WO2012161332A1 - 集光型太陽光発電装置 - Google Patents

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WO2012161332A1
WO2012161332A1 PCT/JP2012/063568 JP2012063568W WO2012161332A1 WO 2012161332 A1 WO2012161332 A1 WO 2012161332A1 JP 2012063568 W JP2012063568 W JP 2012063568W WO 2012161332 A1 WO2012161332 A1 WO 2012161332A1
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optical axis
lens
light
solar power
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PCT/JP2012/063568
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正吾 中谷
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日本電気株式会社
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    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
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    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a concentrating solar power generation device.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a concentrating solar power generation device 1.
  • the concentrating solar power generation device 1 includes a condensing lens 2 and a stacked photoelectric conversion cell 3.
  • the stacked photoelectric conversion cell 3 has a configuration in which a plurality of individual photoelectric conversion cells 4 to 6 having different sensitivity wavelength bands are stacked.
  • Incident light (sunlight) 7 incident on the concentrating solar power generation device 1 enters the condensing lens 2 in parallel with the optical axis 8 of the condensing lens 2. Then, the transmitted light 9 transmitted through the condenser lens 2 is collected and focused on the light receiving surface 10 perpendicular to the optical axis 8.
  • the condensing lens 2 only one surface is the lens curved surface 11, and the sunlight incident surface that is the opposite surface is a flat surface.
  • both surfaces of the condenser lens 2 may be lens curved surfaces.
  • the condenser lens 2 may be a Fresnel lens.
  • FIG. 2 shows the light wavelength dependency of the photoelectric conversion efficiency of the stacked photoelectric conversion cell 3.
  • Curves 12 to 14 in the graph of FIG. 2 indicate the optical wavelength dependency of the photoelectric conversion efficiency of the individual photoelectric conversion cells 4 to 6, respectively.
  • the light receiving area is reduced by condensing sunlight with a condensing lens as in the concentrating solar power generation device 1.
  • a photoelectric conversion method is used.
  • the concentrating solar power generation device 1 as the light incident from the light receiving surface 10 of the stacked photoelectric conversion cell 3 passes through the plurality of individual photoelectric conversion cells, it is scattered, absorbed, and reflected at the boundary surface. May be lost. Therefore, there arises a problem that the power generation efficiency does not increase.
  • a concentrating solar power generation apparatus using chromatic aberration has been proposed.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the concentrating solar power generation device described in Patent Document 1.
  • the concentrating solar power generation device 20 includes a condensing lens 21 and a stacked photoelectric conversion cell 22.
  • the stacked photoelectric conversion cell 22 has a configuration in which a plurality of individual photoelectric conversion cells 23 to 25 having different sensitivity wavelength bands are stacked.
  • Incident light 26 incident on the concentrating solar power generation device 20 is incident on the condensing lens 21 in parallel with the optical axis 27 of the condensing lens 21.
  • the transmitted light 28 that has passed through the condenser lens 21 is focused at different positions on the optical axis 27 for each wavelength because of the dispersion characteristics of the lens, which have different refractive indices depending on the wavelength. This is a phenomenon called axial chromatic aberration.
  • FIG. 3 as an example, light beams of three different wavelength bands, a short wavelength band light 29, a medium wavelength band light 30, and a long wavelength band light 31 are illustrated. Then, by arranging the individual photoelectric conversion cells 23 to 25 suitable for photoelectric conversion in each wavelength band at the focal position of each wavelength band, all light is most transmitted from the surface (light receiving surface) of the stacked photoelectric conversion cell 22. Photoelectric conversion can be performed at a close junction.
  • each of the individual photoelectric conversion cells 23 to 25 has a cylindrical light receiving surface 32 around the optical axis 27.
  • the light receiving surface 32 faces outward with respect to the optical axis 27.
  • the condensing lens 21 only the single side
  • surface is the lens curved surface 33, and the sunlight incident surface which is the surface of the other side is a plane.
  • FIG. 4 is a perspective view of the concentrating solar power generation device 20.
  • FIG. 5 is a top view of the stacked photoelectric conversion cell 22 included in the concentrating solar power generation device 20.
  • a base 34 is disposed around the optical axis 27, and a joint 35 for performing photoelectric conversion is disposed around the base 34.
  • the outermost periphery of the stacked photoelectric conversion cell 22 is the light receiving surface 32.
  • the transmitted light 28 enters the light receiving surface 32 from the outside.
  • the transmitted light 28 a of the incident light 26 a close to the optical axis 27 enters the light receiving surface 32 with a small incident angle I, as shown in FIG. 3. Therefore, most of the transmitted light 28a is reflected as reflected light 28b. Thereby, the problem that the photoelectric conversion efficiency of a solar power generation device will fall arises.
  • patent document 1 as shown in FIG. 6, the example using the cone-shaped laminated photoelectric conversion cell 36 is also disclosed.
  • the stacked photoelectric conversion cell 36 has a configuration in which individual photoelectric conversion cells 37 to 39 are stacked. In this case, the incident angle I of the transmitted light 28a of the incident light 26a close to the optical axis 27 with respect to the light receiving surface 40 is larger than the incident angle I shown in FIG. Therefore, reflection of the transmitted light 28a can be suppressed.
  • An object of this invention is to provide the concentrating solar power generation device which can obtain high photoelectric conversion efficiency in view of the said problem.
  • a concentrating solar power generation device includes a condensing lens and a cylindrical photoelectric conversion cell, and the condensing lens is incident along the optical axis of the condensing lens.
  • the incident light is condensed on the circumference of a circle having a radius r centered on the optical axis, and the light receiving surface of the photoelectric conversion cell is the inner peripheral surface of the photoelectric conversion cell, and is arranged along the circumference. Is done.
  • a cross-section along the optical axis of the condensing lens and a predetermined region of the cross-section along the optical axis of the point-shaped condensing lens that collects incident light in a dot shape are similar.
  • the incident light that is shaped and incident along the optical axis of the condensing lens is condensed on the circumference of a circle with a radius r centered on the optical axis of the condensing lens.
  • the photoelectric conversion cell in the present invention has a cylindrical shape, has a light receiving surface on the inner peripheral surface of the cylindrical shape, and is arranged on the circumference of a circle on which light is collected by a condenser lens.
  • Sectional drawing of the concentrating solar power generation device relevant to this invention is shown.
  • the graph which showed the optical wavelength dependence of the photoelectric conversion efficiency of a photoelectric conversion cell is shown.
  • Sectional drawing of the concentrating solar power generation device relevant to this invention is shown.
  • the perspective view of the concentrating solar power generation device relevant to this invention is shown.
  • the top view of the lamination photoelectric conversion cell which the concentrating solar power generation device relevant to this invention has is shown.
  • Sectional drawing of the concentrating solar power generation device relevant to this invention is shown.
  • Sectional drawing of the concentrating solar power generation device in the 1st Embodiment of this invention is shown.
  • 1 is a cross-sectional view of a condenser lens according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A It is the figure which looked at the focus ring formed with the condensing lens in the 1st Embodiment of this invention from the upper surface of FIG. 8A.
  • the structure of the photoelectric conversion cell in the 1st Embodiment of this invention is shown.
  • Sectional drawing of the concentrating solar power generation device in the 2nd Embodiment of this invention is shown.
  • vertical to the optical axis of a condensing lens of the photoelectric conversion cell in the 2nd Embodiment of this invention is shown.
  • the perspective view of the photoelectric conversion cell in the 2nd Embodiment of this invention is shown.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a condenser lens related to the present invention.
  • Sectional drawing of the concentrating solar power generation device in the 3rd Embodiment of this invention is shown.
  • the perspective view of the photoelectric conversion cell in the 3rd Embodiment of this invention is shown.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the concentrating solar power generation device 100 according to the present embodiment along the optical axis of the condensing lens.
  • the concentrating solar power generation device 100 includes a condensing lens 101 and a cylindrical photoelectric conversion cell 102.
  • FIG. 8 shows the structure of the condenser lens 101.
  • FIG. 8A shows a cross-sectional view of the condenser lens 101.
  • FIG. 8B is a view of the focus ring formed by the condenser lens 101 as seen from the top surface of FIG. 8A.
  • incident light 104 incident along the optical axis 103 of the condensing lens 101 is collected on the circumference of a circle having a radius r centering on the optical axis 103.
  • FIG. 8B is a view of incident light 104 incident along the optical axis 103 of the condensing lens 101 is collected on the circumference of a circle having a radius r centering on the optical axis 103.
  • the light receiving surface 105 of the photoelectric conversion cell 102 is an inner peripheral surface of the photoelectric conversion cell 102, and is arranged along a circumference of a circle having a radius r centering on the optical axis 103. .
  • a perspective view of the photoelectric conversion cell 102 is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the photoelectric conversion cell 102 is arranged such that the cylindrical central axis of the photoelectric conversion cell 102 is parallel to the optical axis 103 of the condenser lens 101.
  • the incident light 104 incident on the condensing lens 101 can be condensed on the light receiving surface 105 of the photoelectric conversion cell 102. .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the concentrating solar power generation device 200 according to the present embodiment along the optical axis of the condensing lens.
  • the concentrating solar power generation apparatus 200 includes a condensing lens 201 and a cylindrical photoelectric conversion cell 202.
  • the condenser lens 201 separates the incident light 204 incident along the optical axis 203 of the condenser lens 201 into a plurality of wavelength bands. Then, the condensing lens 201 condenses the incident light 204 on the circumference of a circle having a radius r centered at a different position on the optical axis 203 for each of the plurality of wavelength bands.
  • the photoelectric conversion cell 202 has a configuration in which a plurality of cylindrical individual photoelectric conversion cells 205 to 207 having different sensitivity wavelength bands are stacked.
  • Each of the individual photoelectric conversion cells 205 to 207 is arranged on a circumference where the wavelength bands corresponding to the respective sensitivity wavelength bands are condensed.
  • the light receiving surface 208 of the photoelectric conversion cell 202 is the inner peripheral surface of the photoelectric conversion cell 202 and is parallel to the optical axis 203 of the condenser lens 201. That is, the cylindrical central axis formed by the plurality of individual photoelectric conversion cells 205 to 207 is parallel to the optical axis 203 of the condenser lens 201.
  • Incident light 204 from the sun is collected after passing through the condenser lens 201.
  • the refractive index of light when passing through the condenser lens 201 depends on the light wavelength.
  • the incident light 204 is separated into a plurality of wavelength bands, and chromatic aberration occurs.
  • the transmitted light is divided into three wavelength light beams, that is, a short wavelength light beam 209, a medium wavelength light beam 210, and a long wavelength light beam 211.
  • the transmitted light of the condensing lens 201 is not condensed at one point, but is condensed in a ring shape along the circumference of a circle with the optical axis 203 as the center. That is, the condensing lens 201 forms a focal ring by condensing transmitted light.
  • the transmitted light of each wavelength forms a focus ring with a different position on the optical axis 203 as the center.
  • the intersections of the short-wavelength rays 209A and 209a and the intersections of 209B and 209b indicate the cross-section of the focal ring formed by the short-wavelength rays 209.
  • the intersection of the mid-wavelength rays 210A and 210a and the intersection of 210B and 210b indicate the cross-section of the focal ring formed by the mid-wavelength rays 210.
  • the intersections of the long wavelength light beams 211A and 211a and the intersections of 211B and 211b indicate the cross section of the focal ring formed by the long wavelength light beams 211.
  • the incident light 204 incident on the condenser lens 201 one of the light beams farthest from the optical axis 203 is a light beam 204A.
  • the light rays 204A which are the light transmitted through the condenser lens 201, are the light rays in the respective wavelength bands of the transmitted light, which are referred to as the short wavelength band light ray 209A, the middle wavelength band light ray 210A, and the long wavelength band light ray 211A.
  • an incident light beam at a position symmetrical to the light beam 204A with respect to the optical axis 203 is referred to as a light beam 204B.
  • the light beams 204B are the light transmitted through the condenser lens 201, and the light beams in the respective wavelength bands of the transmitted light are referred to as short wavelength band light 209B, medium wavelength band light 210B, and long wavelength band light 211B.
  • a light ray close to the light ray 204A is referred to as a light ray 204a.
  • the light beams 204a are transmitted through the condenser lens 201, and the respective wavelength light beams of the transmitted light are referred to as a short wavelength band light beam 209a, a medium wavelength band light beam 210a, and a long wavelength band light beam 211a.
  • a light ray close to the light ray 204B is designated as 204b.
  • the light beams 204b are transmitted through the condenser lens 201, and the light beams in the respective wavelength bands of the transmitted light are referred to as short wavelength band light 209b, medium wavelength band light 210b, and long wavelength band light 211b. These are representative of some of the light rays.
  • FIG. 10 shows a cross section of the individual photoelectric conversion cell 205 arranged along the focus ring of the short wavelength band light, a cross section of the individual photoelectric conversion cell 206 arranged along the focus ring of the medium wavelength band light, and a long wavelength.
  • the cross section of the photoelectric conversion cell 207 arranged along the focus ring of the band is shown.
  • the photoelectric conversion cell 202 has a cylindrical shape with the optical axis 203 as the center.
  • the light receiving surface 208 is disposed on the inner peripheral surface of the photoelectric conversion cell 202 and faces the optical axis 203.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the photoelectric conversion cell 202 in a plane perpendicular to the optical axis 203.
  • the light receiving surface 208 and the joint portion 216 that performs photoelectric conversion are arranged along the circumference of a circle centered on the optical axis 203. Further, the light receiving surface 208 faces the optical axis 203. Then, the transmitted light 212 transmitted through the condenser lens 201 enters the light receiving surface 208 toward the outside of the circumference of the photoelectric conversion cell 202. A cavity 213 is formed inside the light receiving surface 208.
  • FIG. 12 is a perspective view of the photoelectric conversion cell 202.
  • FIG. 13 is a sectional view of a condenser lens 300 related to the present invention.
  • the condensing lens 300 is a condensing lens 300 that condenses incident light at one point. Incident light 301 incident on the condenser lens 300 passes through the condenser lens 300. The transmitted light is focused on the optical axis 302 of the condenser lens 300.
  • the transmitted light which is the incident light 301 transmitted through the condenser lens 300, is separated for each wavelength by chromatic aberration generated in the condenser lens 300, and is focused at different positions on the optical axis 302.
  • the short wavelength light ray 303, the medium wavelength light ray 304, and the long wavelength light ray 305 of the transmitted light are shown as representatives.
  • the focal points 306 to 308 are point focal points of the light rays 303 to 305, respectively.
  • the inclination of the contact surface 310 of the lens curved surface 309 within the range of the circle having the radius s from the optical axis 302 is defined as t (s). Note that.
  • the tangent surface 310 is drawn as a tangent.
  • the transmitted light in the condensing lens 201 in the present embodiment is condensed on the circumference of the radius r around the optical axis 203 to form a focus ring.
  • the inclination of the contact surface 215 of the lens curved surface 214 at a radius R from the optical axis 203 is defined as T (R).
  • the condensing lens 201 can be realized by forming a condensing lens having a lens curved surface having the relationship of the expression (1) with the lens curved surface 309 of the condensing lens 300 forming a point-like focus.
  • a spherical lens is often used as the condenser lens 300 that forms a point-like focus.
  • the lens curved surface of the spherical lens has a shape of a part of a spherical surface with a radius Z.
  • s Z ⁇ sin (t) (hereinafter referred to as equation (2)) between s, t, and Z in FIG.
  • This expression (2) defines the lens curved surface shape of the spherical lens.
  • the fact that the condensing lens 201 and the condensing lens 300 have the relationship of the formula (1) is that the lens curved surface cross section in the region outside the circle of radius r from the optical axis 302 of the condensing lens 300. It means that the lens curved surface section of the condensing lens 201 has a similar shape.
  • a focus ring having a radius r can be formed around the optical axis.
  • the condenser lens 300 is a spherical lens.
  • the transmitted light that has passed through the condenser lens 201 in this embodiment forms a focal ring having a finite radius (radius r) around the optical axis 203 of the condenser lens 201. Then, due to the chromatic aberration generated in the condenser lens 201, the focus ring is formed at a different position in the optical axis direction according to the wavelength. That is, the transmitted light as a whole forms a spectrally resolved cylindrical focus. And the individual photoelectric conversion cell suitable for photoelectric conversion of the wavelength band is arrange
  • the light of all the wavelength bands is photoelectrically converted by the junction part nearest from the light-receiving surface of an individual photoelectric conversion cell. Therefore, the loss of light can be reduced as compared with the stacked photoelectric conversion cell as shown in FIG. 1 in which the transmitted light needs to pass through the photoelectric conversion cell.
  • the angle between part of the transmitted light and the optical axis becomes small.
  • the angle between the part of the transmitted light and the optical axis is referred to as a transmitted light angle. That is, the transmitted light angle of incident light near the optical axis of the condenser lens 21 is a value close to zero. That is, the transmitted light is substantially parallel to the optical axis 14.
  • the incident angle of the transmitted light with respect to the light receiving surface of the photoelectric conversion cell becomes small, and reflection of the transmitted light tends to occur.
  • the concentrating solar power generation device 20 shown in FIG. 3 most of the transmitted light is reflected by the surface of the light receiving surface parallel to the optical axis. Therefore, only a part of the transmitted light that has passed through the condenser lens 21 is used for photoelectric conversion, and there is a problem that the power generation efficiency does not increase.
  • the condensing lens 201 of the present embodiment the transmitted light angle of incident light near the optical axis is large, and a certain size can be secured even with the minimum transmitted light angle (J in FIG. 10).
  • the photoelectric conversion cell 202 has a structure in which three individual photoelectric conversion cells are stacked and arranged in the optical axis direction, but is not limited thereto. For example, a structure in which two individual photoelectric conversion cells are arranged may be employed. Alternatively, a structure in which four or more individual photoelectric conversion cells are arranged may be used.
  • the wavelength band of transmitted light may be divided into an arbitrary number, and individual photoelectric conversion cells corresponding to the respective wavelength bands may be used.
  • the concentrating solar power generation device 400 in this embodiment includes a condensing lens 401 and a cylindrical photoelectric conversion cell 402. Note that the condensing lens 401 has the same structure as the condensing lens 201 in the second embodiment.
  • the photoelectric conversion cell 402 has a configuration in which a plurality of cylindrical individual photoelectric conversion cells 403 to 405 having different sensitivity wavelength bands are arranged in the direction of the optical axis 409 of the condenser lens 401.
  • the individual photoelectric conversion cells 403 to 405 are arranged on the circumference where the wavelength bands corresponding to the respective sensitivity wavelength bands are condensed.
  • the light receiving surfaces 406 to 408 of the individual photoelectric conversion cells 403 to 405 are formed on the inner peripheral surfaces of the individual photoelectric conversion cells 403 to 405, respectively, and face the optical axis 409 of the condenser lens 401.
  • Each of the light receiving surfaces 406 to 408 is inclined with respect to the optical axis 409 so as to approach the optical axis 409 as the distance from the focusing lens 401 increases. Note that the cylindrical central axis formed by the individual photoelectric conversion cells 403 to 405 is parallel to the optical axis 409 of the condenser lens 401.
  • FIG. 15 is a perspective view of the photoelectric conversion cell 402 in the present embodiment.
  • the light receiving surfaces 406 to 408 of the individual photoelectric conversion cells 403 to 405 have the shape of the side surface of the truncated cone.
  • the transmitted light angle becomes larger compared to the case where the light receiving surfaces 406 to 408 are parallel to the optical axis 409. That is, when the photoelectric conversion cell 402 is used, the incident angle I of the transmitted light with respect to the light receiving surface becomes closer to 90 °, and reflection on the light receiving surface can be further suppressed.
  • the optical axis is such that the light receiving surface of each individual photoelectric conversion cell approaches the optical axis of the condensing lens as the distance from the focusing lens increases. It is inclined with respect to. Therefore, compared with the concentrating solar power generation device 200 in the first embodiment, the incident angle of the transmitted light with respect to the light receiving surface can be made larger. Thereby, higher photoelectric conversion efficiency can be obtained.
  • the number of individual photoelectric conversion cells to be stacked is not particularly limited.
  • the condensing lenses 101, 201, and 401 shown in the first to third embodiments are all single-sided curved lenses having a lens curved surface only on one side, the present invention is not limited to this. That is, a double-sided curved lens having a lens curved surface on both sides or a Fresnel lens may be used as the condenser lens.
  • a part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
  • a condensing lens and a cylindrical photoelectric conversion cell are provided, and the condensing lens is configured such that incident light incident along the optical axis of the condensing lens is centered on the optical axis.
  • the light is condensed on the circumference of a circle having a radius r, and the light receiving surface of the photoelectric conversion cell is an inner peripheral surface of the photoelectric conversion cell, and is arranged along the circumference.
  • Optical solar power generator. (Additional remark 2)
  • the photoelectric conversion cell has a configuration in which a plurality of individual photoelectric conversion cells having different sensitivity wavelength bands are arranged in the optical axis direction, and each of the plurality of individual photoelectric conversion cells has a respective sensitivity. 2.
  • the concentrating solar power generation device according to appendix 1, wherein the concentrating solar power generation device is disposed on the circumference where the wavelength band corresponding to the wavelength band is condensed.
  • the said light-receiving surface is formed in parallel with the said optical axis,
  • the light receiving surfaces of the plurality of individual photoelectric conversion cells are inclined with respect to the optical axis so as to approach the optical axis as the distance from the focusing lens increases. 2.
  • the concentrating solar power generation device according to 2.
  • condensing lens Comprising: The predetermined area
  • a plurality of cylindrical individual photoelectric conversion cells having different sensitivity wavelength bands are arranged, and each of the plurality of individual photoelectric conversion cells has a wavelength band corresponding to each of the sensitivity wavelength bands.
  • each light receiving surface of the plurality of individual photoelectric conversion cells is inclined with respect to a central axis of the cylindrical shape.
  • each of the light receiving surfaces of the plurality of cylindrical individual photoelectric conversion cells is formed in parallel with an optical axis of the condenser lens.
  • each of the light receiving surfaces of the plurality of cylindrical individual photoelectric conversion cells is inclined with respect to an optical axis of the condenser lens.

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Abstract

本発明は、高い光電変換効率を得ることが可能な、集光型太陽光発電装置を提供することを目的とする。本発明における集光型太陽光発電装置は、集光レンズと、筒状の光電変換セルと、を備え、集光レンズは、集光レンズの光軸に沿って入射した入射光を、光軸を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させ、光電変換セルの受光面は、光電変換セルの内周面であり、円周上に沿って配置される。

Description

集光型太陽光発電装置
　本発明は、集光型太陽光発電装置に関する。
　近年、太陽光発電装置は、クリーンエネルギー源として注目を集めている。高効率な太陽光発電装置として、集光型太陽光発電装置が挙げられる。
　図１に、集光型太陽光発電装置の構成の一例を示す。図１は、集光型太陽光発電装置１の断面図を示す。集光型太陽光発電装置１は、集光レンズ２と、積層光電変換セル３を有する。積層光電変換セル３は、感度波長帯が互いに異なる複数の個別光電変換セル４~６が積層された構成を有する。集光型太陽光発電装置１に入射する入射光（太陽光）７は、集光レンズ２の光軸８と平行に、集光レンズ２に入射する。そして、集光レンズ２を透過した透過光９は集光され、光軸８に垂直な受光面１０上に焦点を結ぶ。なお、図１に示す集光型太陽光発電装置１においては、集光レンズ２として、片面のみがレンズ曲面１１で、反対側の面である太陽光入射面は、平面である。しかし、集光レンズ２は、両面がレンズ曲面であってもよい。或いは、集光レンズ２は、フレネルレンズであってもよい。
　積層光電変換セル３の光電変換効率の光波長依存性を、図２に示す。図２のグラフの曲線１２~１４はそれぞれ、個別光電変換セル４~６の光電変換効率の光波長依存性を示す。太陽光は幅広いスペクトルを有するが、単接合の光電変換セルを用いた場合、その一部の波長帯しか光電変換に利用できない。このため、異なる感度波長帯を持つ複数の光電変換セルを積層して、幅広いスペクトルを光電変換に利用する方法が知られている。この方法においては、高効率であるが高コストな化合物半導体が用いられることが多い。そこで、高価な化合物半導体の使用量を抑えて低コストにするため、集光型太陽光発電装置１のように、太陽光を集光レンズで集光することで、受光面積を小さくしてから、光電変換する方法が用いられる場合がある。
　しかしながら、集光型太陽光発電装置１においては、積層光電変換セル３の受光面１０から入射した光が、複数の個別光電変換セルを通過するにしたがって、散乱や吸収、境界面での反射を受け、損失する場合がある。そのため、発電効率が上がらないという問題が生じる。
　この問題を解決する方法として、色収差を利用した集光型太陽光発電装置が提案されている。色収差を利用した集光型太陽光発電装置に関する技術が、例えば特許文献１に記載されている。
　特許文献１に記載された集光型太陽光発電装置の断面図を図３に示す。集光型太陽光発電装置２０は、集光レンズ２１と、積層光電変換セル２２を有する。積層光電変換セル２２は、感度波長帯が互いに異なる複数の個別光電変換セル２３~２５が積層された構成を有する。集光型太陽光発電装置２０に入射する入射光２６は、集光レンズ２１の光軸２７と平行に、集光レンズ２１に入射する。集光レンズ２１を透過した透過光２８は、その波長により屈折率が異なる、いわゆるレンズの分散特性のため、波長ごとに光軸２７の異なる位置に焦点を結ぶ。これは軸上色収差と呼ばれる現象である。図３においては、例として、短波長帯光線２９、中波長帯光線３０、長波長帯光線３１の３種類の異なる波長帯の光線を示している。そして、各波長帯の光電変換に適した個別光電変換セル２３~２５を、それぞれ各波長帯の焦点位置に配置することで、全ての光を積層光電変換セル２２の表面（受光面）から最も近い接合部で光電変換させることができる。この場合、各個別光電変換セル２３~２５は、光軸２７の周りに円筒状の受光面３２を有する。受光面３２は、光軸２７に対して外側に向いている。なお、集光レンズ２１は、片面のみがレンズ曲面３３で、反対側の面である太陽光入射面は、平面である。
　図４は、集光型太陽光発電装置２０の斜視図である。図５は、集光型太陽光発電装置２０が有する積層光電変換セル２２の上面図である。光軸２７の周りに基盤３４が配置され、その周りに光電変換をするための接合部３５が配置される。また、積層光電変換セル２２の最外周が受光面３２である。透過光２８は、外側から受光面３２に入射する。しかしながら、集光型太陽光発電装置２０においては、図３に示すように、光軸２７に近い入射光２６ａの透過光２８ａは、受光面３２に対して、小さい入射角Ｉで入射する。そのため、透過光２８ａの大部分は反射光２８ｂとなって反射される。これにより、太陽光発電装置の光電変換効率が下がってしまうという問題が生じる。
　なお、特許文献１においては、図６に示すように、円錐型の積層光電変換セル３６を用いる例も開示されている。積層光電変換セル３６は、個別光電変換セル３７~３９が積層された構成を有する。この場合、光軸２７に近い入射光２６ａの透過光２８ａの受光面４０に対する入射角Ｉは、図３に示す入射角Ｉと比較して大きい。そのため、透過光２８ａの反射を抑えることができる。
特願２００９−２８５４３５号
　しかしながら、図６に示すような円錐型の積層光電変換セル３６を用いた場合、積層光電変換セル３６の受光面は、集光レンズ２１から離れる程、光軸２７から離れる。これにより、集光された光の焦点がぼやけてしまい、スペクトルの分離が不完全となってしまう。そのため、光電変換効率の向上はほとんど期待できない。
　本発明は上記問題に鑑みて、高い光電変換効率を得ることが可能な、集光型太陽光発電装置を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するため、本発明における集光型太陽光発電装置は、集光レンズと、筒状の光電変換セルと、を備え、集光レンズは、集光レンズの光軸に沿って入射した入射光を、光軸を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させ、光電変換セルの受光面は、光電変換セルの内周面であり、円周上に沿って配置される。
　本発明における集光レンズは、集光レンズの光軸に沿った断面と、入射光を点状に集光させる点状集光レンズの光軸に沿った断面のうち所定の領域とが、相似形状にあり、集光レンズの光軸に沿って入射した入射光を、集光レンズの光軸を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させる。
　本発明における光電変換セルは、筒状形状であり、筒状形状の内周面に受光面を有し、集光レンズにより光が集光する円の円周上に配置される。
　本発明により、高い光電変換効率を得ることが可能な集光型太陽光発電装置を実現することができる。
本発明に関連する集光型太陽光発電装置の断面図を示す。 光電変換セルの光電変換効率の光波長依存性を示したグラフを示す。 本発明に関連する集光型太陽光発電装置の断面図を示す。 本発明に関連する集光型太陽光発電装置の斜視図を示す。 本発明に関連する集光型太陽光発電装置が有する積層光電変換セルの上面図を示す。 本発明に関連する集光型太陽光発電装置の断面図を示す。 本発明の第１の実施形態における集光型太陽光発電装置の断面図を示す。 本発明の第１の実施形態における集光レンズの断面図を示す。 本発明の第１の実施形態における集光レンズにより形成された焦点リングを、図８Ａの上面から見た図である。 本発明の第１の実施形態における光電変換セルの構造を示す。 本発明の第２の実施形態における集光型太陽光発電装置の断面図を示す。 本発明の第２の実施形態における光電変換セルの、集光レンズの光軸に垂直な面における断面図を示す。 本発明の第２の実施形態における光電変換セルの斜視図を示す。 本発明に関連する集光レンズの断面図を示す。 本発明の第３の実施形態における集光型太陽光発電装置の断面図を示す。 本発明の第３の実施形態における光電変換セルの斜視図を示す。
　本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、係る形態は本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態における集光型太陽光発電装置１００について、図７~図９を用いて説明する。図７は、本実施形態における集光型太陽光発電装置１００の、集光レンズの光軸に沿った断面図を示す。
　集光型太陽光発電装置１００は、集光レンズと１０１と、筒状の光電変換セル１０２と、を備える。
　図８に、集光レンズ１０１の構造を示す。図８Ａは、集光レンズ１０１の断面図を示す。なお、集光レンズ１０１の透過光は、１点に集光されるのではなく、光軸１０３を中心とした円の円周上に沿って、リング状に集光される。以下、このように集光されることを、焦点リングを形成すると呼ぶことにする。図８Ｂは、集光レンズ１０１により形成された焦点リングを、図８Ａの上面から見た図である。図８に示すように、集光レンズ１０１の光軸１０３に沿って入射した入射光１０４は、光軸１０３を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光される。
　光電変換セル１０２の受光面１０５は、図７に示すように、光電変換セル１０２の内周面であり、光軸１０３を中心とした半径ｒの円の、円周上に沿って配置される。なお、光電変換セル１０２の斜視図を、図９に示す。図７に示すように、光電変換セル１０２の筒状形状の中心軸が、集光レンズ１０１の光軸１０３と平行となるように、光電変換セル１０２は配置されている。
　以上のような構造とすることで、集光型太陽光発電装置１００においては、集光レンズ１０１に入射した入射光１０４を、光電変換セル１０２の受光面１０５に集光させることが可能となる。そのため、透過光の大部分を、光電変換セル１０２の表面（受光面）から最も近い接合部で光電変換させることが可能となり、光電変換セル内を透過させることによる光の損失を抑制できる。また、受光面１０５は、焦点レンズ１０１が入射光を焦光する円周上に配置されるため、集光された光の焦点がぼやけることない。
　そのため、本実施形態の集光型太陽光発電装置１００においては、高い光電変換効率を得ることが可能となる。
　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態における集光型太陽光発電装置について、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態における集光型太陽光発電装置２００の、集光レンズの光軸に沿った断面図を示す。
　集光型太陽光発電装置２００は、集光レンズ２０１と、筒状の光電変換セル２０２と、を備える。
　集光レンズ２０１は、集光レンズ２０１の光軸２０３に沿って入射した入射光２０４を、複数の波長帯に分離する。そして、集光レンズ２０１は、入射光２０４を、該複数の波長帯ごとに、光軸２０３上の異なる位置を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させる。
　光電変換セル２０２は、感度波長帯が互いに異なる、筒状の複数の個別光電変換セル２０５~２０７が積層された構成を有する。なお、個別光電変換セル２０５~２０７はそれぞれ、それぞれの感度波長帯に対応する波長帯が集光する円周上に配置される。
　光電変換セル２０２の受光面２０８は、光電変換セル２０２の内周面であり、集光レンズ２０１の光軸２０３と平行である。すなわち、複数の個別光電変換セル２０５~２０７が形成する筒状形状の中心軸は、集光レンズ２０１の光軸２０３と平行である。
　太陽からの入射光２０４は、集光レンズ２０１を通過した後、集光される。ここで、集光レンズ２０１を透過する際の光の屈折率は、光波長に依存する。そのため、入射光２０４は複数の波長帯に分離され、色収差が生じる。図１０では、透過光を３つの波長光線、すなわち、短波長帯光線２０９、中波長帯光線２１０、長波長帯光線２１１に分けて説明する。
　なお、集光レンズ２０１の透過光は、１点に集光されるのではなく、光軸２０３を中心とした円の円周上に沿って、リング状に集光される。すなわち、集光レンズ２０１は、透過光を集光することで焦点リングを形成する。
　本実施形態においては、集光レンズ２０１により発生する色収差により、各波長の透過光は、光軸２０３の異なる位置を中心として、焦点リングを形成する。図１０において、短波長帯光線２０９Ａと２０９ａとの交点、及び２０９Ｂと２０９ｂとの交点は、短波長帯光線２０９が形成する焦点リングの断面を示す。同様に、中波長帯光線２１０Ａと２１０ａとの交点、及び２１０Ｂと２１０ｂとの交点は、中波長帯光線２１０が形成する焦点リングの断面を示す。同様に、長波長帯光線２１１Ａと２１１ａとの交点、及び２１１Ｂと２１１ｂとの交点は、長波長帯光線２１１が形成する焦点リングの断面を示す。
　図１０において、集光レンズ２０１への入射光２０４のうち、光軸２０３から最も離れた光線の一つを、光線２０４Ａとする。そして、光線２０４Ａが集光レンズ２０１を透過した光である、透過光の各波長帯の光線を、短波長帯光線２０９Ａ、中波長帯光線２１０Ａ、長波長帯光線２１１Ａとする。
　更に、光軸２０３に対して、光線２０４Ａと対称となる位置の入射光線を、光線２０４Ｂとする。そして、光線２０４Ｂが集光レンズ２０１を透過した光である、透過光の各波長帯の光線を、短波長帯光線２０９Ｂ、中波長帯光線２１０Ｂ、長波長帯光線２１１Ｂとする。
　また、光軸２０３に最も近い入射光線のうち、光線２０４Ａに近い光線を、光線２０４ａとする。そして、光線２０４ａが集光レンズ２０１を透過した光である透過光の各波長光線を短波長帯光線２０９ａ、中波長帯光線２１０ａ、長波長帯光線２１１ａとする。また、光軸２０３に最も近い入射光線のうち、光線２０４Ｂに近い光線を２０４ｂとする。そして、光線２０４ｂが集光レンズ２０１を透過した光である透過光の各波長帯の光線を、短波長帯光線２０９ｂ、中波長帯光線２１０ｂ、長波長帯光線２１１ｂとする。なお、これらは、光線のうちの一部を代表的に記したものである。
　そして、短波長帯光線、中波長帯光線及び長波長帯光線のそれぞれの焦点リングの位置には、各波長帯の光電変換に適した個別光電変換セルが配置される。図１０には、短波長帯光線の焦点リングに沿って配置された個別光電変換セル２０５の断面、中波長帯光線の焦点リングに沿って配置された個別光電変換セル２０６の断面、及び長波長帯光線の焦点リングに沿って配置された光電変換セル２０７の断面が示されている。光電変換セル２０２は、光軸２０３を中心とした円柱形をしている。また、受光面２０８は光電変換セル２０２の内周面に配置され、光軸２０３と対向している。
　図１１に、光電変換セル２０２の、光軸２０３に垂直な面における断面図を示す。受光面２０８、及び光電変換を行う接合部２１６は、光軸２０３を中心とする円の円周に沿って配置される。また、受光面２０８は光軸２０３と対向する。そして、集光レンズ２０１を透過した透過光２１２は、光電変換セル２０２の円周の外に向かって、受光面２０８に入射する。なお、受光面２０８の内側には、空洞２１３が形成されている。
　図１２は、光電変換セル２０２の斜視図である。各波長帯に対応する個別光電変換セル２０５~２０７はそれぞれ、光軸２０３を軸とする円筒形をしており、光軸２０３方向に配列している。なお、個別光電変換セル２０５~２０７それぞれの円筒の内周面が、受光面２０８である。
　図１３に、本発明に関連する集光レンズ３００の断面図を示す。集光レンズ３００は、入射光を１点に集光する集光レンズ３００である。集光レンズ３００に入射する入射光３０１は集光レンズ３００を透過する。そして、透過光は集光レンズ３００の光軸３０２上に焦点を結ぶ。ここで、入射光３０１が集光レンズ３００を透過した光である透過光は、集光レンズ３００において発生する色収差によって波長ごとに分離し、光軸３０２上の互いに異なる位置に焦点を結ぶ。図１３では、透過光のうち短波長帯光線３０３、中波長帯光線３０４、長波長帯光線３０５を代表して示す。焦点３０６~３０８はそれぞれ、光線３０３~３０５の点状焦点である。
　図１３に示す集光レンズ３００において、光軸３０２から半径ｓの円の範囲内における、レンズ曲面３０９の接面３１０の傾きをｔ（ｓ）とする。なお。図１３に示す断面図は、光軸３０２に沿った断面図であるため、接面３１０は接線として描かれている。
　一方、本実施形態における集光レンズ２０１における透過光は、図１０に示すように、光軸２０３を中心とした半径ｒの円周上に集光され、焦点リングを形成する。ここで、図１０における集光レンズ２０１において、光軸２０３から半径Ｒの位置でのレンズ曲面２１４の接面２１５の傾きをＴ（Ｒ）とする。このとき、集光レンズ２０１のレンズ曲面２１４と、集光レンズ３００のレンズ曲面３０９との間には、Ｔ（Ｒ）＝ｔ（ｒ＋Ｒ）（以下、式（１）とする）の関係がある。すなわち、点状焦点を形成する集光レンズ３００のレンズ曲面３０９と式（１）の関係を有するレンズ曲面を持つ集光レンズを形成することによって、集光レンズ２０１を実現できる。なお、点状焦点を形成する集光レンズ３００としてよく使われるのが球面レンズである。球面レンズのレンズ曲面は、半径Ｚの球面の一部分の形状をしている。このとき、図１３のｓ，ｔ及びＺの間にｓ＝Ｚ×ｓｉｎ（ｔ）（以下、式（２）とする）の関係がある。この式（２）によって、球面レンズのレンズ曲面形状が規定される。
　ここで、集光レンズ２０１と集光レンズ３００とが、式（１）の関係を有することは、集光レンズ３００の光軸３０２から半径ｒの円の範囲の外側の領域におけるレンズ曲面断面と、集光レンズ２０１のレンズ曲面断面とが、相似形状をしていることを意味する。
　そして、このようなレンズ曲面を持つ集光レンズ２０１を用いれば、光軸の周りに半径ｒの焦点リングを形成することができる。
　なお、ここまでは、集光レンズ３００が球面レンズである場合について説明した。しかしながら、集光レンズ３００として、球面収差などを補正した非球面レンズを用いた場合でも同様のことが成り立つ。すなわち、実質的に１点に焦点を結ぶ集光レンズ３００のレンズ曲面がいかなる形状であっても、集光レンズ２０１との間にＴ（Ｒ）＝ｔ（ｒ＋Ｒ）の関係が成り立つ。
　以上のように、本実施形態における集光レンズ２０１を透過した透過光は、集光レンズ２０１の光軸２０３の周りに有限半径（半径ｒ）の焦点リングを形成する。そして、集光レンズ２０１において発生する色収差により、焦点リングは、波長に応じて光軸方向に異なる位置に形成される。すなわち、透過光は全体として、スペクトル分解された円筒状の焦点を形成する。
　そして、この円筒状の焦点の、各波長帯に対応する位置に、その波長帯の光電変換に適した個別光電変換セルを配置する。これにより、全ての波長帯の光が、個別光電変換セルの受光面から最も近い接合部で光電変換される。そのため、透過光が、光電変換セル内を透過する必要が生じていた、図１に示すような積層型の光電変換セルと比べて、光の損失を低減することができる。
　また、図３に示す集光型太陽光発電装置２０の場合、一部の透過光と光軸との角度が小さくなる。以下では、この一部の透過光と光軸との角度を、透過光角と呼ぶことにする。すなわち、集光レンズ２１の光軸近傍の入射光の透過光角はゼロに近い値となる。すなわち、透過光は光軸１４とほぼ平行となる。この場合、透過光の、光電変換セルの受光面に対する入射角は小さくなり、透過光の反射が発生しやすい。このように、図３に示す集光型太陽光発電装置２０においては、光軸に平行である受光面の表面で、透過光の大部分が反射してしまう。そのため、集光レンズ２１を透過した透過光の一部しか光電変換に使われず、発電効率が上がらないという問題があった。
　一方、本実施形態の集光レンズ２０１においては、光軸近傍の入射光の透過光角は大きく、最小の透過光角（図１０のＪ）であっても、ある程度の大きさを確保できる。このため、光軸と平行である光電変換セルの受光面２０８に対する透過光の入射角Ｉは、図３に示す集光型太陽光発電装置２０と比べて大きくなり、受光面での反射を抑制することができる。そのため、より高い光電変換効率を得ることができる。
　なお、本実施形態においては、光電変換セル２０２は、３つの個別光電変換セルを積層させて、光軸方向に配列させた構造としたが、これに限らない。例えば、２つの個別光電変換セルが配列した構造としても良い。或いは、４つ以上の個別光電変換セルが配列した構造としても良い。すなわち、透過光の波長帯を任意の数に分けて、それぞれの波長帯に対応する個別光電変換セルを用いることとしても良い。
　［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態における集光型太陽光発電装置について、図１４を用いて説明する。本実施形態における集光型太陽光発電装置４００は、集光レンズ４０１と、筒状の光電変換セル４０２と、を有する。なお、集光レンズ４０１は、第２の実施形態における集光レンズ２０１と同様の構造を有する。
　光電変換セル４０２は、感度波長帯が互いに異なる、筒状の複数の個別光電変換セル４０３~４０５が、集光レンズ４０１の光軸４０９方向に配列した構成を有する。個別光電変換セル４０３~４０５はそれぞれ、それぞれの感度波長帯に対応する波長帯が集光する円周上に配置される。そして、個別光電変換セル４０３~４０５の受光面４０６~４０８はそれぞれ、個別光電変換セル４０３~４０５の内周面に形成されており、集光レンズ４０１の光軸４０９と対向している。また、受光面４０６~４０８はそれぞれ、焦光レンズ４０１から離れるに従って、光軸４０９に近づくように、光軸４０９に対して傾斜している。なお、個別光電変換セル４０３~４０５が形成する筒状形状の中心軸は、集光レンズ４０１の光軸４０９と平行である。そのため、受光面４０６~４０８はそれぞれ、個別光電変換セル４０３~４０５の中心軸に対して傾斜することになる。
　図１５に、本実施形態における光電変換セル４０２の斜視図を示す。個別光電変換セル４０３~４０５の受光面４０６~４０８はそれぞれ、円錐台の側面の形状をしている。
　このような構造とした場合、受光面４０６~４０８が光軸４０９と平行である場合と比較して、透過光角がより大きくなる。すなわち、光電変換セル４０２を用いた場合、透過光の受光面に対する入射角Ｉは９０°により近くなり、受光面上での反射をより抑制することができる。
　以上のように、本実施形態の集光型太陽光発電装置４００においては、個別光電変換セルの受光面がそれぞれ、焦光レンズから離れるに従って、集光レンズの光軸に近づくように、光軸に対して傾斜している。そのため、第１の実施形態における集光型太陽光発電装置２００と比較して、透過光の受光面に対する入射角をより大きくすることができる。これにより、より高い光電変換効率を得ることができる。
　なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、積層する個別光電変換セルの数は、特に限定されない。
　また、第１乃至第３の実施形態において示した集光レンズ１０１、２０１、４０１はいずれも、片面のみにレンズ曲面を持つ片面曲線レンズとしたが、これに限らない。すなわち、集光レンズとして、両面にレンズ曲面を有する両面曲線レンズや、フレネルレンズを用いることとしても良い。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）集光レンズと、筒状の光電変換セルと、を備え、前記集光レンズは、前記集光レンズの光軸に沿って入射した入射光を、前記光軸を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させ、前記光電変換セルの受光面は、前記光電変換セルの内周面であり、前記円周上に沿って配置されることを特徴とする、集光型太陽光発電装置。
　（付記２）前記集光レンズは、前記入射光を複数の波長帯に分離し、前記複数の波長帯ごとに、前記光軸上の異なる位置を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させ、前記光電変換セルは、感度波長帯が互いに異なる複数の個別光電変換セルが前記光軸方向に配列した構成を有し、前記複数の個別光電変換セルはそれぞれ、それぞれの前記感度波長帯に対応する波長帯が集光する前記円周上に配置されることを特徴とする、付記１に記載の集光型太陽光発電装置。
　（付記３）前記受光面は、前記光軸と平行に形成されることを特徴とする、付記１又は２に記載の集光型太陽光発電装置。
　（付記４）前記複数の個別光電変換セルのそれぞれの受光面は、前記焦光レンズから離れるに従って前記光軸に近づくように、前記光軸に対して傾斜していることを特徴とする、付記２に記載の集光型太陽光発電装置。
　（付記５）前記集光レンズの光軸に対し、前記筒状の光電変換セルの中心軸は平行に配置されていることを特徴とする、付記３又は４に記載の集光型太陽光発電装置。
　（付記６）前記集光レンズの前記光軸に沿った断面と、入射光を点状に集光させる点状集光レンズの光軸に沿った断面のうち所定の領域とは、相似形状にあり、前記所定の領域とは、前記点状集光レンズの光軸から半径ｒの円の範囲外となる領域であることを特徴とする、付記１乃至５のいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置。
　（付記７）前記焦光レンズは、フルネルレンズ、両面曲線レンズ、及び片面曲線レンズのうちいずれか一つであることを特徴とする、付記１乃至６のいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置。
　（付記８）集光レンズであって、前記集光レンズの光軸に沿った断面と、入射光を点状に集光させる点状集光レンズの光軸に沿った断面のうち所定の領域とが、相似形状にあり、前記集光レンズの光軸に沿って入射した入射光を、前記集光レンズの光軸を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させることを特徴とする、集光レンズ。
　（付記９）筒状形状であり、前記筒状形状の内周面に受光面を有し、集光レンズにより光が集光する円の円周上に配置される特徴とする、光電変換セル。
　（付記１０）感度波長帯が互いに異なる複数の筒状形状の個別光電変換セルが配列した構成を有し、前記複数の個別光電変換セルはそれぞれ、それぞれの前記感度波長帯に対応する波長帯が、前記集光レンズにより集光する円の円周上に配置されることを特徴とする、付記９に記載の光電変換セル。
　（付記１１）前記複数の個別光電変換セルのそれぞれの受光面は、前記筒状形状の中心軸に対して傾斜していることを特徴とする、付記１０に記載の光電変換セル。
　（付記１２）前記複数の筒状形状の個別光電変換セルのそれぞれの受光面は、前記集光レンズの光軸と平行に形成されることを特徴とする、付記１０に記載の光電変換セル。
　（付記１３）前記複数の筒状形状の個別光電変換セルのそれぞれの受光面は、前記集光レンズの光軸に対して傾斜していることを特徴とする、付記１０に記載の光電変換セル。
　（付記１４）前記複数の筒状形状の個別光電変換セルの中心軸は、前記集光レンズの光軸と平行に形成されることを特徴とする、付記１１乃至１３のいずれか一つに記載の光電変換セル。
　以上、好ましい実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１１年５月２４日に出願された日本出願特願２０１１−１１６０００号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１、２０、１００、２００、４００　　集光型太陽光発電装置
　２、２１、１０１、２０１、３００、４０１　　集光レンズ
　３、２２、３６　　積層光電変換セル
　４~６、２３~２５、３７~３９、２０５~２０７、４０３~４０５　　個別光電変換セル
　７、２６、２６ａ、１０４、２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４ａ、２０４ｂ、３０１　　入射光
　８、２７、１０３、２０３、３０２、４０９　　光軸
　９、２８、２８ａ、２１２　　透過光
　１０、３２、４０、１０５、２０８、４０６~４０８　　受光面
　１１、３３、２１４、３０９　　レンズ曲面
　１２~１４　　光電変換効率の光波長依存性を示す曲線
　２８ｂ　　反射光
　２９、２０９Ａ、２０９Ｂ、２０９ａ、２０９ｂ、３０３　　短波長帯光線
　３０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０ａ、２１０ｂ、３０４　　中波長帯光線
　３１、２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、３０５　　長波長帯光線
　３４　　基盤
　３５、２１６　　接合部
　１０２、２０２、４０２　　光電変換セル
　２１３　　空洞
　２１５、３１０　　接面
　３０６~３０８　　焦点

Claims (10)

  1. 　集光レンズと、
    　筒状の光電変換セルと、を備え、
    　前記集光レンズは、前記集光レンズの光軸に沿って入射した入射光を、前記光軸を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させ、
    　前記光電変換セルの受光面は、前記光電変換セルの内周面であり、前記円周上に沿って配置されることを特徴とする、集光型太陽光発電装置。
  2. 　前記集光レンズは、前記入射光を複数の波長帯に分離し、前記複数の波長帯ごとに、前記光軸上の異なる位置を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させ、
    　前記光電変換セルは、感度波長帯が互いに異なる複数の個別光電変換セルが前記光軸方向に配列した構成を有し、前記複数の個別光電変換セルはそれぞれ、それぞれの前記感度波長帯に対応する波長帯が集光する前記円周上に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の集光型太陽光発電装置。
  3. 　前記受光面は、前記光軸と平行に形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の集光型太陽光発電装置。
  4. 　前記複数の個別光電変換セルのそれぞれの受光面は、前記焦光レンズから離れるに従って前記光軸に近づくように、前記光軸に対して傾斜していることを特徴とする、請求項２に記載の集光型太陽光発電装置。
  5. 　前記集光レンズの前記光軸に沿った断面と、入射光を点状に集光させる点状集光レンズの光軸に沿った断面のうち所定の領域とは、相似形状にあり、
    　前記所定の領域とは、前記点状集光レンズの光軸から半径ｒの円の範囲外となる領域であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の集光型太陽光発電装置。
  6. 　前記焦光レンズは、フルネルレンズ、両面曲線レンズ、及び片面曲線レンズのうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の集光型太陽光発電装置。
  7. 　集光レンズであって、
    　前記集光レンズの光軸に沿った断面と、入射光を点状に集光させる点状集光レンズの光軸に沿った断面のうち所定の領域とが、相似形状にあり、前記集光レンズの光軸に沿って入射した入射光を、前記集光レンズの光軸を中心とした、半径ｒの円の円周上に集光させることを特徴とする、集光レンズ。
  8. 　筒状形状であり、
    　前記筒状形状の内周面に受光面を有し、
    　集光レンズにより光が集光する円の円周上に配置される特徴とする、光電変換セル。
  9. 　感度波長帯が互いに異なる複数の筒状の個別光電変換セルが配列した構成を有し、
    　前記複数の個別光電変換セルはそれぞれ、それぞれの前記感度波長帯に対応する波長帯が、前記集光レンズにより集光する円の円周上に配置されることを特徴とする、請求項８に記載の光電変換セル。
  10. 　前記複数の個別光電変換セルのそれぞれの受光面は、前記筒状形状の中心軸に対して傾斜していることを特徴とする、請求項９に記載の光電変換セル。
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