(57)【要約】      （修正有）【課題】ソーラーパネルを形成するための簡略化された方法、及び当該簡略化された方法により得られるソーラーパネルを提供する。【解決手段】ソーラーパネルを形成するための方法は、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面のうちの１つ又は両方に一又は複数のタッキングパッドを取り付ける工程６０２、第１及び第２の表面のうち少なくとも１つの上に接着剤を分注する工程６０４、第１及び第２の表面は、一又は複数のタッキングパッドに接触するように配置され、これにより第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリは互いに貼り合わせる工程６０６、第１及び第２の表面が接着剤に接触する工程６０８、接着剤の厚さが減少し表面積は増加する工程６１０、接着剤が硬化される工程６１２からなる。【選択図】図６
2019195046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーパネル（４００）を形成するための方法（６００）であって、
第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）の第１の表面（１０２）に少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）を接着することと、
前記第１の表面（１０２）、第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）の第２の表面（１１２）のうちの１つ、又は両方に接着剤（１４０）を分注することと、
前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）の前記接着の後、且つ前記接着剤（１４０）の前記分注の後に、前記第２の表面（１１２）を前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）に物理的に接触させて配置することにより、前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）と前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）とを互いに貼り合わせることと、
前記配置の間に、前記第１の表面（１０２）及び第２の表面（１１２）に前記接着剤（１４０）を物理的に接触させることであって、当該配置の間に、前記接着剤（１４０）の厚さが減少し、前記接着剤（１４０）の表面積が増加するように、物理的に接触させることと、
前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）と前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）とを互いに貼り合わせることの後に前記接着剤（１４０）を硬化させることと
を含む方法（６００）。
【請求項２】
前記第１の表面（１０２）に前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）を接着することは、前記第１の表面（１０２）に複数のタッキングパッド（１３０）を接着することを更に含む、請求項１に記載の方法（６００）。
【請求項３】
前記接着剤（１４０）を分注することは、物理的に間隔を空けた複数の接着剤（１４０）のドットを前記第１の表面（１０２）、前記第２の表面（１１２）のうちの１つ、又は前記第１の表面（１０２）及び前記第２の表面（１１２）の両方にわたって分注することを含む、請求項１又は２に記載の方法（６００）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）は感圧タッキングパッド（１３０）である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法（６００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）は、アクリル系接着剤（２０４）の２つの層の間に位置付けられるポリマーキャリア（２０２）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（６００）。
【請求項６】
前記接着剤（１４０）は、３０分から４時間の可使時間を有するシリコーンエラストマーを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法（６００）。
【請求項７】
前記接着剤（１４０）は、前記第２の表面（１１２）を前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）に物理的に接触させて配置することの後に前記第１の表面（１０２）の４０％から９０％にわたって広がる、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法（６００）。
【請求項８】
前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）のうち少なくとも１つはソーラーセルのアレイを備え、前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）のうち他方はプリント回路を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法（６００）。
【請求項９】
前記ソーラーパネル（４００）の前記接着剤（１４０）のボンドラインに基づく厚さを有するように前記タッキングパッド（１３０）を選択することを更に含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法（６００）。
【請求項１０】
ソーラーセルのアレイ（１１４）を備える第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）と、
プリント回路（１０４）を備える第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）と、
前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）と前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）との間に位置決めされ、前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）の第１の表面（１０２）及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）の第２の表面（１１２）に第１の接着力で接着された少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）と、
前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）と前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）との間に位置決めされ、前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）の前記第１の表面（１０２）及び前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）の前記第２の表面（１１２）に前記第１の接着力よりも大きい第２の接着力で接着された接着剤層（１４０）と
を備えるソーラーパネル（４００）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）は複数のタッキングパッド（１３０）を備え、各タッキングパッド（１３０）は０．１インチから０．５インチまでの幅を含む、請求項１０に記載のソーラーパネル（４００）。
【請求項１２】
前記接着剤層（１４０）は、物理的に間隔を空けた複数の接着剤ドットを備える、請求項１０又は１１に記載のソーラーパネル（４００）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）は前記第１の表面（１０２）及び前記第２の表面（１１２）に１平方インチあたり２５オンスから４５オンス（ｏｚ／ｉｎ２）の粘着力で取り付けられる、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のソーラーパネル（４００）。
【請求項１４】
前記接着剤（１４０）は、前記第１の表面（１０２）の領域の４０％から９０％にわたって広がり、且つ物理的に接触する、請求項１０から１３のいずれか一項に記載のソーラーパネル（４００）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）の厚さは、前記接着剤（１４０）のボンドラインの±５％以内である、請求項１０から１４のいずれか一項に記載のソーラーパネル（４００）。
【請求項１６】
複数のソーラーパネル（４００）を備える電子デバイス（５００）であって、各ソーラーパネル（４００）は、
ソーラーセルのアレイを備える第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）と、
プリント回路を備える第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）と、
前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）と前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）との間に位置決めされ、前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）の第１の表面（１０２）及び前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）の第２の表面（１１２）に第１の接着力で接着された少なくとも１つのタッキングパッド（１３０）と、
前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）と前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）との間に位置決めされ、前記第１のソーラーパネルサブアセンブリ（１００）の前記第１の表面（１０２）及び前記第２のソーラーパネルサブアセンブリ（１１０）の前記第２の表面（１１２）に、前記第１の接着力よりも大きい第２の接着力で接着された接着剤（１４０）の層と
を備える、電子デバイス（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本教示は、ソーラーパネルの分野に関し、具体的には、ソーラーパネルの構築及び構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーパネルは、典型的には、プリント回路板（ＰＣＢ）、フレキシブルプリント回路（フレックス回路）、又はリジッド面の形態のプリント回路を含む第１のサブアセンブリ（本明細書では基板と呼ぶ）、及び別個のアセンブリとして形成された、個々のソーラーセル又はソーラーセルアレイを含む第２のサブアセンブリ（本明細書では回路と呼ぶ）を含む。ソーラーパネルの構築中、ペースト接着剤を用いて当該基板と回路とが互いに取り付けられる。接着剤がサブアセンブリの１つ又は両方に分注されると、基板と回路とは近接して、接着剤に接触して位置付けられる。サブアセンブリは次いで、２４時間から７日を要しうる接着剤の硬化中、典型的には固定具を用いて位置合わせ及び固定される。例えば真空を用いて、連続的な外部圧縮圧力が加えられる。外部圧力は、サブアセンブリ間の間隔及び接着剤の厚さが設計許容誤差の範囲内となるように、接着剤のボンドライン又は厚さを設定するのに十分なものである。加えて、最終的なソーラーパネルアセンブリにおいて接着剤の厚さ及びサブアセンブリ間の間隔が正確なものとなるように、接着剤は、設計された接着ボンドラインにおよそ等しい直径のガラス充填剤を含む場合がある。接着剤が十分に硬化する前に、回路と基板との間から流れ出る余分な接着剤は取り除かれる。硬化処理が達成されると外部圧縮圧力は取り除かれ、続いて更なる組み立てが実施されうる。
【０００３】
ソーラーパネルを形成するための簡略化された方法、及び当該簡略化された方法により得られるソーラーパネルは、当技術分野で歓迎されるであろう。
【発明の概要】
【０００４】
以下、本教示の一又は複数の実装形態のいくつかの態様について基本的な理解を提供するため、簡略化した概要を提示する。本概要は、広範な概説ではなく、また本教示の主要な要素又は重要な要素を特定することや本開示の範囲を定めることを意図するものでもない。むしろ、本概要の本質的な目的は、後に提示する詳細な説明の前置きとして簡略的に一又は複数の概念を提示するためのものに過ぎない。
【０００５】
本教示の実装形態では、ソーラーパネルを形成するための方法は、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面に少なくとも１つのタッキングパッドを接着することと、第１の表面、第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面のうちの１つ、又は両方に接着剤を分注することと、少なくとも１つのタッキングパッドの接着の後、且つ接着剤の分注の後に、第２の表面を少なくとも１つのタッキングパッドに物理的に接触させて配置することにより、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとを互いに貼り合わせることとを含む。方法は、当該配置の間に、第１及び第２の表面に接着剤を物理的に接触させることであって、当該配置の間に、接着剤の厚さが減少し、接着剤の表面積が増加するように、物理的に接触させることと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとを互いに貼り合わせることの後に接着剤を硬化させることとを更に含む。任意選択的に、第１の表面に少なくとも１つのタッキングパッドを接着することは、第１の表面に複数のタッキングパッドを接着することを更に含む。接着剤を分注することは、物理的に間隔を空けた複数の接着剤のドットを第１の表面、第２の表面のうちの１つ、又は第１の表面及び第２の表面の両方にわたって分注することを含みうる。
【０００６】
少なくとも１つのタッキングパッドは感圧タッキングパッドであってよく、アクリル系接着剤の２つの層の間に位置付けられたポリマーキャリア（ポリマー担体）を含みうる。接着剤は、３０分から４時間の可使時間を有するシリコーンエラストマーを含んでいてよく、第２の表面を少なくとも１つのタッキングパッドに物理的に接触させて配置することの後に第１の表面の４０％から９０％にわたって広がりうる。
【０００７】
一実装形態では、第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリのうちの少なくとも１つは、ソーラーセルのアレイを含むことができ、第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリのうち他方はプリント回路を含みうる。方法は、ソーラーパネルの接着剤のボンドラインに基づく厚さを有するようにタッキングパッドを選択することを任意選択的に更に含みうる。
【０００８】
別の実装形態では、ソーラーパネルは、ソーラーセルのアレイを有する第１のソーラーパネルサブアセンブリと、プリント回路を含む第２のソーラーパネルサブアセンブリと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとの間に位置決めされ、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面に第１の接着力で接着された少なくとも１つのタッキングパッドと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとの間に位置決めされ、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面に、第１の接着力よりも大きい第２の接着力で接着された接着剤層とを備える。
【０００９】
少なくとも１つのタッキングパッドは複数のタッキングパッドを任意選択的に含むことができ、各タッキングパッドは、約０．１インチから約１．０インチまで、又は約０．１インチから約０．５インチまでの幅を含む。接着剤層は、物理的に間隔を空けた複数の接着剤ドットを含みうる。少なくとも１つのタッキングパッドは感圧タッキングパッドであってよく、ポリマーキャリア及びアクリル系接着剤を含みうる。ソーラーパネルの接着剤は、シリコーンエラストマーであるか、又はシリコーンエラストマーを含みうる。
【００１０】
一実装形態では、少なくとも１つのタッキングパッドは、第１及び第２の表面に１平方インチあたり２５オンスから４５オンス（ｏｚ／ｉｎ２）の粘着力で取り付けられうる。接着剤は、第１の表面の領域の４０％から９０％にわたって広がり、且つ物理的に接触する。少なくとも１つのタッキングパッドの厚さは、接着剤のボンドラインの±５％以内でありうる。
【００１１】
別の実装形態では、電子デバイスは複数のソーラーパネルを含み、各ソーラーパネルは、ソーラーセルのアレイを有する第１のソーラーパネルサブアセンブリと、プリント回路を有する第２のソーラーパネルサブアセンブリと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとの間に位置決めされ、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面に第１の接着力で接着された少なくとも１つのタッキングパッドと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとの間に位置決めされ、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面に、第１の接着力よりも大きい第２の接着力で接着された接着剤層とを含む。電子デバイスは、ソーラーパネルに電気的に連結された少なくとも１つのバッテリを更に含みうる。
【００１２】
本明細書に組み込まれ本明細書の一部を構成している添付図面は、本教示の実装形態を示し、且つ記載部分と共に本開示の原理を説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ａは、本教示の一実装形態に係る第１のソーラーパネルサブアセンブリを示す斜視図であり、Ｂは、本教示の一実装形態に係る第２のソーラーパネルサブアセンブリを示す斜視図である。
【図２】第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリを互いに近接して位置付けした後の、図１Ａ及び図１Ｂの２−２に沿った拡大断面図である。
【図３】第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面を複数のタッキングパッド及び接着剤に物理的に接触させた後の図２の構造を示す。
【図４】完成したソーラーパネルの斜視図である。
【図５】複数のソーラーパネルを含む、本教示の一実装形態を示す。
【図６】本教示に係るソーラーパネル及び電子デバイスを形成するための方法の一実装形態を示すフローチャートである。
【００１４】
図面の一部の細部は、厳密な構造的精度、細部、及び縮尺を維持するためというよりはむしろ、本教示の理解を容易にするために簡略化され図示されていることに留意されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本教示の例示的な実装形態を詳細に参照し、その実施例を添付図面に示す。好都合な場合には、同一又は類似の部分を指すために、図面全体を通して同一の参照番号を使用する。
【００１６】
上述のように、基板及び回路を含むソーラーパネルサブアセンブリは、ソーラーパネルの形成中に接着剤を用いて互いに取り付けられる。接着剤の硬化中、ソーラーパネルサブアセンブリは典型的には、該２つのサブアセンブリを固定された相対位置に位置合わせし維持する固定具の内部に配置される。接着剤のボンドラインを設定するために固定具がサブアセンブリに圧縮圧力を加えうるか、又は硬化が真空環境で実施されうる。接着剤の硬化には、１日から７日を要しうる。
【００１７】
接着剤の硬化中にサブアセンブリを位置付けるために固定具を使用することは、ソーラーパネル製造における最新技術として現在認識されているものの、様々な欠点がある。例えば、固定具を設計し製造すること又は供給業者から固定具を購入することにより、ソーラーパネルの製造コストが増大する。加えて、固定具は典型的にはソーラーパネルの特定の設計用にカスタマイズされるため、ソーラーパネルの設計変更のためには取り換えや再ツーリング（工具の再選定、再設定等）が必要となる。更に、固定具は保管及びメンテナンスしなければならず、また、固定具をソーラーパネルサブアセンブリに取り付けること及びそれに続く固定具の取り外しにより、労働コストが加わる。回路／セル間での接着剤のはみ出し分を洗浄することもまた、時間がかかり、回路／セルを破損させる。
【００１８】
本教示の一実装形態は、例えばタッキングパッドを使用して整合した接着剤のボンドラインを設定することによって、作業のやり直しを減らすことが可能なソーラーパネルの簡略化した構築をもたらし、これにより、不適切なサイズの接着剤ボンドラインを有するアセンブリの作業をやり直す必要が生じることを防止することができる。本明細書に記載の構築方法の実装形態により、例えば接着剤の硬化中に、従来の方式でサブアセンブリ同士を固定された相対的な位置合わせに維持する工具などの量が低減され、更には、このような工具を配置すること及び取り外すことに関連する労働力が不要となる。作業のやり直し、工具、及び労働力を減らすことにより、ソーラーパネル構築の従来の方法と比較して製造コストを低減することができる。
【００１９】
従来のソーラーパネル構築方法と更に異なり、本教示の実装形態は、接着剤の部分的硬化又は完全な硬化の間に、第１のソーラーパネルアセンブリ及び第２のソーラーパネルサブアセンブリを共に保持するために圧縮圧力を加えることを必要としない。従来の方法では、接着剤の硬化中にソーラーパネルサブアセンブリ同士を固定された位置合わせに維持するため、固定具、真空、又は別の圧縮源のうち１つ以上がソーラーパネルサブアセンブリに適用される。この点で、接着剤を硬化する間にソーラーパネルサブアセンブリを固定された位置合わせに保持するために圧縮圧力を当該ソーラーパネルサブアセンブリに加える必要がないため、本明細書では本方法の実装形態を「無加圧」であるとするが、いくつかの実装形態は、加えた圧力の使用を含んでもよい。一実装形態では、一又は複数のタッキングパッドが、接着剤硬化処理段階中にソーラーパネルサブアセンブリを互いに固定された位置合わせに維持する。
【００２０】
図１Ａから図４は、本教示の一実装形態に係る、ソーラーパネル形成中のインプロセス構造を示す。図１Ａは、第１の表面１０２を有する第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００を示す斜視図であり、第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００は、第１の基板１０６の上及び／又は内部に形成されるソーラーパネル回路１０４を含む。第１の基板１０６は、例えば、プリント回路板、フレキシブルプリント回路（すなわち、フレックス回路）、リジッド基板などであってよい。図１Ｂは、第２の表面１１２を有する第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０を示し、第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０は一又は複数のソーラーセルアレイ１１４を含み、ソーラーセルアレイ１１４の各々は、第２の基板１１６上に形成された複数のソーラーセル（簡略化のため、個別には図示しない）を含む。第２の基板１１６は、例えば、ソーラーセルアレイ１１４を形成するパターニングされたメタライゼーションを含む一又は複数のガラス製パネルであってよい。第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０は、既知の技術に従って形成することができる。
【００２１】
図１Ａ及び図１Ｂは更に、第１の表面１０２、第２の表面１１２のうちの１つ、又は第１の表面１０２及び第２の表面１１２の両方に取り付けられる少なくとも１つのタッキングパッド１３０、例えば複数のタッキングパッド１３０を示す。更に、図１Ａ及び図１Ｂは、第１の表面１０２、第２の表面１１２のうちの１つ、又は第１の表面１０２及び第２の表面１１２の両方に分注される接着剤１４０を示す。説明のため、図１Ａ及び図１Ｂは、第１の表面１０２及び第２の表面１１２の両方に取り付けられるタッキングパッド１３０、並びに第１の表面１０２及び第２の表面１１２の両方に分注される接着剤１４０を示す。
【００２２】
タッキングパッド１３０は、作業者又は技術者により手作業で、自動化ピックアンドプレース機器などの自動化機器を用いて、又は別の適切な配置技術を用いて配置されうる。同様に、接着剤１４０は、手作業で、又は自動化接着剤分注システムなどの自動化機器を用いて分注されうる。
【００２３】
タッキングパッド１３０は、表面１０２及び／又は表面１１２全体にわたり、完成したデバイスの構築又は作動に悪影響を及ぼさない箇所に配置することができる。例えば、完成したソーラーパネルの作動中に電気的接触がなされる導電性接点パッド１５０は避けられうるが、これはタッキングパッド１３０又は接着剤１４０のいずれかを配置することで、導電性接点パッド１５０への後の電気的接続が阻まれるか又は妨げられる場合があるためである。
【００２４】
タッキングパッド１３０は、例えば円形、正方形、矩形などの任意の所望の形状、及び、ソーラーセルのサイズに応じて例えば０．１インチから約０．５インチなどの任意の所望のサイズを有するように形成されうる。過度に大きい及び／又は不適切な形状のタッキングパッド１３０は、完成したソーラーパネルの作動に干渉しない領域に容易に配置することに適していない。小さすぎるタッキングパッド１３０では、接着剤１４０の硬化中にソーラーパネルサブアセンブリ１００、１１０の正確且つ安定的な位置合わせを維持するために数多くのタッキングパッド１３０を配置することが必要となる。一実装形態では、タッキングパッド１３０は、完成したソーラーパネルの第１の表面１０２及び第２の表面１１２の約１％から約５％の上に形成されうる。タッキングパッド１３０を施す領域が小さすぎると、接着剤１４０の硬化中にソーラーパネルサブアセンブリ１００、１１０が固定された相対位置にしっかりと維持されず、ソーラーパネルサブアセンブリ１００、１１０は、位置合わせがずれた状態となる可能性がある。タッキングパッド１３０を施す領域が大きすぎると、接着剤１４０の硬化後にソーラーパネルサブアセンブリ１００、１１０の接着強度が低下し、それゆえ結果として完成したソーラーパネルに不具合が生じる場合がある。
【００２５】
同様に、接着剤１４０は、表面１０２及び／又は表面１１２全体にわたり、完成したデバイスの構築又は作動に悪影響を及ぼさない箇所に、例えば、導電性接点パッド１５０、及びタッキングパッド１３０の接着特性に干渉しないよう当該タッキングパッドが配置される部位を避けて配置することができる。一実装形態では、接着剤１４０は、図 １Ａ及び図１Ｂに示すような複数の接着剤ドットとして塗布することができ、この際、各接着剤ドットは、接着剤１４０の特定の体積又は重量が目標とされる。一実装形態では、各接着剤ドットは、約０．０１グラムから約０．５グラム、又は約０．０１グラムから約０．１グラムまでの重量を有しうる。接着剤１４０の硬化後に第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ１００、１１０が互いに十分に接着され、予想作動状況下で完成したソーラーパネルが分離することを回避できるように、多数の接着剤ドットが塗布される。過度な量の接着剤１４０を塗布すると、第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００と第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０との間から流れ出る接着剤が過剰となり、過度な洗浄が必要となったり、ソーラーパネルの望ましくない箇所に接着剤１４０が流れる可能性が生じうる。接着剤１４０の量が不足している場合には接着が不十分となり、完成したソーラーパネルの分離や不具合の可能性が生じうる。一実装形態では、接着剤１４０は、完成したソーラーパネルの第１の表面１０２及び第２の表面１１２の約４０％から約９０％の上に形成されうる。
【００２６】
図２は、組み立てプロセス中に第２の表面１１２を第１の表面１０２の近傍に配置した後の、図１Ａ及び図１Ｂの２−２に沿った拡大断面図である。本実装形態では、第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００が、組み立て中に加工面２００上に配置されうる。
【００２７】
図２に示すように、タッキングパッド１３０は、２つの接着剤層２０４の間に位置付けられるキャリア（すなわち、キャリア層）２０２を含む感圧タッキングパッド１３０であってよく、接着剤層２０４はキャリア２０２に自己接着する。キャリア２０２は、例えば、十分な表面接着強度を有する熱硬化性プラスチック又はポリイミドなどのポリマーであってよい。接着剤層２０４は、アクリル系接着剤などの材料からなる乾燥した粘着性の接着剤の層でありうる。タッキングパッド１３０としての使用に適した市販の材料は、例えば、所望のサイズ及び形状に切断されたＡｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅ  ９６６などの３ＭTM  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ａｃｒｙｌｉｃ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  １００を含む。
【００２８】
接着剤１４０は、使用中の完成したソーラーパネルの予想作動状況に適した接着剤でありうる。航空宇宙における実装形態では、例えば、接着剤１４０は、宇宙の環境及び極限温度範囲などにおける広い作動温度範囲にわたって十分な接着を維持する、宇宙グレードで低アウトガス性の、白金硬化接着剤であってよい。一実装形態では、硬化後の接着剤１４０は、−１７５°Ｃから＋１５５°Ｃの温度範囲にわたって十分な接着特性を維持することができる。接着剤１４０は、ソーラーパネルの製造時間を低減するため、例えばシリコーンエラストマーなどの熱硬化性接着剤でありうるか又は熱硬化性接着剤を含みうる。接着剤１４０としての使用に適した市販の材料は、ＮｕＳｉｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＬＬＣより入手可能なＣＶ１-２２８９-１シリコーンエラストマーを含む。接着剤１４０は、第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０の組み立てを可能にするのに十分な、例えば、３０分から４時間の可使時間を有する。
【００２９】
図２は、接着剤１４０を分注した後、且つソーラーパネルを組み立てる前の、タッキングパッド１３０の固定厚“Ｔ２”に対する接着剤１４０の初期可変厚“Ｔ１”を更に示す。本実装形態において、図 ２の加工段階では、Ｔ１＞Ｔ２である。図 ２に示すように、接着剤１４０は、当該接着剤１４０の分注後に第１の表面領域を有する。図２は、接着剤１４０が分注される表面にわたる、且つ当該表面に物理的に接触する初期幅“Ｗ１”を有する接着剤１４０を更に示し、当該表面は、図２においては第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００の第１の表面１０２である。
【００３０】
図２及び図３の間に、タッキングパッド１３０を第１の表面１０２及び第２の表面１１２の少なくとも１つに接着した後、且つ接着剤１４０を第１の表面１０２及び第２の表面１１２のうち少なくとも１つに分注した後で、第２の表面１１２はタッキングパッド１３０に物理的に接触して配置される。接着剤１４０の厚さを薄くし、第１及び第２の表面１０２、１１２の両方を接着剤１４０及びタッキングパッド１３０の接着剤層２０４に接触させるために、第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ１００、１１０に十分な圧縮力が加えられる。図３に示すように、タッキングパッド１３０を用いて第１の表面１０２及び第２の表面１１２が互いに貼り合わせられ、これにより第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００と第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０とが互いに貼り合わせられる。図２及び図３に示すように、第２の表面１１２を接着剤１４０に物理的に接触させる間、接着剤１４０の厚さは図２のＴ１から図３のＴ２まで減少し、接着剤１４０の幅は図２のＷ１から図３のＷ２まで増加し、これにより接着剤１４０の表面積も増加する。したがって、タッキングパッド１３０の厚さＴ２により、図３の接着剤１４０のボンドラインが決定され、当該ボンドラインはＴ２に等しい。
【００３１】
第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０を互いに図３に示すように貼り合わせた後、接着剤１４０は、図４に示す完成したソーラーパネル４００が得られるように、接着剤１４０及びソーラーパネルの十分なプロセスの他のコンポーネントに適したプロセスを用いて硬化される。硬化方法は、接着剤１４０を室温で、ある期間、例えば７日間維持することを含みうる。別の実装形態では、硬化方法は、接着剤１４０を約６５°Ｃから約１５０°Ｃ、例えば約６５°Ｃの温度まで、約１５分から約４時間、例えば約４時間の持続時間加熱することを含みうる。現在のソーラーパネル加工技術では、接着剤硬化に要する最短時間は７日であり、従来のソーラーパネル形成と比較した硬化時間のこの改善によって、製品の加工時間が減少し、生産高が増加し、したがってコストが減少する。
【００３２】
ソーラーパネル４００を形成した後、一又は複数のソーラーパネル４００は、電子デバイスのソーラーパワーを生成するための電子デバイスサブコンポーネントとして利用することができる。図５は、ソーラーエネルギーを電気エネルギーに変換するのに使用される複数のソーラーパネル４００を示し、ここで複数のソーラーパネル４００は、衛星として代表的に示される電子デバイス５００を形成するために他のコンポーネントと共に組み立てられる。特定の代表的な実装形態では、他のコンポーネントは、例えば、複数のソーラーパネル４００に電気的に結合される一又は複数のバッテリ５０４、燃料タンク５０６などを収容し保護するハウジング５０２を含みうる。他のコンポーネントはまた、一又は複数のアンテナ５０８も含むことができる。一又は複数のソーラーパネル４００を、衛星以外の電子デバイス５００、例えば、他の航空宇宙機器及び輸送ビークル、軍事及び民間ビークル及び機器、ソーラーファームなどの未処理の電力の発電と共に使用することも考えられる。
【００３３】
ソーラーパネルを形成するためのプロセス又は方法６００を、図６のフローチャートに示す。方法６００は、上記の図に示した構造の一又は複数の操作又は使用により進行することができるため、図１Ａから図５を参照して説明する。しかしながら、本明細書で明示しない限り、方法６００はいかなる特定の構造及び使用にも限定されないことが理解されよう。例えば、一連の作用又は事象として方法６００を記載しているが、本教示はそのような作用又は事象の順序に限定されないことが理解されよう。いくつかの作用は、異なる順序で、且つ／又は本明細書に記載されたものとは別の作用又は事象と同時に生じることがある。更に、本教示に係る方法は、簡略化のため図示していない他の作用又は事象を含むこともでき、一方、説明した他の作用又は事象は除外又は変更してもよい。
【００３４】
６０２で示すように、方法６００は、第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００の第１の表面１０２若しくは第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０の第２の表面１１２、又は第１及び第２の表面１０２、１１２の両方に少なくとも１つのタッキングパッド１３０を取り付けることを含みうる。６０４の時点で、第１及び第２の表面１０２、１１２のうちの１つ又は両方に接着剤１４０が分注される。続いて、６０６に示すように、第１及び第２の表面１０２、１１２を一又は複数のタッキングパッド１３０と接触させて配置することにより、第１のソーラーパネルサブアセンブリ１００と第２のソーラーパネルサブアセンブリ１１０とが互いに貼り合わせられる。第１及び第２の表面１０２、１１２をタッキングパッド１３０に接触させて配置する間、６０８の時点で第１及び第２の表面１０２、１１２は接着剤１４０に接触し、これにより６１０の時点で接着剤１４０の厚さが減少し、表面積は増加する。次に、６１２の時点で、ソーラーパネル４００を形成するために接着剤１４０が硬化される。６１４の時点で、電子デバイス５００を形成するために一又は複数のソーラーパネル４００は他のコンポーネントと共に組み立てられうる。
【００３５】
このように、本教示の実装形態は、従来の方法と比較して簡略化された、ソーラーパネルを形成するための方法、及び当該方法を用いて形成されるソーラーパネルを提供する。ソーラーパネルは、主要接着剤の硬化中に第１のソーラーパネルアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとを固定された位置合わせに維持する補助接着剤を提供する一又は複数のタッキングパッドを含む。タッキングパッドは完成したソーラーパネルの一部に留まる一方で、主要接着剤は、完成したソーラーパネルにおける第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの接着の大部分を提供する。すなわち、完成したソーラーパネルにおいて第１及び第２の表面は、タッキングパッドによって第１の接着力で互いに接着され、且つ接着剤によって第１の接着力よりも大きい第２の接着力で接着される。完成したソーラーパネルのいくつかの実装形態では、主要接着剤は、第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの間の接着力の９５％以上（ただし一般的には１００％未満）に寄与することができ、タッキングパッドは、当該接着力の５％以下（一般的には０％よりも大きい）を提供する。一実装形態では、接着力は、粘着力として定義することができ、タッキングパッド又は複数のタッキングパッドの当該粘着力は１平方インチあたり約２５オンスから約４５オンス（ｏｚ／ｉｎ２）である。第１及び第２の接着力は、例えば、破壊的及び／又は非破壊的試験を用いて測定することができる。接着力は、任意の数のタッキングパッド１３０のみを用いて接着された第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリ１００、１１０を含む第１の試験サンプル、及び任意の量の接着剤１４０のみを用いて接着された第１及び第２のソーラーパネル１００、１１０を含む第２の試験サンプルを使用して測定及び比較することができる。試験サンプル中のタッキングパッド１３０の数及び接着剤１４０の量は、完成したソーラーパネル４００の設計に使用されるものと類似であってよい。一例示的な測定技術では、従来の引張強度試験機器を用いて試験サンプルの各々に引張力が加えられうる。引張力は、例えば、ニュートン毎平方メートル（Ｎ／ｍ２、すなわちパスカル）、キログラム毎平方センチメートル（Ｋｇ／ｃｍ２）、ポンド毎平方インチ（ＰＳＩ）、オンス毎平方インチ（ｏｚ／ｉｎ２）などで測定されうる。
【００３６】
加えて、接着剤及びタッキングパッドは、完成したソーラーパネルの作動に電気的に寄与しない誘電材料である。更に、タッキングパッドの厚さにより、第１及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの間の接着剤のボンドラインが決定されるか又は設けられる。一実装形態では、例えば内製により、又は供給者との作業により、各タッキングパッドの厚さを高精度に規定して、完成したソーラーパネルの、制御された所望のボンドラインを提供することができる。
【００３７】
ソーラーパネルサブアセンブリを互いに貼り合わせるために一又は複数のタッキングパッドを使用することにより、例えばボンドラインを設定するために間隔を空ける目的でのガラスビーズ又はマイクロバルーンの添加剤を接着剤中に含める必要がなくなる。この点は、重量、そして添加剤に適合する接着剤を使用する必要性を低減することに寄与する。これにより、コンポーネントを組み合わせる必要性も低減する及び／又はなくなり、したがって手作業を組み合わせることが減り、人間工学面が改善される。更に、例えばはみ出し分などの余分な接着剤を手作業で除去する必要性もなくなる。これにより接着材料の使用をより少なくすることができ、このことは最終アセンブリの重量を低減する点において重要である。また、接着剤の堆積量、及び配置／パターニングをより高い精度で制御できる機能も提供される。
【００３８】
上述のように、接着剤が硬化する間にソーラーパネルサブアセンブリを固定された位置合わせに保持するための圧縮圧力をかける必要がないので、本明細書においては本方法の実装形態について「無加圧（ｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｓｓ）」であると言及しているが、いくつかの実装形態では、加えた圧力の使用を含んでもよい。一実装形態では、一又は複数のタッキングパッドは、接着剤硬化処理段階中にソーラーパネルサブアセンブリを互いに固定された位置合わせに維持する。
【００３９】
更に、本開示は下記の条項による実施例を含む。
【００４０】
条項１  ソーラーパネルを形成するための方法であって、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面に少なくとも１つのタッキングパッドを接着することと、第１の表面、第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面のうちの１つ、又は両方に接着剤を分注することと、少なくとも１つのタッキングパッドの接着の後、且つ接着剤の分注の後に、第２の表面を少なくとも１つのタッキングパッドに物理的に接触させて配置することにより、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとを互いに貼り合わせることと、当該配置の間に、第１の表面及び第２の表面に接着剤を物理的に接触させることであって、当該配置の間に、接着剤の厚さが減少し、接着剤の表面積が増加するように、物理的に接触させることと、第１のソーラーパネルサブアセンブリ及び第２のソーラーパネルサブアセンブリを互いに貼り合わせることの後に接着剤を硬化させることとを含む方法。
【００４１】
条項２  第１の表面に少なくとも１つのタッキングパッドを接着することは、第１の表面に複数のタッキングパッドを接着することを更に含む、条項１に記載の方法。
【００４２】
条項３  接着剤を分注することは、物理的に間隔を空けた複数の接着剤のドットを第１の表面、第２の表面のうちの１つ、又は第１の表面及び第２の表面の両方にわたり分注することを含む、条項１又は２に記載の方法。
【００４３】
条項４  少なくとも１つのタッキングパッドは感圧タッキングパッドである、条項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【００４４】
条項５  少なくとも１つのタッキングパッドは、アクリル系接着剤の２つの層の間に位置付けられたポリマーキャリアを含む、条項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【００４５】
条項６  接着剤は、３０分から４時間の可使時間を有するシリコーンエラストマーを含む、条項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【００４６】
条項７  接着剤は、第２の表面を少なくとも１つのタッキングパッドに物理的に接触させて配置することの後に第１の表面の４０％から９０％にわたって広がる、条項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【００４７】
条項８  第１のソーラーパネルサブアセンブリ及び第２のソーラーパネルサブアセンブリのうち少なくとも１つはソーラーセルのアレイを備え、第１のソーラーパネルサブアセンブリ及び第２のソーラーパネルサブアセンブリのうち他方はプリント回路を備える、条項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【００４８】
条項９  ソーラーパネルの接着剤のボンドラインに基づく厚さを有するように、タッキングパッドを選択することを更に含む、条項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【００４９】
条項１０  ソーラーセルのアレイを備える第１のソーラーパネルサブアセンブリと、プリント回路を備える第２のソーラーパネルサブアセンブリと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとの間に位置決めされ、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面に第１の接着力で接着された少なくとも１つのタッキングパッドと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとの間に位置決めされ、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面に、第１の接着力よりも大きい第２の接着力で接着された接着剤層とを備えるソーラーパネル。
【００５０】
条項１１  少なくとも１つのタッキングパッドは複数のタッキングパッドを含み、各タッキングパッドは０．１インチから０．５インチまでの幅を含む、条項１０に記載のソーラーパネル。
【００５１】
条項１２  接着剤層は、物理的に間隔を空けた複数の接着剤ドットを含む、条項１０又は１１に記載のソーラーパネル。
【００５２】
条項１３  少なくとも１つのタッキングパッドは感圧タッキングパッドである、条項１０から１２のいずれか一項に記載のソーラーパネル。
【００５３】
条項１４  少なくとも１つのタッキングパッドは、ポリマーキャリア及びアクリル系接着剤を含む、条項１０から１３のいずれか一項に記載のソーラーパネル。
【００５４】
条項１５  接着剤は、シリコーンエラストマーを含む、条項１０から１４のいずれか一項に記載のソーラーパネル。
【００５５】
条項１６  少なくとも１つのタッキングパッドは、第１及び第２の表面に１平方インチあたり２５オンスから４５オンス（ｏｚ／ｉｎ２）の粘着力で取り付けられる、条項１０から１５のいずれか一項に記載のソーラーパネル。
【００５６】
条項１７  接着剤は、第１の表面の領域の４０％から９０％にわたって広がり、且つ物理的に接触する、条項１０から１６のいずれか一項に記載のソーラーパネル。
【００５７】
条項１８  少なくとも１つのタッキングパッドの厚さは、接着剤のボンドラインの±５％以内である、条項１０から１７のいずれか一項に記載の方法。
【００５８】
条項１９  複数のソーラーパネルを備える電子デバイスであって、各ソーラーパネルは、ソーラーセルのアレイを備える第１のソーラーパネルサブアセンブリと、プリント回路を備える第２のソーラーパネルサブアセンブリと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとの間に位置決めされ、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面に第１の接着力で接着された少なくとも１つのタッキングパッドと、第１のソーラーパネルサブアセンブリと第２のソーラーパネルサブアセンブリとの間に位置決めされ、第１のソーラーパネルサブアセンブリの第１の表面及び第２のソーラーパネルサブアセンブリの第２の表面に、第１の接着力よりも大きい第２の接着力で接着された接着剤層とを備える電子デバイス。
【００５９】
条項２０  ソーラーパネルに電気的に連結された少なくとも１つのバッテリを更に含む、条項１９に記載の電子デバイス。
【００６０】
本教示を、ソーラーパネル、及び２つのソーラーパネルサブアセンブリを互いに接着することに関して記載してきたが、第１のアセンブリを第２のアセンブリに取り付けるための本教示の他の使用も企図される。例えば、１つの特定の使用では、本教示の実装形態を用いてミラーリフレクタ（第１のアセンブリ）を支持基板（第２のアセンブリ）に接合することもできる。
【００６１】
本教示の広い範囲を明示する数値的範囲及びパラメータは概算であるが、特定の実施例において明示された数値は、できる限り正確に報告されている。しかしながら、すべての数値は、それぞれの試験的測定に見られる標準偏差から必然的に生じる若干の誤差を本質的に含む。更に、本明細書で開示された全ての範囲は、本明細書内に包含される任意の全ての下位範囲を含むことを理解すべきである。例えば、「１０未満」という範囲は、最小値０から最大値１０の間の（それらを含む）任意の全ての下位範囲を含んでいてよく、すなわち、任意の全ての下位範囲は、例えば１から５などの、０以上の最小値及び１０以下の最大値を有する。場合によっては、パラメータとして記述した数値が負の値であってもよい。この場合、「１０未満」として記載されている例示の範囲は、例えば−１、−２、−３、１０、−２０、−３０などの負の値を想定することができる。
【００６２】
本教示を、一又は複数の実装形態に関して説明してきたが、添付の請求項の主旨及び範囲から逸脱することなく、示されている実施例に対して変更及び／又は修正を行うことができる。例えば、一連の作用又は事象としてプロセスを記載しているが、本教示はそのような作用又は事象の順序に限定されないことが理解されよう。そのような作用は、異なる順番で、且つ／又は、本明細書に記載されたものとは別の作用又は事象と同時に起こることがある。また、本教示の一又は複数の態様又は実装形態に係る方法を実行するために全てのプロセス段階が必要とはされない場合もある。構造的コンポーネント及び／又は加工段階を追加してもよく、既存の構造的コンポーネント及び／又は加工段階を除外又は修正してもよいことが理解されよう。更に、本明細書に図示した作用のうちの一又は複数は、一又は複数の別個の作用及び／又は段階で実行されることがある。更には、「含んでいる」「含む」「有している」「有する」「伴う」という用語又はそれらの変形は、詳細な説明と特許請求の範囲のいずれかで使用されている限り、「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様に包含的であることが意図される。「〜のうちの少なくとも１つ」という用語は、列挙された項目のうちの一又は複数を選択できることを意味するために使用される。本明細書において、例えば「Ａ及びＢ」などの項目の列挙に関する「一又は複数の」という用語は、Ａ単独、Ｂ単独、又はＡ及びＢを意味する。更に、本明細書の記述及び特許請求の範囲において、１つの材料が他方の材料の「上に（ｏｎ）」にある２つの材料に関して使用する、「上に（ｏｎ）」という用語は、当該材料間に少なくとも何らかの接触があることを意味するのに対し、「上方に（ｏｖｅｒ）」は、複数の材料が互いに近接しているが、一又は複数の追加の介在材料を伴う場合があり、接触することは可能であるが必須ではないことを意味する。「上に（ｏｎ）」、「上方に（ｏｖｅｒ）」のいずれも、本明細書で使用する限り、何らかの方向性を示唆するわけではない。「コンフォーマル」という用語は、下にある材料の角度がコンフォーマル材料によって保護されるコーティング材を表す。「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、例示した実装形態にプロセス又は構造上の不適合が生じない限り、列挙した値を幾らか変更してもよいことを示す。最後に、「例示的な（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」は、記載が理想的であることを示唆するよりもむしろ、例として使用されていることを示している。明細書の検討及び本明細書の開示を実施することによって、当業者には他の実装形態も明らかになるであろう。明細書及び実施例は単なる例示にすぎないものと見なされることが意図され、本教示の真の範囲及び主旨は、以下の特許請求の範囲によって示されている。
【００６３】
本出願で使用する相対位置の用語は、ワークピースの方向付けに関わらず、ワークピースの従来の平面又は作業面に平行な平面に基づき定義される。本出願で使用する「水平方向の（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」又は「横方向の（ｌａｔｅｒａｌ）」という用語は、ワークピースの配向に関わらず、ワークピースの従来の平面又は作業面に平行な平面として定義される。「垂直方向の（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」という用語は、水平に対し直角な方向を指す。「上に（ｏｎ）」、「（「側壁」という用語に見られるような）側面（ｓｉｄｅ）」、「より高い（ｈｉｇｈｅｒ）」、「より低い（ｌｏｗｅｒ）」、「上方に（ｏｖｅｒ）」、「最上部（ｔｏｐ）」、「下に（ｕｎｄｅｒ）」などの用語は、ワークピースの配向に関わらず、ワークピースの最上面に位置する従来の平面又は作業面に対して定義される。
【図１】
2019195046.tif 000003
【図２】
2019195046.tif 000004
【図３】
2019195046.tif 000005
【図４】
2019195046.tif 000006
【図５】
2019195046.tif 000007
【図６】
2019195046.tif 000008
【外国語明細書】
2019195046000001.pdf
2019195046000002.pdf
2019195046000003.pdf
2019195046000004.pdf