(57)【要約】  本発明は、架橋性封止材層として有用な、２種類のエチレンコポリマーと、場合により１種類以上の添加剤とから実質的になる、ブレンド組成物を提供する。第１のエチレンコポリマーは、エチレンと、場合により式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2で表される第１のオレフィンと、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ3）ＣＯＯＨで表される第２のオレフィンとの共重合単位を含む。第２のエチレンコポリマーは、エチレンと、場合により式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2で表される第１のオレフィンと、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ4）Ｄで表される第３のオレフィンとの共重合単位から実質的になる。Ｒ1、Ｒ3、およびＲ4は、水素またはアルキル基を表し；Ｒ2はアルキル基を表し；Ｄはエポキシ基を含有する部分を表す。前記封止材層を含む太陽電池モジュールをさらに提供する。前記封止材層は、本発明のブレンド組成物、または本発明のブレンド組成物が架橋して第２のオレフィンの一部の酸性基が第３のオレフィンの一部のエポキシ基と反応している生成物を含む。
2013501102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレンド組成物の全重量を基準として、約１０〜約９０重量％のエチレンコポリマー１と、約１０〜約９０重量％のエチレンコポリマー２とから実質的になり；加工助剤、流動性向上剤、潤滑剤、顔料、染料、蛍光増白剤、難燃剤、衝撃改質剤、核剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、ヒンダードアミン光スタブライザー（ｓｔａｂｌｉｚｅｒ）、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、接着剤、プライマー、および補強添加剤からなる群から選択される１種類以上の添加剤を含んでもよいブレンド組成物であって；
前記エチレンコポリマー１が、エチレンの共重合単位と、約２〜約３０重量％の式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ3）ＣＯＯＨで表される第２のオレフィンの共重合単位とから実質的になり、約１０〜約４０重量％の式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2で表される第１のオレフィンの共重合単位を含んでもよく、前記第１のオレフィンおよび前記第２のオレフィンの前記共重合単位の重量パーセント値は、前記エチレンコポリマー１の全重量を基準としており；
式中、Ｒ1は水素またはアルキル基を表し、Ｒ2はアルキル基を表し、Ｒ3は水素またはアルキル基を表し；
前記エチレンコポリマー２が、エチレンの共重合単位と、約３〜約１５重量％の式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ4）−Ｄで表される第３のオレフィンの共重合単位とから実質的になり、約２０〜約４０重量％の前記第１のオレフィンの共重合単位を含んでもよく、前記第１のオレフィンおよび前記第３のオレフィンの前記共重合単位の重量パーセント値は、前記エチレンコポリマー２の全重量を基準としており；式中、Ｒ4は水素またはアルキル基を表し；−Ｄは、−ＣＯ2Ｒ5、−ＣＯ2Ｒ6−Ｒ5、−Ｒ6−Ｒ5、−Ｏ−Ｒ5、および−Ｒ5からなる群から選択される部分を表し；Ｒ5はエポキシ基を含有する部分を表し、Ｒ6はアルキレン基を表し；
但し、前記第１、第２、および第３のオレフィンはいずれも、ジカルボン酸、ならびに前記ジカルボン酸のジエステル、モノエステル、および無水物ではない、ブレンド組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のブレンド組成物の架橋生成物であって、エチレンコポリマー１のカルボン酸基の少なくとも一部が、エチレンコポリマー２のエポキシ基の少なくとも一部と反応して、エチレンコポリマー１とエチレンコポリマー２との間で架橋を形成している、架橋生成物。
【請求項３】
Ｒ1が水素またはメチル基を表し、Ｒ2がブチル基を表し、Ｒ3が水素またはメチル基を表し、Ｒ4が水素またはメチル基を表し、−Ｄが−Ｒ5であり、Ｒ5がグリシジル基を含有する部分を表す、請求項１に記載のブレンド組成物。
【請求項４】
前記第１のオレフィンがアクリル酸ｎ−ブチルであり、前記第２のオレフィンがアクリル酸である、請求項１に記載のブレンド組成物。
【請求項５】
前記第３のオレフィンがメタクリル酸グリシジルである、請求項１に記載のブレンド組成物。
【請求項６】
請求項１に記載のブレンド組成物から実質的になるシートの製造方法であって：
ａ）１３５℃未満の温度で前記エチレンコポリマー１および前記エチレンコポリマー２を溶融状態で混合するステップと；
ｂ）前記溶融物からシートを形成するステップとを含む、方法。
【請求項７】
前記シートが押出法によって形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法によって形成されたシート。
【請求項９】
１つ以上の粗面を有する、請求項８に記載のシート。
【請求項１０】
太陽電池アセンブリと、少なくとも１つの封止材層とを含む太陽電池モジュールであって、前記少なくとも１つの封止材層が、請求項１に記載のブレンド組成物、または前記ブレンド組成物の架橋生成物から実質的になる、太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの封止材層が前記太陽電池アセンブリに直接積層される、請求項１０に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記太陽電池アセンブリが、太陽に面する前面と、太陽に面しない裏面とを有する、請求項１０に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記太陽電池アセンブリの前記太陽に面する前面に積層される前面封止材層と、前記太陽電池アセンブリの前記太陽に面しない裏面に積層される裏面封止材層とを含み、前記前面および裏面封止材層の一方が、前記少なくとも１つの封止材層であり、前記前面および裏面封止材層の他方が、架橋または未架橋であって、α−オレフィンとα，βエチレン系不飽和カルボン酸とを含むコポリマー、α−オレフィンとα，βエチレン系不飽和カルボン酸とを含むコポリマーのアイオノマー、エチレンとエポキシ基を含む部分とのコポリマー、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、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コポリマーエラストマー、α−オレフィンとα，βエチレン系不飽和カルボン酸とのコポリマー、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種類以上のポリマー材料から実質的になる、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】
２つの封止材層を含み、前記２つの封止材層が、前記前面封止材層および前記裏面封止材層であり、前記２つの封止材層が、前記ブレンド組成物、または前記ブレンド組成物の架橋生成物から実質的になり、前記前面封止材層の前記ブレンド組成物と、前記裏面封止材層の前記ブレンド組成物とが、同じまたは異なるものである、請求項１３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１５】
入射層をさらに含み、前記入射層が、前記モジュールの最外表面層であって、前記太陽電池アセンブリの前記太陽に面する前面上に配置され、前記入射層が、（ｉ）ガラスシートと、（ｉｉ）ポリカーボネート、アクリル、ポリアクリレート、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、フルオロポリマー、およびそれら２種類以上の組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含むポリマーシートと、（ｉｉｉ）ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ノルボルネンポリマー、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、ナイロン、ポリウレタン、アクリル、酢酸セルロース、セロファン、ポリ（塩化ビニル）、フルオロポリマー、およびそれら２種類以上の組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含むポリマーフィルムとからなる群から選択される材料でできている、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１６】
バッキング層をさらに含み、前記バッキング層が、前記モジュールの最外表面層であって、前記太陽電池アセンブリの前記太陽に面しない裏面上に配置され、前記バッキング層が、（ｉ）ガラスシート、（ｉｉ）ポリマーシート、（ｉｉｉ）ポリマーフィルム、（ｉｖ）金属シート、および（ｖ）セラミック板からなる群から選択される材料でできており、前記ポリマーシートが、ポリカーボネート、アクリル、ポリアクリレート、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、フルオロポリマー、およびそれら２種類以上の組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含み；前記ポリマーフィルムが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ノルボルネンポリマー、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、ナイロン、ポリウレタン、アクリル、酢酸セルロース、セロファン、ポリ（塩化ビニル）、フルオロポリマー、およびそれら２種類以上の組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１７】
前記太陽電池が、結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）および多結晶シリコーン（ｍｃ−Ｓｉ）系太陽電池からなる群から選択されるウエハ型太陽電池であり、前記モジュールが、位置の順に、（ｉ）入射層、（ｉｉ）前記前面封止材層、（ｉｉｉ）前記太陽電池アセンブリ、（ｉｖ）前記裏面封止材層、および（ｖ）バッキング層から実質的になる、請求項１３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１８】
前記太陽電池が、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（ＣＩＳ）、二セレン化銅インジウム／ガリウム（ＣＩＧＳ）、光吸収性染料、および有機半導体系の太陽電池からなる群から選択される薄膜太陽電池であり、前記太陽電池モジュールが、位置の順に、（ｉ）入射層と、（ｉｉ）前記ブレンド組成物、または前記ブレンド組成物の架橋生成物を含む前記少なくとも１つの封止材層である前面封止材層と、（ｉｉｉ）前記太陽電池アセンブリとから実質的になり、前記太陽電池アセンブリが、前記薄膜太陽電池が上に堆積される基体をさらに含み、前記基体が、前記モジュールの最外表面となるように配置され、前記太陽電池アセンブリの前記太陽に面しない裏面上に配置される、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１９】
前記太陽電池が、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（ＣＩＳ）、二セレン化銅インジウム／ガリウム（ＣＩＧＳ）、光吸収性染料、および有機半導体系の太陽電池からなる群から選択される薄膜太陽電池であり、前記太陽電池モジュールが、位置の順に、（ｉ）前記太陽電池アセンブリと、（ｉｉ）前記ブレンド組成物を含む前記少なくとも１つの封止材層である裏面封止材層と、（ｉｉｉ）バッキング層とから実質的になり、前記太陽電池アセンブリが、前記薄膜太陽電池が上に堆積されるスーパーストレートをさらに含み、前記太陽電池アセンブリの前記太陽に面する前面上の前記モジュールの最外表面となるように、前記スーパーストレートが配置される、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２０】
太陽電池モジュールの製造方法であって：（ｉ）太陽電池アセンブリと少なくとも１つの封止材層とを提供するステップであって、前記少なくとも１つの封止材層が、請求項１に記載のブレンド組成物から実質的になり、前記ブレンド組成物が未架橋であり、前記少なくとも１つの封止材層が、約１３５℃以下の温度で溶融物からの押出成形によって形成されるステップと；（ｉｉ）前記アセンブリを約１３５℃以上の積層温度で積層して太陽電池モジュールを得るステップであって、前記ブレンド組成物が架橋されるステップとを含む、方法。
【請求項２１】
前記積層ステップが、前記アセンブリを熱にさらすことによって行われ、前記アセンブリを真空または圧力にさらしてもよい、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法で得られる製品であるソーラーコントロールモジュール。
【請求項２３】
請求項１に記載のブレンド組成物の製造方法であって：
ａ）エチレンコポリマー１およびエチレンコポリマー２を提供するステップと；
ｂ）１３５℃未満の温度でエチレンコポリマー１およびエチレンコポリマー２を溶融状態で混合するステップとを含む、方法。
【請求項２４】
請求項６に記載の方法で得られる製品である押出シートであって、約１〜約１２０ミル（約０．０２５〜約３ｍｍ）の厚さを有する押出シート。
【請求項２５】
請求項７に記載の方法で得られる製品である押出シートであって、前記押出法が多層押出法であり、前記ブレンド組成物を含む少なくとも１つの層を含む、押出シート。
【請求項２６】
前記ブレンド組成物を含む前記層が、約１０〜約３０ミル（約０．２５〜約０．７６ｍｍ）の厚さの内層であるか、または前記ブレンド組成物を含む前記層が約１〜約５ミル（約０．０２５〜約０．１２ｍｍ）の厚さの表面層である、請求項２５に記載の多層押出シート。
【請求項２７】
１つ以上の粗面を有する、請求項２４に記載の押出シート。
【請求項２８】
フィルム層をさらに含み、前記フィルム層が前記封止材層と直接接触しており、前記フィルム層がポリ（エチレンテレフタレート）を含む、請求項１０に記載のソーラーコントロールモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条に基づいて、その全体が参照により本明細書に援用される２００９年７月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／２３０，２３８号明細書の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、太陽電池モジュール用の架橋済みまたは架橋性の封止材に関する。特に、本発明の架橋性封止材は、２種類のエチレンコポリマーのブレンド組成物から実質的になり、第１のエチレンコポリマーは、不飽和カルボン酸の残基を有し、第２のエチレンコポリマーは、エポキシ基含有部分の残基を有する。架橋した封止材層中では、カルボン酸基は、エポキシ基との反応が起こっている。
【背景技術】
【０００３】
本発明が関連する最新技術をより十分に説明するために、本明細書の説明においていくつかの特許および刊行物が引用されている。これらの特許および刊行物のそれぞれの開示全体が、参照により本明細書に援用される。
【０００４】
太陽電池は持続可能なエネルギー資源となるので、それらの使用が急速に拡大している。太陽電池は、典型的には、使用される光吸収材料に基づいて２つの種類、すなわち、バルクまたはウエハ型太陽電池および薄膜太陽電池に分類することができる。
【０００５】
単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）、ポリ結晶または多結晶シリコン（ポリ−Ｓｉまたはｍｃ−Ｓｉ）、ならびにリボンシリコンは、より伝統的なウエハ型太陽電池の形成に最も一般的に使用されている材料である。ウエハ型太陽電池から得られる太陽電池モジュールは、互いにはんだ付けされ電気的に接続された厚さ約１８０〜約２４０μｍの一連の自立ウエハ（またはセル）を含むことが多い。このような太陽電池パネルは、その表面上に堆積された導電性ペースト層および／または続線とともに、太陽電池アセンブリと呼ばれる場合がある。太陽電池アセンブリは、ポリマー封止材の間に挟んだり積層したりすることによって封止することができる。この結果得られた構造は、２つの保護外層（すなわち、前面シートおよび裏面シート）の間にさらに挟むことで耐候性モジュールを形成することができる。保護外層は、ガラス、金属のシートまたはフィルム、あるいはプラスチックのシートまたはフィルムから形成することができる。しかし一般に、太陽光に面する外層は、フォトンが太陽電池に到達できるように十分透明である必要がある。
【０００６】
ますます重要となる別の方法である薄膜太陽電池においては、一般に使用される材料として、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）、二セレン化銅インジウム／ガリウム（ＣｕＩｎxＧａ(1-x)Ｓｅ2またはＣＩＧＳ）、光吸収性染料、有機半導体などが挙げられる。例としては、薄膜太陽電池は、たとえば、米国特許第５，５０７，８８１号明細書、第５，５１２，１０７号明細書、第５，９４８，１７６号明細書、第５，９９４，１６３号明細書、第６，０４０，５２１号明細書、第６，１２３，８２４号明細書、第６，１３７，０４８号明細書、第６，２８８，３２５号明細書、第６，２５８，６２０号明細書、第６，６１３，６０３号明細書、および第６，７８４，３０１；ならびに米国特許出願公開第２００７０２９８５９０号明細書、第２００７０２８１０９０号明細書、第２００７０２４０７５９号明細書、第２００７０２３２０５７号明細書、第２００７０２３８２８５号明細書、第２００７０２２７５７８号明細書、第２００７０２０９６９９号明細書、第２００７００７９８６６号明細書、第２００８０２２３４３６号明細書；および第２００８０２７１６７５号明細書に記載されている。
【０００７】
典型的な厚さが２μｍ未満である薄膜太陽電池は、一般に複数の層で基体上に半導体材料を堆積することによって製造される。さらに、接続線、金属の導電性コーティング、および／または金属反射フィルムを、薄膜太陽電池の表面上に堆積して、薄膜太陽電池アセンブリの部品を構成することができる。基体は、ガラスまたは可撓性フィルムから形成することができ、基体が太陽光に面するモジュールではスーパーストレートと呼ばれる場合もある。ウエハ型太陽電池モジュールと同様に、薄膜太陽電池アセンブリは、ポリマー封止材の間に積層または挟まれることによってさらに封止され、それが保護外層の間にさらに積層されたり挟まれたりする。ある実施形態においては、薄膜太陽電池アセンブリは、封止材によって部分的にのみ封止することができ、これは、基体（またはスーパーストレート）とは反対の薄膜太陽電池アセンブリの側でのみポリマー封止材に積層され次に、保護外層が積層されることを意味する。このような構造では、薄膜太陽電池アセンブリは、基体（またはスーパーストレート）と封止材との間に挟まれる。
【０００８】
封止材は、太陽電池モジュールにおいていくつかの重要な機能を果たす。たとえば、脆い場合があり他の場合には摩耗などの物理的な損傷が生じやすい場合がある太陽電池材料を、封止材が包み込んで保護する。さらに、ある太陽電池モジュールにおいては、封止材は、太陽電池をモジュールの外層に接着させる。耐久性で、透明で、容易に加工可能な封止材の必要性から、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）、およびエチレン酸コポリマーのアイオノマーなどの熱可塑性ポリマーの研究が行われている。これらの材料は、安全ガラス積層体中の中間層として使用される長い歴史を有し、したがって、太陽電池モジュール中の封止材としてそれらを使用することの利点は容易に明らかとなる。これらの利点としては、たとえば、良好な光学的性質、好適な安定性、耐久性、加工の容易さ、貫入抵抗性、および好ましい経済的要因の１つ以上が挙げられる。さらに、安全ガラス積層体の製造者は、これらの精通している材料が封止材として混入される太陽電池モジュールの積層に必要な技術および設備の開発に適している。
【０００９】
さらに、熱可塑性ポリマー封止材の安定性、耐久性、および貫入抵抗性をさらに改善する手段として、架橋反応の研究が行われている。たとえば、未審査の特開２００３−２１２９６７号公報には、熱硬化前には流体であり薄膜に成形することができる熱硬化性樹脂が記載されている。
【００１０】
架橋性エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）も、その低コスト、高い透明性、低弾性率、低初期粘度、少ない平衡水分量、および良好な耐熱性のため、太陽電池モジュール中の封止材料として広く使用されている。しかし、架橋性ＥＶＡの封止材料としての使用は、欠点なしには行えない。たとえば、ＥＶＡによる酢酸の遊離が、腐食およびＥＶＡ封止材の黄変の原因となりうる。また、架橋反応の試薬として過酸化物類がＥＶＡ封止材中に混入されることが多い。したがって、ＥＶＡ封止材の貯蔵寿命は、過酸化物類の分解によって短縮されうる。さらなる欠点として、過酸化物類は分解して酸素を発生し、このことが、ＥＶＡ封止材中に気泡が形成されるなどの光学的欠陥の原因となりうる。
【００１１】
最後に、早期の架橋、すなわち太陽電池モジュールを形成する積層の前の架橋を防止するために、これらのＥＶＡシートは比較的低い押出温度で製造する必要がある。早期の架橋によってＥＶＡが加工できなくなる場合があるので、太陽電池モジュールの積層を典型的な温度で行うことができない。早期に架橋したＥＶＡは、流動して太陽電池および太陽電池モジュールの他の部品と適合することがないし、太陽電池をモジュールの外層に接着させることもない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、典型的な押出温度および典型的な積層温度において溶融物中で加工可能な架橋性熱可塑性ポリマー封止材料が必要とされていることは明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、架橋性封止材層として有用であり、２種類のエチレンコポリマーと、場合により１種類以上の添加剤とから実質的になるブレンド組成物を本発明において提供する。第１のエチレンコポリマーは、エチレンと、場合により式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2で表される第１のオレフィンと、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ3）ＣＯＯＨで表される第２のオレフィンとの共重合単位を含む。第２のエチレンコポリマーは、エチレンと、場合により式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2で表される第１のオレフィンと、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ4）Ｄで表される第３のオレフィンとの共重合単位から実質的になる。Ｒ1、Ｒ3、およびＲ4は水素またはアルキル基を表し；Ｒ2はアルキル基を表し；Ｄはエポキシ基を含有する部分を表す。封止材層を含む太陽電池モジュールをさらに提供する。この封止材層は、本発明のブレンド組成物、または本発明のブレンド組成物が架橋して第２のオレフィンの一部の酸性基が第３のオレフィンの一部のエポキシ基と反応した生成物を含む。
【００１４】
本発明を特徴付けるこれらおよび種々の他の新規な利点および特徴は、特に、本明細書に添付され本発明の一部を形成する特許請求の範囲に記載されている。しかし、本発明、その利点、およびその使用によって得られる目的をより十分に理解するためには、本発明のさらなる一部を形成する図面、および付属する説明事項を参照すべきであり、その中で、本発明の好ましい実施形態が例示され説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】太陽電池モジュールの断面図であり、縮尺通りには描かれていない。
【図２】第２の太陽電池モジュールの断面図であり、縮尺通りには描かれていない。
【図３】第３の太陽電池モジュールの断面図であり、縮尺通りには描かれていない。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
特定の場合で他の意味に限定されることを除けば、以下の定義は、本明細書全体にわたって使用される用語に対して適用される。
【００１７】
特に定義しない限り、本明細書において使用されるあらゆる技術用語および科学用語は、本発明が属する当業者によって一般に理解されている意味と同じ意味を有する。矛盾が生じる場合には、定義を含めて本明細書に従うものとする。
【００１８】
本明細書において使用される場合、用語「含んでなる」、「含んでなること」、「含む」、「含むこと」、「含有すること」、「を特徴とする」、「有する」、「有すること」またはそれらの他のあらゆる変形は、非排他的な包含を扱うことを意図している。たとえば、ある一連の要素を含むプロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されるわけではなく、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に関して明示されず固有のものでもない他の要素を含むことができる。
【００１９】
移行句「からなる」は、クレームに明記されていないあらゆる要素、ステップ、および成分を除外するものであり、通常は関連する不純物を除けば記載のもの以外の材料が含まれることから請求項が閉じられる。語句「からなる」が、クレームの前文の直後ではなく特徴部分の節中に現れる場合、それによってその節に記載の要素のみに限定され；他の要素が、全体的にそのクレームから排除されるものではない。
【００２０】
移行句「から実質的になる」は、規定の材料またはステップ、ならびに請求される発明の基本的および新規な特徴に実質的に影響を与えないものにクレームの範囲を限定する。クレームの「から実質的になる」は、「からなる」方式で書かれたクローズドクレームと、「含む」方式で書かれた完全オープンクレームとの間の中間にある。本明細書において規定される、適切となる量における場合による添加剤、および少量の不純物は、用語「から実質的になる」の組成からは排除されない。
【００２１】
組成物、プロセス、構造、あるいは組成物、プロセス、または構造の一部が、「含む」などの制限のない用語を使用して本明細書において記載される場合、特に明記しない限り、その記載は、その組成物、プロセス、構造、あるいはその組成物、プロセス、または構造の一部の要素「から実質的になる」または「からなる」一実施形態をも含んでいる。
【００２２】
本明細書において組成物および成分に関して使用される場合、用語「実質的に含有しない」は、偶発的な量以下の量でその成分を含む組成物を意味する。言い換えると、その組成物は、添加された量でのその成分は含まず、その組成物が製造される原材料中に一般に存在する量でのみ含む。ある市販材料においては、偶発的な成分の量は、その市販材料の重量を基準として、２．５重量％未満未満、１．０重量％、０．５重量％未満、または０．１重量％未満である。
【００２３】
冠詞「ａ」および「ａｎ」は、本明細書に記載の組成物、プロセス、または構造の種々の要素および部品に関連して使用することができる。これは単に便宜的なものであり、本発明の組成物、プロセス、または構造の一般的な意味を提供するためのものである。このような記述は、「１つまたは少なくとも１つ」の要素または部品を含んでいる。さらに、本明細書において使用される場合、特定の文脈から複数が排除されることが明らかである場合を除けば、単数形の冠詞は複数の要素または部品の記述をも含んでいる。
【００２４】
本明細書において使用される場合、用語「または」は、包含的なものであり；すなわち語句「ＡまたはＢ」は、「Ａ、Ｂ、あるいはＡおよびＢの両方」を意味する。より具体的には、条件「ＡまたはＢ」が満たされるのは：Ａが真であり（または存在し）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）Ｂが真である（または存在する）、あるいはＡおよびＢの両方が真である（または存在する）のいずれか１つによってである。排他的な「または」は、本明細書においては「ＡまたはＢのいずれか」および「ＡまたはＢの一方」などの用語によって示される。
【００２５】
用語「約」は、量、大きさ、処方、パラメータ、ならびにその他の量および特徴が、厳密ではなく厳密である必要もないが、許容範囲、換算率、端数計算、測定誤差など、ならびに当業者に周知のその他の要因を反映して、希望通りに概算値、および／またはより大きいまたはより小さい値であってよいことを意味する。一般に、そのように明記されていてもいなくても、量、大きさ、処方、パラメータ、あるいはその他の量または特徴は、「約」または「おおよそ」のものである。
【００２６】
さらに、特に明記しない限り、本明細書に記載される範囲は、その範囲の端点を含んでいる。さらに、量、濃度、あるいはその他の値またはパラメータが、ある範囲、１つ以上の好ましい範囲、または上位の好ましい値と下位の好ましい値との一覧として与えられる場合、このことを、あらゆる上限値または上位の好ましい値とあらゆる下限値または下位の好ましい値とのあらゆる組から形成されるすべての範囲を、このような組が別々に開示されているかどうかとは無関係に、明確に開示しているものとして理解すべきである。本発明の範囲は、ある範囲が規定される場合に記載される特定の値に限定されるものではない。
【００２７】
本明細書において材料、方法、または機械が用語「当業者に周知」、「従来の」、あるいは同義の単語または語句とともに記載される場合、その用語は、本出願の出願時に従来技術である材料、方法、および機械が本明細書の説明に含まれていることを意味する。現在では従来通りではないが類似の目的で好適であるとして当分野において認識されるようになる材料、方法、および機械も含まれている。
【００２８】
特に明記しない限り、すべてのパーセント値、部数、比率、および類似の量は重量によって規定されている。
【００２９】
本明細書において使用される場合、用語「コポリマー」は、２種類以上のコモノマーの共重合の結果得られる共重合単位を含むポリマーを意味する。これに関連して、本明細書においてコポリマーは、その構成コモノマー、またはその構成コモノマーの量に関して説明される場合があり、たとえば「エチレンと１８重量％のアクリル酸とを含むコポリマー」または類似に説明が行われる場合がある。このような説明は、共重合単位としてのコモノマーに言及しておらず；コポリマーの従来の命名法、たとえば国際純正応用化学連合（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）（ＩＵＰＡＣ）命名法を含んでおらず；プロダクトバイプロセスによる専門用語を使用しておらず；または別の理由で、非公式なものと見なすことができる。しかし、本明細書において使用される場合、その構成コモノマーまたはその構成コモノマーの量に関連したコポリマーの説明は、コポリマーが、明記されるコモノマーの共重合単位を（明記される場合には明記される量で）含有することを意味する。当然の結果として、限られた状況においてそのように明記されるのでなければ、コポリマーは、特定の量の特定のコモノマーを含有する反応混合物の生成物ではない。用語「ターポリマー」は、３種類のモノマーから実質的になるポリマーを意味する。
【００３０】
用語「エポキシ基」、「エチレンオキシド基」、および「オキシラン環」は、類義語であり、本明細書においては同義で使用され、式−ＣＲＯＣＲ2で表され、酸素原子が両方の炭素に結合し、炭素が互いに結合している置換または非置換の基を意味する。Ｒ基が水素原子である場合、そのエチレンオキシド基は非置換である。エチレンオキシド基は、一置換または多置換であってよい。言い換えると、１つ、２つ、または３つのＲ基が、水素原子以外である場合がある。
【００３１】
本明細書において、単独、またはたとえば「アルコキシ基」などのように複合形態で使用される場合、用語「アルキル基」および「アルキレン基」は、１〜８個の炭素原子を有し，分岐の場合の非分岐の場合もある飽和炭化水素基を意味する。アルキル基は、置換に使用できる炭素原子に１つの結合を有し、アルキレン基は、置換に使用できる１つ以上の炭素原子に２つの結合を有する。
【００３２】
最後に、本明細書において使用される場合、用語「太陽電池」は、電気エネルギーに変換することができるあらゆる物品を含んでいる。本発明において有用な太陽電池としては、ウエハ型太陽電池（たとえば、ｃ−Ｓｉまたはｍｃ−Ｓｉ系の太陽電池）、薄膜太陽電池（たとえば、ａ−Ｓｉ、μｃ−Ｓｉ、ＣｄＴｅ、またはＣＩ（Ｇ）Ｓ系の太陽電池）、および有機太陽電池が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
（Ａ）エチレンコポリマー１およびエチレンコポリマー２の架橋済みまたは架橋性のブレンド組成物を含む少なくとも１種類の封止材層と、Ｂ）１つまたは複数の太陽電池を含む太陽電池アセンブリとを含む太陽電池モジュールを本発明において提供する。
【００３４】
エチレンコポリマー１は、エチレンと、場合により式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2の第１のオレフィンと、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ3）ＣＯＯＨの第２のオレフィンとの共重合単位を含むコポリマーであり、式中、Ｒ1は水素またはアルキル基であり；Ｒ2はアルキル基であるか、またはＲ2は、ヒドロキシエチル基などの−ＯＨ基で置換されたアルキル基であるか、またはＲ2は、メトキシエチル基またはエトキシエチル基などのアルコキシ基で置換されたアルキル基であり；Ｒ3は水素またはアルキル基である。
【００３５】
式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2で表される好適な第１のオレフィンとしては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、およびメタクリル酸ブチルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2で表される第１のオレフィンは、アクリル酸ｎ−ブチル．アクリル酸イソブチル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸ｎ−ブチルから選択される。式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ3）ＣＯＯＨで表される好適な第２のオレフィンとしては、アクリル酸類およびメタクリル酸類が挙げられるがこれらに限定されるものではない。エチレンコポリマー１はアイオノマーではない。特に、エチレンコポリマー１のカルボン酸基は、プロトン化した形態で存在し、これらのカルボン酸基の有意でない量が中和されてカルボン酸塩となっている。
【００３６】
さらに、エチレンコポリマー１は、２〜１０個、好ましくは３〜８個の炭素を有する不飽和カルボン酸、またはそれらの誘導体などの他の好適な追加のコモノマーを場合によりさらに含むことができる。好適な酸誘導体としては、酸無水物、アミド、およびエステルが挙げられる。エステル類が好ましい。不飽和カルボン酸の好ましいエステルの具体例としては、アクリル酸メチル類、メタクリル酸メチル類、アクリル酸エチル類、メタクリル酸エチル類、アクリル酸プロピル類、メタクリル酸プロピル類、アクリル酸イソプロピル類、メタクリル酸イソプロピル類、アクリル酸ブチル類、メタクリル酸ブチル類、アクリル酸イソブチル類、メタクリル酸イソブチル類、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル類、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル類、アクリル酸オクチル類、メタクリル酸オクチル類、アクリル酸ウンデシル類、メタクリル酸ウンデシル類、アクリル酸オクタデシル類、メタクリル酸オクタデシル類、アクリル酸ドデシル類、メタクリル酸ドデシル類、アクリル酸２−エチルヘキシル類、メタクリル酸２−エチルヘキシル類、アクリル酸イソボルニル類、メタクリル酸イソボルニル類、アクリル酸ラウリル類、メタクリル酸ラウリル類、アクリル酸２−ヒドロキシエチル類、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル類、アクリル酸グリシジル類、メタクリル酸グリシジル類、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）ベ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）ベ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、酢酸ビニル類、プロピオン酸ビニル類、およびそれら２種類以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましいコモノマーの例としては、（メタ）アクリル酸メチル類、（メタ）アクリル酸ブチル類、酢酸ビニル類、およびそれら２種類以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
しかし、第１のオレフィン、第２のオレフィン、およびその他の好適な追加のコモノマーのいずれも、ジカルボン酸、ならびにジカルボン酸のジエステル、モノエステル、および無水物ではない。ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸などが挙げられる。さらに、エチレンコポリマー１は、好ましくは他のコモノマーを有意な量で含まない。言い換えると、エチレンコポリマー１は、エチレンと、第２のオレフィンとの共重合残基から実質的になる、またはエチレンコポリマー１は、エチレンと、場合による第１のオレフィンと、第２のオレフィンとの共重合残基から実質的になることが好ましい。
【００３８】
エチレンコポリマー１は、第１のオレフィンが存在する場合、約５〜約４０重量％、または約１０〜約３５重量％、または約１０〜約３０重量％の式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2の第１のオレフィンの共重合残基を含む。エチレンコポリマー１は、コポリマーの全重量を基準として約２〜約３０重量％、または約５〜約２０重量％、または約５〜約１５重量％の式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ3）ＣＯＯＨのオレフィンの共重合残基をさらに含む。エチレンコポリマー１の残部は、エチレンと、存在する場合には最大約５重量％の場合による追加のコモノマーとの共重合残基を含む。これらの重量パーセント値は、エチレンコポリマー１の全重量を基準としている。
【００３９】
さらに、エチレンコポリマー１は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠して１９０℃において２．１６ｋｇの重量下で測定されるメルトフローレートまたはメルトインデックス（ＭＦＲまたはＭＩ）が約５ｇ／１０分以上、または約３０ｇ／１０分以上、または約３０〜約５００ｇ／１０分、または約６０ｇ／１０分以上、または約６０〜約２００ｇ／１０分である。
【００４０】
特定の一例においては、エチレンコポリマー１は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ（「ＤｕＰｏｎｔ」）より商標Ｎｕｃｒｅｌ（登録商標）で入手可能なものなどのエチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／アクリル酸のコポリマーである。
【００４１】
エチレンコポリマー２は、エチレンと、場合により式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2の第１のオレフィンと、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ4）Ｄの第３のオレフィンとの共重合単位を含むコポリマーであり、式中、Ｒ4は水素またはアルキル基であり；Ｄは−ＣＯ2Ｒ5、−ＣＯ2Ｒ6−Ｒ5、−Ｒ6−Ｒ5、−Ｏ−Ｒ5、−Ｒ5から選択され；Ｒ6はアルキレン基であり、Ｒ5は、グリシジル基、１，２−シクロヘキセニルオキシド基、または１，２−エポキシ基などのエポキシ基を含有する部分である。第１および第２のオレフィンならびに場合による追加のコモノマーと同様に、第３のオレフィンも、ジカルボン酸、ならびにジカルボン酸のジエステル、モノエステル、および無水物ではない。
【００４２】
さらに、エチレンコポリマー２は、エチレンコポリマー１に関して前述した、別の好適な追加のコモノマーを場合によりさらに含むことができる。しかし好ましくは、エチレンコポリマー２は、有意な量の他のコモノマーを含まない。言い換えると、エチレンコポリマー２は、エチレンおよび第３のオレフィンの共重合残基から実質的になる、またはエチレンコポリマー２は、エチレンと、場合による第１のオレフィンと、第３のオレフィンとの共重合残基から実質的になることが好ましい。
【００４３】
第１のオレフィンがエチレンコポリマー２中に存在するかどうかは、第１のオレフィンがエチレンコポリマー１中に存在するかどうかとは独立しており、逆も同様である。さらに、第１のオレフィンが、エチレンコポリマー１および２の両方の中に存在する場合、そのオレフィン自体は、それぞれのコポリマー中で同じ場合も異なる場合もある。たとえば、エチレンコポリマー１は、エチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／アクリル酸のコポリマーであってよく、エチレンコポリマー２は、エチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸グリシジルのコポリマーであってよい。あるいは、エチレンコポリマー１はエチレン／アクリル酸メチル／アクリル酸のコポリマーであってよく、エチレンコポリマー２はエチレン／アクリル酸エチル／メタクリル酸グリシジルのコポリマーであってよい。
【００４４】
エチレンコポリマー２は、約３〜約１５重量％、または約３〜約１０重量％、または約４〜約７重量％の式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ4）−Ｄの第３のオレフィンの共重合残基を含む。これは、場合により、最大約４０重量％、または約５〜約４０重量％、または約１０〜約４０重量％、または約２０〜約４０重量％、または約２０〜約３５重量％の式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2の第１のオレフィンの共重合残基をさらに含むことができる。エチレンコポリマー２の残部は、エチレンと、存在する場合には最大約５重量％の場合による追加のコモノマーとの共重合残基を含む。これらの重量パーセント値は、エチレンコポリマー２の全重量を基準としている。
【００４５】
好ましくは、エチレンコポリマー２は、エチレンと第３のオレフィンとの共重合残基から実質的になる。また好ましくは、エチレンコポリマー２は、エチレンと、場合による第１のオレフィンと、第３のオレフィンとの共重合残基から実質的になる。特定の一例においては、エチレンコポリマー２は、ＤｕＰｏｎｔより商標Ｅｌｖａｌｏｙ（登録商標）で入手可能なものなどのエチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸グリシジルのコポリマーである。別の特定の一例においては、エチレンコポリマー２は、エチレンとメタクリル酸グリシジルとのコポリマーである。
【００４６】
さらに、エチレンコポリマー２は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠して１９０℃において２．１６ｋｇの重量下で測定されるメルトフローレートが約５〜約３００または約５〜約１００ｇ／１０分である。
【００４７】
本発明のブレンド組成物中のエチレンコポリマー１対エチレンコポリマー２の比は、ブレンド組成物中のエチレンコポリマー１およびエチレンコポリマー２の全重量を基準として重量比で、約９０：１０〜約１０：９０、または約８０：２０〜約２０：８０、または約７０：３０〜約３０：７０、または約６０：４０〜約４０：６０、または約４５：５５〜５５：４５の範囲であり、またはこの比は約５０：５０である。
【００４８】
エチレンコポリマー１中のカルボン酸基対エチレンコポリマー２中のエポキシ基のモル比は、好ましくは約１０：１〜１：１０、約５：１〜１：５、約３：１〜１：３、または約２〜１である。
【００４９】
エチレンコポリマー１とエチレンコポリマー２とのブレンド組成物は、溶融ブレンド、配合、ペレット化されたブレンドの押出成形などのあらゆる好適な方法によって調製することができる。好ましくは、ブレンドプロセス中に、水、有機溶媒および芳香族溶媒などの他の溶媒、ならびに可塑剤は、エチレンコポリマー１およびエチレンコポリマー２には加えられない。言い換えると、好ましい方法においては、ニートのエチレンコポリマー１がニートのエチレンコポリマー２と溶融プロセス中に混合されて、ニートのブレンド組成物が形成される。好ましいプロセス中には、エチレンコポリマー１および２が、偶発的な量を超える水、他の溶媒、および可塑剤を含むことは決してない。
【００５０】
ブレンドおよび押出プロセス中、早期の架橋を防止するために、ブレンドの温度は、好ましくは約１３５℃以下に維持される。より好ましくは、ブレンドの温度は、約１３０℃以下、１２５℃以下、または１２０℃以下に維持される。約１２０℃以上の温度においては、エチレンコポリマー１中のカルボン酸基が、エチレンコポリマー２中のエポキシ基と反応して、架橋したブレンド組成物が形成される。より具体的には、アクリル酸残基を含むコポリマーと、メタクリル酸グリシジルの残基を含むコポリマーとの間の架橋反応は、以下のスキーム１により進行し、式中の用語「Ｐｏｌｙ」はポリマー鎖の残りの部分を意味する。
【化１】
2013501102.tif 000003
【００５１】
当業者であれば、架橋反応が１３５℃未満、または１２０℃未満の温度で十分に進行しうることを認識している。しかし、反応速度論では、ブレンド組成物のさらなる加工が困難となる程度の架橋を引き起こさずに、ブレンド組成物を１３５℃以下において有意な時間（最長約１５分）の間維持することができる。
【００５２】
さらに、当業者であれば、架橋した封止材層に望ましい物理的性質に基づいて適切な架橋度を決定することができる。たとえば、より高い架橋度は、より高い曲げ弾性率、より良好な高温接着性、より低いメルトインデックス、およびより良好な耐熱性と相関がある。
【００５３】
当業者は、所望の架橋度を得るために必要な時間は、カルボン酸基およびエポキシ基の濃度に直接依存することも認識している。同様に、所望の架橋度を得るために必要な時間は、架橋反応が行われる温度に逆依存し、ポリマーブレンドのメルトインデックスに対しても逆依存するか、または別の負の対数関係にある。
【００５４】
スキーム１は、架橋反応に熱が必要であることを示しているが、この反応は触媒作用を使用して、または熱と触媒作用との組み合わせを使用して行うこともできる。限定するものではないが、第３級アミン類、リン酸、三フッ化ホウ素エーテラート（ＢＦ3・Ｅｔ2Ｏ）および三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）などのルイス酸類、ならびに置換ピリジン類などの酸触媒および塩基触媒の両方が好適である。酸類は腐食性となりうるので、塩基性触媒が好ましく、４−ジメチルアミノ−ピリジンなどの置換ピリジン類が特に好ましい。存在する場合、触媒の量は、ブレンドの全重量を基準として好ましくは約２０〜約２００ｐｐｍである。
【００５５】
反応時間および反応温度に対する触媒の効果は、当業者には周知である。しかし簡潔に述べると、触媒が存在する場合、同じエチレンコポリマー１および２を含むが触媒を含まないブレンド組成物と比較して、架橋反応は特定の温度においてより短時間で完了する。あるいは、同様に同じエチレンコポリマー１および２を含むが触媒を含まないブレンド組成物と比較して、架橋反応をより低温で完了させることができる。当業者であれば、所望の反応温度および時間を実現するために触媒量を調節することができる。
【００５６】
エチレンコポリマー１およびエチレンコポリマー２に加えて、本発明のブレンド組成物は、当技術分野において周知の１種類以上の好適な添加剤をさらに含むことができる。このような添加剤としては、加工助剤、流動性向上剤、潤滑剤、顔料、染料、蛍光増白剤、難燃剤、衝撃改質剤、核剤、ブロッキング防止剤（たとえば、シリカ）、熱安定剤、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）、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、接着剤、プライマー、補強添加剤（たとえば、ガラス繊維）、およびそれら２種類以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前述したように、可塑剤は、本発明のブレンド組成物中への使用に適した添加剤ではない。添加剤は、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，５ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ（Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ，２００４）に詳細に記載されている。
【００５７】
好適な添加剤は、ブレンド組成物の全重量を基準として、合計で約０．０１〜約１５重量％、または約０．０１〜約１０重量％、または約０．０１〜５重量％、または約０．０１〜１重量％でブレンド組成物中に存在することができる。これらの量では、添加剤が、本発明のブレンド組成物の基本的及び新規な特性を損なうことがなく、本発明のブレンド組成物を含む封止材層の性能に顕著な悪影響を与えることもない。
【００５８】
場合による添加剤が存在する場合、それらをブレンド組成物中への混入は、たとえば、乾式ブレンド、種々の成分の混合物の押出成形、従来のマスターバッチ技術などのあらゆる周知の方法によって行うことができる。この場合もＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａを参照されたい。この場合も、ブレンド組成物の架橋を引き起こす条件下でこれらの手順を行うことを回避することが重要である。
【００５９】
本発明のブレンド組成物中で有用となる４種類の注目すべき添加剤が、熱安定剤、ＵＶ吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、およびシランカップリング剤である。第１の熱安定剤は、広範囲にわたって開示されている。あらゆる周知の熱安定剤が、多層シート中への使用に好適となりうる。熱安定剤の好ましい一般的な種類としては、フェノール系酸化防止剤、アルキル化モノフェノール類、アルキルチオメチルフェノール類、ヒドロキノン類、アルキル化ヒドロキノン類、トコフェロール類、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル類、アルキリデンビスフェノール類、Ｏ−、Ｎ−、およびＳ−ベンジル化合物類、ヒドロキシベンジル化マロネート類、芳香族ヒドロキシベンジル化合物類、トリアジン化合物類、アミン系酸化防止剤、アリールアミン類、ジアリールアミン類、ポリアリールアミン類、アシルアミノフェノール類、オキサミド類、金属不活性化剤、ホスフィット類、ホスホナイト類、ベンジルホスホネート類、アスコルビン酸（ビタミンＣ）、ヒドロキシルアミン類、ニトロン類、チオ相乗剤、ベンゾフラノン類、インドリノン類など、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明のブレンド組成物は、あらゆる有効量の熱安定剤を含有することができる。熱安定剤の使用は任意であり、場合によっては好ましくない。熱安定剤が使用される場合、それらは、ブレンド組成物中に、ブレンド組成物の全重量を基準として少なくとも約０．０５重量％および最大約１０重量％、または最大約５重量％、または最大約１重量％の量で存在することができる。
【００６０】
ＵＶ吸収剤を使用することができ、これらも広範囲にわたって開示されている。あらゆる周知のＵＶ吸収剤が、本発明のブレンド組成物中への使用に好適となりうる。ＵＶ吸収剤の好ましい一般的な種類としては、ベンゾトリアゾール誘導体類、ヒドロキシベンゾフェノン類、ヒドロキシフェニルトリアジン類、置換および非置換安息香酸のエステル類など、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明のブレンド組成物は、あらゆる有効量のＵＶ吸収剤を含有することができる。ＵＶ吸収剤の使用は任意であり、場合によっては好ましくない。ＵＶ吸収剤が使用される場合、それらはブレンド組成物中に、ブレンド組成物の全重量を基準として少なくとも約０．０５重量％、および最大約１０重量％、または最大約５重量％、または最大約１重量％の量で存在することができる。
【００６１】
ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を使用することができ、これらも当技術分野において周知である。一般に、ヒンダードアミン光安定剤は、第２級、第３級、アセチル化、Ｎ−ヒドロカルビルオキシ置換、ヒドロキシル置換Ｎ−ヒドロカルビルオキシ置換、またはその他の置換が行われた、環状アミン類であって、これらは、アミン官能基に隣接する炭素原子上の脂肪族置換によって一般に誘導される実質的な量の立体障害を特徴とする。本発明のブレンド組成物は、あらゆる有効量のヒンダードアミン光安定剤を含有することができる。ヒンダードアミン光安定剤の使用は任意であり、場合によっては好ましくない。ヒンダードアミン光安定剤が使用される場合、それらはブレンド組成物中に、ブレンド組成物の全重量を基準として少なくとも約０．０５重量％、および最大約１０重量％、または最大約５重量％、または最大約１重量％の量で存在することができる。
【００６２】
本発明のブレンド組成物中に有用となるシランカップリング剤の例としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−ビニルベンジルプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、およびそれら２種類以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのグリシドキシ基を有するシランカップリング剤が好ましい。シランカップリング剤は好ましくは、ブレンド組成物中に、ブレンド組成物の全重量を基準として、約０．０１〜約５重量％、または約０．０５〜約１重量％の量で混入される。
【００６３】
太陽電池モジュール中に使用される封止材層は、ブレンド組成物を含むシートから得ることができる。このシートは、単層または多層の形態であってよい。用語「単層」は、前述のブレンド組成物でできている、または前述のブレンド組成物から実質的になるシートを意味する。多層形態の場合、シートは複数の副層を含み、少なくとも１つの副層が本発明のブレンド組成物でできている、または本発明のブレンド組成物から実質的になり、一方他の副層は、たとえば、α−オレフィン類とα，βエチレン系不飽和カルボン酸とのコポリマー類（すなわち酸コポリマー類）、特に中和されたイオン性の酸コポリマー類（すなわちアイオノマー類）、エチレン／酢酸ビニルコポリマー類、ポリ（ビニルアセタール）類（音響グレードのポリ（ビニルアセタール）類など）、ポリウレタン類、ポリビニルクロライド類、ポリエチレン類（たとえば、線状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類、α−オレフィンとα，βエチレン系不飽和カルボン酸エステル類とのコポリマー類（たとえば、エチレンアクリル酸メチルコポリマー類およびエチレンアクリル酸ブチルコポリマー類）、シリコーンエラストマー類、エポキシ樹脂類、およびそれら２種類以上の組み合わせなどのあらゆる他の好適なポリマー材料でできていてよいし、それらを含むことができる。
【００６４】
本発明のブレンド組成物を含むシート全体の厚さは、約１〜約１２０ミル（約０．０２５〜約３ｍｍ）、または約１０〜約９０ミル（約０．２５〜約２．３ｍｍ）、または約１５〜約６０ミル（約０．３８〜約１．５ｍｍ）、または約２０〜約６０ミル（約０．５１〜約１．５ｍｍ）、または約２０〜約４５ミル（約０．５１〜約１．１４ｍｍ）の範囲であってよい。本発明のブレンド組成物を含むシートが多層形態の場合、本発明のブレンド組成物を含む内部副層は約１０〜約３０ミル（約０．２５〜約０．７６ｍｍ）の範囲の厚さを有することができ，一方、本発明のブレンド組成物を含む表面副層は、約１〜約５ミル（約０．０２５〜約０．１２ｍｍ）の範囲の厚さを有することができる。
【００６５】
本発明のブレンド組成物を含むシートは、一方または両方の側に平滑面または粗面を有することができる。好ましくは、積層プロセス中の脱気を促進するために、シートは両側に粗面を有する。粗面は、機械的なエンボス加工によって、またはシートの押出中にメルトフラクチャーを生じさせた後、表面粗さを取り扱い中に維持するために急冷することによって、形成することができる。周知の一般的な技術分野の方法によって表面パターンをシートに形成することができる。たとえば、押出シートは、押出機ダイ出口の近くに配置されたダイロールの特別に形成された表面上に通すことができる。これによって、ダイを出る溶融ポリマーの一方の側に所望の表面特性が付与される。したがって、このようなダイロールの表面が微細な山および谷を有する場合、それによって、ロールを通過するポリマーシートの側に粗面が付与され、この粗面は、ロール表面の谷および山のそれぞれと一般に適合する。このようなダイロールは、たとえば米国特許第４，０３５，５４９号明細書および米国特許出願公開第２００３／０１２４２９６号明細書に記載されている。
【００６６】
本発明のブレンド組成物を含むシートは、あらゆる好適な方法で製造することができる。たとえば、本発明のシートは、溶液流延または浸漬コーティングによって形成することができる。キャストフィルム押出、圧縮成形、射出成形、積層、インフレーションフィルム法、押出コーティング、タンデム押出コーティング、溶融押出キャスティング、溶融同時押出キャスティング、溶融押出コーティング、インフレーションフィルム法、タンデム溶融押出コーティング法、または当業者に周知のあらゆる好適な溶融法などの溶融法が好ましい。
【００６７】
好ましくは、シートが形成される溶融物は、エチレンコポリマー１、エチレンコポリマー２、及び存在する場合には場合による添加剤から実質的になる。また好ましくは、溶融物は、水および有機溶媒を含めた溶媒を実質的に含有しない。より好ましくは、溶融物は、溶媒および可塑剤を実質的に含有しない。
【００６８】
押出プロセスの調製で溶融物を形成する場合、ニートのエチレンコポリマー１および２のペレットまたは粉末を提供することができる。これらのニートの粉末またはペレットは、溶融前に「ごま塩状」（ｓａｌｔ  ａｎｄ  ｐｅｐｐｅｒ）ブレンドで混合される。あるいは、エチレンコポリマー１および２をあらかじめ混合して、ブレンド組成物のペレットを形成することができる。次にこれらのペレットを溶融させて押出プロセスでの調製が行われる。添加剤は、溶融の前、最中、または後のペレットまたは粉末に加えることができる。
【００６９】
再び、ブレンドおよびシート形成プロセス中、早期の架橋を回避するため、エチレンコポリマーブレンドの温度を、約１３５℃以下、１３０℃以下、１２５℃以下、または１２０℃以下にすべきである。ある押出プロセスにおいては、溶融物の温度は約１２０℃以下に維持され、押出ダイにおける温度は約１３５℃以上である。未反応ブレンド組成物のより高温への短時間の曝露では、容認できない量の早期の架橋は発生しないと考えられる。
【００７０】
太陽電池モジュールの形成において、未架橋のブレンド組成物を含む封止材シートが太陽電池アセンブリに積層される。太陽電池アセンブリ中に含まれる太陽電池としては、光を電気エネルギーに変換することができるあらゆる物品または材料が挙げられる。本発明において有用な太陽電池としては、ウエハ型太陽電池（たとえば、背景技術の項で前述したようなｃ−Ｓｉまたはｍｃ−Ｓｉ系太陽電池）および薄膜太陽電池（たとえば、背景技術の項で前述したようなａ−Ｓｉ、μｃ−Ｓｉ、ＣｄＴｅ、セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅−インジウム−ガリウム（ＣＩＧＳ）、光吸収性染料、または有機半導体系の太陽電池）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。太陽電池アセンブリ中では、太陽電池は平坦面内で電気的に相互接続または配列されることが好ましい。さらに、太陽電池アセンブリは、クロスリボンおよびバスバーなどの電気配線をさらに含むことができる。
【００７１】
本発明の太陽電池アセンブリは両面型であってよい。このような一実施形態においては、太陽電池アセンブリの両方の側の上に配置されるすべての積層材料が、十分な太陽光または反射太陽光が太陽電池まで到達できるように十分透明であるべきである。あるいは、太陽電池アセンブリは、太陽に面する前面（前面とも呼ばれ、実際の使用条件では、一般に太陽に面する）および太陽に面しない裏面（裏面とも呼ばれ、実際の使用条件では、一般に太陽とは反対側を向いている）を有することができる。太陽電池は、太陽電池アセンブリの磨面および裏面の間の境界を画定する。このようなアセンブリにおいては、太陽電池アセンブリの太陽に面する前面中に位置するラミネート層中に存在するすべての材料が、十分な太陽光が太陽電池に到達できるようにするために十分透明であるべきである。太陽電池層の太陽に面しない裏側に位置するラミネート層中に存在する材料は、透明である必要はない。
【００７２】
さらにこの構成中、エチレンと、第２のオレフィンなどのα，β−不飽和カルボン酸の共重合残基からなるコポリマーは、比較的高い結晶化度を有する場合がある。同じことが、エチレンと、第３のオレフィンなどのエポキシ官能化オレフィンとの共重合からなるコポリマーについても言える。結晶性は、ヘイズおよびより低い光透過性に寄与しうる。第１のオレフィンなどのα，β−不飽和カルボン酸のエステルである第３のコモノマーを含むエチレン酸コポリマーは、一般に、低い結晶性を有する。したがって、本明細書に記載のブレンド組成物が前面封止材層中に使用される場合、エチレンコポリマー１および２の少なくとも一方が第１のオレフィンを含むことが好ましい。より好ましくは、エチレンコポリマー１およびエチレンコポリマー２の両方が第１のオレフィンを含む。
【００７３】
本発明の太陽電池モジュールは、典型的には、本発明のブレンド組成物を含む少なくとも１つの封止材層を含み、これが太陽電池アセンブリに積層される。互いに「積層される」２つの構成要素は、直接（すなわち、２つの層の間に追加の材料を全く有さない）または間接的に（すなわち、２つの層の間に中間層または接着材料などの追加の材料を有する）接合される。ある積層体においては、本発明のブレンド組成物を含む封止材層が太陽電池層に直接接合される。
【００７４】
太陽電池アセンブリは、山および空隙を有する幾分平坦ではない表面を有することがある。したがって、積層プロセス中、本発明のブレンド組成物を含む封止材シートはある程度溶融または軟化して、典型的には太陽電池アセンブリの山の周囲に流れ、空隙を充填する。したがって、限定された状況で特に明記される場合を除けば、封止材層の厚さが本明細書において提供される場合、それは積層前の封止材層の厚さである。しかし一般に、最終的なモジュール中の封止材層は、依然として平均の全体厚さが約１〜約１２０ミル（約０．０２５〜約３ｍｍ）、または約１０〜約９０ミル（約０．２５〜約２．３ｍｍ）、または約１５〜約６０ミル（約０．３８〜約１．５ｍｍ）、または約２０〜約６０ミル（約０．５１〜約１．５ｍｍ）、または約２０〜約４５ミル（約０．５１〜約１．１４ｍｍ）となる。
【００７５】
封止材材料として本明細書に記載される架橋性ブレンド組成物は、架橋性ＥＶＡ組成物に対して多数の利点を有する。たとえば、本明細書に記載のブレンド組成物は、約１３５℃までの高さの押出温度で、有意な程度の架橋を進行させることなく、シートに成形することができる。さらに、本明細書に記載のブレンド組成物は初期粘度が比較的低いため、積層中に太陽電池アセンブリの周囲に封止材料が十分に流動することもでき、そのためセルの破壊が最小限となる。さらに、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯ2Ｒ2（アクリル酸ｎ−ブチル）のオレフィンをエチレンコポリマー１および２の一方または両方のコモノマーとして混入することで、ブレンド組成物の結晶性が低下し、それによって封止材層の透明性が改善される。
【００７６】
本発明の太陽電池モジュールは、酸コポリマー類、アイオノマー類、エチレン／酢酸ビニルコポリマー類、ポリ（ビニルアセタール）類（音響グレードのポリ（ビニルアセタール）類など）、ポリウレタン類、ポリ（塩化ビニル）類、ポリエチレン類（たとえば線状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類、α−オレフィン類とα，βエチレン系不飽和カルボン酸エステル類とのコポリマー類）（たとえば、エチレンアクリル酸メチルコポリマー類およびエチレンアクリル酸ブチルコポリマー類）、シリコーンエラストマー類、エポキシ樹脂類、およびそれら２種類以上の組み合わせなどの他のポリマー材料を含む追加の封止材層をさらに含むことができる。
【００７７】
本発明の太陽電池モジュールは、それぞれ太陽電池モジュールの太陽に面する側および太陽に面しない側のモジュールの最外層または層として機能する、入射層および／またはバッキング層をさらに含むことができる。入射層およびバッキング層は、あらゆる好適なシートまたはフィルムを含むことができる。好適なシートとしては、たとえば、ポリカーボネート類、アクリル類、ポリアクリレート類、環状ポリオレフィン類（たとえば、エチレンノルボルネンポリマー類）、ポリスチレン類（好ましくはメタロセン触媒の存在下で調製されたポリスチレン類）、ポリアミド類、ポリエステル類、フルオロポリマー類、またはそれら２種類以上の組み合わせなどのガラスまたはプラスチックのシートが挙げられる。さらに、アルミニウム、鋼、亜鉛めっき鋼などの金属シート、またはセラミック板をバッキング層中に使用することができる。
【００７８】
用語「ガラス」は、窓ガラス、板ガラス、ケイ酸塩ガラス、シートガラス、低鉄ガラス、強化ガラス、強化ＣｅＯフリーガラス、およびフロートガラスだけでなく、色ガラス、特殊ガラス（太陽熱を制御する成分を含有するガラスなど）、被覆ガラス（ソーラーコントロールの目的で金属（たとえば、銀またはインジウムスズ酸化物）がスパッタリングされたガラスなど）、低Ｅガラス，Ｔｏｒｏｇｌａｓ（商標）ガラス（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ｎ．Ａ．Ｉｎｃ．，Ｔｒｕｍｂａｕｅｒｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）、Ｓｏｌｅｘｉａ（商標）ガラス（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）、およびＳｔａｒｐｈｉｒｅ（商標）ガラス（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）も含んでいる。このような特殊ガラスは、たとえば、米国特許第４，６１５，９８９号明細書、第５，１７３，２１２号明細書、第５，２６４，２８６号明細書、第６，１５０，０２８号明細書、第６，３４０，６４６号明細書、第６，４６１，７３６号明細書、および第６，４６８，９３４号明細書に記載されている。しかし、個別のモジュールに対して選択されるガラスの種類は、意図する用途に依存することを理解されたい。
【００７９】
入射層またはバッキング層に好適なフィルムは、ポリマーであって、限定するものではないが、ポリエステル類（たとえば、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、ポリオレフィン類（たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、および環状ポリオレフィン類）、ノルボルネンポリマー類、ポリスチレン（たとえば、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類、アクリロニトリル−スチレンコポリマー類、ポリスルホン類（たとえば、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、アクリル類、酢酸セルロース類（たとえば、酢酸セルロース、セルローストリアセテート類など）、セロファン、シリコーン類、ポリ（塩化ビニル）類（たとえば、ポリ（塩化ビニリデン））、フルオロポリマー類（たとえば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、およびエチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー類）、およびそれら２種類以上の組み合わせを含むポリマーを含む。ポリマーフィルムは、延伸されない場合もあるし、一軸延伸または二軸延伸される場合もある。
【００８０】
太陽電池モジュールの外層（たとえば、入射層またはバッキング層）中に使用できるフィルムの具体例としては、ポリエステルフィルム（たとえば、ポリ（エチレンテレフタレート）フィルム）、フルオロポリマーフィルム（たとえば、ＤｕＰｏｎｔより入手可能なＴｅｄｌａｒ（登録商標）、Ｔｅｆｚｅｌ（登録商標）、およびＴｅｆｌｏｎ（登録商標）フィルム）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。アルミニウム箔などの金属フィルムもバッキング層として使用することができる。さらに、太陽電池モジュール外層中に使用されるフィルムは、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（たとえば、ＡｕｓｔｒｉａのＩｓｏｖｏｌｔａ  ＡＧまたはＷｏｂｕｒｎ，ＭＡのＭａｄｉｃｏより入手可能な、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）／ＰＥＴ／Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）またはＴＰＴ積層フィルム）などの多層フィルムの形態であってよい。
【００８１】
本発明の太陽電池モジュールは、モジュール内に組み込まれた別の機能性フィルムまたはシート層（たとえば、誘電体層または障壁層）をさらに含むことができる。このような機能層は、前述のいずれかのポリマーフィルムまたは追加の機能性コーティングがコーティングされた層を含むことができる。たとえば、米国特許第６，５２１，８２５号明細書および第６，８１８，８１９号明細書、ならびに欧州特許第１１８２７１０号明細書に記載されるような金属酸化物コーティングでコーティングされたポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）フィルムは、積層体中の酸素および湿気の障壁層として機能することができる。
【００８２】
希望するなら、積層プロセス中の脱気の促進および／または封止材の補強としての機能のために太陽電池層と封止材層との間に不織ガラス繊維（スクリム）層を含めることもできる。このようなスクリム層の使用は、たとえば、米国特許第５，５８３，０５７号明細書、第６，０７５，２０２号明細書、第６，２０４，４４３号明細書、第６，３２０，１１５号明細書、および第６，３２３，４１６号明細書、ならびに欧州特許第０７６９８１８号明細書に記載されている。
【００８３】
封止材層および外層の両方の機能を果たす特殊なフィルムまたはシートを含めることができる。このような特殊なシートの一例は、ＤｕＰｏｎｔより入手可能なＳｐａｌｌｓｈｉｅｌｄ（登録商標）である。さらに、モジュール中に含まれるあらゆる２つ以上の隣接するフィルムまたはシート層は、あらかじめ形成された多層フィルムまたはシートの形態で提供することができる。
【００８４】
入射層フィルムおよびシート、バッキング層フィルムおよびシート、封止材層、ならびに太陽電池モジュール中に含まれるその他の層の片面または両面は、あらゆる好適な接着強化処理を行ってもよい。この接着強化処理は、当技術分野において周知のあらゆる形態であってよく、火炎処理（たとえば、米国特許第２，６３２，９２１号明細書、第２，６４８，０９７号明細書、第２，６８３，８９４号明細書、および第２，７０４，３８２号明細書を参照）、プラズマ処理（たとえば、米国特許第４，７３２，８１４号明細書参照）、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、紫外光処理、サンドブラスト処理、溶媒処理、およびそれら２種類以上の組み合わせが挙げられる。
【００８５】
また、接着強度は、ラミネート層の表面上に接着剤またはプライマーコーティングをさらに塗布することによって改善することができる。たとえば、米国特許第４，８６５，７１１号明細書には、片方または両方の表面上に堆積された薄い炭素層を有する、改善された接合性を有するフィルムまたはシートが記載されている。好適な接着剤およびプライマーの他の例としては、シラン類、ポリ（アリルアミン）系プライマー（たとえば、米国特許第５，４１１，８４５号明細書、第５，７７０，３１２号明細書、第５，６９０，９９４号明細書、および第５，６９８，３２９号明細書参照）、およびアクリル系プライマー（たとえば、米国特許第５，４１５，９４２号明細書参照）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。接着剤またはプライマーコーティングは、接着剤またはプライマーの単層の形態を取ることができ、厚さが約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）、またはより好ましくは、約０．００４〜約０．１ミル（約０．０００１〜約０．００３ｍｍ）であってよい。
【００８６】
これより図面を参照すると、類似の参照番号は図面全体にわたって対抗する構造を示しており、特に図１を参照すると、太陽電池がウエハ型自立太陽電池ユニットから得られる場合、太陽電池モジュール（１０）は、太陽に面する前面から太陽に面しない裏面までの位置の順番で、（ａ）入射層（１１）、（ｂ）前面封止材層（１２）、（ｃ）１つ以上の電気的に相互接続された太陽電池で構成される太陽電池アセンブリ（１３）、（ｄ）裏面封止材層（１４）、および（ｅ）バッキング層（１５）を含むことができ、前面および裏面封止材層（１２および１４）の一方または両方が本発明の架橋性ブレンド組成物を含む。このようなモジュールにおいては、太陽電池アセンブリ（１３）は、封止材層（１２および１４）および外部保護層（１１および１５）よりも小さい側面積を有することも可能である。このような構成においては、２つの封止材層（１２および１４）は、太陽電池アセンブリ（１３）の周縁部の上で接触して、互いに接合し、太陽電池アセンブリ（１３）の縁端部の周囲にシール（１６）を形成することができる。
【００８７】
これより図２を参照すると、太陽電池モジュール２０が薄膜太陽電池から得られる場合、これは、太陽に面する前面から太陽に面しない裏面までの位置の順番で、（ａ）スーパーストレート（２３ｂ）と、太陽に面しない側でその上に堆積されたおよび薄膜太陽電池層（２３ａ）とを含む太陽電池層（２３）、（ｂ）本発明の架橋性ブレンド組成物を含む（裏面）封止材層（２４）、および（ｃ）バッキング層（２５）を含むことができる。図３を参照すると、薄膜太陽電池から得られる別の太陽電池モジュール３０は、再び太陽に面する前面から太陽に面しない裏面までの位置の順番で、（ａ）透明入射層（３１）、（ｂ）本発明の架橋性ブレンド組成物を含む（前面）封止材層（３２）、および（ｃ）太陽に面する側で基体（３３ｂ）上に堆積された薄膜太陽電池層（３３ａ）を含む太陽電池層（３３）を含むことができる。
【００８８】
この場合も、薄膜太陽電池（２３ａまたは３３ａ）は、スーパーストレート（２３ｂ）または基体（３３ｂ）、ならびに封止材層（２４または３２）よりも小さい側面積を有することができ、したがって、封止材層（２４または３２）は、薄膜太陽電池（２３ａまたは３３ａ）の周縁部の上でスーパーストレート（２３ｂ）または基体（３３ｂ）と接触して接合して、薄膜太陽電池（２３ａまたは３３ａ）の縁端部の周囲でシール（２６または３６）を形成することができる。
【００８９】
希望するなら、太陽電池モジュールの縁端部は、太陽電池の効率および寿命を減少させる可能性のある水分および空気の侵入を減少させるためにシールすることができる。縁端部は、当技術分野において開示されているあらゆる手段によってシールすることができる。好適な縁端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類、ポリスチレンエラストマー類、ブロックコポリマーエラストマー類（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）など）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９０】
さらに、所望の電圧および電流を得るために、前述の複数の太陽電池モジュールを、さらに並列または直列に連結して太陽電池アレイを形成することができる。
【００９１】
あらゆる好適な積層方法を使用して、太陽電池モジュールを作製することができる。しかし、一般に、エチレンコポリマー１とエチレンコポリマー２とのブレンドを約１３５℃以上、または約１４０℃〜約１８０℃の温度に加熱するステップを含む方法が好ましい。詳細に前述したように、この高温ステップ中にエチレンコポリマー１とエチレンコポリマー２との間の架橋が形成され、その反応が進行する速度は、ブレンドの温度およびメルトインデックス、触媒が存在する場合はその濃度、ならびに反応性モノマーの濃度に依存する。
【００９２】
しかし、積層体中、架橋反応が進行する速度は、熱伝達速度に依存し、より実際的には、積層体の構造にも依存する。たとえば、低い熱伝達係数を有するポリカーボネートシートなどの材料でできた外層を含む積層体は、より高い熱伝達係数を有するガラス外層を含む積層体よりも、高い温度または長時間の加熱が必要となり得る。あるいは、ガラスシートを外層として含む積層体と比較すると、ポリエステルフィルムを外層として含む積層体では、所望の架橋度を得るためにより短い時間またはより低い温度が必要となりうる。ポリエステル類はガラスよりも低い熱伝達係数を有しうるが、ポリエステルフィルムは比較的薄いため、比較的厚いガラスシートよりも速く加熱することができる。
【００９３】
好適な積層方法の以下の具体例は非限定的なものである。方法の１つにおいては、太陽電池モジュールの構成層は、所望の順序で積み重ねられて、予備積層組立体が形成される。次に、この組立体を、真空を維持できる袋（「真空バッグ」）中に入れ、真空ラインまたは他の手段によって袋から空気を抜き取り、真空を維持しながら（たとえば、少なくとも約２７〜２８インチＨｇ（６８９〜７１１ｍｍＨｇ））袋をシールし、シールした袋をオートクレーブ中に入れ、圧力を約１５０〜約２５０ｐｓｉ（約１１．３〜約１８．８ｂａｒ）まで、約１３５℃〜約１８０℃、または約１３５℃〜約１６０℃、または約１３５℃〜約１５５℃、または約１４５℃〜約１５５℃の温度で、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分の時間上昇させる。真空バッグ用の真空リングを取り替えることができる。好適な真空バッグの種類の１つが、米国特許第３，３１１，５１７号明細書に記載されている。加熱および加圧のサイクルの後、オートクレーブ中の圧力を維持するための追加の空気を加えることなく、オートクレーブ中の空気を冷却する。約２０分の冷却後、過剰の空気圧を排気し、積層体をオートクレーブから取り出す。
【００９４】
あるいは、予備積層組立体を、オーブン中で約８０℃〜約１２０℃、または約９０℃〜約１００℃に約２０〜約４０分間加熱することができ、その後、加熱した組立体を一組のニップロールに通して、個別の層の間の空隙中の空気を絞り出して、組立体の縁端部をシールすることができる。この段階の組立をプリプレスと呼ぶ。
【００９５】
次にこのプリプレスを空気オートクレーブ中に入れ、そこで温度を約１３５℃〜約１８０℃、または約１３５℃〜約１６０℃まで、約１００〜約３００ｐｓｉ（約６．９〜約２０．７ｂａｒ）、または好ましくは約２００ｐｓｉ（１３．８ｂａｒ）の圧力で上昇させる。これらの条件を約１５〜約６０分、または約２０〜約５０分維持し、その後、オートクレーブにさらに空気を導入することなく空気を冷却する。約２０〜約４０分の冷却後、過剰の空気を排気し、積層製品をオートクレーブから取り出す。
【００９６】
本発明の太陽電池モジュールは、非オートクレーブ法によって製造することもできる。このような非オートクレーブ法は、たとえば、米国特許第３，２３４，０６２号明細書、第３，８５２，１３６号明細書、第４，３４１，５７６号明細書、第４，３８５，９５１号明細書、第４，３９８，９７９号明細書、第５，５３６，３４７号明細書、第５，８５３，５１６号明細書、第６，３４２，１１６号明細書；および第５，４１５，９０９号明細書；米国特許出願公開第２００４／０１８２４９３号明細書；欧州特許第１２３５６８３  Ｂ１号明細書；ならびに国際公開第９１／０１８８０号パンフレットおよび国際公開第０３／０５７４７８号パンフレットに記載されている。一般に、非オートクレーブ法は、予備積層組立体の加熱と、真空、加圧、またはその両方との使用を含む。たとえば、組立体は、加熱オーブンおよびニップロールに連続して通すことができる。
【００９７】
以下の実施例は、本発明をさらに詳細に説明するために提供される。これらの実施例は、本発明を実施するための現在考えられる好ましい形態を示しており、本発明を説明することを意図しており、本発明の限定を意図するものではない。
【実施例】
【００９８】
実施例１
２種類のエチレンコポリマーを１２０℃において５分間、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒミキサー中でブレンドした。第１のエチレンコポリマーは、メルトフローレート（ＭＦＲ）が３００ｇ／１０分であり、エチレン（６５．８重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２８重量％）と、アクリル酸（６．２重量％）との共重合単位を含んだ。第２のエチレンコポリマーは、ＭＦＲが８ｇ／１０分であり、エチレン（６６重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２５重量％）と、メタクリル酸グリシジル（９重量％）との共重合単位を含んだ。第１のエチレンコポリマー対第２のエチレンコポリマーの重量比は６０対４０であった。第１のエチレンコポリマー中の酸性基と第２のエチレンコポリマー中のグリシジル基との間のモル比は２．０４対１であった。これら２種類のエチレンコポリマーのブレンドのＭＦＲは依然として２００ｇ／１０分を越えた（限定された状況で特に明記されるのでなければ、本明細書において報告されるすべてのＭＦＲは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠して１９０℃および２．１６ｋｇで測定しており、ｇ／１０分の単位で報告される）。
【００９９】
このブレンドの一部を１６０℃で１５分間圧縮成形することによって、厚さ３０ミルのプラークを作製した。プラークのＭＦＲ測定を試みると、メルトインデクサー中で硬いゲルが形成されただけであった。したがって、プラーク中のポリマーブレンドが架橋したものとの結論を出した。さらに、プラークは透明であり、ＨｕｎｔｅｒＬａｂ  Ｃｏｌｏｒ  Ｑｕｅｓｔ  ＸＥ分光光度計を使用して測定した全透過値が９２％であった。また、このプラークは、ＡＳＴＭ  Ｄ１７０８に準拠して周囲温度において厚さ１９ミルの微小張力バー（ｍｉｃｒｏｔｅｎｓｉｌｅ  ｂａｒ）上でＩｎｓｔｒｕ−Ｍｅｔ（Ｍｏｄｅｌ  １１２２）を使用し２インチ／分の速度で測定した引張弾性率が８８６ｐｓｉであった。
【０１００】
さらに、ブレンドの第２の部分を１２０℃において５分間の架橋が起こらない条件下で圧縮成形することによって、厚さ３０ミルの第２のプラークを作製した。シランおよび他のプライマーを有さないこの未架橋プラークの、ガラス層と、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）ポリフッ化ビニルフィルム（ＤｕＰｏｎｔ、供給はＫｒｅｍｐｅｌによってＳｕｐｐ  ２２４２、ＲＯＮＯＦ  ０５０４２３−００２として行われる）層との間での積層を、Ｍｅｉｅｒ  ＩＣＯ  ＬＡＭ  １０／０８ラミネーター中、１７０℃において５分の真空、および１７０℃において加圧下（約８００ｍｂａｒ）で１０分間の条件下で行った。形成されたままの状態の積層構造を高温多湿（８５℃および湿度８５％）下で１８００時間コンディショニングした。このコンディショニングの後、プラークとガラスとの間の接着、およびプラークおよびとＴｅｄｌａｒ（登録商標）フィルムとの間の接着は強いまま維持された。さらに、積層体の１インチのストリップの剥離強度を、Ｉｎｓｔｒｏｎ（モデル１１２２）を使用し、１００ｍｍ／分の剥離速度、１８０度の剥離角度で測定した。ガラスからのプラークの剥離力は２０ｋｇ／インチを超えた。
【０１０１】
実施例２
２種類のエチレンコポリマーを１２０℃において５分間、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒミキサー中でブレンドした。第１のエチレンコポリマーは、メルトフローレート（ＭＦＲ）が２１０ｇ／１０分であり、エチレン（６５．８重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２８重量％）と、アクリル酸（６．２重量％）との共重合単位を含んだ。第２のエチレンコポリマーは、ＭＦＲが１２ｇ／１０分であり、エチレン（６６．７５重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２８重量％）と、メタクリル酸グリシジル（５．２５重量％）との共重合単位を含んだ。第１のエチレンコポリマー対第２のエチレンコポリマーの重量比は６０対４０であった。第１のエチレンコポリマー中の酸性基と第２のエチレンコポリマー中のグリシジル基との間のモル比は３．５対１であった。これら２種類のエチレンコポリマーのブレンドのＭＦＲは７０ｇ／１０分であった。
【０１０２】
このブレンドの一部を１７５℃において１５分間圧縮成形することによって厚さ１２５ミルの透明プラークを作製した。この透明プラークのＭＦＲ測定を試みると、メルトインデクサー中で硬いゲルが形成されただけであった。したがって、この透明プラーク中のポリマーブレンドが架橋したものとの結論を出した。
【０１０３】
実施例３
２種類のエチレンコポリマーを１２０℃において５分間、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒミキサー中でブレンドした。第１のエチレンコポリマーは、メルトフローレート（ＭＦＲ）が６０ｇ／１０分であり、エチレン（６５．８重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２８重量％）と、アクリル酸（６．２重量％）との共重合単位を含んだ。第２のエチレンコポリマーは、ＭＦＲが１２ｇ／１０分であり、エチレン（６６．７５重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２８重量％）と、メタクリル酸グリシジル（５．２５重量％）との共重合単位を含んだ。第１のエチレンコポリマー対第２のエチレンコポリマーの重量比は６０対４０であった。第１のエチレンコポリマー中の酸性基と第２のエチレンコポリマー中のグリシジル基との間のモル比は３．５対１であった。これら２種類のエチレンコポリマーのブレンドのＭＦＲは２５ｇ／１０分であった。
【０１０４】
このブレンドの一部を１７５℃において１５分間圧縮成形することによって厚さ１２５ミルの透明プラークを作製した。この透明プラークのＭＦＲ測定を試みると、メルトインデクサー中で硬いゲルが形成されただけであった。したがって、この透明プラーク中のポリマーブレンドが架橋したものとの結論を出した。
【０１０５】
実施例４
２種類のエチレンコポリマーを１２０℃において５分間、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒミキサー中でブレンドした。第１のエチレンコポリマーは、メルトフローレート（ＭＦＲ）が２１０ｇ／１０分であり、エチレン（６５．８重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２８重量％）と、アクリル酸（６．２重量％）との共重合単位を含んだ。第２のエチレンコポリマーは、ＭＦＲが８ｇ／１０分であり、エチレン（６６．０重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２５重量％）と、メタクリル酸グリシジル（９重量％）との共重合単位を含んだ。第１のエチレンコポリマー対第２のエチレンコポリマーの重量比は６０対４０であった。第１のエチレンコポリマー中の酸性基と第２のエチレンコポリマー中のグリシジル基との間のモル比は２．０４対１であった。これら２種類のエチレンコポリマーのブレンドのＭＦＲは５７ｇ／１０分であった。
【０１０６】
このブレンドの一部を１７５℃において１５分間圧縮成形することによって厚さ１２５ミルの透明プラークを作製した。この透明プラークのＭＦＲ測定を試みると、メルトインデクサー中で硬いゲルが形成されただけであった。したがって、この透明プラーク中のポリマーブレンドが架橋したものとの結論を出した。
【０１０７】
実施例５
３００グラムの２種類のエチレンコポリマーおよびシランを、１２０℃において５分間、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒミキサー（５０ｒｐｍ）中でブレンドした。第１のエチレンコポリマーは、メルトインデックス（ＭＩ）が１２であり、エチレン（６６．７５重量％）、アクリル酸ｎ−ブチル（２８重量％）と、メタクリル酸グリシジル（５．２５重量％）との共重合単位を含んだ。第２のエチレンコポリマーは、ＭＩが６０であり、エチレン（６６．０重量％）と、アクリル酸ｎ−ブチル（２８重量％）と、アクリル酸（６重量％）との共重合単位を含んだ。このブレンドは、５９．５重量％の第１のエチレンコポリマー、４０重量％の第２のエチレンコポリマー、および０．５重量％のシラン（ｇａｍｍａ−ｇｌｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｏｘｙｓｉｌａｎｅ（γ−グリシドキシプロピルトリメチオキシシラン））。このブレンドのＭＩは２０であった（１２５℃で測定し１９０℃まで外挿した）。メルトインデクサー中で指定の温度において１０分維持した後、メルトインデクサー中で２１６０グラムの重量を使用していくつかの異なる温度において、メルトフロー（１０分間）を測定した。結果を以下の表に示す。
【０１０８】
【表１】
2013501102.tif 000004
【０１０９】
これらの結果は、メルトインデクサー中の温度が上昇すると架橋が起こり、１６０℃においてブレンドが完全に架橋することを示している。したがって、このブレンドから製造され太陽電池封止材として使用されるシートは、１６０℃において１０分間積層すると完全に架橋すると考えられる。
【０１１０】
さらに、１２０℃において圧縮成形しその温度で２分間維持することによって未架橋ブレンドのプラーク（厚さ２０ミル）を作製した。上記結果に基づくと、これらの条件下では架橋は起こらない。
【０１１１】
以下の層：ガラス／Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）５００Ａ  ＦＥＰ  １００／ＴＰＴ［Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）／ＰＥＴ／Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）］／封止材／Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）５００Ａ  ＦＥＰ  １００スリップシート／ガラスを記載の順序で積層することによって、プリプレス組立体を貼り合わせた。封止材は、未架橋ブレンドの２０ミルのプラークであった。Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）スリップシートの寸法が１．５インチ×４インチであったことを除けば、各層の寸法は４インチ×６インチであった。ガラスは、Ｓｔ．Ｇｏｂａｉｎより入手したままの状態で使用した（Ｄｉａｍａｎｔソーラーガラス）。Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）ＦＥＰ  ５００Ａは、ＤｕＰｏｎｔより入手したままの状態で使用した。ＴＰＴ（Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）／ポリ（エチレン）テレフタレート／Ｔｅｄｌａｒ（登録商標））は、Ｋｒｅｍｐｅｌより入手したままの状態で使用した。過フッ素化コポリマー樹脂フィルムとサンプルフィルムとの重なり合う一端の間にＴｅｆｌｏｎ（登録商標）フィルムスリップシートを配置することで、後の剥離試験の開始点として機能する未積層（未接着）領域を形成した。
【０１１２】
このプリプレス組立体を真空バッグ中に入れ、ＶＷＲ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＯｖｅｎのＭｏｄｅｌ  Ｎｏ．１６８５を使用して真空積層した。加熱サイクルを始めるために、構造を周囲温度（約２５℃）から１４０℃まで１５分間で加熱し、次にその温度で５分間維持した。次に１７０℃まで加熱し１０分間維持した。前出の表中のデータに示されるように、これらの条件下で、封止材ブレンドは完全に架橋した。
【０１１３】
高温多湿（８５℃、相対湿度８５％）に高温多湿室（Ｔｅｎｎｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ、Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＢＴＲＣ）中で１１８０時間曝露する前と後の両方で、封止材のガラスに対する剥離強度（１０インチ／分における１８０度剥離）を測定した。Ｉｎｓｔｒｕ−Ｍｅｔ接着試験機Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．１１２２上で測定すると剥離強度は、曝露前は７８ｐｓｉとなり、曝露後は９１ｐｓｉとなった。
【０１１４】
この構造のパーセント透過率を、３つの異なる波長においてＨｕｎｔｅｒ  Ｌａｂ  Ｃｏｌｏｒ  Ｑｕｅｓｔ  ＸＥ分光光度計上で測定すると、以下の結果が得られた：
【０１１５】
【表２】
2013501102.tif 000005
【０１１６】
実施例６
前述の実施例５で使用した４０重量％の第１のエチレンコポリマーおよび５９．９２５重量％の第２のエチレンコポリマーのブレンド３００グラムを、０．０１７５重量％の４−ジメチルアミノピリジンと、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒミキサー中１２０℃において５０ｒｐｍで５分間混合した。このブレンドのＭＩは１５であった（１２５℃で測定し１９０℃まで外挿した）。メルトインデクサー中で指定の温度において１０分維持した後、このブレンドの流動性を、メルトインデクサー中で１０分間、２１６０グラムの重量を使用して、いくつかの異なる温度で測定した。結果を以下の表に示す。
【０１１７】
【表３】
2013501102.tif 000006
【０１１８】
第１および第２のエチレンコポリマーの第２のブレンドを調製した。第２のブレンドは前述のブレンドと類似しており、類似の条件下で調製したが、４−ジメチルアミノピリジンは含有しなかった。前述の手順によって第２のブレンドのメルトフローを測定すると以下の結果が得られた。
【０１１９】
【表４】
2013501102.tif 000007
【０１２０】
これらの結果は、塩基性触媒を加えると架橋速度を増加させることが可能なことを示している。無触媒反応に対して流動性が減少していることから明らかなように、指定の各温度において架橋が速く進行した。触媒を有するブレンドで１２５℃において得られたメルトフロー（ＭＩ＝１５．３；１９０℃の場合で計算した値）は、押出および積層加工条件に適合している。したがって、このブレンドから封止材シートを形成する場合、早期の架橋を引き起こさずに、反応速度を増加させる触媒を使用可能である。
【０１２１】
実施例７
第１のエチレンコポリマー（８９重量％のエチレン、１１重量％のメタクリル酸、ＭＩ＝１００ｇ／１０分）および前述の実施例１に記載される第２のエチレンコポリマーの３００グラムのブレンドを、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒミキサー中１２０℃において５０ｒｐｍで５分間混合した。このブレンド組成物は、６０重量％の第１のエチレンコポリマーおよび４０重量％の第２のエチレンコポリマーであった。このブレンドのメルトインデックス（ＭＩ）は４５であった（１２５℃において測定し１９０℃まで外挿した）。メルトインデクサー中で指定の温度において１０分維持した後、２１６０グラムの重量を取り付けたメルトインデクサー中で、このブレンドの流動性（１０分間）をいくつかの異なる温度において測定した。結果は以下の通りである。
【０１２２】
【表５】
2013501102.tif 000008
【０１２３】
実施例８
実施例１に記載の架橋性ブレンドのペレットを、未処理のポリ（エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の８ミルのシートとともに、１６０℃において１０分間圧縮成形した。成形後、架橋したブレンドの層の厚さは約２０ミルであった。この積層体は剥離することができず、接着性に優れることが示された。具体的には、初期状態、および高温多湿で（８５℃および８５％ＲＨ）１０００時間後に、このブレンドを８ミルのＰＥＴから分離することができなかった。
【０１２４】
以上に、本発明の特定の好ましい実施形態について説明し具体例を挙げてきたが、本発明がこのような実施形態に限定されることを意図するものではない。むしろ、以上の説明中に本発明の多数の特徴および利点を本発明の構造および機能の詳細とともに記載してきたが、本開示は単に説明的なものであり、添付の特許請求の範囲が表現される用語の広い一般的な意味によって示される最大限の程度までの本発明の原理の範囲内で、詳細、特に物体の形状、大きさ、および部品の配置に関して変更を行えることを理解されたい。
【図１】
2013501102.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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