(57)【要約】  凹状の所定の幾何形状を有する反射面を具備する集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法において、−反射型の第１の面及び第１の面と反対側の第２の面を具備する構造部材と、−構造部材を構成する材料の熱伝導率よりも高い良好な熱伝導率の材料の層であって、構造部材の第２の面の上に配置される、良好な熱伝導率の材料の層と、−封止材又は接着剤の層と、−光起電力レシーバであって、封止材又は接着剤の層は、良好な熱伝導率の材料の層とレシーバとの間に配置される、光起電力レシーバと、−少なくとも光起電力レシーバの表面全体を覆う、透明な封入材料から作製される層と、−透明な封入材料から作製される層を覆う、透明な保護層と、を連続的に含む多層アセンブリを、単一のステップでラミネート加工するステップを含むことを特徴とし、且つ、ラミネート加工の間、凹状の所定の幾何形状の反射面を得るために、構造部材の反射面が、対向する金型の凸状の表面と接触するようにされることにより成形されることを特徴とする、方法。
2021506213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状の所定の幾何形状を有する反射面を具備する集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法において、
−反射型の第１の面及び前記第１の面と反対側の第２の面を具備する構造部材と、
−前記構造部材を構成する材料の熱伝導率よりも高い良好な熱伝導率の材料の層であって、前記構造部材の前記第２の面の上に配置される、良好な熱伝導率の材料の層と、
−封止材又は接着剤の層と、
−光起電力レシーバであって、前記封止材又は接着剤の層は、前記良好な熱伝導率の材料の層と前記レシーバとの間に配置される、光起電力レシーバと、
−少なくとも前記光起電力レシーバの表面全体を覆う、透明な封入材料から作製される層と、
−前記透明な封入材料から作製される層を覆う、透明な保護層と、を連続的に含む多層アセンブリを、単一のステップでラミネート加工するステップを含むことを特徴とし、且つ、
前記ラミネート加工の間、前記凹状の所定の幾何形状の反射面を得るために、前記構造部材の前記反射面が、対向する金型の凸状の表面と接触するようにされることにより成形されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記反射面の前記凹状の所定の幾何形状は放物線状である、請求項１に記載の集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法。
【請求項３】
前記構造部材は複合材料から作製される、請求項１又は２に記載の集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法。
【請求項４】
前記良好な熱伝導率の材料はグラファイトである、請求項１〜３の何れか一項に記載の集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法。
【請求項５】
前記グラファイトシートは５０μｍ〜５００μｍの間の厚さを有する、請求項４に記載の集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法。
【請求項６】
前記良好な熱伝導率の材料はグラフェンである、請求項１〜３の何れか一項に記載の集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法。
【請求項７】
前記透明な封入材料及び前記透明な保護層は、前記良好な熱伝導率の材料を保護するために、前記良好な熱伝導率の材料の表面全体を覆う、請求項１〜６の何れか一項に記載の集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法。
【請求項８】
前記良好な熱伝導率の材料は、前記構造部材の前記第２の面の表面全体を覆う、請求項１〜７の何れか一項に記載の集光型光起電力サブモジュールを製造するための方法。
【請求項９】
凹状の所定の幾何形状を有する反射面を具備する集光型光起電力太陽光サブモジュールにおいて、
−反射型の第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面を具備する構造部材であって、前記反射型の第１の面は前記サブモジュールの前記反射面を形成する、構造部材と、
−前記構造部材の前記第２の面の上に直接的に配置された良好な熱伝導率の材料の層と、
−封止材又は接着剤の層と、
−光起電力レシーバであって、前記封止材又は接着剤の層は、前記良好な熱伝導率の材料の層と前記レシーバとの間に配置される、光起電力レシーバと、
−少なくとも前記光起電力レシーバの表面全体を覆う、透明な封入材料から作製される層と、
−前記サブモジュールの第２の面を形成する透明な保護層であって、その面は前記反射面と反対側にあり、前記層は前記透明な封入材料から作製される層を覆う、透明な保護層と、を含むことを特徴とする、集光型光起電力太陽光サブモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光型光起電力モジュール、より具体的には、反射型線形放物線状集光器（又はミラー）に基づく集光型光起電力モジュールの要素を製造することに関する。これらの要素は、集光型光起電力サブモジュールと呼ばれる。
【背景技術】
【０００２】
これらのサブモジュールはそれぞれ、光を集束させるための光学デバイス（しばしば、ミラー又は集光器と呼ばれる）と、光起電力レシーバを形成し且つ反射面と反対側にミラー又は集光器の背面に配置された光起電力セルと、を備える。
【０００３】
これらのサブモジュールが用いられると、これらのサブモジュールにより集光型光起電力モジュールが形成され、あるサブモジュールの集光器は、隣のサブモジュールの集光器の背面に位置する焦線を有する。隣のサブモジュールの光起電力レシーバは、この焦線と同じ高さに配置される。従って、各ミラーは、集光器の役割に加えて、光起電力レシーバのキャリアの役割を果たす。従って、集光型光起電力モジュールは、サブモジュールと呼ばれる概ね同一の複数の部材のアセンブリから構成される。
【０００４】
これらの集光型太陽光サブモジュールの集光器又はミラーは、ミラーから構成される反射面と、１つの又は１組の光起電力セルが固定される背面と、を有する（米国特許出願公開第１９９３／５１８０４４１号明細書を参照）。モジュールの放物線形状により、光線が集束することが可能になる。第１のサブモジュールに当たった光は、第１のサブモジュールの反射面によって反射され、第１のモジュールの近くに配置された第２のサブモジュールの光起電力セル上に光が集束する。
【０００５】
また、以下のような、放物線形状をした集光型光起電力サブモジュールを製造することも可能であり（米国特許出願公開第２００７／０２５６７２６号明細書を参照）、このサブモジュールでは、光はミラーの焦点に集束するのではなく、複数のミラーから構成される複合固体部材の焦点に集束する。この明細書では、光起電力セルは、集光器の正面側に配置される。サブモジュールの様々な部品間に気泡が形成されるのを回避するために、複数の真空でのラミネート加工が行われて、光学系、光起電力セル、及びケーブルが組み込まれる。従って、真空でのラミネート加工により、光学系、セル、又はケーブルを、殆ど又は全く接着剤を使用せずにそれぞれのキャリアへよりしっかりと確実に接着することが可能になる。これらの様々なラミネート加工は平面状の複合構造を形成するが、光を連続した光学部材の焦点に集束させるように働く放物線形状を製造するために、別の製造ステップがあり、このステップでは、ミラーが凸状面又は凹状面に固定される。
【０００６】
米国特許出願公開第２００４／０１１８３９５号明細書は、２つの皮膜が側面に置かれた蜂の巣構造を備えた放物線状太陽光集光器を提示している。この蜂の巣構造により、薄いミラー又は薄い反射面を支持することができ、良好な機械的強度の、軽量の集光器を得ることができる。それにも関わらず、この部材は、流体を加熱するように意図されているので、光起電力セルを備えていない。更に、これは複数のステップで製造される。特に、反射面は冷間変形され、ミラーは皮膜のうちの一方に接着剤を用いて固定され、これらの皮膜及びミラーの表面は加工処理される。
【０００７】
反射面は、保護膜で覆われた反射性の高い金属層から構成されることがあり、又は、有機複合材料を含む基板に接着剤で接合された金属層から構成されることがある（米国特許出願公開第１９９４／５３４４４９６号明細書を参照）。熱伝導率の高い材料のメッシュを反射面の背面に追加して、サブモジュールからの放熱を改善することもできる。サブモジュールの製造は非常に複雑である、というのも、これは、反射面の形成及び研磨、又は表面の加工処理などの多数のステップを必要とするからである。光起電力セルをミラーに結合するステップを設けることも必要である。
【０００８】
集光型太陽光サブモジュールにおいて複合材料を使用すると、軽量で堅いサブモジュールを得ることができるが、これらの材料の熱伝導率は、特定の金属、特にアルミニウムの熱伝導率よりも低くなる。しかしながら、サブモジュールの温度を上昇させると、光起電力セルの効率を下げる効果、及び光起電力セルの寿命を短くする効果が生じる。
【０００９】
例えば建物の屋根の上で使用されるような、平面状の光起電力モジュールからの放熱を改善するために、グラファイトから構成される大型のラジエータ（米国特許出願公開第２０１０／０１８６８０６号明細書を参照）又はグラファイトシート（国際公開第２０１２／０４４０１７号パンフレットを参照）を使用することが可能である。ラジエータ又はグラフィックシートは、温度上昇を制限するために、光起電力モジュールの背面に光起電力セルの下に配置される。それにも関わらず、これらの解決策では、モジュールの製造中に追加のステップが必要となるか、又は軽量で剛性の集光型太陽光モジュールを製造することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第１９９３／５１８０４４１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２５６７２６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０１１８３９５号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第１９９４／５３４４４９６号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１０／０１８６８０６号明細書
【特許文献６】国際公開第２０１２／０４４０１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術の前述の欠点を解消することを目的とし、より具体的には、放熱材料を組み込んだ集光型光起電力サブモジュールを製造するための、単一のステップのみを含む方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従って、本発明の１つの主題は、凹状の所定の幾何形状を有する反射面を具備する集光型光起電力太陽光サブモジュールを製造するための方法であり、この方法は、反射型の第１の面及びこの第１の面の反対側の第２の面を具備する構造部材と、この構造部材を構成する材料の熱伝導率よりも高い良好な熱伝導率の材料の層であって、構造部材の第２の面の上に配置される、前記良好な熱伝導率の材料の層と、封止材又は接着剤の層と、光起電力レシーバであって、封止材又は接着剤の層は、良好な熱伝導率の材料の層とレシーバとの間に配置される、光起電力レシーバと、少なくとも光起電力レシーバの表面全体を覆う、透明な封入材料から作製される層と、透明な封入材料から作製される層を覆う透明な保護層と、を連続的に含む多層アセンブリを単一のステップでラミネート加工するステップを含むことを特徴とし、またこの方法は、ラミネート加工の間、凹状の所定の幾何形状の反射面を得るために、構造部材の反射面が、対向する金型の凸状面と接するようにされることにより、成形されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の特定の実施形態によれば、
−前記反射面の凹状の所定の幾何形状は放物線状であることがあり、
−構造部材は複合材料から作製されることがあり、
−良好な熱伝導率の材料はグラファイトであることがあり、より具体的には、５０μｍ〜５００μｍの間の厚さを有するグラファイトシートであることがあり、
−良好な熱伝導率の材料はグラフェンであることがあり、
−透明な封入材料及び透明な保護層は、前記良好な熱伝導率の材料の表面全体を、保護するために覆うことがあり、
−良好な伝導率の材料は、構造部材の第２の面の表面全体を覆うことがある。
【００１４】
本発明の別の主題は、凹状の所定の幾何形状を有する反射面を具備する集光型光起電力太陽光サブモジュールであり、このサブモジュールは、反射型の第１の面及びこの第１の面の反対側の第２の面を具備する構造部材であって、反射型の第１の面はサブモジュールの反射面を形成する、構造部材と、この構造部材の第２の面の上に直接的に配置された良好な熱伝導率の材料の層と、封止材又は接着剤の層と、光起電力レシーバであって、封止材又は接着剤の層は、良好な熱伝導率の材料の層とレシーバとの間に配置される、光起電力レシーバと、少なくとも光起電力レシーバの表面全体を覆う、透明な封入材料から作製される層と、サブモジュールの第２の面を形成する透明な保護層であって、この第２の面は反射面と反対側にあり、前記層は透明な封入材料から作製される層を覆う、透明な保護層と、を含む。
【００１５】
本発明の他の特徴、詳細、及び利点が、添付の図面を参照して提供される説明を読めば、明らかになるであろう。図面は、例として与えられ、それぞれ以下に示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１ａ】２つのサブモジュールから構成されるモジュールの断面図であり、集光型光起電力モジュールの動作を示す。
【図１ｂ】集光型光起電力モジュールの特徴的な寸法を示す。
【図２】集光型光起電力サブモジュールを製造するための方法の図である。
【図３】本発明の一実施形態による、集光型光起電力サブモジュールを製造するための方法の図である。
【図４】本発明の一実施形態による、動作中の集光型光起電力サブモジュールに沿った温度のグラフである。
【図５】電圧の関数としての、３つの集光型光起電力サブモジュールの電流及び電力のグラフである。
【００１７】
図に示した要素は正確な縮尺ではなく、従って、比率は実際のものを表してはいない。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ラミネート加工とは、２層以上の高温材料に圧力をかけて、それらの層を接合させ押し固めるステップである。このステップの圧力及び温度は、用いられる材料に依存する。ここで、ラミネート加工により、対向する金型への適用によって、集光器を成形することが可能になる。
【００１９】
図１ａは、２つの集光型光起電力サブモジュールの断面図を示し、集光型光起電力モジュールの動作を示す。２つのサブモジュールＭ１及びＭ２のみが示されているが、以下で説明する動作は、多数のサブモジュールに当てはまり得る。光線ＲＬは、第１のサブモジュールＭ１の反射型の第１の面ＦＲに当たる。反射面ＦＲは慣例的に、放物線状の円筒形のミラーから構成される。サブモジュールＭ１のミラーの放物線形状により、光線ＲＬをミラーの焦点に集束させることが可能になり、この焦点の位置は、光起電力レシーバＲをそこに配置することができるように、正確に計算される。この位置は、第２のサブモジュールＭ２の第２の面ＦＡ上のポイントにも対応する。放物線状のミラーは、熱的機能、構造的機能、及び光学的機能を有する。具体的には、光をあるポイントに集束させるのに加えて、それらのミラーは熱を放散させることができ、レシーバＲの位置で最大温度Ｔｍａｘ、サブモジュールの下側部分で最小温度Ｔｍｉｎとなり、レシーバＲは上側部分に位置する。放熱は、図では矢印によって表わされており、ＴｍａｘとＴｍｉｎを結ぶ矢印は、サブモジュールに沿った温度勾配を表す（米国特許出願公開第１９９３／５１８０４４１号明細書）。複数のサブモジュールを含むシステムを製造できるようにするために、サブモジュールＭ１の第２の面ＦＡも、光起電力レシーバを載せることができ、サブモジュールＭ２の面ＦＲは反射型とすることができる。
【００２０】
図１ｂは、集光型光起電力モジュールの特徴的な寸法を示す。サブモジュールに付与される形状は、焦点距離ｆの放物線のセグメントである。放物線のこのセグメントの展開幅は、Ｌｍｉｒによって与えられる。２つのサブモジュール間の距離は、Ｌｏｕｖによって与えられる。サブモジュールの長さはｌｍｉｒによって与えられ、集光器の厚さはｅｍｉｒによって、サブモジュールの厚さはｅによって与えられる。
【００２１】
図２は、集光型光起電力サブモジュールを製造するための方法の図を示す。光起電力レシーバＲを覆う透明な封止材Ｅを覆う透明な層ＦＡＶ、及び構造部材が、ラミネート装置、より具体的には、平面状の従来の光起電力モジュールの製造の技術分野で使用されているようなラミネート装置の、下側チャンバＣＩ内の対向する金型ＣＦ上に配置される。
【００２２】
構造部材は、反射面を有し、特に、補強材とも呼ばれるコアＲＤを含み、コアＲＤの側面には２つの皮膜Ｐが置かれ、皮膜Ｐのうちの一方は、反射膜Ｆで覆われている。
【００２３】
透明な層ＦＡＶ及び封止材Ｅは、少なくともレシーバＲの表面全体を覆い、レシーバＲは、構造部材と封止材Ｅとの間に配置される。
【００２４】
構造部材及び反射膜Ｒは、所望のサブモジュールと同じ面積を有する。
【００２５】
ラミネート装置の下側及び上側のチャンバＣＩ、ＣＳは、真空ポンプＰＶによって排気される。
【００２６】
透明な層ＦＡＶ、透明な封止材Ｅ、光起電力レシーバＲ、皮膜Ｐ、コアＲＤ、及び反射膜Ｆから構成されるアセンブリは、（ＦＡＶ、Ｅ、Ｒ、Ｐ、ＲＤ、Ｐ、Ｆ）と示され、これは平面状であり、好ましくは真空下で、対向する金型ＣＦを使用して成形を達成しながら、高温ラミネート加工を施される。
【００２７】
対向する金型ＣＦにより、ラミネート加工工程において、サブモジュールの反射面の凹状放物線形状を規定することが可能になる。従って、対向する金型ＣＦは、ラミネート加工工程において、構造部材の反射面と直接的に接触するように意図された表面を有する。この表面は、構造部材の反射面について取得が望まれる形状に対応した所定の幾何形状を有する。対向する金型ＣＦは、金属又は複合材料から作製されることがあり、こびりつかない（例えば、テフロンから作製された）層で覆われている。対向する金型ＣＦの材料は、熱導体であり、且つラミネート加工温度において高い機械的強度を有するように、選択される。
【００２８】
このラミネート加工工程の温度及び圧力の条件並びに長さは、ラミネート加工されることになる材料に応じて、当業者によって選択される。例として、ラミネート加工工程は少なくとも１５分間続くことがあり、ラミネート加工の温度は有利にも１２０℃〜１７０℃の間に含まれ、ラミネート加工の圧力はおそらく約１０００ｍｂａｒ（１０５Ｐａ）である。
【００２９】
アセンブリの厚さは、アセンブリにとって最適な放物線形状を維持し保証するために、１０ｍｍより薄いことが好ましい。この厚さは、ラミネート装置及び対向する金型ＣＦの有効な高さによっても制限されることがある。ラミネート加工の間、対向する金型ＣＦ及びアセンブリ（ＦＡＶ、Ｅ、Ｒ、Ｐ、ＲＤ、Ｐ、Ｆ）は例えば、ホットプレートＰＣの上に載せられ、薄膜によって上から徐々に均一な垂直ノードが適用され、薄膜はこの形状にぴったりと適合する。ラミネート加工の間、封止材Ｅを十分に架橋結合させること、及びモジュールを構成する様々な部材を正しく焼き付けることが必要であり、それらの部材は、ホットプレートＰＣから離れた又は近くの距離に配置される。この目的のために、高温ラミネート加工プログラムは、使用される材料に応じて、温度、圧力、及び長さに関して最適化される。
【００３０】
皮膜Ｐは、事前含浸ポリマー／繊維材料から作製されることがあり、これにより、コアＲＤへの反射膜Ｆの接着が得られる。プリプレグは２００μｍ未満の厚さを有し、樹脂の割合は４０〜５５％の間である。ポリマーはポリエステル、エポキシ、又はアクリル樹脂から選択され、一方繊維は、ガラス、カーボン、又はアラミドから選択される。
【００３１】
複合材料ＭＣのコアＲＤは、ノーメックスタイプのアラミド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、又はアルミニウムから作製される蜂の巣構造のものであり得る。
【００３２】
コアＲＤは、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、又はＰＭＩ（ポリメチンイミン）から作製される発泡体であることもある。
【００３３】
透明な封止材Ｅは、５００μｍ未満の厚さを有し、ＥＶＡ（エチル・ビニル・アセテート）などの架橋されたエラストマーから作製されることがあり、又は、熱可塑性物質から作製されることがあり、又は、イオンにより架橋された熱可塑性共重合体（ＩＯＮＯＭＥＲ）から作製されることがある。熱可塑性エラストマーの場合には、封止材Ｅは、より具体的には、ポリオレフィン、シリコーン、熱可塑性ＰＵ、ポリビニル・ブチラール、又は機能性ポリオレフィンから作製される。
【００３４】
透明な層ＦＡＶは、２００μｍ未満の厚さを有し、ＥＣＴＦＥ（又はＨＡＬＡＲ、エチレン・塩化三フッ化エチレン・コポリマー）、ＦＥＰ（フッ素化エチレンプロピレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチル・メタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＥＴ、薄ガラス、又はＣＰＩ（透明ポリイミド）から作製されることがある。
【００３５】
反射膜Ｆは、アルミニウム堆積物又は銀堆積物を備えたポリマー膜であり得る。理想的には、反射膜Ｆは、光の集束を妨げないようにすると同時に、サブモジュールの総重量を確実に小さいままにするために、オプションの３Ｄの蜂の巣補強材ＲＤがモジュールの反射面から透けて見えない位に十分に厚い。有利にも、この膜は２００〜２５０μｍの間の厚さを有する。
【００３６】
光起電力レシーバＲは、光起電力セルから構成され、光起電力セルは、ワイヤによって相互接続され（ワイヤボンディング）、且つ、例えば、導電性銀接着剤を使用した接着か又ははんだ付けによって、ＩＭＳ−ＰＣＢ（絶縁金属基板プリント回路基板）レシーバ上に取り付けられる。セルは、ストリップによって相互接続することもでき、これにより、ＩＭＳ−ＰＣＢレシーバを使用しないことになる。セルは、シリコンセルか、或いは、ＩＩＩ−Ｖ族若しくはＩＩ−ＶＩ族半導体から作製されるか又はシリコン上にペロブスカイト構造を有する材料から作製される多接合セルであり得る。
【００３７】
以下は、光起電力サブモジュールの製造の実施態様の例である。
−透明な層ＦＡＶは、厚さが２５μｍで単位面積当たりの重量が５４ｇ／ｍ２の、ＨＡＬＡＲ（ＥＣＴＦＥ）又はＦＥＰから作製される。
−透明な封止材Ｅは、厚さが５０μｍで単位面積当たりの重量が４５ｇ／ｍ２のイオノマーから作製される。
−光起電力レシーバＲは、幅１０ｍｍで長さ１０ｍｍの三重接合太陽光セルと、厚さ７５μｍのＩＭＳ−ＰＣＢレシーバからなる。
−コアＲＤは、厚さ３ｍｍで単位面積当たりの重量が７８ｇ／ｍ２のアルミニウムから作製される蜂の巣コアであり、単位面積当たりの重量が１１０ｇ／ｍ２のカーボン／エポキシプリプレグから作製される２つの皮膜Ｐが側面に置かれる。
−反射膜Ｆは、ＰＥＴから作製された反射膜、アルミニウム含有堆積物、及び保護ニスからなり、この膜Ｆは厚さが７１μｍで単位面積当たりの重量が１０５ｇ／ｍ２である。
【００３８】
アセンブリは、３５ｍｍの有効高さのラミネート装置の下側チャンバＣＩ内で、高さ２８ｍｍの放物線形状を有する、アルミニウムから作製された対向する金型ＣＦ上に置かれる。ホットプレートの温度は１５０℃である。下側チャンバＣＩは３００秒間の間脱気される。下側及び上側チャンバＣＩ、ＣＳは、真空ポンプＰＶによって排気される。次に、６００秒間の第２の段階の間、ホットプレートＰＣの上に置かれた対向する金型ＣＦの上部に、（薄膜Ｍを使用して）均一な垂直の負荷が、１４００ｍｂａｒ／分の割合で１０００ｍｂａｒの安定水準まで、徐々にかけられる。
【００３９】
サブモジュールは、１８０ｍｍの展開幅Ｌｍｉｒ、１ｍの長さｌｍｉｒ、及び１０ｍｍのセル幅を有する。サブモジュールの焦点距離ｆは７５ｍｍであり、２つのサブモジュール間の距離はＬｏｕｖ＝１５０ｍｍである。
【００４０】
構造部材は、厚さが０．５ｍｍ未満のアルミニウム製のミラーを含むことがある。透明な層ＦＡＶ、封止材Ｅ、光起電力レシーバＲ、及びアルミニウムミラーからなるアセンブリは、上記と同じ方法で対向する金型ＣＦ上で単一のステップでラミネート加工される。この場合には、サブモジュールの総重量は僅かに大きくなる（３０％）。サブモジュールの機械的強度はより低くなり、従って、追加の支持物が必要になる。具体的には、１ｍの長さのサブモジュールに対しては３つの支持物が必要になり、一方、複合材料から作製された同じ寸法のサブモジュールに対しては２つの支持物が必要になる。しかしながら、サブモジュールの寿命はより長くなる、というのも、その反射部分が、有機層と比べるとあまり劣化しないからである。
【００４１】
図３は、本発明の一実施形態による、集光型光起電力サブモジュールを製造するための方法の図を示す。接着剤又は封止材の層Ｃ、及び、消散層と呼ばれる良好な熱伝導率の材料の層ＦＧが、構造部材と光起電力レシーバＲとの間に追加される。消散層ＦＧは、構造部材の表面上に配置され、接着剤又は封止材の層Ｃにより、レシーバＲを消散層ＦＧ上の所定位置に保持することができる。消散層ＦＧを作製する材料は、サブモジュールに沿って、とりわけ光起電力レシーバＲと水平に、効果的に熱を放散させることができるように、構造部材を作製する材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する。有利にも、この材料は、アルミニウムミラーを備えるサブモジュールと同じ位効果的に熱を放散させることができる軽量のサブモジュールを実現するために、アルミニウムの熱伝導率に近い、即ち１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも高い熱伝導率と、低い密度とを有する。この材料は、例えば、グラファイトであり得る。具体的には、グラファイトの密度は１．３５ｇ／ｃｍ３であり、その熱伝導率はｘ方向及びｙ方向には１４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）でｚ方向には８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、一方、アルミニウムは熱伝導率が２３７Ｗ／（ｍ・Ｋ）で密度が２．７ｇ／ｃｍ３である。
【００４２】
本発明の別の実施形態によれば、透明な層ＦＡＶ及び封止材Ｅは、消散層を保護するために、消散層の表面全体を覆うことがある。消散層ＦＧは、構造部材の表面全体か、又は一部のみを覆うことがある。後者の場合には、消散層ＦＧは、構造部材の表面全体を覆う場合よりも厚くなる。それにも関わらず、消散層ＦＧは、少なくとも光起電力レシーバＲの下の構造部材の領域を覆う、というのも、レシーバＲに蓄積された熱を放散させて、レシーバＲの効率が低下するのを回避し、且つレシーバＲの寿命を延ばすことができることが重要であるからである。
【００４３】
一実施形態によれば、消散層ＦＧを作製する良好な熱伝導率の材料は、グラファイト又はグラフェンである。より具体的には、これは、しなやか且つ軽量なままで良好な放熱を保証するために、５０μｍ〜５００μｍの間の厚さのグラファイトから作製される。
【００４４】
消散層ＦＧ及び接着剤又は封止材の層Ｃを含むサブモジュールは、好ましくは真空下で、高温ラミネート加工の間に、対向する金型ＣＦを使用して形成されながら、アセンブルされる。
【００４５】
上記のように、対向する金型ＣＦにより、ラミネート加工工程においてサブモジュールの反射面の凹状放物線形状を規定することができ、また高温ラミネート加工プログラムは、使用される材料に応じて、温度、圧力、及び長さに関して最適化される。
【００４６】
本発明の別の実施形態によれば、封止材又は接着剤の層Ｃは、ＥＶＡ、ポリオレフィン、シリコーン、熱可塑性ポリウレタン、ポリビニル・ブチラール、機能性ポリオレフィン、又はイオノマーから作製される。一般的に、接着剤又は封止材の層Ｃと、封止材Ｅについては、同じ材料が使用される。
【００４７】
サブモジュールを作製する材料の選択は、目標とするサブモジュールの重量に依存するが、それらの材料は、良好な集光を保証する放物線形状が得られることを可能にし、モジュールの環境（地球、成層圏、又は宇宙）に起因する条件が満たされることを可能にし、所望の放熱が実現されることを可能にしなければならない。
【００４８】
サブモジュールを作製する材料の選択は、目標とするサブモジュールの重量に依存するが、それらの材料は、良好な集光を保証する放物線形状が得られることを可能にし、モジュールの環境（地球、成層圏、又は宇宙）に起因する条件が満たされることを可能にし、所望の放熱が実現されることを可能にしなければならない。従って、構造部材に、厚さ３ｍｍのアルミニウムの蜂の巣に関連した単位面積当たりの重量が８０ｇ／ｍ２〜３００ｇ／ｍ２の間のカーボン／エポキシプリプレグを使用すると、従来のモジュールのものよりもはるかに小型（３０％の差）で軽量の、消散層の無い、堅いサブモジュールを製造することが可能になる。消散グラファイト層が追加される場合、サブモジュールの重量は従来のモジュールの重量と同じになるが、しかしながら、従来のサブモジュールよりも堅くなる。
【００４９】
以下は、本発明の実施形態のうちの１つによる、光起電力サブモジュールの製造の実施態様の例である。
−透明な層ＦＡＶは、厚さが２５μｍで単位面積当たりの重量が５４ｇ／ｍ２の、ＨＡＬＡＲ（ＥＣＴＦＥ）又はＦＥＰから作製される。
−透明な封止材Ｅ及び接着剤又は封止材の層Ｃは、厚さが５０μｍで単位面積当たりの重量が４５ｇ／ｍ２のイオノマーから作製される。
−光起電力レシーバＲは、幅１０ｍｍで長さ１０ｍｍの三重接合太陽光セルと、厚さ７５μｍのＩＭＳ−ＰＣＢレシーバからなる。
−消散層ＦＧは、厚さが１３０μｍのグラファイトシートである。
−コアＲＤは、厚さ３ｍｍで単位面積当たりの重量が７８ｇ／ｍ２のアルミニウムから作製される蜂の巣コアであり、単位面積当たりの重量が１１０ｇ／ｍ２のカーボン／エポキシプリプレグから作製される２つの皮膜Ｐが側面に置かれる。
−反射膜Ｆは、ＰＥＴから作製された反射膜、アルミニウム含有堆積物、及び保護ニスからなり、この膜Ｆは厚さが７１μｍで単位面積当たりの重量が１０５ｇ／ｍ２である。
【００５０】
アセンブリは、対向する金型ＣＦ上でラミネート加工を施され、このラミネート加工及び対向する金型は、消散層ＦＧを含まない光起電力サブモジュールの製造の実施態様について上述した例と同じ特徴を有する。
【００５１】
図４は、ミラーの上部からの距離に応じた、動作中の２つの集光型光起電力サブモジュールに沿った温度を比較したものである。ｘ軸上では、距離２．５ｃｍは焦点、従って２つのサブモジュール上の光起電力レシーバＲの位置に相当する。従って、上記の製造例に従って製造された、１３０μｍのグラファイトシートを含む光起電力モジュールは、構造部材がグラファイトシートを含まない厚さ０．２ｍｍのアルミニウム製のミラーであるサブモジュールと、ほぼ同じように熱を放散させる。
【００５２】
図５は、７３５Ｗ／ｍ２の外部照射に対して、電圧に応じて、３つのサブモジュールの電流値及び電力値を比較したものである。比較される３つのサブモジュールは、構造部材が厚さ２００μｍのアルミニウム製のミラーであるサブモジュールと、構造部材が、２つの皮膜が側面に置かれたコアを含む２つのサブモジュールとであり、この２つのサブモジュールのうちの１つは、更に、厚さ１３０μｍの消散グラファイト層を含んでいる。調査されるサブモジュールを７３５Ｗ／ｍ２で連続的に照射すると、温度上昇が引き起こされ、温度上昇の大きさは使用される材料に依存する。しかしながら、温度上昇は、直接的に電圧の低下をもたらし、従って最大電力点の低下につながる。消散層の無い、２つの皮膜が側面に置かれたコアを含むサブモジュールでは、アルミニウム製のミラーを含むサブモジュールと比べると、１０％の電力の低下が見られる。構造部材の表面全体に消散グラファイト層を追加すると、この効果を補正することができ、アルミニウムミラーを含むサブモジュールのものよりもはるかに高い機械的強度及び同等の効率が得られる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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