[发明专利]太阳能电池、聚光型太阳光发电组件和太阳能电池制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有对被聚光的太阳光进行光电转换的太阳能电池元件和把被聚光的太阳光向太阳能电池元件照射的柱状光学部件的太阳能电池、具有这种太阳能电池的聚光型太阳光发电组件和制造这种太阳能电池的太阳能电池制造方法。

背景技术

作为太阳光发电装置，一般是采用非聚光固定型的平板式结构，即把无间隙地铺满太阳能电池元件而构成的太阳光发电组件设置在屋顶上等。与此相对，提出了减少构成太阳光发电装置的部件(零件)中价格高的太阳能电池元件的使用量的技术。

即提出了通过使用光学透镜或反射镜等把太阳光聚光，并把被聚光的太阳光向小面积的太阳能电池元件照射，增大太阳能电池元件每单位面积的发电电力，降低太阳能电池元件的成本(即太阳光发电装置的成本)。

一般来说越提高聚光倍率则太阳能电池元件的光电转换效率就越提高。但将太阳能电池元件的位置固定不动的话，则太阳光成为斜光入射的情况变多，不能有效利用太阳光。因此，跟踪太阳而总是以正面接受太阳光的结构的高聚光倍率跟踪聚光型太阳光发电装置被提案(例如参照专利文献1到专利文献5)。

图12是表示现有例1的适用于跟踪聚光型太阳光发电装置的聚光型太阳光发电组件结构例的剖视图。

现有例1的聚光型太阳光发电组件101具有：接受与光轴Lax平行地相对入射面垂直入射的太阳光Ls并进行聚光的聚光透镜150、对被聚光透镜150聚光的太阳光Ls进行光电转换的太阳能电池110。太阳能电池110具有：对被聚光的太阳光Ls进行光电转换的太阳能电池元件111和承载太阳能电池元件111的接收基板120。

太阳光Ls的波长区域包括从短波长的400nm到中间波长的1000nm(1μm)中短波长侧区域和超过1μm的长波长侧区域。因此，被聚光透镜150聚光的太阳光Ls中，中短波长侧区域的太阳光Ls向焦点FPb侧聚光而被聚光在太阳能电池元件111的中央附近并构成中短波长侧聚光束区域FLRb。长波长侧区域的太阳光Ls向焦点FPc侧聚光而在中短波长侧聚光束区域FLRb及其外周(例如太阳能电池元件111的外周)构成长波长侧聚光束区域FLRc。

现有例1的跟踪聚光型太阳光发电装置利用聚光透镜150的作用而适用高聚光倍率的聚光型太阳光发电组件101。

但由于聚光透镜150的折射对于太阳光Ls所包含的波长范围宽广的各波长分别稍微不同，所以随波长区域的不同而折射状态就大不同。因此，如上所述，有时会出现为聚光在太阳能电池元件111的太阳光Ls(长波长侧聚光束区域FLRc的外周侧区域FLRcs)。

由于产生聚光透镜150与太阳能电池元件111的调节误差、由构成太阳光发电组件101的部件的温度特性差所引起的位置偏差等，所以与折射状态不同的情况同样地，相对太阳能电池元件111的中心(光轴Lax)产生位置偏差。即产生应该向太阳能电池元件111照射的太阳光Ls的位置偏差，结果是有时聚光效率变动而降低。

因此，以波长区域引起的折射状态不同、各结构部件之间的位置偏差等为原因而产生相对太阳能电池元件111的没对准位置的太阳光Ls，这就带来对于太阳能电池元件111的实质性入射光量的减少，使太阳能电池110(太阳能电池元件111)的光电转换效率和发电电力(输出)下降，进而产生不必要损失的问题。

当出现位置偏差的太阳光Ls向太阳能电池元件111以外的区域照射，则由于出现位置偏差的太阳光Ls的热能而使被照射部分的部件(例如接收基板120上的绝缘膜、配线等)成为高温，按照情况而有可能被烧坏(破损)的问题。

太阳能电池元件111由于被聚光的太阳光Ls而发热，所以有光电转换效率降低而发电电力(输出)下降的问题。

图13是表示现有例2的适用于跟踪聚光型太阳光发电装置的聚光型太阳光发电组件结构的剖视图。

现有例2的聚光型太阳光发电组件140m具有：接受与光轴Lax平行地相对入射面垂直入射的太阳光Lsv(太阳光Ls)并进行聚光的聚光透镜142、对被聚光透镜142聚光的太阳光Ls(太阳光Lsa)进行光电转换的太阳能电池110。太阳能电池110具有：对被聚光透镜142向焦点位置FP聚光的太阳光Lsa进行光电转换的太阳能电池元件111和承载太阳能电池元件111的接收基板120。

现有例2的跟踪聚光型太阳光发电装置利用聚光透镜142的作用而适用高聚光倍率的聚光型太阳光发电组件140m。