(57)【要約】【課題】使い勝手がよく、経済的であるフロート型電解殺菌装置の提供をその目的とする。【解決手段】水面に浮かべた状態で貯留水を殺菌するフロート型電解殺菌装置Ａであって、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２と、フレキシブル太陽電池ユニット２を覆う封止材３と、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２から電力供給を受けて動作する水電気分解ユニット４と、フロート８とを有し、折り畳み自在または巻き取り自在に形成するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面に浮かべた状態で貯留水を殺菌するフロート型電解殺菌装置であって、少なくともフレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットと、フレキシブル太陽電池ユニットを覆う封止材と、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットから電力供給を受けて動作する水電気分解ユニットと、フロート手段とを有し、折り畳み自在または巻き取り自在に形成されていることを特徴するフロート型電解殺菌装置。
【請求項２】
フレキシブル太陽電池ユニットを覆う封止材が、フロート手段を兼ねている請求項１記載のフロート型電解殺菌装置。
【請求項３】
フレキシブル太陽電池ユニットを覆う封止材が、ポリエチレンビニル酢酸、ポリオレフィンおよびポリビニルブチラールからなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とする樹脂組成物の硬化体である請求項１記載のフロート型電解殺菌装置。
【請求項４】
蓄電池を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のフロート型電解殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩素系錠剤を用いずにプール等の水質管理をする際に用いられる、使い勝手がよく、ランニングコストの負担の少ないフロート型電解殺菌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、我が国では、遊泳用プールにおける衛生水準を確保する観点から、厚生労働省健康局長通知健発第０５２８００３号に基づき、プール水から大腸菌は検出されないこと、一般細菌は２００ＣＦＵ／ｍＬ以下であること等の水質基準が定められている。この基準を満たすため、種々の手段が講じられ得るが、最も簡便で一般的な方法は、塩素系錠剤を水中に投下溶解させ、塩素により殺菌する方法である。
【０００３】
しかしながら、塩素系錠剤は、多量に入れすぎても健康を害するおそれがあるため、上記プール水の水質基準では、上記基準に加え、水素イオン濃度（ｐＨ値５．８以上８．６以下）、濁度（２度以下）、過マンガン酸カリウム消費量（１２ｍｇ／Ｌ以下）、遊離残留塩素濃度（０．４ｍｇ／Ｌ以上、１．０ｍｇ／Ｌ以下であることが望ましい）、塩素消毒に代えて二酸化塩素により消毒を行う場合の二酸化塩素濃度（０．１ｍｇ／Ｌ以上０．４ｍｇ／Ｌ以下、亜塩素酸濃度は１．２ｍｇ／Ｌ以下）という基準も定めている。したがって、塩素系錠剤を水中に投下溶解させる方法では、投下忘れ、投下不足による残留塩素濃度不足や、反対に過投下による残留塩素濃度過多となることを防止する対策を講じる必要があるだけでなく、上記遊離残留塩素濃度の基準を満たすため、プール水における塩素濃度のモニタリングも必須となる。
【０００４】
このような塩素系錠剤を水中に投下溶解させる方法で生じる不確定要因を排除するため、様々な検討がなされ、例えば特許文献１に示すような、水循環型の自動殺菌装置が開発されている。しかしながら、このような装置は、水を循環させるための専用の機構を必要とするため、当該装置を設置するスペースをプールとは別の場所に確保しなければならず、簡単に設置することができず使い勝手がよくないという問題がある。また、この装置を運転する限り常に電力コストが発生するため、長期間使用するとランニングコストが多額になるという問題も発生する。
【０００５】
一方、特許文献２には、水上に設置された太陽光発電装置が開示されている。このものは、大面積の樹脂発泡体からなる水上フロートの上に太陽電池モジュールが搭載されており、複数の樹脂発泡体を熱可塑性樹脂からなる一対の表皮シート間に固定・挟持して水上フロートを形成し、この水上フロート単位毎に１以上の太陽電池モジュールを搭載している。したがって、この特許文献２の太陽光発電装置をプール上に配置し、特許文献１の自動殺菌装置に組み合わせることにより、太陽光発電装置を設置するスペースを特段考慮することなく、ランニングコストを削減させた殺菌装置を実現できるようにも考えられる。
【０００６】
しかしながら、その場合でも、電源は太陽光発電装置から得られるものの、殺菌装置自体はプールとは別の場所に確保しなければならず、問題の解決には至らない。また、特許文献２の太陽光発電装置は、大面積の水上フロートを用いることから主な設置場所として洋上を想定し、一度設置したら、回収しないで長期間連続的に使用するものである。そうすると、特許文献１の殺菌装置を運転するための電源として、特許文献２の太陽光発電装置をプール上に設けると、プールの使用の都度、これをプール上から除去しなければならず、実用的ではない。また、プールを使用するために、無理やり太陽光発電装置をフロートごと回収したとしても、上記水上フロートが大きく剛直であるため、収納に広大なスペースが必要であるという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１０１８３３号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、塩素系錠剤を用いずにプール等の貯留水を、長期間にわたってランニングコストをかけることなく殺菌することができ、しかも、不使用時には簡単に水面から取り外してコンパクトに収納することができる、優れたフロート型電解殺菌装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、水面に浮かべた状態で貯留水を殺菌するフロート型電解殺菌装置であって、少なくともフレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットと、フレキシブル太陽電池ユニットを覆う封止材と、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットから電力供給を受けて動作する水電気分解ユニットと、フロート手段とを有し、折り畳み自在または巻き取り自在に形成されているフロート型電解殺菌装置をその要旨とする。
【００１０】
すなわち、本発明者らは、プール等の貯留水の水質の維持と、残留塩素の人体への悪影響を排除するため、塩素系錠剤を水中に投下溶解させる方法に代わる貯留水の殺菌方法がないか検討を重ねた。その結果、貯留水の殺菌を水電気分解によって生じるオゾンおよび次亜塩素酸によって行うことにより、常に水質を一定に制御することができることに注目し、さらに検討を重ねた。そして、水電気分解ユニットを備える殺菌装置を、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットと、フレキシブル太陽電池ユニットを覆う封止材と、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットから電力供給を受けて動作する水電気分解ユニットと、フロート手段とを備えるようにすると、水面に浮かべた状態で装置を作動させてその水面近傍において広く水の殺菌を行うことができ、プール等とは別の場所に殺菌装置を確保する必要がなくなること、また、不使用時には、折り畳んで、あるいは巻き取って簡単に水面から取り外してコンパクトに収納することができ、収納スペースも極めて狭くてすむこと、さらに、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットを備えるため、長期間にわたって使用してもランニングコストが負担にならないことを見出し、本発明に想到した。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明のフロート型電解殺菌装置は、少なくともフレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットと、フレキシブル太陽電池ユニットを覆う封止材と、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットから電力供給を受けて動作する水電気分解ユニットと、フロート手段とを有している。このため、プール水等の水質管理を塩素系錠剤に頼らずに済み、投下忘れ、投下不足による残留塩素濃度不足や、反対に過投下による残留塩素濃度過多といった不確定な問題の発生を効果的に防止できる。しかも、この装置はプール等の水面に浮かべた状態で使用するものであるため、設置場所としてプール等とは別の場所を確保する必要がなく、すでに建設済みのプール等であっても簡単に適用することができる。また、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニットを有しているため、長期間にわたってランニングコストがかからないという利点もある。そして、装置自体が折り畳み自在または巻き取り自在に形成されているため、例えば、プール水の殺菌の際には、この装置をプールの開口面を覆うように浮かべて使用し、プールの使用の際には、この装置を巻き取ってコンパクト化することができ、都度の設置および回収が容易であるとともに、その収納スペースも少なくて済む。また、このＣＩＧＳ太陽電池ユニットが封止材で覆われているため、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池の長寿命化も図られている。なお、本発明において、「フレキシブル」とは、柔軟性があり、曲げたわめることが可能であることを意味する。
【００１２】
また、封止材が、ポリエチレンビニル酢酸、ポリオレフィンおよびポリビニルブチラールからなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とする樹脂組成物の硬化体であると、水電気分解ユニットの動作時に水中に次亜塩素酸が発生するが、これに対する耐性を高めることができるため、ＣＩＧＳ太陽電池ユニットが確実に保護され、より一層の長期信頼性、長期耐候性を有するようになる。なお、本発明において、「主成分」とは、全体の過半を占める成分をいい、全部が主成分のみからなる場合も含む意味である。
【００１３】
さらに、蓄電池を備えると、夜間や天候不良等によって、ＣＩＧＳ太陽電池ユニットを電源とすることができない場合であっても、装置を作動できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態により得られるフロート型電解殺菌装置の説明図である。
【図２】図１のフロート型電解殺菌装置におけるＸ−Ｘ’断面図である。
【図３】本発明のフロート型電解殺菌装置に用いられるＣＩＧＳ太陽電池ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態により得られるフロート型電解殺菌装置Ａの説明図であり、図２はそのＸ−Ｘ’断面図である。このフロート型電解殺菌装置Ａ（以下「装置Ａ」とする）は、５ｍ×１．７ｍの開口を有する家庭用プールの水質管理に用いられるものであって、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２等を載置する帯状のフレキシブル支持体１と、電力供給のためのフレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２と、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２等を封止する封止材３と、水を分解しプール水を殺菌するための水電気分解ユニット４と、貯留水から全体を保護するための保護部材５と、装置Ａを巻き取る際の補助部材である巻き取りロール６と、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２からの電力を蓄積し、水電気分解ユニット４に電力を供給する蓄電池７と、装置Ａに浮力を与えるためのフロート８とを有している。
【００１７】
そして、この装置Ａは、上記フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２、水電気分解ユニット４およびフロート８がそれぞれ細長い板状に形成され、これらの長辺が上記フレキシブル支持体１の短辺に平行となるよう列状に並べて配置されており、レキシブル支持体１の長手方向に巻き取り、巻き出しが可能となっている。また、フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２または水電気分解ユニット４と、フロート８とが交互に並べられており、装置Ａ全体がバランスよく水面に浮かぶよう構成されている。以下にこの装置Ａの構成を詳しく説明する。なお、図１において、各部分は模式的に示したものであり、実際の厚み，大きさ等とは異なっている（図２においても同じ）。
【００１８】
この構成によれば、プール水の水質管理を塩素系錠剤に頼らずに済み、投下忘れ、投下不足による残留塩素濃度不足や、反対に過投下による残留塩素濃度過多といった不確定な問題の発生を効果的に防止できる。しかも、装置自体がフレキシブルであり、折り畳み自在または巻き取り自在であるため、取扱いおよび収納が容易である。また、ＣＩＧＳ太陽電池ユニットを備えているため、長期間にわたってランニングコストがかからない。そして、ＣＩＧＳ太陽電池ユニットが封止材で覆われているため、装置を作動させた状態においてもプール水からＣＩＧＳ太陽電池ユニットを確実に保護することができる。さらに、蓄電池を備えているため、夜間や天候不良等時でも装置を作動できる。
【００１９】
上記フレキシブル支持体１は、ＣＩＧＳ太陽電池ユニット２や水電気分解ユニット４を構造的に支持しうる強度を有するものであることが好ましく、なかでも、ポリアセチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリビニル、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、四フッ化エチレン樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂基板や、箔状に成形されたＳＵＳ、ＴｉおよびＡｌ等の金属基板等、またはこれらの金属箔を含む上記樹脂等の、可撓性を有し、かつ耐水性のある材料が好適に用いられる。また、それらの表面にＳｉＯｘ、ＴｉＯｘおよびＡｌＯｘ等の無機膜コーティング、はっ水塗料や、耐光性塗料等を被覆したものであっても良い。なお、これらの材料を、発泡成形や、空洞を有するように成形し、成形後の体積密度を例えば１以下の低いものとすると、フレキシブル支持体１自身が装置Ａを水面に浮かべるだけの浮力を有することも可能となるため、後記のフロート手段（フロート８）を別途設ける必要がなくなる。
【００２０】
そして、上記フレキシブル支持体１は、単層であってもよいが、充分な浮力と、耐候性を高めるため、上記材料の発泡体を板状に形成し、その表裏両面を、耐水性を有するポリエチレンやポリスチレンなどの樹脂フィルムで被覆したものを用いてもよい。また、このフレキシブル支持体１を、対象とするプール等の開口全面を覆うことのできる大きさとすると、異物がプール内に混入するのを効果的に防止できる。しかし、対象とするプール等の開口面の一部分を覆う大きさに形成すると、この装置Ａを浮島のようにプール等の水面に浮かべた状態で作動させることができ、プールを使用しながら装置Ａを作動させることができる。上記実施の形態では、表裏両面がＳｉＯｘの無機膜コーティングで被覆され、Ａｌ箔を含むＰＥＴからなる５ｍ×１．７ｍの大きさのシート（厚み４００μｍ）をフレキシブル支持体１として用いている。
【００２１】
上記フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２は、図３に示すように、基材９と、裏面電極層１０と、ＣＩＧＳ光電変換層１１と、バッファ層１２と、透明電極層１３と、取出し電極１４と、接続配線１５とを有しており、ユニット全体がフレキシブルに構成されている。太陽電池ユニット２の大きさ（表面面積）は、光電変換効率とともに電気出力に関係するため、水電気分解ユニット４が動作する電力量を確保するように決定される。具体的には、ＡＭ１．５スペクトルのエネルギーが１ｋＷ／ｍ2であるので、これに太陽電池ユニット２の光電変換効率を乗じることにより、得られる電気出力が決定される。上記実施の形態においては複数のＣＩＧＳ太陽電池ユニット２が電気的に接続され、これらＣＩＧＳ太陽電池ユニット２の合計面積が１ｍ2であり、光電変換効率が１８％のＣＩＧＳ太陽電池ユニット２を用いているため、ＡＭ１．５照射下で１８０Ｗの電気出力を得ることができる。なお、上記基材９、裏面電極層１０、ＣＩＧＳ光電変換層１１、バッファ層１２、透明電極層１３、取出し電極１４、接続配線１５については後記で詳述する。
【００２２】
つぎに、フレキシブル支持体１と保護部材５との間において、ＣＩＧＳ太陽電池ユニット２を封止する封止材３は、フレキシブル支持体１と、ＣＩＧＳ太陽電池ユニット２と、保護部材５とを固定化する役割をも担っているため、これらを支持できるものであればよく、例えば、エチレンビニル酢酸、オレフィンおよびビニルブチラール系のポリマーを用いることができる。なかでも、耐水性に優れ、熱プレス処理による成形が容易であるとの観点から、エチレンビニル酢酸系樹脂を用いることが好ましい。また、水電気分解ユニット４を作動させることによって水中に次亜塩素酸が発生するため、酸に対する耐性を有し、なおかつ密度が１より低いため、フロート型電界殺菌装置Ａに浮力を与えることができるとの観点からは、オレフィン系樹脂を用いることが好ましい。さらに、耐光性を高めるために、微量のＵＶ吸収剤が添加されていてもよい。そして、上記実施の形態では、封止材３をフレキシブル支持体１の裏面に用いていないが、裏面側に用いてもよい。また、フレキシブル支持体１を用いずに、ＣＩＧＳ太陽電池ユニット２を直接水電気分解ユニット４（電極部分）上に配置して一体化し、電極以外の周囲を取り囲むように封止してもよい。上記実施の形態ではデュポン社製エバフレックスを用い、仕上がりの厚みが１００〜２００μｍになるように熱プレス成形して用いている。
【００２３】
水電気分解ユニット４は、ＣＩＧＳ太陽電池ユニット２から供給された電力を消費して、水を電気分解することができる機能を有する装置を備えていればよい。このような水電気分解ユニット４での代表的な陽極反応の総括式として下記式（１），（２）に示す。また、一般に塩化物イオンが含まれる水道水をプール等の貯留水として使用した場合には、下記式（３）のとおり反応し、次亜塩素酸が発生する。したがって、水電気分解ユニット４を作動させることより、水中にオゾン、次亜塩素酸等が発生するため、貯留水の殺菌を連続的に行うことができる。
２Ｈ２Ｏ＝Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ・・・（１）
３Ｈ２Ｏ＝Ｏ３＋６Ｈ＋＋６ｅ・・・（２）
Ｃｌ−＋Ｈ２Ｏ＝ＣｌＯ−＋２Ｈ＋＋２ｅ・・・（３）
【００２４】
このような機能を有する装置としては、例えば、オゾン等を生成させるための電極（図示せず）と、オゾン等の生成を制御するための制御回路４ａとを有するものがあげられる。上記電極としては、二酸化鉛（ＰｂＯ2）や白金、ダイヤモンド（ＢＤＤ）や酸化タンタル（ＴａＯｘ）と白金（Ｐｔ）の金属を、単一または混合させて、炭素棒等の導電性支持体に薄膜形成したものを用いることができる。なかでも、長期安定性に優れる点で、Ｐｔを用いることが好ましい。上記実施の形態においては、長さ１ｍ、直径１ｃｍの円筒状の炭素棒に、白金を１μｍ積層したものを用いている。また、上記制御回路４ａは、水中の二酸化塩素濃度をモニターし、適量となった場合に水電気分解ユニット４の動作を自動的に停止できるようにするための濃度計を備えていても良い。さらに、制御回路４ａは、外部から電力供給を受けることを可能とするために、電力供給口を備えていても良い。電力供給口の端子形状は目的に応じて適宜選択できるが、例えば、ＵＳＢ規格の物を用いることができる。
【００２５】
保護部材５は、封止材３およびフレキシブル支持体１の上側に配置されるフロート８に接するように配置され、装置Ａの内部、とりわけ、ＣＩＧＳ太陽電池ユニット２への水の浸入を防止するものである。このようなものとしては、例えば、エチレンビニル酢酸、オレフィンや、ポリビニルブチラール系のポリマーからなるフィルムを用いることができる。また、水電気分解ユニット４を作動させることによって水中に次亜塩素酸が発生することがあるため、酸への耐性を有するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびエチレン４フッ化エチレン（ＥＴＦＥ）等を用いることが好ましいが、耐光性、耐熱性を勘案して選択される。特に、前述の封止材３と溶融接着することによって、保護部材５を配置する場合は、耐熱性に優れたＰＴＦＥやＥＴＦＥを用いることが望ましい。さらに、耐水性を高めるために、ＳｉＯ2、ＳＩＮ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2等の無機物が保護部材５の表面にコーティングされていても良い。この保護部材５の耐水性は、水蒸気透過率が１０-4ｇ／ｍ2／ＤＡＹ以上１０-2ｇ／ｍ2／ＤＡＹ以下であることが好ましい。上記実施の形態においては、三菱樹脂社製Ｘ−ＢＡＲＲＩＥＲ（登録商標）を用いている。なお、ＣＩＧＳ太陽電池ユニット２、封止材３等自体が充分に防水機能を備えている場合には、保護部材５を用いなくてもよい。
【００２６】
巻き取りロール６は、装置Ａを収納する際の巻き取り作業を簡便に行うために用いる巻き取り芯であり、軽量性、成形容易性、耐水性、耐衝撃性のバランスに優れるとの観点から、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等が用いられる。また、軽量性、耐衝撃性を高めるため、これらに気泡を含ませた発泡プラスチックを用いることもできる。上記実施の形態では、巻き取りロール６は中空に形成されており、その内部空隙に、水電気分解ユニットの制御回路４ａと、蓄電池７とが収容されている。また、自動的に巻き取りと巻き戻しを行うための機構も内蔵されている。
【００２７】
蓄電池７は、巻き取りロール６内に収容されており、ＣＩＧＳ太陽電池ユニット２によって生じた電力により充電することができるものである。したがって、夜間や天候不良等によりＣＩＧＳ太陽電池ユニット２が電力を供給できない場合に、これに代わって水電気分解ユニット４を作動させることができる。上記実施の形態では、装置のコンパクト化のために巻き取りロール６内に収容しているが、他の部位に取り付けて用いてもよい。また、軽量化等のために蓄電池７を用いなくてもよい。
【００２８】
フロート８は、水面上に装置Ａに充分な浮力を与えるフロート手段として用いるものであり、軽量性と得られる浮力とのバランスの観点から、ＰＰ，ＰＥを用いることができる他，前述の封止材３との溶融接着によってフロート８を備える場合は、耐熱性に優れたポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）およびトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等を用い、充分な浮力を得るためにこれらの発泡体を用いることもできる。特になかでも加工が容易で、形成がし易い点で、ＰＥＦＥが好ましく用いられる。上記の実施の形態では、フレキシブル支持体１を上下方向から挟むように用いているが、上下どちらか一方だけを用いるようにしてもよい。また、前記のとおり、他の部材によって、装置Ａに充分な浮力を与えることができる場合には、その部材がフロート手段となるため、フロート８を用いる必要はない。
【００２９】
そして、上記フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット２は、前記のとおり、基材９、裏面電極層１０、ＣＩＧＳ光電変換層１１、バッファ層１２、透明電極層１３、取出し電極１４、接続配線１５とを有している（図２参照）。以下にこれらについて詳述する。
【００３０】
基材９は、箔状に成形されたＳＵＳ、Ｔｉ等の金属基材や、ポリイミド等の樹脂基材を用いることができるが、可撓性を有し、ＣＩＧＳ光電変換層１１形成時の熱処理温度に耐え、ＣＩＧＳ光電変換層１１と、バッファ層１２と、透明電極層１３と、取出し電極１４と、接続配線１５を構造的に支持しうるものであればよい。なかでも、ＳＵＳがこれらの要求を満たし、なおかつ安価であるので好適に用いられる。また、それらの表面に金属膜、透明導電膜、絶縁膜などを被覆したものであっても良い。上記実施の形態においては、幅１０ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚み５０μｍのＳＵＳを用いている。
【００３１】
裏面電極層１０は導電性の材料からなり、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｍｏなどの金属や、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の透明導電膜を単層または複数積層させたものを用いることができる。裏面電極層１０は電極としての役割を担っているので、電気伝導性が高い方が好ましく、微量の不純物を添加することで電気伝導性を向上させたものを用いることもできる。なかでもＭｏはＣＩＧＳ光電変換層１１との密着性に優れるため好ましく用いられる。ＣＩＧＳ裏面電極層１０の形成方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法、ゾルゲル法、スプレー法、電析法および化学的析出法などが挙げられる。また、裏面電極層１０の表面に凹凸形状が形成されていることが好ましい。裏面電極層１０の表面に凹凸が形成されることにより、光散乱効果によるＣＩＧＳ光電変換層１１の特性向上や、ＣＩＧＳ光電変換層１１の剥離防止に効果があるためである。上記基材９が充分な導電性を有している場合等においては、裏面電極層１０を設けなくてもよい。上記実施の形態においては、ＣｒとＭｏをこの順で積層させたものを用い、それぞれの膜厚は４００ｎｍとした。
【００３２】
ＣＩＧＳ光電変換層１１は、銅、インジウム、ガリウム、セレンからなるＣＩＧＳ半導体であり、カルコパライト構造を有している。各構成元素の割合は、銅が１０原子％以上３０原子％以下、インジウム、ガリウムがそれぞれ１原子％以上２０原子％以下、セレンが２０原子％以上６０原子％以下である。また、ＣＩＧＳ半導体の結晶成長を促進するために、微量の不純物が添加されていてもよく、例えば、Ｎａを１原子％程度含んでいてもよい。ＣＩＧＳ光電変換層１１の形成方法としてはスパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法、ゾルゲル法、スプレー法、電析法および化学的析出法などが挙げられる。また、これらの方法と、熱処理とを組み合わせて形成することもできる。ＣＩＧＳ光電変換層１１がｐ型の導電性を示すことによって、後記のｎ型半導体であるバッファ層１２との間でｐｎ半導体接合ができ、光電変換機能を発現することができる。上記実施の形態では、蒸着法によって形成した、銅が２３原子％、インジウム１８原子％、ガリウムが９原子％、セレンが５０原子％、Ｎａが１原子％に調整したＣＩＧＳを用いている。なお、各元素の濃度決定にはＳＥＭ−ＥＤＸ法を用いた。
【００３３】
バッファ層１２は、ｎ型半導体からなり、ＣｄＳ，ＺｎＯ，ＺｎＳ、ＺｎＭｇＯ等の単層またはこれらを積層させたものが好適に用いられる。バッファ層１２の形成方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法、ゾルゲル法、スプレー法および電析法、化学的析出法などが挙げられる。また、バッファ層１２を形成する前に、ＣｄやＺｎ等、ＣＩＧＳ中でｎ型決定元素の役割を担う元素がドーピングされていてもよい。上記実施の形態においては、厚み５ｎｍのＺｎを熱処理（Ｚｎドープ）して形成した層に、厚み８０ｎｍのＺｎＭｇＯ層を積層したものを用いている。
【００３４】
透明電極層１３は、透明な導電性を有する材料からなり、例えば、ＩＴＯ、酸化錫および酸化亜鉛等の透明導電性膜の単層またはこれらを複層させたものを用いることができる。透明電極層１３は電極としての役割を担っているので、電気伝導性が高い方が好ましく、微量の不純物を添加することで電気伝導性を向上させたものを用いることもできる。透明電極層１３の形成方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法、ゾルゲル法、スプレー法および電析法、化学的析出法などが挙げられる。上記実施の形態においては、ＩＴＯを８０ｎｍ堆積したものを用いている。
【００３５】
取出し電極１４は、裏面電極層１０と同様の材料および形成方法を用いることができる。ただし、ＣＩＧＳ光電変換層１１の全面を覆うと、ＣＩＧＳ光電変換層１１に光が入射せず、光電変換機能を発現しなくなるため、取出し電極１４の形状としては、櫛形などのＣＩＧＳ光電変換層１１表面をすべて覆わないグリッド形状であること必要である。取出し電極１４の厚みおよび大きさ（面積）は、ＣＩＧＳ光電変換層１１が発生させる電流の大きさによって、抵抗損失の影響があるため、適正なものを適宜選択することが好ましい。上記実施の形態においては、裏面電極層１０および透明電極層１３に接するいずれの取出し電極１４においても、厚み１μｍ、大きさとしてはメイングリッドが幅１ｍｍ、サブグリッドが幅２００μｍのＣｕを用いている。
【００３６】
接続配線１５は、導電性の配線部材からなり、例えば、一般的な導線を用いることができる。なかでも、耐久性を持たせるためにゴム、プラスチック、ステンレスなどの耐腐食性のあるものによって被覆されたものが長期信頼性に優れ、かつ耐水性に優れているために好ましく、とりわけ、金属によって被覆されたものが、耐光性にも優れるため特に好ましい。上記実施の形態においては、日立金属社製のはんだめっき線Ａ−ＴＰＳを用いている。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、装置Ａを家庭用プールに用いているが、家庭用、遊泳用を問わず用いることができる。また、プールに限らず、貯水槽、貯水池、公園の水遊び施設等の、屋外において貯留され、水質を安全に保つ必要のあるものであれば、何にでも適用することができる。
【００３８】
つぎに、実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００３９】
〔実施例１〕
上記実施の形態でも説明したフロート型電解殺菌装置Ａと同様のフロート型電解殺菌装置を製造した。
【００４０】
〔比較例１〕
実施例１のＣＩＧＳ太陽電池ユニットを市販の結晶シリコンからなる太陽電池に代えた他は、実施例１と同様にして、フロート型電解殺菌装置を製造した。
【００４１】
〔比較例２〕
実施例１のＣＩＧＳ太陽電池ユニットを搭載せず、外部電源から電気の供給を受けるようにした他は、実施例１と同様にして、フロート型電解殺菌装置を製造した。
【００４２】
上記実施例１および比較例１，２のフロート型電解殺菌装置のそれぞれを、５ｍ×１．７ｍ×１ｍ＝８．５ｍ3のサイズのプールを満水状態にし、その水面に浮かせて、毎日１０時〜１６時の間（６時間／ＤＡＹ）、１週間にわたって作動させた。また、上記実施例１および比較例１，２のそれぞれについて、下記の項目について検討し、その結果を後記の表１に併せて示す。
【００４３】
〔設置容易性〕
実施例および比較例のフロート型電解殺菌装置を、所望の場所に容易に設置できるか否かを検討し、容易に設置できるものを○、容易に設置できないものを×とした。
【００４４】
〔コスト〕
実施例および比較例のフロート型電解殺菌装置を、作動させるために外部電源が必要であるか否かを検討し、作動させるために外部電源を必要としないものを○、外部電源を必要とするものを×とした。
【００４５】
〔開閉容易性〕
実施例および比較例のフロート型電解殺菌装置を、容易に開閉できるか否かを検討し、容易に開閉できるものを○、容易に開閉できないものを×とした。
【００４６】
〔収納場所〕
実施例および比較例のフロート型電解殺菌装置を、使用しない場合の収納について検討し、広いスペースを必要としないものを○、広いスペースを必要とするものを×とした。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
実施例１および比較例１，２のフロート型電解殺菌装置はいずれも正常に作動し、実験中毎日行われた１０時および１６時の２回の測定において、厚生労働省健康局長通知健発第０５２８００３号に基づくプール水の水質基準を満たしていた。しかし、比較例１のものは、太陽電池ユニットに可撓性がないため、設置作業が困難となるだけでなく、実施例１のように巻き取って収容することができず、開閉が容易でないという問題が生じていた。また、巻き取ることができないため、収納に広いスペースを必要とし、使い勝手が非常に悪く現実的でないことがわかった。そして、比較例２のものは、外部電源を必要とするため、所望する場所によっては使用できないという問題があり、特に長期に渡る使用では、電気代が嵩みコストが掛かりすぎるという問題もあった。なお、塩素系錠剤を水中に投下溶解させる方法によってもプール水の殺菌を行ったが、水中の塩素濃度が、投入直後に一時に増加し、経時的に減少する等、一定濃度を保つことが困難であり、投入のタイミングによっては、厚生労働省健康局長通知健発第０５２８００３号に基づくプール水の水質基準を満たさないことがあった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のフロート型電解殺菌装置は、経済的に、プール等の貯留水の水質管理を簡便に行うことに適している。
【符号の説明】
【００５０】
２      フレキシブルＣＩＧＳ太陽電池ユニット
３      封止材
４      水電気分解ユニット
８      フロート
Ａ      フロート型電解殺菌装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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