(57)【要約】一次包装（４０３）は、カプセル化された容積またはエンクロージャ（４０２）、および透明電極（４０６）を有するソーラーセル（４０１）を含んで開示され、ソーラーセル（４０１）は、カプセル化された容積またはエンクロージャの方に面している透明電極（４０６）を有するカプセル化された容積またはエンクロージャ（４０２）の表面上に設けられる。包装は、ソーラーセルの分配を可能にして、リサイクルのための包装の収集を改善して、および／または、１つ以上のソーラーセルを含む包装を利用することによって、需要者製品のカーボン・フットプリントを減らす。主たる目的は、ソーラーセルが包装または包装内容と直接相互作用する以外の方法で用いられることにある。【選択図】図５
2016507436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル化された容積またはエンクロージャおよび透明電極を有する光起電力デバイスを含み、前記光起電力デバイスは、前記カプセル化された容積またはエンクロージャの方に面している前記透明電極を有する前記カプセル化された容積またはエンクロージャの表面上に設けられる、一次包装。
【請求項２】
前記光起電力デバイスを備える前記カプセル化された容積またはエンクロージャの前記表面は、内面である、請求項１に記載の一次包装。
【請求項３】
前記光起電力デバイスを備える前記カプセル化された容積またはエンクロージャの前記表面は、外面である、請求項１に記載の一次包装。
【請求項４】
前記光起電力デバイスは、前記カプセル化された容積またはエンクロージャの前記表面上に取り外し可能に設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項５】
前記光起電力デバイスは、基材および／またはバリア層および連続した機能層を含んでいる多くの層のスタックを含み、前記一次包装は、前記光起電力デバイスの前記基材および／または前記バリア層を組み込む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項６】
前記一次包装は、そのうちの少なくとも１つが前記透明電極である２つの導電層間に挟まれた光活性充電−キャリア生成層を有する前記光起電力デバイスをその上に有している第１のバリア基材を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項７】
前記第１のバリア基材と関連する前記光起電力デバイスの対向する層の上の第２のバリア基材を含む、請求項６に記載の一次包装。
【請求項８】
前記カプセル化された容積またはエンクロージャは、軟質プラスチック材、硬質プラスチック材、ボール紙、紙、箔またはガラスから成る、請求項１〜７のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項９】
前記カプセル化された容積またはエンクロージャは、小さい袋、箱、エンベロープまたはボトルの形をとる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項１０】
前記一次包装が製品の含まれる包装の第１の層としてその通常の機能を実行している間、前記透明電極は、光に露出されないかまたは光に対して覆い隠される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項１１】
前記一次包装が包装された製品の含まれる包装の第１の層としてその通常の機能を実行している間、前記光起電力デバイスは、いかなる電力も前記包装された製品に供給しない、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項１２】
前記光起電力デバイスは、光起電力セルである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項１３】
前記光起電力デバイスは、光起電力モジュールを形成している複数の光起電力セルの配列から成る、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の一次包装。
【請求項１４】
前記光起電力セルは、ソーラーセルであり、前記光起電力モジュールは、ソーラーモジュールである、請求項１２または１３に記載の一次包装。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の一次包装を含む二次包装。
【請求項１６】
フレームワーク支持構造物であって、各一次包装モジュールが光起電力デバイスを含む一次包装モジュールの配列を取り付けるための複数の取付け部、第１の一次包装モジュールを前記フレームワーク支持構造物に固定するための第１の取付け部、第２の一次包装モジュールを前記フレームワーク支持構造物に固定するための第２の取付け部、および、第１および第２の一次包装モジュールを一緒に電気的に接続するための前記第１および第２の取付け部の間に延びる電気的相互接続、を含む、フレームワーク支持構造物。
【請求項１７】
前記支持構造物は、一次包装モジュールの前記配列全体に接続可能な外部負荷への接続のための電気出力端子を含む、請求項１６に記載のフレームワーク支持構造物。
【請求項１８】
１つ以上の一次包装モジュール上の電力性能測定および／または負荷のための電力出力および充電特性を提供するための、１つ以上の一次包装モジュールに接続可能な電子モニタユニットを含む、請求項１６または１７に記載のフレームワーク支持構造物。
【請求項１９】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の取り付けられた一次包装の配列を含み、前記一次包装は、包装された製品が含まれる包装の第１層としてその通常機能を実行するのをやめて、カプセル化された容積またはエンクロージャをもはや提供しないで、光起電力デバイスの透明電極は、入射光を受光するように配置される、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のフレームワーク支持構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ソーラーパワーをエネルギーに変換するための光起電力デバイスを含む一次包装に関する。そして、変換デバイスは、一次包装に一体化されるかまたは取り付けられる。特に、本発明は、さもなければ捨てられる一次包装の継続的な使用を提供する。
【背景技術】
【０００２】
電気およびエネルギー不足へのアクセスの欠如は、多くの発展途上国の主要な懸念である。多くの地方の共同体には電力供給網がなく、そして、概して高い熱中症のレベルにもかかわらず、可処分所得が概して低く、太陽電池パネルの前払いのコストが高く、そして地方では金融が必ずしも利用できないので、光起電力システムは、現地の集団に入手可能でない。他の潜在的挑戦は、高価値の光起電力オフグリッド・システムの窃盗および、ローカルの、フィールドベースの、保守能力の欠如のまわりを回る。これらの共同体には、照明、電話器の充電、ラジオ、冷凍、などのような基本的な提供の必要がある。照明は、灯油燃焼ランプによってしばしば提供される。携帯電話器の充電のための電気は、より大きな村、町または都市のディーゼル発電機によって概して提供される。
【０００３】
太陽エネルギーは、全国電力網システムによって奉仕されない遠隔領域または共同体のための電力供給における重要な進展を可能にした。灯油ランタンの代用としての太陽ランタンの展開は、侵入し始めた。そして、巨大な健康効果ならびに二酸化炭素排出削減の環境利点をもたらした。しかしながら、太陽エネルギーの可用性は、太陽エネルギー供給の購入および管理と関連した大きなコスト障壁によって妨げられる。そして、例えば、太陽ランタンでさえ、アフリカおよびアジアの大部分の多くの家庭に入手可能でない。
【０００４】
さらなる障壁は、遠隔農村地帯への光起電力システムの分配である。ウェハーベースのシリコンまたはＣｄＴｅ薄膜モジュールのような大部分の従来の市販のソーラーモジュールは、１０Ｗｐ／Ｋｇ以下のウェイトレシオにピーク電力を有する。これは、もろいウェハーおよび無機薄膜を保護するために必要なガラスカプセル封じおよび金属フレーミングに主に起因する。この種の大きく、重く、壊れやすくそして高価なソーラーモジュールを劣悪なアクセス道路を用いて農村地帯に配布することは、物流のおよびコスト的挑戦である。分配ネットワークは、築かれなければならない。そしてそれは、重大な事業課題（したがって、事業リスク）を構成可能である。
【０００５】
従来の光起電力システムは、多くの場合、ＰＶモジュールにアセンブルされるシリコンウェハー技術に基づく。これらのソーラーモジュールは、数十年の運用寿命をめざして設計される。しばしば、多くのモジュールは、より多くの電力および適切な出力電圧を供給するために、並列におよび／または直列に一緒に接続される。材料の固有の安定の他に、長い運用寿命は、ガラス板および非常に長持ちする背面シートを用いたカプセル封じによって達成される。リサイクルは、さらなる使用のための材料を分離することによって実行されることができるが、集中的な処理を必要とする。関係するプロセスは、機械的圧壊、化学的溶解および選別である。そして、すべてのエネルギーが活性を消費する。
【０００６】
開発途上経済における長持ちしない消費財にとって、最も小さいユニットの分配は、会社がより大きな顧客ベースに対するアクセスを得るために成功する方法であると判明した。一例は、小袋（ｓａｃｈｅｔ）の使用である。そしてそれは、市場の開発において衛生、健康および栄養商品のような多くの動きの速い消費財のために最も小さい入手可能なユニットであり、そして、消費者ピラミッドの底辺に対するアクセスを得るための非常に成功する媒体であると判明した。
【０００７】
毎年消費される８０Ｂｎ以上の小袋によってできる廃品が重要な環境問題を生じさせる恐れがあるので、この成功は、異なる課題を提起する。廃棄される小袋を燃料として用いて埋め込みエネルギーの一部の再生を許容するリサイクル技術は、最近開発された。しかしながら、一旦小袋の内容が消費されたら、主要な課題は、収集のためのまたは、発生する廃品のさらなる使用のための誘因の欠如である。
【０００８】
別の例は、プラスチックボトルにおいて供給される飲物の消費によって見つかることである。そしてそれは、１年につき生物分解性でないペットボトル約２，６８０，００トンをつくる。そしてその１／３未満は、回復されて、再利用される。
【０００９】
類似の例は、紙、ボール紙および箔包装の処理に関して、直ちに予想することができる。
【００１０】
包装材料は、埋め込みエネルギーの重要なレベルを構成する。単純な燃焼が若干のエネルギー・ペイバックを産生することができるとはいえ、製造および輸送は、まだ二酸化炭素排出に著しく関与する。
【００１１】
有機光起電力セルおよびモジュール
光起電力セルは、電磁放射を吸収する光活性材料を含む。吸収されたフォトニック・エネルギーは、光起電力効果を介して電気エネルギーに変換される。太陽電池は、日光を電気エネルギーに変換する光起電力セルである。
【００１２】
社会がよりクリーンなエネルギー発電技術を捜すにつれて、光起電力セルの開発は、特定の太陽電池において、近年相当な関心を引きつけた。
【００１３】
太陽電池は、透明電極、光活性層および裏側電極から成る積層構造の形を有する。
【００１４】
動作において、太陽からの電磁放射は、光活性層へと前側電極を通過する。光活性層の内部で、光子は吸収されて、電子正孔対の生成に結果としてなる。電子正孔対は、光活性層の内部で切り離される。そして、電子は、１つの電極（例えば前側電極）に進行し、正孔は、他の電極（例えば裏側電極）に進行する。半導体からの電荷キャリアの抽出は、特別に設計された抽出層によってしばしば容易になる。正孔抽出層（ＭｏＯ３、ＷＯｘ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ＡｇＯ、ＮｉＯ）のための、電子抽出層のための例は、Ｃｒ、ＺｎＯ、ＴｉＯｘなどである。
【００１５】
概して、裏側電極は、反射してもよい。無反射コーティングは、透明な前側電極の表面に適用されてもよい。
【００１６】
光起電力デバイスは、光起電力セルを形成されることができる。そして、光起電力セルは、最小の機能単位である。複数のセルは、モジュールを形成するために集められてよい。ソーラーモジュールは、特に日光を感知する光活性領域を有する特定のタイプのモジュールである。
【００１７】
デバイス、セルおよびモジュールの定義は、ウェハーベースの（例えば）シリコン光起電力に適用できる。ウェハーは、出力電圧を増加させるために直列に、または、電圧を維持することによって電流を増加させるために並列に、相互接続されることができる。両方のタイプの相互接続方式は、適切な電圧および電流を達成するために組み合わされることができる。薄膜ソーラーモジュールは、大部分がしばしばウェハーベースではない。薄膜は、大きい領域に適用される。これらの領域からの電力の効果的な抽出、および適切な電圧の発生は、隣接するストライプのパターニング（概してストライプへの）および直列相互接続によって達成される。これは、モノリシック直列相互接続と称される。原則として、電流は、透明電極の実効導電率を上昇させることによって、より大きい領域から集められることもできる。これは、例えば、金属格子指を適用することによって達成されることができる。この種の構造は、電流がより大きい領域（効果的に並列相互接続）から集められるようなモジュールとして、または大きなセルとして述べられることができる。
【００１８】
太陽電池は、光起電力セルの特定の異型であり、光源に応じて交換可能である。モジュールは、それに応じて解釈されなければならない。
【００１９】
ここで開示される本発明の文脈において、一次包装は、ミニ・モジュールまたは大きなセルを形成している一連の相互接続セルに使用するための包装の一部として小さい光起電力ユニットを提供するために用いてもよい。電気的負荷は、前側電極と裏側電極との間に接続されてよい。
【００２０】
有機の、概して重合体の光活性材料は、無機材料（例えばシリコン、テルル化カドミウムおよびヒ化ガリウム）に代わるものとして研究されている。また、有機および無機成分（例えばナノ粒子またはナノ構造）を混合する光起電力システムと同様に、蒸着技術によって堆積する小さい分子から成る有機光活性材料は、研究されている。
【００２１】
有機光起電力セルおよびモジュールは、製造の容易さおよびコストに関して重要な利点を約束する。顕著な利点は、軽量でもよくおよび／または可撓性でもよい基材上の薄膜として印刷またはコーティング法を用いて、有機光起電力セルまたはモジュールが製造されることができるということである。それにより、より簡単な据え付けおよび増加した用途の広さを提供する。あるいは、有機光起電力モジュールのある種のＯＰＶシステムまたは個別層は、真空プロセスによって堆積することができる。大部分が無機の、ガラスカプセル封じのソーラーモジュールの１０Ｗｐ／Ｋｇ以下のウェイトレシオに対するピークワットとは対照的に、５％の効率的な有機光起電力モジュールは、選択された可撓性カプセル封じのタイプに応じて１００Ｗｐ／Ｋｇまたはそれ以上を達成することができる。
【００２２】
包装材料およびラベル
剛性ガラス瓶およびブリキ缶から可撓性箔および包装紙まで、包装およびラベリングは、材料の広いサブセットをカバーする。しかし、すべての例で、意図は、製品が使用可能な状態において顧客に到達することを保証することである。商品のブランド化のための、ならびに包装が含むものに関する情報を含む印刷可能な空間を提供するための媒体も、包装は、概して提供する。包装された商品のためのエンクロージャを形成している包装は、ここで一次包装と呼ばれる。この一次包装は、ラベルの形の付加的な包装材料によって、部分的にカバーされることができる。
【００２３】
可撓性包装材料は、それらが簡単な印刷（ブランド化および情報提供）を提供し、そして、高いボリューム材料の低コスト生産を産生するためにロールツーロール生産プロセスおよび設備に大規模ロールを概して利用するので、本発明における使用に特に適していると考えられる。可撓性包装材料は、材料がそうすることができる軟包装は、概して、カード、ボール紙、紙、可塑的にされた紙、プラスチックおよび／または箔から成る。製品情報（ここでもプリントと呼ばれる）、ロゴ、画像、その他の印刷は、スクリーン印刷、フレキソ、インクジェット、グラビア、オフセット、などのようなさまざまな方法によってなされる。
【００２４】
基材またはラベルの生産にも適している可撓性包装材料のサブセットは、高分子物質（例えばポリエチレン（ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアミド（ナイロン）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびセルロース／アセチルセルロース）に基づく。しばしば、材料の組合せが使用される。複合材料は、適切な接着剤材料を用いて、同時押出しされることができて、または一緒に積層されることができる。良好なバリア特性が必要とされる場合、真空法（金属化）によって堆積される薄い金属層は、適用されることができる。ラミネーション・プロセス（ホットメルト、エポキシ・ベースのシステム、Ｕｖ硬化性システムなど）は、異なる材料の複合物を築くために用いることもできる。一次包装としての使用に適した包装材料の製造において確立されるさらなるプロセスは、コーティング、印刷（スクリーン、フレキソ、グラビア、インクジェット）、スリッティングおよびダイカッティングおよび接着剤の適用である。
【００２５】
必要なタイプ、プロセス、材料など
バリア材
光起電力モジュールは、エレメントからそれらを保護することと同様に、デバイスを物理的損傷に対してより堅牢にする利点を有する透明な保護材料で概しておおわれる。Ｓｉベースのデバイスにとって、この層は、被覆であることができるか、または流し込まれた（ｃａｓｔ）層であることができるか、または適用されたバリア材料（例えばプラスチック基板またはガラス板）であることができる。これらのプラスチック基板は、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）でできている接着剤で概して適用される。但し、多くの他の材料は、強化された光および熱的安定性、全天候型能力などを有する接着剤層として長年にわたって開発された。
【００２６】
太陽デバイスを生産するために用いる材料の多くが水分および酸素の存在の低下に影響されやすいので、薄膜太陽電池およびモジュールのために、改良された水分および酸素伝送特性を有する遮蔽物は、開発された。それに応じて、ＰＶモジュールの前部、後部または端縁部で、酸素または水分進入が発生しないか、または大いに著しく減少する速度で大いに少なくとも発生しないことを確実にするような方法で、これらのデバイスを完全にカプセル封じすることは、概して必要である。バリア要件は、使用される材料セットに応じて変化する。しかし、有機光起電力デバイスのための例として、例えばＭＯＣＯＮ試験（高温で１００％近い湿度で概して実施される）を用いて測定されるように、１０−２ｇ／ｍ２／１日ＷＶＴＲ（水蒸気伝送速度）のオーダーまたはよりよいバリア膜特性は、商業的に関連したデバイス寿命を提供することを現在必要とする。
【００２７】
費用効果的なガラス材料の固有の質量および／または脆性が、特にそれがより大きなモジュールで使用される所で欠点であるにもかかわらず、酸素または水分感知デバイスのための１つのオプションは、これが極めて良好なバリア特性を有するので、前側上をガラスを用いてデバイスをカプセル化することである。透明側のための代わりのオプションは、統合バリアを有する高分子膜を使用することである。高いバリア膜は、最終的なバリア特性を決定しているダイアドの数を有する連続した無機の／有機のスタックを用いて概して生産される。加えて、透過速度をさらに改良するためにこれらの層に酸素または水分の吸収／こすり洗い材料を含むことは、オプションである。これらの高いバリア材の例には、その中にアルキャン（Ａｌｃａｎ）および３Ｍによって生産されるＢａｒｉｘ多層およびフィルム材料が挙げられる。
【００２８】
類似の材料は、後側のカプセル封じのために用いられることができる。但し、多くの例において後側のカプセル封じは、透明である必要はない。より多くの典型的な構造は、これらが例えば適切に高い障壁金属の層の熱蒸発によって著しく低いコストで製造されることができるので不透明バリアを使用することであるか、または、適切な誘電体接着剤層を有する金属薄板を使用することでさえある。後者は、例えばアルミニウム金属化が決まり文句である特定の食品グレードバリアのためにとられるアプローチと、非常に類似している。
【００２９】
端縁部からの酸素および水分進入は、ＰＶモジュールに２つのバリアを取り付けるために高いバリア接着剤（低いＷＶＴＲ）を使用することによって最小化することができる。接着剤は、原則としていかなるタイプもでありえた。しかし、正しい化学的および機械的相乗効果が達成されることは、重要である。接着剤は、被覆されていることができるか、または、バリアに前もって適用される感圧接着剤であることができる。
【００３０】
さらなる変形例は、バリア材料（例えば上述したガラス、プラスチックまたは金属ベースのバリア材料）上にデバイスを直接構築することである。そしてそれは、デバイスアーキテクチャに応じて、不透明でありえたかまたは透明でありえた。
【００３１】
現在の最高水準の技術の光起電力システムは、発展途上国の大多数の固有の住民に分配するのにそして購入するのにあまりに高価であり、同時に、現在の高いボリューム消費財とはいえ、良好な市場浸透を有するとはいえ、製造および分配の結果として大気への著しいＣＯ２増加の一因となるのと同様に、直接的な汚染（無駄）による重要な環境被害を生じさせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明は、入手しやすさを改良して、ソーラーモジュールの分配を可能にして、リサイクルのための包装の収集を改善して、および／または、１つ以上のソーラーモジュールから成る一次包装を利用することによって消費者製品のカーボン・フットプリントを減らすことを目的とする。主たる目的は、一次包装またはパッケージ内容と直接に相互作用すること以外の方法で使われるソーラーモジュールのためにある。
【００３３】
同時に、一次包装材料の有利な使用は、一次包装材料の一部を太陽電池に取り入れることによってなされることができる。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明の第１の態様によれば、カプセル化された容積またはエンクロージャおよび透明電極を有する光起電力デバイスを含み、前記光起電力デバイスは、前記カプセル化された容積またはエンクロージャの方に面している前記透明電極を有する前記カプセル化された容積またはエンクロージャの表面上に設けられる、一次包装が設けられる。
【００３５】
好ましくは、光起電力デバイスを備えるカプセル化された容積またはエンクロージャの表面は、内面である。
【００３６】
好ましくは、光起電力デバイスを備えるカプセル化された容積またはエンクロージャの表面は、外面である。
【００３７】
カプセル化された容積またはエンクロージャの外面に対する参照が、内部容積またはエンクロージャの物理的境界を提供する材料の外部表面上にまたはその範囲内に一体的に形成される光起電力デバイスに対する参照であることは、いうまでもない。
【００３８】
好ましくは、光起電力デバイスは、カプセル化された容積またはエンクロージャの表面上に取り外し可能に設けられる。
【００３９】
好ましくは、光起電力デバイスは、基材および／またはバリア層および連続した機能層を含んでいる多くの層のスタックを含み、一次包装は、光起電力デバイスの基材および／またはバリア層を組み込む。
【００４０】
好ましくは、一次包装は、そのうちの少なくとも１つが透明電極である２つの導電層間に挟まれた光活性充電−キャリア生成層を有する光起電力デバイスをその上に有している第１のバリア基材を含む。
【００４１】
好ましくは、第２のバリア基材は、第１のバリア基材と関連する光起電力デバイスの対向する層の上に配置される。
【００４２】
好ましくは、カプセル化された容積またはエンクロージャは、軟質プラスチック材、硬質プラスチック材、ボール紙、紙、箔またはガラスから成る。
【００４３】
好ましくは、カプセル化された容積またはエンクロージャは、小さい袋、箱、エンベロープまたはボトルの形をとる。
【００４４】
好ましくは、一次包装が製品の含まれる包装の第１の層としてその通常の機能を実行している間、透明電極は、光に露出されないかまたは光に対して覆い隠される。
【００４５】
好ましくは、一次包装が包装された製品の含まれる包装の第１の層としてその通常の機能を実行している間、光起電力デバイスは、いかなる電力も包装された製品に供給しない。
【００４６】
好ましくは、光起電力デバイスは、光起電力セルであるか、または光起電力モジュールを形成している複数の光起電力セルの配列から成る。より好ましくは、光起電力セルは、ソーラーセルであり、光起電力モジュールは、ソーラーモジュールである。
【００４７】
本発明の第２の態様によれば、二次包装は、本発明の第１の態様による一次包装を含む。
【００４８】
本発明の第３の態様によれば、この種の多くの一次包装実体の発電能力を集めて利用する装置は、フレームワーク支持構造物であって、各一次包装モジュールが光起電力デバイスを含む一次包装モジュールの配列を取り付けるための複数の取付け部、第１の一次包装モジュールを前記フレームワーク支持構造物に固定するための第１の取付け部、第２の一次包装モジュールを前記フレームワーク支持構造物に固定するための第２の取付け部、および、第１および第２の一次包装モジュールを一緒に電気的に接続するための前記第１および第２の取付け部の間に延びる電気的相互接続、を含む、フレームワーク支持構造物を含む。
【００４９】
好ましくは、支持構造物は、一次包装モジュールの前記配列全体に接続可能な外部負荷への接続のための電気出力端子を含む。
【００５０】
好ましくは、電子モニタユニットは、１つ以上の一次包装モジュール上の電力性能測定および／または負荷のための電力出力および充電特性を提供するための、１つ以上の一次包装モジュールに接続可能である。
【００５１】
本発明の第３の態様によれば、一次包装は、包装された製品が含まれる包装の第１層としてその通常機能を実行するのをやめて、カプセル化された容積またはエンクロージャをもはや提供しないで、本発明の第１の態様により説明したように、光起電力デバイスの透明電極は、ここで入射光を受光するように配置される。
【００５２】
このようにして、包装フィルムは、例えば広告指示の一部をなしているアニメーションに電源を供給するために、太陽電池が何らかの方法で包装を駆動してもよい周知の包装フィルムと異なる。
【００５３】
一次包装が一次包装としてのその機能にもはや役立たないときに、次いで、光起電力デバイスは、一次包装の中に最初に包装されてもよかった任意の商品を含む負荷に電力を供給してもよい。
【００５４】
本発明の第４の態様によれば、一次包装は、それ自体、主にまたは完全に光起電力デバイスから形成される。したがって、光起電力デバイスから形成される一次包装は、カプセル化された容積またはエンクロージャを提供する。そして、光起電力デバイスの透明電極は、カプセル化された容積またはエンクロージャに面する。
【００５５】
好ましくは、光起電力デバイスは、そのうちの少なくとも１つが透明電極である２つの導電層間に挟まれた光活性充電−キャリア生成層を支持している第１のバリア基材を含む。
【００５６】
好ましくは、第２のバリア基材は、第１のバリア基材と関連する光起電力デバイスの対向する層の上に位置する。
【００５７】
好ましくは、第１のバリア基材は、軟質プラスチック材、硬質プラスチック材、ボール紙、紙、箔またはガラスを含むスタックである。好ましくは、カプセル化された容積またはエンクロージャは、小さい袋、箱、エンベロープまたはボトルの形をとる。
【００５８】
好ましくは、一次包装が製品の含まれる包装の第１の層としてその通常の機能を実行している間、透明電極は、光に露出されない。
【００５９】
好ましくは、一次包装が包装された製品の含まれる包装の第１の層としてその通常の機能を実行している間、光起電力デバイスは、いかなる電力も包装された製品に供給しない。
【００６０】
好ましくは、光起電力デバイスは、光起電力セルである。
【００６１】
好ましくは、光起電力デバイスは、光起電力モジュールを形成している複数の光起電力セルの配列から成る。
【００６２】
好ましくは、光起電力セルは、ソーラーセルであり、光起電力モジュールは、ソーラーモジュールである。
【００６３】
本発明の第５の態様によれば、光起電力セルは、カプセル化された容積またはエンクロージャから向きが逸れてまたはその方へ向いてもよく、そして、例えば、剥離可能なラベルによってカバーされてもよい。したがって、本発明の第５の態様において、カプセル化された容積またはエンクロージャを定義していて、透明電極を有する光起電力デバイスを組み込んでいる一次包装は、設けられる。光起電力デバイスは、カプセル化された容積またはエンクロージャから向きが逸れている透明電極を有するカプセル化された容積またはエンクロージャの表面上に設けられる。一次包装は、透明電極をカバーしているカプセル化された容積またはエンクロージャの外部表面の上の着脱可能なラベルを備える。
【００６４】
本発明の第６の態様によれば、カプセル化された容積またはエンクロージャを定義していて、透明電極を有する光起電力デバイスを組み込んでいる一次包装は、設けられる。光起電力デバイスは、カプセル化された容積またはエンクロージャの方を向いている透明電極を有するカプセル化された容積またはエンクロージャの表面上に設けられる。一次包装は、透明電極をカバーしているカプセル化された容積またはエンクロージャの外部表面の上の着脱可能なラベルを備える。
【００６５】
好ましくは、着脱可能なラベルは、透明でない。好ましくは、着脱可能なラベルは、透明電極上の入射光の９０％〜１００％、５０％〜９０％または２５％〜５０％上をブロックする。
【００６６】
本発明の第７の態様において、一次包装は、それ自体、主にまたは完全に光起電力デバイスから、そして光起電力デバイスの透明電極の向きに制限されずに、形成される。したがって、本発明の第７の態様によれば、一次包装は、カプセル化された容積またはエンクロージャを提供している光起電力デバイスから形成される。
【００６７】
高いボリューム生産技術の結合によって、ＰＶ統合包装は、さらなる需要者の必要性を満たす。そして、それを必要とする人々に電源へのアクセスを提供する。さらに、個々の包装は、電気のより役立つレベルを産生する大きい配列に組み立てられることができる。
【００６８】
捨てられることとは対照的に、包装内容が消費された後の包装の機能性の追加は、包装が集められる誘因として働く。一旦より大きな存在物に集められてアセンブルされると、機能的耐用期間（例えば包装としての使用および電源としての使用の後）の端で包装をリサイクルするためのルートを見つけることは、より容易である。
【００６９】
加えて、消費財、高い容積（そして、しばしば比較的低価値）の機能的構成要素としてＰＶの追加を通して存在する分配チャネルの使用を可能にすることによって、ＰＶ材料の市場までの直ちに利用可能なそしてより確立したルートは、接近される。
【００７０】
本発明の一部をなさない第８の態様において、光起電力デバイスは、モジュールの一次包装の一部である間、電力を受容してもよい。本発明の一部をなさない第８の態様によれば、カプセル化された容積またはエンクロージャを定義していて、透明電極を有する光起電力デバイスを組み込んでいる一次包装は、設けられる。光起電力デバイスは、カプセル化された容積またはエンクロージャから向きが逸れている透明電極を有するカプセル化された容積またはエンクロージャの表面上に設けられる。透明電極は、入射光に露出されているか、または一次包装は、透明電極をカバーしているカプセル化された容積またはエンクロージャの外部表面の上の着脱可能なラベルを備える。そして、一次包装は、その光起電力デバイスを、光起電力デバイスを組み込んでいる付加的な一次包装に電気的に接続するための電気コネクタを含む。
【００７１】
好ましくは、２つ以上の一次包装は、カプセル化された容積またはエンクロージャを各々定義する。そして、各一次包装は、透明電極を有している光起電力デバイスを組み込む。各一次包装上の光起電力デバイスは、カプセル化された容積またはエンクロージャから向きが逸れている透明電極を有するカプセル化された容積またはエンクロージャの表面上に設けられる。透明電極は、入射光に露出されているか、または、透明電極をカバーしているカプセル化された容積またはエンクロージャの外部表面の上の着脱可能なラベルを備える。そして、２つ以上の一次包装は、一緒にそして外部負荷に対して電気的に接続される。
【００７２】
本発明は、例としてのみ、添付図面を参照してここに記載される、
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、大きなモジュールへの個々のサブモジュールまたはセルのアセンブリを示す。
【図２】図２は、太陽電池と結合される包装材料を示す。１つのバリアは、包装材料によって提供される。
【図３】図３は、金属ラップスルー太陽電池アーキテクチャに基づく太陽電池を含む包装材料を示す。
【図４】図４は、太陽電池を含む包装材料を示す。包装材料における金属フィルムは、不透明な電極およびバリアとして役立っている。
【図５】図５は、太陽電池を含む本発明の第１の態様による、一次包装の断面を示す。太陽電池の受光（透明）側は、パッケージの内側に面している。
【図６】図６は、太陽電池を含む本発明のさらなる態様による、一次包装の断面を示す。太陽電池の受光（透明）側は、パッケージの外側に面している。
【図７】図７は、ローカル発電用の需要位置でのパックされた商品（光電池包装）のアセンブリ（一次包装および包装内容）、および顧客による大きなモジュールへの包装のアセンブリを示す。
【図８】図８は、本発明による光電池ラベル（断面を含む）を有するボトルを示す。
【図９】図９は、ソーラーモジュールへの本発明による光電池ボトルのアセンブリを示す。
【図１０】図１０は、組立てフレームにおける本発明による光電池包装モジュールの並列相互接続を示す。
【図１１ａ】図１１ａは、光起電力セル／モジュールの要素を含む一次包装用の包装材料を示す。
【図１１ｂ】図ｌ１ｂは、印刷された前側のマッチングパターンおよび裏側上の光起電力セル／モジュールの要素を含む一次包装用の包装材料の前側（印刷）および裏側（太陽）を示す。
【図１２】図１２は、一次包装に用いられる透明キャリア上の光電池包装材料またはラベルに基づく光起電力モジュールのアセンブリを示す。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
最貧民のための電気への接近
最小の使用可能なサイズで（そして、若干の例で多くの役立つ需要者向け応用のために実際に実質的に最小の使用可能なサイズ以下で）入手可能な光起電力セルまたはモジュールを提供することによって、ピラミッドの底辺の需要者は、セルまたはモジュールを結合することによって、まだ役立つ電源に接近することができる。そして、例えば、電話または類似のデバイスにおける充電式電池の実質的な充電を可能にするか、あるいは、照明、冷凍または他の所望の電気的機能品目に関連した電源を使える。消費財が追加の二次的な機能性を備えるという事実は、わずかな価格プレミアムが需要者の目に正当化されること、そして、マイクロＰＶセルの提供が需要者に彼等にとって人生を変える可能性である何かへの接近を可能にすることを意味してもよい。
【００７５】
本発明の態様は、使用可能な電力を提供するマイクロＰＶシステムの次の接続化（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｉｓａｔｉｏｎ）である。
【００７６】
特にこれらの多くの光電池包装製品が特に役立つのに十分なエネルギーを提供するために一緒に組み立てられる必要は大いにありそうなので、通常不用な包装にもなるＰＶの供給は、相当な誘因を収集に提供する。より大きな電源へのこの収集および接続は、役立つ機能寿命の端も意味して、材料は、直ちに集められることができて、再利用されることができる。任意に、（物質的なまたは財政的な）さらなる誘因は、戻されたセルまたはモジュールのための中心収集ポイント（例えばオリジナル小売業者の建物）に提供され得る。
【００７７】
特定のマウントが開発されることを必要とするにつれて、複数のそのように収集した廃棄材料をマウントするための構造もまた、本発明に関する。そしてそれは、１回使用であり得るか、または再使用可能であり得る。
【００７８】
概念は、図１に示される。光電池包装材料（０１）の個々のシートは、さもなければ捨てられた一次包装から集められる。これらは、モジュールをそれぞれの場所に保つために機械的構成要素を提供するキャリア（０２）上に、および電気的相互接続（０３）の構造上に集められる。時間が経つにつれて、より多くの光電池パッケージは、パッケージされた製品と共に購入されて、キャリアに載置される。電力出力は、それに応じて増加した。様々なエネルギー需要を有する異なるタイプのエレクトロニクスは、設備容量（０５）に応じて駆動されることができる。周囲条件および受光線量に応じて、ソーラーモジュールの性能は、おそらく低下するだろう。特に、低コスト、低性能のバリア材料にとって、数ヶ月から数年の半減期時間（性能が最初の性能の５０％に低下した）は、予想され得る。組み立てられたソーラーモジュールの性能は、劣化するサブモジュールの交換によって維持されることができる。あるいは、完全に組み立てられて劣化したモジュール（０５）は、リサイクル（０６）のために戻されることができる。そして、構造上のサブモジュールの新規な組み立ては、開始されることができる。
【００７９】
標準状況（ＡＭ１．５太陽スペクトル、１０００Ｗ／ｍ２）の下で特定の電力出力のために必要とされるサブモジュールの個数を推定するために、一例の計算は、ここでなされる。例示的な小袋は、５ｃｍ×８ｃｍの外のり寸法を有する。控えめな仮定では、光活性領域は、４ｃｍ×６ｃｍまたは２４ｃｍ２である。計算は、３％、５％および１０％の効率のセルでなされる。個々のサブモジュールは、それぞれ７．２、１２および２４ｍＷの電力を提供する。これは、現在の太陽照明ユニットまたは携帯電話のバッテリの実質的な充電のためにほとんど何もない。例えば読み込みのための充分な光出力を有する最小の太陽電力照明システムは、１００ｍＷｐ（ＬＥＤトーチ）のソーラーモジュールを備える。現在のＬＥＤ電気スタンドは、日々の動作のための５００ｍＷｐのソーラーモジュールを必要とする。携帯電話の直接充電は、３．７Ｖ以上の電圧で５００ｍＡの最少電流を概して必要とする。変化する光条件を考慮して、２〜３Ｗｐのソーラーモジュールは、必要とされる。
【００８０】
５００ｍＷの電力出力を発生させるために、７０、４１または２０のサブモジュールは、それぞれ、３％、５％または１０％の効率を必要とされる。
【００８１】
１つの潜在的な利点の結果は、追加的なＰＶ電力の産生がソーラーセル／モジュールの寿命よりも少ないエネルギー・ペイバック時間（包装、出荷および製品内容のコストを含む）に結果としてなるということである。そしてその結果、重要な炭素節減は、達成されることができる。
【００８２】
両構成要素、包装および可撓性有機光電池は、同じかまたは類似の製造技術を用いて製造される。一般のロールツーロール・プロセスは、大きい領域のコーティング、ラミネーション、印刷（オフセット、グラビア、フレキソ、インクジェット）、スライシングおよびダイカッティングである。したがって、光電池包装の経済的生産は、構想されることができる。
【００８３】
光電池包装またはラベル
光起電力セルまたはモジュールを有する包装材料の組合せは、二重使用、すなわち消費の位置まで配達の間、商品（家電のような包装された物品かまたは液体のような輸送された商品かどうか）の保護、そして第２に、電気需要者に電力を供給するために日光の変換による電気エネルギーの発生、をともなう目的に結果としてなる。
【００８４】
包装材料に組み込まれるソーラーモジュールの主たる目的は、包装のいかなる機能的能動構成要素にも電力を供給しないことである。また、例えば、それらのバッテリ充電を延ばすために包装物品に電力を供給することは、ここで構想されない。結果として、ソーラーモジュールは、電力を消費する負荷に接続していない。そしてそれは、包装物品の広告または電力供給のための追加機能を提供することができる。
【００８５】
電気エネルギーへの太陽エネルギーの変換の一次包装に対する付加的価値は、一次包装材料の収集を誘引し、そして、廃棄物の減少のメカニズムを実現することを可能にする。実現に応じて、いかなる時点でも、または一次包装を開いた後に、電力は、一次包装材料のライフサイクルの間、抽出されることができる。
【００８６】
一次包装のための、そして薄膜ソーラーのための薄膜（１００マイクロメートルに対するいくつかの十のオーダーで）の形の類似のまたは同一さえの材料の使用は、２つの非常に魅力的な組合せを作る。材料の類似性は、包装材料のために、そして、特定のプラスチック太陽電池において、薄膜ソーラーセルおよびモジュールのための開発下で確率される広範囲にわたるプロセスの互換性に、結果としてなる。両構成要素のための関連した例示的プロセスは、湿式フィルムコーティング、印刷、真空金属被覆法およびラミネーションである。２つを個々に比較すると、２つの機能性（包装および発電）の統合化のレベルを上昇させることによって、コストの削減が組合せ目的のために達成されることができる。これは、構成要素（包装物品のための、そして太陽電池の保護のための一般のバリアのような）の二重使用によって、しかし生産設備の効率的利用によっても、達成されることができる。製造（炭素ベースのおよび金属）のために使用する材料の種類の類似性は、同一のリサイクル・プロセスの使用を可能にする。付加的なリサイクル・プロセスステップは、完全なデバイススタックの考慮のために必要とされるかもしれない。
【００８７】
光起電力セルまたはモジュールを含む一次包装材料は、ロールツーロール・プロセスによって好ましくは製造される。
【００８８】
包装材料ベースのソーラーセルおよびモジュールの一次包装への後の組立てのために、寸法、出力電圧（統合された直列相互接続を有する個々のセルまたはモジュールの）および電気的相互接続のための位置または領域は、定められなければならない。これは、ソーラーセルまたはモジュール要素の定義済み領域によって、または、主に構造化されていない光電池包装フィルムをサイズに切ることによって、なされ得る。一例は、定義済みのセルまたはモジュール要素（１００２）を有する包装材料（１００１）が示される図１１ａに、示される。定義済みの要素は、セル（効果的な電荷キャリア抽出のための十分に導電性の透明電極を有する）またはモジュールであり得る。これらのモジュールは、金属層によってまだ相互接続されることができる（並列および／または直列）。光電池包装材料の分離は、個々のまたは複数の定義済みセルまたはモジュール要素の境界に沿ってなされる。大規模のロールツーロール生産において、包装フィルムは、図１１ａに示すように、個々の包装またはラベルのために後で切り離される前側（１１０２）上に、繰返し印刷（１１０１）（製品情報、ロゴ、画像などを表す）を有する複数のセグメントを含む。ソーラーセルまたはモジュールと組み合わされた包装フィルムは、複数の印刷されたセグメントを前側上に、そして複数のセグメント化されたソーラーセルまたはモジュール（１００２）を裏側上に含む。そして、１つ以上の機能的ソーラーセルまたはモジュールセグメントが前側上の印刷されたセグメントの領域の範囲内に位置する点を特徴とする。包装またはラベルの編成より前のフィルムの分離（ダイカッティング）は、裏側上の１つまたは複数のソーラーセルまたはモジュールに結果としてなる。包装フィルムを含んでいるソーラーセルまたはモジュールの厚みは、１ミリメートル未満であり、５００マイクロメートル未満でありそうである。
【００８９】
対照的に、構造化されていない光電池包装フィルムの分離および接続化は、電極間に電気的シャントの作成のないカット（ダイカッティング）を支持するセル／モジュール・アーキテクチャを必要とする。適切なセル・アーキテクチャは、下で記載され、図３に示される、接点ラップスルー概念に基づく。高い導電性の電極は、厚さ数十から数百ナノメートルのみの光活性層と対照的に、比較的厚い誘電層によって切り離される。
【００９０】
一次包装を作成するために薄膜ソーラーセルおよび／またはモジュールと組み合わされる包装材料の異型は、後述される。
【００９１】
太陽電池を含む図１の包装
図２は、２つの主要な機能構成要素、すなわち包装材料（１０２）および薄膜ソーラーセルまたはモジュール（１０１）、を含む典型的な多層スタックを組み込んでいる本発明の一例を示す。包装材料は、輸送中に包装物品のための保護を提供して、同時に太陽電池用の遮蔽物として役立つ。
【００９２】
包装材料は、外側上に紙または下塗り層（１１３）を任意に有するプラスチック薄膜（１１２）（ＰＥＴ、ＰＥなど）上に築かれる。外側は、後の使用における一次包装の外側として、ここで定義される。例えば、商標を付けることは、一次包装の最も外側上の印刷によって適用される。そして、印刷（１１４）と呼ばれる。強化バリア特性を提供する金属フィルム（１１１）は、ＰＥＴフィルム（１１２）の内側に（包装物品に向かって面して）堆積される。シーラント（１１０）は、金属フィルムの上に堆積される。
【００９３】
ソーラーセルまたはモジュールの構成は、スーパーストレート（ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｅ）フィルム（１０３）から始まってここに記載される。（光起電力（ＰＶ）モジュールの受光側上のカバーは、ソーラースペクトルの適切な波長の最大の伝送を許容すると共に、衝撃および環境劣化からの保護をＰＶ材料に提供する。）スーパーストレート・フィルム１０３は、光起電力（ＰＶ）モジュールの受光側上のカバーを含み、ソーラースペクトルの適切な波長の最大の伝送を許容すると共に、衝撃および環境劣化からの保護をＰＶ材料に提供し、そして、好ましくはＰＥＴフィルムを含む。これは、透明バリア（１０４）によって被覆されることができる。そしてそれは、スーパーストレート（１０３）の反対側に対して別々のフィルムとして積層されることもできる。透明バリアは、透明電極（１０５）によってカバーされる。透明電極は、単一の、高度にドープされた層（例えばインジウムドープト酸化スズ（ＩＴＯ））、金属および金属酸化物のサンドイッチ層、または導電性のフィールド・フィラーを有する金属グリッド（例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）であり得る。続く層は、電荷キャリアの効果的な抽出を容易にする中間層（１０６）である。この層の後には、光活性層（１０７）が、そして場合によっては逆の電荷キャリアの抽出のための中間層（１０８）が続く。不透明な電極（１０９）は、中間層の上に堆積される。
【００９４】
２つの構成要素、すなわち薄膜太陽電池セル／モジュール（１０１）および包装材料（１０２）は、別に製造されることができて、一次包装を製造するために、続くラミネーション・プロセスにおいて接合されることができる。
【００９５】
太陽電池を含む包装−ラップスルー概念
太陽電池を含む包装材料の例は、接点ラップスルー太陽電池アーキテクチャの周知の概念に基づく（図３）。上記したアーキテクチャとの違いは、電流がより小さいセル面積からラップスルー相互接続（２０２）によって抽出されるので、透明電極（２０１）がこの場合により低い導電性を必要とするだけであるという点である。相互接続は、包装材料により提供される金属フィルム（１１１）に、電気的接点を作る。このアーキテクチャの実現のための重要な要素は、ソーラーモジュールの不透明な電極（１０９）からの相互接続の電気的絶縁である。
【００９６】
太陽電池を含む包装−不透明な電極およびバリアとして役立つ包装の金属フィルム
図４は、包装基材（１０２）上に築かれる太陽電池に基づく太陽電池（１０１）を含む一次包装の別の例を表す（図４）。金属層（３０２）は、同時に電極およびバリアとして役立つ。（この構成において、個々のソーラーユニットは、より高い動作電圧を提供するために、モノリシック的に相互接続した要素において切り離されない。その代わりに、個別包装のソーラーユニットは、より高い電圧を提供するために、外部的に直列に接続されることを必要とする。）金属層は、付加的な中間層（１０８）を必要としてもよい。続く堆積層は、光活性層（１０７）、逆の電荷キャリアのための中間層（１０６）、および透明電極層または導電性フィールド・フィラー（１０５）を含む格子構造である。接着剤（３０１）を用いたカプセル封じ（３０３）は、上部に積層される。あるいは、このカプセル封じは、コーティングの形でなされることができる。
【００９７】
一次包装は、透明電極層が、作られる一次包装の内側の方を向くかまたは外側を向くように造られてもよい。それが外側を向く場合、さらなる包装材料（図示せず）は、透明電極の上に横たわるために設けられてもよい。このさらなる包装材料は、取り外し可能であり、そして非透明である。さらなる包装材料は、入射光の１００％を遮断する完全に不透明である必要はない。しかし、約２５％までの例えば９０％、８０％よりも小さいパーセンテージを遮断する。好ましくは、さらなる包装材料は、一次包装がＰＶ電源として使われるときに取り外されてもよい剥離可能なラベルの形をとる。
【００９８】
太陽電池を含む包装−太陽電池の透明側は包装の内側に面する
図５は、太陽電池を含む包装材料（４０１）が（断面が図５に示される）密封された区画（４０２）を形成するために縁部のラミネーションによって商品または包装物品（４０４）用の一次包装（４０３）を形成するために用いられる例の断面を表す。太陽電池の透明側（４０６）は、包装の内側に面して、不透明な側は、包装の外側に面している。換言すれば、一次包装（４０３）は、包装物品ならびに透明電極（４０６）を有する太陽電池を囲むためのカプセル化された容積またはエンクロージャ（４０２）を含み、太陽電池は、カプセル化された容積またはエンクロージャの方に面している透明電極（４０６）を有してカプセル化された容積またはエンクロージャの表面に設けられていることが分かる。
【００９９】
２つの透明バリアおよび２つの透明電極を有する半透明の包装材料も、想像される。包装は、定義済みの条件の下でなされることができる。そして、例えば、不活性ガス（４０５）条件を提供する。不活性な条件の下の包装は、包装された太陽電池の棚寿命を延長することを可能にする。
【０１００】
外向きに面している太陽電池の受光側を有する構成は、図６に示される。さらにこの種の例において、包装材料（図示せず）は、透明電極（４０６）の上に横たわるために設けられてもよい。このさらなる包装材料は、取り外し可能でもよい。好ましくは、さらなる包装材料は、非透明である。さらなる包装材料は、入射光の１００％を遮断する完全な不透明である必要はなくて、より小さいパーセンテージ（例えば９０％、８０％、約２５％まで）を遮断する。好ましくは、さらなる包装材料は、一次包装がＰＶ電源として使われるときに取り外されてもよい剥離可能なラベルの形をとる。
【０１０１】
統合ソーラーモジュール（例えばペットボトル用）を有するラベル
図８は、ボトル（７０２）の統合要素としての光電池ラベル／パッケージ（７０１）の概念を示す。ソーラーモジュール（７０６）の太陽光受光側は、ボトルの内側に向けて面している。モジュールの裏側は、ラベル（７０４）上に製品情報をもたらす。この構成において、ボトルのＰＥＴ材料は、ソーラーモジュール／セル（７０５）のためのバリア特性を少なくとも部分的に提供する。ラベルは、ソーラーセル／モジュールの必須部分でもあり得て、バリアおよび電極の機能性を提供することもあり得て、または複数の機能性のうちのわずか１つを提供することもあり得る。水分に対するおよび／または酸素に対するソーラーモジュールの保護をさらに改善するために、水（例えば生石灰（ＣａＯ））および／または脱酸素剤（７０７）は、それぞれのガスのガス分圧を減らすためにボトルに入れられることができる。
【０１０２】
あるいは、一次包装（すなわちラベル付けされたボトル）は、関連したアプリケーション用の電気を発生させるために包装を通過する充分な光量を許容しない、不透明なまたは着色した包装材料を有することもできる。好ましい実施形態において、その裏側上にソーラーセルまたはモジュールを含むラベルは、ソーラーモジュールおよびより大きなモジュールへのアセンブリとして別々の使用のために損傷なく包装から取り出されることができる。この種の取り外し可能なソーラーセルまたはモジュールの使用は、一次包装がガラスまたはプラスチックを含むいかなる適切な材料でもありえることを意味する。
【０１０３】
ボトルの首の開口部にも関わらず、包装物品の輸送の間、一次包装としてのボトルがキャップで封止されるカプセル化された容積またはエンクロージャを提供することが理解されよう。
【０１０４】
図示しない別の実施形態において、ラベルは、包装の外面に設けられてもよいが、その代わりに包装から向きがそれている太陽電池の透明電極を有する。この実施形態において、剥離可能なラベルの形のさらなる包装材料は、太陽電池の透明電極を覆うために設けられることができる。
【０１０５】
包装ベースの太陽電池のアセンブリ
モジュールに対する光電池サブユニットの相互接続、または、光電池据え付け（屋根に取り付けた）に対するまたは太陽光発電プラントに対するモジュールの一般概念が公知であるにもかかわらず、光電池ユニットと結合される一次包装の提案された概念は、ユニークな態様を有する。この種の一次包装により提供される個々の光電池ユニットは、大多数のアプリケーションに充分な電力を供給しない。例示的なアプリケーションは、照明または携帯電話の充電である。にもかかわらず、小型への制限は、ソーラーモジュールを包装へと入手可能にそして実行可能にする。アセンブリに関する異なるアプリケーション・シナリオは、可能である。モジュールが外側に面する所で、より高い電力出力を提供するためにモジュールに対する個々のユニットのアセンブリは、若干の例において、製品がまだ包装される間になされ得る。この場合、個々のモジュールは、付加的な包装材料（例えばラベル）を少なくとも部分的に取り除くことによって、光を浴びなければならない。したがって、ソーラーモジュールを現す。アプリケーションは、販売の際にまたはそれ以前にも、負荷またはバッテリに接続しているブロックに個別の包装を接続することによってさまざまなアプリケーション用に電力を提供する。例は、市場スタンドの光の電力供給、バッテリ充電または携帯電話充電である。パッケージされた製品の開梱の後、需要者は、一次包装をその第２の目的（発電）のために使用することができる。これは、増加した電力出力を有するより大きなモジュールへの多数の個々のソーラーパッケージのアセンブリを必要とする。電気的および機械的相互接続のための方法論に応じて、これは、需要者によって直接なされることができるかまたはサービスとして提供されることができる。
【０１０６】
一次包装のタイプに応じて、モジュール／セル・アセンブリのためのさまざまな概念は、構想されることができる。
【０１０７】
より高い電力出力を有するより大きなシステムへの一次包装材料ベースの可撓性ソーラーモジュール／セルのアセンブリのために、機械的構造および電気的接続化のための手段は、必要とされる。多数の概念は、構想されることができる。そして、所与のアプリケーションのための最善の解決策は、他の態様の間に、包装の機械的性能、アセンブルされたシステムのスケール、局所的に利用可能な資源および労働力、ならびにユーザによる受け入れに依存する。図１０は、フレーム（９０３）上に載置されて、ワイヤ（または他の電気的接続手段）（９０２）を含む一まとまりのミニ・モジュールを表す。（無機の光起電力モジュールのための）数十年とは対照的に、ローコスト包装ベースのソーラーモジュールのより短い（例えば数年までの月のオーダーの）寿命が想定される所で、使い捨て可能な構成要素（ソーラーモジュール９０１）の１つの短い期間の使用と、電線（９０２）および機械的構造（９０３）のような長持ちするそしてほとんどの場合より多くのエネルギー含有構成要素との間の分離は、経済的および環境的見方から有利である（図１０）。頻繁な取付けおよび取外しの必要性は、この種の構造の設計において考慮されなければならない。これらの構造のスケールは、数十平方センチメートルの小さな領域から、平方キロメートルのサイズを有するソーラー分野まで変化することができる。
【０１０８】
構造的特性を提供する包装を有するアセンブリ
付加的な構造要素のない一次包装ベースのモジュールの直接相互接続は、可撓性の薄膜包装のために、そしてボール紙包装またはボトルのためにも構想されることができる。光電池ラベルを含むボトルのアセンブリ用の例は、図９に示される。ボトル（７０２）は、添付されたＰＶモジュール（７０１）を有し、いくつかのボトルは、電気的接続媒体（８０１）（例えばワイヤ）によって直列におよび／または並列に働くように配置される。
【０１０９】
光電池包装ユニットの機械的相互接続は、接着剤（例えば感圧接着剤）、鋲、裁縫、溶接、超音波溶接によってなされ得る。電気的相互接続は、機械的相互接続により提供される接点間の機械的圧力によって、銀ペースト、ハンダ付けまたは導電性接着剤によって、提供されることができる。圧着端子は、機械的および電気的接続を同時に提供することができる。
【０１１０】
ボール紙包装の場合、一次包装は、ボール紙エンベロープまたは箱の形をとってもよい。カプセル化された容積またはエンクロージャが形成されるにもかかわらず、一次包装が包装された製品のための密閉空間を形成するように、エンクロージャが気密である必要はないと認められる。本発明の実施例の好適な例において、一次包装は、（例えば果物の輸送のためのボール箱の供給において）通気口として役立つために、小さな開口をさらに備えてもよい。
【０１１１】
支持構造物としてのガラス
包装ベースのソーラーモジュールのアセンブリ用の支持構造物として、ガラス板は、利用することができる。機械的剛性に加えて、ガラス板は、優れた付加的なバリア特性を提供する。電気的接触領域または付加的な導電性ストライプまたは接着剤である場合、個々のユニットの電気的相互接続は、オーバーラップによってなされることができる。この種の構造の例は、図１２に示される。ソーラーモジュール１００３は、包装材料７０４により提供されるバリアによって保護される。基材１００４は、ソーラーモジュールのための限られたバリア特性を提供する。モジュール要素は、接着剤１１０を用いて透明基材（適切なバリア特性を有する好ましくはガラスまたは透明な代わりのもの）に積層される。層１００４のバリア特性が劣っている場合には、ガラス・キャリア上への取付けの前に、酸素および水分は、ソーラーモジュールの機能層内に広まってしまう。このような場合、追加的な酸素および／または水分の捕集剤は、例えば透明接着剤にサンドイッチ状に好ましくは組み込まれる。光電池要素の電気的相互接続は、図１２に示されない。ガラスに対するソーラーモジュールのラミネーションは、公知である。新規性は、機械的および化学的保護を提供していて、これらのユニットを電気的に接続している共通基板に対する個々のユニットとしてのソーラーセル／モジュールを含む包装材料のラミネーションである。
【０１１２】
使い捨て可能な支持構造物
個々の一次包装ユニットの機械的組立ておよび電気的相互接続は、機械的支持構造物を利用することによってなされ得る。好ましくは、この機械的支持構造物は、組み立てられたソーラーモジュールと同じリサイクル・プロセス（例えば熱分解）を行うことができる材料上に構築される低コスト構造である。支持構造物は、ソーラーモジュールが劣化したときに、リサイクルのために組み立てられたシステムを戻すように顧客を誘引するために使用することもできる。新規な支持構造物は、組み立てられてそして劣化したシステムの交換に渡されることができる。リサイクル・ループの閉鎖は、廃棄問題を解決するために必要とされる。支持構造物は、ガラス、ＰＥＴ、ＰＥ、ボール紙および／または紙でできていることがあり得る。機械的支持に加えて、構造は、ソーラー包装材料の取付けのための接着剤層（剥離可能な）フィルムを担持することができる。別の構成要素は、モジュール用の電気的相互接続を提供している構造であり得る。この相互接続は、細い金属ワイヤまたはリボンが印刷された金属トラック、または構造化された薄い金属フィルムから成ることができる。支持構造物上の導電ラインとソーラーモジュールの接点との間の電気的接触は、導電性接着剤、鋲、圧着、などによってなされ得る。
【０１１３】
支持構造物は、ソーラー包装材料の取付け上に付加情報／指令を提供することができる。特定のアプリケーションのための適切な取付け、極性、位置および予想される電力出力に関する情報は、与えられることができる。
【０１１４】
支持構造物は、個々の太陽電池の性能または完全なアセンブリ（寿命試験の終わり）に関する情報を提供するエレクトロニクスのような能動要素を含むこともできる。電力出力および／または電圧および／または電流に関する情報、または電力レベルのための記述指標は、特定の構成要素の充電／電力供給のために達成される。
【０１１５】
支持構造物は、充電式バッテリのための機械的および電気的接点構造を提供することもできる。あるいは、バッテリは、充電エレクトロニクスを含む機械的支持構造物においてすでに統合される。
【０１１６】
支持構造物の統合のためのさらなる任意の電子的構成要素は、照明、発光ダイオード、有機発光ダイオード、液晶ディスプレイおよび無線回路である。
【０１１７】
ローカル使用のための需要位置での包装のアセンブリ
１つの構成において、一次包装は、光起電力セルまたはモジュール（６０１）を含む（図７）。光電池構成要素は、包装材料に積層されることができて、ユニットを形成するか、または一次包装材料の機能的一部であり得る。一旦現れると、光電池ユニットは、個々のソーラーユニットの相互接続のための電気的接点への簡単なアクセスを可能にする。この相互接続は、需要位置（６０２）でなされることができる。この場合、組み立てられたユニットは、電気需要者（例えば照明または携帯電話充電器（６０４））に電源を提供することができる。ソーラーモジュールを含んでいる一次包装は、同じ目的のために顧客（６０３）によって組み立てられることができる。
【０１１８】
ソーラーモジュールへの「ＰＶボトル」のアセンブリ
図９は、より高い電力出力のソーラーモジュールへの「光電池」ボトルのアセンブリを示す。ここで、個々のモジュールの並列の相互接続が示される。より高い電圧が必要である場合、直列の相互接続が必要とされる。
【０１１９】
（セルとは対照的に）光電池包装モジュールの並列相互接続
図１０は、より高い電力出力を有するｐｖモジュール（９０１）へのソーラー包装要素の相互接続のための例を示す。ここで示されるソーラー包装モジュールは、想像されたアプリケーション（例えばバッテリ充電）のための十分に高い電圧を提供する。モジュールは、電流を増加させるために並列に相互接続される。相互接続は、フレーム（９０３）において伸ばされる金属ワイヤ（９０２）によってなされる。モジュールは、それらのそれぞれの電気的接点によってワイヤに接続される。これは、クランプ、導電性接着剤などによってなされることができる。
【図１】
2016507436.tif 000003
【図２】
2016507436.tif 000004
【図３】
2016507436.tif 000005
【図４】
2016507436.tif 000006
【図５】
2016507436.tif 000007
【図６】
2016507436.tif 000008
【図７】
2016507436.tif 000009
【図８】
2016507436.tif 000010
【図９】
2016507436.tif 000011
【図１０】
2016507436.tif 000012
【図１１ａ】
2016507436.tif 000013
【図１１ｂ】
2016507436.tif 000014
【図１２】
2016507436.tif 000015
【国際調査報告】
2016507436.tif 000016
2016507436.tif 000017