Top > Search of Japanese Patents > SOLAR ENERGY USING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

SOLAR ENERGY USING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

Patent code P08A013296
File No. 263-619
Posted date Apr 4, 2008
Application number P2006-165034
Publication number P2007-333291A
Patent number P5331977
Date of filing Jun 14, 2006
Date of publication of application Dec 27, 2007
Date of registration Aug 9, 2013
Inventor
  • (In Japanese)小川 一文
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 香川大学
Title SOLAR ENERGY USING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar energy using device capable of improving the solar energy using efficiency and preventing time degradation due to aging caused by soil, and a method of manufacturing the same.
SOLUTION: The solar energy using device is characterized by the surface of a transparent base material 1 on the incident light side covered with water-repellent and oil-repellent transparent fine particles 5 bonded/fixed to the surface. The method of manufacturing the solar energy using device comprises a process A of manufacturing reactive transparent fine particles 9, with a first functional group at one end; a process B of manufacturing a reactive transparent base material 4, with a second functional group at one end which reacts to the first functional group to form covalent binding; a process C of manufacturing a transparent base material 10, with the reactive transparent fine particles 9 bonded and fixed to the surface by making the reactive transparent fine particles 9 contact and react to the reactive transparent base material 4; and a process D of forming a water-repellent and oil-repellent coating film 16 on the surface of the transparent fine particles 5 bonded/fixed to the surface of the transparent base material 10.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


一般に、屋外に設置された太陽電池の発電効率や太陽熱温水器、温室等の集熱効率が、大気中の粉塵や雨による汚れにより経年劣化することはよく知られている。
一方、フッ化炭素基含有クロロシラン系の吸着剤と非水系の有機溶媒よりなる化学吸着液を用い、液相で化学吸着して単分子膜状の撥水撥油防汚性の化学吸着膜単分子膜を形成できることは、すでによく知られている(例えば、特許文献1参照)。



このような溶液中での単分子膜の製造原理は、基材表面のヒドロキシル基等の活性水素とクロロシラン系の吸着剤のクロロシリル基との脱塩酸反応を用いて単分子膜を形成することにある。



【特許文献1】
特開平4-132637号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、耐久性があり、高性能な離水性(滑水性ともいう)があり、かつ入射光の表面反射低減効果があり、撥水撥油性の透明微粒子が光入射側透明基材の表面に形成された太陽電池、太陽熱温水器、温室等の太陽エネルギー利用装置とその製造方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
光入射側透明基材の表面が該透明基材の表面に結合固定され、大きさが100nm以下の撥水撥油性の単層の透明微粒子層で覆われている太陽エネルギー利用装置であって、
前記透明微粒子の表面の一部には、一端に第1の官能基を有し、他端で前記透明微粒子の表面に結合した第1の膜化合物が結合しており、
前記透明基材の表面の一部には、一端に前記第1の官能基と反応し共有結合を形成する第2の官能基を有し、他端で前記透明基材の表面に結合した第2の膜化合物が結合しており、
前記透明微粒子は、前記第1の官能基と前記第2の官能基との反応により形成された共有結合によって前記透明基材の表面に結合固定されており、
前記第2の膜化合物が結合固定された前記透明微粒子の表面には、前記第2の官能基と反応し共有結合を形成する第3の結合基を一端に、撥水撥油性基を他端に有する撥水撥油性化合物が表面に結合固定されていることを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項2】
 
請求項1記載の太陽エネルギー利用装置において、前記透明微粒子が撥水撥油性被膜で覆われていることを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項3】
 
請求項2記載の太陽エネルギー利用装置において、前記撥水撥油性被膜が前記透明微粒子の表面に共有結合していることを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項4】
 
請求項2又は3に記載の太陽エネルギー利用装置において、前記撥水撥油性被膜が-CF3基を含むことを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項5】
 
請求項4記載の太陽エネルギー利用装置において、前記第1及び第2の膜化合物は、Siを介して、それぞれ前記透明微粒子及び前記透明基材の表面に共有結合していることを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項6】
 
請求項4又は5に記載の太陽エネルギー利用装置において、前記撥水撥油性被膜、前記第1の膜化合物、及び前記第2の膜化合物のいずれか1つ又は2つ以上が単分子膜であることを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項7】
 
請求項4~6のいずれか1項に記載の太陽エネルギー利用装置において、前記第1及び第2の官能基の一方がエポキシ基、他方がアミノ基又はイミノ基であることを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項8】
 
光入射側透明基材の表面が該透明基材の表面に結合固定され、大きさが100nm以下の撥水撥油性の単層の透明微粒子層で覆われている太陽エネルギー利用装置であって、
前記透明微粒子は、焼結により前記透明基材の表面に結合固定されており、
前記透明微粒子の表面には、前記透明微粒子の表面官能基と反応し共有結合を形成する第4の結合基を一端に、撥水撥油性基を他端に有する撥水撥油性化合物が表面に結合固定されていることを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項9】
 
請求項1~8のいずれか1項に記載の太陽エネルギー利用装置において、前記透明微粒子が透光性のシリカ、アルミナ、又はジルコニアからなる群より選択されるものであることを特徴とする太陽エネルギー利用装置。

【請求項10】
 
透明微粒子と、一端に第1の官能基を有し、他端に前記透明微粒子の表面基と反応して結合を形成する第1の結合基を有する第1の膜化合物とを反応させ、前記第1の膜化合物が前記第1の結合基を介して表面に結合した反応性透明微粒子を製造する工程Aと、
太陽エネルギー利用装置の透明基材と、一端に前記第1の官能基と反応して共有結合を形成する第2の官能基を有し、他端に前記透明基材の表面基と反応して結合を形成する第2の結合基を有する第2の膜化合物とを反応させ、前記第2の膜化合物が前記第2の結合基を介して表面に結合した反応性透明基材を製造する工程Bと、
前記反応性透明微粒子と前記反応性透明基材とを接触させ、前記第1の官能基と前記第2の官能基との反応により共有結合を形成させて前記反応性透明微粒子を前記透明基材の表面に結合固定させる工程Cと、
前記透明基材の表面に結合固定された透明微粒子と、前記第2の官能基と反応し共有結合を形成する第3の結合基を一端に、撥水撥油性基を他端に有する撥水撥油性化合物とを反応させ、前記透明微粒子の表面に撥水撥油性被膜を形成する工程Dとを含むことを特徴とする太陽エネルギー利用装置の製造方法。

【請求項11】
 
請求項10記載の太陽エネルギー利用装置の製造方法において、前記工程A~Dのいずれか1つ又は2つ以上の後において、余分な化学吸着液を洗浄除去することを特徴とする太陽エネルギー利用装置の製造方法。

【請求項12】
 
請求項10又は11に記載の太陽エネルギー利用装置の製造方法において、前記第3の結合基がトリクロロシランであり、前記工程Dにおいて、前記撥水撥油性化合物と前記透明微粒子との反応はシラノール縮合触媒の存在下で行われることを特徴とする太陽エネルギー利用装置の製造方法。

【請求項13】
 
請求項12記載の太陽エネルギー利用装置の製造方法において、ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、及びアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1又は複数の助触媒を前記シラノール縮合触媒と共に用いることを特徴とする太陽エネルギー利用装置の製造方法。

【請求項14】
 
請求項10~13のいずれか1項に記載の太陽エネルギー利用装置の製造方法において、前記透明基材がガラスであり、前記工程Cの後、酸素を含む雰囲気下で前記透明微粒子が結合固定された透明基材を焼結して有機物を全て除去し、前記透明微粒子を前記透明基材上に直接固定させる工程Eを更に含み、前記工程Dにおいて、前記第3の結合基を一端に、撥水撥油性基を他端に有する撥水撥油性化合物の代わりに、前記透明微粒子の表面官能基と反応し共有結合を形成する第4の結合基を一端に、撥水撥油性基を他端に有する撥水撥油性化合物を用いることを特徴とする太陽エネルギー利用装置の製造方法。

【請求項15】
 
請求項14記載の太陽エネルギー利用装置の製造方法において、前記焼結を400℃以上かつ前記透明基材及び前記透明微粒子の溶融温度未満の温度で行うことを特徴とする太陽エネルギー利用装置の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2006165034thum.jpg
State of application right Registered
Shikoku TLO is introducing the seeds of 4 inside 20 university and a technical college. Please ask to the following about the detailed contents of seeds. I am waiting for an inquiry.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close