(57)【要約】      （修正有）【課題】多機能性複合材パネルの製造方法を提供する。【解決手段】複合材パネルは、複数の構造層を形成すること、及び複数の構造層に隣接する複数の光起電層を形成することを含むことができる。複数の構造層を形成することは、導電性有機材料と無機材料の交互層を形成することを含むことができる。交互層を形成することは、導電性有機材料から第１の層を形成すること、及び無機材料から第１の層に隣接する第２の層を形成することを含み得る。多機能性複合材パネルは、約１ｍｍから約３０ｍｍの厚さを有することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）を製造するための方法であって、
複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）を形成することであって、導電性有機材料と無機材料の交互層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０）を形成することを含み、前記交互層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０）を形成することが、
前記導電性有機材料から第１の層（１０２）を形成すること、及び
前記無機材料から、前記第１の層（１０２）に隣接する第２の層（１０４）を形成すること
を含む、前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）を形成することと、
前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）に隣接する複数の光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）を形成することと
を含み、前記多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）が約１ｍｍから約３０ｍｍの厚さを有する、方法。
【請求項２】
前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）又は前記複数の光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）が層堆積プロセスから形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の層（１０４）の前記無機材料が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、インジウムすず酸化物（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の層（１０４）の前記無機材料がシリコン酸化物を含み、前記シリコン酸化物がマグネシアで処理される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の層（１０２）の前記導電性有機材料が一又は複数の導電性ポリマーを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記導電性ポリマーが一又は複数の熱可塑性プラスチックを含み、前記熱可塑性プラスチックが、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、又はこれらの組み合わせのうちの一又は複数を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）の前記第１の層（１０２）をマンドレル（２０２）上に形成することを更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）の前記第１の層（１０２）から前記マンドレル（２０２）を分離することを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記マンドレル（２０２）が前記多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）の少なくとも一部分を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
酸化アルミニウム、グラフェン、又はこれらの任意の組み合わせを含む、前記光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）に隣接する表面保護層を形成することを更に含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）に隣接する前記複数の光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）を形成することが、
酸化アルミニウム、グラフェン、又はこれらの任意の組み合わせを含む、前記第２の層（１０４）に隣接する第３の層（１０６）を形成すること、
導電性材料を含む、前記第３の層（１０６）に隣接する第４の層（１０８）を形成すること、及び
一又は複数の導電性ポリマーを含む、前記第４の層（１０８）に隣接する第５の層（１１０）を形成すること
を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）に隣接する前記複数の光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）を形成することが、グラフェン、インジウムすず酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含む、前記第５の層（１１０）に隣接する第６の層（１１２）を形成することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第４の層（１０８）の前記導電性材料が、グラフェン、インジウムすず酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第５の層（１１０）の前記導電性ポリマーが、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、スルホン酸ポリスチレン（ＰＳＳ）、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアセチレン、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリアセチレン（ＰＡＣ）、ポリｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の前記多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）を製造するためのシステム（３００）であって、
前記多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）を支持する（３０４）ように構成された基部（３０４）と、
前記基部（３０４）の近位に配置されて、前記多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）を形成する前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）及び前記複数の光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）を形成するように構成された、複数のアプリケーションヘッド（３０６、３０８）と
を備えるシステム（３００）。
【請求項１６】
前記基部（３０４）と、前記複数のアプリケーションヘッドのうちの少なくとも一つ（３０６、３０８）とが、前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）及び前記複数の光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）の形成の間に互いに対して移動するように構成されている、請求項１５に記載のシステム（３００）。
【請求項１７】
有機材料と無機材料の交互層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０）を含む複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）と、
前記複数の構造層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）に隣接して配置された複数の光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）であって、光エネルギーを電力へと変換するように構成されている前記複数の光起電層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、３１０）と
を備えた多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）であって、
約１ｍｍから約３０ｍｍの厚さを有する多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）。
【請求項１８】
前記交互層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０）の前記無機材料が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含み、
前記交互層（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０）の前記有機材料が一又は複数の熱可塑性プラスチックを含み、前記一又は複数の熱可塑性プラスチックが、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、又はこれらの組み合わせのうちの一又は複数を含む、
請求項１７に記載の多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）。
【請求項１９】
光の透過率により測定した場合に約３０％から約９５％の透明度、
１５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上の面内比剛性、
一又は複数の方向に、約０°Ｋ−１以上、約５０Ｅ−６°Ｋ−１以下の熱膨張係数、
約１５０ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上の面内比強度（δｘ／ρ）、及び
約１．５ｇ／ｃｍ３から約２．２０ｇ／ｃｍ３の密度
のうちの一又は複数を有する、請求項１７又は１８に記載の多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）。
【請求項２０】
前記多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）が構造繊維を実質的に有さない、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の多機能性複合材パネル（１００）（１００、２００、３０２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本技術は、複合材構成要素又はパネルの分野に関し、更に詳細には、多機能性層状複合材パネルを製造するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］従来の複合材構成要素又はパネルは、多くの場合、複合材パネルの強度を向上させるために樹脂中に分散された、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）といった繊維強化材を含むことができる。繊維強化材を組み込むことは複合材パネルの相対的強度を上昇させることができるが、そのような複合材パネルを製造するための従来の方法は、往々にしてその機械的強度を損ない得る欠陥に繋がる。例えば、製造プロセスにおける非一貫性及び再現性の欠如は、多くの場合、このような複合材パネルの機械的強度を低下させ得る。更に、このような複合材パネルは、等方性強度の反対の、異方性強度を呈することが多い。例えば、このような複合材パネルは、繊維強化材の長さに沿った方向にのみ増強された強度を呈することが多い。
【０００３】
［０００３］前述を鑑みて、複合材パネルは、多くの場合繊維強化材の複数のシートから製造され、その場合シートの各々は、様々な方向において一貫性及び強度が上昇するように様々な方向に配向される。しかしながら、繊維強化材の複数のシートを利用することは、往々にして費用が掛かりすぎ、重量増加をもたらす。先述に加えて、繊維強化材（例えば、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等）は、比較的低い導電性を呈することが多く、したがって多くの場合電磁効果（ＥＭＥ）保護を提供するために、複合材パネルの後処理又は加工を要し得る。複合材パネルの後処理又は加工は、製造時間を延ばし、法外な費用を要する。
【０００４】
［０００４］そこで必要とされるのは、改善された複合材パネルと、同複合パネルを製造するための方法である。
【発明の概要】
【０００５】
［０００５］以下は、本教示のいくつかの態様の基本的理解を促すために、簡略化した概要を提示する。この概要は、広範な概説ではなく、本教示の主要な要素又は重要な要素を特定すること又は本開示の範囲を定めることを意図するものでもない。むしろ、本概要の主要な目的は、後で提示される詳細な説明の前置きとして、単純な形式で一又は複数の概念を提示することに過ぎない。
【０００６】
［０００６］本開示の実施例は、多機能性複合材パネルを製造するための方法を提供する。本方法は、複数の構造層を形成すること、及び複数の構造層に隣接する複数の光起電層を形成することを含む。複数の構造層を形成することは、導電性有機材料と無機材料の交互層を形成することを含む。交互層を形成することは、導電性有機材料から第１の層を形成すること、及び無機材料から第１の層に隣接する第２の層を形成することを含み得る。多機能性複合材パネルは、約１ｍｍから約３０ｍｍの厚さを有することができる。少なくとも一の実施例では、複数の構造層又は複数の光起電層は、層堆積プロセスから形成される。第２の層の無機材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、インジウムすず酸化物（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含み得る。少なくとも一の実施例では、第２の層の無機材料はシリコン酸化物を含むことができ、シリコン酸化物はマグネシアで処理することができる。少なくとも一の実施例では、第１の層の導電性有機材料は、一又は複数の導電性ポリマーを含むことができる。一又は複数の導電性ポリマーは、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、及びこれらの組み合わせから選択される一又は複数の熱可塑性プラスチックを含むことができる。本方法は、複数の構造層のうちの第１の層をマンドレル上に形成することを含むことができる。少なくとも一の実施例では、方法は、複数の構造層のうちの第１の層からマンドレルを分離することを含むことができる。別の実施例では、マンドレルは、多機能性複合材パネルの少なくとも一部分を形成することができる。一実施例において、本方法は、酸化アルミニウム、グラフェン、又はこれらの任意の組み合わせを含むことのできる、光起電層に隣接する表面保護層を形成することを更に含むことができる。複数の構造層に隣接する複数の光起電層を形成することは、酸化アルミニウム、グラフェン、又はこれらの任意の組み合わせを含む、第２の層に隣接する第３の層を形成すること、導電性材料を含む、第３の層に隣接する第４の層を形成すること、及び一又は複数の導電性ポリマーを含む、第４の層に隣接する第５の層を形成することを含むことができる。複数の構造層に隣接する複数の光起電層を形成することは、グラフェン、インジウムすず酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含む、第５の層に隣接する第６の層を形成することを更に含むことができる。第４の層の導電性材料は、グラフェン、インジウムすず酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。第５の層の導電性ポリマーは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、スルホン酸ポリスチレン（ＰＳＳ）、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアセチレン、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリアセチレン（ＰＡＣ）、ポリｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含むことができる。
【０００７】
［０００７］本開示の実施例は、請求項１の多機能性複合材パネルを製造するためのシステムを提供することができる。このシステムは、多機能性複合材パネルを支持するように構成された基部、及び基部の近位に配置されて、多機能性複合材パネルを形成する複数の構造層と複数の光起電層とを形成するように構成された複数のアプリケーションヘッドを含むことができる。基部と、複数のアプリケーションヘッドのうちの少なくとも一つとは、複数の構造層及び複数の光起電層の形成の間に相手側に対して移動するように構成することができる。
【０００８】
［０００８］本開示の実施例は、多機能性複合材パネルを提供する。多機能性複合材パネルは、約１ｍｍから約３０ｍｍの厚さを有することができ、複数の構造層と、複数の構造層に隣接して配置された複数の光起電層とを含むことができる。複数の構造層は、有機材料と無機材料の交互層を含むことができ、複数の光起電層は、光エネルギーを電力に変換するように構成することができる。交互層の無機材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、及びこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含むことができる。交互層の有機材料は、一又は複数の熱可塑性プラスチックを含むことができる。熱可塑性プラスチックは、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、又はこれらの組み合わせのうちの一又は複数を含むことができる。多機能性複合材パネルは、以下：光の透過率により測定した場合に約３０％から約９５％の透明度、１５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上の面内比剛性、一又は複数の方向に、約０°Ｋ−１以上、約５０Ｅ−６°Ｋ−１以下の熱膨張係数、約１５０ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上の面内比強度（δｘ／ρ）及び／又は約１．５ｇ／ｃｍ３から約２．２０ｇ／ｃｍ３の密度のうちの一又は複数を含むことができる。多機能性複合材パネルは、構造繊維を有さなくとも、又は実質的に有さなくともよい。
【０００９】
［０００９］上述の特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において単独で実現することができるか、又は他の実施形態において組み合わせることができる。それらのさらなる詳細は、以下の説明及び図面を参照して理解することができる。
【００１０】
［００１０］本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の教示を例示し、説明部分と共に、本開示の原理を解説するために役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】［００１１］開示される一又は複数の実装態様による、例示的複合材パネルの側断面図である。
【図２】［００１２］開示される一又は複数の実装態様による、マンドレルと複数の層とを含む別の例示的複合材パネルの側断面図である。
【図３Ａ】［００１３］開示される一又は複数の実装態様による、複合材パネルを製造するためのシステムの側断面図である。
【図３Ｂ】［００１４］開示される一又は複数の実装態様による、図３Ａの例示的システムの上面図である。
【図４】［００１５］開示される一又は複数の実装態様による、多機能性複合材パネルを製造するための方法のフロー図である。
【００１２】
［００１６］図面のいくつかの詳細は、厳密な構造的精度、細部、及び縮尺を維持するよりも、本教示の理解を促すために簡略化されて図示されていることに留意されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［００１７］種々の典型的態様の以下の記載は、実際には例示的なものにすぎず、本開示、その適用又は用途を限定することを意図していない。
【００１４】
［００１８］本開示を通して使用される範囲は、その範囲内にあるすべての各値を記載する簡略表記として使用されている。範囲の形式での記載は、便宜性及び簡潔性のためのものにすぎず、ここに開示されるいずれの実施例又は実装態様についても、その範囲に対する非柔軟な限定として解釈すべきでない。したがって、開示される範囲は、特に開示されるすべての可能な範囲と、その範囲内の個々の数値とを含むものである。したがって、範囲内のいずれの値も、その範囲の終端として選択することができる。例えば、１から５といった範囲の記載は、１．５から３、１から４．５、２から５、３．１から５等といった部分的範囲と、その範囲内の個々の数字、例えば、１、２、３、３．２、４、５等を具体的に開示したものと考慮されるべきである。このことは、範囲の広さを問わず適用される。
【００１５】
［００１９］特に断らない限り、ここで及び本明細書の他の部分で表現されるすべてのパーセンテージ及び量は、重量パーセントを指すものである。与えられる量は、材料の活性な量に基づいている。
【００１６】
［００２０］加えて、すべての数値は示される値の「約」又は「凡そ」の値であり、当業者であれば想定するであろう実験誤差及び変動を考慮したものである。ここに開示されるすべての数値及び範囲は、「約」がそれと共に使用されているかどうかにかかわらず、凡その値及び範囲である。また、数字と一緒にここで使用される「約」という用語は、その数字の±０．０１％（上限と下限を含めて）、±０．１％（上限と下限を含めて）、±０．５％（上限と下限を含めて）、±１％（上限と下限を含めて）、その数字の±２％（上限と下限を含めて）、その数字の±３％（上限と下限を含めて）、その数字の±５％（上限と下限を含めて）、その数字の±１０％（上限と下限を含めて）、又はその数字の±１５％（上限と下限を含めて）であり得る値を指す。更に、ある数域がここに開示されるとき、その範囲に含まれるいずれの数値も、具体的に開示されていると理解されたい。
【００１７】
［００２１］ここで使用される材料を「有さない」又は「実質的に有さない」という表現は、材料が、組成、構成要素、又は相の総重量に基づいて、１０．０重量％未満、５．０重量％未満、３．０重量％未満、１．０重量％未満、０．１重量％未満、０．０５重量％未満、０．０１重量％未満、０．００５重量％、又は０．０００１重量％未満の量で存在する組成、構成要素、又は相を指すことができる。
【００１８】
［００２２］ここで引用されるすべての参照文献は、参照によりその全体がここに包含される。本開示と引用される参照文献との定義に矛盾がある場合には、本開示内容が優先される。
【００１９】
［００２３］添付図面に示される本教示の実施例に、以下で詳しく言及する。同じ又は同様の部品を指すために、可能な場合は常に、図面全体を通じて同じ参照番号を使用する。
【００２０】
［００２４］例示的複合材構成要素又はパネルとそれらのための方法とがここに開示される。ここに開示される複合材パネルは、従来の複合材パネル（例えば、繊維ベースの複合材パネル）と比較して、等方性の剛性及び強度の向上、全方向における引張力及び／又は圧縮力下での強度及び剛性の向上、層剥離の減少、欠陥の減少、及び／又は界面接合の向上を有する。等方性の剛性及び強度の向上は、機械部品を形成するために利用される無機材料の強度により提供することができる。例えば、等方性の剛性及び強度の向上は、機械部品を形成するために利用されるシリケートの強度により提供することができる。等方性の強度及び剛性の向上は、無機材料を汚染して無機材料の強度を低下させ得る汚染物質（例えば水）が、無機材料（例えばシリケート）に含まれない又は実質的に含まれないことによっても提供され得る。無機材料中の水を排除する能力は、ここに開示される方法によって提供され得る。ここに開示される複合材パネルの製造方法は、従来の複合材パネル（例えば、繊維ベースの複合材パネル）と比較して、等方性の剛性及び強度の向上、全方向における引張力及び／又は圧縮力下での強度及び剛性の向上、層剥離の減少、欠陥の減少、及び／又は界面接合の向上を有する複合材パネルを生成することができる。例えば、複合材パネルを製造するための方法は、真空中で機械部品を製造することにより、欠陥の処理を減らす又は無くす、及び／又は複合材パネルを製造するために使用される材料を汚染して材料の強度を低下させ得る汚染物質（例えば水）を排除することができる。ここに開示される方法は、堆積プロセスに由来する汚染物質を無くすことのできる、交互層堆積を通して及び／又は真空蒸着を通して、複合材パネルの層間のより強い接合界面及びより大きなミクロン大の欠陥を無くすこともできる。
【００２１】
［００２５］図１は、開示される一又は複数の実装態様による、例示的複合材構成要素又はパネル１００の側断面図である。ここに更に記載されるように、複合材パネル１００は、多機能性複合材パネル及び／又は構造的複合材パネルとすることができる。例えば、複合材パネル１００は、太陽エネルギーを利用することができるか又は利用するように構成することができ（例えばソーラーパネル）、更に、構造的支持を提供することができるか又は同提供するように構成することができる。図１に示されるように、複合材パネル１００は、複数の層を含む（１１の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２が示されている）。図示される層の数は、例示にすぎず、個別層の数は約２００から約７５，０００、又はそれ以上とすることができる。例えば、複合材パネル１００を形成するために利用される層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の数は、約２００、約４００、約１，０００、約１０，０００、約２０，０００、又は約３０，０００から約４０，０００、約５０，０００、約６０，０００、約７５，０００、又はそれ以上とすることができる。
【００２２】
［００２６］ここに更に記載されるように、少なくとも一の実装態様では、複合材パネル１００は、複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２を含む単一の又はモノリシックな部品として製造することができ、層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２のうちの一又は複数は、基板の少なくとも一部分であり得るか、又は同一部分を形成し得る。モノリシックな部品として複合材パネル１００を製造することにより、等方性の強度及び剛性を向上させることができる。後述するように、別の実装態様では、複合材パネル１００は、マンドレル上に製造することにより、マンドレルと複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２とを含む複合材パネル１００を形成することができる。マンドレルを、複合材パネル１００と一体化させる又は複合材パネル１００から取り外し可能にすることができることを理解されたい。
【００２３】
［００２７］複合材パネル１００は、約１ｍｍから約３０ｍｍ以上の厚さを有することができる。例えば、複合材パネル１００の厚さは、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約４ｍｍ、約６ｍｍ、約８ｍｍ、約１０ｍｍ、約１２ｍｍ、又は約１４ｍｍから約１６ｍｍ、約１８ｍｍ、約２０ｍｍ、約２２ｍｍ、約２４ｍｍ、約２６ｍｍ、約２８ｍｍ、約３０ｍｍ、又はそれ以上とすることができる。別の実施例では、複合材パネル１００の厚さは、約２ｍｍ以上、約５ｍｍ以上、約１０ｍｍ以上、約１５ｍｍ以上、約２０ｍｍ以上、約２５ｍｍ以上、約３０ｍｍ以上、約４０ｍｍ以上、約５０ｍｍ以上、又は約１００ｍｍ以上とすることができる。
【００２４】
［００２８］複合材パネル１００の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々の厚さは、特に限定されない。少なくとも一の実装態様では、層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々の厚さは、少なくとも部分的に、複合材パネル１００及び／又はその層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の一又は複数の所望の特性によって決定することができる。したがって、複合材パネル１００の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々は、広く変動する厚さを有することができる。層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２のうちのいずれかの一又は複数は、残りの層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２のうちのいずれかの一又は複数と同じ又は異なる厚さを有することができる。少なくとも一の実装態様では、層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々は、それぞれ独立して、約１ｎｍ（０．００１μｍ）から約４０μｍ以上の厚さを有することができる。例えば、層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々は、それぞれ独立して、約０．００１μｍ、約０．０１μｍ、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約４μｍ、約６μｍ、約８μｍ、約１０μｍ、約１２μｍ、約１４μｍ、約１６μｍ、約１８μｍ、又は約２０μｍから約２２μｍ、２４μｍ、２６μｍ、２８μｍ、３０μｍ、３２μｍ、３４μｍ、３６μｍ、３８μｍ、４０μｍ、又はそれ以上の厚さを有することができる。
【００２５】
［００２９］複合材パネル１００は、約１．５ｇ／ｃｍ３から約２．２０ｇ／ｃｍ３まで広く変動する全体の密度を有することができる。例えば、複合材パネル１００の密度は、約１．５ｇ／ｃｍ３、約１．６ｇ／ｃｍ３、約１．７ｇ／ｃｍ３、又は約１．８ｇ／ｃｍ３から約１．９ｇ／ｃｍ３、約２．０ｇ／ｃｍ３、約２．１ｇ／ｃｍ３、又は約２．２ｇ／ｃｍ３とすることができる。
【００２６】
［００３０］複合材パネル１００は、光の透過率により測定した場合、約３０％から約９５％以上の全体的透明度を有することができる。例えば、複合材パネル１００は、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、又は約７０％から約７５％、約８０％、約８５％、約９０％、約９５％以上の全体的透明度を有することができる。複合材パネル１００の透明性は衝撃損傷を可視化し、それにより、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）から製造された従来の複合材パネルの限界である、目視検査で見逃される衝撃損傷（ＢＶＩＤ）を無くすことができる。複合材パネル１００の全体的透明度は、ここに開示される光起電層１１２、１１４、１１６、１１８の日光への十分な曝露を可能にすることができる。複合材パネル１００の全体的透明度は、衝撃損傷及び落雷を可視化することもできる。
【００２７】
［００３１］複合材パネル１００は、一又は複数の方向に、約０°Ｋ−１以上、且つ約５０Ｅ−６°Ｋ−１以下、約４５Ｅ−６°Ｋ−１以下、約４０Ｅ−６°Ｋ−１以下、約３５Ｅ−６°Ｋ−１以下、約３０Ｅ−６°Ｋ−１以下、約２５Ｅ−６°Ｋ−１以下、約２０Ｅ−６°Ｋ−１以下、又は約１５Ｅ−６°Ｋ−１以下の熱膨張係数を有することができる。複合材パネル１００の熱膨張係数は、熱歪みを低減又は防止する、及び／又は複合材パネル１００に対して追加の熱負荷を提供することができる。
【００２８】
［００３２］複合材パネル１００は、約１５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約２５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２、１７０以上、約３５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約４５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約５５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約６５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約７５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約８５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約９５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約１０５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約１１５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、約１２５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２、又は約１３５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、又は約１４５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上、又は約１５５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上の面内比剛性を有することができる。面内比剛性は、複合材パネル１００が、過剰な変形及び／又は安定性の問題をはらまずに効率的に負荷を担持することを可能にし得る。
【００２９】
［００３３］複合材パネル１００は、約１５０ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約２７５ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約４００ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約５２５ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約６５０ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約７７５ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約９００ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約１０２５ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約１１５０ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約１２７５ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約１４００ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約１５２５ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約１６５０ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約１７７５ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約１９００ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約２０２５ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上、約２１５０ｋＮ．ｍ／Ｋｇ、又は約２３００ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上の面内比強度（δｘ／ρ）を有することができる。面内比強度は、適用される構造的負荷の下で複合材パネル１００が故障することを防止することができる。
【００３０】
［００３４］複合材パネル１００は、繊維を有さない又は実質的に有さなくともよい。例えば、複合材パネル１００は、構造繊維、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）といった、従来の複合材パネルを製造するために利用される構造繊維を有さない又は実質的に有さなくともよい。ここで使用される、材料を「有さない」又は「実質的に有さない」という表現は、材料が、組成、構成要素、又は相の総重量に基づいて、１０．０重量％未満、５．０重量％未満、３．０重量％未満、１．０重量％未満、０．１重量％未満、０．０５重量％未満、０．０１重量％未満、０．０００５重量％未満、０．０００１重量％、又は０．００００１未満の量で存在する、組成、構成要素、又は相を指すことができる。繊維を有さない又は実質的に有さない複合材パネル１００を提供することにより、一方向性の剛性及び強度が防止される。
【００３１】
［００３５］複合材パネル１００の一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々は、一又は複数の材料から製造することができる。例えば、複合材パネル１００の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々は、単一の材料又は複数の材料から製造することができる。例えば、複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２のうちの少なくとも一の層は、単一の材料から製造することができる。別の実施例では、複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２のうちの一の層の少なくとも一部分は、第１の材料から製造することができ、同一の層の別の部分は第２の材料から製造することができる。少なくとも一の実装態様では、一又は複数の１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の隣接層は、同じ材料から製造することができる。別の実装態様では、一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の隣接層は、異なる材料から製造することができる。例示的一実装態様では、複合材パネル１００の少なくとも一部分は、少なくとも二の材料の交互層を含む。例えば、複合材パネル１００の少なくとも一部分は、第１の材料から製造された第１の層、第２の材料から製造された第２の層、第１の材料から製造された第３の層、及び第２の材料から製造された第４の層を含むことができる。
【００３２】
［００３６］複合材パネル１００の一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２を形成するために利用される一又は複数の材料は、広く変動し得る。例えば、一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２を形成するために利用される材料の各々は、限定しないが、一又は複数の無機材料、一又は複数の有機材料、一又は複数のセラミック、一又は複数の合金、一又は複数の金属、一又は複数の超合金、一又は複数の非金属、一又は複数のメタロイド、一又は複数のバインダー、一又は複数の添加剤等、又はこれらの任意の組み合わせ、化合物、若しくは複合材とすることができるか、又はそれを含むことができる。一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２を形成するために利用される追加の材料は、限定しないが、一又は複数の導電性材料、一又は複数のカーボンナノ材料、一又は複数の導電酸化物、例えば透明な導電酸化物、一又は複数の導電性ポリマー等、又はこれらの任意の組み合わせ、化合物、若しくは複合材とすることができるか、又はそれを含むことができる。セラミックは、高温強度及び剛性、並びに熱バリヤ及び溶け落ち保護を提供することができる。
【００３３】
［００３７］無機材料又は化合物は、限定しないが、一又は複数のシリケート（例えばシリケートガラス）、適切なアルコキシドから形成された一又は複数の無機材料、一又は複数の酸化物、例えば酸化アルミニウム、シリコン酸化物、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化タングステン等、又はこれらの任意の複合材、化合物、若しくは組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。
【００３４】
［００３８］無機材料も、限定しないが、導電性又は導電酸化物とすることができるか、又はそれを含むことができる。複合材パネル１００の一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の例示的な導電性又は導電酸化物（例えば、透明な導電酸化物）は、限定しないが、インジウムすず酸化物（ＩＴＯ）、ドープＩＴＯ（例えば、ＳｎドープＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ、酸化スズ、インジウム酸化物、アルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、亜鉛酸化物等、又はその組み合わせ、若しくは複合材とすることができるか、又はそれを含むことができる。
【００３５】
［００３９］有機材料又は化合物は、限定しないが、一又は複数のポリマーとすることができるか、又はそれを含むことができる。有機材料を利用することにより、隣接層間に接合強度を提供する、及び／又は複合材パネル１００の脆性を少なくとも部分的に低下させることができる。加えて、有機材料を利用することで、複合材パネル１００に対し、水分及び／又は衝撃保護を提供することができる。有機材料としてポリマーを利用することにより、コストを削減する、処理を容易化する、及び／又は重量効率を維持することができる。例示的なポリマーは、限定しないが、熱可塑性プラスチック、ポレオレフィンベースのポリマー、アクリルベースのポリマー、ポリウレタンベースのポリマー、エーテルベースのポリマー、ポリエステルベースのポリマー、ポリアミドベースのポリマー、ホルムアルデヒドベースのポリマー、シリコンベースのポリマー、又はこれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。例えば、ポリマーは、限定しないが、ポリ（エーテルエーテルケトン）（ＰＥＥＫ）、ポリビニルフェノール、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）、ポリアミド−イミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ（１−ブテン）、ポリ（４−メチルペンテン）、ポリスチレン、ポリビニルピリジン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンターポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマー、スチレン−ブタジエンゴム、テトラフルオロエチレンコポリマー、ポリアクリレート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ乳酸、ナイロン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリエーテルイミド、ポリフェニルオキシド（ＰＰＯ）、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカルバゾール、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エポキシ樹脂、ポリフェニレンオキシド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタート、ポリジヒドロキシメチルシクロヘキシルテレフタート、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、これらの任意のコポリマー、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。更なる例示的ポリマーは、限定しないが、スチレンポリマー前駆体、メチルスチレンポリマー前駆体，（メタ）アクリレートポリマー前駆体、これら前駆体のフッ素化及び非フッ素化形態の両方、及びこれら前駆体のうちの二以上の組み合わせから作製されたポリマーも含むことができる。ポリマーが上述のうちの少なくとも二以上の任意の組み合わせを含み得ることが理解されよう。
【００３６】
［００４０］少なくとも一の実装態様では、一又は複数のポリマーは、エラストマー、合成ゴム、又はこれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。例示的なエラストマー材料及び合成ゴムは、限定しないが、ＶＩＴＯＮ（登録商標）、ニトリル、ポリブタジエン、アクリロニトリル、ポリイソプレン、ネオプレン、ブチルゴム、クロロプレン、ポリシロキサン、スチレン−ブタジエンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、これらの任意のコポリマー、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００３７】
［００４１］少なくとも一の実装態様では、一又は複数のポリマーは、限定しないが、一又は複数の導電ポリマー又は導電性ポリマーとすることができるか、又はそれを含むことができる。複合材パネル１００の一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の導電性ポリマーは、限定しないが、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、スルホン酸ポリスチレン（ＰＳＳ）、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアセチレン、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリアセチレン（ＰＡＣ）、ポリｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）等、又はこれらの組み合わせ若しくは複合材とすることができるか、又はそれを含むこととができる。
【００３８】
［００４２］複合材パネル１００の一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の金属は、限定しないが、一又は複数のアルカリ金属、一又は複数のアルカリ土類金属、一又は複数の遷移金属、一又は複数の遷移後金属、又はこれらの任意の混合物、合金、若しくは化合物とすることができるか、又はそれを含むこととができる。例示的な遷移金属は、限定しないが、クロム、鉄、コバルト、モリブデン、タングステン、タンタル、チタニウム、ジルコニウム、ニオブ、レニウム、イットリウム、バナジウム、ハフニウム、又はこれらの任意の混合物、合金、若しくは化合物を含むことができる。例示的な金属はまた、限定しないが、アルミニウム、鉄、チタニウム等、又はこれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。金属はまた、ステンレス鋼、炭素鋼、ニッケルベースの超合金、コバルトベースの超合金等、又はこれらの任意の組み合わせといった、金属合金及び超合金とすることができるか、又はそれを含むことができる。一又は複数のメタロイドは、限定しないが、ホウ素、シリコン、アンチモン、又はこれらの任意の混合物若しくは化合物とすることができるか、又はそれを含むことができる。複合材パネル１００の一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２のために金属を利用することにより、電磁エネルギー（ＥＭＥ）保護、及び／又は構造剛性及び／又は強度を提供することができる。
【００３９】
［００４３］複合材パネル１００の一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２のカーボンナノ材料又はナノ粒子は、限定しないが、一又は複数のフラーレン、グラフェン、一又は複数のカーボンナノチューブ（例えば、単層及び／又は多層ナノチューブ）、又はこれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むこととができる。例示的なフラーレンは、限定しないが、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ８４等を含むことができる。グラフェンは、六角形に整列した一又は複数枚の炭素原子の厚さを有する六角形に整列した炭素原子の二次元シートを含むことができる。カーボンナノチューブは、通常長形の、中空の管状構造を有する分子を含むことができる。
【００４０】
［００４４］例示的一実装態様では、複合材パネル１００の複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の隣接層間にバインダーが配置されない。例えば、複合材パネル１００の複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の隣接層同士の接着又は結合は、材料の層又はその界面における材料自体により提供され得る。バインダーの省略は、複合材パネル１００の製造を単純にする及び／又は製造費を削減することができる。別の実装態様では、一又は複数のバインダーを、複合材パネル１００の複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の隣接層間に挿入することができる。一又は複数のバインダーは、複合材パネル１００の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々を互いと結合、連結、及び／又は凝集するように構成することができ、それにより層剥離を低減する。例示的なバインダーは、限定しないが、一又は複数の金属バインダー、無機バインダー、有機バインダー、又はこれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。例示的な金属バインダーは、限定しないが、マグネシウム、ルテニウム、オスミウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、タンタル、タングステン、レニウム、又はこれらの任意の混合物、化合物、又は合金を含むがそれに限定されないいずれか一又は複数の遷移金属を含むことができる。金属バインダーは、限定しないが、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、又はこれらの任意の混合物、化合物、又は合金を含むがそれに限定されない任意のアルカリ金属も含むことができる。例示的な有機バインダーは、限定しないが、水に不溶性若しくは少なくとも実質的に不溶性である一又は複数のワックス又は樹脂とすることができるか、又はそれを含むことができる。ワックスは、例えば、動物蝋、植物蝋、鉱物蝋、合成蝋、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００４１】
［００４５］引き続き図１を参照する例示的工程において、複合材パネル１００の製造又は形成方法は、第１の層１０２を、配置すること、堆積させること、又は他の方法で形成することを含むことができる。少なくとも一の実施例では、第１の層１０２は、マンドレル又は製造システムの基部若しくは支持部といった基板上（図１に示さない）に堆積させることができる。別の実施例では、図１に示すように、第１の層１０２は、後続の層のための基板とすることもでき、複合材パネル１００の一部を形成することができる。方法は、第１の層１０２に隣接して第２の層１０４を配置すること、堆積させること、又は他の方法で形成すること、及び第１の層１０２と第２の層１０４とを互いに結合することにより、それらの間の層間剥離を低減することも含むことができる。一実施例において、第１の層１０２と第２の層１０４とを互いに結合することは、第２の層１０４の堆積と同時に実施することができる。別の実施例では、第１の層１０２と第２の層１０４とを互いに結合することは、第２の層１０４の堆積の後で実施することができる。例えば、第１の層１０２と第２の層１０４とを結合することは、加熱、硬化等といった一又は複数のプロセスによって容易化することができる。
【００４２】
［００４６］複合材パネル１００の後続の層が第１及び第２の層１０２、１０４と同様に堆積され得ることを理解されたい。例えば、第３の層１０６は、第２の層１０４に隣接して配置することができ、第４の層１０８は、第３の層１０６に隣接して配置することができ、第５の層１１０は、第４の層１０８に隣接して配置することができ、第６の層１１２は、第５の層１１０に隣接して配置することができ、第７の層１１４は第６の層１１２に隣接して配置することができ、第８の層１１６は第７の層１１４に隣接して配置することができ、第９の層１１８は第８の層１１６に隣接して配置することができ、第１０の層１２０は第９の層１１８に隣接して配置することができ、第１１の層１２２は第１０の層１２０に隣接して配置することができる。
【００４３】
［００４７］図１に示される複合材パネル１００は、第１の層１０２から第１１の層１２２に向かう一般的な方向に製造されたものとして示されているが、複合材パネル１００は、第１１の層１２２から開始して第１の層１０２に向かう反対方向に同様に製造することができる。
【００４４】
［００４８］例示的一実装態様では、複合材パネル１００の少なくとも一部分は、無機材料と有機材料の交互層とすることができるか、同相互層を含藻ことができるか、又は同相互層から製造することができる。例えば、図１に示されるように、複合材パネル１００の第１、第２、第３、第４、及び第５の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０は、無機材料と有機材料の交互層から製造することができる。有機相と無機層を交互に堆積させることにより、複数のナノ又はミクロンサイズの層を含む複合材パネル１００を製造することができる。有機材料及び無機材料は、上述したいずれかの有機材料及び無機材料とすることができるか、又はそれを含むことができる。例示的一実装態様では、複合材パネル１００の交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０を製造するために利用される有機材料は、ポリマー（例えば、透明なポリマー）を含み、複合材パネル１００の交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０を製造するために利用される無機材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含む。ポリマーから製造される交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０は、複合材パネル１００又はその無機層の脆性を低下させるように構成することができる。少なくとも一の実施例では、複合材パネル１００の第１、第３、及び第５の層１０２、１０６、１１０は、一又は複数のポリマーから製造され、第２及び第４の層１０４、１０８は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数から製造される。別の実施例では、複合材パネル１００の第１、第３、及び第５の層１０２、１０６、１１０は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数から製造され、第２及び第４の層１０４、１０８は、一又は複数のポリマーから製造される。酸化アルミニウム、グラフェン、シリコン酸化物、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を利用することにより、衝撃及び損傷の保護を提供する、及び／又は光の透過率を向上させることができる。酸化アルミニウム、グラフェン、シリコン酸化物、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を利用することにより、剛性及び／又は強度を向上させることもできる。
【００４５】
［００４９］複合材パネル１００の交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０の各々は、それぞれ独立して、約１０ｎｍから約２００ｎｍの厚さを有することができる。約１０ｎｍから約２００ｎｍの厚さを有する交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０を提供することにより、欠陥の数を減らすことができる。約１０ｎｍから約２００ｎｍの厚さを有する交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０を提供することにより、層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０間の接合を可能にすることもできる。少なくとも一の実装態様では、交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０のうちの少なくとも一は、内表面保護層とすることができ、残りの交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０より比較的大きな厚さを有することができる。例えば、図１に示される複合材パネル１００の第２の層１０４は、内表面保護層とすることができ、約１００ｎｍから約２０μｍの厚さを有することができる。内表面保護層は、水分バリヤを提供することができるか、又は水分バリヤを提供するように構成することにより，複合材パネル１００に耐食性を提供することができる。五つの交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０のみが図示されているが、図示の交互層の数は例示的なものにすぎず、交互層の数は約２００から約７５０００、又はそれ以上の層とすることができる。例えば、複合材パネル１００を形成するために利用される交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０の数は、約２００、約４００、約１０００、約１００００、約２００００、又は約３００００から約４００００、約５００００、約６００００、約７５０００、又はそれ以上とすることができる。交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０の数は、少なくとも部分的に、所望の強度及び／又は剛性によって決定することができる。加えて、交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０を利用することは、複合材パネル１００の製造のために反復可能が更に容易なパターンを提供する。
【００４６】
［００５０］例示的一実装態様では、複合材パネル１００の少なくとも一部分は、太陽エネルギー又は放射を利用又は収集することができるか、又は利用又は収集するように構成された光起電層とすることができるか、同光起電層を含むことができるか、又は同光起電層から製造することができる。例えば、複合材パネル１００の第６、第７、第８、及び第９の層１１２、１１４、１１６、１１８は光起電層とすることができる。図１に開示される複合材パネル１００は、四の光起電層１１２、１１４、１１６、１１８を例示しているが、図示の層の数は例示に過ぎない。したがって、複合材パネル１００は、任意の数の光起電層１１２、１１４、１１６、１１８を含むことができる。
【００４７】
［００５１］第６の層１１２は、交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、特に第５の層１１０に隣接して配置することができる。第６の層１１２は、酸化アルミニウム、グラフェン、又はこれらの任意の組み合わせを含む、無機材料とすることができるか、又は無機材料を含むことができるか、又は無機材料から製造することができる。第６の層１１２は、残りの光起電層１１４、１１６、１１８に保護（例えば水分バリヤ）を提供することができるか、又は提供するように構成される。第６の層１１２はまた、残りの光起電層１１４、１１６、１１８の堆積のための基板となることができるか、又は基板となるように構成することができる。例えば、第６の層１１２は、約１０ｎｍから約２０μｍの厚さを有することができる。
【００４８】
［００５２］複合材パネル１００の光起電層の第７及び第９の層１１４、１１８は、透明な導電性層とすることができる。複合材パネル１００の第７及び第９の層１１４、１１８は、限定しないが、グラフェン、インジウムすず酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含む、一又は複数の導電性材料とすることができるか、又は同導電性材料を含むことができるか、又は同導電性材料から製造することができる。一又は複数の導電性材料を含む複合材パネル１００の第７及び第９の層１１４、１１８は、複合材パネル１００の光起電層１１２、１１４、１１６、１１８の電極として機能することができる。第７及び第９の層１１４、１１８は、それぞれ独立して、複合材パネル１００の光起電層１１２、１１４、１１６、１１８の電荷を運搬するために十分な厚さを有する。例えば、第７及び第９の層１１４、１１８は、約１０ｎｍから約１０μｍ又は約１０ｎｍから約５μｍの厚さを有することができる。
【００４９】
［００５３］第８の層１１６は、第７の層と第９の層１１４、１１８の間に挿入することができ、上述の導電性ポリマー（例えばＰＥＤＯＴ）のうちの一又は複数から製造されたフレキシブル光起電層とすることができる。少なくとも一の実装態様では、第８の層１１６は、一又は複数の導電性ポリマー（例えばＰＥＤＯＴ）及びグラフェン又はインジウムすず酸化物のうちの少なくとも一を含むことができる。第８の層１１６は、約１０ｎｍから約１０μｍの厚さを有することができる。第８の層１１６は、単接合又は多接合太陽電池を提供することができるか、又は提供するように構成することができる。第７及び第９の層１１４、１１８は、光又は太陽エネルギーから変換された電流を運搬する又は流出させるために、第８の層１１６と相互接続することができる。
【００５０】
［００５４］第１０の層１２０は、上述の第２の層１０４と同様のものとすることができる。例えば、第１０の層１２０は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、又はこれらの任意の組み合わせから製造された表面保護層とすることができる。第１０の層１２０は、約１μｍから約２５μｍの厚さを有することができる。第１０の層１２０は、複合材パネル１００に保護（例えば、水分バリヤ、衝撃保護等）を提供することができるか、又は提供するように構成することができる。
【００５１】
［００５５］第１１の層１２２は、上述の第７及び第９の層１１４、１１８と同様のものとすることができ、限定しないが、グラフェン、インジウムすず酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含む、一又は複数の導電性材料とすることができるか、又は同導電性材料を含むことができるか、又は同導電性材料から製造することができる。第１１の層１２２は、約１０ｎｍから約５μｍの厚さを有することができる。第１１の層１２２は電磁効果（ＥＭＥ）の保護を提供することができるか、又は提供するように構成することができる。
【００５２】
［００５６］複合材パネル１００の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２は、上記において特定の順序で及び特定の組成を含むものとして記載されているが、上述の他の順序、構成、組成は例示であり、複合材パネル１００の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２の各々は、他の順序、構成に配置することができ、他の組成を含むことができる。例えば、複合材パネル１００は、保護層１０４、１２０のうちの一又は複数を含まなくともよい。別の実施例では、光起電層１１２、１１４、１１６、１１８は、交互層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０のいずれか二以上の間に挿入することができる。
【００５３】
［００５７］複合材パネル１００の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２は、任意の適切な製造プロセス又は技術により製造することができる。例示的なプロセスは、限定しないが、層堆積プロセス、例えば真空蒸着法又は真空気相蒸着法、例えばスパッタリング、エバポレーション、昇華、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ加速化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）、電子サイクロトロン共鳴−プラズマ加速気相蒸着（ＥＣＲ−ＰＥＣＶＤ）、溶射、熱的加熱、スパッタリング、電子ビーム物理気相成長、パルスレーザ蒸着、又はこれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。真空蒸着法は、欠陥を導入し得る及び／又は材料の強度を低下させ得る汚染物質（例えば水）を複合材パネル１００の製造から除外することができるため、真空蒸着法を利用することにより複合材パネル１００の欠陥を低減することができる。
【００５４】
［００５８］図１の複合材パネル１００は、複合材パネル１００の総体積に基づいて約４０重量％から６０重量％の量で、酸化アルミニウム、グラフェン、及びシリコン酸化物（マグネシアを用いた処理あり又はなし）のうちの一又は複数の組み合わせを含むことができる。マグネシアを用いて処理したシリコン酸化物を利用することにより、マグネシア処理なしのシリコン酸化物と比較して、比較的大きな強度が達成できることを理解されたい。複合材パネル１００は、複合材パネル１００の総体積に基づいて約５％から約２５％の量で、酸化アルミニウムを含むことができる。複合材パネル１００は、複合材パネル１００の総体積に基づいて０％から約１０％以上の量で、グラフェンを含むことができる。複合材パネル１００の組成は、望ましく且つ十分な構造剛性及び強度と、光透過性とを提供することができるか、又は提供するように構成される。
【００５５】
［００５９］図２は、開示される一又は複数の実装態様による、マンドレル２０２と複数の層１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２とを含む別の例示的複合材パネル２００の側断面図である。図２に示される複合材パネル２００は、いくつかの点で上述の複合材パネル１００と類似していてよく、したがって図１の記載を参照して最もよく理解することができる。ここで類似の番号は同様の構成要素を示し、詳細な説明は繰り返さない。図２に示されるように、少なくとも一の実装態様では、図１の複合材パネル１００の一又は複数の層１０２、１０４は、マンドレル２０２により置き換えることができ、後続の層１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２は、マンドレル２０２上に又はマンドレルに隣接して堆積させることができる。例えば、図１の第１及び第２の層１０２、１０４を形成する代わりに、複合材パネル２００はマンドレル２０２を利用して、複数の層１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２をマンドレル２０２上に堆積させて複合材パネル２００を製造することにより、複合材パネル２００の製造を簡略化することができる。上述のように、マンドレル２０２は、複合材パネル２００の一部分と一体化することができるか、又は同一部分を形成することができる。マンドレル２０２を複合材パネル２００の一体部品として利用することにより、機械部品２００に対して更なる構造的強度及び／又は剛性を提供することができる。別の実装態様では、マンドレル２０２は、複数の層１０６、１０８、１１０、１１２のための基板の一部分とすることができるか、又は同一部分を形成することができ、マンドレル２０２は、複合材パネル２００を形成するために、層１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２から分離又は除去することができる。したがって、複合材パネル２００は、マンドレル２０２のいずれかの曲線又は輪郭を有するように製造することができる。
【００５６】
［００６０］ここに開示されるマンドレル２０２は、一又は複数の層１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２に関して上述した材料のうちのいずれか一又は複数から製造することができる。例えば、ここに開示されるマンドレル２０２は、一又は複数の無機材料、一又は複数の有機材料、一又は複数のセラミック、一又は複数の合金、一又は複数の金属、一又は複数の超合金、一又は複数の非金属、一又は複数のメタロイド、一又は複数のバインダー、一又は複数の添加剤、又はこれらの任意の組み合わせ、化合物、又は複合材から製造することができる。少なくとも一の実装態様では、マンドレル２０２は、一又は複数の金属、例えばアルミニウムはスチール、一又は複数の熱可塑性プラスチック、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）等、又はこれらの組み合わせを含むことができるか、又はそれから製造することができる。一又は複数の金属、一又は複数の熱可塑性プラスチック、又はこれらの組み合わせからマンドレル２０２を製造することにより、コストを削減することができる。更に、マンドレル２０２は、このような材料から容易に製造することができる。別の実装態様では、マンドレル２０２は、繊維強化材、例えばＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等、又はこれらの組み合わせから製造することができる。
【００５７】
［００６１］図３Ａは、開示される一又は複数の実装態様による、複合材パネル３０２を製造するためのシステム３００の側断面図である。図３Ｂは、開示される一又は複数の実装態様による、図３Ａの例示的システム３００の上面図である。図３Ａ及び３Ｂに示されるように、システム３００は、一又は複数の基部３０４（一の基部が３０４で示されている）と、支持部３０４の近位に配置された一又は複数のアプリケーションノズル又はヘッド（八のノズル又はヘッドが３０８で示されている）とを含むことができる。図３Ａ及び３Ｂに示される少なくとも一の実装態様では、支持部３０４は、その上に配置された一又は複数の複合材パネル３０２（八のパネルが３０２で示されている）を、保持、配置、クランプ留め、固定、又は他の方法で支持することができるか、又は保持、配置、クランプ留め、固定、又は他の方法で支持するように構成することができる。支持部３０４は、約１メートルから約８０メートルの径、幅、又は長さを有することができる。図３Ａに示される少なくとも一の実装態様では、システム３００は、基部３０４及びアプリケーションヘッド３０６を含むことができるか又は含むように構成されたエンクロージャ３１６を含む。エンクロージャ３１６はまた、複合材パネル３０２の堆積又は形成を容易にするために、基部３０４及びアプリケーションヘッド３０６を真空条件下に維持することができるか、又は維持するように構成することができる。エンクロージャ３１６は、約１．５Ｐａから約１．３Ｅ−６Ｐａの真空圧力を維持することができる。
【００５８】
［００６２］アプリケーションヘッド３０８は、基部３０４の近位に配置し、一又は複数の材料を堆積させることにより複合材パネル３０２の層３１０を形成するように構成することができる。例えば、図３Ａに示されるように、アプリケーションヘッド３０８は、基部３０４の上方に配置し、複数の層３１０を堆積させて、基部３０４上に複合材パネル３０２を形成するように構成することができる。少なくとも一の実装態様では、アプリケーションヘッド３０８は、複合材パネル３０２を形成するためにマンドレル３１２（固定又は取り外し可能）上に層３１０を堆積させるように構成することができる。別の実装態様では、アプリケーションヘッド３０８は、少なくとも一の層３１０を堆積させることにより基板を形成することができ、更に、基板に隣接して後続の層３１０を堆積することにより複合材パネル３０２を形成することができる。第１の層又は基板層３１０が複合材パネル３０２を形成し得るか又は同パネルの一部分であり得ることを理解されたい。
【００５９】
［００６３］八の複合材パネル３０２及び八のアプリケーションヘッド３０８が図３Ｂに示されているが、システム３００は、任意の数のアプリケーションヘッド３０８用いて任意の数の複合材パネル３０２を製造することができるか、又は製造するように構成することができる。例えば、システム３００で製造することのできる複合材パネル３０２の数は、約１から約５、約１０、約１５、又はそれ以上まで広く変動し得る。同様に、システム３００に利用されるアプリケーションヘッド３０８の数は、約１から約５、約１０、約１５、又はそれ以上まで広く変動し得る。
【００６０】
［００６４］少なくとも一の実装態様では、基部３０４は、アプリケーションヘッド３０８に対して並行移動又は移動するように構成することができる。例えば、基部３０４は、静止又は固定とすることのできるアプリケーションヘッド３０８に対して、その中心３１４の周りを回転するように構成することができる。別の実装態様では、アプリケーションヘッド３０８のうちの少なくとも一は、基部３０４に対して移動するように構成することができる。例えば、アプリケーションヘッド３０８のうちの少なくとも一は、静止又は固定とすることのできる基部３０４の周りを回転して、複合材パネル３０２を形成するように構成することができる。別の実施例では、アプリケーションヘッド３０８及び／又は基部３０４は、互いに対していずれか一又は複数の次元で移動するように構成することができる。基部３０４に対してアプリケーションヘッド３０８を又はアプリケーションヘッド３０８に対して基部３０４を回転させることにより、特に複数の複合材パネル３０２及び／又は比較的大きな複合材パネル３０２を製造するとき、製造時間を短縮することができる。例えば、アプリケーションヘッド３０８及び／又は基部３０４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、又はこれらの任意の組み合わせに沿って互いに対して並行移動又は移動させることができる。
【００６１】
［００６５］図４は、開示される一又は複数の実装態様による、多機能性複合材パネルを製造するための方法４００のフロー図である。方法４００は、４０２に示される、複数の構造層を形成すること、及び４１０に示される、複数の構造層に隣接して複数の光起電層を形成することを含むことができる。複数の構造層４０２を形成することは、４０４に示される、導電性材料と無機材料の交互層を形成することを含むことができる。導電性材料と無機材料の交互層を形成すること４０４は、４０６に示される、導電性有機材料から第１の層を形成すること、及び４０８に示される、無機材料から第１の層に隣接する第２の層を形成することを含むことができる。
【００６２】
［００６６］ここに記載されるシステム３００及び方法４００は、いずれかの適切な複合材パネル１００、２００又はいずれかの適切な複合材パネル１００、２００の一部分を製造するために利用することができる。一実施例において、ここに開示されるシステム３００及び方法４００は、多機能性の構造的複合材パネルを製造するために利用することができる。例えば、ここに開示されるシステム３００及び方法４００は、光又は太陽放射からエネルギーを利用又は生成することのできる構造的複合材パネルを製造するために利用することができる。システム３００及び方法４００は、輸送用車両又は船舶の一又は複数の多機能性構造的複合材パネル１００、２００を製造するために利用することができる。例えば、システム３００及び方法４００は、列車、車、バス、自動車、航空機、例えば飛行機又はヘリコプター、ボート等の多機能性構造的複合材パネル１００、２００を製造するために利用することができる。システム３００及び方法４００は、飛行機又はヘリコプターの床又はキャノピー、飛行機のコックピットの窓、外板パネル、翼、飛行機のパーティション、車のボディ、アクセル、シャーシ、船の船殻、ボートのガラス底等を製造するために利用することができる。ここに記載されるシステム３００及び方法４００により製造することのできる他の例示的な多機能性構造的複合材パネル１００、２００は、限定しないが、インペラ、ブレード、ベーン、ケーシング、ダイヤフラム、ステータ、ピストン、シリンダ、ロッド、シャフト、スリーブ、エンジンブロック、タービンディスク、シュラウド、ノーズコーン、インレットケース、排気ケース、中間ケーシング、バルブブロック、ノズルブロック、インレットノズル、放出又はアウトレットノズル、インレット壁、分割壁、放出壁等を含むことができる。少なくとも一の実装態様では、ここに開示されるシステム３００及び方法４００はまた、多機能性（例えばソーラーパネル付き）構造窓、又は水族館用の窓又は出窓型窓といったフレームなしで構造的属性を少なくとも部分的に提供することのできる窓を、製造することができるか、又は製造するように構成することができる。複合材パネル１００、２００を製造するためにここに記載されるシステム３００及び方法４００を利用することにより、重量効率的な、又は環境にやさしい輸送を行う、飛行機、車、船等を高い製造率で提供し、それにより二酸化炭素の排出を低減することができる。
【００６３】
［００６７］更に、本開示は下記の条項による実施例を含む。
条項１．多機能性複合材パネルを製造するための方法であって、複数の構造層を形成することであって、導電性有機材料と無機材料の交互層を形成することを含み、交互層を形成することが、導電性有機材料から第１の層を形成すること及び無機材料から第１の層に隣接する第２の層を形成することを含む、複数の構造層を形成することと、複数の構造層に隣接する複数の光起電層を形成することとを含み、多機能性複合材パネルが約１ｍｍから約３０ｍｍの厚さを有する、方法。
条項２．複数の構造層又は複数の光起電層が層堆積プロセスから形成される、条項１の方法。
条項３．第２の層の無機材料が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、インジウムすず酸化物（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含む、条項１又は２の方法。
条項４．第２の層の無機材料がシリコン酸化物を含み、シリコン酸化物がマグネシアで処理される、条項３の方法。
条項５．第１の層の導電性有機材料が一又は複数の導電性ポリマーを含む、条項１−４のいずれかの方法。
条項６．導電性ポリマーが、一又は複数の熱可塑性プラスチックを含み、熱可塑性プラスチックが、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、又はこれらの組み合わせのうちの一又は複数を含む、条項５の方法。
条項７．複数の構造層のうちの第１の層をマンドレル上に形成することを更に含む、条項１−６のいずれかの方法。
条項８．複数の構造層のうちの第１の層からマンドレルを分離することを更に含む、条項７の方法。
条項９．マンドレルが多機能性複合材パネルの少なくとも一部分を形成する、条項７の方法。
条項１０．光起電層に隣接する、酸化アルミニウム、グラフェン、又はこれらの任意の組み合わせを含む表面保護層を形成することを更に含む、条項１−９のいずれかの方法。
条項１１．複数の構造層に隣接する複数の光起電層を形成することが、酸化アルミニウム、グラフェン、又はこれらの任意の組み合わせを含む、第２の層に隣接する第３の層を形成すること、導電性材料を含む、第３の層に隣接する第４の層を形成すること、及び一又は複数の導電性ポリマーを含む、第４の層に隣接する第５の層を形成することを含む、条項１−１０のいずれかの方法。
条項１２．複数の構造層に隣接する複数の光起電層を形成することが、グラフェン、インジウムすず酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含む、第５の層に隣接する第６の層を形成することを更に含む、条項１１の方法。
条項１３．第４の層の導電性材料が、グラフェン、インジウムすず酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含む、条項１１又は１２の方法。
条項１４．第５の層の導電性ポリマーが、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、スルホン酸ポリスチレン（ＰＳＳ）、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアセチレン、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリアセチレン（ＰＡＣ）、ポリｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含む、条項１１−１３のいずれかの方法。
条項１５．条項１の多機能性複合材パネルを製造するためのシステムであって、多機能性複合材パネルを支持するように構成された基部；及び基部の近位に配置されて、多機能性複合材パネルを形成する複数の構造層及び複数の光起電層を形成するように構成された複数のアプリケーションヘッドを備えるシステム。
条項１６．基部と、複数のアプリケーションヘッドのうちの少なくとも一つとが、複数の構造層及び複数の光起電層の形成の間に、互いに対して移動するように構成されている、条項１５のシステム。
条項１７．有機材料と無機材料の交互層を含む複数の構造層と、複数の構造層に隣接して配置された複数の光起電層とを備える多機能性複合材パネルであって、複数の光起電層が、光エネルギーを電力に変換するように構成されており、多機能性複合材パネルが約１ｍｍから約３０ｍｍの厚さを有する、多機能性複合材パネル。
条項１８．交互層の無機材料が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、グラフェン、シリコン酸化物、又はこれらの任意の組み合わせのうちの一又は複数を含み、交互層の有機材料が一又は複数の熱可塑性プラスチックを含み、一又は複数の熱可塑性プラスチックが、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、又はこれらの組み合わせのうちの一又は複数を含む、条項１７の多機能性複合材パネル。
条項１９．光の透過率により測定した場合に約３０％から約９５％の透明度、１５．０Ｅ６ｍ２／ｓ２以上の面内比剛性、一又は複数の方向に、約０°Ｋ−１以上、約５０Ｅ−６°Ｋ−１以下の熱膨張係数、約１５０ｋＮ．ｍ／Ｋｇ以上の面内比強度（δｘ／ρ）、及び約１．５ｇ／ｃｍ３から約２．２０ｇ／ｃｍ３の密度のうちの一又は複数を含む、条項１７又は１８の多機能性複合材パネル。
条項２０．構造繊維を実質的に有さない、条項１７−１９のいずれかの多機能性複合材パネル。
【００６４】
［００６８］本開示は、例示的実装態様を参照して記載された。限定された数の実装態様が示され、記載されたが、当業者であれば、それら実装態様が、先行する詳細な説明の原理及び精神から逸脱せずに変更可能であることを理解するであろう。本開示は、特許請求の範囲又はその等価物に含まれる限りにおいて、そのようなすべての修正及び変更を含むことを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【外国語明細書】
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