(57)【要約】  【課題】  光電変換素子用基板に生じる熱応力を低減する。  【解決手段】  本発明の光電変換素子用基板１０は、セラミックスからなる絶縁体層４と、絶縁体層４の上面に設けられた、上面および下面に電極を有する光電変換素子７が搭載されるとともに光電変換素子７の下面側電極が接続される搭載領域１１２を有する、金属材料からなり炭素繊維を含有した第１の導電体層１と、第１の導電体層１の上面に搭載領域１１２を囲むように設けられた、金属材料からなる第２の導電体層２とを備えている。光電変換素子用基板１０は、熱および電気を良好に伝達することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなる絶縁体層と、
該絶縁体層の上面に設けられた、上面および下面に電極を有する光電変換素子が搭載されるとともに該光電変換素子の下面側電極が接続される搭載領域を有する、金属材料からなり炭素繊維を含有した第１の導電体層と、
該第１の導電体層の上面に前記搭載領域を囲むように設けられた、金属材料からなる第２の導電体層とを備えたことを特徴とする光電変換素子用基板。
【請求項２】
前記第１の導電体層の厚みは、前記絶縁体層および前記第２の導電体層の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子用基板。
【請求項３】
前記第１の導電体層の上面は、前記搭載領域と前記第２の導電体層が設けられた領域とが平行な面または面一の面であり、前記第２の導電体層の上面は、前記第１の導電体層の上面に対して略平行な周縁領域と、該周縁領域よりも前記搭載領域の近くに位置して前記搭載領域に向かって次第に低くなる近傍領域とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子用基板。
【請求項４】
前記光電変換素子用基板は、前記絶縁基体の下面にさらに第３の導電体層を備えており、該第３の導電体層は、平面透視したときに前記搭載領域を囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子用基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光電変換素子用基板と、前記搭載領域に搭載された光電変換素子と、該光電変換素子の上に位置して上方からの光を前記光電変換素子に集中させる集光手段とを備えたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
前記光電変換素子が、通電部材を介して前記第２の導電体層の前記周縁領域と電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱を良好にすることによって光電変換素子が剥離する可能性を抑制することができる光電変換素子用基板および光電変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子を搭載する光電変換素子用基板を備えた集光型太陽電池モジュールとして、例えば、特許文献１に記載された電極板およびこの電極板を支持する支持板を備えた光電変換素子用基板が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の集光型太陽電池モジュールは、太陽電池素子である太陽電池セルと、太陽電池セルの下面が上面に接合された、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）のような熱伝導率の大きな金属を主材料とした電極板と、この電極板の上面に接合された太陽電池セルと、電極板を支持するように電極板の下面に接合された、電気絶縁性を有する熱伝導性材料からなる支持板とを備えている。この集光型太陽電池モジュールでは、電極板と支持板とで光電変換素子用基板が構成されている。このような集光型太陽電池モジュールにおいては、電極板が、高い熱伝導率を備えていることにより、太陽電池セルから発生する熱の放熱性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３２５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の集光型太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルで生じた熱が、太陽電池セルから電極板に伝わることによって放熱性を高めている。しかしながら、太陽電池セルで発生する熱の放熱性を高めるために電極板として金属を主材料とした電極板を用いていることから、電極板の上面と太陽電池セルの下面との間に大きな熱膨張差が生じる。そのため、太陽電池セルと電極板との間に大きな熱応力が生じて、太陽電池セルと電極板との間の密着性が低下して、太陽電池セルが電極板から剥離する可能性がある。このように、太陽電池セルが電極板から剥離した場合、太陽電池セルから電極板への導電性が低下することが考えられる。その結果、太陽電池セルの光電変換効率が低下することが考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、従来技術の課題を解決すべく、光電変換素子が光電変換素子用基板から剥離する可能性を抑制することができる光電変換素子用基板およびそれを用いた光電変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様に基づく光電変換素子用基板は、セラミックスからなる絶縁体層と、絶縁体層の上面に設けられた、上面および下面に電極を有する光電変換素子が搭載されるとともに光電変換素子の下面側電極が接続される搭載領域を有する、金属材料からなり炭素繊維を含有した第１の導電体層と、第１の導電体層の上面に搭載領域を囲むように設けられた、金属材料からなる第２の導電体層とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の１つの態様に基づく光電変換装置は、上記光電変換素子用基板と、前記搭載領域に搭載された光電変換素子と、該光電変換素子の上に位置して上方からの光を前記光電
変換素子に集中させる集光手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の１つの態様に基づく光電変換素子用基板によれば、光電変換素子が搭載される第１の導電体層が、金属材料からなり炭素繊維を含有していることから、金属を主材料とした電極板を光電変換素子用基板に用いた場合と比較して、光電変換素子と第１の導電体層との間の熱膨張差が小さくなる。そのため、光電変換素子と第１の導電体層との間に生じる熱応力を低減することができる。これにより、光電変換素子が第１の導電体層から剥離する可能性を低減することができる。従って、光電変換素子から第１の導電体層へと電流および熱を良好に伝達させることができる。
【００１０】
さらに、光電変換素子用基板を構成する金属材料からなる第２の導電体層が、第１の導電体層の上面に設けられたことにより、光電変換素子から第１の導電体層へと流れる電流を第２の導電体層へと伝達することができる。そのため、光電変換素子と第１の導電体層との接合性を良好に保ちつつ、光電変換素子から第１の導電体層へと流れる電流を第２の導電体層を介して良好に取り出すことができる。
【００１１】
そして、本発明の１つの態様に基づく光電変換装置によれば、光電変換素子が光電変換素子用基板から剥離する可能性を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態の例の光電変換装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の例の変形例における光電変換装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の例の変形例における光電変換装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の例の光電変換装置における光電変換素子用基板および光電変換素子を示す平面透視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の例の変形例の光電変換装置における光電変換素子用基板および光電変換素子を示す平面透視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の例の光電変換装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のいくつかの実施形態の例について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１、４に示すように、本発明の第１の実施形態の例の光電変換装置１００は、光電変換素子用基板１０（以下、単に基板１０ともいう。）と、基板１０の上面に搭載された光電変換素子７と、基板１０の上面に設けられており、平面視したときに光電変換素子７を囲んでいる枠体５と、枠体５に保持されており光電変換素子７の上方に位置している集光手段６とを備えている。
【００１５】
本例の基板１０は、セラミックスからなる絶縁体層４と、絶縁体層４の上面に設けられた、上面に光電変換素子７が搭載される第１の導電体層１と、第１の導電体層１の上面であって光電変換素子７を囲むように設けられた、金属材料からなる第２の導電体層２とを備えている。
【００１６】
本例の基板１０における絶縁体層４は、平面視したときの形状が四角形の板状である。絶縁体層４は、第１の導電体層１と基板１０における第１の導電体層１と、基板１０が実装される実装基板（不図示）とを電気的に絶縁するために設けられている。
【００１７】
本例の基板１０における絶縁体層４はセラミックスからなっている。絶縁体層４に用いられるセラミックスとしては、熱伝導性の良好なセラミック材料を用いることが望ましい。具体的には、熱伝導性の良好なセラミック材料として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いることができる。
【００１８】
なお、絶縁体層４の厚みは、例えば１５０〜４００μｍ程度に設定することができる。また、絶縁体層４の縦横の寸法は、例えば５〜５０ｍｍ程度に設定することができる。
【００１９】
本例の基板１０における第１の導電体層１は、それぞれ絶縁体層４の上面に設けられるとともに、互いに離間して配置された第１の部位１１と第２の部位１２とを有している。第１の部位１１は、その上面に光電変換素子７が搭載される搭載領域１１２を有しており、光電変換素子７の下面側電極と電気的に接続されている。第２の部位１２は、光電変換素子７の上面側電極と電気的に接続されている。また、第２の部位１２は、平面視した場合に第１の部位１１の搭載領域１１２を囲むように位置する凹部１２１を有している。第１の導電体層１の上面は、搭載領域１１２と第２の導電体層２が設けられた領域とが面一の面とされている。
【００２０】
本例の第１の導電体層１における第１の部位１１は、平面視したときの形状が、長方形における長辺側の一部に基板１０の中心側に突出する四角形状の突出部１１１を設けた形状である。なお、本例においては、突出部１１１が四角形状に形成されているが、特にこれに限られるものではなく、例えば、半円形状または三角形状に形成されていてもよい。突出部１１１は、その上面に光電変換素子７が搭載される搭載領域１１２を有している。
【００２１】
本例の第１の導電体層１における第２の部位１２は、平面視したときの形状が、長方形における長辺側の一部に第１の部位１１の搭載領域１１２を囲むように位置する凹部１２１が設けられた形状である。図４に示すように第２の部位１２の凹部１２１は、第１の部位１１の突出部１１１を３方向から囲むように形成されている。なお、本例においては、凹部１２１が四角形状に形成されているが、特にこれに限られるものではなく、例えば、半円形状または三角形状に形成されていてもよい。
【００２２】
なお、第１の導電体層１における第１の部位１１および第２の部位１２の厚みは、例えば２００〜２０００μｍ程度に設定することができる。また、第１の導電体層１は、第１の部位１１および第２の部位１２の外周の一部が、平面視したときに絶縁基体４の外周と一致するように配置されていることが好ましい。これにより、基板１０のサイズを大きくすることなく、光電変換素子７から第１の導電体層１へと伝わった熱を効率よく外部に放熱することができる。突出部１１１の縦横の寸法は、例えば３〜１０ｍｍ程度に設定することができる。なお、突出部１１１は、平面視したときに基板１０の中央に位置することが好ましい。これにより、光電変換素子７から熱が伝達されたときに、熱の分布に偏りが生じる可能性を低減することができる。凹部１２１の縦横の寸法は、例えば３．５〜１０．５ｍｍ程度に設定することができる。
【００２３】
本例の基板１０のように、第１の部位１１と第２の部位１２との間隔が一定であることが好ましい。これにより、突出部１１１を凹部１２１の内部に位置させたときに、突出部１１１と凹部１２１とを一定の距離で離間させることができる。これにより、第１の部位１１と第２の部位１２との電気的な絶縁性を保つために必要な距離を離間させて、第１の部位１１と第２の部位１２を配置した際に、突出部１１１と凹部１２１との間に不必要に広く離間した部位が生じる可能性を低減することができる。その結果、絶縁体層４の上面に第１の部位１１と第２の部位１２を効率よく配置することができるので、絶縁体層４を小型化することができる。その結果、基板１０を小型化することができる。
【００２４】
第１の部位１１と第２の部位１２との間隔は、例えば０．２ｍｍ程度に設定することが好ましい。これにより、第１の部位１１と第２の部位１２との間の電気的な絶縁性を確保しつつ、光電変換素子７から第２の部位１２への熱の伝達を良好に行なうことができる。これにより、例えば、光電変換素子７の寸法が縦横３ｍｍ程度の場合は、基板１０の縦横の寸法を例えば５ｍｍ程度にまで小型化することができる。
【００２５】
さらに、搭載領域１１２が、第２の部位１２に囲まれている突出部１１１に設けられていることから、光電変換素子７の上面側電極と第２の部位１２との電気的な接続を様々な方向から行なうことができる。具体的には、本例のように突出部１１１および凹部１２１を平面視したときの形状が四角形状の場合であれば、突出部１１１の外周の辺である３辺の全てが、凹部１２１の内周の辺とそれぞれ対向しているので、突出部１１１の上記の３辺をまたいで通電部材８を設けることが可能である。その結果、基板１０に搭載される光電変換素子７の上面側電極の設計自由度を高めることができる。
【００２６】
本例の基板１０における第１の導電体層１としては、金属材料からなり炭素繊維を含有した複合材料が用いられる。複合材料に用いられる金属材料としては、熱伝導性および電気伝導性が良好な金属材料を用いることが望ましい。具体的には、例えば、熱伝導性および電気伝導性が良好な金属材料として銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）を用いることができる。
【００２７】
このように、光電変換素子７が搭載される第１の導電体層１が、金属材料からなり炭素繊維を含有していることから、金属材料のみからなる場合と比較して、熱膨張率を小さくすることができる。そのため、光電変換素子７と第１の導電体層１との間に生じる熱応力を低減することができる。これにより、光電変換素子７と第１の導電体層１との間に剥離が生じる可能性を低減することができるので、光電変換素子７と第１の導電体層１との間の密着性の低下を防ぐことができる。これにより、光電変換素子７に生じた熱を第２の導電体層２に良好に伝達することができる。
【００２８】
さらに、含有している材料が導電性の材料である炭素繊維であることから、例えば第１の導電体層１が絶縁材料を含有する場合と異なり、良好な導電性を維持することができる。これにより、光電変換素子７から第２の導電体層２へと電流を良好に伝達させることができる。
【００２９】
なお、含有させる炭素繊維としては、１本あたりの大きさが、例えば太さが５〜１０μｍ、長さが１００〜５００μｍ程度の炭素繊維の集合体を用いることができる。第１の導電体層１の中に含まれる炭素繊維の含有量は、例えば５０Ｖｏｌ％程度であることが好ましい。これにより、光電変換素子７と第１の導電体層１との間の熱膨張差を低減しつつ、良好に電気を伝導することができる。
【００３０】
本例の基板１０における第２の導電体層２は、第１の導電体層１の上面に搭載領域１１２を囲むように設けられている。なお、ここでいう「搭載領域１１２を囲むように」とは、必ずしも搭載領域１１２を第２の導電体層２が完全に囲んでいる必要はなく、例えば、第２の導電体層２が複数の部位からなり、この各部位が搭載領域１１２の周囲に点在していてもよい。なお、本例においては、第２の導電体層２は、第１の部位１１の上面に設けられた第３の部位２３と、第２の部位１２の上面に設けられた第４の部位２４とによって形成されている。第３の部位２３と第４の部位２４とは、互いに離れており、電気的に絶縁されている。第３の部位２３は、平面視したときの形状が長方形状である。第４の部位２４は、平面視したときの形状が、第２の部位１２の外周のうち短辺側を短くして、凹部１２１を大きくした形状である。基板１０は、第２の導電体層２が、搭載領域１１２を囲むように設けられていることによって光電変換素子７で生じた熱の放散性が向上している
。
【００３１】
なお、第２の導電体層２における第３の部位２３および第４の部位２４の厚みは、例えば５０〜４００μｍ程度に設定することができる。また、第２の導電体層１は、第３の部位２３および第４の部位２４の外周の一部が、平面視したときに絶縁基体４の外周と一致するように配置されていることが好ましい。これにより、基板１０のサイズを大きくすることなく、光電変換素子７から第２の導電体層２へと伝わった熱を効率よく外部に放熱することができる。
【００３２】
また、第２の導電体層２における第３の部位２３は、光電変換素子７から０．２ｍｍ程度離間して設けられていることが好ましい。これにより、第３の部位２３が熱膨張した際に光電変換素子７に熱応力を与える可能性を低減することができる。
【００３３】
また、第２の導電体層２における第４の部位２４は、第１の導電体層１における第２の部位１２の外周のうち、第１の部位１１と一定の間隔をあけて離れている部分よりも、平面視したときに０．２ｍｍ程度、光電変換素子７からみて基体１０の周辺側に設けられていることが好ましい。これにより、第４の部位２４を設けるときに、これに用いるろう材等の接合材が第１の部位１１と第２の部位１２との間に流れ込んで、第１の部位１１と第２の部位１２との間の絶縁性を低下させてしまう可能性を低減することができる。
【００３４】
本例の基板１０における第２の導電体層２としては、金属材料が用いられる。第２の導電体層２に用いられる金属材料としては、熱伝導性および電気伝導性の良好な金属材料を用いることが望ましい。具体的には、例えば、熱伝導性および電気伝導性が良好な金属材料として銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）を用いることができる。このように、金属材料からなる第２の導電体層２が、第１の導電体層１の上面に設けられたことにより、光電変換素子７から第１の導電体層１に引き出される電気を導電性のさらに良好な第２の導電体層２を介して伝達することができる。これにより、基板１０全体における抵抗値を低減することができるので、電気が流れることによる基板１０における発熱を低減することができる。
【００３５】
なお、第１の導電体層１に銅（Ｃｕ）および炭素繊維を用いた場合には、第２の導電体層２にも銅（Ｃｕ）を用いることが望ましい。このように、第１の導電体層１と第２の導電体層２とにおいて、同じ金属材料を用いたことから、第１の導電体層１と第２の導電体層２との間の熱膨張差を低減することができる。
【００３６】
本例の基板１０における第１の導電体層１の厚みは、第２の導電体層２の厚みよりも大きい。これにより、光電変換素子７から伝わった熱により第２の導電体層２が熱膨張したとしても、第１の導電体層１に反りが生じる可能性を低減することができる。これは、第１の導電体層１の厚みが相対的に大きいことにより、第１の導電体層１の強度を向上させるとともに、第２の導電体層２の厚みが小さいことにより、第２の導電体層２から第１の導電体層１に及ぼされる熱応力を低減することができるためである。この結果、基板１０の信頼性を向上させることができる。例えば、第１の導電体層１の厚みが、１ｍｍ程度であれば、第２の導電体層２の厚みは、０．２ｍｍ程度にすることが好ましい。
【００３７】
図１に示すように第２の導電体層２の上面は、第１の導電体層１の上面に対して略平行な周縁領域２３１と周縁領域２３１よりも搭載領域１１２の近くに位置して搭載領域１１２に向かって次第に低くなる近傍領域２３２とを備えていてもよい。これにより、第２の導電体層２内に熱応力が生じた際に応力が一箇所に集中する可能性を低減することができる。その結果、基板１０の信頼性を向上させることができる。
【００３８】
ここでいう「略平行」とは、厳密に平行であることを意味するものではなく、第１の導電体層１および第２の導電体層２の表面粗さ程度のずれを含むものである。具体的には、第１の導電体層１および第２の導電体層２それぞれの上面における十点平均粗さを測定して、第１の導電体層１の第２の導電体層２に対する傾斜の高さがこの平均粗さ程度のずれであれば略平行とみなしている。
【００３９】
近傍領域２３２を備える第２の導電体層２としては、例えば、銅（Ｃｕ）等のめっきによって作製された金属層を用いることができる。また、銅（Ｃｕ）等の金属板の角を研磨することによって得た金属層を第２の導電体層２として用いることもできる。
【００４０】
さらに、本例の第２の導電体層２における近傍領域２３２は、断面視したときに、例えば図２に示すように上面に向かって広がる曲面を有していたり、図３に示すように傾斜した傾斜面を有していたりすることが好ましい。これにより、近傍領域２３２に当たった光の一部を搭載領域１１２に向かって反射させることができる。その結果、搭載される光電変換素子７の光電変換効率を向上させることができる。
【００４１】
傾斜面の寸法としては、例えば、幅が０．１〜０．５ｍｍ程度、高さが５０〜４００μｍ程度、角度が周縁領域２３１から見て近傍領域２３２が６０〜８０度程度傾斜するように設定することができる。
【００４２】
本例の基板１０の作製方法について説明する。まず、絶縁体層４を準備する。絶縁体層４として、本例では窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の板を用いている。なお、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の板の寸法は、例えば、厚さが０．３〜０．５ｍｍ程度、縦横の寸法が１００ｍｍ程度である。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の板の上面に接着用のメタライズ層を形成する。
【００４３】
次に、第１の導電体層１を作製する。第１の導電体層１の作製には以下の方法を用いることができる。まず、一方向性の炭素繊維の束を炭素で結合した板状の塊を一方向性の炭素繊維からなる小さな集合体に破砕し、破砕された集合体を集めて固体のピッチあるいはコークス等の微粉末を分散させたフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の溶液中に浸す。なお、板状の塊を破砕して得られる集合体の大きさは、その形状を例えば略立方体として見た場合に、一辺が約０．１〜１ｍｍ程度である。
【００４４】
次に、これを乾燥させて、所定の圧力を加えるとともに加熱して熱硬化性樹脂部分を硬化させ、板状の塊を得る。これを不活性雰囲気中、高温で焼成することでフェノール樹脂とピッチあるいはコークスの微粉末を炭化させて炭素質母材とする。次に、炭素質母材内に熱伝導率が金属、本例では銅（Ｃｕ）を高温、高圧の下で溶融させて含浸させる。含浸された銅（Ｃｕ）は銅塊となって炭素質母材内に分散される。含浸させる金属は、銅（Ｃｕ）以外には例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）を用いることができる。そして、炭素質母材内に炭素繊維および銅（Ｃｕ）を分散させた塊を板状に切り出して第１の部位１１および第２の部位１２となる板を作製する。板の寸法は、例えば厚さが０．５〜２ｍｍ程度、縦横の寸法が第１の部位１１の長辺が２５ｍｍ程度、第１の部位１１の突出部１１１の一辺が１２ｍｍ程度である。
【００４５】
次に、絶縁体層４の上面に第１の導電体層１を接合する。接合は、絶縁体層４のメタライズ層と第１の導電体層１の下面とを接合する。接合には、例えば、銀ろう等のろう材を用いることができる。
【００４６】
さらに、第１の導電体層１の上面に第２の導電体層２を形成する。第２の導電体層２として、本例では銅板を用いる。第１の導電体層１の上面のうち第２の導電体層２が設けら
れる領域に銀ろう等のろう材を塗布し、これに、第２の導電体層２として銅板を接合することで基板１０とする。
【００４７】
なお、本例においては、第２の導電体層２として銅板を用いたがこれに限られるものではなく、鉄（Ｆｅ）等のその他の金属板を用いてもよい。さらに、第２の導電体層２としては、銅めっき等のめっきを用いることもできる。
【００４８】
光電変換素子７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７は、光起電力効果により、受けた光エネルギーを電力に変換して出力することができる。本例の光電変換素子７は、第１の導電体層１の搭載領域１１２に搭載される。光電変換素子７としては、上面と下面とに電極を有するものを用いることができる。下面側電極と第１の導電体層１における第１の部位１１は、銀ろう等のろう材によって接合されている。上面側電極と第２の導電体層２における第４の部位２４は、通電部材８によって電気的に接合されている。
【００４９】
通電部材８としては、ボンディングワイヤを用いることができる。なお、ボンディングワイヤは突出部１１１のうちの１辺のみをまたがって設けられていてもよく、また、図５に示すように向かい合う２辺にまたがって設けられていてもよい。このように、向かい合う２辺にまたがってボンディングワイヤが設けられていることにより、１辺のみをまたぐようにボンディングワイヤが設けられている場合と比べて、ボンディングワイヤを介して第４の部位２４に伝わる熱の偏りを低減することができる。
【００５０】
なお、図２、３に示すように、第１の導電体層１の上面に対して略平行な周縁領域２３１と周縁領域２３１よりも搭載領域１１２の近くに位置して搭載領域１１２に向かって次第に低くなる近傍領域２３２とを備えており、近傍領域２３２の断面が搭載領域１１２に向かって光を反射する形状である場合には、ボンディングワイヤは、周縁領域２３１に接合されていることが望ましい。これにより、近傍領域２３２に向かう光と、近傍領域２３２から搭載領域１１２に向かう光とをボンディングワイヤが遮断しにくくすることができる。
【００５１】
なお、光電変換素子７としては、例えば、ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅの３接合型セルの構造を有している。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、６６０ｎから８９０ｎｍまで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から２０００ｎｍまで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。
【００５２】
光電変換素子７の下面および上面には、光電変換素子７の下面側電極および上面側電極が形成されている。かかる下面側電極および上面側電極は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等により形成されている。
【００５３】
本例の光電変換装置１００における枠体５は、第２の導電体層２の上面に接合されている。本例における枠体５は、平面視したときの形状が筒形状であって、光電変換素子７を囲むように設けられている。
【００５４】
本例の光電変換装置１００における枠体５はセラミックスからなっている。枠体５に用いられるセラミックスとしては、熱伝導性の良好なセラミック材料を用いることが望ましい。具体的には、例えば、熱伝導性の良好なセラミック材料として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いることができる。枠体５の下面には、第２の導電体層２との接合性を向上
させるためにメタライズ層が形成されている。枠体５と第２の導電体層２との接合には、銀ろう等のろう材を用いることができる。本例における枠体５は、セラミックスからなることにより、電気絶縁性が向上している。
【００５５】
なお、枠体５には金属材料を用いることもできる。金属材料としては、例えば、鉄ニッケルコバルト（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）合金を用いることができる。
【００５６】
本例の光電変換装置１００における集光手段６は、光電変換素子７の上に位置するように設けられている。集光手段６は、上方からの光を光電変換素子７に集中させることを目的として設けられている。集光手段６は、枠体５と接合されている。集光手段６と枠体５との接合には、例えば、ガラス質材料を用いることができる。なお、集光手段６としては、例えば、集光プリズムを用いることができる。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態の例の光電変換装置１００について説明する。なお、本例の各構成において、第１の実施形態と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
図６に示すように、第２の実施形態の例の光電変換装置１００は、第１の実施形態の例の光電変換装置１００と比較して、基板１０の構成が異なる。具体的には、絶縁体層４の下面に第３の導電体層３が設けられている。
【００５９】
本例の基板１０における第３の導電体層３は、平面透視したときに、搭載領域１１２を囲んでいるように形成されている。第３の導電体層３としては、熱伝導性の良好な金属材料を用いることが望ましい。具体的には、例えば、熱伝導性が良好な金属材料として銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）を用いることができる。このように、金属材料からなる第３の導電体層３が、絶縁体層４の上面に設けられたことにより、第１の導電体層１と第２の導電体層２との熱膨張差によって基板１０を反らそうとする力が生じたとしても、第３の導電体層３によってこれと反対の方向に基板１０を反らそうとする力が働くので、両方の力が打ち消し合うことになる。これにより、基板１０に生じる反りを低減することができる。
【００６０】
さらに、第３の導電体層３が、搭載領域１１２を囲むように形成されていることにより、光電変換素子７が搭載される搭載領域１１２の直下では、熱応力を発生しにくくすることができる。これにより、光電変換素子７と基板１０とが剥離する可能性を低減することができる。
【００６１】
第３の導電体層３は、例えば枠形状であって、断面視したときに内径および外径が第２の導電体層２と一致していることが好ましい。これにより、熱応力の発生をより効果的に低減することができる。
【００６２】
なお、第３の導電体層３には、下方向に向かって突出する複数の金属板を付加してもよく、これにより放熱フィンとして用いることもできる。このような金属板としては、例えば、厚さ１ｍｍ、縦横５ｍｍ程度の銅（Ｃｕ）板を９枚用いて放熱フィンとすることができる。なお、第３の導電体層３との材料として、銅（Ｃｕ）を用いている場合には、放熱フィン用の金属板にも銅（Ｃｕ）を用いることが望ましい。これにより、放熱フィンと、第３の導電体層３との間に生じる熱膨張差を低減することができる。
【００６３】
なお、本発明は上述の実施形態の例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内であれば種々の変更や実施の形態の組合せを行なうことは何等差し支えない。
【符号の説明】
【００６４】
１：第１の導電体層
１１２：搭載領域
２：第２の導電体層
２３１：周縁領域
２３２：近傍領域
３：第３の導電体層
４：絶縁体層
６：集光手段
７：光電変換素子
８：通電部材
１０：光電変換素子用基板
１００：光電変換装置
【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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