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
<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。
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、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。
接合又は樹脂接合等の方法からなる。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 請求項1または請求項2に記載の光電変換装置であって、
前記放熱フィンは、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。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光電変換装置と、
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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