(57)【要約】  本発明は、ポリ（ビニルブチラール）副層を有する予備成形された二層シートを含む太陽電池ラミネートを提供する。
2010512027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）１つまたは複数の電子的に相互接続された太陽電池を含み、受光側と背面側とを有する太陽電池層と、（ｉｉ）ポリ（ビニルブチラール）を含む第１の副層および金属またはポリマーフィルムを含む第２の副層を含む少なくとも１つの予備成形された二層シートとを含む太陽電池ラミネート。
【請求項２】
（ａ）前記金属フィルムがアルミニウムホイルであり、（ｂ）前記ポリマーフィルムが、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、ノルボルネンポリマー、ポリスチレン、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、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ポリ（エチレンナフタレート）、ポリエーテルスルホン、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、三酢酸セルロース、セロファン、塩化ビニルポリマー、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデンコポリマー、フルオロポリマー、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からなる群から選択されるポリマー組成物を含み、（ｃ）前記１つまたは複数の太陽電池が、多結晶太陽電池、薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池およびアモルファスシリコン太陽電池からなる群から選択される請求項１に記載の太陽電池ラミネート。
【請求項３】
（ａ）前記少なくとも１つの予備成形された二層シートが、前記太陽電池層の受光側にラミネートされ、フロントシートカプセル材層として作用し、（ｂ）前記少なくとも１つの予備成形された二層シートの前記第２の副層が、ポリマーフィルムを含み、（ｃ）前記太陽電池ラミネートが、前記太陽電池層の前記背面側にラミネートされたバックシートカプセル材層をさらに含み、ポリ（ビニルブチラール）、α−オレフィンおよびα，β−エチレン化不飽和カルボン酸の酸コポリマー、α−オレフィンおよびα，β−エチレン化不飽和カルボン酸の部分または完全中和酸コポリマーから誘導されたイオノマー、ポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）、ポリ（ビニルアセタール）、熱可塑性ポリウレタン、ポリ（塩化ビニル）、ポリエチレン、ポリオレフィンブロックエラストマー、エチレンアクリレートエステルコポリマー、シリコーンエラストマーおよびエポキシ樹脂からなる群から選択されるポリマー組成物を含む請求項１または２に記載の太陽電池ラミネート。
【請求項４】
前記バックシートカプセル材層が、第２の予備成形された二層シートで形成されている請求項３に記載の太陽電池ラミネート。
【請求項５】
（ａ）前記少なくとも１つの予備成形された二層シートが、前記太陽電池層の前記背面側にラミネートされ、バックシートカプセル材層として作用し、（ｂ）前記少なくとも１つの予備成形された二層シートの前記第２の副層が、前記ポリマーフィルムを含み、（ｃ）前記太陽電池ラミネートが、前記太陽電池層の前記受光側にラミネートされたフロントシートカプセル材層をさらに含み、ポリ（ビニルブチラール）、α−オレフィンおよびα，β−エチレン化不飽和カルボン酸の酸コポリマー、α−オレフィンおよびα，β−エチレン化不飽和カルボン酸の部分または完全中和酸コポリマーから誘導されたイオノマー、ポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）、ポリ（ビニルアセタール）、熱可塑性ポリウレタン、ポリ（塩化ビニル）、ポリエチレン、ポリオレフィンブロックエラストマー、エチレンアクリレートエステルコポリマー、シリコーンエラストマーおよびエポキシ樹脂からなる群から選択されるポリマー組成物を含む請求項１または２に記載の太陽電池ラミネート。
【請求項６】
入射層、第２のフロントシートカプセル材層およびバックシートをさらに含み、（ａ）少なくとも１つの予備成形された二層シートの前記第１の副層が、前記太陽電池層と直接接触し、かつ接合しており、（ｂ）間にある前記第２のフロントシートカプセル材層により、前記予備成形された二層シートに、前記入射層がボンドされており、（ｃ）前記太陽電池層の反対の前記バックシートカプセル材層に、前記バックシートがラミネートされている請求項３に記載の太陽電池ラミネート。
【請求項７】
入射層、第２のバックシートカプセル材層およびバックシートをさらに含み、（ａ）少なくとも１つの予備成形された二層シートの前記第１の副層が、前記太陽電池層と直接接触し、かつ接合しており、（ｂ）前記太陽電池層の反対の前記フロントシートカプセル材層に、前記入射層がラミネートされており、（ｃ）間にある前記第２のバックシートカプセル材層により、前記少なくとも１つの予備成形された二層シートに、前記バック層がボンドされている請求項５に記載の太陽電池ラミネート。
【請求項８】
入射層、第２のフロントシートカプセル材層およびバックシートをさらに含み、（ａ）少なくとも１つの予備成形された二層シートに、前記第１の副層側で、前記入射シートがラミネートされており、（ｂ）前記少なくとも１つの予備成形された二層シートの前記第２の副層が、間にある前記第２のフロントシートカプセル材層により、前記太陽電池層の前記受光側にボンドされており、（ｄ）前記太陽電池層の前記背面側にラミネートされた前記バックシートカプセル材層に、前記バックシートがラミネートされている請求項３に記載の太陽電池ラミネート。
【請求項９】
入射層、第２のバックシートカプセル材層およびバックシートをさらに含み、（ａ）前記太陽電池層の前記受光側にラミネートされたフロントシートカプセル材層に、入射層がラミネートされており、（ｂ）前記少なくとも１つの予備成形された二層シートの前記第２の副層が、間にある前記第２のバックシートカプセル材層により、前記太陽電池層の前記背面側にボンドされており、（ｃ）前記少なくとも１つの予備成形された二層シートに、前記第１の副層側で、前記バックシートがラミネートされている請求項５に記載の太陽電池ラミネート。
【請求項１０】
（ｉ）上から下に、フロントシートカプセル材層、１つまたは複数の電子的に相互接続された太陽電池を含む太陽電池層、およびバックシートカプセル材層を含むアセンブリを提供し、（ｉｉ）前記アセンブリをラミネートして、太陽電池モジュールを形成することを含み、前記２つのカプセル材層のうち少なくとも１つが、ポリ（ビニルブチラール）を含む第１の副層と、金属またはポリマーフィルムを含む第２の副層とを含む予備成形された二層シートで形成されている太陽電池ラミネートを製造する方法。
【請求項１１】
工程（ｉ）において、（ａ）前記アセンブリが、入射層、第２のフロントシートカプセル材層およびバックシートをさらに含み、（ｂ）前記フロントシートカプセル材層が、前記予備成形された二層シートで形成されていて、前記太陽電池層と直接接触した前記第１の副層を有しており、（ｃ）前記予備成形された二層シートの前記第２の副層に隣接配置された前記第２のフロントシートカプセル材層に、前記入射層が隣接配置されていて、（ｄ）前記太陽電池層の反対の前記バックシートカプセル材層に、前記バックシートが隣接配置されている請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｉ）において、（ａ）前記アセンブリが、入射層、第２のバックシートカプセル材層およびバックシートをさらに含み、（ｂ）前記バックシートカプセル材層が、前記予備成形された二層シートで形成されていて、前記太陽電池層と直接接触した前記第１の副層を有しており、（ｃ）前記太陽電池層の反対の前記フロントシートカプセル材層に、前記入射層が隣接配置されており、（ｄ）前記予備成形された二層シートの前記第２の副層に隣接配置された前記第２のバックシートカプセル材層に、前記バックシートが隣接配置されている請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
工程（ｉ）において、（ａ）前記アセンブリが、入射層、第２のフロントシートカプセル材層およびバックシートをさらに含み、（ｂ）前記フロントシートカプセル材層が、前記予備成形された二層シートで形成されていて、（ｃ）前記太陽電池層に隣接配置された前記第２のフロントシートカプセル材層に隣接配置された第２の副層を有する、前記予備成形された二層シートの前記第１の副層に、前記入射層が隣接配置されていて、（ｄ）前記太陽電池層の反対の前記バックシートカプセル材層に、前記バックシートが隣接配置されている請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｉ）において、（ａ）前記アセンブリが、入射層、第２のバックシートカプセル材層およびバックシートをさらに含み、（ｂ）前記バックシートカプセル材層が、前記予備成形された二層シートで形成されていて、（ｃ）前記太陽電池層の反対の前記フロントシートカプセル材層に、前記入射層が隣接配置されていて、（ｄ）前記太陽電池層に隣接配置された前記第２のバックシートカプセル材層に隣接配置された第２の副層を有する、前記予備成形された二層シートの前記第１の副層に、前記バックシートが隣接配置されている請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
ラミネーションの前記工程（ｉｉ）が、前記アセンブリを加熱することにより実施される請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二層シートを含むノンブロッキングポリ（ビニルブチラール）を含む太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
再生可能なエネルギー資源として、太陽電池モジュールの使用が急速に拡大している。太陽電池モジュールまたはラミネートの複雑さが増すにつれて、改善された機能的なカプセル材料に対する需要が増大している。太陽電池は、光エネルギーを、電気エネルギーに変換するユニットである。太陽電池モジュールの典型的または従来の構造は、上または入射層（すなわち、光と最初に接触する層）から始めて、バックシート（入射層から最も離れた層）まで連続して、（１）入射層、（２）フロントシートカプセル材層、（３）太陽電池層、（４）バックシートカプセル材層および（５）バックシートの少なくとも５つの構造層からなっている。入射層の機能は、日光を太陽電池モジュールに入れる透明保護窓を与えることである。入射層は、典型的に、ガラス板または薄いポリマーフィルム（フルオロポリマーまたはポリエステルフィルム等）であるが、日光を透過する材料であればいずれであってもよい。
【０００３】
太陽電池モジュールのカプセル材層は、壊れやすい太陽電池層をカプセル化し、保護するように設計されている。通常、太陽電池モジュールには、太陽電池層を挟む少なくとも２つのカプセル材層が組み込まれる。フロントシートカプセル材層の光学的特性は、光が太陽電池層を効率的に透過できるようなものでなければならない。ラミネートされた太陽電池製品を製造するために、何年間にもわたって、様々なポリマーフィルムおよびシートが開発されてきた。一般的に、これらのポリマーフィルムおよびシートは、非常に高い光学的透明度、低ヘーズ、高耐衝撃性、衝撃吸収材、優れた耐紫外線性、良好な長期熱安定性、ガラスおよびその他の太陽電池ラミネート層に対する優れた接着力、低紫外線透過性、低吸湿性、高耐湿性および優れた長期耐候性をはじめとする特性の組み合わせを有していなければならない。広く用いられているカプセル材料としては、ポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）（ＥＶＡ）、イオノマー、ポリ（ビニルチラール）（ＰＶＢ）、α−オレフィンおよびα，β−エチレン化不飽和カルボン酸の酸コポリマー、α−オレフィンおよびα，β−エチレン化不飽和カルボン酸の部分または完全中和酸コポリマーから誘導されたイオノマー、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、ポリエチレン（例えば、メタロセン触媒鎖状低密度ポリエチレン）、ポリオレフィンブロックエラストマー、エチレンアクリレートエステルコポリマー（例えば、ポリ（エチレン−コ−メチルアクリレート）およびポリ（エチレン−コ−ブチルアクリレート））、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂等に基づく複雑な多成分組成物が挙げられる。
【０００４】
例えば、太陽電池カプセル材層を形成するのにポリ（ビニルブチラール）を用いることは、米国特許第３，９５７，５３７号明細書、米国特許第４，２４９，９５８号明細書、米国特許第４，３２１，４１８号明細書、米国特許第５，５０８，２０５号明細書、米国特許第５，５８２，６５３号明細書、米国特許第５，７２８，２３０号明細書、米国特許第６，０７５，２０２号明細書、米国特許第６，２８８，３２３号明細書、米国特許第６，２８８，３２６号明細書、米国特許第６，５３８，１９２号明細書、米国特許第６，７７７，６１０号明細書、米国特許第６，８２２，１５７号明細書、米国特許第６，９４０，００８号明細書、米国特許出願公開第２００４／０１９１４２２号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２８４５１６号明細書、欧州特許第０  ３４３  ６２８号明細書、欧州特許第０  ６３１  ３２８号明細書、欧州特許第１  ００５  ０９６号明細書、欧州特許第１  ０５４  ４５６号明細書に開示されている。
【０００５】
しかしながら、周囲温度での極端な柔らかさと粘着性のために、太陽電池モジュール内でポリ（ビニルブチラール）シートを用いるには、発送および保管中、ポリ（ビニルブチラール）シートを冷蔵する必要があり、煩雑なものとなっている。また、粘着性が昇温と共に増し、ガラスに対する摺動性が悪くなる可塑化ポリ（ビニルブチラール）シートは、処理性および加工性を損なう傾向がある。この傾向を改善し、吸湿性を抑えるためには、作業場所の温度を約２０℃に維持しなければならない。そして、実際に、可塑化ポリ（ビニルブチラール）シートを、ガラスの２つのシート間で中間層として用いるときは、ラミネートを作製するのに２工程結合プロセスを採用する必要がある（例えば、欧州特許第０  １４５  ９２８号明細書、２頁３０行参照）。
【０００６】
ポリ（ビニルブチラール）副層を含む二層ラミネートは、グレージングの当該技術分野において用いられてきており、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ＤｕＰｏｎｔ），Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅよりＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）ＳｐａｌｌＳｈｉｅｌｄという商品名で市販されている。これらの二層ラミネートは、通常、ガラス表面に直接適用されて、破壊盗難防止ガラスを製造する、特に、窓ガラス、特に、強化窓ガラスが壊れるときに影響を受ける側の逆で生じる剃刀形ガラス片が注ぐような剥離を防ぐ。かかる構造を含むグレージングは、例えば、米国特許第３，７８１，１８４号明細書、米国特許第３，９００，６７３号明細書、米国特許第４，０５９，４６９号明細書、米国特許第４，０７２，７７９号明細書、米国特許第４，２４２，４０３号明細書、米国特許第４，４６９，７４３号明細書、米国特許第４，５４３，２８３号明細書、米国特許第４，８３２，７８２号明細書、米国特許第４，８３４，８２９号明細書、米国特許第４，９２５，７３７号明細書、米国特許第４，９５２，４５７号明細書、米国特許第５，０２８，２８７号明細書、米国特許第５，０６９，９４２号明細書、米国特許第５，０８２．５１５号明細書、米国特許第５，１８８，６９２号明細書、米国特許第５，２５０，１４６号明細書、米国特許第５，３５６，７４５号明細書、米国特許第５，３９３，３６５号明細書、米国特許第５，４１５，９４２号明細書、米国特許第５，５０１，９１０号明細書、米国特許第５，５６７，５２９号明細書、米国特許第５，６３１，０８９号明細書、米国特許第５，６９８，０５３号明細書、米国特許第５，７６３，０８９号明細書、米国特許第５，９６５，８５３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０１２９９５４号明細書が開示されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、予備成形されたポリ（ビニルブチラール）／フィルム二層シートを含む太陽電池ラミネートおよびその簡素化された製造方法を提供する。「予備成形された」とは、二層シートの２つの副層がラミネートされ、一緒にボンドされて、太陽電池ラミネート構造の構築における二層シートを含むさらなる処理の前に、単体を形成することを意味する。具体的には、従来のプロセス中、ポリ（ビニルブチラール）シートは、ラミネート層、交互配置層、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンフィルム層として用い、ラミネーションプロセス中頻繁に用いられてから、望ましくない廃棄物として廃棄されることが多い。しかしながら、本発明においては、予備成形された二層シートのフィルム副層は、ポリ（ビニルブチラール）シートに対して交互配置層として作用し、フィルム副層は、廃棄されずに、ラミネートに残って、さらなる機能を提供する。
【０００８】
本発明は、（ｉ）１つまたは複数の電子的に相互接続された太陽電池を含み、受光側と背面側とを有する太陽電池層と、（ｉｉ）ポリ（ビニルブチラール）を含む第１の副層および金属またはポリマーフィルムを含む第２の副層を含む少なくとも１つの予備成形された二層シートとを含む太陽電池ラミネートに関する。
【０００９】
本発明は、（ｉ）上から下に、フロントシートカプセル材層、１つまたは複数の電子的に相互接続された太陽電池を含む太陽電池層、およびバックシートカプセル材層を含むアセンブリを提供し、（ｉｉ）アセンブリをラミネートして、太陽電池モジュールを形成することを含み、２つのカプセル材層のうち少なくとも１つが、ポリ（ビニルブチラール）を含む第１の副層と、金属またはポリマーフィルムを含む第２の副層とを含む予備成形された二層シートで形成されている、太陽電池ラミネートを製造する方法にさらに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本明細書に開示された予備成形された二層シート１０の、縮尺は合っていない断面図である。予備成形された二層シート１０は、第１の副層１２と第２の副層１４とを含み、第１の副層１２は、ポリ（ビニルブチラール）を含み、第２の副層１４は、金属またはポリマーフィルムで形成されている。
【図２】（ｉ）入射層２１、（ｉｉ）フロントシートカプセル材層２２、（ｉｉｉ）太陽電池層２３、（ｉｖ）バックシートカプセル材層２４および（ｖ）バックシート２５を含む典型的な先行技術の太陽電池モジュール２０の、縮尺は合っていない断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の縮尺は合っていない断面図であり、太陽電池モジュール２０ａは、１層の予備成形された二層シート１０を含み、第１の副層１２は、太陽電池層２３の受光側２３ａと直接接触している。本実施形態において、予備成形された二層シート１０は、フロントシートカプセル材層２２と入射層２１の両方として作用する。
【図４】本発明の他の実施形態の縮尺は合っていない断面図であり、図３の太陽電池ラミネート２０ａと比べると、ラミネート２０ｂは、予備成形された二層シート１０の第２の副層１４に隣接してラミネートされた第２のフロントシートカプセル材層２２ａに隣接してラミネートされた入射層２１をさらに含む。
【図５】本発明のさらに他の実施形態の縮尺は合っていない断面図であり、太陽電池モジュール２０ｃは、１層の予備成形された二層シート１０を含み、第１の副層１２は、太陽電池層２３の背面側２３ｂと直接接触している。本実施形態において、予備成形された二層シート１０は、バックシートカプセル材層２４とバックシート２５の両方として作用する。
【図６】本発明のさらに他の実施形態の縮尺は合っていない断面図であり、図５の太陽電池ラミネート２０ｃと比べると、ラミネート２０ｄは、予備成形された二層シート１０の第２の副層１４に隣接してラミネートされた第２のバックシートカプセル材層２４ａに隣接してラミネートされたバックシート２５をさらに含む。
【図７】本発明のさらに他の実施形態の縮尺は合っていない断面図であり、太陽電池モジュール２０ｅは、太陽電池層２３の受光側２３ａと直接接触している第１の副層１２を有する第１の予備成形された二層シート１０と、太陽電池層２３の背面側２３ｂと直接接触している第１の副層１２を有する第２の予備成形された二層シート１０とを含む。本実施形態において、第１の予備成形された二層シート１０は、フロントシートカプセル材層２２と入射層２１の両方として作用し、第２の予備成形された二層シート１０は、バックシートカプセル材層２４とバックシート２５の両方として作用する。
【図８】本発明のさらに他の実施形態の縮尺は合っていない断面図であり、太陽電池モジュール２０ｆは、１層の予備成形された二層シート１０を含み、第２の副層１４は、太陽電池層２３の受光側２３ａに隣接配置されている。また、太陽電池モジュール２０ｆは、予備成形された二層シート１０と入射層２１との間に配置された第２のフロントシートカプセル材層２２ａをさらに含む。
【図９】本発明のさらに他の実施形態の縮尺は合っていない断面図であり、太陽電池モジュール２０ｇは、１層の予備成形された二層シート１０を含み、第２の副層１４は、太陽電池層２３の背面側２３ｂに隣接配置されている。また、太陽電池モジュール２０ｇは、予備成形された二層シート１０とバックシート２５との間に配置された第２のバックシートカプセル材層２４ａをさらに含む。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書で言及した出版物、特許出願、特許およびその他の参考文献は全て、その全内容が、参考文献として組み込まれる。
【００１２】
材料、方法および実施例は、本明細書において、一例に過ぎず、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ判断すべきである。
【００１３】
定義
以下の定義は、特に、特定の例に限定されない限り、本明細書全体にわたって用いられる用語に適用される。
【００１４】
特に断りのない限り、パーセンテージ、部、比率等は全て重量基準である。
【００１５】
「約」という用語を、値、または範囲の端点を説明するのに用いるとき、開示内容には、参照された特定の値または端点が含まれると考えるものとする。
【００１６】
本出願において、「シート」および「フィルム」という用語は、広い意味で区別なく用いられる。
【００１７】
本発明の説明および／または請求範囲において、「コポリマー」という用語は、２つ以上のモノマーを含むポリマーを指すのに用いられる。
【００１８】
第１のフィルムまたはシートを、第２のフィルムまたはシートに「ラミネート」するとは、第１のフィルムまたはシートを、第２のフィルムまたはシートへ直接または間接的にラミネートすることを意味する。直接とは、第１のフィルムまたはシートが、第２のフィルムまたはシートに直接接触し、かつ接合していることを意味する。間接的とは、第１のフィルムまたはシートが、第２のフィルムまたはシートと直接接触しておらず、間に配置されたフィルムまたはシートの少なくとも１つの追加の層によりボンドされていることを意味する。
【００１９】
二層シート
図１を参照すると、本発明は、太陽電池モジュールにおいて、少なくとも１つの予備成形された二層シート１０を用いることに関する。予備成形された二層シート１０は、ポリ（ビニルブチラール）シートから誘導された第１の副層１２と、金属またはポリマーフィルムから誘導された第２の副層１４とを有する。
【００２０】
Ｉ．ポリ（ビニルブチラール）シート
本明細書に開示されたポリ（ビニルブチラール）シートは、特定のポリ（ビニルブチラール）組成物でできている。本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）は、水性または溶剤アセタール化により製造される。溶剤プロセスにおいて、アセタール化は、ポリ（ビニルブチラール）を溶解し、アセタール化の終わりに均質な溶液を製造するのに十分な溶剤を存在させて実施する。ポリ（ビニルブチラール）は、水による固体粒子の沈殿により溶液から分離し、これを洗って乾燥する。本明細書で用いる溶剤は、エタノール等の低級脂肪族アルコールである。水性プロセスにおいて、アセタール化は、ブチルアルデヒドをポリ（ビニルアルコール）の水溶液に、約２０℃〜約１００℃の温度で、酸触媒を存在させて、添加し、混合物を攪拌して、中間体ポリ（ビニルブチラール）を微粉砕形態で沈殿させて、攪拌を続けながら、反応混合物が所望の終点に達するまで加熱した後、触媒を中和して、ポリ（ビニルブチラール）樹脂の分離、安定化および乾燥を行う。例えば、ポリ（ビニルブチラール）樹脂は、米国特許第３，１５３，００９号明細書および米国特許第４，６９６，９７１号明細書に開示されたようにして製造することができる。
【００２１】
本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）の低角度レーザー光散乱を用いたサイズ排除クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量（Ｍｗ）は、典型的に、約３０，０００〜約６００，０００、または約４５，０００〜約３００，０００、または約２００，０００〜３００，０００である。本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物は、組成物の合計重量に基づいて、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）として計算された、約１２〜約２３ｗｔ％、または約１４〜約２１ｗｔ％、または約１５〜約１９．５ｗｔ％、または約１５〜約１９ｗｔ％のヒドロキシル基を含む。ヒドロキシル価は、ＡＳＴＭ  Ｄ１３９６−９２等の標準的な方法に従って求めることができる。また、本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物は、ポリビニルエステル、典型的にはアセテート基として計算された、０〜約１０％、または好ましくは０〜約３％の残基エステル基を含み、残部はブチルアルデヒドアセタールである。ポリ（ビニルブチラール）組成物はまた、米国特許第５，１３７，９５４号明細書に開示されているように、ブチラール以外の少量のアセタール基、例えば、２−エチルヘキサナール、を含有していてもよい。
【００２２】
本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物は、典型的に、可塑剤を含有しており、その量は、具体的なポリ（ビニルブチラール）樹脂と用途に望まれる特性に応じて異なる。可塑剤は、ポリ（ビニルブチラール）組成物の柔軟性および処理性を改善する。好適な可塑剤は、当該技術分野において一般的に知られており、例えば、米国特許第３，８４１，８９０号明細書、米国特許第４，１４４，２１７号明細書、米国特許第４，２７６，３５１号明細書、米国特許第４，３３５，０３６号明細書、米国特許第４，９０２，４６４号明細書、米国特許第５，０１３，７７９号明細書および国際公開第９６／２８５０４号パンフレットに開示されている。一般的に用いられる可塑剤は、多塩基酸または多価アルコールのエステルである。好ましい可塑剤としては、これらに限られるものではないが、トリエチレングリコールまたはテトラエチレングリコールと、６〜１０個の炭素原子を有する脂肪族カルボン酸との反応により得られるジエステル、セバシン酸と、１〜１８個の炭素原子を有する脂肪族アルコールとの反応により得られるジエステル、オリゴエチレングリコールジ−２−エチルヘキサノエート、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ヘプタノエート、ジヘキシルアジペート、ジオクチルアジペート、ヘプチルとノニルアジペートの混合物、ジブチルセバケート、トリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート、トリイソプロピルホスフェート、ポリマー可塑剤、例えば、油変性セバシン酸アルキド、ホスフェートとアジペートの混合物、アジペートとアルキルベンジルフタレートの混合物およびこれらの混合物が挙げられる。単一の可塑剤を用いたり、可塑剤の混合物を用いることができる。簡単にするために、本発明の組成物を説明する際、可塑剤の混合物も「可塑剤」とする。すなわち、本明細書で用いる単数の形態の「可塑剤」という言葉は、１つの可塑剤の使用または２つ以上の可塑剤の混合物の使用を表している。
【００２３】
上述したとおり、可塑剤は、柔軟性と処理性をポリ（ビニルブチラール）組成物に与える。本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物には、組成物の合計重量に基づいて、好ましくは約１５〜約６０ｗｔ％、より好ましくは約１５〜約５０ｗｔ％、最も好ましくは約２５〜約４０ｗｔ％の可塑剤を組み込む。
【００２４】
本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物はまた、例えば、組成物の合計重量に基づいて、約２８〜約４０ｗｔ％の量で単一の可塑剤を有する音響ポリ（ビニルブチラール）樹脂も含む。好適な音響ポリ（ビニルブチラール）組成物は、国際公開第２００４／０３９５８１号パンフレットに開示されている。
【００２５】
例えば、ポリ（ビニルブチラール）副層と、太陽電池ラミネート中の他の成分層との間の接着ボンドを制御するための接着力制御添加剤を用いてもよい。通常、有機および無機酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩がある。好ましくは、２〜１６個の炭素原子を有する有機カルボン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩である。より好ましくは、２〜１６個の炭素原子を有する有機カルボン酸のマグネシウムまたはカリウム塩である。接着力制御添加剤は、典型的に、ポリマーシート組成物の合計重量に基づいて、約０．００１〜約０．５ｗｔ％の範囲で用いられる。
【００２６】
表面張力制御剤、例えば、Ｔｒａｎｓ（登録商標）２９０またはＴｒａｎｓ（登録商標）２９６（Ｔｒａｎｓ−Ｃｈｅｍｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能）またはＱ−２３１８３（登録商標）（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能）を、ポリ（ビニルブチラール）組成物に組み込むことができる。
【００２７】
本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物はまた、当該技術分野において公知のその他の添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、これらに限られるものではないが、フロー促進添加剤、潤滑剤、顔料、染料、難燃剤、衝撃改質剤、核剤、アンチブロッキング剤（例えば、シリカ）、熱安定剤、ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定剤、分散剤、界面活性剤、キレート化剤、カップリング剤、接着剤、プライマー、強化添加剤（例えば、ガラス繊維）、フィラー等が挙げられる。通常、組成物の光学的透明度を減少する恐れのある添加剤、例えば、強化添加剤およびフィラーは、バックシートカプセル材層またはバックシートとして用いるシート用である。
【００２８】
本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物は、有効量の熱安定剤をさらに含有していてもよい。任意の好適な熱安定剤を、本発明において利用して構わない。熱安定剤の好ましい分類を挙げると、これらに限られるものではないが、フェノール酸化防止剤、アルキル化モノフェノール、アルキルチオメチルフェノール、ヒドロキノン、アルキル化ヒドロキノン、トコフェロール、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール、Ｏ−、Ｎ−およびＳ−ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化マロネート、芳香族ヒドロキシベンジル化合物、トリアジン化合物、アミン系酸化防止剤、アリールアミン、ジアリールアミン、ポリアリールアミン、アシルアミノフェノール、オキサミド、金属不活性剤、フォスファイト、フォスフォナイト、ベンジルフォスフォネート、アスコルビン酸（ビタミンＣ）、過酸化物を破壊する化合物、ヒドロキシルアミン、ニトロン、チオ共力剤、ベンゾフラノン、インドリノン等およびこれらの混合物である。本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物には、組成物の合計重量に基づいて、好ましくは約１０．０ｗｔ％まで、または約５．０ｗｔ％まで、または約１．０ｗｔ％までの熱安定剤を組み込む。
【００２９】
本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物は、有効量のＵＶ吸収剤をさらに含有していてもよい。任意の好適なＵＶ吸収剤を、本発明において利用して構わない。ＵＶ安定剤の好ましい分類を挙げると、これらに限られるものではないが、ベンゾトリアゾール、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシフェニルトリアジン、置換および非置換安息香酸のエステル等およびこれらの混合物である。本明細書で用いる組成物に、組成物の合計重量に基づいて、約１０．０ｗｔ％まで、または約５．０ｗｔ％まで、または約１．０ｗｔ％までのＵＶ吸収剤を含んでもよい。
【００３０】
本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物に、有効量のヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）をさらに組み込んでもよい。通常、ＨＡＬＳ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、ヒドロキシ置換、Ｎ−ヒドロカルビルオキシ置換またはその他の置換環状アミンであり、さらに、通常、アミン官能基に近接した炭素原子にある脂肪族置換基から誘導された、立体障害がさらに組み込まれている。本明細書で用いる組成物に、組成物の合計重量に基づいて、約１０．０ｗｔ％まで、または約５．０ｗｔ％まで、または約１．０ｗｔ％までのＨＡＬＳを含有してもよい。
【００３１】
本明細書でポリ（ビニルブチラール）組成物は、公知のプロセスにより製造される。通常、ポリ（ビニルブチラール）シートは、押出し成型プロセスにより製造される。シートは平滑または粗面を有する。好ましくは、本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）組成物は、ラミネーションプロセス中の脱気を促進するために粗面を有する。
【００３２】
本明細書で用いる可塑化ポリ（ビニルブチラール）シートは、まず、ポリ（ビニルブチラール）樹脂組成物を可塑剤と混合してから、その処方を、シート成型ダイを通して押し出す、すなわち、溶融した可塑化ポリ（ビニルブチラール）を、形成しているシートの長さと幅に実質的に適合する、水平に長く、垂直に狭いダイ開口部を通すことにより形成される。可塑化ポリ（ビニルブチラール）組成物は、通常、約２２５℃〜約２４５℃の温度で押し出すことができる。押出しシートの片側または両側の粗面は、米国特許第４，２８１，９８０号明細書に開示されているように、ダイ開口部の設計および押出し物が通過するダイ出口表面温度により与えられるのが好ましい。押出しポリ（ビニルブチラール）シートに好ましい粗面を製造する他の技術には、ポリマー分子量分布、水含量および融点のうち１つ以上の指定および制御が含まれる。好ましい粗面を、押出しポリ（ビニルブチラール）シートに製造する他の技術には、ポリマー分子量分布、水含量および融点のうち１つ以上の指定および制御が含まれる。ポリ（ビニルブチラール）のシート形成は、米国特許第２，９０４，８４４号明細書、米国特許第２，９０９，８１０号明細書、米国特許第３，６７９，７８８号明細書、米国特許第３，９９４，６５４号明細書、米国特許第４，１６１，５６５号明細書、米国特許第４，２３０，７７１号明細書、米国特許第４，２９２，３７２号明細書、米国特許第４，２９７，２６２号明細書、米国特許第４，５７５，５４０号明細書、米国特許第５，１５１，２３４号明細書、米国特許第５，８８６，６７５号明細書および欧州特許第０  １８５  ８６３号明細書に開示されている。あるいは、「押出したまま」の状態のシートを、ダイ出口に隣接配置されたダイロールの特別に仕上げた表面に通過させて、好ましい表面特性を、溶融ポリマーの片側に与えてもよい。このように、かかるロールの表面に微細な山と谷があると、成型されたポリマーで形成されたシートは、ロール表面の山と谷にそれぞれほぼ適合するロールと接触する側に粗面ができる。かかるダイロールは、例えば、米国特許第４，０３５，５４９号明細書に開示されている。粗面化したシート表面は、ラミネーションプロセスを簡単にし、優れた太陽電池ラミネートを提供するのに好ましい。かかる粗面は、一時的なものに過ぎず、特に、ラミネーティング中脱気を促す機能を果たし、その後、オートクレーブおよびその他のラミネーションプロセスに関連する高温および圧力により、溶融され平滑になるものと考えられる。
【００３３】
本明細書で用いるポリ（ビニルブチラール）シートの厚さは、太陽電池ラミネート構造に望ましい厚さであればよい。好ましくは、ポリ（ビニルブチラール）シートの厚さは、３０ミル（０．７６ｍｍ）以下、または約２０ミル（０．５１ｍｍ）以下、または約１０ミル（０．２５ｍｍ）〜約２０ミルである。
【００３４】
ＩＩ．フィルム層
ポリ（ビニルブチラール）シートの第１の副層の他に、本明細書に開示された予備成形された二層シートは、アルミニウムホイル等の金属フィルムやポリマーフィルムの第２の副層をさらに含む。ポリマーフィルムに好適なポリマーとしては、これらに限られるものではないが、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、ノルボルネンポリマー、ポリスチレン、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、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ポリ（エチレンナフタレート）、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ナイロン、ポリ（ウレタン）、アクリル、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、セロファン、塩化ビニルポリマー、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデンコポリマー、フルオロポリマー、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、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー等が挙げられる。好ましくは、フィルムは、二軸延伸ＰＥＴフィルム、被覆された二軸延伸ＰＥＴフィルムおよびフルオロポリマーフィルム（例えば、ポリ（フッ化ビニル）またはポリ（フッ化ビニリデン）フィルム、例えば、ＤｕＰｏｎｔの製品であるＴｅｄｌａｒ（登録商標）またはＴｅｆｚｅｌ（登録商標）フィルム）からなる群から選択される。より好ましくは、フィルムは、二軸延伸ＰＥＴフィルムおよび被覆された二軸延伸ＰＥＴフィルムからなる群から選択される。
【００３５】
フィルム層の片面または両面を処理して、太陽電池ラミネートの他のラミネート層への接着力を高めてもよい。この処理は、当該技術分野において公知の任意の形態であってよく、接着剤、シラン等のプライマー、米国特許第２，６３２，９２１号明細書、米国特許第２，６４８，０９７号明細書、米国特許第２，６８３，８９４号明細書および米国特許第２，７０４，３８２号明細書に開示されているような火炎処理、米国特許第４，７３２，８１４号明細書に開示されているようなプラズマ処理、電子ビーム処理、酸化処理、コロナ放電処理、化学的処理、クロム酸処理、ホットエア処理、オゾン処理、紫外線処理、サンドブラスト処理、溶剤処理等およびこれらの組み合わせが挙げられる。例えば、カーボンの薄層を、米国特許第４，８６５，７１１号明細書に開示されているように、真空スパッタリングによりポリマーフィルムの片面または両面に堆積してもよい。例えば、米国特許第５，４１５，９４２号明細書には、ＰＥＴフィルムの接着力促進プライマーとして作用するヒドロキシ−アクリルヒドロゾルプライマーが開示されている。
【００３６】
好ましくは、接着剤またはプライマーは、アミン官能基を組み込んだシランである。かかる材料の具体例としては、これらに限られるものではないが、ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−ベータ−（アミノエチル）−ガンマ−アミノプロピル−トリメトキシシラン等およびこれらの混合物が挙げられる。かかる材料の市販品としては、例えば、Ａ−１１００（登録商標）シラン（Ｓｉｌｑｕｅｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ、以前のＵｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシランと考えられる）およびＺ６０２０（登録商標）シラン（Ｄｏｗ  Ｃｏｍｐａｎｙ）が挙げられる。
【００３７】
より好ましくは、本明細書で用いるポリマーフィルムは、片面または両面、より好ましくは両面に、ポリ（アリルアミン）系プライマーのコーティングを含むプライマーコーティングを含む。ポリ（アリルアミン）系プライマーおよびＰＥＴフィルムへのその適用は、米国特許第５，４１１，８４５号明細書、米国特許第５，７７０，３１２号明細書、米国特許第５，６９０，９９４号明細書および米国特許第５，６９８，３２９号明細書に開示されている。通常、ＰＥＴフィルムは、上述したとおり、従来の方法により押し出され、フィルムとして成型され、ポリアリルアミンコーティングは、延伸前か、機械方向延伸と交差方向延伸操作間のいずれか、かつ／または２つの延伸操作後に、ＰＥＴフィルムに適用され、テンターオーブン中で熱硬化される。コーティングは、交差方向延伸操作前に適用されて、被覆されたＰＥＴウェブを、テンターオーブン中で、約２２０℃の温度まで拘束下で加熱し、ポリアリルアミンをＰＥＴフィルム表面に対して硬化させるのが好ましい。かかる材料は、例えば、米国特許出願公開第２００５／０１２９９５４号明細書に開示されている。この硬化したコーティングに加えて、追加のポリ（アリルアミン）コーティングを、延伸およびテンターオーブン熱硬化後に、そこに適用して、さらに厚い全体コーティングとすることもできる。
【００３８】
予備成形された二層シートに用いるフィルム層の厚さは、重要ではなく、特定の用途に応じて変えて構わない。通常、フィルム層の厚さは、約０．１ミル（０．００３ｍｍ）〜約１０ミル（０．２６ｍｍ）または約１ミル〜約７ミル（０．１８ｍｍ）である。
【００３９】
本明細書で用いるポリマーフィルムは、コーティングおよびラミネーションプロセスの際、十分に応力緩和され、収縮安定性があるのが好ましい。本明細書で用いるポリマーフィルムは、熱安定化させて、後述するラミネーションプロセスで生じるような高温になったときに、収縮特性を低くする（すなわち、１５０℃で３０分後に両方向において収縮が２％未満）のが好ましい。
【００４０】
開示された予備成形された二層シートのフィルム層は、必要に応じて被覆してもよい。例えば、コーティングは、例えば、米国特許第６，５２１，８２５号明細書および米国特許第６，８１８，８１９号明細書および欧州特許第１  １８２  ７１０号明細書に開示された金属酸化物コーティング等酸素および水分バリアコーティングとして機能する。
【００４１】
本明細書で用いるフィルム層はまた、片面または両面にハードコート層を有していてもよい。外側ラミネート表面として利用する場合には、フィルム表面がハードコートを有しているのが特に好ましい。当該技術分野において公知の任意のハードコート処方を利用してよい。通常、ハードコート層は、ＵＶ硬化樹脂から形成される。ＵＶ硬化可能な任意の樹脂を使用することができる。ＵＶ硬化樹脂の材料の具体例としては、例えば、オリゴマー、例えば、２つ以上のエチレン化二重結合を有するウレタンオリゴマー、ポリエステルオリゴマーおよびエポキシオリゴマー、単または多官能性オリゴマー、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＡ）、ペンタエリスリトールテトラメタクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＥＨＡ）等およびこれらの混合物が挙げられる。ＵＶ硬化樹脂は、通常、オリゴマー、光開始剤、そして、必要に応じて、反応性希釈剤（モノマー）からなる。光開始剤の具体例としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾフェノン、ベンゾイルメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ジベンジル、５−ニトロアセナフテン、ヘキサクロロシクロペンタジエン、ｐ−ニトロジフェニル、ｐ−ニトロアニリン、２，４，６−トリニトロアニリン、１，２−ベンズアントラキノン、３−メチル−１，３−ジアザ−１，９−ベンズアントロン等およびこれらの混合物が挙げられる。希釈剤のレベルは、ＵＶ硬化性樹脂の合計重量に基づいて、約０．１〜約１０ｗｔ％または約０．５〜約５ｗｔ％の範囲が好ましい。光開始剤のレベルは、ＵＶ硬化性樹脂の合計重量に基づいて、約５ｗｔ％以下であるのが好ましい。ハードコートは、典型的な溶液コーティングプロセスによりフィルムに適用してよい。
【００４２】
ハードコートにはまた、さらに添加剤を組み込んだり、高引っ掻き抵抗等のその他の所望の属性を提供するように修正してもよい。通常、ハードコート層の引っ掻き抵抗を増強するためには、鉛筆硬度を増大しなければならない。好ましくは、引っ掻き抵抗ハードコート層は、少なくとも５Ｈ、または少なくとも８Ｈ、または少なくとも９Ｈの鉛筆硬度を有していなければならない。ハードコートに、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3またはＭｇＯの微粒子を含有させて、硬度および耐摩耗性を改善してもよい。これらの粒子は、基本的に透明で、フィルムの可視光の透過を低下しない。引っ掻き抵抗ハードコート層添加剤の一例としては、ＵＶＣＨ１１０５（登録商標）が挙げられる。これは、Ｔｏｓｈｉｂａ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより市販されている。耐摩耗性ポリシロキサンおよびオリゴマーハードコート材料は、米国特許出願公開第２００５００７７００２号明細書に開示されている。本明細書において有用な耐摩耗性のさらなる例としては、米国特許第４，１７７，３１５号明細書に開示されているシリカおよび有機シラノールコーティングが挙げられる。
【００４３】
ハードコート層に、防曇性添加剤をさらに組み込んで、結露やフィルム透明度の喪失を防いでもよい。これは、フィルム表面が、太陽電池モジュールの外側層を形成するときは特に重要である。通常、防曇性を与えるには、親水性オリゴマーおよびモノマーまたは界面活性剤（特に、湿潤剤）を利用する。防曇性ハードコート層は、例えば、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ  Ｒａｙｏｎ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．より入手可能なＤＩＡＢＥＡＭ（登録商標）ＭＨ−３２６３樹脂を用いて形成される。
【００４４】
ハードコート層に、高光沢、好ましくは、少なくとも９５以上（ＪＩＳ  Ｋ７１０５に従って）のガラスレベルを与える添加剤をさらに組み込んでもよい。高光沢ハードコート層の一例は、例えば、ＡＳＡＨＩ  ＤＥＮＫＡ  ＫＯＧＹＯ  Ｋ．Ｋ．Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なＡＤＥＫＡ  ＯＰＴＭＥＲ（登録商標）ＫＲ−５６７を用いて形成することができる。
【００４５】
ハードコート層に、高耐溶剤性、特に優れた耐溶剤性を、高極性溶剤、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドに提供する添加剤をさらに組み込んでもよい。通常、かかる耐溶剤性ハードコート組成物は、疎水性添加剤、例えば、シリコン−またはフッ素−変性オリゴマー、モノマーまたは樹脂を含む。耐溶剤性ハードコート組成物の一例は、Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．より入手可能なＳｉｌｉｃｏｎｅ  Ｈａｒｄｃｏａｔ  Ａｇｅｎｔ（登録商標）ＫＰ８５１である。
【００４６】
ハードコート層に、フィルムの耐湿性を増大する添加剤をさらに組み込んでもよい。通常、かかる耐湿性ハードコート組成物は、疎水性添加剤、例えば、シリコン−またはフッ素−変性オリゴマー、モノマーまたは樹脂等を含む。耐湿性ハードコート組成物の一例は、ＮＩＰＰＯＮ  ＫＡＳＥＩ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．より入手可能なＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｌｏｗ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙである。
【００４７】
フィルムは変性表面をさらに有していてもよい。例えば、フィルムは、帯電防止材料のコーティングを有していてもよい。帯電防止剤としては、イオンポリマー化合物、界面活性剤、導電性無機微粒子、無機電解質、有機錯体塩等が例示される。「イオンポリマー化合物」という用語は、主鎖または側鎖に、または主鎖の懸垂として、イオン基をそれぞれ有するポリマー化合物についての一般用語である。それぞれイオン基を有するポリマー化合物のイオン基としては、これらに限られるものではないが、スルホネート、カルボキシレート、ホスフェート、アルキルスルホネート塩、アルキルホスフェート塩等のアニオン基、アルキルトリメチルアンモニウム塩、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、アルキルピロリジニウム塩等の第３級アンモニウム塩からそれぞれ主に構成された化合物のカチオン基、ポリエーテル、多価アルコール、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等でそれぞれ主に構成された化合物のノニオン基、長鎖脂肪酸基、第３級アンモニウム窒素およびカルボキシル基またはスルホン基をそれぞれ有する化合物の両性イオン等が例示される。主鎖にイオン基を有するポリマー化合物としては、ピロリジウム環、ピペリジウム環等を、その主鎖にそれぞれ有するポリマー化合物が例示され、これらのポリマー化合物は、それぞれさらに、コモノマーとして、不飽和結合を有する化合物を含有する。イオン基をその側鎖に有するポリマー化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン等のホモポリマーおよび／または飽和炭化水素（例えば、エチレン、プロピレン）、不飽和炭化水素（例えば、アセチレン）またはアルキレンオキシド等の他のコモノマーとのコポリマーを含む主鎖と、ホスフェート塩、スルホネート塩、ビニルスルホネート塩、カルボキシレート塩、第３級アンモニウム塩等のイオン基を有する側鎖とをそれぞれ有するポリマー化合物が例示される。
【００４８】
ＩＩＩ．予備成形された二層シートの作製
本明細書に開示された二層シートを予備成形するプロセスは、多くの形態を採り、公知の方法により作製される。例えば、予備成形された二層シートは、２つ以上のスリットダイを利用する共押出しにより、または、例えば、ポリ（ビニルブチラール）副層の予備成形されたフィルム層の押出しコーティングにより作製される。
【００４９】
好ましくは、本明細書に開示された予備成形された二層シートは、予備成形されたポリ（ビニルブチラール）シートの予備成形されたフィルム層によるラミネーションにより作製される。例えば、ポリ（ビニルブチラール）シートを、ニップロール結合プロセスにより、フィルム層に軽くボンドする。かかるプロセスにおいて、フィルムは、ロールから供給し、まず、テンションロールを通過させる。加熱ゾーン、例えば、オーブンに通過させることにより、フィルムに中程度の加熱を行ってもよい。ポリ（ビニルブチラール）シートも、ロールから、またはフラットシートストックとして供給し、まずテンションロールを通過させる。加熱ゾーン、例えば、オーブンに通過させることにより、ポリ（ビニルブチラール）シートに中程度の加熱を行ってもよい。加熱は、一時的な融着を促進して、ポリ（ビニルブチラール）シートの表面を粘着性にさせるのに十分な温度までとしなければならない。好ましいポリ（ビニルブチラール）シートに好適な温度は、約５０℃〜約１２０℃の範囲内、好ましい表面温度は、約６５℃に達する。
【００５０】
フィルム層は、ニップロールを通して、ポリ（ビニルブチラール）シートと共に供給され、そこで、２層が、中程度の圧力下で融合して、弱く結合したラミネートが形成される。必要に応じて、ニップロールを加熱して、結合プロセスを促進してもよい。ニップロールにより出る結合圧力は、フィルム材料、ポリ（ビニルブチラール）材料および用いる温度により変わる。通常、結合圧力は、約１０ｐｓｉ（０．７ｋｇ／ｃｍ2）〜約７５ｐｓｉ（５．３ｋｇ／ｃｍ2）、または約２５ｐｓｉ（１．８ｋｇ／ｃｍ2）〜約３０ｐｓｉ（２．１ｋｇ／ｃｍ2）の範囲内である。ポリ（ビニルブチラール）シートとフィルム層との間の張力は、アイドラロールを通過させることにより制御される。ロールアセンブリの典型的な線速度は、１分当たり約５フィート（１．５ｍ）〜約３０フィート（９．２ｍ）の範囲内である。速度と張力が適正に制御されると、フィルムのしわが最小となる傾向がある。結合後、予備成形された二層シートを、一連の冷却ロールに通過させて、ロールに巻き取られたシートが確実に粘着しないようにする。これを行うには、通常、水冷で十分である。システム内の張力は、アイドラロールによりさらに維持される。このプロセスにより作製されたシートは、これらの予備成形された二層シートを組み込む最終太陽電池ラミネートを製造するラミネーションを行う人が取扱いできるような十分な強度を有する。
【００５１】
かかる予備成形されたポリ（ビニルブチラール）／フィルム二層複合体シートもまた、ＤｕＰｏｎｔよりＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）ＳｐａｌｌＳｈｉｅｌｄという商品名で市販されている。例えば、ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）Ｓｐａｌｌｓｈｉｅｌｄ３０１０は、３０ミル（０．７６ｍｍ）の厚さのポリ（ビニルブチラール）シートと１０ミル（０．２５ｍｍ）の厚さのポリエステルフィルム層とからなる二層複合体であり、ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）Ｓｐａｌｌｓｈｉｅｌｄ１５１０は、１５ミル（０．３８ｍｍ）の厚さのポリ（ビニルブチラール）シートと１０ミル（０．２５ｍｍ）の厚さのポリエステルフィルム層とからなる二層複合体であり、ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）Ｓｐａｌｌｓｈｉｅｌｄ３０７は、３０ミル（０．７６ｍｍ）の厚さのポリ（ビニルブチラール）シートと７ミル（０．１８ｍｍ）の厚さのポリエステルフィルム層とからなる二層複合体である。
【００５２】
太陽電池モジュール
太陽電池は、技術の発展に伴い、種々のものが一般に利用されるようになっている。本発明において太陽電池とは、光を電気エネルギーに変換できる物品のことを意味する。太陽電池の様々な形態の典型的な技術例としては、例えば、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、微結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコンベースの太陽電池、セレン化銅インジウム太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池等が挙げられる。最も一般的なタイプの太陽電池としては、多結晶太陽電池、薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池およびアモルファスシリコン太陽電池が挙げられる。
【００５３】
薄膜太陽電池は、典型的に、ガラスや可撓性フィルムといった、数枚の薄膜層を、基板に堆積することにより製造される。層はパターン化されて、電気的に相互接続された複数の個々の電池を形成して、好適な電圧出力を生成する。多層堆積を行う順番に応じて、基板は、太陽電池モジュールの背面またはフロントウィンドウとして作用する。例を挙げると、薄膜太陽電池は、米国特許第５，５１２，１０７号明細書、米国特許第５，９４８，１７６号明細書、米国特許第５，９９４，１６３号明細書、米国特許第６，０４０，５２１号明細書、米国特許第６，１３７，０４８号明細書および米国特許第６，２５８，６２０号明細書に開示されている。薄膜太陽電池モジュールとしては、テルル化カドミウムまたはＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ−Ｇａ）（ＳｅＳ）２）、薄膜電池を含むものが例示される。
【００５４】
図２を参照すると、典型的な先行技術の太陽電池モジュール２０は、（ｉ）１つまたは複数の電子的に相互接続された太陽電池で形成された太陽電池層２３と、（ｉｉ）太陽電池層のいずれかの側にラミネートされた１つ以上のカプセル材層、例えば、太陽電池層の受光側２３ａにラミネートされたフロントシートカプセル材層２２および太陽電池層の背面側２３ｂにラミネートされたバックシートカプセル材層２４と、（ｉｉｉ）ラミネートの受光側にある第１の外側層、すなわち、入射層２１と、（ｉｖ）ラミネートの背面側にある第２の外側層、すなわち、バックシート２５と、（ｖ）ラミネートに埋め込まれた任意のその他の機能フィルムまたはシート層、例えば、誘電体層またはバリア層（例えば、水分または酸素バリア層）とからなる。太陽電池層の受光側にラミネートされた全てのフィルムまたはシート層は、透明材料でできていて、太陽電池へ日光を十分に透過できることが不可欠である。場合によっては、特別なフィルムまたはシート層を含めて、カプセル材層と外側層、例えば、入射層またはバックシートの両方の機能を果たすようにしてもよい。ラミネートに含まれるフィルムまたはシート層は、単層または多層フィルムまたはシートで形成されることも考えられる。
【００５５】
通常、太陽電池ラミネートのカプセル材層は、任意の種類の好適なフィルムまたはシートから誘導される。かかる好適なフィルムまたはシートとしては、これらに限られるものではないが、ポリ（ビニルアセタール）（例えば、ポリ（ビニルブチラール））、α−オレフィンおよびα，β−エチレン化不飽和カルボン酸の酸コポリマー、α−オレフィンおよびα，β−エチレン化不飽和カルボン酸の部分または完全中和酸コポリマーから誘導されたイオノマー、ポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）、ポリウレタン、ポリ（塩化ビニル）、ポリエチレン（例えば、メタロセン触媒鎖状低密度ポリエチレン）、ポリオレフィンブロックエラストマー、エチレンアクリレートエステルコポリマー（例えば、ポリ（エチレン−コ−メチルアクリレート）およびポリ（エチレン−コ−ブチルアクリレート））、シリコーンエラストマーおよびエポキシ樹脂を含むフィルムまたはシートが挙げられる。太陽電池ラミネートに含まれるカプセル材層は、平滑または粗面を有している。好ましくは、カプセル材層は、粗面を有していて、ラミネートプロセスを通して、ラミネートの脱気を促進する。
【００５６】
太陽電池ラミネートの外側層、すなわち、入射層およびバックシートは、任意の好適なシートまたはフィルムから誘導してよい。本明細書で用いるのに好適なシートは、ガラスまたはプラスチックシート、例えば、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（例えば、エチレンノルボルネンポリマー）、メタロセン触媒ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、フルオロポリマー等およびこれらの組み合わせ、または金属シート、例えば、アルミニウム、鋼および亜鉛めっき鋼またはセラミック板である。
【００５７】
ガラスは、太陽電池ラミネートの入射層として作用し、太陽電池モジュールの支持バックシートは、ガラス、剛性プラスチックシートまたは金属シートから誘導される。「ガラス」という用語は、窓ガラス、板ガラス、シリケートガラス、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ばかりでなく、着色ガラス、例えば、太陽加熱を制御する成分を含む特殊ガラス、例えば、太陽光制御目的で、銀や酸化インジウム錫等のスパッタ金属により、例えば、被覆されたガラス、Ｅ−ガラス、Ｔｏｒｏｇｌａｓｓ、Ｓｏｌｅｘ（登録商標）ガラス（Ｓｏｌｕｔｉａの製品）等も含むものとする。かかる特殊ガラスは、例えば、米国特許第４，６１５，９８９号明細書、米国特許第５，１７３，２１２号明細書、米国特許第５，２６４，２８６号明細書、米国特許第６，１５０，０２８号明細書、米国特許第６，３４０，６４６号明細書、米国特許第６，４６１，７３６号明細書、米国特許第６，４６８，９３４号明細書に開示されている。特定のラミネートに選択すべきガラスのタイプは、意図する用途に応じて異なる。
【００５８】
本明細書で用いるフィルム層は、金属またはポリマーである。これらのフィルム層の詳細は、上述した予備成形された二層シートに用いるフィルムと同様である。
【００５９】
本明細書で用いるフィルムは、入射層（例えば、フルオロポリマーまたはＰＥＴフィルム）またはバックシート（例えば、フルオロポリマー、アルミニウムホイルまたはＰＥＴフィルム）として作用してもよい。
【００６０】
ラミネートに埋め込まれる任意のその他の機能フィルムまたはシート層、例えば、誘電体層またはバリア層は、追加の機能性コーティングで被覆された上述のポリマーフィルムのいずれかから誘導される。例えば、米国特許第６，５２１，８２５号明細書および米国特許第６，８１８，８１９号明細書および欧州特許第１  １８２  ７１０号明細書に開示されているような金属酸化物コーティングで被覆されたＰＥＴフィルムは、ラミネートにおいて酸素および水分バリア層として機能する。
【００６１】
必要に応じて、不織ガラス繊維（スクリム）の層もまた、太陽電池ラミネートに含めて、ラミネーションプロセス中の脱気を促進したり、カプセル材層の補強として作用させてもよい。太陽電池ラミネート内のかかるスクリム層の使用は、例えば、米国特許第５，５８３，０５７号明細書、米国特許第６，０７５，２０２号明細書、米国特許第６，２０４，４４３号明細書、米国特許第６，３２０，１１５号明細書、米国特許第６，３２３，４１６号明細書および欧州特許第０  ７６９  ８１８号明細書に開示されている。
【００６２】
本明細書に開示された太陽電池モジュールは、カプセル材層として作用する少なくとも１層の予備成形された二層シート１０（図１に図示）を含む。
【００６３】
一態様において、太陽電池モジュールは、太陽電池層に隣接配置したポリ（ビニルブチラール）副層１２を有する少なくとも１層の予備成形された二層シート１０を含む。
【００６４】
ある特定の実施形態（図３に図示）において、予備成形された二層シート１０は、受光側２３ａで、太陽電池層２３と直接接触し、かつ接合したポリ（ビニルブチラール）副層１２を有するフロントシートカプセル材層２２として、太陽電池ラミネート２０ａに含まれる。太陽電池ラミネート２０ａは、少なくとも１つのバックシートカプセル材層２４とバックシート２５とをさらに含んでいてもよい。この特定の実施形態において、予備成形された二層シート１０は、フロントシートカプセル材層２２と入射層２１の両方として機能する。あるいは、図４に示すとおり、太陽電池ラミネート２０ｂは、入射層２１と、少なくとも１つの追加のフロントシートカプセル材層２２ａをさらに含む。この特定の実施形態において、予備成形された二層シート１０は、フロントシートカプセル材層として作用し、フィルム副層１４と入射層２１との間の接着力の欠如により、少なくとも１つの追加のフロントシートカプセル材層２２ａを、予備成形された二層シート１０と入射層２１との間に組み込んで、２層間にボンドを形成している。
【００６５】
他の特定の実施形態（図５に図示）において、予備成形された二層シート１０は、背面側２３ｂで、太陽電池層２３と直接接触し、かつ接合したポリ（ビニルブチラール）副層１２を有するバックシートカプセル材層２４として、太陽電池ラミネート２０ｃに含まれる。太陽電池ラミネート２０ｃは、フロントシートカプセル材層２２と入射層２１とをさらに含んでいてもよい。この特定の実施形態において、予備成形された二層シート１０は、バックシートカプセル材層２４とバックシート２５の両方として機能する。あるいは、図６に示すとおり、太陽電池ラミネート２０ｄは、バックシート２５と、少なくとも１つの追加のバックシートカプセル材層２４ａをさらに含む。この特定の実施形態において、予備成形された二層シート１０は、バックシートカプセル材層２４として作用し、フィルム副層１４とバックシート２５との間の接着力の欠如により、少なくとも１つの追加のバックシートカプセル材層２４ａを、予備成形された二層シート１０とバックシート２５との間に組み込んで、２層間にボンドを形成している。
【００６６】
さらに他の特定の実施形態（図７に図示）において、太陽電池ラミネート２０ｅは、２層の予備成形された二層シート１０を含んでいる。この特定の実施形態において、２つの予備成形された二層シート１０は、太陽電池層２３の各側に、太陽電池２３に隣接配置されたポリ（ビニルブチラール）副層でラミネートされている。任意により、入射層および／またはバックシートおよび／または追加のカプセル材層を、太陽電池ラミネート２０ｅに含めてもよい。
【００６７】
他の態様において、太陽電池ラミネートは、少なくとも１層の予備成形された二層シート１０を含み、これは、太陽電池層に隣接配置されたフィルム副層１４を有する。この場合、フィルム副層１４と太陽電池層との間の接着力の欠如により、少なくとも１つの追加のカプセル材層を、予備成形された二層シート１０と太陽電池層２３との間に配置して、二者間にボンドを形成している。
【００６８】
ある特定の実施形態において、図８に示すとおり、少なくとも１つの予備成形された二層シート１０は、フロントシートカプセル材層２２として、太陽電池ラミネート２０ｆに含まれ、そのフィルム副層１４は、受光側２３ａで、太陽電池層２３に隣接配置されている。また、追加のフロントシートカプセル材層２２ａを、予備成形された二層シート１０と太陽電池層２３との間に配置して、二者間にボンドを形成している。この特定の実施形態において、太陽電池ラミネート２０ｆは、予備成形された二層シート１０のポリ（ビニルブチラール）副層１２にラミネートされた入射層２１、バックシートカプセル材層２４およびバックシート２５をさらに含んでいてもよい。
【００６９】
他の実施形態において、図９に示すとおり、少なくとも１つの予備成形された二層シート１０は、バックシートカプセル材層２４として、太陽電池ラミネート２０ｇに含まれ、フィルム副層１４は、背面側２３ｂで、太陽電池層２３に隣接配置されている。また、追加のバックシートカプセル材層２４ａを、予備成形された二層シート１０と太陽電池層２３との間に配置して、二者間にボンドを形成している。この特定の実施形態において、太陽電池ラミネート２０ｇは、予備成形された二層シート１０のポリ（ビニルブチラール）副層１２にラミネートされたバックシート２５、フロントシートカプセル材層２２および入射層２１をさらに含んでいてもよい。
【００７０】
上述した、または図面に示したこれらの特定の実施形態は、シートまたはフィルムの他の追加の層をさらに含んでいてもよい。また、本発明の範囲は、これらの特定の実施形態に限定されるものではない。基本的に、少なくとも１層の予備成形された二層シート１０を含む太陽電池ラミネートまたはモジュールは、本発明の範囲内である。
【００７１】
さらに大きな接着力が望ましい場合には、本発明の太陽電池ラミネートの複合体層のいずれかの片面または両面に、上述したような、接着力促進処理を行ってもよい。
【００７２】
特に、具体的な太陽電池ラミネート構造（上（光入射）側から背面側）としては、これらに限られるものではないが、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］、
・ガラス／その他のカプセル材層／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］、
・フルオロポリマーフィルム（例えば、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）フィルム）／その他のカプセル材層／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／その他のカプセル材層／ガラス、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／その他のカプセル材層／フルオロポリマーフィルム、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／その他のカプセル材層／ＰＥＴフィルム、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／その他のカプセル材層／アルミニウムストック、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／その他のカプセル材層／亜鉛めっき鋼シート、
・［フィルム／ＰＶＢ］／［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］、
・［フィルム／ＰＶＢ］／［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］／［ＰＶＢ／フィルム］、
・ガラス／その他のカプセル材層／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］／［ＰＶＢ／フィルム］、
・ガラス／［ＰＶＢ／フィルム］／その他のカプセル材層／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］、
・ガラス／その他のカプセル材層／［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］／その他のカプセル材層／アルミニウムストック、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／その他のカプセル材層／［フィルム／ＰＶＢ］／アルミニウムストック、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］／その他のカプセル材層／亜鉛めっき鋼シート、
・［フィルム／ＰＶＢ］／太陽電池／その他のカプセル材層／［フィルム／ＰＶＢ］／亜鉛めっき鋼シート、
・ガラス／その他のカプセル材層／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］／その他のカプセル材層／アルミニウムストック、
・ガラス／その他のカプセル材層／太陽電池／その他のカプセル材層／［フィルム／ＰＶＢ］／アルミニウムストック、
・ガラス／その他のカプセル材層／太陽電池／［ＰＶＢ／フィルム］／その他のカプセル材層／亜鉛めっき鋼シート、
・ガラス／その他のカプセル材層／太陽電池／その他のカプセル材層／［フィルム／ＰＶＢ］／亜鉛めっき鋼シート
が挙げられ、「フィルム／ＰＶＢ」または「ＰＶＢ／フィルム」は、予備成形された二層シート１０を示すのに用いられている。
【００７３】
予備成形された二層シートを含むポリ（ビニルブチラール）を太陽電池ラミネートに用いると、太陽電池ラミネートにおいて直接ポリ（ビニルブチラール）シートを用いるよりも有利であることが証明された。第１に、予備成形された二層シートのフィルム副層によって、ポリ（ビニルブチラール）シートが、周囲条件下での保管や発送中に、ロール内でブロックしたり、張り付く傾向を減少または排除するのに役立つ。これは、ポリ（ビニルブチラール）表面が、互いに接触しないようして、張り付いたりブロックしないようにすることによるものである。また、層がブロッキングする傾向を減少または排除することにより、ポリ（ビニルブチラール）シートを、他のフィルムまたはシートに直接ラミネートするときに必要な２工程ラミネーションプロセスが必要なくなるため、ラミネーションプロセスがかなり簡単なものとなる。さらに、上述したとおり、従来のプロセスで、ポリ（ビニルブチラール）シートを、ラミネート層として用いるときは、交互配置層、例えば、ＰＥＴフィルム層が、ラミネーションプロセス中に用いられ、望ましくない廃棄物として廃棄されることが多い。しかしながら、本発明においては、予備成形された二層シートのフィルム副層は、ポリ（ビニルブチラール）シートに対して交互配置層として作用し、フィルム副層は、廃棄されずに、ラミネートに残って、さらなる機能を提供する。
【００７４】
太陽電池モジュールまたはラミネートの製造
さらなる実施形態において、本発明は、本明細書に開示された二層シートを含む予備成形されたポリ（ビニルブチラール）を含む太陽電池ラミネートの簡素化された製造方法である。
【００７５】
具体的には、ポリ（ビニルブチラール）シートを含む太陽電池ラミネートとは異なり、本明細書に開示された予備成形された二層シートに、他のラミネート層を単純にレイアップして、後述するとおり、さらなるラミネーションプロセスを行う。
【００７６】
本発明の太陽電池ラミネートは、後述するオートクレーブを使う、およびオートクレーブを使わないプロセスにより製造される。例えば、上述した太陽電池構造は、真空ラミネーションプレスでレイアップされて、真空下、加熱して、標準大気または高圧でラミネートされる。
【００７７】
プロセスの一例を挙げると、ガラスシート、フロントシートカプセル材層、太陽電池、バックシートカプセル材層、フルオロポリマーフィルム（例えば、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）フィルム）およびカバーガラスシートに、熱、圧力を加え、真空下（例えば、約２７〜２８インチ（６８９〜７１１ｍｍ）Ｈｇ）でラミネートし、空気を除去する。好ましくは、ガラスシートは洗って乾燥しておく。典型的なガラスタイプは、厚さ９０ミルのアニールされた低鉄ガラスである。手順の一例を挙げると、ラミネートアセンブリを、真空を維持できる袋（「真空袋」）に入れ、真空ラインまたは袋に真空を引く他の手段を用いて、袋から空気を引き、真空を維持しながら袋を密閉し、約１２０℃〜約１８０℃の温度、約２００ｐｓｉ（約１５バール）の圧力で、約１０〜約５０分間、密閉した袋をオートクレーブに入れる。好ましくは、袋は、約１２０℃〜約１６０℃の温度で、２０分〜約４５分間オートクレーブ処理する。より好ましくは、袋は、約１３５℃〜約１６０℃の温度で、約２０分〜約４０分間オートクレーブ処理する。真空リングを真空袋の代わりにしてもよい。真空袋のあるタイプは、米国特許第３，３１１，５１７号明細書に開示されている。
【００７８】
ラミネートアセンブリ内にトラップされた空気は、ニップロールプロセスにより除去される。例えば、ラミネートアセンブリは、約８０℃〜約１２０℃の温度、または好ましくは約９０℃〜約１００℃の温度で、約３０分間オーブン中で加熱される。その後、加熱されたラミネートアセンブリは、一組のニップロールを通過して、太陽電池外側層、太陽電池およびカプセル材層間の空隙にある空気が絞り出され、アセンブリの端部が封止される。このプロセスにより、用いた構造の材料および正確な条件に応じて、最終的な太陽電池ラミネートが提供される、または、プリプレスアセンブリと呼ばれるものが提供される。
【００７９】
プリプレスアセンブリを、空気オートクレーブに入れ、温度を約１２０℃〜約１６０℃、または約１３５℃〜約１６０℃まで、圧力を約１００ｐｓｉｇ（６．０９バール）〜約３００ｐｓｉｇ（２０．７バール）、または約２００ｐｓｉｇ（１４．３バール）まで上げる。この条件を約１５分〜約１時間、または約２０〜約５０分間維持した後、空気をそれ以上オートクレーブに添加せずに、空気を冷却する。約２０分の冷却後、過剰の空気圧を排気し、太陽電池ラミネートをオートクレーブから取り出す。これに限定されるものではない。当該技術分野に公知の実質的に任意のラミネーションプロセスを本発明のカプセル材に用いて構わない。
【００８０】
本発明のラミネートは、オートクレーブを用いないプロセスでも製造される。かかるオートクレーブを用いないプロセスは、例えば、米国特許第３，２３４，０６２号明細書、米国特許第３，８５２，１３６号明細書、米国特許第４，３４１，５７６号明細書、米国特許第４，３８５，９５１号明細書、米国特許第４，３９８，９７９号明細書、米国特許第５，５３６，３４７号明細書、米国特許第５，８５３，５１６号明細書、米国特許第６，３４２，１１６号明細書および米国特許第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１  ２３５  ６８３  Ｂ１号明細書および国際公開第９１／０１８８０号パンフレットおよび国際公開第０３／０５７４７８  Ａ１号パンフレットに開示されている。通常、ノンオートクレーブプロセスには、ラミネートアセンブリまたはプリプレスアセンブリの加熱、真空、圧力または両者の印加が挙げられる。例えば、プリプレスは、加熱オーブンおよびニップロールを連続通過してもよい。
【００８１】
必要に応じて、当該技術分野で開示されている任意の手段により、太陽電池ラミネートの端部を封止して、太陽電池の効率および寿命に与える水分および空気の侵入、ならびに潜在的な劣化の影響を減じてもよい。通常技術の端部封止材料としては、これらに限られるものではないが、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、ポリスチレンエラストマー、ブロックエラストマー、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）等が挙げられる。
【００８２】
以下の実施例は、本発明の実例を挙げようとするものであり、本発明の範囲を決して限定しようとするものではない。太陽電池相互接続は、以下の実施例においては、構造を明瞭にするために省いてあるが、一般技術の太陽電池相互接続を、本発明において利用してよい。
【００８３】
方法
以下の方法をこれより示す実施例で使用した。
【００８４】
Ｉ．ラミネーションプロセス１：
後述するラミネート層をスタック（レイアップ）して、実施例に記載したプレラミネート構造を形成する。入射またはバックシートとしてフィルム層を含有するラミネートについては、カバーガラスシートをフィルム層上に配置する。プレラミネート構造を、真空袋に入れ、真空袋を封止し、真空を印加して、空気を真空袋から除去する。袋をオーブンに入れ、真空袋への真空の印加を維持しながら、真空袋を１３５℃で３０分間加熱する。真空袋をオーブンから取り出し、室温（２５±５℃）まで冷却する。真空を止めた後、ラミネートを真空袋から取り出す。
【００８５】
ＩＩ．ラミネーションプロセス２：
後述するラミネート層をスタック（レイアップ）して、実施例に記載したプレラミネート構造を形成する。入射またはバックシートとしてフィルム層を含有するラミネートについては、カバーガラスシートをフィルム層上に配置する。プレラミネート構造を、真空袋に入れ、真空袋を封止し、真空を印加して、空気を真空袋から除去する。袋をオーブンに入れ、９０〜１００℃まで３０分間加熱して、アセンブリ間に含まれた空気を除去する。プリプレスアセンブリに、上述したように、１３５℃で３０分間、エアオートクレーブ中で、２００ｐｓｉｇ（１４．３バール）の圧力までオートクレーブ処理を行う。そうしたら、空気をもうオートクレーブに添加せずに、空気を冷却する。冷却２０分後、空気温度が、約５０℃未満に達したら、過剰の圧力を抜いて、ラミネートをオートクレーブから取り出す。
【００８６】
実施例１〜１４
下の表１に示す１２×１２インチ（３０５×３０５ｍｍ）の太陽電池ラミネート構造を組立て、ラミネーションプロセス１によりラミネートする。各構造において、層は上から下の順番で記載されており、予備成形された二層シートのポリ（ビニルブチラール）副層は、太陽電池表面と直接接触する。
【００８７】
表1                                    
太陽電池ラミネート構造
実施例        層1        層2          層3          層4          層5  
1, 15        ガラス1    PVB          太陽電池1    二層1
2, 16        FPF        EBA          太陽電池2    二層2
3, 17        二層3      太陽電池3    二層2
4, 18        ガラス2    イオノマー1  太陽電池4    二層1
5, 19        FPF        EMA          太陽電池1    二層2
6, 20        二層3      太陽電池1    ACR          AL
7, 21        ガラス3    EVA          太陽電池4    二層2
8, 22        二層3      太陽電池1    PVB A        AL
9, 23        ガラス1    イオノマー2  太陽電池4    二層2
10, 24       ガラス2    PVB          二層2        太陽電池1    二層2
11, 25       二層3      太陽電池4    二層2        ACR          AL
12, 26       二層3      太陽電池1    二層3
13, 27       二層3      太陽電池2    イオノマー1  ガラス1
14, 28       二層3      太陽電池3    PVB A        ガラス2            
【００８８】
・ACRは、5.0 g/10分のMI(190℃，ISO 1133，ASTM D1238)を有するメタクリル酸の15 wt%重合残渣を含有するポリ(エチレン−コ−メタクリル酸)の厚さ20ミル(0.51 mm)のエンボス加工されたシートである。
・ALは、厚さ3.2 mmのアルミニウムシートであり、2.5wt%のマグネシウムで合金化された5052で、連邦規格QQ-A-250/8およびASTM B209に適合するものである。
・二層１は、SentryGlas(登録商標) Spallshield 3010（DuPont）である。
・二層２は、SentryGlas(登録商標) Spallshield 1510（DuPont）である。
・二層３は、厚さ1.5ミル(0.038 mm)のコロナ表面処理されたTedlar(登録商標)フィルム等級WH15BL3 (DuPont)および厚さ20ミル(0.51 mm)の可塑化ポリ（ビニルブチラール）シートである。
・EBAは、コポリマーの合計重量に基づいて、ブチルアクリレートの重合残渣を20wt%含有するポリ(エチレン−コ−ブチルアクリレート)に基づく処方組成物であり、厚さ20ミル(0.51mm)のシートの形態にある。
・EMAは、コポリマーの合計重量に基づいて、メチルアクリレートの重合残渣を20wt%含有するポリ(エチレン−コ−メチルアクリレート)に基づく処方組成物であり、厚さ20ミル(0.51mm)のシートの形態にある。
・EVAは、SC50Bであり、厚さ20ミル(0.51 mm)のシート(Hi-Sheet Corporation、以前の Mitsui Chemicals Fabro, Inc.の製品)の形態のポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）に基づく処方組成物と考えられる。
・FPF は、厚さ1.5ミル(0.038 mm)のコロナ表面処理されたTedlar(登録商標)フィルム等級WH15BL3(DuPont)である。
・ガラス1は、 Starphire(登録商標)ガラス (PPG Corporation, Pittsburgh, PA)である。
・ガラス 2は、透明なアニールされたフロートガラス板層（厚さ2.5ｍｍ）である。
・ガラス 3は、Solex(登録商標) 太陽光制御ガラス（厚さ3.0 mm）である。
・イオノマー1は、1 g/10分のMI(190℃，ISO 1133，ASTM D1238)を有する、亜鉛イオンで30%中和されたメタクリル酸の18wt%重合残渣を含有するポリ(エチレン−コ−メタクリル酸)の厚さ90ミル(2.25 mm)のエンボス加工されたシートである。イオノマー1は、60g/10分のMIを有するポリ(エチレン−コ−メタクリル酸)から調製される。
・イオノマー2は、0.75g/10分のMI(190℃, ISO 1133, ASTM D1238)を有する、亜鉛イオンで26%中和されたメタクリル酸の22 wt%重合残渣を含有するポリ(エチレン−コ−メタクリル酸)の厚さ20ミル(0.51 mm)のエンボス加工されたシートである。イオノマー2は、 60g/10分のMIを有するポリ(エチレン−コ−メタクリル酸)から調製される。
・PVBは、B51Vであり、厚さ20ミル(0.51 mm)のシート(DuPont)の形態のポリ（ビニルブチラール）に基づく処方組成物と考えられる。
・PVB Aは、百分率で100(pph)のポリ(ビニルブチラール)を含み、ヒドロキシル価が15で、国際公開第2004/039581号パンフレットに開示されたものと同様にして調製された48.5 pphの可塑剤テトラエチレングリコールジヘプタノエートで可塑化された音響ポリ(ビニルブチラール)シートである。
・太陽電池1は、アモルファスシリコン半導体層を備えたステンレス鋼基板(厚さ125マイクロメートル)を含む、10インチ×10インチのアモルファスシリコン光起電デバイスである(米国特許第6,093,581号明細書、実施例1)。
・太陽電池2は、10インチ×10インチのジセレン化銅インジウム(CIS)光起電デバイスである(米国特許第6,353,042号明細書、6欄、19行)。
・太陽電池3は、10インチ×10インチのテルル化カドミウム (CdTe)光起電デバイスである(米国特許第6,353,042号明細書、6欄、49行)。
・太陽電池4は、10インチ×10インチの多結晶EFG成長ウェハから作製されたシリコン太陽電池である(米国特許第6,660,930号明細書、7欄、61行)。
【００８９】
実施例１５〜２８
上の表１に示す１２×１２インチ（３０５×３０５ｍｍ）の太陽電池ラミネート構造を組立て、ラミネーションプロセス２によりラミネートする。各構造において、層は上から下の順番で記載されており、予備成形された二層シートのポリ（ビニルブチラール）副層は、太陽電池表面と直接接触する。
【図１】
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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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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