JP2005164631A - Light converging optical system, method for manufacturing light converging optical system, and light convergence type solar battery - Google Patents

Light converging optical system, method for manufacturing light converging optical system, and light convergence type solar battery Download PDF

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Tatsuo Fujisaki
Makoto Sasaoka
誠 笹岡
達雄 藤崎
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キヤノン株式会社
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a light converging optical system that can reduce light quantity loss and easily realize high position precision. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the light converging optical system having a column light converging unit 105 constituted by forming a plurality of light converging optical element portions which are arrayed in a line, a plurality of photodetection portions 102 which are provided corresponding to the plurality of light converging optical element portions, and a branch-shaped light guide portion 103 which gather lights incident on the respective photodetection portions includes a molding stage of molding at least the plurality of photodetection portions 102 and light guide part 103 in one body by using a 1st mold and a 2nd mold, which are matched together on a surface passing top parts of the plurality of photodetection portions 102. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は太陽光線を集光する集光光学系及びその製造方法、さらには集光光学系を用いた集光型太陽電池に関する。 The present invention is focusing optical system and a manufacturing method thereof for condensing sunlight, further relates to concentrating solar battery using a collecting optical system.

近年、安全で環境に負荷をかけないエネルギー源として太陽光がクローズアップされつつある。 In recent years, the sunlight is being close-up as an energy source that does not put a load on the safe and environmentally. 太陽光の利用方法としては、半導体等を用いた光電変換(太陽電池等)や熱電変換(熱電変換素子等)あるいは熱機関(スターリングエンジン等)等の方法が各種提案されている。 As usage of sunlight, methods such as a photoelectric conversion using semiconductor such as (solar cells) or a thermoelectric conversion (thermoelectric conversion element or the like) or heat engine (Stirling engine, etc.) have been proposed.

しかしながら、太陽光の特性として総エネルギー量は大きいもののエネルギー密度が低いために、太陽光利用設備のコストが大きかったり(太陽電池の場合)、変換効率を高くすることができなかったり(熱電変換素子の場合)、あるいは動作が安定しなかったり(スターリングエンジンの場合)といった問題があった。 However, due to the low energy density that the characteristics of the solar total energy is large (in the case of the solar cell) large or the cost of solar utilization equipment, it may not be able to increase the conversion efficiency (the thermoelectric conversion element for), or operation is a problem or not stabilized (the case of a Stirling engine).

こうした問題を解決するためには、上記太陽光エネルギー密度を人工的に上げる方法、即ち集光を行う必要がある。 To solve these problems, a method of increasing the solar energy density artificial, i.e. it is necessary to perform a focusing.

例えば、熱電変換の場合、集光によって熱電変換素子の高温端の温度を上げる(温度差を大きくする)ことによりゼーベック変換の効率を大きくすることができる。 For example, if the thermoelectric conversion, it is possible to increase the efficiency of the Seebeck conversion by raising the temperature of the hot end of the thermoelectric conversion element by the condenser (to increase the temperature difference).

また、スターリングエンジンの場合にも高温を得ることができるために動作が安定化し高い発電効率を得ることができる。 The operation in order to be able to in the case of Stirling engines obtaining high temperature it is possible to obtain a high power generation efficiency and stabilization.

また、太陽電池の場合も、集光によって太陽光発電システムを構成する集光光学系の構成部品のうち最も高価である光起電力素子を大幅に節約できるため、極めて大きなコスト削減が可能となる。 Further, even when the solar cell, it is possible to save significant photovoltaic element which is the most expensive among the components of the focusing optical system constituting the photovoltaic power system by the condenser, it is possible to extremely large cost savings .

更に、太陽電池については、一般に言われているように、光強度が大きくなることによって発生電圧が高まるために、入射エネルギーに対する出力エネルギーの割合、即ち変換効率が向上し、同一面積に光起電力素子を敷き詰めた場合に比較すると大きな出力が得られることにもなる。 Furthermore, the solar cell, as is commonly said, to the light intensity increases the generated voltage by the larger, improved ratio of output energy to incident energy, i.e. the conversion efficiency, photovoltaic the same area also it becomes a large output can be obtained as compared with the case where the spread elements.

こうした様々なシステムのためには、太陽光線を効率よく集光する光学系が不可欠になる。 For these various systems, an optical system for efficiently focusing the sunlight is indispensable. そして、太陽光の集光倍率(受光部の面積と集光照射部の面積との比)が大きくなればなるほど、変換効率等の動作効率は向上し、コスト削減効果は大きくなる。 The larger the solar light collecting magnification (ratio of the area of ​​the area of ​​the light receiving portion and the condensing irradiation part), the operation efficiency of such conversion efficiency is improved, cost reduction effect is large.

従来、太陽光線を集光する手段としては、例えば太陽電池の場合で示すと、図4に示すようにフレネルレンズ401を配置し、その略焦点距離の位置に、光起電力素子402をフレネルレンズ401に対し平行に設け、フレネルレンズ401に入射した太陽光線403を集光して光起電力素子402に入射させるようになっている。 Conventionally, as a means of focusing the sunlight, for example, shown in the case of solar cells, the Fresnel lens 401 is arranged as shown in FIG. 4, the position of the substantially focal length Fresnel lens photovoltaic element 402 provided parallel to 401, to be incident on the photovoltaic element 402 condenses sunlight 403 incident on the Fresnel lens 401.

しかしながら、この方法によればフレネルレンズ401のF値(=焦点距離÷口径)を小さくしていくにつれて、フレネルレンズ401の球面収差や色収差等のために太陽光線403を一点に集光できず集光効率が低下する。 However, as will be small F value of the Fresnel lens 401 (= focal length ÷ diameter) According to this method, current can not condensing at one point sunlight 403 for spherical aberration and chromatic aberration of the Fresnel lens 401 light efficiency is reduced. 従って、フレネルレンズ401の焦点距離をあまり短くすることはできなかった。 Therefore, the focal length of the Fresnel lens 401 could not be made very short.

そのため、従来の集光光学系は、同一入射面積を有する平板型(非集光型)の太陽電池モジュールと比較した場合、厚みが増加し、重量増加及びコストアップにつながっていた。 Therefore, the conventional focusing optical system, when compared to the solar cell module of the flat plate type having an identical incident area (non-condensing type), the thickness is increased, which leads to a weight increase and cost.

更に、集光光学系を太陽方向に向けるための追尾装置にかかる費用も、上記重量増加に応じて増大していた。 Furthermore, cost of tracking system for directing a light converging optical system in the solar direction, was increased in accordance with the increase in weight.

また、フレネルレンズ401の球面収差及び色収差にも問題があり、例えば太陽電池に用いる場合、球面収差及び色収差のために、集光した太陽光線403を光起電力素子402上に均一に照射できず、光起電力素子402の効率低下や場合によっては局部的な温度上昇を招き、結果として光起電力素子402にダメージを与える場合があった。 Also, there is a problem with the spherical and chromatic aberrations of the Fresnel lens 401, for example when used in solar cells, for the spherical and chromatic aberration can not be uniformly irradiated with sunlight 403 condensed on the photovoltaic element 402 , depending reduced efficiency and the case of the photovoltaic element 402 leads to local temperature rise, in some cases damage to the photovoltaic element 402 as a result.

更に、光起電力素子402に多重接合構造のもの(数個の異なる材料で作ったpn接合を光の進行方向に重ねて配列したもの)を使用した場合には、色収差により光起電力素子402上の光の波長にばらつきが生じ、部分ごとの出力同士のバランスが崩れて、光起電力素子402のトータルでの変換効率が大幅に低下するという問題点があった。 Furthermore, when using those multi-junction structure in the photovoltaic element 402 (which was arranged to overlap the pn junctions made from several different materials in the traveling direction of light) photovoltaic devices by the chromatic aberration 402 variations occur in the wavelength of the above light, out of balance of the outputs of the different parts, the conversion efficiency of the total of the photovoltaic element 402 is disadvantageously significantly reduced.

更に、球面収差及び色収差によってスポットがぼやけ、加えて、焦点距離が長いことなどのために、太陽電池の場合に限らず許容入射角が小さくなってしまうという問題があった。 Further, blur spot by the spherical aberration and chromatic aberration, in addition, for such that the focal length is long, there is a problem that the allowable incident angle is not limited to the case of the solar cell is reduced. ここで、許容入射角とは、照射すべき部分への太陽光の到達率を大きく下げることなく(一般に90%以内)、直達太陽光の入射角度を設計からずらすことができる最大角度を意味する。 Here, the allowable angle of incidence, means the maximum angle which can be shifted without lowering significantly the success rate of sunlight into parts to be irradiated (typically within 90%), the incident angle of the direct sunlight from the design .

スポットがぼやけていたり、焦点距離が長かったりすると、入射角度が設計値からずれた場合に、太陽光の多くが照射すべき部分から比較的容易にはみ出してしまい、入射した太陽光を充分に利用できなくなる。 Or blurry spot, when long or the focal length, when the incident angle is deviated from the design value, a number of sunlight will protrude relatively easily from the portion to be irradiated, sufficiently to incident sunlight utilization become unable.

従来は、それを避けるために太陽追尾機構の精度を上げざるを得ないので、結果として製造コストの増大につながっていた。 Conventionally, since inevitably raise the accuracy of the solar tracking mechanism in order to avoid it, which leads to increased production costs as a result.

また、特許文献1のように、複数の集光光学素子部及び複数の光ファイバを用いて、一つの光起電力素子へ太陽光線を導いた例もある。 Further, as in Patent Document 1, there is used a plurality of converging optical element and a plurality of optical fibers, also examples Led sunlight to one of the photovoltaic element. しかし、複数の光ファイバの射出面を直接、光起電力素子前面に配列した場合、個々の光ファイバの光量むらがそのまま光起電力素子上での光量むらとなり、上述のように光起電力素子の効率の低下を招いていた。 However, direct exit surface of the plurality of optical fibers, photovoltaic if power arranged elements on the front and becomes light amount unevenness on it photovoltaic element light amount unevenness of individual optical fibers, the photovoltaic element as described above It had led to a decrease in efficiency. この光ファイバ内の光量むら及び色収差を解消するためには、光ファイバを長くする必要があった。 To solve the light amount unevenness and chromatic aberrations in the optical fiber, it is necessary to lengthen the optical fiber.

また、光ファイバを用いた場合には受光部における太陽光線の入射許容角度が狭いため、集光光学素子部のF値を大きく(焦点距離を長く)する必要があった。 Also, since in the case of using the optical fiber narrow entrance acceptance angle of sunlight in the light receiving portion, it is necessary to increase (the focal length longer) the F value of the converging optical element unit.

また、特許文献1には複数の光ファイバを一度筒状のライトパイプに導いて、ライトパイプ内面での反射により太陽光線を混和させた後に光起電力素子へ導く例も記載されているが、光ファイバとライトパイプの屈折率が大きく異なるため、その界面での反射ロスが無視できない。 Also, guides the plurality of optical fibers once cylindrical light pipe in Patent Document 1, an example in which leading to the photovoltaic element are also described after being mixed sunlight by reflection on the light pipe inner surface, since the refractive index of the optical fiber and light pipe are largely different, it can not be ignored reflection loss at the interface.

また、ライトパイプ内においては鏡面反射により太陽光線を伝達しているため、反射損失に基づく伝達ロスが発生する。 Moreover, since the transmitted sunlight by specular reflection within the light pipe, transmission loss based on the reflected loss.

すなわち、一般に内面鏡の反射材として用いられるアルミあるいは銀の反射率は85〜95%(可視領域)と比較的低く、従って太陽光線が内面鏡に数回反射して光起電力素子に導かれる際、太陽光線のエネルギーは内面鏡で反射されるたびに低下する。 That is, generally the reflectivity of aluminum or silver used as the reflective material of the inner surface mirrors 85 to 95% (the visible region) and relatively low, thus guided sunlight is reflected several times on the inner surface mirrors the photovoltaic element Here, the energy of the sunlight is reduced each time it is reflected by the inner surface mirror.

従って結果的に太陽光線を効率良く光起電力素子に導けないといった問題があった。 Therefore there is a problem not result in Michibike sunlight efficiently photovoltaic device. 更に、長期使用を前提とした際には、反射材の酸化等の経年劣化に関しても課題が残っていた。 Further, when assuming the long-term use, it remained a problem with regard aging of oxidation of reflective material.

こうした問題を解決するために本発明者らは特許文献2において、集光光学系を提案しており、その中で中実体のライトパイプを用いて薄型、かつ高い光学効率を有し、加えて許容入射角を大きくできる高集光倍率の集光光学系を提案している。 In the present inventors Patent Document 2 in order to solve these problems, proposes a light converging optical system has a thin and high optical efficiency by using a light pipe solid body therein, in addition It proposes a converging optical system of the high concentration magnification that can increase the allowable incident angle.

それによれば、射出面を少なくとも一つ有し、かつ受光部を複数有する光導体と、該射出面の直後に少なくとも一つの光起電力素子を有する集光光学系において、該光導体は、透過性を有した中実かつ単一屈折率の媒質からなる光導体を配置することで、集光光学系に入射した特性(光量や波長分布)の異なる太陽光線を合成し、かつ光量むら及び色収差が低減した状態の光を目的とする領域へ導くことが可能となっている。 According to it, having at least one exit surface, and a light conductor having a plurality of light receiving portions, in the light converging optical system having at least one photovoltaic element immediately after the exit surface, the light conductor, transmission by disposing the light conductor made from a medium having a real and a single refractive index in having sex, to synthesize different sunlight characteristics incident on the condensing optical system (light amount or wavelength distribution), and light intensity variation and chromatic aberrations There it is possible to guide light in a state where reduced to the area of ​​interest.

しかしながら、上記提案においては光路を形成する部材の形状が複雑であるため、個別の部材を細かく分割された状態で成型し、更にそれらの部材を互いに接合することにより所望の形態を構成する必要があった。 However, in the proposal the shape of the member forming the optical path is complicated, you need to configure a desired form by molding in a state of being finely divided individual members, further joining their members together there were. 従って、接合部分が多数にわたることになり、それにより接合部分での損失が大きくなると共に、接合の手間が多くなるために製造コストが増大するという問題があった。 Therefore, the bonding portion will be over a number, with loss at the joint portion is increased thereby, production cost for labor increases the junction there is a problem that increases.

また、個別の部材を接合して光学系を構成するために位置精度が出しにくく、結局設計通りの性能が出ない場合があった。 Moreover, hardly out positional accuracy in order to constitute the optical system by joining the discrete members, there may not out performance eventually designed.

また、特許文献3乃至5等にも光ファイバーや光導体を用いた類似の構成が開示されているが、いずれも導光のための部材を個別に準備して、それらを組み合わせることで集光あるいは照明の機能を実現している。 Although a similar configuration using an optical fiber or light conductor in Patent Document 3 to 5 and the like have been disclosed, the member for both light and prepared separately, condensing or by combining them It realizes a function of illumination.

例えば、特許文献3においては複数のレンズ体と光ファイバーケーブルを単純に組み合わせており、特許文献4においては集光体と光ファイバーを別個に準備して組み合わせており、また特許文献5においては多数の光ファイバーを個別に準備して組み合わせている。 For example, in Patent Document 3 is simply combining a plurality of lens body and the optical fiber cable, and combinations preparing separately the condensing member and the optical fiber in Patent Document 4, also a large number of optical fibers in the Patent Document 5 the are combined to prepare individually.

従って上記特許文献2と同様、接合の工程が極めて多くなり、製造コストが増大するため安価な製造方法を得るに至っておらず、また、位置精度や光量損失といった問題も解決されていない。 Therefore similarly to Patent Document 2, the bonding step is extremely large, not leading to obtain an inexpensive manufacturing method for manufacturing cost is increased, also not solved another problem positional accuracy and optical loss.

また、特許文献6においては、一列配置のレンズアレイが提案されているが、用途としては拡散(照明)用光学系であって、逆方向に使用して集光に用いる場合には射出部(特許文献6においては入射部)の合流構造が考慮されていないために、そのままでは集光用には用いることができない。 Further, in Patent Document 6, the lens array arranged in a line has been proposed, as the applications an optical system for spreading (lighting), in the case of using the condensing using the reverse injection unit ( to merge structure of the incident portion) in Patent Document 6 is not considered, it can not be used for condensing as it is.

また二次元的な配置のみしか考慮されてないために、もし集光用に転用したとしても照射面の形状に大きな制約が発生する。 In order to only a two-dimensional arrangement not considered, if significant limitations on the shape of the irradiation surface even if converted into the converging light is generated. 更に、上記資料における拡散用透光部材は個別に用意されたものであって、部材相互間の位置精度が充分に出せないという問題もあった。 Moreover, diffusing the light transmitting member in the article be those which are prepared individually, there is a problem that positional accuracy between the members mutually put out sufficiently.

米国特許第5089055号 US Patent No. 5089055 特開2002−289900号公報 JP 2002-289900 JP 特開平7−335004号公報 JP-7-335004 discloses 特開平8−7626号公報 JP 8-7626 JP 特開平10−25718号公報 JP-10-25718 discloses 特開平11−146132号公報 JP 11-146132 discloses

従って、本発明の目的は、高い集光倍率の集光光学系であって、光量むら及び色収差が無くかつ高効率に光線を集光することのできる小型軽量な集光光学系及びその製造方法を実現することである。 Accordingly, an object of the present invention is higher a condensing optical system condensing magnification, small and light converging optical system and a manufacturing method thereof capable of light quantity unevenness and chromatic aberration for converging light rays to without and efficient it is to achieve. また、前記光学系の光量損失を削減でき、高い位置精度を容易に実現することができ、製造が容易であって製造コストの低減が可能な集光光学系及びその製造方法を提供することにある。 Further, it is possible to reduce the optical loss of the optical system, it is possible to easily realize a high positional accuracy, the converging optical system capable of reducing the manufacturing cost is easy to manufacture and to provide a manufacturing method thereof is there. 更に、集光型太陽電池で問題となる照度不均一によるミスマッチ損失(同一の太陽電池上における照度ムラによって各部が最適動作点以外の動作点で動作することによる損失)を低減でき、且つ、極端な高照度が局部的に発生することによる太陽電池素子ダメージを低減できる集光型太陽電池を提供することにある。 Furthermore, it is possible to reduce the mismatch loss due to illumination nonuniformity to be a problem in the concentrating solar cell (loss due to each unit operates at an operating point of the non-optimum operating point by the illuminance unevenness on the same solar cell), and, extreme a high illuminance is to provide a concentrating solar cell capable of reducing the solar cell element damage due to locally generated.

本発明者等は上記課題を鋭意検討した結果、以下のような構成が最良であるとの結論に達した。 The present inventors have carried out intensive investigations and found that the above problems, the following configuration is concluded to be the best.

すなわち、本発明は、 That is, the present invention is,
(1)1列に配置された複数の集光光学素子部と、該複数の集光光学素子部それぞれに対応して設けられた複数の受光部と、各受光部に入射した光を集める枝状の導光部を形成してなる列集光ユニットを有する集光光学系であって、 (1) branch collecting a plurality of converging optical element located in a row, a plurality of light receiving portions provided in correspondence with the condensing optical element of the plurality of the light incident on the light receiving portions a converging optical system having an array condensing unit obtained by forming a Jo light guide section,
前記列集光ユニットは、少なくとも前記複数の受光部と前記導光部が一体成形されており、前記受光部にはその頂部を通るパーティングラインが形成されていることを特徴とする集光光学系である。 Said column condensing unit, condensing optical wherein at least the plurality of light receiving portions and the light guide portion which is is integrally molded, wherein the light receiving section parting line passing through the apex formed it is a system.

更に、本発明の集光光学系では、 Further, in the converging optical system of the present invention,
(2)「前記列集光ユニットは、前記複数の集光光学素子部と前記複数の受光部と前記導光部が一体成形されており、前記集光光学素子部と前記受光部にはその頂部を通るパーティングラインが形成されていること」が好ましい。 (2) "the column condensing unit, it said has the light guide portion and the plurality of converging optical element portion and the plurality of light receiving portions are integrally molded, and the converging optical element portion and the light receiving portion thereof the parting line passing through the top portion is formed "are preferred.
(3)「複数の前記列集光ユニットの各集光光学素子部側面同士及び/又は各受光部側面同士が接合されて面集光ユニットを形成しており、該面集光ユニットには前記各列集光ユニットの各導光部から射出した光を合流させる合流射出体が接合されていること」が好ましい。 (3) "forms of each converging optical element side faces and / or the light receiving portion side faces are joined by a surface condenser units of a plurality of said column condensing unit, wherein the said surface condensing unit it 'is preferable to merge projectile for combining the light emitted from the light guide section of each column condensing unit is bonded.
(4)「前記導光部の断面がそれぞれ矩形であること」が好ましい。 (4) "in cross section of the light guide portion has a rectangular, respectively," are preferred.

また、本発明は、 In addition, the present invention is,
(5)1列に配置された複数の集光光学素子部と、該複数の集光光学素子部それぞれに対応して設けられた複数の受光部と、各受光部に入射した光を集める枝状の導光部を形成してなる列集光ユニットを有する集光光学系の製造方法であって、 (5) branch collecting a plurality of converging optical element located in a row, a plurality of light receiving portions provided in correspondence with the condensing optical element of the plurality of the light incident on the light receiving portions a method of manufacturing a focusing optical system having an array condensing unit obtained by forming a Jo light guide section,
前記列集光ユニットの形成において、第1の型と第2の型により少なくとも前記複数の受光部と前記導光部を一体成型する成型工程を有し、前記第1の型と前記第2の型は、前記複数の受光部の頂部を通る面で型合わせされることを特徴とする集光光学系の製造方法である。 In the formation of the column condensing unit has an integral molding to the molding step at least said light guide portion and the plurality of light receiving portions by the first type and second type, the first type and the second type are converging optical system manufacturing method, characterized in that the die matching a plane passing through the top of the plurality of light receiving portions.

更に、本発明の集光光学系の製造方法では、 Furthermore, in the manufacturing method of the converging optical system of the present invention,
(6)「前記成型工程は、第1の型と第2の型により前記複数の集光光学素子部と前記複数の受光部と前記導光部を一体成型する工程であり、前記第1の型と前記第2の型は、前記複数の集光光学素子部の頂部を通る面と前記複数の受光部の頂部を通る面で型合わせされること」が好ましい。 (6) "The molding process is a first type and step of integrally molding the light guide portion and the plurality of light receiving portions and the plurality of light-converging optical element unit by the second type, the first type and the second type is to be die matching a plane passing through the top surface and the plurality of light receiving portions through the top of the plurality of converging optical element "is preferable.
(7)「前記列集光ユニットの形成後、複数の前記列集光ユニットの各集光光学素子部側面同士及び/又は各受光部側面同士を接合して面集光ユニットを形成する第1の接合工程と、各列集光ユニットの各導光部と合流射出体の入射口を接合する第2の接合工程を有すること」が好ましい。 (7) first to form a "the rear formation of the column condensing unit, each of the plurality of converging optical element portion side surfaces and / or bonded to the light receiving portion side faces are plane condensing unit of said column condensing unit a bonding step of, having a second bonding step of bonding the entrance of each light guide section and the confluence projectile of each column condensing unit "is preferred.

また、本発明は、 In addition, the present invention is,
(8)前記手段(1)又は(2)の集光光学系の導光部の射出面に光起電力素子を接合してなることを特徴とする集光型太陽電池である。 (8) a solar module, characterized by comprising bonding the photovoltaic element on the exit surface of the light guide portion of the converging optical system of the means (1) or (2).

また、本発明は、 In addition, the present invention is,
(9)前記手段(3)の集光光学系の合流射出体の射出面に光起電力素子を接合してなることを特徴とする集光型太陽電池である。 (9) a solar module, characterized by comprising bonding the photovoltaic element on the exit surface of the converging exit of the converging optical system of the means (3).

前述した手段(1)及び(2)によれば、集光光学系において最も光量損失の大きい光路を横切る接合部分をなくすことが可能であり、光学系の光量損失を削減できる。 According to the above-described means (1) and (2), it is possible to eliminate a junction across the large optical path of the most light loss in the light converging optical system can be reduced optical loss in the optical system. これにより、高効率に光線を集光することのできる小型軽量な集光光学系を実現することができる。 Thus, it is possible to realize a small and light converging optical system of the light beam can be condensed at high efficiency.
また、集光光学系を構成するための成型工程数を少なくすることができ、製造コストの低減を図ることができると共に、従来多大な手間を有した集光光学素子部、受光部、導光部の高精度の位置合わせが自動的にできるため、組み立て工程の簡素化が図れる。 Further, it is possible to reduce the number molding process for forming the light converging optical system, it is possible to reduce the manufacturing cost, the conventional much labor converging optical element having a portion, light receiving portion, a light guide since the high-precision positioning of parts can be automatically, it can be simplified assembly process.
更に、上記要素間の位置精度が高く維持できるので、より高い集光倍率の光学系でも容易に実現できると共に、追尾精度や取り付け精度を緩和でき、結果的に製造コストを削減できる。 Furthermore, it is possible positional accuracy kept high between the elements, with can be easily realized at higher condensing magnification of the optical system, can be relaxed tracking accuracy and mounting accuracy can consequently reduce the manufacturing cost.
なお、本発明における集光光学系は太陽光エネルギーの集光を目的とするため、通常の結像目的の光学系とは異なり、集光光学素子部や受光部の頂部を通るパーティングライン(型の合わせ線)で発生する歪等は問題にならない。 Incidentally, the converging optical system in the present invention for the purpose of condensing solar energy, unlike the optical system of the conventional imaging purposes, the parting line which passes through the apex of the converging optical element and the light receiving portion ( distortion and the like generated by the combined line) of the mold is not a problem.

前述した手段(3)によれば、列方向だけでなく行方向にも広がりを有する集光光学系を、行及び列方向の接合による光量損失等の影響なく三次元的に展開できると共に、接合部を光路が横切る回数を1回のみにできるので光量損失を少なくでき、かつ組み立て工程を簡略化できる。 According to the above-described means (3), the converging optical system having an extent in the row direction as well column, it is possible to row and column direction of the three-dimensionally expanded without influence of optical loss due to bonding, bonding part possible to reduce the light loss because the number of times the optical path crosses can only once, and can be simplified assembly process.
また、列集光ユニット同士を行方向に接合する際に、太陽光が上記複数の集光光学素子部を透過する際の太陽光の進行方向と一致する接合面を、集光光学素子側面と受光部側面に設けておくことで、容易に精度の高い接合を行えるようになるので、位置精度の誤差による太陽光のロスが最小にできる。 Also, in joining the column condensing unit with each other in the row direction, the bonding surface of the solar coincides with the traveling direction of the sunlight as it passes through the plurality of light-converging optical element unit, a focusing optical element side by preferably provided on the light receiving portion side, so easily become allow high joining accuracy can be the loss of sunlight due to the error in positional accuracy minimum.

前述した手段(4)によれば、導光部が合流する部分の面積利用率を高めることができ、即ち稠密に配置できるために、最終的な射出光の密度を高めることができる。 According to the above-described means (4), it is possible to improve the area utilization rate of the portion light guide section merges, in order i.e. densely arranged, the density of the final emitted light can be enhanced. また、導光部が合流する部分の設計が容易となる。 Also, portions of the design that light guide section merges is facilitated. 更に、光路断面が矩形であることによって、光の混和性能が向上し、短い距離でも充分に均一な照射状態を得ることができる。 Further, by the optical path cross-section is rectangular, the light mixing performance is improved, it is possible to obtain the sufficiently uniform irradiation state in a short distance.

前述した手段(5)及び(6)によれば、第1の型に、最も単純な2型で受光部と導光部、更には集光光学素子部の形成が可能となる。 According to the above-described means (5) and (6), the first mold, the light receiving portion and the light guide portion in the simplest type 2, further it is possible to form a converging optical element unit. その結果、集光光学系において最も光量損失の大きい光路を横切る接合部分をなくすことが可能であり、また、金型を簡略にできると共に成型工程も短時間化でき製造コストを低減できる。 As a result, it is possible to eliminate a junction across the large optical path of the most light loss in the light converging optical system, also can reduce the molding process can also be short of manufacturing cost of the mold can be simplified.
また、集光光学系を構成するための成型工程数を少なくすることができ、製造コストの低減を図ることができると共に、従来多大な手間を有した集光光学素子部、受光部、導光部の高精度の位置合わせが自動的にできるため、組み立て工程の簡素化が図れる。 Further, it is possible to reduce the number molding process for forming the light converging optical system, it is possible to reduce the manufacturing cost, the conventional much labor converging optical element having a portion, light receiving portion, a light guide since the high-precision positioning of parts can be automatically, it can be simplified assembly process.

前述した手段(7)によれば、列方向だけでなく行方向にも広がりを有する集光光学系を、行及び列方向の接合による光量損失等の影響なく三次元的に展開できると共に、接合部を光路が横切る回数を1回のみにできるので光量損失を少なくでき、かつ組み立て工程を簡略化できる。 According to the above-described means (7), a converging optical system having an extent in the row direction as well column, it is possible to row and column direction of the three-dimensionally expanded without influence of optical loss due to bonding, bonding part possible to reduce the light loss because the number of times the optical path crosses can only once, and can be simplified assembly process.
また、列集光ユニット同士を行方向に接合する際に、太陽光が上記複数の集光光学素子部を透過する際の太陽光の進行方向と一致する接合面を、集光光学素子側面と受光部側面に設けておくことで、容易に精度の高い接合を行えるようになるので、位置精度の誤差による太陽光のロスが最小にできる。 Also, in joining the column condensing unit with each other in the row direction, the bonding surface of the solar coincides with the traveling direction of the sunlight as it passes through the plurality of light-converging optical element unit, a focusing optical element side by preferably provided on the light receiving portion side, so easily become allow high joining accuracy can be the loss of sunlight due to the error in positional accuracy minimum.

前述した手段(8)及び(9)によれば、極めて高い光の均一性を実現できるため、集光型太陽電池で問題となる照度不均一によるミスマッチ損失(同一の太陽電池上における照度ムラによって各部が最適動作点以外の動作点で動作することによる損失)を飛躍的に低減できる。 According to the above-described means (8) and (9), it is possible to realize uniformity of very high light, the illuminance unevenness on the mismatch loss (the same solar cell according to the illuminance non-uniformity, which is a problem with concentrating solar cell each unit can be dramatically reduced losses) due to operate at operating points other than the optimum operating point. 更に、極端な高照度が局部的に発生することによる太陽電池素子ダメージを低減できるという効果もある。 Furthermore, extremely high illuminance is also an effect of reducing the solar cell device damage due to the locally generated.

以下に本発明の集光光学系、集光光学系の製造方法および集光型太陽電池に関する実施の形態について説明する。 Condensing optical system of the present invention Hereinafter, an embodiment related to a manufacturing method and a concentrating solar cell of the converging optical system will be described. なお、本発明はこの実施の形態に限られるものではない。 The present invention is not limited to this embodiment.

本発明の集光光学系は、1列に配置された複数の集光光学素子部と、該複数の集光光学素子部それぞれに対応して設けられた複数の受光部と、各受光部に入射した光を集める枝状の導光部を形成してなる列集光ユニットを有するものであり、また、本発明の集光型太陽電池は、本発明の集光光学系と光起電力素子を組み合わせたものである。 Condensing optical system of the present invention includes a plurality of converging optical element located in a row, a plurality of light receiving portions provided in correspondence with the condensing optical element of the plurality of, in the light receiving portions are those having a row condensing unit obtained by forming a branch of the light guide portion to collect the incident light, also concentrating solar cell of the present invention, the condensing optical system and the photovoltaic element of the present invention it is a combination of.
以下に、本発明の構成要素に関して説明を加え、更に詳細な解説を加える。 Hereinafter, the description with respect to the components of the present invention was added, is added a more detailed description.

〔列集光ユニット〕 [Column condensing unit]
列集光ユニットは、複数の集光光学素子部を1列に配置し、一定の距離を設けて、各集光光学素子部に対応する複数の受光部を1列に配置し、各受光部に入射した光を集める枝状の導光部を、備えた光学ユニットであって、少なくとも受光部と導光部は、金型により一体に成型することによって作成される。 Column condensing unit arranges a plurality of converging optical element unit in a line, provided with a certain distance, it is arranged a plurality of light receiving portions in a row corresponding to the condensing optical element, the light receiving portions the branched light guide portion to collect light incident on, an optical unit comprising, at least the light receiving portion and the light guide portion is made by molding together by the mold.

集光光学素子部は、別の金型で作成して前記受光部と連結しても良いが、この場合、集光光学素子部と受光部には一定の距離が必要であるため、受光部と集光素子部の間には、入射光を遮らない位置に連結体を設けて固定する必要がある。 Since the condensing optical element may be connected to the light receiving portion to create a different mold, but in this case, it is to the light receiving portion converging optical element requires a certain distance, the light receiving portion between the bets condensing element, it is necessary to fix by providing a connecting member to a position not blocking the incident light.

上記のように作成することができる他、1列に配置した複数の集光光学素子部と、それに対応する複数の受光部と、受光部と集光光学素子部の間に所定の距離を設けて連結する連結部、各受光部に入射した光を集める枝状の導光部を、1回の成型で形成してもよい。 Addition can be made as described above, provided with a plurality of converging optical element arranged in a row, a plurality of light receiving portions corresponding thereto, a predetermined distance between the light receiving portion and the converging optical element connecting portion for connecting Te, a branched light guide portion to collect light incident on the light receiving portions may be formed in a single molding. このように形成することで、組み立て工数の削減、部材相互間の位置精度維持が容易となる。 By thus formed, the reduction of assembly steps, it is easy to position accurately maintained between the members each other. すなわち、集光光学系を構成する光学系から、一列に配列できる部分のみを区切って一体成型することによって、上記列集光ユニットの長手方向に対して垂直の方向に2種類の金型を配置して、これらを、二方向に型抜けさせることが可能となり、成型金型を単純・安価なものとすることができるのと同時に、成型工程を容易で安定的なものにできる。 That is, placement of the optical system constituting the light converging optical system, by integral molding by separating only a portion that can be arranged in a row, two types of molds in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the column condensing unit and, these, it is possible to let escape the mold in two directions at the same time that the mold can be a simple, inexpensive, can be a molding step easy and stable ones.

〔集光光学素子部〕 [Converging optical element unit]
集光光学素子部とは、前記列集光ユニットで太陽から放射された直達太陽光線を受光部に向かって集めることのできる機能を有する部分であって、フレネルレンズ、平凸レンズ、両凸レンズ、プリズム、複合レンズ等の屈折を利用して集光を行うレンズ、あるいは凹面鏡等の反射を利用して集光を行う反射鏡、あるいはこれらを組み合わせた形状が考えうるが、上に挙げたものには限定されず同様の機能を実現するものは全て含みうる。 The converging optical element portion, a portion having a function capable of collecting feedthrough solar rays emitted from the sun in the column condenser unit towards the light receiving portion, a Fresnel lens, a plano-convex lens, a biconvex lens, a prism , those lenses for collecting light using refraction, such as composite lenses, or reflectors for collecting light using the reflection of such a concave mirror, or it is a shape which is a combination of these conceivable, listed above limited not intended to provide the same function can comprise all. 直達太陽光を、1次的にまず集光する機能を有するとから、一次光学系と呼ばれることもある。 The feedthrough sunlight, because to have a primary to initially focused function, sometimes referred to as the primary optical system.

なお、本発明のように、一つの照射すべき領域に対して、複数の集光光学素子部で太陽光線を集光するよう構成することより、従来型の1枚の集光光学素子で構成する集光光学系と比較して、光学系に占める集光部分の大きさを大幅に小さくできる。 Incidentally, as in the present invention, for one region to be irradiated, configuring the sunlight by a plurality of converging optical element than be configured to collect light, with a single converging optical element of conventional type compared to the condensing optical system to be significantly reduce the size of the light collecting portion occupied in the optical system.

その結果、従来の集光光学系では重量、コスト、大きさ、成形性の面で使用することが困難だった単純凸レンズも使用することができ、集光光学系の発電効率の向上を達成できる。 As a result, the weight in the conventional focusing optical system, cost, size, can also be used simply convex lens was difficult to use in terms of formability, it can be achieved to improve the power generation efficiency of the converging optical system .

また、集光光学素子部の大きさが小さくなったことで、従来型の集光光学系と同じF値の集光光学素子部を使用した場合も焦点距離が短くできるため、集光光学系の小型化が図れる特徴がある。 Further, since the size of the converging optical element unit is reduced, since the case of using a converging optical element of the same F values ​​as the conventional focusing optical system is a focal length can be shortened, the converging optical system is characterized miniaturization of can be achieved.

また、屈折を利用した集光光学素子部においては、光学効率が高く、球面収差及びコマ収差が小さく、成形性の良い凸状の非球面からなる単純凸レンズ形状が最も好ましく使用できる。 In the converging optical element utilizing refraction, high optical efficiency, small spherical aberration and coma aberration, simple convex lens shape made from a good convex aspheric moldability can be most preferably used. このような、球面収差及びコマ収差の小さい集光光学素子部は、集光光学系の許容入射角度の拡大(追尾装置の追尾精度の緩和、集光光学系の製造精度の緩和、太陽周辺光の有効利用等)につながり、集光特性の向上の面で極めて有効である。 Such smaller collection optics portion of the spherical aberration and coma aberration, the tracking accuracy of the relaxation of the expansion (seeker allowable incident angle of the converging optical system, relaxation of manufacturing precision of the focusing optical system, solar ambient light It leads to effective use) of a very effective in terms of improvement of the focusing characteristics.

集光光学素子部の開口形状としては、矩形、円形、正六角形等の多角形等様々な形状をとりうるが、単位面積当りの太陽光利用率を重視する集光光学系においては、矩形や正六角形等の隙間無く(稠密に)配列できる形状が好ましい。 The opening shape of the converging optical element, rectangular, circular, but may take polygonal various shapes of regular hexagons, etc., in the light converging optical system to focus the sunlight utilization rate per unit area, rectangular Ya without gaps of the regular hexagon or the like (dense) sequence it can shape preferred.

集光光学素子部を構成する材料としては透過性有機樹脂、ガラス、ゴム、透過性結晶、あるいはこれらを組み合わせたもの、あるいは水やその他の液体等を利用した液体レンズも考えられるが、本発明の主旨からは、射出成型に適した有機樹脂あるいはガラスが好ましい。 Condensing transmissive organic resin as a material constituting the optical element unit, glass, rubber, transparent crystal, or those combinations of these, or water and can be considered also other liquid lens that utilizes a liquid, but the present invention from the gist, the organic resin or glass is preferably suitable for injection molding. 有機樹脂を用いる場合、光の透過率、耐候性、成形性、コスト、汚れの付着しにくさ、などの観点から、PMMA、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリ3フッ化エチレン、ポリフッ化ビニルなどのフッ素樹脂、シリコーン樹脂等が好ましい。 In the case of using an organic resin, the light transmittance, weather resistance, moldability, cost, adhesion to difficulty of dirt, from the viewpoint of, PMMA, polycarbonate resin, polyethylene tetrafluoroethylene (ETFE), poly 3-ethylene fluoride, fluorine resins such as polyvinyl fluoride, silicone resin is preferable.

ガラスの場合、種類は特に限定しないが、青色領域の光の透過率や強度などの観点から、白板ガラスが好ましい。 For glass, the type is not particularly limited, from the viewpoint of transmittance and intensity of light in the blue region, white sheet glass is preferred.

また、材料としては、外環境にさらされるため耐侯性に優れた材料が好ましく、特に紫外線による劣化及び雨や温室度による劣化の少ない材料が好ましい。 The material is preferably a material excellent in weatherability because it is exposed to the external environment, in particular material having less deterioration and degradation due to rain or greenhouse degree by ultraviolet rays is preferable.

〔受光部〕 〔Light receiving section〕
受光部とは、上記集光光学素子部で集光された太陽光を受容し、導光部に受け渡す機能を有する部分である。 The light receiving portion, receiving the condensed sunlight by the condensing optical element, a portion having a function to pass the light guide portion. 上述の集光光学素子部で1次的に集光された太陽光を再度集める機能も有することから二次光学系と呼ばれることもある。 Functions to collect is primarily condensed in the above-described light-converging optical element unit sunlight again also sometimes referred to as the secondary optical system from having.

具体的な受光部の形状として、受光面側に凸となる球面あるいは非球面とすることで、入射する太陽光の方向が光軸からずれて到達した場合でも屈折作用によって導光部の入り口に導くことができる。 As the shape of the specific light receiving unit, by a spherical or aspherical surface that is convex on the light receiving surface side, the entrance of the light guide portion by refraction effect even when the direction of incident sunlight reaches deviated from the optical axis it can be derived. すなわち、集光光学素子部の収差、追尾装置の追尾誤差、集光光学系の成型誤差に対して鈍感な光学系を構成することができる(光学系の許容入射角を大きくすることができる)。 That is, (can be increased allowable incident angle of the optical system) that aberration of the converging optical element unit, the tracking error of the tracking device, it is possible to configure the insensitive optical system relative molding error of the converging optical system .

使用可能な材料としては、上記集光光学素子部と同様の要件を満たす必要があり、かつ本発明の主旨からは上記集光光学素子部と同一の材料が最も好ましい。 Usable materials, must meet the same requirements as the condensing optical element, and the same material and the condensing optical element is most preferred from the gist of the present invention.

〔導光部〕 [Light guide portion]
導光部は上記受光部の背面に引き続き形成され、上記受光部からの太陽光を目的とする位置まで導いていく部分である。 Light guide section continues formed on a rear surface of the light receiving portion is a portion which will lead the solar light from the light-receiving portion to a position of interest. 列状に一体に形成された複数の受光部の背面に、それぞれの受光部から一つの射出面に向かって逆枝状に集まっていくように成型されている。 On the back of a plurality of light receiving portion formed integrally in a row, and is molded to go together towards one exit surface in the opposite branch from each of the light receiving portion.

上記受光部からの太陽光は導光部内で全反射を繰り返しつつ進行しながら混和されて射出面に向かい、後述の合流射出体に入射する。 Sunlight from the light receiving part toward the exit surface is admixed with progress while repeating total reflection light guiding portion, and enters the confluence projectile described later.

複数の受光部にそれぞれ対応して設けられた導光部のそれぞれの部分は、それぞれ受容した太陽光の進行方向を、内面全反射を利用して一方向に変えると共に、後述の合流射出体に向けて収束するよう形成されている。 Respective portions of the light guide portion provided corresponding to the plurality of light receiving portions, the traveling direction of the sunlight receiving respectively, with varied in one direction by using the total internal reflection, the confluence projectile below It is formed so as to converge toward.

上記導光部の断面形状は、円形、矩形を含む多角形、等が考えられるが、上記太陽光線の混和性の観点からは矩形が最もよく、次いで多角形(五角形以上)、円形の順となる。 The cross-sectional shape of the light guide portion may be circular, polygonal, including rectangular, but like can be considered, from the viewpoint of miscibility of the sunlight may rectangle most, followed by a polygon (or pentagon), a circular forward Become. 太陽光線の混和性以外の観点(成型性、合流射出体との整合性、等を考慮すれば、矩形が最も好ましい。 Viewpoint other than the miscibility of sunlight (moldability, consistency with the merging projectile, considering such, rectangular being the most preferred.

上記導光部に使用可能な材料としては、上記集光光学素子部と同様の要件を満たす必要があり、かつ本発明の主旨からは上記集光光学素子部、受光部と同一の材料が最も好ましい。 As the material usable for the light guide section, it must meet the same requirements as the condensing optical element, and the condensing optical element unit from the gist of the present invention, the same material as the light receiving portion is most preferable.

なお、本発明の導光部は均一な屈折率材料で形成されている。 Incidentally, the light guide portion of the present invention is formed with a uniform refractive index material. これは、光ファイバのように材料の屈折率が段階的あるいは連続的に変化する材料を用いることは可能であるが、光ファイバの様に媒質内の屈折率差によって全反射を引き起こす材料は、媒質間の屈折率差を大きく設定できないため臨界角が大きくなる。 While this is possible to use a material the refractive index of the material changes stepwise or continuously as the optical fiber, a material that causes the total reflection due to the refractive index difference between the medium as an optical fiber, the critical angle is increased can not be set large refractive index difference between the medium. 従って、受光部における入射角が大きい場合にも導光部側面での全反射条件が満足できるようにするには、F値の大きい(屈折角が小さい)集光光学素子部を必要とする。 Therefore, to be able to satisfy the total reflection condition at even the light guide portion side in the case of a large incident angle at the light-receiving unit requires a larger (smaller refraction angle) condensing optical element of the F value. つまり、集光光学系も大型のものとなる。 In other words, the converging optical system also becomes large. またF値が大きくなることで、集光光学素子部の法線方向からずれて入射した太陽光線が光導体の受光部に到達した際の受光部中心からのずれ量が大きくなるため、集光光学系の許容入射角度も小さくなる。 Further, by F value increases, the deviation amount from the light receiving portion center when the sunlight incident deviated from the normal direction of the converging optical element reaches the light receiving portion of the light guide increases, the condenser allowable incident angle of the optical system also becomes smaller. そのため、追尾装置の追尾誤差、成型誤差の影響を受けやすくなり、結果として集光されたエネルギー量の低下を招く。 Therefore, tracking errors of the tracking device, susceptible to molding errors, the results lead to a decrease in focused energy as. また、臨界角の大きい光ファイバは光の混和性も低い欠点がある。 Further, a large optical fiber of the critical angle miscibility of light also has less disadvantages. また、このような材料は、型枠による一体成型で作成できず、生産性が悪いという欠点もある。 In addition, such materials can not be created in the integrally molded by the mold, there is also a drawback of poor productivity.

本発明は、導光部を少なくとも均一な屈折率材料で形成で形成することにより上記欠点を解消する。 The present invention overcomes the above drawbacks by forming in forming the light guiding portion at least in a uniform refractive index material.

また、透過波長に選択性のある材料を利用したり、同機能を有する添加剤を材料内に混ぜることで、材料劣化の原因となる短波長域をカットしたり、昇温の原因となる長波長域をカットしたりすることもできる。 You can also utilize a selective to the transmission wavelengths material, by mixing the additive in the material having the same functions, cut or short wavelength region which causes material degradation, the length causing heating it is also possible to cut or wavelength range. また、より高屈折率の材料を使用すれば、より短い光導体長で太陽光線を混和できるため、結果として集光光学系を小さくすることもできる。 Further, the use of higher refractive index of the material, for miscible sunlight at shorter light pipe lengths, it is possible to reduce the condensing optical system as a result.

〔面集光ユニット〕 [Surface condensing unit]
面集光ユニットとは、上記複数の列集光ユニットを上記列集光ユニットの長手方向とは垂直の方向(行方向)に並べて、複数の前記列集光ユニットの各集光光学素子部側面同士及び/又は各受光部側面同士を接合したものである。 The surface condensing unit, the plurality of rows condensing unit to the longitudinal direction of the column condensing units arranged in a vertical direction (row direction), the condensing optical element unit side of the plurality of rows condensing unit it is obtained by joining together and / or the light receiving portion side faces.

接合の方法としては、接着剤、重合接着剤を用いた接着方式や、超音波、熱、溶剤等を用いた溶着方式等が採用できる。 As a method for bonding, adhesives, polymerization adhesive bonding method or using ultrasonic, thermal, welding method or the like using a solvent or the like can be employed. また、ネジや嵌め合い等を用いた機械的な接合も勿論可能である。 Furthermore, the mechanical joining using screws or fitting or the like is also possible.

また、成型金型の共通化や部品管理の容易性を考慮すると、上記複数の列集光ユニットは同一の金型を用いて成型された(従って製造上不可避の誤差を超える差異を有しない)同一形状を有することが好ましい。 In consideration of common and ease of parts management of the molding die, said plurality of column condensing units were molded using the same mold (hence no difference exceeds the error of manufacture inevitable) it is preferred to have the same shape.

〔合流射出体〕 [Confluence injection body]
合流射出体は、上記複数の列集光ユニットの導光部からの太陽光を受容して所定の射出位置に導くための導光体である。 Merging projectile is a light guide member for guiding the sunlight and receiving predetermined exit position from the light guide portion of the plurality of rows condensing unit. 合流射出体は、各列集光ユニットの導光部にそれぞれ対応する入射部分を有し、それらは、それぞれ対応する各列集光ユニットの導光部に接合される。 Merging projectile has an incident portion corresponding respectively to the light guide portion of each column condensing unit, they are joined to the light guide portion of each column condensing units corresponding respectively. また、各導光部から入射した光をまとめ太陽光を射出すべき所定の射出部を有する。 Moreover, with a predetermined injection portion to be injection sunlight gathered light incident from the light guide section.

上記合流射出体に入射された太陽光は、上記合流射出体内を全反射によって進行するにつれて合流し、更に進行につれて混和されて均一になる。 Solar light incident to the confluence projectile merges with the progress by totally reflecting the confluence injection body becomes uniform is further mixed progresses. 最後に上記射出部から照射すべき所定の位置に射出される。 Finally it is emitted in a predetermined position to be irradiated from the emitting portion.

上記合流射出体に使用可能な材料としては、上記集光光学素子部と同様の要件を満たす必要があり、かつ本発明の主旨からは上記導光部と少なくとも接着や溶着等の方法によって接合可能な材料である必要があり、また少なくとも光路が横切る界面を形成する材料であるので、上記導光部と等しい屈折率を有するのが好ましい。 As the material usable for the confluence projectile, must meet the same requirements as the condensing optical element, and joinable by the method of least adhesion, welding or the like and the light guide section from the gist of the present invention It must be a material, also because a material forming the interface at least the optical path traverses, preferably have a same refractive index as the light guide portion. 更に、上述のように接合性、屈折率の点で共通の特性を有し、更に高信頼性の確保のために熱膨張率等の熱特性も共通であるのがより好ましく、そうした観点からは上記集光光学素子部、受光部、導光部と同一の材料が最も好ましい。 Furthermore, bondability as described above, have common characteristics in terms of refractive index, further more preferably thermal characteristics such as thermal expansion coefficient is common in order to ensure high reliability, from this perspective is the condensing optical element, the light receiving unit, the same material as the optical part guide is most preferred.

〔集光型太陽電池〕 [Concentrating solar cells]
前記構成要件を備える集光光学系の列集光ユニット導光部の射出面又は、合流射出体の射出面に光起電力素子を接着剤等により接合したものを集光型太陽電池と呼ぶ。 The exit surface of the column condensing unit light guide portion of the converging optical system having the configuration requirements or those joined by adhesives or the like a photovoltaic device on the exit surface of the merging projectile called a concentrating solar cell.

接着剤としては、公知の接着剤が使用できるが、高信頼性の確保のためには、導光部材又は合流射出部材と熱膨張率等の熱特性も共通であるのがより好ましく、更に同一屈折率を有する接着剤が好ましい。 As the adhesive, although known adhesive can be used, in order to ensure high reliability, more preferably the thermal characteristics, such as light guide member or joins injection member and the thermal expansion coefficient is common, further identical adhesive having a refractive index are preferred.

〔光起電力素子〕 [Photovoltaic element]
光起電力素子とは、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する素子であり、それらが単体あるいは複数で太陽光線を受けて電気出力を発生するよう構成された部材で、光電変換素子としてはシリコン、ガリウム砒素、カドミウムテルル、銅インジウムセレナイド、等の光電変換素子が用いうるが、上に挙げたものには限定されず、同様の機能を実現するものは全て含みうる。 The photovoltaic element is an element for converting solar energy into electrical energy, a member configured that they generate electrical output by receiving sunlight alone or a plurality, silicon as a photoelectric conversion element, gallium arsenic, cadmium telluride, although copper indium selenide, photoelectric conversion elements and the like can be used, not limited to those listed above, can include everything to implement the same function.

〔集光光学系の製造〕 Production of the converging optical system]
集光光学系を製造するにあたっては、以下のような工程により製造を行う。 In manufacturing the light converging optical system to manufacture by the following processes.
(成型工程) 複数の受光部と導光部、好ましくは更に複数の集光光学素子部を一列に一体成型する。 (Molding step) a plurality of light receiving portions and the light guide portion preferably further integrally molding the plurality of light-converging optical element unit in a line. 面集光ユニットを形成する場合には、同一形状の列集光ユニットを複数形成するのが好ましい。 When forming a surface condensing unit, preferably forming a plurality of rows condensing units of the same shape.
(第1の接合工程) 上記列集光ユニットを行方向に複数個接合して面集光ユニットを形成する。 And a plurality joined to form a surface condensing unit (first bonding step) The column condensing unit in the row direction.
(第2の接合工程) 上記面集光ユニットの導光部に合流射出体を接合する。 Joining the confluence projectile to the light guide portion (second bonding step) The surface light collecting unit.
以下、上記各工程に関して説明を加える。 Hereinafter, added description with respect to the respective steps.

〔成型工程〕 [Molding process]
本工程は、複数の集光光学素子部、受光部、導光部とを一列に一体に成型する工程である。 In this step, a plurality of converging optical element unit, a step of integrally molded to the light receiving portion, and a light guide portion a row. 本工程を実施する具体的な方法としては、材料を溶融もしくはそれに近い状態に加熱軟化させて成型のための型に押圧して型形状を転写する、いわゆる射出成型や圧縮成型の手法を好適に使用できる。 As a specific method of implementing this step is to transfer the mold shape by pressing in a mold for molding by heating and softening the material in a state close melt or to, suitably the method of so-called injection molding or compression molding It can be used.

射出成型においても圧縮成型においても、2つの金型を利用して、その2つの金型の間に形成される空間に材料を充填するようにして該空間と同一形状の成型物を形成する点は同じである。 Also in the compression molding in the injection molding, using two molds, that forms a molded product having the same shape as the space so as to fill the material into the space formed between the two molds it is the same.

即ち、第1の型に、少なくとも複数の受光部の一部形状及び導光部の一部形状を設けておき、第2の型には、第1の型とあわせて複数の受光部の形状及び導光部の形状を構成する形状を設けておくことにより、最も単純な2型で受光部と導光部の形成が可能となる。 That is, the first type, may be provided at least a plurality of part shape of part shape and the light guide portion of the light receiving portion, the second type, the shape of the plurality of light receiving portions together with the first mold and by providing a shape that constitutes the shape of the light guide portion, it is possible to form a light receiving portion and the light guide portion in the simplest type 2. この場合、第1の型と第2の型は、複数の受光部の頂部を通る面で型合わせされる(複数の集光光学素子部も同時に一体成型する場合には、複数の集光光学素子部の頂部を通る面と複数の受光部の頂部を通る面で型合わせされる。)。 In this case, the first type and second type, when the die matching is the (plurality of converging optical element in a plane through the top of the plurality of light receiving portions are also integrally molded simultaneously, a plurality of focusing optical is die matching a plane passing through the top surface and a plurality of light receiving portions through the top of the element portion.).

なお、上記金型によれば、パーティングライン(型の合わせ線)は上記複数の集光光学素子部ならびに上記複数の受光部の光入射面に形成されることになる。 Note that according to the mold, the parting line (mold mating line) will be formed on the plurality of light-converging optical element portion and the light incident surface of the plurality of light receiving portions. しかしながら、本発明における集光光学系は太陽光エネルギーの集光を目的とする。 However, the converging optical system in the present invention is directed to a condenser of solar energy. そのため、通常の結像目的の光学系とは異なり、パーティングラインで発生する歪等は問題にならない。 Therefore, unlike the optical system of the conventional imaging purposes, distortion and the like generated by the parting line is not a problem. そのため、パーティングラインの影響を無視できるという優れた特徴を有している。 Therefore, it has an excellent feature that can be ignored the influence of the parting line. すなわち、本発明は、このような知見から、パワーロスの大きい光路を横切る接合部をできるだけ少なくなるように、かつ容易に型抜きがとれるように型枠形状を決定することにより達成されたものである。 That is, the present invention, from such findings is that achieved by determining the mold shape as such that only less possible joints across the large optical path of the power loss, and easy demolding can take .

〔第1の接合工程〕 First bonding step]
本工程は、上記成型工程にて作成された列集光ユニットを行方向に複数個接合して、面集光ユニットを形成する工程である。 This step is to plurality bonded column condensing units created by the molding process in the row direction, a step of forming a surface condensing unit.

この工程によって、列集光ユニットを、組み合わせて、列方向のみならず行方向にも集光光学素子部を有する大きな面集光ユニットとして取り扱うことができると共に、照射すべきエリアに即した集光光束を形成することができる。 In this step, the column condensing unit in combination, it is possible to handle as large surface condensing unit having a converging optical element to become not row column only, condensing in line with the area to be irradiated it is possible to form a light beam.

尚、列集光ユニット同士を行方向に接合する際に、太陽光が上記複数の集光光学素子部を透過する際の太陽光の進行方向と一致する接合面を、集光光学素子側面と受光部側面に設けておくことで、容易に精度の高い接合を行えるようになるので、位置精度の誤差による太陽光のロスが最小にできる。 At the time of joining the column condensing unit with each other in the row direction, the bonding surface of the solar coincides with the traveling direction of the sunlight as it passes through the plurality of light-converging optical element unit, a focusing optical element side by preferably provided on the light receiving portion side, so easily become allow high joining accuracy can be the loss of sunlight due to the error in positional accuracy minimum. 更に、上記要素間の位置精度が高く維持できるのでより高い集光倍率の光学系でも容易に実現できると共に、追尾精度や取り付け精度を緩和でき、結果的に製造コストを削減できる。 Furthermore, it is possible also easily realized by an optical system of higher condensing magnification the position accuracy between the elements can be kept high, can relax the tracking accuracy and the mounting accuracy, it results in reduced manufacturing costs.

〔第2の接合工程〕 Second bonding step]
本工程は、上記接合工程によって形成された面集光ユニットの複数の導光部の射出面に上述の合流射出体の複数の入射面を接合する工程である。 This step is a step of bonding a plurality of the incident surface of the confluence projectile above the exit surface of the plurality of light guide portions of the surface condensing unit formed by the joining process.

接合の方法としては、後述の接着方式、もしくは溶着方式が好ましく用いられる。 As a method for bonding, adhesion method described below, or welding method is preferably used. 機械的な接合も不可能ではないが、太陽光が横切る界面である点を考慮すれば光量損失上好ましくはない。 Not mechanical bonding impossible, but not on the amount of light loss preferably if consideration is the interface across sunlight.

また、機械的な接合を用いる場合には、界面での損失を極力低減するために、比較的耐久性が高く、屈折率が導光部ならびに合流射出体の材料の屈折率に近いシリコンオイル等の流動体、あるいは塑性体を接合面に用いることが好ましい。 In the case of using a mechanical interface, in order to reduce losses at the interfaces as much as possible, relatively high durability, silicone oil close to the refractive index of the material of the refractive index of the light guiding portion and joins projectile fluid, alternatively it is preferred to use a plastic body to the joint surface.

接着方式では、一般に使用されている接着剤を用いることが可能であるが、接着強度や熱膨張に対する長期信頼性を確保するためには上記導光部、合流射出体と同一の材料を用いる方法が最も好適である。 The bonding method, it is possible to use an adhesive that is generally used, in order to ensure long-term reliability of the bonding strength and thermal expansion is used the light guide portion, the same material as the merging projectile method There is the most suitable. それが利用できない場合には他の材料を原料とした接着剤も利用可能である。 Adhesive as a raw material other materials if it is not available are also available.

また、アクリル樹脂等ではモノマーの状態の接着剤を重合材とともに塗布し、加熱することで上記導光部、合流射出体そのものと同一の樹脂重合体を得る、いわゆる重合接着を使用することも可能である。 Further, by coating with polymer material the adhesive monomer state in acrylic resin, the light guide section by heating to obtain a confluent projectile itself and same resin polymer, also possible to use so-called polymer adhesive it is.

溶剤接着は、接着対象となる光導体の材料を溶解する溶剤を塗布し乾燥させることで相互に接着する方法である。 Solvent bonding is a method of bonding to each other by causing the solvent which dissolves the material of the light conductor to be adherend coating and drying. 例えば、樹脂の場合は四塩化メチレンや二塩化メチレン等の溶剤が好適に用い得る。 For example, if the resin is solvent such as a four-methylene or methylene chloride can be preferably used.

熱溶着はヒートシールとも呼ばれ、加熱によって溶融した光導体の材料を軟化状態のうちに相互に押し付けて接合する方法である。 Thermal welding, also known as heat sealing, a method of joining against one another within the material softened state of the light conductor which is melted by heating.

超音波溶着は、光導体の材料を加圧しつつ超音波振動を与えて材料を軟化させ、相互に接合を行うものである。 Ultrasonic welding, a light guide material pressurized while giving ultrasonic vibration to soften the material, and performs mutual bonding.

これらの接合方法は上記光導体の導光部を相互に固定するのにいずれも好適に用い得る。 These joining methods may use any suitable for fixing to each other the light guiding portion of the light conductor.

以下に本発明に好適な実施例について記載するが、本発明の実質的内容は下記実施例の具備する具体的な記述に限定されるものではない。 It describes preferred embodiments of the present invention are shown below, but the substantial contents of the present invention is not intended to be limited to the specific description comprising of the following examples.

図1に本実施例の集光光学系及び集光型太陽電池を示す。 It shows a focusing optical system and concentrating solar cell of the embodiment in FIG. 図中101は集光光学素子部、102は受光部、103は導光部、104は連結部材、105は列集光ユニット、106は面集光ユニット、107は合流射出体を表す。 101 converging optical element unit in the figure, 102 is a light receiving unit, 103 light guide portion, 104 connecting member, 105 column condensing unit, a surface condenser units 106, 107 represents merging projectile. 101〜103に示される構成要件は、一列に配置され、連結部材104を含め、複数の受光部102の凸部の頂点と複数の集光光学素子部101の凸部の頂点を結ぶ面で2つに分けられる2つの型枠により一体に射出成型することで一体成型されている。 Components shown in 101 to 103 are arranged in a row, the connecting member 104 including 2 at a plane connecting the apexes of the convex portion of the apex and a plurality of converging optical element portion 101 of the convex portion of the plurality of light receiving portions 102 are integrally molded by injection molding integrally by two mold is divided into one.

図2は上記集光光学素子部101、受光部102、導光部103の機能に関して説明する図である。 Figure 2 is a diagram for explaining with respect to the function of the condensing optical element unit 101, receiving unit 102, the light guide portion 103. 同図は、図1におけるに集光光学素子部101、受光部102、導光部103を複数の受光部102の凸部の頂点と、複数の集光光学素子部101の凸部の頂点を結ぶ面で切断した場合の1断面図であって、集光光学素子部101に入射した太陽光201が、集光光学素子部101のレンズ効果によって収束され、次に受光部102に入射することで更に収束して、導光部103に入射する様子を模式的に表している。 The figure, the two condensing optical element unit 101 in FIG. 1, the light receiving portion 102, the light guide portion 103 and the vertex of the convex portion of the plurality of light receiving portions 102, the apexes of the convex portion of the plurality of converging optical element unit 101 a first-sectional view taken along the plane connecting, the sunlight 201 that enters the collection optics portion 101, is converged by the lens effect of the condensing optical element unit 101, and then enters the light receiving portion 102 in further converged, and the manner in which enters the light guide portion 103 represents schematically.

導光部103に入射した太陽光201は、導光部103と外気との界面で全反射しつつ導光部103内を、一列に並んだ他の集光光学素子部、受光部を通過してきた太陽光201'、201”と合流しながら進行する。 Sunlight 201 that has entered the light guide portion 103, the inside of the light guide portion 103 while being totally reflected at the interface between the light guide portion 103 and the outside air, other focusing optical element unit in a row, has passed through the light receiving portion sunlight 201 ', to proceed while joins the 201 ".

ここで、受光部102が凸面を有することにより、入射する太陽光201の方向がずれた場合にも受光部102の後方での太陽光201の変動は小さく抑えることができる。 Here, by the light receiving portion 102 has a convex surface, variations in sunlight 201 at the back of the light receiving portion 102 even when the direction deviates sunlight 201 enters can be suppressed. 即ち、許容できる入射角誤差(許容入射角)を大きくすることができている。 That is, it is possible to increase the allowable incidence angle error (allowable angle of incidence). この事情は前記特許文献2に詳述されている。 This situation is described in detail in the patent document 2.

さて、図1にもどって説明を続ける。 Now, the description will be continued back to FIG. 1. 図1に示すように、本実施例では、列集光ユニット105が、5つの集光光学素子部101と5つの受光部102と導光部103が一列に形成されており、上記集光光学素子部101、受光部102が分離しないように連結部材104で上記集光光学素子部101ならびに受光部102を連結するようになっている。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, the column condenser unit 105, five light-converging optical element unit 101 and the five light-receiving portions 102 and the light guide portion 103 is formed in a row, the focusing optical element 101, so that the light receiving portion 102 is connected to the condensing optical element unit 101 and the light receiving unit 102 by the connecting member 104 so as not to separate.

面集光ユニット106は、上記列集光ユニット105を行方向に5個接合して形成される。 Surface condensing unit 106 is formed by five joining the column condenser unit 105 in the row direction. 上記列集光ユニットは5つとも全く同一の形状をしているため、同一の成型金型を用いて製造される。 Due to the exactly the same shape even the column condensing unit five, they are manufactured using the same mold.

図3を使って、上記列集光ユニット105を成型するための成型金型とその使用方法を示す。 Use Figure 3 shows a mold and how to use it for molding the column condensing unit 105. 尚、図3は、図2中のX−X面における断面図である。 Incidentally, FIG. 3 is a cross-sectional view along X-X plane in FIG.

図中301は第1の金型、302は第2の金型である。 Figure 301 is first die, 302 is the second die. 第1の金型301には、前記集光ユニット105を複数の受光部102の凸部の頂点と複数の集光光学素子部101の凸部の頂点を結ぶ面で2つに分けられる際に得られる形状に対応する窪みを有し、第2の金型302には、第1の金型と対称形状の窪みが形成されている。 The first mold 301, when divided into two by a plane connecting the apexes of the convex portion of the apex and a plurality of converging optical element portion 101 of the convex portion of the condenser unit 105 a plurality of light receiving portions 102 It has a recess corresponding to the resulting shape, the second mold 302, depression of the first mold and symmetrical shape is formed. そして、上記第1の金型301と第2の金型302とを合わせたときに生じる空洞部に、溶融したアクリル樹脂を充填することによって、上記列集光ユニット105の形状を一体成型する。 Then, the cavity generated when combined the first mold 301 and the second die 302, by filling a molten acrylic resin, integrally molded shape of the column condensing unit 105. しかる後に、上記第1の金型301と第2の金型302とを逆方向(図3中の矢印方向)に離間させることで上記列集光ユニット105を取り出す。 Thereafter, take out the column condensing unit 105 by separating the from the first mold 301 and second mold 302 in the opposite direction (arrow direction in FIG. 3).

上記列集光ユニット105が列方向のみに連続した形態であって、上記集光光学素子部101、受光部102、連結部材104が凸面ならびに型分離方向(図3中の矢印方向)と平行な平面とで形成されているため、上記列集光ユニット105は、製造上必要な抜き勾配は必要であるが、基本的には、第1の金型と第2の金型、2種類の金型にて容易に形成が可能である。 In the form of the column condensing unit 105 are continuous only in the column direction, the condensing optical element unit 101, receiving unit 102, the coupling member 104 is parallel to the convex surface and the mold separating direction (arrow direction in FIG. 3) because it is formed by a plane, the column condenser unit 105 is the draft required on production is required, basically, the first mold and the second mold, two gold easily formed in the mold are possible.

このような列集光ユニット105を、列集光ユニットの長手方向と垂直な方向(行方向)に5つ並べ、隣接する列集光ユニットの集光光学素子部の側面同士と受光部の側面同士を、接着剤を用いて相互に接合し、面集光ユニット106を形成する。 Such column condensing unit 105 arranges five in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the column condensing unit (row direction), the side surface of the light receiving portion and the side surfaces of the converging optical element of an adjacent column condensing unit to each other, and joined together with an adhesive, to form a surface condensing unit 106. 尚、このときに形成された接合面は基本的に入射する太陽光の進路を妨害することはなく、従って太陽光エネルギーの損失は発生しない。 Incidentally, the bonding surface formed in this case is not interfering with the path of sunlight basically incidence, thus the loss of the solar energy is not generated.

上記接合工程によって形成された面集光ユニット106に合流射出体107を接合する。 Joining the confluence projectile 107 to the surface condensing unit 106 formed by the joining process. 合流射出体107は上記導光部103内を列方向(図1中の矢印A方向)に進行してきた太陽光を、列方向に対して垂直な方向(図1中の矢印B方向)に合流させるための部材である。 Merging merging projectile 107 within the light guide portion 103 sunlight has traveled in the column direction (arrow A direction in FIG. 1), in a direction perpendicular to the column direction (arrow B direction in FIG. 1) it is a member for.

従って、上記導光部103を通過してきた太陽光は上記導光部103の端部103aを出ると同時に上記合流射出体107の入射口107aに入射する。 Thus, sunlight which has passed through the light guide portion 103 enters the entrance opening 107a of the same time leaving the ends 103a the confluence projectile 107 of the light guide portion 103.

この時、上記導光部103と上記合流射出体107とは共にアクリル樹脂で作成されており、またその両者の接合はアクリル系接着剤を用いて行っているので、上記接合界面での屈折率はほぼ同一であって、従って屈折率差に起因する光量損失(界面での反射損失)は小さい。 When this has been created in both the acrylic resin and the light guide portion 103 and the confluent projectile 107, and since the joint between them is performed using the acrylic adhesive, the refractive index at the joint interface substantially the same, therefore the amount of light loss caused by the refractive index difference (reflection loss at the interface) is small.

以上によって、目的とする集光光学系を得ることができ、集光光学素子部101に入射した太陽光は、所定の集光倍率で集光された後、合流射出体107の射出面107bより射出される。 By the above, it is possible to obtain a converging optical system of interest, sunlight incident on the converging optical element 101, after being condensed by a predetermined light collecting magnification, from the exit surface 107b of the merge projectile 107 It is emitted.

更に、上記集光光学系における合流射出体107の射出面107bの背面に光起電力素子108を配置し、具体的にはシリコーン接着剤で接着することによって、上記集光された太陽光は無駄なく上記光起電力素子108に照射することができる好適な集光型太陽電池モジュールを形成できた。 Further, the photovoltaic element 108 on the back of the exit surface 107b of the merge projectile 107 in the focusing optical system disposed, by specifically bonding with a silicone adhesive, the condensing sunlight wasted no it could form a suitable concentrating solar cell module can be irradiated to the photovoltaic element 108.

上記太陽光による上記光起電力素子108からの電気出力は、取り出し端子108aの通じて外部に取り出され利用される。 The electrical output from the photovoltaic element 108 by the solar light is utilized is extracted to the outside through the takeout lead terminal 108a.

尚、上記シリコーン接着剤の屈折率を上記合流射出体107の材料であるアクリル樹脂の屈折率(約1.5)と略合致させることによって、上記接着界面における損失も最小に抑えることができる。 The refractive index of the acrylic resin is the refractive index of the silicone adhesive material of the confluence projectile 107 by substantially coincide with (approximately 1.5), it is possible to suppress loss to a minimum in the adhesive interface.

尚、本実施例においては、集光光学系の照射領域に光起電力素子を配置して太陽電池として使用する例を挙げたが、上記光起電力素子の代わりに、熱電変換素子やスターリングエンジン等の熱機関を配置することも可能である。 In the present embodiment, an example of using as a solar cell by arranging the photovoltaic element in the irradiation area of ​​the converging optical system, in place of the photovoltaic element, the thermoelectric conversion element and the Stirling engine it is also possible to arrange a heat engine and the like.

また、単に水配管を配置して温水生成を行わせるよう構成することも可能であるのは言うまでもない。 Further, it is needless to say it is also possible simply configured to perform the hot water produced by placing the water pipe.

本発明の実施例にかかる集光光学系及び集光型太陽電池を説明するための図である。 It is a diagram for explaining a condensing optical system and the concentrating solar cell according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例にかかる集光光学系の集光光学素子部、受光部、導光部の機能を説明するための図である。 Converging optical element of the converging optical system according to an embodiment of the present invention, is a diagram for explaining a light receiving portion, the function of the light guide portion. 本発明の実施例にかかる集光光学系の列集光ユニットを成型するための成型金型とその使用方法を説明するための図である。 It is a diagram for explaining molding die for molding such an converging optical system column condensing unit to an embodiment of the present invention and methods of use thereof. 従来例の説明図である。 It is an explanatory view of a conventional example.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101 集光光学素子部 102 受光部 103 導光部 104 連結部材 105 列集光ユニット 106 面集光ユニット 107 合流射出体 108 光起電力素子 108a 取り出し端子 201、201'、201” 太陽光 301 第1の金型 302 第2の金型 401 フレネルレンズ 402 光起電力素子 403 太陽光線 101 focusing optic portion 102 receiving portion 103 guide section 104 connecting member 105 column condensing unit 106 side condensing unit 107 merges projectile 108 photovoltaic elements 108a leading terminals 201, 201 ', 201 "sunlight 301 first mold 302 second die 401 Fresnel lens 402 photovoltaic element 403 sunlight

Claims (9)

  1. 1列に配置された複数の集光光学素子部と、該複数の集光光学素子部それぞれに対応して設けられた複数の受光部と、各受光部に入射した光を集める枝状の導光部を形成してなる列集光ユニットを有する集光光学系であって、 A plurality of converging optical element located in a row, branch conductive collecting a plurality of light receiving portions provided in correspondence with the condensing optical element of the plurality of the light incident on the light receiving portions a converging optical system having an array condensing unit obtained by forming a light unit,
    前記列集光ユニットは、少なくとも前記複数の受光部と前記導光部が一体成形されており、前記受光部にはその頂部を通るパーティングラインが形成されていることを特徴とする集光光学系。 Said column condensing unit, condensing optical wherein at least the plurality of light receiving portions and the light guide portion which is is integrally molded, wherein the light receiving section parting line passing through the apex formed system.
  2. 前記列集光ユニットは、前記複数の集光光学素子部と前記複数の受光部と前記導光部が一体成形されており、前記集光光学素子部と前記受光部にはその頂部を通るパーティングラインが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の集光光学系。 Said column condensing unit, said has the light guide portion and the plurality of converging optical element portion and the plurality of light receiving portions is integrally molded on the condenser the light receiving unit and the optical element portion through its top party condensing optical system according to claim 1, characterized in that Ngurain is formed.
  3. 複数の前記列集光ユニットの各集光光学素子部側面同士及び/又は各受光部側面同士が接合されて面集光ユニットを形成しており、該面集光ユニットには前記各列集光ユニットの各導光部から射出した光を合流させる合流射出体が接合されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の集光光学系。 A plurality of the forms of each converging optical element side faces and / or the light receiving portion side faces are joined by a surface condenser units of column condensing unit, wherein the said surface condenser units each column condensing condensing optical system according to claim 1 or 2 merging projectile for combining the light emitted from the light guide section of the unit is characterized in that it is joined.
  4. 前記導光部の断面がそれぞれ矩形であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の集光光学系。 Condensing optical system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cross section of the light guide portion is rectangular, respectively.
  5. 1列に配置された複数の集光光学素子部と、該複数の集光光学素子部それぞれに対応して設けられた複数の受光部と、各受光部に入射した光を集める枝状の導光部を形成してなる列集光ユニットを有する集光光学系の製造方法であって、 A plurality of converging optical element located in a row, branch conductive collecting a plurality of light receiving portions provided in correspondence with the condensing optical element of the plurality of the light incident on the light receiving portions a method of manufacturing a focusing optical system having an array condensing unit obtained by forming a light unit,
    前記列集光ユニットの形成において、第1の型と第2の型により少なくとも前記複数の受光部と前記導光部を一体成型する成型工程を有し、前記第1の型と前記第2の型は、前記複数の受光部の頂部を通る面で型合わせされることを特徴とする集光光学系の製造方法。 In the formation of the column condensing unit has an integral molding to the molding step at least said light guide portion and the plurality of light receiving portions by the first type and second type, the first type and the second type, condensing optical system manufacturing method, characterized in that the die matching a plane passing through the top of the plurality of light receiving portions.
  6. 前記成型工程は、第1の型と第2の型により前記複数の集光光学素子部と前記複数の受光部と前記導光部を一体成型する工程であり、前記第1の型と前記第2の型は、前記複数の集光光学素子部の頂部を通る面と前記複数の受光部の頂部を通る面で型合わせされることを特徴とする請求項5に記載の集光光学系の製造方法。 The molding process is a first type and a step of integrally molding the light guide portion and the plurality of light receiving portions and the plurality of light-converging optical element unit by the second type, the said first type first 2 types of light-converging optical system of claim 5, characterized in that the die matching a plane passing through the top surface and the plurality of light receiving portions through the top of the plurality of converging optical element Production method.
  7. 前記列集光ユニットの形成後、複数の前記列集光ユニットの各集光光学素子部側面同士及び/又は各受光部側面同士を接合して面集光ユニットを形成する第1の接合工程と、各列集光ユニットの各導光部と合流射出体の入射口を接合する第2の接合工程を有することを特徴とする請求項5又は6に記載の集光光学系の製造方法。 After formation of the column condensing unit, a first bonding step of forming a plurality of the light-converging optical element portion side surfaces and / or bonded to the light receiving portion side faces are plane condensing unit of said column condensing unit , condensing the manufacturing method of the optical system according to claim 5 or 6, wherein a second bonding step of bonding the entrance of each light guide section and the confluence projectile of each column condensing unit.
  8. 請求項1又は2に記載の集光光学系の導光部の射出面に光起電力素子を接合してなることを特徴とする集光型太陽電池。 The concentrating solar cell characterized by comprising bonding the photovoltaic element on the exit surface of the light guide portion of the converging optical system according to claim 1 or 2.
  9. 請求項3に記載の集光光学系の合流射出体の射出面に光起電力素子を接合してなることを特徴とする集光型太陽電池。 The concentrating solar cell characterized by comprising bonding the photovoltaic element on the exit surface of the converging exit of the converging optical system of claim 3.
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