JP2010541265A - 複合材ゲッター系を含むポリマー３層体を用いた光起電性パネルの製造方法 - Google Patents
複合材ゲッター系を含むポリマー３層体を用いた光起電性パネルの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は薄膜光起電性パネルの製造方法に関しており、ポリマー３層体によって構成された封止手段を使用しており、このポリマー３層体は内部にＨ２Ｏ吸収材料が分散されていて、低いＨ２Ｏ透過率を備えたポリマーで構成されている複合材ゲッター系、および２つの外側のポリマー層を含んでおり、該２つの外側のポリマー層はその間に複合材ゲッター系を備えている。また、本発明は光起電性パネルの製造のためのポリマー３層体に関する。
【選択図】図１Ａ
【選択図】図１Ａ
Description
本発明は、Ｈ２Ｏ吸収のための複合材ゲッター系を含むポリマー３層体による光起電性パネルの製造方法に関する。
用語、光起電性およびソーラーは、同じかまたは同等の種類の装置（パネル、セル）を表すのに用いることができ、また技術的に同等と考えられるべきものであるが、しかしながら以下の説明では光起電性パネルの用語が好ましく用いられる。
光起電性パネルは、太陽エネルギーを電気エネルギーへと変換するための１つまたはそれ以上の光起電性要素（いわゆるセル）から構成される。用語、光起電性セルは、単一の活性要素を指しており、これは光放射を電気エネルギーに変換する要素であり、一方で光起電性パネルは最終製品を指しており、これは適切に相互連結された光起電性セルのセットであり、電気接続を与えられており、そして最終的に被包されている。光起電性パネルは、また当技術分野においてしばしば光起電性モジュールという用語で称されることがあるが、１つ超の光起電性セルを含むことができる（光起電性セルの数は５０〜１５０の範囲であることができる）。通常は、薄膜パネルでは、セルの数は約８０である。
多くの種類の光起電性セルがある。最近開発されているそれらの中では、薄膜光起電性セルが、それらの変換効率および工業的な実現可能性から、特に興味深い。これらのセルでは、活性要素は（ガラスの、金属の、またはプラスチックの）基材上に膜の形態で堆積されており、そして単結晶もしくは多結晶シリコン光起電性セルの場合のような、高価な細片もしくは薄片の形態では存在しない。これらのセル中には、金属被覆（metallizations）が活性要素と接触して存在しており、セルをそのように相互連結し、またそれらによって発生された電流を流す機能を有している。
光起電性セルの最も興味深い類型の中に、カドミウム−テルル、アモルファスケイ素、ガリウムおよび硫黄を添加された銅−インジウム−セレンを主成分とするセル、およびガリウムヒ化物を主成分とするセルがある。光起電性セルの異なる類型についての更なる情報およびそれらの機能が、２００２年の「世界の気候およびエネルギー行事（World Climate & Energy Event）」で発表されたWronskiらの「アモルファスケイ素を主成分とする太陽電池セル技術の進展（Progress in Amorphous Silicon Based Solar Cell Technology）」の記事の中に、２００３年に「ＮＣＰＶおよびソーラー概観集会（NCPV and Solar Review Meeting）」で発表されたBolko von Roedernの「アモルファスおよび結晶薄膜シリコン太陽電池セル事業の現状（Status of Amorphous and Crystalline Thin-Film Silicon Solar Cell Activities）」の記事中に、またRomeoら、薄膜Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２およびＣｄＴｅ太陽電池セルの進展（Development of Thin-Film Cu(In,Ga)Se2 and CdTe Solar Cells）、光起電における進歩：研究と応用（Progress in Photo voltaics: Research and Application）、２００４年、第１２巻、ｐ．９３−１１１の記事中に見出すことができる。
太陽電池パネルの最終的な構造は、相当に標準化されており、また光起電性セルの特定の種類には依存せず、また光起電性要素を閉じ込め、また封入する２つの、ガラスもしくはプラスチックの、支持体の使用を予見させる。これらの支持体は、その内の１つは必ず、光放射に透明でなければならず、また機械的安定性および大気物質（atmospheric agents）からの保護を確実にしなければならない。
これらの支持体は、通常は２つの支持体の間の間隙中に良好な接着性能を有する封入ポリマーを配置することによって互いに結合されており、ある場合にはこの支持体間の距離を固定する、間隔を空ける要素が更にあってもよく、一方で他の場合には支持体間の距離を決めるのはポリマーの厚さである。本発明の方法は、後者の種類の構造に適用することができる。
以下の説明では、支持体は、用語「上方支持体」（これは、それを通して放射がセルに到達する支持体を指している）および「下方支持体」（これはセルの裏側の支持体を特定する）の使用によって互いを区別し、そして識別される。
光起電性要素は光起電性モジュールの支持体の内側表面の１つと直接に接触していることができるか、または低いＨ２Ｏ透過率（これは２５℃および相対湿度（ＲＨ）６０％で１０ｇｍ−２ｄ−１ｍｍ（材料の幅のｍｍ当たりで１日当たりの平米当たりのＨ２Ｏのグラム数））を有する透明ポリマー材料によって完全に封入されていることができる。当技術分野では、ポリマーによる水の透過率はＭＶＴＲ（水蒸気透過率を表している）によっても表すことができ、この２つは厳密に相関しており、透過率は、ＭＶＴＲにポリマー材料の厚さを掛けて、そして圧力で割算した値である。
光起電性要素を封入するのに用いられるポリマー材料は、通常はエチルビニルアセテート（ＥＶＡ）で構成されており、しばしば熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）およびポリビニルブチラール（ＰＶＢ）もまた用いられる。このポリマー材料は、光起電性パネルの内部体積を満たして、同時にこれに機械的安定性を与えるという基本的な目的を有している。光起電性パネルの内部体積とは、２つの支持体およびパネルの枠（通常は良好な接着性能を有するポリマーで形成されている）によって定義される体積を意味しており、それは光起電性要素または光起電性パネルの他の構造的要素（たとえば電気接点）によっては占有されない。光起電性要素が２つの支持体の一方と接触している場合は（通常は下方の支持体）、それ自体が三方を封入ポリマー材料によって封入されていることが分る。
また、光起電性パネルの製造方法は、熱封止の方法を予見させる。この点については、２つの主要な種類の方法が用いられており、一方は真空ラミネータの使用を予見させ、また他方はオートクレーブの使用を予見させる。両方の場合において、熱封止は通常は１００〜１７０℃の範囲で行なわれる。この方法は封入ポリマーの溶融をもたらす。
光起電性セルの特定の種類に関係なく、光起電パネル内部のＨ２Ｏの存在はその性能を劣化させ、Ｈ２Ｏの存在によって誘発される劣化機構は、セルの水準において、また太陽電池モジュールの水準においての両方で作用する。セルについて言えば、劣化はセルを形成する薄膜の酸化および腐食により、一方でモジュールについて言えば、電気的結合に用いられる金属被覆の腐食がある。この点についての更なる情報を、２００６年に発行されたヘルシンキ大学のT. Carlssonの博士論文「薄膜光起電性モジュールの安定性診断法」、および２００６年に発行されたウプサラ大学のJ. Wannerbergの博士論文「Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２を主成分とする太陽電池セルモジュールの設計および安定性」の中に見出すことができる。
上方支持体および下方支持体の間の、周縁の接着領域は、パネルの枠とも考えることができるが、装置内部への水の浸入の優先的領域に相当する、何故ならば、２つの支持体、上方および下方支持体は、この場合には、Ｈ２Ｏ不透過性であると考えられるからである。
光起電性パネル内部のＨ２Ｏの存在の問題は、３つの主要な取り組みによって対峙されてきており、パネル内部へのＨ２Ｏ吸収材料の導入；低いＨ２Ｏ透過率を有する障壁の使用；低いＨ２Ｏ透過率を有し、かつ更にＨ２Ｏ吸収成分を含む障壁の使用、である。
第１の種類の解決策に関しては、これは光起電性セルまたはパネル内部に吸収性材料を包含するものだが、このことは日本特許第２８００５２８号明細書に記載されており、ここでは種々の可能性のある水吸収剤が記載されており、それらは光起電性セル中の、その下方表面の周縁領域に配置されている。この文献では、ゲッター要素は、全体として光起電性パネルの封止の問題とは無関係である。
Ｈ２Ｏゲッターを含み、低いＨ２Ｏ透過率を有する障壁の使用が、欧州特許出願公開第１６１７４９４号明細書中に記載されており、ここではこのような障壁が光起電性パネルの上方支持体を置き換えている。
上方および下方支持体が互いに固着されるように、パネルの周縁領域に配置された接着剤を用いることが、国際公開第２００４／０１９４２１号に記載されており、ここでは低いＨ２Ｏ透過率を有する接着剤の特殊な種類が特定されており、一方で国際公開第０３／０５０８９１号には０．１％〜１０％の限定された範囲の質量パーセントのＨ２Ｏ吸収剤を含む封止材が記載されている。
Wronskiら、「アモルファスケイ素を主成分とする太陽電池セル技術の進展」、「世界の気候およびエネルギー行事」、２００２年
Bolko von Roedern、「アモルファスおよび結晶薄膜シリコン太陽電池セル事業の現状」、「ＮＣＰＶおよびソーラー概観集会」、２００３年
Romeoら、薄膜Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２およびＣｄＴｅ太陽電池セルの進展、光起電における進歩：研究と応用、２００４年、第１２巻、ｐ．９３−１１１
T. Carlsson、「薄膜光起電性モジュールの安定性診断法」、ヘルシンキ大学博士論文、２００６年発行
J. Wannerberg、「Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２を主成分とする太陽電池セルモジュールの設計および安定性」、ウプサラ大学博士論文、２００６年発行
ゲッターとしての能力のない障壁または接着剤の使用に伴う主な問題は、ゆっくりではあっても、光起電性パネル中へのＨ２Ｏの進入が継続的な、そして漸進的な仕方で起こり、従ってパネルの特性の漸次の劣化を引き起こすことである。
この問題は、限定的な量のゲッター材料を含む接着剤または封止材料が用いられた場合にも、比較的に短い時間間隔の後に現れる傾向がある。
パネルの周縁に沿って配置され、支持体間の接着ならびにＨ２Ｏの侵入に対する障壁およびＨ２Ｏ吸収剤の機能の両方を有する封止要素の使用は、この要素の最終的な特性に著しい制限を課しそして、最適ではない妥協の選択をもたらし、例えば、２つの支持体への複合材ゲッター系の接着に影響しないように、複合材ゲッター系中に存在する吸収材料の量を制限する。
本発明の目的は、接着の問題をＨ２Ｏ収着の問題から分離することが出来る光起電性パネルの改善された製造方法を提供することであり、そしてその第１の態様では、本発明は２つの支持体によって範囲を限定された１つまたはそれ以上の光起電性要素を含む光起電性パネルの製造方法からなっており、該支持体が、熱封止過程に付される前に、３つの重ね合わされたポリマー層によって周縁の近傍で互いに結合されており、この中で２つの外側層は本質的にゲッター材料を含まないポリマー材料で構成されており、一方で中心層はＨ２Ｏ収着のための複合材ゲッター系で構成されている。
本発明は、図面を参照して以下に説明される。
図面においては、種々の要素、特にはその中の厚さに関しては、寸法および寸法上の関係は正確ではなくて、これらの図のよりよい解り易さのために変形されている。更に、光起電性パネルの幾つかの構成的な要素、例えば電気的両面間接続端子および結線は示されていないが、何故ならばそれらは本発明の説明には関係がないためである。
ポリマー３層体の実現においては、本発明の目的が重要であり、２つの外側のポリマー層は本質的にＨ２Ｏ吸収材料を含まず、すなわちこのような層中の吸収材料もしくは水分ゲッターの量は、１質量％以下である。このことは、少量の吸収材料の存在は許容することができることを意味しており、それは該外側のポリマー層の接着性能を損なわないためである。
図１Ａは、本発明の方法が適用される光起電性パネル１０の断面を示しており、支持体の熱封止の操作の前である。この図において、光起電性要素１１は下方支持体１２と接触して示されている。この要素はポリマー材料１４によって封入されており、このポリマー材料１４は、下方支持体１２、上方支持体１３および、複合材ゲッター系１５とゲッター材料を含まない外側のポリマー層１６、１６’とで形成された３層体によって範囲を限定された光起電性パネルの内部容積を満たしており、この３層体はパネルの周縁に沿って配置されている。
３層体の外側の層１６、１６’に用いられるポリマーは、光起電性パネルの上方および下方支持体を形成する材料に対して良好な接着性能を有している必要があり、すなわち、ＡＳＴＭ Ｃ９６１−０６の方法に従って測定して、１００ｋＰａ以上のせん断抵抗力によって定量化できる、パネルの支持体への接着力を有している。
異なる材料の重ねせん断力（しばしば重ねせん断強度とも称される）についての情報は、当業者には容易に入手可能であり、また多くの情報源から引き出すことができ、例えば、Jorgensenら、「ＰＶモジュールパッケージング材料の水分移動、接着および腐食保護」（Moisture transport, adhesion and corrosion protection of PV module packaging materials）、太陽エネルギー材料および太陽電池セル（Solar energy Materials & solar Cells）、２００６年、ｐ．２７３９〜２７７５または、スプリンガー（Springer）編、「ポリマーの物理的性質便覧（Physical Properties of Polymers Handbook）」、ニューヨーク、２００７年版の刊行物を参照でき、更に光起電性要素の製造過程で用いられる材料の重ねせん断力についての情報は、しばしば材料供給者によって詳述されている。
透明な支持体の製造のための典型的な材料はガラス材料であるが、一方でパネルの他方の支持体は種々の材料で作ることができ、その中のもっとも普通の材料はガラス材料であり、この支持体が可撓性をも有する必要がある場合には、アルミニウム付きポリマー膜を用いることができる。例えば、ポリマー膜としては、ポリフッ化ビニルを用いることができ、その中ではテドラー（Tedlar）（登録商標）の使用が好ましく、単独で、またはポリマー膜として他の構成要素と、もしくはアルミニウム付きポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と組み合わせてのいずれでも用いることができる。
図１Ｂは、熱封止の過程の後の光起電性パネル１０を示しており、この場合には３層体の構成要素、すなわち、外側のポリマー層１６、１６’および３層体の中心に配置された複合材ゲッター系１５は、軟化し、また相互に溶融して、そして内部にＨ２Ｏ吸収剤が分配されている複合材１７を生じさせる。
軟化および溶融過程に続いて形成された新たな複合材ゲッター系１７は、接着性能が本質的には３層体の外側層の接着性能によって決まる限りにおいては、光起電性パネルの支持体に良好な接着を示し、一方で、吸収材料の拡散は、パネル内部へのＨ２Ｏの侵入に対して有効な障壁の形成を確実にする。
パネルの熱封止は、１００℃〜１７０℃の範囲の温度で加熱することによって起こる。また、光起電性パネルの製造過程では、熱封止の過程も予見させ、この点については、２つの主要な種類の方法が用いられ、一方は真空ラミネータの使用を予見させ、また他方はオートクレーブの使用を予見させる。２つの場合において、熱封止は通常は、１００〜１７０℃の範囲で実施される。この過程は、封止ポリマーの軟化または溶融をもたらす。
図１Ｂ中に示されるように、この操作の結果として、３層体の層の軟化、溶融および相互拡散によって得られた複合材ゲッター１７の厚さは、ポリマー３層体の当初の厚さよりも小さい結果となることが可能であり、それは上方支持体の質量および加熱の組み合わされた作用の結果である。更に、複合材ゲッター１７は、パネル１０の内側に向かっておよび外側に向かっての双方に若干突き出ていてもよく、この場合には、パネルから流出した材料の量は取り除かれる。この効果は、２つの異なる種類の熱封止の両方で存在することができる。
用いられるポリマーに求められる性質については、それらは１７０℃未満の軟化または溶融温度を有していなければならず、好ましくはこの温度は１５０℃以下であり、それらはまたＨ２Ｏに対して低いＭＶＴＲ、好ましくは２５℃および１００％相対湿度で１０ｇｍ−２ｄ−１ｍｍを有している必要がある。本発明を実施するのに有用なポリマーとしては、例えばエチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）、アイオノマー樹脂、例えばデュポン（DuPont）から市販されているサーリン（Surlyn）（登録商標）、エチレン−アクリル酸共重合体、例えばバゼル（Basell）から市販されているLucalen（登録商標）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、およびポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、例えばダウケミカル（DOW Chemicals）から市販されているサラン（Saran）（登録商標）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）ならびにブチルゴムが挙げられる。
Ｈ２Ｏ透過率は、軟化または溶融温度とも同様に、ポリマーの種類のみに一義的に関連付けられるのではなく、種々のパラメータの関数であることが指摘され、それらの中で、組成が最も関係するパラメータであり、従ってポリマーをそれが属する種類を基に選ぶのではなく、Ｈ２Ｏ透過率、および軟化温度もしくは溶融温度を基に選ぶことが重要であり、この情報はこの分野の専門家には容易に入手できる。例えば、ＥＶＡの透過特性については、この情報は、Maraisら、「ＥＶＡ共重合体フィルムを通した水および気体の透過および収着（Permeation and Sorption of Water and Gases through EVA Copolymers Films）」、Mat. Res. Innovation、２００２年、第６巻、ｐ．７９〜８８の記事中で入手できる。
３層体の外側の層に用いられるポリマーの性質については、それらは更に光起電性パネルの支持体に対して、ＡＳＴＭ Ｃ９６１−０６に従って測定したせん断抵抗力によって定量化できる１００ｋＰａ以上の、良好な接着性能を有していることが必要である。いずれの場合においても、重ねせん断抵抗力の評価に適用される特定の特徴の方法に関わらず、外側のポリマー層の良好な接着性能は熱過程、例えばＡＳＴＭ Ｃ９６１−０６中に特定された、または光起電性モジュールの熱封止過程から誘導される熱過程によって、引き起こされ、もしくは高められることに言及しなければならない。
これらのポリマーの接着性能は、適切な添加剤、例えばシランまたはマレイン酸無水物グラフト化によって官能化されたポリオレフィンを添加することによって向上させることができる。
好ましい実施態様では、３層体の外側のポリマー層が、その接着性能を向上させて、１００ｋＰａ以上の重ねせん断抵抗力に達するためにシランを添加されているという、唯一の相違を除いては、３層体は同じ種類のポリマーで構成されている。更に好ましい実施態様では、この共通のポリマー材料は、光起電性要素の封止に用いられているポリマー材料と同じであり、この後者の場合にはＥＶＡの使用が非常に有利な結果をもたらす。
上記の光起電性パネルの支持体は、ガラスまたは、可撓性のパネルを得ることが望ましい場合には、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）のようなプラスチック材料から作ることができる。
当初の３層体を形成するポリマー材料が互いに異なる場合には、複合材ゲッター系のポリマー材料が、その軟化もしくは溶融温度において、３層体の外側の層を形成するポリマー材料と混和性であることが重要である。
Ｈ２Ｏ収着用の材料としては、ゼオライト、シリカゲル、アルミナおよびアルカリ土類金属酸化物を用いることができる。
３層体の中央部を形成するＨ２Ｏ収着のための複合材ゲッター系は、１０〜６０質量％の範囲を含み、好ましくは３０〜４５質量％の範囲を含むＨ２Ｏ吸収材料の質量％を有している。有効な障壁を有するためには、Ｈ２Ｏ吸収材料の量は、１０質量％以上でなければならないということは重要なことである。熱封止過程の間の３層体の外側のポリマー層中への拡散にもよるこの量は、光起電性セル中へのＨ２Ｏの進入に対して有効な障壁を生み出し、それによって当初の３層体の軟化および溶融の後に得られる複合材ゲッター系１７の吸収材料の中間的濃度は、当初の複合材ゲッター系での濃度に対して必然的に小さく、上記に示した下限値をもたらすことを記憶に留めて置くことが重要である。
本発明者らは、本発明の条件下で操作した場合には、吸収材料は光起電性パネルの支持体の近傍にも拡散し、そのため装置内部へのＨ２Ｏの侵入に対して有効な障壁を生み出し、しかしながら２つの支持体の間の境界部材（interface）が有しなければならない接着性能に欠陥を生じさせることがないことを確認した。
第２の態様では、本発明は光起電性パネルの製造のためのポリマー３層体からなり、最外層は本質的にゲッター材料を含まず、最内層は、水分ゲッター材料の分散物を内部に備えたポリマーで構成される複合材ゲッター系であることを特徴としている。
更に、外側の層は、１００ｋＰａ以上のせん断抵抗力によって定量化することができる、良好な接着性能を有している。
実施例１
３層体を、０．６ｍｍの厚さのＥＶＡを備えた２つの外側層を用いて作ったが、このＥＶＡは接着促進剤として作用するシランの族に属する添加剤を含んでいた。１．４ｍｍの厚さを備えた内側層は、酸化カルシウム粉末を４０質量％充填されたＥＶＡで構成した。上記の３層体を、光起電性パネルの構造を擬した２つのガラス支持体の間に境界部材として用いた。このようにした得た試料を、次いで、光起電性パネルにおける熱封止の熱処理と同様の、軽い圧縮および１５０℃で３０分間の熱処理に付した。この試料の、上記のように行なった熱封止後のせん断抵抗力は、５２００ｋＰａであった。
３層体を、０．６ｍｍの厚さのＥＶＡを備えた２つの外側層を用いて作ったが、このＥＶＡは接着促進剤として作用するシランの族に属する添加剤を含んでいた。１．４ｍｍの厚さを備えた内側層は、酸化カルシウム粉末を４０質量％充填されたＥＶＡで構成した。上記の３層体を、光起電性パネルの構造を擬した２つのガラス支持体の間に境界部材として用いた。このようにした得た試料を、次いで、光起電性パネルにおける熱封止の熱処理と同様の、軽い圧縮および１５０℃で３０分間の熱処理に付した。この試料の、上記のように行なった熱封止後のせん断抵抗力は、５２００ｋＰａであった。
図２は下方支持体１２および３層体との間の接触領域の写真の描写を示しており、層の軟化および溶融を起こす熱封止の熱処理にこれを付した後であり、吸収材料を含まない部分１４およびその吸収材料を含む部分１７を示している。
写真の描写を示すことを選択し、そして現物の写真は含まれていないが、これは後者の印刷品質に関連する可読性の問題によるものである。
実施例２
実施例１で記載したのと同様の方法で調製した試料を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭライカステレオスキャン（Leica Stereoscan）４２０）を繋いだエネルギー分散型Ｘ線マイクロアナライザー（オックスフォードエネルギー分散Ｘ線分光器）によって、分析に掛けた試料の化学組成の定性的および定量的評価を得るために、分析した。中央部、上方支持体および下方支持体に対応して得られたスペクトルを、それぞれ図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに示した。
実施例１で記載したのと同様の方法で調製した試料を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭライカステレオスキャン（Leica Stereoscan）４２０）を繋いだエネルギー分散型Ｘ線マイクロアナライザー（オックスフォードエネルギー分散Ｘ線分光器）によって、分析に掛けた試料の化学組成の定性的および定量的評価を得るために、分析した。中央部、上方支持体および下方支持体に対応して得られたスペクトルを、それぞれ図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに示した。
実施例３
中央層として、酸化カルシウム粉末を３５質量％充填したＭＤＰＥを用いた以外は、実施例１と同様の方法で３層体を作った。中央層の厚さは０．７５ｍｍであった。また、この３層体を、光起電性パネルの構造を擬して２つのガラス支持体の間に境界部材として用いた。この方法で得た試料を、光起電性パネルにおける熱封止の熱処理と同様の、軽い圧縮および１５０℃で３０分間の熱処理に付した。
中央層として、酸化カルシウム粉末を３５質量％充填したＭＤＰＥを用いた以外は、実施例１と同様の方法で３層体を作った。中央層の厚さは０．７５ｍｍであった。また、この３層体を、光起電性パネルの構造を擬して２つのガラス支持体の間に境界部材として用いた。この方法で得た試料を、光起電性パネルにおける熱封止の熱処理と同様の、軽い圧縮および１５０℃で３０分間の熱処理に付した。
上記のように行なった熱封止の後のこの試料のせん断抵抗力は、４３００ｋＰａであった。
比較例４
実施例３の中央層と同様の方法で２ｍｍの単層体を作った。この試料は厚さが厚いので、試料３の３層体と直接に比較をすることが可能である。この単層体を、光起電性パネルの構造を擬した２つのガラス支持体の間の境界部材として用いた。この方法で得た試料を、光起電性パネルにおける熱封止の熱処理と同様の、軽い圧縮および１５０℃で３０分間の熱処理に付した。
実施例３の中央層と同様の方法で２ｍｍの単層体を作った。この試料は厚さが厚いので、試料３の３層体と直接に比較をすることが可能である。この単層体を、光起電性パネルの構造を擬した２つのガラス支持体の間の境界部材として用いた。この方法で得た試料を、光起電性パネルにおける熱封止の熱処理と同様の、軽い圧縮および１５０℃で３０分間の熱処理に付した。
この場合には、試料は如何なる接着性をも示さず、そして２枚のガラスは容易に分離された。
図２は、本発明の条件下で操作すると、吸収材料はまたガラス支持体に対応して拡散し、すなわち吸収材料が非常に不均一である（３層体の中心領域中にのみ存在している）当初の状態から出発して、吸収材料がガラス表面に対応して拡散もされた状態へと到達し、それによって系内におけるＨ２Ｏの進入が優先する領域を排除することができることを示している。この溶解の効果は実際に図２から推論することができ、ここでは如何にＨ２Ｏ吸収剤が（１７の部分において）ガラス支持体に接触するまでに到達し、それによってＨ２Ｏの進入の優先的な経路を排除しているかを理解することが出来る。
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、カルシウムのピークで表される著しい量の吸収剤が、支持体に対応しても存在していることを示しており、本発明の方法が、その中心部に配置された複合材ゲッター層の存在を特徴とする当初のポリマー３層体が、軟化し、また溶融することから、その厚さの全体に亘って良好な障壁性能を備えた複合材ゲッターを得ることを可能にするという事実を確認させる。
Claims (17)
- 光起電性パネル（１０）の製造方法であって、２つの支持体（１２、１３）によって範囲を限定された１つまたはそれ以上の光起電性要素（１１）を含み、該支持体が、熱封止過程に付される前に、３つの重ねられたポリマー層によって周縁の近傍で互いに結合され、その内の２つの最外層（１６、１６’）はゲッター材料を本質的に含まないポリマー材料で構成されており、一方で中心層（１５）はＨ２Ｏ収着のための複合材ゲッター系で構成されていることを特徴とする方法。
- 前記の２つの最外層中に存在するゲッター材料の量が１質量％未満である、請求項１記載の方法。
- 前記の熱封止の処理が１００℃〜１７０℃の範囲の温度で行なわれる、請求項１記載の方法。
- 前記の熱封止がオートクレーブ中で行われる、請求項３記載の方法。
- 前記の熱封止が真空ラミネータ中で行われる、請求項３記載の方法。
- 前記のポリマー層が、２５℃および６０％ＲＨで１０ｇｍ−２ｄ−１ｍｍ未満のＨ２Ｏ透過率を有する、請求項１記載の方法。
- 前記のポリマー層が１７０℃未満の軟化もしくは溶融温度を有している、請求項１記載の方法。
- 前記の外側のポリマー層の材料が１００ｋＰａ以上のせん断抵抗力を有する、請求項１記載の方法。
- 前記のポリマー材料が、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）およびポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）ならびにブチルゴムの中から選ばれる、請求項１記載の方法。
- 前記の３層体が同一のポリマー材料から作られる、請求項９記載の方法。
- 前記のポリマー材料がエチルビニルアセテートである、請求項１０記載の方法。
- 前記の複合材ゲッター系がゼオライト、シリカゲル、アルミナおよびアルカリ土類金属酸化物を含む、請求項１記載の方法。
- 前記の複合材ゲッター系中のＨ２Ｏ吸収剤の質量％が１０〜６０質量％の範囲である、請求項１記載の方法。
- 前記の質量％が３０〜４５質量％の範囲である、請求項１３記載の方法。
- 光起電性パネルの製造のためのポリマー３層体であって、２つの最外層が本質的にゲッター材料を含まないポリマー材料で構成されており、一方で中心層がＨ２Ｏ収着のための複合材ゲッター系で構成されていることを特徴とするポリマー３層体。
- 前記の外側のポリマー層が１００ｋＰａ以上のせん断抵抗力を有する、請求項１５記載のポリマー３層体。
- 前記の外側のポリマー層がブチルゴムで作られており、また前記の中心層がエチレンプロピレンゴムで作られている、請求項１５記載のポリマー３層体。
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