JP6564901B2 - プラスチック製光起電力モジュールフレーム及びラック、ならびにそれらを作製するための組成物 - Google Patents

Description

本発明は、光起電力（ＰＶ）モジュール、及びそれを載置するためのラックに関する。本発明の一態様は、プラスチックから作製されるＰＶモジュールに関し、一方で、別の態様において、本発明は、ボルト、ねじ、または他の金属製締結具を必要とすることなく、ＰＶモジュールのアレイに容易に組み立てられるＰＶモジュールに関する。一態様において、本発明は、ＰＶモジュールフレーム及びラックを作製するためのプラスチック組成物に関する。

ソーラーモジュールとしても知られる光起電力モジュールは、日光から直接発電するための構造物である。この光起電力モジュールは、他の構成要素の中でも、１つ以上の、一般的には複数のＰＶまたはソーラーセルをフレーム内に備える。フレームは、風等の機械的力に対する機械的支持をＰＶセルに提供する。複数のＰＶモジュールが１つのＰＶモジュラーアレイに組み立てられるフレーム及びラックは、良好な機械的強度及び熱寸法安定性を必要とする。

現在では、アルミニウムが、その比較的低いコスト及び高い機械的強度のため、ＰＶモジュールフレーム及びラックに選択される材料である。しかしながら、アルミニウムには、いくつかの欠点がある。その導電性質のため、アルミニウム製フレームを有するＰＶモジュールは、漏電電流を経験する可能性があり、漏電電流は、ＰＶセルの導電層を劣化させる可能性がある。さらに、アルミニウム製ＰＶフレーム（及びラック）は、安全上の理由で、接地する必要があり、このことは、多数のモジュールを伴う用途、例えばソーラーファームの場合に、深刻なコスト問題になる可能性がある。加えて、アルミニウムは、他の材料、例えばプラスチックと比較して重く、一般的に、フレームが軽くなるほど良いとされる。

近年、ＰＶモジュールのフレームを製造するいくつかの企業が、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンエーテル／ポリスチレン（ＰＰＥ／ＰＳ）、ポリアミド／ポリブチレンテレフタレート（ＰＡ／ＰＢＴ）、及びポリアミド／ポリフェニレンエーテル／ポリスチレン（ＰＡ／ＰＰＥ／ＰＳ）、ガラス繊維強化アクリロニトリル／スチレン／アクリレート（ＡＳＡ）（ＢＡＳＦから入手可能）、ならびにポリウレタン系（Ｂａｙｅｒから入手可能）等の種々のポリマーのうちのいずれか１つ、またはそれらの組み合わせによる、アルミニウムの代用物を探求し始めた。しかしながら、この調査は、この用途に有用なプラスチックに対してだけでなく、より良好なフレーム及びラックの設計に対しても続けている。

アルミニウム製フレーム及びラックは、しばしば、ねじ、ボルト、及び他の金属製締結具による組み立てを必要とする多数の部品を備え、よって、今度はこのことが組み立てを遅くし、非効率的にする可能性がある。接続箱は、フレームに一体化されておらず、したがって、別々の取り付けを必要とする。モジュールを互いにアレイに接続するために、しばしば、多数の長い電力コードが必要である。モジュールまたはモジュールのアレイを基部に固定するために、しばしば、コンクリート製の支柱またはバラストが必要である。これらの及び他の考慮事項は、ＰＶモジュールフレームのための非金属製材料だけでなく、より良好なＰＶモジュールフレーム及びラックの設計に対する要求ももたらす。

一実施形態において、本発明は、（Ａ）熱可塑性ポリマー、特に熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、（Ｂ）強化要素、特にガラス繊維、（Ｃ）ハロゲン非含有の膨張性難燃剤、（Ｄ）耐衝撃性改良剤、（Ｅ）カップリング剤、及び随意に、（Ｆ）抗酸化剤、ＵＶ安定剤等の１つ以上の添加剤、を含む、組成物である。

一実施形態において、本発明は、（Ａ）熱可塑性ポリマー、特に熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、（Ｂ）強化要素、特にガラス繊維、（Ｃ）ハロゲン非含有の膨張性難燃剤、（Ｄ）耐衝撃性改良剤、特に、（Ａ）の熱可塑性ポリマーでないポリオレフィンエラストマー、（Ｅ）カップリング剤、及び随意に、（Ｆ）抗酸化剤、ＵＶ安定剤等の１つ以上の添加剤を含む組成物から作製される、フレーム、ラック、またはフレームもしくはラックの構成要素である。

一実施形態において、本発明は、
（Ａ） （Ａ）プラスチック製フレーム内に１つ以上のＰＶセルを備えるＰＶモジュールであって、フレームは、プラスチック製前方及び後方基部取付具を備え、前方基部取付具は、ＰＶモジュールのフレームに枢動可能に取り付けられ、後方基部取付具は、ＰＶモジュールのフレームと摺動可能に係合する、ＰＶモジュールと、
（Ｂ） コネクタボードによってともに接合される２つの離間された載置基部を備えるプラスチック製基部であって、各載置基部は、ＰＶモジュールのフレームの前方基部取付具を枢動可能に係合するためのプラスチック製前方ペグ、及びＰＶモジュールの後方基部取付具とスナップフィット関係で係合する後方スロットを装備する、プラスチック製基部と、
（Ｃ） ２つの後方基部取付具のそれぞれとスナップフィット関係で係合する、プラスチック製ウインドディフレクタと、
（Ｄ） ＰＶモジュールフレームと一体的なプラスチック製接続箱と、
（Ｅ） 隣接するＰＶモジュールを互いに対して接合し、それぞれが前記ＰＶモジュールフレームと一体的である、２つのプラスチック製自己整合デバイスと、
を備える、ソーラーパネルアセンブリである。

一実施形態において、本発明は、（Ａ）一体成形またはオーバーモールドした部品、（Ｂ）Ｌ字形状、（Ｃ）一方の部品がフレームの片側に位置し、もう一方の部品がフレームの反対側かつその上に位置する、ツーピースの接続箱、（Ｄ）自己整合デバイス、及び（Ｅ）パネルに機械的強度を提供するための、パネルの裏面の少なくとも１つの構造部材、を特徴とする、プラスチック製ＰＶモジュールフレームである。

一実施形態において、本発明は、
（Ａ）裏面支持体、正面支持体、及び前記正面支持体と裏面支持体との間の吸収体層を備える、ソーラーパネルモジュールと、
（Ｂ）モジュールを取り囲むワンピースの一体成形されたフレームと、
（Ｃ）フレームに一体化された接続箱と、
（Ｄ）モジュールをフレームの中へ挿入することができる、フレームの一端部の入口と、
（Ｅ）入口の上にあり、フレームとスナップフィット関係で係合する、密閉ブロックまたは蓋と、
（Ｆ）フレームの蓋と前記挿入したモジュールとの間のシーラント位置と、
を備える、光起電力アセンブリである。

２つの従来のラックマウント型ソーラーパネルアレイを例示する図である。 ２つの従来のラックマウント型ソーラーパネルアレイを例示する図である。 図１Ａ〜Ｂのソーラーパネルアレイが取り付けられる、従来のラック構成を例示する図である。 図１Ａ〜Ｂのソーラーパネルアレイが取り付けられる、従来のラック構成を例示する図である。 ソーラーパネルがラックに取り付けられる、１つの従来の金属製締結具を例示する図である。 従来のソーラーパネルの正面及び裏面を例示する図である。 従来のソーラーパネルの正面及び裏面を例示する図である。 ぞれぞれ、図２Ａ〜Ｂのソーラーパネルの金属製フレームを構築するために使用される、金属製ねじ及び金属製コーナーインサートを例示する図である。 ぞれぞれ、図２Ａ〜Ｂのソーラーパネルの金属製フレームを構築するために使用される、金属製ねじ及び金属製コーナーインサートを例示する図である。 図２Ａ〜Ｂのソーラーパネルの接地アセンブリを例示する図である。 本発明のソーラーパネルアセンブリの一実施形態及び支持基部の分解図である。 図３Ａのソーラーパネルアセンブリの一体化したまたは継ぎ合わせた接続箱の実例を示す図である。 図３Ａのソーラーパネルアセンブリの一体化電気ポートの実例を示す図である。 図３Ａの載置基部３８Ａ〜Ｂをさらに例示する図である。 図３Ａの載置基部３８Ａ〜Ｂをさらに例示する図である。 ソーラーパネルの載置基部への係合を例示する図である。 フレーム基部後方エレベーションと後方基部取付具との係合を例示する図である。 後方基部取付具のソーラーパネルアセンブリフレームへの係合を例示する図である。 ウインドディフレクタと後方基部取付具との係合を例示する図である。 支持ラックがともにアレイの中へ位置付けられる、２つのソーラーパネルアセンブリを例示する図である。 Ｌ字形フレーム、接続箱、自己整合デバイス、及び構造ビームを備える、ＰＶモジュールを例示する図である。 １つのＰＶモジュール上の整合デバイスと、隣接するモジュールの整合デバイスとの連結を例示する図である。 １つのＰＶモジュール上の整合デバイスと、隣接するモジュールの整合デバイスとの連結を例示する図である。 光起電力アレイの裏側への構造ビームの位置付けを例示する図である。 （ｉ）一体化接続箱を有する裏面シート及び（ｉｉ）クロスブロックを備える、ＰＶモジュールフレームを例示する図である。 （ｉ）一体化接続箱を有する裏面シート及び（ｉｉ）クロスブロックを備える、ＰＶモジュールフレームを例示する図である。 （ｉ）一体化接続箱を有する裏面シート及び（ｉｉ）クロスブロックを備える、ＰＶモジュールフレームを例示する図である。 （ｉ）一体化接続箱を有する裏面シート及び（ｉｉ）クロスブロックを備える、ＰＶモジュールフレームを例示する図である。 コーナーコネクタの外側及び内側を例示する図である。 コーナーコネクタの外側及び内側を例示する図である。 縁部フレーム及び積層ソーラーパネルと係合したコーナーコネクタの切断図である。 ルーフ頂部または類似構造の上へのソーラーパネルアレイの据え付けを例示する図である。 ルーフ頂部または類似構造の上へのソーラーパネルアレイの据え付けを例示する図である。 ルーフ頂部または類似構造の上へのソーラーパネルアレイの据え付けを例示する図である。 （ｉ）４つのフレーム区間及びソーラーセルアレイを備える正面側、ならびに（ｉｉ）４つのフレーム区間及び４つのコーナーコネクタを備える背面側を有するＰＶモジュールを例示する図である。 （ｉ）４つのフレーム区間及びソーラーセルアレイを備える正面側、ならびに（ｉｉ）４つのフレーム区間及び４つのコーナーコネクタを備える背面側を有するＰＶモジュールを例示する図である。 コーナーコネクタを例示する図である。 コーナーコネクタを例示する図である。 サイズ及び形状がコーナーコネクタ上のタブと一致する切抜きを有するフレームを例示する図である。 コーナーコネクタがＰＶモジュールフレームの２つの区間を連結または接合する様式を例示する図である。 コーナーコネクタがＰＶモジュールフレームの２つの区間を連結または接合する様式を例示する図である。 コーナーコネクタがＰＶモジュールフレームの２つの区間を連結または接合する様式を例示する図である。 コーナーコネクタによって接合された時点で、２つのフレーム区間をともに溶接することを例示する図である。 ヒンジ及びスナップフィット構造を有する一体化ＰＶモジュールを例示する図である。 ヒンジ及びスナップフィット構造を有する一体化ＰＶモジュールを例示する図である。 フレーム／カバーのスナップフィットを開いた、及び閉じた概略図である。 フレーム／カバーのスナップフィットを開いた、及び閉じた概略図である。 図７Ｃ〜Ｄの実施形態に対するフレーム／カバーのスナップフィットを開いた、及び閉じた概略図である。 図７Ｃ〜Ｄの実施形態に対するフレーム／カバーのスナップフィットを開いた、及び閉じた概略図である。 一体化裏面シート及び接続箱を有する、ブロー成形のＰＶモジュールを例示する図である。 一体化裏面シート及び接続箱を有する、ブロー成形のＰＶモジュールを例示する図である。 一体化裏面シート及び接続箱を有する、ブロー成形のＰＶモジュールを例示する図である。 プラスチックフレームとともにオーバーモールドされる過程の一実施形態を示す図である。 プラスチックフレームとともにオーバーモールドされる過程の一実施形態を示す図である。 プラスチックフレームとともにオーバーモールドされる過程の一実施形態を示す図である。 プラスチックフレームとともにオーバーモールドされる過程の一実施形態を示す図である。 プラスチックフレームとともにオーバーモールドされる過程の一実施形態を示す図である。 プラスチックフレームとともにオーバーモールドされる過程の一実施形態を示す図である。 ヒンジによってフレームに取り付けられた延長したラック脚を有するＰＶモジュールを示す図である。 モジュールの背面側に対してラック脚を折り返した、図１０ＡのＰＶモジュールを示す図である。 モジュールフレームのチャネルの中へ折り畳まれたラック脚を示す図である。 モジュールフレームのチャネルの中へ折り畳まれたラック脚を示す図である。 側部アームによって適所に係止されたＰＶモジュールの延長した脚部を示す図である。 モジュール高さ調整を可能にするための伸縮機能を有する、ＰＶモジュールの後方ラック脚部を示す図である。 本発明のＰＶモジュールの一実施形態の分解図である。 組み立てた形態の図１１ＡのＰＶモジュールを示す図である。 図１１Ａ〜ＢのＰＶモジュールのスナップ式閉鎖具の一実施形態を示す図である。 チムニーベントを有するＰＶモジュールを例示する図である。

定義
逆のことを記述していない、文脈から暗示的ではない、または当技術分野において慣習的でない限り、全ての部及びパーセントは重量に基づく。米国特許実施の目的で、任意の参照した特許、特許出願、または特許公報の内容は、特に合成技術の開示、定義（本開示に具体的に提供されるいかなる定義とも矛盾しない範囲で）、及び当技術分野における一般知識に関して、参照によりその全体が組み込まれる（またはその等価的な米国版が、そのように参照により組み込まれる）。

本開示における数値範囲は、近似値であり、したがって、別途指示されない限り、その範囲外の値を含み得る。数値範囲は、下限値以上から上限値以下まで１単位ずつ増加しながら全ての値を含むが、ただし、任意の低い方の値と任意の高い方の値との間は、少なくとも２単位離れている。一例として、例えば分子量、粘度、融解係数等の組成的特性、物理的特性、または他の特性が１００〜１，０００である場合、１００、１０１、１０２等の全ての個々の値、及び１００〜１４４、１５５〜１７０、１９７〜２００等の部分的な範囲が明示的に列挙されることを意図している。１未満の値を含む範囲、または１よりも大きい少数（例えば、１．１、１．５等）を含む範囲に関しては、１単位は、必要に応じて、０．０００１、０．００１、０．０１、または０．１であるとみなされる。１０未満の１桁の数（例えば、１〜５）を含む範囲に関しては、１単位は、一般的に、０．１であるとみなされる。これらは、何が具体的に意図されているかという例に過ぎず、下限値と上限値との間の全ての数値の組み合わせが、本開示で明示的に提示されているものとみなされる。とりわけ、ＰＶモジュールフレーム及びラックが製造される、組成物中の種々の成分の相対量に関しては、本開示内で数値範囲が提供される。

「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語及びそれらの派生語は、同一物が具体的に開示されているか否かにかかわらず、あらゆる追加的な構成要素、ステップ、または手順の存在を排除することを意図しない。任意の疑念を回避するために、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語を使用して特許請求される全ての組成物は、それとは反対に述べられない限り、ポリマーであるか否かにかかわらず、あらゆる追加的な添加剤、補助剤、または化合物を含み得る。対照的に、「〜から本質的に成る」という用語は、あらゆる後続の列挙の範囲から、実現可能性に必須ではないものを除いて、あらゆる他の構成要素、ステップ、または手順を除外する。「〜から成る」という用語は、具体的に描写または列記されていないあらゆる構成要素、ステップ、または手順を除外する。

プラスチック組成物
一実施形態において、本発明は、（Ａ）熱可塑性ポリマー、（Ｂ）強化要素、（Ｃ）ハロゲン非含有の膨張性難燃剤、（Ｄ）耐衝撃性改良剤、（Ｅ）カップリング剤、及び随意に、（Ｆ）１つ以上の添加剤を含む、組成物である。一実施形態において、本発明は、組成物の重量に基づいて、（Ａ）１０〜８０重量％の熱可塑性ポリマー、（Ｂ）１０〜５５重量％の強化要素、（Ｃ）１〜３０重量％のハロゲン非含有の膨張性難燃剤、（Ｄ）１〜２０重量％の耐衝撃性改良剤、（Ｅ）０．００１〜０．５重量％カップリング剤、及び随意に、（Ｆ）１つ以上の添加剤を含む、組成物である。

一実施形態において、本発明は、（Ａ）熱可塑性ポリマー、特に熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、（Ｂ）強化要素、特にガラス繊維、（Ｃ）ハロゲン非含有の膨張性難燃剤、（Ｄ）耐衝撃性改良剤、特に（Ａ）の熱可塑性ポリマーでないポリオレフィンエラストマー、（Ｅ）カップリング剤、及び随意に、（Ｆ）抗酸化剤、ＵＶ安定剤等の１つ以上の添加剤を含む組成物から作製される、光起電力（ＰＶ）フレーム、ＰＶラック、またはＰＶフレームもしくはＰＶラック構成要素である。一実施形態において、本発明は、組成物の重量に基づいて、（Ａ）１０〜８０重量％の熱可塑性ポリマー、（Ｂ）１０〜５５重量％の強化要素、（Ｃ）１〜３０重量％のハロゲン非含有の膨張性難燃剤、（Ｄ）１〜２０重量％の耐衝撃性改良剤、（Ｅ）０．００１〜０．５重量％のカップリング剤、及び随意に、（Ｆ）１つ以上の添加剤を含む組成物から作製される、光起電力（ＰＶ）フレーム、ＰＶラック、またはＰＶフレームもしくはＰＶラック構成要素である。

適切な熱可塑性ポリマーの限定的でない例としては、オレフィン系ポリマー、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリエステル、ポリスチレン、高耐衝撃性ポリスチレン、ポリフェニレンオキシド、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。一実施形態において、熱可塑性ポリマーは、ハロゲン非含有ポリマーである。本明細書で使用される「ハロゲン非含有」は、汚染物質として存在し得るハロゲン以外のハロゲンがないことを意味する。

一実施形態において、熱可塑性ポリマーは、オレフィン系ポリマーである。本明細書で使用されるとき、「オレフィン系ポリマー」は、重合した形態でオレフィン、例えばエチレンまたはプロピレンを含むポリマーである。オレフィン系ポリマーは、ポリマーの全重量に基づいて、オレフィンの重合した形態の重量パーセントの大部分を占め得る。オレフィン系ポリマーの限定的でない例としては、エチレン系ポリマー及びプロピレン系ポリマーが挙げられる。一実施形態において、オレフィン系ポリマーは、エチレン系ポリマーである。適切なエチレン系ポリマーの限定的でない例としては、エチレン／α−オレフィンコポリマー（エチレン／プロピレンコポリマー、エチレン／ブテンコポリマー、エチレン／オクテンコポリマー）、エチレン／（アクリル酸）コポリマー、エチレン／メチルアクリレートコポリマー、エチレン／エチルアクリレートコポリマー、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、エチレン／プロピレン／ジエンコポリマー、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられる。一実施形態において、オレフィン系ポリマーは、プロピレン系ポリマーである。適切なプロピレン系ポリマーの限定的でない例としては、耐衝撃性改良ポリプロピレン（ＩＰＰ）を含むプロピレンホモポリマー及びプロピレンコポリマーが挙げられる。熱可塑性ポリマーは、可撓性、耐溶媒性、熱安定性、及び／または機械的強度を最終組成物に提供する。

一実施形態において、熱可塑性ポリマーは、エチレン／α−オレフィンコポリマー、オレフィンブロックエチレン／α−オレフィンコポリマー、またはそれらの組み合わせである。一実施形態において、熱可塑性ポリマーは、エチレン／ブテンコポリマーである。一実施形態において、熱可塑性ポリマーは、オレフィンブロックエチレン／ブテンコポリマーである。

一実施形態において、熱可塑性ポリマーは、ＩＰＰである。耐衝撃性改良ポリプロピレンは、既知のポリマーであり、また、少なくとも２つの主要成分、成分Ａ及び成分Ｂを含む。成分Ａは、好ましくは、アイソタクチックプロピレンホモポリマーであるが、特定の特性を得るために、小量のコモノマーが使用され得る。一般的に、そのような成分Ａのコポリマーは、１０重量％以下の、好ましくは６重量％未満以下の、エチレン、ブテン、ヘキセン、またはオクテン等のコモノマーを含有する。最も好ましくは、４重量％未満のエチレンが使用される。最終結果は、通常、ホモポリマー成分Ａと比較して、より低い剛性を有するが、いくらか衝撃強度が増加する生成物である。

本明細書で使用される成分Ａは、全般的に、ＩＰＰ組成物のキシレン不溶部分を指し、成分Ｂは、全般的に、キシレン可溶部分を指す。キシレン可溶部分が明らかに高分子量成分及び低分子量成分の双方を有する場合、低分子量成分は、アモルファス低分子量プロピレンホモポリマーに起因する。したがって、そのような状況における成分Ｂは、高分子量部分だけを指す。

成分Ｂは、最も好ましくは、本質的にプロピレン及びエチレンから成るコポリマーであるが、所望される特定の製品特性に応じて、他のプロピレンコポリマー、エチレンコポリマー、またはターポリマーが適切であり得る。例えば、プロピレン／ブテン、ヘキセン、またはオクテンコポリマー、及びエチレン／ブテン、ヘキセン、またはオクテンコポリマーが使用され得、プロピレン／エチレン／ヘキセン−１ターポリマーが使用され得る。しかしながら、好ましい実施形態において、成分Ｂは、少なくとも４０重量％のプロピレン、より好ましくは、８０重量％〜３０重量％のプロピレン、さらに好ましくは、７０重量％〜３５重量％のプロピレンを含むコポリマーである。成分Ｂのコモノマー含有量は、好ましくは、２０〜７０重量％の範囲のコモノマー、より好ましくは、３０〜６５重量％の範囲のコモノマー、さらに好ましくは、３５〜６０重量％の範囲のコモノマーである。最も好ましくは、成分Ｂは、本質的に、プロピレン、及び２０％〜７０％のエチレン、より好ましくは、３０％〜６５％のエチレン、最も好ましくは、３５％〜６０％のエチレンから成る。

一実施形態において、熱可塑性ポリマーは、一般的に、組成物の１０〜８０重量パーセント（重量％）、より一般的には、２５〜７０重量％を占める。

適切な強化要素の限定的でない例としては、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、炭酸カルシウム、オルガノクレー、マーブルダスト、セメントダスト、長石、二酸化ケイ素またはガラス、ヒュームドシリカ、ケイ酸塩、アルミナ、臭化アンモニウム、三酸化アンチモン、三酸化アンチモン、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、硫酸バリウム、シリコーン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、ガラスミクロスフィア、チョーク、雲母、粘土、ウォラストナイト、八モリブデン酸アンモニウム、膨張性化合物、膨張性黒鉛、及びそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。強化要素は、シラン、脂肪酸、及び同類のもの等の、種々の表面被覆または表面処理を含み得る。ガラス繊維、特に長ガラス繊維は、好適な強化要素である。

一実施形態において、強化要素は、一般的に、組成物の１０〜５５重量パーセント（重量％）、より一般的には、２５〜４０重量％を占める。

一実施形態において、本発明の実践において使用されるハロゲン非含有の膨張性難燃剤（ＦＲ）システムは、１つ以上の有機リン系及び／または窒素系膨張性ＦＲを含み、随意に、ピペラジン成分を含む。一実施形態において、ハロゲン非含有の膨張性ＦＲ系は、一般的に、組成物の１〜３０重量パーセント（重量％）、より一般的には、５〜２５重量％を占める。

一実施形態において、ハロゲン非含有の膨張性ＦＲ系は、有機窒素／リン系化合物の少なくとも１、１０、１５、２０重量％、最も好ましくは、少なくとも３０重量％を占める。一般的な有機窒素／リン系化合物の最大量は、ハロゲン非含有の膨張性ＦＲ系の７０、６０、５０重量％を超えない、より好ましくは、４５重量％を超えない。

一実施形態において、ハロゲン非含有の膨張性ＦＲ系は、ピペラジン系化合物の３０〜９９重量％を占める。ピペラジン系化合物の好適な量は、少なくとも３０、４０重量％、及び少なくとも５０重量％である。特定の実施形態において、ＦＲ系は、ピペラジン系化合物の５５〜６５重量％、及び１つ以上の他の難燃剤（例えば、有機窒素／リン系化合物）の３５〜４５重量％を占めることができる。

適切なハロゲン非含有の膨張性難燃剤の限定的でない例としては、有機ホスホン酸、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、亜ホスホン酸塩、亜ホスフィン酸塩、ホスフィンオキシド、ホスフィン、亜リン酸塩またはリン酸塩、塩化ホスホニトリル、リン酸エステルアミド、リン酸アミド、ホスホン酸アミド、ホスフィン酸アミド、ならびにメラミンポリリン酸塩、メラミンピロリン酸塩、及びメラミンシアヌレートを含むメラミン及びメラミン誘導体、ならびにこれらの材料のうちの２つ以上の混合物が挙げられるが、それらに限定されない。例としては、フェニルビスドデシルリン酸塩、フェニルビスネオペンチルリン酸塩、リン酸水素フェニルエチレン、フェニル−ビス−３，５，５´−トリメチルヘキシルリン酸塩、エチルジフェニルリン酸塩、２−エチルヘキシルジ（ｐ−トリル）リン酸塩、リン酸水素ジフェニル、ビス（２−エチル−ヘキシル）ｐ−トリルリン酸塩、トリトリルリン酸塩、ビス（２−エチルヘキシル）−フェニルリン酸塩、トリ（ノニルフェニル）リン酸塩、リン酸水素フェニルメチル、ジ（ドデシル）ｐ−トリルリン酸塩、トリクレシルリン酸塩、トリフェニルリン酸塩、トリフェニルリン酸塩、ジブチルフェニルリン酸塩、２−クロロエチルジフェニルリン酸塩、ｐ−トリルビス（２，５，５´−トリメチルヘキシル）リン酸塩、２−エチルヘキシルジフェニルリン酸塩、及びリン酸水素ジフェニルが挙げられる。第ＵＳＰ６，４０４，９７１号で説明されるタイプのリン酸エステルは、リン系ＦＲの例である。追加的な例としては、ビスフェノールＡ二リン酸塩（ＢＡＰＰ）（Ａｄｅｋａ Ｐａｌｍａｒｏｌｅ）及び／またはレゾルシノールビス（ジフェニルリン酸塩）（Ｆｙｒｏｆｌｅｘ ＲＤＰ）（Ｓｕｐｒｅｓｔａ，ＩＣＩ）等の液体リン酸塩、ならびにアンモニウムポリリン酸塩（ＡＰＰ）、ピペラジンピロリン酸塩、ピペラジンオルトリン酸塩、及びピペラジンポリリン酸塩等の固体リンが挙げられる。ＡＰＰは、しばしば、メラミン誘導体等の難燃剤共添加剤とともに使用される。Ｍｅｌａｆｉｎｅ（ＤＳＭ）（２，４，６−トリアミノ−１，３，５−トリアジン、微粉砕メラミン）も有用である。

ＦＲ系のピペラジン成分の例としては、ピペラジンピロリン酸塩、ピペラジンオルトリン酸塩、及びピペラジンポリリン酸塩等の化合物が挙げられる。追加的な例としては、第ＵＳ２００９／０２８１２１５号及び第ＷＯ２００９／０１６１２９号で説明されるような、ポリトリアジニル化合物もしくはオリゴマー、またはピペラジン基を含むポリマー１，３，５−トリアジン誘導体が挙げられる。

衝撃改良剤は、変形及び／または破壊に対する物質の耐性を高めるために、物質に加えられる材料である。変形及び／または破壊に対する物質の耐性を高めるという文脈において、衝撃改良剤の限定的でない例としては、天然及び合成ゴム（例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲまたはＥＰＤＭ））、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、スチレン−ブロックコポリマー（ＳＢＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及びポリオレフィンエラストマー（ＰＯＥ）が挙げられる。

本発明の実践においては、任意のエラストメリックポリオレフィンを使用することができるが、好適なエラストメリックポリオレフィンは、メタロセン触媒または拘束幾何触媒等のシングルサイト触媒で作製され、一般的に、９５℃未満、好ましくは、９０℃未満、より好ましくは、８５℃未満、さらに好ましくは、８０℃未満、なおさらに好ましくは、７５℃未満の融点を有する。

本発明の実践において有用なエラストメリックポリオレフィンコポリマーとしては、インターポリマーの重量に基づいて、１５重量％を挟む、好ましくは、少なくとも２０重量％の、より好ましくは、少なくとも２５重量％のα−オレフィン含有量を有する、エチレン／α−オレフィンインターポリマーが挙げられる。これらのインターポリマーは、一般的に、インターポリマーの重量に基づいて、５０重量％未満、好ましくは、４５重量％未満、より好ましくは、４０重量％未満、及びさらに好ましくは、３５重量％未満のα−オレフィン含有量を有する。α−オレフィン含有量は、Ｒａｎｄａｌｌ（Ｒｅｖ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，Ｃ２９（２＆３））で説明される手順を使用して、^１３Ｃ核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法によって測定される。一般的に、インターポリマーのα−オレフィン含有量が多くなるほど、密度が低くなり、インターポリマーがより非晶性になり、これは、衝撃改良剤として所望される物理的特性及び化学的特性に変質させる。

α−オレフィンは、好ましくは、Ｃ_３−_２０の直鎖状、分岐状、または環状のα−オレフィンである。インターポリマーという用語は、少なくとも２つのモノマーから作製されるポリマーを指す。例えば、コポリマー、ターポリマー、及びテトラポリマーが挙げられる。Ｃ_３−_２０α−アルファオレフィンの例としては、プロペン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、及び１−オクタデセンが挙げられる。α−オレフィンはまた、シクロヘキサンまたはシクロペンタン等の環状構造も含有することができ、３−シクロヘキシル−１−プロペン（アリルシクロヘキサン）及びビニルシクロヘキサン等のα−オレフィンをもたらす。用語の古典的な意味におけるα−オレフィンではなく、本発明の目的に関するノルボルネン及び関連するオレフィン、特に５−エチリデン−２−ノルボルネン等の環状オレフィンは、α−オレフィンであり、また、上で説明されるα−オレフィンのいくつかまたは全ての代わりに使用することができる。同様に、スチレン及びその関連するオレフィン（例えば、α−メチルスチレン等）は、本発明の目的に関するα−オレフィンである。例示的なポリオレフィンコポリマーとしては、エチレン／プロピレン、エチレン／ブテン、エチレン／１−ヘキセン、エチレン／１−オクテン、エチレン／スチレン、及び同類のものが挙げられる。例示的なターポリマーとしては、エチレン／プロピレン／１−オクテン、エチレン／プロピレン／ブテン、エチレン／ブテン／１−オクテン、エチレン／プロピレン／ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、及びエチレン／ブテン／スチレンが挙げられる。コポリマーは、ランダムまたはブロックとすることができる。

本発明の実践において有用なエラストメリックポリオレフィンコポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ−３４１８−０３の手順を使用して、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定したときに、−２０℃度未満、好ましくは、−４０度未満、より好ましくは、−５０℃未満、さらに好ましくは、−６０℃未満のガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を有する。さらに、一般的に、本発明の実践において使用されるエラストメリックポリオレフィンコポリマーはまた、（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８（１９０℃／２．１６ｋｇ）によって測定したときに）１００ｇ／１０分未満、好ましくは、７５ｇ／１０分未満、より好ましくは、５０ｇ／１０分未満、さらに好ましくは、３５ｇ／１０分未満のメルトインデックスも有する。一般的な最小ＭＩは、１であり、より一般的には、５である。

本発明において有用なエラストメリックオレフィンインターポリマーのより具体的な例としては、超低比重ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによって作製されたＦＬＥＸＯＭＥＲエチレン／１−ヘキセンポリエチレン）、均一に分岐した直鎖状のエチレン／α−オレフィンコポリマー（例えば、Ｍｉｔｓｕｉ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｍｐａｎｙ ＬｉｍｉｔｅｄによるＴＡＦＭＥＲ及びＥｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙによるＥＸＡＣＴ）、及び均一に分岐した実質的に直鎖状のエチレン／α−オレフィンポリマー（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＦＦＩＮＩＴＹ及びＥＮＧＡＧＥポリエチレン）が挙げられる。より好適なエラストメリックポリオレフィンコポリマーは、均一に分岐した直鎖状の、及び実質的に直鎖状のエチレンコポリマーである。実質的に直鎖状のエチレンコポリマーが特に好ましく、第ＵＳＰ５，２７２，２３６号、第５，２７８，２７２号、及び第５，９８６，０２８号でより完全に説明される。

熱可塑性ポリマー（組成物の成分Ａ）及び衝撃改良剤（組成物の成分Ｄ）はどちらも、ポリオレフィンエラストマーとすることができるが、それらは、いずれの所与の組成物においても決して同じポリオレフィンエラストマーではない。換言すれば、熱可塑性ポリマーがエチレン−プロピレンコポリマーである場合、衝撃改良剤は、エチレン−プロピレンコポリマー以外の何か、例えば、エチレン−ブテンコポリマー、またはエチレン−オクテンコポリマー、またはＥＰＤＭ等である。一実施形態において、組成物は、熱可塑性ポリマー（成分Ａ）としてのＩＰＰ、及び衝撃改良剤（成分Ｄ）としての実質的に直鎖状のエチレンコポリマー、例えばＥＮＧＡＧＥエラストマーを含む。

一実施形態において、衝撃改良剤は、一般的に、組成物の１〜２０重量％、より一般的に、５〜１５重量％を占める。

一実施形態において、本発明の組成物において使用されるカップリング剤としては、ビス（スルホニルアジド）（ＢＳＡ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマー（例えば、ＤｕＰｏｎｔによるＥＬＶＡＸ４０Ｌ ０３（４０％ＶＡ、３ＭＩ））、及びアミノ化オレフィンブロックコポリマー（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙによるＩＮＦＵＳＥ９８０７）が挙げられるが、それらに限定されない。他のカップリング剤の例としては、ビニル基及びエトキシ基を含むポリシロキサン（例えば、ＤＹＮＡＳＹＬＡＮ６４９８（オリゴマービニルシラン））、及びヒドロキシ末端ジメチルシロキサン（０．１未満の酢酸ビニル）が挙げられる。一実施形態において、カップリング剤は、一般的に、組成物の０．００１〜０．５重量％を占める。

本発明の組成物は、それらに限定されないが、抗酸化剤（例えば、ＩＲＧＡＮＯＸ（商標）１０１０（Ｃｉｂａ／ＢＡＳＦ）等のヒンダードフェノール）、熱（溶融加工）安定剤、加水分解安定性増強剤、熱安定剤、掃酸剤、着色剤または色素、ＵＶ安定剤、ＵＶ吸収剤、成核剤、加工助剤（油、ステアリン酸等の有機酸、有機酸の金属塩等）、帯電防止剤、防煙剤、滴下防止剤、硬化剤、可塑剤（ジオクチルフタレートまたはエポキシ化ダイズ油等）、潤滑剤、乳化剤、光学増白剤、シラン（遊離形態またはフィラー表面改質剤として）、セメント、尿素、ペンタエリトリトールのような多価アルコール、鉱物、過酸化物、光安定剤（ヒンダードアミン等）、離型剤、ワックス（ポリエチレンワックス等）、粘度改良剤、炭化剤（例えば、ペンタエリトリトール）、及び他の添加剤、等の１つ以上の安定剤及び／または添加剤を、これらの添加剤が本発明の組成物から作製される物品の所望の物理的特性または機械的特性を阻害しない程度まで組み込むことができる。存在する場合、これらの添加剤は、既知の量で、及び既知の方法で使用されるが、一般的に、添加剤、または添加剤のパッケージは、最終組成物のゼロ重量％よりも多く、例えば、０．０１〜２重量％、より一般的には、０．１〜１重量％である。有用な粘度改良剤の例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＮＯＬ３０１０及びＶＯＲＡＮＯＬ２２２−０２９等の、ポリエーテルポリオールが挙げられる。有用な市販の滴下防止剤としては、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）、ＶＩＫＯＦＬＥＸ７０１０（メチルエポキシソイエート（エポキシ化エステルファミリー））、及びＶＩＫＯＬＯＸアルファオレフィンエポキシ（Ｃ−１６）（１，２−エポキシヘキサデカン（９５重量％超）及び１−ヘキサデセン（５重量％未満）の混合物）が挙げられ、どちらもｅＦＡＭＥから入手可能である。有用な分散剤／金属キレート剤は、ｎ−オクチルホスホン酸（ＵＮＩＰＬＥＸ ＯＰＡ）である。

本発明の組成物の配合は、当業者に知られている標準的な手段によって行うことができる。配合装置の例としては、ＢＡＮＢＵＲＹまたはＢＯＬＬＩＮＧの内部ミキサー等の内部バッチミキサーである。代替として、連続１軸または２軸ミキサー、例えば、ＦＡＲＲＥＬの連続ミキサー、ＷＥＲＮＥＲ ａｎｄ ＰＦＬＥＩＤＥＲＥＲの２軸ミキサー、ＢＵＳＳの混練連続押出機を使用することができる。利用するミキサーのタイプ、及びミキサーの動作条件は、粘度、体積抵抗率、及び押し出された表面の平滑性等の、組成物の特性に影響を及ぼす。ポリマーブレンドとＦＲ及び随意の添加剤パッケージとの配合温度は、一般的に、１２０℃〜２２０℃、より一般的には、１６０℃〜２００℃である。最終組成物の種々の成分は、任意の順序で、または同時に加えて、互いに化合させることができるが、一般的に、最初に相溶剤（含まれる場合）をＩＰＰと化合させ、最初に熱可塑性ポリマーをＦＲパッケージの成分のうちの１つ以上と化合させ、２つの混合物をＦＲパッケージの任意の残りの成分と化合させ、そして、任意の添加剤を互いに化合させる。いくつかの実施形態において、添加剤は、予混合マスターバッチとして添加され、これは一般に、添加剤を、内部プラスチック樹脂、例えばＩＰＰまたは熱可塑性ポリマーのうちの１つの中へ、別々にまたは一緒に分散させることによって形成される。マスターバッチは、溶融配合法によって好都合に形成される。

ＰＶモジュール及びラック
以下の図面は、従来技術及び本発明の種々の実施形態を例示する。同じ構成要素及び部品は、図面の全体を通して同じ番号が付される。

従来技術
図１Ａ及び１Ｂは、２つの従来の、従来技術によるソーラーパネルアレイを例示する。各実例では、複数のソーラーパネル１１が、格子構成のアレイラックまたはフレーム１２（図１Ｃ及び１Ｄで示される）に取り付けられる。アレイラック１２は、複数のソーラーパネル１１を受容し、保持する様式で組み立てられる、金属製、一般的にはアルミニウム製のクロスサポート１２Ａと、金属製、一般的にはアルミニウム製のトラス１２Ｂとを備える。ソーラーパネルは、図１Ｅで例示されるように、任意の従来の様式で、一般的に複数の金属製締結具１３によって、ラック１２に取り付けられる。ソーラーパネルをアレイラックに固定するための他の手段としては、ナット及びボルト、ならびに溶接（いずれも示さず）が挙げられる。各ソーラーパネルは、他の取り付けたソーラーパネルとの整合を確保するために、アレイラックに取り付けるときにレベリングを必要とし、また、アレイラックは、全部でないとしても、大部分が金属であるので、接地することを必要とする（図示せず）。アレイラックを屋根に配置する場合は、一般的に、アレイラックを適所に保持するためにバラスト（図示せず）が必要とされる。アレイラックを地面に配置する場合は、一般的に、コンクリートまたは金属製の支柱も必要とされる。

図２Ａ及び２Ｂは、それぞれ、ソーラーパネル２１の正面２１Ａ及び裏面２１Ｂを例示する。ソーラーパネル２１は、金属製、一般的にはアルミニウム製のフレーム部品２４Ａ〜Ｄを備え、該フレーム部品は、図２Ｃで例示されるように金属製ねじ２５Ａ〜Ｂで、または図２Ｄで例示されるように金属製コーナーインサート２６によって、コーナー部で接合される。ソーラーパネルのフレームワークもまた、金属製であるので、金属製アレイラックと同様に、フレーム２４Ａに取り付けられる接地ボルト２７Ａ、接地ナット２７Ｂ〜Ｃ、及び接地ワイヤ２７Ｄ〜Ｅで、図２Ｅで例示されるように接地することを必要とする。ソーラーパネル２１Ｂの裏面には、接続箱２８（図２Ｂ）が取り付けられ、該接続箱は、光起電力セル２９（図２Ａ）によって発生した電気を収集して、最終用途または電気グリッドに移送する。

第１の実施形態：ＰＶモジュール及びラック
図３Ａは、本発明のソーラーパネルアセンブリ及びその支持基部の一実施形態の分解図である。ソーラーパネルアセンブリ３１は、光起電力アレイ３２（裏側から視認される）と、一体化したまたは継ぎ合わせた接続箱３３（図３Ｂ）と、電気ポート３４（図３Ｃ）と、前方基部取付具３５Ａ及び３５Ｂと、後方基部取付具３５Ｃ及び３５Ｄと、ウインドディフレクタ３６とを備える。前方及び後方基部取付具は、光起電力アレイの裏面に対して平坦に折り畳むことができ、前方基部取付具は、一般的に、後方基部取付具よりも短く、一般的に５０％を超えて短い。支持ラック３７は、中間コネクタボード３９によって互いに対して接合される、支持載置基部３８Ａ及び３８Ｂを備える。

図３Ｄはさらに、前方エレベーション４２Ｂ及び後方エレベーション４３Ｂを有するフレーム基部４１Ｂを備える、載置基部３８Ｂを例示する。フレーム基部４１Ｂは、図３Ａ及び３Ｅで示されるように、載置基部３８Ａ及び３８Ｂの接合を可能にするように、中間コネクタボード３９のペグ（図示せず）をスナップフィット関係で受容するようにサイズ決定され、成形される、穴４４Ｂを装備する。フレーム基部前方エレベーション４２Ｂは、前方基部取付具３５Ｂの穴４６Ｂに係合するために、ペグ４５Ｂを装備する。フレーム基部前方エレベーション４２Ａは、ソーラーパネルアセンブリ３１を支持し、同時に、該ソーラーパネルアセンブリがペグ４５Ａ及び４５Ｂを中心に枢動することを可能にするように、フレーム基部前方エレベーション４２Ｂに類似する様式で設計される。穴３５Ａ及びペグ４５Ａの係合は、図３Ｆで例示される。

図３Ｇで示されるように、フレーム基部後方エレベーション４３Ｂは、スロット４７Ｂを備え、該スロットは、後方基部取付具３５Ｄをスナップフィット関係で受容するようにサイズ決定され、成形される。フレーム基部後方エレベーション４３Ａは、ソーラーパネルアセンブリ３１を支持し、同時に、該ソーラーパネルアセンブリがペグ４５Ａ及び４５Ｂを中心に枢動することを可能にするように、後方フレーム基部エレベーション４３Ｂに類似する様式で設計される。この枢動特徴に関して、後方基部取付具３５Ｃ及び３５Ｄは、前方基部取付具がペグ４５Ａ及び４５Ｂを中心に回転するときにパネルが後方基部取付具の上を摺動することを可能にする様式で、ソーラーパネルアセンブリ３１のフレームに係合する。ソーラーパネルアセンブリフレームに対する後方基部取付具の係合は、図３Ｈで例示される。後方基部取付具３５Ｄは、ソーラーパネルアセンブリフレーム５２に固定されるスライダー４９を摺動的に受容するようにサイズ決定され、成形される、クラウン４８を備える。このソーラーパネルアセンブリの枢動及び摺動の組み合わせは、アレイの中の他のパネルに対するパネルのレベリングに対する必要性を排除し、また、据え付け整合を損ない得る風及び他の力に容易に対応することを可能にする。

後方基部取付具３５Ｃ及び３５Ｄはまた、ウインドディフレクタ３６の高さ縁部を受容し、保持するためのスロットも備える。これは、図３Ｉで示され、該図は、ウインドディフレクタ３６の高さ縁部と、後方基部取付具３５Ｄのスロット５１との係合を示す。

図３Ｊは、それらの支持ラックがともにアレイの中に位置付けられた、２つのソーラーパネルアセンブリを例示する。アセンブリ及びラックは、隣接するフレーム基部を覆って配置されるバラスト５３によって適所に保持される。

第２の実施形態：ＰＶモジュール及びラック
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールフレームは、以下の特徴、（Ａ）一体成形またはオーバーモールドした部品、（Ｂ）Ｌ字形状、（Ｃ）一方の部品がフレームの片側に位置し、もう一方の部品がフレームの反対側かつその上に位置する、ツーピースの接続箱、（Ｄ）（パネルの正面側から見て）パネルの裏側上にいかなるワイヤも見えないこと、（Ｅ）自己整合デバイス、及び（Ｆ）パネルに機械的強度を提供するための、パネルの裏面の少なくとも１つの構造部材、のうちの１つ以上を特徴とする。一実施形態において、本発明のＰＶモジュールは、図４Ａ〜Ｄでより完全に説明されるこれらの特徴のうちの２つ、または３つ、または４つ、または５つ、または６つ全てを特徴とする。

図４Ａにおいて、ＰＶモジュール５４は、Ｌ字形フレーム５５と、接続箱５６Ａ〜Ｄと、自己整合デバイス５７Ａ〜Ｄ（５７Ｂ及び５７Ｄだけが示される）と、構造ビーム５８Ａ〜Ｂとを備える。接続箱及び自己整合デバイスは、半フレームに一体化され、例えば、成形半フレームの部品である。一方の接続箱は、電気をモジュールに移動させ、もう一方の接続箱は、モジュールから電気を移動させる。図４Ｂ及び４Ｃで示されるように、一方のモジュールの整合デバイスは、隣接するモジュールの整合デバイスに連結される。一方の整合デバイス、例えば５７Ａは、雌型端部を装備し、一方で、もう一方の整合デバイス、例えば５７Ｂは、雄型端部を装備する。デバイスは、一方のモジュールの雌型整合デバイスが隣接するモジュールの雄型整合デバイスに対向するように、各モジュール上に位置付けられる。雄型及び雌型整合デバイスは、ともに嵌合されたときに、隣接するモジュールを互いに対して所望の整合で係止する、スナップフィットユニオンを可能にするようにサイズ決定され、成形される。整合デバイスがともに係止されると、それらは、短いワイヤ、例えば図４Ｂの５９を遮蔽し、該ワイヤは、１つのモジュールの１つの接続箱を、隣接するモジュールの１つの接続箱に接続する。

ＰＶモジュール５４はまた、構造ビーム５８Ａ及び５８Ｂも装備する。一実施形態において、ＰＶモジュールは、１つのビームを装備する。別の実施形態において、ＰＶモジュールは、２つを超えるビームを装備する。一実施形態において、ＰＶモジュールは、ビームを伴わない。構造ビームは、存在するときに、機械的強度を光起電力アレイに提供する。

図４Ｄで示されるように、構造ビームは、光起電力アレイの裏側に、かつモジュールの長端部内に位置付けられる。これらの構造ビームは、それぞれ、レール６１Ａ及び６１Ｂに係合するようにサイズ決定され、成形され、よって、ビーム５８Ａ及び５８Ｂは、レール６１Ａ及び６１Ｂの上を、または該レール内を摺動する。構造ビーム５８Ａ〜Ｂ及びレール６１Ａ〜Ｂはどちらも、一般的に、管状であり、また、開口を備え、該開口は、一方がもう一方の上に整合されたときに、ピンまたは他の係止デバイス６２Ａ〜Ｄを両構造体の中へ挿入し、したがって、固定位置で一方をもう一方に係止することを可能にする。このレールは、一般的に、Ｃ字形状を有し、すなわち、レールの片側が構造ビームを受容するように開いているが、該開口部は、ビームを、レール端部に挿入するか、またはレール端部間のある領域からではなく、レール端部から取り外さなければならないようにサイズ決定される。この特徴は、ＰＶモジュールをアレイラックまたは他のフレームに取り付けるためのねじ、ボルト、及び同類のものに対する必要性を削減または排除し、また、自己整合デバイス及び一体化接続箱によって、組み立てる時間及び労力を削減する。

フレームの組み立ては、迅速かつ簡単である。Ｌ字形フレームは、開口側を上にして平坦面上に敷設され、すなわち、Ｌ字の一方の脚部が表面に平行に接し、Ｌ字のもう一方の脚部が垂直に上方に延在する。シーラーをフレームの内部及び／または光起電力アレイパネルの縁部に塗布し、次いで、シーラーがパネル縁部とフレームとの間にあるように、パネルをフレームの開口の中へ挿入する。次いで、パネルがフレームに確実に固定されるように、シーラーを硬化させる。

次いで、構造ビームをフレームに挿入し、任意の好都合な方法、例えば、機械的締結具、圧縮嵌め、接着剤等によって固定し、次いで、組み立てたモジュールをレールの上へ摺動させる。モジュールは、整合デバイス、軟質ワイヤ、例えば図４Ｂの４９と連結される接続箱を使用してともにスナップフィットされるか、または、接続箱がそのような接続（図示せず）を装備する場合に、ともにスナップフィットされ、次いで、ＰＶモジュールがスナップピンによってレールに固定される。

Ｌ字形フレームは、光起電力アレイの縁部とフレームとの間の空間を小さくする必要があるので、より小さい設置面積（例えば、２．５％以上）を有するＰＶモジュールの構築を可能にする。これは、モジュールの重量及び構造コストを削減する。

第３の実施形態：ＰＶモジュール及びアンカーブロック
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールフレームは（ｉ）好ましくは一体化接続箱を有する、裏面シート、及び（ｉｉ）４つのコーナーコネクタによってともに矩形構成に接合される、４つの直線状側部フレームセグメントを備える。裏面シートは、ソーラーセル層によって積層することができる。ＰＶモジュールは、クロスアンカーブロックを使用してアレイに固定することができる。

ＰＶモジュール、フレーム、及び／またはアンカーブロックは、以下の特徴、
（Ａ） モジュールが、（１）後方支持体、（２）前方支持体、（３）前方支持体と裏面支持体との間の吸収体層、及び（４）前方及び後方支持体ならびに吸収体層を取り囲むフレームを備え、該フレームは、４つのコーナーコネクタによってともに矩形構成に接合される、４つの直線状側部セグメントを備えること、
（Ｂ） 複数のフレームモジュールをアレイ状に組み立て、保持し、該アレイを支持体、例えば屋根またはコンクリート製支柱に固定するためのクロスアンカーブロック、
（Ｃ） 接続箱及び電気端子機能と一体化することができる、別個の構造裏面シート、
（Ｄ） 別個の構造裏面シート上の中空または中実のリブ、
（Ｅ） 垂直及び／または水平及び／または波状及び／または傾斜した及び／または格子状である、裏面シートリブパターン、
（Ｆ） ソーラーセルアレイパネルに積層される別個の構造裏面シート、
（Ｇ） アセンブリが、ソーラーセルアレイパネルを１つ以上のフレームレールの中へ摺動させることを必要とすること、
（Ｈ） フレームレールが、構造裏面シートを係合するためのチャネルを備えること、
（Ｉ） クロスアンカーブロックが、モジュールに係合し、保持するためのスナップフィット、及び／またはＰＶモジュールと支持体、例えば屋根、コンクリート製支柱等との間に空間を作成するステップを含むこと、
（Ｊ） コーナーコネクタとクロスアンカーブロックのスナップフィットとの一体化が、モジュール間及びモジュールの中での電気接続を提供するためにＰＶモジュール同士を接続してすぐに使えるようにするための電気接続機能を有し、例えば、ＰＶモジュールをクロスアンカーブロックの中へ押し込んだ時点で、電流が一方のモジュールからもう一方に流れることができるように電気接続が作成されること、及び
（Ｋ） フレームのプラスチックが、熱可塑性または熱硬化性であり、１．５ＭＰａ〜３０ＭＰａまでヤング率を有すること、
のうちの１つ以上を特徴とする。

図５Ａ〜Ｄは、本発明のこの実施例を例示する。第１のステップとして、ソーラーセルのアレイを備えるシートを構造裏面シートに積層することによって、ソーラーセルパネルを構築する。一実施形態において、構造裏面シートは、ソーラーセルが積層されるソーラーセルのシートに強度を与えるための、リブまたは補強部材（図示せず）を備える。図５Ａは、ソーラーセルパネル６３の、直線状側部フレームセグメント６４Ａ及び６４Ｂの中への挿入を示す。積層ソーラーセルパネルは、ソーラーセルパネル及び構造シートの積層過程ならびにサイズ及び形状に応じて、単一または二重（またはより多くの）の縁部を有することができる。図５Ａ及び５Ｂにおいて、積層ソーラーセルパネル６３は、二重縁部を伴って示され、よって、直線状側部フレームセグメント６４Ａ及び６４Ｂは、積層ソーラーパネル６３の縁部に係合し、保持するための、二重チャネル６５Ａ及び６５Ｂを備える。側部フレームセグメント６４Ａ及び６４Ｂがパネル６３の側縁部に取り付けられると、側部フレームセグメント６６Ａ及び６６Ｂがパネル６３に取り付けられる（図５Ｃ）。側部フレームセグメント６６Ａ及び６６Ｂは、長さが短い点を除いて、側部フレームセグメント６４Ａ及び６４Ｂと構造的に類似しているが、一実施形態において、図示しないが、これらのセグメントは、同じ長さのものであり、また、正方形の形状にともに接合される。側部フレームセグメント６６Ａ及び６６Ｂは、パネル６３に取り付けられ、それぞれ、最初に、コーナーコネクタ６７Ａ〜Ｄと嵌合される。これらのコネクタは、側部フレームセグメントの端部にぴったりと係合し、保持するようにサイズ決定され、成形される。コーナーコネクタがフレームセグメントに取り付けられると、これらのアセンブリ（例えば、図５Ｄの６８）がパネル及びフレームセグメントにスナップ嵌めされて、フレームパネル６９（図５Ｃ）を形成する。側部フレームセグメントは、中実または中空とすることができ、中空である場合は、空にするか、または満たすことができる。好ましい一実施形態において、側部フレームセグメントは、中空であり、固体で硬質（高弾性率）の発泡体（図示せず）が充填される。発泡体の挿入物は、重量比に対するフレームの剛性を高めることによって、剛性をフレームに与え、よって、より小さいフレームの使用を可能にし、よって、取り扱い及び据え付けを簡単にする。

コーナーコネクタの一実施形態は、図５Ｅ〜Ｇでより完全に説明される。図５Ｅ〜Ｆは、それぞれ、コーナーコネクタ６７Ａの外側の図及び内側の図を例示する。コーナーコネクタ６７Ａは、３つの主区間、第１のアーム７１Ａと、第２のアーム７１Ｂと、中央本体７１Ｃとを備え、２つのアームが本体から延在する。各アームは、側部または縁部フレームの端部に確実に係合し、保持するようにサイズ決定され、成形され、また、それぞれ、構造裏面シートの底面を静置することができる棚部７２Ａまたは７２Ｂを備える。中央本体７１Ｃは、側部及び縁部フレームの対応するチャネルとまだ係合していないソーラーパネル及び構造裏面シートの一部に係合し、保持するための、チャネル７３Ａ及び７３Ｂを備える。中央本体７１Ｃの外側には、図５Ｈ〜Ｊで説明されるクロスアンカーブロックに係合するための、挿入タブ７４Ａ及び７４Ｂが位置付けられる。コーナーコネクタは、一般的に、単一のプラスチック製成形部品で構成され、全般的に、ソーラーパネルの中の全てのコーナーコネクタは、組成物及び構造が同じである。直線状側部フレームセグメントと同様に、コーナーコネクタは、中実または中空とすることができ、中空である場合は、空にするか、または満たすことができる。好ましい一実施形態において、コーナーコネクタは、中空であり、固体で硬質（高弾性率）の発泡体（図示せず）が充填される。発泡体の挿入物は、重量比に対するコネクタの剛性を高めることによって、剛性をコネクタに与え、よって、より小さいコネクタの使用を可能にし、よって、取り扱い及び据え付けを簡単にする。

図５Ｇは、縁部フレーム及び積層ソーラーパネルと係合するコーナーコネクタの切断図を提供する。この図において、ソーラーセルアレイパネル７５は、リブ７７Ａ〜Ｂを備える構造裏面シート７６に積層される。積層ソーラーパネルは、フレーム７８のチャネル内でその端部が保持され、積層ソーラーパネルの端部は、中央本体７１Ｃの対応するチャネル内で保持される。

図５Ｈ〜Ｊは、屋根頂部または類似の構造体へのこの実施形態のソーラーパネルアレイの据え付けを例示する。図５Ｈにおいて、アンカーブロック７９は、ソーラーパネル６９のコーナーコネクタ６７Ｂと係合する。アンカーブロック７０は、十字の一般的形状を有し、その各アームは、コーナーコネクタの中央本体の挿入タブ（例えば、７４Ａ）を受容し、確実に保持するようにサイズ決定され、成形される、キャビティ（例えば、８１）を備える。図５Ｈで例示されるように、タブ及び空洞は、台形の一般的形状を有し、後方から前方を持ち上げずにアンカーブロックからコーナーコネクタが外れるのを阻止するために、十字のアームに対してより幅の広い区間を有する。挿入タブを受容するためのアンカーブロック上の空洞は、ブロック上に位置付けられ、よって、ソーラーパネル及びそれが載置される表面の下に空間が作成され、よって、パネルの下を空気が流れることを可能にし、したがって、パネルから周囲への熱伝達を促進する。

屋根または他の表面へのソーラーパネルアレイの据え付けでは、最初に、アンカーブロックを所望のパターンでレイアウトし（例えば、図５Ｉ）、次いで、簡単に、パネルの各コーナーをアンカーブロックの中へ位置付けることによってソーラーパネルアセンブリを適所にスナップ嵌めし、そして、パネルの各コーナーに圧力を印加して、パネルをブロックの受容四半部へスナップ嵌めする（図５Ｊ）。代表的なソーラーパネルアレイは、標準的な格子の形態をとるが、該アレイは、任意の所望の構成、例えば、三角形、ダイヤモンド形、円形等をとることができる。

第４の実施態様：ＰＶモジュールフレーム
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールは、アングルコーナーコネクタを備える。このコネクタは、十分な強度及び剛性、ならびにすっきりとした外観をＰＶモジュールに与え、一方で、モジュールの簡単な組み立てをもたらす。

この実施形態は、図６Ａ〜Ｉで例示される。図６Ａは、フレーム区間８３Ａ〜Ｄ及びソーラーセルアレイ８４を備える、ＰＶモジュール正面側８２Ａを示す。図６Ｂは、フレーム区間８３Ａ〜Ｄ及びコーナーコネクタ８５Ａ〜Ｄを備える、ＰＶモジュールの背面側８２Ｂを示す。

任意の所与のＰＶモジュールのコーナーコネクタの全ては、本質的に、サイズ、形状、及び機能が同じである。図６Ｃ〜Ｄで示されるように、コーナーコネクタ、例えば８５Ａは、Ｌ字形状であり、第１及び第２の脚部８６Ａ〜Ｂが直角区間８７Ａ〜Ｂによって接合される。各脚部の外面上には（図６Ｃ）、コネクタをフレーム区間に接合するためのタブ（８８Ａ、８８Ｂ）がエンボス加工されるか、または別様には携持される。図６Ｃで示されるように、タブは、Ｉ字形状であるが、他のタブ形状、例えば、十字（＋）、プラス／マイナス記号（±）を用いることもできる。タブのクロスバーは、タブを携持するコネクタ脚部から離間され、タブは、一般的に、及び好ましくは、タブを携持する脚部よりも小さいサイズである。

コネクタ上のタブは、フレームの区間によって受容され、保持されるようにサイズ決定され、成形される。各フレーム区間は、サイズ及び形状がコネクタのタブに対応する２つのスロットまたは他の開口（各端部上に１つ）を有し（例えば、図６Ｅ、スロット８８Ｃ）、スロットの長さは、タブの長さよりも長く、よって、タブをスロットの中へ挿入するときに下方向に移動させることを可能にし、よって、タブのクロスバーは、スロットのクロスバーとそれ以上整合しない。各コネクタ上のタブは、同じサイズ及び形状のもの、または異なるサイズ及び／または形状のものとすることができ、一般的に、及び好ましくは、同じサイズ及び形状のものとすることができる。

図６Ｆ〜Ｈは、コーナーコネクタがＰＶモジュールフレームの２つの区間を連結または接合する様式を例示する。図６Ｆは、対応するスロットの中へ挿入されるタブを示し、図６Ｇは、次いで、スロットの下方に摺動させたタブを示し、よって、タブのクロスバーは、スロットのクロスバーとそれ以上整合せず、よって、フレームに対してタブを適所に係止する。この手順は繰り返され、フレームセクションが、コネクタが既に取り付けられたフレームセクションに接合されて、図６Ｈで示されるように、２つのフレーム区間をＰＶモジュールに接続する。

２つのフレーム区間、例えば８３Ｂ及び８３Ｃとコーナーコネクタ（フレーム８３Ｂ及び８３Ｃの内部にあり、したがって、示されない）との接合によって、ＰＶモジュールのコーナーが形成されると、そして、一般的に、ＰＶモジュールソーラーアレイパネル及び存在する場合は構造裏面シートがフレームの中へ挿入された後に、コーナーの継ぎ目の外側をレーザー８９または類似するツールを使用して溶接する（図６Ｉ）。

第５の実施形態：ＰＶモジュールフレーム
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールは、ヒンジ及びスナップ嵌めの特徴を有するフレーム構造を備える。本モジュールは、（ｉ）一体化ヒンジ付フレームカバーを有する一体成形部品のフレーム、（ｉｉ）ソーラーセルアレイパネルを支持するための、フレーム縁部上の縁部ステップ、（ｉｉｉ）スナップフィットカバー、及び（ｉｖ）フレーム縁部上の一体化接続箱を特徴とする。ヒンジ付きフレームカバーは、フレーム底部とスナップ嵌めし、一体または多重のセグメントとすることができ、一体の場合、すなわち、単一成形部品である場合、フレームとともに、またはフレームとは別に成形することができる。この実施形態の設計は、多重部品構造の曲げ強度よりも良好な曲げ強度、組み立ての複雑さ及び時間の削減、カバー及びフレームの別々の製造と比較して製造コストの削減、及びフレームに対するソーラーパネルアレイの固定の支援をもたらすことができる。

図７Ａ〜Ｂは、ヒンジ及びスナップフィット構造を有する、この実施形態の一体化ＰＶモジュールを例示する。図７Ａは、ソーラーセルアレイパネル８４を備える、組み立てた（閉じた）ＰＶモジュール９１Ａを示す。ヒンジ付頂部フレームカバー９２Ａ〜Ｄは、フレーム底部９３Ａ〜Ｄ（９３Ａ及び９３Ｃは示さず）を覆って閉じられる。図７Ｂは、頂部フレームカバー９２Ａ〜Ｄを開き、ヒンジセット９４Ａ〜Ｄ、及びフレーム底部９３Ａ〜Ｄ（９３Ａ及び９３Ｃは示さず）を有する、分解した（開いた）ＰＶモジュール９１Ｂを示す。

図７Ｃ〜Ｄは、フレーム／カバーのスナップフィットの一実施形態の例示である。図７Ｃは、フレームカバー／底部フレームを開いたアセンブリを示す。フレームカバー９２Ａは、フィンガー９６Ａを装備するプランジャ９５Ａを装備する。プランジャ９５Ａは、フレームカバー９２Ａに対してサイズ決定され、成形され、及び配置され、よって、ウェル９７Ａに進入することができ、フィンガー９６Ａは、ウェル９７Ａ内に位置するフィンガー９８Ａに係合することができる。フィンガー９６Ａ及び９８Ａは、それぞれ、プランジャ９５Ａ及びウェル９７Ａに対して成形され、サイズ決定され、及び配置され、よって、フレームカバー９２Ａがフレーム底部９３Ａを覆って閉じたときに、フィンガーは、プランジャ９５Ａをウェル９７Ａ内で確実に保持するように相互係止する。フレーム底部９３Ａは、ソーラーセルアレイパネル８４を静置することができる棚部またはレッジ９９Ａを備え、フレームカバー９２Ａは、十分に長く、フレーム底部９３Ａを覆って閉じたときに、（フレームカバー９２Ａは、）棚部９９Ａ上に静置されるソーラーセルアレイパネル８４の縁部を覆って延在する。フレームカバー９２Ａは、ヒンジ９４Ａによってフレーム底部９３Ａに接続される。図７Ｄは、組み立てたまたは閉じた状態のフレームカバー９２Ａ／フレーム底部９３Ａの構造を示す。

図７Ｅ〜Ｆは、図７Ｃ〜Ｄの代替の実施形態を示す。この代替の実施態様において、プランジャ９５Ａ上のフィンガー９６Ａは、プランジャ９５Ｂ上のプランジャヘッド９６Ｂと置き換えられる。ウェル９７Ａの形状は、プランジャヘッド９６Ｂを受け、保持するようにフレーム底部９３Ｂに対してサイズ決定され、成形され、位置するウェル９７Ｂに変更される。代替のプランジャ及びウェルの形状は、本発明の実践において使用することができる。

ＰＶモジュール９１Ａの組み立ては、簡単かつ迅速である。底部フレーム９３Ａ〜Ｄは、本明細書の他の部分で説明される様式等の任意の好都合な様式で所望の構成に組み立てられる、単一の一体化部品として、または別々の部品として成形することができる。フレームカバー９２Ａ〜Ｄはまた、フレーム底部９３Ａ〜Ｄを伴う単一の一体化構造体（フレームカバーがフレーム底部にヒンジで連結される、好ましい構造体）の一部として成形することもでき、またはフレームカバーは、構築過程中に別々に取り付けられる別々の部品に成形することができる（この実施形態において、ヒンジは、構造体の部品ではない）。組み立ては、簡単に、パネルの各縁部が対応するフレーム縁部上に載置されるように、フレームに対してサイズ決定されるソーラーセルアレイパネルをフレーム底部の上へ配置し、次いで、パネルのこれらの縁部を覆ってフレームカバーを閉じ、よって、プランジャがその対応するウェルに進入し、係合する。本発明の一実施形態において、フレーム底部９３Ａ〜Ｄのうちの１つ以上は、本明細書においてさらに説明される一体化接続箱を備える。

第６の実施形態：ＰＶモジュールフレーム
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールは、ブロー成形過程によって製造される。この過程は、複雑な形状を有する中空部品の製造を可能にし、構造裏面シート及び接続箱の一体化を可能にし、また、重量比に対する高い剛性を提供する（これは、モジュールの重量を、したがって、コストを削減する）。

この実施形態の過程は、高剛性で低収縮の複合体を生成するために、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）に長ガラス繊維を充填するステップを含む。ＴＰＯ複合体は、ＵＶ安定剤、色素または染料、抗酸化剤、及び成核剤が挙げられるが、それらに限定されない添加剤と化合される。ＴＰＯ複合体はまた、ＰＶモジュールが動作中に熱を放出し、したがって、セルの効率を最大にすることを確実にするために、放射を介してエネルギーを放出する充填剤も含有し得る。これらの冷却粒子は、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、及び同類のものを含むことができる。

ＴＰＯ複合体は、図８Ａ〜Ｃで説明されるような一体化したフレーム及び裏面シートを生成するために、従来のブロー成形装置及び条件を使用して押し出される。次いで、ソーラーセルアレイパネルをフレームの中へ挿入し、そして、防水システムを確保するために、エラストメリックシーラントを塗布する。

図８Ａは、ソーラーセルアレイパネル８４が載置される、ブロー成形した中空プラスチックフレーム１０２を備える、ＰＶモジュール１０１の正面側を示す。パネルは、エラストメリックシーラント（図示せず）によってフレーム上の適所で密閉され、該シーラントは、パネル及びフレームの縁部によって形成される継ぎ目に塗布される。

図８Ｂは、一体化裏面シート１０３を有するプラスチックフレーム１０２と、一体化接続箱カバー１０６を有する一体化接続箱１０５とを備える、ＰＶモジュール１０１の背面側を示す。裏面シートは、一体化長さリブ１０４Ａと、一体化幅リブ１０４Ｂとを備える。本明細書で使用されるときに、「一体化」は、互いに対して別途取り付けられる別個の部品とは対照的に、全ての構成要素、すなわち、フレーム、リブを有する裏面シート、接続箱、及びカバーが、単一の成形された部品であることを意味する。

図８Ｃは、図８ＡのＰＶモジュールの横断区間を示す。この図で分かるように、プラスチックフレーム１０２及び長さリブ１０４Ａ及び幅リブ１０４Ｂはどちらも、それぞれ、中空である。

オーバーモールドフレームを生成するための射出成形過程
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールは、オーバーモールド過程を使用して生成される。この過程は、ワンステップであり、また、より良好な密閉性を有するフレームを生成する。ＰＶモジュール、フレーム、及び／または過程は、以下の特徴、
（Ａ） モジュールが、（１）裏面支持体、（２）前方支持体、（３）前方支持体と裏面支持体との間の吸収体層、及び（４）フレームが、（ｉ）裏面支持体、及び（ｉｉ）一体化フレームと積層体との間の中間層と一体化されるように、裏面支持体及び正面支持体、ならびに吸収体層を取り囲む、一体化フレームを備えること、
（Ｂ） フレームが、ワンステップのオーバーモールド過程を介して作製されること、
（Ｃ） フレームが、単一の一体成形された部品であり、したがって、モジュールの組み立てを簡単にすること、
（Ｄ） フレームが、構造プラスチック裏面シートと一体化されること、
（Ｅ） フレームが、接続箱及び／または電気端子箱と一体化されること、
（Ｆ） フレームが、接続箱カバーと一体化されること、
（Ｇ） フレームが、その縁部を密閉するための接着剤を必要とせず、したがって、モジュールセルのためのより良好な密閉を提供すること、
（Ｈ） 中間層が、熱可塑性または熱硬化性であり、また、オーバーモールド材料及び積層材料と合致する、ある特定の線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）を有すること、
（Ｉ） インターレイが、前方支持体及び吸収体層とともに積層されるか、または接着剤によって前方支持体及び吸収体層と接着されること、及び／または
（Ｊ） フレームのプラスチックが、熱可塑性または熱硬化性であり、１．５ＭＰａ〜３０ＭＰａのヤング率を有すること、
のうちの１つ以上を特徴とする。

図９Ａ〜Ｆは、本発明の一実施形態を説明する。図９Ａは、ソーラーセルアレイパネル８４を示す。このパネルは、１つまたは複数のソーラーセルを備えることができ、また、は単一層または多層構造とすることができる。図９Ｂは、プラスチックフレーム１０８でオーバーモールドしたパネル８４を備える、完成したモジュール１０７を示す。

図９Ｃは、金型底部１０９内のソーラーセルパネル８４を示し、図９Ｄは、パネル８４を覆うように金型カバー１１１が適所にある、図９Ｃの金型内のパネルを示す。図９Ｅは、プラスチックを注入してオーバーモールドプラスチックフレーム１０８を形成した後の、図９Ｄの閉じた金型を示す。図９Ｆは、金型カバー１１１及び金型底部１０９から離型した完成品１０７を示す分解図である。

第７の実施形態：ＰＶモジュールフレーム
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールの載置ラックは、モジュール自体に一体化される。この設計は、据え付けコスト及び時間の節約をもたらす。

図１０Ａ〜Ｆは、一体化ラックを有するＰＶモジュールに関する複数の変形例を示す。図１０Ａは、ヒンジ１１４Ａ〜Ｄによってそれぞれフレーム１１５に取り付けられる延長したラック脚部１１３Ａ〜Ｄを有する、モジュール１１２を示す。ラック脚部１１３Ａ〜Ｂは、太陽に対するモジュール１１２の曝露を最適化するように、該モジュールに傾斜を提供するために、ラック脚部１１３Ｃ〜Ｄよりも長い。脚部１１３Ａ〜Ｂと１１３Ｃ〜Ｄとの長さの差は、幅広く広く変化させることができる。ヒンジは、ラック脚部を延長した位置または折り畳んだ位置に保持するが、脚部を一方の位置からもう一方に移動させるときに解除することができる、解除可能なロック機能（図示せず）を有する。矢印１１６Ａ〜Ｄは、脚部を移動させてそれらをモジュール１１２の裏面の中へ折り畳む方向を示し、図１０Ｂは、脚部をモジュールの背面側に折り畳んだモジュールを示す。図１０Ｂにおけるモジュールの構成は、保管及び輸送に十分に役立ち、スイングアウトする性質の脚部は、屋根または支柱への簡単な据え付けに役立つ。

図１０Ｃ〜Ｅは、この実施形態の別の変形例を示す。図１０Ｃ〜Ｄは、フレーム１１５の外に、かつモジュール１１２の裏面に対してではなく、フレーム１１５のチャネル１１７Ａ〜Ｄの中へそれぞれ折り畳まれたラック脚部１１３Ａ〜Ｄを示す。図１０Ｅは、側部アーム１１８Ｂ及び１１８Ｄ（側部アームＡ及びＣは示さず）によって適所に係止した、延長した脚部を示す。脚部及び側部アームは、脚部をフレームのチャネルの中へ折り畳むことを可能にするために、ヒンジ（図示せず）を装備する。

図１０Ｆは、後方ラック脚部のそれぞれの高さを調整することを可能にするために、後方ラック脚部１１３Ａ〜Ｂが伸縮構造である、別の変形例を示す。この設計の脚部は、それぞれ、脚部を所望の高さに係止するための手段１１９Ａ〜Ｂを装備する。これらの手段としては、スナップ留めスリーブ、ペグ、及び穴、ならびに、種々の圧縮構造物、例えばねじりリングが挙げられるが、それらに限定されない。

第８の実施形態：ＰＶモジュールフレーム
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールは、ソーラーパネルアセンブリを挿入することができる、１つの縁部上の閉じることができる入口を有する、ワンピースの一体化したフレームを特徴とする。フレームは、アセンブリのための４つの縁部支持体を提供し、アセンブリをフレームの中へ挿入する入口ポートを、一般的にスナップフィットの蓋によって、閉じて、密閉することができる。

ＰＶモジュールは、以下の特徴、
（Ａ） 裏面支持体、正面支持体、及び正面支持体と裏面支持体との間の吸収体層を備え、１つのフレームがアセンブリを取り囲む、ソーラーパネルモジュール、
（Ｂ） ワンピースの一体化成形されたフレーム、
（Ｃ） フレームに一体化された接続箱、
（Ｄ） アセンブリをフレームの中へ挿入することができる、フレームの一端部上の入口、
（Ｅ） フレームの中への入口は、スナップフィット閉鎖具による密閉ブロックまたは蓋によって閉じることができ、該蓋は、フレームにヒンジで結合することができ、またはフレームから取り外すことができること、
（Ｆ） フレームの閉じた蓋と挿入したアセンブリとの間のシーラント位置であって、一般的に、アセンブリがフレームに挿入された後、かつ蓋が閉じられる前に、十分なシーラントが塗布されること、
のうちの１つ以上を特徴とする。

挿入したアセンブリを覆って確実に蓋を閉じるために、十分なシーラントが塗布される。一実施形態において、シーラントはまた、フレームの上部分と下部分との間の接着剤としての役割も果たす。シーラントの組成物は、本発明の実践には重要でない。

フレームの組成物は、好都合に変更することもでき、また、熱可塑性または熱硬化性材料とすることができる。一般的に、フレームが処方される材料は、１．５ＭＰａ〜３０ＭＰａのヤング率を有し、該ヤング率は、繊維（例えば、ガラス繊維、炭素繊維等）を処方に含むことによって強化することができる。組成物は、抗酸化剤、ＵＶ安定剤、色素、染料、成核剤、難燃性剤、及び同類のもの等の種々の添加剤によって強化することができる。組成物はまた、モジュールが動作中に熱を放出し、セルの効率を最大にすることを確実にするために、１つ以上の充填材も含有することができる。これらの充填剤としては、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ホウ素、及び同類のものが挙げられる。

一体成形した部品設計によって、この実施形態のＰＶモジュールフレームは、曲げ／撓みに対する良好な抵抗力を提供し、一体化接続箱によってモジュールの組み立てを軽減し、また、ソーラーパネルアセンブリの簡単な挿入を提供する。

図１１Ａは、本発明のこの実施形態の１つのＰＶモジュールアセンブリの分解図である。ＰＶモジュールフレーム１２０は、一体化接続箱１２１、トラック１２２、及び入口ポート１２３を備える、一体化した単一成形部品である。トラック１２２及び入口ポート１２３は、ソーラーパネルアセンブリ１２４を受容し、保持するようにサイズ決定され、成形される。ＰＶモジュールのアセンブリにおいて、ソーラーパネルアセンブリ１２４は、運動矢印１２５で示されるように、入口ポート１２３の中を通って挿入され、よって、パネルの縁部がトラック１２２に係合し、該トラックによって保持される。アセンブリがフレーム内にある時点で、入口ポートを覆ってシーラント（図示せず）が塗布され、密閉ブロック（または蓋）が、運動矢印１２６で示されるように、フレームの中へ挿入される。組み立てたＰＶモジュール１２７は、図１１Ｂで示される。

図１１Ｃは、フレームの中へ挿入した密閉ブロック、及びソーラーパネルアセンブリを例示する。ソーラーパネルアセンブリ１２４は、正面または頂部支持体１２４Ａと、裏面または底部支持体１２４Ｂと、吸収体パネル（すなわち、ソーラーセルアレイ）１２４Ｃとを備える。アセンブリは、トラック１２２にぴったりと嵌合し、該トラックによって携持され、該トラックは、上部トラック面１２２Ａ及び下部トラック面１２２Ｂのそれぞれによって画定される。トラック面１２２Ａ〜Ｂは、アセンブリ１２４の外縁部と密閉ブロック１２５との間に位置付けられるシーラント１２９によって、密閉ブロック１２５をスナップフィット閉鎖具に確実に係合するようにサイズ決定され、成形される。

第９の実施形態：ＰＶモジュール
本発明の一実施形態において、ＰＶモジュールは、底部スキン及び複数の離間された支持脚部を備える裏面パネルを特徴とする。脚部は、ＰＶモジュールの冷却を支援する開いたチャネルまたはチムニーを作成する様式で、光起電力積層体の底面に取り付けられる。図１２は、裏面パネルの実施例を示す。

ＰＶモジュールは、以下の特徴、
（Ａ） 裏面パネルは、底部スキン及び複数の離間された支持脚部を備える。一般的に、裏面パネルは、単一の一体化成形プラスチック部品である。裏面パネルは、脚部を光起電力積層体の底面に接着すること、例えば糊付けすることによって、ＰＶ積層体に取り付けられる。
（Ｂ） 裏面パネルは、一般的に、繊維強化ポリマーで作製される。繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、バサルト繊維、ケブラー繊維、粗紡の高強度ポリマー繊維、マット組紐もしくは織布地、及び／またはそれらの２つ以上の組み合わせとすることができる。底部スキンは、最適な材料使用量で最大の剛性及び強度を与えるように設計することができる。例えば、底部スキンの外部層は、繊維マットまたは織った繊維強化ポリマーで作製することができる。
（Ｃ） 裏面パネルは、押出過程によって作製することができる。連続繊維または繊維マットが裏面パネルに組み込まれる場合は、引抜きによって作製することもできる。
（Ｄ） パックパネルの光起電力モジュールへの取り付けによって形成されるチャネルまたはチムニーは、ベントとしての役割を果たし、光起電力モジュールから熱を除去することができ、一般的に、従来のＰＶモジュール構造物よりも高い効率を有する。より低い温度で動作する能力によって、ＰＶモジュールは、より効率的に電力を生成することができる。
（Ｅ） モジュール縁部のチャネルは、小さくて薄い接続箱を保持することができ、縁部の脚部は、機械加工して穴を作製して、電気ケーブルまたは他のケーブルが、接続箱または他のＰＶモジュール構造体と接続するために、縁部の脚部を通ることを可能にすることができる。
（Ｆ） 一部のチャネルのスキンは、モジュールを固定するための穴または係止機構を作製することを可能にするために、他のスキンよりも厚くすることができる。
（Ｇ） 裏面パネルは、いくつかの用途においてラックの使用量を削減または排除するために、及び／または正面ガラスプレートの厚さを削減するために、十分に強くすることができる。
（Ｈ） 裏面パネルの個々のチャネルの幅は、変化させることができる。例えば、ＰＶ積層縁部に対する支持を高めるために、モジュール縁部でより小さい幅のチャネルを使用することができ、一方で、ベント容量を高めるために、より大きい幅のチャネルを内部で使用することができる。
のうちの１つを特徴とする。

図１２は、この実施形態のＰＶモジュールの分解図を例示する。裏面パネル１３０は、複数のチャネルまたはチムニー１３３を形成するように離間される複数の一体的な脚部１３１を有する、裏面スキン１３２を備える。脚部１３１は、一般的に、及び好ましくは、同じサイズ（高さ、長さ、及び厚さ）及び形状であるが、該脚部の数は、好都合に変化させることができる。一方からもう一方への脚部の間隔も変化させることができ、したがって、一方からもう一方へのチャネルのサイズを変化させることができる。裏面パネル１３１は、任意の従来の方法によって、一般的には、各脚部の頂部に接着剤を塗布し、次いで、十分な温度及び圧力下で、及び接着剤を硬化させるのに十分な時間の長さにわたって、脚部をＰＶ積層体１３４に接触させることによって、ＰＶ積層体に取り付けられる。

積層工程
本発明の一実施形態では、単一のステップで、複数のＰＶモジュール層が、一体化フレーム及び構造裏面シートに積層される。複数のＰＶモジュール層は、頂部の透明ポリマーまたはガラス層、カプセル化層、及びシリコン層を備える。カプセル化層は、一般的に、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）等のポリマーを含む。積層は、積層デバイスにおいて、及び圧力または真空条件下で行われる。積層の後に、ソーラーセル層の縁部を密閉するために、接着剤、例えばシリコーンゴムが塗布される。

複数のＰＶモジュールのカプセル化過程は、材料のシートをガラスの上へ配置するステップと、次いで、それを予め分類し、接続したソーラーセルの上へ配置するステップとを含む。次いで、別のシート状カプセル化層がその上に配置され、続いて、最終構造裏面シートが、ソーラーパネルの裏面でモジュールフレームと一体化される。次いで、完成した積層体を積層機械の中へ配置し、該機械でカプセル化材料を溶融させる最適な温度まで加熱する。一実施形態では、積層過程を促進するために、過剰圧力が積層体に印加される。一実施形態では、次いで、加熱過程中に閉じ込められた任意の気泡を除去するために、真空が適用され、ガラス表面に接着された、密閉されたソーラーセルアレイをもたらす。この過程は、モジュール組み立て過程のサイクル時間を短縮するために、フレームを伴う構造裏面シートをセル層の上へ積層する。

結果として生じる積層生成物は、従来作製されているＰＶ製品と比較して、向上した曲げ強度を呈する。ＰＶ積層体をフレームに接合するこのワンステップ過程は、製品、すなわち、ＰＶモジュールの組み立て過程を軽減する。裏面シート上にリブを含むことによって、ＰＶモジュールは、望ましい曲げ及びねじりの剛性及び強度を呈する。好ましい一実施形態において、接続箱は、裏面シート構造の中へ一体化される。

原材料
表１は、これらの実施例において使用される材料を報告する。

調合過程
ＦＲマスターバッチの調製
ＦＲ添加剤、抗酸化剤、ＵＶ−安定剤、カラーマスターバッチ、ＥＮＧＡＧＥ８２００、及びＳＫ Ｂ３９１Ｇを、高速ミキサーにおいて毎分９００回転（ｒｐｍ）で３分間、予混合する。混合物を、ＺＳＫ４０押出機（Ｌ／Ｄ＝４８）の主送給口に送給する。スクリュー速度は、２５０ｒｐｍに設定し、バレル温度は、１９０〜２００℃に設定する。送給速度は、毎時３０キログラム（ｋｇ／ｈ）である。配合中に材料を保護するために、窒素流入口を第２の区間に使用する。揮発物を除去するために、真空を開放する。ストランドは、水で冷却し、次いで、ペレットに切断する。

ガラス繊維／ＩＰＰマスターバッチの調製
ＰＰ樹脂及び４００〜８００ｐｐｍのＤＰＯ−ビスルホニルアジドカップリング剤、及びガラス繊維を、５０：５０の重量比で、処方に従ってＺＳＫ４０（Ｌ／Ｄ＝４８）押出機の中央ポートに送給する。ガラス繊維は、区間５のベントポートの中へ送給する。スクリュー速度は、２５０ｒｐｍに設定し、バレル温度は、１９０〜２００℃に設定する。送給速度は、４０ｋｇ／ｈである。揮発物を除去するために、真空を開放する。ストランドは、水で冷却し、次いで、ペレットに切断する。

射出成形
ＧＦ強化ＩＰＰマスターバッチペレット及びＦＲマスターバッチを、５０：５０の重量比で、射出成型装置の中へ送給する。バレル温度は、７０℃、１９０℃、２００℃、２００℃、及び２００℃に設定する。金型温度は、３０℃である。機械試験、電気試験、及びＦＲ試験のためのＡＳＴＭ標準試験片をＦＡＮＵＣ製機械において射出成形する。
試験

機械的性能
引張強度及び曲げ強度の試験は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って、ＩＮＳＴＲＯＮ５５６５によって行う。

アイゾット衝撃試験は、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に従って、ＣＥＩＳＴ６９６０上で行う。

ＵＬ９４
ＵＬ９４垂直燃焼性試験は、ＡＳＴＭ Ｄ３８０１に従って、ＵＬ９４チャンバによって行う。

ＵＶ曝露
１０００時間のＵＶ曝露は、ＩＥＣ６１２１５に従って、Ｑ−ｌａｂによるＱＵＶによって行う。

結果
表２は、異なるガラス繊維強化ＩＰＰ複合体の性能を報告する。膨張性ＦＲ系５０Ａ−２の追加は、ＦＲの性能を飛躍的に高める。２０％の５０Ａ−２（本発明の実施例１）に関して、複合体は、ＵＬ９４ Ｖ−０（３．２ｍｍ）を達成することができ、また、比較実施例１と比較して、機械的性能及び耐候性に対して良好なバランスを示す。２５％の５０Ａ−２（本発明の実施例１）に関して、複合体は、ＵＬ９４ Ｖ−０（１．６ｍｍ）を達成することができる。対照的に、４０％のＭｇ（ＯＨ）_２（比較実施例２）に関して、複合体は、ＵＬ９４ Ｖ−０（３．２ｍｍ）の試験で不合格になる。

Claims (4)

1. （Ａ） プラスチック製フレーム内に１つ以上のＰＶセルを備えるＰＶモジュールであって、前記フレームは、プラスチック製前方及び後方基部取付具を備え、前記前方基部取付具は、前記ＰＶモジュールの前記フレームに枢動可能に取り付けられ、前記後方基部取付具は、前記ＰＶモジュールの前記フレームと摺動可能に係合する、ＰＶモジュールと、
   （Ｂ） コネクタボードによってともに接合される２つの離間された載置基部を備えるプラスチック製基部であって、各載置基部は、前記ＰＶモジュールの前記フレームの前記前方基部取付具を枢動可能に係合するためのプラスチック製前方ペグ、及び前記ＰＶモジュールの前記後方基部取付具とスナップフィット関係で係合する後方スロットを装備する、プラスチック製基部と、
   （Ｃ） 前記２つの後方基部取付具のそれぞれとスナップフィット関係で係合する、プラスチック製ウインドディフレクタと、
   （Ｄ） 前記ＰＶモジュールフレームと一体的なプラスチック製接続箱と、
   （Ｅ） 隣接するＰＶモジュールを互いに対して接合し、それぞれが前記ＰＶモジュールフレームと一体的である、２つのプラスチック製自己整合デバイスと、
   を備えるソーラーパネルアセンブリ。
2. 前記接続箱は、前記自己整合デバイスの一方と一体的である第１の部品と、前記自己整合デバイスのもう一方と一体的である第２の部品とを備える、請求項１に記載の前記ソーラーパネルアセンブリ。
3. 前記接続箱は、前記自己整合デバイスとは別体である、請求項１に記載の前記ソーラーパネルアセンブリ。
4. （Ａ） 裏面支持体、正面支持体、及び前記正面支持体と前記裏面支持体との間の吸収体層とを備える、ソーラーパネルモジュールと、
   （Ｂ） 前記モジュールを取り囲むワンピースの一体成形されたフレームと、
   （Ｃ） 前記フレームに一体化された接続箱と、
   （Ｄ） 前記モジュールを前記フレームの中へ挿入することができる、前記フレームの一端部の入口と、
   （Ｅ） 前記入口の上にあり、前記フレームとスナップフィット関係で係合する、密閉ブロックまたは蓋と、
   （Ｆ） 前記フレームの前記蓋と前記挿入したモジュールとの間のシーラント位置と、
   を備える、光起電力アセンブリ。