JP2011023602A - 太陽電池モジュール、及び、施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受光側となる外面が汚染され難い太陽電池モジュール、及び、施工方法を提供する。
【解決手段】太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面側を覆う樹脂製の表面保護部材と、前記太陽電池セルを被覆するとともに前記表面保護部材と前記太陽電池セルとを接着する接着剤と、を有し、前記表面保護部材の前記太陽電池セルとは反対側に、汚れを防止するための低汚染化塗料が塗装されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュール、及び、施工方法に関する。

太陽電池モジュールの一例として、太陽電池素子（セル）が設けられている補強板と透光フィルムとの間にエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が充填された太陽電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような太陽電池モジュールの中には、屋根や外壁材などに取り付けられるものがある。

特許第３７５２８６１号明細書

上記太陽電池モジュールのように、太陽電池モジュールが屋外に設置された場合には、風雨や埃などにより外面が汚れ易く、外面が汚れた場合には、汚れにより光が遮られることにより発電効率が低下する虞があるという課題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、受光側となる外面が汚染され難い太陽電池モジュール、及び、施工方法を提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面側を覆う樹脂製の表面保護部材と、前記太陽電池セルを被覆するとともに前記表面保護部材と前記太陽電池セルとを接着する接着剤と、を有し、前記表面保護部材の前記太陽電池セルとは反対側に、汚れを防止するための低汚染化塗料が塗装されていることを特徴とする太陽電池モジュールである。
このような太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルの受光面側を覆う樹脂製の表面保護部材の太陽電池セルとは反対側に低汚染化塗料が塗装されているので、表面保護部材は汚染され難い。このため、太陽電池モジュールの最外表面が汚れのない状態が保たれ、太陽電池セルに対する光透過性が高い状態に維持されるので、効率良く発電することが可能な状態を維持することが可能である。

かかる太陽電池モジュールであって、前記低汚染化塗料には、一般式Ｓｉ（ＯＲ）_４（式中、Ｒは互いに同一でも異なってもよく、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を示す。）で表される化合物またはその部分縮合物と、樹脂とを含有することが望ましい。
このような太陽電池モジュールによれば、塗装された低汚染化塗料の塗膜表面には一般式Ｓｉ（ＯＲ）_４で表される化合物またはその部分縮合物が移行して層を形成しており、形成された層は空気中の水分や雨水により加水分解されて表面が親水化される。このため、表面に付着した汚れと塗膜との間に水分が入り込み、水分により浮かされた汚れを流し落とすことが可能である。よって、太陽電池モジュールの最外表面を汚れ難い状態に維持することが可能である。

かかる太陽電池モジュールであって、前記樹脂は、フッ素系樹脂であることが望ましい。
太陽電池モジュールは、屋外に設置されて日光に直接晒されることはもちろん、雨や風にも晒されるので、太陽電池モジュールの最外表面に塗装される低汚染化塗料に耐候性に優れたフッ素系樹脂が含まれていることにより、耐侯性に優れた太陽電池モジュールを提供することが可能である。また、太陽電池モジュールの最外表面がフッ素樹脂にてコーティングされているので、表面が傷つき難い太陽電池モジュールを提供することが可能である。このため、太陽電池モジュールの表面が傷つくことによる、太陽電池セルに到達する光の損失が生じ難いので、発電効率の低下を抑えることが可能である。

また、表面保護部材の太陽電池セルとは反対側に塗装されている低汚染化塗料がフッ素系樹脂を含んでいるので、低汚染化塗料より太陽電池セル側の部材はフッ素系樹脂が有する耐候性により保護される。このため表面保護部材等には耐候性が要求されないので、安価な樹脂にて表面保護部材等を構成することにより、高い発電効率を有する安価な太陽電池モジュールを提供することが可能である。

かかる太陽電池モジュールであって、前記太陽電池セルは、熱線の波長より短い波長領域の光に対して、前記熱線より光電感度が高く、前記低汚染化塗料は、前記熱線の透過率が前記熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い熱線低透過材を含有することが望ましい。
このような太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルの受光面側に設けられた表面保護部材の、太陽電池セルとは反対側に塗装された、熱線低透過材が含有された低汚染化塗料による塗膜は、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低いので、太陽電池セル及び表面保護部材等に到達する熱線を低減することが可能である。このため、太陽電池セルの受光面側に設けられている表面保護部材より外側にて、太陽電池セル側への熱線の進入を抑えるので、熱線による太陽電池セル及び表面保護部材等の温度上昇を抑えることが可能であり、太陽電池セルの温度上昇による光電変換効率の低下を抑えることが可能である。

また、熱線低透過材が含有された低汚染化塗料が透過し難いのは熱線であり、太陽電池セルの光電感度が高い、熱線の波長より短い波長領域の光は低汚染化塗料の塗膜を透過して太陽電池セルに到達する。このため、太陽電池セル等の温度上昇を抑えることにより光電変換効率の低下を抑えつつ、低汚染化塗料の塗膜を透過した、熱線の波長より短い波長領域の光により効率良く発電することが可能である。また、低汚染化塗料が塗装された太陽電池モジュールは熱線が透過し難いので、当該太陽電池モジュールが備えられた部位、例えば、屋根や外壁などの温度上昇も抑えることが可能であり、ヒートアイランド対策及び省エネルギーに寄与することが可能である。

かかる太陽電池モジュールであって、前記太陽電池セルは、熱線の波長より短い波長領域の光に対して、前記熱線より光電感度が高く、前記表面保護部材の表面には、前記熱線の透過率が前記熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い熱線低透過層が設けられていることとしても良い。
このような太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルの受光面側に設けられた表面保護部材の表面に設けられている熱線低透過層は、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低いので、太陽電池セルに到達する熱線を低減することが可能である。このため、太陽電池セルの外側にある表面保護部材にて、太陽電池セル側への熱線の進入を抑えるので、熱線による太陽電池セルの温度上昇を抑えることが可能であり、太陽電池セルの温度上昇による光電変換効率の低下を抑えることが可能である。

また、熱線低透過層が透過し難いのは熱線であり、太陽電池セルの光電感度が高い、熱線の波長より短い波長領域の光は熱線低透過層を透過して太陽電池セルに到達する。このため、太陽電池セル等の温度上昇を抑えることにより光電変換効率の低下を抑えつつ、熱線低透過層を透過した、熱線の波長より短い波長領域の光により効率良く発電することが可能である。また、熱線低透過層が設けられた太陽電池モジュールは熱線が透過し難いので、当該太陽電池モジュールが備えられた部位、例えば、屋根や外壁などの温度上昇も低減することが可能であり、ヒートアイランド対策及び省エネルギーに寄与することが可能である。

かかる太陽電池モジュールであって、前記熱線低透過層は、前記表面保護部材の前記太陽電池セル側の前記表面に設けられていることが望ましい。
このような太陽電池モジュールによれば、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い熱線低透過層が表面保護部材の太陽電池セル側の表面に設けられているので、表面保護部材より太陽電池セル側に到達する熱線を低減することが可能である。このため、少なくとも太陽電池セル側への熱線の進入が低減されるので、熱線による太陽電池セルの温度上昇が抑えられ、太陽電池セルの温度上昇による光電変換効率の低下を抑えることが可能である。

かかる太陽電池モジュールであって、前記熱線低透過層は、前記表面保護部材の前記太陽電池セルとは反対側の前記表面に備えられていることとしても良い。
このような太陽電池モジュールによれば、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い熱線低透過層が表面保護部材の太陽電池セルとは反対側の表面に設けられているので、表面保護部材及び表面保護部材の太陽電池セル側に進入する熱線を低減することが可能である。このため、太陽電池セルからより離れた位置にて熱線の進入を抑えるので、熱線による太陽電池セルの温度上昇をより抑えることが可能であり、太陽電池セルの温度上昇による光電変換効率の低下をより抑えることが可能である。

かかる太陽電池モジュールであって、前記太陽電池セルは、熱線の波長より短い波長領域の光に対して、前記熱線より光電感度が高く、前記表面保護部材は、前記熱線の透過率が前記熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い熱線低透過材を含有することとしても良い。
このような太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルの受光面側を覆う表面保護部材に熱線低透過材が含有されているので、太陽電池セルに到達する熱線を低減することが可能である。このため、太陽電池セルの外側にある表面保護部材にて熱線の進入を抑えるので、熱線による太陽電池セルの温度上昇を抑えることが可能であり、太陽電池セルの温度上昇による光電変換効率の低下を抑えることが可能である。

また、熱線低透過材が含有された表面保護部材が透過し難いのは熱線であり、太陽電池セルの光電感度が高い、熱線の波長より短い波長領域の光は熱線低透過材が含有された表面保護部材を透過して太陽電池セルに到達する。このため、太陽電池セル等の温度上昇を抑えることにより光電変換効率の低下を抑えつつ、熱線低透過材が含有された表面保護部材を透過した、熱線の波長より短い波長領域の光により効率良く発電することが可能である。また、熱線低透過材が含有された表面保護部材が設けられた太陽電池モジュールは熱線が透過し難いので、当該太陽電池モジュールが備えられた部位、例えば、屋根や外壁などの温度上昇も低減することが可能であり、ヒートアイランド対策及び省エネルギーに寄与することが可能である。

また、上記太陽電池モジュールを、建物の外装部に備えるための工程を有することを特徴とする施工方法である。

このような施工方法によれば、低汚染化塗料が塗装されて表面に低汚染化塗料の塗膜が形成された太陽電池モジュールが建物の外装部に備えられるので、最外表面の汚れを抑えて効率良く発電することが可能な太陽電池モジュールを容易に備えることが可能である。また、太陽電池モジュールが有する低汚染化塗料の塗膜により建物の外装部の汚染をも抑えることが可能な建物を容易に施工することが可能である。

本発明によれば、受光側となる外面が汚染され難い太陽電池モジュール、及び、施工方法を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。 本発明の第４実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。 本発明の第４実施形態の第１変形例に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。 本発明の第４実施形態の第２変形例に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、可撓性を有する太陽電池セル１２と、太陽電池セル１２の受光面１２ａ側を覆い可撓性を有する表面保護部材としての表面保護シート１４と、太陽電池セル１２の反受光面側を覆い可撓性を有する裏面保護部材としての裏面保護シート１６と、柔軟性を有し、表面保護シート１４と裏面保護シート１６との間にて太陽電池セル１２を被覆するとともに、表面保護シート１４、裏面保護シート１６、及び、太陽電池セル１２を接着する接着材としてのエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８と、を有している。

太陽電池セル１２は、薄い板状をなす光電変換素子であり、例えばシリコン等にて形成されて可撓性を有している。本太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池セル１２が平面状に接合されて一体に形成されている。

表面保護シート１４は、たとえば、光透過性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にて形成され、厚さが２０〜１００μｍのシートである。表面保護シート１４の太陽電池セルとは反対側の面であり、太陽電池モジュール１０の外面１４ｂには、低汚染化塗料２０が塗布されて塗膜が形成されている。

裏面保護シート１６は、たとえば、表面保護シート１４と同様にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にて形成され、厚さが２０〜１００μｍのシートであるが、必ずしも光透過性を有する必要はない。表面保護シート１４の太陽電池セル１２側の接着面１４ａ及び表面保護シート１４の反太陽電池セル１２側の外面１４ｂとには、表面処理としてコロナ放電処理が施されている。このコロナ放電処理により、接着面１４ａ、１６ａ及び表面保護シート１４の外面１４ｂの接着性が高められている。コロナ放電処理された接着面１４ａ、１６ａ及び外面１４ｂは、トルエン等の溶剤を用いて脱脂処理されている。

エチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８は、高い光透過性を有するとともに柔軟性があり、弾性及び接着性にも優れている。このため、エチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８は、太陽電池セル１２を保護するように被覆した状態にて、表面保護シート１４と裏面保護シート１６との間に介在されて、表面保護シート１４、裏面保護シート１６、及び、太陽電池セル１２を接着している。

低汚染化塗料２０は、基材となるフッ素系樹脂に、低汚染化剤として一般式Ｓｉ（ＯＲ）_４（式中、Ｒは互いに同一でも異なってもよく、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を示す）で表されるシリケイト化合物が混合されている。

シリケイト化合物は、一般式中のＲの炭素数が５を超えると、金属無機酸化物の微粒子２１及び金属の微粒子２１の熱線反射性能を維持する効果が低下する傾向がある。このため、Ｒの炭素数は１〜５であり、特に優れた熱線反射性能の維持効果を得るためには、Ｒが炭素数１または２のアルキル基であることが好ましい。さらに好ましいシリケイト化合物としては、テトラメトキシシラン、若しくはテトラエトキシシラン、またはそれらの部分縮合物が挙げられる。

また、シリケイト化合物は、シリカ分が２０〜６０ｗｔ％であることが好ましい。シリカ分が少なすぎると熱線反射性能を維持する効果が低下し、多すぎると貯蔵安定性を損なうため好ましくない。シリカ分とは、シリケイト化合物に対して、シリケイト化合物が１００％加水分解縮合した場合に得られるシリカ（ＳｉＯ_２）が占める割合である。

シリケイト化合物のフッ素系樹脂の固形分に対する含有量は、０．５〜６０ｗｔ％であることが好ましく、２〜３０ｗｔ％であることがより好ましい。これはシリケイト化合物の含有量が少なすぎると熱線反射性能を維持する効果が低下し、多すぎると泡、タレ、レベリングなどが発生して塗装性が劣る場合があるからである。

低汚染化塗料２０は、シリケイト化合物が混合された状態であっても、高い光透過性を有している。

本実施形態の太陽電池モジュール１０の製造方法は、まず、表面保護シート１４の太陽電池セル１２と反対側となる外面１４ｂ、及び、表面保護シート１４と裏面保護シート１６との太陽電池セル側となる接着面１４ａ、１６ａに表面処理としてのコロナ放電処理及び脱脂処理を施す。

次に、コロナ放電処理及び脱脂処理を施した表面保護シート１４の外面１４ｂに低汚染化塗料２０を塗布する。このとき、低汚染化塗料２０の塗膜厚さは、０．１〜２０μｍであり、より好ましくは５〜２０μｍである。

そして、平面状に接合された複数の太陽電池セル１２をエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８にて被覆するとともに表面保護シート１４の接着面１４ａと裏面保護シート１６の接着面１６ａとの間に配置する。

その後、所定温度にて加熱しつつ、低汚染化塗料２０が塗布された表面保護シート１４、太陽電池セル１２が被覆されたエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８及び表面処理が施された裏面保護シート１６をローラーにより圧着することにより、表面保護シート１４と裏面保護シート１６とを太陽電池セル１２が被覆されたエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂にて接着する。このようにして、太陽電池モジュール１０の受光面１２ａ側の外面１４ｂに低汚染化塗料２０が塗装された太陽電池モジュール１０が製造される。

本実施形態の太陽電池モジュール１０の施工方法は、低汚染化塗料２０が塗布された太陽電池モジュール１０を建物の屋根や外装材に取付部材にて取り付けることにより完了する。このため、太陽電池モジュール１０を建物の屋根や外装材に取り付けるだけで、表面が汚染され難く熱線による温度上昇を抑えて効率良く発電することが可能な太陽電池モジュール１０を備えることが可能である。

このとき本実施形態のように、太陽電池モジュール１０が柔軟性を有している場合には、太陽電池モジュール１０及び太陽電池モジュール１０が取り付けられる対象となる屋根や外装材に取付部材として予め面ファスナーを備えておき、面ファスナーにより太陽電池モジュールを建物等に取り付ける。このように、面ファスナーにより太陽電池モジュール１０を取り付ける場合には、屋根や外装材の表面が凸凹していてもその不陸に沿わせて太陽電池モジュール１０を容易に取り付けることが可能であるとともに、容易に交換することも可能である。また、表面保護シート１４と裏面保護シート１６がガラス等の可撓性が低い部材にて形成された太陽電池モジュール１０を取り付ける場合には、建物の屋根や外装材に平坦な設置場所を予め施工しておき、この設置場所に取付部材としてのボルト等にて太陽電池モジュール１０を固定する。

また、他の施工方法として、現場にて表面保護シート１４の外面１４ｂに低汚染化塗料２０を塗装して建物等に電池モジュール１０を備えることも可能である。この場合には、まず、低汚染化塗料２０が塗装されていない太陽電池モジュール素材を建物の屋根や外壁材等の外装部に取付部材にて取り付ける。その後、取り付けられた太陽電池モジュール素材の表面保護シート１４の外面１４ｂに表面処理を施す。表面処理が施された表面保護シート１４の外面１４ｂに低汚染化塗料２０を塗装することにより、低汚染化塗料２０の塗膜を備えた太陽電池モジュール１０を建物等に備えることが可能である。

本実施形態の太陽電池モジュール１０によれば、太陽電池セル１２の受光面１２ａ側を覆うポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の表面保護シート１４の太陽電池セル１２とは反対側に低汚染化塗料２０が塗装されているので、表面保護シート１４は汚染され難い。このため、太陽電池モジュール１０の最外表面となる表面保護シート１４の外面１４ｂが汚れのない状態が保たれ、太陽電池セル１２に対する高い光透過性が維持されて効率良く発電することが可能な状態を維持することが可能である。

また、塗装された低汚染化塗料２０の塗膜表面にはシリカ系親水化剤である、一般式Ｓｉ（ＯＲ）_４で表されるシリケイト化合物またはその部分縮合物が移行して層を形成しており、形成された層は空気中の水分や雨水により加水分解されて太陽電池モジュール１０の最外表面となる表面保護シート１４の外面１４ｂが親水化される。このため、表面保護シート１４の外面１４ｂに付着した汚れと塗膜との間に水分が入り込み、水分により浮かされた汚れを流し落とすことが可能である。よって、太陽電池モジュール１０の最外表面となる外面１４ｂを汚れ難い状態に維持させて効率良く発電することが可能である。

太陽電池モジュール１０は、屋外に設置されて日光に直接晒されることはもちろん、雨や風にも晒されるので、太陽電池モジュール１０の最外表面である外面１４ｂに塗装される低汚染化塗料２０に耐候性に優れたフッ素系樹脂が含まれていることにより、耐侯性に優れた太陽電池モジュール１０を提供することが可能である。また、太陽電池モジュール１０の外面１４ｂがフッ素樹脂にてコーティングされているので、外面１４ｂが傷つき難い太陽電池モジュール１０を提供することが可能である。このため、太陽電池モジュール１０の表面が傷つくことによる、太陽電池セル１２に到達する光の損失が生じ難いので、発電効率の低下を抑えることが可能である。

このように、表面保護シート１４の外面１４ｂに低汚染化塗料２０が塗布されて表面保護シート１４が低汚染化塗料２０の層に覆われている場合には、表面保護シート１４には耐光性が要求されない。このため表面保護シート１４をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような安価な樹脂にて構成することが可能であり、安価で耐汚染性に優れ効率良く発電することが可能な太陽電池モジュール１０を実現することが可能である。

また、低汚染化塗料２０が塗装された太陽電池モジュール１０が建物の外装部に備えられるので、外面１４ｂが汚染されにくく高い光透過性が維持されることにより効率良く発電することが可能な太陽電池モジュール１０を建物等に容易に備えることが可能である。また、太陽電池モジュール１０が有する低汚染化塗料２０の塗膜により屋根や外壁材等の外装部の汚れを抑えて優れた美観を維持することが可能な建物を容易に施工することが可能である。

以下に、太陽電池モジュールのその他の実施形態について説明するが、既述の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
図２は、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。

第２実施形態の太陽電池モジュール３０は、表面保護シート３４に熱線低透過材としてＳｎ（スズ）、Ｉｎ（インジウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｍｎ（マンガン）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｒ（クロム）等の金属無機酸化物の微粒子２１や、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ａｇ（銀）などの微粒子２１が分散された金属コロイドとが混合されている点で第１実施形態の太陽電池モジュール１０と相違する。また、第１実施形態の太陽電池モジュール１０に用いた太陽電池セル１２は、分光感度特性を問わなかったが、第２実施形態の太陽電池モジュール３０に用いる太陽電池セル３２は、例えばアモルファスシリコンを利用した太陽電池セルであり、近赤外線より長い波長領域の光に対し感度が低く、近赤外線より短い波長の領域の光に対する感度が高い特性を有している。

第２実施形態の表面保護シート３４は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にて形成され、厚さが２０〜１００μｍのシートである。混合されている金属無機酸化物の微粒子２１及び金属の微粒子２１は、近赤外線及び赤外線などの熱線を反射する性質を有している。

表面保護シート３４に混合されている金属無機酸化物の微粒子２１及び金属の微粒子２１の粒径は０．０００１〜２０μｍであり、より好ましくは、０．１ｎｍ〜１０μｍが望ましい。また、基材となるフッ素系樹脂に対する金属無機酸化物の微粒子２１及び金属の微粒子２１の含有量は、０．００５〜１００ｗｔ％が望ましい。表面保護シート３４は、金属無機酸化物の微粒子２１及び金属コロイドが混合された状態であっても、高い光透過性を有している。

第２実施形態の太陽電池モジュール３０に表面保護シート３４も太陽電池セル３２側の接着面３４ａ及び表面保護シート３４の外面３４ｂに、表面処理としてコロナ放電処理、及び、トルエン等の溶剤を用いた脱脂処理が施され、外面３４ｂに低汚染化塗料２０が塗布された表面保護シート３４の接着面３４ａと裏面保護シート１６の接着面１６ａとが、太陽電池セル３２が被覆されたエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８により接着されている。

第２実施形態の太陽電池モジュール３０によれば、太陽電池セル３２の受光面３２ａ側に設けられた表面保護シート３４に混合されている熱線低透過材は、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低いので、太陽電池セル３２に到達する熱線を低減することが可能である。このため、太陽電池セル３２の外側にある表面保護シート３４にて熱線の進入を抑えるので、熱線による太陽電池セル３２の温度上昇を抑えることが可能であり、太陽電池セル３２の温度上昇による光電変換効率の低下を抑えることが可能である。

また、表面保護シート３４が透過し難いのは熱線であり、太陽電池セル３２の光電感度が高い、熱線の波長より短い波長領域の光は表面保護シート３４を透過して太陽電池セル３２に到達する。このため、太陽電池セル３２等の温度上昇を抑えることにより光電変換効率の低下を抑えつつ、表面保護シート３４を透過した、熱線の波長より短い波長領域の光により効率良く発電することが可能である。また、表面保護シート３４に熱線低透過材が混合された太陽電池モジュール３０は熱線が透過し難いので、当該太陽電池モジュール３０が備えられた部位、例えば、屋根や外壁などの温度上昇も低減することが可能であり、ヒートアイランド対策及び省エネルギーに寄与することが可能である。

さらに、表面保護シート３４の外面３４ｂには低汚染化塗料２０が塗装されているので、表面保護シート１４は汚染され難い。このため、太陽電池モジュール１０の最外表面となる表面保護シート１４の外面１４ｂが汚れのない状態が保たれるので太陽電池セル１２に対する高い光透過性が維持されて効率良く発電することが可能である。

図３は、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。

第３実施形態の太陽電池モジュール４０は、低汚染化塗料５０に、Ｓｎ（スズ）、Ｉｎ（インジウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｍｎ（マンガン）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｒ（クロム）等の金属無機酸化物の微粒子２１や、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ａｇ（銀）などの微粒子２１が分散された金属コロイド等の熱線低透過材が混合されている点で第１実施形態の太陽電池モジュール１０と相違する。尚、第３実施形態の太陽電池モジュール４０も、第２実施形態と同様に、例えばアモルファスシリコンを利用した太陽電池セル３２が用いられ、近赤外線より長い波長領域の光に対し感度が低く、近赤外線より短い波長の領域の光に対する感度が高い特性を有している。

低汚染化塗料５０に混合されている金属無機酸化物の微粒子２１及び金属の微粒子２１の粒径は０．０００１〜２０μｍであり、より好ましくは、０．１ｎｍ〜１０μｍが望ましい。また、基材となるフッ素系樹脂に対する金属無機酸化物の微粒子２１及び金属の微粒子２１の含有量は、０．００５〜１００ｗｔ％が望ましい。低汚染化塗料５０は、金属無機酸化物２１及び金属コロイドが混合された状態であっても、高い光透過性を有している。

第３実施形態の太陽電池モジュール４０によれば、太陽電池セル３２の受光面３２ａ側に設けられた表面保護シート１４の、太陽電池セル３２とは反対側に塗装された、熱線低透過材が含有された低汚染化塗料５０による塗膜は、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低いので、太陽電池セル３２及び表面保護シート１４等に到達する熱線を低減することが可能である。このため、太陽電池セル３２の外側にある表面保護シート１４より外側にて熱線の進入を抑えるので、熱線による太陽電池セル３２及び表面保護シート１４等の温度上昇を抑えることが可能であり、太陽電池セル３２の温度上昇による光電変換効率の低下を抑えることが可能である。

また、熱線低透過材が含有された低汚染化塗料５０が透過し難いのは熱線であり、太陽電池セル３２の光電感度が高い、熱線の波長より短い波長領域の光は低汚染化塗料５０の塗膜を透過して太陽電池セル３２に到達する。このため、太陽電池セル３２等の温度上昇を抑えることにより光電変換効率の低下を抑えつつ、低汚染化塗料５０の塗膜を透過した、熱線の波長より短い波長領域の光により効率良く発電することが可能である。また、低汚染化塗料５０が塗装された太陽電池モジュール１０は熱線が透過し難いので、当該太陽電池モジュール４０が備えられた部位、例えば、屋根や外壁などの温度上昇も低減することが可能であり、ヒートアイランド対策及び省エネルギーに寄与することが可能である。

図４は、本発明の第４実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。

第４実施形態の太陽電池モジュール６０は、表面保護シート１４の太陽電池セル３２側の接着面１４ａに、例えばスパッタリング装置により、Ｓｎ（スズ）、Ｉｎ（インジウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｍｎ（マンガン）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃｒ（クロム）等の金属無機酸化物の微粒子２１の金属蒸着膜(単分子膜あるいは多分子膜)６５が形成されている点で第１実施形態の太陽電池モジュール１０と相違する。ここで、金属蒸着膜６５が熱線低透過層に相当する。

尚、第４実施形態の太陽電池モジュール６０も、第２実施形態及び第３実施形態と同様に、例えばアモルファスシリコンを利用した太陽電池セル３２であり、近赤外線より長い波長領域の光に対し感度が低く、近赤外線より短い波長の領域の光に対する感度が高い特性を有している。

第４実施形態の太陽電池モジュール６０によれば、太陽電池セル３２の受光面３２ａ側に設けられた表面保護シート１４の太陽電池セル３２側の接着面１４ａに設けられている金属蒸着膜６５は、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低いので、太陽電池セル３２に到達する熱線を低減することが可能である。このため、太陽電池セル３２の外側にある表面保護シート１４より太陽電池セル３２側に到達する熱線を低減して熱線の進入を抑えるので、熱線による太陽電池セル３２の温度上昇を抑えることが可能であり、太陽電池セル３２の温度上昇による光電変換効率の低下を抑えることが可能である。

また、金属蒸着膜６５が透過し難いのは熱線であり、太陽電池セル３２の光電感度が高い、熱線の波長より短い波長領域の光は金属蒸着膜６５を透過して太陽電池セル３２に到達する。このため、太陽電池セル３２等の温度上昇を抑えることにより光電変換効率の低下を抑えつつ、金属蒸着膜６５を透過した、熱線の波長より短い波長領域の光により効率良く発電することが可能である。また、金属蒸着膜６５が設けられた太陽電池モジュール６０は熱線が透過し難いので、当該太陽電池モジュール６０が備えられた部位、例えば、屋根や外壁などの温度上昇も低減することが可能であり、ヒートアイランド対策及び省エネルギーに寄与することが可能である。

図５は、本発明の第４実施形態の第１変形例に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。

第４実施形態の第１変形例に係る太陽電池モジュール７０は、表面保護部シート１４の太陽電池セル３２側とは反対側の外面１４ｂに金属蒸着膜６５が設けられている点で第４実施形態の太陽電池モジュール６０と相違する。このため、低汚染化塗料２０は、金属蒸着膜６５の外側、すなわち金属蒸着膜６５の上に塗装されている。

第４実施形態の第１変形例に係る太陽電池モジュール７０によれば、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い金属蒸着膜６５が表面保護シート１４の太陽電池セル３２とは反対側の外面１４ｂに設けられているので、表面保護シート１４及び表面保護シート１４の太陽電池セル３２側に進入する熱線を低減することが可能である。このため、太陽電池セル３２からより離れた位置にて熱線の進入を抑えるので、熱線による太陽電池セル３２の温度上昇をより抑えることが可能であり、太陽電池セル３２の温度上昇による光電変換効率の低下をより抑えることが可能である。

図６は、本発明の第４実施形態の第２変形例に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面の模式図である。

第４実施形態の第２変形例に係る太陽電池モジュール８０は、表面保護部シート１４の太陽電池セル３２側及び太陽電池セル３２とは反対側の外面１４ｂの両面に金属蒸着膜６５が設けられている点で第４実施形態及び第４実施形態の第１変形例に係る太陽電池モジュール６０、７０と相違する。

第４実施形態の第２変形例に係る太陽電池モジュール８０によれば、熱線に対する透過率が熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い金属蒸着膜６５が表面保護シート１４の太陽電池セル３２側及び太陽電池セル３２とは反対側の外面１４ｂの両面に設けられているので、表面保護シート１４より太陽電池セル３２側に進入する熱線をより一層低減することが可能である。このため、熱線による太陽電池セル３２の温度上昇をより抑えることが可能であり、太陽電池セル３２の温度上昇による光電変換効率の低下をより抑えることが可能である。

上記実施形態においては、可撓性を有する表面保護シート１４、３４及び裏面保護シート１６を備えた可撓性を有する太陽電池モジュール１０、３０、４０、６０、７０について説明したが、表面保護シート及び裏面保護シートがガラスにて形成された太陽電池モジュールの受光面側に低汚染化塗料２０、５０が塗装された形態でも構わない。

また、表面保護シート１４、３４を形成する樹脂としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた例について説明したが、高い光透過性を有する樹脂であれば、例えば、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニルデン（ＰＶＤＣ）、ポリメチルメタクリレ−ト（ＰＭＭＡ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルアルコ−ル（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタ−ル（ＰＯＭ）、ポリブチルテレフタレ−ト（ＰＢＴ）、ポリフェニレンエ−テル（ＰＰＥ）、ポリアリレ−ト（ＰＡＲ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、シリコン樹脂（ＳＩ）、酢酸セルロ−ス（ＣＡ）、酢酪酸セルロ−ス（ＣＡＢ）であっても構わず、裏面シート１６は、透光性を有しない樹脂や金属等であっても構わない。

また、上記実施形態においては、表面保護シート１４に低汚染化塗料２０を塗布する例について説明したが、低汚染化塗料２０、５０は吹き付け等の別な方法にて表面保護シート１４の外面１４ｂに塗装しても良い。

また、表面保護シート１４、３４及び裏面保護シート１６を太陽電池セル１２、３２とともに接着する際及び低汚染化塗料２０、５０を塗装する際に、表面保護シート１４、３４の接着面１４ａ、３４ａと外面１４ｂ、３４ｂ及び裏面保護シート１６の接着面１６ａに表面処理としてコロナ放電処理及び脱脂処理を施した例について説明したが、接着性を向上させるために施す表面処理はこれに限るものではない。例えば、樹脂に対する表面処理方法としては（１）接着面の表面清浄化を目的として行う表面清浄化処理として（ａ）洗剤（界面活性剤）、（ｂ）薬液（酸、アルカリ、ふっ酸、溶剤等）、（ｃ）レーザー処理、（ｄ）ＵＶ／オゾン処理、（ｅ）プラズマ処理、（ｆ）スパッタリング処理や、（２）投錨効果を持たせるための表面目粗し（凸凹の形成）を目的として行う、（ａ）バフがけや研磨紙、ブラスト等による研磨、（ｂ）スパッタリングによるエッチング、（３）塗装や接着に寄与する表面官能基の形成等の表面活性化を目的として行う（ａ）コロナ処理、（ｂ）例えば酸素を用いて表面に酸素原子を導入するガス処理、（ｃ）表面を酸化させるための火炎処理、（ｄ）化学薬品処理、（ｅ）レーザー処理、（ｆ）ＵＶ／オゾン処理、（ｇ）プラズマ処理、（ｈ）スパッタリング処理、等が挙げられる。また、表面保護シート及び裏面保護シートとしてガラスを用いた場合の表面方法としては、上記処理の他に、ガラス専用の研磨粉による研磨、シランカップリング剤を塗布するシランカップリング処理、表面のアルカリを低減するためにガスによる中性化処理としての硫酸ガスを用いたアルファー処理やフロンガスを用いたフロン処理、等が挙げられる。

また、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１０ 太陽電池モジュール
１２ 太陽電池セル
１２ａ 受光面
１４ 表面保護シート
１４ａ 接着面
１４ｂ 外面
１６ 裏面保護シート
１６ａ 接着面
１８ エチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂
２０ 低汚染化塗料
２１ 金属無機酸化物
２１ 微粒子
３０ 太陽電池モジュール
３２ 太陽電池セル
３２ａ 受光面
３４ 表面保護シート
３４ａ 接着面
３４ｂ 外面
４０ 太陽電池モジュール
５０ 低汚染化塗料
６０ 太陽電池モジュール
６５ 金属蒸着膜
７０ 太陽電池モジュール
８０ 太陽電池モジュール

Claims (9)

1. 太陽電池セルと、
   前記太陽電池セルの受光面側を覆う樹脂製の表面保護部材と、
   前記太陽電池セルを被覆するとともに前記表面保護部材と前記太陽電池セルとを接着する接着剤と、を有し、
   前記表面保護部材の前記太陽電池セルとは反対側に、汚れを防止するための低汚染化塗料が塗装されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記低汚染化塗料には、一般式Ｓｉ（ＯＲ）_４（式中、Ｒは互いに同一でも異なってもよく、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を示す。）で表される化合物またはその部分縮合物と、樹脂とを含有することを特徴とする太陽電池モジュール。
3. 請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記樹脂は、フッ素系樹脂であることを特徴とする太陽電池モジュール。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池セルは、熱線の波長より短い波長領域の光に対して、前記熱線より光電感度が高く、
   前記低汚染化塗料は、前記熱線の透過率が前記熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い熱線低透過材を含有することを特徴とする太陽電池モジュール。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池セルは、熱線の波長より短い波長領域の光に対して、前記熱線より光電感度が高く、
   前記表面保護部材の表面には、前記熱線の透過率が前記熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い熱線低透過層が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
6. 請求項５に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記熱線低透過層は、前記表面保護部材の前記太陽電池セル側の前記表面に設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
7. 請求項５または請求項６に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記熱線低透過層は、前記表面保護部材の前記太陽電池セルとは反対側の前記表面に設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
8. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池セルは、熱線の波長より短い波長領域の光に対して、前記熱線より光電感度が高く、
   前記表面保護部材は、前記熱線の透過率が前記熱線の波長より短い波長の光の透過率より低い熱線低透過材を含有することを特徴とする太陽電池モジュール。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の太陽電池モジュールを、建物の外装部に備えるための工程を有することを特徴とする施工方法。
   

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