(57)【要約】      （修正有）【課題】光起電性パネルにおいて、Ｈ２Ｏ進入の少なくとも１０年以上の遅延時間を確実にすることにより、寿命を可能な限り延長したパネルを提供する。【解決手段】光起電性パネル１０において、光起電性要素１１は下方支持体１２と接触している。光起電性要素１１はポリマー材料１４によって封入されており、ポリマー材料１４は、下方支持体１２、上方支持体１３によって範囲を限定された光起電性パネル１０の内部容積を満たしている。ポリマー材料１４は、低Ｈ２Ｏ透過率を有し、ポリマーマトリックス中に分散されたＨ２Ｏ吸収剤を含んでおり、該吸収剤は１種またはそれ以上のアルカリ土類金属酸化物から本質的になることを特徴とする。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低水分透過率を有するポリマーマトリックス中に分散したＨ２Ｏ吸収剤を含む光起電性パネル用の複合材ゲッターであって、該水分吸収剤が１種またはそれ以上のアルカリ土類金属酸化物から本質的になることを特徴とする複合材ゲッター。
【請求項２】
前記のポリマーマトリックスが、２５℃および６０％相対湿度で１０ｇｍｍ・ｍ−２ｄ−１未満のＨ２Ｏ透過率を有する、請求項１記載の複合材ゲッター。
【請求項３】
前記のポリマーマトリックスが１７０℃未満の溶融温度を有している、請求項１記載の複合材ゲッター。
【請求項４】
前記のポリマーマトリックスが０．３Ｎ／ｍｍ２以上のせん断抵抗力を有する、請求項１記載の複合材ゲッター。
【請求項５】
前記のポリマーマトリックスを形成する材料が、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）ならびにブチルゴムの中から選ばれる、請求項１記載の複合材ゲッター。
【請求項６】
前記のポリマーマトリックスがＥＶＡを含む、請求項５記載の複合材ゲッター。
【請求項７】
前記のポリマーマトリックスがＥＰＲを含む、請求項５記載の複合材ゲッター。
【請求項８】
前記の複合材ゲッター系中のＨ２Ｏ吸収剤の質量パーセントが１０〜５０％の範囲である、請求項１記載の複合材ゲッター。
【請求項９】
前記のアルカリ土類金属酸化物がＣａＯ、ＭｇＯおよびそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１記載の複合材ゲッター。
【請求項１０】
前記のアルカリゲッター金属酸化物がＣａＯである、請求項９記載の複合材ゲッター。
【請求項１１】
請求項１記載の複合材ゲッターを含む光起電性パネル。
【請求項１２】
前記の複合材ゲッターが前記の光起電性パネルの周縁に近接して配置される、請求項１１記載の光起電性パネル。
【請求項１３】
２つの支持体（１２、１３）で範囲を限定された１つまたはそれ以上の光起電性要素（１１）を含む光起電性パネル（１０）の製造方法であって、熱封止の過程を経る前に、前記の支持体が、請求項１記載の複合材ゲッター（１５）によって縁部近傍で互いに結合されることを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記の熱封止の処理が１００℃〜１７０℃の範囲の温度で行なわれる、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記の熱封止がオートクレーブ中で行われる、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記の熱封止が真空ラミネータ中で行われる、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電性（ケイ素を主成分とするまたは薄膜のいずれでも）パネル中へのＨ２Ｏの進入を防止するための、低Ｈ２Ｏ透過率を有するポリマーマトリックス中に１種またはそれ以上のアルカリ土類金属酸化物から本質的になる活性成分を分散させることによって作られた、複合材ゲッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
用語、光起電性およびソーラーは、同じかまたは同等の種類の装置（パネル、セル）を表し、また技術的に同等と考えられるべきものであるが、しかしながら以下の説明では光起電性パネルの用語が好ましく用いられる。
【０００３】
光起電性パネルは、太陽エネルギーを電気エネルギーへと変換するための１つまたはそれ以上の光起電性要素（いわゆるセル）から構成される。用語、光起電性セルは、単一の活性要素を指しており、これはルミネセント放射を電気エネルギーに変換する要素であり、一方で光起電性パネルは最終製品を指しており、これは適切に相互連結された太陽電池セルのセットであり、電気接続を与えられており、そして最終的に被包されている。光起電性パネルは、１つ超の光起電性セルを含むことができる（セルの数は５０〜１５０の範囲であることができる）。通常は、薄膜パネルでは、光起電性セルの数は約８０である。
【０００４】
多くの種類の光起電性セルがある。最近開発されているそれらの中では、薄膜光起電性セルが、それらの変換効率および工業的な実現可能性から、特に興味深い。これらのセルでは、活性要素は（ガラスの、金属の、またはプラスチックの）基材上に膜の形態で堆積されており、そして単結晶もしくは多結晶シリコン太陽電池セルの場合のような、高価な細片もしくは薄片の形態では存在しない。これらのセル中には、金属被覆（metallizations）が活性要素と接触して存在しており、セルをそのように相互連結し、またそれらによって発生された電流を流す機能を有している。
【０００５】
この種のセルの最も興味深い類型の中に、カドミウム−テルル、アモルファスケイ素、ガリウムおよび硫黄を添加された銅−インジウム−セレンを主成分とするセル、およびガリウムヒ化物を主成分とするセルがある。光起電性セルの異なる類型についての更なる情報およびそれらの機能が、２００２年の「世界の気候およびエネルギー行事（World Climate & Energy Event）」で発表されたWronskiらの「アモルファスケイ素を主成分とする太陽電池セル技術の進展（Progress in Amorphous Silicon Based Solar Cell Technology）」の記事の中に、２００３年に「ＮＣＰＶおよびソーラー概観集会（NCPV and Solar Review Meeting）」で発表されたBolko von Roedernの「アモルファスおよび結晶薄膜シリコン太陽電池セル事業の現状（Status of Amorphous and Crystalline Thin-Film Silicon Solar Cell Activities）」の記事中に、またRomeoら、薄膜Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２およびＣｄＴｅ太陽電池セルの進展（Development of Thin-Film Cu(In,Ga)Se2 and CdTe Solar Cells）、光起電における進歩：研究と応用（Progress in Photo voltaics: Research and Application）、２００４年、第１２巻、ｐ．９３−１１１の記事中に見出すことができる。
【０００６】
光起電性パネルの最終的な構造は、相当に標準化されており、また光起電性セルの特定の種類には依存せず、また光起電性要素を閉じ込め、また封入する２つの、ガラスもしくはプラスチックの、支持体の使用を予見させる。これらの支持体は、その内の１つは必ず、光放射に透明でなければならず、また機械的安定性および大気物質（atmospheric agents）からの保護を確実にしなければならない。
【０００７】
これらの支持体は、通常は２つの支持体の間の間隙中に良好な接着性能を有する封入ポリマーを配置することによって互いに結合されており、ある場合にはこの支持体間の距離を固定する、間隔を空ける要素が更にあってもよく、一方で他の場合には支持体間の距離を決めるのは封入ポリマーの厚さである。本発明の目的である複合材ゲッターは、上記の構造の両方において用いることができる。
【０００８】
以下の説明では、支持体は、用語「上方支持体」（これは、それを通して放射がセルに到達する支持体を指している）および「下方支持体」（これはセルの裏側の支持体を特定する）の使用によって互いを区別し、そして識別される。
【０００９】
光起電性要素は光起電性モジュールの支持体の内側表面の１つと直接に接触していることができるか、または低いＨ２Ｏ透過率（これは２５℃および相対湿度（ＲＨ）６０％で１０ｇｍ−２ｄ−１ｍｍ（材料のｍｍ厚さ当たりで１日当たりの平米当たりのＨ２Ｏのグラム数））を有する透明ポリマー材料によって完全に封入されていることができる。当技術分野では、ポリマーによる水の透過率はＭＶＴＲ（水蒸気透過率を表している）によっても表すことができ、この２つは厳密に相関しており、透過率は、ＭＶＴＲにポリマー材料の厚さを掛けて、そして圧力で割算した値である。
【００１０】
光起電性要素を封入するのに用いられるポリマー材料は、通常はエチルビニルアセテート（ＥＶＡ）で構成されており、しばしば熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）およびポリビニルブチラール（ＰＶＢ）もまた用いられる。このポリマー材料は、光起電性パネルの内部体積を満たして、同時にこれに機械的安定性を与えるという基本的な目的を有している。光起電性パネルの内部体積とは、２つの支持体およびパネルの枠（通常は良好な接着性能を有するポリマーで形成されている）によって定義される体積を意味しており、それは光起電性要素または光起電性パネルの他の構造的要素（たとえば電気接点）によっては占有されない。光起電性要素が２つの支持体の一方と接触している場合は（通常は下方の支持体）、それ自体が三方を封入ポリマー材料によって封入されていることが分る。
【００１１】
また、光起電性パネルの製造方法は、熱封止の方法を予見させる。この点については、２つの主要な種類の方法が用いられており、一方は真空ラミネータの使用を予見させ、また他方はオートクレーブの使用を予見させる。両方の場合において、熱封止は通常は１００〜１７０℃の範囲で行なわれる。この方法は封入ポリマーの溶融をもたらす。
【００１２】
光起電性セルの特定の種類に関係なく、光起電パネル内部のＨ２Ｏの存在はその性能を劣化させ、Ｈ２Ｏの存在によって誘発される劣化機構は、セルの水準において、また光起電性モジュールの水準においての両方で作用する。セルについて言えば、劣化はセルを形成する薄膜の酸化および腐食により、一方でモジュールについて言えば、電気結合に用いられる金属被覆の腐食がある。この点についての更なる情報を、２００６年に発行されたヘルシンキ大学のT. Carlssonの博士論文「薄膜光起電性モジュールの安定性診断法」、および２００６年に発行されたウプサラ大学のJ. Wannerbergの博士論文「Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２を主成分とする太陽電池セルモジュールの設計および安定性」中に見出すことができる。
【００１３】
上方支持体および下方支持体の間の、周縁の接着領域は、パネルの枠とも考えることができるが、装置内部への水の浸入の優先的領域に相当する、何故ならば、２つの支持体、上方および下方支持体はＨ２Ｏ不透過性であると考えられるからである。
【００１４】
光起電性パネル内部のＨ２Ｏの存在の問題は、３つの主要な取り組みによって対峙されてきており、パネル内部へのＨ２Ｏ吸収材料の導入；低いＨ２Ｏ透過率を有する障壁の使用；低いＨ２Ｏ透過率を有し、かつ更にＨ２Ｏ吸収成分を含む障壁の使用、である。
【００１５】
第１の種類の解決策に関しては、これは光起電性セルまたはパネル内部に吸収材料を包含するものだが、このことは日本特許第２８００５２８号明細書に記載されており、ここでは種々の可能性のある水吸収剤が記載されており、これらの吸収剤は光起電性セル中の、その下方表面の周縁領域に配置されている。この文献では、吸収要素の選択は、全体として光起電性パネルの封止の問題とは無関係である。
【００１６】
Ｈ２Ｏ吸収剤を含む、低いＨ２Ｏ透過率を有する障壁の使用が、欧州特許出願公開第１６１７４９４号明細書中に記載されており、ここではこのような障壁が光起電性パネルの上方支持体を置き換えている。
【００１７】
上方および下方支持体が互いに固着されるように、パネルの周縁領域に配置された接着剤を用いることが、国際公開第２００４／０１９４２１号に記載されており、ここでは低いＨ２Ｏ透過率を有する接着剤の特殊な種類が特定されており、一方で国際公開第０３／０５０８９１号には０．１％〜１０％の限定された範囲の質量パーセントのＨ２Ｏ吸収剤を含む封止材が記載されている。
【００１８】
上記の解決策は、有効な障壁をそれらのＨ２Ｏ吸収容量に従って単純に必要な大きさにすることによって、Ｈ２Ｏの光起電性パネル中への進入の問題に取り組もうとする傾向にあり、それはこれらの障壁の特徴をこれらが収着することができるＨ２Ｏの量に基づいて考慮し、また評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】日本特許第２８００５２８号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１６１７４９４号明細書中
【特許文献３】国際公開第２００４／０１９４２１号
【特許文献４】国際公開第０３／０５０８９１号
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Wronskiら、「アモルファスケイ素を主成分とする太陽電池セル技術の進展」、「世界の気候およびエネルギー行事」、２００２年
【非特許文献２】Bolko von Roedern、「アモルファスおよび結晶薄膜シリコン太陽電池セル事業の現状」、「ＮＣＰＶおよびソーラー概観集会」、２００３年
【非特許文献３】Romeoら、薄膜Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２およびＣｄＴｅ太陽電池セルの進展、光起電における進歩：研究と応用、２００４年、第１２巻、ｐ．９３−１１１
【非特許文献４】T. Carlsson、「薄膜光起電性モジュールの安定性診断法」、ヘルシンキ大学博士論文、２００６年発行
【非特許文献５】J. Wannerberg、「Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２を主成分とする太陽電池セルモジュールの設計および安定性」、ウプサラ大学博士論文、２００６年発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明者らは、これとは異なり、この問題を異なるパラメータおよび取り組みに基づいて検討した、すなわち「遅延時間」であり、水が装置の内部に到達するのに要する時間であり、このパラメータは、パネルの構成的要素が何時劣化を開始するか、寿命の間の何の進行的な劣化がパネルの特性の劣化をもたらすかを実際に示している。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
特に薄膜の光起電性パネルでは、パネルの寿命を可能な限り延長するには、全体的にＨ２Ｏ進入の少なくとも１０年以上の遅延時間を確実にすることが可能な技術的解決策を採用することが非常に重要である。
【発明の効果】
【００２３】
特に、本発明者らは材料の種類、アルカリ土類金属酸化物、を特定したが、これらは、複合材ゲッターの製造用に用いた場合には、従来技術によって作られた複合材ゲッターに対して、明らかに優れた遅延時間を与える（同じＨ２Ｏ容量において）ことを可能にし、従って光起電性パネルの寿命を延長することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】図１Ａおよび１Ｂは、本発明による複合材ゲッターを含む薄膜光起電性パネルを示しており、それぞれ熱封止過程の前および後を示している。
【図１Ｂ】図１Ａおよび１Ｂは、本発明による複合材ゲッターを含む薄膜光起電性パネルを示しており、それぞれ熱封止過程の前および後を示している。
【図２】図２は本発明による複合材ゲッターおよび公知技術による複合材ゲッターの間の比較を示している。
【図３】図３は、異なる水分吸収材を含む、本発明による２つの複合材ゲッターを示している。
【図４】図４は、異なるポリマーマトリックスを備えて形成された、本発明による複合材ゲッターの間の比較を示している。
【図５】図５は、本発明による２つの好ましい複合材ゲッターを備えた見本のパネルで得られた試験結果を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
従って本発明の目的は、遅延時間を増大させることが可能な光起電性パネルを製造するための複合ゲッター材料を提供することである。
【００２６】
第１の態様では、本発明は、低いＨ２Ｏ透過率を有するポリマーマトリックス中に分散したＨ２Ｏ吸収剤を含む光起電性パネル用の複合材ゲッターであり、該水分吸収剤が１種またはそれ以上のアルキル土類金属酸化物から本質的になっていることを特徴としている。
【００２７】
本発明は、図面を参照して以下に説明される。
【００２８】
図１Ａおよび１Ｂの図面においては、種々の要素、特にはその中の厚さに関しては、寸法および寸法上の関係は正確ではなくて、これらの図のよりよい解り易さのために変形されている。更に、光起電性パネルの幾つかの構成的な要素、例えば電気的両面間接続端子および結線は示されていないが、何故ならばそれらは本発明の説明には関係がないためである。
【００２９】
本発明による複合材ゲッターの製造に用いられるポリマーに求められる性質としては、これらは低いＨ２Ｏ透過率、好ましくは２５℃および６０％ＲＨで測定したときに１０ｇｍ−２ｄ−１ｍｍを有している必要がある。
【００３０】
好ましい実施態様では、ポリマーマトリックスは溶着（welding）ポリマーマトリックスであり、つまりはその接着性能は熱処理、例えば熱封止、すなわち１００〜１７０℃の範囲の温度への加熱の後に示される、もしくは向上する。この条件はしばしば、ポリマーマトリックスは１７０℃未満の溶融温度を有していなければならないことを意味している。
【００３１】
本発明を実施するのに有用なポリマーとしては、例えばエチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）、アイオノマー樹脂、例えばデュポン（DuPont）から市販されているサーリン（Surlyn）（登録商標）、エチレン−アクリル酸共重合体、例えばバゼル（Basell）から市販されているLucalen（登録商標）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、例えばダウケミカル（DOW Chemicals）から市販されているサラン（Saran）（登録商標）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）ならびにブチルゴムが挙げられる。
【００３２】
本発明による複合材ゲッターを実現するためには、ＥＶＡを用いることが好ましく、ＥＰＲゴムを用いることが更により好ましい。
【００３３】
更に、これらのポリマーは光起電性パネルの支持体への良好な接着性能をも有していなければならない。これらの支持体は、ガラスまたは、可撓性のパネルを得ることが望ましい場合には、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）のようなプラスチック材料から作ることができる。
【００３４】
これらのポリマーの接着性能は、適切な添加剤、例えばシランまたはマレイン酸無水物グラフト化によって官能化されたポリオレフィンを主成分とする接着促進剤を添加することによって向上させることができ、このような方法で０．３〜１５Ｎｍｍ−２の重ねせん断抵抗力を有するパネルを得ることができる。この性質についての更なる情報が、NREL/CP-520-37366中に発表されているJorgensonらの「改善されたＰＶモジュール信頼性のための包装材料の試験（Testing of Packaging Materials for Improved PV Module Reliability）」の記事中に見出される。
【００３５】
ポリマーマトリックスによるＨ２Ｏ透過率はポリマーの種類のみに一義的に関連付けられるのではなく、種々のパラメータの関数であることが指摘され、それらの中で、組成が最も関係するパラメータであり、従ってポリマーをそれが属する種類を基に選ぶのではなく、Ｈ２Ｏ透過率および溶融温度を基に選ぶことが重要であり、情報はこの分野の専門家には容易に入手できる。例えば、ＥＶＡの透過特性については、この情報は、Maraisら、「ＥＶＡ共重合体フィルムを通した水および気体の透過および収着（Permeation and Sorption of Water and Gases through EVA Copolymers Films）」、Mat. Res. Innovation、２００２年、第６巻、ｐ．７９〜８８の記事中で入手できる。
【００３６】
本発明者らは、ポリマーマトリックスのＨ２Ｏ透過率ならびに単位質量あたりに収着されるＨ２Ｏの量で定義されるこの材料の容量などの性質だけが、遅延時間に影響を与える性質ではないことを見出した。
【００３７】
本発明者らは、吸収剤の性質および種類が重大な役割を演じることを見出した。この目的には、ある特定の吸収材料、アルカリ土類金属酸化物、が他の種類のＨ２Ｏ吸収剤、例えばゼオライト、アルミナおよびシリカの使用に対して優位性を与える。
【００３８】
複合材ゲッターがアルカリ金属酸化物によって実現されるとしても、出発材料の純度によっては、低水準での他の化合物の存在は排除されなくてもよく、これに関連しては、複合材ゲッターは１種またはそれ以上のアルカリ金属酸化物から本質的になっており、つまりは９０％以上の水分吸収剤がアルカリ土類金属酸化物であることが重要である。
【００３９】
製造方法を単純化するために、ただ１つの種類のアルカリ土類金属酸化物のみから本質的になる複合材ゲッターを作ることが好ましく、この点については酸化マグネシウムの使用が好ましく、また酸化カルシウムの使用が更により好ましい。
【００４０】
本発明の目的である複合材ゲッター系は、１０質量％〜５０質量％の範囲の量のＨ２Ｏ吸収剤を含んでおり、このパーセンテージは好ましくは３０質量％〜４５質量％である。この吸収材料の質量濃度が１０％未満には決してならないことが、十分な遅延時間を確実にするために重要である。他方で、この濃度は上限値を有しており、何故ならば過剰に充填された複合材ゲッターは、基材への接着性に関して問題を露呈するからである。
【００４１】
図１Ａは、薄膜パネル１０の断面を示しており、本発明の複合材ゲッター１５を含んでおり、支持体の熱封止の操作の前である。この図において、光起電性要素１１は下方支持体１２と接触して示されている。この要素はポリマー材料１４によって封入されており、このポリマー材料１４は、下方支持体１２、上方支持体１３および本発明による複合材ゲッターによって範囲を限定された光起電性パネルの内部容積を満たしている。
【００４２】
図１Ｂは、熱封止の過程の後の光起電性パネル１０を示しており、この場合には、上方支持体の質量および加熱の組み合わさった作用の結果として、複合材ゲッター１５の出発時の厚さに対して、複合材ゲッター１５’の厚さはより小さくなることができることを示している。更に、複合材ゲッター１５’は、パネル１０の内側に向かっておよび外側に向かっての双方に若干突き出ていてもよく、この場合には、材料のパネルから流出した量は取り除かれ、このような除去はこの技術分野では通常はトリミングと称されている。
【００４３】
その第２の態様では、本発明は複合材ゲッターを含む薄膜光起電性パネルに関しており、その中ではこの複合材ゲッターは低いＨ２Ｏ透過率を有するポリマーマトリックス中に分散されたＨ２Ｏ吸収剤を含んでおり、該吸収剤は１種またはそれ以上のアルカリ土類金属酸化物から本質的になることを特徴としている。
【００４４】
通常は、本発明の光起電性パネルは、複合材ゲッターの位置取りを定め、典型的には細片の形態であり、パネルの縁または枠に近接しており、言い換えれば、複合材ゲッターは外側雰囲気に対するパネルの側方境界面を形成している。光起電性パネルの上方および下方界面はこれとは異なり上方および下方支持体によって形成されている。
【００４５】
その第３の態様では、本発明は光起電性パネルの製造方法に関しており、本発明の目的である複合材ゲッターは、２つの支持体の一方の縁の近傍に配置され、次いで他方の支持体が被せられ、そしてパネルは熱封止の熱加工を受けることを特徴としている。
【００４６】
熱封止には２つの主要な種類の方法が用いられ、一方は真空ラミネータの使用を予見させ、また他方はオートクレーブの使用を予見させる。２つの場合において、熱封止は通常は、１００〜１７０℃の範囲で実施される。この方法は、通常は１００〜１７０℃の範囲の温度に３〜４０分間の範囲の時間、加熱することからなっている。
【実施例】
【００４７】
更に本発明は、以下の限定するものではない実施例によって説明される。
【００４８】
複合材ゲッターの異なる試料を、ポリマーマトリックスおよび水分吸収剤の混合物の押出しによって生成した。この押出過程は、活性化された水分吸収剤が周囲空気に暴露されることを防止する。
【００４９】
調製された試料を表１中に列挙したが、この表にはポリマーマトリックス、その透過特性、水分吸収剤の種類、およびポリマーマトリックス中の質量％によるその充填量を示している。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
光起電性パネルでは、遅延時間を直接に測定することはできないが、それは完全な試験はやり終えるには数年を要するからであり、そのためＡＳＴＭ  Ｅ−９６−００のＡＳＴＭ法を出発点として用いた、促進試験法を内部で開発した。
【００５２】
特に、種々の試料について遅延時間を、２５ｍｍの直径を有し、１グラムの蒸留水を満たし、そして蓋で閉じた陽極酸化アルミニウムカップを用いて評価したが、この蓋の内側の部分、１５ｍｍ、は評価される試料の０．７５ｍｍの厚さの層からなっていた。
【００５３】
この試料を２５℃に保った乾燥器中に置き、そしてアルミニウムカップの質量を経時で測定した。カップが質量を失い始める時が遅延時間を表し、何故ならばこの時間が、水分がカップ上に配置された複合材ゲッターを通過して、カップを離れるのに要する時間だからである。この場合のカップは周囲環境を擬しており、他方で乾燥器の雰囲気はパネル環境を擬している。これらの試験の目的は、異なる試料の遅延時間に相対的な比較を与えることである。
【００５４】
種々の試料について得られた遅延時間を表２中に示した。
【００５５】
【表２】
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【００５６】
上記の結果は促進された試験条件で得られた遅延時間に関することを認識することが重要であり、これらの結果の影響をより良く理解するために、複合材ゲッターが１０年間の光起電性パネル寿命を確実にするために、光起電性パネルの側方障壁として必要な幅を見積もるために、上記の遅延時間を用い、その結果を表３に示した。
【００５７】
【表３】
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【００５８】
試料５の求められる幅は、通常は２０ｍｍ未満である光起電性パネル内部の有効な横方向の間隙とは適合しない。同じ幅が保たれるのであれば、本発明の目的の１つであるより効率のよい複合材ゲッターが、長期間のパネル寿命を可能にし、さもなければ必要な寿命を保障するための幅を低減させるので、浪費される空間を最小化させる。
【００５９】
２つの最良の試料である、試料２および試料４はまた、異なる幅の複合材ゲッターの枠上に取り付けられた１５×１５ｃｍの見本パネルによる他の実験を特徴としており、この場合には、フレームの湿潤した領域に相当するより暗い色のために、水分の浸透領域を直接に観察することができる。見本のパネルでの試験もまた促進条件で実施する必要があり、すなわちパネルは８５℃および８５％ＲＨで試験した。
【００６０】
実施した種々の実験についての比較曲線を図２〜４に示したが、特に図２は試料１について得られた質量損失曲線Ｓ１（点線で示されている）と、試料２について得られた質量損失曲線Ｓ２および比較試料５について得られた質量損失曲線Ｓ５（太線で示されている）との間の比較を示している。このような比較から、本発明による複合ゲッターで得られた試料１の遅延時間は、ゼオライトで得られた複合材ゲッターに対して約２倍であることが示された。このような比較は、試料１は２０質量％の量の水分吸収剤を充填しており、一方で比較試料５は４０質量％であるので、かなり重要である。異なる充填量は、遅延時間は単に水分収着容量の関数ではないことを実証するために用いられたが、何故ならば、これらの異なる充填水準の試料１および５は同等の容量を有しているが、しかしながら本発明による複合材ゲッターが用いられた場合には遅延時間は２倍の係数で異なっているからである。また、図２から、遅延時間は、第一次の、そして概略の近似で、水分吸収剤の充填量に直線的に依存しており、試料２の遅延時間は試料１の遅延時間の約２倍であり、また試料２は酸化カルシウムの２倍量を充填されている。
【００６１】
図３は、試料２について得られた質量損失曲線Ｓ２（点線で示されている）と、太線で示された試料３について得られた質量損失曲線Ｓ３との比較を示している。これらのデータもまた、水分容量が遅延時間に影響を与える主要なパラメータでないことを示しており、何故ならば、ＭｇＯを充填された試料３は、同じ質量％のＣａＯを充填された試料２に対して、高い水分吸収容量を与えているが、しかしながら、試料２に対してほぼ係数２の、より短い遅延時間を有している。
【００６２】
図４は、試料４について得られた質量損失曲線Ｓ４（太線で示されている）と、点線で示された、試料３について得られた質量損失曲線Ｓ３との比較を示している。これらのデータは、ＥＶＡを主成分とする複合材ゲッターに対して、ＥＰＲゴムポリマーマトリックスで得られた複合材ゲッターの改善された性質を示している。
【００６３】
図５は、異なる幅の見本のパネルで得られた遅延時間の直接的な比較であり、ここでは太線の曲線Ｓ’４が試料４で得られた結果を示し、一方で曲線Ｓ’２が試料２で得られた結果を示している。
【図１Ａ】
2014195095.tif 000006
【図１Ｂ】
2014195095.tif 000007
【図２】
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【図３】
2014195095.tif 000009
【図４】
2014195095.tif 000010
【図５】
2014195095.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月6日(2014.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
用語、「光起電性」および「ソーラー」は、同じかまたは同等の種類の装置（パネル、セル）を表し、また技術的に同等と考えられるべきものであるが、しかしながら以下の説明では「光起電性パネル」の用語が好ましく用いられる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
光起電性要素を封入するのに用いられるポリマー材料は、通常はエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）で構成されており、しばしば熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）およびポリビニルブチラール（ＰＶＢ）もまた用いられる。このポリマー材料は、光起電性パネルの内部体積を満たして、同時にこれに機械的安定性を与えるという基本的な目的を有している。光起電性パネルの内部体積とは、２つの支持体およびパネルの枠によって定義される体積を意味しており（通常は良好な接着性能を有するポリマーで形成されている）、それは光起電性要素または光起電性パネルの他の構造的要素（たとえば電気接点）によっては占有されない。光起電性要素が２つの支持体の一方と接触している場合は（通常は下方の支持体）、それ自体が三方を封入ポリマー材料によって封入されていることが分る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明を実施するのに有用なポリマーとしては、例えばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）、アイオノマー樹脂、例えばデュポン（DuPont）から市販されているサーリン（Surlyn）（登録商標）、エチレン−アクリル酸共重合体、例えばバゼル（Basell）から市販されているLucalen（登録商標）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、例えばダウケミカル（DOW Chemicals）から市販されているサラン（Saran）（登録商標）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）ならびにブチルゴムが挙げられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
複合材ゲッターがアルカリ土類金属酸化物によって実現されるとしても、出発材料の純度によっては、低水準での他の化合物の存在は排除されなくてもよく、これに関連しては、複合材ゲッターは１種またはそれ以上のアルカリ土類金属酸化物から本質的になっており、つまりは９０％以上の水分吸収剤がアルカリ土類金属酸化物であることが重要である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図５は、異なる幅の見本のパネルで得られた遅延時間の直接的な比較であり、ここでは太線の曲線Ｓ’４が試料４で得られた結果を示し、一方で曲線Ｓ’２が試料２で得られた結果を示している。
以下に、本願発明に関連する発明の実施形態を列挙する。
［実施形態１］
低水分透過率を有するポリマーマトリックス中に分散したＨ２Ｏ吸収剤を含む光起電性パネル用の複合材ゲッターであって、該水分吸収剤が１種またはそれ以上のアルカリ土類金属酸化物から本質的になることを特徴とする複合材ゲッター。
［実施形態２］
前記のポリマーマトリックスが、２５℃および６０％相対湿度で１０ｇｍｍ・ｍ−２ｄ−１未満のＨ２Ｏ透過率を有する、実施形態１記載の複合材ゲッター。
［実施形態３］
前記のポリマーマトリックスが１７０℃未満の溶融温度を有している、実施形態１記載の複合材ゲッター。
［実施形態４］
前記のポリマーマトリックスが０．３Ｎ／ｍｍ２以上のせん断抵抗力を有する、実施形態１記載の複合材ゲッター。
［実施形態５］
前記のポリマーマトリックスを形成する材料が、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）ならびにブチルゴムの中から選ばれる、実施形態１記載の複合材ゲッター。
［実施形態６］
前記のポリマーマトリックスがＥＶＡを含む、実施形態５記載の複合材ゲッター。
［実施形態７］
前記のポリマーマトリックスがＥＰＲを含む、実施形態５記載の複合材ゲッター。
［実施形態８］
前記の複合材ゲッター系中のＨ２Ｏ吸収剤の質量パーセントが１０〜５０％の範囲である、実施形態１記載の複合材ゲッター。
［実施形態９］
前記のアルカリ土類金属酸化物がＣａＯ、ＭｇＯおよびそれらの組み合わせから選ばれる、実施形態１記載の複合材ゲッター。
［実施形態１０］
前記のアルカリゲッター土類金属酸化物がＣａＯである、実施形態９記載の複合材ゲッター。
［実施形態１１］
実施形態１記載の複合材ゲッターを含む光起電性パネル。
［実施形態１２］
前記の複合材ゲッターが前記の光起電性パネルの周縁に近接して配置される、実施形態１１記載の光起電性パネル。
［実施形態１３］
２つの支持体（１２、１３）で範囲を限定された１つまたはそれ以上の光起電性要素（１１）を含む光起電性パネル（１０）の製造方法であって、熱封止の過程を経る前に、前記の支持体が、実施形態１記載の複合材ゲッター（１５）によって縁部近傍で互いに結合されることを特徴とする、方法。
［実施形態１４］
前記の熱封止の処理が１００℃〜１７０℃の範囲の温度で行なわれる、実施形態１３記載の方法。
［実施形態１５］
前記の熱封止がオートクレーブ中で行われる、実施形態１４記載の方法。
［実施形態１６］
前記の熱封止が真空ラミネータ中で行われる、実施形態１４記載の方法。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光起電性要素（１１）と、
下方支持体（１２）及び上方支持体（１３）と、
ポリマーマトリックス中に分散されたＨ２Ｏ吸収剤を含む複合材ゲッター（１５、１５’）と、
を備えた光起電性パネル（１０）であって、
前記Ｈ２Ｏ吸収剤は、１種又は２種以上のアルカリ土類金属酸化物から本質的に成るものであり、
前記ポリマーマトリックスは、２５℃および６０％相対湿度で１０ｇｍｍ・ｍ−２ｄ−１未満のＨ２Ｏ透過率を有し、
前記ポリマーを形成する材料は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及びエチレン−プロピレンゴムの中から選択され、
前記光起電性パネル（１０）は、前記下方支持体（１２）と前記上方支持体（１３）と前記複合体ゲッター（１５、１５’）とによってその範囲が限定されるものであり、
前記光起電性パネル（１０）は、前記複合材ゲッター（１５、１５’）とは異なるポリマー材料を含み、該ポリマー材料により前記光起電性パネル（１０）の内部体積が満たされて、そして前記少なくとも１つの光起電性要素（１１）が封入されている、
ことを特徴とする、光起電性パネル。
【請求項２】
請求項１記載の光起電性パネル（１０）であって、前記のポリマーマトリックスが１７０℃未満の溶融温度を有している、光起電性パネル。
【請求項３】
請求項１記載の光起電性パネル（１０）であって、前記のポリマーマトリックスが０．３Ｎ／ｍｍ２〜１５Ｎ／ｍｍ２のせん断抵抗力を有する、光起電性パネル。
【請求項４】
請求項１記載の光起電性パネル（１０）であって、前記の複合材ゲッター系中のＨ２Ｏ吸収剤の質量パーセントが１０〜５０％の範囲である、光起電性パネル。
【請求項５】
請求項１記載の光起電性パネル（１０）であって、前記のアルカリ土類金属酸化物がＣａＯ、ＭｇＯおよびそれらの組み合わせから選ばれる、光起電性パネル。
【外国語明細書】
2014195095000001.pdf