集光型太陽光発電装置のレシーバ
【課題】レシーバ同士を繋ぐ内部配線の、リード電極に対するはんだ付け作業を良好に行うことができ、またその際に溶けたはんだのつらら状の突起が生じても、金属製のベース基板とリード電極との間を絶縁する伝熱絶縁シートの耐電圧性が損なわれることのない集光型太陽光発電装置のレシーバを提供する。
【解決手段】発電セル１２と、これに接合された上側リード電極１４及び下側リード電極１６と、ホモジナイザ２２と、放熱基板としての金属製のベース基板２６と、柔軟性の伝熱絶縁シート２８と、封止材３２と、を有する集光型太陽光発電装置のレシーバ１０において、下側リード電極１６の封止材３２からの突出し部分１６Ａと伝熱絶縁シート２８との間に、突出し部分１６Ａを伝熱絶縁シート２８から離間した状態に保つ断熱性の電極支持層５４を設けておく。
【解決手段】発電セル１２と、これに接合された上側リード電極１４及び下側リード電極１６と、ホモジナイザ２２と、放熱基板としての金属製のベース基板２６と、柔軟性の伝熱絶縁シート２８と、封止材３２と、を有する集光型太陽光発電装置のレシーバ１０において、下側リード電極１６の封止材３２からの突出し部分１６Ａと伝熱絶縁シート２８との間に、突出し部分１６Ａを伝熱絶縁シート２８から離間した状態に保つ断熱性の電極支持層５４を設けておく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は太陽光を集光する集光レンズからの光を受けるレシーバ、詳しくはリード電極付きの発電セルをホモジナイザ等とともに放熱性のベース基板に固定し、１つのユニットとなしたレシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電装置として、平面的に配列した発電セルで直接太陽光を受けて発電する平板型太陽光発電装置と、集光レンズで集光した太陽光をホモジナイザで２次集光して発電セルに導き、発電する集光型太陽光発電装置とが知られている。
【０００３】
この集光型太陽光発電装置では、組立てや取扱いを容易にする等の目的で、一対のリード電極付きの発電セルをホモジナイザ等とともに放熱性のベース基板に固定し、１つのユニットとなしたレシーバが用いられる。
【０００４】
このレシーバとして、光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電セルと、発電セルの受光面となる上面の縁部から延び出した上側リード電極と、発電セルの下面から上側リード電極とは異なった方向に延び出した下側リード電極と、発電セルの真上位置で発電セルに光学カップリングされ、集光レンズで集光された太陽光を２次集光して発電セルに導くホモジナイザと、リード電極付きの発電セル，ホモジナイザを下側リード電極の側で固定させるベース基板と、上側リード電極及び下側リード電極を外部に突き出させる状態に発電セル，上側及び下側リード電極の発電セルへの接合部，ホモジナイザの下部を包み込んで封止する封止材と、を含んで構成したものが従来公知である。
例えば下記特許文献１にこの種のレシーバの構成例が開示されている。
【０００５】
このレシーバにおいては、発電セルに対して集光した太陽光が照射されるため、発電セル及びその周辺部が高温となる。
そこで発電セルによる変換効率を高く維持するため或いは発電セル及び周辺部の劣化を防止するため、上記のベース基板を金属製の放熱性の高い基板としておくこと、即ちベース基板を放熱基板として構成しておくことが望ましい。
この場合、発電セルやリード電極とベース基板との間に絶縁層を設けることが必要となる。
【０００６】
但しこの絶縁層を断熱性の層としてしまうと（一般に絶縁材は断熱性が高い）、発電セル等からの熱が放熱基板としてのベース基板に伝わらなくなってしまい、放熱できなくなってしまう。
従ってこの絶縁層には同時に良好な伝熱性（熱伝導性）をもたせておくことが必要である。
【０００７】
更にこの絶縁層は、熱膨張による応力を吸収し緩和するため、低弾性率で柔軟性のシートとして構成しておくこと、即ち絶縁層を、熱伝導率が高く、発電セル等からの熱をベース基板に対して良好に伝熱することのできる軟質の伝熱絶縁シートとして構成しておくことが望ましい。
【０００８】
ところで、このような柔軟性の伝熱絶縁シートをベース基板の表面に積層し、発電セルやリード電極とベース基板との間に介在させておくことで以下のような問題の生じることが判明した。
集光型太陽光発電装置では、レシーバを並べて配置し、隣接するレシーバのリード電極同士を内部配線で互いに直列に繋いで全体を１つのパッケージとし、モジュールを構成する。
この内部配線とリード電極との接合は、リード電極の封止材から外部に突き出した部分に対して、内部配線を一般にはんだ付けすることで行う。
【０００９】
ところが発電セルに接合したリード電極、特に下側リード電極は上記の伝熱絶縁シートに近い位置にあり、下側リード電極の封止材からの突出し部分に対して（その上面に対して）内部配線をはんだ付けする際に、その突出し部分が下側の伝熱絶縁シートに接触した状態となり、はんだの熱が高い熱伝導性を有する伝熱絶縁シートを通じて放熱基板としてのベース基板の側に抜けてしまい、はんだ付け作業を良好に行うことができない。
【００１０】
そこで下側リード電極の端部、詳しくは封止材からの突出し部分を持ち上げて伝熱絶縁シートから離間させ、その状態ではんだ付け作業を行うようにすると、はんだの熱が伝熱絶縁シートを伝って下側のベース基板に抜けるのを防止でき、はんだを良好に溶融させることができるが、一方この状態ではんだを溶融させると、溶けたはんだが下側リード電極の上面を流れて幅方向の端部から垂れ下り、これがつらら状の突起となってしまうことがある。
そしてこの突起が、レシーバのハンドリングの際等に意図せず加わった下向きの力で下側の柔軟性を有する軟質の伝熱絶縁シートを突き破ったりしてしまう。
【００１１】
このようにしてつらら状の突起が伝熱絶縁シートを突き破ってしまうと伝熱絶縁シートの耐電圧特性が大きく損なわれてしまう。
レシーバは、完成後に安全性の試験として耐電圧試験を行うが、このとき伝熱絶縁シートを突き破った突起とベース基板とが短絡してしまい、そこでスパークを起してしまう。
またその他の問題として、リード電極の切断加工時に生じたバリによって伝熱絶縁シートが傷付けられてしまい、そのことによって伝熱絶縁シートの耐電圧特性が損なわれる問題も生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３１３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は以上のような事情を背景とし、レシーバ同士を繋ぐ内部配線の、リード電極に対するはんだ付け作業を良好に行うことができるとともに、はんだ付け作業の際に生じた溶けたはんだがつらら状の突起となって伝熱絶縁シートの耐電圧特性を損ない、更にリード電極の加工時に生じたバリが伝熱絶縁シートを傷付け、耐電圧性能を損なう問題を解決することのできる集光型太陽光発電装置のレシーバを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
而して請求項１のものは、(ａ)発電セルと、(ｂ)該発電セルの受光面となる上面の縁部から延び出した上側リード電極と、(ｃ)該発電セルの下面から該上側リード電極とは異なった方向に延び出した下側リード電極と、(ｄ)該発電セルの真上位置で該発電セルに光学カップリングされ、集光レンズで集光された太陽光を２次集光して該発電セルに導くホモジナイザと、(ｅ)前記リード電極付きの該発電セル，該ホモジナイザを前記下側リード電極の側で固定させる放熱基板としての金属製のベース基板と、(ｆ)該ベース基板の表面に積層され、前記発電セル及びリード電極と前記ベース基板との間を絶縁するとともに、該発電セルからの熱を該ベース基板に伝熱する柔軟性の伝熱絶縁シートと、(ｇ)前記上側リード電極及び下側リード電極を外部に突き出させる状態に前記発電セル，該上側及び下側リード電極の該発電セルへの接合部，前記ホモジナイザの下部を包み込んで封止する封止材と、を有する集光型太陽光発電装置のレシーバであって、前記下側リード電極の前記封止材からの突出し部分と前記伝熱絶縁シートとの間に、該突出し部分を該伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２のものは、請求項１において、前記上側リード電極の前記封止材からの突出し部分と前記伝熱絶縁シートとの間に、該突出し部分を該伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記断熱性の電極支持層がゴム弾性を有するシリコーン樹脂の層であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記発電セルの真下位置且つ前記下側リード電極の下面側に、該発電セルの形状を保持する形状保持板が設けてあり、該形状保持板が前記伝熱絶縁シートに接触せしめられていることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１８】
以上のように本発明は、下側リード電極の封止材からの突出し部分と伝熱絶縁シートとの間に、その下側リード電極の突出し部分を伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたものである。
本発明によれば、下側リード電極の封止材からの突出し部分に対して、レシーバ同士を繋ぐための内部配線をはんだ付けする際、下側リード電極の封止材からの突出し部分が断熱性の電極支持層により支持され、伝熱絶縁シートから離間した状態に保たれる。
従ってはんだの熱が伝熱絶縁シートを通じて放熱基板としてのベース基板の側に抜けてしまうのを防止でき、これによりはんだを十分に溶融させ得てはんだ付け作業を良好に行うことができる。
【００１９】
またその際、下側リード電極の封止材からの突出し部分を伝熱絶縁シートから持ち上げた状態ではんだ付け作業する場合のように溶けたはんだが下側リード電極から垂れ下り、つらら状の突起を形成してしまうのを防ぐことができる。
また仮にそのような突起が生じたとしても、下側リード電極の突出し部分は電極支持層により下側から支持され、伝熱絶縁シートから離隔した状態に保持されているため、生じた突起が伝熱絶縁シートを突き破ってしまうといったことは生じず、従ってその突起により伝熱絶縁シートの耐電圧特性が損なわれてしまうのを防ぐことができる。
更に下側リード電極の加工時に生じたバリが伝熱絶縁シートを損傷し、伝熱絶縁シートの耐電圧特性を損なってしまう問題も解決することができる。
【００２０】
請求項２は、上側リード電極の封止材からの突出し部分と伝熱絶縁シートとの間に断熱性の電極支持層を設けたものである。
上側リード電極は、発電セルの上面の端縁部から延び出しているが、この上側リード電極に対して、詳しくは封止材からの外部への突出し部分に対して内部配線をはんだ付けする際においても、下側リード電極に内部配線をはんだ付けする際と同様の問題が生じる可能性を有している。
【００２１】
ここにおいて、上側リード電極の封止材からの突出し部分と伝熱絶縁シートとの間に断熱性の電極支持層を設けておくことで、その上側リード電極の突出し部分に対して内部配線をはんだ付けする際、はんだを十分に溶融させることができ、また溶けたはんだが上側リード電極から垂れ下がってつらら状の突起となり、その突起により伝熱絶縁シートの耐電圧性能が損なわれる問題を解決できる効果が得られる。
更に上側リード電極の加工時に生じたバリによって伝熱絶縁シートが傷付けられ、耐電圧性能が損なわれる問題も併せて解決できる効果が得られる。
【００２２】
本発明において、断熱性の電極支持層は、ゴム弾性を有するシリコーン樹脂の層となしておくことができる（請求項３）。
このようにすることで、電極支持層に耐熱性をもたせることができ、またシリコーン樹脂の有するゴム弾性によって熱応力を良好に吸収することができる。
【００２３】
本発明では、発電セルの真下位置且つ下側リード電極の下面側に、発電セルの形状を保持する形状保持板を設けておき、その形状保持板を伝熱絶縁シートに接触させておくことができる（請求項４）。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態である集光型太陽光発電装置のレシーバの図である。
【図２】同実施形態の要部を拡大して示した図である。
【図３】発電セル，上側及び下側リード電極の図である。
【図４】本発明の他の実施形態の要部を拡大して示した図である。
【図５】実施形態の利点を説明するために比較例を示した比較例図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
尚、以下の図は各部の寸法比を正確に反映したものではなく、一部模式化して表している。
図１において、１０は集光レンズにて集光された太陽光を受ける１つの組付体、即ちユニットとしてのレシーバで、このレシーバ１０は、発電セル１２，その受光面となる上面の端縁部から延び出した上側リード電極（ここでは負リード電極）１４，上側リード電極１４の延び出し方向と直交方向に発電セル１２の裏面から延び出した下側リード電極（ここでは正リード電極）１６，下側リード電極１６の下面側の形状保持板２０，発電セル１２の真上位置で発電セル１２に光学カップリングされたホモジナイザ２２，ホモジナイザ２２の略上端の高さ位置に配置された遮光板２４を有している。
【００２６】
レシーバ１０は、また、放熱基板としてのベース基板２６，その表面に積層された柔軟性の伝熱絶縁シート２８，ベース基板２６のコーナ部から立ち上がる２本の支柱３０を有している。
更にレシーバ１０は、発電セル１２，上側リード電極１４及び下側リード電極１６の発電セル１２への接合部，形状保持板２０，ホモジナイザ２２の下部を包み込んで封止する封止材３２を有している。
【００２７】
ベース基板２６は、上側リード電極１４及び下側リード電極１６付きの発電セル１２，形状保持板２０，ホモジナイザ２２等を固定し下側から支持する働きと、集光した太陽光が照射される発電セル１２及びその周辺部からの熱を放熱して逃がし、発電セル１２及び周辺部の過度の温度上昇を防ぐ働きを有するもので、ここではかかるベース基板２６として厚みが４ｍｍのアルミニウム合金板が用いられている。
【００２８】
このベース基板２６は平面形状が正方形状のもので、対角のコーナ部から上記の２本の支柱３０が立ち上がっている。
尚これら２本の支柱３０は、ベース基板２６の裏面（下面）からベース基板２６を貫通して支柱３０にねじ込まれたねじ部材によって、ベース基板２６にねじ固定されている。
【００２９】
ベース基板２６の表面に積層された伝熱絶縁シート２８は、発電セル１２，上側及び下側リード電極１４及び１６，形状保持板２０等とベース基板２６との間を電気的に絶縁する働きと、発電セル１２及び周辺部からの熱をベース基板２６に伝熱し、放熱させる働きとを有する。
【００３０】
この伝熱絶縁シート２８は耐熱性，電気絶縁性，高い熱伝導性を有する各種材料を用いることが可能であるが、ここでは樹脂材、特に放熱シリコーン樹脂シートが用いられている。
伝熱絶縁シート２８は熱膨張，収縮に伴う熱応力を吸収し緩和する点で柔軟性を有するものであることが望ましく、そこでここではかかる伝熱絶縁シート２８として、常温でゴム弾性を有する放熱性のシリコーン樹脂シート（シリコーンゴムシートと称される場合もある）が用いられている。
【００３１】
このシリコーン樹脂シートは、シリコーン樹脂ポリマーを母材マトリックスとしてそこにアルミナ，窒化ホウ素，酸化亜鉛，窒化アルミニウム等の熱伝導性フィラーを配合したもので、母材マトリックスによる電気絶縁性と、熱伝導性フィラーに基づく高い熱伝導性を両立させている。
【００３２】
本実施形態において、この伝熱絶縁シート２８は熱伝導率が２.４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導率を有するもので、ベース基板２６の表面のほぼ全面に亘って積層されている。
尚、伝熱絶縁シート２８は厚みが０．５ｍｍ程度の薄肉のものである。
【００３３】
上記発電セル１２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するもので、図３（Ａ）に示しているようにここでは平面形状が７ｍｍ角の正方形状をなしている。
受光面となる上面は大部分が開放されており、その上面の縁部に一対のバスバー電極３４が形成されている。
また裏面全面に亘って、バスバー電極３４と対をなす電極３６が形成されている。
尚、上面には細線から成る多数のフィンガ電極３８が互いに平行に延びており、それらフィンガ電極３８にバスバー電極３４が導通されている。
尚発電セル１２は、ここではその厚みが０．１７ｍｍ程度の薄いものである。
【００３４】
発電セル１２には、その裏面の電極３６に対して１本の帯板状のリボン電極（材質は銅）がはんだ付けにて接合されて、上記の下側リード電極１６を形成している。
この下側リード電極１６は、図３（Ｂ）に示しているように長手方向の両端側が発電セル１２から互いに反対側に延び出している。
【００３５】
一方上面のバスバー電極３４のそれぞれに、同じく帯板状のリボン電極（材質は銅）が互いに逆向きに延び出す形ではんだ付けにて接合され、上記の上側リード電極１４を形成している。
図３（Ｂ）に示しているように、これら上側リード電極１４と下側リード電極１６とは互いに直交する方向に延びている。
即ち、平面視において下側リード電極１６と上側リード電極１４とは十字状をなしている。
【００３６】
下側リード電極１６の下面側に配置された上記の形状保持板２０は、厚みの薄い発電セル１２を補強し、形状保持する働きを有するもので、ここでは銅にて形成されており、下側リード電極１６の下面に対してはんだ付けにて接合されている。
この形状保持板２０は発電セル１２とほぼ同じ平面形状をなしており、その厚みはこの例では０.３ｍｍである。
発電セル１２は、下側リード電極１６及びこの形状保持板２０を介して上記の伝熱絶縁シート２８に当接せしめられている。
【００３７】
ホモジナイザ２２は、集光レンズにて１次集光された太陽光を上面で受けて、これを２次集光し発電セル１２に導くもので、横断面が正方形状の４角錐形状をなしている。
ホモジナイザ２２は透明なガラス製で、上面で受けた光を４周内側面で全反射させつつ発電セル１２に向けて下向きに透過させ、その過程で波長の異なる光を混合し、エネルギー的に均等化して発電セル１２に対し下端から放射する。
この実施形態において、ホモジナイザ２２は高さが４０ｍｍほどのものであり、その下面と発電セル１２との間に微小な間隙を形成する状態で配置されている。
【００３８】
ホモジナイザ２２の略上端の高さ位置に配置された上記の遮光板２４は、中心部に貫通の光通過穴３７を有し、集光レンズにて集光された太陽光、即ち発電に有効利用できる太陽光だけを光通過穴３７を通して通過させる一方、発電に利用できない光を遮光する働きを有するもので、平面形状が概略４角環状をなしており、対角の一対のコーナ部から延びたアーム部において支柱３０に固定され、支柱３０にて支持されている。
【００３９】
この遮光板２４は、ホモジナイザ２２の上端部を固定し保持する働きも併せ有するもので、ホモジナイザ２２の上端の４つのコーナ部を下向きに押し付けるとともに、光通過穴３７の縁部に沿って下向きに折り曲げた爪３９を、ホモジナイザ２２の外面に当て、ホモジナイザ２２を軸線方向及びこれと直角方向に拘束している。
尚この遮光板２４端部のアーム部の支柱３０への固定は、支柱３０から同アーム部を上向きに貫通して突き抜けた雄ねじ部４０に対してナット４２を締め込むことで行われている。
【００４０】
発電セル１２，上側及び下側の各リード電極１４，１６の発電セル１２との接合側の一部，形状保持板２０，ホモジナイザ２２の下部を包み込んで封止する上記の封止材３２は、その封止によって、発電セル１２や形状保持板２０及びそれらに対する上側リード電極１４，下側リード電極１６の接合部，ホモジナイザ２２と発電セル１２との光学カップリング部分を密閉状態として保護し、水分や異物の侵入による発電セル１２の劣化や各接合部の剥離を防止する働きを有する。
【００４１】
この実施形態において、封止材３２はその全体が樹脂にて形成されている。
封止材３２は、ここではダム部４４と、ダム部４４にて囲まれた空間内部に充填された封止本体部４６と、封止本体部４６の上面を被覆する上被覆部４８とに分かれている。
ダム部４４は、発電セル１２，形状保持板２０，ホモジナイザ２２の下部の四周を取り囲むように伝熱絶縁シート２８上に設けられており、全体が遮光性の樹脂にて形成されている。具体的には白色のフィラーを充填することで遮光性とされた白色の樹脂にて形成されている。
【００４２】
ダム部４４は、流動状態で形状保持できる程度の比較的粘度の高い樹脂から成り、これをその流動状態で伝熱絶縁シート２８上に盛り、その後これを硬化させることで形成されている。
一方、封止本体部４６は透明な樹脂にて形成されている。
この封止本体部４６は、ダム部４４にて囲まれた空間に樹脂を流動状態で充填し、その後これを硬化させることで形成されている。
【００４３】
この透明な樹脂から成る封止本体部４６は、発電セル１２，形状保持板２０及びそれらと上側リード電極１４，下側リード電極１６との接合部、更にホモジナイザ２２の下部を実質的に封止する部分である。
この透明な封止本体部４６は、ホモジナイザ２２の下面と発電セル１２との間の微小な隙間を埋め、ホモジナイザ２２の下面と発電セル１２とを接着している。即ち封止本体部４６の透明な樹脂にて、発電セル１２とホモジナイザ２２とが光学カップリングされている。
【００４４】
ホモジナイザ２２にて２次集光された光は、発電セル１２とホモジナイザ２２との間の透明な樹脂を通過して発電セル１２に照射される。
尚この封止本体部４６を形成する樹脂は、流動状態でダム部４４を形成する樹脂よりも粘度の低いものが用いられている。
【００４５】
一方、上被覆部４８はダム部４４と同じく遮光性の樹脂にて形成されている。具体的には白色のフィラーを配合することで遮光性とされた白色の樹脂にて形成されている。
即ちこれら上被覆部４８とダム部４４とで、透明な樹脂から成る封止本体部４６を上面と側面とから被覆し遮光している。
これにより透明な樹脂から成る封止本体部４６に光が到達するのを防ぎ、封止本体部４６が光により劣化するのを防止している。
【００４６】
尚上被覆部４８は、ホモジナイザ２２の内部においてその側面で全反射できずにホモジナイザ２２を突き抜けた光を遮光及び反射させ、漏洩した光が透明な封止本体部４６に侵入するのを防ぐ役割も果たしている。
【００４７】
尚本実施形態では、ダム部４４，封止本体部４６，上被覆部４８として、何れも常温でゴム弾性を有するＲＴＶシリコーン樹脂（ＲＴＶシリコーンゴムと称されることもある）が用いられている。
より具体的には、ダム部４４及び封止本体部４６として２液型ＲＴＶシリコーン樹脂が、また上被腹部４８として１液型ＲＴＶシリコーン樹脂が用いられている。
【００４８】
これら樹脂から成る封止部３２は、先ずダム部４４を形成する流動状態のシリコーン樹脂を伝熱絶縁シート２８上に盛り、その後に内側の空間に同じく流動状態の封止本体部４６を形成するシリコーン樹脂を注入して充填し、その後これらを加熱処理し硬化させることで、ダム部４４及び封止本体部４６を形成している（ＲＴＶとは本来室温で加硫（硬化）するとの意味であるが、このＲＴＶには加熱硬化タイプも含まれており、ここでは後者のものを用いている）。
尚上被覆部４８は、その後に上被覆部４８用のシリコーン樹脂を流動状態で封止本体部４６を被覆する状態に施し、その後これを硬化反応させることで形成している。
【００４９】
上記封止材３２は、上側リード電極１４及び下側リード電極１６を外部に突き出させる状態に、詳しくはダム部４４を貫通して外部に突き出させる状態に発電セル１２等の周りを封止している。
この状態で、下側リード電極１６の封止材３２からの突出し部分１６Ａに、レシーバ１０と１０とを直列に電気接続するための図５（Ａ）に示す内部配線５０をはんだ付け作業すると、突出し部分１６Ａが熱伝導率の高い伝熱絶縁シート２８に接触することで、はんだの熱がその伝熱絶縁シート２８による熱伝導によってベース基板２６側に抜けてしまい、はんだが上手く溶融しない。そのためにはんだ付け作業を上手く行うことができない。
【００５０】
この場合、図５（Ｂ）に示しているように下側リード電極１６の突出し部分１６Ａを上側に持ち上げて伝熱絶縁シート２８から離し、その状態ではんだ付け作業すると、この場合にははんだが十分に溶融することができるが、持ち上げた突出し部分１６Ａが伝熱絶縁シート２８から浮き上り不規則に傾いたりするために、溶融したはんだが突出し部分１６Ａの上面を幅方向に流れ、更に幅方向の端部から下向きに垂れ下がって、つらら状の突起Ｋを形成してしまい易い。
【００５１】
このようにして突起Ｋが生じると、その後においてレシーバ１０をハンドリングする際等に、突出し部分１６Ａに下向きの力が意図せず加わったりすると、つらら状に垂れ下がったはんだの突起Ｋが柔軟性を有する伝熱絶縁シート２８を、図５（Ｃ）に示しているように突き破ってしまう。
そうすると、その突起Ｋとアルミ合金製の放熱性のベース基板２６とが短絡状態となり、伝熱絶縁シート２８の絶縁性が損なわれてしまう。
従ってこの状態で安全試験としての耐電圧試験を行うと、はんだの突起Ｋとベース基板２６との間でスパークが生じてしまう。
【００５２】
そこでこの実施形態では、図２に示しているように下側リード電極１６の突出し部分１６Ａと伝熱絶縁シート２８との間に、突出し部分１６Ａを伝熱絶縁シート２８から離間した状態に保つ、断熱性の電極支持層５４を設けている。
ここで電極支持層５４は、当然ながら伝熱絶縁シート２８よりも熱伝導率が低いことが必要であるが、断熱性を良好に発揮する上で、その熱伝導率を０.４Ｗ／ｍ・Ｋ以下としておくことが望ましい。
【００５３】
尚ここでは下側リード電極１６の突出し部分１６Ａ全体に亘って電極支持層５４が設けてあるが（但し突出し部分１６Ａが存在していない部分においては電極支持層５４は設けられていない）、場合によってこの電極支持層５４は、封止材３２からの突出し方向において、或いはこれと直角方向の平面視幅方向において、部分的に突出し部分１６Ａと伝熱絶縁シート２８との間に設けておくこともできる。
特に内部配線５０がはんだ付けされる部分及びその熱影響が及ぶ部分、即ちはんだ付けの際の熱を受ける部分にだけ部分的に設けておくことができる。
【００５４】
本実施形態では、実際にはこの電極支持層５４として樹脂が用いられている。より具体的には、図１（Ｂ）に示したダム部４４を形成しているのと同じ２液型のＲＴＶシリコーン樹脂が用いられている。
上記伝熱絶縁シート２８を構成している放熱シリコーン樹脂シートは、熱伝導性フィラーを配合することで高熱伝導率とされているが、電極支持層５４を形成しているシリコーン樹脂にはそのような熱伝導性フィラーは配合されておらず、従って電極支持層５４はシリコーン樹脂ポリマーによる高い断熱性を有している。
この電極支持層５４は、断熱性と併せて絶縁性も有している。
尚これとは異なったシリコーン樹脂或いはシリコーン樹脂以外の他の樹脂材にて電極支持層５４を構成することも可能である。
【００５５】
以上のように本実施形態によれば、下側リード電極１６の封止材３２からの突出し部分１６Ａに対してレシーバ１０同士を繋ぐための内部配線５０をはんだ付けする際、突出し部分１６Ａが断熱性の電極支持層５４により支持され、伝熱絶縁シート２８から離間した状態に保たれるため、はんだの熱が伝熱絶縁シート２８を通じて放熱基板としてのベース基板２６の側に抜けてしまうのを防止でき、これによりはんだを十分に溶融させ得てはんだ付け作業を良好に行うことができる。
【００５６】
またその際、下側リード電極１６の突出し部分１６Ａを伝熱絶縁シート２８から持ち上げた状態ではんだ付け作業する場合のように、突出し部分１６Ａが不規則に傾いたりするなどして溶けたはんだが下側リード電極１６から垂れ下り、つらら状の突起Ｋを形成してしまうのを防止することができる。
また仮にそのような突起Ｋが生じたとしても、下側リード電極の突出し部分１６Ａは電極支持層５４により支持され、伝熱絶縁シート２８から離隔状態に保持されているため、生じた突起Ｋが伝熱絶縁シート２８を突き破って、その耐電圧特性を損なってしまうのを防ぐことができる。
更に下側リード電極１６の加工時に生じたバリが伝熱絶縁シート２８を損傷し、伝熱絶縁シート２８の耐電圧特性を損なってしまう問題も解決することができる。
【００５７】
また本実施形態において、断熱性の電極支持層５４はゴム弾性を有するシリコーン樹脂から成っているため、かかる電極支持層５４に耐熱性をもたせることができ、またシリコーン樹脂の有するゴム弾性によって熱応力を良好に吸収することができる。
【００５８】
以上は下側リード電極１６の突出し部分１６Ａと伝熱絶縁シート２８との間にのみ電極支持層５４を設ける場合の例であるが、本発明では、図４に示しているように上側リード電極１４の突出し部分１４Ａと伝熱絶縁シート２８との間においても同様の電極支持層５４を設け、上側リード電極１４の突出し部分１４Ａを伝熱絶縁シート２８から離間した状態に保つようになしておくこともできる。
【００５９】
このように上側リード電極１４の突出し部分１４Ａと伝熱絶縁シート２８との間に断熱性の電極支持層３４を設けておくことで、突出し部分１４Ａに対して内部配線５０をはんだ付けする際、はんだを十分に溶融させることができ、また溶けたはんだが上側リード電極１４から垂れ下がってつらら状の突起となり、その突起により伝熱絶縁シート２８の耐電圧性能が損なわれるのを防止することができる。
また上側リード電極１４の加工時に生じたバリによって伝熱絶縁シート２８が傷付けられ、耐電圧性能が損なわれることも防止できる。
【００６０】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ レシーバ
１２ 発電セル
１４ 上側リード電極
１６ 下側リード電極
２０ 形状保持板
２２ ホモジナイザ
２６ ベース基板
２８ 伝熱絶縁シート
３２ 封止材
５４ 電極支持層
【技術分野】
【０００１】
この発明は太陽光を集光する集光レンズからの光を受けるレシーバ、詳しくはリード電極付きの発電セルをホモジナイザ等とともに放熱性のベース基板に固定し、１つのユニットとなしたレシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電装置として、平面的に配列した発電セルで直接太陽光を受けて発電する平板型太陽光発電装置と、集光レンズで集光した太陽光をホモジナイザで２次集光して発電セルに導き、発電する集光型太陽光発電装置とが知られている。
【０００３】
この集光型太陽光発電装置では、組立てや取扱いを容易にする等の目的で、一対のリード電極付きの発電セルをホモジナイザ等とともに放熱性のベース基板に固定し、１つのユニットとなしたレシーバが用いられる。
【０００４】
このレシーバとして、光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電セルと、発電セルの受光面となる上面の縁部から延び出した上側リード電極と、発電セルの下面から上側リード電極とは異なった方向に延び出した下側リード電極と、発電セルの真上位置で発電セルに光学カップリングされ、集光レンズで集光された太陽光を２次集光して発電セルに導くホモジナイザと、リード電極付きの発電セル，ホモジナイザを下側リード電極の側で固定させるベース基板と、上側リード電極及び下側リード電極を外部に突き出させる状態に発電セル，上側及び下側リード電極の発電セルへの接合部，ホモジナイザの下部を包み込んで封止する封止材と、を含んで構成したものが従来公知である。
例えば下記特許文献１にこの種のレシーバの構成例が開示されている。
【０００５】
このレシーバにおいては、発電セルに対して集光した太陽光が照射されるため、発電セル及びその周辺部が高温となる。
そこで発電セルによる変換効率を高く維持するため或いは発電セル及び周辺部の劣化を防止するため、上記のベース基板を金属製の放熱性の高い基板としておくこと、即ちベース基板を放熱基板として構成しておくことが望ましい。
この場合、発電セルやリード電極とベース基板との間に絶縁層を設けることが必要となる。
【０００６】
但しこの絶縁層を断熱性の層としてしまうと（一般に絶縁材は断熱性が高い）、発電セル等からの熱が放熱基板としてのベース基板に伝わらなくなってしまい、放熱できなくなってしまう。
従ってこの絶縁層には同時に良好な伝熱性（熱伝導性）をもたせておくことが必要である。
【０００７】
更にこの絶縁層は、熱膨張による応力を吸収し緩和するため、低弾性率で柔軟性のシートとして構成しておくこと、即ち絶縁層を、熱伝導率が高く、発電セル等からの熱をベース基板に対して良好に伝熱することのできる軟質の伝熱絶縁シートとして構成しておくことが望ましい。
【０００８】
ところで、このような柔軟性の伝熱絶縁シートをベース基板の表面に積層し、発電セルやリード電極とベース基板との間に介在させておくことで以下のような問題の生じることが判明した。
集光型太陽光発電装置では、レシーバを並べて配置し、隣接するレシーバのリード電極同士を内部配線で互いに直列に繋いで全体を１つのパッケージとし、モジュールを構成する。
この内部配線とリード電極との接合は、リード電極の封止材から外部に突き出した部分に対して、内部配線を一般にはんだ付けすることで行う。
【０００９】
ところが発電セルに接合したリード電極、特に下側リード電極は上記の伝熱絶縁シートに近い位置にあり、下側リード電極の封止材からの突出し部分に対して（その上面に対して）内部配線をはんだ付けする際に、その突出し部分が下側の伝熱絶縁シートに接触した状態となり、はんだの熱が高い熱伝導性を有する伝熱絶縁シートを通じて放熱基板としてのベース基板の側に抜けてしまい、はんだ付け作業を良好に行うことができない。
【００１０】
そこで下側リード電極の端部、詳しくは封止材からの突出し部分を持ち上げて伝熱絶縁シートから離間させ、その状態ではんだ付け作業を行うようにすると、はんだの熱が伝熱絶縁シートを伝って下側のベース基板に抜けるのを防止でき、はんだを良好に溶融させることができるが、一方この状態ではんだを溶融させると、溶けたはんだが下側リード電極の上面を流れて幅方向の端部から垂れ下り、これがつらら状の突起となってしまうことがある。
そしてこの突起が、レシーバのハンドリングの際等に意図せず加わった下向きの力で下側の柔軟性を有する軟質の伝熱絶縁シートを突き破ったりしてしまう。
【００１１】
このようにしてつらら状の突起が伝熱絶縁シートを突き破ってしまうと伝熱絶縁シートの耐電圧特性が大きく損なわれてしまう。
レシーバは、完成後に安全性の試験として耐電圧試験を行うが、このとき伝熱絶縁シートを突き破った突起とベース基板とが短絡してしまい、そこでスパークを起してしまう。
またその他の問題として、リード電極の切断加工時に生じたバリによって伝熱絶縁シートが傷付けられてしまい、そのことによって伝熱絶縁シートの耐電圧特性が損なわれる問題も生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３１３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は以上のような事情を背景とし、レシーバ同士を繋ぐ内部配線の、リード電極に対するはんだ付け作業を良好に行うことができるとともに、はんだ付け作業の際に生じた溶けたはんだがつらら状の突起となって伝熱絶縁シートの耐電圧特性を損ない、更にリード電極の加工時に生じたバリが伝熱絶縁シートを傷付け、耐電圧性能を損なう問題を解決することのできる集光型太陽光発電装置のレシーバを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
而して請求項１のものは、(ａ)発電セルと、(ｂ)該発電セルの受光面となる上面の縁部から延び出した上側リード電極と、(ｃ)該発電セルの下面から該上側リード電極とは異なった方向に延び出した下側リード電極と、(ｄ)該発電セルの真上位置で該発電セルに光学カップリングされ、集光レンズで集光された太陽光を２次集光して該発電セルに導くホモジナイザと、(ｅ)前記リード電極付きの該発電セル，該ホモジナイザを前記下側リード電極の側で固定させる放熱基板としての金属製のベース基板と、(ｆ)該ベース基板の表面に積層され、前記発電セル及びリード電極と前記ベース基板との間を絶縁するとともに、該発電セルからの熱を該ベース基板に伝熱する柔軟性の伝熱絶縁シートと、(ｇ)前記上側リード電極及び下側リード電極を外部に突き出させる状態に前記発電セル，該上側及び下側リード電極の該発電セルへの接合部，前記ホモジナイザの下部を包み込んで封止する封止材と、を有する集光型太陽光発電装置のレシーバであって、前記下側リード電極の前記封止材からの突出し部分と前記伝熱絶縁シートとの間に、該突出し部分を該伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２のものは、請求項１において、前記上側リード電極の前記封止材からの突出し部分と前記伝熱絶縁シートとの間に、該突出し部分を該伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記断熱性の電極支持層がゴム弾性を有するシリコーン樹脂の層であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記発電セルの真下位置且つ前記下側リード電極の下面側に、該発電セルの形状を保持する形状保持板が設けてあり、該形状保持板が前記伝熱絶縁シートに接触せしめられていることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１８】
以上のように本発明は、下側リード電極の封止材からの突出し部分と伝熱絶縁シートとの間に、その下側リード電極の突出し部分を伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたものである。
本発明によれば、下側リード電極の封止材からの突出し部分に対して、レシーバ同士を繋ぐための内部配線をはんだ付けする際、下側リード電極の封止材からの突出し部分が断熱性の電極支持層により支持され、伝熱絶縁シートから離間した状態に保たれる。
従ってはんだの熱が伝熱絶縁シートを通じて放熱基板としてのベース基板の側に抜けてしまうのを防止でき、これによりはんだを十分に溶融させ得てはんだ付け作業を良好に行うことができる。
【００１９】
またその際、下側リード電極の封止材からの突出し部分を伝熱絶縁シートから持ち上げた状態ではんだ付け作業する場合のように溶けたはんだが下側リード電極から垂れ下り、つらら状の突起を形成してしまうのを防ぐことができる。
また仮にそのような突起が生じたとしても、下側リード電極の突出し部分は電極支持層により下側から支持され、伝熱絶縁シートから離隔した状態に保持されているため、生じた突起が伝熱絶縁シートを突き破ってしまうといったことは生じず、従ってその突起により伝熱絶縁シートの耐電圧特性が損なわれてしまうのを防ぐことができる。
更に下側リード電極の加工時に生じたバリが伝熱絶縁シートを損傷し、伝熱絶縁シートの耐電圧特性を損なってしまう問題も解決することができる。
【００２０】
請求項２は、上側リード電極の封止材からの突出し部分と伝熱絶縁シートとの間に断熱性の電極支持層を設けたものである。
上側リード電極は、発電セルの上面の端縁部から延び出しているが、この上側リード電極に対して、詳しくは封止材からの外部への突出し部分に対して内部配線をはんだ付けする際においても、下側リード電極に内部配線をはんだ付けする際と同様の問題が生じる可能性を有している。
【００２１】
ここにおいて、上側リード電極の封止材からの突出し部分と伝熱絶縁シートとの間に断熱性の電極支持層を設けておくことで、その上側リード電極の突出し部分に対して内部配線をはんだ付けする際、はんだを十分に溶融させることができ、また溶けたはんだが上側リード電極から垂れ下がってつらら状の突起となり、その突起により伝熱絶縁シートの耐電圧性能が損なわれる問題を解決できる効果が得られる。
更に上側リード電極の加工時に生じたバリによって伝熱絶縁シートが傷付けられ、耐電圧性能が損なわれる問題も併せて解決できる効果が得られる。
【００２２】
本発明において、断熱性の電極支持層は、ゴム弾性を有するシリコーン樹脂の層となしておくことができる（請求項３）。
このようにすることで、電極支持層に耐熱性をもたせることができ、またシリコーン樹脂の有するゴム弾性によって熱応力を良好に吸収することができる。
【００２３】
本発明では、発電セルの真下位置且つ下側リード電極の下面側に、発電セルの形状を保持する形状保持板を設けておき、その形状保持板を伝熱絶縁シートに接触させておくことができる（請求項４）。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態である集光型太陽光発電装置のレシーバの図である。
【図２】同実施形態の要部を拡大して示した図である。
【図３】発電セル，上側及び下側リード電極の図である。
【図４】本発明の他の実施形態の要部を拡大して示した図である。
【図５】実施形態の利点を説明するために比較例を示した比較例図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
尚、以下の図は各部の寸法比を正確に反映したものではなく、一部模式化して表している。
図１において、１０は集光レンズにて集光された太陽光を受ける１つの組付体、即ちユニットとしてのレシーバで、このレシーバ１０は、発電セル１２，その受光面となる上面の端縁部から延び出した上側リード電極（ここでは負リード電極）１４，上側リード電極１４の延び出し方向と直交方向に発電セル１２の裏面から延び出した下側リード電極（ここでは正リード電極）１６，下側リード電極１６の下面側の形状保持板２０，発電セル１２の真上位置で発電セル１２に光学カップリングされたホモジナイザ２２，ホモジナイザ２２の略上端の高さ位置に配置された遮光板２４を有している。
【００２６】
レシーバ１０は、また、放熱基板としてのベース基板２６，その表面に積層された柔軟性の伝熱絶縁シート２８，ベース基板２６のコーナ部から立ち上がる２本の支柱３０を有している。
更にレシーバ１０は、発電セル１２，上側リード電極１４及び下側リード電極１６の発電セル１２への接合部，形状保持板２０，ホモジナイザ２２の下部を包み込んで封止する封止材３２を有している。
【００２７】
ベース基板２６は、上側リード電極１４及び下側リード電極１６付きの発電セル１２，形状保持板２０，ホモジナイザ２２等を固定し下側から支持する働きと、集光した太陽光が照射される発電セル１２及びその周辺部からの熱を放熱して逃がし、発電セル１２及び周辺部の過度の温度上昇を防ぐ働きを有するもので、ここではかかるベース基板２６として厚みが４ｍｍのアルミニウム合金板が用いられている。
【００２８】
このベース基板２６は平面形状が正方形状のもので、対角のコーナ部から上記の２本の支柱３０が立ち上がっている。
尚これら２本の支柱３０は、ベース基板２６の裏面（下面）からベース基板２６を貫通して支柱３０にねじ込まれたねじ部材によって、ベース基板２６にねじ固定されている。
【００２９】
ベース基板２６の表面に積層された伝熱絶縁シート２８は、発電セル１２，上側及び下側リード電極１４及び１６，形状保持板２０等とベース基板２６との間を電気的に絶縁する働きと、発電セル１２及び周辺部からの熱をベース基板２６に伝熱し、放熱させる働きとを有する。
【００３０】
この伝熱絶縁シート２８は耐熱性，電気絶縁性，高い熱伝導性を有する各種材料を用いることが可能であるが、ここでは樹脂材、特に放熱シリコーン樹脂シートが用いられている。
伝熱絶縁シート２８は熱膨張，収縮に伴う熱応力を吸収し緩和する点で柔軟性を有するものであることが望ましく、そこでここではかかる伝熱絶縁シート２８として、常温でゴム弾性を有する放熱性のシリコーン樹脂シート（シリコーンゴムシートと称される場合もある）が用いられている。
【００３１】
このシリコーン樹脂シートは、シリコーン樹脂ポリマーを母材マトリックスとしてそこにアルミナ，窒化ホウ素，酸化亜鉛，窒化アルミニウム等の熱伝導性フィラーを配合したもので、母材マトリックスによる電気絶縁性と、熱伝導性フィラーに基づく高い熱伝導性を両立させている。
【００３２】
本実施形態において、この伝熱絶縁シート２８は熱伝導率が２.４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導率を有するもので、ベース基板２６の表面のほぼ全面に亘って積層されている。
尚、伝熱絶縁シート２８は厚みが０．５ｍｍ程度の薄肉のものである。
【００３３】
上記発電セル１２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するもので、図３（Ａ）に示しているようにここでは平面形状が７ｍｍ角の正方形状をなしている。
受光面となる上面は大部分が開放されており、その上面の縁部に一対のバスバー電極３４が形成されている。
また裏面全面に亘って、バスバー電極３４と対をなす電極３６が形成されている。
尚、上面には細線から成る多数のフィンガ電極３８が互いに平行に延びており、それらフィンガ電極３８にバスバー電極３４が導通されている。
尚発電セル１２は、ここではその厚みが０．１７ｍｍ程度の薄いものである。
【００３４】
発電セル１２には、その裏面の電極３６に対して１本の帯板状のリボン電極（材質は銅）がはんだ付けにて接合されて、上記の下側リード電極１６を形成している。
この下側リード電極１６は、図３（Ｂ）に示しているように長手方向の両端側が発電セル１２から互いに反対側に延び出している。
【００３５】
一方上面のバスバー電極３４のそれぞれに、同じく帯板状のリボン電極（材質は銅）が互いに逆向きに延び出す形ではんだ付けにて接合され、上記の上側リード電極１４を形成している。
図３（Ｂ）に示しているように、これら上側リード電極１４と下側リード電極１６とは互いに直交する方向に延びている。
即ち、平面視において下側リード電極１６と上側リード電極１４とは十字状をなしている。
【００３６】
下側リード電極１６の下面側に配置された上記の形状保持板２０は、厚みの薄い発電セル１２を補強し、形状保持する働きを有するもので、ここでは銅にて形成されており、下側リード電極１６の下面に対してはんだ付けにて接合されている。
この形状保持板２０は発電セル１２とほぼ同じ平面形状をなしており、その厚みはこの例では０.３ｍｍである。
発電セル１２は、下側リード電極１６及びこの形状保持板２０を介して上記の伝熱絶縁シート２８に当接せしめられている。
【００３７】
ホモジナイザ２２は、集光レンズにて１次集光された太陽光を上面で受けて、これを２次集光し発電セル１２に導くもので、横断面が正方形状の４角錐形状をなしている。
ホモジナイザ２２は透明なガラス製で、上面で受けた光を４周内側面で全反射させつつ発電セル１２に向けて下向きに透過させ、その過程で波長の異なる光を混合し、エネルギー的に均等化して発電セル１２に対し下端から放射する。
この実施形態において、ホモジナイザ２２は高さが４０ｍｍほどのものであり、その下面と発電セル１２との間に微小な間隙を形成する状態で配置されている。
【００３８】
ホモジナイザ２２の略上端の高さ位置に配置された上記の遮光板２４は、中心部に貫通の光通過穴３７を有し、集光レンズにて集光された太陽光、即ち発電に有効利用できる太陽光だけを光通過穴３７を通して通過させる一方、発電に利用できない光を遮光する働きを有するもので、平面形状が概略４角環状をなしており、対角の一対のコーナ部から延びたアーム部において支柱３０に固定され、支柱３０にて支持されている。
【００３９】
この遮光板２４は、ホモジナイザ２２の上端部を固定し保持する働きも併せ有するもので、ホモジナイザ２２の上端の４つのコーナ部を下向きに押し付けるとともに、光通過穴３７の縁部に沿って下向きに折り曲げた爪３９を、ホモジナイザ２２の外面に当て、ホモジナイザ２２を軸線方向及びこれと直角方向に拘束している。
尚この遮光板２４端部のアーム部の支柱３０への固定は、支柱３０から同アーム部を上向きに貫通して突き抜けた雄ねじ部４０に対してナット４２を締め込むことで行われている。
【００４０】
発電セル１２，上側及び下側の各リード電極１４，１６の発電セル１２との接合側の一部，形状保持板２０，ホモジナイザ２２の下部を包み込んで封止する上記の封止材３２は、その封止によって、発電セル１２や形状保持板２０及びそれらに対する上側リード電極１４，下側リード電極１６の接合部，ホモジナイザ２２と発電セル１２との光学カップリング部分を密閉状態として保護し、水分や異物の侵入による発電セル１２の劣化や各接合部の剥離を防止する働きを有する。
【００４１】
この実施形態において、封止材３２はその全体が樹脂にて形成されている。
封止材３２は、ここではダム部４４と、ダム部４４にて囲まれた空間内部に充填された封止本体部４６と、封止本体部４６の上面を被覆する上被覆部４８とに分かれている。
ダム部４４は、発電セル１２，形状保持板２０，ホモジナイザ２２の下部の四周を取り囲むように伝熱絶縁シート２８上に設けられており、全体が遮光性の樹脂にて形成されている。具体的には白色のフィラーを充填することで遮光性とされた白色の樹脂にて形成されている。
【００４２】
ダム部４４は、流動状態で形状保持できる程度の比較的粘度の高い樹脂から成り、これをその流動状態で伝熱絶縁シート２８上に盛り、その後これを硬化させることで形成されている。
一方、封止本体部４６は透明な樹脂にて形成されている。
この封止本体部４６は、ダム部４４にて囲まれた空間に樹脂を流動状態で充填し、その後これを硬化させることで形成されている。
【００４３】
この透明な樹脂から成る封止本体部４６は、発電セル１２，形状保持板２０及びそれらと上側リード電極１４，下側リード電極１６との接合部、更にホモジナイザ２２の下部を実質的に封止する部分である。
この透明な封止本体部４６は、ホモジナイザ２２の下面と発電セル１２との間の微小な隙間を埋め、ホモジナイザ２２の下面と発電セル１２とを接着している。即ち封止本体部４６の透明な樹脂にて、発電セル１２とホモジナイザ２２とが光学カップリングされている。
【００４４】
ホモジナイザ２２にて２次集光された光は、発電セル１２とホモジナイザ２２との間の透明な樹脂を通過して発電セル１２に照射される。
尚この封止本体部４６を形成する樹脂は、流動状態でダム部４４を形成する樹脂よりも粘度の低いものが用いられている。
【００４５】
一方、上被覆部４８はダム部４４と同じく遮光性の樹脂にて形成されている。具体的には白色のフィラーを配合することで遮光性とされた白色の樹脂にて形成されている。
即ちこれら上被覆部４８とダム部４４とで、透明な樹脂から成る封止本体部４６を上面と側面とから被覆し遮光している。
これにより透明な樹脂から成る封止本体部４６に光が到達するのを防ぎ、封止本体部４６が光により劣化するのを防止している。
【００４６】
尚上被覆部４８は、ホモジナイザ２２の内部においてその側面で全反射できずにホモジナイザ２２を突き抜けた光を遮光及び反射させ、漏洩した光が透明な封止本体部４６に侵入するのを防ぐ役割も果たしている。
【００４７】
尚本実施形態では、ダム部４４，封止本体部４６，上被覆部４８として、何れも常温でゴム弾性を有するＲＴＶシリコーン樹脂（ＲＴＶシリコーンゴムと称されることもある）が用いられている。
より具体的には、ダム部４４及び封止本体部４６として２液型ＲＴＶシリコーン樹脂が、また上被腹部４８として１液型ＲＴＶシリコーン樹脂が用いられている。
【００４８】
これら樹脂から成る封止部３２は、先ずダム部４４を形成する流動状態のシリコーン樹脂を伝熱絶縁シート２８上に盛り、その後に内側の空間に同じく流動状態の封止本体部４６を形成するシリコーン樹脂を注入して充填し、その後これらを加熱処理し硬化させることで、ダム部４４及び封止本体部４６を形成している（ＲＴＶとは本来室温で加硫（硬化）するとの意味であるが、このＲＴＶには加熱硬化タイプも含まれており、ここでは後者のものを用いている）。
尚上被覆部４８は、その後に上被覆部４８用のシリコーン樹脂を流動状態で封止本体部４６を被覆する状態に施し、その後これを硬化反応させることで形成している。
【００４９】
上記封止材３２は、上側リード電極１４及び下側リード電極１６を外部に突き出させる状態に、詳しくはダム部４４を貫通して外部に突き出させる状態に発電セル１２等の周りを封止している。
この状態で、下側リード電極１６の封止材３２からの突出し部分１６Ａに、レシーバ１０と１０とを直列に電気接続するための図５（Ａ）に示す内部配線５０をはんだ付け作業すると、突出し部分１６Ａが熱伝導率の高い伝熱絶縁シート２８に接触することで、はんだの熱がその伝熱絶縁シート２８による熱伝導によってベース基板２６側に抜けてしまい、はんだが上手く溶融しない。そのためにはんだ付け作業を上手く行うことができない。
【００５０】
この場合、図５（Ｂ）に示しているように下側リード電極１６の突出し部分１６Ａを上側に持ち上げて伝熱絶縁シート２８から離し、その状態ではんだ付け作業すると、この場合にははんだが十分に溶融することができるが、持ち上げた突出し部分１６Ａが伝熱絶縁シート２８から浮き上り不規則に傾いたりするために、溶融したはんだが突出し部分１６Ａの上面を幅方向に流れ、更に幅方向の端部から下向きに垂れ下がって、つらら状の突起Ｋを形成してしまい易い。
【００５１】
このようにして突起Ｋが生じると、その後においてレシーバ１０をハンドリングする際等に、突出し部分１６Ａに下向きの力が意図せず加わったりすると、つらら状に垂れ下がったはんだの突起Ｋが柔軟性を有する伝熱絶縁シート２８を、図５（Ｃ）に示しているように突き破ってしまう。
そうすると、その突起Ｋとアルミ合金製の放熱性のベース基板２６とが短絡状態となり、伝熱絶縁シート２８の絶縁性が損なわれてしまう。
従ってこの状態で安全試験としての耐電圧試験を行うと、はんだの突起Ｋとベース基板２６との間でスパークが生じてしまう。
【００５２】
そこでこの実施形態では、図２に示しているように下側リード電極１６の突出し部分１６Ａと伝熱絶縁シート２８との間に、突出し部分１６Ａを伝熱絶縁シート２８から離間した状態に保つ、断熱性の電極支持層５４を設けている。
ここで電極支持層５４は、当然ながら伝熱絶縁シート２８よりも熱伝導率が低いことが必要であるが、断熱性を良好に発揮する上で、その熱伝導率を０.４Ｗ／ｍ・Ｋ以下としておくことが望ましい。
【００５３】
尚ここでは下側リード電極１６の突出し部分１６Ａ全体に亘って電極支持層５４が設けてあるが（但し突出し部分１６Ａが存在していない部分においては電極支持層５４は設けられていない）、場合によってこの電極支持層５４は、封止材３２からの突出し方向において、或いはこれと直角方向の平面視幅方向において、部分的に突出し部分１６Ａと伝熱絶縁シート２８との間に設けておくこともできる。
特に内部配線５０がはんだ付けされる部分及びその熱影響が及ぶ部分、即ちはんだ付けの際の熱を受ける部分にだけ部分的に設けておくことができる。
【００５４】
本実施形態では、実際にはこの電極支持層５４として樹脂が用いられている。より具体的には、図１（Ｂ）に示したダム部４４を形成しているのと同じ２液型のＲＴＶシリコーン樹脂が用いられている。
上記伝熱絶縁シート２８を構成している放熱シリコーン樹脂シートは、熱伝導性フィラーを配合することで高熱伝導率とされているが、電極支持層５４を形成しているシリコーン樹脂にはそのような熱伝導性フィラーは配合されておらず、従って電極支持層５４はシリコーン樹脂ポリマーによる高い断熱性を有している。
この電極支持層５４は、断熱性と併せて絶縁性も有している。
尚これとは異なったシリコーン樹脂或いはシリコーン樹脂以外の他の樹脂材にて電極支持層５４を構成することも可能である。
【００５５】
以上のように本実施形態によれば、下側リード電極１６の封止材３２からの突出し部分１６Ａに対してレシーバ１０同士を繋ぐための内部配線５０をはんだ付けする際、突出し部分１６Ａが断熱性の電極支持層５４により支持され、伝熱絶縁シート２８から離間した状態に保たれるため、はんだの熱が伝熱絶縁シート２８を通じて放熱基板としてのベース基板２６の側に抜けてしまうのを防止でき、これによりはんだを十分に溶融させ得てはんだ付け作業を良好に行うことができる。
【００５６】
またその際、下側リード電極１６の突出し部分１６Ａを伝熱絶縁シート２８から持ち上げた状態ではんだ付け作業する場合のように、突出し部分１６Ａが不規則に傾いたりするなどして溶けたはんだが下側リード電極１６から垂れ下り、つらら状の突起Ｋを形成してしまうのを防止することができる。
また仮にそのような突起Ｋが生じたとしても、下側リード電極の突出し部分１６Ａは電極支持層５４により支持され、伝熱絶縁シート２８から離隔状態に保持されているため、生じた突起Ｋが伝熱絶縁シート２８を突き破って、その耐電圧特性を損なってしまうのを防ぐことができる。
更に下側リード電極１６の加工時に生じたバリが伝熱絶縁シート２８を損傷し、伝熱絶縁シート２８の耐電圧特性を損なってしまう問題も解決することができる。
【００５７】
また本実施形態において、断熱性の電極支持層５４はゴム弾性を有するシリコーン樹脂から成っているため、かかる電極支持層５４に耐熱性をもたせることができ、またシリコーン樹脂の有するゴム弾性によって熱応力を良好に吸収することができる。
【００５８】
以上は下側リード電極１６の突出し部分１６Ａと伝熱絶縁シート２８との間にのみ電極支持層５４を設ける場合の例であるが、本発明では、図４に示しているように上側リード電極１４の突出し部分１４Ａと伝熱絶縁シート２８との間においても同様の電極支持層５４を設け、上側リード電極１４の突出し部分１４Ａを伝熱絶縁シート２８から離間した状態に保つようになしておくこともできる。
【００５９】
このように上側リード電極１４の突出し部分１４Ａと伝熱絶縁シート２８との間に断熱性の電極支持層３４を設けておくことで、突出し部分１４Ａに対して内部配線５０をはんだ付けする際、はんだを十分に溶融させることができ、また溶けたはんだが上側リード電極１４から垂れ下がってつらら状の突起となり、その突起により伝熱絶縁シート２８の耐電圧性能が損なわれるのを防止することができる。
また上側リード電極１４の加工時に生じたバリによって伝熱絶縁シート２８が傷付けられ、耐電圧性能が損なわれることも防止できる。
【００６０】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ レシーバ
１２ 発電セル
１４ 上側リード電極
１６ 下側リード電極
２０ 形状保持板
２２ ホモジナイザ
２６ ベース基板
２８ 伝熱絶縁シート
３２ 封止材
５４ 電極支持層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(ａ)発電セルと、(ｂ)該発電セルの受光面となる上面の縁部から延び出した上側リード電極と、(ｃ)該発電セルの下面から該上側リード電極とは異なった方向に延び出した下側リード電極と、(ｄ)該発電セルの真上位置で該発電セルに光学カップリングされ、集光レンズで集光された太陽光を２次集光して該発電セルに導くホモジナイザと、(ｅ)前記リード電極付きの該発電セル，該ホモジナイザを前記下側リード電極の側で固定させる放熱基板としての金属製のベース基板と、(ｆ)該ベース基板の表面に積層され、前記発電セル及びリード電極と前記ベース基板との間を絶縁するとともに、該発電セルからの熱を該ベース基板に伝熱する柔軟性の伝熱絶縁シートと、(ｇ)前記上側リード電極及び下側リード電極を外部に突き出させる状態に前記発電セル，該上側及び下側リード電極の該発電セルへの接合部，前記ホモジナイザの下部を包み込んで封止する封止材と、を有する集光型太陽光発電装置のレシーバであって、
前記下側リード電極の前記封止材からの突出し部分と前記伝熱絶縁シートとの間に、該突出し部分を該伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたことを特徴とする集光型太陽光発電装置のレシーバ。
【請求項２】
請求項１において、前記上側リード電極の前記封止材からの突出し部分と前記伝熱絶縁シートとの間に、該突出し部分を該伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたことを特徴とする集光型太陽光発電装置のレシーバ。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記断熱性の電極支持層がゴム弾性を有するシリコーン樹脂の層であることを特徴とする集光型太陽光発電装置のレシーバ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記発電セルの真下位置且つ前記下側リード電極の下面側に、該発電セルの形状を保持する形状保持板が設けてあり、該形状保持板が前記伝熱絶縁シートに接触せしめられていることを特徴とする集光型太陽光発電装置のレシーバ。
【請求項１】
(ａ)発電セルと、(ｂ)該発電セルの受光面となる上面の縁部から延び出した上側リード電極と、(ｃ)該発電セルの下面から該上側リード電極とは異なった方向に延び出した下側リード電極と、(ｄ)該発電セルの真上位置で該発電セルに光学カップリングされ、集光レンズで集光された太陽光を２次集光して該発電セルに導くホモジナイザと、(ｅ)前記リード電極付きの該発電セル，該ホモジナイザを前記下側リード電極の側で固定させる放熱基板としての金属製のベース基板と、(ｆ)該ベース基板の表面に積層され、前記発電セル及びリード電極と前記ベース基板との間を絶縁するとともに、該発電セルからの熱を該ベース基板に伝熱する柔軟性の伝熱絶縁シートと、(ｇ)前記上側リード電極及び下側リード電極を外部に突き出させる状態に前記発電セル，該上側及び下側リード電極の該発電セルへの接合部，前記ホモジナイザの下部を包み込んで封止する封止材と、を有する集光型太陽光発電装置のレシーバであって、
前記下側リード電極の前記封止材からの突出し部分と前記伝熱絶縁シートとの間に、該突出し部分を該伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたことを特徴とする集光型太陽光発電装置のレシーバ。
【請求項２】
請求項１において、前記上側リード電極の前記封止材からの突出し部分と前記伝熱絶縁シートとの間に、該突出し部分を該伝熱絶縁シートから離間した状態に保つ断熱性の電極支持層を設けたことを特徴とする集光型太陽光発電装置のレシーバ。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記断熱性の電極支持層がゴム弾性を有するシリコーン樹脂の層であることを特徴とする集光型太陽光発電装置のレシーバ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記発電セルの真下位置且つ前記下側リード電極の下面側に、該発電セルの形状を保持する形状保持板が設けてあり、該形状保持板が前記伝熱絶縁シートに接触せしめられていることを特徴とする集光型太陽光発電装置のレシーバ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２６３５５（Ｐ２０１３−２６３５５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８３８７（Ｐ２０１１−１５８３８７）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
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