JP5495824B2 - 光電変換装置及び光電変換モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、光電変換装置及びその光電変換装置を用いる光電変換モジュールに関する。
近年、光電変換素子を有する光電変換装置の開発が進められている。例示的な光電変換装置としては、太陽エネルギーを電力に変換する太陽電池装置がある。特に、発電効率の向上を目的として、集光型の太陽電池装置の開発が進められている。この太陽電池装置の場合、光電変換素子は、太陽エネルギーを電力に変換する太陽電池素子である。集光された太陽光を効率良く太陽電池素子に照射する構造が、例えば、特許文献1に、開示されている。
特開2009−177082号公報
ところで、集光型の太陽電池装置では、太陽電池セルが実装された基板の熱を効率良く放熱することが重要であり、そのための技術が開発されている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、放熱性に優れた光電変換装置及び光電変換モジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る光電変換装置は、素子搭載基板と、光電変換素子と、枠体と、集光部材と、放熱フィンと、を備えたことを特徴とする。前記光電変換素子は、前記素子搭載基板上に設けられている。前記枠体は、前記素子搭載基板上に前記光電変換素子を取り囲むように設けられている。前記集光部材は、前記枠体と接合されるとともに、前記光電変換素子の上方に設けられている。前記放熱フィンは、前記素子搭載基板上に設けられるとともに、前記枠体の外側で前記枠体と離間して設けられている。
また、本発明に係る光電変換モジュールは、前記光電変換装置と、前記光電変換装置上に設けられ、前記集光部材に光を集める受光部材と、を備えたことを特徴とする。
本発明は、放熱性に優れた光電変換装置及び光電変換モジュールを提供することができる。
本実施形態に係る光電変換モジュールの概観を示す分解斜視図である。 本実施形態に係る光電変換装置の概観斜視図である。 図2に示す光電変換装置をA−A線で切断したときの断面図である。 本実施形態の変形例1に係る光電変換装置の断面図である。 本実施形態の変形例2に係る光電変換装置の断面図である。 本実施形態の変形例3に係る光電変換装置の断面図である。 本発明形態の変形例4に係る光電変換装置の断面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る光電変換装置及び光電変換モジュールについて、図面を参照しながら説明する。
<実施形態>
<光電変換モジュール及び光電変換装置の構成>
本実施形態に係る光電変換モジュール1は、太陽光エネルギーを電力に変換する太陽光発電モジュールである。また、本実施形態に係る光電変換装置2は、光エネルギーを電力に変換する光電変換素子5を含んでいる。かかる光電変換素子7は、例えば、太陽光エネルギーを電力に変換する機能を備えている太陽電池素子である。
光電変換モジュール1は、複数の光電変換装置2と、複数の光電変換装置2の上方に設けられた受光部材3と外部基板4を含んで構成される。受光部材3は、外部からの光を受光するとともに、受光した光を集光部材9に集める機能を備えている。また、受光部材3は、複数個のレンズ部材3bが矩形のフレーム部材3aに固定されることにより構成されている。受光部材3のレンズ部材3bは、例えば、ドーム状のフレネルレンズであり、例えば、アクリル樹脂等の光学的特性に優れた樹脂材料からなる。複数の光電変換装置2は、外部基板4に固定されている。そして、受光部材3は、外部基板4に固定された複数の光電変換装置2を覆っている。
受光部材3に入射された光は、光電変換装置2の集光部材9の上端部に集められる。すなわち、集光部材9は、受光部材3によって集められた光を光電変換素子7に導く機能を備えている。集光部材9に入射された光は、集光部材9の下端部から光電変換素子7の上面の受光面8に入射される。そして、光電変換素子7は、光エネルギーを電力に変換する。外部基板4は、光電変換装置2から発せられる熱を放散させる機能を備えている。外部基板4は、例えば、アルミニウム、銅、炭素−金属複合材等の金属材料からなる。なお、外部基板4の熱伝導率は、例えば、100(W/m・K)以上500(W/m・K)以下に設定されている。
光電変換装置2は、図3に示すように、素子搭載基板5と、素子搭載基板5上に設けられる光電変換素子7と、素子搭載基板5上に光電変換素子7を取り囲むように設けられる枠体10と、枠体10と接合されるとともに、光電変換素子7の上方に設けられる集光部材9と、素子搭載基板5上に設けられるとともに、枠体10の外側で枠体10と離間して設けられる放熱フィン11と、を備えている。
素子搭載基板5は、平面視したとき、矩形状に形成された部材である。素子搭載基板5は、絶縁性の材料からなり、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体又はガラスセラミック等のセラミックス材料からなる。または、素子搭載基板5は、これらの材料のうちの複数の材料を混合した複合系からなる。また、素子搭載基板5の厚みは、例えば、0.05mm以上1.0mm以下に設定されている。
また、素子搭載基板5の熱伝導率は、例えば、15(W/m・K)以上250(W/m・K)以下に設定されている。また、素子搭載基板5の熱膨張係数は、5(ppm/℃)以上10(ppm/℃)以下に設定されている。なお、平面視したときの素子搭載基板5の形状は、矩形状に限らず、円形状等の形状にすることができる。
また、素子搭載基板5は、図3に示すように、光電変換素子7及びリード端子12と電気的に接続される導電層6が素子搭載基板5の上面及び内部に設けられている。すなわち、光電変換素子7及びリード端子12と電気的に接続される導電層6aが、素子搭載基板
5の上面に設けられている。また、上面に設けられた導電層6aと電気的に接続される導電層6bが、素子搭載基板5の内部に設けられている。導電層6は、例えば、銅、銀、金、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルト、クロム、タングステン、モリブデン又はマンガン等の金属材料、或いはそれらの合金からなる。例えば、スクリーン印刷法によるメタライズ形成技術を用いて形成される。
光電変換素子7は、例えば、III−V族化合物半導体を含んでいる太陽電池素子である
。光電変換素子7は、光起電力効果により、受けた光エネルギーを即時に電力に変換して出力することができる。例えば、太陽電池素子は、InGaP/GaAs/Ge3接合型セルの構造を有している。インジウムガリウムリン(InGaP)トップセルは、660nm以下の波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。ガリウムヒ素(GaAs)ミドルセルは、660nmから890nmまでの波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。ゲルマニウム(Ge)ボトムセルは、890nmから2000nmまでの波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。3つのセルは、トンネル接合を介して直列に接続されている。開放電圧は、3つのセルの起電圧の和である。また、集光部材9から集光された光を受光する受光面8が、光電変換素子7の上面に形成されている。
また、光電変換素子7の下面には下面電極が形成されている。光電変換素子7の下面電極は、例えば、銀、アルミニウム等により形成されている。光電変換素子7は、低融点半田、導電性エポキシ樹脂等の接合材を介して、素子搭載基板5の上面に設けられている導電層6a上に搭載され、光電変換素子7の下面電極と導電層6aとが電気的に接続されている。
また、光電変換素子7の上面には上面電極が設けられている。光電変換素子7の上面電極は、例えば、銀、アルミニウム等により形成されている。光電変換素子7は、導電性ワイヤで、光電変換素子7の上面電極と導電層6aとが電気的に接続されている。なお、光電変換素子7の上面電極と導電層6aとの接続箇所は、複数箇所以上にすることにより、導電性ワイヤの1本あたりの電流が低減し、導電性ワイヤの熱の発生を抑制することができる。結果として、導電性ワイヤの信頼性を向上することができる。
また、導電性ワイヤの接続箇所を複数とすることにより、複数の接続個所で、電気的な接続が維持されるため、光電変換装置2が不良となることを防ぐことができる。また、光電変換装置2の電気的な接続を確保する点においても、光電変換素子7と導電層6との接続箇所は、複数個所とすることが好ましい。
集光部材9は、平面視したときに円形状に形成された部材である。集光部材9は、光電変換素子7に光を集光する機能を備えている。また、集光部材9は、透光性を有しており、受光部材3から届いた光を光電変換素子7に導く機能を備えている。集光部材9の透光性とは、光電変換素子7が、太陽電池素子である場合は、太陽光の少なくとも一部の波長領域に含まれる光が透過できることをいう。なお、集光部材9は、例えば、ホウ珪酸ガラス、プラスチック又は透光性樹脂等からなる。集光部材9は、平面視したときに、円形状に形成された部材であるが、円形状に限らず、枠体10の形状に合わせて、矩形状等の形状にすることができる。
また、集光部材9は、枠体10との接合のための金属層が、集光部材9の側面に全周にわたって形成される。また、集光部材9の側面の金属層は、蒸着法やスパッタ法等の薄膜形成技術によって形成される。金属層は、例えば、チタン、白金、金、クロム、ニッケル、金、銀、銅、或いはそれらの合金等の金属材料からなる。集光部材9の側面の金属層が、例えば、ロウ材、半田、低融点ガラス又はエポキシ樹脂等からなる接合部材を介して、枠体10の全周にわたって枠体10と接合される。接合方法は、例えば、ロウ接合、半田
接合又は樹脂接合等の方法からなる。
ロウ材は、例えば、銀−銅ロウ等からなる。半田は、金−錫系、金−ゲルマニウム系又は錫−鉛系等からなる。また、低融点ガラスとは、ガラス転移点が600℃以下のガラスのことをいう。また、集光部材9は、枠体10の上方で、枠体10と接合されている。枠体10については、後述する。
また、集光部材9は、光の反射によって断面積内の光エネルギーの強度分布を均等化する機能を有していればよい。
枠体10は、平面視したときに、円形状に形成された部材である。枠体10は、集光部材9を支持する機能を備えている。枠体10は、枠体10の上方で、集光部材9が接合される。枠体10は、平面視したときに、円形状に形成された部材であるが、円形状に限らず、矩形状等の形状にすることができる。
また、枠体10は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体又はガラスセラミック等のセラミックス材料からなる。または、枠体10は、これらの材料のうちの複数の材料を混合した混合系からなる。なお、枠体10の熱伝導率は、例えば、15(W/m・K)以上30(W/m・K)以下に設定されている。また、枠体10の熱膨張係数は、3(ppm/℃)以上10(ppm/℃)以下に設定されている。
また、枠体10は、集光部材9の側面の一部のみで接合されているので、枠体10と集光部材9の接合面積を小さくすることできる。結果として、枠体10から集光部材9への圧縮応力が低減でき、集光部材9の屈折率の変化による光電変換素子7の受光面8への照射光の位置ずれを抑制することができ、集光性を向上することができる。
また、枠体10は、枠体10の全周にわたって集光部材9と接合されるとともに、光電変換素子7の上方に空間20を介して設けられている。結果として、光電変換素子7は、素子搭載基板5、枠体10及び集光部材9で囲まれる空間20内に設けられ、気密封止される。光電変換素子7が、内部の空間20に設けられることによって、光電変換素子7を気密封止することができるため、光電変換素子7の耐湿性が向上し、光電変換素子7を長期にわたって信頼性良く作動させることができる。
放熱フィン11は、光電変換素子7の周辺の熱を素子搭載基板5から効率よく放熱し、枠体10に熱伝導するのを抑制するために、素子搭載基板5上に設けられるとともに、枠体10の外側で枠体10と離間して設けられる。
放熱フィン11が、素子搭載基板5上に設けられるとともに、枠体10の外側で枠体10と離間して設けられているので、光電変換装置2は、放熱フィン11を介して光電変換素子7の周辺の熱を光電変換装置2の外部に効率よく放熱することができる。素子搭載基板5及び光電変換素子7の温度上昇を抑制することができる。結果として、光電変換素子7の変換効率の低下を抑制することができる。また、放熱フィン11が、枠体10から離間して設けられているので、枠体10への熱伝導を抑制することができる。
また、素子搭載基板5は、放熱フィン11によって効率よく放熱されるので、素子搭載基板5に熱が滞留することを抑制することができ、素子搭載基板5と外部基板4との熱膨張差による素子搭載基板5の熱歪みを緩和することができる。ひいては、枠体10、集光部材9に対する歪の影響が低減され、集光部材9に対する入射光の入射角度のずれを抑制することができる。結果として、集光部材9に入射する光を垂直に入光させることができ
、光電変換素子7の変換効率の低下を抑制することができる。
また、放熱フィン11は、枠体10の形状に合わせてその外周に沿って形成されることが好ましい。放熱フィン11は、例えば、アルミニウム、銅又は銀等の金属材料、或いはこれらの金属材料を含有する合金、或いは焼結タングステンに銅を含浸したような複合材料、銅含浸タングステンに設けられた複数の貫通孔に銅を充填したような複合材料又は各種金属を層状に積層した複合材料等からなる。また、放熱フィン11は、熱伝導性を良好にし、素子搭載基板5に搭載された光電変換素子7から発生する熱を効率よく外部に放熱させる機能を備えている。すなわち、光電変換素子7の周辺の熱が放熱フィン11に熱伝導して効率よく光電変換装置2の外部に放熱される。
放熱フィン11の形状は、図3に示すように、断面視したときに櫛歯形状の部材で、平面視したときに枠体10の外側に壁状に形成される部材である。なお、放熱フィン11の形状は、櫛歯形状に限らず、外部への放熱効果を有する形状であればよい。放熱フィン11は、図3に示すように、3つの櫛歯で構成されているが、これに限らず、1つ又は2つ、或いは4つ以上の櫛歯で構成されてもよい。
また、放熱フィン11の高さは、集光部材9への入射光が放熱フィン11で遮られるのを防止する点で、枠体10の上面の高さ又は集光部材9の上面の高さ以下に設定されることが好ましい。なお、放熱フィン11の高さは、効果的に外部への放熱効果を有するように設定されればよい。
また、放熱フィン11は、効果的に外部への放熱効果を有するように、熱櫛歯形状部の壁部の厚みL1は、断面視して、例えば、0.05mm以上1.0mm以下に設定されている。また、櫛歯形状部の空隙部の間隔L2は、断面視して、例えば、0.05mm以上1.0mm以下に設定されている。また、枠体10と放熱フィン11との空隙部の間隔L3は、断面視して、例えば、0.1mm以上5.0mm以下に設定されている。また、全ての壁部の厚みが同一でなくてもよく、壁部の厚みL1は、それぞれ異なって設定されてもよい。また、全ての空隙部の間隔が同一でなくてもよく、空隙部の間隔L1は、それぞれ異なって設定されてもよい。
また、放熱フィン11の熱伝導率は、例えば、100(W/m・K)以上500(W/m・K)以下に設定されている。また、放熱フィン11の熱膨張係数は、10(ppm/℃)以上25(ppm/℃)以下に設定されている。また、放熱フィン11の厚みは、例えば、0.3mm以上3.0mm以下に設定される。また、放熱フィン11の熱伝導率は、枠体10の熱伝導率より大きく設定されている。
放熱フィン11の熱伝導率が、枠体10の熱伝導率より大きく設定されているので、光電変換素子7の周辺の熱は、放熱フィン11を介して光電変換装置2の外部に効率よく放熱され、光電変換素子7の周辺の熱が枠体10に熱伝導するのを抑制することができる。枠体10への熱伝導が抑制されるので、集光部材9に対して熱膨張差による熱変形の発生を抑制することができる。結果として、光電変換装置2は、集光部材9から光電変換素子7の受光面8へ照射光の位置ずれが低減され、集光効率を向上することができる。
また、放熱フィン11は、例えば、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで作製したインゴットを周知の切削加工や打ち抜き加工等の金属加工法を用いて所定形状にして形成される。
リード端子12は、光電変換装置2が外部へ電気を取り出すための出力端子の機能を備えている。リード端子12は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト(Fe−Ni−Co)合
金又は銅等からなる。第1のリード端子12a及び第2のリード端子12bは、接合材を介して、導電層6aと電気的に接続されている。接合材は、例えば、銀−銅ロウ、金−錫半田、低融点半田又は導電性エポキシ樹脂等からなる。
また、第1のリード端子12aは、例えば、正極として機能する。また、第2のリード端子12bは、例えば、負極として機能する。そして、光電変換素子7は、第1のリード端子12a及び第2のリード端子12bに電気的に接続されており、第1のリード端子12a及び第2のリード端子12bを介して外部に電気を取り出すことができる。
ここで、光電変換素子収納用パッケージについて説明する。光電変換素子収納用パッケージは、素子搭載基板5、枠体10、放熱フィン11で構成され、光電変換素子7及び集光部材9が未搭載の状態である。すなわち、光電変換素子収納用パッケージは、光電変換素子7が搭載される搭載部を有した素子搭載基板5と、素子搭載基板5上の搭載部を取り囲むように設けられる枠体10と、を備えている。なお、枠体10には、光電変換素子7の搭載予定位置より上方位置に設けられる予定の集光部材9が接合される。
<光電変換装置及び光電変換モジュールの製造方法>
ここで、図1に示す光電変換モジュール1及び図2に示す光電変換装置2の製造方法を説明する。
まず、素子搭載基板5、枠体10を準備する。素子搭載基板5、枠体10は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加し、混合して得られた混合物によってそれぞれの形状に合わせてグリーンシートを成型する。また、金属ペーストは、タングステン又はモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加し、混合して作製する。また、素子搭載基板5は、図3に示すように、例えば、第1の素子搭載基板5a及び第2の素子搭載基板5bと2分割にして作製する。
グリーンシートの状態の素子搭載基板5aは、光電変換素子7が搭載される領域に、例えば、スクリーン印刷法を用い、金属ペーストを印刷して、導電層6aとなるメタライズ層を形成する。同様にして、グリーンシートの状態の素子搭載基板5aは、枠体10、リード端子12及び放熱フィン11が接合される領域に、メタライズ層を形成する。また、素子搭載基板5bと電気的な接続をするためのビア部に、例えば、スクリーン印刷法を用い、金属ペーストを充填して、導電層6bとなるメタライズ層を形成する。
また、グリーンシートの状態の第2の素子搭載基板5bは、第1の素子搭載基板5aのビア部に形成されたビア部の導電層6bと電気的な接続をするための導電層6bとなるメタライズ層を、例えば、スクリーン印刷法を用い、金属ペーストを印刷して形成する。
さらに、焼結体の素子搭載基板5は、グリーンシート状態の第2の素子搭載基板5b上に、グリーンシート状態の第1の素子搭載基板5aを積層して、約1600℃の温度で同時に焼成することにより、焼成後に、第1の素子搭載基板5a及び第2の素子搭載基板5bを一体化して作製する。
グリーンシートの状態の枠体10は、同様にして、枠体10と素子搭載基板5とが接合される領域に、メタライズ層を形成する。また、枠体10と集光部材9とが接合される領域に、メタライズ層を形成する。そして、約1600℃の温度で焼成し、焼結体の枠体10を作製する。
素子搭載基板5及び枠体10は、素子搭載基板5及び枠体10に形成されたメタライズ層に、電解メッキ又は無電解メッキ等のメッキ形成方法によって、ニッケルメッキ層を形成する。
放熱フィン11は、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで作製したインゴットを所定形状に加工して作製する。
素子搭載基板5は、ニッケルメッキ層が形成されたメタライズ層に、枠体10、放熱フィン11及びリード端子12を、例えば、Au−Cuロウ材を介して接合する。
また、枠体10、放熱フィン11及びリード端子12が接合された素子搭載基板5は、素子搭載基板5に露出しているニッケルメッキ層に、電解メッキ又は無電解メッキ等のメッキ形成方法によって、更に、ニッケルメッキ層上に金メッキ層を形成する。
次に、素子搭載基板5は、枠体10で取り囲まれる領域であって、素子搭載基板5の上面に形成された金メッキ層からなる導電層6a上に、例えば、Au−Sn半田によって光電変換素子7を搭載し、光電変換素子7の下面電極と導電層6aを電気的に接続する。また、光電変換素子7は、光電変換素子7の上面電極に対して、導電性ワイヤを介して、光電変換素子7の上面電極と金メッキ層からなる導電層6aとを電気的に接続する。
集光部材9は、モールド成形技術によって作製する。具体的には、集光部材9の金型内に、ホウ珪酸ガラスを投入し、加熱、プレスして成形する。さらに、当該成形品を冷却して金型から成形品を取り出すことで、集光部材9を作製する。そして、集光部材9の側面の全周にわたって、例えば、蒸着法によって、クロムの金属層を形成する。
そして、集光部材9は、半田等を介して、枠体10に接合する。なお、集光部材9は、集光部材9を枠体10に接合した後、枠体10を素子搭載基板5に接合してもよい。このようにして、光電変換装置2を作製する。
ここで、光電変換モジュール1の作製方法について説明する。複数個の光電変換装置2と、外部基板4を準備する。光電変換装置2は、外部基板4に、例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂等の熱伝導性の優れた樹脂等で固定される。また、素子搭載基板5の端部及び外部基板4に螺子孔を設け、螺子を介して固定してもよい。
ここでは、二つの光電変換装置2の接続方法について説明する。
まず、一方の光電変換装置2と他方の光電変換装置2とが隣り合うように、両者を外部基板4上に固定する。そして、配置した二つの光電変換装置2の素子搭載基板5に接合された第1のリード端子12a及び第2のリード端子12bをそれぞれ延在して、互いに電気的に接続する。リード端子12を延在して、隣り合う光電変換装置2を互いに電気的に接続することができるので、光電変換モジュール1を小型化することができる。また、リード端子12を導電性ワイヤ等の接続部材を介して電気的に接続してもよい。同様にして、複数の光電変換装置2を外部基板4に配置して固定し、電気的に接続する。そして、外部基板4に配置した複数の光電変換装置2上に受光部材3を設けることで、光電変換モジュール1を作製することができる。
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。以下、本実施形態の変形例について説明する。なお、本実施形態の変形例に係る光電変換装置のうち、本実施形態に係る光電変換装置2と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
<変形例1>
本実施形態に係る光電変換装置2では、放熱フィン11の櫛歯形状は、櫛歯を構成するそれぞれの歯の高さを同一の高さにしているが、これに限らない。図4に示すように、放熱フィン11の櫛歯形状が、素子搭載基板5の外周に向かって、櫛歯形状を階段状に高くする構成してもよい。放熱フィン11が、素子搭載基板5の外周に向かって、櫛歯形状が階段状に高くなっている、すなわち、枠体10側の放熱フィン11の壁部の高さが低く設定されているので、放熱された熱が、枠体10と放熱フィン11の間の空隙部に滞留しにくくなり、外部空間に効果的に放熱することができるので、熱が枠体10に熱伝導するのを抑制することができる。
<変形例2>
本実施形態に係る光電変換装置2では、放熱フィン11が素子搭載基板5の上面に接合されているが、これに限らない。図5に示すように、素子搭載基板5は、枠体10の外側に設けられた凹部を有し、放熱フィン11は素子搭載基板の凹部13内に配置される構成としてもよい。すなわち、放熱フィン11の一部が素子搭載基板5の凹部13内に埋設されている。放熱フィン11が素子搭載基板5の凹部13内に埋設されているので、光電変換装置2は、素子搭載基板5の光電変換素子7の周辺の熱が、放熱フィン11に対して直接伝導しやすくなり、放熱フィン11を介して外部に効率よく放熱することができる。
<変形例3>
本実施形態に係る光電変換装置2は、放熱フィン11が素子搭載基板5の上面に接合されているが、これに限らない。図6に示すように、放熱フィン11が、放熱フィン11の下面は素子搭載基板5の凹部13の底面と接合されるとともに、放熱フィン11の側面は素子搭載基板5の凹部13の内側面と空隙30を介して配置される構成としてもよい。放熱フィン11が素子搭載基板5の凹部13の内側面と空隙30を介して配置されているので、光電変換装置2は、素子搭載基板5の光電変換素子7の周辺の熱が、放熱フィン11に伝導しやすくなり、放熱フィン11を介して外部に効率よく放熱することができる。
また、放熱フィン11が、凹部13の内側面と空隙30を介して配置されているので、放熱フィン11と素子搭載基板5との熱膨張係数の違いによって生じる応力を緩和することができ、放熱フィン11と素子搭載基板5とが応力によって剥離しにくくすることができる。
<変形例4>
本実施形態に係る光電変換装置2は、集光部材9が枠体10の上部の位置で接合されているが、これに限らない。図7に示すように、集光部材9が枠体10と集光部材9の側面の位置で接合される構成としてもよい。集光部材9が枠体10と集光部材9の側面の位置で接合されているので、放熱フィン11が素子搭載基板5に光電変換素子7の周辺部により近接して接合されることによって、光電変換素子7の周辺の熱を効率よく放熱フィン11に伝導することができる。
また、放熱フィン11が、光電変換素子7の周辺部に近接して接合されることによって、素子搭載基板5の寸法を小さくでき、光電変換装置2を小型化することができる。
1 光電変換モジュール
2 光電変換装置
3 受光部材
3a フレーム部材
3b レンズ部材
4 外部基板
5 素子搭載基板
5a 第1の素子搭載基板
5b 第2の素子搭載基板
6 導電層
7 光電変換素子
8 受光面
9 集光部材
10 枠体
11 放熱フィン
12a 第1のリード端子
12b 第2のリード端子
13 凹部
20 空間
30 空隙
L1 櫛歯形状部の壁部の厚み
L2 櫛歯形状部の空隙部の間隔
L3 枠体と放熱フィンの空隙部の間隔

Claims (4)

  1. 素子搭載基板と、
    前記素子搭載基板上に設けられる光電変換素子と、
    前記素子搭載基板上に前記光電変換素子を取り囲むように設けられる枠体と、
    前記枠体と接合されるとともに、前記光電変換素子の上方に設けられる集光部材と、
    前記素子搭載基板上に設けられるとともに、前記枠体の外側で前記枠体と離間して設けられる放熱フィンと、を備え
    前記放熱フィンの熱伝導率は、前記枠体の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする光電変換装置。
  2. 請求項1に記載の光電変換装置であって、
    前記素子搭載基板は、前記枠体の外側に設けられた凹部を有し、
    前記放熱フィンは、前記素子搭載基板の前記凹部内に配置されていることを特徴とする光電変換装置。
  3. 請求項1または請求項に記載の光電変換装置であって、
    前記放熱フィンは、該放熱フィンの下面は前記素子搭載基板の凹部の底面と接合されるとともに、前記放熱フィンの側面は前記素子搭載基板の凹部の内側面と空隙を介して配置されていることを特徴とする光電変換装置。
  4. 請求項1乃至請求項のいずれかに記載の光電変換装置と、
    前記光電変換装置上に設けられ、前記集光部材に光を集める受光部材と、
    を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
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