JP2008091440A - 太陽電池および集光型太陽光発電ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で高い絶縁性と放熱性を有し、高い信頼性と発電効率を実現する太陽電池、このような太陽電池を備え簡単な放熱構造で放熱性と生産性が良く発電効率の高い集光型太陽光発電ユニットを提供する。
【解決手段】太陽電池１０は、集光して照射された太陽光を光電変換して発電する集光型の太陽電池素子１１と、太陽電池素子１１を載置したレシーバ基板２０とを備える。レシーバ基板２０は、ベース基台２１、ベース基台２１に積層された中間絶縁層２２、中間絶縁層２２に積層された接続パターン層２３、接続パターン層２３を保護する表面保護層２７を備える。レシーバ基板２０は、例えば８〜１０ｍｍ程度の太陽電池素子１１に対して、例えば４０〜８０ｍｍ角とされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池素子と太陽電池素子を載置したレシーバ基板とを備える太陽電池、およびこのような太陽電池を実装した太陽電池実装板を備える集光型太陽光発電ユニットに関する。

太陽エネルギーを電力に変換する太陽光発電装置（太陽光発電ユニット）が実用化されているが、低コスト化を実現し、さらに大電力を得るために、集光レンズで集光した太陽光を集光レンズの受光面積より小さい太陽電池素子に照射して電力を取り出すタイプの集光型太陽光発電装置（集光型太陽光発電ユニット）が実用化されつつある。

集光型の太陽光発電装置は、太陽光を集光レンズで集光して太陽電池素子に照射することから、太陽電池素子は、光学系で集光された太陽光を受光できる小さい受光面積を備えれば良い。つまり、集光レンズの受光面積より小さいサイズの太陽電池素子で良いことから、太陽電池素子のサイズを縮小することができるので、太陽光発電装置において高価な構成物である太陽電池素子の使用量を減らすことができ、コストを低減することが可能となる。このような利点から、集光型太陽光発電装置は、広大な面積を利用して発電することが可能な地域などで、電力供給用に利用されつつある。

集光型太陽光発電装置として、太陽電池モジュールを支持板に取り付けるという簡単な構成により、重量の増大を招くことなく充分な強度、剛性が得られ、放熱性が得られるようにしたものが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
特開平１１−２８４２１７号公報

受光位置での集光によるエネルギーは極めて大きく、太陽電池素子周辺への照射による損傷防止対策などが放熱対策として必要である。しかし、特許文献１に記載の集光型太陽光発電装置は、放熱構造が複雑で大型となり、生産工程が複雑になることから、量産性、設置作業性、保守管理面などでの問題がある。

また、集光型太陽光発電装置は、砂漠等の温度変化の激しい地域に設置されることもしばしばであり、温度上昇に対する熱膨張対策も必要である。

すなわち、確実に太陽光から電力を取り出す太陽光発電装置とするために、太陽電池素子の実装、太陽電池素子と光学系との間の位置関係の調整などにおいて、熱、集光に対する適切な対策を施すことが極めて重要である。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ベース基台および中間絶縁層を介してベース基台に積層された接続パターン層を有するレシーバ基板に太陽電池素子を載置することにより、簡単な構造で高い絶縁性と放熱性を有し、高い信頼性と発電効率を実現する太陽電池を提供することを目的とする。

本発明は、レシーバ基板に太陽電池素子を載置した太陽電池と、レシーバ基板を固定した太陽電池実装板と、レシーバ基板の裏面側に配置された放熱器とを備えることにより、簡単な放熱構造で放熱性と生産性が良く発電効率の高い集光型太陽光発電ユニットを提供することを他の目的とする。

本発明に係る太陽電池は、基板電極および表面電極を有する太陽電池素子と、該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板とを備える太陽電池であって、前記レシーバ基板は、ベース基台と、該ベース基台に積層された中間絶縁層と、該中間絶縁層に積層された接続パターン層とを備え、前記基板電極および前記表面電極はそれぞれ前記接続パターン層に接続してあることを特徴とする。

この構成により、太陽電池素子をベース基台から容易に絶縁することができるので、ベース基台を放熱効率の高い放熱手段として有効に活用することが可能となり、簡単な構造で高い絶縁性と放熱性を有し信頼性に優れた発電効率の良い太陽電池とすることが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池では、前記接続パターン層を保護する表面保護層を備えることを特徴とする。

この構成により、接続パターン層の絶縁性を確実に向上させることが可能となり、さらに信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池では、前記レシーバ基板および前記太陽電池素子は、それぞれ矩形状であり、前記太陽電池素子は前記レシーバ基板の対角線に対して各辺が交差するように配置してあることを特徴とする。

この構成により、レシーバ基板を太陽電池実装板に実装して集光型太陽光発電ユニットに適用した場合に太陽電池素子の各辺を垂直方向に対して傾斜させることが可能となることから、外部から浸入した水分が太陽電池素子の各辺に対応する位置に滞留することを防止できるので、耐湿性、耐候性を向上させた太陽電池とすることができる。

また、本発明に係る太陽電池では、前記表面電極は、前記太陽電池素子の４つの角部に形成され、それぞれが前記接続パターン層にワイヤで接続してあることを特徴とする。

この構成により、太陽電池素子に発生した電流を最短距離で集電して各表面電極から取り出すことが可能となることから、集電効率を向上させた太陽電池とすることができる。

また、本発明に係る太陽電池では、前記ベース基台と一体化された放熱基部と、該放熱基部から突出した放熱突起部とを有する放熱器を備えることを特徴とする。

この構成により、熱抵抗を低減して放熱性を向上させることが可能となることから、発電効率の高い太陽電池とすることができる。

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットは、太陽電池素子および該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板を有する太陽電池と、前記レシーバ基板を実装した太陽電池実装板とを備える集光型太陽光発電ユニットであって、前記太陽電池素子が載置された表面側と反対の前記レシーバ基板の裏面側に、前記太陽電池素子に対応させて放熱器が配置してあることを特徴とする。

この構成により、集光して太陽電池素子に照射される太陽光による熱をレシーバ基板および放熱器を介して放熱することが可能となることから、簡単な放熱構造で放熱性と生産性が良く発電効率の高い集光型太陽光発電ユニットとなる。

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記放熱器は、前記レシーバ基板が実装された前記太陽電池実装板の表面側と反対の裏面側で前記太陽電池実装板に当接する放熱基部と、該放熱基部から突出した放熱突起部とを備えることを特徴とする。

この構成により、レシーバ基板、太陽電池実装板、放熱基部および放熱突起部による放熱経路を構成できることから、簡単な放熱構造で放熱性の高い集光型太陽光発電ユニットとなる。

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記放熱器は、前記レシーバ基板と一体化された放熱基部と、該放熱基部から突出した放熱突起部を備えることを特徴とする。

この構成により、レシーバ基板、放熱基部および放熱突起部による放熱経路を構成できることから、太陽電池および放熱器を容易かつ確実に太陽電池実装板に実装でき、また、簡単な放熱構造で放熱性が高い集光型太陽光発電ユニットとなる。

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記放熱基部は、前記太陽電池素子に対応する部分の厚さを、前記太陽電池素子から離れた部分の厚さより厚くしてあることを特徴とする。

この構成により、熱抵抗を確実に低減することが可能となり、放熱性がさらに高い集光型太陽光発電ユニットとなる。

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットでは、前記太陽電池は、本発明に係る太陽電池であることを特徴とする。

この構成により、絶縁性と放熱性をさらに向上できることから、信頼性が高く発電効率の良い集光型太陽光発電ユニットとすることができる。

本発明に係る太陽電池によれば、ベース基台と、ベース基台に積層された中間絶縁層と、中間絶縁層に積層された接続パターン層とを備えたレシーバ基板に太陽電池素子を載置して、接続パターン層から太陽電池素子の外部接続端子を取り出すことから、太陽電池素子をベース基台から絶縁してベース基台を放熱手段として有効に活用でき、簡単な構造で高い絶縁性と放熱性を有し、高い信頼性と発電効率を実現できるという効果を奏する。

つまり、本発明に係る太陽電池は、簡単な構造で高い絶縁性と放熱性を有することから、太陽光を集光して照射される集光型の太陽電池素子を載置した太陽電池に適用して顕著な効果を奏するものである。

また、本発明に係る集光型太陽光発電ユニットによれば、太陽電池素子を載置したレシーバ基板を太陽電池実装板に固定し、太陽電池素子が載置された表面側と反対のレシーバ基板の裏面側に、太陽電池素子に対応させて放熱器を配置してあることから、集光して太陽電池素子に照射される太陽光による熱をレシーバ基板および放熱器を介して放熱することが可能となり、簡単な放熱構造で放熱性と生産性が良く、高い発電効率が得られるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１および図２に基づいて、本発明の実施の形態１に係る太陽電池を説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池を説明する説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面状態を示す断面図である。図２は、図１で示した太陽電池素子の表面電極の状態を拡大して示す拡大平面図である。

本実施の形態に係る太陽電池１０は、集光して照射された太陽光を光電変換して発電する集光型の太陽電池素子１１と、太陽電池素子１１を載置したレシーバ基板２０とを備える。また、太陽電池素子１１には、バイパスダイオード１２が並列に接続してある。

バイパスダイオード１２は、太陽電池素子１１が太陽光の遮断などにより抵抗として動作する場合の電流経路を確保するものであり、例えば複数の太陽電池素子１１を接続して集光型太陽光発電ユニット４０（図３参照。）を構成した場合に、特定の太陽電池素子１１が発電機能を果たさないときでも全体として発電機能を維持できる構成とするものである。

太陽電池素子１１は、例えばＧａＡｓ系の化合物半導体を用いて公知の半導体製造プロセスによりＰＮ接合、電極（基板電極、表面電極）などを形成してウエハーから５〜１０ｍｍ角程度のチップに加工したものである。

太陽電池素子１１は、電極としてチップの基板側の基板電極（不図示）およびチップの表面側の表面電極１４（図２参照）を備える。表面電極１４は、チップの４つの角部にそれぞれ形成される。また、表面電極１４は、半導体基板の４辺に沿って延長する集電電極１５およびチップ各辺と交差するように集電電極１５からチップ対角線方向へ延長されチップ対角線に対して対称的な形状のＬ字型電極を構成する枝電極１６と一体に形成される。

この電極構成により、太陽電池素子１１は、発生した電流を最短距離で各集電電極１５へ集電して各表面電極１４から取り出すことができるので、電流経路での抵抗などによる電圧降下が小さく集電効率を向上させた太陽電池１０とすることが可能となる。電極材料としては、例えば銀、チタンなどを適用することが可能である。

なお、集電電極１５は、チップの各辺中央部で細く、表面電極１４の側で太くなるように形成して、光電変換面積の確保と電流経路での抵抗による特性低下とのバランスを取ることにより光電変換効率を向上させる構成としてある。

レシーバ基板２０は、ベース基台２１、ベース基台２１に積層された中間絶縁層２２、中間絶縁層２２に積層された接続パターン層２３、接続パターン層２３を保護する表面保護層２７を備える。レシーバ基板２０は、例えば８〜１０ｍｍ程度の太陽電池素子１１に対して、例えば４０〜８０ｍｍ角とされる。なお、レシーバ基板２０の各層相互間は適宜の接着剤などを適用することで積層することができる。

ベース基台２１は、例えばアルミニウム板で構成され、厚さは例えば１〜４ｍｍ程度である。アルミニウム板とすることにより、放熱性を向上させと共に軽量化することが可能となる。なお、アルミニウム板の代わりに銅板などを適用することも可能である。

中間絶縁層２２は、例えば高熱伝導性無機フィラー（例えばアルミニウム）を高充填したエポキシ系樹脂材料で構成され、厚さは例えば５０〜１００μｍ程度である。高熱伝導性無機フィラー（例えばアルミニウム）を高充填したエポキシ系樹脂材料を適用することにより、太陽電池素子１１をベース基台２１から薄い絶縁膜（中間絶縁層２２）を介して容易かつ確実に絶縁できることから、放熱効率の高い放熱手段としてベース基台２１を有効に活用して容易に信頼性の高い太陽電池１０とすることが可能となる。

接続パターン層２３は、例えば銅箔で構成され、厚さは例えば５０〜１００μｍ程度である。接続パターン層２３は、太陽電池素子１１の表面電極１４が接続される表面電極接続パターン２３ｓと、太陽電池素子１１の基板電極が接続される基板電極接続パターン２３ｂとで構成してある。

接続パターン層２３を銅箔で構成することにより、太陽電池素子１１の表面電極１４および基板電極への接続を容易かつ確実にすることが可能となり、太陽電池素子１１の電極に対する接続を外部端子（接続パターン層２３の端部にそれぞれ構成される表面電極取り出し端子２４および基板電極取り出し端子２５）を介して容易に行なうことが可能となる。

太陽電池素子１１の基板電極は、基板電極接続パターン２３ｂの接続領域としての基板電極接続部２３ｂｃに例えばハンダなどで接着される。太陽電池素子１１の表面電極１４は、表面電極接続パターン２３ｓの接続領域としての表面電極接続部２３ｓｃにワイヤ１７を介して接続される。バイパスダイオード１２の表面電極は、表面電極接続パターン２３ｓの接続領域である表面電極接続部２３ｄにワイヤ１８を介して接続される。ワイヤ１７、１８は例えば２５０μｍφアルミニウムワイヤで構成され、超音波共晶により接合される。なお、図１（Ｂ）では、ワイヤ１７、１８は図示を省略してある。

表面保護層２７は、例えばソルダーレジストで構成され、厚さは例えば５０μｍ程度である。接続が必要となる領域（例えば、基板電極接続部２３ｂｃ、表面電極接続部２３ｓｃ、表面電極接続部２３ｄ、表面電極取り出し端子２４、基板電極取り出し端子２５など）を除くレシーバ基板２０の表面を被覆して保護する構成としてある。表面保護層２７により、基板電極接続パターン２３ｂおよび表面電極接続パターン２３ｓ相互間の絶縁性を確実に向上させることが可能となり、太陽電池１０の信頼性をさらに向上させることができる。

表面電極接続パターン２３ｓの端部には接続領域としての表面電極取り出し端子２４が形成され、基板電極接続パターン２３ｂの端部には接続領域としての基板電極取り出し端子２５が形成されている。表面電極取り出し端子２４および基板電極取り出し端子２５には、表面保護層２７が形成されないことから、太陽電池１０の外部への取り出し端子として作用させることができ、適宜の接続線（不図示）を介して隣接する太陽電池１０相互間を接続することが可能な構成としてある。

本実施の形態に係る太陽電池１０は、太陽電池素子１１をベース基台２１から絶縁してあることから、太陽電池素子１１の表面電極１４および基板電極を接続パターン層２３にそれぞれ接続してそれぞれ独立した端子（表面電極取り出し端子２４、基板電極取り出し端子２５）を取り出すことができる。したがって、ベース基台２１を熱伝導性の高い金属で構成することにより、放熱効率の良い放熱手段として有効に活用することができるので、太陽電池１０は、簡単な構造で高い絶縁性と放熱性を有し、信頼性に優れた発電効率の高い太陽電池となる。

レシーバ基板２０には、太陽電池１０（レシーバ基板２０）を太陽電池実装板４７（図３参照。）に実装して固定するための実装結合穴２０ｈが対角線上に一対形成してある。実装結合穴２０ｈは、表面電極取り出し端子２４および基板電極取り出し端子２５とは異なる角部に配置して相互の絶縁性を容易に確保できる構成としてある。

また、太陽電池素子１１、バイパスダイオード１２を保護するために適宜の形状で被覆部３０が太陽電池素子１１、バイパスダイオード１２を被覆してレシーバ基板２０の中央部に形成される。なお、被覆部３０は、説明と理解の容易さを考慮して図示を適宜省略することがある。

本実施の形態に係る太陽電池１０では、太陽電池素子１１およびレシーバ基板２０は、それぞれ矩形状であり、太陽電池素子１１はレシーバ基板２０の対角線に対して各辺が交差するように配置してある。また、被覆部３０は、太陽電池素子１１の矩形状に対応した形状（矩形状）として形成される。なお、矩形状としては正方形がより好ましく、交差は直交であることがより好ましいがこれに限るものではない。

太陽電池素子１１およびレシーバ基板２０の配置関係により、太陽電池１０を太陽電池実装板４７に実装して集光型太陽光発電ユニット４０に適用した場合に、太陽電池素子１１、被覆部３０の各辺を垂直方向に対して傾斜させることが可能となり、外部から浸入した水分が太陽電池素子１１（被覆部３０）の各辺に対応する位置に滞留することを防止できるので、耐湿性、耐候性を向上させた太陽電池とすることが可能となる。

＜実施の形態２＞
図３ないし図７に基づいて、本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットを説明する。

図３は、本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットの概略構成を分解して示す分解斜視図である。

本実施の形態に係る集光型太陽光発電ユニット４０は、集光型太陽光発電ユニット４０の天面に対応して配置された透光性保護板４１、透光性保護板４１の裏面（図上、下側）に固着され太陽光を集光する集光レンズ４２、集光型太陽光発電ユニット４０の基本構造体となる長尺状フレーム４４を備える。

長尺状フレーム４４は、側部４４ｓおよび底部４４ｂで構成されるＵ字状としてある。側部４４ｓは、透光性保護板４１を保持し、集光レンズ４２の焦点距離に太陽電池１０を対応させる高さに調整してある。底部４４ｂは、対向する一対の側部４４ｓを保持し、太陽電池１０を実装した太陽電池実装板４７を裏面（図上、下側）に装着する構成としてある。

透光性保護板４１は、透光性、強度、耐環境性などを考慮して例えばガラスで構成してあり、周囲環境からの風雨の影響を排除することが可能としてある。なお、ガラスの代わりにアクリル樹脂、ポリカーボネートなどとすることも可能である。

集光レンズ４２は、太陽電池１０に対応させて透光性保護板４１に列状に複数配置され、レンズアレイを構成している。集光レンズ４２は、適宜の接着剤で透光性保護板４１に接着してある。集光レンズ４２は、加工性、透光性などを考慮して例えばアクリル樹脂で形成してある。なお、アクリル樹脂の代わりにポリカーボネート、ガラスなどとすることも可能である。

長尺状フレーム４４は、鉄板、鋼板などの金属板を例えばロールフォーミング加工することにより、側部４４ｓおよび底部４４ｂを含めて全体を一体として形成してある。長尺状フレーム４４の天面には透光性保護板４１を固定するための適宜の縁取り４４ｆが形成してある。また、底部４４ｂには、集光レンズ４２により集光された太陽光を太陽電池１０に照射するための太陽光照射穴４５が形成してある。長尺状フレーム４４は、鉄板、鋼板などの金属板で構成することにより、機械的強度および耐候性を確保することが可能となる。

太陽電池実装板４７は、長尺状フレーム４４と同様に長尺状としてあり、長さ方向へ太陽電池１０を列状に複数実装（図４参照。）する構成としてある。太陽電池実装板４７は、軽量化および放熱性を考慮して例えばアルミニウム板で構成してある。なお、太陽電池１０（太陽電池素子１１）は、集光レンズ４２に対応して構成される集光単位領域ＦＡ毎に集光単位領域ＦＡの中心（集光された太陽光の焦点位置：太陽光照射穴４５）に対応させて配置してある。また、長尺状フレーム４４には、太陽電池実装板４７を複数装着することも可能である。

なお、太陽電池１０は、実施の形態１で説明したものであり、レシーバ基板２０に太陽電池素子１１が載置してある。また、太陽電池実装板４７の周辺には、底部４４ｂに装着するための適宜の縁取り４７ｆが形成してある。

図４は、図３に示した集光型太陽光発電ユニットの太陽電池実装板に実装された太陽電池の配置状態を示す平面図である。

太陽電池実装板４７の集光単位領域ＦＡの中心に太陽電池１０が配置してある。太陽電池実装板４７は、太陽電池１０の実装の容易性などを考慮して長方形とし、長さ方向に複数の太陽電池１０を列状に配置してある。なお、ここでは、単一列として示すが適宜の列数（例えば２列）として、例えば全体で１０個（２×５）の太陽電池１０を配置した太陽電池実装板４７とすることが可能である。

太陽電池１０は、レシーバ基板２０に形成された実装結合穴２０ｈと実装結合穴２０ｈに対応させて太陽電池実装板４７に形成された実装結合穴４７ｈ（図５参照。）とを位置合わせしてリベットなどの実装結合ピン２０ｐを嵌挿することにより、太陽電池実装板４７に固定してある。

レシーバ基板２０は、列方向（太陽電池実装板４７の長さ方向）に、平行に配置してある。つまり、レシーバ基板２０の対向する一対の辺が太陽電池実装板４７の辺と平行となるように配置してある。この構成により、太陽電池実装板４７（集光型太陽光発電ユニット４０）を太陽光に向けて垂直方向または水平方向に配置したときに、太陽電池素子１１の各辺は垂直方向に対して傾斜することとなる。したがって、集光型太陽光発電ユニット４０の外部から浸入した水分が太陽電池素子１１（被覆部３０）の各辺で滞留することを防止できることから、太陽電池１０の耐湿性、耐候性を向上させることが可能となる。

図５は、本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットに適用した放熱器の実施例１を図４の矢符Ａ−Ａでの断面状態として示す断面図である。図６は、図５に示した放熱器を説明する説明図であり、（Ａ）は放熱突起部の先端状態を示す平面図、（Ｂ）は放熱突起部の突出状態を示す正面図である。

レシーバ基板２０の裏面を構成するベース基台２１は、太陽電池素子１１に対して絶縁してあることから、レシーバ基板２０の裏面側に対応させて放熱器５０を簡単な構造で容易に配置することが可能となる。つまり、本実施例では、太陽電池素子１１が載置されたレシーバ基板２０の表面側と逆の裏面側（ベース基台２１側）に、太陽電池素子１１に対応させて放熱器５０が配置してある。

本実施例に係る放熱器５０は、レシーバ基板２０が実装された太陽電池実装板４７の表面側と反対の裏面側で太陽電池実装板４７に当接する平板状の表面を有する放熱基部５１と、放熱基部５１から突出した放熱突起部５２とを備える。つまり、放熱基部５１は、太陽電池１０が実装された太陽電池実装板４７の表面側と反対の裏面側で太陽電池素子１１（レシーバ基板２０）に対応させて太陽電池実装板４７に当接する構成としてある。

放熱器５０は、例えば軽量で加工性の良いアルミニウムを成形加工（押し出し加工、鋳型加工など）することにより容易かつ低コストでの形成および軽量化が可能である。放熱突起部５２は、例えばピン状（図６参照。）、あるいはフィン状など種々の形状とすることが可能であり、放熱基部５１と一体化することにより熱抵抗を低減して放熱効率をさらに向上させることが可能となる。

レシーバ基板２０（ベース基台２１）、太陽電池実装板４７、放熱基部５１は、相互に当接（連結）させることから、レシーバ基板２０に実装結合穴２０ｈ、太陽電池実装板４７に実装結合穴４７ｈ、放熱基部５１に放熱結合穴５０ｈが相互に対応させて形成してある。つまり、レシーバ基板２０（ベース基台２１）、太陽電池実装板４７、放熱基部５１は、実装結合穴２０ｈ、実装結合穴４７ｈ、放熱結合穴５０ｈを連通して嵌挿された実装結合ピン２０ｐによって強固に圧接（圧着）されることから、相互間の放熱経路での熱抵抗を低減して放熱性を向上させることが可能となる。なお、実装結合ピン２０ｐは、例えばリベットなどで構成することができる。

太陽電池素子１１に向けて集光された太陽光によってレシーバ基板２０に加わる熱は、レシーバ基板２０（ベース基台２１）、太陽電池実装板４７、放熱基部５１および放熱突起部５２を介して放熱性の高い放熱経路を構成できることから、簡単な放熱構造で、放熱性の高い集光型太陽光発電ユニット４０となる。

また、放熱基部５１は、太陽電池素子１１に対応する部分（太陽電池素子１１に近い部分）の厚さｔ１を太陽電池素子１１から離れた部分の厚さｔ２より厚くしてあることから、放熱経路の熱抵抗を確実に低減することが可能となり、さらに放熱性の高い集光型太陽光発電ユニット４０とすることができる。

上述したとおり、本実施の形態では、簡単な構造で放熱性の高い放熱器５０を各太陽電池素子１１それぞれに対応させて配置することから、軽量化が可能で高い放熱性と発電効率を有する集光型太陽光発電ユニット４０を構成することが可能となる。また、放熱手段を簡略化した構造の放熱器５０とすることから、生産性が良く、製造コストを低減することが可能となる。

図７は、本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットに適用した放熱器の実施例２を図４の矢符Ａ−Ａでの断面状態として示す断面図である。

本実施例に係る放熱器５３は、実施例１の放熱器５０を変形したものであるので、実施例１と異なる点について主に説明する。実施例１と同様に、放熱器５３は、太陽電池素子１１が載置されたレシーバ基板２０の表面側と逆の裏面側（ベース基台２１側）に、太陽電池素子１１に対応させて配置してある。

放熱器５３は、レシーバ基板２０（ベース基台２１）と一体化された放熱基部５４と、放熱基部５４から突出した放熱突起部５５とを備える。つまり、実施例１と同様に、太陽電池１０は、放熱基部５４および放熱突起部５５を有する放熱器５３を備える構成としてある。

レシーバ基板２０と放熱基部５４とが一体化してあることから、レシーバ基板２０の実装結合穴２０ｈおよび太陽電池実装板４７の実装結合穴４７ｈを連通して嵌挿された実装結合ピン２０ｐによってレシーバ基板２０を太陽電池実装板４７に固定すれば放熱器５３も太陽電池実装板４７に固定された形態となる。つまり、放熱器５３を太陽電池実装板４７に結合するための作業を省略して製造工程を簡略化することが可能となることから、組立が簡単で放熱性の高い集光型太陽光発電ユニット４０とすることができる。

レシーバ基板２０と放熱基部５４とが一体化してあることから、実施例１の放熱器５０に比較して放熱経路での熱抵抗をさらに低減することが可能となり、放熱性を確実に向上させることが可能となる。

また、実施例１と同様に、放熱基部５４は、太陽電池素子１１に対応する部分の厚さｔ１を太陽電池素子１１から離れた部分の厚さｔ２より厚くしてあることから、放熱経路の熱抵抗を確実に低減することが可能となり、さらに放熱性の高い集光型太陽光発電ユニット４０とすることができる。

なお、レシーバ基板２０（ベース基台２１）と放熱基部５４との間に適宜の段差部５４ｓを形成し、この段差部５４ｓを太陽電池実装板４７に形成した嵌め込み貫通穴４７ｉに嵌合させる形態とすることが可能である。この構成により、太陽電池１０を太陽電池実装板４７に実装するときの位置合わせが容易となり、生産性を向上させることが可能となる。

上述したとおり、実施例２では、レシーバ基板２０と放熱基部５４とが一体化してあることから、太陽電池１０は、ベース基台２１と一体化された放熱基部５４と、放熱基部５４から突出した放熱突起部５５とを備える放熱器５３を備えることとなる。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池を説明する説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面状態を示す断面図である。 図１で示した太陽電池素子の表面電極の状態を拡大して示す拡大平面図である。 本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットの概略構成を分解して示す分解斜視図である。 図３に示した集光型太陽光発電ユニットの太陽電池実装板に実装された太陽電池の配置状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットに適用した放熱器の実施例１を図４の矢符Ａ−Ａでの断面状態として示す断面図である。 図５に示した放熱器を説明する説明図であり、（Ａ）は放熱突起部の先端状態を示す平面図、（Ｂ）は放熱突起部の突出状態を示す正面図である。 本発明の実施の形態２に係る集光型太陽光発電ユニットに適用した放熱器の実施例２を図４の矢符Ａ−Ａでの断面状態として示す断面図である。

符号の説明

１０ 太陽電池
１１ 太陽電池素子
１４ 表面電極
１７、１８ ワイヤ
２０ レシーバ基板
２１ ベース基台
２２ 中間絶縁層
２３ 接続パターン層
２３ｓ 表面電極接続パターン
２３ｂ 基板電極接続パターン
２３ｄ、２３ｓｃ 表面電極接続部
２３ｂｃ 基板電極接続部
２４ 表面電極取り出し端子
２５ 基板電極取り出し端子
２７ 表面保護層
３０ 被覆部
４０ 集光型太陽光発電ユニット
４１ 透光性保護板
４２ 集光レンズ
４４ 長尺状フレーム
４７ 太陽電池実装板
５０、５３ 放熱器
５１、５４ 放熱基部
５２、５５ 放熱突起部

Claims (10)

1. 基板電極および表面電極を有する太陽電池素子と、該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板とを備える太陽電池であって、
   前記レシーバ基板は、ベース基台と、該ベース基台に積層された中間絶縁層と、該中間絶縁層に積層された接続パターン層とを備え、
   前記基板電極および前記表面電極はそれぞれ前記接続パターン層に接続してあること
   を特徴とする太陽電池。
2. 前記接続パターン層を保護する表面保護層を備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
3. 前記レシーバ基板および前記太陽電池素子は、それぞれ矩形状であり、前記太陽電池素子は前記レシーバ基板の対角線に対して各辺が交差するように配置してあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池。
4. 前記表面電極は、前記太陽電池素子の４つの角部に形成され、それぞれが前記接続パターン層にワイヤで接続してあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の太陽電池。
5. 前記ベース基台と一体化された放熱基部と、該放熱基部から突出した放熱突起部とを有する放熱器を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の太陽電池。
6. 太陽電池素子および該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板を有する太陽電池と、前記レシーバ基板を実装した太陽電池実装板とを備える集光型太陽光発電ユニットであって、
   前記太陽電池素子が載置された表面側と反対の前記レシーバ基板の裏面側に、前記太陽電池素子に対応させて放熱器が配置してあることを特徴とする集光型太陽光発電ユニット。
7. 前記放熱器は、前記レシーバ基板が実装された前記太陽電池実装板の表面側と反対の裏面側で前記太陽電池実装板に当接する放熱基部と、該放熱基部から突出した放熱突起部とを備えることを特徴とする請求項６に記載の集光型太陽光発電ユニット。
8. 前記放熱器は、前記レシーバ基板と一体化された放熱基部と、該放熱基部から突出した放熱突起部を備えることを特徴とする請求項６に記載の集光型太陽光発電ユニット。
9. 前記放熱基部は、前記太陽電池素子に対応する部分の厚さを、前記太陽電池素子から離れた部分の厚さより厚くしてあることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の集光型太陽光発電ユニット。
10. 前記太陽電池は、請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の太陽電池であることを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか一つに記載の集光型太陽光発電ユニット。

Images