(57)【要約】  【課題】  大型化に寄与することが可能な光電変換装置および光電変換モジュールを提供することを目的とする。  【解決手段】  光電変換装置２であって、基板６と、基板６の上方に設けられた光電変換素子５と、基板６の下方に設けられた整流素子４と、基板６内に設けられ、整流素子４を光電変換素子５に整流方向が出力電圧に対して逆方向となるように電気的に並列に接続したビア導体７とを備えている。【選択図】  図２
2012146904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に設けられた光電変換素子と、
前記基板の下方に設けられた整流素子と、
前記基板内に設けられ、前記整流素子を前記光電変換素子に整流方向が出力電圧に対して逆方向となるように電気的に並列に接続したビア導体と、を備えた光電変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換装置であって、
前記光電変換素子および前記整流素子からなる電気ユニットが複数設けられており、
前記複数の電気ユニットが電気的に直列に接続された光電変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光電変換装置であって、
前記整流素子は、平面視して前記光電変換素子と重なる領域に配置されている光電変換装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光電変換装置であって、
前記ビア導体は、平面視して前記光電変換素子と重なる領域に配置されている光電変換装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光電変換装置であって、
前記光電変換素子と前記整流素子との間に前記ビア導体が設けられている光電変換装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光電変換装置であって、
前記複数の光電変換素子は、透光性樹脂によって覆われている光電変換装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光電変換装置であって、
前記光電変換素子および前記整流素子は、パッケージ内に設けられている光電変換装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置の上方に設けられた、外部からの光を受光して前記光電変換素子に受光した光を集める集光部材と、を備えた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、光電変換装置およびその光電変換装置を用いた光電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光電変換素子を有する光電変換装置の開発が進められている。例示的な光電変換装置としては、太陽エネルギーを電力に変換する太陽電池装置がある。特に、発電効率の向上を目的として、集光型の太陽電池装置の開発が進められている。光電変換装置は、光エネルギーを電力エネルギーに変換する光電変換素子を有している。光電変換装置が例えば太陽電池装置の場合、光電変換素子は、太陽エネルギーを電力エネルギーに変換する太陽電池素子である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、光電変換装置は、光電変換素子上に、光電変換素子に光を集光させる集光部材が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６４３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光電変換装置は、光を集光して電気に変換するものであるため、室外にて設置されて用いられる場合は、太陽光の影響を受けやすい。そのため、光電変換装置を大型化しようとすると、光を受光する光電変換素子の面積を大きくするとともに、光電変換素子の放熱性を高める必要がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型化に寄与することが可能な光電変換装置および光電変換モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る光電変換装置は、基板と、前記基板の上方に設けられた光電変換素子と、前記基板の下方に設けられた整流素子と、前記基板内に設けられ、前記整流素子を前記光電変換素子に整流方向が出力電圧に対して逆方向となるように電気的に並列に接続したビア導体を備えている。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールは、前記光電変換装置と、前記光電変換装置の上方に設けられた、外部からの光を受光して前記光電変換素子に受光した光を集める集光部材とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大型化に寄与することが可能な光電変換装置および光電変換モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る光電変換モジュールの概観を示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る光電変換モジュールの一部の断面図である。
【図３】本実施形態に係る光電変換装置の平面図である。
【図４】光電変換素子と整流素子との電気的接続関係を示している。
【図５】本実施形態に係る光電変換装置の透過平面図である。
【図６】一変形例に係る光電変換装置の断面図である。
【図７】一変形例に係る光電変換装置の断面図である。
【図８】一変形例に係る光電変換装置の断面図である。
【図９】一変形例に係る光電変換装置の断面図である。
【図１０】一変形例に係る光電変換装置の断面図である。
【図１１】一変形例に係る光電変換装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光電変換装置および光電変換モジュールの実施形態の例を説明する。なお、本発明は以下の実施形態の例に限定されないものである。
【００１２】
＜光電変換モジュールの概略構成＞
図１は、本実施形態に係る光電変換モジュール１の概観斜視図と、その一部を拡大した分解斜視図である。図２は、図１に示す光電変換モジュール１の一部である光電変換装置２および集光部材３の断面図である。図３は、光電変換装置２の平面図であって、光電変換装置２同士の接続関係を示している。図４は、光電変換素子２と整流素子４との間の電気的接続関係を示している。図５は、光電変換装置２の透過平面図であって、光電変換装置２と整流素子４との配置関係を示している。なお、図２は、図３のＡ−Ａ’線に沿って光電変換装置２を切断したときの断面図である。
【００１３】
本実施形態に係る光電変換モジュール１は、太陽光を電力に変換する太陽光発電モジュールである。また、本実施形態に係る光電変換装置２は、光を電気に変換する光電変換素子５を含んでいる。かかる光電変換素子５は、例えば太陽光を受光して発電する機能を備えている。光電変換モジュール１は、図１に示すように、複数の光電変換装置２を含んで構成されている。そして、複数の光電変換装置２が、電気的に並列または直列に接続されている。
【００１４】
光電変換モジュール１は、光電変換装置２と、光を受光する集光部材３とを含んでいる。集光部材３は、光電変換装置２の上方に設けられている。集光部材３は、例えばドーム形状のフレネルレンズである。集光部材３は、外部からの光を受光するとともに、受光した光を光電変換装置２の光電変換素子５に集める機能を備えている。なお、集光部材３は、例えばガラス、プラスチックまたは樹脂等からなる。かかる集光部材３は、レンズ部材３ａとフレーム部材３ｂを含んでおり、レンズ部材３ａの外周を取り囲むようにフレーム部材３ｂにて固定されている。
【００１５】
光電変換装置２は、基板６と、基板６の上方に設けられた複数の光電変換素子５と、基板６の下方に設けられた複数の整流素子４と、基板６内に設けられ、光電変素子５と整流素子４とを電気的に接続するビア導体７を備えている。
【００１６】
基板６は、光電変換素子５に伝わる熱を外部に放熱する機能を備えている。光電変換装置２は、集光部材３を介して伝わる光のエネルギーの一部が熱に変換されて発熱する。そのため、基板６は、光電変換素子５から熱が伝わりやすい材料からなる。基板６は、例えば、アルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。また、基板６は、銅、アルミ、鉄、ニッケル、コバルト、クロムまたはそれらの合金等の放熱性の優れた金属材料からなる。なお、基板６の熱伝導率は、例えば１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上に設定されている。また、基板６の熱膨張率は、例えば、３×１０−６／℃以上１８×
１０−６／℃以下に設定されている。
【００１７】
基板６の大きさは、複数のセラミック基板８を設けることができる大きさに設定されている。基板６の大きさは、例えば、平面視したときの一辺の長さが２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であって、上下方向の厚みが０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。
【００１８】
セラミック基板８は、例えば、アルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。なお、セラミック基板８の熱伝導率は、例えば、１４Ｗ／ｍ・Ｋ以上２００Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。また、セラミック基板８の熱膨張率は、例えば、３×１０−６／℃以上１０×１０−６／℃以下に設定されている。
【００１９】
各セラミック基板８の大きさは、１つのセラミック基板８の上面に、１つの光電変換素子５を実装できる大きさに設定されている。各セラミック基板８の大きさは、例えば、平面視したときの一辺の長さが３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であって、上下方向の厚みが０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。
【００２０】
各セラミック基板８上には、第１電極層９としての電極パターンが設けられている。第１電極層９は、光電変換素子５と電気的に接続されており、光電変換素子５にて起電された電力を外部に取り出すためのものである。第１電極層９は、例えば、銅、銀、金、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトまたはクロム等の金属材料、あるいはそれらの合金からなる。
【００２１】
光電変換素子５は、セラミック基板８上に配置されている。光電変換素子５は、例えばボンディングワイヤを介して第１電極層９と電気的に接続されている。また、光電変換素子５は、セラミック基板８上にメタライズされた電極パターン上に実装されてもよい。
【００２２】
光電変換素子５は、光を電力に変換する機能を備えている。光電変換素子５は、例えば、III−Ｖ族化合物半導体を含んでいる太陽電池素子である。光電変換素子５は、光起電
力効果により、受けた光を即時に電力に変換して出力電圧を出力することができる。太陽電池素子は、例えば、ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ３接合型セルの構造である。インジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）トップセルは、６６０ｎｍ以下の波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ミドルセルは、６６０ｎｍ以上８９０ｎｍ以下の波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。ゲルマニウム（Ｇｅ）ボトムセルは、８９０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の波長領域に含まれる光をエネルギー変換する。３つのセルは、トンネル接合を介して直列に接続されている。開放電圧は、３つのセルの起電圧の和である。
【００２３】
光電変換素子５の大きさは、例えば、平面視したときの一辺の長さが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であって、上下方向の厚みが０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。そして、１つの光電変換素子５を１つのセラミック基板８に重ね合わせた状態では、平面視したときにセラミック基板８の端部と光電変換素子５の端部との間の隙間は、例えば１０ｍｍ以下に設定されている。
【００２４】
光電変換素子５にて起電された電力は、リードフレーム１０から外部に取り出される。リードフレーム１０は端子として機能する。リードフレーム１０は、電気的に直列に接続された複数の光電変換素子５の端部に設けられている。
【００２５】
セラミック基板８上に設けられるリードフレーム１０は、光電変換素子５にて起電された電力を外部に取り出すためのものである。リードフレーム１０は、例えば、銅、銀、金
、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトまたはクロム等の金属材料、あるいはそれらの合金からなる。
【００２６】
基板６上には、複数の光電変換素子５を取り囲むように枠体１１が設けられている。枠体１１は、基板６に対して、例えば半田または接合樹脂を介して接続される。
【００２７】
枠体１１の一部には、枠体１１の一部が途切れるような隙間が設けられているとともに、この隙間にリードフレーム１０が設けられる。なお、リードフレーム１０は、枠体１１が金属材料からなる場合は、枠体１１と絶縁するように枠体１１とリードフレーム１０の間に絶縁材料が介在されている。
【００２８】
枠体１１は、例えば、銅、アルミ、鉄、ニッケル、コバルト、クロムまたはそれらの合金等の金属材料、あるいはアルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。なお、枠体１１の熱伝導率は、例えば、１４Ｗ／ｍ・Ｋ以上２００Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定されている。また、枠体１１の熱膨張率は、例えば、３×１０−６／℃以上１０×１０−６／℃以下に設定されている。
【００２９】
枠体１１は、セラミック基板８と同じ材料から構成した場合は、セラミック基板８の熱膨張率と枠体１１の熱膨張率とを合わせることができる。セラミック基板８と枠体１１との熱膨張率を合わせることで、太陽光等の熱によって、両者の熱膨張率の違いにより、リードフレーム１０に加わる熱応力が特定箇所に集中するのを抑制することができる。その結果、リードフレーム１０が変形して、枠体１１から剥離するのを抑制することができ、光電変換装置２の気密性を向上させることができる。
【００３０】
枠体１１上には、複数の光電変換素子５を覆うように光透過性基板１２が設けられている。光透過性基板１２は、枠体１１に対して、例えば半田または接合樹脂を介して接続される。光電変換素子５が、基板６、枠体１１、光透過性基板１２で囲まれることで気密封止される。なお、気密封止される空間は、不活性ガスが充填されている。あるいは、気密封止される空間は、大気よりも圧力の低い低圧状態に維持されている。
【００３１】
光透過性基板１２は、基板６と対向配置して設けられている。光透過性基板１２は、太陽光を透過させて、複数の光電変換素子５に照射可能なものである。光透過性基板１２は、例えば、ガラス、プラスチックまたは樹脂等の光透過性の材料からなる。光透過性基板１２の大きさは、基板６と重なる大きさであって、例えば、平面視したときの一辺の長さが２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であって、上下方向の厚みが０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。
【００３２】
光透過性基板１２は、光電変換素子５と間を空けて設けられている。光電変換素子５と光透過性基板１２とが気密封止された空間を介して設けられることで、光透過性基板１２の一部が光電変換素子５と接触し、光透過性基板１２または光電変換素子５が損傷するのを抑制することができる。仮に、光電変換素子５が損傷すると、光電変換素子５の光電変換効率が低減することがあるが、本実施形態によれば、両者が接触しないため、光電変換素子５の光電変換効率が低減するのを抑制することができる。また、仮に、光透過性基板１２が損傷すると、集光部材３から光電変換素子５に向かう光が損傷した箇所にて乱反射する虞があるが、本実施形態によれば、両者が接触しないため、光電変換素子５に集光する光の量が低減するのを抑制することができる。
【００３３】
基板６の下面には、整流素子４が設けられている。整流素子４は、図４に示すように、光電変換素子５の出力電圧に対してその整流方向が逆方向となるように光電変換素子５に
電気的に並列に接続されている。ここで、光電変換素子５と、光電変換素子５に整流方向が出力電圧に対して逆方向となるように電気的に並列に接続された整流素子４とを電気ユニットＵと称する。図４では、複数の電気ユニットＵが電気的に直列に接続された電気回路を示している。整流素子４は、光電変換素子５が影等により発電量が小さくなる等バラツキが生じたり、抵抗が大きくなって発電電力が低下したりすることを避ける等、発電電力の低下を最小限に抑えるためのものである。整流素子４は、例えば、バイパスダイオード、電圧・電流調整機能を備えたＩＣ素子等を用いることで流れる電流をバイパスさせて発電電力の低下を最小限に抑えることが可能となる。仮に、整流素子４を、基板６の上面に光電変換素子５と並設して設けようとすると、基板６の上面に占める光電変換素子５の面積が小さくなってしまう。光電変換素子５の基板６の上面に占める面積が小さくなると、光電変換素子５の受光する光の量が低減し、光電変換装置２としての起電力が低下することになる。そこで、整流素子４を光電変換素子５と並設して設けずに、基板６の下面に設けることで、基板６の上面に占める光電変換素子５の面積を大きくすることができ、光電変換装置２の起電力を向上させることができる。
【００３４】
整流素子４は、図５に示すように、平面透視して、光電変換素子５と重なる領域に配置されている。整流素子４を光電変換素子５と重なるように配置した場合は、基板６の上面に占める光電変換素子５の面積を最大限大きくすることができ、光電変換装置２の起電力を効果的に向上させることができる。
【００３５】
整流素子４は、基板６の下面には、第２電極層１３としての電極パターンが設けられている。第２電極層１３は、整流素子４と電気的に接続されている。第２電極層１３は、例えば、銅、銀、金、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトまたはクロム等の金属材料、あるいはそれらの合金からなる。
【００３６】
整流素子４は、例えばボンディングワイヤを介して第２電極層１３と電気的に接続されている。また、整流素子４は、基板６の下面にメタライズされた電極パターン上に実装されてもよい。
【００３７】
ビア導体７は、第１電極層９と第２電極層１３の間に設けられている。ビア導体７は、セラミック基板８および基板６を貫通する構造である。ビア導体７は、整流素子４を光電変換素子５に対して電気的に並列に接続することができる。ビア導体７は、例えば、銅、銀、金、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトまたはクロム等の金属材料、あるいはそれらの合金からなる。なお、ビア導体７は、セラミック基板８および基板６に対してレーザー加工したビア孔に導電ペーストを埋め込むことで作製することができる。ビア導体７の径は、例えば０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。
【００３８】
ビア導体７を用いることで、基板６の下面に整流素子４を設けることができ、基板６上面に占める光電変換素子５の面積を大きくすることができ、光電変換素子５の光電変換効率を向上させることができる。
【００３９】
光電変換モジュール１および光電変換装置２は、光を集光して電気に変換するものである。室外に設置して使用されることが多いため、太陽光の光による熱の影響を受けやすい。また、光電変換モジュール１および光電変換装置２は、昼と夜とで、外気の温度差が大きく影響する。さらに、光電変換モジュール１および光電変換装置２は、天候の影響をも受ける。そのため、光電変換モジュール１および光電変換装置２は、温度差の違いにより、熱膨張を起こしやすい環境におかれている。
【００４０】
そのため、光電変換モジュール１および光電変換装置２は、基板６の片面である上面に光電変換素子５と整流素子４を実装すると、光電変換素子５と整流素子４から発生する熱
によって基板６の反りが大きくなりやすく、光電変換素子５または整流素子４が基板６から剥離する虞がある。特に、光電変換モジュール１および光電変換装置２を大型化しようとすると基板６の破壊される虞が大きくなる。
【００４１】
本実施形態に係る光電変換モジュール１および光電変換装置２は、大型の基板６に対して、複数のセラミック基板８を実装して、各セラミック基板８に光電変換素子５を実装した構造とする。その結果、複数の光電変換素子５を実装する基板を複数に分断して基板６上に実装することによって、基板６とセラミック基板８との熱膨張率の違いによる熱膨張の影響を低減することができ、基板６からセラミック基板８が剥離するのを抑制することができる。さらに、基板６の一主面に光電変換素子５を実装し、基板６の他主面に整流素子４を実装することで、基板６の破壊を効果的に抑制することができ、光電変換モジュール１および光電変換装置２を大型化することができる。
【００４２】
上述したように、本実施形態によれば、大型化に寄与することが可能な光電変換装置２および光電変換モジュール１を提供することができる。
【００４３】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００４４】
＜変形例＞
以下、本発明の実施形態の変形例について説明する。なお、本発明の実施形態の変形例に係る光電変換モジュール１および光電変換装置２のうち、本発明の実施形態に係る光電変換モジュール１および光電変換装置２と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図６から図１１は、一変形例に係る光電変換装置２を示す図であって、図６から図１１は図２に相当する。
【００４５】
上述した実施形態に係る光電変換装置２は、セラミック基板８を用いたが、これに限られない。例えば、図６に示すように、セラミック基板８を設けずに、基板６の上面に直接光電変換素子５を実装した構造であってもよい。
【００４６】
光電変換素子５を直接基板６の上面に実装することで、光電変換装置２の厚みを小さくすることができ、太陽光を受光する受光面積を確保するとともに、光電変換装置２の小型化を実現することができる。また、光電変換素子５にて発生する熱を直接基板６に伝え、基板６から外部に向かって放熱することができる。その結果、光電変換素子５にて発生した熱がパッケージ内部にてこもりにくくすることができ、パッケージの封止が破壊されるのを抑制することができる。
【００４７】
また、上述した実施形態に係る光電変換装置２は、第１電極層９および第２電極層１３を用いたが、これに限られない。例えば、図７に示すように、第１電極層９および第２電極層１３を設けずに、ビア導体７を介して直接光電変換素子５と整流素子４を電気的に接続した構造であってもよい。
【００４８】
ビア導体７を介して直接光電変換素子５と整流素子４を電気的に接続することで、第１電極層９および第２電極層１３にて発生する熱を無くする事ができる。そして、光電変換素子５にて起電した電力の第１電極層９および第２電極層１３での消費電力をなくし、光電変換装置２から取り出す電力を大きくすることができ、発電量の大きな光電変換モジュール１および光電変換装置２を実現することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態に係る光電変換装置２は、枠体１１を用いて、光電変換素子５の封止性を確保していたが、これに限られない。例えば、図８に示すように、基板６と光
透過性基板１２との間に透光性樹脂１４を充填した構造であってもよい。
【００５０】
透光性樹脂１４は、光が透過するものであって、基板６と光透過性基板１２とを接合するものである。透光性樹脂１４は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂等の封止性に優れた材料からなる。
【００５１】
本変形例に係る光電変換装置２は、複数の光電変換素子５を透光性樹脂１４にて覆うことによって、基板６と光透過性基板１２の接着性を向上させることができ、基板６と光透過性基板１２とを剥離しにくくすることができ、基板６と光透過性基板１２との間に挟まれる複数の光電変換素子５の気密性を良好に維持することができる。
【００５２】
また、上述した実施形態に係る光電変換装置２は、整流素子４がパッケージ外にあったが、これに限られない。例えば、図９または図１０に示すように、整流素子４をパッケージ内に設けた構造であってもよい。
【００５３】
図９に示すように、基板６の下面の外周に沿って支持体１５を設け、支持体１５に例えば半田または接合樹脂を介して封止基板１６を設ける構造であってもよい。支持体１５は、例えば、例えば、銅、アルミ、鉄、ニッケル、コバルト、クロムまたはそれらの合金等の金属材料、あるいはアルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料からなる。
【００５４】
また、封止基板１６は、整流素子４を封止するものであって、複数の整流素子４を覆うものである。封止基板１６は、例えば、銅、アルミまたはそれらの合金等の材料からなる。
【００５５】
また、図１０に示すように、枠体１１内に光電変換素子５および整流素子４を設ける構造であってもよい。セラミック基板８を光電変換素子５および整流素子４を実装する基板として用いる。セラミック基板８の下面の外周に凸部１７を設けることで、セラミック基板８と基板６との間に隙間を設け、当該隙間に整流素子４を設けることができる。
【００５６】
凸部１７は、セラミック基板８の一部であってもよいし、セラミック基板８とは異なり別部材を設けるものであってもよい。凸部１７は、例えば、アルミナ、ムライトまたは窒化アルミ等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等の材料からなる。
【００５７】
整流素子４をパッケージ内に設けることで、整流素子４を気密封止することができ、整流素子４が外部からの衝撃を受けたり、酸化したりするのを抑制することができ、整流素子４が劣化するのを抑制することができる。そして、光電変換モジュール１および光電変換装置２にて発生する起電力を良好に維持することができる。
【００５８】
また、上述した実施形態に係る光電変換装置２は、基板６に絶縁材料を用いたが、これに限られない。例えば、図１１に示すように、基板６ａを金属材料にしてもよい。
【００５９】
また、図１１に示すように、基板６ａを金属材料から構成した場合は、光電変換素子５と基板６ａとの間に第１絶縁層１８を設け、整流素子４と基板６ａとの間に第２絶縁層１９を設けて、基板６ａに対して光電変換素子５および整流素子４を絶縁させる。さらに、基板６ａには、貫通孔を形成されている。そして、貫通孔の内壁面に絶縁体２０を設けビ
ア導体７を基板６ａから絶縁させるとともに、ビア導体７を介して光電変換素子５と整流素子４を電気的に接続する。
【００６０】
基板６ａを金属材料とすることで、光電変換素子５によって発熱された熱を基板６ａを介して外部に放散させやすくすることができ、光電変換装置内に熱がこもりにくくすることで、光電変換素子５の電気特性が変化するのを抑制することができる。
【００６１】
＜光電変換モジュールの製造方法＞
ここで、光電変換モジュール１および光電変換装置２の製造方法を説明する。
【００６２】
まず、基板６およびセラミック基板８を準備する。基板６およびセラミック基板８が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。そして、基板６およびセラミック基板８の型枠内に、混合物を充填して乾燥させた後、焼結前の基板６およびセラミック基板８を取り出す。
【００６３】
そして、焼結前の基板６およびセラミック基板８に対して、例えばレーザーを用いて、基板６およびセラミック基板８の所定個所にビア孔を形成する。
【００６４】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、取り出した焼結前の基板６およびセラミック基板８のビア孔に対して、例えばスクリーン印刷法を用いて、金属ペーストを塗って光電変換素子５と整流素子４を電気的に接続するためのビア孔７を形成する。
【００６５】
また、基板６およびセラミック基板８の所定個所に金属ペーストを印刷して、第１電極層９および第２電極層１３を形成する。
【００６６】
その後、基板６およびセラミック基板８を、約１６００℃の温度で焼成することにより、基板６およびセラミック基板８をそれぞれ作製することができる。
【００６７】
基板６上に光電変換素子５を実装したセラミック基板８を例えば半田または接合樹脂を介して接続する。
【００６８】
次に、枠体１１および光透過性基板１２を準備する。そして、基板６に対して、基板６の外周に沿って複数の光電変換素子５を取り囲むように、枠体１１を例えば半田を介して接合する。さらに、リードフレーム１０を枠体１１の所定個所に例えば半田を介して接続する。そして、光透過性基板１２を基板６に対向するように位置決めして、不活性ガス雰囲気中にて、接合樹脂１２を介して基板６と光透過性基板１２とを接合する。このようにして、光電変換装置２を作製することができる。さらに、光電変換装置２の上方に集光部材３を位置決めして設けることで、光電変換モジュール１を作製することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  光電変換モジュール
２  光電変換装置
３  集光部材
３ａ  レンズ部材
３ｂ  フレーム部材
４  整流素子
５  光電変換素子
６  基板
７  ビア導体
８  セラミック基板
９  第１電極層
１０  リードフレーム
１１  枠体
１２  光透過性基板
１３  第２電極層
１４  透光性樹脂
１５  支持体
１６  封止基板
１７  凸部
【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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