(57)【要約】【課題】地球温暖化防止の対策として期待されている太陽光発電装置であって、従来のそれよりも優れた耐候性および耐擦性を有する集光型太陽光発電装置を提供すること。【解決手段】太陽電池素子と、前記太陽電池素子の受光面側に設置される太陽電池用集光レンズ部材と、を含む集光型太陽光発電装置において、前記太陽電池用集光レンズ部材を、基板と、前記基板の一方の面側に位置するレンズと、前記基板の他方の面側を覆い、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、網目構造のポリマーを含む第１保護層と、前記第１保護層を覆い、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層と、を含むように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子と、前記太陽電池素子の受光面側に設置される太陽電池用集光レンズ部材と、を含む集光型太陽光発電装置であって、
前記太陽電池用集光レンズ部材は、
基板と、
前記基板の一方の面側に位置するレンズと、
前記基板の他方の面側を覆い、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、網目構造のポリマーを含む第１保護層と、
前記第１保護層を覆い、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層と、
を含むことを特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項２】
前記第１保護層に含まれている光重合開始剤の量が、高速液体クロマトグラフィーによる定量分析において１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の集光型太陽光発電装置。
【請求項３】
前記基板と前記第１保護層との間に第３保護層を有し、
前記第３保護層は、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、
前記第３保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量は、前記第１保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量よりも多いことを特徴とする請求項１または２に記載の集光型太陽光発電装置。
【請求項４】
基板と、
前記基板の一方の面側に位置するレンズと、
前記基板の他方の面側を覆い、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、網目構造のポリマーを含む第１保護層と、
前記第１保護層を覆い、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層と、
を含むことを特徴とする太陽電池用集光レンズ部材。
【請求項５】
前記第１保護層に含まれている光重合開始剤の量が、高速液体クロマトグラフィーによる定量分析において１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池用集光レンズ部材。
【請求項６】
前記基板と前記第１保護層との間に第３保護層を有し、
前記第３保護層は、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、
前記第３保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量は、前記第１保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量よりも多いことを特徴とする請求項４または５に記載の太陽電池用集光レンズ部材。
【請求項７】
基板の一方の面側にレンズを設ける工程と、
前記基板のレンズが形成されていない面側に、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含む電子線硬化型樹脂を塗布し、電子線を照射することにより第１保護層を設ける工程と、
前記第１保護層を覆うように、気相成長法によって、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層を設ける工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池用集光レンズ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光型太陽光発電装置、太陽電池用集光レンズ部材、および太陽電池用集光レンズ部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模でＣＯ2排出抑制の取り組みが行われており、火力発電などに代わるクリーンな発電装置として太陽光発電装置が注目されている。
【０００３】
太陽光発電装置の普及にあたっては発電コストの低減が重要であるため、レンズや反射鏡を用いて集光した太陽光を小面積の太陽電池に照射して発電させる集光型太陽光発電装置が期待されている。例えば特許文献１には、集光型太陽光発電装置の一例が開示されている。
【０００４】
太陽光発電装置では太陽光が照射される箇所に太陽電池が配置されていれば足りるので、集光型太陽光発電装置は、太陽電池の面積を小さくして、太陽光発電装置を構成する部材の中で価格が高い太陽電池の使用量を減らすことができる。そのため、集光型太陽光発電装置は、多接合型太陽電池などの高性能ではあるが高価な太陽電池を採用したとしても、太陽電池の面積あたりの発電電力を大きくすることで、太陽光発電装置全体のコストを削減することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／１２５７２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
集光型太陽光発電装置は、大規模な発電プラントでの使用に向いていることから、太陽光の強度が強くかつ砂塵に曝される砂漠などの過酷な環境下に設置されることが想定されている。しかし、集光型太陽電池装置はまだ開発初期段階にあるので、前記特許文献１をはじめ、その耐久性、特に耐候性と耐擦性について充分に考慮されているとは言えないのが現状である。
【０００７】
本発明はこのような状況においてなされたものであり、地球温暖化防止の対策として期待されている太陽光発電装置であって、従来のそれよりも優れた耐候性および耐擦性を有する集光型太陽光発電装置、ならびにそれに用いられる太陽電池用集光レンズ部材、およびその製造方法を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための発明は、太陽電池素子と、前記太陽電池素子の受光面側に設置される太陽電池用集光レンズ部材と、を含む集光型太陽光発電装置であって、前記太陽電池用集光レンズ部材は、基板と、前記基板の一方の面側に位置するレンズと、前記基板の他方の面側を覆い、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、網目構造のポリマーを含む第１保護層と、前記第１保護層を覆い、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記集光型太陽光発電装置の発明にあっては、前記第１保護層に含まれている光重合開始剤の量が、高速液体クロマトグラフィーによる定量分析において１ｐｐｍ以下であってもよい。
【００１０】
また、前記集光型太陽光発電装置の発明にあっては、前記基板と前記第１保護層との間に第３保護層を有し、前記第３保護層は、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、前記第３保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量は、前記第１保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量よりも多くてもよい。
【００１１】
また、前記課題を解決するための発明は、太陽電池用集光レンズ部材であって、基板と、前記基板の一方の面側に位置するレンズと、前記基板の他方の面側を覆い、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、網目構造のポリマーを含む第１保護層と、前記第１保護層を覆い、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
前記太陽電池用集光レンズ部材の発明にあっては、前記第１保護層に含まれている光重合開始剤の量が、高速液体クロマトグラフィーによる定量分析において１ｐｐｍ以下であってもよい。
【００１３】
また、前記太陽電池用集光レンズ部材の発明にあっては、前記基板と前記第１保護層との間に前記基板と前記第１保護層との間に第３保護層を有し、前記第３保護層は、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、前記第３保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量は、前記第１保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量よりも多くてもよい。
【００１４】
さらに、前記課題を解決するための発明は、太陽電池用集光レンズ部材の製造方法であって、基板の一方の面側にレンズを設ける工程と、前記基板のレンズが形成されていない面側に、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含む電子線硬化型樹脂を塗布し、電子線を照射することにより第１保護層を設ける工程と、前記第１保護層を覆うように、気相成長法によって、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層を設ける工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の集光型太陽光発電装置は、耐候性および耐擦性が良好である。また、本発明の太陽電池用集光レンズ部材は、集光型太陽光発電装置に良好な耐候性および耐擦性を付与することができる。さらに、本発明の太陽電池用集光レンズ部材の製造方法は、集光型太陽光発電装置に良好な耐候性および耐擦性を付与することができる太陽電池用集光レンズ部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。
【００１８】
＜太陽電池用集光レンズ部材＞
はじめに本発明の太陽電池用集光レンズ部材について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材の概略断面図である。
【００２０】
図１に示すように、太陽電池用集光レンズ部材１０は、基板１１と、前記基板１１の一方の面側、図では下面側に位置するレンズ１２と、前記基板１１の他方の面側、図では上面側を覆い、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上（以下、「紫外線吸収剤等」と記載する場合がある。）を含み、網目構造のポリマーを含む第１保護層１３と、前記第１保護層１３を覆い、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上（以下、「珪素酸化物等」と記載する場合がある。）を含む第２保護層１４と、によって構成されている。
【００２１】
本実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材１０によれば、基板１１の一方の面側に設けられた第１保護層１３が、紫外線吸収剤等を含んでおり、かつ珪素酸化物等を含む第２保護層１４が前記第一保護層１３を覆っているため、前記第２保護層１４が第１保護層１３に含まれている紫外線吸収剤等の拡散を防止することができ、よって優れた耐候性を発揮せしめることができる。また、前記第１保護層１３が網目構造のポリマーを含んでおり、かつ前記第２保護層１４が珪素酸化物等を含んでいるため、透明性を担保しつつ耐擦性を向上することもできる。つまり、前記所定の第１保護層１３と第２保護層１４との相乗効果によって、太陽電池用集光レンズ部材に優れた耐候性と耐擦性の両方を付与することができる。
【００２２】
以下に、本実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材１０の各構成について説明する。
【００２３】
＜基板＞
本実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材１０における基板１１は、後述するレンズ１２、第１保護層１３、および第２保護層１４のベースとなる部分であり、したがって、これらを積層することができ、太陽電池用集光レンズ部材１０全体を所望の強度とすることができる材質であれば特に限定されることはない。
【００２４】
例えば、従来から用いられているガラス基板や各種樹脂板を適宜選択して用いることができる。ガラス基板は太陽電池用集光レンズ部材１０に強度を付与することができる点で良好であり、一方で樹脂板は太陽電池用集光レンズ部材１０を軽量化する場合に良好である。樹脂板としては、例えば、アクリル系やポリカーボネート系の樹脂板はその強度や透明性の観点から好適に用いることができる。より具体的には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）を主成分とする板などを挙げることができる。
【００２５】
基板１１の厚さについても特に限定することはなく、求められる透明性や強度などに応じて適宜設計可能であるが、例えば３〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。また、基板１１の形状についても特に限定することはないが、効率的に太陽光を集光し、かつ本発明の太陽電池用集光レンズ部材を複数組み合わせて大型パネルを形成することを考慮すると正方形とすることが好ましく、その一辺の長さは５０〜５００ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２６】
図示はしないが、基板１１を積層構造とすることも可能である。例えば、二層構造とする場合には、ガラス基板と、その一方の面側であって後述するレンズ１２と接する面側に位置するレンズ用のプライマー層とから構成してもよい。このように、本実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材を構成する基板は、種々の作用を奏するための板や層が複数積層された構造を有していてもよい。
【００２７】
前記のように、例えばレンズ１２と接する面側にレンズ用のプライマー層を形成することにより、レンズ１２が樹脂製の場合において、ガラス基板との密着性を向上することができる。この場合のレンズ用のプライマー層の材料としては、エポキシアクリレート樹脂組成物、ウレタンアクリレート樹脂組成物などを挙げることができ、さらに、密着性を向上させるために適時シランカップリング剤を含んでもよい。また、レンズ用のプライマー層の厚さについては特に限定されないが、例えば０．１〜１０μｍ程度としてもよい。
【００２８】
なお、上述の二層構造に限定されることはなく、種々の板や層を任意に積層することで基板１１とすることができる。つまり、樹脂製の板と樹脂層との積層構造、樹脂層と樹脂層との積層構造、ガラス製の板と樹脂製の板との積層構造など、種々の組み合わせが可能である。
【００２９】
さらにまた、基板１１と後述するレンズ１２とが同一材料からなり、一体的に成形されていてもよい。この場合、基板１１とレンズ１２とは物理的に分離することはできない場合もあるが、本願においては、複数の凸レンズからなるレンズ部１２のベースとなっている部分を基板１１と考える。
【００３０】
＜レンズ＞
図１に示すように、本発明の太陽電池用集光レンズ部材１０は、前記で説明してきた基板１１の一方の面側、図では下面側にレンズ１２が設けられている。レンズ１２により、基板１１を通過した太陽光が所定方向に屈折せしめられ太陽電池素子に集光する。
【００３１】
レンズ１２は、太陽電池に効率良く光を集光できるものであれば特に限定されることはなく、従来公知のフレネルレンズなどを適宜選択して用いることができる。したがって、図１に示すレンズ１２は代表的なフレネルレンズ形状を呈しているが、形状に限定されることはなく、レンズ１２表面の形状は自由に設計可能である。
【００３２】
レンズ１２の材質についても特に限定されることはなく、従来から用いられているガラスや一般的な樹脂の中から適宜選択して用いることができる。ガラスを用いる場合であっても樹脂を用いる場合であっても、光のロスを最小限に抑えるべく、所望の透明性を担保する必要があり、具体的には全光線透過量にて８０〜９５％程度の透明性を有している材料を用いることが好ましい。また、太陽電池用集光レンズ部材１０が使用される環境に応じて、所望の耐久性を有していることが好ましく、具体的には鉛筆硬度にてＨＢ以上程度の表面硬度を有していることが好ましい。
【００３３】
樹脂製のレンズ１２とする場合には、例えば、紫外線硬化型樹脂または電子線硬化型樹脂を用いてもよく、これらによれば紫外線や電子線を用いて硬化することができ、また、レンズ表面の形状を精度良く形成できる。紫外線硬化型樹脂の具体例としては、紫外線硬化型アクリル樹脂として、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂などを挙げることができ、電子線硬化型樹脂の具体例としては、前記紫外線硬化型アクリル樹脂から光重合開始剤を抜いた組成物などを挙げることができる。
【００３４】
＜第１保護層＞
本実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材１０は、前記基板１１の、前記レンズ１２とは反対側の面を覆うように、第１保護層１３が設けられており、かつ、第１保護層１３は、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、網目構造のポリマーを含んでなることを特徴としている。第１保護層１３を基板１１の受光面側に設けることにより、後述する第２保護層１４との相乗効果により、太陽電池用集光レンズ部材１０に耐候性と耐擦性の両方を付与することができる。
【００３５】
第１保護層１３に含まれる網目構造のポリマーとしては、特に限定されることはなく、複数の重合体連鎖の架橋により作られる交差した三次元網目構造を有する従来公知のポリマーの中から適宜選択して用いることができる。ここで、第１保護層１３に含まれる網目構造のポリマーは、基板１１の受光面側に設けられることがから、光のロスを最小限に抑えるべく、所望の透明性を担保する必要があり、具体的には全光線透過量にて８０〜９５％程度の透明性を有していることが好ましい。また、太陽電池用集光レンズ部材１０が使用される環境に応じて、所望の耐久性を有していることが好ましく、具体的には鉛筆硬度にてＨＢ以上程度の表面硬度を有していることが好ましい。
【００３６】
第１保護層１３に含まれる網目構造のポリマーを形成させるために使用されるモノマーとしては、具体的には、種々の多官能アクリレートを挙げることができ、官能基数や分子量の異なるポリマー成分を複数種配合することにより、前記所望の物性を得ることができる。代表的な多官能アクリレートとしては、多官能ウレタンアクリレート、多官能シリコーンアクリレートなどを挙げることができる。
【００３７】
また、前記の多官能アクリレートを架橋して網目構造のポリマーとする反応については特に限定することはなく、いわゆる熱硬化型の反応であっても光硬化型の反応であってもよく、前記光硬化型の反応にあっては紫外線硬化型の反応であっても電子線硬化型の反応であってもよい。なお、後述するように、第１保護層１３には紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上が含まれるため、紫外線硬化型の反応を採用した場合、これら紫外線吸収剤等が重合反応を阻害することが考えられることから、これら紫外線吸収剤等の配合量を考慮する必要がある。一方で電子線硬化型の反応を採用すれば、重合反応は電子線により進行するので、紫外線吸収剤等の配合量を増やすことができ、耐候性付与の観点から好ましい。
【００３８】
第１保護層１３に含まれる紫外線吸収剤とは、太陽光中の紫外線を吸収して、分子内で無害な熱エネルギーへと変換し、第１保護層１３や基材１１中の光劣化開始の活性種が励起されることを防止するものであり、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サルチレート系、アクリルニトリル系、金属錯塩系、および、粒子径０．０１〜０．０６μｍの超微粒子酸化チタン若しくは粒子径０．０１〜０．０４μｍの超微粒子酸化亜鉛よりなる無機系等の紫外線吸収剤の１種ないし２種以上を使用することができる。
【００３９】
より具体的には、例えば、Ｔｉｎｕｖｉｎ３２９、Ｔｉｎｕｖｉｎ４００、Ｔｉｎｕｖｉｎ４７９、ＴｉｎｕｖｉｎＰ（いずれもチバ・ジャパン株式会社製）、およびアデカスタブＬＡ３１(アデカ社製)などを挙げることができる。また、これら紫外線吸収剤の含有量についても特に限定することはなく、太陽電池用集光レンズ部材１０にどの程度の耐候性を付与するかにより適宜調整することが可能である。例えば、第１保護層１３を形成するための溶液１００重量部に対して０．１〜５重量部程度の含有量とすることが好ましい。
【００４０】
また、第１保護層１３に含まれる光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダートピペリジン系化合物等の１種ないし２種以上を使用することができる。
【００４１】
同様に、第１保護層１３を構成する前記網目構造のポリマーに含有される光安定剤としても、従来公知の一般的なものを適宜選択して用いることができる。具体的には、Ｔｉｎｕｖｉｎ１２３（チバ・ジャパン株式会社製）、ＵＶ−２９０８、ＵＶ−３３４６、ＵＶ−３５２９、およびＵＶ−３８５３（いずれもサンケミカル株式会社製）などを挙げることができる。また、これら光安定剤の含有量についても特に限定することはなく、太陽電池用集光レンズ部材１０にどの程度の耐候性を付与するかにより適宜調整することが可能である。例えば、第１保護層１３を形成するための溶液全体１００重量部に対して０．１〜５重量部程度の含有量とすることが好ましい。
【００４２】
さらに、第１保護層１３に含まれる酸化防止剤とは、高分子の光あるいは熱等による酸化劣化等を防止するものであり、例えば、フェノール系、アミン系、硫黄系、燐酸系等の酸化防止剤を使用することができる。
【００４３】
さらに、第１保護層１３を構成する前記網目構造のポリマーに含有される酸化防止剤としても、従来公知の一般的なものを適宜選択して用いることができる。具体的には、ヒンダーフエノール系酸化防止剤であるＩＲＧＡＮＯＸ１０１０、ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６、ＩＲＧＡＮＯＸ１１３５、ＩＲＧＡＮＯＸ１５２０Ｌ（いずれもチバ・ジャパン株式会社製）などを挙げることができる。また、これら酸化防止剤の含有量についても特に限定することはなく、太陽電池用集光レンズ部材１０にどの程度の耐候性を付与するかにより適宜調整することが可能である。例えば、第１保護層１３を形成するための溶液全体１００重量部に対して０．１〜５重量部程度の含有量とすることが好ましい。
【００４４】
さらにまた、前記の紫外線吸収剤、光安定剤あるいは酸化防止剤としては、例えば、ポリマーを構成する主鎖または側鎖に、前記のベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系化合物からなる光安定剤あるいはフェノール系等の酸化防止剤を化学結合させてなるポリマー型の紫外線吸収剤、光安定剤あるいは酸化防止剤等も使用することができる。ポリマー型の紫外線吸収剤等を使用することで、網目構造のポリマーとの相溶性を向上させ、紫外線吸収剤等の拡散を抑制することができる。さらにまた、紫外線吸収剤等を網目構造を構成するポリマーに化学結合させたものを使用することができ、これによって紫外線吸収剤等の拡散をより抑制することができる。なお、紫外線吸収剤等を網目構造を構成するポリマーに化学結合させたものは、モノマーと反応性基を有する紫外線吸収剤等との混合物を反応させることで得ることができる。
【００４５】
前記の紫外線吸収剤、光安定剤あるいは酸化防止剤の含有量としては、その粒子形状、密度等によって異なるが、０．１〜１０質量％の範囲が好ましい。
【００４６】
第１保護層１３の厚さについては特に限定されることはないが、例えば１０μｍ〜５００μｍ程度とすることもでき、２０〜１００μｍ程度とすることが好ましい。
【００４７】
ここで、第１保護層１３に含まれている光重合開始剤の量が、高速液体クロマトグラフィーによる定量分析において１ｐｐｍ以下であることが好ましい。これは、第１保護層１３中には実質的に光重合開始剤が含まれていないことを意味し、これにより、太陽光に長時間にわたって曝された場合であっても第１保護層１３が劣化することがない。
【００４８】
本願でいう高速液体クロマトグラフィーによる定量分析の手順、条件は以下の通りである。
【００４９】
（前処理）
サンプルをクロロホルムに溶解させ、メタノールを貧溶媒として用いて樹脂分を再沈させる。ろ液を回収し、溶媒を減圧留去する。少量のクロロホルムとアセトニトリルに溶解させ、全量を５０ｍＬにメスアップする。
【００５０】
（測定条件）
以下の条件にて高速液体クロマトグラフィーによる定量分析を行う。
＜ＵＰＬＣ＞
ＬＣ装置：ＡｃＱＵＩＴＹ  ＵＰＬＣ（Ｗａｔｅｒｓ社製）
溶媒：アセトニトリル、水混合溶媒（グラジエントモード）
流量：０．２ｍＬ／ｍｉｎ
カラム：ＢＥＨ  Ｃ１８  粒径：１．７μｍ  カラムサイズ：２．１×５０ｍｍ
カラム温度：４０℃
検出器：ＰＤＡ（フォトダイオードアレイ）
測定波長範囲：１９０〜５００ｎｍ
サンプル注入量：１μＬ
サンプルを少量のクロロホルムおよびアセトニトリルに溶解させ、ＬＣ装置へと導入
【００５１】
＜第２保護層＞
本実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材１０は、前記第１保護層１３を覆うように、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層１４が設けられている点にも特徴を有している。前記第１保護層１３との相乗効果により、太陽電池用集光レンズ部材１０に耐候性と耐擦性の両方を付与することができる。また、前記珪素酸化物等は、いずれも透明性が高いため、太陽電池用集光レンズ部材１０の受光面側に配置しても光をロスすることがない。
【００５２】
ここで、第２保護層１４の厚さについては特に限定することはないが、透明性がある程度担保できないと太陽電池の光電変換効率を低下させてしまうため、その厚さは５０ｎｍ〜５μｍ程度とすることが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍ程度とすることが特に好ましい。
【００５３】
＜太陽電池用集光レンズ部材の他の実施形態＞
次に太陽電池用集光レンズ部材の他の実施形態について説明する。
【００５４】
図２は、本発明の他の実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材の概略断面図である。なお、図１に示した太陽電池用集光レンズ部材と同じ構造については同一の符号を付け、ここでの説明は省略する。
【００５５】
図２に示すように、本実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材１０は、基板１１と第１保護層１３との間に第３保護層１５を有しており、第３保護層１５は、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含み、第３保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量は、第１保護層に含まれる紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上の成分の合計量よりも多いことに特徴を有している。このような第３保護層１５を設けることにより、太陽光に長時間曝された場合であっても、第３保護層１５によって紫外線を確実に吸収することができ、基板１１やレンズ１２が紫外線によって劣化することをより確実に防止することができる。なお、第３保護層１５は、前記第１保護層１３によって覆われており、この第１保護層１３に含まれる網目構造のポリマーによって第３保護層１５に含有されている紫外線吸収剤等の拡散が防止されることから、第１保護層１３よりも多くの紫外線吸収剤等を含有せしめることが可能となる。
【００５６】
ここで、第３保護層１５に含有されている紫外線吸収剤等の合計量としては、前記第１保護層に含有されている紫外線吸収剤等の合計量よりも多ければ特に限定されることはないが、例えば、第１保護層に含有されている紫外線吸収剤等の合計量の１．２倍〜３倍とすることができる。
【００５７】
第３保護層１５に含有される紫外線吸収剤等と、第１保護層１３に含有される紫外線吸収剤等とは、同一種であってもよく異種であってもよい。これら二つの層に含有される紫外線吸収剤等の組み合わせの如何によっては、相互作用によって互いの層が劣化を生じる場合もあり、このような虞がある場合には、同一種とすることが好ましい。一方、これら二つの層に含有される紫外線吸収剤等を異種とすることで、互いの性能が補い合って、耐候性の一層の向上が期待できるのでより好ましい。
【００５８】
第３保護層１５を構成する樹脂としては特に限定されることはなく、例えば、前記第１保護層１３を構成する網目構造のポリマーの中から適宜選択して用いることができる。また一方で、第３保護層１５に紫外線による劣化防止の作用の他、第１保護層１３と基板１１との密着性の向上たる作用を持たせることも可能であり、この場合には、例えば、前記レンズ用のプライマー層と同様、エポキシアクリレート樹脂組成物、ウレタンアクリレート樹脂組成物などを用いることができ、さらに、適時シランカップリング剤を含有してもよい。
【００５９】
このような第３保護層１５の厚さについては特に限定されないが、例えば０．１〜１０μｍ程度としてもよい。
【００６０】
＜太陽電池用集光レンズ部材の製造方法＞
前記で説明した本実施形態にかかる太陽電池用集光レンズ部材１０の製造方法については特に限定されることはなく、前記の構成とすることができればいかなる方法をも採用可能であるが、例えば、（１）基板の一方の面にレンズを設ける工程と、（２）前記基板のレンズが形成されていない面に、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含有する電子線硬化型樹脂を塗布し、電子線を照射することにより第１保護層を設ける工程と、（３）前記第１保護層を覆うように、気相成長法によって、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層を設ける工程と、を含む製造方法を採用することが好ましい。
【００６１】
（１）レンズを形成する工程
基板の一方の面にレンズを設ける工程としては、例えば、レンズ形成用材料が充填されたレンズ形成用モールドを準備し、これに基板を接触させ、硬化後に、基板を前記レンズ形成用モールドから剥離することとしてもよい。この場合においてレンズ形成用材料が紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂の場合には、基板とモールドとを接触させた状態で紫外線や電子線を照射することで、モールド内のレンズ形成用材料を仮硬化または硬化せしめてから基板を剥離してもよい。また、レンズ形成用モールドとして樹脂製のモールドを用いることにより、モールド側から紫外線や電子線を照射することが可能となり、基板へのダメージを低減することができるため好ましい。照射する紫外線や電子線の強度は、モールド内の樹脂の種類や、どの程度硬化させるか等により適宜設定すればよい。例えば、電子線の強度として、電圧を１５０ｋＶ〜２００ｋＶとすることが好ましい。１５０ｋＶより低い場合には、電子線が樹脂まで到達せず硬化が不十分となる可能性があり、２００ｋＶより高い場合には、電子線によりレンズ形成用モールドがダメージを受けモールドとしての機能を果たさなくなることが懸念されるからである。また、照射線量としては、５Ｍｒａｄ〜１５Ｍｒａｄとすることが好ましい。５Ｍｒａｄより低い場合には樹脂の硬化が不十分となる可能性がある。また、生産性等の観点から１５Ｍｒａｄより低いことが好ましい。
【００６２】
（２）第１保護層を設ける工程
この工程は、前記基板のレンズが形成されていない面に、紫外線吸収剤、光安定剤、および酸化防止剤から選択される１または２以上を含有する電子線硬化型樹脂を塗布し、電子線を照射することにより第１保護層を設けるものであり、特に説明は要しないが、ここで用いられる電子線の強度については、前記レンズを形成する際の強度と同程度とすることが好ましい。
【００６３】
（３）第２保護層を設ける工程
この工程は、前記第１保護層を覆うように、気相成長法によって、珪素酸化物、珪素酸窒化物、珪素窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびアルミニウム窒化物から選択される１または２以上を含む第２保護層を設けるものである。気相成長法としては、化学気相成長（ＣＶＤ）法や物理気相成長（ＰＶＤ）法を挙げることができる。化学気相成長（ＣＶＤ）法は、熱やプラズマなどによる原材料の反応や分解を利用する方法であり、一方で物理気相成長（ＰＶＤ）法は、熱やプラズマなどによる原材料の気化を利用する方法である。具体的には、真空蒸着法、スパッタリング法、およびイオンプレーティング法を挙げることができる。
【００６４】
＜集光型太陽電池発電装置＞
次に、本実施形態にかかる集光型太陽電池発電装置について説明する。
【００６５】
本実施形態にかかる集光型太陽光発電装置は、前記で説明した本発明の太陽電池用集光レンズ部材と太陽電池素子とを含み、太陽電池素子の受光面側に太陽電池用集光レンズ部材が設置された構造を有している。
【００６６】
ここで、太陽電池用集光レンズ部材と太陽電池素子の位置関係や、太陽電池用集光レンズ部材の設置方法等については特に限定されることはなく、自由に設計可能である。
【００６７】
また、太陽電池素子についても特に限定されることはなく、従来公知の種々の太陽電池素子を用いることができる。具体的には、シリコン系、化合物系、有機系の光電変換層を備えた太陽電池素子の何れをも用いることができ、さらには、これらを複数接合させた多接合型太陽電池素子を用いることもできる。多接合型太陽電池素子は高い変換効率が得られるため好ましい。
【実施例】
【００６８】
（実施例１）
以下の要領で、本発明の実施例１の太陽電池用集光レンズ部材を製造した。
（１）アクリル製の基板（アクリプレン  ＨＢＳ００６／７５μｍｔ、三菱レイヨン製）の一方の面に以下に示す組成の第３保護層用インキを塗工し乾燥させて、第３保護層を形成した。乾燥後の第３保護層の厚さは５μｍであった。
＜第３保護層用インキ＞
・電子線硬化性モノマー（ＰＤＣ系ウレタンアクリルモノマー）・・・１００部
・紫外線吸収剤（ヒドロキシフェニルトリアジン系）・・・２０部
・紫外線吸収剤（ヒンダートアミン系）・・・１０重量部
（２）ついで、以下に示す組成の第１保護層用インキを塗工し、電子線を照射することで硬化させて第１保護層を形成した。硬化後の第１保護層の厚さは１５μｍであった。なお、電子線の照射条件は、照射線量として５Ｍｒａｄとした。
＜第１保護層用インキ＞
・電子線硬化性モノマー（カプロラクトン系ウレタンアクリレート）・・・１００部
・紫外線吸収剤（トリアジン系ＵＶＡ）・・・６部
・ラジカル捕捉剤（ＥＢ反応性ＨＡＬＳ）・・・６部
（３）ついで、前記第１保護層を覆うように、ＣＶＤ法によってＳｉＯ2から構成される第２保護層を形成した。第２保護層の厚さは１００ｎｍであった。
（４）一方でガラス製フレネルレンズ付基板を準備し、ガラス基板のフレネルレンズが設けられている面とは反対側の面に前記（１）〜（３）の工程で形成したシートを、光学粘着シートを用いて貼り合わせた。
【００６９】
（実施例１の評価）
実施例１の太陽電池用集光レンズ部材の信頼性評価を、超促進耐候試験機（ＳＵＶ−Ｗ２３：岩崎電気（株）製）１０００ｈ照射により行い、照射後のフレネルレンズの黄変度合いをＹＩ値により計測したところ、ΔＹＩ＜１．０以下であり、良好な透明性を保っていることを確認した。また、超促進耐候試験機終了後の第２保護層の耐擦評価を、スチールウール評価（日本スチールウール株式会社製、ボンスター♯００００、０．５ｋｇ荷重にて１０往復）を実施したところ、傷のない良好な表面を確認した。このように、超促進耐候試験後も良好な耐擦性を示しており、実施例１の太陽電池用集光レンズ部材は耐候性および耐傷性に優れた保護層であることを確認した。なお、黄変度合いの測定については、ＪＩＳ  Ｋ  ７３７３に準拠して行った。
【００７０】
（比較例１）
以下の要領で、本発明の比較例１の太陽電池用集光レンズ部材を製造した。
（１）アクリル性の基板（アクリプレン  ＨＢＳ００６／７５μｍｔ、三菱レイヨン製）の一方の面に以下に示す組成の第３保護層用インキを塗工し乾燥させて、プライマー層を形成した。乾燥後のプライマー層の厚さは４μｍであった。
＜第３保護層用インキ＞
・電子線硬化性モノマー（ＰＤＣ系ウレタンアクリルモノマー）・・・１００部
・ブロッキング防止剤（球状シリカ：粒径４μｍ）・・・２５部
（２）ついで、以下に示す組成の第１保護層用インキを塗工し、電子線を照射することで硬化させて第１保護層を形成した。硬化後の第１保護層の厚さは１５μｍであった。なお、電子線の照射条件は、照射線量として５Ｍｒａｄとした。
＜第１保護層用インキ＞
・電子線硬化性モノマー（１５官能ウレタンアクリレート）・・・１００部
・滑剤（ＥＢ反応性シリコーン）・・・０．３部
・耐擦剤（無機フィラー）・・・１０部
・紫外線吸収剤（トリアジン系ＵＶＡ）・・・４部
・ラジカル捕捉剤（ＥＢ反応性ＨＡＬＳ）・・・４部
（３）一方でガラス製フレネルレンズ付基板を準備し、ガラス基板のフレネルレンズが設けられている面とは反対側の面に前記（１）〜（２）の工程で形成したシートを、光学粘着シートを用いて貼り合わせた。
【００７１】
（比較例１の評価）
比較例１の太陽電池用集光レンズ部材の信頼性評価を、実施例１と同様の条件にて行ったところ、その表面に多数の傷を確認した。耐擦評価前後でのヘーズ値を測定したところ、耐擦評価前のヘーズ値が０．７であったのに対し、耐擦評価後のヘーズ値は３４．５まで上昇していることを確認した。前記のような理由で、第２保護層を形成していない比較例１の太陽電池用集光レンズ部材は集光型太陽光発電装置へ適用することは不可と判断した。
【００７２】
（比較例２）
以下の要領で、本発明の比較例２の太陽電池用集光レンズ部材を製造した。
（１）アクリル製の基板（アクリプレン  ＨＢＳ００６／７５μｍｔ、三菱レイヨン製）の一方の面にアクリル製のフレネルレンズが形成された、レンズ付き基板を準備した。
（２）ついで、前記アクリル製の基板の他方の面を覆うように、以下に示す組成の第３保護層用インキを塗工し乾燥させて、第３保護層を形成した。乾燥後の第３保護層の厚さは４μｍであった。
＜第３保護層用インキ＞
・電子線硬化性モノマー（ＰＥＳ系ウレタンアクリルモノマー）・・・１００部
・ブロッキング防止剤（球状シリカ：粒径４μｍ）・・・２５部
（３）ついで、以下に示す組成の第１保護層用インキを塗工し、電子線を照射することで硬化させて第１保護層を形成した。硬化後の第１保護層の厚さは１５μｍであった。なお、電子線の照射条件は、照射線量として５Ｍｒａｄとした。
＜第１保護層用インキ＞
・電子線硬化性モノマー（カプロラクトン系ウレタンアクリレート）・・・１００部
・滑剤（ＥＢ反応性シリコーン）・・・０．３部
・耐擦剤（無機フィラー）・・・１０部
・紫外線吸収剤（トリアジン系ＵＶＡ）・・・４部
・ラジカル捕捉剤（ＥＢ反応性ＨＡＬＳ）・・・４部
（４）ついで、前記第１保護層を覆うように、市販のハードコート剤（ＦＨ−７００、ＤＩＣ株式会社製）を塗工し乾燥させた後、所望量の紫外線を照射することでハードコート剤を硬化せしめ、これを第２保護層とした。
【００７３】
（比較例２の評価）
比較例１の太陽電池用集光レンズ部材の信頼性評価を、実施例１と同様の条件にて行ったところ、照射時間が１００ｈを越えたところで、表面にクラックが発生していることを確認した。分析の結果、第１保護層と紫外線硬化型のアクリル樹脂を主成分とするハードコート剤を用いた第３保護層との間で剥離が生じていることを確認した。以上より、比較例２の太陽電池用集光レンズ部材は、集光型太陽光発電装置への適用は不可であると判断した。
【符号の説明】
【００７４】
１０…太陽電池用集光レンズ部材
１１…基板
１２…レンズ
１３…第１保護層
１４…第２保護層
１５…第３保護層
【図１】
2014160781.tif 000003
【図２】
2014160781.tif 000004