TWI523245B - Secondary lens and collector type solar power generation module - Google Patents

Secondary lens and collector type solar power generation module Download PDF

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Description

二次透鏡及集光型太陽光發電模組
本發明係關於一種用於將由集光透鏡集聚之光照射於太陽電池胞之集光型太陽光發電模組的二次透鏡、搭載有該二次透鏡之太陽電池安裝體、應用太陽電池安裝體之集光型太陽光發電單元及集光型太陽光發電裝置、以及應用集光型太陽光發電裝置之集光型太陽光發電模組。
將太陽能轉換成電力之太陽光發電裝置已實用化。為了實現低成本化且進一步改善光電轉換效率(發電效率)而獲得大電力，提出有將由集光透鏡集聚之太陽光照射於較集光透鏡小之太陽電池胞而提取電力之集光型太陽光發電裝置。
由於集光型太陽光發電裝置利用集光透鏡使太陽光集聚，故太陽電池胞具有可接收光學系統中所集聚之太陽光之較小之受光面積即可。即，為大小較集光透鏡之受光面積小之太陽電池胞即可，因此，可縮小太陽電池胞之大小，從而可藉由減少太陽光發電裝置中價格最高之構成物即太陽電池胞之佔有量(使用量)而降低成本。根據如上所述之優點，集光型太陽光發電裝置在可利用廣大之面積而發電之地域等用於電力供給。
參照圖18A、圖18B對先前例1進行說明，參照圖19A、圖19B對先前例2進行說明。
圖18A係於自集光透鏡402側觀察作為先前例1之集光型太陽光發電裝置401及集光型太陽光發電模組401M之狀態下表示的俯視圖。
圖18B係於沿著圖18A之箭頭18B-18B之剖面狀態下表示圖18A所示之集光型太陽光發電裝置401及集光型太陽光發電模組401M的剖面圖。
於作為先前例1(例如參照專利文獻1)之集光型太陽光發電裝置401(集光型太陽光發電模組401M)中，利用作為1次集光光學系統之菲涅耳型之集光透鏡402使太陽光(光Lc)折射而集光，將所集聚之光Lc照射於太陽電池胞403而進行光電轉換(光發電)。又，該集光型太陽光發電裝置401包含搭載有太陽電池胞403之接收器基板(receiver substrate)404、載置有接收器基板404之保持板405、配置於保持板405與集光透鏡402之間而將保持板405及集光透鏡402定位之模組架(module frame)406、保護太陽電池胞403免受濕度等環境之影響之透光性表面保護層407。
於集光型太陽光發電裝置401中，由集光透鏡402集聚之光Lc經由透光性表面保護層407而直接照射於太陽電池胞403。於集光透鏡402折射之光Lc根據波長成分而折射之角度有所不同。因此，難以正確且效率良好地集光，且於欲提高集光效率而將集光透鏡402設為單焦點型之情形時，因光Lc過度集中於太陽電池胞403之中央附近而存在導致太陽電池胞403、透光性表面保護層407之長期可靠性之降低、太陽電池胞403之電氣特性中填充因數(FF(Fill Factor))之降低等問題。
又，亦存在如下課題：由於直接利用太陽電池胞403接收來自集光透鏡402之光Lc，故產生光Lc之入射角之偏移、集光透鏡402與太陽電池胞403之相對之位置偏移等之情形時，太陽電池胞403之輸出容易降低。
進而，集光透鏡402多數情況下考慮加工性而由PMMA(polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)或聚矽氧樹脂、聚碳酸酯等透光性樹脂材料所形成。亦存在如下課題：由於透光性樹脂材料之折射率根據溫度而發生變化，故根據周圍環境溫度之變動而到達太陽電池胞403之光Lc之量發生變動，而輸出容易降低。
作為對於如上所述之課題之解決對策，已知有先前例2(例如參照專利文獻2)。
圖19A係於自集光透鏡402側觀察作為先前例2之集光型太陽光發電裝置408及集光型太陽光發電模組408M之狀態下表示的俯視圖。
圖19B係將應用於圖19A所示之集光型太陽光發電裝置401及集光型太陽光發電模組401M之二次玻璃409放大而模式性地表示光Lc之集光狀態的模式圖。
於集光型太陽光發電裝置408中，對圖18A所示之集光型太陽光發電裝置401追加有柱狀之二次玻璃409。因此，集光型太陽光發電裝置408係於二次玻璃409之上表面接收由集光透鏡402集聚之光之後，藉由二次玻璃409之側面上之全反射而導引光，並經由二次玻璃409之下表面而照射於太陽電池胞403。
於集光型太陽光發電裝置408中，伴隨著所入射之光Lc通過二次玻璃409之內側，而獲得光之混合效果，因此，色像差或強度不均較少之光自二次玻璃409出射，其結果，可期待FF之提高。又，由於二次玻璃409之入射面形成為較出射面寬，故亦可獲得對於光Lc之入射角之偏移、集光透鏡402與二次玻璃409之位置偏移等之容許度提高之效果。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-174183號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-313809號公報
然而，為了獲得先前例2之效果，二次玻璃409需要相應之光程即高度，例如，於專利文獻2中，例示有高度40mm之二次玻璃409。因此，於集光型太陽光發電裝置408中，存在隨著採用二次玻璃409而構件成本增多之課題。又，必需在將二次玻璃409之中心與太陽電池胞403之中心正確地對準位置之後，於太陽電池胞403上豎立二次玻璃409。因此，需要保持二次玻璃409之保持用構件，製造時需要過度之步驟數等，於成本方面存在複數個課題。
又，亦存在如下課題：因二次玻璃409之透射率、全反射時之損耗、出射面與太陽電池胞403之間隙中之光學損耗等而太陽電池胞403之輸出電流降低。
本發明之目的在於提供一種二次透鏡，該二次透鏡可效率良好地將太陽光(光)集聚於太陽電池胞之受光面，且抑制光過度集中，抑制太陽電池胞之電氣特性(FF)之降低，而提高太陽電池胞之發電效率。
又，本發明之另一目的在於提供一種藉由應用本發明之二次透鏡而太陽電池胞之電氣特性得以提高或生產性得以提高之太陽電池安裝體、集光型太陽光發電單元、集光型太陽光發電裝置或集光型太陽光發電模組。
本發明之二次透鏡之特徵在於：其使用於將由集光透鏡集聚之光照射於太陽電池胞之集光型太陽光發電模組，且具有：第1面，其與上述集光透鏡對向且入射來自上述集光透鏡之集光光束；及第2面，其與上述太陽電池胞對向並出射來自上述集光透鏡之集光光束； 藉由設置於上述第1面之折射面而將入射光導引至上述太陽電池胞；上述第1面之與光軸垂直之方向之截面積隨著自上述集光透鏡側向上述太陽電池胞側靠近而單調遞增；並且具有至少一個上述第1面相對於與上述光軸垂直之方向之面之傾斜角隨著自上述集光透鏡側向上述太陽電池胞側靠近而減少的迴曲點。
根據上述構成，藉由於弓形狀之二次透鏡之中途設置傾斜度平緩之階差，可緩和集聚於太陽電池胞表面之光之集中。即，藉由對太陽電池胞表面同樣地照射光，可使太陽電池胞之發電效率(轉換效率)提高。
又，本發明之二次透鏡亦可具有如下特徵：於自上述光軸方向觀察之俯視時，通過上述迴曲點之線位於上述太陽電池胞之外側。
藉由使通過迴曲點之線(迴曲線)俯視時位於太陽電池胞之外側，可緩和集聚於太陽電池胞表面之光之集中。即，藉由對太陽電池胞表面同樣地照射光，可使太陽電池胞之發電效率(轉換效率)提高。
又，本發明之二次透鏡亦可具有如下特徵：上述第1面中自與上述集光透鏡對向之頂部至通過上述迴曲點之線之區域之上述光學折射面之與上述光軸垂直之方向之剖面形狀，與上述集光透鏡之光學折射面之與上述光軸垂直之方向之剖面形狀相似。
藉由如此般使第1面中自與集光透鏡對向之頂部至通過迴曲點之線之區域之光學折射面之與光軸垂直之方向之剖面形狀係與集光透鏡之光學折射面之與光軸垂直之方向之剖面形狀相似，可使自集光透鏡出射之光集中於光軸方向，並且可緩和集聚於太陽電池胞表面之光之集中。即，藉由對太陽電池胞表面同樣地照射光，可使太陽電池胞之發電效率(轉換效率)提高。
又，本發明之二次透鏡亦可具有如下特徵：上述第1面中自通過上述迴曲點之線至上述第2面之一部分區域之上述光學折射面之與上 述光軸垂直之方向之剖面形狀，與上述集光透鏡之光學折射面之與上述光軸垂直之方向之剖面形狀不相似。
藉由如此般使第1面中自通過迴曲點之線至第2面之一部分區域之光學折射面之與光軸垂直之方向之剖面形狀係與集光透鏡之光學折射面之與光軸垂直之方向之剖面形狀不相似，可使入射至不相似部分之區域之光向俯視時與光軸(光軸點)分離之橫方向折射。藉此，可獲得向太陽電池胞表面入射之光之分散與集中緩和之效果，因此，可進一步對太陽電池胞表面同樣地照射太陽光。
又，本發明之二次透鏡亦可設為如下構成：上述太陽電池胞為多接面型之太陽電池胞，上述第1面中自通過上述迴曲點之線至上述第2面之區域，不入射於短波長側具有感度區域之太陽電池胞所對應之波長區域之光。此處，「光不入射之構成」係指設計上成為如上所述之構成，根據實際之使用環境，亦有因周圍溫度之變化或製造誤差等而略微入射之情形，但可以說上述程度之入射在容許範圍內。即，設計上，於較短波長區域之光入射之範圍更外側之位置上形成迴曲點。藉此，於短波長側具有感度區域之太陽電池胞所對應之波長區域之光入射至第1光學折射面H2a，但不入射(嚴格而言，幾乎不入射)至第2光學折射面H2b。因此，可效率良好地將入射至於短波長側具有感度區域之太陽電池胞表面之波長區域之光集聚，而對太陽電池胞照射光。
又，本發明之二次透鏡中，亦可為多接面型之太陽電池胞，且以自上述集光透鏡之端出射而入射至上述迴曲點之上部附近之特定波長之光在與上述光軸交叉之後到達上述太陽電池胞，且自上述集光透鏡之端出射而入射至上述迴曲點之下部附近之特定波長之光在與上述光軸交叉之前到達上述太陽電池胞的方式，設置上述迴曲點之高度位置。
藉由如此般針對特定波長之光而於迴曲點之高度方向之前後將入射後之光之，前進方向分散成橫穿光軸之方向與未橫穿光軸之方向，可緩和朝向太陽電池胞表面之中心部之光之集中，並且可對太陽電池胞表面同樣地照射光，因此，可使發電效率(轉換效率)提高。
又，本發明之二次透鏡亦可具有如下特徵：上述特定波長為650~900nm。根據該構成，可針對中波長區域之光而緩和朝向於中波長區域具有感度區域之太陽電池胞表面之中心部之光之集中，而對在中波長區域具有感度區域之太陽電池胞表面同樣地照射光，因此，可使發電效率(轉換效率)提高。
又，本發明之二次透鏡亦可具有如下特徵：自上述迴曲點至上述太陽電池胞之距離為自上述第1面之頂點至上述太陽電池胞之距離之一半以上。
藉由如此般將自迴曲點至太陽電池胞之距離設為自第1面之頂點至太陽電池胞之距離之一半以上，可於集光效率降低之近前側(頂點側)設置迴曲點。藉此，可緩和入射至自迴曲點至第2面之區域之光之集中，而可於太陽電池胞之面上同樣地照射光，因此，可使發電效率(轉換效率)提高。
又，本發明之二次透鏡亦可設為如下構成：於上述第1面與上述第2面之間具有在將上述入射光導引至上述太陽電池胞方面無助於光學性之中間區域部。
藉由如此般於二次透鏡之第1面(入射部)與第2面(出射部)之間設置無助於光學性之中間區域部，將太陽電池胞及接收器基板與二次透鏡接著固定時，即便透光性填充材料附著於二次透鏡之側面即中間區域部，亦不會對太陽電池胞之輸出特性帶來影響。
又，本發明之二次透鏡亦可設為如下構成：於上述第1面之表面設有用以抑制表面反射之抗反射膜。
藉由該構成，可降低入射至二次透鏡時之表面反射所致之損耗，因此，可使太陽電池胞之輸出提高。
又，本發明之太陽電池安裝體之特徵在於包含：入射由集光透鏡集聚之光之二次透鏡；太陽電池胞，其與上述二次透鏡對向配置並對自上述二次透鏡出射之光進行光電轉換；及接收器基板，其安裝有上述太陽電池胞；且上述二次透鏡係如上述構成之二次透鏡，於上述二次透鏡與上述太陽電池胞之間包含填充有透光性樹脂材料之填充部。
本發明之太陽電池安裝體係因於二次透鏡與太陽電池胞之間填充透光性樹脂材料形成填充部而將二次透鏡與太陽電池胞之間之空氣層排除，故可抑制二次透鏡與空氣層之界面上之光之反射，因此，效率良好地將自二次透鏡出射之光向太陽電池胞導引，由此提高集光效率，其結果，可使發電效率(轉換效率)提高。
又，本發明之集光型太陽光發電單元之特徵在於包含：集光透鏡，其使光集聚；二次透鏡，其出射自上述集光透鏡入射之光；及太陽電池胞，其對自上述二次透鏡出射之光進行光電轉換；且上述二次透鏡係如上述構成之二次透鏡。
根據本發明之集光型太陽光發電單元，由於可於光軸附近效率良好地將向二次透鏡入射之光集聚且可緩和光之過度集中，故可使太陽電池胞之集光效率(轉換效率)提高。
又，本發明之集光型太陽光發電模組之特徵在於：其係組合複數個如上述構成之集光型太陽光發電單元而形成者，且上述集光型太陽光發電單元係如上述構成之集光型太陽光發電單元。
根據本發明之集光型太陽光發電模組，可使太陽電池胞之發電效率(轉換效率)提高。
或者，本發明之二次透鏡之特徵在於：其係使用於具備太陽電 池胞及使光集聚而照射於上述太陽電池胞之集光透鏡之集光型太陽光發電裝置者，且包含入射上述光之入射部、及使入射至上述入射部之上述光向上述太陽電池胞出射之出射部；上述入射部包含與上述集光透鏡對向之頂部、及位於上述頂部與上述出射部之間之中間部；上述中間部中，與由通過上述集光透鏡之中心及上述太陽電池胞之中心之直線劃定之垂直軸垂直之方向上之橫截面之面積，隨著自上述頂部向上述出射部靠近而增加，且至少一部分上述橫截面之外周形狀為與由垂直於上述垂直軸之平面切斷上述集光透鏡之光學折射面所得之剖面之邊緣形狀之相似形不同的形狀。
因此，本發明之二次透鏡係與由通過集光透鏡之中心及太陽電池胞之中心之直線劃定之垂直軸垂直之方向上之中間部之橫截面之面積自頂部朝向出射部增加且至少一部分橫截面之外周形狀為與利用垂直於垂直軸之平面切斷集光透鏡之光學折射面所得之剖面之邊緣形狀之相似形不同的形狀，因此，由集光透鏡朝向二次透鏡集聚之光藉由中間部之外周形狀而折射，因此，可防止所集聚之光於太陽電池胞之中央附近過度集中而抑制表示太陽電池胞之電氣特性之優異程度之FF(填充因數)之降低，從而提高太陽電池胞之發電效率。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述外周形狀為多邊形。
因此，本發明之二次透鏡因外周形狀為多邊形故可使所集聚之光之大部分於多邊形之各邊折射，因此，可確實地實現集光之緩和而進一步抑制FF之降低。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述外周形狀具有直線部與曲線部，上述外周形狀之外周長之一半以上為上述直線部。
因此，本發明之二次透鏡係因可使由集光透鏡朝向二次透鏡集 聚之光於外周形狀中之直線部折射，故即便於外周形狀不是多邊形之情形時，亦使光於占外周長之一半以上之直線部折射，因此，可確實地防止所集聚之光於太陽電池胞之中央附近過度集中，而實現集光之緩和。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述中間部之表面之至少一部分為平面。
因此，本發明之二次透鏡係因中間部之表面包含平面，故可將中間部之橫截面之外周形狀設為與對於利用垂直於垂直軸之平面進行切斷所得之集光透鏡之剖面之邊緣形狀之相似形不同的形狀。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述中間部之表面之至少一部分為曲面。
因此，本發明之二次透鏡係因中間部之表面包含曲面，故可效率良好地將朝向太陽電池胞集聚之光之一部分導引至太陽電池胞，因此，抑制入射光之角度偏移、太陽電池胞之組裝誤差等所致之輸出電流之降低，使太陽電池胞之發電量提高。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述曲面係靠近上述頂部之一側之上述外周形狀為以上述垂直軸為中心之圓形。
因此，本發明之二次透鏡係因靠近頂部之一側之橫截面之外周形狀為以垂直軸為中心之圓形，故可將光最集中之二次透鏡之中心區域設為集光效率更高之狀態，因此，提高集光之精度，防止輸出電流之降低而使太陽電池胞之發電量提高。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述外周形狀之至少一部分為構成以上述垂直軸為中心之圓之一部分之圓弧。
因此，本發明之二次透鏡係因外周形狀之一部分為構成以垂直軸為中心之圓之一部分之圓弧，故可效率良好地將由集光透鏡集聚之光向太陽電池胞導光，從而抑制入射光之角度偏移、組裝誤差等所致 之輸出電流之降低，同時藉由實施基於圓弧以外之部分中之折射之光之集中緩和而使太陽電池胞之發電效率進一步提高。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述中間部之表面具有脊線部，且上述脊線部經倒角處理。
因此，本發明之二次透鏡係因對中間部所具有之脊線實施倒角，故可避免脊線部中之光散射所致之光學損耗，且可防止於生產步驟中進行處理時產生損傷。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：靠近上述頂部之一側之上述橫截面之外周形狀與靠近上述出射部之一側之上述橫截面之外周形狀相互與相似形不同。
因此，本發明之二次透鏡係因使中間部之頂部側與出射部側中之光學特性不同，故可利用於集光透鏡折射之入射光根據波長而入射位置不同之特性來使光集中之緩和與集光效率之提高均衡。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述中間部之表面之傾斜度係靠近上述出射部之一側大於靠近上述頂部之一側。
因此，本發明之二次透鏡係因出射部側之中間部之傾斜度大於頂部側之中間部之傾斜度，故使未應用二次透鏡時到達遠離太陽電池胞(受光面)中心之位置之光在沿著垂直軸之方向上朝向太陽電池胞以更陡之角度折射，從而提高集光效率。又，由於在中間部之表面使光於具有不同之傾斜度之頂部側與出射部側該兩側發生折射，故可使焦點位置於垂直軸方向上發生變動而緩和垂直軸方向(垂直方向)上之光之集中。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：靠近上述出射部之一側之表面傾斜角即第1傾斜角大於靠近上述頂部之一側之表面傾斜角即第2傾斜角。
因此，本發明之二次透鏡係因使中間部中之出射部側之表面所 具有之第1傾斜角大於中間部中之頂部側之表面所具有之第2傾斜角，故使不存在二次透鏡之情形時到達遠離太陽電池胞之位置之光以更陡之角度折射，因此，可提高集光效率。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述頂部為平面。
因此，本發明之二次透鏡係因頂部為平面，故使朝向太陽電池胞集聚之光不過剩地折射而確實地向太陽電池胞導光，因此，可提高集光效率，且可抑制作為二次透鏡之透鏡效果之光之集中，從而可進一步抑制FF之降低。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述頂部為凸狀之曲面。
因此，本發明之二次透鏡係因頂部為曲面，故在作為整體之光之集中得到緩和之狀態下，效率良好地將由集光透鏡集聚於頂部之光向太陽電池胞導光，因此，可抑制FF之降低並且抑制所入射之光之角度偏移、太陽電池胞之位置偏移等所致之輸出電流之降低，而使太陽電池胞之發電量增加。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：包含配置於上述出射部與上述中間部之間且與上述中間部一體化之基台部。
因此，本發明之二次透鏡係因包含配置於出射部與中間部之間且與中間部一體化之基台部，故可利用基台部對二次透鏡進行處理，因此，不會損害二次透鏡之光學特性，且製造步驟中之處理、成型等變得容易而可使製造步驟合理化，從而可提高生產效率而降低構件成本。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述出射部及上述基台部之外周形成為四邊形。
因此，本發明之二次透鏡係因出射部及基台部之外周形成為四 邊形，故可於製造步驟中有效率地排列多數個而進行製造，從而可提高生產效率而降低構件成本。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述基台部之高度為0.5mm以上。
因此，本發明之二次透鏡係因將基台部之高度(中間部之基台部側與出射部之間之長度(基台部之厚度))設為0.5mm以上，故確保一定之厚度，因此，不易於利用治具之處理中產生碎屑(碎片)等不良。又，本發明之二次透鏡係於經由透光性材料(透光性材料填充部)而與太陽電池胞對向之情形時，即便於透光性材料附著於側面(基台部)時，亦不會產生光學損耗。
又，於本發明之二次透鏡中，亦可具有如下特徵：上述入射部於表面具備抗反射膜。
因此，本發明之二次透鏡係因於入射部之表面包含抗反射膜，故可抑制所集聚之光於表面反射而降低表面反射所致之損耗，從而使太陽電池胞之輸出提高。
又，本發明之二次透鏡亦可具有如下特徵：其由透光性光學材料形成，上述透光性光學材料之對於D射線之折射率大於1.35且小於1.80，上述折射率之溫度依存性之絕對值小於1×10-4。
因此，本發明之二次透鏡係因折射率為1.35~1.80之範圍，故可確保作為折射元件之二次透鏡之效果，抑制表面之反射率而維持集光效率較高，且即便於伴隨著由集光所引起之溫度上升而折射率發生變動時，亦可抑制集光特性之變動，從而可確保穩定之光學特性而維持較高之效率。
又，本發明之太陽電池安裝體之特徵在於包含：入射由集光透鏡集聚之光之二次透鏡；太陽電池胞，其與上述二次透鏡對向配置並對自上述二次透鏡出射之光進行光電轉換；及接收器基板，其安裝有 上述太陽電池胞；且上述二次透鏡係本發明之二次透鏡，於上述二次透鏡與上述太陽電池胞之間具備填充有透光性材料之透光性材料填充部。
因此，本發明之太陽電池安裝體係因於二次透鏡與太陽電池胞之間包含填充有透光性材料之透光性材料填充部而將二次透鏡與太陽電池胞之間之空氣層排除，故可抑制二次透鏡與空氣層之界面上之光之反射，從而可效率良好地將自二次透鏡出射之光向太陽電池胞導引而提高太陽電池胞之電氣特性。
又，於本發明之太陽電池安裝體中，亦可具有如下特徵：上述透光性材料填充部之厚度為0.3mm以上2mm以下。
因此，本發明之太陽電池安裝體係因形成於二次透鏡與太陽電池胞之間之透光性材料填充部之厚度為0.3mm至2mm，故可確保製造步驟中之控制性，且可抑制透光性材料填充部中之光損耗而防止導光效率之降低，從而可確保所需之電氣特性。
又，本發明之集光型太陽光發電裝置之特徵在於包含：集光透鏡，其使光集聚；二次透鏡，其使自上述集光透鏡入射之光出射；及太陽電池胞，其對自上述二次透鏡出射之光進行光電轉換；上述二次透鏡係本發明之二次透鏡。
因此，本發明之集光型太陽光發電裝置係即便於產生入射光之角度偏移、太陽電池胞之配置誤差等之情形時，亦可效率良好地將入射至二次透鏡之光集聚且避免光之過度集中，因此，可使太陽電池(太陽電池胞)之發電效率提高而提高電氣特性。
又，於本發明之集光型太陽光發電裝置中，亦可具有如下特徵：將上述集光透鏡在與上述垂直軸垂直之方向上所具有之邊尺寸設為L1，將上述太陽電池胞在與上述垂直軸垂直之方向上所具有之胞(cell)尺寸(胞之邊尺寸)設為L2，且將上述集光透鏡與上述太陽電池胞 之間之作動距離設為Wd的情形時，將自上述二次透鏡之頂部與上述垂直軸交叉之點和上述太陽電池胞之受光面之間之二次集光距離設為Dd時，Dd為Wd．L2/L1之1.2倍至1.8倍。
因此，本發明之集光型太陽光發電裝置係因可高精度且效率良好地將向二次透鏡入射之光集聚且高精度地避免光之過度集中，故可使太陽電池(太陽電池胞)之發電效率提高而提高電氣特性。
又，本發明之集光型太陽光發電模組之特徵在於：其係組合複數個集光型太陽光發電裝置而形成者，且上述集光型太陽光發電裝置係本發明之集光型太陽光發電裝置，上述集光透鏡於單一之透光性基板上配置有複數個，上述太陽電池胞於單一之保持板上配置有複數個。
因此，本發明之集光型太陽光發電模組藉由於單一之透光性基板中進行集光透鏡之定位且於單一之保持板中進行太陽電池胞之定位，可統一實施定位而容易製造高精度地定位之集光型太陽光發電模組，因此，可提高生產性而降低製造成本，同時提高電氣特性。
又，於本發明之集光型太陽光發電模組中，亦可具有如下特徵：上述複數個太陽電池胞各自個別地搭載於接收器基板，且複數個上述接收器基板搭載於上述保持板。
因此，本發明之集光型太陽光發電模組係因將各個太陽電池胞搭載於各個接收器基板而進行生產，故太陽電池胞之處理變得容易而作業性提高，因此，可進一步提高生產性。
根據本發明之二次透鏡，藉由於二次透鏡之中途設置傾斜度平緩之階差，可緩和集聚於太陽電池胞表面之光之集中。即，藉由對太陽電池胞表面同樣地照射光，可使太陽電池胞之發電效率(轉換效率)提高。
根據本發明之太陽電池安裝體，由於在二次透鏡與太陽電池胞之間填充透光性樹脂材料形成填充部而將二次透鏡與太陽電池之間之空氣層排除，故可抑制二次透鏡與空氣層之界面上之光之反射，因此，效率良好地將自二次透鏡出射之光向太陽電池胞導引，由此提高集光效率，其結果，可使發電效率(轉換效率)提高。
根據本發明之集光型太陽光發電單元，由於可於光軸附近效率良好地將向二次透鏡入射之光集聚且可緩和光之過度集中，故可使太陽電池胞之發電光效率(轉換效率)提高。
根據本發明之集光型太陽光發電模組，可使太陽電池胞之發電效率(轉換效率)提高。
或者，本發明之二次透鏡係中間部之橫截面之面積自頂部朝向出射部增加，且至少一部分橫截面之外周形狀為與利用垂直於垂直軸之平面切斷集光透鏡之光學折射面所得之剖面之邊緣形狀之相似形不同的形狀。
因此，本發明之二次透鏡係因由集光透鏡朝向二次透鏡集聚之光藉由中間部之外周形狀而折射，故發揮如下效果：可防止所集聚之光於太陽電池胞之中央附近過度集中而抑制表示太陽電池胞之電氣特性之優異程度之FF(填充因數)之降低，從而提高太陽電池胞之發電效率。
又，本發明之太陽電池安裝體係於本發明之二次透鏡與太陽電池胞之間包含填充有透光性材料之透光性材料填充部。
因此，本發明之太陽電池安裝體係因可將本發明之二次透鏡與太陽電池之間之空氣層排除，故可抑制二次透鏡與空氣層之界面上之光之反射，因此，發揮如下效果：可效率良好地將自二次透鏡出射之光向太陽電池胞導引，而提高太陽電池胞之電氣特性。
又，本發明之集光型太陽光發電裝置包含本發明之二次透鏡。
因此，本發明之集光型太陽光發電裝置係即便於產生入射光之角度偏移、太陽電池胞之配置誤差等之情形時，亦可效率良好地將向二次透鏡入射之光集聚且可避免光之過度集中，因此，可使太陽電池(太陽電池胞)之發電效率提高而提高電氣特性。
又，本發明之集光型太陽光發電模組係組合有複數個本發明之集光型太陽光發電裝置，且於單一之透光性基板上配置有複數個集光透鏡，於單一之保持板上配置有複數個太陽電池胞。
因此，本發明之集光型太陽光發電模組可統一實施集光透鏡之定位及太陽電池胞之定位而容易製造高精度地對準位置之集光型太陽光發電模組，因此，可提高生產性而降低製造成本，同時提高電氣特性。
1‧‧‧太陽電池安裝體
2、2s‧‧‧集光透鏡
2c‧‧‧中心
2e、2se‧‧‧邊緣形狀
3‧‧‧太陽電池胞
3c‧‧‧中心
4‧‧‧接收器基板
5‧‧‧保持板
6‧‧‧模組架
7‧‧‧透光性填充材料、透光性材料填充部
8‧‧‧輸出纜線
9‧‧‧遮光板
10‧‧‧二次透鏡
10A、10B‧‧‧二次透鏡
11‧‧‧入射部
11a‧‧‧頂部
12‧‧‧出射部
13‧‧‧中間區域部
14‧‧‧迴曲線
14a‧‧‧迴曲點
16‧‧‧倒角部
20M‧‧‧集光型太陽光發電模組
30‧‧‧集光型太陽光發電裝置
30M‧‧‧集光型太陽光發電模組
35‧‧‧二次比較透鏡15
35b‧‧‧基台部15b
35c‧‧‧入射部15c
37‧‧‧二次比較透鏡17
37b‧‧‧基台部17b
37c‧‧‧入射部17c
37d‧‧‧橫方向剖面17d
100‧‧‧二次透鏡
101‧‧‧入射部
102‧‧‧出射部
102c‧‧‧中心
103‧‧‧基台部
104‧‧‧頂部
104c‧‧‧中心
105‧‧‧中間部
105a‧‧‧中間部
105b‧‧‧中間部
106‧‧‧外周形狀
106a‧‧‧外周形狀
106b‧‧‧外周形狀
107‧‧‧脊線部
200‧‧‧二次透鏡
201‧‧‧入射部
202‧‧‧出射部
202c‧‧‧中心
203‧‧‧基台部
203c‧‧‧角部
204‧‧‧頂部
204c‧‧‧中心
205‧‧‧中間部
205a‧‧‧中間部
205b‧‧‧中間部
206‧‧‧外周形狀
206a‧‧‧外周形狀
206b‧‧‧外周形狀
207‧‧‧脊線部
208c‧‧‧曲線部
208s‧‧‧直線部
300‧‧‧二次透鏡
301‧‧‧入射部
302‧‧‧出射部
302c‧‧‧中心
303‧‧‧基台部
304‧‧‧頂部
304c‧‧‧中心
305‧‧‧中間部
306‧‧‧外周形狀
307‧‧‧脊線部
401‧‧‧集光型太陽光發電裝置
401M‧‧‧集光型太陽光發電模組
402‧‧‧集光透鏡
403‧‧‧太陽電池胞
404‧‧‧接收器基板
405‧‧‧保持板
406‧‧‧模組架
407‧‧‧透光性表面保護層
408‧‧‧集光型太陽光發電裝置
408M‧‧‧集光型太陽光發電模組
409‧‧‧二次玻璃
Ax‧‧‧光軸、垂直軸
D1‧‧‧距離
D2‧‧‧距離
F‧‧‧面
H1、H1s‧‧‧集光透鏡之光學折射面
H2‧‧‧二次透鏡之光學折射面
H2a‧‧‧第1光學折射面
H2b‧‧‧第2光學折射面
L1‧‧‧邊尺寸(集光透鏡)
L2‧‧‧胞尺寸(太陽電池胞)
L3‧‧‧透鏡寬度(二次透鏡)
Lc‧‧‧光(太陽光)
Lc1‧‧‧太陽光
Lc2‧‧‧太陽光
Lcs‧‧‧光
Lcr‧‧‧光
Lcf‧‧‧光
Lcg‧‧‧光
Lch‧‧‧光
Lcj‧‧‧光
Lcm‧‧‧光
Lcn‧‧‧光
Lcp‧‧‧光
Lcq‧‧‧光
Lcm1‧‧‧光
Lcm2‧‧‧光
nD‧‧‧折射率(D射線折射率)
Wd‧‧‧作動距離
X1‧‧‧箭號
X2‧‧‧箭號
θ‧‧‧傾斜角
θ1、θ3、θ5‧‧‧第1傾斜角
θ2、θ4、θ6‧‧‧第2傾斜角
圖1A係對本發明之集光型太陽光發電模組之構成進行說明之概要圖，為自太陽光之入射面觀察所得之俯視圖。
圖1B係圖1A之1B-1B線剖面圖。
圖2A係表示實施形態1之二次透鏡之形狀之側視圖。
圖2B係表示實施形態1之二次透鏡之形狀之立體圖。
圖3A係表示由集光透鏡集聚之太陽光入射至二次透鏡時之太陽光之集光路徑之說明圖。
圖3B係表示作為比較例而將二次透鏡設為單純之大致半球體之形狀(弓形狀)之情形時之太陽光之集光路徑的說明圖。
圖4A係三維地表示太陽電池胞表面之光強度分佈之說明圖。
圖4B係三維地表示太陽電池胞表面之光強度分佈之說明圖。
圖5A係表示與頂部胞對應之短波長區域之光入射至二次透鏡時之光之集光路徑的說明圖。
圖5B係表示與中部胞對應之中波長區域之光入射至二次透鏡時 之光之集光路徑的說明圖。
圖6係表示將距離D1設為距離D2之一半以上之情形及將距離D1設為距離D2之一半以下之情形時之集光效率之模擬結果的圖表。
圖7A係表示實施形態2之二次透鏡之形狀之立體圖。
圖7B係表示實施形態2之二次透鏡之形狀之俯視圖。
圖7C係表示自箭號X1方向觀察實施形態2之二次透鏡所得之形狀之側視圖。
圖7D係表示自箭號X2方向觀察實施形態2之二次透鏡所得之形狀之側視圖。
圖8A係表示向實施形態1之二次透鏡之第2光學折射面入射之太陽光之前進方向的說明圖。
圖8B係表示向實施形態2之二次透鏡之第2光學折射面入射之太陽光之前進方向的說明圖。
圖9A係於自集光透鏡側觀察本發明之實施形態3之集光型太陽光發電裝置及集光型太陽光發電模組之狀態下表示的俯視圖。
圖9B係於沿著圖9A之箭頭9B-9B之剖面狀態下表示圖9A所示之集光型太陽光發電裝置及集光型太陽光發電模組的剖面圖。
圖10A係自沿著圖9A之箭頭9B-9B之剖面狀態抽出之1個集光透鏡之剖面圖。
圖10B係利用圖10A所示之箭頭10B-10B之平面切斷圖9A所示之集光透鏡時之剖面圖。
圖11A係具有與圖10A之集光透鏡不同之形狀之集光透鏡中之包含垂直軸之平面上之剖面圖。
圖11B係利用圖11A所示之箭頭11B-11B之平面切斷圖11A所示之集光透鏡時之剖面圖。
圖12A係於自斜上方觀察實施形態3中之二次透鏡之形狀之狀態 下表示的立體圖。
圖12B係於自側面觀察圖12A所示之二次透鏡之狀態下表示的側視圖。
圖12C係自橫方向觀察由集光透鏡集聚之光入射至二次透鏡時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
圖12D係自垂直軸方向觀察由集光透鏡集聚之光入射至二次透鏡時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
圖13係自橫方向觀察由集光透鏡集聚之光入射至作為比較對象之二次比較透鏡時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
圖14A係三維地表示使用二次比較透鏡之情形時之太陽電池胞之胞面內之光強度分佈的光強度分佈圖。
圖14B係三維地表示使用本實施形態之二次透鏡之情形時之太陽電池胞之胞面內之光強度分佈的光強度分佈圖。
圖15A係於自斜上方觀察實施形態4中之二次透鏡之形狀之狀態下表示的立體圖。
圖15B係於自側面觀察圖15A所示之二次透鏡之狀態下表示的側視圖。
圖15C係於自頂面觀察圖15A所示之二次透鏡之狀態下表示的俯視圖。
圖15D係自橫方向觀察由集光透鏡集聚之光入射至二次透鏡時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
圖15E係自垂直軸方向觀察由集光透鏡集聚之光於圖15B所示之箭頭15E-15E之位置入射至二次透鏡時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
圖15F係自垂直軸方向觀察由集光透鏡集聚之光於圖15B所示之箭頭15F-15F之位置入射至二次透鏡時之集光及折射之狀態而概念性 地表示的概念圖。
圖16A係於自斜上方觀察二次比較透鏡之形狀之狀態下表示之立體圖。
圖16B係於自側面觀察二次比較透鏡之狀態下表示之側視圖。
圖16C係於圖16B之箭頭16C-16C之位置表示二次比較透鏡之剖面的剖面圖。
圖17A係於自斜上方觀察實施形態5中之二次透鏡之形狀之狀態下表示的立體圖。
圖17B係於自側面觀察圖17A所示之二次透鏡之狀態下表示的側視圖。
圖17C係表示圖17A所示之箭頭17C-17C之位置上之二次透鏡之外周形狀之狀態的剖面圖。
圖18A係於自集光透鏡側觀察作為先前例1之集光型太陽光發電裝置及集光型太陽光發電模組之狀態下表示的俯視圖。
圖18B係於沿著圖18A之箭頭18B-18B之剖面狀態下表示圖18A所示之集光型太陽光發電裝置及集光型太陽光發電模組的剖面圖。
圖19A係於集光透鏡側觀察作為先前例2之集光型太陽光發電裝置及集光型太陽光發電模組之狀態下表示的俯視圖。
圖19B係將應用於圖19A所示之集光型太陽光發電裝置及集光型太陽光發電模組之二次玻璃放大而模式性地表示光之集光狀態的模式圖。
以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。
<實施形態1>
圖1A及圖1B係對本發明之集光型太陽光發電模組之構成進行說明之概要圖，圖1A係自太陽光Lc之入射面觀察所得之俯視圖，圖1B 係圖1A之1B-1B線剖面圖。又，圖2A及圖2B表示實施形態1之二次透鏡之形狀，圖2A係側視圖，圖2B係立體圖。其中，圖2A之斜線表示下述之入射部之光學折射面之區域。
集光型太陽光發電模組20M係作為一次光學系統之集光透鏡2、作為二次光學系統之實施形態1之二次透鏡10A及太陽電池胞3作為一組而配置之集光型太陽光發電單元(以下，亦簡稱為單元)排列複數組而構成，為了獲得所需之電流與電壓，各個太陽電池胞以恰當之數量電性連接。1個單元為數十毫米至數百毫米之大小。
太陽電池胞3搭載於接收器基板4。保持板5保持接收器基板4，並與集光透鏡2對向。模組架6係以於集光透鏡2之光軸(與作為集光型太陽光發電模組20M之受光面之集光透鏡2垂直之方向即光學系統之光軸)Ax上配置太陽電池胞3之方式，保持集光透鏡2與保持板5。
二次透鏡10A搭載於太陽電池胞3之中央上部，使由集光透鏡2集聚之太陽光Lc折射並照射於太陽電池胞3。
透光性填充材料7填充於太陽電池胞3與二次透鏡10A之間，形成將太陽電池胞3、接收器基板4及二次透鏡10A固著之填充部。即，藉由二次透鏡10A、太陽電池胞3、接收器基板4及透光性填充材料7而構成太陽電池安裝體。
輸出纜線8係提取太陽電池胞3之輸出者。
遮光板9於太陽光Lc由集光透鏡2集聚時進行遮光，使得上述集聚之太陽光(集光光束)Lc不照射於輸出纜線8或接收器基板4等多餘之場所。
太陽光Lc係自與光軸Ax平行之方向入射，由集光透鏡2折射，而向太陽電池胞3之方向集光。
集光透鏡2中使太陽光Lc以朝向光軸Ax集光之方式折射之面成為光學折射面H1。又，考慮基於薄壁化之輕量化及材料成本之降低、 集光倍率之提高以及成型之加工性，於本實施形態中，集光透鏡2設為同心圓狀之菲涅耳透鏡。將該集光透鏡2形成為四邊形，並且使4個集光透鏡2縱橫排列而保持於模組架6。
作為集光透鏡2之材料，使用例如聚矽氧樹脂。然而，可對集光透鏡2之材料使用各種透光性材料，具體而言，可使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯樹脂)等丙烯酸系樹脂或聚碳酸酯、玻璃等。
作為太陽電池胞3，可使用包含Si、GaAs、CuInGaSe、CdTe等之無機太陽電池胞或染料敏化型太陽電池胞等有機太陽電池胞。又，太陽電池胞之構造可使用單一接面型胞、單一積體電路多接面型胞或將感度區域不同之多種太陽電池胞連接之機械疊層胞(mechanical stack cell)等。然而，作為集光型太陽光發電模組，尤其要求高效率性，因此，較佳為使用多接面型之太陽電池胞(例如InGaP/GaAs/Ge三接面型太陽電池胞)或機械疊層胞。於本實施形態中，使用三接面型太陽電池胞。又，關於太陽電池胞3之外形大小，就集光模組之一個目的即削減使用太陽電池材料之觀點而言，必需使其儘可能地小，使用數毫米至20毫米左右之太陽電池胞。
二次透鏡10A包含：入射部11，其包含與集光透鏡2對向且來自集光透鏡2之集光光束作為入射光而入射之第1面；及出射部12，其包含與太陽電池胞3對向且使自集光透鏡2入射之集光光束即入射光出射之第2面(參照圖2A)；使朝向入射部11之入射光自出射部12出射並導引至太陽電池胞3。此時之入射光進入入射部11之面為光學折射面H2(參照圖2A)。該二次透鏡10A係如上所述，經由透光性填充材料7而與太陽電池胞3及接收器基板4一體地接著固定於太陽電池胞3之上表面。
由於在二次透鏡10A之入射部11與出射部12之間設有無助於光學性之中間區域部13，故將太陽電池胞3及接收器基板4與二次透鏡10A 接著固定時，即便透光性填充材料7附著於二次透鏡10A之側面即中間區域部13，亦對太陽電池胞3之輸出特性無任何影響。又，同樣地，為了使二次透鏡10A相對於太陽電池胞3或光軸Ax正確地進行位置對準，此處雖未對其具體之構造進行例示，但於使用治具或其他恰當之構件之情形時，只要使其等抵接於中間區域部13而使用即可。藉此，可簡化集光型太陽光發電模組之製造步驟，而可更廉價且確實地進行集光型太陽光發電模組之組裝。
再者，作為二次透鏡10A之材料，較佳為於太陽電池胞3之感度波長區域具有較高之透射率且具有耐候性之材料，例如，可列舉玻璃或丙烯酸、聚碳酸酯等，但並不限定於該等，亦可為包含該等材料之複數層者。又，為了防止集光型太陽光發電模組內部之材料之紫外線劣化或二次透鏡10A之紫外線劣化，亦可於該等材料中添加恰當之紫外線吸收劑。又，為了降低太陽電池胞3之感度波長區域中之光反射率，可設置恰當之抗反射膜等。藉此，可降低二次透鏡10A之表面上之反射損耗，從而可使太陽電池胞3之輸出提高。於可如此般藉由抗反射膜而充分降低表面反射之情形時，作為二次透鏡10A之材料，可使用高折射率材料。進而，亦可設置使太陽電池胞3之感度波長區域以外之波長之光反射之UV(Ultraviolet，紫外線)反射膜或紅外線反射膜等。
此處，參照圖2A及圖2B，對實施形態1之二次透鏡10A更詳細地進行說明。
實施形態1之二次透鏡10A設為如下構成：入射部11之與光軸Ax垂直之方向之截面積隨著自集光透鏡2側(圖2A及圖2B中之上側)向太陽電池胞3側(圖2A及圖2B中之下側)靠近而單調遞增，並且入射部11之光學折射面H2相對於與光軸Ax垂直之方向之面F之傾斜角θ隨著自集光透鏡2側向太陽電池胞3側靠近而單調遞增，且具有至少1個傾斜 角θ單調遞增時傾斜角θ減少(變得平緩)之迴曲點14a(即，於自光軸Ax方向觀察之俯視時，通過迴曲點14a之迴曲線14)。於實施形態1中，迴曲點14a(迴曲線14)設為1個。即，於實施形態1中，入射部11設為上下重疊2段大致半球體所得之形狀(或者，於大致半球體之高度方向之中途向1段內側縮窄所得之形狀)。此處，於以下之說明中，將較迴曲線14更上側(集光透鏡2側)之入射部11之光學折射面設為第1光學折射面H2a，將較迴曲線14更下側(太陽電池胞3側)之入射部11之光學折射面設為第2光學折射面H2b。
根據該構成，第1光學折射面H2a及第2光學折射面H2b中，與光軸Ax垂直之方向之剖面形狀成為圓形狀，且與集光透鏡2之與光軸Ax垂直之方向之剖面形狀成為相似形。
藉由如此般使第1光學折射面H2a及第2光學折射面H2b之與光軸Ax垂直之方向之剖面形狀設為與集光透鏡2之光學折射面H1之與光軸Ax垂直之方向之剖面形狀相似，可使太陽電池胞3表面之集光效率提高。
圖3A係表示由集光透鏡2集聚之太陽光Lc入射至二次透鏡10A時之太陽光之集光路徑。又，圖3B係表示為了比較而將二次透鏡設為單純之大致半球體之形狀(弓形狀)之情形(以下，稱為比較例之二次透鏡)時之太陽光之集光路徑。
於實施形態1之二次透鏡10A中，如圖3A所示，入射至第1光學折射面H2a之太陽光Lc幾乎全部到達太陽電池胞3之表面，另一方面，關於入射至第2光學折射面H2b之太陽光Lc，因於迴曲線14之附近光學折射面之傾斜度變緩，故入射至第2光學折射面H2b之相對外側之太陽光Lc1於與不包含迴曲點之情形相比相對較高(集光透鏡2側)之位置向二次透鏡10A入射，從而到達太陽電池胞3之端。其結果，如三維地表示太陽電池胞3之表面(胞面)內之光強度分佈之圖4A所示，到 達太陽電池胞3之表面內之太陽光Lc係於太陽電池胞3之表面內緩和集中，而大致同樣地到達。於該例中，使用實施形態1之二次透鏡10A之情形時之光強度分佈之最大值成為略超過20之程度。
相對於此，於比較例之二次透鏡中，如圖3B所示，入射至相當於實施形態1之第2光學折射面H2b之透鏡下部側之太陽光Lc1因入射面之高度不足而無法確保光程長度，而未到達太陽電池胞3。另一方面，因不存在迴曲線14，故向相當於迴曲線14之下部附近之透鏡面入射之太陽光Lc2亦有朝向光軸中心之附近之傾向。其結果，如三維地表示太陽電池胞3之表面內之光強度分佈之圖4B所示，到達太陽電池胞3之表面內之太陽光Lc之光強度分佈係太陽電池胞3之中央部變高。於該例中，使用比較例之二次透鏡之情形時之光強度分佈之最大值成為略超過30之程度。於使用多接面型(例如三接面型)之太陽電池胞作為作為太陽電池胞3而使中~長波長區域之光集聚之情形時該傾向表現地更顯著。即，可知如下情況：藉由使用實施形態1之二次透鏡10A，可將太陽電池胞3之表面內之光強度分佈之最大值降低至使用比較例之二次透鏡之情形時之約三分之二，並且可使到達太陽電池胞3之表面內之太陽光Lc於表面內大致同樣地分佈。
即，於實施形態1中，藉由將二次透鏡10A之整體設為弓形狀且於該弓形狀之高度方向之中途設置傾斜度平緩之階差(迴曲點14a)，可緩和(分散)集聚於太陽電池胞3之表面之光之集中，而對太陽電池胞3之表面同樣地照射光。即，藉由於集光型太陽光發電模組20M中使用本發明之二次透鏡10A，可使太陽電池胞3之發電效率(轉換效率)提高。
又，於實施形態1之二次透鏡10A中，通過迴曲點14a之迴曲線14理想的是以於自光軸方向觀察之俯視時位於對向之太陽電池胞3之外側之方式形成。
藉由如此般使通過迴曲點14a之迴曲線14於俯視時位於太陽電池胞3之外側，可如上述般使入射至第2光學折射面H2b之相對外側之太陽光Lc1到達太陽電池胞3之表面之端，從而可對太陽電池胞3之表面同樣地照射光。
又，於實施形態1之二次透鏡10A中，自二次透鏡之頂部11a至迴曲點14a(迴曲線14)之區域即第1光學折射面H2a之與光軸垂直之方向之剖面形狀係與集光透鏡2之光學折射面H1之與光軸垂直之方向之剖面形狀相似。即，於本實施形態中，因將集光透鏡2設為同心圓狀之菲涅耳透鏡，故集光透鏡2之光學折射面H1之與光軸垂直之方向之剖面形狀為圓形狀，二次透鏡10A亦將第1光學折射面H2a之與光軸垂直之方向之剖面形狀設為圓形狀。
藉由如此般將第1光學折射面H2a之與光軸Ax垂直之方向之剖面形狀設為和與集光透鏡2之光學折射面H1之與光軸Ax垂直之方向之剖面形狀相似之形狀，可使自集光透鏡2出射之太陽光Lc向光軸Ax方向集中(即集中於太陽電池胞3之表面)，另一方面，藉由設置光學折射面H2之傾斜度平緩之迴曲點14a(迴曲線14)，可緩和集聚於太陽電池胞3之表面之太陽光Lc之集中(即，暫時使集中之光於太陽電池胞3之表面內自光軸中心沿半徑方向錯開而分散)。即，藉由光之集中與分散，可使更多之太陽光Lc同樣地照射於太陽電池胞3之表面，而可使太陽電池胞3之發電效率(轉換效率)提高。
於本實施形態中，作為太陽電池胞3，使用三接面型太陽電池胞(例如，InGaP(頂部胞)/GaAs(中部胞)/Ge(底部胞)之三接面型太陽電池胞)。於此情形時，以三接面型太陽電池胞中於短波長側具有感度區域之太陽電池胞(頂部胞)所對應之波長區域之光不入射至第2光學折射面H2b的方式，設定迴曲點14a(迴曲線14)之形成位置。此處，「以與頂部胞對應之波長區域之光不入射至第2光學折射面H2b之方式」 係指設計上以如上之方式構成，根據實際之使用環境，亦有因周圍溫度之變化或製造誤差等而略微入射之情形，可以說上述程度之入射在容許範圍內。即，設計上，於相較短波長區域之光入射之範圍更外側之位置形成迴曲點14a(迴曲線14)。藉此，與頂部胞對應之波長區域之光入射至第1光學折射面H2a，但不入射(嚴格而言，幾乎不入射)至第2光學折射面H2b。因此，可效率良好地將入射至頂部胞表面之波長區域之光集聚而對頂部胞照射光。
圖5A係表示與頂部胞對應之短波長區域之光Lcs入射至二次透鏡10A時之光之集光路徑。
與頂部胞對應之短波長區域之光Lcs係因光照射於波長色散極廣之範圍，故為了維持集光效率(光學效率)，而必需瞄準二次透鏡10之中心部使光集中而集光。於此情形時，如圖5A所示，若集光光束收束於與光軸Ax相距一定距離之範圍內，則可緩和入射至頂部胞之表面之短波長區域之光Lcs之集中，而對頂部胞之表面同樣地照射光，因此，可使與頂部胞對應之短波長區域之光Lcs之集光效率(轉換效率)提高。
又，於實施形態1之二次透鏡10A中，以入射至迴曲點14a(迴曲線14)之上部附近(邊界附近)之第1光學折射面H2a之特定波長之光在與光軸Ax交叉之後到達太陽電池胞3且入射至迴曲點14a(迴曲線14)之下部附近(邊界附近)之第2光學折射面H2b之特定波長之光在與光軸Ax交叉之前到達太陽電池胞3的方式，設定第1光學折射面H2a及第2光學折射面H2b之傾斜角度以及迴曲點14a(迴曲線14)之高度位置。
此處，上述特定波長可設為例如與中部胞對應之650~900nm之中波長區域。
圖5B係表示與中部胞對應之中波長區域之光Lcm入射至二次透鏡10A時之光之集光路徑。
如圖5B所示，中波長區域之光Lcm照射於相對狹窄之範圍內。又，由於集光透鏡2中之折射角小於短波長區域之光，故集光於較短波長區域更外側。因此，藉由設置迴曲點14a(迴曲線14)且使較迴曲線14更外側之光學折射面(即第2光學折射面H2b)之傾斜角度平緩，可效率良好地使向距離二次透鏡10A之光軸Ax較遠之外側入射之中波長區域之光Lcm集聚於中部胞池表面。於此情形時，藉由針對中波長區域之光Lcm而於迴曲點14a(迴曲線14)之高度方向之前後使入射後之光之前進方向分散成橫穿光軸Ax之方向(光Lcm1)與未橫穿光軸Ax之方向(光Lcm2)，而中波長區域之光同樣地照射於中部胞表面，因此，可使中部胞之轉換效率(輸出功率)提高。
又，於實施形態1之二次透鏡10A中，自迴曲點14a(迴曲線14)至太陽電池胞3之距離D1設定為自二次透鏡10A之頂點至太陽電池胞3之表面之距離D2之一半以上。
藉由如此般將自迴曲點14a至太陽電池胞3之表面之距離D1設為自二次透鏡10A之頂點至太陽電池胞3之表面之距離D2之一半以上，可於集光效率降低之近前側(頂點側)設置迴曲點14a(迴曲線14)。
圖6係表示將距離D1設為距離D2之一半以上之情形及將距離D1設為距離D2之一半以下之情形時之集光效率之模擬結果的圖表。
結果1係表示將距離D1設為距離D2之一半以上之情形(於該例中，將距離D1設為距離D2之63%之情形)時之模擬結果，結果2係表示將距離D1設為距離D2之一半以下之情形(於該例中，將距離D1設為距離D2之49%之情形)時之模擬結果。
再者，於該模擬中，設為如下情況：集光透鏡2之透鏡直徑：170mm見方、二次透鏡10A之高度：11.4mm、二次透鏡10A之出射部12之直徑：14.4mm 、太陽電池胞之直徑：4.5mm見方。
根據結果1，於頂部胞表面，光強度分佈大致同樣地分佈且為20 左右；於中部胞表面，光強度分佈大致同樣地分佈且為25左右；於底部胞表面，光強度分佈大致同樣地分佈且為30左右。
相對於此，根據結果2，於頂部胞表面，光強度分佈大致同樣地分佈且為20左右；於中部胞表面，光強度分佈為25左右且相較結果1存在凹凸，且略微觀察到集中於中央部之傾向。又，於底部胞表面，光強度分佈為40左右且相較結果1存在凹凸，且進一步觀察到集中於中央部之傾向。
其結果，於頂部胞中，與結果1相比，結果2中集光效率為98.4%(其中，於將結果1之集光效率設為100%之情形時，以下相同)而略微降低；於中部胞中，與結果1相比，結果2中集光效率為95.6%而進一步略微降低；於底部胞中，與結果1相比，結果2中集光效率為91.1%而進一步降低。反過來說，結果1之二次透鏡與結果2之二次透鏡相比，所有胞中集光效率均上升。鑒於實際之使用狀況，可以說以結果2之集光效率於實用基礎中亦可大體上獲得本案發明之二次透鏡之效果。
根據該等結果可知如下情況：藉由將距離D1設為距離D2之一半以上，可於實用基礎中充分獲得集光效率之提高。即，形成於二次透鏡10A之迴曲點14a(迴曲線14)之高度位置較佳為形成於自迴曲點14a至太陽電池胞3之表面之距離D1成為自二次透鏡10A之頂點至太陽電池胞3之表面之距離D2之一半以上般之高度位置。
<實施形態2>
繼而，對二次透鏡之實施形態2進行說明。
圖7A至圖7D係表示實施形態2之二次透鏡10B之形狀，圖7A係立體圖，圖7B係俯視圖，圖7C係自圖7A中箭號X1方向觀察所得之側視圖，圖7D係自圖7A中箭號X2方向觀察所得之側視圖。
實施形態2之二次透鏡10B與實施形態1之二次透鏡10A之不同點 在於如下方面：於實施形態2之二次透鏡10B中，於第2光學折射面H2b之周圍4個部位進一步形成有倒角部16。因此，於實施形態2之二次透鏡10B中，二次透鏡10B之第2光學折射面H2b之與光軸垂直之方向之剖面形狀係與集光透鏡2之光學折射面H1之與光軸垂直之方向之剖面形狀不相似。即，於本實施形態中，由於將集光透鏡2設為同心圓狀之菲涅耳透鏡，故集光透鏡2之光學折射面H1之與光軸垂直之方向之剖面形狀為圓形狀，與此相對，二次透鏡10B之第2光學折射面H2b係於周圍4個部位形成有倒角部16，其結果，其剖面形狀成為圓弧與直線依次連續之多邊形狀(大致八邊形狀)。
因此，於實施形態1中，如圖8A所示，向第2光學折射面H2b入射之太陽光Lc係於俯視時朝向光學中心P直線前進，但於實施形態2中，如圖8B所示，向倒角部16入射之太陽光Lc係於俯視時以遠離光軸中心P之方式折射，且以自光軸中心P擴散之方式分散地入射。其結果，該等太陽光Lc亦分散地到達太陽電池胞3表面。
即，於實施形態2之二次透鏡10B中，除實施形態1之二次透鏡10A所具有之上述作用效果(即，藉由設置迴曲點14a(迴曲線14)而避免向第2光學折射面H2b入射之太陽光Lc到達太陽電池胞3之中心，由此產生之向太陽電池胞3表面入射之太陽光Lc之分散與集中緩和之效果)以外，亦可進一步獲得由使入射至不相似部分即倒角部16之太陽光Lc於俯視時於水平方向上發生折射所產生的向太陽電池胞3表面入射之太陽光Lc之分散與集中緩和之效果，因此，藉由該等之協同效果，可進一步對太陽電池胞表面同樣地照射太陽光Lc。其結果，可使太陽電池胞3之發電效率(轉換效率)進一步提高。
再者，使二次透鏡之第2光學折射面之與光軸垂直之方向之剖面形狀係與集光透鏡之光學折射面之與光軸垂直之方向之剖面形狀不相似的二次透鏡之形狀並不限定於如實施形態2之二次透鏡10B般之形 狀(單純地對周圍4個部位實施倒角之形狀)，可兼顧集光透鏡2之剖面形狀而設為各種形狀。例如，於集光透鏡之光學折射面之剖面形狀為四邊形之情形時，二次透鏡之剖面形狀亦可為與實施形態1相同之圓形狀。
又，於本發明之集光型太陽光發電模組20M中，太陽電池安裝體係藉由於二次透鏡10與太陽電池胞3之間填充透光性填充材料7而將二次透鏡10A、10B與太陽電池胞3之間之空氣層排除。藉此，可抑制二次透鏡10A、10B與空氣層之界面上之光之反射，因此，可效率良好地將自二次透鏡10A、10B出射之光向太陽電池胞3導引，可提高集光效率而使發電效率(轉換效率)進一步提高。
<實施形態3>
參照圖9A至圖14B對本實施形態之二次透鏡100、集光型太陽光發電裝置30、集光型太陽光發電模組30M及太陽電池安裝體1進行說明。
圖9A係於自集光透鏡2側觀察本發明之實施形態3之集光型太陽光發電裝置30及集光型太陽光發電模組30M之狀態下表示的俯視圖。
圖9B係於沿著圖9A之箭頭9B-9B之剖面狀態下表示圖9A所示之集光型太陽光發電裝置30及集光型太陽光發電模組30M的剖面圖。再者，考慮圖式之易觀察性而局部施加表示剖面之影線。
集光型太陽光發電裝置30包含作為一次透鏡之集光透鏡2及太陽電池胞3。接收器基板4搭載太陽電池胞3。保持板5保持接收器基板4且與集光透鏡2對向。模組架6係以構成由集光透鏡2之中心(表面中心)2c與太陽電池胞3之中心(受光面中心)3c劃定之垂直軸Ax之方式將集光透鏡2與保持板5連結。二次透鏡100係與太陽電池胞3對向，且經由透光性材料填充部7而接著固定於太陽電池胞3及接收器基板4。
即，二次透鏡100係正對於太陽電池胞3而配置，使由集光透鏡2 集聚之光Lc(通常，具體而言為太陽光)折射後照射於太陽電池胞3。再者，二次透鏡100、太陽電池胞3、接收器基板4、透光性材料填充部7構成太陽電池安裝體1。又，集光型太陽光發電裝置30具有作動距離Wd(工件距離)作為集光透鏡2與太陽電池胞3之間之間隔。
透光性材料填充部7係由填充於太陽電池胞3與二次透鏡100之間之透光性材料所形成，於接收器基板4與二次透鏡100之間密封太陽電池胞3。輸出纜線8係連接於太陽電池胞3而提取太陽電池胞3之輸出。遮光板9對配置於太陽電池胞3之周邊之構件進行遮光，保護有因由集光透鏡2集聚之光Lc之照射而產生損傷之虞之構件(輸出纜線8等)。
太陽電池胞3較佳為發電效率較高之三接面型之化合物太陽電池。然而，並不限定於此，太陽電池胞3亦可為單晶或多晶之矽太陽電池胞或三接面以外之多接面型化合物太陽電池等。
集光透鏡2包含使光Lc以朝向配置於垂直軸Ax上之二次透鏡100集聚之方式折射之光學折射面H1。再者，通常，垂直軸Ax與集光透鏡2所具有之光軸一致。以下，包括集光透鏡2之光軸在內而簡單地設為垂直軸Ax。
集光透鏡2係利用例如聚矽氧樹脂而成形。於利用聚矽氧樹脂成形集光透鏡2之情形時，根據透鏡溫度之變化而折射率n發生變動。例如，折射率nD(D射線折射率即對於波長589nm之光之折射率)係於溫度20℃時成為1.412，於溫度40℃時成為1.405。
於假設集光透鏡2為焦距230mm之成像透鏡之情形時，自與集光透鏡2之中心2c於與垂直軸Ax垂直之方向上相距例如100mm之位置起，在透鏡溫度20℃時到達焦點位置之波長589nm之光，於透鏡溫度40℃時係以與集光透鏡2相距236mm之位置為焦點，且於與集光透鏡2相距230mm之位置處，通過於與垂直軸Ax垂直之方向上相距2.6mm的位置。由於對所有波長產生相同之像差，故而其結果，伴隨著透鏡 溫度之變動而集光光束(所集聚之光Lc構成之光之光束)之直徑發生變動，而對太陽電池胞3之輸出特性帶來影響。
根據本實施形態，由於與太陽電池胞3對向地配置二次透鏡100，故可吸收伴隨著集光透鏡2之溫度(光學特性)之變化的集光光束之直徑之變動。因此，將二次透鏡100之光學特性(透鏡形狀)設為怎樣之形狀直接關係到集光型太陽光發電裝置30之發電效率(光電轉換效率)，而為本實施形態之基本之構成要件。
再者，作為集光透鏡2之材料，例示了聚矽氧樹脂，但可對集光透鏡2之材料使用各種透光性材料，例如，可使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯樹脂)等丙烯酸系樹脂或聚碳酸酯、玻璃等。其中，就加工性之方面而言，多數情況下不使用玻璃。然而，對於加工性優異之PMMA等樹脂材料，與聚矽氧樹脂同樣地，存在折射率之溫度依存性較大之課題。
又，就基於薄壁化之輕量化、材料成本之降低、集光倍率之提高、成型之加工性等觀點而言，集光透鏡2係成形為同心圓狀之具有鋸齒之菲涅耳透鏡。對菲涅耳透鏡進行例示，但只要能夠使光Lc朝向二次透鏡100集聚，則亦可應用其他形狀之透鏡。
集光透鏡2係外周(外框)形成為四邊形，且1條邊之邊尺寸為L1。模組架6中，縱橫各排列並保持有2個集光透鏡2，而總共排列並保持有4個集光透鏡2。二次透鏡100、太陽電池胞3及接收器基板4對應於各集光透鏡2分別設置，並保持於共通之保持板5。4個集光透鏡2(集光型太陽光發電裝置30)係與保持板5、模組架6對向而彙集。即，本實施形態之集光型太陽光發電模組30M設為具備4個集光型太陽光發電裝置30之形態。
二次透鏡100之形狀(光學特性)係根據與集光透鏡2之形狀(光學特性)之關係而規定，因此，對實施形態3中應用之集光透鏡2之具體 例進行說明。
圖10A係自沿著圖9A之箭頭9B-9B之剖面狀態抽出之1個集光透鏡2之剖面圖。
圖10B係利用圖10A所示之箭頭10B-10B之平面切斷圖9A所示之集光透鏡2時之剖面圖。
集光透鏡2使光Lc朝向配置於垂直軸Ax上之二次透鏡100、太陽電池胞3集聚。集光透鏡2設為菲涅耳透鏡，且為了使光Lc集聚而菲涅耳透鏡之鋸齒形成為同心圓狀。再者，集光透鏡2亦可為成像型、非成像型中之任一個。
於本實施形態中，對二次透鏡100之形狀(光學特性)帶來影響之要素係規定集光透鏡2之集光特性之光學折射面H1與垂直軸Ax之位置關係。具體而言，利用與垂直軸Ax垂直之平面(箭頭10B-10B)切斷集光透鏡2之光學折射面H1時，將作為剖面(圖10B之影線圖形：環狀圖形)之邊緣而出現之邊緣形狀2e(線圖，此處，作為複數個同心圓而表現之圓)之相似形(使半徑不同之各種圓形狀)與二次透鏡100之形狀進行比較。即，邊緣形狀2e之相似形與二次透鏡100之形狀之關係為本發明之構成要素之一。
圖11A係具有與圖10A之集光透鏡2不同之形狀之集光透鏡2s中之包含垂直軸Ax之平面上之剖面圖。
圖11B係利用圖11A所示之箭頭11B-11B之平面切斷圖11A所示之集光透鏡2s時之剖面圖。
集光透鏡2s係於太陽電池胞3側呈凸狀之凸透鏡。藉由該種集光透鏡2s，亦可使光Lc朝向配置於垂直軸Ax上之二次透鏡100、太陽電池胞3集聚。因此，相對於二次透鏡100之形狀而設為比較對象之要素係表示規定集光透鏡2s之集光特性之光學折射面H1s與垂直軸Ax之關係的線圖。具體而言，利用與垂直軸Ax垂直之平面(箭頭11B-11B)切 斷集光透鏡2s之光學折射面H1s時，將作為剖面(圖11B之影線圖形：圓圖形)之邊緣而出現之邊緣形狀2se(單一地表現之圓)之相似形(圓形狀)與二次透鏡100之形狀進行比較。
集光透鏡2、2s係使光Lc朝向配置於垂直軸Ax上之二次透鏡100、太陽電池胞3集聚，因此，利用與垂直軸Ax垂直之平面(圖10A之箭頭10B-10B、圖11A之箭頭11B-11B)切斷光學折射面H1、H1s時，作為剖面(圖10B之環狀圖形、圖11B之圓圖形)之邊緣而出現之邊緣形狀2e、2se作為圓(或同心圓)而出現。然而，集光透鏡2、2s之形狀並不限定於此，為可朝向垂直軸Ax集光之形狀即可，並不限定於上述圓。
再者，設為邊緣形狀(邊緣形狀2e、2se)之相似形之原因在於：由於集光透鏡2、2s與二次透鏡100之相對之大小不同，故相互進行比較而規定光學特性(形狀)時，必需使大小對準，於已使大小對準之狀態下進行比較時，表示二次透鏡100之橫截面之外周形狀106(參照圖12D)與集光透鏡2、2s之剖面之邊緣形狀2e、2se之相似形不同。
又，二次透鏡100之至少一部分橫截面之外周形狀設為與邊緣形狀(邊緣形狀2e、2se)之相似形不同之形狀之原因在於：俯視(於垂直軸Ax之方向上觀察二次透鏡100之狀態)時使二次透鏡100之表面相對於光Lc之前進方向斜交，而可使光Lc折射。
利用與垂直軸Ax垂直之平面(圖10A中之箭頭10B-10B、圖11A中之箭頭11B-11B)切斷集光透鏡(2、2s)之光學折射面(H1、H1s)所得之剖面之邊緣形狀(2e、2se)係於複數個光學折射面H1配置成環狀之菲涅耳透鏡(圖10A)之情形時，為自以垂直軸Ax為中心之複數個同心圓中抽出之圓(邊緣形狀2e)；於至少一者包含單一之凸狀折射面之透鏡(圖11A)之情形時，為單一之圓(邊緣形狀2se)。再者，以下，未特別對光學折射面H1、光學折射面H1s加以區別而簡單地設為光學折射面 H1。又，未特別對邊緣形狀2e、邊緣形狀2es加以區別而簡單地設為邊緣形狀2e。
圖12A係於自斜上方觀察實施形態3中之二次透鏡100之形狀之狀態下表示的立體圖。
圖12B係於自側面觀察圖12A所示之二次透鏡100之狀態下表示的側視圖。
二次透鏡100包含：入射部101，其與集光透鏡2對向配置且入射有由集光透鏡2集聚之光Lc(入射光)；及出射部102，其與太陽電池胞3對向配置且使入射至入射部101之光Lc向太陽電池胞3出射。即，二次透鏡100係將入射至入射部101之入射光(光Lc)向出射部102導光，並使出射光(光Lc)自出射部102向太陽電池胞3照射。又，二次透鏡100係於入射部101與出射部102之間包含成為導光路徑之基台部103。入射部101、出射部102、基台部103係為了高精度地實現作為二次透鏡100之光學特性而一體地形成。
入射部101包含與集光透鏡2對向之頂部104、接續於頂部104而配置(形成)之中間部105a、及接續於中間部105a而配置(形成)且與出射部102對向之中間部105b。即，中間部105a及中間部105b構成位於頂部104與出射部102之間且光Lc入射之中間部105。再者，於無需特別對中間部105a與中間部105b加以區別之情形時，有時簡單地設為中間部105。又，出射部102形成為與太陽電池胞3對向之平面狀。
基台部103係對應於太陽電池胞3之晶片形狀而形成為大致四邊形，中間部105b因相對於基台部103連續地配置而形成為四角錐台，中間部105b之表面包含4個平面(折射面)。中間部105a因相對於中間部105b連續地配置而與中間部105b同樣地形成為四角錐台，中間部105a之表面包含4個平面(折射面)。
中間部105a之上端直接成為頂部104，頂部104形成為四邊形。 即，中間部105a(四角錐台)之上端成為頂部104，中間部105a之下端與中間部105b之上端一致，且中間部105b之下端與基台部103一致。又，基台部103之下端構成出射部102。
因此，二次透鏡100係以出射部102為基準而形成為具有1個頂部之山形之立體形狀。即，中間部105形成為與通過出射部102之中心102c及頂部104之中心104c之直線(通常，與垂直軸Ax一致)垂直之方向上之橫截面之面積隨著自頂部104向出射部102靠近而增加的形狀。藉由該構造，可使光Lc朝向太陽電池胞3折射或集聚。
由集光透鏡2之中心2c與太陽電池胞3之中心3c劃定之垂直軸Ax係相對於通過二次透鏡100中之出射部102之中心102c及頂部104之中心104c之直線實質上對準位置而一致，因此，以下，亦簡單地設為垂直軸Ax。
垂直軸Ax根據二次透鏡100之整體形狀，有時會自出射部102之中心102c、頂部104之中心104c偏離。然而，通常，二次透鏡100整體上相對於垂直軸Ax對準位置，因此，以下，視為垂直軸Ax與通過出射部102之中心102c及頂部104之中心104c之直線實質上一致而進行說明。又，即便稍微存在移位，作用亦同等。
再者，基台部103設為不具有透鏡功能之構成。即，基台部103設為不使光Lc折射或分散等而僅僅使光Lc自入射部101向出射部102導光之導光路徑。因此，基台部103係將搭載有太陽電池胞3之接收器基板4與二次透鏡100接著固定時，即便透光性材料填充部7之透光性材料附著於基台部103之外周面，亦不會對太陽電池胞3之輸出特性有任何影響。
又，於使二次透鏡100(通過出射部102之中心102c及頂部104之中心104c之直線)相對於垂直軸Ax(集光透鏡2及太陽電池胞3)對準位置之情形時，可使治具及其他恰當之構件抵接於基台部103之外周面(側 面)而正確地進行處理。因此，基台部103可簡化集光型太陽光發電裝置30之製造步驟，而可更廉價且確實地進行集光型太陽光發電裝置30(集光型太陽光發電模組30M)之組裝。
中間部105中，中間部105a、中間部105b形成為四角錐台，因此分別包含脊線部107。之後就對於脊線部107之倒角進行敍述。
圖12C係自橫方向觀察由集光透鏡2集聚之光Lc入射至二次透鏡100時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
圖12D係自垂直軸Ax方向觀察由集光透鏡2集聚之光Lc入射至二次透鏡100時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
二次透鏡100(入射部101(中間部105b)之下端、基台部103)之透鏡寬度L3即四邊形之一邊之長度設定為大於太陽電池胞3之晶片大小即晶片之一邊之長度L2(胞尺寸L2)，設為可使光Lc導光(照射)於太陽電池胞3(電池之受光面)之整體之構成。
藉由使由集光透鏡2折射而集聚之光Lc中本來不到達太陽電池胞3之光Lcs亦於二次透鏡100(入射部101之中間部105b)再次折射而可使其到達太陽電池胞3的方式，規定入射部101之形狀。
即，若設想不存在二次透鏡100之情形，則由集光透鏡2集聚之光Lc中之光Lcs直線前進而自太陽電池胞3偏離。然而，由於配置有二次透鏡100，故光Lcs係藉由將表面設為平面之中間部105b中之折射作用，而作為光Lcr到達太陽電池胞3，從而有助於光電轉換。
又，同樣地，設想為朝向太陽電池胞3直線前進之光Lcq係藉由中間部105a中之折射作用，而作為光Lcp於自光Lcq偏移之位置照射於太陽電池胞3。
即，由於配置有中間部105(二次透鏡100)，故朝向太陽電池胞3前進之光Lc係於入射部101(中間部105)之表面再次折射，產生相對於垂直軸Ax而沿著軸之方向上之折射(圖12C)即使焦點位置移動之方向 上之折射，且同時產生投影於與軸垂直之平面上時出現之俯視時之折射(圖12D，於與垂直軸Ax交叉之平面抑制光之集中之折射(橫方向折射))。因此，可抑制朝向太陽電池胞3集聚之光Lc於太陽電池胞3之中央附近過度集中。
進一步對使光Lc折射之二次透鏡100之外形及基於外形之作用進行說明。
可於中間部105(中間部105a)之光Lcp折射之位置上抽出與垂直軸Ax垂直之方向上之橫截面之外周形狀106a。外周形狀106a(包含其之表面)因相對於光Lc斜交故使光Lc折射。又，可於中間部105(中間部105b)之光Lcr折射之位置上抽出與垂直軸Ax垂直之方向上之橫截面之外周形狀106b。外周形狀106b(包含其之表面)因相對於光Lc斜交故使光Lc折射。再者，以下，於無需特別對外周形狀106a、外周形狀106b加以區別之情形時，有時簡單地設為外周形狀106。
即，外周形狀106(四邊形)係與利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷集光透鏡2之光學折射面H1所得之剖面之邊緣形狀2e(圓)之相似形(圓)不同的形狀，因此，使朝向垂直軸Ax集聚之光Lc折射，而可防止光Lc極度集中於太陽電池胞3之中央部。
又，中間部105(中間部105a、中間部105b)之表面之傾斜度係靠近出射部102之一側(中間部105b)大於靠近頂部104之一側(中間部105a)。即，二次透鏡100係位於遠離垂直軸Ax之一側之中間部105b之表面之傾斜度較位於靠近垂直軸Ax之一側之中間部105a之表面之傾斜度陡，因此，使未應用二次透鏡100之情形時集聚於遠離太陽電池胞3(受光面)之中心之位置之光Lc(光Lcs)於沿著垂直軸Ax之方向上朝向太陽電池胞3以更陡之角度折射，從而提高集光效率。又，使光Lc於具有不同之傾斜度之頂部104側之中間部105a與出射部102側之中間部105b該兩者發生折射而使焦點位置於垂直軸Ax方向上發生變動， 因此，可緩和垂直軸Ax方向上之光Lc之集中。
再者，中間部105a及中間部105b分別形成為角錐台，因此，表面具有一定之傾斜角度。關於中間部105之表面之傾斜度(表面傾斜角)，可利用中間部105之表面與垂直於垂直軸Ax之平面之間之角度定義傾斜之程度(緩急)。
因此，形成為靠近出射部102之一側之中間部105b之表面傾斜角即第1傾斜角θ1(第1傾斜角θ1<90度)大於靠近頂部104之一側之中間部105a之表面傾斜角即第2傾斜角θ2的形狀。即，由於第1傾斜角θ1大於第2傾斜角θ2，故使不存在二次透鏡100之情形時到達遠離太陽電池胞3之位置之光Lc以更陡之角度折射而提高集光特性。
如上所述，本實施形態之二次透鏡100係用於包含太陽電池胞3及將光Lc集聚而照射於太陽電池胞3之集光透鏡2的集光型太陽光發電裝置30，且包含光Lc入射之入射部101、及使入射至入射部101之光Lc向太陽電池胞3出射之出射部102。又，入射部101包含與集光透鏡2對向之頂部104、及位於頂部104與出射部102之間之中間部105，中間部105係與由通過集光透鏡2之中心2c及太陽電池胞3之中心3c之直線劃定之垂直軸Ax垂直之方向上之橫截面之面積隨著自頂部104向出射部102靠近而增加，且至少一部分橫截面之外周形狀106係與利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷集光透鏡2之光學折射面H1所得之剖面之邊緣形狀2e之相似形不同的形狀。
因此，本實施形態之二次透鏡100係與由通過集光透鏡2之中心2c及太陽電池胞3之中心3c之直線劃定之垂直軸Ax垂直之方向上之中間部105(中間部105a、105b)之橫截面之面積自頂部104朝向出射部102增加(單調遞增)，且至少一部分橫截面之外周形狀106(外周形狀106a、外周形狀106b)為與利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷集光透鏡2之光學折射面H1所得之剖面之邊緣形狀2e之相似形不同的形狀，因 此，由集光透鏡2朝向二次透鏡100集聚之光Lc藉由中間部105之外周形狀106而折射，因此，可防止所集聚之光Lc於太陽電池胞3之中央附近過度集中而抑制表示太陽電池胞3之電氣特性之優異程度之FF(填充因數)之降低，從而提高太陽電池胞之發電效率。
又，於二次透鏡100中，外周形狀106較佳為多邊形。因此，二次透鏡100係因外周形狀106為多邊形而可使所集聚之光Lc之大部分於多邊形之各邊折射，因此，確實地實現集光之緩和而進一步抑制FF之降低。
外周形狀106中之多邊形較佳為正多邊形。又，除作為以四角錐台出現之外周形狀106之四邊形以外，亦可設為六邊形、八邊形等。
如上所述，中間部105之表面中至少一部分包含平面即可。即，於二次透鏡100中，較佳為中間部105之表面之至少一部分為平面。根據該構成，二次透鏡100中中間部105之表面包含平面，因此，可將中間部105之橫截面之外周形狀106設為與對於利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷所得之集光透鏡2之剖面之邊緣形狀2e之相似形不同的形狀。
可對出現於中間部105之表面之脊線部107實施適當之倒角，上述情形時之多邊形可作為偽多邊形而掌握，如上所述之偽多邊形亦包含於本實施形態中之多邊形內。作為倒角，可應用C倒角、R倒角等。
即，於二次透鏡100中，較佳為中間部105之表面包含脊線部107，且脊線部107經倒角處理。根據該構成，二次透鏡100中對中間部105所具有之脊線實施倒角，因此，可避免脊線部107中之光散射所致之光學損耗，且可防止於生產步驟中進行處理時產生損傷(裂紋、碎片等碎屑)。
於二次透鏡100中，中間部105之表面之傾斜度較佳為靠近出射 部102之一側(中間部105b)大於靠近頂部104之一側(中間部105a)。根據該構成，二次透鏡100中，出射部102側之中間部105(中間部105b)之傾斜度大於頂部104側之中間部105(中間部105a)之傾斜度，因此，使未應用二次透鏡100之情形時到達遠離太陽電池胞3(受光面)之中心之位置之光Lc於沿著垂直軸Ax之方向上朝向太陽電池胞3以更陡之角度折射，從而提高集光效率。又，由於在中間部105之表面使光Lc於具有不同之傾斜度之頂部104側(中間部105a)與出射部102側(中間部105b)該兩側發生折射，故可使焦點位置於垂直軸Ax方向上發生變動而緩和垂直軸Ax方向(垂直方向)上之光Lc之集中。再者，傾斜角之定義如上所述。
更具體而言，較佳為靠近出射部102之一側(中間部105b)之表面傾斜角即第1傾斜角θ1大於靠近頂部104之一側(中間部105a)之表面傾斜角即第2傾斜角θ2。根據該構成，二次透鏡100因使中間部105中之出射部102側之表面(中間部105b)所具有之第1傾斜角θ1大於中間部105中之頂部104側之表面(中間部105a)所具有之第2傾斜角θ2，故使不存在二次透鏡100之情形時到達遠離太陽電池胞3之位置之光Lc(光Lcs)以更陡之角度折射，因此，可提高集光效率。
二次透鏡100之頂部104較佳為平面。根據該構成，二次透鏡100因頂部104為平面故使朝向太陽電池胞3集聚之光Lc不過剩地折射而確實地向太陽電池胞3導光，因此，可提高集光效率，且可抑制作為二次透鏡100之透鏡效果之光Lc之集中，從而進一步抑制FF之降低。
又，二次透鏡100之頂部104亦可為凸狀之曲面而代替平面。根據該構成，二次透鏡100因頂部104為曲面故於作為整體之光Lc之集中得到緩和之狀態下效率良好地將由集光透鏡2集聚於頂部104之光Lc向太陽電池胞3導光，因此，可抑制FF之降低，並且可抑制所入射之光Lc之角度偏移、太陽電池胞3之位置偏移等所致之輸出電流之降低而 使太陽電池胞3之發電量增加。
又，二次透鏡100較佳為包含配置於出射部102與中間部105之間且與中間部105一體化之基台部103。根據該構成，二次透鏡100因包含配置於出射部102與中間部105之間且與中間部105一體化之基台部103故可利用基台部103對二次透鏡100進行處理，因此，不會損害二次透鏡100之光學特性，且製造步驟中之處理、成型等變得容易而可使製造步驟合理化，從而可提高生產效率而降低構件成本。
又，二次透鏡100之出射部102及基台部103較佳為外周形成為四邊形。根據該構成，二次透鏡100因出射部102及基台部103之外周形成為四邊形故可於製造步驟中有效率地排列多數個而進行製造，例如可提高模具成型中之生產效率而降低構件成本。再者，出射部102及基台部103中之四邊形無需為完整之四邊形，亦可為實施倒角之大致四邊形。
又，二次透鏡100之基台部103之高度較佳為0.5mm以上。根據該構成，二次透鏡100因將基台部103之高度(中間部105之基台部103側與出射部102之間之長度(基台部103之厚度))設為0.5mm以上故確保一定之厚度，因此，於利用治具之處理中不易產生碎屑(碎片)等不良。又，二次透鏡100係於經由透光性材料(透光性材料填充部7)而與太陽電池胞3對向之情形時，即便於透光性材料附著於側面(基台部103)時，亦不會產生光學損耗。
再者，基台部103之高度之上限係考慮作為導光路徑之損耗、作業性(操作性)、出射部102與頂部104之間之尺寸之限制等而設為適當之值。具體而言，將二次透鏡100之頂部104與垂直軸Ax交叉之點和太陽電池胞3之受光面之間之二次集光距離設為Dd時，二次集光距離Dd滿足集光型太陽光發電裝置30中規定之特定之條件即可。
二次透鏡100之入射部101較佳為於表面包含抗反射膜。根據該 構成，二次透鏡100因於入射部101之表面包含抗反射膜故可抑制所集聚之光Lc於表面反射而降低表面反射所致之損耗，因此，使太陽電池胞3之輸出提高。又，由於在表面包含抗反射膜，故可應用高折射率(例如折射率為1.80以上)之透鏡材料。
又，二次透鏡100較佳為由透光性光學材料所形成，透光性光學材料較佳為對於D射線(589.3nm)之折射率nD大於1.35且小於1.80，且折射率之溫度依存性之絕對值小於1×10-4。
根據該構成，二次透鏡100因折射率在1.35~1.80之範圍內，故可確保作為折射元件之二次透鏡100之效果而抑制表面之反射率，從而維持集光效率較高，且即便於伴隨著由集光所引起之溫度上升而折射率發生變動時，亦可抑制集光特性之變動，因此，可確保穩定之光學特性而維持較高之效率。
二次透鏡100之材料可使用例如硼矽酸玻璃(代表性地列舉Schott公司之BK7)。BK7之折射率係nD=1.517，折射率之溫度係數為-2×10-6。二次透鏡100之材料並不限定於硼矽酸玻璃，可使用恰當之透光性材料。具體而言，亦可使用聚矽氧樹脂或石英玻璃等其他光學玻璃，若折射率較低則無法獲得充分之透鏡效果，若折射率較高則入射至二次透鏡100時之表面反射所引起之損耗變大。
更具體而言，若利用折射率nD為1.35之材料製成二次透鏡100，則與BK7相比折射角減小10%左右，因此，透鏡效果較小，尤其是入射至二次透鏡100之外側之光Lc不到達太陽電池胞3之比例變大。又，若利用折射率nD為1.80之材料製成二次透鏡100，則估計表面上之反射損耗大體上增加5%，因此，有太陽電池胞3之輸出降低之虞。
又，若使用二次透鏡100之材料之折射率之溫度依存性之絕對值即折射率溫度係數之絕對值為1×10-4般之材料，則於二次透鏡100之溫度上升例如100℃之情形時，折射率改變0.01，因此，若假設折射 率nD為1.50則於溫度上升前後折射角大約變動1%，其結果，根據條件，存在例如光強度之最大值變動5%左右等對輸出之穩定性帶來影響之可能性。
以上，以本實施形態之二次透鏡100為中心進行了說明，以下對應用二次透鏡100之太陽電池安裝體1、應用太陽電池安裝體1之集光型太陽光發電裝置30、應用集光型太陽光發電裝置30之集光型太陽光發電模組30M進行說明。
本實施形態之太陽電池安裝體1包含：二次透鏡100，其入射有由集光透鏡2集聚之光Lc；太陽電池胞3，其與二次透鏡100對向配置並對自二次透鏡100出射之光Lc進行光電轉換；及接收器基板4，其安裝有太陽電池胞3；二次透鏡100係本實施形態之二次透鏡100，於二次透鏡100與太陽電池胞3之間包含填充有透光性材料之透光性材料填充部7。
因此，本實施形態之太陽電池安裝體1係因於二次透鏡100與太陽電池胞3之間包含填充有透光性材料之透光性材料填充部7而將二次透鏡100與太陽電池之間之空氣層排除，故可抑制二次透鏡100與空氣層之界面上之光Lc之反射，因此，可效率良好地將自二次透鏡100出射之光Lc向太陽電池胞3導引而提高太陽電池胞之電氣特性。
再者，填充於透光性材料填充部7之透光性材料係例如透光性樹脂材料(聚矽氧樹脂及其他材料)、玻璃系無機材料等。
於太陽電池安裝體1中，透光性材料填充部7之厚度較佳為0.3mm以上2mm以下。根據該構成，太陽電池安裝體1係因形成於二次透鏡100與太陽電池胞3之間之透光性材料填充部7之厚度為0.3mm至2mm，故可確保製造步驟中之控制性，且可抑制透光性材料填充部7中之光損耗而防止導光效率之降低，因此，可確保所需之電氣特性。
即，關於出射部102之表面與太陽電池胞3之表面之間隔(透光性 材料填充部7之厚度)，若過近則有製造步驟中之控制性降低之虞，且若過度分開則有因透光性材料填充部7中之光Lc之吸收、散射等而導光效率降低之虞，因此，較佳為設為約0.3mm~2mm。
本實施形態之集光型太陽光發電裝置30之特徵在於包含：集光透鏡2，其將光Lc集聚；二次透鏡100，其使自集光透鏡2入射之光Lc出射；及太陽電池胞3，其對自二次透鏡100出射之光Lc進行光電轉換；二次透鏡係本實施形態之二次透鏡100。
因此，本實施形態之集光型太陽光發電裝置30係即便於產生入射光(光Lc)之角度偏移、太陽電池胞3之配置誤差等之情形時，亦可效率良好地將入射至二次透鏡100之光Lc集聚且避免光之過度集中，因此，可提高太陽電池(太陽電池胞3)之發電效率而提高電氣特性。
又，於本實施形態之集光型太陽光發電裝置30中，將集光透鏡2在與垂直軸Ax垂直之方向上所具有之邊尺寸設為L1(圖9A、圖9B)，將太陽電池胞3在與垂直軸Ax垂直之方向上所具有之胞尺寸設為L2(圖12C)，將集光透鏡2與太陽電池胞3之間之作動距離設為Wd(圖9B)之情形時，將自二次透鏡100之頂部104與垂直軸Ax交叉之點(中心104c，圖12B)和太陽電池胞3之受光面之間之二次集光距離設為Dd時，Dd較佳為Wd．L2/L1之1.2倍至1.8倍。
因此，本實施形態之集光型太陽光發電裝置30可高精度且效率良好地將入射至二次透鏡100之光Lc集聚，且高精度地避免光Lc之過度集中，因此，可提高太陽電池(太陽電池胞3)之發電效率而提高電氣特性。
又，由於將二次集光距離Dd設為較Wd．L2/L1之值大致大2成，且使其小於Wd．L2/L1之值之2倍，故可確保妥當之大小。即，設為Dd=(1.2~1.8)．Wd．L2/L1而將二次集光距離Dd控制於特定之範圍內，藉此可改善光學特性，且可解決對於二次透鏡100之生產步驟中之課題(生 產性、製造成本等)。
例如，設為集光透鏡2之邊尺寸L1=170mm、太陽電池胞3之胞尺寸L2=5mm、作動距離Wd=250mm時，Wd．L2/L1=250×5/170=7.35。自係數1.2~1.8之範圍內選擇例如1.4而算出二次集光距離Dd時，成為7.35×1.4=10.29，因此，二次集光距離Dd決定為10mm左右。又，基台部103之平面尺寸中，透鏡寬度L3=12mm。
較佳為本實施形態之集光型太陽光發電模組30M係組合複數個集光型太陽光發電裝置而形成者，集光型太陽光發電裝置為本實施形態中記載之集光型太陽光發電裝置30，集光透鏡2於單一之透光性基板(省略圖示)上配置有複數個，太陽電池胞3於單一之保持板5上配置有複數個。
因此，本實施形態之集光型太陽光發電模組30M藉由於單一之透光性基板上進行集光透鏡2之定位，且於單一之保持板5上進行太陽電池胞3之定位，可統一地實施定位而容易製造高精度地定位之集光型太陽光發電模組30M，因此，可提高生產性而降低製造成本，同時可提高電氣特性。
又，集光型太陽光發電模組30M之特徵在於：複數個太陽電池胞3各自個別地搭載於接收器基板4，複數個接收器基板4搭載於保持板5。根據該構成，集光型太陽光發電模組30M因將各個太陽電池胞3搭載於各個接收器基板4而進行生產，故太陽電池胞3之處理變得容易且作業性提高，因此可使生產性進一步提高。
繼而，參照圖13至圖14B對本實施形態之二次透鏡100與二次比較透鏡35之光學特性(光強度分佈)進行比較。
圖13係自橫方向觀察由集光透鏡2集聚之光Lc入射至作為比較對象之二次比較透鏡35時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
對於本實施形態之二次透鏡100之作為比較對象之二次比較透鏡35包含將光Lc集聚之入射部35c、及支撐入射部35c之基台部35b。入射部35c相當於二次透鏡100之入射部101且形成為半球狀。即，二次比較透鏡35中相當於二次透鏡100之頂部104、中間部105之部分形成為半球狀。由於形成為半球狀，故對光Lc造成極大之透鏡作用。
二次比較透鏡35係對所入射之光Lc作用由入射部35c所產生之透鏡效果，因此，光Lc進一步向中央部集聚，而入射至太陽電池胞3之表面之光Lc集聚於更窄之區域。即，太陽電池胞3之電氣特性之FF有可能降低。因此，於未使用二次透鏡100之情形時，藉由集光透鏡2而朝向二次比較透鏡35折射之光Lc係根據集光透鏡2與太陽電池胞3之間之作動距離Wd或光Lc之波長、透鏡溫度等條件而光集中於太陽電池胞3之中心附近之極窄之區域，而難以穩定地獲得良好之FF。
如上所述，本實施形態之二次透鏡100包含含有具有第1傾斜角θ1、第2傾斜角θ2該2個不同之傾斜角之平面之中間部105a、中間部105b，因此，光Lc根據各個不同之角度而折射，而光Lc不會過度集中於太陽電池胞3之中央附近。
即，根據二次透鏡100，朝向垂直軸Ax之光(光Lcq：圖12C)入射至二次透鏡100時，亦向橫方向折射而成為光Lcp(圖12C)，因此未通過垂直軸Ax。因此，即便作動距離Wd等條件發生變動，到達太陽電池胞3之中心之光亦較少，而可避免太陽電池胞3之面上之光集中，因此，可穩定地獲得良好之FF。
例如，若不使用二次透鏡100、二次比較透鏡35而直接將由集光透鏡2集聚之光Lc照射於太陽電池胞3，則獲得輸出電流2.5A、FF0.80之輸出。又，於相同之條件下，插入二次比較透鏡35之情形時，獲得輸出電流2.6A、FF0.60。即，二次比較透鏡35因對於垂直軸Ax附近之集光被強化故FF降低。
相對於此，於相同之條件下，使用二次透鏡100之情形時，獲得輸出電流2.8A、FF0.80。即，本實施形態之二次透鏡100可於維持FF之狀態下大幅度改善輸出電流。因此，二次透鏡100可抑制光Lc之入射角度之偏移、太陽電池模組之組裝誤差、集光透鏡2之溫度變化所致之像差之產生等影響，而保持太陽電池胞3之輸出電流。
又，於未使用二次透鏡100之情形時，透鏡溫度偏移±5℃時或者入射角度偏移±0.2度時，輸出電流之損耗達到5%，與此相比，於使用實施形態3之二次透鏡100之情形時，藉由光學模擬確認到如下情況：相對於相同之溫度之偏移、相同之入射角度之偏移，可將輸出電流之損耗分別抑制為2%。
圖14A係三維地表示使用二次比較透鏡35之情形時之太陽電池胞3之胞面內之光強度分佈的光強度分佈圖。
圖14B係三維地表示使用本實施形態之二次透鏡100之情形時之太陽電池胞3之胞面內之光強度分佈的光強度分佈圖。
於二次比較透鏡35之情形(圖14A)時，成為光強度分佈之最大值超過150a.u.(任意單位)且相對於強度c位準(0~50a.u.)而強度a位準(100~150a.u.)、強度b位準(50~100a.u.)於中央部突出之狀態，光Lc集中於太陽電池胞3之中央部。
於二次透鏡100之情形(圖14B)時，光強度分佈之最大值為50a.u.左右，而可將太陽電池胞3之面內之光強度降低至約三分之一。因此，獲得如上所述之作用效果。
<實施形態4>
參照圖15A至圖15F及圖16A至圖16C對本實施形態之二次透鏡200進行說明。再者，本實施形態相對於實施形態3而僅二次透鏡200之形狀(作用)不同，主要針對二次透鏡200對與二次透鏡100不同之事項進行說明。又，關於集光型太陽光發電裝置30、集光型太陽光發電 模組30M、太陽電池安裝體1，由於與實施形態3相同，故省略說明。
圖15A係於自斜上方觀察實施形態4中之二次透鏡200之形狀之狀態下表示的立體圖。
圖15B係於自側面觀察圖15A所示之二次透鏡200之狀態下表示的側視圖。
圖15C係於自頂面觀察圖15A所示之二次透鏡200之狀態下表示的俯視圖。
二次透鏡200係對應於實施形態3之二次透鏡100之入射部101、出射部102及基台部103而包含入射部201、出射部202及基台部203。入射部201包含與集光透鏡2對向之頂部204、及配置於頂部204與出射部202之間之中間部205。
中間部205包含形成為曲面之中間部205a。中間部205a(曲面)係例如包括頂部204在內之半球狀(半球體)，最大直徑部分(下端)與出射部202(基台部203)對向配置。
又，無需於頂部204與中間部205a之間特別配置邊界而作為半球體之部分一體且連續地形成。更具體而言，於自側面觀察之狀態下，形成為頂部204之曲面(出現在側面之曲線)所具有之曲率大於中間部205a之曲面(出現在側面之曲線)所具有之曲率的形狀(參照曲面形成為與二次透鏡200相同之形狀之二次比較透鏡37之側視圖(圖16B))。
再者，將中間部205a設為半球狀而進行說明，但亦可為例如應用橢圓體而形成之形狀或者具有更多之曲率而於頂部204側與出射部202(基台部203)側之間使曲率階段性地發生變化之形狀等其他形狀之曲面。
基台部203係俯視(自垂直軸Ax之方向觀察之狀態)時以矩形(四邊形)為基本形，且包含相當於矩形之頂點部分之角部203c。角部203c與中間部205a(半球體)之最大直徑部分之圓之圓弧一致。再者，基台 部203設為與基台部103相同之高度(厚度)。
中間部205與基台部203合為一體，中間部205之下端與基台部203之上端之外周形狀一致。因此，中間部205a之最大直徑部分(連著基台部203之部分)係位於4個部位之角部203c之間之邊部分(角部203c以外之部分)與基台部203之側面(平面)一致，且由平面(中間部205b)切斷。即，中間部205a之下端係圓(半球體)之一部分由中間部205b切去而與基台部203之側面(平面)一致。
中間部205包含相對於半球體之中間部205a而自基台部203之側面立起而將半球體之一部分切斷之平面(中間部205b)。中間部205b係設為於下端側之4個部位切斷半球體之中間部205a後，對準基台部203之4個平面(側面)而對稱配置於4個部位之壁面。
又，中間部205b具有由與垂直於垂直軸Ax之平面之間之角度規定之第1傾斜角θ3(第1傾斜角θ3<90度)。又，中間部205b之第1傾斜角θ3係相對於靠近頂部204之一側之中間部205a之傾斜度(第2傾斜角θ4)更向沿著垂直軸Ax之方向傾斜。相對於第1傾斜角θ3，而於箭頭15E-15E(圖15B)之附近之位置表示靠近頂部204之一側之表面傾斜角即第2傾斜角θ4。再者，第2傾斜角θ4未必必需利用箭頭15E-15E之位置而規定，可利用靠近頂部204之一側之中間部205而適當規定。
於中間部205，於中間部205a與中間部205b之間形成有脊線部207。可與脊線部107同樣地對脊線部207實施適當之倒角。
圖15D係自橫方向觀察由集光透鏡2集聚之光Lc入射至二次透鏡200時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
圖15E係自垂直軸Ax方向觀察由集光透鏡2集聚之光Lc於圖15B所示之箭頭15E-15E之位置入射至二次透鏡200時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
圖15F係自垂直軸Ax方向觀察由集光透鏡2集聚之光Lc於圖15B所 示之箭頭15F-15F之位置入射至二次透鏡200時之集光及折射之狀態而概念性地表示的概念圖。
於二次透鏡200中，靠近頂部204之一側之中間部205a中與垂直軸Ax垂直之方向上之橫截面(圖15B所示之箭頭15E-15E之位置)具有外周形狀206a(圖15E)。
中間部205a係基本形狀為半球體，因此，靠近頂部204之一側之外周形狀206a出現半球體之剖面(端面)，而成為圓形。由於集光透鏡2之邊緣形狀2e為以垂直軸Ax為中心之圓，故向外周形狀206a入射之光Lc係於外周形狀206a中之入射點不相對於表面斜交而垂直地入射。
因此，入射至外周形狀206a之光Lc係俯視時直接直線前進(圖15E)。然而，側視時，來自集光透鏡2之光Lc未成為直線前進之光Lcj而由中間部205a折射，因此，成為使焦點位置發生變動之方向上之光Lch(圖15D)。即，二次透鏡200(中間部205a)可使光Lc受到透鏡作用而實施所需之集光。
又，於二次透鏡200中，包含中間部205b之與垂直軸Ax垂直之方向上之橫截面(圖15B所示之箭頭15F-15F之位置)具有外周形狀206b(圖15F)。入射部201係於與外周形狀206b對應之位置上包含中間部205b(平面)與中間部205a之曲面。因此，外周形狀206b成為包含直線部208s與曲線部208c之形狀。
再者，曲線部208c與中間部205a所具有之半球體之表面形狀(作為圓之一部分之圓弧)一致。因此，可對光Lc實施通常之透鏡作用，而可實現集光與折射之均衡。
若設想不存在二次透鏡200之情形，則由集光透鏡2集聚之光Lc中之光Lcg直線前進而自太陽電池胞3偏離。然而，由於存在二次透鏡200，故光Lcg藉由將表面設為平面之中間部205b中之折射作用而作為光Lcf到達太陽電池胞3，而有助於光電轉換(圖15D、圖15F)。再者， 光Lc係相對於作為平面之中間部205b斜交而輸入，因此，於側視(圖15D)及俯視(圖15F)之兩者時產生折射作用。
折射程度係根據光Lc與外周形狀206b(中間部205b)之相關位置而發生變動，例如設想為直線前進之光Lcn藉由利用外周形狀206b之折射而成為光Lcm，而可抑制光Lc過度集中於太陽電池胞3之中央附近。
如上所述，本實施形態之二次透鏡200係用於包含太陽電池胞3及將光Lc集聚而照射於太陽電池胞3之集光透鏡2之集光型太陽光發電裝置30，且包含光Lc入射之入射部201、及使入射至入射部201之光Lc向太陽電池胞3出射之出射部202。又，入射部201包含與集光透鏡2對向之頂部204、及位於頂部204與出射部202之間之中間部205，中間部205係與由通過集光透鏡2之中心2c及太陽電池胞3之中心3c之直線劃定之垂直軸Ax垂直之方向上之橫截面之面積隨著自頂部204向出射部202靠近而增加，至少一部分橫截面之外周形狀206(外周形狀206b(圖15F))為與利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷集光透鏡2之光學折射面H1所得之剖面之邊緣形狀2e之相似形不同的形狀。
因此，本實施形態之二次透鏡200係與由通過集光透鏡2之中心2c及太陽電池胞3之中心3c之直線劃定之垂直軸Ax垂直之方向上之中間部205(中間部205a、205b)之橫截面之面積自頂部204朝向出射部202增加(單調遞增)，且至少一部分橫截面之外周形狀206(外周形狀206b)為與利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷集光透鏡2之光學折射面H1所得之剖面之邊緣形狀2e之相似形不同的形狀，因此，由集光透鏡2朝向二次透鏡200集聚之光Lc藉由中間部205之外周形狀206(外周形狀206b)而折射，因此，可防止所集聚之光Lc於太陽電池胞3之中央附近過度集中而抑制表示太陽電池胞3之電氣特性之優異程度之FF(填充因數)之降低，從而提高太陽電池胞之發電效率。
又，於二次透鏡200中，較佳為外周形狀206b包含直線部208s與曲線部208c，且外周形狀206b之外周長之一半以上為直線部208s。因此，二次透鏡200可使由集光透鏡2朝向二次透鏡200集聚之光Lc於外周形狀206b中之直線部208s折射，因此，即便於外周形狀206b不是多邊形之情形時，亦使光Lc於占外周長之一半以上之直線部208s折射，因此，可確實地防止所集聚之光Lc於太陽電池胞3之中央附近過度集中而實現集光之緩和。
於二次透鏡200中，較佳為中間部205之表面之至少一部分為平面(中間部205b)。根據該構成，二次透鏡200因中間部205b之表面包含平面，故可將中間部205b之橫截面之外周形狀206b設為與對於利用與垂直軸Ax垂直之平面進行切斷所得之集光透鏡2之剖面之邊緣形狀2e之相似形不同的形狀。
於二次透鏡200中，較佳為中間部205之表面之至少一部分為曲面(中間部205a)。根據該構成，二次透鏡200因中間部205(中間部205a)之表面包含曲面故可效率良好地將朝向太陽電池胞3集聚之光Lc之一部分向太陽電池胞3導引，從而抑制入射光之角度偏移、太陽電池胞3之組裝誤差等所致之輸出電流之降低，而使太陽電池胞3之發電量提高。即，可實現基於折射之太陽光之集中緩和與亦為二次透鏡200之其他作用之集光特性之均衡。
於二次透鏡200中，較佳為曲面(中間部205a)中靠近頂部204之一側之外周形狀206a(外周形狀206)為以垂直軸Ax為中心之圓形。根據該構成，二次透鏡200因靠近頂部204之一側之橫截面之外周形狀206a為以垂直軸Ax為中心之圓形，故可將光Lc最集中之二次透鏡之中心區域設為集光效率更高之狀態，因此，提高集光之精度，防止輸出電流之降低而使太陽電池胞3之發電量提高。
於二次透鏡200中，較佳為外周形狀206之至少一部分(外周形狀 206b)為構成以垂直軸Ax為中心之圓之一部分之圓弧(圖15F中所示之中間部205a)。根據該構成，二次透鏡200因外周形狀206b之一部分為構成以垂直軸Ax為中心之圓之一部分之圓弧，故可效率良好地將由集光透鏡2集聚之光Lc向太陽電池胞3導光，從而抑制入射光之角度偏移、組裝誤差等所致之輸出電流之降低，同時藉由實施基於圓弧以外之部分中之折射之光Lc之集中緩和而使太陽電池胞3之發電效率進一步提高。
於二次透鏡200中，較佳為中間部205之表面包含脊線部207且脊線部207經倒角處理。根據該構成，二次透鏡200因對中間部205所具有之脊線實施倒角，故可避免脊線部207中之光散射所致之光學損耗，且可防止於生產步驟中進行處理時產生損傷(裂紋、碎片等碎屑)。
於二次透鏡200中，較佳為靠近頂部204之一側之橫截面之外周形狀206a(圖15E)與靠近出射部202之一側之橫截面之外周形狀206b(圖15F)相互與相似形不同。根據該構成，二次透鏡200因使中間部205之頂部204側與出射部202側中之光學特性不同，故可利用於集光透鏡2折射之入射光根據波長而入射位置不同之特性來使光集中之緩和與集光效率之提高均衡。
於二次透鏡200中，中間部205之表面之傾斜度較佳為靠近出射部202之一側大於靠近頂部204之一側。根據該構成，二次透鏡200因出射部202側之中間部205之傾斜度大於頂部204側之中間部205之傾斜度，故使未應用二次透鏡200之情形時到達遠離太陽電池胞3(受光面)之中心之位置之光Lc於沿著垂直軸Ax之方向上朝向太陽電池胞3以更陡之角度折射，從而提高集光效率。又，由於在中間部205之表面使光Lc於具有不同之傾斜度之頂部204側與出射部202側該兩側發生折射，故可使焦點位置於垂直軸Ax方向上發生變動而緩和垂直軸Ax方 向(垂直方向)上之光Lc之集中。再者，中間部205之表面之傾斜度可與實施形態3之情形同樣地定義。
更具體而言，於二次透鏡200中，較佳為靠近出射部202之一側之表面傾斜角即第1傾斜角θ3(圖15B)大於靠近頂部204之一側之表面傾斜角即第2傾斜角θ4(圖15B)。根據該構成，二次透鏡200因使中間部205中之出射部202側之表面(例如中間部205b)所具有之第1傾斜角θ3大於中間部205中之頂部204側之表面(中間部205a)所具有之第2傾斜角θ4，故使不存在二次透鏡200之情形時到達遠離太陽電池胞3之位置之光Lc(光Lcg)以更陡之角度折射，從而提高集光效率。
於二次透鏡200中，較佳為頂部204為凸狀之曲面。根據該構成，二次透鏡200因頂部204為曲面，故於作為整體之光Lc之集中得到緩和之狀態下效率良好地將由集光透鏡2集聚於頂部204之光Lc向太陽電池胞3導光，因此，可抑制FF之降低，並且抑制所入射之光Lc之角度偏移、太陽電池胞3之位置偏移等所致之輸出電流之降低而使太陽電池胞3之發電量增加。
又，於二次透鏡200中，頂部204亦可為平面。根據該構成，二次透鏡200因頂部204為平面故使朝向太陽電池胞3集聚之光Lc不過剩地折射而確實地向太陽電池胞3導光，因此，可提高集光效率，且可抑制作為二次透鏡200之透鏡效果之光Lc之集中，從而進一步抑制FF之降低。
於二次透鏡200中，較佳為包含配置於出射部202與中間部205之間且與中間部205一體化之基台部203。根據該構成，二次透鏡200因包含配置於出射部202與中間部205之間且與中間部205一體化之基台部203，故可利用基台部203而對二次透鏡200進行處理，因此，不會損害二次透鏡200之光學特性且製造步驟中之處理、成型等變得容易而可使製造步驟合理化，從而可提高生產效率而降低構件成本。
於二次透鏡200中，出射部202及基台部203較佳為外周形成為四邊形。根據該構成，二次透鏡200因出射部202及基台部203之外周形成為四邊形，故可於製造步驟中有效率地排列多數個而進行製造，從而可提高生產效率而降低構件成本。又，出射部202及基台部203中之四邊形無需為完整之四邊形，亦可為經倒角處理之大致四邊形，又，亦可具有如連著中間部205a之下端之角部203c(參照圖15A)般之曲面。
於二次透鏡200中，基台部203之高度較佳為0.5mm以上。根據該構成，二次透鏡200產生與實施形態3之二次透鏡100相同之作用效果。
二次透鏡200較佳為與二次透鏡100同樣地包含抗反射膜。又，二次透鏡200較佳為由與二次透鏡100相同之透光性光學材料所形成。
繼而，參照圖16A至圖16C對本實施形態之二次透鏡200與二次比較透鏡37之光學特性(光強度分佈)進行比較。
圖16A係於自斜上方觀察二次比較透鏡37之形狀之狀態下表示的立體圖。
圖16B係於自側面觀察二次比較透鏡37之狀態下表示之側視圖。
圖16C係於圖16B之箭頭16C-16C之位置表示二次比較透鏡37之剖面之剖面圖。
二次比較透鏡37形成為將本實施形態之二次透鏡200之中間部205b去除之形狀。因此，基本之形狀為半球體，且包含具有透鏡作用之入射部37c、支持入射部37c之基台部37b。又，與垂直軸Ax垂直之方向之平面上之橫方向剖面37d全部為圓形(圖16C)。
針對太陽電池胞3之胞面內之光強度之最大值，將二次透鏡200與二次比較透鏡37進行比較。其結果，使用二次透鏡200之情形時之光強度可較使用二次比較透鏡37之情形降低約20%。
<實施形態5>
參照圖17A至圖17C對本實施形態之二次透鏡300進行說明。再者，本實施形態相對於實施形態3、實施形態4而僅二次透鏡300之形狀、作用不同，主要針對二次透鏡300對與二次透鏡100(實施形態3)、二次透鏡200(實施形態4)不同之事項進行說明。又，關於集光型太陽光發電裝置30、集光型太陽光發電模組30M、太陽電池安裝體1，由於與實施形態3、實施形態4相同，故省略說明。
圖17A係於自斜上方觀察實施形態5中之二次透鏡300之形狀之狀態下表示的立體圖。
圖17B係於自側面觀察圖17A所示之二次透鏡300之狀態下表示之側視圖。
圖17C係表示圖17A所示之箭頭17C-17C之位置上之二次透鏡300中之外周形狀306之狀態的剖面圖。
本實施形態之二次透鏡300係用於集光型太陽光發電裝置30，且包含光Lc入射之入射部301、及使入射至入射部301之光Lc向太陽電池胞3出射之出射部302。又，入射部301包含與集光透鏡2對向之頂部304、及位於頂部304與出射部302之間之中間部305。中間部305係與由通過集光透鏡2之中心2c及太陽電池胞3之中心3c之直線劃定之垂直軸Ax垂直之方向上之橫截面之面積隨著自頂部304向出射部302靠近而增加，且至少一部分橫截面之外周形狀306(圖17C)為與利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷集光透鏡2之光學折射面H1所得之剖面之邊緣形狀2e之相似形不同的形狀。即，外周形狀306為矩形(四邊形)，而為與邊緣形狀2e(圓)之相似形不同之形狀。再者，於出射部302與中間部305之間配置有基台部303。
二次透鏡300係由使相互正交之例如2個平面之交叉部與垂直軸Ax重疊時以垂直軸Ax為中心而被平面4等分之對稱之立體所構成，中 間部305之表面形成為自基台部303遍及頂部304呈凸狀彎曲之曲面。又，經4等分之中間部305所包含之4個表面(曲面)形成為利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷時獲得四邊形之剖面(圖17C)之曲面。又，於4個曲面之間形成有脊線部307。
二次透鏡300因利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷時獲得四邊形之剖面，故於以曲面為正面之側視圖(圖17B)中，脊線部307直接表示曲面(中間部305)之彎曲狀態。如脊線部307之彎曲狀態所示，中間部305之表面可利用例如橢圓之一部分而形成。又，亦可組合曲率不同之曲面而形成。
又，二次透鏡300亦可包含以較4等分更多之等分(6等分、8等分等)對稱配置之曲面。
如上所述，本實施形態之二次透鏡300係用於包含太陽電池胞3、及將光Lc集聚而照射於太陽電池胞3之集光透鏡2之集光型太陽光發電裝置30，且包含光Lc入射之入射部301、及使入射至入射部301之光Lc向太陽電池胞3出射之出射部302。又，入射部301包含與集光透鏡2對向之頂部304、及位於頂部304與出射部302之間之中間部305，中間部305係與由通過集光透鏡2之中心2c及太陽電池胞3之中心3c之直線劃定之垂直軸Ax垂直之方向上之橫截面之面積隨著自頂部304向出射部302靠近而增加，且至少一部分橫截面之外周形狀306(圖17C，四邊形)為與利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷集光透鏡2之光學折射面H1所得之剖面之邊緣形狀2e之相似形(圓，圖10B、圖11B)不同的形狀。
因此，本實施形態之二次透鏡300係與由通過集光透鏡2之中心2c及太陽電池胞3之中心3c之直線劃定之垂直軸Ax垂直之方向上之中間部305之橫截面之面積自頂部304朝向出射部302增加(單調遞增)，且至少一部分橫截面之外周形狀306為與利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷集光透鏡2之光學折射面H1所得之剖面之邊緣形狀2e之相似形不同 的形狀，因此，由集光透鏡2朝向二次透鏡300集聚之光Lc藉由中間部305之外周形狀306而折射，因此，可防止所集聚之光Lc於太陽電池胞3之中央附近過度集中而抑制表示太陽電池胞3之電氣特性之優異程度之FF(填充因數)之降低，從而提高太陽電池胞之發電效率。
又，於二次透鏡300中，較佳為外周形狀306為多邊形(四邊形)。因此，二次透鏡300因外周形狀306為多邊形故可使所集聚之光Lc之大部分於多邊形之各邊折射，從而確實地實現集光之緩和而進一步抑制FF之降低。再者，多邊形除可設為四邊形以外，亦可設為六邊形、八邊形等。
於二次透鏡300中，較佳為中間部305之表面之至少一部分為曲面。根據該構成，二次透鏡300因中間部305之表面包含曲面，故可效率良好地將朝向太陽電池胞3集聚之光Lc之一部分導引至太陽電池胞3，從而抑制入射光之角度偏移、太陽電池胞3之組裝誤差等所致之輸出電流之降低，而使太陽電池胞3之發電量提高。即，可實現基於折射之太陽光之集中緩和與亦為二次透鏡300之作用之集光特性之均衡。
於二次透鏡300中，較佳為中間部305之表面包含脊線部307且脊線部307經倒角處理。根據該構成，二次透鏡300因對中間部305所具有之脊線實施倒角，故可避免脊線部307中之光散射所致之光學損耗，且可防止於生產步驟中進行處理時產生損傷。
於二次透鏡300中，中間部305之表面之傾斜度較佳為靠近出射部302之一側大於靠近頂部304之一側。根據該構成，二次透鏡300因出射部302側之中間部305之傾斜度大於頂部304側之中間部305之傾斜度，故使未應用二次透鏡300之情形時到達遠離太陽電池胞3(受光面)之中心之位置之光Lc於沿著垂直軸Ax之方向上朝向太陽電池胞3以更陡之角度折射，從而提高集光效率。又，由於在中間部305之表面使光Lc於具有不同之傾斜度之頂部304側與出射部302側該兩側發生折 射，故可使焦點位置於垂直軸Ax方向上發生變動而緩和垂直軸Ax方向(垂直方向)上之光Lc之集中。再者，關於中間部305a之表面之傾斜度，可利用中間部305之表面與垂直於垂直軸Ax之平面之間之角度而定義傾斜之程度(緩急)。
更具體而言，於二次透鏡300中，較佳為靠近出射部302之一側之表面傾斜角即第1傾斜角θ5(圖17B，第1傾斜角θ5<90度)大於靠近頂部304之一側之表面傾斜角即第2傾斜角θ6(圖17B)。根據該構成，二次透鏡300因使中間部305中之出射部302側之表面所具有之第1傾斜角θ5大於中間部305中之頂部304側之表面所具有之第2傾斜角θ6，故使不存在二次透鏡300之情形時到達遠離太陽電池胞3之位置之光Lc以更陡之角度折射，因此，可提高集光效率。
於二次透鏡300中，頂部304亦可為平面。即，可利用與垂直軸Ax垂直之平面切斷與頂部304對應之部分而形成。根據該構成，二次透鏡300因頂部304為平面，故可使朝向太陽電池胞3集聚之光Lc不過剩地折射而確實地向太陽電池胞3導光，因此，可提高集光效率，且可抑制作為二次透鏡300之透鏡效果之光Lc之集中，而進一步抑制FF之降低。
於二次透鏡300中，頂部304亦可為凸狀之曲面。根據該構成，二次透鏡300因頂部304為曲面，故於作為整體之光Lc之集中得到緩和之狀態下效率良好地將由集光透鏡2集聚於頂部304之光Lc向太陽電池胞3導光，因此，可抑制FF之降低，並且可抑制所入射之光Lc之角度偏移、太陽電池胞3之位置偏移等所致之輸出電流之降低而使太陽電池胞3之發電量增加。再者，二次透鏡300之頂部304中之曲面為4個曲面(圖17A)，但亦可設為單一之曲面。
於二次透鏡300中，較佳為包含配置於出射部302與中間部305之間且與中間部305一體化之基台部303。基台部303可設為與二次透鏡 100、二次透鏡200相同之構成，且可獲得與二次透鏡100、二次透鏡200相同之作用效果。
二次透鏡300較佳為與二次透鏡100、二次透鏡200同樣地包含抗反射膜。又，二次透鏡300較佳為由與二次透鏡100、二次透鏡200相同之透光性光學材料所形成。
根據二次透鏡300，可獲得與實施形態3之二次透鏡100、實施形態4之二次透鏡200相同之效果。
再者，實施形態3至實施形態5可於相互之間不產生技術上之矛盾之範圍內相互進行應用。
再者，這次揭示之實施形態於所有方面均為例示，並非成為限定之解釋之根據。因此，本發明之技術範圍並非僅根據上述實施形態進行解釋，而根據申請專利範圍之記載而劃定。又，包含與申請專利範圍均等之意義及範圍內之所有變更。
10A‧‧‧二次透鏡
11‧‧‧入射部
11a‧‧‧頂部
12‧‧‧出射部
13‧‧‧中間區域部
14‧‧‧迴曲線
14a‧‧‧迴曲點
Ax‧‧‧光軸、垂直軸
F‧‧‧面
H2‧‧‧二次透鏡之光學折射面
H2a‧‧‧第1光學折射面
H2b‧‧‧第2光學折射面
θ‧‧‧傾斜角

Claims (15)

  1. 一種二次透鏡，其特徵在於：其使用於將由集光透鏡集聚之光照射於太陽電池胞之集光型太陽光發電模組中，且具有：第1面，其與上述集光透鏡對向且入射來自上述集光透鏡之集光光束；及第2面，其與上述太陽電池胞對向且出射來自上述集光透鏡之集光光束；藉由設置於上述第1面之光學折射面而將入射光導引至上述太陽電池胞，且上述第1面之與上述集光光束之光軸垂直之方向之截面積隨著自上述集光透鏡側向上述太陽電池胞側靠近而單調遞增，具有至少一個上述第1面之相對於與上述光軸垂直之方向之面之傾斜角隨著自上述集光透鏡側向上述太陽電池胞側靠近而減少的迴曲點。
  2. 如請求項1之二次透鏡，其中於自上述光軸方向觀察之俯視時，通過上述迴曲點之線位於上述太陽電池胞之外側。
  3. 如請求項1或2之二次透鏡，其中上述第1面中自與上述集光透鏡對向之頂部至通過上述迴曲點之線之區域之上述光學折射面之與上述光軸垂直之方向之剖面形狀，與上述集光透鏡之光學折射面之與上述光軸垂直之方向之剖面形狀相似。
  4. 如請求項1或2之二次透鏡，其中上述太陽電池胞為多接面型之化合物胞，且構成為上述第1面中自通過上述迴曲點之線至上述第2面之區域，不入射於最短波長側具有感度區域之太陽電池胞所對應之波長區域之光。
  5. 如請求項4之二次透鏡，其中以自上述集光透鏡之端出射而入射至上述迴曲點之上部附近之特定波長之光在與上述光軸交叉之 後到達上述太陽電池胞，且自上述集光透鏡之端出射而入射至上述迴曲點之下部附近之特定波長之光在與上述光軸交叉之前到達上述太陽電池胞的方式，設定上述迴曲點之高度位置。
  6. 如請求項4之二次透鏡，其中自上述迴曲點至上述太陽電池胞之距離為自上述第1面之頂點至上述太陽電池胞之距離之一半以上。
  7. 如請求項1或2之二次透鏡，其中於上述第1面與上述第2面之間具有在將上述入射光導引至上述太陽電池胞方面而無助於光學性之中間區域部。
  8. 一種集光型太陽光發電模組，其特徵在於：其係組合複數個集光型太陽光發電單元而形成者，且上述集光型太陽光發電單元係包含：集光透鏡，其使光集聚；二次透鏡，其出射自上述集光透鏡入射之光；及太陽電池胞，其對自上述二次透鏡出射之光進行光電轉換；且上述二次透鏡係如請求項1至7中任一項之二次透鏡。
  9. 一種二次透鏡，其特徵在於：其係使用於具備太陽電池胞及使光集聚而照射於上述太陽電池胞之集光透鏡之集光型太陽光發電裝置者，且具備：入射上述光之入射部、及使入射至上述入射部之上述光向上述太陽電池胞出射之出射部，上述入射部包含與上述集光透鏡對向之頂部、及位於上述頂部與上述出射部之間之中間部，上述中間部中，與由通過上述集光透鏡之中心及上述太陽電池胞之中心之直線劃定之垂直軸垂直之方向上之橫截面之面積，隨著自上述頂部向上述出射部靠近而增加，且 至少一部分上述橫截面之外周形狀為與由垂直於上述垂直軸之平面切斷上述集光透鏡之光學折射面所得之剖面之邊緣形狀不同的形狀。
  10. 如請求項9之二次透鏡，其中上述外周形狀具有直線部與曲線部，且上述外周形狀之外周長之一半以上為上述直線部。
  11. 如請求項9或10之二次透鏡，其中上述中間部之表面之至少一部分為平面。
  12. 如請求項9或10之二次透鏡，其中上述中間部之表面之至少一部分為曲面。
  13. 如請求項12之二次透鏡，其中上述曲面中靠近上述頂部之一側之上述外周形狀為以上述垂直軸為中心之圓形。
  14. 如請求項11之二次透鏡，其中上述外周形狀之至少一部分係構成以上述垂直軸為中心之圓之一部分之圓弧。
  15. 一種集光型太陽光發電模組，其特徵在於：其係組合複數個集光型太陽光發電裝置而形成者，且上述集光型太陽光發電裝置係包含：集光透鏡，其使光集聚；二次透鏡，其使自上述集光透鏡入射之光出射；及太陽電池胞，其對自上述二次透鏡出射之光進行光電轉換；上述二次透鏡係如請求項9至14中任一項之二次透鏡，上述集光透鏡於單一之透光性基板上配置有複數個，上述太陽電池胞於單一之保持板上配置有複數個。
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