KR101271497B1 - 태양전지 모듈용 보호시트 및 그의 제조 방법, 및 태양전지 모듈 - Google Patents

태양전지 모듈용 보호시트 및 그의 제조 방법, 및 태양전지 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트는 기재 필름과 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층된 열접착성 층을 구비하고, 상기 열접착성 층은 열가소성 수지로 이루어지며, 150℃에서 30분간의 가열 처리 전후의 치수 변화율이 0.3% 이하이고, 태양전지 모듈을 구성하는 봉지재와의 접착에 사용된다.

Description

태양전지 모듈용 보호시트 및 그의 제조 방법, 및 태양전지 모듈{PROTECTIVE SHEET FOR SOLAR CELL MODULES, MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양전지 모듈의 표면 보호시트 및 뒷면 보호시트로서 사용되는 태양전지 모듈용 보호시트 및 그의 제조 방법, 및 태양전지 모듈용 보호시트를 구비한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2009년 3월 30일 자로 일본에 출원된 특허출원 제2009-80882호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그의 내용을 원용한다.
태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈은 대기 오염이나 지구 온난화 등의 환경문제에 대응하여 이산화탄소를 배출하지 않고 발전할 수 있는 청정 에너지 공급원으로서 주목받고 있다.
일반적으로, 태양전지 모듈은 광전 변환을 하는 태양전지 셀, 태양전지 셀을 봉지하는 전기 절연체로 이루어지는 봉지재(충전재), 봉지재의 표면에 적층된 표면 보호시트(프론트 시트), 및 봉지재의 뒷면에 적층된 뒷면 보호시트(백 시트)로 개략적으로 구성되어 있다. 태양전지 모듈은 옥외 및 옥내에서 장기간 사용에 견딜 수 있는 내습성과 내후성이 요구된다.
이러한 태양전지 모듈은 결정 실리콘, 무정형 실리콘 등으로 이루어지는 태양전지 셀, 태양전지 셀을 봉지하는 전기 절연체로 이루어지는 봉지재(충전층), 봉지재 표면에 적층된 표면 보호시트(프론트 시트), 및 봉지재 뒷면에 적층된 뒷면 보호시트(백 시트)로 개략적으로 구성된다.
상기와 같은 뒷면 보호시트로서, 수증기 투과를 방지하기 위한 금속 등으로 이루어진 층의 한쪽 면이나 양면에 불소계 플라스틱 필름을 구비한 뒷면 보호시트가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 상기 뒷면 보호시트는 열 압착법에 의하여 에틸렌―비닐 아세테이트 공중합체(EVA)로 이루어진 봉지재에 융착되어 있다.
특허 문헌 1: 일본특허공개공보 (평)6-177412호
그러나 종래의 뒷면 보호시트는 태양전지 모듈에 적용한 경우, 봉지재에 대한 접착성이 낮아서, 뒷면 보호시트가 봉지재로부터 벗겨져 봉지재 내에 수증기가 침입하는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 뒷면 보호시트에 열접착성 층을 형성하여서, 상기 열접착성 층을 통해 뒷면 보호시트를 상기 봉지재에 융착시키는 방법이 고안되었다. 그러나 이 열접착성 층을 인플레이션 성형(inflation molding)과 같이 성형 시에 연신되는 방법에 의해 성형한 시트로 구성하면, 시트의 잔류 응력에 의해 열접착성 층을 구성하는 시트가 수축하고, 그 결과, 태양전지 모듈이 뒤틀리는 문제가 있었다. 태양전지 모듈이 뒤틀리면, 태양전지 모듈의 설치 시에 문제를 일으킬 뿐 아니라, 태양전지 모듈이 파손될 우려가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 태양전지 모듈에 적용할 경우, 태양전지 모듈의 봉지재에 대한 접착성이 뛰어남은 물론, 태양전지 모듈이 뒤틀리는 현상을 방지한 태양전지 모듈용 보호시트 및 그의 제조 방법, 및 상기 태양전지 모듈용 보호시트를 구비한 태양전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트는 기재 필름과 이 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층된 열접착성 층을 구비한 태양전지 모듈용 보호시트로서, 상기 열접착성 층은 열가소성 수지로 이루어지며, 150℃, 30분간의 가열 처리 전후의 치수 변화율이 0.3% 이하이고, 태양전지 모듈을 구성하는 봉지재와의 접착에 사용되는 접착층으로서 역할을 한다.
상기 열가소성 수지는 폴리올레핀계 수지인 것이 바람직하다.
상기 기재 필름의 상기 열접착성 층이 적층된 면과는 반대측 면에 금속 시트가 적층된 것이 바람직하다.
상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 무기 산화물로 이루어지는 증착층이 형성된 것이 바람직하다.
상기 태양전지 모듈용 보호시트의 적어도 한쪽의 최외층에 불소 수지층이 형성된 것이 바람직하다.
상기 불소 수지층은 불소 함유 수지를 갖는 도료로부터 형성된 도막인 것이 바람직하다.
본 발명의 태양전지 모듈은 태양전지 셀, 상기 태양전지 셀을 봉지하는 봉지재, 및 상기 봉지재에 적층된 보호시트를 구비한 태양전지 모듈로서, 상기 보호시트는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈용 보호시트로 이루어지며, 상기 보호시트는 상기 열접착성 층을 개재하여 상기 봉지재에 적층된다.
상기 봉지재는 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제조 방법은 기재 필름과 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층된 열접착성 층을 구비하고, 여기서 상기 열접착성 층은 열가소성 수지로 이루어지며, 150℃, 30분간의 가열 처리 전후의 치수 변화율이 0.3% 이하이고, 태양전지 모듈을 구성하는 봉지재와의 접착에 사용되는 접착층으로서 기능하는 것인, 태양전지 모듈용 보호시트의 제조 방법으로, 압출 성형에 의해 상기 열가소성 수지를 용융, 혼련하고, 소정 속도로 이동하는 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 상기 용융된 열가소성 수지를 압출하여 적층하고, 상기 기재 필름의 적어도 한 면에 상기 열가소성 수지로 이루어지는 열접착성 층을 형성하는 것을 포함한다.
본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트에 따르면, 기재 필름과 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층된 열접착성 층을 구비하고, 상기 열접착성 층은 열가소성 수지로 이루어지며, 150℃, 30분간의 가열 처리 전후의 치수 변화율이 0.3% 이하이고, 태양전지 모듈을 구성하는 봉지재와의 접착에 사용되는 접착층을 이루는 것이므로, 온도 변화에 기인하여 열접착성 층 자체에 발생하는 응력이 적어 열접착성 층이 적층된 기재 필름에 대해서 작용하는 응력도 작다. 따라서, 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트를 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용한 경우, 제조 공정 중의 온도 변화에 기인하여 태양전지 모듈에 뒤틀림이 발생하는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 열접착성 층의 기재 필름에 대한 접착성이 뛰어나다. 게다가, 이 열접착성 층은 태양전지 모듈의 봉지재에 대한 접착성도 우수하므로 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트는 태양전지 모듈에서 잘 벗겨지지 않는다.
본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제조 방법에 따르면, 압출 성형에 의해 열가소성 수지를 용융, 혼련하고, 소정 속도로 이동하는 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 용융된 열가소성 수지를 압출하여 적층하고, 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 열가소성 수지로 이루어지는 열접착성 층을 형성하므로, 기재 필름에 적층되는 열접착성 층을 형성하는 열가소성 수지가 연신되는 일이 없어서, 열접착성 층에 대해 연신에 의한 응력이 작용하지 않고, 그 결과, 태양전지 모듈용 보호시트에는 열접착성 층을 형성하는 열가소성 수지의 연신에 기인하는 응력이 존재하지 않는다. 또한, 압축 성형을 사용하면, 용융한 열가소성 수지를 압출 성형에 의해 압출하여 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층하는 것만으로, 기재 필름에 열접착성 층을 접합할 수 있다. 따라서, 기재 필름에 열접착성 층을 접착시키기 위해 접착제를 사용할 필요없이, 기재 필름에 대해서 열가소성 수지를 단단히 접착시킬 수 있다.
[도 1] 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제1 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
[도 2] 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제2 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
[도 3] 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제3 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
[도 4] 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제4 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
[도 5] 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제5 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
[도 6] 본 발명의 태양전지 모듈의 한 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트 및 그의 제조 방법, 및 태양전지 모듈의 실시 형태에 대해 설명한다.
또한, 하기 기술될 실시 형태들은 발명의 취지를 잘 이해시키고자 구체적으로 설명하는 것이며, 달리 언급이 없는 한 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
(1) 제1 실시 형태
<태양전지 모듈용 보호시트>
도 1은 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제1 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
상기 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(10)는 기재 필름(11)과 기재 필름(11)의 한쪽 면(11a)에 적층된 열접착성 층(12)으로 개략적으로 구성된다.
상기 태양전지 모듈용 보호시트(10)는 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용되는 것이다.
기재 필름(11)으로서, 전기 절연성을 가지며, 그 위에 열접착성 층(12)이 적층 가능한 수지 필름 등이 사용될 수 있다.
기재 필름(11)에 사용되는 수지 필름은 일반적으로 태양전지 모듈용 보호시트에서 수지 필름으로 사용되는 것이 선택된다. 이러한 수지 필름으로는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 올레핀계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 에스테르계 수지, 나일론(상품명) 등과 같은 아미드계 수지, 카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴니트릴계 수지, 비닐 클로라이드계 수지, 비닐 아세탈계 수지, 비닐 부티랄계 수지, 불소계 수지 등의 수지로 이루어지는 수지 필름 또는 시트를 사용할 수 있다. 이들 수지 필름 중에서도, 폴리에스테르로 이루어지는 필름이 바람직하며, 보다 구체적으로는 PET 필름이 바람직하다.
기재 필름(11)의 두께는 태양전지 모듈에 요구되는 전기 절연성에 따라 적절히 설정한다. 예를 들면, 기재 필름(11)이 수지 필름인 경우, 그의 두께가 10㎛ ∼ 300㎛의 범위인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 기재 필름(11)이 PET 필름인 경우, 경량성 및 전기 절연성의 관점에서, 그의 두께가 10㎛∼300㎛의 범위인 것이 바람직하고, 20㎛∼250㎛의 범위인 것이 보다 바람직하며, 30㎛∼200㎛의 범위인 것이 특히 바람직하다.
열접착성 층(12)은 열가소성 수지로 이루어지고, 태양전지 모듈을 구성하는 봉지재와의 결합을 위해 사용되는 접착층으로서 기능한다.
열접착성 층(12)에서의 열접착성이란, 가열 처리에 의해 접착성을 발현하는 특성을 말한다. 본 발명에서 열접착성 층(12)을 구성하는 열가소성 수지는 열접착성을 갖는 열가소성 수지라면 달리 한정되지 않는다. 접착성을 발현하는 가열 처리 온도는 50∼200℃의 범위가 바람직하다.
열접착성 층(12)은 용융한 열가소성 수지가 압출 성형에 의해 기재 필름(11)의 한쪽 면(11a)에 압출되어 적층되고, 150℃, 30분간의 가열 처리 전후의 치수 변화율이 0.3% 이하이다. 열접착성 층(12)의 150℃, 30분간의 가열 처리 전후의 치수 변화율이 0.3% 이하이면, 기재 필름(11)에 적층한 후의 접착성 발현의 가열 처리, 및 그 후의 냉각에 의해, 열접착성 층(12)의 치수는 크게 변화하지 않는다. 그 때문에, 온도 변화에 기인하여 열접착성 층(12) 자체에 발생하는 반응이 작아서, 열접착성 층(12)이 적층된 기재 필름(11)에 대하여 작용하는 응력도 작아진다. 이렇게 함으로써, 기재 필름(11)과의 접합성이 커지고, 온도 변화에 기인하여 태양전지 모듈용 보호시트(10)에 뒤틀림이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 태양전지 모듈용 보호시트(10)를 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용하는 경우라도, 온도 변화에 기인하여 태양전지 모듈에 뒤틀림이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
열접착성 층(12)을 구성하는 열가소성 수지로는 폴리올레핀계 수지가 바람직하게 사용된다.
폴리올레핀계 수지로는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, 밀도: 0.910g/㎤ 이상, 0.930g/㎤ 미만), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE, 밀도: 0.930g/㎤ 이상, 0.942g/㎤ 미만), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, 밀도: 0.942g/㎤ 이상) 등의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(PP), 올레핀계 엘라스토머(TPO), 사이클로올레핀계 수지, 에틸렌―비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌―비닐 아세테이트―무수 말레산 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산 에스테르-무수 말레산 공중합체 등을 들 수 있다.
열접착성 층(12)의 두께는 본 발명의 효과를 해하지 않는 한 달리 제한되지 않으며, 열접착성 층(12)의 종류에 따라서 적절히 조절된다. 열접착성 층(12)의 두께는 예를 들면, 1㎛∼200㎛의 범위인 것이 바람직하고, 경량성 및 전기 절연성의 관점에서 10㎛∼200㎛의 범위인 것이 보다 바람직하며, 50㎛∼150㎛의 범위인 것이 더욱 바람직하고, 80㎛∼120㎛의 범위인 것이 가장 바람직하다.
이러한 태양전지 모듈용 보호시트(10)에 따르면, 기재 필름(11)과, 기재 필름(11)의 한쪽 면(11a)에 적층된 열접착성 층(12)를 구비하고, 여기서 상기 열접착성 층(12)은 열가소성 수지로 이루어지고, 150℃, 30분간의 가열 처리 전후의 치수 변화율이 0.3% 이하이고, 또한 태양전지 모듈을 구성하는 봉지재와의 접착에 사용되는 접착층으로 기능하는 것이므로, 온도 변화에 기인하여 열접착성 층(12) 자체에 발생하는 응력이 작아서 열접착성 층(12)이 적층된 기재 필름(11)에 대해서 작용하는 응력도 작기 때문에, 태양전지 모듈용 보호시트(10)를 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용하는 경우라도, 제조 공정 중의 온도 변화에 기인하여 태양전지 모듈에 뒤틀림이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 태양전지 모듈용 보호시트(10)는 태양전지 모듈에 대한 접착성이 향상되어 태양전지 모듈에서 박리가 잘 되지 않는다.
또한, 이 실시 형태에서는 기재 필름(11)의 한쪽 면(11a)에 열접착성 층(12)이 적층된 태양전지 모듈용 보호시트(10)를 예시했지만, 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트에서는 기재 필름의 다른 면(한쪽 면과는 반대측 면)에도 열접착성 층을 적층할 수도 있다.
<태양전지 모듈용 보호시트의 제조 방법>
다음에는 도 1을 참조하여 태양전지 모듈용 보호시트(10)의 제조 방법에 대해 설명한다.
태양전지 모듈용 보호시트(10)의 제조에는 T 다이 압출기나 T 다이 제막기를 사용한 압출 성형에 의해 열접착층을 형성하는 열가소성 수지를 용융, 혼련하고, 기재 필름(11)을 일정 속도로 이동시키면서, 그 기재 필름(11)의 한쪽 면(11a)에 용융한 열가소성 수지를 압출하여 적층하고, 기재 필름(11)의 한쪽 면(11a)에 열가소성 수지로 이루어지는 열접착성 층(12)을 형성하여 태양전지 모듈용 보호시트 (10)를 얻는다.
열가소성 수지를 용융하는 온도는 용융한 열가소성 수지의 온도(열)에 의해 기재 필름(11)이 수축하지 않을 정도로 하며, 80∼350℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150∼300℃이다.
또한, 열가소성 수지의 T 다이 압출기(T 다이 제막기)로부터의 토출량은 목적하는 열접착성 층(12)의 두께나 기재 필름(11)이 이동하는 속도(이동속도)에 따라서 적절히 조정한다.
기재 필름(11)은 예를 들면, 롤 투 롤(roll to roll)식에 의해 일정속도로 길이가 긴 방향으로 이동(반송)되고, 그의 이동속도는 열가소성 수지의 T 다이 압출기(T 다이 제막기)로부터의 토출량에 따라 적절히 조정한다.
이러한 압출 성형에 의하면, 기재 필름(11)에 적층되는 열접착성 층(12)을 형성하는 열가소성 수지가 연신되는 일이 없으므로, 열접착성 층(12)에는 연신에 의한 응력이 작용하지 않고, 그 결과, 태양전지 모듈용 보호시트(10)에는 열접착성 층(12)을 형성하는 열가소성 수지의 연신에 기인한 응력이 존재하지 않는다.
또한, 이러한 압출 성형에 의하면, 기재 필름(11)의 한쪽 면(11a)에 T 다이 압출기(T 다이 제막기)로부터 용융한 열가소성 수지를 압출하여 적층함으로써, 기재 필름(11)에 열접착성 층(12)을 접합할 수 있다. 따라서, 기재 필름(11)에 열접착성 층(12)을 접착시키기 위해서 접착제를 사용할 필요없이, 기재 필름(11)에 대해서 열접착성 층(12)을 단단하게 접착시킬 수 있다.
이렇게 태양전지 모듈용 보호시트(10)에는 열접착성 층(12)의 연신에 기인한 응력이 존재하지 않고, 또한 열접착성 층(12)의 압출 성형에 기인하는 응력이 거의 잔류하지 않으므로, 태양전지 모듈용 보호시트(10)를 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용한 경우라도, 제조 공정 중의 온도 변화에 기인하여 태양전지 모듈에 뒤틀림이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 태양전지 모듈용 보호시트(10)는 태양전지 모듈에 대한 접착성이 향상되어 태양전지 모듈로부터 박리가 잘 되지 않는다.
또한, 전술한 압출 성형 이외의 방법, 예를 들면, 인플레이션 성형에 의해 막을 형성한 시트를 열접착성 층(12)에 적용하는 경우, 기재 필름에 열접착성 층(12)을 직접 적층할 수 없어서 접착제를 사용해야 한다. 또한, 인플레이션 성형에 의해 막을 형성한 시트에는 막 형성 시의 잔류 응력이 있으며, 제조 공정 중의 온도 변화에 기인하여 열접착성 층(12)에 응력이 발생(열수축)한다.
이와 같이, 인플레이션 성형에 의해 막을 형성한 시트를 열접착성 층에 사용한 경우에는 태양전지 모듈용 보호시트에 열접착성 층의 인플레이션 성형 시의 잔류 응력이 남아 있으므로, 태양전지 모듈용 보호시트를 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용할 경우, 제조 공정 중의 온도 변화에 기인하여 태양전지 모듈에 뒤틀림이 발생한다.
(2) 제2 실시 형태
도 2는 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제2 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2에 있어서, 도 1에 도시한 태양전지 모듈용 보호시트(10)와 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙이므로 그에 대한 설명을 생략한다.
상기 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(20)는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용된다.
태양전지 모듈용 보호시트(20)에서는 제1 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(10)의 구조에 더하여, 증착층(13)이 추가로 형성되어 있다.
상기 실시 형태에서 기재 필름(11) 및 열접착성 층(12)은 제1 실시 형태와 같은 구성을 갖는다.
증착층(13)은 기재 필름(11)의 열접착성 층(12)이 형성된 면과는 반대측 면(이하에서는 '다른 면'이라 함)(11b)에 적층된다.
증착층(13)은 금속 또는 반금속(metalloid), 금속 또는 반금속의 산화물, 질화물, 산질화물, 규화물 등의 무기 재료로 구성되는 것이며, 기재 필름(11)에 대한 증착에 의해 형성되는 것이라면 달리 한정되지 않는다.
증착층(13)을 형성하는 증착 방법으로는 예를 들면, 플라즈마 화학 기상(氣相) 성장법, 열화학 기상 성장법, 광화학 기상 성장법 등의 화학 기상법, 또는 진공증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법 등과 같은 물리 기상법을 사용할 수 있다. 이들 방법 중에서도, 조작성이나 층 두께의 제어성을 고려하는 경우, 스퍼터링법이 바람직하다.
상기 증착층(13)은 수증기 차단성을 갖는 방습층으로서 기능한다. 또한, 증착층(13)은 태양전지 모듈에 적용함으로써, 태양전지 모듈의 내후성을 높일 수 있다.
상기 금속으로는 예를 들면, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 칼륨(K), 주석(Sn), 나트륨(Na), 티탄(Ti), 납(Pb), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y) 등의 금속을 사용할 수 있다.
반금속으로는 예를 들면, 규소(Si), 붕소(B) 등의 반금속을 사용할 수 있다.
이들 금속 또는 반금속의 산화물, 질화물, 산질화물로는, 예를 들면, 산화 알루미늄, 산화 주석, 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 산질화 알루미늄 등을 들 수 있다.
증착층(13)은 일종의 무기 재료로 이루어지는 것일 수도 있고, 복수 종의 무기 재료로 이루어지는 것일 수도 있다.
증착층(13)이 복수종의 무기 재료로 이루어지는 경우, 각 무기 재료로 이루어지는 층이 순서대로 증착된 적층 구조의 증착층일 수도 있고, 복수종의 무기 재료가 동시에 증착된 증착층일 수도 있다.
증착층(13)의 두께는 수증기 차단성을 고려하여 적절히 설정하고, 사용하는 무기 재료의 종류나 증착 밀도 등에 따라 변경된다. 증착층(13)의 두께는 5nm∼ 200nm인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10nm∼100nm이다.
태양전지 모듈용 보호 시트(20)에 의하면 제1 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(10)에 더하여, 기재 필름(11)에 증착층(13)을 형성함으로써, 태양전지 모듈용 보호시트(10)의 효과에 더하여 방습성, 내후성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 실시 형태에서는 기재 필름(11)의 다른 면(11b)에 증착층(13)이 형성된 태양전지 모듈용 보호시트(20)를 예시했지만, 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트에 있어서는 기재 필름의 양면(한쪽 면 및 다른 면)에 증착층이 형성될 수도 있다.
(3) 제3 실시 형태
도 3은 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제3 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3에 있어서, 도 1에 도시한 태양전지 모듈용 보호시트(10), 및 도 2에 도시한 태양전지 모듈용 보호시트(20)와 같은 구성 요소에는 동일 부호를 사용하여 설명을 생략한다.
이 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(30)는 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지로, 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용된다.
태양전지 모듈용 보호시트(30)에 있어서는 제2 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(20)의 구조에 더하여 불소 수지층(14)을 추가로 형성할 수 있다.
이 실시 형태에서는 기재 필름(11) 및 열접착성 층(12)은 제1 실시 형태와 같은 구성이며, 증착층(13)은 제2 실시 형태와 같은 구성이다.
불소 수지층(14)은 증착층(13)의 기재 필름(11)과 접한 면과는 반대측 면(이하에서는 '한쪽 면'이라 함)(13a)에 적층된다. 불소 수지층(14)은 경화층이 되도록 형성된다.
불소 수지층(14)의 두께는 내후성, 내약품성, 경량화 등을 고려하여 설정되고, 5㎛∼50㎛의 범위가 바람직하고, 10㎛∼30㎛의 범위가 보다 바람직하다.
불소 수지층(14)으로는 불소를 함유하는 층이면 되고 달리 제한되지 않는다. 상기 불소를 함유하는 층을 형성하는 것으로는 예를 들면, 불소 함유 수지를 갖는 시트, 불소 함유 수지를 갖는 도료를 도포한 도막 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 태양전지 모듈용 보호시트(30)의 경량화를 위해, 불소 수지층(14)을 더욱 얇게 하는 관점에서 불소 함유 수지를 갖는 도료를 도포한 도막이 바람직하다.
불소 수지층(14)이 불소 함유 수지를 갖는 시트인 경우, 접착층을 개재하여, 증착층(13)에 불소 수지층(14)이 적층된다. 접착층은 증착층(13)에 대한 접착성을 갖는 접착제로 구성된다.
상기 접착층을 구성하는 접착제로는 폴리아크릴계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 폴리에스테르계 접착제, 폴리에스테르 폴리우레탄계 접착제 등을 사용할 수 있다. 이들 접착제는 1종을 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
한편, 불소 수지층(14)이 불소 함유 수지를 갖는 도료를 도포한 도막인 경우, 통상 접착층을 개재(介在)하지 않고, 불소 함유 수지를 포함하는 도료를 증착층(13)에 직접 도포함으로써, 증착층(13)에 불소 수지층(14)을 적층한다.
불소 함유 수지를 갖는 시트로서 예를 들면, 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE)을주성분으로 하는 수지를 시트 형태로 가공한 것을 사용할 수 있다.
PVF를 주성분으로 하는 수지로는 예를 들면, Tedlar(상품명, 이.아이.듀폰 디 네모아 앤드 캄파니(E.I.duPont de Nemours and Company) 제)를 사용할 수 있다.
ECTFE를 주성분으로 하는 수지로는 예를 들면, Halar(상품명, Solvay Solexis Inc. 제)를 사용할 수 있다.
ETFE를 주성분으로 하는 수지로는 예를 들면, Fluon(상품명, 아사히 가라스 가부시키가이샤(Asahi Glass Co., Ltd.) 제)를 사용할 수 있다.
불소 함유 수지를 포함하는 도료는, 용제에 용해하거나 물에 분산시킨 것으로서 도포 가능하다면 특별히 한정되지 않는다.
도료에 포함되는 불소 함유 수지로는, 본 발명의 효과를 저해하지 않고, 불소를 함유하는 수지라면 특별히 한정되지 않지만, 도료의 용매(유기 용매 또는 물)에 용해가능하고, 가교 결합 가능한 것을 사용할 수 있다.
도료에 포함되는 불소 함유 수지로는 경화성 관능기를 갖는 플루오로올레핀 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 플루오로올레핀 수지로는 테트라플루오로에틸렌(TFE), 이소부틸렌, 비닐리덴 플루오라이드(VdF), 하이드록시부틸 비닐 에테르 및 그 밖의 모노머로 이루어지는 공중합체, 및 TFE, VdF, 하이드록시부틸 비닐 에테르 및 그 밖의 모노머로 이루어지는 공중합체를 사용할 수 있다.
구체적으로는, 플루오로올레핀 수지로는 LUMIFLON(상품명, 아사히 가라스 가부시키가이샤 제), CEFRAL COAT(상품명, 센트럴 가라스 가부시키가이샤(Central Glass Co., Ltd.)제), FLUONATE(상품명, DIC 가부시키가이샤(DIC Corporation) 제) 등과 같은 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE)을 주성분으로 하는 폴리머 류, ZEFFLE (상품명, 다이킨 코교 가부시키가이샤(Daikin Industries, Ltd.) 제) 등과 같은 테트라플루오로에틸렌(TFE)을 주성분으로 하는 폴리머 류, Zonyl(상품명, 이.아이.듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 제), Unidyne(상품명, 다이킨 코교 가부시키가이샤 제) 등과 같은 플루오로알킬기를 갖는 폴리머, 및 플루오로알킬 단위를 주성분으로 하는 폴리머 류 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 내후성 및 안료 분산성 등의 관점에서, CTFE를 주성분으로 하는 폴리머 및 TFE를 주성분으로 하는 폴리머가 보다 바람직하며, LUMIFLON 및 ZEFFLE가 가장 바람직하다.
LUMIFLON은 CTFE와 여러 종류의 특정 알킬 비닐 에테르, 하이드록시알킬 비닐 에테르를 주요 구성단위로서 함유하는 비결정성 수지이다. 이 LUMIFLON처럼, 하이드록시알킬 비닐 에테르의 모노머 단위를 갖는 수지는 용제 가용성, 가교결합 반응성, 기재 밀착성, 안료 분산성, 경도 및 유연성이 우수하므로 바람직하다.
ZEFFLE은 TFE와 유기 용매 가용성의 탄화수소 올레핀의 공중합체이며, 그 중에서도 반응성이 높은 수산기를 갖춘 탄화수소 올레핀을 포함한 것이 용제 가용성, 가교결합 반응성, 기재 밀착성 및 안료 분산성이 우수하므로 바람직하다.
도료에 포함되는 불소 함유 수지를 형성하는 공중합 가능한 모노머로서는 예를 들면, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 부틸 부티레이트, 비닐 이소부티레이트, 비닐 피발레이트, 비닐 카프로에이트, 비닐 버서테이트, 비닐 라우레이트, 비닐 스테아레이트, 비닐 사이클로헥실카복실레이트 및 비닐 벤조에이트와 같은 카복실산의 비닐 에스테르; 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, 부틸 비닐 에테르 및 사이클로헥실 비닐 에테르와 같은 알킬 비닐 에테르; CTFE, 비닐 플루오라이드(VF), VdF 및 불소화 비닐 에테르와 같은 불소 함유 모노머 류를 사용한다.
또한, 도료에 포함되는 불소 함유 수지로서는 1종 이상의 모노머로 이루어지는 수지일 수도 있고, 3원 중합체일 수도 있다.
3원 중합체로서는 예를 들면, VdF와 TFE와 헥사플루오로프로필렌의 3원 중합체인 Dyneon THV(상품명, 쓰리엠 캄파니(3M Company) 제)를 사용할 수 있다. 이러한 3원 중합체는 각각의 모노머가 갖는 특성을 수지에 부여할 수 있으므로 바람직하다. 예를 들면, Dyneon THV는 비교적 저온에서 제조 가능하며, 엘라스토머나 탄화수소 베이스의 플라스틱에도 접착 가능하고, 유연성이나 광학적 투명도도 뛰어나므로 바람직하다.
도료는 전술한 불소 함유 수지 외에, 가교결합제, 촉매 및 용매를 포함할 수도 있고, 추가로 필요하다면, 안료 및 충전제 등과 같은 무기 화합물을 포함할 수도 있다.
도료에 포함되는 용매로는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 것이면 달리 한정되지 않지만, 예를 들면 메틸에틸케톤(MEK), 사이클로헥사논, 아세톤, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 이소프로판올, 에탄올, 헵탄, 에틸 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, n-부틸 아세테이트 또는 n-부틸 알콜로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 유기 용매를 포함하는 용매가 적합하게 사용된다.
이러한 용매 중에서도, 도료 중의 함유 성분의 용해성 및 도막 중에 남는 잔류성이 낮은(낮은 비점 온도) 관점에서, 용매로서는 크실렌, 사이클로헥사논 및 MEK 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 유기 용매를 포함하는 용매가 바람직하다.
도료에 포함되는 안료 및 충전제로는 본 발명의 효과를 저해하는 것이 아니라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 이산화 티탄, 카본블랙, 페릴렌 안료, 마이카, 폴리아미드 파우더, 질화 붕소, 산화 아연, 산화 알루미늄, 실리카 등이 사용된다. 구체적으로는 안료 및 충전제로는 내구성을 부여하기 위해, 산화 규소로 처리한 루틸형(rutile-type) 이산화 티탄인 Ti-Pure R105(상품명, 이.아이.듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 제), 및 실리카 표면의 수산기를 개질하는 것인 디메틸실리콘의 표면 처리에 의해 제조된 소수성 실리카인 CAB-O-SIL TS 720(상품명, 캐봇 스페셜티 케미컬즈 인크 [Cabot Specialty Chemicals Inc.] 제)이 바람직하게 사용된다.
상기 도막은 내후성, 내마찰성을 향상시키기 위해 가교결합제에 의해 경화하는 것이 바람직하다.
가교결합제로서는 본 발명의 효과를 저해하는 것이 아니라면 달리 한정되지 않고, 금속 킬레이트 류, 실란 류, 이소시아네이트 류 또는 멜라민 류가 바람직하게 사용된다. 백 시트(20)를 옥외에서 30년 이상 사용하는 것을 상정한 경우, 내후성의 관점에서 가교결합제로서는 지방족 이소시아네이트 류가 바람직하다.
도료의 조성은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 불소 함유 수지, 안료, 가교결합제, 용매 및 촉매를 혼합하여 조제한다.
상기 조성물의 조성비는 도료 전체를 100 중량%로 했을 때, 불소 함유 수지의 함유율은 3∼80 중량%가 바람직하고, 25∼50 중량%가 보다 바람직하며, 안료의 함유율은 5∼60 중량%가 바람직하고, 10∼30 중량%가 보다 바람직하며, 용매의 함유율은 20∼80 중량%가 바람직하고, 25∼65 중량%가 보다 바람직하다.
용매로는 예를 들면, MEK와 크실렌과 사이클로헥사논의 혼합 용매가 사용될 수 있다.
또한, 촉매로는 예를 들면, 디옥틸틴디라우레이트를 사용할 수 있으며, 상기 촉매는 불소 함유 수지와 이소시아네이트의 가교 결합을 촉진하기 위해 사용할 수 있다.
도료를 증착층(13)에 도포하는 방법으로는 공지 방법을 사용하여, 예를 들면 로드 코터(rod coater)로 원하는 두께가 되도록 도포할 수 있다.
증착층(13)에 도포한 도료의 건조 온도는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 온도일 수 있고, 증착층(13) 및 기재 필름(11)에 대한 영향을 감소하는 관점에서는 50∼130℃ 범위인 것이 바람직하다.
태양전지 모듈용 보호시트(30)의 의하면, 제2 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(20)에 더하여, 불소 수지층(14)을 형성함으로써, 태양전지 모듈용 보호시트(20)의 효과에 더하여, 내후성 및 내약품성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 태양전지 모듈용 보호시트(30)의 내후성 및 내약품성을 향상시키기 위해서는 불소 수지층(14)을 태양전지 모듈용 보호시트(30)에서의 증착층(13)의 외면(증착층(13)의 한쪽 면(13a))에 형성하는 것이 바람직하다.
(4) 제4 실시 형태
도 4는 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제4 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4에 있어서, 도 1에 도시한 태양전지 모듈용 보호시트(10)와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 설명을 생략한다.
이 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(40)는 제1 실시 형태와 마찬가지로 태양전지 모듈의 백 시트에 적용된다.
태양전지 모듈용 보호시트(40)에 있어서는 제1 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(10)의 구조에 더하여, 금속 시트(16)가 추가로 형성된다.
이 실시 형태에서는 기재 필름(11) 및 열접착성 층(12)은 제1 실시 형태와 같은 구성을 갖는다.
금속 시트(16)는 접착층(15)을 개재하여, 기재 필름(11)의 열접착성 층(12)이 형성된 면과는 반대측 면(이하에서는 '다른 면'이라 함)(11b)에 적층된다.
접착층(15)은 기재 필름(11)에 대한 접착성을 갖는 접착제로 구성된다.
접착층(15)을 구성하는 접착제로는 폴리아크릴계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 폴리에스테르계 접착제, 폴리에스테르 폴리우레탄계 접착제 등이 사용된다. 이들 접착제는 1종을 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
금속 시트(16)로는 예를 들면, 알루미늄, 알루미늄-철 합금 등의 금속으로 이루어지는 시트가 사용된다.
금속 시트(16)의 두께는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 한정되지 않지만, 핀홀 발생 빈도의 낮음, 기계강도의 강함, 수증기 차단성의 높음, 및 경량성 등의 관점에서 5㎛∼100㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10㎛∼30㎛이다.
태양전지 모듈용 보호시트(40)에 의하면, 제1 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(10)에 더하여, 접착층(15)을 사이에 두고 기재 필름(11)에 금속 시트(16)를 형성함으로써, 태양전지 모듈용 보호시트(10)의 효과에 더하여 수증기 차단성을 향상시킬 수 있다.
(5) 제5 실시 형태
도 5는 본 발명의 태양전지 모듈용 보호시트의 제5 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5에 있어서, 도 1에 도시한 태양전지 모듈용 보호시트(10) 및 도 4에 도시한 태양전지 모듈용 보호시트(40)와 같은 구성요소에는 동일 부호를 사용하여 설명을 생략한다.
이 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(50)는 제4 실시 형태와 마찬가지로 태양전지 모듈의 백 시트에 적용한다.
태양전지 모듈용 보호시트(50)에 있어서는 제4 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(40)의 구조에 더하여, 불소 수지층(17)이 추가로 형성된다.
이 실시 형태에서는 기재 필름(11) 및 열접착성 층(12)은 제1 실시 형태와 같은 구성이며, 접착층(15) 및 금속 시트(16)는 제4 실시 형태와 같은 구성이다.
불소 수지층(17)은 금속 시트(16)의 접착층(15)과 접한 면과는 반대측 면(이하에서는 '한쪽 면'이라 함)(16a)에 적층된다.
불소 수지층(17)은 상기 불소 수지층(14)과 같은 구성을 갖는다.
불소 수지층(17)의 두께는 내후성, 내약품성, 경량화 등을 고려하여 설정하며, 5㎛∼50㎛의 범위가 바람직하고, 10㎛∼30㎛의 범위가 보다 바람직하다.
태양전지 모듈용 보호시트(50)에 의하면, 제4 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트(40)에 더하여 불소 수지층(17)을 형성함으로써, 태양전지 모듈용 보호시트(40)의 효과에 더하여, 내후성 및 내약품성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 태양전지 모듈용 보호시트(50)의 내후성 및 내약품성을 향상시키기 위해서는 불소 수지층(17)을 태양전지 모듈용 보호시트(50)에서 금속 시트(16) 외면(금속 시트 (16)의 한쪽 면(16a))에 형성하는 것이 바람직하다.
(6) 제6 실시 형태
도 6은 본 발명의 태양전지 모듈의 한 실시 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
태양전지 모듈(100)은 결정 실리콘, 무정형 실리콘 등으로 이루어지는 태양전지 셀(101)과, 태양전지 셀(101)을 봉지하는 전기 절연체로 이루어지는 봉지재(충전층)(102)와, 봉지재(102)의 표면에 적층된 표면 보호시트(프론트 시트)(103)와, 봉지재(102)의 뒷면에 적층된 뒷면 보호시트(백 시트)(104)로 개략적으로 구성된다.
이 실시 형태에서 태양전지 모듈(100)은 전술한 제1 내지 제5 실시 형태에서의 태양전지 모듈용 보호시트가 프론트 시트(103) 또는 백 시트(104)로서 형성된 것이다.
이 실시 형태에서는 봉지재(102)를 구성하는 수지가 폴리올레핀계 수지인 것이 바람직하다.
폴리올레핀계 수지로는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, 밀도: 0.910g/㎤ 이상, 0.930g/㎤ 미만), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE, 밀도: 0.930g/㎤ 이상, 0.942g/㎤ 미만), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, 밀도: 0.942g/㎤ 이상) 등의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(PP), 올레핀계 엘라스토머(TPO), 사이클로올레핀계 수지, 에틸렌―비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌―비닐 아세테이트―무수 말레산 공중합체, 에틸렌―(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌―(메타)아크릴산 에스테르-무수 말레산 공중합체 등을 사용할 수 있다.
이렇게 하면 제1 내지 제5 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트의 열접착성 층(12)과 봉지재(102)와의 친화성이 커지고, 열접착성 층(12)과 봉지재(102)와의 큰 접합력이 얻어진다.
제1 내지 제5 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트를 태양전지 모듈의 프론트 시트 또는 백 시트에 적용한 태양전지 모듈로 함으로써, 전술한 효과를 나타내는 태양전지 모듈을 얻을 수 있다.
(7) 제7 실시 형태
이 실시 형태에서는 태양전지 모듈(100)은 전술한 제1 내지 제5 실시형태에서의 태양전지 모듈용 보호시트가 프론트 시트(103) 또는 백 시트(104)로서 형성된 것이다.
이 실시 형태에서도 봉지재(102)를 구성하는 수지가 폴리올레핀계 수지인 것이 바람직하다.
제1 내지 제5 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트를 태양전지 모듈의 프론트 시트 및 백 시트에 적용한 태양전지 모듈로 함으로써, 태양전지 셀의 봉지성이 높은 태양전지 모듈을 얻을 수 있다.
또한, 태양전지 모듈을 구성하는 태양전지 셀에 플렉시블 기판을 사용하고, 상기 제1 내지 제5 실시 형태의 태양전지 모듈용 보호시트를 프론트 시트 및 백 시트로서 형성함으로써, 플렉시블성을 갖는 태양전지 모듈을 얻을 수 있다. 이와 같이, 태양전지 모듈을 플렉시블화함으로써, 롤 투 롤(roll-to-roll)로 대량생산이 가능해진다. 또한, 플렉시블성을 갖는 태양전지 모듈은 아치 형태나 포물선 형태의 벽면을 갖는 물체에도 피트시킬 수 있으므로 돔 형태의 건축물이나 고속도로의 방음벽 등에 설치하는 것이 가능해진다.
이하, 실시예 및 비교 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만 본 발명은 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
<실시예 1>
기재 필름으로서 폴리에스테르 필름(상품명: 메리넥스(Melinex) 238, 테이진듀폰 필름 가부시키가이샤(Teijin DuPont Films Japan Ltd.) 제)의 한쪽 면에 접착제를 메이어 바(Mayer bar)로 도포하여 80℃에서 1분간 건조시킨 다음, 두께 10㎛의 접착층을 형성했다.
접착제로는 접착제 A-515(상품명, 미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤(Mitsui Chemicals, Inc,) 제)와 접착제 A-3(상품명, 미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤 제)를 9:1(중량비)의 비율로 혼합한 혼합물을 사용했다.
이어서, 접착층의 외면(접착층의 기재 필름과 접한 면과는 반대측 면)에 두께 20㎛의 알루미늄박(1N 30재)을 라미네이팅하여 기재 필름과 알루미늄박으로 이루어진 적층체를 제작했다.
그런 다음, 기재 필름의 다른 면에 코로나 처리를 했다.
이어서, T 다이 제막기를 이용하여 상기 코로나 처리 면에 용융한 저밀도 폴리에틸렌을 압출하여 적층하여, 상기 기재 필름의 다른 면에 저밀도 폴리에틸렌(상품명: 선테크(SUNTEC) LDL-2270L, 아사히 카세이 케미칼즈 가부시키가이샤[Asahi Kasei Chemicals Corporation] 제)으로 이루어지는 두께 50㎛의 열접착성 층을 형성함으로써, 실시예 1의 태양전지 모듈용 보호시트를 얻었다.
열접착성 층의 형성에 있어서, T 다이 제막기의 실린더 온도를 200℃, T 다이 온도를 320℃로 했다.
<실시예 2>
저밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 열접착성 층의 두께를 100㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 실시하여, 실시예 2의 태양전지 모듈용 보호시트를 얻었다.
<실시예 3>
기재 필름으로서의 폴리에스테르 필름(상품명: 메리넥스 238, 테이진 듀폰 필름 가부시키가이샤 제)의 한쪽 면에 접착제를 메이어 바로 도포하고, 80℃에서 1분간 건조시킨 다음, 두께 10㎛의 접착층을 형성했다.
접착제로는 접착제 A-515(상품명, 미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤 제)와 접착제 A-3(상품명, 미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤 제)를 9:1(중량비)의 비율로 혼합한 혼합물을 사용했다.
이어서, 접착층의 외면(접착층의 기재 필름과 접한 면과는 반대측 면)에 두께 20㎛의 알루미늄박(1N 30재)을 라미네이팅하여 기재 필름과 알루미늄박으로 이루어진 적층체를 제작했다.
다음에는 기재 필름과 알루미늄박으로 이루어진 적층체에서의 알루미늄박의 외면(알루미늄박의 접착층과 접한 면과는 반대측 면)에 불소 함유 수지를 포함하는 도료를 메이어 바로 도포하고, 130℃에서 1분간 건조시켜 두께 15㎛의 불소 수지층을 형성했다.
불소 함유 수지를 함유하는 도료로는 LUMIFLON F-200(상품명, 아사히 가라스 가부시키가이샤 제) 100 중량부와, 스미듀어(Smidure) N3300(상품명, 스미카 바이엘 우레탄 가부시키가이샤[Sumica Bayer Urethane Co., Ltd.] 제) 10 중량부, 타이퓨어(Ti-Pure) R105(상품명, 듀폰사 제) 30 중량부를 혼합한 혼합물을 사용했다.
그런 다음, 기재 필름의 다른 면에 코로나 처리를 했다.
계속해서, T 다이 제막기에 의해 상기 코로나 처리 면에 용융한 저밀도 폴리에틸렌을 압출하여 적층하여, 상기 기재 필름의 다른 면에 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 두께 100㎛의 열접착성 층을 형성함으로써, 실시예 3의 태양전지 모듈용 보호시트를 얻었다.
열접착성 층의 형성에 있어서, T 다이 제막기의 실린더 온도를 200℃, T 다이 온도를 320℃로 했다.
<실시예 4>
에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(에틸렌: 비닐 아세테이트=91:9, 상품명: Evaflex EVA-V5961, 미쓰이 듀폰 케미칼즈 가부시키가이샤 제)를 사용하여 열접착성 층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하여 실시예 4의 태양전지 모듈용 보호시트를 얻었다.
<비교 실시예 1>
열접착성 층으로서, 실시예 1에 기재한 저밀도 폴리에틸렌을 사용하고, 인플레이션 성형에 의해 두께 100㎛의 인플레이션 필름을 형성했다.
실시예 1에서 제조한 기재 필름과 알루미늄박으로 이루어진 적층체의 기재 필름의 뒷면에 실시예 1과 동일한 접착층을 형성했다.
상기 접착층의 외면에 상기 인플레이션 필름을 라미네이팅하여 비교 실시예 1의 태양전지 모듈용 보호시트를 얻었다.
<비교 실시예 2>
열접착성 층으로서, 에틸렌―비닐 아세테이트 공중합체(에틸렌: 비닐 아세테이트=91:9, 상품명: Evaflex EVA-V5961, 미쓰이 듀폰 케미칼즈 가부시키가이샤 제)를 사용한 것을 제외하고는 비교 실시예 1과 마찬가지로 실시하여 비교 실시예 2의 태양전지 모듈용 보호시트를 얻었다.
<시험예 1>
실시예 1∼4 및 비교 실시예 1, 2의 태양전지 모듈용 보호시트의 치수 변화율을 측정했다.
실시예 1∼4 및 비교 실시예 1, 2의 태양전지 모듈용 보호시트에서 120mm x 120mm의 시험편을 잘라내어 가로 및 세로 각각의 끝에서 10mm 내측에 표선을 기입하고 초기의 표선 간격을 측정했다.
이어서, 시험편을 150℃±2℃로 유지한 오븐에 넣고, 30분간 방치한 후, 표준 환경(온도 23℃, 습도 50%RH) 하에서 24시간 방치했다.
그 후, 시험 전과 같은 위치에서 표선 간격을 측정하여, 하기 식(1)에 의해 가열처리 전과 후에서의 시험편의 가로 세로 치수 변화율을 구했다.
[수학식]
치수 변화율(%) = ｜(L1 ― L0)/L0｜x 100 (1)
단, 상기 식(1)에서, L0는 초기 시험편의 표선 간격(mm)이고, L1은 가열 후 시험편의 표선 간격(mm)을 나타낸다.
결과를 표 1에 나타내었다.
<시험예 2>
실시예 1∼4 및 비교 실시예 1, 2의 태양전지 모듈용 보호시트를 적층한 유리 기판의 뒤틀림을 측정했다.
실시예 1∼4 및 비교 실시예 1, 2의 태양전지 모듈용 보호시트에서 250mm x 250mm를 절단하여 시험편을 제작했다.
이어서, 시험편을 알루미늄박 또는 불소 수지층 쪽을 아래로 하여 놓고, 열접착성 층의 표면(외면)에 봉지재용 EVA 필름(상품명: SC-4, 미쓰이 카가쿠 파블로 가부시키가이샤[Mitsui Chemicals Fablo Inc.] 제) 2매를 겹쳐 놓은 다음, 다시 그 위에 1mm x 250mm x 250mm의 유리 기판을 겹쳐 놓았다.
이어서, 시험편, 봉지재용 EVA 필름 및 유리기판이 겹쳐진 것을 150℃±2℃, 1기압에서 30분간 가열 압축한 후, 표준 환경(온도 23℃, 습도 50%RH) 하에서 24시간 방치하고 시험편, 봉지재용 EVA 필름 및 유리기판으로 이루어진 적층체를 얻었다.
그런 다음, 시험편 측을 아래로 하여 적층체를 놓고 적층체 위에 세로 방향 또는 가로 방향을 따라 자(ruler)를 놓고, 자와 적층체 간의 틈(gap)을 측정함으로써, 유리 기판의 뒤틀림을 측정했다.
그 결과를 표 1에 나타내었다.

열접착성 층의
형성방법		 가열 전후의 시험편
치수 변화율(%)
(세로방향/가로방향)
유리 기판의 뒤틀림(mm)
실시예 1 압출 성형 0.11/0.07 0.0
실시예 2 압출 성형 0.16/0.07 0.2
실시예 3 압출 성형 0.18/0.08 0.3
실시예 4 압출 성형 0.19/0.08 0.3
비교 실시예 1 인플레이션 성형 0.80/0.35 4.5
비교 실시예 2 인플레이션 성형 0.85/0.40 4.8
표 1의 결과로부터, 실시예 1∼4의 태양전지 모듈용 보호시트를 적층한 유리기판의 뒤틀림은 문제되지 않는 범위임을 알 수 있었다.
본 발명은 태양전지 모듈의 표면 보호시트 또는 뒷면 보호시트로서 사용되는 태양전지 모듈용 보호시트 및 그의 제조 방법, 및 태양전지 모듈용 보호시트를 구비한 태양전지 모듈을 제공하며, 산업상 유용하다.
10, 20, 30, 40, 50 태양전지 모듈용 보호시트
11 기재 필름
12 열접착성 층
13 증착층
14 불소 수지층
15 접착층
16 금속 시트
17 불소 수지층
100 태양전지 모듈
101 태양전지 셀
102 봉지재
103 표면 보호시트(프론트 시트)
104 뒷면 보호시트(백 시트)

Claims (13)

  1. 기재 필름과 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층된 열접착성 층을 구비하고, 상기 열접착성 층은 열가소성 수지로 이루어지며, 150℃에서 30분간의 가열 처리 전후의 치수 변화율이 0.3% 이하이고, 태양전지 모듈을 구성하는 봉지재와의 접착에 사용되는 접착층을 이루는 것인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조 방법으로서,
    압출 성형에 의해 상기 열가소성 수지를 용융, 혼련하고,
    소정의 속도로 이동하는 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 상기 용융된 열가소성 수지를 압출하여 적층하고, 또한
    상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 상기 열가소성 수지로 이루어지는 열접착성 층을 형성하는 것을 포함하는, 태양전지 모듈용 보호시트의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가 폴리올레핀계 수지인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기재 필름의 상기 열접착성 층이 적층된 면과는 반대측 면에 금속 시트가 적층된 것인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 무기 산화물로 이루어지는 증착층이 형성된 것인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    적어도 한쪽의 최외층에 불소 수지층이 형성된 것인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    적어도 한쪽의 최외층에 불소 수지층이 형성된 것인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    적어도 한쪽의 최외층에 불소 수지층이 형성된 것인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 불소 수지층이 불소 함유 수지를 갖는 도료로 형성된 도막인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 불소 수지층이 불소 함유 수지를 갖는 도료로 형성된 도막인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 불소 수지층이 불소 함유 수지를 갖는 도료로 형성된 도막인 태양전지 모듈용 보호시트의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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