(57)【要約】【課題】放熱特性を改善して太陽電池素子の温度上昇を効果的に抑制し、太陽電池素子の温度上昇による出力低下を抑制して高い光電変換効率を得ることができる集光型太陽光発電装置、およびその製造方法を提供する。【解決手段】集光型太陽光発電装置１は、筺体フレーム４０を有し、筺体フレーム４０は、太陽電池素子２０（載置基板２１）からの熱を拡散する熱拡散プレート３０が載置される底部４０ｂと、底部４０ｂ（熱拡散プレート３０）に対向させて集光レンズアレイ１０が配置される壁部４０ｗとを備える。熱拡散プレート３０には、太陽電池素子２０を載置した載置基板２１が複数載置されている。太陽電池素子２０は、連結配線３５（連結配線３５ｄ、連結配線３５ｐ）によって相互に接続されている。【選択図】図１Ｂ
2013012605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光した太陽光を光電変換する太陽電池素子と、前記太陽電池素子が載置された載置基板とを備える集光型太陽光発電装置であって、
前記集光レンズを行方向および列方向に複数配置して構成された集光レンズアレイと、前記載置基板を複数載置して前記載置基板からの熱を拡散させる熱拡散プレートとを備えてあり、
前記熱拡散プレートは、前記行方向に配置された前記集光レンズに対向して配置され、前記熱拡散プレートの前記行方向での寸法は、前記集光レンズの前記行方向での寸法の２倍以上であり、前記熱拡散プレートの前記列方向での寸法は、前記集光レンズの前記列方向での寸法より小さいこと
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記熱拡散プレートを載置した筐体フレームを備えること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記載置基板を前記熱拡散プレートに接着して固定する接着固定部を備えること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記載置基板は、前記太陽電池素子が接続された導体部と、前記導体部が配置された絶縁部とを備えること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記絶縁部の体積抵抗率は、１０12Ωｃｍ以上であること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記絶縁部は、セラミック材料で形成されていること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記セラミック材料は、窒化アルミニウムであること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項８】
請求項４から請求項７までのいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置であって、
一の前記載置基板の前記導体部を隣接する他の載置基板の導体部へ連結する連結配線を備え、
前記連結配線は、前記導体部を相互に連結する連結導体と、前記連結導体を被覆する絶縁被覆材とを備えること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記連結導体は、前記導体部の間で梁状に配置されていること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記連結導体は、前記導体部へ溶接によって接続されていること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記導体部と前記連結導体とは、同一の金属材料で形成されていること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１までのいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記熱拡散プレートと前記連結導体とは、同一の金属材料で形成されていること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１３】
請求項４から請求項１２までのいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記導体部は、前記太陽電池素子が載置された第１導体部と、前記第１導体部とは分離して配置された第２導体部とで構成され、
前記第２導体部と前記太陽電池素子の表面に形成された表面電極とは、金属材料で形成された接続部材によって接続されていること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３までのいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記金属材料は、アルミニウム、またはアルミニウム合金であること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１５】
請求項３から請求項１４までのいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記接着固定部は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の合成樹脂材料で形成されていること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５までのいずれか一つに記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記集光レンズが集光した太陽光を前記太陽電池素子へ導光する柱状導光部と、
前記柱状導光部が挿入された挿入穴を有し前記熱拡散プレートに締結されて太陽光を遮光する遮光板とを備えること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の集光型太陽光発電装置であって、
前記遮光板は、前記熱拡散プレートと同一の金属材料で形成されていること
を特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１８】
集光レンズが集光した太陽光を光電変換する太陽電池素子と、前記太陽電池素子が接続された導体部を有して前記太陽電池素子を載置する載置基板と、前記集光レンズを行方向および列方向に複数配置して構成された集光レンズアレイと、前記載置基板を複数載置して前記載置基板からの熱を拡散させる熱拡散プレートと、前記熱拡散プレートを載置した筐体フレームとを備える集光型太陽光発電装置の製造方法であって、
前記太陽電池素子が載置された前記載置基板を前記熱拡散プレートに載置する工程と、
前記熱拡散プレートに載置された一の前記載置基板の前記導体部と隣接する他の前記載置基板の前記導体部とを連結配線で連結する工程と、
前記導体部が前記連結配線で連結された前記熱拡散プレートを前記集光レンズアレイの前記行方向に対応させて前記筐体フレームに載置する工程とを備えること
を特徴とする集光型太陽光発電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光レンズが集光した太陽光を光電変換する太陽電池素子と太陽電池素子が載置された載置基板とを備える集光型太陽光発電装置、および、集光型太陽光発電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電装置としては、太陽電池素子を隙間無く敷き詰めて構成した太陽光発電装置を屋根の上などに設置する非集光固定型の平板式構造が一般的である。これに対し、太陽光発電装置を構成する部材（部品）の中で価格が高い太陽電池素子の使用量を減らす技術が提案されている。
【０００３】
つまり、光学レンズや反射鏡などを用いて太陽光を集光し、集光した太陽光を小面積の太陽電池素子に照射することで、太陽電池素子の単位面積あたりの発電電力を大きくし、太陽電池素子のコスト（つまり、太陽光発電装置のコスト）を削減することが提案されている。
【０００４】
一般に集光倍率を上げるほど太陽電池素子の光電変換効率は向上する。しかし、太陽電池素子の位置を固定したままでは太陽光が斜光となって入射することが多くなり、太陽光を有効に利用することができない。したがって、太陽を追尾して太陽光を常に正面で受光するように構成した高集光倍率の追尾集光型太陽光発電装置が提案されている（例えば、特許文献１ないし特許文献５参照。）。
【０００５】
図６Ａは、従来の集光型太陽光発電装置の要部について概略構成を示す概略平面図である。
【０００６】
図６Ｂは、図６Ａに示した集光型太陽光発電装置の要部の長さ方向での概略側面図である。
【０００７】
集光型太陽光発電装置１００では、板状アルミニウム合金からなる座板１２８の表面に放熱層１３４が固着され、放熱層１３４の表面に長手状にパターニングされた金属箔１５８が配置されている。金属箔１５８の一端側（長さ方向での一端）には、太陽電池セル１３０の基板側が接着され、金属箔１５８の他端側（長さ方向での他端）は、放熱層１３４から分離されて隣接する太陽電池セル１３０の表面電極１４２に接続されている。つまり、太陽電池セル１３０は、直列接続されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００８】
放熱層１３４は、カーボン、ガラス、ガラス繊維、および金属粉のうち少なくともひとつを含む充填剤、すなわち熱伝導性を高める為のフィラーを分散させたエポキシ樹脂からなる。また、放熱層１３４は、約１００μｍの厚さと、約５．０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率と、約１×１０15Ω・ｃｍの体積抵抗を備え、集光動作により加熱された太陽電池セル１３０の放熱を効果的に行うとともに、太陽電池セル１３０および金属箔１５８と、座板１２８とを電気的に絶縁する絶縁層としての効果を奏するとの提案がなされている。
【０００９】
しかし、エポキシ樹脂は温度上昇により絶縁抵抗値が低下することが知られており、樹脂の素性や環境条件に依存するが、例えば２０℃で体積抵抗値が１０15Ω・ｃｍであっても、１００℃になると１０12Ω・ｃｍまで低下する。温度上昇により体積抵抗値が低下すると金属箔１５８と座板１２８の間の絶縁抵抗値が低下し、信頼性に影響を及ぼす虞がある。
【００１０】
また、集光動作により加熱された太陽電池セル１３０の熱は、金属箔１５８を拡散しながら放熱層１３４を介して座板１２８に伝わり、更に座板１２８で拡散しながら外気に放熱される。金属箔１５８は、銅箔（熱伝導率約４００Ｗ／ｍ・Ｋ）からなり、厚さは約１００μｍである。座板１２８は、アルミニウム合金（熱伝導率約２００Ｗ／ｍ・Ｋ）からなり、厚さは約２〜５ｍｍである。したがって、熱の水平方向の拡散は、概ね座板１２８によるところが大きい構成とされている。
【００１１】
つまり、金属箔１５８の放熱に寄与する部分は太陽電池セル１３０の周辺の一部であり、放熱にほとんど寄与しない金属箔１５８の下面側の熱伝導性フィラーを含有したエポキシ樹脂は放熱性の観点からオーバースペックとなっている。熱伝導性フィラーを含有したエポキシ樹脂は、通常のエポキシ樹脂より著しく高コストであることから、集光型太陽光発電装置の低コスト化を阻害する要因となっている。太陽電池セル１３０に対向する領域で金属箔１５８の下面側は熱伝導性フィラーを含有したエポキシ樹脂とし、他の部分は通常のエポキシ樹脂とする構成も可能であるが、工程が煩雑になることや、熱伝導性フィラーを含有したエポキシ樹脂と通常のエポキシ樹脂との間に界面ができることから信頼性の確保が困難となる虞がある。
【００１２】
また、銅箔で形成される金属箔１５８とアルミニウム合金で形成される座板１２８の間を、熱伝導性フィラーを含有したエポキシ樹脂層（放熱層１３４）で接着した構造であるため、金属箔１５８と座板１２８の線膨張係数が異なるため、温度変化のサイクルが発生すると、主にエポキシ樹脂層（放熱層１３４）や金属箔１５８に強い応力がかかって、剥れやクラックなどが発生する虞がある。
【００１３】
図７Ａは、従来の太陽電池の要部について概略構成を示す概略平面図である。
【００１４】
図７Ｂは、図７Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面状態を示す概略断面図である。
【００１５】
従来の太陽電池２００は、太陽電池素子２１１と、太陽電池素子２１１を載置したレシーバ基板２２０とを備える。レシーバ基板２２０は、ベース基台２２１、ベース基台２２１に積層された中間絶縁層２２２、中間絶縁層２２２に積層された接続パターン層２２３を備える。レシーバ基板２２０のサイズは、太陽電池素子２１１のサイズが例えば８〜１０ｍｍとすると、４０ｍｍ〜８０ｍｍ角である。レシーバ基板２２０には１つの太陽電池素子２１１が、接続パターン層２２３にハンダなどを介してダイボンディングされる。
【００１６】
また、レシーバ基板２２０の接続パターン層２２３には、電気的接続が必要となる領域（表面電極取出端子２２４、基板電極取出端子２２５、基板電極接続部２２３ｂｃ、表面電極接続部２２３ｓｃなど）以外に、表面保護層２２７が形成されている。レシーバ基板２２０の表面電極取出端子２２４および基板電極取出端子２２５にリードをハンダなどで接続して、隣接するレシーバ基板２２０を接続する構成とされている。
【００１７】
太陽電池２００では、太陽電池素子２１１を保護する被覆部２３０が形成されている。また、レシーバ基板２２０には、太陽電池２１０を太陽電池実装板（筐体フレーム：不図示）に実装して固定するための実装結合穴２２０ｈが対角線上に一対形成され、レシーバ基板２２０は、太陽電池実装板に対してリベットなどで固定される。
【００１８】
この構成により、接続パターン層２２３から太陽電池素子２１１の外部接続端子（表面電極取出端子２２４、基板電極取出端子２２５）を取出すことができ、太陽電池素子２１１をベース基台２２１から絶縁することができ、またベース基台２２１を放熱手段として有効に活用することができる。したがって、高い信頼性と発電効率を実現できることが提案されている。
【００１９】
しかし、実装結合穴２２０ｈを筐体フレーム（太陽電池実装板）の穴（不図示）に合わせてリベットなどの締結部材を用いて機械的に締結する構造であるため、実装結合穴２２０ｈと締結部材が占有する面積、締結部材（実装結合穴２２０ｈ）と接続パターン層２２３とを電気的に絶縁するために必要な空隙領域の面積などに対応させてレシーバ基板２２０を余計に大きくする必要があり、太陽電池２００のコストダウンが求められていた。また、１つのレシーバ基板２２０を２箇所の実装結合穴２２０ｈを使用して締結するため、リベットなどの締結部材が多量に必要になり、締結部材コストが割高になる。また、締結部材が多いため、レシーバ基板２２０を締結するのに必要な時間も多くなり、生産性に課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００２−２８９８９６号公報
【特許文献２】特開２００２−２８９８９７号公報
【特許文献３】特開２００２−２８９８９８号公報
【特許文献４】特開２００３−１７４１７９号公報
【特許文献５】特開２００８−９１４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、複数の太陽電池素子（および載置基板）を載置した熱拡散プレートを備えることによって、放熱特性を改善して太陽電池素子の温度上昇を効果的に抑制し、高い光電変換効率を得ることができる集光型太陽光発電装置を提供することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は、本発明に係る集光型太陽光発電装置を生産性良く効率的に製造することができる集光型太陽光発電装置の製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る集光型太陽光発電装置は、太陽光を集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光した太陽光を光電変換する太陽電池素子と、前記太陽電池素子が載置された載置基板とを備える集光型太陽光発電装置であって、前記集光レンズを行方向および列方向に複数配置して構成された集光レンズアレイと、前記載置基板を複数載置して前記載置基板からの熱を拡散させる熱拡散プレートとを備えてあり、前記熱拡散プレートは、前記行方向に配置された前記集光レンズに対向して配置され、前記熱拡散プレートの前記行方向での寸法は、前記集光レンズの前記行方向での寸法の２倍以上であり、前記熱拡散プレートの前記列方向での寸法は、前記集光レンズの前記列方向での寸法より小さいことを特徴とする。
【００２４】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、複数の太陽電池素子（および載置基板）を載置した熱拡散プレートを備えるので、集光された太陽光の強さが太陽電池素子（載置基板）相互間で異なってそれぞれの太陽電池素子で加熱状態が異なったときでも、太陽電池素子相互での加熱状態を均一化するように熱拡散プレートからの放熱が生じることから、放熱特性を改善して太陽電池素子の温度上昇を効果的に抑制し、ひいては太陽電池素子の温度上昇による出力低下を抑制して高い光電変換効率を得ることができる。
【００２５】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記熱拡散プレートを載置した筐体フレームを備えることを特徴とする。
【００２６】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、複数の載置基板を実装した熱拡散プレートを筐体フレームに接触させることから、熱拡散プレート（載置基板）からの熱を外部へ放熱するときの放熱面積（筐体フレームの表面積）を拡大することができるので、熱拡散プレート（載置基板）の熱を外部へ効果的に放熱させて放熱性を更に向上させることができる。
【００２７】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記載置基板を前記熱拡散プレートに接着して固定する接着固定部を備えることを特徴とする。
【００２８】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、載置基板と同等の面積を有する接着固定部（接着剤）を介して熱拡散プレートに載置基板を固定することから、載置基板を熱拡散プレートに機械的に固定するための領域（例えば締結領域）を載置基板に形成する必要がなく載置基板を小型化することができる。また、載置基板からの熱は、接着固定部を介して熱拡散プレートへ円滑に放熱される。
【００２９】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記載置基板は、前記太陽電池素子が接続された導体部と、前記導体部が配置された絶縁部とを備えることを特徴とする。
【００３０】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、載置基板（絶縁部に配置された導体部）に太陽電池素子を載置することから、安定した形状の導体部へ太陽電池素子を実装し、絶縁部を介して熱拡散プレートから導体部を絶縁するので、太陽電池素子を熱拡散プレートから確実に絶縁し、複数の太陽電池素子を熱拡散プレートに配置した場合でも、太陽電池素子相互間での高い絶縁性を確保することができる。
【００３１】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記絶縁部の体積抵抗率は、１０12Ωｃｍ以上であることを特徴とする。
【００３２】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、載置基板の絶縁性を確実に実現して、太陽電池素子相互間での絶縁性を高度に確保することができる。
【００３３】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記絶縁部は、セラミック材料で形成されていることを特徴とする。
【００３４】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、載置基板の絶縁性を容易に実現することができる。
【００３５】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記セラミック材料は、窒化アルミニウムであることを特徴とする。
【００３６】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、高い絶縁性と高い熱伝導性を確保し、また、導体部をアルミニウム（あるいはアルミニウム合金）で形成することが容易となる。
【００３７】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、一の前記載置基板の前記導体部を隣接する他の載置基板の導体部へ連結する連結配線を備え、前記連結配線は、前記導体部を相互に連結する連結導体と、前記連結導体を被覆する絶縁被覆材とを備えることを特徴とする。
【００３８】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、隣接する載置基板の導体部を絶縁被覆材で被覆した連結導体で相互に接続することから、連結導体が他の導電性の領域へ接触することを防止できるので、接続の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記連結導体は、前記導体部の間で梁状に配置されていることを特徴とする。
【００４０】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、絶縁被覆材で被覆した連結導体を梁状に配置することから、連結導体が他の導電性の領域へ接触することを確実に防止できるので、太陽電池素子の相互間での接続の信頼性を更に向上させることができる。
【００４１】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記連結導体は、前記導体部へ溶接によって接続されていることを特徴とする。
【００４２】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、連結導体を導体部へ溶接によって接続するので、ハンダ接続に比較して接続強度を高くして信頼性を向上させ、また、ハンダ接続に比較して接続領域の縮小化（省スペース化）が可能となることから載置基板を確実に小型化できる。
【００４３】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記導体部と前記連結導体とは、同一の金属材料で形成されていることを特徴とする。
【００４４】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、導体部と連結導体とを同一の金属材料で形成することから、接続が容易になり、また、異なる金属の場合に比較してより接続強度の高い溶接を施すことが可能となるので、更に高い信頼性が得られる。
【００４５】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記熱拡散プレートと前記連結導体とは、同一の金属材料で形成されていることを特徴とする。
【００４６】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、連結導体と熱拡散プレートとを同一の金属材料で形成することから、集光作用によって熱拡散プレート、連結配線（連結導体）が高温度となったとき、あるいは、外気温の変動が激しい環境におかれたとき、線膨張係数の影響が大きく表れる熱拡散プレートおよび連結導体の温度による変化の相違を抑制するので、接続の信頼性を向上させることができる。
【００４７】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記導体部は、前記太陽電池素子が載置された第１導体部と、前記第１導体部とは分離して配置された第２導体部とで構成され、前記第２導体部と前記太陽電池素子の表面に形成された表面電極とは、金属材料で形成された接続部材によって接続されていることを特徴とする。
【００４８】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、太陽電池素子の表面電極と第２導体部とを容易に接続することができる。
【００４９】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記金属材料は、アルミニウム、またはアルミニウム合金であることを特徴とする。
【００５０】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、銅または銅合金を適用する場合に比較して、軽量化、低コスト化を図ることが可能となり、また、耐腐食性が高いことから、信頼性を向上させることができる。
【００５１】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記接着固定部は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の合成樹脂材料で形成されていることを特徴とする。
【００５２】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、熱伝導率の高い接着固定部を介して載置基板を熱拡散プレートに接着することから、太陽電池素子（載置基板）に加えられた熱を効率よく熱拡散プレートに熱伝導させることができる。
【００５３】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記集光レンズが集光した太陽光を前記太陽電池素子へ導光する柱状導光部と、前記柱状導光部が挿入された挿入穴を有し前記熱拡散プレートに締結されて太陽光を遮光する遮光板とを備えることを特徴とする。
【００５４】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、集光レンズで集光された太陽光を柱状導光部によって更に集光することから、集光された太陽光を均一化し、また、集光レンズが集光の位置ズレ、角度ズレを生じた場合でも太陽電池素子に対して太陽光を高精度に集光することができる。また、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、柱状導光部の周囲に遮光板を配置することから、集光異常時における集光スポットが連結配線や樹脂封止部に照射されることを防止することができる。
【００５５】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置では、前記遮光板は、前記熱拡散プレートと同一の金属材料で形成されていることを特徴とする。
【００５６】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、熱拡散プレートと遮光板とを同一の金属材料で形成することから、線膨張係数の相違に伴う遮光板（例えば金属材料で形成）の挿入穴と柱状導光部（例えばガラス材料で形成）との干渉を抑制できるので、柱状導光部を太陽電池素子に取付けている取付部に作用する応力を抑制して太陽電池素子あるいは光学系（柱状導光部、取付部）が損傷することを防止することができる。
【００５７】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置の製造方法は、集光レンズが集光した太陽光を光電変換する太陽電池素子と、前記太陽電池素子が接続された導体部を有して前記太陽電池素子を載置する載置基板と、前記集光レンズを行方向および列方向に複数配置して構成された集光レンズアレイと、前記載置基板を複数載置して前記載置基板からの熱を拡散させる熱拡散プレートと、前記熱拡散プレートを載置した筐体フレームとを備える集光型太陽光発電装置の製造方法であって、前記太陽電池素子が載置された前記載置基板を前記熱拡散プレートに載置する工程と、前記熱拡散プレートに載置された一の前記載置基板の前記導体部と隣接する他の前記載置基板の前記導体部とを連結配線で連結する工程と、前記導体部が前記連結配線で連結された前記熱拡散プレートを前記集光レンズアレイの前記行方向に対応させて前記筐体フレームに載置する工程とを備えることを特徴とする。
【００５８】
したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置の製造方法は、複数の載置基板を載置した熱拡散プレートを集光レンズアレイの行方向に対応させて筐体フレームに取付けることから、放熱性に優れた集光型太陽光発電装置を生産性良く効率的に製造することができる。
【発明の効果】
【００５９】
本発明に係る集光型太陽光発電装置は、複数の太陽電池素子（および載置基板）を載置した熱拡散プレートを備えるので、集光された太陽光の強さが太陽電池素子（載置基板）相互間で異なってそれぞれの太陽電池素子で加熱状態が異なったときでも、太陽電池素子相互での加熱状態を均一化するように熱拡散プレートからの放熱が生じる。したがって、本発明に係る集光型太陽光発電装置は、放熱特性を改善して太陽電池素子の温度上昇を効果的に抑制し、ひいては太陽電池素子の温度上昇による出力低下を抑制して高い光電変換効率を得ることができるという効果を奏する。
【００６０】
また、本発明に係る集光型太陽光発電装置の製造方法は、複数の載置基板を載置した熱拡散プレートを集光レンズアレイの行方向に対応させて筐体フレームに取付けることから、放熱性に優れた集光型太陽光発電装置を生産性良く効率的に製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る集光型太陽光発電装置が備える集光レンズアレイを構成する集光レンズの配置状態を示す平面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態に係る集光型太陽光発電装置が備える筺体フレームの底部に配置された熱拡散プレートの配置状態を示す平面図である。
【図２Ａ】図１Ｂの矢符Ａ−Ａでの各構成の重なり状態を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示した太陽電池素子の配置状態を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】図２Ｂに示した太陽電池素子に対する連結配線の接続状態を示す平面図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態に係る集光型太陽光発電装置の要部構成を拡大して示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１の変形例を図２Ｂと同様の状態で示す拡大断面図である。
【図６Ａ】従来の集光型太陽光発電装置の要部について概略構成を示す概略平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示した集光型太陽光発電装置の要部の長さ方向での概略側面図である。
【図７Ａ】従来の太陽電池の要部について概略構成を示す概略平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００６３】
図１Ａないし図４Ｂを参照して、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置、および集光型太陽光発電装置の製造方法について説明する。
【００６４】
図１Ａは、本発明の実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１が備える集光レンズアレイ１０を構成する集光レンズ１１の配置状態を示す平面図である。
【００６５】
本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１は、太陽光Ｌｓ（図２Ａ参照）を集光する集光レンズ１１が行方向Ｄｘ、列方向Ｄｙでそれぞれ複数配置された集光レンズアレイ１０を備える。つまり、集光レンズアレイ１０は、透光性基板１２の平面に集光レンズ１１が行列状に配置されて形成されている。
【００６６】
透光性基板１２は、例えば強化ガラス板で形成され、集光レンズ１１は、例えばアクリル樹脂などで形成される。集光レンズ１１は、１個ずつ個別に形成されても良いが複数個を１枚として形成されても良い。集光レンズ１１の行方向Ｄｘでの寸法ＳＬｘ、列方向Ｄｙでの寸法ＳＬｙは、例えば５０ｍｍないし２５０ｍｍ程度であり、正方形、あるいは長方形の適宜の矩形とされる。本実施の形態では、集光レンズ１１は正方形とされ、寸法ＳＬｘおよび寸法ＳＬｙはそれぞれ１７０ｍｍである。なお、集光レンズ１１は、フレネルレンズ構成とされている。
【００６７】
集光レンズアレイ１０の寸法は、集光型太陽光発電装置１に必要とされる仕様によって規定されるが、集光レンズアレイ１０の撓みによる集光効率の損失具合、集光レンズアレイ１０の生産性などを考慮して設定される。本実施の形態では、集光レンズアレイ１０は、正方形の集光レンズ１１を５×５（＝２５）個配置していることから、８５０ｍｍ×８５０ｍｍの外形寸法を有する。
【００６８】
なお、透光性基板１２の一部（外周端部）には、集光レンズアレイ１０を筺体フレーム４０（位置決め穴４０ｈ。図１Ｂ参照）に位置決めする位置決め突起１２ｐが形成されている。位置決め突起１２ｐは、少なくとも２個あれば良く、位置合わせの精度を向上させるため透光性基板１２の異なる辺に配置されることが好ましい。
【００６９】
図１Ｂは、本発明の実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１が備える筺体フレーム４０の底部４０ｂに配置された熱拡散プレート３０の配置状態を示す平面図である。
【００７０】
本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１は、筺体フレーム４０を有し、筺体フレーム４０は、太陽電池素子２０（載置基板２１）からの熱を拡散する熱拡散プレート３０が載置される底部４０ｂと、底部４０ｂ（熱拡散プレート３０）に対向させて集光レンズアレイ１０が配置される壁部４０ｗとを備える。壁部４０ｗの頂面は、集光レンズアレイ１０が配置されるつば部４０ｇを備える。つば部４０ｇは、透光性基板１２が有する位置決め突起１２ｐに対応して形成された位置決め穴４０ｈを有する。
【００７１】
熱拡散プレート３０には、太陽電池素子２０を載置した載置基板２１が複数（本実施の形態では５個）載置されている。太陽電池素子２０は、連結配線３５によって相互に接続されている。連結配線３５は、同一の熱拡散プレート３０に載置された太陽電池素子２０（載置基板２１）を相互に接続する連結配線３５ｄである場合と、隣接する熱拡散プレート３０に載置された太陽電池素子２０（載置基板２１）を相互に接続する連結配線３５ｐである場合とがある。以下では、連結配線３５ｄと連結配線３５ｐとを特に区別する必要が無い場合は、単に連結配線３５として記載することがある。
【００７２】
なお、連結配線３５ｄ、連結配線３５ｐは、いずれも梁状（棒状）に配置され、熱拡散プレート３０の表面、底部４０ｂの表面に当接しない形態とされている。また、連結配線３５ｐは、隣接する熱拡散プレート３０の間での配線であることから、Ｕ字状の折り返し形状を有する。連結配線３５は、載置基板２１が有する導体部２３（第１導体部２３ｂ、第２導体部２３ｗ。図２Ｂ、図３参照。以下では、第１導体部２３ｂと第２導体部２３ｗとを特に区別する必要が無い場合は、単に導体部２３とすることがある。）に溶接（例えば超音波溶接）によって接続されている。
【００７３】
太陽電池素子２０は、例えば直列接続された状態で示すが、異なる熱拡散プレート３０の間では並列接続することも可能である。直列接続された太陽電池素子２０の内で最も端に配置された太陽電池素子２０（載置基板２１が有する導体部２３（図３参照））には、電力取出し配線３９が溶接（例えば超音波溶接）によって接続され、集光型太陽光発電装置１が発生した発電電力が出力される。
【００７４】
熱拡散プレート３０の行方向Ｄｘでの寸法ＳＰｘは、集光レンズ１１の行方向Ｄｘでの寸法ＳＬｘより大きく、寸法ＳＬｘに対して少なくとも２倍以上とされている。寸法ＳＬｘに対して少なくとも２倍とすることから、少なくとも２個の集光レンズ１１に対して熱拡散プレート３０を配置することが可能となり、熱拡散プレート３０に対する載置基板２１の載置を効率化し、また、熱拡散プレート３０からの放熱性を向上させることができる。また、熱拡散プレート３０の筐体フレーム４０に対する取付けを簡略化することが可能となる。
【００７５】
なお、寸法ＳＰｘの最大値は集光レンズアレイ１０の行方向Ｄｘでの集光レンズ１１の配置数で定まる。したがって、本実施の形態では、寸法ＳＰｘの最大値は、集光レンズ１１の５個分の寸法ＳＬｘ（５×寸法ＳＬｘ）に対応する。
【００７６】
また、熱拡散プレート３０の列方向Ｄｙでの寸法ＳＰｙは、集光レンズ１１の列方向Ｄｙでの寸法ＳＬｙより小さく形成されている。熱拡散プレート３０の寸法ＳＰｙを集光レンズ１１の寸法ＳＬｙより小さくすることから、複数の熱拡散プレート３０は、集光レンズアレイ１０の列方向Ｄｙでそれぞれ独立して配置される。
【００７７】
上述したとおり、集光型太陽光発電装置１は、太陽光Ｌｓを集光する集光レンズ１１と、集光レンズ１１が集光した太陽光Ｌｓを光電変換する太陽電池素子２０と、太陽電池素子２０が載置された載置基板２１とを備える。また、集光型太陽光発電装置１は、集光レンズ１１を行方向Ｄｘおよび列方向Ｄｙに複数配置して構成された集光レンズアレイ１０と、載置基板２１を複数載置して載置基板２１からの熱を拡散させる熱拡散プレート３０とを備えてあり、熱拡散プレート３０は、行方向Ｄｘに配置された集光レンズ１１に対向して配置され、熱拡散プレート３０の行方向Ｄｘでの寸法ＳＰｘは、集光レンズ１１の行方向Ｄｘでの寸法ＳＬｘの２倍以上であり、熱拡散プレート３０の列方向Ｄｙでの寸法ＳＰｙは、集光レンズ１１の列方向Ｄｙでの寸法ＳＬｙより小さい構成とされている。
【００７８】
したがって、集光型太陽光発電装置１は、複数の太陽電池素子２０（および載置基板２１）を載置した熱拡散プレート３０を備えるので、集光された太陽光Ｌｓの強さが太陽電池素子２０（載置基板２１）相互間で異なってそれぞれの太陽電池素子２０で加熱状態が異なったときでも、太陽電池素子２０相互での加熱状態を均一化するように熱拡散プレート３０からの放熱が生じる。
【００７９】
つまり、集光型太陽光発電装置１は、放熱特性を改善して太陽電池素子２０の温度上昇を効果的に抑制し、ひいては太陽電池素子２０の温度上昇による出力低下を抑制して高い光電変換効率を得ることができる。また、集光型太陽光発電装置１は、複数の載置基板２１を共通の熱拡散プレート３０に実装するので、載置基板２１の実装を簡略化し、生産性を向上させて低コスト化を図ることができる。
【００８０】
また、集光型太陽光発電装置１は、複数の太陽電池素子２０（および載置基板２１）を載置した熱拡散プレート３０を備えるので、それぞれの太陽電池素子２０から外部までの放熱経路を簡略化、均一化することができ、複数の太陽電池素子２０の発電特性を均一化することができる。
【００８１】
なお、熱拡散プレート３０の列方向Ｄｙでの寸法ＳＰｙの最小値は、載置基板２１が熱拡散プレート３０の列方向Ｄｙの範囲からはみ出さない程度とすれば良い。これによって、複数の載置基板２１を行方向Ｄｘで熱拡散プレート３０に正確に載置することができる。また、寸法ＳＰｙの最小値は、接着固定部２８（図２Ａ参照）を形成する接着剤が熱拡散プレート３０からはみ出さない程度のマージンを考慮して決定することが可能であり、載置基板２１の寸法に例えば数ｍｍ程度のマージンを考慮して決定できる。
【００８２】
集光型太陽光発電装置１は、複数の熱拡散プレート３０を載置した筺体フレーム４０（底部４０ｂ）を備える。したがって、集光型太陽光発電装置１は、複数の載置基板２１を実装した熱拡散プレート３０を筺体フレーム４０（底部４０ｂ）に接触させることから、熱拡散プレート３０（載置基板２１）からの熱を外部へ放熱するときの放熱面積（筺体フレーム４０の表面積）を拡大することができるので、熱拡散プレート３０（載置基板２１）の熱を外部へ効果的に放熱させて放熱性を更に向上させることができる。
【００８３】
集光型太陽光発電装置１は、筺体フレーム４０（壁部４０ｗ）に対して集光レンズアレイ１０を位置決めし、筺体フレーム４０（底部４０ｂ）に対して熱拡散プレート３０を位置決めすることで、集光レンズアレイ１０と熱拡散プレート３０とを相互に位置決めすることが可能となる。つまり、熱拡散プレート３０は、筺体フレーム４０の底部４０ｂに位置決め（載置）され、集光レンズアレイ１０は、筺体フレーム４０のつば部４０ｇに位置決め（載置）される。また、底部４０ｂと壁部４０ｗとは予め設定した高い精度で相互に位置決めされている。
【００８４】
熱拡散プレート３０は、熱拡散プレート３０を底部４０ｂ（筐体フレーム４０）に締結するときに締結穴となるプレート取付け穴３０ｈを備える。また、底部４０ｂには、プレート取付け穴３０ｈを位置決めして固定するプレート固定穴４０ｓが予め形成されている。したがって、プレート取付け穴３０ｈを底部４０ｂのプレート固定穴４０ｓに位置合わせすることによって、熱拡散プレート３０は、筐体フレーム４０（底部４０ｂ）に高精度で位置決めされる。
【００８５】
つまり、熱拡散プレート３０と底部４０ｂ（筺体フレーム４０）とは、プレート取付け穴３０ｈおよびプレート固定穴４０ｓを介してボルトナット、リベットなどの締結部材４１（図２Ａ参照）で締結される。プレート取付け穴３０ｈは、熱拡散プレート３０に対して少なくとも２箇所あれば十分に位置決めをすることができる。
【００８６】
熱拡散プレート３０は、太陽電池素子２０を載置した載置基板２１が予め搭載されている。また、熱拡散プレート３０は、載置基板２１に比較して十分大きい面積を有することから、底部４０ｂへ締結されるときの作業性を向上させることができる。
【００８７】
また、締結部材４１は、載置基板２１に対して準備する必要が無く、熱拡散プレート３０に対して準備すれば良いことから締結に必要な締結部材４１の個数を大幅に削減できる。また、載置基板２１は、熱拡散プレート３０に予め実装されることから、筐体フレーム４０に対する太陽電池素子２０（載置基板２１）の実装を簡略化することができる。
【００８８】
太陽電池素子２０は、例えばＧａＡｓ系の化合物半導体を用いて公知の半導体プロセスによりＰＮ接合、電極（基板電極、表面電極）などを形成してウエハーから１ｍｍ〜１０ｍｍ角程度のチップに加工したものである。本実施の形態では、太陽電池素子２０の寸法は、５ｍｍ角である。
【００８９】
熱拡散プレート３０は、熱伝導率の高い銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などで構成することが好ましい。本実施の形態では、熱拡散プレート３０は、９９．５％以上の純度のアルミニウム板材料であるＡ１０５０Ｐ材（ＪＩＳ規格）で形成されている。熱拡散プレート３０の厚さは、太陽電池素子２０の発熱量により最適化する必要があるが、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。本実施の形態では、熱拡散プレート３０の厚さは、２ｍｍである。
【００９０】
熱拡散プレート３０のサイズは、上述したとおり、集光レンズ１１の行方向Ｄｘでの寸法ＳＬｘ、列方向Ｄｙでの寸法ＳＬｙに応じて決められる。本実施の形態では、熱拡散プレート３０の行方向Ｄｘでの寸法ＳＰｘは、８５０ｍｍ（５×寸法ＳＬｘ１７０ｍｍ）、熱拡散プレート３０の列方向Ｄｙでの寸法ＳＰｙは、７５ｍｍ（寸法ＳＬｙ１７０ｍｍ×約０．４４）である。
【００９１】
太陽電池素子２０が載置された載置基板２１を伝熱性の良い熱拡散プレート３０に載置し、熱拡散プレート３０を筺体フレーム４０に載置することによって、集光レンズ１１の集光機能により太陽電池素子２０に加えられた熱は、載置基板２１を介して熱拡散プレート３０に伝わり、熱拡散プレート３０で適度に拡散しながら、筺体フレーム４０へ伝熱し、筺体フレーム４０より外気へ放熱できる。
【００９２】
したがって、熱拡散プレート３０や筺体フレーム４０の材料費を抑制しつつ、効果的に太陽電池素子２０の温度上昇を抑制でき、ひいては太陽電池素子１０の温度上昇による出力低下を抑制し、高い光電変換効率を得ることができる。
【００９３】
また、本実施の形態では、行方向Ｄｘでの熱拡散プレート３０の寸法ＳＰｘ（長手方向の長さ）を８５０ｍｍ、列方向Ｄｙでの熱拡散プレート３０の寸法ＳＰｙ（短手方向の長さ）を７５ｍｍとするので、太陽電池素子２０および載置基板２１を１行５列で配置した構成となる。したがって、熱拡散プレート３０を列方向Ｄｙに動かさずに、行方向Ｄｘに搬送しながら、製造工程である載置基板２１の熱拡散プレート３０への固着、載置基板２１相互間での連結配線３５の溶接、樹脂封止部３３（図４Ａ、図４Ｂ参照）による活電部封止を行えばよいので、高い生産性、低コスト化が可能となる。
【００９４】
図２Ａは、図１Ｂの矢符Ａ−Ａでの各構成の重なり状態を示す断面図である。なお、断面を示すハッチングは、図面の見やすさを考慮して省略してある。
【００９５】
載置基板２１は、接着固定部２８を介して熱拡散プレート３０に固定されている。つまり、集光型太陽光発電装置１は、載置基板２１を熱拡散プレート３０に接着して固定する接着固定部２８を備えることが好ましい。
【００９６】
したがって、集光型太陽光発電装置１は、載置基板２１と同程度の面積を有する接着固定部２８（接着剤）を介して熱拡散プレート３０に載置基板２１を固定することから、載置基板２１を熱拡散プレート３０に機械的に固定するための領域（例えば締結部材を配置する領域）を載置基板２１に形成する必要がなく載置基板２１を小型化することができる。また、載置基板２１からの熱は、接着固定部２８を介して熱拡散プレート３０へ円滑に効果的に放熱される。
【００９７】
本実施の形態では、接着固定部２８は、熱伝導性フィラー含有のシリコーン樹脂で形成されている。接着固定部２８の厚さは約５０μｍ、熱伝導率は２．５Ｗ／ｍ・Ｋとされている。熱伝導率を高くするほど放熱性能は良くなるが、含有するフィラーが高価であるため、一般的にコストが高くなる。
【００９８】
接着固定部２８の厚さや、太陽電池素子２０の発熱量などを考慮して、最適な熱伝導率を有する接着剤を選定する必要がある。集光型太陽光発電装置１に好適な接着固定部２８の熱伝導率は、放熱性を考慮して最低でも１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
【００９９】
つまり、接着固定部２８は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の合成樹脂材料で形成されていることが好ましい。したがって、集光型太陽光発電装置１は、熱伝導率の高い接着固定部２８を介して載置基板２１を熱拡散プレート３０に接着することから、太陽電池素子２０（載置基板２１）に加えられた熱を効率よく熱拡散プレート３０に熱伝導させることができる。
【０１００】
また、接着固定部２８は、熱拡散プレート３０と載置基板２１との線膨張係数の違いによる応力を緩和する必要があり、硬度が低く、放熱性に影響が無い程度に厚いことが好ましい。本実施の形態では、接着固定部２８にシリコーン樹脂を適用することから、これらの課題に対処することができる。また、接着固定部２８は、載置基板２１を熱拡散プレート３０に固定するために載置基板２１に対応する領域（載置基板２１の裏面領域）に限定して形成されることから、不要な量の合成樹脂を使用する必要が無くなり効果的にコストを低減することができる。
【０１０１】
太陽電池素子２０（載置基板２１）の間には、載置基板２１を相互に接続する連結配線３５が配置され、連結配線３５は、載置基板２１を相互に接続する連結導体３６と、連結導体３６を被覆する絶縁被覆材３７とを備える。連結配線３５（連結導体３６）は、載置基板２１の間に棒状（梁状）に配置され、周囲に対して空間を構成するように配置されている。
【０１０２】
つまり、集光型太陽光発電装置１では、連結導体３６は、導体部２３の間で梁状に配置されていることが好ましい。集光型太陽光発電装置１は、絶縁被覆材３７で被覆した連結導体３６を梁状に配置することから、連結導体３６が他の導電性の領域へ接触することを確実に防止できるので、太陽電池素子２０の相互間での接続の信頼性を更に向上させることができる。
【０１０３】
筺体フレーム４０は、底部４０ｂを備える。底部４０ｂの両側には、垂直方向に延びる壁部４０ｗが形成され、壁部４０ｗの頂面には、つば部４０ｇが形成されている。つば部４０ｇには、集光レンズアレイ１０が配置され、集光レンズ１１に太陽光Ｌｓが照射される。
【０１０４】
底部４０ｂには、熱拡散プレート３０が複数（図１Ｂ参照）締結され、熱拡散プレート３０に載置された太陽電池素子２０（載置基板２１）は、集光レンズ１１に位置合わせされている。集光レンズ１１によって集光された太陽光Ｌｓは、太陽電池素子２０に照射される。また、太陽電池素子２０が載置された載置基板２１は、接着固定部２８を介して熱拡散プレート３０に固定（接着）されている。
【０１０５】
なお、行方向Ｄｘでは、集光レンズ１１が５個配置され（図１Ａ参照）、それぞれの集光レンズ１１に対応させて太陽電池素子２０（載置基板２１）が５個配置されている。また、５個の集光レンズ１１全体に対応させて１個の熱拡散プレート３０が配置されている。つまり、集光レンズアレイ１０と熱拡散プレート３０とは、対向する位置に配置される。
【０１０６】
筺体フレーム４０は、溶融亜鉛メッキ鋼板などの高耐食性鋼板（例えば、亜鉛／アルミニウム／マグネシウムの３元共晶組織を有する高い耐食性を有する高耐食性鋼板）を、リベットなどの締結部材で締結して太陽光Ｌｓの側の１面が開放された箱状に組み立てられる。本実施の形態では、筺体フレーム４０は、強度などを加味して板厚０．８ｍｍの鋼板が使用されている。
【０１０７】
筺体フレーム４０の底部４０ｂには、熱拡散プレート３０を位置決めして固定するためのプレート固定穴４０ｓが設けられている。熱拡散プレート３０のプレート取付け穴３０ｈと筺体フレーム４０（底部４０ｂ）のプレート固定穴４０ｓは、位置合わせされ、締結部材４１（例えばアルミ製リベット）によって締結される。つまり、熱拡散プレート３０は、締結部材４１によって筺体フレーム４０に高精度に締結されている。
【０１０８】
熱拡散プレート３０のプレート取付け穴３０ｈは、載置基板２１（太陽電池素子２０）を治具（不図示）で設置するときの治具の位置合わせ基準穴（不図示）と兼用されている。したがって、熱拡散プレート３０のプレート取付け穴３０ｈと筺体フレーム４０（底部４０ｂ）のプレート固定穴４０ｓとを一致させて締結することで、載置基板２１と筺体フレーム４０の位置が正しく位置合わせされ、併せて載置基板２１（太陽電池素子２０）と集光レンズ１１（集光レンズアレイ１０）の位置合わせが正しく実行される。
【０１０９】
図２Ｂは、図２Ａに示した太陽電池素子２０の配置状態を拡大して示す拡大断面図である。なお、断面を示すハッチングは、図面の見やすさを考慮して省略してある。
【０１１０】
図３は、図２Ｂに示した太陽電池素子２０に対する連結配線３５の接続状態を示す平面図である。なお、樹脂封止部３３（図４Ａ、図４Ｂ参照）は、図面の見やすさを考慮して省略してある。
【０１１１】
本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１では、載置基板２１は、太陽電池素子２０が接続された導体部２３（第１導体部２３ｂ、第２導体部２３ｗ。第１導体部２３ｂおよび第２導体部２３ｗについては、図４Ａ、図４Ｂでも更に説明する。）と、導体部２３が配置された絶縁部２２とを備える。したがって、集光型太陽光発電装置１は、載置基板２１（絶縁部２２に配置された第１導体部２３ｂ）に太陽電池素子２０を載置することから、安定した形状の導体部２３（第１導体部２３ｂ）へ太陽電池素子２０を実装し、絶縁部２２を介して熱拡散プレート３０から導体部２３を絶縁するので、太陽電池素子２０を熱拡散プレート３０から確実に絶縁し、複数の太陽電池素子２０を熱拡散プレート３０に配置した場合でも、太陽電池素子２０相互間での高い絶縁性を確保することができる。
【０１１２】
導体部２３は、太陽電池素子２０が載置され太陽電池素子２０の裏面電極（不図示）が接続された第１導体部２３ｂ（導体部２３）と、太陽電池素子２０の表面電極（不図示）が接続部材２５（図４Ａ参照）を介して接続された第２導体部２３ｗ（導体部２３）とを有する。
【０１１３】
絶縁部２２は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）、Ｓｉ3Ｎ4（窒化珪素）などのセラミック材料を板状に成型して形成される。絶縁部２２は、電流が流れる回路となる導体部２３を接地電位となる熱拡散プレート３０から電気的に絶縁するための部材である。セラミック材料は一般的に耐候性および信頼性が高く、合成樹脂などに比べて高温時の絶縁抵抗の低下が少ない。なお、絶縁部２２は、特にＡｌＮで形成されていることが好ましい。セラミック材料の中でも熱伝導率が他のセラミック材料や絶縁性合成樹脂材料に比べて高いＡｌＮを適用することによって、更に絶縁性、放熱性を向上させた信頼性の高い集光型太陽光発電装置１を構築できる。
【０１１４】
すなわち、絶縁部２２の体積抵抗率は、１０12Ωｃｍ以上であることが好ましい。この構成によれば、載置基板２１の絶縁性を確実に実現して、太陽電池素子２０相互間での絶縁性を高度に確保することができる。また、絶縁部２２は、セラミック材料で形成されていることが好ましい。この構成によれば、載置基板２１の絶縁性を容易に実現することができる。また、セラミック材料は、窒化アルミニウムであることが好ましい。この構成によれば、高い絶縁性と高い熱伝導性を確保し、また、導体部をアルミニウム（あるいはアルミニウム合金）で形成することが容易となる。
【０１１５】
つまり、連結配線３５、熱拡散プレート３０にアルミニウム（あるいはアルミニウム合金）を適用したとき、導体部２３をアルミニウム（あるいはアルミニウム合金）で形成することができるので、装置全体の熱伝導性（熱伝導率）の整合性を確保して、熱（温度）に対する信頼性（熱特性、温度特性）を向上させることができる。
【０１１６】
導体部２３を熱拡散プレート３０に対して電気的に絶縁するために熱伝導性フィラー入りの樹脂フィルムなどの合成樹脂を用いることも可能だが、外気温が高く、日射が強い条件の下（例えば、赤道に近い砂漠地方）では、合成樹脂の温度が上昇することによって合成樹脂の絶縁抵抗値が低下し、信頼性が低下することがある。
【０１１７】
本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１では、導体部２３と熱拡散プレート３０との間に絶縁部２２が配置されるので高い絶縁性、信頼性が得られる。また、絶縁部２２をセラミック材料で構成することによって、絶縁性樹脂を適用して絶縁する場合に比較して、高温度での絶縁抵抗の低下を防止することが可能となり、集光型太陽光発電装置１を複数台設置した場合でも、太陽電池素子２０相互間での高い絶縁性を確保して信頼性を向上させる。
【０１１８】
導体部２３は、絶縁部２２の表面に形成されている。絶縁部２２の裏面（導体部２３の形成面とは逆の面）には、裏面導体部２４が形成されている。裏面導体部２４（絶縁部２２）は、接着固定部２８を介して熱拡散プレート３０に接着され固定されている。つまり、載置基板２１は、接着固定部２８を介して熱拡散プレート３０に固定されている。したがって、太陽電池素子２０（載置基板２１）は、接着固定部２８によって熱拡散プレート３０に固定され、集光レンズ１１から太陽電池素子２０に至る光軸Ｌａｘに位置合わせされる。
【０１１９】
導体部２３（第１導体部２３ｂ、第２導体部２３ｗ）、裏面導体部２４は、適切なロウ材などの接着材で絶縁部２２に貼り付けられている。導体部２３は、銅もしくは銅合金、アルミニウムもしくはアルミニウム合金などの材料で形成される。本実施の形態では、導体部２３、裏面導体部２４として、純度が９９．９％以上のアルミニウムが使用された。
【０１２０】
絶縁部２２と導体部２３をロウ材などで接着すると、絶縁部２２と導体部２３は線膨張係数が異なるため、ソリが発生する可能性がある。そのため、絶縁部２２の表面に形成された導体部２３とは反対側の面（絶縁部２２の裏面）に、裏面導体部２４をロウ材などで接着する。裏面導体部２４は、導体部２３と同じ金属で構成され、厚さはソリ量に応じて適宜調整され、絶縁部２２のそりを防止することができる。
【０１２１】
太陽電池素子２０が載置される第１導体部２３ｂの表面にはＮｉ−Ｐメッキ（不図示）が施してあり、Ｎｉ−Ｐメッキと太陽電池素子２０の図示しない裏面電極（基板電極）とは、リフロー炉などでハンダ付けされる。これにより太陽電池素子２０（太陽電池素子チップ）は、載置基板２１に載置（接着）され、太陽電池素子２０の裏面電極を第１導体部２３ｂに接続（導通）する。
【０１２２】
なお、太陽電池素子２０の電極（表面電極、裏面電極）の配置はどのような形態であっても良い。太陽電池素子２０の電極の形態に対応させて導体部２３は、レイアウトされる。導体部２３は、薄い板状（あるいは厚膜状）で絶縁部２２の表面に平面導体パターンとして形成される。
【０１２３】
導体部２３には、隣接する載置基板２１（太陽電池素子２０）を相互に接続する連結配線３５が配置されている。連結配線３５は、導体部２３を接続する連結導体３６と、連結導体３６を被覆して周囲から絶縁する絶縁被覆材３７とを備える。また、連結配線３５は、載置基板２１（太陽電池素子２０）の間で、梁状に配置され、熱拡散プレート３０に対して間隔（間隙）を構成している。
【０１２４】
つまり、連結配線３５は、隣接する載置基板２１を相互に接続する連結導体３６と、連結導体３６の両面（周囲）を被覆する絶縁被覆材３７とを備える。絶縁被覆材３７は、連結導体３６にラミネートされている。したがって、連結配線３５の先端は、絶縁被覆材３７が被覆されないで連結導体３６が露出し、絶縁被覆材３７から突出した状態とされている。
【０１２５】
連結配線３５の突出した接合部（連結導体３６）と載置基板２１の導体部２３は、例えば超音波溶接によって溶接（溶着）されて溶接部ＭＰ（図３）で接続（配線）される。連結配線３５の連結導体３６と載置基板２１の導体部２３を超音波溶接することによって、従来技術として知られるリード線を載置基板２１にハンダとハンダゴテを利用して配線する場合に比べて、導体部２３での連結導体３６に対する接合領域を縮小できることから、結果として載置基板２１（絶縁部２２）を小さく小型化することができる。したがって、載置基板２１のコストを削減することができる。なお、超音波溶接の他にレーザー溶接、スポット溶接などを適用することが可能である。
【０１２６】
上述したとおり、集光型太陽光発電装置１では、連結導体３６は、導体部２３へ溶接によって接続されていることが好ましい。したがって、集光型太陽光発電装置１は、連結導体３６を導体部２３へ溶接によって接続するので、ハンダ接続に比較して接続強度を高くして信頼性を向上させ、また、ハンダ接続に比較して接続領域の縮小化（省スペース化）が可能となることから載置基板２１を確実に小型化できる。
【０１２７】
また、集光型太陽光発電装置１は、一の載置基板２１の導体部２３を隣接する他の載置基板２１の導体部２３へ連結する連結配線３５を備え、連結配線３５は、導体部２３を相互に連結する連結導体３６と、連結導体３６を被覆する絶縁被覆材３７とを備えることが好ましい。
【０１２８】
したがって、集光型太陽光発電装置１は、隣接する載置基板２１の導体部２３を絶縁被覆材３７で被覆した連結導体３６で相互に接続することから、連結導体３６が他の導電性の領域へ接触することを防止できるので、接続の信頼性を向上させることができる。
【０１２９】
図４Ａは、本発明の実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１の要部構成を拡大して示す平面図である。
【０１３０】
図４Ｂは、図４Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面状態を示す断面図である。なお、樹脂封止部３３の部分についてのみハッチングを施している。
【０１３１】
太陽電池素子２０の表面（集光レンズ１１に対向する面）の端部には、表面電極２０ｓ（集電電極）が形成されており、表面電極２０ｓは、接続部材２５を介して第２導体部２３ｗに接続される。
【０１３２】
つまり、導体部２３は、太陽電池素子２０が載置された第１導体部２３ｂと、第１導体部２３ｂとは分離して配置された第２導体部２３ｗとで構成され、第２導体部２３ｗと太陽電池素子２０の表面に形成された表面電極２０ｓとは、金属材料で形成された接続部材２５によって接続されていることが好ましい。この構成によって、集光型太陽光発電装置１は、太陽電池素子２０の表面電極２０ｓと第２導体部２３ｗとを容易に接続することができる。
【０１３３】
接続部材２５を金属材料で形成することから、金属ワイヤまたは金属箔の形態として容易に接続（ワイヤボンディング）することができる。金属材料としては、アルミニウム（あるいはアルミニウム合金）などを適用することが好ましい。
【０１３４】
また、熱拡散プレート３０、連結導体３５、導体部２３をアルミニウム（あるいはアルミニウム合金）で形成した場合、接続部材２５にアルミニウム（あるいはアルミニウム合金）を適用することが好ましい。
【０１３５】
つまり、導体部２３と同種の金属（接続部材２５）で導体部２３と太陽電池素子２０とを接続して（例えば、超音波溶接）、高い接合強度を得ることができる。また、導体部２３と接続部材２５との線膨脹係数が等しいことから、温度サイクルに対して、接続部材２５の切断（ワイヤ切れ）などの不良の発生を防止できる。
【０１３６】
太陽電池素子２０の裏面（第１導体部２３ｂに接着された面）には、裏面電極（不図示）が形成されており、裏面電極は、第１導体部２３ｂに接着（導通）されている。したがって、太陽電池素子２０で太陽光Ｌｓを光電変換して発生した発電電力は、裏面電極が接続された第１導体部２３ｂと表面電極が接続された第２導体部２３ｗとを介して連結配線３５から出力される。集光型太陽光発電装置１では、連結配線３５を適切に配線（直列接続／並列接続）することで、所望の発電システムを構築できる。
【０１３７】
連結配線３５が有する連結導体３６は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金で形成される。本実施の形態では、連結導体３６は、９９．５％以上の純度のアルミニウム板材料であるＡ１０５０Ｐ材（ＪＩＳ規格）で形成されている。連結導体３６のサイズは、システムの電流量や、配線材のコストを考慮して決定される。本実施の形態では、連結導体３６のサイズは、幅６ｍｍ×長さ１６０ｍｍ×厚さ２００μｍである。連結導体３６は、板厚が２００μｍであることから、形状を維持するのに十分な硬度を有し、隣接する載置基板２１（導体部２３）の間を棒状（梁状、板状）の態様で相互に接続することができる。
【０１３８】
連結配線３５が有する絶縁被覆材３７は、絶縁耐圧や信頼性を考慮して材料が決定される。絶縁被覆材３７の材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＩ（ポリイミド）樹脂などが挙げられる。絶縁耐圧の許容値は、集光型太陽光発電モジュールの仕様によって異なるが、例えば、絶縁耐圧３０００Ｖに耐えられるように、材料および厚さを決定する。本実施の形態では、絶縁被覆材３７として５０μｍのＰＥＮ樹脂が使用された。
【０１３９】
連結導体３６と絶縁被覆材３７を接着して一体化して連結配線３５を形成するときのラミネート材（接着部材）は、連結導体３６や絶縁被覆材３７との接着性の相性、連結導体３６および絶縁被覆材３７の線膨張係数の違いにより発生する応力の緩和、接着力の信頼性を考慮して適当な材料が選定される。本実施の形態では、連結導体３６と絶縁被覆材３７との接着剤としてエポキシ系の接着材が使用された。
【０１４０】
載置基板２１の導体部２３（第１導体部２３ｂ、第２導体部２３ｗ）と連結配線３５の連結導体３６とは、同一の金属材料で形成されていることが好ましい。したがって、集光型太陽光発電装置１は、導体部２３と連結導体３６とを同一の金属材料で形成することから、接続が容易になり、また、異なる金属の場合に比較してより接続強度の高い溶接を施すことが可能となるので、更に高い信頼性が得られる。また、熱に対する双方（導体部２３および連結導体３６）の特性（熱膨張特性による伸縮など）が一致することから、耐熱性を向上させる。
【０１４１】
導体部２３と連結導体３６とを同一の金属材料とする場合は、導体部２３と連結導体３６とが異なる金属材料で形成される場合に比べて、より強固な溶接が可能となり、溶接部ＭＰの信頼性が向上する。
【０１４２】
導体部２３と連結導体３６とを同一の金属材料とするときの金属材料は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金であることが好ましい。導体部２３および連結導体３６の金属材料をアルミニウムもしくはアルミニウム合金とすることによって、集光型太陽光発電装置１は、銅または銅合金を適用する場合に比較して、軽量化、低コスト化を図ることが可能となり、また、耐腐食性が高いことから、信頼性を向上させることができる。
【０１４３】
また、導体部２３にアルミニウムもしくはアルミニウム合金を用いることで、太陽電池素子２０の熱を導体部２３に素早く拡散させて伝熱することができる。また、連結配線３５の連結導体３６と載置基板２１の導体部２３とに銅もしくは銅合金を用いる場合に比較して大幅にコストダウンが可能となる。アルミニウムもしくはアルミニウム合金を用いることによって、連結導体３６での電気抵抗、導体部２３に対する連結導体３６の溶接部ＭＰでの電気抵抗を低減することができるので、集光型太陽光発電装置１（載置基板２１、連結配線３５）で発生する電力損失を軽減できる。
【０１４４】
熱拡散プレート３０と連結導体３６とは、同一の金属材料で形成されていることが好ましい。したがって、集光型太陽光発電装置１は、熱拡散プレート３０と連結導体３６とを同一の金属材料で形成することから、集光作用によって熱拡散プレート３０、連結配線３５（連結導体３６）が高温度となったとき、あるいは、外気温の変動が激しい環境（例えば、砂漠など）におかれたとき、線膨張係数の影響が大きく表れる熱拡散プレート３０および連結導体３６の温度による変化（熱膨張特性による伸縮など）の相違を抑制するので、接続の信頼性を向上させることができる。
【０１４５】
具体的には、集光レンズ１１の集光機能による太陽電池素子２０の発熱の影響によって熱拡散プレート３０および連結導体３６が加熱された場合や、外気温の変化が激しい場合において、同一金属で形成された熱拡散プレート３０および連結配線３５は、線膨張係数が等しく、連結配線３５（連結導体３６）と熱拡散プレート３０は同程度伸びる（あるいは縮む）ことになる。
【０１４６】
例えば、温度上昇によって熱拡散プレート３０が伸びると、隣接する載置基板２１の相互間隔が広がり、連結導体３６は、隣接する載置基板２１に引っ張られることになる。しかし、同一金属で形成されているので、熱拡散プレート３０と連結導体３６は、ほぼ同程度伸びることになり、引っ張り応力は緩和される。仮に、熱拡散プレート３０の線膨張係数より小さな線膨張係数の金属を連結導体３６に使用した場合、熱拡散プレート３０に固着した載置基板２１に連結導体３６が引っ張られ、強度が一番弱い溶接部ＭＰに応力が発生し、最悪の場合、断線が生じる。本実施の形態では、連結導体３６と熱拡散プレート３０に同一金属を用いるので、載置基板２１と連結導体３６との溶接部ＭＰの信頼性を高めることができる。
【０１４７】
熱拡散プレート３０と連結導体３６とを同一の金属材料とするときの金属材料は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金であることが好ましい。熱拡散プレート３０および連結導体３６の金属材料をアルミニウムもしくはアルミニウム合金とすることによって、集光型太陽光発電装置１は、銅または銅合金を適用する場合に比較して、軽量化、低コスト化を図ることが可能となり、また、耐腐食性が高いことから、信頼性を向上させることができる。
【０１４８】
また、導体部２３、熱拡散プレート３０、連結導体３６は、同一の金属材料で形成されていることが好ましい。つまり、集光型太陽光発電装置１は、熱拡散プレート３０の伸び、連結導体３６の伸びによる導体部２３と連結導体３６との接続箇所（溶接部ＭＰ）へ加わる応力を緩和することが可能となるので、導体部２３と連結導体３６との接続の信頼性を向上させることができる。導体部２３、連結導体３６、熱拡散プレート３０を同一の金属材料で形成することによって、更に接続の信頼性を向上させることができる。なお、導体部２３、熱拡散プレート３０、連結導体３６を同一の金属材料とするときの金属材料は、上述したとおり、アルミニウムもしくはアルミニウム合金であることが好ましい。
【０１４９】
集光型太陽光発電装置１では、載置基板２１の導体部２３（第１導体部２３ｂ、第２導体部２３ｗ）と連結導体３６（連結配線３５）が溶接された溶接部ＭＰと、溶接部ＭＰの周囲は活電部となることから、溶接部ＭＰおよびその周囲は、樹脂封止部３３で絶縁封止される。つまり、集光型太陽光発電装置１は、溶接部ＭＰの周囲に形成された樹脂封止部３３を備える。樹脂封止部３３は、導体部２３（第１導体部２３ｂ、第２導体部２３ｗ）に形成された溶接部ＭＰ、導体部２３に溶接部ＭＰを介して接続された連結導体３６（連結配線３５の先端で突出している部分）を被覆するように形成される。なお、樹脂封止部３３は、太陽電池素子２０の外側に形成され、樹脂封止部３３が太陽光Ｌｓを遮光しないようにされる。
【０１５０】
樹脂封止部３３は、溶接部ＭＰに対する被覆性、信頼性などを考慮して、材料や粘度など最適の合成樹脂材料が選定される。本実施の形態では、樹脂封止部３３は、粘度（絶対粘度）が５Ｐａ・ｓのシリコーン樹脂がディスペンサーにより活電部に塗布されて形成されている。なお、シリコーン樹脂の色は、例えば、無色透明、あるいは白色とされている。図４Ａでは、樹脂封止部３３は、透明であり、連結導体３６が目視できる状態として示されている。また、樹脂封止部３３は、適宜の遮光板４３（図５参照）によって集光ズレから保護される形態とすることができる。
【０１５１】
図５に基づいて、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１の変形例について説明する。変形例に係る集光型太陽光発電装置の基本的な構成は図２に示した集光型太陽光発電装置１と同様であるので、適宜符号を援用し主に異なる事項について説明する。
【０１５２】
図５は、本発明の実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１の変形例を図２Ｂと同様の状態で示す拡大断面図である。図２Ｂと同様、ハッチングは省略してある。
【０１５３】
導体部２３ｂに載置された太陽電池素子２０の表面には取付部４５を介して柱状導光部４４が配置されている。
【０１５４】
集光レンズ１１によって集光された太陽光Ｌｓが入射する柱状導光部４４の入射側（頂面）は、集光された太陽光Ｌｓの照射範囲（集光スポット：集光領域）より幾分広い範囲に配置されるように形成されているので、集光レンズ１１による集光の位置ズレ、角度ズレによる集光ズレの影響を回避することができる。つまり、柱状導光部４４の頂面は、集光ズレの範囲をカバーする大きさに形成されている。
【０１５５】
また、柱状導光部４４が集光した太陽光Ｌｓを太陽電池素子２０に出射する柱状導光部４４の出射側（底面）は、出射する太陽光Ｌｓが太陽電池素子２０の受光面（受光領域：不図示）に確実に入射する大きさに形成されている。したがって、柱状導光部４４に入射された太陽光Ｌｓは、入射された太陽光Ｌｓを更に均一に集光して太陽電池素子２０に太陽光Ｌｓを照射することができる。
【０１５６】
柱状導光部４４の周囲には、集光された太陽光Ｌｓを遮光する遮光板４３が配置され、柱状導光部４４は、遮光板４３が有する挿入穴４３ｈに挿入され遮光板４３を貫通している。したがって、集光レンズ１１によって集光された太陽光Ｌｓが柱状導光部４４の頂面の範囲を仮に外れた場合でも、光路を外れた太陽光Ｌｓが載置基板２１、連結配線３５などに照射されることは無く、載置基板２１およびその周囲（連結配線３５、樹脂封止部３３（図４Ａ、図４Ｂ参照））での損傷の発生を防止することができる。
【０１５７】
柱状導光部４４は、取付部４５によって太陽電池素子２０の表面に固定されている。取付部４５は、例えばシリコーン樹脂などの透光性接着剤で形成され、柱状導光部４４と太陽電池素子２０とを容易に接着して固定することができる。取付部４５は、太陽電池素子２０と柱状導光部４４との間の空気層に充填されることから、屈折率の相違による光損失を防止し、また、太陽電池素子２０の表面を保護することができる。
【０１５８】
なお、遮光板４３は、リベットなどの締結部材（不図示）を介して熱拡散プレート３０に締結される。遮光板４３は、熱拡散プレート３０と同一の金属材料で形成されていることが好ましい。また、遮光板４３、熱拡散プレート３０を形成する同一の金属材料としては、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が好ましい。
【０１５９】
熱拡散プレート３０と遮光板４３とが異なる材料（金属材料）で構成された場合、両者の線膨張係数が異なり、遮光板４３の挿入穴４３ｈと柱状導光部４４とが熱膨張によって干渉し、取付部４５に応力が作用し、破損する虞がある。
【０１６０】
これに対し、本変形例では、熱拡散プレート３０と遮光板４３とを同一の金属材料で形成することから、線膨張係数の相違に伴う遮光板４３（例えば金属材料で形成）の挿入穴４３ｈと柱状導光部４４（例えばガラス材料で形成）との干渉を抑制できるので、柱状導光部４４を太陽電池素子２０に取付けている取付部４５に作用する応力を抑制して太陽電池素子２０あるいは光学系（柱状導光部４４、取付部４５）が損傷することを防止することができる。
【０１６１】
以下に、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１の製造方法について説明する。
【０１６２】
先ず、太陽電池素子２０を載置基板２１に載置（搭載）する。つまり、太陽電池素子２０の裏面電極（不図示）が第１導体部２３ｂに接着される。裏面電極は例えば銀で形成され、導体部２３ｂに例えばハンダ付けされる。太陽電池素子２０を第１導体部２３ｂに接続した後、表面電極２０ｓと第２導体部２３ｗとを接続部材２５で接続する。
【０１６３】
次に、太陽電池素子２０を載置した載置基板２１を熱拡散プレート３０に載置する。つまり、接着剤によって形成した接着固定部２８を介して載置基板２１を熱拡散プレート３０に接着して固定する。
【０１６４】
載置基板２１を熱拡散プレート３０に載置する工程は、熱拡散プレート３０に対応させた治具（不図示）を適用して熱拡散プレート３０毎に載置基板２１を載置する方法と、熱拡散プレート３０を長さ方向へ自動コマ送り（不図示）して熱拡散プレート３０の所定の位置に載置基板２１を載置する方法との２通りの方法のいずれかを適用することができる。
【０１６５】
治具を使用する場合について説明する。治具の形状は、例えば板状であり、太陽電池素子２０が配置される箇所に載置基板２１を挿入する貫通穴が形成されている。つまり、複数個（５個）の載置基板２１を位置決めするための開口（貫通穴）を備えた治具を熱拡散プレート３０の上に配置する。治具と熱拡散プレート３０との位置決めは、熱拡散プレート３０に形成されているプレート取付け穴３０ｈ（図１Ｂ、図２Ａ参照）を適用することができる。
【０１６６】
例えば、プレート取付け穴３０ｈに対応する突起、あるいは、プレート取付け穴３０ｈと共通する治具穴（位置合わせ基準穴）を治具に形成しておくことによって、載置基板２１が配置されるべき貫通穴（開口）を熱拡散プレート３０に対して高精度に位置決めすることができる。治具の外形は、熱拡散プレート３０と同一程度か一回り小さい外周を有して熱拡散プレート３０に容易かつ高精度に位置決めできる形状とされている。治具を使用することによって熱拡散プレート３０に対する載置基板２１の位置合わせを簡略化することができる。
【０１６７】
治具を熱拡散プレート３０に位置決めした後、治具が有する貫通穴を介して熱拡散プレート３０の表面に接着固定部２８を形成する接着剤を塗布する。その後、接着剤の上に太陽電池素子２０が搭載された載置基板２１を載置することによって接着固定部２８を介して載置基板２１が熱拡散プレート３０へ載置される。
【０１６８】
つまり、接着固定部２８を形成する接着剤をディスペンサーで治具の貫通穴を介して熱拡散プレート３０に適量塗布し、治具の開口に載置基板２１を位置合わせすることによって載置基板２１を熱拡散プレート３０に接着して固定する。したがって、熱拡散プレート３０のプレート取付け穴３０ｈに対する載置基板２１の位置が正確に設定され、結果として熱拡散プレート３０に対して載置基板２１が高精度に位置決めされる。
【０１６９】
また、太陽電池素子２０（載置基板２１）は、接着固定部２８によって熱拡散プレート３０に接着されることから、載置基板２１を熱拡散プレート３０に固定するための締結部材（締結領域）が不要となり、結果として筐体フレーム４０（底部４０ｂ）に対する載置基板２１の実装工程を簡略化することができる。
【０１７０】
自動コマ送りを使用する場合について説明する。熱拡散プレート３０を長さ方向へ送る送り機構を備え、接着固定部２８を形成する接着剤を熱拡散プレート３０へ塗布するディスペンサーと、同様な送り機構を備え、載置基板２１を熱拡散プレート３０に塗布された接着剤に載置するボンダーとがあれば良い。自動コマ送りとすることによって、位置決めを高速化することができる。
【０１７１】
載置基板２１を熱拡散プレート３０に載置した後、熱拡散プレート３０に載置された複数の載置基板２１の間を連結配線３５（連結配線３５ｄ。図１Ｂ参照）で連結（接続）する。つまり、一の載置基板２１（導体部２３）と隣接する他の載置基板２１（導体部２３）とを連結配線３５ｄで接続する。熱拡散プレート３０を行方向Ｄｘで移動させることによって、連結配線３５ｄを容易に載置基板２１へ接続することができる。
【０１７２】
載置基板２１が載置され、連結配線３５（連結配線３５ｄ）が接続された熱拡散プレート３０をプレート取付け穴３０ｈ、プレート固定穴４０ｓを介して筐体フレーム４０の底部４０ｂに取付ける。つまり、筐体フレーム４０に拡散プレート３０を載置（締結）する。本実施の形態では、熱拡散プレート３０の寸法ＳＰｘは、集光レンズアレイ１０の行方向Ｄｘでの集光レンズ１１の個数に対応させてあることから、熱拡散プレート３０の個数を抑制して熱拡散プレート３０の筐体フレーム４０に対する取付けを簡略化することができ、生産性を向上させる。
【０１７３】
熱拡散プレート３０と筐体フレーム４０（底部４０ｂ）との位置決めは、プレート取付け穴３０ｈ、プレート固定穴４０ｓによって容易に行うことができる。熱拡散プレート３０を底部４０ｂに固定（取付け）した後、熱拡散プレート３０の間の配線である連結配線３５ｐを接続する。また、電力取出し配線３９を接続する。
【０１７４】
その後、集光レンズアレイ１０の位置決め突起１２ｐをつば部４０ｇ（壁部４０ｗ）の位置決め穴４０ｈに位置合わせすることによって、筺体フレーム４０の熱拡散プレート３０を取付けた側（底部４０ｂ）とは反対側に設けられたつば部４０ｇに集光レンズアレイ１０を固定する。
【０１７５】
なお、樹脂封止部３３は、連結配線３５（連結配線３５ｄ、連結配線３５ｐ）の配線が終了した後、例えばシリコーン樹脂を塗布することによって形成される。
【０１７６】
また、遮光板４３、柱状導光部４４、取付部４５は、熱拡散プレート３０を筐体フレーム４０の底部４０ｂに取付けた後、例えば次のように形成される。先ず、遮光板４３を熱拡散プレート３０に位置決めして取付ける。次に、遮光板４３の挿入穴４３ｈを介して透光性接着剤を太陽電池素子２０の表面に塗布し、塗布した透光性樹脂に柱状導光部４４を接触させて硬化することによって取付部４５を形成することができる。
【０１７７】
なお、遮光板４３、柱状導光部４４、取付部４５を予め熱拡散プレート３０に結合した後、熱拡散プレート３０を筐体フレーム４０の底部４０ｂへ取付けることも可能である。遮光板４３、柱状導光部４４、取付部４５を形成する工程は必要に応じて他の工程に対して適宜順序を変更することが可能である。
【０１７８】
筐体フレーム４０の内側での工程を終了した後、筐体４０の頂面を構成するつば部４０ｇに集光レンズアレイ１０を取付ける。本実施の形態では、筺体フレーム４０のつば部４０ｇには、位置決め穴４０ｈが予め形成されてあり、集光レンズアレイ１０には、集光レンズ１１を透光性基板１２に形成するときに同時に形成した位置決め突起１２ｐが予め形成されている。
【０１７９】
集光レンズアレイ１０をつば部４０ｇに取付けるとき、つば部４０ｇにシリコーン樹脂からなる接着材（不図示）を予め塗布しておく。その後、位置決め突起１２ｐおよび位置決め穴４０ｈをＣＣＤカメラで画像認識して、筺体フレーム４０のつば部４０ｇの上面側に数ｍｍ離した状態で仮位置決めする。仮位置決めした集光レンズアレイ１０を、ゆっくり下降させて位置決めしながら集光レンズアレイ１０（位置決め突起１２ｐ）をつば部４０ｇ（位置決め穴４０ｈ）に接着する。
【０１８０】
位置決め突起１２ｐと位置決め穴４０ｈとを利用して位置決めすることから、太陽電池素子２０と集光レンズ１１との位置決めが容易に行われる。つまり、集光レンズ１１の光軸Ｌａｘ（図２Ｂ参照）を太陽電池素子２０に正確に位置決めすることができ、光軸ズレによる光電変換効率の低下を抑制することができるので、出力の高い集光型太陽光発電装置１が得られる。
【０１８１】
上述したとおり、本実施の形態に係る集光型太陽光発電装置１の製造方法は、集光レンズ１１が集光した太陽光Ｌｓを光電変換する太陽電池素子２０と、太陽電池素子２０が接続された導体部２３を有して太陽電池素子２０を載置する載置基板２１と、集光レンズ１１を行方向Ｄｘおよび列方向Ｄｙに複数配置して構成された集光レンズアレイ１０と、載置基板２１を複数載置して載置基板２１からの熱を拡散させる熱拡散プレート３０と、熱拡散プレート３０を載置した筺体フレーム４０とを備える集光型太陽光発電装置の製造方法である。
【０１８２】
集光型太陽光発電装置１の製造方法は、太陽電池素子２０が載置された載置基板２１を熱拡散プレート３０に載置する工程と、熱拡散プレート３０に載置された一の載置基板２１の導体部２３と隣接する他の載置基板２１の導体部２３とを連結配線３５（連結配線３５ｄ）で連結する工程と、導体部２３が連結配線３５で連結された熱拡散プレート３０を集光レンズアレイ１０の行方向Ｄｘに対応させて筺体フレーム４０に載置する工程とを備える。
【０１８３】
したがって、集光型太陽光発電装置１の製造方法は、複数の載置基板２１を載置した熱拡散プレート３０を集光レンズアレイ１０の行方向Ｄｘに対応させて筐体フレーム４０に載置する（取付ける）ことから、放熱性に優れた集光型太陽光発電装置１を生産性良く効率的に製造することができる。
【符号の説明】
【０１８４】
１  集光型太陽光発電装置
１０  集光レンズアレイ
１１  集光レンズ
１２  透光性基板
１２ｐ  位置決め突起
２０  太陽電池素子
２０ｓ  表面電極
２１  載置基板
２２  絶縁部
２３  導体部
２３ｂ  第１導体部
２３ｗ  第２導体部
２４  裏面導体部
２５  接続部材
２８  接着固定部
３０  熱拡散プレート
３０ｈ  プレート取付け穴
３３  樹脂封止部
３５  連結配線
３５ｄ  連結配線
３５ｐ  連結配線
３６  連結導体
３７  絶縁被覆材
３９  電力取出し配線
４０  筺体フレーム
４０ｂ  底部
４０ｇ  つば部
４０ｈ  位置決め穴
４０ｓ  プレート固定穴
４０ｗ  壁部
４１  締結部材
４３  遮光板
４３ｈ  挿入穴
４４  柱状導光部
４５  取付部
Ｄｘ  行方向
Ｄｙ  列方向
Ｌａｘ  光軸
Ｌｓ  太陽光
ＭＰ  溶接部
ＳＬｘ、ＳＬｙ、ＳＰｘ、ＳＰｙ  寸法
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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