JP2012146904A - Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module - Google Patents
Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012146904A JP2012146904A JP2011005737A JP2011005737A JP2012146904A JP 2012146904 A JP2012146904 A JP 2012146904A JP 2011005737 A JP2011005737 A JP 2011005737A JP 2011005737 A JP2011005737 A JP 2011005737A JP 2012146904 A JP2012146904 A JP 2012146904A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- substrate
- conversion device
- conversion element
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
【課題】 大型化に寄与することが可能な光電変換装置および光電変換モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】 光電変換装置2であって、基板6と、基板6の上方に設けられた光電変換素子5と、基板6の下方に設けられた整流素子4と、基板6内に設けられ、整流素子4を光電変換素子5に整流方向が出力電圧に対して逆方向となるように電気的に並列に接続したビア導体7とを備えている。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device and a photoelectric conversion module capable of contributing to an increase in size.
SOLUTION: A photoelectric conversion device 2 includes a substrate 6, a photoelectric conversion element 5 provided above the substrate 6, a rectifying element 4 provided below the substrate 6, and a substrate 6. A via conductor 7 is provided in which the rectifying element 4 is electrically connected in parallel to the photoelectric conversion element 5 so that the rectifying direction is opposite to the output voltage.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、光電変換装置およびその光電変換装置を用いた光電変換モジュールに関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion device and a photoelectric conversion module using the photoelectric conversion device.
近年、光電変換素子を有する光電変換装置の開発が進められている。例示的な光電変換装置としては、太陽エネルギーを電力に変換する太陽電池装置がある。特に、発電効率の向上を目的として、集光型の太陽電池装置の開発が進められている。光電変換装置は、光エネルギーを電力エネルギーに変換する光電変換素子を有している。光電変換装置が例えば太陽電池装置の場合、光電変換素子は、太陽エネルギーを電力エネルギーに変換する太陽電池素子である(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, development of a photoelectric conversion device having a photoelectric conversion element has been advanced. As an exemplary photoelectric conversion device, there is a solar cell device that converts solar energy into electric power. In particular, for the purpose of improving the power generation efficiency, a concentrating solar cell device is being developed. The photoelectric conversion device includes a photoelectric conversion element that converts light energy into electric power energy. When the photoelectric conversion device is, for example, a solar cell device, the photoelectric conversion element is a solar cell element that converts solar energy into electric power energy (see, for example, Patent Document 1).
なお、光電変換装置は、光電変換素子上に、光電変換素子に光を集光させる集光部材が設けられる。 Note that in the photoelectric conversion device, a condensing member that condenses light on the photoelectric conversion element is provided on the photoelectric conversion element.
光電変換装置は、光を集光して電気に変換するものであるため、室外にて設置されて用いられる場合は、太陽光の影響を受けやすい。そのため、光電変換装置を大型化しようとすると、光を受光する光電変換素子の面積を大きくするとともに、光電変換素子の放熱性を高める必要がある。 Since the photoelectric conversion device collects light and converts it into electricity, when it is installed and used outdoors, it is easily affected by sunlight. Therefore, when it is going to enlarge a photoelectric conversion apparatus, while increasing the area of the photoelectric conversion element which receives light, it is necessary to improve the heat dissipation of a photoelectric conversion element.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型化に寄与することが可能な光電変換装置および光電変換モジュールを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the photoelectric conversion apparatus and photoelectric conversion module which can contribute to enlargement.
本発明の一実施形態に係る光電変換装置は、基板と、前記基板の上方に設けられた光電変換素子と、前記基板の下方に設けられた整流素子と、前記基板内に設けられ、前記整流素子を前記光電変換素子に整流方向が出力電圧に対して逆方向となるように電気的に並列に接続したビア導体を備えている。 A photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a photoelectric conversion element provided above the substrate, a rectifier element provided below the substrate, and a rectifier provided in the substrate. A via conductor is electrically connected in parallel to the photoelectric conversion element so that the rectification direction is opposite to the output voltage.
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールは、前記光電変換装置と、前記光電変換装置の上方に設けられた、外部からの光を受光して前記光電変換素子に受光した光を集める集光部材とを備えている。 The photoelectric conversion module which concerns on one Embodiment of this invention is the condensing which collects the light which received the light from the outside provided in the said photoelectric conversion apparatus and the said photoelectric conversion apparatus, and was received by the said photoelectric conversion element And a member.
本発明によれば、大型化に寄与することが可能な光電変換装置および光電変換モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photoelectric conversion apparatus and photoelectric conversion module which can contribute to enlargement can be provided.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光電変換装置および光電変換モジュールの実施形態の例を説明する。なお、本発明は以下の実施形態の例に限定されないものである。 Exemplary embodiments of a photoelectric conversion device and a photoelectric conversion module according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to the example of the following embodiment.
<光電変換モジュールの概略構成>
図1は、本実施形態に係る光電変換モジュール1の概観斜視図と、その一部を拡大した分解斜視図である。図2は、図1に示す光電変換モジュール1の一部である光電変換装置2および集光部材3の断面図である。図3は、光電変換装置2の平面図であって、光電変換装置2同士の接続関係を示している。図4は、光電変換素子2と整流素子4との間の電気的接続関係を示している。図5は、光電変換装置2の透過平面図であって、光電変換装置2と整流素子4との配置関係を示している。なお、図2は、図3のA−A’線に沿って光電変換装置2を切断したときの断面図である。
<Schematic configuration of photoelectric conversion module>
FIG. 1 is an overview perspective view of a photoelectric conversion module 1 according to the present embodiment, and an exploded perspective view in which a part thereof is enlarged. FIG. 2 is a cross-sectional view of the
本実施形態に係る光電変換モジュール1は、太陽光を電力に変換する太陽光発電モジュールである。また、本実施形態に係る光電変換装置2は、光を電気に変換する光電変換素子5を含んでいる。かかる光電変換素子5は、例えば太陽光を受光して発電する機能を備えている。光電変換モジュール1は、図1に示すように、複数の光電変換装置2を含んで構成されている。そして、複数の光電変換装置2が、電気的に並列または直列に接続されている。
The photoelectric conversion module 1 according to the present embodiment is a photovoltaic power generation module that converts sunlight into electric power. Moreover, the
光電変換モジュール1は、光電変換装置2と、光を受光する集光部材3とを含んでいる。集光部材3は、光電変換装置2の上方に設けられている。集光部材3は、例えばドーム形状のフレネルレンズである。集光部材3は、外部からの光を受光するとともに、受光した光を光電変換装置2の光電変換素子5に集める機能を備えている。なお、集光部材3は、例えばガラス、プラスチックまたは樹脂等からなる。かかる集光部材3は、レンズ部材3aとフレーム部材3bを含んでおり、レンズ部材3aの外周を取り囲むようにフレーム部材3bにて固定されている。
The photoelectric conversion module 1 includes a
光電変換装置2は、基板6と、基板6の上方に設けられた複数の光電変換素子5と、基板6の下方に設けられた複数の整流素子4と、基板6内に設けられ、光電変素子5と整流素子4とを電気的に接続するビア導体7を備えている。
The
基板6は、光電変換素子5に伝わる熱を外部に放熱する機能を備えている。光電変換装置2は、集光部材3を介して伝わる光のエネルギーの一部が熱に変換されて発熱する。そのため、基板6は、光電変換素子5から熱が伝わりやすい材料からなる。基板6は、例えば、アルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。また、基板6は、銅、アルミ、鉄、ニッケル、コバルト、クロムまたはそれらの合金等の放熱性の優れた金属材料からなる。なお、基板6の熱伝導率は、例えば180W/(m・K)以上に設定されている。また、基板6の熱膨張率は、例えば、3×10−6/℃以上18×
10−6/℃以下に設定されている。
The
It is set to 10 −6 / ° C. or lower.
基板6の大きさは、複数のセラミック基板8を設けることができる大きさに設定されている。基板6の大きさは、例えば、平面視したときの一辺の長さが20mm以上200mm以下であって、上下方向の厚みが0.5mm以上10mm以下に設定されている。
The size of the
セラミック基板8は、例えば、アルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。なお、セラミック基板8の熱伝導率は、例えば、14W/m・K以上200W/m・K以下に設定されている。また、セラミック基板8の熱膨張率は、例えば、3×10−6/℃以上10×10−6/℃以下に設定されている。
The
各セラミック基板8の大きさは、1つのセラミック基板8の上面に、1つの光電変換素子5を実装できる大きさに設定されている。各セラミック基板8の大きさは、例えば、平面視したときの一辺の長さが3mm以上30mm以下であって、上下方向の厚みが0.1mm以上5mm以下に設定されている。
The size of each
各セラミック基板8上には、第1電極層9としての電極パターンが設けられている。第1電極層9は、光電変換素子5と電気的に接続されており、光電変換素子5にて起電された電力を外部に取り出すためのものである。第1電極層9は、例えば、銅、銀、金、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトまたはクロム等の金属材料、あるいはそれらの合金からなる。
An electrode pattern as the
光電変換素子5は、セラミック基板8上に配置されている。光電変換素子5は、例えばボンディングワイヤを介して第1電極層9と電気的に接続されている。また、光電変換素子5は、セラミック基板8上にメタライズされた電極パターン上に実装されてもよい。
The
光電変換素子5は、光を電力に変換する機能を備えている。光電変換素子5は、例えば、III−V族化合物半導体を含んでいる太陽電池素子である。光電変換素子5は、光起電
力効果により、受けた光を即時に電力に変換して出力電圧を出力することができる。太陽電池素子は、例えば、InGaP/GaAs/Ge3接合型セルの構造である。インジウムガリウムリン(InGaP)トップセルは、660nm以下の波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。ガリウムヒ素(GaAs)ミドルセルは、660nm以上890nm以下の波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。ゲルマニウム(Ge)ボトムセルは、890nm以上2000nm以下の波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。3つのセルは、トンネル接合を介して直列に接続されている。開放電圧は、3つのセルの起電圧の和である。
The
光電変換素子5の大きさは、例えば、平面視したときの一辺の長さが3mm以上15mm以下であって、上下方向の厚みが0.3mm以上5mm以下に設定されている。そして、1つの光電変換素子5を1つのセラミック基板8に重ね合わせた状態では、平面視したときにセラミック基板8の端部と光電変換素子5の端部との間の隙間は、例えば10mm以下に設定されている。
The size of the
光電変換素子5にて起電された電力は、リードフレーム10から外部に取り出される。リードフレーム10は端子として機能する。リードフレーム10は、電気的に直列に接続された複数の光電変換素子5の端部に設けられている。
The electric power generated by the
セラミック基板8上に設けられるリードフレーム10は、光電変換素子5にて起電された電力を外部に取り出すためのものである。リードフレーム10は、例えば、銅、銀、金
、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトまたはクロム等の金属材料、あるいはそれらの合金からなる。
The
基板6上には、複数の光電変換素子5を取り囲むように枠体11が設けられている。枠体11は、基板6に対して、例えば半田または接合樹脂を介して接続される。
A
枠体11の一部には、枠体11の一部が途切れるような隙間が設けられているとともに、この隙間にリードフレーム10が設けられる。なお、リードフレーム10は、枠体11が金属材料からなる場合は、枠体11と絶縁するように枠体11とリードフレーム10の間に絶縁材料が介在されている。
A part of the
枠体11は、例えば、銅、アルミ、鉄、ニッケル、コバルト、クロムまたはそれらの合金等の金属材料、あるいはアルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。なお、枠体11の熱伝導率は、例えば、14W/m・K以上200W/m・K以下に設定されている。また、枠体11の熱膨張率は、例えば、3×10−6/℃以上10×10−6/℃以下に設定されている。
The
枠体11は、セラミック基板8と同じ材料から構成した場合は、セラミック基板8の熱膨張率と枠体11の熱膨張率とを合わせることができる。セラミック基板8と枠体11との熱膨張率を合わせることで、太陽光等の熱によって、両者の熱膨張率の違いにより、リードフレーム10に加わる熱応力が特定箇所に集中するのを抑制することができる。その結果、リードフレーム10が変形して、枠体11から剥離するのを抑制することができ、光電変換装置2の気密性を向上させることができる。
When the
枠体11上には、複数の光電変換素子5を覆うように光透過性基板12が設けられている。光透過性基板12は、枠体11に対して、例えば半田または接合樹脂を介して接続される。光電変換素子5が、基板6、枠体11、光透過性基板12で囲まれることで気密封止される。なお、気密封止される空間は、不活性ガスが充填されている。あるいは、気密封止される空間は、大気よりも圧力の低い低圧状態に維持されている。
A
光透過性基板12は、基板6と対向配置して設けられている。光透過性基板12は、太陽光を透過させて、複数の光電変換素子5に照射可能なものである。光透過性基板12は、例えば、ガラス、プラスチックまたは樹脂等の光透過性の材料からなる。光透過性基板12の大きさは、基板6と重なる大きさであって、例えば、平面視したときの一辺の長さが20mm以上200mm以下であって、上下方向の厚みが0.2mm以上5mm以下に設定されている。
The
光透過性基板12は、光電変換素子5と間を空けて設けられている。光電変換素子5と光透過性基板12とが気密封止された空間を介して設けられることで、光透過性基板12の一部が光電変換素子5と接触し、光透過性基板12または光電変換素子5が損傷するのを抑制することができる。仮に、光電変換素子5が損傷すると、光電変換素子5の光電変換効率が低減することがあるが、本実施形態によれば、両者が接触しないため、光電変換素子5の光電変換効率が低減するのを抑制することができる。また、仮に、光透過性基板12が損傷すると、集光部材3から光電変換素子5に向かう光が損傷した箇所にて乱反射する虞があるが、本実施形態によれば、両者が接触しないため、光電変換素子5に集光する光の量が低減するのを抑制することができる。
The
基板6の下面には、整流素子4が設けられている。整流素子4は、図4に示すように、光電変換素子5の出力電圧に対してその整流方向が逆方向となるように光電変換素子5に
電気的に並列に接続されている。ここで、光電変換素子5と、光電変換素子5に整流方向が出力電圧に対して逆方向となるように電気的に並列に接続された整流素子4とを電気ユニットUと称する。図4では、複数の電気ユニットUが電気的に直列に接続された電気回路を示している。整流素子4は、光電変換素子5が影等により発電量が小さくなる等バラツキが生じたり、抵抗が大きくなって発電電力が低下したりすることを避ける等、発電電力の低下を最小限に抑えるためのものである。整流素子4は、例えば、バイパスダイオード、電圧・電流調整機能を備えたIC素子等を用いることで流れる電流をバイパスさせて発電電力の低下を最小限に抑えることが可能となる。仮に、整流素子4を、基板6の上面に光電変換素子5と並設して設けようとすると、基板6の上面に占める光電変換素子5の面積が小さくなってしまう。光電変換素子5の基板6の上面に占める面積が小さくなると、光電変換素子5の受光する光の量が低減し、光電変換装置2としての起電力が低下することになる。そこで、整流素子4を光電変換素子5と並設して設けずに、基板6の下面に設けることで、基板6の上面に占める光電変換素子5の面積を大きくすることができ、光電変換装置2の起電力を向上させることができる。
A rectifying
整流素子4は、図5に示すように、平面透視して、光電変換素子5と重なる領域に配置されている。整流素子4を光電変換素子5と重なるように配置した場合は、基板6の上面に占める光電変換素子5の面積を最大限大きくすることができ、光電変換装置2の起電力を効果的に向上させることができる。
As shown in FIG. 5, the rectifying
整流素子4は、基板6の下面には、第2電極層13としての電極パターンが設けられている。第2電極層13は、整流素子4と電気的に接続されている。第2電極層13は、例えば、銅、銀、金、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトまたはクロム等の金属材料、あるいはそれらの合金からなる。
In the
整流素子4は、例えばボンディングワイヤを介して第2電極層13と電気的に接続されている。また、整流素子4は、基板6の下面にメタライズされた電極パターン上に実装されてもよい。
The rectifying
ビア導体7は、第1電極層9と第2電極層13の間に設けられている。ビア導体7は、セラミック基板8および基板6を貫通する構造である。ビア導体7は、整流素子4を光電変換素子5に対して電気的に並列に接続することができる。ビア導体7は、例えば、銅、銀、金、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトまたはクロム等の金属材料、あるいはそれらの合金からなる。なお、ビア導体7は、セラミック基板8および基板6に対してレーザー加工したビア孔に導電ペーストを埋め込むことで作製することができる。ビア導体7の径は、例えば0.2mm以上5mm以下に設定されている。
The via
ビア導体7を用いることで、基板6の下面に整流素子4を設けることができ、基板6上面に占める光電変換素子5の面積を大きくすることができ、光電変換素子5の光電変換効率を向上させることができる。
By using the via
光電変換モジュール1および光電変換装置2は、光を集光して電気に変換するものである。室外に設置して使用されることが多いため、太陽光の光による熱の影響を受けやすい。また、光電変換モジュール1および光電変換装置2は、昼と夜とで、外気の温度差が大きく影響する。さらに、光電変換モジュール1および光電変換装置2は、天候の影響をも受ける。そのため、光電変換モジュール1および光電変換装置2は、温度差の違いにより、熱膨張を起こしやすい環境におかれている。
The photoelectric conversion module 1 and the
そのため、光電変換モジュール1および光電変換装置2は、基板6の片面である上面に光電変換素子5と整流素子4を実装すると、光電変換素子5と整流素子4から発生する熱
によって基板6の反りが大きくなりやすく、光電変換素子5または整流素子4が基板6から剥離する虞がある。特に、光電変換モジュール1および光電変換装置2を大型化しようとすると基板6の破壊される虞が大きくなる。
Therefore, in the photoelectric conversion module 1 and the
本実施形態に係る光電変換モジュール1および光電変換装置2は、大型の基板6に対して、複数のセラミック基板8を実装して、各セラミック基板8に光電変換素子5を実装した構造とする。その結果、複数の光電変換素子5を実装する基板を複数に分断して基板6上に実装することによって、基板6とセラミック基板8との熱膨張率の違いによる熱膨張の影響を低減することができ、基板6からセラミック基板8が剥離するのを抑制することができる。さらに、基板6の一主面に光電変換素子5を実装し、基板6の他主面に整流素子4を実装することで、基板6の破壊を効果的に抑制することができ、光電変換モジュール1および光電変換装置2を大型化することができる。
The photoelectric conversion module 1 and the
上述したように、本実施形態によれば、大型化に寄与することが可能な光電変換装置2および光電変換モジュール1を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned form, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
<変形例>
以下、本発明の実施形態の変形例について説明する。なお、本発明の実施形態の変形例に係る光電変換モジュール1および光電変換装置2のうち、本発明の実施形態に係る光電変換モジュール1および光電変換装置2と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図6から図11は、一変形例に係る光電変換装置2を示す図であって、図6から図11は図2に相当する。
<Modification>
Hereinafter, modifications of the embodiment of the present invention will be described. Note that, in the photoelectric conversion module 1 and the
上述した実施形態に係る光電変換装置2は、セラミック基板8を用いたが、これに限られない。例えば、図6に示すように、セラミック基板8を設けずに、基板6の上面に直接光電変換素子5を実装した構造であってもよい。
The
光電変換素子5を直接基板6の上面に実装することで、光電変換装置2の厚みを小さくすることができ、太陽光を受光する受光面積を確保するとともに、光電変換装置2の小型化を実現することができる。また、光電変換素子5にて発生する熱を直接基板6に伝え、基板6から外部に向かって放熱することができる。その結果、光電変換素子5にて発生した熱がパッケージ内部にてこもりにくくすることができ、パッケージの封止が破壊されるのを抑制することができる。
By mounting the
また、上述した実施形態に係る光電変換装置2は、第1電極層9および第2電極層13を用いたが、これに限られない。例えば、図7に示すように、第1電極層9および第2電極層13を設けずに、ビア導体7を介して直接光電変換素子5と整流素子4を電気的に接続した構造であってもよい。
Moreover, although the
ビア導体7を介して直接光電変換素子5と整流素子4を電気的に接続することで、第1電極層9および第2電極層13にて発生する熱を無くする事ができる。そして、光電変換素子5にて起電した電力の第1電極層9および第2電極層13での消費電力をなくし、光電変換装置2から取り出す電力を大きくすることができ、発電量の大きな光電変換モジュール1および光電変換装置2を実現することができる。
By electrically connecting the
また、上述した実施形態に係る光電変換装置2は、枠体11を用いて、光電変換素子5の封止性を確保していたが、これに限られない。例えば、図8に示すように、基板6と光
透過性基板12との間に透光性樹脂14を充填した構造であってもよい。
Moreover, although the
透光性樹脂14は、光が透過するものであって、基板6と光透過性基板12とを接合するものである。透光性樹脂14は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂等の封止性に優れた材料からなる。
The
本変形例に係る光電変換装置2は、複数の光電変換素子5を透光性樹脂14にて覆うことによって、基板6と光透過性基板12の接着性を向上させることができ、基板6と光透過性基板12とを剥離しにくくすることができ、基板6と光透過性基板12との間に挟まれる複数の光電変換素子5の気密性を良好に維持することができる。
The
また、上述した実施形態に係る光電変換装置2は、整流素子4がパッケージ外にあったが、これに限られない。例えば、図9または図10に示すように、整流素子4をパッケージ内に設けた構造であってもよい。
In the
図9に示すように、基板6の下面の外周に沿って支持体15を設け、支持体15に例えば半田または接合樹脂を介して封止基板16を設ける構造であってもよい。支持体15は、例えば、例えば、銅、アルミ、鉄、ニッケル、コバルト、クロムまたはそれらの合金等の金属材料、あるいはアルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。
As shown in FIG. 9, a structure in which a
また、封止基板16は、整流素子4を封止するものであって、複数の整流素子4を覆うものである。封止基板16は、例えば、銅、アルミまたはそれらの合金等の材料からなる。
The sealing
また、図10に示すように、枠体11内に光電変換素子5および整流素子4を設ける構造であってもよい。セラミック基板8を光電変換素子5および整流素子4を実装する基板として用いる。セラミック基板8の下面の外周に凸部17を設けることで、セラミック基板8と基板6との間に隙間を設け、当該隙間に整流素子4を設けることができる。
Moreover, as shown in FIG. 10, the structure which provides the
凸部17は、セラミック基板8の一部であってもよいし、セラミック基板8とは異なり別部材を設けるものであってもよい。凸部17は、例えば、アルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等の材料からなる。
The
整流素子4をパッケージ内に設けることで、整流素子4を気密封止することができ、整流素子4が外部からの衝撃を受けたり、酸化したりするのを抑制することができ、整流素子4が劣化するのを抑制することができる。そして、光電変換モジュール1および光電変換装置2にて発生する起電力を良好に維持することができる。
By providing the
また、上述した実施形態に係る光電変換装置2は、基板6に絶縁材料を用いたが、これに限られない。例えば、図11に示すように、基板6aを金属材料にしてもよい。
Moreover, although the
また、図11に示すように、基板6aを金属材料から構成した場合は、光電変換素子5と基板6aとの間に第1絶縁層18を設け、整流素子4と基板6aとの間に第2絶縁層19を設けて、基板6aに対して光電変換素子5および整流素子4を絶縁させる。さらに、基板6aには、貫通孔を形成されている。そして、貫通孔の内壁面に絶縁体20を設けビ
ア導体7を基板6aから絶縁させるとともに、ビア導体7を介して光電変換素子5と整流素子4を電気的に接続する。
As shown in FIG. 11, when the
基板6aを金属材料とすることで、光電変換素子5によって発熱された熱を基板6aを介して外部に放散させやすくすることができ、光電変換装置内に熱がこもりにくくすることで、光電変換素子5の電気特性が変化するのを抑制することができる。
By using the
<光電変換モジュールの製造方法>
ここで、光電変換モジュール1および光電変換装置2の製造方法を説明する。
<Method for producing photoelectric conversion module>
Here, the manufacturing method of the photoelectric conversion module 1 and the
まず、基板6およびセラミック基板8を準備する。基板6およびセラミック基板8が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。そして、基板6およびセラミック基板8の型枠内に、混合物を充填して乾燥させた後、焼結前の基板6およびセラミック基板8を取り出す。
First, the
そして、焼結前の基板6およびセラミック基板8に対して、例えばレーザーを用いて、基板6およびセラミック基板8の所定個所にビア孔を形成する。
Then, via holes are formed at predetermined positions of the
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、取り出した焼結前の基板6およびセラミック基板8のビア孔に対して、例えばスクリーン印刷法を用いて、金属ペーストを塗って光電変換素子5と整流素子4を電気的に接続するためのビア孔7を形成する。
Moreover, a high melting point metal powder such as tungsten or molybdenum is prepared, and an organic binder, a plasticizer, a solvent, or the like is added to and mixed with the powder to obtain a metal paste. And for the via hole of the board |
また、基板6およびセラミック基板8の所定個所に金属ペーストを印刷して、第1電極層9および第2電極層13を形成する。
In addition, the
その後、基板6およびセラミック基板8を、約1600℃の温度で焼成することにより、基板6およびセラミック基板8をそれぞれ作製することができる。
Then, the board |
基板6上に光電変換素子5を実装したセラミック基板8を例えば半田または接合樹脂を介して接続する。
The
次に、枠体11および光透過性基板12を準備する。そして、基板6に対して、基板6の外周に沿って複数の光電変換素子5を取り囲むように、枠体11を例えば半田を介して接合する。さらに、リードフレーム10を枠体11の所定個所に例えば半田を介して接続する。そして、光透過性基板12を基板6に対向するように位置決めして、不活性ガス雰囲気中にて、接合樹脂12を介して基板6と光透過性基板12とを接合する。このようにして、光電変換装置2を作製することができる。さらに、光電変換装置2の上方に集光部材3を位置決めして設けることで、光電変換モジュール1を作製することができる。
Next, the
1 光電変換モジュール
2 光電変換装置
3 集光部材
3a レンズ部材
3b フレーム部材
4 整流素子
5 光電変換素子
6 基板
7 ビア導体
8 セラミック基板
9 第1電極層
10 リードフレーム
11 枠体
12 光透過性基板
13 第2電極層
14 透光性樹脂
15 支持体
16 封止基板
17 凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記基板の上方に設けられた光電変換素子と、
前記基板の下方に設けられた整流素子と、
前記基板内に設けられ、前記整流素子を前記光電変換素子に整流方向が出力電圧に対して逆方向となるように電気的に並列に接続したビア導体と、を備えた光電変換装置。 A substrate,
A photoelectric conversion element provided above the substrate;
A rectifying element provided below the substrate;
And a via conductor provided in the substrate and electrically connected in parallel to the photoelectric conversion element so that the rectification direction is opposite to the output voltage.
前記光電変換素子および前記整流素子からなる電気ユニットが複数設けられており、
前記複数の電気ユニットが電気的に直列に接続された光電変換装置。 The photoelectric conversion device according to claim 1,
A plurality of electric units composed of the photoelectric conversion element and the rectifying element are provided,
A photoelectric conversion device in which the plurality of electrical units are electrically connected in series.
前記整流素子は、平面視して前記光電変換素子と重なる領域に配置されている光電変換装置。 The photoelectric conversion device according to claim 1 or 2, wherein
The rectifying element is a photoelectric conversion device arranged in a region overlapping the photoelectric conversion element in plan view.
前記ビア導体は、平面視して前記光電変換素子と重なる領域に配置されている光電変換装置。 A photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3,
The via conductor is a photoelectric conversion device arranged in a region overlapping the photoelectric conversion element in plan view.
前記光電変換素子と前記整流素子との間に前記ビア導体が設けられている光電変換装置。 A photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4,
A photoelectric conversion device in which the via conductor is provided between the photoelectric conversion element and the rectifying element.
前記複数の光電変換素子は、透光性樹脂によって覆われている光電変換装置。 A photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 5,
The photoelectric conversion device in which the plurality of photoelectric conversion elements are covered with a translucent resin.
前記光電変換素子および前記整流素子は、パッケージ内に設けられている光電変換装置。 The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 6,
The photoelectric conversion device and the rectifying device are a photoelectric conversion device provided in a package.
前記光電変換装置の上方に設けられた、外部からの光を受光して前記光電変換素子に受光した光を集める集光部材と、を備えた光電変換モジュール。 A photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 7,
And a light collecting member that is provided above the photoelectric conversion device and receives light from the outside and collects the light received by the photoelectric conversion element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011005737A JP2012146904A (en) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011005737A JP2012146904A (en) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012146904A true JP2012146904A (en) | 2012-08-02 |
Family
ID=46790157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011005737A Pending JP2012146904A (en) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012146904A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019513338A (en) * | 2017-03-22 | 2019-05-23 | 東漢新能源汽車技術有限公司Dong Han New Energy Automotive Technology Co.,Ltd | Vehicle roof solar chip integrated device, solar car and chip packaging method |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59214270A (en) * | 1983-05-19 | 1984-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | Module of solar cell |
| JPH0964397A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Canon Inc | Solar cells and solar cell modules |
| JP2001036120A (en) * | 1999-07-21 | 2001-02-09 | Honda Motor Co Ltd | Solar cell assembly and method of manufacturing the same |
| JP2001332753A (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | Boeing Co:The | Light weight solar cell module and method of manufacturing the same |
| JP2002016275A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Canon Inc | Photovoltaic element, manufacturing method thereof, and solar cell module |
| US20090120499A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Eric Prather | Systems to retain an optical element on a solar cell |
| US20090159125A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Eric Prather | Solar cell package for solar concentrator |
| JP2009272566A (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Sharp Corp | Concentrator photovoltaic unit and concentrator photovoltaic system |
| JP2009545175A (en) * | 2006-07-25 | 2009-12-17 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Thin film photovoltaic module wiring for improved efficiency |
| JP2010003969A (en) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Sharp Corp | Solar battery, condensed solar light power generation module, and manufacturing method for solar battery |
| JP2010034370A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Kyocera Corp | Solar cell unit |
-
2011
- 2011-01-14 JP JP2011005737A patent/JP2012146904A/en active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59214270A (en) * | 1983-05-19 | 1984-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | Module of solar cell |
| JPH0964397A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Canon Inc | Solar cells and solar cell modules |
| JP2001036120A (en) * | 1999-07-21 | 2001-02-09 | Honda Motor Co Ltd | Solar cell assembly and method of manufacturing the same |
| JP2001332753A (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | Boeing Co:The | Light weight solar cell module and method of manufacturing the same |
| JP2002016275A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Canon Inc | Photovoltaic element, manufacturing method thereof, and solar cell module |
| JP2009545175A (en) * | 2006-07-25 | 2009-12-17 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Thin film photovoltaic module wiring for improved efficiency |
| US20090120499A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Eric Prather | Systems to retain an optical element on a solar cell |
| US20090159125A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Eric Prather | Solar cell package for solar concentrator |
| JP2009272566A (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Sharp Corp | Concentrator photovoltaic unit and concentrator photovoltaic system |
| JP2010003969A (en) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Sharp Corp | Solar battery, condensed solar light power generation module, and manufacturing method for solar battery |
| JP2010034370A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Kyocera Corp | Solar cell unit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019513338A (en) * | 2017-03-22 | 2019-05-23 | 東漢新能源汽車技術有限公司Dong Han New Energy Automotive Technology Co.,Ltd | Vehicle roof solar chip integrated device, solar car and chip packaging method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4989549B2 (en) | Solar cell and solar cell module | |
| US20090159128A1 (en) | Leadframe receiver package for solar concentrator | |
| JP2008135652A (en) | Solar cell module | |
| US20090159122A1 (en) | Leadframe Receiver Package | |
| US20120152328A1 (en) | Solar cell module | |
| WO2011058941A1 (en) | Photovoltaic conversion device, package for accommodating photovoltaic conversion element, and photovoltaic conversion module | |
| JP5388754B2 (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP2012089592A (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP2011108866A (en) | Photovoltaic conversion device, package for accommodating photovoltaic conversion element, and photovoltaic conversion module | |
| JP5388778B2 (en) | Photoelectric conversion device, photoelectric conversion element storage package, and photoelectric conversion module | |
| JP2012146904A (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP5441576B2 (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP2011151276A (en) | Photoelectric converter and photoelectric conversion module | |
| JP2012164915A (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP5653132B2 (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| WO2011024747A1 (en) | Photoelectric conversion device, package for housing photoelectric conversion element, and photoelectric conversion module | |
| JP6026821B2 (en) | Photoelectric conversion device, photoelectric conversion module, and component for photoelectric conversion device | |
| JP5676953B2 (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| US20140116496A1 (en) | Multi-junction cpv package and method | |
| JP5495824B2 (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP5393350B2 (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP5495737B2 (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP5388791B2 (en) | Photoelectric conversion device and photoelectric conversion module | |
| JP2011108907A (en) | Mounting structure, photoelectric converter, and photoelectric conversion module | |
| TW201115748A (en) | Chip lead frame and photoelectric energy transducing module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131216 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140415 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140422 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140729 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140910 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150210 |