JP2011114280A - Component for photoelectric conversion device, and photoelectric conversion device - Google Patents

Component for photoelectric conversion device, and photoelectric conversion device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the photoelectric conversion efficiency of a photoelectric conversion device by improving heat dissipation performance. <P>SOLUTION: The photoelectric conversion device includes a component for the photoelectric conversion device, and a photoelectric conversion element 4 mounted on the component for the photoelectric conversion device. The component for the photoelectric conversion device includes a base 1 having a mounting portion where the photoelectric conversion element 4 is mounted. The base 1 has a cavity portion 12 which is opened from a first part to a second part of a side face or a lower surface. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光電変換装置用部品および光電変換装置に関するものである。   The present invention relates to a photoelectric conversion device component and a photoelectric conversion device.

近年、光電変換素子を有する光電変換装置の開発が進められている。例示的な光電変換装置は、太陽電池装置である。特に、発電効率の向上を目的として、集光型の太陽電池装置の開発が進められている。   In recent years, development of a photoelectric conversion device having a photoelectric conversion element has been advanced. An exemplary photoelectric conversion device is a solar cell device. In particular, for the purpose of improving the power generation efficiency, a concentrating solar cell device is being developed.

特開２００６−２７８５８１号公報JP 2006-275881 A

光電変換装置は、使用環境によっては温度上昇を伴う場合があり、光電変換素子における光電変換効率が低下する可能性がある。従って、光電変換装置は、放熱性に関して改善される必要がある。   The photoelectric conversion device may be accompanied by a temperature rise depending on the use environment, and the photoelectric conversion efficiency in the photoelectric conversion element may be reduced. Therefore, the photoelectric conversion device needs to be improved with respect to heat dissipation.

本発明の一つの態様によれば、光電変換装置用部品は、光電変換素子が搭載される搭載部を有する基体を含んでいる。基体は、側面または下面の第１の部位から第２の部位に開口する空洞部を有している。   According to one aspect of the present invention, a component for a photoelectric conversion device includes a base body having a mounting portion on which a photoelectric conversion element is mounted. The base has a cavity that opens from the first part to the second part on the side surface or the lower surface.

本発明の他の態様によれば、光電変換装置は、上記光電変換装置用部品と、光電変換装置用部品の基体に搭載された光電変換素子とを備えている。   According to another aspect of the present invention, a photoelectric conversion device includes the photoelectric conversion device component and a photoelectric conversion element mounted on a base of the photoelectric conversion device component.

本発明の一つの態様によれば、光電変換装置用部品は、側面または下面の第１の部位から第２の部位に開口する空洞部を有する基体を含んでいることにより、放熱性に関して向上されている。   According to one aspect of the present invention, the component for a photoelectric conversion device includes a base having a hollow portion that opens from the first part on the side surface or the lower surface to the second part, thereby improving heat dissipation. ing.

本発明の他の態様によれば、光電変換装置は、上記光電変換装置用部品を含んでいることにより、放熱性に関して向上されている。従って、光電変換装置は、光電変換効率に関して向上されている。   According to the other aspect of this invention, the photoelectric conversion apparatus is improved regarding heat dissipation by including the said component for photoelectric conversion apparatuses. Therefore, the photoelectric conversion device is improved with respect to photoelectric conversion efficiency.

本発明の第１の実施形態における光電変換装置を示す透視斜視図である。It is a see-through | perspective perspective view which shows the photoelectric conversion apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 図１に示された基体１の平面図を示している。The top view of the base | substrate 1 shown by FIG. 1 is shown. 図１に示された光電変換装置における放熱経路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thermal radiation path | route in the photoelectric conversion apparatus shown by FIG. 図１に示された光電変換装置における端子構造の例を示している。2 illustrates an example of a terminal structure in the photoelectric conversion device illustrated in FIG. 1. 図１に示された光電変換装置における外部装置への取り付け構造の例を示している。The example of the attachment structure to the external device in the photoelectric conversion apparatus shown by FIG. 1 is shown. 図５に示された外部装置への取り付け構造における放熱経路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the heat dissipation path | route in the attachment structure to the external apparatus shown by FIG. 本発明の第２の実施形態の光電変換装置における基体１などを示している。The base | substrate 1 etc. in the photoelectric conversion apparatus of the 2nd Embodiment of this invention are shown. 図７に示された光電変換装置における放熱経路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thermal radiation path | route in the photoelectric conversion apparatus shown by FIG. 本発明の第３の実施形態の光電変換装置における基体１などを示している。The base | substrate 1 etc. in the photoelectric conversion apparatus of the 3rd Embodiment of this invention are shown. 本発明の第４の実施形態の光電変換装置における基体１などを示している。The base | substrate 1 etc. in the photoelectric conversion apparatus of the 4th Embodiment of this invention are shown. 図１０に示された基体１などの縦断面図を示している。FIG. 11 shows a longitudinal sectional view of the substrate 1 and the like shown in FIG. 10. 図１１に示された光電変換装置における放熱経路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thermal radiation path | route in the photoelectric conversion apparatus shown by FIG. 図１１に示された光電変換装置における端子構造の例を示している。12 illustrates an example of a terminal structure in the photoelectric conversion device illustrated in FIG. 11. 本発明の第５の実施形態の光電変換装置における基体１などを示している。The base | substrate 1 etc. in the photoelectric conversion apparatus of the 5th Embodiment of this invention are shown. 図１４に示された基体１の縦断面図を示している。The longitudinal cross-sectional view of the base | substrate 1 shown by FIG. 14 is shown. 図１４に示された光電変換装置における放熱経路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thermal radiation path | route in the photoelectric conversion apparatus shown by FIG.

以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, some exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１および図２に示されているように、本発明の第１の実施形態における光電変換装置は、基体１と、基体１に接合された複数の導電路２と、基体１の上に設けられたサブマウント基板３と、サブマウント基板３に実装された光電変換素子４と、基体１の上に設けられたカバー部材５と、光電変換素子４の上方に設けられた集光部材６とを含んでいる。基体１と、複数の導電路２とによって、光電変換装置用部品が構成されている。光電変換装置は、例えば、集光型太陽電池である。図１において、光電変換装置は、仮想のｘｙｚ空間におけるｘｙ平面に実装されている。図１において、上方向とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。   As shown in FIGS. 1 and 2, the photoelectric conversion device according to the first embodiment of the present invention is provided on a base body 1, a plurality of conductive paths 2 bonded to the base body 1, and the base body 1. The submount substrate 3, the photoelectric conversion element 4 mounted on the submount substrate 3, the cover member 5 provided on the substrate 1, and the light collecting member 6 provided above the photoelectric conversion element 4. Is included. The substrate 1 and the plurality of conductive paths 2 constitute a photoelectric conversion device component. The photoelectric conversion device is, for example, a concentrating solar cell. In FIG. 1, the photoelectric conversion device is mounted on an xy plane in a virtual xyz space. In FIG. 1, the upward direction means the positive direction of the virtual z axis.

基体１は、例えば、銅（Ｃｕ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）合金、鉄（Ｆｅ）、鉄−ニッケル−コバルト（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）合金などの金属材料を含んでいる。基体１は、光電変換素子が搭載される搭載部１１と、空洞部１２と、複数の貫通孔１３とを有している。   The base 1 contains a metal material such as copper (Cu), copper-tungsten (Cu-W) alloy, iron (Fe), iron-nickel-cobalt (Fe-Ni-Co) alloy, for example. The base body 1 has a mounting portion 11 on which a photoelectric conversion element is mounted, a cavity portion 12, and a plurality of through holes 13.

本実施形態において、搭載部１１とは、サブマウント基板３が設けられる領域のことをいい、図２において破線によって示されている。   In the present embodiment, the mounting portion 11 refers to a region where the submount substrate 3 is provided, and is indicated by a broken line in FIG.

空洞部１２は、基体１の仮想ｙ軸方向に形成されており、基体１の側面の第１の部位１１１、基体１の下面の部位、および第１の部位１１１に対向する側面の第２の部位１１２にわたり連続的に開口している。空洞部１２は、搭載部１１の直下に位置している。図１および図２において、空洞部１２は、基体１を透視した状態で点線によって示されている。なお、空洞部１２は、側面の部位と下面の部位の２箇所のみが開口していても良い。   The cavity portion 12 is formed in the virtual y-axis direction of the base body 1, and the first portion 111 on the side surface of the base body 1, the bottom surface portion of the base body 1, and the second side surface facing the first portion 111. It opens continuously over the region 112. The cavity portion 12 is located directly below the mounting portion 11. 1 and 2, the cavity 12 is indicated by a dotted line in a state where the base body 1 is seen through. In addition, the cavity part 12 may open only two places, the site | part of a side surface, and the site | part of a lower surface.

複数の貫通孔１３は、基体１の上面から空洞部１２にかけて形成されている。図１において、複数の貫通孔１３は、上下方向に形成されている。   The plurality of through holes 13 are formed from the upper surface of the base 1 to the cavity 12. In FIG. 1, the plurality of through holes 13 are formed in the vertical direction.

複数の導電路２は、基体１の上面から基体１の内部にかけて設けられており、一部が空洞部１２と接している。複数の導電路２は、複数の貫通孔１３内に設けられているとともに、絶縁部材によって基体１に固定されたリードピンである。絶縁部材は、例えばガラス接合部材である。複数の導電路２は、例えば、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金または鉄−ニッケル−コバルト（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）合金からなる。   The plurality of conductive paths 2 are provided from the upper surface of the base body 1 to the inside of the base body 1, and a part thereof is in contact with the cavity portion 12. The plurality of conductive paths 2 are lead pins provided in the plurality of through holes 13 and fixed to the base body 1 by an insulating member. The insulating member is, for example, a glass bonding member. The plurality of conductive paths 2 are made of, for example, an iron-nickel (Fe—Ni) alloy or an iron-nickel-cobalt (Fe—Ni—Co) alloy.

サブマウント基板３は、例えば、ロウ材によって、基体１の上面に接合されている。サブマウント基板３は、導体パターンを有している。導体パターンは、ボンディングワイヤによって導電路２に電気的に接続されている。サブマウント基板３は、例えば、セラミックスからなる。セラミックスは、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）である。 The submount substrate 3 is bonded to the upper surface of the base 1 by, for example, a brazing material. The submount substrate 3 has a conductor pattern. The conductor pattern is electrically connected to the conductive path 2 by a bonding wire. The submount substrate 3 is made of ceramics, for example. The ceramic is, for example, alumina (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN).

光電変換素子４は、サブマウント基板３の導体パターンに電気的に接続されている。光電変換素子４は、例えば、III−Ｖ族化合物半導体を含んでいる太陽電池素子である。例示的な太陽電池素子は、ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ３接合型セルの構造を有している。インジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）トップセルは、６６０ｎｍ以下の波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ミドルセルは、６６０ｎｍから８９０ｎｍまでの波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。ゲルマニウム（Ｇｅ）ボトムセルは、８９０ｎｍから２０００ｎｍまでの波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。３つのセルは、トンネル接合を介して直列に接続されている。開放電圧は、３つのセルの起電圧の和である。   The photoelectric conversion element 4 is electrically connected to the conductor pattern of the submount substrate 3. The photoelectric conversion element 4 is a solar cell element including a III-V group compound semiconductor, for example. An exemplary solar cell element has an InGaP / GaAs / Ge3 junction cell structure. The indium gallium phosphide (InGaP) top cell converts energy contained in a wavelength region of 660 nm or less. The gallium arsenide (GaAs) middle cell converts energy contained in a wavelength region from 660 nm to 890 nm. The germanium (Ge) bottom cell converts light contained in a wavelength region from 890 nm to 2000 nm. The three cells are connected in series via a tunnel junction. The open circuit voltage is the sum of the electromotive voltages of the three cells.

カバー部材５は、光電変換素子４を囲むように、基体１上に設けられている。カバー部材５は、例えば、鉄（Ｆｅ）、鉄−ニッケル−コバルト（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）合金などの金属材料を含んでいる。カバー部材５は、基体１に接合されている。接合方法の例は、例えば銀ロウなどのロウ材を用いた接合である。接合方法の他の例は、例えば抵抗溶接などの溶接である。基体１とカバー部材５との接合は、集光型光電変換装置が気密性を保持するように行われる。   The cover member 5 is provided on the base body 1 so as to surround the photoelectric conversion element 4. The cover member 5 contains metal materials, such as iron (Fe) and an iron-nickel-cobalt (Fe-Ni-Co) alloy, for example. The cover member 5 is joined to the base body 1. An example of the bonding method is bonding using a brazing material such as silver brazing. Another example of the joining method is welding such as resistance welding. The base 1 and the cover member 5 are joined so that the condensing photoelectric conversion device maintains airtightness.

集光部材６は、カバー部材５に接合されているとともに、光電変換素子４の直上に設けられている。集光部材６は、例えば、プリズムレンズなどの透光性部材である。透光性とは、例えば、光電変換装置が太陽電池装置の場合、太陽光の少なくとも一部の波長が透過できることをいう。プリズムレンズは、上端から下端に向かうに従って断面積が小さくなる角錐状を成している。光は、プリズムレンズの内部と外部との界面において繰り返し全反射される。プリズムレンズは、光の全反射によって断面積内の光エネルギーの強度分布を均等化するという機能を有している。   The condensing member 6 is joined to the cover member 5 and is provided immediately above the photoelectric conversion element 4. The condensing member 6 is a translucent member such as a prism lens, for example. Translucency means that, for example, when the photoelectric conversion device is a solar cell device, at least a part of the wavelength of sunlight can be transmitted. The prism lens has a pyramid shape with a cross-sectional area that decreases from the upper end toward the lower end. The light is repeatedly totally reflected at the interface between the inside and the outside of the prism lens. The prism lens has a function of equalizing the intensity distribution of light energy in the cross-sectional area by total reflection of light.

図３を参照して、本実施形態の光電変換装置における放熱経路について説明する。図３において、サブマウント基板３、光電変換素子４、カバー部材５および集光部材６は省略されている。   With reference to FIG. 3, the heat dissipation path in the photoelectric conversion device of the present embodiment will be described. In FIG. 3, the submount substrate 3, the photoelectric conversion element 4, the cover member 5 and the light collecting member 6 are omitted.

本実施形態における光電変換装置は、空洞部１２を有する基体１を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、空洞部１２において媒体によって外部へ伝導される。図３において、空洞部１２における媒体による熱伝導が、ブロック矢印によって示されている。熱は、空洞部１２において、仮想のｙ軸方向へ伝導される。媒体は、例えば、冷媒ガスまたは冷媒液などの冷媒流体である。冷媒ガスは、例えば、空気などを含む。冷媒液は、例えば、水などを含む。基体１は、空洞部１２を有していることにより、放熱性に関して向上されている。従って、光電変換装置は、光電変換効率に関して向上されている。   Since the photoelectric conversion device in the present embodiment includes the base 1 having the cavity 12, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is conducted to the outside by the medium in the cavity 12. In FIG. 3, the heat conduction by the medium in the cavity 12 is indicated by block arrows. Heat is conducted in the imaginary y-axis direction in the cavity 12. The medium is, for example, a refrigerant fluid such as a refrigerant gas or a refrigerant liquid. The refrigerant gas includes, for example, air. The refrigerant liquid includes, for example, water. Since the base body 1 has the cavity 12, the heat dissipation is improved. Therefore, the photoelectric conversion device is improved with respect to photoelectric conversion efficiency.

本実施形態における光電変換装置は、基体１の上面から空洞部１２にかけて設けられた複数の導電路２を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、複数の導電路２によって空洞部１２へ伝導される。図３において、複数の導電路２による熱伝導が、ブロック矢印によって示されている。熱は、複数の導電路２において、仮想のｚ軸の負方向へ伝導される。光電変換素子４は、導電路２が基体１の上面から空洞部１２にかけて設けられていることにより、放熱性に関して向上されている。従って、光電変換装置は、光電変換効率に関して向上されている。   The photoelectric conversion device according to the present embodiment includes a plurality of conductive paths 2 provided from the upper surface of the substrate 1 to the cavity portion 12, so that, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is generated by the plurality of conductive paths 2. Is conducted to the cavity 12. In FIG. 3, heat conduction by the plurality of conductive paths 2 is indicated by block arrows. Heat is conducted in the negative direction of the virtual z axis in the plurality of conductive paths 2. The photoelectric conversion element 4 is improved in terms of heat dissipation because the conductive path 2 is provided from the upper surface of the base 1 to the cavity 12. Therefore, the photoelectric conversion device is improved with respect to photoelectric conversion efficiency.

本実施形態における光電変換装置は、空洞部１２を搭載部１１の直下に有していることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱を空洞部１２へ伝導しやすくなっている。従って、本実施形態における光電変換装置は、光電変換効率に関して向上されている。   The photoelectric conversion device according to the present embodiment has the hollow portion 12 immediately below the mounting portion 11, so that, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 can be easily conducted to the hollow portion 12. Therefore, the photoelectric conversion device in this embodiment is improved with respect to photoelectric conversion efficiency.

本実施形態の光電変換装置において、導電路２がリードピンであることにより、本実施形態における光電変換装置は、生産性に関して改善されている。   In the photoelectric conversion device of the present embodiment, since the conductive path 2 is a lead pin, the photoelectric conversion device of the present embodiment is improved with respect to productivity.

図４を参照して、本実施形態の光電変換装置における端子構造の例について説明する。端子構造は、例えば、複数の導電路２に電気的に接続された複数のフレキシブル配線基板７を有する構造である。複数のフレキシブル配線基板７の各々は、フレキシブル基体７０と、フレキシブル基体７０の下面に設けられており、導電路２に電気的に接続された導体パターン７１とを有している。図４において、導体パターン７１は、フレキシブル基体７０を透視した状態で破線によって示されている。   With reference to FIG. 4, the example of the terminal structure in the photoelectric conversion apparatus of this embodiment is demonstrated. The terminal structure is, for example, a structure having a plurality of flexible wiring boards 7 electrically connected to the plurality of conductive paths 2. Each of the plurality of flexible wiring boards 7 includes a flexible substrate 70 and a conductor pattern 71 provided on the lower surface of the flexible substrate 70 and electrically connected to the conductive path 2. In FIG. 4, the conductor pattern 71 is indicated by a broken line in a state where the flexible substrate 70 is seen through.

図５を参照して、本実施形態の光電変換装置における外部装置への取り付け構造の例について説明する。例えば、光電変換装置には、放熱フィン８が取り付けられている。取り付けには、例えば銀ロウなどのロウ材が用いられる。   With reference to FIG. 5, the example of the attachment structure to the external apparatus in the photoelectric conversion apparatus of this embodiment is demonstrated. For example, the radiation fin 8 is attached to the photoelectric conversion device. For the attachment, for example, a brazing material such as silver brazing is used.

図６を参照して、本実施形態の光電変換装置が放熱フィン８に接合された構造における放熱経路について説明する。光電変換装置は、放熱フィン８に接合されていることにより、空洞部１２と放熱フィン８から外部への放熱経路を有する。光電変換素子４によって発生された熱は、空洞部１２と放熱フィン８によって外部に放熱される。   With reference to FIG. 6, the heat radiation path in the structure in which the photoelectric conversion device of the present embodiment is joined to the heat radiation fin 8 will be described. Since the photoelectric conversion device is joined to the heat radiation fins 8, the photoelectric conversion device has a heat radiation path from the cavity 12 and the heat radiation fins 8 to the outside. The heat generated by the photoelectric conversion element 4 is radiated to the outside by the cavity 12 and the radiation fins 8.

図７を参照して、本発明の第２の実施形態における光電変換装置について説明する。図７において、カバー部材５および集光部材６は省略されている。本実施形態における光電変換装置において第１の実施形態における光電変換装置と異なる点は、基体１の構造である。その他の構成は、第１の実施形態における光電変換装置の構成と同様である。   With reference to FIG. 7, the photoelectric conversion apparatus in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In FIG. 7, the cover member 5 and the light collecting member 6 are omitted. The photoelectric conversion device according to this embodiment is different from the photoelectric conversion device according to the first embodiment in the structure of the substrate 1. Other configurations are the same as those of the photoelectric conversion device according to the first embodiment.

基体１は、空洞部１２および複数の貫通孔１３を有している。空洞部１２は、基体１の側面の第１の部位１１１と第２の部位１１２の２箇所に開口しているとともに、仮想のｙ軸方向に形成されている。空洞部１２は、搭載部１１の直下に位置している。図７において、空洞部１２は、基体１を透視した状態で点線によって示されている。空洞部１２は、基体１の下面より高い位置に設けられている。   The base 1 has a cavity 12 and a plurality of through holes 13. The hollow portion 12 is opened in two locations of the first portion 111 and the second portion 112 on the side surface of the base 1 and is formed in the virtual y-axis direction. The cavity portion 12 is located directly below the mounting portion 11. In FIG. 7, the cavity 12 is indicated by a dotted line in a state where the base body 1 is seen through. The cavity portion 12 is provided at a position higher than the lower surface of the base body 1.

複数の貫通孔１３は、基体１の上面から空洞部１２にかけて形成されている。図７において、複数の貫通孔１３は、上下方向に形成されている。複数の導電路２は、複数の貫通孔１３内に設けられているとともに、絶縁部材によって基体１に固定されたリードピンである。   The plurality of through holes 13 are formed from the upper surface of the base 1 to the cavity 12. In FIG. 7, the plurality of through holes 13 are formed in the vertical direction. The plurality of conductive paths 2 are lead pins provided in the plurality of through holes 13 and fixed to the base body 1 by an insulating member.

図８を参照して、本実施形態の光電変換装置における放熱経路について説明する。図８において、サブマウント基板３、光電変換素子４、カバー部材５および集光部材６は省略されている。   With reference to FIG. 8, the heat radiation path | route in the photoelectric conversion apparatus of this embodiment is demonstrated. In FIG. 8, the submount substrate 3, the photoelectric conversion element 4, the cover member 5, and the light collecting member 6 are omitted.

本実施形態における光電変換装置は、空洞部１２を有する基体１を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、空洞部１２において媒体によって外部へ伝導される。図８において、空洞部１２における媒体による熱伝導が、ブロック矢印によって示されている。熱は、空洞部１２において、仮想のｙ軸方向へ伝導される。   Since the photoelectric conversion device in the present embodiment includes the base 1 having the cavity 12, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is conducted to the outside by the medium in the cavity 12. In FIG. 8, the heat conduction by the medium in the cavity 12 is indicated by block arrows. Heat is conducted in the imaginary y-axis direction in the cavity 12.

本実施形態における光電変換装置は、基体１の上面から空洞部１２にかけて設けられた複数の導電路２を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、複数の導電路２によって空洞部１２へ伝導される。図８において、複数の導電路２による熱伝導が、ブロック矢印によって示されている。熱は、複数の導電路２において、仮想のｚ軸の負方向へ伝導される。   The photoelectric conversion device according to the present embodiment includes a plurality of conductive paths 2 provided from the upper surface of the substrate 1 to the cavity portion 12, so that, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is generated by the plurality of conductive paths 2. Is conducted to the cavity 12. In FIG. 8, heat conduction by the plurality of conductive paths 2 is indicated by block arrows. Heat is conducted in the negative direction of the virtual z axis in the plurality of conductive paths 2.

本実施形態の光電変換装置において、空洞部１２は、基体１の下面より高い位置に設けられていることにより、本実施形態の光電変換装置は、空洞部１２における放熱に関して基体１の下方の使用環境による影響が低減されている。   In the photoelectric conversion device of the present embodiment, the cavity 12 is provided at a position higher than the lower surface of the base 1, so that the photoelectric conversion device of the present embodiment is used below the base 1 for heat dissipation in the cavity 12. Environmental impact is reduced.

図９を参照して、本発明の第３の実施形態における光電変換装置について説明する。図９において、カバー部材５および集光部材６は省略されている。本実施形態における光電変換装置において第１の実施形態における光電変換装置と異なる点は、基体１、複数の導電路２および光電変換素子４の実装構造である。その他の構成は、第１の実施形態における光電変換装置の構成と同様である。   With reference to FIG. 9, the photoelectric conversion apparatus in the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. In FIG. 9, the cover member 5 and the light collecting member 6 are omitted. The photoelectric conversion device according to this embodiment is different from the photoelectric conversion device according to the first embodiment in the mounting structure of the substrate 1, the plurality of conductive paths 2, and the photoelectric conversion element 4. Other configurations are the same as those of the photoelectric conversion device according to the first embodiment.

基体１は、例えば、セラミックスからなる。基体１は、空洞部１２を有している。空洞部１２は、基体１の側面の第１の部位１１１と第２の部位１１２の２箇所に開口しているとともに、仮想のｙ軸方向に形成されている。空洞部１２は、基体１の下面に設けられているとともに、搭載部１１の直下に位置している。図９において、空洞部１２は、基体１を透視した状態で点線によって示されている。   The base 1 is made of ceramics, for example. The substrate 1 has a cavity 12. The hollow portion 12 is opened in two locations of the first portion 111 and the second portion 112 on the side surface of the base 1 and is formed in the virtual y-axis direction. The cavity portion 12 is provided on the lower surface of the base body 1 and is located immediately below the mounting portion 11. In FIG. 9, the cavity 12 is indicated by a dotted line in a state where the base body 1 is seen through.

複数の導電路２は、基体１の上面から基体１の内部にかけて設けられており、一部が空洞部１２に接している。複数の導電路２は、複数のビア導体であり、焼成によってセラミックスからなる基体１とともに一体的に形成されている。複数の導電路２は、例えば、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）からなる。   The plurality of conductive paths 2 are provided from the upper surface of the base body 1 to the inside of the base body 1, and a part thereof is in contact with the cavity portion 12. The plurality of conductive paths 2 are a plurality of via conductors, and are integrally formed with the base 1 made of ceramics by firing. The plurality of conductive paths 2 are made of, for example, tungsten (W) or molybdenum (Mo).

光電変換素子４は、基体１に接合されているとともに、複数の導電路２に電気的に接続されている。   The photoelectric conversion element 4 is bonded to the base 1 and is electrically connected to the plurality of conductive paths 2.

本実施形態における光電変換装置は、空洞部１２を有する基体１を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、空洞部１２において媒体によって外部へ伝導される。   Since the photoelectric conversion device in the present embodiment includes the base 1 having the cavity 12, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is conducted to the outside by the medium in the cavity 12.

本実施形態における光電変換装置は、基体１の上面から空洞部１２にかけて設けられた複数の導電路２を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、複数の導電路２によって空洞部１２へ伝導される。   The photoelectric conversion device according to the present embodiment includes a plurality of conductive paths 2 provided from the upper surface of the substrate 1 to the cavity portion 12, so that, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is generated by the plurality of conductive paths 2. Is conducted to the cavity 12.

本実施形態における光電変換装置において、複数の導電路２は、焼成によってセラミックスからなる基体１とともに一体的に形成された複数のビア導体であることにより、本実施形態における光電変換装置は、基体１および導電路２における気密性に関して改善されている。従って、本実施形態の光電変換装置は、光電変換効率に関して向上されている。   In the photoelectric conversion device according to the present embodiment, the plurality of conductive paths 2 are a plurality of via conductors integrally formed with the substrate 1 made of ceramics by firing, so that the photoelectric conversion device according to the present embodiment includes the substrate 1. In addition, the airtightness in the conductive path 2 is improved. Therefore, the photoelectric conversion device of this embodiment is improved with respect to photoelectric conversion efficiency.

図１０および図１１を参照して、本発明の第４の実施形態における光電変換装置について説明する。本実施形態における光電変換装置において第１の実施形態における光電変換装置と異なる点は、基体１、導電路２および光電変換素子４の実装構造である。その他の構成は、第１の実施形態における光電変換装置の構成と同様である。   With reference to FIG. 10 and FIG. 11, the photoelectric conversion apparatus in the 4th Embodiment of this invention is demonstrated. The photoelectric conversion device according to this embodiment is different from the photoelectric conversion device according to the first embodiment in the mounting structure of the base 1, the conductive path 2, and the photoelectric conversion element 4. Other configurations are the same as those of the photoelectric conversion device according to the first embodiment.

基体１は、例えば、銅（Ｃｕ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）合金、鉄（Ｆｅ）、鉄−ニッケル−コバルト（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）合金などの金属材料からなる。基体１は、空洞部１２と、貫通孔１３とを有している。貫通孔１３は、基体１の上面から空洞部１２にかけて形成されている。図１０において、貫通孔１３は、上下方向に形成されている。   The base 1 is made of a metal material such as copper (Cu), copper-tungsten (Cu-W) alloy, iron (Fe), iron-nickel-cobalt (Fe-Ni-Co) alloy, for example. The base 1 has a cavity 12 and a through hole 13. The through hole 13 is formed from the upper surface of the substrate 1 to the cavity 12. In FIG. 10, the through-hole 13 is formed in the up-down direction.

導電路２は、基体１の上面から基体１の内部にかけて設けられており、一部が空洞部１２に接している。導電路２は、貫通孔１３内に設けられているとともに、絶縁部材によって基体１に固定されたリードピンである。   The conductive path 2 is provided from the upper surface of the base 1 to the inside of the base 1, and a part thereof is in contact with the cavity 12. The conductive path 2 is a lead pin provided in the through hole 13 and fixed to the base 1 by an insulating member.

光電変換素子４は、基体１に接合されているとともに、金属材料からなる基体１に電気的に接続されている。光電変換素子４は、導電路２に電気的に接続されている。   The photoelectric conversion element 4 is bonded to the base 1 and is electrically connected to the base 1 made of a metal material. The photoelectric conversion element 4 is electrically connected to the conductive path 2.

図１２を参照して、本実施形態の光電変換装置における放熱経路について説明する。   With reference to FIG. 12, the heat radiation path | route in the photoelectric conversion apparatus of this embodiment is demonstrated.

本実施形態における光電変換装置は、空洞部１２を有する基体１を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、空洞部１２において媒体によって外部へ伝導される。図１２において、空洞部１２における媒体による熱伝導が、ブロック矢印によって示されている。熱は、空洞部１２において、仮想のｙ軸方向へ伝導される。   Since the photoelectric conversion device in the present embodiment includes the base 1 having the cavity 12, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is conducted to the outside by the medium in the cavity 12. In FIG. 12, heat conduction by the medium in the cavity 12 is indicated by block arrows. Heat is conducted in the imaginary y-axis direction in the cavity 12.

本実施形態における光電変換装置は、基体１の上面から空洞部１２にかけて設けられた導電路２を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、導電路２によって空洞部１２へ伝導される。図１２において、導電路２による熱伝導が、ブロック矢印によって示されている。熱は、導電路２において、仮想のｚ軸の負方向へ伝導される。   The photoelectric conversion device according to the present embodiment includes the conductive path 2 provided from the upper surface of the base 1 to the cavity 12, so that, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is transmitted by the conductive path 2 to the cavity 12. Conducted to. In FIG. 12, heat conduction by the conductive path 2 is indicated by a block arrow. Heat is conducted in the negative direction of the virtual z-axis in the conductive path 2.

本実施形態の光電変換装置において、光電変換素子４が基体１に接合されていることにより、本実施形態における光電変換装置は、光電変換素子４から空洞部１２への熱伝導に関して向上されている。光電変換素子４によって発生された熱は、基体１によって空洞部１２へ伝導される。   In the photoelectric conversion device of this embodiment, the photoelectric conversion element 4 is bonded to the base 1, so that the photoelectric conversion device of this embodiment is improved with respect to heat conduction from the photoelectric conversion element 4 to the cavity portion 12. . Heat generated by the photoelectric conversion element 4 is conducted to the cavity 12 by the base 1.

図１３を参照して、本実施形態の光電変換装置における端子構造の例について説明する。端子構造は、例えば、基体１に電気的に接続されたフレキシブル配線基板７aと、導電路２に電気的に接続されたフレキシブル配線基板７bを有する構造である。フレキシブル配線基板７aは、基体１の任意の場所と電気的に接続することができるため、基体１の任意の場所に取り付けることができる。従って、本実施形態の光電変換装置は、端子構造の設計の自由度が高い。   With reference to FIG. 13, the example of the terminal structure in the photoelectric conversion apparatus of this embodiment is demonstrated. The terminal structure is, for example, a structure having a flexible wiring board 7 a electrically connected to the base 1 and a flexible wiring board 7 b electrically connected to the conductive path 2. Since the flexible wiring board 7a can be electrically connected to an arbitrary place on the base body 1, it can be attached to an arbitrary place on the base body 1. Therefore, the photoelectric conversion device of this embodiment has a high degree of freedom in designing the terminal structure.

図１４および図１５を参照して、本発明の第５の実施形態における光電変換装置について説明する。図１４および図１５において、カバー部材５および集光部材６は省略されている。本実施形態における光電変換装置において第１の実施形態における光電変換装置と異なる点は、基体１の構造である。その他の構成は、第１の実施形態における光電変換装置の構成と同様である。   With reference to FIG. 14 and FIG. 15, the photoelectric conversion apparatus in the 5th Embodiment of this invention is demonstrated. 14 and 15, the cover member 5 and the light collecting member 6 are omitted. The photoelectric conversion device according to this embodiment is different from the photoelectric conversion device according to the first embodiment in the structure of the substrate 1. Other configurations are the same as those of the photoelectric conversion device according to the first embodiment.

基体１は、空洞部１２および複数の貫通孔１３を有している。空洞部１２は、基体１の下面の第１の部位１１１と第２の部位１１２の２箇所に開口しているとともに、搭載部１１の直下に位置している。図１４において、空洞部１２は、基体１を透視した状態で点線によって示されている。空洞部１２は、開口部以外が、基体１の下面より高い位置に設けられている。   The base 1 has a cavity 12 and a plurality of through holes 13. The cavity 12 is open at two locations of the first portion 111 and the second portion 112 on the lower surface of the base 1, and is located directly below the mounting portion 11. In FIG. 14, the cavity 12 is indicated by a dotted line in a state where the base body 1 is seen through. The cavity 12 is provided at a position higher than the lower surface of the substrate 1 except for the opening.

複数の貫通孔１３は基体１の上面から空洞部１２にかけて形成されている。図１４において、複数の貫通孔１３は、上下方向に形成されている。複数の導電路２は、複数の貫通孔１３内に設けられているとともに、絶縁部材によって基体１に固定されたリードピンである。   The plurality of through holes 13 are formed from the upper surface of the base 1 to the cavity 12. In FIG. 14, the plurality of through holes 13 are formed in the vertical direction. The plurality of conductive paths 2 are lead pins provided in the plurality of through holes 13 and fixed to the base body 1 by an insulating member.

図１６を参照して、本実施形態の光電変換装置における放熱経路について説明する。図１６において、サブマウント基板３、光電変換素子４、カバー部材５および集光部材６は省略されている。   With reference to FIG. 16, the heat radiation path | route in the photoelectric conversion apparatus of this embodiment is demonstrated. In FIG. 16, the submount substrate 3, the photoelectric conversion element 4, the cover member 5, and the light collecting member 6 are omitted.

本実施形態における光電変換装置は、空洞部１２を有する基体１を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、空洞部１２において媒体によって外部へ伝導される。図１６において、空洞部１２における媒体による熱伝導が、ブロック矢印によって示されている。熱は、空洞部１２において、仮想のｙ軸方向と仮想のｚ軸の負方向へ伝導される。   Since the photoelectric conversion device in the present embodiment includes the base 1 having the cavity 12, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is conducted to the outside by the medium in the cavity 12. In FIG. 16, heat conduction by the medium in the cavity 12 is indicated by block arrows. Heat is conducted in the cavity 12 in the negative direction of the virtual y-axis direction and the virtual z-axis.

本実施形態における光電変換装置は、基体１の上面から空洞部１２にかけて設けられた複数の導電路２を含んでいることにより、例えば光電変換素子４によって発生された熱は、複数の導電路２によって空洞部１２へ伝導される。図１６において、複数の導電路２による熱伝導が、ブロック矢印によって示されている。熱は、複数の導電路２において、仮想のｚ軸の負方向へ伝導される。   The photoelectric conversion device according to the present embodiment includes a plurality of conductive paths 2 provided from the upper surface of the substrate 1 to the cavity portion 12, so that, for example, heat generated by the photoelectric conversion element 4 is generated by the plurality of conductive paths 2. Is conducted to the cavity 12. In FIG. 16, heat conduction by the plurality of conductive paths 2 is indicated by block arrows. Heat is conducted in the negative direction of the virtual z axis in the plurality of conductive paths 2.

本実施形態の光電変換装置において、空洞部１２が、基体１の下面の第１の部位１１１と第２の部位１１２の２箇所に開口していることにより、光電変換装置から外部への放熱が下方向に集中する。従って、本実施形態の光電変換装置は、下方向への熱の拡散に関して向上されている。例えば、光電変換装置を平面状に複数並べて実装した際に、光電変換装置は、配列方向への熱の影響を抑えることができる。   In the photoelectric conversion device according to the present embodiment, the cavity 12 is opened at two locations of the first portion 111 and the second portion 112 on the lower surface of the base 1, so that heat is radiated from the photoelectric conversion device to the outside. Concentrate downward. Therefore, the photoelectric conversion device of this embodiment is improved with respect to the downward diffusion of heat. For example, when a plurality of photoelectric conversion devices are arranged side by side and mounted, the photoelectric conversion device can suppress the influence of heat in the arrangement direction.

１ 基体
１２ 空洞部
１３ 貫通孔
２ 導電路
３ サブマウント基板
４ 光電変換素子
５ カバー部材
６ 集光部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base body 12 Cavity part 13 Through-hole 2 Conductive path 3 Submount board | substrate 4 Photoelectric conversion element 5 Cover member 6 Condensing member

Claims (7)

光電変換素子が搭載される搭載部を有する基体を備え、
前記基体は、側面および下面の少なくとも２箇所の部位に開口する空洞部を有していることを特徴とする光電変換装置用部品。 Comprising a substrate having a mounting portion on which the photoelectric conversion element is mounted;
The base for the photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the base has a hollow portion opened at at least two portions on a side surface and a lower surface. 前記空洞部が、前記基体の側面から下面若しくは前記基体の側面から他の側面にわたり、連続的に開口していることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置用部品。   2. The component for a photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the hollow portion is continuously opened from a side surface to a lower surface of the substrate or from a side surface of the substrate to another side surface. 前記空洞部の少なくとも一部が、前記搭載部の直下に位置していることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置用部品。   The component for a photoelectric conversion device according to claim 1, wherein at least a part of the hollow portion is located immediately below the mounting portion. 少なくとも一部が前記基体の内部に設けられ、一部が前記空洞部と接する導電路をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置用部品。   The component for a photoelectric conversion device according to claim 1, further comprising a conductive path at least a part of which is provided inside the base and a part of which is in contact with the cavity. 前記基体が、金属材料からなるとともに、前記上面から前記空洞部にかけて形成された貫通孔を有しており、
前記導電路が、絶縁部材とともに前記貫通孔内に配置されているリードピンであり、
前記リードピンが前記絶縁部材によって前記基体に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の光電変換装置用部品。 The base is made of a metal material, and has a through hole formed from the upper surface to the cavity,
The conductive path is a lead pin disposed in the through hole together with an insulating member,
The photoelectric conversion device component according to claim 4, wherein the lead pin is fixed to the base body by the insulating member. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載された光電変換装置用部品と、
前記光電変換装置用部品の前記基体に搭載された光電変換素子と、
を備えた光電変換装置。 The photoelectric conversion device component according to any one of claims 1 to 5,
A photoelectric conversion element mounted on the substrate of the photoelectric conversion device component;
A photoelectric conversion device comprising: 請求項５に記載された光電変換装置用部品と、
前記光電変換装置用部品の前記基体に実装されているとともに、前記基体および前記リードピンに電気的に接続された光電変換素子と、
を備えた光電変換装置。 A component for a photoelectric conversion device according to claim 5,
A photoelectric conversion element mounted on the base of the photoelectric conversion device component and electrically connected to the base and the lead pin;
A photoelectric conversion device comprising:
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