JPH1051014A - 防汚性カバーを備えた太陽電池 - Google Patents

防汚性カバーを備えた太陽電池

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JPH1051014A
JPH1051014A JP8301045A JP30104596A JPH1051014A JP H1051014 A JPH1051014 A JP H1051014A JP 8301045 A JP8301045 A JP 8301045A JP 30104596 A JP30104596 A JP 30104596A JP H1051014 A JPH1051014 A JP H1051014A
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JP
Japan
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surface layer
solar cell
water
exposed
photocatalyst
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JP8301045A
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Mitsuyoshi Machida
町田  光義
Makoto Hayakawa
信 早川
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガス、煤煙などの汚れに対して清浄性を
維持する太陽電池の保護カバ−の提供。 【解決手段】 基材表面に、光触媒性酸化物粒子が外気
と接するように露出した親水性を呈する部分と、撥水性
フッ素樹脂が外気と接するように露出した撥水性を呈す
る部分の双方が表面に微視的に分散された構造を有する
実質的に透明な表面層が形成されていることを特徴とす
る太陽電池の防汚性保護カバ−。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池に係り、
より詳しくは、防汚性カバーを備えた太陽電池に関す
る。
【0002】
【従来の技術】太陽電池の受光面は強化ガラスや耐候性
樹脂フィルムなどからなる保護カバーによって保護され
ている。太陽電池のカバーは長期間の使用中には煤塵で
汚れ、光透過率が低下するので太陽電池のエネルギー変
換効率を低下させる。特に近年では環境汚染に伴いカバ
ーの汚れが促進され、太陽電池の変換効率が早期に減少
する傾向にある。そこで、太陽電池カバーを定期的に又
は必要に応じて清掃するのが望ましい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽電
池は一般に屋根や建物の外壁に設置されるので、そのカ
バーの清掃は容易ではない。そこで、本発明では、カバ
ー表面が汚れにくい太陽電池を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、基材表面に、光触媒性酸化物粒子が外気と
接するように露出した親水性を呈する部分と、撥水性フ
ッ素樹脂が外気と接するように露出した撥水性を呈する
部分の双方が表面に微視的に分散された構造を有する実
質的に透明な表面層が形成されていることを特徴とする
太陽電池の防汚性カバーを提供する。このような構造で
は、親水性表面と撥水性表面が隣接するため、親水性表
面になじみやすい親水性の付着物は隣接する撥水性部分
になじまない。逆に撥水性表面になじみやすい疎水性の
付着物は隣接する親水性部分になじまない。そのため、
親水性付着物も、疎水性付着物も部材表面に固着される
ことはなく、表面は清浄な状態に維持される。さらに、
光触媒が存在することにより、光触媒の光励起に応じて
光触媒性酸化物粒子が外気と接するように露出した親水
性を呈する部分は恒久的に親水性を維持するので、上記
親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の双方が表面
に微視的に分散された構造は維持される。
【0005】
【発明の実施の形態】図1はアモルファスシリコンから
なる太陽電池に本発明を適用した実施例を示し、太陽電
池10は、ガラス基板12と透明電極14とp型、i
型、n型の3層からなるアモルファスシリコン層16と
金属電極18とで構成されている。しかし、本発明は結
晶シリコンからなる太陽電池にも適用することができ
る。図示した実施例では、ガラス基板12は強化ガラス
などからなる保護カバー20によって保護されている。
保護カバー20はガラス基板12に接着してもよいし、
ガラス基板12から離間してもよい。保護カバー20の
表面には、光触媒性酸化物粒子が外気と接するように露
出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気
と接するように露出した撥水性を呈する部分の双方が表
面に微視的に分散された構造を有する表面層が形成され
ている。
【0006】光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯
との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
(すなわち短い波長)の光(励起光)を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起(光励起)が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、光触媒性酸化物に
は、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、チタン酸ストロンチウム等の
酸化物が好適に利用できる。
【0007】太陽電池10が可視光帯域にピーク感度を
有する場合には、紫外線によって光励起されるようなバ
ンドギャップエネルギーを有する光触媒を採択するのが
好ましい。そうすれば、表面層が可視光帯域の光を吸収
することがないので、太陽電池の良好な感度を確保する
ことができる。紫外線によって光励起可能な光触媒とし
ては、アナターゼ型酸化チタン(励起波長387n
m)、酸化亜鉛(励起波長387nm)、チタン酸スト
ロンチウム(励起波長387nm)、酸化錫(励起波長
344nm)、ルチル型酸化チタン(励起波長413n
m)を挙げることができる。
【0008】光触媒の光励起に用いる光源は、日中は太
陽の照射に晒されるので、太陽光が利用できる。光触媒
の光励起により、基材表面の光触媒性酸化物粒子が外気
と接するように露出した親水性を呈する部分が高度に親
水化されるためには、励起光の照度は0.001mW/
cm2以上あればよいが、0.01mW/cm2以上だと
好ましく、0.1mW/cm2以上だとより好ましい。
【0009】撥水性フッ素樹脂には、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘ
キサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレンコポリマー等が好適に利用でき
る。
【0010】表面層の膜厚は、0.4μm以下にするの
が好ましい。そうすれば、光の乱反射による白濁を防止
することができ、表面層は実質的に透明となる。さら
に、表面層の膜厚を、0.2μm以下にすると一層好ま
しい。そうすれば、光の干渉による表面層の発色を防止
することができる。また、表面層が薄ければ薄いほどそ
の透明度は向上する。更に、膜厚を薄くすれば、表面層
の耐摩耗性が向上する。
【0011】表面層には、Ag、Cu、Znのような金
属を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させること
ができる。
【0012】表面層にはPt、Pd、Ru、Rh、I
r、Osのような白金族金属を添加することができる。
前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元活性を
増強でき、有機物汚れの分解性、有害気体や悪臭の分解
性を向上させることができる。
【0013】光触媒性酸化物粒子が外気と接するように
露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外
気と接するように露出した撥水性を呈する部分の双方が
表面に微視的に分散された構造を有するか否かは、以下
の方法により確認可能である。 その1つの方法は以下
のように行う。すなわち、まず、硝酸銀、乳酸銀、塩化
白金酸、塩化パラジウムなどのAg、Pt、Pdといっ
た原子番号の大きな金属を含む溶液を基材表面に塗布
し、基材表面に光触媒の励起光を照射して、Ag、P
t、Pdといった原子番号の大きな金属を基材表面に析
出させる。上記金属の析出反応は光触媒による上記金属
の還元作用に基づくので、このとき、金属は光触媒性酸
化物粒子が外気と接するように露出した親水性を呈する
部分には付着するが、撥水性フッ素樹脂が外気と接する
ように露出した撥水性を呈する部分には付着しにくい。
次に、走査型電子顕微鏡の反射電子像の観察により、濃
淡(コントラスト)が分散して生じていれば、光触媒性
酸化物粒子が外気と接するように露出した親水性を呈す
る部分と、撥水性フッ素樹脂が外気と接するように露出
した撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散さ
れた構造を有すると結論づけられる。他の観察方法とし
ては、反射電子像による濃淡の観察の代わりに、エネル
ギー分散型X線分析装置(EDX)、或いはエレクトロ
ンプローブマイクロアナライザー(EPMA)等によ
り、表面の元素分析を行うようにしてよい。他の観察方
法としては、上記金属が銀のように有色であれば、反射
電子像による濃淡の観察の代わりに、光学顕微鏡によ
り、色の観察を行うようにしてよい。
【0014】次に、基材表面に、光触媒性酸化物粒子が
外気と接するように露出した親水性を呈する部分と、撥
水性フッ素樹脂が外気と接するように露出した撥水性を
呈する部分の双方が表面に微視的に分散された構造を有
する表面層が形成されている防汚性部材の製法について
説明する。この場合の製法は、基本的には、基材表面に
コーティング組成物を塗布し、コーティング組成物を基
材表面に固着せしめることによる。
【0015】ここでコーティング組成物は、光触媒粒子
と撥水性フッ素樹脂を必須構成要件とし、その他に水、
エタノール、プロパノール等の溶媒、フッ素樹脂の架橋
剤や、コーティング液の分散性を向上させる界面活性剤
などを添加してもよい。
【0016】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、スプレーコーティング法、ディップコーティング
法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。上記コーティング組成物は、フッ
素樹脂の溶融する300℃以上の温度での熱処理、フッ
素樹脂の架橋剤を添加する場合には、架橋剤によりフッ
素樹脂が硬化する温度での熱処理、加圧処理、加圧処理
と上記熱処理との併用、衝撃圧力による固定等の方法で
固着できる。また、上記方法で固着させる前に、基材表
面をブラスト処理等して凹凸を設けるようにしてもよ
い。そうすれば、基材と表面層との固着性を向上させる
ことができる。
【0017】
【実施例】
実施例1.アナターゼ型酸化チタンゾル(石原産業、S
TS−11)と、ポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)粒子(ダイキン工業、D−1)と蒸留水を混合し、
30分撹拌して得たコーティング液を、スプレーコーテ
ィング法にて10cm角のソーダライムガラス基材上に
塗布し、380℃で3分熱処理して、アナターゼ型酸化
チタン粒子4重量部、ポリテトラフルオロエチレン粒子
6重量部からなる表面層を形成した#1試料を得た。#
1試料の表面観察により光触媒性酸化物粒子が外気と接
するように露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ
素樹脂が外気と接するように露出した撥水性を呈する部
分の双方が表面に微視的に分散された構造を有する表面
層が形成されていることが確認された。
【0018】次に、#1試料及び比較のためポリテトラ
フルオロエチレン(PTFE)板とソーダライムガラス
板を交通の頻繁な道路に面した建物の外壁に固定して、
70日放置し、堆積物や汚染物に対する表面の清浄維持
性を調べた。その結果、ポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)板では汚れが目立ち、ソーダライムガラス
板でもやや汚れが観察されたのに対し、#1試料ではほ
とんど汚れは観察されなかった。
【0019】
【発明の効果】本発明では、太陽電池の保護カバーにお
いて、基材表面に、光触媒性酸化物粒子が外気と接する
ように露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹
脂が外気と接するように露出した撥水性を呈する部分の
双方が表面に微視的に分散された構造を有する実質的に
透明な表面層が形成されているようにすることにより、
親水性付着物も、疎水性付着物も部材表面に固着される
ことはなく、表面は清浄な状態に維持されるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池の模式的断面図。
【符号の説明】
10: 太陽電池 20: 保護カバー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池を保護する透明カバーの表面
    に、光触媒性酸化物粒子が外気と接するように露出した
    親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気と接す
    るように露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に微
    視的に分散された構造を有する実質的に透明な表面層が
    形成されていることを特徴とする防汚性カバーを備えた
    太陽電池。
  2. 【請求項2】 前記太陽電池は可視光帯域にピーク感度
    を有し、前記光触媒は紫外線によって光励起されるよう
    なバンドギャップエネルギーを有することを特徴とする
    請求項1に記載の防汚性カバーを備えた太陽電池。
JP8301045A 1996-05-31 1996-10-25 防汚性カバーを備えた太陽電池 Pending JPH1051014A (ja)

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