JP2015179798A - 放熱構造体、及び放熱構造体を有する太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】輸送コスト、設置コストの軽減が可能な、軽量でありながら強靭で廉価であり、又、加工性が良好でありながら、高い放熱効率を有し、冷却性能の高い放熱構造体を得ることである。【解決手段】金属箔２の両面に少なくとも樹脂を含む輻射層３を設けた積層体からなる放熱構造体１であり、一枚の前記積層体を折り曲げることにより、少なくとも熱源１１に接触させる熱源接触面７を有する部位と、前記積層体の両面共に輻射層３が露出した部位である放熱フィン８を設けたことを特徴とする放熱構造体１とすることもできる。【選択図】図１

Description

本発明は、軽量で放熱効果に優れた放熱構造体に関するものである。本発明の放熱構造体は、例えばパーソナルコンピュータ、ゲーム機等に代表される電子機器に使用される発熱性電子機器等の放熱・冷却用のヒートシンクに限らず、放熱を必要とするあらゆる分野における放熱冷却に利用できる。特に太陽光発電に用いる太陽電池モジュールにおいて、その受光面とは反対側の面に配される太陽電池モジュール用の放熱構造体として適している。更に、該太陽電池モジュール用の放熱構造体を備えた太陽電池モジュールに関するものである。

使用時に発熱を伴う電子機器等の温度上昇を抑えるために、放熱・冷却手段には様々な工夫が施される。電子機器の発する熱を放熱する手段として、例えば電子機器にファンを取り付け、電子機器等の筐体内の空気の温度を下げる方法や、発熱素子に冷却体を取り付けることによって、その被冷却素子を冷却する方法等がある。冷却体としては、熱伝性の金属材、例えば板材、ブロック等があり、発熱素子からの熱を金属ブロックで受熱し、次いで、金属ブロックに取付けられた放熱フィンによって、放熱する。このような放熱フィンを備えたヒートシンクが、広く利用されている。

例えば、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おり、又、実用化されている。このような太陽電池発電においても発電効率の観点から太陽電池モジュールの放熱は重要な問題である。

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。太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。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。

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、これらを真空吸引して、封止材層を構成する樹脂の溶融温度以上で加熱する工程とプレス工程を経て、封止材層を溶融して貼り合わせることによって形成される。

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、温度の上昇に伴って、発電効率が低下することが知られている。温度の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。

このことは、太陽光発電が有利となるはずの太陽光が強い場所においては、同時に太陽光によって太陽電池モジュールが加熱されモジュールの温度が上昇するため、本来の発電効率が生かされない。このような現象は、本来、大きな電力が得られるはずの赤道に近い地域において、又、低倍率集光型太陽電池発電施設において特に顕著となる。

特許文献１には、太陽電池素子の背面側となる前記透明部材の内部若しくは外部に熱伝導率の高い伝熱部材を熱伝達可能に設けるとともに、ヒートパイプの加熱部を前記伝熱部材に熱伝達可能に取付け、更に、前記平板の外縁部に放熱部材を設け、この放熱部材に前記ヒートパイプの放熱部を熱伝達可能に取付けたことを特徴とする太陽電池モジュールが記載され放熱フレームに放熱フィンを形成し又ヒートポンプと組み合わせることで太陽電池素子の温度上昇による発電効率の低下を防ぐ発明が記載されている。

又、特許文献２には、太陽電池モジュールの下面には、熱を放散する放熱フィンを設けてなることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造が記載され、太陽電池モジュールを冷却して電圧抵抗を少なくすることが出来る太陽電池モジュールが開示されている。

又、特許文献３には、太陽電池モジュールの下面に、フィン付きの放熱シートを設けてなることを特徴とする太陽電池モジュールの設置構造が記載され、太陽電池モジュールを冷却して電圧抵抗を少なくすることが出来る太陽電池モジュールが開示されている。

又、非特許文献１には、太陽電池モジュールの受光面と反対の面にアルミニウム若しくはアルミニウム合金の鋳造品（以下「アルミ鋳造品」とも称する）を設けた太陽光発電施設の写真が記載されている。

特開平０９−１８６３５３号公報 特開平１１−０３６５４０号公報 特開２０００−１８３３７５公報

ＡＳＡＫＡＷＡ Ｈａｔｓｕｏ、"−メガソーラー建設報告 Ｐ４"、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００８年５月２７日、浅川太陽光発電所 − 八ヶ岳・北杜市大泉、［平成２４年２月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｔ８．ｎｅ．ｊｐ／〜ｓｕｎ／２００８／２００８０３２３．ｈｔｍｌ＞

従来、特許文献１、特許文献２に記載の発明のように、放熱構造体の一例である太陽電池モジュールのヒートシンクには、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謂えず、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、所謂熱がこもるという状態に陥るためである。

このような状態を避けるために、特許文献１では、ヒートパイプを設けている。又、特許文献２では、太陽電池モジュールを支持部材を介して、太陽電池モジュールの設置面に設置することで、太陽電池モジュールとセット面の間に空気が流通する通気層を設け、更に空気の流通のために通気孔や突起を設けるといった工夫を行っている。

このため、特許文献１、特許文献２、に記載の太陽光発電設備は、設置コストの上昇を招くものである。

又、特許文献３に記載の発明では、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、製造が難しく、又、フィン部分の強度に問題があった。

更に、非特許文献１に記載されているようなアルミ鋳造品のヒートシンクは、生産性が良いとは言えず比較的高価であり、更に、アルミ鋳造品のヒートシンクを設けた太陽電池モジュールは、重く、嵩張るものとなり、輸送コスト、設置コストの上昇を伴う。

本発明が解決しようとする課題は、輸送コスト、設置コストの軽減が可能な、軽量でありながら強靭で廉価であり、又、加工性が良好でありながら、高い放熱効率を有し、冷却性能の高い放熱構造体を得ることである。

以上の状況を鑑み、鋭意研究開発を進め、本願発明の請求項１は、金属箔の両面に少なくとも樹脂を含む輻射層を設けた積層体からなる放熱構造体であり、一枚の前記積層体を折り曲げることにより、少なくとも熱源に接触させる熱源接触面を有する部位と、前記積層体の両面共に輻射層が露出した部位である放熱フィンを設けたことを特徴とする放熱構造体である。

加えて、本願発明の請求項２は、少なくとも前記積層体の前記熱源接触面となる対面の一部に第一の接着層を設け、第一の接着層の両面には積層体が接するように折り曲げられたことを特徴とする請求項１に記載の放熱構造体である。

加えて、本願発明の請求項３は、少なくとも前記積層体の前記熱源接触面の一部に熱源と貼り合わせるための第二の接着層を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の放熱構造体である。

加えて、本願発明の請求項４は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する放熱構造体であって、太陽電池モジュールに設けることを目的とした太陽電池モジュール用の放熱構造体である。

加えて、本願発明の請求項５は前記太陽電池モジュールの太陽光入射面とは反対面に、請求項４に記載の放熱構造体を一つ以上設けたことを特徴とする太陽電池モジュールである。

本発明の放熱構造体は、輸送コスト、設置コストの軽減が可能な、軽量でありながら強靭で廉価であり、又、加工性が良好でありながら高い放熱効率を有し、優れた冷却性能を奏するものである。

図１は、本実施形態の放熱構造体の一例を示す斜視図である。 図２は、図１に示した本実施形態の放熱構造体の一例の説明図である。図２の（ａ）は図１の放熱フィン側から目視した際の平面視形状であり図２の（ｂ）は図２の（ａ）に図示したＡ−Ａ断面における断面図である。 図３は、図１、図２に示した本実施形態の放熱構造体の一例の説明図であり、図１、図２の熱源接触面（熱源側）から目視した際の平面視形状である。 図４は、本実施形態の放熱構造体が第二の接着層を介して設けられた熱源（太陽電池モジュール）の説明図である。 図５は、本実施形態の放熱構造体の第一の変形例の説明図である。図５の（ａ）は放熱フィン側から目視した際の平面視形状を示した図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に図示したＡ−Ａ断面における断面図である。 図６は、本実施形態の放熱構造体の第二の変形例の説明図である。図６の（ａ）は放熱フィン側から目視した際の平面視形状を示した図である。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に図示したＡ−Ａ断面における断面図である。 図７は、図６に示した本実施形態の放熱構造体の第二の変形例を成形するプロセスを説明した図面である。 図８は、比較例で使用したアルミ鋳造品のヒートシンクの説明図面である。（ａ）は、比較例で使用したアルミ鋳造品のヒートシンクの平面視形状である。（ｂ）は、図８の（ａ）に図示したＡ−Ａ断面における断面図である。 図９は、比較例で使用したアルミ鋳造品のヒートシンクの説明図面である。図８の（ａ）に図示したＢ−Ｂ断面における断面図である。 図１０は、ソーラーシュミレーターにて評価した際の太陽電池モジュールへの放熱構造体の設置状態を説明した図面である。図１０の（ａ）は、太陽電池モジュールの太陽光入射面と反対側の面から見た平面視形状であり図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。

以下、本願発明の実施形態について、図面を用いて以下に詳しく説明する。尚、本願発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本願発明の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。

「シート面」とは、シート状の放熱構造体１の熱源接触面７、若しくは、太陽電池モジュール５を全体的且つ大局的に見た場合において、その平面方向と一致する面のことを意味する。「シート面」は通常、シート状の放熱構造体１の熱源接触面７及び太陽電池モジュール５の表面に平行な面でもあり、図１においては、ＸＹ平面又はこれと並行な面となる。

「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に於いては、Ｚ（軸）方向）から見た形状のことを意味する。

［放熱構造体］
本実施形態において、放熱構造体１は、金属箔２の両面に少なくとも樹脂を含む輻射層３を設けた積層体からなる放熱構造体１であり、一枚の前記積層体を折り曲げることにより、少なくとも熱源１１に接触させる熱源接触面７を有する部位と、前記積層体の両面共に輻射層３が露出した部位である放熱フィン８を設けたことを特徴とする放熱構造体１である。

上記の要件を備えることにより、本実施形態の放熱構造体１は、輻射層３による放熱構造体１の単位表面積あたりの放熱効率の向上の効果と、放熱フィン８形成による表面積増大による放熱効率の向上の効果の相乗効果によって、高い放熱効率を有し、優れた冷却性能を発揮することができる。

金属箔２が、高い熱伝導性を担保するため、熱源１１から放熱部である輻射層３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。

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。

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、放熱フィン８となる積層体をロール状、又はシート状で保存若しくは輸送して、現場にて熱源１１に固定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、放熱フィン８は、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、巻き取ってロールとして保存若しくは輸送することもできる。従って、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。

又、放熱フィン８を形成する積層体は、市販の金属箔２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値することが出来る。従って、大面積向けの放熱構造体１の製造も容易である。

次に、図４を参照しながら、放熱フィン８の配置間隔（ピッチ）と、サイズ（高さ）について説明する。放熱フィン８のピッチＰｓｘ、放熱フィン８の高さＨｓ等の形状、は、放熱構造体１の設置する場所のスペース、希望する放熱能力によって設計すればよく、特に限定されないが、以下に説明する例を好ましい実施例として挙げることができる。

放熱フィンのピッチＰｓｘ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８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。

放熱フィンの高さＨｓ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、放熱フィン８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８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ことによって、放熱構造体を高い生産性で製造することができる。又、本実施形態の放熱構造体１は、薄く、加工性に優れる為、放熱フィン８のピッチＰｓｘ、放熱フィン８の高さＨｓは、同一のものを連続製造した上で、放熱フィン８を鋏等で切り取ることで高さを調整し熱分布の均一性を図ることも容易である。

又、特に、放熱構造体１を設置する熱源に均一な温度分布が求められる場合には、放熱フィン８のピッチＰｓｘについては、高温となる部位においては、放熱フィン８のピッチＰｓｘを相対的に小さくし、放熱フィン８の高さＨｓについては、相対的に高さを大きくし、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８のピッチＰｓｘを相対的に大きくし、放熱フィン８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。

放熱フィン８の形状については、矩形状等のプレート状に成型することが一般的である。但し、プレート形状の一部分に、複数のスリット（切れ込み）を入れる加工を施して、放熱フィン８を、短冊状に変形してもよい。これにより、放熱フィンの表面積を増大させて、放熱効果を更に高めることもできる。

放熱フィン８の取付け角度については、各放熱フィンが相互に平行であることが求められ、又、一般的には、シート面に対して垂直であればよい。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）に応じて、それぞれ別個に最適角度が異なるため、それぞれ個別に最適角度に調整して使用することが好ましい。放熱構造体１は、可撓性を有する樹脂や金属箔からなるものであるため、そのような取付け角度の柔軟な調整が容易である点において、従来のアルミ鋳造品等よりも優れた実用性を有するものである。

＜金属箔＞
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を示す。材質によって多少の相違はあるものの、厚みは、概ね３００μｍ以下である。本実施形態においては、熱源１１、若しくは、熱源接触面７からの熱を熱伝導にて放熱フィン８に移動、又は、放熱フィン８中を熱伝導にて移動し、熱源１１、若しくは、熱源接触面７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。

熱源１１、熱源接触面７、若しくは、熱源接触面７、から放熱部である輻射層３への熱の伝達の役割を、このような金属箔２に担わせることにより、従来のアルミ鋳造品からなるヒートシンクと比較して、軽量且つ廉価な放熱構造体１を実現できるとともに、鋳造では困難な軽量、且つ、大面積向けの放熱構造体１を製造可能である。又、折り曲げや、切断が容易な金属箔２を使用しているため、特殊な工具を用いることなく、加工の自由度が高い。

金属箔２の材質としては、熱源１１、熱源接触面７、若しくは、熱源接触面７から放熱部への熱の移動が迅速に行われる必要がある。即ち、熱伝導率が小さいと、熱源１１、熱源接触面７、若しくは、熱源接触面７から放熱部である輻射層３への熱の移動が妨げられ、輻射層３に十分放熱能力があったとしても熱源１１、熱源接触面７及びその近傍に熱量が集中する状態となり、熱源１１、熱源接触面７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ため好ましくない。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１１、熱源接触面７、若しくは、熱源接触面７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。

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。

本実施形態の金属箔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。

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。

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。

一方、本実施形態における金属箔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く。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。

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」とも称する）が好ましく用いることが出来る。このようなアルミ箔は、市場において容易に入手可能である。更に、市場において入手可能なアルミ箔は、本実施形態において、好適に使用することが出来る。

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、同様の放熱効果を奏する放熱構造体を得ることができる。

＜輻射層＞
上述したような、熱伝導率に優れる金属箔２は、熱伝導によって熱を移動する特性には優れるものの、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、材質に因るものの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。

このように、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。即ち、放熱フィン８が金属箔２のみによって形成されている場合、金属箔２により、熱源１１、熱源接触面７、若しくは、熱源接触面７から放熱フィン８へ熱が運ばれるものの、放熱フィン８の外部への放熱は、十分になされているとは言えず、放熱フィン８の温度は上昇し、温度が熱源に近づくにつれ、熱源、熱源接触面７、若しくは、熱源接触面７から放熱フィン８への熱の移動も滞る。これは、放熱が効率的に行われない、所謂熱が籠る状態となってしまう。

本実施形態においては、金属箔２の両面に少なくとも１層以上の樹脂を含む輻射層３を設けることにより放熱フィン８から外部への熱輻射が大幅に増加することにより、放熱構造体１は効率的に放熱することが可能となる。

本実施形態において輻射層３は、少なくとも樹脂を含んでいる。本実施例において樹脂は、高分子とも言われ、放射率は低いものでも０．４以上あり金属に比べて輻射による放熱性に優れる。即ち、本実施形態における輻射層３は、熱放射率が０．４以上の層と言い換えることが出来る。

輻射層３の材質としては、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。金属箔２の両面に形成される輻射層３は、互いに同じ材質で形成されていてもよいし、それぞれ異なる材質で形成されていてもよい。

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）等の汎用樹脂が使用可能である。

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可能である。

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。

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。

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ＳｉＺｒＯ_４、Ｃｒ_２Ｏ_３、酸化鉄系無機顔料等が使用できる。

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してもよい。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。輻射層として形成したい材料の選択に合わせて選択すればよい。

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。

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）等が好適である。

輻射層３は金属箔２に比べて熱伝導性に劣るため、厚くなると熱の伝達を阻害して放熱効率が悪くなる。又、厚くなると、柔軟性が低下して、形状追従性の低下や、形状付与が困難になるため好ましくない。従って、輻射層３の厚みは、１５０μｍ以下であることが好ましい。

又、輻射層３を形成する上記樹脂は、金属箔よりも、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。

＜接着層＞
本実施形態の放熱構造体１は、積層体の熱源接触面７となる対面の一部に第一の接着層４を、又、少なくとも積層体の熱源接触面７の一部に熱源１１と貼り合わせるための第二の接着層６を形成してもよい。

図６、図７に記載したような放熱構造体１の形態を安定して維持するために、固定する手段としては、接着剤、ロウ付け、ねじや治具による固定手段を用いることが可能である。放熱構造体１の熱源接触面７となる対面の一部に接着層を設け、着層の両面には積層体が接するように折り曲げ接着する形態とすることが簡便であり、量産化に対応しやすく、且つ、軽量化を維持する点で好ましい。本接着層を第一の接着層４と呼称する。

又、本実施形態の放熱構造体１は、熱源１１と放熱構造体１の熱源接触面７を固定する手段としては、接着剤、ロウ付け、ねじや治具による固定手段を用いることが可能である。熱源接触面７は、熱が伝わりやすい固定手段で固定さえていることが望ましい。工程の簡便性、量産化に対応しやすく、熱源１１に新たに加工を加える必要がない点で接着剤による固定が好適である。このように、熱源１１と放熱構造体１の熱源接触面７を接着剤で固定するにあって、放熱構造体１の熱源接触面７となる対面の一部に接着層を設けることでき、このような接着層を第二の接着層６と呼称する。

第一の接着層４、第二の接着層６は、いずれも、熱、電磁波、硬化剤、等により経時的硬化する高分子の接着剤に、熱伝導向上のため金属粉末や無機物の粒子を添加した、熱伝導性接着剤使用する場合を例示することが出来る。

第一の接着層４、第二の接着層６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。

第一の接着層４、第二の接着層６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望ましい。

第一の接着層４、第二の接着層６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。第一の接着層４、第二の接着層６は、厚く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の厚みは１５０μｍ以下であることが好ましい。

又、第一の接着層４、第二の接着層６は、輻射層３のいずれか一面、若しくは両面に接着性を有する樹脂材料を用いることで輻射層３に接着性を持たせ輻射層としての機能と接着層としての機能を合わせ持つ層として形成することもできる。このような構成とすることで、製造コストを抑えることが可能となると同時に放熱構造体１をより軽量化することが可能となる。

ここで、第一の接着層４、第二の接着層６の材料は、同一の材料としてもよく、又、異なる材料としてもよい。例えば、同一の熱融着型接着剤とすれば、第一の接着層４、第二の接着層６による接着工程を一工程で実施できるメリットがある。

更に第一の接着層４、第二の接着層６の材料を異なる条件で接着するように選択することで、第一の接着層４を固定した状態で、輸送や保管を行い、そののちに第二の接着層６にて熱源１１に放熱構造体１を固定する。若しくは、第二の接着層６により熱源１１に積層体を固定した状態で、輸送や保存を行い、設置場所において折り曲げにより成形する際に第一の接着層４により固定する。といったことも可能である。

＜その他の層＞
本実施形態において、熱源１１の放熱構造体１を設ける表面に熱伝導体による熱均等化層（図示せず）を設けてもよい。熱均等化層は、熱源１１から放熱構造体１に熱を伝達するとともに、放熱構造体１が存在していない部分から放熱構造体１が存在している部位に熱を移動し、熱源の温度分布を均一にするとともに、熱源表面の平面方向での熱の移動を助け、全体として効率的な放熱を実現する目的で設けられる。特に熱源接触面７が、熱源１１表面に離散して設けられている場合に効果的である。

従って、熱均等化層を形成する場合は、熱伝導性が優れた材料で形成することが好ましい。放熱構造体１への熱の供給を考慮すると放熱構造体１を形成する金属箔２に近い熱伝導率、若しくは金属箔２以上の熱伝導率を有していることが望ましく、熱伝導率が、１０Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以上であることがより望ましい。

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、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。

本実施形態の熱均等化層の形成材料としては、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。

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。

更に、熱均等化層の熱源１１と反対の面に、輻射層３と同様の層を設けることで熱源接触面７の対面からの放熱の増加が期待でき、全体の放熱効率を向上させることが可能である。又、熱均等化層が金属箔からなる場合には、輻射層３を設けることで熱均等化層の腐食や砂埃等による傷つきや研磨を防ぎ、耐久性、耐候性を向上することもできる。

もちろん、放熱構造体１を形成する金属箔２と同じ材料を流用してもよく、金属箔２の両面に輻射層３を設けた、放熱構造体１形成用の材料を転用することも可能である。

又、熱源１１の放熱構造体１を形成したい表面が熱伝導性に優れている場合には、熱源１１の表面を熱均等化層とみなすこともできる。即ち、熱源１１の放熱構造体１を形成したい表面が、必要とされる放熱性能を得るにあたって、放熱構造体１への熱の移動量が十分確保できるのであれば、放熱体に直接、放熱構造体１を設置することで本実施形態の放熱構造体１を形成することもできる。

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。

又、本実施形態の放熱構造体１は、放熱フィン８の最外層、即ち、輻射層３うち放熱フィンを形成する部分の表面に、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。

自浄層は、放熱フィン８の最外層に、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、放熱フィン８の最外層のセルフクリーニング機能の発現が可能となる。

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。

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み合わ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。

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。

又、放熱構造体１においては、放熱フィン８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。

＜折り曲げによる形状付与＞
本実施形態において折り曲げによる形状付与により、一例として、図１〜図３に記載したように、金属箔２に輻射層３を設け必要に応じて接着層４を形成した積層体を、一枚の積層体を折り部９で折り曲げることにより、少なくとも熱源に１１接触させる熱源接触面７を有する部位と、積層体の両面共に輻射層３が露出した部位である放熱フィン８を設ける。

図１〜図３に記載の放熱構造体１の場合には、熱源接触面７と放熱フィン８の境界部を折り部９として、ほぼ９０度に折り曲げることにより熱源接触面７と放熱フィン８を形成している。このような形状の折り工程の機械化が容易であり連続加工も可能である。又、手作業による折り曲げも容易であり、多様な形状の放熱構造体１が求められる場合にも容易に対応可能である。

熱源接触面７は、熱源１１に接触することで熱源１１から放熱構造体１への熱の移動を制御するとともに、熱源１１の熱源接触面７が形成されている部位での温度の均一性を保つのに役立っている。従って、図４のように、熱源１１に放熱構造体１を設けた際に、温度の均一性が求められる場合には、隣接する放熱構造体１の熱源接触面７が極力近接するように、若しくは重なり合うように設けることが好ましい。

図４に示した様な実施形態においては、熱源１１への設置手段としては、図４ように熱源接触面７に第二の接着層６が設けられている場合には、第二の接着層６が熱溶融接着型の場合や、熱硬化型の場合は、熱圧着で実現可能であり、感圧接着（粘着）型の場合は、圧着することで密着することが可能である。密着のタイミングとしては、熱源１１に放熱構造体１を取り付ける際が好適である。

又、放熱構造体１を熱源１１に取り付けるその他の手段として、放熱構造体１を平坦化した第二の接着層６を介して、所謂「水貼り」によって、熱源１１に積層及び接着することもできる。具体的には、水、或いは、界面活性剤等の好適な添加剤が混合された水溶液（又は、懸濁液）を間に介在させた状態で、放熱構造体１を熱源の設置箇所に重ね合わせていくことにより、空気等の異物の混入を防止しながら、放熱構造体１を熱源１１に積層及び接着することができる。

熱源接触面７に第二の接着層６がもうけられていない場合には、ビス止めや、ねじによる固定、ナットによる固定、治具による固定等物理的な固定手段を用いてもよい。

本実施形態における形状付与後の放熱構造体１を図１〜図３に示す。本実施形態における放熱構造体１は、このような折り曲げによって、形状付与することによって、放熱突起がフィン形状に形成され、表面積の増大効果によって、放熱性能が向上する。このような放熱フィンのピッチＰｓｘ、放熱フィンの高さＨｓ等の形状は、上述の通り、放熱構造体１の設置する場所のスペース、希望する放熱能力によって設計すればよい。

［変形例］
本実施形態の変形例として図５から図６に記載したように、放熱フィン８を形成する積層体に折り加工を施し形状付与してもよい。このように、形状を付与することで、フィンの機械的強度が向上するとともに、放熱フィンの表面積が増加することによって放熱効率を一層向上させることが出来る。

図５は、第一の変形例を図示しており、熱源接触面７の両側に折り部を設けることで、熱源接触面７を挟んで表側に放熱フィン８を設けることで、高密度に放熱フィン８を形成する場合に適した放熱構造体１とすることが出来る。

又、図６は、第一の接着層４を設けた形態であり、第一の接着層を包むように折り曲げることにより、形状維持性に優れた放熱構造体１とすることが出来る。

又、図６に記載の第二の変形形態は、図７の（ａ）に図示したように両面に輻射層３を設けた金属箔２の所定の部位に第一の接着層４、第二の接着層６を設け（図７の（ｂ）に図示）、図７の（ｃ）に図示したように第一の接着層の両面に積層体が接するように折り部９で折り曲げた状態、若しくは、図７の（ｄ）に図示したようにこの状態で熱源１１に第一の接着層４にて貼り合わせた状態まで機械化で製造可能であり、前記形態、若しくは、前記形態で巻き取った形状での保管や輸送が可能である。

図７の（ｅ）に図示したように放熱フィン８を立ち上げるように折り曲げることで放熱構造体１を形成する場合に、放熱フィン８を立ち上げるように折り曲げ時にかかるストレスが第一の接着層４により形成された接着部に掛かるため、第二の接着層６で剥離したり、熱源１１に無理な力がかかったりし難い。従って、保存や輸送時に嵩張らない放熱構造体１若しくは、放熱構造体１を設けた熱源１１を実現するのに好ましい形態である。更にこのような形状の折り加工は、機械によって高速、且つ、廉価に大量生産する場合に適している。

［太陽電池モジュール用の放熱構造体］
本実施形態における放熱構造体１は、図４〜図６に示した様に、太陽電池モジュールの太陽光入射面１０と反対側の面に設けることにより太陽電池モジュール用の放熱構造として好適に使用することが出来る。これは、現在使用されているアルミ鋳造品のヒートシンクにと比較して、同一の放熱性能とした場合にも、放熱構造体１の自体のコストが大幅に削減できるのみならず、太陽電池モジュール５の製造プロセス、使用環境等の点で親和性が非常に高いことによる。

太陽電池モジュール向けの放熱構造体１の一例としては、金属箔２としてアルミ箔が好適であり、輻射層３として耐熱性ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン若しくは、フッ素樹脂、接着層４としてポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンを用いた放熱構造体１を例示できる。

更に具体的には、輻射層３としては、ポリフッ化ビニル樹脂フィルム（ＰＶＦ）であるデュポン株式会社製 テドラー（Ｔｅｄｌａｒ）フィルム（登録商標）、テトラフルオロエチレン（Ｃ_２Ｆ_４）とエチレン（Ｃ_２Ｈ_４）の共重合体である旭硝子株式会社製 Ｆｌｕｏｎ ＥＴＦＥ ＦＩＬＭに代表される２０μｍ〜４０μｍのフッ素樹脂フィルムをウレタンポリオール系接着剤を用いてドライラミネートで貼り合わせて形成可能である。又、ＢＡＳＦジャパン株式会や大日精化工業株式会社、日本ペイント株式会社及びダイキン工業株式会社等で販売されているアクリル／フッ素コート材を乾燥膜厚で５μｍ〜１００μｍに塗布することで形成してもよい。

又、輻射層３としては、東レ株式会社製 ＭＸフィルム、帝人株式会社製 ＶＷフィルムに代表される５０μｍの耐熱性の白色ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせることによっても形成することが出来る。更に、輻射層３としては、東レフィルム加工社製ＯＰＰフィルムに代表される５０μｍ程度のポリプロピレンフィルムを貼り合わせることによっても形成することが出来る。ポリプロピレンフィルムは熱放射率とともに、アルミ箔の腐食防止効果も特に優れている。そして、接着剤を用いて上記フッ素樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムを各種重ね合わせて使用よい。このように、輻射層３として種々のフィルムを用いることができるが、ＲＴＩ値の高いフィルムを用いる方が好ましい。

金属箔２としては、東洋アルミ社製Ｅ−ＦＯＩＬに代表される厚み６μｍ〜２００μｍのアルミ箔を貼り合わせることによって形成することが出来る。

更に、三菱樹脂株式会社製 Ｇ−ＰＥＴ、帝人デュポンフィルム株式会社製 ＥＰ／ＡＰフィルム、ＳＫＣ社製 ＳＲ５５、に代表される一般グレードのポリエチレンテレフタレートフィルムを放熱構造体１の強度を考慮して金属箔２と接着層４の間に形成してもよい。

接着層４の材料としては三菱樹脂株式会社製 アートプライに代表される８０μポリエチレン・ポリプロピレン共重合体フィルムの貼り合わせにより形成することが出来る。又、ユニチカ株式会社 アローベース、ＤＩＣ株式会社製 ＤＩＣＳＥＡＬ ＨＳ シリーズ、東洋インキ製造株式会社製 ダイナレオに代表されるオレフィン樹脂コート材を乾燥膜厚で１μｍ〜１００μｍ塗布・乾燥することで形成してもよい。

上記の積層材を折り加工にて図４、図５、図６に記載したように折り曲げ加工にて形状付与した後、太陽電池モジュール５と熱融着することによって、太陽電池モジュール用の放熱構造体を有する太陽電池モジュール５とすることが出来る。又、積層体を太陽電池モジュール５を熱融着した後に折り曲げ加工にて形状を付与してもよい。

本実施形態における放熱構造体１は、アルミ鋳造品のヒートシンクと比較して、廉価に製造できる上、放熱効率に優れきわめて軽量である。更に、表面が樹脂を含む輻射層３で覆われているため、屋外に設置される太陽電池モジュールに要求される砂や埃による摩耗や、腐食から保護され長期間の使用に耐える太陽電池モジュール用の放熱構造体１としてきわめて好都合な特性を有する。

又、従来のアルミ鋳造品のヒートシンク４０では、重量や強度コストの面から２０ｃｍ四方より大きな面に使用するのは現実的ではなかったが、本実施形態の放熱構造体１は、メートルサイズであっても軽量、且つ、ローコストで製造可能であることから、太陽電池モジュールに好適である。

更に、太陽電池モジュール５は、太陽電池素子が存在する部位と太陽電池素子が存在しない部位で表面にわずかな凹凸を生じているが、本実施形態における放熱構造体１は、アルミ鋳造品のヒートシンクを備えた太陽電池モジュールと比較して柔軟性があるため、隙間なく密着することが出来るため太陽電池モジュール５から放熱構造体１への熱の受け渡しに優れる。

又、太陽電池モジュール５においては、温度の均一性が悪いと、発電効率が低下することが知られており、鋏等で放熱突起の高さを容易に調整し温度の均一性が容易に得られる本実施形態の太陽電池モジュール用の放熱構造体１は非常に適している。

又、上記の様な構成で図７（ｃ）に記載したように折り曲げにて形状付与した後、太陽電池モジュール５を作製する際、太陽電池モジュール５の太陽光入射面と反対の面と放熱構造体１の第二の接着層６を向き合わせての真空ラミネートすることにより同時に放熱構造体１の接着層との熱融着による貼り合わせが実現でき、製造コストを更に削減することが出来る。太陽電池モジュールの設置現場にて放熱突起を起こすことにより図７（ｅ）に記載したような太陽電池モジュール用の放熱構造体を有する太陽電池モジュールとすることで、太陽電池モジュール用の放熱構造体を有する太陽電池モジュールの輸送時、保存時の省スペース化が実現できる為、軽量化により設置治具の耐荷重設計が緩和されることと相まって設置コストの大幅の低減が可能である。

又、太陽電池モジュール５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、太陽光入射面側と反対面に熱伝導体として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５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。

又、太陽電池モジュール５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み合わせからなる合金や、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。

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。

本実施形態における太陽電池モジュール用の放熱構造体１を有する太陽電池モジュール５は、太陽電池発電全般に好適に用いることが出来るが、特に太陽電池モジュールの温度の上昇が顕著な低倍集光型太陽光発電装置に使用される太陽電池モジュールにおいて効果が顕著である。

［実施例１］
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２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２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４として重ね合わせ、白ＰＥＴフィルム（輻射層３）／アルミ箔（金属箔２）／ポリプロピレンフィルム（接着層４）よりなる積層フィルムを作製した。次に平面視形状が３１ｍｍ×３８ｍｍとなる様に裁断し、放熱フィン８の形状２１ｍｍ×３８ｍｍ、熱源接触面７の形状１０ｍｍ×３８ｍｍとなるように直角に折り曲げ、図１、図２、図３に示すような実施例１の放熱構造体１とした。

［実施例２］
輻射層３として厚み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）の表面に、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２である厚み４０μｍのアルミ箔の両面にドライラミネートし、白ＰＥＴフィルム（輻射層３）／アルミ箔（金属箔）／白ＰＥＴフィルム（輻射層３）よりなる積層フィルムを作製した。次に、得られたフィルムを１０４ｍｍ×３８ｍｍ角にカットし、一方の面に長軸の両端の２６ｍｍ部分からユニチカ株式会社製 接着剤アローベースを塗布し、基板に対する第一の接着層４とするとともに、反対面の長軸両端の２１ｍｍから幅５ｍｍでロックペイント社製のウレタンポリオール系接着剤を塗布し第二の接着層６とした。両端から２１ｍｍの部分で折り曲げ、第一の接着層４で結着させた後、更に接着剤未塗布部分を垂直に折り曲げる事で放熱フィン８を形成し、図７の（ｅ）で示すような実施例２の放熱構造体１とした。

［比較例１］
図８、図９に記載したような形状のアルミ鋳造品のヒートシンクを比較例１とした。本アルミ鋳造品のヒートシンクは、アルマイト処理された三東化工社製の鋳造式ヒートシンク、３８ＳＱ３８Ｈ２０ＷＡ（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。

［ソーラーシミュレーターによる評価］
太陽電池モジュールに放熱構造体を設けた際に効果をソーラーシュミレーターにて評価した。使用したソーラーシュミレーターは、三永電気製作所社製ＸＥＳ−１８０ＳＩであり、１０００Ｗ／ｍ^２の照射量で９０分間測定した。下記表１に記載のモジュール温度は、照射後４０分経過時から９０分経過時までの太陽電池モジュールの中央部の平均温度である。この時、測定サンプルは、１３０ｍｍ×１３０ｍｍの太陽電池モジュールの太陽光入射面１０の反対面（バックシート）に図１０に記載したように上記記載の３８ｍｍ×３８ｍｍの放熱構造体５つを熱伝導テープを介し貼り付けたものである。アルミ鋳造品のヒートシンク（比較例１）と本実施形態の放熱構造体（実施例１、実施例２）の測定結果を表１に記載する。なお、ＲＥＦは放熱構造体をつけていない太陽電池モジュールの値である。

本実施形態の放熱構造体は、様々な熱源の冷却用途に使用できる。特に、大面積、軽量化を必要とする用途に好適に使用でき、屋外での用途にも高い耐久性を示す適用できる。

１ 放熱構造体
２ 金属箔
３ 輻射層
４ 第一の接着層
５ 太陽電池モジュール
６ 第二の接着層
７ 熱源接触面
８ 放熱フィン
９ 折り部
１０ 太陽光入射面
１１ 熱源
３２ 熱伝導テープ
４０ アルミ鋳造品のヒートシンク
Ｈｓ （本実施形態における）放熱フィンの高さ
Ｈｒ （比較例における）放熱突起の高さ
Ｈｂ （比較例における）土台高さ
Ｐｓｘ （本実施形態における）Ｘ軸方向での放熱フィンのピッチ
Ｐｒｘ （比較例における）放熱突起のＸ軸方向でのピッチ
Ｐｒｙ （比較例における）放熱突起のＹ軸方向でのピッチ

Claims (5)

1. 金属箔の両面に少なくとも樹脂を含む輻射層を設けた積層体からなる放熱構造体であり、一枚の前記積層体を折り曲げることにより、少なくとも熱源に接触させる熱源接触面を有する部位と、前記積層体の両面共に輻射層が露出した部位である放熱フィンを設けたことを特徴とする放熱構造体。
2. 少なくとも前記積層体の前記熱源接触面となる対面の一部に第一の接着層を設け、第一の接着層の両面には積層体が接するように折り曲げられたことを特徴とする請求項１に記載の放熱構造体。
3. 少なくとも前記積層体の前記熱源接触面の一部に熱源と貼り合わせるための第二の接着層を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の放熱構造体。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する放熱構造体であって、太陽電池モジュールに設けることを目的とした太陽電池モジュール用の放熱構造体。
5. 前記太陽電池モジュールの太陽光入射面とは反対面に、請求項４に記載の放熱構造体を一つ以上設けたことを特徴とする太陽電池モジュール。

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