(57)【要約】【課題】コストをかけずに容易に発電効率を上げることができる太陽光発電モジュールを提供するとともに、すでに設置された既存の太陽光発電モジュールの発電効率を低コストで容易に向上させることができる太陽光発電モジュールの製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】太陽光発電部と、この太陽光発電部を保護する透明保護板を備える既存の太陽光発電モジュールの透明保護板の表面に、ストレートシリコーン樹脂塗料組成物を塗布し、透明保護板表面をストレートシリコーン樹脂硬化膜で被覆するようにした。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電部と、この太陽光発電部を保護する透明保護板を備える太陽光発電モジュールにおいて、
前記太陽光発電部と、透明保護板を有するモジュール本体と、
前記透明保護板の表面を被覆するストレートシリコーン樹脂硬化膜を備えていることを特徴とする太陽光発電モジュール。
【請求項２】
ストレートシリコーン樹脂硬化膜の厚みが、１５〜１００nmである請求項１に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項３】
モジュール本体が、既製の太陽光発電モジュールである請求項１または請求項２に記載の太陽光発電モジュール。
【請求項４】
既製の太陽光発電モジュールの透明保護板の表面にストレートシリコーン樹脂を主成分とする水性コーティング剤を塗布する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュールの製造方法。
【請求項５】
水性コーティング剤が、ストレートシリコーン樹脂を主成分とする主剤と、ポリアルキレングリコールを含む触媒と、水とを混合して得られる請求項４に記載の太陽光発電モジュールの製造方法。
【請求項６】
水性コーティング剤が、ストレートシリコーン樹脂と、シランカップリング剤と、非イオン系界面活性剤と、水を含む請求項４に記載の太陽光発電モジュールの製造方法。
【請求項７】
非イオン系界面活性剤が、脂肪族アルコールアルキレンオキサイド付加物である請求項６に記載の太陽光発電モジュールの製造方法。
【請求項８】
脂肪族アルコールアルキレンオキサイド付加物が、１分子中にプロポキシ基と、エトキシ基とを合計で３〜１５個含む請求項７に記載の太陽光発電モジュールの製造方法。    
【請求項９】
シランカップリング剤が、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン，３−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン，３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランからなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項６〜請求項８のいずれかに記載の太陽光発電モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電モジュール（ソーラーパネル、太陽電池モジュールあるいは太陽電池パネルとも称される）およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料は、枯渇の恐れがある上、地球温暖化や大気汚染などの環境汚染を招くという問題がある。
そこで、再生可能エネルギーを利用した発電方法として、太陽光発電、風力発電、地熱発電、潮力発電などが検討され、太陽光発電、風力発電については、各所で実施されつつある。
【０００３】
中でも、太陽光発電は、ほぼ無尽蔵にある太陽光を太陽光発電モジュールで電気エネルギーに直接変換するとともに、太陽光発電モジュールを、基本的に概ね太陽光を受けやすい場所で固定された状態に設置されるようになっている。
すなわち、太陽光発電は、基本的に、機械的な駆動部分がないため、駆動装置や駆動機構部分の故障といった問題がない。
また、太陽光発電モジュールは、複数のセル（太陽電池素子）を平面的に並べてインターコネクタにより電気的に接続し、透明な樹脂等の封止材中に埋設することによって太陽光発電部が形成されており、さらに太陽光発電部の太陽光入射側（受光面）に透明保護材としての透明ガラス（カバーガラス）が配置されるとともに、背面側にプラスチックスフィルム等からなる基板（バックシート）を配置されて、パネル状に一体化されている。
【０００４】
しかし、上記太陽光発電モジュールは、変換効率が多くても２０％程度で十分に太陽エネルギーを利用しているとはいえないのが現状である。
そこで、セルにより多くの太陽光を効率よく取り入れるために、太陽の動きに合わせて太陽光発電モジュールの受光面の角度を変化させるなどして太陽を自動追尾するようにした太陽光発電システムが提案されている（特許文献１、２参照）。
すなわち、太陽光が受光面にできるだけまっすぐに入るようにして、セルが太陽光を効率よく受光できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2013-21287号公報
【特許文献２】特表2012-516059号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、太陽を自動追尾させるようにした太陽光発電システムにおいては、動力を含む機械的な機構を別途設けなくてはならず、コストがかかるという問題とともに、機械的部分の維持管理にも多大なコストがかかるという問題がある。
また、太陽光発電モジュール自体の発電効率を上げるために、セル、封止材、基板材料などの開発も進められているが、太陽光発電モジュール自体が高価であるとともに、設置のためのコストがかなりかかる。
したがって、発電効率のよい太陽光発電モジュールが開発されたとしても、直ちに新しい太陽光発電モジュールに変更することは難しい。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて、コストをかけずに容易に発電効率を上げることができる太陽光発電モジュールを提供するとともに、すでに設置された既存の太陽光発電モジュールの発電効率を低コストで容易に向上させることができる太陽光発電モジュールの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明にかかる太陽光発電モジュールは、太陽光発電部と、この太陽光発電部を保護する透明保護板を備える太陽光発電モジュールにおいて、前記太陽光発電部と、透明保護板を有するモジュール本体と、前記透明保護板の表面を被覆するストレートシリコーン樹脂硬化膜を備えていることを特徴としている。
本発明において、モジュール本体としては、例えば、既製の太陽光発電モジュールを使用することができる。
【０００９】
本発明において、ストレートシリコーン樹脂硬化膜は、特に限定されないが、その膜厚を、15〜100nmとすることが好ましく、20〜50nmとすることがより好ましい。
すなわち、膜厚が薄すぎると、塗膜を設ける効果が不十分となり、厚すぎると、コストが高くなるとともに、太陽光の透過率が却って低下し、発電効率の低下を招くおそれがある。
【００１０】
本発明にかかる太陽光発電モジュールの製造方法は、既製の太陽光発電モジュールの透明保護板の表面にストレートシリコーン樹脂を主成分とする水性コーティング剤を塗布する工程を備えることを特徴としている。
【００１１】
本発明において、水性コーティング剤としては、特に限定されないが、例えば、ストレートシリコーン樹脂を主成分とする主剤と、ポリアルキレングリコールを含む触媒と、水とを混合して得られるもの、あるいは、ストレートシリコーン樹脂と、シランカップリング剤と、非イオン系界面活性剤と、水を含むものが挙げられる。
【００１２】
上記ストレートシリコーン樹脂は、沸点150℃以下の低沸点有機溶媒に溶解していることが好ましい。
低沸点有機溶媒としては、沸点150℃以下であれば、特に限定されないが、たとえば、トルエン、キシレン、リグロインやこれらの混合物等が挙げられる。
【００１３】
また、上記のように、ストレートシリコーン樹脂を低沸点有機溶媒に溶解させる態様においては、ストレートシリコーン樹脂溶液としては、低沸点有機溶媒がトルエンであって、ストレートシリコーン樹脂濃度が５０重量％であるときの、動粘度が０．１〜１００センチストークスであることが好ましい。また、得られる水性コーティング剤の動粘度を、０．１〜１０センチストークスとすることが好ましく、０．８〜９．５センチストークスとすることがより好ましい。
【００１４】
上記非イオン系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族アルコールアルキレンオキサイド付加物が好適である。
また、上記脂肪族アルコールアルキレンオキサイド付加物としては、１分子中にプロポキシ基と、エトキシ基とを合計で３〜１５個含むものが好ましく、炭素数でC10〜C18の親油基を側鎖に持つものが好ましく、これらを複数混合して用いることがより好ましい。
【００１５】
本発明において、上記シランカップリング剤としては、特に限定されないが、
XnSi(OCH3)4-n（Ｘはアミノ基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メチル基、エチル基のいずれか、ｎ＝１〜３の整数）であらわされ、具体的には、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン，３−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン，３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランが挙げられる。
また、これらのシランカップリング剤は、単独であるいは複合して用いることができる。
【００１６】
上記ストレートシリコーン樹脂としては、特に限定されないが、ストレートシリコーン樹脂に予め低沸点有機溶媒およびシランカップリング剤が配合された市販のストレートシリコーン樹脂組成物、たとえば、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製ストレートシリコーンワニス品名SR2406(有機溶媒トルエン、ストレートシリコーン樹脂濃度50重量％)、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製ストレートシリコーンワニス品名SR2410(有機溶媒トルエン、リグロイン、ストレートシリコーン樹脂濃度23重量％)、信越化学工業株式会社製ストレートシリコーンワニス品名KR255(有機溶媒トルエン、キシレン、ストレートシリコーン樹脂濃度50重量％)、株式会社エコ・２４の製品名ModuleGrip（有機溶媒トルエン、ストレートシリコーン樹脂濃度２３重量％）等を使用することができる。
【００１７】
本発明において、上記水性コーティング剤は、アルコールが含まれていてもよい。
アルコールとしては、特に限定されないが、２５℃で液体であるものが好ましく、たとえば、メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、３−メトキシ−メチルブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブチルカルビトール、１，３−ブタンジオール、テトラメチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。
【００１８】
上記水性コーティング剤中の、ストレートシリコーン樹脂、非イオン界面活性剤およびアルコールの配合割合は、水性コーティング剤全体を１００重量％としたとき、ストレートシリコーン樹脂組成物（低沸点有機溶媒、シランカップリング剤を含む）が０．１〜１０重量％、非イオン界面活性剤が３〜１５重量％、アルコールが１〜５重量％、残部が水とすることが好ましい。
【００１９】
本発明において、上記水性コーティング剤には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じ、性能向上用塗膜強固剤、希釈溶剤、安定化溶剤、凍結防止剤、防腐剤などを配合することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明にかかる太陽光発電モジュールは、太陽光発電部と、この太陽光発電部を保護する透明保護板を備える太陽光発電モジュールにおいて、前記太陽光発電部と、透明保護板を有するモジュール本体と、前記透明保護板の表面を被覆するストレートシリコーン樹脂硬化膜を備えている。
したがって、ストレートシリコーン樹脂硬化膜が太陽光の反射を抑えて、太陽光発電モジュールの発電部に導かれる太陽光の光量が増えて、発電効率が向上する。
【００２１】
また、ストレートシリコーン樹脂硬化膜が高い撥水性を備えているので、水を表面に流すと、水が、表面の埃や汚れとの間に入り込み、容易に流される。
すなわち、雨水によって、埃や汚れが洗い流され、メンテナンスフリーで、長期間高い発電効率を維持できる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明を、その実施例を参照しつつ詳しく説明する。
【００２３】
（実施例１）
〔水性コーティング剤Ａ〕
ストレートシリコーン樹脂を主成分とする主剤（エコ・２４株式会社製Module Grip、外観透明〜微白色、比重：0.8〜1.1g/ml、粘性：0.9〜1.3MPa/s,加熱残分：25〜30％）
）とアルコールとしてのポリアルキレングリコールを主成分とする触媒（エコ・２４株式会社製Module 320S、比重1.07g／ml）を重量比で１：１０の割合で混合した混合液を水で１０倍に希釈して水性コーティング剤Ａを得た。
モジュール本体となる既製の太陽光発電モジュール（三菱電機株式会社太陽電池モジュール  PV-MGJ265BBFS、公称最大出力：265W、大きさ:1657mm×994mm×46mm）を２０度の傾斜角で、多数設置した北海道の知内に建設された太陽光発電所において、設置された太陽光発電モジュールのうち、３３００枚の太陽光発電モジュールからなる１系統の発電ユニット（以下、「第１ユニット」と記す）の、各太陽光発電モジュール表面に、蓄圧式噴霧器（株式会社工進製MS-252RT25）を用いて上記のようにして得た水性コーティング剤Ａを0.66Ｌ/ｍ3（希釈を含む）の割合となるように噴霧塗布した。
樹脂が硬化後、触媒を入念に洗い流し、塗膜厚が約10〜40nmのストレートシリコーン樹脂硬化膜を形成した。なお、噴霧塗布に先立ち、各太陽光発電モジュール表面を、高圧水洗浄して清浄化した。
【００２４】
そして、上記太陽光発電所の、第１ユニットに並設された３３００枚の既製の太陽光発電モジュールからなる他の１系統の発電ユニット（以下、「第２ユニット」と記す）および上記第１ユニットの、それぞれについて、２０１６年３月１日〜２５日の２５日間の総発電電力量を、積算電力計を用いて調べた。
なお、測定は、両ユニットの各太陽光発電モジュール表面を、高圧水洗浄して清浄化した状態から開始した。
【００２５】
また、上記第１ユニットと、第２ユニットのほぼ境界位置に日照計（三菱電機株式会社製）および気温計（三菱電機株式会社製）を設置し、総日照量および平均気温を測定した。
表１に第１ユニットおよび第２ユニットの２５日間の総発電電力量と、総日照量および２５日間の平均気温を示す。
【００２６】
【表１】
2018006699.tif 000002
【００２７】
上記表１に示すように、既製の太陽光発電モジュールの表面にストレートシリコーン樹脂硬化膜を形成した第１ユニットの総発電電力量が、ストレートシリコーン樹脂硬化膜を形成していない既製の太陽光発電モジュールからなる第２ユニットの総発電電力量に比べ、211127 kWh（約４．４％）大きくなっている。
このことから、表面にストレートシリコーン樹脂硬化膜を設けるだけで、既存の太陽光発電モジュールを、より発電効率の高いものにできることがわかる。