を冷たく維持することを助長するために、黒いシリコーンペイントのようなコーティングを有することができる。また、シリコーンゴムのシーラントを使用し、セルの裏面をシールし、セルと背面の間の良好な熱接触を確保することができる。電極５４、５１、５３、５５と半導体ビーズ５２の間の電気接触は、真空オーブン中でアセンブリーを加熱することにより、又は電気バイアスを持つフラッシュランプ照射によって大電流を形成することにより、全ての接触を溶接することによって確保してもよい。その他のあり得る接触を確保する方法は、接点の境界面を直接加熱するガラス又はシリコンビーズを介した接点への超音波エネルギーのパルスである。回路５４、５５のエッジへのハンダ付け鉛を超音波パルスを用いて取り付けてもよい。
【００１７】
図６は、裏面６６の上にシリコン半導体ビード６５を配置する別な装着用の配置を示す。このデザインにおいて、裏面６６は、押出されたガラスシート、ポリイミド、又はロール加工もしくは型打されたスチールもしくはアルミニウムのシート６７であり、ガラス６６のような誘電体でコーティングされ、その中に形成されたシリコーンのビード配置スロット６９を有する。スロット６９は、その上にコーティングされた銀又は錫の蒸着表面の導電性コーティング、及びスロット６９のショルダーのマスキング又は影によって形成された隙間６９を有する。その誘電体が透明又は半透明であるならば、銀や錫のような反射性材料又は白色散乱性材料の外面コーティング６７を基材６６の裏面にコーティングしてもよく、絶縁性ギャップ６９を通り抜ける反射体として作用させる。外面６７の上に、黒色放熱性コーティング６８を置くこともできる。場合により、黒色放熱性コーティング６８と反射性コーティング６７を省略してもよく、セル６５を通り抜ける光をアレイの下の空間を照射するために使用することもできる。
【００１８】
このデザインにおいて、集光システムが、ガラス６０の押出シート上に存在する。これは、上側レンズ６１、ミラー６２の下側アレイ、及びシリコン半導体光ダイオード６５の周りに緩く適合するように形成されたスロット６３を有する。完成アレイを形成するため、光ダイオード領域にガラスシート６０が取り付けられ、周囲にそって及び可能であれば光ダイオード６５とガラス６０間にシリコーンゴムのシーラント８５のような接着剤を用いる。Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４のようなシリコーンゴムのシーラント８５が光学的透明であれば、アレイの全体に配置して、光連結境界として作用させることもできる。このアレイの電気出力は、導電性皮膜６４を通り抜け、アレイのエッジを通って外に出る。
【００１９】
図７は、三次元の光学部品を備えた集光の構成である。この図において、レンズ７０とミラー７１は、六角形パターン８１に装填される。他のあり得るパターンは、四角形と三角形である。集光器７０はガラス７２から注型される。上面７０はレンズのアレイを形成し、下面はミラー７１とヒートフィンを形成する。
【００２０】
空気界面７０へのガラスの全内部反射が使用される。酸化錫のような導電性皮膜が、ミラー領域７７、８０上のガラス表面上と成形穴７３、７５の中にコーティングされる。
【００２１】
２つの電極７７、８０が、ガラス反射体７２上のギャップ１９によってガラス反射体の各側に分離される。
【００２２】
半導体球７４、７８が、２つの電極７１、７６と接触するガラスミラーの端部の成形穴７３の中に挿入される。絶縁体ギャップ７９は、ガラスミラー７２の側面に溝を成形した後、ギャップ７９の影付き領域を満たさない電子導体材料７７、８０の指向性源でガラス反射体をコーティングすることによって形成することができる。絶縁体ギャップ７９は、ガラスミラー７２の側面に溝を成形した後、ギャップ７９の影付き領域をコーティングしない指向性源でガラス７２の中にコーティングすることによって形成することができる。操作において、太陽からの光が、レンズ７０を通って焦点を形成し、ミラー７１、７６、７５、７７、７９、８０によって光ダイオードのセル７４、７８に反射される。レンズ７０とミラー７１、７９の濃縮力が高いほど、高い精度でアレイが太陽を焦点する必要がある。約４倍のような低い濃縮の場合、屈折率が約１．５のガラス７２は、非垂直光線の光を屈折させ、集光器アレイは、太陽を追跡する必要なしに光を効率的に濃縮する。雲を通った散乱光のような光ダイオード７４に直接焦点しない光は、反射面７１、７６で反射され、部分的に光ダイオード７４に到達することができる。集光する太陽電池アレイは、正午に出力を最大にするように、緯度の関係で傾斜させ、固定・装着することができる。これらのタイプの低濃縮の集光器の太陽電池アレイの適用は、構造的設備で太陽非追跡設備にてついて使用することができる。マイクロミラーは、表面の面に対して垂直である必要はなく、あるデザインにおいてミラーは、外面が照射角度に無関係な規定角度である必要があれば、出力と性能を最大にするようにアレイの中で傾斜することもできる。
【００２３】
図８に、セルが薄い柔軟な基材の中に挿入されるときの太陽電池とマイクロ集光器の構成が示されている。この構成において、スロット又は穴１０８を有する基材誘電性皮膜９０が、マスター表面を複製し、硬化させた後、マスター表面から除去することによって形成される。次いで、誘電性レプリカ９０が、指向性又は表面コーティング９１、９７、１０５を用いてコーティングされ、スロット又は穴１０８の外側表面とエッジ９６、１０２、１０４のみをコーティングする。穴１０８の場合、基材９０の溝スロット又は圧痕領域１０３によって電気ギャップが提供され、その他のあり得る技術は、スクリーン印刷、インクジェット印刷、プラズマ溶射コーティング、電気メッキであり、金属コーティング９１、９６、９７、１０２、１０４、１０５は、銀粉末又は錫粉末、導電性皮膜の蒸着であってもよい。これらの導電性コーティング９１、９６、９７、１０２、１０４、１０５は、その中に粒子を有することができ、又は半導体光ダイオード９２、９３、９４、９５、１０１、１００、９９、９８と信頼性のある導体接触を形成する仕方で硬化することができる。様々な表面模様、ディンプル形成、台座、繊維、溝彫り、スリット形成を用いて、伸縮性の多様表面をレプリカ表面接触９６、１０２、１０４に成形することができ、粒状の光ダイオードの接触９２、９５、１０１、９８との伸縮性電気接触面の接触を確立することを助長することができる。また、レプリカ表面９１、９６、９７、１０２、１０４、１０５は、繊維を含む及び／又はその中に配置された導電性繊維を有することができる。電気接触９１、９６、９７、１０２、１０４、１０５を形成するもう１つの方法は、導電性箔、線、繊維、導電性メッシュ、導電性繊維マトリックス、又は粉末を誘電性基材にラミネートすることである。次の製造工程は、黒色反射体１０６を持つ成形誘電体９０の裏面を銀、錫、又はチタンの白色散乱皮膜でコーティングすることである。これは、二酸化チタン粒子を充填したシリコーン塗料であることができる。黒色反射体１０６の外側表面に、赤外線を放射してアレイの裏面から熱を放射除去する、カーボンブラック又は酸化チタン粒子を充填したシリコーン塗料のような保護・放熱皮膜を堆積させる。ドーピング９９、９４と導電体接点９２、９５、１０１、９８を持つ光ダイオード球１００、９３を構造体のスロット又は穴に配置する。誘電体基材９０と電気接触１０２、１０４を適切に形成し、光ダイオード球１００は、一方向でスロット又は穴１０８に弾性的に丁度適合し、アレイの他の光ダイオード９３と適切な電気接触を達成することができる。光ダイオードのアレイを接続し、アレイを真空オーブンに配置して接点９１、９６、１０２、１０４、９２、９５、１０１、９８をアニールすることができ、場合により、接点を適所にハンダ付けする。光ダイオードのアレイを保護し、大きなモジュール系に組み立てるため、図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆに示すように、クロロフルオロカーボンのような材料の中で防腐処理をする、又はシリコーンゴムのシーラントでコーティングし、ガラスのシートにラミネートすることができる。セルは、図９に示すように、ガラスレンズと溝又はスロットを持つミラーの間に配置して固定することができ、光ダイオード球をレンズミラーアセンブリーの焦点又は集光点に保持することができる。
【００２４】
図９において、種々の構成成分をマイクロ集光器の太陽電池アレイと組み合わせ、電力システムを形成することができる。熱除去と蓄熱は、太陽電池アレイからの廃熱の太陽電池アレイ管理に組み入れ、太陽電池アレイの熱管理を提供することができる。図９に、反射防止コーティング１１７、成形ガラスレンズ１１０、界面層１２６、反射体１１２、伸縮性の下層と誘電性基材１１３、伝熱性基材１１４、放射コーティング１２５、及び太陽電池アレイの背面の構成成分を備えたマイクロ集光器太陽電池アレイが横断面で示されている。放射コーティング１２５は、対流熱伝達を高めるために、繊維、フィン、バンプ、リッジ、又はディンプルを有するように表面調整することができる。コーティングは、二酸化チタン、カーボンブラック、又はグラファイト粒子を充填したシリコーンゴム塗料のように高い赤外放射率を有することができる。成形ガラス１１０は平坦な外側表面を有し、汚れからの清澄の維持が容易であることに留意するべきである。セルのガラスとミラーアレイの間でアレイを組み立てるとき、界面層にＳｙｌｇａｒｄ（登録商標）のような接着剤を用い、アレイの最高操作温度で又はそれ以上の温度で加圧し、この温度で硬化させる。ミラーアレイ１１２、１１３、１１４、１２５とガラス１１０に比較した接着剤１２６の高い膨張係数のため、接着剤１２６は収縮し、操作温度において張力下にあると考えられる。界面層におけるこの張力は、ミラー１１２、誘電体裏打ち１１３、及び伝熱性基材１１４に作用し、半導体ビーズ１１５に対する接触に圧縮を維持する。電流が、ビーズ１１５の直列接続の接触１１２から集められ、アレイの側面に配送される。太陽電池アレイからの電気出力が、正端子１１６と負端子１１１として概要的に示されている。囲い１２０は、光ダイオードアレイ１２５の裏に配置することができる。この囲い１２０は、太陽電池アレイ１２５の向こうに対流空気の流れを導くための煙突のように簡単にすることができ、あるいは、フッ化炭素、アルコール、又は水のような循環流体１２２であることができる。太陽電池アレイ１２５への腐食の影響を最小限にする典型的な構成は、太陽電池アレイ１２５の向こうに空気をポンプ輸送するファン１２１、１２３を有し、構造体の加熱に加熱空気１２２を使用する。ファン又はポンプ１２１、１２３は、太陽電池アレイ１２５を冷却する又は構造体に熱を送ることが必要なときに使用することができる。太陽電池アレイのリッジ又はバンプのある外側１２５は、平面的な太陽電池アレイよりも、太陽電池アレイから流体１２２へのより良好な熱伝達を達成する。
【００２５】
系の中で吸熱又は蓄熱して温度を安定化させる相変化材料１１９を、アレイ１２５の裏に又は流体プレナム１２０の中に配置することができる。太陽電池アレイの性能を最適化し、電気出力を１１０ボルトの交流のような望ましい電気出力に変換する電気変換システム１１８にＤＣ電気出力１１６、１１１を接続することができる。コンデンサー、可逆燃料電池、及び／又はバッテリーを電気変換システム１１８に組み込み、アレイ１２５に隣接して電気エネルギーを蓄えることができる。ヒートパイプシステム１２０、１２４を太陽電池アレイ１２５の裏に組み込み、廃熱を効率よく構造体に輸送することもできる。ヒートパイプ１２０、１２４は、作動流体に含まれる不純物によって設定される沸点を有する又はヒートパイプの沸点を設定するためにヒートパイプの一定加圧を形成する伸縮性壁１２０を有し、アレイ温度が構造体への熱伝達に有用なときにのみ熱を除去する。
【００２６】
赤外線と紫外線を吸収する皮膜である二酸化チタン皮膜（例えば、ＴＰＸｓｏｌ（商標）二酸化チタンコーティング、鯤コーポレーション、佐賀県武雄市山内町松ノ木原）のような種々のコーティング１１７をガラスの外側表面に適用し、半導体のバンドギャップの下の未使用の赤外太陽輻射からのフォトセルの熱流速を低減してもよい。反射防止コーティング１１７は、二酸化チタンのような材料であることができ、紫外線を吸収し、ガラスの外側表面上の有機物を光触媒的に酸化し、表面を透明に保ち、ガラス１１０と太陽電池アレイ１１１５、１１２、１１３、１１４、１２５へのあり得る紫外線損傷を低減することができる。
【００２７】
図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、及び１０Ｇは、伸縮性接触セルに連結することができる種々の態様の光濃縮システムを示す。
【００２８】
図１０において、伸縮性接触１３３内で光ダイオード１３２の正確な配置を有するレンズアレイ１３０が示されている。レンズアレイ間の空気ギャップ１０９は、このアレイがガラス窓又は天窓として使用される場合の断熱を提供する。電気接触皮膜は、透明な酸化錫であることができる。接触開路１３４が、セル間に示されており、シリコーンゴム層１２８のような伸縮性誘電体と平坦な成形ガラスシートのような透明な誘電性基材１２７が示されている。この構成において、光１３１は、レンズアレイ１３０を通過し、ミラー電極１３３で反射されることなく、半導体１３２に焦点する。この系は、光ダイオード１３２での焦点に達しなかった光を捕らえない。即ち、他のレンズ表面１３０のような表面への低角度の散乱光１２９は、電気接触１３３が反射性又は透明性であれば、アレイで反射又は透過すると考えられる。光透過の光学配置は、天空光又は窓のような室内照明にとって有用であることができ、その場合、直射日光は捕獲され、一方、朝と夕方の光のような表面１２９に対して低角度を有する光、雲から散乱された光、及び大気の散乱光は、光ダイオード１３２を逃れて部屋の中に入る。この例において、半導体接触１３３は、平坦な基材１２７の上に示されているが、半導体の保持を助長する成形基材１２７であってもよく、伸縮性層１２８の上の成形電極１３３からの光の反射を用いてもよく、光を半導体１３２に集めるための基材１２７を用いてもよい。あり得るさらなる特徴は、ケイ光体又はシンチレーターである伸縮性層の構成成分１２８を有し、この層で吸収された光を、ケイ光体又はシンチレーターの固有発光に変換する。シンチレーター材料の例は、ポリマー又はゴムに溶解又は分散可能なアントラセンである（Ｐｆａｌｔｚ ａｎｄ Ｂａｕｅｒ， １７２ Ｅ． Ａｕｒｏｒａ Ｓｔ． Ｗａｔｅｒｂｕｒｙ ＣＴ ０６７０８）。ケイ光体の例は、銅又は銀のドーパントで活性化された硫化亜鉛（ＺｎＳ）である。ケイ光体の別の例は、青色光を黄色光に変換するイットリウムアルミニウムガーネット結晶である。固有発光光は、全ての角度で放射されるが、材料１２８の伸縮性シートの全内部反射、電極１２７からの反射、及び基材材料１２７の内部反射により、光は、伸縮性層１２８が角度と厚さを変えるところで光ダイオードに伝搬される。ケイ光体に比較したシンチレーターを使用する長所は、それ自身の固有光と低エネルギー光子を吸収せず、このため透過成分１３０、１０９に使用することができ、伸縮性層１２８が、低エネルギー光子を光学部品を通して焦点させることである。内部反射と低い固有光吸収によるシンチレーション層は、大きな面積又は体積の光学構成成分１３０、１０９、１２８からの光を効果的に集め、それを光ダイオード１３２に送ることができる。ケイ光体又は散乱体は、電極１３３、伸縮性層２２８、又は基材１２７のような非透過性構成成分上で使用されると考えられ、また、非焦点光１２９を光ダイオード１３２に再誘導するために使用することができる。
【００２９】
図１０Ｂにおいて、フレネル又はホログラフィック集光器１３７が、集光素子として示されている。これは、別個の光ダイオードに集光させるために、種々のタイプの光学部品が使用可能なことの例である。この例において、フレネルレンズ１３７の横断面図が示されている。光１３６は、透明なレンズ材料１３７を通過した後、フレネルレンズの小平面から屈折し、半導体１３８に焦点する。また、光学素子１３７は、広範囲な入射角を光ダイオード１３８に屈折させる代わりに、透明材料１３７の内側表面の溝のような回折パターンによって光ダイオード１３８に光を濃縮することができるホログラフィックレンズであることもできる。この例において、基材材料１３９は、シリコン光ダイオード１３８を保持する接触電極１２６、１４０用の成形伸縮性ポリイミド基材である。図１０Ａにおける先の例と同様に、伸縮性基材１３９は、散乱面、シンチレーター、又はケイ光体であることができ、最初に光ダイオード１３８に焦点しない光の変換器と導体のように作用することができる。
【００３０】
図１０Ｃにおいて、前方表面上の黒色反射体と光ダイオードアレイの例を示している。この例において、入射光１４３は、伸縮性基材と導電体を通過する。光１４３は、アルミニウム反射体１４５で反射され、光ダイオード１４２に濃縮される。光ダイオード１４２は、フッ化炭素のような伸縮性基材材料で光ダイオードに保持された、酸化錫のような２つの透明な導電体１４４、１６４、又は不透明な銀導電体の薄い網状構造で保持される。シリコーンゴムのような透明材料１６２を、導電性電極１４４とミラー１４５の間に位置させることができる。フッ化炭素プラスチックのような透明な伸縮性基材材料１４１を成形し、半導体物体１４２の周りに伸縮性クランプを形成し、直接入射光のためのレンズとして作用させる。
【００３１】
図１０Ｄにおいて、裏面上に光ダイオード１５０を有するカシグラニアン集光システムが示されている。この構成において、光は、透明なガラスカバーシート１４６を通過し、空気又は透明材料のキャビティ１５３を通過し、成形ミラー１４７で反射し、ガラスカバーシートに搭載された成形ミラーで第２反射を行い、光ダイオード１５０に焦点する。カシグラニアン光学部品は、直接光線が半導体に到達することを第２反射体が阻止するといった光収集上の欠点を有するが、光ダイオード１５０を高エネルギー輻射から遮蔽する必要があれば、このことは有用であり得る。第２ミラー１４７は遮蔽材料を含むことができる。シリコーンゴムの伸縮性副層１５１上の成形アルミニウムミラー接触１４９を介して、光ダイオード１５０に電気接続が形成され、ポリイミド誘電性基材１５２の上で組み合わせられる。伸縮性副層１５１は、全体の系が構成成分１５２、１５１、１４９の間で異なる膨張を呈しても、光ダイオード１５０に接触圧力を維持する。シリコーンゴムのような光学的透明材料を、前方表面１４６と反射体１４９の間に配置することができる。
【００３２】
図１０Ｅにおいて、レンズの屈折率勾配を用いた光濃縮光学部品が示されている。この構成において、光学材料は、ドーピングされたシリコーンゴムやフッ化炭素ポリマーのような伸縮性基材であり、屈折率が増加する層１５５、１５６、１５７、１６１に層にされて成形され、光を光ダイオード１６０に焦点する。光線１５８は、シリコーンゴム１５５、１５６、１５７、１６１の成形層で反射し、光ダイオード１６０に焦点する。接触電極１５９は、光ダイオードに弾性的に加圧される。屈折材料の最終層は、光ダイオードがキャビティに圧入されたとき、成形されて圧縮キャビティ１６１を形成する。キャビティ１６１は、光ダイオード１６０に対して接合接触を形成するように、電極とともに設計される。
【００３３】
図１０Ｆにおいて、傾斜又は軸外の濃縮方式が示されている。これは、あり得る構造的理由のために太陽からの光線に対してアレイが垂直でないこと、又は入射光１６５に対して傾斜したこの表面形状が、色収差の利点を取得することを可能にする。光スペクトルに対する屈折率の広がりは、傾斜した屈折表面とともに使用し、光スペクトルのいろいろな波長部分を、太陽スペクトルのその部分について最適化したいろいろな光ダイオードに配置することができる。典型的に、屈折性材料をある角度で透過する光は、最大角度で屈折する赤色光１７１になり、次に緑色光１７２になり、最後は最小光屈折の青色光１６９になる。即ち、光ダイオード１７０、１６８、１６９の列は、光のスペクトル上の広がりを最適に阻害するように配置することができ、即ち、傾斜した幾何形状を持つマイクロ集光ガラス１６６に連結した反射スロット１６７において、第１列に赤色光ダイオード１７０、第２列に緑色光ダイオード１６８、外側の第３列に青色光ダイオード１６９である。光ダイオードは、図３に示すように、伸縮性の透明屈折性材料の成形伸縮性キャビティの中に配置し、シリコーンゴムを用いて接着することができ、電気接触皮膜が、セルスタック１７０、１６８、及び１６９の２つの面に圧縮接触１６７を形成する。
【００３４】
図１１において、いろいろなバンドギャップ１８１、１８４、１８０の層を備えた多層光ダイオードの半球が、横断面で示されている。スペクトル拡散と焦点レンズ１７６の部分的切取りもまた示されている。青色光子を吸収する高エネルギーバンドギャップの光ダイオード層１８０は、半球光ダイオードの外側層である。緑色光を吸収する中間バンドギャップエネルギーの光ダイオード層１８４は、半球の次の層である。赤色光を吸収する最小バンドギャップ層の光ダイオード１８１は、半球のコアである。半導体１８１、１８４、１８０の３層と別々の電極が、半球形状のあり得る層状光ダイオードの例として示されている。より多い又は少ない光ダイオードを使用することもでき、中央球１８１の多数コーティングによって形成することができる。各々の光ダイオード層１８１、１８４、１８０は、光起電性光ダイオードの濃度と電圧の勾配を引き起こす不純物ドーピング又は電極間層を有することができる。光ダイオードの外側に、半球の反射防止コーティング１７４の外側層が付加される。この反射防止コーティング１７４は、光の反射を破壊的に干渉することによって反射防止を達成する勾配屈折率材料又は１／４波長の厚さの透明材料コーティングであることができる。光ダイオード１８１、１８４、１８０への光透過を最適化するため、反射防止コーティング１７４は、光ダイオード半球の最上部での赤色光１７８の透過を最大限にし、次いで球の側面でのより短い波長の光１７７、１９９の透過を最適にするように調節することができる。球形の形状と、球の側面での光入射角により、均一な厚さの１／４波長の反射防止コーティング１７４は、ピーク透過率をより長い波長にシフトすると考えられる。即ち、光濃縮システムについて、光の方向が光ダイオード球で制御されると、一般に、最適な１／４波長の反射防止コーティング１７４は、入射角の変化を補償するため、球の側面で薄くされてもよい。この特定の例について、光が光ダイオード球にスペクトル的に分配されると、１／４波長の反射防止コーティング１７４は、球の側面でより一層薄くされ、側面での緑色光と青色光１７７の入射に対する光透過を最適化することができる。このタイプの厚さ断面が変化したコーティングは、真空蒸着源と、より薄いコーティングを形成する半球上の入射角効果を用いて行うことができる。
【００３５】
層状の光ダイオード半球１８１、１８４、１８０、１７４は、赤色光１７９の焦点付近の焦点形成光学部品１７６の後方に配置される。入射した白色光１７５は、色収差を持ってスペクトル的に広がり、屈折率は、光の波長とともに変化する。典型的に、ガラスを通る赤色光１７８は、緑色１９９と青色１７７よりも高い屈折率を有する。半球の光ダイオード１８１、１８４、１８０は、レンズ１７６の赤色光の焦点１７９の後ろに位置し、層状光ダイオードへの着色光スペクトルの空間分布を最適化し、赤色光焦点１７９を、光ダイオードのわずか外側、又は中央の赤色光吸収光ダイオード１８１の内側に配置する。次に、緑色光１９９は、より大きいスポットを形成し、傾斜光ダイオード層１８４を通るより長い道程により、光ダイオードの緑色光吸収帯により効率的に吸収される。緑色光１７７のスポットは、最大直径であり、緑色光の吸収と変換について最適化された外側光ダイオード層に最も効率的に吸収される。より長い波長の赤色光１７８は、一般に、緑色光１９９と青色光１７７よりも、より大きい角度でガラス１７６を通る屈折をする。赤色光１７８は、青色光の光ダイオード１８０と緑色光の光ダイオード１８４を通過するが、これらの２つの光ダイオードの励起バンドギャップよりも低いことから、吸収が少ない。層状半球光ダイオード１８１、１８４、１８０における光のこのスペクトル、空間、及び角度の分布は、光ダイオードセルを物理的に分離する必要なしに、各々の光ダイオードセルの性能を最適化させ易い。緑色１９９と赤色１７８の光の一部は、青色１８０と緑色１８４を最適化した光ダイオードに衝突し、これらの光子は、青色と緑色の光を最適化した光ダイオードのバンドギャップエネルギーよりも低く、部分的に通過して、緑色１８４と赤色１８１の層状光ダイオードに至る。この層にされた構造の層状球形光ダイオードは、個々に異なるフォトセルを作成した後に一緒に配置するよりも、安価であることができる。この形状の電極接触は、導電性金属接触１８３、１８１を取り付けられて示されている。内側層の接触１８２は、赤色光ダイオード１８１の中央の露出面に取り付けられ、外側接触１８３は、反射防止コーティング１７４を介して外側青色光ダイオード層１８０の表面に取り付けられる。この半球ビーズにおける弾性接触形状の詳細な例は、図３、図１２Ｂ、及び図１４に示されている。理想的には、電気接触１８２、１８３は、光を反射し、この円形スポット焦点についての図１４の弾性接触の例におけるように、光ダイオードへの光を遮断しない。機械的接触は、中央スポット接触１８２との中央接触を形成し、形態適合表面を持つシリコン球の配列を使用し、適切な電気接触のみを許容し、中央の赤色光と周囲の青色光の放射状スペクトル分散パターンに層状光ダイオードを配置することを必要とすると考えられる。
【００３６】
留意すべきは、上述した典型的な１／４波長の反射防止コーティングのスペクトル上及び角度上の選択性を避けるために、粗面化した又は密度勾配のある反射防止コーティング１７４が、この形状においては有益に使用することができる。
【００３７】
半導体保持キャビティのスロットの態様が使用されるならば、中央接触は、溝にそった電気接触への短絡を防ぐため、緑色１８４と青色１８０の光ダイオードのエッジを拡張被覆する反射防止コーティングのような、隆起ボタン１８２と誘電体周囲１８５のコーティングを有することができる。
【００３８】
図１２Ａは、２つの面で微粒子ビーズの層状光ダイオードを研磨することによる光ダイオード作成の別の構成である。２つの面でビーズを研磨することにより、内側ドープト層２７４と他の光ダイオード２７２は、２つの電気接触２７３、２７５でアクセス可能である。１つの平坦面に対比し、２つの平坦面を持つビーズのこの形状は、電気接触を形成するために有益に使用することもできる。層状光ダイオードの例として、直径５００μｍのＩｎＰビーズが作成される２７４。ＩｎＰビーズ２７４はｎ型半導体にドーピングされる。次いで、ＩｎＰビーズは、有機金属の気相エピタキシーによって約２μｍの厚さのｎ型ＩｎＧａＡｓ層２７２でコーティングされる。次いで、２μｍの厚さのｐ型ＩｎＧａＡｓ層２７１とスパッタリング堆積の金／クロムコーティング２７０が形成される。次いで、ビーズは、２つの面で研磨され、中央にニッケル／金の接触２７２、２７５を真空蒸着又は電気メッキすることによって、電気接触が形成される。層状光ダイオード又は光エミッターを製造する材料には多くの種類がある。その他の適切な基材の半導体は、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｇａ、ＧａＮ、ＣｄＴｅ、ＡｌＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ２、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ２、ＣｕＩｎＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＰ、及びＣｄＴｅである。
【００３９】
図１２Ｂにおいて、リム２８１、２９２を持つ光ダイオードのビーズに対するスロット又はキャビティの電気接触と中央接触２８６、２８７が示されている。この例において、図１２Ａに示すように、層状光ダイオードビーズを２つの側面で研磨することによって構成された光ダイオードのビーズは、２つの側面接触２８０、２８７と裏側接触２８９を持つ誘電体の伸縮性スロット２９５の中に挿入される。スロット又はキャビティ２９５は、錫のような金属箔基材２８９の金属箔基材２８９の上のポリイミド又はシリコーンゴムのような伸縮性誘電体２８８から成形される。光ダイオードのビーズ２８１、２８２、２８３、２８４、２９０、２９１、２９２は、スロット２９５の中に押し込まれる。２つの側面の接触２８０、２８７は、光ダイオードのビーズの中央の接触２８６、２８５に対して押し付ける。光ダイオードのビーズのリム導体２９１、２９２は、カバーレンズ２９３からの弾性圧縮により又は背面接触に対して光ダイオードのビーズを押し付けるミラーにより、スロット又はキャビティ２９５の底でホイル接触２８９と接触を形成する。成形カバーガラス２９３は、張力によって保持され、ガラス２９３と電極基材２８８、２８９の間の圧縮圧力下の高温で硬化されるＳｙｌｇａｒｄ（登録商標）の透明な接触面接着剤２９４を介して、接触電極２８０、２８７に対してシールされる。接着剤硬化よりも低い運転温度で、接触面接着剤２９４の熱収縮は、カバーガラスと電極を互いに引張る接着剤に張力を引き起こし、接触圧縮圧力を引き起こす。その他の機械的弾性的な重力又は力の仕組を、光ダイオード２８１、２８２、２８３、２８４、２９０、２９１、２９２に及ぼす弾性接触圧力を維持するために使用することができる。
【００４０】
図１３Ａに、半導体ビーズ配列と操作システムが示されている。このシステムにおいて、平坦面１８９を有する半導体ビーズ１８８は、音源１８５からの音１８６と支持板１９０を介した振動によって振動を与えられる。ビーズ１８８は、平坦なテフロン（登録商標）１８７表面上に存在するビーズの平坦面で最小エネルギーに到達するまで回転し、重力はそれらを下方に支持すると考えられる。いろいろな強さの音の振動１８６を使用し、ビーズを表面からかなり離れて動くように、あるいは、テフロン（登録商標）表面１８７上で穏やかに回転して、ビーズ１８９の最小エネルギー状態の平坦面に落ち着くように操縦することができる。テフロン（登録商標）１８７は、帯電を有するため、ビーズ１８８を引き付け、平坦なテフロン（登録商標）表面１８７に位置する平坦面１８９でビーズが留まるためのエネルギーを十分に高くする。高電圧の電極１９０が、テフロン（登録商標）１８７表面の後方に配置され、発電機１９１から高電圧を電極１９０に印加することができる。半導体ビーズ１８８、又は隣接電極１９３、又は周囲の接地１９２の導電面に対する鋭利点のコロナ放電が、充電電極１９０に対する充電回路と電場ラインを完成させることができる。誘導電場と半導体ビーズ１８８の充電が、テフロン（登録商標）表面１８７に対してそれらを保持する。
【００４１】
図１３Ｂに示すように、テフロン（登録商標）表面２０４の低い滑り摩擦係数のために、表面に配列した平坦面を有するビーズ２０１は、押し棒２００を用いて回転させることなく、テフロン（登録商標）表面２０４を滑ることができる。押し棒２００は、半導体２０１を押すことができ、全ての平坦面を支持板２０５上のテフロン（登録商標）表面２０４にもたれさせて、半導体を配列させることができる。押し棒は、個々の半導体を別々の位置に保持するような成形キャビティ２０２、２０３を有することができる。半導体が不適切な位置を有する、又は一列を形成するのに半導体が多すぎるならば、これらのビーズは、押し棒２００の成形キャビティ２０３の中に収まらずに、押し棒のスロット２０２又は穴２０３の中に収まったビーズ２０１から分別され、排出され、シリコーンゴム表面に接触して持ち上げられ、あるいはテフロン（登録商標）表面２０４と押し棒２００から一掃されると考えられる。
【００４２】
図１３Ｃに、半導体ビーズ２１３を成形ミラー又は電気接触及び伸縮性基材２１０の中に押し込むために使用される押し棒２１６の横断面を示す。支持板２１８上の電荷は、ビーズ２１３が成形キャビティ２１２又は電気接触２１１、２１９に入り込むときに放出又は逆転することができる。また、ビーズが挿入された又は電気接触ホルダー２１０に挟まれた後に、押し棒２１６は、加熱される及び／又は音パルスを与えることができ、ビーズ２１３と接触２１４、２２０を電気接触２１１、２１９にハンダ付け又は溶接することができる。ビーズは、ホルダーの中に挿入された後、光又は磁場によって加熱され、接触２１４、２２０のハンダ付け又は溶接を行うことができる。半導体ビーズは、ニッケルのような磁性材料からなる電気接触２１４、２２０を有することができる。このため、帯磁表面２１８への磁気引力又は磁場中の配列を使用し、ホルダー２１８、２１７上のビーズを配列し、支持することができる。ビーズを配列するために利用され得る他の特性は、電場中のビーズ２１３の自己分極電場を使用し、ビーズを配列することである。留意すべきことは、シリコーンゴムでコーティングした表面２１５の粘着性と静電的性質は、ビーズホルダーとして作用することができ、回転や移動なしにビーズを保持することを可能にする。半導体ビーズの挿入は、伸縮性裏張り２１０の成形開口２１２と電気接触２１１、２１９を用いて行うことができ、伸縮性裏張り２１０は、挿入に対して開口を維持した後、解放されてビーズ２１３を機械的に挟み、丸形電気接触２１１と伸縮性ホルダー２１０の平坦面接触２１９と接触を形成する内側ビーズ接触２００に対する丸形ビーズ接触２１４の電気接触を形成する。また、ホルダー２１０の機械的締め付けは、ビーズ２１３が保持されることを可能にし、プッシャー２１６がビーズ２１３から分離してプッシャー２１６を引っ込めることを可能にする。プッシャー２１６は、成形表面２２２の内側にシリコーンの粘着性表面２１５を有することができ、キャビティ内で配列ビーズが付着して非配列ビーズが払い落されることを可能にすることができる。
【００４３】
図１４において、レンズミラーと電極の圧縮配置が横断面で示されている。球形の研磨半導体光ダイオード又は研磨ロッド２３３を接続するもう１つの配置は、１つの配向でセルを接続することのみを許容するミラー接触２３７、２３８、２４２を備えたキャビティを形成することである。成形された窪み又はトラフ２３９、２４１は、図１４に示すように、中央接触２４２と側面接触２３９、２３８を有する。これらの接触２３７、２３８、２４２、及びビア２４３は、注型又は成形されたポリイミド２３９、２４１のような誘電性基材の上に、銀、銅、ニッケル、グラファイト、アルミニウム、錫、及び合金のような導電性粉末をインクジェット噴霧することによって形成することができる。電気接触と回路皮膜２３７、２４２、２３８、２４３を形成する他の方法は、予備形成された平坦シート又は形成された誘電性基材２３９，２４１の上に、スパッタリング堆積、プラズマスプレー、電気メッキ、ホイルエンボス加工、導電性皮膜を形成する。その他の選択肢は、接触の形態を保持してもう１つの裏側保護表面２４４として作用するシート金属基材をコーティング又はラミネートすることである。側面接触２３７、２３８は、電気接触２３７、２３８と誘電性裏打ち基材２３９、２４１の平坦底から上に部分的な仕方で堆積した誘電性コーティング２３５、２３６を有し、ビーズ２３３の丸形表面が中央電気接触に触れるならば、半球ビーズ２３３が側面接触電極２３７，２３８と電気接触を形成することを許容しない。テフロン（登録商標）又はシリコーンフルオロポリマーのような誘電性コーティング２３５、２３６は、半導体光ダイオードのビード２３３がトラフ又は窪み２３９、２４１の平行な平坦面の底を方向合わせするまで、半球ビーズ２３３が容易に滑る又は回転することを許容する低い摩擦係数を有することができる。トラフ又は窪み２３９、２４１の底の下方に緩いビーズを重力保持しながら、底にビード２３３の平坦面を平行にしてトラフ又は窪みの中に最も深くビーズを適合させて、最小エネルギー状態に到達することができる。振動エネルギー又は音エネルギーが半球ビーズに与えられると、ビーズは、ビーズの平坦部分がトラフ又は窪み２３９、２４１の平坦な底に対して適合するまで、回転と自転をすることができる。電極２３９、２４２、２３８と外側電極（図示せず）の間に電場が与えられると、この重力の効果を高めることができる。誘電性皮膜２３９、２４１、２３４、２３６は、多くは恒久的エレクトレットであり、印加電場によって分極又は帯電することができる。半球ビード２３３上の中央接触２４０を、ニッケルのような強磁性体で形成し、中央接触２４２を鉄又はニッケルのような強磁性体から作成した後、接触２４２、２４０を帯磁させる又は磁場の中に置くことにより、ビーズは、磁場の中で優先的に配向され、磁場は高められ、中央接触２４０、２４２を介して濃縮することができる。これは、ミラー接触２３８、２３７のトラフ又は窪み２３９、２４１に平行なビーズ２３３の平坦表面を持つ配列ビーズのエネルギー井戸を高めることができる。ビーズが正確に配列されると、脇の電極表面２３７、２３８は、半球ビーズ２３３の側面と接触を形成する。光ダイオードの半導体ビーズ２３３は、典型的に、内側に正電荷キャリアのドーピングと外側に負電荷キャリアのドーピングを有するようにドーピングされることができる。このため、ビーズ２４０の平坦面上の電気接点は、Ｐ内部層と接触２４２を形成し、外側面の接点２３７、２３８は、Ｎ層と接触を形成する。誘電性コーティング２３５、２３６を持つビーズ２３３の側面接触２３７、２３８と、側面接触２３７、２３８の間の摩擦係数の相違により、ビーズ２３３は、いったん金属接触を形成すると、窪み２３９、２４１の中に入り込み易い。トラフ又は窪み２３９、２４１の形状と弾性は、いったん正確な配列が形成されると、ビーズのいずれかの側面に楔状接触２３７、２３８を形成してビーズを保持するように作成することができる。また、いったんビーズが平行な表面配列と電気接触を形成すると、側面の接触をビーズに対して付着性にしてビーズを保持するように、ビーズの側面接触２３７、２３８がビーズ２３３の外側表面にハンダ付け又は付着するような高温で配列プロセスを生じさせることが有用なことがある。その他のあり得る保持手段は、トラフ又は窪みの底の誘電性セパレーター２３９、２４１の上に、ビーズの平坦面が配列したときにビーズ２３３の平坦面と接触することによって表面張力エネルギーを低下させる接着剤、シリコーンゴム、又は粘着性液体の液滴を有することである。これは、ビーズのホルダーとして作用し、トラフ又は窪みの平坦面に平行なビーズの平坦面にビーズを保持するためのエネルギー井戸を高めることができる。過剰又は非配列ビーズ２３３を除去するため、アセンブリーを反転して、適所に保持されていないビーズ２３３を重力によって取り出すことができる。その他の選択肢は、シリコーンゴムのような付着性表面コーティングを有する成形工具を配置し、アレイの表面上に下ろしたとき、過剰なビーズのみと機械的接触を形成できるようにする。不適切な位置のビーズ２３３は、平行な表面の配列ビーズ２３３よりも、トラフ又は窪みの中で高い状態にあると考えられる。全てのビーズ２３３が配列したことをチェックする方法は、外観検査によって行うことができ、あるいは、トラフ又は窪みにピッタリ入り込む真空又は付着性表面を持つ精密工具を用い、トラフ又は窪み２３９、２４１に正確に入り込まないセルのみに接触して除去することによって行うことができる。トラフ又は窪み２３９、２４１、２３７、２３８の平坦表面にビーズ２３３の平坦表面がいったん配列すると、光のフラッシュを用い、又は電気接触２３７、２４２、２４１に対してビーズ２３３を接触させて加圧する加熱金属体を用いてビーズ２３３を高温で機械的接触させ、半導体ビーズ２３３を加熱することによって、電気接触２３９、２４０、２４２、２３８を確保することができる。接点にハンダ、ロウ付け、又は溶接を形成するエネルギーを送達する別なあり得る方法は、パルスの超音波エネルギーを半導体ビーズ２３３と接点２３７、２４２、２３８に供給し、接点を摩擦溶接又はハンダ付けする。また、回路とセル２３７、２３８、２３３、２４０、２４２を通る電気パルスを使用し、半導体の光ダイオードビーズ２３３に対する電気接触のアーク溶接を形成することもできる。電気回路２３７、２３８、２３３、２４０、２４２が、短絡し、電源又は帯電コンデンサーに取り付けられた後、レーザー光のビームがセルを横切って走査され又はフラッシュランプがセルに隣接して点火されるならば、別な電気接触の溶接、ロウ付け、焼なまし、又はハンダ付けの方法は、半導体光ダイオード２３３からの自己発生電気パルスを使用することである。短い電気パルスを形成して機械的接点に短い熱エネルギーパルスを与え、接点を溶接、ロウ付け、焼なまし、又はハンダ付けする。局所回路が存在して過剰電流がその回路を流れるならば、誘電性基材２４１上の中央接触２４２又は側面接触の金属皮膜は、それらが金属２４２、２３７、２３８、２４３を溶融・蒸発させて下地誘電体２３９、２４１を拡張してその回路を開ける電気ヒューズとして作用するように設計することができる。これは、誤って接続され得る又は短絡したセルを切断するために使用可能である。また、接触保証工程は、屈折レンズとミラー２３１の下のアセンブリーがセルの上に配置されて、セルが屈折レンズとミラー２３１によって適切に保持された後に行うこともできる。屈折カバーレンズとミラー２３１は、半導体ビーズ２３３を加圧することができ、電気接触を形成し、太陽電池アレイの寿命の全体にわたって電気接触を維持することができる。屈折カバー２３１は、加圧され、接着剤２３２によって保持されることができ、電気接触材料２３７、２３９、２３８、２４１、２４２の弾性張力、及び接触材料２３７、２４２、２３８に対する半導体２３３上に存在する屈折材料の重力は、アレイの寿命にわたって接触を維持することができる。レンズ−ミラーのアセンブリーシート２３１は、外側表面上に保護又は反射防止コーティング２３０を有することができる。適切な皮膜は、フッ化炭素（ミハマ）、外側表面を光反応性で自己洗浄性にする二酸化チタンのコーティング、又は反応スパッタリングのダイアモンド皮膜のような硬質擦過防止コーティングである。所望により、透明接着剤又は結合ゲル２３４、２３２（例えば、ダウコーニング社のＳｙｌｇａｒｄ（登録商標）又はゲルＱ３−６５７５）を、例えば、高圧押出しを用いて、セルの上に分布させる。ガラス又は透明誘電性カバーレンズ−ミラー２３１を、光結合材料２３４、２３２の上に配置し、ロールのスクイーズ運動を用いて、光結合材料２３４、２３２を半導体とミラーの周りにプレスし、接着剤パターンのガス溝を通してアセンブリーから吐出させる。全体のアセンブリーを高温で硬化させることができる。アセンブリーは、圧縮下で硬化させることができ、半導体ビーズ２３３に対してレンズ−ミラーのシートを押付け、電気接触２３７、２４０、２４２、２３８に圧縮を維持することができる。硬化プロセスの後又は途中の接着剤又は光結合材料２３４、２３２の収縮は、硬化プロセスの後又は途中のビーズ２３３又は接点２３７、２４０、２４２、２３８へのレンズ−ミラーシートの圧縮をさらに高めることができる。誘電性基材２３９の背面に、金属接触２４２、カーボンブラック充填のシリコーン塗料又は二酸化チタンシリコーン塗料のような放射伝熱性保護コーティング２４４が存在する。アセンブリーシステムは、光パルス、走査レーザービーム、又は電気パルスを用いてテストすることができ、短いセル又は逆転したセルは、電気接点を溶融又は気化させることによって、アレイの並直列電気回路から除去することができる。外側の電気システム又は回路への電気接続は、ガラス材料シート２３１のエッジにおける電気接触パッドを介して形成されると考えられる。
【００４４】
図１５に、アウトプットに組み込まれた太陽電池２５３と逆流保護ダイオード２５４又はバリスター２５４の間の並列と直列の接続の薄膜導電体又は誘電体、ヒューズ、又はバリスター２５３、２５８を備えた直並列セルの電気回路が示されている。逆流保護成分２５４は、図１５に概略図で示すように、光ダイオードに対する逆の正孔勾配を持つ伸縮性成形電気接触に配置されたドーピング半導体ビーズと同じ方法で配置することもできる。逆流保護ダイオード２５４は照射されず、したがって、アレイのエッジのミラーアレイの間の光濃縮領域の外側に配置することができる。逆流保護ダイオード２５４は、アレイの中で列として周期的に配置することができ、保護ダイオードの電圧・電流特性に適合し、系全体を危険に曝す任意の１つの保護ダイオード又は一連の保護ダイオードの損傷を回避する分散型逆流保護を形成することができる。平行な接続セルにおける開回路となる１つのセルの小部分の損失効果は、一緒に接続されたセルの数によって割算された１である。直並列に電気接続されたネットワークにおける一点の損傷から全系に及ぼされる一点の損傷の効果は、列の数で割算した列の分数の損失に比例し、これは、他の列からの電流が、その一点の損傷の周りを流れることができるためである。ランダムな１つのセルの損傷数は、回路のセルの合計数に比例する。したがって、１つの列におけるセル数がアレイの全セル数の平方根に比例する、等電位の直列接続における多くの平行な接続セルの大きいアレイにおいて、ランダムな１つの開回路の損傷からのあり得る小部分の損失は、アレイの全セル数の逆平方根に比例する。この統計的観測は、直並列アレイにおいて実用的意義を有し、アレイの個々のセルの数が多いほど、ランダムなセル損傷による部分的損失が少ない。これらの太陽電池アレイは、セルの数が多いほどより信頼性が高くなり、これは、電気回路においてセルが多いほど損傷と出力損失の可能性が高くなるといった典型的な洞察に反する。高電圧アレイにおいて、逆流保護セル２５４とバイパスダイオード２５７は、アレイの列に周期的に形成することができる。セル間の平行な電気接続２５３は、製造上の欠陥又は変動によって低い性能を有し得るアレイの１つのセルの周りに電流バイパスを有するのに有用である。バイパスダイオード２５７は、低性能を有する又は変動のあるセル２５２の列の周りに道筋をつけることができる。並列２５３と直列２５８の電気接続は、電流、電圧又は温度上昇とともに固有電気抵抗上昇を有するように選択された導電体又は半導体を堆積させることによる、誘電性絶縁体基材又はバリスター上の薄い導電性堆積によって、有効なヒューズを形成することができる。特定の例として、酸化亜鉛の皮膜は、印加電圧とともにその抵抗が増加する。堆積は、真空スパッタリング堆積、噴霧インク堆積、プラズマスプレー堆積、箔エンボス加工、光ダイオードのビーズ接続に類似の個々の半導体堆積であることができる。殆どの金属は、周囲温度で低い抵抗であって、温度上昇とともに抵抗が増加するといった望ましい特性を有する。１つのダイオードの数倍のような過剰電流が並列又は直列の電気接続に流れると、その金属は、材料中のオームのエネルギー散逸によって加熱する。電流と熱の発生が十分に高いと、回路は、金属と場合により誘電性基材を溶かし、並列回路接続を恒久的に開けると考えられる。セル２５３の間を結合する開回路は、個々の光セル２５２が短絡する又は逆接続されるならば、それらの周りの回路を恒久的に開けるために使用することができる。バリスター２５３のようなデバイスを、電流増加とともに抵抗が増加するように設計された並列回路接続の中に形成することができる。バリスター２５３は、過剰電流に迅速に可逆応答し、並列又は直列の接続に最大電流を効果的に負わせるために設計することができる。この最大電流の負荷は、照射された太陽電池アレイが木の枝の影のように選択的に影で覆われた場合に、光ダイオードを過剰の電流と電圧から保護するのに非常に重要であることができる。この概略的に示されたアレイは、周囲バス接続２５１、２５５を介して、別なアレイ又は電気負荷に接続２５０、２５６することができる。出力接続又はバス接続２５０，２５６にさらに電気接続されることができ、図９に示すようなアレイに統合されることができるその他のあり得る電気デバイスは、ＤＣツーＤＣ変圧器、ＤＣ−ＡＣ変圧器、コンデンサー、バッテリー、電解セル、フライホイール、モーター、光源、ポンプ、及びファンであることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のいくつかの特徴と要素には、以下のものが挙げられる。
（１）電気接触が、伸縮性機械システムによって半導体物体に圧縮を維持する。
（２）半導体を配向させるのに、光ダイオード物体又は電極の形状を利用する。
（３）セルに適合するスロット又は穴を使用する。
（４）電気接続を保持、配向、及び移動させるのに球の平坦側面を利用する。
（５）スロットは電気接続でもある。
（６）スロットはミラーでもある。
（７）スロットもまた光を伝搬する。
（８）球上の電気接点の位置と寸法は、半導体の動作にとって有益であることができる。
（９）電気接点は、ヒューズと回路遮断の電気特性を提供する厚さを有する。
（１０）電気接点はミラーであることができる。
（１１）電気接点は透明であることができる。
（１２）電気接点は、類似していない導電体又は金属であることができる。
（１３）電気接点と半導体は、基本的に熱電気接合を形成することができる。
（１４）電気接点と半導体は発光接合を形成することができる。
（１５）スロットと電気接点は熱除去システムを形成する。
（１６）電気接点とミラーは、光ダイオードから熱を除去するための熱導体である。
（１７）アレイの背面上のコーティングは放射放出と熱除去を増進する。
（１８）ミラー／レンズは熱除去システムである。
（１９）ミラー／レンズは、機械的マウントと保護システムである。
（２０）信頼性のある回路接続を提供するため、並直列の接続を使用する。
（２１）接着剤を使用することができる。
（２２）光インターフェースのブリッジ又は接着剤を使用することができる。
（２３）光硬化接着剤を使用することができる。
（２４）セルをスロットに固定するために粘着性材料を使用することができる。
（２５）接触を形成するために球をスロットに押し込むことができる。
（２６）接触を完成させるためにハンダ付けを利用することができる。
（２７）電気接触の安定化を達成するために溶接を使用することができる。
（２８）セルの溶接又は加熱のために電流を発生する光ダイオードとともに、電気接触の安定化を達成するためのストロボを使用することができる。
（２９）ハンダ付け又は溶接を完成させるために超音波エネルギーを使用することができる。
（３０）反射体又は電気回路のような光学部品を薄膜でコーティングすることができる。
（３１）どちらかの側面に２つ以上の異なる接触を有する溝又は穴の中のビーズ。
（３２）成形体を必ずしも使用しない（スロットに入る前に単に配向）。
（３３）アレイが、レンズ／ミラーの別個の半導体牽引電気接点と黒色カバー又はミラーの構成部分のアセンブリーである。
（３４）スロット又は穴は、誘電体に形成することができる。
（３５）スロット又は穴は、誘電性コーティングを用いて金属に形成することができる。
（３６）スロット又は穴は、誘電性コーティングと電子伝導性コーティングを用いて金属に形成することができる。
（３７）成形キャビティの壁は、電気接触弾性を改良する構造を有することができる。
（３８）成形キャビティの壁は、電気接触弾性のためのフルート、スリット、溝、隆起、台座、繊維を有する。
（３９）キャビティの接触表面上の電気コーティングは、電気接触弾性のための繊維、粉末を有する。
（４０）成形キャビティ上の接触は、伸縮性のある様々な表面である。
（４１）コーティングは、真空蒸着、インクジェット印刷、粉末スプレー、スクリーン印刷、箔圧痕、ハンダ付け、スタンプ、又はラミネートのような多くの方法によって堆積又は形成することができる。
（４２）シリコーンゴムを使用する。
（４３）フッ素化炭化水素を使用する。
（４４）ガラス、アルミニウム、銀、錫、酸化錫、鋼、銅、合金、シリコン球、Ｓｐｈｅｌａｒ（登録商標）シリコン、電気接触を備えた球、ハンダペースト、カーボン充填塗料、ＴｉＯ２、光触媒、又は白色コーティングを使用する。
（４５）外側表面を清澄にするためにガラス外側表面に光触媒含浸又は屈折材料を使用し、高周波数光が光ダイオードに到着するのを阻止する。
（４６）堆積を優先的に位置させるためのスロットのシャドウ又は電気回路の自己マスキングを使用する。
（４７）電気接続と基材は、光ダイオードに対して光収集システムを形成することができる。
（４８）光ダイオードのアレイを光濃縮光学部品に連結することができる。
（４９）電気接続システムは光学構成成分であることもできる。
（５０）黒色プロテクターシートは光コレクターであることもできる。
（５１）光散乱を光学部品に使用することもできる。
（５２）光のシンチレーション又は変換を使用することができる。
（５３）電気接触と締め付けスロットの半導体ロッドは、有効な太陽電池としても作用する。
（５４）逆電流の保護を組み入れる。
（５５）バッテリー変換器と電力グリッドに対する変換。
（５６）太陽追跡システムを使用する。
（５７）スペクトル分割又はろ過を使用する。
（５８）アレイの後ろに煙道又は流体チャンネルを配置し、光ダイオードのアレイを冷却するために流体又は空気の流れを使用することができる。
（５９）光ダイオードのアレイの後ろに相変化材料を熱的に結合し、太陽電池アレイからの熱を吸収・蓄積することができる。
（６０）太陽電池アレイの電気出力を操作するために電子機器を取付けることができる。
（６１）太陽電池アレイに電池を取付け、電気エネルギーを蓄えることができる。
（６２）電気接触の下に伸縮性層を使用し、電気接触を確保し、熱膨張・収縮の補償器とすることができる。
（６３）太陽照準又は追跡システムに太陽電池アレイを取付ける。
（６４）クランプは伸縮性であり、半導体を受け入れるために開き、接触を形成するために閉じることができる。
（６５）静電学を利用して半導体を移動・保持する。
（６６）磁気学を利用して半導体を移動・保持する。
（６７）重力を利用して半導体を移動・保持する。
（６８）付着性表面を利用して半導体を保持する。
（６９）付着性表面を利用して、凹部の底で半導体を保持する。
（７０）滑りやすい面を利用して、半導体の非回転接触運動を可能にする。
（７１）重力を利用してガラスカバーとレンズミラーをセルと電極の中に押し込み、半導体と接点の間に圧縮を維持することができる。
【００４６】
本発明を特定の態様に関して説明してきたが、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の改良や変化を行うことができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 誘電性材料
２ スロット
３ 平坦面
４ 曲面
１０ 外側表面上の電子導体
１１ 誘電性基材
１２ 平坦面上の第１電子導体コーティング
１３ スロット
１４ スロットの丸い空間側面上の第２電子導体
１５ 材料の外側平坦面上の電子導体
１６ 成形ホールの底
１７ 伸縮性基材皮膜
２０ 第１外側電子導体
２１ 誘電性基材
２２ スロットの第１導電体
２３ 球体の内側ドーピング領域上の接触
２４ 外側ドーピング層
２５ 球体のドーピングされた内側部分
２６ 球体の外側ドーピング領域上の電気接触
２７ スロットの外側曲面区域上の電気接触
２８ 誘電性基材の外側表面上の電気接触
２９ 球形半導体の反射防止コーティング
３０ スロット接着剤又はシリコーンコーティングの底
３１ スロット又はコーティングの底
３２ 平坦な側面又はビーズ
３３ 平坦な側面又はスロット
３５ 導体コーティング
３６ ホールの平坦スロット上の導体コーティング
３７ 誘電性基材内のホール
３８ 電気開路
３９ 外側表面上の導電体
４０ ホールの球形面上の電気コネクタ導体
４９ 透明な誘電性シーラント
５０ 透明なレンズ／ミラーの光学部品２Ｄ又は３Ｄ
５１ ミラー位置の導電体
５２ 半導体
５３ 半導体上の第２接触
５４ 導電体と外側シリーズのアレイ接触
５５ 反対面電気接触上の導電体
５６ 保護バックプレート
５７ 誘電性シーラント
５８ 反射防止コーティングとガラス保護剤
５９ 誘電性シーラント
６０ 屈折媒体材料
６１ 上側レンズ
６２ 下側ミラー
６３ 光ダイオードのカップ
６４ 外側導電体
６５ 半導体
６６ 誘電性基材
６７ 反射体又は散乱体であることができるバックプレート
６８ 裏側コーティングの反射体又は散乱体
６９ 成型されたスロット
８５ シリコーンゴムのシーラント
７０ 上側レンズの横断面
７１ 電気コネクタとミラーの横断面
７２ 透明な材料の横断面
７３ 半導体球体に対する電気接触
７４ 半導体球体
７５ 球体に対する丸い側面の電気接触
７６ 球体に対する複数の電気接触の横断面
７７ 電気接触のコーティング
７８ ＰＮ接合と電気接触を備えた半導体球体
７９ 電気的開路
８０ 第２電気接触
８１ セル間の六角形の分離。このセルは四角形の装填であってもよい。
９０ 鋳造された誘電性基材
９１ 導電性皮膜
９２ 平坦面と内側材料上の電気接触
９３ 内側のドーピングされた半導体
９４ 外側のドーピングされた層
９５ 外側のドーピングされた表面上の接触
９６ 曲面接触
９７ 接触電極
９８ ホールの鋭い四角面に適合しない逆半導体
９９ 外側表面のドーピング層
１００ 内側ドーピング層
１０１ 平坦面の電気接触
１０２ 平坦面の接触
１０３ 平坦面のホール誘電体を備えた鋳造半球体。シンチレーターであることもできる。
１０４ 曲面の電気接触
１０５ 静電的導電性皮膜
１０６ 外側表面を黒くした裏側反射体又は散乱体
１０７ 黒くした外側表面
１０８ 鋳造したスロット又はホール
１１０ 形成された透明なレンズとミラー
１１１ 電気接続タブ
１１２ 電子伝導コーティング
１１３ 誘電性基材
１１４ 黒い金属板
１１５ 半導体球体
１１６ 電気出力接続
１１７ 反射防止コーティングＴｉＯ２及び／又は引掻き防止又は磨耗防止又は他の最適な濃縮策又は紫外線フィルタ
１１８ 電子部品又はバッテリー
１１９ 熱的相変化材料
１２０ 絶縁された容器又はボックス
１２１ ファンモーター又はアクチュエータ
１２２ 空気の流れ
１２３ ファン又はバルブ
１２４ ヒートパイプ又は熱循環システム
１２５ 黒くした背面
１２６ 光結合とシール材料
１０９ 空気の隙間
１２７ 誘電性基材層
１２８ 伸縮性層
１２９ レンズ表面で低角度の光線
１３０ レンズ
１３１ 光線
１３２ 光ダイオード
１３３ 光ダイオード基材表面と電極
１３４ 電気的開路
１２５ 第２電極と光反射体
１３６ 光線
１３７ フレネルレンズ
１３８ 光ダイオード
１３９ 誘電性基材
１４０ 第１電気接触と反射体
１４１ 透明な誘電体窓
１４２ 光ダイオード
１４３ 光線
１４４ 電気接触
１４５ 放物線反射体
１６２ 空気又は透明媒体
１６４ 透明電極
１４６ 透明窓
１４７ 第２反射体
１４８ 光線
１４９ 第１反射体
１５０ 光ダイオード
１５１ 導電体
１５２ 誘電性基材
１５３ 空気又は透明媒体
１５５ 高屈折率層
１５６ 次の高屈折率層
１５７ 三番目の高屈折率層
１５８ 光線
１５９ 導電体
１６０ 光ダイオード
１６１ 最小屈折率
１６５ 光線
１６６ 高い色収差の屈折率材料（又は干渉格子）
１６７ 電気接触と反射体
１６８ 緑の光ダイオード
１６９ 青の光ダイオード
１７０ 赤の光ダイオード
１７１ 赤の光線
１７２ 緑の光線
１７３ 青の光線
１７４ 反射防止コーティング
１７５ 光線
１７６ レンズ
１７７ 青色光線
１７８ 赤色光線
１７９ 赤色光線の焦点
１８０ 青色光ダイオード層上の青色光のスポット又はゾーン
１８１ 赤色光の光ダイオード層
１８２ 中央電気接触
１８３ 外側層接触
１８４ 緑色光吸収層
１９９ 緑色光の光子
２７０ 外側リム接触
２７１ 外側光ダイオード層
２７２ 中間光ダイオード層
２７３ 中央電気接触
２７４ 中央光ダイオード層
２７５ 中央電気接触
２８０ 電気接触
２８１ リムの電気接触
２８２ 外側光ダイオード層
２８３ 中間光ダイオード層
２８４ 中央光ダイオード
２８５ 中央電気接触
２８６ 中央電気接触
２８７ 電気接触
２８８ 誘電性基材
２８９ 裏側電気接触
２９０ 中間光ダイオード層
２９１ 外側光ダイオード層
２９２ 外側リム電気接触
２９３ 鋳造ガラスのカバーレンズ又はミラー
２９４ 伸縮性の透明な界面材料
２９５ 誘電性材料のスロット又はキャビティ
１８５ 音源
１８６ 音波
１８７ テフロン（登録商標）表面
１８８ 成形された半導体ビーズ
１８９ ビーズの平坦面
１９０ 裏側電極表面
１９１ 高電圧源
１９２ 電気接地
１９３ プッシャー板又はグリッドの接地表面
２００ プッシャー板
２０１ 板上の配列した球体
２０２ プッシャー板上の成形されたスロット
２０３ プッシャー板上の半球形の成形された凹部
２０４ テフロン（登録商標）表面の誘電体
２０５ 金属板
２１０ 誘電性基材クランプ
２１１ 電気接触とミラー
２１２ 成形されたキャビティ
２１３ 非対称光ダイオードのビード
２１４ 電気接触
２１５ 成形されたプッシャーの底のシリコーンゴムの接触表面
２１６ プッシャー板
２１７ テフロン（登録商標）皮膜
２１８ バックプレート
２１９ 誘電性成形基材とミラーの上の第２電極
２２０ ビーズの平坦面上の第２接触
２２１ ビーズの平坦面
２２２ プッシャー板上の成形されたキャビティ
２３０ 外側の透明な反射防止・保護コーティング
２３１ 屈折性誘電性材料のレンズミラー
２３２ 誘電性の光学的透明接着剤又は光結合材料
２３３ 半導体の光ダイオード
２３４ 光学的透明接着剤又は光結合材料
２３５ 低摩擦係数を有することができる誘電性コーティング
２３６ 低摩擦係数を有することができる誘電性コーティング
２３７ リムの接触電極
２３８ リムの接触電極
２３９ 裏側誘電性基材と電気接触セパレーター
２４０ 中央の導電性中央接触
２４１ 裏側誘電性基材
２４２ 光ダイオードの中央接触に対する電気接触と回路
２４３ 光ダイオードの中央接触と隣接光ダイオードのリム接触の間のビア電気接続
２５０ 出力接続、操作上は性の極性
２５１ ブス電気接続
２５２ 光ダイオード
２５３ 誘電性絶縁体のサーミスタ又はバリスター上の細い線又は金属皮膜
２５４ 逆電流チェックダイオード
２５５ ブス電気接続
２５６ 操作上は負の電気接続
２５７ バイパスダイオード
２５８ 誘電体又はバリスター上の薄膜導電体
【技術分野】
【０００１】
晴れた太陽が照った日には、太陽は、地表の１平方メートルあたり約１０００ワットのエネルギーを照りつける。太陽エネルギーを電力に変換することは、地球の増大するエネルギー需要に対し、理想的なエネルギー源の解決である可能性を有する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーに対する主な制約は、システムの高いコストである。現状で、最高の太陽電池システムは、約２ドル／ワットを達成しているが、しかしながら、従来の電力源と競合するには、コストを１／４に低下する又は０．５ドル／ワットを達成する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
太陽電池配列の全コストの殆どは、現状の太陽電池装置に使用される多量の高価な半導体によるものである。現状の太陽電池の技術は、配列を高価で、非効率的で、場合により信頼性のないものにしている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、弾性接触を有し、かつ高価な半導体をより適切に使用するために集光し、一方で、小さな個々の太陽電池を用いた効率的な熱除去の効果によって過熱と効率低下のない、電池配列を大量生産する方法である。即ち、システムの半導体コストの成分を低下させることができる。単位面積あたりの集光コストが半導体コストよりも有意に低ければ、太陽電池の単位面積あたりの全体的コスト、得られる電力のコストが低下される。本発明者らは、半導体と比較したマイクロ集光システムのかなり低いコストにより、現状の太陽電池のコストの１／４から１／１００の材料コストの低下が達成可能であると推定している。
【０００５】
数千個の光ダイオードの太陽電池アレイを形成する実用面は、ある温度範囲にわたって数千個の半導体に信頼よく効率的に電気的耐熱性接続を形成する開発を生み出した。本発明者らは、プラスチック基材上に装着したシリコン光ダイオードの長いストリングを形成する試みは、アセンブリーに発生する異なる熱膨張による応力と亀裂損傷に帰結することを見出した。本発明において、伸縮性の電気的熱的接触が使用され、半導体物体を適所に保持し、組み立てられたシステムが曲がることを可能にし、ある範囲の温度係数を有する異なる材料間で接触を失う又は機械的分解をすることなく、広い温度範囲に耐える。また、基板上の電気的接触及び回路の方向を周期的に変化させる幾何形状を用いて、システムの異なる熱膨張又は屈曲により電気接触において蓄積する降伏応力を回避することができる。それによって、電気接触を伸縮性形態に維持する。電気接触は、一緒に溶接又はハンダ付けしてもよく、しかしながら、熱膨張と機械的振動によりハンダ又は溶接箇所において電気接触が降伏応力に達することを、ハンダ又は溶接箇所の伸縮性圧縮が依然として維持する。伸縮性接触は、構成部品の構築において、アレイを広い許容範囲を有して組み合わせることを可能にする。
【０００６】
マイクロ集光、効率、及びヒートシンクの概念は、葉の上の雨滴のような小さな光学成分が、歯を熱によって焦がすことなく日光を数百倍まで小さなスポットに濃縮できるといった単純な観察から得られる。太陽光を集中させることにより、太陽電池は、高価な半導体材料を用いてより効率的でかつよりコスト効率よく作動することができ、半導体材料を個々のセル、電気接続として製造し、マイクロ集光ミラーとレンズと一体にした実際のデバイスとしての太陽電池アレイに変化させることができる（米国特許第５４８２５６８号明細書）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明者らは、この概念をテストするいくつかの集光器システムを構成した。直径２ｃｍの円筒形ガラス棒、シートのアルミニウム背部反射体、及び幅２ｃｍの結晶性太陽電池を用いた太陽光集光システムは、集光する光学部品のない太陽電池に比較し、７倍の出力増加が得られた。集光にともなって、太陽電池において有意ではない有害な温度上昇が存在した。別な実験において、本発明者は、シリコン太陽電池上の１８μｍのスポットサイズを有する顕微鏡対物レンズからの焦点スポットが、わずか２℃の温度上昇を示しながら３４０００日光の集光を達成することを観察した。太陽電池の性能は、光を高い濃度で太陽電池上に１つのスポットに濃縮することにより、性能において僅か３％の低下を示した。即ち、小さい寸法の光学部品を用いて、小さな太陽電池と非常に高濃度の熱分布表面ひいては半導体の高い利用性を達成することができる。本発明は、信頼性よく、低コストで、実際の電力システムを形成するための非常に数多くの集光器と個々の電池を製造するといった実際の局面に注力している。電気コネクタは、本発明者らの先の米国特許第５４８２５６８号明細書に記載のように、反射光学部品の一部を形成することができる。また、この電気接続システムは、局所的損傷に耐える信頼性のあるネットワークを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】誘電性材料のスロットを示す。
【図２】成形された接触スロット又ホールの横断面図を示す。
【図３】球形光ダイオードを保持する成形された接触スロット又ホールの横断面図を示す。
【図４】球形光ダイオードを保持する平坦側面を備えた半球形の成形されたホールを示す。
【図５】ガラスの鋳造されたレンズ／ミラーの光学部品上のシステムの例を示す。
【図６】アレイの裏側反射体のセルアタッチメントの態様を示す。
【図７】球形の光学部品を示す。
【図８】球形が薄膜アレイに装填されるときの電気配線を示す。
【図９】レンズとミラー間で固定した折り曲げシートを示す。
【図１０Ａ】レンズと黒濃縮平面システムを示す。
【図１０Ｂ】フレネルレンズと黒濃縮平面システムを示す。
【図１０Ｃ】１つの放物線と前方表面濃縮平面システムを示す。
【図１０Ｄ】カシグラニアン光学部品と黒濃縮表面の平面システムを示す。
【図１０Ｅ】屈折率勾配濃縮レンズ（ＧＲＩＮレンズ）と黒濃縮システムを示す。
【図１０Ｆ】分光的に広がった赤から緑と傾斜光学システムを示す。この傾斜光学配置において、格子とホログラフィックのスペクトル広がりが使用されることができると指摘し恐らく実証されると留意するべきである。
【図１１】半球層状の光ダイオードスタックに関する色収差を示す。
【図１２Ａ】２面接地の層状球形光ダイオードのスタックを示す。
【図１２Ｂ】２面接地のセル又は単一面接地のセルについての面対面とリムの接触クランプを示す図である。
【図１３Ａ】低摩擦係数の表面上の配列した非対称半球体を示す。
【図１３Ｂ】低摩擦係数の表面上のプッシャーと配列した半球体を示す。
【図１３Ｃ】配列した半球体を電気接触クランプに注型するプッシャーを示す。
【図１４】成形レンズミラーの回路クランプ内の光ダイオードに対する中央平坦点接触と側面接触の横断面図を示す。
【図１５】太陽電池アレイの等価電気回路の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［図面の説明］
本発明のいくつかの典型的な態様を以下に説明する。これらの図面において、アセンブリーと配置におけるいくつかの変化を示す。図１において、スロットが、誘電性材料に切り込まれ又はソーダ石灰ガラスのような材料から注型される。ガラスのスロットは、１つの面に平面３に形成され、他方の面４の上で曲げられ、下記に図３関して示す側面溝付き半球の曲率に適合させる。スロット２は、半導体の小さな取り付け偏差を受け入れるために、平面３に僅かなテーパーを有して、スロット２に対する半導体球のきつい楔状適合を形成してもよい。
【００１０】
誘電性材料の例は下記の通りである。
・ポリアラミドプラスチック（旭化成株式会社、アラミカ部、神奈川県川崎市川崎区夜光１−３−１）
・ポリイミドプラスチック（デュポンフィルムズ、ＨＰＦカスタマーサービス、ウィルミントン、デラゥエア州１９８８０）
・シリコーンゴム（Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４、シリコーン光結合接着剤、ダウコーニング社、オーバーンプラント、マイルロード５３００１１、オーバーン、ミシガン州４８６１１、米国）
・ＥＶＡ Ｅｌｖａｘ（登録商標）（エチレン−酢酸ビニル、デュポン社、ウィルミントン、デラウェア州１９８８０）
【００１１】
図２に、誘電体に切り込まれた又は注型されたスロット１３を持つ誘電体１１の断面図が示されている。この図２は、１つの半導体ビーズを保持するための丸い半球穴が貫く横断面の例としても役立つことができる。この図２において、シリコーンゴム（Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４、シリコーン光結合接着剤）のような伸縮性基材皮膜１７が、誘電性ガラス基材材料１１のスロット１３の中に堆積され、硬化される。金、白金、パラジウム、銀、錫、アルミニウム、アンチモン、鉛、銅、亜鉛、チタン、モリブデン、タンタル、タングステン、アルミニウム、ニッケル、炭素、ケイ素、鉄、クロム、バナジウム、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、これらの材料の合金のような導電性皮膜１０、１２、１４、１５、又は酸化錫、酸化亜鉛、ホウ素をドーピングしたダイアモンドのような導電性化合物が、伸縮性皮膜１７の上に蒸着される。導電性皮膜１２、１４は、スロット１３の中に部分的に堆積される。導電性皮膜と半導体ビーズが接触する接点１２、１４は、ビーズが確固として適所にあるならば、スロットの最上端に近いと考えられる。電気接触皮膜１２、１４は、誘電性基材、スロット１６の底の上には堆積しない。導電性皮膜１２、１４におけるこの隙間１６は、半導体マウントにおける電気開路を形成する。それぞれ光ダイオードの平坦電極と湾曲電極を持つ穴１３の平坦電極表面１２と湾曲電極表面１４による接触は、図３に示す半導体ビーズの運動学的マウントを規定するものと考えられる。
【００１２】
図３は、半導体の球形ビーズの横断面図を示し、２５、２４、２９、２６は誘電体２１のスロット３１の中に位置する。Ｓｐｈｅｌａｒ（登録商標）シリコン光ダイオード（Ｓｐｈｅｌａｒは京セミ株式会社の商標、京都府京都市伏見区恵美酒町９４９‐２）のような光ダイオードのビーズ３２が、スロット３３又は穴の平坦面に位置合わせされる。ビーズが正確に位置合わせされるとき、ビーズはスロット３１又は穴３１に素早く入り、ほぼ完全に穴３１を満たすように適合できるべきである。平坦面を持つ球形ビーズが、穴又はスロット３１に対して位置合わせされないと、ビーズは、いずれにせよ穴又はスロット３１に素早く入ることができないはずである。この重要な特徴は、接続されるセルの異極性を回避し、ビーズを振動させ又は基材２１を振動させ、ビーズ２５、２４、２９、２３、２６を「振とう」して適切な配向にするために音を使用することを可能にし、半導体ビーズの配列はスロットの中で行われ、最適な接触２３、２６が、スロット又は穴３１の皮膜接触体３２、２７との接触を形成する。穴又はスロット３１の底にシリコーンゴムのような粘着性で静電気又はエネルギー吸収性表面３２の皮膜を有することによって、ビーズは、スロットに正確に適合してスロットの底と接触を形成するときに、穴又はスロット３１にとどまると考えられる。スロットは、大きいシート枠の一部であることができ、ビーズを装填するとき、及びビーズが全て適所にあって、スロットに詰めることができるとき、このシート枠は、こじ開けることができ、そして力を解除することができ、それによって、ビーズにクランプ力を与えて電気接触を形成する。
【００１３】
操作において、光は、Ｐ／Ｎ接合のドーピング層２４、２５の領域の半導体ビード２４、２５に入り、電子と正孔の対を形成する（内側２５のＰドープト領域と外側のＮドープト半導体２４）。電子対の分離は、ビード３３の平坦部分の正極性、ビード２６の外側接触上の負極性を形成する。Ｐ／Ｎ接合に電圧と電流を印加する逆転プロセスを行うことができ、光ダイオードは、正孔対の再結合を伴って光を発生することができる。Ｐ材料２５と電気接触２３又は電極２２は、熱電対の１つの接合を形成することができる。Ｎ材料２４、電気接触２６、及び電極２７は、熱電対の他の接合を形成することができる。半導体接合２５、２４が、光又は赤外線によって加熱されるならば、その接触は、電極ヒートシンク２０、２８よりも温度が上昇し、半導体２５、２４、電極接点２６、２３、及び電極２０、２８から温度勾配を有し、そしてゼーベック効果がセルを渡して電圧を形成する、ことを許容するのに十分な耐熱性を有するように設計される。これらのセルは、太陽電池と同様に直列に接続し、電力を発生することができる。電流が、ゼーベック効果と逆方向にこれらのセルを通過するならば、接合２４、２５は、電極２０、２８から熱を除去し、ペルチェ効果によって半導体接合２４、２５を加熱することができる。電極接触２６と２３は、それらが点接触と誘電体トンネル現象層を形成するような低い熱伝導性を有するように形成することができる。他のあり得る低熱輸送の電気接触は、誘電体と部分的に接触２６を形成し、Ｎ層２４から電極２７への電子移動を生じる真空ギャップトンネル現象を許容する近接近電極を有することである。半導体ビーズ接触２３、２６上の２つの電極２０、２８の基材２１と副層１９、３４からの伸縮性圧縮は、系がある温度範囲を経て、かつ膨張係数が電極２０、２８、基材２１、及び半導体２４、２５の間で非常に異なっていても、これらの構成部分間の接触寸法を維持する。スロット又は穴３１の半導体ビーズのアセンブリーは、セルのより大きいアレイの一部であり、そしてセルは、光学部品に連結され、太陽電池アレイ、発光ダイオード、熱電対、ペルチェ冷却器、又は熱電子コンバータの回路に直列又は並列に電気接続される。スロット３１の底に接着剤３０を使用し、セルをスロット内に固定することができる。Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４のような接着剤は、光学的透明であり、基材材料２１と半導体ビーズ３２の間の光連結材料として作用することができ、日光が基材２１を通って半導体ビーズ３２の中に入り込むならば、運転上望ましい。また、接着剤３０は、ビーズの外側の反射防止コーティング２９（反射防止フッ化炭素コーティング、美浜株式会社、東京都港区虎ノ門１−２−８）とともに反射防止コーティングとして作用することもできる。なお、半導体２５のロッドがこのスロットの構造にもやはり使用可能である。
【００１４】
図４において、ビーズの形状に適合する穴３７と電気接続３６の例が示されている。穴は、平坦領域の誘電体３８上に堆積した電気接触皮膜３５を持つ平坦領域を有し、電気開路３８がマスクされ、穴３７の円形面４０をコーティングする第２電気接触３９が示されている。
【００１５】
図３に横断面を示す非対称の半導体ビーズが穴３７の中に配置されると、ビーズと球の平坦面３６が平行ならば、単に穴に入り込むことが可能である。
【００１６】
図５において、透明な光学レンズ／ミラー５０に結合した電気接触５４、５１、５３、５５を備えた半導体球５２のアレイの横断面図を示す。光ダイオードのアレイは、前面５８に反射防止コーティングを持つ湾曲レンズ外側領域を有する成形カラス片５０をコーティングすることによって形成される。ガラス５０の裏面は集光ミラーに成形される。ミラーコーティングと導電性皮膜５１、５３、５５は、ガラス５０の裏面にコーティングされる。ガラス又は透明材料ＥＶＡ５０の裏面は、成形された半導体ビーズがスロットの中に押し込まれるときにそのビーズを弾性的に保持するように成形された、半導体ビーズ用のスロット４９を有する。ビーズと壁との金属と金属の接触点でのスロット壁の約５度の傾斜のテーパーは、Ｖ字形から滑り出る力よりも摩擦力がはるかに高いことから、ビーズがスロットから滑り出ることができないと考えられる。ミラーコーティングと電極５４、５１、５３、５５は、角度を制御した真空蒸発、インクジェット印刷、又は角度を制御したプラズマ溶射によって堆積させて、ミラー反射体領域をコーティングし、ガラス５０のスロット４９の底はコーティングせず、電極間の電気開路を形成する。このコーティングされていない領域４９は光に対して透明である。ミラー反射体電極５４、５１、５３、５５用の適切な皮膜は、ガラスに錫をコーティングした後、透明な酸化錫まで酸化することによって形成される。半導体球５２が挿入され、ガラスのスロットに装填される。成形されたバックカバー板が、光ダイオードのアレイの上に配置され、シリコーンゴムシーラントを用いてガラス光学部品とダイオードアレイに接着される。バックプレート、反射体、及びヒートシンク５６の配置は、バックプレート５６の誘電性皮膜５９を介して半導体球に弾性圧力を与えることができる。誘電体材料５９は、シリコーンゴム又はポリイミドであることができ、バックプレートを電極５４、５１、５３、５５、半導体ビーズ５２、及びガラス５０に取り付ける接着剤であってもよい。また、接着剤は、半導体５２とガラス５０の間のトラフ４９の中まで浸透し、ガラスと半導体４９の間の屈折遷移材料の指標として作用することもできる。また、シーラントは、周囲又はアレイに配置し、半導体をほこりや汚れからシールする。アルミニウムのバックプレートは、太陽電池に向く明るい研磨表面又は白い散乱表面を有することができる。バックプレートの外面は、背面放射領域が背面を冷たく維持することを助長するために、黒いシリコーンペイントのようなコーティングを有することができる。また、シリコーンゴムのシーラントを使用し、セルの裏面をシールし、セルと背面の間の良好な熱接触を確保することができる。電極５４、５１、５３、５５と半導体ビーズ５２の間の電気接触は、真空オーブン中でアセンブリーを加熱することにより、又は電気バイアスを持つフラッシュランプ照射によって大電流を形成することにより、全ての接触を溶接することによって確保してもよい。その他のあり得る接触を確保する方法は、接点の境界面を直接加熱するガラス又はシリコンビーズを介した接点への超音波エネルギーのパルスである。回路５４、５５のエッジへのハンダ付け鉛を超音波パルスを用いて取り付けてもよい。
【００１７】
図６は、裏面６６の上にシリコン半導体ビード６５を配置する別な装着用の配置を示す。このデザインにおいて、裏面６６は、押出されたガラスシート、ポリイミド、又はロール加工もしくは型打されたスチールもしくはアルミニウムのシート６７であり、ガラス６６のような誘電体でコーティングされ、その中に形成されたシリコーンのビード配置スロット６９を有する。スロット６９は、その上にコーティングされた銀又は錫の蒸着表面の導電性コーティング、及びスロット６９のショルダーのマスキング又は影によって形成された隙間６９を有する。その誘電体が透明又は半透明であるならば、銀や錫のような反射性材料又は白色散乱性材料の外面コーティング６７を基材６６の裏面にコーティングしてもよく、絶縁性ギャップ６９を通り抜ける反射体として作用させる。外面６７の上に、黒色放熱性コーティング６８を置くこともできる。場合により、黒色放熱性コーティング６８と反射性コーティング６７を省略してもよく、セル６５を通り抜ける光をアレイの下の空間を照射するために使用することもできる。
【００１８】
このデザインにおいて、集光システムが、ガラス６０の押出シート上に存在する。これは、上側レンズ６１、ミラー６２の下側アレイ、及びシリコン半導体光ダイオード６５の周りに緩く適合するように形成されたスロット６３を有する。完成アレイを形成するため、光ダイオード領域にガラスシート６０が取り付けられ、周囲にそって及び可能であれば光ダイオード６５とガラス６０間にシリコーンゴムのシーラント８５のような接着剤を用いる。Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４のようなシリコーンゴムのシーラント８５が光学的透明であれば、アレイの全体に配置して、光連結境界として作用させることもできる。このアレイの電気出力は、導電性皮膜６４を通り抜け、アレイのエッジを通って外に出る。
【００１９】
図７は、三次元の光学部品を備えた集光の構成である。この図において、レンズ７０とミラー７１は、六角形パターン８１に装填される。他のあり得るパターンは、四角形と三角形である。集光器７０はガラス７２から注型される。上面７０はレンズのアレイを形成し、下面はミラー７１とヒートフィンを形成する。
【００２０】
空気界面７０へのガラスの全内部反射が使用される。酸化錫のような導電性皮膜が、ミラー領域７７、８０上のガラス表面上と成形穴７３、７５の中にコーティングされる。
【００２１】
２つの電極７７、８０が、ガラス反射体７２上のギャップ１９によってガラス反射体の各側に分離される。
【００２２】
半導体球７４、７８が、２つの電極７１、７６と接触するガラスミラーの端部の成形穴７３の中に挿入される。絶縁体ギャップ７９は、ガラスミラー７２の側面に溝を成形した後、ギャップ７９の影付き領域を満たさない電子導体材料７７、８０の指向性源でガラス反射体をコーティングすることによって形成することができる。絶縁体ギャップ７９は、ガラスミラー７２の側面に溝を成形した後、ギャップ７９の影付き領域をコーティングしない指向性源でガラス７２の中にコーティングすることによって形成することができる。操作において、太陽からの光が、レンズ７０を通って焦点を形成し、ミラー７１、７６、７５、７７、７９、８０によって光ダイオードのセル７４、７８に反射される。レンズ７０とミラー７１、７９の濃縮力が高いほど、高い精度でアレイが太陽を焦点する必要がある。約４倍のような低い濃縮の場合、屈折率が約１．５のガラス７２は、非垂直光線の光を屈折させ、集光器アレイは、太陽を追跡する必要なしに光を効率的に濃縮する。雲を通った散乱光のような光ダイオード７４に直接焦点しない光は、反射面７１、７６で反射され、部分的に光ダイオード７４に到達することができる。集光する太陽電池アレイは、正午に出力を最大にするように、緯度の関係で傾斜させ、固定・装着することができる。これらのタイプの低濃縮の集光器の太陽電池アレイの適用は、構造的設備で太陽非追跡設備にてついて使用することができる。マイクロミラーは、表面の面に対して垂直である必要はなく、あるデザインにおいてミラーは、外面が照射角度に無関係な規定角度である必要があれば、出力と性能を最大にするようにアレイの中で傾斜することもできる。
【００２３】
図８に、セルが薄い柔軟な基材の中に挿入されるときの太陽電池とマイクロ集光器の構成が示されている。この構成において、スロット又は穴１０８を有する基材誘電性皮膜９０が、マスター表面を複製し、硬化させた後、マスター表面から除去することによって形成される。次いで、誘電性レプリカ９０が、指向性又は表面コーティング９１、９７、１０５を用いてコーティングされ、スロット又は穴１０８の外側表面とエッジ９６、１０２、１０４のみをコーティングする。穴１０８の場合、基材９０の溝スロット又は圧痕領域１０３によって電気ギャップが提供され、その他のあり得る技術は、スクリーン印刷、インクジェット印刷、プラズマ溶射コーティング、電気メッキであり、金属コーティング９１、９６、９７、１０２、１０４、１０５は、銀粉末又は錫粉末、導電性皮膜の蒸着であってもよい。これらの導電性コーティング９１、９６、９７、１０２、１０４、１０５は、その中に粒子を有することができ、又は半導体光ダイオード９２、９３、９４、９５、１０１、１００、９９、９８と信頼性のある導体接触を形成する仕方で硬化することができる。様々な表面模様、ディンプル形成、台座、繊維、溝彫り、スリット形成を用いて、伸縮性の多様表面をレプリカ表面接触９６、１０２、１０４に成形することができ、粒状の光ダイオードの接触９２、９５、１０１、９８との伸縮性電気接触面の接触を確立することを助長することができる。また、レプリカ表面９１、９６、９７、１０２、１０４、１０５は、繊維を含む及び／又はその中に配置された導電性繊維を有することができる。電気接触９１、９６、９７、１０２、１０４、１０５を形成するもう１つの方法は、導電性箔、線、繊維、導電性メッシュ、導電性繊維マトリックス、又は粉末を誘電性基材にラミネートすることである。次の製造工程は、黒色反射体１０６を持つ成形誘電体９０の裏面を銀、錫、又はチタンの白色散乱皮膜でコーティングすることである。これは、二酸化チタン粒子を充填したシリコーン塗料であることができる。黒色反射体１０６の外側表面に、赤外線を放射してアレイの裏面から熱を放射除去する、カーボンブラック又は酸化チタン粒子を充填したシリコーン塗料のような保護・放熱皮膜を堆積させる。ドーピング９９、９４と導電体接点９２、９５、１０１、９８を持つ光ダイオード球１００、９３を構造体のスロット又は穴に配置する。誘電体基材９０と電気接触１０２、１０４を適切に形成し、光ダイオード球１００は、一方向でスロット又は穴１０８に弾性的に丁度適合し、アレイの他の光ダイオード９３と適切な電気接触を達成することができる。光ダイオードのアレイを接続し、アレイを真空オーブンに配置して接点９１、９６、１０２、１０４、９２、９５、１０１、９８をアニールすることができ、場合により、接点を適所にハンダ付けする。光ダイオードのアレイを保護し、大きなモジュール系に組み立てるため、図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆに示すように、クロロフルオロカーボンのような材料の中で防腐処理をする、又はシリコーンゴムのシーラントでコーティングし、ガラスのシートにラミネートすることができる。セルは、図９に示すように、ガラスレンズと溝又はスロットを持つミラーの間に配置して固定することができ、光ダイオード球をレンズミラーアセンブリーの焦点又は集光点に保持することができる。
【００２４】
図９において、種々の構成成分をマイクロ集光器の太陽電池アレイと組み合わせ、電力システムを形成することができる。熱除去と蓄熱は、太陽電池アレイからの廃熱の太陽電池アレイ管理に組み入れ、太陽電池アレイの熱管理を提供することができる。図９に、反射防止コーティング１１７、成形ガラスレンズ１１０、界面層１２６、反射体１１２、伸縮性の下層と誘電性基材１１３、伝熱性基材１１４、放射コーティング１２５、及び太陽電池アレイの背面の構成成分を備えたマイクロ集光器太陽電池アレイが横断面で示されている。放射コーティング１２５は、対流熱伝達を高めるために、繊維、フィン、バンプ、リッジ、又はディンプルを有するように表面調整することができる。コーティングは、二酸化チタン、カーボンブラック、又はグラファイト粒子を充填したシリコーンゴム塗料のように高い赤外放射率を有することができる。成形ガラス１１０は平坦な外側表面を有し、汚れからの清澄の維持が容易であることに留意するべきである。セルのガラスとミラーアレイの間でアレイを組み立てるとき、界面層にＳｙｌｇａｒｄ（登録商標）のような接着剤を用い、アレイの最高操作温度で又はそれ以上の温度で加圧し、この温度で硬化させる。ミラーアレイ１１２、１１３、１１４、１２５とガラス１１０に比較した接着剤１２６の高い膨張係数のため、接着剤１２６は収縮し、操作温度において張力下にあると考えられる。界面層におけるこの張力は、ミラー１１２、誘電体裏打ち１１３、及び伝熱性基材１１４に作用し、半導体ビーズ１１５に対する接触に圧縮を維持する。電流が、ビーズ１１５の直列接続の接触１１２から集められ、アレイの側面に配送される。太陽電池アレイからの電気出力が、正端子１１６と負端子１１１として概要的に示されている。囲い１２０は、光ダイオードアレイ１２５の裏に配置することができる。この囲い１２０は、太陽電池アレイ１２５の向こうに対流空気の流れを導くための煙突のように簡単にすることができ、あるいは、フッ化炭素、アルコール、又は水のような循環流体１２２であることができる。太陽電池アレイ１２５への腐食の影響を最小限にする典型的な構成は、太陽電池アレイ１２５の向こうに空気をポンプ輸送するファン１２１、１２３を有し、構造体の加熱に加熱空気１２２を使用する。ファン又はポンプ１２１、１２３は、太陽電池アレイ１２５を冷却する又は構造体に熱を送ることが必要なときに使用することができる。太陽電池アレイのリッジ又はバンプのある外側１２５は、平面的な太陽電池アレイよりも、太陽電池アレイから流体１２２へのより良好な熱伝達を達成する。
【００２５】
系の中で吸熱又は蓄熱して温度を安定化させる相変化材料１１９を、アレイ１２５の裏に又は流体プレナム１２０の中に配置することができる。太陽電池アレイの性能を最適化し、電気出力を１１０ボルトの交流のような望ましい電気出力に変換する電気変換システム１１８にＤＣ電気出力１１６、１１１を接続することができる。コンデンサー、可逆燃料電池、及び／又はバッテリーを電気変換システム１１８に組み込み、アレイ１２５に隣接して電気エネルギーを蓄えることができる。ヒートパイプシステム１２０、１２４を太陽電池アレイ１２５の裏に組み込み、廃熱を効率よく構造体に輸送することもできる。ヒートパイプ１２０、１２４は、作動流体に含まれる不純物によって設定される沸点を有する又はヒートパイプの沸点を設定するためにヒートパイプの一定加圧を形成する伸縮性壁１２０を有し、アレイ温度が構造体への熱伝達に有用なときにのみ熱を除去する。
【００２６】
赤外線と紫外線を吸収する皮膜である二酸化チタン皮膜（例えば、ＴＰＸｓｏｌ（商標）二酸化チタンコーティング、鯤コーポレーション、佐賀県武雄市山内町松ノ木原）のような種々のコーティング１１７をガラスの外側表面に適用し、半導体のバンドギャップの下の未使用の赤外太陽輻射からのフォトセルの熱流速を低減してもよい。反射防止コーティング１１７は、二酸化チタンのような材料であることができ、紫外線を吸収し、ガラスの外側表面上の有機物を光触媒的に酸化し、表面を透明に保ち、ガラス１１０と太陽電池アレイ１１１５、１１２、１１３、１１４、１２５へのあり得る紫外線損傷を低減することができる。
【００２７】
図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、及び１０Ｇは、伸縮性接触セルに連結することができる種々の態様の光濃縮システムを示す。
【００２８】
図１０において、伸縮性接触１３３内で光ダイオード１３２の正確な配置を有するレンズアレイ１３０が示されている。レンズアレイ間の空気ギャップ１０９は、このアレイがガラス窓又は天窓として使用される場合の断熱を提供する。電気接触皮膜は、透明な酸化錫であることができる。接触開路１３４が、セル間に示されており、シリコーンゴム層１２８のような伸縮性誘電体と平坦な成形ガラスシートのような透明な誘電性基材１２７が示されている。この構成において、光１３１は、レンズアレイ１３０を通過し、ミラー電極１３３で反射されることなく、半導体１３２に焦点する。この系は、光ダイオード１３２での焦点に達しなかった光を捕らえない。即ち、他のレンズ表面１３０のような表面への低角度の散乱光１２９は、電気接触１３３が反射性又は透明性であれば、アレイで反射又は透過すると考えられる。光透過の光学配置は、天空光又は窓のような室内照明にとって有用であることができ、その場合、直射日光は捕獲され、一方、朝と夕方の光のような表面１２９に対して低角度を有する光、雲から散乱された光、及び大気の散乱光は、光ダイオード１３２を逃れて部屋の中に入る。この例において、半導体接触１３３は、平坦な基材１２７の上に示されているが、半導体の保持を助長する成形基材１２７であってもよく、伸縮性層１２８の上の成形電極１３３からの光の反射を用いてもよく、光を半導体１３２に集めるための基材１２７を用いてもよい。あり得るさらなる特徴は、ケイ光体又はシンチレーターである伸縮性層の構成成分１２８を有し、この層で吸収された光を、ケイ光体又はシンチレーターの固有発光に変換する。シンチレーター材料の例は、ポリマー又はゴムに溶解又は分散可能なアントラセンである（Ｐｆａｌｔｚ ａｎｄ Ｂａｕｅｒ， １７２ Ｅ． Ａｕｒｏｒａ Ｓｔ． Ｗａｔｅｒｂｕｒｙ ＣＴ ０６７０８）。ケイ光体の例は、銅又は銀のドーパントで活性化された硫化亜鉛（ＺｎＳ）である。ケイ光体の別の例は、青色光を黄色光に変換するイットリウムアルミニウムガーネット結晶である。固有発光光は、全ての角度で放射されるが、材料１２８の伸縮性シートの全内部反射、電極１２７からの反射、及び基材材料１２７の内部反射により、光は、伸縮性層１２８が角度と厚さを変えるところで光ダイオードに伝搬される。ケイ光体に比較したシンチレーターを使用する長所は、それ自身の固有光と低エネルギー光子を吸収せず、このため透過成分１３０、１０９に使用することができ、伸縮性層１２８が、低エネルギー光子を光学部品を通して焦点させることである。内部反射と低い固有光吸収によるシンチレーション層は、大きな面積又は体積の光学構成成分１３０、１０９、１２８からの光を効果的に集め、それを光ダイオード１３２に送ることができる。ケイ光体又は散乱体は、電極１３３、伸縮性層２２８、又は基材１２７のような非透過性構成成分上で使用されると考えられ、また、非焦点光１２９を光ダイオード１３２に再誘導するために使用することができる。
【００２９】
図１０Ｂにおいて、フレネル又はホログラフィック集光器１３７が、集光素子として示されている。これは、別個の光ダイオードに集光させるために、種々のタイプの光学部品が使用可能なことの例である。この例において、フレネルレンズ１３７の横断面図が示されている。光１３６は、透明なレンズ材料１３７を通過した後、フレネルレンズの小平面から屈折し、半導体１３８に焦点する。また、光学素子１３７は、広範囲な入射角を光ダイオード１３８に屈折させる代わりに、透明材料１３７の内側表面の溝のような回折パターンによって光ダイオード１３８に光を濃縮することができるホログラフィックレンズであることもできる。この例において、基材材料１３９は、シリコン光ダイオード１３８を保持する接触電極１２６、１４０用の成形伸縮性ポリイミド基材である。図１０Ａにおける先の例と同様に、伸縮性基材１３９は、散乱面、シンチレーター、又はケイ光体であることができ、最初に光ダイオード１３８に焦点しない光の変換器と導体のように作用することができる。
【００３０】
図１０Ｃにおいて、前方表面上の黒色反射体と光ダイオードアレイの例を示している。この例において、入射光１４３は、伸縮性基材と導電体を通過する。光１４３は、アルミニウム反射体１４５で反射され、光ダイオード１４２に濃縮される。光ダイオード１４２は、フッ化炭素のような伸縮性基材材料で光ダイオードに保持された、酸化錫のような２つの透明な導電体１４４、１６４、又は不透明な銀導電体の薄い網状構造で保持される。シリコーンゴムのような透明材料１６２を、導電性電極１４４とミラー１４５の間に位置させることができる。フッ化炭素プラスチックのような透明な伸縮性基材材料１４１を成形し、半導体物体１４２の周りに伸縮性クランプを形成し、直接入射光のためのレンズとして作用させる。
【００３１】
図１０Ｄにおいて、裏面上に光ダイオード１５０を有するカシグラニアン集光システムが示されている。この構成において、光は、透明なガラスカバーシート１４６を通過し、空気又は透明材料のキャビティ１５３を通過し、成形ミラー１４７で反射し、ガラスカバーシートに搭載された成形ミラーで第２反射を行い、光ダイオード１５０に焦点する。カシグラニアン光学部品は、直接光線が半導体に到達することを第２反射体が阻止するといった光収集上の欠点を有するが、光ダイオード１５０を高エネルギー輻射から遮蔽する必要があれば、このことは有用であり得る。第２ミラー１４７は遮蔽材料を含むことができる。シリコーンゴムの伸縮性副層１５１上の成形アルミニウムミラー接触１４９を介して、光ダイオード１５０に電気接続が形成され、ポリイミド誘電性基材１５２の上で組み合わせられる。伸縮性副層１５１は、全体の系が構成成分１５２、１５１、１４９の間で異なる膨張を呈しても、光ダイオード１５０に接触圧力を維持する。シリコーンゴムのような光学的透明材料を、前方表面１４６と反射体１４９の間に配置することができる。
【００３２】
図１０Ｅにおいて、レンズの屈折率勾配を用いた光濃縮光学部品が示されている。この構成において、光学材料は、ドーピングされたシリコーンゴムやフッ化炭素ポリマーのような伸縮性基材であり、屈折率が増加する層１５５、１５６、１５７、１６１に層にされて成形され、光を光ダイオード１６０に焦点する。光線１５８は、シリコーンゴム１５５、１５６、１５７、１６１の成形層で反射し、光ダイオード１６０に焦点する。接触電極１５９は、光ダイオードに弾性的に加圧される。屈折材料の最終層は、光ダイオードがキャビティに圧入されたとき、成形されて圧縮キャビティ１６１を形成する。キャビティ１６１は、光ダイオード１６０に対して接合接触を形成するように、電極とともに設計される。
【００３３】
図１０Ｆにおいて、傾斜又は軸外の濃縮方式が示されている。これは、あり得る構造的理由のために太陽からの光線に対してアレイが垂直でないこと、又は入射光１６５に対して傾斜したこの表面形状が、色収差の利点を取得することを可能にする。光スペクトルに対する屈折率の広がりは、傾斜した屈折表面とともに使用し、光スペクトルのいろいろな波長部分を、太陽スペクトルのその部分について最適化したいろいろな光ダイオードに配置することができる。典型的に、屈折性材料をある角度で透過する光は、最大角度で屈折する赤色光１７１になり、次に緑色光１７２になり、最後は最小光屈折の青色光１６９になる。即ち、光ダイオード１７０、１６８、１６９の列は、光のスペクトル上の広がりを最適に阻害するように配置することができ、即ち、傾斜した幾何形状を持つマイクロ集光ガラス１６６に連結した反射スロット１６７において、第１列に赤色光ダイオード１７０、第２列に緑色光ダイオード１６８、外側の第３列に青色光ダイオード１６９である。光ダイオードは、図３に示すように、伸縮性の透明屈折性材料の成形伸縮性キャビティの中に配置し、シリコーンゴムを用いて接着することができ、電気接触皮膜が、セルスタック１７０、１６８、及び１６９の２つの面に圧縮接触１６７を形成する。
【００３４】
図１１において、いろいろなバンドギャップ１８１、１８４、１８０の層を備えた多層光ダイオードの半球が、横断面で示されている。スペクトル拡散と焦点レンズ１７６の部分的切取りもまた示されている。青色光子を吸収する高エネルギーバンドギャップの光ダイオード層１８０は、半球光ダイオードの外側層である。緑色光を吸収する中間バンドギャップエネルギーの光ダイオード層１８４は、半球の次の層である。赤色光を吸収する最小バンドギャップ層の光ダイオード１８１は、半球のコアである。半導体１８１、１８４、１８０の３層と別々の電極が、半球形状のあり得る層状光ダイオードの例として示されている。より多い又は少ない光ダイオードを使用することもでき、中央球１８１の多数コーティングによって形成することができる。各々の光ダイオード層１８１、１８４、１８０は、光起電性光ダイオードの濃度と電圧の勾配を引き起こす不純物ドーピング又は電極間層を有することができる。光ダイオードの外側に、半球の反射防止コーティング１７４の外側層が付加される。この反射防止コーティング１７４は、光の反射を破壊的に干渉することによって反射防止を達成する勾配屈折率材料又は１／４波長の厚さの透明材料コーティングであることができる。光ダイオード１８１、１８４、１８０への光透過を最適化するため、反射防止コーティング１７４は、光ダイオード半球の最上部での赤色光１７８の透過を最大限にし、次いで球の側面でのより短い波長の光１７７、１９９の透過を最適にするように調節することができる。球形の形状と、球の側面での光入射角により、均一な厚さの１／４波長の反射防止コーティング１７４は、ピーク透過率をより長い波長にシフトすると考えられる。即ち、光濃縮システムについて、光の方向が光ダイオード球で制御されると、一般に、最適な１／４波長の反射防止コーティング１７４は、入射角の変化を補償するため、球の側面で薄くされてもよい。この特定の例について、光が光ダイオード球にスペクトル的に分配されると、１／４波長の反射防止コーティング１７４は、球の側面でより一層薄くされ、側面での緑色光と青色光１７７の入射に対する光透過を最適化することができる。このタイプの厚さ断面が変化したコーティングは、真空蒸着源と、より薄いコーティングを形成する半球上の入射角効果を用いて行うことができる。
【００３５】
層状の光ダイオード半球１８１、１８４、１８０、１７４は、赤色光１７９の焦点付近の焦点形成光学部品１７６の後方に配置される。入射した白色光１７５は、色収差を持ってスペクトル的に広がり、屈折率は、光の波長とともに変化する。典型的に、ガラスを通る赤色光１７８は、緑色１９９と青色１７７よりも高い屈折率を有する。半球の光ダイオード１８１、１８４、１８０は、レンズ１７６の赤色光の焦点１７９の後ろに位置し、層状光ダイオードへの着色光スペクトルの空間分布を最適化し、赤色光焦点１７９を、光ダイオードのわずか外側、又は中央の赤色光吸収光ダイオード１８１の内側に配置する。次に、緑色光１９９は、より大きいスポットを形成し、傾斜光ダイオード層１８４を通るより長い道程により、光ダイオードの緑色光吸収帯により効率的に吸収される。緑色光１７７のスポットは、最大直径であり、緑色光の吸収と変換について最適化された外側光ダイオード層に最も効率的に吸収される。より長い波長の赤色光１７８は、一般に、緑色光１９９と青色光１７７よりも、より大きい角度でガラス１７６を通る屈折をする。赤色光１７８は、青色光の光ダイオード１８０と緑色光の光ダイオード１８４を通過するが、これらの２つの光ダイオードの励起バンドギャップよりも低いことから、吸収が少ない。層状半球光ダイオード１８１、１８４、１８０における光のこのスペクトル、空間、及び角度の分布は、光ダイオードセルを物理的に分離する必要なしに、各々の光ダイオードセルの性能を最適化させ易い。緑色１９９と赤色１７８の光の一部は、青色１８０と緑色１８４を最適化した光ダイオードに衝突し、これらの光子は、青色と緑色の光を最適化した光ダイオードのバンドギャップエネルギーよりも低く、部分的に通過して、緑色１８４と赤色１８１の層状光ダイオードに至る。この層にされた構造の層状球形光ダイオードは、個々に異なるフォトセルを作成した後に一緒に配置するよりも、安価であることができる。この形状の電極接触は、導電性金属接触１８３、１８１を取り付けられて示されている。内側層の接触１８２は、赤色光ダイオード１８１の中央の露出面に取り付けられ、外側接触１８３は、反射防止コーティング１７４を介して外側青色光ダイオード層１８０の表面に取り付けられる。この半球ビーズにおける弾性接触形状の詳細な例は、図３、図１２Ｂ、及び図１４に示されている。理想的には、電気接触１８２、１８３は、光を反射し、この円形スポット焦点についての図１４の弾性接触の例におけるように、光ダイオードへの光を遮断しない。機械的接触は、中央スポット接触１８２との中央接触を形成し、形態適合表面を持つシリコン球の配列を使用し、適切な電気接触のみを許容し、中央の赤色光と周囲の青色光の放射状スペクトル分散パターンに層状光ダイオードを配置することを必要とすると考えられる。
【００３６】
留意すべきは、上述した典型的な１／４波長の反射防止コーティングのスペクトル上及び角度上の選択性を避けるために、粗面化した又は密度勾配のある反射防止コーティング１７４が、この形状においては有益に使用することができる。
【００３７】
半導体保持キャビティのスロットの態様が使用されるならば、中央接触は、溝にそった電気接触への短絡を防ぐため、緑色１８４と青色１８０の光ダイオードのエッジを拡張被覆する反射防止コーティングのような、隆起ボタン１８２と誘電体周囲１８５のコーティングを有することができる。
【００３８】
図１２Ａは、２つの面で微粒子ビーズの層状光ダイオードを研磨することによる光ダイオード作成の別の構成である。２つの面でビーズを研磨することにより、内側ドープト層２７４と他の光ダイオード２７２は、２つの電気接触２７３、２７５でアクセス可能である。１つの平坦面に対比し、２つの平坦面を持つビーズのこの形状は、電気接触を形成するために有益に使用することもできる。層状光ダイオードの例として、直径５００μｍのＩｎＰビーズが作成される２７４。ＩｎＰビーズ２７４はｎ型半導体にドーピングされる。次いで、ＩｎＰビーズは、有機金属の気相エピタキシーによって約２μｍの厚さのｎ型ＩｎＧａＡｓ層２７２でコーティングされる。次いで、２μｍの厚さのｐ型ＩｎＧａＡｓ層２７１とスパッタリング堆積の金／クロムコーティング２７０が形成される。次いで、ビーズは、２つの面で研磨され、中央にニッケル／金の接触２７２、２７５を真空蒸着又は電気メッキすることによって、電気接触が形成される。層状光ダイオード又は光エミッターを製造する材料には多くの種類がある。その他の適切な基材の半導体は、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｇａ、ＧａＮ、ＣｄＴｅ、ＡｌＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ２、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ２、ＣｕＩｎＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＰ、及びＣｄＴｅである。
【００３９】
図１２Ｂにおいて、リム２８１、２９２を持つ光ダイオードのビーズに対するスロット又はキャビティの電気接触と中央接触２８６、２８７が示されている。この例において、図１２Ａに示すように、層状光ダイオードビーズを２つの側面で研磨することによって構成された光ダイオードのビーズは、２つの側面接触２８０、２８７と裏側接触２８９を持つ誘電体の伸縮性スロット２９５の中に挿入される。スロット又はキャビティ２９５は、錫のような金属箔基材２８９の金属箔基材２８９の上のポリイミド又はシリコーンゴムのような伸縮性誘電体２８８から成形される。光ダイオードのビーズ２８１、２８２、２８３、２８４、２９０、２９１、２９２は、スロット２９５の中に押し込まれる。２つの側面の接触２８０、２８７は、光ダイオードのビーズの中央の接触２８６、２８５に対して押し付ける。光ダイオードのビーズのリム導体２９１、２９２は、カバーレンズ２９３からの弾性圧縮により又は背面接触に対して光ダイオードのビーズを押し付けるミラーにより、スロット又はキャビティ２９５の底でホイル接触２８９と接触を形成する。成形カバーガラス２９３は、張力によって保持され、ガラス２９３と電極基材２８８、２８９の間の圧縮圧力下の高温で硬化されるＳｙｌｇａｒｄ（登録商標）の透明な接触面接着剤２９４を介して、接触電極２８０、２８７に対してシールされる。接着剤硬化よりも低い運転温度で、接触面接着剤２９４の熱収縮は、カバーガラスと電極を互いに引張る接着剤に張力を引き起こし、接触圧縮圧力を引き起こす。その他の機械的弾性的な重力又は力の仕組を、光ダイオード２８１、２８２、２８３、２８４、２９０、２９１、２９２に及ぼす弾性接触圧力を維持するために使用することができる。
【００４０】
図１３Ａに、半導体ビーズ配列と操作システムが示されている。このシステムにおいて、平坦面１８９を有する半導体ビーズ１８８は、音源１８５からの音１８６と支持板１９０を介した振動によって振動を与えられる。ビーズ１８８は、平坦なテフロン（登録商標）１８７表面上に存在するビーズの平坦面で最小エネルギーに到達するまで回転し、重力はそれらを下方に支持すると考えられる。いろいろな強さの音の振動１８６を使用し、ビーズを表面からかなり離れて動くように、あるいは、テフロン（登録商標）表面１８７上で穏やかに回転して、ビーズ１８９の最小エネルギー状態の平坦面に落ち着くように操縦することができる。テフロン（登録商標）１８７は、帯電を有するため、ビーズ１８８を引き付け、平坦なテフロン（登録商標）表面１８７に位置する平坦面１８９でビーズが留まるためのエネルギーを十分に高くする。高電圧の電極１９０が、テフロン（登録商標）１８７表面の後方に配置され、発電機１９１から高電圧を電極１９０に印加することができる。半導体ビーズ１８８、又は隣接電極１９３、又は周囲の接地１９２の導電面に対する鋭利点のコロナ放電が、充電電極１９０に対する充電回路と電場ラインを完成させることができる。誘導電場と半導体ビーズ１８８の充電が、テフロン（登録商標）表面１８７に対してそれらを保持する。
【００４１】
図１３Ｂに示すように、テフロン（登録商標）表面２０４の低い滑り摩擦係数のために、表面に配列した平坦面を有するビーズ２０１は、押し棒２００を用いて回転させることなく、テフロン（登録商標）表面２０４を滑ることができる。押し棒２００は、半導体２０１を押すことができ、全ての平坦面を支持板２０５上のテフロン（登録商標）表面２０４にもたれさせて、半導体を配列させることができる。押し棒は、個々の半導体を別々の位置に保持するような成形キャビティ２０２、２０３を有することができる。半導体が不適切な位置を有する、又は一列を形成するのに半導体が多すぎるならば、これらのビーズは、押し棒２００の成形キャビティ２０３の中に収まらずに、押し棒のスロット２０２又は穴２０３の中に収まったビーズ２０１から分別され、排出され、シリコーンゴム表面に接触して持ち上げられ、あるいはテフロン（登録商標）表面２０４と押し棒２００から一掃されると考えられる。
【００４２】
図１３Ｃに、半導体ビーズ２１３を成形ミラー又は電気接触及び伸縮性基材２１０の中に押し込むために使用される押し棒２１６の横断面を示す。支持板２１８上の電荷は、ビーズ２１３が成形キャビティ２１２又は電気接触２１１、２１９に入り込むときに放出又は逆転することができる。また、ビーズが挿入された又は電気接触ホルダー２１０に挟まれた後に、押し棒２１６は、加熱される及び／又は音パルスを与えることができ、ビーズ２１３と接触２１４、２２０を電気接触２１１、２１９にハンダ付け又は溶接することができる。ビーズは、ホルダーの中に挿入された後、光又は磁場によって加熱され、接触２１４、２２０のハンダ付け又は溶接を行うことができる。半導体ビーズは、ニッケルのような磁性材料からなる電気接触２１４、２２０を有することができる。このため、帯磁表面２１８への磁気引力又は磁場中の配列を使用し、ホルダー２１８、２１７上のビーズを配列し、支持することができる。ビーズを配列するために利用され得る他の特性は、電場中のビーズ２１３の自己分極電場を使用し、ビーズを配列することである。留意すべきことは、シリコーンゴムでコーティングした表面２１５の粘着性と静電的性質は、ビーズホルダーとして作用することができ、回転や移動なしにビーズを保持することを可能にする。半導体ビーズの挿入は、伸縮性裏張り２１０の成形開口２１２と電気接触２１１、２１９を用いて行うことができ、伸縮性裏張り２１０は、挿入に対して開口を維持した後、解放されてビーズ２１３を機械的に挟み、丸形電気接触２１１と伸縮性ホルダー２１０の平坦面接触２１９と接触を形成する内側ビーズ接触２００に対する丸形ビーズ接触２１４の電気接触を形成する。また、ホルダー２１０の機械的締め付けは、ビーズ２１３が保持されることを可能にし、プッシャー２１６がビーズ２１３から分離してプッシャー２１６を引っ込めることを可能にする。プッシャー２１６は、成形表面２２２の内側にシリコーンの粘着性表面２１５を有することができ、キャビティ内で配列ビーズが付着して非配列ビーズが払い落されることを可能にすることができる。
【００４３】
図１４において、レンズミラーと電極の圧縮配置が横断面で示されている。球形の研磨半導体光ダイオード又は研磨ロッド２３３を接続するもう１つの配置は、１つの配向でセルを接続することのみを許容するミラー接触２３７、２３８、２４２を備えたキャビティを形成することである。成形された窪み又はトラフ２３９、２４１は、図１４に示すように、中央接触２４２と側面接触２３９、２３８を有する。これらの接触２３７、２３８、２４２、及びビア２４３は、注型又は成形されたポリイミド２３９、２４１のような誘電性基材の上に、銀、銅、ニッケル、グラファイト、アルミニウム、錫、及び合金のような導電性粉末をインクジェット噴霧することによって形成することができる。電気接触と回路皮膜２３７、２４２、２３８、２４３を形成する他の方法は、予備形成された平坦シート又は形成された誘電性基材２３９，２４１の上に、スパッタリング堆積、プラズマスプレー、電気メッキ、ホイルエンボス加工、導電性皮膜を形成する。その他の選択肢は、接触の形態を保持してもう１つの裏側保護表面２４４として作用するシート金属基材をコーティング又はラミネートすることである。側面接触２３７、２３８は、電気接触２３７、２３８と誘電性裏打ち基材２３９、２４１の平坦底から上に部分的な仕方で堆積した誘電性コーティング２３５、２３６を有し、ビーズ２３３の丸形表面が中央電気接触に触れるならば、半球ビーズ２３３が側面接触電極２３７，２３８と電気接触を形成することを許容しない。テフロン（登録商標）又はシリコーンフルオロポリマーのような誘電性コーティング２３５、２３６は、半導体光ダイオードのビード２３３がトラフ又は窪み２３９、２４１の平行な平坦面の底を方向合わせするまで、半球ビーズ２３３が容易に滑る又は回転することを許容する低い摩擦係数を有することができる。トラフ又は窪み２３９、２４１の底の下方に緩いビーズを重力保持しながら、底にビード２３３の平坦面を平行にしてトラフ又は窪みの中に最も深くビーズを適合させて、最小エネルギー状態に到達することができる。振動エネルギー又は音エネルギーが半球ビーズに与えられると、ビーズは、ビーズの平坦部分がトラフ又は窪み２３９、２４１の平坦な底に対して適合するまで、回転と自転をすることができる。電極２３９、２４２、２３８と外側電極（図示せず）の間に電場が与えられると、この重力の効果を高めることができる。誘電性皮膜２３９、２４１、２３４、２３６は、多くは恒久的エレクトレットであり、印加電場によって分極又は帯電することができる。半球ビード２３３上の中央接触２４０を、ニッケルのような強磁性体で形成し、中央接触２４２を鉄又はニッケルのような強磁性体から作成した後、接触２４２、２４０を帯磁させる又は磁場の中に置くことにより、ビーズは、磁場の中で優先的に配向され、磁場は高められ、中央接触２４０、２４２を介して濃縮することができる。これは、ミラー接触２３８、２３７のトラフ又は窪み２３９、２４１に平行なビーズ２３３の平坦表面を持つ配列ビーズのエネルギー井戸を高めることができる。ビーズが正確に配列されると、脇の電極表面２３７、２３８は、半球ビーズ２３３の側面と接触を形成する。光ダイオードの半導体ビーズ２３３は、典型的に、内側に正電荷キャリアのドーピングと外側に負電荷キャリアのドーピングを有するようにドーピングされることができる。このため、ビーズ２４０の平坦面上の電気接点は、Ｐ内部層と接触２４２を形成し、外側面の接点２３７、２３８は、Ｎ層と接触を形成する。誘電性コーティング２３５、２３６を持つビーズ２３３の側面接触２３７、２３８と、側面接触２３７、２３８の間の摩擦係数の相違により、ビーズ２３３は、いったん金属接触を形成すると、窪み２３９、２４１の中に入り込み易い。トラフ又は窪み２３９、２４１の形状と弾性は、いったん正確な配列が形成されると、ビーズのいずれかの側面に楔状接触２３７、２３８を形成してビーズを保持するように作成することができる。また、いったんビーズが平行な表面配列と電気接触を形成すると、側面の接触をビーズに対して付着性にしてビーズを保持するように、ビーズの側面接触２３７、２３８がビーズ２３３の外側表面にハンダ付け又は付着するような高温で配列プロセスを生じさせることが有用なことがある。その他のあり得る保持手段は、トラフ又は窪みの底の誘電性セパレーター２３９、２４１の上に、ビーズの平坦面が配列したときにビーズ２３３の平坦面と接触することによって表面張力エネルギーを低下させる接着剤、シリコーンゴム、又は粘着性液体の液滴を有することである。これは、ビーズのホルダーとして作用し、トラフ又は窪みの平坦面に平行なビーズの平坦面にビーズを保持するためのエネルギー井戸を高めることができる。過剰又は非配列ビーズ２３３を除去するため、アセンブリーを反転して、適所に保持されていないビーズ２３３を重力によって取り出すことができる。その他の選択肢は、シリコーンゴムのような付着性表面コーティングを有する成形工具を配置し、アレイの表面上に下ろしたとき、過剰なビーズのみと機械的接触を形成できるようにする。不適切な位置のビーズ２３３は、平行な表面の配列ビーズ２３３よりも、トラフ又は窪みの中で高い状態にあると考えられる。全てのビーズ２３３が配列したことをチェックする方法は、外観検査によって行うことができ、あるいは、トラフ又は窪みにピッタリ入り込む真空又は付着性表面を持つ精密工具を用い、トラフ又は窪み２３９、２４１に正確に入り込まないセルのみに接触して除去することによって行うことができる。トラフ又は窪み２３９、２４１、２３７、２３８の平坦表面にビーズ２３３の平坦表面がいったん配列すると、光のフラッシュを用い、又は電気接触２３７、２４２、２４１に対してビーズ２３３を接触させて加圧する加熱金属体を用いてビーズ２３３を高温で機械的接触させ、半導体ビーズ２３３を加熱することによって、電気接触２３９、２４０、２４２、２３８を確保することができる。接点にハンダ、ロウ付け、又は溶接を形成するエネルギーを送達する別なあり得る方法は、パルスの超音波エネルギーを半導体ビーズ２３３と接点２３７、２４２、２３８に供給し、接点を摩擦溶接又はハンダ付けする。また、回路とセル２３７、２３８、２３３、２４０、２４２を通る電気パルスを使用し、半導体の光ダイオードビーズ２３３に対する電気接触のアーク溶接を形成することもできる。電気回路２３７、２３８、２３３、２４０、２４２が、短絡し、電源又は帯電コンデンサーに取り付けられた後、レーザー光のビームがセルを横切って走査され又はフラッシュランプがセルに隣接して点火されるならば、別な電気接触の溶接、ロウ付け、焼なまし、又はハンダ付けの方法は、半導体光ダイオード２３３からの自己発生電気パルスを使用することである。短い電気パルスを形成して機械的接点に短い熱エネルギーパルスを与え、接点を溶接、ロウ付け、焼なまし、又はハンダ付けする。局所回路が存在して過剰電流がその回路を流れるならば、誘電性基材２４１上の中央接触２４２又は側面接触の金属皮膜は、それらが金属２４２、２３７、２３８、２４３を溶融・蒸発させて下地誘電体２３９、２４１を拡張してその回路を開ける電気ヒューズとして作用するように設計することができる。これは、誤って接続され得る又は短絡したセルを切断するために使用可能である。また、接触保証工程は、屈折レンズとミラー２３１の下のアセンブリーがセルの上に配置されて、セルが屈折レンズとミラー２３１によって適切に保持された後に行うこともできる。屈折カバーレンズとミラー２３１は、半導体ビーズ２３３を加圧することができ、電気接触を形成し、太陽電池アレイの寿命の全体にわたって電気接触を維持することができる。屈折カバー２３１は、加圧され、接着剤２３２によって保持されることができ、電気接触材料２３７、２３９、２３８、２４１、２４２の弾性張力、及び接触材料２３７、２４２、２３８に対する半導体２３３上に存在する屈折材料の重力は、アレイの寿命にわたって接触を維持することができる。レンズ−ミラーのアセンブリーシート２３１は、外側表面上に保護又は反射防止コーティング２３０を有することができる。適切な皮膜は、フッ化炭素（ミハマ）、外側表面を光反応性で自己洗浄性にする二酸化チタンのコーティング、又は反応スパッタリングのダイアモンド皮膜のような硬質擦過防止コーティングである。所望により、透明接着剤又は結合ゲル２３４、２３２（例えば、ダウコーニング社のＳｙｌｇａｒｄ（登録商標）又はゲルＱ３−６５７５）を、例えば、高圧押出しを用いて、セルの上に分布させる。ガラス又は透明誘電性カバーレンズ−ミラー２３１を、光結合材料２３４、２３２の上に配置し、ロールのスクイーズ運動を用いて、光結合材料２３４、２３２を半導体とミラーの周りにプレスし、接着剤パターンのガス溝を通してアセンブリーから吐出させる。全体のアセンブリーを高温で硬化させることができる。アセンブリーは、圧縮下で硬化させることができ、半導体ビーズ２３３に対してレンズ−ミラーのシートを押付け、電気接触２３７、２４０、２４２、２３８に圧縮を維持することができる。硬化プロセスの後又は途中の接着剤又は光結合材料２３４、２３２の収縮は、硬化プロセスの後又は途中のビーズ２３３又は接点２３７、２４０、２４２、２３８へのレンズ−ミラーシートの圧縮をさらに高めることができる。誘電性基材２３９の背面に、金属接触２４２、カーボンブラック充填のシリコーン塗料又は二酸化チタンシリコーン塗料のような放射伝熱性保護コーティング２４４が存在する。アセンブリーシステムは、光パルス、走査レーザービーム、又は電気パルスを用いてテストすることができ、短いセル又は逆転したセルは、電気接点を溶融又は気化させることによって、アレイの並直列電気回路から除去することができる。外側の電気システム又は回路への電気接続は、ガラス材料シート２３１のエッジにおける電気接触パッドを介して形成されると考えられる。
【００４４】
図１５に、アウトプットに組み込まれた太陽電池２５３と逆流保護ダイオード２５４又はバリスター２５４の間の並列と直列の接続の薄膜導電体又は誘電体、ヒューズ、又はバリスター２５３、２５８を備えた直並列セルの電気回路が示されている。逆流保護成分２５４は、図１５に概略図で示すように、光ダイオードに対する逆の正孔勾配を持つ伸縮性成形電気接触に配置されたドーピング半導体ビーズと同じ方法で配置することもできる。逆流保護ダイオード２５４は照射されず、したがって、アレイのエッジのミラーアレイの間の光濃縮領域の外側に配置することができる。逆流保護ダイオード２５４は、アレイの中で列として周期的に配置することができ、保護ダイオードの電圧・電流特性に適合し、系全体を危険に曝す任意の１つの保護ダイオード又は一連の保護ダイオードの損傷を回避する分散型逆流保護を形成することができる。平行な接続セルにおける開回路となる１つのセルの小部分の損失効果は、一緒に接続されたセルの数によって割算された１である。直並列に電気接続されたネットワークにおける一点の損傷から全系に及ぼされる一点の損傷の効果は、列の数で割算した列の分数の損失に比例し、これは、他の列からの電流が、その一点の損傷の周りを流れることができるためである。ランダムな１つのセルの損傷数は、回路のセルの合計数に比例する。したがって、１つの列におけるセル数がアレイの全セル数の平方根に比例する、等電位の直列接続における多くの平行な接続セルの大きいアレイにおいて、ランダムな１つの開回路の損傷からのあり得る小部分の損失は、アレイの全セル数の逆平方根に比例する。この統計的観測は、直並列アレイにおいて実用的意義を有し、アレイの個々のセルの数が多いほど、ランダムなセル損傷による部分的損失が少ない。これらの太陽電池アレイは、セルの数が多いほどより信頼性が高くなり、これは、電気回路においてセルが多いほど損傷と出力損失の可能性が高くなるといった典型的な洞察に反する。高電圧アレイにおいて、逆流保護セル２５４とバイパスダイオード２５７は、アレイの列に周期的に形成することができる。セル間の平行な電気接続２５３は、製造上の欠陥又は変動によって低い性能を有し得るアレイの１つのセルの周りに電流バイパスを有するのに有用である。バイパスダイオード２５７は、低性能を有する又は変動のあるセル２５２の列の周りに道筋をつけることができる。並列２５３と直列２５８の電気接続は、電流、電圧又は温度上昇とともに固有電気抵抗上昇を有するように選択された導電体又は半導体を堆積させることによる、誘電性絶縁体基材又はバリスター上の薄い導電性堆積によって、有効なヒューズを形成することができる。特定の例として、酸化亜鉛の皮膜は、印加電圧とともにその抵抗が増加する。堆積は、真空スパッタリング堆積、噴霧インク堆積、プラズマスプレー堆積、箔エンボス加工、光ダイオードのビーズ接続に類似の個々の半導体堆積であることができる。殆どの金属は、周囲温度で低い抵抗であって、温度上昇とともに抵抗が増加するといった望ましい特性を有する。１つのダイオードの数倍のような過剰電流が並列又は直列の電気接続に流れると、その金属は、材料中のオームのエネルギー散逸によって加熱する。電流と熱の発生が十分に高いと、回路は、金属と場合により誘電性基材を溶かし、並列回路接続を恒久的に開けると考えられる。セル２５３の間を結合する開回路は、個々の光セル２５２が短絡する又は逆接続されるならば、それらの周りの回路を恒久的に開けるために使用することができる。バリスター２５３のようなデバイスを、電流増加とともに抵抗が増加するように設計された並列回路接続の中に形成することができる。バリスター２５３は、過剰電流に迅速に可逆応答し、並列又は直列の接続に最大電流を効果的に負わせるために設計することができる。この最大電流の負荷は、照射された太陽電池アレイが木の枝の影のように選択的に影で覆われた場合に、光ダイオードを過剰の電流と電圧から保護するのに非常に重要であることができる。この概略的に示されたアレイは、周囲バス接続２５１、２５５を介して、別なアレイ又は電気負荷に接続２５０、２５６することができる。出力接続又はバス接続２５０，２５６にさらに電気接続されることができ、図９に示すようなアレイに統合されることができるその他のあり得る電気デバイスは、ＤＣツーＤＣ変圧器、ＤＣ−ＡＣ変圧器、コンデンサー、バッテリー、電解セル、フライホイール、モーター、光源、ポンプ、及びファンであることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のいくつかの特徴と要素には、以下のものが挙げられる。
（１）電気接触が、伸縮性機械システムによって半導体物体に圧縮を維持する。
（２）半導体を配向させるのに、光ダイオード物体又は電極の形状を利用する。
（３）セルに適合するスロット又は穴を使用する。
（４）電気接続を保持、配向、及び移動させるのに球の平坦側面を利用する。
（５）スロットは電気接続でもある。
（６）スロットはミラーでもある。
（７）スロットもまた光を伝搬する。
（８）球上の電気接点の位置と寸法は、半導体の動作にとって有益であることができる。
（９）電気接点は、ヒューズと回路遮断の電気特性を提供する厚さを有する。
（１０）電気接点はミラーであることができる。
（１１）電気接点は透明であることができる。
（１２）電気接点は、類似していない導電体又は金属であることができる。
（１３）電気接点と半導体は、基本的に熱電気接合を形成することができる。
（１４）電気接点と半導体は発光接合を形成することができる。
（１５）スロットと電気接点は熱除去システムを形成する。
（１６）電気接点とミラーは、光ダイオードから熱を除去するための熱導体である。
（１７）アレイの背面上のコーティングは放射放出と熱除去を増進する。
（１８）ミラー／レンズは熱除去システムである。
（１９）ミラー／レンズは、機械的マウントと保護システムである。
（２０）信頼性のある回路接続を提供するため、並直列の接続を使用する。
（２１）接着剤を使用することができる。
（２２）光インターフェースのブリッジ又は接着剤を使用することができる。
（２３）光硬化接着剤を使用することができる。
（２４）セルをスロットに固定するために粘着性材料を使用することができる。
（２５）接触を形成するために球をスロットに押し込むことができる。
（２６）接触を完成させるためにハンダ付けを利用することができる。
（２７）電気接触の安定化を達成するために溶接を使用することができる。
（２８）セルの溶接又は加熱のために電流を発生する光ダイオードとともに、電気接触の安定化を達成するためのストロボを使用することができる。
（２９）ハンダ付け又は溶接を完成させるために超音波エネルギーを使用することができる。
（３０）反射体又は電気回路のような光学部品を薄膜でコーティングすることができる。
（３１）どちらかの側面に２つ以上の異なる接触を有する溝又は穴の中のビーズ。
（３２）成形体を必ずしも使用しない（スロットに入る前に単に配向）。
（３３）アレイが、レンズ／ミラーの別個の半導体牽引電気接点と黒色カバー又はミラーの構成部分のアセンブリーである。
（３４）スロット又は穴は、誘電体に形成することができる。
（３５）スロット又は穴は、誘電性コーティングを用いて金属に形成することができる。
（３６）スロット又は穴は、誘電性コーティングと電子伝導性コーティングを用いて金属に形成することができる。
（３７）成形キャビティの壁は、電気接触弾性を改良する構造を有することができる。
（３８）成形キャビティの壁は、電気接触弾性のためのフルート、スリット、溝、隆起、台座、繊維を有する。
（３９）キャビティの接触表面上の電気コーティングは、電気接触弾性のための繊維、粉末を有する。
（４０）成形キャビティ上の接触は、伸縮性のある様々な表面である。
（４１）コーティングは、真空蒸着、インクジェット印刷、粉末スプレー、スクリーン印刷、箔圧痕、ハンダ付け、スタンプ、又はラミネートのような多くの方法によって堆積又は形成することができる。
（４２）シリコーンゴムを使用する。
（４３）フッ素化炭化水素を使用する。
（４４）ガラス、アルミニウム、銀、錫、酸化錫、鋼、銅、合金、シリコン球、Ｓｐｈｅｌａｒ（登録商標）シリコン、電気接触を備えた球、ハンダペースト、カーボン充填塗料、ＴｉＯ２、光触媒、又は白色コーティングを使用する。
（４５）外側表面を清澄にするためにガラス外側表面に光触媒含浸又は屈折材料を使用し、高周波数光が光ダイオードに到着するのを阻止する。
（４６）堆積を優先的に位置させるためのスロットのシャドウ又は電気回路の自己マスキングを使用する。
（４７）電気接続と基材は、光ダイオードに対して光収集システムを形成することができる。
（４８）光ダイオードのアレイを光濃縮光学部品に連結することができる。
（４９）電気接続システムは光学構成成分であることもできる。
（５０）黒色プロテクターシートは光コレクターであることもできる。
（５１）光散乱を光学部品に使用することもできる。
（５２）光のシンチレーション又は変換を使用することができる。
（５３）電気接触と締め付けスロットの半導体ロッドは、有効な太陽電池としても作用する。
（５４）逆電流の保護を組み入れる。
（５５）バッテリー変換器と電力グリッドに対する変換。
（５６）太陽追跡システムを使用する。
（５７）スペクトル分割又はろ過を使用する。
（５８）アレイの後ろに煙道又は流体チャンネルを配置し、光ダイオードのアレイを冷却するために流体又は空気の流れを使用することができる。
（５９）光ダイオードのアレイの後ろに相変化材料を熱的に結合し、太陽電池アレイからの熱を吸収・蓄積することができる。
（６０）太陽電池アレイの電気出力を操作するために電子機器を取付けることができる。
（６１）太陽電池アレイに電池を取付け、電気エネルギーを蓄えることができる。
（６２）電気接触の下に伸縮性層を使用し、電気接触を確保し、熱膨張・収縮の補償器とすることができる。
（６３）太陽照準又は追跡システムに太陽電池アレイを取付ける。
（６４）クランプは伸縮性であり、半導体を受け入れるために開き、接触を形成するために閉じることができる。
（６５）静電学を利用して半導体を移動・保持する。
（６６）磁気学を利用して半導体を移動・保持する。
（６７）重力を利用して半導体を移動・保持する。
（６８）付着性表面を利用して半導体を保持する。
（６９）付着性表面を利用して、凹部の底で半導体を保持する。
（７０）滑りやすい面を利用して、半導体の非回転接触運動を可能にする。
（７１）重力を利用してガラスカバーとレンズミラーをセルと電極の中に押し込み、半導体と接点の間に圧縮を維持することができる。
【００４６】
本発明を特定の態様に関して説明してきたが、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の改良や変化を行うことができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 誘電性材料
２ スロット
３ 平坦面
４ 曲面
１０ 外側表面上の電子導体
１１ 誘電性基材
１２ 平坦面上の第１電子導体コーティング
１３ スロット
１４ スロットの丸い空間側面上の第２電子導体
１５ 材料の外側平坦面上の電子導体
１６ 成形ホールの底
１７ 伸縮性基材皮膜
２０ 第１外側電子導体
２１ 誘電性基材
２２ スロットの第１導電体
２３ 球体の内側ドーピング領域上の接触
２４ 外側ドーピング層
２５ 球体のドーピングされた内側部分
２６ 球体の外側ドーピング領域上の電気接触
２７ スロットの外側曲面区域上の電気接触
２８ 誘電性基材の外側表面上の電気接触
２９ 球形半導体の反射防止コーティング
３０ スロット接着剤又はシリコーンコーティングの底
３１ スロット又はコーティングの底
３２ 平坦な側面又はビーズ
３３ 平坦な側面又はスロット
３５ 導体コーティング
３６ ホールの平坦スロット上の導体コーティング
３７ 誘電性基材内のホール
３８ 電気開路
３９ 外側表面上の導電体
４０ ホールの球形面上の電気コネクタ導体
４９ 透明な誘電性シーラント
５０ 透明なレンズ／ミラーの光学部品２Ｄ又は３Ｄ
５１ ミラー位置の導電体
５２ 半導体
５３ 半導体上の第２接触
５４ 導電体と外側シリーズのアレイ接触
５５ 反対面電気接触上の導電体
５６ 保護バックプレート
５７ 誘電性シーラント
５８ 反射防止コーティングとガラス保護剤
５９ 誘電性シーラント
６０ 屈折媒体材料
６１ 上側レンズ
６２ 下側ミラー
６３ 光ダイオードのカップ
６４ 外側導電体
６５ 半導体
６６ 誘電性基材
６７ 反射体又は散乱体であることができるバックプレート
６８ 裏側コーティングの反射体又は散乱体
６９ 成型されたスロット
８５ シリコーンゴムのシーラント
７０ 上側レンズの横断面
７１ 電気コネクタとミラーの横断面
７２ 透明な材料の横断面
７３ 半導体球体に対する電気接触
７４ 半導体球体
７５ 球体に対する丸い側面の電気接触
７６ 球体に対する複数の電気接触の横断面
７７ 電気接触のコーティング
７８ ＰＮ接合と電気接触を備えた半導体球体
７９ 電気的開路
８０ 第２電気接触
８１ セル間の六角形の分離。このセルは四角形の装填であってもよい。
９０ 鋳造された誘電性基材
９１ 導電性皮膜
９２ 平坦面と内側材料上の電気接触
９３ 内側のドーピングされた半導体
９４ 外側のドーピングされた層
９５ 外側のドーピングされた表面上の接触
９６ 曲面接触
９７ 接触電極
９８ ホールの鋭い四角面に適合しない逆半導体
９９ 外側表面のドーピング層
１００ 内側ドーピング層
１０１ 平坦面の電気接触
１０２ 平坦面の接触
１０３ 平坦面のホール誘電体を備えた鋳造半球体。シンチレーターであることもできる。
１０４ 曲面の電気接触
１０５ 静電的導電性皮膜
１０６ 外側表面を黒くした裏側反射体又は散乱体
１０７ 黒くした外側表面
１０８ 鋳造したスロット又はホール
１１０ 形成された透明なレンズとミラー
１１１ 電気接続タブ
１１２ 電子伝導コーティング
１１３ 誘電性基材
１１４ 黒い金属板
１１５ 半導体球体
１１６ 電気出力接続
１１７ 反射防止コーティングＴｉＯ２及び／又は引掻き防止又は磨耗防止又は他の最適な濃縮策又は紫外線フィルタ
１１８ 電子部品又はバッテリー
１１９ 熱的相変化材料
１２０ 絶縁された容器又はボックス
１２１ ファンモーター又はアクチュエータ
１２２ 空気の流れ
１２３ ファン又はバルブ
１２４ ヒートパイプ又は熱循環システム
１２５ 黒くした背面
１２６ 光結合とシール材料
１０９ 空気の隙間
１２７ 誘電性基材層
１２８ 伸縮性層
１２９ レンズ表面で低角度の光線
１３０ レンズ
１３１ 光線
１３２ 光ダイオード
１３３ 光ダイオード基材表面と電極
１３４ 電気的開路
１２５ 第２電極と光反射体
１３６ 光線
１３７ フレネルレンズ
１３８ 光ダイオード
１３９ 誘電性基材
１４０ 第１電気接触と反射体
１４１ 透明な誘電体窓
１４２ 光ダイオード
１４３ 光線
１４４ 電気接触
１４５ 放物線反射体
１６２ 空気又は透明媒体
１６４ 透明電極
１４６ 透明窓
１４７ 第２反射体
１４８ 光線
１４９ 第１反射体
１５０ 光ダイオード
１５１ 導電体
１５２ 誘電性基材
１５３ 空気又は透明媒体
１５５ 高屈折率層
１５６ 次の高屈折率層
１５７ 三番目の高屈折率層
１５８ 光線
１５９ 導電体
１６０ 光ダイオード
１６１ 最小屈折率
１６５ 光線
１６６ 高い色収差の屈折率材料（又は干渉格子）
１６７ 電気接触と反射体
１６８ 緑の光ダイオード
１６９ 青の光ダイオード
１７０ 赤の光ダイオード
１７１ 赤の光線
１７２ 緑の光線
１７３ 青の光線
１７４ 反射防止コーティング
１７５ 光線
１７６ レンズ
１７７ 青色光線
１７８ 赤色光線
１７９ 赤色光線の焦点
１８０ 青色光ダイオード層上の青色光のスポット又はゾーン
１８１ 赤色光の光ダイオード層
１８２ 中央電気接触
１８３ 外側層接触
１８４ 緑色光吸収層
１９９ 緑色光の光子
２７０ 外側リム接触
２７１ 外側光ダイオード層
２７２ 中間光ダイオード層
２７３ 中央電気接触
２７４ 中央光ダイオード層
２７５ 中央電気接触
２８０ 電気接触
２８１ リムの電気接触
２８２ 外側光ダイオード層
２８３ 中間光ダイオード層
２８４ 中央光ダイオード
２８５ 中央電気接触
２８６ 中央電気接触
２８７ 電気接触
２８８ 誘電性基材
２８９ 裏側電気接触
２９０ 中間光ダイオード層
２９１ 外側光ダイオード層
２９２ 外側リム電気接触
２９３ 鋳造ガラスのカバーレンズ又はミラー
２９４ 伸縮性の透明な界面材料
２９５ 誘電性材料のスロット又はキャビティ
１８５ 音源
１８６ 音波
１８７ テフロン（登録商標）表面
１８８ 成形された半導体ビーズ
１８９ ビーズの平坦面
１９０ 裏側電極表面
１９１ 高電圧源
１９２ 電気接地
１９３ プッシャー板又はグリッドの接地表面
２００ プッシャー板
２０１ 板上の配列した球体
２０２ プッシャー板上の成形されたスロット
２０３ プッシャー板上の半球形の成形された凹部
２０４ テフロン（登録商標）表面の誘電体
２０５ 金属板
２１０ 誘電性基材クランプ
２１１ 電気接触とミラー
２１２ 成形されたキャビティ
２１３ 非対称光ダイオードのビード
２１４ 電気接触
２１５ 成形されたプッシャーの底のシリコーンゴムの接触表面
２１６ プッシャー板
２１７ テフロン（登録商標）皮膜
２１８ バックプレート
２１９ 誘電性成形基材とミラーの上の第２電極
２２０ ビーズの平坦面上の第２接触
２２１ ビーズの平坦面
２２２ プッシャー板上の成形されたキャビティ
２３０ 外側の透明な反射防止・保護コーティング
２３１ 屈折性誘電性材料のレンズミラー
２３２ 誘電性の光学的透明接着剤又は光結合材料
２３３ 半導体の光ダイオード
２３４ 光学的透明接着剤又は光結合材料
２３５ 低摩擦係数を有することができる誘電性コーティング
２３６ 低摩擦係数を有することができる誘電性コーティング
２３７ リムの接触電極
２３８ リムの接触電極
２３９ 裏側誘電性基材と電気接触セパレーター
２４０ 中央の導電性中央接触
２４１ 裏側誘電性基材
２４２ 光ダイオードの中央接触に対する電気接触と回路
２４３ 光ダイオードの中央接触と隣接光ダイオードのリム接触の間のビア電気接続
２５０ 出力接続、操作上は性の極性
２５１ ブス電気接続
２５２ 光ダイオード
２５３ 誘電性絶縁体のサーミスタ又はバリスター上の細い線又は金属皮膜
２５４ 逆電流チェックダイオード
２５５ ブス電気接続
２５６ 操作上は負の電気接続
２５７ バイパスダイオード
２５８ 誘電体又はバリスター上の薄膜導電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接的又は間接的光子コンバータ又は発生器、並びに、
繰返しの成形された顆粒の半導体物体、該半導体物体を保持するためのスロット、穴、複数スロット又は複数穴、該半導体物体又は複数物体への光導管、及び該スロット又は穴の一部である少なくとも２つの電極であって弾性圧縮を伴って各半導体物体に接触する電極、
を含んでなる装置。
【請求項２】
該光導管が、ミラー、レンズ、透明材料、シンチレーター、ケイ光体、散乱表面、又は回折もしくは干渉構造体をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
該光導管が、光を光子コンバータに濃縮するミラー、屈折媒体、レンズ、シンチレーター、ケイ光体、散乱表面、又は干渉構造体をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
該成形された半導体物体の一面に適合するように成形されて該半導体物体に光を濃縮する平坦でない透明で屈折性のカバーをさらに備え、該物体は電気接続されて太陽電池アレイを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
該穴、スロット、複数穴又は複数スロットが、該半導体物体の形状に適合するように成形される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
各半導体物体がある形状を有し、各スロット又は穴がある形状を有することで、不適切な電気接続を形成する方向の組み立てを許容しない、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
各半導体物体がある形状と構造を有し、各スロット又は穴がある形状と構造を有することで、半導体物体への弾性圧縮をもたらす、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
各半導体物体がある形状と構造を有し、各スロット又は穴がある形状と構造を有することで、光ダイオード又は熱電対を形成する各半導体物体の２つの異なる領域に、少なくとも２つの電極の弾性圧縮をもたらす、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
各半導体物体が、各スロット又は穴の形状と構造に適合する特定の繰返し形状の構造を有し、該半導体物体が、該スロット又は穴と光透過性カバーの間に配置されたとき、光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に、少なくとも２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらす、該半導体物体の一面に配置された光透過性カバーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
各半導体物体が、ある形状と構造を有して光透過性誘電性カバーを備え、各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に、少なくとも２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらす、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
各半導体物体が、ある形状と構造を有して光透過性誘電性カバーを備え、各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に、少なくとも２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらし、
該光ダイオードは、該光透過性誘電性カバーを通って屈折、回折、散乱、干渉、ケイ光発光、又は反射した、及び／又は該電極から反射、屈折、散乱、回折、干渉、又はケイ光発光した光を濃縮する、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
各成形された半導体物体が、該穴又はスロットの一部として２つ又はそれ以上の電極を有する各スロット又は穴を用いることによって電気接続され、
各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、電気接触をして光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらし、
光透過性誘電性カバーを通って屈折、回折、散乱、干渉、ケイ光発光、又は反射した、及び／又は該電極から反射、屈折、散乱、回折、干渉、又はケイ光発光した光を濃縮する成形された光透過性誘電性カバーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
各成形された半導体物体が、該穴又はスロットの一部として２つ又はそれ以上の電極を有する各スロット又は穴を用いることによって電気接続され、
各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、電気接触をして光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に少なくとも２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらし、
さらに、光透過性誘電性カバーを通って屈折、回折、散乱、干渉、ケイ光発光、又は反射した、及び／又は該電極から反射、屈折、散乱、回折、干渉、又はケイ光発光した光を濃縮する成形された光透過性誘電性カバー、該電極と外側伸縮性カバーの間の伸縮性誘電性材料、及び該光透過性誘電性カバーと該半導体物体及び／又は該外側伸縮性カバーの間の光透過性誘電性材料を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
各穴又はスロットが弾性構造体であり、弾性的にこじ開けて半導体を受け入れた後、こじ開ける力を緩めることができ、又は半導体物体を穴又はスロットに押し込んで、該半導体物体が該弾性構造体からの圧縮力下に維持される、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
各半導体物体が、ある形状と構造を有し、光透過性誘電性カバーをさらに備え、各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に２つの電極の弾性圧縮をもたらし、該電極は、一緒に溶接、拡散、ハンダ付け、又はロウ付けされ、該光透過性誘電性カバーとスロット又は穴構造体は互いに固定される、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
光子コンバータによって変換される光が、太陽光、熱放射、放射光発光、電気的光源からのケミカルライト発光、又はレーザー光である、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
光導管と該スロット又は穴構造体が、接着剤、ハンダ付け、溶接、クランプ、ファスナー、又は連結構成成分を用いて互いに固定される、請求項８に記載の装置。
【請求項１８】
該電極が、真空蒸着、粉末堆積、インクジェット印刷、ラミネート、箔エンボス加工、プラズマ溶射、電気メッキ、接着剤、又は混和によってスロット、複数スロット、穴、又は複数穴に固定される、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
各成形された半導体物体が、該半導体物体をスロット又は穴の中で配向させるために用いられる平坦領域を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも１つの半導体物体がドーピングされ、電子過剰領域と正孔過剰領域を形成して数勾配を形成し、該少なくとも２つの電極が、該電子過剰領域と接触する導電体、該正孔過剰領域と接触する導電体、及び光ダイオードを形成する外部電圧勾配を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つの半導体物体が、該半導体物体に対する２つの異なる材料の電子伝導性接点を用い、熱電気接合、複数の熱電気接合、電子トンネル接合、複数の電子トンネル接合、熱イオン接合、又は複数の熱イオン接合を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
太陽電池、発光体、電気変換器への熱エネルギー、又は冷却装置として使用される、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
光反射体、屈折性反射体、散乱体、シンチレーター、又はケイ光体のいずれかの集光システムでもある電気接続をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
該光導管が、形成された光ダイオードに連結される光濃縮光学部品である、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
該形成されたスロットもしくは穴又は複数スロットもしくは複数穴が、該光導管の一部である、請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
該形成されたスロットもしくは穴又は複数スロットもしくは複数穴が、光収集構成成分としても役立つ電気キャリアを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
誘電性材料に囲まれ又はその上に存在し、少量の導電体を有することによってヒューズとしても機能する電気接続をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
該電極が、導電性の箔、薄膜、繊維、マトリックス、台座、毛状物、布帛、メッシュ、粉末、伸縮性の多様な表面、又は表面上の皮膜からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
該電極が、スパッタリング、蒸着、プラズマスプレー、粉末スプレー、インクジェット印刷、スクリーン印刷、電気メッキ、又は箔ラミネートの技術によって誘電性基材上に堆積される、請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
該電極が、別の伸縮性電子伝導性材料の上の伸縮性誘電性材料によって支持される、請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
電極の弾性圧縮が、弾性的に、異なる熱膨張の寸法成分の相違を橋渡しする又は和らげる、請求項１に記載の装置。
【請求項３２】
該電極が、電気接点を有し、光導管、光学構成成分、電気接点、及び界面材料の構造が、折り曲げ、ディンプル、多形表面、曲面、又は屈曲に形成され、材料間の熱膨張応力を方向変更又は消散させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３３】
該光学構成成分、該電気接点、及び該界面材料が、折り曲げ、ディンプル、多形表面、曲面、又は屈曲に形成され、該弾性抑制に隣接する流体への放射伝熱又は熱伝達を改良する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
該接点の１つの外側表面に、放射放出又は対流を促進する伝熱構造又は材料コーティングをさらに備える、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
該成形された半導体が、穴又はスロットの中に配置される前に、低摩擦面の上で配向され、移動され、保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項３６】
該スロット又は穴が、該電極の一部の上にコーティングされた誘電性皮膜を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３７】
該スロット又は穴が、穴の一部に堆積したフッ化炭素又はシリコーン潤滑剤の低摩擦係数の誘電体を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３８】
重力、帯電、電界、又は磁場をさらに使用し、半導体の配向又は半導体の保持をすることができる、請求項１に記載の装置。
【請求項３９】
形成されたスロット又は穴の中に配置され、一時的保持面として、成形されたスロット又は穴の中で成形された半導体を保持するために使用される付着性面をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４０】
該成形された半導体物体が、光ダイオードであって、１つ又は複数の面で研磨、切削、成形、又は平滑化された球であり、少なくとも１つの電極が該平坦面に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項４１】
該成形された半導体物体が、１つ又は複数の面で研磨、切削、成形、又は平滑化された半導体の球又は顆粒体から光ダイオードを形成し、電極の少なくとも１つが該研磨面に取り付けられ、もう１つの電極が、電極を互いに接触させないようにして、成形された半導体物体の別な領域に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項４２】
該成形された半導体が、ドーパント又は材料の層を用いて形成され、複数の光ダイオードを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項４３】
該光導管が、スペクトルを分割し、該成形された半導体物体の異なる領域に該分割したスペクトルを最適に配置する、請求項１に記載の装置。
【請求項４４】
該電極が該半導体から熱を除去する、請求項１に記載の装置。
【請求項４５】
光源から遮蔽されたコンバータの表面上にコーティングをさらに備え、該コーティングは、該表面からの放射熱放出又は対流を促進し、該コーティングは、隆起、繊維、フィン、ディンプル、尾根、二酸化チタン粒子、グラファイト粒子、又はカーボンブラック粒子を充填したポリマー又はゴム皮膜をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４６】
該光導管が該半導体に熱的に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項４７】
該光導管が、該半導体を部分的又は全体的に囲むカバーもまた形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項４８】
該半導体への該電気接続が、並列と直列の接続回路のアレイを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項４９】
該半導体への該電気接続が、導電体であって、該導電体が過度に高温になる、溶融する、又は蒸発したときに回路を開ける作用をするより多量の絶縁体に隣接する、請求項１に記載の装置。
【請求項５０】
該半導体への該電気接続が、並列と直列の接続回路のアレイを形成し、半導体間の並列電気接続が、電流フローとともに増加する抵抗を有する導電体である、請求項１に記載の装置。
【請求項５１】
該半導体又は電極が接着剤を用いて保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５２】
該光導管が、接着剤を用いて光ダイオードに保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５３】
該半導体又は電極が、該光導管と該半導体の間の光反射の低減をもまたする接着剤を用いて保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５４】
外側と該半導体との界面の該光導管が、相殺的干渉コーティング又は屈折率変化によって光反射を低減する表面処理を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５５】
該半導体又は電極が、光、熱、温度変化、湿度、化学物質の接触、化学物質の拡散、振動、又は輻射によって硬化を開始する接着剤を用いて保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５６】
該半導体が、スロット又は穴の中の半導体を固定する付着性材料を用いて保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５７】
該半導体と電極が、ハンダ付け、溶接、拡散、ロウ付け、又は熱伝導、高温ガスの接触、閃光の吸収、レーザー光の吸収、振動エネルギー、もしくは電流からの加熱による合金化によって電気接触を固定する、請求項１に記載の装置。
【請求項５８】
該電極が薄膜の電気回路である、請求項１に記載の装置。
【請求項５９】
該電極が、屈折性の光学部品の上に堆積した薄膜の電気回路である、請求項１に記載の装置。
【請求項６０】
該電極が、半導体に対して光の反射もまたする屈折性の光学部品の上に堆積した薄膜の電気回路である、請求項１に記載の装置。
【請求項６１】
第２の成形されたスロット、穴、又は複数穴が、該半導体を保持して位置づけるために使用され、該半導体を、形成されたスロット、穴、複数スロット、又は複数穴の中に配置する、請求項１に記載の装置。
【請求項６２】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、電気回路ネットワークを有するアレイの中に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６３】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、各半導体に電気接触をする光濃縮光学部品及び該半導体と電気接触する回路ネットワークを持つアレイの中に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６４】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、光変換回路を形成し、複数の半導体が並列に電気接続され、該並列に電気接続された半導体が、別の並列に電気接続された半導体に直列に電気接続され、電気マトリックスを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項６５】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、光変換回路を形成することができ、複数の半導体が並列に電気接続され、該並列に電気接続された半導体が、別の並列に電気接続された半導体に直列に電気接続され、電気マトリックスを形成し、該電気マトリックスは、格子を変換する並列接続半導体の周りで高電圧状態のバイパスダイオードとして作用する並列に電気接続された、スロット、複数穴、又は複数スロットに配置された半導体物体を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６６】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、光変換回路を形成し、複数の半導体が並列に電気接続され、該並列に電気接続された半導体が、別の並列に電気接続された半導体に直列に電気接続され、電気マトリックスを形成し、該電気マトリックスは、逆電流状態を阻止するダイオードとして作用する、スロット、複数穴、又は複数スロットの中に配置された半導体を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６７】
該スロット又は穴が誘電性材料に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６８】
該スロット又は穴が、導電性材料をコーティングする誘電性材料から作成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６９】
該スロット、穴、又は電極が、表面模様、隆起、粒子、尾根、フルート、フィン、毛状物、又は伸縮性のある多様な表面を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７０】
該半導体物体が、ヒ素をドーピングしたシリコン、リンをドーピングしたシリコン、ＳｉＣ、ＩｎＡｓ、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ２、ＣｕＩｎＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＣｄＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＰ、Ｇｅの半導体、又はこれらの層から作成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７１】
該スロット又は穴が、ガラス、ポリイミドプラスチック、ポリアラミドプラスチック、ポリエステル、フッ素化炭化水素、セラミックス、シリコーンゴムをコーティングした鋼又はアルミニウム、シリコーンフッ化炭素をコーティングした鋼又はアルミニウム；ガラスをコーティングした鋼、銅、真鍮、もしくはアルミニウム；セラミックをコーティングした鋼；又はプラスチックをコーティングした鋼もしくはアルミニウムの誘電体に作成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７２】
該電極が、金、白金、パラジウム、銀、錫、アルミニウム、アンチモン、鉛、銅、亜鉛、チタン、モリブデン、タンタル、タングステン、アルミニウム、ニッケル、炭素、ケイ素、鉄、クロム、バナジウム、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、もしくはこれらの材料の１つを含む合金の導電体、又は酸化錫、酸化亜鉛、もしくはホウ素をドーピングしたダイアモンドのような導電性化合物から作成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７３】
ガラス、光透過性プラスチック、フッ化炭素プラスチック、又はシリコーンフッ化炭素から作成された誘電性カバーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７４】
該散乱体が二酸化チタンの粒子からなる、請求項２に記載の装置。
【請求項７５】
該シンチレーターがアントラセンをドーピングしたプラスチック又はゴムからなる、請求項２に記載の装置。
【請求項７６】
該ケイ光体が、銅もしくは銀をドーピングした硫酸亜鉛、又はイットリウムアルミニウムガーネットからなる、請求項２に記載の装置。
【請求項７７】
該半導体が、少なくとも１つの平坦面を持つドーピングしたシリコン球からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項７８】
該半導体が、ドーピングされたシリコン球、該球の内側をドーピングする１つのキャリア、及び該球の表面層をドーピングする別のキャリアを含んで作成され、該内側のドーピングされた領域を露出するのに十分な少なくとも１つの切削又は研磨された平坦面、及び内側のドーピングされた領域の露出した平坦領域に取り付けられた導電体材料のスポットを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７９】
該半導体物体が、別の同様な半導体のアレイに並列に、及び同様な半導体に直列に電気接続され、ワイヤー、ダイオード、スイッチ、ヒューズ、コンデンサー、バッテリー、燃料電池、フライホイール、ＤＣ−ＤＣコンバータ、又はＤＣ−ＡＣコンバータに電気接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項８０】
集光光学部品が、太陽ディスクに向く又は追跡し、光を光ダイオードに濃縮する、請求項１に記載の装置。
【請求項８１】
該アレイが、光源に向かないアレイ表面を覆う囲いを有し、該表面に流体を通過させ、対流、ポンプによる流体輸送、又は蒸発によって熱を除去する、請求項４に記載の装置。
【請求項８２】
該アレイが、光源に向かないアレイ表面を覆う囲いを有し、光ダイオードから熱を吸収して熱相転移をする材料を保持する、請求項４に記載の装置。
【請求項１】
直接的又は間接的光子コンバータ又は発生器、並びに、
繰返しの成形された顆粒の半導体物体、該半導体物体を保持するためのスロット、穴、複数スロット又は複数穴、該半導体物体又は複数物体への光導管、及び該スロット又は穴の一部である少なくとも２つの電極であって弾性圧縮を伴って各半導体物体に接触する電極、
を含んでなる装置。
【請求項２】
該光導管が、ミラー、レンズ、透明材料、シンチレーター、ケイ光体、散乱表面、又は回折もしくは干渉構造体をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
該光導管が、光を光子コンバータに濃縮するミラー、屈折媒体、レンズ、シンチレーター、ケイ光体、散乱表面、又は干渉構造体をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
該成形された半導体物体の一面に適合するように成形されて該半導体物体に光を濃縮する平坦でない透明で屈折性のカバーをさらに備え、該物体は電気接続されて太陽電池アレイを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
該穴、スロット、複数穴又は複数スロットが、該半導体物体の形状に適合するように成形される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
各半導体物体がある形状を有し、各スロット又は穴がある形状を有することで、不適切な電気接続を形成する方向の組み立てを許容しない、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
各半導体物体がある形状と構造を有し、各スロット又は穴がある形状と構造を有することで、半導体物体への弾性圧縮をもたらす、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
各半導体物体がある形状と構造を有し、各スロット又は穴がある形状と構造を有することで、光ダイオード又は熱電対を形成する各半導体物体の２つの異なる領域に、少なくとも２つの電極の弾性圧縮をもたらす、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
各半導体物体が、各スロット又は穴の形状と構造に適合する特定の繰返し形状の構造を有し、該半導体物体が、該スロット又は穴と光透過性カバーの間に配置されたとき、光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に、少なくとも２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらす、該半導体物体の一面に配置された光透過性カバーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
各半導体物体が、ある形状と構造を有して光透過性誘電性カバーを備え、各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に、少なくとも２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらす、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
各半導体物体が、ある形状と構造を有して光透過性誘電性カバーを備え、各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に、少なくとも２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらし、
該光ダイオードは、該光透過性誘電性カバーを通って屈折、回折、散乱、干渉、ケイ光発光、又は反射した、及び／又は該電極から反射、屈折、散乱、回折、干渉、又はケイ光発光した光を濃縮する、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
各成形された半導体物体が、該穴又はスロットの一部として２つ又はそれ以上の電極を有する各スロット又は穴を用いることによって電気接続され、
各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、電気接触をして光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらし、
光透過性誘電性カバーを通って屈折、回折、散乱、干渉、ケイ光発光、又は反射した、及び／又は該電極から反射、屈折、散乱、回折、干渉、又はケイ光発光した光を濃縮する成形された光透過性誘電性カバーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
各成形された半導体物体が、該穴又はスロットの一部として２つ又はそれ以上の電極を有する各スロット又は穴を用いることによって電気接続され、
各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、電気接触をして光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に少なくとも２つの電極の弾性圧縮又は弾性抑制をもたらし、
さらに、光透過性誘電性カバーを通って屈折、回折、散乱、干渉、ケイ光発光、又は反射した、及び／又は該電極から反射、屈折、散乱、回折、干渉、又はケイ光発光した光を濃縮する成形された光透過性誘電性カバー、該電極と外側伸縮性カバーの間の伸縮性誘電性材料、及び該光透過性誘電性カバーと該半導体物体及び／又は該外側伸縮性カバーの間の光透過性誘電性材料を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
各穴又はスロットが弾性構造体であり、弾性的にこじ開けて半導体を受け入れた後、こじ開ける力を緩めることができ、又は半導体物体を穴又はスロットに押し込んで、該半導体物体が該弾性構造体からの圧縮力下に維持される、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
各半導体物体が、ある形状と構造を有し、光透過性誘電性カバーをさらに備え、各スロット又は穴は、ある形状と構造を有することで、光ダイオードを形成する各半導体物体の２つの異なる領域に２つの電極の弾性圧縮をもたらし、該電極は、一緒に溶接、拡散、ハンダ付け、又はロウ付けされ、該光透過性誘電性カバーとスロット又は穴構造体は互いに固定される、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
光子コンバータによって変換される光が、太陽光、熱放射、放射光発光、電気的光源からのケミカルライト発光、又はレーザー光である、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
光導管と該スロット又は穴構造体が、接着剤、ハンダ付け、溶接、クランプ、ファスナー、又は連結構成成分を用いて互いに固定される、請求項８に記載の装置。
【請求項１８】
該電極が、真空蒸着、粉末堆積、インクジェット印刷、ラミネート、箔エンボス加工、プラズマ溶射、電気メッキ、接着剤、又は混和によってスロット、複数スロット、穴、又は複数穴に固定される、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
各成形された半導体物体が、該半導体物体をスロット又は穴の中で配向させるために用いられる平坦領域を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも１つの半導体物体がドーピングされ、電子過剰領域と正孔過剰領域を形成して数勾配を形成し、該少なくとも２つの電極が、該電子過剰領域と接触する導電体、該正孔過剰領域と接触する導電体、及び光ダイオードを形成する外部電圧勾配を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つの半導体物体が、該半導体物体に対する２つの異なる材料の電子伝導性接点を用い、熱電気接合、複数の熱電気接合、電子トンネル接合、複数の電子トンネル接合、熱イオン接合、又は複数の熱イオン接合を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
太陽電池、発光体、電気変換器への熱エネルギー、又は冷却装置として使用される、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
光反射体、屈折性反射体、散乱体、シンチレーター、又はケイ光体のいずれかの集光システムでもある電気接続をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
該光導管が、形成された光ダイオードに連結される光濃縮光学部品である、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
該形成されたスロットもしくは穴又は複数スロットもしくは複数穴が、該光導管の一部である、請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
該形成されたスロットもしくは穴又は複数スロットもしくは複数穴が、光収集構成成分としても役立つ電気キャリアを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
誘電性材料に囲まれ又はその上に存在し、少量の導電体を有することによってヒューズとしても機能する電気接続をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
該電極が、導電性の箔、薄膜、繊維、マトリックス、台座、毛状物、布帛、メッシュ、粉末、伸縮性の多様な表面、又は表面上の皮膜からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
該電極が、スパッタリング、蒸着、プラズマスプレー、粉末スプレー、インクジェット印刷、スクリーン印刷、電気メッキ、又は箔ラミネートの技術によって誘電性基材上に堆積される、請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
該電極が、別の伸縮性電子伝導性材料の上の伸縮性誘電性材料によって支持される、請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
電極の弾性圧縮が、弾性的に、異なる熱膨張の寸法成分の相違を橋渡しする又は和らげる、請求項１に記載の装置。
【請求項３２】
該電極が、電気接点を有し、光導管、光学構成成分、電気接点、及び界面材料の構造が、折り曲げ、ディンプル、多形表面、曲面、又は屈曲に形成され、材料間の熱膨張応力を方向変更又は消散させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３３】
該光学構成成分、該電気接点、及び該界面材料が、折り曲げ、ディンプル、多形表面、曲面、又は屈曲に形成され、該弾性抑制に隣接する流体への放射伝熱又は熱伝達を改良する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
該接点の１つの外側表面に、放射放出又は対流を促進する伝熱構造又は材料コーティングをさらに備える、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
該成形された半導体が、穴又はスロットの中に配置される前に、低摩擦面の上で配向され、移動され、保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項３６】
該スロット又は穴が、該電極の一部の上にコーティングされた誘電性皮膜を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３７】
該スロット又は穴が、穴の一部に堆積したフッ化炭素又はシリコーン潤滑剤の低摩擦係数の誘電体を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３８】
重力、帯電、電界、又は磁場をさらに使用し、半導体の配向又は半導体の保持をすることができる、請求項１に記載の装置。
【請求項３９】
形成されたスロット又は穴の中に配置され、一時的保持面として、成形されたスロット又は穴の中で成形された半導体を保持するために使用される付着性面をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４０】
該成形された半導体物体が、光ダイオードであって、１つ又は複数の面で研磨、切削、成形、又は平滑化された球であり、少なくとも１つの電極が該平坦面に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項４１】
該成形された半導体物体が、１つ又は複数の面で研磨、切削、成形、又は平滑化された半導体の球又は顆粒体から光ダイオードを形成し、電極の少なくとも１つが該研磨面に取り付けられ、もう１つの電極が、電極を互いに接触させないようにして、成形された半導体物体の別な領域に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項４２】
該成形された半導体が、ドーパント又は材料の層を用いて形成され、複数の光ダイオードを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項４３】
該光導管が、スペクトルを分割し、該成形された半導体物体の異なる領域に該分割したスペクトルを最適に配置する、請求項１に記載の装置。
【請求項４４】
該電極が該半導体から熱を除去する、請求項１に記載の装置。
【請求項４５】
光源から遮蔽されたコンバータの表面上にコーティングをさらに備え、該コーティングは、該表面からの放射熱放出又は対流を促進し、該コーティングは、隆起、繊維、フィン、ディンプル、尾根、二酸化チタン粒子、グラファイト粒子、又はカーボンブラック粒子を充填したポリマー又はゴム皮膜をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４６】
該光導管が該半導体に熱的に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項４７】
該光導管が、該半導体を部分的又は全体的に囲むカバーもまた形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項４８】
該半導体への該電気接続が、並列と直列の接続回路のアレイを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項４９】
該半導体への該電気接続が、導電体であって、該導電体が過度に高温になる、溶融する、又は蒸発したときに回路を開ける作用をするより多量の絶縁体に隣接する、請求項１に記載の装置。
【請求項５０】
該半導体への該電気接続が、並列と直列の接続回路のアレイを形成し、半導体間の並列電気接続が、電流フローとともに増加する抵抗を有する導電体である、請求項１に記載の装置。
【請求項５１】
該半導体又は電極が接着剤を用いて保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５２】
該光導管が、接着剤を用いて光ダイオードに保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５３】
該半導体又は電極が、該光導管と該半導体の間の光反射の低減をもまたする接着剤を用いて保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５４】
外側と該半導体との界面の該光導管が、相殺的干渉コーティング又は屈折率変化によって光反射を低減する表面処理を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５５】
該半導体又は電極が、光、熱、温度変化、湿度、化学物質の接触、化学物質の拡散、振動、又は輻射によって硬化を開始する接着剤を用いて保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５６】
該半導体が、スロット又は穴の中の半導体を固定する付着性材料を用いて保持される、請求項１に記載の装置。
【請求項５７】
該半導体と電極が、ハンダ付け、溶接、拡散、ロウ付け、又は熱伝導、高温ガスの接触、閃光の吸収、レーザー光の吸収、振動エネルギー、もしくは電流からの加熱による合金化によって電気接触を固定する、請求項１に記載の装置。
【請求項５８】
該電極が薄膜の電気回路である、請求項１に記載の装置。
【請求項５９】
該電極が、屈折性の光学部品の上に堆積した薄膜の電気回路である、請求項１に記載の装置。
【請求項６０】
該電極が、半導体に対して光の反射もまたする屈折性の光学部品の上に堆積した薄膜の電気回路である、請求項１に記載の装置。
【請求項６１】
第２の成形されたスロット、穴、又は複数穴が、該半導体を保持して位置づけるために使用され、該半導体を、形成されたスロット、穴、複数スロット、又は複数穴の中に配置する、請求項１に記載の装置。
【請求項６２】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、電気回路ネットワークを有するアレイの中に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６３】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、各半導体に電気接触をする光濃縮光学部品及び該半導体と電気接触する回路ネットワークを持つアレイの中に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６４】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、光変換回路を形成し、複数の半導体が並列に電気接続され、該並列に電気接続された半導体が、別の並列に電気接続された半導体に直列に電気接続され、電気マトリックスを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項６５】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、光変換回路を形成することができ、複数の半導体が並列に電気接続され、該並列に電気接続された半導体が、別の並列に電気接続された半導体に直列に電気接続され、電気マトリックスを形成し、該電気マトリックスは、格子を変換する並列接続半導体の周りで高電圧状態のバイパスダイオードとして作用する並列に電気接続された、スロット、複数穴、又は複数スロットに配置された半導体物体を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６６】
多数の半導体物体、穴、及びスロットが、光変換回路を形成し、複数の半導体が並列に電気接続され、該並列に電気接続された半導体が、別の並列に電気接続された半導体に直列に電気接続され、電気マトリックスを形成し、該電気マトリックスは、逆電流状態を阻止するダイオードとして作用する、スロット、複数穴、又は複数スロットの中に配置された半導体を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６７】
該スロット又は穴が誘電性材料に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６８】
該スロット又は穴が、導電性材料をコーティングする誘電性材料から作成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６９】
該スロット、穴、又は電極が、表面模様、隆起、粒子、尾根、フルート、フィン、毛状物、又は伸縮性のある多様な表面を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７０】
該半導体物体が、ヒ素をドーピングしたシリコン、リンをドーピングしたシリコン、ＳｉＣ、ＩｎＡｓ、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ２、ＣｕＩｎＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＣｄＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＰ、Ｇｅの半導体、又はこれらの層から作成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７１】
該スロット又は穴が、ガラス、ポリイミドプラスチック、ポリアラミドプラスチック、ポリエステル、フッ素化炭化水素、セラミックス、シリコーンゴムをコーティングした鋼又はアルミニウム、シリコーンフッ化炭素をコーティングした鋼又はアルミニウム；ガラスをコーティングした鋼、銅、真鍮、もしくはアルミニウム；セラミックをコーティングした鋼；又はプラスチックをコーティングした鋼もしくはアルミニウムの誘電体に作成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７２】
該電極が、金、白金、パラジウム、銀、錫、アルミニウム、アンチモン、鉛、銅、亜鉛、チタン、モリブデン、タンタル、タングステン、アルミニウム、ニッケル、炭素、ケイ素、鉄、クロム、バナジウム、ニオブ、ジルコニウム、インジウム、もしくはこれらの材料の１つを含む合金の導電体、又は酸化錫、酸化亜鉛、もしくはホウ素をドーピングしたダイアモンドのような導電性化合物から作成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７３】
ガラス、光透過性プラスチック、フッ化炭素プラスチック、又はシリコーンフッ化炭素から作成された誘電性カバーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７４】
該散乱体が二酸化チタンの粒子からなる、請求項２に記載の装置。
【請求項７５】
該シンチレーターがアントラセンをドーピングしたプラスチック又はゴムからなる、請求項２に記載の装置。
【請求項７６】
該ケイ光体が、銅もしくは銀をドーピングした硫酸亜鉛、又はイットリウムアルミニウムガーネットからなる、請求項２に記載の装置。
【請求項７７】
該半導体が、少なくとも１つの平坦面を持つドーピングしたシリコン球からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項７８】
該半導体が、ドーピングされたシリコン球、該球の内側をドーピングする１つのキャリア、及び該球の表面層をドーピングする別のキャリアを含んで作成され、該内側のドーピングされた領域を露出するのに十分な少なくとも１つの切削又は研磨された平坦面、及び内側のドーピングされた領域の露出した平坦領域に取り付けられた導電体材料のスポットを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７９】
該半導体物体が、別の同様な半導体のアレイに並列に、及び同様な半導体に直列に電気接続され、ワイヤー、ダイオード、スイッチ、ヒューズ、コンデンサー、バッテリー、燃料電池、フライホイール、ＤＣ−ＤＣコンバータ、又はＤＣ−ＡＣコンバータに電気接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項８０】
集光光学部品が、太陽ディスクに向く又は追跡し、光を光ダイオードに濃縮する、請求項１に記載の装置。
【請求項８１】
該アレイが、光源に向かないアレイ表面を覆う囲いを有し、該表面に流体を通過させ、対流、ポンプによる流体輸送、又は蒸発によって熱を除去する、請求項４に記載の装置。
【請求項８２】
該アレイが、光源に向かないアレイ表面を覆う囲いを有し、光ダイオードから熱を吸収して熱相転移をする材料を保持する、請求項４に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２００９−５４３３７６（Ｐ２００９−５４３３７６Ａ）
【公表日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１９４７６（Ｐ２００９−５１９４７６）
【出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０１５６２３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００５５５７
【国際公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（５０９００８５７０）エナジー，リレイテッド，デバイシズ，インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０１５６２３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００５５５７
【国際公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（５０９００８５７０）エナジー，リレイテッド，デバイシズ，インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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