JP2009147077A - 集光式光電変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】集光レンズと、集光レンズに対向する位置に設置された光電変換素子とを備え、光電変換素子は、シリコン太陽電池と、シリコン太陽電池の集光レンズの設置側の表面上にシリコン太陽電池に電気的に接続されるようにして設置された受光面側多接合型太陽電池とを含み、受光面側多接合型太陽電池の集光レンズの設置側の表面である受光面の面積が集光レンズによって受光面に集光された光の面積の0.8以上1.2倍以下である集光式光電変換装置である。
【選択図】図1
Description
図1(a)に、本発明の集光式光電変換装置に用いられる光電変換素子の一例の模式的な断面図を示す。
図5(a)に、本発明の集光式光電変換装置に用いられる光電変換素子の他の一例の模式的な断面図を示す。本実施の形態の集光式光電変換装置は、シリコン太陽電池10上に形成された受光面側多接合型太陽電池20が、禁制帯幅が1.8eV以上2eV以下である化合物半導体層によって形成された第1のpn接合525を含む第1の化合物半導体太陽電池523と、第1の化合物半導体太陽電池523の下方に禁制帯幅が1.4eV以上1.6eV以下の化合物半導体層の第2のpn接合526を含む第2の化合物半導体太陽電池524とを有する構成となっていることに特徴がある。
<実施の形態3>
図7(a)に、本発明の集光式光電変換装置に用いられる光電変換素子のさらに他の一例の模式的な断面図を示す。
なお、本明細書においては、化合物半導体層を構成する元素の種類のみを記載しているが、これは化合物半導体層を構成する元素の組成比は適宜設定されることを意味している。
Claims (10)
- 集光レンズと、前記集光レンズに対向する位置に設置された光電変換素子と、を備え、
前記光電変換素子は、シリコン太陽電池と、前記シリコン太陽電池の前記集光レンズの設置側の表面上に前記シリコン太陽電池に電気的に接続されるようにして設置された受光面側多接合型太陽電池と、を含み、
前記受光面側多接合型太陽電池の前記集光レンズの設置側の表面である受光面の面積が、前記集光レンズによって前記受光面に集光される光の面積の0.8以上1.2倍以下である、集光式光電変換装置。 - 前記シリコン太陽電池の前記受光面側多接合型太陽電池の下方に位置する第1のエミッタ層が、前記第1のエミッタ層に隣り合う位置に形成された第2のエミッタ層と電気的に分離されていることを特徴とする、請求項1に記載の集光式光電変換装置。
- 前記受光面側多接合型太陽電池は、禁制帯幅が1.7eV以上1.9eV以下である化合物半導体層のpn接合を1つ含む化合物半導体太陽電池を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の集光式光電変換装置。
- 前記化合物半導体層は、AlGaAs、InGaP、InGaAsP、AlInGaPおよびAlInGaAsPからなる群から選択された少なくとも1種であることを特徴とする、請求項3に記載の集光式光電変換装置。
- 前記受光面側多接合型太陽電池は、禁制帯幅が1.8eV以上2eV以下である第1の化合物半導体層の第1のpn接合を含む第1の化合物半導体太陽電池と、前記第1の化合物半導体太陽電池の下方に禁制帯幅が1.4eV以上1.6eV以下の第2の化合物半導体層の第2のpn接合を含む第2の化合物半導体太陽電池とを有することを特徴とする、請求項1または2に記載の集光式光電変換装置。
- 前記第1の化合物半導体層は、AlGaAs、InGaP、InGaAsP、AlInGaPおよびAlInGaAsPからなる群から選択された少なくとも1種であり、前記第2の化合物半導体層は、AlGaAs、InGaAsPおよびAlInGaAsPからなる群から選択された少なくとも1種であることを特徴とする、請求項5に記載の集光式光電変換装置。
- 前記受光面側多接合型太陽電池は、禁制帯幅が1.8eV以上2eV以下である第1の化合物半導体層の第1のpn接合を含む第1の化合物半導体太陽電池と、前記第1の化合物半導体太陽電池の下方に禁制帯幅が1.4eV以上1.6eV以下の第2の化合物半導体層の第2のpn接合を含む第2の化合物半導体太陽電池とを有し、
前記シリコン太陽電池の前記集光レンズの設置側とは反対側の表面上に前記シリコン太陽電池に電気的に接続されるようにして裏面側多接合型太陽電池が設置されており、前記裏面側多接合型太陽電池は、禁制帯幅が0.6eV以上0.8eV以下である第3の化合物半導体層の第3のpn接合を含む第3の化合物半導体太陽電池を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の集光式光電変換装置。 - 前記第1の化合物半導体層は、AlGaAs、InGaP、InGaAsP、AlInGaPおよびAlInGaAsPからなる群から選択された少なくとも1種であり、前記第2の化合物半導体層は、AlGaAs、InGaAsPおよびAlInGaAsPからなる群から選択された少なくとも1種であって、第3の化合物半導体層は、InGaAs、InGaAsPおよびAlInGaAsPからなる群から選択された少なくとも1種であることを特徴とする、請求項7に記載の集光式光電変換装置。
- 前記受光面側多接合型太陽電池の前記受光面上に形成された第1の電極と、前記シリコン太陽電池の前記第2のエミッタ層上に形成された第2の電極と、前記シリコン太陽電池の前記集光レンズの設置側とは反対側の表面上に形成された第3の電極と、を有することを特徴とする、請求項2に記載の集光式光電変換装置。
- 前記第1の電極と前記第3の電極との間で発生する電力と、前記第2の電極と前記第3の電極との間で発生する電力とを分離することができることを特徴とする、請求項9に記載の集光式光電変換装置。
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