(57)【要約】【課題】低コストで提供可能でありながら、品質の安定性に優れ、又、軽量でありながら十分な強度を有する放熱構造体を提供すること。【解決手段】放熱構造体を、金属箔２の表面に樹脂を含む輻射層３が設けられてなる積層体フィルムが、輻射層３を外側にして山折り及び谷折り加工されることにより、放熱フィン１２が形成されている構造とし、更に、放熱フィン１２が、積層体フィルムが山折りされることによって相互に対面している部分同士が、積層体フィルムの谷折り部２２の近傍において放熱フィン形状保持用補助糸５で係止されている放熱構造体１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔の表面に樹脂を含む輻射層が設けられてなる積層体フィルムが、該輻射層を外側にして山折り及び谷折り加工されることにより、放熱フィンが形成されている放熱構造体であって、
前記放熱フィンは、前記積層体フィルムが山折りされることによって相互に対面している部分同士が、前記積層体フィルムの谷折り部の近傍において放熱フィン形状保持用補助糸で係止されている放熱構造体。
【請求項２】
前記放熱フィン形状保持用補助糸が、融点２００℃以下の樹脂からなる請求項１に記載の放熱構造体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の放熱構造体がロール状に巻かれてなる放熱構造体の保存及び輸送用ロール体。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の放熱構造体を備える太陽電池モジュール。
【請求項５】
金属箔の一方の面に樹脂を含む輻射層を設けた積層体フィルムに、折り加工を施すことによって、該積層体フィルムに、放熱フィンを有する放熱体の形状を付与する折曲げ工程と、
前記積層体フィルムにおける相互に対面して前記放熱フィンを形成する部分同士を、該積層体フィルムの谷折り部分の近傍において、放熱フィン形状保持用補助糸によって係止する係止工程と、を含む太陽電池モジュール用の放熱構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の放熱構造体と、太陽電池モジュールを構成するその他の部材と、を、前記放熱フィン形状保持用補助糸の融点以上の温度で加熱圧着する工程を含む太陽電池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、放熱構造体、及び放熱構造体を備える太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に対する意識の高まりとともに太陽電池発電によるエネルギーの供給が注目されている。
【０００３】
太陽光エネルギーを直接電気に変換する太陽電池の心臓部を構成する太陽電池素子は、単結晶、多結晶のシリコンセル（結晶系シリコンセル）を用いたものや、アモルファスシリコン、化合物半導体を用いたもの（薄膜系セル）等が用いられる。一般に太陽電池素子は、実用的な電気出力を発生させるために複数の太陽電池素子を接続し、太陽電池素子を保護するため、太陽電池モジュールを形成して使用される。
【０００４】
太陽電池モジュールは、受光面をガラス等の透明前面基板で覆い、表面封止材層、太陽電池素子、背面封止材層、及び裏面保護シート等を順次積層し、これらの各部材を熱ラミネーション法により一体化することによって形成される。
【０００５】
太陽電池モジュールにおいて電気を生成する太陽電池素子は、一般に、温度上昇に伴って発電効率が低下することが知られている。温度上昇に伴う発電効率の低下は、結晶タイプのシリコン太陽電池素子で１℃上昇する毎に約０．５０％低下し、温度上昇の影響か比較的小さいと言われているアモルファスシリコン太陽電池素子においても、１℃上昇する毎に約０．２５％程度低下すると言われている。よって、基本的に屋外の直射日光化に設置される太陽電池モジューの発電効率をより高い範囲に維持するためには、温度上昇を抑えるための所謂ヒートシンク等の放熱手段を備えることが必須となる。
【０００６】
このような温度上昇を抑えるための放熱手段として、従来、太陽電池モジュールに用いられてきたヒートシンクは、材料のコスト、等の観点から、アルミニウムやアルミニウム合金の鋳造品が用いられることが一般的であった。アルミ鋳造品のヒートシンクは、熱伝導率は高いものの、放熱効率は十分な特性があるとは言えず、それのみでは、十分な冷却性能を持っているとは言い難いものであった。これは、アルミ鋳造品のヒートシンクに、熱伝導により熱は移動するが熱の放出が十分でないため、全体として温度が上昇する、「熱がこもる」という状態に陥るためである。
【０００７】
特許文献１〜３には、上記の「熱がこもる」状態を回避して十分な放熱を行うことを目的とした太陽電池モジュールが開示されている。特許文献１では、放熱フィンとヒートポンプを組み合わせて設置し、更にヒートパイプを設けることで放熱を促進する太陽電池モジュールが開示されている。又、特許文献２には、太陽電池モジュールとセット面の間に空冷層を設けることによって、放熱を促進する放熱フィン付の太陽電池モジュールが開示されている。更に特許文献３には、下面側に設置する放熱手段を可撓性を有するフィン付き放熱シートとした太陽電池モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０９−１８６３５３号公報
【特許文献２】特開平１１−３６５４０号公報
【特許文献３】特開２０００−１８３３７５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び特許文献２に記載の太陽電池モジュールは、いずれも、放熱手段の追加的構成にかかるコストが嵩み、結果として太陽電池モジュールのコストパフォーマンスを低下させてしまう点で好ましくない。
【００１０】
特許文献３に記載のフィン付き放熱シートのように、一般に金属と比較して輻射による放熱性能において相対的に優れる樹脂からなる放熱フィンを備える放熱構造体を用いれば、特許文献１及び２に記載の太陽電池モジュールのようなコスト上昇は回避できる。
【００１１】
しかしながら、特許文献３に記載の発明は、フィン付き放熱シートを用いて、シート状太陽電池に追随して設置できるが、放熱シートを構成するフィン部分が直接放熱シートから派生しているため、製造過程における品質のバラツキを抑えることが難しく、又、製造後におけるフィン部分の強度にも問題があった。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、低コストで提供可能でありながら、品質の安定性に優れ、又、軽量でありながら十分な強度を有する放熱構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、放熱構造体を、金属箔に輻射層が設けられてなる積層体フィルムが折り加工されてなる構造とし、更に、低融点の樹脂からなる放熱フィン形状保持用補助糸によって当該折り曲げ後の放熱フィンの形状安定性を高めた構造とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に本発明は以下のものを提供する。
【００１４】
（１）  金属箔の表面に樹脂を含む輻射層が設けられてなる積層体フィルムが、該輻射層を外側にして山折り及び谷折り加工されることにより、放熱フィンが形成されている放熱構造体であって、前記放熱フィンは、前記積層体フィルムが山折りされることによって相互に対面している部分同士が、前記積層体フィルムの谷折り部の近傍において放熱フィン形状保持用補助糸で係止されている放熱構造体。
【００１５】
（１）の発明は、放熱構造体における放熱フィンの構造を、熱伝導性に優れる金属箔を放射率の高い樹脂材料によって被覆する構成とし、これにより、放熱構造体の放熱性能を向上させた。そして、その上で、更に、放熱構造体を、所定の態様で各々の放熱フィンを係止することにより、その形状安定性を向上させる放熱フィン形状保持用補助糸を備えるものとした。このような（１）の発明によれば、軽量で、低コストで製造可能でありながら、十分な放熱性能と強度を兼ね備える放熱構造体とすることができる。
【００１６】
（２）  前記放熱フィン形状保持用補助糸が、融点２００℃以下の樹脂からなる（１）に記載の放熱構造体。
【００１７】
（２）の発明によれば、放熱構造体を太陽電子モジュールの一部として一体化する熱ラミネート処理を行う場合に、一般的に想定される範囲の加熱温度において、一体化後の太陽電池モジュールにおいて、放熱フィン形状保持用補助糸を消失させることができる。これにより、放熱フィンの微細な角度調整が可能になるとともに、太陽電池モジュールの裏面保護シートに対する放熱フィンの密着性が向上する。又、更には、消失した放熱フィン形状保持用補助糸が貫通していた穴跡が、裏面保護シートと放熱フィンの加熱による収縮差を吸収することもできる。
【００１８】
（３）  （１）又は（２）に記載の放熱構造体がロール状に巻かれてなる放熱構造体の保存及び輸送用ロール体。
【００１９】
（３）の発明によれば、従来の金属製のヒートパイプ等と比較して、放熱構造体の輸送及び保存の取り扱い性が著しく向上する。
【００２０】
（４）  （１）又は（２）に記載の放熱構造体を備える太陽電池モジュール。
【００２１】
（４）の発明によれば、低コストでありながら、放熱効率が高い放熱構造体を備える太陽電池モジュール、即ち、より安価で発電効率の高いコストパフォーマンスの高い太陽電池モジュールを得ることができる。
【００２２】
（５）  金属箔の一方の面に樹脂を含む輻射層を設けた積層体フィルムに、折り加工を施すことによって、該積層体フィルムに、放熱フィンを有する放熱体の形状を付与する折曲げ工程と、前記積層体フィルムにおける相互に対面して前記放熱フィンを形成する部分同士を、該積層体フィルムの谷折り部分の近傍において、放熱フィン形状保持用補助糸によって係止する係止工程と、を含む太陽電池モジュール用の放熱構造体の製造方法。
【００２３】
（５）の発明によれば、低コストでありながら、放熱効率が高い放熱構造体を備える太陽電池モジュール、即ち、より安価で発電効率の高いコストパフォーマンスの高い太陽電池モジュール用の放熱構造体を得ることができる。又、この放熱構造体は特に太陽電池モジュールとの一体化前の段階における保管中、或いは輸送中における破損を十分に防止することができるものである。
【００２４】
（６）  （１）又は（２）に記載の放熱構造体と、太陽電池モジュールを構成するその他の部材と、を、前記放熱フィン形状保持用補助糸の融点以上の温度で加熱圧着する工程を含む太陽電池モジュールの製造方法。
【００２５】
（６）の発明によれば、低コストでありながら、放熱効率が高い放熱構造体を備える太陽電池モジュール、即ち、より安価で発電効率の高いコストパフォーマンスの高い太陽電池モジュールを得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の放熱構造体によれば、低コストで提供可能でありながら、品質の安定性に優れ、又、軽量でありながら十分な強度を有する放熱構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の放熱構造体の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の放熱構造体の輸送時、保存時の形態の一例を説明した断面図である。
【図３】図１に示した放熱構造体の一例の説明図である。（ａ）は図１の平面視形状であり、（ｂ）は（ａ）に図示したＡ−Ａ断面における断面図である。
【図４】図１に示した放熱構造体の一例の説明図である。図３の（ａ）に図示したＢ−Ｂ断面における断面図である。
【図５】本発明の放熱構造体の折り加工による製造方法の説明に供する図面である。
【図６】本発明の放熱構造体を備える太陽電池モジュールの構成の説明に供する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳しく説明する。尚、本願発明は、以下の実施形態に限定されない。本発明の構成要件を備える限り、目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。尚、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
【００２９】
本明細書において、「シート面」とは、本発明の一実施形態であるシート状の放熱構造体１の熱伝導体１１の平面方向と一致する面のことを意味する。「シート面」とは、通常、シート状の放熱構造体１の熱伝導体１１の表面又はこれに平行な面のことを言い、図１においては、ＸＹ平面又はこれと平行な面のことを言う。
【００３０】
又、本明細書において「平面視形状」とは「シート面」に平行な面における形状のことを意味する。言い換えると、「平面視形状」とは、「シート面」に立てた法線の方向（図１においては、Ｚ軸方向）から見た形状のことを言うものとする。
【００３１】
［放熱構造体］
本発明の実施形態である放熱構造体１は、図１に示す通り、熱伝導体１１上に、山折り部２１を中心とした突起部である放熱フィン１２が複数形成されている。放熱構造体１の放熱フィン１２は、金属箔２が輻射層３によって被覆されている積層体フィルムが、山折り部２１で山折りされ、又、谷折り部２２で谷折りされることによって形成されている。
【００３２】
そして、放熱構造体１は、図１〜図４に示す通り、放熱フィン形状保持用補助糸５を更に備えることによって、放熱フィン１２の形状安定性を大きく向上させたものである点にその特徴がある。
【００３３】
具体的には、放熱構造体１は、上記の積層体フィルムの一部であって、山折り部２１と谷折り部２２との間で、相互に対面している密着部分が、谷折り部２２の近傍において、放熱フィン形状保持用補助糸５で係止されている。上記の密着部分は、このように係止されることにより、その密着が安定的に保持されているか、或いは、図１に示すような接着層４等の他の手段や構造による密着が、この放熱フィン形状保持用補助糸５によって更に強化されている。放熱フィン形状保持用補助糸５によるこのような係止は、相互に対面する上記の積層体フィルムの一部を、放熱フィン形状保持用補助糸５による縫合することによって行うことができる。この縫合は、ミシン縫い、結び等、様々な方法によって行うことができる。又、本明細書における「係止」とは、これらの様々な縫合方法に限らず、放熱フィン形状保持用補助糸５によって、上記の好ましい密着状態を保持することができるあらゆる処理を含むものとする。又、本発明の放熱構造体は、全ての放熱フィン１２が、放熱フィン形状保持用補助糸５で係止されていることが好ましいが、例えば、保管や輸送その他最終的な実施に至るまでの各段階で、様々な取り扱い条件等に応じて特に破損しやすい部分について、上記の係止を部分的に行ったものであってもよい。
【００３４】
放熱フィン形状保持用補助糸５は、融点２００℃以下の樹脂からなるものであることが好ましい。放熱構造体１を太陽電池モジュールと熱ラミネーション処理によって一体化する場合、一般的なラミネーション温度は、概ね１００℃〜２００℃の範囲内である。よって、放熱フィン形状保持用補助糸５の融点を、２００℃以下、好ましくは、１５０℃以下とすることにより、上記温度範囲の加熱条件下において、太陽電池モジュールとの一体化処理を行った場合に、太陽電池モジュールとの一体化後には、放熱フィン形状保持用補助糸５を溶融消失してしまうこととなるが、熱伝導体１１が太陽電池モジュールと強固に密着した後においては、放熱フィン形状保持用補助糸５の密着保持のための機能は、最早不要となるため、この段階での放熱フィン形状保持用補助糸５の溶融は問題とはならず、融点の制約なく材料樹脂を選択することができる。又、太陽電池モジュールとしての一体化後に、消失した放熱フィン形状保持用補助糸が貫通していた穴跡が、裏面保護シートと放熱フィンとの密着性を向上するとともに、バックシートと放熱フィンの収縮差を吸収する点において、放熱フィン形状保持用補助糸５として、このような融点の低い樹脂を用いることは好ましい。
【００３５】
放熱フィン形状保持用補助糸５としては、具体的には、以下に例示するポリエチレン系の樹脂等を好ましく用いることができる。例えば、ポリエチレンの融点は１３０℃程度であり、ポリビニルアルコールの融点は１２０℃程度である。
【００３６】
熱伝導体１１は、金属箔等、熱伝導性の高い材料を含んで形成されるシート状の基材である。当該基材は、可撓性を有するシートやフィルムであることが好ましい。熱伝導体１１が可撓性を有するシート等であることにより、設置対象となる太陽電池モジュールの設置対象面の凹凸への追従性や、それらの設置対称面が曲面である場合における当該曲面への追従性が高まり、放熱構造体１の好適な使用可能範囲が広がる。
【００３７】
放熱フィン１２は、金属箔２が輻射層３によって被覆されている構造を有する突起物である。放熱構造体１は、熱源との密着を実現するために、金属箔２と輻射層３の積層体の前記輻射層３と反対側の面である他方の表面に接着層４を形成したものであることが好ましい。
【００３８】
放熱構造体１における放熱フィン１２の好ましい配置間隔（ピッチ）とサイズ（高さ）について説明する。図３は放熱構造体１の説明図である。（ａ）は図１の平面視形状であり、（ｂ）は（ａ）に図示したＡ−Ａ断面における断面図である。放熱フィン１２のピッチＰｓｘ（図３（ａ）及び（ｂ）参照）は、３〜１００ｍｍ程度であることが好ましく、５ｍｍ〜５０ｍｍであることがより好ましく、７ｍｍであることがより好ましい。ピッチＰｓｘが十分に広い場合には、単位面積当りの放熱フィンの個数は多いほど放熱効果は高まるが、放熱フィンのピッチＰｓｘが７ｍｍより少なくなると、近接する放熱フィン同士が相互の放熱作用によって、相互に放熱効率を引き下げてしまうためである。
【００３９】
放熱フィン１２の高さＨｓ（図３（ｂ）参照）は、実施可能な範囲で高いほど放熱効率が向上する。但し、一般的な太陽電池モジュールとの一体化時に、外枠フレームから露出しない高さであることが設置の容易性や美観上好ましい。又、放熱構造体１の放熱フィン１２は、可撓性を有する素材からなるものであることも鑑みると、概ね、高さ５ｍｍ〜５００ｍｍ程度であることが実施上好ましい範囲となる。尚、放熱フィンの高さＨｓについては、基本的に各放熱フィンの高さが同一であることが好ましい。同一高さのものを連続して形成するものとすることにより、放熱構造体の生産性を高めることができる。
【００４０】
又、特に、放熱構造体１を設置する太陽電池モジュール等の熱源に均一な温度分布が要求される場合には、放熱フィン１２のピッチＰｓｘについては、高温となる部位においては、ピッチＰｓｘを相対的に小さくし、放熱フィンの高さＨｓについては、相対的に高さＨｓを大きくし、その一方、比較的熱の発生が少ない定温の部位においては、放熱フィン１２のピッチＰｓｘを相対的に大きくし、その高さＨｓについては、相対的に高さを小さくすることによって、熱分布の均一化を図ることもできる。
【００４１】
放熱フィン１２の設置角度については、放熱効率を高めるために、少なくともその使用時において、各々の放熱フィン１２が相互に平行になる角度で設置されていることが求められる。一般的には、各々の放熱フィン１２は、シート面に対して垂直に設置されていることが好ましい。但し、個々の放熱構造体の設置場所の環境や設置態様（地面に対する角度等）によっては、それぞれ最適な設置角度が異なるため、それぞれ個別に最適な設置角度に調整して使用することが更に好ましい。放熱構造体１は、放熱フィン１２を形成する材料が、樹脂や金属箔等、可撓性を有するものであるため、従来のアルミ鋳造品等の放熱構造体と異なり、放熱フィン１２の設置角度を設置態様に応じて柔軟且つ自在に変更することができる点においてもそれらの従来品より有利である。
【００４２】
又、放熱構造体１は、その可撓性を生かして、図２のように折りたたんで保存、若しくは輸送することが可能である。このことは、アルミ鋳造品のヒートシンクのように嵩張ることがなく、保存及び輸送にかかるコストを削減できる点で有利である。このような、使用方法による場合であっても、放熱フィンの設置角度の調整は、上記同様に簡便に行うことができる。
【００４３】
熱伝導体１１及び放熱フィン１２を構成する金属箔２は、金属を、その展延性を利用して薄い箔に伸ばしたものである。材質によって多少の相違はあるが、厚みは、概ね３００μｍ以下である。太陽電池モジュール等の熱源から排出される熱を熱伝導によって放熱構造体１に移動し、又は、放熱構造体１の中を熱伝導にて移動し、熱源から放熱部である輻射層３へ熱を伝達させる役割を果たしている。
【００４４】
放熱構造体１は、太陽電池モジュール等の熱源から輻射層３への熱の伝達の役割を、金属箔２に担わせているため、従来のアルミ鋳造品からなるヒートシンクと比較して、軽量且つ廉価に製造可能である。又、鋳造では困難な軽量、且つ、大面積向けの放熱構造体とすることができる。更に、折り曲げや、切断が容易な金属箔２を使用しているため、加工の自由度が高く、熱源との接触面が平滑でない場合にも、熱源との接触面との追従性に優れ放熱性に優れた放熱構造体１とすることが可能である。
【００４５】
金属箔２の材質は、熱源から放熱部への熱の移動が迅速に行われるものであることが必要である。金属箔２の熱伝導率が小さく、熱源から放熱部である輻射層３への熱の移動が妨げられると、輻射層３に十分放熱能力があったとしても熱源及びその近傍に熱量が集中する状態となり、熱源及びその近傍の温度の上昇を招くこととなり十分に放熱の役割が果たせなくなる。従って、熱伝導率が、１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上であることが好ましい。熱伝導率が、１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１未満であると、熱源から放熱構造体若しくは、熱源中の熱の移動が滞り、放熱が妨げられるため好ましくない。
【００４６】
熱伝導率が、１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料としては、銀、銅、金、アルミニウム、ニッケル、チタン、モリブデン、亜鉛、錫、鉛、鉄、白金をはじめとする金属、真鍮、ステンレス鋼をはじめとする合金等が該当する。又、金属ではないが、高い熱伝導率を示すという点では、用途によっては、ダイヤモンドや、カーボンナノチューブからなるフィルムも使用することが可能である。
【００４７】
金属箔２としては、市販の金属箔を使用することも可能であり、市販されている金属箔としては銅箔、銀箔金箔、アルミニウム箔、チタン箔、ニッケル箔、モリブデン箔、ニオブ箔、ベリリウム箔、タンタル箔、亜鉛箔、錫箔、鉄箔、ジルコニウム箔、鉛箔をはじめ、ステンレス箔、パーマロイ箔、４２アロイ箔、燐青銅箔、洋白箔、真鍮箔、ニクロム箔、コバール箔、銀ロウ箔等の合金箔等を、いずれも使用することができる。放熱構造体１の使用目的等と照らし合わせて適宜選択すればよい。
【００４８】
熱伝導率の高さ、入手コスト等を考慮すると、銅又は銅合金、並びに、アルミニウム又はアルミ合金が好適であり、特にアルミニウム又はアルミ合金は、入手コストが廉価である点、比重が軽く軽量化に向いている点で好適である。
【００４９】
又、金属箔は、単一相である必要もなく、金属箔中に任意の材質よりなる金属粒子や、金属ファイバーを含む箔であってもよい。又、金属箔中に酸化物、窒化物等の粒子やファイバーが含まれていてもよい。但し、本実施形態においては、折り加工にて形状付与を行うため、折り加工において破断しない必要がある。
【００５０】
一方、金属箔２の厚みは、軽量化、低価格化、加工の容易さ等の観点からは、厚みは薄い方が好ましい。又、熱の移動の観点、強度の観点からは、厚みは厚い方が好ましい。従って、用途に鑑みてバランスの良い厚みを選択すればよい。これらの条件を満たす金属箔の厚みとしては、目安として６．０μｍ以上２００．０μｍ以下を目安とすることが出来る。
【００５１】
このような金属箔２として、本実施形態においては、価格が廉価であり、入手が容易であり、比重が軽く軽量化に適している点で、厚みが６．０μｍ以上１５０．０μｍ以下のアルミニウムやアルミニウム合金のよりなる金属箔（以下、「アルミ箔」とも言う）を好ましく用いることが出来る。
【００５２】
尚、放熱構造体１における金属箔２に代えて、ＰＩ等の高分子に高熱伝導性微粒子を充填した、所謂、熱伝導ポリマーを用いた場合であっても、同様の放熱効果を発揮する放熱構造体とすることができる。
【００５３】
放熱構造体１は、金属箔２が、高い熱伝導性を担保するため、熱源から放熱部への熱の移動スピードも速く効率的な放熱に貢献する。単に樹脂に熱伝導性向上のための充填物を添加した放熱シート等が、軽量であっても熱伝導性が十分に得られないために十分な放熱効率が得られていないことと対照的である。
【００５４】
又、薄く軽い金属箔２を用いているため、アルミ鋳造品のヒートシンク等と比べて軽量である。放熱構造体１が軽量であるため輸送コストも安くすることが可能であり、設置する際にも耐荷重設計が軽減されるため設置コストの低減も望める。
【００５５】
更に、薄く軽い金属箔２を用いているため、自由に折り曲げることも可能であり、金切り鋏、場合によっては通常の鋏で切断することも可能である。従って、ロール状、又はシート状で保存若しくは輸送して、現場にて折り加工により形状付与することで放熱構造体１を形成することも可能である。又、折り加工によって形状付与した放熱構造体１を、図８のように平面に折りたたんで保存若しくは輸送することも可能であり、折りたたんだ放熱構造体１は、巻き取ってロール体として保存若しくは輸送することもできる。このような放熱構造体の保存及び輸送用ロール体は、アルミ鋳造品のヒートシンクのように嵩張ることはなく、保存や輸送するコストを大幅に削減できるものである。
【００５６】
又、市販の金属箔を利用することによって、アルミ鋳造品のヒートシンクと比較して、製造原価を安く抑えることができ、ラミネート加工と折り加工で安いコストで連続的に生産でき、更にロールトゥロールでの生産も可能とすることが出来る。
【００５７】
又、大面積向けの放熱構造体１の製造も容易であり、自由に折り曲げられる自由度の高さから、熱源の放熱構造体１を設ける面が広く、又、平滑性が悪くても、追従可能であり、密着性を良好に保持して設置することができる。
【００５８】
＜輻射層＞
金属箔２は熱伝導率が高く、熱伝導によって熱を移動する特性に優れる。但し、主に輻射によって熱を放熱する性能に優れているとは言い難い。金属箔の放射率は、材質に因るが決して高いとは言えない。一般に鏡面であれば放射率は０．１以下であることが多く、粗面化、表面酸化等によって０．８〜０．９程度まで上げることが可能だが、煩雑な処理が必要である。ここで、放射率が低いということは、輻射による熱の放出が少ないことを示している。例えば放熱フィンが金属のみによって形成されている場合には、輻射による熱の放出が不十分となることが多い。放熱構造体１は、金属箔２の一方の面に樹脂を含む輻射層３を設けることにより放熱構造体１から外部への熱輻射を大幅に増加させ、効率的な放熱を可能としたものである。
【００５９】
放熱構造体１の輻射層３は、少なくとも樹脂を含んでいる。この樹脂は、放射率が、低いものでも０．４以上はあり、上記の金属と比べて輻射による放熱性に優れる。即ち、輻射層３は、熱放射率が０．４以上の層となっている。
【００６０】
輻射層３を形成する樹脂材料は、一般的な高分子材料より選択して使用することが可能である。放熱構造体１の使用用途に鑑みて適切な材料を選択すればよい。例えば放熱構造体１の使用温度が比較的使用温度が低い場合等、ポリ塩化ビニル（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリスチレン（Ｐｏｌｙ  Ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＡＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ）、アクリル（Ｐｏｌｙ  Ｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等の汎用樹脂を用いることができる。
【００６１】
又、例えば放熱構造体１の使用温度がやや高い場合には、フェノール樹脂（Ｐｈｅｎｏｌ  Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）、ユリア樹脂（尿素樹脂）（Ｕｒｅａ  Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）、メラミン樹脂（Ｍｅｌａｍｉｎｅ  Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）、不飽和ポリエステル（Ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ  Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、シリコン樹脂（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、ポリウレタン（Ｐｏｌｙ  Ｕｒｅｔｈａｎｅ）、等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００６２】
更に６ナイロン（登録商標）（Ｐｏｌｙ  Ａｍｉｄｅ  ６）６６ナイロン（登録商標）（Ｐｏｌｙ  Ａｍｉｄｅ  ６６）に代表されるアミド樹脂、ポリアセタール（Ｐｏｌｙ  Ｏｘｙ  Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）、変性ＰＰＥ（又は変性ＰＰＯ）（ｍｏｄｉｆｉｅｄ−Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｅｔｈｅｒ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙ  Ｂｕｔｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）、超高分子量ポリエチレン（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＭｏｌｅｃｕｌａｒＷｅｉｇｈｔＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）、等のエンジニアリングプラスチックを用いることも可能である。
【００６３】
ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｅｌ  Ｅｔｈｅｌ  Ｋｅｔｏｎ）、ポリフェニレンサルファイド（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリサルフォン（Ｐｏｌｙ  Ｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリエーテルサルフォン（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｅｌ  Ｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリアリレート（Ｐｏｌｙ  Ａｒｙｌａｔｅ）、ポリアミドイミド（Ｐｏｌｙ  Ａｍｉｄｅ  Ｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルイミド（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｅｒ  Ｉｍｉｄｅ）、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）（Ｐｏｌｙ  Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化）（Ｐｏｌｙ  Ｃｈｒｏｒｏ  ＴｒｉＦｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリフッ化ビニリデン（２フッ化）（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ＤｉＦｌｕｏｒｉｄｅ）、ポリフッ化ビニル（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）等のフッ素含有樹脂、等のスーパーエンジニアリングプラスチックも使用可能である。
【００６４】
又、輻射層３に用いる樹脂は、耐熱性、熱伝導性や熱放射率を高める目的でフィラー等を添加してもよい。このような目的で添加されるＳｉＺｒＯ４、Ｃｒ２Ｏ３、酸化鉄系無機顔料等を用いることができる。
【００６５】
輻射層３の形成は、これらの樹脂をフィルム化して、金属箔２に接着剤で貼り合わせる所謂ドライラミネートにより形成することができる。又、熱溶融が可能な樹脂であれば押出しラミネートにより形成してもよい。又、溶剤に溶かした樹脂を塗布後に乾燥することで形成してもよい。又、ＵＶや電子線等の電磁波にて硬化する樹脂材料を塗布後、電磁波を照射して硬化することで形成してもよい。輻射層３の形成の方法は、以上方法のいずれかを、輻射層３として形成したい材料の選択に合わせて適宜選択すればよい。
【００６６】
又、輻射層３は、樹脂材料に放熱効率を高めるフィラーを分散した市販の放熱シートを貼り合わせることにより形成することもできる。市販の放熱シートとしては、沖電線株式会社製  クールスタッフ（登録商標）、ペルノックス株式会社製  熱放射シート  ペルクール（登録商標）シートオプテックス株式会社製  黒体テープ  ＨＢ−２５０、レック株式会社製  黒体テープ  ＴＨＩ−２Ｂ−５等が好適である。
【００６７】
又、硬化可能な樹脂材料と硬化剤、溶剤に溶かした樹脂等に放熱効率を高めるための添加物を分散した市販の放熱塗工材を用いて塗工形成してもよい。市販の放熱塗工材としては、ペルノックス株式会社製  熱放射塗料  ＰＥＬＣＯＯＬ（登録商標）等を好ましく用いることができる。
【００６８】
輻射層３は金属箔２に比べて熱伝導性に劣るため、厚さが所定以上となると熱の伝達を阻害して放熱効率が悪くなる。又、厚さが所定以上となると、柔軟性も低下して、形状追従性の低下や、形状付与が困難になるため、この点においても好ましくない。具体的には、輻射層３の厚さは１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００６９】
又、輻射層３を形成する樹脂は、金属箔２よりも、表面加工適性、即ち、様々な表面加工の容易さにおいて優れるため、例えば、その表面にエンボス加工を施すことによって、更に輻射層３の熱放射率を向上させることもできる。
【００７０】
＜接着層＞
接着層４の材料としては、シアノアクリレート系やシリコーンゴム系の湿気硬化型、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系の加熱硬化型、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、シリコーンゴム系等の硬化剤混合型、アクリレート系の嫌気硬化型、等の反応により硬化するタイプの接着剤、スチレンブタジエンゴム系、ポリオレフィン系の熱溶融型接着剤、アクリル樹脂系の感圧接着型接着剤（粘着剤）等より適宜選択して形成すればよく、更に保存や、製造工程、取扱易さを考慮してセパレート紙や易剥離加工したフィルム等の剥離層を設けてもよい。
【００７１】
接着層４を形成する材料には、接着性を維持できる範囲で、熱伝導性を向上するために金属粒子、無機粒子等を添加することが更に好ましい。
【００７２】
接着層の形成方法としては、接着性の材料を塗布してもよいし、接着性を有するフィルムを貼り合わせることによって形成してもよい。接着層４は、所定の厚さ以上となると熱源から放熱構造体１への熱移動が妨げられるため接着層４の厚さは１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００７３】
＜その他の層＞
又、本実施形態の放熱構造体１は、金属箔２の保護や、放熱構造体１の強度を考慮して金属箔２と輻射層３の間、金属箔２の輻射層３と反対面、金属箔２と接着層４の間に金属箔２の保護を目的とした保護層や放熱構造体１の強度アップを目的としたポリイミドフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルムの強化層を設けてもよい。
【００７４】
又、放熱構造体１は、最外層、即ち、輻射層３の表面に更に各種の機能層を追加的に積層してもよい。そのような機能強化層の具体例として、自浄層、吸水層、保護層、反射層又は遮熱層等を挙げることができる。
【００７５】
自浄層は、輻射層３の表面に、蒸着又はスパッタ法により、酸化チタン層を形成することによって得ることができる。この層によって、輻射層３のセルフクリーニング機能の発現が可能となる。
【００７６】
吸水層としては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等の水溶性モノマーを重合した高分子等、各種の吸水性樹脂からなる層を挙げることができる。これらの層を最外層に形成することによって、例えば、一日のうちの温度が極めて大きい砂漠地帯等での使用を想定した場合等、低温時（夜）に、結露水分を吸収し、高温時（昼）に、この水分を蒸発させることで、その気化熱により、高温時の放熱構造体１の温度上昇を抑制することができる。
【００７７】
保護層としては、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、単体からなる塗布液、上記樹脂とエポキシ基やイソシアネート基を有する架橋剤との組合せからなる熱硬化性塗布液、又は、上記樹脂と（メタ）アクリロイル基を有する多官能（メタ）アクリレート化合物及び熱又は光ラジカル発生剤との組合せからなるラジカル硬化性塗布液等によるコーティング層が挙げられる。これらの層を最外層に形成することによって、放熱構造体１の耐候性、耐久性を更に向上させることができる。
【００７８】
又、反射層又は遮熱層を設けることによって、放熱構造体１の温度上昇を抑制して、高温環境下においても、放熱効果を好ましい範囲に維持することができる。
【００７９】
上記構成を有する放熱構造体１は、その表面積の増大効果と、輻射層３による単位表面積あたりの放熱効率の向上の効果によって、高い放熱効率を有し、優れた冷却性能を発揮しえるものである。よって、このような放熱構造体１を、図６に示すように、太陽電池モジュール６の太陽光入射面１０と反対側の面に設置することによって、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制して、太陽電池モジュールの発電効率の低下を防止することができる。
【００８０】
尚、放熱構造体１は、太陽電池モジュールの他の様々な熱源の冷却用途にも使用することができる。特に、大面積、軽量化を必要とする用途に好適に使用することができ、又、屋外での用途にも高い耐久性を示す。
【００８１】
＜放熱構造体の製造方法＞
放熱構造体１は、折り加工による形状付与を施す折曲げ工程と、放熱フィンに形状安定性を付与する係止工程とを含む以下の製造方法によって製造することができる。
【００８２】
（折曲げ工程）
図５（ａ）に示すように、金属箔２に輻射層３を積層した積層体を用意して、必要に応じて更に接着層４を形成した後、図５（ｂ）に示すように、輻射層３を外側とする山折り部２１を中心として山折り部２１の両隣に谷折り部２２を設けることによって、積層体に形状付与を施して放熱フィン１２を形成する。このような折り加工は、装置による連続加工も可能であり高い生産性を保持しながらの製造が可能である。
【００８３】
（係止工程）
折曲げ工程後、速やかに、積層体フィルムにおける相互に対面して放熱フィン１２を形成する部分、即ち、山折り部２１と谷折り部２２との間の部分同士を、積層体フィルムの谷折り部２２の近傍において、放熱フィン形状保持用補助糸５によって係止することによって密着させる。この係止の処理は、上述の通り、放熱フィン形状保持用補助糸５による任意の縫合方法によることができる。
【００８４】
ここで、熱伝導体１１に接着層４が設けられていて、当該接着層が熱溶融接着型や、又は、熱硬化型等の接着剤からなる層である場合には、熱圧着で上記部分を密着させることができる。この場合においては、この係止工程における係止の処理によって、放熱構造体１の使用前の状態において求められる上記部分の密着状態を得ることができる。これにより、放熱構造体１の保存中や輸送中等の最終的な使用状態前における放熱フィンの破損等を防止することができる。そして、この場合においては、太陽電池モジュールとの熱ラミネーション処理による一体化時に、上記の接着層の熱圧着が同時に行われるようにすることが好ましい。このような手順によれば、太陽電池モジュールとの一体化後の放熱構造体１に、その最終的な使用状態において求められる十分な強度を付与することができる。尚、上述の通り、この最終使用状態においては、放熱フィン形状保持用補助糸５は、熱ラミネーション処理時の加熱により、溶融消失していても全く問題はなく、むしろ、太陽電池モジュールと一体化した後の最終的な使用状態においては、バックシートと放熱フィンとの密着性及びバックシートと放熱フィンの密着や収縮差の点で、そのように、放熱フィン形状保持用補助糸５が消失していることが好ましい。
【００８５】
又、接着層４が、感圧接着（粘着）型の接着剤からなる層である場合には、折曲げ工程後に、圧着処理を行うことによって、上記部分の密着を行うことができるが、圧着の前後いずれかで、係止処理を更に行うことによって、放熱構造体１の保存中や輸送中等の最終的な使用状態前における密着強度を補強して、太陽電池モジュールとの一体化前の放熱構造体の破損を防止することができる。
【００８６】
又、放熱構造体１は、図５（ｄ）に示した様に、所謂Ｚ織りで形成することもできる。このような形態とすることで、保存、輸送の際に省スペース化を実現することが可能である。更に、巻き取り形態とすることも可能となり、大面積での輸送を可能とすることが出来る。放熱構造体１は、上述の通り、可撓性を有する材料からなり、且つ、放熱フィン形状保持用補助糸５を有するものであるため、放熱フィン１２の設置角度を簡便に調整できる。よって、図５（ｄ）に記載したようなＺ織りの形態で保存、流通させた後であっても、放熱フィン１２の設置角度を、例えば、図５（ｃ）のような角度に容易に調整し、又、その設置角度を保持することができる。
【００８７】
又、放熱構造体１においては、放熱フィンやシート面の端部からの金属箔２が露出した状態となると、例えば太陽電池モジュールの金属枠との間の短絡の危険があるため、金属箔２の形成を端面からの安全幅をとって、通常形成可能な範囲よりも若干狭い範囲に形成するか、或いは、輻射層３や接着層４を形成する樹脂シート等に予め適当な延設部分を設けてこの部分で封止することにより、上記の短絡を防止することが好ましい。
【００８８】
又、放熱構造体１は、薄く、加工性に優れる為、放熱フィン１２のピッチＰｓｘ、放熱フィン１２の高さＨｓは、同一のものを連続製造した上で、鋏等で切り取ることでフィンの高さを最終調整し熱分布の均一性を図ることもできる。
【００８９】
＜放熱構造体を備える太陽電池モジュール＞
放熱構造体１を太陽電池モジュール６と熱ラミネーション方法等により、熱融着することによって、図６に示すような放熱構造体１を有する太陽電池モジュールとすることが出来る。
【００９０】
放熱構造体１は、その熱伝導体１１に接着層４を設けている場合には、接着層４を介して太陽電池モジュールの非受光側の面に接着される。この接着は、例えば、接着層４が熱溶融接着型や、又は、熱硬化型等の接着剤からなる層である場合には、熱圧着によることができる。そして、太陽電池モジュール作成のための熱ラミネーション処理時に、同処理の中で同時にこの熱圧着を行うことが可能である。
【００９１】
上記のように太陽電池モジュール作成のための熱ラミネーション処理時に、同処理によって同時に放熱構造体１の太陽電池モジュールへの密着も行う場合に、放熱フィン形状保持用補助糸５をその融点が、熱ラミネーション処理の加熱温度以下であるようにしておくと、放熱構造体を備える太陽電池モジュールとしての最終的な使用状態においては、放熱フィン形状保持用補助糸５を消失させることができる。太陽電池モジュールとしての一般的な上記加熱温度の範囲は、１００℃〜２００℃程度である。例えば、放熱フィン形状保持用補助糸５を、ポリビニルアルコール（融点１２０℃）、ポリエチレン（融点１３０℃）、ポリ塩化ビニル（融点１４１℃）、ポリ塩化ビニリデン（融点１０４℃）、又は、ポリスチレン（融点１２９℃）で形成することによって、このような放熱構造体１を有する太陽電池モジュールを製造することができる。
【００９２】
尚、太陽電池モジュール６の太陽電池素子と太陽電池素子の間に照射される反射層を設けることが知られているが、本実施形態の放熱構造体１は、太陽光の入射面側に反射率の高いアルミ箔が存在しているため、反射層を省略若しくは反射層に添加する酸化チタンの量を減らすことも可能であり、太陽電池モジュール６の耐久性の向上、全体としてのコスト削減にも貢献することが出来る。
【００９３】
又、太陽電池モジュール６を、適当な高さ、適当な角度で設置するために、比較的熱伝導率の高い素材からなる架台上に設置して使用する場合、放熱構造体１を、それらの架台側に設置することも、放熱構造体１の好ましい一実施形態の一つである。上記の架台を形成する比較的熱伝導率の高い素材の具体例としては、アルミや鉄、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、錫等の金属、又はこれら金属の組合せからなる合金や、これら金属又は合金に各種メッキ処理を施した金属、若しくは、グラファイト等を挙げることができる。放熱構造体１は、取付け場所に応じたサイズ調整が容易であり、形状追従性にも優れるため、様々な形状、形態の架台に適用できる。これにより、架台からの熱伝導による太陽電池モジュールの温度上昇を抑制して発電力低下を防ぐことができる。
【００９４】
又、太陽電池モジュールに最終的に設置される金属フレーム等に放熱構造体１を予めドライラミネート等により設置しておき、熱ラミネーション処理を終えた太陽電池モジュール用の積層体への金属フレーム取付け時に、放熱構造体を太陽電池モジュールと一体化することもできる。これにより、太陽電池モジュールの熱ラミネーション時の加熱処理条件が放熱構造体の物性へ与える影響に起因する製造条件の制約を回避できる。
【符号の説明】
【００９５】
１      放熱構造体
１１    熱伝導体
１２    放熱フィン
２      金属箔
３      輻射層
４      接着層
５      放熱フィン形状保持用補助糸
６      太陽電池モジュール
１０    太陽光入射面
２１    山折り部
２２    谷折り部
Ｈｓ    フィンの高さ
Ｐｓｘ  フィンのピッチ
【図１】
2015211198.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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