JP2012138433A - Photoelectric conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device which reduces stress occurred between an element mounting substrate and photoelectric conversion elements.SOLUTION: A photoelectric conversion device includes: a substrate 1 having a recessed part 1a on an upper main surface and provided with conductive layers 1b on an upper surface of each side part around the recessed part 1a; an element mounting substrate 2 provided so as to cover the recessed part 1a of the substrate 1 and having openings 2a where light is transmitted to the interior of the recessed part 1a; lead electrodes 3 provided at a lower main surface of the element mounting substrate 2; and photoelectric conversion elements 4, each of which is mounted on the lower main surface of the element mounting substrate 2 so as to cover the opening 2a, electrically connects with the conductive layer 1a through the lead electrode 3, is housed in the recessed part 1a. A light receiving surface 4a of each photoelectric conversion element 4 is placed at the upper side and overlaps with the opening 2a in a plain view. The photoelectric conversion device further includes a light-transmissive window member 5 provided at an upper main surface of the element mounting substrate 2 so as to cover the openings 2a.

Description

本発明は、光電変換素子が搭載されている基板と光電変換素子との間に生じる応力を低減させることができる光電変換装置に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device that can reduce stress generated between a substrate on which a photoelectric conversion element is mounted and the photoelectric conversion element.

光電変換装置において、光電変換素子が基板上に搭載されて接合されたものがある。このような光電変換装置としては、例えば、特許文献1に開示されている。   In some photoelectric conversion devices, photoelectric conversion elements are mounted and bonded on a substrate. Such a photoelectric conversion device is disclosed in Patent Document 1, for example.

特開平8−316516号公報JP-A-8-316516

しかしながら、上述の光電変換装置は、光電変換素子が搭載されている基板と光電変換素子との熱膨張係数差に起因して発生する応力によって、光電変換素子にクラックが発生しやすく、また、光電変換素子が破損しやすくなりやすいという問題があった。   However, in the above-described photoelectric conversion device, cracks are easily generated in the photoelectric conversion element due to the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate on which the photoelectric conversion element is mounted and the photoelectric conversion element. There was a problem that the conversion element was easily damaged.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光電変換装置の光電変換素子が搭載されている基板と光電変換素子との間に生じる応力を低減することができる光電変換装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said subject, The objective is the photoelectric conversion which can reduce the stress which arises between the board | substrate with which the photoelectric conversion element of the photoelectric conversion apparatus is mounted, and a photoelectric conversion element. To provide an apparatus.

上記目的を達成するために本発明における光電変換装置は、凹部を上側主面に有し、前記凹部の周囲の側部の上面に導電層が設けられた基体と、該基体の前記凹部を覆うように設けられた、光が前記凹部内に向けて透過する開口部を有する素子搭載基板と、該素子搭載基板の下側主面に設けられたリード電極と、前記素子搭載基板の下側主面に前記開口部を覆うように搭載されて前記リード電極を介して前記導電層に電気的に接続され、前記凹部内に収容された、受光面を上側にして平面視において前記開口部と前記受光面とが重なっている光電変換素子と、前記素子搭載基板の上側主面に前記開口部を覆うように設けられた透光性の窓部材とを備えていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a photoelectric conversion device according to the present invention includes a base having a concave portion on the upper main surface, a conductive layer provided on the upper surface of the side portion around the concave portion, and the concave portion of the base. An element mounting substrate having an opening through which light passes through the recess, a lead electrode provided on a lower main surface of the element mounting substrate, and a lower main surface of the element mounting substrate. The opening is mounted on the surface so as to cover the opening, and is electrically connected to the conductive layer through the lead electrode. A photoelectric conversion element overlapping with a light receiving surface, and a translucent window member provided on the upper main surface of the element mounting substrate so as to cover the opening. .

本発明の光電変換装置は、光電変換素子が搭載されている基板と光電変換素子との間に生じる応力を低減することができるという効果を奏する。   The photoelectric conversion device of the present invention has an effect that stress generated between the photoelectric conversion element and the substrate on which the photoelectric conversion element is mounted can be reduced.

本実施形態に係る光電変換装置であって、(a)は光電変換装置の斜視図、(b)は(a)に示す光電変換装置の分解斜視図である。It is a photoelectric conversion apparatus which concerns on this embodiment, Comprising: (a) is a perspective view of a photoelectric conversion apparatus, (b) is a disassembled perspective view of the photoelectric conversion apparatus shown to (a). 図1に示す光電変換装置であって、(a)は光電変換装置の平面図、(b)は図1の光電変換装置をA−Aで切断したときの光電変換装置の断面図、(c)は、他の例の素子搭載基板と窓部材関係を示す断面図である。1A is a plan view of the photoelectric conversion device, FIG. 1B is a cross-sectional view of the photoelectric conversion device when the photoelectric conversion device of FIG. 1 is cut along AA, and FIG. ) Is a cross-sectional view showing the relationship between the element mounting substrate of another example and the window member. 本実施形態の変形例1に係る光電変換装置の断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric conversion apparatus which concerns on the modification 1 of this embodiment. 本実施形態の変形例2に係る光電変換装置の平面図である。It is a top view of the photoelectric conversion apparatus which concerns on the modification 2 of this embodiment. 本実施形態の変形例3に係る光電変換装置であって、(a)は光電変換装置の断面図、(b)は(a)の光電変換装置の光電変換素子とリード電極との関係を示す平面図、(c)は他の例の光電変換素子とリード電極との関係を示す平面図である。It is a photoelectric conversion apparatus which concerns on the modification 3 of this embodiment, Comprising: (a) is sectional drawing of a photoelectric conversion apparatus, (b) shows the relationship between the photoelectric conversion element and lead electrode of the photoelectric conversion apparatus of (a). FIG. 4C is a plan view showing the relationship between the photoelectric conversion element of another example and the lead electrode.

以下、本発明の一実施形態に係る光電変換装置について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<実施形態>
<光電変換装置の構成>
本実施形態に係る光電変換装置は、図1および図2に示すような構成を有している。すなわち、光電変換装置は、凹部1aを上側主面に有し、凹部1aの周囲の側部の上面に導電層1bが設けられた基体1と、基体1の凹部1aを覆うように設けられた、光が凹部1a内に向けて透過する開口部2aを有する素子搭載基板2と、素子搭載基板2の下側主面に設けられたリード電極3と、素子搭載基板2の下側主面に開口部2aを覆うように搭載されてリード電極3を介して導電層1bに電気的に接続され、凹部1a内に収容された、受光面4aを上側にして平面視において開口部2aと受光面4aとが重なっている光電変換素子4と、素子搭載基板2の上側主面に開口部2aを覆うように設けられた透光性の窓部材5とを備えている。
<Embodiment>
<Configuration of photoelectric conversion device>
The photoelectric conversion device according to this embodiment has a configuration as shown in FIGS. That is, the photoelectric conversion device is provided so as to cover the base 1 having the concave portion 1a on the upper main surface and the conductive layer 1b provided on the upper surface of the side portion around the concave portion 1a, and the concave portion 1a of the base 1. The element mounting substrate 2 having an opening 2a through which light passes through the recess 1a, the lead electrode 3 provided on the lower main surface of the element mounting substrate 2, and the lower main surface of the element mounting substrate 2 Mounted so as to cover the opening 2a, electrically connected to the conductive layer 1b via the lead electrode 3, and accommodated in the recess 1a, the opening 2a and the light receiving surface in plan view with the light receiving surface 4a facing upward The photoelectric conversion element 4 with which 4a overlaps, and the translucent window member 5 provided in the upper main surface of the element mounting substrate 2 so that the opening part 2a may be covered are provided.

本実施形態に係る光電変換装置は、太陽光エネルギーを電力に変換する。そして、光電変換装置は、光エネルギーを電力に変換する光電変換素子4を含んでいる。かかる光電変換素子4は、例えば、太陽光エネルギーを電力に変換する機能を備えている太陽電池素子である。光電変換装置は、光が窓部材5を透過して開口部2aを介して、光電変換素子4の受光面に入射される。そして、光電変換素子4は、光エネルギーを電力に変換する。   The photoelectric conversion device according to the present embodiment converts solar energy into electric power. And the photoelectric conversion apparatus contains the photoelectric conversion element 4 which converts light energy into electric power. For example, the photoelectric conversion element 4 is a solar cell element having a function of converting solar energy into electric power. In the photoelectric conversion device, light passes through the window member 5 and enters the light receiving surface of the photoelectric conversion element 4 through the opening 2a. And the photoelectric conversion element 4 converts light energy into electric power.

基体1は、図1に示すように、凹部1aを上側主面に有し、凹部1aの周囲の側部の上面に導電層1bが設けられている。すなわち、基体1は、上側主面に凹部1caを有し、図2に示すように、平面視において互いに対向する側部の上面にそれぞれ導電層1bが設けられている。また、導電層1bは、凹部1aを覆うように設けられている素子搭載基板2の外周から露出するように対向している側部の上面に設けられている。なお、導電層1bは、リード電極3、30と光電変換素子4の接合を容易にするために、互いに対向するように側部の上面にそれぞれ設けることが好ましい。   As shown in FIG. 1, the substrate 1 has a recess 1a on the upper main surface, and a conductive layer 1b is provided on the upper surface of the side portion around the recess 1a. That is, the base 1 has a concave portion 1ca on the upper main surface, and as shown in FIG. 2, conductive layers 1b are provided on the upper surfaces of the side portions facing each other in plan view. In addition, the conductive layer 1b is provided on the upper surface of the opposing side portion so as to be exposed from the outer periphery of the element mounting substrate 2 provided so as to cover the concave portion 1a. The conductive layer 1b is preferably provided on the upper surface of the side portion so as to face each other in order to facilitate the joining of the lead electrodes 3 and 30 and the photoelectric conversion element 4.

基体1の凹部1aの周囲の側部の上面に設けられている導電層1aは、リード電極3、30を介して光電変換素子に電気的に接続されている。また、導電層1bは、外部に電気を取り出すために、接合材を介して外部リード端子を設けることができる。なお、基体1は、平面視において四角形状に限らず、円形状であってもよく、形状は限定されない。基体1は、例えば、一方の辺幅が、2(mm)〜250(mm)に、他方の辺幅が、2(mm)〜250(mm)に、厚みが、0.25(mm)〜5(mm)に設定されている。また、凹部の深さは、例えば、0.24(mm)〜4.9(mm)に設定されている。   The conductive layer 1 a provided on the upper surface of the side portion around the recess 1 a of the substrate 1 is electrically connected to the photoelectric conversion element via the lead electrodes 3 and 30. In addition, the conductive layer 1b can be provided with an external lead terminal through a bonding material in order to extract electricity to the outside. In addition, the base | substrate 1 is not restricted square shape in planar view, Circular shape may be sufficient and a shape is not limited. The base 1 has, for example, one side width of 2 (mm) to 250 (mm), the other side width of 2 (mm) to 250 (mm), and a thickness of 0.25 (mm) to It is set to 5 (mm). Moreover, the depth of the recessed part is set to 0.24 (mm) -4.9 (mm), for example.

また、基体1は、例えば、アルミナ質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたはムライト質セラミックス等のセラミック材料からなる。基体1は、光電変換素子4の発熱をすみやかに放熱し、かつ高い絶縁性を有する材料が好ましい。また、基体1の熱伝導率は、例えば、10(W/m・K)以上300(W/m・K)以下に設定されている。また、基体1の熱膨張係数は、例えば、3(ppm/℃)以上10(ppm/℃)以下に設定されている。   The substrate 1 is made of a ceramic material such as alumina ceramic, aluminum nitride ceramic, or mullite ceramic. The substrate 1 is preferably made of a material that quickly dissipates heat generated by the photoelectric conversion element 4 and has high insulating properties. The thermal conductivity of the substrate 1 is set to, for example, 10 (W / m · K) or more and 300 (W / m · K) or less. In addition, the thermal expansion coefficient of the substrate 1 is set to, for example, 3 (ppm / ° C.) or more and 10 (ppm / ° C.) or less.

また、基体1の凹部1aの周囲の側部の上面に設けられている導電層1bは、タングステン、モリブデンまたはマンガン等で形成されている。   The conductive layer 1b provided on the upper surface of the side portion around the recess 1a of the substrate 1 is made of tungsten, molybdenum, manganese, or the like.

基体1は、平板形状のグリーンシートに金型を用いた打ち抜きを施すことによってそれ
ぞれの形状に合わせて製作される。そして、基体1の凹部1aの周囲の側部の上面の導電層1bは、セラミックグリーンシートに、例えば、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合してなる金属ペーストを予め周知のスクリーン印刷法によって所定パターンに印刷塗布することによって形成される。そして、基体1は、これらのセラミックグリーンシートを複数積層することによって形成される。
The substrate 1 is manufactured according to each shape by punching a flat green sheet using a mold. The conductive layer 1b on the upper surface of the side portion around the recess 1a of the substrate 1 is preliminarily made of a metal paste formed by adding an organic solvent and a solvent to a ceramic green sheet, for example, a powder of tungsten, molybdenum, manganese or the like. It is formed by printing and applying a predetermined pattern by a known screen printing method. The substrate 1 is formed by laminating a plurality of these ceramic green sheets.

素子搭載基板2は、平面視したとき、矩形状に形成された部材である。素子搭載基板2は、基体1の上側主面の凹部1aを覆うように設けられている。そして、素子搭載基板2は、光が凹部1a内に向けて透過する開口部2aを有している。素子搭載基板2は、例えば、一方の辺幅が、4(mm)〜200(mm)に、他方の辺幅が、4(mm)〜200(mm)に、厚みが、0.1(mm)〜5(mm)に設定されている。また、開口部2aは、図2(a)に示すように、Xが、3(mm)〜30(mm)に、Yが、3(mm)〜30(mm)に設定されている。   The element mounting substrate 2 is a member formed in a rectangular shape when viewed in plan. The element mounting substrate 2 is provided so as to cover the concave portion 1 a on the upper main surface of the base 1. The element mounting substrate 2 has an opening 2a through which light passes through the recess 1a. The element mounting substrate 2 has, for example, one side width of 4 (mm) to 200 (mm), the other side width of 4 (mm) to 200 (mm), and a thickness of 0.1 (mm). ) To 5 (mm). Moreover, as shown to Fig.2 (a), as for the opening part 2a, X is set to 3 (mm) -30 (mm), Y is set to 3 (mm) -30 (mm).

また、素子搭載基板2は、絶縁性の材料からなり、例えば、アルミナ質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたはムライト質セラミックス等のセラミック材料からなる。または、これらの材料のうちの複数の材料を混合した複合系からなる。また、素子搭載基板2は、リード電極3、30、および窓部材5との接合部にメタライズ層が設けられている。また、素子搭載基板2は、光電変換素子4との接合時の平坦性を確保する、すなわち、光電変換素子4から素子搭載基板2までの高さを調整するために、ダミーパターン2bを設けることができる。なお、ダミーパターン2bは、光電変換素子4に設けることもできる。また、素子搭載基板2は、上述の基体1と同様にして製作される。   The element mounting substrate 2 is made of an insulating material, for example, a ceramic material such as alumina ceramic, aluminum nitride ceramic, or mullite ceramic. Alternatively, it is composed of a composite system in which a plurality of these materials are mixed. In addition, the element mounting substrate 2 is provided with a metallized layer at a joint portion between the lead electrodes 3 and 30 and the window member 5. In addition, the element mounting substrate 2 is provided with a dummy pattern 2b in order to ensure flatness when bonded to the photoelectric conversion element 4, that is, to adjust the height from the photoelectric conversion element 4 to the element mounting substrate 2. Can do. The dummy pattern 2b can also be provided on the photoelectric conversion element 4. The element mounting substrate 2 is manufactured in the same manner as the base 1 described above.

また、素子搭載基板2の熱伝導率は、例えば、20(W/m・K)以上600(W/m・K)以下に設定されている。また、素子搭載基板2の熱膨張係数は、例えば、3(ppm/℃)以上23(ppm/℃)以下に設定されている。なお、素子搭載基板2の平面視したときの形状は、凹部1aの形状に合わせて、矩形状に限らず、円形状等の形状にすることができる。素子搭載基板2は、基体1の凹部1aの周囲の側部の上面で基体1に、例えば、ガラスまたは樹脂等からなる接合材を介して接合されている。   Further, the thermal conductivity of the element mounting substrate 2 is set to, for example, 20 (W / m · K) or more and 600 (W / m · K) or less. The coefficient of thermal expansion of the element mounting substrate 2 is set to 3 (ppm / ° C.) or more and 23 (ppm / ° C.) or less, for example. Note that the shape of the element mounting substrate 2 in plan view is not limited to a rectangular shape, and may be a circular shape or the like in accordance with the shape of the recess 1a. The element mounting substrate 2 is bonded to the base 1 on the upper surface of the side portion around the recess 1a of the base 1 via a bonding material made of, for example, glass or resin.

リード電極3は、図2(b)に示すように、素子搭載基板2の下側主面に設けられている。そして、リード電極3は、一端が凹部1aの周囲の側部の上面の導電層1bに電気的に接続されて、他端が光電変換素子4の下面に設けられている第1の電極4bに電気的に接続されている。なお、リード電極3は、図1(b)に示すように、階段形状を有している。また、リード電極3が接続されている導電層1bが設けられている側部に対向する側部に設けられている導電層1bには、平板状のリード電極30が電気的に接続されている。   The lead electrode 3 is provided on the lower main surface of the element mounting substrate 2 as shown in FIG. The lead electrode 3 has one end electrically connected to the conductive layer 1 b on the upper surface of the side portion around the recess 1 a and the other end connected to the first electrode 4 b provided on the lower surface of the photoelectric conversion element 4. Electrically connected. The lead electrode 3 has a staircase shape as shown in FIG. A flat lead electrode 30 is electrically connected to the conductive layer 1b provided on the side opposite to the side provided with the conductive layer 1b to which the lead electrode 3 is connected. .

また、リード電極30は、一端が光電変換素子4の上面に設けられている第2の電極4cに電気的に接続され、他端が凹部1aの周囲の側部の上面の導電層1bに電気的に接続されている。リード電極3、30は、接合材を介して導電層1b、第1の電極4bおよび第2の電極4cにそれぞれ電気的に接続されている。接合材は、例えば、銀(Ag)ロウまたは銀(Ag)−銅(Cu)ロウ等のロウ材、低融点半田または導電性エポキシ樹脂等からなる。また、リード電極3、30は、素子搭載基板2の下側主面に形成されているメタライズ層に接合材を介して設けられている。   One end of the lead electrode 30 is electrically connected to the second electrode 4c provided on the upper surface of the photoelectric conversion element 4, and the other end is electrically connected to the conductive layer 1b on the upper surface of the side portion around the recess 1a. Connected. The lead electrodes 3 and 30 are electrically connected to the conductive layer 1b, the first electrode 4b, and the second electrode 4c, respectively, through a bonding material. The bonding material is made of, for example, a brazing material such as silver (Ag) brazing or silver (Ag) -copper (Cu) brazing, low melting point solder or conductive epoxy resin. The lead electrodes 3 and 30 are provided on the metallized layer formed on the lower main surface of the element mounting substrate 2 via a bonding material.

また、光電変換素子4は、リード電極3、30で電気的に接続されているため、電気抵抗を低減することができる。また、リード電極3、30は、光電変換素子4で発生した熱を外部に放熱することができる。   Moreover, since the photoelectric conversion element 4 is electrically connected by the lead electrodes 3 and 30, the electrical resistance can be reduced. The lead electrodes 3 and 30 can radiate the heat generated in the photoelectric conversion element 4 to the outside.

リード電極3、30は、例えば、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)合金または鉄(Fe)−ニッケル(Ni)合金等の金属材料からなる。これらの金属のインゴットを周知の圧延加工法や打ち抜き加工法、エッチング加工法等の金属加工法を採用することによって、所定の形状となるように製作される。リード電極3、30の熱伝導率は、例えば、10(W/m・K)以上450(W/m・K)以下に設定されている。また、リード電極3、30の熱膨張係数は、例えば、3(ppm/℃)以上23(ppm/℃)以下に設定されている。また、リード電極3、30は、例えば、長さが、0.5(mm)〜70(mm)に、幅が、0.25(mm)〜25(mm)に、厚みが、0.1(mm)〜2.0(mm)に設定されている。   The lead electrodes 3 and 30 are made of, for example, a metal material such as an iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co) alloy or an iron (Fe) -nickel (Ni) alloy. These metal ingots are manufactured to have a predetermined shape by adopting a known metal working method such as a rolling method, a punching method, and an etching method. The thermal conductivity of the lead electrodes 3 and 30 is set to, for example, 10 (W / m · K) or more and 450 (W / m · K) or less. Moreover, the thermal expansion coefficient of the lead electrodes 3 and 30 is set to 3 (ppm / ° C.) or more and 23 (ppm / ° C.) or less, for example. The lead electrodes 3 and 30 have, for example, a length of 0.5 (mm) to 70 (mm), a width of 0.25 (mm) to 25 (mm), and a thickness of 0.1. (Mm) to 2.0 (mm).

光電変換素子4は、開口部2aを透過して入射する光を受光する受光面4aを有している。そして、光電変換素子4は、素子搭載基板2の下側主面に開口部2aを覆うように搭載されてリード電極3、30を介して導電層1bに電気的に接続されている。そして、光電変換素子4は、凹部1a内に収容されて、受光面4aを上側にして平面視において開口部2aと受光面4aとが重なるように搭載されている。光電変換素子4は、素子搭載基板2に複数個搭載されているが、光電変換素子4の個数は複数個に限らず、素子搭載基板2に1個搭載されていてもよい。なお、受光面4aが四角形状の場合、受光面4aは、例えば、一方の辺幅が、1(mm)〜40(mm)に、他方の辺幅が、1(mm)〜40(mm)に設定されている。   The photoelectric conversion element 4 has a light receiving surface 4a that receives light that is incident through the opening 2a. The photoelectric conversion element 4 is mounted on the lower main surface of the element mounting substrate 2 so as to cover the opening 2 a and is electrically connected to the conductive layer 1 b via the lead electrodes 3 and 30. And the photoelectric conversion element 4 is accommodated in the recessed part 1a, and is mounted so that the opening part 2a and the light-receiving surface 4a may overlap in plan view with the light-receiving surface 4a facing upward. Although a plurality of photoelectric conversion elements 4 are mounted on the element mounting substrate 2, the number of photoelectric conversion elements 4 is not limited to a plurality, and one photoelectric conversion element 4 may be mounted on the element mounting substrate 2. In addition, when the light-receiving surface 4a is square shape, as for the light-receiving surface 4a, one side width is 1 (mm)-40 (mm), and the other side width is 1 (mm)-40 (mm), for example. Is set to

また、光電変換素子4は、図1に示すように、凹部1a内に底面から離して収容されているが、これに限らない。凹部1aの底面のリード電極3に対応する部分にリード電極3が収容可能な凹所、すなわち、リード電極3の逃げ部を設けることによって、光電変換素子4は、下面を凹部1aの底面に接触させて収容することができる。これによって、光電変換装置は、光電変換素子4から発生する熱を光電変換素子4の下面から基体1を介して光電変換装置の外部に効率よく放熱することができる。   Moreover, although the photoelectric conversion element 4 is accommodated in the recessed part 1a away from the bottom face as shown in FIG. 1, it is not restricted to this. By providing a recess where the lead electrode 3 can be accommodated in a portion corresponding to the lead electrode 3 on the bottom surface of the recess 1a, that is, by providing a relief portion of the lead electrode 3, the photoelectric conversion element 4 contacts the bottom surface of the recess 1a. Can be accommodated. Accordingly, the photoelectric conversion device can efficiently dissipate heat generated from the photoelectric conversion element 4 from the lower surface of the photoelectric conversion element 4 to the outside of the photoelectric conversion device via the base 1.

光電変換素子4の受光面4aは、図2に示すように、平面視において素子搭載基板2の開口部2aの内側に位置させることができる。受光面4aが、平面視において開口部2aの内側に位置しているため、光電変換素子4は、開口部2aを透過して光電変換素子4に入射される光を受光面4aで効果的に受光することができる。また、受光面4aの外周は、平面視において、開口部4aの内側に位置するとともに開口部4aの外周により近く位置させることが好ましい。これによって、光電変換装置は、開口部2aを通過して光電変換素子4に入射される光を効果的に受光することができる。   As shown in FIG. 2, the light receiving surface 4 a of the photoelectric conversion element 4 can be positioned inside the opening 2 a of the element mounting substrate 2 in a plan view. Since the light receiving surface 4a is located inside the opening 2a in plan view, the photoelectric conversion element 4 effectively transmits light that is transmitted through the opening 2a and incident on the photoelectric conversion element 4 through the light receiving surface 4a. It can receive light. In addition, it is preferable that the outer periphery of the light receiving surface 4a is positioned inside the opening 4a and closer to the outer periphery of the opening 4a in plan view. Accordingly, the photoelectric conversion device can effectively receive light that passes through the opening 2a and enters the photoelectric conversion element 4.

また、光電変換素子4の受光面4aは、素子搭載基板2の開口部2aを断面視して、開口部4aの内側に受光面4aを位置させることもできる。これによって、光電変換装置は、光電変換素子4の受光面4aは窓部材5に近づくため、光電変換効率を向上することができる。   Further, the light receiving surface 4a of the photoelectric conversion element 4 can be positioned on the inner side of the opening 4a when the opening 2a of the element mounting substrate 2 is viewed in cross section. Thus, the photoelectric conversion device can improve the photoelectric conversion efficiency because the light receiving surface 4a of the photoelectric conversion element 4 approaches the window member 5.

素子搭載基板2の厚みを薄くすることで、光電変換素子4の受光面4aと窓部材5との距離を短くすることができるため、光電変換素子4は、受光面4aに開口部2aを透過して光電変換素子4に入射される光を効率よく受光することができる。   Since the distance between the light receiving surface 4a of the photoelectric conversion element 4 and the window member 5 can be shortened by reducing the thickness of the element mounting substrate 2, the photoelectric conversion element 4 transmits the opening 2a through the light receiving surface 4a. Thus, the light incident on the photoelectric conversion element 4 can be received efficiently.

また、素子搭載基板2は、図2(c)に示すように、断面視したときの開口部2aの形状が、光電変換素子4が搭載される側から窓部材5に向かって開口部2aが拡がるような逆テーパー形状にすることができる。これにより、光電変換素子4は、開口部2aを透過して受光面4aに入射される光を効率よく取り込むことができる。   Further, as shown in FIG. 2C, the element mounting substrate 2 has a shape of the opening 2 a when viewed in cross section, and the opening 2 a is from the side on which the photoelectric conversion element 4 is mounted toward the window member 5. A reverse taper shape that expands can be obtained. Thereby, the photoelectric conversion element 4 can take in efficiently the light which permeate | transmits the opening part 2a and injects into the light-receiving surface 4a.

また、光電変換素子4の受光面4aは、平面視において開口部2aの内側に位置してい
れば、断面視において開口部2aに下方に位置していてもよい。
Further, the light receiving surface 4a of the photoelectric conversion element 4 may be positioned below the opening 2a in a cross-sectional view as long as it is positioned inside the opening 2a in a plan view.

光電変換素子4は、下面に下面電極となる第1の電極4bが設けられている。この第1の電極4bは、例えば、銀、アルミニウム等により形成されている。そして、光電変換素子4の第1の電極4bは、例えば、低融点半田または導電性エポキシ樹脂等の接合材を介して、リード電極3の一端に電気的に接続されている。   The photoelectric conversion element 4 is provided with a first electrode 4b serving as a lower electrode on the lower surface. The first electrode 4b is made of, for example, silver or aluminum. The first electrode 4b of the photoelectric conversion element 4 is electrically connected to one end of the lead electrode 3 through a bonding material such as low melting point solder or conductive epoxy resin, for example.

また、光電変換素子4は、上面に上面電極となる第2の電極4cが設けられている。この第2の電極4cは、例えば、銀、アルミニウム等により形成されている。そして、光電変換素子4の第2の電極4cは、例えば、低融点半田または導電性エポキシ樹脂等の接合材を介して、リード電極3の他端に電気的に接続されている。   Moreover, the photoelectric conversion element 4 is provided with a second electrode 4c serving as an upper surface electrode on the upper surface. The second electrode 4c is made of, for example, silver or aluminum. The second electrode 4c of the photoelectric conversion element 4 is electrically connected to the other end of the lead electrode 3 through a bonding material such as low melting point solder or conductive epoxy resin, for example.

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
。光電変換素子4は、光起電力効果により、受光した光エネルギーを即時に電力に変換して出力することができる。例えば、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 a solar cell element including a III-V group compound semiconductor, for example. The photoelectric conversion element 4 can immediately convert the received light energy into electric power and output it by the photovoltaic effect. For example, the solar cell element has an InGaP / GaAs / Ge3 junction type 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.

ここで、光電変換素子4の下面に設けられている第1の電極4bは、例えば、正極として機能している。また、光電変換素子4の上面に設けられている第2の電極4cは、例えば、負極として機能している。そして、光電変換素子4は、第1の電極4bおよび第2の電極4cがリード電極3、30で電気的に接続されており、光電変換装置は、互いに対向している導電層1bを介して外部に電気を取り出すことができる。   Here, the 1st electrode 4b provided in the lower surface of the photoelectric conversion element 4 is functioning as a positive electrode, for example. Moreover, the 2nd electrode 4c provided in the upper surface of the photoelectric conversion element 4 is functioning as a negative electrode, for example. In the photoelectric conversion element 4, the first electrode 4b and the second electrode 4c are electrically connected by the lead electrodes 3 and 30, and the photoelectric conversion device is connected via the conductive layer 1b facing each other. Electricity can be taken out to the outside.

窓部材5は、素子搭載基板2の上側主面に開口部2aを覆うように設けられている。平面視したとき、四角形状に形成された、透光性の部材である。なお、窓部材5の形状は限定されない。窓部材5は、光を透過させて光電変換素子4に導く機能を備えている。また、窓部材5は、光電変換素子4に光を集光する機能を備えていてもよい。窓部材5の透光性とは、光電変換素子4が、太陽電池素子である場合は、太陽光の少なくとも一部の波長領域に含まれる光が透過できることをいう。また、窓部材5は、例えば、サファイヤ、ホウ珪酸ガラス、プラスチックまたは透光性樹脂等の材料からなり、太陽光を透過することができる材料であればよい。また、半球状に形成された光学部材、例えば、集光レンズを窓部材5として設けて、光電変換素子4に集光することもできる。また、窓部材5は、両表面に波長に適した無反射コート材を膜付することもできる。   The window member 5 is provided on the upper main surface of the element mounting substrate 2 so as to cover the opening 2a. It is a translucent member formed in a square shape when viewed from above. The shape of the window member 5 is not limited. The window member 5 has a function of transmitting light and guiding it to the photoelectric conversion element 4. The window member 5 may have a function of condensing light on the photoelectric conversion element 4. The translucency of the window member 5 means that when the photoelectric conversion element 4 is a solar cell element, light included in at least a part of the wavelength region of sunlight can be transmitted. The window member 5 is made of a material such as sapphire, borosilicate glass, plastic, or translucent resin, and may be any material that can transmit sunlight. In addition, an optical member formed in a hemispherical shape, for example, a condensing lens may be provided as the window member 5 to collect light on the photoelectric conversion element 4. Further, the window member 5 can be provided with a non-reflective coating material suitable for the wavelength on both surfaces.

また、窓部材5の熱伝導率は、例えば、10(W/m・K)以上20(W/m・K)以下に設定されている。また、窓部材5の熱膨張係数は、例えば、3(ppm/℃)以上23(ppm/℃)以下に設定されている。また、窓部材5は、例えば、一方の辺幅が、4(mm)〜200(mm)に、他方の辺幅が、4(mm)〜200(mm)に、厚みが、0.15(mm)〜5(mm)に設定されている。   The thermal conductivity of the window member 5 is set to, for example, 10 (W / m · K) or more and 20 (W / m · K) or less. The thermal expansion coefficient of the window member 5 is set to 3 (ppm / ° C.) or more and 23 (ppm / ° C.) or less, for example. The window member 5 has, for example, one side width of 4 (mm) to 200 (mm), the other side width of 4 (mm) to 200 (mm), and a thickness of 0.15 ( mm) to 5 (mm).

また、光電変換装置は、窓部材5によって気密に封止されるため、大気が遮断され、窓部材5や光電変換素子3等への水分の付着が抑制される。   In addition, since the photoelectric conversion device is hermetically sealed by the window member 5, the atmosphere is blocked and adhesion of moisture to the window member 5, the photoelectric conversion element 3, and the like is suppressed.

また、窓部材5の下面主面は、少なくとも開口部2aを除く領域に、素子搭載基板2と接合される位置に金属層が形成されている。また、金属層は、蒸着法やスパッタリング法
等の薄膜形成技術によって形成される。金属層は、例えば、チタン、白金、金、クロム、ニッケル、金、銀、銅、あるいはそれらの合金等の金属材料からなる。窓部材5は、下面主面の金属層が、例えば、ロウ材、半田、低融点ガラスまたはエポキシ樹脂等からなる接合材を介して、素子搭載基板2の上側主面に接合されている。接合方法は、例えば、ロウ材接合、半田接合または樹脂接合等の方法である。ロウ材は、例えば、銀−銅ロウ等からなる。また、半田は、例えば、金−錫系、金−ゲルマニウム系または錫−鉛系等からなる。また、低融点ガラスとは、ガラス転移点が600℃以下のガラスのことをいう。
Further, a metal layer is formed on the lower surface main surface of the window member 5 at a position where it is joined to the element mounting substrate 2 at least in a region excluding the opening 2a. The metal layer is formed by a thin film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method. The metal layer is made of a metal material such as titanium, platinum, gold, chromium, nickel, gold, silver, copper, or an alloy thereof. In the window member 5, the metal layer on the lower surface main surface is bonded to the upper main surface of the element mounting substrate 2 via a bonding material made of, for example, brazing material, solder, low-melting glass, epoxy resin, or the like. The joining method is, for example, a method such as brazing, solder joining, or resin joining. The brazing material is made of, for example, silver-copper brazing. The solder is made of, for example, a gold-tin system, a gold-germanium system, or a tin-lead system. The low melting point glass means a glass having a glass transition point of 600 ° C. or lower.

本実施形態の光電変換装置は、光電変換素子4が素子搭載基板2の開口部2aを覆うように、光電変換素子4の上面の外周部のみで素子搭載基板2に搭載されている。すなわち、光電変換素子4は、光電変換素子4に入射される入射光によって温度の上昇が高い中央部の領域が開口部2aに位置しているため素子搭載基板2に直接接合させていない。これにより、光電変換装置は、温度上昇の高い中央部の領域が素子搭載基板3に接していないため、素子搭載基板2と光電変換素子4との間に熱膨張係数差によって発生する熱応力が低減される。したがって、光電変換装置は、光電変換素子4と素子搭載基板2との接合部で割れやクラック等の発生を抑制することができる。また、光電変換装置は、光電変換素子4の割れやクラック等の発生を抑制することができる。   The photoelectric conversion device of this embodiment is mounted on the element mounting substrate 2 only at the outer peripheral portion of the upper surface of the photoelectric conversion element 4 so that the photoelectric conversion element 4 covers the opening 2 a of the element mounting substrate 2. That is, the photoelectric conversion element 4 is not directly joined to the element mounting substrate 2 because the central region where the temperature rise is high due to incident light incident on the photoelectric conversion element 4 is located in the opening 2a. As a result, the photoelectric conversion device is not in contact with the element mounting substrate 3 in the central region where the temperature rise is high, so that the thermal stress generated by the difference in thermal expansion coefficient between the element mounting substrate 2 and the photoelectric conversion element 4 is generated. Reduced. Therefore, the photoelectric conversion device can suppress the occurrence of cracks and cracks at the joint between the photoelectric conversion element 4 and the element mounting substrate 2. In addition, the photoelectric conversion device can suppress the occurrence of cracks and cracks in the photoelectric conversion element 4.

本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。以下、本実施形態1の変形例について説明する。なお、本実施形態の変形例に係る光電変換装置のうち、本実施形態1に係る光電変換装置と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention. Hereinafter, modifications of the first embodiment will be described. Note that, in the photoelectric conversion device according to the modified example of the present embodiment, the same parts as those of the photoelectric conversion device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

<変形例1>
本実施形態に係る変形例の光電変換装置は、図3に示すように、光電変換素子40の上面に第3の電極4dおよび第2の電極4cが設けられる構成としてもよい。なお、第3の電極4dは、上述の第1の電極4bと同じ機能を有している。すなわち、光電変換素子40は、上面の同じ面上に正極として機能する第3の電極4dおよび負極として機能する第2の電極4cの2つの電極が設けられている。
<Modification 1>
As illustrated in FIG. 3, the photoelectric conversion device according to the modification according to the present embodiment may have a configuration in which the third electrode 4 d and the second electrode 4 c are provided on the upper surface of the photoelectric conversion element 40. Note that the third electrode 4d has the same function as the first electrode 4b described above. That is, the photoelectric conversion element 40 is provided with two electrodes, the third electrode 4d functioning as a positive electrode and the second electrode 4c functioning as a negative electrode, on the same surface of the upper surface.

このような構成によって、光電変換装置は、ダミーパターン2b等を設けることなく、素子搭載基板2と光電変換素子4との接合部の平坦性を向上することができる。これによって、光電変換装置は、光電変換素子4が傾くことを抑制することができ、光電変換素子4は、開口部2aからの入射光を効率よく受光面に入射させることができる。   With such a configuration, the photoelectric conversion device can improve the flatness of the joint portion between the element mounting substrate 2 and the photoelectric conversion element 4 without providing the dummy pattern 2b or the like. Accordingly, the photoelectric conversion device can suppress the inclination of the photoelectric conversion element 4, and the photoelectric conversion element 4 can efficiently make incident light from the opening 2 a incident on the light receiving surface.

また、このような構成によって、光電変換装置は、平板状のリード電極30のみを介することで、導電層1b、光電変換素子4を電気的に接続することができる。これにより、光電変換装置は、リード電極30のみを製作するため生産性を向上させることができる。   In addition, with such a configuration, the photoelectric conversion device can electrically connect the conductive layer 1b and the photoelectric conversion element 4 only through the flat lead electrode 30. Thereby, since the photoelectric conversion apparatus manufactures only the lead electrode 30, it can improve productivity.

また、光電変換装置は、リード電極30の代わりに、導電層を素子搭載基板2に設けて、リード電極30の機能としてもよい。これによって、光電変換装置は、素子搭載基板2と光電変換素子4との接合性を容易にすることができる。   Further, the photoelectric conversion device may function as the lead electrode 30 by providing a conductive layer on the element mounting substrate 2 instead of the lead electrode 30. Thereby, the photoelectric conversion device can facilitate the bonding between the element mounting substrate 2 and the photoelectric conversion element 4.

また、配線距離を短くすることができ、低電気抵抗化することができるため、光電変換装置は、光電変換効率を向上することができる。   In addition, since the wiring distance can be shortened and the electrical resistance can be reduced, the photoelectric conversion device can improve the photoelectric conversion efficiency.

また、光電変換素子4は、図3に示すように、凹部1a内に底面から離して収容されているが、これに限らない。光電変換素子4は、下面を凹部1aの底面に光電変換素子4の下面を接触させて収容することができる。これによって、光電変換装置は、光電変換素子4から発生する熱を光電変換素子4の下面から基体1を介して光電変換装置の外部に効率
よく放熱することができる。
Moreover, although the photoelectric conversion element 4 is accommodated in the recessed part 1a away from the bottom face as shown in FIG. 3, it is not restricted to this. The photoelectric conversion element 4 can be accommodated by bringing the lower surface of the photoelectric conversion element 4 into contact with the bottom surface of the recess 1a. Accordingly, the photoelectric conversion device can efficiently dissipate heat generated from the photoelectric conversion element 4 from the lower surface of the photoelectric conversion element 4 to the outside of the photoelectric conversion device via the base 1.

<変形例2>
本実施形態に係る変形例の光電変換装置は、図2または図4に示すように、光電変換素子4の受光面4aは、平面視において形状が開口部2aの形状と相似形に設けられている。
光電変換素子4の受光面4aは、図2(a)に示すように、開口部2aが四角形状に設けられており、これに合わせて四角形状に設けられている。また、光電変換素子4の受光面4aは、図4に示すように、開口部2aが円形状に設けられており、これに合わせて円形状に設けられている。また、開口部2aが多角形状であれば、受光面4aは多角形状に設けられる。このように、光電変換素子4の受光面は、平面視において形状が開口部2aの形状と相似形に設けられることが好ましい。
<Modification 2>
As shown in FIG. 2 or FIG. 4, in the photoelectric conversion device of the modification according to this embodiment, the light receiving surface 4 a of the photoelectric conversion element 4 is provided in a shape similar to the shape of the opening 2 a in plan view. Yes.
As shown in FIG. 2A, the light receiving surface 4a of the photoelectric conversion element 4 is provided with an opening 2a in a quadrangular shape, and is provided in a quadrangular shape accordingly. Moreover, as shown in FIG. 4, the light-receiving surface 4a of the photoelectric conversion element 4 is provided with a circular opening portion 2a. Moreover, if the opening part 2a is polygonal shape, the light-receiving surface 4a will be provided in polygonal shape. Thus, the light receiving surface of the photoelectric conversion element 4 is preferably provided in a shape similar to the shape of the opening 2a in plan view.

このような構成によって、開口部2aおよび受光面4aの形状が相似形に設けられているため、光電変換素子は、開口部2aからの入射光を効率よく受光面4aに入射させることができる。   With such a configuration, since the shapes of the opening 2a and the light receiving surface 4a are similar, the photoelectric conversion element can efficiently make incident light from the opening 2a incident on the light receiving surface 4a.

<変形例3>
本実施形態に係る変形例の光電変換装置は、図5(a)または(b)に示すように、リード電極3の一端は、光電変換素子4の下面で電気的に接続されるとともに、平面透視において少なくとも一部が受光面4aと重なっている。すなわち、リード電極3の一部は、平面透視において受光面4aと重なって設けられていればよい。
<Modification 3>
As shown in FIG. 5A or 5B, the photoelectric conversion device according to the modification according to the present embodiment is configured such that one end of the lead electrode 3 is electrically connected to the lower surface of the photoelectric conversion element 4 and is planar. In fluoroscopy, at least a portion overlaps the light receiving surface 4a. That is, it is only necessary that a part of the lead electrode 3 is provided so as to overlap the light receiving surface 4a in a plan view.

リード電極3の一端は、図5(b)に示すように、平面視において光電変換素子4の受光面4aの内側を通って受光面4aの外側に延在するように設けられている。リード電極3の一端は、受光面4aの外側に、例えば、1(mm)〜25(mm)の範囲で延在するように設けられている。これによって、受光面4aと対応する領域にある光電変換素子4の下面は、温度の上昇が高く、発生する熱量が多くなるが、リード電極3の一端が受光面4aと対応する位置に設けられているため、光電変換素子4の全体にわたって熱を均一にすることができる。したがって、光電変換装置は、光電変換素子4に熱が局所的に分布するのを抑制することができ、光電変換素子4は、光電変換効率を向上させることができる。さらに、光電変換装置は、光電変換素子4の温度上昇に伴って発生する熱を、受光面4aの直下からリード電極3を介して素子搭載基板2に伝達して、基体1を介して光電変換装置の外部に放熱することができる。   As shown in FIG. 5B, one end of the lead electrode 3 is provided so as to extend outside the light receiving surface 4a through the inside of the light receiving surface 4a of the photoelectric conversion element 4 in plan view. One end of the lead electrode 3 is provided outside the light receiving surface 4a so as to extend in a range of 1 (mm) to 25 (mm), for example. As a result, the lower surface of the photoelectric conversion element 4 in the region corresponding to the light receiving surface 4a has a high temperature rise and generates more heat, but one end of the lead electrode 3 is provided at a position corresponding to the light receiving surface 4a. Therefore, heat can be made uniform over the entire photoelectric conversion element 4. Therefore, the photoelectric conversion device can suppress heat from being locally distributed in the photoelectric conversion element 4, and the photoelectric conversion element 4 can improve the photoelectric conversion efficiency. Further, the photoelectric conversion device transmits heat generated as the temperature of the photoelectric conversion element 4 rises to the element mounting substrate 2 via the lead electrode 3 from directly below the light receiving surface 4 a and performs photoelectric conversion via the base 1. Heat can be radiated to the outside of the device.

また、他の例として、リード電極3の一端は、図5(c)に示すように、平面視において光電変換素子4の受光面4aの外周よりも外側に位置するように設けられている。リード電極3は、受光面4aの外周より、例えば、1(mm)〜25(mm)の範囲で外側に位置するように設けられている。これにより、光電変換素子4は、リード電極3の一端が光電変換素子4の受光面4aと対応する領域よりも外側に位置しているため、さらに光電変換素子4に熱が局所的に分布するのを効果的に抑制することができる。さらに、光電変換装置は、光電変換素子4の温度上昇に伴って発生する熱を、光電変換素子4の下面からリード電極3を介して素子搭載基板2に伝達して、基体1を介して光電変換装置の外部に放熱することができる。   As another example, one end of the lead electrode 3 is provided so as to be located outside the outer periphery of the light receiving surface 4a of the photoelectric conversion element 4 in a plan view, as shown in FIG. The lead electrode 3 is provided so as to be located outside the outer periphery of the light receiving surface 4a, for example, in the range of 1 (mm) to 25 (mm). Thus, in the photoelectric conversion element 4, one end of the lead electrode 3 is located outside the region corresponding to the light receiving surface 4 a of the photoelectric conversion element 4, so that heat is further locally distributed in the photoelectric conversion element 4. Can be effectively suppressed. Further, the photoelectric conversion device transmits heat generated as the temperature of the photoelectric conversion element 4 rises from the lower surface of the photoelectric conversion element 4 to the element mounting substrate 2 via the lead electrode 3, and photoelectrically passes through the base 1. Heat can be radiated to the outside of the converter.

<光電変換装置の製造方法>
ここで、光電変換装置の製造方法を説明する。
<Method for Manufacturing Photoelectric Conversion Device>
Here, a method for manufacturing the photoelectric conversion device will be described.

基体1は、例えば、アルミナ質セラミックスからなる場合、グリーンシートは、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バイン
ダ、可塑剤、溶剤、分散剤等を混合添加してペースト状とし、ドクターブレード法やカレンダーロール法等によって形成される。
For example, when the substrate 1 is made of alumina ceramics, the green sheet is prepared by mixing and adding an organic binder, a plasticizer, a solvent, a dispersant, and the like to raw powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide. The paste is formed and formed by a doctor blade method, a calendar roll method, or the like.

また、平板形状のグリーンシートは、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の高融点金属粉末に有機バインダ、可塑剤、溶剤等を添加してなる金属ペーストが、凹部1aの周囲の側部の上側の所定位置にスクリーン印刷法等によって印刷塗布されて、導電層1bとなるメタライズ層が形成されている。   Further, the flat green sheet has a predetermined position on the upper side of the peripheral portion of the recess 1a with a metal paste obtained by adding an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. to a high melting point metal powder such as tungsten, molybdenum or manganese. A metallized layer to be a conductive layer 1b is formed by printing by screen printing or the like.

そして、平板形状のグリーンシートが、金型を用いた打ち抜きを施すことによってそれぞれの形状に合わせて製作される。   Then, a flat plate-like green sheet is manufactured according to each shape by punching using a mold.

これらの平板形状のグリーンシートは、積層されて、約1600℃の温度で同時に焼成される。そして、基体1は、電解メッキまたは無電解メッキ等のメッキ形成方法によって、メタライズ層上に厚さ3(μm)以下のニッケルメッキ層が形成される。   These flat green sheets are laminated and fired at a temperature of about 1600 ° C. at the same time. The base 1 is formed with a nickel plating layer having a thickness of 3 (μm) or less on the metallized layer by a plating method such as electrolytic plating or electroless plating.

また、素子搭載基板2は、開口部2aを有する形状で、上述の基体1と同様にして製作される。   The element mounting substrate 2 has a shape having the opening 2a and is manufactured in the same manner as the base 1 described above.

リード電極3、30は、例えば、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)合金を型枠に鋳込んで作製したインゴットを周知の切削加工や打ち抜き加工等の金属加工法を用いて所定形状にして製作される。   For example, the lead electrodes 3 and 30 are made of an ingot produced by casting an iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co) alloy into a mold using a known metal working method such as cutting or punching. Produced in a predetermined shape.

そして、光電変換素子4は、素子搭載基板2の下側主面に搭載され、光電変換素子4の第1の電極4b、第2の電極4cおよびリード電極3、30が接合材を介して電気的に接続される。また、基体1の導電層1aは、リード電極3、30に電気的に接続される。
なお、接合材は、例えば、銀(Ag)ロウ、銀(Ag)−銅(Cu)ロウ、金(Au)−錫(Sn)半田、金(Au)−ゲルマニウム(Ge)半田等の材料または導電性エポキシ樹脂等である。
The photoelectric conversion element 4 is mounted on the lower main surface of the element mounting substrate 2, and the first electrode 4b, the second electrode 4c, and the lead electrodes 3 and 30 of the photoelectric conversion element 4 are electrically connected via a bonding material. Connected. Further, the conductive layer 1 a of the base 1 is electrically connected to the lead electrodes 3 and 30.
The bonding material is, for example, a material such as silver (Ag) solder, silver (Ag) -copper (Cu) solder, gold (Au) -tin (Sn) solder, gold (Au) -germanium (Ge) solder, or the like. For example, a conductive epoxy resin.

窓部材5は、素子搭載基板2の上側主面に開口部2aを覆うように、例えば、Au−Sn半田、Sn−銀(Ag)−銅(Cu)半田、Sn−亜鉛(Zn)−ビスマス(Bi)、樹脂等を介して接合される。これによって、光電変換装置となる。   The window member 5 is, for example, Au—Sn solder, Sn—silver (Ag) —copper (Cu) solder, Sn—zinc (Zn) —bismuth so as to cover the opening 2 a on the upper main surface of the element mounting substrate 2. (Bi) Joined via a resin or the like. Thus, a photoelectric conversion device is obtained.

1 基体
1a 凹部
1b 導電層
2 素子搭載基板
2a 開口部
2b ダミーパターン
3、30 リード電極
4、40 光電変換素子
4a 受光面
4b 第1の電極
4c 第2の電極
4d 第3の電極
5 窓部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 1a Recessed part 1b Conductive layer 2 Element mounting board | substrate 2a Opening part 2b Dummy pattern 3, 30 Lead electrode 4, 40 Photoelectric conversion element 4a Light-receiving surface 4b 1st electrode 4c 2nd electrode 4d 3rd electrode 5 Window member

Claims (4)

凹部を上側主面に有し、前記凹部の周囲の側部の上面に導電層が設けられた基体と、
該基体の前記凹部を覆うように設けられた、光が前記凹部内に向けて透過する開口部を有する素子搭載基板と、
該素子搭載基板の下側主面に設けられたリード電極と、
前記素子搭載基板の下側主面に前記開口部を覆うように搭載されて前記リード電極を介して前記導電層に電気的に接続され、前記凹部内に収容された、受光面を上側にして平面視において前記開口部と前記受光面とが重なっている光電変換素子と、
前記素子搭載基板の上側主面に前記開口部を覆うように設けられた透光性の窓部材とを備えていることを特徴とする光電変換装置。
A base body having a concave portion on the upper main surface, and a conductive layer provided on the upper surface of the side portion around the concave portion;
An element mounting substrate provided so as to cover the concave portion of the base body and having an opening through which light passes through the concave portion;
A lead electrode provided on the lower main surface of the element mounting substrate;
Mounted on the lower main surface of the element mounting substrate so as to cover the opening, electrically connected to the conductive layer via the lead electrode, and housed in the recess, with the light receiving surface facing upward A photoelectric conversion element in which the opening and the light receiving surface overlap in plan view;
A photoelectric conversion device, comprising: a translucent window member provided on the upper main surface of the element mounting substrate so as to cover the opening.
請求項1に記載の光電変換装置であって、
前記光電変換素子の前記受光面は、平面視において前記開口部の内側に位置していることを特徴とする光電変換装置。
The photoelectric conversion device according to claim 1,
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the light receiving surface of the photoelectric conversion element is positioned inside the opening in a plan view.
請求項1または請求項2に記載の光電変換装置であって、
前記光電変換素子の前記受光面は、平面視において形状が前記開口部の形状と相似形であることを特徴とする光電変換装置。
The photoelectric conversion device according to claim 1 or 2, wherein
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the light receiving surface of the photoelectric conversion element has a shape similar to the shape of the opening in a plan view.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光電変換装置であって、
前記リード電極の一端は、前記光電変換素子の下面で電気的に接続されるとともに、平面透視において少なくとも一部が前記受光面と重なっていることを特徴とする光電変換装置。
A photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3,
One end of the lead electrode is electrically connected to the lower surface of the photoelectric conversion element, and at least part of the lead electrode overlaps with the light receiving surface in a plan view.
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