JP2016178796A - 太陽電池熱・光ハイブリッド太陽電池モジュール用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽電池パネル表面側で発電、裏面側でその熱を利用して温水を製造する太陽電池熱・光ハイブリッド太陽電池モジュール用の温水製造部に使用するゴム組成物を提供する。
【解決手段】 当該太陽電池パネルに使用する結晶系シリコンセルを割ることなく、かつ、温水製造部に使用する樹脂管の水路を潰すことがなく、通常の太陽電池モジュール成型ラインで、発電部と温水製造部を同時に成型可能なゴムコンパウンド。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム組成物（以下、ゴムコンパウンドと称する）及びその用途に関する。詳しくは、本発明は、太陽電池熱・光ハイブリッド太陽電池モジュールに用いることのできるシール機能および構造体機能および温水製造のための液体を移動するための樹脂管と密着し、水圧０．２ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下で、２５℃で２４時間保持しても、モジュールの外観変形が極めて少なく、充分な耐水圧を有するゴムコンパウンドに関する。

従来から、太陽エネルギーを有効に利用するために電気と熱を得る光・熱ハイブリッドコレクタが市販され一般住宅に導入されている。太陽電池モジュールの効率は最高でも、約２０％程度であり、８０％の太陽エネルギーは熱となっている。これは太陽電池モジュールの効率は高々２０％であるが、集熱効率は約５０％であり、この効率を併せて利用しようとする光・熱ハイブリッドコレクタに関する検討が２０年前より盛んに行われてきた。

太陽光発電については、太陽電池パネルを住宅の屋根上に設置して家庭内の電力需要をまかなうシステムも実用化されてきている。一方で、太陽熱発電としては、太陽熱を熱源とし、ゼーベック効果を有する熱電変換素子を用いて熱電変換を行うことによって発電を行うものが知られている。

しかしながら、太陽光発電システムにおいては、太陽エネルギーは地表面でのエネルギー密度が低いものであるばかりか、気象条件や日照時間などに影響されやすいという問題がある。すなわち、それらの影響によって、電力を安定的に得ることが困難であるという問題がある。また、熱電変換素子を利用した太陽熱発電システムは、現在知られている熱電変換素子の性能が低いものであるために、十分な発電効率を得ることが困難であるという問題がある。

特開２００７−８１０９７号公報（特許文献１）及び特開２００１−７４１２号公報（特許文献２）では、太陽エネルギーを効率的に利用することができる太陽光・熱ハイブリッドモジュールが提案されている。具体的には、太陽電池パネルと、太陽光による熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換素子を有する熱発電装置とを組み合わせたモジュールが提案されている。この太陽光・熱ハイブリッドモジュールによれば、曇天時や夜間などの条件によって発電効率が影響を受けやすいという太陽光発電の問題点を熱発電装置によって補うことができるとともに、熱電変換素子それ自体の発電効率が十分でないという太陽熱発電の問題点を太陽電池パネルによって補うことができる。なお、特許文献１によれば、曇天時や夜間において、太陽電池パネルだけの構成の電力量と比較して、５〜１５％程度高い電力を安定的に得ることができる旨が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載された太陽光・熱ハイブリッドモジュールにおいては、太陽熱発電は熱電変換素子の発電によるものであるので、太陽熱発電で発生する電力はさほど大きくなく、家庭用又はオフィスビルの太陽電池パネルの欠点を補う程度の技術にならざるを得ない。今日では、新たな原子力発電所を建設せずに、その不足する電力を太陽エネルギーによって補おうとする技術が求められており、特許文献１に記載された技術ではその要請に対応することが難しい。

そこで、集光あるいは半集光による太陽光・熱ハイブリッド発電システムが検討されている。例えば、赤外線反射フィルムが表面に形成された集光ミラーと、前記集光ミラーの表面における前記赤外線反射フィルムで反射された赤外線を集める集熱部と、前記集熱部に集められた熱で生じた蒸気によって回転するタービンが設けられた発電機と、前記集光ミラーの内部に配置された太陽電池セルを含む太陽電池パネルとを備えているなどである。これらは、設備的に大がかりなものであり、また非常に高価なものとなる。

これまで実用的に検討されてきた、太陽熱、光のハイブリッド製品は、既存温水パネルに太陽電池パネルを張り合わせたものであった。そのため、銅管腐食や水漏れなどの問題をそのまま引きずっている。

集光タイプは、熱効率は良好なるも、初期投資額が高価で、設置スペースも大きくなり、普及には解決しなければならない問題が多く存在する。

特開２００７−８１０９７号公報 特開２００１−７４１２号公報

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、太陽電池パネルビジネスのインフラをそのまま活用できる太陽熱・光ハイブリッドモジュールの生産を可能とするオレフィン系ゴムコンパウンドを提供することを目的としている。

太陽電池パネルの世界生産は、年間３億枚に達しており、量によるコストダウンが年々進んでいる。また、設置方法や簡素化技術により、太陽電池関係部材費は年々、大幅に低下している。こうした部材と生産ライン、デリバリーシステム、設置方法等を活用することによって、大幅に安価な太陽熱・光ハイブリッドモジュールを生産できる。具体的には、発電部は、既存の部材を適用し、銅管に替えて、腐食の心配のない樹脂管を適用し、太陽光パネルと接着し、更にその樹脂管を内包しそれらと接着するオレフィン系ゴムコンパウンドを提供する。

上記目的を達成するための第１発明のオレフィン系ゴムコンパウンドは、以下の特徴を有している。
太陽電池モジュールの受光側と反対面に接着させるオレフィン系ゴムコンパウンドであって、
熱伝導率が０．３（Ｗ／ｍＫ）以上、ゴム硬度（ＪＩＳＡ）が８０以上９０以下、機械的強度が１０ＭＰａ以上、伸びが１５０％以上７００％以下、アセトン抽出量が５％以下である。

ゴムコンパウンドの熱伝導率が０．３（Ｗ／ｍＫ）を下回るとハイブリッド太陽電池を製造する際にラミネータの下熱板からの熱の伝わり方が悪くなり、太陽熱・光ハイブリッド太陽電池モジュール側の発電部／太陽光パネル側の外観が発泡などにより悪くなる。またゴムコンパウンドの架橋度が低くなり、温水ハイブリッドモジュールとしての機械的強度が不足する。熱伝導率は、０．４以上で、高い程好ましい。

ゴム硬度が８０を下回るとラミネータ加工中の圧力でゴムが大きく流動し樹脂管が潰れ水路が確保できない。ゴム硬度が９０を超えると、逆に全くゴムが流動しないため好ましくない。

ゴムの機械的強度が１０ＭＰａを下回ると耐水圧が不十分である。

伸びが１５０％を下回ると、外力の大きな力に対して脆くなり好ましくない。伸びが７００％を超えると変形し易くなり、信頼性が低下する。伸びは好ましくは、３００％から６００％である。

アセトン抽出量が５％を超えると、オイルなどの低分子量成分が樹脂管に浸透しその耐水圧性能が低下するため好ましくない。好ましくは３％以下であり、０％が最も好ましい。

このような第１発明のゴムコンパウンドによれば、太陽光により発電し太陽熱により温水を製造するハイブリッド太陽電池を、発電のみ行う太陽電池パネルを製造するラミネータ等の設備で容易に製造でき、しかも得られた太陽熱・光ハイブリッド太陽電池モジュールの寿命が格段に長くなり、太陽熱温水器と較べ軽量でありしかも安価である。

第２発明のオレフィン系ゴムコンパウンドは、第１発明において、エチレン−α−オレフィン共重合体であることを特徴としている。

第３発明のオレフィン系ゴムコンパウンドは、第１発明において、導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フィラーを含むことを特徴としている。

第４発明のオレフィン系ゴムコンパウンドは、第１発明において、一分間半減期温度が、１８２℃以下である有機過酸化物架橋剤を添加してなることを特徴としている。

第５発明のオレフィン系ゴムコンパウンドは、第１発明において、樹脂密度０．８９以上０．９２以下であるポリエチレン樹脂の含有量が１０重量部以上３５重量部以下であることを特徴としている。尚、ポリエチレン樹脂の含有量は、好ましくは１５〜２５重量部である。

本発明のゴムコンパウンドを使用したハイブリッド太陽電池モジュールの概略構造を示す斜視図である。 本発明のオレフィン系ゴムコンパウンドを使用したハイブリッド太陽電池モジュールの断面図である。 本発明のオレフィン系ゴムコンパウンドを使用した別形態のハイブリッド太陽電池モジュールの断面図である。

以下、本発明のオレフィン系ゴムコンパウンドについて図１、図２、図３及び表１を使用し詳細に説明する。尚以下の説明においては「太陽熱・光ハイブリッド太陽電池モジュール」を「ハイブリッド太陽電池」と略称する。

＜１＞ハイブリッド太陽電池
まず本発明のオレフィン系ゴムコンパウンドを使用する太陽熱・光ハイブリッド太陽電池について説明する。
ハイブリッド太陽電池は、太陽光発電のみを行う太陽電池パネルを製造する通常の成型ラインで生産できる。その断面構造は、図１、図２及び図３に示す構造を呈している。ガラス２２、封止材２３、発電素子（太陽電池セル）２１、封止材２３、バックシート２４をレイアップし、その上に本発明のゴムコンパウンド５０を樹脂管３０の外径と同じ厚みのシートで敷き詰め、ガラスあるいは、金属、あるいは樹脂などの裏面側プレート５１を積層して、ラミネータで成型して得る。尚本発明においては、太陽電池セル２１はシリコンセルを用いた結晶型だけでなく、発電素子を蒸着した薄膜型でも良い。

図１は、ハイブリッド太陽電池の斜視図であり、また、図２及び図３は、ハイブリッド太陽電池の断面図である。このハイブリッド太陽電池１０は、太陽電池セル２１を備えた太陽光パネル２０と、その太陽光パネル２０の裏側に樹脂管３０を有しており、これらをゴムコンパウンド５０によって接着して一体的に結合したものである。そして、この樹脂管３０に水や不凍液などの液体を流し込み、太陽光パネル２０が取り込んだ太陽熱を利用して、樹脂パイプ内部３１に流し込まれた液体の温度を上昇させることを目的とするものである。液体の種類としては、液体が水の場合には、水道水を直接供給することにより、温水を太陽電池パネルの裏で製造し、タンクに一時溜め、所定の温度に追い炊きする、電気温水器やエコキュート、ボイラーなどに繋げることによって、浴場施設のような温水を大量に必要とする施設だけで利用するのではなく、一般家庭でも利用することができる。一般的には、不凍液を用いて熱交換器にて上水道水を温水とする。

このハイブリッド太陽電池モジュール１０は、受光面側に表面ガラス２２、裏面側に裏面ガラス５１を備えて、太陽光パネル２０と樹脂管３０とを内包した構成となっている。このようなガラス（２２、５１）でハイブリッド太陽電池を内包する構成にすることで、蓄熱効果を高め、さらにパネル全体の耐水圧構造体の強度を強くすることができる。なお、太陽光パネル２０の表面ガラス２２、バックシート２４及び太陽電池セル２１の接着には封止材２３が使用される。この封止材２３としては、ＥＶＡ（エチレン―酢酸ビニル共重合体）を用いても良い。また、バックシート２４、裏面ガラス５１及び樹脂管３０の接着には本発明のゴムコンパウンドが使用される。

従来、このような太陽熱を吸収する集熱管としては、鋼製（又は銅製）のものが用いられてきた。しかし、太陽光パネル２０と一体化する場合には、長期間の使用に耐えられなければならないことと、鋼製（又は銅製）の場合には放熱が早いため、断熱材を多用する必要があり、結果、コストと重量がアップし、経済性が失われることになっている。そこで、本発明では、耐蝕性に優れ、かつ、放熱しにくいという特徴を持つ樹脂管３０を採用することとしている。樹脂管３０の素材としては、ポリエチレン、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、塩化ビニ−ル等を用いることができるが、好ましくはオレフィン系樹脂で、特に架橋ポリエチレン樹脂管、あるいはポリブテン樹脂管を用いるのが最適である。

＜２＞オレフィン系ゴムコンパウンド
次に本発明のオレフィン系ゴムコンパウンドについて説明する。以下の説明においては、「オレフィン系ゴムコンパウンド」は「ゴムコンパウンド」と略称する。

＜２−１＞架橋ゴムの機械的性質等
本発明のオレフィン系ゴムコンパウンドの架橋ゴムの硬度（ＪＩＳＡ）は８０〜９０である。好ましくは、その硬度は８３〜８８である。その硬度が８０未満では、樹脂管３０が潰れ、図２及び図３の水路３１を確保できない。その硬度が９０より高いと、ハイブリッド太陽電池をラミネート加工する際の大気圧ではゴムコンパウンドが変形しにくくなり、太陽電池パネルの裏面（バックシート面）と樹脂管との密着が悪い部分が発生する。結果として、ハイブリット太陽電池としての実用の耐水圧が得られない。また、ゴムの機械的強度が、１０ＭＰａ未満では、水圧によりハイブリット太陽電池が破損する場合がある。ゴムの伸びが１５０％未満では、ハイブリッド太陽電池を−４０℃から１００℃でのヒートサイクルに曝されると収縮と膨張に耐えられず、脆く、壊れることがある。ゴムの伸びが７００％以上では、実使用での、停電などによるハイブリッド太陽電池の空焚きで、高温になり、樹脂管が大きく変形した際は、ゴムコンパウンドも同時に大きく変形し太陽電池パネルの表面側のシリコンセルの割れを誘引するため好ましくない。熱伝導率が０．３（Ｗ／ｍＫ）未満では、ハイブリッド太陽電池をラミネート加工（成型）する際に、熱の伝わりが悪く、通常の加工時間で成型体（ハイブリット太陽電池）を得ることができない。さらに太陽電池パネル側に気泡発生などの外観不良も発生し、また、成形タクトが長くなることにより、加工費がアップするため、好ましくない。

＜２−２＞ゴムコンパウンドの組成
本発明のゴムコンパウンドは、三井ＥＰＴ４０２１を用いている。本発明のゴムコンパウンドの調製方法は、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、プラネタリーミキサー、インターミックスのようなインターナルミキサー（密閉式混合機）類、２本ロール、３本ロールなどの混練装置により、ＥＰＤＭを、ゴム補強剤、無機充填剤、軟化剤等の成分と共に、好ましくは９０〜１８０℃の温度で３〜４０分間混練した後、オープンロールのようなロール類、あるいはニーダーを使用して、１００℃未満で、有機過酸化物架橋剤を添加する。必要に応じて、アクリル酸などの架橋助剤を添加してもよい。

さらに、本発明のゴムコンパウンド中に、架橋物の用途等、必要に応じて、従来公知のゴム補強剤、無機充填剤、老化防止剤、加工助剤、加硫促進剤、有機過酸化物、架橋助剤、分散剤、難燃剤などの添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。

ゴム補強剤は、架橋（加硫）ゴムの引張強度、引き裂き強度、耐摩耗性などの機械的性質を高めるために用いられる。ゴム補強材の例としては、カーボンブラック、微分ケイ酸、シリカなどが挙げられる。ゴム補強材の含有量は、本発明のゴムコンパウンドの架橋体の硬度が８０から９０となるように配合する。三井ＥＰＴ４０２１の１００質量部に対して、導電性カーボンブラックであるケッチンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブなどを添加することが好ましい。ＦＥＦやＳＲＦなどのファーネスブラックも適宜添加できる。これらのゴム補強剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。

無機充填剤には、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、ケイ藻土などが挙げられる。これらの無機充填剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。

軟化剤は、通常ゴムに使用される公知の軟化剤を用いることができるが、ほとんど添加しない方が好ましい。例えば、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト及びワセリン等の石油系軟化剤、コールタール及びコールタールピッチ等のコールタール系軟化剤、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油及びヤシ油等の脂肪油系軟化剤、蜜ロウ、カルナウバロウ及びラノリン等のロウ類、リシノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム及びラウリン酸亜鉛等の脂肪酸並びに脂肪酸塩、並びに石油樹脂、アタクチックポリプロピレン及びクマロンインデン樹脂等の合成高分子類を挙げることができる。これらの軟化剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。

耐熱性を向上させるために必要に応じて老化防止剤を使用してもよい。老化防止剤は、従来公知の各種老化防止剤を用いることが可能であり、アミン系、ヒンダードフェノール系、イオウ系老化防止剤などが挙げられる。老化防止剤の含有量は、本発明の目的を損なわない範囲で用いられる。これらの老化防止剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。 尚イオウ系は有機過酸化物架橋の阻害となることがあるため、添加量に応じて、本発明のゴムコンパウンドの機械的強度になるように、架橋剤の添加量を増す必要がある。

加工助剤は、通常のゴム加工に使用される公知の化合物を使用することができる。具体的には、リシノール酸、ステアリン酸、パルミチン酸及びラウリン酸等の高級脂肪酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸の塩、並びにリシノール酸、ステアリン酸、パルチミン酸及びラウリン酸等の高級脂肪酸のエステル類などが挙げられる。加工助剤の含有量は、オレフィン系共重合体１００質量部に対して、０．１重量部から１０部であり、好ましくは３重量部以下である。

架橋において、有機過酸化物を使用することが最も好ましい。また、架橋助剤を併用することが好ましい。架橋助剤には、例えば、イオウ、ｐ−キノンジオキシム等のキノンジオキシム系化合物、ポリエチレングリコールジメタクリレート等のメタクリレート系化合物、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート等のアリル系化合物、マレイミド系化合物、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。このような架橋助剤の含有量は、有機過酸化物１モルに対して０．５〜２モルであり、好ましくは約１モルである。

接着剤としては、シランカップリング剤、アクリル酸系（三新化学社製アクターＺＭＡやアクターＺＡ、ハイクロスＺＴ）、オレフィン系共重合体１００重量部に対してエチレングリコールなどを１重量部から１０重量部配合するとよい。また２種類以上を組み合わせて用いることができる。酸化亜鉛は、耐熱老化性が良好となるので、オレフィン系共重合体１００重量部に対して３重量部から１０重量部配合するとよい。

本発明のゴムコンパウンド中に、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の樹脂成分として公知の他のゴムを併用することもでき、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などのイソプレン系ゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などの共役ジエン系ゴムを挙げることができる。好ましくは、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体として、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体（ＥＰＤＭなど）を用いることができるが、エチレン・プロピレンランダム共重合体（ＥＰＲ）のような従来公知のエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴムも使用できる。

本発明のゴムコンパウンドから架橋ゴム成形体を製造するには、通常の太陽電池モジュール生産条件、例えば、ラミネータの１５５℃、真空５分（予熱）、プレス時間１５分のような条件で生産することができる。

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１〜６、比較例１〜３にて使用するオレフィン系ゴムコンパウンドは以下の方法で準備した。各実施例及び各比較例のゴムコンパウンドの素材の配合は、表１に示すとおりである。

［実施例１］
神戸製鋼製１６Ｌバンバリーミキサーを用いて、以下の複合材料（Ａ）を充填率７５％にて全量投入し、１０分間混練して、実温度１５０℃にてダンプアウトした。５０℃になったことを温度計で確認後、１０インチオープンロールにて、複合材料（Ｂ）を全量投入し、１０分間分散させ、ハイブリッド用コンパウンドを得た。コンパウンドは、樹脂管の外径と同じ７ｍｍ厚さのシートに成型し、樹脂管２本を隙間なく４００ｍｍ角ガラスモジュールに敷き詰めて準備した。
複合材料（Ａ）：オレフィン系ゴムとして三井ＥＰＴ４０２１を１００重量部；日本油脂社製ステアリン酸を１重量部；井上石炭社製メタＺ（活性亜鉛華）を５重量部；ライオン社製ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊを２０重量部；ＢＡＳＦ社製イルガノックス１０７５Ｊを０．５重量部
複合材料（Ｂ）：ＳＥＩＫＯケミカルハイクロスＭ−Ｐを３．０重量部；（株）日本触媒社製アクリル酸メチル０．５重量部；エチレングリコール＃４０００（東京化成工業（株））を１．０重量部；シランカップリング剤（ＳＺ６０３０）；信越化学社製０．５重量部

［実施例２］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２０重量部を、アセチレンブラック（電気化学工業社製）の６０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にしてゴムコンパウンドを得た。

［実施例３］
複合材料（Ａ）のオレフィン系ゴム三井ＥＰＴ４０２１を三井ＥＰＴ４０１０に変更し、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２０重量部を、カーボンナノチュ−ブ（東海カーボン社製）４重量部と旭カーボン社製６０Ｇの６０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にしてゴムコンパウンドを得た。

［実施例４］
複合材料（Ａ）のオレフィン系ゴム三井ＥＰＴ４０２１を三井ＥＰＴ４０４５に変更し、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２０重量部をアセチレンブラック６０重量部に変更し、更に低密度ポリエチレンとしてノバテックＬＦ２４４Ｅ（日本ポリエチレン（株））を１０重量部加えた以外は、実施例１と同様にしてゴムコンパウンドを得た。

［実施例５］
複合材料（Ａ）のオレフィン系ゴムとして三井ＥＰＴ４０２１を三井ＥＰＴ４０４５に変更し、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２０重量部を、アセチレンブラック４０重量部とケッチェンブラック１０重量部とブレンドとした以外は、実施例１と同様にしてゴムコンパウンドを得た。

［実施例６］
複合材料（Ａ）のオレフィン系ゴム三井ＥＰＴ４０２１を三井ＥＰＴ１４０３０に変更し、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ２０重量部をファーネスブラック５０重量部とケッチェンブラック１０重量部とのブレンドとした以外は、実施例１と同様にしてゴムコンパウンドを得た。

［比較例１］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２０重量部に代えて、通常のカーボンブラックを使用し、旭６０Ｇの９０重量部及びパラフィンオイル（出光興産製）３０重量部を添加した以外は実施例１と同様にしてゴムコンパウンドを得た。

［比較例２］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２０重量部に代えて、通常のカーボンブラックを使用し、旭５０Ｇの７０重量部を添加した以外は実施例１と同様にしてゴムコンパウンドを得た。

［比較例３］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２０重量部に代えて、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの４０重量部を使用し、旭６０Ｇの１０重量部及び旭５０Ｇの１０重量部を添加した以外は実施例１と同様にしてゴムコンパウンドを得た。

以下の手順に従って各実施例及び比較例のゴムコンパウンドを用いて図１に示す構造のハイブリッド太陽電池を作製した。
＜１＞試料準備
以下の部材１から部材６を準備する。
部材１：ガラスとして４００ｍｍ角×厚さ３．２ｔ白板ガラスを使用する。
部材２：発電素子として六インチ単結晶シリコン（ジンテック社製）を使用する。
部材３：ＥＶＡ封止材として４５０μｍ厚み（ブリヂストン社製）を使用する。
部材４：バックシートとしてＦＵＪＩフィルム社製ＦＩＨＦ３２を使用する。
部材５：ハイブリッドゴムコンパウンド（シート厚み７ｍｍ）を使用する。
部材６：樹脂チューブ４０ｃｍ φ５ｍｍ 架橋ポリエチレン管（イノアック社製）５Ａ（外径７ｍｍ）を使用する。

＜２＞レイアップ工程
下から、部材１、部材３、部材２、部材３、部材４、部材５と部材６、部材１の順に積層する。部材６の樹脂管は、ガラス端から８０ｍｍの位置に樹脂管を置き、その樹脂チューブを挟む様に部材５のハイブリッドゴムコンパウンドを隙間無く敷き詰め、ハイブリッド太陽電池用部材とする。

＜３＞ラミネート工程
＜２＞でレイアップしたハイブリッド太陽電池用部材を日清紡社製ラミネータＰＶＬ１５３７にセットし、熱板温度１６０℃、真空６分（保持ピン起立時間５分）、プレス１５分にてハイブリッド太陽電池を得た。

＜４＞ゴムコンパウンドの評価方法
本発明のゴムコンパウンドの基本物性は、これを、テストシート型（１４０ｍｍ×１４０ｍｍ×２．０ｍｍ）の金型にて、有機過酸化物架橋剤の１分半減期温度で、コータキ多段プレスにて、架橋ゴムシートを得た。尚架橋条件は、２分予熱し、１６０℃×１５分とした。架橋ゴムシート試験片の各性状を以下の方法で基本物性を測定または評価した。基本物性の評価結果を表１に示す。

＜基本物性評価＞
（１）硬さ
ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、測定温度２３℃でデュロメータ法にてＡ硬度を測定した。
（２）引張試験（強度・伸び）
ＪＩＳ Ｋ６２５１-２０１０に準拠して、測定温度２３℃、引張速度５００ｍｍ／分の条件で引張試験を行い、架橋ゴムシートの破断時の引張強度と伸びを測定した。
（３）アセトン抽出（重量％）
ＡＳＴＭＤ４９４に準拠して測定した。
（４）熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）
ＪＩＳＨ８４５３に準拠して測定した。
（５）架橋密度測定
なお架橋密度は、以下の溶剤膨潤法（Ｆｌｏｒｙ−Ｒｅｈｎｅｒ法）と呼ばれる方法によって測定されたものである。作成したハイブリッド太陽電池用の架橋ゴム部分から２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍの試験片を打ち抜き、ＪＩＳ Ｋ６２５８に準拠し、３７℃のトルエン１００ｍｌ中に７２時間浸漬し膨潤させ、平衡膨潤を利用した下記Ｆｌｏｒｙ−Ｒｅｈｎｅｒの式（式１）から求めた。
ν＝{Ｖ_Ｒ＋ｌｎ（１−Ｖ_Ｒ）＋μＶ_Ｒ ^２}／{-Ｖ_０（Ｖ_Ｒ ^１／３-Ｖ_Ｒ／２）} （式１）
ν：架橋密度（ｍｏｌ／ｃｍ^３）
Ｖ_Ｒ：膨潤した試験片中における純ゴムの容積分率
μ：ゴム− 溶剤間の相互作用定数 （０．４９）
Ｖ_０：トルエンの分子容（１０８．１５ｃｍ^３）

なお、Ｖ_Ｒは次の（式２）より求めた。
Ｖ_Ｒ＝Ｖ_ｒ／（Ｖ_ｒ＋Ｖ_ｓ） （式２）
Ｖ_ｒ：試験片中の純ゴム容量（ｃｍ^３）
Ｖ_ｓ：試験片に吸収された溶剤の容量（ｃｍ^３）

基本物性評価用の架橋ゴムシートの架橋密度（Ａ）を求め、ハイブリッド太陽電池の温水部（図１から図３の５０部分）のエッジから２ｇ分測定試料を切り出し架橋密度（Ｂ）を求める。架橋度は（Ｂ／Ａ）×１００として得られ、表１の製品評価の部位に架橋度（％）として記載した。

＜５＞製品評価
各実施例及び比較例で作成されたゴムコンパウンドを使用して作成されたハイブリッド太陽電池モジュールを以下の項目について評価した。製品評価結果を表１に示す。
（１）ハンドリング試験
ハンドリング試験の評価点は、以下の通りとし表１に記載した。
評価点 ３点：コンパウンドの粘着性が少なく、レイアップ工程を短時間で行うことができる。
評価点 ２点：コンパウンドの粘着性が強く、ハイブリッド太陽電池のレイアップ作業に時間がかかる。
評価点 １点：コンパウンドの粘度が低く形状がくずれレイアップできない。
（２）耐水圧試験
耐水圧試験の評価点は、以下の通りとし表１に記載した。
評価点 ３点：樹脂管部の両側のガラス部がまったく変化がない。
評価点 ２点：樹脂管部の両側のガラス部が若干ふくれる。
評価点 １点：樹脂管部の両側のガラス部が大きくふくれる。
（３）シリコンセル割れ評価
シリコンセル４枚中の割れ・欠けが存在するシリコンセルの枚数を表1に記載した。
（４）外観評価
外観評価は、以下の通りとし表１に記載した。
評価点 ３点：発電部に気泡や発泡が全面積の０％存在する。
評価点 ２点：発電部に気泡や発泡が全面積の３％存在する。
評価点 １点：発電部に気泡や発泡が全面積の１０％存在する。
（５）樹脂管高さ割合（％）
φ５ｍｍ（５Ａ）外径７ｍｍ管の直径（Ａ）に対して、成型後の直径（Ｂ）の高さ割合＝Ｂ／Ａ×１００％の数値を表１に記載した。

＜６＞ハイブリッド太陽電池の総合評価
（１）実施例１のコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、導電性のカーボンブラックを使用しており、熱伝導率がは０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、硬度も８５と硬いため、内包した樹脂管が潰れることがなく、表面セルの封止材部分に気泡などの不具合なく、ハイブリッド太陽電池が得られる。
（２）実施例２のゴムコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、アセチレンブラックを６０重量部含有しており実施例１と同様良好である。
（３）実施例３のゴムコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、カーボンナノチューブと通常のカーボンブラックを使用しており、作製されたハイブリッド太陽電池は実施例１と同様良好である。
（４）実施例４のゴムコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、ポリエチレン樹脂を添加したものであり、作製されたハイブリッド太陽電池は実施例１と同様良好である。
（５）実施例５のゴムコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、導電性ケッチェンブラックにアセチレンブラックをブレンドしたものであり、作製されたハイブリッド太陽電池は実施例１と同様良好である。
（６）実施例６のゴムコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、導電性ケッチェンブラックにファーネスブラックをブレンドしたものであり、作製されたハイブリッド太陽電池は実施例１と同様良好である。
（７）比較例１のゴムコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、通常のケッチェンブラックの添加では熱伝導性が不十分で柔らかいため外観が不良で樹脂管も潰れ、ハイブリッド太陽電池が作製できない。またアセトン抽出量が多く、つまり、オイル成分が樹脂管に浸透し樹脂管が柔らかくなり、機械的強度が低下することとなり、耐水圧性能が著しく低下するので好ましくない。
（８）比較例２のゴムコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、通常のカーボンブラックの添加では発電部が発泡し、外観不良及び架橋度が低くなり耐水圧が低くなり水圧に耐えられない。
（９）比較例３のゴムコンパウンドを使用して作製したハイブリッド太陽電池は、導電性のケッチェンブラックを多量に配合していることによりゴムコンパウンドは硬くなりすぎるため外観不良と耐水性不良となり、ハイブリッド太陽電池モジュールが作製できない。

１０ ハイブリッド太陽電池（太陽熱・光ハイブリッド太陽電池モジュール）
２０ 太陽光パネル
２１ 太陽電池セル
２２ 表面ガラス
２３ 封止材（ＥＶＡ）
２４ バックシート
３０ 樹脂管
３１ 樹脂管内部
５０ ゴムコンパウンド
５１ 裏面ガラス（裏面側プレート）
６０ 空気層

Claims (5)

1. 太陽電池モジュールの受光側と反対面に接着させるオレフィン系ゴムコンパウンドであって、
   熱伝導率が０．３（Ｗ／ｍＫ）以上、ゴム硬度（ＪＩＳＡ）が８０以上９０以下、機械的強度が１０ＭＰａ以上、伸びが１５０％以上７００％以下、アセトン抽出量が５％以下であることを特徴とするオレフィン系ゴムコンパウンド。
2. エチレン−α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項１に記載のオレフィン系ゴムコンパウンド。
3. 導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フィラーを含むことを特徴とする請求１に記載のオレフィン系ゴムコンパウンド。
4. 一分間半減期温度が、１８２℃以下である有機過酸化物架橋剤を添加してなる請求項１に記載のオレフィン系ゴムコンパウンド。
5. 樹脂密度０．８９以上０．９２以下であるポリエチレン樹脂の含有量が１０重量部以上３５重量部以下であることを特徴とする請求項１に記載のオレフィン系ゴムコンパウンド。

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