(57)【要約】  フィルムは、内部表面と外部表面とを有する。フィルムは、外部表面を形成しフルオロポリマーを含む第１層を含む。フィルムはさらに、ポリマーを含む外部表面から離れて配置された第２層を含む。ポリマーの６５℃での貯蔵弾性率は、少なくとも５ＭＰａであってもよい。フィルムは、外部表面を形成し第１層と第２層の中に延在する複数の表面フィーチャーを有する。表面フィーチャーは少なくとも１５°の平均勾配を有する。フィルムは、光起電デバイスの能動構成要素の上にある保護フィルムとして適用可能である。
2013535364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部および外部表面を有し、
前記外部表面を形成する第１層と、
ポリマーを含む、前記第１層の下にある第２層と
を含むフィルムであって、前記外部表面を画定する複数の表面フィーチャーを有し、前記表面フィーチャーが少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルム。
【請求項２】
前記複数の表面フィーチャーが、錐体形の表面フィーチャーである、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
前記複数の表面フィーチャーの各表面フィーチャーが、０．０１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内の横断面を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４】
前記横断面が０．０２ｍｍ〜５ｍｍの範囲内にある、請求項３に記載のフィルム。
【請求項５】
前記横断面が０．０２ｍｍ〜３ｍｍの範囲内にある、請求項４に記載のフィルム。
【請求項６】
前記ポリマーが、エチレンとアクリル酸とのコポリマーを含む、請求項１に記載のフィルム。
【請求項７】
前記アクリル酸がメタクリル酸である、請求項６に記載のフィルム。
【請求項８】
前記ポリマーがイオノマーである、請求項１に記載のフィルム。
【請求項９】
前記イオノマーが亜鉛を含む、請求項８に記載のフィルム。
【請求項１０】
前記第１層がフルオロポリマーを含む、請求項１に記載のフィルム。
【請求項１１】
前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ＶＦ２またはＨＦＰとのＴＦＥコポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー（ＥＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー（ＨＴＥ）およびその組み合せからなる群から選択される、請求項１０に記載のフィルム。
【請求項１２】
前記フルオロポリマーが溶融加工可能である、請求項１０に記載のフィルム。
【請求項１３】
前記フルオロポリマーがフッ素化エチレンプロピレンである、請求項１０に記載のフィルム。
【請求項１４】
前記フルオロポリマーがエチレンとテトラフルオロエチレンとのコポリマーである、請求項１０に記載のフィルム。
【請求項１５】
前記第２層が前記第１層と直接接触した状態にある、請求項１に記載のフィルム。
【請求項１６】
前記第１層と前記第２層との間に配置された第３層をさらに含む、請求項１に記載のフィルム。
【請求項１７】
前記第３層がポリオレフィンまたはイオノマーを含む、請求項１６に記載のフィルム。
【請求項１８】
前記平均勾配が少なくとも２０°である、請求項１に記載のフィルム。
【請求項１９】
前記平均勾配が少なくとも２５°である、請求項１８に記載のフィルム。
【請求項２０】
前記平均勾配が少なくとも２８°である、請求項１９に記載のフィルム。
【請求項２１】
前記平均勾配が少なくとも３０°である、請求項２０に記載のフィルム。
【請求項２２】
前記平均勾配が少なくとも３２°である、請求項２１に記載のフィルム。
【請求項２３】
前記第２層の前記ポリマーの６５℃での貯蔵弾性率が少なくとも５ＭＰａである、請求項１に記載のフィルム。
【請求項２４】
前記６５℃での貯蔵弾性率が少なくとも８ＭＰａである、請求項２３に記載のフィルム。
【請求項２５】
前記６５℃での貯蔵弾性率が少なくとも１０ＭＰａである、請求項２４に記載のフィルム。
【請求項２６】
前記６５℃での貯蔵弾性率が少なくとも１２ＭＰａである、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項２７】
前記第２層の前記ポリマーの５０℃での貯蔵弾性率が少なくとも１０ＭＰａである、請求項１に記載のフィルム。
【請求項２８】
前記５０℃での貯蔵弾性率が少なくとも１５ＭＰａである、請求項２７に記載のフィルム。
【請求項２９】
前記５０℃での貯蔵弾性率が少なくとも１８ＭＰａである、請求項２８に記載のフィルム。
【請求項３０】
前記５０℃での貯蔵弾性率が少なくとも２０ＭＰａである、請求項２９に記載のフィルム。
【請求項３１】
前記第２層の前記ポリマーが、１ｍｍの貫入プローブを使用して１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも５５℃の開始温度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３２】
前記第２層の前記ポリマーが、１ｍｍの貫入プローブを使用して１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも７０℃の変曲点温度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３３】
前記第２層の前記ポリマーが１ｍｍの貫入プローブを使用して１００ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも７５℃の開始温度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３４】
前記第２層の前記ポリマーが１ｍｍの貫入プローブを使用して１００ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも８５℃の変曲点温度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３５】
前記ポリマーが、６．０ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３６】
前記メルトフローレートが、５．５ｇ／１０分以下である、請求項３５に記載のフィルム。
【請求項３７】
前記メルトフローレートが、３．５ｇ／１０分以下である、請求項３６に記載のフィルム。
【請求項３８】
前記メルトフローレートが、２．５ｇ／１０分以下である、請求項３７に記載のフィルム。
【請求項３９】
前記メルトフローレートが、１．０ｇ／１０分以下である、請求項３８に記載のフィルム。
【請求項４０】
前記ポリマーが少なくとも５５℃のビカット軟化点を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４１】
前記ビカット軟化点が少なくとも６０℃である、請求項４０に記載のフィルム。
【請求項４２】
前記ビカット軟化点が少なくとも６４℃である、請求項４１に記載のフィルム。
【請求項４３】
前記ポリマーが少なくとも６０のショアＡ硬度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４４】
前記ショアＡ硬度が少なくとも７０である、請求項４３に記載のフィルム。
【請求項４５】
前記ショアＡ硬度が少なくとも７２である、請求項４４に記載のフィルム。
【請求項４６】
前記ポリマーが少なくとも１５ＭＰａの引張弾性率を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４７】
前記引張弾性率が１８ＭＰａ〜５００ＭＰａの範囲内にある、請求項４６に記載のフィルム。
【請求項４８】
前記引張弾性率が１８ＭＰａ〜４００ＭＰａの範囲内にある、請求項４７に記載のフィルム。
【請求項４９】
前記第１層が１２μｍ〜１００μｍの範囲内の厚みを有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項５０】
前記厚みが１２μｍ〜５５μｍの範囲内にある、請求項４９に記載のフィルム。
【請求項５１】
前記厚みが２０μｍ〜５１μｍの範囲内にある、請求項５０に記載のフィルム。
【請求項５２】
前記第２層が２０μｍ〜１０００μｍの範囲内の厚みを有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項５３】
前記厚みが５０μｍ〜１０００μｍの範囲内にある、請求項５２に記載のフィルム。
【請求項５４】
前記厚みが１５０μｍ〜１０００μｍの範囲内にある、請求項５３に記載のフィルム。
【請求項５５】
前記厚みが２００μｍ〜８００μｍの範囲内にある、請求項５４に記載のフィルム。
【請求項５６】
前記厚みが４００μｍ〜７００μｍの範囲内にある、請求項５５に記載のフィルム。
【請求項５７】
能動構成要素と、
前記能動構成要素の表面上にあり、
外部表面を形成する第１層と、
前記第１層と前記能動構成要素との間に配置され、ポリマーを含む第２層とを含み、少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルムと
を含む光起電デバイス。
【請求項５８】
前記能動構成要素が可撓性光起電デバイスである、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項５９】
前記能動構成要素が剛性光起電デバイスである、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項６０】
前記ポリマーが、エチレンとアクリル酸とのコポリマーを含む、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項６１】
前記アクリル酸がメタクリル酸である、請求項６０に記載の光起電デバイス。
【請求項６２】
前記ポリマーがイオノマーである、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項６３】
前記イオノマーが亜鉛を含む、請求項６２に記載の光起電デバイス。
【請求項６４】
前記第１層がフルオロポリマーを含む、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項６５】
前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ＶＦ２またはＨＦＰとのＴＦＥコポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー（ＥＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー（ＨＴＥ）およびその組み合せからなる群から選択される、請求項６４に記載の光起電デバイス。
【請求項６６】
前記フルオロポリマーが溶融加工可能である、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項６７】
前記フルオロポリマーがフッ素化エチレンプロピレンである、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項６８】
前記フルオロポリマーがエチレンとテトラフルオロエチレンとのコポリマーである、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項６９】
前記第２層が前記第１層と直接接触した状態にある、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項７０】
前記第１層と前記第２層との間に配置された第３層をさらに含む、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項７１】
前記第３層がポリオレフィンまたはイオノマーを含む、請求項７０に記載の光起電デバイス。
【請求項７２】
前記平均勾配が少なくとも２０°である、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項７３】
前記平均勾配が少なくとも２５°である、請求項７２に記載の光起電デバイス。
【請求項７４】
前記ポリマーの６５℃での貯蔵弾性率が少なくとも８ＭＰａである、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項７５】
前記ポリマーの５０℃での貯蔵弾性率が少なくとも１０ＭＰａである、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項７６】
前記第２層の前記ポリマーが、１ｍｍの貫入プローブを使用して１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも５５℃の開始温度を有する、請求項５７に記載のフィルム。
【請求項７７】
前記第２層の前記ポリマーが、１ｍｍの貫入プローブを使用して１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも７０℃の変曲点温度を有する、請求項５７に記載のフィルム。
【請求項７８】
前記第２層の前記ポリマーが１ｍｍの貫入プローブを使用して１００ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも７５℃の開始温度を有する、請求項５７に記載のフィルム。
【請求項７９】
前記第２層の前記ポリマーが１ｍｍの貫入プローブを使用して１００ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも８５℃の変曲点温度を有する、請求項５７に記載のフィルム。
【請求項８０】
前記ポリマーが、６．０ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有する、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項８１】
前記第１層が１２μｍ〜７５μｍの範囲内の厚みを有する、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項８２】
前記第２層が２０μｍ〜１０００μｍの範囲内の厚みを有する、請求項５７に記載の光起電デバイス。
【請求項８３】
光起電デバイスを構成する方法において、
外部表面を形成する第１層と、
前記第１層と能動構成要素との間に配置され、ポリマーを含む第２層と
を含むフィルムを送出するステップと、
前記能動構成要素の表面に対し前記フィルムを積層するステップと、
前記フィルムをパターン化して、少なくとも０．４のテクスチャ比を有する複数の表面フィーチャーを提供するステップと
を含む方法。
【請求項８４】
前記パターン化ステップと前記積層ステップが同時に実施される、請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
前記パターン化ステップには、前記複数の表面フィーチャーを形成する複数の突起を含むプレートを適用することが含まれる、請求項８３に記載の方法。
【請求項８６】
前記パターン化ステップには、前記複数の表面フィーチャーを形成する複数の突起を含むローラーを適用することが含まれる、請求項８３に記載の方法。
【請求項８７】
前記パターン化して前記複数の表面フィーチャーを提供するステップには、パターン化して複数の錐体形表面フィーチャーを形成することが含まれる、請求項８３に記載の方法。
【請求項８８】
前記複数の表面フィーチャーの各表面フィーチャーが、０．２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の横断面を有する、請求項８３に記載の方法。
【請求項８９】
前記横断面が０．２ｍｍ〜５ｍｍの範囲内にある、請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
前記横断面が０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にある、請求項８９に記載のフィルム。
【請求項９１】
前記テクスチャ比が少なくとも０．４５である、請求項８３に記載の方法。
【請求項９２】
前記テクスチャ比が少なくとも０．５である、請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
前記テクスチャ比が少なくとも０．５５である、請求項９２に記載の方法。
【請求項９４】
前記テクスチャ比が少なくとも０．６０である、請求項９３に記載の方法。
【請求項９５】
前記テクスチャ比が少なくとも０．６５である、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
内部および外部表面を有し、
前記外部表面を形成し、フルオロポリマーを含む第１層と、
エチレンとメタクリル酸とのコポリマーで形成されたイオノマーを含む第２層と
を含むフィルムであって、少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルム。
【請求項９７】
内部および外部表面を有し、
前記外部表面を形成し、フルオロポリマーを含む第１層と、
ポリマーを含む、前記第１層の下にある第２層と、
を含むフィルムにおいて、前記外部表面を画定する複数の表面フィーチャーを有し、前記表面フィーチャーが少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルム。
【請求項９８】
能動構成要素と、
前記能動構成要素の表面上にあり、
外部表面を形成する第１層と、
前記第１層と前記能動構成要素の前記表面との間に配置され、ポリマーを含む第２層と
を含み、前記外部表面を画定する複数の表面フィーチャを有するフィルムであって、前記表面フィーチャが少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルムと
を含む光起電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、表面パターンを有するポリマーフィルム、このようなパターン化されたフィルムを含む光起電デバイス、およびこのような光起電デバイスを形成するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に関する懸念の増大ならびに代替エネルギー源に対する関心の高まりに伴って、業界は電力を生成するための光起電デバイスに目を向けつつある。光起電デバイスは、従来、太陽光を受光しそれを電気に転換する能動構成要素を含んでいる。しかしながら、能動構成要素を製造するのに有用な従来の材料は、環境に曝露されていることにより損傷を受けやすい。
【０００３】
光起電デバイスの従来の形態には、光起電デバイスの能動構成要素の上にある保護障壁が含まれている。保護障壁を形成するためにガラスおよび他の透明な無機材料を使用する試みがなされてきた。しかしながら、このような材料は、剛性で、衝撃に対して破砕する可能性が高い。したがって、より新規の可撓性光起電デバイスにおいては、剛性無機材料は有用でなく、雹、または他の荒天の損傷に曝露される可能性のある他の光起電デバイスにおいて使用される場合には限界がある。さらに、より可撓性は高いものの透明性に限界があるため、最良の場合でも太陽光収集効率の少なくとも部分的な劣化をもたらす、ポリマー材料を使用する試みがなされてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、改善された保護フィルムおよび光起電デバイスが望ましい。
【０００５】
添付図面を参照することにより、本開示が、より良く理解され、その多くの特徴および利点が当業者にとって明らかになりうる。
【０００６】
異なる図面中の同じ参照番号の使用は、類似または同一の品目を表わす。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一例示的実施形態において、フィルムは、その外部表面を形成する保護層を含み、保護層よりも光起電デバイスの能動構成要素に近いところに配置すべき封入材シートを含む。一例において、保護層は、フルオロポリマーで形成されている。封入材シートは、所望の熱機械的特性、例えば６５℃での貯蔵弾性率が少なくとも５ＭＰａである層を含む。保護フィルムは、光起電デバイスの能動構成要素に付着され得る。例えば、保護フィルムは光起電デバイスの外部表面を形成し、封入材シートは能動構成要素の表面と接触した状態にある。保護フィルムは、フィルムを付着させるべき能動構成要素の表面との関係において少なくとも１５°の外部表面全体にわたって平均化した平均勾配を外部表面に提供する複数の表面フィーチャーを含んでいる。一例では、複数の表面フィーチャーは、保護フィルム内へと内向きに延在する。具体的には、複数の表面フィーチャーが封入材シートの一部分を移動させることで、外部表面が保護層で形成され、封入材シートの厚みが表面フィーチャーの凹凸を補償するべく変動するようにすることができる。
【０００８】
さらなる例示的実施形態において、光起電デバイスの形成方法には、保護層と封入材シートを含む保護フィルムを送出するステップと、光起電デバイスの能動構成要素に保護フィルムを付着させるステップとが含まれる。封入材シートは、能動構成要素の表面と接触状態にあり、保護層は光起電デバイスの外部表面を形成する。保護フィルムは、例えば、少なくとも１５°の平均勾配を有する外部表面を提供する、能動構成要素に向かって内向きに延在する複数の表面フィーチャーを含む。この方法には同様に、複数の表面フィーチャーを形成するようにフィルムをパターン化するステップも含まれている。例えば、保護フィルムの付着ステップには、能動構成要素に対して保護フィルムを積層させるステップが含まれ得、積層ステップと同時にパターン化ステップを実施することが可能である。あるいは、パターン化ステップを、保護フィルムの付着ステップの前、保護フィルムの付着ステップ中、または保護フィルムの付着ステップ後に実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的光起電デバイスの図を含む。
【図２】例示的光起電デバイスの一部分の図を含む。
【図３】例示的保護フィルムの横断面の図を含む。
【図４】光電起フィルムの平面図を含む。
【図５】テクスチャ比と平均勾配の関係を示すグラフを含む。
【図６】テクスチャ比に対する封入材の効果を示すグラフを含む。
【図７】ポリマー試料の軟化特性のグラフによる図示を含む。
【図８】ポリマー試料の軟化特性のグラフによる図示を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図を参照すると、図１は、前面１１２と背面１１４を有する能動構成要素１０２を含む例示的光起電デバイス１００の図を含んでいる。一例において、能動構成要素１０２は、その前面１１２上に太陽光を受け、太陽光を電気に転換する片面光起電構成要素である。このような実施形態では、背面１１４は、光転換デバイスを支持する支持材料で形成され得る。あるいは、背面１１４は同様に、光転換デバイスを含むことができ、こうして、反射光または一日の異なる部分で受けとった光を、電気へと転換することができる。光起電デバイス１００は、剛性光起電デバイスまたは可撓性光起電デバイスであり得る。特定の例において、光起電デバイス１００は可撓性光起電デバイスである。
【００１１】
封入材シート１０８が能動構成要素１０２の前面１１２に配置され、保護層１０４が、封入材シート１０８上に配置される。保護層１０４は、光起電デバイス１００の前面１１６を形成する。任意選択的に、封入材シート１１０を、能動構成要素１０２の背面１１４に配置でき、さらなる保護層１０６を封入材シート１１０上に形成することができる。保護層１０６は、光起電デバイス１００の背面１１８を形成する。保護層１０４または１０６は、封入材シート１０８または１１０の厚みに影響を及ぼしても及ぼさなくてもよい表面フィーチャー１２０を含むことができる。
【００１２】
封入材シート１０８および１１０は、同じ材料でも異なる材料でも形成され得る。具体的には、封入材シート１０８および１１０は、ポリマー材料、例えばオレフィンコポリマー、酢酸ビニルコポリマー、アクリレートコポリマー、官能化ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリビニルブチラールポリマー、シリコーン、フルオロポリマーまたはその任意の組み合せで形成される。具体的には、封入材シート１０８および１１０はアルキルアクリル酸とのエチレンコポリマーで形成され得る。一例において、アルキルアクリル酸は、メタクリル酸、エチルアクリル酸、プロピルアクリル酸またはその任意の組み合せである。さらなる一例において、ポリマーはアルキルアクリル酸コポリマーのイオノマーであり得る。例えば、イオノマーは、対イオン例えば、リチウム、ナトリウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウムまたはカリウムイオンあるいはその任意の組み合せを含むことができる。特定の例において、イオノマーは、エチレンとメタクリル酸とのコポリマーの亜鉛イオノマーである。
【００１３】
一例において、封入材シート１０８または１１０は、所望の熱機械的特性を有するポリマー層を含む。例えば、所望の熱機械的特性を有するポリマーは、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒにより規定された直径１ｍｍの貫入プローブを伴うＰｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  ＴＭＡ７を用いて測定した場合に所望の開始温度と変曲点温度を有し得る。１０ｍＮの力と５℃／分の加熱速度を用いて測定した場合、（プローブが試料に貫入し始める温度として定義される）開始温度は、少なくとも５５℃、例えば少なくとも６０℃、少なくとも６５℃さらには少なくとも７０℃である。１００ｍＮの力および同じ加熱速度を用いて測定した場合、開始温度は少なくとも７５℃、例えば少なくとも８０℃、少なくとも８２．５℃、さらには少なくとも８５℃である。さらに、１０ｍＮの力と同じ加熱速度とを用いて測定した場合、（温度との関係における勾配の変化が、温度上昇と共に負から正に変化する時の温度として定義される）変曲点温度は、少なくとも７０℃、例えば少なくとも８０℃、少なくとも８５℃、さらには少なくとも９０℃である。１００ｍＮを用いて測定した場合、変曲点温度は少なくとも８５℃、例えば少なくとも９０℃、少なくとも９５℃あるいはさらには少なくとも９９℃である。図８は、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）イオノマー試料の分析のグラフによる図示を含む。これとは対照的に、図７は、Ｓｏｌａｒｂｏｎｄ（登録商標）ＥＶＡ試料の図示を含む。
【００１４】
別の例において、ポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ４０６５、Ｄ４４４０、またはＤ５２７９にしたがって測定される所望の貯蔵弾性率を有することができる。例えば、封入材層１０８または１１０の内部のポリマー層の貯蔵弾性率は、６５℃で少なくとも５ＭＰａである。一例において、６５℃での貯蔵弾性率は少なくとも８ＭＰａ、例えば少なくとも１０ＭＰａ、またはさらには少なくとも１２ＭＰａである。さらなる例において、５０℃での貯蔵弾性率は、少なくとも１０ＭＰａ、例えば少なくとも１５ＭＰａ、少なくとも１８ＭＰａ、またはさらには少なくとも２０ＭＰａであり得る。６５℃での貯蔵弾性率は２００ＭＰａ以下であり得る。
【００１５】
さらに、封入材シート１０８または１１０内部のポリマー層は、所望のメルトフローレート、例えば２．１６ｋｇを用いて１９０℃でＡＳＴＭ  Ｄ１２３８により決定された場合に６．０ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有することができる。例えば、メルトフローレートは、５．５ｇ／１０分以下、例えば３．５ｇ／１０分以下、２．５ｇ／１０分以下、またはさらには１．０ｇ／１０分以下であり得る。
【００１６】
追加の例において、封入材シート１０８または１１０の内部のポリマー層は、ＡＳＴＭ  Ｄ１５２５にしたがって決定された場合に少なくとも５５℃の所望のビカット軟化点を有し得る。例えば、ポリマー層は、少なくとも６０℃、例えば少なくとも６４℃のビカット軟化点を有することができる。さらに、ポリマーは、少なくとも６０の硬度（ショアＡ）などの所望の硬度を有することができる。一例において、ショアＡ硬度は、少なくとも７０、例えば少なくとも７２であり得る。さらに、封入材シート１０８または１１０の内部のポリマー層は、２３℃で少なくとも１５ＭＰａの所望の引張弾性率（ＡＳＴＭ  Ｄ５０２６）を有することができる。例えば、引張弾性率は、１８ＭＰａ〜５００ＭＰａの範囲内、例えば１８ＭＰａ〜４００ＭＰａの範囲内にあり得る。
【００１７】
保護層１０４および１０６を、フルオロポリマーで形成することができる。フルオロポリマーは、フッ素置換モノマーのホモポリマーまたは少なくとも１つのフッ素置換モノマーを含むコポリマーであり得る。例示的フッ素置換モノマーとしては、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、フッ化ビニリデン（ＶＦ２）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、ペルフルオロエチルビニルエーテル（ＰＥＶＥ）、ペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）、およびペルフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）が含まれる。フッ素化ポリマーの例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ＶＦ２またはＨＦＰとのＴＦＥコポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー（ＥＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー（ＨＴＥ）またはその任意の組み合せが含まれる。具体的には、フルオロポリマーは溶融加工可能である。例えば、フルオロポリマーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー（ＥＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー（ＨＴＥ）またはその任意の組み合せであり得る。例えば、フルオロポリマーは、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）であり得る。別の例において、フルオロポリマーはエチレンとテトラフルオロエチレンのコポリマー（ＥＴＦＥ）であり得る。
【００１８】
特定の例では、所望の熱機械的特性を有する封入材シート１０８または１１０のポリマー層は、例えば介在層または接着剤無しで保護層１０４または１０６と直接接触状態にあり得る。一代替例において封入材シート１０８または１１０は、２つ以上の層を含むことができ、その少なくとも１つは所望の熱機械的特性を有する。例えば図２に示されているように、光起電デバイスの部分的横断面には、能動構成要素２０６、能動構成要素２０６上に配置される封入材シート２０２および封入材シート２０２上に配置される保護層２０４が含まれ得る。封入材シート２０２は、２つ以上の層で形成され得る。図示されているように、封入材シート２０２は、層２０８、２１０および２１２を含む。層２０８、２１０および２１２の１つ以上は、所望の熱機械的特性を有するポリマーを含むことができる。保護層２０４内に形成される表面フィーチャー２１４は、封入材シート２０２またはそのそれぞれの層、例えば２０８、２１０または２１２の厚みに影響を及ぼしても及ぼさなくてもよい。
【００１９】
特定の例において、層２０８および２１２は、所望の熱機械的特性を有するポリマーを含む。層２０８および２１２は、増強された接着剤特性、改善された積層特性または他の所望の特性を有するポリマーを含むことができる。あるいは、層２１０は、所望の熱機械的特性を有するポリマーを含むことができる。
【００２０】
特定の例において、層２１０は、ポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニルとのコポリマー、酢酸ビニルコポリマー、アクリレートコポリマー、官能化ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリビニルブチラール、シリコーン、フルオロポリマーまたはその任意の組み合せから選択されるポリマーを含み得る。例示的ポリマーとしては、（線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどを含む）ポリエチレン；ポリプロピレン；ナイロン（ポリアミド）；ＥＰＤＭ；ポリエステル；ポリカルボネート；エチレン−プロピレンコポリマー；アクリルまたはメタクリル酸とエチレンまたはプロピレンとのコポリマー；アクリレート；メタクリレート；例えばエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、エチレンブチルアクリレート（ＥＢＡ）、エチレンメチルアクリレート（ＥＭＡ）、イオノマー（例えば一般に金属塩として中和された酸官能化ポリオレフィン）または酸官能化ポリオレフィンなどを含むポリアルファオレフィン溶融接着剤；例えば熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）を含むポリウレタン；オレフィンエラストマー；オレフィンブロックコポリマー；熱可塑性シリコーン；ポリビニルブチラール；フルオロポリマー、例えばテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー（ＴＨＶ）；またはその任意の組み合せ、を含めた天然または合成のポリマーが含まれる。
【００２１】
層２１０は、封入材シートの５０ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％、例えば６５ｖｏｌ％〜８５ｖｏｌ％または７５ｖｏｌ％〜８５ｖｏｌ％を形成することができる。層２０８または２１２は、各々５ｖｏｌ％〜２５ｖｏｌ％、例えば７．５ｖｏｌ％〜２０ｖｏｌ％または７．５ｖｏｌ％〜１２．５ｖｏｌ％を形成することができる。
【００２２】
図１または図２に示されているポリマー層は、充填剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤およびフリーラジカルスカベンジャー、乾燥剤またはゲッター、加工助剤またはそれらの任意の組み合せなどの他の添加剤を含むことができる。
【００２３】
図１または図２には示されていないものの、保護層および封入材シートを含む保護フィルムは、複数の表面フィーチャーを含む。例えば、複数の表面フィーチャーは、外部保護層によって画定され、封入材シートが可変的厚みを有するような形で封入材シートの部分を移動させることを通して形成されるネガ型表面フィーチャーであり得る。例えば、図３は、例示的保護フィルム３００の図を含む。保護フィルム３００は、封入材シート３０２と保護層３１０とを含む。ネガ型表面フィーチャーとして示されている複数の表面フィーチャー３０４は、ピーク３０６とバレー３０８を形成する保護フィルムの形に形成される。あるいは表面フィーチャーは、突出するフィーチャとして表面から延在するポジ型表面フィーチャーでもあり得る。
【００２４】
特定の例において、複数の表面フィーチャーは、表面を横断して平均化された（平均）能動構成要素に対し平行な平面または保護フィルムの下面との関係における表面の勾配として定義づけされる、少なくとも１５°の平均勾配を有する外部表面を提供する。例えば、所与の点において、表面は、保護フィルムが上に配置される能動構成要素との関係において勾配（α、α’、α’’）を有することができる。勾配（α、α’、α’’）は、平均勾配を決定するように平均化される。具体的には、平均勾配は少なくとも２０°、例えば少なくとも２５°、少なくとも２８°、少なくとも３０°、少なくとも３２°、少なくとも３６°、さらには少なくとも４０°であり得る。平均勾配は、以下の実施例中で記述される通りに計算される。
【００２５】
別の実施形態において、平均勾配は、８０°以下、例えば７０°以下、６５°以下、６０°以下、５５°以下、５０°以下さらには４５°以下であり得る。
【００２６】
表面フィーチャーは、角柱列または錐体形構造であり得る。別の例では、表面フィーチャーは正弦形または半球形であり得る。具体的には、表面フィーチャー３０４は、内向きに延在するネガ型錐体形構造である。複数の表面フィーチャーのうちの各表面フィーチャーは、保護フィルムの下面に対して平行な最大寸法として定義される横断面寸法（ｗ）を有することができる。横断面寸法（ｗ）は、０．０１ｍｍ〜５ｍｍの範囲、例えば０．０２ｍｍ〜５ｍｍの範囲、さらには０．０３５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内にあり得る。さらに、表面フィーチャーは、横断面寸法（ｗ）に直交する０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、例えば０．２ｍｍ〜５ｍｍの範囲、さらには０．５〜２ｍｍの範囲の深さ（ｔ’）を有し得る。
【００２７】
保護フィルム３００は、２０μｍ〜１０００μｍの範囲、例えば５０μｍ〜１０００μｍの範囲、１５０μｍ〜１０００μｍの範囲、２００μｍ〜８００μｍの範囲、さらには４００μｍ〜７００μｍの範囲内の最大厚み（ｔ）を有することができる。保護層３１０は、所望の厚みを有し得る。例えば、保護層は、１２μｍ〜７５μｍの範囲、例えば１２μｍ〜５５μｍの範囲または２０μｍ〜５１μｍの範囲内の平均厚みを有することができる。封入材シート内部の所望の熱機械的特性を有する保護層３０２は所望の最大厚みを有することができる。例えば、保護層３０２の最大厚みは、２０μｍ〜１０００μｍの範囲、例えば５０μｍ〜１０００μｍの範囲、１５０μｍ〜１０００μｍの範囲、２００μｍ〜８００μｍの範囲、さらには４００μｍ〜７００μｍの範囲内であり得る。
【００２８】
一例において、光起電デバイスの能動構成要素に対し少なくとも１５°の平均勾配を有する複数の表面フィーチャーを有する保護フィルムを適用することにより、光起電デバイスを形成することができる。保護フィルムは、適用に先立ちパターン化するか、適用中にパターン化するか、あるいは適用後にパターン化することができる。特定の例においては、保護フィルムが送出される。保護フィルムは、フィルムの外部表面を形成しフルオロポリマーを含む第１層を含む。さらに、保護フィルムは、第１層と光起電デバイスの能動構成要素の間に配置すべき第２層を含む。第２層は、所望の熱機械的特性を有するポリマーを含む。特定の例において、第２層は第１層と直接接触状態にあり得る。あるいは、追加層を第２層と第１層の間に配置することも、フィルムを付着させるべき能動構成要素の表面と第２層の間に配置することも可能である。
【００２９】
保護フィルムは、能動構成要素の表面に適用される。一例においては、熱積層などを通して、能動構成要素の表面に保護フィルムを積層することができる。あるいは、接着剤を塗布し、フィルムを能動構成要素の表面に接着させることができる。
【００３０】
さらに、保護フィルムは複数の表面フィーチャーを提供するようにパターン化される。表面フィーチャーは、フィルムから突出するポジ型表面フィーチャーかまたはフィルム内部へと延在するネガ型表面フィーチャーであり得る。例えば、パターン化ステップには、複数の表面フィーチャーを形成するように複数の突起を有するプレートを適用するステップが含まれる可能性がある。別の例において、パターン化ステップには、複数の表面フィーチャーを形成するための複数の突起を含むローラーを適用するステップが含まれる。具体的には、プレートまたはローラーは、フィルム内にプレスして封入材シートを移動させてフルオロポリマーで形成された外部表面を残す複数の錐体形構造を含むことができ、ここで封入材シートは変動する厚みを有する。パターン化は、積層後に実施することができる。あるいは、パターン化を、積層と同時にまたはそれと並行して実施することができる。例えば、能動構成要素に対しフィルムを熱積層する場合、フィルムを光起電デバイスの能動構成要素にプレスするためにパターン付き工具を同時に使用することができる。
【００３１】
複数の表面フィーチャーを形成するために使用される工具は、特徴的厚みを有する突起を含むことができる。複数の表面フィーチャーを生成するためにフィルムに適用される場合、パターン化ステップは、典型的に温度および圧力下で実施される。工具が除去された時点で、表面フィーチャーは幾分か鮮明度を失なう傾向をもつ。出願人らは、封入材シートの内部で所望の熱機械的特性を有する特定の層を使用する場合、テクスチャ比により特徴づけされるようなさらに高い鮮明度が保持されるということを発見した。テクスチャ比は、表面フィーチャー３０６のピークから測定した表面フィーチャー３０４のバレー３０８の最大深さ（ｔ’）を工具のフィーチャの最大深さと比較した比である。テクスチャ比は、例えば、図４に示されている錐体形構造について計算することができる。上面図で見た場合、保護フィルム４０２は、保護フィルム内へと延在するさまざまな錐体形表面フィーチャー４０４を有することができる。最高点と最下点とを通って延在する経路４０６に沿ったピークの平均相対高さとして、深さを計算することができる。一例において、保護フィルムの適用方法は、少なくとも０．４、例えば少なくとも０．４５、少なくとも０．５、少なくとも０．５５、少なくとも０．６０さらには少なくとも０．６５のテクスチャ比を提供する。実施例において実証されているように、平均勾配とテクスチャ比の間には相関関係が存在する（図５）。所与の鋳型について、テクスチャ比が増大するにつれて、平均勾配は増大する。したがって、所望のテクスチャ比を提供する方法は、結果として得られる光起電デバイスにおいて所望の平均勾配値をもたらす傾向にある。
【００３２】
保護フィルムを含む光起電デバイスは、望ましくは、改善された転換効率を有する。例えば、０°〜９０°の入射角にわたり平均化された場合の光から電気への全体的転換効率は、表面フィーチャーが不在である類似の構成および平均厚みを有するフィルムに比べて少なくとも０．３％だけ向上する。入射角は、能動構成要素の表面に対する垂線との関係において測定された、表面に衝突する光の角度であり、すなわち０°は、能動構成要素の表面に対し垂直である。具体的には、全体的効率の改善は、少なくとも０．６％、例えば少なくとも０．９％、少なくとも１．１％、少なくとも１．４％、少なくとも１．７％、少なくとも２．０％、少なくとも２．８％、少なくとも３．２％、少なくとも３．６％、さらには少なくとも４．０％である。改善は、５０°超の入射角でさらに一層大きいものである。例えば６０°の入射角で測定した場合の、表面構造を含まないフィルムとの関係における効率の改善は、少なくとも２．５％、例えば少なくとも２．９％、少なくとも３．３％、少なくとも４．０％、少なくとも５．０％、少なくとも６．０％、少なくとも７．０％、さらには少なくとも８．０％である。
【００３３】
ＵｎｉＳｏｌａｒから入手可能な可撓性光起電構成要素に対して保護フィルムを熱積層することによって、試料を調製する。ラミネータ（Ｐ  Ｅｎｅｒｇｙから入手なＬ０３６Ａ型）の内部でＰＴＦＥ剥離ファブリックの上に、表面フィーチャー鋳型を設置する。保護層が鋳型と接触状態になるような形で、鋳型上に保護層と封入材シートを置く。可撓性光起電構成要素は、能動側が下になり封入材シートと接触する状態で設置される。第２のＰＴＦＥ剥離ファブリックを、可撓性光起電構成要素上に置く。別段の記載のないかぎり、試料は、１４５℃で少なくとも５分間プレスされる。
【００３４】
パターン化された試料の表面トポロジーは、ＺｅＭｅｔｒｉｃｓから入手可能な光学プロファイラーを用いて光学表面形状測定により測定される。表面は、表面上にスパッタリングされた金コーティングでラベル付けされる。高さマップデータを勾配データに転換することにより、平均勾配が決定される。勾配マップを勾配ヒストグラムに転換して、勾配ヒストグラムから平均勾配を決定することができる。
【００３５】
テクスチャ比は、試料内部の最大テクスチャー深さを鋳型内部の最大テクスチャ深さで除した比である。試料のテクスチャ深さは、高さマップからラインプロファイルを抽出し、ラインに沿ったフィーチャのピーク−バレー高さを平均化することによって決定される。ラインは、表面フィーチャーの最大と最小を通って延在する。図５に示される通り、平均勾配とテクスチャ比は、以下の実施例にしたがって調製された試料について相関される。
【実施例】
【００３６】
実施例１
さまざまな鋳型を用いて試料を調製する。鋳型は、紙（ＭｉｃｈｉｇａｎのＳａｐｐｉ社から入手可能なＵ／Ｓ  Ｕｎｉｖ  Ｆｉｂｒａ）、スクリーン（Ｂｒｉｔｅアルミニウム防虫網、Ｔｕｓｃａｌｏｏｓａ、ＡＬのＰｈｉｆｅｒ  Ｗｉｒｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｉｎｃ．）、ガラス（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ製のＡｌｂａｒｉｎｏ  Ｐ）またはプレート１（Ｂｒｏｃｋｔｏｎ、ＭＡのＶａｌｃｏ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｍａｃｈｉｎｅから入手な１インチあたり２２．５個の錐体を有する２２．５Ｍｏｌｄ＃３）の中から選択される。試料には、１ミルのＥＴＦＥ層と２６ミルのＥＶＡ封入材シートが含まれる。表１は、鋳型と結びつけられた光起電デバイスに付随する平均勾配と効率の増加を示す。
【００３７】
【表１】
2013535364.tif 000003
【００３８】
最高の平均勾配と効率増加を有する試料は、Ａｌｂａｒｉｎｏ  Ｐガラス鋳型でテクスチャ化されたものである。この一組の実験に由来する最高の効率増加は、８．５５°の平均勾配で０．７６％である。
【００３９】
これらのデータを外挿すると、少なくとも１５度の平均勾配を有する材料が、光起電生産性、光透過率および／または商業的利用可能性にとって特に有利である効率の向上を示すことがわかる。
【００４０】
実施例２
異なる厚みを有し２つの鋳型のうちの１つを用いてパターン化された異なる保護層を伴う試料を調製する。厚みを１ミルと２ミルから選択する。鋳型を、１ｍｍ溝（ピーク間間隔１ｍｍ）とＡｌｂａｒｉｎｏ  Ｐから選択する。保護層のポリマーは、ＦＥＰとＥＴＦＥから選択する。試料は、２６ミルのＥＶＡ封入材層を含む。表２は、１ｍｍ溝でパターン化された試料についての最大深さとテクスチャ比（２つの試料の平均）を示す。表３は、Ａｌｂａｒｉｎｏ  Ｐでパターン化された試料についての最大深さとテクスチャ比（２つの試料の平均）を示す。１４５℃で少なくとも５分間、試料をプレスする。
【００４１】
【表２】
2013535364.tif 000004
【００４２】
【表３】
2013535364.tif 000005
【００４３】
１ｍｍ溝の鋳型でパターン化された試料を分析することで、テクスチャ比と層厚みまたはポリマータイプの間にはほとんど相関関係が存在しないことがわかる。これとは対照的に、Ａｌｂａｒｉｎｏ  Ｐ鋳型でパターン化された試料を分析すると、テクスチャ比に対する厚みとポリマータイプの強い影響がわかる。最高のテクスチャ比は、保護層が厚み１ミルのＦＥＰでありパターンがＡｌｂａｒｉｎｏ  Ｐである場合に見られる。
【００４４】
実施例３
異なる積層温度すなわち１４５℃および２００℃を用いて試料を調製する。試料は、１ミルのＥＴＦＥ層と２６ミルのＥＶＡ封入材シートを含む。試料を、１ｍｍ溝かまたはＡｌｂａｒｉｎｏ  Ｐの鋳型のいずれかでパターン化する。表４は、試料のテクスチャ比を示す。
【００４５】
【表４】
2013535364.tif 000006
【００４６】
表４で示されているように、テクスチャ比は、より高い温度でパターン化された試料について増大する。
【００４７】
実施例４
封入材シートの厚み、積層温度およびプレス時間を変動させて、試料を調製する。ＥＶＡ封入材シートの厚みは２６ミルまたは５２ミルである。積層温度は２００℃または２２０℃であり、プレス時間は３分間または１２分間である。表５は、試料の平均勾配およびテクスチャ比を示す。
【００４８】
【表５】
2013535364.tif 000007
【００４９】
表５に示されているように、封入材の厚みは、平均勾配およびテクスチャ比に影響を与える。封入材シートの厚みが小さくなればなるほど、平均勾配とテクスチャ比は高くなる。
【００５０】
実施例５
厚み２６ミルの異なる封入材シートと異なる積層温度を用いて試料を調製する。各試料は、２ミルのＥＴＦＥ保護層を含む。積層温度は２００℃と２３０℃から選択される。封入材層は、エチレンとメタクリル酸のコポリマーのイオノマーの単層（Ｄｕｐｏｎｔから入手可能なＳｕｒｌｙｎ１７０５）とイオノマーの複数の層を含む多層封入材シートから選択される。多層封入材シートは、２つのイオノマー層間にオレフィン層を含む。オレフィン層（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌから入手なＥｘａｃｔ３１３１ＬＤＰＥ）は、封入材シートの８０ｖｏｌ％を形成し、イオノマー層（Ｓｕｒｌｙｎ１７０５）の各々は、封入材シートの１０％を形成する。
【００５１】
イオノマーの５０℃での貯蔵弾性率はおよそ２０．５ＭＰａであり、６５℃での貯蔵弾性率はおよそ１２．５ＭＰａである。これとは対照的に、ＥＶＡの５０℃での貯蔵弾性率はおよそ５ＭＰａであり、６５℃での貯蔵弾性率はおよそ２．５ＭＰａである。表６は、テクスチャ比に対する積層温度および封入材材料の影響を示す。
【００５２】
【表６】
2013535364.tif 000008
【００５３】
単層イオノマー封入材シートまたは多層イオノマー封入材シートのいずれかを含む試料のテクスチャ比は、前述の試料を上回る。具体的には、多層封入材シートは０．６８のテクスチャ比を提供する。具体的には、保護フィルムの合計厚みは７１１マイクロメートルであり、一方Ａｌｂａｒｉｎｏ  Ｐ鋳型の厚みは９８２マイクロメートルである。したがって、テクスチャ比０．６８は、厚み７１１マイクロメートルの保護フィルムについて達成可能な最大のテクスチャ比に近づくものである。
【００５４】
さらに、図６は、上述の実施例の各々において試験された試料についての平均テクスチャ比のグラフを含んでいる。図６により明らかにされているように、イオノマー含有封入材シートは、他の試料に比べて有意に改善されたテクスチャ比を提供した。
【００５５】
第１の実施形態において、フィルムは内部表面と外部表面を有する。フィルムは、外部表面を形成する第１層と、ポリマーを含む外部表面から離れて配置された第２層とを含む。フィルムは、外部表面を形成し第１および第２層内に延在する複数の表面フィーチャーを有し、表面フィーチャーは、少なくとも１５°の平均勾配を有する。
【００５６】
第１の実施形態の一例において、複数の表面フィーチャーは錐体形表面フィーチャーである。別の例においては、複数の表面フィーチャーの各表面フィーチャーは、０．０１ｍｍ〜５ｍｍの範囲、例えば０．０２ｍｍ〜５ｍｍの範囲、または０．０２ｍｍ〜３ｍｍの範囲内の横断面を有する。
【００５７】
第１の実施形態のさらなる例において、ポリマーはエチレンとアクリル酸とのコポリマーを含む。例えば、アクリル酸はメタクリル酸である。ポリマーはイオノマーであり得る。イオノマーは亜鉛を含むことができる。
【００５８】
第１の実施形態の別の例において、第１層はフルオロポリマーを含む。フルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ＶＦ２またはＨＦＰとのＴＦＥコポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー（ＥＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー（ＨＴＥ）およびその組み合せからなる群から選択され得る。例えばフルオロポリマーは、溶融加工可能である。別の例では、フルオロポリマーは、フッ素化エチレンプロピレンである。さらなる例において、フルオロポリマーはエチレンとテトラフルオロエチレンとのコポリマーである。
【００５９】
第１の実施形態の追加の例において、第２層は、第１層と直接接触した状態にある。
【００６０】
第１の実施形態の一例において、フィルムはさらに、第１層と第２層の間に配置された第３層を含む。第３層はポリオレフィンを含むことができる。
【００６１】
別の例において、平均勾配は少なくとも２０°、例えば少なくとも２５°、少なくとも２８°、少なくとも３０°または少なくとも３２°である。第１の実施形態のさらなる例において、第２層のポリマーの６５℃での貯蔵弾性率は、少なくとも５ＭＰａ、例えば少なくとも８ＭＰａ、少なくとも１０ＭＰａまたは少なくとも１２ＭＰａである。ポリマーの５０℃での貯蔵弾性率は、少なくとも１０ＭＰａ、例えば少なくとも１５ＭＰａ、少なくとも１８ＭＰａまたは少なくとも２０ＭＰａであることができる。
【００６２】
第１の実施形態の追加例において、第２層のポリマーは、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒが規定した直径１ｍｍの貫入プローブを使用して測定した時、１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも５５℃の開始温度を有する。第１の実施形態の別の例において、第２層のポリマーは、１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも７０℃の変曲点温度を有する。さらなる例において、第２層のポリマーは、１００ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも７５℃の開始温度を有する。別の例において、第２層のポリマーは、１００ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも８５℃の変曲点温度を有する。
【００６３】
第１の実施形態のさらなる例において、ポリマーは、６．０ｇ／１０分以下、例えば５．５ｇ／１０分以下、３．５ｇ／１０分以下、２．５ｇ／１０分以下、または１．０ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有する。追加例において、ポリマーは、少なくとも５５℃、例えば少なくとも６０℃、または少なくとも６４℃のビカット軟化点を有する。
【００６４】
第１の実施形態の別の例において、ポリマーは、少なくとも６０、例えば少なくとも７０、または少なくとも７２のショアＡ硬度を有する。追加の例において、ポリマーは、少なくとも１５ＭＰａ、例えば１８ＭＰａ〜５００ＭＰａの範囲または１８ＭＰａ〜４００ＭＰａの範囲の引張弾性率を有する。
【００６５】
第１の実施形態のさらなる例において、第１層は１２μｍ〜１００μｍの範囲、例えば１２μｍ〜７５μｍの範囲、１２μｍ〜５５μｍの範囲、または２０μｍ〜５１μｍの範囲内の厚みを有する。別の例において、第２層は、２０μｍ〜１０００μｍの範囲、例えば５０μｍ〜１０００μｍの範囲、１５０μｍ〜１０００μｍの範囲、２００μｍ〜８００μｍの範囲、または４００μｍ〜７００μｍの範囲内の厚みを有する。
【００６６】
第２の実施形態において、光起電デバイスは、能動構成要素および能動構成要素の表面上にある保護フィルムを含む。フィルムは、外部表面を形成する第１層と、第１層と能動構成要素との間に配置された第２層とを含む。第２層はポリマーを含む。保護フィルムは、少なくとも１５°の平均勾配をもつ表面フィーチャーを有する。
【００６７】
第２の実施形態の一例において、能動構成要素は可撓性光起電デバイスである。第２の実施形態の別の例において、能動構成要素は剛性光起電デバイスである。
【００６８】
第２の実施形態の追加の例において、ポリマーはエチレンとアクリル酸とのコポリマーを含む。例えば、アクリル酸はメタクリル酸である。ポリマーはイオノマーであり得る。イオノマーは亜鉛を含むことができる。
【００６９】
さらなる例において、第１層はフルオロポリマーを含む。フルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ＶＦ２またはＨＦＰとのＴＦＥコポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー（ＥＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー（ＨＴＥ）およびその組み合せからなる群から選択され得る。フルオロポリマーは溶融加工可能であり得る。フルオロポリマーはフッ素化エチレンプロピレンであり得る。別の例において、フルオロポリマーはエチレンとテトラフルオロエチレンとのコポリマーであり得る。
【００７０】
第２の実施形態の追加の例において、第２層は、第１層と直接接触した状態にある。第２の実施形態の別の例において、フィルムはさらに、第１層と第２層の間に配置された第３層を含む。第３層はポリオレフィンを含むことができる。
【００７１】
第２実施形態の別の例において、表面フィーチャの平均勾配は少なくとも２０°、例えば少なくとも２５°である。さらなる例において、ポリマーの６５℃での貯蔵弾性率は、少なくとも８ＭＰａである。追加の例において、ポリマー５０℃での貯蔵弾性率は、少なくとも１０ＭＰａである。
【００７２】
第２の実施形態の一例において、第２層のポリマーは、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒが規定した１ｍｍの貫入プローブを使用して測定した時、１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも５５℃の開始温度を有する。別の例において、第２層のポリマーは、１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも７０℃の変曲点温度を有する。追加の例において、第２層のポリマーは、１００ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも７５℃の開始温度を有する。一例において、第２層のポリマーは、１００ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも８５℃の変曲点温度を有する。
【００７３】
第２の実施形態の一例において、ポリマーは、６．０ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有する。追加例において、第１層は１２μｍ〜７５μｍの範囲内の厚みを有する。別の例において、第２層は２０μｍ〜１０００μｍの範囲内の厚みを有する。
【００７４】
第３の実施形態において、光起電デバイスの形成方法は、フィルムを送出するステップを含む。フィルムは、外部表面を形成する第１層と、第１層と能動構成要素の間に配置された第２層とを含む。第２層は、ポリマーを含む。この方法はさらに、能動構成要素の表面にフィルムを積層するステップと、フィルムをパターン化して少なくとも０．４のテクスチャ比を有する複数の表面フィーチャーを提供するステップとを含む。
【００７５】
第３の実施形態の一例において、パターン化ステップと積層ステップは同時に実施される。別の例において、パターン化ステップには、複数の表面フィーチャーを形成する複数の突起を含むプレートを適用するステップが含まれる。追加の例において、パターン化ステップには、複数の表面フィーチャーを形成する複数の突起を含むローラーを適用するステップが含まれる。さらなる例において、パターン化して複数の表面フィーチャーを提供するステップには、パターン化して複数の錐体形表面フィーチャーを形成するステップが含まれる。
【００７６】
第３の実施形態の別の例において、複数の表面フィーチャーの各々の表面フィーチャーは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、例えば０．２ｍｍ〜５ｍｍの範囲、または０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内の横断面を有する。
【００７７】
第３の実施形態のさらなる例において、テクスチャ比は少なくとも０．４５、例えば少なくとも０．５、少なくとも０．５５、少なくとも０．６０、または少なくとも０．６５である。
【００７８】
第４の実施形態において、フィルムは内部および外部表面を有する。フィルムは、外部表面を形成しかつフルオロポリマーを含む第１層を含み、エチレンとメタクリル酸とのコポリマーで形成されたイオノマーを含む第２層を含む。フィルムの表面フィーチャーは少なくとも１５°の平均勾配を有する。
【００７９】
本明細書中の実施形態によると、光起電生産性および光出力に関し先行技術に比べて著しい利点を有する保護フィルム構造が記述されている。一部の実施形態は、さまざまなフィルムテクスチャ化様式を活用しているものの、光起電デバイスでは他の様式が用いられてきたという点が指摘される。例えば、米国特許第７，８５１，６９４号明細書中に見られるように、光起電デバイスからの熱抽出を管理するために溝路および輪郭を伴うフィルムのエンボス加工が利用された。このようなエンボス加工の結果として得られる溝路および輪郭は、フィルムを横断する気体または空気流を媒介するものの、光透過率または光起電生産性を媒介しない。フィーチャは、光透過率を管理するように構成または構造化されていない。さらに、このような脱気フィーチャを伴う光起電要素は、ガラスシートまたはフルオロポリマーシート（平面）などの平坦な最上層を含み得る。したがって、フルオロポリマーシートを含む先行技術における実施形態は、外部層の上に構造化された表面パターンを有していない。
【００８０】
一般的説明または実施例の中で上述した活動の全てが必要とされるわけではないこと、具体的活動の一部分は必要とされなくてもよいこと、そして記述された活動に加えて１つ以上のさらなる活動が実施されてもよいことに留意されたい。さらにまた、これらの活動の列挙順序は、必ずしもその実施順序ではない。
【００８１】
以上の明細書部分では、具体的実施形態を参照しながら概念を説明してきた。しかしながら、当業者であれば、以下のクレーム中で記されている本発明の範囲から逸脱することなくさまざまな修正および変更を加えることが可能であるということを認識する。したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなくむしろ例示的な意味で考慮されるべきものであり、このような修正形態は全て、本発明の範囲内に含まれることが意図されている。
【００８２】
本明細書中で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」という用語あるいはそれらの他のあらゆる変化形は、非排他的包含を網羅するように意図されている。例えば、一連の特徴を含むプロセス、方法、物品または装置は、必ずしもこれらの特徴のみに限定されず、明示的に列挙されていないかまたはこのようなプロセス、方法、物品または装置に固有の他の特徴を含んでいてよい。さらに、明示的な別段の記載がないかぎり、「または（ｏｒ）」は排他的またはではなく包含的またはを意味する。例えば、条件ＡまたはＢは、Ａが真であり（または存在し）かつＢが偽である（または存在しない）；Ａが偽であり（または存在せず）かつＢが真である（または存在する）；およびＡとＢの両方が真である（または存在する）という状態のいずれか１つによって、満たされる。
【００８３】
また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書中で記述される要素および成分を記述するために用いられている。これは単に便宜上、そして本発明の範囲の一般的意味合いを提供するために行なわれることである。この記述は、１つまたは少なくとも１つを含むものとして解釈されるべきであり、別段の意図があることが自明であるのでないかぎり、単数は複数も同様に含んでいる。
【００８４】
以上では具体的実施形態に関して、利益、他の利点、および課題に対する解決法を記述してきた。しかしながら、利益、利点および課題に対する解決法、および任意の利益、利点または解決法を発生させるまたはより顕著とし得る任意の１つまたは複数の特徴は、いずれかのまたは全てのクレームの重要な、所要のまたは不可欠な特徴とみなされるべきではない。
【００８５】
明細書を読んだ上で、当業者であれば、一部の特徴が明確さを期して本明細書中で別個の実施形態に関連して記述されており、単一の実施形態に組み合せた形で提供されてもよい、ということを認識するものである。逆に、簡潔さを期して単一の実施形態に関連して記述されているさまざまな特徴は、別個にまたは任意の下位組み合せの形で提供されてもよい。さらに、範囲の形で記載された値に対する言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月12日(2013.2.12)
【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】
内部および外部表面を有し、
前記外部表面を形成する第１層と、
ポリマーを含む、前記第１層の下にある第２層と
を含むフィルムであって、前記外部表面を画定する複数の表面フィーチャーを有し、前記表面フィーチャーが少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルム。
【請求項２】
前記第１層がフルオロポリマーを含む、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ＶＦ２またはＨＦＰとのＴＦＥコポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレンとフッ素化エチレンプロピレンとのコポリマー（ＥＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのターポリマー（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのターポリマー（ＨＴＥ）およびその組み合せからなる群から選択される、請求項２に記載のフィルム。
【請求項４】
前記第１層と前記第２層との間に配置された第３層をさらに含む、請求項１に記載のフィルム。
【請求項５】
前記第２層の前記ポリマーの６５℃での貯蔵弾性率が少なくとも５ＭＰａである、請求項１に記載のフィルム。
【請求項６】
前記第２層の前記ポリマーが、１ｍｍの貫入プローブを使用して１０ｍＮの力を用いて測定した場合に少なくとも５５℃の開始温度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項７】
前記ポリマーが少なくとも６０のショアＡ硬度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項８】
能動構成要素と、
前記能動構成要素の表面上にあり、
外部表面を形成する第１層と、
前記第１層と前記能動構成要素との間に配置され、ポリマーを含む第２層とを含み、少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルムと
を含む光起電デバイス。
【請求項９】
前記ポリマーがイオノマーである、請求項８に記載の光起電デバイス。
【請求項１０】
前記ポリマーが、６．０ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有する、請求項８に記載の光起電デバイス。
【請求項１１】
光起電デバイスを構成する方法において、
外部表面を形成する第１層と、
前記第１層と能動構成要素との間に配置され、ポリマーを含む第２層と
を含むフィルムを送出するステップと、
前記能動構成要素の表面に対し前記フィルムを積層するステップと、
前記フィルムをパターン化して、少なくとも０．４のテクスチャ比を有する複数の表面フィーチャーを提供するステップと
を含む方法。
【請求項１２】
前記パターン化ステップには、前記複数の表面フィーチャーを形成する複数の突起を含むプレートを適用することが含まれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パターン化ステップには、前記複数の表面フィーチャーを形成する複数の突起を含むローラーを適用することが含まれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
内部および外部表面を有し、
前記外部表面を形成し、フルオロポリマーを含む第１層と、
エチレンとメタクリル酸とのコポリマーで形成されたイオノマーを含む第２層と
を含むフィルムであって、少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルム。
【請求項１５】
内部および外部表面を有し、
前記外部表面を形成し、フルオロポリマーを含む第１層と、
ポリマーを含む、前記第１層の下にある第２層と、
を含むフィルムにおいて、前記外部表面を画定する複数の表面フィーチャーを有し、前記表面フィーチャーが少なくとも１５°の平均勾配を有するフィルム。
【国際調査報告】
2013535364.tif 000017
2013535364.tif 000018