JP2013149800A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。より詳細には、本発明は、吸放湿材料を含んでなる被覆層を備える太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module. In more detail, this invention relates to a solar cell module provided with the coating layer containing a moisture absorption / release material.
太陽電池は、例えば、半導体のｐｎ接合や半導体と金属とのショットキー接合部等、整流作用を持つ半導体の界面で発生する光起電力効果を利用して光を電力に変換して出力する発電装置である。既に実用化が進んでいる太陽電池のタイプとしては、主としてシリコン系太陽電池及び化合物系太陽電池に大別することができる。シリコン系太陽電池としては、例えば、結晶シリコンやアモルファスシリコンを用いる太陽電池を挙げることができる。また、化合物系太陽電池としては、例えば、ＩｎＧａＡｓ太陽電池、ＧａＡｓ系太陽電池、例えば、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２、ＣｕＩｎＳ２等のＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系太陽電池、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４（ＣＺＴＳ）太陽電池等を挙げることができる。 Solar cells, for example, generate electricity by converting light into electric power using the photovoltaic effect generated at the interface of a semiconductor having a rectifying action, such as a semiconductor pn junction or a Schottky junction between a semiconductor and a metal. Device. The types of solar cells that have already been put into practical use can be broadly classified into silicon solar cells and compound solar cells. Examples of silicon solar cells include solar cells using crystalline silicon or amorphous silicon. Further, as the compound solar cell, for example, an InGaAs solar cell, a GaAs solar cell, for example, a CIS system such as Cu (In, Ga) Se 2 , Cu (In, Ga) (Se, S) 2 , CuInS 2, etc. (Chalcopyrite) solar cell, CdTe-CdS solar cell, Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) solar cell, and the like.
太陽電池モジュールの一般的な構成としては、例えば、光透過性板材と「バックシート」と称される保護基材（例えば、フィルム、シート等）との間に上記のように１個以上の太陽電池を直列及び／又は並列に接続して配設し、更に保護基材と光透過性板材との間の空隙を封止樹脂（例えば、ＥＶＡ樹脂（エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）等）によって充填した構成が挙げられる。かかる構成において、太陽電池は、受光面側が光透過性板材の方に向くように配設される。 As a general configuration of a solar cell module, for example, one or more solar cells as described above are provided between a light-transmitting plate material and a protective substrate called a “back sheet” (for example, a film, a sheet, etc.). Batteries are connected in series and / or in parallel, and the gap between the protective substrate and the light transmissive plate is sealed with a sealing resin (for example, EVA resin (ethylene / vinyl acetate copolymer resin)). A filled configuration may be mentioned. In such a configuration, the solar cell is disposed such that the light receiving surface side faces the light-transmitting plate member.
上記構成において、太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材を構成する材質としては、太陽光に対する透過性（日射透過性）が高い材質を用いることが望ましく、主にガラスが使用いられているが、昨今では、ガラスの代わりに高透明性プラスチック等を使用することも検討されている。また、保護基材（バックシート）は、太陽電池を封止樹脂によって封止した後に、封止樹脂面と一体複合化される。保護基材は直接屋外に暴露されるので、保護基材には、耐候性（耐ＵＶ光、耐湿、耐熱、耐塩害等）、水蒸気バリヤー性、電気絶縁性、機械的特性（引張強度、伸び、引裂き強度等）、耐薬品性、封止樹脂シートとの親和性（接着一体化適合性）等が要求される。従って、保護基材としては、かかる要求に応えることを目的として、弗素樹脂フィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂フィルム、これらに各種被覆層を設けたフィルム、及びこれらの積層体等が使用されている。 In the above configuration, it is desirable to use a material having high transparency to sunlight (sunlight transmission) as the material constituting the light transmissive plate disposed on the light receiving surface side of the solar cell, and mainly glass is used. Recently, however, the use of highly transparent plastics or the like instead of glass is also being considered. Moreover, after sealing a solar cell with sealing resin, a protective base material (back sheet | seat) is integrally combined with the sealing resin surface. Since the protective substrate is directly exposed to the outdoors, the protective substrate has weather resistance (UV light resistance, moisture resistance, heat resistance, salt damage resistance, etc.), water vapor barrier properties, electrical insulation, mechanical properties (tensile strength, elongation) , Tear strength, etc.), chemical resistance, affinity with the sealing resin sheet (adhesion integration compatibility), and the like are required. Therefore, as a protective substrate, for the purpose of meeting such a demand, a fluorine resin film, a PET (polyethylene terephthalate) resin film, a film provided with various coating layers thereon, a laminate of these, and the like are used. .
尚、太陽電池及び太陽電池モジュールの構成に関する上記記載はあくまでも例示を目的とするものであり、これらの他にも多種多様な構成があり得る。しかしながら、太陽電池及び太陽電池モジュールの具体的な構成については、当該技術分野において周知であるので、本明細書においては、これ以上の詳細な説明は割愛する。 In addition, the said description regarding the structure of a solar cell and a solar cell module is for the purpose of an illustration to the last, and there can be various structures besides these. However, specific configurations of the solar cell and the solar cell module are well known in the technical field, and therefore, detailed description thereof is omitted in this specification.
ところで、太陽電池においては、上述のような光起電力効果を利用して光を電力に変換する半導体が有する特性から、温度が上昇すると出力電圧が低下する傾向がある。従って、当該技術分野においては、太陽電池を使用して発電を行う太陽電池モジュールにおいて、例えば、日光の照射に伴う太陽電池モジュールの温度上昇を抑制するための種々の提案が為されている。尚、本明細書においては、例えば、必要な電圧及び電流が得られるように１個以上の太陽電池を直列及び／又は並列に接続して配設したソーラーパネル又はソーラーモジュールと呼ばれるものを始めとする、太陽電池を使用して発電を行う装置を広く太陽電池モジュールと称することとする。 By the way, in a solar cell, there exists a tendency for an output voltage to fall, when temperature rises from the characteristic which the semiconductor which converts the light into electric power using the above photovoltaic effects. Therefore, in this technical field, various proposals have been made for suppressing, for example, a rise in temperature of a solar cell module caused by sunlight irradiation in a solar cell module that generates power using a solar cell. In this specification, for example, what is called a solar panel or a solar module in which one or more solar cells are connected in series and / or in parallel so as to obtain a necessary voltage and current can be used. A device that generates power using a solar cell is generally referred to as a solar cell module.
当該技術分野においては、例えば、自動車に搭載される太陽電池モジュールにおいて、当該モジュールを自動車の車体に接触させたり当該車体から離したりするため駆動装置を設けて、当該起動装置により、当該モジュールの温度の方が車体の温度よりも高い場合には当該モジュールを車体に接触させ、当該モジュールの温度の方が車体の温度よりも低い場合には当該モジュールを車体から離すことにより、当該モジュールの温度上昇に起因する発電量の低下を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。 In the technical field, for example, in a solar cell module mounted on an automobile, a driving device is provided to bring the module into contact with or away from the automobile body, and the temperature of the module is increased by the activation device. When the temperature of the module is higher than the temperature of the vehicle body, the module is brought into contact with the vehicle body. When the temperature of the module is lower than the temperature of the vehicle body, the module is moved away from the vehicle body, thereby increasing the temperature of the module. It has been proposed to suppress a decrease in the amount of power generated due to the phenomenon (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のような提案においては、太陽電池モジュールを自動車の車体に接触させたり当該車体から離したりするため駆動装置及び当該駆動装置を動作させるための動力源が必要となるため、当該モジュールを搭載する自動車の重量が増大して燃費を悪化させたり、太陽電池モジュールの製造コストが増大したりする虞がある。 However, in the proposal as described above, a driving device and a power source for operating the driving device are required to bring the solar cell module into contact with or away from the vehicle body. There is a possibility that the weight of the automobile to be mounted increases and fuel consumption is deteriorated, or the manufacturing cost of the solar cell module increases.
また、太陽電池モジュールの受光側の主面上に２枚の透光な基板を設け、これらの基板の間に冷却材を循環させることにより当該モジュールを冷却したり（例えば、特許文献２を参照）、太陽電池の受光面に設けられた電力取り出し導線の幅を広げて延長部を構成し、内部に冷却水が流れる冷却管によって当該延長部を冷却することにより太陽電池モジュールを冷却したり（例えば、特許文献３を参照）、太陽電池モジュールの裏側に蒸発式冷却体を設け、当該蒸発式冷却体に毛細管現象によって水を供給し、当該水の気化熱を利用して太陽電池モジュールの温度上昇を抑制したり（例えば、特許文献４を参照）することも提案されている。しかしながら、かかる提案においては、太陽電池モジュールに冷却材や水を循環又は供給するための機構又は動力が必要となるため、これらの提案に係る太陽電池モジュールにおいて、構造の複雑化、大型化、消費エネルギーの増大、製造コストの増大等の問題が生ずる虞がある。 In addition, two light-transmitting substrates are provided on the light-receiving side main surface of the solar cell module, and the module is cooled by circulating a coolant between these substrates (for example, see Patent Document 2). ), Extending the width of the power extraction lead provided on the light receiving surface of the solar cell to form an extension, and cooling the solar cell module by cooling the extension with a cooling pipe through which cooling water flows ( For example, refer to Patent Document 3), an evaporative cooling body is provided on the back side of the solar cell module, water is supplied to the evaporative cooling body by capillary action, and the temperature of the solar cell module is utilized using the vaporization heat of the water. It has also been proposed to suppress the rise (see, for example, Patent Document 4). However, such a proposal requires a mechanism or power for circulating or supplying the coolant or water to the solar cell module. Therefore, in the solar cell module according to these proposals, the structure is complicated, the size is increased, and the consumption is increased. Problems such as an increase in energy and an increase in manufacturing cost may occur.
更に、太陽電池バネルの外表面に複数の凸部を設けて当該外表面に付着した水の流動経路を長くすると共に、当該外表面に親水性材料を塗布して、当該外表面と水との接触面積及び接触時間を長くして、水の気化熱による当該外表面の冷却効果を高めることが提案されている（例えば、特許文献５を参照）。しかしながら、かかる提案においては、太陽電池パネルの外表面の形状や性質について特別な構成が必要となることに加えて、太陽電池バネルの外表面に水を供給する手段（例えば、人による散水等）が不可欠である。従って、かかる提案に係る太陽電池モジュールにおいては、製造コストの増大、性能維持のためのコストや手間の増大等の問題が生ずる虞がある。 In addition, a plurality of protrusions are provided on the outer surface of the solar cell panel to lengthen the flow path of water attached to the outer surface, and a hydrophilic material is applied to the outer surface to It has been proposed to increase the cooling effect of the outer surface by the heat of vaporization of water by increasing the contact area and contact time (see, for example, Patent Document 5). However, in this proposal, in addition to requiring a special configuration for the shape and properties of the outer surface of the solar cell panel, means for supplying water to the outer surface of the solar cell panel (for example, watering by humans) Is essential. Therefore, in the solar cell module according to the proposal, there is a possibility that problems such as an increase in manufacturing cost, a cost for maintaining performance and an increase in labor are caused.
一方、太陽電池モジュールとは異なる技術分野に属する建築材料の技術分野において、吸湿機能を有する塗り壁を建築物の外壁面に施工して、外気に含まれる湿気を当該塗り壁に吸収させ、日射熱によって当該湿気が蒸発する際の気化熱により外壁面及び建築物の温度上昇を抑制することが提案されている（例えば、特許文献６を参照）。しかしながら、上記塗り壁はあくまでも建築材料としての使用を目的とするものであり、太陽電池モジュールの受光面における必須の要件である透明性（光透過性）については何ら考慮されていない。従って、上記塗り壁を太陽電池モジュールの受光面に適用した場合、受光面の透明性（光透過性）が不十分となり、当該太陽電池モジュールの発電性能が低下する虞が高い。 On the other hand, in the technical field of building materials belonging to a technical field different from that of the solar cell module, a painted wall having a moisture absorption function is applied to the outer wall surface of the building so that moisture contained in the outside air is absorbed by the painted wall, and solar radiation is applied. It has been proposed to suppress the temperature rise of the outer wall surface and the building by heat of vaporization when the moisture evaporates due to heat (see, for example, Patent Document 6). However, the painted wall is only intended for use as a building material, and no consideration is given to transparency (light transmission), which is an essential requirement on the light receiving surface of the solar cell module. Therefore, when the said coating wall is applied to the light-receiving surface of a solar cell module, transparency (light transmittance) of a light-receiving surface becomes inadequate, and there exists a high possibility that the electric power generation performance of the said solar cell module may fall.
以上のように、当該技術分野においては、簡便な機構により、受光面の透明性を確保しつつ、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制する技術が未だ確立されていない。即ち、当該技術分野においては、複雑な機構又は新たな動力源を必要とすること無く且つ受光面における光透過率を低下させること無く、日射熱等に起因する温度上昇を抑制することができる、太陽電池モジュールに対する継続的な要求が存在する。 As mentioned above, in the said technical field, the technique which suppresses the temperature rise of a solar cell module is ensured by the simple mechanism, ensuring the transparency of a light-receiving surface. That is, in this technical field, it is possible to suppress a temperature increase caused by solar heat or the like without requiring a complicated mechanism or a new power source and without reducing the light transmittance on the light receiving surface. There is an ongoing need for solar cell modules.
前述のように、当該技術分野においては、簡便な機構により、受光面の透明性を確保しつつ、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制する技術が未だ確立されていない。即ち、当該技術分野においては、複雑な機構又は新たな動力源を必要とすること無く且つ受光面における光透過率を低下させること無く、日射熱等に起因する温度上昇を抑制することができる、太陽電池モジュールに対する継続的な要求が存在する。 As described above, in the technical field, a technology for suppressing the temperature increase of the solar cell module while ensuring the transparency of the light receiving surface with a simple mechanism has not been established yet. That is, in this technical field, it is possible to suppress a temperature increase caused by solar heat or the like without requiring a complicated mechanism or a new power source and without reducing the light transmittance on the light receiving surface. There is an ongoing need for solar cell modules.
本発明は、かかる要求に応えるために為されたものである。即ち、本発明は、複雑な機構又は新たな動力源を必要とすること無く且つ受光面における光透過率を低下させること無く、日射熱等に起因する温度上昇を抑制することができる、太陽電池モジュールを提供することを１つの目的とする。 The present invention has been made to meet such a demand. That is, the present invention provides a solar cell that can suppress a temperature rise caused by solar heat and the like without requiring a complicated mechanism or a new power source and without reducing the light transmittance on the light receiving surface. One object is to provide a module.
上記目的は、
太陽電池と、
前記太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材と、
を備える太陽電池モジュールであって、
前記光透過性板材の２つの主面のうち前記太陽電池とは反対側の外気に露出している側の主面上に配設された被覆層を更に備え、
前記被覆層が吸放湿材料を含んでなる、
太陽電池モジュールによって達成することができる。
The above purpose is
Solar cells,
A light-transmitting plate disposed on the light-receiving surface side of the solar cell;
A solar cell module comprising:
A coating layer disposed on the main surface of the two main surfaces of the light-transmitting plate member that is exposed to the outside air opposite to the solar cell;
The coating layer comprises a moisture absorbing / releasing material;
This can be achieved with a solar cell module.
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、簡便な機構により、受光面の透明性を確保しつつ、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することができる。 According to the solar cell module of the present invention, the temperature rise of the solar cell module can be suppressed by a simple mechanism while ensuring the transparency of the light receiving surface.
前述のように、本発明の１つの目的は、複雑な機構又は新たな動力源を必要とすること無く且つ受光面における光透過率を低下させること無く、日射熱等に起因する温度上昇を抑制することができる、太陽電池モジュールを提供することである。 As described above, one object of the present invention is to suppress temperature rise caused by solar heat without requiring a complicated mechanism or a new power source and without reducing the light transmittance on the light receiving surface. It is possible to provide a solar cell module.
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）し、温度が上昇した際に水蒸気を放出（放湿）する材料（吸放湿材料）を含んでなる透明な被覆層を太陽電池モジュールの受光面に配設することにより、簡便な機構により、受光面の透明性を確保しつつ、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することができることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。 As a result of earnest research to achieve the above object, the present inventor adsorbs (moisture absorption) water vapor contained in the surrounding atmosphere and releases water vapor (moisture release) when the temperature rises (moisture absorption / release material) ) Is disposed on the light receiving surface of the solar cell module, and the temperature rise of the solar cell module can be suppressed with a simple mechanism while ensuring the transparency of the light receiving surface. As a result, the present invention has been conceived.
即ち、本発明の第１の実施態様は、
太陽電池と、
前記太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材と、
を備える太陽電池モジュールであって、
前記光透過性板材の２つの主面のうち前記太陽電池とは反対側の外気に露出している側の主面上に配設された被覆層を更に備え、
前記被覆層が吸放湿材料を含んでなる、
太陽電池モジュールである。
That is, the first embodiment of the present invention is:
Solar cells,
A light-transmitting plate disposed on the light-receiving surface side of the solar cell;
A solar cell module comprising:
A coating layer disposed on the main surface of the two main surfaces of the light-transmitting plate member that is exposed to the outside air opposite to the solar cell;
The coating layer comprises a moisture absorbing / releasing material;
It is a solar cell module.
上記のように、本実施態様に係る太陽電池モジュールは、太陽電池と当該太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材とを備える。更に、当該太陽電池モジュールは、光透過性板材の２つの主面のうち太陽電池とは反対側の外気に露出している側の主面上に配設された被覆層を更に備え、当該被覆層が吸放湿材料を含んでなる。換言すれば、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材の外表面に、吸放湿材料を含んでなる被覆層が設けられている。 As described above, the solar cell module according to this embodiment includes a solar cell and a light-transmitting plate material disposed on the light receiving surface side of the solar cell. The solar cell module further includes a coating layer disposed on the main surface of the two main surfaces of the light-transmitting plate material that is exposed to the outside air on the side opposite to the solar cell. The layer comprises a moisture absorbing / releasing material. In other words, in the solar cell module according to the present embodiment, a coating layer containing a moisture absorbing / releasing material is provided on the outer surface of the light transmissive plate member disposed on the light receiving surface side of the solar cell. .
上記吸放湿材料は、水分の吸湿・放湿を可逆的に行うことができる材料である。より具体的には、上記吸放湿材料は、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）し、温度が上昇した際に水蒸気を放出（放湿）することができる材料である。かかる条件を満足する限りにおいて、上記吸放湿材料は如何なる構造及び組成を有するものであってもよい。例えば、上記吸放湿材料の吸湿機能は、物理的吸着に起因するものであっても、化学的吸着に起因するものであっても、これらの組み合わせに起因するものであってもよい。また、上記吸放湿材料の材質は、無機系の材質であっても、有機系の材質であっても、これらの組み合わせであってもよい。 The moisture absorbing / releasing material is a material capable of reversibly absorbing and releasing moisture. More specifically, the moisture absorbing / releasing material is a material capable of adsorbing (moisturizing) water vapor contained in the ambient atmosphere and releasing the water vapor (moisturizing) when the temperature rises. As long as these conditions are satisfied, the moisture absorbing / releasing material may have any structure and composition. For example, the moisture absorbing function of the moisture absorbing / releasing material may be due to physical adsorption, due to chemical adsorption, or due to a combination thereof. The material for the moisture absorbing / releasing material may be an inorganic material, an organic material, or a combination thereof.
上記吸放湿材料を含んでなる被覆層を光透過性板材の上記主面上に配設する方法もまた、特定の方法に限定されるものではなく、当該技術分野において周知の種々の方法から、例えば、吸放湿材料の性状や太陽電池モジュールの製造条件等に応じて、適宜選択することができる。例えば、上記吸放湿材料を液体（例えば、水等）中に分散又は溶解させたものをコーティング材料とし、例えば、スプレーコーティング、ディップコーティング等の方法により、光透過性板材の上記主面上に当該コーティング材料を塗布して、上記被覆層を形成させてもよい。また、上記コーティング材料にバインダーを添加して皮膜形成性を調整したり、上記コーティング材料に微粒子（例えば、シリカ微粒子等）を添加・分散させて、上記被覆層の多孔度を調整したりすることもできる。より具体的には、例えば、微粒子状の上記吸放湿材料をシリカゾル（コロイダルシリカ）中に分散させて得られるコーティング材料を、例えば、スプレーコーティング、ディップコーティング等の方法により、光透過性板材の上記主面上に当該コーティング材料を塗布して、上記被覆層を形成させることができる。 The method of disposing the coating layer containing the moisture absorbing / releasing material on the main surface of the light-transmitting plate is not limited to a specific method, and various methods well known in the art. For example, it can be appropriately selected depending on the properties of the moisture absorbing / releasing material, the manufacturing conditions of the solar cell module, and the like. For example, a material obtained by dispersing or dissolving the moisture absorbing / releasing material in a liquid (for example, water) is used as a coating material. For example, spray coating, dip coating, or the like is used on the main surface of the light transmissive plate. The coating material may be applied to form the coating layer. In addition, the film forming property can be adjusted by adding a binder to the coating material, or the porosity of the coating layer can be adjusted by adding and dispersing fine particles (for example, silica fine particles) in the coating material. You can also. More specifically, for example, a coating material obtained by dispersing the fine moisture-absorbing / releasing material in a silica sol (colloidal silica) can be obtained by, for example, spray coating, dip coating, or the like. The said coating material can be apply | coated on the said main surface, and the said coating layer can be formed.
ところで、太陽電池モジュールは、一般的に、太陽光を光源として発電を行うものであるので、例えば、家屋の屋上や屋根の上、車両のルーフパネルの外面（上面）等、太陽光の照射を受け易い箇所に設置される。従って、太陽電池モジュールの温度は、例えば日射熱等によって上昇しがちである。特に、日射量が多くなる夏場においては、日射熱による太陽電池モジュールの温度上昇は顕著である。一方、太陽電池の発電性能は温度の上昇に伴って低下する。従って、特段の冷却手段等を備えない従来技術に係る太陽電池モジュールにおいては、例えば夏場等の日射量が多い状況下での日射熱等による温度上昇に伴って、当該モジュールの出力電圧が低下する。 By the way, since a solar cell module generally generates power using sunlight as a light source, for example, it irradiates sunlight on a rooftop or roof of a house, an outer surface (upper surface) of a roof panel of a vehicle, or the like. It is installed in a place where it can be easily received. Accordingly, the temperature of the solar cell module tends to increase due to, for example, solar heat. In particular, in summer when the amount of solar radiation increases, the temperature rise of the solar cell module due to solar heat is remarkable. On the other hand, the power generation performance of the solar cell decreases with increasing temperature. Therefore, in the solar cell module according to the prior art that does not include any special cooling means, the output voltage of the module decreases as the temperature rises due to, for example, solar heat in a situation where the amount of solar radiation is large such as in summer. .
しかしながら、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、上述のように、太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材の外表面に、吸放湿材料を含んでなる被覆層が設けられている。また、上記被覆層に含まれる吸放湿材料は、相対湿度が上昇した際には周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）し、温度が上昇した際には周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）することができる。これにより、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、吸放湿材料が、例えば、夏場の高湿度環境（例えば、３０℃×７０％ＲＨ）下では、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）し、日射熱等によって光透過性板材の温度が（例えば、５０乃至７０℃まで）上昇した際には、周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）し、この際、水の気化熱として、光透過性板材の外表面から熱を奪う。かかるサイクル（以降、「吸放湿サイクル」とも称する）を繰り返すことにより、太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材の外表面の温度上昇を抑制することができる。以上のように、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、複雑な機構又は新たな動力源を必要とすること無く且つ受光面における光透過率を低下させること無く、日射熱等に起因する温度上昇を抑制することができる。 However, in the solar cell module according to the present embodiment, as described above, a coating layer containing a moisture absorbing / releasing material is provided on the outer surface of the light-transmitting plate member disposed on the light receiving surface side of the solar cell. It has been. The moisture absorbing / releasing material contained in the coating layer adsorbs (absorbs moisture) the water vapor contained in the surrounding atmosphere when the relative humidity rises, and releases the water vapor into the surrounding atmosphere when the temperature rises. (Moisture release). Thereby, in the solar cell module according to the present embodiment, the moisture absorbing / releasing material adsorbs water vapor contained in the ambient atmosphere under a high humidity environment (for example, 30 ° C. × 70% RH) in summer, for example ( When the temperature of the light-transmitting plate rises due to solar heat or the like (for example, up to 50 to 70 ° C.), water vapor is released into the surrounding atmosphere (moisture release). As a result, heat is taken from the outer surface of the light-transmitting plate. By repeating such a cycle (hereinafter, also referred to as “moisture absorption / desorption cycle”), it is possible to suppress an increase in the temperature of the outer surface of the light transmissive plate disposed on the light receiving surface side of the solar cell. As described above, in the solar cell module according to this embodiment, the temperature caused by solar heat or the like without requiring a complicated mechanism or a new power source and without reducing the light transmittance on the light receiving surface. The rise can be suppressed.
ところで、太陽電池モジュールは、前述のように、例えば、家屋の屋上や屋根の上、車両のルーフパネルの外面（上面）等、太陽光の照射を受け易い箇所に設置される。従って、太陽電池モジュールの周囲雰囲気の湿度は様々に変化する。従って、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいて上述のような吸放湿サイクルを繰り返して、太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材の外表面の温度上昇を効果的に抑制するには、特定の範囲における湿度変化に対して吸放湿を行うことができる材料ではなく、幅広い湿度範囲に亘って吸放湿が可能な吸放湿材料を選択することが重要である。 By the way, as described above, the solar cell module is installed in a place where it is easily irradiated with sunlight, such as a rooftop of a house or a roof, or an outer surface (upper surface) of a roof panel of a vehicle. Therefore, the humidity of the ambient atmosphere around the solar cell module varies variously. Therefore, the moisture absorption / desorption cycle as described above is repeated in the solar cell module according to the present embodiment to effectively suppress the temperature rise of the outer surface of the light transmissive plate disposed on the light receiving surface side of the solar cell. Therefore, it is important to select a moisture absorbing / releasing material capable of absorbing and releasing moisture over a wide humidity range, not a material capable of absorbing and releasing moisture with respect to humidity change in a specific range.
上記のような吸放湿材料の吸放湿特性を表すデータの１つとして、水蒸気吸着等温線が知られている。吸着等温線とは、一定の温度において、吸着質の圧力（吸着質が気体である場合）又は濃度（吸着質が液体である場合）を変化させた際の、吸着剤（吸着媒）の平衡状態における吸着量（平衡吸着量）の変化を表すグラフである。従って、吸着質が水蒸気である場合の吸着等温線を水蒸気吸着等温線と称する。但し、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着質とする吸放湿材料の吸放湿特性（水蒸気吸着性）の評価には、例えば、定容量式吸着法により、相対湿度（水蒸気相対圧）を変化させながら水蒸気吸着量を測定することによって得られる水蒸気吸着等温線が用いられることが多い。 A water vapor adsorption isotherm is known as one of data representing the moisture absorption / release characteristics of the moisture absorption / release material as described above. The adsorption isotherm is the equilibrium of the adsorbent (adsorbent) when the adsorbate pressure (if the adsorbate is a gas) or the concentration (if the adsorbate is a liquid) is changed at a certain temperature. It is a graph showing the change of the adsorption amount (equilibrium adsorption amount) in a state. Therefore, an adsorption isotherm when the adsorbate is water vapor is referred to as a water vapor adsorption isotherm. However, for the evaluation of moisture absorption / release characteristics (water vapor adsorption) of moisture absorption / release materials that use water vapor contained in the ambient atmosphere as an adsorbate, for example, the relative humidity (water vapor relative pressure) is determined by the constant volume adsorption method. In many cases, a water vapor adsorption isotherm obtained by measuring the amount of water vapor adsorption while changing is used.
上述のように特定の範囲における湿度変化に対してのみ吸放湿を行うことができる材料は、水蒸気吸着等温線における特定の範囲の相対湿度においてのみ水蒸気の吸着量（平衡吸着率）が大きく変化し、その他の範囲の相対湿度においては平衡吸着率があまり変化しない。一方、幅広い湿度範囲に亘って吸放湿が可能な吸放湿材料は、水蒸気吸着等温線においても、幅広い範囲の相対湿度において相対湿度に対応して平衡吸着率が変化する。本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層は、かかる吸放湿材料を含んでなることが望ましい。 As described above, a material that can absorb and release moisture only in response to a change in humidity within a specific range has a significant change in the amount of water vapor adsorption (equilibrium adsorption rate) only at a specific range of relative humidity on the water vapor adsorption isotherm. However, the equilibrium adsorption rate does not change much at other relative humidity ranges. On the other hand, a moisture absorbing / releasing material capable of absorbing and releasing moisture over a wide humidity range has an equilibrium adsorption rate that varies with relative humidity in a wide range of relative humidity even in a water vapor adsorption isotherm. The coating layer of the light transmissive plate member provided in the solar cell module according to this embodiment preferably includes such a moisture absorbing / releasing material.
更に、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層が含んでなる吸放湿材料は、前述のように、水分の吸湿・放湿を可逆的に行うことができる材料であることが望ましい。加えて、上述のように、太陽電池モジュールの周囲雰囲気の湿度は様々に変化する。従って、より好ましくは、当該吸放湿材料においては、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）する際の相対湿度の変化に対する水蒸気吸着量の変化パターンと周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）する際の相対湿度の変化に対する水蒸気吸着量の変化パターンとが、できるだけ一致することが望ましい。換言すれば、当該吸放湿材料についての、吸湿時における水蒸気の平衡吸着率と相対湿度との関係を表す水蒸気吸着等温線と、放湿時における水蒸気の平衡吸着率と相対湿度との関係を表す水蒸気脱着等温線と、の間での差異（以降、「吸着ヒステリシス」とも称する）ができるだけ小さいことが望ましい。 Furthermore, the moisture absorbing / releasing material comprising the coating layer of the light transmissive plate provided in the solar cell module according to this embodiment is a material capable of reversibly absorbing and desorbing moisture as described above. It is desirable to be. In addition, as described above, the humidity of the ambient atmosphere of the solar cell module varies variously. Therefore, more preferably, in the moisture absorbing / releasing material, the moisture adsorption amount change pattern with respect to the change in relative humidity when the moisture contained in the ambient atmosphere is adsorbed (absorbed) and the moisture released into the ambient atmosphere (released). It is desirable that the change pattern of the water vapor adsorption amount with respect to the change of the relative humidity when the humidity is changed is as close as possible. In other words, the moisture absorption isotherm representing the relationship between the equilibrium adsorption rate of water vapor and relative humidity during moisture absorption and the relationship between the equilibrium adsorption rate of water vapor and relative humidity during moisture release for the moisture absorbing / releasing material. It is desirable that the difference (hereinafter also referred to as “adsorption hysteresis”) between the expressed water vapor desorption isotherm is as small as possible.
以上のように、太陽電池モジュールが暴露される種々の湿度範囲において良好な吸放湿性能を発揮するためには、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層が含んでなる吸放湿材料は、幅広い範囲の相対湿度において相対湿度に対応して平衡吸着率が変化するのみならず、吸湿時及び放湿時における水蒸気の平衡吸着率と相対湿度との関係を表す水蒸気吸着等温線の差異（吸着ヒステリシス）ができるだけ小さいものであることがより望ましい。 As described above, in order to exhibit good moisture absorption / release performance in various humidity ranges to which the solar cell module is exposed, the coating layer of the light transmissive plate member included in the solar cell module according to the present embodiment is included. The moisture-absorbing / releasing material does not only change the equilibrium adsorption rate corresponding to the relative humidity over a wide range of relative humidity, but also represents the relationship between the equilibrium adsorption rate of water vapor at the time of moisture absorption and moisture release and the relative humidity. It is more desirable that the difference in adsorption isotherm (adsorption hysteresis) be as small as possible.
従って、本発明の第２の実施態様は、
本発明の前記第１の実施態様に係る太陽電池モジュールであって、
前記吸放湿材料における水蒸気の平衡吸着率と相対湿度との関係が略直線的であり、吸湿時における当該関係を表す水蒸気吸着等温線と放湿時における当該関係を表す水蒸気脱着等温線との間での差異である吸着ヒステリシスが小さい、
太陽電池モジュールである。
Accordingly, the second embodiment of the present invention provides:
A solar cell module according to the first embodiment of the present invention,
The relationship between the equilibrium adsorption rate of water vapor and the relative humidity in the moisture absorbing / releasing material is substantially linear, and the water vapor adsorption isotherm representing the relationship during moisture absorption and the water vapor desorption isotherm representing the relationship during moisture desorption. Adsorption hysteresis, which is the difference between
It is a solar cell module.
上記のように、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、吸放湿材料における水蒸気の平衡吸着率と相対湿度との関係が略直線的である。換言すれば、本実施態様における吸放湿材料による水蒸気の平衡吸着率と相対湿度との関係は、良好に線形近似することができる（一次関数を回帰式とした場合に誤差が小さい）。即ち、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層が含んでなる吸放湿材料は、特定の範囲における湿度変化に対してのみ吸放湿を行うことができるのではなく、幅広い湿度範囲に亘って吸放湿を行うことができる。 As described above, in the solar cell module according to this embodiment, the relationship between the water vapor equilibrium adsorption rate and the relative humidity in the moisture absorbing / releasing material is substantially linear. In other words, the relationship between the equilibrium adsorption rate of water vapor by the moisture absorbing / releasing material and the relative humidity in this embodiment can be linearly approximated well (the error is small when the linear function is a regression equation). That is, the moisture-absorbing / releasing material included in the coating layer of the light-transmitting plate member included in the solar cell module according to the present embodiment is not capable of absorbing / releasing moisture only with respect to humidity change in a specific range. It is possible to absorb and release moisture over a wide humidity range.
加えて、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、吸湿時における吸放湿材料による水蒸気の平衡吸着率と相対湿度との関係を表す水蒸気吸着等温線と放湿時における当該関係を表す水蒸気脱着等温線との間での差異である吸着ヒステリシスが小さい。換言すれば、当該吸放湿材料においては、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）する際の相対湿度の変化に対する水蒸気吸着量の変化パターンと周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）する際の相対湿度の変化に対する水蒸気吸着量の変化パターンとの差異が小さい。即ち、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層が含んでなる吸放湿材料においては、例えば、相対湿度の上昇に伴って周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）した後に相対湿度が低下した際に、吸湿時と同様の変化パターン（平衡吸着率と相対湿度との関係）に従って、周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）することができる。 In addition, in the solar cell module according to this embodiment, the water vapor adsorption isotherm representing the relationship between the equilibrium adsorption rate of water vapor and the relative humidity by the moisture absorbing / releasing material at the time of moisture absorption and the water vapor desorption representing the relationship at the time of moisture desorption. The adsorption hysteresis, which is the difference between the isotherm, is small. In other words, in the moisture absorbing / releasing material, the moisture adsorption amount change pattern with respect to the change in relative humidity when the moisture contained in the ambient atmosphere is adsorbed (absorbed) and the moisture released into the ambient atmosphere (moisture release). The difference with the change pattern of the water vapor adsorption amount with respect to the change of the relative humidity when performing is small. That is, in the moisture-absorbing / releasing material including the coating layer of the light-transmitting plate member included in the solar cell module according to the present embodiment, for example, water vapor contained in the ambient atmosphere is adsorbed (moisture-absorbing) as the relative humidity increases. ), The water vapor can be released (moisture released) into the ambient atmosphere according to the same change pattern (relationship between the equilibrium adsorption rate and the relative humidity) as in the case of moisture absorption.
上記により、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、上記被覆層に含まれる吸放湿材料は、周囲雰囲気の相対湿度が上昇した際には周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）し、上記被覆層の温度が上昇した際には周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）する吸放湿サイクルを、幅広い湿度範囲において実現することができる。しかも、相対湿度の上昇及び下降に遅滞なく対応して吸放湿を行うことができるので、上記被覆層の温度が上昇した際に、太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材の外表面から迅速に熱を奪い、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することができる。 As described above, in the solar cell module according to the present embodiment, the moisture absorbing / releasing material contained in the coating layer adsorbs (absorbs) water vapor contained in the ambient atmosphere when the relative humidity of the ambient atmosphere increases. When the temperature of the coating layer rises, a moisture absorption / release cycle for releasing (moisturizing) water vapor into the surrounding atmosphere can be realized in a wide humidity range. Moreover, since moisture can be absorbed and released in response to the rise and fall of relative humidity without delay, when the temperature of the coating layer rises, the light transmissive plate material disposed on the light receiving surface side of the solar cell Heat can be quickly taken from the outer surface of the solar cell module to suppress the temperature rise of the solar cell module.
ところで、太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材の外表面の温度は、例えば、夏場における日射熱等により、５０乃至７０℃程度の温度にまで上昇する場合がある。従って、例えば、７０℃を超える温度においてのみ放湿可能な吸放湿材料を含んでなる被覆層を光透過性板材の外表面に配設した場合、実用温度の範囲内においては吸放湿材料が放湿することができず、上述のように吸着した水を周囲雰囲気中に放出（放湿）する際に水の気化熱によって光透過性板材の外表面から熱を奪うことができず、結果として、温度上昇に起因する太陽電池の発電性能の低下を抑制することができない。逆に言うと、温度上昇に起因する太陽電池の発電性能の低下を効果的に抑制するためには、７０℃以下の温度において放湿することが可能な吸放湿材料を使用することが望ましい。 By the way, the temperature of the outer surface of the light transmissive board | plate material arrange | positioned at the light-receiving surface side of a solar cell may rise to the temperature of about 50 to 70 degreeC by the solar heat etc. in the summer, for example. Therefore, for example, when a coating layer containing a moisture absorbing / releasing material that can only release moisture at a temperature exceeding 70 ° C. is disposed on the outer surface of the light-transmitting plate, the moisture absorbing / releasing material is within the practical temperature range. However, when the water adsorbed as described above is released into the ambient atmosphere (moisture release), heat cannot be taken away from the outer surface of the light-transmitting plate by the heat of vaporization of water. As a result, a decrease in the power generation performance of the solar cell due to the temperature rise cannot be suppressed. In other words, in order to effectively suppress the decrease in power generation performance of the solar cell due to the temperature rise, it is desirable to use a moisture absorbing / releasing material capable of releasing moisture at a temperature of 70 ° C. or lower. .
従って、本発明の第３の実施態様は、
本発明の前記第１又は前記第２の実施態様の何れか１つに係る太陽電池モジュールであって、
前記吸放湿材料が、７０℃以下の温度において放湿することが可能な材料である、
太陽電池モジュールである。
Therefore, the third embodiment of the present invention
A solar cell module according to any one of the first or second embodiments of the present invention,
The moisture absorbing and releasing material is a material capable of releasing moisture at a temperature of 70 ° C. or lower.
It is a solar cell module.
上記のように、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層が含んでなる吸放湿材料は、吸放湿材料が、７０℃以下の温度において放湿することが可能な材料である。これにより、実用温度の範囲内において吸放湿材料が放湿することができるので、上述のように吸着した水を周囲雰囲気中に放出（放湿）する際に水の気化熱によって光透過性板材の外表面から迅速に熱を奪い、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することができ、結果として、温度上昇に起因する太陽電池の発電性能の低下を効果的に抑制することができる。尚、より好ましくは、吸放湿材料は、６０℃以下の温度において放湿することが可能な材料であることが望ましい。 As described above, the moisture absorbing / releasing material included in the coating layer of the light transmissive plate member included in the solar cell module according to the present embodiment allows the moisture absorbing / releasing material to release moisture at a temperature of 70 ° C. or lower. Material. As a result, the moisture absorbing / releasing material can be desorbed within the practical temperature range, so that when the adsorbed water is released into the surrounding atmosphere (moisture release), the light transmission by the heat of vaporization of the water occurs. Heat can be quickly taken from the outer surface of the plate member, and the temperature increase of the solar cell module can be suppressed, and as a result, the decrease in power generation performance of the solar cell due to the temperature increase can be effectively suppressed. More preferably, the moisture-absorbing / releasing material is a material that can release moisture at a temperature of 60 ° C. or lower.
ところで、前述のように、太陽電池モジュールは、一般的に、太陽光を光源として発電を行うものであるので、太陽電池モジュールの受光面の透明性（光透過性）が不十分であると、当該太陽電池モジュールの発電性能が低下する。従って、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて十分な発電性能を維持するためには、吸放湿材料を含んでなる被覆層が配設された光透過性板材が、十分に高い光透過率を有し、且つ十分に低い曇り度を有することが望ましい。 By the way, as described above, since the solar cell module generally generates power using sunlight as a light source, if the transparency (light transmittance) of the light receiving surface of the solar cell module is insufficient, The power generation performance of the solar cell module is reduced. Therefore, in order to maintain sufficient power generation performance in the solar cell module according to the present invention, the light transmissive plate material provided with the coating layer containing the moisture absorbing / releasing material has a sufficiently high light transmittance. And having a sufficiently low haze.
従って、本発明の第４の実施態様に係る太陽電池モジュールは、
本発明の前記第１乃至前記第３の実施態様の何れか１つにかかる太陽電池モジュールであって、
前記被覆層が配設された前記光透過性板材の日射透過率が８０％以上であり、
前記被覆層が配設された前記光透過性板材の曇り度が１５％以下である、
太陽電池モジュールである。
Therefore, the solar cell module according to the fourth embodiment of the present invention is:
A solar cell module according to any one of the first to third embodiments of the present invention,
The solar transmittance of the light-transmitting plate material provided with the coating layer is 80% or more,
The haze of the light transmissive plate provided with the coating layer is 15% or less,
It is a solar cell module.
上記のように、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える太陽電池の受光面側に配設される前述の被覆層が外表面に配設された光透過性板材において、日射透過率が８０％以上であり、且つ曇り度が１５％以下である。これにより、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、太陽電池モジュールの受光面の透明性（光透過性）が十分に確保され、当該太陽電池モジュールの発電性能が良好なレベルに維持される。より好ましくは、吸放湿材料を含んでなる被覆層が配設された光透過性板材は、９０％以上の日射透過率及び１０％以下の曇り度を有することが望ましい。 As described above, in the light-transmitting plate material in which the above-described coating layer disposed on the light-receiving surface side of the solar cell included in the solar cell module according to this embodiment is disposed on the outer surface, the solar transmittance is 80%. The haze is 15% or less. Thereby, in the solar cell module which concerns on this embodiment, transparency (light transmittance) of the light-receiving surface of a solar cell module is fully ensured, and the electric power generation performance of the said solar cell module is maintained at a favorable level. More preferably, the light-transmitting plate material provided with the coating layer containing the moisture absorbing / releasing material desirably has a solar transmittance of 90% or more and a haze of 10% or less.
尚、当該技術分野においては周知であるように、上記日射透過率は、例えば、ＪＩＳ−Ｒ−３１０６に準拠して、分光光度計等を使用して測定することができる。また、上記曇り度は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７１３６、ＪＩＳ Ｋ ７３６１、及びＡＳＴＭ Ｄ １００３等に準拠して、ヘーズメーター等を使用して測定することができる。 As is well known in the technical field, the solar radiation transmittance can be measured using a spectrophotometer or the like in accordance with JIS-R-3106, for example. Moreover, the said haze can be measured using a haze meter etc. based on JISK7136, JISK7361, ASTMD1003 etc., for example.
ところで、前述のように、上記吸放湿材料は、水分の吸湿・放湿を可逆的に行うことができる材料である。より具体的には、上記吸放湿材料は、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）し、温度が上昇した際に水蒸気を放出（放湿）することができる材料である。かかる条件を満足する限りにおいて、上記吸放湿材料は如何なる構造及び組成を有するものであってもよい。例えば、上記吸放湿材料の吸湿機能は、物理的吸着に起因するものであっても、化学的吸着に起因するものであっても、これらの組み合わせに起因するものであってもよい。また、上記吸放湿材料の材質は、無機系の材質であっても、有機系の材質であっても、これらの組み合わせであってもよい。 As described above, the moisture absorbing / releasing material is a material capable of reversibly absorbing and desorbing moisture. More specifically, the moisture absorbing / releasing material is a material capable of adsorbing (moisturizing) water vapor contained in the ambient atmosphere and releasing the water vapor (moisturizing) when the temperature rises. As long as these conditions are satisfied, the moisture absorbing / releasing material may have any structure and composition. For example, the moisture absorbing function of the moisture absorbing / releasing material may be due to physical adsorption, due to chemical adsorption, or due to a combination thereof. The material for the moisture absorbing / releasing material may be an inorganic material, an organic material, or a combination thereof.
即ち、本発明の第５の実施態様は、
本発明の前記第１乃至前記第４の実施態様の何れか１つに係る太陽電池モジュールであって、
前記吸放湿材料が、無機系吸放湿材料及び有機系吸放湿材料の少なくとも何れか一方を含んでなる、
太陽電池モジュールである。
That is, the fifth embodiment of the present invention
A solar cell module according to any one of the first to fourth embodiments of the present invention,
The moisture absorbing / releasing material comprises at least one of an inorganic moisture absorbing / releasing material and an organic moisture absorbing / releasing material,
It is a solar cell module.
上記のように、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層が含んでなる吸放湿材料は、無機系吸放湿材料及び有機系吸放湿材料の少なくとも何れか一方を含んでなる。換言すれば、上記吸放湿材料は、無機系吸放湿材料のみで構成されていても、有機系吸放湿材料のみで構成されていても、無機系吸放湿材料と有機系吸放湿材料との組み合わせによって構成されていてもよい。無機系吸放湿材料の具体例としては、例えば、シリカゲル、シリカアルミナ、珪質頁岩、セピオライト、鹿沼土、活性白土、ゼオライト、アロフェン、及びイモゴライト等を挙げることができる。これら無機系吸放湿材料の中では、Ｂ型シリカゲル及びシリカアルミナが特に好ましい。一方、有機系吸放湿材料の具体例としては、例えば、各種高分子ポリマーやイオン交換樹脂等を挙げることができる。 As described above, the moisture absorbing / releasing material included in the coating layer of the light transmissive plate member included in the solar cell module according to the present embodiment is at least one of an inorganic moisture absorbing / releasing material and an organic moisture absorbing / releasing material. Comprising. In other words, the moisture absorbing / releasing material may be composed of only an inorganic moisture absorbing / releasing material or only an organic moisture absorbing / releasing material, and may be composed of an inorganic moisture absorbing / releasing material and an organic moisture absorbing / releasing material. You may be comprised by the combination with a wet material. Specific examples of the inorganic moisture absorbing / releasing material include silica gel, silica alumina, siliceous shale, sepiolite, Kanuma soil, activated clay, zeolite, allophane, and imogolite. Among these inorganic moisture absorbing / releasing materials, B-type silica gel and silica alumina are particularly preferable. On the other hand, specific examples of the organic moisture absorbing / releasing material include various polymer polymers and ion exchange resins.
即ち、本発明の第６の実施態様は、
本発明の前記第５の実施態様に係る太陽電池モジュールであって、
前記無機系吸放湿材料が、Ｂ型シリカゲル及びシリカアルミナの少なくとも何れか一方を含んでなり、
前記有機系吸放湿材料が、高分子ポリマー及びイオン交換樹脂の少なくとも何れか一方を含んでなる、
太陽電池モジュールである。
That is, the sixth embodiment of the present invention
A solar cell module according to the fifth embodiment of the present invention,
The inorganic moisture absorbing / releasing material comprises at least one of B-type silica gel and silica alumina,
The organic moisture absorbing / releasing material comprises at least one of a polymer and an ion exchange resin;
It is a solar cell module.
上記のように、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層が含んでなる吸放湿材料は、Ｂ型シリカゲル及びシリカアルミナの少なくとも何れか一方を含んでなる無機系吸放湿材料並びに高分子ポリマー及びイオン交換樹脂の少なくとも何れか一方を含んでなる有機系吸放湿材料の少なくとも何れか一方を含んでなる。換言すれば、上記吸放湿材料は、Ｂ型シリカゲル、シリカアルミナ、高分子ポリマー、及びイオン交換樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の吸放湿材料によって構成される。 As described above, the moisture absorbing / releasing material included in the coating layer of the light transmissive plate member included in the solar cell module according to the present embodiment is an inorganic absorption material including at least one of B-type silica gel and silica alumina. It comprises at least one of a moisture release material and an organic moisture absorption / release material comprising at least one of a polymer and an ion exchange resin. In other words, the moisture absorbing / releasing material is composed of at least one moisture absorbing / releasing material selected from the group consisting of B-type silica gel, silica alumina, a polymer, and an ion exchange resin.
尚、吸放湿材料の選択に当たっては、前述の各種実施態様を始めとする本発明の様々な実施態様において求められる各種要求特性に応じて、種々の吸放湿材料から適宜選択することができる。また、本実施態様に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の被覆層における吸放湿材料の含有率もまた、前述の各種実施態様を始めとする本発明の様々な実施態様において求められる各種要求特性に応じて、適宜決定することができる。 In selecting the moisture absorbing / releasing material, various moisture absorbing / releasing materials can be appropriately selected according to various required characteristics required in various embodiments of the present invention including the above-described various embodiments. . Further, the content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer of the light-transmitting plate member included in the solar cell module according to the present embodiment is also required in various embodiments of the present invention including the aforementioned various embodiments. It can be determined appropriately according to the required characteristics.
本発明の幾つかの実施態様に関して、添付図面等を参照しつつ以下に説明する。但し、以下に述べる説明はあくまでも例示を目的とするものであり、本発明の範囲が以下の説明に限定されるものと解釈されるべきではない。 Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the following description is for illustrative purposes only, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following description.
（１）太陽電池モジュールの構成
図１は、前述のように、本発明の１つの実施態様に係る太陽電池モジュールの構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、直列に接続された５つの太陽電池（セル）４０が、光透過性板材（カバーガラス）２０とバックシート５０との間に配設され、封止樹脂３０（例えば、ＥＶＡ樹脂）によって封止されている。光透過性板材（カバーガラス）２０の外表面（図１における向かって上側の主面）には、吸放湿材料を含んでなる被覆層（吸放湿膜）１０が配設されている。図１における向かって上側の図は、図１における向かって下側の図における丸印によって示される部分の拡大図である。
(1) Configuration of Solar Cell Module FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the solar cell module according to one embodiment of the present invention as described above. As shown in FIG. 1, in the solar cell module according to this embodiment, five solar cells (cells) 40 connected in series are provided between a light-transmitting plate (cover glass) 20 and a
上記拡大図に示す白抜きの矢印によって表されているように、吸放湿材料を含んでなる被覆層（吸放湿膜）１０は、例えば、夏場の高湿度環境（例えば、３０℃×７０％ＲＨ）下では、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）し、日射熱等によって光透過性板材（カバーガラス）２０の外表面の温度が（例えば、５０乃至７０℃まで）上昇した際には、周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）し、この際、水の気化熱として、光透過性板材（カバーガラス）２０の外表面から熱を奪う。かかる吸放湿サイクルを繰り返すことにより、光透過性板材（カバーガラス）２０の外表面の温度上昇を抑制することができる。以上のように、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、複雑な機構又は新たな動力源を必要とすること無く、日射熱等に起因する温度上昇を効果的に抑制することができる。 As represented by the white arrow shown in the enlarged view, the coating layer (moisture absorbing / releasing film) 10 containing the moisture absorbing / releasing material is, for example, a high humidity environment in summer (for example, 30 ° C. × 70 % RH), the water vapor contained in the ambient atmosphere is adsorbed (hygroscopic), and the temperature of the outer surface of the light-transmitting plate (cover glass) 20 is increased (for example, up to 50 to 70 ° C.) by solar heat or the like. At that time, water vapor is released (moisture-released) into the surrounding atmosphere, and at this time, heat is taken from the outer surface of the light-transmitting plate (cover glass) 20 as heat of vaporization of water. By repeating this moisture absorption / release cycle, the temperature rise of the outer surface of the light-transmitting plate (cover glass) 20 can be suppressed. As described above, in the solar cell module according to this embodiment, a temperature increase caused by solar heat or the like can be effectively suppressed without requiring a complicated mechanism or a new power source.
（２）吸放湿サイクル
次に、本発明に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の外表面に配設された吸放湿材料を含んでなる被覆層における吸放湿サイクルにつき、図２を参照しながら、より詳細に説明する。図２は、前述のように、本発明の１つの実施態様に係る太陽電池モジュールにおける吸放湿サイクルを説明するフローチャートである。
(2) Moisture absorption / release cycle Next, with respect to the moisture absorption / release cycle in the coating layer comprising the moisture absorption / release material disposed on the outer surface of the light-transmitting plate member provided in the solar cell module according to the present invention, FIG. This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart illustrating the moisture absorption / release cycle in the solar cell module according to one embodiment of the present invention as described above.
図２に示すように、上記被覆層においては、先ず、高湿度環境において、吸放湿材料が周囲雰囲気中の水蒸気を吸着（吸湿）する（ステップＳ０１）。その後、例えば、日照熱等により太陽電池モジュールの受光面（具体的には、光透過性板材の外表面）の温度が上昇すると、上記ステップＳ０１において吸着された水蒸気が、吸放湿材料から周囲雰囲気中に放出（放湿）される（ステップＳ０２）。この際、水蒸気の放出（放湿）に伴う気化熱が吸放湿材料を含む被覆層から奪われ、結果として受光面の温度上昇が抑制される（ステップＳ０３）。その後、図２に示すように、再び高湿度環境に戻ると、吸放湿材料が周囲雰囲気中の水蒸気を再び吸着（吸湿）し（ステップＳ０１）、上述のサイクルが繰り返される。このようにして、本実施態様に係る太陽電池モジュールにおいては、吸放湿サイクルが繰り返され、複雑な機構又は新たな動力源を必要とすること無く、日射熱等に起因する温度上昇を効果的に抑制することができる。 As shown in FIG. 2, in the coating layer, first, in a high humidity environment, the moisture absorbing / releasing material adsorbs (absorbs) water vapor in the surrounding atmosphere (step S01). Thereafter, for example, when the temperature of the light receiving surface of the solar cell module (specifically, the outer surface of the light-transmitting plate member) rises due to sunshine heat or the like, the water vapor adsorbed in step S01 is surrounded by the moisture absorbing / releasing material. Release into the atmosphere (moisture release) (step S02). At this time, the heat of vaporization accompanying the release (moisture release) of water vapor is taken away from the coating layer containing the moisture absorption / release material, and as a result, the temperature rise of the light receiving surface is suppressed (step S03). Then, as shown in FIG. 2, when returning to the high humidity environment again, the moisture absorbing / releasing material again adsorbs (absorbs moisture) the water vapor in the surrounding atmosphere (step S01), and the above cycle is repeated. In this way, in the solar cell module according to the present embodiment, the moisture absorption and desorption cycle is repeated, and the temperature rise caused by solar heat and the like is effectively performed without requiring a complicated mechanism or a new power source. Can be suppressed.
（３）試験片による吸放湿膜の性能評価
更に、本発明に係る吸放湿材料を含んでなる被覆層による受光面の温度上昇の抑制効果を確認すべく、異なる含有率にて吸放湿材料を含んでなる被覆層を備える各種試験片を調製し、それぞれの試験片について太陽光ランプの照射に伴う温度上昇や光透過率及び曇り度等の光学的性質について調べた。以下に詳細に説明する。
(3) Performance evaluation of moisture absorbing / releasing film by test piece Furthermore, in order to confirm the effect of suppressing the temperature rise of the light receiving surface by the coating layer containing the moisture absorbing / releasing material according to the present invention, absorption / release at different contents. Various test pieces provided with a coating layer containing a wet material were prepared, and optical properties such as temperature rise, light transmittance, haze and the like associated with irradiation of a solar lamp were examined for each test piece. This will be described in detail below.
ａ）被覆層（吸放湿膜）の構成材料
本実施例においては、吸放湿材料として、有機系ポリマーを使用した。より具体的には、ヒドラジン架橋により窒素含有量が１．０乃至１５．０質量％増やされ且つ１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上の塩型カルボキシル基が導入された架橋アクリロニトリル系重合体微粒子を吸放湿材料として使用した。当該吸放湿材料は、約５０μｍの平均粒径を有する白色の微粒子であり、２５℃×６５％ＲＨの周囲雰囲気下での吸湿率が約５５％であった。
a) Constituent material of coating layer (moisture absorbing / releasing film) In this example, an organic polymer was used as the moisture absorbing / releasing material. More specifically, moisture absorption and desorption of crosslinked acrylonitrile-based polymer particles having a nitrogen content increased by 1.0 to 15.0 mass% by hydrazine crosslinking and having a salt-type carboxyl group of 1.0 mmol / g or more introduced. Used as material. The moisture absorbing / releasing material was white fine particles having an average particle diameter of about 50 μm, and the moisture absorption rate under an ambient atmosphere of 25 ° C. × 65% RH was about 55%.
ここで、上記吸放湿材料の吸放湿特性につき、図３を参照しながら説明する。図３は、前述のように、実施例において使用した吸放湿材料の吸放湿特性を示すグラフである。より詳細には、図３（ａ）は、相対湿度（水蒸気相対圧）を変化させながら上記吸放湿材料における水蒸気吸着量を測定することによって得た水蒸気吸着等温線である。図３に示すように、上記吸放湿材料は、非常に幅広い相対湿度の範囲に亘って吸湿率がほぼ直線的に変化し、且つ相対湿度の変化に対する吸湿率の変化も大きい。従って、上記吸放湿材料は、特定の範囲における湿度変化に対してのみ吸放湿を行うことができるのではなく、幅広い湿度範囲に亘って吸放湿を行うことができる。 Here, the moisture absorption / release characteristics of the moisture absorption / release material will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing the moisture absorption / release characteristics of the moisture absorption / release materials used in the examples as described above. More specifically, FIG. 3A is a water vapor adsorption isotherm obtained by measuring the amount of water vapor adsorbed on the moisture absorbing / releasing material while changing the relative humidity (water vapor relative pressure). As shown in FIG. 3, the moisture absorbing / releasing material has a substantially linear change in moisture absorption over a very wide range of relative humidity, and has a large change in moisture absorption with respect to a change in relative humidity. Therefore, the moisture absorbing / releasing material can absorb and release moisture only in response to a change in humidity within a specific range, and can absorb and release moisture over a wide humidity range.
また、上記吸放湿材料においては、吸湿時における吸湿率と相対湿度との関係を表す水蒸気吸着等温線と放湿時における当該関係を表す水蒸気脱着等温線との間での差異である吸着ヒステリシスが小さい。換言すれば、当該吸放湿材料においては、周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）する際の相対湿度の変化に対する水蒸気吸着量の変化パターンと周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）する際の相対湿度の変化に対する水蒸気吸着量の変化パターンとの差異が小さい。即ち、当該吸放湿材料においては、例えば、相対湿度の上昇に伴って周囲雰囲気中に含まれる水蒸気を吸着（吸湿）した後に相対湿度が低下した際に、吸湿時と同様の変化パターン（平衡吸着率と相対湿度との関係）に従って、周囲雰囲気中に水蒸気を放出（放湿）することができる。 In the moisture absorbing / releasing material, the adsorption hysteresis is a difference between the water vapor adsorption isotherm representing the relationship between the moisture absorption rate and relative humidity during moisture absorption and the water vapor desorption isotherm representing the relationship during moisture desorption. Is small. In other words, in the moisture absorbing / releasing material, the moisture adsorption amount change pattern with respect to the change in relative humidity when the moisture contained in the ambient atmosphere is adsorbed (absorbed) and the moisture released into the ambient atmosphere (moisture release). The difference with the change pattern of the water vapor adsorption amount with respect to the change of the relative humidity when performing is small. That is, in the moisture absorbing / releasing material, for example, when the relative humidity decreases after adsorbing (absorbing) water vapor contained in the surrounding atmosphere as the relative humidity increases, the same change pattern (equilibrium) According to the relationship between the adsorption rate and the relative humidity, water vapor can be released (moisture released) into the ambient atmosphere.
一方、図３（ｂ）は、上記吸放湿材料を３０℃×７０％ＲＨの雰囲気中に２時間に亘って放置した後に、周囲雰囲気の温度及び相対湿度を５０℃×５０％ＲＨに変化させた際の、上記吸放湿材料の水蒸気の吸着量の変化の様子を表すグラフである。図３（ｂ）に示すように、上記吸放湿材料においては、周囲雰囲気が上記のように変化した際に、水蒸気の吸着量が１２０分の間に約１０５ｇ／ｍ２も低下した。換言すれば、上記吸放湿材料においては、周囲雰囲気が上記のように変化した際に、１２０分の間に、約１０５ｇ／ｍ２もの水蒸気を周囲雰囲気中に放出（放湿）した。 On the other hand, FIG. 3 (b) shows the temperature and relative humidity of the ambient atmosphere changed to 50 ° C. × 50% RH after the moisture absorbing / releasing material was left in an atmosphere of 30 ° C. × 70% RH for 2 hours. It is a graph showing the mode of the change of the adsorption amount of the water vapor | steam of the said moisture absorption / release material at the time of making it. As shown in FIG. 3B, in the moisture absorbing / releasing material, when the ambient atmosphere was changed as described above, the amount of water vapor adsorbed decreased by about 105 g / m 2 during 120 minutes. In other words, in the moisture absorbing / releasing material, when the ambient atmosphere changed as described above, as much as about 105 g / m 2 of water vapor was released (humidified) into the ambient atmosphere during 120 minutes.
以上のように、上記吸放湿材料は、本発明に係る太陽電池モジュールが備える光透過性板材の外表面に配設される被覆層に含まれる吸放湿材料として、非常に望ましい性質を有する。尚、本実施例においては、上記吸放湿材料を含んでなる被覆層を形成するためのバインダーとして、約１０乃至２０ｎｍの粒径を有する透明なシリカが水中に分散されたコロイダルシリカ（シリカゾル）を使用した。また、光透過性板材に該当する基板としては、縦１５０ｍｍ×横６５ｍｍ×厚み０．２ｍｍのフロートガラスを使用した。 As described above, the moisture absorbing / releasing material has very desirable properties as a moisture absorbing / releasing material contained in the coating layer disposed on the outer surface of the light-transmitting plate member included in the solar cell module according to the present invention. . In this example, colloidal silica (silica sol) in which transparent silica having a particle size of about 10 to 20 nm is dispersed in water as a binder for forming the coating layer containing the moisture absorbing / releasing material. It was used. Moreover, as a board | substrate applicable to a light transmissive board | plate material, the float glass of length 150mm x width 65mm x thickness 0.2mm was used.
ｂ）試験片の調製
上述の吸放湿材料、バインダー、及び水を含んでなる分散液を上記基板上に塗布して、試験片を調製した。具体的には、上記分散液は、上述の吸放湿材料、バインダー、及び水を３０分間に亘って攪拌することによって得た。斯くして得られた分散液は、前述のように、当該技術分野において周知の種々の方法（例えば、スプレーコーティング、ディップコーティング等）によって、上記基板上に塗布することができる。本実施例においては、スプレーコーティングを採用した。上記分散液を基板上に塗布した後、６０℃において３０分間乾燥し、再び上記分散液を塗布する工程を繰り返して、所望の厚みを有する吸放湿材料を含んでなる被覆層を形成させることができる。最後に、塗布後の被覆層を、１２０℃において１時間に亘って乾燥して、上述の被覆層を基板上に形成させた。
b) Preparation of Test Piece A dispersion containing the moisture absorbing / releasing material, binder, and water was applied on the substrate to prepare a test piece. Specifically, the dispersion was obtained by stirring the moisture absorbing / releasing material, the binder, and water for 30 minutes. As described above, the dispersion thus obtained can be applied onto the substrate by various methods well known in the art (for example, spray coating, dip coating, etc.). In this example, spray coating was employed. After applying the dispersion onto the substrate, drying at 60 ° C. for 30 minutes, and again applying the dispersion again to form a coating layer containing a moisture absorbing / releasing material having a desired thickness. Can do. Finally, the coated layer after application was dried at 120 ° C. for 1 hour to form the above-described coated layer on the substrate.
尚、本実施例においては、上記のようにして形成された被覆層における吸放湿材料の含有率が異なる、種々の試験片を調製した。具体的には、被覆層における吸放湿材料の含有率は、２０、４０、６０、及び８０質量％とした。また、対照標準の試験片として、上記吸放湿材料を全く含まない（即ち、含有率＝０（ゼロ）％）被覆層を有する試験片も調製した。 In this example, various test pieces having different moisture content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer formed as described above were prepared. Specifically, the moisture absorption / release material content in the coating layer was 20, 40, 60, and 80 mass%. Moreover, the test piece which has a coating layer which does not contain the said moisture absorption / release material at all (namely, content rate = 0 (zero)%) was also prepared as a reference test piece.
ｃ）試験片の評価
ｉ）温度上昇抑制試験
上記のようにして調製した異なる含有率にて吸放湿材料を含む被覆層が設けられた各種試験片につき、太陽光の照射下での温度上昇を測定することにより、太陽光の照射に伴う温度上昇の程度に対する被覆層における吸放湿材料の含有率の影響を調べた。具体的には、各種試験片に温度センサを配設し、太陽光の持つ特性に近い光（太陽光と同じスペクトルを有する光）を出す照明機器（所謂「人工太陽照明灯」、「太陽光ランプ」と称される照明機器）によって太陽光に近い光を照射し、上記温度センサによって検出される温度の経時的な変化を記録した。
c) Evaluation of test piece i) Temperature rise suppression test Temperature rise under irradiation of sunlight for various test pieces provided with coating layers containing moisture absorbing / releasing materials at different contents prepared as described above. Was measured to examine the influence of the moisture content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer on the degree of temperature increase associated with the irradiation of sunlight. Specifically, lighting devices (so-called “artificial solar lighting lamps”, “sunlights”) that provide temperature sensors on various test pieces and emit light close to the characteristics of sunlight (light having the same spectrum as sunlight). Illumination equipment called a “lamp” was irradiated with light close to sunlight, and the change over time of the temperature detected by the temperature sensor was recorded.
上記温度上昇抑制試験につき、図４を参照しながら更に詳しく説明する。図４は、前述のように、太陽電池モジュールのカバーガラス（光透過性板材）の外表面における吸放湿材料膜（被覆層）の有無による太陽光照射時間に対する表面温度の変化の違いを調べるための太陽光ランプの照射による温度上昇の抑制試験の概要を説明する模式図である。図４に示すように、上述のように調製した各種試験片上の被覆層（吸放湿膜）７０の表面に、温度センサ（熱電対）８０を取り付けた。尚、本実施例においては、温度センサ（熱電対）８０として、Ｋ型熱電対を使用した。 The temperature rise suppression test will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 examines the difference in the surface temperature change with respect to the solar irradiation time depending on the presence or absence of the moisture absorbing / releasing material film (coating layer) on the outer surface of the cover glass (light transmissive plate material) of the solar cell module as described above. It is a schematic diagram explaining the outline | summary of the suppression test of the temperature rise by irradiation of the sunlight lamp for the purpose. As shown in FIG. 4, the temperature sensor (thermocouple) 80 was attached to the surface of the coating layer (moisture absorption / release film) 70 on the various test pieces prepared as described above. In this embodiment, a K-type thermocouple is used as the temperature sensor (thermocouple) 80.
斯くして温度センサ（熱電対）８０が取り付けられた各種試験片を、３０℃×７０％ＲＨの雰囲気中に２時間に亘って放置して、それぞれの試験片に設けられた被覆層中の吸放湿材料に吸湿させた。その後、各種試験片の周囲雰囲気の温度を２５℃に変化させ、それぞれの試験片上の被覆層（吸放湿膜）７０の表面を、太陽光ランプ６０によって照射し、温度センサ（熱電対）８０から得られる検出信号に基づき、それぞれの試験片上の被覆層（吸放湿膜）７０の表面温度の経時的な変化を測定装置９０によって測定した。また、太陽光ランプの照射開始から２時間以内の期間における、それぞれの試験片上の被覆層（吸放湿膜）７０の表面温度の最高値（最高温度）を記録した。
Thus, the various test pieces to which the temperature sensor (thermocouple) 80 is attached are left in an atmosphere of 30 ° C. × 70% RH for 2 hours, and the test pieces in the coating layers provided on the respective test pieces Moisture absorption / release material was made to absorb moisture. Thereafter, the temperature of the ambient atmosphere of each test piece is changed to 25 ° C., and the surface of the coating layer (moisture absorption / release film) 70 on each test piece is irradiated with a
上記温度上昇抑制試験の結果、上記吸放湿材料を含有する被覆層が設けられた試験片については何れも、上記吸放湿材料を全く含まない対照標準の試験片と比較して、太陽光ランプの照射に伴う被覆層（吸放湿膜）の表面の温度上昇が抑制された。また、各種試験片の被覆層における吸放湿材料の含有率が高いほど上記最高温度も低い傾向が認められた。即ち、本実施例においては、被覆層における吸放湿材料の含有率が高いほど、太陽光ランプの照射に伴う被覆層（吸放湿膜）の表面の温度上昇が、より効果的に抑制された。 As a result of the temperature rise suppression test, all of the test pieces provided with the coating layer containing the moisture absorbing / releasing material were compared with the control specimens containing no moisture absorbing / releasing material at all. An increase in the temperature of the surface of the coating layer (moisture absorption / desorption film) accompanying lamp irradiation was suppressed. Moreover, the tendency for the said maximum temperature to become low was recognized, so that the content rate of the moisture absorption / release material in the coating layer of various test pieces was high. That is, in this example, the higher the content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer, the more effectively the temperature rise of the surface of the coating layer (moisture absorbing / releasing film) associated with the irradiation of the solar lamp is suppressed. It was.
ここで、太陽光ランプの照射開始以降の被覆層（吸放湿膜）の表面の温度変化につき、図５を参照しながら、更に詳しく説明する。図５は、前述のように、太陽電池モジュールのカバーガラス（光透過性板材）の外表面に設けられた被覆層における吸放湿材料の有無による太陽光ランプ照射時間に対する表面温度の変化の違いを示すグラフである。図５に示すように、被覆層に吸放湿材料を２０質量％含有する試験片（実線）においては、被覆層に吸放湿材料を含有しない試験片（破線）と比較して、太陽光ランプの照射に伴う温度上昇が緩やかであり、上述の最高温度についても約１０℃低いことが確認された。即ち、本実施例に係る太陽電池モジュールにおいても、複雑な機構又は新たな動力源を必要とすること無く、日射熱等に起因する温度上昇を効果的に抑制することができることが確認された。 Here, the temperature change of the surface of the coating layer (moisture absorbing / releasing film) after the start of irradiation of the solar lamp will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 5 shows the difference in the change in surface temperature with respect to the irradiation time of the solar lamp depending on the presence / absence of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer provided on the outer surface of the cover glass (light transmissive plate) of the solar cell module as described above. It is a graph which shows. As shown in FIG. 5, in the test piece (solid line) containing 20% by mass of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer, compared with the test piece (broken line) not containing the moisture absorbing / releasing material in the coating layer, It was confirmed that the temperature rise accompanying the lamp irradiation was moderate, and the above-mentioned maximum temperature was about 10 ° C. lower. That is, it was confirmed that the solar cell module according to this example can effectively suppress the temperature rise caused by solar heat and the like without requiring a complicated mechanism or a new power source.
ｉｉ）光透過率及び曇り度測定試験
次に、各種試験片の光透過率及び曇り度を測定した。各種試験片の光透過率については、分光光度計（株式会社日立製作所製、Ｕ４０００型）を使用して測定した。また、曇り度（ヘーズ）については、ヘーズメータ（スガ試験機株式会社製、ＨＺ−２型）を使用して測定した。各種試験片についての光透過率及びヘーズの測定結果を、上述の最高温度と併せて、図６に示す。図６は、前述のように、太陽電池モジュールのカバーガラス（光透過性板材）の外表面に配設された吸放湿材料膜（被覆層）における吸放湿材料の含有率に対する、太陽光ランプ照射試験におけるカバーガラスの外表面の最高温度、光透過率、及び曇り度（へーズ）の変化を示すグラフである。
ii) Light transmittance and haze measurement test Next, the light transmittance and haze of various test pieces were measured. The light transmittance of various test pieces was measured using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd., U4000 type). Moreover, about haze (haze), it measured using the haze meter (the Suga Test Instruments Co., Ltd. make, HZ-2 type | mold). The measurement results of light transmittance and haze for various test pieces are shown in FIG. 6 together with the above-mentioned maximum temperature. FIG. 6 shows the solar light with respect to the moisture absorption / release material content in the moisture absorption / release material film (coating layer) disposed on the outer surface of the cover glass (light transmissive plate) of the solar cell module as described above. It is a graph which shows the change of the maximum temperature of the outer surface of the cover glass in a lamp irradiation test, light transmittance, and haze (haze).
図６に示すように、被覆層における吸放湿材料の含有率が増大するにつれて、上記温度上昇抑制試験において測定された最高温度は下降した。従って、太陽光の照射に伴う温度上昇を抑制するためには、被覆層における吸放湿材料の含有率が高い方が望ましいことが判る。一方、光透過率については、被覆層における吸放湿材料の含有率が増大するにつれて低下し、特に被覆層における吸放湿材料の含有率が４０質量％を超えた辺りから急激に低下した。また、曇り度（ヘーズ）については、被覆層における吸放湿材料の含有率が増大するにつれて上昇し、特に被覆層における吸放湿材料の含有率が４０質量％を超えた辺りから急激に増大した。 As shown in FIG. 6, the maximum temperature measured in the temperature rise suppression test decreased as the content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer increased. Therefore, in order to suppress the temperature rise accompanying sunlight irradiation, it turns out that the one where the content rate of the moisture absorption / release material in a coating layer is high is desirable. On the other hand, the light transmittance decreased as the content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer increased, and particularly rapidly decreased from around 40% by mass of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer. In addition, the haze increases as the content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer increases, and particularly increases rapidly from the point where the content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer exceeds 40% by mass. did.
前述のように、太陽電池モジュールは、一般的に、太陽光を光源として発電を行うものであるので、太陽電池モジュールの受光面の透明性（光透過性）が不十分であると、当該太陽電池モジュールの発電性能が低下する。また、太陽電池モジュールの受光面の曇り度（ヘーズ）が高い場合も、当該太陽電池モジュールの発電性能が低下する。従って、本発明に係る太陽電池モジュールにおいて十分な発電性能を維持するためには、吸放湿材料を含んでなる被覆層が配設された光透過性板材が、十分に高い光透過率を有し、且つ十分に低い曇り度を有することが望ましい。 As described above, since the solar cell module generally generates power using sunlight as a light source, if the light-receiving surface of the solar cell module has insufficient transparency (light transmittance), the solar cell module The power generation performance of the battery module is reduced. Moreover, also when the cloudiness (haze) of the light-receiving surface of a solar cell module is high, the electric power generation performance of the said solar cell module falls. Therefore, in order to maintain sufficient power generation performance in the solar cell module according to the present invention, the light transmissive plate material provided with the coating layer containing the moisture absorbing / releasing material has a sufficiently high light transmittance. And having a sufficiently low haze.
従って、前述のように、本発明のより好ましい実施態様に係る太陽電池モジュールが備える被覆層が外表面に配設された光透過性板材においては、日射透過率が８０％以上であり、且つ曇り度が１５％以下である。より好ましくは、吸放湿材料を含んでなる被覆層が配設された光透過性板材は、９０％以上の日射透過率及び１０％以下の曇り度を有することが望ましい。従って、かかる光透過率及び曇り度に関する制約を考慮すると、本実施例において被覆層の構成材料として採用した吸放湿材料及び他の材料の組み合わせにおいては、図６に示すグラフから、被覆層における吸放湿材料の含有率は、４０質量％未満、より好ましくは３０質量％未満であることが望ましい。一方、本実施例において被覆層の構成材料として採用した吸放湿材料及び他の材料の組み合わせにおいて吸放湿材料による温度上昇抑制効果を得るためには、被覆層における吸放湿材料の含有率は３質量％以上、より好ましくは５質量％以上であることが望ましいと判断された。 Therefore, as described above, in the light transmissive plate material on which the coating layer provided in the solar cell module according to a more preferred embodiment of the present invention is disposed on the outer surface, the solar radiation transmittance is 80% or more and cloudy. The degree is 15% or less. More preferably, the light-transmitting plate material provided with the coating layer containing the moisture absorbing / releasing material desirably has a solar transmittance of 90% or more and a haze of 10% or less. Therefore, in consideration of such restrictions on light transmittance and haze, in the combination of the moisture absorbing / releasing material and other materials employed as the constituent material of the coating layer in this example, from the graph shown in FIG. The content of the moisture absorbing / releasing material is preferably less than 40% by mass, more preferably less than 30% by mass. On the other hand, in order to obtain a temperature rise suppressing effect by the moisture absorbing / releasing material in the combination of the moisture absorbing / releasing material adopted as the constituent material of the coating layer in this embodiment and the content of the moisture absorbing / releasing material in the coating layer, Was determined to be 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more.
尚、本発明に係る太陽電池モジュールが備える被覆層が外表面に配設された光透過性板材の光透過率及び曇り度（ヘーズ）は、上記のように被覆層における吸放湿材料の含有率によって変化するが、被覆層の構成材料として採用した吸放湿材料及び他の材料の組み合わせや、被覆層の塗布方法等、種々の要因によっても影響される。従って、被覆層における吸放湿材料の含有率の好ましい範囲は、被覆層の構成材料として採用した吸放湿材料及び他の材料の組み合わせや、被覆層の塗布方法等、種々の要因によっても影響される。即ち、被覆層における吸放湿材料の含有率の好ましい範囲は、被覆層の構成材料として採用した吸放湿材料及び他の材料の組み合わせや、被覆層の塗布方法等、種々の要因に応じて、被覆層が外表面に配設された光透過性板材の光透過率及び曇り度（ヘーズ）が所望の範囲に入るように、適宜調整することができる。 In addition, the light transmittance and haze (haze) of the light-transmitting plate material provided with the coating layer provided on the outer surface of the solar cell module according to the present invention include the moisture absorption / release material in the coating layer as described above. Although it varies depending on the rate, it is also influenced by various factors such as a combination of moisture absorbing / releasing material and other materials adopted as the constituent material of the coating layer, and the coating method of the coating layer. Therefore, the preferable range of the moisture absorption / release material content in the coating layer is affected by various factors such as the combination of the moisture absorption / release material and other materials adopted as the constituent material of the coating layer, and the coating layer application method. Is done. That is, the preferable range of the moisture absorbing / releasing material content in the coating layer depends on various factors such as the combination of the moisture absorbing / releasing material and other materials adopted as the constituent material of the coating layer, and the coating layer coating method. The light transmittance and haze of the light transmissive plate having the coating layer disposed on the outer surface can be appropriately adjusted so as to fall within a desired range.
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施態様について説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることができることは言うまでも無い。 Although several embodiments having specific configurations have been described above for the purpose of illustrating the present invention, the scope of the present invention is not limited to these exemplary embodiments, and patents Needless to say, modifications can be made as appropriate within the scope of the claims and the description of the specification.
１０…被覆層（吸放湿膜）、２０…光透過性板材（カバーガラス）、３０…封止樹脂、４０…太陽電池（セル）、５０…バックシート、６０…太陽光ランプ、７０…試験片上の被覆層（吸放湿膜）、８０…温度センサ（熱電対）、及び９０…測定装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記太陽電池の受光面側に配設される光透過性板材と、
を備える太陽電池モジュールであって、
前記光透過性板材の２つの主面のうち前記太陽電池とは反対側の外気に露出している側の主面上に配設された被覆層を更に備え、
前記被覆層が吸放湿材料を含んでなる、
太陽電池モジュール。 Solar cells,
A light-transmitting plate disposed on the light-receiving surface side of the solar cell;
A solar cell module comprising:
A coating layer disposed on the main surface of the two main surfaces of the light-transmitting plate member that is exposed to the outside air opposite to the solar cell;
The coating layer comprises a moisture absorbing / releasing material;
Solar cell module.
前記吸放湿材料における水蒸気の平衡吸着率と相対湿度との関係が略直線的であり、吸湿時における当該関係を表す水蒸気吸着等温線と放湿時における当該関係を表す水蒸気脱着等温線との間での差異である吸着ヒステリシスが小さい、
太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 1,
The relationship between the equilibrium adsorption rate of water vapor and the relative humidity in the moisture absorbing / releasing material is substantially linear, and the water vapor adsorption isotherm representing the relationship during moisture absorption and the water vapor desorption isotherm representing the relationship during moisture desorption. Adsorption hysteresis, which is the difference between
Solar cell module.
前記吸放湿材料が、７０℃以下の温度において放湿することが可能な材料である、
太陽電池モジュール。 The solar cell module according to any one of claims 1 and 2,
The moisture absorbing and releasing material is a material capable of releasing moisture at a temperature of 70 ° C. or lower.
Solar cell module.
前記被覆層が配設された前記光透過性板材の日射透過率が９０％以上であり、
前記被覆層が配設された前記光透過性板材の曇り度が１０％以下である、
太陽電池モジュール。 The solar cell module according to any one of claims 1 to 3,
The solar transmittance of the light transmissive plate material provided with the coating layer is 90% or more,
The haze of the light transmissive plate material provided with the coating layer is 10% or less,
Solar cell module.
前記吸放湿材料が、無機系吸放湿材料及び有機系吸放湿材料の少なくとも何れか一方を含んでなる、
太陽電池モジュール。 The solar cell module according to any one of claims 1 to 4, wherein
The moisture absorbing / releasing material comprises at least one of an inorganic moisture absorbing / releasing material and an organic moisture absorbing / releasing material,
Solar cell module.
前記無機系吸放湿材料が、Ｂ型シリカゲル及びシリカアルミナの少なくとも何れか一方を含んでなり、
前記有機系吸放湿材料が、高分子ポリマー及びイオン交換樹脂の少なくとも何れか一方を含んでなる、
太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 5, wherein
The inorganic moisture absorbing / releasing material comprises at least one of B-type silica gel and silica alumina,
The organic moisture absorbing / releasing material comprises at least one of a polymer and an ion exchange resin;
Solar cell module.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2012009379A JP2013149800A (en) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | Solar cell module |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022224896A1 (en) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | 日東電工株式会社 | Cultivation system and method for controlling same |
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2012
- 2012-01-19 JP JP2012009379A patent/JP2013149800A/en active Pending
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