JP5258805B2 - Photovoltaic power generation apparatus and method for manufacturing solar power generation apparatus - Google Patents

Photovoltaic power generation apparatus and method for manufacturing solar power generation apparatus Download PDF

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Description

本発明は、太陽光発電装置、及び太陽光発電装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a solar power generation device and a method for manufacturing the solar power generation device.

太陽光発電装置は、発電する際に二酸化炭素を発生しないので、地球温暖化の防止に有効な装置である。太陽光発電装置には、発電効率が高いこと、製造するための資源消費が少ないこと、生産が容易であること、かつ安価であることが求められる。   A solar power generation device is an effective device for preventing global warming because it does not generate carbon dioxide when generating power. Solar power generation devices are required to have high power generation efficiency, low resource consumption for manufacturing, easy production, and low cost.

特許文献1には、発電部分であるセルがカバーフィルムとフロントカバーとの間に配され、カバーフィルム、セル、及びフロントカバーが端部から横方向に挟み込むようにフレームで支持された太陽電池モジュールの構造が記載されている。   Patent Document 1 discloses a solar cell module in which a cell as a power generation portion is disposed between a cover film and a front cover, and the cover film, the cell, and the front cover are supported by a frame so as to be sandwiched laterally from the end portion. The structure of is described.

太陽光発電装置に用いる発電素子の一つにPN接合型の光電変換素子があり、その材料にシリコン或いは化合物半導体が用いられる。光電変換素子の材料に結晶型(単結晶)のシリコンを用いる場合には、発電効率が高いが、供給メーカが限られ、素材の価格が安価でない。それに対して、太陽光を集光するように構成し、集光部の焦点位置に光電変換素子を設けることにより、光電変換素子の材料の使用量を少なくできる。   One of the power generation elements used in the solar power generation apparatus is a PN junction type photoelectric conversion element, and silicon or a compound semiconductor is used as the material thereof. When crystalline (single crystal) silicon is used as the material of the photoelectric conversion element, the power generation efficiency is high, but the number of suppliers is limited, and the price of the material is not low. On the other hand, it is configured to condense sunlight, and a photoelectric conversion element is provided at the focal position of the condensing unit, whereby the amount of material used for the photoelectric conversion element can be reduced.

特許文献2には、フレネルレンズにより集光された太陽光が光ファイバーを介して太陽電池セルに射出される集光型太陽光発電装置が記載されている。これにより、特許文献2によれば、フレネルレンズにより発生した色収差が光ファイバーにおいて是正されるので、色収差に起因した太陽電池セルにおける変換効率の低下を抑制できるとされている。   Patent Document 2 describes a concentrating solar power generation apparatus in which sunlight collected by a Fresnel lens is emitted to a solar battery cell via an optical fiber. Thus, according to Patent Document 2, since the chromatic aberration generated by the Fresnel lens is corrected in the optical fiber, it is possible to suppress a decrease in conversion efficiency in the solar battery cell due to the chromatic aberration.

特許文献3には、太陽温水器または太陽電池の集光器として用いるための複合平凸柱面フレネルレンズが記載されている。この複合平凸柱面フレネルレンズは、互いに重なり合って隣接する仮想円柱面レンズを原型として作られている。これにより、特許文献3によれば、いかなる斜め入射光も損失なく集光するとされている。   Patent Document 3 describes a compound plano-convex columnar Fresnel lens for use as a solar water heater or a solar cell concentrator. This complex plano-convex columnar Fresnel lens is made using a virtual cylindrical surface lens that overlaps and is adjacent to each other as a prototype. Thus, according to Patent Document 3, any oblique incident light is collected without loss.

特許文献4には、太陽電池素子がリニアフレネルレンズの焦線部に一致するように太陽の移動に伴って太陽電池素子の位置を制御する位置制御機構を備えた集光型太陽光発電装置が記載されている。すなわち、リニアフレネルレンズの中心部を通過する垂線に対する太陽光の入射角度をα、リニアフレネルレンズの中心線からリニアフレネルレンズの中心部及び太陽電池素子を結ぶ直線のなす角度をβとするとき、南中時にα=β=0とし、南中時以外に0.9α<β<1.3αとなるように制御する。これにより、特許文献4によれば、太陽電池素子を集光された光の強度分布のピーク値に置くことができるので、良好な太陽電池出力を得ることができるとされている。   Patent Document 4 discloses a concentrating solar power generation apparatus including a position control mechanism that controls the position of a solar cell element as the sun moves so that the solar cell element coincides with the focal line portion of a linear Fresnel lens. Have been described. That is, when the incident angle of sunlight with respect to the perpendicular passing through the center of the linear Fresnel lens is α, and the angle formed by the straight line connecting the center of the linear Fresnel lens and the solar cell element is β, Control is made so that α = β = 0 at the time of south and middle, and 0.9α <β <1.3α except at the time of south and middle. Thereby, according to patent document 4, since a solar cell element can be set | placed on the peak value of the intensity distribution of the condensed light, it is supposed that a favorable solar cell output can be obtained.

一方、特許文献5には、太陽エネルギーを集めるための電磁エネルギーコレクターにおいて、それぞれ内面が反射面となっている1対の壁エレメントを入り口から出口にかけてそれぞれ光軸に近づくように傾斜してもうけることが記載されている。これにより、特許文献5によれば、入り口に入射した電磁エネルギー(光)を、反射面による1回以上の反射を経て、又は、直接的に、出口に到達させることができるとされている。   On the other hand, in Patent Document 5, in an electromagnetic energy collector for collecting solar energy, a pair of wall elements each having a reflection surface on the inner surface are inclined from the entrance to the exit so as to approach the optical axis. Is described. Thereby, according to patent document 5, it is supposed that the electromagnetic energy (light) which injected into the entrance can be made to reach an exit through one or more reflections by a reflective surface, or directly.

特許第3520425号公報Japanese Patent No. 3520425 特開2003−69069号公報JP 2003-69069 A 特公昭58−33521号公報Japanese Patent Publication No.58-33521 特公平3−20074号公報Japanese Patent Publication No. 3-20074 米国特許第4003638号明細書U.S. Pat. No. 4,0036,38

特許文献2〜4の技術では、フレネルレンズにより光を屈折させて光電変換素子に集光させているため、フレネルレンズから光電変換素子までの上下方向の長さを長く確保する必要がある。このため、集光するための装置が分厚く大型化する可能性がある。   In the techniques of Patent Documents 2 to 4, since light is refracted by the Fresnel lens and condensed on the photoelectric conversion element, it is necessary to ensure a long vertical length from the Fresnel lens to the photoelectric conversion element. For this reason, the apparatus for condensing may be thick and large.

一方、特許文献5には、1対の壁エレメントの高さ(上下方向の長さ)を高くすることが好ましいことが記載されている。すなわち、特許文献5には、光を光電変換素子に集光させるための構成における上下方向の長さをどのように短くするのかについて記載されていない。   On the other hand, Patent Document 5 describes that it is preferable to increase the height (length in the vertical direction) of a pair of wall elements. That is, Patent Document 5 does not describe how to shorten the length in the vertical direction in the configuration for condensing light onto the photoelectric conversion element.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光を光電変換部へ集光させるための構成における上下方向の長さを容易に低減できる太陽光発電装置、及び太陽光発電装置の製造方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and a photovoltaic power generation apparatus capable of easily reducing the length in the vertical direction in a configuration for condensing light onto a photoelectric conversion unit, and manufacture of the photovoltaic power generation apparatus The purpose is to obtain a method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の1つの側面に係る太陽光発電装置は、基板に配されライン状に延びた光電変換部と、光を前記光電変換部へ集めるように前記基板の上を柱状に延びた集光部と、太陽の光が前記集光部へ入射するように前記基板及び前記集光部を駆動する駆動部とを備え、前記集光部は、光を受けて通過させる上面と、上方から透視した場合に前記上面を含むように前記上面の縁から傾斜して延びており、前記上面を通過した光を反射する第1の側面と、前記第1の側面と対向するとともに前記第1の側面に沿って傾斜して延びており、前記第1の側面で反射した光を反射する第2の側面と、前記光電変換部に対向しており、前記第2の側面で反射した光を前記光電変換部へ導くように通過させる下面とを有し、前記第1の側面は、前記第2の側面を介して光を前記光電変換部へ集めるように湾曲した部分を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a photovoltaic power generation apparatus according to one aspect of the present invention includes a photoelectric conversion unit disposed on a substrate and extending in a line shape, and collects light into the photoelectric conversion unit. A condensing unit extending in a columnar shape on the substrate, and a driving unit for driving the substrate and the condensing unit so that solar light is incident on the condensing unit, An upper surface for receiving and passing light; a first side surface extending obliquely from an edge of the upper surface so as to include the upper surface when viewed from above; and reflecting light that has passed through the upper surface; Opposite the first side surface and extending along the first side surface, the second side surface reflects the light reflected by the first side surface, and opposes the photoelectric conversion unit. , A lower surface through which the light reflected by the second side surface passes so as to be guided to the photoelectric conversion unit The a, the first aspect is characterized in that it has a curved portion so that light through the second side gathering to the photoelectric conversion unit.

本発明によれば、上面を通過した後に第1の側面で反射した光が第2の側面を介して光電変換部へ集まるので、第1の側面から焦点となるべき光電変換部までの経路長に第1の側面と第2の側面との横方向の間隔を含ませることができる。この結果、光を光電変換部へ集光させるための構成における上下方向の長さを容易に低減できる太陽光発電装置、及び太陽光発電装置の製造方法を得ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, since the light reflected by the first side surface after passing through the upper surface is collected to the photoelectric conversion unit via the second side surface, the path length from the first side surface to the photoelectric conversion unit to be focused Can include a lateral distance between the first side surface and the second side surface. As a result, there is an effect that it is possible to obtain a solar power generation device that can easily reduce the length in the vertical direction in the configuration for condensing light onto the photoelectric conversion unit, and a method for manufacturing the solar power generation device.

図1は、実施の形態1にかかる太陽光発電装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the photovoltaic power generation apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1にかかる太陽光発電装置の太陽追尾動作を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the solar tracking operation of the photovoltaic power generation apparatus according to the first embodiment. 図3は、実施の形態1における集光部の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the light collecting unit in the first embodiment. 図4は、実施の形態1における集光部の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the light collecting unit in the first embodiment. 図5は、実施の形態2における集光部の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the light collecting unit in the second embodiment. 図6は、実施の形態3にかかる太陽光発電装置の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the photovoltaic power generation apparatus according to the third embodiment. 図7は、実施の形態4における集光部の構成及び光強度分布を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the light collecting unit and the light intensity distribution in the fourth embodiment. 図8は、実施の形態5における集光部の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the light collecting unit in the fifth embodiment. 図9は、実施の形態5の変形例における集光部の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a light collecting unit in a modification of the fifth embodiment. 図10は、実施の形態6における集光部の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the light collecting unit according to the sixth embodiment. 図11は、実施の形態7における集光部の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the light collecting unit according to the seventh embodiment. 図12は、実施の形態8における集光部の構成及び光強度分布を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of the light collecting unit and the light intensity distribution in the eighth embodiment.

以下に、本発明にかかる太陽光発電装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a solar power generation device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる太陽光発電装置100の概略構成を示す斜視図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the photovoltaic power generation apparatus 100 according to the first embodiment.

太陽光発電装置100は、基板10、部材3、窓材1、保持枠2、台座4、5、及び駆動部50を備える。   The solar power generation device 100 includes a substrate 10, a member 3, a window material 1, a holding frame 2, bases 4 and 5, and a drive unit 50.

基板10(図3参照)には、後述する複数の光電変換部11が配されている。各光電変換部11は、基板10内の表面近傍をライン状に延びている(図3参照)。複数の光電変換部11は、互いに並ぶように(例えば、互いに平行に)基板10に配されている。基板10は、例えば、ガラスなどの絶縁体で形成されている。基板10は、部材3の背面を覆って保護する背面カバーとしても機能している。   A plurality of photoelectric conversion units 11 to be described later are arranged on the substrate 10 (see FIG. 3). Each photoelectric conversion unit 11 extends in the form of a line near the surface of the substrate 10 (see FIG. 3). The plurality of photoelectric conversion units 11 are arranged on the substrate 10 so as to be aligned with each other (for example, parallel to each other). The substrate 10 is formed of an insulator such as glass, for example. The substrate 10 also functions as a back cover that covers and protects the back surface of the member 3.

部材3は、シート状の形状をしている。部材3は、基板10の上に配されている。部材3は、後述する複数の集光部30を含む。各集光部30は、光を光電変換部11へ集めるように基板10の上を柱状に延びている。部材3内では、複数の集光部30が、複数の光電変換部11に対応して互いに並ぶように(例えば、互いに平行に)配されている。   The member 3 has a sheet shape. The member 3 is disposed on the substrate 10. The member 3 includes a plurality of light collecting portions 30 described later. Each condensing unit 30 extends in a column shape on the substrate 10 so as to collect light to the photoelectric conversion unit 11. In the member 3, the plurality of light collecting units 30 are arranged so as to be aligned with each other corresponding to the plurality of photoelectric conversion units 11 (for example, parallel to each other).

窓材1は、部材3の上に配されている。窓材1は、太陽の光を受けた際にその光が透過するように透明な材質で形成されている。窓材1は、部材3の表面を覆って保護する表面カバーとしても機能している。   The window material 1 is disposed on the member 3. The window material 1 is formed of a transparent material so that the light is transmitted when it receives sunlight. The window material 1 also functions as a surface cover that covers and protects the surface of the member 3.

保持枠2は、基板10、部材3、及び窓材1を周囲から保持している。すなわち、保持枠2は、部材3内の複数の集光部30を一体として保持している。   The holding frame 2 holds the substrate 10, the member 3, and the window material 1 from the periphery. That is, the holding frame 2 holds the plurality of light collecting portions 30 in the member 3 as a single unit.

台座4、5は、平面状の窓材1の面法線の方位が南東から南西の間、望ましくは概ね南方となるように、保持枠2を地面、床面、壁面等(図示せず)に固定する。すなわち、台座4、5は、基板10、部材3、及び窓材1の各表面が南向きになり、かつ、各集光部30の長手方向が東西方向に沿うように、保持枠2を支える。台座4は、保持枠2における西側端を支え、(図1に破線で示す)台座5は、保持枠2における東側端を支える。これにより、各集光部30の長手方向は、太陽の運行軌道により形成される面(以下、太陽軌道面とする)に沿っている。台座4は、集光部30の長手方向に沿った軸を中心に、基板10、部材3、及び窓材1を回転可能なように支える。   The pedestals 4 and 5 have the holding frame 2 on the ground, floor, wall surface, etc. (not shown) so that the orientation of the plane normal of the planar window material 1 is between southeast and southwest, preferably approximately south. Secure to. That is, the pedestals 4 and 5 support the holding frame 2 so that the surfaces of the substrate 10, the member 3, and the window material 1 are facing south, and the longitudinal direction of each condensing part 30 is along the east-west direction. . The pedestal 4 supports the west end of the holding frame 2, and the pedestal 5 (shown by a broken line in FIG. 1) supports the east end of the holding frame 2. Thereby, the longitudinal direction of each condensing part 30 is along the surface (henceforth a solar orbit surface) formed by the operation track of the sun. The pedestal 4 supports the substrate 10, the member 3, and the window material 1 so as to be rotatable about an axis along the longitudinal direction of the light collecting unit 30.

駆動部50は、太陽の光が各集光部30へ入射するように、保持枠2を介して基板10、部材3(複数の集光部30)、及び窓材1を駆動する。すなわち、駆動部50は、集光部30の上面31の法線V(図2、図3参照)が水平面HPとなす角度θが太陽の南中高度に一致するように、集光部30の長手方向に沿った軸を中心に基板10、部材3(複数の集光部30)、及び窓材1を回転させる。   The drive unit 50 drives the substrate 10, the member 3 (the plurality of light collecting units 30), and the window material 1 through the holding frame 2 so that the sunlight is incident on each light collecting unit 30. That is, the drive unit 50 is configured so that the angle θ formed by the normal line V (see FIGS. 2 and 3) of the upper surface 31 of the light collecting unit 30 and the horizontal plane HP coincides with the south-central altitude of the sun. The substrate 10, the member 3 (the plurality of light collecting portions 30), and the window material 1 are rotated around an axis along the longitudinal direction.

駆動部50は、アーム51、ローラー52、モーター(図示せず)、及び制御部53を含む。アーム51は、保持枠2に固定された円弧状の部材である。モーターは、制御部53からの指令に応じて、ローラー52を介してアーム51を回転移動させる。制御部53は、例えば、台座4内に収納されている。制御部53は、公知の方法、例えば制御部53に内蔵した時計と太陽軌道計算式、装置設置場所の位置情報、装置の設置方位をもとに太陽軌道面の仰角を算出する。制御部53は、その算出した太陽軌道面の仰角(すなわち太陽の南中高度)に角度θが一致するように、ローラー52に結合したモーターを動作させ、ローラー52を回転させることによりアーム51を回転移動させる。その結果、アーム51が固定された保持枠2及び窓材1の仰角が変化し、窓材1の法線方向が太陽軌道面に平行になる。すなわち、集光部30の上面31の法線V(図2、図3参照)が水平面HPとなす角度θが太陽の南中高度に一致するようになる。   The drive unit 50 includes an arm 51, a roller 52, a motor (not shown), and a control unit 53. The arm 51 is an arc-shaped member fixed to the holding frame 2. The motor rotates and moves the arm 51 via the roller 52 in response to a command from the control unit 53. The control part 53 is accommodated in the base 4, for example. The control unit 53 calculates the elevation angle of the solar orbit plane based on a known method, for example, a clock built in the control unit 53 and a solar orbit calculation formula, position information of the device installation location, and the installation orientation of the device. The control unit 53 operates the motor coupled to the roller 52 so that the angle θ coincides with the calculated elevation angle of the solar orbital plane (that is, the south-central altitude of the sun), and rotates the roller 52 to move the arm 51. Rotate and move. As a result, the elevation angle of the holding frame 2 to which the arm 51 is fixed and the window material 1 changes, and the normal direction of the window material 1 becomes parallel to the solar orbit plane. That is, the angle θ formed by the normal line V (see FIGS. 2 and 3) of the upper surface 31 of the light collecting unit 30 and the horizontal plane HP coincides with the south-central altitude of the sun.

図2は、実施の形態1にかかる太陽光発電装置100の太陽追尾動作を示す側面図である。図2には、西側の水平方向から見た太陽光発電装置100が示されている。図2において、右方向が南、左方向が北、上が天頂となっている。   FIG. 2 is a side view illustrating the solar tracking operation of the photovoltaic power generation apparatus 100 according to the first embodiment. FIG. 2 shows the solar power generation device 100 as viewed from the horizontal direction on the west side. In FIG. 2, the right direction is south, the left direction is north, and the top is the zenith.

21は回転軸である。S1、S2、S3は、それぞれ、春分(又は秋分)の日、夏至の日、冬至の日の太陽の南中方向を示す。P1、P2、P3は、それぞれ、太陽の南中方向S1、S2、S3に垂直な面である。台座4、5の設置される面が水平面HPに沿っており、設置場所の緯度をL度、太陽軌道面と地軸との傾斜角度をE度とする。このとき、太陽の南中方向S1、S2及びS3の仰角は、それぞれ、(90―L)度、(90−L+E)度、(90−L−E)度となる。なお、Eは例えば23.4度である。   Reference numeral 21 denotes a rotating shaft. S1, S2, and S3 respectively indicate the south and middle directions of the sun on the day of spring equinox (or autumn equinox), the day of summer solstice, and the day of winter solstice. P1, P2, and P3 are surfaces perpendicular to the south-south direction S1, S2, and S3 of the sun, respectively. The plane on which the pedestals 4 and 5 are installed is along the horizontal plane HP, the latitude of the installation location is L degrees, and the inclination angle between the solar orbital plane and the earth axis is E degrees. At this time, the elevation angles of the south-south directions S1, S2, and S3 of the sun are (90-L) degrees, (90-L + E) degrees, and (90-LE) degrees, respectively. Note that E is 23.4 degrees, for example.

駆動部50(図1参照)は、法線Vが太陽の南中方向を向くように追尾動作を行う。年間を通して窓材1の表面が概ねP2からP3の範囲になるように回転させる。すなわち、駆動部50は、春分(又は秋分)の日に窓材1の表面が面P1に沿っており、夏至の日に窓材1の表面が面P2に沿っており、冬至の日に窓材1の表面が面P3に沿っているように、回転軸21を中心に基板10、部材3(複数の集光部30)、及び窓材1を回転させる。   The drive unit 50 (see FIG. 1) performs a tracking operation so that the normal line V faces the sun in the south. The window material 1 is rotated so that the surface of the window material 1 is generally in the range of P2 to P3 throughout the year. That is, the drive unit 50 has the surface of the window material 1 along the plane P1 on the spring equinox (or autumn equinox) day, the surface of the window member 1 along the plane P2 on the summer solstice, and the window on the winter solstice. The substrate 10, the member 3 (the plurality of light collecting portions 30), and the window material 1 are rotated about the rotation shaft 21 so that the surface of the material 1 is along the plane P <b> 3.

ここで、追尾動作を行う際に、集光部30や光電変換部11の一式を刻々回転又は移動させる場合を考える。この場合、駆動部におけるモーター等による消費電力が増大する。また、可動部分が接触しないように周囲の他の物体から離れて設置することが必要なため、設置場所の利用効率を高くしにくい。   Here, consider the case where the collection unit 30 and the set of the photoelectric conversion unit 11 are rotated or moved momentarily when performing the tracking operation. In this case, power consumption by a motor or the like in the drive unit increases. Moreover, since it is necessary to install away from other surrounding objects so that a movable part does not contact, it is difficult to raise the utilization efficiency of an installation place.

それに対して、本実施の形態では、駆動部50が、集光部30の上面31の法線Vが水平面HPとなす角度θが太陽の南中高度に一致するように、集光部30の長手方向に沿った軸(回転軸21)を中心に基板10、部材3(複数の集光部30)、及び窓材1を回転させる。このとき、回転軸21と集光部30の焦線とが略平行であるので、太陽光の集光スポットが常に光電変換部11の位置に来るように追尾することができる。追尾角度の誤差が大きいと、集光スポットの位置がずれるので、例えば2度程度の誤差を許容することで、数日に一回、もしくは一日数回、間欠的に仰角調整を行い、かつ光電変換部の面積を大きくならないようにできる。1つの軸で太陽を追尾する制御を行うので、複数の軸で太陽を追尾する制御を行う場合に比べて、制御を簡略化できる。この結果、追尾のための電力消費が少なく、かつ、方位角の追尾が不要でその分使用する部材が少ない装置を実現することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the drive unit 50 is configured so that the angle θ between the normal line V of the upper surface 31 of the light collecting unit 30 and the horizontal plane HP coincides with the south-central altitude of the sun. The substrate 10, the member 3 (the plurality of light collecting portions 30), and the window material 1 are rotated around an axis (rotary shaft 21) along the longitudinal direction. At this time, since the rotating shaft 21 and the focal line of the condensing unit 30 are substantially parallel, it is possible to track so that the condensing spot of sunlight always comes to the position of the photoelectric conversion unit 11. If the tracking angle error is large, the position of the focused spot is shifted. For example, by allowing an error of about 2 degrees, the elevation angle is adjusted intermittently once every few days or several times a day, and photoelectrical The area of the conversion unit can be prevented from becoming large. Since the control for tracking the sun with one axis is performed, the control can be simplified as compared with the case of performing the control for tracking the sun with a plurality of axes. As a result, it is possible to realize an apparatus that consumes less power for tracking, does not require azimuth tracking, and uses fewer parts.

日中は、刻々太陽の方位角が変化し、太陽の集光スポットが焦線上を長手方向(図4の紙面と垂直方向)に動くので、集光部30の長手方向端部で集光できない光が発生し、その分集光効率が低下する。集光部30の上面31の長辺W2と短辺W1と(図4(b)参照)の長さの比を所定倍以上(例えば100倍以上)に大きく取ることにより集光できない光を少なくすることができる。   During the day, the azimuth angle of the sun changes moment by moment, and the sun's condensing spot moves in the longitudinal direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 4) on the focal line, so that the light cannot be condensed at the end in the longitudinal direction of the condensing unit 30. Light is generated, and the light collection efficiency decreases accordingly. By reducing the ratio of the length of the long side W2 and the short side W1 (see FIG. 4B) of the upper surface 31 of the light collecting unit 30 to a predetermined value or more (for example, 100 times or more), light that cannot be collected is reduced. can do.

集光部30は、後述する第1の側面32及び第2の側面33のそれぞれを反射面(反射鏡)としている。これにより、集光スポットにおいて色収差が無く、光電変換部に多接合型の光電変換素子を用いた場合においては、光電変換を行う各接合層の発電量の差を低減できる。   The condensing part 30 makes each of the 1st side surface 32 and the 2nd side surface 33 which are mentioned later the reflective surface (reflecting mirror). Thereby, when there is no chromatic aberration in a condensing spot and a multijunction type photoelectric conversion element is used for a photoelectric conversion part, the difference in the electric power generation amount of each joining layer which performs photoelectric conversion can be reduced.

図3は、実施の形態1における集光部30等を含む部分の拡大断面図である。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion including the light collecting unit 30 and the like in the first embodiment.

部材3は、図3に示すように、窓材1と基板10との間に配されている。基板10内では、複数の光電変換部11が互いに所定の間隔で並んでいる。部材3内では、複数の集光部30が、複数の光電変換部11に対応して互いに並ぶように(例えば、互いに平行に)配されている。   As shown in FIG. 3, the member 3 is arranged between the window material 1 and the substrate 10. Within the substrate 10, the plurality of photoelectric conversion units 11 are arranged at predetermined intervals. In the member 3, the plurality of light collecting units 30 are arranged so as to be aligned with each other corresponding to the plurality of photoelectric conversion units 11 (for example, parallel to each other).

図3において破線の折れ線L1は光学軸、破線の折れ線L2、L3は太陽光の進路の例を示す。まず、各部の機能について説明を行う。集光部30は、図3に示すように略平行四辺形の断面を有し、図3の紙面に垂直な方向に延びた柱状である。   In FIG. 3, the broken line L1 is an optical axis, and the broken lines L2 and L3 are examples of sunlight paths. First, the function of each part will be described. As shown in FIG. 3, the condensing part 30 has a substantially parallelogram-shaped cross section, and has a columnar shape extending in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

具体的には、集光部30は、上面31、第1の側面32、第2の側面33、及び下面34を有する。   Specifically, the light collecting unit 30 has an upper surface 31, a first side surface 32, a second side surface 33, and a lower surface 34.

上面31は、光を受けて通過させる面である。上面31は、窓材1と対向している。上面31は、例えば、窓材1に隣接している。上面31は、集光部30における光が入射する入射面として機能する。   The upper surface 31 is a surface that receives and passes light. The upper surface 31 faces the window material 1. The upper surface 31 is adjacent to the window material 1, for example. The upper surface 31 functions as an incident surface on which light in the light collecting unit 30 is incident.

第1の側面32は、上方から透視した場合に上面31を含むように上面31の縁31eから傾斜して延びている。第1の側面32は、反射機能を有している。第1の側面32は、上面31を通過した光を第2の側面33へ向けて反射する。   The first side surface 32 extends obliquely from the edge 31e of the upper surface 31 so as to include the upper surface 31 when seen through from above. The first side surface 32 has a reflection function. The first side surface 32 reflects light that has passed through the upper surface 31 toward the second side surface 33.

第2の側面33は、第1の側面32と対向するとともに第1の側面32に沿って傾斜して延びている。第2の側面33は、反射機能を有している。第2の側面33は、第1の側面32で反射した光を下面34に向けて反射する。   The second side surface 33 faces the first side surface 32 and extends while being inclined along the first side surface 32. The second side surface 33 has a reflection function. The second side surface 33 reflects the light reflected by the first side surface 32 toward the lower surface 34.

下面34は、光電変換部11に対向している。下面34は、第2の側面33で反射した光を光電変換部11へ導くように通過させる。下面34は、例えば、光電変換部11に隣接している。この場合、下面34は、集光部30の焦点面である光電変換部11の受光面とほぼ同一平面となり、集光部30の焦点面とみなすことができる。   The lower surface 34 faces the photoelectric conversion unit 11. The lower surface 34 allows the light reflected by the second side surface 33 to pass to the photoelectric conversion unit 11. For example, the lower surface 34 is adjacent to the photoelectric conversion unit 11. In this case, the lower surface 34 is substantially flush with the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 11, which is the focal plane of the light collecting unit 30, and can be regarded as the focal surface of the light collecting unit 30.

ここで、第1の側面32は、第2の側面33を介して光を光電変換部11へ集めるように湾曲した部分を有する。第1の側面32は、例えば、長手方向に垂直な断面において、放物線に沿って湾曲した部分を有する。これにより、窓材1に隣接する上面31から太陽光が集光部30の内部に進行し、集光部30の内面すなわち第1の側面32及び第2の側面33で順次に反射されることにより、光電変換部11に集光される。   Here, the first side surface 32 has a curved portion so as to collect light to the photoelectric conversion unit 11 via the second side surface 33. The first side surface 32 has, for example, a portion curved along a parabola in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. Thereby, sunlight advances from the upper surface 31 adjacent to the window material 1 to the inside of the light collecting unit 30, and is sequentially reflected by the inner surface of the light collecting unit 30, that is, the first side surface 32 and the second side surface 33. Thus, the light is condensed on the photoelectric conversion unit 11.

例えば、上面31に垂直に入射した太陽光線は、折れ線L1、L2、L3に沿って焦線に向かって進行し、焦線位置に設けられた光電変換部11に到達する。集光部30により光が集光される領域は直線状の焦線である。集光部30及び光電変換部11は互いに対応する形状のもの(ライン状及び柱状)が左右に多数配列されることで、窓材1が受ける太陽光を効率よく光電変換部11に集光することができる。   For example, sunlight rays that are perpendicularly incident on the upper surface 31 travel toward the focal line along the polygonal lines L1, L2, and L3, and reach the photoelectric conversion unit 11 provided at the focal line position. A region where light is collected by the light collecting unit 30 is a linear focal line. The condensing unit 30 and the photoelectric conversion unit 11 are efficiently arranged to condense the sunlight received by the window material 1 onto the photoelectric conversion unit 11 by arranging a large number of corresponding shapes (line shape and columnar shape) on the left and right. be able to.

次に、太陽光発電装置100の製造方法ついて説明を行う。   Next, the manufacturing method of the solar power generation device 100 will be described.

第1の工程では、基板10に、互いに並ぶようにライン状にそれぞれ延びた複数の光電変換部11を形成する。具体的には、基板10における集光部30の集光位置となるべき位置に、光電変換部11を配置するための溝を、配置すべき光電変換部11に対応した幅及び深さで形成する。そして、形成した溝に光電変換部11を配置する。複数の光電変換部11は、例えば、単結晶シリコンで形成されたバックコンタクト型の太陽電池素子(光電変換素子)である。   In the first step, a plurality of photoelectric conversion portions 11 each extending in a line so as to be aligned with each other are formed on the substrate 10. Specifically, a groove for arranging the photoelectric conversion unit 11 is formed at a position to be the light collection position of the light collection unit 30 on the substrate 10 with a width and a depth corresponding to the photoelectric conversion unit 11 to be arranged. To do. And the photoelectric conversion part 11 is arrange | positioned in the formed groove | channel. The plurality of photoelectric conversion units 11 are, for example, back contact type solar cell elements (photoelectric conversion elements) formed of single crystal silicon.

第2の工程では、光を光電変換部11へそれぞれ集める複数の集光部30を基板10の上に形成する。具体的には、集光部30に対応した形状(図4(a)、(b)参照)の柱状光学部材を用意する。柱状光学部材は、上面31に対応した上面、第1の側面32に対応した第1の側面、第2の側面33に対応した第2の側面、及び下面34に対応した下面を有する。柱状光学部材は、例えば、透明なガラスあるいは透明プラスチック、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、あるいはポリプロピレン樹脂で形成された素材を柱状光学部材となるべき素材として用意する。   In the second step, a plurality of light collecting units 30 that collect light to the photoelectric conversion unit 11 are formed on the substrate 10. Specifically, a columnar optical member having a shape corresponding to the light collecting unit 30 (see FIGS. 4A and 4B) is prepared. The columnar optical member has an upper surface corresponding to the upper surface 31, a first side surface corresponding to the first side surface 32, a second side surface corresponding to the second side surface 33, and a lower surface corresponding to the lower surface 34. As the columnar optical member, for example, a material formed of transparent glass or transparent plastic, for example, acrylic resin, polycarbonate resin, or polypropylene resin is prepared as a material to be the columnar optical member.

そして、その素材を金型成型により柱状光学部材にし、両側面に同一の放物線形状を設けた柱状光学部材の全面あるいは片側の側面に無電解めっきでニッケルりんを成膜し、上面と下面とを鏡面仕上げした後、電解めっきにより両側面あるいは片側の側面にニッケルを成膜する。これにより、柱状光学部材の側面へ反射部を確実に付加することが可能となる。   Then, the material is made into a columnar optical member by molding, and nickel phosphorous is formed by electroless plating on the entire surface or one side surface of the columnar optical member having the same parabolic shape on both side surfaces. After mirror finishing, nickel is deposited on both sides or one side by electrolytic plating. Thereby, it is possible to reliably add the reflecting portion to the side surface of the columnar optical member.

そして、複数の柱状光学部材を繰り返し近接配置することにより、基板10の上における、光を光電変換部11へそれぞれ集めることができる位置に、複数の集光部30を形成する。これにより、複数の集光部30では、上面31、第1の側面32、第2の側面33、及び下面34によって囲まれた空間が柱状光学部材によって満たされている第1の集光部が繰り返し配されている。さらに部材3(複数の集光部30)の上に窓材1を設置する。そして、基板10、部材3、及び窓材1を周囲から保持するように保持枠2をはめる。これにより、保持枠2は、部材3内の複数の集光部30を一体として保持している。   Then, by repeatedly arranging the plurality of columnar optical members in proximity, the plurality of light condensing units 30 are formed on the substrate 10 at positions where the light can be collected on the photoelectric conversion unit 11. Thereby, in the some condensing part 30, the 1st condensing part by which the space enclosed by the upper surface 31, the 1st side surface 32, the 2nd side surface 33, and the lower surface 34 is satisfy | filled with the columnar optical member is provided. It is arranged repeatedly. Furthermore, the window material 1 is installed on the member 3 (the plurality of light collecting portions 30). And the holding frame 2 is fitted so that the board | substrate 10, the member 3, and the window material 1 may be hold | maintained from the circumference | surroundings. As a result, the holding frame 2 holds the plurality of light collecting portions 30 in the member 3 as one body.

第3の工程では、太陽の光が集光部30へ入射するように基板10、部材3(複数の集光部30)及び窓材1を駆動するための駆動部50を形成する。具体的には、保持枠2にアーム51を固定し、アーム51を回転移動可能なようにローラー52を設置する。また、ローラー52を制御可能なように制御部53を設ける。   In the third step, the driving unit 50 for driving the substrate 10, the member 3 (the plurality of condensing units 30), and the window material 1 is formed so that the sunlight is incident on the condensing unit 30. Specifically, the arm 51 is fixed to the holding frame 2, and the roller 52 is installed so that the arm 51 can be rotationally moved. Moreover, the control part 53 is provided so that the roller 52 can be controlled.

なお、次のように、太陽光発電装置100を製造してもよい。基板10の表面に光電変換部11を形成し集光部30を配置した後に、基板10で太陽電池パネルとしての特性を確認する。すなわち、変換効率測定などの特性試験が製造途中の中間試験として実施することにより、所定の閾値以上の変換効率が得られるように基板10の表面の上に柱状光学部材を位置決めして配置する。これにより、複数の集光部30を、その焦線が光電変換部11の位置に一致するように基板10上に配列することが容易になる。さらに集光部30の上に窓材1を設置する。   In addition, you may manufacture the solar power generation device 100 as follows. After the photoelectric conversion part 11 is formed on the surface of the substrate 10 and the light condensing part 30 is arranged, the characteristics of the solar cell panel are confirmed with the substrate 10. That is, the columnar optical member is positioned and arranged on the surface of the substrate 10 so that the conversion efficiency equal to or higher than a predetermined threshold is obtained by performing the characteristic test such as the conversion efficiency measurement as an intermediate test during the manufacturing. Thereby, it becomes easy to arrange the plurality of light collecting units 30 on the substrate 10 such that the focal lines thereof coincide with the positions of the photoelectric conversion units 11. Further, the window material 1 is installed on the light collecting unit 30.

図4(a)及び図4(b)は、実施の形態1における集光部30についてそれぞれ示した拡大断面図、斜視図である。図4(b)の斜視図に示すように、集光部30は柱状で、長手方向に延びた4つの面を有し、その一つが上面31であり、上面31の短辺の長さがW1、上面31の長辺がW2である。図3の断面図において、集光部30のそれぞれは、上面31が透明な面、第1の側面32及び第2の側面33が反射膜(図示せず)を設けた放物線状の反射面、下面34が透明な面であり例えば光電変換部11と接する面である。第1の側面32及び第2の側面33は略同一の形状であるので、集光部30を左右に繰り返し近接配置することにより上面31が平面状となる。   FIG. 4A and FIG. 4B are an enlarged cross-sectional view and a perspective view, respectively, illustrating the light collecting unit 30 according to the first embodiment. As shown in the perspective view of FIG. 4B, the condensing part 30 is columnar and has four surfaces extending in the longitudinal direction, one of which is the upper surface 31, and the length of the short side of the upper surface 31 is W1 and the long side of the upper surface 31 are W2. In the cross-sectional view of FIG. 3, each of the light collecting portions 30 includes a surface having a transparent upper surface 31, a first side surface 32, and a second side surface 33 having a parabolic reflecting surface provided with a reflecting film (not shown), The lower surface 34 is a transparent surface, for example, a surface in contact with the photoelectric conversion unit 11. Since the 1st side surface 32 and the 2nd side surface 33 are substantially the same shape, the upper surface 31 becomes planar shape by arrange | positioning the condensing part 30 near repeatedly right and left.

なお、第1の側面32及び第2の側面33の反射膜の一方は省略しても良く、例えば第2の側面33の反射膜を省略した場合には、複数の集光部30を近接配置した後、その複数の集光部30どうしを透明樹脂で光学的に結合することにより、隣り合う集光部30の第1の側面32が、省略した第2の側面33の反射膜と同等に機能する。   One of the reflective films on the first side surface 32 and the second side surface 33 may be omitted. For example, when the reflective film on the second side surface 33 is omitted, a plurality of light collecting portions 30 are arranged close to each other. Then, by optically coupling the plurality of light collecting portions 30 with a transparent resin, the first side surfaces 32 of the adjacent light collecting portions 30 are equivalent to the reflection film of the omitted second side surface 33. Function.

下面34に集光された光を光電変換部11がその受光面で受け、光に応じた電圧(光起電力)を発生する。折れ線L1は集光部30の光学軸PAに沿っており、光学軸PAに沿って入射した太陽の光は、焦点位置(焦点面)で集光スポットとなる。太陽の光が光学軸PAから傾いて入射した場合には、焦点面上を集光スポットが移動するので、太陽を追尾する精度を考慮して、集光スポットの移動範囲を覆うように光電変換部11を設ける。光電変換部11としては、変換効率が高く、強い光でも変換効率が低下しないタイプが適し、例えば化合物半導体による多接合型の光電変換素子を用いる。   The photoelectric conversion unit 11 receives the light collected on the lower surface 34 at its light receiving surface, and generates a voltage (photoelectromotive force) corresponding to the light. The polygonal line L1 is along the optical axis PA of the condensing part 30, and the solar light incident along the optical axis PA becomes a condensing spot at the focal position (focal plane). When solar light is incident on the optical axis PA at an angle, the focused spot moves on the focal plane. Therefore, taking into account the accuracy of tracking the sun, photoelectric conversion is performed to cover the moving range of the focused spot. A portion 11 is provided. As the photoelectric conversion unit 11, a type having high conversion efficiency and which does not decrease the conversion efficiency even with strong light is suitable. For example, a multi-junction type photoelectric conversion element made of a compound semiconductor is used.

集光部30の幅は小さいほど、集光部30の素材使用量が少なく好ましいが、その場合には、受光窓を覆うために多数の集光部30を配列することが必要となるので、製造の容易性も考慮して上面31の短辺の長さW1を概ね1mmから50mmの範囲で決定する。   The smaller the width of the condensing unit 30 is, the smaller the amount of material used for the condensing unit 30 is, but it is preferable to arrange a large number of condensing units 30 in order to cover the light receiving window. Considering the ease of manufacturing, the length W1 of the short side of the upper surface 31 is determined in a range of approximately 1 mm to 50 mm.

以上のように、本実施の形態1によれば、各集光部30において、第1の側面32は、第2の側面33を介して光を光電変換部11へ集めるように湾曲した部分を有する。これにより、上面31を通過した後に第1の側面32で反射した光が第2の側面33を介して光電変換部11へ集まるので、第1の側面32から焦点となるべき光電変換部11までの経路長に第1の側面32と第2の側面33との横方向の間隔を含ませることができる。この結果、光を光電変換部11へ集光させるための構成における上下方向の長さを容易に低減できる。これにより、太陽光発電装置の本体部分を薄型軽量なものとできるので、その設置が容易になり、かつ、設置場所の周囲に余分な空間が不要になる。すなわち、資源の使用量が少なく、発電の効率及び設置場所の利用効率がともに高い太陽光発電装置を実現することができる。   As described above, according to the first embodiment, in each condensing unit 30, the first side surface 32 has a curved portion so as to collect light to the photoelectric conversion unit 11 via the second side surface 33. Have. Thereby, since the light reflected by the first side surface 32 after passing through the upper surface 31 is collected to the photoelectric conversion unit 11 via the second side surface 33, the first side surface 32 to the photoelectric conversion unit 11 to be a focal point. The horizontal distance between the first side surface 32 and the second side surface 33 can be included in the path length. As a result, the length in the vertical direction in the configuration for condensing light onto the photoelectric conversion unit 11 can be easily reduced. Thereby, since the main-body part of a solar power generation device can be made into a thin and lightweight thing, the installation becomes easy and the extra space around an installation place becomes unnecessary. That is, it is possible to realize a solar power generation device that uses a small amount of resources and has both high power generation efficiency and high installation efficiency.

また、実施の形態1によれば、上面31に対応した上面、第1の側面32に対応した第1の側面、第2の側面33に対応した第2の側面、及び下面34に対応した下面を有する複数の柱状光学部材を繰り返し近接配置することにより、複数の集光部30を形成する。これにより、太陽光発電装置の製造方法における、光を光電変換部へ集光させるための構成を形成するための工程を容易化することができる。   Further, according to the first embodiment, the upper surface corresponding to the upper surface 31, the first side surface corresponding to the first side surface 32, the second side surface corresponding to the second side surface 33, and the lower surface corresponding to the lower surface 34. A plurality of light condensing portions 30 are formed by repeatedly arranging a plurality of columnar optical members having Thereby, the process for forming the structure for condensing light to a photoelectric conversion part in the manufacturing method of a solar power generation device can be simplified.

実施の形態2.
次に、実施の形態2にかかる太陽光発電装置100iについて、図5を用いて説明する。図5は、実施の形態2にかかる太陽光発電装置100iの製造方法及び構成を示す図である。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, the solar power generation device 100i according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing method and a configuration of the solar power generation device 100 i according to the second embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

図5に示すように、太陽光発電装置100iの製造方法において、柱状光学部材を1つ置きに繰り返し配列することにより部材3i(複数の集光部)を形成する。図5(a)及び図5(b)は、柱状光学部材を1つ置きに配列して複数の集光部を形成する工程について、その組み立て前、組み立て後を示す断面図である。   As shown in FIG. 5, in the manufacturing method of the solar power generation device 100i, the members 3i (a plurality of light collecting portions) are formed by repeatedly arranging every other columnar optical member. FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views showing before and after assembling the process of forming a plurality of light collecting portions by arranging every other columnar optical members.

図5(a)において、基板10には柱状光学部材の横幅に等しいピッチで溝を形成した後に、光電変換部11を設ける。基板10で光電変換部11の動作を確認した後、両側面に反射鏡を施した柱状光学部材を柱状光学部材の横幅に等しい間隔を空けて基板10の上に繰り返し配列する。すなわち、基板10の上に、柱状光学部材を柱状光学部材の横幅の2倍に等しいピッチで繰り返し配列することにより、部材3i(複数の集光部)を形成する。さらに部材3i(複数の集光部)の上に窓材1を設置する。このように、上面31に対応した上面、第1の側面32に対応した第1の側面、第2の側面33に対応した第2の側面、及び下面34に対応した下面を有する複数の柱状光学部材を1つおきに配置することにより、柱状光学部材の素材の使用量を少なくすることができる。   In FIG. 5A, after the grooves are formed in the substrate 10 at a pitch equal to the horizontal width of the columnar optical member, the photoelectric conversion unit 11 is provided. After confirming the operation of the photoelectric conversion unit 11 on the substrate 10, columnar optical members having reflecting mirrors on both side surfaces are repeatedly arranged on the substrate 10 with an interval equal to the horizontal width of the columnar optical member. That is, on the substrate 10, the columnar optical members are repeatedly arranged at a pitch equal to twice the horizontal width of the columnar optical member, thereby forming the member 3i (a plurality of light collecting portions). Further, the window material 1 is installed on the member 3i (a plurality of light collecting portions). As described above, a plurality of columnar optical elements having an upper surface corresponding to the upper surface 31, a first side surface corresponding to the first side surface 32, a second side surface corresponding to the second side surface 33, and a lower surface corresponding to the lower surface 34. By disposing every other member, the amount of material used for the columnar optical member can be reduced.

図5(b)において、部材3i(複数の集光部)における隣り合う2つの柱状光学部材の間隔がW1(図4(b)参照)であるので、2つの柱状光学部材の間の空間と柱状光学部材とは略同じ形状である。柱状光学部材の側面が反射面となっているので、2つの柱状光学部材の間の空間は柱状光学部材と同様の光学軸と焦線とを有する。   In FIG. 5B, since the interval between two adjacent columnar optical members in the member 3i (a plurality of light collecting portions) is W1 (see FIG. 4B), the space between the two columnar optical members and The columnar optical member has substantially the same shape. Since the side surface of the columnar optical member is a reflecting surface, the space between the two columnar optical members has the same optical axis and focal line as the columnar optical member.

すなわち、部材3i(複数の集光部)では、第1の集光部30i1と第2の集光部30i2とが交互に繰り返し配されている。第1の集光部30i1は、上面31、第1の側面32、第2の側面33、及び下面34によって囲まれた空間が柱状光学部材によって満たされている。第2の集光部30i2では、上面31、第1の側面32、第2の側面33、及び下面34によって囲まれた空間が空洞になっている。   That is, in the member 3i (a plurality of light collecting portions), the first light collecting portions 30i1 and the second light collecting portions 30i2 are alternately and repeatedly arranged. In the first light collecting unit 30 i 1, a space surrounded by the upper surface 31, the first side surface 32, the second side surface 33, and the lower surface 34 is filled with a columnar optical member. In the second light collecting unit 30i2, a space surrounded by the upper surface 31, the first side surface 32, the second side surface 33, and the lower surface 34 is hollow.

例えば、折れ線L1bは第2の集光部30i2の集光光学軸、折れ線L2b、L3bは太陽光の進路を示す。第2の集光部30i2に入射した太陽光線は、例えば折れ線L1b、L2b、L3bに沿って進行し、焦点位置で光電変換部11に到達する。このため、窓材1が受けた光学軸方向と平行な太陽光線は効率的に光電変換部11に集光される。第1の集光部30i1における第2の側面33の外側の面は、隣接する第1の集光部30i1(柱状光学部材)における第1の側面32の外側の面を介して光を光電変換部11へ集めるように湾曲した部分を有する。すなわち、第1の集光部30i1における第2の側面33の外側の面が第2の集光部30i2における第1の側面32として機能し、隣接する第1の集光部30i1(柱状光学部材)の第1の側面32の外側の面が第2の集光部30i2における第2の側面33として機能する。   For example, the polygonal line L1b indicates the condensing optical axis of the second condensing unit 30i2, and the polygonal lines L2b and L3b indicate the course of sunlight. For example, the sunlight that has entered the second light collecting unit 30i2 travels along the polygonal lines L1b, L2b, and L3b, and reaches the photoelectric conversion unit 11 at the focal position. For this reason, the sunlight rays parallel to the optical axis direction received by the window material 1 are efficiently condensed on the photoelectric conversion unit 11. The outer surface of the second side surface 33 in the first light collecting portion 30i1 photoelectrically converts light through the outer surface of the first side surface 32 in the adjacent first light collecting portion 30i1 (columnar optical member). It has a curved part so that it may gather to the part 11. FIG. That is, the outer surface of the second side surface 33 in the first light collector 30i1 functions as the first side surface 32 in the second light collector 30i2, and the adjacent first light collector 30i1 (columnar optical member). ) Outside the first side surface 32 functions as the second side surface 33 in the second light collecting portion 30i2.

このように、複数の柱状光学部材を1つおきに配置した場合でも、各第1の集光部30i1及び各第2の集光部30i2において、それぞれ、上面31を通過した後に第1の側面32で反射した光が第2の側面33を介して光電変換部11へ集まるので、第1の側面32から焦点となるべき光電変換部11までの経路長に第1の側面32と第2の側面33との横方向の間隔を含ませることができる。   Thus, even when a plurality of columnar optical members are arranged every other one, in each of the first light collecting portions 30i1 and each of the second light collecting portions 30i2, the first side surface after passing through the upper surface 31, respectively. Since the light reflected by 32 gathers to the photoelectric conversion unit 11 via the second side surface 33, the first side surface 32 and the second side length are set to the path length from the first side surface 32 to the photoelectric conversion unit 11 to be focused. A lateral distance from the side surface 33 can be included.

実施の形態3.
次に、実施の形態3にかかる太陽光発電装置100jについて、図6を用いて説明する。図6は、実施の形態3にかかる太陽光発電装置100jの斜視図である。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, the solar power generation device 100j according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view of the solar power generation device 100j according to the third embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

太陽光発電装置100jは、複数の保持枠2j1〜2j3、外枠41j、連結部42j、及び固定部材44jを備える。   The solar power generation device 100j includes a plurality of holding frames 2j1 to 2j3, an outer frame 41j, a connecting portion 42j, and a fixing member 44j.

複数の保持枠2j1〜2j3は、基板、シート状の部材、及び窓材をそれぞれ含む複数の可動単位Uj1〜Uj3を保持する。すなわち、保持枠2j1は、基板10j1、シート状の部材3j1、及び窓材1j1を含む可動単位Uj1を保持する。保持枠2j2は、基板10j2、シート状の部材3j2、及び窓材1j2を含む可動単位Uj2を保持する。保持枠2j3は、基板10j3、シート状の部材3j3、及び窓材1j3を含む可動単位Uj3を保持する。   The plurality of holding frames 2j1 to 2j3 hold a plurality of movable units Uj1 to Uj3 each including a substrate, a sheet-like member, and a window material. That is, the holding frame 2j1 holds the movable unit Uj1 including the substrate 10j1, the sheet-like member 3j1, and the window material 1j1. The holding frame 2j2 holds the movable unit Uj2 including the substrate 10j2, the sheet-like member 3j2, and the window material 1j2. The holding frame 2j3 holds the movable unit Uj3 including the substrate 10j3, the sheet-like member 3j3, and the window material 1j3.

外枠41jは、複数の保持枠2j1〜2j3のそれぞれを回転可能に支持する。連結部42jは、複数の保持枠2j1〜2j3を連動させて回転させる。固定部材44jは、外枠41jを地面や屋根に固定する。外枠41jは、右方向が概ね南方向となるように、水平に固定されている。外枠41jの内側に、複数の保持枠2j1〜2j3と、保持枠に保持された複数の窓材1j1〜1j3と、窓材1j1〜1j3に覆われた集光部30及び光電変換部11とが、同じ方向に向けて保持されている。   The outer frame 41j rotatably supports each of the plurality of holding frames 2j1-2j3. The connecting portion 42j rotates the plurality of holding frames 2j1 to 2j3 in conjunction with each other. The fixing member 44j fixes the outer frame 41j to the ground or the roof. The outer frame 41j is fixed horizontally so that the right direction is generally the south direction. Inside the outer frame 41j, a plurality of holding frames 2j1 to 2j3, a plurality of window materials 1j1 to 1j3 held by the holding frame, a light collecting unit 30 and a photoelectric conversion unit 11 covered by the window materials 1j1 to 1j3, Are held in the same direction.

駆動部50は、太陽の光が複数の可動単位Uj1〜Uj3のそれぞれへ入射するように、連結部42jを介して複数の保持枠2j1〜2j3を連動して回転させる。具体的には、駆動部50は、太陽の位置算出部(図示せず)、又は太陽の位置検出部(図示せず)をさらに含む。駆動部50における制御部53は、位置算出部により算出された、又は位置検出部により検出された太陽の仰角をもとに、モーター(図示せず)を回転させることにより、モーターの軸に固定したローラー52を回転させる。ローラー52がアーム51を回転移動させて左端の保持枠2j1を回転させ、連結部42jが左端以外の保持枠2j2、2j3の仰角を連動して同様に変化させる。   The drive unit 50 rotates the plurality of holding frames 2j1 to 2j3 in conjunction with each other via the coupling unit 42j so that the sunlight is incident on each of the plurality of movable units Uj1 to Uj3. Specifically, the drive unit 50 further includes a sun position calculation unit (not shown) or a sun position detection unit (not shown). The control unit 53 in the driving unit 50 is fixed to the motor shaft by rotating a motor (not shown) based on the elevation angle of the sun calculated by the position calculation unit or detected by the position detection unit. The roller 52 is rotated. The roller 52 rotates the arm 51 to rotate the holding frame 2j1 at the left end, and the connecting portion 42j similarly changes the elevation angles of the holding frames 2j2 and 2j3 other than the left end.

実施の形態3によれば、連結部42jを介して複数の保持枠2j1〜2j3の方向を一斉に(連動して)変化させて太陽追尾動作を行うことができるので、太陽の位置検出部、制御部などの部材を保持枠の数だけ設ける必要がなく(1つの保持枠分だけ設ければ十分であり)、部材使用量を削減することができる。   According to the third embodiment, the solar tracking operation can be performed by changing the directions of the plurality of holding frames 2j1 to 2j3 all at once (in conjunction with each other) via the connecting portion 42j. It is not necessary to provide the number of members such as the control unit as many as the number of holding frames (it is sufficient to provide only one holding frame), and the amount of member usage can be reduced.

また、複数の可動単位Uj1〜Uj3が外枠41jにより一体に保持されているので、太陽光発電装置100jの輸送や設置が容易になる。例えば予め装置の組立工場で外枠41jに複数の保持枠2j1〜2j3を取付けておくことで、輸送時の荷扱い、設置時の組み立ての手間を少なくすることができる。その場合、複数の保持枠2j1〜2j3が相互干渉しないようにかつ近接して保持しておくことにより、太陽光発電装置100jが追尾動作をする際の太陽光発電装置100jの周囲の空間を最小限にすることができる。   Further, since the plurality of movable units Uj1 to Uj3 are integrally held by the outer frame 41j, the solar power generation device 100j can be easily transported and installed. For example, by attaching a plurality of holding frames 2j1 to 2j3 to the outer frame 41j in advance at an apparatus assembly factory, handling work during transportation and assembly during installation can be reduced. In that case, the space around the solar power generation device 100j when the solar power generation device 100j performs the tracking operation is minimized by holding the plurality of holding frames 2j1 to 2j3 so as not to interfere with each other. Can be limited.

なお、複数の保持枠2j1〜2j3が上下に並んだ構造でもよく、その場合には、設置場所は南方向を向いた建物の外壁、窓、ベランダの手すり等が好適である。   A plurality of holding frames 2j1 to 2j3 may be arranged vertically, and in that case, the installation location is preferably the outer wall of the building facing the south, windows, railings on the veranda, and the like.

また、図6に示した外枠41jは額縁状の形状としたが、太陽光を妨げない素材、形状であればよく、透明なプラスチック素材等を用いる、形状を棒状の部材にする等、種々の変形が可能である。   Further, the outer frame 41j shown in FIG. 6 has a frame-like shape, but may be any material or shape that does not interfere with sunlight, such as a transparent plastic material or the like, and a variety of shapes such as a rod-like member. Can be modified.

さらに、図6において保持枠が3枚である場合を示したが、さらに多くして例えば10枚以上としてもよく、その場合は1つの保持枠の幅が図示した幅の3分の1以下に小さくできるので、水平面に設置する場合に太陽光発電装置100jの高さを全体的に低く、垂直面に設置する場合には太陽光発電装置100jの厚みを全体的に薄くすることができる。このため、設置場所が狭い場合に好適で、集光式の太陽光発電装置を輸送、設置することが容易になる。   Furthermore, although the case where there are three holding frames in FIG. 6 is shown, it may be increased to, for example, 10 or more. In that case, the width of one holding frame is less than one third of the illustrated width. Since it can be made small, the height of the photovoltaic power generation apparatus 100j can be reduced overall when installed on a horizontal plane, and the thickness of the photovoltaic power generation apparatus 100j can be reduced overall when installed on a vertical plane. For this reason, it is suitable when the installation location is small, and it becomes easy to transport and install the concentrating solar power generation device.

実施の形態4.
次に、実施の形態4にかかる太陽光発電装置100kについて、図7を用いて説明する。図7は、実施の形態4にかかる太陽光発電装置100kの構成を示す図である。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 4 FIG.
Next, the solar power generation device 100k according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a solar power generation device 100k according to the fourth embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

図7(a)は、実施の形態4にかかる太陽光発電装置100kについて、集光部30等を含む部分の拡大断面図である。太陽光発電装置100kは、基板10kを備える。   FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view of a portion including the condensing unit 30 and the like in the solar power generation device 100k according to the fourth embodiment. The solar power generation device 100k includes a substrate 10k.

基板10kには、複数の光電変換部11に加えて、複数の第2の光電変換部12kが配されている。各第2の光電変換部12kは、図7(a)に示すように、基板10kにおける光電変換部11に隣接した位置を光電変換部11に沿って延びている。複数の第2の光電変換部12kは、互いに並ぶように(例えば、互いに平行に)基板10kに配されている。   In addition to the plurality of photoelectric conversion units 11, a plurality of second photoelectric conversion units 12k are arranged on the substrate 10k. As shown in FIG. 7A, each second photoelectric conversion unit 12k extends along the photoelectric conversion unit 11 at a position adjacent to the photoelectric conversion unit 11 in the substrate 10k. The plurality of second photoelectric conversion units 12k are arranged on the substrate 10k so as to be aligned with each other (for example, parallel to each other).

また、第2の光電変換部12kは、光電変換部11よりも変換効率が低く、安価に構成されている。例えば、光電変換部11は、ガリウムインジウムりん/ガリウム砒素/ゲルマニウムのトリプル接合型の太陽電池素子(光電変換素子)である。例えば、第2の光電変換部12kは、アモルファスシリコンで形成されたタンデム型の太陽電池素子(光電変換素子)である。アモルファスシリコンで形成されたタンデム型の太陽電池素子は、ガリウムインジウムりん/ガリウム砒素/ゲルマニウムのトリプル接合型の太陽電池素子に比べて、変換効率が低く、安価に構成できる。   The second photoelectric conversion unit 12k has a lower conversion efficiency than the photoelectric conversion unit 11, and is configured at a low cost. For example, the photoelectric conversion unit 11 is a gallium indium phosphorus / gallium arsenide / germanium triple junction solar cell element (photoelectric conversion element). For example, the second photoelectric conversion unit 12k is a tandem solar cell element (photoelectric conversion element) formed of amorphous silicon. A tandem solar cell element formed of amorphous silicon has lower conversion efficiency and can be configured at a lower cost than a gallium indium phosphorus / gallium arsenide / germanium triple junction solar cell element.

晴天時において、太陽光は、概ね平行光線として図7(a)中の破線の折れ線L1,L2、L3で示した進路に沿って窓材1に達する。この場合、窓材1を透過した光は、集光部30により集光され焦点位置に集光され、変換効率の高い光電変換部11に達する。   In fine weather, sunlight reaches the window material 1 along the paths indicated by broken lines L1, L2, and L3 in FIG. In this case, the light transmitted through the window material 1 is collected by the light collecting unit 30 and collected at the focal position, and reaches the photoelectric conversion unit 11 having high conversion efficiency.

曇天時において、太陽光は、雲を通過することにより拡散光となって、図7(a)中の破線の折れ線L1,L2、L3で示した進路だけでなく、例えば図7(a)中の実線の折れ線L4、L5で示した進路に沿っても、窓材1に達する。この場合、窓材1を透過した光は、集光部30により、焦点だけに集まらず、焦点に隣接した位置に配された第2の光電変換部12kにも達する。焦点以外の方向に進行した光を、焦点に隣接した位置に配された第2の光電変換部12kにより電力に変換することで、曇天時の発電効率を向上させることができる。   During cloudy weather, sunlight passes through the cloud and becomes diffused light, which is not only the path indicated by the broken lines L1, L2, and L3 in FIG. 7A, but also, for example, in FIG. 7A. The window material 1 is also reached along the paths indicated by the solid broken lines L4 and L5. In this case, the light transmitted through the window material 1 does not collect only at the focal point, but also reaches the second photoelectric conversion unit 12k disposed at a position adjacent to the focal point. By converting the light traveling in the direction other than the focal point into electric power by the second photoelectric conversion unit 12k arranged at a position adjacent to the focal point, the power generation efficiency in cloudy weather can be improved.

図7(b)は、実施の形態4にかかる太陽光発電装置100kについて、集光スポットの光強度と、光電変換部の位置の関係を示す図である。図7(b)において、Pf1は晴天時の光強度分の例を示す。Pf2は晴天時の太陽光の追尾がややずれたときの光強度分布の例を示す。Pf3は曇天時の光強度分布の例を示す。   FIG. 7B is a diagram illustrating the relationship between the light intensity of the focused spot and the position of the photoelectric conversion unit in the photovoltaic power generation apparatus 100k according to the fourth embodiment. In FIG. 7B, Pf1 shows an example of the light intensity at the time of fine weather. Pf2 shows an example of the light intensity distribution when the tracking of sunlight in a clear sky is slightly shifted. Pf3 shows an example of the light intensity distribution during cloudy weather.

晴天時において、集光した光が全て光電変換部11に達するように、太陽の方向を追尾する。集光スポットを光電変換部11の幅より小さくすることにより、光強度分布Pf1或いはPf2に示すように、集光した光のほぼ全てを光電変換部11の受光面に導くことができる。   The sun is tracked so that all the collected light reaches the photoelectric conversion unit 11 in fine weather. By making the condensing spot smaller than the width of the photoelectric conversion unit 11, almost all of the collected light can be guided to the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 11 as shown in the light intensity distribution Pf 1 or Pf 2.

曇天時において、光強度分布Pf3に示すように、光強度分布がブロードに広がるので、第2の光電変換部12kが広がった光を受光面で受けて電力に変換する。発電効率(変換効率)の異なる複数の光電変換部は、同じ強さの光を照射されても相互に最適な出力電圧と電流とが異なるので、所定の電圧に変換して出力するパワーコンディショナー(図示せず)を少なくとも2系統設ける。これにより、複数の光電変換部の特性を生かした動作状態で光電変換することができる。   During cloudy weather, the light intensity distribution spreads broadly as indicated by the light intensity distribution Pf3, so that the light spread by the second photoelectric conversion unit 12k is received by the light receiving surface and converted into electric power. A plurality of photoelectric conversion units having different power generation efficiencies (conversion efficiencies) have different optimum output voltages and currents even when irradiated with light of the same intensity. At least two systems are provided. Thereby, it is possible to perform photoelectric conversion in an operation state utilizing the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units.

このように、実施の形態4によれば、曇天時に光強度分布がブロードに広がった光が集光部に入射した場合でも、集光部により集光されず焦点近傍以外の方向に進行した光を第2の光電変換部12kで受光し発電できる。これにより、曇天時の発電電力を増やすことができる。また、第2の光電変換部12kが光電変換部11より変換効率が低いので安価に構成することができ、製造コストの増加を抑制できる。   As described above, according to the fourth embodiment, even when light having a broad light intensity distribution when it is cloudy is incident on the light collecting unit, the light is not collected by the light collecting unit and travels in a direction other than the vicinity of the focal point. Can be received and generated by the second photoelectric conversion unit 12k. Thereby, the electric power generation at the time of cloudy weather can be increased. Moreover, since the conversion efficiency of the second photoelectric conversion unit 12k is lower than that of the photoelectric conversion unit 11, the second photoelectric conversion unit 12k can be configured at low cost, and an increase in manufacturing cost can be suppressed.

なお、安価な光電変換部(第2の光電変換部12k)により発電した電力は2次電池(図示せず)に蓄電してもよい。この場合、蓄電された電力は、実施の形態3における位置算出部又は位置検出部(図示せず)の動力源として使用することができる。   Note that the electric power generated by the inexpensive photoelectric conversion unit (second photoelectric conversion unit 12k) may be stored in a secondary battery (not shown). In this case, the stored electric power can be used as a power source for the position calculation unit or the position detection unit (not shown) in the third embodiment.

実施の形態5.
次に、実施の形態5にかかる太陽光発電装置100nについて、図8を用いて説明する。図8は、実施の形態5にかかる太陽光発電装置100nの構成を示す図である。以下では、実施の形態2と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 5 FIG.
Next, a solar power generation device 100n according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a solar power generation device 100n according to the fifth embodiment. Below, it demonstrates centering on a different part from Embodiment 2. FIG.

図8は、実施の形態5にかかる太陽光発電装置100nについて、集光部(第1の集光部30n1、第2の集光部30i2)等を含む部分の拡大断面図である。太陽光発電装置100nは、基板10n及び部材3nを備える。   FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part including a light collecting unit (first light collecting unit 30n1, second light collecting unit 30i2) and the like in the photovoltaic power generation apparatus 100n according to the fifth embodiment. The solar power generation device 100n includes a substrate 10n and a member 3n.

部材3n(複数の集光部)では、第1の集光部30n1と第2の集光部30i2とが交互に繰り返し配されている。第1の集光部30n1は、下面34n1を有する。下面34n1は、後述の第2の位置決め構造に対応した第2の位置決め構造30n1aを有している。すなわち、柱状光学部材の有する第2の位置決め構造が、柱状光学部材の配置後に、第1の集光部30n1の下面34n1の有する第2の位置決め構造30n1aとなる。   In the member 3n (a plurality of light collecting portions), the first light collecting portions 30n1 and the second light collecting portions 30i2 are alternately and repeatedly arranged. The first light collecting unit 30n1 has a lower surface 34n1. The lower surface 34n1 has a second positioning structure 30n1a corresponding to a second positioning structure described later. In other words, the second positioning structure of the columnar optical member becomes the second positioning structure 30n1a of the lower surface 34n1 of the first light collecting unit 30n1 after the columnar optical member is arranged.

基板10nの表面は、第1の集光部30n1が配されるべき領域(すなわち下面34n1が接触する領域)に、柱状光学部材を位置決めするための位置決め構造15nを有している。柱状光学部材は、基板10nに対向する面(下面34n1に対応する下面)に、位置決め構造15nに嵌合する第2の位置決め構造を有している。   The surface of the substrate 10n has a positioning structure 15n for positioning the columnar optical member in a region where the first light collecting portion 30n1 is to be disposed (that is, a region where the lower surface 34n1 is in contact). The columnar optical member has a second positioning structure that fits the positioning structure 15n on the surface facing the substrate 10n (the lower surface corresponding to the lower surface 34n1).

具体的には、位置決め構造15nは、凹型の構造であり、第2の位置決め構造は、凹型の構造に嵌合する凸型の構造である。例えば、位置決め構造15nは、位置決め溝であり、第2の位置決め構造は、位置決め溝に嵌合する位置決め溝用ほぞである。この場合、太陽光発電装置100nの製造方法が次の点で実施の形態1と異なる。第1の工程では、基板10nの表面に、所定の幅及び所定の深さで位置決め溝を、柱状光学部材の横幅に等しいピッチで複数形成する。第2の工程では、全面あるいは片側の側面に無電解めっきでニッケルりんを成膜し、上面と下面とを鏡面仕上げした後、電解めっきにより両側面あるいは片側の側面にニッケルを成膜して得られた柱状光学部材の下面に、位置決め溝用ほぞを形成する。そして、位置決め溝用ほぞを基板10nの表面の位置決め溝に嵌合させるように、複数の柱状光学部材を繰り返し配置する。   Specifically, the positioning structure 15n is a concave structure, and the second positioning structure is a convex structure that fits into the concave structure. For example, the positioning structure 15n is a positioning groove, and the second positioning structure is a positioning groove tenon that fits into the positioning groove. In this case, the manufacturing method of solar power generation device 100n differs from that of Embodiment 1 in the following points. In the first step, a plurality of positioning grooves having a predetermined width and a predetermined depth are formed on the surface of the substrate 10n at a pitch equal to the lateral width of the columnar optical member. In the second step, nickel phosphorus is deposited on the entire surface or one side surface by electroless plating, and the upper and lower surfaces are mirror-finished, and then nickel is deposited on both sides or one side surface by electrolytic plating. A positioning groove tenon is formed on the lower surface of the columnar optical member. Then, the plurality of columnar optical members are repeatedly arranged so that the positioning groove tenon is fitted into the positioning groove on the surface of the substrate 10n.

あるいは、位置決め構造15nは、凸型の構造であり、第2の位置決め構造は、凸型の構造に嵌合する凹型の構造である。例えば、位置決め構造15nは、位置決めピンであり、第2の位置決め構造は、位置決めピンに嵌合する位置決めピン用ホールである。この場合、太陽光発電装置100nの製造方法が次の点で実施の形態1と異なる。第1の工程では、基板10nの表面に、所定の幅及び所定の長さで位置決めピンを、柱状光学部材の横幅に等しいピッチで複数形成する。第2の工程では、全面あるいは片側の側面に無電解めっきでニッケルりんを成膜し、上面と下面とを鏡面仕上げした後、電解めっきにより両側面あるいは片側の側面にニッケルを成膜して得られた柱状光学部材の下面に、位置決めピン用ホールを形成する。そして、位置決めピン用ホールを基板10nの表面の位置決めピンに嵌合させるように、複数の柱状光学部材を繰り返し配置する。   Alternatively, the positioning structure 15n is a convex structure, and the second positioning structure is a concave structure that fits into the convex structure. For example, the positioning structure 15n is a positioning pin, and the second positioning structure is a positioning pin hole that fits into the positioning pin. In this case, the manufacturing method of solar power generation device 100n differs from that of Embodiment 1 in the following points. In the first step, a plurality of positioning pins having a predetermined width and a predetermined length are formed on the surface of the substrate 10n at a pitch equal to the lateral width of the columnar optical member. In the second step, nickel phosphorus is deposited on the entire surface or one side surface by electroless plating, and the upper and lower surfaces are mirror-finished, and then nickel is deposited on both sides or one side surface by electrolytic plating. A positioning pin hole is formed on the lower surface of the columnar optical member. Then, the plurality of columnar optical members are repeatedly arranged so that the positioning pin holes are fitted to the positioning pins on the surface of the substrate 10n.

なお、柱状光学部材における第1の側面及び第2の側面に反射膜を形成する際に柱状光学部材の全面に成膜すると、柱状光学部材における上面と下面にも形成された反射膜を研磨する必要があるため、柱状光学部材の下面に設ける第2の位置決め構造は凹型の方がその形成が容易である。   In addition, when forming a film on the entire surface of the columnar optical member when forming the reflection film on the first side surface and the second side surface of the columnar optical member, the reflection film formed also on the upper surface and the lower surface of the columnar optical member is polished. Since it is necessary, the second positioning structure provided on the lower surface of the columnar optical member is easier to form in the concave shape.

実施の形態5によれば、基板10nの位置決め構造15nに嵌合する第2の位置決め構造が第1の集光部30n1の下面34n1に設けられているので、第1の集光部30n1の基板10nに対する取り付け精度を容易に向上することができる。これにより、第1の集光部30n1による集光位置が光電変換部11の受光面となるように柱状光学部材を配置することが容易になる。すなわち、第1の集光部30n1によって集光した光が光電変換部11の受光面になるように第1の集光部30n1を基板10n上に形成することが容易である。   According to the fifth embodiment, since the second positioning structure that fits into the positioning structure 15n of the substrate 10n is provided on the lower surface 34n1 of the first light collecting unit 30n1, the substrate of the first light collecting unit 30n1 The mounting accuracy for 10n can be easily improved. Thereby, it becomes easy to arrange the columnar optical member so that the light condensing position by the first light condensing unit 30n1 becomes the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 11. That is, it is easy to form the first light collecting unit 30n1 on the substrate 10n so that the light collected by the first light collecting unit 30n1 becomes the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 11.

なお、太陽光発電装置100pにおいて、基板10pには、図9に示すように、複数の光電変換部11に加えて、複数の第2の光電変換部12pが配されていてもよい。各第2の光電変換部12pは、基本的な構成が実施の形態4における各第2の光電変換部12kと同様であるが、次の点で異なっている。各第2の光電変換部12pは、図9に示すように、基板10pにおける光電変換部11に隣接した位置であって位置決め構造15nの形成されていない位置を光電変換部11に沿って延びている。   In addition, in the solar power generation device 100p, in addition to the plurality of photoelectric conversion units 11, a plurality of second photoelectric conversion units 12p may be arranged on the substrate 10p as illustrated in FIG. Each of the second photoelectric conversion units 12p is similar in basic configuration to each of the second photoelectric conversion units 12k in the fourth embodiment, but differs in the following points. As shown in FIG. 9, each second photoelectric conversion unit 12p extends along the photoelectric conversion unit 11 at a position adjacent to the photoelectric conversion unit 11 on the substrate 10p and where the positioning structure 15n is not formed. Yes.

実施の形態6.
次に、実施の形態6にかかる太陽光発電装置100qについて、図10を用いて説明する。図10は、実施の形態6にかかる太陽光発電装置100qの構成を示す図である。以下では、実施の形態4と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 6 FIG.
Next, the solar power generation device 100q according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a solar power generation device 100q according to the sixth embodiment. Below, it demonstrates centering on a different part from Embodiment 4. FIG.

図10は、実施の形態6にかかる太陽光発電装置100qについて、集光部30等を含む部分の拡大断面図である。太陽光発電装置100qは、透明樹脂膜(保護膜)60q及び第2の窓材70qを備える。   FIG. 10: is an expanded sectional view of the part containing the condensing part 30 grade | etc., About the solar power generation device 100q concerning Embodiment 6. FIG. The solar power generation device 100q includes a transparent resin film (protective film) 60q and a second window material 70q.

透明樹脂膜60qは、複数の光電変換部11及び複数の第2の光電変換部12kのそれぞれの受光面を覆う。透明樹脂膜60qは、例えば、基板10kの表面の全体を覆う。これにより、透明樹脂膜60qは、複数の光電変換部11及び複数の第2の光電変換部12kのそれぞれの受光面を保護する。   The transparent resin film 60q covers the light receiving surfaces of the plurality of photoelectric conversion units 11 and the plurality of second photoelectric conversion units 12k. The transparent resin film 60q covers, for example, the entire surface of the substrate 10k. Thereby, the transparent resin film 60q protects the light receiving surfaces of the plurality of photoelectric conversion units 11 and the plurality of second photoelectric conversion units 12k.

第2の窓材70qは、透明樹脂膜60qの上に配されている。第2の窓材70qは、例えば、透明樹脂膜60qの上面の全体を覆うとともに、部材3の背面の全体を覆う。これにより、第2の窓材70qは、透明樹脂膜60qを保護するとともに、部材3の背面を覆って保護する背面カバーとしても機能している。さらに集光部30に用いた素材が光により劣化して光の透過率が悪化した際、窓材1と集光部30とを容易に取り替えることができる。   The second window material 70q is disposed on the transparent resin film 60q. The second window material 70q covers, for example, the entire upper surface of the transparent resin film 60q and the entire back surface of the member 3. Thereby, the second window material 70q functions as a back cover that covers and protects the back surface of the member 3 while protecting the transparent resin film 60q. Furthermore, when the material used for the light collecting unit 30 is deteriorated by light and the light transmittance is deteriorated, the window material 1 and the light collecting unit 30 can be easily replaced.

実施の形態6によれば、変換効率の高い光電変換部11と安価な第2の光電変換部12kとのそれぞれを透明樹脂膜60qと第2の窓材70qとにより封止するので、光電変換部11及び第2の光電変換部12kのそれぞれの耐湿性を向上することができる。   According to the sixth embodiment, each of the photoelectric conversion unit 11 with high conversion efficiency and the inexpensive second photoelectric conversion unit 12k is sealed with the transparent resin film 60q and the second window material 70q. The moisture resistance of each of the unit 11 and the second photoelectric conversion unit 12k can be improved.

実施の形態7.
次に、実施の形態7にかかる太陽光発電装置100rについて、図11を用いて説明する。図11は、実施の形態7にかかる太陽光発電装置100rの構成を示す図である。以下では、実施の形態5及び実施の形態6と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 7 FIG.
Next, a solar power generation device 100r according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a solar power generation device 100r according to the seventh embodiment. Below, it demonstrates centering on a different part from Embodiment 5 and Embodiment 6. FIG.

図11は、実施の形態7にかかる太陽光発電装置100rについて、集光部30等を含む部分の拡大断面図である。太陽光発電装置100rは、透明樹脂膜(保護膜)60r及び第2の窓材70rを備える。   FIG. 11: is an expanded sectional view of the part containing the condensing part 30 grade | etc., About the solar power generation device 100r concerning Embodiment 7. FIG. The solar power generation device 100r includes a transparent resin film (protective film) 60r and a second window material 70r.

透明樹脂膜60rは、位置決め構造15nに整合した開口60r1を有する。これにより、透明樹脂膜60rは、位置決め構造15nが設けられた領域を避けながら複数の光電変換部11のそれぞれの受光面を保護する。第1の集光部30n1の下面34n1に設けられた第2の位置決め構造30n1aは、開口60r1を介して透明樹脂膜60rを貫通している。なお、透明樹脂膜60rは、さらに、複数の第2の光電変換部12p(図9参照)のそれぞれの受光面を覆ってもよい。   The transparent resin film 60r has an opening 60r1 aligned with the positioning structure 15n. Thereby, the transparent resin film 60r protects the light receiving surfaces of the plurality of photoelectric conversion units 11 while avoiding the region where the positioning structure 15n is provided. The second positioning structure 30n1a provided on the lower surface 34n1 of the first light collecting unit 30n1 passes through the transparent resin film 60r through the opening 60r1. The transparent resin film 60r may further cover the light receiving surfaces of the plurality of second photoelectric conversion units 12p (see FIG. 9).

第2の窓材70rは、位置決め構造15n及び開口60r1に整合した開口70r1を有する。これにより、第2の窓材70rは、位置決め構造15nが設けられた領域を避けながら、透明樹脂膜60rを保護するとともに、部材3nの背面を覆って保護する背面カバーとしても機能している。第1の集光部30n1の下面34n1に設けられた第2の位置決め構造30n1aは、開口70r1を介して第2の窓材70rを貫通している。   The second window member 70r has an opening 70r1 aligned with the positioning structure 15n and the opening 60r1. Thus, the second window member 70r protects the transparent resin film 60r while avoiding the region where the positioning structure 15n is provided, and also functions as a back cover that covers and protects the back surface of the member 3n. The second positioning structure 30n1a provided on the lower surface 34n1 of the first light collecting unit 30n1 passes through the second window member 70r through the opening 70r1.

実施の形態7によれば、基板10nの位置決め構造15nに嵌合する第2の位置決め構造が第1の集光部30n1の下面34n1に設けられるとともに、光電変換部11を透明樹脂膜60rと第2の窓材70rとにより封止する。これにより、第1の集光部30n1による集光位置が光電変換部11の受光面となるように柱状光学部材を配置することが容易になるとともに、光電変換部11の耐湿性を向上することができる。   According to the seventh embodiment, the second positioning structure that fits into the positioning structure 15n of the substrate 10n is provided on the lower surface 34n1 of the first light collecting unit 30n1, and the photoelectric conversion unit 11 is connected to the transparent resin film 60r. The second window material 70r is sealed. Thereby, it becomes easy to arrange the columnar optical member so that the light condensing position by the first light condensing unit 30n1 becomes the light receiving surface of the photoelectric converting unit 11, and the moisture resistance of the photoelectric converting unit 11 is improved. Can do.

実施の形態8.
次に、実施の形態8にかかる太陽光発電装置100sについて、図12を用いて説明する。図12は、実施の形態8にかかる太陽光発電装置100sの構成を示す図である。以下では、実施の形態4と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 8 FIG.
Next, a solar power generation device 100s according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a solar power generation device 100s according to the eighth embodiment. Below, it demonstrates centering on a different part from Embodiment 4. FIG.

図12(a)は、実施の形態8にかかる太陽光発電装置100sについて、集光部30等を含む部分の拡大断面図である。太陽光発電装置100sは、光強度均一化部21s、光拡散部22s、及び空気層23sを備える。   FIG. 12A is an enlarged cross-sectional view of a portion including the condensing unit 30 and the like in the solar power generation device 100s according to the eighth embodiment. The solar power generation device 100s includes a light intensity equalizing unit 21s, a light diffusion unit 22s, and an air layer 23s.

光強度均一化部21sは、集光部30と光電変換部11との間に配され、集光部30を通過した光を均一化して光電変換部11へ導く。具体的には、光強度均一化部21sは、その上面で受けた光を左右の側面で繰り返し全反射させることにより均一強度分布の光を形成して光電変換部11へ導く。   The light intensity uniformizing unit 21 s is disposed between the light collecting unit 30 and the photoelectric conversion unit 11, uniformizes the light that has passed through the light collecting unit 30, and guides the light to the photoelectric conversion unit 11. Specifically, the light intensity equalizing unit 21s forms light having a uniform intensity distribution by repeatedly reflecting the light received on its upper surface on the left and right side surfaces, and guiding it to the photoelectric conversion unit 11.

光拡散部22sは、集光部30と第2の光電変換部12kとの間に配され、集光部30を通過した光を拡散させて第2の光電変換部12kへ導く。具体的には、図12(a)に示すように、光拡散部22sは、ガラスやプラスチックなどの透明部材の下面に凹凸を設け、この面を通過する光が進路を曲げて安価な第2の光電変換部12kの全面に広がるように凹凸の光拡散特性を設定する。光拡散特性は、面の凹凸に代えて、拡散材を光拡散部22sの素材に混ぜ合わせる方法でも実現することができる。   The light diffusing unit 22s is arranged between the light collecting unit 30 and the second photoelectric conversion unit 12k, diffuses the light that has passed through the light collecting unit 30, and guides the light to the second photoelectric conversion unit 12k. Specifically, as shown in FIG. 12A, the light diffusion portion 22s is provided with irregularities on the lower surface of a transparent member such as glass or plastic, and light passing through this surface bends its path and is inexpensive. The uneven light diffusion characteristics are set so as to spread over the entire surface of the photoelectric conversion portion 12k. The light diffusing characteristic can also be realized by a method of mixing the diffusing material with the material of the light diffusing portion 22s instead of the unevenness of the surface.

晴天時において、太陽光は概ね平行光線であるので、図12(a)中に破線の折れ線L1,L2、L3で示した進路に沿って窓材1に達し、集光部30により集光され焦点位置に集光され、光強度均一化部21sの内部に進行して、光強度均一化部21sにおける左右の側面で繰り返し全反射することで均一強度分布の光になり、変換効率の高い光電変換部11に達する。   Since the sunlight is almost a parallel light beam in fine weather, it reaches the window material 1 along the path indicated by broken lines L1, L2, and L3 in FIG. The light is condensed at the focal position, proceeds to the inside of the light intensity uniformizing section 21s, and is repeatedly totally reflected on the left and right side surfaces of the light intensity uniformizing section 21s to become light having a uniform intensity distribution. The conversion unit 11 is reached.

曇天時において、太陽光は雲を通過することにより拡散光となっており、図12(a)中の破線の折れ線L1,L2、L3で示した進路だけでなく、例えば図12(a)中の実線の折れ線L4、L5で示した進路に沿っても、窓材1に達する。この場合、窓材1を透過した光は、集光部30により、焦点に配された光強度均一化部21sだけに集まらず、焦点に隣接した位置に配された光拡散部22sにも達する。この場合、光拡散部22sに達した光は、進行方向を曲げられ、さらに進行し安価な第2の光電変換部12kに達する。   When it is cloudy, sunlight passes through the cloud and becomes diffused light. In addition to the courses indicated by broken lines L1, L2, and L3 in FIG. 12A, for example, in FIG. The window material 1 is also reached along the paths indicated by the solid broken lines L4 and L5. In this case, the light transmitted through the window material 1 is not collected only by the light intensity uniformizing unit 21s arranged at the focal point by the light collecting unit 30, but also reaches the light diffusion unit 22s arranged at a position adjacent to the focal point. . In this case, the light that has reached the light diffusion portion 22s is bent in the traveling direction, further travels, and reaches the inexpensive second photoelectric conversion portion 12k.

なお、図12(a)において複数の光強度均一化部21sと複数の光拡散部22sとが一体であるように示されているが、組み立て前は別々であってもよく、その場合にはこれらを左右に近接配置したうえで接合される。   In FIG. 12A, the plurality of light intensity uniformizing portions 21s and the plurality of light diffusing portions 22s are shown as being integrated, but they may be separated before assembly, in which case These are joined after being arranged close to the left and right.

また、図12(a)において、光強度均一化部21sの高さが高く、その中に進行した光の反射回数が多いほど光強度を均一にすることができるが、それだけ部材が多く必要となるので、大半の光が1回から3回側面で反射するように光強度均一化部21sの高さを設定する。   In FIG. 12A, the height of the light intensity uniformizing section 21s is higher, and the light intensity can be made uniform as the number of reflections of the light that has traveled therein increases. However, more members are required. Therefore, the height of the light intensity uniformizing portion 21s is set so that most of the light is reflected from the side surface one to three times.

図12(a)において、空気層23sが光強度均一化部21sと隣接することにより、相互の屈折率差により、光強度均一化部21sの内面で全反射が起き、損失無く光を反射することができる。空気層23sには外部から水や異物が入らないように、その端面は蓋(図示せず)をする。   In FIG. 12A, when the air layer 23s is adjacent to the light intensity uniformizing portion 21s, total reflection occurs on the inner surface of the light intensity uniformizing portion 21s due to the difference in refractive index between the two, and the light is reflected without loss. be able to. The end surface of the air layer 23s is covered (not shown) so that water and foreign matter do not enter from the outside.

図12(b)は、実施の形態8にかかる太陽光発電装置100sについて、光電変換部11及び第2の光電変換部12kのそれぞれの受光面における光強度分布を示す図である。図12(b)において、Pf4は晴天時の光強度分の例を示し、Pf5は曇天時の光強度分布の例を示す。   FIG. 12B is a diagram illustrating light intensity distributions on the light receiving surfaces of the photoelectric conversion unit 11 and the second photoelectric conversion unit 12k in the photovoltaic power generation apparatus 100s according to the eighth embodiment. In FIG. 12B, Pf4 shows an example of the light intensity at the time of fine weather, and Pf5 shows an example of the light intensity distribution at the time of cloudy weather.

晴天時において、集光した光が全て光電変換部11に達するように、太陽の方向を追尾する。集光スポットを光強度均一化部21sの入口の幅より小さくすることにより、光強度分布Pf4に示すように、集光した光のほぼ全てを均一化して光電変換部11の受光面に導くことができる。   The sun is tracked so that all the collected light reaches the photoelectric conversion unit 11 in fine weather. By making the condensing spot smaller than the width of the entrance of the light intensity uniformizing section 21s, almost all the collected light is uniformized and guided to the light receiving surface of the photoelectric conversion section 11 as shown in the light intensity distribution Pf4. Can do.

曇天時において、光強度分布がブロードに広がった光を光拡散部22sによりさらに拡散することにより、光強度分布Pf5に示すように、光強度分布がさらにブロードに広がるので、第2の光電変換部12kが略均一に広がった光を受光面で受けて電力に変換することができる。   During cloudy weather, the light intensity distribution is further broadened as shown in the light intensity distribution Pf5 by further diffusing the light with the light intensity distribution broadened by the light diffusion part 22s, so that the second photoelectric conversion part Light having 12k spread substantially uniformly can be received by the light receiving surface and converted into electric power.

実施の形態8によれば、晴天時において、集光した光のほぼ全てを均一化して変換効率の高い光電変換部11の受光面の全体に均一に太陽光を照射することが可能となる。これにより、光電変換部11の受光面の一部に強い光を照射する場合と比較すると、高い変換効率で光電変換部11を動作させることができる。   According to the eighth embodiment, it is possible to uniformly irradiate the entire light receiving surface of the photoelectric conversion unit 11 with high conversion efficiency by uniformizing almost all of the collected light in fine weather. Thereby, compared with the case where strong light is irradiated to a part of the light-receiving surface of the photoelectric conversion unit 11, the photoelectric conversion unit 11 can be operated with high conversion efficiency.

また、曇天時において、第2の光電変換部12kが略均一に広がった光を受光面で受けて電力に変換することができるので、第2の光電変換部12kが強度分布にムラのある光を受光面で受ける場合と比較すると高い変換効率で第2の光電変換部12kを動作させることができる。   In addition, during cloudy weather, the light received by the second photoelectric conversion unit 12k can be received by the light receiving surface and converted into electric power, so that the second photoelectric conversion unit 12k has light with uneven intensity distribution. The second photoelectric conversion unit 12k can be operated with higher conversion efficiency than when the light is received by the light receiving surface.

さらに、光強度均一化部21sの入り口以外の方向に進行した光を拡散する光拡散部22sを設けたので、10年以上の長期間に渡って装置を使用する場合においても、太陽の追尾動作を一時的に休止する、或いは強風、周囲物体との干渉、停電等が原因で追尾動作が停止した場合に、光電変換部以外の部材に集光スポットが移動して当該部材が高温になる或いは焼損し装置の寿命が短くなることを防止することができる。   Furthermore, since the light diffusing unit 22s that diffuses the light traveling in the direction other than the entrance of the light intensity uniformizing unit 21s is provided, even when the device is used for a long period of 10 years or longer, the solar tracking operation When the tracking operation is stopped due to strong wind, interference with surrounding objects, power failure, etc., the focused spot moves to a member other than the photoelectric conversion unit and the member becomes high temperature or It is possible to prevent the life of the burnout device from being shortened.

以上のように、本発明にかかる太陽光発電装置、及び太陽光発電装置の製造方法は、太陽光を受けて発電することに有用であり、特に、狭い場所において太陽光を受けて発電することに適している。   As described above, the solar power generation device and the solar power generation device manufacturing method according to the present invention are useful for generating power by receiving sunlight, and in particular, generating power by receiving sunlight in a narrow place. Suitable for

1、1j1〜1j3 窓材
2、2j1〜2j3 保持枠
3、3i、3j1〜3j3、3n 部材
4、5 台座
10、10j1〜10j3、10k、10n、10p 基板
11 光電変換部
12k、12p 第2の光電変換部
15n 位置決め構造
21s 光強度均一化部
22s 光拡散部
30 集光部
30i1、30n1 第1の集光部
30i2 第2の集光部
30n1a 第2の位置決め構造
31 上面
32 第1の側面
33 第2の側面
34、34n1 下面
41j 外枠
42j 連結部
50 駆動部
51 アーム
52 ローラー
53 制御部
60q、60r 透明樹脂膜
70q、70r 第2の窓材
100、100i、100j、100k、100n、100p、100q、100r、100s 太陽光発電装置
Uj1〜Uj3 可動単位
1, 1j1 to 1j3 Window material 2, 2j1 to 2j3 Holding frame 3, 3i, 3j1 to 3j3, 3n member 4, 5 base 10, 10j1 to 10j3, 10k, 10n, 10p Substrate 11 Photoelectric conversion unit 12k, 12p Second Photoelectric conversion unit 15n Positioning structure 21s Light intensity uniformizing unit 22s Light diffusing unit 30 Condensing units 30i1, 30n1 First condensing unit 30i2 Second condensing unit 30n1a Second positioning structure 31 Upper surface 32 First side surface 33 Second side surface 34, 34n1 Lower surface 41j Outer frame 42j Connection unit 50 Drive unit 51 Arm 52 Roller 53 Control unit 60q, 60r Transparent resin film 70q, 70r Second window material 100, 100i, 100j, 100k, 100n, 100p, 100q, 100r, 100s Photovoltaic power generator Uj1-Uj3 Movable unit

Claims (5)

基板に配されライン状に延びた光電変換部と、
光を前記光電変換部へ集めるように前記基板の上を柱状に延びた集光部と、
太陽の光が前記集光部へ入射するように前記基板及び前記集光部を駆動する駆動部と、
を備え、
前記集光部は、
光を受けて通過させる上面と、
上方から透視した場合に前記上面を含むように前記上面の縁から傾斜して延びており、前記上面を通過した光を反射する第1の側面と、
前記第1の側面と対向するとともに前記第1の側面に沿って傾斜して延びており、前記第1の側面で反射した光を反射する第2の側面と、
前記光電変換部に対向しており、前記第2の側面で反射した光を前記光電変換部へ導くように通過させる下面と、
を有し、
前記第1の側面は、前記第2の側面を介して光を前記光電変換部へ集めるように湾曲した部分を有し、
複数の前記光電変換部は、互いに並ぶように前記基板に配され、
複数の前記集光部は、前記基板の上に配されたシート状の部材に含まれ、前記シート状の部材内で複数の前記光電変換部に対応して互いに並ぶように配されており、
複数の前記集光部では、
前記上面、前記第1の側面、前記第2の側面、及び前記下面によって囲まれた空間が柱状光学部材によって満たされている第1の集光部と、
前記上面、前記第1の側面、前記第2の側面、及び前記下面によって囲まれた空間が空洞になっている第2の集光部と、
が交互に繰り返し配されている
ことを特徴とする陽光発電装置。
A photoelectric conversion part arranged in a substrate and extending in a line;
A condensing part extending in a columnar shape on the substrate so as to collect light to the photoelectric conversion part;
A drive unit that drives the substrate and the light collecting unit so that solar light is incident on the light collecting unit;
With
The condensing part is
An upper surface that receives and passes light;
A first side surface extending obliquely from an edge of the upper surface so as to include the upper surface when viewed from above, and reflecting light that has passed through the upper surface;
A second side surface facing the first side surface and extending obliquely along the first side surface and reflecting light reflected by the first side surface;
A lower surface that faces the photoelectric conversion unit and allows the light reflected by the second side surface to pass to the photoelectric conversion unit;
Have
The first side surface has a curved portion so as to collect light to the photoelectric conversion unit via the second side surface,
The plurality of photoelectric conversion units are arranged on the substrate so as to be aligned with each other,
The plurality of condensing units are included in a sheet-like member arranged on the substrate, and are arranged so as to be aligned with each other corresponding to the plurality of photoelectric conversion units in the sheet-like member,
In the plurality of light collecting units,
A first condensing part in which a space surrounded by the upper surface, the first side surface, the second side surface, and the lower surface is filled with a columnar optical member;
A second condensing part in which a space surrounded by the upper surface, the first side surface, the second side surface, and the lower surface is hollow;
There solar power apparatus characterized by being repeatedly alternately disposed.
前記基板の表面は、前記第1の集光部が配されるべき領域に前記柱状光学部材を位置決めするための位置決め構造を有しており、
前記柱状光学部材は、前記基板に対向する面に、前記位置決め構造に嵌合する第2の位置決め構造を有している
ことを特徴とする請求項に記載の太陽光発電装置。
The surface of the substrate has a positioning structure for positioning the columnar optical member in a region where the first light collecting portion is to be disposed,
The photovoltaic power generation apparatus according to claim 1 , wherein the columnar optical member has a second positioning structure that fits into the positioning structure on a surface facing the substrate.
複数の前記光電変換部の受光面を覆う保護膜をさらに備えた
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽光発電装置。
Photovoltaic device according to claim 1 or 2, further comprising a protective film covering the plurality of light receiving surface of the photoelectric conversion unit.
前記光電変換部よりも変換効率が低く、前記基板における前記光電変換部に隣接した位置を前記光電変換部に沿って延びた第2の光電変換部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の太陽光発電装置。
2. The method according to claim 1, further comprising a second photoelectric conversion unit having a lower conversion efficiency than the photoelectric conversion unit and extending along the photoelectric conversion unit at a position adjacent to the photoelectric conversion unit on the substrate. photovoltaic device according to any one of 3.
基板に、互いに並ぶようにライン状にそれぞれ延びた複数の光電変換部を形成する第1の工程と、
光を前記光電変換部へそれぞれ集める複数の集光部を前記基板の上に形成する第2の工程と、
太陽の光が前記集光部へ入射するように前記基板及び前記複数の集光部を駆動する駆動部を形成する第3の工程と、
を備え、
前記第2の工程では、光を受けて通過させる上面と、上方から透視した場合に前記上面を含むように前記上面の縁から傾斜して延びており、前記上面を通過した光を反射する第1の側面と、前記第1の側面と対向するとともに前記第1の側面に沿って傾斜して延びており、前記第1の側面で反射した光を反射する第2の側面と、前記光電変換部に対向しており、前記第2の側面で反射した光を前記光電変換部へ導くように通過させる下面とを有する柱状光学部材を、前記基板の表面に平行な面内における前記柱状光学部材の短手方向の幅の2倍に等しいピッチで互いに並ぶように繰り返し前記基板の上に配置することにより、前記複数の集光部を形成し、
前記第1の側面は、前記第2の側面を介して光を前記光電変換部へ集めるように湾曲した部分を有する、
前記第2の側面の外側の面は、隣接する柱状光学部材の前記第1の側面の外側の面を介して光を前記光電変換部へ集めるように湾曲した部分を有する
ことを特徴とする太陽光発電装置の製造方法。
A first step of forming a plurality of photoelectric conversion portions each extending in a line so as to be aligned with each other on the substrate;
A second step of forming, on the substrate, a plurality of light collecting portions that respectively collect light to the photoelectric conversion portion;
A third step of forming a drive unit that drives the substrate and the plurality of light collecting units so that solar light is incident on the light collecting unit;
With
In the second step, an upper surface that receives and passes light, and extends obliquely from an edge of the upper surface so as to include the upper surface when seen from above, and reflects light that has passed through the upper surface. A first side surface, a second side surface facing the first side surface and extending obliquely along the first side surface, and reflecting the light reflected by the first side surface; and the photoelectric conversion A columnar optical member having a lower surface facing the portion and allowing the light reflected by the second side surface to pass through to the photoelectric conversion unit, the columnar optical member in a plane parallel to the surface of the substrate Forming the plurality of light converging portions by repeatedly arranging on the substrate so as to be aligned with each other at a pitch equal to twice the width in the lateral direction of
The first side surface has a curved portion so as to collect light to the photoelectric conversion unit via the second side surface.
The outer surface of the second side surface has a curved portion so as to collect light to the photoelectric conversion unit via the outer surface of the first side surface of the adjacent columnar optical member. Photovoltaic generator manufacturing method.
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