(57)【要約】      （修正有）【課題】光電変換効率を向上した光電変換モジュールを提供する。【解決手段】本発明の一態様における光電変換モジュール１００は、受光面を有する光電変換素子１０と、光電変換素子の側面を覆う封止材３０と、受光面Ａと、封止材の受光面側に位置する一端を覆う平板状の透明基材２０と、を有し、封止材は、光を散乱する反射部材３２を含む。【選択図】図１
2020155632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面を有する光電変換素子と、
前記光電変換素子の側面を覆う封止材と、
前記受光面と、前記封止材の前記受光面側に位置する一端を覆う平板状の透明基材と、を有し、
前記封止材は、光を散乱する反射部材を含む、
光電変換モジュール。
【請求項２】
前記反射部材は複数の粒子を含み、前記複数の粒子は前記封止材に分散されている、請求項１に記載の光電変換モジュール。
【請求項３】
前記複数の粒子は円盤形である、請求項２に記載の光電変換モジュール。
【請求項４】
前記複数の粒子は面が前記受光面と略同一の方向に配置される、請求項３に記載の光電変換モジュール。
【請求項５】
前記透明基材は、前記封止材と重なる領域の、前記封止材とは反対側の面に第１凹部を有する、請求項１乃至４の何れか１項に記載の光電変換モジュール。
【請求項６】
前記光電変換モジュールは、前記光電変換素子の前記受光面とは反対側の面に基材を有し、
前記基材は、前記封止材と重なる領域の、前記封止材とは反対側の面に第２凹部を有する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の光電変換モジュール。
【請求項７】
前記光電変換素子と前記封止材との間に反射板をさらに含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載の光電変換モジュール。
【請求項８】
前記光電変換素子は、色素を含有する半導体層（光電変換層）を含む、請求項１乃至７の何れか１項に記載の光電変換モジュール。
【請求項９】
前記光電変換素子を複数含み、
複数の前記光電変換素子は、前記透明基材の下面に二次元に配列され、
前記封止材は、複数の前記光電変換素子の間隙に配置される、請求項１乃至８の何れか１項に記載の光電変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換モジュールの封止材の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子は、光の持つエネルギーを直接的に電力に変換する素子として知られている。光電変換素子に入射した光のエネルギーは、半導体層で吸収され、半導体がもつ光電効果により直接電力に変換され光電変換素子外部へ出力される。光電変換素子としては、単結晶及び多結晶シリコンを含むｐｎ接合型光電変換素子、あるいは色素を含有する半導体を含む色素増感型光電変換素子などが知られている。
【０００３】
光電変換素子は光電変換効率を向上するために、入射光を効率よく内部に取り入れる構造となっている。例えば、特許文献１には、色素増感型太陽電池本体を透過した光を反射する反射手段を有する色素増感型太陽電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池は、受光面に均一な強度で光が照射されることが望ましいとされる。しかし、太陽電池が屋外に設置された場合は建物や樹木などの影響で部分的に影（部分影）にかかってしまう場合がある。この場合、太陽電池は影にかかった部分の直列抵抗が増加し、光電変換効率が低下することが問題となる。
【０００６】
特許文献１に記載された色素増感型太陽電池は、受光面の反対側に反射手段が設けられ、入射光の有効利用を図るように工夫されているが、前述のような部分影が出来るとその領域では反射光の強度も低下するため、光電変換効率の低下を免れることはできない。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑み、光電変換モジュールにおいて照射される光の有効利用を図り、部分影により受光面に光が均一に照射されない場合でも光電変換効率の低下を抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールは、受光面を有する光電変換素子と、前記光電変換素子の側面を覆う封止材と、前記受光面と、前記封止材の前記受光面側に位置する一端を覆う平板状の透明基材と、を有し、前記封止材は、光を散乱する反射部材を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における反射部材と光の経路を説明する拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光電変換素子の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態における反射部材と光の経路を説明する拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態における反射部材と光の経路を説明する拡大断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態における反射部材と光の経路を説明する拡大断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１１】
図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、図面の寸法比率は、説明の都合上、実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。
【００１２】
本明細書において、ある部材又は領域が、他の部材又は領域の「上（又は下）」にあるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１３】
＜第１実施形態＞
［光電変換モジュール］
図１を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール１００の概略構成を説明する。図１は、本実施形態に係る光電変換モジュール１００の概略構成を示す断面図である。
【００１４】
光電変換モジュール１００は、光電変換素子１０と、透明基材２０と、封止材３０と、基材４０を含む。光電変換素子１０は受光面Ａを有し、受光面Ａから光電変換層に光が入射することで光起電力が発生する。光電変換素子には様々な種類が知られているが、少なくとも一方の面に受光面Ａを有する構造であれば、光電変換層の材質に限定はない。例えば、本発明の一実施形態に係る光電変換素子１０として、色素増感型太陽電池を用いることができる。しかしながら本発明の一実施形態はこれに限定されず、光電変換素子としてｐｎ接合型の太陽電池であってもよい。光電変換素子１０の構成については、後述する。
【００１５】
光電変換素子１０の受光面Ａ上には、平板状の透明基材２０が配置される。透明基材２０の材料としては、光電変換素子１０の光吸収帯域に対し透明であるものであれば特に限定しない。透明基材２０の材料としては、例えば、光を透過するガラス、有機樹脂材料、無機物透明結晶体などであってもよい。透明基材２０は、受光面Ａ側に配置されることから、透明度の高いものが好ましく、表面に（空気との界面に）反射防止膜が設けられていてもよい。
【００１６】
光電変換モジュール１００は、光電変換素子１０が透明基材２０と基材４０との間に挟まれた構造を有し、光電変換素子１０の側面には、封止材３０が配置される。封止材３０は、光電変換素子１０の側面全体を覆うように設けられる。封止材３０は光電変換素子１０の側面全体を覆うため、その一端は光電変換素子１０の受光面Ａと略同一面の高さを有することが好ましい。すなわち、光電変換素子１０の受光面Ａと封止材３０の一端とは面一であり、光電変換素子１０の受光面Ａと封止材３０の一端とを覆うように透明基材２０が配置される。封止材３０の材料としては、透過性を有するものであれば特に限定しない。封止材３０の材料としては、例えば、有機樹脂材料などが好ましい。
【００１７】
本実施形態において封止材３０は、光を散乱する反射部材３２を有する。反射部材３２は複数の粒子であり、封止材３０に分散されている。すなわち、反射部材３２は封止材３０に囲まれている。しかしながらこれに限定されず、例えば、反射部材３２は、封止材３０の端部に配置されてもよい。この場合、反射部材３２は、透明基材２０、光電変換素子１０、基材４０と一部接していてもよい。反射部材３２の材料としては、例えば、光の反射率が高い金属材料などが好ましい。反射部材３２は光反射率が高いことが望ましく、アルミニウム、銀等の金属材料で形成されるか、前述の金属材料が表面にコーティングされたものであることが好ましい。
【００１８】
反射部材３２の形状は任意とすることができるが、光を散乱させるため多面体であることが好ましい。また、反射部材３２は、光を反射させるため微小な鏡面を有するように平板状の形状を有していてもよい。例えば、反射部材３２は、円盤形の粒子であってもよい。円盤形を有する複数の粒子は表裏に円盤面を有し、円盤面が光反射面を形成する。入射光を有効に反射するには、円盤型の光反射面が、光電変換素子１０の受光面Ａと略同一の方向に配置されていることが好ましい。
【００１９】
透明基材２０を透過して封止材３０に入射した光は、光電変換に直接寄与しない光となる。しかし、封止材３０が反射部材３２を含むことで、入射した光を散乱させ、再び透明基材２０に入射させることができる。透明基材２０に再入射した光の一部は導波光となり、透明基材２０を伝搬し光電変換素子１０の受光面Ａに入射する。反射部材３２は様々な角度で封止材３０の中に分散されることにより、入射光は様々な角度で散乱される。透明基材２０は光学的異方性を有さないので、再入射して導波する光を略全面に拡散させ、その過程で光電変換素子１０の受光面Ａに再入射させることができる。本実施形態に係る光電変換モジュール１００は、反射部材３２と透明基材２０とを組み合わせることにより、光電変換素子１０に直接入射しない光を散乱させ受光面Ａに導光し、光電変換に寄与する光とすることができる。透明基材２０を導波する光は指向性を有さないので、光電変換素子１０の受光面Ａに部分影が出来ていたとしても、その部分影の領域にも光を導光することができる。これにより、光電変換素子１０は、部分影が出来た領域においても直列抵抗の増加が抑えられ、光電変換効率の低下が抑制される。
【００２０】
光電変換素子１０の受光面Ａと反対側の面（裏面）には、平板状の基材４０が配置される。基材４０は、光電変換素子１０の受光面Ａと反対側の面と、封止材３０の一端とは反対側の他端とを覆うように配置される。基材４０の材料としては、特に限定しない。光電変換素子１０が、例えば色素増感型である場合、基材４０の材料は透過性を有するものであってもよい。基材４０が透過性を有する材料であれば、半導体層１６は光電変換素子１０の基材４０側から入射した光も光電変換することができる。基材４０の材料としては、例えば、透明基材２０の材料と同じであってもよく、異なってもよい。
【００２１】
［反射部材による光の散乱］
図２は、本実施形態に係る反射部材３２と光の経路を説明する拡大断面図である。図２は、図１に示す点線で囲まれた領域、すなわち封止材３０および光電変換素子１０の受光面Ａ近傍の拡大断面図である。図２に示すように、反射部材３２は光電変換素子１０に直接入射しない光（矢印）を反射することができ、封止材３０から直接または透明基材２０や基材４０を介して間接的に光電変換素子１０の受光面Ａに導光することができる。また、反射部材３２は、光の入射角度によっては、光電変換素子１０の側面に反射光を照射することができる。さらに複数の粒子の円盤形の面が受光面Ａと略同一の方向に配置されることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール１００内に閉じ込めることができ、光電変換素子１０の受光面Ａへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール１００がこのような構成を有することで、光電変換モジュール１００の光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子１０も間接的に露光することができ、光電変換モジュール１００の光電変換効率をさらに向上することができる。
【００２２】
［光電変換素子］
図３は、本実施形態に係る光電変換素子１０の概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る光電変換素子１０の概略構成を、図３を参照して説明する。
【００２３】
本発明の一実施形態に係る光電変換素子１０は色素増感型である。光電変換素子１０は、受光面Ａと、透過性を有する第１電極１２と、第２電極１４と、色素を有する半導体層１６と、電解質層１８を含む。
【００２４】
受光面Ａ側には、第１電極１２が配置される。第１電極１２の材料としては、透過性を有する導電性材料が好ましい。第１電極１２の材料としては、例えば、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）またはフッソドープ酸化スズ（ＦＴＯ）などを成膜した透明導電性基板であってもよい。第１電極１２は、受光面Ａ側に配置されることから、反射率が低く、透過性の高いものが好ましい。
【００２５】
第１電極１２と接して半導体層（光電変換層）１６が配置される。半導体層１６の材料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズなどのｎ型半導体が好ましい。半導体層１６の材料としては、例えば、酸化チタンが用いられ、好適には多孔質の酸化チタンが用いられる。半導体層１６は増感色素が吸着されている。半導体層１６が多孔質膜であれば、その表面により多くの増感色素を吸着させることができる。増感色素の材料としては、例えば、ルテニウム系無機色素や有機色素があげられる。
【００２６】
光電変換素子１０の第１電極１２と対向する面には、第２電極１４が配置される。第２電極１４の材料としては、特に限定しない。電解質層１８中の酸化物を高効率で還元できればよい。第２電極１４の材料としては、例えば、第１電極１２と同じ材料であってもよく、白金等の金属薄膜電極、または炭素などの導電性膜などであってもよい。第２電極１４が透過性を有する導電性材料であれば、半導体層１６は光電変換素子１０の第２電極１４側から入射した光も光電変換することができる。
【００２７】
第１電極１２と第２電極１４の間には電解質層１８が配置される。すなわち、第１電極１２、半導体層１６、および第２電極１４は、電解質層１８の電解液に接している。電解質層１８の溶質としては、酸化還元電位が低く、拡散速度が速いものが好ましい。電解質層１８の溶質としては、例えば、ヨウ素系、臭素系、またはコバルト錯体系の電解質であってもよい。
【００２８】
光電変換素子１０は、このような構成を有することで、光が入射すると半導体層１６の増感色素が光励起し、半導体層１６に電子を注入する。電子は半導体層１６を介して第１電極１２から外部回路へと取り出される。電子を失った増感色素は、電解質層１８中の電解質から電子を受け取り還元し、電解質は第２電極１４において電子を受け取り元に戻る。このような光化学反応によって、光電変換素子１０は光エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【００２９】
図３は、色素増感型太陽電池の一例を示すが、本実施形態に適用可能な太陽電池はこの例に限定されない。光電変換素子１０として、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、及びアモルファスシリコンを用いたシリコン系の太陽電池、並びに、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、セレン（Ｓｅ）等を含む化合物太陽電池を適用することができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
［光電変換モジュール］
図４を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール１００ａの概略構成を説明する。図４は、本実施形態に係る光電変換モジュール１００ａの概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール１００ａが反射部材３２の代わりに透明基材２０ａに光を散乱する凹部２２ａを有すること以外、第１実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。
【００３１】
光電変換モジュール１００ａは、光電変換素子１０ａと、透明基材２０ａと、封止材３０ａと、基材４０ａを含む。本実施形態に係る透明基材２０ａは、封止材３０ａと重なる領域の封止材３０ａとは反対側の面に凹部２２ａを有する。
【００３２】
光電変換素子１０ａの受光面Ａと封止材３０ａの一端との上には、平板状の透明基材２０ａが配置される。透明基材２０ａは、封止材３０ａと重なる領域の封止材３０ａとは反対側の面に凹部２２ａを有する。透明基材２０ａの、光電変換素子１０ａと重なる領域の光電変換素子１０ａとは反対側の面は略平坦である。
【００３３】
図４に示すように、凹部２２ａの幅は封止材３０ａの幅と略同一である。しかしながらこれに限定されず、凹部２２ａの幅は封止材３０ａの幅の７０％以上１００％以下であることが好ましい。凹部２２ａの幅が封止材３０ａの幅以上であると、光電変換モジュール１００ａの受光面Ａにおける受光率が低下することがある。凹部２２ａの深さは透明基材２０ａの厚さより小さい。凹部２２ａの深さは透明基材２０ａの厚さの２０％以上８０％未満であることが好ましい。凹部２２ａの深さが透明基材２０ａの厚さの８０％以上であると、透明基材２０ａの強度が低下し、光電変換モジュール１００ａの耐久性が低下することがある。
【００３４】
本実施形態に係る凹部２２ａは、曲面を有する。凹部２２ａの曲面は凹形状である。しかしながらこれに限定されず、凹部２２ａは任意の形状をとることができる。なお、本実施形態に係る凹部２２ａは、上記範囲内であれば、透明基材２０ａ上において光電変換素子１０aを囲むように連続して一体に形成されていてもよく、また複数の凹部２２ａが別体に形成されていてもよい。
【００３５】
透明基材２０ａが凹部２２ａを有することで、透明基材２０ａ内を導波する光を凹部２２ａで反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ａの受光面Ａに導光することができる。光電変換モジュール１００ａがこのような構成を有することで、光電変換モジュール１００ａ内を導波する光を効率よく光電変換素子１０ａの受光面Ａに導光することができ、光電変換モジュール１００ａの光電変換効率を向上することができる。また、光電変換素子１０ａの受光面Ａに部分的に影がかかっている場合も、その部分影の領域に光を導光することができ、光電変換モジュール１００ａの光電変換効率を向上することができる。
【００３６】
［凹部による光の散乱］
図５は、本実施形態に係る凹部２２ａと光の経路を説明する拡大断面図である。図５は図４に示す点線で囲まれた領域、すなわち透明基材２０ａおよび光電変換素子１０ａの受光面Ａ近傍の拡大断面図である。図５に示すように、凹部２２ａは光電変換モジュール１００ａ内を導波する光や、図には示さなかったが光電変換モジュール１００ａの側面から入射する光も透明基材２０ａ内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ａの受光面Ａに導光することができる。さらに凹部２２ａが凹面であることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール１００ａ内に閉じ込めることができ、光電変換素子１０ａの受光面Ａへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール１００ａがこのような構成を有することで、光電変換モジュール１００ａの光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子１０ａも間接的に露光することができ、光電変換モジュール１００ａの光電変換効率をさらに向上することができる。第１実施形態に係る反射部材３２と組み合わせることで、光電変換モジュール１００ａの光電変換効率をさらに向上することができる。
【００３７】
＜第３実施形態＞
［光電変換モジュール］
図６を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール１００ｂの概略構成を説明する。図６は、本実施形態に係る光電変換モジュール１００ｂの概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール１００ｂが反射部材３２の代わりに基材４０ｂに光を散乱する凹部４２ｂを有すること以外、第１実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。
【００３８】
光電変換モジュール１００ｂは、光電変換素子１０ｂと、透明基材２０ｂと、封止材３０ｂと、基材４０ｂを含む。本実施形態に係る基材４０ｂは、封止材３０ｂと重なる領域の封止材３０ｂとは反対側の面に凹部４２ｂを有する。
【００３９】
光電変換素子１０ｂの受光面Ａと対向する面と、封止材３０ｂの一端とは反対側の他端との下には基材４０ｂが配置される。基材４０ｂは、封止材３０ｂと重なる領域の封止材３０ｂとは反対側の面に凹部４２ｂを有する。基材４０ｂの、光電変換素子１０ｂと重なる領域の光電変換素子１０ｂとは反対側の面は略平坦である。
【００４０】
図６に示すように、凹部４２ｂの幅は封止材３０ｂの幅と略同一である。しかしながらこれに限定されず、凹部４２ｂの幅は封止材３０ｂの幅の７０％以上１００％以下であることが好ましい。凹部４２ｂの幅が封止材３０ｂの幅以上であると、光電変換モジュール１００ｂの受光面Ａにおける受光率が低下することがある。凹部４２ｂの深さは基材４０ｂの厚さより小さい。凹部４２ｂの深さは基材４０ｂの厚さの２０％以上８０％未満であることが好ましい。凹部４２ｂの深さが基材４０ｂの厚さの８０％以上であると、基材４０ｂの強度が低下し、光電変換モジュール１００ｂの耐久性が低下することがある。
【００４１】
本実施形態に係る凹部４２ｂは、曲面を有する。凹部４２ｂの曲面は凹形状である。しかしながらこれに限定されず、凹部４２ｂは任意の形状をとることができる。
【００４２】
基材４０ｂが凹部４２ｂを有することで、光電変換モジュール１００ｂ内を導波する光を凹部４２ｂで反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ｂの受光面Ａに導光することができる。光電変換モジュール１００ｂがこのような構成を有することで、光電変換モジュール１００ｂ内を導波する光を効率よく光電変換素子１０ｂの受光面Ａに導光することができ、光電変換モジュール１００ｂの光電変換効率を向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子１０ｂも間接的に露光することができ、光電変換モジュール１００ｂの光電変換効率を向上することができる。
【００４３】
［凹部による光の散乱］
図７は、本実施形態に係る凹部４２ｂと光の経路を説明する拡大断面図である。図７は図６に示す点線で囲まれた領域、すなわち基材４０ｂおよび光電変換素子１０ｂの受光面Ａとは反対側の面近傍の拡大断面図である。図７に示すように、凹部４２ｂは光電変換モジュール１００ｂ内を導波する光や、図には示さなかったが光電変換モジュール１００ｂの側面から入射する光も透明基材２０ｂ内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ｂの受光面Ａに導光することができる。さらに凹部４２ｂが凹面であることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール１００ｂ内に閉じ込めることができ、光電変換素子１０ｂの受光面Ａへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール１００ｂがこのような構成を有することで、光電変換モジュール１００ｂの光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子１０ｂも間接的に露光することができ、光電変換モジュール１００ｂの光電変換効率をさらに向上することができる。第１実施形態に係る反射部材３２と組み合わせることで、光電変換モジュール１００ａの光電変換効率をさらに向上することができる。
【００４４】
＜第４実施形態＞
［光電変換モジュール］
図８を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール１００ｃの概略構成を説明する。図８は、本実施形態に係る光電変換モジュール１００ｃの概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール１００ｃが反射部材３２の代わりに光電変換素子１０ｃと封止材３０ｃとの間に光を反射する反射板３４ｃを有すること以外、第１実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。
【００４５】
光電変換モジュール１００ｃは、光電変換素子１０ｃと、透明基材２０ｃと、封止材３０ｃと、基材４０ｃを含む。本実施形態に係る光電変換モジュール１００ｃは、光電変換素子１０ｃと封止材３０ｃとの間に光を反射する反射板３４ｃを有する。
【００４６】
反射板３４ｃは平板状であり、光電変換素子１０ｃと封止材３０ｃとの間に配置されている。しかしながらこれに限定されず、例えば、反射板３４ｃは、封止材３０ｃの中に配置されてもよい。また、反射板３４ｃは、封止材３０ｃの光電変換素子１０ｃとは反対側に配置されてもよい。反射板３４ｃの材料としては、例えば、光の反射率が高い金属材料などが好ましい。反射板３４ｃの材料としては、金等であってもよい。
【００４７】
本実施形態に係る反射板３４ｃは、略平坦である。しかしながらこれに限定されず、反射板３４ｃは任意の形状をとることができる。
【００４８】
光電変換モジュール１００ｃが反射板３４ｃを有することで、光電変換モジュール１００ｃ内を導波する光を反射板３４ｃで反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ｃの受光面Ａに導光することができる。光電変換モジュール１００ｃがこのような構成を有することで、光電変換モジュール１００ｃ内を導波する光を効率よく光電変換素子１０ｃの受光面Ａに導光することができ、光電変換モジュール１００ｃの光電変換効率を向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子１０ｃも間接的に露光することができ、光電変換モジュール１００ｃの光電変換効率を向上することができる。
【００４９】
［反射板による光の散乱］
図９は、本実施形態に係る反射板３４ｃと光の経路を説明する拡大断面図である。図９は図８に示す点線で囲まれた領域、すなわち封止材３０ｃ、透明基材２０ｃ、および光電変換素子１０ｃの受光面Ａ近傍（点線）の拡大断面図である。図９に示すように、反射板３４ｃは光電変換モジュール１００ｃ内を導波する光や、図には示さなかったが光電変換モジュール１００ｃの側面から入射する光も封止材３０ｃ内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ｃの受光面Ａに導光することができる。反射板３４ｃが配置されることで、より多くの光を光電変換モジュール１００ｃ内に閉じ込めることができ、光電変換素子１０ｃの受光面Ａへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール１００ｃがこのような構成を有することで、光電変換モジュール１００ｃの光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子１０ｃも間接的に露光することができ、光電変換モジュール１００ｃの光電変換効率をさらに向上することができる。第１実施形態に係る反射部材３２と組み合わせることで、光電変換モジュール１００ａの光電変換効率をさらに向上することができる。
【００５０】
＜第５実施形態＞
図１０および図１１を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール２００の概略構成を説明する。図１０は、本実施形態に係る光電変換モジュール２００の概略構成を示す平面図である。図１１は、本実施形態に係る光電変換モジュール２００の概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール２００に配置される光電変換素子１０ｄが複数であること以外、第１実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。
【００５１】
光電変換モジュール２００は、複数の光電変換素子１０ｄと、透明基材２０ｄと、封止材３０ｄと、基材４０ｄを含む。本実施形態に係る光電変換モジュール２００は、複数の光電変換素子１０ｄを含む。複数の光電変換素子１０ｄは、透明基材２０ｄと基材４０ｄとの間に二次元にマトリックス状に配置される。複数の光電変換素子１０ｄの間隙および外周には、封止材３０ｄが配置される。
【００５２】
本実施形態において封止材３０ｄは、光を散乱する反射部材３２ｄを有する。本実施形態に係る反射部材３２ｄは円盤形の粒子であり、その面は光電変換素子１０ｄの受光面Ａと略同一の方向に配置されている。このため、反射部材３２ｄは光電変換素子１０ｄが配置されていない領域に入射した光を反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ｄの受光面Ａに導光することができる。また、反射部材３２ｄは光電変換素子１０ｄを透過して光電変換モジュール２００内を導波する光も封止材３０ｄ内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ｄの受光面Ａに導光することができる。さらに複数の粒子の円盤形の面が受光面Ａと略同一の方向に配置されることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール２００内に閉じ込めることができ、光電変換素子１０ｄの受光面Ａへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール２００がこのような構成を有することで、光電変換モジュール２００の光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子１０ｄも間接的に露光することができ、光電変換モジュール２００の光電変換効率をさらに向上することができる。
【００５３】
＜第６実施形態＞
図１２を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール２００ｅの概略構成を説明する。図１２は、本実施形態に係る光電変換モジュール２００ｅの概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール２００ｅに配置される光電変換素子１０ｅが複数であること、第１実施形態の反射部材３２ｅおよび第２実施形態の凹部２２ｅを有すること以外、第１実施形態および第２実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。
【００５４】
光電変換モジュール２００ｅは、複数の光電変換素子１０ｅと、透明基材２０ｅと、封止材３０ｅと、基材４０ｅを含む。本実施形態に係る光電変換モジュール２００ｅは、複数の光電変換素子１０ｅを含む。複数の光電変換素子１０ｅは、透明基材２０ｅと基材４０ｅとの間に二次元にマトリックス状に配置される。複数の光電変換素子１０ｅの間隙および外周には、封止材３０ｅが配置される。
【００５５】
本実施形態において封止材３０ｅは、光を散乱する反射部材３２ｅを有する。本実施形態に係る反射部材３２ｅは円盤形の粒子であり、その面は光電変換素子１０ｅの受光面Ａと略同一の方向に配置されている。さらに、本実施形態において透明基材２０ｅは、光を散乱する凹部２２ｅを有する。本実施形態に係る凹部２２ｅは、透明基材２０ｅの封止材３０ｅと重なる領域の封止材３０ｅとは反対側の面に配置されている。透明基材２０ｅの、光電変換素子１０ｅと重なる領域の光電変換素子１０ｅとは反対側の面は略平坦である。
【００５６】
光電変換素子１０ｅが配置されていない領域に入射した光は、反射部材３２ｅによって反射することができる。反射部材３２ｅによって反射された光は凹部２２ｅによって反射することができる。このような構成を有することで、光電変換モジュール１００ｅは、封止材３０ｅから直接または透明基材２０ｅや基材４０ｅを介して間接的に光電変換素子１０ｅの受光面Ａに導光することができる。また、図には示さなかったが、反射部材３２ｅは光電変換素子１０ｅを透過して光電変換モジュール１００ｅ内を導波する光や、光電変換モジュール１００ｅの側面から入射する光も封止材３０ｅ内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子１０ｅの受光面Ａに導光することができる。さらに凹部２２ｅが配置されることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール１００ｅ内に閉じ込めることができ、光電変換素子１０ｅの受光面Ａへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール１００ｅがこのような構成を有することで、光電変換モジュール１００ｅの光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子１０ｅも間接的に露光することができ、光電変換モジュール１００ｅの光電変換効率をさらに向上することができる。
【００５７】
なお本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせることが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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