WO2020149234A1 - レシーバの製造方法、レシーバ、及び、集光型太陽光発電モジュール - Google Patents

レシーバの製造方法、レシーバ、及び、集光型太陽光発電モジュール Download PDF

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silicone layer
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和正 鳥谷
充 稲垣
斉藤　健司
永井　陽一
宗譜 上山
猛 梅原
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住友電気工業株式会社
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present disclosure relates to a manufacturing method of a receiver, a receiver, and a concentrating solar power generation module.
  • This application claims priority based on Japanese application No. 2019-004340 filed on January 15, 2019, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • the concentrating solar power generation module has a large number of basic optical system units that collect sunlight with a condensing lens and guide it to the cells on the substrate to generate electricity in one housing.
  • the configuration of the receiver (light receiving portion) including the cell and its periphery the cell is sealed by a resin sealing portion formed of a transparent resin, and a transparent coating is further provided thereon.
  • Light energy that collects sunlight is poured around the cell.
  • the present disclosure is a method for manufacturing a receiver that receives sunlight collected in a concentrating solar power generation module, in which a die bond material containing an organic acid component is applied to a predetermined position on a substrate side, and Then, the organic acid component is removed by sintering the die-bonding material, and the conductive part on the substrate and the pole on one side of the cell are connected by a wire, and the cell is covered with a silicone layer and heated. Then, the silicone layer is hardened to obtain a receiver.
  • the present disclosure is a receiver that receives sunlight collected in a concentrating solar power generation module, a die bond material provided at a predetermined position on a substrate side, a cell bonded by the die bond material, and the cell.
  • a silicone layer that covers and seals the die bonding material, and the die bond material is a receiver in a state where an organic acid component is removed.
  • the present disclosure is a concentrating solar power generation module configured by collecting concentrating solar power generation units having a condensing lens and a receiver as an optical system basic unit, and the receiver is a substrate-side predetermined module.
  • a die bond material provided at a position, a cell bonded by the die bond material, and a silicone layer covering and sealing the cell are provided, and the die bond material is in a state in which an organic acid component is removed.
  • a concentrating solar power generation module configured by collecting concentrating solar power generation units having a condensing lens and a receiver as an optical system basic unit, and the receiver is a substrate-side predetermined module.
  • a die bond material provided at a position, a cell bonded by the die bond material, and a silicone layer covering and sealing the cell are provided, and the die bond material is in a state in which an organic acid component is removed.
  • FIG. 1 is a perspective view of one example of a concentrating solar power generation device viewed from the light receiving surface side.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the concentrating solar power generation module.
  • FIG. 3 is a sectional view showing an example of a concentrating solar power generation unit as a basic configuration of an optical system that constitutes a module.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing only the receiver part in FIG. 3 in more detail.
  • FIG. 5A is a graph showing the results of analyzing the die bond material by gas chromatograph mass spectrometry (GC/MS analysis).
  • FIG. 5B is a diagram showing the detected objects and area% extracted from the numerical data in FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a graph showing the result of state analysis of the die bond material after sintering at 160° C.
  • FIG. 7 is a graph showing the result of state analysis of the die bond material after sintering at 220° C.
  • FIG. 8 is a graph showing the state analysis result of the die bond material when sintering is not performed.
  • FIG. 9 is a graph showing the results of thermogravimetric measurement (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) on silicone.
  • FIG. 10 is a graph showing the results of analysis by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) of the silicone layer after sintering the die bond material.
  • FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
  • FIG. 11 is a graph showing analysis results of a silicone layer in a receiver obtained by sintering a die bond material at 160° C. by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR). It is the graph which piled up the state after doing.
  • FIG. 12 is a diagram of the same receiver as in FIG. 4 with Roman numerals indicating caution points.
  • FIG. 13 is a plan view of the frame body and the secondary lens when the frame body in FIG. 12 is a square tube.
  • the applicant of the present invention has a phenomenon that in a concentrating solar power generation device that is actually installed, although the occurrence rate is low, the silicone layer encapsulating the cell deteriorates, the transparency decreases, and the generated power decreases. I have found Therefore, the present disclosure aims to find the cause of the alteration of the silicone layer that seals the cell and suppress the alteration.
  • the gist of the embodiment of the present disclosure includes at least the following.
  • a method of manufacturing a receiver for receiving sunlight collected in a concentrating solar power generation module wherein a die bonding material containing an organic acid component is applied to a predetermined position on the substrate side, A cell is placed on the material, the organic acid component is removed by sintering the die-bonding material, the conductive part on the substrate and one pole of the cell are connected by a wire, and the cell is bonded by a silicone layer. It is a method of manufacturing a receiver in which the silicone layer is covered and heated to harden the silicone layer.
  • the organic acid component is removed from the die-bonding material, so it is possible to prevent the organic acid component from degrading the silicone layer. In this way, alteration of the silicone layer that seals the cell can be suppressed.
  • the die bond material is held at a temperature of 220° C. for a predetermined time and sintered.
  • the sintering is insufficient, the organic acid component remains in the die bond material.
  • the sintering is sufficient to remove the organic acid component, and even if it receives ultraviolet rays, the deterioration of the silicone layer caused by the organic acid component is caused. Can be suppressed.
  • the receiver is a receiver that receives the sunlight collected in the concentrating solar power generation module, and is bonded to the die bond material provided at a predetermined position on the substrate side by the die bond material. And a silicone layer that covers and seals the cells, and the die bond material is a receiver in which organic acid components are removed.
  • the receiver of (3) for example, 90% or more by weight of the die bond material is a sintered body of silver particles, and the resin is 0%.
  • the organic component easily escapes from between the particles, and the effect of suppressing alteration can be further improved.
  • a frame surrounding the cell and the silicone layer is provided, and the material of the frame is a resin containing no amide group. In this case, the effect of suppressing alteration can be further improved.
  • a frame surrounding the cell and the silicone layer is provided, and the material of the frame is epoxy excluding polypropylamide. Is preferred. In this case, the effect of suppressing alteration can be further improved.
  • the lead frame resin that houses the lead frame of the cell is preferably a resin that does not contain an amide group. In this case, the effect of suppressing alteration can be further improved.
  • the lead frame resin for accommodating the lead frame of the cell is preferably epoxy, excluding polypropylamide. In this case, the effect of suppressing alteration can be further improved.
  • the secondary lens is placed on the silicone layer containing no air bubbles without forming a gap. In this way, by eliminating bubbles and gaps, the effect of suppressing alteration can be further enhanced.
  • the silicone layer containing no bubbles is placed on the cell without forming a gap. In this way, by eliminating bubbles and gaps, the effect of suppressing alteration can be further enhanced.
  • a rectangular tubular frame surrounding the cell and the silicone layer is provided, and a ball-shaped secondary lens is mounted on the frame. May be configured. In this case, gaps between the secondary lens and the secondary lens are formed at the four inner corners of the frame body, which is suitable for reducing the gaps between air bubbles and air inside the silicone layer.
  • a frame surrounding the cell and the silicone layer is provided, and the material of the frame is a resin containing no amide group,
  • the lead frame resin that houses the lead frame of the cell is a resin that does not contain an amide group,
  • the silicone layer, which does not contain air bubbles, lays on the cell without any gaps,
  • a receiver may be configured such that a rectangular cylindrical frame body surrounding the cell and the silicone layer is provided, and a ball-shaped secondary lens is mounted on the frame body.
  • a concentrating solar power generation module configured by assembling a concentrating solar power generation unit having a condensing lens and a receiver as an optical system basic unit.
  • the receiver is provided with a die bond material provided at a predetermined position on the substrate side, a cell adhered by the die bond material, and a silicone layer that covers and seals the cell, and the die bond material is It is a concentrating photovoltaic module in which organic acid components have been removed.
  • FIG. 1 is a perspective view of one example of a concentrating solar power generation device viewed from the light receiving surface side.
  • the photovoltaic power generation device 100 includes an array (whole photovoltaic power generation panel) 1 that is continuous on the upper side and is divided into left and right sides on the lower side, and a supporting device 2 thereof.
  • the array 1 is configured by arranging the modules 1M on a pedestal (not shown) on the back side.
  • the support device 2 includes a support 21, a foundation 22, a biaxial drive unit 23, and a horizontal shaft 24 serving as a drive shaft.
  • the column 21 has a lower end fixed to the foundation 22 and an upper end provided with a biaxial drive unit 23. Reinforcing members, rails, and the like are attached to the horizontal shaft 24 in the vertical and horizontal directions to form a mount for mounting the array 1.
  • the foundation 22 is firmly buried in the ground so that only the upper surface can be seen.
  • the support column 21 is vertical and the horizontal shaft 24 is horizontal.
  • the biaxial drive unit 23 can rotate the horizontal shaft 24 in two directions of an azimuth angle (an angle with the column 21 as a central axis) and an elevation angle (an angle with the horizontal shaft 24 as a central axis). Therefore, when the horizontal axis 24 rotates in the azimuth or elevation direction, the array 1 also rotates in that direction.
  • the vertical posture of the array 1 as shown in FIG. 1 is usually before dawn and before sunset.
  • the biaxial drive unit 23 operates so that the light receiving surface of the array 1 always faces the sun, and the array 1 performs the sun tracking operation.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the concentrating solar power generation module 1M.
  • the module 1M includes, as a physical form in appearance, for example, a rectangular flat-bottomed container-shaped casing 11 made of metal or resin, and a condensing unit 12 mounted thereon like a lid. There is.
  • the light condensing unit 12 is configured, for example, by bonding a resin-made primary lens (Fresnel lens) 12f to the back surface of one light-transmissive glass plate 12a.
  • a resin-made primary lens Resnel lens
  • each of the divisions of the illustrated square (14 ⁇ 10 in this example, but the number is just an example for explanation) is the primary lens 12f, which converges the sunlight on the focus position. be able to.
  • one elongated substrate 13 is arranged so as to be aligned while changing the direction as shown in the drawing.
  • the substrate 13 has a relatively wide portion and a relatively narrow portion.
  • a cell (not shown) is mounted in a wide area. The cell is arranged at a position corresponding to each optical axis of the Fresnel lens 12f.
  • a metal shielding plate 14 is attached between the substrate 13 and the light collecting unit 12, for example.
  • a square opening 14a similar to the square of the primary lens 12f is formed at a position corresponding to the center of each primary lens 12f. If the array 1 accurately tracks the sun and the incident angle of sunlight on the module 1M is 0 degree, the light condensed by the primary lens 12f can pass through the opening 14a. When the tracking is largely deviated, the condensed light is shielded by the shield plate 14.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a concentrating solar power generation unit 1U as a basic configuration of an optical system that constitutes the module 1M. It should be noted that each part shown in FIG. 3 is appropriately enlarged for convenience of explanation of the structure, and is not necessarily a diagram proportional to an actual size (the same applies to FIG. 4).
  • the secondary of the receiver (light receiving unit) R is arranged on the optical axis Ax of the primary lens 12f.
  • the lens 30 and a cell 33 there is a lens 30 and a cell 33, and the light condensed by the primary lens 12f passes through the opening 14a of the shielding plate 14, is taken into the secondary lens 30 of the receiver R, and is guided to the cell 33.
  • a lead frame 32 of the cell 33 and a frame body 31 surrounding the cell 33 and supporting the secondary lens 30 are provided on the substrate 13.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing only the part of the receiver R in FIG. 3 in more detail.
  • the receiver R includes a secondary lens 30, a frame body 31, a lead frame 32 of the cell 33, the cell 33, a conductive die-bonding material 34 containing silver, and a silicone layer 35.
  • the lead frame 32 is divided into a plus side lead frame 32p and a minus side lead frame 32n.
  • the lead frames 32p and 32n are extraction electrodes of the cell 33 and are connected to a pattern (not shown) on the substrate 13.
  • the receiver R is mounted on the substrate 13.
  • the secondary lens 30 is, for example, a ball lens.
  • the secondary lens 30 is supported by the inner peripheral edge of the upper end portion of the frame body 31 so that a gap in the optical axis Ax (FIG. 3) direction is formed between the secondary lens 30 and the cell 33.
  • the frame body 31 has, for example, a rectangular tube shape.
  • the cell 33 is bonded to the lead frame 32p via a conductive die bond material 34 containing silver.
  • the silicone layer 35 is a light-transmitting silicone and is provided inside the frame 31 so as to fill the space formed between the secondary lens 30 and the cell 33.
  • the plus side of the cell 33 is electrically connected to the plus side lead frame 32p through a conductive die bonding material 34.
  • the minus side of the cell 33 is connected to the minus side lead frame 32n via a wire (gold wire) 36.
  • the receiver R is manufactured by the following manufacturing method. This manufacturing method is based on the finding that the organic acid component contained in the die bond material influences the alteration of the silicone layer by the analysis described later.
  • the frame 31 and the lead frames 32p and 32n are provided at predetermined positions on the substrate 13.
  • a die bond material 34 containing an organic acid component is applied to the surface of the lead frame 32p.
  • the cell 33 is placed on the die bond material 34.
  • the organic acid component is removed by sintering the die bond material 34.
  • the lead frame 32n and the pole on one side of the cell 33 are connected by the wire 36.
  • the cell 33 is covered with the silicone layer 35, and the secondary lens 30 is placed.
  • the receiver R is heated to harden the silicone layer 35.
  • FIG. 5A is a graph showing the results of analyzing the die bond material by gas chromatograph mass spectrometry (GC/MS analysis). The horizontal axis represents time [minutes], and the vertical axis represents abundance. This graph is based on the numerical data in the graph.
  • FIG. 5B is a diagram showing the detected objects and area% extracted from the numerical data in FIG. 5A. No. in FIG. Carboxylic acid was detected in 4, No, 6, No, and 12. In addition, No. 8, No. Carboxylic acid ester is detected in 9. Carboxylic acid and carboxylic acid ester are organic acid components that accelerate the decomposition of silicone.
  • GC/MS analysis gas chromatograph mass spectrometry
  • FIG. 6 to 8 are graphs showing the state analysis results of the die-bonded material after sintering.
  • FIG. 6 is the analysis result of the above (i)
  • FIG. 7 is the analysis result of the above (ii)
  • FIG. 8 shows the analysis result when sintering is not performed.
  • the vertical axis direction of FIG. 8 a portion exceeding 150,000 is out of focus and is a discontinuous graph.
  • the horizontal axis represents time [minutes] and the vertical axis represents abundance.
  • the presence of the organic acid component is confirmed at the peak indicated by the arrow.
  • no organic acid component was confirmed in the analysis result of FIG. 7, and the organic acid component was removed. Therefore, it is considered preferable to maintain the sintering temperature of 220° C. for at least 75 minutes.
  • FIG. 9 is a graph showing the results of thermogravimetric measurement (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) on silicone.
  • the horizontal axis represents temperature [° C.]
  • the left vertical axis represents TG [%]
  • the right vertical axis represents DSC [mW/mg].
  • TG reaction was not observed in silicone, and abnormalities in DSC change were not observed.
  • FIG. 10 is a graph showing the results of analysis by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) of the silicone layer after sintering the die bond material.
  • the upper part shows 160° C. sintering and the lower part shows 220° C. sintering.
  • the horizontal axis represents wave number [cm ⁇ 1 ] and the vertical axis represents transmittance [%]. In these graphs, there is no difference between 160° C. sintering and 220° C. sintering.
  • FIG. 11 is a graph showing the results of analysis of the silicone layer 35 by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) in the receiver R obtained by sintering the die bond material at 160° C., before irradiation with ultraviolet rays, It is a graph which overlap
  • the horizontal axis represents the wave number [cm ⁇ 1 ] and the vertical axis represents the absorbance (absorbance).
  • the higher peak represents the value after ultraviolet irradiation
  • the lower peak represents the value before ultraviolet irradiation.
  • C—H hardly changes before and after irradiation, but both Si—C and Si—O have high peak intensity ratios. That is, by irradiating with ultraviolet rays, the decomposition of silicone is accelerated.
  • the die bond material 34 contains the organic acid component that causes the decomposition of silicone.
  • the organic acid component can be removed by sintering, if the sintering is insufficient, the organic acid component remains in the die bond material 34.
  • the residual organic acid component does not affect even when heat is applied to the silicone layer (it does not change in quality only by heat).
  • the organic acid component accelerates the alteration of the silicone layer. Therefore, it is preferable to remove the organic acid component by sintering so that it does not remain.
  • FIG. 12 is a diagram of the same receiver as in FIG. 4 with Roman numerals indicating caution points.
  • the caution points are, for example, the following six points including the die bonding material.
  • the die bond material 34 is thin and spreads widely, so it is difficult for organic components to escape. Therefore, it is preferable that 90% or more of the die-bonding material 34 is a sintered body of silver particles and the resin is 0% by weight. In this case, the organic component easily escapes from between the particles, and the effect of suppressing alteration can be further improved.
  • the color of the resin may diffuse into the silicone layer 35 and cause deterioration. Therefore, for example, the following measures can further improve the effect of suppressing alteration.
  • the material of the frame 31 it is preferable to use a resin containing no amide group.
  • the material of the frame body 31 is preferably polypropylene (PP) excluding polyphthalamide (PPA).
  • the lead frame resin that houses the lead frame 32 of the cell 33 is preferably a resin that does not contain an amide group.
  • the material of the lead frame resin is preferably epoxy, excluding polypropylamide.
  • the silicone layer 35 when there is a bubble inside or when there is a gap between adjacent members, if a trace amount of the organic acid component remains, the organic acid component is near the bubble or the gap. It is easy to accumulate in. Deterioration is likely to accelerate at the site where the organic acid component has accumulated. Therefore, it is preferable that the silicone layer 35 does not contain bubbles.
  • the secondary lens 30 is placed on the silicone layer 35 without forming a gap. Further, it is preferable that the silicone layer 35 be placed on the cell 33 without forming a gap. In this way, by eliminating bubbles and gaps, the effect of suppressing alteration can be further enhanced. In order to prevent such a gap from being formed, it is effective to perform plasma treatment on the surface of the portion in contact with the silicone layer 35, for example.
  • FIG. 13 is a plan view of the frame 31 and the secondary lens 30 when the frame 31 in FIG. 12 is a square tube.
  • the secondary lens 33 is placed with the fluid silicone layer 35 inside the frame body 31. Part of the extruded silicone layer 35 may spill out from the frame 31.

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Abstract

集光型太陽光発電モジュール（１Ｍ）において集光された太陽光を受けるレシーバ（Ｒ）の製造方法であって、有機酸成分を含むダイボンド材（３４）を基板（１３）側の所定位置に塗布し、ダイボンド材（３４）の上にセル（３３）を載せ、ダイボンド材（３４）を焼結させることにより有機酸成分を除去し、基板（１３）上の導電部（３２）とセル（３３）の片側の極とをワイヤ（３６）により接続し、セル（３３）をシリコーン層（３５）によって覆い、加熱してシリコーン層（３５）を固める、レシーバ（Ｒ）の製造方法である。

Description

レシーバの製造方法、レシーバ、及び、集光型太陽光発電モジュール
　本開示は、レシーバの製造方法、レシーバ、及び、集光型太陽光発電モジュールに関する。
　本出願は、２０１９年１月１５日出願の日本出願第２０１９－００４３４０号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　集光型太陽光発電モジュールは、集光レンズで太陽光を集光させ、基板上のセルに導いて発電する光学系基本単位が１つの筐体内に多数整列したものである。セル及びその周辺を含むレシーバ（受光部）の構成の一例としては、透光性の樹脂で形成された樹脂封止部によりセルが封止され、さらにその上に、透光性の被覆が設けられている（例えば特許文献１参照。）。セル周辺には太陽光を集光した光エネルギーが注がれる。
特開２０１０－１１８５０７号公報
　本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、請求の範囲によって定められるものである。
　《レシーバの製造方法》
　本開示は、集光型太陽光発電モジュールにおいて集光された太陽光を受けるレシーバの製造方法であって、有機酸成分を含むダイボンド材を基板側の所定位置に塗布し、前記ダイボンド材の上にセルを載せ、前記ダイボンド材を焼結させることにより前記有機酸成分を除去し、前記基板上の導電部とセルの片側の極とをワイヤにより接続し、前記セルをシリコーン層によって覆い、加熱して前記シリコーン層を固める、レシーバの製造方法である。
　《レシーバ》
　本開示は、集光型太陽光発電モジュールにおいて集光された太陽光を受けるレシーバであって、基板側の所定位置に設けられるダイボンド材と、前記ダイボンド材により接着されているセルと、前記セルを覆って封止するシリコーン層と、を備え、前記ダイボンド材は有機酸成分が除去された状態となっているレシーバである。
　《集光型太陽光発電モジュール》
　本開示は、集光レンズとレシーバとを光学系基本単位とする集光型太陽光発電ユニットが集合して構成された集光型太陽光発電モジュールであって、前記レシーバは、基板側の所定位置に設けられるダイボンド材と、前記ダイボンド材により接着されているセルと、前記セルを覆って封止するシリコーン層と、を備え、前記ダイボンド材は有機酸成分が除去された状態となっている、集光型太陽光発電モジュールである。
図１は、１基分の、集光型の太陽光発電装置の一例を、受光面側から見た斜視図である。 図２は、集光型太陽光発電モジュールの構成の一例を示す斜視図である。 図３は、モジュールを構成する光学系の基本構成としての集光型太陽光発電ユニットの一例を示す断面図である。 図４は、図３におけるレシーバの部分のみを拡大してさらに詳細に示す図である。 図５Ａは、ガスクロマトグラフ質量分析法（ＧＣ／ＭＳ分析）によってダイボンド材を分析した結果を示すグラフである。 図５Ｂは、図５Ａ中の数値データから、検出物と面積％とを抽出して示す図である。 図６は、１６０℃で焼結後のダイボンド材の状態分析結果を示すグラフである。 図７は、２２０℃で焼結後のダイボンド材の状態分析結果を示すグラフである。 図８は、焼結を行わない場合の、ダイボンド材の状態分析結果を示すグラフである。 図９は、シリコーンにおける熱重量測定（ＴＧ）及び示差走査熱測定（ＤＳＣ）の結果を示すグラフである。 図１０は、ダイボンド材焼結後のシリコーン層のフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）による分析結果を示すグラフである。 図１１は、ダイボンド材を１６０℃で焼結させたレシーバにおける、シリコーン層のフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）による分析結果を示すグラフであり、紫外線を照射する前と紫外線を照射した後との状態を重ねたグラフである。 図１２は、図４と同じレシーバの図に要注意箇所のローマ数字を付した図である。 図１３は、図１２における枠体が四角筒である場合の、枠体及び二次レンズの平面図である。
　［発明が解決しようとする課題］
　本出願人は、実際に設置している集光型太陽光発電装置において、発生率は少ないものの、セルを封止するシリコーン層が変質を起こし、透明度が低下して発電電力が低下するという現象を発見した。
　そこで、本開示は、セルを封止するシリコーン層の変質の原因を突き止め、変質を抑制することを目的とする。
　［本開示の効果］
　本開示によれば、セルを封止するシリコーン層の変質を抑制することができる。
　［実施形態の要旨］
　本開示の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
　（１）方法としては、集光型太陽光発電モジュールにおいて集光された太陽光を受けるレシーバの製造方法であって、有機酸成分を含むダイボンド材を基板側の所定位置に塗布し、前記ダイボンド材の上にセルを載せ、前記ダイボンド材を焼結させることにより前記有機酸成分を除去し、前記基板上の導電部とセルの片側の極とをワイヤにより接続し、前記セルをシリコーン層によって覆い、加熱して前記シリコーン層を固める、レシーバの製造方法である。
　このように製造されたレシーバでは、ダイボンド材から有機酸成分が除去されているので、有機酸成分がシリコーン層を変質させることを抑制できる。こうして、セルを封止するシリコーン層の変質を抑制することができる。
　（２）前記（１）のレシーバの製造方法において、前記ダイボンド材を、少なくとも、温度２２０度で所定時間保持して焼結させることが好ましい。
　焼結が不足した場合にはダイボンド材の中に有機酸成分が残留する。しかし、少なくとも、温度２２０度で所定時間保持して焼結させることにより、有機酸成分を除去するに十分な焼結となり、紫外線を受けても、有機酸成分が原因となるシリコーン層の変質を抑制することができる。
　（３）部品としてのレシーバの観点からは、集光型太陽光発電モジュールにおいて集光された太陽光を受けるレシーバであって、基板側の所定位置に設けられるダイボンド材と、前記ダイボンド材により接着されているセルと、前記セルを覆って封止するシリコーン層と、を備え、前記ダイボンド材は有機酸成分が除去された状態となっているレシーバである。
　このようなレシーバでは、ダイボンド材から有機酸成分が除去されているので、有機酸成分がシリコーン層を変質させることを抑制できる。こうして、セルを封止するシリコーン層の変質を抑制することができる。
　（４）前記（３）のレシーバにおいて、前記ダイボンド材は、例えば重量比率で、９０％以上が銀粒子の焼結体であり、樹脂は０％である。この場合、有機成分が粒子間から抜けやすく、変質の抑制効果をさらに向上させることができる。
　（５）前記（３）又は（４）のレシーバにおいて、前記セル及び前記シリコーン層を囲む枠体が設けられており、前記枠体の材質は、アミド基を含まない樹脂であることが好ましい。この場合、変質の抑制効果をさらに向上させることができる。
　（６）前記（３）又は（４）のレシーバにおいて、前記セル及び前記シリコーン層を囲む枠体が設けられており、前記枠体の材質は、ポリプロピルアミドを適用除外し、エポキシであることが好ましい。この場合、変質の抑制効果をさらに向上させることができる。
　（７）前記（３）又は（４）のレシーバにおいて、前記セルのリードフレームを収めるリードフレーム樹脂は、アミド基を含まない樹脂であることが好ましい。この場合、変質の抑制効果をさらに向上させることができる。
　（８）前記（３）又は（４）のレシーバにおいて、前記セルのリードフレームを収めるリードフレーム樹脂は、ポリプロピルアミドを適用除外し、エポキシであることが好ましい。この場合、変質の抑制効果をさらに向上させることができる。
　（９）前記（３）又は（４）のレシーバにおいて、気泡を含まない前記シリコーン層の上に、隙間を作らずに二次レンズが載っていることが好ましい。このようにして、気泡や隙間を無くすことで、変質の抑制効果をさらに高めることができる。
　（１０）前記（３）又は（４）のレシーバにおいて、気泡を含まない前記シリコーン層が、前記セルの上に隙間を作らずに載っていることが好ましい。このようにして、気泡や隙間を無くすことで、変質の抑制効果をさらに高めることができる。
　（１１）前記（３）又は（４）のレシーバにおいて、前記セル及び前記シリコーン層を囲む四角筒状の枠体が設けられ、当該枠体の上にボール状の二次レンズが載っている、という構成であってもよい。この場合、枠体の内側の四隅に二次レンズとの間の隙間ができるので、シリコーン層の内部の気泡や空気の隙間を減らすことに適している。
　前記（５）から（１１）までの特徴は任意に、前記（３）又は（４）と組み合わせてもよい。例えば、以下の（１２）の構成もあり得る。
　（１２）前記（３）又は（４）のレシーバにおいて、
　前記セル及び前記シリコーン層を囲む枠体が設けられており、当該枠体の材質は、アミド基を含まない樹脂であり、
　前記セルのリードフレームを収めるリードフレーム樹脂は、アミド基を含まない樹脂であり、
　気泡を含まない前記シリコーン層の上に、隙間を作らずに二次レンズが載っており、
　気泡を含まない前記シリコーン層が、前記セルの上に隙間を作らずに載っており、
　前記セル及び前記シリコーン層を囲む四角筒状の枠体が設けられ、当該枠体の上にボール状の二次レンズが載っている、という構成のレシーバであってもよい。
　（１３）集光型太陽光発電モジュールとしての観点からは、集光レンズとレシーバとを光学系基本単位とする集光型太陽光発電ユニットが集合して構成された集光型太陽光発電モジュールであって、前記レシーバは、基板側の所定位置に設けられるダイボンド材と、前記ダイボンド材により接着されているセルと、前記セルを覆って封止するシリコーン層と、を備え、前記ダイボンド材は有機酸成分が除去された状態となっている、集光型太陽光発電モジュールである。
　このような集光型太陽光発電モジュールでは、レシーバのダイボンド材から有機酸成分が除去されているので、有機酸成分がシリコーン層を変質させることを抑制できる。こうして、セルを封止するシリコーン層の変質を抑制することができる。
　［実施形態の詳細］
　《太陽光発電装置》
　図１は、１基分の、集光型の太陽光発電装置の一例を、受光面側から見た斜視図である。
　図１において、この太陽光発電装置１００は、上部側で連続し、下部側で左右に分かれた形状のアレイ（太陽光発電パネル全体）１と、その支持装置２とを備えている。アレイ１は、背面側の架台（図示せず。）上にモジュール１Ｍを整列させて構成されている。図１の例では、左右のウイングを構成する（９６（＝１２×８）×２）個と、中央の渡り部分の８個との、合計２００個のモジュール１Ｍの集合体として、アレイ１が構成されている。
　支持装置２は、支柱２１と、基礎２２と、２軸駆動部２３と、駆動軸となる水平軸２４とを備えている。支柱２１は、下端が基礎２２に固定され、上端に２軸駆動部２３を備えている。水平軸２４には縦横に補強部材及びレール等が取り付けられ、アレイ１を載せる架台が構成される。
　図１において、基礎２２は、上面のみが見える程度に地中に堅固に埋設される。基礎２２を地中に埋設した状態で、支柱２１は鉛直となり、水平軸２４は水平となる。２軸駆動部２３は、水平軸２４を、方位角（支柱２１を中心軸とした角度）及び仰角（水平軸２４を中心軸とした角度）の２方向に回動させることができる。従って、水平軸２４が方位角又は仰角の方向に回動すれば、アレイ１もその方向に回動する。
　図１のようにアレイ１が鉛直の姿勢になっているのは、通常、夜明け及び日没前である。
　日中は、アレイ１の受光面が常に太陽に正対する姿勢となるよう、２軸駆動部２３が動作し、アレイ１は太陽の追尾動作を行う。
　《集光型太陽光発電モジュールの構成例》
　図２は、集光型太陽光発電モジュール１Ｍの構成の一例を示す斜視図である。但し、底面１１ｂ側は基板（フレキシブルプリント配線板）１３のみ示し、ここでは、他の構成要素は省略している。モジュール１Ｍは、外観上の物理的な形態としては、例えば金属製又は樹脂製で長方形の平底容器状の筐体１１と、その上に蓋のように取り付けられる集光部１２と、を備えている。集光部１２は、例えば１枚の光透過性のガラス板１２ａの裏面に樹脂製の一次レンズ（フレネルレンズ）１２ｆが貼り付けられて構成されている。例えば図示の正方形（この例では１４個×１０個であるが、数量は説明上の一例に過ぎない。）の区画の１つ１つが、一次レンズ１２ｆであり、太陽光を焦点位置に収束させることができる。
　筐体１１の底面１１ｂ上には、例えば筐体１１の左半分・右半分の各々において、１本の細長い基板１３が図示のように方向転換しながら整列するように配置されている。基板１３には相対的に幅広な部位と幅狭な部位とがある。セル（図示せず。）が実装されるのは幅広な部位である。セルはフレネルレンズ１２ｆの各々の光軸に対応する位置に配置される。
　基板１３と集光部１２との間には、例えば金属製の遮蔽板１４が取り付けられている。遮蔽板１４には、個々の一次レンズ１２ｆの中心に対応した位置に、一次レンズ１２ｆの正方形に相似な正方形の開口１４ａが形成されている。アレイ１が太陽を正確に追尾し、モジュール１Ｍに対する太陽光の入射角が０度であれば、一次レンズ１２ｆにより集光された光は開口１４ａを通過することができる。追尾が大きくずれた場合は、集光された光は遮蔽板１４により遮蔽される。
　《集光型太陽光発電ユニットの構成例》
　図３は、モジュール１Ｍを構成する光学系の基本構成としての集光型太陽光発電ユニット１Ｕの一例を示す断面図である。なお、図３に示す各部は、構造説明の都合上、適宜拡大して描いており、必ずしも実際の寸法に比例した図ではない（図４も同様である。）。
　図３において、集光型太陽光発電ユニット１Ｕが、太陽と正対し、太陽光の入射角が０度であると、一次レンズ１２ｆの光軸Ａｘ上に、レシーバ（受光部）Ｒの二次レンズ３０及びセル３３があり、一次レンズ１２ｆにより集光する光は遮蔽板１４の開口１４ａを通り、レシーバＲの二次レンズ３０に取り込まれ、セル３３に導かれる。基板１３上には、セル３３のリードフレーム３２、及び、セル３３を囲み二次レンズ３０を支持する枠体３１が設けられている。
　《レシーバの詳細な構成》
　図４は、図３におけるレシーバＲの部分のみを拡大してさらに詳細に示す図である。
　図４において、レシーバＲは、二次レンズ３０、枠体３１、セル３３のリードフレーム３２、セル３３、銀を含む導電性のダイボンド材３４、及び、シリコーン層３５を備えている。リードフレーム３２は、プラス側のリードフレーム３２ｐと、マイナス側のリードフレーム３２ｎとに分かれている。リードフレーム３２ｐ，３２ｎはセル３３の引き出し電極であり、基板１３のパターン（図示せず。）に接続されている。このように、レシーバＲは、基板１３上に実装されている。
　二次レンズ３０は例えばボールレンズである。二次レンズ３０は枠体３１の上端部内周エッジにより、セル３３との間に光軸Ａｘ（図３）方向の隙間が形成されるように支持されている。枠体３１は、例えば角筒状である。セル３３は、銀を含む導電性のダイボンド材３４を介して、リードフレーム３２ｐと接合されている。シリコーン層３５は、光透過性のシリコーンであり、枠体３１の内側の、二次レンズ３０とセル３３との間に形成される空間を満たすように設けられている。セル３３のプラス側は導電性のダイボンド材３４を介してプラス側のリードフレーム３２ｐと電気的に接続されている。セル３３のマイナス側はワイヤ（金ワイヤ）３６を介してマイナス側のリードフレーム３２ｎと接続されている。
　《レシーバの製造手順》
　上記のレシーバＲは、以下の製造方法により作製される。この製造方法は、後述の分析によりダイボンド材に含まれる有機酸成分がシリコーン層の変質に影響することの知見に基づいている。
　まず、基板１３上の所定位置に、枠体３１及びリードフレーム３２ｐ，３２ｎが設けられる。リードフレーム３２ｐの表面に、有機酸成分を含むダイボンド材３４が塗布される。
　そして、セル３３をダイボンド材３４の上に載せる。
　この状態で、ダイボンド材３４を焼結させることにより有機酸成分を除去する。
　次に、リードフレーム３２ｎとセル３３の片側の極とをワイヤ３６により接続する。
　さらに、セル３３をシリコーン層３５によって覆い、二次レンズ３０を載せる。ここで、レシーバＲを加熱してシリコーン層３５を固める。
　《ダイボンド材の分析》
　図５Ａは、ガスクロマトグラフ質量分析法（ＧＣ／ＭＳ分析）によってダイボンド材を分析した結果を示すグラフである。横軸は時間［分］、縦軸は存在度（ａｂｕｎｄａｎｃｅ）を表している。このグラフは、グラフ中の数値データに基づくものである。
　図５Ｂは、図５Ａ中の数値データから、検出物と面積％とを抽出して示す図である。図５ＢにおけるＮｏ．４，Ｎｏ，６，Ｎｏ，１２にカルボン酸が検出されている。また、Ｎｏ．８，Ｎｏ．９にカルボン酸エステルが検出されている。カルボン酸及びカルボン酸エステルは、シリコーンの分解を促進させる有機酸成分である。
　《焼結後のダイボンド材の状態分析》
　基板側の所定位置に塗布したダイボンド材にセルを載せた状態で、毎分２℃のペースで昇温し、（ｉ）焼結温度１６０℃を６０分保持した場合と、（ｉｉ）焼結温度２２０℃を７５分保持した場合とで、結果がどう違うかを比べた。
　図６から図８までは、焼結後のダイボンド材の状態分析結果を示すグラフであり、図６は上記（ｉ）の場合の分析結果、図７は上記（ｉｉ）の場合の分析結果、そして、図８は焼結を行わない場合の分析結果である。なお、図８の縦軸方向において、１５００００を超えるところは、振り切れていて、不連続なグラフになっている。各図の横軸は時間［分］、縦軸は存在度（ａｂｕｎｄａｎｃｅ）である。図６及び図８の分析結果では、矢印で示すピークに有機酸成分の存在が確認されている。一方、図７の分析結果には有機酸成分が確認されず、有機酸成分は除去されている。従って、少なくとも、焼結温度２２０℃を７５分保持することが好ましいと考えられる。
　《シリコーン層に与える影響についての分析》
　図９は、シリコーンにおける熱重量測定（ＴＧ）及び示差走査熱測定（ＤＳＣ）の結果を示すグラフである。横軸は温度［℃］、左側の縦軸はＴＧ［％］、右側の縦軸はＤＳＣ［ｍＷ／ｍｇ］である。このグラフでは、シリコーンにＴＧ反応は見られず、ＤＳＣの変化も異常性は見られない。
　図１０は、ダイボンド材焼結後のシリコーン層のフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）による分析結果を示すグラフである。上段は１６０℃焼結、下段は２２０℃焼結であり、横軸は波数［ｃｍ－１］、縦軸は透過率［％］である。これらのグラフでは１６０℃焼結と、２２０℃焼結との差は見られない。
　図１１は、ダイボンド材を１６０℃で焼結させたレシーバＲにおける、シリコーン層３５のフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）による分析結果を示すグラフであり、紫外線を照射する前と、紫外線を２５８時間照射した後と、の状態を重ねたグラフである。横軸は波数［ｃｍ－１］、縦軸は吸光度（ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）である。横軸の右端側において高い方のピークは紫外線照射後の値、低い方のピークは紫外線照射前の値を表している。図において、Ｃ－Ｈは照射の前後でほとんど変わらないが、Ｓｉ－Ｃ、Ｓｉ－Ｏは、いずれも、ピーク強度比が高くなっている。すなわち、紫外線照射することで、シリコーンの分解が加速されている。
　《分析のまとめ》
　以上の分析により、ダイボンド材３４にはシリコーン分解の原因となる有機酸成分が含まれている。焼結により有機酸成分を飛ばすことはできるが、焼結が不足すると、ダイボンド材３４の中に有機酸成分が残留する。残留した有機酸成分は、シリコーン層に熱を与えた場合でも影響しない（熱のみで変質することはない。）。しかし、焼結不足で紫外線を照射すると、有機酸成分がシリコーン層の変質を促進させる。従って、焼結により有機酸成分が残留しないように除去することが好ましい。
　《他の変質抑制対策》
　以上、ダイボンド材３４の中の有機酸成分の除去について説明したが、レシーバＲには、シリコーン層３５の変質に関与する可能性のある複数の、注意を要する箇所がある。
　図１２は、図４と同じレシーバの図に要注意箇所のローマ数字を付した図である。図１２において、要注意箇所は、ダイボンド材も含めて、例えば以下の６箇所である。
　（Ｉ）枠体３１
　（ＩＩ）リードフレーム３２の中に入り込んでいる樹脂
　（ＩＩＩ）二次レンズ３０とシリコーン層３５との境界面
　（ＩＶ）セル３３とシリコーン層３５との境界面
　（Ｖ）ダイボンド材３４
　（ＶＩ）二次レンズ３０と枠体３１との接触部
　そこで、以下の対策を併せて施すことが、より好ましいと考えられる。
　ダイボンド材３４は薄く広く拡がるので有機成分が抜けにくい。そこで、ダイボンド材３４は、重量比率で、９０％以上が銀粒子の焼結体であり、樹脂は０％であるようにすることが好ましい。この場合、有機成分が粒子間から抜けやすく、変質の抑制効果をさらに向上させることができる。
　レシーバＲが高温にさらされると、樹脂（例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂）の色がシリコーン層３５内に拡散し、変質の原因となる場合がある。
　そこで、例えば以下の対策により、変質の抑制効果をさらに向上させることができる。
（ａ）枠体３１の材質として、アミド基を含まない樹脂を用いることが好ましい。
（ｂ）枠体３１の材質は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）を適用除外し、かつ、ポリプロピレン（ＰＰ）であることが好ましい。
（ｃ）また、セル３３のリードフレーム３２を収めるリードフレーム樹脂は、アミド基を含まない樹脂であることが好ましい。
（ｄ）リードフレーム樹脂の材質は、ポリプロピルアミドを適用除外し、エポキシであることが好ましい。
　また、シリコーン層３５は、内部に気泡がある場合、または、隣接する部材との間に隙間がある場合に、もし微量の有機酸成分が残留したとすると、有機酸成分が気泡や隙間の付近に溜まりやすい。有機酸成分が溜まった部位は変質が加速しやすい。従って、シリコーン層３５は、気泡を含まないことが好ましい。
　二次レンズ３０とシリコーン層３５との間に隙間があると、シリコーン層３５の熱が二次レンズ３０に伝導しにくく、シリコーン層３５が高温となり変質が加速しやすい。シリコーン層３５とセル３３との間に隙間があると、シリコーン層３５の熱がセル３３側へ伝導しにくく、シリコーン層３５が高温となり変質しやすい。そこで、シリコーン層３５の上に、隙間を作らずに二次レンズ３０が載っていることが好ましい。また、シリコーン層３５が、セル３３の上に隙間を作らずに載っていることが好ましい。このようにして、気泡や隙間を無くすことで、変質の抑制効果をさらに高めることができる。このような隙間を作らせないためには、例えば、シリコーン層３５と接する部位の表面にプラズマ処理を施すことが効果的である。
　図１３は、図１２における枠体３１が四角筒である場合の、枠体３１及び二次レンズ３０の平面図である。枠体３１が四角筒である場合、流動性のあるシリコーン層３５を枠体３１の内側に入れた状態で、二次レンズ３３を載せる。押し出されたシリコーン層３５の一部は、枠体３１からこぼれ出ても構わない。枠体３１の内壁と二次レンズ３０との間には４コーナーに隙間Ｇがある。このように隙間Ｇがあり、シリコーン層３５の表面が露出していることで、シリコーン層３５が固まる間に、内部の気泡が上方へ抜けていく。また、シリコーン層３５と二次レンズ３０との間、または、シリコーン層３５とセル３３との間に、一時的に空気の隙間が出来たとしても、自然に上方へ抜けて隙間Ｇから排出されやすくなる。すなわち、四角筒の枠体３１に二次レンズ３０を載せる構成は、シリコーン層３５の内部の気泡や空気の隙間を減らすことに適する構成である。
　《補記》
　なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　１　アレイ
　１Ｍ　集光型太陽光発電モジュール（モジュール）
　１Ｕ　集光型太陽光発電ユニット
　２　支持装置
　１１　筐体
　１１ｂ　底面
　１２　集光部
　１２ａ　ガラス板
　１２ｆ　一次レンズ
　１３　基板
　１４　遮蔽板
　１４ａ　開口
　２１　支柱
　２２　基礎
　２３　２軸駆動部
　２４　水平軸
　３０　二次レンズ
　３１　枠体
　３２　リードフレーム
　３２ｐ　（プラス側の）リードフレーム
　３２ｎ　（マイナス側の）リードフレーム
　３３　セル
　３４　ダイボンド材
　３５　シリコーン層
　３６　ワイヤ
　１００　集光型太陽光発電装置
　Ａｘ　光軸
　Ｒ　レシーバ
　Ｇ　隙間

Claims (13)

  1. 　集光型太陽光発電モジュールにおいて集光された太陽光を受けるレシーバの製造方法であって、
    　有機酸成分を含むダイボンド材を基板側の所定位置に塗布し、
    　前記ダイボンド材の上にセルを載せ、
    　前記ダイボンド材を焼結させることにより前記有機酸成分を除去し、
    　前記基板上の導電部とセルの片側の極とをワイヤにより接続し、
    　前記セルをシリコーン層によって覆い、
    　加熱して前記シリコーン層を固める、
    　レシーバの製造方法。
  2. 　前記ダイボンド材を、少なくとも、温度２２０度で所定時間保持して焼結させる請求項１に記載の、レシーバの製造方法。
  3. 　集光型太陽光発電モジュールにおいて集光された太陽光を受けるレシーバであって、
    　基板側の所定位置に設けられるダイボンド材と、
    　前記ダイボンド材により接着されているセルと、
    　前記セルを覆って封止するシリコーン層と、を備え、
    　前記ダイボンド材は有機酸成分が除去された状態となっているレシーバ。
  4. 　前記ダイボンド材は、重量比率で、９０％以上が銀粒子の焼結体であり、樹脂は０％である請求項３に記載のレシーバ。
  5. 　前記セル及び前記シリコーン層を囲む枠体が設けられており、
    　前記枠体の材質は、アミド基を含まない樹脂である、請求項３又は請求項４に記載のレシーバ。
  6. 　前記セル及び前記シリコーン層を囲む枠体が設けられており、
    　前記枠体の材質は、ポリプロピルアミドを適用除外し、エポキシである、請求項３又は請求項４に記載のレシーバ。
  7. 　前記セルのリードフレームを収めるリードフレーム樹脂は、アミド基を含まない樹脂である、請求項３又は請求項４に記載のレシーバ。
  8. 　前記セルのリードフレームを収めるリードフレーム樹脂は、ポリプロピルアミドを適用除外し、エポキシである、請求項３又は請求項４に記載のレシーバ。
  9. 　気泡を含まない前記シリコーン層の上に、隙間を作らずに二次レンズが載っている請求項３又は請求項４に記載のレシーバ。
  10. 　気泡を含まない前記シリコーン層が、前記セルの上に隙間を作らずに載っている請求項３又は請求項４に記載のレシーバ。
  11. 　前記セル及び前記シリコーン層を囲む四角筒状の枠体が設けられ、当該枠体の上にボール状の二次レンズが載っている請求項３又は請求項４に記載のレシーバ。
  12. 　前記セル及び前記シリコーン層を囲む枠体が設けられており、前記枠体の材質は、アミド基を含まない樹脂であり、
    　前記セルのリードフレームを収めるリードフレーム樹脂は、アミド基を含まない樹脂であり、
    　気泡を含まない前記シリコーン層の上に、隙間を作らずに二次レンズが載っており、
    　気泡を含まない前記シリコーン層が、前記セルの上に隙間を作らずに載っており、
    　前記セル及び前記シリコーン層を囲む四角筒状の枠体が設けられ、当該枠体の上にボール状の二次レンズが載っている、請求項３又は請求項４に記載のレシーバ。
  13. 　集光レンズとレシーバとを光学系基本単位とする集光型太陽光発電ユニットが集合して構成された集光型太陽光発電モジュールであって、前記レシーバは、
    　基板側の所定位置に設けられるダイボンド材と、
    　前記ダイボンド材により接着されているセルと、
    　前記セルを覆って封止するシリコーン層と、を備え、
    　前記ダイボンド材は有機酸成分が除去された状態となっている、集光型太陽光発電モジュール。
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