(57)【要約】【課題】この発明は、熱放射層を備えた太陽電池用バックシートにおいて、熱放射層内における熱伝導性を向上することによって熱放射層からの放熱性能を向上させることができるバックシートを得ることを課題とする。【解決手段】この発明は、外気に接する最外層に熱放射層１３を備えた太陽電池用バックシートであって、前記熱放射層１３は、電気的に絶縁物化された炭化珪素（ＳｉＣ）粒子または耐水化された窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子をフッ素樹脂塗料に配合してなる放熱性塗料を塗布して構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気に接する最外層に熱放射層を備えた太陽電池用バックシートであって、
前記熱放射層は、電気的に絶縁物化された炭化珪素（ＳｉＣ）粒子または耐水化された窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子をフッ素樹脂塗料に配合してなる放熱性塗料を塗布して形成された、
太陽電池用バックシート。
【請求項２】
放熱性塗料における電気的に絶縁物化された炭化珪素（ＳｉＣ）粒子または耐水化された窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の配合比率は３０重量％ないし５０重量％とした、請求項１記載の太陽電池用バックシート。
【請求項３】
請求項１又は２記載の太陽電池用バックシートを備えた太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池モジュールに配設される太陽電池セルを保護するために、太陽電池セルの裏側に配置される保護シート（太陽電池用バックシート。以下「バックシート」という。）及びそれを用いた太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルをＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）などの封止材で封止し、その表側（受光面側）にガラスなどの透明な表面材を、裏側にバックシートを配置して構成されている。
【０００３】
このバックシートは屋外に暴露されるため、耐久性、水蒸気遮断性、電気絶縁性、光遮断性、耐熱性などが要求される。そのため、バックシートは従来より様々な性能を有するフィルムを複数積層させたものが種々提案されている。
【特許文献１】特開２００９−２２４７６１号公報
【０００４】
また、代表的な太陽電池である結晶系太陽電池は、太陽電池セルの温度が１℃上昇すると変換効率が約０．５％悪化することが一般的に知られているところ、太陽電池の温度上昇による変換効率悪化を防ぐため、バックシートの最外層に熱放射層を形成して太陽電池モジュール内の熱を外部に放射させることにより、太陽電池セルの温度上昇を抑えることができるようにしたバックシートも提案されている。
【特許文献２】特開２０１２−１０４６３７号公報
【０００５】
この発明によれば、バックシートの最外層にはセラミックを混合したフッ素樹脂からなる熱放射層が形成されているので、バックシートの耐久性、耐候性を確保しながら熱放射層を通して太陽電池モジュール内の熱を外部に放出することができる。
しかしながら、この発明における熱放射層に用いられる四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックは、熱放射性に優れているものの、熱伝導性に劣っていることから、バックシートの太陽電池セル側から伝わってくる熱が熱放射層内において伝わりにくく、熱放射層を通して効果的に熱を放射することができない（図４参照）。
【０００６】
他方、熱放射性に優れ、かつ、熱伝導性にも優れたセラミックとして炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）があるが、前者は半導体として導電性があり、後者は水と容易に反応するため、何れもそのままでは電気絶縁性及び耐候性が要求されるバックシートには用いることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、熱放射層を備えた太陽電池用バックシートにおいて、熱放射層内における熱伝導性を向上することによって熱放射層からの放熱性能を向上させることができるバックシートを得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の太陽電池用バックシートは、外気に接する最外層に熱放射層を備え、前記熱放射層は、電気的に絶縁物化された炭化珪素（ＳｉＣ）粒子または耐水化された窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子をフッ素樹脂塗料に配合してなる放熱性塗料を塗布して構成する。
【０００９】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、抵抗率が最大でも１０３Ω・ｍ程度の半導体であるところ、炭化珪素（ＳｉＣ）の絶縁物化とは、炭化珪素（ＳｉＣ）の抵抗率を１０１１Ω・ｍ以上にすることをいう。炭化珪素（ＳｉＣ）粒子を絶縁物化する方法としては、炭化珪素粒子の表面を二酸化珪素（ＳｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等でコーティングする方法が考えられる。
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は耐水性が極めて悪く、水分と接触すると比較的低温（４０℃以下）でも分解反応が進行してアンモニアと水酸化アルミニウムを生じるところ、この発明において窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の耐水化とは、温度１２０℃、湿度１００％ＲＨの条件下で２４時間保持しても分解反応が進行しないようにすることをいう。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子を耐水化する方法としては、窒化アルミニウム粒子の表面に酸化珪素被膜や燐酸アルミニウム被膜等の無機酸化物被膜を形成することにより耐水化することが考えられる。
【００１０】
また、絶縁物化された炭化珪素粒子や耐水処理が施された窒化アルミニウム粒子のフッ素樹脂塗料への配合率は、３０〜５０重量％とするのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の太陽電池用バックシートを備えた太陽電池モジュールとして構成する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、外気に接する最外層に熱放射層を備えた太陽電池用バックシートにおいて、前記熱放射層は、絶縁物化された炭化珪素（ＳｉＣ）粒子または耐水化された窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子をフッ素樹脂塗料に配合してなる放熱性塗料を塗布して形成したので、熱放射層を構成する材料として熱放射性及び熱伝導性の双方に優れた炭化珪素や窒化アルミニウムを用いることができ、前記熱放射層における熱伝導性を向上させることができる。これにより、太陽電池セル側から伝わる熱が熱放射層内においても伝わりやすくなり、バックシートの熱放射層からの放熱性能を向上させることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、絶縁物化された炭化珪素粒子または耐水処理が施された窒化アルミニウム粒子のフッ素樹脂塗料への配合率を３０〜５０重量％としたので、フッ素樹脂を用いることによって得られるバックシートの耐久性に悪影響を及ぼすことなく、前記熱放射層における熱伝導性を向上させることができる。
【００１４】
そして、請求項３の発明によれば、温度特性及び出力特性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施例の概要を示す図
【図２】この発明の放熱効果を示す図
【図３】この発明のバックシートを用いた太陽電池モジュールの概要を示す図
【図４】従来のバックシートの放熱効果を示す図
【図５】太陽電池モジュールの温度特性比較（絶縁物化した炭化珪素を用いた場合）
【図６】太陽電池モジュールの温度特性比較（耐水化した窒化アルミニウムを用いた場合）
【図７】太陽電池モジュールの出力特性比較（絶縁物化した炭化珪素を用いた場合）
【図８】太陽電池モジュールの出力特性比較（耐水化した窒化アルミニウムを用いた場合）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、この発明の太陽電池用バックシートの概要を示す図である。
この発明の太陽電池用バックシート１は、太陽電池セル側から順に、白色ＰＥフィルム層１１、ＰＥＴフィルム層１２、熱放射層１３で構成されており、各層の厚さはそれぞれ白色ＰＥフィルム１１が１０〜１５０μｍ、ＰＥＴフィルム１２が５０μｍ〜２５０μｍであり、これらは接着により貼り合わされている。
【００１７】
熱放射層１３は、粒子表面を二酸化珪素（ＳｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等でコーティングして絶縁物化した炭化珪素（ＳｉＣ）粒子をフッ素樹脂塗料に対して３０〜５０重量％の割合で混合してなる放熱性塗料をＰＥＴフィルム１２の表面に塗布することにより形成されている。この熱放射層１３の厚さは５μｍ〜３０μｍである。
また、フッ素樹脂塗料に添加される絶縁物化された炭化珪素の熱放射率は０．９７、熱伝導率は１７０ｗ／ｍＫである。このため、熱放射層１３は熱放射性および熱伝導性の双方に優れており、熱放射層内における熱伝導性を向上することによって熱放射層からの放熱性能を向上させることができる（図２参照）。
【００１８】
熱放射層１３を形成するための放熱性塗料の材料としては、粒子表面を加工処理により耐水化した窒化アルミニウム粒子をフッ素樹脂塗料に対して３０〜５０重量％の割合でフッ素樹脂塗料に混合して用いることもできる。フッ素樹脂塗料に添加される耐水化された窒化アルミニウムの熱放射率は０．９０、熱伝導率は２００ｗ／ｍＫである。このため、熱放射層１３は優れた熱放射性および熱伝導性を備えることとなり、熱放射層内における熱伝導性を向上することによって熱放射層からの放熱性能を向上させることができる。
また、絶縁物化した炭化珪素粒子と耐水化した窒化アルミニウム粒子とを混ぜてフッ素樹脂塗料に混合して熱放射層を形成することもできる。この場合、絶縁物化した炭化珪素粒子と耐水化した窒化アルミニウム粒子の混合物と、フッ素樹脂塗料との混合比率が３０〜５０重量％であればよく、絶縁物化した炭化珪素粒子と耐水化した窒化アルミニウム粒子との混合比率には特に条件はない。
【００１９】
図３は、この発明の太陽電池用バックシート１を用いて構成した太陽電池モジュールの概要を示す図である。
太陽電池モジュール５は、太陽電池セル２をエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）からなる封止材３で封止し、その表側（受光面側）にガラスなどの透明な表面材４を、裏側にバックシート１をそれぞれ接着して構成されており、表面材４側を受光面とし、バックシート１の熱放射層１３が外気に接するようにして屋外に設置される。
【００２０】
以下に、この発明のバックシートを用いて構成した太陽電池モジュールによる放熱効果の実験例を示す。実験における共通条件は下記の通りである。
［太陽電池セル］：Ｑ−ｃｅｌｌｓ社製多結晶シリコンタイプ
［表面材］：ショット社製白色強化ガラス
［封止材］：ブリヂストン社製ＥＶＡ
［バックシート］：白色ＰＥ層（厚さ１３０μｍ）、ＰＥＴ層（厚さ１２５μｍ）、熱放射層（厚さ１０μｍ）
［評価システム］：セリック社製ＳＭＬ−２Ｋ型ソーラシミュレータ（対射照度１ｋＷ／ｍ２）に太陽電池パネルを装着して太陽光と同等のスペクトルの光を照射し、温度評価並びに出力評価を行った。
【００２１】
上記条件の下、（１）この発明のバックシートを用いた太陽電池パネル（熱放射層はフッ素樹脂に絶縁物化した炭化珪素、もしくは耐水化した窒化アルミニウムを３０重量％もしくは５０重量％混合して形成）、（２）従来の熱放射層を備えたバックシート（熱放射層はフッ素樹脂に二酸化珪素を３０重量％で混合して形成）を用いた太陽電池モジュール、（３）熱放射層を備えていないバックシート（株式会社コバヤシ製「コバテックＰＶ」（登録商標））を用いた太陽電池モジュールについてそれぞれ実験を行ったところ、下記の通りの結果を得た。
【００２２】
＜温度特性＞
図５及び６に、この実験で得た太陽電池モジュールの温度特性を示す。
熱放射層を備えていない太陽電池モジュールは約８１℃まで、従来の熱放射層を備えたバックシートを用いた太陽電池モジュールは約８０℃まで、それぞれ温度上昇しているのに対し、この発明のバックシートを用いた太陽電池モジュールにあっては、絶縁物化した炭化珪素を３０重量％で混合したフィラーに用いた場合には７７℃程度に、５０重量％で混合したフィラーに用いた場合には７６℃程度に、ぞれぞれ温度上昇が抑制されている（図５参照）。
また、耐水化した窒化アルミニウムを３０重量％で混合したフィラーに用いた場合には約７７℃に、５０重量％で混合したフィラーに用いた場合も約７７℃に、それぞれ抑制されている（図６参照）。
すなわち、この発明のバックシートを用いた太陽電池モジュールによれば、熱放射層を備えないバックシートを用いた太陽電池モジュールだけでなく、従来の熱放射層を備えたバックシートを用いた太陽電池モジュールよりも温度上昇を抑えることができる。
【００２３】
＜出力特性＞
図７及び８に、この実験で得た太陽電池モジュールの出力特性を示す。
実験開始直後の約１４Ｗの出力から、何れも太陽電池モジュールの温度上昇に伴って出力が低下していくものの、熱放射層を備えていない太陽電池モジュールは約１１．１４Ｗまで、従来の熱放射層を備えたバックシートを用いた太陽電池モジュールは約１１．２４Ｗまで、それぞれ出力が低下しているのに対し、この発明のバックシートを用いた太陽電池モジュールにあっては、絶縁物化した炭化珪素を３０重量％で混合したフィラーに用いた場合には約１１．３８Ｗに、５０重量％で混合したフィラーに用いた場合には約１１．５６Ｗに、それぞれ出力低下が抑制されている（図７参照）。
また、耐水化した窒化アルミニウムを３０重量％で混合したフィラーに用いた場合にも約１１．３３Ｗに、５０重量％で混合したフィラーに用いた場合には約１１．４５Ｗに、ぞれぞれ出力低下が抑制されている（図８参照）。
本発明のバックシートは、前２者と比較するとそれぞれ３％程度出力が向上している。すなわち、この発明のバックシートを用いた太陽電池モジュールによれば、熱放射層を備えないバックシートを用いた太陽電池モジュールだけでなく、従来の熱放射層を備えたバックシートを備えた太陽電池モジュールと比較しても、太陽電池モジュールの出力を向上させることができる。
【００２４】
また、この発明のバックシートの耐久性について、ＰＣＴ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｏｋｅｒ  Ｔｅｓｔ）試験法により、温度１２０℃、湿度１００％ＲＨで２４時間処理した後の破断強度の保持率、熱放射層の付着性を検証したところ、下記の通り問題ないことが確認された。
なお、破断強度保持率（％）は、次の式で算出するものとし、８０％以上の場合に合格とした。
［式］  破断強度保持率（％）＝ＰＣＴ試験後の破断強度（Ｎ／１５ｍｍ）／ＰＣＴ試験前の破断強度（Ｎ／１５ｍｍ）×１００
また、熱放射層の付着性については、剥離なしの場合に合格とした。
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２５】
この発明は、太陽電池セルの裏面に配置される太陽電池用バックシート及びこの太陽電池用バックシートを用いた太陽電池モジュールに関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。
【符号の説明】
【００２６】
１  バックシート
１１  白色ＰＥ層
１２  ＰＥＴ層
１３  熱放射層
２    太陽電池セル
３    封止材
４    表面材
５    太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014165428.tif 000008
【図６】
2014165428.tif 000009
【図７】
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【図８】
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