JP2016077145A - 改良された光起電力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】改良された光起電力装置を提供する。【解決手段】光起電力装置は、多層光起電力セルアセンブリ１００と、筺体を有する少なくとも１つの電気コネクタアセンブリと、本体部２００とを備え、本体部２００は、構造担体として構築され、プラスチック骨組み材料として機能することができる。多層光起電力セルアセンブリ１００は、バリア層１２２、封止材層１２４、光起電力セル層１１０、バックシート１２８、および補足的バリアシート１３０を含み、さらに光起電力セル層１１０、コネクタアセンブリに電気的に連通しするバスバー１１１を含む。【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、エネルギー省によって与えられた協約ＤＥ‐ＦＣ３６‐０７Ｇ０１７０５４の下、米国政府の支援を得てなされた。米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
本出願は、２０１０年１２月１７日に出願された米国仮出願第６１／４２４３２０号の出願日の利益を主張し、その全内容は参照によって本明細書に組み込まれる。

本発明は、改良された光起電力装置（「ＰＶＰ」または「ＰＶ装置」）に関するものであり、より具体的には、界面領域で接合された、パネルの形態である多層光起電力セルアセンブリと本体部とを備え、少なくとも１つの相互接続部材と、少なくとも１つの相互接続構造部材、緩和機構、特有の構成要素形状、またはそれらの任意の組み合わせを含む、改良された光起電力装置に関する。

ＰＶ装置、特に、建物構造（例えば、シングル屋根板または外壁カバー）に統合されるそれらの装置を改良し、うまく使用するための努力は、多くの基準を満たさなくてはならない。ＰＶ装置は、耐久性があり（例えば、長持ちで、水分または他の環境条件に対して密封され）、製品の所望の耐用年限、好ましくは、少なくとも１０年間、より好ましくは、少なくとも２５年に渡って、機械的な誤使用から保護されるべきである。装置は、容易に据え付けられる（例えば、従来のシングル屋根板または外壁カバーに類似する据え付け）か、または交換される（例えば、損傷した場合）べきである。性能を損なう可能性がある変形がない等（例えば、Ｕｎｉｔｅｄ Ｌａｂｏｂａｔｏｒｉｅｓ ＵＬ １７０３ Ｓｔａｎｄａｒｄ−ＩＳＢＮ ０−７６２９−０７６０−６として出版、および／またはＩＥＣ１６６４６に従う温度サイクル試験）、所望の耐久性要件に合致するのに役立つ設計の特徴に沿って、材料および構成要素を選ぶのが望ましい場合がある。

この完全パッケージを顧客にとって望ましいものにし、市場で広く受け入れられるために、システムは、建て付け据え付けるのに安価であるべきである。これによって、エネルギー生成費用をより低く抑えるのを促進するのを助け、電気を生成する他の手段に対して、ＰＶ技術により競争力を持らせることができる。

ＰＶ装置用の既存技術システムは、装置を、建物構造に直接載置することを可能にする場合があるか、または装置を、建物外部（例えば、ルーフデッキまたは外装）より上方の桟、溝、または「レール」（「支持体（stand-off）」）に留めてもよい。これらのシステムは、複雑な場合があり、通常、従来の被覆材（例えば、シングル屋根板または羽目板）のように据え付けず、結果として、据え付けるのが高価になる場合がある。また、これらのシステムは、従来の建材のように見えないので、視覚的に魅力的ではない場合がある。２〜４フィートごとにＰＶ装置を載置する「支持体（stand-off）」が、必要とされる場合がある。それゆえ、据え付け費用が、物品の費用と同じ程度、またはそれ以上になり得る。これらのシステムはまた、反り、退色、およびその物理的特性の劣化等、環境条件に関係する問題に悩まされる場合がある。

本技術に関連し得る文献の中には、以下の特許資料が含まれる。米国特許第２００８０１９００４７（Ａ１）号、米国特許第４３２１４１６号、米国特許第５５７５８６１号、米国特許第５４３７７３５号、米国特許第５９９０４１４号、米国特許第６８４０７９９号、欧州特許第１７４４３７２号、米国特許第６８７５９１４号、米国特許第５５９０４９５号、米国特許第５９８６２０３号、米国特許第２００８／０１１５８２２号、欧州特許第１９２３９２０号、米国特許第７３６５２６６号、米国特許第２００７０２９５３９３ Ａ１号、米国特許第２００７０２９５３９２ Ａ１号、国際公開第２００８／１３９１０２号、国際公開第２００９／０４２４９６号、国際公開第２００９／０４２４９２号、国際公開第２００９／０４２５２３号、国際公開第２００９／０４２５２２号、および米国仮出願第６１／２３３，５２７号は全て、いずれの目的でも参照することにより本出願に組み込まれる。

米国特許第２００８０１９００４７（Ａ１）号 米国特許第４３２１４１６号 米国特許第５５７５８６１号 米国特許第５４３７７３５号 米国特許第５９９０４１４号 米国特許第６８４０７９９号 欧州特許第１７４４３７２号 米国特許第６８７５９１４号 米国特許第５５９０４９５号 米国特許第５９８６２０３号 米国特許第２００８／０１１５８２２号 欧州特許第１９２３９２０号 米国特許第７３６５２６６号 米国特許第２００７０２９５３９３ Ａ１号 米国特許第２００７０２９５３９２ Ａ１号 国際公開第２００８／１３９１０２号 国際公開第２００９／０４２４９６号 国際公開第２００９／０４２４９２号 国際公開第２００９／０４２５２３号 国際公開第２００９／０４２５２２号 米国仮出願第６１／２３３，５２７号

Ｕｎｉｔｅｄ Ｌａｂｏｂａｔｏｒｉｅｓ ＵＬ １７０３ Ｓｔａｎｄａｒｄ−ＩＳＢＮ ０−７６２９−０７６０−６ ＩＥＣ１６６４６

本発明は、上の段落に記載する問題のうちの少なくとも１つ以上に対処する、ＰＶ装置を対象とする。従って、本発明の一側面に従い、少なくとも上面、底面、および周辺端部を有するパネルの形態で、セル弾性率値、セル極限伸び値、セル熱膨張率値、およびセル降伏強度値を有する、三次元多層光起電力セルアセンブリと、本体部弾性率値、本体部極限伸び値、本体部熱膨張率値、および本体部降伏強度値を有する、本体部アセンブリであって、三次元多層光起電力セルアセンブリの上面および周辺端部の一部分を、少なくとも部分的に囲んでいる、本体部アセンブリと、層材料から成り、層弾性率値、層極限伸び値、層熱膨張率値、および層強度値を有する、中間層であって、三次元多層光起電力セルアセンブリと、本体部アセンブリとの間に少なくとも部分的に配置される、中間層と、を少なくとも含む、光起電力装置が熟慮されている。

本発明はさらに、本体部弾性率またはセル弾性率よりも、少なくとも５パーセント小さい層弾性率等、本明細書に記載する特徴のうちの１つまたはいずれかの組み合わせによってさらに特徴付けられてもよく、層材料は、ブチルゴム、イオノマー、シリコーンゴム、ポリウレタンエラストマー、およびポリオレフィンエラストマー、またはそれらの複合材から成る群より選択され、層極限伸び値は、本体部極限伸び値、セル極限伸び値、または両方より、少なくとも１００パーセント大きく、層降伏強度値は、本体降伏強度値およびセル降伏強度値より、少なくとも５パーセント低く、三次元多層光起電力セルアセンブリは、筺体を有する少なくとも１つの電気コネクタアセンブリを含み、筺体は、外面を有し、電気コネクタアセンブリは、コネクタ弾性率値、コネクタ極限伸び値、コネクタ熱膨張率値、およびコネクタ降伏強度値を有し、中間層は、コネクタ筺体の外面と、本体部アセンブリとの間に少なくとも部分的に配置され、層弾性率は、本体部弾性率、コネクタ弾性率、または両方より、少なくとも５パーセント小さく、層弾性率値は、本体部弾性率値と、セル弾性率値との間であり、層熱膨張率値は、本体部熱膨張率値およびコネクタ熱膨張率値より、少なくとも１０パーセント高く、層極限伸び値は、本体部極限伸び値、コネクタ極限伸び値、または両方より少なくとも１００パーセント大きく、中間層は、三次元多層光起電力セルアセンブリと一体化されており、封止材層から形成され、中間層の材料は、三次元多層光起電力セルアセンブリおよび本体部に接着した時に少なくとも２ジュール／ｍ²の最小接着値を有し、中間層の材料は、本体部アセンブリより、コネクタ筺体に多く接着し、中間層は、三次元多層光起電力セルアセンブリと一体化されており、封止材層から形成され、本体部アセンブリより、光起電力セルアセンブリに多く接着し、中間層は、水分遮断性を有し、少なくとも１つの緩和機構を含み、少なくとも１つの相互接続構造部材を含み、少なくとも本体部は、本体ＣＬＴＥを有する本体材料であって、本体部は、本体下面部と、本体上面部と、上下面部の間に及び、本体周辺端部を形成する、本体側面部とを伴い、本体部の少なくとも一部分は、界面領域でバリア層周辺端部の区域（segment）に隣接する、本体材料から成り、（Ａ）本体部の一部分に隣接する、バリア層周辺端部の区域は、区域内に丸いバリア周辺部コーナー部を有し、および／または（Ｂ）装置はさらに、本体側面部の中に少なくとも部分的に埋め込まれる、電気コネクタアセンブリの少なくとも１つの構成要素を含み、コネクタアセンブリ構成要素は、コネクタアセンブリ下面部と、コネクタアセンブリ上面部と、上下面部間に延在してコネクタアセンブリ周辺端部を形成するコネクタアセンブリ側面部とを含み、界面領域に最も近いコネクタアセンブリ周辺端部は、少なくとも１つの丸いコネクタコーナー部を有し、コネクタアセンブリは、光起電力セル層と電気的に連通し、多層光起電力セルアセンブリは、バリアＣＬＴＥと、バリア層周辺端部の内側に配置される光起電力セル層とを有する、少なくとも１つのバリア層から成り、バリア層は、バリア下面部と、バリア上面部と、上下面部間にバリア外形、およびバリア層周辺端部を形成する、バリア層の周辺部に及ぶバリア周辺部を伴い、上下面部の間に及ぶバリア側面部とを含み、本体部は、本体ＣＬＴＥを有する本体材料から成り、本体部は、本体下面部と、本体上面部と、上下面部の間に及び、本体周辺端部を形成する、本体側面部とを伴い、本体部の少なくとも一部分は、界面領域でバリア層周辺端部の区域に隣接し、本体部は、約２．５ｍｍから４．０ｍｍの厚さ（「ＴＢＲ」）を有する、曲げ領域を含み、さらに、曲げ領域は、定数Ｘ´^*（本体ＣＬＴＥ／バリアＣＬＴＥ）＋定数Ｃ´以上によって定義される距離分、界面領域から離れている出発点を有し、Ｘ´は、１．０から５．０に渡り、Ｃは、１．０から５．０に渡る。

上で参照した側面および例は、本明細書に示し記載する通り、他にも本発明内に存在するため、非限定的であることは理解されるべきである。

図１は、本発明に従う、図示的ＰＶ装置の平面図である。 図２Ａは、本発明に従う、図示的ＰＶ装置の分解斜視図である。 図２Ｂは、本発明に従う、別の図示的ＰＶ装置の分解斜視図である。 図３は、本発明に従う、図示的コネクタ筺体の平面図である。 図４Ａは、相互接続部材の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の部分平面図である。 図４Ｂは、図４Ａの断面図である。 図５Ａは、相互接続部材の別の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の部分平面図である。 図５Ｂは、図５Ａの断面図である。 図６Ａは、相互接続部材のまた別の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の部分平面図である。 図６Ｂは、図６Ａの例示的断面図である。 図６Ｃは、図６Ａの別の例示的断面図である。 図７Ａは、相互接続部材のまた別の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の部分平面図である。 図７Ｂは、図７Ａの例示的断面図である。 図７Ｃは、図７Ａの別の例示的断面図である。 図８は、相互接続構造部材の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の平面図である。 図９Ａは、相互接続構造部材の別の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の平面図である。 図９Ｂは、層１２２への界面を示す、コネクタを通る９Ａの断面図である。 図１０は、相互接続構造部材の別の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の部分平面図である。 図１１Ａ−Ｆは、本発明に従う、例示的逃がし溝（緩和機構）の断面図である。 図１２は、緩和機構の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の平面図である。 図１３は、緩和機構の他の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の平面図である。 図１４は、層１２２の中に例示的緩和機構を示す、図示的ＰＶ装置の平面図である。 図１５は、緩和機構の他の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の平面図である。 図１６は、緩和機構の他の例示的位置を示す、図示的ＰＶ装置の平面図である。 図１７は、本発明に従う、図示的バリア層の斜視図である。 図１８は、図１７の平面図である。 図１９は、本発明に従う、別の図示的ＰＶ装置の平面図である。 図２０は、本発明に従う、別の図示的ＰＶ装置の平面図である。 図２１は、建物構造上の幾つかのＰＶ装置の側面図である。 図２２は、本発明に従う、図示的曲げ領域の断面図である。 図２３は、本発明に従う、別の図示的曲げ領域の断面図である。 図２４は、図示的な望ましい斜面を示す、側面図である。 図２５は、図示的な望ましくない斜面を示す、側面図である。

本発明は、図１に図示する通りの改良された光起電力装置１０（以後、「ＰＶ装置」）に関し、太陽放射（例えば、日光）にさらされるときに、電気エネルギーを提供するように機能する、多くの構成要素および構成要素アセンブリとして概して記載することができる。特に興味深く、本開示の主な焦点でもあるのが、本体部２００に接合する、少なくとも１つの多層光起電力セルアセンブリ１００（以後、「ＭＰＣＡ」）を含む、改良されたＰＶ装置１０である。好ましい実施形態では、ＰＶ装置は、ＭＰＣＡ（ならびに潜在的に、コネクタ構成要素等の他の構成要素およびアセンブリ）を取り、ＭＰＣＡの少なくとも複数部分の周辺部に、本体部を形成する（例えば、射出成形によって）ことによって形成される。構成要素と構成要素アセンブリとの間の関係（例えば、少なくとも幾何学的特性および材料特性）が、上記の背景技術セクションで議論した問題のうちの１つ以上を解決する上で、非常に重要であると考えられる。本発明において特に興味深いのは、ＰＶ装置１０が、建物一体型太陽光発電（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ）またはＢＩＰＶとしてよく知られるものに対して利用されることである。構成要素および構成要素アセンブリの各々、ならびにそれらの関係は、以下の段落でより詳細にかつ特異的に開示する。

多層光起電力セルアセンブリ（ＭＰＣＡ）１００
ＭＰＣＡ１００は、例えば、参照することにより明細書に組み込まれる、現在係属中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０９／０４２４９６号に記載する通り、数々の層および構成要素／アセンブリの寄せ集めであってもよいと考えられる。ＭＰＣＡは、少なくともバリア層１２２および光起電力セル層１１０（バリア層１２２の周辺端部の内側に概して設置される）を含有する。ＭＰＣＡ１００はまた、封止材層および他の保護層等、他の層を含有してもよいと考えられる。図示的例が図面に示され、下で議論される。例示的ＭＰＣＡ１００の分解図を、図２Ａおよび２Ｂに示す。全体のＭＰＣＡ１００の厚さＭ_Tは、約１ｍｍから１２ｍｍ、好ましくは、約２ｍｍから９ｍｍ、および最も好ましくは、約９．０ｍｍより小さくてもよいと考えられる。

機能的には、これらの封止材層および他の保護層は、各々、ＭＣＰＡ１００を保護する、および／または共にＭＣＰＡ１００を接続する働きをする、多くの個別の層を含んでいてもよい。各好ましい層については、下にさらに詳細に記載し、「上」（例えば、要素に最も曝露する層）から、「底」（例えば、建物または構造に最も密接に接続する層）へ移動する。概して、各好ましい層またはシートは、単一の層であってもよいか、またはそれ自体で副層を含んでいてもよい。

バリア層１２２
バリア層１２２は、概して、ＭＰＣＡ１００用の環境シールドとして、より具体的には、光起電力セル層１１０の少なくとも一部分のための環境シールドとして機能してもよい。バリア層１２２は、好ましくは、光エネルギーが、光起電力セル層１１０の光活性部分へと通過することを可能にする、透明または半透明材料から構築される。この材料は可撓性（例えば、ポリマー薄膜、多層膜、ガラス、またはガラス複合材）か、または剛性（例えば、厚いガラスまたはポリカーボネート等のプレキシグラス）があってもよい。材料はまた、水分／粒子透過または集結への耐性によって特徴付けられてもよい。バリア層１２２はまた、好ましくない波長が、光起電力セルに到達できないように、一定の光の波長をフィルターするように機能してもよい。好ましい実施形態では、バリア層１２２の材料はまた、厚さが、約０．０５ｍｍから１０．０ｍｍ、より好ましくは、約０．１ｍｍから４．０ｍｍ、および最も好ましくは、２．５ｍｍから３．５ｍｍに渡るであろう。他の物理的特徴は、少なくとも膜の場合、２０ＭＰａより大きい引張強度（ＪＩＳ Ｋ７１２７によって測定）、１％以上の引張伸び（ＪＩＳ Ｋ７１２７によって測定）、および／もしくは０．０５％以下の吸水（２３℃、２４時間）（ＡＳＴＭ Ｄ５７０ごとに測定）、ならびに／または約５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から１００×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、より好ましくは、約１０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から８０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、および最も好ましくは、約２０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から５０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の線膨張率（「ＣＬＴＥ」）を有してもよい。他の物理的特徴は、少なくとも厚いガラスの場合、約５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から約１４０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、好ましくは、約７×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から約５０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、より好ましくは、約８×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から約３０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、最も好ましくは、約９×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から約１５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の線膨張率（「ＣＬＴＥ」）を有してもよい。他の物理的特徴は、少なくとも厚いガラスの場合、約２．４２ｇ／ｃｍ³から約２．５２ｇ／ｃｍ³の密度、約７５から２００Ｎ／ｓｑ．ｍｍの間の引張強度、５００から１２００Ｎ／ｓｑ．ｍｍの間の圧縮強度、６０〜８０ＧＰａの間の弾性率、約９×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃のＣＬＴＥ、および少なくとも約８５％、好ましくは、少なくとも約８７％、より好ましくは、少なくとも約９０％の可視光線透過率を有してもよい。

第１の封止材層１２４
封止材層の一例では、第１の封止材層１２４は、バリア層１２２の下方、および概して光起電力セル層１１０の上方に配置されてもよい。第１の封止材層１２４は、結合機構として働き、隣接する層を共に担持するのを助けてもよいと考えられる。また、それによって、所望の量およびタイプの光エネルギーの透過が、光起電力セル１１０に到達することを可能にするはずである。第１の封止材層１２４はまた、隣接する層の形状における凹凸を補正するか、またはそれらの層を通して変換される（例えば、厚さの変更）ように機能してもよい。また、温度変化ならびに物理的移動および曲がりによって、層の間の屈曲および移送が可能となる働きをしてもよい。好ましい実施形態では、第１の封止材層１２４は、接着膜またはメッシュ、好ましくは、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）、熱可塑性ポリオレフィン、ポリウレタン、イオノマー、ケイ素系ポリマー、または類似の材料から基本的に成ってもよい。この層の好ましい厚さは、約０．１ｍｍから１．０ｍｍ、より好ましくは、約０．２ｍｍから０．８ｍｍ、および最も好ましくは、約０．２５ｍｍから０．５ｍｍに渡る。

光起電力セル層１１０
本発明で熟慮する光起電力セル層１１０は、いかなる数の既知の市販されている光起電力セルから構築されてもよいか、または幾つかの将来開発される光起電力セルより選択されてもよい。これらのセルは、光エネルギーを電気に変換するように機能する。光起電力セルの光活性部分は、光エネルギーを電気エネルギーに転換するする材料である。結晶シリコン、非晶質シリコン、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、色素増感太陽電池（いわゆる、グレッツェルセル）、有機／ポリマー太陽電池、または光電効果により日光を電気に転換する、任意の他の材料を含む、その機能を提供することで知られるいかなる材料が使用されてもよい。しかしながら、光活性層は、好ましくは、ＩＢ−ＩＩＩＡ−セレニド、ＩＢ−ＩＩＩＡ−スルフィド、またはＩＢ−ＩＩＩＡ−セレニドスルフィド等、ＩＢ‐ＩＩＩＡ‐カルコゲニドの層である。より具体的な例には、銅インジウムセレニド、銅インジウムガリウムセレニド、銅ガリウムセレニド、銅インジウムスルフィド、銅インジウムガリウムスルフィド、銅ガリウムセレニド、銅インジウムスルフィドセレニド、銅ガリウムスルフィドセレニド、および銅インジウムガリウムスルフィドセレニド（これら全てを本明細書ではＣＩＧＳＳと呼ぶ）を含む。これらはまた、式ＣｕＩｎ（１−ｘ）ＧａｘＳｅ（２−ｙ）Ｓｙで表すことができ、式中、ｘは０から１であり、ｙは０から２である。銅インジウムセレニドおよび銅インジウムガリウムセレニドが好ましい。ＣＩＧＳＳ系セルにおいて有用であることが当該分野で公知である、１つ以上のエミッタ（バッファ）層、導電層（例えば透明導電層）等の、追加の電気活性層もまた、本明細書で熟慮される。これらのセルは可撓性または剛性があり、種々の形およびサイズとされてもよいが、概して脆く、環境劣化にさらされる。好ましい実施形態では、光起電力セルアセンブリ１１０は、実質的に亀裂を生じさせることなしに、および／または機能性の顕著な損失なしに曲げることができるセルである。例示的光起電力セルは、米国特許第３７６７４７１号、米国特許第４４６５５７５号、米国特許第２００５００１１５５０ Ａ１号、欧州特許第８４１７０６ Ａ２号、米国特許第２００７０２５６７３４ ａ１号、欧州特許第１０３２０５１Ａ２号、日本国特許第２２１６８７４号、日本国特許第２１４３４６８号、および日本国特許第１０１８９９２４ａ号を含む、多くの米国特許および公開公報に教示および記載されており、全ての目的で参照することにより本出願に組み込まれる。

光起電力セル層１１０はまた、例えば、図２Ｂに図示する通り、セル、コネクタアセンブリ構成要素３００に電気的に連通し、概して、ＰＶ装置１０の左右に走る、バスバー（ｂｕｓｓ ｂａｒ）１１１等の電気回路を含んでもよい。このエリアは、バスバー領域３１１として知られる場合がある。

第２の封止材層１２６
封止材層の別の例では、第２の封止材層１２６は、幾つかの例では、上層１２２および／または第１の封止材層１２４に直接接触してもよいが、概して、光起電力セル層１１０の下方に接続して設置される。第２の封止材層１２６は、電磁放射線または光エネルギーを伝達する必要が必ずしもないが、第１の封止材層と類似の機能の働きをしてもよいと考えられる。

バックシート１２８
保護層の例では、第２の封止材層１２６の下方に接続して設置される、バックシート１２８があってもよい。バックシート１２８は、環境保護層（例えば、上の層から水分および／またはある特定の物質を入らせない）として働いてもよい。好ましくは、可堯性のある材料（例えば、ポリマー薄膜、金属箔、多層膜、またはゴムシート）から構築される。好ましい実施形態では、バックシート１２８の材料は、不透水性であり、また厚さが、約０．０５ｍｍから１０．０ｍｍ、より好ましくは、約０．１ｍｍから４．０ｍｍ、および最も好ましくは、約０．２ｍｍから０．８ｍｍに渡ってもよい。他の物理的特徴は、約２０％以上の破断点伸び（ＡＳＴＭ Ｄ８８２によって測定）、約２５ＭＰａ以上の引張強度（ＡＳＴＭ Ｄ８８２によって測定）、および約７０ｋＮ／ｍ以上の引裂強度（Ｇｒａｖｅｓ法で測定）を有してもよい。好ましい材料の例には、ガラス板、アルミ箔、ポリフッ化ビニル（例えば、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔの登録商標）として市販）、ポリテレフタル酸エチレン、テトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロエチレンの共重合体（「ＦＥＰ」としても知られる）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリメタクリル酸メチル、およびポリカーボネート、またはそれらの組み合わせを含む。

補足的バリアシート１３０
保護層の別の例では、バックシート１２８の下方に接続して設置される、補足的バリアシート１３０があってもよい。補足的バリアシート１３０は障壁として作用し、環境条件から、およびＰＶ装置１０がさらされる構造の任意の機構（例えば、ルールデッキの凹凸、突起物等）によって引き起こされる場合がある物理的損傷から、上の層を保護してもよい。これは任意選択の層であり、必要とされない場合があると考えられる。また、この層は、本体部２００と同じ機能の働きをしてもよいと考えられる。好ましい実施形態では、補足的バリアシート１３０の材料は、少なくとも部分的に不透水性で、また厚さが約０．２５ｍｍから１０．０ｍｍ、より好ましくは、約０．５ｍｍから２．０ｍｍ、および最も好ましくは、０．８ｍｍから１．２ｍｍに渡ってもよい。この層が、約２０％以上の破断点伸び（ＡＳＴＭ Ｄ８８２によって測定）、約１０ＭＰａ以上の引張強度（ＡＳＴＭ Ｄ８８２によって測定）、および約３５ｋＮ／ｍ以上の引裂強度（Ｇｒａｖｅｓ法で測定）を呈することが好ましい。好ましい材料の例には、熱可塑性ポリオレフィン（「ＴＰＯ」）、熱可塑性エラストマー、オレフィンブロックコポリマー（「ＯＢＣ」）、天然ゴム、合成ゴム、ポリ塩化ビニル、ならびに他のエラストマーおよびプラストマー材料を含む。代替として、保護層は、構造的および環境的（例えば、風）な負荷の下で追加の屋根機能を提供するために、より剛性のある材料から成り得る。ＰＶ装置１０の熱膨張率を改善し、温度変動中に所望の寸法を維持するために、さらに剛性があることが望ましい場合もある。構造特性のための保護層材料の例には、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルアミド、ポリスルホン、アセタール、アクリル、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリカーボネート、フェノール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ガラスおよび鉱物質充填複合材を含むエポキシ、またはそれらの任意の組み合わせを含む。

上記の層は、多くの組み合わせで構成または積層されてもよいが、バリア層１２２が最上層であることが好ましい。加えて、これらの層は、接着接合、加熱または振動溶接、オーバーモールド、または機械的締結具を含むが、これらに限定されない、いかなる数の方法で一体的に共に接合されてもよいと考えられる。

下記で議論する実施形態のうちの幾つかを考慮して明確にするために、ＭＣＰＡ１００はさらに、別の様式では、２つの一部から成るアセンブリとして記載することができる。第１の一部、ＭＰＣＡサブアセンブリ１０１は、ＭＰＣＡ１００（バリア層１２２を除く）の全ての層を含んでなり、第２の一部はバリア層１２２である。バリア層１２２はまた、例えば、図２Ａに表示される通り、長さ「Ｌ_BL」および幅「Ｗ_BL」を有するとして記載される場合がある。好ましくは、Ｌ_BLは、下記で議論するＬ_BLの約０．７５から約１．２５倍に渡り、より好ましくは、長さは、互いの約５〜１０％以内である。また、ＭＰＣＡサブアセンブリ１０１は、約３０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から１５０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、より好ましくは、約５０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から１００×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃に渡る、全体のＣＬＴＥ（「サブアセンブリＣＬＴＥ」）を有してもよいと考えられる。

本体部２００
本体部２００は、構成要素／アセンブリの寄せ集めであってもよいが、好ましくは、例えば、現在係属中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０９／０４２４９６号に記載する通り、概して、ポリマー（またはポリマーブレンド）を型に注入する（ＭＰＣＡ１００または他の構成要素（例えば、コネクタ構成要素）等の挿入有りまたは無しで。これについては本出願において後に議論する）ことによって、形成されるポリマー物品であると考えられ、当該特許は、参照することによって本明細書に組み込まれる。本体部２００は、ＰＶ装置１０に対する主要な構造担体として機能し、これと一致するように構築されるべきである。例えば、基本的に、プラスチック骨組み材料として機能することができる。本体部２００は、熱膨張のため、応力に劣らない接着強度で、ＭＰＣＡ１００に接着すべきであると考えられる。

本体部２００を構成する組成物はまた、約０．５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から約１４０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、好ましくは、約３×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から約５０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、より好ましくは、約５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から約３０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、および最も好ましくは、約７×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から約１５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の線熱膨張率（「ＣＬＴＥ」）を呈すると考えられる。最も望ましくは、本体部２００を構成する組成物のＣＬＴＥが、バリア層１２２のＣＬＴＥに厳密に合致するべきである。また、好ましくは、本明細書に開示する本体部２００を構成する組成物のＣＬＴＥは、バリア層１２２のＣＬＴＥの係数２０以内、より好ましくは、係数１５以内、なおもより好ましくは、係数１０以内、さらにより好ましくは、係数５以内、および最も好ましくは、係数２以内の線熱膨張率（ＣＬＴＥ）によっても特徴付けられる。例えば、バリア層１２２が、９×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃のＣＬＴＥを有する場合、成形組成物のＣＬＴＥは、好ましくは、１８０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から０．４５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の間（係数２０）、より好ましくは、１３５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から０．６×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の間（係数１５）、なおもより好ましくは、９０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から０．９×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の間（係数１０）、さらにより好ましくは、４５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から１．８×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の間（係数５）、および最も好ましくは、１８×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から４．５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の間（係数２）である。本体部２００含んでなる組成物とバリア層１２２との間のＣＬＴＥを合致させることは、温度変化の間、ＰＶセルに亀裂を生じ破壊する結果をもたらし得る可能性がある、ＢＩＰＶ装置への熱誘起応力を最小化するために重要である。

本明細書に開示する光起電物品の幾つかの実施形態に対して、バリア層１２２はガラスバリア層を含む。バリア層１２２がガラス層を含む場合、成形組成物のＣＬＴＥは、好ましくは、８０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃より小さく、より好ましくは、７０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃より小さく、なおもより好ましくは、５０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃より小さく、および最も好ましくは、３０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃より小さい。好ましくは、新規組成物のＣＬＴＥは、５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃より大きい。

ガラスが（バリア層１２２として）使用されるとき、本体材料の組成物は、好ましくは、少なくとも３％だが、通常２００％より大きくはない破断点伸びを有する。また、ガラスが使用されないとき、本体材料は、好ましくは、少なくとも１００％、より好ましくは、少なくとも２００％、なおもより好ましくは、少なくとも３００％、および好ましくは、５００％以下の破断点伸びを有すると考えられる。組成物の引張破断点伸びは、５０ｍｍ／ｍｉｎの試験速度を使用する、２３℃での試験方法ＡＳＴＭ Ｄ６３８‐０８（２００８）によって判定された。

好ましい実施形態では、本体支持部分２００は、本体材料を含んでいてもよい（実質的には本体材料から構築されてもよい）。この本体材料は、充填または無充填の成形可能なプラスチック（例えば、ポリオレフィン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＳＡＮ）、水素化スチレンブタジエンゴム、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリスルホン、アセタール、アクリル、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、熱可塑性および熱硬化性ポリウレタン、合成および天然ゴム、エポキシ、ＳＡＮ、アクリル、ポリスチレン、またはそれらの任意の組合せ）であってもよい。充填剤（好ましくは、重さで最大約５０％）は、以下のうちの１つ以上を含んでもよい：着色剤、難燃（ＦＲ）または耐火（ＩＲ）材料、ガラスまたはミネラル繊維等の補強材料、表面改質剤。また、プラスチックは、酸化防止剤、離型剤、発泡剤、および他の一般的なプラスチック添加剤を含んでもよい。好ましい実施形態では、ガラス繊維充填剤が使用される。ガラス繊維は、好ましくは、約０．７ｍｍから１．２ｍｍに渡る平均的なガラスの長さで、約０．１ｍｍから約２．５ｍｍに渡る繊維の長さ（成形後）を有する。

好ましい実施形態では、本体材料（組成物）は、少なくとも５ｇ／１０分、より好ましくは、少なくとも１０ｇ／１０分のメルトフローレートを有する。メルトフローレートは、好ましくは、１００ｇ／１０分より小さく、より好ましくは、５０ｇ／１０分より小さく、および最も好ましくは、３０ｇ／１０分より小さい。組成物のメルトフローレートは、試験方法ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４「ＲＥＶ Ｃ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ ｂｙ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｐｌａｓｔｏｍｅｔｅｒ」、２００４ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｌ（２３０℃／２．１６Ｋｇ）によって判定された。本出願に使用するポリプロピレン樹脂はまた、この同じ試験および方法を使用する。本発明におけるポリエチレンおよびエチレン‐α‐オレフィン共重合体のメルトフローレートは、一般的にメルトインデックスと呼ばれるＣｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｅ（１９０℃／２．１６Ｋｇ）を使用して測定される。

全ての実施形態では、組成物は、少なくとも２００ＭＰａ、より好ましくは、少なくとも４００ＭＰａ、および最も好ましくは、少なくとも７００ＭＰａの曲げ弾性率を有する。ＭＰＣＡ１００がガラス層を含む好ましい実施形態に従い、曲げ弾性率は、好ましくは、少なくとも１０００ＭＰａ、および７０００ＭＰａ未満である。第２の実施形態に従い、曲げ弾性率は、１５００ＭＰａ未満、より好ましくは、１２００ＭＰａ未満、最も好ましくは、１０００ＭＰａ未満である。組成物の曲げ弾性率は、２ｍｍ／ｍｉｎの試験速度を使用して、試験方法ＡＳＴＭ Ｄ７９０‐０７（２００７）によって判定された。本体部２００を構成する組成物はまた、約２５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から７０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、より好ましくは、約２７×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から６０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、および最も好ましくは、約３０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から４０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の線熱膨張率（「本体ＣＬＴＥ」）を呈すると考えられる。

好ましくは、新規組成物は、ＲＴＩ電気およびＲＴＩ機械的強度を有するとして特徴付けられ、ＲＴＩ電気およびＲＴＩ機械的強度の各々は、少なくとも８５℃、好ましくは、少なくとも９０℃、より好ましくは、少なくとも９５℃、なおもより好ましくは、少なくとも１００℃、および最も好ましくは、少なくとも１０５℃である。

ＲＴＩ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｄｅｘ：相対温度指数）は、ＵＬ ７４６Ｂ（２０００年１１月２９日）に詳述される試験手順によって判定される。基本的に、プラスチックの主な特徴は、試験の最初に測定され（例えば、引張強度）、その後、試料を少なくとも４つの昇温（例えば、１３０度、１４０度、１５０度、１６０度）の中に置き、数か月を通して周期的に試験する。次いで、主な特性の減少が試験され、現場使用で証明された既知の材料の比較結果から、実用基準が確立される。その後、知られていない試料の効果的な耐用年限が、既知の材料と比較して判定される。ＲＴＩは、度（℃）で表示される。試験は、完了するまでに最低５０００時間かかり、時間も費用も両方かかり得る。

ＲＴＩが、高価で時間のかかる試験であるため、有用な組成物を選択する際に当業者を先導する有用な代用物は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって特定される融点である。本明細書に有用として記載する組成物に対して、組成物の顕著な部分に対する示差走査熱量測定において、１６０℃未満の温度で融点は見られず、好ましくは、全体の組成物に対して１６０℃未満で融点が見られないのが好ましい。示差走査熱量測定統計データは、１０℃／ｍｉｎの加熱速度で、試験方法ＡＳＴＭ Ｄ７４２６‐０８（２００８）によって判定された。射出成形組成物のかなりの割合が、１６０℃より下の温度で融解する場合、組成物は、ＰＶ装置１０の中で使用するとき（特に、ＢＩＰＶとして使用するとき）に、十分適切に機能するほど高い定格では、電気、機械的強度、可燃性、および機械的衝撃のＵＬ ＲＴＩ試験７４６Ｂに合格しそうもない。

本体部２００は、いかなる数の形およびサイズであってもよいと考えられる。例えば、正方形、長方形、三角形、楕円形、円形、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。本体部２００はまた、図２Ａに表示される通り、長さ「Ｌ_BP」および幅「Ｗ_BP」を有するとして記載されてもよく、それぞれ最低１０ｃｍ、および最高５００ｃｍ以上である場合がある。最低約１ｍｍから最高２０ｍｍ以上に及んでもよい、厚さ（ｔ）を有する場合があり、本体部２００の異なるエリアで違っていてもよい。好ましくは、本体部２００は、本体下面部２０２、本体上面部２０４、および上下面部の間に及び、本体周辺端部２０８を形成する、本体側面部２０６を有すると記載することができる。

コネクタアセンブリ
コネクタアセンブリは、ＰＶ装置１０からおよび／またはＰＶ装置１０へ電気的に連通することを可能にするように機能する。この連通は、光起電力セル層１１０に接続する回路と連動してもよいか、または他の回路を介してＰＶ装置１０を通り、かつＰＶ装置１０に渡る連通を促進するのみであってもよい。コネクタアセンブリは、種々の構成要素およびアセンブリから構築されてもよく、本発明の主な焦点は、ＰＶ装置と一体化された（ＰＶ装置内に埋め込まれた）、コネクタアセンブリ構成要素３００に関係する。概して、図３に示す通り、この構成要素３００は、他の構成も熟慮されるが、ポリマー筺体３１０およびＰＶ装置１０の中へ突出する導線３２０を含んでなる。筺体３１０を構成する好ましい材料の例には、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＯ（ポリプロピレンオキシド）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＡ（ポリアミド）、およびＰＥＩ（ポリエーテルイミド）のポリマー化合物またはブレンドを含み、これらは、重さで最大６５％の充填剤有しまたは無しであり得る。筺体３１０を構成する組成物もまた、約１２×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から１００×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、より好ましくは、約１５×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から８０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、および最も好ましくは、約２０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃から６０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の流れの方向における線熱膨張率（「ＣＬＴＥ」）を呈すると考えられる。

筺体３１０は、いかなる数の材料（上記に示す通り）から構築されてもよいが、好ましくは、少なくとも約０．１ＧＰａ、より好ましくは、約１ＧＰａ、および最も好ましくは、約１０ＧＰａ以上である引張率、約１パーセント、より好ましくは、約１．５パーセント、および最も好ましくは、約２．５パーセント以上の極限伸び値、約５０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、より好ましくは、約３０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃、および最も好ましくは、約２０×１０−６ｍｍ／ｍｍ℃の熱膨張率値等の材料の特徴を有すると考えられる。

この図示的コネクタ筺体３１０において、筺体はさらに、コネクタアセンブリ下面部３１２、コネクタアセンブリ上面部３１４、および上下面部の間に渡るコネクタアセンブリ側面部３１６を有するとして、定義されてもよい。側面部３１６は、コネクタアセンブリ周辺端部３１６´を形成する。また、側面部３１６上に設置されるのは、フランジまたは突起部３１８であってもよい。

一実施形態では、据え付けられるとき、雌雄コネクタ部分を確実に係止するように機能する場合がある、係止機構（図示せず）を含んでもよいと考えられる。これは、中間層５００、相互接続構造部材１５００、緩和機構２５００、またはそれらの任意の組み合わせが、コネクタ筺体３１０の周辺部に配置される場合に、好ましい構成である場合がある。

また、上記の「コネクタアセンブリ」または「コネクタ筺体３１０」は、ＰＶ装置１０の中の同じ場所に設置される、ある他の構成要素または物体であり得るとも考えられる。次のセクションで議論する関係もまた、この他の構成要素または物体に当てはまる。

中間層５００
１つまたは複数の中間層が、装置１０の中に提供されてもよい。中間層は、ＭＰＣＡ１００、本体部、および／またはコネクタ筺体３１０の間のＣＬＴＥ不一致による、応力／歪みを制御するのに役立つように機能してもよい。中間層はまた、所望の温度範囲（例えば、約−４０℃から９０℃）に渡って、コネクタ筺体３１０の移動に特に関係して、装置の全体的な寸法の安定性に役立つ追加的利点を有してもよい。加えて、好ましくは、３８℃で１日５０ｇ／ｍ²未満の水蒸気透過速度等の、水分遮断性を呈してもよい。装置１０が、比較的隆起のある多角形バリア層１２２および少なくとも１つの筺体３１０を含む場合に、中間層は、２つの構成要素間の橋として機能してもよい。

中間層５００は、中間層材料を含んで（実質的には中間層材料から構築されて）いてもよいと考えられる。この中間層材料は、好ましくは、ブチルゴム、イオノマー、シリコーンゴム、ポリウレタンエラストマー、この目的に役立つことができるポリオレフィンエラストマー、またはそれらの複合材等の材料から成る群より選択されてもよい。１つの好ましい実施形態では、層材料は、上記のような封止材層から形成される。

層５００が、実質的に応力を吸収するように設計される一実施形態では、中間層５００は、いかなる数の材料（上記に示した通り）から構築されてもよいが、好ましくは、約３００ＭＰａより小さく、より好ましくは、約５０ＭＰａより小さく、および最も好ましくは、約１ＭＰａ以下である引張率、約２００パーセント、より好ましくは、約５００パーセント、および最も好ましくは、約１２００パーセント以上の極限伸び値等の材料の特徴を有すると考えられる。

層５００が、応力の吸収および伝達の両方をする場合がある、別の実施形態では、中間層５００は、本体部２００、ＭＰＣＡ１００、およびコネクタ筺体３１０のうちのいずれか（または全て）の弾性（引張またはヤング）率が少なくとも（プラスまたはマイナス）約１５パーセント以内、より好ましくは、約１０パーセント以内、および最も好ましくは、約５パーセント以内である、弾性（引張またはヤング）率を有する材料であってもよいと考えられる。好ましい実施形態では、層弾性（引張またはヤング）率は、本体部弾性（引張またはヤング）率またはセル弾性（引張またはヤング）率より、少なくとも５パーセント小さい。また、好ましい実施形態では、層材料は、本体部極限伸び値、セル極限伸び値、または両方より、少なくとも１００パーセント大きい層極限伸び値を有すると考えられる。また、好ましい実施形態では、層材料は、本体降伏強度値およびセル降伏強度値より、少なくとも５パーセント低い層降伏強度値を有すると考えられる。層５００を定義する代替の手段では、好ましくは、約５０から５０００ＭＰａ、より好ましくは、約１００から７００ＭＰａ、および最も好ましくは、約１５０から４００ＭＰａに渡る、ヤング率値を有するとして特徴付けられてもよい。

中間層５００は、ＭＰＣＡ１００と少なくとも１つのコネクタ３００との間に配置される、別個の構成要素であってもよいか、またはコネクタ３００および／または上層１２２の部分を囲んでもよいと考えられる。層５００はまた、ＭＰＣＡ１００と一体化された場合がある。図示的例を以下に提供する。

相互接続構造部材１５００
１つまたは複数の相互接続構造部材が、装置１０の中に提供されてもよい。相互接続構造部材１５００は、ＭＰＣＡ１００、本体部、および／またはコネクタ筺体３１０の間のＣＬＴＥ不一致による、応力／歪みを制御するのに役立つように機能してもよい。相互接続構造部材１５００はまた、所望の温度範囲（例えば、約−４０℃から９０℃）に渡って、コネクタ筺体３１０の移動に特に関係して、装置の全体的な寸法の安定性に役立つ追加的利点を有してもよい。装置１０が、比較的隆起のあるバリア層１２２および少なくとも１つの筺体３１０を含む場合に、相互接続構造部材１５００はまた、２つの構成要素間の橋として機能してもよい。

構造部材１５００は、いかなる数の材料から構築されてもよいが、好ましくは、本体部の引張率の少なくとも約１．２５Ｘ、より好ましくは、約１．５Ｘ、および最も好ましくは、約２Ｘ以上である、引張率を有する材料から構築されてもよいと考えられる。例えば、無機材料（約２０６ＧＰａの率を有してもよいスチール補強部材等）を使用すると、この範囲は最大２００Ｘとなり得る。また、相互接続構造部材は、上層の引張率に事実上等しいか、またはその約４Ｘと同じくらいである、引張率を有する材料であってもよいと考えられる。１つの好ましい実施形態では、構造部材１５００の引張率は、上層１２２の引張率の少なくとも約５から３０パーセント以内、より好ましくは、約７から２０パーセント、および最も好ましくは、約１０から１５パーセントである。好ましい実施形態では、相互接続構造部材１５００は、相互接続構造部材材料を含んでいてもよい（実質的には相互接続構造部材材料から構築されてもよい）。相互接続構造部材材料は、好ましくは、ガラス、金属、セラミック、アルミニウム、スチール、炭素繊維、充填または無充填ポリマー、またはそれらの複合材から成る群より選択されてもよい。

構造部材１５００は、本体の中に統合されていてもよく、またはＭＰＣＡ１００と少なくとも１つのコネクタ３００とも間に配置される、別個の構成要素であってもよいか、もしくはコネクタ３００と一体化された場合があると考えられる。構造部材１５００は、局部的な歪みが、歪みを最小化するように存在する場所にならどこでも（例えば、ＭＰＣＡ１００とコネクタとの間だけではなく）使用されてもよい。また、構造部材１５００は、それ自体、または装置１０の追加の構成要素の位置調整に役立つ場合がある、位置決め機構を含んでもよいと考えられる。

幾何学的特性および材料特性の関係
ＰＶ装置１０およびそれを構成する構成要素の構築に使用される材料の選択、ならびに幾何学的特性および材料特性両方の関係は、システムの全体的な性能に影響する（例えば、複数のＰＶ装置を合わせたアセンブリの耐久性および緩和）と考えられる。製造、費用、および／または製品性能要件緩和の必要性の平衡を保つことで、特有の材料選択および構成要素設計を促進する場合がある（例えば、以下に記載する少なくとも１つの相互接続部材の使用、以下に記載する少なくとも１つの相互接続構造部材の使用、および／またはその中にある緩和機構２５００）。本発明では、これらの要素を熟慮し、望ましい結果を達成するように、特有の解決法を提供する。

完全なシステムが、協調性を持って動くことができるように、実現可能であるだけ種々の構成要素の物理的特性に合致することが所望される場合があると考えられる（例えば、全てまたは大部分の構成要素が、類似の材料または材料の仲間から構築される）。これが完全に達成できない場合、特有の幾何学的設計の特徴／構成要素（例えば、相互接続部材、相互接続構造部材、緩和機構、および／または個々の構成要素の幾何学的設計）が必要な場合があると考えられる。特に興味深いのは、本体部２００、全体としてのＭＰＣＡ１００（および幾つかの場合には、特にバリア層１２２）、およびコネクタ３００の材料特性選択の関係、ならびに互いに対する幾何学的関係である。

ＭＰＣＡ、本体、および／またはコネクタ関係
本セクションは、ＭＰＣＡ１００、本体部２００、および／またはコネクタ筺体３１０と、その中の相互接続中間層５００との間の関係の一定の側面に注意を向ける。中間層は、温度範囲に渡って、光起電力装置１０の制御された弾性変形を可能にするように適合した、パネルまたは本体部の中に配置されてもよい（通常、本体部２００の外面の近くまたは真下）。通常、温度範囲は、約−４０℃から９０℃までである。この変形は、主に、本体部２００（および存在する場合には、コネクタ）と、ＭＰＣＡ１００との間のＣＬＴＥ差によると考えられる。言い換えると、中間層は、ＣＬＴＥ差によって引き起こされる応力を、消散するおよび／または方向付けるためのメカニズムを提供する。また、それぞれの構成要素間のＣＬＴＥ差が小さければ小さいほど、中間層５００を必要とする場合があるエリアが、より小さく（例えば、寸法的に）またはより少なくなると考えられる。例えば、それぞれの構成要素間のＣＬＴＥ差が、５パーセントより大きいとき、少なくとも１つの中間層形成エリアが必要とされると考えられる。

本セクションはまた、ＭＰＣＡ１００、本体部２００、および／またはコネクタ筺体３１０と、その中にある相互接続構造部材１５００との間の関係の一定の側面に注意を向ける。相互接続構造部材は、温度範囲に渡って、光起電力装置１０の制御された弾性変形を可能にするように適合した、パネルまたは本体部に配置される（通常、本体部２００の外面の近くまたは真下）。通常、温度範囲は、約−４０℃から９０℃までである。この変形は、主に、本体部２００（および存在する場合には、コネクタ）と、ＭＰＣＡ１００との間のＣＬＴＥ差によると考えられる。言い換えると、相互接続構造部材は、ＣＬＴＥ差によって引き起こされる応力を、消散するおよび／または方向付けるためのメカニズムを提供する。

本セクションは、ＭＰＣＡ１００と、ＭＰＣＡサブアセンブリ１０１と、本体部２００との間の関係の一定の側面に注意を向ける。幾つかの図示的例および好ましい実施形態は、本明細書の中に詳述する。当業者は、これらの例が限定であるはずはなく、本発明が他の潜在的な構成を熟慮していることを理解するはずである。

ＰＶ装置１０の全体的な形を制御する、特に、その幅Ｗ_BPに沿って、本体部２００の斜面（またはカッピング）を制御することが望ましい場合があると考えられる。カッピングまたは斜面は、１つのＰＶ装置１０が、図２１、２４、および２５に示す通り、表面（例えば、建物構造４５１）上で、別のＰＶ装置１０上に置かれる（またはその上方に据え付けられる）ときに、考慮すべき重要事項である場合がある。

図２５は、カップ状ではない、望ましくないであろうＰＶ装置１０の図示的例である。図２４は、望ましい様式にあるカップ状のＰＶ装置１０を示す。カッピング４５４の量（例えば、次の下部構造４５１または別のＰＶ装置１０の平面からの距離、すなわち、カッピング値）は、好ましくは、約３．０ｍｍから約３０ｍｍ、より好ましくは、約５．０ｍｍから２５．０ｍｍ、および最も好ましくは、約７．０ｍｍから１５ｍｍに渡る。

上記で議論した必要性の幾つかまたは全てに合致する、ＰＶ装置１０の製造を有効化するためには、考慮すべき追加の設計が必要である場合があると考えられる。本発明では、前のセクションで議論した、材料および幾何学的関係を考えれば、曲げ領域２１０を含むことが有益である場合があると考える。顕著であるのは、サブアセンブリのＣＬＴＥのパーセント差異が、本体部材料のＣＬＴＥのパーセント差異に対して増加するにつれて、曲げ領域に対する必要性も増加することである。これらの比率および構成要素の応力への影響は、応力負荷の分離において顕著である。製造および据え付け負荷が、材料の熱負荷および関係するＣＬＴＥの負荷によって、応力と結び付かないように、これらの領域を設置することが有利である場合がある。また、これは、不利な厚さおよび長さへの一部に影響する、重大な電気構成要素（コネクタ、バスバー等）を含む、装置の重大な領域で発生する場合がある。曲げ領域２１０の場所および／または構成の例を以下に表す。そのように所望される場合には、各例からの側面のいずれかまたは全ての組み合わせが、成されてもよいと考えられる。

この曲げ領域は、載置面（例えば、建物構造４５１）に留められる（例えば、釘４５２、ねじ等の機械式締結具で）ときに、最上下縁部が、載置面または他の装置と完全に接触するように、装置１０の締結場所（または締結ゾーン４５０）の非常に近くに設置されることが好ましい。これは、屋根装置および光起電力装置の多くの側面にとって重要である場合があると考えられる。例には、止水性、風荷重に対する耐性、風および振動の中での安定性、ならびに環境およびサービス状況を通じて、載置面上に均一な位置を維持することを含む。それゆえ、縁部に、これらの必要性に合致するように、適切に事前に付加をかけるような、曲げ領域を有することが非常に望ましい。曲げ領域がない場合、装置を載置構造に留めるために、過剰な力が必要とされる場合がある。代替として、一部が、不十分な曲げ耐性または不適切な曲げ（または斜面）を有する場合には、十分な縁部の接触を維持することはできない。

少なくとも１つのコネクタ３００が、装置１０の中に存在する場合、コネクタ筺体３１０とそれぞれの構成要素の残りとの間の材料特性の関係が熟慮される。１つの好ましい実施形態では、層弾性（引張またはヤング）率は、フレーム（本体部）弾性（引張またはヤング）率、コネクタ弾性（引張またはヤング）率、または両方に少なくともおおよそ等しく、より好ましくは、それより小さく、および最も好ましくは、それより約５パーセント小さくてもよい。また、別の好ましい実施形態では、層弾性（引張またはヤング）率値は、フレーム（本体部）弾性（引張またはヤング）率値と、セル弾性（引張またはヤング）率値との間であり得ると考えられる。また別の好ましい実施形態では、層熱膨張率値は、フレーム（本体部）熱膨張率値およびコネクタ熱膨張率値に少なくとも等しく、より好ましくは、それらより高く、および最も好ましくは、それらより約１０パーセント高い。また別の好ましい実施形態では、層極限伸び値は、本体部極限伸び値、コネクタ極限伸び値、または両方よりも少なくとも約５０パーセント、より好ましくは、約８０パーセント、および最も好ましくは、約１００パーセント大きい。

層材料は、三次元多層光起電力セルアセンブリ、本体部、またはコネクタ筺体に接着するように、少なくとも約０．５ジュール／ｍ²、より好ましくは、約１ジュール／ｍ²、および最も好ましくは、約２ジュール／ｍ²の好ましい最小接着値で接触するようになる、種々の構成要素に接着すると考えられる。また、層材料が、１つの構成要素に対する別の構成要素へのより大きい接着（例えば、５パーセント以上）を有することが望ましい場合があると考えられる。例えば、中間層の材料が、フレーム（本体部）アセンブリによりも多くコネクタ筺体に接着する、および／またはフレーム（本体部）アセンブリによりも多く光起電力セルアセンブリに接着することが好ましい場合がある。フレームアセンブリ（本体部）以外の構成要素への接着が、装置１０の中の電気構成要素への水蒸気の浸透を、より低くする重要性のために好ましい場合があると考えられる。

また、それぞれの構成要素間のＣＬＴＥ差が小さければ小さいほど、必要とされる場合がある相互接続構造部材１５００が、より小さく（例えば、寸法的に）またはその数がより少なくなると考えられる。例えば、それぞれの構成要素間のＣＬＴＥ差が、５パーセントより大きいとき、少なくとも１つの相互接続構造部材および／または少なくとも１つの緩和機構が必要とされると考えられる。

構造部材１５００は、装置１０の中へ直接機械的に連結してもよく（例えば、図９Ｂに示す通り）、接着システムを介して連結してもよく、またはその組み合わせであってもよいと考えられる。接着システムの場合、選ばれる接着剤は、コネクタ３００の引張降伏強度および本体２００の引張降伏強度よりも大きい、引張降伏強度を有する等の特徴を有するべきである。他の所望の特徴は、接着剤が、熱膨張による応力に劣らない接着強度を有するように選ばれた、接着システムを含んでもよい。接着剤が配置される場合には、構成要素間の継ぎは、少なくとも一重または二重の重ね継ぎ、または界面応力を最小化するように設計されるような、いかなる継ぎでもあるべきと考えられる。

幾つかの図示的例および好ましい実施形態については、本明細書の中で詳述する。当業者は、これらの例が限定であるはずはなく、本発明が他の潜在的な構成を熟慮していることを理解するはずである。

中間層５００の第１の例では、図４Ａ〜Ｂに示す通り、中間層５００は、本体部２００の外面２０４と、ＭＰＣＡ１００との間に配置され、コネクタ３００の周辺部およびバリア層１２２の縁部へ延在する。好ましくは、層５００は、コネクタ３００および層１２２それぞれの厚さ（Ｃ_t、Ｂ_t）の少なくとも約５０パーセントである、コネクタ３００および層１２２の少なくともすぐ近く（例えば、５．０ｍｍ以内）に、厚さｌ_tを有する。

第２の例では、図５Ａ〜Ｂに示す通り、第１の中間層部分５００は、本体部２００の外面２０４と、層１２２の上部縁の近くにあるＭＰＣＡ１００との間に配置される。第２および第３の中間層部分５００は、コネクタ３００の周辺部に延在する。好ましくは、層５００は、コネクタ３００および層１２２それぞれの厚さ（Ｃ_t、Ｂ_t）の少なくとも約５０パーセントである、コネクタ３００および層１２２の少なくともすぐ近く（例えば、５．０ｍｍ以内）に、厚さｌ_tを有する。

第３の例では、図６Ａ〜Ｃに示す通り、第１の中間層部分５００は、本体部２００と、層１２２の上部縁付近のＭＰＣＡ１００との間に配置され、本体上面部２０４と同一の外延を持つ。６Ｂでは、層部分５００は、封止材層１２４から形成されるように示される。６Ｃでは、層５００は、層１２４とは別個の構成要素および／または材料である。この例では、装置１０はコネクタ３００なしで示されており、所望の場合、コネクタ３００が含まれてもよいと考えられる。

第４の例では、図７Ａ〜Ｃに示す通り、第１の中間層部分５００は、本体部２００とＭＰＣＡ１００との間に配置され、本体下面部２０２と同一の外延を持つ２つの構成要素、および本体上面部２０４を完全に分離する。７Ｂでは、層部分５００は、封止材層１２４および／または１２６から形成されるように示されている。７Ｃでは、層５００は、層１２４および／または１２６とは別個の構成要素および／または材料である。この例では、装置１０はコネクタ３００なしで示されており、所望の場合、コネクタ３００が含まれてもよいと考えられる。

図８に示す、相互接続構造部材１５００の第１の図示的例では、本体部２００およびバリア層１２２の一部分は、バリア層周辺端部２２２に沿って接合される（例えば、接触する）。この例では、バリア層は、本明細書の前のセクションに開示する通り、ガラスに対する物理的特性を有するガラスから成る。この例では、バリア層の周辺端部２２２は、丸いバリア周辺部コーナー部４２０を有する。１セットの正対するコネクタ筺体３１０は、本体部２００の外縁部に沿って配置される。また、本体部２００の中に配置される１つだけの相互接続構造部材１５００も含まれる。

第１の好ましい実施形態では、この相互接続構造部材１５００は、コーナー部４２０間の周辺端部２２２の少なくとも約５０パーセント（好ましくは、少なくとも約７０から９０パーセント）に沿って、三次元多層光起電力セルアセンブリのバリア層の少なくとも距離Ｄ_R以内に設置される。好ましくは、距離Ｄ_Rは、約０から１２．０ｍｍ、より好ましくは、約０．５ｍｍから７．０ｍｍ、および最も好ましくは、約１．０から５．０ｍｍである。この図示的例では、相互接続構造部材１５００はまた、コネクタ筺体３１０の少なくとも１つ以上の側面に沿って配置される。好ましくは、コネクタ筺体の周辺端部の約０．５から５．０ｍｍ以内に配置されるものの、筺体３１０（または周辺端部２２２）に直接隣接してもよいと考えられる。

本実施形態では、相互接続構造部材１５００は、約１．０ｍｍから６．０ｍｍの一般的な厚さＭ_Tを有する構造のような板から成る。厚さが、筺体３１０および／または周辺端部２２２の近くでより大きくなる（例えば、筺体３１０および／もしくは周辺端部２２２それぞれと同じ、または少なくとも約７５パーセントの厚さ）ことは、有利である場合があるが、厚さは、構造部材１５００に渡って均一であってもよいと考えられる。

図９Ａ〜Ｂに示す、第２の図示的例では、装置１０は、相互接続構造部材１５００の数および場所以外は、第１の例のものと類似に構成される。この図示的実施形態には、２つの相互接続構造部材５００がある。それらは、コネクタ筺体３１０と一体化されており、バリア層１２２の方に下方に突出する。構造部材１５００は、正対する側面上でバリア層に重なる係止部分５１０を含む。この例では、係止領域５１０のエリアの中で、接着剤が、構造部材１５００とバリア層１２２との間に少なくとも部分的に配置されてもよいと考えられる。好ましくは、係止部分は、いずれの方向における横に向かう力によっても取り除かれないように、少なくとも２つの平面上に設置される。

図１０に示す第３の図示的例では、相互接続構造部材は、バリア層１２２およびコネクタ筺体３１０と機械的に連結する。本実施形態では、相互接続構造部材は、バリア係止機構１２３およびコネクタ係止機構３１１と嵌合するように適合する、係止機構５２０を有する。これは、線の間の嵌合、圧入であってもよいか、または中間に配置される中間接着層を有してもよいと考えられる。いかなる数の形も、係止機構５２０を提供するように利用され得ると考えられ、本例は限定を意図するものではない。

図１２に示す、緩和機構２５００の第１の図示的例では、本体部２００およびバリア層１２２の一部分は、バリア層周辺端部２２２に沿って接合される（例えば、接触する）。この例では、バリア層は、本明細書の前のセクションに開示する通り、ガラスに対する物理的特性を有するガラスから成る。この例では、バリア層周辺端部２２２は、丸いバリア周辺部コーナー部４２０を有する。１セットの正対するコネクタ筺体３１０は、本体部２００の外縁部に沿って配置される。また、本体部２００の中に配置される１つだけの緩和機構２５００も含まれる。

第１の好ましい実施形態では、この緩和機構２５００は、コーナー部４２０間の周辺端部２２２の少なくとも約５０パーセント（好ましくは、少なくとも約７０から９０パーセント）に沿って、三次元多層光起電力セルアセンブリのバリア層の少なくとも距離Ｄ_R以内に設置される。好ましくは、距離Ｄ_Rは、約１０．０から３０．０ｍｍ、より好ましくは、約１２．５から２５．０ｍｍ、および最も好ましくは、約１５．０から２０．０ｍｍである。この図示的例では、緩和機構２５００はまた、コネクタ筺体３１０の上方に配置される。好ましくは、コネクタ筺体の上周辺端部の約５．０から１５．０ｍｍ以内に配置されるものの、筺体３１０に直接隣接してもよいと考えられる。

本実施形態では、緩和機構は、本体部２００の局部的な薄化（thinning）から成る。好ましくは、局部的な薄化は、本体部２００の深さの少なくとも５０パーセントの深さを有し、外形Ｃ_Pおよび幅Ｃ_Wを有する溝５１０を構成する。好ましい実施形態では、幅Ｃ_Wは、少なくとも約１．０ｍｍおよび最大約１５．０ｍｍ、より好ましくは、約２．５ｍｍから１２．５ｍｍ、および最も好ましくは、約３．５から８．０ｍｍである。緩和機構２５００の場所およびその幅Ｃ_Wの両方は、最適化することができると考えられる。図１１Ａ〜Ｆに示す例は、説明のためであり、限定としてみなされるべきではない。

図１３に示す、第２の図示的例では、装置１０は、緩和機構２５００の数および場所以外は、第１の例のものと類似に構成される。この図示的実施形態には、４つの緩和機構２５００がある。それらは、本体部２００の中に配置され、コネクタ筺体の内側コーナー部４３０、４３２から、バリア層１２２の方へ及ぶ。本実施形態では、コネクタ筺体３１０の低部内側コーナー部に隣接する機構２５００は、丸いバリア周辺部コーナー部４２０の方に向けられる（曲線弧の中のどこか）ことが好ましい。また、コネクタ筺体３１０の上部内側コーナー部に隣接する機構２５００は、装置１０の中心の方に向けられることが好ましい。約１５から８５度の間、さらにより好ましくは、約３０から４５度の間の値を有する角度αで向けられるのが、より好ましい。機構の遠位端（コネクタ筺体３１０に正対する）は、好ましくは、周辺端部２２２から約１０．０から３０．０ｍｍ、より好ましくは、約１２．５ｍｍから２５．０ｍｍ、および最も好ましくは、約１５．０から２０．０ｍｍである。

図１４に示す第３の図示的例では、緩和機構は、バリア層１２２の中に配置される。本実施形態では、緩和機構は、バリア層１２２の厚さに少なくとも等しい深さを有し、幅Ｗ_BLの少なくとも２５％に渡って（好ましくは、約１００％に渡って）及ぶ。また、溝は、図１１Ｅに示すものと類似の外形を有するのが好ましい。本実施形態では、緩和機構溝の少なくとも底部は、少なくともある環境バリア保護（低率、高接着、および高い伸び材料）を提供するように、エラストマーバリア材料で充填されるのが好ましい。例えば、ブチルゴム、イオノマー、シリコーンゴム、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー等の材料が、この目的に役立つことができる。そのような充填剤の使用もまた、他の実施形態または例のうちのいずれかに対して考えられる。

図１５に示す、第４の図示的例では、装置１０は、緩和機構２５００の数および場所以外は、第１の例のものと類似に構成される。この図示的実施形態には、６つの緩和機構２５００がある。それらは、本体部２００の中に配置され、周辺端部２２２からコネクタ筺体３１０の最上部付近の点へ、周辺端部２２２と垂直に走る溝である。それらは、装置１０に渡りおおよそ等しく間隙を介してもよいが、他の間隙の場所も考えられる。

図１６に示す、第５の図示的例では、装置１０は、再び緩和機構２５００の数および場所以外は、第１の例のものと類似に構成される。この図示的実施形態には、２つの緩和機構２５００がある。それらは、本体部２００の中に配置され、周辺端部２２２（好ましくは、丸いバリア周辺部コーナー部４２０の中にある）から、コネクタ筺体３１０の低部外側コーナー部（好ましくは、装置１０の外側周辺縁にある）へ延在する溝である。

図１７、１８、および１９に示す、個々の構成要素形状の第１の図示的例では、本体部２００および一部分のバリア層１２２は、バリア層周辺端部２２２の区域４００（バリア縁部の周辺部の区域４００）に沿って接合する（例えば、接触する）。２つの一部が一緒になるこのエリアは、界面領域４１０として知られている場合がある。この界面は、全体のバリア外形２３０、もしくはバリア外形２３０の一部分のみに渡って、またはバリア下面部２２４、バリア上面部２２６、もしくは両方の一部分上に及んでもよいと考えられる。この例では、バリア層は、本明細書の前のセクションに開示する通り、ガラスに対する物理的特性を有するガラスから成る。この例では、バリア層周辺端部２２２は、区域４００内に丸いバリア周辺部コーナー部４２０を有する。Ｌ_BLはＬ_BPと等しくてもよく、バリア層周辺端部２２２は、区域４００内に丸いバリア周辺部コーナー部４２０を有する必要はないと考えられる。

第１の好ましい実施形態では、これらの丸いコーナー部４２０は、図の中に明確に見ることができる、本体部２００の最大部分に面する、区域４００のエリアに少なくとも設置される。好ましくは、丸いバリア周辺部コーナー部４２０は、約２．０から５０．０ｍｍ、より好ましくは、約１２．５ｍｍから３０．０ｍｍ、および最も好ましくは、約１７．０から２７．０ｍｍの半径４２２を有する。

第２の好ましい実施形態では、丸いバリア周辺部コーナー部４２０の半径４２２は、（Ｌ_BL／Ｌ_BP）として計算される、Ｌ_BP（界面領域４１０の約２５．０ｍｍ以内で少なくとも測定される）対Ｌ_BLの比率として判定される。好ましくは、比率は、約０．００３４５から０．０８６２、より好ましくは、約０．０１０００から０．０５００、および最も好ましくは、約０．０４００から０．０４５０である。

この例における通り、ガラスが（バリア層１２２として）使用されるとき、本体材料の組成物は、好ましくは、少なくとも３％だが、通常５０％より大きい破断点伸びを有する。また、ガラスが使用されないとき、本体材料は、好ましくは、少なくとも１００％、より好ましくは、少なくとも２００％、なおもより好ましくは、少なくとも３００％、および好ましくは、５００％以下の破断点伸びを有すると考えられる。組成物の引張破断点伸びは、５０ｍｍ／ｍｉｎの試験速度を使用する、２３℃での試験方法ＡＳＴＭ Ｄ６３８‐０８（２００８）によって判定された。

図３および２０に示す、第２の図示的例では、本体部２００およびバリア層１２２の幾何学的関係は維持される。この例には、コネクタ筺体３１０が存在する。界面領域に最も近いコネクタアセンブリ周辺端部は、半径４３２を有する、少なくとも１つの丸いコネクタコーナー部４３０を有すると考えられ、それが好ましい。概して、丸いコネクタコーナー部４３０は、約０．１ｍｍから１５．０ｍｍ、より好ましくは、約０．５ｍｍから５．０ｍｍ、および最も好ましくは、約１．０ｍｍから４．０ｍｍの半径４３２を有してもよい。この例では、コネクタアセンブリの少なくとも１つの構成要素（例えば、コネクタ筺体３１０）は、処理距離４４０（例えば、それらの間で最も近い地点）分界面領域から離れて配置される。

第１の好ましい実施形態では、望ましい処理距離４４０（単位ｍｍ）は、構成要素材料のうちの幾つかの種々の物理的特性間の関係として計算することができる。好ましくは、処理距離４４０は、Ｘ^*（本体ＣＬＴＥ／バリアＣＬＴＥ）＋Ｃ以上である。好ましい実施形態では、Ｘは、約１．０から４．０、より好ましくは、約２．５から３．８、および最も好ましくは、約３．０から３．７５までに及ぶ定数である。好ましい実施形態では、Ｃは、約０．５から１０．０、より好ましくは、約１．０から５．０、および最も好ましくは約１．２５から３．０までに及ぶ定数である。

第２の好ましい実施形態では、望ましい処理距離４４０は、Ｌ_BP（約２５．０ｍｍの丸いコネクタコーナー部４３０以内に少なくとも測定される）対処理距離４４０の比率（処理距離４４０／Ｌ_BP＝比率）として計算することができる。好ましくは、比率は、約０．０２から０．１、より好ましくは、約０．０３から０．０８、および最も好ましくは、約０．０３５から０．０４４である。

第３の好ましい実施形態では、半径４３２（少なくとも１つの丸いコネクタコーナー部４３０の半径）は、半径４３２対Ｌ_BP（約２５．０ｍｍの丸いバリア周辺部コーナー部４２０以内に少なくとも測定される）の比率（半径４３２／Ｌ_BP＝比率）として判定される。好ましくは、比率は、約０．０００１７２から０．０２５９、より好ましくは、約０．００１０００から０．０１５０００、および最も好ましくは、約０．００１７２４から０．００５１７である。

本発明において熟慮する他の関係には、以下を含む。本体部２００の長さ（Ｌ_BP、特に、約２５．０ｍｍの領域４１０以内）に対する、界面領域４１０とバスバー領域３１１との間の距離は、比率として表すことができる。好ましくは、この比率は、約０．００３４８から０．０４３８、より好ましくは、約０．０１０００から０．０３０００、および最も好ましくは、約０．０１５００から０．０２５００までに及ぶ。さらに、長さ（Ｌ_BP、特に、約２５．０ｍｍの領域４１０以内）に対する、本体部の厚さ（Ｔ）の関係は、比率（Ｔ／Ｌ_BP）として考えられる。好ましくは、この利率は、約０．００１７から０．０３５、より好ましくは、約０．０１５０から０．０３０、および最も好ましくは、約０．０１００から０．０２００までに及ぶ。

図２２に示す曲げ／斜面の第１の図示的例では、曲げ領域２１０は、本体部２００の厚さ（少なくとも局所的に）を減少させることによって、ＰＶ装置１０で作成され、ＭＰＣＡサブアセンブリ１０１は、本体部２００の上面への方向に進む。この曲げ領域２１０は、好ましくは、界面領域から少なくとも約５．０ｍｍ離れたところから開始し、さらに本体部２００の上へ続き得るが、ＭＰＣＡサブアセンブリ１０１の少なくともおおよそ上部へと続くと考えられる。

第１の好ましい実施形態では、曲げ領域２１０は、概して、コネクタ筺体３１０がある、および／またはバスバー領域３１１が設置されるエリアの中に、ＰＶ装置１０の長さの少なくとも約７０％に渡って広がる。曲げ領域２１０において、本体セクション２００は、約２．５ｍｍから４．０ｍｍの厚さ（「Ｔ_BR」）を有する。

第２の好ましい実施形態では、曲げ領域２１０に対する出発点２１１は、界面領域からの距離（単位ｍｍ）に設置され、Ｘ´^*（本体ＣＬＴＥ／バリアＣＬＴＥ）＋Ｃ´以上である。この好ましい実施形態では、Ｘ´は、約１．０から５．０、より好ましくは、約２．５から４．８にまで及び、および最も好ましくは、３．７５の値を有する、定数である。この好ましい実施形態では、Ｃ´は、約１．０から８．０、より好ましくは、約２．０から６．０、および最も好ましくは、約３．０から５．０にまで及ぶ定数である。

第３の好ましい実施形態では、好ましい厚さ（「Ｔ_BR」）は、サブアセンブリＣＬＴＥ対本体ＣＬＴＥの比率（サブアセンブリＣＬＴＥ／本体ＣＬＴＥ）に関係する。厚さ（「Ｔ_BR」）は、この比率の約０．３から１．９倍である。好ましくは、比率は、約１．０から５．０、より好ましくは、約１．５から３．５、および最も好ましくは、約１．８から２．１である。

図２３に示す第２の図示的例では、曲げ領域２１０は、第１の例のものに類似するが、曲げ領域は、ＭＰＣＡサブアセンブリ１０１の最上部には続かない。曲げ領域のみが、ＭＰＣＡサブアセンブリ１０１の最上部へ（例えば、幅Ｗ_BPの方向に）の進路の約５０から７５％に延在する。

上記の実施形態または例は、相互排他的でなくともよく、互いと組み合わせて使用されてもよいと考えられる。

特に指定のない限り、本明細書に描写する種々の構造の寸法および形状は、本発明を限定することを意図せず、他の寸法および形状も可能である。複数の構造上の構成要素は、単一の統合構造によって提供することができる。代替として、単一の統合構造は、別個の複数の構成要素に分かれてもよい。加えて、本発明の機構が、図示する実施形態のうちの１つのみの文脈の中に記載されていてもよい一方、そのような機構は、いかなる所与の用途に対しても、他の実施形態の１つ以上の他の機構と組み合わされてもよい。また、本明細書における特有の構造の製作、およびその作業もまた、本発明に従う方法を構成すると理解されるであろう。

特に指定のない限り、本明細書に開示する、材料およびアセンブリに対する線膨張率（「ＣＬＴＥ」）は、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＴＭＡ Ｍｏｄｅｌ ２９４０に関して、試験方法ＡＳＴＭ Ｅ１８２４‐０８（２００８）によって、器具と共に提供される標準ソフトウェアを使用して、１分間ごとに５℃、温度範囲−４０℃および９０℃において判定される。当業者は、組成物が、材料が温度遷移を経るにつれて、ＣＬＴＥが他の領域から変化する、温度範囲を呈してもよいことを理解するであろう。そのような場合、上記ＣＬＴＥに対する好ましい範囲は、組成物、アセンブリ、および／またはバリア層１２２に対して測定される最大ＣＬＴＥを指す。光起電力装置は、非常に異なるＣＬＴＥを有する材料を含む、多くの異なる材料を含んでもよい。例えば、ＰＶアセンブリは、太陽電池、金属導体、ポリマー封止材、ガラス等のバリア材料、または他の異種材料を、全て異なるＣＬＴＥを伴って含んでもよい。ＰＶアセンブリのＣＬＴＥは、−４０℃から９０℃の間の多くの温度で、アセンブリの寸法を測定することによって判定されてもよい。この温度範囲はまた、特に指定のない限り、全ての他の物理的特性（試験）に対して想定される。

本発明の好ましい実施形態を開示してきた。しかしながら、当業者は、一定の修正が、本発明の教授内に入るであろうことに気付くであろう。したがって、以下の請求項の範囲は、本発明の真の範囲および内容を判定するように検討されるべきである。

上記の出願の中に列挙したいかなる数的値も、１つの構成単位ずつ、より下の値からより上の値まで全ての値を含むが、ただし、任意のより低い値から任意のより高い値の間の少なくとも２つの構成単位の分離がある。例として、例えば、温度、圧力、時間等、可変の構成要素の量またはプロセスの値が、例えば、１から９０、好ましくは、２０から８０、より好ましくは、３０から７０であると言及される場合、１５から８５、２２から６８、４３から５１、３０から３２等の値を、本明細書において明示的に列挙することを意図している。１より少ない値に対して、１つの構成単位は、必要に応じて、０．０００１、０．００１、０．０１、または０．１と見なす。これらは、特に意図されるものの例のみであり、列挙される最低値と最高値の間の数値の全ての可能な組み合わせが、類似の様式で本出願において明示的に言及されているとみなされるべきである。

特に指定のない限り、全ての範囲は、端点、および端点間の全ての数の両方を含む。範囲と関係する「約」または「おおよそ」の使用は、範囲の両方の端点に適用される。それゆえ、「約２０から３０」は、少なくとも指定される端点を含めて、「約２０から約３０」をカバーするように意図される。

特許出願および刊行物を含む、全ての論文および参考文献の開示は、全ての目的のため、参照することによって組み込まれる。

組み合わせについて記載する、用語「から基本的に成る」は、特定される要素、含有物、構成要素、またはステップ、ならびに組み合わせの基本および新規特徴に物質的に影響を与えないような、他の要素、含有物、構成要素、またはステップを含むものとする。

本明細書において要素、含有物、構成要素、またはステップの組み合わせについて記載する、用語「含んでなる」または「含む」の使用もまた、要素、含有物、構成要素、またはステップから基本的に成る実施形態を熟慮している。

複数の要素、含有物、構成要素、またはステップは、単一の統合された要素、含有物、構成要素、またはステップによって提供することができる。あるいは、単一の統合された要素、含有物、構成要素、またはステップは、別個の複数の要素、含有物、構成要素、またはステップに分割されてもよい。要素、含有物、構成要素、またはステップについて記載する「１つの」または「ある」の開示は、追加の要素、含有物、構成要素、またはステップを除外することを意図していない。一定の族に属する元素または金属についての本明細書における全ての言及は、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．，１９８９が出版し版権を持つ、元素周期表（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｔａｂｌｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を参照している。１つまたは複数の族についての言及は、ＩＵＰＡＣシステムの族番号表記を使用してこの元素周期表（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｔａｂｌｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）に示された、１つまたは複数の族についてのものとする。

複数の要素、含有物、構成要素、またはステップは、単一の統合された要素、含有物、構成要素、またはステップによって提供することができる。あるいは、単一の統合された要素、含有物、構成要素、またはステップは、別個の複数の要素、含有物、構成要素、またはステップに分割されてもよい。要素、含有物、構成要素、またはステップについて記載する「１つの」または「ある」の開示は、追加の要素、含有物、構成要素、またはステップを除外することを意図していない。一定の族に属する元素または金属についての本明細書における全ての言及は、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．，１９８９が出版し版権を持つ、元素周期表（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｔａｂｌｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を参照している。１つまたは複数の族についての言及は、ＩＵＰＡＣシステムの族番号表記を使用してこの元素周期表（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｔａｂｌｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）に示された、１つまたは複数の族についてのものとする。
以下に、本願発明に関連する発明の実施形態について列挙する。
［実施形態１］
少なくとも上面、底面、および周辺端部を有するパネルの形態で、セル弾性率値、セル極限伸び値、セル熱膨張率値、およびセル降伏強度値を有する、三次元多層光起電力セルアセンブリと、
本体部弾性率値、本体部極限伸び値、本体部熱膨張率値、および本体部降伏強度値を有する、本体部アセンブリであって、前記三次元多層光起電力セルアセンブリの前記上面および周辺端部の一部分を、少なくとも部分的に囲んでいる、本体部アセンブリと、
層材料から成り、層弾性率値、層極限伸び値、層熱膨張率値、および層降伏強度値を有する、中間層であって、前記中間層は、前記三次元多層光起電力セルアセンブリと、前記本体部アセンブリとの間に少なくとも部分的に配置され、前記層弾性率は、前記本体部弾性率または前記セル弾性率よりも、少なくとも５％小さい、中間層と、
を含んでなる、光起電力装置。
［実施形態２］
前記層材料は、ブチルゴム、イオノマー、シリコーンゴム、ポリウレタンエラストマー、およびポリオレフィンエラストマー、またはそれらの複合材から成る群より選択される、実施形態１に記載の光起電力装置。
［実施形態３］
前記層極限伸び値は、前記本体部極限伸び値、前記セル極限伸び値、または両方より、少なくとも１００パーセント大きい、実施形態１または２に記載の光起電力装置。
［実施形態４］
前記層降伏強度値は、前記本体降伏強度値および前記セル降伏強度値より、少なくとも５パーセント低い、実施形態４に記載の光起電力装置。
［実施形態５］
前記三次元多層光起電力セルアセンブリは、筺体を有する少なくとも１つの電気コネクタアセンブリを含み、前記筺体は外面を有し、前記電気コネクタアセンブリは、コネクタ弾性率値、コネクタ極限伸び値、コネクタ熱膨張率値、およびコネクタ降伏強度値を有し、前記中間層は、前記コネクタ筺体の前記外面と前記本体部アセンブリとの間に少なくとも部分的に配置され、さらに、前記層弾性率は、前記本体部弾性率、前記コネクタ弾性率、または両方より、少なくとも５パーセント小さい、実施形態１〜４のいずれか一項に記載の光起電力装置。
［実施形態６］
前記層弾性率値は、前記本体部弾性率値と前記セル弾性率値との間である、実施形態１に記載の光起電力装置。
［実施形態７］
前記層熱膨張率値は、前記本体部熱膨張率値および前記コネクタ熱膨張率値より、少なくとも１０パーセント高い、実施形態６に記載の光起電力装置。
［実施形態８］
前記層極限伸び値は、前記本体部極限伸び値、前記コネクタ極限伸び値、または両方より少なくとも１００パーセント大きい、実施形態６または７に記載の光起電力装置。
［実施形態９］
前記中間層は、前記三次元多層光起電力セルアセンブリと一体化されており、封止材層から形成される、実施形態１〜８のいずれか一項に記載の光起電力装置。
［実施形態１０］
前記中間層の前記材料は、前記三次元多層光起電力セルアセンブリおよび前記本体部に接着した時に少なくとも２ジュール／ｍ ² の最小接着値を有する、実施形態１〜９のいずれか一項に記載の光起電力装置。
［実施形態１１］
前記中間層の前記材料は、前記本体部アセンブリより、前記コネクタ筺体に多く接着している、実施形態６、７、８、９、または１０に記載の光起電力装置。
［実施形態１２］
少なくとも１つの緩和機構を含んでなる、実施形態１〜１１のいずれか一項に記載の光起電力装置。
［実施形態１３］
少なくとも１つの相互接続構造部材を含んでなる、実施形態１〜１２のいずれか一項に記載の光起電力装置。
［実施形態１４］
少なくとも前記本体部は、
本体線熱膨張率を有する本体材料により構成され、前記本体部は、本体下面部、本体上面部、および前記上下面部の間に延在して本体周辺端部を形成する本体側面部とを有し、前記本体部の少なくとも一部分は、界面領域において前記バリア層周辺端部の区域に隣接しているものであり、
（Ａ）前記本体部の一部分に隣接している前記バリア層周辺端部の区域は、前記区域内に丸いバリア周辺部コーナー部を有し、および／または（Ｂ）前記装置はさらに、前記本体側面部の中に少なくとも部分的に埋め込まれる、前記電気コネクタアセンブリの少なくとも１つの構成要素を含み、前記コネクタアセンブリ構成要素は、コネクタアセンブリ下面部と、コネクタアセンブリ上面部と、前記上下面部の間に延在してコネクタアセンブリ周辺端部を形成するコネクタアセンブリ側面部と、を含み、前記界面領域に最も近い前記コネクタアセンブリ周辺端部は、少なくとも１つの丸いコネクタコーナー部を有し、前記コネクタアセンブリは、前記光起電力セル層と電気的に連通している、実施形態６〜８のいずれか一項に記載の光起電力装置。
［実施形態１５］
前記多層光起電力セルアセンブリは、
少なくとも、バリア線熱膨張率を有するバリア層と、バリア層周辺端部の内側に配置された光起電力セル層とから構成され、前記バリア層は、バリア下面部と、バリア上面部と、前記上下面部間に延在して前記上下面部間のバリア外形を有するバリア側面部とを含み、そしてバリア層周辺端部を形成するバリア層の周囲に及ぶバリア周辺部を含んでおり、
前記本体部は、
本体線熱膨張率を有する本体材料で構成され、前記本体部は、本体下面部と、本体上面部と、前記上下面部間に延在して本体周辺端部を形成する本体側面部とを備え、前記本体部の少なくとも一部分は界面領域において前記バリア層周辺端部の区域に隣接するものである、
実施形態１〜１４のいずれか一項に記載の光起電力装置。

Claims (15)

1. 少なくとも上面、底面、および周辺端部を有するパネルの形態で、セル弾性率値、セル極限伸び値、セル熱膨張率値、およびセル降伏強度値を有する、三次元多層光起電力セルアセンブリと、
   本体部弾性率値、本体部極限伸び値、本体部熱膨張率値、および本体部降伏強度値を有する、本体部アセンブリであって、前記三次元多層光起電力セルアセンブリの前記上面および周辺端部の一部分を、少なくとも部分的に囲んでいる、本体部アセンブリと、
   層材料から成り、層弾性率値、層極限伸び値、層熱膨張率値、および層降伏強度値を有する、中間層であって、前記中間層は、前記三次元多層光起電力セルアセンブリと、前記本体部アセンブリとの間に少なくとも部分的に配置され、前記層弾性率は、前記本体部弾性率または前記セル弾性率よりも、少なくとも５％小さい、中間層と、
   を含んでなる、光起電力装置。
2. 前記層材料は、ブチルゴム、イオノマー、シリコーンゴム、ポリウレタンエラストマー、およびポリオレフィンエラストマー、またはそれらの複合材から成る群より選択される、請求項１に記載の光起電力装置。
3. 前記層極限伸び値は、前記本体部極限伸び値、前記セル極限伸び値、または両方より、少なくとも１００パーセント大きい、請求項１または２に記載の光起電力装置。
4. 前記層降伏強度値は、前記本体降伏強度値および前記セル降伏強度値より、少なくとも５パーセント低い、請求項４に記載の光起電力装置。
5. 前記三次元多層光起電力セルアセンブリは、筺体を有する少なくとも１つの電気コネクタアセンブリを含み、前記筺体は外面を有し、前記電気コネクタアセンブリは、コネクタ弾性率値、コネクタ極限伸び値、コネクタ熱膨張率値、およびコネクタ降伏強度値を有し、前記中間層は、前記コネクタ筺体の前記外面と前記本体部アセンブリとの間に少なくとも部分的に配置され、さらに、前記層弾性率は、前記本体部弾性率、前記コネクタ弾性率、または両方より、少なくとも５パーセント小さい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光起電力装置。
6. 前記層弾性率値は、前記本体部弾性率値と前記セル弾性率値との間である、請求項１に記載の光起電力装置。
7. 前記層熱膨張率値は、前記本体部熱膨張率値および前記コネクタ熱膨張率値より、少なくとも１０パーセント高い、請求項６に記載の光起電力装置。
8. 前記層極限伸び値は、前記本体部極限伸び値、前記コネクタ極限伸び値、または両方より少なくとも１００パーセント大きい、請求項６または７に記載の光起電力装置。
9. 前記中間層は、前記三次元多層光起電力セルアセンブリと一体化されており、封止材層から形成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光起電力装置。
10. 前記中間層の前記材料は、前記三次元多層光起電力セルアセンブリおよび前記本体部に接着した時に少なくとも２ジュール／ｍ²の最小接着値を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光起電力装置。
11. 前記中間層の前記材料は、前記本体部アセンブリより、前記コネクタ筺体に多く接着している、請求項６、７、８、９、または１０に記載の光起電力装置。
12. 少なくとも１つの緩和機構を含んでなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光起電力装置。
13. 少なくとも１つの相互接続構造部材を含んでなる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光起電力装置。
14. 少なくとも前記本体部は、
    本体線熱膨張率を有する本体材料により構成され、前記本体部は、本体下面部、本体上面部、および前記上下面部の間に延在して本体周辺端部を形成する本体側面部とを有し、前記本体部の少なくとも一部分は、界面領域において前記バリア層周辺端部の区域に隣接しているものであり、
    （Ａ）前記本体部の一部分に隣接している前記バリア層周辺端部の区域は、前記区域内に丸いバリア周辺部コーナー部を有し、および／または（Ｂ）前記装置はさらに、前記本体側面部の中に少なくとも部分的に埋め込まれる、前記電気コネクタアセンブリの少なくとも１つの構成要素を含み、前記コネクタアセンブリ構成要素は、コネクタアセンブリ下面部と、コネクタアセンブリ上面部と、前記上下面部の間に延在してコネクタアセンブリ周辺端部を形成するコネクタアセンブリ側面部と、を含み、前記界面領域に最も近い前記コネクタアセンブリ周辺端部は、少なくとも１つの丸いコネクタコーナー部を有し、前記コネクタアセンブリは、前記光起電力セル層と電気的に連通している、請求項６〜８のいずれか一項に記載の光起電力装置。
15. 前記多層光起電力セルアセンブリは、
    少なくとも、バリア線熱膨張率を有するバリア層と、バリア層周辺端部の内側に配置された光起電力セル層とから構成され、前記バリア層は、バリア下面部と、バリア上面部と、前記上下面部間に延在して前記上下面部間のバリア外形を有するバリア側面部とを含み、そしてバリア層周辺端部を形成するバリア層の周囲に及ぶバリア周辺部を含んでおり、
    前記本体部は、
    本体線熱膨張率を有する本体材料で構成され、前記本体部は、本体下面部と、本体上面部と、前記上下面部間に延在して本体周辺端部を形成する本体側面部とを備え、前記本体部の少なくとも一部分は界面領域において前記バリア層周辺端部の区域に隣接するものである、
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光起電力装置。

Images