(57)【要約】本発明は光起電力システムおよびそれを作製する方法に関する。光起電力システムは互いに接着された複数の層を有し、単一の構造を形成する。より詳細には、光起電力システムは、底部にある可撓性膜の層、少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層、光起電力層を支持し、この光起電力層に剛性を付与する半剛体層、および、底部にある可撓性膜の層、半剛体層、および光起電力層を周囲の環境へ露出させないように保護する、上部にある透明な保護層とを備える。光起電力層および半剛体層は、底部にある可撓性膜の層と上部にある保護層との間に配置される。接着剤の追加的な層は様々な層の間に配置され得、それらの接着を容易にする。
2007522659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部にある可撓性膜の層と、
少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層と、
該光起電力層を支持し、該光起電力層剛性を付与する半剛体層と、
該底部にある可撓性膜の層、該半剛体層、および該光起電力層を周囲の環境への露出から保護する、上部にある透明な保護層と
を備え、
該光起電力層および該半剛体層が、該底部にある可撓性膜の層と該上部にある保護層との間に配置され、
該底部にある可撓性膜の層、該半剛体層、該光起電力層、および該上部にある保護層が、共に接着され、単一の構造を形成する、
光起電力システム。
【請求項２】
前記光起電力層が前記底部にある可撓性膜の層の上に配置され；前記半剛体層が該光起電力層の上に配置され、且つ透明である、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項３】
前記半剛体層が前記底部にある可撓性膜の層の上に配置され、前記光起電力層が該半剛体層の上に配置される、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項４】
前記底部にある可撓性膜の層、前記半剛体層、および前記光起電力層が接着剤によって互いに接着される、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項５】
前記接着剤が加熱によって活性化される接着剤である、請求項４に記載の光起電力システム。
【請求項６】
前記加熱によって活性化される接着剤がエチレン−ビニル−アセテートである、請求項５に記載の光起電力システム。
【請求項７】
前記接着剤が加熱によらずに活性化される接着剤である、請求項４に記載の光起電力システム。
【請求項８】
前記加熱によらずに活性化される接着剤が感圧性の接着剤である、請求項７に記載の光起電力システム。
【請求項９】
前記加熱によらずに活性化される接着剤がグルーである、請求項８に記載の光起電力システム。
【請求項１０】
前記底部にある可撓性膜の層および前記半剛体層が、融解結合によって互いに接着される、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項１１】
前記底部にある可撓性膜の層と前記半剛体層との間に配置される第１の接着層と、
該半剛体層と前記光起電力層との間に配置される第２の接着層と、
該光起電力層と前記上部にある保護層との間に配置される第３の接着層と
をさらに備える、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項１２】
前記第１の接着層の厚さが、約０．００８インチと約０．０１８インチとの間である、請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１３】
前記第２および前記第３の接着層の厚さが、約０．０１８インチである、請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１４】
前記第１、前記第２、および前記第３の接着層のうちの少なくとも一つがエチレン−ビニル−アセテートである、請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１５】
前記第１、前記第２、および前記第３の接着層のうちの少なくとも一つがポリビニルブチラールである、請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１６】
前記第２、前記第３の接着層がエチレン−ビニル−アセテートであり、
前記底部にある可撓性膜の層がエチレン−ビニル−アセテートの融点よりも低い融点を有する熱可塑性ポリオレフィンからなり、
該第１の接着層が加熱によらずに活性化される接着剤である、
請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１７】
前記底部にある可撓性膜の層が、
（ａ）熱可塑性の屋根膜、
（ｂ）加硫エラストマー膜、
（ｃ）非加硫エラストマー膜、および
（ｄ）変性瀝青屋根膜
からなる群より選択される一重の屋根材料からなる、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項１８】
前記底部にある可撓性膜の層が強化されている、請求項１７に記載の光起電力システム。
【請求項１９】
前記底部にある可撓性膜の層がポリビニルクロライドからなる、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項２０】
前記底部にある膜層の厚さが、約０．０４インチと約０．０９インチとの間である、請求項１９に記載の光起電力システム。
【請求項２１】
前記底部にある膜層の厚さが、約０．０６インチである、請求項２０に記載の光起電力システム。
【請求項２２】
前記半剛体層が繊維ガラス強化プラスチックである、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項２３】
前記半剛体層の厚さが、約０．０６０インチと約０．１５０インチとの間である、請求項２２に記載の光起電力システム。
【請求項２４】
前記半剛体層の厚さが、約０．１２５インチである、請求項２３に記載の光起電力システム。
【請求項２５】
前記半剛体層が、
（ａ）アルミニウム、および
（ｂ）ガラス
からなる群より選択される材料からなる、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項２６】
前記光起電力セルが結晶シリコン太陽電池である、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項２７】
前記光起電力セルが約２インチ×２インチよりも大きいサイズである、請求項２６に記載の光起電力システム。
【請求項２８】
前記光起電力セルが約４インチ×４インチのサイズである、請求項２７に記載の光起電力システム。
【請求項２９】
前記光起電力セルが約４インチ×４インチよりも大きいサイズである、請求項２７に記載の光起電力システム。
【請求項３０】
前記光起電力セルの厚さが約０．０１インチと約０．０１８インチとの間である、請求項２６に記載の光起電力システム。
【請求項３１】
前記光起電力層が、行および列の二次元フラットアレイに分配された複数の光起電力セルを備える、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項３２】
前記複数の光起電力セルを相互接続して、該複数の光起電力セルから電力の抽出を可能にするための電気コネクタをさらに備える、請求項３１に記載の光起電力システム。
【請求項３３】
前記上部にある保護層が防泥性のフッ素重合体フィルムである、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項３４】
前記フッ素重合体フィルムが艶消し仕上げフィルムである、請求項３３に記載の光起電力システム。
【請求項３５】
前記フッ素重合体フィルムが、
（ａ）エチレン−テトラフルオロエチレン、
（ｂ）フッ化エチレンプロピレン
（ｃ）ペルフルオロアルコキシ、
（ｄ）テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン／ビリニデンフルオライド、および
（ｅ）ポリフッ化ビリニデン
からなる群より選択される化合物からなる、請求項３３に記載の光起電力システム。
【請求項３６】
前記フッ素重合体フィルムが、エチレン−テトラフルオロエチレンからなり、約０．００２インチの厚さを有する、請求項３３に記載の光起電力システム。
【請求項３７】
前記上部にある保護層がガラスからなる、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項３８】
前記上部にある保護層が平滑化された上部表面を有する、請求項１に記載の光起伝電力システム。
【請求項３９】
前記上部にある保護層が織り目加工された上部表面を有する、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項４０】
底部にある可撓性膜の層と、
少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層と、
該光起電力層に剛性を付与し、該光起電力層を周囲の環境への露出から保護する、上部にある透明な半剛体層と
を備え、
該光起電力層が、該底部にある可撓性膜の層と該上部にある半剛体層との間に配置され、
該底部にある可撓性膜の層、該光起電力層、および該上部にある半剛体層が、共に接着され、単一の構造を形成する、
光起電力システム。
【請求項４１】
前記半剛体層がガラスからなる、請求項４０に記載の光起電力システム。
【請求項４２】
底部にある可撓性膜の層および上部にある半剛体層を提供する工程と、
該底部にある可撓性膜の層と上部にある半剛体層との間に、少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層を配置する工程と、
層を共に接着し、単一の構造を形成する工程
とを包含する、光起電力システムを作製する方法。
【請求項４３】
底部にある可撓性膜の層および上部にある透明な保護層を提供する工程と、
該底部にある可撓性膜の層と該上部にある保護層との間に、半剛体層、および少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層を配置する工程と、
層を共に接着し、単一の構造を形成する工程
とを包含する、光起電力システムを作製する方法。
【請求項４４】
前記配置する工程が、
前記底部にある可撓性膜の層の上に前記光起電力層を積み重ねる工程と、
該光起電力層の上に前記半剛体層を積み重ねる工程
とを包含する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記配置する工程が、
前記底部にある可撓性膜の層の上に前記半剛体層を積み重ねる工程と、
該半剛体層の上に前記光起電力層を積み重ねる工程
とを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記接着する工程に先立ち、
前記底部にある可撓性膜の層と前記半剛体層との間に第１の接着層を配置する工程と、
該半剛体層と前記光起電力層との間に第２の接着層を配置する工程と、
該光起電力層と前記上部にある保護層との間に第３の接着層を配置する工程
をさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記接着する工程が、少なくとも前記底部にある可撓性膜の層を前記上部にある保護層に接着する工程を包含する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記接着する工程が、層を共に積層する工程を包含する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記積層する工程が、
上部チャンバを規定する上部分と、
下部チャンバを規定する下部分と、
該上部チャンバを該下部チャンバから分離する該上部分に取り付けられた仕切り板と、
該下部分に設置されたヒータープレートと
を有するラミネータに前記層を配置する工程と、
該ラミネータの該上部チャンバおよび該下部チャンバから空気を抜く工程と、
該仕切り板と該ヒータープレートとの間の層を圧縮する工程と、
該ヒータープレートを十分な温度にまで熱して、前記第１、前記第２、および前記第３の接着層を活性化させ、それによって、該層を互いに結合する工程を開始する、工程と、
該層を冷却する工程
とを包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記冷却する工程に続いて、前記光起電力システムを終了させる工程をさらに包含し、
該終了する工程が、
該光起電力システムから余分な材料を取り除く工程と、
電気コネクタを該光起電力システムに設置する工程と、
該光起電力システムに品質管理試験を実行する工程と
を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記積層する工程が、
上部チャンバを規定する上部分と、
下部チャンバを規定する下部分と、
該上部チャンバを該下部チャンバから分離する該上部分に取り付けられた仕切り板と、
該上部分に設置された上部ヒータープレートと、
該下部分に設置された下部ヒータープレートと
を有するラミネータに前記層を配置する工程と、
該ラミネータの該上部チャンバおよび該下部チャンバから空気を抜く工程と、
第１の上部ヒータープレートを熱し、該仕切り板を予熱する工程と、
該予熱された仕切り板と該下部ヒータープレートとの間の層を圧縮する工程と、
該下部ヒータープレートを十分な温度にまで熱して、前記第１、前記第２、および前記第３の接着層を活性化させ、それによって、該層を互いに結合する工程を開始する、工程と、
該層を冷却する工程
とを包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記接着する工程に先立ち、
前記半剛体層と前記光起電力層との間に第１の接着層を配置する工程と、
該光起電力層と前記上部にある保護層との間に第２の接着層を配置する工程
とをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
【請求項５３】
前記接着する工程が、
まず、前記半剛体層、前記第１の接着層、前記光起電力層、前記第２の接着層、および前記上部にある保護層を共に積層する工程と、
次いで、該半剛体層を前記底部にある可撓性膜の層に貼り付ける工程
とを包含する、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記積層する工程が、
上部チャンバを規定する上部分と、
下部チャンバを規定する下部分と、
該上部チャンバを該下部チャンバから分離する該上部分に取り付けられた仕切り板と、
ラミネータの該下部分に設置されたヒータープレートと
を有するラミネータに、前記半剛体層、前記第１の接着層、前記光起電力層、前記第２の接着層、および前記上部にある保護層を配置する工程と、
該ラミネータの該上部チャンバおよび該下部チャンバから空気を抜く工程と、
該仕切り板と該ヒータープレートとの間の、該半剛体層、該第１の接着層、該光起電力層、該第２の接着層、および該上部にある保護層を圧縮する工程と、
該ヒータープレートを十分な温度にまで熱して、該第１および該第２の接着層を活性化させ、それによって、該半剛体層および該光起電力層を互いに結合する工程を開始する、工程と、
該積層された層を冷却する工程
とをさらに包含する、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記貼り付ける工程が、加熱によらずに活性化される接着剤によって、前記底部にある可撓性膜の層を前記半剛体層に接着させる工程を包含する、請求項５４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、「ＰＨＯＴＯＶＯＬＴＡＩＣ  ＣＥＬＬ  ＲＯＯＦＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ」と題され、２００４年２月１７日に出願された、米国仮特許出願番号第６０／５４４，４９７号に対する優先権を主張し、その開示は、本明細書によって参考として援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は光起電力システムおよびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
再生不能な化石燃料の枯渇や環境問題に対する関心が増加しており、よりクリーンで、費用効率の高いエネルギー源へのますます増加する要求は、太陽エネルギー技術およびその応用に対する興味に拍車をかけている。
【０００４】
複数の半導体電池を有する様々な光起電力装置が開発されており、その装置は光を直流（ｄｃ）電気に変換する。光起電力装置によって生成される電力は、その電池上の光入射に比例するので、高度に照射性のある領域に光起電力セルを設置する必要がある。従来の光起電力セルの効率性が比較的低いことを鑑みると、相当広い太陽エネルギー採集領域が、利用可能な量の電力を生成するために必要である。屋外の建造物、より詳細には、建物の屋根構造上に装備される一部の場合において、これらの条件が光起電力装置にもたらされる。屋根は、高レベルの照射を受け取るのに役立ち、且つ、光起電力装置のアレイを収容するための十分に利用可能な表面積を有する。
【０００５】
しかしながら、光起電力装置を屋根構造に搭載することには特定の困難が存在した。光起電力セルの重さは、屋根構造上で十分に支持されなければならず、その設置は、通常、高い風力荷重に耐える必要があった。一部の用途において、スチール実装取り付け具がこれらの問題と取り組むために用いられた。しかしながら、この解決策は高価になる傾向がある。設置するのに時間がかかる傾向があり、特殊な設置技術および機材が必要とされる。付け加えて、これらの支持構造物は重くなる傾向にあり、その建造物はそれらの使用に対応するために補強されなければならない。さらに、これらの構造は、光起電力装置を作動させ続けるために、多くの整備を必要とする傾向にある。前述の不利な点によって、住居用または商業用の建物のための屋根搭載型光起電力システムの広範な応用が妨げられてしまう。
【０００６】
しかしながら、光起電力セルを異なるタイプの屋根システムに組み込もうとする多数の試みが存在する。例えば、特許文献１；特許文献２および特許文献３は、瓦棒（ｂａｔｔｅｎ  ａｎｄ  ｓｅａｍ）タイプの光起電力屋根構造を開示する。特許文献４、特許文献５、および特許文献６は、様々な光起電力のこけら板（ｓｈｉｎｇｌｅ）を開示する。
【０００７】
本明細書において参考として援用される、Ｌａａｌｙらに対して発行された特許文献７は、多層積層構造を有する光起電力屋根構造を教示する。その屋根構造は、屋根構造に接着する、一重（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｌｙ）の可撓性膜の層を含む。その膜層の上に、光起電力セルの構造的に可撓性の層が積層され、可撓性のポッタント（ｐｏｔｔａｎｔ）材料内に包まれ、密閉される。保護層は可撓性のポッタント材料を覆う。
【０００８】
この分野において、Ｌａａｌｙらの光起電力屋根システムは、薄膜光起電力セルが使用される応用において特にうまくいっている。しかしながら、比較的硬い、結晶シリコン太陽電池が用いられる場合、この分野における効率的な使用を制限する諸問題が生じる。より詳細には、結晶シリコン太陽電池は脆く、薄膜の対応物よりも割れやすい傾向にある。こうした特性は、結晶シリコン太陽電池をさらに取り組むべき課題とする。それらの脆弱性は、特別な取り扱い手段および設置技術を必要とするからである。さらに、亀裂などの障害を避けるために、個々の結晶太陽電池のサイズは制限され、それによって逆に、電池の効率および電池の製造コストに影響する。一例として、一つの既知の応用においては、前述の制限によって、約２インチ×２インチもの大きさの結晶太陽電池の使用を促した。
【０００９】
薄膜光起電力セルの使用が特定の応用において有利であることが見出された一方で、それらの効率は、いまだ結晶シリコン太陽電池の効率に匹敵し得ない。さらに、より大きな結晶シリコン電池が、そのような電池の耐久性に対して最小限の影響を有する光起電力システムにおいて用いられ得る場合、太陽エネルギー採集の効率は一層実現のものとなり得る。従って、比較的より大きく固い光起電力セルの使用に対応するように特に適合する光起電力システムが必要とされる。耐久性を有し、取り扱いおよび設置がさらに容易になった、固い光起電力セルを用いたシステムを有することがさらに所望される。そのような光起電力システムは数多くの用途に用いられ得るが、特に屋根への用途において有利である。
【特許文献１】米国特許第５，０９２，９３９号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２３２，５１８号明細書
【特許文献３】米国特許第４，１８９，８８１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，０４０，８６７号明細書
【特許文献５】米国特許第４，３２１，４１６号明細書
【特許文献６】米国特許第５，５７５，８６１号明細書
【特許文献７】米国特許第４，８６０，５０９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態の広範な局面に従い、光起電力システムが提供され、この光起電力システムは、底部にある可撓性膜の層、少なくとも一つの光起電力セルと一体になった光起電力層、光起電力層を支持し、この光起電力層に剛性を付与する半剛体層、および、底部にある可撓性膜の層、半剛体層、および光起電力層を周囲の環境へ露出させないように保護する、上部にある透明な保護層とを備える。光起電力層および半剛体層は、底部にある可撓性膜の層と上部にある保護層との間に配置される。底部にある可撓性膜の層、半剛体層、光起電力層、および上部にある保護層は、共に組み立てられ、単一の構造を形成する。
【００１１】
追加的な特徴において、半剛体層は底部にある可撓性膜の層の上に配置され得、光起電力層は半剛体層の上に配置され得る。さらなる追加的な特徴において、第１の接着層は、底部にある可撓性膜の層と半剛体層との間に配置される。第２の接着層は、半剛体層と光起電力層との間に配置される。第３の接着層は、光起電力層と上部にある保護層との間に配置される。
【００１２】
本発明の一実施形態の別の広範な局面に従い、複数の積み重ねられた層を有する光起電力システムを作製する方法が提供される。その方法は、底部にある可撓性膜の層および上部にある透明な保護層とを提供する工程、底部にある可撓性膜の層と上部にある保護層との間に、半剛体層および少なくとも一つの光起電力セルと一体になった光起電力層を配置する工程、それらの層を共に接着させることで単一の構造を形成する工程を包含する。追加的な特徴において、配置する工程は、底部にある可撓性膜の層の上に半剛体層を積み重ねる工程、および半剛体層の上に光起電力層を積み重ねる工程を包含する。
【００１３】
別の追加的な特徴において、本方法はさらに、接着する工程に先立ち、底部にある可撓性膜の層と半剛体層との間に第１の接着層を配置する工程、半剛体層と光起電力層との間に第２の接着層を配置する工程、光起電力層と上部にある保護層との間に第３の接着層を配置する工程を包含する。さらに別の追加的な特徴において、接着する工程は、複数の層を積層する工程を包含する。さらなる別の追加的な特徴において、接着する工程は、半剛体層、接着層、光起電力層、別の接着層、および、上部にある保護層を最初に積層し、次いで、半剛体層を、底部にある可撓性膜の層に貼り付ける工程を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態は、添付された図面と組み合わせて考慮される本発明の実施形態の以下の詳細な説明を参照してさらに明確に理解される。
【００１５】
以下の記載、およびそこで記載される実施形態は本発明の原理および局面についての特定の実施形態の例、または複数の例を示すものとして提供される。これらの例は本発明の原理を説明するために提供されるが、その目的に限定されるわけではない。より詳細には、以下の記載において、屋根の分野における光起電力システムの例示的な用途が記載される。しかしながら、本発明は屋根への用途における使用のための光起電力システムに限定されないことは理解される。本明細書において以下に記載される光起電力システムは、広範な領域における用途において有利に用いられ得、十分な量の太陽光に対して露出されるあらゆる表面に設置され得ることが考慮される。
【００１６】
図１、図２、および図３を参照すると、参照番号２０にて一般的に示される光起電力システムが示される。光起電力システム２０は、建物の屋根構造（図示されず）上に搭載されるように適合される。光起電力システム２０は細長のシート２１（図３において示される）にて具体化され得、製造中には折り込まれているので、設置場所への移動を容易にする。光起電力システム２０を具体化するシートは、当該分野で一般によく知られている従来の設置方法を用いて、屋根構造上にて並べられ、取り付けられ得る。例えば、光起電力システム２０は、屋根構造のデッキ（図示されず）へ直接に、あるいは、その屋根構造のデッキに配置および取り付けられる、木材、コンクリート、波形鋼板、亜鉛メッキ鋼パネル、または任意の一般に使用される固い断熱板上に、機械的に固定され得るか、または接着され得る。あるいは、屋根構造に対する光起電力システム２０の取り付けは、その光起電力システム２０とその屋根構造との間に真空を生じることによって形成される陰圧システムを用いて達成され得る。光起電力システムを基礎的な屋根構造に取り付けるこの方法は、締め具または接着剤の使用を最小限にし、それによって、その光起電力システムの設置を容易にするという点において有利である。また、取り付けのこの方法は、光起電力システムの屋根構造上での適切なる固定を保証するために、屋根構造上に穴を空け得るか、または、屋根構造を貫通し得る度合いを低減する。
【００１７】
光起電力システム２０は複数の層２２を有し、互いにくっ付けられ、単一の構造２４を形成する。より詳細には、その光起電力システム２０は、底部にある、屋根構造に取り付けるための可撓性膜の層２６、少なくとも一つの光起電力セルと一体になった光起電力層３０、その光起電力層３０に剛性を付与する半剛体層２８、および、上部にあり、層２６、２８、および３０の上を覆うように配置され、周囲の環境にこれらの層を露出させないようにする、透明な保護層３４を備える。
【００１８】
底部にある可撓性膜の層２６は、二重の機能を提供する。すなわち、可撓性膜の層２６は、それが取り付けられる基礎的な屋根構造を保護し、且つ、他の層が積まれ得る基板としての役割を果たす。可撓性膜の層２６は、例えば、熱可塑性プラスチック、変性瀝青、加硫（ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ）エラストマー、非加硫（ｎｏｎ−ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ）エラストマー、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−モノマー）ゴムなどの、一重の屋根膜材料からなり得る。好適には、底部にある可撓性膜の層２６は、熱可塑性プラスチックで構成され、さらに好適には、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で構成される。あるいは、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、または熱可塑性合金（ＴＰＡ）が同様の利点に対して使用され得る。所望の場合、底部にある可撓性膜の層２６は、織布または不職布の繊維ガラスの繊維材料などの強化用繊維を用いて強化され得る。そのような繊維を含むことにより、膜層２６は、広い範囲の温度に亘りその次元での安定性を保持することが可能となる。ニュージャージー州、Ｗａｙｎｅに所在する、ＧＡＦ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより登録商標  ＧＡＦの下で販売される、一重の屋根膜は、強化されたＰＶＣ屋根膜の一例であり、前述の用途における使用に適している。それは、カーボンブラックＰＶＣの下層、グレイＰＶＣの上層、および、それらの上層と下層との間に配置される中間強化層を備える。
【００１９】
底部にある可撓性膜の層２６はＰＶＣからなり、その層の厚さは、約０．０４インチと約０．０９インチとの間で変わり得る。好適な実施形態において、膜層２６の厚さは約０．０６インチである。
【００２０】
この実施形態において、半剛体層２８は、底部にある可撓性膜の層２６と光起電力層３０との間に取り付けられる。半剛体層２８は光起電力層３０を支持し、そこへ構造的剛性を付与する。以下でさらに詳細に説明するように、この加えられた剛性は、光起電力層３０に、亀裂および磨耗に対するさらなる耐久性を提供する。他方、この実施形態においては、半剛体層２８は繊維ガラス強化プラスチック（ＦＲＰ）からなり、ＦＲＰの特性と類似する剛性特性を示す他の材料が類似する利点に使用され得ることは理解される。例えば、アルミニウム、ガラス、特定のプラスチック、または一般に使用される住宅用のこけら板でさえも、半剛体層２８において使用され得る。
【００２１】
半剛体層２８の材料の選択は、部分的に、光起電力層３０において使用される光起電力セル３２のタイプに依存する。特定の光起電力セルは、制限された屈曲性能を有し得、それによって、それらが適切に機能するために、さらに剛性の支持を要求する。同様に、半剛体層２８の厚さは変化し得、そこへ多かれ少なかれの剛性を付与する。ＦＲＰからなる場合、半剛体層２８は、約０．０６０インチと約０．１５０インチとの間の厚さを有することが考慮される。この場合、好適には、半剛体層２８の厚さは約０．１２５インチである。半剛体層２８の表面積は、光起電力システム２０の用途に依存して変化する。例えば、特定の設置において、半剛体層の表面積は、約４フィート×８フィートか、それ以上であり得る。
【００２２】
図３を参照すると、光起電力層３０は複数の光起電力セル３２を有する。個々のセル３２の間には間隔が提供され、光起電力層３０の柔軟性を向上し、それによって、製造や設置の間、光起電力システム２０を折り畳んだり、広げたりすることができる。複数の光起電力セル３２は光起電力層３０に沿って連続的に配置される行および列の二次元アレイにて分配される。しかしながら、全ての用途においてこの事例のようになる必要はないことは理解される。複数の光起電力セルは他の適切なパターンにおいても設計され得る。平らなワイヤ３１などのような電気コネクタが、複数の光起電力セル３２を相互接続させるために提供され、所望の電圧および電流特性を有する電流を流す。平らなワイヤは、出力接続がなされるジャンクションボックス３３に繋がれる。バイパスダイオード３５は、光起電力層３０に沿って、所定の間隔（すなわち、光起電力セルの２行毎に）にて配置される。バイパスダイオード３５は、一部の光起電力セルが、影に置かれているか、または以前から損傷を有するなどの理由によって動作不能である場合においても、電力が光起電力層３０全体に亘って継続して送達されることを保証する。複数の光起電力セル３２の相互接続は、当該分野で通常知られている様々な方法において達成され得る。
【００２３】
好適には、光起電力セル３２は結晶シリコン太陽電池４０であり、これまで、電力に変換するための、太陽エネルギーを採集するのに非常に効率が良いことが証明されている。前述したように、結晶シリコン太陽電池は脆く、光起電力層を繰り返し、回転させたり、または折り曲げたり、あるいは過度の負荷をかけたりする結果、損傷し易くなる。従って、結晶シリコン太陽電池の脆弱性は、そのような電池を用いる既知の光起電力システムにおいて問題をもたらし、しばしば、そのようなシステムが搬送、設置、および維持において特殊な対処により扱われることを要求する。光起電力システムにおいて、他のタイプの太陽電池と比較して効率が改善され得る、比較的大きく、より繊細な太陽電池の使用もまた、推奨されない。しかしながら、前述の不利な点は、半剛体層２８の性質において、結晶シリコン太陽電池４０に対して支持または裏打ちを提供することによって、光起電力システム２０において軽減されている。半剛体層２８は、追加の剛性をそこへ提供し、亀裂や磨耗の結果として生じる損傷に対する耐久性を改善することで、光起電力セル３２の寿命を延長する。結果として、光起電力システム２０全体の耐久力が増す。設置もまた容易にされ得る、というのは、半剛体層によって、システム２０はさらに扱い易く、屋根構造に取り付け易くなるからである。従って、光起電力システム２０は、光起電力層３０を亀裂から保護する半剛体層２８によって提供される剛性と、搬送および設置を容易にするために要求される柔軟性との間の絶妙なバランスを持つことが理解される。
【００２４】
この実施形態においては、結晶シリコン太陽電池が用いられる一方、特定の用途に依存して、代替的な実施形態において、有機物起源または無機物起源の他のタイプの光起電力セル、例えば、薄膜太陽電池、非シリコン化合物薄膜太陽電池、ナノ構造太陽電池、多結晶太陽電池などが用いられ得ることが理解される。
【００２５】
好適には、太陽電池４０のそれぞれは、正方形であり、且つ２インチ×２インチより大きい。より好適には、結晶シリコン太陽電池４０は４インチ×４インチである。しかしながら、さらに大きい太陽電池（すなわち、５インチ×５インチ、または６インチ×６インチ）もまた、光起電力システムにおいて、類似した利点に使用され得ることが理解される。太陽電池はまた他の代替的な形を有し得る。それぞれの結晶シリコン太陽電池４０は、好適には、約０．０１０インチと約０．０１８インチとの間の厚さを有する。
【００２６】
現在の実施形態において、上部の保護層３４は、光起電力層３０の上に置かれ、積み重ねられた層２６、２８、および３０を包む。保護層３４の第１の機能が、光起電力層３０に対する対候性を付与し、不利な環境条件および要因（すなわち、公害、湿気）への暴露から、層を保護することである。一方で、保護層３４はまた、他の層および光起電力システム２０を支持する屋根構造に対する保護も提供していることは理解される。特に、保護層３４もまた、維持の必要性および可撓性膜の層２６の修理の必要性を低減するように動作し、ならびに、膜の予想される寿命を延長するように動作し得る。
【００２７】
好適な実施形態において、透明な保護層３４は、その耐久力、優れた対候性属性、および湿気から保護する性能を鑑みて選択された、防泥性の（ｄｉｒｔ−ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ）フッ素重合体フィルム４２である。さらに、フッ素重合体フィルム４２は高い太陽熱透過率を有するので、十分な量の太陽熱を吸収しない。フッ素重合体フィルム４２は、以下の化合物、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン／ビリニデンフルオライド（ＴＨＶ）、ポリフッ化ビリニデン、またはＵＶ安定／耐久特性を示す、任意の他の高度に透明な化合物のいずれかからなり得る。好適には、フッ化重合体フィルム４２はＥＴＦＥからなり、厚さ約０．００２インチである。保護層３４において使用される適切なＥＴＦＥの例は、ニュージャージー州、Ｗａｙｎｅに所在する、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓにより製造され、登録商標  ＮｏｒｔｏｎＴＭＥＴＦＥフィルムの下で販売される、ＥＴＦＥ艶消し仕上げフィルム、および、デラウェア州、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎに所在する、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造され、登録商標  ＴｅｆｚｅｌＴＭの下で販売されるＥＴＦＥである。磨耗抵抗などのフッ化重合体フィルム４２の機械的属性は、保護層３４上のフッ化重合体フィルム４２の配向を修正することによって改良され得ることは理解される。
【００２８】
フッ素重合体層４２の上部表面４４は比較的滑らかであることが好ましいが、これは全ての用途に必要であるわけではない。所望の場合、フッ化重合体層の上部表面は、後述する点刻方法を使用して織り目加工され得る。代替的な実施形態において、上部の透明な層は、平滑化、または織り目加工のいずれかを施された上部表面を有するガラスからなり得る。ガラスが保護層として用いられる場合、それは半剛体層として使用されることもまた考慮され得る。
【００２９】
複数の層２２（より詳細には、層２６、２８、３０、および３４）は、互いに接着剤によって取り付けられ得るか、または組み合わされ得る。好適には、使用される接着剤は、加熱によって活性化される接着剤である。より詳細には、その加熱によって活性化される接着剤は、エチレン−ビニル−アセテート（ＥＶＡ）である。ポリビニルブチロール（ＰＶＢ）もまた、ＥＶＡの代用として使用され得る。同様に、結合剤（ｂｉｎｄｅｒ）および緩衝材として機能する任意のポッタント層がＥＶＡの代用とされ得ることが考慮される。
【００３０】
他の適切な接着剤は、感圧性の接着剤、または、例えばグルー（ｇｌｕｅ）などのコンタクト接着剤などの、加熱によらずに（ｎｏｎ−ｈｅａｔ）活性化される接着剤を含む。加熱によらずに活性化される接着剤は、底部にある可撓性膜の層を含む材料が、ＥＶＡの軟化点／融点よりも低い軟化点／融点を有し、それにより、この接着剤をこの用途に使用するには適さなくさせている場合に用いられ得る。例えば、一部のタイプの熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）の場合がそうである。そのような場合、グルーは底部にある可撓性膜の層２６を半剛体層２８に取り付けるために使用され得る。さらなる代替的な実施形態において、底部にある可撓性膜の層および半剛体層は、溶解接着によって互いに取り付けられ得、それによって、接着を不要とする。
【００３１】
従って、光起電力システム２０は、様々な層を他の層の一つ上に配置し、層を互いに接着することで単一の構造２４を形成することによって、作製され得る。より詳細には、光起電力システム２０を作製する好適な方法は、（ａ）底部にある可撓性膜の層２６の上に半剛体層２８を積み重ねる工程、（ｂ）その半剛体層２８の上に光起電力層３０を積み重ねる工程、（ｃ）上部の保護層３４で、層２６、２８、および３０を覆う工程、および（ｄ）層２６、２８、３０、および３４を互いに接着し、単一の構造２４を形成する工程、を包含する。ここで留意すべきは、層のそれぞれは同じ寸法である必要がないことであり、底部にある可撓性膜の層２６および上部の保護層３４が半剛体層２８および／または保護層３４よりも大きい場合、好適であり得ることである。
【００３２】
複数の層２２は、底部にある可撓性膜の層２６、半剛体層２８、光起電力層３０、および上部の保護層３４の順にて積み重ねられるのが好適である一方で、僅かな修正および材料の賢明な選択により、この順序は変更され得ることは理解される。図４を参照すると、代替的な実施形態が示され、この実施形態では、光起電力システム１００の二つの中間層（半剛体および光起電力層）が逆にされる。光起電力システム１００は通常、底部にある可撓性膜の層１０２、光起電力層１０４、半剛体層１０６、および上部の保護層１０８を備え、それらの全てが互いに接着されて、単一の構造１１０を形成するという点において、光起電力システム２０と類似する。しかしながら、この実施形態において、複数の層は、光起電力層１０４が、底部にある可撓性膜の層１０２と半剛体層１０６との間に配置されるように手配される。光起電力システム１００が適切に機能することを保証するため、半剛体層１０６が透明であることにより、十分な量の太陽光が光起電力層１０４に到達することを可能にする。従って、異なる方法が光起電力システム１００を作製するのに用いられることは理解される。そのような方法は、（ａ）底部にある可撓性膜の層１０２の上に光起電力層１０４を積み重ねる工程、（ｂ）光起電力層１０４の上に半剛体層１０６を積み重ねる工程、（ｃ）上部にある保護層１０８で、層１０２、１０４、および１０６を覆う工程、および（ｄ）層１０２、１０４、１０６、および１０８を互いに接着し、単一の構造１１０を形成する工程、を備える。さらなる修正された実施形態において、上部の透明保護層は、半剛体層（ここでは最上部の層）と底部にある可撓性膜の層との間に挟まれた光起電力層を残し、上部の透明保護層は除去され得る。そのような実施形態において、半剛体層はガラスからなり得る。
【００３３】
代替的な実施形態において、様々な層を接着するために使用される接着剤が、層と層との間において独立した層を形成するように適合され得る。図５および図６を参照すると、参照番号４６にて通常示される代替的な光起電力システムが示される。光起電力システム４６は、通常、積み重ねられた構成において配置される、可撓性膜の層４８、半剛体層５０、光起電力層５２、および上部の保護層５４を有する点において、前述した光起電力システム２０と類似する。層４８、５０、５２、および５４は、通常、光起電力システム２０の層２６、２８、３０、および３４に対応する。しかしながら、接着剤の層が、隣接する、層４８および５０、層５０および５２、ならびに層５２および５４のそれぞれの間に備え付けられる。より詳細には、接着層５６は、可撓性膜の層４８と半剛体層５０との間に配置され、接着層５８は、半剛体層５０と光起電力層５２との間に配置され、接着層６０は、光起電力層５２と保護層５４との間に配置される。この実施形態において、接着層５６、５８、および６０はＥＶＡである。光起電力システム２０の層２６、２８、３０および３４と同様に、層４８、５６、５０、５８、５２、６０、および５４が互いに接着される場合、それらは単一の構造６２を形成する。さらなる代替的な実施形態において、光起電力システム４６と類似する光起電力システムは、半剛体層および光起電力層が逆にされて構成され得るので、光起電力層は、底部の可撓性膜の層と半剛体層との間に配置される。
【００３４】
接着層５６の厚さは、約０．００８インチと約０．０１８インチとの間であることが考慮される。層５６の厚さは、接着、または改善された緩衝を提供する必要に応じて、調整され得る。
【００３５】
接着層５８および６０は、層５２の光起電力セルを包み、周囲の環境の影響、特に湿気や環境汚染物質の影響から、光起電力セルを密閉するための、ポッタント層としての機能を果たす。この実施形態において、それぞれの接着層５８、６０の厚さは、約０．０１８インチであるが、必要に応じて変化され得る。
【００３６】
概して、光起電力システム４６は、層４８、５６、５０、５８、５２、６０、および５４を他の層の一つ上に配置し、それぞれの層を恒久的に接着し、単一の層６２を形成することによって、作製され得る。より詳細には、光起電力システム４６を作製する方法は、（ａ）底部にある可撓性膜の層４８の上に接着層５６を配置する工程、（ｂ）接着層５６の上に半剛体層５０を配置する工程、（ｃ）半剛体層５０の上に接着層５８を配置する工程、（ｄ）接着層５８の上に光起電力層５２を配置する工程、（ｅ）光起電力セル層５２の上に接着層６０を配置する工程、（ｆ）接着層６０の上に保護層５４を配置する工程、および（ｇ）層４８、５６、５０、５８、５２、６０、および５４を互いに接着し、単一の構造６２を形成する工程、を包含する。前述の方法は、上で検討されたように、半剛体および光起電力層が逆にされた光起電力システムを作製するために容易に修正され得ることが理解される。
【００３７】
様々な層を接着する好適な方法は、複数の積み重ねられた層の少なくともいくつかを積層する工程を包含する。積み重ねられた層の積層は、当該分野で一般に既知のタイプの真空ラミネータ（ｌａｍｉｎａｔｏｒ）６４（図６に示される）において生じる。より詳細には、真空ラミネータ６４は、上部チャンバ６８を規定する上部分６６、下部チャンバ７２を規定する下部分７０、上部チャンバ６８を下部チャンバ７２から分離するための上部分６６に取り付けられた、柔軟なシリコンゴムの仕切り板７４、および、ラミネータ６４の下部分７０に配置されるヒータープレート７６を有する。一つは上部分に配置され、もう一つはその下部分に配置される二つのヒータープレートを有する代替的なラミネータもまた使用され得ることが理解される。
【００３８】
ラミネータ６４の下部分は基部表面７８を含み、その上に、積層される複数の積み重ねられた層が配置され得る。ヒータープレート７６は基部表面７８内に形成される。ラミネータ６４の上部分６６は、ラミネータ６４の下部分６８と蝶番で取り付けられ、蓋８０を形成するように適合されており、開いた位置８２と閉じた位置（図示されず）との間で可動式である。閉じた位置に移動した場合、蓋８０は基部表面７８を覆う。
【００３９】
積層プロセスは、真空サイクル、圧力サイクル、熱サイクル、および硬化サイクルを含む。より詳細には、積み重ねられた層４８、５６、５０、５８、５２、６０、および５４は、真空ラミネータ６４において、基部表面７８上に配置され、蓋８０は、その最も近い位置に動かされる。上部チャンバ６８および下部チャンバ７２の両方から空気が抜かれる。この真空サイクルは５分から２０分続き、様々な積み重ねられた層の間の空気が、圧力サイクルが始まる前に抜かれ、それによって、閉じ込められた気泡を除去することが可能である。その後、上部チャンバ６８における真空は中断され、上部チャンバ６８は空気と流体連絡するように配置される。この圧力差によって、仕切り板７０は積み重ねられた層の最上部表面に均一に引かれ、それにより、仕切り板７０はヒータープレート７６に対して圧迫される。可撓性の仕切り板７０は、積み重ねられた層の上面に適合し、それによって、層と除去される隙間との間の完全で均一な接触を保証する。
【００４０】
熱サイクルの間、室温または５０℃までの温度から始まり、ヒータープレート７６は約１６０℃の最も高い温度まで熱せられる。最も高い温度までヒータープレート７６の温度を上昇させるのに、約５分から１０分かかり得る。いったん最も高い温度まで達すると、約３分から５分間維持され、接着層５６、５８、および６０を活性化させることができ、それにより、層を互いに結合することを開始する。この期間の間、圧力は継続的に層に加えられている。また、保護層５４は十分に軟化されており、他の層の周りに被覆加工を形成する。ラミネータ６４において、熱は下部分７２からのみ広がる。より詳細には、熱は、ヒータープレート７６から可撓性膜の層４８へと移動し、積み重ねられた層に分散される。ラミネータの上部分および下部分にそれぞれ配置される上部および下部ヒータープレートを有する代替的なラミネータもまた、光起電力システムを作製するために有利に用いられ得ることが理解される。そのようなラミネータが使用される場合、上部チャンバにおける真空を中断するのに先立ち、仕切り板は、上部ヒータープレートによって予熱され得る。そのような場合において、上部および下部ヒータープレートを準備しておくことによって、積み重ねられた層の中で、熱のなおさらなる分散を保証し、熱サイクルの継続期間を低減し、それにより、作製を促進する。
【００４１】
熱サイクルの後、積み重ねられた層はラミネータ６４に残され、５分から１５分間、冷却される。一旦その積み重ねられた層が約７０℃より下まで冷却されると、ラミネータの蓋８０は、開いた位置８２へ動かされ、その積み重ねられた層は、さらなる硬化、調整、および室温での冷却のためにラミネータ６４から取り除かれる。
【００４２】
一旦システムがほぼ室温になると、光起電力システム４６は仕上げられ得る。仕上げには、（ａ）光起電力システムから余分な材料を取り除き、必要であれば、保護層５４の厚さを除去する工程、（ｂ）電気コネクタを光起電力システム４６などに設置する工程、および（ｃ）光起電力システム４６に、品質管理試験を実行する工程を包含し得る。光起電力システム４６に電気コネクタを設置することは、出力誘導コネクタ（図示されず）へそのコネクタを取り付けること、ならびに、接着剤およびカバーパッチを用いて、出口領域を密閉することを含み得る。品質管理試験は、システム４６が仕様に従って機能していることを確かめるために、デジタル電圧および電流計を用いて、人工光源のもとで、光起電力システム４６を試験することを含み得る。
【００４３】
保護層５４（ＥＴＦＥからなる）の上部表面８４が、例えば、安全性または美的な理由のために、点描されることが所望される場合、積み重ねられた層がラミネータ６４に配置されるのに先立って、繊維ガラススクリーンなどが、保護層５４の上に配置され得る。これにより、スクリーンパターンが、上部表面８４に恒久的にエンボス加工されて、織り目加工された表面を作成する。この工程は、ガラスが保護層５４として使用される場合、適切ではあり得ないことは理解される。そのような場合において、点描が所望される場合、ガラスは、製造の先立って点描が既に提供されていてもよい。
【００４４】
積層プロセスおよび／または設備は、層などの特定の配置の必要性に適うように、適切に修正され得ることが理解される。
【００４５】
可撓性膜の層を含む材料が接着層の軟化点／融点よりも低い軟化点／融点を有する場合、あるいは、製造または設置の効率が実現され得る場合に、二段階構造を用いる代替的な製造方法が使用され得る。概して、代替的な方法は、可撓性膜の層以外に、上述した配置と同様に、他の層の一つ上に層を積み、それらの層を共に取り付け（例えば、積層により）、次いで、加熱によらずに活性化される接着剤を用いて、その接着された層を可撓性膜の層に貼り付ける工程を包含する。より詳細には、代替的な方法は、（ａ）半剛体層５０の上に接着層５８を配置する工程、（ｂ）接着層５８の上に光起電力層５２を配置する工程、（ｃ）光起電力層５２の上に接着層６０を配置する工程、（ｄ）接着層６０の上、すなわち一番上に保護層５４を配置する工程、（ｅ）層５０、５８、５２、６０、および５４を互いに接着させる工程、（ｆ）後に、積み重ねられた関係において、半剛体層５０を可撓性膜の層４８に貼り付ける工程を包含する。
【００４６】
層５０、５８、５２、６０、および５４を互いに積層する工程は、前述した真空ラミネータ６４および熱積層プロセスを使用して、それらの層を共に積層する工程を包含し得る。可撓性膜の層４８を半剛体層５０に貼り付ける工程は、加熱によらずに活性化される接着剤によって、可撓性膜の層４８を半剛体層５０に接着する工程を包含し得る。その貼り付け作業は、その積層された層が十分に冷却された後、製造工場においてか、または、その後に、例えば、設置現場においてのいずれかにおいて、実行され得る。積層された層を可撓性膜の層に取り付けることが設置現場にてなされる場合、その貼り付け作業を実行するのに先立ち、屋根構造に対して可撓性膜の層５２を固定することが所望され得る。
【００４７】
前述の記載および添付された図面は本発明の特定の好適な実施形態、および発明者によって現在考案されている特定の製造方法に関するが、様々な変更、修正、および調節が、本発明の趣旨から逸脱することなくなされ得ることは理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に従った光起電力システムの分解斜視図である。
【図２】図１に示される光起電力システムの概略的な断面図である。
【図３】図１に示される光起電力システムの斜視図である。
【図４】図２に示されるものに対する代替的な光起電力システムの概略的な断面図である。
【図５】本発明の代替的な実施形態に従った光起電力システムの分解斜視図である。
【図６】図５に示される光起電力システムの概略的な断面図である。
【図７】光起電力システムの様々な層を接着させ、単一の構造を形成するために使用される熱真空ラミネータの斜視図である。
【図１】
2007522659.tif 000003
【図２】
2007522659.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年9月19日(2005.9.19)
【手続補正１】
【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】
底部にある可撓性膜の層と、
少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層と、
該光起電力層を支持し、該光起電力層剛性を付与する半剛体層と、
該底部にある可撓性膜の層、該半剛体層、および該光起電力層を周囲の環境への露出から保護する、上部にある透明な保護層と
を備え、
該光起電力層および該半剛体層が、該底部にある可撓性膜の層と該上部にある保護層との間に配置され、
該底部にある可撓性膜の層、該半剛体層、該光起電力層、および該上部にある保護層が、共に接着され、単一の構造を形成する、
光起電力システム。
【請求項２】
前記光起電力層が前記底部にある可撓性膜の層の上に配置され；前記半剛体層が該光起電力層の上に配置され、且つ透明である、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項３】
前記半剛体層が前記底部にある可撓性膜の層の上に配置され、前記光起電力層が該半剛体層の上に配置される、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項４】
前記底部にある可撓性膜の層、前記半剛体層、および前記光起電力層が接着剤によって互いに接着される、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項５】
前記接着剤が加熱によって活性化される接着剤である、請求項４に記載の光起電力システム。
【請求項６】
前記加熱によって活性化される接着剤がエチレン−ビニル−アセテートである、請求項５に記載の光起電力システム。
【請求項７】
前記接着剤が加熱によらずに活性化される接着剤である、請求項４に記載の光起電力システム。
【請求項８】
前記加熱によらずに活性化される接着剤が感圧性の接着剤である、請求項７に記載の光起電力システム。
【請求項９】
前記加熱によらずに活性化される接着剤がグルーである、請求項８に記載の光起電力システム。
【請求項１０】
前記底部にある可撓性膜の層および前記半剛体層が、融解結合によって互いに接着される、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項１１】
前記底部にある可撓性膜の層と前記半剛体層との間に配置される第１の接着層と、
該半剛体層と前記光起電力層との間に配置される第２の接着層と、
該光起電力層と前記上部にある保護層との間に配置される第３の接着層と
をさらに備える、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項１２】
前記第１の接着層の厚さが、約０．００８インチと約０．０１８インチとの間である、請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１３】
前記第２および前記第３の接着層の厚さが、約０．０１８インチである、請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１４】
前記第１、前記第２、および前記第３の接着層のうちの少なくとも一つがエチレン−ビニル−アセテートである、請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１５】
前記第１、前記第２、および前記第３の接着層のうちの少なくとも一つがポリビニルブチラールである、請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１６】
前記第２、前記第３の接着層がエチレン−ビニル−アセテートであり、
前記底部にある可撓性膜の層がエチレン−ビニル−アセテートの融点よりも低い融点を有する熱可塑性ポリオレフィンからなり、
該第１の接着層が加熱によらずに活性化される接着剤である、
請求項１１に記載の光起電力システム。
【請求項１７】
前記底部にある可撓性膜の層が、
（ａ）熱可塑性の屋根膜、
（ｂ）加硫エラストマー膜、
（ｃ）非加硫エラストマー膜、および
（ｄ）変性瀝青屋根膜
からなる群より選択される一重の屋根材料からなる、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項１８】
前記底部にある可撓性膜の層が強化されている、請求項１７に記載の光起電力システム。
【請求項１９】
前記底部にある可撓性膜の層がポリビニルクロライドからなる、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項２０】
前記底部にある膜層の厚さが、約０．０４インチと約０．０９インチとの間である、請求項１９に記載の光起電力システム。
【請求項２１】
前記底部にある膜層の厚さが、約０．０６インチである、請求項２０に記載の光起電力システム。
【請求項２２】
前記半剛体層が繊維ガラス強化プラスチックである、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項２３】
前記半剛体層の厚さが、約０．０６０インチと約０．１５０インチとの間である、請求項２２に記載の光起電力システム。
【請求項２４】
前記半剛体層の厚さが、約０．１２５インチである、請求項２３に記載の光起電力システム。
【請求項２５】
前記半剛体層が、
（ａ）アルミニウム、および
（ｂ）ガラス
からなる群より選択される材料からなる、請求項３に記載の光起電力システム。
【請求項２６】
前記光起電力セルが結晶シリコン太陽電池である、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項２７】
前記光起電力セルが約２インチ×２インチよりも大きいサイズである、請求項２６に記載の光起電力システム。
【請求項２８】
前記光起電力セルが約４インチ×４インチのサイズである、請求項２７に記載の光起電力システム。
【請求項２９】
前記光起電力セルが約４インチ×４インチよりも大きいサイズである、請求項２７に記載の光起電力システム。
【請求項３０】
前記光起電力セルの厚さが約０．０１インチと約０．０１８インチとの間である、請求項２６に記載の光起電力システム。
【請求項３１】
前記光起電力層が、行および列の二次元フラットアレイに分配された複数の光起電力セルを備える、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項３２】
前記複数の光起電力セルを相互接続して、該複数の光起電力セルから電力の抽出を可能にするための電気コネクタをさらに備える、請求項３１に記載の光起電力システム。
【請求項３３】
前記上部にある保護層が防泥性のフッ素重合体フィルムである、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項３４】
前記フッ素重合体フィルムが艶消し仕上げフィルムである、請求項３３に記載の光起電力システム。
【請求項３５】
前記フッ素重合体フィルムが、
（ａ）エチレン−テトラフルオロエチレン、
（ｂ）フッ化エチレンプロピレン
（ｃ）ペルフルオロアルコキシ、
（ｄ）テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン／ビリニデンフルオライド、および
（ｅ）ポリフッ化ビリニデン
からなる群より選択される化合物からなる、請求項３３に記載の光起電力システム。
【請求項３６】
前記フッ素重合体フィルムが、エチレン−テトラフルオロエチレンからなり、約０．００２インチの厚さを有する、請求項３３に記載の光起電力システム。
【請求項３７】
前記上部にある保護層がガラスからなる、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項３８】
前記上部にある保護層が平滑化された上部表面を有する、請求項１に記載の光起伝電力システム。
【請求項３９】
前記上部にある保護層が織り目加工された上部表面を有する、請求項１に記載の光起電力システム。
【請求項４０】
底部にある可撓性膜の層と、
少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層と、
該光起電力層に剛性を付与し、該光起電力層を周囲の環境への露出から保護する、上部にある透明な半剛体層と
を備え、
該光起電力層が、該底部にある可撓性膜の層と該上部にある半剛体層との間に配置され、
該底部にある可撓性膜の層、該光起電力層、および該上部にある半剛体層が、共に接着され、単一の構造を形成する、
光起電力システム。
【請求項４１】
前記半剛体層がガラスからなる、請求項４０に記載の光起電力システム。
【請求項４２】
底部にある可撓性膜の層および上部にある半剛体層を提供する工程と、
該底部にある可撓性膜の層と上部にある半剛体層との間に、少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層を配置する工程と、
層を共に接着し、単一の構造を形成する工程
とを包含する、光起電力システムを作製する方法。
【請求項４３】
底部にある可撓性膜の層および上部にある透明な保護層を提供する工程と、
該底部にある可撓性膜の層と該上部にある保護層との間に、半剛体層、および少なくとも一つの光起電力セルが一体になった光起電力層を配置する工程と、
層を共に接着し、単一の構造を形成する工程
とを包含する、光起電力システムを作製する方法。
【請求項４４】
前記配置する工程が、
前記底部にある可撓性膜の層の上に前記光起電力層を積み重ねる工程と、
該光起電力層の上に前記半剛体層を積み重ねる工程
とを包含する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記配置する工程が、
前記底部にある可撓性膜の層の上に前記半剛体層を積み重ねる工程と、
該半剛体層の上に前記光起電力層を積み重ねる工程
とを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記接着する工程に先立ち、
前記底部にある可撓性膜の層と前記半剛体層との間に第１の接着層を配置する工程と、
該半剛体層と前記光起電力層との間に第２の接着層を配置する工程と、
該光起電力層と前記上部にある保護層との間に第３の接着層を配置する工程
をさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記接着する工程が、少なくとも前記底部にある可撓性膜の層を前記上部にある保護層に接着する工程を包含する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記接着する工程が、層を共に積層する工程を包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記積層する工程が、
上部チャンバを規定する上部分と、
下部チャンバを規定する下部分と、
該上部チャンバを該下部チャンバから分離する該上部分に取り付けられた仕切り板と、
該下部分に設置されたヒータープレートと
を有するラミネータに前記層を配置する工程と、
該ラミネータの該上部チャンバおよび該下部チャンバから空気を抜く工程と、
該仕切り板と該ヒータープレートとの間の層を圧縮する工程と、
該ヒータープレートを十分な温度にまで熱して、前記第１、前記第２、および前記第３の接着層を活性化させ、それによって、該層を互いに結合する工程を開始する、工程と、
該層を冷却する工程
とを包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記冷却する工程に続いて、前記光起電力システムを終了させる工程をさらに包含し、
該終了する工程が、
該光起電力システムから余分な材料を取り除く工程と、
電気コネクタを該光起電力システムに設置する工程と、
該光起電力システムに品質管理試験を実行する工程と
を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記積層する工程が、
上部チャンバを規定する上部分と、
下部チャンバを規定する下部分と、
該上部チャンバを該下部チャンバから分離する該上部分に取り付けられた仕切り板と、
該上部分に設置された上部ヒータープレートと、
該下部分に設置された下部ヒータープレートと
を有するラミネータに前記層を配置する工程と、
該ラミネータの該上部チャンバおよび該下部チャンバから空気を抜く工程と、
第１の上部ヒータープレートを熱し、該仕切り板を予熱する工程と、
該予熱された仕切り板と該下部ヒータープレートとの間の層を圧縮する工程と、
該下部ヒータープレートを十分な温度にまで熱して、前記第１、前記第２、および前記第３の接着層を活性化させ、それによって、該層を互いに結合する工程を開始する、工程と、
該層を冷却する工程
とを包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記接着する工程に先立ち、
前記半剛体層と前記光起電力層との間に第１の接着層を配置する工程と、
該光起電力層と前記上部にある保護層との間に第２の接着層を配置する工程
とをさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
【請求項５３】
前記接着する工程が、
まず、前記半剛体層、前記第１の接着層、前記光起電力層、前記第２の接着層、および前記上部にある保護層を共に積層する工程と、
次いで、該半剛体層を前記底部にある可撓性膜の層に貼り付ける工程
とを包含する、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記積層する工程が、
上部チャンバを規定する上部分と、
下部チャンバを規定する下部分と、
該上部チャンバを該下部チャンバから分離する該上部分に取り付けられた仕切り板と、
ラミネータの該下部分に設置されたヒータープレートと
を有するラミネータに、前記半剛体層、前記第１の接着層、前記光起電力層、前記第２の接着層、および前記上部にある保護層を配置する工程と、
該ラミネータの該上部チャンバおよび該下部チャンバから空気を抜く工程と、
該仕切り板と該ヒータープレートとの間の、該半剛体層、該第１の接着層、該光起電力層、該第２の接着層、および該上部にある保護層を圧縮する工程と、
該ヒータープレートを十分な温度にまで熱して、該第１および該第２の接着層を活性化させ、それによって、該半剛体層および該光起電力層を互いに結合する工程を開始する、工程と、
該積層された層を冷却する工程
とをさらに包含する、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記貼り付ける工程が、加熱によらずに活性化される接着剤によって、前記底部にある可撓性膜の層を前記半剛体層に接着させる工程を包含する、請求項５４に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2007522659.tif 000010
2007522659.tif 000011