(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池装置の耐環境性を向上させる。【解決手段】太陽電池装置１０は、基体１００、太陽電池素子および集光レンズ４００を含んでいる。基体１００は、導体パターンを含む上面を有しており、セラミック材料からなる。太陽電池素子は、導体パターン上に設けられている。集光レンズ４００は、太陽電池素子の上方に設けられている。太陽電池装置用パッケージは、基体１００、集光レンズ４００および複数の出力端子２００を含んでいる。基体１００は、導体パターンを含む上面を有しており、セラミック材料からなる。集光レンズ４００は、導体パターンの上方に設けられている。複数の出力端子２００は、基体に設けられており、導体パターンに電気的に接続されている。【選択図】図１
2010034371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターンを含む上面を有しており、セラミック材料からなる基体と、
前記導体パターン上に設けられた太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の上方に設けられた集光レンズと、
を備えた太陽電池装置。
【請求項２】
前記基体の上面が、前記導体パターンを有する凹部を含んでいることを特徴とする請求項１記載の太陽電池装置。
【請求項３】
段差部に設けられた複数の出力リード端子をさらに備えており、
前記段差部が、前記基体の前記上面に含まれている、ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池装置。
【請求項４】
前記太陽電池素子が、III−Ｖ族化合物半導体を含んでいることを特徴とする請求項１記載の太陽電池装置。
【請求項５】
前記集光レンズが、フレネルレンズであることを特徴とする請求項１記載の太陽電池装置。
【請求項６】
前記基体の下面に設けられたヒートシンクをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池装置。
【請求項７】
導体パターンを含む上面を有しており、セラミック材料からなる基体と、
前記導体パターンの上方に設けられた集光レンズと、
前記基体に設けられており、前記導体パターンに電気的に接続された複数の出力端子と、
を備えた太陽電池装置用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池素子を有する太陽電池装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーを電力に変換する太陽電池装置の開発が進められている。特に、発電効率の向上を目的として、集光型太陽電池装置の開発が進められている。集光型太陽電池装置は、太陽光を太陽電池素子に集める集光レンズを有している。
【特許文献１】特開２００５−２８５９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
太陽電池装置の開発において、耐環境性の向上が求められている。特に、集光型太陽電池装置に関しては、例えば耐熱性などの耐環境性の向上が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一つの態様によれば、太陽電池装置は、基体、太陽電池素子および集光レンズを含んでいる。基体は、導体パターンを含む上面を有しており、セラミック材料からなる。太陽電池素子は、導体パターン上に設けられている。集光レンズは、太陽電池素子の上方に設けられている。
【０００５】
本発明の一つの態様によれば、太陽電池装置用パッケージは、基体、集光レンズおよび複数の出力端子を含んでいる。基体は、導体パターンを含む上面を有しており、セラミック材料からなる。集光レンズは、導体パターンの上方に設けられている。複数の出力端子は、基体に設けられており、導体パターンに電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一つの態様によれば、太陽電池装置およびパッケージは、セラミック材料からなる基体を含んでいる。従って、耐環境性が向上されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１および２に示されているように、本発明の一つの実施形態における太陽電池装置１０は、基体１００、複数の出力端子２００および太陽電池素子３００を含んでいる。太陽電池装置１０は、集光レンズ４００をさらに含んでいる。図１において、太陽電池装置１０は、仮想のｘｙｚ空間におけるｘｙ平面に実装されている。図１において、上方とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。図２に示された構造は、太陽電池装置１０の内部構造を示すために、図１に示された太陽電池装置１０における集光レンズ４００が取り外されたものである。太陽電池装置用パッケージは、基体１００、複数の出力端子２００および集光レンズ４００を含んでいる。
【０００８】
基体１００の材料例は、セラミックスである。基体１００は、上面１０２および下面１０４を有している。上面１０２は、凹部１０６および複数の段差部１０７を含んでいる。図３に示されているように、凹部１０６は、導体パターン１０８を有している。導体パターン１０８は、第１サブパターン１１０および第２サブパターン１１２を含んでいる。第１サブパターン１１０および第２サブパターン１１１は、複数の出力端子２００に電気的に接続されている。第１サブパターン１１０および第２サブパターン１１１の材料例は、銅（Ｃｕ）である。
【０００９】
基体１００のさらに詳細な構造が、図４に示されている。基体１００は、第１層１００ａおよび第２層１００ｂを含んでいる。第１サブパターン１１０および第２サブパターン１１２は、第１層１００ａの上面に形成されている。第２層１００ｂは、第１層１００ａの上に積み重ねられている。第２層１００ｂは、孔１１４を有している。図４において、上方向とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。
【００１０】
再び図２を参照して、複数の出力端子２００は、第１出力リード端子２０２および第２出力リード端子２０４を含んでいる。第１出力リード端子２０２および第２出力リード端子２０４は、基体１００の複数の段差部１０７に設けられている。第１出力リード端子２０２および第２出力リード端子２０４の材料の一つの例は、鉄‐ニッケル‐コバルト合金（Ｆｅ‐Ｎｉ‐Ｃｏ）である。第１出力リード端子２０２および第２出力リード端子２０４の材料の他の例は、銅（Ｃｕ）である。図５に示されているように、第１出力リード端子２０２は、接合材５０２によって、第１サブパターン１１０に電気的に接続されている。第２出力リード端子２０４は、接合材５０４によって、第２サブパターン１１２に電気的に接続されている。接合材５０２および５０４の材料の一つの例は、低融点半田である。接合材５０２および接合材５０４の材料の他の例は、導電性エポキシ樹脂である。
【００１１】
太陽電池素子３００は、導体パターン１０８上に設けられている。図２、３および５において、太陽電池素子３００および導体パターン１０８の電気的な接続構造の一部が省略されている。図６に示されているように、接続構造の一つの例は、一つの導電性ワイヤ６０２による接続である。太陽電池素子３００の第１電極３０８は、導電性ワイヤ６０２によって、第２サブパターン１１２に電気的に接続されている。太陽電池素子３００の第２電極３１０は、導電性接合材６０４によって、第１サブパターン１１０に電気的に接続されている。
【００１２】
太陽電池素子３００の例は、III−Ｖ族化合物半導体を含んでいる。図７に示されているように、太陽電池素子３００の例は、基板３０２の上に積み重ねられた第１導電型層３０４および第２導電型層３０６を含んでいる。第１導電型層３０４の例は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含んでいるｎ型層である。第２導電型層３０６の例は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含んでいるｐ型層である。第１電極３０８は、第２導電型層３０６の上に設けられている。第１電極３０８が、プラス電極である。第２電極３１０は、基板３０２に下に設けられている。第２電極３１０が、マイナス電極である。図７において、上方向とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。図７において、下方向とは、仮想のｚ軸の負方向のことをいう。
【００１３】
図８に示されているように、接続構造の他の例は、フリップチップ接続である。太陽電池素子３００の第１電極３０８は、導電性接合材６０６によって、第２サブパターン１１２に電気的に接続されている。太陽電池素子３００の第２電極３１０は、導電性接合材６０８によって、第１サブパターン１１０に電気的に接続されている。
【００１４】
図９に示されているように、太陽電池素子３００の他の例は、基板３０２上に積み重ねられた透光性導電層３１２を含んでいる。図９において、積層方向は、仮想のｚ軸の負方向である。太陽電池素子３００は、透光性導電層３１２上に積み重ねられた第１導電型層３０４および第２導電型層３０６を含んでいる。第１導電型層３０４の例は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含んでいるｎ型層である。第２導電型層３０６の例は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含んでいるｐ型層である。第１電極３０８は、第２導電型層３０６の下に設けられている。第１電極３０８が、プラス電極である。第２電極３１０は、基板３０２の下に設けられている。第２電極３１０が、マイナス電極である。図９において、上方向とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。図９において、下方向とは、仮想のｚ軸の負方向のことをいう。
【００１５】
再び図５を参照して、集光レンズ４００は、導体パターン１０８および太陽電池素子３００の上方に設けられている。集光レンズ４００は、太陽光を太陽電池素子３００に集める。集光レンズ４００の例は、フレネルレンズである。図５において、太陽光の進行方向が、破線によって示されている。
【００１６】
図１０に示されているように、太陽電池装置１０の回路は、マイナス端子７０２およびプラス端子７０４を有している。マイナス端子７０２は、第１出力リード端子２０２に対応している。プラス端子７０４は、第２出力リード端子２０４に対応している。太陽電池素子３００のマイナス電極は、ライン８１０によって、マイナス端子７０２に電気的に接続されている。ライン８１０は、第１サブパターン１１０に対応している。太陽電池素子３００のプラス電極は、ライン８１２によって、プラス端子７０４に電気的に接続されている。ライン８１２は、第２サブパターン１１２に対応している。
【００１７】
図１１に示されているように、本発明の他の実施形態における太陽電池装置１０は、ヒートシンク９００をさらに含んでいる。シートシンク９００は、基体１００の下面１０４に設けられている。ヒートシンク９００は、下面１０４に接している。シートシンク９００の材料例は、アルミニウム（Ａｌ）である。
【００１８】
図１２および１３に示されているように、本発明の他の実施形態における太陽電池装置１０の複数の出力端子２００は、基体１００の下面１０４に設けられている。複数の出力端子２００は、第１出力リード端子２０２および第２出力リード端子２０４を含んでいる。第１出力リード端子２０２は、接合材５０２によって、第１サブパターン１１０に電気的に接続されている。第２出力リード端子２０４は、接合材５０４によって、第２サブパターン１１２に電気的に接続されている。
【００１９】
図１４および１５に示されているように、本発明の他の実施形態における太陽電池装置１０の複数の出力端子２００は、基体１００の下面１０４に設けられている。複数の出力端子２００は、第１出力パターン２０６および第２出力パターン２０８を含んでいる。第１出力パターン２０６および第２出力パターン２０８は、導電性材料を含んでいる。第１出力パターン２０６は、第１サブパターン１１０に電気的に接続されている。第２出力パターン２０８は、第２サブパターン１１２に電気的に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一つの実施形態における太陽電池装置１０を示している。
【図２】図１に示された太陽電池装置１０の内部構造を示している。
【図３】図２に示された基体１００を示している。
【図４】基体１００を示している。
【図５】太陽電池装置１０の断面を示している。
【図６】太陽電池素子３００の実装構造の一つの例を示している。
【図７】太陽電池素子３００の一つの例を示している。
【図８】太陽電池素子３００の実装構造の他の例を示している。
【図９】太陽電池素子３００の他の例を示している。
【図１０】太陽電池装置１０の回路構成を示している。
【図１１】本発明の他の実施形態における太陽電池装置１０を示している。
【図１２】本発明の他の実施形態における太陽電池装置１０を示している。
【図１３】図１１に示された太陽電池装置１０の断面を示している。
【図１４】本発明の他の実施形態における太陽電池装置１０を示している。
【図１５】図１４に示された太陽電池装置１０の断面を示している。
【符号の説明】
【００２１】
１０  太陽電池装置
１００  基体
２００  出力端子
３００  太陽電池素子
４００  集光レンズ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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