KR101102319B1 - 태양전지용 접착시트 조성물, 이를 이용한 태양전지용 접착시트 및 태양전지 - Google Patents

태양전지용 접착시트 조성물, 이를 이용한 태양전지용 접착시트 및 태양전지 Download PDF

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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 태양전지용 접착시트 조성물, 이를 이용한 태양전지용 접착시트 및 태양전지에 관한 것이다. 본 발명은 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지를 포함하는 태양전지용 접착시트 조성물에 있어서, 상기 조성물은 유기 과산화물을 제외한 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 접착시트 조성물을 제공한다.
본 발명은 유기 과산화물의 분해로 인한 겔 발생 및 저온 성형으로 인한 문제점을 개선할 수 있는 태양전지용 접착시트 조성물을 제공할 수 있어, 태양전지용 접착시트 제조시 생산성 저하와 제조비용 상승의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.
또한 기존의 태양전지 소자의 봉지재료로서 사용되고 있는 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지의 대체재료로서 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지를 포함한 태양전지용 접착시트 조성물을 이용하여 제조한 태양전지용 접착시트는 투과율이 높고, 절연성능이 뛰어나며 장시간 내구성 시험시 황변 발생량이 적은 장점을 지니고 있다.

Description

태양전지용 접착시트 조성물, 이를 이용한 태양전지용 접착시트 및 태양전지{ADHESIVE SHEET COMPOSITION FOR SOLAR BATTERY, ADHESIVE SHEET AND SOLAR BATTERY USING THE SAME}
본 발명은 태양전지용 접착시트 조성물, 이를 이용한 태양전지용 접착시트 및 태양전지에 관한 것이다.
근래의 환경 문제가 높아짐에 따라 크린 에너지로서 수력 발전, 풍력 발전 및 태양광 발전이 각광을 받고 있다. 그 중에서도 태양 에너지를 이용한 태양광 발전은 최근 청정하고 지구 온난화 방지에 유용한 에너지원으로서 조금씩 성장하고 있다. 이 태양광 발전의 대표로서, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 아모퍼스 실리콘등의 반도체를 사용한 태양 전지를 들 수 있다. 태양전지는 반도체에 태양광이 조사되면 전류를 방출시키는 원리를 실용화한 것이다.
또한 태양 전지 모듈의 구성은 일반적으로 실리콘, 갈륨-비소, 구리-인듐-셀렌 등의 태양 전지 소자를 상부 투명 보호재와 하부 기판 보호재로 보호하고, 태양 전지 소자 와 보호재를 접착시트로 고정하여 제조 하는 것이다.
이때 태양 전지 모듈에 사용되는 접착시트는 태양 전지의 발전 효율을 높이기 위해서 투과율과 접착성은 우수하고 신뢰성 시험시 황변이 적게 발생될 수 있는 특성이 요구되고 있다. 이유는 태양전지가 설치되는 장소는 가옥의 옥상이나 휴대발전장치 등이지만, 어느 것이나 태양이 내리쬐는 장소이고, 또 옥외에서 자연적인 상태에 노출되어 있기 때문이다. 이와 같은 상태에 태양 전지 모듈이 노출이 되면 태양 전지 모듈에 사용되는 접착시트는 수분 또는 열에 의해서 열화가 발생되어 황변이 발생되는 문제점이 있다.
기존 태양전지용 접착시트 조성물은 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지에 유기 산화물, 광 안정제, 광 흡수제, 열 안정제등의 첨가제를 첨가한 것으로 이를 이용하여 접착시트를 제조하고 있다. 특히 첨가제로 사용되고 있는 유기 과산화물은 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지를 열경화성 수지로 만들 수 있는 첨가제로서 사용되고 있다. 에틸렌 비닐 아세테이트 수지에 유기 과산화물을 첨가하여 고온에서 경화를 진행하면 태양전지 모듈의 장시간 내구성 시험시 태양전지 모듈의 변형을 막아주는 장점과 물성 저하를 막을 수 있는 장점을 지니고 있다. 하지만 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지에 유기 과산화물을 첨가하여 접착시트 제조시, 유기 과산화물의 분해온도가 낮기 때문에, 고온이 아닌 저온에서의 성형이 필요하며 그에 따른 접착시트 생산성 저하의 문제를 발생시킨다.
본 발명은 종래의 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지를 포함한 태양전지용 접착시트 조성물을 이용한 태양전지용 접착시트 제조시 고온에서의 유기 과산화물의 분해로 인한 겔 발생 및 저온 성형으로 인한 생산성 저하 문제점을 개선할 수 있는 태양전지용 접착시트 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 고온가공에서의 우수한 열 안정성, 투과율 및 절연성능을 갖고, 장시간 내구성 시험시 황변 발생량이 적은 태양전지용 접착시트를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
본 발명은 상기 태양전지용 접착시트를 포함하는 태양전지를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지를 포함하는 태양전지용 접착시트 조성물에 있어서, 상기 조성물은 유기 과산화물을 제외한 첨가제를 포함하며, 상기 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지는, 메틸 메타아크릴레이트 (MMA)의 함량이 EMMA 수지 전체에 대하여 15 내지 20중량% 인 것을 특징으로 하는 태양전지용 접착시트 조성물을 제공한다.
본 발명은 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트 조성물로 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 태양전지 접착시트를 제공한다.
본 발명은 상기의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 태양전지 소자, 상기 태양전지 소자의 상부에 위치한 상부 보호재 및 상기 태양전지 소자의 하부에 위치한 하부 보호재를 포함하며, 상기 태양전지 소자와 상하부 보호재 사이에 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트가 형성된 것임을 특징으로 하는 태양전지를 제공한다.
본 발명은 유기 과산화물의 분해로 인한 겔 발생 및 저온 성형으로 인한 문제점을 개선할 수 있는 태양전지용 접착시트 조성물을 제공할 수 있어, 태양전지용 접착시트 제조시 생산성 저하와 제조비용 상승의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.
또한 기존의 태양전지 소자의 봉지재료로서 사용되고 있는 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지의 대체재료로서 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지를 포함한 태양전지용 접착시트 조성물을 이용하여 제조한 태양전지용 접착시트는 투과율이 높고, 절연성능이 뛰어나며 장시간 내구성 시험시 황변 발생량이 적은 장점을 지니고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 개략 단면도이다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지를 포함하는 태양전지용 접착시트 조성물에 있어서, 상기 조성물은 유기 과산화물을 제외한 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 접착시트 조성물에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트 조성물은 기존의 태양전지 소자의 봉지재료로서 종래 사용되고 있는 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지의 대체재료로서 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지를 사용한다. 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지는 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지와 비교하여 융점이 높고 우수한 열 안정성으로 인하여 유기 과산화물을 첨가하지 않아도 되므로, 고온에서의 성형이 가능하다. 또한 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지는 탈초산 반응에 의한 분해가 발생하여 부식 가능성이 있지만 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지의 경우에는 열 안정성이 뛰어나고 분해가 발생하더라도 산을 발생 시키지 않기 때문에 부식의 위험이 없다.
또한 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트 조성물은 산화 방지제, 실란 커플링제, 및 자외선 흡수제로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 포함한다. 상기 첨가제로서 유기 과산화물은 사용하지 않는다.
이하 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트 조성물의 각 성분에 대하여 보다 상세하게 설명하나, 이는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 ( EMMA )수지
본 발명의 태양전지용 접착시트 조성물에서 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지는 투명성, 유연성, 열 안정성 등을 고려하여 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지에 메틸 메타아크릴레이트 (MMA) 함량이 5 내지 35중량%, 바람직하게는 15 내지 20중량%을 사용한다. 또한 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지는 성형성 및 기계적 물성을 고려하면 190℃, 2.160kg 하중에 있어서의 멜트 플로우레이트(MFR)가 0.25 내지 20 g/10분, 바람직하게는 5 내지 10 g/10분인 것을 사용한다.
에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지 전체에 대하여 메틸 메타아크릴레이트 (MMA) 함량이 5중량% 미만이면 투과율이 떨어지는 문제점이 있고, 35중량% 초과하면 수분 또는 열에 대한 열화가 심해지는 문제가 발생된다.
에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지의 멜트 플로우레이트(MFR)가 0.25g/10분 미만이면 EMMA 수지의 수지 흐름성이 떨어져 생산성이 저하되는 문제가 있고, 20g/10분 초과하면 시트내의 블로킹 문제를 발생시킬수 있다.
시판되어지는 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMAA)수지는 스미토모화학사의 WH 303 (메틸 메타아크릴레이트 함량이 18%, 멜트 플로우 레이트 (MFR)가 7g/10분), WH 307 (메틸 메타아크릴레이트 함량이 25%, 멜트 플로우 레이트 (MFR)가 7g/10분), WH 401 (메틸 메타아크릴레이트 함량이 20%, 멜트 플로우 레이트 (MFR)가 20g/10분) 등이 사용 가능하다.
에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지는 태양전지용 접착 시트 조성물 100중량부에 대해 80 내지 98중량부를 사용할 수 있다. 바람직하게는 85 내지 95중량부를 사용한다. 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지가 80중량부 미만이면 접착력이 떨어지는 문제가 있고, 98중량부 초과하면 수분 또는 열에 대한 열화가 심해지는 문제가 발생된다.
각종의 첨가제
본 발명의 태양 전지용 접착시트 조성물에는 필요에 따라 기타 각종의 첨가제를 첨가할 수 있다. 이와 같은 첨가제로서 구체적으로는 산화 방지제 및 실란 커플링제, 자외선 흡수제 등을 예시 할 수 있다. 다만, 첨가제로서 유기 과산화물은 포함되지 않는다.
본 발명에 첨가할 수 있는 산화 방지제는 페놀릭 산화방지제, 포스파이트 타입 산화방지제, 티오에스테르 타입 산화방지제, 아민 타입 산화방지제, 무기 타입 산화방지제 등이 사용될 수 있고, 시판되어지는 산화 방지제 중 페놀릭 타입으로는 알드리치사의 BHT, 하이드로퀴논, 시바사의 irganox 1076, irganox 1035, irganox 1010, irganox 1081, irganox 1330, irganox 1425 WL, irganox 3114, irganox E201, irganox MD 1024, irganox PS 800, irganox PS 802, 스미토모 화학사의 sumilizer GA-80, AO-76, AO-101, 켐투라사의 ANOX 70 등이 있고, 포스파이트 타입으로는 켐투라사의 Weston 618, 시바사의 irgafos 12, irgafos 38, irgafos 126, irgafos 168, irgafos P-EPQ, 스미토모화학사의 P-16, sumilizer GP 등이 있고, 티오에스테르 타입으로는 켐투라사의 Naugard 412, 시바사의 irganox 1035, 스미토모 화학사의 sumilizer TPL, sumilizer TPM, sumilizer TPS, sumilizer TP-D 등이 있고, 아민 타입으로는 켐투라사의 Naugard 445, antigene 6C 등이 있고 무기계 산화방지제 타입으로는 강신산업사의 DHT-4A, DHT-4A2, DHT-4C 등이 사용 가능하다. 또한 상기 2종 이상의 산화 방지제가 혼합되어 있는 제품으로는 시바사의 irganox B1411, irganox B1412, irganox B215, irganox B220, irganox B225, irganox B501W, irganox B561, irganox B900, irganox B921, irganox HP2215, irganox HP2225, irganox HP2251, irganox HP2411, irganox HP2921, irganox XP 420, irganox XP620 등이 있다.
상기 2종 이상의 산화 방지제가 혼합될 때 적어도 페놀릭 산화방지제를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산화방지제 중 페놀릭 산화방지제 및 티오에스테르 타입 산화방지제를 혼합하여 사용 또는 페놀릭 산화방지제 및 무기계 산화방지제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 첨가되는 산화 방지제의 중량부가 태양전지용 접착시트 조성물 100중량부에 0.001 내지 0.1중량부를 사용한다. 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.05중량부를 사용한다. 산화 방지제가 0.001 중량부 미만을 사용하면 태양전지용 접착 시트 생산시 발생되는 이재를 리사이클하기가 어려운 문제를 야기시키며, 0.1 중량부 이상을 사용하면 산화방지제 자체 황변 발생 문제를 발생시킨다.
실란 커플링제는, 태양 전지용 접착 시트 조성물로 시트 제조 후 태양 전지 모듈 제작시 저철분 강화 글라스 및 백시트 와 EVA 시트와의 접착성을 향상시킬 수 있다.
실란 커플링제로는 비닐기, 아크릴록시기, 메타아크릴록시기와 같은 불포화기, 아미노기, 에폭시기 등과 함께, 알콕시기와 같은 가수 분해 가능한 기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 실란 커플링제로서 구체적으로는 N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ- 글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-메타아크릴록시프로필트리메톡시실란 등을 예시할 수 있다.
실란 커플링제는, 태양전지용 접착 시트 조성물 100중량부에 대하여 0.1 내지 2중량부 정도 배합하는 것이 적당하다. 그 이하 또는 그 이상 배합하면 접착강도의 효과가 없다.
본 발명에 첨가할 수 있는 자외선 흡수제로서는 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 살리실산에스테르계 등 각종 타입의 것을 들 수 있다. 시판되는 자외선 흡수제로는 시바사의 티누빈 328, 티누빈 1577 FF, 티누빈 120, 치마소브 81 등이 있으며 스미토모화학사의 sumisorb 130, sumisorb 350, sumisorb 110, 시프로카세이사의 seesorb 102, seesorb 707, seesorb 101 등이 사용 가능하다.
자외선 흡수제는, 태양전지용 접착시트 조성물 100중량부에 대하여 0.1 내지 2중량부 정도 배합하는 것이 적당하다. 0.1중량부 이하로 첨가되면 자외선 차단 효과가 없으며 2중량부 이상 첨가되면 황변의 문제가 발생된다.
본 발명에는 유기 과산화물은 참가제로서 사용하지 않는다.
유기 과산화물로서는 디쿠밀퍼옥사이드, 1,3-비스(2-t-부틸퍼옥시이소프로필)헥산, 2,5-디메틸-2,5-비스(제3부틸퍼옥시)헥산, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드 등의 디알킬퍼옥사이드; t-부틸퍼옥시이소부틸레이트, t-부틸퍼옥시말레인산, t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, t-부틸퍼옥시2-에틸헥실카보네이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시아세테이트, t-부틸퍼옥시벤조네이트 등의 알킬퍼옥시에스테르; 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)사이클로헥산, 1,1-비스(t-아밀퍼옥시)사이클로헥산, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄, 에틸-3,3-디(t-부틸퍼옥시)부틸레이트 등의 퍼옥시케탈류 등을 예시할 수 있다.
유기 과산화물은 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지를 포함하는 태양전지용 접착시트 조성물에 있어서, 상기 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지를 가교시켜 열경화성 수지로 만들기 위하여 첨가되는 것이다.
구체적으로는, 태양전지 모듈의 장시간 내구성 시험시 유기 과산화물이 첨가되지 않는 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지는 융점이 낮아 태양전지 모듈의 변형을 주는 문제와 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지의 물성이 떨어지는 문제를 발생시키기 때문에, 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지에 유기 과산화물을 첨가하여 고온에서 경화를 진행하면 태양전지 모듈의 장시간 내구성 시험시 태양전지 모듈의 변형을 막아주는 장점과 물성 저하를 막을 수 있는 장점을 지니고 있다. 하지만 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지에 유기 과산화물을 첨가하여 접착시트 제조시 고온이 아닌 유기 과산화물이 분해되지 않는 저온에서의 성형이 필요하며 그에 따른 생산성 저하와 제조비용 상승의 문제를 발생시킨다. 그 이유는 유기 과산화물의 분해온도가 통상 100℃ 이상이기 때문이다.
본 발명에 따른 태양전지용 접착시트 조성물은 기존의 태양전지 소자의 봉지재료로서 종래 사용되고 있는 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지의 대체재료로서 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지를 사용한다. 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지는 에틸렌·초산 비닐 공중합 (EVA)수지와 비교하여 융점이 높고 우수한 열 안정성으로 인하여 유기 과산화물을 첨가하지 않아도 되므로, 100℃ 이상의 고온에서의 성형 (바람직하게는 150℃ 이상에서 고온성형)이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명에서는 상기의 태양전지용 접착시트 조성물로 이루어진 태양전지용 접착시트를 제공한다.
본 발명에 따른 태양전지용 접착시트 조성물을 이용하여 T-다이 압출기, 칼렌더 성형기 등을 사용하는 공지의 시트 성형법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 태양전지용 용융 합착 시트를 제공한다. 보다 구체적으로 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지에 필요에 따라 첨가되는 산화 방지제, 실란 커플링제, 자외선 흡수제, 광 안정제 등을 미리 드라이 블렌딩하여 T-다이 압출기의 호퍼로 공급하여, 시트상으로 압출 성형함으로써 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지용 접착시트는, 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지 및 유기 과산화물을 제외한 첨가제를 포함하는 태양전지용 접착시트 조성물을 100℃ 이상에서 고온 가공하여 제조할 수 있다. 바람직하게는 150℃에서의 고온 가공이 가능하다. 고온에서 태양전지용 접착시트 조성물을 가공하여 조성물의 점도를 떨어뜨려, 태양전지용 접착시트의 생산성을 향상시킬 수 있으며 이로 이하여 접착시트의 제조단가를 낮출 수 있다.
본 발명에서는 상기한 방법에 의해 제조되는 태양전지용 접착시트를 포함하는 태양전지를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 개략 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 태양전지는 태양전지 소자(1), 상기 태양전지 소자(1)의 상부에 위치한 상부 보호재(2) 및 상기 태양전지 소자(1)의 하부에 위치한 하부 보호재(3)를 포함하며, 상기 태양전지 소자(1)와 상하부 보호재(2,3) 사이에는 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트(4)가 형성된다. 즉, 태양전지 소자(1)와 상부 보호재(2) 사이 및 태양전지 소자(1)와 하부보호재(3) 사이는 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트(4)에 의해 고정되게 된다.
이러한 태양전지에서 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트는 투과율이 높고 절연성능이 뛰어나며 장시간 내구성 시험시 황변 발생량이 적은 우수한 특성을 나타낸다.
이하 본 발명은 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명될 것이며, 하기의 실시예는 본 발명의 구체적인 일부 예시에 불과하고 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것이 아니다.
< 실시예 1>
에틸렌-메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지 (스미토모화학사 MMA 18%, MFR 7g/10분) 100중량부에 실란커플링제 신에츠사 KBM 503 0.5중량부, 자외선 흡수제 스미토모화학사 sumisorb 130 0.3중량부, 산화방지제 스미토모화학사 Sumilizer GP 0.01중량부를 믹서에서 35℃, 1시간 함침을 진행하고 유성산업사 싱글 압출기 (스크류 지름 40 mm, L/D=26)을 사용하여, 가공온도 85℃에서 0.5mm 접착시트를 제작하여 실험을 진행하였다.
< 실시예 2>
에틸렌-메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지 (스미토모화학사 MMA 20%, MFR 20g/10분) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 실험을 진행하였다.
< 실시예 3>
에틸렌-메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지 (스미토모화학사 MMA 15%, MFR 7g/10분) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 실험을 진행하였다.
< 비교예 1>
에틸렌·아세트산비닐 공중합체 (스미토모화학사 VA 32%, MFR 40g/10분) 100중량부에 유기과산화물 알케마사 루페록스 101 0.25중량부, 루페록스 TBEC 0.75중량부, 실란커플링제 신에츠사 KBM 503 0.5중량부, 자외선 흡수제 스미토모화학사 sumisorb 130 0.3중량부, 산화방지제 스미토모화학사 Sumilizer GP 0.01중량부를 믹서에서 50℃, 1시간 함침을 진행하고 유성산업사 싱글 압출기 (스크류 지름 40 mm, L/D=26)을 사용하여, 가공온도 85℃에서 0.5mm 접착시트를 제작하여 실험을 진행하였다.
< 비교예 2>
상기 비교예 1의 조성에서 유기과산화물을 제외한 것 이외에는 비교예 1과 같이 하여 실험을 진행하였다.
< 비교예 3>
에틸렌·아세트산비닐 공중합체 (스미토모화학사 VA 28%, MFR 20g/10min) 를 사용한 것 이외에는 비교예 1과 같이 하여 실험을 진행하였다.
< 비교예 4>
에틸렌·아세트산비닐 공중합체 (스미토모화학사 VA 32%, MFR 40g/10min) 100 중량부 대신 에틸렌-메틸 메타아크릴레이트 공중합 (EMMA)수지 (스미토모화학사 MMA 18%, MFR 7g/10분) 100중량부 를 사용한 것 이외에는 비교예 1과 같이 하여 실험을 진행하였다.
　 실험예
Resin 함량 (%) MFR (g/10min) 유기과산화물 첨가 유무
실시예 1 EMMA MMA 18% 7 X
실시예 2 EMMA MMA 20% 20 X
실시예 3 EMMA MMA 15% 7 X
비교예 1 EVA VA 32% 40 O
비교예 2 EVA VA 32% 40 X
비교예 3 EVA VA 28% 20 O
비교예 4 EMMA MMA 18% 7 O
< 실험예 >
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 접착시트를 이용하여 아래와 같이 물성을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
1. 녹는점 ( Tm ) 측정
압출기를 통해 제조된 접착시트를 DSC (TA사 Q-1000)를 이용하여 -30℃에서 500℃까지 분당 10℃씩 승온시키면서 녹는점 (Tm)을 측정한다.
2. 열안정성 검사
이형 필름/제조된 0.5mm 접착 시트 2장/이형 필름의 적층 구조를 만들고 150℃ 20분간 핫 프레스(Hot press)를 이용하여 가교 시트를 제작한다. 가교시트가 제조된 후 이형 필름을 제거하고, 150℃ 오븐에 방치한 후 24시간 간격으로 3일간 외관을 관측한다.
* 변화없음 - O, 약간 녹음 - Δ, 전부 녹음 - X
3. 체적저항 측정
이형 필름/제조된 0.5mm 접착 시트 2장/이형 필름의 적층 구조를 만들고 150℃ 20분간 핫 프레스(Hot press)를 이용하여 가교 시트를 제작한다. 가교시트가 제조된 후 이형 필름을 제거하고, 체적저항 측정기 (미츠비시화학사 MCP-HT450)를 이용하여 상온에서 체적저항을 측정한다.
4. 투과율 측정
저철분 강화글라스 사이에 제조된 0.5mm 접착시트를 넣고 150℃ 20분간 진공 합착기를 이용하여 용융 합착하고, 헤이즈미터(Hazemeter) (무라까미-HM 150)를 이용하여 투과율을 측정한다.
5. 신뢰성 황변 (Δ YI ) 측정
내습성 TEST
저철분 강화글라스와 백시트 사이에 제조된 0.5 mm 접착 시트를 2장 넣고 150℃ 20분간 진공합착기를 이용하여 용융 합착한 후, 85℃, 85% RH 항온항습 조건에서 1000시간 방치한다. 1000시간 후 황변 측정기(NIPPON DENSHOKU사 Spectro Color Meter SE 2000)을 이용하여 황변도 ΔYI 값을 측정한다.
내열성 TEST
저철분 강화글라스와 백시트 사이에 제조된 0.5 mm 접착 시트를 2장 넣고 150℃ 20분간 진공합착기를 이용하여 용융 합착한 후, 85℃의 온도 조건에서 1000시간 방치한다. 1000시간 후 황변 측정기(NIPPON DENSHOKU사 Spectro Color Meter SE 2000)을 이용하여 황변도 ΔYI 값을 측정한다.
내후성 TEST
저철분 강화글라스와 백시트 사이에 제조된 0.5 mm 접착 시트를 2장 넣고 150℃ 20분간 진공합착기를 이용하여 용융 합착한 후, 75 ℃, 수은램프 조건인 내후성 시험기에 1000시간 방치한다. 1000시간 후 황변 측정기(NIPPON DENSHOKU사 Spectro Color Meter SE 2000)을 이용하여 황변도 ΔYI 값을 측정한다.
　 실험예
Tm (℃) 열안정성
(150℃)		 체적저항
(Ω㎝)		 투과율
(%)		 황변 (ΔYI)
항온항습 UV 가혹 내열
실시예 1 85 O 3.53*1015 92.3 0.29 0.19 0.05
실시예 2 85 Δ 5.14*1015 92 0.44 0.33 0.15
실시예 3 85 Δ 2.82*1015 92 0.38 0.31 0.1
비교예 1 65 O 5.92*1013 92 1.26 1.19 0.47
비교예 2 65 X 5.92*1013 92 0.63 0.77 0.29
비교예 3 65 O 3.09*1014 92.3 0.87 0.91 0.34
비교예 4 85 O 1.43*1015 92.1 1.11 1.32 0.52
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지용 접착시트 조성물을 사용하여 제조된 태양전지용 접착시트는, 우수한 열안정성 및 투과율을 나타내면서도, 장시간 내구성 시험시 황변 발생량이 적은 매우 뛰어난 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
1: 태양전지 소자 2: 상부 보호재
3: 하부 보호재 4: 접착시트

Claims (8)

  1. 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지를 포함하는 태양전지용 접착시트 조성물에 있어서,
    상기 조성물은 유기 과산화물을 제외한 첨가제를 포함하며,
    상기 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지는, 메틸 메타아크릴레이트 (MMA)의 함량이 EMMA 수지 전체에 대하여 15 내지 20중량% 인 것을 특징으로 하는 태양전지용 접착시트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 산화방지제, 실란커플링제 및 자외선 흡수제로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 접착시트 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지는, 멜트 플루오레이트 (MFR)가 5 내지 10g/10분 인 것을 특징으로 하는 태양전지용 접착시트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌·메틸 메타아크릴레이트의 공중합 (EMMA)수지는, 태양전지용 접착시트 조성물 100중량부에 대하여 80 내지 98중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 접착시트 조성물.
  7. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 태양전지용 접착시트 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지용 접착시트.
  8. 태양전지 소자, 상기 태양전지 소자의 상부에 위치한 상부 보호재 및 상기 태양전지 소자의 하부에 위치한 하부 보호재를 포함하며, 상기 태양전지 소자와 상기 상하부 보호재 사이에 제7항에 따른 태양전지용 접착시트가 형성된 것임을 특징으로 하는 태양전지.
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