JP5767392B2 - 可撓性コネクタ組立体を備える改良された光起電性外装要素 - Google Patents

可撓性コネクタ組立体を備える改良された光起電性外装要素 Download PDF

Info

Publication number
JP5767392B2
JP5767392B2 JP2014501224A JP2014501224A JP5767392B2 JP 5767392 B2 JP5767392 B2 JP 5767392B2 JP 2014501224 A JP2014501224 A JP 2014501224A JP 2014501224 A JP2014501224 A JP 2014501224A JP 5767392 B2 JP5767392 B2 JP 5767392B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
assembly
connector
connector assembly
photovoltaic
photovoltaic cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014501224A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014510415A (ja
Inventor
エー.ラングメイド ジョセフ
エー.ラングメイド ジョセフ
アール.キーニハン ジェイムズ
アール.キーニハン ジェイムズ
イー.ミルズ マイケル
イー.ミルズ マイケル
シー.ロペス レオナルド
シー.ロペス レオナルド
Original Assignee
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー, ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー filed Critical ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Publication of JP2014510415A publication Critical patent/JP2014510415A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5767392B2 publication Critical patent/JP5767392B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25Roof tile elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/36Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49355Solar energy device making

Description

本発明は、エネルギー省によって認められた契約DE−FC36−07G017054の下、米国政府の支援を受けて完成した。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。本出願は、2011年3月22日出願の米国仮出願第61/466,239号に基づく優先権を主張し、参照により本明細書に援用される。
本出願は、2011年3月22日出願の米国仮出願第61/466,239号の出願日の利益を主張し、その内容は、参照によりすべて本明細書に援用される。
本発明は、建築構造物に取り付けることができる改良された光起電性屋根用又は建築用外装要素に関し、前記屋根用又は建築用外装要素は、少なくとも、パネル状の光起電性電池組立体と、光起電性電池組立体の1又は複数の部分に取り付けられる本体部と、光起電性外装要素の両側に配置された、少なくとも第1及び第2のコネクタ組立体と、を含み、該コネクタ組立体の少なくとも1つは、可撓性部分を含み、前記光起電性電池組立体を水平方向に隣接する1つ又は複数の装置に対して、直接的又は間接的に、電気的に接続することができるものである。
首尾よく使用するために、光起電性(PV)装置、特に、建築構造物(例えば、光起電性外装要素又は外壁材)に組み込まれるPV装置の改良への取り組みは、多くの基準を満たす必要がある。PV装置及び該PV装置が組み込まれたアレイは、耐久性(例えば、湿気やその他の環境条件に対して長期に持続するシールなど)が必要であり、また、所望の製品寿命、好ましくは10年以上、より好ましくは25年以上に亘って、機械的な虐待から保護する必要がある。前記装置は、複数の装置のアレイの中に容易に取り付けられ(例えば、従来の屋根用こけら板(shingle)や外壁材と同様に取り付けられる)又は交換される(破損した場合など)必要がある。また、前記装置の下及び該装置が取り付けられる建築物表面に、水が付着するのを極力防ぐように設計する必要もある。
このフルパッケージを、消費者にとって望ましいものとし、市場に幅広く受け入れられるものにするためには、システムを安価で構築し、取り付けられるようにする必要がある。これは、他の電力生成手段に対してPV技術の競争力を向上させ、エネルギーの生成コストを下げるのを促進するのに役立ち得るものである。
PV装置用システムの既存技術は、前記装置を、建築構造物に直接取り付けるか、又は、前記建築用外装要素(ルーフデッキ又は外装用クラッド材など)上の小割り板や溝、「レール(rails)」(スタンドオフ(stand-offs))に留めることが可能である。これらのシステムは複雑であり、一般に、従来のクラッド材料(例えば、屋根用こけら板や下見張り(siding)など)に取り付けることができず、結果的に、設置に要するコストが高価になり得る。また、それらは、従来の建築用材料のようには見えないため、視覚的に魅力的ではないことがある。PV装置を取り付けるための「スタンドオフ」は、各2〜4フィート程度必要である。したがって、設置コストは、物品のコストと同程度以上になる。また、それらは、反りや退色、物理特性の劣化などの環境条件に関連する問題を被ることもある。さらに、アレイにおいてはPV装置が動作不能となったときに、交換するのが難しく、高価となる。それらの実施形態では、PV装置が直接的に屋根や建築物に取り付けられるため、動作不能となったPV装置の交換の際には、交換のためにいくつかの装置を取り除く必要がある。これには、非常に高い交換費用が掛かることがある。
以下の特許文献には、これに関連する技術が開示されており、すべての目的上、参照により本明細書にすべて組み込まれる。
米国特許第5,590,494号明細書 米国特許第7,455,508号明細書 米国特許第5,990,414号明細書 米国特許第7,682,363号明細書
本発明は、光起電性(PV)装置に関し、特に、建築構造物(小割板、溝又は「レール」(スタンドオフ)を使用しない上記建築用外装材など)に直接取り付けられ、PV外装要素のアレイ(array)に使用される、例えば、光起電性こけら板などの改良されたPV外装要素、及び、潜在的に可能性のある他の装置に関し、上記段落に記載した問題の少なくとも1つを解決することを課題とするものである。
前記改良された外装要素としては、少なくとも光起電性電池組立体と、該光起電性電池組立体の1又は複数の部分に取り付けられる本体部と、該光起電性外装要素の両側に配置されるとともに、前記光起電性電池組立体を、前記建築構造物に取り付けられ、水平方向に隣接する1つ又は複数の装置に対して、直接的又は間接的に、電気的に接続することのできる、少なくとも第1及び第2のコネクタ組立体とを備え、該コネクタ組立体の少なくとも1つは可撓性部分を含み、前記本体部に又は前記本体部の外周縁の規定された距離内に1つ又は複数のコネクタポケットが配置され、該ポケットは、前記コネクタ組立体の少なくとも一部を収容可能であるものが想定される。
図1は、本発明に係る例示的な外装要素の平面図である。 図2は、外装要素の例示的な分解図である。 図3A〜Dは、例示的なコネクタハウジングを示す図である。 図4Aは、改良された光起電性装置及び可撓性コネクタ組立体の一例の分解図であり、図4B〜Eは、改良された光起電性装置及び可撓性コネクタ組立体の例の近接斜視図である。 図5は、改良された光起電性装置及び可撓性コネクタ組立体の別の例を示す図である。 別の可撓性コネクタ組立体の例を示す斜視図である。 図7A〜Cは、例示的なブリッジコネクタとその部品を示す図である。 図8は、建築構造物上に配置された例示的なアレイの斜視図である。 図9は、流体誘導機構を備えたタブの斜視図である。 図10Aは、本発明に係る改良された光起電性装置の一例の下側平面図であり、図10Bは、図10Aの10B−10B断面の側面図である。 図11Aは、本発明に係る改良された光起電性装置の別の例の下側平面図であり、図11Bは、図11Aの11B−11B断面の側面図である。 図12は、建築構造物上に上げて実施した状態を示す例示的なアレイの側面図である。 図13A〜Cは、本発明に係る幾何学的特徴の一実施形態の例を示す図である。 図14A〜Dは、本発明に係る幾何学的特徴の別の実施形態の例を示す図である。 図15は、例示的な外装要素の事前曲げの側面図である。
本発明は、太陽放射線(例えば、太陽光)に曝されたときに電気的エネルギーを生成する機能を有する複数の構成要素及び該構成要素の組立体として概して記述される、図1に示すような改良された光起電性外装要素(好ましい実施形態では、光起電性こけら板)10(以下、「PV外装要素」という。)に関する。特に興味深い本発明の主なポイントは、改良されたPV外装要素10が、可撓性部分を有する1つ又は複数のコネクタ組立体300を備える本体部200に接続された光起電性電池組立体100を少なくとも備えることである。好ましい実施形態では、PV外装要素は、光起電性電池組立体(並びに、潜在的に可能性のある他の構成要素やコネクタ構成要素等の組立体)を用いて、光起電性電池組立体の本体部の少なくとも一部分を成形(例えば、射出成形)することによって形成される。(PV外装要素10の)構成要素及び構成要素組立体と周辺装置との間の関係(少なくとも幾何学的特性及び/又は材料特性など)が、上記背景技術欄において言及した問題の1つ又は複数を解決するのに、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外装要素10が、建築用として取り付けられる太陽光発電やBIPVとして知られているものに利用されることであり、ここで、前記PV外装要素10は、図8に示すようなアレイ1000などのアレイを形成するために、他の装置(PV外装要素10又はそれ以外のもの)と接続される。本質的には、アレイは、二以上の複数のPV外装要素10を備える。構成要素、構成要素組立体及びそれらの関係は、それぞれ以下の段落でより詳細に、より特異的に開示する。
本発明の第1の態様によれば、組立体が、建築構造物に取り付け可能な光起電性外装要素を含み、該外装要素は、少なくとも、光起電性電池組立体と、該光起電性電池組立体の1又は複数の部分に接続される本体部と、該光起電性外装要素の両側に配置されるとともに、前記光起電性電池組立体を、前記建築構造物に取り付けられた2つ以上の隣接する装置に対して、直接的又は間接的に、電気的に接続することのできる、少なくとも第1及び第2のコネクタ組立体とを備え、該コネクタ組立体の少なくとも1つは可撓性部分を含み、前記本体部には、前記コネクタ組立体の少なくとも一部を収容することのできる1つ又は複数のコネクタポケットが配置されるものが想定される。
本発明は、例えば、前記コネクタポケットの1又は複数の部分、前記コネクタ組立体の1又は複数の部分、又はその両方を保護するように組み立てられたカバープレート;前記1つ又は複数のコネクタポケット内又は周辺に配置され、前記コネクタ組立体の1又は複数の部分を保護することのできる封止材料;前記カバープレートを配置し、電気的なコネクタ組立体の位置を維持すること;第1、第2のコネクタ組立体、又はその両方が、前記光起電性電池組立体に対して機械的に接続されていること;第1、第2のコネクタ組立体、又はその両方が、前記光起電性組立体に接合(bonded)されていること;第1、第2のコネクタ組立体、又はその両方が、少なくとも2つの対向するコネクタ部分を含む別個の構成要素であり、前記可撓性部分によって相互接続されること;及び前記光起電性外装要素が、前記光起電性電池組立体に電気的に接続するコネクタ接続部品を含むこと;少なくとも1つの可撓性連結要素は、少なくとも2つの対向するコネクタ部分が、各コネクタ組立体間の長さ以上の距離を移動できるように折り曲げ可能であること;前記コネクタポケット内にブリッジ部が配置されること;該ブリッジ部が、前記コネクタ組立体の配置、前記コネクタ組立体の固定、又はその両方が可能な第1の特徴部、前記カバープレートの配置、前記カバープレートの固定、又はその両方が可能な第2の特徴部、及び、前記光起電性電池組立体を前記光起電性外装要素の前記本体部に接続する構造的部分の1つ又は複数を含むこと;前記本体部に配置された1つ又は複数のコネクタポケットは、前記本体部の外周縁と少なくとも部分的に同一の広さであることなどの本明細書に記載の特徴の1つ又は複数の任意の組み合わせによって更に特徴付けることができる。
本発明の第2の態様によれば、a:建築構造物に取り付けられる第1のアレイ装置を提供する工程;b:空間により前記第1の装置から分離され、前記建築構造物に取り付けられる第2のアレイ装置を提供する工程;c:前記外装要素が前記空間よりも小さい横寸法を有する、本発明の上記第1の態様の組立体を提供する工程;d:前記第1及び第2のアレイ装置の間の空間内に、本発明の上記第1の態様の組立体を位置決めする工程;e:前記第1のコネクタ組立体を、電気的な接続を形成するために前記第1のアレイ装置に接続する工程;及びf:前記第2のコネクタ組立体を、電気的な接続を形成するために前記第2のアレイ装置に接続する工程の各工程を含む、取付け方法が想定される。
本発明は、例えば、前記外装要素を前記建築構造物に固定する工程を更に含み、該固定する工程は、工程dと工程eの間、工程eと工程fの間、工程fの後、又はそれらの任意の組み合わせに行われること;前記接続する工程の1つ又は複数が、前記電気的な接続の係合を容易にするために前記コネクタ組立体の前記可撓性部分を曲げる(flexing)工程を含むこと;カバープレートを提供し、該カバープレートを交換外装要素に固定する工程を更に含むこと;封止材料を提供し、該封止材料を前記コネクタポケット内又はその周辺に配置する工程を更に含むことなどの本明細書に記載の特徴の1つ又は複数の任意の組み合わせによって、更に特徴付けることができる。
本発明の第3の態様によれば、光起電性外装要素を含む、建築構造物に取付け可能な光起電性外装要素キット(photovoltaic sheathing element kit)であって、前記光起電性外装要素は、少なくとも、光起電性電池組立体、該光起電性電池組立体の1又は複数の部分に接続される本体部;前記光起電性電池組立体を、前記建築構造物に取り付けられた1つ又は複数の隣接するアレイ装置に対して、直接的又は間接的に、電気的に接続することのできる、少なくとも第1及び第2のコネクタ組立体であって、該コネクタ組立体の少なくとも1つが可撓性部分を含む前記コネクタ組立体;前記コネクタ組立体の可撓性部分を収容することができ、前記本体部に配置されるコネクタポケット;及び前記第1のコネクタ組立体、前記第2のコネクタ組立体、又はその両方と接続することができる、1つ又は複数のブリッジコネクタ330を備えるものが想定される。
上記に参照される態様や例は、他の形態が本発明の範囲内に存在するように、本明細書に開示乃至記載されるものに限定されないと理解されるべきである。
光起電性電池組立体100
光起電性電池組立体100は、多数の層及び構成要素/組立体の集合物とすることが想定され、このような組立体は、例えば、現在係属中の国際特許出願PCT/US09/042496に開示されており、参照することによって本明細書に援用される。光起電性電池組立体は、少なくともバリア層122と光起電性電池層110(一般に、バリア層122の周縁の内側に配置される)とを備えている。また、光起電性電池組立体100は、封止材層や他の保護層などの他の層を含むことが想定される。例示的な実施例を図面に示し、それを以下に説明する。典型的な光起電性電池組立体100の分解図を図2に示す。光起電性電池組立体100全体の厚さMTは、約1〜12mm、好ましくは約2〜9mm、最も好ましくは約9.0mm未満である。
機能的には、これら封止材層や他の保護層は、各々が共に光起電性電池組立体の保護及び/又は接続を補助するいくつかの異なる層を含むことができる。それぞれ好ましい層について、「上層」(ほとんど露出する要素など)から「下層」(建物や構造物と最も近く接触する層など)までを移動しながら、更に詳細に説明する。一般にそれぞれの好ましい層又はシートは、単層でも、それ自身が副層を含んでいてもよい。
バリア層122
バリア層122は、一般に光起電性電池組立体100の環境シールドとして機能し、より具体的には、前記光起電性電池層110の少なくとも一部分の環境シールドとして機能する。バリア層122は、光エネルギーが光起電性電池層110の光活性部分を通過することができるように、透明又は半透明材料で構成されていることが好ましい。この材料は、可撓性(例えば、薄いポリマーフィルム、多層フィルム、ガラス、ガラス複合体など)であっても、剛性(例えば、厚いガラス又はポリカーボネート等のプレキシガラス(商標)など)であってもよい。また、前記材料は、水分/粒子浸透に対して耐性を有する又は強化することによって特徴付けることもできる。バリア層122は、好ましくない波長が光起電性電池に到達しないように、特定波長の光をフィルタリングする機能を備えることもできる。また、好ましい実施形態では、バリア層122の材料は、約0.05mm〜10.0mm、より好ましくは0.1mm〜4.0mm、最も好ましくは2.5mm〜3.5mmの範囲の厚みを有する。少なくともフィルムの場合においては、他の物理特性として、20MPaを超える引張強度(JIS K7127により測定)、1%以上の引張伸び(JIS K7127により測定)、及び/又は0.05以下の吸水率(23℃、24時間)(ASTM D570により測定)、及び/又は約5×10-6mm/mm℃〜100×10-6mm/℃、より好ましくは約10×10-6mm/mm℃〜80×10-6mm/mm℃、最も好ましくは約20×10-6〜50×10-6mm/mm℃の線膨張係数(「CLTE」)を含むことができる。少なくとも厚いガラスの場合においては、他の物理特性として、約5×10-6mm/mm℃〜約140×10-6mm/mm℃、好ましくは約7×10-6mm/mm℃〜約50×10-6mm/mm℃、より好ましくは約8×10-6mm/mm℃〜約30×10-6mm/mm℃、最も好ましくは約9×10-6mm/mm℃〜約15×10-6mm/mm℃の線膨張係数(CLTE)を含むことができる。少なくとも厚いガラスの場合においては、他の物理特性として、約2.42g/cm3〜約2.52g/cm3の密度、約75〜200N/sq.mmの範囲の引張強度、500〜1200N/sq.mmの範囲の圧縮強度、60〜80GPaの範囲の弾性率、約9×10-6mm/mm℃のCLTE、及び、約85%以上、好ましくは約87%以上、より好ましくは約90%以上の可視光透過率を含むことができる。
第1の封止材層124
封止材層の一例において、第1の封止材層124は、バリア層122の下方及び概して光起電性電池層110の上方に配置することができる。第1の封止材層124は、隣接する層を共に保持することを助ける接合機構として機能し得ると考えられる。また、光起電性電池110に到達する光エネルギーを、所望の量及び種類で透過させることも必要である。第1の封止材層124は、隣接する層の幾何学的形状における変則性又はこれらの層を通る変則性(例えば、厚みの変化)を補償するように機能することもできる。また、温度変化や物理的変動、曲げによって、層間の撓みや変動が可能となるように機能してもよい。好ましい実施形態において、第1の封止材層124は、実質的に接着フィルム又はメッシュから構成することができ、好ましくはEVA(エチレンビニルアセテート)、熱可塑性ポリオレフィン、ポリウレタン、アイオノマー、シリコン系ポリマー又は類似の材料から構成することができる。この層の好ましい厚みは、約0.1mm〜1.0mm、より好ましくは約0.2mm〜0.8mm、最も好ましくは約0.25mm〜0.5mmである。
光起電性電池層110
本発明において想定される光起電性電池層110は、市販されているいくつかの公知の光起電性電池から構成することも、又は、将来開発されるいくつかの光起電性電池から選択することもできる。これらの電池は、光エネルギーを電気に変換する機能を有するものである。光起電性電池の光活性部分は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する材料である。その機能を発現することが知られている任意の使用できる材料は、結晶シリコン、アモルファスシリコン、CdTe、GaAs、色素増感太陽電池(いわゆる、Gratezel電池)、有機/ポリマー太陽電池、又は、光電効果を介して太陽光を電気に変換する任意の他の材料が挙げられる。しかしながら、光活性層は、好ましくはIB−IIIA−セレン化物、IB−IIIA−硫化物又はIB−IIIA−セレン硫化物などのIB−IIIAカルコゲニドの層である。より具体的な例は、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、銅インジウム硫化セレニド、銅ガリウム硫化セレニド、及び銅インジウムガリウム硫化セレニド(これらはすべてCIGSSと呼ばれる)を含む。これらは、また、式 Culn(1−x)GaxSe(2−y)Sy によって表すことができる。ここで、xは0〜1であり、yは0〜2である。銅インジウムセレニド及び銅インジウムガリウムセレニドが好ましい。1又は複数のエミッタ(バッファ)層、導電層(例えば、透明導電層)、及び、CIGSS系電池に有用であると当技術分野において既知の追加の電気活性層なども、ここに考慮される。これらの電池は、軟質のものでも、硬質のものでもよく、また、形状やサイズも様々なものを採用できるが、一般的に壊れ易く、また、環境による劣化し易いものである。好ましい実施形態では、光起電性電池組立体110は、実質的な割れが生じず及び/又は機能の有意な損失を生ずることなく、曲げることのできる電池である。代表的な光起電性電池は、米国特許第3767471号明細書、米国特許第4465575号明細書、米国特許出願公開第2005/0011550号明細書、欧州特許出願公開第841706号明細書、米国特許出願公開第2007/0256734号明細書、欧州特許出願公開1032051号明細書、特開平2−216874号公報、特開平2−143468号公報、特開平10−189924号公報などの多くの米国特許や公開公報に教示乃至記載されており、すべての目的上、参照により本明細書に援用される。
例えば、図2に示すように、光起電性電池層110は、電池、コネクタ組立体構成要素(単数又は複数)300、及び概して前記PV外装要素10の端から端までの通り道(run)に電気的に接続されている母線(buss bar(s))のような電気回路をも含む。この領域は、バスバー領域311としても知られている。
第2の封止材層126
封止材層の別の例では、第2封止材層126は、一般的に光起電性電池層110の下方に配置され、いくつかの場合においては、上部層122及び/又は第1の封止材層124に直接接触させてもよい。第2の封止材層26は、必ずしも電磁放射線又は光エネルギーを送る必要はなく、第1の封止材層と同様の機能を果たすことが想定される。
バックシート128
保護層の例では、第2の封止材層126の下側に連接して配置されるバックシート128を設けることができる。このバックシート128は、環境保護層(例えば、層の上側からの湿気及び/又は粒子状物質の侵入防止など)として機能することができる。可撓性材料(例えば、薄いポリマーフィルム、金属箔、多層フィルム又はゴムシート)で構成されていることが好ましい。好ましい実施形態において、バックシート128の材料は、水分不透過性の材料とすることができ、また、厚みの範囲を、約0.05mm〜10.0mm、更に好ましくは約0.1mm〜4.0mm、最も好ましくは約0.2mm〜0.8mmとすることができる。その他の物理的特性として、約20%以上の破断伸び(ASTM D882により測定)、約25MPa以上の引張強度(ASTM D882により測定)、及び、約70kN/m以上の引裂強度(グレーブス法により測定)を含むことができる。好ましい材料の例としては、ガラス板、アルミニウム箔、ポリ(フッ化ビニル)(例えば、テドラー(R)(デュポン社の登録商標)として市販されている)、ポリ(エチレンテレフタレート)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロエチレンの共重合体(「FEP」としても知られている)、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(メチルメタクリレート)、ポリカーボネート、又は、それらの組み合わせである。
補助バリアシート130
保護層の他の例としては、前記バックシート128の下側に連接して配置される補助バリアシート130を設けることができる。補助バリアシート130は、前記PV外装要素10に従属する構造(例えば、ルーフデッキの変則性、突出する付属品など)の任意の特徴によって引き起こされる可能性がある、上方からの環境条件や物理的損傷から保護する障壁として作用し得る。これは任意の層であり、不要とすることも想定される。また、この層は、本体部200又はコネクタポケットに関連して議論したブリッジ及び封止機能を有するカバープレート1300と同じ機能を果たすことができると考えられる。好ましい実施形態では、補助バリアシート材130の材料は、少なくとも部分的に水分不透過性とすることができ、また、その厚みの範囲は、約0.25mm〜10.0mm、更に好ましくは約0.5mm〜2.0mm、最も好ましくは0.8mm〜1.2mmとすることができる。この層は、約20%以上の破断伸び(ASTM D882により測定)、約10MPa以上の引張強度(ASTM D882により測定)及び約35kN/m以上の引裂強度(グレーブス法により測定)を示すことが好ましい。好ましい材料の例としては、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、ポリ塩化ビニル並びにその他のエラストマー及びプラストマー材料が挙げられる。或いは、前記保護層は、構造的及び環境的な負荷(例えば、風など)に対して追加的な屋根用の機能を発現するように、高剛性材料によって構成することもできる。前記PV外装要素10の熱膨張係数を改良して、温度の変動時に所望の寸法を維持するように、更なる剛性とすることも望ましい。構造特性を有する保護層材料の例としては、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類、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、フェノール樹脂、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、エポキシなどのポリマー材料、ガラスや無機物質が充填された複合材料又はそれらの任意の組み合わせなどが挙げられる。
上述した層は、多くの組み合わせにより構成又は積層され得るが、前記バリア層122は最上層であることが好ましい。さらに、これらの層は、任意の多くの方法、例えば、これらに限定されないが、接着剤接合、熱又は振動溶着、オーバーモールディング、又は機械的接合などを介して、一体的に接合することができる。
後述する実施形態のいくつかを明瞭にするために、光起電性電池組立体100は、2つの部分の組立体という別の様式で更に記述することができる。第1の部分である光起電性電池組立体の部分組立体101は、光起電性電池組立体100のすべての層(バリア層122を除く)を含み、第2の部分はバリア層122である。バリア層122は、例えば図2に示すように、長さ「LBL」と幅「WBL」を有するものとして説明することができる。LBLの範囲は、下記のLBPの約0.75〜1.25倍であることが好ましく、更に好ましくは、その長さが、それぞれの約5〜10%の範囲内である。また、光起電性電池組立体の部分組立体101は、約30×10-6mm/mm℃〜150×10-6mm/mm℃、更に好ましくは約50×10-6〜100×10-6mm/mm℃の範囲の全CLTE(部分組立体CLTE)を有すると考えられる。
本体部200
本体部200は、複数の構成要素/組立体の集合物(compilation)とすることが想定されるが、一般的に好ましくは、ポリマー(又はポリマーブレンド)を金型(光起電性電池組立体100又はその他の構成要素(例えば、コネクタ用構成要素)など挿入物の有無に拘わらない−本願にて後述する)に射出することによって成形されるポリマー製品が好ましく、例えば、現在係属中の国際特許出願第PCT/US09/042496号に開示されており、参照により本明細書に援用される。この本体部200は、PV外装要素10用の主な構造的担体として機能し、この機能を一貫して伴うように構成する必要がある。例えば、それは、本質的にプラスチック構成材料により機能することができる。本体部200は、熱膨張による応力以上の接着強度を光起電性電池組立体に付与する必要があると考えられる。
また、本体部200を構成する組成物は、約0.5×10-6mm/mm℃〜約140×10-6mm/mm℃、好ましくは約3×10-6mm/mm℃〜約50×10-6mm/mm℃、更に好ましくは約5×10-6mm/mm℃〜約30×10-6mm/mm℃、最も好ましくは約7×10-6mm/mm℃〜約15×10-6mm/mm℃の線熱膨張係数を示すものである。最も望ましくは、本体部200を構成する組成物のCLTEは、バリア層122のCLTEとほぼ一致するものである。本明細書に開示される本体部200を構成する組成物のCLTEは、バリア層122のCLTEの好ましくは20倍(factor)以内、更に好ましくは15倍以内、より好ましくは10倍以内、更により好ましくは5倍以内、最も好ましくは2倍以内の線熱膨張係数(CLTE)によって特徴付けることもできる。本体部200とバリア層122を含む組成物のCLTEが一致することは、PV電池の亀裂や損傷等をもたらし得る温度変化の間、BIPV装置に掛かる熱誘導応力を最小限に抑えるという点で重要である。
本明細書に開示される光起電性物品のいくつかの実施形態では、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、成形用組成物のCLTEは、好ましくは80×10-6mm/mm℃未満、より好ましくは70×10-6mm/mm℃未満、更により好ましくは50×10-6mm/mm℃未満、最も好ましくは30×10-6mm/mm℃未満である。好ましくは、新規組成物のCLTEは、5×10-6mm/mm℃よりも大きい。
ガラスが(バリア層122として)使用される場合には、本体材料の組成物は、好ましくは3%以上の破断伸びを有するが、通常、200%以下である。また、ガラスが使用されない場合には、前記本体材料は、好ましくは100%以上、より好ましくは200%以上、更により好ましくは300%以上であり、好ましくは500%以下の破断伸びを有する。組成物の破断伸びは、試験法ASTM D638−08(2008)を用いて、23℃、50mm/分の試験速度の試験条件により測定した。
好ましい実施形態では、本体支持部200は、本体材料を含んでいてもよい(実質的に本体材料により構成される)。この本体材料は、充填材有り又は無しの成形可能プラスチック(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)、水添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類、ポリエーテルイミド、ポリイミド類、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、熱可塑性及び熱硬化性ポリウレタン、合成及び天然ゴム、エポキシ、SAN、アクリル、ポリスチレン又はこれらの任意の組み合わせ)を用いることができる。充填材(好ましくは約50重量%以下)としては、着色剤、難燃剤(FR)又は点火抵抗性(IR)材料、ガラス又は無機繊維などの強化材料、表面改質剤のうちの1つ又は複数を用いることができる。また、プラスチックは、酸化防止剤、離型剤、発泡剤、及びその他の一般的なプラスチック添加剤を含むこともできる。好ましい実施形態では、ガラス繊維フィラーが使用される。ガラス繊維は、約0.7mm〜1.2mmの範囲の平均ガラス長と約0.1mm〜約2.5mmの範囲の繊維長(成形後)を有することが好ましい。
好ましい実施形態では、本体材料(単数又は複数の組成物)が、5g/10分以上、より好ましくは10g/10分以上のメルトフローレートを有する。このメルトフローレートは、好ましくは100g/10分未満、より好ましくは50g/10分未満、最も好ましくは30g/10分である。組成物のメルトフローレートは、試験法ASTM D1238−04、"REV C Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer",(2004)、条件L(230℃/2.16Kg)により測定した。本願で使用されるポリプロピレン系樹脂も、これと同じ試験方法及び条件を用いる。本発明のポリエチレン及びエチレンのα−オレフィン共重合体のメルトフローレートは、一般にメルトインデックスと呼ばれる、条件E(190℃/2.16Kg)を用いて測定される。
すべての実施形態において、組成物は、200MPa以上、より好ましくは400MPa以上、最も好ましくは700MPa以上の曲げ弾性率を有する。好ましい実施形態によれば、光起電性電池組立体100はガラス層を含み、前記曲げ弾性率が好ましくは1000MPa以上、7000MPa以下である。第2の本実施形態によれば、曲げ弾性率は、1500Mpa以下、より好ましくは1200MPa以下、最も好ましくは1000MPa以下である。組成物の曲げ弾性率は、2mm/分の試験速度を用いた試験方法ASTM D790−07(2007)により測定した。本体部200を構成する組成物は、約25×10-6mm/mm℃〜70×10-6mm/mm℃、より好ましくは約27×10-6mm/mm℃〜60×10-6mm/mm℃、最も好ましくは約30×10-6mm/mm℃〜40×10-6mm/mm℃の線熱膨張係数(本体CLTE)を示すことも想定される。
本体部200は、任意の多くの形状及びサイズを採用することが想定される。例えば、正方形、長方形、三角形、楕円形、円形又はそれらの任意の組み合わせとすることができる。本体部200は、例えば、図2に示すように、また、それぞれ僅か10cm及び500cm以上などの長さLBP及び幅WBPを有するものとして説明することもできる。また、厚み(t)は、僅か約1mm〜20mm以上の範囲でもよいし、本体部200の異なる領域で変えてもよい。好ましくは、前記本体部200は、本体下面部202、本体上面部204及び前記上面部と前記下面部との間に跨り、本体外周縁208を形成する本体側面部206を備えるものとして記述することができる。
コネクタ組立体300
コネクタ組立体は、一般に、PV外装要素10への及び/又は光起電性外装要素10からの電気通信を可能とするために機能するものである。この通信は、光起電性電池層110に繋がった回路に接続することができ、又は、他の回路を介して、前記PV外装要素10を通じて及び横断して通信することを容易にすることもできる。前記コネクタ組立体は、様々な構成要素及び組立体によって構成することができ、また、部分的に又は完全にPV外装要素10に(中に埋め込まれて)一体化することもできる。硬質及び軟質部分の両方を含むことができる。組立体300は、電気通信を容易にするために、別々の構成要素(例えば、ブリッジコネクタ330を参照)を使用しても、使用しなくてもよい。可能な構成の具体例/実施形態を図面に示し、以下に続く段落で議論する。
コネクタ組立体300は、他の構成も想定されるが、好ましくは、少なくともポリマー製のハウジング310と、該ハウジング310から外側に突出して、一般に前記PV外装要素10に埋め込まれるリード線320とを備える。前記ハウジング310は、例えば、図3A〜Dに示されるように、接続コネクタのいずれかを収容する又は接続コネクタに収容されるように適合し得るものが想定される。
ポリマーハウジング310
第1の例として、例示的なコネクタハウジング310が図3A及び3Bに示されている。この例において、前記ハウジングは、接続コネクタ(コネクタ接続部品)を収容するように適合されていてもよく、例えば、前記PV外装要素10へ及び/又は該要素10から電気的に連通させるためのブリッジコネクタ330との接続に用いられるように構成することができる。第2の例では、図3C及びDに示されるコネクタハウジング310のように、コネクタハウジングは、接続コネクタ(コネクタ接続部品)内に収容されるように適合されていてもよい。
前記ハウジング310を構成する好ましい材料の例としては、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(ポリフェニレンサルファイド)、PA(ポリアミド)及びPEI(ポリエーテルイミド)等の高分子化合物又はこれらのブレンドが挙げられ、さらに、65重量%までの充填材を含んでいても、含んでいなくてもよい。また、前記ハウジング310を構成する組成物としては、流動方向の線膨張係数(CLTE)が約12×10-6mm/mm℃〜100×10-6mm/mm℃、より好ましくは約15×10-6mm/mm℃〜80×10-6mm/mm℃、最も好ましくは約20×10-6mm/mm℃〜60×10-6mm/mm℃を示すものが想定される。
前記ハウジング310は、(上記のような)任意の数の材料により構成することが想定されるが、約0.1GPa以上、より好ましくは約1GPa以上、最も好ましくは約10GPa以上の引張弾性率;約1%以上、より好ましくは約1.5%以上、最も好ましくは約2.5%以上の値の極限伸び;約50×10-6mm/mm℃、より好ましくは30×10-6mm/mm℃、最も好ましくは約20×10-6mm/mm℃の線熱膨張係数等の材料特性を備えるものが好ましい。
リード線320
前記リード線320は、電気を伝導するように機能すれば、任意の数の材料及び幾何学的形状によって構成することができると考えられる。また、突出した可撓性部分を含んでいてもよい。前記コネクタ組立体300が前記PV外装要素10に(埋め込まれて)完全に一体化されている場合には、前記リード線320は、前記可撓性部分を必要とせず、また、本発明の主題でもない。前記リード線320が可撓性部分を有する実施形態は、本発明の一部として想定されるものであり、さらに以下に詳述する。
第1の例示的な実施形態では、前記リード線320は、例えば、図4E及び5に示すように、前記ハウジング310の一端に接続し、また、前記PV外装要素10の対向する他端に接続する(例えば、前記光起電性電池組立体110と接合する)ことができる。
第2の例示的な実施形態では、前記リード線320は、例えば、図4A及び4Cに示されるように、両端に配置された2つの分離したハウジング310に接続することができ、そして、その後、前記PV外装要素10に接続する(例えば、コネクタ接続部品322又は一体化コネクタ組立体300を用いて、前記光起電性電池組立体110に機械的に接続する)ことができる。
上記に一般的に記述したように、前記リード線320は、突出した可撓性部分を含んでいてもよい。最低でも、前記リード線320は、前記可撓性部分が前記コネクタ組立体の間の長さIL以上の距離を移動するような距離に屈曲可能であるため、対向するコネクタを係合させ、また、係合を解くことができ、そして、好ましい実施形態では、前記リード線320は、ワイヤストランド、好ましくは被覆又は絶縁されたワイヤによって構成される。
他の例示的な実施形態では、図6に示されるように、前記リード線は、局所的に可撓性継手326を含む可撓性コネクタモジュール322の(好ましくは中に配置された)一部である。この実施形態では、前記モジュール324は、前記コネクタ接続部品322を介して前記PV外装要素10に接続される。
明瞭にするために、「接合した(bonded)」は、例えば、これらに限定されないが、はんだ付け、(導電性又はその他の)接着剤、溶接等のプロセス及び構造の使用を含むことができる。「機械的に接続された(mechanically attached)」は、例えば、これらに限定されないが、ねじ、クリップ、かしめ、圧入、折り畳み、ひねり等のプロセス及び構造の使用を含むことができる。
コネクタポケット1200
前記PV外装要素10は、コネクタ組立体300、具体的には、可撓性部分を有するコネクタ組立体300の少なくとも一部を収容可能なクリアランス領域として機能する、1つ又は複数のコネクタポケットを含むことが想定される。このポケット1200は、前記外装要素を完全に貫通していても(例えば、本体下面部202から本体上面部204を通る貫通孔など)、各部202、204のうちの1つ若しくは複数における窪みでも、又はいずれかの組み合わせであってもよい。好ましい実施形態では、前記ポケット1200は、前記下面部202における窪みであり、前記上面部204には到達しない。
好ましい一実施形態では、前記コネクタポケット1200は、例えば、図1、4A〜E、5に示されているように、前記本体部に(同一の広さで)又は前記本体部の外周縁(例えば、本体外周縁208)からある距離内に配置される。この距離は、Lbp%として、又はより好ましくは絶対距離として定義することができる。Lbpパーセンテージとして定義される場合、このパーセンテージは約15%以上、より好ましくは約7%以上、最も好ましくは約0%以上(例えば、コネクタポケットが前記外周縁と同一の広さとなる)であり、また、前記パーセンテージは約40%以下、より好ましくは約30%以下、最も好ましくは約20%以下である。好ましくは、前記距離は絶対的に定義してもよい。絶対的に定義される場合、好ましい距離は約15.0mm以上、より好ましくは約10.0mm以上、最も好ましくは約0.0mm(例えば、前記外周縁と同一の広さ)であり、また、前記距離は約50.0mm以下、より好ましくは約40.0mm以下、最も好ましくは約20.0mm以下である。さらに、前記ポケットは、取り付けられるときに、前記コネクタ組立体300又はその一部を設置及び/又は固定するために適合される、少なくとも1つの設置機構(location feature)1202を含むことが好ましい。一実施形態では、前記設置機構は、前記コネクタのワイヤを設置する。
例示的な一例として、設置機構は、例えば、図4Bに示されているような突起を含んでいてもよく、該突起1204は、カバープレート1300上の接続機構(mating feature)1301に対応し、孔1205は、カバープレート1300の反対側の面上の例えば保持ピンなど(図示せず)のロック機構に対応するものである。別の例示的な例としては、図4D〜Eに見られるように、前記ポケットの一部は、その開口端周辺をストリップ1210によって、前記コネクタ組立体が前記ストリップの下に収まるように、橋架けされる。さらに別の例示的な例としては、図4B〜Cに見られるように、ストリップ又はブリッジ部1210は、前記コネクタポケット内に配置される。前記ブリッジ部1210は、前記コネクタ組立体300の設置、前記コネクタ組立体300の固定、又はその両方が可能な第1機構1202;カバープレート1300の設置、前記カバープレート1300の固定、又はその両方が可能な第2機構1204;及び前記光起電性電池組立体を前記PV外装要素10の前記本体部に接続する構造的部分1206のうちの1つ又は複数を含んでいてもよい。
カバープレート1300
前記コネクタポケット1200の1又は複数の部分、前記コネクタ組立体300の1又は複数の部分、又はその両方を保護するように組み立てられたカバープレート1300が想定される。また、前記カバープレート1300は、前記コネクタ組立体300の設置及び/又は固定を補助し得ると考えられる。前記カバープレート1300は、様々な材料によって構成することができるが、前記コネクタハウジング310と同様の特性を有するものが好ましい。前記ポケットが前記外装要素10の(例えば、建築構造物に対して)裏面側に配置される場合には、前記カバープレートは不要としてもよい。
封止材料
また、前記コネクタ組立体の1又は複数の部分を保護可能な1つ又は複数のコネクタポケットの中又は周辺に配置される、封止材料又は置換材料(displacing material)が想定される。前記封止材料は、1)ポケットのポッティング、2)カバーと本体との間のガスケットとして、及び3)カバーの最上部及び全領域上における封止/ポッティングシートによって、適用し得ると考えられる。封止材料として用いるのに適した材料は、スチレン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共重合体のような熱可塑性エラストマー;熱可塑性ポリエステル共重合体(例えば、デュポン社から市販されているHytrelなど);ポリエステルアミド;ブチルゴム、シリコーン、ポリウレタン、ポリウレア等の熱硬化性樹脂や熱硬化性エラストマーなどが挙げられる。
ブリッジコネクタ330
ブリッジコネクタ330は、各装置間で、前記装置へ及び/又は前記装置から電気通信するような(例えば、2つのPV外装要素10間、又はPV外装要素10と縁部材(E)との間など)インターフェイス部品として機能する。前記ブリッジコネクタ330は、前記装置のいずれかから分離可能な部品としてもよいが、特に前記コネクタ組立体300とインターフェイスで接続するように設計されている。ブリッジコネクタ330の例はPCT公開WO2009/137347 A2に開示されており、参照により本明細書に援用され、具体例が図7A〜Cに示されている。本発明では、1つ又は複数のブリッジコネクタ330を必要とする部品のキットを想定している。
前記ブリッジコネクタ330は、少なくとも、2つ以上の導電性部材354を有するブリッジ本体部352から構成され、前記導電性部材354は、前記本体部352内に配置され、各端部に端子356を有するものが想定される。さらに、前記本体部352の外部に外側ガスケット358を配置してもよく、これにより、前記ブリッジコネクタ330と前記コネクタ組立体300を取り付ける際に、これらの間に水が浸入するのを防止する助けとなる。
上部外周タブ600
上部外周タブ600は、前記本体部200の局所的な延長部分として、一般的に定義することができる。隣接する装置の垂直方向の位置調整を補助すること;隣接する装置の水平方向の位置調整を補助すること;例えば、前記コネクタ組立体300の中及びその周辺、又は隣接する2つの装置の向かい合う間の領域(「隙間G」を参照)などにおける水の侵入(例えば、前記PV外装要素10下の水の付着)を防ぐこと、のうちの1つ又は複数を機能的に行うことができる。好ましい実施形態では、前記PV外装要素10は、前記外装要素10の上縁部に沿って配置された2つ以上のタブ600を備える。前記タブは、前記機能の実行に応じて任意の形状とすることができる。前記外周タブ600は、任意の数の形状及びサイズとすることができる。例えば、正方形、長方形、三角形、楕円形、円形又はそれらの任意の組み合わせとすることができ、好ましくは、前記タブは、一般的に正方形又は長方形の形状である。また、前記外周タブ600は、例えば、図9に標記されているような長さ「LTP」、幅「WTP」及び厚さ「t」を有するものとして記述することもできる。例示的な例を図1及び9に示す。前記タブ600は、好ましくは前記本体部200と一体であることが好ましく、垂直方向に隣接する1つ又は複数の装置の下に嵌り込むことのできる十分な厚みを(前記装置がその中に収容領域700を有していようと無かろうと)有する。さらに、前記タブ600は、アレイ1000に組み込まれたときに、少なくとも1つのタブ600が、電気的コネクタ300が存在する領域又は2つの隣接する装置の間の領域(隙間Gを参照)において垂直方向に隣接する2つ以上の装置の下に嵌り込むのに適合した位置に、前記光起電性外装要素の上縁部に沿って配置されることが好ましい。前記スペーサ部材「S」と前記PV装置10の間のタブ600や前記スペーサ部材「S」と前記縁部材「E」の間のタブ600についての例示的な例が、図8に示されている。垂直方向に隣接する光起電性外装要素10の下の前記タブ600の位置は、図8において点線を用いて示している。また、前記タブ600は、アレイ1000に配置されたときに、前記タブ600が垂直方向に直に隣接する装置の固定領域800の下側に真っ直ぐ落下しないような位置に配置されることが好ましい。垂直方向に直に隣接する装置であって、前記タブ600又は垂直方向に隣接する装置を貫通しないように前記タブ600上部の上に配置される装置に固定するために、任意の留め金具を用いることが望ましい。別の方法では、前記タブ600は、前記留め具が1つの装置のみを貫通して前記構造1100に至り、前記留め具が2つの装置を貫通しないように配置されることが好ましい。
前記上部外周タブ600は、任意の数の形状やサイズが想定される。例えば、正方形、長方形、三角形、楕円形、円形、又はそれらの任意の組み合わせとすることができる。前記外周タブ600は、例えば、図9に標記されているように、長さ「LTP」、幅「WTP」及び厚み「t」により記述してもよい。
前記タブの長さは約10mm以上とすることができるが、好ましくは約15mm以上、更に好ましくは20mm以上であり、また、好ましくは約100mm以下、更に好ましくは80mm以下、最も好ましくは60mm以下である。約35mmの長さのタブであれば、ほとんどの場合、役割を果たすものと考えられる。図1及び10A〜12を参照すると、長さLtpは、重複(overlap)、釘打ち位置(nail position)、装置厚み及び取付け公差を補償するための様々な因子、構造材料、環境、並びにその他の天候に関連する特性の計算の組み合わせによって定義してもよいことがわかる。釘の打込位置に関して重複を回避するための最小長さは、式Ltpn=Wbp−(2*exp)−n+C1*(Lbp/Wexp)によって定義することができ、ここで、C1は約0〜2、又は約0〜2の任意の部分集合、より好ましくは約0.05〜1.2、更に最も好ましくは約0.1〜0.6の定数である。更なるタブの高さは、重複部分において前記装置の厚みが増加することを要してもよい。建物に一体化させることや屋根機能を提供することが意図された光起電性製品の場合ほど、この厚みの増加には、特に価値がある。再び図6A〜9を参照すると、この更なる長さは、Ltpt=C2*o *(1/ルーフピッチ)として定義することができ、ここで、C2は約0.5〜3、又は約0.5〜3の任意の部分集合、より好ましくは約0.7〜2、更に最も好ましくは約0.8〜1.5の定数であり、Toは前記重複位置の前記装置の厚みであり、ルーフピッチ=rise/runである。これらの式は、前記タブの全長を決定するために組み合わせることができ、ここで、Ltp=Ltpn+Ltptであり、Ltp=(Wbp−(2*exp)−n+C1*(Lbp/Wexp))+(C2*o *(1/ルーフピッチ))である。
前記タブの幅は、約15mm以上とすることが想定されるが、好ましくは約30mm以上、より好ましくは約40mm以上、最も好ましくは約50mm以上であり、好ましくは約200mm以下、より好ましくは約150mm以下、最も好ましくは約120mm以下である。前記タブ600は、前記外装要素の全幅まで想定し得るが、留め具が貫通するのを妨げない前記固定領域800の領域において、少なくとも局所的に切り欠き(cut outs)を有することが好ましい。
また、約0.5mm〜20.0mm、好ましくは約0.5mm以上、より好ましくは約1.0mm以上、最も好ましくは約2.0mm以上であり、好ましくは約20.0mm以下、より好ましくは約15.0mm以下、最も好ましくは約10mm以下の範囲の厚み(t)を有していてもよい。前記厚みは、前記外周タブ600の異なる領域で変えることも想定される(例えば、局所的に厚く又は薄くした場所の下の流体誘導機構等を参照)。
また、前記外周タブ600は、外周タブ下面部602と、外周タブ上面部604と、前記上面と下面部の間に跨り、本体外周縁部608を形成する外周タブ側面部606と、を有するものとして記述することもできる。
好ましい一実施形態では、前記タブ600は、流体誘導機構610を備える。このような機構は、水を、前記PV外装要素10の縁部から離れるように流出させることを促し、前記外装要素10の下側(例えば、本体下面部202)に水が達するのを防ぐ助けとなる。想定される流体誘導機構610は、例えば、図9に示されているような谷状又は突起状など、前記タブ600のプレーナ面以外の表面内/上に配置された幾何学的形状を含んでいてもよい。その他の想定される機構610としては、前記タブ600の表面に、ガスケット材料、エラストマー、コーキング材又は類似の封止材料などの圧縮可能材料を付加することを含むことができる。任意の又はすべての前記流体誘導機構610は、前記タブ600の領域のみに限られず、前記本体200の主要部内に続いていてもよい。
収容領域700
収容領域700は、隣接する装置の前記外周タブ600のクリアランス領域として機能する。前記光起電性外装要素10又は他の装置は、前記1つ又は複数の外周タブを収容することができ、前記建築構造物に取り付けられるときに、前記PV外装要素10又は他の装置が曲がったり、歪んだりしない厚さを、少なくとも局所的に有する。一般に、この収容領域は、前記PV外装要素又は他の装置の下側に配置することができる。図10A〜11Bには2つの例示的な例が示されており、ここには、連続的な収容領域700と分離した収容領域700がある。連続的な収容領域700の場合においては、前記タブ600及び前記領域700の組み合わせは、垂直方向に隣接する列における装置の垂直方向の位置調整を補助することができる。分離した収容領域700の場合においては、前記タブ600と前記領域700の組み合わせは、垂直方向に隣接する列における垂直及び水平方向の両方の位置調整を補助することができる。好ましくは前記領域700の寸法(長さ及び/又は幅)は、前記タブ600のそれよりも大きい。好ましい実施形態では、前記領域700の寸法は、前記タブよりも約2%以上大きく、より好ましくは約5%以上大きく、最も好ましくは約7%以上大きく、また、好ましくは約25%以下の大きさ、より好ましくは約15%以下の大きさ、最も好ましくは約10%以下の大きさである。
固定領域800
固定領域800は、これを介して前記PV外装要素10を建築構造物に(例えば、釘、ネジ、クリップなどの留め具を介して)固定するのに望ましい光起電性外装要素10の領域である。領域800は、取り付け作業者が、簡単に釘、ネジ又はその他の締結具を打ち込むのに適切な領域を確認できるように、前記PV外装要素10上で積極的に認識されることが好ましい。図1に示すように、一つの図示例においては、複数の半円と文字で好ましい固定領域800が認識される。
幾何学的特徴250
本体部200は、1又は複数の幾何学的特徴(geometric features)250を含むことが想定される。当該特徴250は、例えば、取り付けの間に前記PV外装要素が屋根から落下するのを防ぐなど、最終的な取り付けの前に、上下方向に隣接する前記外装要素10が互いスライドするのを防ぐように機能することができる。前記特徴250は、前記外装要素10の基本的な機能や前記外装要素10をアレイ1000に取り付けるのを容易にする能力を同時に阻害しないようにしながら、上記機能を備える必要があると考えられる。前記幾何学的特徴は、本体下面部202、本体上面部204又はその両方から突出することが想定される。当該特徴は、前記外装要素10を構造物に固定するときに、比較的平らに敷設する能力を阻害しないことが望ましい。「平らにする」ことができ、労せず上記機能が得られる前記特徴であれば、当該特徴250の組み合わせは何でも用いることが好ましい。前記特徴250を「平らにする」のに必要な力は、平坦な面に置いた場合の前記外装要素10の質量による力よりも、少なくとも大きく、前記外装要素10を取り付けるのに必要な力以下であることが更に好ましい。例示的な一実施形態では、前記特徴250を平らにするのに必要な力は、約5ニュートン(N)〜約200Nとすることができる。好ましい実施形態においては、その力は約5Nより大きく、より好ましくは約7Nより大きく、更に好ましくは約10Nより大きく、また、好ましくは約200N未満であり、より好ましくは約100N未満であり、最も好ましくは約50N未満である。
前記特徴250は、本体下面部202、本体上面部204又はその両方に配置することが想定される。また、前記特徴250は、自然なヒンジポイントが作成されるように弱められた局所領域を含むことが想定される。これは、自然なヒンジポイントを形成するための任意の多くの方法により成し遂げられるものであり、前記特徴の基部又はその近傍の断面を薄くすることを含むが、これに限定されない。以下に、いくつかの具体例及び好ましい実施形態を更に詳細に説明する。
第1の実施形態では、前記特徴250は、本体下面部202に配置されている。当該特徴としては、1つ又は複数の拡張された棚状リブ230の形態のものが想定される。リブ230は、本体下面部202に配置され、例えば、図13A〜Cに示すように、垂直方向に隣接する装置の上部外周部(本体外周縁208など)と係合可能にしてもよい。前記タブは、前記外装要素の前後方向(例えば、図13A)又は前記外装要素10の横断方向(例えば、図13B〜C)に敷設することが想定される。好ましい一実施形態では、リブ230の長さ(RT)は、約10mm以上であり、35mm以下である。別の好ましい実施形態では、リブ230は、前記外装要素10の横断方向に実質的に跨る。リブが長過ぎたり、短過ぎる場合、それは上記した力の基準に合わなかったり、垂直方向に隣接する装置の上部外周縁に正確に係合しないことが考えられる。
第2の実施形態では、前記特徴250は、1又は複数の上部周縁タブ600上に配置される。概して、上部外周タブ600は、例えば、図1に示すように、本体部200の局所的な延長部分として一般に形成することができる。
1つの図示例において、前記タブ600自体は、例えば、図14A、14C及び14Dに示すような前記特徴250としてもよい。図示した別の例では、前記タブ600は、例えば図14Bに示すような前記特徴250のための基部となる。図13Aは、光起電性外装要素10の本体下面部202に配置された突出部230の形態の幾何学的特徴250を備える光起電性外装要素10を示している。図13Bは、光起電性外装要素10の本体下面部202に配置された突出部230の形態の幾何学的特徴250を示している。突出部の突出リブの長さ(Rt)が示されている。図13Cは、光起電性外装要素10の本体下面部202に配置された突出リブから本質的に光起電性外装要素の幅に跨る突出部230の形態の幾何学的特徴250を示している。
第1の図示例に関する好ましい実施形態は、前記タブ600自体が前記特徴250を構成し、前記タブは上方延長部610を含む。更により好ましくは、上方延長部610は、タブ600の遠方端から少なくとも10mmのところから始まり、また、図14Cに示すように、建築構造物の取付面によって規定される平面に対して、好ましくは約80°以下、より好ましくは約60°以下、更に好ましくは約50°以下であり、好ましくは約5°以上、より好ましくは10°以上の角度を有する。例えば、この角度は非常に小さくすることもできる。また、例えば、前記10mmという距離は、9.5°の角度を有する60mmのタブを達成することができる。本実施形態では、前記特徴250は、例えば、図14Dに示すように、垂直方向に隣接する装置(例えば、前記外装要素10)と前記遷移部210において係合可能であると想定される。
事前曲げ
前記外装要素10は、図15に示すように、事前曲げ又は「傾斜」を有する構造が想定される。前記外装要素において事前曲げを有することは、本願に上述した他の問題の可能性と同様に、建築用構造物1100上に取り付けられる際の部分に(風の吹き上げに対する抵抗力などの)より優れた環境安定性をもたらすことができるものと考えられる。前記外装要素10の事前曲げは、好ましく弓形状であり、建築構造物に取り付ける際に、実質的に除去する(例えば、平らにする)ことができる。前記外装要素10にどれだけ事前曲げが存在しても、前記曲げを除去するのに必要な力は、釘やネジ止め、その他の取り付け手段(例えば、クリップ)又は取り付けられた曲げが、実質的に低減又は除去されるというようなものと一致することが好ましく、また、一実施形態によれば、前記曲げは、非PV電池部分又は非活性部分において除去されることが好ましい。換言すれば、前記事前曲げは、曲げられた際に損傷を受けない前記外装要素10の領域の殆どの部分において存在することが好ましい。頂点は、前記PV外装要素が構造物に取り付けられても構造単位で残るように、前記PV外装要素に沿って、どこにでも配置することができる。一実施形態では、前記PV外装要素を構造物に取り付ける前に、前記光起電性外装要素の凹形表面が、取り付けられる構造物の表面に対向するように設計されている。簡略化のために、前記事前曲げは、固定領域800における平坦面と前記外装要素10の底との間の垂直曲げ距離(PBD)として、さらに規定することができる。好ましい実施形態においては、事前曲げ(垂直曲げ距離(PBD))の量は、約3mmの最小値から約35mmの最大値までの範囲とすることができる。好ましい実施形態において、前記垂直曲げ距離は、約3mm以上であり、より好ましくは約6mm以上であり、最も好ましくは約10mm以上であり、また、前記曲げ距離は約35mm以下であり、より好ましくは約30mm以下であり、最も好ましくは約25mm以下である。取付けの際に前記事前曲げを平坦にするために、取り付けている間に曲げる前記外装要素の部分は、好ましくは前記上部本体部200であり、最も好ましくは釘打ち固定位置の上が想定される。これは、光起電領域100に掛かる応力を最小化するのに好適である。
装置アレイ1000
装置アレイ(例えば、PV外装要素、スペーサ装置「S」、縁部材「E」など)は、太陽放射線(例えば、太陽光)に曝されたときに電気エネルギーを生成するように機能する。アレイは、建築構造物に取り付けられるように相互接続された装置の集合体である。本発明の目的上、前記アレイ1000は、建築構造物1100の既存のルーフデッキ上(又は外側面)に、又は、以前に取り付けられた屋根用材料(例えば、アスファルト外装要素)上に、従来の屋根用外装要素に適用されているのと同様の方法で(本明細書において特に断りのない限り)、直接取り付けられる。当該アレイ1000は、2つ以上の装置を含む列であって、隣接する装置の列の2列以上から構成することができる。例として図8に示すように、前記アレイ1000は、1列当たり3装置を有する列を4列有し、各末端に縁部材が割り当てられている(PV外装要素10、縁部材「E」、スペーサ装置「S」)。縁部材「E」は、通常、複数の装置列を共に接続するように機能し、その他の機能要素を含んでいても、含んでいなくてもよい。スペーサ装置「S」は、通常、列内で装置を接続するように機能することができ、その他の機能要素を含んでいても、含んでいなくてもよい。
方法
本発明の少なくとも一部として、前記アレイにおける前記装置(例えば、PV外装要素10、縁部材「E」、スペーサ装置「S」など)の取付け方法が想定される。前記方法は、a:建築構造物に取り付けられる第1のアレイ装置を提供する工程;b:空間により前記第1の装置から分離され、前記建築構造物に取り付けられる第2のアレイ装置を提供する工程;c:上記外装要素が前記空間よりも小さい横寸法を有する、前記組立体を提供する工程;d:前記第1及び第2のアレイ装置の間の上記空間内に、前記組立体を位置決めする工程;e:前記第1のコネクタ組立体を、電気的な接続を形成するために前記第1のアレイ装置に接続する工程;及びf:前記第2のコネクタ組立体を、電気的な接続を形成するために前記第2のアレイ装置に接続する工程の各工程を含むことができる。また、前記方法は、前記外装要素を前記建築構造物に固定する工程であって、工程dと工程eの間、工程eと工程fの間、工程fの後、又はそれらの任意の組み合わせに行われる前記固定する工程;前記電気的な接続の係合を容易にするために前記コネクタ組立体の前記可撓性部分を曲げる工程を含む1又は複数の接続する工程;カバープレートを提供し、該カバープレートを交換外装要素に固定する工程;封止材料を提供し、前記コネクタポケット内に該封止材料を配置する工程の各工程のうちの1つ又は複数の工程を更に含むことも想定される。
上記の実施形態又は例は、互いに排他的ではなく、互いに組み合わせて用いることが想定される。
特に断らない限り、本明細書に示されている種々の構造の寸法及び形状は、本発明を限定することを意図したものではなく、他の寸法又は形状も採り得る。複数の構成要素は、単一の一体構造によって提供することができる。或いは、単一の一体化された構造は、別々の複数の構成要素に分割するようにしてもよい。さらに、本発明の特徴は、例示された一実施形態のみに関連して説明したが、このような特徴は、任意の所与の用途のために他の実施形態の1つ又は複数の他の特徴と組み合わせてもよい。また、本明細書の独特な構造物の製造及びその工程もまた、本発明による方法を構成することは上記から理解されるであろう。特に明記しない限り、本明細書に開示された材料や組立体の線膨張係数(CLTE)は、TAインスツルメンツのTMA型2940を用いて、試験方法ASTM E1824−08(2008)、−40℃〜90℃の温度範囲、5℃毎分の条件で、機器に提供する標準のソフトウェアを使用して測定した。組成物が、材料が熱転移を受ける際に、CLTEが他の領域から変化する温度範囲を示すことを当業者は理解するであろう。このような場合において、CLTEの好ましい範囲は、組成物、組立体及び/又はバリア層122の最大測定CLTEを指す。光起電性装置は、CLTEが非常に異なる多くの材料を含んでいてもよい。例えば、PV組立体は、CLTEがすべて異なる、太陽電池、金属導体、ポリマー封止材、ガラスなどのバリア材料、又は他の異種材料を含むことができる。PV組立体のCLTEは、−40℃〜90℃の間のいくつかの温度において、前記組立体の寸法を測定することによって算出することができる。この温度範囲は、特に断らない限り、すべての他の物理的性質(試験)にも適用される。
本発明の好ましい実施形態を開示してきた。当業者は、具体的な修正が本発明の教示に入るであろうことは理解するであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の真の範囲及び内容を決定するために検討されるべきである。
本願の上記した任意の数値は、低い値から、任意の低い値及び任意に高い値の間に2単位以上の分離があること提供する1単位の増加分における高い値までのすべての値を含むものである。一例として、構成成分量、又は、例えば、温度、圧力、時間などのプロセス変数の値が、例えば1〜90、好ましくは20〜80、より好ましくは30〜70であると記載されている場合は、それは、15〜85、22〜68、43〜51、30〜32などのような値が、本明細書において明示的に列挙されているということを意図している。1未満の値については、1単位が、適宜0.0001、0.001、0.01又は0.1であると想定される。これらは、具体的に意図されるものの単なる例であり、下限値と上限値の間に挙げられる数値のすべての可能な組み合わせも、同様に、本願に明示的に記載されているものとみなされるべきである。特に明記しない限り、すべての範囲は、両方の端点及び両端点間のすべての数を含む。範囲に関しての「約」又は「ほぼ」の使用は、範囲の両端に適用される。したがって、「約20〜30」は、少なくとも特定された両方の端点を含む「約20〜約30」に該当することを意図している。特許出願及び刊行物を含むすべての記述及び参考文献の開示は、すべての目的上、参照により援用される。
用語「から本質的になる」という組み合わせに関する記載は、識別された要素(elements)、成分(ingredients)、部品(components)又は工程(steps)、及び、そのような他の要素、成分、部品又は工程であって、組み合わせの基本的かつ新規な特性に重大な影響を与えていないものを含めるべきである。また、本明細書において、要素、成分、部品又は工程の組み合わせに関して記載した「含む(comprising)」又は「含める(including)」という用語の使用は、本質的に要素、成分、部品又は工程からなる実施形態が想定される。複数の要素、成分、部品又は工程は、単一の統合された要素、成分、部品又は工程によって提供することができる。或いは、単一の統合された要素、成分、部品又は工程は、別々の複数の要素、成分、部品又は工程に分割することもできる。要素、成分、部品又は工程に関する記載である"a"又は「1」の開示は、要素、成分、部品又は工程が、追加の要素、成分、部品又は工程を排除することを意図するものではない。
本開示は以下も包含する。
[1] 建築構造物に取り付けることのできる光起電性外装要素を含む組立体であって、前記外装要素は、少なくとも、
光起電性電池組立体、
該光起電性電池組立体の1又は複数の部分に取り付けられる本体部と;
前記外装要素の両側に配置されるとともに、前記光起電性電池組立体を、前記建築構造物に取り付けられた2つ以上の隣接する装置に対して、直接的又は間接的に、電気的に接続することのできる、少なくとも第1及び第2のコネクタ組立体であって、該コネクタ組立体の少なくとも1つが可撓性部分を含む前記コネクタ組立体と;
前記本体部に配置されるとともに、前記コネクタ組立体の少なくとも一部を収容することのできる、1つ又は複数のコネクタポケットと、
を備える、前記組立体。
[2] 前記コネクタポケットの1又は複数の部分、前記コネクタ組立体の1又は複数の部分、又はその両方を保護する組立体としてのカバープレートを含む、上記態様1に記載の組立体。
[3] 1つ又は複数の前記コネクタ組立体を保護することのできる前記1つ又は複数のコネクタポケットの中又は周辺に配置される封止材料を含む、上記態様1又は2に記載の組立体。
[4] 前記カバープレートが、電気的コネクタ組立体の位置に配置及び維持される、上記態様2又は3に記載の組立体。
[5] 前記第1、第2のコネクタ組立体、又はその両方が、前記光起電性電池組立体に機械的に接続される、上記態様1、2、3又は4に記載の組立体。
[6] 前記第1、第2のコネクタ組立体、又はその両方が、前記光起電性電池組立体に接合される、上記態様1、2、3又は4に記載の組立体。
[7] 前記第1、第2のコネクタ組立体、又はその両方が、少なくとも2つの対向するコネクタ部分を含む別個の構成要素であり、前記可撓性部分により相互接続されるとともに、前記光起電性外装要素は、前記光起電性電池組立体に電気的に接続されたコネクタ接続部品を備え、少なくとも1つの可撓性接続要素は、2つ以上の対向するコネクタ部分が、前記コネクタ組立体のそれぞれの間の長さ以上の距離を移動することができるように、折り曲げることができる、上記態様1、2、3又は4に記載の組立体。
[8] ブリッジ部が前記コネクタポケット内に配置され、該ブリッジ部は、
前記コネクタ組立体の設置、前記コネクタ組立体の固定、又はその両方が可能な第1機構;
前記カバープレートの設置、前記カバープレートの固定、又はその両方が可能な第2機構;
前記光起電性電池組立体を前記光起電性外装要素の前記本体部に接続する構造的部分のうちの1つ又は複数を含む、上記態様1〜7のいずれかに記載の組立体。
[9] 前記本体部に配置された1つ又は複数のコネクタポケットが、前記本体部の外周縁と少なくとも部分的に同一の広さである、上記態様1〜8のいずれかに記載の組立体。
[10] a:建築構造物に取り付けられる第1のアレイ装置を提供する工程、
b:空間により前記第1の装置から分離され、前記建築構造物に取り付けられる第2のアレイ装置を提供する工程、
c:外装要素が前記空間よりも小さい横寸法を有する、上記態様1〜9のいずれかに記載の前記組立体を提供する工程、
d:前記第1及び第2のアレイ装置の間の前記空間内に、上記態様1〜9のいずれかに記載の前記組立体を位置決めする工程、
e:前記第1のコネクタ組立体を、電気的な接続を形成するために前記第1のアレイ装置に接続する工程、及び
f:前記第2のコネクタ組立体を、電気的な接続を形成するために前記第2のアレイ装置に接続する工程の各工程を含む、取付け方法。
[11] 前記外装要素を前記建築構造物に固定する工程を更に含み、該固定する工程は、工程dと工程eの間、工程eと工程fの間、工程fの後、又はそれらの任意の組み合わせにおいて行われる、上記態様10に記載の方法。
[12] 1又は複数の前記接続する工程が、前記電気的な接続の係合を容易にするために前記コネクタ組立体の前記可撓性部分を折り曲げる工程を含む、上記態様10に記載の方法。
[13] カバープレートを提供し、該カバープレートを交換外装要素に固定する工程と、封止材料を提供し、該封止材料を前記コネクタポケット内又は周辺に配置する工程の各工程を更に含む、上記態様10に記載の方法。
[14] 光起電性外装要素を含む、建築構造物に取付け可能な光起電性外装要素キットであって、前記光起電性外装要素は、少なくとも、
光起電性電池組立体、
該光起電性電池組立体の1又は複数の部分に接続される本体部;
前記光起電性電池組立体を、前記建築構造物に取り付けられた1つ又は複数の隣接するアレイ装置に対して、直接的又は間接的に、電気的に接続することのできる、少なくとも第1及び第2のコネクタ組立体であって、該コネクタ組立体の少なくとも1つが可撓性部分を含む前記コネクタ組立体;
前記本体部に配置され、前記コネクタ組立体の可撓性部分を収容することのできるコネクタポケット;及び
前記第1のコネクタ組立体、前記第2のコネクタ組立体、又はその両方と接続することのできる、1つ又は複数のブリッジコネクタ
を備える、前記キット。
[15] 前記コネクタポケットの1又は複数の部分を保護するように組み立てられたカバープレートと、前記コネクタポケットの1又は複数の部分内又は周辺に配置可能な封止材料を更に含む、上記態様14に記載のキット。

Claims (12)

  1. 建築構造物に直接取り付けることのできる光起電性外装要素を含む組立体であって、前記外装要素は、少なくとも、
    光起電性電池組立体と、
    該光起電性電池組立体の1又は複数の部分に取り付けられる本体部と;
    前記外装要素の両側に配置されるとともに、前記光起電性電池組立体を、前記建築構造物に取り付けられた2つ以上の隣接する装置に対して、直接的又は間接的に、電気的に接続することのできる、第1のコネクタ組立体及び第2のコネクタ組立体であって、前記第1のコネクタ組立体及び前記第2のコネクタ組立体の少なくとも1つが可撓性部分及びコネクタハウジングを含む、第1のコネクタ組立体及び第2のコネクタ組立体と;
    前記本体部に配置されるとともに、前記可撓性部分及びコネクタハウジングを含むコネクタ組立体の少なくとも一部を収容することのできる、1つ又は複数のコネクタポケットと、
    を備え、
    前記可撓性部分は、前記可撓性部分及びコネクタハウジングを含むコネクタ組立体のインターフェイス長さに少なくとも等しい距離を前記コネクタハウジングが移動できるように曲がることができ、前記コネクタハウジングを、隣接する組立体のコネクタ組立体に係合させ又は係合を解くことができる、前記組立体。
  2. 前記コネクタポケットの1又は複数の部分、前記コネクタ組立体の1又は複数の部分、又はその両方を保護するように組み立てられたカバープレートを含む、請求項1に記載の組立体。
  3. 前記コネクタ組立体の1つ又は複数の部分を保護することのできる前記1つ又は複数のコネクタポケットの中又は周辺に配置される封止材料を含む、請求項1又は2に記載の組立体。
  4. 前記カバープレートが、電気的コネクタ組立体の位置を配置及び維持する、請求項2又は3に記載の組立体。
  5. 前記第1のコネクタ組立体、前記第2のコネクタ組立体、又はその両方の一端が、前記光起電性電池組立体に機械的に接続される、請求項1、2、3又は4に記載の組立体。
  6. 前記第1のコネクタ組立体、前記第2のコネクタ組立体、又はその両方の一端が、前記光起電性電池組立体に接合される、請求項1、2、3又は4に記載の組立体。
  7. 前記第1のコネクタ組立体、前記第2のコネクタ組立体、又はその両方が、少なくとも2つの対向するコネクタハウジングを含む別個の構成要素であり、前記可撓性部分により相互接続されるとともに、前記光起電性外装要素は、前記光起電性電池組立体に電気的に接続されたコネクタ接続部品を備える、請求項1、2、3又は4に記載の組立体。
  8. 前記コネクタポケット内に、
    前記コネクタ組立体の設置、前記コネクタ組立体の固定、又はその両方が可能な第1機構;
    前記カバープレートの設置、前記カバープレートの固定、又はその両方が可能な第2機構;
    前記光起電性電池組立体を前記光起電性外装要素の前記本体部に接続する構造的部分のうちの1つ又は複数を含むブリッジ部が含まれて配置されている、請求項1〜7のいずれかに記載の組立体。
  9. 前記本体部に配置された1つ又は複数のコネクタポケットが、前記本体部の外周縁と少なくとも部分的に同一の広さである、請求項1〜8のいずれかに記載の組立体。
  10. 前記可撓性部分は、前記可撓性部分及びコネクタハウジングを含むコネクタ組立体が、前記インターフェイス長さと少なくとも等しい距離を横方向に移動し、かつ電気的接続を形成する前記隣接する組立体を係合するように曲がる、請求項1〜9のいずれかに記載の組立体。
  11. 第1のアレイ装置及び第2のアレイ装置の間の空間に、請求項1〜10のいずれかに記載の組立体であって前記第1のコネクタ組立体及び前記第2のコネクタ組立体が可撓性部分及びコネクタハウジングを含む組立体を位置決めすること、
    前記第1のコネクタ組立体の可撓性部分を曲げて、第1のアレイ装置の電気的接続の係合を容易にすること、
    前記第2のコネクタ組立体の可撓性部分を曲げて、第2のアレイ装置の電気的接続の係合を容易にすること、及び
    組立体を建築構造物に直接取り付けること、
    を含む取り付け方法。
  12. カバープレートをコネクタ組立体に固定すること、及び
    コネクタポケットの中又は周辺に封止材料を配置してコネクタポケットを封止すること、を含む、請求項11に記載の方法。
JP2014501224A 2011-03-22 2012-03-22 可撓性コネクタ組立体を備える改良された光起電性外装要素 Expired - Fee Related JP5767392B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161466239P 2011-03-22 2011-03-22
US61/466,239 2011-03-22
PCT/US2012/030028 WO2012154307A2 (en) 2011-03-22 2012-03-22 Improved photovoltaic sheathing element with a flexible connector assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014510415A JP2014510415A (ja) 2014-04-24
JP5767392B2 true JP5767392B2 (ja) 2015-08-19

Family

ID=47010703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014501224A Expired - Fee Related JP5767392B2 (ja) 2011-03-22 2012-03-22 可撓性コネクタ組立体を備える改良された光起電性外装要素

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9391223B2 (ja)
EP (1) EP2689470A2 (ja)
JP (1) JP5767392B2 (ja)
CN (1) CN103477445A (ja)
BR (1) BR112013024180A2 (ja)
WO (1) WO2012154307A2 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9564545B2 (en) * 2011-03-22 2017-02-07 Dow Global Technologies Llc Photovoltaic sheathing element with one or more tabs
WO2014128581A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Photovoltaic module assembly
WO2015009366A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 Dow Global Technologies Llc Stowage system for a connector of a photovoltaic component
WO2015009362A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 Dow Global Technologies Llc Connector system for photovoltaic array
CN104679591B (zh) * 2013-11-28 2018-05-25 国际商业机器公司 用于在云环境中进行资源分配的方法和装置
CN107005199B (zh) 2014-11-13 2019-07-23 陶氏环球技术有限责任公司 用于接合光伏组件的连接器
CN112165288A (zh) * 2014-11-13 2021-01-01 陶氏环球技术有限责任公司 用于光伏模块的集成框架
CN107925382B (zh) * 2015-06-26 2020-10-30 陶氏环球技术有限责任公司 用于光伏模块的非对称的一体式框架
US10963311B2 (en) * 2016-09-30 2021-03-30 Salesforce.Com, Inc. Techniques and architectures for protection of efficiently allocated under-utilized resources
TWI628909B (zh) 2016-12-21 2018-07-01 財團法人工業技術研究院 具可擴充性的太陽能電池次模組
US10298171B2 (en) 2017-09-21 2019-05-21 Tesla, Inc. Hinged building integrated photovoltaic roof tile modules
CN111052597B (zh) * 2017-09-22 2023-04-11 日本瑞翁株式会社 环境发电装置
US10693413B2 (en) 2017-10-19 2020-06-23 Building Materials Investment Corporation Roof integrated photovoltaic system
US20210234499A1 (en) * 2018-05-28 2021-07-29 Borealis Ag Devices for a photovoltaic (pv) module
CN108581497A (zh) * 2018-06-22 2018-09-28 君泰创新(北京)科技有限公司 焊接设备和太阳能电池的组装方法
GB201821095D0 (en) * 2018-12-21 2019-02-06 Univ Loughborough Cover sheet for photovoltaic panel
FR3102196B1 (fr) * 2019-10-18 2021-12-17 Onduline Sa Tuile photovoltaïque plate, procédé de pose et couverture obtenue
EP4229750A1 (en) * 2020-10-14 2023-08-23 Gaf Energy LLC Mounting apparatus for photovoltaic modules

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381082A (en) 1965-11-15 1968-04-30 Comm Equipment And Engineering Cable splicers and the like
US3767471A (en) 1971-09-01 1973-10-23 Bell Telephone Labor Inc Group i-iii-vi semiconductors
US4465575A (en) 1981-09-21 1984-08-14 Atlantic Richfield Company Method for forming photovoltaic cells employing multinary semiconductor films
JPH02143468A (ja) 1988-11-24 1990-06-01 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池
JPH02216874A (ja) 1989-02-17 1990-08-29 Hitachi Ltd シリコン結晶太陽電池
US5232518A (en) 1990-11-30 1993-08-03 United Solar Systems Corporation Photovoltaic roof system
US5590494A (en) 1995-01-17 1997-01-07 Miller; Gerald Support foundation for a building structure
US5590495A (en) 1995-07-06 1997-01-07 Bressler Group Inc. Solar roofing system
DE29605510U1 (de) 1996-03-26 1996-05-30 Pilkington Solar Int Gmbh Photovoltaisches Solarmodul in Plattenform
US5986203A (en) 1996-06-27 1999-11-16 Evergreen Solar, Inc. Solar cell roof tile and method of forming same
DE29619119U1 (de) 1996-09-23 1998-01-22 Atlantis Solar Systeme Ag Photovoltaisches Solardach
JP3527815B2 (ja) 1996-11-08 2004-05-17 昭和シェル石油株式会社 薄膜太陽電池の透明導電膜の製造方法
JP3501606B2 (ja) 1996-12-27 2004-03-02 キヤノン株式会社 半導体基材の製造方法、および太陽電池の製造方法
JPH1140835A (ja) * 1997-07-17 1999-02-12 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池モジュール及び該太陽電池モジュールを設置した屋根
DE29816567U1 (de) 1998-09-15 1999-02-18 Schleifer Wolf Dieter Dr Ing Effektleuchte
US6143581A (en) 1999-02-22 2000-11-07 Micron Technology, Inc. Asymmetric transfer molding method and an asymmetric encapsulation made therefrom
JP3056200B1 (ja) 1999-02-26 2000-06-26 鐘淵化学工業株式会社 薄膜光電変換装置の製造方法
US6714121B1 (en) 1999-08-09 2004-03-30 Micron Technology, Inc. RFID material tracking method and apparatus
US7012188B2 (en) 2000-04-04 2006-03-14 Peter Stuart Erling Framing system for solar panels
JP2002124695A (ja) 2000-10-13 2002-04-26 Sharp Corp 太陽電池モジュールの設置構造及び設置方法
US6875914B2 (en) 2002-01-14 2005-04-05 United Solar Systems Corporation Photovoltaic roofing structure
JP4644427B2 (ja) 2002-01-25 2011-03-02 コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド 太陽電池に用いるための感光性ナノ粒子を低温で相互に結合させる方法及び該方法において用いられるポリマー連結剤溶液
JP2004014920A (ja) 2002-06-10 2004-01-15 Sumitomo Wiring Syst Ltd ケーブル連結部構造
FR2841703B1 (fr) 2002-06-28 2004-09-10 Valeo Systemes Dessuyage Agencement de montage de lames de connexion electrique et moteur electrique d'essuie-glace equipe d'un tel agencement
US7578102B2 (en) 2002-08-16 2009-08-25 Mark Banister Electric tile modules
JP4156990B2 (ja) 2003-07-29 2008-09-24 日本圧着端子製造株式会社 コネクタ、コネクタ付密封ケース及びコネクタ付モジュール
US7592537B1 (en) 2004-02-05 2009-09-22 John Raymond West Method and apparatus for mounting photovoltaic modules
US6948976B2 (en) 2004-03-01 2005-09-27 Andrew Corporation Cable and apparatus interface environmental seal
US6955558B1 (en) 2004-04-26 2005-10-18 Andrew Corporation Cable and apparatus interface security device
US7642449B2 (en) 2004-08-24 2010-01-05 General Electric Company Photovoltaic integrated building component
US7682363B2 (en) 2004-12-09 2010-03-23 Greatbatch Medical S.A. Inserter for minimally invasive joint surgery
EP1744372A3 (en) 2005-07-13 2013-01-16 Zeta Controls Limited Solar panel
US7654843B2 (en) 2006-02-28 2010-02-02 Medtronic, Inc. Connector assembly with internal seals and manufacturing method
JP4594265B2 (ja) 2006-03-31 2010-12-08 株式会社日立製作所 スクロール式流体機械
US20070256734A1 (en) 2006-05-08 2007-11-08 United Solar Ovonic Llc Stabilized photovoltaic device and methods for its manufacture
DE102006025134A1 (de) 2006-05-30 2007-12-06 Escha Bauelemente Gmbh Steckverbinder
KR100814819B1 (ko) 2006-10-31 2008-03-20 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 디스플레이 장치
US8003882B2 (en) 2006-11-07 2011-08-23 General Electric Company Methods and systems for asphalt roof integrated photovoltaic modules
US20080110490A1 (en) 2006-11-15 2008-05-15 Tyco Electronics Corporation Photovoltaic connection system
KR20090091775A (ko) 2006-11-21 2009-08-28 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드 광발전 모듈용 케이블 커넥터 및 설치 방법
US20080135090A1 (en) 2006-12-11 2008-06-12 Sunmodular, Inc. Solar roof tiles with heat exchange and methods of making thereof
JP2010514165A (ja) 2006-12-15 2010-04-30 エバーグリーン ソーラー, インコーポレイテッド プラグでつなぐ光起電力性モジュール
US7387537B1 (en) 2007-01-03 2008-06-17 Tyco Electronics Corporation Connector system for solar cell roofing tiles
US20080190047A1 (en) 2007-02-08 2008-08-14 Allen Gary E Solar Panel Roof Kit
WO2008108909A1 (en) * 2007-03-07 2008-09-12 Greenrey, Inc. Multi-function frame and integrated mounting system for photovoltaic power generating laminates
FR2914785B1 (fr) 2007-04-06 2009-05-15 Saint Gobain Ct Recherches Revetement de toiture photovoltaique
WO2008137966A2 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Robert Stancel Structures for low cost, reliable solar roofing
US8813460B2 (en) * 2007-09-21 2014-08-26 Andalay Solar, Inc. Mounting system for solar panels
US7625238B2 (en) 2007-10-31 2009-12-01 Tyco Electronics Corporation Low profile photovoltaic edge connector
US8418415B2 (en) * 2007-11-08 2013-04-16 Certainteed Corporation Photovoltaic roofing panels, photovoltaic roofing assemblies, and roofs using them
US7713089B2 (en) 2008-02-22 2010-05-11 Redwood Renewable, Llc Photovoltaic roofing tile with a plug and socket on 2 opposite edges
CA2723419C (en) * 2008-05-05 2014-11-04 Dow Global Technologies Inc. System for installation of photovoltaic devices on a structure
WO2010068677A2 (en) * 2008-12-09 2010-06-17 Koch Steven A Photovoltaic roofing elements, photovoltaic roofing systems, methods and kits
JP2010278132A (ja) 2009-05-27 2010-12-09 Seiko Epson Corp フレキシブル配線基板、フレキシブル配線基板の組付構造及び電子機器
US7708593B1 (en) 2009-05-28 2010-05-04 Gherardini Stephen D Electrical connector having an encapsulant to seal the connector
TW201101611A (en) 2009-06-26 2011-01-01 Adv Flexible Circuits Co Ltd Circuit flat cable having positioning and insertion structure

Also Published As

Publication number Publication date
BR112013024180A2 (pt) 2016-12-13
US20140000709A1 (en) 2014-01-02
EP2689470A2 (en) 2014-01-29
US9391223B2 (en) 2016-07-12
WO2012154307A2 (en) 2012-11-15
WO2012154307A3 (en) 2013-06-13
JP2014510415A (ja) 2014-04-24
CN103477445A (zh) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5767392B2 (ja) 可撓性コネクタ組立体を備える改良された光起電性外装要素
JP5902711B2 (ja) 改良された光起電力装置
KR101188647B1 (ko) 개량된 태양광 장치 및 방법
US9048358B2 (en) Photovoltaic device
US8912426B2 (en) Photovoltaic device
US20160142008A1 (en) Photovoltaic Devices With Improved Connector and Electrical Circuit Assembly
CN103140941B (zh) 用于改善湿绝缘电阻的改进的连接器和电子电路组件
CN104094521A (zh) 改进的挠性高模量光伏建筑覆层部件
JP5837677B2 (ja) 滑落防止能を備える改良された光起電性建築外装要素
JP6023167B2 (ja) 1つ又は複数のタブを備える改良された光起電性外装要素
US20170099029A1 (en) Photovoltaic device
JP2014511034A5 (ja)
US20170201205A1 (en) Photovoltaic devices with sealant layer and laminate assembly for improved wet insulation resistance

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140916

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20141215

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20141222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150519

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150618

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5767392

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S802 Written request for registration of partial abandonment of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311802

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees