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技術 光電変換モジュール

出願人 株式会社ジャパンディスプレイ
発明者 日向野絵美日向野敏行松永和己
出願日 2019年3月20日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-053643
公開日 2020年9月24日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-155632
状態 未査定
技術分野 光起電力装置
主要キーワード n型半導体 金属薄膜電極 光吸収帯 直接電力 光電変換モジュール 無機色素 化合物太陽電池 円盤面
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題

光電変換効率を向上した光電変換モジュールを提供する。

解決手段

本発明の一態様における光電変換モジュール100は、受光面を有する光電変換素子10と、光電変換素子の側面を覆う封止材30と、受光面Aと、封止材の受光面側に位置する一端を覆う平板状の透明基材20と、を有し、封止材は、光を散乱する反射部材32を含む。

概要

背景

光電変換素子は、光の持つエネルギーを直接的に電力に変換する素子として知られている。光電変換素子に入射した光のエネルギーは、半導体層で吸収され、半導体がもつ光電効果により直接電力に変換され光電変換素子外部へ出力される。光電変換素子としては、単結晶及び多結晶シリコンを含むpn接合型光変換素子、あるいは色素を含有する半導体を含む色素増感型光電変換素子などが知られている。

光電変換素子は光電変換効率を向上するために、入射光を効率よく内部に取り入れる構造となっている。例えば、特許文献1には、色素増感型太陽電池本体を透過した光を反射する反射手段を有する色素増感型太陽電池が開示されている。

概要

光電変換効率を向上した光電変換モジュールを提供する。本発明の一態様における光電変換モジュール100は、受光面を有する光電変換素子10と、光電変換素子の側面を覆う封止材30と、受光面Aと、封止材の受光面側に位置する一端を覆う平板状の透明基材20と、を有し、封止材は、光を散乱する反射部材32を含む。

目的

本発明は、このような問題に鑑み、光電変換モジュールにおいて照射される光の有効利用を図り、部分影により受光面に光が均一に照射されない場合でも光電変換効率の低下を抑制することを目的の一つとする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

受光面を有する光電変換素子と、前記光電変換素子の側面を覆う封止材と、前記受光面と、前記封止材の前記受光面側に位置する一端を覆う平板状の透明基材と、を有し、前記封止材は、光を散乱する反射部材を含む、光電変換モジュール

請求項2

前記反射部材は複数の粒子を含み、前記複数の粒子は前記封止材に分散されている、請求項1に記載の光電変換モジュール。

請求項3

前記複数の粒子は円盤形である、請求項2に記載の光電変換モジュール。

請求項4

前記複数の粒子は面が前記受光面と略同一の方向に配置される、請求項3に記載の光電変換モジュール。

請求項5

前記透明基材は、前記封止材と重なる領域の、前記封止材とは反対側の面に第1凹部を有する、請求項1乃至4の何れか1項に記載の光電変換モジュール。

請求項6

前記光電変換モジュールは、前記光電変換素子の前記受光面とは反対側の面に基材を有し、前記基材は、前記封止材と重なる領域の、前記封止材とは反対側の面に第2凹部を有する、請求項1乃至5の何れか1項に記載の光電変換モジュール。

請求項7

前記光電変換素子と前記封止材との間に反射板をさらに含む、請求項1乃至6の何れか1項に記載の光電変換モジュール。

請求項8

前記光電変換素子は、色素を含有する半導体層光電変換層)を含む、請求項1乃至7の何れか1項に記載の光電変換モジュール。

請求項9

前記光電変換素子を複数含み、複数の前記光電変換素子は、前記透明基材の下面に二次元に配列され、前記封止材は、複数の前記光電変換素子の間隙に配置される、請求項1乃至8の何れか1項に記載の光電変換モジュール。

技術分野

0001

本発明は、光電変換モジュール封止材の構成に関する。

背景技術

0002

光電変換素子は、光の持つエネルギーを直接的に電力に変換する素子として知られている。光電変換素子に入射した光のエネルギーは、半導体層で吸収され、半導体がもつ光電効果により直接電力に変換され光電変換素子外部へ出力される。光電変換素子としては、単結晶及び多結晶シリコンを含むpn接合型光変換素子、あるいは色素を含有する半導体を含む色素増感型光電変換素子などが知られている。

0003

光電変換素子は光電変換効率を向上するために、入射光を効率よく内部に取り入れる構造となっている。例えば、特許文献1には、色素増感型太陽電池本体を透過した光を反射する反射手段を有する色素増感型太陽電池が開示されている。

先行技術

0004

特開2006−24477号公報

発明が解決しようとする課題

0005

太陽電池は、受光面に均一な強度で光が照射されることが望ましいとされる。しかし、太陽電池が屋外に設置された場合は建物樹木などの影響で部分的に影(部分影)にかかってしまう場合がある。この場合、太陽電池は影にかかった部分の直列抵抗が増加し、光電変換効率が低下することが問題となる。

0006

特許文献1に記載された色素増感型太陽電池は、受光面の反対側に反射手段が設けられ、入射光の有効利用を図るように工夫されているが、前述のような部分影が出来るとその領域では反射光の強度も低下するため、光電変換効率の低下を免れることはできない。

0007

本発明は、このような問題に鑑み、光電変換モジュールにおいて照射される光の有効利用を図り、部分影により受光面に光が均一に照射されない場合でも光電変換効率の低下を抑制することを目的の一つとする。

課題を解決するための手段

0008

本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールは、受光面を有する光電変換素子と、前記光電変換素子の側面を覆う封止材と、前記受光面と、前記封止材の前記受光面側に位置する一端を覆う平板状の透明基材と、を有し、前記封止材は、光を散乱する反射部材を含む。

図面の簡単な説明

0009

本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
本発明の一実施形態における反射部材と光の経路を説明する拡大断面図である。
本発明の一実施形態に係る光電変換素子の概略構成を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
本発明の一実施形態における反射部材と光の経路を説明する拡大断面図である。
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
本発明の一実施形態における反射部材と光の経路を説明する拡大断面図である。
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
本発明の一実施形態における反射部材と光の経路を説明する拡大断面図である。
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す平面図である。
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。

実施例

0010

以下、図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

0011

図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、図面の寸法比率は、説明の都合上、実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。

0012

本明細書において、ある部材又は領域が、他の部材又は領域の「上(又は下)」にあるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の部材又は領域の直上(又は直下)にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方(又は下方)にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方(又は下方)において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。

0013

<第1実施形態>
[光電変換モジュール]
図1を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール100の概略構成を説明する。図1は、本実施形態に係る光電変換モジュール100の概略構成を示す断面図である。

0014

光電変換モジュール100は、光電変換素子10と、透明基材20と、封止材30と、基材40を含む。光電変換素子10は受光面Aを有し、受光面Aから光電変換層に光が入射することで光起電力が発生する。光電変換素子には様々な種類が知られているが、少なくとも一方の面に受光面Aを有する構造であれば、光電変換層の材質に限定はない。例えば、本発明の一実施形態に係る光電変換素子10として、色素増感型太陽電池を用いることができる。しかしながら本発明の一実施形態はこれに限定されず、光電変換素子としてpn接合型の太陽電池であってもよい。光電変換素子10の構成については、後述する。

0015

光電変換素子10の受光面A上には、平板状の透明基材20が配置される。透明基材20の材料としては、光電変換素子10の光吸収帯域に対し透明であるものであれば特に限定しない。透明基材20の材料としては、例えば、光を透過するガラス有機樹脂材料無機物透明結晶体などであってもよい。透明基材20は、受光面A側に配置されることから、透明度の高いものが好ましく、表面に(空気との界面に)反射防止膜が設けられていてもよい。

0016

光電変換モジュール100は、光電変換素子10が透明基材20と基材40との間に挟まれた構造を有し、光電変換素子10の側面には、封止材30が配置される。封止材30は、光電変換素子10の側面全体を覆うように設けられる。封止材30は光電変換素子10の側面全体を覆うため、その一端は光電変換素子10の受光面Aと略同一面の高さを有することが好ましい。すなわち、光電変換素子10の受光面Aと封止材30の一端とは面一であり、光電変換素子10の受光面Aと封止材30の一端とを覆うように透明基材20が配置される。封止材30の材料としては、透過性を有するものであれば特に限定しない。封止材30の材料としては、例えば、有機樹脂材料などが好ましい。

0017

本実施形態において封止材30は、光を散乱する反射部材32を有する。反射部材32は複数の粒子であり、封止材30に分散されている。すなわち、反射部材32は封止材30に囲まれている。しかしながらこれに限定されず、例えば、反射部材32は、封止材30の端部に配置されてもよい。この場合、反射部材32は、透明基材20、光電変換素子10、基材40と一部接していてもよい。反射部材32の材料としては、例えば、光の反射率が高い金属材料などが好ましい。反射部材32は光反射率が高いことが望ましく、アルミニウム、銀等の金属材料で形成されるか、前述の金属材料が表面にコーティングされたものであることが好ましい。

0018

反射部材32の形状は任意とすることができるが、光を散乱させるため多面体であることが好ましい。また、反射部材32は、光を反射させるため微小な鏡面を有するように平板状の形状を有していてもよい。例えば、反射部材32は、円盤形の粒子であってもよい。円盤形を有する複数の粒子は表裏円盤面を有し、円盤面が光反射面を形成する。入射光を有効に反射するには、円盤型の光反射面が、光電変換素子10の受光面Aと略同一の方向に配置されていることが好ましい。

0019

透明基材20を透過して封止材30に入射した光は、光電変換に直接寄与しない光となる。しかし、封止材30が反射部材32を含むことで、入射した光を散乱させ、再び透明基材20に入射させることができる。透明基材20に再入射した光の一部は導波光となり、透明基材20を伝搬し光電変換素子10の受光面Aに入射する。反射部材32は様々な角度で封止材30の中に分散されることにより、入射光は様々な角度で散乱される。透明基材20は光学的異方性を有さないので、再入射して導波する光を略全面に拡散させ、その過程で光電変換素子10の受光面Aに再入射させることができる。本実施形態に係る光電変換モジュール100は、反射部材32と透明基材20とを組み合わせることにより、光電変換素子10に直接入射しない光を散乱させ受光面Aに導光し、光電変換に寄与する光とすることができる。透明基材20を導波する光は指向性を有さないので、光電変換素子10の受光面Aに部分影が出来ていたとしても、その部分影の領域にも光を導光することができる。これにより、光電変換素子10は、部分影が出来た領域においても直列抵抗の増加が抑えられ、光電変換効率の低下が抑制される。

0020

光電変換素子10の受光面Aと反対側の面(裏面)には、平板状の基材40が配置される。基材40は、光電変換素子10の受光面Aと反対側の面と、封止材30の一端とは反対側の他端とを覆うように配置される。基材40の材料としては、特に限定しない。光電変換素子10が、例えば色素増感型である場合、基材40の材料は透過性を有するものであってもよい。基材40が透過性を有する材料であれば、半導体層16は光電変換素子10の基材40側から入射した光も光電変換することができる。基材40の材料としては、例えば、透明基材20の材料と同じであってもよく、異なってもよい。

0021

[反射部材による光の散乱]
図2は、本実施形態に係る反射部材32と光の経路を説明する拡大断面図である。図2は、図1に示す点線で囲まれた領域、すなわち封止材30および光電変換素子10の受光面A近傍の拡大断面図である。図2に示すように、反射部材32は光電変換素子10に直接入射しない光(矢印)を反射することができ、封止材30から直接または透明基材20や基材40を介して間接的に光電変換素子10の受光面Aに導光することができる。また、反射部材32は、光の入射角度によっては、光電変換素子10の側面に反射光を照射することができる。さらに複数の粒子の円盤形の面が受光面Aと略同一の方向に配置されることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール100内に閉じ込めることができ、光電変換素子10の受光面Aへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール100がこのような構成を有することで、光電変換モジュール100の光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子10も間接的に露光することができ、光電変換モジュール100の光電変換効率をさらに向上することができる。

0022

[光電変換素子]
図3は、本実施形態に係る光電変換素子10の概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る光電変換素子10の概略構成を、図3を参照して説明する。

0023

本発明の一実施形態に係る光電変換素子10は色素増感型である。光電変換素子10は、受光面Aと、透過性を有する第1電極12と、第2電極14と、色素を有する半導体層16と、電解質層18を含む。

0024

受光面A側には、第1電極12が配置される。第1電極12の材料としては、透過性を有する導電性材料が好ましい。第1電極12の材料としては、例えば、インジウムドープ酸化スズ(ITO)またはフッソドープ酸化スズ(FTO)などを成膜した透明導電性基板であってもよい。第1電極12は、受光面A側に配置されることから、反射率が低く、透過性の高いものが好ましい。

0025

第1電極12と接して半導体層(光電変換層)16が配置される。半導体層16の材料としては、例えば、酸化チタン酸化亜鉛、酸化スズなどのn型半導体が好ましい。半導体層16の材料としては、例えば、酸化チタンが用いられ、好適には多孔質の酸化チタンが用いられる。半導体層16は増感色素吸着されている。半導体層16が多孔質膜であれば、その表面により多くの増感色素を吸着させることができる。増感色素の材料としては、例えば、ルテニウム無機色素有機色素があげられる。

0026

光電変換素子10の第1電極12と対向する面には、第2電極14が配置される。第2電極14の材料としては、特に限定しない。電解質層18中の酸化物を高効率で還元できればよい。第2電極14の材料としては、例えば、第1電極12と同じ材料であってもよく、白金等の金属薄膜電極、または炭素などの導電性膜などであってもよい。第2電極14が透過性を有する導電性材料であれば、半導体層16は光電変換素子10の第2電極14側から入射した光も光電変換することができる。

0027

第1電極12と第2電極14の間には電解質層18が配置される。すなわち、第1電極12、半導体層16、および第2電極14は、電解質層18の電解液に接している。電解質層18の溶質としては、酸化還元電位が低く、拡散速度が速いものが好ましい。電解質層18の溶質としては、例えば、ヨウ素系臭素系、またはコバルト錯体系の電解質であってもよい。

0028

光電変換素子10は、このような構成を有することで、光が入射すると半導体層16の増感色素が光励起し、半導体層16に電子注入する。電子は半導体層16を介して第1電極12から外部回路へと取り出される。電子を失った増感色素は、電解質層18中の電解質から電子を受け取り還元し、電解質は第2電極14において電子を受け取り元に戻る。このような光化学反応によって、光電変換素子10は光エネルギー電気エネルギーに変換する。

0029

図3は、色素増感型太陽電池の一例を示すが、本実施形態に適用可能な太陽電池はこの例に限定されない。光電変換素子10として、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、及びアモルファスシリコンを用いたシリコン系の太陽電池、並びに、銅(Cu)、インジウム(In)、セレン(Se)等を含む化合物太陽電池を適用することができる。

0030

<第2実施形態>
[光電変換モジュール]
図4を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール100aの概略構成を説明する。図4は、本実施形態に係る光電変換モジュール100aの概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール100aが反射部材32の代わりに透明基材20aに光を散乱する凹部22aを有すること以外、第1実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。

0031

光電変換モジュール100aは、光電変換素子10aと、透明基材20aと、封止材30aと、基材40aを含む。本実施形態に係る透明基材20aは、封止材30aと重なる領域の封止材30aとは反対側の面に凹部22aを有する。

0032

光電変換素子10aの受光面Aと封止材30aの一端との上には、平板状の透明基材20aが配置される。透明基材20aは、封止材30aと重なる領域の封止材30aとは反対側の面に凹部22aを有する。透明基材20aの、光電変換素子10aと重なる領域の光電変換素子10aとは反対側の面は略平坦である。

0033

図4に示すように、凹部22aの幅は封止材30aの幅と略同一である。しかしながらこれに限定されず、凹部22aの幅は封止材30aの幅の70%以上100%以下であることが好ましい。凹部22aの幅が封止材30aの幅以上であると、光電変換モジュール100aの受光面Aにおける受光率が低下することがある。凹部22aの深さは透明基材20aの厚さより小さい。凹部22aの深さは透明基材20aの厚さの20%以上80%未満であることが好ましい。凹部22aの深さが透明基材20aの厚さの80%以上であると、透明基材20aの強度が低下し、光電変換モジュール100aの耐久性が低下することがある。

0034

本実施形態に係る凹部22aは、曲面を有する。凹部22aの曲面は凹形状である。しかしながらこれに限定されず、凹部22aは任意の形状をとることができる。なお、本実施形態に係る凹部22aは、上記範囲内であれば、透明基材20a上において光電変換素子10aを囲むように連続して一体に形成されていてもよく、また複数の凹部22aが別体に形成されていてもよい。

0035

透明基材20aが凹部22aを有することで、透明基材20a内を導波する光を凹部22aで反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10aの受光面Aに導光することができる。光電変換モジュール100aがこのような構成を有することで、光電変換モジュール100a内を導波する光を効率よく光電変換素子10aの受光面Aに導光することができ、光電変換モジュール100aの光電変換効率を向上することができる。また、光電変換素子10aの受光面Aに部分的に影がかかっている場合も、その部分影の領域に光を導光することができ、光電変換モジュール100aの光電変換効率を向上することができる。

0036

[凹部による光の散乱]
図5は、本実施形態に係る凹部22aと光の経路を説明する拡大断面図である。図5図4に示す点線で囲まれた領域、すなわち透明基材20aおよび光電変換素子10aの受光面A近傍の拡大断面図である。図5に示すように、凹部22aは光電変換モジュール100a内を導波する光や、図には示さなかったが光電変換モジュール100aの側面から入射する光も透明基材20a内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10aの受光面Aに導光することができる。さらに凹部22aが凹面であることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール100a内に閉じ込めることができ、光電変換素子10aの受光面Aへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール100aがこのような構成を有することで、光電変換モジュール100aの光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子10aも間接的に露光することができ、光電変換モジュール100aの光電変換効率をさらに向上することができる。第1実施形態に係る反射部材32と組み合わせることで、光電変換モジュール100aの光電変換効率をさらに向上することができる。

0037

<第3実施形態>
[光電変換モジュール]
図6を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール100bの概略構成を説明する。図6は、本実施形態に係る光電変換モジュール100bの概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール100bが反射部材32の代わりに基材40bに光を散乱する凹部42bを有すること以外、第1実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。

0038

光電変換モジュール100bは、光電変換素子10bと、透明基材20bと、封止材30bと、基材40bを含む。本実施形態に係る基材40bは、封止材30bと重なる領域の封止材30bとは反対側の面に凹部42bを有する。

0039

光電変換素子10bの受光面Aと対向する面と、封止材30bの一端とは反対側の他端との下には基材40bが配置される。基材40bは、封止材30bと重なる領域の封止材30bとは反対側の面に凹部42bを有する。基材40bの、光電変換素子10bと重なる領域の光電変換素子10bとは反対側の面は略平坦である。

0040

図6に示すように、凹部42bの幅は封止材30bの幅と略同一である。しかしながらこれに限定されず、凹部42bの幅は封止材30bの幅の70%以上100%以下であることが好ましい。凹部42bの幅が封止材30bの幅以上であると、光電変換モジュール100bの受光面Aにおける受光率が低下することがある。凹部42bの深さは基材40bの厚さより小さい。凹部42bの深さは基材40bの厚さの20%以上80%未満であることが好ましい。凹部42bの深さが基材40bの厚さの80%以上であると、基材40bの強度が低下し、光電変換モジュール100bの耐久性が低下することがある。

0041

本実施形態に係る凹部42bは、曲面を有する。凹部42bの曲面は凹形状である。しかしながらこれに限定されず、凹部42bは任意の形状をとることができる。

0042

基材40bが凹部42bを有することで、光電変換モジュール100b内を導波する光を凹部42bで反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10bの受光面Aに導光することができる。光電変換モジュール100bがこのような構成を有することで、光電変換モジュール100b内を導波する光を効率よく光電変換素子10bの受光面Aに導光することができ、光電変換モジュール100bの光電変換効率を向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子10bも間接的に露光することができ、光電変換モジュール100bの光電変換効率を向上することができる。

0043

[凹部による光の散乱]
図7は、本実施形態に係る凹部42bと光の経路を説明する拡大断面図である。図7図6に示す点線で囲まれた領域、すなわち基材40bおよび光電変換素子10bの受光面Aとは反対側の面近傍の拡大断面図である。図7に示すように、凹部42bは光電変換モジュール100b内を導波する光や、図には示さなかったが光電変換モジュール100bの側面から入射する光も透明基材20b内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10bの受光面Aに導光することができる。さらに凹部42bが凹面であることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール100b内に閉じ込めることができ、光電変換素子10bの受光面Aへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール100bがこのような構成を有することで、光電変換モジュール100bの光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子10bも間接的に露光することができ、光電変換モジュール100bの光電変換効率をさらに向上することができる。第1実施形態に係る反射部材32と組み合わせることで、光電変換モジュール100aの光電変換効率をさらに向上することができる。

0044

<第4実施形態>
[光電変換モジュール]
図8を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール100cの概略構成を説明する。図8は、本実施形態に係る光電変換モジュール100cの概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール100cが反射部材32の代わりに光電変換素子10cと封止材30cとの間に光を反射する反射板34cを有すること以外、第1実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。

0045

光電変換モジュール100cは、光電変換素子10cと、透明基材20cと、封止材30cと、基材40cを含む。本実施形態に係る光電変換モジュール100cは、光電変換素子10cと封止材30cとの間に光を反射する反射板34cを有する。

0046

反射板34cは平板状であり、光電変換素子10cと封止材30cとの間に配置されている。しかしながらこれに限定されず、例えば、反射板34cは、封止材30cの中に配置されてもよい。また、反射板34cは、封止材30cの光電変換素子10cとは反対側に配置されてもよい。反射板34cの材料としては、例えば、光の反射率が高い金属材料などが好ましい。反射板34cの材料としては、金等であってもよい。

0047

本実施形態に係る反射板34cは、略平坦である。しかしながらこれに限定されず、反射板34cは任意の形状をとることができる。

0048

光電変換モジュール100cが反射板34cを有することで、光電変換モジュール100c内を導波する光を反射板34cで反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10cの受光面Aに導光することができる。光電変換モジュール100cがこのような構成を有することで、光電変換モジュール100c内を導波する光を効率よく光電変換素子10cの受光面Aに導光することができ、光電変換モジュール100cの光電変換効率を向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子10cも間接的に露光することができ、光電変換モジュール100cの光電変換効率を向上することができる。

0049

[反射板による光の散乱]
図9は、本実施形態に係る反射板34cと光の経路を説明する拡大断面図である。図9図8に示す点線で囲まれた領域、すなわち封止材30c、透明基材20c、および光電変換素子10cの受光面A近傍(点線)の拡大断面図である。図9に示すように、反射板34cは光電変換モジュール100c内を導波する光や、図には示さなかったが光電変換モジュール100cの側面から入射する光も封止材30c内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10cの受光面Aに導光することができる。反射板34cが配置されることで、より多くの光を光電変換モジュール100c内に閉じ込めることができ、光電変換素子10cの受光面Aへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール100cがこのような構成を有することで、光電変換モジュール100cの光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子10cも間接的に露光することができ、光電変換モジュール100cの光電変換効率をさらに向上することができる。第1実施形態に係る反射部材32と組み合わせることで、光電変換モジュール100aの光電変換効率をさらに向上することができる。

0050

<第5実施形態>
図10および図11を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール200の概略構成を説明する。図10は、本実施形態に係る光電変換モジュール200の概略構成を示す平面図である。図11は、本実施形態に係る光電変換モジュール200の概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール200に配置される光電変換素子10dが複数であること以外、第1実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。

0051

光電変換モジュール200は、複数の光電変換素子10dと、透明基材20dと、封止材30dと、基材40dを含む。本実施形態に係る光電変換モジュール200は、複数の光電変換素子10dを含む。複数の光電変換素子10dは、透明基材20dと基材40dとの間に二次元マトリックス状に配置される。複数の光電変換素子10dの間隙および外周には、封止材30dが配置される。

0052

本実施形態において封止材30dは、光を散乱する反射部材32dを有する。本実施形態に係る反射部材32dは円盤形の粒子であり、その面は光電変換素子10dの受光面Aと略同一の方向に配置されている。このため、反射部材32dは光電変換素子10dが配置されていない領域に入射した光を反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10dの受光面Aに導光することができる。また、反射部材32dは光電変換素子10dを透過して光電変換モジュール200内を導波する光も封止材30d内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10dの受光面Aに導光することができる。さらに複数の粒子の円盤形の面が受光面Aと略同一の方向に配置されることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール200内に閉じ込めることができ、光電変換素子10dの受光面Aへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール200がこのような構成を有することで、光電変換モジュール200の光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子10dも間接的に露光することができ、光電変換モジュール200の光電変換効率をさらに向上することができる。

0053

<第6実施形態>
図12を用いて、本実施形態に係る光電変換モジュール200eの概略構成を説明する。図12は、本実施形態に係る光電変換モジュール200eの概略構成を示す断面図である。本実施形態においては、光電変換モジュール200eに配置される光電変換素子10eが複数であること、第1実施形態の反射部材32eおよび第2実施形態の凹部22eを有すること以外、第1実施形態および第2実施形態と同様であることから、繰り返しの説明は省略する。

0054

光電変換モジュール200eは、複数の光電変換素子10eと、透明基材20eと、封止材30eと、基材40eを含む。本実施形態に係る光電変換モジュール200eは、複数の光電変換素子10eを含む。複数の光電変換素子10eは、透明基材20eと基材40eとの間に二次元にマトリックス状に配置される。複数の光電変換素子10eの間隙および外周には、封止材30eが配置される。

0055

本実施形態において封止材30eは、光を散乱する反射部材32eを有する。本実施形態に係る反射部材32eは円盤形の粒子であり、その面は光電変換素子10eの受光面Aと略同一の方向に配置されている。さらに、本実施形態において透明基材20eは、光を散乱する凹部22eを有する。本実施形態に係る凹部22eは、透明基材20eの封止材30eと重なる領域の封止材30eとは反対側の面に配置されている。透明基材20eの、光電変換素子10eと重なる領域の光電変換素子10eとは反対側の面は略平坦である。

0056

光電変換素子10eが配置されていない領域に入射した光は、反射部材32eによって反射することができる。反射部材32eによって反射された光は凹部22eによって反射することができる。このような構成を有することで、光電変換モジュール100eは、封止材30eから直接または透明基材20eや基材40eを介して間接的に光電変換素子10eの受光面Aに導光することができる。また、図には示さなかったが、反射部材32eは光電変換素子10eを透過して光電変換モジュール100e内を導波する光や、光電変換モジュール100eの側面から入射する光も封止材30e内で反射することができ、直接または間接的に光電変換素子10eの受光面Aに導光することができる。さらに凹部22eが配置されることで、臨界角より大きい反射光が増加し、より多くの光を光電変換モジュール100e内に閉じ込めることができ、光電変換素子10eの受光面Aへさらに効率よく導光することができる。光電変換モジュール100eがこのような構成を有することで、光電変換モジュール100eの光電変換効率をさらに向上することができる。また、影などの影響で遮光されている領域の光電変換素子10eも間接的に露光することができ、光電変換モジュール100eの光電変換効率をさらに向上することができる。

0057

なお本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせることが可能である。

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