JP5757738B2 - 高効率光電池モジュール - Google Patents
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Description
本発明は一側面において以下の発明を包含する。
(発明1)
400nm〜1100nmの波長範囲の積分球を用いた、250nm〜1800nmの標準透過率スキャンを使用するPerkin Elmer Lambda 19 Spectrometerにより測定したときに、93%以上の平均光透過率を有する熱可塑性プラスチック透明材物質を外側に含む、高効率太陽光集光デバイス。
(発明2)
光電池モジュールを含む、発明1に記載の太陽光集光デバイス。
(発明3)
前記透明材物質の表面が、太陽輻射光源に直面する艶消し表面を有する、発明1に記載の太陽光集光デバイス。
(発明4)
前記透明材の表面層が、1.46以下の屈折率を有する低屈折率物質を含む、発明1に記載の太陽光集光デバイス。
(発明5)
前記透明材物質が、フルオロポリマー組成物を含む、発明1に記載の太陽光集光デバイス。
(発明6)
前記フルオロポリマーが、エチレン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロメチル(もしくはプロピル)ビニルエーテル、またはクロロトリフルオロエチレンを含むホモポリマーもしくはコポリマーからなる群から選択される、発明5に記載の太陽光集光デバイス。
(発明7)
前記フルオロポリマーが、ポリフッ化ビニリデンベースの組成物またはブレンドであり、そしてフィルムを構成する、発明6に記載の太陽光集光デバイス。
(発明8)
前記平均光透過率が、94パーセント以上である、発明1に記載の太陽光集光デバイス。
(発明9)
前記平均光透過率が、95パーセント以上である、発明8に記載の太陽光集光デバイス。
(発明10)
前記平均光透過率が、96パーセント以上である、発明9に記載の太陽光集光デバイス。
(発明11)
熱可塑性プラスチックの半透明な艶消し透明材物質を外側に含み、前記艶消し表面が太陽輻射光源に直面しており、15パーセントよりも高いヘイズ(ASTM D1003により測定)を有する、高効率太陽光集光デバイス。
(発明12)
少なくとも25パーセントのヘイズを有する、発明11に記載の高効率太陽光集光デバイス。
(発明13)
少なくとも50パーセントのヘイズを有する、発明12に記載の高効率太陽光集光デバイス。
(発明14)
前記透明材物質が、艶消しのフルオロポリマーベースの組成物を含む、発明11に記載の太陽光集光デバイス。
(発明15)
太陽光集光デバイスの太陽光透過率を増大させるための方法であって、前記太陽光集光デバイスの外側に艶消し外側層を形成する工程を含み、前記艶消し表面を太陽に直面させる、方法。
(発明16)
光電池モジュールを含む、発明15に記載の方法。
(発明17)
前記外側層が、1.46以下の屈折率を有する低屈折率物質である、発明15に記載の方法。
(発明18)
艶消し表面を有する前記透明材物質が、フルオロポリマーベースの組成物を含む、発明15に記載の方法。
(発明19)
前記フルオロポリマーが、ポリフッ化ビニリデンベースの組成物であり、そしてフィルムを構成する、発明15に記載の方法。
(発明20)
艶消し表面を形成する前記工程が、艶消し剤を用いて前記表面をコーティングすることを含む、発明15に記載の方法。
(発明21)
艶消し表面を形成する前記工程が、艶消し表面を有するフルオロポリマーベースのフィルムを、前記太陽光集光デバイスの外側に貼り付けることを含む、発明15に記載の方法。
(発明22)
艶消し表面を形成する前記工程が、熱可塑性プラスチック物質を表面模様付きの冷却ロールに通すことを含む、発明15に記載の方法。
(発明23)
艶消し表面を形成する前記工程が、溶液コーティングまたはラテックスコーティングをキャリヤーフィルムに塗布することを含み、前記溶液またはラテックスが艶消し剤を含む、発明15に記載の方法。
(発明24)
艶消し表面を形成する前記工程が、エンボス化工程を含む、発明15に記載の方法。
(発明25)
艶消し表面を形成する前記工程が、多層構造を共押出しすることを含み、前記外側層が艶消し剤を含む、発明15に記載の方法。
a)フルオロポリマーの外側層を有する薄膜(単層または多層)を成形するには、その外側層は、成形(好ましくは押出しまたは共押出し)の際に、表面模様付きの冷却ローラーの間を通過させて、艶消し仕上げを得る。そのフィルムは、透明な熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチック、またはガラス基材の上に積層、接着、または共押出しする。
b)ポリフッ化ビニリデンの水性ラテックスを形成させ、10〜40重量パーセントの架橋ポリメチルメタクリレートビーズをそのラテックスの中にブレンドする。次いでそのラテックスを透明な基材の上に塗布する。
c)ポリビニリデンベースの外側層を有する可撓性多層フィルムに、冷却ロールを使用して艶消し表面を与える。次いでそのフィルムを、可撓性光電池モジュール上の透明材として使用する。
d)選択された平均粒径(直径1〜100ミクロンの範囲)を有する架橋ポリ(メタ)アクリレートホモポリマーもしくはコポリマービーズを、ポリフッ化ビニリデンの中にブレンドし、次いで、片側の面が光沢性の冷却ロールを用いてフィルムとして押出加工し、片面が艶消しで、もう一方が光沢表面であるフィルムを製造する。
e)上記例(d)における配合物を、PVDFまたはその他のポリマーの別なポリマー層と共に共押出しをして、インフレートフィルム法またはキャストフィルム法により押出成形する。
f)PVDFの溶媒溶液または溶媒分散体を、鉱物質粒子またはPMMA架橋粒子の艶消し剤と混合する。次いでこの溶液/分散体を、リバースロールコーティング法、グラビアコーティング法またはバーコーティング法によりキャリヤーフィルム上にコーティングし、乾燥させ、ポリマーフィルムの中に溶融させる。そのフィルムをキャリヤーフィルムから剥離することも可能であるし、あるいはそのキャリヤーフィルムを透明材の一部とすることも可能である。
g)その外側層、好ましくはフルオロポリマーが艶消し剤を含む、多層フィルムまたはシートを共押出しする。
片面が艶消し表面、もう片面が光沢表面である、2ミル(=5.08×10-5m)のポリフッ化ビニリデンフィルム(商標KYNAR720)を成形したが、表面模様付き冷却ロールを使用して、艶消し表面を与えた。前述の分光光度計を使用し、400〜1100nmの範囲での平均透過率として測定した光透過率は、97%であるが、それに比較して2ミルのETFEフィルム(光沢/光沢)は、わずか92%の平均透過率しか有していない。図1に、KYNAR720フィルム(艶消し面が上側、および艶消し面が下側)を試験してこのフィルムの光透過率曲線を示す。表1に、KYNAR720(艶消し面が上側)、KYNAR720(艶消し面が下側)およびETFEの光透過率を比較した結果を示す。艶消し面が上側の場合だけが、本発明の高レベルの光透過率を示している。この表には、フィルムのヘイズと60度光沢も示している。%ヘイズで測定すると、KYNAR720フィルムは光学的に透明ではなく、また60度光沢で測定すると光沢が極めて低い。
実施例1に記載したのと同じ方法で、PVDFフィルムをさらに作成した。HFPを含むコポリマーであるグレードのKYNAR樹脂を用いて、フィルムを作成した。均一系コポリマー(KYNAR2800)および不均一系コポリマー(KYNAR3120)の両方を使用した。KYNAR2800の場合には、より厚い(5ミル)(=12.7×10-5m)フィルムを成形し、試験した。透過率のデータは、ある波長範囲の間で採取し、結果を図1および図2に示したが、それには、使用前に白色較正標準(ID US25−99−010)を用いて自動ゼロ設定した、250nm〜1800nmの標準透過率スキャンを使用するPerkin Elmer Lambda 19 Spectrometerを使用した。このユニットでは、線形透過率ではなく、積分球を使用して全透過率を測定する。図2の結果から、いずれのコポリマーも96%以上の平均光透過率を有しているので、本発明が組成の影響を極端に受ける訳ではないことがわかる。さらに、艶消し面を上側としたときには、5ミルのKYNAR2800が96%の平均光透過率を有するのに対して、2ミルのKYNAR3120フィルムが97%の平均光透過率を有していることから、それらの結果が厚みに強く依存することもない。したがって、本発明は、フルオロポリマーもしくはPVDFの組成物、タイプ又はコポリマーにより制限を受けるものではない。
Claims (8)
- 400nm〜1100nmの波長範囲の積分球を用いた、250nm〜1800nmの標準透過率スキャンを使用するPerkin Elmer Lambda 19 Spectrometerにより測定したときに、95%以上の平均光透過率を有する、半透明のフルオロポリマーベースの熱可塑性プラスチック透明材物質を外側に含む、高効率太陽光集光デバイスであり、
前記デバイスは、太陽輻射光源に曝される外側表面上にのみ艶消し表面を有する透明材物質を含み、前記艶消し表面のRaが0.381マイクロメーター以下であり、前記半透明のフルオロポリマーベースの熱可塑性プラスチック透明材物質は、ASTM D1003により測定したときに少なくとも50パーセントのヘイズを有する、該デバイス。 - 光電池モジュールを含む、請求項1に記載の太陽光集光デバイス。
- 前記透明材物質の表面が、太陽輻射光源に直面する艶消し表面を有する、請求項1に記載の太陽光集光デバイス。
- 前記透明材の表面層が、1.46以下の屈折率を有する低屈折率物質を含む、請求項1に記載の太陽光集光デバイス。
- 前記フルオロポリマーが、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、及びヘキサフルオロプロピレンからなる群から選択される少なくとも50重量%の1以上のフルオロモノマーからなる群から選択される、請求項1に記載の太陽光集光デバイス。
- 前記フルオロポリマーが、ポリフッ化ビニリデンベースの組成物またはブレンドであり、そしてフィルムを構成する、請求項5に記載の太陽光集光デバイス。
- 前記平均光透過率が、96パーセント以上である、請求項1に記載の太陽光集光デバイス。
- 前記透明材物質が、艶消しのフルオロポリマーベースの組成物を含む、請求項1に記載の太陽光集光デバイス。
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