JP6670989B2 - Solar cell module - Google Patents

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Description

本開示は、集光レンズを用いて太陽光を集光する太陽電池モジュールに関する。   The present disclosure relates to a solar cell module that collects sunlight using a condenser lens.

特許文献1は、太陽電池素子の裏面に放熱板が配置された太陽電池を開示する。この太陽電池は、集光して照射された太陽光を光電変換して発電する集光型の太陽電池素子と、太陽電池素子を載置したレシーバ基板とを備える。レシーバ基板は、ベース基台、ベース基台に積層された中間絶縁層、中間絶縁層に積層された接続パターン層、接続パターン層を保護する表面保護層を備える。これにより、放熱性と生産性が良く高い発電効率を得ることができる。   Patent Literature 1 discloses a solar cell in which a heat sink is disposed on the back surface of a solar cell element. The solar cell includes a concentrating solar cell element that photoelectrically converts the condensed and irradiated sunlight to generate power, and a receiver substrate on which the solar cell element is mounted. The receiver substrate includes a base, an intermediate insulating layer stacked on the base, a connection pattern layer stacked on the intermediate insulating layer, and a surface protection layer for protecting the connection pattern layer. This makes it possible to obtain high power generation efficiency with good heat dissipation and productivity.

特開2008−91440号公報JP 2008-91440 A

本開示は、温度変化の影響を抑えた太陽電池モジュールを提供する。   The present disclosure provides a solar cell module in which the influence of a temperature change is suppressed.

本開示における太陽電池モジュールは、太陽光を集光する集光部材と、集光部材の出射光を受光する光電変換素子と、光電変換素子を支持するリードフレームと、貫通孔を有し、集光部材を支持する支持枠とを備え、リードフレームは、貫通孔内に配置される。   A solar cell module according to an embodiment of the present disclosure includes a light-collecting member that collects sunlight, a photoelectric conversion element that receives light emitted from the light-collecting member, a lead frame that supports the photoelectric conversion element, and a through-hole. And a support frame for supporting the optical member, wherein the lead frame is disposed in the through hole.

本開示における太陽電池モジュールは、温度変化の影響を抑えるのに有効である。   The solar cell module according to the present disclosure is effective in suppressing the influence of a temperature change.

実施の形態1における太陽電池モジュールの構成を示す断面図Sectional view showing the configuration of the solar cell module according to Embodiment 1. 実施の形態1における光電変換ユニットの構成を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a photoelectric conversion unit in Embodiment 1. 実施の形態1における支持枠の一部を拡大した断面図Sectional view in which a part of the support frame in Embodiment 1 is enlarged. 実施の形態1における光電変換ユニットの接続状態を説明するための斜視図Perspective view for describing a connection state of a photoelectric conversion unit in Embodiment 1. 実施の形態2における第2光学系及び支持枠の一部を拡大した断面図Sectional view where a part of the second optical system and the support frame in Embodiment 2 is enlarged. 実施の形態2における第2光学系を説明するための斜視図Perspective view for describing a second optical system according to Embodiment 2. 実施の形態3における太陽電池モジュールの構成を示す断面図Sectional view showing the configuration of the solar cell module according to Embodiment 3. 実施の形態3における太陽電池モジュールの構成を示す斜視図Perspective view showing the configuration of the solar cell module according to Embodiment 3.

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, an unnecessary detailed description may be omitted. For example, a detailed description of a well-known item or a redundant description of substantially the same configuration may be omitted. This is to prevent the following description from being unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。   The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the claimed subject matter.

(実施の形態1)
以下、図1〜4を用いて、実施の形態1を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.

[1−1.構成]
[1−1−1.全体構成]
図1は、実施の形態1にかかる太陽電池モジュール100を示す模式図である。
[1-1. Constitution]
[1-1-1. overall structure]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a solar cell module 100 according to the first embodiment.

太陽電池モジュール100は、主に集光光学系110、支持枠120、光電変換ユニット130、配線ワイヤ136、放熱板140から構成されている。この太陽電池モジュール100は、太陽光が集光光学系110に垂直に入射する用に追尾する追尾装置(図示せず)に複数並べて配置される。   The solar cell module 100 mainly includes a condensing optical system 110, a support frame 120, a photoelectric conversion unit 130, wiring wires 136, and a heat sink 140. A plurality of the solar cell modules 100 are arranged side by side in a tracking device (not shown) that tracks the sunlight so as to vertically enter the condensing optical system 110.

集光光学系110は、複数の集光レンズ111がアレイ状に並んで構成されている。集光レンズ111は、厚みが2mm程度のPMMA(ポリメチルメタクリルレート)などの樹脂素材でできている。集光レンズ111同士は、一体であっても別体であっても良い。集光光学系110は、太陽光の入射面は平面、太陽光の出射面はフレネル面を有している。   The condensing optical system 110 includes a plurality of condensing lenses 111 arranged in an array. The condenser lens 111 is made of a resin material such as PMMA (polymethyl methacrylate) having a thickness of about 2 mm. The condenser lenses 111 may be integrated or separate. The condensing optical system 110 has a plane of incidence of sunlight and a plane of emission of sunlight having a Fresnel surface.

支持枠120は、集光光学系110を支持する側壁120aと集光光学系110に略平行な底面120bとを備える。支持枠120は、集光光学系110と同素材であるPMMAからできている。また、支持枠120の底面120bには、個々の集光レンズ111に対応する位置に貫通孔121が形成されている。貫通孔121には、それぞれ光電変換ユニット130が挿入され、光電変換ユニット130間は配線ワイヤ136により直列または並列に電気接続されている。支持枠120は、放熱板140とビス150により取り付けられている。光電変換ユニット130と放熱板140は、光電変換ユニット130の接触部131aと、放熱グリース141を介して接触している。放熱グリース141は、アルミナなどを含み、支持枠120および放熱板140よりも低い剛性を有する。すなわち、光電変換ユニット130は、放熱板140に固着されておらず、底面120bと放熱板140の膨張係数が異なる場合において、温度変化などによってそれらが変形しても、X軸方向の変形のみでZ軸方向へのたわみ変形を生じない。   The support frame 120 includes a side wall 120a that supports the light collecting optical system 110 and a bottom surface 120b that is substantially parallel to the light collecting optical system 110. The support frame 120 is made of PMMA, which is the same material as the light collecting optical system 110. Further, through holes 121 are formed in the bottom surface 120 b of the support frame 120 at positions corresponding to the individual condenser lenses 111. The photoelectric conversion units 130 are inserted into the through holes 121, respectively, and the photoelectric conversion units 130 are electrically connected in series or in parallel by wiring wires 136. The support frame 120 is attached by a heat sink 140 and screws 150. The photoelectric conversion unit 130 and the heat radiating plate 140 are in contact with the contact portion 131a of the photoelectric conversion unit 130 via the heat radiation grease 141. The heat radiation grease 141 contains alumina or the like, and has lower rigidity than the support frame 120 and the heat radiation plate 140. That is, when the photoelectric conversion unit 130 is not fixed to the heat radiating plate 140 and the bottom surface 120b and the heat radiating plate 140 have different expansion coefficients, even if they are deformed due to a temperature change or the like, they are deformed only in the X-axis direction. No bending deformation in the Z-axis direction occurs.

ここで、ビス150は、ビス孔122を通して放熱板140に取り付けられるが、支持枠120と放熱板140の線膨張係数の差を考慮して、ビス孔122の内径はビス150の直径よりも大きく設計されている。また、放熱板140と支持枠120とは固着されていない。すなわち、ビス150は、太陽電池モジュール100の温度変化により、放熱板140と支持枠120の寸法に変化が生じたとしても、線膨張係数の大きい支持枠120が図1のX軸方向に横ズレできるように支持している。また、温度差による支持枠120の横ズレが発生しても、光電変換ユニット130の接触部131aと放熱板140は放熱グリース141を介して接触を維持できる。   Here, the screw 150 is attached to the radiator plate 140 through the screw hole 122, but the inner diameter of the screw hole 122 is larger than the diameter of the screw 150 in consideration of the difference in linear expansion coefficient between the support frame 120 and the radiator plate 140. Designed. Further, the heat sink 140 and the support frame 120 are not fixed. That is, even if the size of the heat radiating plate 140 and the size of the support frame 120 are changed due to the temperature change of the solar cell module 100, the screw 150 is displaced laterally in the X-axis direction in FIG. I support it as much as I can. Further, even when the support frame 120 is displaced laterally due to a temperature difference, the contact portion 131 a of the photoelectric conversion unit 130 and the heat sink 140 can maintain contact with each other through the heat radiation grease 141.

また、支持枠120と放熱板140の間には、太陽電池モジュール100への水分の進入防止のため、支持枠120と放熱板140の周囲に沿って封止部160が塗布されている。同様に、放熱板140を貫通するビス150の露出部にも封止部161が塗布されている。封止部160、161は、温度変化により支持枠120のX、Y軸方向への膨張や収縮による横ズレが生じた場合に、封止部160、161がX軸及びY軸方向にせん断変形し、太陽電池モジュール100に応力がかからない。そのため、封止部160、161は、弾性変形が可能なブチルゴムを用いることができる。
[1−1−2.光電変換ユニットの構成]
図2は、光電変換ユニット130を示す模式図である。光電変換ユニット130は、リードフレーム131、セラミック基板132、電極133及び光電変換素子134、から構成されている。
Further, a sealing portion 160 is applied between the support frame 120 and the heat radiating plate 140 along the periphery of the support frame 120 and the heat radiating plate 140 in order to prevent moisture from entering the solar cell module 100. Similarly, a sealing portion 161 is applied to an exposed portion of the screw 150 penetrating the heat sink 140. The sealing portions 160 and 161 are sheared and deformed in the X-axis and Y-axis directions when the support frame 120 expands and contracts in the X and Y-axis directions due to a temperature change, and when the sealing portions 160 and 161 are laterally displaced. However, no stress is applied to the solar cell module 100. Therefore, the sealing portions 160 and 161 can use butyl rubber that can be elastically deformed.
[1-1-2. Configuration of photoelectric conversion unit]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the photoelectric conversion unit 130. The photoelectric conversion unit 130 includes a lead frame 131, a ceramic substrate 132, an electrode 133, and a photoelectric conversion element 134.

リードフレーム131は、その側面にバネ部131b、バネ部131bに垂直な側面にバネ部131cを備える。詳細は後述するが、リードフレーム131が貫通孔121に挿入された際、バネ部131b、131cが貫通孔121の側面と当接する。リードフレーム131には、熱伝導のよいリン青銅にニッケルメッキ加工を施したものが用いられる。光電変換素子134は、リードフレーム131に放熱性の高いシリコン樹脂を用いて接着されている。放熱性の高いシリコン樹脂には、熱伝導率のよいアルミナなどの充填剤が含まれており、太陽光の照射により光電変換素子134が発熱しても、発生した熱をリードフレーム131に効率よく逃がすことができる。さらに、GaAs(ガリウムヒ素)の基板上に形成されている光電変換素子134とリードフレーム131間の温度差による膨張による歪みを緩和することができる。   The lead frame 131 includes a spring portion 131b on a side surface thereof and a spring portion 131c on a side surface perpendicular to the spring portion 131b. Although details will be described later, when the lead frame 131 is inserted into the through hole 121, the spring portions 131b and 131c abut on the side surface of the through hole 121. The lead frame 131 is made of phosphor bronze having good thermal conductivity and subjected to nickel plating. The photoelectric conversion element 134 is bonded to the lead frame 131 using a silicon resin having high heat dissipation. The silicon resin having high heat dissipation contains a filler such as alumina having good thermal conductivity, so that even if the photoelectric conversion element 134 generates heat by irradiating sunlight, the generated heat is efficiently transferred to the lead frame 131. You can escape. Further, distortion due to expansion due to a temperature difference between the photoelectric conversion element 134 and the lead frame 131 formed on a GaAs (gallium arsenide) substrate can be reduced.

セラミック基板132の両面には、チタンと白金と金とを順に積層した電極133が形成されている。セラミック基板132の裏面の電極133(図示せず)は半田材を用いてリードフレーム131に融着されている。光電変換素子134とセラミック基板132の上の電極とは、ワイヤボンドによって接着されるワイヤ135を介して接続され、正極用電極133aと負極用電極133bを形成する。   On both surfaces of the ceramic substrate 132, electrodes 133 in which titanium, platinum, and gold are sequentially laminated are formed. An electrode 133 (not shown) on the back surface of the ceramic substrate 132 is fused to the lead frame 131 using a solder material. The photoelectric conversion element 134 and the electrode on the ceramic substrate 132 are connected via a wire 135 bonded by wire bonding to form a positive electrode 133a and a negative electrode 133b.

図3は、支持枠120の一部を拡大した断面図である。貫通孔121は、傾斜面121aを有しており、テーパ形状となっている。光電変換ユニット130は、支持枠120の貫通孔121に挿入された後に、接触部131aが折り曲げられる。リードフレーム131は、バネ部131bを有している。貫通孔121に光電変換ユニット130が挿入された状態で、バネ部131bが貫通孔121の内壁の傾斜面121aに押し当たり、光電変換ユニット130を支持枠120の平面方向に固定する。これにより、貫通孔121と光電変換ユニット130との間に隙間がある場合でも、集光光学系110の焦点に光電変換素子134を設置することができる。貫通孔121に挿入された光電変換ユニット130のバネ部131bは、傾斜面121aを押し付けるので、反作用として傾斜面121aから上向き(図3のZ軸方向で正の方向)の力を受ける。これにより、光電変換ユニット130は、バネ部131bを通じて上向きの力を受ける。ここで、貫通孔121は、傾斜面121aを有するので、光電変換ユニット130は上向きの力を受けても貫通孔121内で動くことはなく、強固に固定される。このように、光電変換ユニット130は、バネ部131bが傾斜面121aを押し付けることにより貫通孔121内に固定されているので、運送中や設置時に太陽電池モジュール100に機械的な振動が外部から加わっても光電変換ユニット130が貫通孔121で動くことは無い。従って、運搬や設置により光電変換ユニット130が集光レンズ111の集光点からずれることはない。さらに、太陽電池モジュール100を長期間屋外で発電したときに光電変換ユニット130内の光電変換素子134が劣化して発電しなくなった場合、劣化した光電変換素子134を搭載した光電変換ユニット130をこの貫通孔121から取り外し、新しい光電変換ユニットに交換することができる。   FIG. 3 is an enlarged sectional view of a part of the support frame 120. The through hole 121 has an inclined surface 121a and has a tapered shape. After the photoelectric conversion unit 130 is inserted into the through hole 121 of the support frame 120, the contact portion 131a is bent. The lead frame 131 has a spring portion 131b. With the photoelectric conversion unit 130 inserted into the through hole 121, the spring portion 131 b presses against the inclined surface 121 a of the inner wall of the through hole 121 to fix the photoelectric conversion unit 130 in the plane direction of the support frame 120. Accordingly, even when there is a gap between the through hole 121 and the photoelectric conversion unit 130, the photoelectric conversion element 134 can be installed at the focal point of the light collecting optical system 110. Since the spring portion 131b of the photoelectric conversion unit 130 inserted into the through hole 121 presses the inclined surface 121a, the spring portion 131b receives an upward force (a positive direction in the Z-axis direction in FIG. 3) from the inclined surface 121a as a reaction. Thereby, the photoelectric conversion unit 130 receives an upward force through the spring portion 131b. Here, since the through hole 121 has the inclined surface 121a, the photoelectric conversion unit 130 does not move in the through hole 121 even when it receives an upward force, and is firmly fixed. As described above, in the photoelectric conversion unit 130, since the spring portion 131b is fixed in the through hole 121 by pressing the inclined surface 121a, mechanical vibration is externally applied to the solar cell module 100 during transportation or installation. However, the photoelectric conversion unit 130 does not move through the through hole 121. Therefore, the photoelectric conversion unit 130 does not deviate from the focal point of the condenser lens 111 due to transportation or installation. Further, when the photoelectric conversion element 134 in the photoelectric conversion unit 130 is deteriorated when the solar cell module 100 generates power outdoors for a long time and stops generating power, the photoelectric conversion unit 130 having the deteriorated photoelectric conversion element 134 is mounted on the solar cell module 100. It can be removed from the through hole 121 and replaced with a new photoelectric conversion unit.

図4は、太陽電池モジュール100内における光電変換ユニット130間の電気接続状態を示す斜視図である。支持枠120の貫通孔121に挿入された光電変換ユニット130は、電極133間を銅線などからなる配線ワイヤ136により接続している。配線ワイヤ136の接続は、支持枠120の熱変形を抑えるため、Sn−Bi(スズ−ビスマス)系半田などの低融点の半田137により行われる。   FIG. 4 is a perspective view showing an electrical connection state between the photoelectric conversion units 130 in the solar cell module 100. In the photoelectric conversion unit 130 inserted into the through hole 121 of the support frame 120, the electrodes 133 are connected by wiring wires 136 made of copper wire or the like. The connection of the wiring wires 136 is performed by low melting point solder 137 such as Sn-Bi (tin-bismuth) solder in order to suppress thermal deformation of the support frame 120.

[1−2.効果等]
以上のように、本実施の形態において、支持枠120は集光光学系110と同材料でできている。これにより、太陽電池モジュール100に温度変化が発生しても、集光光学系110と支持枠120は膨張および収縮が同様に起きるため、集光レンズ111により集光される太陽光の集光スポットと、支持枠120内に光電変換ユニット130を介して取り付けられた光電変換素子134の位置は、位置ズレを起こすことはない。
[1-2. Effects]
As described above, in the present embodiment, the support frame 120 is made of the same material as the condensing optical system 110. As a result, even if a temperature change occurs in the solar cell module 100, the condensing optical system 110 and the support frame 120 expand and contract in the same manner, so that the condensing spot of sunlight condensed by the condensing lens 111 Then, the position of the photoelectric conversion element 134 mounted in the support frame 120 via the photoelectric conversion unit 130 does not shift.

また、本実施の形態において、光電変換素子134は、貫通孔121内に挿入され、放熱グリース141を通じて放熱板140に接続されたリードフレーム131に設けられている。そのため、光電変換素子134で発生した熱を外部へ放熱することができ、光電変換素子134の温度上昇を抑制することができる。   In the present embodiment, the photoelectric conversion element 134 is provided in the lead frame 131 inserted into the through hole 121 and connected to the heat radiating plate 140 through the heat radiating grease 141. Therefore, heat generated in the photoelectric conversion element 134 can be radiated to the outside, and a rise in the temperature of the photoelectric conversion element 134 can be suppressed.

また、ビス孔122の内径は、ビス150の直径よりも大きく設計されている。放熱板140と支持枠120とを固定していないため、太陽電池モジュール100の温度変化により、放熱板140と支持枠120の寸法に変化が生じたとしても、線膨張係数の大きい支持枠120は放熱板140に対して横ズレできる。これにより、温度変化による支持枠120の横ズレが発生しても、集光レンズ111の集光スポットに光電変換素子134が位置しつつ、リードフレーム131の接触部131aと放熱板140は放熱グリース141を介して接触を維持できる。   The inner diameter of the screw hole 122 is designed to be larger than the diameter of the screw 150. Since the radiator plate 140 and the support frame 120 are not fixed, even if the size of the radiator plate 140 and the support frame 120 changes due to the temperature change of the solar cell module 100, the support frame 120 having a large linear expansion coefficient is The lateral displacement with respect to the heat sink 140 is possible. Accordingly, even if the support frame 120 is displaced laterally due to a temperature change, the contact portion 131a of the lead frame 131 and the heat radiating plate 140 are radiated by the thermal grease while the photoelectric conversion element 134 is positioned at the condensing spot of the condensing lens 111. Contact can be maintained via 141.

(実施の形態2)
以下、図5〜6を用いて、実施の形態2を説明する。なお、実施の形態2は、支持枠120の上に第2レンズ171を有している点において、実施の形態1と異なる。以下、異なる点を中心に説明し、同一の構成については説明を省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the second embodiment is different from the first embodiment in that the second lens 171 is provided on the support frame 120. Hereinafter, different points will be mainly described, and description of the same configuration will be omitted.

[2−1.構成]
図5は、実施の形態2に係る太陽電池モジュール100の支持枠120の一部を拡大した断面図である。本実施の形態における太陽電池モジュール100は、支持枠120の光電変換素子134の設置面側に第2光学系170及び導光部材180を備える。
[2-1. Constitution]
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of the support frame 120 of the solar cell module 100 according to Embodiment 2. The solar cell module 100 according to the present embodiment includes the second optical system 170 and the light guide member 180 on the support frame 120 on the side where the photoelectric conversion element 134 is installed.

第2光学系170は、第2レンズ171とガラス基板172から構成され、集光レンズ111からの出射光を光電変換素子134に集光する作用を有する。第2レンズ171とガラス基板172は、一体形成されているが、別体であってもよい。また、第2光学系170は、ガラス基板172が支持枠120に設けられた支持部123に当接して支持されている。支持部123は、支持枠120と一体で形成されているが、別体であってもよい。なお、ガラス基板172と支持部123が接触する位置に、シリコンなどの弾性を有する接着剤を用いて固定されている。   The second optical system 170 includes a second lens 171 and a glass substrate 172, and has a function of condensing light emitted from the condenser lens 111 to the photoelectric conversion element 134. Although the second lens 171 and the glass substrate 172 are formed integrally, they may be separate bodies. In the second optical system 170, the glass substrate 172 is supported by being in contact with a support portion 123 provided on the support frame 120. The support portion 123 is formed integrally with the support frame 120, but may be formed separately. The glass substrate 172 and the support portion 123 are fixed at positions where they contact each other using an elastic adhesive such as silicon.

導光部材180は、第2光学系170と光電変換ユニット130の間に配置され、第2光学系170の出射光を光電変換素子134に導く。導光部材180は、シリコンゴムなどの弾性を有する透明部材で形成されており、光電変換ユニット130の上に配置される光電変換素子134をモールドする。   The light guide member 180 is disposed between the second optical system 170 and the photoelectric conversion unit 130, and guides light emitted from the second optical system 170 to the photoelectric conversion element 134. The light guide member 180 is formed of an elastic transparent member such as silicon rubber, and molds the photoelectric conversion element 134 disposed on the photoelectric conversion unit 130.

図6は、本実施の形態における太陽電池モジュール100の第2光学系170の取り付けの様子を示す支持枠120の斜視図である。第2光学系170は、導光部材180が光電変換素子134の上に設けられた後に、支持部123によってガラス基板172の4つの角を支持するように設置される。導光部材180は、弾性力を有しており、第2光学系170が配置されると、ガラス基板172と密接する。なお、ガラス基板172は、矩形に限られず、多角形や円形であってもよい。円形である場合、支持部123の形状もガラス基板172と同様の曲率を持つ形状にすることが望ましい。これにより。製造時の位置合わせの工程が省略できる。   FIG. 6 is a perspective view of support frame 120 showing how the second optical system 170 of solar cell module 100 according to the present embodiment is attached. The second optical system 170 is installed so that the support unit 123 supports four corners of the glass substrate 172 after the light guide member 180 is provided on the photoelectric conversion element 134. The light guide member 180 has elasticity, and when the second optical system 170 is disposed, the light guide member 180 comes into close contact with the glass substrate 172. Note that the glass substrate 172 is not limited to a rectangle and may be a polygon or a circle. In the case of a circular shape, it is desirable that the shape of the support portion 123 also be a shape having the same curvature as the glass substrate 172. By this. The step of alignment at the time of manufacturing can be omitted.

[2−2.効果等]
以上のように、本実施の形態において、支持枠120および支持部123は、集光光学系110と同材料でできている。これにより、太陽電池モジュール100に温度変化が発生しても、集光光学系110と、支持枠120及び支持部123とは、膨張および収縮が同様に起きるため、集光レンズ111により集光される太陽光の集光スポットと、支持部123に支持される第2光学系170と、光電変換素子134との位置は、位置ズレを抑制することができる。
[2-2. Effects]
As described above, in the present embodiment, the support frame 120 and the support portion 123 are made of the same material as the condensing optical system 110. Thus, even if a temperature change occurs in the solar cell module 100, the condensing optical system 110, the support frame 120, and the support portion 123 similarly expand and contract, so that the light is condensed by the condensing lens 111. The position shift of the condensing spot of sunlight, the second optical system 170 supported by the support unit 123, and the photoelectric conversion element 134 can be suppressed.

また、本実施の形態において、光電変換素子134は、貫通孔121内に挿入され放熱グリース141を介して放熱板140に接続されたリードフレーム131に設けられている。これにより、光電変換素子134で発生した熱を外部へ放熱することができ、光電変換素子134の温度上昇を抑制することができる。   In the present embodiment, the photoelectric conversion element 134 is provided on the lead frame 131 inserted into the through hole 121 and connected to the heat radiating plate 140 via the heat radiating grease 141. Accordingly, heat generated by the photoelectric conversion element 134 can be radiated to the outside, and a rise in the temperature of the photoelectric conversion element 134 can be suppressed.

(実施の形態3)
以下、図7及び図8を用いて、実施の形態3を説明する。なお、実施の形態3は、放熱板140の開口140aと、放熱フィン142を有している点において、実施の形態1と異なる。以下、異なる点を中心に説明し、同一の構成については説明を省略する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The third embodiment is different from the first embodiment in that the third embodiment has an opening 140a of the heat radiation plate 140 and a heat radiation fin 142. Hereinafter, different points will be mainly described, and description of the same configuration will be omitted.

[3−1.構成]
図7は、実施の形態3における太陽電池モジュール100の断面図である。図8は、実施の形態3における太陽電池モジュール100の放熱フィン142を説明するための斜視図である。本実施の形態における太陽電池モジュール100の放熱板140は、開口140aと放熱フィン142とを備える。開口140aは、放熱板140におけるリードフレーム131の接触部131aと当接しない位置に一方向(図7のY軸方向)に短冊状に設けられる。放熱フィン142は、放熱板140における、リードフレーム131の接触部131aの直下に開口140aに沿って設けられる板状の部材である。放熱フィン142は、図面Y軸方向に垂直な断面が略L字の形状をしており、放熱板140に対して垂直な面を有する。これにより放熱部材の表面積を大きくし放熱の効率の向上を図っている。なお、放熱板140と放熱フィン142は一体で形成しても別体で形成してもよい。
[3-1. Constitution]
FIG. 7 is a cross-sectional view of solar cell module 100 according to Embodiment 3. FIG. 8 is a perspective view for explaining heat radiation fins 142 of solar cell module 100 in the third embodiment. Heat radiating plate 140 of solar cell module 100 according to the present embodiment includes opening 140a and heat radiating fin 142. The opening 140a is formed in a strip shape in one direction (Y-axis direction in FIG. 7) at a position on the heat sink 140 that does not contact the contact portion 131a of the lead frame 131. The heat radiation fin 142 is a plate-like member provided along the opening 140 a directly below the contact portion 131 a of the lead frame 131 in the heat radiation plate 140. The radiation fin 142 has a substantially L-shaped cross section perpendicular to the Y-axis direction in the drawing, and has a surface perpendicular to the radiation plate 140. Thereby, the surface area of the heat radiating member is increased to improve the heat radiation efficiency. The heat radiating plate 140 and the heat radiating fin 142 may be formed integrally or separately.

また開口140aに沿って、支持枠120と放熱板140の間に封止部160が配置される。これにより、開口140aを設けた場合でも、外部から水分等が支持枠120の内部に侵入することを防いでいる。   A sealing portion 160 is arranged between the support frame 120 and the heat sink 140 along the opening 140a. Thus, even when the opening 140a is provided, it is possible to prevent moisture and the like from entering the inside of the support frame 120 from the outside.

[3−2.効果等]
以上のように、本実施の形態における太陽電池モジュール100の放熱板140は、開口140aと放熱フィン142とを備える。これにより、集光光学系110の出射光の内、光電変換素子134に入射しない迷光を外部に放出することができる。また、放熱フィン142は放熱板140に対して、垂直に設けられている。これにより、太陽電池モジュール100が太陽光を垂直に入射できる追尾装置に設けられた場合、開口140aから出射する迷光が放熱フィン142に当たることを抑制できる。
[3-2. Effects]
As described above, radiator plate 140 of solar cell module 100 in the present embodiment includes opening 140a and radiator fin 142. Accordingly, of the light emitted from the light collecting optical system 110, stray light that does not enter the photoelectric conversion element 134 can be emitted to the outside. Further, the radiation fins 142 are provided perpendicular to the radiation plate 140. Accordingly, when the solar cell module 100 is provided in a tracking device that can vertically enter sunlight, it is possible to suppress stray light emitted from the opening 140a from hitting the radiation fins 142.

(他の実施の形態)
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
(Other embodiments)
It should be noted that the above-described embodiments are intended to exemplify the technology of the present disclosure, and thus various changes, substitutions, additions, omissions, and the like can be made within the scope of the claims or the equivalents thereof.

本開示は、レンズ等の集光部材により集光する集光型太陽電池装置に適用可能である。   The present disclosure is applicable to a concentrating solar cell device that collects light using a light-collecting member such as a lens.

100 太陽電池モジュール
110 集光光学系(集光部材の一例)
111 集光レンズ
120 支持枠
120a 側壁
120b 底面
121 貫通孔
121a 傾斜面
122 ビス孔
123 支持部
130 光電変換ユニット
131 リードフレーム(第1放熱部材の一例)
131a 接触部
131b、131c バネ部
132 セラミック基板
133 電極
134 光電変換素子
135 ワイヤ
136 配線ワイヤ
140 放熱板(第2放熱部材の一例)
140a 開口
141 放熱グリース(第3放熱部材の一例)
142 放熱フィン
150 ビス(規制部材の一例)
160、161 封止部
170 第2光学系
171 第2レンズ
172 ガラス基板
180 導光部材
100 solar cell module 110 condensing optical system (one example of condensing member)
111 Condensing lens 120 Support frame 120a Side wall 120b Bottom surface 121 Through hole 121a Inclined surface 122 Screw hole 123 Support portion 130 Photoelectric conversion unit 131 Lead frame (an example of a first heat dissipation member)
131a contact part 131b, 131c spring part 132 ceramic substrate 133 electrode 134 photoelectric conversion element 135 wire 136 wiring wire 140 heat sink (an example of a second heat sink)
140a Opening 141 Thermal grease (an example of a third thermal member)
142 Heat radiation fin 150 Screw (an example of a regulating member)
160, 161 Sealing section 170 Second optical system 171 Second lens 172 Glass substrate 180 Light guide member

Claims (4)

太陽光を集光する集光部材と、
前記集光部材の出射光を受光する光電変換素子と、
前記光電変換素子を支持する第1放熱部材と、
前記集光部材と同材料で、貫通孔を有し、前記集光部材を支持する支持基板と、
第2放熱部材と、
を備え、
前記第1放熱部材は、前記貫通孔内に配置され、前記支持基板をはさんで前記光電変換素子と対向する位置で第2放熱部材と熱的に接触する、
太陽電池モジュール。
A light-collecting member that collects sunlight,
A photoelectric conversion element that receives light emitted from the light-collecting member;
A first heat dissipation member that supports the photoelectric conversion element;
The same material as the light collecting member, having a through-hole, a support substrate that supports the light collecting member,
A second heat radiation member;
With
The first heat radiating member is disposed in the through hole, and is in thermal contact with the second heat radiating member at a position facing the photoelectric conversion element with the support substrate interposed therebetween.
Solar cell module.
前記第1放熱部材と前記第2放熱部材との間には、前記第2放熱部材よりも低い剛性である第3放熱部材が配置される、
請求項1に記載の太陽電池モジュール。
A third heat dissipating member having a lower rigidity than the second heat dissipating member is disposed between the first heat dissipating member and the second heat dissipating member.
The solar cell module according to claim 1 .
前記第2放熱部材が前記集光部材の入射面と垂直な方向に移動するのを規制する規制部材を更に備え、
前記規制部材は、前記第2放熱部材が前記集光部材の入射面に対して平行な方向への移動するのを許容する、
請求項1から2のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
A regulating member that regulates movement of the second heat radiating member in a direction perpendicular to an incident surface of the light collecting member;
The restricting member allows the second heat radiating member to move in a direction parallel to the incident surface of the light collecting member,
The solar cell module according to claim 1 .
前記第1放熱部材はバネ部を有しており、
前記バネ部は、前記貫通孔の内壁と当接する、
請求項1から3のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
The first heat radiation member has a spring portion,
The spring portion is in contact with an inner wall of the through hole;
The solar cell module according to claim 1 .
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