專利名稱：光電變換單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有光密度變換元件和光電變換元件而構(gòu)成的光電變換單元。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)高效利用光能的光電變換系統(tǒng)。該光電變換系統(tǒng)由下 述部分構(gòu)成，即高折射率區(qū)域，其折射率比周圍高，具有圓錐狀形狀；導(dǎo)光單元，其一端與 以規(guī)定數(shù)量形成的高折射率區(qū)域各自的圓錐頂點(diǎn)部分結(jié)合；以及光電變換單元，其設(shè)置在 導(dǎo)光單元的另一端上。在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其由將太陽(yáng)光進(jìn)行聚光的光學(xué)單元 (PARABOLIC MIRROR ARRAY等)、將聚光后的太陽(yáng)光進(jìn)行引導(dǎo)的光纖(OPTICAL FIBER)、以及 利用該光纖導(dǎo)入太陽(yáng)光的太陽(yáng)能變換單元(PHOTOVOLTAIC CELLS)構(gòu)成。由于任一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)都是在將太陽(yáng)光聚光的基礎(chǔ)上，向太陽(yáng)能變換單元(光電變 換單元)導(dǎo)光，所以可以減少太陽(yáng)能電池等的使用量，可以廉價(jià)·高效地進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平8-76 號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 美國(guó)專利第5089055號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述現(xiàn)有系統(tǒng)最少必須由3個(gè)部分構(gòu)成。即，在專利文獻(xiàn)1中為高折射率區(qū) 域(第1部分)，其折射率比周圍高，具有圓錐狀形狀；導(dǎo)光單元(第2部分)，其一端與以 規(guī)定數(shù)量形成的高折射率區(qū)域各自的圓錐頂點(diǎn)部分結(jié)合；以及光電變換單元(第3部分)， 其設(shè)置在導(dǎo)光單元的另一端上。在專利文獻(xiàn)2中為將太陽(yáng)光進(jìn)行聚光的光學(xué)單元(第1 部分)、將聚光后的太陽(yáng)光向太陽(yáng)能變換單元引導(dǎo)的光纖(第2部分)、以及太陽(yáng)能變換單 元(第3部分)。上述3個(gè)部分由于各自的功能不同，所以需要由不同材料以不同工序進(jìn)行 制造，部件數(shù)量增多，制造工序增加。另外，由于需要彼此進(jìn)行光學(xué) 機(jī)械結(jié)合，特別地對(duì)于 光學(xué)結(jié)合，為了得到大于或等于一定的結(jié)合效率，需要高定位精度。其結(jié)果，光學(xué)結(jié)合的效 率較差，并且機(jī)械結(jié)合的穩(wěn)定性也較低。本發(fā)明就是鑒于上述狀況而提出的，其目的在于，提供一種光電變換單元，其可以 提高光學(xué)結(jié)合的效率、機(jī)械結(jié)合的穩(wěn)定性。本發(fā)明所涉及的上述目的通過(guò)下述結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)。(1) 一種光電變換單元，其特征在于，具有光密度變換元件，其將入射至入射端 面的光在出射端面中使光密度變化后射出；以及光電變換元件，其配置為接近所述光密度 變換元件中光密度為高密度的端面，與所述光密度變換元件一體化。根據(jù)該光電變換單元，僅光密度變換元件及光電變換元件這兩個(gè)部件以光學(xué)·機(jī) 械的方式直接結(jié)合，不易產(chǎn)生由于存在中間部件而導(dǎo)致的光學(xué)損耗、或機(jī)械精度降低。另外，光電變換元件可以與光密度變換元件的光密度較高側(cè)一體化而機(jī)械結(jié)合， 可以利用簡(jiǎn)單的構(gòu)造得到較高的結(jié)合精度。并且，在光密度變換元件中形成隨著朝向光密度較高側(cè)而會(huì)聚的光路，如果光密度較高側(cè)為出射端面，則來(lái)自入射端面的光可以在光電 變換元件中聚光，如果光密度較高側(cè)為入射端面，則來(lái)自光電變換元件的光可以從出射端 面進(jìn)行擴(kuò)散。(2)如⑴所述的光電變換單元，其特征在于，所述光電變換元件為太陽(yáng)能電池。根據(jù)該光電變換單元，將入射至入射端面的光變換為隨著朝向出射端面而會(huì)聚的 光，在太陽(yáng)能電池中聚光。即，可以作為太陽(yáng)能發(fā)電單元使用。光密度變換元件使用細(xì)徑 較 薄的透鏡，與不進(jìn)行聚光而直接接受太陽(yáng)光的情況相比，可以大幅減少所需的太陽(yáng)能電池 的尺寸。(3)如(1)所述的光電變換單元，其特征在于，所述光電變換元件為發(fā)光介質(zhì)。根據(jù)該光電變換單元，通過(guò)利用發(fā)光介質(zhì)使光從與作為太陽(yáng)能發(fā)電單元使用時(shí)相 反的方向、即太陽(yáng)能發(fā)電單元中設(shè)置有太陽(yáng)能電池的一側(cè)入射，從而光電變換元件成為使 光擴(kuò)散的元件。由此，光電變換單元可以用作為通常照明或顯示裝置用的照明(例如平面 顯示器的背光)。(4)如(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的光電變換單元，其特征在于，所述光密度變換元 件為分布折射率型，即，在與入射端面平行的剖面內(nèi)，折射率分布在徑向上是變化的，在與 入射端面垂直的方向上實(shí)質(zhì)上是均勻的。根據(jù)該光電變換單元，光密度變換元件中的光線一邊以正弦波狀振蕩一邊周期性 地傳輸。在入射光為沿與入射端面垂直的方向傳輸?shù)钠叫泄獾那闆r下，如果將振蕩的1個(gè) 周期長(zhǎng)度設(shè)為1個(gè)間距(P)，則可以以P/4或ρ/2的傳輸長(zhǎng)度變換為會(huì)聚光或擴(kuò)散光。(5)如(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的光電變換單元，其特征在于，所述光密度變換元 件在與入射端面平行的剖面內(nèi)，折射率大于或等于一定值的高折射率區(qū)域的截面積，從入 射端面?zhèn)戎脸錾涠嗣鎮(zhèn)冗B續(xù)變化。根據(jù)該光電變換單元，在光密度變換元件中，高折射率區(qū)域的截面積從入射端面 側(cè)至出射端面?zhèn)冗B續(xù)變化。由此，可以沿高折射區(qū)域部分的形狀將光向任意方向引導(dǎo)。(6)如(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的光電變換單元，其特征在于，形成所述光密度變 換元件的基體部件使用石英玻璃，通過(guò)改變?cè)谠摬Ａе刑砑拥碾s質(zhì)的添加量，而在所述光 密度變換元件內(nèi)形成折射率分布。根據(jù)該光電變換單元，作為基體的材料使用石英玻璃，在該石英玻璃中，添加用于 產(chǎn)生折射率分布的雜質(zhì)(摻雜劑)、例如GeO2，通過(guò)改變其添加量，可以得到折射率在徑向 上變化的光密度變換元件。此外，如上述所示，剖面的周向及長(zhǎng)度方向的折射率實(shí)質(zhì)上是均 勻的。在形成具有上述折射率分布的光密度變換元件時(shí)，可以適當(dāng)?shù)厥褂孟率鲋圃旒夹g(shù)， 即，在火焰內(nèi)使玻璃原料及摻雜劑反應(yīng)，生成玻璃微粒，將玻璃微粒堆疊在標(biāo)靶(target) 上而合成含有摻雜劑的多孔質(zhì)玻璃母材，通過(guò)將該多孔質(zhì)玻璃母材燒結(jié)而形成所謂的預(yù)制 件。(7)如(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的光電變換單元，其特征在于，形成所述光密度變 換元件的基體部件使用石英玻璃，通過(guò)改變?cè)谠摬Ａе行纬傻目湛酌芏?，而在所述光密?變換元件內(nèi)形成折射率分布。根據(jù)該光電變換單元，作為產(chǎn)生折射率分布的方法，使石英玻璃中分布空孔。在此 情況下，與添加GeA的情況的例子相比，最大相對(duì)折射率差可以提高大約1個(gè)數(shù)量級(jí)。
(8)如(6)或(7)所述的光電變換單元，其特征在于，作為所述基體部件，取代石英 玻璃而使用折射率的絕對(duì)值大的物質(zhì)。根據(jù)該光電變換單元，作為基體的材料，使用折射率的絕對(duì)值大于石英玻璃的物 質(zhì)，如果為了形成折射率分布而在該基體材料中分布空孔，則可以進(jìn)一步使最大相對(duì)折射 率增加，使分布折射率型平面透鏡的厚度進(jìn)一步變薄。(9)如(1)所述的光電變換單元，其特征在于，在所述光密度變換元件中，相對(duì)于 一側(cè)端面，在另一側(cè)端面的光密度為高密度的規(guī)定位置處，設(shè)置有定位所述光電變換元件 的定位單元。根據(jù)該光電變換單元，通過(guò)在分布折射率型平面透鏡的焦點(diǎn)位置處，形成與所使 用的太陽(yáng)能電池的大小·形狀相對(duì)應(yīng)的作為定位單元的例如槽，從而可以在該槽中將太陽(yáng) 能電池嵌合，并高精度且容易地實(shí)現(xiàn)光學(xué)·機(jī)械結(jié)合。(10) 一種光電變換單元，其特征在于，配置多個(gè)⑴至(9)中任一項(xiàng)所述的光電變 換單元而陣列化。根據(jù)該光電變換單元，通過(guò)使用多個(gè)作為光密度變換元件的例如分布折射率型平 面透鏡而陣列化，與各個(gè)分布折射率型平面透鏡相對(duì)應(yīng)地設(shè)置太陽(yáng)能電池，從而可以以優(yōu) 異的量產(chǎn)性，廉價(jià)地制造將例如太陽(yáng)能電池及分布折射率型平面透鏡密集地集合而成的高 密度·高效率的太陽(yáng)能發(fā)電單元。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明所涉及的光電變換單元，由于具有下述部件而構(gòu)成，即光密度變換元 件，其將入射至入射端面的光在出射端面中使光密度變化后射出；以及光電變換元件，其配 置為接近光密度變換元件中光密度為高密度的端面，與所述光密度變換元件一體化，因此， 僅將兩個(gè)部件以光學(xué) 機(jī)械的方式直接結(jié)合就可以構(gòu)成單元，可以提高光學(xué)結(jié)合的效率、機(jī) 械結(jié)合的穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明所涉及的光電變換單元的分解斜視圖。圖2是圖1所示的平方分布型波導(dǎo)路的作用說(shuō)明圖。圖3是錐狀波導(dǎo)路的剖面圖。圖4是配置多個(gè)而陣列化的光電變換單元的斜視圖。標(biāo)號(hào)的說(shuō)明11 光密度變換元件，IIl 出射端面(或入射端面)，He 入射端面(或出射端面)， 13 光電變換元件，19 定位單元，19a 槽，100 光電變換單元，Ax 光軸
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明所涉及的光電變換單元的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1是本發(fā)明所涉及的光電變換單元的分解斜視圖。本實(shí)施方式所涉及的光電變換單元100具有光密度變換元件11和光電變換元件 13而構(gòu)成。光密度變換元件11將入射至入射端面的光在出射端面使光密度變化后射出。本實(shí)施方式中的光密度變換元件11，作為平面狀的聚光元件的一個(gè)例子而構(gòu)成分布折射率型平面透鏡，其剖面內(nèi)的徑向折射率分布n(r)為(式1)所表示的平方分布。n2(r) =n02(l-a2r2)…(式 1)其中，Iltl為波導(dǎo)路中心的折射率，a是折射率分布半徑，r是與光軸的距離。圖2是構(gòu)成分布折射率型平面透鏡的平方分布型波導(dǎo)路的說(shuō)明圖。平方分布型波導(dǎo)路中的光線如圖2(a)所示，一邊以正弦波狀振蕩一邊周期性地 傳輸。在入射光為向與入射端面垂直的方向傳輸?shù)钠叫泄獾那闆r下，如果將振蕩的一個(gè)周 期長(zhǎng)度設(shè)為1個(gè)間距(P)，則利用圖2(b)所示的ρ/2或圖2(c)所示的ρ/4的傳輸長(zhǎng)度，變 換為擴(kuò)散光或會(huì)聚光。在本實(shí)施方式中，利用其中形成圖2(c)所示的聚光·擴(kuò)散的光路的 折射率分布。即，平方分布型波導(dǎo)路在與入射端面平行的剖面內(nèi)，折射率分布在徑向上是變 化的，在與入射端面垂直的方向(長(zhǎng)度方向)上，實(shí)質(zhì)上是均勻的。將Ρ/4作為焦距f的光密度變換元件11，在聚光用途中，將圖2(c)所示的平面Il 作為入射端面，將平面Uk作為出射端面，在擴(kuò)散用途中，將平面Uk作為入射端面，將平面 Il作為出射端面。光密度變換元件11的基體部件使用石英玻璃，可以通過(guò)改變?cè)谠摬Ａе刑砑拥?雜質(zhì)的添加量，而形成折射率分布。在作為基體的材料而使用的石英玻璃中，添加用于形成 折射率分布的雜質(zhì)(摻雜劑)例如GeO2,通過(guò)改變其添加量，可以得到折射率沿徑向變化 的光密度變換元件。此外，在如上述所示的剖面的周向及長(zhǎng)度方向上，折射率實(shí)質(zhì)上是均勻 的。在形成具有上述折射率分布的光密度變換元件11時(shí)，可以適當(dāng)?shù)厥褂孟率鲋圃旒夹g(shù)， 即，在火焰內(nèi)使玻璃原料及摻雜劑反應(yīng)，生成玻璃微粒，將玻璃微粒堆疊在標(biāo)靶(target) 上而合成含有摻雜劑的光纖用多孔質(zhì)玻璃母材，通過(guò)將該多孔質(zhì)玻璃母材燒結(jié)而形成所謂 的預(yù)制件。在設(shè)想將石英玻璃(η?！?1.46)作為基體材料、為了形成折射率分布而添加GeA 的例子的情況下，如果使最大相對(duì)折射率差為3 %，則在折射率分布半徑a = IOcm的情況 下，如果平行光與分布折射率型平面透鏡(光密度變換元件11)垂直地入射，則在距離入射 面大約65cm的點(diǎn)處，入射光會(huì)聚在焦點(diǎn)上(即，聚光率最大)。另一方面，作為形成折射率分布的其他方法，在石英玻璃中分布空孔的方法也是 有效的(參照美國(guó)專利第7039284號(hào)公報(bào)的圖2B及圖幻。在此情況下，與添加GeO2的情 況相比，可以使最大相對(duì)折射率差提高大約1個(gè)數(shù)量級(jí)。其結(jié)果，在折射率分布半徑為IOcm 的情況下，可以使焦距縮短至大約20cm，可以使分布折射率型平面透鏡(光密度變換元件 11)的厚度變薄。另外，在分布空孔而形成折射率分布的情況下，由于可以利用單一材料形成透鏡， 所以如果將廉價(jià)的材料用作為基體材料，則可以制造廉價(jià)的分布折射率型平面透鏡。作為光密度變換元件11的基體材料，并不限定為石英玻璃。也可以使用折射率的 絕對(duì)值比石英玻璃大的物質(zhì)作為基體材料，形成折射率分布，如果在該基體材料中分布空 孔，則可以進(jìn)一步增加最大相對(duì)折射率，使分布折射率型平面透鏡的厚度進(jìn)一步變薄。此外，上述添加GeO2的結(jié)構(gòu)、分布空孔的結(jié)構(gòu)均使用具有正折射率的材料，但如果 利用使用所謂超材料(metamaterial)而形成的具有負(fù)折射率的材料，則可以使聚光元件 比上述例子更薄。本實(shí)施方式所涉及的光電變換單元100，將光電變換元件13配置為接近光密度變換元件11中光密度為高密度的端面(圖2(c)的平面丨“側(cè))，與光密度變換元件11 一體 化。光電變換元件13可以與光密度變換元件11中的一對(duì)平行平面(入射端面Ik或出射 端面11K)的光密度較高側(cè)一體化而機(jī)械結(jié)合，可以以簡(jiǎn)單的構(gòu)造得到較高的結(jié)合精度。并 且，在光密度變換元件11中形成隨著朝向光密度較高側(cè)而會(huì)聚的光路(芯部1 ，使來(lái)自入 射端面的光在光電變換元件13中聚光。此外，所謂“接近”包括與端面接觸、在端面附近、以及與端面的凹部卡合等情況。該光電變換元件13可以使用太陽(yáng)能電池。由此，成為將入射至入射端面Ik的光 變換為隨著朝向出射端面IIk而會(huì)聚的光，在太陽(yáng)能電池中聚光的太陽(yáng)能發(fā)電單元。由于 光密度變換元件11使用細(xì)徑 較薄的透鏡，所以與不進(jìn)行聚光而直接接受太陽(yáng)光的情況相 比，可以大幅減少所需要的太陽(yáng)能電池的尺寸。由此，如果在光密度變換元件11的焦點(diǎn)位置處設(shè)置太陽(yáng)能電池，則在上述例子 中，即使考慮到伴隨著分布折射率型平面透鏡的制造不理想而產(chǎn)生的焦點(diǎn)位置偏移、或者 太陽(yáng)能電池設(shè)置位置的定位精度等，也可以通過(guò)半徑0. 5cm左右而充分地與聚光后的光進(jìn) 行耦合。由此，與不進(jìn)行聚光而直接由太陽(yáng)能電池接受太陽(yáng)光的情況相比，可以將所需要的 太陽(yáng)能電池的尺寸降低至1/400 { = (0. 5/10)2}。在光電變換單元100中，在光電變換元件11中相對(duì)于一側(cè)端面而在另一側(cè)端面的 光密度為高密度的規(guī)定位置處，設(shè)置有用于定位光電變換元件13的定位單元19。作為使 光密度變換元件11和光電變換元件13結(jié)合的單元，在分布折射率型平面透鏡的光密度為 高光密度的位置處，形成與光電變換元件13的大小·形狀相對(duì)應(yīng)的作為定位單元19的槽 19a，通過(guò)在該槽19a中設(shè)置光電變換元件(太陽(yáng)能電池等)13，可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)·機(jī)械結(jié)合。在這里，所謂“光學(xué)結(jié)合”是指將光密度變換元件(聚光元件)11和光電變換元件 (太陽(yáng)能電池等)13以形成期望的聚光率的方式在同軸上接近配置這一情況。所謂“機(jī)械 結(jié)合”是指利用粘接或合型等進(jìn)行一體化這一情況。通過(guò)在分布折射率型平面透鏡的焦點(diǎn)位置處，形成與所使用的太陽(yáng)能電池的大 小·形狀相對(duì)應(yīng)的槽19a，可以在該槽19a中將太陽(yáng)能電池嵌合，并高精度且容易地實(shí)現(xiàn)光 學(xué)·機(jī)械結(jié)合。此外，對(duì)于本發(fā)明所涉及的光電變換單元，無(wú)論焦距如何，只要將光電變換元件 (太陽(yáng)能電池等)13與光密度變換元件11接近地配置并一體化，以使聚光位置位于適當(dāng)?shù)?位置即可。光密度變換元件11并不限定為平面透鏡。例如，也可以利用以錐狀變細(xì)的波導(dǎo) 路進(jìn)行聚光，變細(xì)的波導(dǎo)路部分成為所期望的聚光面積即可。圖3是替代平方分布型波導(dǎo)路的錐狀波導(dǎo)路的剖面圖。構(gòu)成該錐狀波導(dǎo)路的光密度變換元件11，在與入射端面平行的剖面內(nèi)，折射率大 于或等于一定值的高折射區(qū)域15的截面積從入射端面?zhèn)戎脸錾涠嗣鎮(zhèn)冗B續(xù)變化。由此，光 密度變換元件11可以沿所形成的高折射區(qū)域部分的形狀將光任意引導(dǎo)。圖4是配置多個(gè)而陣列化的光電變換單元的斜視圖。光電變換單元100也可以配置多個(gè)而陣列化。通過(guò)使用多個(gè)作為光密度變換元件 11的例如分布折射率型平面透鏡而陣列化，將太陽(yáng)能電池與各個(gè)分布折射率型平面透鏡相 對(duì)應(yīng)地設(shè)置，從而可以以優(yōu)異的量產(chǎn)性，廉價(jià)地制造將例如太陽(yáng)能電池及分布折射率型平 面透鏡密集地集合而成的高密度·高效率太陽(yáng)能發(fā)電單元200。
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另外，對(duì)于光電變換單元100，如果使光從與光密度變換元件11被用作為所述太 陽(yáng)能發(fā)電單元時(shí)相反的方向、即從設(shè)置太陽(yáng)能電池的一側(cè)入射，則該光密度變換元件11變 為使光擴(kuò)散的元件。因此，本光電變換單元100中通過(guò)取代太陽(yáng)能電池，而使用發(fā)光介質(zhì) (LED、EL等)作為光電變換元件13，由此可以用作通常照明或顯示裝置用的照明(例如平 面顯示器的背光)。由此，在光電變換單元100中，僅光密度變換元件11及光電變換單元100這兩個(gè) 部件以光學(xué) 機(jī)械的方式直接結(jié)合，不易產(chǎn)生由于存在中間部件而導(dǎo)致的光學(xué)損耗、或機(jī)械 方面的精度降低。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的光電變換單元100，由于具有下述部件而構(gòu)成，S卩光密度 變換元件11，其將入射至入射端面的光在使光密度變化后從出射端面射出；以及光電變換 元件13，其在光密度變換元件的光密度較高側(cè)的端面上，與該光密度變換元件一體化，因 此，可以僅通過(guò)將兩個(gè)部件以光學(xué) 機(jī)械的方式直接結(jié)合而構(gòu)成單元，與由多于兩個(gè)部件的 結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的現(xiàn)有單元相比，可以提高光學(xué)結(jié)合的效率、機(jī)械結(jié)合的穩(wěn)定性。此外，作為實(shí)現(xiàn)更大的太陽(yáng)光受光面積的方法，具有將單個(gè)聚光元件的受光面積 擴(kuò)大的方法。在此情況下，通過(guò)使用所述超材料而構(gòu)成的聚光元件等，可以擴(kuò)大受光面積。 此時(shí)，如果同時(shí)采用抑制聚光元件的厚度增加的手段，則從聚光元件的設(shè)置容易性等方面 來(lái)說(shuō)是有用的。另外，作為其他方法，如圖4所示，還具有使用多個(gè)聚光元件(圖中例子為 分布折射率型平面透鏡)而陣列化的方法。在此情況下，也可以將太陽(yáng)能電池與各個(gè)平面 透鏡相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，如果1個(gè)不夠則使用多個(gè)，并將它們陣列化。詳細(xì)且參照特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但在不脫離本發(fā)明的精神和主 旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更或修改，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。本申請(qǐng) 基于2008年5月13日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)(特愿2008-U6195)，在此引用其內(nèi)容作為參 照。
權(quán)利要求
1.一種光電變換單元，其特征在于，具有光密度變換元件，其將入射至入射端面的光在出射端面中使光密度變化后射出；以及光電變換元件，其配置為接近所述光密度變換元件中光密度為高密度的端面，與所述 光密度變換元件一體化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電變換單元，其特征在于，所述光電變換元件為太陽(yáng)能電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電變換單元，其特征在于，所述光電變換元件為發(fā)光介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光電變換單元，其特征在于，所述光密度變換元件為分布折射率型，即，在與入射端面平行的剖面內(nèi)，折射率分布在 徑向上是變化的，在與入射端面垂直的方向上實(shí)質(zhì)上是均勻的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光電變換單元，其特征在于，所述光密度變換元件在與入射端面平行的剖面內(nèi)，折射率大于或等于一定值的高折射 率區(qū)域的截面積，從入射端面?zhèn)戎脸錾涠嗣鎮(zhèn)冗B續(xù)變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光電變換單元，其特征在于，形成所述光密度變換元件的基體部件使用石英玻璃，通過(guò)改變?cè)谠摬Ａе刑砑拥碾s質(zhì) 的添加量，而在所述光密度變換元件內(nèi)形成折射率分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光電變換單元，其特征在于，形成所述光密度變換元件的基體部件使用石英玻璃，通過(guò)改變?cè)谠摬Ａе行纬傻目湛?密度，而在所述光密度變換元件內(nèi)形成折射率分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的光電變換單元，其特征在于，作為所述基體部件，取代石英玻璃而使用折射率的絕對(duì)值大的物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電變換單元，其特征在于，在所述光密度變換元件中，相對(duì)于一側(cè)端面，在另一側(cè)端面的光密度為高密度的規(guī)定 位置處，設(shè)置有定位所述光電變換元件的定位單元。
10.一種光電變換單元，其特征在于，配置多個(gè)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的光電變換單元而陣列化。
全文摘要
本發(fā)明得到一種光電變換單元，其提高光學(xué)結(jié)合的效率、機(jī)械結(jié)合的穩(wěn)定性。該光電變換單元具有光密度變換元件(11)，其將入射至入射端面的光在出射端面中使光密度變化后射出；以及光電變換元件(13)。將光電變換元件(13)配置為接近光密度變換元件(11)的光密度較高側(cè)，與該光密度變換元件(11)一體化。光電變換元件(13)可以為太陽(yáng)能電池或發(fā)光介質(zhì)。優(yōu)選光密度變換元件(11)在剖面內(nèi)的徑向折射率分布為平方分布。另外，光密度變換元件(11)的基體部件使用石英玻璃，可以通過(guò)改變?cè)谠摬Ａе刑砑拥碾s質(zhì)的添加量而形成折射率分布。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102084278SQ20098011739
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者中西哲也, 仲前一男, 屜岡英資 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社