(57)【要約】光電池モジュール設置場所のラッキングシステムのフレーム上に、太陽電池モジュールアセンブリが装着されている。この太陽電池モジュールアセンブリは、少なくとも１つの太陽電池モジュールと、少なくとも１つのレールと、を含み、太陽電池モジュールは、後板と、後板上に支持された少なくとも１つの結晶シリコン光電池と、光電池上に支持されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層と、第１の封入材層上に支持されたカバーシートと、を含んで構成される。レールは後板に対して固着され、ラッキングシステム上に１つの光起電モジュールを支持するように構成されている。光起電モジュールの後板は、接着剤を介してレールに接着されている。接着剤は、室温加硫型シリコーン組成物から形成され、そのレールから後板までの厚さは２.３ｍｍ〜６.０ｍｍの間である。
2014520502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュール設置場所のラッキングシステムのフレーム上に装着するための太陽電池モジュールアセンブリであって、
後板と、前記後板上に支持された少なくとも１つの結晶シリコン光電池と、前記光電池上に支持されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層と、前記第１の封入材層上に支持されたカバーシートと、を含む少なくとも１つの太陽電池モジュールと、
前記後板に対して固着され、前記少なくとも１つの太陽電池モジュールを前記太陽電池モジュール設置場所の前記ラッキングシステム上に支持するように構成されている少なくとも１つのレールと、
前記少なくとも１つの太陽電池モジュールの前記後板と前記少なくとも１つのレールとの間に配設され、それらを接触させて、前記少なくとも１つのレールを前記少なくとも１つの太陽電池モジュールに接着する接着剤と、を備え、
前記接着剤が室温加硫型シリコーン組成物から形成され、かつ
前記レールから前記後板までの前記接着剤の厚さが２.３ｍｍ〜６.０ｍｍの間である、太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールアセンブリであって、前記少なくとも１つの太陽電池モジュールが複数の太陽電池モジュールとして更に定義される、太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールアセンブリであって、前記少なくとも１つのレールが複数のレールとして更に定義される太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールアセンブリであって、前記厚さが、前記少なくとも１つのレールから前記少なくとも１つの太陽電池モジュールの前記後板まで延在する第１の線材に沿って測定され、前記接着剤が、前記少なくとも１つのレールから前記第１の線材に対して垂直な第２の線材に沿って測定される前記後板までの間の幅を有し、前記幅が５ｍｍから２０ｍｍまでの間である、太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池モジュールアセンブリであって、前記少なくとも１つのレール及び前記後板が平坦面を画定し、前記第１の線材が、前記少なくとも１つのレールの前記平坦面、及び前記少なくとも１つの太陽電池モジュールの前記後板に対して垂直に延在する、太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールアセンブリであって、前記少なくとも１つの太陽電池モジュールの前記後板が第１の端部と第２端部とを備え、前記少なくとも１つのレールが前記少なくとも１つの太陽電池モジュールの前記後板全体に第１の端部から第２端部まで連続的に延在する、太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールアセンブリであって、前記少なくとも１つの太陽電池モジュールの前記後板が第１の端部と第２端部との間の長さを画定し、前記少なくとも１つのレールが、前記後板全体に連続的にかつ前記後板の前記長さに実質的に沿って延在する、太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールアセンブリであって、前記室温加硫型シリコーン組成物が縮合硬化性シリコーン組成物である、太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項９】
請求項８に記載の太陽電池モジュールアセンブリであって、前記縮合硬化性シリコーン組成物が
少なくとも１つの加水分解基を有するオルガノポリシロキサンと、
架橋剤と、
触媒と、を含む、太陽電池モジュールアセンブリ。
【請求項１０】
太陽電池モジュールアセンブリを組み立てる方法であって、
少なくとも１つの結晶シリコン光電池を具備する少なくとも１つの太陽電池モジュールと、前記光電池上に配置されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層と、前記第１の封入材層上に配置されたカバーシートと、を提供する段階と、
少なくとも１つのレールを提供する段階と、
室温加硫型シリコーン組成物を前記後板又は前記レールのうちの一方に塗布する段階と、
前記室温加硫型シリコーン組成物を前記後板又は前記レールのうちの他方に接触させる段階と、
前記室温加硫型シリコーン組成物を、前記後板及び前記レールに接触させながら、前記レールが前記後板に接着するように硬化する段階と、を含み、
前記室温加硫型シリコーン組成物を塗布する段階が、前記室温加硫型シリコーン組成物が前記レールを前記後板に接着する接着剤に硬化されるような厚さにて、かつ前記レールから前記後板までの接着剤の厚さが２.３ｍｍ〜６.０ｍｍとなるように、前記室温加硫型シリコーン組成物を塗布する段階を含む、太陽電池モジュールアセンブリの組み立て方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記少なくとも１つのレールを光電池モジュール設置場所のラッキングシステムに装着する段階を更に備える方法。
【請求項１２】
請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの太陽電池モジュールを提供する段階が、複数の太陽電池モジュールを提供することとして更に定義される方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法であって、少なくとも１つのレールを提供する段階が、複数のレールを提供することとして更に定義される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
主題の特許出願は、２０１１年６月２日に出願された米国仮特許出願第６１／４９２，６７４号、２０１１年６月２日に出願された米国仮特許出願第６１／４９２，６９４号、２０１１年８月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／５２４，６８８号、及び２０１１年８月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／５２４，６６１号のすべての利益に対する優先権を主張するものであり、それぞれの明細書は本明細書において参照により引用されている。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、光起電モジュールアセンブリ、具体的には、光起電モジュールアセンブリを含み、この光起電モジュールアセンブリは、少なくとも１つの結晶シリコン光電池を含む光起電モジュールと、光起電モジュールに装着されたレールと、室温加硫型シリコーン組成物から形成されレールを光起電モジュールに接着する接着剤と、を含んで構成される。また、同光起電モジュールアセンブリの組み立て方法も本発明に包含される。
【背景技術】
【０００３】
光起電モジュールは、日光を電気に変換する光電池を含む。複数の光起電モジュールは典型的には、例えば、大規模な商用エネルギー生成用ソーラーフィールド、建物の屋根頂部、建物の側部などのような光起電モジュール設置場所において、一体に接続されている。光起電モジュール設置場所には、複数の光電池を支持するためのラッキングシステムが具備されている。
【０００４】
光起電モジュールは、ラッキングシステムに装着するための光起電モジュールアセンブリに組み立てられている。光起電モジュールは具体的には、ラッキングシステムと係合させて光起電モジュールアセンブリをラッキングシステム上に装着する用途に適したフレーム、レール、又はパッドに結合される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本方法は、光電池モジュール設置場所のラッキングシステムのフレーム上に装着するための太陽電池モジュールアセンブリを含む。光起電モジュールアセンブリは、後板と、後板上に支持された少なくとも１つの結晶シリコン光電池と、光電池上に支持されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層と、第１の封入材層上に支持されたカバーシートと、を含んで構成される少なくとも１つの光起電モジュールを具備する。後板には、少なくとも１つのレールが固着される。レールは、光起電モジュール設置場所のラッキングシステム上に少なくとも１つの光起電モジュールを支持するように構成されている。少なくとも１つの太陽電池モジュールの後板と少なくとも１つのレールとの間には接着剤が配設され、この接着剤を介して少なくとも１つの太陽電池モジュールの後板と少なくとも１つのレールとを接触させ、少なくとも１つのレールを少なくとも１つの太陽電池モジュールに接着している。接着剤は、室温加硫型シリコーン組成物から形成される。レールから後板までの接着剤の厚さは、２.３ｍｍ〜６.０ｍｍの間である。
【０００６】
光起電モジュールアセンブリの組み立て方法もまた、本発明に包含される。本方法は、少なくとも１つの結晶シリコン光電池を具備する少なくとも１つの光起電モジュールと、前記光電池上に配置されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層と、前記第１の封入材層上に配置されたカバーシートと、を提供する段階を備える。本方法は、少なくとも１つのレールを提供する段階を備える。本方法は、室温加硫型シリコーン組成物を後板又はレールのうちの一方に塗布する段階を備える。本方法は、室温加硫型シリコーン組成物を前記後板又は前記レールのうちの他方に接触させる段階を備える。本方法はまた、室温加硫型シリコーン組成物を、前記後板及び前記レールに接触させながら、前記レールが前記後板に接着するように硬化する段階と、を備える。室温加硫型シリコーン組成物を塗布する段階は、室温加硫型シリコーン組成物がレールを後板に接着する接着剤に硬化されるような厚さにて、かつレールから後板までの接着剤の厚さが２.３ｍｍ〜６.０ｍｍとなるように、室温加硫型シリコーン組成物を塗布する段階を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の他の利点は容易に理解されるが、添付の図面と併せて考慮すると、以下の発明を実施するための形態を参照することによってより良く理解される：
【図１】光起電モジュールアセンブリの透視図である。
【図２】別の光起電モジュールアセンブリの透視図である。
【図３】別の光起電モジュールアセンブリの透視図である。
【図４】別の光起電モジュールアセンブリの透視図である。
【図５】図１の線５を通る光起電モジュールアセンブリの一部の横断面図である。
【図６】光起電モジュール設置場所のラッキングシステム、及びラッキングシステム上に装着された複数の光起電モジュールアセンブリの透視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図を参照すると、いくつかの図面にわたって類似の部分は類似の符号で示され、光起電モジュールアセンブリ１０については図１から４に略図が示してある。図６を参照すると、光起電モジュールアセンブリ１０は、光起電モジュール１８の設置場所１６のラッキングシステム１４のフレーム１２上に支持されている。光起電モジュールアセンブリ１０は具体的には、少なくとも１つの光起電モジュール１８と、フレーム１２に係合させる目的で光起電モジュール１８に取り付けられた少なくとも１つのレール２０と、を含む。光起電モジュールアセンブリ１０はまた、当業界において太陽電池モジュールアセンブリとも呼ばれ、日光を電気に変換する。光起電モジュールアセンブリ１０に連結されているインバータ、バッテリ、配線などのような様々なコンポーネントは典型的に、図面を明瞭にする目的で、図面には示されていない。光起電モジュール１８の設置場所１６は、例えば、大規模な商用エネルギー生成用ソーラーフィールド、建物の屋根頂部、建物の側部であり得る。
【０００９】
典型的には、レール２０をラッキングシステム１４に係合させることによって、光起電モジュールアセンブリ１０をラッキングシステム１４上に支持し、本発明の本質から逸脱することなしに任意の適切な方法でラッキングシステム１４に係合させることができる。レール２０は、例えば、亜鉛鍍金鋼、アルミニウムなどのような任意の種類の材料で形成できる。
【００１０】
少なくとも１つの光起電モジュール１８は、複数の光起電モジュール１８として更に定義され得る。換言すれば、光起電モジュールアセンブリ１０は、複数の光起電モジュール１８（すなわち、当業界において一般的にマルチモジュールパネルとも呼ばれる）を含み得る。
【００１１】
少なくとも１つのレール２０を複数のレール２０として更に定義してもよい。図１及び図３に示す光起電モジュールアセンブリ１８は２つのレール２０と２つの光起電モジュール１８とを具備し、図２及び図４に示す光起電モジュールアセンブリ１８は２つのレールと１つの光起電モジュール１８とを含む。図６の光起電モジュールアセンブリ１０は、５つの光起電モジュール１１８を含む。光起電モジュールアセンブリ１０は、本発明の本質から逸脱することなしに、任意の数のレール２０（すなわち、１つ以上のレール２０）と、任意の数の光起電モジュール１８（すなわち、１つ以上の光起電モジュール１８）と、を含み得る。光起電モジュールアセンブリ１０が複数の光起電モジュール１８を具備する場合、アセンブリ１０の光起電モジュール１８のそれぞれは、互いにレール２０を介して物理的に連結され、典型的には互いに電気的に連結されている。
【００１２】
以下更に記載されているように、レール２０は典型的に、接着剤３０のみを介して光起電モジュール１８に連結されている（すなわち、光起電モジュールアセンブリ１０にはフレームがない）。レール２０は光起電モジュール１８に接着剤で固着されていて、接着剤３０は少なくとも１つの光起電モジュール１８を少なくとも１つのレール２０上に支持する構造用接着剤としての役目を果たす。光起電モジュール１８にレール２０を取り付ける場合は、通常、光起電モジュール１８上にレール２０を固定する締結具及びクランプといったいかなる種類の機械的ハードウェアも必要としない。すなわち、レール２０と光起電モジュール１８との固着は典型的に、機械的なものではない。よって、この種の機械的ハードウェア又は締結具に関連した材料及びアセンブリのコストが削減されると共に、作業者が機械的ハードウェア又は締結具の組み立てに伴って脆弱な光起電モジュール１８をハンドリングせずに済むようにもなる。加えて、機械的ハードウェアの過剰な強化による光起電モジュール１８への損傷が引き起こされることもなくなる。レール２０と光起電モジュール１８との間の接着剤３０は、適当な工具なしでは相対的に破砕し難いため、接着剤３０はまた窃盗抑止力もある。
【００１３】
図５を参照すると、光起電モジュール１８は、後板３２と、後板３２上に支持された少なくとも１つの光電池３４と、光電池３４上に支持されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層３６と、第１の封入材層３６上に支持されたカバーシート３８とを含む。
【００１４】
後板３２とカバーシート３８との間には、少なくとも１つの光電池３４が配設されている。光起電モジュール１８は、１つの光電池３４又は複数の光電池３４を具備し得る。光起電モジュール１８は典型的に、複数の光電池３４を含む。光起電モジュール１８が複数の光電池３４を含む場合、光電池３４どうしは互いに実質的に同一平面上にあり得る。あるいは、例えば、非平面モジュール構成において、光電池３４どうしが互いにオフセットされていてもよい。光電池３４どうしが互いに平面を成すかそれとも非平面を成すかに関係なく、光電池３４を配置するパターンには、格子状パターンをはじめ様々なものがあり得る。
【００１５】
光電池３４どうしは独立に、寸法が異なり、種類も異なり、かつ形成される材料も一様でなくてよい。光電池３４の厚さは、平均して約５０〜約２５０、あるいは約１００〜約２２５、あるいは約１７５〜約２２５、あるいは約１８０（マイクロメートル（μｍ））といったように多様であってよい。光電池３４どうしは、幅及び長さが多様であってよい。一実施形態において、光電池３４は結晶シリコン光電池３４であり、独立に単結晶シリコン、多結晶シリコン、又はそれらの組み合わせを含んでなる。
【００１６】
光起電モジュール１８が複数の光起電電池３４を含む場合、光起電モジュール１８内で回路を確立する目的から、隣接する光起電電池３４どうしの間にはタブリボンが配設されるのが一般的である。
【００１７】
後板３２を形成する材料には様々なものがあり得る。適切な材料の例としては、ガラス、重合材料、合成材料などが挙げられる。例えば、後板３２を形成できる材料としては、ガラス、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、シリコーンなどがある。いくつかの材料、例えばポリマー材料及び繊維質材料を組み合わせて、後板３２を形成することもできる。後板３２は、一部分を或る材料（例えばガラス）から形成し、別の部分を別の材料（例えば、ポリマー材料）から形成することもできる。後板３２は、厚さが平均して約０.０５〜約５、約０.１〜約４、又は約０.１２５〜約３.２ミリメートル（ｍｍ）といったように多様であってよい。後板３２の厚さは、一様であってもよいし、さもなければ多様であってもよい。
【００１８】
適切な後板３２の更なる例としては、米国出願公開第２００８／０２７６９８３号、同２０１１／０００５０６６号、及び同２０１１／００６１７２４号、並びに国際公開第２０１０／０５１３５５号、及び同２０１０／１４１６９７号に記載されているものが挙げられる。上述した開示内容を以下「援用されている参考文献」と呼ぶ。
【００１９】
カバーシート３８は、実質的に平面であってもよいし、さもなければ非平面であってもよい。カバーシート３８は、モジュール１８を降雨、降雪、土砂、熱などの環境条件から保護するのに役立つ。典型的には、カバーシート３８は光学的に透明である。カバーシート３８は一般に、太陽側又はモジュールの前側である。
【００２０】
カバーシート３８を形成できる材料には、様々なものがある。適切な材料の例としては、後板３２の記載を含む上述のものが挙げられる。適切なカバーシート３８の更なる例としては、上記に援用されている参考文献に記載されているものが挙げられる。或る実施形態においては、カバーシート３８がガラスから形成される。利用できるガラスには、石英ガラス、ポリマーガラスなど様々な種類がある。カバーシート３８は、数種類の材料を組み合わせて形成することもできる。カバーシート３８は、一部分を或る材料（例えば、ガラス）から形成し、別の部分を別の材料（例えば、ポリマー材料）から形成することもできる。カバーシート３８は、後板３２と同じでもよいし又は異なっていてもよい。例えば、カバーシート３８及び後板３２は両方とも、厚さが同等なガラスから又は厚さが異なるガラスから形成できる。
【００２１】
カバーシート３８は、厚さが平均して約０.５から〜約１０、約１〜約７.５、約２.５〜約５、又は約３ミリメートル（ｍｍ）といったように、多様であってよい。カバーシート３８の厚さは、一様であってもよいし、さもなければ多様であってもよい。
【００２２】
第１の封入材層３６は、光電池３４上に配設され、光電池３４を保護する役目を果たす。更に、第１の封入材層３６は、後板３２とカバーシート３８との間に（光電池３４と一緒に）光起電モジュール１８を挟持して一体に結合する目的にも利用される。とりわけ、第１の封入材層３６はカバーシート３８を後板３２に連結させる目的に利用されるのが一般的である。
【００２３】
第１の層の形成を目的とする場合は通例、シリコーン組成物を後板３２上に（光電池３４と一緒に）配設する。続いて、カバーシート３８を第１の層上に配置し、第１の層を硬化させて、第１の封入材層３６を形成する。
【００２４】
様々な実施形態において、光起電モジュール１８は、後板３２と光電池３４との間に配設された第２の封入材層４０を更に備える。とりわけ、第２の封入材層４０は、光電池３４を後板３２に連結させる用途に対応している。光電池３４と後板３２との間には第２の封入材層４０が挟持されるため、通例は第２の封入材層４０によって光電池３４が後板３２から保護される。第２の封入材層４０は、後板３２全体に均一に配設することも、又は光電池３４と後板３２との間にのみ配設することも可能である。後者の場合は、第２の封入材層４０が、後板３２全体にわたって連続した層にはならず寧ろパターン化された層となる。
【００２５】
第２の封入材層４０は、第１の封入材層３６と同一であってもよいし又は異なっていてもよい。第１及び第２の封入材層３６、４０が同一である場合、第１及び第２の封入材層４０は典型的に、光電池３４を後板３２とカバーシート３８との間に封入する、連続的な封入材層を形成する。第２の封入材層４０が第１の封入材層３６と異なる場合、第２の封入材層４０は光電池３４と後板３２との間にしか存在し得ないため、この場合、上に注記したように、第２の封入材層４０は後板３２全体にわたって連続した層にはならない。この種の実施形態においては一般に、光起電モジュール１８において光電池３４が配設されていない場所にある後板３２及びカバーシート３８の両方に、第１の封入材層３６が接触する。
【００２６】
第１及び第２の封入材層３６、４０は独立にシリコーン組成物から形成されるのが、最も一般的である。この種の実施態様において、第２の封入材層４０を形成するのに用いられるシリコーン組成物を後板３２上に均等に塗布することによって、第２の層が形成され、この第２の層は、任意選択的に部分的に又は完全に硬化された後で、光電池３４を配置することが可能になる。続いて、第１の封入材層３６を形成するのに用いられるシリコーン組成物を第２の層及び光電池３４に塗布することによって、第１の層が形成される。カバーシート３８を第１の層上に適用することによってパッケージが形成され、パッケージの第１及び第２の層を硬化することによって、第１及び第２の封入材層４０、並びにモジュールが形成される。
【００２７】
第１の封入材層３６は、後板３２とカバーシート３８との間に（光電池３４と一緒に）挟持されるのが一般的であるが、第１の封入材層３６とカバーシート３８との間、及び／又は第１の封入材層３６と光電池３４との間に少なくとも１つの介在層が存在することもあり得る。
【００２８】
第１の封入材層３６は、シリコーン組成物から形成される。第１の封入材層３６を形成するのに好適なシリコーン組成物の例としては、ヒドロシリル化反応硬化性シリコーン組成物、縮合反応硬化性シリコーン組成物、及びヒドロシリル化／縮合反応硬化性シリコーン組成物が挙げられる。上述したように、或る実施態様において、第２の封入材層４０も同様に、光起電モジュール１８内に存在する場合はシリコーン組成物から形成される。第２の封入材層４０を形成するのに用いられるシリコーン組成物は独立に、これらの組成物のいずれからも選択され得る。
【００２９】
光起電モジュール１８は通例、幅１.０〜１.７ｍで、高さ０.６〜１.１ｍであるが、光起電モジュール１８の寸法は任意であり得る。光起電モジュール１８は、図６に示すように横方向に、又は縦方向に、ラッキングシステム１４に装着できる。レール２０は一般的に、ラッキングシステム１４の上側及び下側の装着バー４２全体にわたって長手方向へ延在する。よって、例えば、図１及び図２に示す光起電モジュールアセンブリ１０は、ラッキングシステム１４に縦方向に装着されるように構成され、例えば、図３及び図４に示される光起電モジュールアセンブリ１０は、ラッキングシステム１４に横方向に装着されるように構成される。あるいは、本発明の本質から逸脱することなく、任意の方向に光起電モジュール１８をラッキングシステム１４に装着することもできる。
【００３０】
上に記載されているように、光起電モジュールアセンブリ１０は、光起電モジュール１８に装着された少なくとも１つのレール２０を含む。具体的には、以下更に記載されているように、レール２０は光起電モジュール１８の後板３８に対して固定されている。更に後述するように、レール１８は、接着剤３０で後板３２に接着されている。
【００３１】
レール２０は、光起電モジュール設置場所１６のラッキングシステム１４のフレーム１２に光起電モジュールアセンブリ１８が支持されるように構成されている。例えば、レール２０は、ラッキングシステム１４に係合する寸法及び形状のフック（不図示）を含み得る。フックに加えて又はフックの代わりに、締結具（不図示）を介して、レール２０をラッキングシステム１４に固定するのが一般的である。
【００３２】
図１から図４を参照すると、少なくとも１つの光起電モジュール１８の後板３２には、第１の端部４４及び第２の端部４６が備わっている。換言すれば、光起電モジュール１８は、第１の端部４４及び第２の端部４６で終端する。少なくとも１つのレール２０は、後板３２全体にわたって第１の端部４４から第２の端部４６まで、連続的に延在する。つまり、少なくとも１つのレール２０は、後板３２の周囲まで延在するか、又は第１の端部４４及び第２の端部４６にて後板３２の周囲と交差する。あるいは、第１の端部４４及び第２の端部４６にて周囲から間隔を置いて、少なくとも１つのレール２０を配置し得る。いかなる場合も、第１の端部４４と第２の端部４６との間の長さＬは後板３２によって定義され、少なくとも１つのレール２０が後板３２全体にわたって連続的に、かつ実質的に後板３２の長さＬに沿って延在する。
【００３３】
上述したように、少なくとも１つの光起電モジュール１８の後板３２に、少なくとも１つのレール２０が接着剤３０で接着される。接着剤３０は、少なくとも１つの光起電モジュール１８と少なくとも１つのレール２０との間に配置され、少なくとも１つの光起電モジュール１８と少なくとも１つのレール２０に接触している。接着剤３０は、光起電モジュール１８とレール２０と、を一ユニットとして一体に固着している。
【００３４】
光起電モジュールアセンブリ１０はラッキングシステム１４のフレーム１２に装着されているが、光起電モジュールアセンブリ１０及びフレーム１２が熱伸縮を経ると、結果として光起電モジュールアセンブリ１０とフレーム１２との間に相対的な運動を生じ、接着剤３０に剪断応力が掛かる。光起電モジュールアセンブリ１０とフレーム１２との間の運動量は、材料及び温度変化に依存する。
【００３５】
接着剤３０は、レール２０から後板３２までの厚さＴ、及びレール２０と後板３２との間の幅Ｗを有する。厚さＴ及び幅Ｗに対する最小限の大きさは、後述する方法で計算される。図１を参照すると、厚さＴは、少なくとも１つのレール２０から後板３２まで延在する第１の線材Ｌ１に沿って測定される。幅Ｗは、第１の線材Ｌ１に対して垂直な第２の線材Ｌ２に沿って測定される。具体的には、図５に示すように、レール２０及び後板３２によって平坦面４８が画定され、第１の線材Ｌ１がレール２０の平坦面４８及び後板３２に垂直に延在している。
【００３６】
厚さＴは、熱伸縮に適合する最小限の大きさである。厚さＴに対する最小限の大きさは、次式で計算できる。
【００３７】
【数１】
2014520502.tif 000003
この計算において、剪断の最大許容応力は、剪断において定量されるようにＲｕ，５値で測定される。いかなる場合も、この計算によって求められる接着剤の厚さＴは通例、２.３ｍｍ〜６.０ｍｍの間となる。換言すれば、接合個所の最小限の厚さは通例、２.３ｍｍ〜６.０ｍｍの間となる。
【００３８】
幅Ｗは、風荷重に耐える最小限の大きさである。与えられた風に耐える接着剤３０の幅Ｗ（すなわち、風荷重に対する最小限の構造敵咬合）は、光起電モジュールアセンブリ１０に対する風荷重、及び光起電モジュール１８の寸法に正比例する。試験標準は、例えば、ＩＥＣ  ６１２１５及びＩＥＣ  ６１６４６などの風荷重の試験に関する国際電気標準会議（ＩＥＣ）によって規定される。最小限の構造的咬合は、次式で計算できる。
【００３９】
【数２】
2014520502.tif 000004
この計算では、安全係数６を用い、最大許容設計応力がＲｕ，５値に基づく。Ｒｕ，５値は、この値を超えると母集団の９５％が破壊強度を有すると想定した場合の、７５％における蓋然率である。いかなる場合も、この計算によって求められる幅Ｗは通例、５ｍｍ〜２０ｍｍの間となる。換言すれば、最小限の構造的咬合は通例、５ｍｍ〜２０ｍｍの間となる。
【００４０】
更に、雪及び氷の大量蓄積に対する耐久力が光起電モジュールアセンブリ１０に不可欠とされる場合、ＩＥＣ  ６１２１５及びＩＥＣ  ６１６４６下での機械的荷重試験において、光起電モジュールアセンブリ１０に印加される荷重が増分される。そのような実施形態においては、死荷重に対する最小限の構造的咬合に関する次の計算を使用して、最小の幅Ｗを計算できる。
【００４１】
【数３】
2014520502.tif 000005
この計算において、許容可能設計ＤＬ（死負荷）応力は、接着剤３０の種類に依存する。
【００４２】
接着剤３０は、任意の種類の接着剤であり得る。例えば、或る実施態様において接着剤３０は、シリコーン組成物から形成されるため、いったん硬化された後は（又は硬化される前であっても）、接着剤３０にシリコーンが含有される。接着剤３０は好都合にも、ガラス及び金属、並びに各種の材料及び基質に対する粘着力に優れる。接着剤３０は更に可撓性を有し、異なる材料の熱膨張係数の差異から生じる不整合を吸収すると共に、光起電モジュール１８に対する応力を緩和する。接着剤３０は、風荷重及び雪荷重に対する耐久性があるうえ、劣化に対する耐久性も十分である。
【００４３】
接着剤３０を形成するのに用いられるシリコーン組成物は、接着剤３０を形成するうえで適切な任意の種類のシリコーン組成物から構成され得る。例えば、様々な実施態様においてシリコーン組成物は、ヒドロシリル化反応硬化性シリコーン組成物、過酸化物硬化性シリコーン組成物、縮合硬化性シリコーン組成物、エポキシ硬化性シリコーン組成物、紫外線放射硬化性シリコーン組成物、及び高エネルギーの放射線硬化性シリコーン組成物の群から選択される。
【００４４】
特定の一実施態様において、接着剤３０を形成するのに用いられるシリコーン組成物は、室温加硫型シリコーン組成物を含有してなる。この室温加硫型シリコーン組成物は通例、ヒドロシリル化反応硬化性シリコーン組成物又は縮合硬化性シリコーン組成物のいずれかである。この種の室温加硫型シリコーン組成物が所望される理由は、多くのシリコーン組成物に関連した、何らかの硬化条件（例えば、熱の適用）を必要とせずに、これらの室温加硫型シリコーン組成物から接着剤３０を形成できるためである。したがって、接着剤３０の形成を目的とする場合、室温加硫型シリコーン組成物を様々な場所（例えば、屋外）において様々な条件で用いることができる。例えば、利用可能な室温加硫型シリコーン組成物は、例えば、硬化炉又はシリコーン組成物を硬化させるための他の熱供給源を必要とすることなしに、光起電モジュール１８への装着レール２０の組み立てがしばしば行えるような条件のものである。室温加硫型シリコーン組成物は周囲条件にて硬化できるが、そのような室温加硫型シリコーン組成物の硬化は、必要に応じて熱を適用することによって加速され得る。
【００４５】
シリコーン組成物がヒドロシリル化反応硬化性の室温加硫型シリコーン組成物を含む場合、シリコーン組成物は典型的に、少なくとも２つのシリコン結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、少なくとも２つのケイ素結合水素原子を有する有機ケイ素化合物と、を含有して構成される。オルガノポリシロキサン及び有機ケイ素化合物は、独立にモノマー、オリゴマー、ポリマー、又は樹脂であってよく、独立に接着剤３０の所望される物性に応じてＭ、Ｄ、Ｔ、及び／又はＱユニットの任意の組み合わせから構成され得る。オルガノポリシロキサンのケイ素結合アルケニル基、及び有機ケイ素化合物のケイ素結合水素原子は独立にペンダント型、末端型、又はその両方であり得る。シリコーン組成物中には、更に、非反応性ポリオルガノシロキサンなどの付加的な非反応性化合物も存在し得る。オルガノポリシロキサンと有機ケイ素化合物と間の反応は典型的に、ヒドロシリル化反応触媒を介して触媒される。ヒドロシリル化反応触媒は、白金族金属（すなわち、プラチナ、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム及びイリジウム）又は白金族金属を含有する化合物を含有してなる周知のヒドロシリル化触媒であれば種類を問わない。好ましくは、白金族金属は、ヒドロシリル化反応でのその高い活性に基づき、白金である。
【００４６】
ヒドロシリル化反応の触媒としては、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第３，４１９，５９３号において開示されている塩化白金酸と或る種のビニル含有のオルガノシロキサンの錯体が挙げられる。この種の好ましい触媒は、塩化白金酸と１，３−ジエテニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンの反応生成物である。
【００４７】
ヒドロシリル化反応触媒はまた、その表面に白金族金属を有する固体支持体を含有してなる支持ヒドロシリル化反応触媒であり得る。支持触媒の例としては、炭素上のプラチナ、炭素上のパラジウム、炭素上のルテニウム、炭素上のロジウム、二酸化ケイ素上のプラチナ、二酸化ケイ素上のパラジウム、アルミナ上のプラチナ、アルミナ上のパラジウム、及びアルミナ上のルテニウムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
シリコーン組成物がヒドロシリル化反応硬化性の室温加硫型シリコーン組成物を含む場合、シリコーン組成物は、一成分組成物、又は二成分組成物であり得る。例えば、オルガノポリシロキサン及び有機ケイ素化合物は、結合によって接着剤３０を形成するまで、互いに別個のままであり得る。その場合、シリコーン組成物は二成分組成物である。この種の実施形態において、ヒドロシリル化反応触媒は典型的にオルガノポリシロキサンと一緒に存在するが、ヒドロシリル化反応触媒はいずれの成分にも存在し得る。あるいは、オルガノポリシロキサン及び有機ケイ素化合物の両方は、単一成分に存在し得る。その場合、シリコーン組成物は一成分組成物である。一方、この種のヒドロシリル化反応硬化性シリコーン組成物は概して、オルガノポリシロキサンと有機ケイ素化合物との間の尚早反応、及び／又はオルガノポリシロキサンと有機ケイ素化合物の硬化を阻止する、二成分組成物である。
【００４９】
上で導入したように、他の実施態様において室温加硫型シリコーン組成物は、縮合反応硬化性のシリコーン組成物を含む。これらの実施態様において、シリコーン組成物はまた一成分組成物又は二成分組成物であり得る。特に、一成分組成物において、シリコーン組成物は通例、周囲環境（例えば、周囲湿度からの水分）に曝露されると、硬化し始めて接着剤３０を形成する。その場合、シリコーン組成物の硬化速度は、湿度に影響を与えることによって制御できる。あるいは、二成分組成物において、一旦、２つの成分が互いに混合された後は、シリコーン組成物の硬化が開始されて接着剤３０が形成される。
【００５０】
シリコーン組成物が一成分組成物であるかそれとも二成分組成物であるかに関係なく、シリコーン組成物が縮合反応硬化性の室温加硫型シリコーン組成物を含有する場合、シリコーン組成物は典型的に、少なくとも１つの加水分解基を有するオルガノポリシロキサンを含有して構成される。加水分解基は典型的にケイ素結合を有し、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシル基、又は他の公知の加水分解基であり得る。オルガノポリシロキサンは通例、一般的に末端型である少なくとも２つのケイ素結合加水分解基を含む。オルガノポリシロキサンは、モノマー、オリゴマー、ポリマー、又は樹脂であってよく、独立に接着剤３０の所望される物性に応じてＭ、Ｄ、Ｔ、及び／又はＱユニットの任意の組み合わせから構成され得る。所望により、シリコーン組成物は、架橋剤（例えばアルコキシシラン）、若しくは付加的なオルガノポリシロキサン、及び／又は有機ケイ素化合物といったような付加的な成分を更に含有して構成でき、それらの成分は任意選択的に加水分解性の官能基を有していてもよい。
【００５１】
シリコーン組成物が縮合反応硬化性の室温加硫型シリコーン組成物を含む場合、シリコーン組成物は典型的に、架橋剤及び触媒を更に含む。シリコーン組成物が一成分組成物であるか、それとも二成分組成物であるかに関係なく、架橋剤及び触媒は典型的に、シリコーン組成物中に存在する。ただし、シリコーン組成物中に使用されている特定の架橋剤及び特定の触媒は典型的に、シリコーン組成物が一成分組成物であるかそれとも二成分組成物であるかによって決まる。
【００５２】
特に、シリコーン組成物が二成分組成物である場合（かつシリコーン組成物が縮合反応硬化性の室温加硫型シリコーン組成物を含む場合）、架橋剤は典型的に、少なくとも２つのケイ素結合アルコキシ基を有する有機ケイ素化合物である。アルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシなどであり得る。有機ケイ素化合物はシランであってもよく、その場合、ケイ素原子の２つ、３つ、又は４つの置換基は、独立に選択されたアルコキシ基である。ケイ素原子の４つ未満の置換基がアルコキシ基である場合、ケイ素原子の残りの置換基は典型的に、水素基、及び置換又は非置換ヒドロカルビル基から独立に選択される。あるいは、有機ケイ素化合物はシロキサンであってもよい。
【００５３】
あるいは、シリコーン組成物が一成分組成物である場合（かつシリコーン組成物が縮合反応硬化性の室温加硫型シリコーン組成物を含む場合）、典型的には架橋剤に機能性シランが含有される。機能性シランは典型的に、アミン機能性シラン、酢酸塩機能性シラン、オキシム機能性シラン、アルコキシ機能性シラン、及びそれらの組み合わせから選択される。一般的に、機能性シランは、上記の官能基から選択される少なくとも３つの置換基、及び任意選択的に４つの置換基を含む。機能性シランが、上記の官能基から選択される３つの置換基のみを含む場合、残りの置換基は典型的に、水素基、及び置換又は非置換ヒドロカルビル基から選択される。
【００５４】
シリコーン組成物が縮合反応硬化性の室温加硫型シリコーン組成物を含む場合、触媒は一般に、有機金属化合物である。これは、シリコーン組成物が一成分組成物であるかそれとも二成分組成物であるかに関係なく、当てはまる。有機金属化合物は、チタン、ジルコニウム、スズ、及びそれらの組み合わせを含んでいてもよい。一実施形態において、触媒はスズ化合物を含む。スズ化合物は、ジブチルスズジアセテート、ジメチルスズジラウレート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレアート、及びジブチルスズジアセテートなどのような有機カルボン酸のジアルキルスズ（ＩＶ）塩類；スズオクチレート又はスズナフテネートなどのようなスズカルボキシレート；ジアルキルスズオキシド類及びフタル酸エステル類又はアルカンジオン類の反応生成物；ジブチルスズジアセチルアセトネート（ジブチルスズアセチルアセトナート）などのようなジアルキルスズジアセチルアセトネート；ジブチルスズオキシドなどのようなジアルキルスズオキシド；スズ（ＩＩ）ジアセテート、スズ（ＩＩ）ジオクタノン酸、スズ（ＩＩ）ジエチルヘキサノエート及びスズ（ＩＩ）ジラウレートなどのような有機カルボン酸スズ（ＩＩ）塩類；ジメチルスズジクロリドなどのようなジアルキルスズ（ＩＶ）ジハライド；第一スズオクトアート、第一スズオレアート、第一スズアセテート及び第一スズラウレートなどのようなカルボン酸のスズ（ＩＩ）塩、並びにそれらの組み合わせを含み得る。あるいは、触媒は、テトラブチルチタナート及びテトラプロピルチタナートなどのようなチタン酸エステル類；ジイソプロポキシチタン−ジ（エチルアセトアセトネート）及びジ（ｎ−プロポキシ）ジルコニウム−ジ（エチルアセトアセトネート）などのような、部分的にキレート化された有機チタン及び有機ジルコニウム化合物；アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトネート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトネートなどのような有機アルミニウム化合物；ビスマストリス（２−エチルヘキソエート）及びビスマストリス（ネオデカノエート）などのようなビスマス塩及び有機カルボン酸；ジルコニウムテトラセチルアセトネート及びチタンテトラアセチルアセトナートなどのようなキレート化合物；鉛オクチレートなどのような有機鉛化合物；有機バナジウム化合物；並びにそれらの組み合わせを含み得る。一般に、一パート組成物は触媒としてスズを含む有機金属化合物を利用するのに対して、二パート組成物は触媒としてチタンを含む有機金属化合物を利用する。
【００５５】
接着剤３０を形成するのに用いられるシリコーン組成物とは別個のシリコーン組成物は、付加化合物を更に含んでいてもよい。付加化合物は、当業界において公知の任意の付加化合物を含んでいてもよく、反応性であってもよいし又は不活性であってもよい。付加化合物は、例えば、付着促進剤；拡張ポリマー；軟化ポリマー；補強ポリマー；硬化ポリマー；粘性調節剤；揮発性調節剤；拡張充填材、補強充填剤；導電充填剤；スペーサ；染料；色素；コモノマー；無機塩；有機金属複合体；紫外線吸収剤；ヒンダードアミン光安定剤；アジリジン安定剤；ボイド低減剤；硬化調節剤；フリーラジカル開始剤；希釈剤；レオロジー改変剤；酸性受容体；酸化防止剤；熱安定剤；難燃剤；シリル化剤；気泡安定剤；ガス生成剤；界面活性剤；湿潤剤；溶媒；可塑剤；流動剤；カルボン酸、アルデヒド、アルコール又はケトンなどのような官能基を有する反応性化学剤；乾燥剤；並びにそれらの組み合わせから選択され得る。
【００５６】
接着剤３０を形成するのに用いることの可能なシリコーン組成物の具体的な例は、ＰＶ−８３０１  Ｆａｓｔ  Ｃｕｒｅ  Ｓｅａｌａｎｔ，ＰＶ−８３０３  Ｕｌｔｒａ  Ｆａｓｔ  Ｃｕｒｅ  Ｓｅａｌａｎｔ、及びＰＶ−８０３０  Ａｄｈｅｓｉｖｅという商標でＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（本社：Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ，ＵＳＡ）から市販されている。
【００５７】
本発明はまた、光起電モジュールアセンブリ１０の組み立て方法も含む。本方法は、少なくとも１つの結晶シリコン光電池３４と、光電池３４上に配置されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層３６と、第１の封入材層３６上に配置されたカバーシート３８と、を具備してなる少なくとも１つの光起電モジュール１８を提供する段階を含む。本方法はまた、少なくとも１つのレールを提供する段階も含む。一部の実施態様において、少なくとも１つの光起電モジュール１８を提供する方法は、複数の光起電モジュール１８を提供することとして更に定義される。一部の実施態様において、少なくとも１つのレール２０を提供する方法は、複数のレール２０を提供することとして更に定義される。
【００５８】
本方法は、少なくとも１つの光起電モジュール１８の後板３２又は少なくとも１つのレール２０のうちの一方に室温加硫型シリコーン組成物を塗布する段階を含む。換言すれば、室温加硫型シリコーン組成物が、レール２０を後板３２に接着する接着剤３０であって前記レール２０から前記後板３２までの厚さＴが２.３ｍｍ〜６.０ｍｍである接着剤に硬化されるように、室温加硫型シリコーン組成物を後板３２及び／又はレール２０のそれぞれに塗布する。換言すれば、一部の実施態様において室温加硫型シリコーン組成物は、硬化されると寸法及び形状を変え得る。よって、室温加硫型シリコーン組成物は、硬化時に接着剤３０の厚さＴが２.３ｍｍ〜６.０ｍｍの間になるような初期厚さにて塗布される。続いて、本方法は、後板３２又はレール２０のうちの他方に室温加硫型シリコーン組成物を接触させる段階を含む。上述したように、室温加硫型シリコーン組成物は硬化されると、少なくとも部分的に接着剤３０を形成する。
【００５９】
室温加硫型シリコーン組成物を後板３２及びレール２０に接触した後に、本方法は、室温加硫型シリコーン組成物を、後板３２及びレール２０に接触させながら、レール２０が後板３２に接着するように硬化する段階を含む。
【００６０】
本方法は、いったん室温加硫型シリコーン組成物が少なくとも部分的に硬化された後で、光起電モジュール設置場所１６のラッキングシステム１４にレール２０を装着する段階を含む。締結具は典型的に、レール２０及びラッキングシステム１４に固着される。
【００６１】
本発明を説明的に述べてきたが、使用した用語が、限定ではなく記述の語句の本質を意味するものであることを理解されたい。以上の教示を鑑みて本発明の多くの修正と変形が可能であり、特に断らない限り本発明を他の方法で実施することができる。
【図１】
2014520502.tif 000006
【図２】
2014520502.tif 000007
【図３】
2014520502.tif 000008
【図４】
2014520502.tif 000009
【図５】
2014520502.tif 000010
【図６】
2014520502.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月3日(2014.2.3)
【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】
光起電モジュール設置場所のラッキングシステムのフレーム上に装着するための光起電モジュールアセンブリであって、
後板と、前記後板上に支持された少なくとも１つの結晶シリコン光電池と、前記光電池上に支持されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層と、前記第１の封入材層上に支持されたカバーシートと、を含む少なくとも１つの光起電モジュールと、
前記後板に対して固定され、前記少なくとも１つの光起電モジュールを前記光起電モジュール設置場所の前記ラッキングシステム上に支持するように構成されている少なくとも１つのレールと、
前記少なくとも１つの光起電モジュールの前記後板と前記少なくとも１つのレールとの間に配設され、それらを接触させて、前記少なくとも１つのレールを前記少なくとも１つの光起電モジュールに接着する接着剤と、を備え、
前記接着剤が室温加硫型シリコーン組成物から形成され、かつ
前記接着剤の前記レールから前記後板までの厚さが２．３ｍｍ〜６．０ｍｍの間である、光起電モジュールアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の光起電モジュールアセンブリであって、前記少なくとも１つの光起電モジュールが複数の光起電モジュールとして更に定義され、前記少なくとも１つのレールが複数のレールとして更に定義される、光起電モジュールアセンブリ。
【請求項３】
光起電モジュールアセンブリを組み立てる方法であって、
少なくとも１つの結晶シリコン光電池を含む少なくとも１つの光起電モジュールと、光電池上に配置されたシリコーン組成物から形成される第１の封入材層と、第１の封入材層上に配置されたカバーシートと、を提供する段階と、
少なくとも１つのレールを提供する段階と、
室温加硫型シリコーン組成物を前記後板又は前記レールのうちの一方に塗布する段階と、
前記室温加硫型シリコーン組成物を前記後板又は前記レールのうちの他方に接触させる段階と、
前記室温加硫型シリコーン組成物を、前記後板及び前記レールに接触させながら、前記レールが前記後板に接着するように硬化する段階と、を含み、
前記室温加硫型シリコーン組成物を塗布する段階が、前記室温加硫型シリコーン組成物が前記レールを前記後板に接着する接着剤に硬化されるような厚さにて、かつ前記レールから前記後板までの厚さが２．３ｍｍ〜６．０ｍｍとなるように、前記室温加硫型シリコーン組成物を塗布する段階を含む、光起電モジュールアセンブリの組み立て方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、少なくとも１つの光起電モジュールを提供する段階が複数の光起電モジュールを提供することとして更に定義され、少なくとも１つのレールを提供する段階が複数のレールを提供することとして更に定義される方法。
【国際調査報告】
2014520502.tif 000012
2014520502.tif 000013
2014520502.tif 000014
2014520502.tif 000015