KR101056464B1 - 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트, 그것을 이용하여이루어지는 적층품, 태양전지 이면 보호 시트, 및 모듈 - Google Patents
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Abstract
(과제) 본 발명은 저렴하고, 우수한 내가수분해성, 내열성을 개선하고, 또한 은폐성을 향상시킴으로써 태양전지의 전환 효율을 향상시키는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 및 그것을 이용한 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
(해결수단) 수평균 분자량이 18500∼40000인 1개 또는 복수개의 층을 사용하여 이루어지는 폴리에스테르 수지층을 갖고, 상기 폴리에스테르 수지층에 5∼40중량% 이산화티탄을 갖는 층을 적어도 1층 이상 갖는 폴리에스테르 수지 시트로서, 파장 300∼350nm의 광선 투과율이 0.005∼10%, 상대 반사율이 80% 이상 105% 이하, 외관 밀도가 1.37∼1.65g/㎤, 광학 농도가 0.55∼3.50이며, 광학 농도 편차가 중심값에 대해서 20% 이내인 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트.
태양전지, 폴리에스테르 수지 시트
Description
본 발명은 저렴하며, 내환경성(내가수분해, 내후성 등)이 우수하고, 또한 태양광 입사광 이면측의 반사율이 요구되는 분야에 최적인 태양전지용 백시트 및 그것을 사용한 태양전지에 관한 것이다.
최근, 차세대의 에너지원으로서 클린 에너지인 태양전지가 주목을 받고 있으며, 건축 분야를 비롯하여 전기전자 부품까지 개발이 진행되고 있다. 태양전지 유닛의 구성은 고광선 투과재, 태양전지 모듈, 충전 수지층 및 이면 밀봉 시트를 기본구성으로 하는 것이며, 하우스의 지붕에 조립되는 것이나 전기, 전자 부품 등에 이용되는 것이다. 태양전지의 구성 품목의 일부에 이용되는 이면 밀봉 시트로서 이용되는 열가소성 수지 시트가 이용되지만, 이 (태양전지용) 열가소성 수지 시트에 대해서도 자연 환경에 대한 내구성(내가수분해, 내후성)이 강하게 요구된다. 또한 태양전지의 태양광의 전환(電換) 효율의 향상도 요구되므로, 태양전지의 이면 밀봉 필름의 반사광도 이용해서 전기로 변환되도록 되고 있다. 또 경량성, 강도 및 전지의 가공성도 요망되고 있다. 특허문헌1에서는 수평균 분자량이 높은 베이스 폴리머 를 사용해서 저비중의 태양전지용 백시트로서 사용되고 있는 것이 개시되어 있다. 그러나, 내UV성, 은폐성이 떨어져 더욱더 개선이 요구되고 있다.
옥외에서 사용하는 태양전지 모듈의 경우, 기계적 강도나 환경 분위기하에서 열화되기 어려운 내환경성능을 높여서 신뢰성을 확보하기 위해서 태양전지를 강화 유리판이나 금속 기판 상에 합성수지를 이용하여 봉입하는 구조가 일반적으로 사용되고 있다. 보다 구체적으로 라미네이트 방법에 의한 모듈구조를 설명하면 강화 유리판 상에 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(이하 「EVA」라고 한다) 시트/태양전지/EVA시트/알루미늄박을 불화 비닐 시트로 끼워서 구성한 시트(이하 「알루미늄-불소 복합 시트」라고 함)를 이 순서로 적층해서 가열 압착한 구조의 것이 사용되고 있다.
또한 태양전지가 비결정질 실리콘과 같은 박막 태양전지인 경우에는 강화 유리판 상에 직접 태양전지를 형성하고, EVA 시트, 알루미늄-불소 복합 시트를 적층해서 가열 압착한 것이 사용되고 있다. 태양전지 이면 밀봉 필름으로서는 폴리에틸렌계의 수지나 폴리에스테르계 수지를 사용하거나, 불소계 필름을 사용하는 것이 알려져 있다.(특허문헌2∼3 참조)
또한 기포를 갖는 폴리에스테르 필름(특허문헌4 참조)은 알려져 있지만, 이들 필름은 태양전지용의 백시트용으로서는 이용되고 있지 않다.
특허문헌1:일본 특허 공개 2002-26354호 공보(제2페이지 1란 제32∼39행째)
특허문헌2:일본 특허 공개 평11-261085호 공보(제2페이지 1란 제36∼2란 4행째)
특허문헌3:일본 특허 공개 평11-186575호 공보(제2페이지 1란 제36∼제3페이지 1란 22행째)
특허문헌4:일본 특허 공고 평7-37098호 공보(제1페이지 1란 제1∼제3페이지 2란 23행째)
상술의 종래 시트는 하기의 문제점을 갖고 있었다. 종래, 이 분야에 사용되고 있었던 2축 연신 폴리에스테르 시트는 내환경성에서 가장 요구되는 내가수분해성이 부족하기 때문에 이 분야의 사용이 제한되고 있었다. 또한 백색으로 착색된 2축 연신 폴리에스테르 시트는 반사율은 향상되지만, 상기의 내가수분해성이 부족하기 때문에 이 분야의 사용이 제한되고 있었다.
또한 불소계의 시트는 내가수분해성이나 내후성은 우수하지만, 가스 배리어성이 부족하고, 시트의 탄력이 약하다는 결점이 있었다. 그 때문에, 이러한 시트는 배리어성의 개량과 이면의 밀봉재의 강도를 가지기 위해 알루미늄 등의 금속박 등을 적층해서 사용되고 있었다. 이들 문제를 해결하기 위해 발명된 특허문헌1의 필름을 사용해도 적층 계면으로부터의 박리가 문제가 되고, 태양전지 제조시나, 지붕 등에 시공할 때에 문제가 되었다.
또한 폴리에스테르 시트를 사용한 것은 비교적 저렴하지만 고온(100∼120℃)에 노출되었을 때의 내열성에 어려움이 있었다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 배경을 감안하여, 저렴하고, 우수한 내가수분해성, 계면 박리 방지성을 개선하고, 또한 은폐성을 향상시킴으로써 태양전지의 전환 효율을 향상시키는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 및 그것을 사용한 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 배경을 감안하여, 내가수분해성, 내열성을 개선하고, 또한 은폐성을 향상시킴으로써 태양전지의 전환 효율을 향상시키는 것에 대해서, 예의 검토해서, 특정한 UV 투과율, 상대 반사율, 외관 밀도, 광학 농도, 광학 농도의 편차 및 수평균 분자량을 만족시키는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트를 개발하여 적용해 본 결과, 이러한 과제를 일거에 해결하는 것을 구명한 것이다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서, 다음과 같은 수단을 채용하는 것이다.
즉,
(1) 수평균 분자량이 18500∼40000인 1개 또는 복수개의 층을 사용하여 이루어지는 폴리에스테르 수지층을 갖고, 상기 폴리에스테르 수지층에 5∼40중량% 이산화티탄을 갖는 B층을 적어도 1층 이상 갖는 폴리에스테르 수지 시트로서, 상기 B층의 두께의 합계가 폴리에스테르 수지층 전체 두께의 9∼40%이며, 상기 B층이 적어도 한쪽의 최외층에 위치하고, 또한 파장 300∼350nm의 광선 투과율이 0.005∼10%, 상대 반사율이 80% 이상 105% 이하, 외관 밀도가 1.37∼1.65g/㎤, 광학 농도가 0.55∼3.50이며, 광학 농도 편차가 중심값에 대해서 20% 이내인 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트,
(2) 상기 광학 농도 편차가 중심값에 대하여 15% 이내인 (1)에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트,
(3) 열가소성 수지 시트의 전체 광선 투과율이 0.005∼25%인 (1)에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트,
(4) 상기 5∼40중량% 이산화티탄을 갖는 B층의 수평균 분자량이 18500∼35000인 청구항1에 기재된 태양전지용 열가소성 수지 시트,
(5) 온도 85℃, 습도 85%RH의 환경하에 있어서 3000시간 에이징(aging) 전후의 신도 유지율이 40∼100%인 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트,
(6) 온도 140℃의 환경하에 있어서 15시간 에이징 전후의 신도 유지율이 40∼100%인 (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트,
(7) 가스 및 수증기 배리어층을 갖는 (1)∼(6)에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트,
(8) 적어도, (1)∼(7)에 기재된 폴리에스테르 수지 시트와, 가스 및 수증기 배리어층을 적층한 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품,
(9) JIS-K-7129에 준한 수증기 투과율 측정에 있어서 온도 40℃, 습도 90%RH에 있어서 100㎛ 환산의 수증기 투과율이 0.5g/(㎡·24hr) 이하인 (1)∼(7)에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품,
(10) (1)∼(7)에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트로서, 태양전지의 이면 밀봉재에 사용되는 태양전지 이면 보호 시트,
(11) (8) 또는 (9)에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품으로서, 태양전지의 이면 밀봉재에 사용되는 태양전지 이면 보호 시트,
(11) (8) 또는 (9)에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품으로서, 태양전지의 이면 밀봉재에 사용되는 태양전지 이면 보호 시트,
(12) (10)에 기재된 태양전지 이면 보호 시트를 사용한 태양전지 모듈이다.
(13) (11)에 기재된 태양전지 이면 보호 시트를 사용한 태양전지 모듈이다.
(13) (11)에 기재된 태양전지 이면 보호 시트를 사용한 태양전지 모듈이다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 저렴하고, 우수한 내가수분해성, 내열성을 개선하고, 또한 은폐성을 향상시킴으로써 태양전지의 전환 효율을 향상시키는 태양전지용 열가소성 수지 시트 및 적층체를 제공할 수 있다. 이 시트 및 적층체는 지붕재로서 이용되는 태양전지는 물론, 플렉시블성을 갖는 태양전지나 전자 부품 등에도 바람직하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트를 사용하여 이루어지는 태양전지의 단면도를 나타내는 것이다.
도 2는 필름의 한쪽 면에 가스 배리어층을 갖는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 2층의 필름 사이에 가스 배리어층을 갖는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품의 구조를 나타내는 다른 일례의 단면도이다.
도 4는 필름의 한쪽 면에 가스 배리어층(기재 시트+금속 또는 무기 산화물층)을 갖는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
(부호의 설명)
1:전체 광선 투과 재료 2:태양전지 셀
3:충전 수지 4:태양전지 이면 보호 시트
5:리드선 6:수증기 및 가스 배리어층
7:폴리에스테르 수지층(A층) 8:폴리에스테르 수지층(B층)
9:접착제층 10:태양전지 모듈
20:태양전지용 열가소성 수지 시트 적층품
21:기재 시트 22:금속 또는 무기 산화물층
30:태양전지용 열가소성 수지 시트
본 발명은 수평균 분자량이 18500∼40000인 1개 또는 복수개의 층을 사용하여 이루어지는 폴리에스테르 수지층을 갖고, 상기 폴리에스테르 수지층에 5∼40중량% 이산화티탄을 갖는 층을 적어도 1층 이상 갖는 폴리에스테르 수지 시트로서, 파장 300∼350nm의 광선의 투과율이 0.005∼10%, 상대 반사율이 80% 이상 105% 이하, 외관 밀도가 1.37∼1.65g/㎤, 광학 농도가 0.55∼3.50, 광학 농도 편차가 중심값에 대하여 20% 이내인 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트이다.
본 발명에서 말하는 태양전지란 태양광을 전기로 변환하는(이하, 전환이라고 한다.) 시스템을 말하고, 바람직하게는 고광선 투과재, 태양전지 모듈, 충전 수지층 및 이면 밀봉 시트를 기본 구성으로 하는 것이며, 예를 들면, 도 1에 나타내는 구조이며, 하우스의 지붕에 조립되는 것이나, 전기, 전자 부품 등에 이용되는 것이다.
여기에서, 고광선 투과재란 태양광을 효율적으로 입사시키고, 내부의 태양전지 모듈을 보호하는 것으로, 바람직하게는 유리나 고광선 투과 플라스틱이나 필름 등이 이용된다. 또한 태양전지 모듈은 태양광을 전기로 변환하는 것으로, 태양전지의 심장부분이다. 상기 모듈은 실리콘, 카드뮴-텔루르, 게르마늄-비소 등의 반도체 가 이용된다. 현재 많이 이용되고 있는 것에 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비결정질 실리콘 등이 있다.
또한 상기 충전 수지층이란 태양전지내의 태양전지 모듈의 고정 및 보호, 전기 절연의 목적에 이용되며, 그 중에서도 에틸렌비닐아세테이트 수지(EVA)가 성능과 가격면에서 바람직하게 사용된다.
본 발명은 태양전지 모듈의 이면 밀봉 시트로서 바람직하게 이용된다. 이 시트는 태양전지 모듈이 꺼려하는 수증기를 배리어하는 기능이나, 태양전지 내부의 은폐성을 높이고, 반사율을 높임으로써 태양전지의 전환 효율을 높이는 것에 기여한다. 또한 이면으로부터 입사되는 UV영역 파장 300∼350nm를 차폐함으로써 내구성이 우수한 태양전지가 된다.
본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지란 디카르복실산 유도체와 디올 유도체의 중축합체이며, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 사용할 수 있다. 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트는 저렴하기 때문에, 매우 다방면에 걸친 용도에 사용할 수 있다. 또한 이들 수지는 호모 수지이어도 좋고, 공중합체 또는 혼합체이어도 좋다. 바람직하게 사용되는 폴리에스테르의 융점은 250℃ 이상의 것이 내열성 상에서 바람직하고, 300℃ 이하의 것이 생산성 상 바람직하다. 이 범위내이면, 다른 성분이 공중합되어도, 혼합되어도 좋다. 또한 기계특성과 생산성 상에서 문제가 없는 범위내이면, 활제, 착색제, 대전방지제, 저밀도 화제 등의 첨가제가 예를 들면 60중량% 이하의 범위에서 첨가되어 있어도 좋다.
본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트란 상기 폴리머를 용융 성형해서 얻어진 미연신, 무배향 시트를 2축으로 연신하고, 열처리해서 이루어지는 시트를 말한다. 상기 시트의 두께는 태양전지용 이면 밀봉 시트로서의 적정한 탄력의 강도, 가공성, 태양전지의 경량성의 점으로부터 20∼350미크론의 범위가 바람직하다.
태양전지용 폴리에스테르 수지 시트의 두께는 부분 방전 전압의 내압을 향상시키기 위해서 중요하며, 공압출에 의한 적층이나 접합 등의 방법으로 목적의 내압까지 두께를 높이는 방법이 바람직하게 사용된다.
본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지층이란 수평균 분자량이 18500∼40000인 폴리에스테르 수지로 구성된 층이며 단층이어도 복수개의 층으로 이루어지는 것이어도 좋다. 본 발명의 폴리에스테르 수지 시트는 상기 폴리에스테르 수지층을 갖고, 필요에 따라 다른 폴리에스테르층을 갖고 구성된 다층 또는 단층을 가리킨다.
본 발명에서는 폴리에스테르 수지 시트의 파장 300nm∼350nm의 광선 투과율이 0.005∼10%일 필요가 있다. 본 발명에서 말하는 파장 300nm∼350nm의 광선 투과율이란 상기 시트에 입사된 상기 파장의 입사광과 반대면 투과광의 비율을 가리킨다. UV 열화를 저감하기 위해서는 태양전지용 열가소성 수지 시트의 UV영역의 파장(300∼350nm)의 투과율(이하, UV 투과율이라고도 말함)을 0.005∼10%의 범위, 바람직하게는 0.01∼7%, 더욱 바람직하게는 0.05∼5%의 범위에 포함시킬 필요가 있다. 입사된 광의 파장 중에는 상기 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트를 열화시키 는 UV영역의 광선도 포함되어 있고, 표층 가까이에서 셧아웃(shut out)할 수 있는 경우에는 내층으로의 UV영역의 파장의 침투가 적고, 내층부의 UV열화가 적고, 내후성이 우수하게 된다. UV 투과율이 10%를 초과하는 경우, 경시에 의해 UV파장의 에너지에 의해 분자쇄가 분단되어 기계특성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 또한 색조도 황색으로 변화되고 외관상에서도 열화되어 있는 것을 알 수 있다.
상기, 파장 300nm∼350nm의 광선 투과율(UV 투과율)을 컨트롤하는 방법으로서는 하기 이산화티탄의 혼율을 제어함으로써 컨트롤하는 것을 들 수 있다.
이산화티탄의 혼율을 높여 가면 은폐성이 증가함과 동시에 파장 300∼350nm의 투과율이 현저히 내려 간다. 열가소성 수지 시트의 UV 투과율은 0.005∼10%가 좋고, 이 효과가 발현되는 것은 이산화티탄의 혼율(이산화티탄을 함유하는 층에 대한 이산화티탄의 함유량)이 5중량%를 초과한 영역부터이다. 바람직하게는 7중량% 이상, 더욱 바람직하게는 10% 이상이다. 상한에 대해서는 생산성, 시트 강도의 관점으로부터 이산화티탄의 농도는 40중량% 이하가 바람직하다. 상기 이산화티탄의 함유량을 갖는 층을 폴리에스테르 수지층중에 가짐으로써 본 발명의 파장 300∼350nm의 광선 투과율의 범위를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서는, 열가소성 수지 시트의 상대 반사율이 80%∼105%일 필요가 있고, 보다 바람직하게는 83%∼105%이며, 더욱 바람직하게는 85∼105%이다. 80% 미만에서는 광손실이 커서 전환 효율에 거의 기여하지 않기 때문에 바람직하지 못하다.
여기에서, 본 발명에서 말하는 상대 반사율이란 표준 백색판으로서 산화 알루미나를 이용해서 파장 560nm에 있어서 반사율을 측정했을 때의 반사율(베이스값)을 100%로 하고, 샘플에서의 측정값을 그 베이스값에 대한 수치로서 환산한 것이다. 상대 반사율이 본 발명의 범위에 있으면, 태양전지 모듈의 간극으로부터 새어나가는 광을 입사광에 대하여 확산 반사시켜, 태양전지 셀에 다시 보낼 수 있다. 조도를 향상시킬 수 있으므로 태양전지의 전환 효율이 향상된다.
본 발명에 있어서는, 폴리에스테르 수지 시트의 외관 밀도가 1.37∼1.65g/㎤인 것이 필요하다.
여기에서, 외관 밀도란 다층 또는 단층으로 적층된 시트 전체를 두께, 면적, 중량으로부터 계산한 수치를 말한다. 비중이 높은 무기입자를 첨가함으로써, 계면에서 굴절율차가 커져 반사 성능에 기여한다. 반사율에 기여하는 외관 밀도의 하한은 1.37g/㎤로부터이며, 상한으로서는 태양전지의 경량성도 고려하면 1.65g/㎤까지이다. 외관 밀도를 1.37∼1.65g/㎤로 컨트롤하는 방법으로서는 폴리에스테르 수지의 종류, 무기입자의 종류, 무기입자의 혼율을 컨트롤함으로써 달성할 수 있다. 무기입자로서는 탤크, 산화마그네슘, 이산화티탄, 이산화아연, 탄산칼슘, 황산바륨, 황산칼슘 등이 바람직하게 사용된다. 그 중에서도 이산화티탄을 사용하면 UV영역의 파장을 확산 반사하기 때문에 내UV성에 현저하게 효과가 있다.
또한, 백색도를 높이기 위해서 4,4'-비스(2-벤조옥사졸릴)스틸벤 등의 형광증백제를 사용하면 효과적이다.
본 발명에 있어서는 맥베스 광학 농도계로 측정했을 때의 광학 농도가 0.55이상일 필요가 있고, 보다 바람직하게는 0.60이상이다. 상한에 대해서는 이론상은 높을수록 좋지만, 생산성 및 시트 강도의 관점으로부터 3.5이하, 바람직하게는 3.0이하, 더욱 바람직하게는 2.5이하인 것이 좋다. 여기에서, 본 발명에서 말하는 광학 농도란 은폐성의 지표로서 정량화해서 수치가 높을수록 은폐성이 높은 것을 나타내는 것이며, 본 발명에 있어서는 광학 농도계(맥베스제:TR-524)로 후기의 조건에서 측정한 값을 말한다. 상기 태양전지용 열가소성 수지 시트에 은폐성이 필요한 것은 상기 태양전지 상부의 간극으로부터 누출되는 태양광을 반사시켜서 상기 반사광도 전기 변환하고, 전환 효율을 향상시키는 기능을 부여하기 위해서이다. 특히, 태양전지 모듈 하부에 배치되는 상기 태양전지용 열가소성 수지 시트는 간극으로부터 누출되는 입사광이 태양전지 외부로 누출되는 것을 방지할 필요가 있다. 광학 농도가 0.55미만에서는 입사된 광을 태양전지 외부로 내보내게 된다. 이 경우, 태양전지 셀에 의해 전기 변환으로 다시 사용할 수 없기 때문에 전환 효율의 향상을 요망할 수 없기 때문에 바람직하지 못하다. 이산화티탄 등의 무기입자의 혼율을 높여 가면 은폐성이 증가함과 동시에 투과율이 현저히 내려 간다. 은폐성의 지표인 광학 농도는 상기한 바와 같이 0.55∼3.5가 좋고, 이 효과가 발현되는 것은 이산화티탄의 혼율이 5중량%를 초과한 영역부터이다. 이산화티탄 농도는 바람직하게는 7중량% 이상, 더욱 바람직하게는 10중량% 이상이다. 상한에 대해서는 생산성, 시트 강도의 관점으로부터 이산화티탄의 농도는 40중량% 이하가 바람직하다. 이산화티탄을 함유하는 층에 대해서 상기 이산화티탄의 함유량을 갖는 층을 폴리에스테르 수지층중에 가짐으로써 본 발명의 광학 농도의 범위를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서는, 맥베스 광학 농도계로 측정했을 때의 광학 농도 편차가 중심값에 대하여 20% 이내일 필요가 있다. 광학 농도의 편차는 (최대값-최소값)/중심값으로 나타낸다. 예를 들면 광학 농도의 중심값이 1.0인 경우, 광학 농도의 편차는 0.2의 범위가 되고, 광학 농도로서는 0.9∼1.1의 범위에 들어가는 것이 필요하게 된다. 광학 농도 편차는 바람직하게는 중심값에 대하여 15% 이내인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 중심값에 대하여 10% 이내이다. 광학 농도 편차는 태양전지 모듈의 면내에서 균일한 것이 요구되므로, 현재 범용의 사이즈인 길이 1.5m×폭 1m의 범위에서 만족시키는 것이 필요하다. 광학 농도 편차는 제품 롤 중앙으로부터 길이방향으로 100m 마다 길이방향 1.5m×폭방향 1m의 사이즈로 샘플링하고, 또한, 1.5m×1.0m의 컷 샘플의 네모서리를 10cm×10cm로 샘플링하고, 그 10cm×10cm의 샘플을 이용하여 광학 농도를 3회 측정하여 광학 농도로 했다. 제품 롤 1개당, 5회 측정했을 때의 광학 농도의 최대값, 최소값, 중심값(데이터수는 20)으로부터 광학 농도 편차를 산출해서 광학 농도 편차로 했다. 광학 농도 편차가 20%의 범위로부터 벗어나면, UV 투과율의 편차나 전체 광선 투과율의 편차, 상대 반사율의 편차로 파급되어 성능 및 품위의 면에서 바람직하지 못하다. 광학 농도 편차를 20% 이내에 포함시키기 위해서는 원료 칩의 분급을 저감시킬 필요가 있고, 예를 들면 비중이 다른 원료 칩을 사용하는 경우에는 칩의 사이즈를 변경함으로써 달성할 수 있다. 이산화티탄의 비중은 3.9∼4.2g/㎤이며, 폴리에스테르의 비중은 1.2∼1.4g/㎤이다. 이산화티탄을 50중량% 함유하는 마스터 칩의 비중은 2.5∼2.8g/㎤이다. 종래까지 마스터 칩의 형상은 길이:5.95∼8.05mm, 폭:3.20∼4.80mm, 높이:1.70∼2.30mm의 원기둥형상이었다. 상기 칩형상에서는 이산화티탄 농도를 5∼40중량%로 희석할 때, 압출기 상부의 호퍼내에서 이산화티탄의 마스터 칩과 폴리에스테르 칩이 분급되어 비중이 높은 마스터 칩이 먼저 토출되어 버린다고 하는 문제가 있었다. 그 때문에 먼저 토출된 시트는 이산화티탄이 많이 함유되므로 광학 농도가 높고, 나중에 토출된 시트에서는 이산화티탄 농도가 낮아지고, 광학 농도가 낮고, 광학 농도 편차가 커진다. 그래서, 이산화티탄 마스터 칩의 형상을 하기 길이:2.40∼4.60mm, 폭:3.20∼4.80mm, 높이:1.70∼2.30mm의 원기둥형상으로 변경함으로써, 본원 발명의 광학 농도 편차의 범위로 하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서는, 내가수분해성을 만족시키기 위해, 상기 폴리에스테르 수지 시트가 수평균 분자량 18500이상인 폴리에스테르 수지층을 갖는 것이 필요하다. 상한에 대해서는 높을수록 좋지만 상기 수평균 분자량이 40000을 초과하는 경우에는 실질상 압출이 불가능하고, 용융 성형성, 2축 연신성으로부터 고려해서 35000이하의 분자량인 것이 보다 바람직하다. 즉 수평균 분자량 18500∼40000이며, 보다 바람직하게는 19000∼35000이며, 더욱 바람직하게는 20000∼30000이다. 여기에서, 본 발명에서 말하는 수평균 분자량이란 후술하는 졸 침투 크로마토그래프법(GPC)으로 측정한 것으로, 수평균 분자량은 중합도의 지표이다. 수평균 분자량이 본 발명의 범위에 있으면 폴리에스테르 수지의 가수분해 반응이 진행되어도 반응 스타트 지점의 중합도가 높기 때문에 18500보다 저 수평균 분자량에 비해 경시에서의 열화를 우위로 저감시킬 수 있다.
본 발명의 범위로 수평균 분자량을 조정하기 위해서는 열가소성 수지의 중합에 있어서, 고중합화하는 온도를 예를 들면 190∼230℃, 중합시간을 10∼23시간 변 화시켜서 다른 수평균 분자량의 폴리머를 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 폴리에스테르 수지 시트의 전체 광선 투과율이 0.005∼25%인 것이 바람직하다. 여기에서, 전체 광선 투과율이란 스가 시켄키제 헤이즈 미터 HGM-2DP를 사용해서 JIS-K-7105에 준해서 측정한 값을 말한다. 전체 광선 투과율은 은폐성의 지표가 되는 것이며, 특히 가시광선 영역의 파장의 전체 광선 투과율을 저감시킴으로써 발전에 기여하는 파장이 입사된 태양광이 투과해 버려 태양전지 외부로 빠져나가 버리는 것을 방지할 수 있다. 은폐성을 높이는 효과가 현저하게 있는 것은 상기 이산화티탄을 5∼40중량% 첨가한 경우이다. 5중량% 미만에서는 상기 은폐성이 저하되어 목표로 하는 전체 광선 투과율을 저감시킬 수 없다. 40중량% 보다 위에서는 제막 필터 막힘의 원인이나 시트 자체가 깨지기 쉬워져서 생산성 악화의 원인이 되어 바람직하지 못하다. 이산화티탄 농도는 바람직하게는 7중량% 이상, 더욱 바람직하게는 10% 이상이다. 이산화티탄을 함유하는 층에 대하여 상기 이산화티탄의 함유량인 층을 폴리에스테르 수지층중에 가짐으로써 본 발명의 전체 광선 투과율의 범위를 얻을 수 있다. 이산화티탄 농도가 상기 범위를 만족시키고 있으면, 복수개의 층을 갖고 있어도 좋고 고농도의 층을 갖고 있어도 좋다.
본 발명은 수평균 분자량이 18500이상인 폴리에스테르 수지층의 두께가 폴리에스테르 수지 시트 전체 두께의 7∼100%인 것이 바람직하다. 바람직하게는 10% 이상이다. 더욱 바람직하게는 15% 이상이다. 즉, 시트 전체가 수평균 분자량 18500∼40000일 필요는 없고, 필름 두께방향의 7% 이상의 두께가 수평균 분자량 18500∼40000의 고분자량 폴리에스테르 수지가 구성되어 있으면 좋다. 전체 층의 두께의 7% 이상, 보다 바람직하게는 10% 이상의 두께의 층으로서 갖고, 또한, 수평균 분자량 18500∼40000의 범위인 폴리에스테르 수지층으로 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트로서의 외측의 가장 표층을 구성하는 것이 내가수분해성을 부여하기 위해서 바람직하다. 층두께방향의 7% 미만의 두께가 수평균 분자량 18500∼40000의 고분자량 폴리에스테르 수지층이어도, 내가수분해성이 떨어져 강신도 유지율이 저하되어 열화가 빨라서 바람직하지 못하다. 7% 이상의 두께로 적층되어 있으면 적층계면으로부터의 층간박리도 우수하다.
또한 본 발명에서는 수평균 분자량이 18500이상인 폴리에스테르 수지층이 복수개의 층으로 이루어지고, 이산화티탄을 5∼40중량% 함유하는 층이 폴리에스테르 수지층 전체의 두께의 7∼100%인 것이 바람직하다. 바람직하게는 폴리에스테르 수지층 전체의 두께의 10% 이상이다. 더욱 바람직하게는 폴리에스테르 수지층 전체의 두께의 15% 이상이다. 이산화티탄의 함유량은 보다 바람직하게는 7∼30중량%, 더욱 바람직하게는 10∼20중량%의 범위가 좋다. 이 폴리에스테르 수지층중에서 이산화티탄을 고농도로 갖는 층과 그 밖의 층을 나눔으로써 제막성과, 광학특성의 양자를 우수한 것으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트의 가수분해 열화 방지를 효과적으로 발현시키기 위해서는 양면에 18500∼40000의 상기 평균 분자량의 폴리에스테르 수지층이 적층되어 있는 쪽이 보다 바람직하다.
본 발명은 온도 85℃, 습도 85%의 환경하에 있어서 3000시간 에이징후의 신도 유지율이 40∼100%인 것이 바람직하다. 온도 85℃, 습도 85%의 환경하에 있어서 3000시간 에이징은 태양전지용 열가소성 수지 시트로서 옥외 폭로 상태에서 25년간 상당한 가수분해성을 검사하는 시험의 하나이며, 상기 신도 유지율을 만족시키기 위해서는 수평균 분자량 18500∼40000의 범위인 폴리에스테르 수지층을 갖고, 이 층을 최외층에 배치하고, 층두께를 시트 전체의 두께의 7% 이상 구성하는 것이 바람직하다. 상기 필름층이 7% 미만에서는 최외층으로부터 열화가 진행되어 신도 유지율은 40% 미만이 되어 버리는 일이 있다.
본 발명에서는 온도 140℃의 환경하에 있어서 15시간 에이징후의 신도 유지율이 40∼100%인 것이 바람직하다. 태양전지는 옥외에서 사용되고, 예를 들면 사막이나 열대 등 고온에 노출될 가능성이 있다. 또한 밀폐된 영역에서는 분위기 온도 이상으로 상승한다. 또한 태양전지 모듈 자체도 발전할 때에 발열되므로, 백시트 사용 환경하에 있어서의 내열성도 중요 항목이다. 내열성의 가속시험은 상기 평가에서 대체할 수 있다. 온도 140℃의 환경하에 있어서 15시간 에이징후의 신도 유지율을 40∼100%로 하기 위해서는 수평균 분자량 18500∼40000의 범위인 폴리에스테르 수지층을 갖고, 이 층을 최외층에 배치하고, 층두께를 시트 전체의 두께의 7% 이상 구성하는 것이 바람직하다. 폴리에스테르 수지층이 7% 미만에서는 최외층으로부터 열화가 진행되어 신도 유지율은 40% 미만이 되어버리는 일이 있다.
본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품은 폴리에스테르 수지 시트와, 가스 및 수증기 배리어층이 적층되어 이루어진다. 여기에서, 본 발명에서 말하는 가스 배리어층이란 수증기의 배리어성을 갖는 예를 들면 금속, 금속의 산화물을 상기 시트의 표층이나 2층의 시트 사이에 층으로서 형성된 층을 말하는 것이 다. 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트는 태양전지 모듈이 가장 꺼려하는 외부로부터의 수증기의 진입을 차단하기 위해서, 도 2, 3에 나타내듯이, 수증기 배리어층(수증기 차단층)이 형성되어 있는 것이 바람직하게 사용된다. 최외층에 가스 및 수증기 배리어층을 갖지 않는 적층체에서는 수증기 배리어성이 떨어지고, 태양전지 모듈내의 회로에까지 들어가서 회로가 쇼트하는 등의 문제가 생기는 일이 있다.
본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품은 JIS-K-7129에 준한 수증기 투과율 측정에 있어서, 온도 40℃, 습도 90%RH에 있어서 100㎛ 환산의 수증기 투과율이 0.5g/(㎡·24hr) 이하인 것이 바람직하다. JIS K7120의 규격에 준해서 측정한 수증기 투과값을 0.5g/(㎡·24hr)(두께 100㎛ 환산) 이하, 바람직하게는 0.25g/(㎡·24hr)(두께 100㎛ 환산) 이하, 더욱 바람직하게는 0.10g/(㎡·24hr)(두께 100㎛ 환산)이하로 하기 위해서는 금속 또는 금속 산화물층을 바람직하게 사용한다. 이러한 금속으로서는 알루미늄이 바람직하게 사용되고, 또 금속의 산화물로서는 규소 또는 알루미늄의 산화물이 바람직하게 사용된다. 0.5g/(㎡·24hr)(두께 100㎛ 환산)보다 많은 수증기를 통과시켜 버리면 상기 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트의 가수분해를 촉진시켜 강도, 신도 모두 열화해서 취약하게 되어 버리는 외에 상기 태양전지 모듈의 트러블이 된다.
본 발명의 태양전지 이면 보호 시트는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 또는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품으로서, 태양전지의 이면 밀봉재에 사용되는 태양전지 이면 보호 시트이다. 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트는 이면 보호 시트로서의 역할이 있어 오염이나 수증기 등으로부터 태양전지 모듈을 보호할 수 있으므로, 태양전지 이면 밀봉재로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 태양전지 모듈은 상기 태양전지 이면 보호 시트를 사용한 태양전지 모듈이다. 상기 특성을 충족시키는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트를 이면 보호 시트로서 사용한 태양전지 모듈은 태양전지로서 바람직하게 사용할 수 있다. 다음에 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트의 제조 방법에 대해서 그 일례를 설명한다.
예를 들면, 테레프탈산 또는 그 유도체와 에틸렌글리콜을 주지의 방법으로 에스테르 교환 반응시킨다. 반응 촉매로서는 알칼리 금속 화합물, 알칼리토류 금속 화합물, 아연 화합물, 납 화합물, 망간 화합물, 코발트 화합물, 알루미늄 화합물, 안티몬 화합물, 티탄 화합물 등 착색제로서는 인 화합물 등을 들 수 있다. 중합 촉매로서는 안티몬 화합물 또는 게르마늄 화합물, 티탄 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로서는 예를 들면 게르마늄 화합물을 예로 들면 게르마늄 화합물 분체를 그대로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리에스테르 수지의 수평균 분자량을 18500∼40000으로 컨트롤하는 방법은 상기의 방법으로 수평균 분자량이 18000레벨인 통상의 폴리에스테르 수지를 중합한 후, 190℃∼폴리에스테르 수지의 융점 미만의 온도에서 감압 또는 질소 가스와 같은 불활성 기체의 유통하에서 가열하는, 소위 고상 중합하는 방법이 바람직하다. 상기 방법은 폴리에스테르 수지의 말단 카르복실기량을 증가시키지 않 고 수평균 분자량을 높일 수 있다.
다음에 상기 폴리머로부터 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트로 하기 위해서는 상기 폴리머를 필요에 따라 건조시키고, 2대 이상의 압출기를 이용하여 다른 유로로부터 보내진 폴리에스테르 수지를 멀티 매니폴드 다이나 필드 블록이나 스태틱 믹서, 피놀 등을 이용하여 다층으로 적층하는 방법 등을 사용할 수도 있다. 또한 이들을 임의로 조합해도 좋다.
다이로부터 토출된 다층으로 적층된 시트는 캐스팅 드럼 등의 냉각체 상에 압출되고, 냉각 고화되어 캐스팅 시트가 얻어진다. 이 때, 와이어상, 테이프상, 바늘상 또는 나이프상 등의 전극을 이용하여 정전기력에 의해 캐스팅 드럼 등의 냉각체에 밀착시켜 급랭 고화시키는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 얻어진 캐스팅 시트는 필요에 따라 2축 연신해도 상관없다. 2축 연신이란 세로방향 및 가로방향으로 연신하는 것을 말한다. 연신은 순차 2축 연신해도 좋고, 동시에 2방향으로 연신해도 좋다. 또한 세로 및/또는 가로방향으로 재연신을 행해도 좋다.
여기에서, 세로방향으로의 연신이란 필름에 길이방향의 분자배향을 부여하기 위한 연신을 말하고, 통상은 롤의 주속차에 의해 실시된다. 이 연신은 1단계에서 행해도 좋고, 또한 복수개의 롤쌍을 사용해서 다단계로 연신한 것이어도 좋다. 이러한 연신의 배율로서는 수지의 종류에 따라 다르지만, 통상, 면적배율은 2∼15배가 바람직하고, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용한 경우에는 세로방향 연신 배율로서는 2∼4배가 특히 바람직하게 사용된다.
이 후, 가로방향으로 연신을 실시하기 위해서 끝부를 유지한 클립을 2∼4배의 조건으로 셋트한 레일위를 클립으로 유지한 상태에서 필름을 통과시켜 가로방향(머신 폭방향)으로 가로연신한다. 분위기 온도는 필름의 연신 온도가 85∼110℃가 되도록 분위기 온도를 셋트해서 가로방향으로 연신한다. 그 후의 공정에서 치수안정성을 얻기 위해서 180∼240℃ 열처리를 실시해서 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트를 얻는다.
여기에서, 반사율을 향상시키는 방법은 폴리에스테르 수지 시트중에 있어서 폴리에스테르에 수평균 입경 0.1∼1㎛의 미립자를 대량으로 첨가하고, 시트상으로 균일하게 분산시키는 방법이다. 이 미립자에 의해 확산 반사됨으로써, 상대 반사율이 향상된다. 미립자의 첨가 방법은 컴파운드에 의한 방법이 바람직하다. 본 발명에서는 미립자로서 이산화티탄을 사용한다. 구체적으로는 폴리에스테르에 이산화티탄 입자를 50중량% 첨가해서 마스터 칩으로서 준비해 두고, 희석해서 목적의 농도로 하는 방법이 바람직하다. 또한 분산 조제로서는, 예를 들면 폴리알킬렌글리콜 또는 그 공중합체 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 폴리에틸렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌테레프탈레이트-폴리테트라메틸렌글리콜 공중합체 등이 바람직하게 사용된다.
다음에 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트를 구성하는 시트에 가스 및 수증기 배리어성을 부여시키기 위해서 가스 및 수증기 배리어층을 적층하는 방법으로서는, 도 2와 같이, 진공증착이나 스퍼터링 등의 주지의 방법으로 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 표면에 직접 형성하는 방법이 있다. 그 두 께는 통상 100∼700Å의 범위인 것이 바람직하다. 또, 배리어층은 1층일 필요는 없고, 배리어성의 필요에 따라 도 3과 같이 본시트의 양측에 형성해도 좋다.
한편, 상기 시트에 직접 배리어층을 형성하는 것은 아니고, 도 4와 같이 별도의 기재 시트에 금속 또는 무기 산화물층을 형성한 가스 배리어시트를 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 표면에 접착제층 등을 이용하여 적층품으로 하는 방법도 있다. 또한 금속박(예를 들면 알루미늄박)을 필름 표면에 적층하는 방법도 사용할 수 있다. 이 경우의 금속박의 두께는 10∼50㎛의 범위가 가공성과 가스 배리어성으로부터 바람직하다. 또한 상기 가스 배리어층은 반드시 상기 시트 표면에 배치시킬 필요가 없고, 예를 들면 2층의 필름 사이에 끼워져 있어서 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트를 사용한 태양전지 이면 보호 시트의 구성은 상기 가스 및 수증기 배리어 시트와의 적층에 한정되지 않는다. 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트와 적층하는 것으로서, 상기 배리어 시트 이외에 예를 들면 별도로 더욱 우수한 광선 반사율을 갖는 반사 시트, 전기 절연성을 높이기 위해서 100㎛ 이상의 두꺼운 플라스틱 시트, 방열성을 높이기 위한 흑색 착색 또는 열전도성이 높은 방열 시트, 또한 내후성을 높이기 위한 불소 수지 시트 등으로부터 선택된 1개 이상의 시트와 적층해도 좋다. 또한 그 적층순서에 대해서도 특별히 한정은 없지만, 광반사의 기능을 갖는 시트는 되도록이면 태양전지 셀에 가까운 측에, 내후성을 갖는 시트는 최외측에 배치하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 접착제 등을 통해 적층된 것을 적층품으로 하고, 접착제 등을 통하지 않고 적층된 것을 시트로 한다.
본 발명의 태양전지 모듈은 예를 들면 도 1에 나타내는 구성을 취한다. 즉, 고광선 투과율을 갖는 기재(유리, 필름 등)를 표면에 두고, 실리콘계 등의 태양전지 모듈을 전기를 인출할 수 있는 리드선을 부여해서 EVA 수지 등의 충전 수지로 고정하고, 그 후 이면측에 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트를 이면 밀봉용으로 태양전지 이면 보호 시트로 고정해서 얻어진다.
이하에, 본 발명에서 사용되는 물성 및 그 평가 방법, 평가 기준에 대해서 설명한다.
<물성 및 평가 방법, 평가 기준>
(1)수평균 분자량(Mn)
실온(23℃)에서 244형 겔침투 크로마토그래프 GCP-244(WATERS사제)를 사용하고, 컬럼에 Shodex K 80M(쇼와 덴코(주)제)을 2개, TSK-GEL-G2000Hxl(토소(주)제) 1개를 사용해서 상기 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트의 측정을 실시하기 전에 분자량 교정을 폴리스티렌(PS)(표준품)을 이용하여 실시했다. 용출용적(V) 및 분자량(M)을 이용하여 3차의 근사식(i)의 계수(A1)를 계산해서 도면을 제작한다.
Log(M)=A0+A1V+A2V2+A3V3…(i)
교정·도면 제작을 종료한 후, 용매에 오르소클로로페놀/클로로포름(1/4 용적비)에 상기 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트의 샘플을 0.2%(wt/vol)가 되도록 용해시켰다. 크로마토그래프에의 인젝션량은 0.400ml이며, 유속은 0.8ml/min으로 실시했다. 검출기는 R-401형 시차 굴절율기(WATERS)를 이용하여 하기 식에 의해 수평균 분자량을 산출했다.
수평균 분자량(Mn)=ΣNiMi/ΣNi
몰분율;Ni, 각 유지용량(Vi)에 상당하는 분자량(Mi)
복합 또는 단체의 필름을 샘플링해서 측정했다. 또, 복합 필름은 현미경 관찰하면서 해당 필름을 연마해서 샘플링했다.
(2)이산화티탄의 함유량
시트를 샘플로 하고, 형광 X선 원소분석장치(호리바 세이사쿠쇼제, MESA-500W형)에 의해 이산화티탄 특유의 원소인 티타늄의 원소량을 구했다. 그 티탄 원소량으로부터 이산화티탄 함유량을 환산했다.
(3)광학 농도
광학 농도계(맥베스제:TR-524)로 투과 광속을 측정하고, 하기 식으로 산출했다.
광원:가시광선
분광 조성:색온도 3006°K의 텅스텐 전구
측정 환경:온도 23℃±3℃, 습도 65±10%RH
계산식:광학 농도=log10(F0/F)
F:시료의 투과 광속, F0:시료 없는 투과 광속.
(4)광학 농도 편차(%)
광학 농도의 편차는 [(Fmax-Fmin)/Fave]×100으로 나타냈다.
Fmax:20데이터의 최대값, Fmin:20데이터의 최소값, Fave:20데이터의 평균값
광학 농도 측정방법은 상기 (3)과 동일한 방법으로 측정했다.
광학 농도 편차는 제품롤로부터 중앙부를 길이방향으로 100m마다 길이방향 1.5m×폭방향 1m의 사이즈로 5개소 샘플링하고, 1.5m×1.0m의 네모서리를 10cm×10cm로 잘라내고, 그 샘플을 이용하여 광학 농도를 3회 측정하고, 3회의 평균값을 광학 농도로 했다. 제품롤 1개에 대해서 5회 측정했을 때의 광학 농도의 최대값, 최소값, 중심값(데이터수는 5개소×4샘플로 20개)으로부터 광학 농도 편차를 산출해서 광학 농도 편차로 했다.
(5)외관 밀도
전자식 저울(켄세이교교(주)제 SD-120L)로 측정했다.
N=3회 측정해서 평균값을 채용했다.
(6)내가수분해
85℃, 85%RH의 분위기로 필름을 에이징하고, ASTM-D61T에 의해 시트의 파단 신도를 측정하고, 에이징 없는 파단 신도를 100%로 했을 때의 비(유지율)로 비교해 하기의 기준으로 판정했다.
에이징 시간:0hr(100%), 3000hr
◎:유지율이 50∼60% 이상
○:유지율이 50∼60% 미만
△:유지율이 40∼50% 미만
×:유지율이 40% 미만.
(7)내후성
촉진 시험기 아이슈퍼 UW 테스터를 사용해서 하기 사이클을 5사이클 행하고, 상기와 마찬가지로 신도 유지율을 구해서 상기와 동일한 기준으로 평가했다.
1사이클:온도 60℃, 습도 50%RH의 분위기에서 8시간 자외선 조사한 후, 결로상태(온도 35℃, 습도 100RH)로 4시간 에이징
자외선 조사 강도:100mW/㎠
○:b값 상승률(5이하)
△:b값 상승률(5∼25)
×:b값 상승률(25이상).
(8)전체 광선 투과율
스가 시켄키제 헤이즈 미터 HGM-2DP를 사용해서 JIS-K-7105(1981년)에 준해서 측정했다.
(9)상대 반사율
히타치제 분광 광도계 U-3310을 사용해서 표준 백색판용 개구부와 시험편 개구부 모두 표준 백색판으로서 산화 알루미나를 이용하여 560nm로 시험편 개구부의 경사각도를 10°로 해서 확산 반사율을 측정하여 (T0)으로 하고, 그 때의 반사율을 100%로 했다. 그 후에 시험편 개구부를 시험편으로 바꾸어서 560nm로 확산 반사율을 측정했다. 그 후에 하기 식에 의해 상대 반사율(R)로 환산했다.
R(%)=T1/T0×100
T0:표준 백색판의 반사율
T1:시험편의 반사율.
(10)UV(300∼350nm)의 광선 투과율
히타치 분광 광도계 U-3310을 사용하여 표준 백색판용 개구부와 시험편 개구부 모두 표준 백색판으로서 산화 알루미나를 이용하여 300∼350nm로 시험편 개구부의 경사각도를 10°로 해서 시료가 없는 상태의 투과율을 측정해서 (A0)로 하고, 그 때의 투과율을 100%로 했다. 그 후에 입사광 앞면에 상기 샘플을 배치하고, 300∼350nm의 투과율(A1)을 파장 5nm 간격으로 측정값을 취하여 측정값의 평균값을 UV 투과율 T(%)로 했다.
T(%)=A1/A0×100
A0:시료가 없는 상태의 투과율
A1:시험편의 투과율.
(11)수증기 투과율
JIS K7129(1992년)에 준해서 수증기 투과율을 측정했다. 측정 조건은 24시간, 온도 40℃, 습도 90%RH로 하고, ㎡ 환산했다.(두께는 100㎛ 환산).
(12)내열성
140℃의 분위기에 필름을 15시간 에이징하고, ASTM-D61T에 의해 필름의 파단 신도를 측정하고, 에이징 없는 파단 신도를 100%로 하고, 에이징후의 신도와의 비(유지율)을 계산했다. 그리고, 하기의 기준으로 판정했다.
○:유지율이 40% 이상
△:유지율이 30∼40% 미만
×:유지율이 30% 미만.
(13)가공성
사방 1m의 태양전지 이면 밀봉 필름을 제작하여 태양전지 시스템에의 조립성을 고려한 탄력의 강도를 하기 기준으로 판정했다.
○:탄력의 강도가 적정하며, 간단하게 조립 가공할 수 있는 레벨.
△:탄력이 약하거나, 너무 강하여 조립 가공에 조금 난점이 있는 레벨.
×:탄력이 너무 약하거나, 또는 너무 강해서 명백히 가공성에 난점이 있는 레벨.
(14)유전율
JIS C2151(1990년)에 준해서 유전율을 측정했다.
(15)각 층의 두께
전체 두께를 JIS C2151(1990년)에 준해서 측정하고, 적층 단면을 미크로톰으로 두께방향으로 단면을 자르는 전처리를 한 후, 히타치 세이사쿠쇼제 전계 방사형 주사 전자 현미경(FE-SEM)S-800을 사용하여 두께 단면을 전체상이 찍히는 배율(×1000)로 촬상하고, 그 단면사진의 두께를 측정했다. 이산화티탄 함유층은 백생 층으로서 촬상할 수 있다.
(16)복합비
(15)의 방법으로 각 층 두께를 단면사진으로부터 측정한 결과로부터 복합 비율을 산출했다.
A층/B층/C층 구성의 경우, 베이스 폴리에스테르가 수평균 분자량이 18500∼40000이며 이산화티탄의 함유량 5∼40중량%가 A층뿐인 경우에는
식1
으로 하고, 상기 계산을 하여 산출했다. 각 층의 수평균 분자량은 각 층으로부터 채취한 샘플을 이용하여 상기의 측정 방법에 의해 측정했다.
(17)이산화티탄 함유층 입자 농도
이산화티탄 농도는 시트 전체량을 상기 (2)의 방법으로 측정하고, 복합 비율로부터 이산화티탄 함유층의 이산화티탄 입자 농도를 산출해서 이산화티탄 함유층의 입자 농도로 했다.
(18)이산화티탄 함유층 비율(폴리에스테르 수지 시트 전체에 대하여)
(15)의 방법으로 각 층 두께를 단면사진으로부터 측정한 결과로부터 이산화티탄 함유층 비율을 산출했다.
A층/B층/C층 구성의 경우 이산화티탄의 함유량 5∼40중량%가 A층뿐인 경우에는,
식2
상기 계산을 하여 산출했다. 각 층의 수평균 분자량은 각 층으로부터 채취한 샘플을 이용하여 상기의 측정 방법에 의해 측정했다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다.
실시예1∼4
디메틸테레프탈레이트 100부(중량부:이하 간단히 부라고 함)에 에틸렌글리콜 64부를 혼합하고, 또한 촉매로서 아세트산 아연을 0.1부 및 3산화안티몬 0.03부를 첨가해서 에틸렌글리콜의 환류 온도에서 에스테르 교환을 실시했다.
이것에 트리메틸포스페이트 0.08부를 첨가해서 서서히 승온, 감압으로 해서 271℃의 온도에서 5시간 중합을 행했다. 얻어진 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고유점도는 0.55였다. 상기 폴리머를 길이 4mm의 칩형상으로 절단한 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)의 칩형상은 원기둥형이며, 길이:5.95∼8.05mm, 폭:3.20∼4.80mm, 높이:1.70∼2.30mm이며, 비중은 1.3g/㎤였다. 이 PET를 고중합화 온도 190∼230℃, 진공도 0.5mmHg의 조건의 회전식의 진공장치(로터리 버큠 드라이버)에 넣고, 10∼23시간 교반하면서 가열하여 PET 폴리머를 얻었다.
컴파운드 및 베이스에 사용하는 PET의 중합에 있어서, 고중합화하는 온도를 190∼230℃, 고중합화하는 시간을 10∼23시간 변화시켜 PET 폴리머의 고유점도가 0.60(실시예1), 0.66(실시예2), 0.73(실시예3), 0.81(실시예4)의 4종류의 PET 폴리머를 얻었다. 이 4종류의 PET 폴리머와 이산화티탄 미립자를 컴파운드해서 이산화티탄이 50중량%인 마스터 칩으로 했다. 이 마스터 칩은 비중 2.5g/㎤였던 것이므로 마스터 칩의 칩형상을 길이:2.40∼4.60mm, 폭:3.20∼4.80mm, 높이:1.70∼2.30mm의 원기둥형상으로 해서 분급이 일어나기 어려운 칩형상으로 했다. 이산화티탄의 마스터 칩을 28중량% 첨가해서 베이스 폴리에스테르에 대하여 이산화티탄 농도를 14중량%로 했다. 이들 폴리머를 B층/A층/B층이 되도록 적층장치를 통해 적층하고, T다이로부터 시트상으로 성형했다. 적층구성은 복합 3층 구성이지만, A층에 B층과 같은 폴리머를 사용하여 실질 단층(B층/A층/B층=B층/B층/B층))으로 했다. 그 때문에 각 층(A층, B층)의 중합도는 같다. T다이로부터 토출한 시트상 성형물을 표면온도 25℃의 냉각 드럼으로 냉각 고화한 미연신 시트를 85∼98℃로 가열한 롤군으로 도입하여 길이방향으로 3.3배 세로연신하고, 21∼25℃의 롤군으로 냉각했다. 계속해서, 세로연신한 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터로 도입하여 130℃로 가열된 분위기중에서 길이에 수직인 방향으로 3.6배 가로연신했다. 그 후 텐터내에서 220℃의 열고정을 행하고, 균일하게 서냉후, 실온까지 식혀서 권취하여 두께 50㎛의 시트를 얻었다.
상기, A, B층에 통과하는 상기 PET 폴리머의 고유점도가 0.60인 것을 시트-2, 0.66인 것을 시트-3, 0.73인 것을 시트-4로 하고, 0.81인 것을 시트-5로 했다. 한편, 12㎛의 2축 연신 폴리에스테르 수지 시트(도레이(주)제 루미러(등록상표) P11)에 산화 규소(SiO2)를 스퍼터링하여 400Å의 두께의 산화 규소막 형성 필름을 얻었다. 상기 스퍼터링 필름을 하기의 접착제를 통해 시트 2∼5에 적층한 것을 적층품-2∼5로 한다.
접착제:우레탄계의 접착제(애드코트(등록상표) 76P1:도요모톤사제)
상기 접착제는 주제 10중량부에 대하여 경화제 1중량부의 비율로 배합하고, 아세트산 에틸로 30중량%로 조정하고, 스퍼터링 필름의 비 스퍼터링면에 그라비아 롤법으로 용제 건조후의 도포 두께가 5㎛ 두께가 되도록 도포했다. 건조 온도는 100℃로 했다. 또한 적층의 조건은 롤 라미네이터로 60℃의 온도에서 1kg/c㎡의 압력으로 행하고, 경화 조건은 60℃에서 3일간으로 했다.
비교예1
수평균 입경이 0.2㎛인 이산화티탄 미립자를 50중량%의 마스터 칩(마스터 칩형상은 원기둥형상 길이:5.95∼8.05mm, 폭:3.20∼4.80mm, 높이:1.70∼2.30mm)으로 한 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 얻어진 상기 PET 폴리머 고유점도 0.55(비교예1)의 시트-1을 실시예1과 동일한 방법으로 적층한 것을 적층품-1로 한다.
또한 A, B층에 통과되는 PET의 수평균 분자량을 41000, 폴리머 고유점도가 0.90으로 한 것은 압출할 수 없었다.
(표 1)
실시예1∼4의 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품은 비교예1과 비교하면 내가수분해성이 우수하다는 것을 알 수 있고, 또한 중합도가 높은 폴리머를 사용할수록 내가수분해성·내열성이 향상되어 있음을 알 수 있다. 광학 농도 편차는 칩형상의 차이에 의해 형상이 작은 타입쪽이 편차를 저감시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예5∼7
실시예1∼4의 방법과 마찬가지로 A층에 B층과 동일한 PET 폴리머(수평균 분자량 21000, 고유점도 0.71, 이산화티탄 입자 농도 14중량%)를 압출하고, 실질적으 로 단층 구조(B층/A층/B층=B층/B층/B층)로 했다. 단층의 PET중의 산화티탄의 첨가량이 5중량%인 것을 시트7(실시예5), 14중량%인 것을 시트8(실시예6), 40중량%인 것을 시트9(실시예7)로 하고, 3종류의 복합 필름을 제작하고, 각 시트의 한쪽 면에 실시예1∼4와 동일하게 해서 산화 규소 스퍼터링 필름을 적층하고, 그 적층품을 적층품-7∼9으로 했다. 그 밖의 부분에 대해서는 실시예1∼4와 동일하게 했다.
비교예2, 3
실시예5와 입자 농도, 마스터 칩형상을 변경하는 이외에는 동일하게 폴리에스테르 수지 시트를 제작했다. 수평균 입경이 0.2㎛인 이산화티탄 미립자를 50중량%의 마스터 칩(칩형상은 원기둥형상 길이:5.95∼8.05mm, 폭:3.20∼4.80mm, 높이:1.70∼2.30mm)을 사용했다. 비교예2에서는 이산화티탄 농도를 4중량%로 해서 제작된 시트를 시트-6으로 했다. 그리고 가스 배리어층과의 적층후의 시트를 적층품-6으로 했다. 비교예3에서는 이산화티탄 농도를 45중량%로 해서 제작된 시트를 시트-10으로 했다. 그리고 가스 배리어층과의 적층후의 시트를 적층품-10으로 했지만, 곧바로 제막의 필터부가 막히고, 노압이 상승해 필터 교환이 필요하게 되어 버렸기 때문에 생산성이 떨어지는 결과가 되었다.
(표 2)
실시예5∼7의 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품은 비교예2와 비교하면 광학 농도, 광학 농도 편차, 전체 광선 투과율, 반사율, 내UV성이 우수하다는 것을 알 수 있고, 또한 입자 농도를 높게 함에 따라서 마찬가지로 광학 농도, 광학 농도 편차, 전체 광선 투과율, 반사율, 내UV성이 향상되어 있음을 알 수 있다. 그러나, 입자 농도를 지나치게 높이면 가스 배리어성이 악화되고, 가공성, 생산성이 나빠지는 경향이 있음을 알 수 있다.
실시예8∼10
B층의 PET의 수평균 분자량을 21000, 고유점도를 0.71로 하고, A층의 PET의 수평균 분자량을 18300, 고유점도를 0.55로 했다(양쪽의 PET 모두 이산화티탄 입자 농도는 14중량%). 이들 폴리머를 B층/A층/B층이 되도록 적층장치를 통해 적층하고, T다이로부터 시트상으로 성형했다. 적층구성은 복합 3층구성이다. T다이로부터 토출된 시트상 성형물을 표면온도 25℃의 냉각 드럼으로 냉각 고화한 미연신 시트를 85∼98℃로 가열한 롤군으로 안내하고, 길이방향으로 3.3배 세로연신하고, 21∼25℃의 롤군으로 냉각했다. 계속해서, 세로연신한 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터로 안내하여 130℃로 가열된 분위기중에서 길이에 수직인 방향으로 3.6배 가로연신했다. 그 후 텐터내에서 220℃의 열고정을 행하고, 균일하게 서냉후, 실온까지 식혀서 권취하여 두께 250㎛의 시트를 얻었다.
B층/A층/B층의 복합비[B층/(A층+B층)]가 7.2%인 것을 시트-12(실시예8), 15%인 것을 시트-13(실시예9), 20%인 것을 시트-14(실시예10)로 했다. 연신 방법은 상기 필름의 한쪽 면에 알루미늄을 600Å의 두께로 진공 증착했다. 상기 증착은 태양전지 사용시의 가스 배리어성을 목적으로 한 것이다.
또한 12㎛의 2축 연신 폴리에스테르 수지 필름(도레이(주)제 루미러(등록상표) P11)에 산화 규소(SiO2)를 스퍼터링해서 400Å의 두께의 산화 규소막 형성 필름을 얻었다. 드라이 라미네이트기로 상기 스퍼터링 필름의 증착 박막층면에 접착제로서 고형분 30중량%의 다케다 야쿠힝 고교(주)제 폴리우레탄계 접착제(주제 타케랙A515/경화제 타케네이트A50=10/1용액)를 도포량 5g/㎡(건조상태) 도포, 건조하고, 시트 12∼14로 적층했다. 이렇게 양측 가스 배리어층을 형성한 적층체를 각각 적층체-12∼14로 했다.
실시예11
A층, B층의 PET의 수평균 분자량을 21000, 고유점도를 0.71로 했다(양쪽의 PET 모두 이산화티탄 입자 농도는 14중량%). 이들 폴리머를 B층/A층/B층이 되도록 적층장치를 통해 적층하고, T다이로부터 시트상으로 성형했다. 적층구성은 복합 3층구성이다. T다이로부터 토출된 시트상 성형물을 표면온도 25℃의 냉각 드럼으로 냉각 고화한 미연신 시트를 85∼98℃로 가열한 롤군으로 안내하고, 길이방향으로 3.3배 세로연신하고, 21∼25℃의 롤군으로 냉각했다. 계속해서, 세로연신한 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터로 안내하여 130℃로 가열된 분위기중에서 길이에 수직인 방향으로 3.6배 가로연신했다. 그 후 텐터내에서 220℃의 열고정을 행하고, 균일하게 서냉후, 실온까지 식혀서 권취하여 두께 250㎛의 시트를 얻었다.
B층/A층/B층의 복합비[B층/(A층+B층)]가 100%이며, 시트15(실시예11)는 가스 배리어층을 형성하지 않고, 마찬가지로 여러 물성을 측정했다.
비교예4, 5
B층의 PET의 수평균 분자량을 21000, 고유점도를 0.71로 하고, A층의 PET의 수평균 분자량이 18300, 고유점도 0.55(양쪽의 PET 모두 이산화티탄 입자 농도는 14중량%)인 것을 이용하고, 이들 폴리머를 B층/A층/B층이 되도록 적층장치를 통해 적층하고, T다이로부터 시트상으로 성형했다. 적층구성은 복합 3층구성이다.
B층/A층/B층의 복합비[B층/(A층+B층)]가 6%(비교예4)인 시트를 얻었다. 비교예5에서는 B층의 PET에도 A층의 PET와 동일한 수평균 분자량 18300, 고유점도 0.55 의 PET를 사용했다. 이 시트를 순차 2축 연신법으로 온도 90℃에서 시트 길이방향으로 3.0배 연신하고, 계속해서 후속하는 텐터에 상기 필름을 공급하고, 온도 95℃에서 폭방향으로 3.0배 연신했다. 또한 그 후 220℃에서 열처리해서 2종류의 두께의 250㎛의 시트를 얻었다. 또한, 실시예8과 동일한 방법에 의해 적층품을 얻었다.
적층품은 상기의 복합비가 6%인 것을 사용해서 실시예8의 방법으로 가스 배리어층을 적층한 것을 시트-11, 마찬가지로 B층의 PET에도 A층의 PET와 동일한 수평균 분자량 18300을 사용한 것을 시트-16으로 했다.
비교예6
듀퐁사제 불소계 필름 "테드러" TWH20BS3(50㎛)를 사용하고, 이 시트를 시트17로 했다. 이 시트17을 다른 실시예 등과 동일한 항목을 측정했다.
(표 3)
실시예8∼10의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트는 내가수분해성이 비교예4의 것에 비해서 현격히 우수하고, 또한 가스 배리어성, 전체 광선 투과율, 반사성 등의 각종 특성도 만족되었다. 한편, 실시예8∼10의 것은 내가수분해성은 수평균 분자량이 높은 고분자량층이 증가해서 어느 정도 향상되고, 상기 적층비가 7% 이상(바람직하게는 15% 이상) 필요한 것이 바람직한 것을 알 수 있고, 가장 우수한 것은 고분자량의 층을 전부 사용한 경우이다. 비교예6의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트는 불소계 시트로, 이 분야에 사용되고 있는 폴리비닐플루오라이드 시트를 사용한 것이며, 내후성, 내가수분해성, 광의 반사성 등은 우수하지만, 가스 배 리어성이나 시트의 탄력이 약하여 태양전지의 가공성이 떨어진다. 이 분야에 적용시키기 위해서는 시트를 두껍게 하거나, 가스 배리어층으로서 비교적 두꺼운 금속층을 형성할 필요가 있다. 또 상기 시트는 외관 밀도가 높고, 이것을 아울러 고려하면 최근 요구되고 있는 경량화에는 역행된다.
실시예12∼19
B층의 PET의 수평균 분자량을 21000, 고유점도를 0.71(B층의 이산화티탄 입자 농도는 20중량%)로 하고, A층의 PET를 표 4에 기재된 수평균 분자량, 이산화티탄 함유량으로 하고, C층의 PET의 수평균 분자량을 17450, 고유점도를 0.50(C층의 이산화티탄 입자 농도는 0중량%)으로 했다. 이들 폴리머를 B층/A층/B층/C층이 되도록 적층장치를 통해 적층하고, T다이로부터 시트상으로 성형했다. 적층구성은 복합 4층 구성이다. T다이로부터 토출된 시트상 성형물을 표면온도 25℃의 냉각 드럼으로 냉각 고화한 미연신 시트를 85∼98℃로 가열한 롤군으로 안내하고, 길이방향으로 3.3배 세로연신하고, 21∼25℃의 롤군으로 냉각했다. 계속해서, 세로연신한 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터로 안내하고 130℃로 가열된 분위기중에서 길이에 수직인 방향으로 3.6배 가로연신했다. 그 후 텐터내에서 220℃의 열고정을 행하고, 균일하게 서냉후, 실온까지 식혀서 권취하여 실시예마다 각각의 두께 시트를 얻었다. B층/A층/B층/C층의 복합비에 맞춰 실시예마다 두께를 변화시켜서 C층을 토출하고, 이산화티탄 함유층의 비율을 바꾸었다. 폴리에스테르 수지 시트의 총두께를 325㎛로 하고, [B층/(A층+B층+C층)]의 이산화티탄 함유층 비율이 시트 전체에 대하여 5.5%, B층/A층/B층의 두께가 250㎛, [B층/(A층+B층)]의 복합비가 7.2%인 것을 시트-19(실시예12)로 했다. 폴리에스테르 수지 시트의 총두께를 313㎛로 하고, 이산화티탄 함유층 비율이 시트 전체에 대하여 9%, B층/A층/B층의 두께가 188㎛, [B층/(A층+B층)]복합비가 15%인 것을 시트-20(실시예13), 폴리에스테르 수지 시트의 총두께를 238㎛로 하고, 이산화티탄 함유층 비율이 시트 전체에 대하여 16%, B층/A층/B층의 두께가 188㎛, [B층/(A층+B층)]복합비가 20%인 것을 시트-21(실시예14)로 했다. 폴리에스테르 수지 시트의 총두께를 175㎛로 하고, 이산화티탄 함유층 비율이 시트 전체에 대하여 17%, B층/A층/B층의 두께가 100㎛, [B층/(A층+B층)]의 복합비가 30%인 것을 시트-22(실시예15), 폴리에스테르 수지 시트의 총두께를 263㎛로 하고, 이산화티탄 함유층 비율이 시트 전체에 대하여 21%, B층/A층/B층의 두께가 188㎛, [B층/(A층+B층)]복합비가 30%인 것을 시트-23(실시예16)으로 했다. 폴리에스테르 수지 시트의 총두께를 300㎛로 하고, 이산화티탄 함유층 비율이 시트 전체에 대하여 17%, B층/A층/B층의 두께가 50㎛, [B층/(A층+B층)]의 복합비가 100%인 것을 시트-24(실시예17), 폴리에스테르 수지 시트의 총두께를 238㎛로 하고, 이산화티탄 함유층 비율이 시트 전체에 대하여 21%, B층/A층/B층의 두께가 50㎛, B층/(A층+B층)]의 복합비가 100%인 것을 시트-25(실시예18)로 했다. 폴리에스테르 수지 시트의 총두께를 125㎛로 하고, 이산화티탄 함유층 비율이 시트 전체에 대하여 40%, B층/A층/B층의 두께가 50㎛, [B층/(A층 10B층)]의 복합비가 100%인 것을 시트-26(실시예19)으로 했다. 계속해서, 실시예12∼19 전체에 대해서 시트 한쪽 면에 B층측으로부터 알루미늄을 600Å의 두께로 진공 증착했다. 또, 각 광학특성은 B층측으로부터 측정했다.
비교예7
B층의 PET의 수평균 분자량을 21000, 고유점도를 0.71로 하고, A층의 PET의 수평균 분자량을 18300, 고유점도를 0.55, C층의 PET의 수평균 분자량을 17450, 고유점도를 0.50, B층의 이산화티탄 입자 농도는 20중량%로 했다. 이들 폴리머를 B층/A층/B층/C층이 되도록 적층장치를 통해 적층하고, T다이로부터 시트상으로 성형했다. 적층구성은 복합 3층 구성이다. T다이로부터 토출된 시트상 성형물을 표면온도 25℃의 냉각 드럼으로 냉각 고화한 미연신 시트를 85∼98℃로 가열한 롤군으로 안내하고, 길이방향으로 3.3배 세로연신하고, 21∼25℃의 롤군으로 냉각했다. 계속해서, 세로연신한 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터로 안내하여 130℃로 가열된 분위기중에서 길이에 수직인 방향으로 3.6배 가로연신했다. 그 후 텐터내에서 220℃의 열고정을 행하고, 균일하게 서냉후, 실온까지 식혀서 권취하여 두께 313㎛의 시트를 얻었다. B층/A층/B층의 두께는 188㎛, [B층/(A층+B층)]의 복합 비율은 6%이며, [B층/(A층+B층+C층)]의 이산화티탄 함유층의 비율을 4.8%로 했다. 계속해서, 실시예12∼19와 마찬가지로 시트 한쪽 면에 B층측으로부터 알루미늄을 600Å의 두께로 진공 증착했다. 또, 각 광학특성은 B층측으로부터 측정했다.
(표 4)
필름 두께는 부분 방전 개시 전압의 내압을 높이기 위해서 중요하다. 본원 발명의 폴리에스테르 수지층과 기타 폴리에스테르층의 공압출은 두께를 높이기 위해서 실시하고 있다. 표 4로부터도 알 수 있듯이, 공압출을 한 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트에서도 폴리에스테르 수지층이 복수개의 층으로 이루어지고, 이산 화티탄을 5∼40중량% 함유하는 층이 폴리에스테르 수지 시트(B층/A층/B층)의 두께의 7% 이상인 폴리에스테르 수지 시트일 때에 바람직한 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다. 비교예7에서 이산화티탄 함유층이 시트 전체에 대하여 7% 미만에서는 내후성 및 광학특성을 만족시키고 있지 않다. 이산화티탄 함유층 비율은 높아질수록 광학특성은 향상되므로 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트중에서 상기 범위를 만족시키도록 비율을 높이는 것이 바람직하다. 그러나, 코스트 저감을 위해서 본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 이외에 접합에 의해 두께를 높이는 방법도 검토할 수 있다.
본 발명의 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트는 지붕재로서 이용되는 태양전지는 물론 플렉시블성을 갖는 태양전지나 전자부품 등에도 바람직하게 사용할 수 있다.
Claims (13)
- 수평균 분자량이 18500∼40000인 1개 또는 복수개의 층을 사용하여 이루어지는 폴리에스테르 수지층을 갖고, 상기 폴리에스테르 수지층에 5∼40중량% 이산화티탄을 갖는 B층을 1층 이상 갖는 폴리에스테르 수지 시트로서:상기 B층의 두께의 합계가 폴리에스테르 수지층 전체 두께의 9∼40%이며, 상기 B층이 적어도 한쪽의 최외층에 위치하고, 또한파장 300∼350nm의 광선 투과율이 0.005∼10%,상대 반사율이 80% 이상 105% 이하,외관 밀도가 1.37∼1.65g/㎤,광학 농도가 0.55∼3.50이며,광학 농도 편차가 중심값에 대해서 20% 이내인 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광학 농도 편차가 중심값에 대하여 15% 이내인 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트.
- 제 1 항에 있어서, 열가소성 수지 시트의 전체 광선 투과율이 0.005∼25%인 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 5∼40중량% 이산화티탄을 갖는 B층의 수평균 분자량이 18500∼35000인 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트.
- 제 1 항에 있어서, 온도 85℃, 습도 85%RH의 환경하에 있어서 3000시간 에이징 전후의 신도 유지율이 40∼100%인 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트.
- 제 1 항에 있어서, 온도 140℃의 환경하에 있어서 15시간 에이징 전후의 신도 유지율이 40∼100%인 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트.
- 제 1 항에 있어서, 가스 및 수증기 배리어층을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트.
- 적어도 제 1 항에 기재된 폴리에스테르 수지 시트와, 가스 및 수증기 배리어층을 적층한 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품.
- 제 8 항에 있어서, JIS-K-7129에 준한 수증기 투과율 측정에 있어서 온도 40℃, 습도 90%RH에서 100㎛ 환산의 수증기 투과율이 0.5g/(㎡·24hr) 이하인 것을 특징으로 하는 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트로서, 태양전지의 이면 밀봉재에 사용되는 것을 특징으로 하는 태양전지 이면 보호 시트.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 기재된 태양전지용 폴리에스테르 수지 시트 적층품으로서, 태양전지의 이면 밀봉재에 사용되는 것을 특징으로 하는 태양전지 이면 보호 시트.
- 제 10 항에 기재된 태양전지 이면 보호 시트를 사용한 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
- 제 11 항에 기재된 태양전지 이면 보호 시트를 사용한 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
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