(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー材料の直接共押出によって多層光起電力パネル（１０）を作るプロセスであって、以下のステップ、すなわち、
ａ）流体としてのその以降の操作のためのポリマーの粘性を低下させるために専用の押出機でポリマーを可塑化するステップ、
ｂ）ダクトを通して層状構造群に前記可塑化されたポリマーを搬送するステップ、
ｃ）前記ポリマーが、予見された厚さおよび質量比を順守する流量で、それらが最終製作物内に配置される順序で配置されてかつ結合されるように、使用する異なる押出機に由来する異なるポリマーを層状にするステップ、
ｄ）前記異なるポリマーから構成される流れを共押出するステップ、
ｅ）操作されることができる厚みのフィルムが形成されるまで、冷却を通して、ステップａ）〜ｄ）によって製作された製作物を固化するステップ、を含み、
前記多層光起電力パネル（１０）が、第１の保護透明ポリマー層（１１、２１）、少なくとも部分的に透明な第１の導電ポリマー層（１２、２２）、負のｎ型半導電活性層（１３、２３）、正のｐ型半導電活性層（１４、２４）、第２の導電ポリマー層（１５、２５）および第２の保護ポリマー層（１６、２６）を備え、前記層（１１−１６、２１−２６）が直接共押出を通して作られ、かつ緊密に結合される、ことを特徴とするプロセス。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスであって、前記負のｎ型半導電活性層（１３、２３）が、前記ポリマーの化学的性質に起因して、または光活性フィラーもしくはナノフィラーの存在に起因して光活性である材料から作られる、ことを特徴とするプロセス。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプロセスであって、前記正のｐ型半導電活性層（１４、２４）が、前記ポリマーの化学的性質に起因して、または光活性フィラーもしくはナノフィラーの存在に起因して光活性である材料から作られる、ことを特徴とするプロセス。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のプロセスであって、前記第１および第２の導電ポリマー層（２２；２５）の少なくとも１つが、部分的に透明であり、かつ、交互に配置された透明ポリマー（２２’）  の長手方向ストリップおよび導電ポリマー（２２”）  の長手方向ストリップによって作られ、前記導電ポリマー（２２”）の長手方向ストリップが、その化学的性質に起因して、またはフィラーの添加を通して導電性である、ことを特徴とするプロセス。
【請求項５】
請求項４に記載のプロセスであって、さらに前記導電ポリマー（２２”）の長手方向ストリップの導電端子を露出させるために前記第１の保護透明ポリマー層（２１）の一部を除去して、かつ前記導電端子上に金属ストリップ（２７）を接着することにあるステップを含むプロセス。
【請求項６】
請求項４に記載のプロセスであって、さらにコーム歯（２９）が一旦前記第１の保護透明ポリマー層（２１）を貫通すると、前記導電ポリマー（２２”）の長手方向ストリップに到達するように、外側から押される金属コーム（２８）を用いて前記導電ポリマー（２２”）の長手方向ストリップを接続することにあるステップを含むプロセス。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載のプロセスであって、前記第１および第２の導電ポリマー層（１２、２２；１５、２５）の少なくとも１つが、その化学的性質によって、または添加フィラーもしくはナノフィラーを通して透明でかつ導電性である、ことを特徴とするプロセス。
【請求項８】
請求項７に記載のプロセスであって、前記第２の導電ポリマー層（１５、２５）が、ラジカルを通して、または分子内の導電化学構造を通して、またはフィラーもしくはナノフィラーの添加を通して導体ポリマーから作られる、ことを特徴とするプロセス。
【請求項９】
請求項７に記載のプロセスであって、前記第２の導電ポリマー層（１５，２５）が、不透明である、ことを特徴とするプロセス。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１つに記載のプロセスであって、前記第１の保護透明ポリマー層（１１、２１）が、非晶質ＰＥＴ、ポリオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ポリビニルフッ化物、エチレン＼テトラフルオロエチレンコポリマーから選ばれる一つ以上の材料から作られる、ことを特徴とするプロセス。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のプロセスであって、前記第２の保護ポリマー層（１６，２６）が、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）層、ＰＡ（ポリアミド）／イオノマー混合物の添加を伴う、非晶質ＰＥＴ、ポリオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、多層ＰＶＦ／ＥＴＦＥ／ＰＶＦ、単一層または多層ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、多層ＰＣ（ポリカーボネート）およびフッ化ポリマーから選ばれる材料による、単一もしくは多層またはポリマー混合物として作られる、ことを特徴とするプロセス。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のプロセスであって、前記固化するステップが、入射光（Ｉ）を前記半導電ポリマーに集中させるために、前記第１の保護透明ポリマー層（２１）の外部表面を波状にされた形状に仕上げるステップを含む、ことを特徴とするプロセス。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１つに記載のプロセスであって、前記パネルの片側または両側に沿って、前記第１の保護透明ポリマー層（１１、２１）および前記第２の保護ポリマー層（１６、２６）を接合するステップを含む、ことを特徴とするプロセス。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１つに記載のプロセスであって、前記負のｎ型半導電活性層（１３、２３）の、および、前記正のｐ型半導電活性層（１４、２４）の配置が、逆転される、ことを特徴とするプロセス。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１つに記載のプロセスを実施するためのプラントであって、それが、前記多層光起電力パネル（１０）を形成するために緊密に結合される単一層（１１−１６；２１−２６）の直接の共同押出のために押出ダイ（８７）を通してそれらが出るすぐ前に、近傍の単一層内にそれらを配置するために異なる押出機に由来する異なる溶融ポリマーの層状構造装置（８０，８１）に接続される前記ポリマーの複数の押出機（４１−４６）を備え、前記プラントが前記多層光起電力パネル（１０）の固化装置を更に備える、ことを特徴とするプラント。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプラントであって、前記層状構造装置が、マルチチャネル押出ヘッド（８１）を備える、ことを特徴とするプラント。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプラントであって、それが、長手方向ストリップを形成するための較正された量のポリマーを放出し、かつ前記マルチチャネルヘッド（８１）内に設けられる、コームのように作られる配布ノズルを備える、ことを特徴とするプラント。
【請求項１８】
請求項１５ないし１７のいずれか１つに記載のプラントであって、前記プラントが、
−負のｎ型半導電活性層（１３，２３）の準備のための第１の共回転二軸スクリュー押出機（４１）と、
−正のｐ型半導電活性層（１４，２４）の準備のための第２の共回転二軸スクリュー押出機（４２）と、
−太陽放射にさらされないセルの側に電極を形成することを目的とする第２の導電ポリマー（１５，２５）の準備のための第３の共回転二軸スクリュー押出機（４３）と、
−太陽放射にさらされるセルの側に第１の導電ポリマー層（１２）または導電ポリマー（２２”）の長手方向ストリップを形成することを目的とする導電ポリマー（１２，２２”）の準備のための第４の共回転二軸スクリュー押出機（４４）と、
−前記第４の押出機（４４）が太陽放射にさらされるセルの側に導電ポリマー（２２”）の長手方向ストリップを作る構成である場合、太陽放射にさらされるセルの側に透明ポリマー（２２’）の長手方向ストリップを形成することを目的とする透明ポリマーの準備のための第５の押出機（４５）と、
−セルの保護ケーシングを形成することを目的とする透明ポリマー層の準備のための第６の一軸スクリュー押出機（４６）と、を備えることを特徴とするプラント。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプラントであって、前記第３および第４の押出機（４３および４４）によって処理される前記ポリマーが同一の場合、前記２台の押出機の代わりに、両方の層を同時に押出すために、単一の適切に寸法を規定された押出機が使われる、ことを特徴とするプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力パネルに、関連する製作プロセスに、および、この種のプロセスを実施するためのプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の主エネルギー源（ガソリン、天然ガス、石炭、ウラン）と関係がある環境問題の認識およびそれらの段階的枯渇の自覚が、ここ数十年にわたって代用源の研究および開発に向けて押し進めてきた。
【０００３】
これらの間に、光起電力発電は起電力を生成するための最少に侵食的なものであるように見え、シリコンの特性を利用することによって、今日すでに応用されている。
【０００４】
光起電力パネルの動作は、（一般に半導電）材料の価電子帯内の電子が、材料に入射する十分に高いエネルギー光子の吸収に起因して伝導帯に移るときに生じる同名の効果に基づく。
【０００５】
特に、光束が他方半導電材料の結晶格子に衝突するときに、特定の数の電子が、価電子帯に移る同じ数の正孔に対応する伝導帯まで上昇する。このようにして、電荷担体が利用できるようにされて、電流を発生させるのに用いられることができる。
【０００６】
光起電力パネルは、したがって、原子構造によって、電子を引き寄せる（かつ負電荷を帯びる）材料を、それらに反発する傾向がある（かつ正電荷を帯びる）材料と接触して、配置することによって作られ、したがって、それぞれ、（電子の余剰を伴う）ｎタイプ構造体および（正孔の余剰を伴う）ｐタイプ構造体を得る。
【０００７】
上述した材料の両方ともにおいて、電気伝導は通常止められるにちがいないが、それは光子照射を通して価電子にエネルギーを供給することによって容易に活性化されるにちがいない（半導体の特性）。
【０００８】
電子が充分なエネルギー量を受け取ると、それはそれが占めた場所に近傍の電子によって満たされるであろう空き（電子正孔）を残して半導電材料内に移動し始め、正に荷電する可動粒子のそれと同様の挙動を生じる。
【０００９】
異なる電気親和性を有する２つの材料間の接触に起因して、電子は導体によって集められることができて、都合よく使われることができる電流を生成する優先方向に移動する（対応する正孔は反対方向に移動する）傾向がある。
【００１０】
電子正孔対が２つの半導体間の接合に到達する場合だけ、それが最終的に分離しておよびそれが電流を発生させる。
【００１１】
一般に、図１内に例示される順序で、従来技術に従う光起電力発生器構造体は、以下を備える：
−第１の保護層１；
−電子を収集するための導電層２（負極）；
−負の半導電層３（ｎ）；
−正の半導電層４（ｐ）；
−電子正孔を収集するための導電層５（正極）；
−第２の保護層６；
【００１２】
図１内に例示される光起電力パネルはしたがって、ガラス内に第１の保護層１を有し、次に導電層２が透明導電層２”内に埋め込まれる金属メッシュ２’を通して作られる。
【００１３】
ｐおよびｎ半導電層３および４は、それぞれ従来は、元素の周期系のＩＩＩおよびＶ属の元素でそれぞれ「ドープされた」シリコンを通して作られる。
【００１３】
光子が半導体に到達しなければならないので、保護層および近傍の導電層の少なくとも１つが光を透過しなければならない。
【００１４】
従来の光起電力セルは、２つの活性中間層（半導体）および最外層の従来の金属導体を作るために例えばホウ素およびリンをドープされたシリコンを使用する。２枚の導電層の１つは、シリコンが照明されることができるように金属ワイヤネットによって形成される。
【００１５】
従来の製作プロセスにおいて、シリコン箔（ウエハ）は適切に純粋なインゴットをスライスすることによって得られ、高温オーブン内の拡散によって後でドープされ、セルを形成する異なる層によって組み立てられる。
【００１６】
このプロセスは高価で面倒であり、環境および戦略上の理由だけからみて正当化され、この理由のためにまたは他のエネルギー源の欠如に起因して組織の動機を得る。
【００１７】
シリコンの使用を最適化して、製作プロセスをより費用効果的にするために、さまざまな構成要素が（ナノメートルｎｍ、または、マイクロメートルμｍのオーダーの）薄いフィルムの付着によって得られる技術が開発された。
【００１８】
このように得られるシリコンは非晶質であり、それはウエハの結晶シリコンより、より短い寿命およびより低い歩留を有するが、コストの低下がこの欠点を補う。
【００１９】
炭素原子鎖Ｃが二重共有結合（σ、π）の少なくとも部分的に規則的な構成を含むポリマーである「共役構造」ポリマーを使用した解決策が提案されて、場合によっては作られた。
【００２０】
これらのポリマーにおいて、ボンドπを形成する電子は、最も公認のモデルによれば、分子を取り囲む電子雲内に非局在化されて、対（電子正孔）を生じる伝導帯に容易に励起されることができる。
【００２１】
特定の化学組成および／または適切なドーピング元素の存在は、（ポリ（２−メトキシ、５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１、４−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）の場合のような）電子ドナーまたは（［６、６］−フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）の場合のような）電子アクセプターである特性をポリマーに与え、光起電力半導電対が作り出されることができる。
【００２２】
導電ポリマーから作られる光起電力セルの例は、技術的な文献内に記載されており、および／または特許従来技術を形成する。
【００２２】
例えば、セルは以下の層を備えるものが公知である：
ＩＴＯ／ＰＢＩ／Ｐ３ＨＴ／Ａｕ（ＩＴＯ：酸化インジウムスズ；背面側電極は、薄い金フィルムである）；
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＭＥＨ−ＰＰＶ／ＰＣＢＭ／Ａｌ（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ導電ポリマー
ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸、背面側電極は、アルミニウムでできている）；
導体の１つは、半導電フィルムが照射を受けることができるために透明でなければならない。
【００２３】
現在、ＩＴＯ（ＩＴＯ：酸化インジウムスズ）が使われている。
【００２４】
適切な電子収集システムは、次いでこの、通常薄いワイヤを備えた銅の小さなメッシュのワイヤネットを伴わなければならない。
【００２５】
これの全ては、構成要素を酸化から回避するために保護フィルムの間で閉じられる。有機または金属材料が、通常使われる。
【００２６】
これらのポリマーはしかしながら一般のプラスチック材料にとって普通の高温形質転換プロセスに耐えることができず、それらは（常にシリコンと比較して）比較的低エネルギー歩留および比較的短い寿命を有する。
【００２７】
より安価な手順で、および、さらに連続プロセスでソーラーセルを作る可能性は、科学コミュニティおよび業界の不変の目的である。
【００２８】
従来技術の異なる提案によれば、例えば、以下が見つけられることができる：
（特許文献１）は、金属ワイヤネットを荷電ポリマー、一般的に、それが以下と結合されるべき半導電タイプに従う要素によって荷電されるフッ素ポリマー内に埋め込むことによって形成される透明電極に関する。
−シリコン（Ｓｉ）に対して、導電粒子はＡｕ／Ｓｉ、Ａｕ／Ｇｅ、Ｇｅ、Ａｌ／Ｓｉ、Ａｌである、
−砒化ガリウム（ＧａＡｓ）に対して、導電粒子はＡｕ／Ｇｅ、Ａｕ／Ｓｎ、Ｓｎである、
−硫化カドミウム（ＣｄＳ）に対して、導電粒子はＩｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｈｇである、
−銅硫酸塩Ｃｕ２Ｓに対して、導電粒子はＡｕ、黒鉛、Ｃｕ、導電カーボンブラック、Ｐｂ／Ｓｎである。
【００２９】
（特許文献２）によれば、光起電力フィルムが、金属およびセラミックシリコンを基材とするストリップを積層して結合させることによって得られる。
【００３０】
（特許文献３）が、層の連続した付着を通して得られる感光フィルムの製作プロセスを教示する。
【００３１】
２００２年のＺｈａｎｇ他による出版物において、高柔軟性を有するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＭＥＨ−ＰＰＶ／ＰＣＢＭ／Ａｌの連続した付着を通して作られるフィルム（気化を通して付着されるアルミニウム陰極）が提案されている。
【００３２】
部分解が、また、セルの一部を作るかまたは最適化するためにある。
【００３３】
ガラスは、太陽放射にさらされる側面の光起電力セルを保護するための従来の解決策である。しかしながら、それは限られた機械特性を有する。
【００３４】
より耐性のある代替物は、以下の通りである
−ポリカーボネート（ＰＣ）（それは低耐候性を有し、酸素浸透性である）
−ポリビニルフッ化物（ＰＶＦ）（デュポン）
−エチレン／テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）（デュポン）；
【００３５】
背面保護は金属支持体から作られることができるが、単一もしくは多層ポリマーまたはポリマー混合物を伴う解決策もまた、提案された：
−多層ＰＶＦ／ＥＴＦＥ／ＰＶＦ；
−単一層または多層ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）；
−おそらくＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）層（ＢＡＳＦ）の添加を伴う、多層ＰＣ（ポリカーボネート）およびフッ化ポリマー；
−ＰＡ（ポリアミド）／イオノマー混合物（デュポン）；
【００３６】
光起電力セルの活性部分、すなわち光放射が電位差に変換される層を作るための文献内に記載されるプロセスが、
−支持体上の直接合成法による蒸気凝縮後の付着（化学反応）を通して；
−溶媒の除去および溶質の付着を通して溶液の凝縮を通して；
−印刷（インクジェット、リソグラフィまたは他）後の付着を通して；
−導電基板上の電着を通して、実施される。
【００３７】
セル全体（電極、半導体、保護および類似物）を形成する層に対して現在公知の手順が、代わりとしてまたは共に以下を予見する：
−前に作り出された層の完全または部分的コーティングを通しての層のその後の付着；
−積層によってその後結合される半完成製作物の準備；
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】米国特許４，２６０，４２９
【特許文献２】米国特許４，４７９，０２７
【特許文献３】米国特許６，１８４，０５７  Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
出願人は、したがって、光起電力パネルの過剰な製作コストの課題を回避して、簡略化されたプロセスを通して、できる限り可撓性で、巻き上げられることが可能な費用効率が高いパネルを得る必要性を感じた。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
出願人は、請求項１内に概説されることに従う光起電力パネルの製作プロセスおよび請求項１６内に概説される前記プロセスに従って光起電力パネルを作るためのプラントを提供することによって上述した技術的課題を解決することが可能となった。
【００４１】
更なる特性が、従属請求項内に予見される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本発明に従って、光起電力パネルの、前記パネルを製作するためのプロセスの、および、それを作るためのプラントの、特性および利点が、添付の概略図面を参照して、一例としてかつ限定目的のためでなく与えられる以下の記述からより明らかになり、そこにおいて、
【００４５】
【図１】従来技術に従う光起電力パネルの概略断面図を例示する。
【図２】本発明に従って作られる光起電力パネルの概略断面図を例示する。
【図３】本発明の異なる実施態様に従って得られる光起電力パネルの概略断面図を例示する。
【図４】本発明の変形実施態様における図３の実施態様に従って得られる光起電力パネルの概略断面図を例示する。
【図５】異なる変形実施態様における図４の光起電力パネルの一部を断面にした斜視図を例示する。
【図６】更に異なる変形実施態様における図４の光起電力パネルの概略断面図を例示する。
【図７】本発明に従うプロセスを実施するためのプラントの上からの平面図を例示する。
【図８】図８および９は本発明に従うプロセスを実施するためのプラントの２つの実施態様の概略側面図を例示する。
【図９】図８および９は本発明に従うプロセスを実施するためのプラントの２つの実施態様の概略側面図を例示する。
【図１０ａ】図１０ａおよび図１０ｂはそれぞれ、図８および９内に例示される本発明に従うプラントの２つの実施態様の下部の上からの平面図を例示する。
【図１０ｂ】それぞれ、図８および９内に例示される本発明に従うプラントの２つの実施態様の下部の上からの平面図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図２ないし６を参照して、本発明に従う光起電力パネル１０は、第１の保護透明ポリマー層１１、透明ポリマー導電層１２、負のｎ型活性層１３、正のｐ型活性層１４、導電ポリマー層１５および第２の保護層１６を備え、前記層１１−１６は直接の共押出を通して作られ緊密に結合される。
【００４７】
第１および第２の保護ポリマー層１１および１６は、非晶質ＰＥＴ、ポリオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミドから選ばれる一つ以上のポリマーを通して作られ、照明が光起電力パネル１０の片側だけにまたは両側に予見されるかどうかに従って、少なくとも第１の保護ポリマー層１１または保護層１１および１６の両方が、透明にされることができる。
【００４８】
厚さに従って、平坦な製作物はフィルム、シートまたはプレートに分類されている。本記述において、完成品は多層パネルまたはシートとして示唆されて、光起電力パネルを作るのに用いられることが技術的に可能な任意の厚さの複数の層によって形成される。
【００４９】
第１の保護層１１を作るために以下が、有利には使われる：
−ポリカーボネート（ＰＣ）（それは低い耐候性を有し、酸素浸透性である）
−ポリビニルフッ化物（ＰＶＦ）（デュポン）
−エチレン／テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）（デュポン）；
【００５０】
第２のポリマー層を通して得られる背面保護は金属支持体によってなされることができるが、単一もしくは多層ポリマーまたはポリマー混合物を伴う解決策もまた、提案される：
−多層ＰＶＦ／ＥＴＦＥ／ＰＶＦ；
−単一層または多層ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）；
−おそらくＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）層（ＢＡＳＦ）の追加を伴う、多層ＰＣ（ポリカーボネート）およびフッ化ポリマー；
−ＰＡ（ポリアミド）／イオノマー混合物（デュポン）；
【００５１】
適切な光起電力特性を備え、かつ押出によって処理されることが可能なポリマーによって、共押出された多層起電力発生器が作り出されることができる。
【００５２】
既存の溶液から出発してフィラーまたはナノフィラーを押出可能なポリマーに適切にドープすることによって得られる有機透明導電体の使用を仮定することが可能であり、したがって、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳと同様の特性を備えた製作物を得ることができる。
【００５３】
この種の溶液がここで仮定されることができ、考察されることができるとはいえ、コストを抑える必要性が、金属ファイバまたはカーボンブラックのようなフィラーを添加することによって導体にされる典型的なポリマーの使用を考慮することを促す。
【００５４】
これらのフィラーがポリマーを不透明にするので、活性層が照射を受けることができるために、電極は照明された表面上でストリップに作られなければならない。
【００５５】
２つの構成が可能であり、および、それらの両方において、光起電力パネル１０が、緊密な接触で重畳されて、共にくっつく次に続く層の直接の共押出を通して作られる。
【００５６】
図２内に例示される、第１の実施態様によれば、光起電力パネル１０は以下を有する：
−非晶質ＰＥＴ、ポリオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ポリビニルフッ化物、エチレン＼テトラフルオロエチレンコポリマーから選ばれる一つ以上の材料から作られる第１の透明保護層１１；
−化学的性質によってまたは添加フィラーもしくはナノフィラーを通して導電性である透明導電ポリマー層１２；
−ポリマーの化学的性質に起因してまたは光活性フィラーもしくはナノフィラーの存在に起因して光活性である材料から作られる負のｎ型半導電活性層１３；
−ポリマーの化学的性質に起因してまたは光活性フィラーもしくはナノフィラーの存在に起因して光活性である材料から作られる正のｐ型半導電活性層１４；
−光起電力多層フィルムの両側の照明が予見される場合、分子内の導電ラジカルの存在もしくは化学構造に起因して、またはフィラーもしくはナノフィラーの添加を通して、導電ポリマーから作られる、おそらく透明な導電ポリマー層１５；
−おそらくＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）層、ＰＡ（ポリアミド）／イオノマー混合物の添加を伴う、非晶質ＰＥＴ、ポリオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、多層ＰＶＦ／ＥＴＦＥ／ＰＶＦ、単一層または多層ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、多層ＰＣ（ポリカーボネート）およびフッ化ポリマーから選ばれる材料による、単一層または多層またはポリマー混合物の形態で作られるおそらく透明な第２の保護ポリマー層１６。
【００５７】
保護層を作るポリマーの選択は、導電および半導電ポリマーの選択に依存する。
【００５８】
層１３および１４の配置は、使用する半導電ポリマーの特性に従って逆転されることができる。
【００５９】
図３内に例示される本発明の第２の実施態様において、光起電力パネルは以下の層を通して作られる：
−非晶質ＰＥＴ、ポリオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ポリビニルフッ化物、エチレン＼テトラフルオロエチレンコポリマーから選ばれる材料から作られる第１の透明保護層２１、
−第１の透明保護層２１のような透明ポリマー２２’と、導電ポリマー２２”の交互にされたストリップを通して作られる第１の導電ポリマー層２２。ポリマー２２”はその化学的性質によってまたはフィラーもしくはナノフィラー、例えば、導電ポリマーのストリップを通常不透明にする金属または黒鉛の添加を通して導電性である；
−ポリマーの化学的性質に起因してまたは光活性フィラーもしくはナノフィラーの存在に起因して光活性である材料から作られる負のｎ型活性層２３；
−ポリマーの化学的性質に起因してまたは光活性フィラーもしくはナノフィラーの存在に起因して光活性である材料から作られる正のｐ型活性層２４；
−不透明な層で、または、おそらく、両側が照明されることができるために、第１の透明保護層２１のような透明ポリマーと、その化学的性質によってまたはフィラー、例えば、通常ストリップを不透明にする金属もしくは黒鉛の添加を通して、または、分子内の導電ラジカルの存在もしくは化学構造に起因して、またはフィラーもしくはナノフィラーの添加を通して、導電性であるポリマー、の交互ストリップを通して、作られる導電ポリマーの第２の層２５、
−おそらくＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）層、ＰＡ（ポリアミド）／イオノマー混合物の添加を伴う、非晶質ＰＥＴ、ポリオレフィン、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、多層ＰＶＦ／ＥＴＦＥ／ＰＶＦ、単一層または多層ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、多層ＰＣ（ポリカーボネート）およびフッ化ポリマーから選ばれる材料による、単一層または多層またはポリマー混合物の形態で作られるおそらく透明な第２の保護ポリマー層２６。
【００６０】
また、この場合、保護層を作る材料の選択は、導電および半導電ポリマーの選択に依存する。
【００６１】
製作必要性におよび寸法に従って、保護層１１および１６または２１および２６はまた、パネルの片側に沿ってまたは両側に沿って接合されることができる。
【００６２】
層２３および２４の配置は、使用する半導電ポリマーの特性に従って逆転されることができる。
【００６３】
不透明な導電ポリマーによって生成される、活性層２３および２４（半導体）上の影ゾーンを埋め合わせるために、半導電ポリマー上に入射光Ｉを集中させるために、図４−６内の様に、第１の透明保護層の外部表面２１’が適切に波状にされることができる。
【００６４】
この構造を備えた多層パネルは、２００μｍと２ｍｍの間の厚さで安く作られ、および、パネルを形成する単一層の厚さは１０μｍと１ｍｍの間にある。
【００６５】
多層パネルの幅は、必要生産性に依存する。合理的な領域は、５００ｍｍと２０００ｍｍの間にある。
【００６６】
厚さは、活性ポリマーの処理特性に従って決定されなければならず、それに基づいて、適切な導電および封入ポリマーが選ばれる。
【００６７】
フィラーまたはナノフィラーのおかげで光起電性であるポリマーに対して、分散が有利には製作中に直接実施されることができる。
【００６８】
不透明な導電ポリマーを使用するバージョンに対して、上部導電ストリップの、および、おそらくまた、パネルの背面もまた照明されることになっている場合なされる下部のもの（例示されない）の、接続が以下の方法の１つを通してなされることができる：
−導電ポリマーのストリップ２２”の露出された導電端子の上の第１の保護層２１（図５）の除去および金属ストリップ２７の接着（および類似して下部ストリップ上の異なる金属ストリップによる）；
−コーム歯２９が第１の保護層２１を貫通して、導電ポリマーストリップ２２”に到達するように、外側から押される金属コーム２８（図６）の使用（および類似して第２の導電ポリマーのストリップと接触するのに適している異なるコームによる）。
【００６９】
本発明に従う、ポリマー材料（プラスチック）の直接共押出層の形成は以下の諸ステップを予見する：
ａ）専用の機械でポリマーを可塑化する。工業的に、一軸スクリュー、二軸スクリューまたは多軸スクリュー押出機が使われる。各ポリマーはそれ自体のプロセスパラメータによって設定される、それ自体の押出機を必要とし、およびそれは完成品内に一つ以上の層を製作することができる。可塑化は、ポリマーに様々な区分されたダクト内に容易に搬送されて、他のポリマーと結合することが可能な必要条件を与える。可塑化は、流体としての以降の操作のために粘性が十分に低くなる温度に達するまで、加熱または機械仕事の粘塑性放散を通して材料内部でエネルギーを増大することから成る。ポリマーの混合物を形成するかまたは添加剤、色彩フィラー、分配物を加えることが予見される場合においておよび複合物の均質化がこのステップで実施される；
ｂ）ダクトを通して層状構造群に可塑化されたポリマーを搬送する。
このプロセスは、構成要素を偏析から回避するために特別な具備を必要とする可能性がある。
ｃ）（使用する異なる押出機に由来する）異なるポリマーを層状にする。
ポリマーは、予見された厚さおよび質量比を順守する流量で、それらが最終製作物内に配置される順序で配置されて結合される。層流領域（きわめて低いレイノルズ数）、ダクト形状およびポリマーの異なる化学的性質に起因して、それらは、以降の輸送中に混合しないが、異質な層状にされた流れを形成する。
ｄ）異なるポリマーから構成される流れの押出が、適切な厚さの矩形（鋳込みフィルム、平坦フィルム）のまたはチューブ状（ブローフィルム）のダイを突き抜ける。
異なる材料は、別であるが、緊密に結合された層を形成するチャネルに適合する；
ｅ）操作される（通常の工業条件で巻き上げられ、切断され、まわりに動かされる）のに十分に厚い多層シートが形成されるまで、一般に冷却を通して製作物を固化する。
プロセスタイプに基づいて、固化が、冷却されたローラー（鋳込みフィルム、冷却ロール、との接触を通して実施される；
【００７０】
予め選択された技術を変化させることによって、また、約１０に達することができる複数の層を備えた、数１０μｍないし数ｍｍの厚さの製作物を作ることが可能である。
【００７１】
多層内に長手方向ストリップを得る、同じ厚さの範囲内で異なる材料を規則正しく交互にすることによって一つ以上の層の幅を限定することもまた、可能である。
【００７２】
これらの製作物を作るために、長手方向ストリップが作られることを必要とするポイントに、較正された量のポリマーを放出するコームのように作られる適切な配布ノズルが、押出機ヘッド内に挿入される。
【００７３】
キャスト、冷却ロールおよびカレンダ成形技術で、層は表面と接触して固体化する。その表面仕上げは、粗さに、および、表面に存在する可能な切れ目に依存する。
【００７４】
この技法によって、さもなければ下にある導電層の不透明な領域で分散されるであろう放射線を集中させるために透明層の表面波状を作ることが、したがって、可能である。
【００７５】
所望の最終製作物によれば、多層が、パレット上のリールまたはパネルの巻き上げの形式でそれぞれ操作されるために適切な柔軟性または剛性で作られる。
【００７６】
本発明に従うポリマー材料の光起電力多層の押出プロセスを実施するためのプラントの一般的な構造はポリマーが可塑化され、処理されたポリマーが所望の特性を有するまで、フィラーまたは化学反応（反応性押出）によって機能させられる、複数の押出機を予見する。
【００７７】
図７ないし１０ｂ内に例示される実施態様に従うプラント構成において、以下の押出機がある：
負のｎ型半導電ポリマーの活性層１３、２３の準備のための第１の共回転二軸スクリュー押出機４１；
正のｐ型半導電ポリマーの活性層１４、２４の準備のための第２の共回転二軸スクリュー押出機４２
太陽放射にさらされないセルの側に電極を形成することを目的とする導電ポリマー１５、２５を準備するための第３の共回転二軸スクリュー押出機４３。
太陽放射にさらされるセルの側に導電ポリマー１２の層または導電ポリマー２２”の長手方向ストリップを形成するための導電ポリマー１２，２２”の準備のための第４の共回転二軸スクリュー押出機４４。
【００７８】
この種の４台の押出機４１−４４は、（所望の生産性に従って）５５ｍｍと１７０ｍｍの間のスクリュー直径、および直径の４０倍を超えるスクリュー長を有する。
【００７９】
第５の一軸スクリュー押出機４５は、太陽放射にさらされるセルの側に透明ポリマー２２’の長手方向ストリップを形成することを目的とする透明ポリマーの準備のための（所望の生産性に従って）５０ｍｍと１５０ｍｍの間のスクリュー直径、および直径の３０倍を超えるスクリュー長を有する。
【００８０】
導電ポリマー１２の層が、交互にされたストリップ２１’、２１”を備えた導電層の実施態様の代わりに、その化学的性質に起因してまたは添加フィラーもしくはナノフィラーを通して透明で導電性である場合、この種の第５の押出機４５は省かれることができる。
【００８１】
第６の一軸スクリュー押出機４６は、セルの保護ケーシングを形成することを目的とする透明ポリマー層１１、２１、１６、２６の準備のための（所望の生産性に従って）１００ｍｍと２００ｍｍの間のスクリュー直径、および直径の３０倍を超えるスクリュー長を有する。
【００８２】
押出機４３および４４によって処理されるポリマーが同一の場合、２台の押出機は同時に両方の層を押し出すことが可能な単一の適切に寸法を規定された押出機と取り替えられることができる。
【００８１】
押出機は、各層を作るためのレシピを構成する異なる構成要素の量の重さを量ることが可能な対応するディスペンサ装置４７−５２によって供給される。
【００８２】
二軸スクリュー押出機４１−４４に対してディスペンサ装置４７−５０が使われ、それが時間とともに押出機に供給するホッパー内に含まれる材料の重量を検出する流量を連続的に測定する。
【００８３】
時間とともに信号を引き出して、それらは各構成要素の瞬間的な流量を測定する。
【００８４】
一軸スクリュー押出機４５、４６に対してディスペンサ装置５１−５２が、不連続な混合および秤量システムを装備して使われる。
【００８５】
押出機は、セルを形成する異なる層のために使用されるポリマーから要求される物理的／化学的特性を達成するために一つ以上のマウスを備えた脱ガスシステム６３を使用することができる。
【００８６】
プロセス温度は、セルを形成する異なるポリマーを働かせることに適しているものに対応する。
【００８７】
あらゆる押出機に対して、溶融ポリマー６４−６９を濾過して汲み出すための対応する専用の群が、予見される。
【００８８】
静的混合器（例示されない）が、また、すべての構成要素内の特性および温度を一様にするために異なるダクト内に挿入される。
【００８９】
異なるポリマーが、層状構造装置８０によって最終的なセル内に予見される順序で配置される。
【００９０】
対で考慮される異なる構成要素が、相溶性または不相溶性として分類されることができる。溶融状態できわめて近いプロセス特性（温度、圧力、耐えられる歪および類似した化学的／物理的特性）および適切な相互接着特性を有する全ての材料が、相溶性である。この種の選択的な親和性を有しない全ての他の対は、不相溶性である。
【００９１】
相溶性の材料によって形成される多層の隣接層は、層状構造装置８０内に直接互いに接触して配置される。
【００９２】
不相溶性の材料によって形成される多層の隣接層は押出機ヘッド内にまた、別々に保たれ、それはマルチチャネルヘッド８１を通して作られ、ダイ８７を通して押出のすぐ前に相互接触して配置される。
【００９３】
押出ダイに先行するヘッド域８１内に、異なる材料の長手方向ストリップによって形成される層が、作られる。
【００９４】
所望の層内に配置される溶融ポリマーの組合せが、矩形孔８７（ダイ）を通して押し出され、２つの近傍の温度調節されたローラー８２間の押圧を通して適合される（および固体化される）。
【００９５】
表面の冷却および仕上げは、上述したローラー８２とのシートの緊密な接触を通して制御される。
【００９８】
示唆された間隔において、総生産性は選択された機械の寸法およびシートの大きさに従って５００ｍ／ｈと４０００ｍ／ｈの間で変化する。
【００９９】
製作速度および規則性は、押出される多層フィルムの両側を押圧する２つの動力付ゴムコートのローラーを備えた延伸装置８３によって確実にされる。
【０１００】
延伸装置８３の下流に２つの包装システムが、可能である：
特定の剛性の多層シートに対して、決定された長さのパネルに切断するためのせん断機を使用して、パレット８４（図８、１０ａ）上にそれらを積み重ねることが、予見される。
【０１００】
特定の柔軟性の多層シートに対して、リール８５（図９、１０ｂ）に巻回するためのシステムが、予見される。
【０１０１】
費用効率が高い製作プロセスを通してソーラーセルを得ることからなる本発明の目的が、したがって、達成される。
【０１０２】
製作プロセスがソーラーパネルコストの実質的な構成部分を形成するので、それが簡略でより安価なことを本発明が可能にする事実が従来のエネルギー源に対して光起電力エネルギーを実質的により競争的にする。
【０１０３】
本発明内に含まれる主要な革新は、したがって、低い直接費による単一の連続動作を伴う、共押出によって直接光起電力セルを得る可能性である。
【０１０４】
別の基本的革新的態様は、セルによって生成される電荷を集めるための長手方向ストリップ共押出の使用であり、したがって、透明導電ポリマーより安価で処理するのがより容易である不透明な導電ポリマーを使用することが可能である。
【０１０５】
これは、この種の不透明な層の印刷または化学的／物理的付着の中間のステップに向かわなければならないことなく済まされる。
【０１０６】
光線の集中装置のようなカレンダ成形で直接得られる波状にされた表面の使用もまた、革新的である。
【０１０７】
セルの両側を放射することが可能なときに、両方の表面上の長手方向ストリップを有するセルを、それがまた使われることができるようにすることもまた可能である。
【０１０８】
セル層の厚さおよび性質（通常外側保護層のまたは背面導電層の厚さ）を変更することによってより硬い、より耐性のある、およびより処理しやすいパネルを作る、さもなければ、更なる処理のためにより有利な、より可撓性のパネルを作ることが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  光起電力パネル
１１  第１の保護透明ポリマー層
１２  透明ポリマー導電層
１３  ｎ型活性層
１４  ｐ型活性層
１５  導電ポリマー層
１６  第２の保護層
２１  第１の透明保護層
２１’  第１の透明保護層の外部表面
２２  第１の導電ポリマー層
２２’  透明ポリマー
２２”  導電ポリマー
２３  ｎ型活性層
２４  ｐ型活性層
２５  導電ポリマーの第２の層
２６  第２の保護ポリマー層
２７  金属ストリップ
２８  金属コーム
２９  コーム歯
４１  第１の共回転二軸スクリュー押出機
４２  第２の共回転二軸スクリュー押出機
４３  第３の共回転二軸スクリュー押出機
４４  第４の共回転二軸スクリュー押出機
４５  第５の一軸スクリュー押出機
４６  第６の一軸スクリュー押出機
４７−５２  ディスペンサ装置
６３  脱ガスシステム
６４−６９  溶融ポリマー
８０  積層装置
８１  マルチチャネルヘッド
８２  ローラー
８３  延伸装置
８４  パレット
８５  リール
８７  ダイプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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