(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールを製造する方法であって、以下の工程：
前部支持層、透明なカプセル化層、相互接続された複数の太陽電池、および背面表皮層を提供することであって、該背面表皮層は８メガラド〜１６メガラドの範囲の線量の電子ビーム放射で前処理されており、隣接する表面と結合する能力を維持し、かつ太陽電池アセンブリの周囲を包むほど可撓性であるように十分な熱可塑性を維持しながら、熱クリープ抵抗が増加させること；
該透明なカプセル化層を、光透過性材料により形成した該前部支持層の後部表面に隣接して配置すること；
該相互接続した太陽電池を、該透明なカプセル化層の後部表面に隣接して配置し、アセンブリを形成すること；および
該背面表皮層を該アセンブリの後部表面に隣接して配置すること
を包含する、方法。
【請求項２】
前記背面表皮層の一部を前記アセンブリの少なくとも一端の周りに包み、前記前部支持層の前部表面と接触してエッジシールを形成することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電子ビーム放射で前処理された少なくとも１つの結合層を、前記前部支持層の前部表面と前記背面表皮層の一部との間に配置することをさらに包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
電子ビーム放射で前処理された少なくとも１つの結合層を、前記背面表皮層の後部表面に隣接して配置すること、および、少なくとも１つの取付部材を該少なくとも１つの結合層に隣接して配置して、該少なくとも１つの取付部材を該背面表皮層の後部表面に結合することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの電気リードを前記背面表皮層の後部表面に配置すること、電子ビーム放射で前処理された少なくとも１つの結合層を該少なくとも１つの電気リードに隣接して配置して、該少なくとも１つの電気リードの一部を被覆すること、これによって、該少なくとも１つの電気リードを該背面表皮層の後部表面に結合させることをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アセンブリを積層することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
モノリシック太陽電池モジュールを形成する方法であって、以下の工程：
複数の太陽電池および１層の背面表皮層を提供することであって、該背面表皮層は、８ガラド〜１６メガラドの範囲の線量の電子ビーム放射で前処理されており、隣接する表面と結合する能力を維持し、かつ太陽電池アセンブリの周囲を包むほど可撓性であるように十分な熱可塑性を維持しながら、熱クリープ抵抗を増加させること；
金属伝導パターンを該背面表皮層に形成すること；および
該金属伝導パターンを該太陽電池の表面に隣接して配置し、該太陽電池を電気的に相互接続すること
を包含する、方法。
【請求項８】
導電性エポキシを前記背面表皮層に付けて、該背面表皮層を前記太陽電池の表面に結合することをさらに包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記金属伝導パターンを前記太陽電池の表面に溶接することをさらに包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
太陽電池モジュールを製造する方法であって、以下：
透明なカプセル化層を、光透過性材料で形成した前部支持層の後部表面に隣接して配置すること；
相互接続した複数の太陽電池を、該透明なカプセル化層の後部表面に隣接して配置すること；
背面表皮層を８ガラド〜１６メガラドの範囲の線量の電子ビーム放射によって照射して、隣接する表面と結合する能力を維持し、かつ太陽電池アセンブリの周囲を包むほど可撓性であるように十分な熱可塑性を維持しながら、熱クリープ抵抗を増加させること；
該背面表皮層を該相互接続した太陽電池の後部表面に隣接して配置して、アセンブリを形成すること；および
該アセンブリを積層して太陽電池モジュールを形成すること
を包含する、方法。
【請求項１１】
電子ビームによる前記背面表皮層の照射が、おおよそ約１２メガラド〜約１６メガラドの範囲の放射線量で該背面表皮層を照射することを包含する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記透明なカプセル化層を、おおよそ約２メガラド〜約１２メガラドの範囲の放射線量の電子ビームで照射することをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記透明なカプセル化層を、おおよそ約８メガラド〜約１６メガラドの範囲の放射線量の電子ビームで照射することをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
太陽電池モジュールであって、以下：
光透過性材料で形成された支持層；
該前部支持層の後部表面に隣接した、透明なカプセル化層；
該透明なカプセル化層の後部表面に隣接して配置された第一表面を有する、相互連絡した複数の太陽電池；および
該相互連絡した太陽電池の後部表面に隣接して配置された背面表皮層であって、該背面表皮層は、８メガラド〜１６メガラドの範囲の線量の電子ビーム放射で前処理された結果として、隣接する表面と結合する能力を維持し、かつ太陽電池アセンブリの周囲を包むほど可撓性であるように十分な熱可塑性を保持しながら、熱クリープ抵抗が増大している、背面表皮層
を備える、太陽電池モジュール。
【請求項１５】
電子ビーム放射で前処理された前記背面表皮層が、架橋したポリマーである、請求項１４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１６】
前記背面表皮層が金属伝導パターンを有する、請求項１４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１７】
前記背面表皮層がポリオレフィンで形成されている、請求項１４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１８】
前記ポリオレフィンが、高密度のポリエチレンまたはポリプロピレンである、請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１９】
前記ポリオレフィンがさらにミネラルフィラ−を含有する、請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２０】
前記透明なカプセル化層が、エチレンを含有するコポリマーである、請求項１４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２１】
前記透明なカプセル化層が、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、アイオノマー、エチレンアクリル酸メチル（ＥＭＡＣ）、またはメタロセンポリエチレンである、請求項２０に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２２】
電子ビーム放射で前処理された、少なくとも１つの結合層を、前記前部支持層の前部表面に隣接してさらに有し、前記背面表皮層の一部がモジュールの少なくとも一端の周りを包むことによって該前部支持層の前部表面に隣接した前記少なくとも一つの結合層と接触しており、これによってエッジシールを形成している、請求項１４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの結合層が、エチレンを含有する酸コポリマーである、請求項２２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの結合層が、エチレンメタクリル酸（ＥＭＡＡ）またはエチレンアクリル酸（ＥＡＡ）である、請求項２３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２５】
前記背面表皮層の後部表面に隣接した、電子ビーム放射で前処理された少なくとも１つの結合層、および、該背面表皮層の後部表面に隣接した該少なくとも１つの結合層に隣接した、少なくとも１つの取付部品をさらに有し、これによって該取付部品を該背面表皮層に結合する、請求項１４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２６】
前記背面表皮層の後部表面に隣接した少なくとも１つの電気リード、および、該少なくとも１つの電気リードに隣接した、電子ビーム放射で前処理された少なくとも１つの結合層をさらに有し、該少なくとも１つの電気リードを該背面表皮層に結合させている、請求項１４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２７】
前記結合層が、酸コポリマーまたはアイオノマーである、請求項２６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの電気リードに隣接して配置された、放射で前処理された熱収縮性材料をさらに有する、請求項２６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２９】
モノリシック太陽電池モジュールであって、以下：
複数の太陽電池；
背面表皮層であって、８メガラド〜１６メガラドの範囲の線量の電子ビーム放射で前処理された結果として隣接する表面と結合する能力を維持し、かつ太陽電池アセンブリの周囲を包むほど可撓性であるように十分な熱可塑性を維持しながら、熱クリープ抵抗が増加しており、金属伝導パターンが該背面表皮層の表面に形成されている背面表皮層；および
結合材料であって、該太陽電池を該背面表皮の表面に形成された該金属伝導パターンに結合して、該太陽電池を電気的に相互接続する、結合材料
を備える、モノリシック太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（政府の権利）
本明細書に記載の主題は、Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  （ＰＶＭａＴ）により、コンタクト番号ＺＡＦ−５−１４２７１−０９で、部分的に支持された。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
（発明の分野）
本発明は、太陽電池における応用のためのポリマー材料、および太陽電池における応用のための低コストなポリマー材料の特性を改良するための方法に関する。より特定すると、本発明は、太陽電池における応用のための改良された性質を有する低コストなポリマー材料、および太陽電池における応用のためのこのようなポリマー材料の性質を改良すると同時にそれらの低コストを維持する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
（発明の背景）
ポリマー材料は、太陽電池モジュールの製造において一般に用いられる。特に、ポリマー材料は主として、太陽電池のカプセル化物として、および太陽電池モジュールにおける背面表皮材料として、用いられる。結晶性シリコン太陽電池においては、透明なカプセル化物を透明な上層（通常、ガラス）とその太陽電池との間に用いて、これらの電池をカプセル化し得る。この場合には、カプセル化物の第二の層（これは、染色され得る）が、その太陽電池と背面表皮材料との間に用いられ得る。薄膜太陽電池モジュール（例えば、アモルファスシリコン、テルル化カドミウム、または銅インジウム二セレン化物）においては、単一層のカプセル化物が用いられる。
【０００４】
建築学的な適用において太陽電池モジュールに対する興味が高まっているので、９０℃もの高温において熱クリープに対して高い抵抗を示し得る、太陽電池モジュールにおいて用いられる材料の、以前より多くの必要性が進展された。このような温度は、いくつかの建築学的適用において達成されてきた。
【０００５】
本明細書において用いる場合は、「熱クリープ」という用語は、温度の結果としてある期間にわたって生じる、ポリマーの永久的な変形を表わす。熱クリープ抵抗は、一般に、ポリマーの溶融温度に直接比例する。溶融温度が低い材料については、その材料を架橋させてこれらにより高い熱クリープ抵抗を与える必要がある。
【０００６】
透明なカプセル化物として通常用いられるポリマー材料は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）およびアイオノマーのような、熱可塑性材料を含む。ＥＶＡとは、最も一般的に用いられる材料であるが、酢酸ビニルとエチレンとのコポリマーである。アイオノマーとは、エチレンとメタクリル酸とのコポリマーであって、塩を加えてこれらを中和したものである。アイオノマーは、単独で、またはメタロセンポリエチレンと共に、用い得る。メタロセンポリエチレンは、エチレンと、ヘキセン、ブテン、またはオクテンとのコポリマー（またはコモノマー）であり得る。アイオノマーとメタロセンポリエチレンとの両方を含むカプセル化材料は、同一出願人が所有する米国特許出願（「Ｅｎｃａｐｌｕｒａｎｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｆｏｒ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ  Ｍｏｄｕｌｅ  ａｎｄ  Ｌａｍｉｎａｔｅｄ  Ｇｌａｓｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」という題で、出願番号第０８／８９９，５１２号、１９９７年７月２４日に出願された）に記載されている。
【０００７】
これらのポリマー材料はそれぞれ、熱クリープ抵抗の問題を異なった様式で有する。ＥＶＡには、これはかなり低い溶融点を有するが、化学的架橋を用いて熱クリープ抵抗を与える。有機過酸化物をＥＶＡに加えて、積層プロセスの熱を用いてそれを架橋させる。この化学的架橋手順における問題は、全体の架橋は完全には達成されないという事実と関連する。したがって、架橋剤として用いる過酸化物はこの工程の間に完全には使い切られず、過剰の過酸化物が積層されたＥＶＡ内に残る。この残りの過酸化物はそのＥＶＡカプセル化物の酸化および分解を助長し得る。また、何らかの有機過酸化物をＥＶＡシート押出しプロセスに添加することは、押出しチャンバ内での早過ぎる架橋を回避するために、厳しい温度制御を必要とする。これにより、この過酸化物を添加したＥＶＡをシートとして製造することが、困難になる。
【０００８】
アイオノマーは、化学的架橋剤を必要としない。その代わりに、本来備わった架橋（このアイオノマーの、イオン的に結合した領域）が与えることによって、熱クリープ抵抗を提供する。メタロセンポリエチレンの溶融温度は約１００℃であり得、アイオノマーより５℃〜１５℃高く、架橋していないＥＶＡより約４０℃高いいずれの温度でもあり得る。したがって、その溶融温度がより高いことのみによって、これらはより良好な熱クリープ抵抗を示す。しかし、現存するものよりさらに高いクリープ抵抗が、これらのカプセル化物において、必要とされ得る。
【０００９】
背面表皮層として通常用いられるポリマー材料は、Ｔｅｄｌａｒ（すなわち、ポリビニルジフルオリドのタイプに対するＤｕＰｏｎｔ社の商品名）積層体、ポリオレフィンおよびポリオレフィン混合物を含む。太陽電池モジュールの背面表皮層は、９０℃よりかなり高い温度において熱クリープ抵抗を必要とし、これによって相対的熱指数（ＲＴＩ）として公知の認証試験を満足する。約１５０℃またはそれより高い温度における熱クリープ抵抗が、ＲＴＩ試験を満足するために要求される。Ｔｅｄｌａｒ積層体は、現在広く用いられているが、ＲＴＩの要求を満足するものの、これは他の限定を有する。それは高価であり、追加のエッジシールを必要とし、薄い。全積層体は約０．０１０インチ厚であり、Ｔｅｄｌａｒ層は約０．００２インチ厚にすぎない。
【００１０】
背面表皮層として用いて枠のないモジュールを形成し得るポリマー材料はまた、積層の間に熱可塑性の特性を示すべきであり、これは典型的には１４０℃〜１７５℃のオーダーの温度で実施される。１つのタイプの枠のない太陽電池モジュールは、同一出願人が所有する米国特許出願（「Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ  Ｍｏｄｕｌｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｂａｃｋｓｋｉｎ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｓａｍｅ」という題で、出願番号第０８／６７１，４１５号、１９９６年６月２７日に出願された）に記載されている。このようなモジュールにおいては、背面表皮材料は、積層の間に、柔軟化され、成形され、そして形成され得るべきである（すなわち、それは十分な熱可塑性挙動を示してこれを許容し、同時に依然として十分な熱クリープ抵抗を示してＲＴＩの要求を満足しなければならない）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（発明の要旨）
本発明は、熱クリープ抵抗が改良された太陽電池モジュールの製造方法を特徴とする。１つの局面においては、太陽電池モジュールを製造するのに用いるポリマー材料が電子ビーム放射にさらされ、これはこのポリマー材料を、その熱可塑性の特性を全て排除することなく、架橋させる。１つの実施態様においては、背面表皮層が太陽電池モジュールを形成するのに用いられる前に高エネルギー電子ビームによって照射され、その結果、その背面表皮材料が、大いに改良された熱クリープ抵抗、およびＲＴＩ試験に通る能力を有する。他の実施態様においては、１つまたはそれ以上の透明なカプセル化層が高エネルギー電子ビームによって照射され、これらの熱クリープ抵抗を増大させ、次いで太陽電池モジュールを形成するために用いられる。
【００１２】
他の局面においては、本発明は、周囲を包む接点を有する太陽電池を相互接続する方法を特徴とする。金属相互接続パターンが、電子ビーム放射で前処理された背面表皮層に配置される。この金属相互接続パターンを有する背面表皮層は、太陽電池の後部表面に隣接して配置される。次いで、この背面表皮材料上に下方に配置し、伝導性エポキシまたは溶接することのいずれかにより、結合することのみによって、これらの電池を相互接続する。この方法で、モノリシックモジュールが形成され得る。温度Ｔにおける熱クリープ抵抗がここで必要とされ、これは本発明の結果を用いて得られ得る。
【００１３】
さらに他の局面においては、本発明は、熱クリープ抵抗が改良された太陽電池モジュールを特徴とする。この太陽電池モジュールは、透明な上層、少なくとも１つの透明なカプセル化層、相互接続された太陽電池、および背面表皮層を有する。この透明カプセル化層および背面表皮層のいずれかまたは両方が、電子ビーム放射で前処理されており、これによって、高度に架橋したポリマーを形成し、一方でいくらかの熱可塑性の性質を依然として維持している。
【００１４】
さらに他の局面においては、電子ビーム放射で前処理された、１つまたはそれ以上のポリマー結合層が、部品を太陽電池モジュールにシールする。このポリマー結合層を照射することによって、このポリマー材料は架橋し、一方でその層の表面結合特性を依然として維持している。１つの実施態様においては、太陽電池モジュールの外面表皮層がその太陽電池モジュールのエッジの周りを包み、エッジシールを形成する。電子ビーム放射で前処理された結合層が、背面表皮層と、透明な上層との間に配置されており、この背面表皮の包まれた部分を前部支持層に結合する。
【００１５】
他の実施態様においては、電子ビーム放射で前処理された結合層が、電気リードを背面表皮の後部表面にシールする。さらに他の実施態様においては、電子ビーム放射で前処理された結合層が、取付要素を太陽電池モジュールの背面表皮に結合する。さらに他の実施態様においては、ポリマー層が、リードを通じる電流を電気的に絶縁するために用いられており、これらのリードは互いに対して垂直に配置されているが、これらのポリマー層によって分離されている。これらのポリマー層を電子ビームで照射して、それらの電気的絶縁性をさらに高める。
【００１６】
本発明のこれらおよび他の性質は、以下の詳細な説明、および添付の図面のうちの、太陽電池モジュール、および本発明の改良されたポリマー材料を用いた太陽電池を示す図面によって、以下により完全に記載されている。
（詳細な説明）
本発明は、太陽電池の応用のための改良されたポリマー材料、および太陽電池の応用のための低コストなポリマー材料の、機械的および電気的特性を改良する方法を特徴とする。背面表皮層および／または透明なカプセル化層として用いられる、本発明に従って調製したポリマー材料は、十分な熱可塑性を維持しながら、改良された熱クリープ抵抗を有し、これによってそれら自身または他の材料に結合される。本発明は、これらの結果を達成し、同時にこれらの材料を低コストに維持する。
【００１７】
本発明に従って、太陽電池モジュールの製造において用いられるポリマー材料は、高エネルギー電子ビーム放射によって照射される。この照射手順は、そのポリマー材料に、その材料の表面特性を変化させることなく、架橋を提供する。表面特性が変化しないということは、熱弾性がいくらか残ることと加えて、これらの材料が依然として十分に熱可塑性であり、これによって他の表面および材料に熱結合されることを意味する。照射されたポリマー材料は、その熱クリープ耐性に著しい増加を示す。この架橋手順がそのポリマー材料を熱硬化させ、そのため、太陽電池の応用には適用し得ないことが予測され得るが、これらのポリマー材料は、これらがいくらかの熱可塑性の特性を依然として維持する点まで照射され得る。本明細書において用いる場合には、「熱硬化性」という用語は、加熱されるまたは化学的に反応されるかのいずれかによって、再溶融または再成形され得ることなく固化する、ポリマーの性質を表わす。また、本明細書において用いる場合には、「熱可塑性」という用語は、反復的に、加熱すると軟化し、冷却すると硬化する、材料の性質を表わす。熱可塑性ポリマー材料は、隣接する表面に結合され得、積層手順の間に成形され得る。
【００１８】
図１を参照すると、太陽電池モジュール１０は、相互接続された一連の太陽電池１２を有し、これらは透明なカプセル化層１４によって囲まれている。前部支持層１６が、透明なカプセル化層の、相互接続された太陽電池１２を覆って配置された部分の前部表面を覆う。背面表皮層１８が、透明なカプセル化層１４の、相互接続された太陽電池１２の後部表面上に配置された部分の後部表面を支持する。
【００１９】
１つの実施態様においては、透明なカプセル化層１４が高エネルギー電子ビーム放射で前処理されている。この透明なカプセル化層１４の照射に用いる放射線量は、この材料を完全に熱硬化性ポリマーに変えることなく、この材料の熱クリープ抵抗を著しく増大させるのに十分である。この透明なカプセル化層１４は十分熱可塑性であり、加熱加圧下において軟化して、太陽電池モジュール１０の内部の空のスペースを全て充填し、隣接する表面（前部支持層１６、相互接続した太陽電池１２、および背面表皮層１８を含む）の全てにしっかりと結合する。
【００２０】
照射された透明なカプセル化層１４は、任意の数のポリマー材料を含み得る。いかに記載する実施態様においては、照射された透明なカプセル化層１４は、エチレンのコポリマー類を含む。１つの実施態様においては、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、すなわち酢酸ビニルとエチレンとのコポリマーが使用される。他の実施態様においては、照射された透明なカプセル化層１４はアイオノマーである。これらのアイオノマー層は、Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ2の式を有するアルファオレフィンの、あらゆるエチレンコポリマー（直接重合またはグラフト重合された）から誘導され得、ここでＲは、水素、および１個〜８個の炭素原子を有するアルキル基、ならびに３個〜８個の炭素原子を有するβ−エチレン系不飽和カルボン酸からなる群から選択される基である。これらの酸性部分はランダムに、または非ランダムに、ポリマー鎖中に分配される。アルファオレフィン−酸コポリマーに基づいて、このコポリマーのアルファオレフィン含有量は５０％〜９２％の範囲であり得、一方このコポリマーの不飽和カルボン酸含有量は約２モル％〜２５モル％の範囲であり得、そしてこの酸コポリマーは、そのカルボン酸基の１０％〜９０％が、Ｉ、ＩＩ、またはＩＩＩ族のタイプの金属の任意のものに由来する金属イオンによって、中和されている。
【００２１】
他の実施態様においては、照射された透明なカプセル化層１４が、アイオノマーの２つの層の間の配置されたメタロセンポリエチレンの層を有する。このメタロセンポリエチレンの層は、エチレンと、ヘキセン、オクテン、およびブテンとのコポリマー（またはコモノマー）を含み得、アイオノマーの第一層および第二層は、少なくとも５％の遊離した酸性成分を有し得る。メタロセンポリエチレンおよびアイオノマーの層は、実質的に透明である。１つの詳細に述べた実施態様においては、メタロセンポリエチレンはオクテンのコモノマーを含むエチレンアルファ−オレフィンであり、アイオノマーはメタクリル酸を含むナトリウムアイオノマーである。２つの材料の組み合わせであるカプセル化材料によって、それぞれの材料の最良の特性を利用し得、同時にそれぞれの材料を単独で用いた場合の制限を克服し得る。外側のアイオノマー層によって、カプセル化材料が、隣接する全ての表面に、非常に強く結合し得る。内側のメタロセンポリエチレン層は、これがカプセル化材料の容積を形成するが、高度に透明な、低コストの熱可塑性材料である。これら２つのアイオノマー層は薄く（すなわち、０．００１インチ厚のオーダー）、酸の含有量が高い（すなわち、少なくとも５％の遊離酸）。酸の含有量が高いことによって、接着性が強くなり、結合の欠損が粘着性となり、光伝達性が増加する。メタロセンポリエチレンは、いくらかのオクテンのコモノマーを有するが、良好な光学的透明性、および、使用する触媒方法によって分子量分布が狭くなるため、改良された物理的性質を有することが公知である。
【００２２】
ポリエチレンのコポリマーが非常に多いため、透明なカプセル化層１４を照射するのに用いられる放射線量はおおよそ、約２メガラド〜約１２メガラドの範囲内である。しかし、ＥＶＡについては、１２メガラド〜１６メガラドの線量が最も良好に作用することがわかっている。以下の表は、ポリエチレンの３つの異なるコポリマー（すなわち、ＥＶＡ、アイオノマー、およびアイオノマー−メタロセンポリエチレン−アイオノマー（ＩＭＩ）の共押出し）の熱クリープ抵抗の改良を示す。伸長パーセントとは、熱クリープ抵抗の尺度であり、これが低いほど、その熱クリープ抵抗が高い。ＥＶＡは、１００℃より高い温度では行わなかった。なぜなら、これは１００℃でさえも、他の２つの試料と同様に挙動しないことが明らかであったからである。
【００２３】
【表１】
0004372995.tif 000002
他の実施態様においては、背面表皮層１８が電子ビーム放射で前処理されている。照射された背面表皮層１８は十分に熱可塑性であるため、それが隣接する表面と結合する能力を維持し、かつ十分に可撓性であり、所望ならば太陽電池アセンブリの周囲を包み得る。
【００２４】
１つの詳細に述べる実施態様においては、照射された背面表皮層１８はポリオレフィンを含有する。他の詳細に述べる実施態様においては、そのポリオレフィンは高密度ポリエチレンまたはポリプロピレンである。他の詳細に述べる実施態様においては、その照射された背面表皮層１８はポリオレフィン類の混合物を含み、これは鉱物充填材を含むか、または含まない。ポリオレフィン類の混合物の１つの例は、ＺｎおよびＮａのアイオノマーの混合物に、鉱物充填材を加えたものである。このような材料を照射することの効果は、以下の表に示す熱クリープの実験から明らかなように、非常に顕著である：
【００２５】
【表２】
0004372995.tif 000003
背面表皮層１８を照射するために用いた放射線量はおおよそ、約８メガラド〜約１６メガラドの範囲内である。
【００２６】
１つの実施態様においては、照射したポリマー材料（単数または複数）は、太陽電池モジュールに含まれる前に、電子ビーム放射で前処理される。ポリマー材料がシートの形状に調製された後に、このポリマーシートが電子ビーム放射によって処理される。この処理は、切断したシートを蓄積したものの上で、またはシートのロール上で行い得、これによってこの手順をバッチ処理可能に、かつ低価格にする。
【００２７】
図２を参照すると、背面表皮層２４の部分２２が太陽電池アセンブリ１２のエッジの周りを包み、前部支持層１６の前部表面をエッジシールの前部に接触させる。本明細書において用いる場合は、「太陽電池アセンブリ」という用語は、相互接続された太陽電池１２と透明なカプセル化層（単数または複数）１４との組み合わせを表わす。背面表皮層２４と透明カプセル化層１４のいずれかまたは両方が、照射された架橋ポリマーを含み得る。
【００２８】
図３を参照すると、太陽電池モジュール３０は、これは図２に示すものとは別のものであるが、さらに取付要素３２を有し、これらが背面表皮層２４の後部表面に取り付けられていて、太陽電池アセンブリ１２を支持する。背面表皮層２４と透明カプセル層１４のいずれかまたは両方が、照射された架橋ポリマーを含み得る。
【００２９】
図４を参照すると、太陽電池モジュール４０は照射された結合層４２を有し、これは背面材料２４を、それがモジュール２２の前部の周りを包むように結合するために用いられる。この中間の結合層４２は、背面表皮２２のガラス上層１６への結合を促進する。
【００３０】
１つの局面においては、中間結合層４２は電子ビーム放射で前処理され得る。この結合層は、ポリエチレンの酸コポリマーの照射された層を含む。例としては、エチレンメタクリル酸（ＥＭＡ）およびエチレンアクリル酸（ＥＡＡ）が挙げられる。これらの材料が、その酸性の官能性のために、非常に強い結合を形成する。この強く結合する能力は、照射の後にさえも維持される。したがって、これらは照射の後には、強く結合する能力と、強い熱クリープ抵抗との両方を有する。
【００３１】
図５においては、太陽電池モジュール５０は、電気リード５４および母線５８によって相互接続された、複数の太陽電池５２を有する。照射されたポリマー材料により形成された電気的絶縁層５６は、異なったセットの電気リードを互いから電気的に絶縁するために作用する。最近は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはナイロンの変化したものが用いられる。しかし、これらの材料はポリオレフィンをベースとしたカプセル化物と容易には結合せず、これらの材料を用いると剥離が起こることが知られている。任意のエチレンのコポリマーのすでに述べたもののような、照射されたポリマー材料を、電気的絶縁層として用いると、この問題が解決される。
【００３２】
図６を参照すると、一対の照射された結合層６２を用いて、電気リード６４の少なくとも一部を、太陽電池モジュール６０の背面表皮層６６の後部表面に結合している。
【００３３】
図７を参照すると、一対の照射された結合層７２が、取付要素３２を太陽電池モジュール７０の背面層２４の後部表面に結合している。太陽電池モジュール７０は、相互接続された太陽電池１２、透明なカプセル化層１４、前部上層１６、および背面表皮層２４を有する。
【００３４】
図８を参照すると、高い熱クリープ抵抗を有し、２５０℃を超える温度においてさえも熱可塑性の特性を示す、照射された背面表皮材料８２を用いて、ポリマーシートベース材料としており、この上に、金属伝導パターン８４が結合されている。電気的絶縁材料８６の薄層（図５における層５６のような）が金属伝導パターン８４に塗布され得、隣接する太陽電池８８を電気的に絶縁する。パターン８４は、周囲を包んで接触した太陽電池８８を共に接続することを促進するように設計されている。１つのタイプの周囲を包んだ接点は、同一出願人が所有する米国特許第５，６２０，９０４号に記載されている。周囲を包んだ接点の利点は、前部接点および後部接点の両方が、後部表面からアクセス可能であり、これによって、太陽電池の相互接続がより容易に、より安くなることである。
【００３５】
周囲を包んだ接点を用いて、複数の太陽電池８８が背面表皮材料８２上に直接、溶接されるか、または伝導性エポキシによって結合され得る。この背面表皮上には、金属伝導パターン８４が結合されている。その結果として、モノリシックモジュールが形成される。本明細書において用いる場合は、「モノリシック」という用語は、全ての電気的接続が実質的に平坦な表面（すなわち、背面表皮）上でなされることを意味する。照射された背面表皮材料８２は、２００℃の典型的な溶接温度約に、重大な熱クリープなしに、耐え得る。また、使用され得る任意の伝導性エポキシを硬化させるために、１５０℃〜２００℃のオーダーの温度が必要ならば、同じ理由のため、これは問題とはならない。
（均等物）
本発明は特定の好ましい実施態様を参照して特に図示および記載されたが、様々な変更が、形態および細部において、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の精神および範囲から逸れることなく、ここでなされ得ることが、等業者に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、１つの可能な方法を示し、ここで、照射されたカプセル化物が光電モジュールに配置され得る。
【図２】  図２は、１つの可能な方法を示し、ここで、照射された背面表皮材料が光電モジュールに配置され得る。
【図３】  図３は、１つの可能な方法を示し、ここで、取付部品が照射された背面表皮上に直接結合され得る。
【図４】  図４は、背面表皮材料を前部上層に結合させるための、照射された中間結合層の使用を図示する。
【図５】  図５は、モジュールのレイアウトにおける電気的絶縁層としての、照射されたストリップの使用を図示する。
【図６】  図６は、照射された材料をいかに用いてモジュールから現れる電気リードの周囲をシールするかを示す。
【図７】  図７は、中間の照射された結合層をいかに用いて取付部品を照射された背面表皮に結合するかを示す。
【図８】  図８は、照射された背面表皮にあらかじめ結合された、相互接続ワイヤを図示する。
【図１】
0004372995.tif 000004
【図２】
0004372995.tif 000005
【図３】
0004372995.tif 000006
【図４】
0004372995.tif 000007
【図５】
0004372995.tif 000008
【図６】
0004372995.tif 000009
【図７】
0004372995.tif 000010
【図８】
0004372995.tif 000011