(57)【要約】  本発明は、上面電極と裏面電極との間に配置される光電活性領域を有する、第１の光起電力セルを備える、光起電力物品に関する。電気コネクタが、このセルの裏面上の裏面電極と接触し、導電性パッチが、裏面電極及びコネクタの双方の少なくとも一部分の上に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面電極と裏面電極との間に配置される光電活性領域を有する、第１の光起電力セルと、前記セルの裏面上の前記裏面電極と接触する電気コネクタとを備え、導電性パッチが、前記裏面電極及び前記コネクタの双方の少なくとも一部分の上に配置される、光起電力物品。
【請求項２】
前記第１の光起電力セルに隣接する更なる光起電力セルを更に備え、前記更なる光起電力セルが、上面電極と裏面電極との間に配置される光電活性領域を有し、前記第１の光起電力セルの前記裏面と接触する前記電気コネクタが、前記第２の光起電力セルの導電素子と接触する、請求項１に記載の光起電力物品。
【請求項３】
前記第１の光起電力セルの前記裏面と接触する前記電気コネクタが、前記第２の光起電力セルの前記上面電極と接触する、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
それぞれが別の光起電力セルに隣接する、１つ以上の更なる光起電力セルが存在し、各セルが、上面電極と裏面電極との間に配置される光電活性領域を有し、各隣接するセルの接続が、１つのセルの前記上面電極、及び前記隣接するセルの前記裏面電極と接触して、一連の相互接続されたセルを形成する、１つ以上の電気コネクタであり、前記裏面電極、及び前記裏面電極と接触する前記電気コネクタの、少なくとも一部分が、導電性パッチによって覆われる、請求項３に記載の光起電力物品。
【請求項５】
前記導電性パッチが、導電性テープ、導電性接着剤、又は低融点金属若しくはハンダ材料のうちの１つ以上を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光起電力物品。
【請求項６】
前記導電性パッチが、約３００℃未満の融解温度を有する、金属又は金属間組成物を含む、請求項５に記載の光起電力物品。
【請求項７】
前記導電性パッチが、導電性エポキシ接着剤を含む、請求項５に記載の光起電力物品。
【請求項８】
前記導電性パッチが、インジウムを含む、請求項６に記載の光起電力物品。
【請求項９】
前記電気コネクタが、導電性接着剤を使用して、前記上面電極及び／又は前記裏面電極に取り付けられる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光起電力物品。
【請求項１０】
前記電気コネクタが、ワイヤメッシュを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光起電力物品。
【請求項１１】
裏面支持体と、前面透明バリア材料と、前記光起電力セル内で生成された電気の、他の電気デバイスへの伝達を可能にするための、電気的接続とを更に備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光起電力物品。
【請求項１２】
前記裏面支持体と前記裏面電極との間の封入材料、及び前記上面電極と前記前面透明バリアとの間の封入材料を更に備える、請求項１１に記載の物品。
【請求項１３】
前記前面透明バリアが可撓性である、請求項１１又は１２に記載の物品。
【請求項１４】
前記前面透明バリアがガラスである、請求項１１又は１２に記載の物品。
【請求項１５】
前記裏面支持体と、光起電力セル及び電気コネクタと、前面透明バリア材料とを含む、積み重ね体の少なくとも一部分の周囲に、高分子フレームを更に備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の光起電力物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には、相互接続された光起電力セル及び光起電力モジュールに関し、詳細には、それらのセル又はモジュールの耐用年数の全体を通じて良好な相互接続性能を維持するための、改善された手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光起電力セルは、典型的には、光エネルギーを電気に変換する光活性部分を備える。これらのセルの裏面上には、裏面電極があり、前面上には、別の電気収集システムがある。これらのセルは、第１のセルの前面、及び隣接するセルの裏面に接触する、複数の細いワイヤ又はリボンによって、直列に接続されることが一般的である。この相互接続構成は、一般的に「ストリング＆タブ」と称される。典型的には、導電性接着剤（ＥＣＡ）又はハンダを使用して、隣接するセルの前面及び裏面に、相互接続リボンを取り付ける。
【０００３】
これらの相互接続構成は、一般的には、銅カルコゲン化物タイプのセル（例えば、セレン化銅インジウムガリウム、セレン化銅インジウム、硫化銅インジウムガリウム、硫化銅インジウム、硫セレン化銅インジウムガリウムなど）、アモルファスシリコンセル、結晶シリコンセル、薄膜ＩＩＩ−Ｖ族セル、有機光起電力技術、ナノ粒子光起電力技術、色素増感太陽電池、及び同様のものの組み合わせなどの、可撓性の光起電力セルと共に使用される。
【０００４】
国際公開第２００９／０９７１６１号は、隣接するセルの前面と裏面に導電性接着剤で接着された導電性のタブ又はリボンによって電気的に接合される、セルのストリングを教示している。この参照文献は、そのリボン又はタブの熱膨張係数が、基材の材料、及びＥＣＡの半可撓性の性質に適合するように選択されることにより、機械的応力が最小限に抑えられ、接着不良の可能性が減少することを示している。
【０００５】
相互接続のための手法の他の例としては、米国特許出願公開第２００９／０２６６３９８号、同第２００９／０２６０６７５号、米国特許第７，７３２，２２９号、米国特許出願公開第２００５／０２６３１７９号、同第２００８／０２１６８８７号、同第２００９／０００２５７８８号、同第２００８／００１１３５０号、米国特許第７，４３２，４３８号、同第６，９３６，７６１号、米国特許出願公開第２００７／０２５１５７０号、及び米国特許第７，０２２，９１０号が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この業界は、相互接続を改善するための代替的手法を、継続的に検討している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
国際公開第２００９／０９７１６１号の教示にもかかわらず、環境応力（例えば、周囲熱）によりデバイス性能が低下することを、本発明者らは発見した。具体的には、相互接続されたセルのストリング内の電気コンタクトは、環境曝露の後に電気抵抗が増大しやすいことを、本出願人らは発見した。更なる試験の際に、出願人らは、裏面の導電性電極と電気コネクタ（例えば、導電性リボン）との間の、電気コンタクトの部分的損失を見出した。
【０００８】
それゆえ、一態様によれば、本発明は、上面電極と裏面電極との間に配置される光電活性領域を有する、第１の光起電力セルと、このセルの裏面上の裏面電極と接触する電気コネクタとを備え、導電性パッチが、裏面電極及びコネクタの双方の少なくとも一部分の上に配置される、光起電力物品である。
【０００９】
好ましくは、この光起電力物品は、少なくとも２つのそのような光起電力セルのストリングであり、上述のような第１の光起電力セルの裏面電極と接触する電気コネクタは、そのセルの縁部を越えて延出し、隣接するセルの導電性部分と接触し、好ましくは、隣接するセルの上面電極と接触する。より好ましくは、この物品は、１つのセルの裏面電極と接触し、かつまた隣接するセルの前面電極とも接触する電気コネクタをそれぞれが有する、３つ以上のそのようなセルを有し、裏面電極と接触する少なくとも１つの電気コネクタに関しては、裏面電極及びコネクタの双方の少なくとも一部分の上に配置される、導電性パッチが存在する。より好ましくは、各コネクタに関して、裏面電極及びコネクタの双方の少なくとも一部分の上に配置される、導電性パッチが更に存在する。
【００１０】
第２の実施形態によれば、上述のような光起電力物品は、他の電子デバイスへの電気的接続に好適であり、かつ／又は電気の生成及び収集のための実装に好適な、モジュール内にパッケージ化される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】１つの光起電力セルから隣接する光起電力セルへの代表的な電気的接続の前面図を示す、概略図である。
【図２】裏面電極及び電気コネクタの一部分の上に導電性パッチを有する、１つの光起電力セルから隣接する光起電力セルへの代表的な電気的接続の裏面図を示す、概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２は、本発明の光起電力物品の例示的実施形態の、それぞれ前面図及び裏面図を示し、この場合には２つの隣接する光起電力セル１１を示す。各セルは、裏面電極１４と、この場合には一連の細いワイヤとして示される、上面の透明な電気コンタクト１６（ワイヤ１２の間の領域）上に配置された、前面電気収集システム１２とを有する。一手法によれば、この上面の集電体は、第１のセルの縁部を越えて延出し、第２のセルの裏面に接触することができる。この手法では、電気収集システムはまた、セル間の電気コネクタとしての機能も果たす。この手法は、図１及び図２では示されない。あるいは、図１及び図２に示すように、この場合には導電性リボン１３である、別個の電気コネクタが提供され、第１のセルの前面集電体１２を、第２のセルの裏面電極１４に接続する。更なるセルを追加することにより、所望の長さのストリングを形成することができる。末端のセルは、より複合的なアレイ（対象のストリングで作製されるモジュールによって形成される）内への、又は電気供給システムへの、そのセルの接続を可能にするために提供される、電気導線（図示せず）を有する。
【００１３】
本発明で使用される光起電力セル１１は、この業界で使用される任意の光起電力セルとすることができる。そのようなセルの例としては、結晶シリコン、アモルファスシリコン、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、色素増感太陽電池（いわゆるグレッツェルセル）、有機／高分子太陽電池、又は光電効果を介して太陽光を電気へと変換する任意の他の材料が挙げられる。しかしながら、光活性層は、好ましくは、ＩＢ−ＩＩＩＡ族のセレン化物、ＩＢ−ＩＩＩＡ族の硫化物、又はＩＢ−ＩＩＩＡ族の硫セレン化物などの、ＩＢ−ＩＩＩＡ族のカルコゲン化物の層である。より具体的な例としては、セレン化銅インジウム、セレン化銅インジウムガリウム、セレン化銅ガリウム、硫化銅インジウム、硫化銅インジウムガリウム、セレン化銅ガリウム、硫セレン化銅インジウム、硫セレン化銅ガリウム、及び硫セレン化銅インジウムガリウム（これらの全ては、本明細書ではＣＩＧＳＳと称される）が挙げられる。これらはまた、式ＣｕＩｎ（１−ｘ）ＧａｘＳｅ（２−ｙ）Ｓｙによっても表され、式中、ｘは０〜１であり、ｙは０〜２である。セレン化銅インジウム及びセレン化銅インジウムガリウムが好ましい。ＣＩＧＳＳセルは、通常は、ＣＩＧＳＳ系セル内で有用であることが当該技術分野において既知であり、また本明細書でも想到されるような、１つ以上のエミッタ（バッファ）層、導電層（例えば、上面に使用される透明導電層）などのような、更なる電気活性層を含む。
【００１４】
これらのセルは、裏面電極を有する。典型的には、この裏面電極は、金属箔又は金属フィルムを含むか、あるいは非導電性又は導電性基材上の、そのような箔、フィルム、又は金属ペースト若しくは金属コーティングである。好適な材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、チタン、又はモリブデンの、金属箔若しくは金属フィルムが挙げられるが、これらに限定されない。ステンレス鋼及びチタンが好ましい。好ましくは、この基材を含む電極構造は、可撓性である。この基材は、基材の一方の面又は両面を、任意選択の裏面電気コンタクト領域でコーティングすることができる。そのような領域は、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、これらの組み合わせなどのうちの１つ以上を含めた、広範な導電性材料から形成することができる。Ｍｏを組み込む導電性組成物を、例示的実施形態で使用することができる。特に光活性層がＩＢ−ＩＩＩＡ族のカルコゲン化物である場合、裏面電極表面上に、微量以上のカルコゲン含有物質が見出され得る。これらのカルコゲン物質は、光活性層の形成プロセスからの残留物であり得る。
【００１５】
これらのセルは、光活性領域からの光生成電子を収集するために役立つ、前面電極を含む上面電気収集システムを有する。前面電極領域１６は、光起電力デバイスの入光面上の、光活性領域の上に形成される。多くの実施形態では、前面電極は、透明導電層（ＴＣＬ）を含む。ＴＣＬは、約１０ｎｍ〜約１５００ｎｍの、好ましくは約１００ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲の厚さを有する。ＴＣＬは、電磁放射線の関連範囲に対して透明性を有する、極薄の金属フィルムとすることができ、又はより一般的には、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）である。多種多様な透明導電酸化物（ＴＣＯ）又はそれらの組み合わせを、使用することができる。例としては、フッ素ドープ酸化スズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛、酸化亜鉛、これらの組み合わせなどが挙げられる。例示的な一実施形態では、ＴＣＬは、酸化インジウムスズである。ＴＣＯ層は、スパッタリング又は他の好適な堆積技術を介して、簡便に形成される。
【００１６】
一部の場合には、この透明導電層は、デバイスからの電子の十分な収集を可能にするほど、十分に導電性ではない場合がある。それゆえ、前面電極領域はまた、電気収集システム１２（多くの場合、細いワイヤラインのグリッド又はメッシュである）領域も含み得る。このグリッド領域は、望ましくは、ニッケル、銅、銀、アルミニウム、スズなど、及び／又はこれらの組み合わせなどの、導電性金属を少なくとも含む。例示的な一実施形態では、このグリッドは、銀を含む。これらの材料は透明ではないため、例示的な一実施形態では、それらの材料を、離間したラインのグリッド又はメッシュとして堆積させることにより、そのグリッドは、表面上で比較的小さいフットプリントを占有する（例えば、一部の実施形態では、グリッドは、光捕獲に関連する全表面積の約１０％以下、更に約５％以下、又は更に約２％以下を占有することにより、光活性材料が入射光に曝露されることを可能にする）。このグリッド領域は、幾つかの既知の方法のうちの１つによって形成することができ、それらの方法としては、スクリーン印刷、インクジェット印刷、電気メッキ、スパッタリング、蒸着などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１７】
グリッド電気収集システムは、それ自体が、セルの上縁部を越えて延出して、隣接するセルの裏面と接触することにより、電気コネクタを形成することができる。より好ましくは、図１及び図２に示すように、１本以上の細いワイヤ若しくはリボン、又はワイヤメッシュの形態とすることができる、更なる相互接続素子１３が提供される。この相互接続素子は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｆｅ：Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉなどのような、１種以上の導電性金属から構成される。好ましい実施形態では、相互接続素子は、Ｓｎ又はＳｎ：Ａｇの薄層でコーティングされる、Ｃｕ又はＦｅ：Ｎｉのリボンを含む。この相互接続素子は、隣接するセルを接続するものであり、また端子バーなどの外部回路機構に、それらのセルを接続するために使用することもできる。例示的実施形態では、相互接続素子は、相互接続されたセルアセンブリの前縁及び後縁で、端子バーに接続される。
【００１８】
相互接続素子及び収集システムによって引き起こされる、光活性部分に対する遮光の量を制限すると同時に、そのセルの効率を最大化する電気的導通をもたらすために十分な導電性材料を提供することが望ましい。相互接続素子は、任意選択的に、接着剤の使用によって、光起電力セルの上面（多くの場合、透明導電層又は収集グリッドである）に接着することができる。この接着剤は、典型的には、導電性接着剤又はハンダ材料であるが、他の非導電性接着剤もまた、使用することができる。導電性接着剤は、典型的には、エポキシ、アクリレート、シリコーンなどのような結合剤成分と、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃ、Ａｌ、これらの組み合わせなどのような導電性材料の金属粒子を含む、導電性充填剤とを含む。例示的実施形態では、この接着剤は、銀充填エポキシ樹脂である。
【００１９】
前述のように、上面の集電体の延出部、又は導電性リボンは、第１のセルの縁部を越えて延出して、隣接するセルの裏面に接触することを可能にする、電気コネクタとしての機能を果たす。この電気コネクタは、上面の接続に関して上述した接着剤又はハンダ材料のうちの、１つ以上の使用によって、好ましくは、銀充填エポキシ樹脂などの導電性接着剤によって、裏面電極に接続することができる。
【００２０】
このストリング又はモジュールの、環境応力に対する長期安定性を増強するために、次いで、導電性パッチ１５が、電気コネクタ及び裏面電極の一部分の上に定置されることにより、この導電性パッチは、裏面電極及び電気コネクタの双方と電気的に接触する。この導電性パッチは、好ましくは、電気コネクタの少なくとも一部分を封入するように提供される。２つ以上の電気コネクタ（例えば、リボン）が、電気コネクタとしての機能を果たす場合には、各電気コネクタが、個別の導電性パッチを有し得るか、又は大型の導電性パッチが、電気コネクタの末端部を覆う全領域の上に延在し得る。導電性パッチは、導電性であると共に、光起電力デバイスの裏面電極及び相互接続素子の双方に接着する、広範な材料から作製することができる。この導電性パッチは、比較的低い電気抵抗（好ましくは約０．０１オームｃｍ未満、より好ましくは約０．００５オームｃｍ未満、最も好ましくは０．００１オームｃｍ未満）を有することが望ましい。一実施形態では、導電性パッチは、導電性の箔、若しくは導電性接着テープの形態、又は上述の機能を実行する任意の同様の構造とすることができる。好適な導電性テープは、Ｃｕ又はＡｌを含む導体箔とすることができ、Ａｇ、Ｓｎ、若しくはＮｉ、又は他の導電性金属でメッキすることができる。このテープは、好ましくは導電性の、接着剤を含む。しかしながら、非導電性接着剤を、金属箔上に使用する場合には、そのテープ上に、接着剤をエンボス加工又は溝加工することにより、表面間の導電性接触が可能となる。そのような導電性テープの市販の例としては、３Ｍ製の１３４５若しくは１１８３、又はＡｄｈｅｓｉｖｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ製のＥＬ−９００３８若しくはＥＬ−９２７０８が挙げられる。３Ｍ製の１３４５導電性テープは、非導電性接着剤を有する、エンボス加工された金属箔テープである。３Ｍ製の１１８３導電性テープ、並びにＡｄｈｅｓｉｖｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ製のＥＬ−９００３８及びＥＬ−９２７０８は、導電性接着剤を有する金属箔テープである。例示的な一実施形態では、この導電性テープは、導電性接着剤を有する、ＳｎメッキＣｕ箔である。別の実施形態では、この導電素子は、相互接続素子の上に設けられ、裏面電極と電気的に接触する、低融点金属又はハンダとすることができる。この低融点金属又はハンダは、９０〜４５０℃の、より好ましくは１４０〜２３０℃の、更により好ましくは１５０〜１９０℃の融点を有するべきである。典型的な材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ、これらの組み合わせなどを含む材料から、選択することができる。例示的実施形態では、この導電素子は、インジウムである。
【００２１】
更に別の実施形態では、この導電素子は、導電性接着剤とすることができる。好適な導電性接着剤としては、導電性のＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃを有するもの、又は他の導電性材料が充填された接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。例示的実施形態では、この導電素子は、銀充填導電性エポキシ接着剤を含む。
【００２２】
本発明の別の態様では、光起電力物品又は相互接続されたセルアセンブリは、そのストリングの一方若しくは双方の末端部で、又はモジュールを外部回路機構に接続するために必要な他の領域で、端子バーに接続することができる。例示的実施形態では、相互接続素子は、この相互接続アセンブリの前縁で、第１の光起電力セルの裏面電極から、端子バーに接続され、相互接続素子はまた、この相互接続アセンブリの後縁でも、最後の光起電力セルの上面電極から、端子バーに接続される。この接続は、多種多様な接合技術を介して、相互接続素子と端子バーとの間に作り出すことができ、かつ／又は維持することができる点が想到され、それらの接合技術としては、溶接、ハンダ付け、又は導電性接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
この光起電力物品は、幾つかの機能を実行することができる、任意選択の封入材層を更に含み得ることが想到される。例えば、この封入材層は、モジュールの隣接する層を一体に保持するために役立つ、結合機構としての機能を果たすことができる。その封入材層はまた、望ましい量及びタイプの光エネルギーの透過が、光起電力セル（例えば、光活性部分）に到達することも、可能にするべきである。この封入材層はまた、隣り合う層の幾何学形状の不規則性を補正する機能も果たすことができ、又はそれらの層を通じて変形される（例えば、厚さが変化する）。その封入材層はまた、環境因子（例えば、温度変化、湿度など）並びに物理的移動及び屈曲による、層間の撓み及び移動を可能にするためにも役立ち得る。好ましい実施形態では、第１の封入材層は、接着フィルム又は接着メッシュから本質的になるものとすることができるが、好ましくは、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）、熱可塑性ポリオレフィン、シリコーン、又は同様の材料などの、熱可塑性材料である。この封入材層は、単一層で構成することができ、又は複数層（例えば、第１層、第２層、第３層、第４層、第５層など）から構成することができると想到される。この層の好ましい厚さは、約０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、より好ましくは約０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ、最も好ましくは約０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲とすることができる。
【００２４】
更なる前面バリア層及び裏面バリア層もまた、使用することができる。前面バリアは、透明又は半透明の材料から選択しなければならない。これらの材料は、比較的剛性のものとすることができ、又は可撓性のものとすることもできる。水分、衝撃などから活性セル構成要素を防護するための前面環境バリアとして、ガラスが非常に有用である。裏面バリア又はバックシートもまた、使用することができる。このバックシートは、好ましくは、可撓性材料（例えば、薄い高分子フィルム、金属箔、多層フィルム、又はゴムシート）で構築される。好ましい実施形態では、このバックシート材料は、非透湿性とすることができ、また約０．０５ｍｍ〜１０．０ｍｍの、より好ましくは約０．１ｍｍ〜４．０ｍｍの、最も好ましくは約０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲の厚さにすることもできる。他の物理的特性としては、約２０％以上の破断点伸び（ＡＳＴＭ  Ｄ８８２によって測定される場合）、約２５ＭＰａ以上の引張り強度（ＡＳＴＭ  Ｄ８８２によって測定される場合）、及び約７０ｋＮ／ｍ以上の引裂き強度（Ｇｒａｖｅｓ法で測定される場合）を挙げることができる。好ましい材料の例としては、ガラス板、アルミニウム箔、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔの商標）、又はこれらの組み合わせが挙げられる。補助バリアシートが、バックシートの下方に接続して配置される。この補助バリアシートは、環境条件から、及びＰＶデバイス１０がその上に供される構造の形体（例えば、ルーフデッキ内の不規則性、突起物など）によって引き起こされる恐れがある物理的損傷から上方の層を防護するバリアとしての役割を果たすことができる。これは任意選択の層であり、必須ではない場合もあることが想到される。あるいは、この防護層は、構造負荷及び環境負荷（例えば、風）の下での、更なる屋根材機能を提供するために、より剛性の材料で構成することが可能である。ＰＶデバイスの熱膨張係数を改善して、温度変動の間も所望の寸法を維持するために、更なる剛性もまた、望ましい場合がある。構造特性に関する防護層材料の例としては、ポリオレフィン、ポリエステルアミド、ポリスルホン、アセテル（ａｃｅｔｅｌ）、アクリル、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリカーボネート、フェノール、ポリエチルエチルケトン、ポリエチレンテレフタレート、エポキシなどの高分子材料（ガラス及び鉱物充填複合材料を含む）、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【００２５】
これらの封入材及びバリア材料に加えて、建物などの構造体への光起電力物品の取り付けを可能にするために、かつ物品間の電気的相互接続、及び物品から他の電気デバイスへの電気的相互接続を可能にして防護するために、フレーム材料もまた提供することができる。例えば、国際公開第２００９／１３７３５３号で示されるような、好ましくは積層構造の周囲に射出成形によって調製され、建物一体型光起電力デバイスを形成する、フレームを参照されたい。
【００２６】
説明される発明の有利点は、周囲熱などの環境応力に曝露される場合の、光起電力ストリング及びモジュールの安定性に反映される。曝露の間、実施例１で説明されるような太陽電池積層体は、８５℃±２℃に保持されたオーブン内部で、ステンレス鋼の固定治具上に垂直に位置決めされる。Ｓｐｉｒｅ  ４６００クラスＡＡＡソーラーシミュレーターを、ＡＭ１．５、１０００Ｗ／ｍ２下で使用して、環境曝露の前、及び様々な間隔で測定される、電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性曲線から、モジュールの電気性能を数学的に抽出する。Ｉ−Ｖ特性測定の間、モジュールの温度は２５℃に維持される。このＩ−Ｖ特性測定の装置及び手順は、ＩＥＣ  ６０９０４（第１部〜第１０部）規格及びＩＥＣ  ６０８９１規格で指定される要件を満たすものである。この測定の直後に、デバイスは、次の試験期間のために、周囲熱環境に戻される。このプロセスを、各試験期間に関して繰り返す。各Ｉ−Ｖ測定のために、この電気アセンブリの先端及び後端の、端子バーに取り付けられた電気コネクタで、電気コンタクトを確立する。出力は、開路と閉路との間で、抵抗負荷を変化させることによって測定される。最大出力（Ｐｍａｘ）は、電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性曲線下の最大矩形の面積として算出される。直列抵抗（Ｒｓ）は、開放電圧（Ｖｏｃ）付近の線の勾配であり、ダイオード適合から得るものではない。導電性パッチに関するＰｍａｘ及びＲｓの測定は、以下の実施例で共有される。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
５つのセルが直列に接続され、１つのセル当り３つの相互接続素子（リボン）が、各セルの上面電極を隣接するセルの裏面電極に接合する市販のＣＩＧＳセルの５セル光起電力ストリングを、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙから入手した。３つの先端相互接続素子を、各リボンの一部分が第１のセルの前縁を越えて延出する状態で、第１のセルの裏面電極上に設けた。同様に、３つの後端リボンを、各リボンの一部分が最後のセルの後縁を越えて延出する状態で、最後のセルの上面に取り付けた。スズ／銀の合金でコーティングされた、全ての相互接続リボン銅は、幅２．５ｍｍであり、約０．１ｍｍの厚さを有するものとした。グリッドは、銀充填有機物である。銀充填導電性エポキシ接着剤を使用して、全ての相互接続リボンを、前面電極及び裏面電極に取り付けた。幅１／２インチの３Ｍ（登録商標）１３８３  ＥＭＩ遮蔽テープの一片を、その導電性テープが相互接続素子の全長及び全幅を封入するように、各セルに関する各リボンの長さに沿って適用した。次いで、先端及び後端の相互接続リボンの末端部を、抵抗溶接を用いて、ストリングの両末端部上の端子バーに溶接した。これらの端子バーは、ホームランワイヤ、ダイオードワイヤ、及び電気コネクタからなる更なる電気構成要素に予め固定した。次いで、これらのストリングを、ガラス／ポリオレフィン封入材／ストリング＆電気アセンブリ／ポリオレフィン封入材／バックシート／ポリオレフィン封入材／ＴＰＯの順序で、予備積層体形式へと積み上げた。次いで、この予備積層体を、２つ折りタイプのラミネーター内で、１５０℃で積層加工した。積層体が形成された後、安定性試験のために、その太陽電池積層体を環境曝露チャンバ内に定置した。８５℃条件への周囲曝露の間の、様々な間隔で得られた光起電力性能指数を、以下の表に示す（６のサンプルサイズ）。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
（実施例２）
実施例１と同じ方式で、５セルの太陽電池積層体を製作したが、ただし、裏面コンタクト上の相互接続素子を封入する導電素子として、導電性テープの代わりに、インジウム金属を使用した。このインジウムは、適用の間インジウムペレットを加熱することによって、液体形態で適用した。裏面電極及び相互接続素子の双方にインジウムが接触し、セルの裏面の相互接続素子の実質的な部分がインジウムで完全に封入されるように、この液体インジウムを、相互接続素子の上に延展させた。次いで、このインジウムを室温まで放冷した。積層体が形成された後、安定性試験のために、その太陽電池積層体を環境曝露チャンバ内に定置した。８５℃条件への周囲曝露の間の、様々な間隔で得られた光起電力性能指数を、以下の表に示す（５〜６のサンプルサイズ）。
【００３０】
【表２】
2014531775.tif 000004
【００３１】
（実施例３）
実施例１と同じ方式で、５セルの太陽電池積層体を製作したが、ただし、相互接続素子を封入する導電素子として、導電性テープの代わりに、ＥＣＭ  １５４１−Ｓ導電性接着剤を使用した。裏面電極及び相互接続素子の双方に導電性接着剤が接触し、セルの裏面の相互接続素子の実質的な部分が導電性接着剤で完全に封入されるように、この導電性接着剤を、相互接続素子の上に延展させた。この導電性接着剤を、１６０℃で３０分間にわたって硬化させ、次いで、その太陽電池ストリングを放冷した後、実施例１で説明される同じ方式で積層体を調製した。積層体が形成された後、安定性試験のために、その太陽電池積層体を環境曝露チャンバ内に定置した。８５℃条件への周囲曝露の間の、様々な間隔で得られた光起電力性能指数を、以下の表に示す（６のサンプルサイズ）。
【００３２】
【表３】
2014531775.tif 000005
【００３３】
比較実施例４
実施例１と同じ方式で、５セルの太陽電池積層体を製作したが、ただし、導電素子は提供しなかった。積層体が形成された後、安定性試験のために、その太陽電池積層体を環境曝露チャンバ内に定置した。８５℃条件への周囲曝露の間の、様々な間隔で得られた光起電力性能指数を、以下の表に示す（６のサンプルサイズ）。
【００３４】
【表４】
2014531775.tif 000006
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月31日(2014.3.31)
【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】
上面電極と裏面電極との間に配置される光電活性領域を有する、第１の光起電力セルと、前記セルの裏面上の前記裏面電極と接触し、導電性接着剤又はハンダの使用によって前記裏面電極に接続される、電気コネクタとを備え、導電性パッチが、前記裏面電極及び前記コネクタの双方の少なくとも一部分の上に、電気的に接触して配置される、光起電力物品。
【請求項２】
前記第１の光起電力セルに隣接する更なる光起電力セルを更に備え、前記更なる光起電力セルが、上面電極と裏面電極との間に配置される光電活性領域を有し、前記第１の光起電力セルの前記裏面と接触する前記電気コネクタが、前記第２の光起電力セルの導電素子と接触する、請求項１に記載の光起電力物品。
【請求項３】
前記第１の光起電力セルの前記裏面と接触する前記電気コネクタが、前記第２の光起電力セルの前記上面電極と接触する、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
それぞれが別の光起電力セルに隣接する、１つ以上の更なる光起電力セルが存在し、各セルが、上面電極と裏面電極との間に配置される光電活性領域を有し、各隣接するセルの接続が、１つのセルの前記上面電極、及び前記隣接するセルの前記裏面電極と接触して、一連の相互接続されたセルを形成する、１つ以上の電気コネクタであり、前記裏面電極、及び前記裏面電極と接触する前記電気コネクタの、少なくとも一部分が、導電性パッチによって覆われる、請求項３に記載の光起電力物品。
【請求項５】
前記導電性パッチが、導電性テープ、導電性接着剤、又は低融点金属若しくはハンダ材料のうちの１つ以上を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光起電力物品。
【請求項６】
前記導電性パッチが、約３００℃未満の融解温度を有する、金属又は金属間組成物を含む、請求項５に記載の光起電力物品。
【請求項７】
前記導電性パッチが、インジウムを含む、請求項６に記載の光起電力物品。
【請求項８】
前記電気コネクタが、ワイヤメッシュを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光起電力物品。
【請求項９】
裏面支持体と、前面透明バリア材料と、前記光起電力セル内で生成された電気の、他の電気デバイスへの伝達を可能にするための、電気的接続とを更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光起電力物品。
【国際調査報告】
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