(57)【要約】【課題】光反射板を備える太陽電池モジュールにおいて、発電効率に悪影響を与える光反射板の温度上昇を抑えながら、太陽電池素子に多量の光を入射させることができる太陽電池モジュール、即ち、発電効率とコストパフォーマンスに優れる太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】太陽電池素子２３と、光反射板１と、を備える太陽電池モジュールを、光反射板１は、反射部１２と放熱構造部１１と、を備え、放熱構造部１１は、熱伝導体１１１上に、複数の放熱フィン１１２が設置されてなり、放熱フィン１１２は、金属箔１０２の表面に樹脂を含んでなる輻射層１０３が形成されている積層体フィルム１００が、輻射層１０３を最外層として折り加工されてなるものである太陽電池モジュール１０とする。【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、光反射板と、を備える太陽電池モジュールであって、
前記光反射板は、反射部と放熱構造部と、を備え、
前記放熱構造部は、熱伝導体上に、複数の放熱フィンが設置されてなり、
前記放熱フィンは、金属箔の表面に樹脂を含んでなる輻射層が形成されている積層体フィルムが、前記輻射層を最外層として折り加工されてなるものである太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記放熱構造部が、前記積層体フィルムを折り加工することによって、前記熱伝導体及び前記放熱フィンを一体成型したものである請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記光反射板は、前記放熱構造部を形成する金属箔が、前記反射部の光反射面となることにより、放熱構造部が反射部を兼ねる構成となっている請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記太陽電池素子が、両面受光型の太陽電池素子である請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記反射部を構成する光反射面が、折曲げ部分及び／又は曲面を含んでなる請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関する。より詳しくは、反射部と放熱構造部を有する光反射板を備える太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。
【０００３】
太陽電池は、多数の太陽電池素子を、集電能力を備える回路基板上に一体配置してなる太陽電池モジュールにより構成される。太陽電池モジュールは、光エネルギーを吸収し直接電力に変換して出力する。太陽電池モジュールの太陽電池素子は、受光部として機能する。
【０００４】
この太陽電池モジュールの発電効率を高めるために様々な研究が進んでいる。例えば、両面受光型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュールに入射した光を、効率的に太陽電池素子へ導く手段についての研究が進んでいる。各太陽電池素子に多量の光を入射させることができれば、高価な太陽電池素子の数量を減じながら同程度の出力を確保することができる。
【０００５】
特許文献１に開示された太陽電池モジュールでは、太陽電池素子の背面側に光反射板を設けることが開示されている。又、この光反射板を折り曲げることも開示されている。
【０００６】
しかしながら、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。光反射板によって、各太陽電池素子に十分な光量の光を入射させようとすると、その一方で、光反射板が高温状態となり、近接する太陽電池素子の発電効率に悪影響を与えてしまうことが問題となる。
【０００７】
よって、特に高温度環境に晒される太陽電池モジュールの発電効率をより高い範囲に維持するためには、光反射板の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光反射板自体にも備えさせることが必須となる。
【０００８】
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。
【０００９】
特許文献２には、可撓性を有するフィン付き放熱シートを、放熱手段として下面側に設置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】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１２７３３１号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
例えば、特許文献２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太陽電池モジュール用の放熱構造部を、反射板に設置すれば、比較的低コストで反射板の放熱を図ることができる。
【００１２】
しかしながら、特許文献２に記載の発明は、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。
【００１３】
近年、太陽電池モジュールの発電効率向上に対する要求は益々厳しいものとなっており、態様電池モジュール本体のみならず、付随する光反射板についても、その温度上昇を抑えるための放熱手段が求められるようになっている。しかしながら、光反射板自体の放熱手段については、特段の配慮がなされていないというのが現状であった。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、集光を目的とする光反射板を備える太陽電池モジュールにおいて、発電効率に悪影響を与える光反射板の温度上昇を抑えながら、太陽電池素子に多量の光を入射させることができる太陽電池モジュール、即ち、発電効率とコストパフォーマンスに優れる太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、放熱構造部を、金属箔に輻射層が設けられてなる積層体フィルムからなる放熱フィンを有するものとし、これを、太陽電池モジュール用の光反射板に備えさせることにより、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。
【００１６】
（１）  太陽電池素子と、光反射板と、を備える太陽電池モジュールであって、前記光反射板は、反射部と放熱構造部と、を備え、前記放熱構造部は、熱伝導体上に、複数の放熱フィンが設置されてなり、前記放熱フィンは、金属箔の表面に樹脂を含んでなる輻射層が形成されている積層体フィルムが、前記輻射層を最外層として折り加工されてなるものである太陽電池モジュール。
【００１７】
（１）の発明によれば、太陽電池モジュールに、低コストで取り扱い性に優れたものでありながら、放熱効率が高い放熱構造部を備える光反射板を備え付けることによって、発電効率とコストパフォーマンスに優れる太陽電池モジュールを得ることができる。
【００１８】
（２）  前記放熱構造部が、前記積層体フィルムを折り加工することによって、前記熱伝導体及び前記放熱フィンを一体成型したものである（１）に記載の太陽電池モジュール。
【００１９】
（２）の発明によれば、生産性向上が容易な折り加工によって放熱フィンの形状付与を行い、多様な光反射板の形状にも自在に追従可能な放熱構造部を容易に得ることができる。これにより、（１）の発明に係る光反射板とそれを備える太陽電池モジュールの生産性を高めることができる。
【００２０】
（３）  前記光反射板は、前記放熱構造部を形成する金属箔が、前記反射部の光反射面となることにより、放熱構造部が反射部を兼ねる構成となっている（２）に記載の太陽電池モジュール。
【００２１】
（３）の発明によれば、（２）に記載の放熱構造部を備える光反射板の材料コストを低減して、生産性を更に向上させることができる。
【００２２】
（４）  前記太陽電池素子が、両面受光型の太陽電池素子である（１）から（３）のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【００２３】
（４）の発明によれば、両面受光型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュールに入射した光を、効率的に太陽電池素子へ導いて、発電効率を向上させることができる。これにより、高価な太陽電池素子の数量を減じながら同程度の出力を確保することもできる。
【００２４】
（５）  前記反射部を構成する反射面が、折曲げ部分及び／又は曲面を含んでなる（１）から（４）に記載の太陽電池モジュール。
【００２５】
（５）の発明によれば、折曲げ部分及び／又は曲面を含んでなる光反射面を有する光反射板においても、光反射面の形状に容易且つ十分に追随して密着可能な可撓性を有する放熱部を設置することにより、光反射板の十分な放熱を行うことができる。これにより、あらゆる形状の光反射板を有する太陽電池モジュールにおいて、発電効率に悪影響を与える光反射板の温度上昇を抑えながら、太陽電池素子に多量の光を入射させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の太陽電池モジュールによれば、集光を目的とする光反射板を備える太陽電池モジュールにおいて、発電効率に悪影響を与える光反射板の温度上昇を抑えながら、太陽電池素子に多量の光を入射させることができる太陽電池モジュール、即ち、発電効率とコストパフォーマンスに優れる太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの層構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る光反射板の放熱構造部の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る光反射板の層構成を模式的に示す断面図である。
【図４】図２に示した放熱構造部の一例の説明図である。（ａ）は図２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５】本発明に係る光反射板の他の実施形態の説明に供する図である。
【図６】ルーバータイプの両面受光型の太陽電池モジュールに本発明の光反射板を装着した実施形態の説明に供する図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は、層構成を表す側面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２９】
＜太陽電池モジュール＞
本発明における太陽電池モジュールとは、入射光の光エネルギーを吸収し直接電力に変換して出力する装置である。光エネルギーを電力に変換可能な複数の太陽電池素子が、回路基板等の集電装置上に配置されて一体化している発電装置全般を含む概念である。具体例としては、入射光の受光面側から、透明前面基板、前面封止材層、太陽電池素子、背面封止材層、及び裏面保護シートが順に積層されている層構成を有するものが最も一般的な構成の太陽電池モジュールとして広く用いられている。但し、本発明の太陽電池モジュールはこのような一般的な構成の太陽電池モジュールに限定されるものではない。好ましくは両面受光型の太陽電池素子と、太陽電池モジュールの背面側に配置される本発明特有の構成からなる光反射板を備え、且つ、複数の太陽電池素子が集電装置上に一体化して発電機能を発揮しうる構成となっている発電装置又は発電機構であれば、上記の一般的な太陽電池モジュールの構成要件を必ずしも全て備えてはいない応用的な実施形態のものや、或いは、これらの太陽電池モジュールの集合体である太陽電池パネル構造等も全て本発明の範囲内である。
【００３０】
又、本明細書において、太陽電池素子とは、光導電効果及び／又は光起電力効果によって光を受けて電流を発生させる最小構成単位の意であり、例えば、１０ｃｍ×１０ｃｍ角〜２０ｃｍ×２０ｃｍ角のものが挙げられる。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態である太陽電池モジュール１０について、その層構成を模式的に示す断面図である。太陽電池モジュール１０は、モジュール本体２と、モジュール本体２に対向し、太陽電池素子２３と所定の距離をおいて、モジュール本体２の背面側に配置された光反射板１と、を有している。
【００３２】
太陽電池モジュール１０の受光面より入射した入射光Ｌのうち、太陽電池素子２３の表面側の受光面に入射しなかった入射光Ｌ１は、光反射板１での入射光Ｌ２（反射光）として、太陽電池素子２３の背面側の受光面に効率的に導かれるようになっている。
【００３３】
このため、モジュール本体２は、太陽電池素子２３へ入射しなかった入射光Ｌ１が光反射板１に到達し得るよう、少なくともいくらかの透過率を有している。又、光反射板１からの反射光（入射光Ｌ２）が発電に利用され得るよう、モジュール本体２に含まれる太陽電池素子２３は、両面発電型太陽電池素子（両面採光型太陽電池素子）として構成されていること、或いは、或る程度の透光性を有していることが好ましい。但し、太陽電池素子２３が、透過性の低い片面発電型太陽電池素子であったとしても、光反射板１からの反射光を受光することは可能であり、この場合にも、光反射板１を設けたことに起因して、後述する入射光の有効利用を図ることができる。
【００３４】
［モジュール本体］
モジュール本体２は、一般的な太陽電池モジュールと同様の構成であり、受光面側から順に、透明前面基板２４、前面封止材層２１、複数の両面採光型の太陽電池素子２３、背面封止材層２２、及び裏面保護シート２５が順に積層されている。そして太陽電池モジュール１０においては、モジュール本体２の背面側に、入射光を効率的に反射できる光反射板１が設置されている。
【００３５】
上記の透明前面基板２４、前面封止材層２１、背面封止材層２２、及び裏面保護シート２５の各層は、太陽電池素子２３が有効に機能を発揮し得るよう太陽電池素子２３を保護する機能を期待されている。一般的には、太陽電池モジュール１０が設置されるべき場所の環境等を考慮して、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、耐突き刺し性等の一以上が、これらの層によって、太陽電池モジュール１０に付与される。
【００３６】
モジュール本体２は、例えば、透明前面基板２４、前面封止材層２１、太陽電池素子２３、背面封止材層２２、及び裏面保護シート２５からなる部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。
【００３７】
［光反射板］
次に、光反射板１は、太陽電池素子２３から所定の距離をおいて、モジュール本体２の背面側に配置されている光反射板である。本実施例の太陽電池モジュール１０は、光反射板１とモジュール本体２とが所定の距離をおいて離間して配置されている。但し、本発明の太陽電池モジュールは、これに限らず、例えば、光反射板１がモジュール本体２に直接接合されているものであってもよい。本実施形態の太陽電池モジュール１０のように、モジュール本体２と光反射板１が離間して配置されている場合、反射光による発電効率の向上効果を十分に発揮しうるものとするためには、モジュール本体２の背面側の表面と、光反射板１との間の距離は、１５０ｍｍ以下であることが好ましく、１１０ｍｍ以下であることが更に好ましい。この場合、例えば、光反射板１は、モジュール本体２を支持するケーシング等を介してモジュール本体２に対して所定の位置に配置されている態様であってもよい。
【００３８】
（反射部）
光反射板１の反射部１２は、以下に説明する材料からなる基板上に、反射層及び必要に応じてその他の機能層が積層されて形成される。反射部１２に用いられる基板としては、金属板を好ましく用いることができる。金属板としては、例えば、鋼板、電鋳鉄箔、ステンレス鋼板、アルミニウム板、ジュラルミン板等の板材、或いはこれらに亜鉛、錫、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、鉄等の１種又は２種以上をめっきしたもの等が挙げられる。これら金属板の厚みは用途によるが、例えば０．３〜１０．０ｍｍ程度である。又、これらの金属板として、化成処理や表面研磨を施した物を用いてもよい。
【００３９】
反射部１２は、例えば、白色塗膜層からなる光反射面を備える。白色塗膜層としては、ポリエステル樹脂系塗料、フッ素樹脂系塗料、メラミン樹脂系塗料、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、塩化ビニル樹脂系塗料等を白色に着色したものが用いられる。又、これらの塗料のうち、ポリエステル樹脂系塗料及びフッ素樹脂系塗料が、曲げ加工性をコントロールできる点から好ましい。又、これらの塗料は硬化剤を含有していてもよく、例えば、ポリエステル樹脂系塗料やフッ素樹脂系塗料に硬化剤としてメラミンやイソシアネートを用いた塗料は、加工性に優れ好適である。白色塗膜層に用いる白色顔料としては、特に限定されるものではなく、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、亜鉛華、炭酸カルシウム等を用いることができる。これらのうち、可視光反射率の高い酸化チタンが好ましい。白色顔料の含有量としては、白色塗膜層の固形分全量に対して、３０〜６０質量％の範囲が好ましい。３０質量％以上であると十分な白色度が得られ、６０質量％以下であればバインダーとして十分な樹脂量が確保できるため、塗膜割れ等の問題がない。以上の観点から、白色顔料の含有量は４５〜５５質量％の範囲が更に好ましい。
【００４０】
反射部１２の厚さは１５〜４５μｍであることが好ましい。１５μｍ以上であると、塗膜切れによる表面外観の悪化が見られず、又十分な白色度と拡散反射率が得られる。白色度及び拡散反射率の観点からは、厚さが厚いほど好適であるが、厚すぎると加工性の点で劣るため４５μｍ以下が好ましい。
【００４１】
反射部１２は、その他の層として、光反射板１に拡散反射性や防眩性を付与するトップコート層や、基板とその他の各層との密着性を向上させるプライマー層等を備えるものであってもよい。トップコート層は、例えば、樹脂バインダーに酸化チタン等の白色顔料が添加された樹脂組成物で構成されることが好ましい。又、プライマー層は、樹脂材料で構成されることが好ましく、具体的には、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
【００４２】
以上の構成からなる反射部１２は、太陽電池モジュール１０において太陽電池素子２３に直接到達し得なかった入射光Ｌ１を反射することにより、入射光Ｌ（Ｌ２）を効率的に太陽電池素子２３に導くことができる。
【００４３】
（放熱構造部）
光反射板１に設置される放熱構造部１１は、図２に示す通り、一方の面が熱源である反射部１２への設置面となる熱伝導体１１１の、他方の表面上に放熱フィン１１２が設置されている。
【００４４】
放熱フィン１１２は、金属箔１０２の表面に樹脂を含んでなる輻射層１０３が形成されている積層体フィルム１００からなり、熱源との密着を実現するために、積層体フィルム１００における輻射層１０３と反対側の面である他方の表面に、更に接着層１０４を形成したものであることが好ましい。
【００４５】
放熱構造部１１において、個々の放熱フィン１１２の熱伝導体１１１上への設置態様は、放熱フィン１１２が熱伝導体１１１の表面に縦立可能な態様であれば特に限定されない。但し、放熱構造部は、図２に示すように、積層体フィルム１００が折り加工されて、熱伝導体１１１及び放熱フィン１１２が一体成型されたものであることが好ましい。
【００４６】
尚、放熱フィン１１２は、例えば、必ずしも積層体フィルム１００によって一体形成されたものであることが必須ではない。例えば、積層体フィルム１００が曲げ加工されて、それぞれ単体のフィンとして形成された放熱フィンを、それとは別途形成した可撓性を有するシート状の熱伝導体の表面に配置形成したものであってもよい。但し、上記の積層体フィルム１００によって一体成型されたものであることが品質安定性や生産性を向上させるためにはより好ましい。
【００４７】
放熱構造部１１は、輻射層１０３による放熱構造部１１の単位表面積あたりの放熱効率の向上の効果、放熱フィン１１２の形成による放熱構造部１１の表面積増大による放熱効率の向上の相乗効果により、極めて高い放熱効率を有し、優れた冷却性能を発揮することができる。
【００４８】
熱伝導体１１１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１１１が可撓性を有するシート等であることにより、設置対象となる反射部１２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る。
【００４９】
放熱構造部１１における放熱フィン１１２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４は放熱構造部１１の説明図である。放熱フィン１１２のピッチＰｓｘ（図３（ａ）及び（ｂ）参照）は、放熱フィン間のピッチＰｓｘ（図４（ａ）及び（ｂ）参照）が、３〜１００ｍｍ程度となるように調整することが好ましい。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、放熱フィン間の距離Ｐｓｘが７ｍｍより少なくなると、近接する放熱フィンどうし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。
【００５０】
放熱フィン１１２の高さＨｓ（図４（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、放熱構造部１１の放熱フィン１１２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、放熱構造部の生産性を高めることができる。
【００５１】
熱伝導体１１１及び放熱フィン１１２を構成する金属箔１０２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部１１に移動し、又は、放熱構造部１１の中を熱伝導にて移動し、熱源から放熱部である輻射層１０３へ熱を伝達させる役割を果たしている。
【００５２】
放熱構造部１１は、太陽電池モジュール等の熱源から輻射層１０３への熱の伝達の役割を、金属箔１０２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部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１０２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部１１とすることが可能である。
【００５３】
金属箔１０２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１０２の熱伝導率が小さく、熱源から放熱部である輻射層１０３への熱の移動が妨げられると、輻射層１０３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、熱源から放熱構造部若しくは、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。
【００５４】
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。
【００５５】
金属箔１０２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。放熱構造部１１の使用目的等と照らし合わせて適宜選択すればよい。
【００５６】
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。
【００５７】
一方、金属箔１０２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。
【００５８】
このような金属箔１０２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。尚、放熱構造部１１における金属箔１０２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ることもできる。
【００５９】
放熱構造部１１は、金属箔１０２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。
【００６０】
又、大面積向けの放熱構造部１１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、熱源の放熱構造部１１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。
【００６１】
金属箔１０２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。放熱構造部１１は、金属箔１０２の一方の面に樹脂を含む輻射層１０３を設けることにより放熱構造部１１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。
【００６２】
放熱構造部１１の輻射層１０３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１０３は、熱放射率が０．４以上の層となっている。
【００６３】
輻射層１０３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。放熱構造部１１の使用用途に鑑みて適切な材料を選択すればよい。例えば放熱構造部１１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。
【００６４】
又、例えば放熱構造部１１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。
【００６５】
輻射層１０３の形成は、これらの樹脂をフィルム化して、金属箔１０２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１０３の形成の方法は、以上方法のいずれかを、輻射層１０３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１０３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１０３は金属箔１０２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１０３の厚さは１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００６９】
又、輻射層１０３を形成する樹脂は、金属箔１０２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１０３の熱放射率を向上させることもできる。
【００７０】
接着層１０４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１０４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１０４は、所定の厚さ以上となると熱源から放熱構造部１１への熱移動が妨げられるため接着層１０４の厚さは１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００７３】
上記構成を有する放熱構造部１１は、その表面積の増大効果と、輻射層１０３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部１１を、図１及び図３に示すように、光反射板１の反射部１２の光反射面１２１と反対側の面に設置することによって、光反射板１の温度上昇を抑制して、延いては、太陽電池モジュール１０の発電効率の低下を防止することができる。
【００７４】
ここで、本発明の太陽電池モジュール１０を構成する光反射板の他の好ましい実施形態について説明する。図５に示すように、本発明の光反射板は、上述の放熱構造部を形成する金属箔１０２が、そのまま反射部１２の光反射面１２１となり、金属箔１０２が光反射機能をも発揮するようにされていることにより、放熱構造部がそのまま反射部を兼ねる構成となっている放熱構造部一体型の光反射板１Ａであってもよい。
【００７５】
［ルーバータイプの両面受光型モジュール］
本発明は、例えば、図６に示すような、所謂、ルーバータイプの両面受光型の太陽電池モジュール１０Ｂとしても極めて好ましく実施することができる。ルーバータイプの両面受光型の太陽電池モジュール１０Ｂは、モジュール本体２Ｂと光反射板１Ｂとが一体化された構成を有し、反射部１２と太陽電池素子２３とが、太陽光線の向き等に応じて連動して動くことによって、効率的に集光するものである。このような実施形態において、本発明は、放熱構造部１１によって、反射部１２の温度上昇を抑えながら、太陽電池素子２３に多量の光を入射させることができるという本願特有の効果を特に顕著に奏しうる。
【００７６】
［光反射板の製造方法］
光反射板１は、まず基板上に反射層が形成される。反射層の形成方法としては、グランドコート層形成用樹脂組成物を調製しておき、バーコート法、ロールコート法、フローコート法、スプレーコート法等の公知の塗工法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、シルクスクリーン印刷法等の公知の印刷法により形成する。基板が鋼板又は耐熱性樹脂板の場合は、熱風加熱、遠赤外線加熱等の公知の加熱方式により雰囲気温度１８０〜２８０℃、好ましくは２００〜２５０℃で、２０〜３００秒程度加熱処理することにより、反射層を硬化させる（焼付け硬化処理）。尚、反射層を形成する前に、基板と反射層との密着性を上げるために、所望によりプライマー層を設けてもよい。反射層の他、必要に応じて上述のその他の層も同様に形成し、反射部１２とする。
【００７７】
放熱構造部１１は、折り加工によって放熱フィンを立ち上げる折曲げ工程によって製造することができる。金属箔１０２に輻射層１０３を積層した積層体フィルム１００を用意して、必要に応じて更に接着層１０４を形成した後、輻射層１０３を外側とし、頂部を間に挟んで、その両隣に谷折り部を設けることによって、積層体フィルム１００に形状付与を施し、放熱フィン１１２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。
【００７８】
反射部１２、放熱構造部１１の形成後、放熱構造部１１を、接着層１０４を介して反射部１２の光反射面１２１と反対側の面に接着することにより、本発明の放熱構造部を有する光反射板とすることができる。
【００７９】
以上説明した太陽電池モジュール１０によれば、各太陽電池素子２３に多量の光を入射させることができる。又、その際における光反射板の高温化による発電効率への悪影響を回避することもできる。これにより、太陽電池モジュール１０の出力を維持しながら、高価な太陽電池素子の数量を低減することができる。即ち、安価な太陽電池モジュール１０により優れた効率で発電を行うことができる。
【実施例】
【００８０】
本発明に係る放熱構造部の放熱性能を確認するために以下の試験を行った。
【００８１】
［実施例］
厚み５０μｍの帝人社製白色ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、「白ＰＥＴフィルム」とも記載）表面に、ロックペイント社製のウレタンポリオール系接着剤を乾燥膜厚７μｍの厚みで塗布した後、金属箔１０２である４０μｍのアルミ箔上にドライラミネートした。次に金属箔１０２としてのアルミ箔の白ＰＥＴフィルムとは逆の面にロックペイント社製のウレタンポリオール系接着剤を乾燥膜厚７μｍの厚みで塗布した後、厚み８０μｍの三菱樹脂製ポリプロピレンフィルムを接着層１０４として重ね合わせ、白ＰＥＴフィルム／アルミ箔（金属箔２）／ポリプロピレンフィルムよりなる積層体フィルム１００を作製した。次に白ＰＥＴフィルムが表となるように、作製した積層体フィルム１００を図４に記載したようなフィンの高さＨｓ＝４２ｍｍ、フィン幅Ｙ＝３８ｍｍ、Ｘ軸方向でのフィンのピッチＰｓｘ＝１０ｍｍの形状に手折加工し、更にフィン部分を圧着接合した後、平面視形状が３８ｍｍ×３８ｍｍとなる様に裁断した。次に厚さ１００μｍの黒体テープ（レック社製  ＴＨＩ−２Ｂ−５（熱放射率カタログ値＝０．９５））で覆い輻射層１０３を有する放熱構造部を作製し、実施例の放熱構造部とした。この放熱構造部を取り付けることで、放熱構造部の表面積は、フィンを有しない場合の同平面の面積の３．０倍となった。
【００８２】
［比較例１］
厚み２．０ｍｍ、Ｘ＝５０ｍｍ、Ｙ＝５０ｍｍの東洋アルミ社製Ａ１０５０のアルミ板３３に熱伝導テープ３２、放熱構造部を設置しない場合を比較例１とした。アルミ板表面の熱放射率は０．０９である。
【００８３】
［比較例２］
放熱構造部として、従来公知のアルミ鋳造品のヒートシンクをそのまま採用したものを比較例２とした。本アルミ鋳造品のヒートシンクは、三東化工社製３８ＳＱ３８Ｈ２０ＷＡであり、Ｘ＝３８ｍｍ、Ｙ＝３８ｍｍ、土台高さＨｂ＝４ｍｍ、放熱突起の高さＨｒ＝１６ｍｍ、放熱突起のＸ軸方向でのピッチＰｒｘ＝２ｍｍ、放熱突起のＹ軸方向でのピッチＰｒｙ＝２ｍｍであった。このアルミ鋳造品はアルマイト処理されており、ヒートシンクの熱放射率は０．８０である。又、放熱構造部の表面積は、特記を有しない場合の同平面の面積の３．０倍であった。
【００８４】
［簡易評価］
放熱効率を測定する目的で簡易評価装置にて放熱特性の測定を行った。簡易評価装置は、熱源に加熱電源より電流１．８Ａ、電圧２．１Ｖを加え加熱した。熱源の一方の面には、厚み２．０ｍｍで５０ｍｍ角のアルミ板を熱伝導テープを介して貼り付け、上記の実施例比較例の測定サンプルは、このアルミ板に、熱伝導テープ（日立マクセル社製ＳＬＩＯＮ  ＴＡＰＥ）を介して貼り付けた。又、熱源の他方の面には熱伝導テープ（日立マクセル社製ＳＬＩＯＮ  ＴＡＰＥ）を介して熱電対を貼り付け、熱電対による起電力をデータレコーダを介して記録装置に記録し９０分放置した後の測定値を温度に換算した。熱源は、３８Ｗの熱を発生し、単独での温度は、７５℃に到達した。簡易評価の結果を表１に記載する。
【００８５】
【表１】
2016015385.tif 000003
【００８６】
表１の結果より、何も加工していないアルミ面（比較例１）に対して、本発明に係る放熱構造部は、優れた放熱効果を示すことが明瞭となった。又、この放熱効果は、同一の表面積を持つアルミ鋳造品のヒートシンク（比較例２）よりも優れることが明瞭となった。
【符号の説明】
【００８７】
１、１Ａ          光反射板
１１              放熱構造部
１０２            金属箔
１０３            輻射層
１０４            接着層
１００            積層体フィルム
１１１            熱伝導体
１１２            放熱フィン
１２              反射部
１２１            光反射面
２                モジュール本体
２１              前面封止材層
２２              背面封止材層
２３              太陽電池素子
２４              透明前面基板
２５              裏面保護シート
１０、１０Ｂ      太陽電池モジュール
Ｈｓ              フィンの高さ
Ｐｓｘ            フィンのピッチ
Ｌ                入射光
【図１】
2016015385.tif 000004
【図２】
2016015385.tif 000005
【図３】
2016015385.tif 000006
【図４】
2016015385.tif 000007
【図５】
2016015385.tif 000008
【図６】
2016015385.tif 000009