JP2015510280A - 耐久性光起電モジュール - Google Patents

Abstract

本開示は概ね、耐久性光起電モジュール、耐久性光起電モジュールの製造方法、並びに耐久性光起電力セル及びモジュールを含む構造体に関する。

Description

本開示は概ね、耐久性光起電モジュール、耐久性光起電モジュールの製造方法、並びに耐久性光起電力セル及びモジュールを含む構造体に関する。

再生可能エネルギーは太陽光、風、雨、潮汐、地熱など、補充が可能な天然資源から誘導されるエネルギーである。再生可能エネルギーの需要はテクノロジーの進歩と世界人口の増大につれて大幅に増大している。化石燃料が、今日のエネルギー消費の圧倒的大部分を賄っているが、化石燃料は再生可能ではない。このような全世界的な化石燃料依存のために、化石燃料枯渇の懸念のみならず、このような燃料を燃やすことで生じる排出ガスに関連した環境上の懸念も高まっている。現在、見込みのあるエネルギー源の１つが太陽光である。全世界で何百万もの世帯が現在、太陽光起電システムから電力を得ている。太陽エネルギーに対する需要が高まるにつれて、そのような用途向けの要求を満たすことができる装置及び材料への需要が、高まっている。

光起電モジュールは、屋外で用いられ、したがって持続的に風雨等に曝されることになる。そのため、例えば水分及び太陽光をはじめとする厳しい環境条件下での長期（例えば２５年間）にわたる耐久性を達成することが、光起電モジュール及びその部品の設計製造における技術的難関の１つとなっている。

機械的特性、光学的透明性、腐食、紫外線安定性、及び屋外天候条件に対する耐性はすべて、長期間の稼働にわたって光起電力セル又はモジュール中の材料が徐々に劣化していくことに関与し得る要素である。加えて、光起電力セルはセルをともに結合する機械的機構（例えばクリップ）によって損傷することもある。機械的損傷はまた据付け前におけるモジュール／セルの取扱い及び輸送の際にも生じ得る。このため、耐久性のある光起電力セル及びモジュールが、必要とされている。加えて、より高効率の光起電装置及びより低コストの光起電装置の１つ以上が必要とされている。

本開示の発明者は、長期の屋外使用が可能な、より耐久性の高い光起電モジュール及び／又はセルのための形成方法、材料、及び構造体を見出した。より耐久性の高いモジュール及び／又はセルの形成により光起電モジュールの耐用年数が増加し得る。耐用年数が増加する結果、太陽光発電のコストが低下することで、この形のグリーンエネルギー生成のより迅速かつ／又は広範な普及につながり得る。

本開示の一実施形態は、光起電力セルであって、太陽光に露出される第１の主表面と、発電層の第１の主表面に隣接する第２の主表面とを有する前側層と、前側層及び発電層の縁部の実質的にすべてを覆う縁部保護材料と、を含む、光起電力セルに関する。

本開示の別の実施形態は、光起電力セルであって、太陽光に露出される前側層と、この前側層に隣接する発電層と、これら前側層及び発電層の縁部の実質的にすべてを覆う縁部保護材料と、を含む、光起電力セルに関する。

本開示の別の実施形態は、光起電力セルであって、第１及び第２の対向主表面、第１及び第２の対向副主表面、並びに第１及び第２の対向縁部を有しており、前側層と、この前側層に隣接する太陽電池と、を含む、太陽電池構造体と、太陽電池構造体の第１及び第２の対向縁部の実質的にすべて並びに太陽電池構造体の第１及び第２の主表面のそれぞれの一部を覆う縁部保護材料と、を含む、光起電力セルに関する。

本開示のいずれの実施形態も、以下の１つ以上を含み得る。発電層が太陽電池である様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。縁部保護材料がポリマー層及び接着剤層を含む多層材料である、様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。ポリマー層がフルオロポリマーを含む様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。接着剤層が感圧接着剤を含む様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。接着剤層が熱硬化性接着剤を含む様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。セル又はモジュールが、発電層に隣接する封入材層を更に含む、様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。セル又はモジュールが、封入材層に隣接する裏側層を更に含む、様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。セル又はモジュールが、光起電力セル中の個々の層の縁部の少なくとも一部又は実質的にすべてを覆う縁部保護材料を含む、様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。前側層がガラス、石英、及び多層フィルムの１つである、様々な実施形態のいずれかにおいて説明するような光起電力セル又はモジュール。

本開示の別の実施形体は、光起電モジュールを製造する方法であって、エネルギー生成層を前側層に隣接して配置してエネルギー生成層−前側層構造体を形成することと、このエネルギー生成層−前側層構造体の対向縁部に縁部保護材料を付すことと、を含む、方法である。

本開示のいずれの実施形態も、以下の１つ以上を含み得る。エネルギー生成層を配置することが前側層上に半導体層を堆積させることを含む、方法。エネルギー生成層上に封入材を堆積させることを更に含む、方法。封入材層を硬化させることを更に含む、方法。封入材層に隣接して裏側層を配置することを更に含む、方法。光起電モジュールの対向縁部に縁部保護材料を適用することを更に含む、方法。

これら及び様々な他の特徴及び利点は以下の「発明を実施するための形態」を読むことで明らかとなろう。

先行技術の光起電モジュールの断面概略図である。 縁部密封光起電モジュールの断面概略図である。 縁部密封光起電力セルの一実施形態の断面概略図である。 縁部密封光起電モジュールの一実施形態の断面概略図である。 縁部密封光起電モジュールの一実施形態の断面概略図である。 縁部密封光起電力セルの一実施形態の断面概略図である。 縁部密封光起電モジュールの一実施形態の断面概略図である。

光起電モジュールの耐久性向上のために２つの試みがなされてきた。耐久性光起電モジュールを形成する第１の試みが図１に概略的に示されている。光起電モジュール１００は、前側層１１０、太陽電池１２０（すなわち発電層）、封入材層１３０、及び裏側ガラス層１４０を含み、これらはすべて、その縁部が、フルオロポリマー層１６０及び感圧接着剤層１７０を含む多層フィルム１５０によって包まれている。この一般的な形の構造体は、例えば日本国特許公開第２０１１０３２４５１号に記載されているこの構造体の欠点の１つは、縁部を包む別個の工程の実行（光起電力セルの据付け業者によることが多い）が必要となることである。

耐久性光起電モジュールを形成する第２の試みが図２に概略的に示されている。光起電モジュール２００は、前側層２１０、太陽電池２２０（すなわち発電層）、封入材層２３０、及び裏側層２４０を含む。太陽電池２２０及び封入材層２３０は、縁部密封材２５０（例えばブチルゴム）によって部分的に密封されている。この構造体の欠点の１つは、光起電モジュールによって生成されるエネルギーの量が、光起電力セルの太陽光に露出される表面積の大きさに比例することにある。この構造体では、部分的縁部密封のために光起電力セルの太陽光が入射可能な総表面積が減少し、光起電モジュールの全エネルギー生産量が減少してしまう。結果として、光起電モジュールのユニット当たりのエネルギー生成コストが、増大する。

本開示の発明者は、前側層及び光起電力セルからなる構造体に縁部保護を与えることによって、様々な製造及び耐久性上の利点が達成できることを見出した。図３に概略的に示すように、本明細書の教示による光起電力セル３００の一実施形態は、前側層３１０及び太陽電池３２０（すなわち発電層）を含み、これらが縁部保護材料３３０に隣接している。図３に示した特定の実施形態では、縁部保護材料３３０が前側層３１０−太陽電池３２０構造体の縁部の周りを包んでいる。いくつかの実施形態では、縁部保護材料が、前側層−太陽電池構造体の各主表面の少なくとも一部の上にある。図３に示した特定の実施形態では、縁部保護材料３３０が単一層であるが、縁部保護材料は多層であってもよい。いくつかの実施において、例えば、縁部保護材料３３０はポリマー層（例えばフルオロポリマー）及び接着剤層（例えば感圧接着性、熱硬化性、ＵＶ硬化性、又はこれらの組合せ）を含む多層フィルムである。いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、テープである。

図３に示した実施形態は、様々な方法を用いて製造し得る。一例示的方法は、太陽電池３２０を前側層３１０に隣接して配置することにより太陽電池−前側層構造体を形成することを含む。いくつかの実施形態では、太陽電池は、前側表面上に堆積した半導体層である。その後、縁部保護材料３３０を太陽電池−前側層構造体の縁部に適用する。いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、テープである。いくつかの実施形態では、このテープが、太陽電池−前側層構造体の縁部を実質的に覆う。実施形態によっては、テープはまた、太陽電池−前側層構造体の少なくとも１つの主表面の少なくとも一部をも覆う。いくつかの実施形態では、縁部保護材料が太陽電池及び前側層の少なくとも１つの主表面の少なくとも１つの全体又は大部分又は一部を覆う。

図４に概略的に示すように、光起電モジュール４００は、図３の縁部保護太陽電池−前側層構造体を含む。封入材層４４０が太陽電池３２０に隣接し、裏側層４５０が封入材層に隣接する。いくつかの実施形態では、図３の構造体が形成された後に、１つ以上の別個の処理工程によって、封入材層及び裏側層が図４に示されるように適用され又は配置される。

光起電モジュール４００は、様々な方法によって製造可能である。一例示的実施形態では、図３の、縁部を包んだ太陽電池−前側層構造体中の太陽電池の露出した主表面上に、封入材層を堆積させる。いくつかの実施形態では、封入材を硬化（例えば熱硬化）させ、次いで裏側層に隣接して配置する。

いくつかの実施形態では、縁部保護材料（例えばポリマーフィルム及び接着剤を含む）を前側層３１０及び太陽電池３２０に適用する。次いで、封入材４４０及び裏側層４５０を適用する。結果として得られた構造体を、熱封入処理に通し、縁部保護材料及び封入材を硬化させる。

図５に概略的に示すように、縁部保護材料が光起電モジュール４００の縁部上に配置される。より具体的には、図５に示すように、図４の光起電モジュール構造体４００（先により詳細に記載した）の縁部が、縁部保護材料５１０によって実質的に覆われる。図５に示した例示的一実施形態では、光起電モジュール４００の上下主表面の少なくとも一部もまた縁部保護材料によって覆われるが、いくつかの実施形態では、縁部保護材料が主表面上にはごくわずかしか存在しないか、又は主表面上には全く存在しない。図５に示した例示的縁部保護材料は、ポリマー層５２０及び接着剤層５３０を含む多層材料であるが、いずれの縁部保護材料をも用い得る。

光起電モジュール５００は、様々な方法によって製造可能である。一実施形態では、第２の縁部保護材料を光起電モジュール４００に適用する。いくつかの実施形態では、封入材を適用して硬化させた後、硬化した封入材に隣接して裏側ガラスを配置してから、追加的な縁部保護材料を適用する。

図６に概略的に示すように、本明細書の教示による光起電力セル６００の例示的代替的一実施形態は、前側層６１０及び太陽電池６２０（すなわち発電層）を含み、これらが縁部保護材料６３０に隣接している。図６に示した特定の実施形態では、縁部保護材料３３０が、前側層６１０−太陽電池６２０構造体の縁部に加えて、太陽電池６２０の主表面全体をも包み込んでいる。

図７に概略的に示すように、光起電モジュール７００は、図６の縁部保護太陽電池−前側層構造体を含む。封入材層７４０が太陽電池６２０に隣接し、裏側層７５０が封入材層７４０に隣接する。いくつかの実施形態では、図６の構造体が形成された後に、１つ以上の別個の処理工程によって、封入材層及び裏側層が図７に示したように適用され又は配置される。

以下に、本明細書に記載した光起電力セル及びモジュールの個々の層のそれぞれを、より詳細に説明する。

前側層
いくつかの実施形態では、前側層は、ある種のガラス又は石英を含む。いくつかの実施形態では、ガラスは、熱的に強化される。例示的ガラス材料としてはソーダ石灰シリカ系ガラスが挙げられる。いくつかの実施形態では、前側層は低い鉄含有量（例えば鉄の総量の約０．１０％未満、より好ましくは鉄の総量の約０．０８、０．０７、又は０．０６％未満）を有し、かつ／又は同層上に光透過を最適化するための反射防止膜を有する。

いくつかの実施形態では、前側層は、バリア層である。例示的バリア層としては、例えば米国特許第７，１８６，４６５号、同第７，２７６，２９１号、同第５，７２５，９０９号、同第６，２３１，９３９号、同第６，９７５，０６７号、同第６，２０３，８９８号、同第６，３４８，２３７号、同第７，０１８，７１３号、及び同第６，６９６，１５７号、並びに米国特許出願第２００７／００２０４５１号及び同第２００４／０２４１４５４号に記載されるようなものが挙げられ、これらはすべて、参照により本明細書に組み込まれる。

太陽電池
いずれの太陽電池も、利用可能である。光起電力セルの例としては、薄膜太陽電池（二セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ））、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ_２）セル、ａ−Ｓｉ（非晶質シリコン）セル、ｃ−Ｓｉ（結晶シリコン）、及び有機光起電装置（ＯＰＶ）が挙げられる。

縁部保護材料
以下の目的の少なくとも１つを達成するいずれの縁部保護材料も使用可能である：（１）太陽電池の電気絶縁を提供する、（２）ある程度の耐湿性を提供する、（３）可視光及び／又はＵＶ光に対するある程度の耐性を提供するか又はこれを遮断する、そして（４）据付け前又は据付け中の取扱い及び輸送の際にクリップによって生じる機械的損傷に対するある程度の耐性を提供する。

いくつかの実施形態では、縁部保護材料は透明、半透明、及び不透明（例えば約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長を有する可視光の透過率を低下させる）の少なくとも１つである。いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、約３８０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長を有する光の透過率を低下させる。いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、約３８０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長を有する光について２０％の最大透過率を許容する。いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、約３８０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長を有する光について２％の最大透過率を許容する。いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、約３８０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長を有する光について０．２％の最大透過率を許容する。いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、透明テープである。

いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、ポリマー層及び接着剤層を含むテープである。いくつかの実施形態では、ポリマー層は、フルオロポリマーを含む。例示的フルオロポリマーとしてはＥＴＦＥ及びＰＴＦＥが挙げられる。いくつかの実施形態では、押出ＰＴＦＥが、好ましい。フルオロポリマーの望ましい厚さは、電気絶縁破壊耐性に依存する。一例示的厚さの範囲は、約０．１ミル〜約６ミル（約０．００３ｍｍ〜約０．１５ｍｍ）である。別の例示的厚さの範囲は、約１ミル〜約２ミル（約０．０２５ｍｍ〜約０．０５ｍｍ）である。

いくつかの実施形態では、接着剤は熱硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、溶剤系接着剤、及び感圧接着剤の１つ以上である。いくつかの実施形態では、この接着剤は、熱硬化性感圧接着剤である。いくつかの実施形態では、熱硬化性感圧接着剤は、封入材硬化サイクルにおいて硬化する。

いくつかの実施形態では、接着剤は、硬化サイクル後には透明である。いくつかの実施形態では、望ましい透明度は可視光に対して少なくとも８０％の透明度である。いくつかの実施形態では、望ましい透明度は可視光に対して少なくとも９０％である。

いくつかの実施形態では、ＰＳＡは流動せず、接着剤結合線を通しての酸素及び水分の浸透を低速又は最小とするのに十分なバリア特性を有する。また、いくつかの実施形態では、ＰＳＡは通常、例えば光起電力セルによる可視光の吸収を妨げないように、可視光及び赤外光に対して透過性である。ＰＳＡは、垂直軸に沿って測定すると、スペクトルの可視部分にわたって少なくとも約７５％（いくつかの実施形態では、少なくとも約８０、８５、９０、９２、９５、９７又は９８％）の平均透過率を有する。いくつかの実施形態では、ＰＳＡは、４００ｎｍ〜１４００ｎｍの範囲にわたって少なくとも約７５％（いくつかの実施形態では、少なくとも約８０、８５、９０、９２、９５、９７又は９８％）の平均透過率を有する。代表的なＰＳＡとしてはアクリレート、シリコーン、ポリイソブチレン、尿素及びこれらの組み合わせが挙げられる。有用な市販のＰＳＡとしてはＡｄｈｅｓｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．，（Ｇｌｅｎ Ｒｏｃｋ，ＰＡ）から「ＡＲｃｌｅａｒ ９０４５３」及び「ＡＲｃｌｅａｒ ９０５３７」の商品名で入手可能なもののようなＵＶ硬化性ＰＳＡ、及び３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から「ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＣＬＥＡＲ ＬＡＭＩＮＡＴＩＮＧ ＡＤＨＥＳＩＶＥ ８１７１」、「ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＣＬＥＡＲ ＬＡＭＩＮＡＴＩＮＧ ＡＤＨＥＳＩＶＥ ８１７２ＣＬ」、並びに「ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＣＬＥＡＲ ＬＡＭＩＮＡＴＩＮＧ ＡＤＨＥＳＩＶＥ ８１７２ＰＣＬ」の商品名で入手可能な光学的に透明なアクリルＰＳＡが挙げられる。

いくつかの実施形態では、ＰＳＡは最大５０，０００ｐｓｉ（３．４×１０^８Ｐａ）の弾性率（引っ張り弾性率）を有する。引っ張り弾性率は、例えば、商品名「ＩＮＳＴＲＯＮ ５９００」でＩｎｓｔｒｏｎ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭＡ）から入手可能な試験システムなどの引っ張り試験機により測定可能である。いくつかの実施形態では、ＰＳＡの引っ張り弾性率は最大４０，０００、３０，０００、２０，０００、又は１０，０００ｐｓｉ（２．８×１０^８Ｐａ、２．１×１０^８Ｐａ、１．４×１０^８Ｐａ、又は６．９×１０^８Ｐａ）である。

いくつかの実施形態では、ＰＳＡは、アクリル又はアクリレートＰＳＡである。本明細書で使用するとき、用語「アクリル」又は「アクリレート」は、アクリル又はメタクリル基の少なくとも１つを有する化合物を含む。例えば、少なくとも２つの異なるモノマー（第１及び第２のモノマー）を一体化することにより、有用なアクリルＰＳＡを作製することができる。代表的な好適な第１のモノマーとしては、２−メチルブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、４−メチル−２−ペンチルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、及びイソノニルアクリレートが挙げられる。代表的な好適な第２のモノマーとしては、（メタ）アクリル酸（例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、及びフマル酸）、（メタ）アクリルアミド（例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ−オクチルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、及びＮ−エチル−Ｎ−ジヒドロキシエチルアクリルアミド）、（メタ）アクリレート（例えば２−ヒドロキシエチルアクリレート若しくはメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、又はイソボルニルアクリレート）、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アルファ−オレフィン、ビニルエーテル、アリルエーテル、スチレンモノマー、又はマレエートが挙げられる。アクリルＰＳＡはまた、処方に架橋剤を含めることによっても作製され得る。

いくつかの実施形態では、本開示の実施に有用なＰＳＡはポリイソブチレンを含む。ポリイソブチレンは主鎖又は側鎖にポリイソブチレン骨格を有し得る。有用なポリイソブチレンは、例えば、ルイス酸触媒（例えば、塩化アルニミウム又は三フッ化ホウ素）の存在下にて、イソブチレン単独を、又はｎ−ブテン、イソプレン又はブタジエンと組み合わせて重合することにより、調製することができる。

有用なポリイソブチレン材料は複数の製造業者より市販されている。ホモポリマーは、例えば、商品名「ＯＰＰＡＮＯＬ」及び「ＧＬＩＳＳＯＰＡＬ」（例えばＯＰＰＡＮＯＬ Ｂ１５、Ｂ３０、Ｂ５０、Ｂ１００、Ｂ１５０、及びＢ２００並びにＧＬＩＳＳＯＰＡＬ １０００、１３００、及び２３００）でＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．（Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋ，ＮＪ）から；商品名「ＳＤＧ」、「ＪＨＹ」、及び「ＥＦＲＯＬＥＮ」でＵｎｉｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（ＵＣＰ）（Ｓｔ．Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ，Ｒｕｓｓｉａ）から市販されている。ポリイソブチレンコポリマーは、イソブチレンを少量（例えば、最大３０、２５、２０、１５、１０、又は５重量パーセント）の例えば、スチレン、イソプレン、ブテン、又はブタジエンなどの他のモノマーの存在において重合することにより調製可能である。代表的な好適なイソブチレン／イソプレンコポリマーは商品名「ＥＸＸＯＮ ＢＵＴＹＬ」（例えば、ＥＸＸＯＮ ＢＵＴＹＬ ０６５、０６８、及び２６８）でＥｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐ．（Ｉｒｖｉｎｇ，ＴＸ）から；商品名「ＢＫ−１６７５Ｎ」でＵＣＰから；及び商品名「ＬＡＮＸＥＳＳ」（例えばＬＡＮＸＥＳＳ ＢＵＴＹＬ ３０１、ＬＡＮＸＥＳＳ ＢＵＴＹＬ １０１−３、及びＬＡＮＸＥＳＳ ＢＵＴＹＬ ４０２）でＳａｒｎｉａ（Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）から市販されている。代表的な好適なイソブチレン／スチレンブロックコポリマーは、商品名「ＳＩＢＳＴＡＲ」でＫａｎｅｋａ（Ｏｓａｋａ、Ｊａｐａｎ）から市販されている。他の代表的な好適なポリイソブチレン樹脂は、例えば商品名「ＶＩＳＴＡＮＥＸ」でＥｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から、商品名「ＨＹＣＡＲ」でＧｏｏｄｒｉｃｈ Ｃｏｒｐ．（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）から、商品名「ＪＳＲ ＢＵＴＹＬ」でＪａｐａｎ Ｂｕｔｙｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｋａｎｔｏ，Ｊａｐａｎ）から市販されている。

縁部保護材料はいずれの所望長さ、幅、及び厚さをも有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるＰＳＡ層は、厚さが少なくとも０．００５ｍｍ（いくつかの実施形態では、少なくとも０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、又は０．０５ｍｍ）である。いくつかの実施形態では、ＰＳＡ層は、最大で約０．２ｍｍ（いくつかの実施形態では、最大０．１５、０．１、又は０．０７５ｍｍ）の厚さを有する。例えば、ＰＳＡ層の厚さは、０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍ、０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍ、又は０．０１〜０．１ｍｍの範囲であり得る。

いくつかの実施形態では、縁部保護材料は、酸性条件（例えば酸性雨）及び塩基性条件（例えば除草剤及び／又は洗浄液への曝露）の一方又は両方において安定性を呈する。

封入材層
いずれの封入材も、本開示の方法及び構造体において、使用可能である。いくつかの実施形態では、例示的封入材の種類として硬化可能な、熱硬化材、熱硬化性フルオロポリマー、及びアクリルが挙げられる。例示的封入材としては、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリオレフィン、熱可塑性ウレタン、透明なポリ塩化ビニル、及びアイオノマーが挙げられる。一例示的な市販ポリオレフィン封入材として、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙが販売するＰＯ８５００（商標）が挙げられる。熱可塑性封入材及び熱硬化性ポリオレフィン封入材の両方とも使用可能である。いくつかの実施形態では、米国特許出願第６１／５５５，８９２号及び同第６１／５５５，９１２号に一般的に記載される種類の封入材が使用可能であり、これらの各開示も、本明細書によって本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、封入材は、光起電力セル及び関連回路の上及び周囲に適用し得る。

いくつかの実施形態では、別個の裏側層及び封入材層の代わりに一体化バックシート−封入材を用いることが可能である。例示的一体化バックシート−封入材としては、例えばＰＣＴ特許出願第２０１１／０６１９１８号、同第２０１１／０６１９５０号、及び米国特許出願第６１／５６２，８９９号に記載されるようなものが挙げられ、これらの各開示も、本明細書によって本明細書に組み込まれる。

裏側層
いくつかの実施形態では、裏側層は、ある種のガラス又は石英を含む。いくつかの実施形態では、ガラスは熱的に強化される。例示的ガラス材料としてはソーダ石灰シリカ系ガラスが挙げられる。

いくつかの実施形態では、裏側層は、バックシートである。例示的バックシートは、ポリマーフィルムであり、多くの実施形体おいて多層ポリマーフィルムである。市販バックシートフィルムの一例は、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な３Ｍ（商標）Ｓｃｏｔｃｈｓｈｉｅｌｄ（商標）フィルムである。例示的バックシートは押出ＰＴＦＥを含むようなものである。バックシートは、ルーフィング膜などの建築材料（例えば、建物一体型太陽光発電（ＢＩＰＶ））に接続することができる。

本明細書に記載する処理技術のいくつかはインライン処理として導入することが可能である。いくつかの実施形態では、ダウンウェブ方向の縁部のみが、対象となる。いくつかの実施形態では、すべての縁部に本明細書に記載したような縁部保護が施される。

言及された全ての参考文献は参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書で用いる場合、「上」及び「隣接」の語は、層が何かの上に直接存在する場合及び間接的に存在する（これらの間にその他の層が介在し得る）場合の両方を含むものとする。

本明細書で用いる場合、用語「主表面」（単数及び複数）は３組の対向表面を有する三次元形状において最大の表面積を有する表面を指す。本明細書で用いる場合、用語「副主表面」（単数及び複数）は、３組の対向表面を有する三次元形状において２番目に大きい表面積を有する表面を指す。本明細書で用いる場合、用語「縁部」（単数及び複数）は３組の対向表面を有する三次元形状において最小の表面積を有する表面を指す。

他に指示がない限り、本開示及び特許請求の範囲で使用される特徴の大きさ、量、物理特性を表わす数字は全て、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。

本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用するところの単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容が明らかにそうでないことが示さないかぎりは複数の指示物を有する実施形態を包含する。本開示及び添付の特許請求の範囲において使用するとき、その内容について別段の明確な指示がない限り、「又は」という用語は概して、「及び／又は」を包含する意味で用いられる。

本開示の様々な実施形態及び実施が、開示される。開示された実施形態は例証するために提示されるもので、制限するためのものではない。上記の実施及び他の実施は、以下の請求項の範囲内である。本開示が、開示されたもの以外の実施形態及び実施により実行され得ることは、当業者には理解されよう。上記の実施形態及び実施例の詳細には、本発明の基礎をなす原理から逸脱することなく多くの変更を加えることができる点は当業者に認識されるであろう。本発明は、本明細書に記載される例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではない点、また、こうした実施例及び実施形態はあくまで例示を目的として示されるにすぎないのであって、本発明の範囲は本明細書において以下に記載する「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである点は理解すべきである。更に、当業者にとっては、本発明に対する様々な修正及び変更が本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく明らかとなろう。したがって、本出願の範囲は以下の「特許請求の範囲」によってのみ定められるべきものである。

Claims (36)

1. 光起電力セルであって、
   太陽光に露出される第１の主表面と、発電層の第１の主表面に隣接する第２の主表面と、を有する前側層と、
   前記前側層及び前記発電層の縁部の実質的にすべてを覆う縁部保護材料と、を含む、光起電力セル。
2. 前記発電層が太陽電池である、請求項１に記載の光起電力セル。
3. 前記縁部保護材料がポリマー層及び接着剤層を含む多層材料である、請求項１又は２のいずれかに記載の光起電力セル。
4. 前記ポリマー層がフルオロポリマーを含む、請求項３に記載の光起電力セル。
5. 前記接着剤層が感圧接着剤を含む、請求項３又は４のいずれかに記載の光起電力セル。
6. 前記接着剤層が熱硬化性接着剤を含む、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光起電力セル。
7. 前記発電層に隣接する封入材層を更に含む、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の光起電力セル。
8. 前記封入材層に隣接する裏側層を更に含む、
   請求項７に記載の光起電力セル。
9. 前記光起電力セル中の前記層のそれぞれの前記縁部を覆う縁部保護材料を更に含む、請求項８に記載の光起電力セル。
10. 光起電力セルであって、
    太陽光に露出される前側層と、
    前記前側層に隣接する発電層と、
    前記前側層及び前記発電層の縁部の実質的にすべてを覆う縁部保護材料と、を含む、光起電力セル。
11. 前記発電層が太陽電池である、請求項１０に記載の光起電力セル。
12. 前記縁部保護材料がポリマー層及び接着剤層を含む多層材料である、請求項１０又は１１のいずれかに記載の光起電力セル。
13. 前記ポリマー層がフルオロポリマーを含む、請求項１２に記載の光起電力セル。
14. 前記接着剤層が感圧接着剤を含む、請求項１２又は１３のいずれかに記載の光起電力セル。
15. 前記接着剤層が熱硬化性接着剤を含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の光起電力セル。
16. 前記発電層に隣接する封入材層を更に含む、
    請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の光起電力セル。
17. 前記封入材層に隣接する裏側層を更に含む、請求項１６に記載の光起電力セル。
18. 前記光起電セル中の前記層のそれぞれの前記縁部を覆う縁部保護材料を更に含む、請求項１７に記載の光起電力セル。
19. 前記前側層が、ガラス、石英、及び多層フィルムの１つである、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の光起電力セル。
20. 光起電力セルであって、
    第１及び第２の対向主表面、第１及び第２の対向副主表面、並びに第１及び第２の対向縁部を有しており、
    前側層と、
    前記前側層に隣接する太陽電池と、を含む、太陽電池構造体と；
    前記太陽電池構造体の前記第１及び第２の対向縁部の実質的にすべて並びに前記太陽電池構造体の前記第１及び第２の主表面のそれぞれの一部を覆う縁部保護材料と、を含む、光起電力セル。
21. 前記裏側層が、ガラス、石英、及びバックシートの１つである、請求項２０に記載の光起電力セル。
22. 前記縁部保護材料がポリマー層及び接着剤層を含む多層材料である、請求項２０又は２１のいずれかに記載の光起電力セル。
23. 前記ポリマー層がフルオロポリマーを含む、請求項２２に記載の光起電力セル。
24. 前記接着剤層が感圧接着剤を含む、請求項２２又は２３に記載の光起電力セル。
25. 前記接着剤層が熱硬化性接着剤を含む、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の光起電力セル。
26. 前記太陽電池層に隣接する封入材層を更に含む、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の光起電力セル。
27. 前記封入材層に隣接する裏側層を更に含む、
    請求項２６に記載の光起電力セル。
28. 前記光起電力セル中の前記層のそれぞれの前記縁部を覆う縁部保護材料、を更に含む、
    請求項２７に記載の光起電力セル。
29. 前記前側層が、ガラス、石英、及び多層フィルムの１つである、請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の光起電力セル。
30. 前記縁部保護材料が、前記エネルギー生成層、前記太陽電池、及び前記前側層の少なくとも１つの主表面の少なくとも一部分を覆う、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の光起電力セル。
31. 光起電モジュールを製造する方法であって、
    エネルギー生成層を前側層に隣接して配置してエネルギー生成層−前側層構造体を形成することと、
    前記エネルギー生成層−前側層構造体の対向縁部に縁部保護材料を適用することと、を含む、方法。
32. 前記エネルギー生成層を配置することが、前記前側層上に半導体層を堆積させること、を含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記エネルギー生成層上に封入材を堆積させること、を更に含む、
    請求項３１又は３２のいずれかに記載の方法。
34. 封入材層を硬化させること、を更に含む、
    請求項３３に記載の方法。
35. 封入材層に隣接して裏側層を配置すること、を更に含む、
    請求項３３又は３４のいずれかに記載の方法。
36. 前記光起電モジュールの対向縁部に縁部保護材料を適用すること、を更に含む、
    請求項３５に記載の方法。

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