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JP6042362B2 - Condensing photoelectric conversion device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP6042362B2 JP2014032098A JP2014032098A JP6042362B2 JP 6042362 B2 JP6042362 B2 JP 6042362B2 JP 2014032098 A JP2014032098 A JP 2014032098A JP 2014032098 A JP2014032098 A JP 2014032098A JP 6042362 B2 JP6042362 B2 JP 6042362B2
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Description

本発明は、集光型光電変換装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a concentrating photoelectric conversion device and a method for manufacturing the same.

従来から、光電変換装置として、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太陽光発電装置が実用化されているが、低コスト化を実現し、さらに多くの発電量を得るために、集光レンズで集光した太陽光を集光レンズの受光面積より小さい太陽電池素子に照射して電
力を取り出すタイプの集光型光電変換装置が実用化されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, a photovoltaic power generation device that converts solar energy into electrical energy has been put to practical use as a photoelectric conversion device. However, in order to achieve a reduction in cost and obtain a larger amount of power generation, a condensing lens is used. A condensing photoelectric conversion device of a type that takes out electric power by irradiating condensed sunlight with a solar cell element smaller than the light receiving area of a condensing lens has been put into practical use (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、従来の集光型光電変換装置においては、晴天時には通常のシリコン太陽
電池を用いた平板の太陽電池モジュールと比較して多くの発電量が得られるが、曇天時に
はほとんど発電量が得られないといった問題があった。
However, in a conventional concentrating photoelectric conversion device, a large amount of power generation can be obtained in clear weather as compared with a flat plate solar cell module using a normal silicon solar cell, but almost no power generation amount can be obtained in cloudy weather. There was a problem.

上記の問題を解決するために、散乱光用シリコン太陽電池の上に集光用多接合型化合物半導体太陽電池を載せて、散乱光用シリコン太陽電池と集光用多接合型化合物半導体太陽電池とを電気的に接続する構成の集光型光電変換装置が提案されている(特許文献2参照)。   In order to solve the above problems, a concentrating multi-junction compound semiconductor solar cell is mounted on a scattered-light silicon solar cell, and the scattered-light silicon solar cell and the concentrating multi-junction compound semiconductor solar cell A concentrating photoelectric conversion device configured to electrically connect the two has been proposed (see Patent Document 2).

特開2006−339522号公報JP 2006-339522 A 特開2009−147077号公報JP 2009-147077 A

特許文献2において提案されている集光型光電変換装置について、図7を参照しながら以下に説明する。
図7において、集光型光電変換装置3は、散乱光用太陽電池であるシリコン太陽電池100と、シリコン太陽電池100上に形成された集光用太陽電池である多接合型化合物半導体太陽電池200とを有している。
なお、集光型光電変換装置3は、上部が受光面になっており、集光用太陽電池である多接合型化合物半導体太陽電池200に集光する集光レンズ(不図示)を上部に有している。
A condensing photoelectric conversion device proposed in Patent Document 2 will be described below with reference to FIG.
In FIG. 7, the concentrating photoelectric conversion device 3 includes a silicon solar cell 100 that is a solar cell for scattered light, and a multijunction compound semiconductor solar cell 200 that is a concentrating solar cell formed on the silicon solar cell 100. And have.
The concentrating photoelectric conversion device 3 has a light receiving surface at the top, and has a condensing lens (not shown) for condensing on the multi-junction compound semiconductor solar cell 200 that is a concentrating solar cell. doing.

シリコン太陽電池100は、p型シリコン基板113と、p型シリコン基板113の受光面側に形成されたn型不純物ドーピング領域114と、p型シリコン基板113の受光面と反対側に形成されたp型不純物ドーピング領域112とからなり、n型不純物ドーピング領域114は、第1エミッタ層114aと、第1エミッタ層114aの周囲に設けられた第2エミッタ層114bとからなる。   The silicon solar cell 100 includes a p-type silicon substrate 113, an n-type impurity doping region 114 formed on the light-receiving surface side of the p-type silicon substrate 113, and a p-type formed on the opposite side of the light-receiving surface of the p-type silicon substrate 113. The n-type impurity doping region 114 includes a first emitter layer 114a and a second emitter layer 114b provided around the first emitter layer 114a.

第2エミッタ層114bの表面にはn電極115が形成されており、p型不純物ドーピング領域112の表面にはp電極111が形成されている。
また、第1エミッタ層114a上には一部絶縁膜117を介してL字形状の接合電極116が形成されている。
An n-electrode 115 is formed on the surface of the second emitter layer 114 b, and a p-electrode 111 is formed on the surface of the p-type impurity doping region 112.
An L-shaped bonding electrode 116 is formed on the first emitter layer 114a with a partial insulating film 117 interposed therebetween.

多接合型化合物半導体太陽電池200は、受光面側の第1の化合物半導体太陽電池523と、受光面と反対側にある第2の化合物半導体太陽電池524と、第1の化合物半導体太陽電池523と第2の化合物半導体太陽電池524との間にあるトンネル接合層518とを有している。
第1の化合物半導体太陽電池523と、第2の化合物半導体太陽電池524とは、トンネル接合層518によって接合されている。
The multi-junction compound semiconductor solar cell 200 includes a first compound semiconductor solar cell 523 on the light receiving surface side, a second compound semiconductor solar cell 524 on the opposite side to the light receiving surface, and a first compound semiconductor solar cell 523. A tunnel junction layer 518 between the second compound semiconductor solar battery 524 and the second compound semiconductor solar battery 524;
The first compound semiconductor solar cell 523 and the second compound semiconductor solar cell 524 are joined by a tunnel junction layer 518.

第1の化合物半導体太陽電池523は、バンドギャップ幅が1.8eV以上2eV以下の半導体層によって形成された第1のpn接合525を含んでおり、受光面側の第1のn型化合物半導体層積層体516と、受光面と反対側の第1のp型化合物半導体層積層体517とを有している。
第1のn型化合物半導体層積層体516は複数のn型化合物半導体層が積層されることで形成され、第1のp型化合物半導体層積層体517は複数のp型化合物半導体層が積層されることで形成されている。
The first compound semiconductor solar cell 523 includes a first pn junction 525 formed of a semiconductor layer having a band gap width of 1.8 eV or more and 2 eV or less, and the first n-type compound semiconductor layer on the light receiving surface side. A stacked body 516 and a first p-type compound semiconductor layer stacked body 517 opposite to the light receiving surface are provided.
The first n-type compound semiconductor layer stack 516 is formed by stacking a plurality of n-type compound semiconductor layers, and the first p-type compound semiconductor layer stack 517 is formed by stacking a plurality of p-type compound semiconductor layers. It is formed by.

第2の化合物半導体太陽電池524は、バンドギャップ幅が1.4eV以上1.6eV以下の半導体層によって形成された第2のpn接合526を含んでおり、受光面側の第2のn型化合物半導体層積層体519と、受光面と反対側の第2のp型化合物半導体層積層体520とを有している。
第2のn型化合物半導体層積層体519は複数のn型化合物半導体層が積層されることにより形成され、第2のp型化合物半導体層積層体520は複数のp型化合物半導体層が積層されることにより形成されている。
The second compound semiconductor solar cell 524 includes a second pn junction 526 formed of a semiconductor layer having a band gap width of 1.4 eV or more and 1.6 eV or less, and a second n-type compound on the light receiving surface side. It has a semiconductor layer stack 519 and a second p-type compound semiconductor layer stack 520 on the side opposite to the light receiving surface.
The second n-type compound semiconductor layer stack 519 is formed by stacking a plurality of n-type compound semiconductor layers, and the second p-type compound semiconductor layer stack 520 is formed by stacking a plurality of p-type compound semiconductor layers. Is formed.

第1のn型化合物半導体層積層体516の受光面側の表面にはn電極521が設けられており、第2のp型化合物半導体層積層体520の受光面側と反対の表面にはp電極522が設けられている。   An n-electrode 521 is provided on the surface of the first n-type compound semiconductor layer stack 516 on the light-receiving surface side, and p is formed on the surface opposite to the light-receiving surface side of the second p-type compound semiconductor layer stack 520. An electrode 522 is provided.

そして、多接合型化合物半導体太陽電池200のp電極522がシリコン太陽電池100の接合電極116上に設置されて電気的に接続されることにより、集光型光電変換装置3が形成されている。   Then, the concentrating photoelectric conversion device 3 is formed by installing and electrically connecting the p-electrode 522 of the multi-junction compound semiconductor solar cell 200 on the junction electrode 116 of the silicon solar cell 100.

しかしながら、本発明者らが検討したところ、上記で説明した集光型光電変換装置3は、以下の問題点があることがわかった。
第1の問題点は、各サブセル(すなわち、集光用太陽電池及び散乱光用太陽電池)のバンドギャップ設計が困難であるため、高効率化が困難であるというものである。
すなわち、多接合型化合物半導体太陽電池とシリコン太陽電池の2種類の太陽電池を用いており、発電効率を向上させる為にそれぞれの太陽電池で主に吸収する波長を調整する必要があるが、どの波長をどの太陽電池で吸収させるかどうかの調整が難しく、結果的にバンドギャップ設計が難しくなるというものである。
この影響はシリコン太陽電池の面積に対する多接合型化合物半導体太陽電池の面積の比(通常は1より小さい)が比較的大きくなる場合に、すなわち、多接合型化合物半導体太陽電池の影になるシリコン太陽電池の面積が大きくなるほど、顕著となることが予想される。
However, when the present inventors examined, it turned out that the condensing photoelectric conversion apparatus 3 demonstrated above has the following problems.
The first problem is that it is difficult to achieve high efficiency because it is difficult to design the band gap of each subcell (that is, the concentrating solar cell and the scattered light solar cell).
That is, two types of solar cells, a multi-junction compound semiconductor solar cell and a silicon solar cell, are used, and it is necessary to adjust the wavelength mainly absorbed by each solar cell in order to improve power generation efficiency. It is difficult to adjust which solar cell absorbs the wavelength, and as a result, the band gap design becomes difficult.
This effect is caused when the ratio of the area of the multi-junction compound semiconductor solar cell to the area of the silicon solar cell (usually less than 1) is relatively large, that is, the silicon sun that is the shadow of the multi-junction compound semiconductor solar cell. It is expected to become more prominent as the battery area increases.

第2の問題点は、太陽電池メーカー以外は製造が困難であるというものである。
すなわち、製造装置に億単位の半導体製造装置が必要となり、中小企業等の小さい会社では設備投資が難しく製造が困難になるというものである。
The second problem is that it is difficult to manufacture except for solar cell manufacturers.
That is, 100 million units of semiconductor manufacturing equipment is required for the manufacturing equipment, and it is difficult for small companies such as small and medium-sized enterprises to make capital investments and manufacture difficult.

第3の問題点は、放熱設計が困難であるというものである。
すなわち、上記の集光型光電変換装置3は、集光用太陽電池である多接合型化合物半導体太陽電池200がシリコン太陽電池100上に配置されており、集光により発生した熱は多接合型化合物半導体太陽電池200からシリコン太陽電池100へ拡散するため、発生した熱がシリコン太陽電池100を一度経由することにより、発生した熱を直接外部に逃がすことが出来ないため、放熱設計が困難になるというものである。
The third problem is that it is difficult to design heat dissipation.
That is, in the concentrating photoelectric conversion device 3 described above, the multijunction compound semiconductor solar cell 200 that is a concentrating solar cell is disposed on the silicon solar cell 100, and the heat generated by the condensing is a multijunction type. Since the compound semiconductor solar cell 200 diffuses from the silicon solar cell 100 to the silicon solar cell 100, the generated heat cannot pass directly through the silicon solar cell 100, so that the heat dissipation design becomes difficult. That's it.

第4の問題点は、シリコン太陽電池の変換効率は温度上昇により低下しやすいため、集光倍率を高められないというものである。
すなわち、集光により多接合型化合物半導体太陽電池200にて主に発生した熱がシリコン太陽電池100に拡散してくるため、集光倍率を高めると、シリコン太陽電池100の温度上昇により変換効率の低下が生じるというものである。
また、局所的な高温化はシリコン太陽電池に応力分布を生じさせるため、長期信頼性の観点からも問題がある。
The fourth problem is that the conversion efficiency of the silicon solar cell is likely to be lowered due to a temperature rise, so that the light collecting magnification cannot be increased.
That is, the heat generated mainly in the multi-junction compound semiconductor solar cell 200 due to the light condensing diffuses into the silicon solar cell 100. Therefore, when the light condensing magnification is increased, the conversion efficiency is increased due to the temperature rise of the silicon solar cell 100. A decrease occurs.
Moreover, since local high temperature causes stress distribution in the silicon solar cell, there is a problem from the viewpoint of long-term reliability.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、新たにバンドギャップ設計をする必要がなく、太陽電池メーカー以外でも入手可能な既存の太陽電池を用いて容易に製造することができ、放熱設計が容易であり、集光倍率を高めても変換効率の低下を抑制できる集光型光電変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and does not require a new band gap design, and can be easily manufactured using an existing solar cell that can be obtained by other than a solar cell manufacturer. An object of the present invention is to provide a condensing photoelectric conversion device that is easy to design for heat dissipation and can suppress a decrease in conversion efficiency even when the condensing magnification is increased.

上記目的を達成するために、本発明は、集光レンズと、前記集光レンズに対向する位置に設置された光電変換素子とを備えた集光型光電変換装置であって、前記光電変換素子は、貫通孔を有する散乱光用太陽電池と、前記散乱光用太陽電池の前記貫通孔内に配置される集光用太陽電池とからなり、前記集光レンズは、透明な熱硬化性樹脂からなり、前記光電変換素子は、外部接続基板上に搭載されているものであることを特徴とする集光型光電変換装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention is a condensing photoelectric conversion device comprising a condensing lens and a photoelectric conversion element installed at a position facing the condensing lens, the photoelectric conversion element Is composed of a scattered light solar cell having a through hole and a concentrating solar cell disposed in the through hole of the scattered light solar cell, and the condensing lens is made of a transparent thermosetting resin. Thus, the photoelectric conversion device is provided on an external connection substrate, and a condensing photoelectric conversion device is provided.

このように、集光用太陽電池が散乱光用太陽電池の貫通孔内に配置され、光電変換素子を構成する散乱光用太陽電池及び集光用太陽電池が外部接続基板上に搭載される構成になっており、既存の集光用太陽電池と既存の散乱光用太陽電池とを組み合わせて電気的に接続すれば集光型光電変換装置となるので、新たにバンドキャップ設計する必要がなく、太陽電池メーカー以外でも容易に製造することができる構成になっている。
また、集光用太陽電池が外部接続基板上に搭載されているので、集光用太陽電池で発生した熱を直接外部接続基板に拡散させることができるため、散乱光用太陽電池への熱の拡散を防止できるとともに、放熱設計を容易にすることができる構成になっている。
Thus, the solar cell for condensing is arrange | positioned in the through-hole of the solar cell for scattered light, and the solar cell for scattered light and the solar cell for condensing which comprise a photoelectric conversion element are mounted on an external connection board | substrate. It becomes a concentrating photoelectric conversion device by combining and electrically connecting an existing concentrating solar cell and an existing scattered light solar cell, so there is no need to newly design a band cap, It is configured to be easily manufactured by anyone other than a solar cell manufacturer.
In addition, since the concentrating solar cell is mounted on the external connection substrate, the heat generated by the concentrating solar cell can be directly diffused to the external connection substrate, so that the heat to the scattered light solar cell is reduced. In addition to preventing diffusion, the heat dissipation design can be facilitated.

このとき、前記散乱光用太陽電池と前記集光用太陽電池は、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、薄膜シリコン型、HIT型、CIGS型、CdTe型、色素増感型、有機半導体型、III−V族多接合型の少なくとも1つ以上から構成されることができる。
このように、散乱光用太陽電池及び集光用太陽電池として、上記のようなタイプの太陽電池を好適に用いることができる。
At this time, the scattered light solar cell and the concentrating solar cell are a single crystal silicon type, a polycrystalline silicon type, a thin film silicon type, a HIT type, a CIGS type, a CdTe type, a dye-sensitized type, an organic semiconductor type, It can be composed of at least one group III-V multi-junction type.
Thus, the solar cell of the above type can be suitably used as the solar cell for scattered light and the solar cell for condensing light.

このとき、前記透明な熱硬化性樹脂がシリコーンを含む材料であることが好ましい。
集光レンズを構成する透明な熱硬化性樹脂として、シリコーンを含む材料を好適に用いることができる。
At this time, the transparent thermosetting resin is preferably a material containing silicone.
As the transparent thermosetting resin constituting the condenser lens, a material containing silicone can be suitably used.

このとき、散乱用太陽電池及び集光用太陽電池の集光レンズ側の表面に、光散乱防止材、蛍光体、量子ドットの少なくとも1つ以上を含む樹脂層又はガラス質層を有することが好ましい。
このような構成により、散乱用太陽電池及び集光用太陽電池の発電効率を向上させることができる。
At this time, it is preferable to have a resin layer or a glassy layer containing at least one or more of a light scattering preventing material, a phosphor, and quantum dots on the surface of the scattering solar cell and the concentrating solar cell on the condensing lens side. .
With such a configuration, the power generation efficiency of the scattering solar cell and the concentrating solar cell can be improved.

このとき、前記散乱光用太陽電池の前記外部接続基板側の面に、前記散乱光用太陽電池を透過してきた光を反射又は散乱させる反射層を有することが好ましい。
このような構成により、散乱用太陽電池の発電効率を向上させることができる。
At this time, it is preferable that the surface of the scattered light solar cell on the side of the external connection substrate has a reflective layer that reflects or scatters the light transmitted through the scattered light solar cell.
With such a configuration, the power generation efficiency of the scattering solar cell can be improved.

このとき、前記集光レンズと前記光電変換素子とが、400nm〜800nmの波長範囲で光の透過率が80%以上の透明な熱硬化性樹脂で、一体成型、封止されてことが好ましい。
このような構成により、散乱用太陽電池及び集光用太陽電池の発電効率を維持しながら、光電変換素子の耐湿性を向上させることができる。
At this time, it is preferable that the condenser lens and the photoelectric conversion element are integrally molded and sealed with a transparent thermosetting resin having a light transmittance of 80% or more in a wavelength range of 400 nm to 800 nm.
With such a configuration, it is possible to improve the moisture resistance of the photoelectric conversion element while maintaining the power generation efficiency of the scattering solar cell and the concentrating solar cell.

また、本発明は、集光レンズと、前記集光レンズに対向する位置に設置された光電変換素子とを備えた集光型光電変換装置であって、前記光電変換素子は、基材となるシリコン太陽電池と、前記シリコン太陽電池に形成された貫通孔内に配置されたIII−V族多接合型太陽電池とを有し、前記光電変換素子は、外部接続基板上に搭載されているものであることを特徴とする集光型光電変換装置を提供する。   Moreover, this invention is a condensing type photoelectric conversion apparatus provided with the condensing lens and the photoelectric conversion element installed in the position facing the said condensing lens, Comprising: The said photoelectric conversion element becomes a base material A silicon solar cell and a group III-V multi-junction solar cell disposed in a through-hole formed in the silicon solar cell, wherein the photoelectric conversion element is mounted on an external connection substrate A condensing photoelectric conversion device is provided.

このように、集光用太陽電池であるIII−V族多接合型太陽電池が、散乱光用太陽電池であるシリコン太陽電池の貫通孔内に配置され、光電変換素子を構成するシリコン太陽電池及びIII−V族多接合型太陽電池が外部接続基板上に搭載される構成になっており、既存のIII−V族多接合型太陽電池と既存のシリコン太陽電池とを組み合わせて電気的に接続すれば集光型光電変換装置となるので、新たにバンドキャップ設計する必要がなく、太陽電池メーカー以外でも容易に製造することができる。
また、III−V族多接合型太陽電池が外部接続基板上に搭載されているので、III−V族多接合型太陽電池で発生した熱を直接外部接続基板に拡散させることができるため、シリコン太陽電池への熱の拡散を防止でき、シリコン太陽電池の発電効率の低下を抑制できるとともに、放熱設計を容易にすることができる。
Thus, the group III-V multi-junction solar cell that is a concentrating solar cell is disposed in the through hole of the silicon solar cell that is a scattered light solar cell, and constitutes a photoelectric conversion element, and A group III-V multi-junction solar cell is configured to be mounted on an external connection substrate, and an existing group III-V multi-junction solar cell and an existing silicon solar cell are combined and electrically connected. Thus, since it becomes a condensing photoelectric conversion device, it is not necessary to newly design a band cap, and it can be easily manufactured by other than a solar cell manufacturer.
Further, since the III-V group multi-junction solar cell is mounted on the external connection substrate, the heat generated in the III-V group multi-junction solar cell can be directly diffused to the external connection substrate, so that silicon The diffusion of heat to the solar cell can be prevented, the decrease in power generation efficiency of the silicon solar cell can be suppressed, and the heat dissipation design can be facilitated.

このとき、前記シリコン太陽電池、前記III−V族多接合型太陽電池の少なくとも1つ以上の前記集光レンズ側表面に、シリコーン樹脂を含む材料と波長調整可能な蛍光体とを混合した樹脂層が設けられていることが好ましい。
このような構成により、シリコン太陽電池、III−V族多接合型太陽電池の少なくとも一方の発電効率を向上させることができる。
At this time, a resin layer in which a material containing a silicone resin and a wavelength-tunable phosphor are mixed on at least one of the condenser lens side surfaces of the silicon solar cell and the III-V group multi-junction solar cell. Is preferably provided.
With such a configuration, the power generation efficiency of at least one of the silicon solar cell and the group III-V multi-junction solar cell can be improved.

このとき、シリコン太陽電池又はIII−V族多接合型太陽電池の少なくとも1つ以上の前記集光レンズ側表面に、ポリシラザン類を主成分とする材料と波長調整可能な蛍光体とを混合して形成されるガラス質層が設けられていることも好ましい。
このような構成によっても、シリコン太陽電池、III−V族多接合型太陽電池の少なくとも一方の発電効率を向上させることができる。
At this time, a material having polysilazanes as a main component and a wavelength-tunable phosphor are mixed on at least one of the condenser lens side surfaces of a silicon solar cell or a group III-V multi-junction solar cell. It is also preferred that a glassy layer to be formed is provided.
Even with such a configuration, the power generation efficiency of at least one of the silicon solar cell and the III-V group multi-junction solar cell can be improved.

また、本発明は、上記の集光型光電変換装置を製造する方法であって、前記光電変換素子を前記外部接続基板と一体化した後に、型を用いて、前記透明な熱硬化性樹脂で前記光電変換素子の前記外部接続基板と反対側の面に集光レンズを成形硬化させることを特徴とする集光型光電変換装置の製造方法を提供する。   Moreover, this invention is a method of manufacturing said condensing type photoelectric conversion apparatus, Comprising: After integrating the said photoelectric conversion element with the said external connection board | substrate, using a type | mold, it is said transparent thermosetting resin. There is provided a method for manufacturing a condensing photoelectric conversion device, wherein a condensing lens is molded and cured on a surface of the photoelectric conversion element opposite to the external connection substrate.

上記の集光型光電変換装置の集光レンズを、このような製造方法を用いて製造することができる。   The condensing lens of said condensing type photoelectric conversion apparatus can be manufactured using such a manufacturing method.

このとき、前記散乱光用太陽電池に形成される前記貫通孔を、ドリル、レーザー、エッチングの少なくとも1つ以上の加工方法によって形成することができる。
散乱光用太陽電池に形成される貫通孔を形成する際に、上記のような加工方法を好適に用いることができる。
At this time, the through hole formed in the scattered light solar cell can be formed by at least one processing method of drilling, laser, and etching.
When forming the through-hole formed in the solar cell for scattered light, the above processing methods can be used suitably.

このとき、前記集光レンズと前記光電変換素子とを、400nm〜800nmの波長範囲で光の透過率が80%以上の透明な熱硬化性樹脂を用いて、注型、トランスファー成型、圧縮成型、射出成型の少なくとも1つ以上によって、一体成型、封止することが好ましい。
集光レンズと前記光電変換素子とを一体成型、封止する際に、上記のような製造方法を好適に用いることができる。
At this time, the condenser lens and the photoelectric conversion element are cast, transfer molding, compression molding, using a transparent thermosetting resin having a light transmittance of 80% or more in a wavelength range of 400 nm to 800 nm, It is preferable to integrally mold and seal by at least one of injection molding.
When the condenser lens and the photoelectric conversion element are integrally molded and sealed, the above manufacturing method can be suitably used.

また、本発明は、上記の集光型光電変換装置を製造する方法であって、前記樹脂層又は前記ガラス質層を、フィルム貼り合せ、スプレー、スピンコート、印刷、蒸着、金型による成形の少なくとも1つ以上によって形成することを特徴とする集光型光電変換装置の製造方法を提供する。   Further, the present invention is a method for producing the above concentrating photoelectric conversion device, wherein the resin layer or the vitreous layer is formed by film bonding, spraying, spin coating, printing, vapor deposition, or molding by a mold. Provided is a method for manufacturing a condensing photoelectric conversion device, characterized in that it is formed by at least one or more.

上記の集光型光電変換装置の樹脂層又はガラス質層は、このような製造方法によって製造することができる。   The resin layer or the vitreous layer of the condensing photoelectric conversion device can be manufactured by such a manufacturing method.

また、本発明は、上記の集光型光電変換装置を製造する方法であって、前記光電変換素子を前記外部接続基板と一体化した後に、型を用いて、透明なシリコーン樹脂を含む材料で前記光電変換素子の前記外部接続基板と反対側の面に集光レンズを成形硬化させることを特徴とする集光型光電変換装置の製造方法を提供する。   In addition, the present invention is a method for manufacturing the above-described concentrating photoelectric conversion device, wherein the photoelectric conversion element is a material containing a transparent silicone resin using a mold after the photoelectric conversion element is integrated with the external connection substrate. There is provided a method for manufacturing a condensing photoelectric conversion device, wherein a condensing lens is molded and cured on a surface of the photoelectric conversion element opposite to the external connection substrate.

上記の集光型光電変換装置の集光レンズを、このような製造方法を用いて製造することができる。   The condensing lens of said condensing type photoelectric conversion apparatus can be manufactured using such a manufacturing method.

以上のように、本発明によれば、集光用太陽電池が散乱光用太陽電池の貫通孔内に配置され、光電変換素子を構成する散乱光用太陽電池及び集光用太陽電池が外部接続基板上に搭載される構成になっており、既存の集光用太陽電池と既存の散乱光用太陽電池とを組み合わせて電気的に接続すれば集光型光電変換装置となるので、新たにバンドキャップ設計する必要がなく、太陽電池メーカー以外でも容易に製造することができる。
また、本発明によれば、集光用太陽電池が外部接続基板上に搭載されているので、集光用太陽電池で発生した熱を直接外部接続基板に拡散させることができるため、散乱光用太陽電池への熱の拡散を防止できるとともに、放熱設計を容易にすることができる。
As described above, according to the present invention, the concentrating solar cell is disposed in the through hole of the scattered light solar cell, and the scattered light solar cell and the concentrating solar cell constituting the photoelectric conversion element are externally connected. It is configured to be mounted on a substrate, and a concentrating photoelectric conversion device can be created by combining and electrically connecting an existing concentrating solar cell and an existing scattered light solar cell. There is no need to design a cap, and it can be easily manufactured by non-solar cell manufacturers.
Further, according to the present invention, since the concentrating solar cell is mounted on the external connection substrate, the heat generated in the concentrating solar cell can be directly diffused to the external connection substrate. Heat diffusion to the solar cell can be prevented, and heat dissipation design can be facilitated.

本発明の集光型光電変換装置を示す断面図及び斜視図である。It is sectional drawing and perspective view which show the condensing type photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の集光型光電変換装置の集光レンズを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the condensing lens of the condensing type photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の集光型光電変換装置の具体例を示す断面図及び斜視図である。It is sectional drawing and the perspective view which show the specific example of the condensing type photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の集光型光電変換装置の具体例の集光レンズを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the condensing lens of the specific example of the condensing type photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の集光型光電変換装置の具体例のIII−V族多接合型太陽電池を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the III-V group multijunction solar cell of the specific example of the condensing type photoelectric conversion apparatus of this invention was expanded. 比較例1の集光型光電変換装置を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a condensing photoelectric conversion device of Comparative Example 1. FIG. 従来の集光型光電変換装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional condensing type photoelectric conversion apparatus.

以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail as an example of an embodiment with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

上述のように、特許文献2で提案されている集光型光電変換装置には、以下の問題点があった。
第1の問題点は、各サブセル(すなわち、集光用太陽電池及び散乱光用太陽電池)のバンドギャップ設計が困難であるため、高効率化が困難であるというものである。
第2の問題点は、太陽電池メーカー以外は製造が困難であるというものである。
第3の問題点は、放熱設計が困難であるというものである。
第4の問題点は、シリコン太陽電池の変換効率は温度上昇により低下しやすいため、集光倍率を高められないというものである。
As described above, the concentrating photoelectric conversion device proposed in Patent Document 2 has the following problems.
The first problem is that it is difficult to achieve high efficiency because it is difficult to design the band gap of each subcell (that is, the concentrating solar cell and the scattered light solar cell).
The second problem is that it is difficult to manufacture except for solar cell manufacturers.
The third problem is that it is difficult to design heat dissipation.
The fourth problem is that the conversion efficiency of the silicon solar cell is likely to be lowered due to a temperature rise, so that the light collecting magnification cannot be increased.

そこで、本発明者らは、新たにバンドギャップ設計をする必要がなく、太陽電池メーカー以外でも容易に製造することができ、放熱設計が容易であり、集光倍率を高めても変換効率の低下を抑制できる集光型光電変換装置について鋭意検討を重ねた。
その結果、集光用太陽電池を散乱光用太陽電池の貫通孔内に配置し、光電変換素子を構成する散乱光用太陽電池及び集光用太陽電池が外部接続基板上に搭載される構成にすることで、既存の集光用太陽電池と既存の散乱光用太陽電池とを組み合わせて電気的に接続すれば集光型光電変換装置となるので、新たにバンドキャップ設計する必要がなく、太陽電池メーカー以外でも容易に製造することができ、さらに、集光用太陽電池を外部接続基板上に搭載しているので、集光用太陽電池で発生した熱を直接外部接続基板に拡散させることができるため、散乱光用太陽電池への熱の拡散を防止できるとともに、放熱設計を容易にすることができることを見出し、本発明をなすに至った。
Therefore, the present inventors do not need to newly design a band gap, and can be easily manufactured by a non-solar cell manufacturer, easy to design for heat dissipation, and decrease in conversion efficiency even if the light collection magnification is increased. We have made extensive studies on a concentrating photoelectric conversion device that can suppress the above.
As a result, the concentrating solar cell is disposed in the through hole of the scattered light solar cell, and the scattered light solar cell and the concentrating solar cell constituting the photoelectric conversion element are mounted on the external connection substrate. Therefore, if the existing concentrating solar cell and the existing scattered light solar cell are combined and electrically connected, it becomes a concentrating photoelectric conversion device, so there is no need to newly design a band cap. It can be easily manufactured by non-battery manufacturers, and since the concentrating solar cell is mounted on the external connection substrate, the heat generated by the concentrating solar cell can be directly diffused to the external connection substrate. Therefore, it has been found that heat can be prevented from diffusing into the solar cell for scattered light, and heat radiation design can be facilitated, and the present invention has been made.

以下、図1〜図2を参照しながら、本発明の集光型光電変換装置を説明する。
図1(a)は本発明の集光型光電変換装置1の断面図を示しており、図1(b)は本発明の集光型光電変換装置1の斜視図を示しており、図2は本発明の集光型光電変換装置1の集光レンズ34を示す断面図を示している。
Hereinafter, the condensing photoelectric conversion device of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A shows a cross-sectional view of the concentrating photoelectric conversion device 1 of the present invention, and FIG. 1B shows a perspective view of the condensing photoelectric conversion device 1 of the present invention. These show sectional views showing the condensing lens 34 of the condensing photoelectric conversion apparatus 1 of the present invention.

図1において、集光型光電変換装置1は、貫通孔16を有する散乱光用太陽電池10と、散乱光用太陽電池10の貫通孔16内に配置される集光用太陽電池20とからなる光電変換素子30を有している。
そして、集光型光電変換装置1は、上部が受光面になっており、集光用太陽電池20に集光する透明な熱硬化性樹脂からな集光レンズ34(図2参照)を上部に有している。
In FIG. 1, the concentrating photoelectric conversion device 1 includes a scattered light solar cell 10 having a through hole 16 and a concentrating solar cell 20 disposed in the through hole 16 of the scattered light solar cell 10. A photoelectric conversion element 30 is included.
The condensed type photoelectric conversion device 1, the upper has become a light-receiving surface, a transparent thermosetting resin from ing a condenser lens 34 (see FIG. 2) upper condensed on converging solar cell 20 Have.

光電変換素子30を構成する散乱光用太陽電池10及び集光用太陽電池20はそれぞれ、基体32と外部接続配線33とからなる外部接続基板31上に搭載されており、外部接続基板31を介して外部に接続されている。   Each of the scattered light solar cell 10 and the concentrating solar cell 20 constituting the photoelectric conversion element 30 is mounted on an external connection substrate 31 including a base 32 and an external connection wiring 33, and the external connection substrate 31 is interposed therebetween. Connected to the outside.

本発明の集光型光電変換装置1は、集光用太陽電池20が散乱光用太陽電池10の貫通孔16内に配置され、光電変換素子30を構成する散乱光用太陽電池10及び集光用太陽電池20が外部接続基板31上に搭載される構成になっているので、既存の集光用太陽電池と既存の散乱光用太陽電池とを組み合わせて電気的に接続すれば集光型光電変換装置とすることができるので、新たにバンドキャップ設計する必要がなく、太陽電池メーカー以外でも容易に製造することができる構成になっている。
また、本発明の集光型光電変換装置1は、集光用太陽電池20が外部接続基板31上に搭載されているので、集光用太陽電池20で発生した熱を直接外部接続基板31に拡散させることができるため、散乱光用太陽電池10への熱の拡散を防止できるとともに、放熱設計を容易にすることができる構成になっている。
In the concentrating photoelectric conversion device 1 of the present invention, the concentrating solar cell 20 is disposed in the through-hole 16 of the scattered light solar cell 10, and the scattered light solar cell 10 and the condensing light constituting the photoelectric conversion element 30. The solar cell 20 is mounted on the external connection substrate 31. Therefore, if the existing concentrating solar cell and the existing scattered light solar cell are combined and electrically connected, the concentrating photoelectric Since it can be set as a conversion device, it is not necessary to newly design a band cap, and it can be easily manufactured by a manufacturer other than a solar cell manufacturer.
In the concentrating photoelectric conversion device 1 of the present invention, since the concentrating solar cell 20 is mounted on the external connection substrate 31, the heat generated by the concentrating solar cell 20 is directly applied to the external connection substrate 31. Since it can be diffused, heat diffusion to the scattered light solar cell 10 can be prevented, and heat dissipation design can be facilitated.

散乱光用太陽電池10と集光用太陽電池20は、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、薄膜シリコン型、HIT型、CIGS型、CdTe型、色素増感型、有機半導体型、III−V族多接合型の少なくとも1つ以上から構成されることができる。
このように、散乱光用太陽電池及び集光用太陽電池として、上記のようなタイプの太陽電池を好適に用いることができる。
The scattered light solar cell 10 and the concentrating solar cell 20 are a single crystal silicon type, polycrystalline silicon type, thin film silicon type, HIT type, CIGS type, CdTe type, dye sensitized type, organic semiconductor type, III-V. It can be composed of at least one of the multi-family type.
Thus, the solar cell of the above type can be suitably used as the solar cell for scattered light and the solar cell for condensing light.

集光レンズ34を構成する透明な熱硬化性樹脂が、シリコーンを含む材料であることが好ましい。
集光レンズを構成する透明な熱硬化性樹脂として、シリコーンを含む材料を好適に用いることができる。
The transparent thermosetting resin constituting the condenser lens 34 is preferably a material containing silicone.
As the transparent thermosetting resin constituting the condenser lens, a material containing silicone can be suitably used.

散乱用太陽電池10及び集光用太陽電池20の集光レンズ34側の表面に、光散乱防止材、蛍光体、量子ドットの少なくとも1つ以上を含む樹脂層又はガラス質層を有することが好ましい。
このような構成により、散乱用太陽電池10及び集光用太陽電池20の発電効率を向上させることができる。
It is preferable to have a resin layer or a vitreous layer containing at least one of a light scattering preventing material, a phosphor, and quantum dots on the surface of the light collecting solar cell 10 and the light collecting solar cell 20 on the light collecting lens 34 side. .
With such a configuration, the power generation efficiency of the scattering solar cell 10 and the concentrating solar cell 20 can be improved.

上記の樹脂層又はガラス質層を、フィルム貼り合せ、スプレー、スピンコート、印刷、蒸着、金型による成形の少なくとも1つ以上によって形成することができる。   The resin layer or the glassy layer can be formed by at least one of film bonding, spraying, spin coating, printing, vapor deposition, and molding by a mold.

散乱光用太陽電池10の外部接続基板31側の面に、散乱光用太陽電池を透過してきた光を反射又は散乱させる反射層を有することが好ましい。
このような構成により、散乱用太陽電池10の発電効率を向上させることができる。
It is preferable to have a reflection layer that reflects or scatters the light transmitted through the scattered light solar cell on the surface of the scattered light solar cell 10 on the external connection substrate 31 side.
With such a configuration, the power generation efficiency of the scattering solar cell 10 can be improved.

集光レンズ10と光電変換素子30とが、400nm〜800nmの波長範囲で光の透過率が80%以上の透明な熱硬化性樹脂で、一体成型、封止されてことが好ましい。
このような構成により、散乱用太陽電池10及び集光用太陽電池20の発電効率を維持しながら、光電変換素子の耐湿性を向上させることができる。
It is preferable that the condenser lens 10 and the photoelectric conversion element 30 are integrally molded and sealed with a transparent thermosetting resin having a light transmittance of 80% or more in a wavelength range of 400 nm to 800 nm.
With such a configuration, it is possible to improve the moisture resistance of the photoelectric conversion element while maintaining the power generation efficiency of the scattering solar cell 10 and the concentrating solar cell 20.

光電変換素子30を外部接続基板31と一体化した後に、型を用いて、透明な熱硬化性樹脂で光電変換素子30の外部接続基板31と反対側の面に集光レンズ34を成型硬化させることで、集光レンズ34を形成することができる。
集光型光電変換装置1の集光レンズ34を、このような製造方法を用いて製造することができる。
After integrating the photoelectric conversion element 30 with the external connection substrate 31, the condenser lens 34 is molded and cured on the surface of the photoelectric conversion element 30 opposite to the external connection substrate 31 with a transparent thermosetting resin using a mold. Thus, the condensing lens 34 can be formed.
The condensing lens 34 of the condensing photoelectric conversion apparatus 1 can be manufactured using such a manufacturing method.

散乱光用太陽電池10に形成される貫通孔16を、ドリル、レーザー、エッチングの少なくとも1つ以上の加工によって形成することができる。
散乱光用太陽電池に形成される貫通孔を形成する際に、上記のような加工方法を好適に用いることができる。
The through-hole 16 formed in the scattered light solar cell 10 can be formed by at least one of drilling, laser, and etching.
When forming the through-hole formed in the solar cell for scattered light, the above processing methods can be used suitably.

集光レンズと光電変換素子とを、400nm〜800nmの波長範囲で光の透過率が80%以上の透明な熱硬化性樹脂を用いて、注型、トランスファー成型、圧縮成型、射出成型の少なくとも1つ以上によって、一体成型、封止することが好ましい。
集光レンズと光電変換素子とを一体成型、封止する際に、上記のような製造方法を好適に用いることができる。
At least one of casting, transfer molding, compression molding, and injection molding, using a transparent thermosetting resin having a light transmittance of 80% or more in the wavelength range of 400 nm to 800 nm. It is preferable to integrally mold and seal by two or more.
When the condenser lens and the photoelectric conversion element are integrally molded and sealed, the above manufacturing method can be suitably used.

次に、図3〜図5を参照しながら、本発明の集光型光電変換装置1において、散乱光用太陽電池としてシリコン太陽電池10’を用い、集光用太陽電池としてIII−V族多接合型太陽電池20’を用いた集光型光電変換装置2について説明する。   Next, referring to FIGS. 3 to 5, in the concentrating photoelectric conversion device 1 of the present invention, a silicon solar cell 10 ′ is used as a solar cell for scattered light, and a group III-V is used as a concentrating solar cell. The condensing photoelectric conversion apparatus 2 using the junction solar cell 20 ′ will be described.

図3(a)は本発明の集光型光電変換装置2の断面図を示しており、図3(b)は本発明の集光型光電変換装置2の斜視図を示しており、図4は本発明の集光型光電変換装置2の集光レンズ34を示す断面図を示しており、図5はIII−V族多接合型太陽電池20’を拡大した断面図を示している。   3A shows a cross-sectional view of the condensing photoelectric conversion device 2 of the present invention, and FIG. 3B shows a perspective view of the condensing photoelectric conversion device 2 of the present invention. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the condensing lens 34 of the condensing photoelectric conversion device 2 of the present invention, and FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of the III-V group multi-junction solar cell 20 ′.

図3において、集光型光電変換装置2は、貫通孔16を有するシリコン太陽電池10’と、シリコン太陽電池10’の貫通孔16内に配置されるIII−V族多接合型太陽電池20’とからなる光電変換素子30を有している。
そして、集光型光電変換装置2は、上部が受光面になっており、III−V族多接合型太陽電池20’に集光する集光レンズ34(図4参照)を上部に有している。
In FIG. 3, the concentrating photoelectric conversion device 2 includes a silicon solar cell 10 ′ having a through-hole 16 and a III-V group multi-junction solar cell 20 ′ disposed in the through-hole 16 of the silicon solar cell 10 ′. The photoelectric conversion element 30 consisting of
The condensing photoelectric conversion device 2 has a light receiving surface at the top, and has a condensing lens 34 (see FIG. 4) for condensing light on the III-V group multi-junction solar cell 20 ′. Yes.

光電変換素子30を構成するシリコン太陽電池10’及びIII−V族多接合型太陽電池20’はそれぞれ、基体32と外部接続配線33とからなる外部接続基板31上に搭載されており、外部接続基板31を介して外部に接続されている。   The silicon solar cell 10 ′ and the III-V group multi-junction solar cell 20 ′ constituting the photoelectric conversion element 30 are respectively mounted on an external connection substrate 31 including a base body 32 and an external connection wiring 33, and external connection is performed. It is connected to the outside through the substrate 31.

シリコン太陽電池10’は、p型シリコン基板13と、p型シリコン基板13の集光レンズ34側に形成されたn型不純物ドーピング領域14と、p型シリコン基板13の外部接続基板31側に形成されたp型不純物ドーピング領域12とからなる。   The silicon solar cell 10 ′ is formed on the p-type silicon substrate 13, the n-type impurity doping region 14 formed on the condensing lens 34 side of the p-type silicon substrate 13, and the external connection substrate 31 side of the p-type silicon substrate 13. P-type impurity doping region 12 formed.

n型不純物ドーピング領域14の表面にはn電極15が形成されており、p型不純物ドーピング領域12の表面にはp電極11が形成されている。
そして、シリコン太陽電池10’は、p電極11と外部接続配線33とが接するように、外部接続基板31に電気的に接続されている。
An n-electrode 15 is formed on the surface of the n-type impurity doping region 14, and a p-electrode 11 is formed on the surface of the p-type impurity doping region 12.
And silicon solar cell 10 'is electrically connected to the external connection board | substrate 31 so that the p electrode 11 and the external connection wiring 33 may contact | connect.

III−V族多接合型太陽電池20’は、集光レンズ34側の第1のIII−V族化合物半導体太陽電池28と、外部接続基板31側にある第2のIII−V族化合物半導体太陽電池27と、第1のIII−V族化合物半導体太陽電池28と第2のIII−V族化合物半導体太陽電池27との間にあるトンネル接合層24とを有している。
第1のIII−V族化合物半導体太陽電池28と、第2のIII−V族化合物半導体太陽電池27とは、トンネル接合層24によって接合されている。
トンネル接合層24、例えば、図5に示すように、p型AlGaAsトンネル接合層24aと、n型AlInGaPトンネル接合層24bからなる。
The group III-V multi-junction solar cell 20 ′ includes a first group III-V compound semiconductor solar cell 28 on the condenser lens 34 side and a second group III-V compound semiconductor solar on the external connection substrate 31 side. The battery 27 includes a tunnel junction layer 24 between the first III-V compound semiconductor solar battery 28 and the second III-V compound semiconductor solar battery 27.
The first III-V group compound semiconductor solar cell 28 and the second III-V group compound semiconductor solar cell 27 are joined by a tunnel junction layer 24.
For example, as shown in FIG. 5, the tunnel junction layer 24 includes a p-type AlGaAs tunnel junction layer 24a and an n-type AlInGaP tunnel junction layer 24b.

第1のIII−V族化合物半導体太陽電池28は、バンドギャップ幅が1.8eV以上2eV以下の半導体層によって形成された第1のpn接合35を含んでおり、集光レンズ34側の第1のn型III−V族化合物半導体層積層体26と、外部接続基板31側の第1のp型III−V族化合物半導体層積層体25とを有している。
第1のn型III−V族化合物半導体層積層体26は、複数のn型III−V族化合物半導体が積層されることで形成され、例えば、図5に示すように、n型GaAsコンタクト層26aと、n型AlInP窓層26bと、n型AlInGaPエミッタ層26cからなる。
第1のp型III−V族化合物半導体層積層体25は、複数のp型III−V族化合物半導体層が積層されることで形成され、例えば、図5に示すように、p型AlInGaPベース層25aと、p型AlInP裏面電界層25bからなる。
The first III-V compound semiconductor solar cell 28 includes a first pn junction 35 formed by a semiconductor layer having a band gap width of 1.8 eV or more and 2 eV or less, and the first III-V compound semiconductor solar cell 28 on the condenser lens 34 side. N-type group III-V compound semiconductor layer stack 26 and a first p-type group III-V compound semiconductor layer stack 25 on the external connection substrate 31 side.
The first n-type III-V compound semiconductor layer stack 26 is formed by stacking a plurality of n-type III-V compound semiconductor layers. For example, as shown in FIG. 5, an n-type GaAs contact layer is formed. 26a, an n-type AlInP window layer 26b, and an n-type AlInGaP emitter layer 26c.
The first p-type group III-V compound semiconductor layer stack 25 is formed by stacking a plurality of p-type group III-V compound semiconductor layers. For example, as shown in FIG. It consists of a layer 25a and a p-type AlInP back surface field layer 25b.

第2のIII−V族化合物半導体太陽電池27は、バンドギャップ幅が1.4eV以上1.6eV以下の半導体層によって形成された第2のpn接合36を含んでおり、集光レンズ34側の第2のn型III−V族化合物半導体層積層体23と、外部接続基板31側の第2のp型III−V族化合物半導体層積層体22とを有している。
第2のn型III−V族化合物半導体層積層体23は、複数のn型III−V族化合物半導体層が積層されることにより形成され、例えば、図5に示すように、n型AlInP窓層23aと、n型AlGaAsエミッタ層23bからなる。
第2のp型III−V族化合物半導体層積層体22は、複数のp型III−V族化合物半導体層が積層されることにより形成され、例えば、図5に示すように、p型AlGaAsベース層22aと、p型InGaP裏面電界層22bと、p型GaAsコンタクト層22cからなる。
The second III-V compound semiconductor solar battery 27 includes a second pn junction 36 formed by a semiconductor layer having a band gap width of 1.4 eV or more and 1.6 eV or less, and is arranged on the condenser lens 34 side. A second n-type III-V compound semiconductor layer stack 23 and a second p-type III-V compound semiconductor layer stack 22 on the external connection substrate 31 side are provided.
The second n-type group III-V compound semiconductor layer stack 23 is formed by stacking a plurality of n-type group III-V compound semiconductor layers. For example, as shown in FIG. 5, an n-type AlInP window is formed. It consists of a layer 23a and an n-type AlGaAs emitter layer 23b.
The second p-type group III-V compound semiconductor layer stack 22 is formed by stacking a plurality of p-type group III-V compound semiconductor layers. For example, as shown in FIG. The layer 22a, the p-type InGaP back surface field layer 22b, and the p-type GaAs contact layer 22c.

第1のn型III−V族化合物半導体層積層体26の受光面側の表面にはn電極29が設けられており、第2のp型III−V族化合物半導体層積層体22の外部接続基板31側の表面にはp電極21が設けられている。
そして、III−V族多接合型太陽電池20’は、p電極21と外部接続配線33とが接するように、外部接続基板31に電気的に接続されている。
An n-electrode 29 is provided on the light receiving surface side surface of the first n-type III-V compound semiconductor layer stack 26, and external connection of the second p-type III-V compound semiconductor layer stack 22 is performed. A p-electrode 21 is provided on the surface on the substrate 31 side.
The III-V group multi-junction solar cell 20 ′ is electrically connected to the external connection substrate 31 so that the p-electrode 21 and the external connection wiring 33 are in contact with each other.

本発明の集光型光電変換装置2は、III−V族多接合型太陽電池20’がシリコン太陽電池10’の貫通孔16内に配置され、光電変換素子30を構成するシリコン太陽電池10’及びIII−V族多接合型太陽電池20’が外部接続基板31上に搭載される構成になっているので、既存のIII−V族多接合型太陽電池と既存のシリコン太陽電池とを組み合わせて電気的に接続すれば集光型光電変換装置とすることができるので、新たにバンドキャップ設計する必要がなく、太陽電池メーカー以外でも容易に製造することができる。
また、本発明の集光型光電変換装置2は、III−V族多接合型太陽電池20’が外部接続基板31上に搭載されているので、III−V族多接合型太陽電池20’で発生した熱を直接外部接続基板31に拡散させることができるため、シリコン太陽電池10’への熱の拡散を防止でき、シリコン太陽電池10’の発電効率の低下を抑制できるとともに、放熱設計を容易にすることができる。
In the concentrating photoelectric conversion device 2 of the present invention, a group III-V multi-junction solar cell 20 ′ is disposed in the through hole 16 of the silicon solar cell 10 ′, and the silicon solar cell 10 ′ constituting the photoelectric conversion element 30. And the III-V group multi-junction solar cell 20 'are mounted on the external connection substrate 31, so that the existing group III-V multi-junction solar cell and the existing silicon solar cell are combined. If it is electrically connected, a condensing photoelectric conversion device can be obtained, so that it is not necessary to newly design a band cap, and it can be easily manufactured by manufacturers other than solar cell manufacturers.
Moreover, since the III-V group multijunction solar cell 20 'is mounted on the external connection substrate 31, the condensing photoelectric conversion device 2 of the present invention is a group III-V multijunction solar cell 20'. Since the generated heat can be directly diffused to the external connection substrate 31, it is possible to prevent the heat from diffusing into the silicon solar cell 10 ', and to suppress the decrease in power generation efficiency of the silicon solar cell 10', and to facilitate the heat dissipation design. Can be.

シリコン太陽電池10’、III−V族多接合型太陽電池20’の少なくとも1つ以上の集光レンズ34側表面に、シリコーン樹脂を含む材料と波長調整可能な蛍光体とを混合した樹脂層が設けられていることが好ましい。
このような構成により、シリコン太陽電池10’、III−V族多接合型太陽電池20’の少なくとも一方の発電効率を向上させることができる。
A resin layer obtained by mixing a material containing a silicone resin and a wavelength-adjustable phosphor on the surface of at least one of the concentrating lenses 34 of the silicon solar cell 10 ′ and the group III-V multi-junction solar cell 20 ′. It is preferable to be provided.
With such a configuration, the power generation efficiency of at least one of the silicon solar cell 10 ′ and the III-V group multi-junction solar cell 20 ′ can be improved.

シリコン太陽電池10’、III−V族多接合型太陽電池20’の少なくとも1つ以上の集光レンズ34側表面に、ポリシラザン類を主成分とする材料と波長調整可能な蛍光体とを混合した樹脂層が設けられていることが好ましい。
このような構成により、シリコン太陽電池10’、III−V族多接合型太陽電池20’の少なくとも一方の発電効率を向上させることができる。
A material mainly composed of polysilazanes and a wavelength-tunable phosphor were mixed on the surface of at least one condensing lens 34 side of the silicon solar cell 10 ′ and the group III-V multi-junction solar cell 20 ′. It is preferable that a resin layer is provided.
With such a configuration, the power generation efficiency of at least one of the silicon solar cell 10 ′ and the III-V group multi-junction solar cell 20 ′ can be improved.

光電変換素子30を外部接続基板31と一体化した後に、型を用いて、透明なシリコーン樹脂を含む材料で光電変換素子30の外部接続基板31と反対側の面に集光レンズ34を成形硬化させることができる。
集光型光電変換装置2の集光レンズ34を、このような製造方法を用いて製造することができる。
After the photoelectric conversion element 30 is integrated with the external connection substrate 31, a condensing lens 34 is molded and cured on the surface opposite to the external connection substrate 31 of the photoelectric conversion element 30 with a material containing a transparent silicone resin using a mold. Can be made.
The condensing lens 34 of the condensing photoelectric conversion apparatus 2 can be manufactured using such a manufacturing method.

以下、実施例、比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.

(実施例1)
まず、エッチング法によって貫通孔16を形成したシリコン太陽電池10’を準備した。
次に、シリコン太陽電池10’と、シリコン太陽電池10’の貫通孔16部分に搭載するIII−V族多接合型太陽電池20’とを半田ペーストを用いて、外部接続基板31であるPCB基板に搭載した。
次に、UVオゾン処理を実施した。
次に、光電変換素子30及び外部接続基板31を金型に配置し、シリコーン樹脂(LPS−3541 信越化学工業製)を圧縮成型にて集光レンズ34を一体成型し、集光型光電変換装置2を作製した。
Example 1
First, a silicon solar cell 10 ′ having a through hole 16 formed by an etching method was prepared.
Next, the PCB substrate which is the external connection substrate 31 by using a solder paste for the silicon solar cell 10 ′ and the III-V group multi-junction solar cell 20 ′ mounted in the through-hole 16 portion of the silicon solar cell 10 ′. Mounted on.
Next, UV ozone treatment was performed.
Next, the photoelectric conversion element 30 and the external connection substrate 31 are arranged in a mold, and a condensing lens 34 is integrally formed by compression molding of a silicone resin (LPS-3541 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and a condensing photoelectric conversion device 2 was produced.

(実施例2)
まず、エッチング法によって貫通孔16を形成したシリコン太陽電池10’を準備した。
次に、シリコン太陽電池10’と、シリコン太陽電池10’の貫通孔16部分に搭載するIII−V族多接合型太陽電池20’とを半田ペーストを用いて、外部接続基板31であるPCB基板に搭載した。
次に、UVオゾン処理を実施した。
次に、シリコン太陽電池10’の表面に、シリコーン樹脂(AF−500:信越化学工業製)と蛍光体を混合し作製した樹脂フィルムを真空ラミネータ装置(ニチゴーモートン製)にて貼り付けた。
次に、外部接続基板31と接続した光電変換素子30を金型に配置し、シリコーン樹脂(LPS−3541 信越化学工業製)を圧縮成型にて集光レンズ34を一体成型し、集光型光電変換装置2を作製した。
(Example 2)
First, a silicon solar cell 10 ′ having a through hole 16 formed by an etching method was prepared.
Next, the PCB substrate which is the external connection substrate 31 by using a solder paste for the silicon solar cell 10 ′ and the III-V group multi-junction solar cell 20 ′ mounted in the through-hole 16 portion of the silicon solar cell 10 ′. Mounted on.
Next, UV ozone treatment was performed.
Next, a resin film prepared by mixing a silicone resin (AF-500: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and a phosphor was attached to the surface of the silicon solar cell 10 ′ with a vacuum laminator apparatus (manufactured by Nichigo Morton).
Next, the photoelectric conversion element 30 connected to the external connection substrate 31 is placed in a mold, and a condensing lens 34 is integrally formed by compression molding of a silicone resin (LPS-3541 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). A conversion device 2 was produced.

(実施例3)
まず、エッチング法によって貫通孔16を形成したシリコン太陽電池10’を準備した。
次に、シリコン太陽電池10’と、シリコン太陽電池10’の貫通孔16部分に搭載するIII−V族多接合型太陽電池20’とを半田ペーストを用いて、外部接続基板31であるPCB基板に搭載した。
次に、UVオゾン処理を実施した。
次に、シリコン太陽電池10’の表面にポリシラザンと蛍光体を混合した材料をスピンコートにて塗布し、硬化させて、ガラス質層を作製した。
次に、外部接続基板31と接続した光電変換素子30を金型に配置し、シリコーン樹脂(LPS−3541 信越化学工業製)を圧縮成型にて集光レンズ34を一体成型し、集光型光電変換装置2を作製した。
Example 3
First, a silicon solar cell 10 ′ having a through hole 16 formed by an etching method was prepared.
Next, the PCB substrate which is the external connection substrate 31 by using a solder paste for the silicon solar cell 10 ′ and the III-V group multi-junction solar cell 20 ′ mounted in the through-hole 16 portion of the silicon solar cell 10 ′. Mounted on.
Next, UV ozone treatment was performed.
Next, the material which mixed polysilazane and fluorescent substance was apply | coated to the surface of silicon solar cell 10 'by spin coat, and it hardened, and produced the vitreous layer.
Next, the photoelectric conversion element 30 connected to the external connection substrate 31 is placed in a mold, and a condensing lens 34 is integrally formed by compression molding of a silicone resin (LPS-3541 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). A conversion device 2 was produced.

(比較例1)
図6を参照しながら、比較例1の集光型光電変換装置4について、説明する。
まず、シリコン太陽電池10’を半田ペーストを用いて、基体42、外部接続配線43からなる外部接続基板41であるPCB基板に搭載し、UVオゾン処理を実施した。
次に、シリコン太陽電池10’の表面にAgペースト(信越化学工業製)をスクリーン印刷し、集光用太陽電池であるIII−V族多接合型太陽電池20’を搭載する電極層32を作製した。
電極層32作製後、鉛フリー半田を用いて集光用太陽電池であるIII−V族多接合型太陽電池20’を電極層32上に搭載した。
次に、外部接続基板41に搭載した光電変換素子30を金型に配置し、シリコーン樹脂(LPS−3541 信越化学工業製)を圧縮成型にて、集光レンズ34と外部接続基板41を保有する光電変換素子30を一体成型し、集光型光電変換装置4を作製した。
(Comparative Example 1)
The condensing photoelectric conversion device 4 of Comparative Example 1 will be described with reference to FIG.
First, the silicon solar cell 10 ′ was mounted on a PCB substrate which is an external connection substrate 41 composed of a base 42 and external connection wirings 43 using a solder paste, and UV ozone treatment was performed.
Next, Ag paste (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is screen-printed on the surface of the silicon solar cell 10 ', and an electrode layer 32 on which the III-V group multi-junction solar cell 20' that is a concentrating solar cell is mounted is produced. did.
After the electrode layer 32 was produced, a group III-V multi-junction solar cell 20 ′, which is a concentrating solar cell, was mounted on the electrode layer 32 using lead-free solder.
Next, the photoelectric conversion element 30 mounted on the external connection substrate 41 is placed in a mold, and the condenser lens 34 and the external connection substrate 41 are held by compression molding of a silicone resin (LPS-3541 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The photoelectric conversion element 30 was integrally molded to produce the condensing photoelectric conversion device 4.

実施例1〜3の集光型光電変換装置2のそれぞれについて、実太陽光を用いて、25℃におけるトータルの発電効率を測定した。
さらに、シリコン太陽電池、III−V族多接合型太陽電池についても同様にして発電効率を測定した。なお、発電効率は、(太陽電池からの電気出力/太陽電池に入った太陽エネルギー)×100(%)で定義されるものである。
その結果を表1に示す。
For each of the concentrating photoelectric conversion devices 2 of Examples 1 to 3, the total power generation efficiency at 25 ° C. was measured using actual sunlight.
Furthermore, the power generation efficiency was measured in the same manner for silicon solar cells and III-V group multi-junction solar cells. The power generation efficiency is defined by (electric output from solar cell / solar energy entering solar cell) × 100 (%).
The results are shown in Table 1.

Figure 0006042362
Figure 0006042362

表1からわかるように、既存のシリコン太陽電池と、既存のIII−V族多接合型太陽電池とを組み合わせて作製した実施例1〜3の集光型光電変換装置において、シリコン太陽電池、III−V族多接合型太陽電池を単独で用いるよりも発電効率を飛躍的に向上させることができた。   As can be seen from Table 1, in the concentrating photoelectric conversion devices of Examples 1 to 3 manufactured by combining an existing silicon solar cell and an existing III-V group multi-junction solar cell, the silicon solar cell, III The power generation efficiency could be dramatically improved as compared with the use of the −V group multi-junction solar cell alone.

また、実太陽光を用いて、実施例1〜3の集光型光電変換装置2のそれぞれについて、試験開始30分後のトータルの発電効率とそのシリコン太陽電池のジャンクション温度を測定した。
さらに、比較例1の集光型光電変換装置4についても同様の測定を行った。
その結果を表2に示す。
Moreover, the total power generation efficiency 30 minutes after the start of the test and the junction temperature of the silicon solar cell were measured for each of the concentrating photoelectric conversion devices 2 of Examples 1 to 3 using actual sunlight.
Further, the same measurement was performed for the condensing photoelectric conversion device 4 of Comparative Example 1.
The results are shown in Table 2.

Figure 0006042362
Figure 0006042362

表2からわかるように、シリコン太陽電池とIII−V族多接合型太陽電池を独立させて組み合わせた実施例1〜3の集光型光電変換装置2では、シリコン太陽電池上にIII−V族多接合型太陽電池を積層した比較例1の集光型光電変換装置4と比較して、III−V族多接合型太陽電池の発熱によるシリコン太陽電池への影響が抑えられ、シリコン太陽電池のジャンクション温度が大きく上昇しない。これによりジャンクション温度の上昇による発電効率の減少を10%以内に維持可能であり、放熱性について問題は無いことがわかった。   As can be seen from Table 2, in the concentrating photoelectric conversion devices 2 of Examples 1 to 3 in which the silicon solar cell and the III-V group multi-junction solar cell are combined independently, the group III-V group is formed on the silicon solar cell. Compared with the concentrating photoelectric conversion device 4 of Comparative Example 1 in which multijunction solar cells are stacked, the influence of the heat generation of the III-V group multijunction solar cell on the silicon solar cell is suppressed, and the silicon solar cell Junction temperature does not rise significantly. As a result, the decrease in power generation efficiency due to the increase in junction temperature can be maintained within 10%, and it has been found that there is no problem with heat dissipation.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

1、2、3、4…集光型光電変換装置、
10…散乱光用太陽電池、 10’…シリコン太陽電池(散乱光用太陽電池)、
11…p電極、 12…p型不純物ドーピング領域、 13…p型シリコン基板、
14…n型不純物ドーピング領域、 15…n電極、 16…貫通孔、
20…集光用太陽電池、
20’…III−V族多接合型太陽電池(集光用太陽電池)、 21…p電極、
22…第2のp型III−V族化合物半導体層積層体、
22a…p型AlGaAsベース層、 22b…p型InGaP裏面電界層、
22c…p型GaAsコンタクト層、
23…第2のn型III−V族化合物半導体層積層体、
23a…n型AlInP窓層、 23b…n型AlGaAsエミッタ層、
24…トンネル接合層、 24a…p型AlGaAsトンネル接合層、
24b…n型AlInGaPトンネル接合層、
25…第1のp型III−V族化合物半導体層積層体、
25a…p型AlInGaPベース層、 25b…p型AlInP裏面電界層、
26…第1のn型III−V族化合物半導体層積層体、
26a…n型GaAsコンタクト層、 26b…n型AlInP窓層、
26c…n型AlInGaPエミッタ層、
27…第2のIII−V族化合物半導体太陽電池、
28…第1のIII−V族化合物半導体太陽電池、 29…n電極、
30…光電変換素子、 31…外部接続基板、 32…基体、 33…外部接続配線、
34…集光レンズ、 35…第1のpn接合、 36…第2のpn接合、
41…外部接続基板、 42…基体、 43…外部接続配線、
100…シリコン太陽電池(散乱光用太陽電池)、 111…p電極、
112…p型不純物ドーピング領域、 113…p型シリコン基板、
114…n型不純物ドーピング領域、 114a…第1のエミッタ層、
114b…第2のエミッタ層、 115…n電極、 116…接合電極、
117…絶縁膜、
200…多接合型化合物半導体太陽電池(集光用太陽電池)、
516…第1のn型化合物半導体層積層体、
517…第1のp型化合物半導体層積層体、 518…トンネル接合層、
519…第2のn型化合物半導体層積層体、
520…第2のp型化合物半導体層積層体、 521…n電極、 522…p電極、
523…第1の化合物半導体太陽電池、 524…第2の化合物半導体太陽電池、
525…第1のpn接合、 526…第2のpn接合。
1, 2, 3, 4... Condensing photoelectric conversion device,
10 ... solar cell for scattered light, 10 '... silicon solar cell (solar cell for scattered light),
11 ... p electrode, 12 ... p-type impurity doping region, 13 ... p-type silicon substrate,
14 ... n-type impurity doping region, 15 ... n-electrode, 16 ... through-hole,
20 ... Concentrating solar cell,
20 '... III-V group multi-junction solar cell (condensing solar cell), 21 ... p-electrode,
22 ... Second p-type III-V compound semiconductor layer stack,
22a ... p-type AlGaAs base layer, 22b ... p-type InGaP back surface field layer,
22c ... p-type GaAs contact layer,
23. Second n-type III-V compound semiconductor layer stack,
23a ... n-type AlInP window layer, 23b ... n-type AlGaAs emitter layer,
24 ... tunnel junction layer, 24a ... p-type AlGaAs tunnel junction layer,
24b ... n-type AlInGaP tunnel junction layer,
25. First p-type group III-V compound semiconductor layer stack,
25a ... p-type AlInGaP base layer, 25b ... p-type AlInP back surface field layer,
26. First n-type III-V compound semiconductor layer stack,
26a ... n-type GaAs contact layer, 26b ... n-type AlInP window layer,
26c ... n-type AlInGaP emitter layer,
27. Second group III-V compound semiconductor solar cell,
28 ... 1st group III-V compound semiconductor solar cell, 29 ... n electrode,
30 ... Photoelectric conversion element 31 ... External connection substrate 32 ... Substrate 33 ... External connection wiring
34 ... Condensing lens, 35 ... First pn junction, 36 ... Second pn junction,
41 ... External connection substrate, 42 ... Base, 43 ... External connection wiring,
100 ... silicon solar cell (scattered light solar cell), 111 ... p-electrode,
112 ... p-type impurity doping region, 113 ... p-type silicon substrate,
114 ... n-type impurity doping region, 114a ... first emitter layer,
114b ... second emitter layer, 115 ... n electrode, 116 ... junction electrode,
117: Insulating film,
200 ... multi-junction compound semiconductor solar cell (concentrator solar cell),
516 ... First n-type compound semiconductor layer stack,
517: First p-type compound semiconductor layer stack, 518: Tunnel junction layer,
519 ... second n-type compound semiconductor layer stack,
520 ... 2nd p-type compound semiconductor layer laminated body, 521 ... n electrode, 522 ... p electrode,
523 ... 1st compound semiconductor solar cell, 524 ... 2nd compound semiconductor solar cell,
525 ... first pn junction, 526 ... second pn junction.

Claims (14)

集光レンズと、前記集光レンズに対向する位置に設置された光電変換素子とを備えた集光型光電変換装置であって、
前記光電変換素子は、貫通孔を有する散乱光用太陽電池と、前記散乱光用太陽電池の前記貫通孔内に配置される集光用太陽電池とからなり、
前記集光レンズは、透明な熱硬化性樹脂からなり、
前記光電変換素子は、外部接続基板上に搭載されているものであることを特徴とする集光型光電変換装置。
A condensing photoelectric conversion device comprising a condensing lens and a photoelectric conversion element installed at a position facing the condensing lens,
The photoelectric conversion element comprises a solar cell for scattered light having a through hole, and a solar cell for concentrating arranged in the through hole of the solar cell for scattered light,
The condenser lens is made of a transparent thermosetting resin,
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is mounted on an external connection substrate.
前記散乱光用太陽電池と前記集光用太陽電池は、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、薄膜シリコン型、HIT型、CIGS型、CdTe型、色素増感型、有機半導体型、III−V族多接合型の少なくとも1つ以上から構成されることを特徴とする請求項1に記載の集光型光電変換装置。   The solar cell for scattered light and the solar cell for concentrating light are monocrystalline silicon type, polycrystalline silicon type, thin film silicon type, HIT type, CIGS type, CdTe type, dye sensitized type, organic semiconductor type, III-V The condensing photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the concentrating photoelectric conversion device is composed of at least one of a group multi-junction type. 前記透明な熱硬化性樹脂がシリコーンを含む材料であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の集光型光電変換装置。   The condensing photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the transparent thermosetting resin is a material containing silicone. 前記散乱用太陽電池及び前記集光用太陽電池の前記集光レンズ側の表面に、光散乱防止材、蛍光体、量子ドットの少なくとも1つ以上を含む樹脂層又はガラス質層を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の集光型光電変換装置。   It has a resin layer or a vitreous layer containing at least one or more of a light scattering preventing material, a phosphor, and a quantum dot on the surface of the light collecting solar cell and the light collecting solar cell on the light collecting lens side. The condensing photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3. 前記散乱光用太陽電池の前記外部接続基板側の面に、前記散乱光用太陽電池を透過してきた光を反射又は散乱させる反射層を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の集光型光電変換装置。   5. The reflection layer for reflecting or scattering light transmitted through the scattered light solar cell on a surface of the scattered light solar cell on the side of the external connection substrate. A condensing photoelectric conversion device according to claim 1. 前記集光レンズと前記光電変換素子とが、400nm〜800nmの波長範囲で光の透過率が80%以上の透明な熱硬化性樹脂で、一体成型、封止されているものであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の集光型光電変換装置。   The condensing lens and the photoelectric conversion element are integrally molded and sealed with a transparent thermosetting resin having a light transmittance of 80% or more in a wavelength range of 400 nm to 800 nm. The condensing photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 5. 集光レンズと、前記集光レンズに対向する位置に設置された光電変換素子とを備えた集光型光電変換装置であって、
前記光電変換素子は、基材となるシリコン太陽電池と、前記シリコン太陽電池に形成された貫通孔内に配置されたIII−V族多接合型太陽電池とを有し、
前記光電変換素子は、外部接続基板上に搭載されているものであることを特徴とする集光型光電変換装置。
A condensing photoelectric conversion device comprising a condensing lens and a photoelectric conversion element installed at a position facing the condensing lens,
The photoelectric conversion element has a silicon solar cell serving as a base material, and a III-V group multi-junction solar cell disposed in a through hole formed in the silicon solar cell,
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is mounted on an external connection substrate.
前記シリコン太陽電池、前記III−V族多接合型太陽電池の少なくとも1つ以上の前記集光レンズ側表面に、シリコーン樹脂を含む材料と波長調整可能な蛍光体とを混合した樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の集光型光電変換装置。   A resin layer in which a material containing a silicone resin and a wavelength-tunable phosphor are mixed is provided on at least one surface of the condenser lens side surface of the silicon solar cell or the III-V group multi-junction solar cell. The condensing photoelectric conversion device according to claim 7, wherein 前記シリコン太陽電池、前記III−V族多接合型太陽電池の少なくとも1つ以上の前記集光レンズ側表面に、ポリシラザン類を主成分とする材料と波長調整可能な蛍光体とを混合して形成されるガラス質層が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の集光型光電変換装置。   Formed by mixing a material mainly composed of polysilazanes and a wavelength-tunable phosphor on at least one surface of the condenser lens side surface of the silicon solar cell or the III-V group multi-junction solar cell. The condensing photoelectric conversion device according to claim 7, wherein a vitreous layer is provided. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の集光型光電変換装置を製造する方法であって、
前記光電変換素子を前記外部接続基板と一体化した後に、型を用いて、前記透明な熱硬化性樹脂で前記光電変換素子の前記外部接続基板と反対側の面に集光レンズを成形硬化させることを特徴とする集光型光電変換装置の製造方法。
A method for producing the condensing photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 6,
After the photoelectric conversion element is integrated with the external connection substrate, a condensing lens is molded and cured on the surface of the photoelectric conversion element opposite to the external connection substrate with the transparent thermosetting resin using a mold. A method for producing a condensing photoelectric conversion device, characterized in that:
前記散乱光用太陽電池に形成される前記貫通孔を、ドリル、レーザー、エッチングの少なくとも1つ以上の加工方法によって形成することを特徴とする請求項10に記載の集光型光電変換装置の製造方法。   The said through-hole formed in the said solar cell for scattered lights is formed by the at least 1 or more processing method of a drill, a laser, and an etching, The manufacture of the condensing photoelectric conversion apparatus of Claim 10 characterized by the above-mentioned. Method. 前記集光レンズと前記光電変換素子とを、400nm〜800nmの波長範囲で光の透過率が80%以上の透明な熱硬化性樹脂を用いて、注型、トランスファー成型、圧縮成型、射出成型の少なくとも1つ以上によって、一体成型、封止することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の集光型光電変換装置の製造方法。   The condensing lens and the photoelectric conversion element are cast, transfer molded, compression molded, or injection molded using a transparent thermosetting resin having a light transmittance of 80% or more in a wavelength range of 400 nm to 800 nm. The method for producing a concentrating photoelectric conversion device according to claim 10 or 11, wherein at least one or more are integrally molded and sealed. 請求項4に記載の集光型光電変換装置を製造する方法であって、
前記樹脂層又は前記ガラス質層を、フィルム貼り合せ、スプレー、スピンコート、印刷、蒸着、金型による成形の少なくとも1つ以上によって形成することを特徴とする集光型光電変換装置の製造方法。
A method for producing the concentrating photoelectric conversion device according to claim 4,
The method for producing a concentrating photoelectric conversion device, wherein the resin layer or the glassy layer is formed by at least one of film bonding, spraying, spin coating, printing, vapor deposition, and molding with a mold.
請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の集光型光電変換装置を製造する方法であって、
前記光電変換素子を前記外部接続基板と一体化した後に、型を用いて、透明なシリコーン樹脂を含む材料で前記光電変換素子の前記外部接続基板と反対側の面に集光レンズを成形硬化させることを特徴とする集光型光電変換装置の製造方法。
A method for producing the concentrating photoelectric conversion device according to any one of claims 7 to 9,
After integrating the photoelectric conversion element with the external connection substrate, a mold is used to mold and cure a condensing lens on the surface of the photoelectric conversion element opposite to the external connection substrate with a material containing a transparent silicone resin. A method for producing a condensing photoelectric conversion device, characterized in that:
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