(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタロセンポリエチレンを含む内部層と、
アイオノマーを含む第１の外部層であって、該内部層の表面に隣接して配置される第１の外部層と、
アイオノマーを含む第２の外部層であって、該内部層の裏面に隣接して配置される第２の外部層と、
紫外光安定化付加パッケージと
を含み、
該紫外光安定化付加パッケージが、
熱酸化安定化および光酸化安定化を提供する第１障害アミン光安定剤であって、該第１障害アミン光安定剤は、第１のエチレンコポリマーおよび第２のエチレンコポリマーに可溶であり、本質的に１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミン，Ｎ，Ｎ’’’−［１，２−エタンジニルビス［［［４，６−ビス［ブチル（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）アミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イル］アミノ］−３，１−プロパンジニル］］−ビス［Ｎ’，Ｎ’’−ジブチル−Ｎ’，Ｎ’’−ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）−；２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジンおよび２，４，４−トリメチル−１，２−ペンタミンを有するＮ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）−１，６−ヘキサンジアミンポリマー；および２，４，６−トリクロロ−１，３，５，−トリアジンおよびテトラヒドロ−１，４−オキサジンを有するＮ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）−１，６−ヘキサンジアミンポリマーからなる群から選択される、第１障害アミン光安定剤と、
光酸化安定化を提供する第２障害アミン光安定剤であって、該第２障害アミン光安定剤は、該第１のエチレンコポリマーおよび該第２のエチレンコポリマーに可溶であり、本質的に４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールを有するコハク酸ジメチルポリマー；およびプロパン二酸、［（４−メトキシフェニル）−メチレン）］−、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）エステルからなる群から選択される、第２障害アミン光安定剤とを含む、カプセル材料。
【請求項２】
前記第１障害アミン光安定剤が前記カプセル材料の０．１〜０．２５％を形成する、請求項１に記載のカプセル材料。
【請求項３】
前記第２障害アミン光安定剤が前記カプセル材料の０．２５〜１．０％を形成する、請求項１に記載のカプセル材料。
【請求項４】
プロパン二酸、［（４−メトキシフェニル）−メチレン）］−、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）エステルは、前記第２障害アミン安定剤を形成し、ポリマーカプセル材料にグラフトされ得る、請求項１に記載のカプセル材料。
【請求項５】
前記アイオノマーは、陽イオンを供給する塩を付加して中和されたエチレンおよびアクリル酸のコポリマーを含む、請求項１に記載のカプセル材料。
【請求項６】
前記アイオノマーは、エチレン、および陽イオンによって鹸化されたビニルエステルのコポリマーを含む、請求項１に記載のカプセル材料。
【請求項７】
前記コポリマーはエチレンメタクリル酸メチルコポリマーを含む、請求項６に記載のカプセル材料。
【発明の詳細な説明】
（政府の利益）
本明細書に掲載される発明は、Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＰＶＭａＴ）  Ｃｏｎｔｒａｃｔ  Ｎｏ．ＺＡＰ−５−１４２７１−０９によって一部補助された。
（発明の分野）
本発明は、種々のアプリケーションのためのＵＶ光安定化付加パッケージに関する。より詳細には、本発明は、ソーラーセルモジュールおよび積層ガラスアプリケーションのためのカプセルの材料において使用するためのＵＶ光安定化付加パッケージに関する。
（背景）
透明なカプセル材料は、ソーラーセルモジュールおよび積層ガラスアプリケーションを含む種々のアプリケーションにおいて使用される。ソーラーセルアプリケーションにおいて、透明カプセルは、下に位置するソーラーセルを、そのような下に位置する材料の光学的性質に悪影響を与えずに、保護および密封する。積層ガラスアプリケーションにおいて、透明カプセルは、破損したガラスから起こり得る故障を最小限にする。これらのアプリケーションにおいて、上記カプセルは、太陽の紫外（ＵＶ）光線にさらされ、そしてこのようにさらされることで、そのポリマーの黄色化および物理的劣化が生じ得る。これを防止するために、ＵＶ安定剤が上記カプセルに添加される。
結晶性シリコンソーラーセルモジュールの製造において、透明なカプセル材料が、脆弱なシリコンソーラーセルを破損から保護し、そしてこれらのセルを総モジュール構造中に密封するのに役立つように使用される。このカプセル材料は通常、熱可塑性物質である。熱可塑性物質は、溶かされ、次にモジュール中の空の空間をすべてを満たし、そしてすべての隣接する表面を結合する。ソーラーセルモジュールのために最も広く使用されるカプセル材料は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）として公知の、酢酸ビニルとエチレンとのコポリマーである。ＥＶＡは、薄膜および結晶性シリコンソーラーセルモジュールの両方をカプセル化し、そして密封するために使用される。
カプセル材料としてＥＶＡを使用することにともなって、ソーラーセルモジュールの品質および製造コストに悪影響を与えるいくつかの欠点がある。第一に、積層プロセスにともなう熱を使用してＥＶＡを架橋するために、有機過酸化物がＥＶＡに添加される。架橋は、カプセル化構造のクリープ抵抗性を増加するために必要である。しかし、過酸化物は、架橋プロセス中に完全に使い尽くされず、そして残存する過酸化物はその後、ＥＶＡの酸化および劣化を促進し得る。さらに、そのＥＶＡは、そのＥＶＡ中に過酸化物が存在するので、モジュールを作成する際に真空中で積層されるに違いない。こうなる理由は、酸素が架橋の度合いを低下し、良好でないカプセルを作成することである。第二に、好ましいＥＶＡは通常、３３％（重量比）の酢酸ビニルを含み、そしてこのため非常に柔軟かつ粘着な物質であり、自分自身にくっつくきやすい。この粘着性は、製造環境下におけるＥＶＡ材料の取扱いをより一層困難にする。ＥＶＡ材料はそのままでは、この材料を使用するためにリリースペーパーまたはライナー材料が必要となる。第三に、過酸化物硬化ＥＶＡは、数年間の日光の大量被曝下で黄色および茶色に変化することが知られてきた。黄色化および茶色化は、ソーラーモジュールの電力出力の低下を起こす。第四に、ＥＶＡは、処理条件下で酢酸を生成し得、この酢酸は金属接触腐食を助長し得る。第五に、ＥＶＡは、水に対してかなりの浸透性があることが公知であり、そしてしたがってシーラントとしては理想からかけ離れている。
実質的にどのような透明ポリマーも結局は、日光の被曝後は、ある程度の劣化および黄色化を示すが、ＥＶＡよりも長期間劣化および黄色化に耐え得るカプセル材料が望まれる。理想的には、ソーラーセルモジュールは、劣化の兆候をあまり見せずに３０年間の耐久性を有すべきである。ＥＶＡは、この３０年間要件を満足しそうにない。ＥＶＡ（または、以下に記載のＰＶＥ）の適切な代替物を見つけることに加えて、そのカプセルのための適切なＵＶ光安定化パッケージを開発することがまた必要である。
積層ガラスアプリケーションにおいて、その積層ガラスは、２枚のガラスと、その２枚の間に配置された１シートの透明ポリマ−とのサンドイッチを形成することによってなされる。この透明ポリマ−シートは、積層構造中のガラスが破損した場合に危険な破片に砕けることを防止するように機能する。自動車のフロントガラスおよび建築用ガラスは、このように製造される。ポリビニルブチラ−ル（ＰＶＢ）は、上記積層ガラスアプリケーションにおけるようなポリマーシートにおいて広く使用される材料である。しかし、ＰＶＢはいくつかの欠点を有する。第一に、ＰＶＢは、ハイドロスコーピック（ｈｙｄｒｏｓｃｏｐｉｃ）（すなわち、水分を容易に吸収する）である。したがって、ＰＶＢは、首尾よく積層され得る前に、冷蔵保存され、そして特別な雰囲気条件下で維持されなければならない。第二に、ＰＶＢはまた、極度に柔軟および粘着であり、そしてしたがって、リリースまたはライナー層とともに使用されなければならない。
（発明の要旨）
本発明は、ソーラーセルモジュールにおいて使用され得るカプセル材料、積層ガラス、および種々の他のアプリケーションにおいて使用するための紫外（ＵＶ）光安定化付加パッケージを特徴とする。ＵＶ光安定化付加パッケージは、第１障害アミン光安定剤（ｈｉｎｄｅｒｅｄ  ａｍｉｎｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）および第２障害アミン光安定剤を含む。第１障害アミン光安定剤は、熱酸化安定化を提供し、他方第２障害アミン光安定剤は、光酸化安定化を提供する。
本発明の１つの局面は、ＵＶ光安定化を提供するために紫外線吸収剤（ＵＶＡ）および酸化防止剤（ＡＯ）のいずれも必要とされないことである。酸化防止剤は、ポリマーが、シートまたはフィルム中に形成される間に、過剰に酸化し、そしてそれによってポリマーの性質が劣化を受けることがないことを確実にするために使用される。ＵＶ安定化付加パッケージを含むカプセル材料についての実験は、カプセル材料が、酸化防止剤を加えもせずに繰り返し押し出ししても物理的性質における損失を全く受けないことを示す。本発明の安定化付加パッケージは、紫外線吸収剤を含まない。なぜなら、それらは長期間被曝で黄色化を起こすことが知られてきたからである。本発明と異なり、ＥＶＡおよびＰＶＢの従来の構成は、酸化防止剤および紫外線吸収剤を含む。
１つの実施態様において、上記カプセル材料は、３層構造を含む。中間層は、メタロセンポリエチレンから形成され、そしてアイオノマーからなる２つの外側層の間に配置される。
メタロセンポリエチレンからなる上記層は、エチレンと、ブテン、ヘキセン、またはオクテンとのコポリマーを含み得る。上記アイオノマー層は、化学式Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ2を有するアルファオレフィンの直接または合体エチレンコポリマーから得られ得る。ここでＲは、水素、および１〜８個の炭素原子を有するアルキルラジカル、および３〜８個の炭素原子を有するアルファ、ベータエチレン不飽和カルボン酸からなるクラスから選択されたラジカルである。
別の実施態様において、上記ＵＶ光安定化付加パッケージは、モジュール内のソーラーセルを囲むカプセル中に組み込まれる。上記ソーラーセルモジュールは、少なくとも１つのソーラーセルおよび上記ソーラーセルの少なくとも１つの表面に隣接して配置される透明カプセル材料を含む。上記カプセル材料は、少なくともポリエチレンコポリマーおよび紫外光安定化付加パッケージを含む。光透過材料からなる前部支持層は、上記カプセル材料の前面に隣接して配置され、そしてバックスキン層は、上記カプセル材料の裏面に隣接して配置される。１つの実施態様において、上記カプセルは、上記ソーラーセルの前面に隣接して配置される第１カプセル材料、および上記ソーラーセルの裏面に隣接して配置される第２カプセル層を含む。
別の実施態様において、上記紫外光安定化付加パッケージは、積層透明部材内のカプセル層に含まれる。上記積層透明部材は、前部支持層、上記カプセル層、および裏面支持層を含む。上記３層は、すべて透明である。上記透明カプセル層は、上記前面支持層の裏面に隣接して配置される。上記カプセル層は、ポリエチレンコポリマーおよび上記紫外光安定化付加パッケージを含む。上記後部支持層は、上記カプセル層の裏面に隣接して配置される。
本発明はまた、ソーラーセルモジュールを製造する方法を特徴とする。その方法によると、少なくとも１つのソーラーセルが提供され、透明カプセル層が形成されそして上記ソーラーセルの少なくとも１つの表面に隣接して配置され、そして上記ソーラーセルおよび上記カプセル材料は、透明な前部支持層とバックスキン層との間に配置される。上記透明カプセル層は、ポリエチレンコポリマーおよび上記紫外光安定化付加パッケージを含む。
さらに別の実施態様において、本発明は、積層透明部材の製造方法を特徴とする。透明材料からなる２つの支持層が提供され、そして透明なカプセル層が上記支持層の間に形成および配置されて、アセンブリを形成する。上記透明カプセル層は、ポリエチレンコポリマーおよび上記紫外光安定化付加パッケージを含む。
（実施例）
図１は、本発明の原理を取り込んだ透明カプセル材料１０の断面図である。１つの実施態様において、カプセル材料１０は、結晶性シリコンソーラーセルがモジュール中にあって、そして屋外使用中に機械的ストレスを受ける場合に破損から保護するために、ソーラーセルモジュール中で使用され得る。このカプセル材料はまた、モジュールを密封するように機能し、このことは、薄膜モジュールにおいて特に重要である。別の実施態様において、カプセル材料１０は、２枚のガラスまたは透明ポリマ−の間に積層され得、破損時に砕けない合成構造を提供する。
カプセル材料１０は、内部層１２ならびに外部層１４および１６を含む。外部層１４は、内部層の前面１８に隣接して配置され、そして外部層１８は、内部層の裏面２０に隣接して配置される。内部層１２は、非常に透明な熱可塑性材料を含む。外部層１４、１６は、ガラス、金属、および他のポリマーを含む種々の材料に熱結合し得る透明ポリマー材料からなる。
１つの実施態様において、内部層１２は、メタロセンポリエチレンから形成され得、そして外部層１４、１６は、アイオノマーから形成され得る。メタロセンポリエチレンは、遷移金属またはハロゲン金属のシクロペンタジエニル誘導体として得られる有機金属配位化合物を触媒として使用することによって調製される。用語「アイオノマー」は、共有結合、およびイオン結合の領域の両方を含むポリマーの包括的なクラスを参照する。詳細な実施態様において、アイオノマーは、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｃａ++、Ｚn++、Ｍｇ++、Ａｌ+++などの陽イオンを供給する塩を用いて中和された、エチレンおよびメタクリル酸のコポリマー、またはアクリル酸のコポリマー、または上記などの陽イオンがエステルの鹸化によって付加された、エチレンおよびビニルエステルのコポリマーを含む。
オクテンの１４％コモノマーをメタロセンポリエチレンに付加する工程は、優れた光学的透明度を有する内部層１２を作成する。さらに、内部層１４は、改善された物理的性質を有する。なぜなら、その材料を調製するための触媒方法は、狭い分子量分布を有するポリマーを作成するからである。通常の触媒を用いて作成されたポリマーは、低分子量の成分を著しく有する傾向がある。後者は、そのポリマーのより高い分子量成分と比較して、その総ポリマーの機械的性質を低減する。メタロセン触媒から作成されたポリマーは、より狭い分子量分布を有し、より低い分子量成分がより少ないので、より大きな機械的強度およびパンク耐性を有する。
メタロセンポリエチレンは、良好な光学的性質を有するが、粘着性に結合する(ほとんどの材料に粘着する)。メタロセンポリエチレンはまた、その狭い分子量分布のために加工が困難である。狭い分子量分布を有する熱可塑性材料は、狭い融解範囲を有し、その材料からなるシートの作製または積層を困難にする。アイオノマーから形成される外部層１４、１６を提供する工程は、これらの問題を解決する。
１つの実施態様において、外部層１４、１６は、高い酸含有率（すなわち、少なくとも４％（重量比）の遊離酸）を有するアイオノマーから形成される。この高い酸含有率は、強い結合（すなわち、剥離試験における凝集破壊）を提供し、そしてアイオノマーの光学的性質を改善する。メタロセンポリエチレン内部層１４は、１４％のオクタンのコモノマーを有するエチレンアルファオレフィンを含む。この３層構造は、興味深い光学的性質を示す。このカプセル材料は、熱および圧力下で積層される場合、濁ったかつ明るい青色に見える。しかし、その材料を通る総光透過率が積分球（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ  ｓｐｈｅｒｅ）を使用して測定される場合、その材料を通過する光の量が９０％を超えることが分かった。これは、入射光を散乱する外部アイオノマー層内のミクロまたはナノ結晶サイズ領域によるためである。本発明のカプセルを用いてソーラーセルをカプセル化する結果、ＥＶＡカプセル化ソーラーセルと比較してセルに到達する光の低減がない。
以下のテーブルは、この結果を示す。ソーラーセルに到達する光の量の直接の尺度となる短絡回路電流密度（ｍＡ／ｃｍ2単位のＪSC）を、積層なしのソーラーセル、本発明のカプセルを有する積層ソーラーセル、および１枚のガラスの下にＥＶＡを有する積層セルについて測定した。その結果は、少なくともＥＶＡと同程度に良好であり、かつさらにより良好である可能性のある透過率を示す。
サンプル＃  カプセル  ＪSC−裸のセル    ＪSC−積層後    Δ（％）
１            ＥＶＡ    ２８．２３        ２６．８９      −４．７
２            ＥＶＡ    ２８．５２        ２７．２０      −４．６
４            発明      ２８．５５        ２７．４５      −３．８
５            発明      ２８．４６        ２７．３６      −３．９
６            発明      ２７．０２        ２６．２０      −３．０
７            発明      ２７．３０        ２６．４３      −３．２
カプセル材料１０は、ブロンフィルム、改変されたブロンフィルム、カレンダリング、および鋳造などの、任意数のフィルムまたはシート同時押し出しプロセスによって形成され得る。１つの実施態様において、カプセル材料１０は、ブロンフィルムプロセスにおいてメタロセンポリエチレン層１２およびアイオノマー層１４、１６を同時押し出しすることによって形成される。特に、メタロセンポリエチレンからなる層１２は、メタロセンポリエチレンからなる第１および第２のサブ層１２ａ、１２ｂを含む。第１アイオノマー層１４は、メタロセンポリエチレンからなる第１サブ層１２ａとともに同時押し出しされ、そして第２アイオノマー層１６は、メタロセンポリエチレンからなる第２サブ層１２ｂとともに同時押し出しされる。次に、メタロセンポリエチレンからなる第１層１２ａ（第１アイオノマー層１４をともなう）は、メタロセンポリエチレンからなる第２サブ層１２ｂ（第２アイオノマー層１６をともなう）に結合され、カプセル材料１０を作成する。このように、より厚いカプセル層および所望の３層構造が形成され得る。
アイオノマー層１４、１６は、０．００１〜０．００４インチの範囲の厚さを有し得、そして層１２は、任意の所望の厚さのものであり得る。ソーラーセルアプリケーションのために、層１２は、カプセル材料１０の総厚が約０．０１８インチの厚さを有するように、約０．０１５インチの厚さを有し得る。カプセル材料１０は、任意の所望幅の便利なロールにおいて格納され得る伸長シートとして製造され得る。
図２は、カプセル材料１０が相互接続した結晶性シリコンソーラーセル２２をカプセル化するソーラーセルモジュール２０の断面図である。カプセル材料１０は、相互接続ソーラーセル２２の前面２３および裏面２４に隣接して配置される。相互接続ソーラーセル２２の裏面２４に隣接するカプセル材料１０は、着色され得る。カプセル材料１０は、相互接続ソーラーセル２２に結合され得る。光透過材料からなる前部支持層２６は、カプセル化された相互接続ソーラーセル２２の前面２３を被覆する。前部支持層２６は、ガラスまたは透明なポリマーから形成され得る。バックスキン層２８は、カプセル化相互接続ソーラーセル２２の裏面２４に隣接して配置される。バックスキン層２８は、（１）テドラー（ｔｅｄｌａｒ）ラミネートなどのポリマー、（２）エッジ密封を形成するために使用され得、そのためアルミニウムフレームの必要性を排除する熱可塑性材料、または（３）２重ガラスモジュールを形成する１枚のガラスから形成され得る。１つの詳細な実施態様において、バックスキン層２８は、１０〜２０％（重量比）のグラスファイバーを有するか、または有さない、ナトリウムアイオノマーおよび亜鉛アイオノマーなどの少なくとも２つのアイオノマーの混合物を含む熱可塑性ポリオレフィンであり得る。
図３は、カプセル材料１０およびバックスキン層２８が、組み合わさって、相互接続ソーラーセル２２をカプセル化するソーラーセルモジュール３０の断面図である。カプセル材料１０は、相互接続ソーラーセル２２の背面ではなく、前面２３に隣接して配置される。カプセル材料は、相互接続ソーラーセル２２の裏面２４に隣接して配置される必要はない。バックスキン層２８は、モジュールの後部カプセルおよび裏面として機能する。
図４は、銅インジウム二セレン化合物（ＣＩＳ）からなる薄膜を含むソーラーセルモジュール４０の断面図である。亜鉛酸化物（ＺｎＯ）層３２は、銅インジウム二セレン化物（ＣＩＳ）フィルム３４の前面３１上に配置され、そして後部コンタクト３６は、フィルム３４の裏面３３上に配置される。カプセル材料１０は、ＺｎＯ層３２上に配置され、そして前部支持層２６は、カプセル材料１０上に配置される。ガラス、プラスチック、または金属から形成され得る基板層２８は、後部コンタクト３６の背面に隣接して配置される。本発明の目的のために、ＣＩＳは、ペンテナリー化合物Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）2などのＩ−ＩＩＩ−ＶＩ2の一般クラスに等価と考えられる。また、透明導電層（すなわち、ＺｎＯ層）は、透明導電層と薄いバッファ層（例えば、ＣｄＳからなる５００Å層）との組み合わせの等価物と考えられる。
図５は、カプセル材料１０を含むアモルファスシリコンソーラーセルモジュール５０の断面図である。薄い透明導電酸化物からなる層４２（例えば、錫酸化物（ＳｎＯ2））は、ガラスを含む前部支持層２６上にコーティングされる。アモルファスシリコン層４４は、酸化物層４２の裏面上に隣接して配置され、後部コンタクト層４６は、アモルファスシリコン層４４の裏面に隣接して配置される。カプセル材料１０は、後部コンタクト層４６の裏面に隣接して配置される。ガラス、プラスチック、または金属から形成されるバックスキン層２８は、カプセル材料１０の裏面に隣接して配置される。ガラスを含む前部支持層は、酸化物層４２上に配置される。
図６は、カドミウムテルル化合物（ＣｄＴｅ）薄膜モジュール６０の断面図である。前部支持層２６の裏面は、薄い透明導電酸化物層４２を用いてコーティングされる。硫化カドミウム（ＣｄＳ）からなる層５２は、酸化物層４２の裏面に隣接して配置され、そしてカドミウムテルル化合物（ＣｄＴｅ）からなる層５４は、ＣｄＳ層５２の裏面に隣接して配置される。後部コンタクト４２は、ＣｄＴｅ層５４の裏面に隣接して配置される。カプセル材料１０は、後部コンタクト４２の裏面に隣接してに配置され、バックスキン層２８は、カプセル材料１０の裏面に隣接して配置される。
図７は、積層ガラスまたは透明ポリマーからなるアセンブリ７０の断面図である。透明な材料から形成された前部支持層６２は、カプセル材料１０の前面１１に隣接して配置され、そして透明な材料からまた形成された後部支持層６４は、カプセル材料１０の裏面１３に隣接して配置される。次に、全アセンブリ７０は、カプセル材料１０を用いて支持層６２、６４をカプセル化するために積層される。
本発明はまた、劣化を防止するためにカプセル材料中に使用されるＵＶ安定化付加パッケージを特徴とする。光酸化（ＵＶ光によって起こされる酸化）および熱酸化（熱によって起こされる酸化）は、劣化を起こす２つのメカニズムである。安定化付加パッケージを含むことによって、カプセル材料は、長期間劣化に耐える能力を有する。ソーラーセルモジュールに使用される場合、カプセル材料は、３０年までもの使用寿命のあいだ劣化に耐える能力を有する。積層ガラスまたは透明ポリマーアプリケーションにおいて使用される場合、カプセル材料は、さらにより長く持続し得る。なぜなら、カプセルは、積層構造のエッジを除いて、酸素または水蒸気にさらされなることがないからである。エッジが十分に密封される場合、なんらかの光酸化が起こる可能性は、非常に低い。
安定化付加パッケージは、カプセル材料が使用され、そしてカプセル材料１０のメタロセンポリエチレン層１２およびアイオノマー層１４、１６として使用される２つの材料の可溶性限度を満たさなければならないアプリケーションに適切でなけらばならない。安定化付加パッケージは、所望のレベルまで両方の材料中に可溶でなければならない。そうでなければ、濃度の勾配および流動が起こり得る。メタロセンポリマーは一般に、アイオノマーよりも低い可溶性を有し、安定剤の選択は無視できない事項となる。
本発明の安定化付加パッケージが、紫外光吸収剤（ＵＶＡ）もフェノール酸化防止剤（ＡＯ）も含む必要がないことが決定された。ソーラーセルモジュールおよび積層ガラスアプリケーションにおいて、ガラスは、太陽からの著しい量の紫外光をフィルタリングするので、紫外光吸収剤は必要でない。さらに、ある紫外光吸収剤は、それ自身黄色化を生じることが知られている。カプセル材料が繰り返し押し出し後も著しい機械的性質の損失を示さず、そしてまた、フェノールＡＯがそれ自身黄色化を生じることが知られているので、安定化システムはフェノールＡＯを含む必要がないことがまた決定された。上記考慮に基づいて、本発明の紫外安定化付加パッケージは、障害アミン安定剤の組合せを含む。１つの障害アミン光安定剤は、熱酸化および光酸化安定化を提供し、そして第２障害アミン光安定剤は、主に光酸化安定化を提供する。
１つの実施態様において、安定化付加パッケージは、熱酸化および光酸化に対する高次の保護を有する障害アミンを０．１〜０．２５％、主に光酸化に対する高次の保護を有する障害アミンを０．２５〜１．０％含む。理想的には、１つの障害アミンが、両方の活性に対して好ましくあり得る。しかし、両方の機能を行い得る障害アミンはまた、カプセル材料中に使用されるメタロセンポリエチレンおよびアイオノマー中に十分に可溶でなければならなく、この探索を困難にしている。
熱酸化安定化および光酸化安定化を提供する障害アミン安定剤の例は、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミン，Ｎ，Ｎ’’’−［１，２−エタンジイルビス［［［４，６−ビス［ブチル（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）アミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イル］イミノ］−３，１−プロパンジイル］］−ビス［Ｎ’，Ｎ’’−ジブチル−Ｎ’，Ｎ’’−ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）−（Ｃｈｉｍａｓｓｏｂ  １１９、ＣＡＳ  登録番号１０６９９０−４３−６）；２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジンおよび２，４，４−トリメチル−１，２−ペンタミンを有するＮ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）−１，６−ヘキサンジアミン，ポリマー（Ｃｈｉｍａｓｓｏｂ  ９４４、ＡＣＳ  登録番号７０６２４−１８−９）；および２，４，６−トリクロロ−１，３，５，−トリアジンおよびテトラヒドロ−１，４−オキサジンを有するＮ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）−１，６−ヘキサンジアミンポリマー  （Ｃｙａｓｏｒｂ  ＵＶ３３４６）である。
光酸化安定化を提供する障害アミン安定剤の例は、４ーヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジン  エタノールを有するコハク酸ジメチルポリマー（Ｔｉｎｕｖｉｎ  ６２２、ＣＡＳ  登録番号６５４４７−７７−０）；セバシン酸ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）（Ｔｉｎｕｖｉｎ  ７７０、ＡＣＳ  Ｒｅｇ．Ｎｏ．５２８２９−０７−９）；プロパン二酸、［Ｃ４−（メトキシフェニル）−メチレン］−、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）エステル、（ＣＡＳ  Ｒｅｇ．Ｎｏ．９４２７４−０３−０、Ｓａｎｄｕｖｏｒ  ＰＲ−３１）；ポリメチルプロピル−３−オキシ−［４（２，２，６，６−テトラメチル）ピペリジニル］シロキサン（Ｕｖａｓｉｌ  ２９９ＨＭ）；および３−ドデシル−１−（２、２、６、６−テトラメチル−４−ピペリジニル）−２，５−ピロリジンジオン（Ｃｙａｓｏｒｂ  ＵＶ３６０４）である。
別の実施態様において、障害アミン光安定剤は、ポリマー構造にグラフトされ得る。Ｓａｎｄｕｖｏｒ  ＰＲ−３１は、ポリマー構造にグラフトする新規クラスの障害アミン光安定剤を表す。一旦障害アミン光安定剤がポリマーにグラフトされると、そのポリマー中に安定剤として存続する。
（等価物）
本発明は、特定の好ましい実施態様を参照して特別に示され、そして説明されたが、形態および詳細における種々の変更が添付のクレームによって定義されるような本発明の精神および範囲を逸脱せずになされ得ることは、当業者によって理解されるべきところである。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の原理を組み込むカプセル材料の断面図である。
【図２】    図１のカプセル材料を用いてカプセル化された結晶性シリコンソーラーセルモジュールの断面図である。
【図３】    カプセル材料およびバックスキンがソーラーセルをカプセル化するソーラーセルモジュールの断面図である。
【図４】    カプセル材料を含む銅インジウム二セレン化合物薄膜ソーラーセルモジュールの断面図である。
【図５】    カプセル材料を含むアモルファスシリコンソーラーセルモジュールの断面図である。
【図６】    カプセル材料を含むカドミウムテルル化合物薄膜ソーラーセルモジュールの断面図である。
【図７】    カプセル材料を含む積層ガラス構造の断面図である。
【符号の説明】
１０  カプセル材料
１２  内部層
１２ａ  内部層１２の前面
１２ｂ  内部層１２の裏面
１３  カプセル材料１０の裏面
１４  外部層
１６  外部層
２０  ソーラーセルモジュール
２２  相互接続ソーラーセル
２３  相互接続ソーラーセル２２の前面
２４  相互接続ソーラーセル２２の裏面
２６  前部支持層
２８  バックスキン層
３０  ソーラーセルモジュール
３１  フィルム３４の前面
３２  ＺｎＯ層
３３  フィルム３４の裏面
３４  フィルム
３６  後部コンタクト層
４０  ソーラーセルモジュール
４２  酸化物層
４４  アモルファスシリコン層
４６  後部コンタクト層
５０  アモルファスシリコンソーラーセルモジュール
５２  ＣｄＳ層
５４  ＣｄＴｅ層
６０  ＣｄＴｅ薄膜モジュール
６２  前部支持層
６４  後部支持層
７０  アセンブリ
【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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