JP2012507873A5

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Publication number: JP2012507873A5
Application number: JP2011534839A
Authority: JP
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2029-11-02

Description

本発明の好ましい実施態様のいくつかを記載し、上に例を挙げてきたが、本発明をそのような実施態様に限定することを意図したものではない。以下の特許請求項に記載されている本発明の範囲と精神から外れることなく、各種の修正を施すことができる。
次に、本発明の好ましい態様を示す。
１太陽電池層およびアイオノマーシートを含む太陽電池モジュールであって、
（Ａ）前記太陽電池層が、単一の太陽電池または複数の電気的に相互接続された太陽電池含むか、または前記太陽電池層が、フロントの太陽に面する側とバックの太陽に面さない側とを有するか、または前記太陽電池が、結晶質シリコンおよび多結晶シリコーンをベースとする太陽電池からなる群より選択されるウェーハベースの太陽電池であるか、または前記太陽電池が、非晶質シリコン、微結晶シリコン、テルル化カドミウム、銅インジウムセレニド、銅インジウム／ガリウムジセレニド、吸光性色素、および有機半導体をベースとする太陽電池からなる群より選択される薄膜式太陽電池であり；
（Ｂ）前記アイオノマーシートが、アイオノマー組成物を含み、前記アイオノマー組成物が、第一のアイオノマーを含み、第二のアイオノマーを含んでいてもよく；
（Ｃ）前記第一のアイオノマーが、第一の前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物であって、ここで、（ｉ）前記第一の前駆体の酸含有コポリマーが、２〜１０個の炭素原子を有する第一のα−オレフィンの共重合単位、および前記第一の前駆体の酸含有コポリマーの全重量を基準にして約２０〜約３０重量％の、３〜８個の炭素原子を有する第一のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合単位を含んでおり；（ｉｉ）前記第一の前駆体の酸含有コポリマーが、ＡＳＴＭＤ１２３８に従い、１９０℃、２．１６ｋｇで測定して約７０〜約１０００ｇ／１０分のメルトフローレートを有しており；そして（ｉｉｉ）前記第一の前駆体の酸含有コポリマーが、前記前駆体の酸含有コポリマーの中に存在しているカルボン酸基の全数を基準にして、約４０％〜約９０％のレベルに中和され、かつ実質的にナトリウムカチオンからなる対イオンを含んでいる場合に、ナトリウムアイオノマーを生成し、そして前記ナトリウムアイオノマーが、約０．７〜約２５ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ）のメルトフローレート、およびＡＳＴＭＤ３４１８に従った示差走査熱量測定によって求めたときに、検出不能であるか、または約３．０ｊ／ｇ未満である凍結エンタルピーを有しており；そして
（Ｄ）前記第二のアイオノマーが、第二の前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物であって、ここで、（ｉ）前記第二の前駆体の酸含有コポリマーが、２〜１０個の炭素原子を有する第二のα−オレフィンの共重合単位、および約１８〜約３０重量％または約２０〜約２５重量％の３〜８個の炭素原子を有する第二のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合単位を有しており；（ｉｉ）前記第二のα−オレフィンが、前記第一のα−オレフィンと同じであっても、異なっていてもよく；（ｉｉｉ）前記第二のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸が、前記第一のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸と同じであっても、異なっていてもよく；（ｉｖ）前記第二の前駆体の酸含有コポリマーが、約６０ｇ／１０分以下のメルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ）を有しており；そして（ｖ）前記第二のアイオノマーが、約１０ｇ／１０分以下のメルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ）を有している、太陽電池モジュール。
２前記第一の前駆体の酸含有コポリマーの中に存在しているカルボン酸基の全含量の約４０％〜約７０％が、ナトリウムイオン含有塩基によって中和されている、上記１に記載の太陽電池モジュール。
３前記第一の前駆体の酸含有コポリマーの中に存在しているカルボン酸基の全含量の約１０％〜約６０％が、亜鉛イオン含有塩基によって中和されている、上記１に記載の太陽電池モジュール。
４前記第一および第二のアイオノマーがそれぞれ、ナトリウムイオン含有塩基によって中和されている、上記１に記載の太陽電池モジュール。
５前記アイオノマー組成物が、前記アイオノマー組成物の全重量を基準にして、約６０〜約９５重量％の前記第一のアイオノマーおよび約５〜約４０重量％の前記第二のアイオノマーを含む、上記１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
６前記アイオノマーシートが、単層シートの形態にあって、実質的に前記アイオノマー組成物からなるか、または、前記アイオノマーシートが、多層シートの形態にあって、２層以上の副層を含み、ここで前記副層の少なくとも１層が、実質的に前記アイオノマー組成物からなっており、その他の（１層または複数層の）副層のそれぞれが、酸含有コポリマー、酸含有コポリマーのアイオノマー、ポリ（エチレン酢酸ビニル）、ポリ（ビニルアセタール）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリオレフィンブロックコポリマーエラストマー、α−オレフィンとα，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステルとのコポリマー、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂、およびそれらの２種以上の組合せ、からなる群より選択されるポリマーを含む、上記１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
７前記アイオノマーシートが、約１〜約１２０ミル（約０．０２５〜約３ｍｍ）の全厚みを有する、上記１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
８前記アイオノマーシートが、前記太陽電池層に直接積層されている、上記１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
９前記太陽電池層の太陽に面する側に積層されたフロント封入材層、および前記太陽電池層の太陽に面さない側に積層されたバック封入材層を含み、前記フロント封入材層とバック封入材層の一方が前記アイオノマーシートであり、前記フロント封入材層とバック封入材層の他方が、酸含有コポリマー、酸含有コポリマーのアイオノマー、ポリ（エチレン酢酸ビニル）、ポリ（ビニルコポリマーアセタール）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリオレフィンブロックエラストマー、α−オレフィンとα，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステルとのコポリマー、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂、およびそれらの組合せからなる群より選択されるポリマー材料を含むか、または、前記太陽電池モジュールが、前記アイオノマーシートの内の２枚を含み、前記フロント封入材層とバック封入材層のそれぞれが、前記２枚のアイオノマーシートの内の１枚である、上記１〜８のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
１０入射層および／またはバッキング層をさらに含み、前記入射層が、前記モジュールの最外表面層であって、前記太陽電池層の太陽に面する側の上に位置しており、前記入射層が、（ｉ）ガラスシート、（ｉｉ）ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアクリレート、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、フルオロポリマー、およびそれらの２種以上の組合せからなる群より選択されるポリマーを含むポリマーシート、および（ｉｉｉ）ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ノルボルネンポリマー、ポリスチレン、スチレン−アクリレートコポリマー、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ポリスルホン、ナイロン、ポリウレタン、アクリル樹脂、セルロースアセテート、セロファン、ポリ（塩化ビニル）、フルオロポリマー、およびそれらの２種以上の組合せからなる群より選択されるポリマーを含むポリマーフィルム、からなる群より選択され、前記バッキング層が、前記モジュールの最外表面層であって、前記太陽電池層の受光しない側の上に位置しており、前記バッキング層が、（ｉ）ガラスシート、（ｉｉ）ポリマーシート、（ｉｉｉ）ポリマーフィルム、（ｉｖ）金属シート、および（ｖ）セラミック板からなる群より選択され、そして、前記ポリマーシートが、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアクリレート、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、フルオロポリマー、およびそれらの２種以上の組合せからなる群より選択されるポリマーを含み；そして、前記ポリマーフィルムが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ノルボルネンポリマー、ポリスチレン、スチレン−アクリレートコポリマー、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ポリスルホン、ナイロン、ポリウレタン、アクリル樹脂、セルロースアセテート、セロファン、ポリ（塩化ビニル）、フルオロポリマー、およびそれらの２種以上の組合せからなる群より選択されるポリマーを含む、上記９に記載の太陽電池モジュール。
１１その位置の順で、実質的に（ｉ）入射層、（ｉｉ）前記太陽電池層の太陽に面する側に積層されたフロント封入材層、（ｉｉｉ）太陽電池層、（ｉｖ）前記太陽電池層の受光しない側に積層されたバック封入材層、および（ｖ）バッキング層からなり、前記フロント封入材層または前記バック封入材層の内の一つが、アイオノマーシートである、上記１〜１０のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
１２その位置の順で、実質的に（ｉ）入射層、（ｉｉ）前記アイオノマーシートを含むフロント封入材層、および（ｉｉｉ）前記太陽電池層、からなり、前記太陽電池層が、その上に前記薄膜式太陽電池が析出される基材を含み、そして前記基材が、前記基材が前記モジュールの最外表面となるような位置にあり、かつ前記太陽電池層の前記太陽に面さない側の上に位置している、上記１〜９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
１３その位置の順で、実質的に（ｉ）前記太陽電池層、（ｉｉ）前記アイオノマーシートを含むバック封入材層、および（ｉｉｉ）バッキング層、からなり、前記太陽電池層が、その上に前記薄膜式太陽電池が析出される上側基材を含み、前記上側基材が、前記上側基材が前記太陽電池層の太陽に面する側の上で、前記モジュールの最外表面であるように位置している、上記１〜９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
１４太陽電池モジュールを製造するための方法であって、（ｉ）上記１〜１３のいずれかに記載の前記成分層をすべて含むアセンブリを備えるステップ、および（ｉｉ）前記太陽電池モジュールを形成させるために前記アセンブリを積層するステップ、を含む方法。
１５前記積層するステップが、前記アセンブリを加熱することによって実施され、減圧または加圧してもよい、上記１４に記載の方法。

Claims

太陽電池層およびアイオノマーシートを含む太陽電池モジュールであって、
（Ａ）前記太陽電池層が、単一の太陽電池または複数の電気的に相互接続された太陽電池含むか、または前記太陽電池層が、フロントの太陽に面する側とバックの太陽に面さない側とを有するか、または前記太陽電池が、結晶質シリコンおよび多結晶シリコーンをベースとする太陽電池からなる群より選択されるウェーハベースの太陽電池であるか、または前記太陽電池が、非晶質シリコン、微結晶シリコン、テルル化カドミウム、銅インジウムセレニド、銅インジウム／ガリウムジセレニド、吸光性色素、および有機半導体をベースとする太陽電池からなる群より選択される薄膜式太陽電池であり；
（Ｂ）前記アイオノマーシートが、アイオノマー組成物を含み、前記アイオノマー組成物が、第一のアイオノマーを含み、第二のアイオノマーを含んでいてもよく；
（Ｃ）前記第一のアイオノマーが、第一の前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物であって、ここで、（ｉ）前記第一の前駆体の酸含有コポリマーが、２〜１０個の炭素原子を有する第一のα−オレフィンの共重合単位、および前記第一の前駆体の酸含有コポリマーの全重量を基準にして約２０〜約３０重量％の、３〜８個の炭素原子を有する第一のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合単位を含んでおり；（ｉｉ）前記第一の前駆体の酸含有コポリマーが、ＡＳＴＭＤ１２３８に従い、１９０℃、２．１６ｋｇで測定して約７０〜約１０００ｇ／１０分のメルトフローレートを有しており；そして（ｉｉｉ）前記第一の前駆体の酸含有コポリマーが、前記前駆体の酸含有コポリマーの中に存在しているカルボン酸基の全数を基準にして、約４０％〜約９０％のレベルに中和され、かつ実質的にナトリウムカチオンからなる対イオンを含んでいる場合に、ナトリウムアイオノマーを生成し、そして前記ナトリウムアイオノマーが、約０．７〜約２５ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ）のメルトフローレート、およびＡＳＴＭＤ３４１８に従った示差走査熱量測定によって求めたときに、検出不能であるか、または約３．０ｊ／ｇ未満である凍結エンタルピーを有しており；そして
（Ｄ）前記第二のアイオノマーが、第二の前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物であって、ここで、（ｉ）前記第二の前駆体の酸含有コポリマーが、２〜１０個の炭素原子を有する第二のα−オレフィンの共重合単位、および約１８〜約３０重量％または約２０〜約２５重量％の３〜８個の炭素原子を有する第二のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合単位を有しており；（ｉｉ）前記第二のα−オレフィンが、前記第一のα−オレフィンと同じであっても、異なっていてもよく；（ｉｉｉ）前記第二のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸が、前記第一のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸と同じであっても、異なっていてもよく；（ｉｖ）前記第二の前駆体の酸含有コポリマーが、約６０ｇ／１０分以下のメルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ）を有しており；そして（ｖ）前記第二のアイオノマーが、約１０ｇ／１０分以下のメルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ）を有している、太陽電池モジュール。
太陽電池モジュールを製造するための方法であって、（ｉ）請求項１に記載の前記成分層をすべて含むアセンブリを備えるステップ、および（ｉｉ）前記太陽電池モジュールを形成させるために前記アセンブリを積層するステップ、を含む方法。