(57)【要約】  本発明は、ソーラーセル又は薄膜のような少なくとも一つの光能動性素子（２）と、少なくとも一つの光能動性素子（２）を少なくとも片側でカバーする封止剤（３）と、を備え、封止剤（３）が第１の温度では第１の複素粘度を有し且つ第２の温度では第２の複素粘度を有する材料から形成されており、第１の複素粘度が第２の複素粘度よりも大きく、第１の温度は７０℃〜１００℃の間で且つ第２の温度は１２０℃〜１６０℃の間であって、第１の複素粘度が少なくとも１００．０００Ｐａ・Ｓ、好ましくは少なくとも２００．０００Ｐａ・Ｓに達することを特徴とする、光電池モジュールに関する。
2020513163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーセル又は薄膜のような少なくとも一つの光能動性素子（２）と、
前記少なくとも一つの光能動性素子（２）を少なくとも片側でカバーする封止剤（３、３’）と、
を備えた光電池モジュール（１）であって、
前記封止剤（３、３’）が、第１の温度では第１の複素粘度を有し且つ第２の温度では第２の複素粘度を有する材料から形成されており、前記第１の複素粘度が前記第２の複素粘度よりも大きく、前記第１の温度は７０℃〜１００℃の間で且つ前記第２の温度は１２０℃〜１６０℃の間であって、
前記第１の複素粘度が少なくとも１００．０００Ｐａ・Ｓ、好ましくは少なくとも２００．０００Ｐａ・Ｓに達することを特徴とする、光電池モジュール。
【請求項２】
前記第２の複素粘度が５００．０００Ｐａ・Ｓより小さく、好ましくは１００．０００Ｐａ・Ｓより小さく、より好ましくは５０．０００Ｐａ・Ｓより小さい、請求項１に記載の光電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の複素粘度が前記第２の複素粘度よりも、少なくとも５倍、好ましくは少なくとも１０倍は大きい、請求項１又は２に記載の光電池モジュール。
【請求項４】
前記第２の複素粘度が５．０００Ｐａ・Ｓより大きく、好ましくは９．０００Ｐａ・Ｓより大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項５】
前記第１の複素粘度が１Ｅ＋１０Ｐａ・Ｓより小さく、好ましくは１Ｅ＋９Ｐａ・Ｓより小さい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項６】
前記第１の温度が７５℃〜９５℃の間、好ましくは８０℃〜９０℃の間であり、好ましくは前記第１の温度が８５℃に達する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項７】
前記第２の温度が１２５℃〜１５５℃の間、好ましくは１３０℃〜１５０℃の間であり、好ましくは前記第２の温度が１４０℃に達する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項８】
前記封止剤（３、３’）が前記少なくとも一つの光能動性素子（２）に直接接触しており、及び／又は少なくとも一つの電気配線（５）が前記封止剤（３、３’）と前記光能動性素子（２）との間にサンドイッチされており、及び／又は前記封止剤（３、３’）が前記光能動性素子（２）の上に少なくとも一つの電気配線（５）を保持しており、及び／又は前記封止剤（３、３’）がホイル及び／又は顆粒として提供される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項９】
前記封止剤（３、３’）の材料が熱可塑性特性を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項１０】
前記封止剤（３、３’）の材料が、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）材料、及び／又は線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）材料、及び／又は中間密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）材料を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項１１】
前記封止剤（３、３’）が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び／又はポリオレフィン（ＰＯ）及び／又はエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及び／又はイオノマー及び／又はポリビニルブチラル（ＰＶＢ）から形成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項１２】
前記封止剤（３、３’）を形成している材料の密度が１．５ｇ／ｃｍ３より小さく、且つ好ましくは０．７ｇ／ｃｍ３より大きい、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項１３】
前記封止剤（３、３’）が１０μｍ〜５００μｍの間、好ましくは４０μｍ〜４００μｍの間の厚さを有するホイル層であって、及び／又は前記封止剤（３、３’）が可視スペクトルの波長に対して少なくとも５０％透明である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項１４】
前記複素粘度が標準ＡＳＴＭ  Ｄ５２８９及び／又はＡＳＴＭ  Ｄ６２０４にしたがって決定されて、１Ｈｚの周波数及び１０％の歪みで測定される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光電池モジュール。
【請求項１５】
光電池封止剤（３、３’）、特に封止剤ホイル又は封止剤顆粒であって、
前記封止剤（３、３’）が、第１の温度では第１の複素粘度を有し且つ第２の温度では第２の複素粘度を有する材料から形成されており、前記第１の複素粘度が前記第２の複素粘度よりも大きく、前記第１の温度は７０℃〜１００度の間で且つ前記第２の温度は１２０℃〜１６０℃の間であって、
前記第１の複素粘度が少なくとも１００．０００Ｐａ・Ｓ、好ましくは少なくとも２００．０００Ｐａ・Ｓに達し、好ましくは光能動性素子（２）を配線するために少なくとも一つの電気配線（５）が前記封止剤（３、３’）に取り付けられていることを特徴とする、光電池封止剤。
【請求項１６】
前記複素粘度が標準ＡＳＴＭ  Ｄ５２８９及び／又はＡＳＴＭ  Ｄ６２０４にしたがって決定されて、１Ｈｚの周波数及び１０％の歪みで測定される、請求項１５に記載の光電池封止剤。
【請求項１７】
光電池モジュール（１）の製造方法であって、
ソーラーセル又は薄膜のような少なくとも一つの光能動性素子（２）を請求項１５又は１６に記載の封止剤（３、３’）で封止するステップを包含し、
好ましくは少なくとも一つの電気配線（５）が前記封止剤（３、３’）に取り付けられている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の前提部に従った光電池モジュールに関する。さらに本発明は、光電池封止剤、特に封止剤ホイル又は封止剤顆粒、及びソーラーセル又は薄膜のような光能動性素子を封止剤で封入するステップを包含する光電池モジュールの製造方法に関する。本発明はまた、本発明の封止剤と電気配線、好ましくはＷＯ２００４／０２１４５５Ａ１から知られているようなワイヤとを備えるワイヤホイル又は電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
たいていのソーラーモジュールは、ガラス板、光能動性素子、及びガラスでできているか又はバックシートとして形成されたバックカバーとからなる積層構造を形成することによって製造される。これらの層は一緒に保持されて、いわゆる封止剤によって積層構造を形成する。材料が層に接着し、ソーラーセルの間の空間のような積層構造内における任意のギャップを充填する。これらの封止剤は、例えば、ＥＶＡ、ＴＰＳＥ（熱可塑性シリコーンエラストマ）、ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）、ＴＰＯ（熱可塑性ポリフィンエラストマ）、ＰＶＢ、シリコン、又はポリオレフィンのようなイオノマー又はサーモプラストのようなデュロプラストを含み得る。サーモ及びデュロプラストの組み合わせ、熱可塑性のままであるが熱又は電子照射のような適切な手段で硬化されることができる材料もまた使用される。封止剤は、コスト、モジュール内での場所及び機能（例えば、ソーラーセルの日なた側の封止剤は陰側の封止剤よりも透明でなければならない）、市場の期待などのような多くの要因に基づいて選択される。
【０００３】
ソーラーセル（光電池）モジュールは、典型的には少なくとも以下の５層をこの順に積層したものとして製造される；（ａ）ガラス層又はその他の透明層、（ｂ）第１の又は正面封止剤層、（ｃ）光能動性素子層、（ｄ）第２の又は背面封止剤層、及び（ｅ）バックシート又はガラス層のようなバック層。薄膜ソーラーパネルの場合には、光能動性素子層はガラス層に取り付けられており、薄膜のセルとの可能な配線を除いて、封止剤層の１層とバックシート又はガラス層のようなバック層とを加えることのみを必要とする。積層されたソーラーセルモジュールの製造方法は一般的に、ソーラーセルとガラス層及びバック層のような他のモジュール層との間に１片の封止剤ホイルを置くステップを伴う。最新技術は４００〜５００μｍのホイルを使用する。封止剤層は、脆弱なソーラーセル層を封止して環境的なダメージから保護するように設計されており、それゆえ、それらの有用な寿命を延長する。一般的に、ソーラーセルモジュールは、ソーラーセル層の周囲をサンドイッチした少なくとも２つの封止剤層を伴う。これら２つの封止剤層は、同じ又は異なる材料であることができる。
【０００４】
今日では、封止剤は通常は、ホイルの形態への積層の前にレイアップに置かれる。レイアップは、後にソーラーパネルを形成する複数の層のような積層構造に形成される全ての材料（積層後に切除される材料は除く）である。ＷＯ２０１１／０８９４７３は、ソーラーパネルの積層プロセスを詳細に開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際出願公開ＷＯ２００４／０２１４５５Ａ１パンフレット
【特許文献２】国際出願公開ＷＯ２０１１／０８９４７３Ａ１パンフレット
【特許文献３】国際出願公開ＷＯ２０１５／０５６０６９Ａ１パンフレット
【特許文献４】国際出願公開ＷＯ２０１４／０８１９９９Ａ１パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ホイルは、切断されて取り扱われ、レイアップ上に正確に置かれなければならない。モジュールは非常に大きいので、これは厄介である。また、ホイルは、レイアップに正確に置かれなくてはならず、且つシフトし得ない。これがうまくいかずに、経済的な損失をもたらす結果になることもある。また、ホイルは積層中に収縮する。これは、ホイルの製造プロセスのためである。さらにこれは、ポリマ顆粒を液化してホイルにすることから生じる。加えて、原材料がホイルの製造の間に失われて、付加的なコストを生じさせる。
【０００７】
前記の２つの理由（位置合わせ及び収縮）から、ホイルは最終モジュールよりも大きくされている必要がある。積層後に、ホイル（又はその残余物、粘着性の物質）はモジュールから突出し、除去されなければならないが、これは、しばらくして封止剤が硬化するまでは容易ではなく、処理時間を長くする。また、突出しているホイルが軟らかい限りは、それは、それが置かれているコンベヤベルトやそれを一緒にプレスするために使用される膜のような装置部品にくっつき、これよりそれらは定期的に清掃されなければならない。この目的のためにブラシが準備されることができる。しかし、収縮しないホイル、特に熱可塑性ホイルも存在する。
【０００８】
ＷＯ２０１５／０５６０６９Ａ１は、ホイルの代替として又はそれに加えて、顆粒を封止剤として使用する可能性を開示している。
【０００９】
ＷＯ２０１４／０８１９９９Ａ１は、複数のソーラーセルと、それら複数のソーラーセルを封止する封止剤とを備えるソーラーセルモジュールを開示している。この封止剤は、９０℃で１０．０００Ｐａ・ｓより小さい複素粘度を有するポリオレフィンを備えている。表１は４つのサンプルの複素粘度をＰａ・ｓを単位として示しており、サンプル３及び４が上記の基準を満たしている。保護パッケージが耐クラック性を得るために設けられ、このパッケージは、頂部カバー、封止剤、及びバックシートを含む。
【００１０】
光電池における主なゴールは、製造コストを削減することである。さらなるコストの削減と光電池モジュールの信頼性との間の妥協が、光電池産業の最も重要なチャレンジである。効率を改善し且つ材料消費を削減するという同じ目的を有するＳＷＣＴ、覆瓦作用（Ｓｈｉｎｇｌｉｎｇ）、ＭＢＢ（マルチバスバー＞４）のような新しい概念が生まれてきている。全てのこれらの技術は、信頼性、材料消費、及びＡｇペースト、Ａｇグルー、接着剤、及び／又ははんだ合金のような主として配線材料の間のトレードオフを有する。しかし、全てのこれらの技術は主要な欠点を有している。すなわち、製造の間における脆弱なソーラーセル又は新しく形成されたモジュールの複雑な取り扱いが、（新しく形成されたモジュールを組み立てて輸送する）ストリンガー又はマトリクス装置のスループット又は歩留りのいずれかを制限する。
【００１１】
さらに、光電池モジュールにおける異なる材料の異なる熱膨張係数のために、モジュール内部の応力が、時間とともに故障又は欠陥エリアを生じさせ得る。
【００１２】
本発明の目的は、これらの問題を克服して、モジュール内で、特に異なる材料の異なる熱膨張のために生じる応力に対して高い安定性を有する光電池モジュールを提供することである。低減されたコストで製造されることができ且つ信頼性のある性能を保証する光電池モジュールが提供されるべきである。ストリンガー又はマトリクス装置のスループット又は歩留りが改善されるべきである。脆弱な光能動性素子、特にソーラーセルが、製造中及び使用中にも保護されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、冒頭で言及されたように、第１の複素粘度が少なくとも１００．０００Ｐａ・ｓに達し、好ましくは少なくとも２００．０００Ｐａ・ｓに達する光電池モジュールによって達成される。
【００１４】
封止剤の高い粘度は高い安定性を保証し、（例えば熱応力によって）モジュール内部の構成素子の接続が（局所的に）外れたり又はお互いから除去／変位されたりすることを防ぐ。本発明の封止剤は特に、光能動性素子に対する電気配線を信頼性良く保つ。封止剤材料の高い粘度は、製造プロセスを改善し得る。装置的な安定性は、特に処理速度を増すことによって、装置のスループット及び歩留りを増すことを可能にする。さらに、処理中に封止剤材料に生じる故障又は欠陥が、効率的に削減される。同時に、光電池モジュール全体の装置的特性が改善されて、上昇した温度においてもまた、より高い安定性がもたらされる。さらに、より硬い封止剤は、ひとたびソーラーセルに取り付けられると、配線がセルと良好な電気的接触を保ったままの状態でいる手助けとなる。
【００１５】
本発明によれば、７０℃〜１００℃の間の値を有する第１の温度にて、複素粘度が≧１０５Ｐａ・Ｓに達する。封止剤を形成している材料は温度の増加とともに減少する複素粘度を有しており、これより熱可塑性の特性を有する。先に述べたように、封止剤はまた、硬化可能な成分も含み得る。これは、通常はストリンガープロセスに引き続いて実行される積層化プロセス（封止剤が溶融するか、又は少なくとも粘着性になる）のために重要である。７０℃〜１００℃の間の温度範囲における高い粘度のために、新しく形成されたモジュールの取り扱いがはるかに容易になり、封止剤は流れ難くなって、これより「セル・スイミング」を妨げる。高ビスコースの封止剤−通常は（透明な）ホイルの形態で提供される−は高い装置的安定性を有し、光能動性素子（通常は複数のソーラーセル）に対する信頼性のある装置的サポートを構成する。本発明による高粘度の封止剤を有する複数の光能動性素子の構造は、ストリンガー及びマトリクス装置において、脆弱な光能動性素子が既に高い度合いで保護されていることを保証する。言い換えると、本発明による封止剤は、特にストリンガー及びマトリクス装置における取り扱いをサポートして、歩留り及びスループットを改善する。
【００１６】
さらに、高い粘度は、使用時にモジュール（又はパネル）が経験する熱サイクルが、例えばモジュールを剥離させたり電気コネクタをセルから切り離したりすることがある高すぎる張力を生じさせないことを確実にする。
【００１７】
本願で与えられている複素粘度は、標準ＡＳＴＭ  Ｄ５２８９及び／又はＡＳＴＭ  Ｄ６２０４にしたがって決定され得て、１Ｈｚの周波数及び１０％の歪みで測定される。これらの標準はゴムに関するものであるが、ここで規定された試験方法は本願で開示されている全ての材料に適用可能である。原則的に、複素粘度は動的な装置的分析（ＤＭＡ）によって決定され得る。
【００１８】
封止剤を形成する材料は、複素粘度の発明的な値を達成するために、ポリマの熱可塑性特性と架橋特性との間のトレードオフを提供する。封止剤は、加熱が粘度の低下をもたらす結果となるという意味で、熱可塑性の材料であるべきである。組成は、成分、添加物、及びフィラーの選択によって達成され得る。当業者は、他の中でも、分子重量、及び／又は分子重量の分布、及び／又はポリマ分岐の度合いの考慮、及び／又はポリマへのフィラーの添加（キーとなる要因は、フィラーのサイズ及び形状、フィラー濃度、ならびに粒子間での任意の相互反応の程度である）、及び／又はポリマブレンドの使用（科学的に異なるポリマの合成）などの選択によって、複素粘度の値を実現する／影響を与えることができる。全てのこれらの要因は、新しく形成される材料のレオロジーに影響を与える。
【００１９】
出発材料として、例えば、すでにコポリマであり得る商業的に入手可能なグレードの樹脂が使用され得る。さらなる（代替的な）材料又は材料の構成素子が以下に記述される。
【００２０】
電子的照射又はＥ−ビームによって材料が同時に硬化可能であれば、好適である。ここで、架橋の歩留りは、鎖の分裂の歩留りよりも高く選択される。
【００２１】
Ｇ値が典型的には、照射処理からの化学的収率を定量化するために照射化学者によって使用される。Ｅ−ビームは、ポリマに適用されることができる照射プロセスの一つである。Ｇ値は、照射の化学的収率として、吸収されたエネルギー１００ｅＶ当たりに反応した分子数で定義される。Ｇ（Ｘ）が架橋の化学的収率であって、Ｇ（Ｓ）が鎖の分裂の化学的収率である。これら２つのプロセスは照射の下では常に共存して、架橋の正味の結果はＧ（Ｘ）＞Ｇ（Ｓ）である材料からもたらされ、劣化の正味の結果はＧ（Ｘ）＜Ｇ（Ｓ）である材料からもたらされる。
【００２２】
より多くの水素原子を側方部に有するポリマ（例えばＰＥ）は、架橋する傾向にある。メチル基を有するポリマ（例えばポリプロピレン）、二置換体（例えばポリメタクリレート）、及びパーハロゲン置換体（例えばＰＴＦＥ）は、照射による劣化をより経験しやすい。
【００２３】
この目的はまた、光電池封止剤、特に封止剤ホイル又は封止剤顆粒によっても達成されて、このとき封止剤は、第１の温度では第１の複素粘度を有し且つ第２の温度では第２の複素粘度を有する材料から形成されて、第１の複素粘度は第２の複素粘度よりも大きく、第１の温度は７０℃〜１００℃の間で且つ第２の温度は１２０℃〜１６０℃の間であって、第１の複素粘度が少なくとも１００．０００Ｐａ・Ｓ、好ましくは少なくとも２００．０００Ｐａ・Ｓに達することを特徴とする。
【００２４】
この目的はまた、光電池モジュールを製造する方法によっても達成され、この方法は、本発明に従ってソーラーセル又は薄膜のような光能動性素子を封止剤で封止するステップを包含し、好ましくは少なくとも一つの電気配線が封止剤に取り付けられる。
【００２５】
本発明はまた、光能動性素子を配線するワイヤホイルにも関係しており、このワイヤホイルは、上記で規定されたような封止剤材料と、その封止剤材料に取り付けられているか又はその内部に埋め込まれているワイヤとを備える。
【００２６】
これまでの及び以下の実施形態／特徴は、「光電池モジュール」、「光電池封止剤」、「ワイヤホイル」、及び「光電池モジュールの製造方法」に同じように適用可能である。
【００２７】
光能動性素子が埋め込まれた封止剤は、好ましくは外側層（例えば板）、好ましくはガラス層によって、サンドイッチされている。
【００２８】
好適な実施形態では、第２の複素粘度は５００．０００Ｐａ・Ｓより小さく、好ましくは１００．０００Ｐａ・Ｓより小さく、より好ましくは５０．０００Ｐａ・Ｓより小さい。第２の温度（すなわち１２０℃〜１６０℃の間の温度）にてそのような複素粘度を有することによって、熱可塑性（熱で軟化する）特性の利点が使用され得る。これは、封止剤が光能動性素子又は電気配線に対して、空気を含有した中間スペースを残すこと無く「流れ得る」又は横たわり得る様に、加熱手順の間に特に重要である。
【００２９】
好ましくは、第１の複素粘度は第２の複素粘度よりも、少なくとも５倍、好ましくは少なくとも１０倍は大きい。そのような実施形態では、（より低温の）第１の温度における装置的安定性が、（より高温の）第２の温度における封止剤の材料の適切な軟化によって、置き換えられる。
【００３０】
好ましくは、使用中にモジュールが硬く且つ封止剤が容易に積層されることができるように、第１の複素粘度は第２の複素粘度よりも、少なくとも１０．０００Ｐａ・Ｓ、好ましくは少なくとも５０．０００Ｐａ・Ｓは大きい。
【００３１】
好ましくは、第２の複素粘度は５．０００Ｐａ・Ｓより大きく、好ましくは９．０００Ｐａ・Ｓより大きい。そのような実施形態はまた、加熱プロセスの間の装置的安定性の度合いも保証する。すなわち、封止剤の材料は変形されず、あるいはサンドイッチ構造から「絞り出される」ことがない。
【００３２】
好ましくは、第１の複素粘度は１Ｅ＋１０Ｐａ・Ｓより小さく、好ましくは１Ｅ＋９Ｐａ・Ｓより小さい。このことは、光電池モジュールの組み立てられた状態においてもまた、いくらかの弾性を保証する。
【００３３】
好ましくは、第１の温度は７５℃〜９５℃の間、好ましくは８０℃〜９０℃の間であり、好ましくは第１の温度は８５℃に達する。
【００３４】
好ましくは、第２の温度は１２５℃〜１５５℃の間、好ましくは１３０℃〜１５０℃の間であり、好ましくは第２の温度は１４０℃に達する。
【００３５】
好ましくは、封止剤は少なくとも一つの光能動性素子に直接接触しており、及び／又は封止剤は光能動性素子の上に少なくとも一つの電気配線を保持しており、及び／又は封止剤はホイル及び／又は顆粒として提供される。
【００３６】
好適な実施形態では、ソーラーセルを配線するための少なくとも一つの、好ましくは複数の電気配線が、封止剤に取り付けられる。この実施形態では、封止剤は好ましくは配線を保持しているホイルである。配線は、封止剤の（局所的な）溶融を引き起こす加熱によって、又は接着剤によって、封止剤に取り付けられ得る。そのような封止剤ホイルは、例えばＥＰ１５４７１５８Ｂ１に開示されている。配線を有する封止剤ホイルのそのような組成は、本発明の範囲内においても同様に使用され得る。それゆえに、ＥＰ１５４７１５８Ｂ１の開示は参照によって本願に含まれる。
【００３７】
好ましくは、電気配線はワイヤであり、好ましくは１．０００μｍより小さく、より好ましくは１００〜３００μｍのような、５００μｍより小さい直径を有する丸ワイヤである。
【００３８】
顆粒又は粒子という表現で、任意の粒子形態が意味される。好ましくは、顆粒は１０ｍｍより小さい、好ましくは５ｍｍより小さい直径を有する。顆粒は、好ましくは、通常は添加物を加えて所望の化学的及び物理的特性を得る合成又は混合ステップを含む製造プロセスから得られる。
【００３９】
好適な実施形態では、製造方法は、少なくとも第１の外側層と顆粒の形態の第１の封止剤層と第２の外側層とを含むレイアップを形成するステップと、熱（及び、好ましくは真空）の影響下で、好ましくはラミネータで一緒にレイアップをプレスして積層構造を形成するステップと、を包含する。顆粒の形態の封止剤は構造化された方法で印加され得る。
【００４０】
ホイルの代替として又はそれに加えて顆粒を使用するという概念はＷＯ２０１５／０５６０６９Ａ１に開示されており、その開示は参照によって本願に含まれる。
【００４１】
好ましくは、封止剤の材料は熱可塑性の特性を有する。既に言及されているように、熱可塑性（熱軟化性）の特性は、封止プロセスにとって重要である。
【００４２】
もちろん、封止剤の材料は、例えば電子的なビームによって、硬化可能であり得る。
【００４３】
好ましくは、封止剤の材料は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）材料、又は線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）材料、又は中間密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）材料を含む。
【００４４】
好ましくは、封止剤は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び／又はポリオレフィン（ＰＯ）及び／又はエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及び／又はイオノマー及び／又はポリビニルブチラル（ＰＶＢ）から形成されている。
【００４５】
好ましくは、封止剤を形成している材料の密度は１．５ｇ／ｃｍ３より小さく、且つ好ましくは０．７ｇ／ｃｍ３より大きい。
【００４６】
好ましくは、封止剤は、１０μｍ〜５００μｍの間、好ましくは４０μｍ〜４００μｍの間の厚さを有するホイル層であって、及び／又は封止剤は可視スペクトルの波長に対して少なくとも５０％透明である。
【００４７】
以下では、封止剤材料のさらに有益な特性が記述される。
【００４８】
好ましくは、室温における光能動性素子に対する封止剤の剥離力は、好ましくはモジュールの積層化の後で、角度９０°にて少なくとも５Ｎ／ｃｍに達する。
【００４９】
好ましくは、室温における電気（ワイヤ）配線に対する封止剤の剥離力は、好ましくはモジュールの積層化に先立って、角度１８０°にて少なくとも５０ｍＮ／ワイヤに達する。
【００５０】
封止剤の形成に対してＬＤＰＥ及びＬＬＤＰＥは単層で使用され得るが、ＭＤＦＥを有するＬＤＰＥは二層で使用され得て、ＬＤＰＥが接着剤として機能する。各（単）層は、それに正しい特性を与えるためにＥ−ビームで処理され得る。
【００５１】
いくつかの密度値がいくつかの封止剤付加物に対して与えられる。ＰＥＴは約１．３８ｇ／ｃｍ３の密度を有する。ＰＯ（ポリオレフィン、電極ホイルとして使用されるＰＥを含む）は０．９１〜０．９７ｇ／ｃｍ３の密度を有する。ＥＶＡは０．８５ｇ／ｃｍ３まで下がった低い密度を有し得る。イオノマーは０．９４〜０．９５ｇ／ｃｍ３、ＰＶＢは１〜１．０５ｇ／ｃｍ３である。
【００５２】
封止剤の収縮は、好ましくは＜５％、より好ましくは＜３％、最も好ましくは＜０．５％である。収縮は、封止剤（ホイル）を３０分間にわたって１６０℃まで加熱することによって測定される。それから、熱処理の前後にその寸法が装置方向及び横断方向で測定される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
本発明のさらなる実施形態は、図面及び従属請求項に示される。参照マークのリストは本開示の一部を構成する。本発明がここで、図面によって詳細に説明される。
【図１】積層化プロセスの前におけるストリンガー又はマトリックス装置から出てきた光電池モジュールを示す図である。
【図２】完全に封止された光電池素子と共に、積層化プロセスの後の光電池モジュールを示す図である。
【図３】（ワイヤの形態の）電気配線が取り付けられたホイルの形態の封止剤のある実施形態を示す図である。
【図４】発明的な封止剤を形成している、可能な材料（サンプル１〜３）の複素粘度を示す図である。
【図５】電気配線を有する封止剤ホイルによってカバーされ、且つさらに外側の封止剤ホイルによってカバーされた光能動性素子のレイアップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１は、光電池素子２としてソーラーセルと、光電池素子２を両側からカバーしている封止剤３とを備える光電池モジュール１を示す。ここでは、封止剤はホイルの形態で設けられている。しかし、例えばＷＯ２０１５／０５６０６９Ａ１に開示されているように、光電池素子２の下方及び上方に顆粒を封止剤材料として設けることも同様に可能である。
【００５５】
光能動性素子２が埋め込まれている封止剤３は、両側を外側層４によってサンドイッチされている。外側層４は、通常はガラス板である。
【００５６】
図２は積層化後のモジュール１を示しており、光能動性素子は完全に封止されている。
【００５７】
図５は、封止剤３及び３’が使用されている一つの実施形態を示している。封止剤３’は、電気配線５（例えば図３に示されているように）が取り付けられた封止剤ホイルである。封止剤３は、封止剤３’をカバーしている。代替的な実施形態では、封止剤３’のみが、すなわち付加的な封止剤３無しで、使用され得る。本発明は、電気配線付きの封止剤（ホイル）及び電気配線無しの封止剤（ホイル）の両方に関している。
【００５８】
封止剤３、３’は、第１の温度で第１の複素粘度を有し且つ第２の温度で第２の複素粘度を有する材料から形成されている。第１の複素粘度は第２の複素粘度よりも大きい。第１の温度は７０℃〜１００℃の間であり、第２の温度は１２０℃〜１６０℃の間である。第１の温度が、（温度範囲としてではなく）７０℃〜１００℃の間の値を有する離散的な温度、例えば８５℃として理解されなければならない。また、第２の温度が、（温度範囲としてではなく）１２０℃〜１６０℃の間の値を有する離散的な温度、例えば１４０℃として理解されなければならない。
【００５９】
本発明によれば、第１の複素粘度は少なくとも１００．０００Ｐａ・Ｓ、好ましくは少なくとも２００．０００Ｐａ・Ｓに達する。既に言及されたように、封止剤材料の高粘度は製造プロセスを改善し得る。装置的安定性は、装置のスループット及び歩留りを、特に処理速度を増すことによって増すことを可能にする。さらに、封止剤材料に生じる故障又は欠陥が効率的に減少されることができる。同時に、光電池モジュール全体の装置的特性が改善されて、上昇した温度においてもまた、より高い安定性がもたらされる。
【００６０】
図４は、３つのサンプルについて、温度に依存して複素粘度を示している（ｙ軸はｌｏｇ１０スケールである）。サンプルは、コポリマの形態で提供された低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）材料から準備されている。粘度は、ポリマ基礎から始まって添加剤／フィラーによって最適化されている。材料のレオロジー特性に影響を与える主要因は、既に上記で言及されている。
【００６１】
図４に示されている材料では、複素粘度は、７０℃〜１００℃の全温度範囲で１００．０００Ｐａ・ｓよりも大きい。
【００６２】
第２の複素粘度は５００．０００Ｐａ・ｓより小さく、好ましくは１００．０００Ｐａ・ｓより小さく、より好ましくは５０．０００Ｐａ・ｓより小さい。
【００６３】
図４のサンプルから見ることができるように、第１の複素粘度は第２の複素粘度よりも少なくとも５倍（ここでは少なくとも１０倍さえ）大きい。
【００６４】
第２の複素粘度が５．０００よりさらに大きいならば、好ましくは９．０００Ｐａ・ｓよりも大きいならば、好適である。
【００６５】
第１の複素粘度は１Ｅ＋１０Ｐａ・Ｓより、好ましくは１Ｅ＋９Ｐａ・Ｓより小さくてよい。
【００６６】
第１の温度はさらに、７５℃〜９５℃の間、好ましくは８０℃〜９０℃の間の値を有すると規定されることができる。最も好適な実施形態では、第１の温度は８５℃に達する。
【００６７】
第２の温度はさらに、１２５℃〜１５５℃の間、好ましくは１３０℃〜１５０℃の間の値を有すると規定されることができる。最も好適な実施形態では、第２の温度は１４０℃に達する。
【００６８】
図１及び２から見ることができるように、封止剤３は光能動性素子２に直接接触している。図３の実施形態では、ホイル封止剤３’は、（光能動性素子２を配線するために）平行なワイヤ又はストリップの形態の電気配線５を保持する。製造前ステップでは、配線ワイヤは、接着剤によって又は封止剤材料を粘着性にする（局所的な）加熱プロセスによって、封止剤ホイルに取り付けられる。そのような製造前状態では、（一体化された配線５を有する）封止剤３’は光能動性素子２の上に配列されている。完全なストリングス及びマトリックスさえがこのようにして構築され得て、これはそれから、図１に示されているようにレイアップに配置される。
【００６９】
図４から見ることができるように、封止剤３の材料は熱可塑性の特性を有する。すなわち、材料は温度の増加と共に軟化する。
【００７０】
封止剤３の材料は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）材料、及び／又は線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）材料、及び／又は中間密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）材料から形成され得るか、または含み得る。
【００７１】
好ましくは、封止剤３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び／又はポリオレフィン（ＰＯ）及び／又はエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及び／又はイオノマー及び／又はポリビニルブチラル（ＰＶＢ）から形成され得る。
【００７２】
封止剤３を形成している材料の密度は、１．５ｇ／ｃｍ３より小さくあり得て、且つ好ましくは０．７ｇ／ｃｍ３より大きくあり得る。
【００７３】
封止剤３は、１０μｍ〜５００μｍの間、好ましくは４０μｍ〜４００μｍの間の厚さを有するホイル層（図１）であり得る。封止剤３が可視スペクトルの波長に対して少なくとも５０％透明であれば、好適である。
【００７４】
光電池モジュール１を製造する方法は、ソーラーセル又は薄膜のような光能動性素子２を封止剤３で封止するステップを包含し、好ましくは少なくとも一つの電気配線５が封止剤３に取り付けられる。
【００７５】
少なくとも一つの電気配線５の取り付けは、少なくとも一つの光能動性素子２の上に封止剤３を配置する前に行われる。
【００７６】
本発明は、これらの実施形態に限定されない。他の変化が当業者には明らかであり、以下の請求項に定式化されているように、本発明の範囲内にあると考えられる。以上の明細書の全ての部分において、特に図面に関して記述された個別の特徴は、お互いに組み合わされ得て他の実施形態を形成し得て、及び／又は、その特徴が他の特徴に関して記述されていても、請求項にて記述されたもの及び記述の残りの部分に必要な変更を加えて適用され得る。
【符号の説明】
【００７７】
１  光電池モジュール、２  光能動性素子、３  封止剤、４  外側層、５  電気配線。
【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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【国際調査報告】
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