JP2009135332A - 光電変換装置用発電アレイおよび光電変換装置、ならびにそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1導電体層に多数の光電変換素子を支持する素子支持部を間隔を隔てて複数設けるとともに、各素子支持部毎に独立した第2導電体層を接続した発電アレイを構成する。この発電アレイを1以上の任意の数に分割することにより、多様な仕様の光電変換装置に対応できる任意の仕様の発電ユニットを作製する。この発電ユニット単独もしくは複数を直列に接続すれば、発電ユニット同士を並列に接続する工程が簡素化される。
【選択図】図7
Description
多数の光電変換素子を支持する素子支持部を長手方向に間隔を隔てて複数設けた第1導電体層、
前記第1導電体層の各素子支持部にそれぞれが独立に支持された多数の光電変換素子であって、球状の第1半導体およびその表面を被覆する第2半導体層を具備し、前記第2半導体層が前記第1半導体を露出させる開口部を有し、前記第1半導体または第2半導体層が前記第1導電体層に電気的に接続された光電変換素子、
前記各素子支持部毎に、素子支持部の光電変換素子の第2半導体層または第1半導体と電気的に接続された第2導電体層、および
前記第1導電体層と第2導電体層とを絶縁する電気絶縁層
を具備することを特徴とするものである。
球状の第1半導体およびその表面を被覆する第2半導体層を具備し、前記第2半導体層が前記第1半導体を露出させる開口部を有する多数の光電変換素子を、前記第1導電体層の各素子支持部にそれぞれを独立に支持させて、前記第1半導体または第2半導体層を前記第1導電体層に電気的に接続する工程、および
前記各素子支持部毎に、素子支持部の光電変換素子の第2半導体層または第1半導体に第2導電体層を電気的に接続するとともに、前記第1導電体層と第2導電体層とを絶縁する電気絶縁層を形成する工程
を含むことを特徴とする。
球状の第1半導体およびその表面を被覆する第2半導体層を具備する多数の光電変換素子を、前記第1導電体層の裏面側に前記光電変換素子の一部が臨むように、前記素子支持部内の孔にそれぞれを独立に支持させるとともに、前記第2半導体層を前記孔の縁部に電気的に接続する工程、
前記第1導電体層の裏面側に電気絶縁層を形成する工程
前記電気絶縁層に前記第2半導体層を露出させる孔を開ける工程、
前記孔内の第2半導体層を除去して、前記第1半導体の一部を露出させる工程、および
前記各素子支持部毎に、前記電気絶縁層上に第2導電体層を設けるとともに、前記素子支持部の光電変換素子の前記第1半導体の露出部と前記第2導電体層とを前記電気絶縁層の孔をとおして電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする。
本実施形態は、第1導電体層に装着する段階で用いる素子の形態に対応して、三種類に大別される。以下に、それぞれの場合の実施形態を詳細に説明する。
まず、例えば、図2(1)の素子10Aを図1の第1導電体層の孔の部分に固定した組立体を準備する。図4に示す組立体30Aは、素子10Aの第2半導体層2が第1導電体層20の凹部21の孔の縁部に導電性接着剤24により接続され、かつ素子10Aの一部が第1導電体層20の裏面側に臨んでいる。図4には、図1(2)のIV−IV線で切った断面図に相当する第1導電体層の一部のみを示している。第1導電体層20には4個の素子支持部27が設けられ、各素子支持部には約1800個の素子が支持されている。各素子支持部のサイズは約50×150mmであり、相互に約5mmの間隔をおいて配列されている。
第2半導体層2が反射防止膜5で被覆された図3(1)の素子を用いた場合にも上記と同様の方法により発電アレイを構成することができる。
第2半導体層に第1半導体の一部を露出させる開口部を形成した素子を用いて発電アレイを組み立てる場合の代表的な実施形態を図11に沿って説明する。
第1半導体の露出部を形成し、さらにその露出部に導電層を形成した素子を用いて発電アレイを組み立てる場合の代表的な実施形態を図12に沿って説明する。
本発明における発電アレイは、単独もしくは所定数に分割されて、発電ユニットとなる。発電ユニットは、多くの場合、第1導電体層のガイド孔の設置部など、光電変換装置に組み込む段階では不要な部分を発電アレイから取り除かれている。これらの発電ユニットは単独で光電変換装置に組み込まれる場合もあるが、多くの場合、複数個が直列に接続されて組み込まれる。
光電変換装置に組み込まれる発電ブロックには、単独の発電ユニットからなる場合、および相互に電気的に接続された複数の発電ユニットからなる場合がある。前者は1)の発電ユニットそのものなので説明を省略し、後者の実施形態について以下に説明する。
この際、上記の部材の一方の表面に銀などの表面層が設けられる場合には、図14のように、前記の表面層が形成されていない面(アルミニウムもしくはアルミニウム合金が露出している面)同士を重ね合わせて溶接することが好ましい。上記の表面層は、例えば、第1導電体層の表面側(受光面側)の反射率あるいは導電性を向上させるため、あるいは、図8のように、アルミニウム製の金属シートを、その孔を通して導電性ペーストにより第1半導体と電気的に接続する場合の導通を良くするために、金属シートの表面側(受光面の反対側)に形成される。
の金属層を結合したもの、ii)上記の基材シートの片面に形成した中間層を介
して、半田付けが容易な半田以外の金属層を結合したもの、並びに、i)また
はii)の半田付けが容易な半田以外の金属層の上に半田層を結合するか、部分
的に半田を付着させたもの、などを用いることができる。
2 第2半導体層
3、13、33 第1半導体の露出部
4 第2半導体層の開口部
5 反射防止膜
6、16、36,76 第1半導体とのオーミックな導電性を有する層
7 導電性ペーストの塗布層
8 導体バンプ
10、10A、10B、10C 光電変換素子
20 第1導電体層
21 凹部
22(支持体の)孔
24 導電性接着剤
25、25a、25b、25c、25d (素子支持部を囲む)鍔部
26a、26b ガイド孔
27 素子支持部
29 突起部
30 切断予定部
35、45、75、75X、75Y 金属シート(または、第2導電体層)
40、70 電気絶縁層(または、樹脂シート)
42、52、62、72 電気絶縁層の孔(導電路)
44 金属シートの孔
55、65、85 導電性ペースト
100、100A,100B,100C 発電ユニット
101、101B 発電ユニットの短辺側の他方の縁部
102、102A 発電ユニットの短辺側の一方の縁部
103 発電ユニットの長辺側の一方の縁部
104 発電ユニットの長辺側の一方の縁部
121 基材シート
122 半田付けが容易な金属層
123、124 端子板
Claims (14)
- 多数の光電変換素子を支持する素子支持部を長手方向に間隔を隔てて複数設けた第1導電体層、
前記第1導電体層の各素子支持部にそれぞれが独立に支持された多数の光電変換素子であって、球状の第1半導体およびその表面を被覆する第2半導体層を具備し、前記第2半導体層が前記第1半導体を露出させる開口部を有し、前記第1半導体または第2半導体層が前記第1導電体層に電気的に接続された光電変換素子、
前記各素子支持部毎に、素子支持部の光電変換素子の第2半導体層または第1半導体と電気的に接続された第2導電体層、および
前記第1導電体層と第2導電体層とを絶縁する電気絶縁層
を具備することを特徴とする光電変換装置用発電アレイ。 - 前記第1導電体層の素子支持部間の少なくとも一つを、前記発電アレイを分割するための切断予定部とする請求項1記載の光電変換装置用発電アレイ。
- 前記第1導電体層の各素子支持部が相互に区画され、各素子支持部にそれぞれ同数の前記光電変換素子が同一のパターンで支持されている請求項1または2に記載の光電変換装置用発電アレイ。
- 前記第1導電体層の各素子支持部の外周部に鍔部が設けられ、前記切断予定部が前記各素子支持部間の鍔部のほぼ中央部に位置する請求項2または3に記載の光電変換装置用発電アレイ。
- 前記第1導電体層が、複数の方形の素子支持部、および前記各素子支持部を囲み、前記素子支持部より一段高くなった鍔部からなり、前記素子支持部の配列方向に沿って一体に連なった鍔部の一対の帯状の部分に、第1導電体層の位置決め用のガイド孔を有する請求項1〜4のいずれかに記載の光電変換装置用発電アレイ。
- 前記光電変換素子が、前記第2半導体層の表面を被覆する反射防止膜を有し、前記第2半導体層および前記反射防止膜が前記第1半導体を露出させる開口部をそれぞれ同部位に有する請求項1〜5のいずれかに記載の光電変換装置用発電アレイ。
- 前記第1導電体層および第2導電体層の主材料が、導電性の金属シートである請求項1〜6のいずれかに記載の光電変換装置用発電アレイ。
- 前記第1導電体層の素子支持部が前記光電変換素子を一個ずつ支持するための複数の孔を有する請求項1〜7のいずれかに記載の光電変換装置発電アレイ。
- 前記素子支持部が前記孔を底部に有する複数の凹部を隣接して表面に有し、前記凹部の内面に反射鏡層を有する請求項8記載の光電変換装置発電アレイ。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の前記光電変換装置用発電アレイそのもの、もしくは前記光電変換装置用発電アレイを分割したものからなる発電ユニットの、単独、または前記発電ユニットの複数を直列に電気的に接続してなる発電ブロックを備えた光電変換装置。
- 前記第1導電体層および第2導電体層のそれぞれの基材がアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、隣接する前記発電ユニットの一方の発電ユニットの第1導電体層と他方の発電ユニットの第2導電体層のそれぞれの端部同士が溶接されて、前記発電ユニットの複数が直列に接続された発電ブロックを備えた請求項10記載の光電変換装置。
- 前記発電ブロックの一方の端に位置する発電ユニットの第1導電体層および他方の端に位置する発電ユニットの第2導電体層のそれぞれに端子板が接続され、前記端子板はアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる基材シートと、該基材シートの片面側に結合された、少なくとも表面が銅、黄銅、錫、鉄、銀、および半田からなる群より選ばれた少なくとも一種を主成分とする金属層からなり、前記基材シート側が前記第1導電体層および第2導電体層のそれぞれに溶接されている請求項11記載の光電変換装置。
- 多数の光電変換素子を支持する素子支持部を長手方向に間隔を隔てて複数設けた第1導電体層を作製する工程、
球状の第1半導体およびその表面を被覆する第2半導体層を具備し、前記第2半導体層が前記第1半導体を露出させる開口部を有する多数の光電変換素子を、前記第1導電体層の各素子支持部にそれぞれを独立に支持させて、前記第1半導体または第2半導体層を前記第1導電体層に電気的に接続する工程、および
前記各素子支持部毎に、素子支持部の光電変換素子の第2半導体層または第1半導体に第2導電体層を電気的に接続するとともに、前記第1導電体層と第2導電体層とを絶縁する電気絶縁層を形成する工程
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。 - 多数の光電変換素子を支持する素子支持部を長手方向に間隔を隔てて複数設け、前記各素子支持部内に前記光電変換素子を一個ずつ支持するための孔を複数設けた第1導電体層を作製する工程、
球状の第1半導体およびその表面を被覆する第2半導体層を具備する多数の光電変換素子を、前記第1導電体層の裏面側に前記光電変換素子の一部が臨むように、前記素子支持部内の孔にそれぞれを独立に支持させるとともに、前記第2半導体層を前記孔の縁部に電気的に接続する工程、
前記第1導電体層の裏面側に電気絶縁層を形成する工程
前記電気絶縁層に前記光電変換素子の第2半導体層を露出させる孔を開ける工程、
前記孔内の第2半導体層を除去して、前記第1半導体の一部を露出させる工程、および
前記各素子支持部毎に、前記電気絶縁層上に第2導電体層を設けるとともに、素子支持部の光電変換素子の前記第1半導体の露出部と前記第2導電体層とを前記電気絶縁層の孔をとおして電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
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