(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で十分に気密性が確保された集光型太陽電池セルデバイスを提供する。【解決手段】金属基板２と透明基板５で集光型太陽電池セル１を挟み込んだ構造の外囲器において、金属基板上にはセルの載置領域を開口した絶縁性支持枠３が載置され、絶縁性支持枠の内域には底面から所定の高さに段部が形成され、絶縁性支持枠の段部の上面と絶縁性支持枠の上面には電気的に接続された導電性膜が形成され、セルの両端に設けられた二つの電極と段部の上面が金属箔リード８で接続され、透明基板が絶縁性支持枠上面に載置されて気密封止されることを特徴とする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属基板と透明基板で集光型太陽電池セルを挟み込んだ構造の外囲器において、前記金属基板上には前記セルの載置領域を開口した絶縁性枠体が載置され、前記絶縁性枠体の内域には底面から所定の高さに段部が形成され、前記絶縁性枠体の段部の上面と絶縁性枠体の上面には電気的に接続された導電性膜が形成され、前記セルの両端に設けられた二つの電極と前記段部の上面が金属箔リードで接続され、透明基板が前記絶縁性支持枠上面に載置されて気密封止されることを特徴とする集光型太陽電池セルデバイス。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は小型で気密性を確保した集光型太陽電池セルを外囲器に組み込んだデバイス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  集光型太陽光発電装置は数百倍に集光した太陽光を太陽電池セルに照射するため、照射部の温度は高温になる。そのため放熱フィンが取り付けられたり、水冷の冷却機構を取り付けて温度上昇を防止する。しかし太陽が雲間にある場合、温度が上がったり下がったりを繰り返したり、太陽が出ていない夜間では外気温度まで下がることになる。太陽光が照射される集光型太陽電池セルは冷却機構を備えていても熱衝撃や熱サイクルを避けることはできない。そして集光倍率が高いほど過酷な熱衝撃、熱サイクルを受ける。【０００４】  集光型太陽電池セルを外気から保護するために透明樹脂が被覆されている（特許文献１）。しかし一般に樹脂は気密性が不十分であるのは周知の通りであり、特に水分は樹脂を膨潤させて徐々に樹脂内部に取り込んでいく。そして熱サイクルがあると取り込んだ水分を吐き出したりする。水分は集光型太陽電池セルの受光面に結露したり、セルの電極を腐食することにもなる。また熱衝撃が加わる過酷な環境下での樹脂の耐用年数も十分に明らかにされていない。樹脂では十分な信頼性を確保することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７４１８３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】  集光型太陽電池セルは冷却機構を備えたとしても熱衝撃や熱サイクルは回避できないため十分に気密性を確保した外囲器に搭載する必要がある。その外囲器の蓋は透明であり、太陽電池モジュールへのセルのスペースを過剰に採らないようセルのサイズと同じ程度であることが望まれ、また安価に製作できるものでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記課題を解決するため本考案では、金属基板と透明基板で集光型太陽電池セルを挟み込んだ構造の外囲器において、前記金属基板上には前記セルの載置領域を開口した絶縁性枠体が載置され、前記絶縁性枠体の内域には底面から所定の高さに段部が形成され、前記絶縁性枠体の段部の上面と絶縁性枠体の上面には電気的に接続された導電性膜が形成され、前記セルの両端に設けられた二つの電極と前記段部の上面が金属箔リードで接続され、透明基板が前記絶縁性支持枠上面に載置されて気密封止されることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００９】  本考案の集光型太陽電池セルデバイスは小型で十分な気密性を確保でき、信頼性の高いテバイスである。多くのセルを組み込む太陽光発電装置では外囲器に組み込んだセルを扱うことになるので取り扱いが安全かつ容易になり、セルを使用した場合と同じ程度の密度で配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】  本考案の集光型太陽電池セルデバイスの断面図
【図２】  本考案の集光型太陽電池セルの外観図
【図３】  本考案の集光型太陽電池セルデバイスの構成を示す図
【図４】  金属箔リードと集光型太陽電池セルを説明する外観図
【図５】  本考案の集光型太陽電池セルデバイスをモジュール基板に実装する外観図
【考案を実施するための形態】
【００１１】  以下、本考案の実施の形態を図に基づいて説明する。
【実施例】
【００１２】  図１は集光型太陽電池セルデバイスの断面図を示しており、ガラス基板５と金属基板２で挟まれた中に集光型太陽電池セル１が搭載される。集光型太陽電池セル１には金属箔リード８が接続され、他端が絶縁性支持枠３の段部６に接続される。絶縁性支持枠３の上面７に透明性基板が載置されて気密性が確保される。なお絶縁性支持枠３の上面７と段部の上面６には導電性膜が形成され、この導電性膜は段差部も被覆されて電気的に接続される。従って集光型太陽電池セルの電極４の外部への取り出し電極は絶縁性支持枠の上面に形成された導電性膜になる。また集光型太陽電池セルの裏面電極は金属基板２として外部に取り出される。絶縁性支持枠の段部６は所定の高さに形成されるが、所定の高さとは図１の場合には集光型太陽電池セルの厚さで決まる。しかし集光型太陽電池セルが載置される金属基板の予定域を削って溝を形成したり、逆に予定域に厚めっき行って集光型太陽電池セルの上面を高くすることも可能である。従って所定の高さは柔軟に可変できるものである。【００１３】  集光型太陽電池セルデバイスの外観を図２に示し、その構成を分かり易く示したのが図３になる。図３は本考案に係る集光型太陽電池セルデバイスの組立方法を示す図でもある。金属基板２に絶縁性支持枠３を接合し、金属箔リードを取り付けた集光型太陽電池セル９を絶縁性支持枠３の段部６に接合する。次に透明基板５を絶縁性支持枠３の上面に接合すれば集光型太陽電池セルデバイスが完成する。接合材には一例として低温の焼結性Ａｇペーストを使用するのが好ましい。焼結温度は１３０℃という低温のものもあり、接合に係る基板材料の選択の幅が広がる。熱膨張係数の異なる基板材料の接合でも残留応力を小さくすることができるため、例えばＣｕ板とアルミナセラミック基板の接合も可能である。接合強度は樹脂よりも強く、接合層の比抵抗も導電性樹脂より小さい。接合の下地はＡｕ、Ａｇが好ましく、透明基板５の接合のために金属皮膜のシールリング１０を形成してある。絶縁性支持枠３の上面と段部に形成する導電性膜もＡｕ、あるいはＡｇを使用するのが好適である。低温の焼結性Ａｇペーストは接合時に加圧することにより接合層を緻密にすることができる。特に気密性が必要な部位として、金属基板２と絶縁性支持枠３の接合部、透明基板５と絶縁性支持枠３の接合部がある。これらの部位の接合には加圧をすることによりＨｅリークレベルの気密性が確保できる。【００１４】  ここで低温の焼結性Ａｇペーストとは、Ａｇナノ粒子を有機膜で修飾し溶媒に分散させたもの、サブミクロンＡｇ粒子を溶媒に分散させたもの、ＡｇフレークにＡｇナノ粒子を溶媒に混合分散したものである。一般的に焼結温度は１３０℃から３００℃で特徴付けられている。【００１４】  透明基板はガラス基板、石英基板、透明樹脂基板が使用できるが、気密性を確保するにはガラス基板や石英基板が好ましい。絶縁性支持枠にはセラミック、ガラス、カーボンと樹脂のコンポジット、ポリイミド樹脂などが使用できるが、気密性を十分に確保するにはセラミックやガラスが好ましい。絶縁性支持枠の上面と段部の上面及び段差部も被覆するには金属ペーストあるいは金属ナノペーストを使用して厚膜焼成印刷���るのが好ましく、さらに厚めっきを行って段部と上面の電気的な接続を確保するようにする。【００１５】  金属基板は一般的に絶縁性支持枠の材質と熱膨張係数の近い材料を選択するのが良い。絶縁性支持枠の材質がアルミナセラミックやガラスの場合、コバールや４２アロイ合金が好ましい。しかしこれらの合金は電気抵抗率が高いという欠点がある。一般にセラミック系と熱膨張係数の大きく乖離する金属、あるいは合金は電気抵抗率が小さく、銅や銅合金が代表的なものである。これらを使用するためには、接合温度を低くし、残留応力を小さくすることで使用することが可能になる。【００１６】  図４に集光型太陽電池セル１と金属箔リード８を示した。セルの上面に形成された電極４に金属箔リード８を接合するが、金属箔リードの取り扱いを容易にするためにセルの受光領域を開口１１したフレームにするのが良い。しかし金属箔リードの形状はこれに限定されない。金属箔としては銅が安価で電気抵抗率も小さく好適である。接合材に低温の焼結性Ａｇペーストを使用すれば、ＡｕやＡｇの被膜を形成しなくても接合は可能である。【００１７】  図５には本考案に係る集光型太陽電池セルデバイスを集光型太陽電池モジュール基板１２に実装した外観を示す。絶縁性支持枠の上面で透明基板より外側の領域が外部への取り出し電極になる。この取り出し電極からリード１３を介してモジュール基板の電極に接続してある。なお集光型太陽電池モジュールを構成するには集光部の取り付けが必要であるが省略をしている。
【産業上の利用可能性】
【００２１】  以上述べたように本考案の集光型太陽電池セルデバイスを使用すれば、小型で信頼性の高い集光型太陽光発電装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００２２】１          集光型太陽電池セル
２          金属基板
３          絶縁性支持枠
４          集光型太陽電池セルの表面電極
５          透明基板
６          段部あるいは導電性膜
７          上面あるいは導電性膜
８          金属箔リード
９          金属箔リード付集光型太陽電池セル
１０        シールリング
１１        開口領域
１２        モジュール基板
１３        リード
【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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