(57)【要約】  太陽電池等の太陽光収集装置の使用を強化するための太陽光集光ミラーとしての使用に好適な物品。物品は、多層光学フィルム及び柔軟紫外線保護層を含む。物品は、太陽光収集装置における劣化問題に対処し、特定帯幅の電磁エネルギーを太陽電池に提供しながら、太陽電池を劣化させ得るか、又は悪影響を及ぼし得る電磁エネルギーの所望されない帯幅を排除又は低減し、最終用途に塗布するための多数の形状又は構成に容易に形成され得る材料の柔軟シートを提供する。物品及び任意で天体追跡機構を備える太陽光収集装置もまた、開示される。
2011521289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数の交互層を備える光学スタックを有する多層光学フィルムであって、前記交互層は、少なくとも１つの複屈折ポリマー層及び少なくとも１つの第２のポリマー層を有する、多層光学フィルムと、
（ｂ）前記多層光学フィルムの表面上に塗布される柔軟紫外線保護層と、を備え、
選択された太陽電池の吸収帯幅に対応する波長の範囲にわたる平均光の少なくとも主要な部分を反射し、前記選択された太陽電池の前記吸収帯幅の外側の光の主要な部分を伝送又は吸収する、物品。
【請求項２】
（ｉ）前記柔軟紫外線保護層の反対面に塗布される耐久保護膜、（ｉｉ）前記多層光学フィルムと前記柔軟紫外線保護層との間に介在する結合層、又は（ｉｉｉ）それらの組み合わせから選択される層を更に備える、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記物品によって反射される選択された太陽電池の前記吸収帯幅に対応する、前記波長の範囲にわたる前記平均光の前記少なくとも主要な部分が、５０％、７０％、８０％、９０％、又は９５％から選択される前記値を超える値を表すか、又は前記物品が、前記選択された太陽電池の前記吸収帯幅に対応する光の９８％以上の反射率を呈する、請求項１又は２に記載の物品。
【請求項４】
前記柔軟紫外線保護層が、紫外線を反射するか、紫外線を吸収するか、紫外線を拡散するか、又はそれらの組み合わせである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項５】
前記柔軟紫外線保護層が、多層紫外線反射ミラーである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項６】
前記柔軟紫外線保護層、前記交互層のいずれか１つ、又はそれらの組み合わせが、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、抗酸化剤、蛍光増白剤、蛍光性分子、ナノスケール粒子、難燃剤及びそれらの組み合わせから選択される、１つ、又は２つ以上の化合物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項７】
前記柔軟紫外線保護層が、３８０ｎｍにおいて４を超える光学密度を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
熱成形可能である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の物品。
【請求項９】
（ｉ）前記多層光学フィルム反対構成要素（ｂ）の反対側に塗布される追加の柔軟紫外線保護層、又は（ｉｉ）前記多層光学フィルム反対構成要素（ｂ）の反対側に提供される注入クラッド、コルゲーション、リブ、発泡スペーサ層、又はハニカム構造からなる群から選択される強化材料を更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１０】
ＡＳＴＭ  Ｇ１５５−０５ａにおいて説明される耐候サイクル及び前記反射モードで操作されるＤ６５光源を使用して評価される場合、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間を使用して得られるｂ＊値が、５以下の値だけ増加する前か、又は著しいクラッキング、剥離、層間剥離、又はかすみの発生前に、３４０ｎｍにおいて、少なくとも１８，７００ｋＪ／ｍ２の曝露に耐え得る、請求項１〜９のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１１】
ポリマーシート、ガラスシート、又はポリマー線維合成物から選択される、基材に塗布され、光学紫外線吸収剤が、前記基材内に含まれる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１２】
前記多層光学フィルムが、高屈折率ポリマーと、低屈折率ポリマーとの組み合わせである、ＰＥＴ／ＴＨＶ、ＰＥＴ／ＳＰＯＸ、ＰＥＮ／ＴＨＶ、ＰＥＮ／ＳＰＯＸ、ＰＥＮ／ＰＭＭＡ、ＰＥＴ／ＣｏＰＭＭＡ、ＰＥＮ／ＣｏＰＭＭＡ、ＣｏＰＥＮ／ＰＭＭＡ、ＣｏＰＥＮ／ＳＰＯＸ、ＣｏＰＥＮ／ＴＨＶ、ＣｏＰＥＮ／フルオロエラストマー、ｓＰＳ／ＳＰＯＸ、ｓＰＳ／ＴＨＶ、ＰＥＴ／フルオロエラストマー、又はｓＰＳ／フルオロエラストマーから選択される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１３】
前記多層光学フィルムが、第２の多層反射ミラーにラミネートされる第１の多層反射ミラーを含み、前記第１及び第２の多層反射ミラーは、異なる反射帯を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１４】
（ａ）吸収帯幅を有する１つ、又は２つ以上の太陽電池と、
（ｂ）前記１つ、又は２つ以上の太陽電池に近接して位置付けられる、少なくとも１つの太陽光集光ミラーと、を含む太陽光収集装置であって、前記少なくとも１つの太陽光集光ミラーは、（ｉ）複数の交互層を有する光学スタックを有する多層光学フィルムであって、前記交互層は、少なくとも１つの複屈折ポリマー及び少なくとも１つの第２のポリマーを有する、多層光学フィルムと、（ｉｉ）前記多層光学フィルムの表面上に塗布される紫外線保護層と、を備え、前記太陽光集光ミラーは、前記太陽電池の吸収帯幅に対応する波長の範囲にわたる平均光の少なくとも主要な部分を前記太陽電池上に反射し、前記太陽電池の前記吸収帯幅の外側の光の主要な部分は、前記太陽電池上に反射しない、装置。
【請求項１５】
前記太陽電池が、（ｉ）結晶性シリコン単接合電池、及び約４００〜約１１５０ｎｍの光を反射し、１１５０ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない前記太陽光集光ミラー、（ｉｉ）マルチ接合ＧａＡｓ電池、及び約３５０〜約１７５０ｎｍの光を反射し、１７５０ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない前記太陽光集光ミラー、（ｉｉｉ）アモルファスシリコン単接合電池、及び約３００〜約７２０ｎｍの光を反射し、７２０ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない前記太陽光集光ミラー、（ｉｖ）リボンシリコン電池、及び約４００〜約１１５０ｎｍの光を反射し、１１５０ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない前記太陽光集光ミラー、（ｖ）銅インジウムガリウムセレン電池、及び約３５０〜約１１００ｎｍの光を反射し、１１００ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない前記太陽光集光ミラー、又は（ｖｉ）カドミウムテルル電池、及び約４００〜約８９５ｎｍの光を反射し、８９５ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない前記太陽光集光ミラーから選択される、請求項１４に記載の太陽光収集装置。
【請求項１６】
熱伝導装置を更に含む、請求項１４又は１５に記載の太陽光収集装置。
【請求項１７】
前記太陽電池の前記吸収帯幅に対応する前記波長の範囲にわたる前記光が、１を超える、５０を超える、又は１００を超える量から選択される量で前記太陽電池上に集光される、請求項１４、１５、又は１６に記載の太陽光収集装置。
【請求項１８】
前記太陽光集光ミラーが、裏側赤外線反射を回避するように、前記紫外線保護層の反対にある前記多層光学フィルム上に赤外線吸収層を更に備え、強化材料が、前記紫外線保護層の反対にある前記多層光学フィルム上の注入クラッド、コルゲーション、リブ、発泡スペーサ層、又はハニカム構造、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項１９】
前記太陽光集光ミラーが、パラボラ状又は湾曲した形状で形成され、前記太陽電池が、前記太陽光集光ミラーの上に位置付けられる、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項２０】
１つ、又は２つ以上の太陽電池の表面の上に位置付けられる、反射防止表面構造化フィルム又はコーティングを更に含む、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項２１】
前記太陽光集光ミラーが、熱成形され、前記太陽電池を取り囲み、光が、前記太陽電池の２つ以上の側面上に反射させる、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項２２】
前記物品によって反射される選択された太陽電池の前記吸収帯幅に対応する、前記波長の範囲にわたる前記平均光の前記少なくとも主要な部分が、前記選択された太陽電池の前記吸収帯幅に対応する光の５０％を超える、７０％を超える、８０％を超える、９０％を超える、又は９５％を超える値から選択される値を表すか、又は前記物品が、前記選択された太陽電池の前記吸収帯幅に対応する光の９８％以上の反射率を呈する、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項２３】
１つ、又は２つ以上の天体追跡機構を更に含む、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項２４】
前記１つ、又は２つ以上の天体追跡機構が、前記１つ、又は２つ以上の太陽電池に隣接して、枢動可能に載置される１つ以上のルーバーを備え、前記１つ、又は２つ以上のルーバーは、前記少なくとも１つの太陽光集光ミラーを備える、請求項２３に記載の太陽光収集装置。
【請求項２５】
前記１つ、又は２つ以上のルーバーが、ヒンジによって前記１つ以上の太陽電池に接続される、請求項２４に記載の太陽光収集装置。
【請求項２６】
前記１つ、又は２つ以上の太陽電池又は前記少なくとも１つの太陽光集光ミラーのうちの少なくとも１つが、１つ、又は２つ以上の天体追跡機構に接続される、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項２７】
前記１つ、又は２つ以上の太陽電池又は前記少なくとも１つの太陽光集光ミラーのうちの少なくとも１つが、構造上に枢動可能に載置される、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項２８】
前記１つ、又は２つ以上の太陽電池が、固定される、請求項２３〜２７のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項２９】
少なくとも１つの赤外線ミラー、少なくとも１つの紫外線ミラー、又はそれらの組み合わせを更に含む、請求項１４〜２８のいずれか一項に記載の太陽光収集装置。
【請求項３０】
太陽電池に近接して、太陽光集光ミラーを位置付ける工程を含む、太陽光エネルギーを集光する方法であって、前記太陽光集光ミラーは、（ｉ）複数の交互層を有する光学スタックを有する多層光学フィルムであって、前記交互層は、少なくとも１つの複屈折ポリマー及び少なくとも１つの第２のポリマーを有する、多層光学フィルムと、（ｉｉ）前記多層光学フィルムの表面上に塗布される紫外線保護層と、を備え、前記太陽光集光ミラーは、前記太陽電池の前記吸収帯幅に対応する前記波長の範囲にわたる平均光の少なくとも主要な部分を前記太陽電池上に反射し、前記太陽電池の前記吸収帯幅外の光の主要な部分は、前記太陽電池上に反射しない、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の効率及び動作を向上させるために、太陽光集光器としての塗布に好適な波長選択的ミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽光集光ミラーは、通常、太陽エネルギーの広い帯幅を太陽電池又は太陽熱伝導素子上に配向するために使用される。しかしながら、太陽光集光ミラーから太陽素子上に反射される、ある波長は、太陽素子に悪影響を及ぼし得る。例えば、赤外線スペクトルにおける波長によって、ある太陽電池は、所望されない温度の増加をもたらし得る。結果として、太陽電池は効率を損失し得、過剰な熱曝露によって、時間とともに劣化し得る。紫外線（ＵＶ）光に対する長期曝露は、通常、太陽電池の構成要素の早期劣化ももたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
太陽光集光ミラーの構成に用いられる材料は、電磁放射線の特定帯幅によって悪影響を受ける組成物を含み得る。それらの材料の劣化は、集光効率の低下をもたらし、太陽光集光ミラーの完全な故障をもたらす可能性がある。紫外線に対する長期曝露は、太陽光に曝露される材料の早期劣化をもたらす場合が多い、１つの例示的な状態である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、太陽電池等の太陽光集光装置の使用を強化するための太陽光集光ミラーとしての使用に適した物品に関する。物品は、（ｉ）太陽光集光装置における劣化問題に対応し、（ｉｉ）特定帯幅の電磁エネルギーを太陽電池に提供する一方で、太陽電池の有効性を悪化させ得るか、又は悪影響を及ぼし得る、所望されない帯幅の電磁エネルギーを排除又は低減し、（ｉｉｉ）最終用途塗布のための多様な形状又は構成に容易に形成され得る、材料の柔軟シートを提供する、層状組成の固有の組み合わせである。
【０００５】
物品は、多層光学フィルム及び柔軟紫外線保護層を含む。多層光学フィルムは、複数の交互層を含む、光学スタックを有し、交互層は、少なくとも１つの複屈折ポリマー層及び少なくとも１つの第２のポリマー層を有する。
【０００６】
柔軟紫外線保護層は、特定帯幅の光を太陽電池上に集光するために、太陽光集光ミラーとして使用され得る物品を形成するように、多層光学フィルムの表面上に塗布される。発明の目的において、光は太陽放射照度を意味するものとする。得られる物品は、選択された太陽電池の吸収帯幅に対応し、選択された太陽電池の吸収帯幅の外側の光の主要な部分を伝送するか、又は吸収するかのいずれかである、波長の範囲にわたる平均光の少なくとも主要な部分を反射する。
【０００７】
物品は、さまざまな形状又は構成に容易に形成され得る材料の柔軟シートである。例えば、物品は、トラフ、パラボラ状等に熱成形され得る。一実施形態では、物品は、電磁エネルギーを太陽電池の１つを超える表面上に集中させるように、太陽電池の周囲に形成され得る。
【０００８】
本発明はまた、
（ａ）吸収帯幅を有する１つ、又は２つ以上の太陽電池と、
（ｂ）１つ、又は２つ以上の太陽電池に近接して位置付けられる、少なくとも１つの太陽光集光ミラーと、を含む太陽光収集装置であって、少なくとも１つの太陽光集光ミラーは、（ｉ）複数の交互層を有する光学スタックを有する多層光学フィルムであって、交互層は、少なくとも１つの複屈折ポリマー及び少なくとも１つの第２のポリマーを有する、多層光学フィルムと、（ｉｉ）多層光学フィルムの表面上に塗布される紫外線保護層と、を備え、太陽光集光ミラーは、太陽電池の吸収帯幅に対応する波長の範囲にわたる平均光の少なくとも主要な部分を太陽電池上に反射し、太陽電池の吸収帯幅の外側の光の主要な部分は、太陽電池上に反射しない、太陽光収集装置も提供する。
【０００９】
新規の太陽光集光ミラーとの併用、及び／又は本明細書に開示される太陽光収集装置内での使用に適した太陽電池は、シリコン系材料及び非シリコン系材料の両方を含む。組成物は、単接合電池及びマルチ接合電池を含み得る。塗布及び使用において、物品と太陽電池との組み合わせは、配列に配置されてもよく、更に、天体追跡機構に組み込まれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】幻影に描かれる任意の耐性保護膜を有する、本発明の物品の概略断面図。
【図２】太陽電池及び本発明の物品の一実施例の概略図。
【図３】太陽電池と組み合わせた本発明の別の実施形態の概略図。
【図４ａ】太陽光照射及びさまざまな太陽電池の吸収スペクトル及び本発明の集光ミラーによって形成される操作ウィンドウのグラフィカル表示。
【図４ｂ】太陽光照射及びさまざまな太陽電池の吸収スペクトル及び本発明の集光ミラーによって形成される操作ウィンドウのグラフィカル表示。
【図４ｃ】太陽光照射及びさまざまな太陽電池の吸収スペクトル及び本発明の集光ミラーによって形成される操作ウィンドウのグラフィカル表示。
【図５】本発明の物品を複数個有する、太陽電池の配列の概略俯瞰図。
【図５ｂ】幻影において任意の保護層を有する、図５ａの実施形態の概略断面図。
【図５ｃ】複数の太陽電池の周囲に熱成形される物品の代替実施形態を描く、図５ａの概略断面図。
【図６】複数の太陽光集光ミラーの配列の熱成形される物品を描く、概略断面図。
【図７】構造内に載置される線状化合物パラボラ状集光器アセンブリを移動させるための、追跡器の実施形態の概略図。
【図８ａ】本明細書に開示される太陽光集光ミラーを含むルーバーを有し、ルーバーが、朝日からの光線の捕獲を強化するように配向される、太陽電池の配列を実施形態を示す図。
【図８ｂ】本明細書に開示される太陽光集光ミラーを含むルーバーを有し、ルーバーが、日中の太陽からの光線の捕獲を強化するように配向される、太陽電池の配列の実施形態を示す図。
【図８ｃ】本明細書に開示される太陽光集光ミラーを含むルーバーを有し、ルーバーが、夕日からの光線の捕獲を強化するように配向される、太陽電池の配列の実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の物品１０を描く。物品１０は、多層光学フィルム１２、及び塗布において太陽光集光ミラーとして機能する柔軟紫外線保護層１４を備える。多層光学フィルムは、複数の交互層（図示せず）を含む、光学スタックを有する。多層光学フィルム１２の交互層は、少なくとも１つの複屈折ポリマー層及び少なくとも１つの第２のポリマー層を含む。
【００１２】
柔軟紫外線保護層１４は、光を太陽電池（図示せず）上に集めるために、太陽光集光ミラーとして使用され得る、物品１０を形成するように、多層光学フィルム１２の表面上に塗布される。得られる物品１０は、選択された太陽電池の吸収帯幅に対応し、選択された太陽電池の吸収帯幅の外側の光の主要な部分を伝送するか又は吸収するかのいずれかで、ある波長の範囲にわたる平均光の少なくとも主要な部分を反射する。物品１０の代替実施形態では、任意の結合層１６及び耐性保護膜１８を用いてもよい。
【００１３】
紫外線保護層１４、及びしたがって、物品１０は、概して、材料の柔軟シートである。本発明の目的において、柔軟という用語は、物品１０が寸法安定性であるが、続く鋳造又はさまざまな形態への成形を可能にする、しなやかな特性を有することを示す。好ましくは、柔軟フィルムは、紫外線保護層１４において、１０％未満の被膜形成剤を有する。本発明に従って、被膜形成剤は、架橋剤又は他の多機能モノマーであり得る。大部分の好ましい実施形態では、物品１０は、特定の最終用途塗布のために、さまざまな形状又は構造に熱成形され得る。
【００１４】
図２は、太陽光集光ミラーとしての物品２０の一般的な塗布を示す。物品２０は、太陽電池２６に近接して位置付けられる、多層光学フィルム２２及び紫外線保護層２４を含む。物品２０は、太陽３０から電磁放射線２８を受ける。電磁放射線２８の選択帯幅３２は、太陽電池２６上に反射される。電磁放射線の所望されない帯幅３４は、物品２０を通過し、太陽電池２６上に反射されない。
【００１５】
図３は、パラボラ状の太陽光集光ミラー４０の形態で発明の物品を描く、別の一般的な実施形態である。太陽５０からの電磁放射線４２は、パラボラ状の太陽光集光ミラー４０によって受信される。好ましい帯幅４８は、太陽電池４６上に反射されるが、電磁放射線の所望されない帯幅４４は、パラボラ状の太陽光集光ミラー４０を通過し、太陽電池４６上に反射されず、太陽電池の動作効率を改変することができる。物品の形状は、パラボラ状、又は例えば正弦曲線状等の他の湾曲形状を含んでよい。
【００１６】
多層光学フィルム
少なくとも１つの複屈折ポリマー及び１つの第２のポリマーの交互層を有する従来の多層光学フィルムが、本発明の物品を形成する際に用いられてよい。多層光学フィルムは、概して、特定帯幅の電磁放射線の反射を達成するように選択される、複数の交互ポリマー層である。
【００１７】
本開示の多層光学フィルムの少なくとも１つの複屈折層を形成するのに好適な材料には、ポリマー（例えば、ポリエステル、コポリエステル、及び修飾コポリエステル）が挙げられる。この文脈において、用語「ポリマー」は、例えば、共押出成形、又はエステル交換を含む反応によって、混和性混合物で形成され得るポリマー又はコポリマーと同様に、ホモポリマー及びコポリマーを含むと理解される。用語「ポリマー」及び「コポリマー」は、ランダム及びブロックコポリマーの両方を含む。本開示に従って構成される、いくつかの例示的多層光学フィルムにおいて使用するのに好適なポリエステルは、概して、カルボキシレート及びグリコールサブユニットを含み、カルボキシレートモノマー分子をグリコールモノマー分子と反応させることによって生成することができる。それぞれのカルボキシレートモノマー分子は、２つ以上のカルボン酸又はエステル官能基を有し、それぞれのグリコールモノマー分子は２つ以上のヒドロキシ官能基を有する。カルボキシレートモノマー分子は、全て同じであるか、２つ以上の異なる分子タイプであるかであってよい。グリコールモノマー分子についても同様である。また、用語「ポリエステル」には、グリコールモノマー分子とカルボン酸のエステルとの反応に由来するポリカーボネートが包含される。
【００１８】
ポリエステル層のカルボキシレートサブユニットを形成する際に使用するのに好適なカルボキシレートモノマー分子には、例えば、２，６−ナフタレンジカルボン酸及びその異性体、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビス−シクロ−オクタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸及びその異性体、ｔ−ブチルイソフタル酸、トリメリット酸、スルホン酸化イソフタル酸ナトリウム、４，４’−ビフェニルジカルボン酸及びその異性体、並びにメチル又はエチルエステル等のこれらの酸の低級アルキルエステルが挙げられる。用語「低級アルキル」は、本文中ではＣ１〜Ｃ１０の直鎖又は分枝状アルキル基を表す。
【００１９】
ポリエステル層のグリコールサブユニットを形成するのに使用するのに好適なグリコールモノマーには、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール及びその異性体、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリシクロデカンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール及びその異性体、ノルボルナンジオール、ビシクロ−オクタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１，４−ベンゼンジメタノール及びその異性体、ビスフェノールＡ、１，８−ジヒドロキシビフェニル及びその異性体、及び１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンが挙げられる。
【００２０】
本発明の多層光学フィルムにおいて、複屈折層として有用な例示的ポリマーは、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）であり、例えば、ジカルボン酸ナフタレートをエチレングリコールと反応させることによって形成することができる。ポリエチレン２，６−ナフタレン（ＰＥＮ）は、複屈折ポリマーとして選択される場合が多い。ＰＥＮは、大きな正応力光学係数を有し、伸縮後に複屈折有効性を残し、可視範囲内に吸光度をほとんど、若しくは全く持たない。ＰＥＮは、等方性状態において大きな屈折率も有する。偏光平面が伸縮方向と平行に約１．６４〜約１．９もの高さとなる時、５５０ｎｍ波長の偏光入射光線におけるその屈折率は増加する。分子配向の増加によって、ＰＥＮの複屈折が増加する。分子配向は、材料をより高い伸縮率まで伸縮し、他の伸縮条件を保持することで増加する可能性がある。米国特許第６，３５２，７６１号及び米国特許第６，４４９，０９３号に記載されるもの等のＰＥＮのコポリマー（ＣｏＰＥＮ）は、それらの低温処理能力に特に有用であり、それらを熱的に不安定な第２のポリマーとの共押出互換性を高める。複屈折ポリマーとして好適な他の半結晶性ポリエステルには、例えば、米国特許第６，４４９，０９３Ｂ２号又は米国特許出願第２００６００８４７８０号に記載されるもの等の、ポリブチレン２，６−ナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及びそれらのコポリマーが挙げられる。代替として、シンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）は、別の有用な複屈折ポリマーである。
【００２１】
多層光学フィルムの第２のポリマーは、第１の複屈折ポリマーのそれと互換性のあるガラス転移温度を有し、複屈折ポリマーの等方角性屈折率に類似する屈折率を有する多様なポリマーから形成することができる。光学フィルムにおいて、特に、第２のポリマーにおいて使用するのに好適な他のポリマーの例として、ビニルナフタレン、スチレン、無水マレイン酸、アクリレート、及びメタクリレート等のモノマーから形成される、ビニルポリマー及びコポリマーが挙げられる。このようなポリマーの例として、ポリアクリレート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）ようなポリメタクリレート、及びアイソタクチック又はシンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。他のポリマーとして、ポリスルフォン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミック酸、及びポリイミドなどの縮合ポリマーが挙げられる。加えて、第２のポリマーは、ポリエステル、ポリカーボネート、フルオロポリマー、及びポリジメチルシロキサンのホモポリマー及びコポリマー、並びにそれらの混合物から形成することができる。
【００２２】
特に第２のポリマーとして使用するのに好適な別の例示的なポリマーには、商品名ＣＰ７１及びＣＰ８０としてＩｎｅｏｓ  Ａｃｒｙｌｉｃｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから入手可能なもの等のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、又はＰＭＭＡよりも低いガラス転移温度を有する、ポリエチルメタクリレート（ＰＥＭＡ）のホモポリマーが挙げられる。追加の第２のポリマーとしては、７５重量％メチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマー及び２５重量％エチルアクリレート（ＥＡ）モノマーから形成されるｃｏＰＭＭＡ（商品名Ｐｅｒｓｐｅｘ  ＣＰ６３としてＩｎｅｏｓ  Ａｃｒｙｌｉｃｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）、ＭＭＡコモノマー単位で形成されるｃｏＰＭＭＡ及びｎ−ブチルメタクリレート（ｎＢＭＡ）コモノマー単位、又はＰＭＭＡとポリ（ビニリデンフルオリド）（ＰＶＤＦ）の混合物等のＰＭＭＡのコポリマー（ｃｏＰＭＭＡ）が挙げられる。
【００２３】
特に第２のポリマーとして有用な、更に他の好適なポリマーは、ポリオレフィンコポリマー、例えば商品名Ｅｎｇａｇｅ  ８２００としてＤｕｐｏｎｔ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓから入手可能なポリ（エチレンコオクテン）（ＰＥ−ＰＯ）、商品名Ｚ９４７０としてＦｉｎａ  Ｏｉｌ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｄａｌｌａｓ，ＴＸから入手可能なポリ（プロピレンコエチレン）（ＰＰＰＥ）、並びにアタクチックポリプロピレン（ａＰＰ）及びイソアタクチックポリプロピレン（ｉＰＰ）のコポリマーを含む。多層光学フィルムにはまた、例えば第２のポリマー層において、線状低密度ポリエチレン−ｇ−無水マレイン酸（ＬＬＤＰＥ−ｇ−ＭＡ）等、例えば、商品名Ｂｙｎｅｌ  ４１０５としてＥ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから入手可能なもの等の官能化ポリオレフィンも挙げることができる。
【００２４】
少なくとも１つの複屈折ポリマーを有する交互層において、第２のポリマーとして好適な好ましいポリマー組成物には、ＰＭＭＡ、ＣｏＰＭＭＡ、ポリジメチルシロキサンオキサミド系セグメント化コポリマー（ＳＰＯＸ）、ＰＶＤＦ等のホモポリマー及びテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、及びビニリデンフルオリド（ＴＨＶ）に由来するもの等のコポリマーを含むフルオロポリマー、ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡの混合物、アクリレートコポリマー、スチレン、スチレンコポリマー、シリコンコポリマー、ポリカーボネート、ポリカーボネートコポリマー、ポリカーボネート混合物、ポリカーボネートとスチレン無水マレイン酸の混合物、並びに環状オレフィンコポリマーが挙げられる。
【００２５】
多層光学フィルムを形成する際に使用されるポリマー組成物の選択は、選択された太陽電池上に反射される所望の帯幅に依存する。複屈折ポリマーと第２のポリマーとの間の反射率が高いほど、より高い屈折力を形成し、したがって、反射帯幅を増加させることができる。代替として、追加の層を用いて、より高い屈折力を提供してよい。複屈折層と第２のポリマー層との好ましい組み合わせには、例えば、以下のＰＥＴ／ＴＨＶ、ＰＥＴ／ＳＰＯＸ、ＰＥＮ／ＴＨＶ、ＰＥＮ／ＳＰＯＸ、ＰＥＭ／ＰＭＭＡ、ＰＥＴ／ＣｏＰＭＭＡ、ＰＥＮ／ＣｏＰＭＭＡ、ＣｏＰＥＮ／ＰＭＭＡ、ＣｏＰＥＮ／ＳＰＯＸ、ｓＰＳ／ＳＰＯＸ、ｓＰＳ／ＴＨＶ、ＣｏＰＥＮ／ＴＨＶ、ＰＥＴ／フルオロエラストマー、ｓＰＳ／フルオロエラストマー及びＣｏＰＥＮ／フルオロエラストマーが挙げられる。
【００２６】
一実施形態では、異なる反射帯を有する、２つ以上の多層光学ミラーを一緒に積層して、反射帯を拡大する。例えば、４００ｎｍ〜９００ｎｍの光の９８％を反射するＰＥＮ／ＰＭＭＡ多層反射ミラーを、９００ｎｍ〜１８００ｎｍの光の９８％を反射するＰＥＮ／ＰＭＭＡ多層反射ミラーに積層して、４００ｎｍ〜１８００ｎｍの光を反射する広域ミラーを形成する。別の実施例では、３７０ｎｍ〜７５０ｎｍの光の９７％を反射するＰＥＴ／ＣｏＰＭＭＡ多層反射ミラーを、７００ｎｍ〜１３５０ｎｍの光の９７％を反射する多層反射ミラーに積層して、３７０ｎｍ〜１３５０ｎｍの光を反射する広域ミラーを形成することができる。
【００２７】
多層光学フィルムは、米国特許第６，７８３，３４９号に記載されるもの等の従来の処理技法に従って製造される。多層光学フィルムはまた、例えば米国特許第６，７８３，３４９号に記載されるもの等の非光学保護境界層を含んでもよい。
【００２８】
制御スペクトルを有する多層光学フィルムを提供するための所望の技法は、以下を含む。
【００２９】
１）米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）に教示されるような、共押出ポリマー層の層厚値の軸ロッドヒーター制御を使用する。
【００３０】
２）作製中に、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、透過型電子顕微鏡、又は走査型電子顕微鏡といった層厚さ測定ツールから、層厚さ特性フィードバックをタイムリーに得る。
【００３１】
３）光学モデリングにより、所望の層厚特性を生成する。
【００３２】
４）測定した層特性と望ましい層特性との間の差に基づいて、軸ロッド調整を繰り返しおこなう。
【００３３】
層の厚さプロファイルを制御する基本プロセスは、ターゲット層の厚さのプロファイルと測定した層のプロファイルの差に基づく軸方向棒状ゾーン出力設定の調整を含む。所定のフィードバック領域における層厚値の調整に必要とされる軸ロッド力の増加は、最初に、そのヒーター領域において生成される層の得られる厚さ変化のナノメートル当たりの入熱のワットに関して、検量されてよい。スペクトルの細かい制御は、２７５層に対して２４個の軸方向棒状ゾーンを使用して可能である。較正後に、所定のターゲットプロファイルと測定プロファイルの必要な電力調整を一度に計算することができる。この手順は、２つのプロファイルが収束するまで繰り返される。
【００３４】
この紫外線反射器の層厚プロファイル（層厚値）は、３４０ｎｍの光の約１／４波光学厚を有するように調整される（指数掛ける物理的厚）、第１の（最薄の）光学層を有する、ほぼ線状のプロファイルとなるように調整することができ、４２０ｎｍの光の約１／４波厚光学的厚さとなるように調整され得る、最厚層に至る。
【００３５】
紫外線保護層
紫外線保護層は、多層光学フィルムの表面上に塗布され、劣化をもたらし得る紫外線放射から多層光学フィルムを保護する。太陽光、特に２８０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線放射は、プラスチックの劣化を含み得、順に、色の変化及び機械特性の劣化をもたらす。光酸化劣化の抑制は、長期耐性が所望される、屋外塗布に重要である。ポリエチレンテレフタレートによる紫外線の吸収は、例えば、約３６０ｎｍで始まり、３２０ｎｍ以下で著しく増加し、３００ｎｍ以下で極めて顕著である。ポリエチレンナフタレートは、３１０〜３７０ｎｍの範囲で紫外線を強力に吸収し、約４１０ｎｍまで拡大する吸収尾を有し３５２ｎｍと３３７ｎｍで生じる吸収極大点を有する。鎖開裂は、酸素の存在下で発生し、主な光酸化物は、一酸化炭素、二酸化炭素、及びカルボン酸である。エステル基の直接光分解に加えて、同様に過酸化ラジカルを介して二酸化炭素を形成する、酸化反応を考慮する必要がある。
【００３６】
紫外線保護層は、紫外線を反射するか、紫外線を吸収するか、紫外線を拡散するか、又はそれらの組み合わせによって、多層光学フィルムを保護し得る。一般に、紫外線保護フィルムは、紫外線放射を反射するか、拡散するか、又は吸収するかのいずれかをおこなう一方で、長期間の紫外線放射に耐えることができる、任意のポリマー組成物を含み得る。そのようなポリマーの非限定例として、ＰＭＭＡ、シリコーン熱可塑性樹脂、フルオロポリマー、及びそれらのコポリマー、並びにそれらの混合物が挙げられる。例示的な紫外線保護層は、ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ混合物を含む。
【００３７】
多様な任意の添加物は、多層光学フィルムを保護するその機能を支援するように、紫外線保護層に組み込まれてよい。添加物の非限定例は、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、抗酸化剤、及びそれらの組み合わせから選択される、１つ、又は２つ以上の化合物を含む。
【００３８】
紫外線吸収剤等の紫外線安定剤は、光誘起劣化の物理的及び化学的過程に介在し得る化学化合物である。したがって、紫外線放射によるポリマーの光酸化は、紫外線吸収剤を含有する保護層を使用して、紫外線を効率的にブロックすることによって防止することができる。本発明の目的で、光安定剤として好適な紫外線安定剤は、１８０ｎｍ〜４００ｎｍの波長領域において紫外線の少なくとも７０％、好ましくは８０％、特に好ましくは９０％を超えて吸収する、赤方偏移紫外線吸収剤（ＲＵＶＡ）である。ＲＵＶＡは、それらがポリマーにおいて高溶解性であり、光持続であって、保護層を形成するための押出過程の２００℃〜３００℃の温度範囲において熱安定性である場合に好適である。ＲＵＶＡはまた、それらが、紫外線硬化、γ線硬化、電子ビーム硬化、又は熱硬化過程によって、保護コーティング層を形成するように、モノマーとコポリマー化可能であり得る場合にも極めて好適であり得る。
【００３９】
ＲＵＶＡは、長波紫外線領域におけるスペクトル範囲を強化し、ポリエステルを黄変させ得る高波長紫外線をブロックするのを可能にする。典型的な紫外線保護層の厚さは、１３〜３８０マイクロメートル（０．５〜１５ミル）であり、２〜１０％のＲＵＶＡ荷重レベルを有する。最も有効なＲＵＶＡのうちの１つは、ベンゾトリアゾール化合物、５−トリフルオロメチル−２−（２−ヒドロキシ−３−アルファ−クミル−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾチアゾールである（商品名ＣＧＬ−０１３９としてＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｒｒｙｔｏｎ，ＮＹから市販）。他の好ましいベンゾトリアゾールには、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−アルファ−クミルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、５−クロロ−２−（２−ヒドロキシ−３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾチアゾール、５−クロロ−２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３−アルファ−クミル−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロ−２Ｈベンゾトリアゾールが挙げられる。更に好ましいＲＵＶＡには、２（−４，６ジフェニル−１−３，５−トリアジン−２−イル）−５−ヘキルオキシ−フェノールが挙げられる。他の例示的な紫外線吸収剤は、商品名Ｔｉｎｕｖｉｎ  １５７７、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ９００、及びＴｉｎｕｖｉｎ  ７７７としてＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なものが挙げられる。加えて、紫外線吸収材は、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）及び抗酸化剤と組み合わせて使用することができる。例示的なＨＡＬＳには、商品名Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ  ９４４及びＴｉｎｕｖｉｎ  １２３としてＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なものが挙げられる。例示的な抗酸化剤には、商品名Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０及びＵｌｔｒａｎｏｘ  ６２６として入手されるものが挙げられ、同じくＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。
【００４０】
代替実施形態では、柔軟紫外線保護層は、約３５０〜約４００ｎｍ、及びなおもより好ましくは、３００ｎｍ〜４００ｎｍの光を波長を反射する、多層光学フィルムである。多層光学フィルムを形成するポリマーは、３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の紫外線を吸収しない。非限定例として、ＰＥＴ／ＴＨＶ、ＰＭＭＡ／ＴＨＶ、ＰＥＴ／ＳＰＯＸ、ＰＭＭＡ／ＳＰＯＸ、ｓＰＳ／ＴＨＶ、ｓＰＳ／ＳＰＯＸ、並びにＴＨＶ、ＴＰＵ／ＴＨＶ、及びＴＰＵ／ＳＰＯＸを有する修飾ポリオレフィンコポリマー（ＥＶＡ）が挙げられる。好ましい実施形態では、Ｄｙｎｅｏｎ  ＬＬＣ，Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮのＤｙｎｅｏｎ  ＴＨＶ２２０等級及び２０３０等級は、３００〜４００ｎｍを反射する多層紫外線ミラーの場合はＰＭＭＡとともに、又は３５０〜４００ｎｍを反射する多層ミラーの場合はＰＥＴとともに用いられる。一般に、ポリマーの組み合わせの合計１００〜１０００の層は、本発明との使用に好適である。
【００４１】
他の添加剤は、紫外線保護層に含まれてよい。小粒子非色素酸化亜鉛及び酸化チタンを、紫外線保護層においてブロック又は拡散添加剤として使用することもできる。例えば、ナノスケール粒子をポリマー又はコーティング基質中に分散させて、紫外線放射による劣化を最小限にすることができる。ナノスケール粒子は、可視光線に対して透過性であるが、有害な紫外線を拡散又は吸収するかのいずれかによって、熱可塑性樹脂に対する損傷を低減する。米国特許第５，５０４，１３４号は、直径約０．００１マイクロメートル〜約０．２０マイクロメートル、及びより好ましくは、約０．０１マイクロメートル〜約０．１５マイクロメートルのサイズ範囲内の金属酸化物粒子の使用による、紫外線に起因するポリマー基質劣化の減衰について説明している。米国特許第５，８７６，６８８は、紫外線ブロック及び／又は拡散剤として、塗料、コーティング、仕上げ剤、プラスチック粒子、化粧品、及び本発明において使用するのに十分に適した類似物に組み込まれる場合、透過されるのに十分に小さい微粉化酸化亜鉛を製造するための方法を教示している。紫外線を減衰し得る１０〜１００ｎｍの範囲の粒子サイズを有する酸化亜鉛及び酸化チタン等のこれらの微粒子は、Ｋｏｂｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．Ｓｏｕｔｈ  Ｐｌａｉｎｆｉｅｌｄ，ＮＪから市販されている。難燃剤をまた、添加剤として紫外線保護層に組み込んでもよい。
【００４２】
紫外線吸収剤、ＨＡＬＳ、ナノスケール粒子、難燃剤、及び抗酸化剤を紫外線保護層に添加する工程に加えて、紫外線吸収剤、ＨＡＬＳ、ナノスケール粒子、難燃剤、及び抗酸化剤を、多層光学層、並びに任意の耐性保護膜層に添加することができる。蛍光分子及び光学的光沢剤をまた、紫外線保護層、多層光学層、光学耐性保護膜層、又はそれらの組み合わせに添加することもできる。
【００４３】
紫外線保護層の厚みは、ベールの法則によって計算されるような特定波長における光学密度目標に依存する。一部の実施形態では、紫外線保護層は、３８０ｎｍにおいて３．５、３．８、又は４を超える、３９０ｎｍにおいて１．７を超える、及び４００ｎｍにおいて０．５を超える光学密度を有する。当業者であれば、通常、意図される保護機能を提供するために、物品の長い耐用期間にわたって、光学密度を比較的一定に維持すべきであることを認識する。
【００４４】
紫外線保護層、及びいずれかの任意の添加剤は、太陽光集光ミラーにおいて、紫外線保護、洗浄の容易さ、及び耐性等の所望の保護機能を達成するように選択され得る。当業者であれば、紫外線保護層の上記の目的を達成するための手段が複数存在することを認識する。例えば、あるポリマーにおいて可溶性の高い添加材が、組成物に添加されてよい。特に重要なことは、ポリマー中の添加剤の永続性である。添加材は、劣化するか、又はポリマーの外に移行してはならない。加えて、所望の保護結果を達成するように、層の厚みは異なってよい。例えば、より厚い紫外線保護層は、より低いＵＶＡ濃度を有する、同一の紫外線吸収剤レベルを可能にし、ＵＶＡ移行に対する低い駆動力に起因する高いＵＶＡ永続性を提供する。物理的特性の変化を検出するための機構は、ＡＳＴＭ  Ｇ１５５において説明される耐候サイクル及び反射モードで操作されるＤ６５光源の使用である。上記試験下で、紫外線保護層が物品に塗布される場合、物品は、著しい亀裂、剥離、層間剥離又はかすみの発生前、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間を使用して得られるｂ＊値が、５以下、４以下、３以下、又は２以下で増加する前に、３４０ｎｍにおいて少なくとも１８，７００ｋＪ／ｍ２の曝露に耐えなければならない。
【００４５】
結合層
任意の結合層は、本発明の物品が屋外要素に曝露される間、フィルムの接着を支援し、長期安定性を提供するように、多層光学フィルムと紫外線保護層との間に介在してよい。結合層の非限定例として、官能基スルホン酸等との修飾を含むＳＰＯＸ及びＣｏＰＥＴ、ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ混合物、無水マレイン酸等の官能コモノマーを有する修飾オレフィン、アクリル酸、メタクリル酸又は酢酸ビニルが挙げられる。追加として、紫外線又は熱硬化可能なアクリレート、シリコーン、エポキシ、シロキサン、ウレタンアクリレートが、結合層として好適であり得る。結合層は、上述されるように、紫外線吸収剤を任意で含有してよい。結合層は、可塑剤、粘着付与剤、又はそれらの組み合わせを任意で含有してよい。結合層は、従来のフィルム形成技法を利用して塗布され得る。
【００４６】
任意の保護膜
物品は、屋外要素に対する曝露に起因する太陽光集光ミラーの早期劣化を防止するのを支援するように、耐性保護膜を任意で含んでよい。耐性保護膜は、概して、摩耗及び衝撃に対して耐性であり、電磁放射線の選択された帯幅を反射する主要機能を干渉しない。耐性保護膜層は、以下の非限定例、ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ混合物、熱可塑性ポリウレタン、硬化性ポリウレタン、ＣｏＰＥＴ、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、フルオロポリマー及びＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ及びＴＨＶ等のそれらのコポリマー、熱可塑性及び硬化性アクリレート、架橋アクリレート、架橋ウレタンアクリレート、架橋ウレタン、硬化性又は架橋ポリエポキシド、及びＳＰＯＸのうちの１つ、又は２つ以上を含んでよい。剥離性ポリプロピレンコポリマースキンを用いてもよい。代替として、シランシリカソルコポリマーハードコーティングを、耐性保護膜として塗布し、引っかき抵抗性を向上させることができる。耐性保護膜は、上述されるように、紫外線吸収剤、ＨＡＬＳ、及び抗酸化剤を含有してよい。
【００４７】
耐性保護膜は、機械的耐性を物品に提供する。機械耐性を測定するためのいくつかの機構は、衝撃耐性又は摩耗耐性のいずれかであり得る。テーバー摩耗は、摩耗に対するフィルムの耐性を判断するための１つの試験であり、摩耗に対する耐性は、摩擦、解体、浸食等の機械的作用に耐える材料の能力として定義される。ＡＳＴＭ  Ｄ１０４４試験方法に従って、５００グラムの荷重をＣＳ−１０研磨機ホイールの上に印加し、２５．８平方ｃｍ（４平方インチ）の試験標本上で、５０旋回回転させることが許される。テーバー摩耗試験の前後の試料の反射率を測定し、結果を反射率％の変化で表す。本発明の目的で、反射率％の変化は、２０％未満、好ましくは１０％未満、及び特により好ましくは５％未満であることが期待される。
【００４８】
機械耐性に好適な他の試験として、破断伸長、鉛筆硬度、砂摩耗試験、及び砂振盪摩耗が挙げられる。上述されるＵＶＡ及び適切な紫外線安定剤は、コーティングを安定させるため、並びに基質の保護のために保護膜に添加することができる。そのような耐性ハードコートで被覆される基質は、高温で完全に硬化される前に熱成形可能であり、次に、耐性ハードコートは、８０℃で１５〜３０分間後硬化することによって形成することができる。加えて、耐性保護膜として使用されるシロキサン構成要素は、自然な状態で疎水性であり、本発明に開示される物品に対し、洗浄の容易な表面機能を提供できる。
【００４９】
屋外塗布に起因して、耐候もまた、太陽光集光ミラーの重要な特徴である。加速耐候試験は、物品の性能を適格とするための１つのオプションである。加速耐候試験は、概して、ＡＳＴＭ  Ｇ−１５５「Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｆｏｒ  ｅｘｐｏｓｉｎｇ  ｎｏｎ−Ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｓ  ｉｎ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  ｔｅｓｔ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ｔｈａｔ  ｕｓｅ  ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅｓ」に記載されるものと同様の技法を使用して、フィルム上で行われる。上記のＡＳＴＭ技法は、屋外耐性の妥当な予測因子として、すなわち、材料性能を正しくランク付けすると考えられる。
【００５０】
代替実施形態において、必要とされる紫外線保護層の反対にある多層光学フィルムの側面に、逆構成を用いてよい。代替構成は、物品の特定塗布のための追加機能を提供できる。例えば、紫外線からの裏面保護を提供するために、追加の紫外線保護層を多層光学フィルム上に提供することが所望され得る。他の可能な実施形態は、カーボンブラック又はＩＲ吸収層を、太陽に直接曝露する側の反対に含むことができる。別の代替実施形態は、裏面ＩＲ反射を防止するように、反射防止コーティングを裏面に含んでよい。以前に開示されたもの等の結合層は、代替実施形態を提供する際に使用することができる。
【００５１】
フィルムの得られる物理的特徴は、特定帯幅の電磁放射線を太陽電池上に集中させるための太陽光集光ミラーとして塗布されると、強化された特性を提供する。多層光学フィルムは、選択された厚みの紫外線保護フィルムと組み合わせて、所望の帯幅の電磁放射線を反射する一方で、所望されない電磁放射線を伝送するように設計され得る。特定の太陽電池に柔軟ように多層光学フィルムを選択する一方で、太陽電池に有害な放射線を低減する固有の能力は、太陽電池の動作効率を著しく強化する。いくつかの実施形態は、選択された太陽電池の吸収帯幅に対応する光の９８％を超える反射率を呈する。
【００５２】
太陽光集光ミラーは、太陽電池上での所望レベルの反射を可能にするように、太陽電池に近接して位置付けられてよい。物品は、スタンドアロンアプリケーションであり得るか、又は代替として、追加の剛性又は寸法安定性を提供するように基質上に塗布されてよい。好適な基質として、例えば、ガラスシート、ポリマーシート、及びガラス繊維合成物を含むポリマー線維合成物が挙げられる。前述されるもの等の任意の結合層は、物品を基質に固着する際に用いられてよい。また、任意で、紫外線吸収剤が基質に含まれてよい。別の代替実施形態では、物品は、太陽光集光器に従来使用される、形状又は寸法に熱成形され得る。熱成形は、概して、米国特許第６，７８８，４６３号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）において説明される。加えて、太陽光集光ミラーは、その寸法安定性を改善するために、例えば、注入クラッド、コルゲーション、若しくはリブ、発泡スペーサ層、又はハニカム構造の追加によって補強されてよい。１つの例示的な補強材料は、例えば、Ｐａｌｒａｍ  Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．Ｋｕｔｚｔｏｗｎ，ＰＡからＳＵＮＬＩＴＥ  ＭＵＬＴＩＷＡＬＬ  ＰＯＬＹＣＡＲＢＯＮＡＴＥ  ＳＨＥＥＴとして入手可能であるような双壁ポリカーボネートシーティングである。別の実施形態では、太陽光集光ミラーを、黒く塗装されたアルミニウム又は黒く塗装されたスチール等の赤外線吸収材料に積層することができる。加えて、黒く塗装されたアルミニウム又はスチールは、改善された寸法安定性のための補強リブ又は構造を有し得る。
【００５３】
太陽電池
好適な太陽電池としては、多様な材料で開発され、太陽エネルギーを電気に変換する、それぞれ固有の吸収スペクトルを有するものが挙げられる。それぞれの種類の半導体材料は、特徴的な帯ギャップエネルギーを有し、ある光の波長において、最も効率的に光を吸収するか、又はより正確には、電磁放射線を太陽光スペクトルの一部分にわたって吸収する。太陽電池の形成に使用される材料及びそれらの太陽光吸収帯端波長の例として、結晶性シリコン単接合（約４００ｎｍ〜約１１５０ｎｍ）、アモルファスシリコン単接合（約３００ｎｍ〜約７２０ｎｍ）、リボンシリコン（約３５０ｎｍ〜約１１５０ｎｍ）、ＣＩＧＳ（銅インジウムガリウムセレン化物）（約３５０ｎｍ〜約１１００ｎｍ）、ＣｄＴｅ（約４００ｎｍ〜約８９５ｎｍ）、ＧａＡｓマルチ接合（約３５０ｎｍ〜約１７５０ｎｍ）が挙げられるが、これらに限定されない。これらの半導体材料の短い波長の左吸収帯端は、通常、３００ｎｍ〜４００ｎｍの間である。当業者であれば、独自の固有の長波長吸収帯端を有する、より効率的な太陽電池のための新しい材料が開発されていること、及び多層反射フィルムは、対応する反射帯幅を有することを理解する。
【００５４】
図４ａ、４ｂ、及び４ｃは、特定の太陽電池と組み合わせて、本発明の物品の可能な塗布を描く。図４ａは、結晶性シリコン単接合太陽電池の吸収に対する太陽光スペクトルのグラフである。図４ａは、最大約１１５０ｎｍの可視及び近赤外線電磁放射線の反射に対応する、操作ウィンドウ６０を示す。約１１５０ｎｍを超える遠赤外線領域６２は、反射されない。アモルファスシリコン単接合を使用する別の実施例は、図４ｂに描かれる。図４ｂにおいて、本発明の物品の操作ウィンドウ７０は、アモルファスシリコン単接合太陽電池の長波長（赤外線）吸収帯端に対応する。赤外線領域７２は、本発明の物品によって反射されない。図４ｃは、約１７５０ｎｍの長波長（赤外線）吸収帯幅を有するＧａＡｓマルチ接合太陽電池を用いる集光ミラーの塗布を示す。図４ｃにおいて、操作ウィンドウ８０は、本発明の物品によって反射される電磁放射線に対応する。赤外線放射８２は、集光ミラーによって反射されない。
【００５５】
図４ａ、４ｂ、及び４ｃにおいて示されるように、集光ミラーは、選択された太陽電池に近接して配置されると、太陽電池の吸収帯幅に対応する波長の範囲にわたる平均光の少なくとも主要な部分を太陽電池に反射させるように利用される。集光ミラーは、太陽電池の吸収帯幅の外側の光の主要な部分を太陽電池に反射させない。物品によって反射される選択された太陽電池の吸収帯幅に対応する、波長の範囲にわたる平均光の主要な部分は、５０％を超える値（例えば、７０％を超える、８０％を超える、９０％を超える、又は更に９５％を超える値）から選択される値を表す。一部の実施形態において、物品は、選択された太陽電池の吸収帯幅の対応する光の９８％以上の反射率を呈する。太陽電池の吸収帯幅の外側の電磁放射線は、集光ミラーによって伝送又は吸収される。太陽電池の吸収帯幅に対応する波長の範囲にわたる光は、１を超える量（例えば、少なくとも１．５、２、３、５、１０、２０、５０を超える量、又は１００を超える量、最大約８００若しくは１０００）だけ太陽電池に集光される。例えば、光は、１．１〜約５の範囲の量だけ太陽電池に集光されてよい。結晶性シリコン単接合電池と組み合わされる集光ミラーは、通常、約４００ｎｍ〜約１１５０又は１２００ｎｍの光を反射し、１１５０又は１２００ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない。ＧａＡｓマルチ接合電池と組み合わされる集光ミラーは、通常、約３５０ｎｍ〜約１７５０ｎｍの光を反射し、１７５０ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない。アモルファスシリコン単接合電池と組み合わされる集光ミラーは、通常、約３００〜約７２０ｎｍの光を反射し、７２０ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない。リボンシリコン電池と組み合わされる集光ミラーは、通常、約４００〜約１１５０ｎｍの光を反射し、１１５０を超える光の主要な部分を反射しない。銅インジウムガリウムセレン化電池と組み合わされる集光ミラーは、通常、約３５０〜約１１００ｎｍの光を反射し、１１００ｎｍを超える光の主要な部分を反射しない。カドミウムテルル電池と組み合わされる集光ミラーは、通常、約４００〜約８９５ｎｍの光を反射し、８９５ｎｍを超える光の少なくとも主要な部分を反射しない。本明細書に開示される集光ミラーのいずれかの一部の実施形態では、反射されない赤外線光が伝送される。
【００５６】
本発明の集光ミラーは、（ｉ）太陽電池の過熱を実質的に最小限にする非選択帯幅の著しい低減、（ｉｉ）産生されるエネルギー（＄／ワット）当たりのコストの低下をもたらす、ポリマーミラーで得られる出力の増加、及び（ｉｉｉ）紫外線保護及び摩耗耐性による耐性の増加に起因して、太陽電池の効率を強化する。
【００５７】
太陽電池出力の更なる強化は、抗反射表面構造化フィルム又はコーティングが、本明細書に開示される太陽光収集装置と組み合わされて太陽電池の前表面に塗布されると、達成され得る。フィルム又はコーティングにおける表面構造は、通常、光の入射角を変え、臨界角を超えてポリマー及び太陽電池に入り、内部で反射されて、太陽電池による吸収を高めるようにする。そのような表面構造は、例えば、直線角柱、ピラミッド、円錐、又は円柱構造の形状であり得る。角柱の場合、通常、角柱の頂角は９０度未満（例えば、６０度未満）である。表面構造フィルム又はコーティングの屈折率は、通常、１．５５未満（例えば、１．５０未満）である。これらの抗反射表面構造フィルム又はコーティングは、本質的に紫外線安定性であり、疎水性又は親水性材料の使用によって、耐性を高め、洗浄を容易にすることができる。耐性は、無機ナノ粒子の添加によって強化することができる。
【００５８】
図５ａ、５ｂ、及び５ｃは、集光ミラー及び太陽電池の配列の塗布を示す。図５ａにおいて、太陽電池８４は、太陽電池に近接して位置付けられる、反射する複数の集光ミラー８６とともに、配列９２に配置され、太陽電池の吸収帯幅に対応する波長の範囲にわたる平均光の少なくとも主要な部分を太陽電池に反射させる。所望の帯幅の右外側は、集光ミラーによって反射されない。図５ｂにおいて、太陽電池８４及び集光ミラー８６の配列が、任意の紫外線ミラー８８及び任意の赤外線ミラー９０とともに概略断面図に示される。図５ｃは、集光ミラー８６が太陽電池８４の周囲に熱成形されることを示す、代替実施形態を描く。本実施形態において、集光ミラー８６は、太陽電池８４の側面及び裏面から反射し、システムの効率性を更に高める。
【００５９】
当業者であれば、本発明の太陽光集光ミラーの塗布が、さまざまな配列及び太陽電池と組み合わされた配列で生じ得ることを認識する。図６は、太陽光を太陽電池１００に集中させる、連続紫外線保護層１０２に積層される連続多層ミラー９８含む、複数の湾曲表面ミラー９６の配列を含む、太陽光集光ミラー９４である。
【００６０】
太陽光集光ミラーは、太陽電池と組み合わせて、他の従来の太陽光収集装置に塗布され、太陽光集光ミラーの塗布を更に強化し得る。例えば、熱伝導装置は、太陽電池からのエネルギーを収集するか、太陽電池からの熱を消散するかのいずれかであり得る。従来の熱ヒートシンクは、熱伝導のための表面領域を増強するように、リブ、ピン又はフィンを含む熱導電材料を含む。熱導電材料は、ポリマーの熱導電性を向上させるように、充填剤で修飾された金属又はポリマーを含む。熱導電接着材（例えば、商品名３Ｍ  ＴＣ−２８１０として３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な熱導電接着材）を使用して、太陽電池を熱伝導装置に取り付けてよい。加えて、水、油又はフロリナート熱伝導流体を、熱伝導装置として用いてよい。
【００６１】
一部の実施形態において、太陽電池の配列は、集光ミラーと組み合わせて、従来の天体追跡装置上に配置することができる。例えば、本明細書に開示される太陽光収集装置の一部の実施形態において、少なくとも１つ、又は２つ以上の太陽電池又は少なくとも１つの太陽光集光ミラーは、１つ、又は２つ以上の天体追跡機構に接続される（すなわち、１つ、又は２つ以上の太陽電池は、１つ、又は２つ以上の天体追跡機構に接続され、少なくとも１つの太陽光集光ミラーは、１つ、又は２つ以上の天体追跡機構に接続されるか、又は１つ、又は２つ以上の太陽電池及び少なくとも１つの太陽光集光ミラーの両方が、１つ、又は２つ以上の天体追跡機構に接続される）。１つ、又は２つ以上の太陽電池又は少なくとも１つの太陽光集光ミラー、若しくは両方は、構造上に枢動可能に載置され得る。一部の実施形態では、１つ、又は２つ以上の太陽電池及び少なくとも１つの太陽光集光ミラーの両方が、構造上に枢動可能に載置される。枢動可能に載置される構成要素は、例えば、１方向又は２方向に旋回し得る。一部の実施形態では、１つ、又は２つ以上の太陽電池が固定される。
【００６２】
天体追跡機構を含む太陽光収集装置の一実施形態は、図７に示される。図７は、軸に配置される太陽電池７３０とともに、トラフ７１０として形成される太陽光集光ミラーを含む、太陽光収集装置７００を示す。トラフ７１０の末端部分７１２の外側に伸長する２つのロッド７７０を使用し、アセンブリのそれぞれの末端において、トラフを構造７２０及びクロスバー７２２にそれぞれ接続する。クロスバー７２２は、駆動機構に接続することができる。図７に示されるように、一対の平行固定構造に枢動可能に位置付けられる複数のトラフ７１０を用いて、それぞれのトラフ７１０が取り付けられるクロスバー７２２は、一部の実施形態において、すべてのトラフをそれらの軸を中心に同時に回転させることができる。したがって、すべてのトラフ７１０の配向は、太陽の動きと一致して追跡するように総じて調整することができる。図７は、トラフ７１０の片側に１つずつ、２つのクロスバー７２２を示すが、クロスバーを１つのみ使用することが可能である。図７に示される太陽光収集装置７００の一部の実施形態において、トラフ７１０は、通常、１０度、１５度、２０度、又は２５度以上の回転自由度とともに東西方向に整列され、例えば、季節変化を通して（すなわち、春秋分点と至点との間の異なる経路を通して）、太陽を追跡するように調整する。太陽電池７３０が、南に向けて傾向した線状化合物パラボラ状集光器トラフ７１０に組み込まれると、入射太陽光照射は、化合物パラボラ状集光器の受容角度内に入る。パラボラの開口は、トラフ７１０の位置をどれだけ頻繁に変更しなければならないかを判断する（例えば、毎時、毎日、又はより低い頻度）。図７に示される太陽光収集装置７００の一部の実施形態では、太陽電池は、南北方向に整列され、回転自由度は、通常、９０度、１２０度、１６０度、又は１８０度以上であり、例えば、太陽が１日を通して空を移動するにつれて、太陽を追跡しながら調整を追跡する。これらの実施形態のうちの一部において、構造は、例えば、太陽光収集装置の背板（図示せず）に載置することができ、この背板は、季節変化を通して太陽を追跡するように傾斜を調整するための機構を含み得る。図７に示されるトラフ７１０は、パラボラ形状を有するが、他の形状を使用してもよい（例えば、双曲線、楕円形、管状、又は三角形）。太陽光集光ミラー及び／又は太陽電池が２方向に旋回するのを許し、本明細書に開示される太陽光収集装置に有用であり得る、追加の天体追跡機構は、米国特許出願公開第２００７／０２５１５６９号（Ｓｈａｎら）において説明される。
【００６３】
天体追跡機構を含む太陽光収集装置の別の実施形態は、図８ａ、８ｂ、及び８ｃに示される。本実施形態において、配列８００は、太陽電池８３０、及び太陽電池に隣接して枢動可能に載置される、本明細書に開示される実施形態のいずれかに従う太陽光集光ミラーを備えるルーバー８１０を含む。ルーバーは、例えば、基質（例えば、ガラスシート、ポリマーシート、コルゲーション化ラミネート又は多壁ポリマーシート構造、ポリマー線維合成物、若しくは黒く塗装した金属を含む構造化ポリマーシート）、あるいは自立ミラーに塗布される、本明細書に開示される太陽光集光ミラーを含み得る。一部の実施形態において、ルーバーは、ポリマーシート（例えば、ＰＭＭＡ）に積層される、本明細書に開示される太陽光集光ミラーを含む。ルーバーは、図８ａ、８ｂ、又は８ｃに示されるように、太陽電池のいずれかの側面に（例えば、ヒンジで）直接取り付けられてもよいか、若しくはルーバーは、太陽電池も保持する構造上に枢動可能に載置されてもよい。一部の実施形態において、２つのルーバーは、それぞれの太陽電池と関連付けられる（例えば、ヒンジ結合される）。
【００６４】
図８ａ、８ｂ、及び８ｃにおいて、ルーバー８１０は、朝、昼、及び夕方の太陽に向けてそれぞれ配向される。ルーバー８１０は、太陽を追跡し、太陽電池８３０による太陽光８２８の捕獲の増加を可能にする。結果として、配列８００では、通常、より少数の光電池８３０が必要とされる。図８ａ及び８ｃに示される配列８００は、朝及び夕方の太陽光の捕獲を増加させることにおいて特に有効であり得る。ルーバーは、通常、９０度、１２０度、１６０度、又は１８０度以上の回転自由度を有して独立して動くことができ、例えば、１日を通して太陽が空を移動するにつれて、太陽を追跡しながら調整を追跡する。任意で配列８００は、例えば、１つ、又は２つ以上の背板（図示せず）に載置することができ、季節変化を通して太陽を追跡するように、傾斜を調整するための機構を含み得る。ルーバーは、平面、実質的に平面、又は湾曲した形状であり得る。
【００６５】
ルーバー太陽光トラッカー８１０を有する太陽電池配列８００は、通常のポール実装トラッカーよりも薄型かつ軽量に形成することができる。配列８００の一部の実施形態において、２．５４ｃｍ（１インチ）以下の幅を有する光電池を使用して、配列の深さ特性を最小限にすることができる。配列はまた、より大きい光電池（例えば、１５ｃｍ（６インチ）、３０．５ｃｍ（１２インチ）、５３ｃｍ（２１インチ）、又はそれ以上の幅）で設計することもできる。したがって、配列８００は、屋根での使用を含む、多数の塗布に適合するように設計することができる。太陽電池８３０が固定され、ルーバー８１０が枢動可能に載置される実施形態において、太陽電池に接続されるエレクトロニクスの部分を固定することもでき、これは、太陽電池の移動を要する追跡システムを上回る利点であり得る。
【００６６】
一部の実施形態において、ルーバー８１０が集光率の低い（例えば、１０未満、最大５、最大３、最大２．５、又は１．１〜約５の範囲内の）ＩＲ透過ミラーを含む場合、光電池のための高価で重い熱管理装置の必要性が低減され得る。太陽光集光は、例えば、光電池に対するミラーのサイズ、及び光電池に対するミラーの角度で調整し、太陽光集光率を所望の地理的位置に最適化することができる。更に、閉ループ制御システムを使用して、ルーバー位置を調整し、光電池が８５℃以下に維持されるように集光率を小さくしてよい。
【００６７】
図７に示されるトラフ７１０又は図８ａ、８ｂ、及び８ｃに示されるルーバー８１０の移動は、多数の機構（例えば、ピストン駆動レバー、ネジ駆動レバー又はギア、プリー駆動ケーブル、及びカムシステム）によって制御することができる。ＧＰＳ座標に基づいて、ソフトウェアを追跡機構と統合し、ミラーの位置を最適化することもできる。
【実施例】
【００６８】
比較例１
多層光学フィルムは、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮにより製造されたポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）から形成される第１の光学層と、Ａｒｋｅｍａ  Ｉｎｃ．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡにより製造され、商品名ＶＯ４４  Ａｃｒｙｌｉｃ  Ｒｅｓｉｎとして市販されているポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から形成される第２の光学層で形成した。ＰＥＮ及びＰＭＭＡは、多層ポリマー溶解マニホールドを通して共押出され、第１及び第２の光学層の５３０の交互層を有する多層溶解ストリームを形成する。第１及び第２の光学層に加えて、同様にＰＥＮで構成される一対の非光学層を、光学層スタックのいずれかの側面上の保護表面層として共押出した。この多層共押出溶解ストリームを、１分当たり２２メートルで冷却ロール上に流し込み、多層成形ウェブを約１０７５マイクロメートル（４３ミル）厚に形成した。次に、３．８×３．８の延伸比に対して２軸配向とする前に、多層成形ウェブをテンターオーブンにおいて、１４５℃で１０秒間加熱した。配向された多層フィルムを、更に２２５℃まで１０秒間加熱し、ＰＥＮ層の結晶化度を増加させた。この多層可視ミラーフィルムの反射率をＬＡＭＢＤＡ９５０分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡから入手）で測定し、３９０〜８５０ｎｍの帯幅上で９８．５％の平均反射率を得た。ＡＳＴＭ  Ｇ１５５−０５ａに従って、キセノンアークランプウェザロメータに３０００時間曝露した後、５ユニットのｂ＊の変化をＬＡＭＢＤＡ９５０分光光度計で測定した。
【００６９】
（実施例１）
比較実施例１と同一のＰＥＮ及びＰＭＭＡ材料を使用して、多層光学フィルムをＰＥＮから形成される複屈折層と、ＰＭＭＡから形成される第２のポリマー層で形成した。多層ポリマー溶解マニホールドを通してＰＥＮ及びＰＭＭＡを共押出し、複屈折層と第２のポリマー層の２７５の交互層を有する多層溶解ストリームを形成した。加えて、同じくＰＥＮからなる一対の非光学層を、光学層スタックのいずれかの側面上に保護表面層として共押出した。この多層共押出溶解ストリームを、１分当たり２２メートルで冷却ロール上に流し込み、多層成形ウェブを約７２５マイクロメートル（２９ミル）厚に形成した。次に、３．８×３．８の延伸比に対して２軸配向とする前に、多層成形ウェブをテンターオーブンにおいて、１４５℃で１０秒間加熱した。配向された多層フィルムを、更に２２５℃まで１０秒間加熱し、ＰＥＮ層の結晶化度を増加させた。この多層可視ミラーフィルムの反射率を、ＬＡＭＢＤＡ  ９５０分光光度計で測定し、４００〜１０００ｎｍの帯幅上で９８．５％の平均反射率を得た。いずれもＣＩＢＡ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ，Ｔａｒｒｙｔｏｎ，ＮＹ（ＰＭＭＡ−ＵＶＡ／ＨＡＬＳ）から入手される、商品名ＴＩＮＵＶＩＮ  １５７７として得られる５重量％紫外線吸収剤、及び商品名ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ  ９４４として得られる０．１５重量％ヒンダードアミン光安定剤を用いて押出化合されるＡｒｋｅｍａ  Ｉｎｃ．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡからのＰＭＭＡ（ＶＯ４４）、及びＥ．ｌ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから商品名ＢＹＮＥＬ  Ｅ４１８として市販される接着結合層は、上述されるように形成された多層ミラーフィルム上に共押出被覆すると同時に、ミラー仕上げ表面を有する成形ツールに対して８９３ｋｇ／ｍ（線インチ当たり５０パウンド）の圧力下、３２℃（華氏９０度）の温度で、０．３８メートル／秒（１分当たり７５フィート）の成形ライン速度でニップに配向した。共押出被覆層は、総厚２５４マイクロメートル（１０ミル）であり、表面結合層厚比は２０：１である。多層可視ミラーフィルムの反対表面に、同一材料を共押出被覆した。この押出被覆の紫外線吸収帯端は、４１０ｎｍにおいて５０％透過率を有し、３８０ｎｍにおいて３．４５の吸収率を有する。ＡＳＴＭ  Ｇ１５５−０５ａに従って、キセノンアークランプウェザロメータに対する３０００時間の曝露後にｂ＊の変化を測定して、１．０未満を得た。
【００７０】
（実施例２）
多層反射ミラーは、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能なＰＥＮから形成される複屈折層と、ポリオキサミドシリコーン（ＳＰＯＸ）から形成される第２のポリマー層で形成することができる。ＰＥＮ層及びＳＰＯＸ層は、多層ポリマー溶解マニホールドを通して共押出され、第１及び第２の光学層の５５０の交互層を有する多層溶解ストリームを形成する。複屈折層と第２のポリマー層に加えて、同じくＰＥＮからなる一対の非光学層を、保護表面薄層として、光学層スタックのいずれかの側面上に共押出することができる。この多層共押出溶解ストリームは、１分当たり２２メートルで冷却ロール上に流し込み、多層成形ウェブを約１４００マイクロメートル（５５ミル）厚に形成することができる。次に、３．８×３．８の延伸比に対して２軸配向とする前に、多層成形ウェブをテンターオーブンにおいて、１４５℃で１０秒間加熱することができる。配向された多層フィルムを、更に２２５℃まで１０秒間加熱し、ＰＥＮ層の結晶化度を増加させた。この多層可視ミラーフィルムの反射率を、ＬＡＭＢＤＡ  ９５０分光光度計で測定し、３９０〜１７５０ｎｍの帯幅上で９８．９％の平均反射率を得ることができる。実施例１において説明されるように調製することができる、ＰＭＭＡ−ＵＶＡ／ＨＡＬＳは、上述されるように形成される、多層ミラーフィルム上に被覆すると同時に、ミラー仕上げ表面を有する成形ツールに対して８９３ｋｇ／ｍ（線インチ当たり５０パウンド）の圧力下、３２℃（華氏９０度）の温度で、０．３８メートル／秒（１分当たり７５フィート）の成形ライン速度でニップに配向できる。共押出被覆層は、総厚２５４マイクロメートル（１０ミル）であり、表面結合層厚比は２０：１である。多層可視ミラーフィルムの反対表面に、同一材料を共押出被覆することができる。この押出被覆の紫外線吸収帯端は、４１０ｎｍにおいて５０％の透過率を有し、３８０ｎｍにおいて３．４５の吸収率を有すると予測される。ＡＳＴＭ  Ｇ１５５−０５ａに従って、キセノンアークランプウェザロメータに対する３０００時間の曝露後、ｂ＊の変化は、２．０未満となると予測される。
【００７１】
（実施例３）
多層反射ミラーは、いずれも３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＰＥＴから形成される複屈折層と、ＳＰＯＸから形成される第２のポリマー層で形成することができる。ＰＥＮ及びＳＰＯＸ層を、多層ポリマー溶解マニホールドを通して共押出し、複屈折層と第２の光学層の５５０の交互層を有する多層溶解ストリームを形成することができる。加えて、同じくＰＥＴからなる一対の非光学層を、保護表面薄層として、光学層スタックのいずれかの側面上に共押出することができる。この多層共押出溶解ストリームは、１分当たり２２メートルで冷却ロール上に流し込み、多層成形ウェブを約１４００マイクロメートル（５５ミル）厚に形成することができる。次に、３．８×３．８の延伸比に対して２軸配向とする前に、多層成形ウェブをテンターオーブンにおいて、９５℃で１０秒間加熱することができる。配向された多層フィルムを、更に２２５℃まで１０秒間加熱し、ＰＥＮ層の結晶化度を増加させることができる。この多層可視ミラーフィルムの反射率は、ＬＡＭＢＤＡ  ９５０分光光度計で測定することができ、３９０〜１２００ｎｍの帯幅上で９８．４％の平均反射率を得ると予測される。実施例１において説明されるように調製することができる、ＰＭＭＡ−ＵＶＡ／ＨＡＬＳ組成物は、上述されるように形成される、多層ミラーフィルム上に共押出被覆され得ると同時に、ミラー仕上げ表面を有する成形ツールに対して８９３ｋｇ／ｍ（線インチ当たり５０パウンド）の圧力下、３２℃（華氏９０度）の温度で、０．３８メートル／秒（１分当たり７５フィート）の成形ライン速度でニップに配向できる。共押出被覆層は、総厚２５４マイクロメートル（１０ミル）であり、表面結合層厚比は２０：１である。多層可視ミラーフィルムの反対表面に、同一材料を共押出被覆することができる。この押出被覆の紫外線吸収帯端は、４１０ｎｍにおいて５０％の透過率を有し、３８０ｎｍにおいて３．４５の吸収率を有すると予測される。ＡＳＴＭ  Ｇ１５５に従って、キセノンアークランプウェザロメータに対する３０００時間の曝露後、ｂ＊の変化はないと予測される。
【００７２】
（実施例４）
多層反射ミラーは、ＰＥＮから形成される複屈折層と、商品名ＴＨＶ２０３０としてＤｙｎｅｏｎ  ＬＬＣ，Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮから入手可能なフルオロポリマーから形成される第２のポリマー層で形成することができる。ＰＥＮ及びフルオロポリマーを、多層ポリマー溶解マニホールドを通して共押出し、複屈折層と第２の光学層の５５０の交互層を有する多層溶解ストリームを形成することができる。複屈折層及び第２のポリマー層に加えて、同じくＰＥＮからなる一対の非光学層を、保護表面薄層として、光学層スタックのいずれかの側面上に共押出することができる。この多層共押出溶解ストリームは、１分当たり２２メートルで冷却ロール上に流し込み、多層成形ウェブを約１４００マイクロメートル（５５ミル）厚に形成することができる。次に、３．８×３．８の延伸比に対して２軸配向とする前に、多層成形ウェブをテンターオーブンにおいて、１４５℃で１０秒間加熱することができる。配向された多層フィルムを、更に２２５℃まで１０秒間加熱し、ＰＥＮ層の結晶化度を増加させることができる。この多層可視ミラーフィルムの反射率は、ＬＡＭＢＤＡ  ９５０分光光度計で測定することができ、３９０〜１７５０ｎｍの帯幅上で９９．５％の平均反射率を得ると予測される。実施例１において説明されるように調製することができる、ＰＭＭＡ−ＵＶＡ／ＨＡＬＳ組成物、及び上述されるように形成される、多層ミラーフィルム上に共押出被覆され得ると同時に、ミラー仕上げ表面を有する成形ツールに対して８９３ｋｇ／ｍ（線インチ当たり５０パウンド）の圧力下、３２℃（華氏９０度）の温度で、０．３８メートル／秒（１分当たり７５フィート）の成形ライン速度でニップに配向できる。共押出被覆層は、総厚２５４マイクロメートル（１０ミル）であり、表面結合層厚比は２０：１である。多層可視ミラーフィルムの反対表面に、同一材料を共押出被覆することができる。この押出被覆の紫外線吸収帯端は、４１０ｎｍにおいて５０％の透過率を有し、３８０ｎｍにおいて３．４５の吸収率を有すると予測される。ＡＳＴＭ  Ｇ１５５に従って、キセノンアークランプウェザロメータに対する３０００時間の曝露後、予測されるｂ＊の変化は、２．０未満であると測定される。
【００７３】
（実施例５）
多層反射ミラーは、ＰＥＮから形成される複屈折層と、Ｄｙｎｅｏｎ  ＬＬＣのフルオロポリマーＴＨＶ２０３０から形成される第２のポリマー層で形成することができる。ＰＥＴ及びフルオロポリマーを、多層ポリマー溶解マニホールドを通して共押出し、第１及び第２のポリマー層の５５０の交互層を有する多層溶解ストリームを形成することができる。複屈折層及び第２のポリマー層に加えて、同じくＰＥＮからなる一対の非光学層を、保護表面薄層として、光学層スタックのいずれかの側面上に共押出することができる。この多層共押出溶解ストリームは、１分当たり２２メートルで冷却ロール上に流し込み、多層成形ウェブを約１４００マイクロメートル（５５ミル）厚に形成することができる。次に、３．８×３．８の延伸比に対して２軸配向とする前に、多層成形ウェブをテンターオーブンにおいて、９５℃で１０秒間加熱することができる。配向された多層フィルムを、更に２２５℃まで１０秒間加熱し、ＰＥＴ層の結晶化度を増加させることができる。この多層可視ミラーフィルムの反射率は、ＬＡＭＢＤＡ  ９５０分光光度計で測定することができ、３９０〜１２００ｎｍの帯幅上で９９％の平均反射率を得ると予測される。実施例１において説明されるように調製することができる、ＰＭＭＡ−ＵＶＡ／ＨＡＬＳ組成物、及び実施例１において説明されるように調製される接着結合層は、多層ミラーフィルム上に共押出被覆され得ると同時に、ミラー仕上げ表面を有する成形ツールに対して８９３ｋｇ／ｍ（線インチ当たり５０パウンド）の圧力下、３２℃（華氏９０度）の温度で、０．３８メートル／秒（１分当たり７５フィート）の成形ライン速度でニップに配向できる。共押出被覆層は、総厚２５４マイクロメートル（１０ミル）であり、表面結合層厚比は２０：１である。多層可視ミラーフィルムの反対表面に、同一材料を共押出被覆することができる。この押出被覆の紫外線吸収帯端は、４１０ｎｍにおいて５０％の透過率を有し、３８０ｎｍにおいて３．４５の吸収率を有すると予測される。ＡＳＴＭ  Ｇ１５５に従って、キセノンアークランプウェザロメータに対する３０００時間の曝露後、ｂ＊の変化はないと予測される。
【００７４】
（実施例６）
実施例２〜５のいずれかから得られる物品は、ＰＭＭＡ及びＴＨＶ等の紫外線透過ポリマーで形成される、多層紫外線ミラーに積層するか、又は共押出することができる。この多層紫外線反射ミラーは、ＰＭＭＡから形成される第１の光学層と、フルオロポリマーＴＨＶ２０３０から形成される第２のポリマー層で形成することができる。ＰＭＭＡ及びＴＨＶ２０３０を、多層ポリマー溶解マニホールドを通して共押出し、第１及び第２のポリマー層の１５０の交互層を有する多層溶解ストリームを形成することができる。加えて、同じくＰＥＮからなる一対の非光学層を、保護表面薄層として、光学層スタックのいずれかの側面上に共押出することができる。これらのＰＭＭＡ表面薄層は、商品名ＴＩＮＵＶＩＮ  ４０５として入手される２重量％の吸収剤で押出化合することができる。この多層共押出溶解ストリームは、１分当たり２２メートルで冷却ロール上に流し込み、多層成形ウェブを約３００マイクロメートル（１２ミル）厚に形成することができる。次に、３．８×３．８の延伸比に対して２軸配向とする前に、多層成形ウェブをテンターオーブンにおいて、１３５℃で１０秒間加熱する。この多層紫外線ミラーフィルムの反射率は、ＬＡＭＢＤＡ  ９５０分光光度計で測定することができ、３５０〜４２０ｎｍの帯幅上で９５％の平均反射率を得ると予測される。
【００７５】
（実施例７）
実施例２〜６のいずれかにおいて説明されるような耐性ミラーは、加えて、商品名ＰＥＲＭＡ−ＮＥＷ  ６０００としてＣａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｈａｒｄｃｏａｔ  Ｃｏ．，Ｃｈｕｌａ  Ｖｉｓｔａ，ＣＡから入手されるシリカ充填メチルポリシロキサンポリマー等の熱硬化シロキサンで被覆することができる。熱硬化シロキサンは、約３．５〜６．５マイクロメートルのコーティング厚を有するＭｅｙｅｒロッドによって、アクリル基質に塗布することができる。コーティングは、最初に室温で数分間空気乾燥した後、従来のオーブンで１５〜３０分間、８０℃で更に硬化させることができる。得られる熱硬化被覆試料は、砂振盪摩耗によって試験することができる。試料を砂振盪によって６０分間、シリカ砂で摩耗した後、試料のかすみを測定することができる。予測される結果は、１％未満の低いかすみを示す。この形態の耐性保護膜は、通常、Ｔａｂｅｒ摩耗試験で測定されるようなＰＭＭＡよりも良好な摩耗／引っかき抵抗を有する。
【００７６】
（実施例８）
実施例１において説明されるような耐性太陽光集光ミラーは、２０４℃（華氏４００度）で３５秒間予熱した後、１５．２４ｃｍ（６インチ）の曲率半径を有する、直径１０．１６ｃｍ（４インチ）のパラボラ状金型に真空熱成形した。熱成形した耐性ミラーは剛性であり、８５℃で熱成形した形状を維持した。パラボラ状多層ミラーは、太陽光線を高効率三接合ＧａＡｓ光電池に１００倍集中させることができる。
【００７７】
（実施例９）
実施例１において説明されるような耐性ミラーは、商品名ＳＨＡＲＰ  ８０Ｗとして入手される、多結晶性シリコン光電池モジュールに取り付けられ、図２に表されるものと比較することができる。耐性ミラーは、太陽電池と同一寸法（同一表面領域）を有し、太陽電池モジュールの表面から５５度の角度で取り付けた。太陽に垂直に面すると、太陽電池は、耐性ミラーが取り付けられていない場合よりも６５％多くの電力を産生し、太陽電池の裏側で測定される温度増加は、耐性ミラー太陽光集光器なしの場合よりも１０℃未満高かった。太陽電池の表面から３０度の角度で太陽に面し、１つの耐性ミラーも太陽電池の表面から３０度の角度を成し、他の耐性ミラーが太陽電池の表面に平行に調整した場合、太陽電池は、耐性ミラーが取り付けられていない場合よりも９５％多くの電力を産生し、太陽電池の裏側で測定される温度増加は、耐性ミラー集光器なしの場合よりも１５℃未満高かった。
【００７８】
（実施例１０）
実施例１の可視ミラーフィルムを、図８ａ〜ｃに示されるような太陽の追跡を可能にする追加のヒンジで、８０ワット結晶性シリコン光電池モジュール（商品名ＳＨＡＲＰ  ８０Ｗとして入手）の側面に取り付けられた、商品名ＰＬＥＸＩＧＬＡＳ  ＶＯ４４としてＡｒｋｅｍａ，Ｉｎｃ．から入手した０．６３ｃｍ（０．２５インチ）厚のＰＭＭＡシートに積層した。
【００７９】
光電池モジュールの出力は、携帯型電圧／電流計で測定し、開回路電圧に閉ループ電流を掛けることによって計算した後、曲線因子は集光ミラーによって変化されないと想定して、再度、曲線因子０．７５を掛けた。温度測定は、複数の熱連結をＰＶモジュールの裏側にテーピングし、赤外線高温計の使用との両方でおこなった。電力測定は、北緯にあり、温暖な気候を有する、米国ミネソタ州スカンジア（Scandia）において、２００８年秋に数日間おこなった。いくらかの雲又はかすみが空に発生した時に激しいばらつきが生じたため、データの平均化をおこなった。電力測定はまた、集光ミラーに取り付けられていない制御光電池モジュールに関してもおこなった。電力測定の結果を、以下の表１に示す。光電池モジュールの温度は、８５℃を超えなかった。
【００８０】
【表１】
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【００８１】
（実施例１１）
フィルム１
ＵＶ−ＶＩＳ反射多層光学フィルムは、Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，ＴＮからＥＡＳＴＡＰＡＫ  ７４５２として入手可能なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ１）から形成される第１の光学層と、７５重量％のメチルメタクリレート及び２５重量％のエチルアクリレートのコポリマー（ＰＥＲＳＰＥＸ  ＣＰ６３としてＩｎｅｏｓ  Ａｃｒｙｌｉｃｓ，Ｉｎｃ．Ｍｅｍｐｈｉｓ，ＴＮから入手可能）（ＣｏＰＭＭＡ１）から形成される第２の光学層で形成した。ＰＥＴ１とＣｏＰＭＭＡ１を多層ポリマー溶解マニホールドを通して共押出し、５５０光学層のスタックを形成した。この紫外線反射器の層厚特性（層厚値）は、３７０ｎｍの光に対して約１／４波光学厚（指標×物理的厚さ）を有するように調整される第１の（最薄の）光学層を有するほぼ線状の特性となり、８００ｎｍの光に対して約１／４波厚光学厚さとなるように調整される最厚層に至るように調整した。そのようなフィルムの層厚特性は、顕微鏡技術で得られる層特性情報と組み合わされる、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）において教示される軸ロッド器具を使用して、向上したスペクトル特性を提供するように調整した。
【００８２】
これらの光学層に加えて、ＰＥＴ１の非光学保護表面薄層（それぞれ２６０マイクロメートル厚）を光学スタックのいずれかの側面上に共押出した。この多層共押出溶解ストリームは、１分当たり５．４メートルで冷却ロール上に流し込み、約１１００マイクロメートル（４３．９ミル）厚の多層成形ウェブを形成した。次に、多層成形ウェブを約１０秒間９５℃で予熱し、３．３：１の延伸比で、機械方向に単軸配向した。次に、３．５：１の延伸比で逆方向に単軸配向される前に、多層成形ウェブをテンターオーブンで９５℃で１０秒間加熱した。配向された多層フィルムを２２５℃で更に１０秒間加熱し、ＰＥＴ１層の結晶化度を増加させた。紫外線反射多層光学フィルム（フィルム１）は、分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ，Ｉｎｃ．Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡのＬＡＭＢＤＡ  ９５０  ＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ  ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ）で測定し、３７０〜８００ｎｍの帯幅にわたって、９６．８％の平均反射率を得た。
【００８３】
フィルム２
近赤外線反射多層光学フィルムは、ＰＥＴ１から形成される第１の光学層と、ＣｏＰＭＭＡ１から形成される第２の光学層で形成した。ＰＥＴ１とＣｏＰＭＭＡ１を多層ポリマー溶解マニホールドを通して共押出して、５５０の光学層のスタックを形成した。この近赤外線反射器の層厚特性（層厚値）は、７５０ｎｍの光に対して約１／４波光学厚（指標×物理的厚さ）を有するように調整される第１の（最薄の）光学層を有するほぼ線状の特性となり、１３５０ｎｍの光に対して約１／４波厚光学厚さとなるように調整される最厚層に至るように調整した。そのようなフィルムの層厚特性は、顕微鏡技術で得られる層特性情報と組み合わされる、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）において教示される軸ロッド器具を使用して、向上したスペクトル特性を提供するように調整した。
【００８４】
これらの光学層に加えて、ＰＥＴ１の非光学保護表面薄層（それぞれ２６０マイクロメートル厚）を光学スタックのいずれかの側面上に共押出した。この多層共押出溶解ストリームは、１分当たり３．２３メートルで冷却ロール上に流し込み、約１８００マイクロメートル（７３ミル）厚の多層成形ウェブを形成した。次に、多層成形ウェブを約１０秒間９５℃で予熱し、３．３：１の延伸比で、機械方向に単軸配向した。次に、３．５：１の延伸比で逆方向に単軸配向される前に、多層成形ウェブをテンターオーブンで９５℃で１０秒間加熱した。配向された多層フィルムを更に２２５℃で１０秒間加熱し、ＰＥＴ１層の結晶化度を増加させた。ＩＲ反射多層光学フィルム（フィルム２）は、分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ，Ｉｎｃ．Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡのＬＡＭＢＤＡ  ９５０  ＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ  ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ）で測定し、７５０〜１３５０ｎｍの帯幅にわたって、９６．１％の平均反射率を得た。
【００８５】
３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮからＯＰＴＩＣＡＬＬＹ  ＣＬＥＡＲ  ＬＡＭＩＮＡＴＩＮＧ  ＡＤＨＥＳＩＶＥ  ＰＳＡ  ８１７１として入手される光学透明接着剤を使用して、フィルム１とフィルム２を併せて積層した後、商品名ＰＬＥＸＩＧＬＡＳ  ＶＯ４４としてＡｒｋｅｍａ，Ｉｎｃ．から入手される、０．６３ｃｍ（０．２５インチ）厚のＰＭＭＡシートに再度積層した。次に、得られるミラー積層プレートを、８０ワット結晶性シリコン光電池モジュール（商品名ＳＨＡＲＰ  ８０Ｗとして入手可能）の側面に、追加のヒンジで取り付け、図８ａ〜ｃに示されるように、太陽の追跡を可能にした。
【００８６】
光電池モジュールの出力を携帯型電圧／電流計で測定し、開回路電圧に閉ループ電流を掛けることによって計算した後、曲線因子は集光ミラーによって変化されないと想定して、再度、曲線因子０．７５を掛けた。温度測定は、複数の熱連結をＰＶモジュールの裏側にテーピングし、赤外線高温計の使用との両方でおこなった。非集光太陽光制御光電池モジュールの出力増加は、太陽が空の低い位置にある朝は４００％と高く、日中は４０％と測定された。測定は、北緯にあり、温暖な気候を有する、米国ミネソタ州スカンジア（Scandia）において、２００９年４月に数日間おこなった。いくらかの雲又はかすみが空に発生した時に激しいばらつきが生じたため、データの平均化をおこなった。電力測定結果を、以下の表２に示す。光電池モジュールの温度は、８５℃を超えなかった。
【００８７】
柔軟紫外線保護層は、実施例１の方法を使用して、フィルム１及びフィルム２に共押出被覆することができる。表２において認められる出力の傾向は、柔軟紫外線保護層の追加とともに変化すると予測されない。
【００８８】
【表２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【国際調査報告】
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