(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量構造とさらに高い耐湿性および耐候性、耐火性に優れる太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】モジュール１０は、一緒に積層されたいくつかの層を含む。第一外側保護層１５は第一サイド１６および第二サイド１７を有する。第二外側保護層２５は、同じく第一サイド２６および第二サイド２７を有する。第一外側保護層および第二外側保護層の間に配置されるのは、封止層２０および太陽電池モジュールアレイ２２であり、第一封止層で封止される。太陽電池モジュールアレイは、第一および第二封止層（図示せず）の間に挟まれていても良い。金属支持体３０は、適当な反復されるエンボス型をした金属を含み、第二外側保護層の第二サイド２７に、通常は一つ以上の接着剤を介して、接着される。エンボス型の頂上は、点状の部分を形成し、先端は第二第二外側保護層の第二サイドに接着している。【選択図】図１
2014045162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．第一サイドと第二サイドを有する第一外側保護層と、
ｂ．第一ポリマー組成物を含む封止層と、ここで、第一ポリマー組成物は、３０℃で１分の荷重時間においてＡＳＴＭ  Ｄ５０２６−０６によって定められるヤング率が約６００ＭＰａ以下である、
ｃ．第一外側保護層に面した入射光面を有する一または複数の太陽電池を含む太陽電池アセンブリと、
ｄ．第一サイドと第二サイドを有する第二外側保護層と、ここで第二外側保護層の第一サイドは太陽電池アセンブリに面している、
ｅ．第一サイドと第二サイドを有する金属支持体と、当該金属支持体の第一サイドは、太陽電池モジュールの積層体の第二外側保護層の第二サイドに接している、
を順に含む層を含む太陽電池モジュール。
【請求項２】
上記第一外側保護層および第二外側保護層は、ガラス材料；ポリカーボネート、アクリル、ポリアクリル酸、環状ポリオレフィン、スチレン、ポリアミド、ポリエステルおよびフッ素樹脂からなる群から選ばれる一以上のポリマーを含むポリマーシート；およびポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ノルボルネン、ポリスチレン、アクリル酸スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ポリスルホン、ナイロン、ポリウレタン、アクリル、セルロースアセテート、セロファン、ポリビニルクロライド、ポリプロピレン、α-オレフィン有するポリエチレン共重合体およびフッ素樹脂からなる群から選ばれる一以上のポリマーを含むポリマーフィルム；からなる群から選ばれる一以上の材料を含む請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項３】
上記ガラス材料は、フロートガラス、ロールド・ガラス、鋳造ガラスからなる群から選ばれる一以上の材料であり、当該フロートガラス、当該ロールド・ガラス、当該鋳造ガラスは任意で焼戻し、熱処理、化学処理またはこれらの組み合わせによって強化される、請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項４】
上記第一外側保護層がガラス材料を含む請求項２の太陽電池モジュール。
【請求項５】
上記太陽電池アセンブリおよび上記第二外側保護層の間に配置された第二封止層を一層をさらに含み、当該第二封止層は３０℃で１分の荷重時間においてＡＳＴＭ  Ｄ５０２６−０６によって定められるヤング率が約６００ＭＰａ以下である第二ポリマー組成物を含む、請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項６】
上記第一封止層は、酸コポリマー体、イオノマー、ポリエチレンビニルアセタート、ポリビニルアセタート、ポリウレタン、ポリビニルクロライド、ポリエチレン、ポリオレフィンブロック共重合体エラストマ、α‐オレインおよびα，β‐エチレン性不飽和カルボン酸エステルの共重合体、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂およびポリマー材料の２以上の組み合わせからなる群から選ばれる一以上のポリマー材料を含む請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項７】
上記第一封止層および第二封止層は、それぞれ、酸コポリマー体、イオノマー、ポリエチレンビニルアセタート、ポリビニルアセタール、ポリウレタン、ポリビニルクロライド、ポリエチレン、ポリオレフィンブロック共重合体エラストマー、α‐オレインおよびα，β‐エチレン性不飽和カルボン酸エステルの共重合体、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂およびポリマー材料の２以上の組み合わせからなる群から選ばれる一以上のポリマー材料を含む請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項８】
上記金属支持体は、スチール、ステンレススチール、アルミニウム、銅およびこれらの合金からなる群から選ばれる一以上の金属を含む請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項９】
上記金属支持体は、熱硬化性樹脂、弾性樹脂、熱可塑性樹脂、両面接着テープおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる接着剤によって、上記第二外側保護層の第二サイドに接着している請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
上記金属支持体の長さおよび幅寸法は、太陽電池モジュールの長さおよび幅寸法と実質的に同じであり、深さ寸法は約６ｍｍおよび約８０ｍｍの間である請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
上記金属支持体は、トラスコアパネルを含んでいる請求項１０の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
上記太陽電池モジュールは、一以上のブラケットを当該モジュールの上に一点以上で取り付けられた請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
上記太陽電池モジュールは、２４００Ｐａの応力に耐性を示し、上記第一および第二外側保護層は、その材料の許容応力を超えない最大主応力を示す請求項１２の太陽電池モジュール。
【請求項１４】
ＩＥＣ６１７３０に記載された試験である火炎拡大試験をパスする請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項１５】
上記モジュールは、スポット溶接、半田付けまたは熱硬化性樹脂、弾性樹脂、熱可塑性樹脂、両面接着テープおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる接着剤によって、金属支持体に接着する金属プレートを含む請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項１６】
上記金属支持体の表面積は、積層太陽電池モジュールの第二外側保護層と約同等である請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項１７】
上記金属支持体の表面積が、上記積層太陽電池モジュールの第二外側保護層の少なくとも６０％である請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項１８】
上記金属プレートの表面積が上記金属支持体の表面積の約１５％から２５％である請求項１５の太陽電池モジュール。
【請求項１９】
上記モジュールは、一以上のブラケットを当該モジュールの上に一点以上で取り付けられた請求項１５の太陽電池モジュール。
【請求項２０】
上記太陽電池モジュールは、２４００Ｐａの応力に耐性を示し、上記第一および第二外側保護層は、その材料の許容応力を超えない最大主応力を示す請求項１９の太陽電池モジュール。
【請求項２１】
ＩＥＣ６１７３０に記載された試験である火炎拡大試験をパスする請求項１５の太陽電池モジュール。
【請求項２２】
上記太陽電池は、単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）、多結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）、カドミウムテルライド（ＣｄＴｅ）、銅インジウムセレナイド（ＣＩＳ）、銅インジウムガリウムセレナイド（ＣＩＧＳ）、ヘテロ接合型真性半導体薄層（ＨＩＴ）、銅亜鉛スズ硫化物（ＣＺＴＳ）、光吸収色素、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、キャストモノｃ−Ｓｉ、有機半導体、多接合タンデム太陽電池およびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項１５の太陽電池モジュール。
【請求項２３】
上記第一および第二外側保護層を合わせた厚みは３．２ｍｍ未満である請求項１の太陽電池モジュール。
【請求項２４】
ａ．第一サイドと第二サイドを有する第一外側保護層と、
ｂ．ポリマー組成物を含む封止層と、ここで、第一ポリマー組成物は、３０℃で１分の荷重時間においてＡＳＴＭ  Ｄ５０２６−０６によって定められるヤング率が約６００ＭＰａ以下である、
ｃ．第一外側保護層に面した入射光面を有する一または複数の太陽電池を含む太陽電池アセンブリと、ここで太陽電池アセンブリは第一外側保護層の第二サイドまたは第二外側保護層の第一サイドいずれかに配置された薄膜セルを含む、
ｄ．第一サイドと第二サイドを有する第二外側保護層と、ここで第二外側保護層の第一サイドは太陽電池アセンブリに面している、
ｅ．第一サイドと第二サイドを有する金属支持体と、当該金属支持体の第一サイドは、太陽電池モジュールの積層体の第二外側保護層の第二サイドに接している、
を、任意の操作順に含む層を含む太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属支持体を含む、改善された耐火性および耐負荷応力性を示す、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書には、本発明が係る技術的現状をより完全に記述する目的で、いくつかの特許、特許出願および刊行物が引用されている。これらの特許、特許出願および刊行物の開示全体が参照により本明細書に援用されている。
太陽電池は持続可能なエネルギー源を提供することから、その用途は急速に拡大しつつある。太陽電池は、典型的には、使用される光吸収性材料に基づいて２つのタイプ、すなわちバルクまたはウェハーベースの太陽電池および薄膜太陽電池に分類することができる。
【０００３】
単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）、多（ｐｏｌｙまたはｍｕｌｔｉ）結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉまたはｍｃ−Ｓｉ）およびリボンシリコンは、より伝統的なウェハーベースの太陽電池を形成する上で最も一般的に使用される材料である。ウェハーベースの太陽電池から派生した太陽電池モジュールは多くの場合、合わせてはんだ付けされる一連の自立型ウェハー（または電池）を含む。ウェハーは一般に約１８０〜約２４０μｍの間の厚みを有する。はんだ付けされた太陽電池のパネルは、その上に被着された導体ペーストおよび／または電気配線例えば導線および母線の層と共に、多くの場合、太陽電池層またはアセンブリと呼ばれる。このため、これらは外側保護層シートとも呼ばれる。
【０００４】
少なくとも２０年間使用されるかもしれない耐候性モジュールを形成するためには、太陽電池アセンブリは典型的にポリマー封止材の層またはシートの間に挟まれるかまたはラミネートされる。これらのフロントおよび裏面シートは太陽電池を環境から隔離し、モジュールに機械的支持を提供する。太陽電池の周囲で流動し変形しうる封止材を一層有することもかのうであり、機械的支持の必要性が供給させることもできる。
【０００５】
この構造は、これもまた外側保護層またはシートの間に挟まれるかまたはラミネートされる。一般に、ウェハーベースの１つまたは複数の太陽電池から派生した太陽電池モジュールは、フロントの太陽に対面する側から裏面の太陽に対面しない側までの位置順で、（１）フロント外側保護層または「フロントシート」、（２）フロント封止材層、（３）太陽電池アセンブリまたは層、（４）裏面封止材層、および（５）裏面外側保護層または「裏面シート」を含むラミネート構造を有する。
【０００６】
この構造を有するモジュールでは、太陽電池アセンブリの太陽に対面する側に向かって位置づけされた材料、すなわちフロントシートおよびフロント封止材層が優れた透明度を有して充分な日光が太陽電池に到達できるようにすることが不可欠である。さらに、一部のモジュールは、両面受光型太陽電池を含んでいてもよい。両面受光型太陽電池は、その太陽に対面する側に直接日光を受けると共に、太陽に対面していなくても反射して反対側に戻された日光を受けて電力を生成することができる。明らかに、両面受光型モジュールでは、太陽電池アセンブリの両面をとり囲む材料が充分に透明であることが不可欠である。
【０００７】
フロントおよび裏面封止材シートは典型的に、ポリマー材料、例えば酸コポリマー、アイオノマー、ポリ（エチレンビニルアセテート類）（ＥＶＡ）、ポリ（ビニルアセタール類）（例えばポリ（ビニルブチラール類）（ＰＶＢ））、ポリウレタン類、ポリ（ビニルクロリド類）、ポリエチレン類（例えば直鎖低密度ポリエチレン類）、ポリオレフィンブロックコポリマーエラストマー、α−オレフィン類およびα，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル類のコポリマー）（例えばエチレンメチルアクリレートコポリマーおよびエチレンブチルアクリレートコポリマー）、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂類、およびこれらのポリマー材料の２つ以上の組合せで製造される。これらのうちＥＶＡが、太陽電池封止材の材料として最も好評な選択肢である。
【０００８】
ウェハーベースの太陽電池モジュール内のフロントおよび裏面保護層としては、ガラスおよび可撓性金属またはプラスチックフィルムが、使用されてきた。しかしながら、ガラスは、その機械的および光学的特性のため、最も所望される選択肢であり続けている。
【０００９】
薄膜太陽電池は、ウェハーベースの太陽電池のますます重要な代替物となってきた。このような電池のために一般に使用される材料としては、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ2またはＣＩＳ）、ジセレン化銅インジウム／ガリウム（ＣｕＩｎxＧａ(1-x)Ｓｅ2またはＣＩＧＳ）、光吸収性色素、有機半導体などが含まれる。  一例として、薄膜太陽電池は、米国特許第５，５０７，８８１号明細書；５，５１２，１０７号明細書；５，９４８，１７６号明細書；５，９９４，１６３号明細書；６，０４０，５２１号明細書；６，１２３，８２４号明細書；６，１３７，０４８号明細書；６，２８８，３２５号明細書；６，２５８，６２０号明細書；６，６１３，６０３号明細書および６，７８４，３０１号明細書および米国特許公開第２００７０２９８５９０号明細書；２００７０２８１０９０号明細書；２００７０２４０７５９号明細書；２００７０２３２０５７号明細書；２００７０２３８２８５号明細書；２００７０２２７５７８号明細書；２００７０２０９６９９号明細書；２００７００７９８６６号明細書；２００８０２２３４３６号明細書および２００８０２７１６７５号明細書などに記載されている。
【００１０】
薄膜太陽電池アセンブリは、標準的に基板を含んでいる。基板上に、光吸収性で半導体材料の多数の層が被着される。基板はガラスまたは可撓性フィルムであってもよい。これはまた、日光に対面している場合、これらのモジュール内の表板と呼ばれてもよい。薄膜太陽電池アセンブリはさらに、半導体材料上に被着されている透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）または電気配線などの導電性コーティングを含んでいてもよい。ウェハーベースの太陽電池アセンブリと同様に、薄膜太陽電池アセンブリは、ポリマー封止材層の間に挟まれるかまたはラミネートされていてもよく、この構造はそれ自体外側保護層の間に挟まれるかまたはラミネートされていてもよい。薄膜太陽電池アセンブリは１つの表面、具体的には、ポリマー封止材層にラミネートされた基板または表板の反対側にあたる表面しか有していなくてもよい。これらの太陽電池モジュールにおいて、封止材層は最も多くの場合、外側保護層と接触しこの層に対してラミネートされる。
【００１１】
例えば、薄膜太陽電池モジュールは、フロントのまたは太陽に対面する側から、裏面のすなわち太陽に対面しない側までの位置順で、（１）太陽に対面するそのフロント側上に表板を有する薄膜太陽電池アセンブリ、（２）ポリマー裏面封止材層および（３）裏面保護層または「裏面シート」を含むラミネーション構造を有していてもよい。この構造において、表板は、フロント保護層の機能を果たす。
【００１２】
あるいは、薄膜太陽電池モジュールは、フロントのまたは太陽に対面する側から、裏面のすなわち太陽に対面しない側までの位置順で、（１）フロント保護層または「フロントシート」、（２）ポリマーフロント封止材シート、および（３）その裏面または太陽に対面しない側上に基板を有する薄膜太陽電池アセンブリを含むラミネートされた構造を有していてもよい。この構造において、基板は同様に裏面保護層の機能を果たす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
過去においては、充分な強度を有する太陽電池モジュールを提供するためには、例えば約２ｍｍ以上の大きな厚みを有するガラスシートを使用することが必要であった。しかしながら、最近の傾向は、太陽電池モジュールを建築構造物中に一体化することにある。例えば太陽電池モジュールは横窓の一部であってもよく、あるいは建物屋上に取付けられてもよい。このような構造においては、許容可能な貫入強度および接着を維持しながらモジュールの重量を削減することが有利であると考えられる。したがって、高度の破損耐性と機械的強度を維持しながら、太陽電池モジュールの重量を削減する必要性が存在する。
【００１４】
さらに、太陽電池モジュールが建築構造物中に設置され利用される場合には、それらはフレーム内に固定され支持構造上に取付けられることが多い。フレームは一般に金属類またはプラスチック類などの剛性材料で製造される。金属フレームは、例えば、鋼、アルミニウム、チタン、真鍮、鉛、クロム、銅およびこれらの金属の２つ以上の組合せまたは合金で製造されてきた。プラスチックフレームは、例えばポリカーボネート、ポリウレタン、ナイロンおよびこれらの材料の２つ以上の組合せから製造されてきた。同様に、フレームおよび取付けシステムの重量を削減することも所望される。
【００１５】
枠無し太陽電池モジュールを取付けることが所望されるかもしれない。枠無しの最終用途を成功させるためには、太陽電池モジュールは、軽量構造とさらに高い耐湿性および耐候性を有する必要があると考えられる。
【００１６】
太陽電池モジュールがより建築構造物に設置されると、耐火性、すなわちこれらが建物を包み込むであろう火に付加燃料を供給しないことが益々重要になってくる。例えば、太陽電池は火の熱に晒され、十分に高温であればモジュールガラスは破損し封止材が溶けて太陽電池モジュールから漏出してくる。この溶出した材料は火を後押し、または十分な熱エネルギーを持ちつつ他の表面に落ちて発火させたりしうる。本発明では、この重要な必要性に対するアプローチについて説明する。
【００１７】
薄ガラスを用いた軽量太陽電池モジュールは、所有者共通の米国特許公開2012-0097219A1が参照によって本明細書中に援用される。
【００１８】
さらに、太陽電池モジュールは、荷重がかかるまたは曲がると機能しなくなることが知られているため、太陽電池モジュールのサイズは一般的に限定される。大きいモジュールは、特にモジュール取付け部分であるエッジの間にある中ほどの点またはエリアにおいて、湾曲する可能性がより高い。より大きな面をもつ太陽電池モジュールを生産し使用することは経済的でもある。本発明は、この重要な必要性に対するアプローチについても説明する。
【００１９】
本明細書中で提供されている太陽電池モジュールは、ａ．第一サイドと第二サイドを有する第一外側保護層と、ｂ．第一ポリマー組成物を含む封止層と、ここで、第一ポリマー組成物は、３０℃で１分の荷重時間においてＡＳＴＭ  Ｄ５０２６−０６によって定められるヤング率が約６００ＭＰａ以下である、ｃ．第一外側保護層に面した入射光面を有する一または複数の太陽電池を含む太陽電池アセンブリと、ｄ．第一サイドと第二サイドを有する第二外側保護層と、ここで第二外側保護層の第一サイドは太陽電池アセンブリに面している、ｅ．第一サイドと第二サイドを有する金属支持体と、当該金属支持体の第一サイドは、太陽電池モジュールの積層体の第二外側保護層の第二サイドに接している、を順に含む層を含む。
【００２０】
本明細書中で提供されている太陽電池モジュールは、さらにラミネート層として、太陽電池アセンブリおよび上記第二外側保護層の間に配置された第二封止層を一層をさらに含み、当該第二封止層は３０℃で１分の荷重時間においてＡＳＴＭ  Ｄ５０２６−０６によって定められるヤング率が約６００ＭＰａ以下である第二ポリマー組成物を含む。
【００２１】
本明細書中で提供されている太陽電池モジュールは、金属支持体に接着された金属プレートを有する。
本明細書中で提供されている太陽電池モジュールは、上記太陽電池モジュールは、２４００Ｐａの応力に耐性を示し、上記第一および第二外側保護層は、その材料の許容応力を超えない最大主応力を示す。
【００２２】
本明細書中で提供されている太陽電池モジュールは、ＩＥＣ６１７３０に記載された試験である火炎拡大試験をパスする。
【００２３】
本明細書中で提供されている太陽電池モジュールは、任意の操作順に、
ａ．第一サイドと第二サイドを有する第一外側保護層と、
ｂ．ポリマー組成物を含む封止層と、ここで、第一ポリマー組成物は、３０℃で１分の荷重時間においてＡＳＴＭ  Ｄ５０２６−０６によって定められるヤング率が約６００ＭＰａ以下である、
ｃ．第一外側保護層に面した入射光面を有する一または複数の太陽電池を含む太陽電池アセンブリと、ここで太陽電池アセンブリは第一外側保護層の第二サイドまたは第二外側保護層の第一サイドいずれかに配置された薄膜セルを含む、
ｄ．第一サイドと第二サイドを有する第二外側保護層と、ここで第二外側保護層の第一サイドは太陽電池アセンブリに面している、
ｅ．第一サイドと第二サイドを有する金属支持体と、当該金属支持体の第一サイドは、太陽電池モジュールの積層体の第二外側保護層の第二サイドに接している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の金属支持体を有する太陽電池モジュールを表す。
【図２】本発明の金属プレートおよび金属支持体を有する太陽電池モジュールを表す。
【図３】図２で表す本発明の金属プレートおよび金属支持体を有する太陽電池モジュールを別の面から見た図である。
【図４ａ】本発明で利用される幾何学的形および周期的配置を表す。
【図４ｂ】本発明で利用される幾何学的形および周期的配置を表す。
【図４ｃ】本発明で利用される幾何学的形および周期的配置を表す。
【図４ｄ】本発明で利用される幾何学的形および周期的配置を表す。
【図４ｅ】本発明で利用される幾何学的形および周期的配置を表す。
【図４ｆ】本発明で利用される幾何学的形および周期的配置を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下の定義は、具体的事例において別段の限定のないかぎり、本明細書全体を通して使用されている用語に適用される。
【００２６】
さらに、別段の定義のないかぎり、本明細書中で使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。矛盾がある場合、定義を含めた本明細書が支配する。
【００２７】
本発明の実践または試験においては本明細書中に記載されるものと類似したまたはそれと均等の方法および材料を使用することができるが、本明細書には適切な方法および材料が記載されている。
【００２８】
本発明の実践または試験においては本明細書中に記載されるものと類似したまたはそれと均等の方法および材料を使用することができるが、本明細書には適切な方法および材料が記載されている。
【００２９】
本明細書において使用される「約」という用語は、量、サイズ、調合、パラメータおよび他の数量および特性が正確でなくかつ正確である必要はなく、許容誤差、換算率、端数計算、測定誤差など、ならびに当業者にとって公知の他の要因を反映して所望される通りに近似のおよび／またはより大きいまたはより小さいものであり得ることを意味している。一般に、量、サイズ、調合、パラメータまたは他の数量または特性は、そのようなものとして明示されているか否かに関わらず、「約（ａｂｏｕｔ）」または「おおよそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ）」である。
【００３０】
本明細書中で使用される「または（ｏｒ）」という用語は包含的である。より具体的には、「ＡまたはＢ」という語句は、「Ａ、Ｂ、またはＡとＢの両方」を意味する。排他的「または（ｏｒ）」は、本明細書中、「ＡまたはＢのいずれか」および「ＡまたはＢの１つ」などの用語により指定されている。
【００３１】
さらに、本明細書中で説明されている範囲は、限定された状況下で別段の明示的記載のないかぎり、その端点を含む。さらに、量、濃度またはその他の値またはパラメータが範囲、１つ以上の好ましい範囲、または好ましい上限値と好ましい下限値の列記として示されている場合、これは、その対が別個に開示されているか否かに関わらず、任意の範囲上限または好ましい上限値および任意の範囲下限または好ましい下限値の任意の対で形成されるすべての範囲を具体的に開示するものとして理解されるべきである。
【００３２】
さらに、一数値範囲が本明細書中で列挙されている場合、具体的状況下で別段の記載のないかぎり、その範囲はその端点およびその範囲内の全ての整数および分数を含むように意図されている。本発明の範囲が、一範囲を定義する際に説明された具体的値に限定されるということは意図されていない。最後に、１つの値または一範囲の端点を記述するにあたって「約」という用語が使用される場合、本開示は言及されている具体的値または端点を含み入れるものとして理解されるべきである。
【００３３】
本明細書中で「当業者にとって公知の」という用語または同義の単語または言いまわしを用いて材料、方法、または機械類が記述されている場合、この用語は、本出願の提出時点で慣習的である材料、方法および機械がこの記述により包含されていることを意味している。同様に包含されているのは、現在慣習的ではないが、類似の用途のために適したものとして当該技術分野において認知されることになるであろう材料、方法および機械類である。
【００３４】
本明細書中で使用される用語「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」「〜を特徴とする（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ）」、「〜を有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」またはその任意の他の同義語または変形形態は、非排他的包含を意味する。例えば、要素の詳細な列記を含むものとして記述されているプロセス、方法、物品または器具は、必ずしもこれらの詳細な列記に限定されず、明示的に列記されていないかまたはこのようなプロセス、方法、物品または器具に固有である他の要素をさらに含んでいてもよい。
【００３５】
「本質的に〜からなる（〜で構成される）」という過渡的な言いまわしは、１つのクレームの範囲を、特定された材料またはステップおよび請求対象の発明の基本的なおよび新規の１つまたは複数の特徴に実質的な影響を及ぼすことのない材料またはステップに限定している。「「本質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」のクレームは「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」書式で書かれている閉鎖クレームと、「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」書式で作成された完全開放クレームの中間を占める。」
【００３６】
発明またはその一部分が「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの開放型用語を用いて記述されている場合、具体的な状況の下で別段の記載があるのでないかぎり、この記述は、以上で定義されている通りの「本質的に〜からなる」という用語を用いた本発明の記述をも含むものと理解されるべきである。
【００３７】
不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、本発明の要素および構成要素を記述するために利用される。これらの冠詞の使用は、これらの要素または構成要素の１つまたは少なくとも１つが存在することを意味する。これらの冠詞は慣習的に、修飾される名詞が単数名詞であることを意味するために用いられるが、本明細書中で使用される冠詞「ａ」および「ａｎ」は、具体的な事例において別段の記載がなされているのでないかぎり、複数も含む。同様にして本明細書中で使用される定冠詞「ｔｈｅ」も、ここでもまた具体的な事例において別段の記載がなされているのでないかぎり被修飾名詞は単数または複数であってもよいということを意味している。
【００３８】
本明細書で使用される「コポリマー」という用語は、２つ以上のコモノマーの共重合の結果として得られる共重合された単位または残渣を含むポリマーを意味する。これに関連して、コポリマーは、その成分コモノマーまたはその成分コモノマーの量に関して、例えば「エチレンおよび９重量％のアクリル酸を含むコポリマー」またはそれに類する記述で記載されてもよい。このような記述は、それが共重合された単位としてコモノマーに言及していないという点において；またはそれが例えばＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｏｎ ｏｆ Ｐｕｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（ＩＵＰＡＣ）命名法などのコポリマーについての慣習的な命名法を含まないという点において；またはそれがプロダクト・バイ・プロセス専門用語集を使用しないという点において；または別の理由から、非公式のものとみなされる場合がある。しかしながら、本明細書中で使用されるように、その成分コモノマーまたはその成分コモノマーの量に関するコポリマーの記述は、そのコポリマーが、規定されたコモノマーの共重合単位を（規定されている場合には規定の量で）含んでいることを意味する。その必然的帰結として、コポリマーは、限定的な状況下でそのようなものとして明示的に記載されているのでないかぎり、所与の量で所与のコモノマーを含有する反応混合物の生成物ではないことになる。
【００３９】
「酸コポリマー」という用語は、α−オレフィン、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合単位、そして場合により、例えばα，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステルなどの他の１つまたは複数のコモノマーの共重合単位を含むポリマーを意味する。
【００４０】
「アイオノマー」という用語は、上述の通り酸コポリマーを部分的または完全に中和することによって生産されるポリマーを意味する。より具体的には、アイオノマーは、金属イオンカルボキシレート類、例えばアルカリ金属カルボキシレート類、アルカリ土類金属カルボキシレート類、遷移金属カルボキシレート類およびこのようなカルボキシレート類の混合物であるイオン基を含む。このようなポリマーは一般に、例えば塩基との反応によって本明細書中で定義されている酸コポリマーである前駆体または親ポリマーのカルボン酸基を部分的にまたは完全に中和することによって生産される。本明細書中で使用されるアルカリ金属アイオノマーの例としては、ナトリウムアイオノマー（つまりナトリウム中和アイオノマー）、例えばエチレンおよびメタクリル酸のコポリマーがあり、ここで共重合メタクリル酸単位のカルボン酸基の全てまたは一部分がナトリウムカルボキシレート類の形をしている。
【００４１】
ここで単独で使用されるかまたは「ラミネート（された）（ｌａｍｉｎａｔｅｄ）」または「ラミネーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）」などの組合せた形で使用される「ラミネートする（ラミネート）（ｌａｍｉｎａｔｅ）」という用語は、互いにしっかりと接着または結合された少なくとも２つの層を有する構造を意味する。層は互いに直接的または間接的に接着されてもよい。「直接的に」という用語は、２層の間に中間層または接着剤層などの追加の材料が全く存在しないことを意味し、「間接的に」という用語は、２層の間に追加の材料が存在することを意味する。
【００４２】
本明細書中の材料、方法および実施例は単に例示的なものであり、具体的に記載されている場合を除き、限定的であるようには意図されていない。
【００４３】
最後に、本明細書中に説明されている全ての百分率、部分、比率などは、具体的事例において別段の記載のないかぎり、重量に基づく。
「太陽電池」という用語は、光を電気エネルギーに変換するあらゆる物をいう。適当な太陽電池は、特に限定されないが、ウェハーベース太陽電池（例えば、ｃ−Si、ｍｃ−Si、HIT、およびこれらの混合）、ガリウム砒素（GaAs）、キャストモノｃ−Ｓｉ、有機半導体、多接合タンデム太陽電池およびこれらの組み合わせ、および薄膜太陽電池（例えば、ａ−Si、μｃ−Si、ＣｄＴｅ、ＣＩＳ、ＣＩＧＳ、銅亜鉛スズ硫化物（ＣＺＴＳ）、光吸収色素、有機半導体およびこれらの混合物からなる群から選ばれる材料を含む太陽電池）を含む。
太陽電池アセンブリは、一つまたは複数の太陽電池を含んでもよい。複数の太陽電池は、電気的に接続されるか、または平面に並べて配置される。さらに、太陽電池アセンブリは、ウエハーベース太陽電池では導電性ペーストが、薄膜太陽電池では導電性コーティングが、または全てのタイプの太陽電池では電気配線が含まれていても良い。
太陽電池モジュールは、太陽に対する面、または光入射面、および太陽に対面しない面を有してよい。このような構造では、光源と太陽電池アセンブリの表、太陽に面した側、の間にある層は光が太陽電池に届くほどの十分な透過性をもたなくてはならない。他の裏側、太陽電池アセンブリの太陽に対面しない側、にあるラミネート層は透明である必要はない。
あるいは、太陽電池層は両面受光型であってもよい。両面受光型太陽電池層を含む太陽電池モジュールにおいては、モジュール内に含まれる全てのラミネートされた層は、太陽電池アセンブリを除いて、光または反射光が太陽電池に到達できるように充分な透明度を有していなくてはならない。
本発明の太陽電池モジュールは図１、２および３で図示される。本発明の太陽電池モジュール１０は、一緒に積層されたいくつかの層を含む。第一外側保護層１５は第一サイド１６および第二サイド１７を有する。第二外側保護層２５は、同じく第一サイド２６および第二サイド２７を有する。第一外側保護層および第二外側保護層の間に配置されるのは、封止層２０および太陽電池モジュールアレイ２２であり、第一封止層で封止される。太陽電池モジュールアレイは、第一および第二封止層（図示せず）の間に挟まれていても良い。
金属支持体３０は、適当な反復されるエンボス型をした金属を含み、第二外側保護層の第二サイド２７に、通常は一つ以上の接着剤を介して、接着される。図１で示すように、エンボス型の頂上は、点状の部分を形成し、先端は第二第二外側保護層の第二サイドに接着している。同様に、底の部分３４が存在する。金属支持体は、モジュールの第二外側保護層と約同じサイズとなりうる。一般的に、積層された太陽電池モジュールの第二外側保護層の表面積の少なくとも６０％であるべきである。
図２は、上述し図１と同じ番号で示すとおり、第一サイドおよび第二サイドを有する第一および第二外側保護層、一つ以上の封止層、太陽電池モジュールアレイをもつ本発明の太陽電池モジュール４０を表す。第二外側保護層の第二サイドに接するのはエンボス型の金属支持体である。底点３４に接するのは金属プレート３５の第一サイド３６である。金属プレートは、第二サイド３７も有する。
図３は、図２の太陽電池モジュールを別の角度から見た図で、金属支持体への金属プレートの設置を示す。金属プレートは金属支持体のどこの部分に接していても良い（例えば、中心部、サイド部分等）
金属支持体を第二外側保護層の第二サイドに接着したり、金属プレートを金属支持体に接着するためには、様々なタイプの材料が用いられうる。任意の好都合な接着方法が用いられても良い一方で、スポット溶接、半田付けおよび接着剤の使用が考えられる。任意の適当な接着剤も用いられ、限定されないが、エポキシおよびシアノアクリレートのような熱硬化性樹脂、シリコーンのような弾性樹脂、アクリルのような熱可塑性樹脂、および両面テープを含む。全ての接着箇所で同じ方法もしくは材料を用いる必要はない。一を超える接着方法が同時に使用されうる。
金属支持体は好都合な金属、好ましくは、スチール、ステンレススチール、アルミニウム、銅、およびこれらの合金からなる群から選ばれる一以上の金属である。同様に、金属プレートもいかなる好都合な金属から作られていて良く、好ましくは、スチール、ステンレススチール、アルミニウム、銅、およびこれらの合金からなる群から選ばれる一以上の金属から作られる。金属支持体および金属プレートが同じ金属から作られる必要はない。
【００４４】
さらに、金属プレートは、同様に、任意の適当なサイズでよい。一般的には、金属支持体の表面積の約１５％から約２５％、または約１５％から２０％である。この例においては、”金属支持体の表面積”は、底面３４の表面積を意味する。
【００４５】
金属支持体は凸型を周期的に形成して浮き上がらせた形を含む。このような凸型とすることで、例えば、図４のように、各形の頂上をつなぐ線が週的な形になる。図示されるように、これらの形状は規則正しい三角（図４ａ）、規則正しい四角（図４ｂ）、規則正しい六角（図４ｃ）、二つの三角の組み合わせ（図４ｄ）、二つの四角形の組み合わせ（図４ｅ）および平行六面体（図４ｆ）である。エンボス型は、例えば、多角柱、不完全な多角ピラミッド、円柱、円錐台、ドーム型、またはこれらの組み合わせが可能である。各エンボス型は、他の間に入らない。
【００４６】
さらには、金属支持体は、一を超える層を含む。例えば、幾何学的に浮き上がらせた形を有する層は、支持する機能をもつ平らな金属層に、好都合な接着方法（例えば、スポット溶接、半田付け、接着剤）で接着される。
【００４７】
一つの特に有益な金属支持体は、エンボス型の金属層を含む。一般的には、この種の金属支持体のエンボスの部分は、任意の形でもよく、限定はされないが、不完全な多角ピラミッド、円柱、円錐台およびドーム型を含む。不完全な多角ピラミッドは、好ましい形である。金属支持体は普通は、エンボス型のパネル平面から頂上までの高さ（例えばピラミッドの高さ）を測った高さおよび、例えば三角錐ベースの一面について測定したサイズとともに説明される。
金属支持体の一つが、JP4763417B2に記載されている。金属支持体の高さは、約６ｍｍから８０ｍｍの間または１０ｍｍと６０ｍｍの間、あるいは１５と２５ｍｍの間である。
【００４８】
金属支持体は三次元構造（例えばエンボス型）を取り、太陽電池裏面に接着されるため、モジュールの表面積を増やすと考えられる。これにより、モジュールの熱が拡散しやすく冷却させることができる。これは温度上昇がモジュールのエネルギー生産量を低減させることから、特に重要である。構成された支持体は、それゆえ、モジュールの電気的生産量を増やすと見られうる。
【００４９】
本発明で用いられうる封止材は、下方で説明するとおりヤング率が要求仕様に入る限り、酸コポリマー、イオノマー、ポリ（エチレンビニルアセテート類）（ＥＶＡ）、ポリ（ビニルアセタール類）（例えばポリ（ビニルブチラール類）（ＰＶＢ））、ポリウレタン類、ポリ（ビニルクロリド類）、ポリエチレン類（例えば直鎖低密度ポリエチレン類）、ポリオレフィンブロックコポリマーエラストマー、α−オレフィン類およびα，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル類のコポリマー）（例えばエチレンメチルアクリレートコポリマーおよびエチレンブチルアクリレートコポリマー）、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂類、およびこれらのポリマー材料の２つ以上の組合せのようなポリマー材を含む。
【００５０】
アイオノマー封止材シートは、２〜１０個の炭素原子を有するα−オレフィンの共重合単位と、前駆体酸コポリマーの総重量に基づいて約１０〜約３０重量、％約１８〜約３０重量％または約２０〜約２５重量％または約２１〜約２４重量％の、３〜８個の炭素を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合単位とを含む前駆体酸コポリマーのイオン中和誘導体であるアイオノマーを含んでいる。
【００５１】
適切なα−オレフィンコモノマーには、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、３ メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテンなど、およびそれらの２つ以上の混合物が含まれてもよいが、これらに限定されない。１つの好ましいコポリマーにおいて、α−オレフィンはエチレンである。
【００５２】
適切なα，β−エチレン性不飽和カルボン酸コモノマーとしては、アクリル酸類、メタクリル酸類、イタコン酸類、マレイン酸類、マレイン酸無水物類、フマル酸類、モノメチルマレイン酸類およびそれらの２つ以上の混合物が含まれてもよいが、これらに限定されない。１つの好ましいコポリマーにおいて、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸は、アクリル酸類、メタクリル酸類およびそれらの２つ以上の混合物から選択される。別の好ましいコポリマーにおいて、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸はメタクリル酸である。
【００５３】
前駆体酸コポリマーはさらに、１つ以上の他のコモノマーの共重合単位、例えば２〜１０個または好ましくは３〜８個の炭素を有する不飽和カルボン酸またはその誘導体をさらに含んでいてもよい。適切な酸誘導体には、酸無水物、アミドおよびエステルが含まれる。エステルが好まれる。不飽和カルボン酸の好ましいエステルの具体的例としては、メチルアクリレート類、メチルメタクリレート類、エチルアクリレート類、エチルメタクリレート類、プロピルアクリレート類、プロピルメタクリレート類、イソプロピルアクリレート類、イソプロピルメタクリレート類、ブチルアクリレート類、ブチルメタクリレート類、イソブチルアクリレート類、イソブチルメタクリレート類、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート類、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート類、オクチルアクリレート類、オクチルメタクリレート類、ウンデシルアクリレート類、ウンデシルメタクリレート類、オクタデシルアクリレート類、オクタデシルメタクリレート類、ドデシルアクリレート類、ドデシルメタクリレート類、２−エチルヘキシルアクリレート類、２−エチルヘキシルメタクリレート類、イソボルニルアクリレート類、イソボルニルメタクリレート類、ラウリルアクリレート類、ラウリルメタクリレート類、２−ヒドロキシエチルアクリレート類、２−ヒドロキシエチルメタクリレート類、グリシジルアクリレート類、グリシジルメタクリレート類、ポリ（エチレングリコール）アクリレート類、ポリ（エチレングリコール）メタクリレート類、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート類、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート類、ポリ（エチレングリコール）べヘニルエーテルアクリレート類、ポリ（エチレングリコール）べヘニルエーテルメタクリレート類、ポリ（エチレングリコール）４−ノニルフェニルエーテルアクリレート類、ポリ（エチレングリコール）４−ノニルフェニルエーテルメタクリレート類、ポリ（エチレングリコール）フェニルエーテルアクリレート類、ポリ（エチレングリコール）フェニルエーテルメタクリレート類、ジメチルマレエート類、ジエチルマレエート類、ジブチルマレエート類、ジメチルフマレート類、ジエチルフマレート類、ジブチルフマレート類、ジメチルフマレート類、ビニルアセテート類、ビニルプロピオネート類およびそれらの２つ以上の混合物が含まれるが、これらに限定されない。１つの好ましいコポリマーにおいて、適切な追加のコモノマーは、メチルアクリレート類、メチルメタクリレート類、ブチルアクリレート類、ブチルメタクリレート類、グリシジルメタクリレート類、ビニルアセテート類およびそれら２つ以上の混合物から選択される。しかしながら別の好ましいコポリマーにおいて、前駆体酸コポリマーは他の追加のコモノマーを取込まない。
【００５４】
適切な前駆体酸コポリマーは、１９０℃、２．１６ｋｇでＡＳＴＭ方法Ｄ１２３８に準じて判定した場合に、約１〜約１０００ｇ／１０分、または約２０〜約９００ｇ／１０分、または約２０〜約７０ｇ／１０分、または約７０〜約７００ｇ／１０分または約１００〜約５００ｇ／１０分または約１５０〜約３００ｇ／１０分の溶融流量（ＭＦＲ）を有する。
【００５５】
最後に、適切な前駆体酸コポリマーを、例えば米国特許第３，４０４，１３４号明細書；５，０２８，６７４号明細書；６，５００，８８８号明細書または６，５１８，３６５号明細書中に記載される通りに合成してもよい。
【００５６】
アイオノマー封止材シート中で有用なアイオノマーを得るためには、前駆体酸コポリマーは、１つ以上の塩基との反応により部分的に中和される。親酸コポリマーを中和するための適切な手順の一例は、米国特許第３，４０４，１３４号明細書および６，５１８，３６５号明細書中に記載されている。中和の後、前駆体酸中に存在するカルボン酸基の水素原子の約５％〜約９０％、または約１０％〜約６０％、または約２０％〜約５５％が、他のカチオンによって置換される。換言すると、前駆体酸コポリマー中に存在するカルボン酸基の総含有量の約５％〜約９０％または約１０％〜約６０％または約２０％〜約５５％が中和される。別の代替的表現をすると、酸性基は、非中和前駆体酸コポリマーについて計算または測定された通りの前駆体酸コポリマー中に存在するカルボン酸基の総含有量に基づいて、約５％〜約９０％または約１０％〜約６０％または約２０％〜約５５％のレベルまで中和される。
【００５７】
アイオノマーは、カルボキシレートアニオンに対する対イオンとして、カチオンを含む。適切なカチオンとしては、アイオノマー組成物が合成され、加工され使用される条件の下で安定している任意の正荷電種が含まれる。一部の好ましいアイオノマーにおいて、使用されるカチオンは、一価、二価、三価、多価またはその混合物であってもよい金属カチオンである。有用な一価の金属カチオンとしては、ナトリウム、カリウム、リチウム、銀、水銀、銅などのカチオンまたはそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。有用な二価の金属カチオンとしては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅、カドミウム、水銀、錫、鉛、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛などのカチオンおよびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。有用な三価の金属カチオンとしては、アルミニウム、スカンジニウム、鉄、イットリウムなどのカチオンおよびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。有用な多価の金属カチオンとしては、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、タングスチン、クロム、セリウム、鉄などのカチオンおよびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。金属カチオンが多価である場合、米国特許第３，４０４，１３４号明細書中に記載されるように、ステアレート、オレエート、サリチレートおよびフェノレートラジカルなどの錯化剤を含み入れてもよいということが指摘される。別の好ましい封止材中では、使用される金属カチオンは一価または二価の金属カチオンである。さらに別の好ましい封止材において、金属カチオンは、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、亜鉛、カリウムおよびそれらの混合物から選択される。さらに別の好ましい封止材において、金属カチオンは、ナトリウム、亜鉛およびそれらの混合物のカチオンから選択される。さらに別の封止材では、金属カチオンは、ナトリウムカチオンである。
【００５８】
結果として得られるアイオノマーは、１９０℃、２．１６ｋｇでＡＳＴＭ方法Ｄ１２３８に準じて判定した場合に、２５ｇ／１０分以下、または約２０ｇ／１０分以下または約１０ｇ／１０分以下、または約５ｇ／１０分以下または約０．７〜約５ｇ／１０分のＭＦＲを有していてもよい。
【００５９】
アイオノマー封止材シートはさらに、当該技術分野内で公知の他の添加剤を含んでいてもよい。添加剤には、加工助剤、流動促進添加剤、潤滑剤、顔料、染料、難燃剤、衝撃改質剤、核形成剤、ブロッキング防止剤例えばシリカ、熱安定剤、ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定剤、分散剤、界面活性剤、キレート剤、カップリング剤、補強用添加剤例えばガラス繊維、充填剤などが含まれるが、これらに限定されない。適切な添加剤、アイオノマー封止材中の添加剤の適切なレベルおよびアイオノマー封止材中への添加剤の取込み方法についての一般的情報は、例えば「Ｋｉｒｋ Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ、ｔｈｅ Ｍｏｄｅｒｎ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ」、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９５）または「Ｗｉｌｅｙ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、２ｄ ｅｄｉｔｉｏｎ、Ａ．Ｌ．Ｂｒｏｄｙ ａｎｄ Ｋ．Ｓ．Ｍａｒｓｈ、Ｅｄｓ．、Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ（Ｈｏｂｏｋｅｎ、１９９７）などの参考文献中に見出されるかもしれない。アイオノマー封止材中で使用するためには、４つのタイプの添加剤、具体的には熱安定剤、ＵＶ吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）およびシランカップリング剤に注目すべきである。これら４タイプの添加剤についてのさらなる情報、例えば、好ましい例およびアイオノマー封止材中の適切なレベルなどは、例えば以上で引用した参考文献中および米国特許第７，６４１，９６５号明細書中に見出されるかもしれない。
【００６０】
適切な封止材シートは、３０℃、１分の負荷時間でＡＳＴＭ Ｄ５０２６に準じて判定された場合、約６００ＭＰａ以下、または約１００〜約５５０ＭＰａのヤング率を有する。さらに、封止材シートは、約１〜約１２０ミル（約０．０２５〜約３ｍｍ）、または約５〜約１００ミル（約０．１２７〜約２．５４ｍｍ）、または約５〜約４５ミル（約０．１２７〜約１．１４ｍｍ）、または約１０〜約３５ミル（約０．２５〜約０．８９ｍｍ）、または約１０〜約３０ミル（約０．２５〜約０．７６ｍｍ）の合計厚みを有していてもよい。太陽電池モジュールが２つの以上の封止材シートを含む場合、各シートの厚みは独立して選択される。
【００６１】
さらに、封止シートは、ラミネーション前において、一方または両方の側に平滑なまたは粗い表面を有していてもよい。１つの太陽電池モジュールにおいて、アイオノマーシートは、ラミネーションプロセス中の脱気を容易にするため両方の側に粗い表面を有していてもよい。粗い表面は、機械的エンボス加工によってかまたはシートの押出し加工中のメルトフラクチャとそれに続く急冷によって作り上げられ、こうして取扱い作業中も表面粗度が保持されるようになっている。表面パターンは、一般的な当該技術分野において認知されているプロセスを通してシートに適用可能である。例えば、溶融ポリマーの一方の側に所望される表面特性を付与するダイの出口に極近いところに位置づけされたダイロールの特別に前処理された表面の上に、押出し放しのシートを通過させてもよい。こうして、このようなダイロールの表面が微小な山や谷を有する場合、その上に流延されたポリマーシートは、ロールと接触している側に粗い表面を有し、粗い表面は一般にそれぞれロール表面の谷および山に一致する。このようなダイロールは、例えば米国特許第４，０３５，５４９号明細書および米国特許公開第２００３０１２４２９６号明細書中に記載されている。ここでもまたアイオノマーシートの表面パターンは、ラミネーションプロセス後に消失する。
【００６２】
例えば、シートは、浸漬被覆、溶液流延、圧縮成形、射出成形、ラミネーション、溶融押出流延、インフレートフィルム、押出被覆、タンデム押出被覆または、当業者にとって公知である他の任意の手順を通して形成されてもよい。好ましくは、シートは、溶融押出流延、溶融同時押出流延、溶融押出被覆またはタンデム溶融押出被覆プロセスによって形成される。
【００６３】
太陽電池アセンブリのフロントの太陽に対面する側にアイオノマー封止材層が位置づけされているこれらの太陽電池モジュールにおいては、封止材層は、モジュールの効率の良い動作を可能にするのに充分なほど透明でなくてはならない。適切なフロント封止材層は好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に準じて判定した場合に約１．５％以下または約１％以下の曇り度を有する。あるいは、適切なアイオノマー封止材層は、約１．５以下または約１以下の黄色度指数（ＹＩ）を有していてもよい。
【００６４】
１つ以上の太陽電池、１枚以上の薄ガラスシートおよび１枚以上の封止材シートに加えて、太陽電池モジュールはさらに追加のフィルム、剛性シートまたは他のポリマー封止材シートを含んでいてもよい。
【００６５】
図１の封止材層２０で使用するための適切な非アイオノマー材料としては、限定的意味なく、エチレン性不飽和酸コポリマー、ポリ（エチレンビニルアセテート類）（ＥＶＡ）、ポリ（ビニルアセタール類）（例えばポリ（ビニルブチラール類）（ＰＶＢ））、ポリウレタン類、ポリ（ビニルクロリド類）、ポリエチレン類（例えば直鎖低密度ポリエチレン類）、ポリオレフィンブロックコポリマーエラストマー、α−オレフィンおよびα，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル類）のコポリマー（例えばエチレンメチルアクリレートコポリマーおよびエチレンブチルアクリレートコポリマー）、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂類、およびこれらの材料の２つ以上のブレンドまたは組合せが含まれる。
【００６６】
図１の１５および２５などの外側保護層の１つとして使用するのに適したシートまたはフィルムとしては、限定的な意味なく、従来のガラスシート、プラスチックシート、金属シート、セラミックシート、プラスチックフィルムおよび金属フィルムが含まれる。
【００６７】
適切な従来のガラスシートは、約２ｍｍ以上の厚みを有していてもよく、窓ガラス、厚ガラスシート、ケイ酸塩ガラス、並ガラスシート、低鉄ガラス、強化ガラス、無ＣｅＯ強化ガラス、およびフロートガラスのみならず、色ガラス、特殊ガラス（例えば、太陽光加熱を制御するための成分を含むもの）、コーテッドガラス（例えば太陽光を制御する目的で金属（例えば銀またはインジウム錫酸化物）でのスパッタリングが施されたもの）、低Ｅガラス、Ｔｏｒｏｇｌａｓ（登録商標）ガラス（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ｎ．Ａ．Ｉｎｃ．（Ｔｒｕｍｂａｕｅｒｓｖｉｌｌｅ、ＰＡ））、Ｓｏｌｅｘｉａ（商標）ガラス（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ、ＰＡ））やＳｔａｒｐｈｉｒｅ（登録商標）ガラス（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）およびＳｏｌｉｔｅ（商標登録）（旭ガラス株式会社（日本））も含んでいる。
【００６８】
本明細書中で使用される「薄いガラスシート」という用語は、２．０ｍｍ未満または約１．９ｍｍ以下または約１．８ｍｍ以下、または約１．７ｍｍ以下、または約１．６ｍｍ以下、または約１．５ｍｍ以下、または約１．２ｍｍ以下、または約１ｍｍ以下、または約０．８ｍｍ以下または約０．１〜約０．８ｍｍまたは約０．２〜約０．７ｍｍ、または約０．３〜約０．７ｍｍ、または約０．４〜約０．７ｍｍ、または約０．５〜約０．７ｍｍの厚みを有するガラスシートまたはフィルムを意味する。この薄いガラスシートは、薄いブロックまたはロールドガラスシートなどの任意の適切なタイプのガラスシートから選択されてもよい。薄いガラスシートの一部のタイプは、液晶デバイスの中の基板として使用されてきており、例えばＰｒａｅｚｉｓｉｏｎｓ Ｇｌａｓ ＆ Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ（Ｇｅｒｍａｎｙ）、Ｐｉｌｋｉｎｇｔｏｎ（Ｔｏｌｅｄｏ、ＯＨ）、松浪硝子工業株式会社（日本）、日本板硝子株式会社（日本）、日本電気硝子株式会社（日本）および旭硝子株式会社（日本）から市販されている。
概して、本発明で用いられるガラスシートは、フロートガラス、ロールドガラスまたはキャストガラスである。各タイプのガラスは任意でテンパリング、熱処理、化学処理またはこれらの組み合わせで、強化されてもよい。低イオンガラスも太陽電池モジュールの太陽光が当たる面に、本例でいうと第一外側保護層に、用いることもできる。
【００６９】
適切なプラスチックシートは、ポリカーボネート類、アクリル樹脂類、ポリアクリレート類、環式ポリオレフィン類（例えばエチレンノルボルネンポリマー）、ポリスチレン類（好ましくはメタロセン−触媒ポリスチレン類）、ポリアミド類、ポリエステル類、フルオロポリマーまたはこれらの材料の２つ以上の組合せなどの材料を含む。
ある一態様では、第一外側保護層および第二外側保護層を合わせた厚みは３．２ｍｍ以下である。
【００７０】
アルミニウム、鋼または亜鉛メッキ鋼またはセラミックプレートなどの不透明シートが使用される場合、それは、太陽電池アセンブリの後部の太陽に対面しない側に向かって位置づけされる裏面保護層また裏面シートの形で使用される。
【００７１】
適切なプラスチックフィルム層には、限定的な意味なく、ポリエステル類（例えばポリ（エチレンテレフタレート）およびポリ（エチレンナフタレート））、ポリカーボネート類、ポリオレフィン類（例えばポリプロピレン、ポリエチレン、および環式ポリオレフィン類）、ノルボルネンポリマー、ポリスチレン類（例えばシンジオタクチックポリスチレン）、スチレン−アクリレートコポリマー、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ポリスルホン類（例えばポリエーテルスルホン、ポリスルホンなど）、ナイロン類、ポリ（ウレタン類）、アクリル樹脂類、セルロースアセテート類（例えばセルロースアセテート、セルローストリアセテートなど）、セロファン類、ポリ（ビニルクロリド類）（例えばポリ（ビニリデンクロリド）、フルオロポリマー（例えばポリビニルフルオリド、ポリビニリデンフルオリド）、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマーなど）およびそれらの２つ以上の組合せが含まれる。プラスチックフィルムは、２軸延伸ポリエステルフィルム（好ましくはポリ（エチレンテレフタレート）フィルム）またはフルオロポリマーフィルム（例えばＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）（ＤｕＰｏｎｔ））製のＴｅｄｌａｒ（登録商標）、Ｔｅｆｚｅｌ（登録商標）およびＴｅｆｌｏｎ（登録商標）フィルム）でもあってもよい。さらに本明細書中で使用されるフィルムは、多層フィルム、例えばフルオロポリマー／ポリエステル／フルオロポリマー多層フィルム（例えばＩｓｏｖｏｌｔａ ＡＧ．（Ａｕｓｔｒｉａ）またはＭａｄｉｃｏ（Ｗｏｂｕｒｎ、ＭＡ）から入手可能なＴｅｄｌａｒ（登録商標）／ＰＥＴ／Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）またはＴＰＴラミネートフィルム）の形をしていてもよい。
【００７２】
太陽電池アセンブリが薄膜太陽電池を含む場合、太陽電池モジュールは同様に、この薄膜太陽電池を上に被着させる基板または表板をも含んでいる。適切な基板および表板は、薄ガラスシートを含め、外側保護層として上述したシートおよびフィルムである。適切な基板および表板は同様に、太陽電池および太陽電池アセンブリを製造し作動させる条件の下で安定している。
【００７３】
薄膜太陽電池が用いられるときは、一般的な構造は、任意の操作順で（すなわち、ここで述べられるように太陽電池モジュールとしてモジュール操作ができる）、第一および第二サイドを有する第一外側保護層；ポリマー組成物を含む封止層；光入射面を太陽電池アセンブリで、光入射面は第一外側保護層に面している；第一および第二サイドを有する第二外側保護層、当該第二外側保護層の第一サイドは太陽電池アセンブリに面している；第一サイドおよび第二サイドを有する金属支持体、当該金属支持体の第一サイドは、太陽電池モジュールのラミネート層の第二外側保護層のに接着している；ここで、ポリマー組成物は、３０℃、１分の負荷時間でＡＳＴＭ Ｄ５０２６に準じて判定された場合、約６００ＭＰａ以下のヤング率をもつ；そしえ、当該太陽電池アセンブリは、第一外側保護層の第二サイドもしくは第二外側保護層の第一サイドのいずれかに設けられた、一以上の薄膜セルを含む。
【００７４】
太陽電池モジュールはさらに、モジュール内部に埋込まれた他の機能的フィルムまたはシート層を含んでいてもよい。このような機能層、例えば誘電体層または障壁層は、上述のポリマーフィルムのいずれを含んでいてもよく、またそのいずれから派生させてもよい。さらに、機能層は、追加の機能的コーティングで被覆されていてもよい。例えば米国特許第６，５２１，８２５号明細書および６，８１８，８１９号明細書および欧州特許第１１８２７１０号明細書中に記載されたものなどの金属酸化物コーティングで被覆されたポリ（エチレンテレフタレート）フィルムが、太陽電池モジュール内で酸素障壁および防湿層として機能するかもしれない。
【００７５】
所望される場合、太陽電池層と封止材の間に不織ガラス繊維（スクリム）層を含み入れて、ラミネーションプロセス中の脱気を容易にしかつ／または封止材のための補強材として役立たせてもよい。このようなスクリム層の使用については、米国特許第５，５８３，０５７号明細書；６，０７５，２０２号明細書；６，２０４，４４３号明細書；６，３２０，１１５号明細書および６，３２３，４１６号明細書および欧州特許第０７６９８１８号明細書中に記載されている。
【００７６】
所望される場合、保護層（すなわちフロントおよび／または裏面シート）、封止材層、および太陽電池モジュール内に取込まれた他の層の一方または両方の表面をラミネーションプロセスに先立って処理して、他のラミネート層への接着性を増強させてもよい。この接着性増強処理は、当該技術分野内で公知のあらゆる形態をとっていてもよく、火炎処理（例えば米国特許第２，６３２，９２１号明細書；２，６４８，０９７号明細書；２，６８３，８９４号明細書および２，７０４，３８２号明細書を参照）、プラズマ処理（例えば米国特許第４，７３２，８１４号明細書を参照）、電子ビーム処理、酸化処理、コロナ放電処理、化学処理、クロム酸処理、熱風処理、オゾン処理、紫外線処理、サンドブラスト処理、溶剤処理そしてそれらの２つ以上の組合せを含む。同様に、１つまたは複数のラミネート層の表面上の接着剤またはプライマーのコーティングをさらに適用することによって、接着強度をさらに改善させてもよい。例えば、米国特許第４，８６５，７１１号明細書は、一方または両方の表面上に被着された薄い炭素層を有する、結合能力が改善されたフィルムまたはシートについて記述している。他の例示的接着剤またはプライマーとしては、シラン、ポリ（アリルアミン）系プライマー（例えば米国特許第５，４１１，８４５号明細書；５，７７０，３１２号明細書；５，６９０，９９４号明細書および５，６９８，３２９号明細書を参照のこと）、およびアクリル系プライマー（例えば米国特許第５，４１５，９４２号明細書を参照のこと）が含まれてもよい。接着剤またはプライマーのコーティングは、単層の接着剤またはプライマーの形をとってもよく、約０．０００４〜約１ミル（約０．００００１〜約０．０３ｍｍ）、または好ましくは約０．００４〜約０．５ミル（約０．０００１〜約０．０１３ｍｍ）、またより好ましくは約０．００４〜約０．１ミル（約０．０００１〜約０．００３ｍｍ）の厚みを有していてもよい。
【００７７】
さらに、ポリマーフィルムが太陽電池モジュールの外側表面層として取り込まれる場合、外側表面には、耐摩耗性ハードコートが具備されてもよい。耐摩耗性ハードコート内で使用するものとして公知の任意の材料を使用してもよい。例えば、ハードコートは、ポリシロキサン類または架橋（熱硬化性）ポリウレタン類を含んでいてもよい。同じく適しているのは、例えば、（Ａ）イソシアネート含有オリゴマーとヒドロキシル含有オリゴマーとの反応または（Ｂ）エポキシド含有化合物と無水物含有オリゴマーの反応によって調製される、米国特許公開第２００５／００７７００２号明細書中に記載されているものなどのオリゴマー系コーティングである。一部のモジュールにおいて、ハードコートは、米国特許第４，１７７，３１５号明細書；４，４６９，７４３号明細書；５，４１５，９４２号明細書および５，７６３，０８９号明細書中に記述されているものなどのポリシロキサン耐摩耗性コーティングを含んでいてもよい。
【００７８】
太陽電池モジュールを調製するためには、任意の適切なラミネーションプロセスを使用してもよい。１つの適切なプロセスにおいて、シート形態の太陽電池モジュールの構成要素層は、所望の順序で積重ねられてプリラミネーションアセンブリを形成する。アセンブリは次に、真空を維持できるバッグ（真空バッグ）内に入れられ、真空ラインまたは他の手段によってバッグから空気が吸引される。このバッグは、真空（例えばＨｇで少なくとも約２７〜２８（６８９〜７１１ｍｍＨｇ））が維持されている間に密封され、密封したバッグはオートクレーブ内に置かれ、約１０〜約５０分、または約２０〜約４５分、または約２０〜約４０分または約２５〜約３５分間、約１３０℃〜約１８０℃、または約１２０℃〜約１６０℃、または約１３５℃〜約１５５℃、または約１４５℃〜約１５５℃の温度で、圧力は、約１５０〜約２５０ｐｓｉ（約１１．３〜約１８．８バール）まで上昇させられる。真空バッグの代りに真空リングを用いてもよい。適切な真空バッグの１つのタイプは、米国特許第３，３１１，５１７号明細書中に記載されている。熱および圧力サイクルの後、オートクレーブ内の空気は、オートクレーブ内の圧力を維持するため追加の気体を加えることなく冷却される。約２０分間の冷却後、余剰の空気圧力は放出されラミネートはオートクレーブから取り出される。
【００７９】
あるいは、プリラミネーションアセンブリをオーブン内で約８０℃〜約１２０℃または約９０℃〜約１００℃で、約２０〜約４０分間加熱し、その後加熱したアセンブリを一組のニップロールに通して、個々の層間のすき間から空気を絞り出し、アセンブリの縁部を密封し得るようにしてもよい。この段階におけるアセンブリは、プリプレスと呼ばれる。
【００８０】
次に、プリプレスをエアーオートクレーブ内に入れてもよく、ここで、約１００〜約３００ｐｓｉ（約６．９〜約２０．７バール）または好ましくは約２００ｐｓｉ（１３．８バール）の圧力で約１２０℃〜約１６０℃、または約１３５℃〜約１６０℃まで温度は上昇させる。これらの条件は、約１５〜約６０分間または約２０〜約５０分間維持され、その後空気は冷却され、その間オートクレーブにさらなる空気は全く導入されない。約２０分〜約４０分の冷却後、余剰の空気圧は放出され、ラミネートされた製品は、オートクレーブから取出される。
【００８１】
太陽電池モジュールを、非オートクレーブプロセスを通して生産してもよい。適切な非オートクレーブプロセスは、例えば米国特許第３，２３４，０６２号明細書；３，８５２，１３６号明細書；４，３４１，５７６号明細書；４，３８５，９５１号明細書；４，３９８，９７９号明細書；５，５３６，３４７号明細書；５，８５３，５１６号明細書；６，３４２，１１６号明細書および５，４１５，９０９号明細書、米国特許公開第２００４０１８２４９３号明細書、欧州特許第１２３５６８３Ｂ１号明細書およびＰＣＴ国際公開第９１０１８８０号パンフレットおよび国際公開第０３０５７４７８号パンフレット中に記載されている。一般に、非オートクレーブプロセスは、プリラミネーションアセンブリの加熱ステップおよび真空、圧力またはその両方の適用ステップを含む。例えば、アセンブリを加熱用オーブンとニップロールに連続して通してもよい。
【００８２】
これに関連して、封止材シートは一般に、実質的に均一な厚みを有するシートとして供給される。封止材シートが、プリプレスアセンブリ内で太陽電池アセンブリと共にレイアップされる場合、太陽電池アセンブリの複数の部分が封止材シートと接触していないギャップまたは空隙が存在するかもしれない。しかしながら、ラミネーションプロセス中、ポリマー封止材シートは或る程度まで溶融または軟化する。プロセス中に加えられる圧力の下で封止材も同様に太陽電池アセンブリの表面の山部または輪郭のまわりを流動する。したがって、太陽電池アセンブリと封止材シートの間のあらゆる空隙はラミネーションプロセス中に充填されて、封止材が太陽電池アセンブリと良好な接触状態にある太陽電池モジュールが得られる。
【００８３】
所望される場合、ラミネートされた太陽電池モジュールの縁部は、水分および空気の進入と太陽電池の効率および寿命に対する潜在的な劣化作用を削減するために密封されてもよい。適切な縁部シール材料としては、ブチルゴム、ポリスルフィド、シリコーン、ポリウレタン、ポリプロピレンエラストマー、ポリスチレンエラストマー、ブロックエラストマー、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）などが含まれるが、これらに限定されない。
金属支持体を有する太陽電池モジュールは任意の好適な方法で取り付けられる。一般的には、太陽電池モジュールは、モジュールの一箇所以上で一つ以上のブラケットを使って取り付けられる。取付け方法に限定はないが、金属支持体の裏面（金属プレートを含む）に接着させるブラケットまたはブラケット系、モジュールの一以上のエッジに接着させるブラケットまたはブラケット系、およびモジュールの反対側のエッジに接着させるブラケットまたはブラケット系を含む。
それゆえ、太陽電池モジュールは、限定されないが、モジュールのエッジおよび第二外側保護層の第二サイドを含め任意のモジュール表面を含む取り付け箇所があると考えられる。
耐荷重性をもつ金属支持体を有する太陽電池モジュールが所望されるゆえ、一つまたは両方の外側保護層がクラックが入り、壊れたり、その他欠損しない。クラックや破損が外側保護層に発生すると、封止材が環境に晒されて、火事や高熱源があると、発火しうる。金属支持体を有する太陽電池に２４００Ｐａ以上の荷重がかかると、最大主応力は第一外側保護層に現れ（荷重は第一外側保護層の第一サイドかかると想定して）、しかし、第二外側保護層は含まれる許容応力を超えない。それゆえ、太陽電池モジュールはクラック、破損、その他欠損が起きない。本発明は、より大きな太陽電池モジュールの生産および使用を可能にするものである。この応力測定は、以下に示す通りカタログ値（例えば、日本板硝子によって供給されるものとして）と比較することができる。
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【００８４】
以下の実施例は、本発明をさらに詳細に説明する目的で提供される。本発明を実施するために現在企図されている好ましい態様を説明するこれらの実施例は、本発明を例示するように意図されたものであって、それを限定するように意図されたものではない。
【実施例】
【００８５】
実施例１：火炎拡大試験
太陽電池パネルは次の通りに準備された。第一および第二外側保護層は日本東京都の日本板硝子株式会社から購入可能な焼きなましガラスであった（サイズ１１５８×９７９ｍｍ×０．７ｍｍ、）。第一および第二封止層（SentryGlas（登録商標）イオノマーに基づくPV5400 太陽電池封止シート、ＤｕＰｏｎｔ  Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）の両方が用いられた。日本兵庫県のフジプレアム株式会社から供給された６×７太陽電池アレイも用いられた。
これらの層は、フジプレアム株式会社によって積層され、そこでは１５０℃で１０分間１４．５ｈＰａの真空が維持された。そして、プレス工程の後、１５０℃で１０分間、５０ｋＰａとした。金属支持体が（トラスコアパネル（日本神奈川県の城山産業株式会社によって準備されたＳＵＳ３０４、トラス高さ＝１２．５ｍｍ、ピラミッドベース脚長５０ｍｍ））、第二外側保護ガラス層に、エポキシ接着剤（ＥＰ−００８、日本東京都のセメダイン株式会社）を用いて接着された。
【００８６】
ＩＥＣ６１７３０の火炎拡大試験法（クラスＣ）に沿って、以下に述べるモジュールが準備され、取り付けられ、そして火が用いられた。試験方法の通りにパネルがテストしたところ、パスした。
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【００８７】
実施例２および３：負荷応力試験
太陽電池モジュールは準備され、耐負荷応力を見るために試験を行った。試験方法は、ＩＥＣ６１２１５で述べられたものと似た手順を用いた。モジュールは下方の表１に挙げられた材料を用いて準備された。ＰＶ８７００は、ＤＥデラウエアのＤｕＰｏｎｔから入手可能なイオノマー樹脂シート封止材である。実施例では、太陽電池アレイは用いなかった。両方のモジュールはボックス型チャンネル（ＳＵＳ３０４、１．２ｍｍ厚）を用いてモジュールの対抗面に接着された。
実施例２は、第二外側保護層に接着した金属支持体（トラスコアパネル）を有していた。実施例３では、図３に示すように、第二外側保護層に接着し金属支持体（トラスコアパネル）を有しており、しかし金属支持体（トラスコアパネル）は金属パネル（ＳＵＳ６６０×３８０×０．３ｍｍ）も有していた。
【００８８】
用いられた金属支持体（トラスコアパネル）はピラミッド型にエンボス加工された。トラス高さはピラミッドの高さであり、サイズはピラミッドの底の辺のうち一つの長さである。一度太陽電池モジュールが積層されてトラスコアパネルが接着されると、歪みゲージが、アクリル接着剤で第一外側保護層の次の点に接着された：１）モジュール中心あたりにある三つのトラスポイントのセンター；２）モジュール中心あたりにあるトラスポイントの頂点のすぐ上；３）モジュールエッジあたりにある二つのトラスポイントの間（次の手順でのモジュール取り付け時にフリーサイドとなるエッジで、Ｉ型梁に沿う面ではない）；４）モジュールエッジの中心にあるトラスポイントの頂点のすぐ上（次の手順でのモジュール取り付け時にフリーサイドとなるエッジで、Ｉ型梁に沿う面ではない）。
【００８９】
モジュールのに、裏面を上向きにして（すなわちトラスコアサイド）、二つの平行なＩ型梁取付具の上に設置された。ガラス破損という点でフロントサイドを用いるよりも厳しい条件である。ボックスチャンネルを持たない二つの対向面は、Ｉ型梁取付具に沿って設置され、他の二つの対向面はＩ型梁取付具の間に設置された。モジュールのいずれの面もＩ型梁取付具に接していなかった。５ｋｇのサンドバックをいくつか含むウエイトが設置され、太陽電池モジュールに２４００Ｐａ（２．４ｋＰａ）の負荷が、金属プレート有るものも無いものも同じようにかかった。２４００Ｐａ時の、各点に発生した最大主応力が測定された。応力は、上述した点において測定した。結果は下の表１に示す。
【００９０】
表１
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【００９１】
これらの値は外側保護層（例えば焼きなましガラス）の許容応力と比較して、その許容応力よりも小さかったため（例えば、焼きなましガラスの２４００Ｐａよりも小さい）、モジュールは”パス”と判断された。金属支持体を有する太陽電池モジュールは上からの荷重に耐えることができ、従って、モジュールを大きいサイズで生産し使用することが可能となる。
【００９２】
実施例４、５および６
準備：
次の手順によって、三つの太陽電池モジュールサンプルが準備された。三つ全て構造は”ガラス／封止材中間層／ガラス”であり、ガラスはフロートガラス（０．７ｍｍ厚、５００ｍｍ×５００ｍｍ、日本東京都の日本板硝子株式会社から入手可能）、封止材中間層は、例えばＤＥ  ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＤｕＰｏｎｔＣｏ．から入手可能な、ＰＶ５３００イオノマーシートまたは、例えばＵＳＡ  ＤＥ  ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＤｕＰｏｎｔＣｏ．、日本東京都の三井化学ファブロ株式会社および日本東京都のブリジストン株式会社から入手可能な、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）であった。
【００９３】
第一に、”ガラス／封止材中間層／ガラス”の構造体は、真空加熱ラミネータ（ＰＶＬ０５０５Ｓ、日清紡、東京、日本）の上に設置された。そして構造体サンプルを有する装置の内側のスペースを、ある程度の時間および温度で、真空状態に維持した。時間と温度は、封止材中間層の材料による。ＥＶＡおよびイオノマーであれば、それぞれ、温度は１３５および１６０℃で時間は３分および１５分であった。構造体はある圧力（５０ｋＰａ）および時間で熱圧着された。時間は、中間層の材料によっても変わった。ＥＶＡおよびイオノマーであれば、それぞれ、３分および１５分であった。After the thermal crimping, the samples were taken out from the laminator.熱圧着後、サンプルはラミネータから取り出された。EVA samples were cured at 150 oC for 30 min.ＥＶＡサンプルは１５０℃３０分で硬化させた。硬化したＥＶＡサンプルおよびイオノマーサンプルは硬化直後、室温まで自然冷却した。
【００９４】
積層工程の後、イオノマーを使った積層体のうちの一つをトラスコアパネル（城山産業、日本）に、ラミネートガラスの裏面に接着剤を用いて接着させた。そして、一つのイオノマーラミネートガラス（実施例４）、一つのＥＶＡラミネートガラス（実施例５）および一つのトラスコアパネルに接着させたイオノマーラミネートガラス（実施例６）が得られた。
【００９５】
試験と結果：
実施例４−６のラミネートガラスの二つの対向面は二つのＩ型梁で支えられた。サンドバックがラミネートガラスの上に置かれある程度の圧がかけられた。その圧をサンドバックを加えて増加させ、１５００Ｐａとした。上記荷重テストの間、ラミネートガラスの破損を引き起こす集中応力と比較するため、歪みゲージで裏側のガラスに発生した最大主応力を測定した。
【００９６】
トラスコアパネルに接着したイオノマーラミネートガラス（実施例６）は、フロント面に２．４ｋＰａの荷重が１時間かけられた。パネルを反転させた後、裏面に２．４Ｐａの荷重が１時間かけられた。
【００９７】
この荷重は、ＩＥＣ６１２１５によって、太陽電池パネルの耐荷重性の要求に対するものとして選定された。全ての上記荷重試験の間、ラミネートガラスの破損を引き起こす集中応力と比較するため、下側の裏ガラスに発生した最大主応力が歪みゲージで測定された。比較のために、一枚の、２．４ｋＰａ荷重で同じ応力を有するガラスの厚みを論理的に計算した。試験結果は、下の表２、３および４に示す。
【００９８】
表２：（ａ）金属支持体（トラスコア）取付の有り／無しラミネートガラスの比較
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【００９９】
表３：（ｂ）実施例６の２４００Ｐａ（２．４ｋＰａ）荷重あたりの応力値
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【０１００】
表４：（ｃ）最大応力およびモジュールの重量の比較
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* 計算値
**500mm x 500mm
【０１０１】
ラミネートガラスモジュールは十分な荷重によって壊れうるため、ガラスの最大応力はその許容最大応力を超えて著しくガラスをたわませる。
【０１０２】
すなわち、支持体を取付けることによってたわみや応力を下がり、ガラスが破損したり荷重耐性試験で不合格となることを抑えるがここで示された。
【０１０３】
表２はトラスコアパネルの有り／無しラミネートガラスの比較を示す。それが取り付けられたときは、１４００Ｐａ荷重で発生する応力は７１ＭＰａから６．１ＭＰａへ著しく下がった。
【０１０４】
表３は２４００Ｐａ荷重で発生した応力を示す。０．１％のガラス破損が起こる応力の閾値は、最大許容応力と呼ばれ、ガラスのタイプごとに固有値をもつ。普通の焼きなましガラスでは、許容応力は中央で約２４ＭＰａ、エッジで１７ＭＰａである。表３は、両面の応力とも最大許容応力よりも小さく、すなわちこの構造は太陽電池モジュールとして十分な強度を有することを示している。
【０１０５】
表４は、６．５ｍｍ一枚ガラスおよび実施例６の最大応力と重量を比較している。これらはほとんど同じ荷重耐性をもっている。しかし、ｍ2あたりの重量は、一枚ガラスと比較して、実施例６が約１０ｋｇ軽い。これは薄いガラスモジュールと金属支持体の組合わせが軽量化に有効であることを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【外国語明細書】
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