JP2012514343A5

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Publication number: JP2012514343A5
Application number: JP2011544431A
Authority: JP
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2029-11-02

Description

^1.ガラス１は、ＰＰＧＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＳｔａｒｐｈｉｒｅ（登録商標）ガラスである。
^2.アイオノマー１は、Ｅ１で使用したアイオノマーから作製した、厚み６０ミル（１．５ｍｍ）のエンボス加工シートである。
^3.太陽電池１は、厚み１２５μｍのステンレス鋼基材を有する、１０×１０インチ（２５４×２５４ｍｍ）のａ−Ｓｉベースの薄膜式太陽電池である（米国特許第６，０９３，５８１号明細書、実施例１）。
^4.ガラス２は、クリア焼き鈍しをしたフロートガラス板層（厚み２．５ｍｍ）である。
^5.アイオノマー２は、Ｅ１で使用したアイオノマーから作製した、厚み２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工シートである。
^6.太陽電池２は、１０×１０インチ（２５４×２５４ｍｍ）のＣＩＳベースの薄膜式太陽電池である（米国特許第６，３５３，０４２号明細書、カラム６、ライン１９）。
^7.太陽電池３は、１０×１０インチ（２５４×２５４ｍｍ）のＣｄＴｅベースの薄膜式太陽電池である（米国特許第６，３５３，０４２号明細書、カラム６、ライン４９）。
^8.アイオノマー４は、Ｅ２で使用したアイオノマーから作製した、厚み２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工シートである。
^9.アイオノマー５は、Ｅ３で使用したアイオノマーから作製した、厚み２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工シートである。
^10.太陽電池４は、１０×１０インチ（２５４×２５４ｍｍ）の多結晶ＥＦＧ成長法ウェーハから作製したシリコン太陽電池である（米国特許第６，６６０，９３０号明細書、カラム７、ライン６１）。
^11.ＡＣＲ１は、厚み２０ミル（０．５１ｍｍ）の、１８重量％のメタクリル酸の共重合単位を含み、（ＡＳＴＭＤ１２３８に従い、１９０℃、２．１５ｋｇで測定して）２．５ｇ／１０分のＭＦＲを有する、エチレン／メタクリル酸含有コポリマーから誘導されたエンボス加工シートである。
^12.ＦＰＦは、コロナ表面処理したＴｅｄｌａｒ（登録商標）フィルム（厚み１．５ミル（０．０３８ｍｍ））であって、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏｍｐａｎｙの製品である。
^13.太陽電池５は、１２×１２インチ（３０５×３０５ｍｍ）のガラスシートの上に支持された膜式太陽電池である（米国特許第５，５１２，１０７号明細書；米国特許第５，９４８，１７６号明細書；米国特許第５，９９４，１６３号明細書；米国特許第６，０４０，５２１号明細書；米国特許第６，１３７，０４８号明細書；および米国特許第６，２５８，６２０号明細書）。
^14.アイオノマー６は、Ｅ２で使用したアイオノマーから作製した、厚み４５ミル（１．１４ｍｍ）のエンボス加工シートである。
^15.ガラス３は、ＰＰＧＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＳｏｌｅｘｉａ（商標）ソーラーコントロールガラス（厚み３ｍｍ）である。

次に、本発明の態様を示す。
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を含み、場合によっては、太陽に面する前面側と太陽に面さない裏面側とを有し；
（Ｂ）前記アイオノマーシートには、前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物であるナトリウム／亜鉛混合アイオノマー含むが；ここで、前記前駆体の酸含有コポリマーには、２〜１０個の炭素原子を有するα−オレフィンの共重合単位、および前記前駆体の酸含有コポリマーの全重量を規準にして約２０〜約３０重量％の、３〜８個の炭素原子を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合単位を含み；ここで、前記前駆体の酸含有コポリマーは、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；そしてここで、前記前駆体の酸含有コポリマーは、カルボキシレート基およびナトリウムイオンから実質的になる対イオンを含むように、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規準にして、約４０％〜約９０％のレベルにまで中和したときに、ナトリウムアイオノマーを形成し、前記ナトリウムアイオノマーは、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未満の凍結エンタルピーを有しており；そしてここで、前記ナトリウム／亜鉛混合アイオノマーには、カルボキシレート基および対イオンの混合物を含み；前記対イオンの混合物は、前記前駆体の酸含有コポリマー中のカルボキシレート基の当量の全数を規準にして、約５〜約９５当量％のナトリウムカチオンと、それに対して相補量の約５〜９５当量％の亜鉛カチオンとから実質的になる、
太陽電池モジュール。
2. 前記ナトリウム／亜鉛混合アイオノマーが、約３０〜約９０重量％のレベルにまで中和されている、前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物である、前記１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記ナトリウム／亜鉛混合アイオノマーが、約４０〜約７０％のレベルにまで中和されている、前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物である、前記１または２のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
4. 前記ナトリウム／亜鉛混合アイオノマーが、ＡＳＴＭＤ１２３８に従い、１９０℃、２．１６ｋｇで測定して、約０．７〜約２５ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有している、前記１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記アイオノマーシートが、単層シートの形態にあって、実質的に前記ナトリウム／亜鉛混合アイオノマーからなるか、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、実質的に前記ナトリウム／亜鉛混合アイオノマーからなっており、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、からなる群から選択されるポリマーを含む、前記１〜４のいずれか１つ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、約１〜約１２０ミル（約０．０２５〜約３ｍｍ）の全厚みを有する、前記１〜５のいずれか１つ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、前記太陽電池層に直接積層されている、前記１〜６のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
8. 前記太陽電池層の太陽に面する前面側に積層された前面封入材層、および前記太陽電池層の太陽に面さない裏面側に積層された裏面封入材層を含み、前記前面封入材層と裏面封入材層の一方が前記アイオノマーシートであり、前記前面封入材層と裏面封入材層の他方が、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、およびそれらの組合せからなる群から選択されるポリマー材料を含むか、または、前記前面封入材層と裏面封入材層のそれぞれが、前記アイオノマーシートの１枚の層を含む、前記１〜７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
9. 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前面側に位置する入射層、および／または前記モジュールの最外表面層であって、前記太陽電池層の裏面の光を受けない側に位置するバッキング層をさらに含み、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から選択されるポリマーを含むポリマーシート、ならびに（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、シリコーン、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から選択されるポリマーを含むポリマーフィルム、からなる群から選択され、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）セラミックプレートからなる群から選択され、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から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から選択されるポリマーを含む、前記８に記載の太陽電池モジュール。
10. 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ベースの太陽電池からなる群から選択されるウェーハベースの太陽電池であり、前記太陽電池モジュールが、その位置の順で、（ｉ）入射層、（ｉｉ）前記太陽電池層の太陽に面する前面側に積層された前面の封入材層、（ｉｉｉ）前記太陽電池層、（ｉｖ）前記太陽電池層の太陽に面さない裏面側に積層された裏面の封入材層、および（ｖ）バッキング層から実質的になり、前記前面および裏面の封入材層の１層がアイオノマーシートであるか、または前記前面および裏面の封入材層のそれぞれが、アイオノマーシートの１層を含む、前記１〜９のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
11. 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、セレン化インジウム銅、銅インジウム／ガリウムジセレニド、吸光性染料、および有機半導体ベースの太陽電池からなる群から選択される薄膜太陽電池である、前記１〜９のいずれか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前面封入材層、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さらに含み、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太陽に面さない裏面側の上に位置している、前記１１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裏面封入材層、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さらに含み、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前面側の上で、前記モジュールの最外表面であるように位置している、前記１１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）前記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、場合によって真空または圧力をかけてもよい、前記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を含み、場合によっては、太陽に面する前面側と太陽に面さない裏面側とを有し；
（Ｂ）前記アイオノマーシートには、前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物であるナトリウム／亜鉛混合アイオノマー含むが；ここで、前記前駆体の酸含有コポリマーには、２〜１０個の炭素原子を有するα−オレフィンの共重合単位、および前記前駆体の酸含有コポリマーの全重量を規準にして約２０〜約３０重量％の、３〜８個の炭素原子を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合単位を含み；ここで、前記前駆体の酸含有コポリマーは、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；そしてここで、前記前駆体の酸含有コポリマーは、カルボキシレート基およびナトリウムイオンから実質的になる対イオンを含むように、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規準にして、約４０％〜約９０％のレベルにまで中和したときに、ナトリウムアイオノマーを形成し、前記ナトリウムアイオノマーは、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未満の凍結エンタルピーを有しており；そしてここで、前記ナトリウム／亜鉛混合アイオノマーには、カルボキシレート基および対イオンの混合物を含み；前記対イオンの混合物は、前記前駆体の酸含有コポリマー中のカルボキシレート基の当量の全数を規準にして、約５〜約９５当量％のナトリウムカチオンと、それに対して相補量の約５〜９５当量％の亜鉛カチオンとから実質的になる、
太陽電池モジュール。
前記ナトリウム／亜鉛混合アイオノマーが、約３０〜約９０重量％のレベルにまで中和されている、前駆体の酸含有コポリマーの中和反応生成物である、請求項１に記載の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。