JP2014225543A - Receiver for concentrated photovoltaic power generation module - Google Patents

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宏和 永井
Hirokazu Nagai
宏和 永井
政也 鈴木
Masaya Suzuki
政也 鈴木
大地 徳安
Daichi Tokuyasu
大地 徳安
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a receiver for a concentrated photovoltaic power generation module in which a stationary plate for supporting a homogenizer is never perforated and broken even when an irradiation position of the light condensed due to an inevitable accident is widely deviated from the center of the homogenizer.SOLUTION: A receiver 10 for a concentrated photovoltaic power generation module comprises: a substrate 12; a solar cell 14 fixed on the substrate 12 and for receiving sunlight; a homogenizer 16 mounted immediately above the solar cell 14 and for guiding the sunlight condensed by a light condensing device to the solar cell 14; a sealing material 18 for protecting the solar cell 16; a stationary plate 20 mounted on an upper surface of the homogenizer 16; and a fixture 22 for fixing the stationary plate 20 to the substrate 12. The stationary plate 20 is made of a material having thermal conductivity not less than 100 W/(m-K) and a melting point not less than 450°C.

Description

本発明は、集光型太陽光発電モジュール用レシーバに関し、さらに詳しくは、集光装置により集光された高エネルギーの太陽光を太陽電池セルに照射することによって発電を行う集光型太陽光発電モジュール用のレシーバに関する。   The present invention relates to a receiver for a concentrating solar power generation module, and more specifically, a concentrating solar power generation that generates power by irradiating solar cells with high-energy sunlight condensed by a concentrating device. It relates to a receiver for a module.

太陽光発電モジュールは、太陽光をそのまま太陽電池セルに照射する非集光型と、集光装置を用いて集光された太陽光を太陽電池セルに照射する集光型に大別される。これらの内、集光型太陽光発電モジュールは、太陽電池セルを小さくすることができるので、変換効率の良い高価なセルを使用しても電力製造コストに与える影響が小さい。そのため、集光型太陽光発電モジュールは、安価な電力を効率よく製造できるという利点がある。   Photovoltaic power generation modules are broadly classified into a non-condensing type that directly irradiates solar cells with sunlight and a condensing type that irradiates solar cells with sunlight condensed using a condensing device. Among these, the concentrating solar power generation module can reduce the size of the solar battery cell, and therefore, even if an expensive cell with good conversion efficiency is used, the influence on the power production cost is small. Therefore, the concentrating solar power generation module has an advantage that it can efficiently produce inexpensive power.

集光型太陽光発電モジュールは、太陽光を集光するための集光レンズ(1次光学系:Primary Optic Element)を備えている。集光レンズで集光された光は、中心部の強度が強く、周辺部の強度は弱い。このような光を直接、太陽電池セルに照射すると、高い発電効率は得られない。そのため、集光型太陽光発電モジュールは、通常、太陽電池セルの真上にホモジナイザーと呼ばれる柱状又は錘台状の光学部材(2次光学系:Secondary Optic Element)が設けられる。ホモジナイザーは、集光レンズにより集光された高エネルギーの太陽光を側面で繰り返し全反射させることにより、光のエネルギーを均一化させるためのものである。   The concentrating solar power generation module includes a condensing lens (primary optical system: Primary Optic Element) for condensing sunlight. The light condensed by the condensing lens has a strong central portion and a weak peripheral portion. When such a light is directly applied to the solar battery cell, high power generation efficiency cannot be obtained. Therefore, the concentrating solar power generation module is usually provided with a columnar or frustum-shaped optical member (secondary optical system: Secondary Optic Element) called a homogenizer directly above the solar battery cell. The homogenizer is for uniformizing the energy of light by repeatedly totally reflecting high-energy sunlight condensed by the condenser lens on the side surface.

太陽光発電モジュールにおいて、太陽電池セルは基板上に固定され、太陽電池セルの真上にはホモジナイザーが配置される。さらに、太陽電池セルの周囲及びホモジナイザーの下部は、封止材で覆われている。このような基板、太陽電池セル及びホモジナイザーで構成される単位は、「レシーバ」と呼ばれている。
ホモジナイザーは、単に太陽電池セルの真上に載置されるだけである。封止材は、太陽電池セルへの水の侵入を防止するためのものであり、接着剤としての機能はない。そのため、外部からの衝撃や振動が加わってもホモジナイザーの位置がずれないようにするために、ホモジナイザーは、通常、種々の固定部材を用いてレシーバに固定されている。
In the solar power generation module, the solar battery cell is fixed on a substrate, and a homogenizer is disposed directly above the solar battery cell. Furthermore, the circumference | surroundings of a photovoltaic cell and the lower part of a homogenizer are covered with the sealing material. A unit composed of such a substrate, a solar battery cell, and a homogenizer is called a “receiver”.
The homogenizer is simply placed directly above the solar cell. The sealing material is for preventing water from entering the solar battery cell, and has no function as an adhesive. Therefore, in order to prevent the position of the homogenizer from shifting even when external impact or vibration is applied, the homogenizer is usually fixed to the receiver using various fixing members.

例えば、特許文献1には、太陽電池セルの周囲に4本の支柱を立設し、支柱の上に貫通孔を有する遮光板を載せ、太陽電池セルと遮光板との間にホモジナイザーを挿入した太陽光発電装置が開示されている。
同文献には、貫通孔を通過した太陽光がホモジナイザーに導かれ、太陽光の強度が均等化される点が記載されている。
For example, in Patent Document 1, four columns are erected around the solar cell, a light shielding plate having a through hole is placed on the column, and a homogenizer is inserted between the solar cell and the light shielding plate. A solar power generation device is disclosed.
This document describes that the sunlight that has passed through the through hole is guided to the homogenizer, and the intensity of the sunlight is equalized.

特許文献1に記載されているように、貫通孔を有する遮光板(固定板)でホモジナイザーの上端を支えると、外部からの衝撃や振動が加わってもホモジナイザーの位置がずれにくくなる。遮光板には、従来、ステンレス鋼が用いられていた。
しかしながら、集光型太陽光発電モジュールにおいては、不可抗力により集光された光の照射位置がホモジナイザーの中心から大きく外れることがある。その際、集光された光が遮光板に直接、照射されると、太陽光の熱により遮光板に穴が開くことがあった。これを放置すると、やがて遮光板が破損し、ホモジナイザーが脱落する。
As described in Patent Document 1, if the upper end of the homogenizer is supported by a light-shielding plate (fixed plate) having a through hole, the position of the homogenizer becomes difficult to shift even when external impact or vibration is applied. Conventionally, stainless steel has been used for the light shielding plate.
However, in the concentrating solar power generation module, the irradiation position of the light condensed by force majeure may be greatly deviated from the center of the homogenizer. At this time, if the collected light is directly irradiated onto the light shielding plate, a hole may be formed in the light shielding plate due to the heat of sunlight. If left unattended, the shading plate will eventually be damaged and the homogenizer will fall off.

特開2005−142373号公報JP 2005-142373 A

本発明が解決しようとする課題は、不可抗力により集光された光の照射位置がホモジナイザーの中心から大きく外れた場合であっても、ホモジナイザーを支持するための固定板(ホモジナイザー支え、遮光板)の穴あきや破損が生じることのない集光型太陽光発電モジュール用レシーバを提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is that of a fixing plate (homogenizer support, light shielding plate) for supporting the homogenizer even when the irradiation position of the light condensed by force majeure is greatly deviated from the center of the homogenizer. An object of the present invention is to provide a receiver for a concentrating solar power generation module that does not cause perforation or breakage.

上記課題を解決するために本発明に係る集光型太陽光発電モジュール用レシーバは、以下の構成を備えていることを要旨とする。
(1)前記集光型太陽光発電モジュール用レシーバは、
基板と、
前記基板上に固定された、太陽光を受光するための太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの真上に載置され、集光装置で集光された前記太陽光を前記太陽電池セルへ導くためのホモジナイザーと、
前記太陽電池セルを保護するための封止材と、
前記ホモジナイザーの上面に載置された固定板と、
前記固定板を前記基板に固定するための固定治具と
を備えている。
(2)前記固定板は、熱伝導率が100W/(m・K)以上、かつ、融点が450℃以上の材料からなる。
In order to solve the above problems, a receiver for a concentrating solar power generation module according to the present invention is summarized as having the following configuration.
(1) The receiver for the concentrating solar power generation module is:
A substrate,
A solar cell fixed on the substrate for receiving sunlight; and
A homogenizer that is placed directly above the solar cell and guides the sunlight collected by the light concentrator to the solar cell;
A sealing material for protecting the solar battery cell;
A fixing plate placed on the upper surface of the homogenizer;
A fixing jig for fixing the fixing plate to the substrate.
(2) The fixing plate is made of a material having a thermal conductivity of 100 W / (m · K) or more and a melting point of 450 ° C. or more.

ホモジナイザーを固定するための固定板として、低熱伝導率材料(例えば、ステンレス鋼)を用いると、不可抗力により固定板に太陽光が直接、照射された時に、熱により穴あきや破損が生じやすい。
これに対し、固定板として高熱伝導率材料(例えば、Al、Cu)を用いると、不可抗力により固定板に太陽光が直接照射されても、熱が容易に放散される。そのため、固定板の穴あきや破損を抑制することができる。
When a low thermal conductivity material (for example, stainless steel) is used as a fixing plate for fixing the homogenizer, when the sunlight is directly applied to the fixing plate by force majeure, holes are easily formed or damaged.
On the other hand, when a high thermal conductivity material (for example, Al, Cu) is used as the fixed plate, heat is easily dissipated even if sunlight is directly irradiated to the fixed plate by force majeure. Therefore, the fixing plate can be prevented from being punched or damaged.

本発明の一実施の形態に係る集光型太陽光発電モジュール用レシーバの平面図(上図)及び正面図(下図)である。It is the top view (upper figure) and front view (lower figure) of the receiver for concentrating solar power generation modules which concern on one embodiment of this invention.

以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
[1. 集光型太陽光発電モジュール用レシーバ]
図1に、本発明の一実施の形態に係る集光型太陽光発電モジュール用レシーバ(以下、単に「レシーバ」ともいう)の平面図(上図)及び正面図(下図)を示す。図1において、レシーバ10は、基板12と、太陽電池セル14と、ホモジナイザー(2次光学系)16と、封止材18と、固定板20と、固定治具22…とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
[1. Concentrator photovoltaic module receiver]
FIG. 1 shows a plan view (upper view) and a front view (lower view) of a receiver for a concentrating solar power generation module (hereinafter also simply referred to as “receiver”) according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the receiver 10 includes a substrate 12, a solar battery cell 14, a homogenizer (secondary optical system) 16, a sealing material 18, a fixing plate 20, and a fixing jig 22.

[1.1. 基板]
基板12は、その表面に太陽電池セル14を固定するためのものである。基板12の材料は、特に限定されるものではなく、種々の材料を用いることができる。基板12の材料としては、例えば、アルミニウム、銅などがある。
[1.1. substrate]
The board | substrate 12 is for fixing the photovoltaic cell 14 to the surface. The material of the substrate 12 is not particularly limited, and various materials can be used. Examples of the material of the substrate 12 include aluminum and copper.

[1.2. 太陽電池セル]
太陽電池セル14は、照射された光を受光し、これを電力に変換するためのセルである。本発明において、太陽電池セル14の構造や、これを構成する材料は、特に限定されるものではなく、種々の構造及び材料からなるセルを用いることができる。
太陽電池セル14は、一般に、裏面電極、光起電力効果を奏する半導体層、及び上部電極がこの順で積層された構造を備えている。半導体層の表面には、反射防止膜が形成される場合もある。半導体層としては、例えば、結晶シリコン、InGaP/InGaAs/Geに代表されるIII-V族化合物半導体などが知られている。
[1.2. Solar cell]
The solar battery cell 14 is a cell for receiving the irradiated light and converting it into electric power. In the present invention, the structure of the solar battery cell 14 and the material constituting it are not particularly limited, and cells composed of various structures and materials can be used.
The solar battery cell 14 generally has a structure in which a back electrode, a semiconductor layer having a photovoltaic effect, and an upper electrode are laminated in this order. An antireflection film may be formed on the surface of the semiconductor layer. As the semiconductor layer, for example, crystalline silicon, a III-V group compound semiconductor represented by InGaP / InGaAs / Ge, and the like are known.

本実施の形態において、太陽電池セル14は、基板12の表面に固定されている。基板12には、太陽電池セル14に加えて、太陽電池セル14による発電に必要な各種の構成要素が設けられる。図1において、図示は省略されているが、基板12の上に、絶縁層及びプレートがこの順で形成され、プレートの上には、太陽電池セル14がリード電極を介して固定されている。   In the present embodiment, the solar battery cell 14 is fixed to the surface of the substrate 12. In addition to the solar battery cells 14, various components necessary for power generation by the solar battery cells 14 are provided on the substrate 12. Although not shown in FIG. 1, an insulating layer and a plate are formed in this order on the substrate 12, and solar cells 14 are fixed on the plate via lead electrodes.

[1.3. ホモジナイザー]
[1.3.1. ホモジナイザーの形状]
ホモジナイザー(二次光学系)16は、集光装置(図示せず)により集光された太陽光を太陽電池セル14に導くためのものである。また、ホモジナイザー16は、導かれた光を側面で繰り返し全反射させることにより、光のエネルギーを均一化させるためのものでもある。ホモジナイザー16は、その下端面が太陽電池セル14に対向するように、太陽電池セル14の真上位置に立設される。
[1.3. Homogenizer]
[1.3.1. Homogenizer shape]
The homogenizer (secondary optical system) 16 is for guiding the sunlight collected by a light collecting device (not shown) to the solar battery cell 14. The homogenizer 16 is also for making the light energy uniform by repeatedly totally reflecting the guided light on the side surface. The homogenizer 16 is erected at a position directly above the solar battery cell 14 so that its lower end surface faces the solar battery cell 14.

本発明において、ホモジナイザー16は、集光装置側(図1下図において、紙面の上側)の断面積が太陽電池セル14側の断面積より大きい錐台形状を有する。ホモジナイザー16の断面の形状は、特に限定されるものではなく、円形、楕円形、多角形のいずれであっても良い。ホモジナイザー16の側面の角度(又は、ホモジナイザー16が錐であると仮定したときの頂角)は、特に限定されるものではなく、目的に応じて種々の角度を選択することができる。   In the present invention, the homogenizer 16 has a frustum shape in which the cross-sectional area on the light collecting device side (the upper side in the drawing in FIG. 1) is larger than the cross-sectional area on the solar cell 14 side. The shape of the cross section of the homogenizer 16 is not particularly limited, and may be any of a circle, an ellipse, and a polygon. The angle of the side surface of the homogenizer 16 (or the apex angle when the homogenizer 16 is assumed to be a cone) is not particularly limited, and various angles can be selected according to the purpose.

図1に示す例において、ホモジナイザー16は、錘台状の本体16aと、本体16aの上端(集光装置側)に一体的に設けられた、板状の鍔16bとを備えている。鍔16bの面積は、本体16aの上端(集光装置側)の面積より大きくなっている。鍔16bは、必ずしも必要ではないが、これを設けることによって、ホモジナイザー16を基板12に固定するのが容易化する。
なお、図1に示す例において、鍔16bの平面形状は、正方形になっているが、平面形状はこれに限定されるものではない。
In the example shown in FIG. 1, the homogenizer 16 includes a frustum-shaped main body 16a and a plate-shaped ridge 16b provided integrally with the upper end (on the light collecting device side) of the main body 16a. The area of the ridge 16b is larger than the area of the upper end (condenser side) of the main body 16a. Although the hook 16b is not necessarily required, it is easy to fix the homogenizer 16 to the substrate 12 by providing it.
In the example shown in FIG. 1, the planar shape of the flange 16 b is a square, but the planar shape is not limited to this.

集光型太陽光発電モジュールは、太陽光を集光装置で曲げるため、太陽電池セル14を常に太陽の方向に正確に向けておく必要がある。そのため、集光型太陽光発電モジュールは、一般に、太陽電池セル14を太陽の方向に向けるための追尾装置を備えている。しかしながら、ホモジナイザー16の形状が柱状である場合、追尾ズレが生じたときに変換効率が著しく低下する。これに対し、ホモジナイザー16の形状を錐台状とすると、僅かな追尾ズレが生じても変換効率が大きく低下しないという利点がある。   In the concentrating solar power generation module, since the sunlight is bent by the condensing device, it is necessary to always direct the solar battery cell 14 accurately in the direction of the sun. Therefore, the concentrating solar power generation module generally includes a tracking device for directing the solar cells 14 toward the sun. However, when the shape of the homogenizer 16 is a columnar shape, the conversion efficiency is remarkably reduced when a tracking shift occurs. On the other hand, when the shape of the homogenizer 16 is a frustum shape, there is an advantage that the conversion efficiency is not greatly reduced even if a slight tracking shift occurs.

[1.3.2. ホモジナイザーの材料]
ホモジナイザー16には、光透過性の高い材料が用いられる。ホモジナイザー16の材料としては、例えば、
(a)ほう珪酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラスなどのナトリウム含有ガラス、
(b)アルミノケイ酸ガラス、ソーダカリバリウムガラス、
などがある。特に、ナトリウム含有ガラスは、安価で加工が容易であるため、ホモジナイザー16の材料として好適である。
[1.3.2. Homogenizer materials]
The homogenizer 16 is made of a material having high light transmittance. As a material of the homogenizer 16, for example,
(A) Sodium-containing glass such as borosilicate glass and silicate glass,
(B) aluminosilicate glass, soda calibarium glass,
and so on. In particular, sodium-containing glass is suitable as a material for the homogenizer 16 because it is inexpensive and easy to process.

ホモジナイザー16の表面には、必要に応じて各種の膜が形成されていても良い。
例えば、ホモジナイザー16の上端面(光の入射面)には、反射防止膜が形成されていても良い。反射防止膜としては、例えば、
(a)アルミナとチタニアの多層構造からなるTiO2/Al23反射防止膜、
(b)フッ化マグネシウム層やフッ化カルシウム層からなる反射防止膜、
などがある。
Various films may be formed on the surface of the homogenizer 16 as necessary.
For example, an antireflection film may be formed on the upper end surface (light incident surface) of the homogenizer 16. As an antireflection film, for example,
(A) a TiO 2 / Al 2 O 3 antireflection film having a multilayer structure of alumina and titania,
(B) an antireflection film comprising a magnesium fluoride layer or a calcium fluoride layer;
and so on.

また、ホモジナイザー16と太陽電池セル14の界面に、水分の侵入を防止するための保護膜を介在させても良い。
保護膜には、透光性が高く、かつ、耐熱性の高い材料を用いるのが好ましい。保護膜の材料としては、例えば、ゲル状のシリコーン樹脂、アクリル樹脂フィルム、などがある。
Further, a protective film for preventing moisture from entering may be interposed at the interface between the homogenizer 16 and the solar battery cell 14.
For the protective film, it is preferable to use a material having high translucency and high heat resistance. Examples of the material for the protective film include a gel-like silicone resin and an acrylic resin film.

[1.4. 封止材]
[1.4.1. 封止材の材料]
封止材18は、太陽電池セル14の露出部分を覆い、太陽電池セル14を保護するためのものである。図1に示す例において、封止材18は、さらに、ホモジナイザー16の下部の側面を覆っている。
[1.4. Encapsulant]
[1.4.1. Sealant Material]
The sealing material 18 covers the exposed portion of the solar battery cell 14 and protects the solar battery cell 14. In the example shown in FIG. 1, the sealing material 18 further covers the lower side surface of the homogenizer 16.

ホモジナイザー16の下部の側面を封止材18で覆う場合、封止材18の劣化に起因する太陽電池セル14への水の侵入を長期間に渡って防止する必要がある。そのため、封止材18には、耐熱性及び耐候性の高い材料を用いる必要がある。
封止材18の材料としては、例えば、
(a)微粉ガラス入りシリコン樹脂、
(b)高い熱伝導性及び光反射性を有する白色かつ不透明の無機材料粉末(例えば、炭酸カルシウム、酸化チタン、高純度アルミナ、高純度酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウムなど)を充填した自己接着性RTVゴム、
(c)(b)の材料に、さらに10重量%以上のフッ素化シリコン樹脂を添加した材料、
(d)エポキシ樹脂、
などがある。
When the lower side surface of the homogenizer 16 is covered with the sealing material 18, it is necessary to prevent water from entering the solar battery cell 14 due to deterioration of the sealing material 18 for a long period of time. Therefore, it is necessary to use a material having high heat resistance and weather resistance for the sealing material 18.
As a material of the sealing material 18, for example,
(A) Silicon resin with fine glass,
(B) Self-adhesion filled with a white and opaque inorganic material powder (for example, calcium carbonate, titanium oxide, high purity alumina, high purity magnesium oxide, beryllium oxide, aluminum nitride, etc.) having high thermal conductivity and light reflectivity RTV rubber,
(C) A material obtained by further adding 10% by weight or more of a fluorinated silicon resin to the material of (b),
(D) epoxy resin,
and so on.

[1.4.2. 封止材の屈折率と高さ]
太陽電池セル14への水の侵入を防止することができ、かつ、耐熱性及び/又は耐候性を有する材料として、上述した種々の材料が知られている。上述した材料の耐候性と屈折率との間には相関があり、一般に、耐候性の高い材料ほど、屈折率が高くなる傾向がある。すなわち、低屈折率と高耐候性とを同時に満たし、かつ、太陽電池セル14の封止材18として使用可能な材料は、知られていない。
[1.4.2. Refractive index and height of encapsulant]
Various materials described above are known as materials that can prevent water from entering the solar battery cell 14 and have heat resistance and / or weather resistance. There is a correlation between the weather resistance and the refractive index of the above-described materials, and generally, the higher the weather resistance, the higher the refractive index tends to be. That is, a material that satisfies both the low refractive index and the high weather resistance and can be used as the sealing material 18 of the solar battery cell 14 is not known.

図1において、レシーバ10は、ホモジナイザー16の下部の側面が高さHの封止材18で覆われている。ここで、「封止材18の高さ」とは、ホモジナイザー16の下端面から封止材18の上端までの距離をいう。   In FIG. 1, the receiver 10 is covered with a sealing material 18 having a height H at the lower side surface of the homogenizer 16. Here, “the height of the sealing material 18” refers to the distance from the lower end surface of the homogenizer 16 to the upper end of the sealing material 18.

ホモジナイザー16の下部の側面が封止材18で覆われている場合において、封止材18の屈折率が低くなり、封止材18とホモジナイザー16との屈折率の差が大きくなると、ホモジナイザー16の下部において光が全反射しやすくなる。しかしながら、低屈折率材料は、一般に、耐熱性及び/又は耐候性が低いので、漏れだした光が相対的に少ない場合であっても、劣化しやすい。   In the case where the lower side surface of the homogenizer 16 is covered with the sealing material 18, the refractive index of the sealing material 18 decreases, and the difference in the refractive index between the sealing material 18 and the homogenizer 16 increases. Light tends to be totally reflected at the lower part. However, since the low refractive index material generally has low heat resistance and / or weather resistance, it tends to deteriorate even when the amount of leaked light is relatively small.

一方、高屈折率材料は、一般に、耐熱性及び/又は耐候性が高い。しかしながら、封止材18の屈折率が高くなるほど、及び/又は、封止材18の高さHが高くなるほど、ホモジナイザー16の下部において光が全反射しにくくなる。その結果、光の一部が封止材18内に漏れ出す。高屈折率材料は、耐熱性及び/又は耐候性が高いので、光漏れが生じても劣化しにくいが、光漏れは変換効率を低下させる原因となる。   On the other hand, a high refractive index material generally has high heat resistance and / or weather resistance. However, the higher the refractive index of the sealing material 18 and / or the higher the height H of the sealing material 18, the less the light is totally reflected at the lower part of the homogenizer 16. As a result, part of the light leaks into the sealing material 18. Since the high refractive index material has high heat resistance and / or weather resistance, it does not easily deteriorate even if light leakage occurs, but the light leakage causes a decrease in conversion efficiency.

これに対し、封止材18がホモジナイザー16の下部の側面を必要以上に覆わないように太陽電池セル14を封止材18で覆うと(換言すれば、封止材18の高さHがゼロに近づくほど)、ホモジナイザー16の下部の側面からの光漏れを抑制することができる。また、光漏れに起因する封止材18の劣化が抑制されるので、封止材18には、低コストな低屈折率材料を用いることができる。   On the other hand, when the solar cell 14 is covered with the sealing material 18 so that the sealing material 18 does not cover the lower side surface of the homogenizer 16 more than necessary (in other words, the height H of the sealing material 18 is zero). The light leakage from the side surface of the lower part of the homogenizer 16 can be suppressed as it gets closer to. Further, since the deterioration of the sealing material 18 due to light leakage is suppressed, a low-cost low refractive index material can be used for the sealing material 18.

[1.5. 固定板]
[1.5.1. 固定板の形状]
固定板20は、ホモジナイザー16を基板12に固定するためのものであり、ホモジナイザー16の上面に載置されている。固定板20の形状は、特に限定されるものではなく、ホモジナイザー16を確実に固定できるものであれば良い。
[1.5. Fixed plate]
[1.5.1. Fixing plate shape]
The fixing plate 20 is for fixing the homogenizer 16 to the substrate 12 and is placed on the upper surface of the homogenizer 16. The shape of the fixing plate 20 is not particularly limited as long as it can reliably fix the homogenizer 16.

図1に示す例において、固定板20は、正方形の平面形状を有している。また、固定板20の角部には、それぞれ、固定部材22、22…の先端を挿入するための貫通穴20a、20a…が設けられている。   In the example shown in FIG. 1, the fixed plate 20 has a square planar shape. Further, through-holes 20a, 20a,... For inserting the tips of the fixing members 22, 22,.

固定板20の中央には、貫通孔20bが設けられている。貫通孔20bは、光をホモジナイザー16の本体16aに導くことができ、かつ、鍔16bの面積より小さい面積であれば良い。貫通孔20bの面積を鍔16bの面積より小さくするのは、固定板20によりホモジナイザー16を太陽電池セル14の上面に押圧するためである。図1に示す例において、貫通孔20bは、正方形の平面形状を有している。   A through hole 20 b is provided in the center of the fixed plate 20. The through-hole 20b only needs to have an area that can guide light to the main body 16a of the homogenizer 16 and is smaller than the area of the flange 16b. The reason why the area of the through hole 20b is made smaller than the area of the flange 16b is to press the homogenizer 16 against the upper surface of the solar battery cell 14 by the fixing plate 20. In the example shown in FIG. 1, the through hole 20b has a square planar shape.

固定板20の下面であって、貫通孔20bの周囲には、固定爪24、24…が設けられている。固定爪24、24…は、固定板20に鍔16bを固定するためのものである。固定爪24、24…は、必ずしも必要ではないが、固定爪24、24…により鍔16bを固定すると、外力や振動によるホモジナイザー16の横ずれを確実に防止することができる。固定爪24、24…は、溶接、曲げ加工などにより形成することができる。   Fixing claws 24, 24... Are provided on the lower surface of the fixing plate 20 and around the through hole 20b. The fixing claws 24, 24... Are for fixing the flange 16 b to the fixing plate 20. Although the fixing claws 24, 24... Are not necessarily required, if the hooks 16b are fixed by the fixing claws 24, 24..., The lateral displacement of the homogenizer 16 due to external force or vibration can be reliably prevented. The fixed claws 24, 24... Can be formed by welding, bending, or the like.

[1.5.2. 固定板の材料]
本発明において、固定板20には、熱伝導率が100W/(m・K)以上、かつ、融点が450℃以上の材料が用いられる。この点が、従来とは異なる。固定板20の材料として、高熱伝導率かつ高融点の材料を用いると、不可抗力により固定板20に太陽光が照射されても、固定板20の穴あきを防止することができる。
[1.5.2. Fixing plate material]
In the present invention, the fixing plate 20 is made of a material having a thermal conductivity of 100 W / (m · K) or more and a melting point of 450 ° C. or more. This point is different from the conventional one. When a material having a high thermal conductivity and a high melting point is used as the material of the fixing plate 20, even if sunlight is irradiated to the fixing plate 20 by force majeure, the fixing plate 20 can be prevented from being perforated.

このような条件を満たす材料としては、例えば、
(1)Al(熱伝導率:230W/(m・K)、融点:660℃)、Cu(熱伝導率:400W/(m・K)、融点:1085℃)、
(2)A1100、A1050(純Al系)、A2012(Al−Cu−Mg系)、A5052(Al−Mg系)、A6063(Al−Mg−Si系)などのAl合金、
(3)黄銅(Cu−Zn)、青銅(Cu−Sn)、白銅(Cu−Ni)などのCu合金
などがある。
As a material satisfying such conditions, for example,
(1) Al (thermal conductivity: 230 W / (m · K), melting point: 660 ° C.), Cu (thermal conductivity: 400 W / (m · K), melting point: 1085 ° C.),
(2) Al alloys such as A1100, A1050 (pure Al series), A2012 (Al-Cu-Mg series), A5052 (Al-Mg series), A6063 (Al-Mg-Si series),
(3) Cu alloys such as brass (Cu—Zn), bronze (Cu—Sn), and white copper (Cu—Ni) are available.

[1.6. 固定治具]
固定治具22、22…は、固定板20を基板12に固定するためのものである。固定治具22、22…の形状、個数、設置位置等は、特に限定されるものではなく、固定板20及び基板12によりホモジナイザー16を確実に固定できるものであれば良い。
[1.6. fixing jig]
The fixing jigs 22, 22... Are for fixing the fixing plate 20 to the substrate 12. The shape, number, installation position, etc. of the fixing jigs 22, 22... Are not particularly limited as long as the homogenizer 16 can be reliably fixed by the fixing plate 20 and the substrate 12.

図1に示す例において、固定治具22、22…は、柱状の部材からなり、基板12の角部に合計4個設けられている。固定治具22、22…の先端には、それぞれ、突起22a、22a…が設けられている。突起22a、22a…は、それぞれ、固定板20の貫通穴20a、20a…に挿入されている。突起22a、22a…と固定板20とは、接着剤、ナット(図示せず)などにより固定されている。   In the example shown in FIG. 1, the fixing jigs 22, 22... Projections 22a, 22a,... Are provided at the tips of the fixing jigs 22, 22,. The protrusions 22a, 22a ... are inserted into the through holes 20a, 20a ... of the fixing plate 20, respectively. The protrusions 22a, 22a... And the fixing plate 20 are fixed by an adhesive, a nut (not shown), or the like.

[2. 作用]
ホモジナイザーを固定するための固定板として、低熱伝導率材料(例えば、ステンレス鋼)を用いると、不可抗力により固定板に太陽光が直接、照射された時に、熱により穴あきや破損が生じやすい。
これに対し、固定板として高熱伝導率材料(例えば、Al、Cu)を用いると、不可抗力により固定板に太陽光が直接照射されても、熱が容易に放散される。そのため、固定板の穴あきや破損を抑制することができる。
[2. Action]
When a low thermal conductivity material (for example, stainless steel) is used as a fixing plate for fixing the homogenizer, when the sunlight is directly applied to the fixing plate by force majeure, holes are easily formed or damaged.
On the other hand, when a high thermal conductivity material (for example, Al, Cu) is used as the fixed plate, heat is easily dissipated even if sunlight is directly irradiated to the fixed plate by force majeure. Therefore, the fixing plate can be prevented from being punched or damaged.

(実施例1、比較例1)
[1. レシーバの作製]
図1に示す構造を備えたレシーバ10を作製した。固定板20には、アルミニウム(実施例1)又はステンレス鋼(比較例1)を用いた。
(Example 1, Comparative Example 1)
[1. Production of receiver]
A receiver 10 having the structure shown in FIG. 1 was produced. For the fixing plate 20, aluminum (Example 1) or stainless steel (Comparative Example 1) was used.

[2. 試験方法]
集光レンズで集光された光を故意に固定板20に照射した。照射中、固定板20の裏面の温度を測定した。
[2. Test method]
The fixed plate 20 was intentionally irradiated with the light condensed by the condenser lens. During irradiation, the temperature of the back surface of the fixed plate 20 was measured.

[3. 結果]
ステンレス鋼製の固定板20を用いたレシーバの場合、照射を開始してから5秒程度で固定板20に穴が開いた。そのため、裏面温度を測定できなかった。
これに対し、アルミニウム製の固定板20を用いたレシーバの場合、裏面温度は、約150℃であった。また、照射を開始してから30分経過後も、固定板20に穴あきは発生しなかった。
[3. result]
In the case of a receiver using a stainless steel fixing plate 20, a hole was opened in the fixing plate 20 in about 5 seconds after the start of irradiation. Therefore, the back surface temperature could not be measured.
On the other hand, in the case of the receiver using the aluminum fixed plate 20, the back surface temperature was about 150 ° C. Further, even after 30 minutes from the start of irradiation, no holes were generated in the fixing plate 20.

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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内で種々の改変が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明に係る集光型太陽光発電モジュール用レシーバは、工場や住宅に電力を供給するための発電装置として使用することができる。   The receiver for a concentrating solar power generation module according to the present invention can be used as a power generation device for supplying power to a factory or a house.

10 集光型太陽光発電モジュール用レシーバ
12 基板
14 太陽電池セル
16 ホモジナイザー(2次光学系)
18 封止材
20 固定板
22 固定治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Concentrator photovoltaic module receiver 12 Substrate 14 Solar cell 16 Homogenizer (secondary optical system)
18 Sealing material 20 Fixing plate 22 Fixing jig

Claims (2)

以下の構成を備えた集光型太陽光発電モジュール用レシーバ。
(1)前記集光型太陽光発電モジュール用レシーバは、
基板と、
前記基板上に固定された、太陽光を受光するための太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの真上に載置され、集光装置で集光された前記太陽光を前記太陽電池セルへ導くためのホモジナイザーと、
前記太陽電池セルを保護するための封止材と、
前記ホモジナイザーの上面に載置された固定板と、
前記固定板を前記基板に固定するための固定治具と
を備えている。
(2)前記固定板は、熱伝導率が100W/(m・K)以上、かつ、融点が450℃以上の材料からなる。
A receiver for a concentrating solar power generation module having the following configuration.
(1) The receiver for the concentrating solar power generation module is:
A substrate,
A solar cell fixed on the substrate for receiving sunlight; and
A homogenizer that is placed directly above the solar cell and guides the sunlight collected by the light concentrator to the solar cell;
A sealing material for protecting the solar battery cell;
A fixing plate placed on the upper surface of the homogenizer;
A fixing jig for fixing the fixing plate to the substrate.
(2) The fixing plate is made of a material having a thermal conductivity of 100 W / (m · K) or more and a melting point of 450 ° C. or more.
前記固定板は、Al、Cu、Al合金又はCu合金からなる請求項1に記載の集光型太陽光発電モジュール用レシーバ。   The receiver for a concentrating solar power generation module according to claim 1, wherein the fixing plate is made of Al, Cu, an Al alloy, or a Cu alloy.
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