KR101293798B1 - 태양전지용 백시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지용 백시트에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명에 따른 태양전지 백시트는 1) 기재층; 및 2) 상기 기재층의 적어도 일면에 구비되고, 폴리아미드계 수지를 포함하는 코팅층을 포함한다. 본 발명에 따른 태양전지 백시트는 내구성 및 내후성 등의 태양전지 백시트의 물성을 향상시킬 수 있고, 동시에 추가의 표면 처리 없이도 봉지용 필름과의 접착력이 우수하며, 기재층과의 접착력이 우수한 특징이 있다.

백시트, 태양전지, 폴리아미드

Description

태양전지용 백시트{BACKSHEET FOR SOLAR CELL}

본 발명은 태양전지용 백시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지의 이면을 보호하는 백시트로서, 내후성 및 내열성 등의 물성이 우수하고, 접착력이 우수한 태양전지 백시트 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.

최근 지구환경 문제와 화석 연료의 고갈 등에 따른 신 재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며, 그 중 무공해 에너지원인 태양광 발전에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.

태양광 발전원리가 적용되는 태양전지(solar cell)는 태양광을 전기에너지로 전환시키는 반도체 소자로서, 일반적으로 단결정 또는 다결정 또는 비정질 실리콘계의 반도체로부터 제조되며, 다이오드(diode)와 유사한 기본구조를 가진다.

태양전지는 태양광을 용이하게 흡수할 수 있도록, 외부환경에 장기간 노출되어야 하므로, 셀을 보호하기 위한 여러 가지 팩키징(Packaging)이 수행되어 유닛(unit) 형태로 제조되며, 이러한 유닛을 태양전지 모듈이라 한다.

일반적으로, 태양전지의 팩키징에 사용되는 시트는 20년 이상 외부환경에 노출된 상태에서도 태양전지를 안정적으로 보호할 수 있도록, 내후성 및 내구성이 우 수한 백시트(back sheet)를 사용한다.

일반적인 태양전지용 백시트는 불소 필름/폴리에스터 필름/불소 필름, 또는 열가소성 EVA(Ethylene vinyl acetate)/폴리에스터 필름/불소 필름 구조로 되어 있으며, 폴리에스터 필름 위에 접착제를 도포하고, 그 위에 불소 필름 또는 열가소성 EVA 필름을 합판하는 방식으로 만들어진다.

이러한 방식으로 제조된 백시트는 봉지용 EVA와의 접착력이 중요하기 때문에, 봉지용 EVA와 붙는 필름 쪽에 표면 처리를 따로 해주거나 접착력을 향상시키기 위한 프라이머(primer) 코팅 과정이 추가로 필요하다.

이와 같은 방식은 수지를 용융 압출하고, 연신하는 공정을 통해 필름을 제조하고, 폴리에스터 필름 위에 접착제를 도포하여 제조된 필름을 합판하며, 다시 한번 표면 처리를 해주어야 하기 때문에 공정 비용이 증가하는 문제가 있고, 특히 프라이머 코팅을 할 경우 공정이 추가되는 문제 외에도 프라이머를 녹인 용제에 의해 백시트 계면의 접착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

상기 종래의 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 추가의 표면 처리 없이도 봉지용 필름과의 접착력이 우수한 태양전지 백시트를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 기존의 방법과 같이 필름을 따로 제조하여 합판하는 대신 봉지용 필름과 접착력이 우수한 수지를 용액에 녹여 코팅하는 방식으로 백시트를 제조하여 공정을 단순화 시킬 수 있는 태양전지 백시트의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은

1) 기재층; 및

2) 상기 기재층의 적어도 일면에 구비되고, 폴리아미드계 수지를 포함하는 코팅층

을 포함하는 태양전지 백시트를 제공한다.

또한, 본 발명은

1) 기재층을 준비하는 단계; 2) 폴리아미드계 수지를 용매에 용해시켜 코팅액을 제조하는 단계; 및 3) 상기 코팅액을 상기 기재층의 적어도 일면에 도포하고, 건조함으로써 코팅층을 형성하는 단계

를 포함하는 태양전지 백시트의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 태양전지 백시트를 포함하는 태양전지를 제공한다.

본 발명에 따르면, 내구성 및 내후성 등의 태양전지 백시트의 물성을 향상시킬 수 있고, 동시에 추가의 표면 처리 없이도 봉지용 필름과의 접착력이 우수하며, 기재층과의 접착력이 우수하다. 또한, 종래와 같이 필름을 따로 제조하여 합판하는 대신 봉지용 필름과 접착력이 우수한 수지를 용액에 녹여 코팅하는 방식으로 태양전지 백시트를 제조할 수 있으므로, 제조공정을 단순화 시킬 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트는 1) 기재층; 및 2) 상기 기재층의 적어도 일면에 구비되고, 폴리아미드계 수지를 포함하는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트에 있어서, 상기 2) 코팅층은 태양전지의 봉지용 필름과 부착되는 면 쪽에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트는 폴리아미드계 수지를 포함하는 코팅층을 포함함으로써, 추가의 표면 처리 없이도 봉지용 필름과의 접착력이 우수한 특징이 있다.

상기와 같이 기재층의 일면에 코팅할 수 있는 수지는 용매에 녹일 수 있어야 하고, 봉지용 필름과의 접착력이 우수한 동시에 기재층과의 접착력도 우수한 것이 바람직하며, 내열 내습 후의 기계적 물성 저하가 거의 없고, UV 안정성이 우수하고 동시에 전기 절연 특성이 좋으며, 낮은 수분 투과도를 나타내는 것이 바람직하다. 또한, 태양전지 백시트는 반사율 또는 열전도율을 높이거나, 전기 절연 특성을 향상시키고, 수분 투과율 등을 낮추기 위해서는 카본 블랙이나, 이산화티탄 등의 안료가 첨가되거나 실리카 등의 각종 무기 필러가 첨가되어야 하기 때문에 안료나 필러 등과 상용성이 좋은 수지를 선정해야 한다.

상기 특성을 만족시킬 수 있는 수지로서, 본 출원인은 폴리아미드계 수지를 선정하였고, 상기 폴리아미드계 수지를 태양전지 백시트에 적용하는 경우 여러 가지 물질과의 접착성이 좋고, 안료와 상용성이 좋으며, 내구성, 내열성, 내수성, 전기 절연성 등이 우수하다는 점을 알아내었다.

또한, 본 발명에 따른 태양전지 백시트는 폴리아미드계 수지를 포함하는 조성물을 이용하여 간단한 코팅공정을 통해 형성할 수 있고, 봉지용 필름과의 부착을 위한 접착제층을 생략할 수 있으므로, 제조가 용이하고 구조가 단순한 태양전지 백시트로 제조할 수 있다.

상기 폴리아미드계 수지의 아민가는 1 ~ 30 인 것이 바람직하고 1 ~ 10 인 것이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 폴리아미드계 수지의 아민가가 1 미만인 경우에는 봉지용 필름과의 접착력이 부족할 수 있고, 30을 초과하는 경우에는 내열 내습 후 황변이 발생할 수 있다.

상기 폴리아미드계 수지의 예로는 후지 카세이(Fuji kasei) 사의 다이머 변성 폴리아미드 수지인 TXM78-A, TXM78-C, Thomide series, 유니케마(Unichema) 사의 나일론6·36인 PRIADIT2053, 헨젤사의 MACROMELT 6901 등을 들 수 있고, 상기와 같은 특성을 만족시킬 수 있으면 그 종류에 특별한 제한이 없다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트에 있어서, 상기 2) 코팅층은 안료를 추가적으로 포함할 수 있다.

상기 안료는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 카본 블랙, 산화 크롬(Cr₂O₃), 산화 철(Fe₂O₃, Fe₃O₄), 이산화티탄(TiO₂), 바륨 설페이드(BaSO₄), 바륨 티타네이드(BaTiO₃), 스트론튬 티타네이드(SrTiO₃), 칼슘 티타네이트(CaTiO₃), 리드 티타네이드(PbTiO₃), 틴디옥사이드(SnO₂), 마그네슘 옥사이드(MgO), 알루미늄 옥사이드(Al₂O₃), 실리카(SiO₂) 및 지르코니아(ZrO₂)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

또한, 상기 2) 코팅층은 안료의 분산성 향상을 위해 안료 분산제를 추가로 포함할 수 있으며, 이러한 안료 분산제는 반사율을 더욱 높이는 효과를 나타내게 하는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 습윤 분산제 타입의 안료 분산제를 사용할 수 있다.

상기 습윤 분산제는 음이온성, 양이온성, 중성 타입이 각각 존재하며, 예를 들어 이산화티탄 안료의 분산에는 산(acid)을 함유한 공중합체로서 음이온성을 띄는 안료 분산제가 더욱 바람직하다.

상기 습윤 분산제는 노비언 사의 Solesperse 3000, Solesperse 20000 Solesperse 27000, Solesperse 32000, Solesperse 32500, Solesperse 32600, Solesperse 36600, Solesperse 40000, Solesperse 41090, Solesperse 44000, Solesperse 53095, Solplus D510, BYK 사의 Disperbyk-101, Disperbyk-107, Disperbyk-110, Disperbyk-111, Disperbyk-115, Disperbyk-130 Disperbyk-160, Disperbyk-161, Disperbyk-162, Disperbyk-163, Disperbyk-164, Disperbyk-166, Disperbyk-170 Disperbyk-180, Disperbyk-182, Disperbyk-184, Disperbyk-190 Anti-Terra U 및 Lactimon으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 안료 분산제는 수지층을 형성하는 수지 용액 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 안료 분산제가 상기 함량범위로 포함될 경우, 수지 용액 내부의 안료 첨가량 및 안료의 분산성을 큰 폭으로 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트에 있어서, 상기 2) 코팅층의 두께는 1 내지 100㎛ 인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 코팅층의 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 봉지용 필름과의 접착력 확보가 어려울 수 있고, 100㎛를 초과하는 경우에는 표면에 기포가 많이 발생될 수 있고, 원재료비가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트에 있어서, 상기 1) 기재층은 요구되는 기능, 용도 등에 따라 선정할 수 있고, 구체적으로는 금속 기재, 폴리에스테르계 수지층 등을 들 수 있다.

상기 폴리에스테르계 수지층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등으로부터 형성할 수 있으며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 1) 기재층의 두께는 50 내지 500㎛인 것이 바람직하고, 100 내지 300㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 기재층의 두께가 50㎛ 미만인 경우에는 충분한 전기 절연성, 수분 차단성, 기계적 특성을 발휘할 수 없고, 500㎛를 초과하는 경우에는 취급이 불편하고, 단가 상승의 원인이 될 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트는 상기 기재층과 상기 코팅층 사이에 기재층과 코팅층 사이의 접착력을 부여하는 프라이머층을 추가로 포함할 수 있다.

상기 프라이머층은 코팅층을 형성하기 전에 기재층의 표면에 형성할 수 있다. 프라이머층의 재료로는 코팅층과의 접착력을 향상시키는 관능기를 가진 화합물들을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 프라이머층의 재료의 구체적인 예로는 폴리아민, 폴리아미드, 비결정질 아크릴아미드, 폴리에틸렌이민, 에틸렌 공중합체 또는 삼원공중합체, 말레이트화 폴리올레핀, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 중합체 폴리에스테르, 폴리우레탄 에폭시 중합체 및 에폭시아크릴계 올리고머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에 다른 태양전지 백시트에 있어서, 상기 기재층의 어느 한 면에는 폴리아미드계 수지를 포함하는 코팅층이 구비되고, 다른 한 면에는 불소계 중합체를 포함하는 수지층이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 불소계 중합체는 PVF(polyvinyl fluoride), PVDF(polyvinylidene fluoride), ETFE(ethylene tetrafluoroethylene), ECTFE(ethylene chlorotrifluoroethylene) 등을 1종 이상 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

특히, 상기 불소계 중합체는 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 중합체를 포함하는 것이 바람직하고, 공단량체인 헥사플루오로프로필렌(HFP) 또는 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE)의 함량이 5 내지 50 중량%인 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 공중합체를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

상기 공단량체는 예를 들어, 헥사플루오로프로필렌(HFP) 또는 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE) 이외에 테트라플루오로에틸렌(TFE), 트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로이소부틸렌, 퍼플루오로부틸 에틸렌, 퍼플루오로 프로필 비닐 에테르(PPVE), 퍼플루오로 에틸 비닐 에테르 (PEVE), 퍼플루오로 메틸 비닐 에테르(PMVE), 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔(PDD) 및 퍼플루오로-2-메틸렌-4-메틸-1,3-디옥솔란(PMD) 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 바람직하게는 테트라플루오로에틸렌(TFE)을 사용할 수 있다.

상기 공단량체의 함량은 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 공중합체 전체를 기준으로 5 내지 50 중량%의 범위이면 특별히 제한되지 않으나, 태양전지 백시트에 요구되는 내구성 및 내후성을 발휘하면서, 동시에 저온건조특성 등의 효과를 발휘할 수 있도록, 7 내지 40 중량%인 것이 바람직하고, 10 내지 30 중량%인 것이 더욱 바람직하며, 12 내지 20 중량%인 것이 더더욱 바람직하다.

상기 불소계 수지층은 기재층에 대한 접착력 및 기계적 특성 등을 향상시킬 수 있도록, 첨가제로서 메틸메타크릴레이트(MMA) 및 글리시딜메타크릴레이트(GMA) 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 또한, 메틸메타크릴레이트(MMA), 글리시딜메타크릴레이트(GMA) 및 시클로헥실말레이미드(CHMI) 중 1종 이상을 포함하는 중합체, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 메틸메타크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체(MMA-GMA), 메틸메타크릴레이트와 시클로헥실말레이미드의 공중합체(MMA-CHMI) 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 수지용액 전체를 기준으로 5 내지 50 중량%가 바람직하고, 10 내지 30 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

상기 첨가제의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우에는 불소계 수지층의 내후성이 떨어지는 문제점이 있고, 5 중량% 미만인 경우에는 충분한 접착력을 확보하기가 어려운 문제점이 있다.

이러한 아크릴계 첨가제는 불소계 수지층 형성을 위한 프라이머층의 아크릴계 프라이머와의 상호작용에 의해 접착력을 높여주는 효과가 있다. 즉, 아크릴계 첨가제가 프라이머층으로 확산(interdiffusion)됨으로써, 수지층과 프라이머층 사이에 물리적 결합력을 부여한다. 또한, 아크릴계 첨가제에 에폭시기, 하이드록시기, 카르복실기 등의 관능기가 존재하는 경우, 화학적 결합력이 추가적으로 부여될 수 있으므로, 수지층과 프라이머 층 사이의 결합이 더욱 커질 수 있다.

상기 아크릴계 첨가제 이외에 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(HEMA), 메타크릴레이트 액시드(MAA), 아크릴레이트 액시드(AA) 등이 추가적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 수지층이 상기 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 공중합체와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 포함하는 경우, 이들의 중량비는 9:1 내지 7:3인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수지층이 상기 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 공중합체 및 메틸메타크릴레이트와 시클로헥실말레이미드의 공중합체(MMA-CHMI)를 포함하는 경우, 이들의 중량비는 9:1 내지 7:3인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수지층이 상기 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 공중합체 및 메틸메타크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체(MMA-GMA)를 포함하는 경우, 이들의 중량비는 9:1 내지 7:3인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수지층이 상기 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 메틸메타크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체(MMA-GMA)를 포함하는 경우 이들의 중량비는 9:0.5:0.5 내지 6:2:2인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수지층이 상기 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 메틸메타크릴레이트와 시클로헥실말레이미드의 공중합체(MMA-CHMI)를 포함하는 경우 이들의 중량비는 9:0.5:0.5 내지 6:2:2인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수지층이 상기 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 메틸메타크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체(MMA-GMA)를 포함하는 경우 이들의 중량비는 9:0.5:0.5 내지 6:2:2인 것이 바람직하다.

상기 글리시딜메타크릴레이트(GMA)와 시클로헥실말레이미드(CHMI)는 단독으로 포함되지 않고 메틸메타크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체(MMA-GMA), 메틸메타크릴레이트와 시클로헥실말레이미드의 공중합체(MMA-CHMI)의 형태로 포함되는 것이 바람직하며, 이들 이외에 메틸메타크릴레이트와 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체(MMA-HEMA), 메틸메타크릴레이트와 아크릴레이트 액시드 공중합체(MMA-AA), 메틸메타크릴레이트와 메타크릴레이트 액시드(MMA-MAA) 등의 첨가 제가 추가로 사용될 수 있다.

또한, 상기 불소계 수지층은 태양전지의 발전 효율 향상과 태양전지 백시트의 물성 향상을 위해 안료 및/또는 충전제(filler)를 추가로 포함할 수 있으며, 안료 및/또는 충전제의 예로서, 산화티탄(TiO₂), 실리카(silica), 알루미나(alumina), 탄산칼슘, 황산바륨, 카본블랙, 메탈옥사이드 등의 첨가물을 사용할 수 있고, 카본블랙 등 블랙 피그먼트나 다른 칼라를 내기 위한 피그먼트도 사용할 수 있다.

또한, 상기 불소계 수지층은 상대적으로 비점이 낮은 용매에 전술한 폴리불화비닐리덴계 공중합체와 필요한 경우 전술한 첨가제를 용해시킨 코팅액을 기재층의 일면 또는 양면에 코팅하여 건조시키는 방법으로 형성할 수 있다. 이 때 코팅 방법으로는 당 기술분야에 알려져 있는 콤마(comma), 콤마 리버스(Comma Reverse), 슬롯 다이(Slot Die), 립 다이(Lip die), 그라비아(Gravure) 및 리버스 그라비아(Reverse Gravure) 등의 방법을 이용할 수 있다. 상기 기재층의 양면에 전술한 코팅액을 코팅하는 경우, 코팅은 순차적으로 수행될 수도 있고, 동시에 이루어질 수도 있다.

상기 불소계 중합체의 수 평균 분자량은 50,000 내지 250,000인 것이 바람직하다. 수 평균 분자량이 2550,000을 초과하는 경우에는 용해도가 떨어질 우려가 있고, 50,000 미만인 경우에는 수지층의 물성 저하가 일어날 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 불소계 중합체의 융점은 80 내지 175℃인 것이 바람직하고, 융점은 120 내지 165℃인 것이 특히, 바람직하다. 융점이 175℃를 초과하 는 경우에는 용매에 대한 용해도가 떨어지거나 낮은 건조온도에서 코팅면의 광택성이 저하될 우려가 있고, 80℃ 미만인 경우에는 태양전지 모듈 제조공정과 사용 중에 태양전지 백시트의 변형을 초래할 수 있다.

또한, 상기 불소계 수지층은 기재층에 코팅하는 방법뿐만 아니라, 접착제를 이용하여 형성할 수도 있다. 즉, 기재층의 어느 한 면에는 본 발명에 따른 폴리아미드계 수지를 포함하는 코팅층을 형성하고, 기재층의 다른 한 면에는 접착제를 도포하고, 상기 불소계 필름을 별도로 형성한 후 이를 합판하는 방식으로 불소계 수지층을 형성할 수도 있다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트의 제조방법은 1) 기재층을 준비하는 단계; 2) 폴리아미드계 수지를 용매에 용해시켜 코팅액을 제조하는 단계; 및 3) 상기 코팅액을 상기 기재층의 적어도 일면에 도포하고, 건조함으로써 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트의 제조방법에 있어서, 상기 기재층, 폴리아미드계 수지 등에 대한 내용은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트의 제조방법에 있어서, 상기 2) 단계의 용매는 시클로헥산올, 클로로포름, 벤질 알코올, 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 키실렌, 노르말 부탄올, 시클로헥산, 소르벤#150 등을 단독 또는 서로 혼합하여 이용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 태양전지 백시트의 제조방법은 기존의 방법과 같이 필름을 따로 제조하여 합판하는 대신 봉지용 필름과 접착력이 우수한 수지를 용액에 녹여 코팅하는 방식으로 백시트를 제조하여 공정을 단순화 시킬 수 있는 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 태양전지 백시트를 포함하는 태양전지를 제공한다.

본 발명에 따른 태양전지는 직렬 또는 병렬로 배치된 태양전지 셀 주변을 열경화성 플라스틱(봉지용 필름, 예컨대 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 등)로 구성된 충전재로 간격을 메우고, 태양광이 부딪히는 면에는 유리면이 배치되며, 이면은 본 발명에 따른 태양전지 백시트로 보호하는 구성을 가질 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 태양전지는 글래스, 태양전지 셀, 상기 태양전지 셀 주변을 밀봉하는 봉지용 필름(충전재) 및 백시트를 포함하고, 상기 백시트는 본 발명에 따른 구성을 갖는다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범위가 이러한 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1 ~ 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 백시트와 종래의 태양전지 백시트의 단면 형상을 나타내었다. 또한, 도 3에 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 단면 형상을 나타내었다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 >

< 실시예 1>

폴리아미드 수지와 봉지용 EVA와의 접착력을 확인하고자 후지 카세이(Fuji Kasei) 사의 다이머 변성 폴리아미드 수지인 TXM78-A(아민가: 5, 수 평균 분자량: 8만, 중량 평균 분자량: 50만)을 톨루엔과 에탄올 1 : 1 혼합에 고형분이 25%가 되도록 녹였다. 코로나 처리된 폴리에스터 필름 위에 Takamatsu 사의 프라이머 코팅제인 PesresinA645GH를 코팅한 후, 120℃에서 3분간 건조하였다. 그 위에 폴리아미드를 수지를 코팅한 후, 130℃에서 5분간 건조하였다. 상기 시편을 봉지용 EVA와 함께 유리판에 적층시켜, 진공 라미네이터로 3kg의 압력을 주면서 150℃에서 30분간 유지시킨 후 접합하였다.

상기 시편을 TA사의 인장 측정기(Texture Analyer)에 고정시킨 후, ASTM D1876 규격에 따라 접착력을 측정하였다.

상기 시편을 Pressure Cooker Tester기에 넣고, 2기압, 121℃, 상대 습도 100% 조건 하에서 12시간 유지시킨 후, 같은 방법으로 DH(Damp Heat) 후의 접착력을 측정하고, 육안으로 황변 여부를 관찰하였다.

< 실시예 2>

폴리아미드 수지를 TXM78-A 대신 TXM78-C(아민가: 10, 수 평균 분자량: 2만)를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

< 실시예 3>

폴리아미드 수지를 TXM78-A 대신 Thomide(아민가: < 10, 수 평균 분자량: 3000, 중량 평균 분자량: 2만)를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

< 실시예 4>

( Mill base 제조)

톨루엔과 에탄올 각각 45g에 안료 분산제인 노비언(Noveon) 사의 solesperse28000 4.8g을 녹이고, 코스모화학 사의 이산화티탄인 R730 240g을 넣고, 0.3mm 지르코니아 비드 50mL를 넣고, 1,000rpm에서 1시간 교반한 후, 비드를 제거하였다(밀베이스는 실제 투입량의 1.5배로 준비하였다).

( 바니쉬 제조)

톨루엔과 에탄올 각각 300g에 산화 방지제인 송원산업의 songnox2450PW와 songnox1680PW를 각각 2g씩 넣고, 폴리아미드 수지인 TXM78-A 200g을 완전히 녹인 후, 상기 제조된 밀베이스 223.2g을 넣어 고르게 배합하였다.

바니쉬에 이산화티탄을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

< 비교예 1>

폴리아미드 수지를 TXM78-A 대신 PA100(아민가: < 0.1, 수 평균 분자량: 1만, 중량 평균 분자량: 80만)를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

< 비교예 2>

폴리아미드 수지를 TXM78-A 대신 Thomide535(아민가: 50)을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

상기 실시예 1 ~ 4의 결과에서 보면, 아민가가 1 이상 30 이하인 폴리아미드 수지를 사용할 경우, 내열 내습 후 색 변화가 거의 없으며, 봉지용 EVA와의 접착력도 우수한 것을 확인할 수 있다. 반면, 아민가가 1 미만일 경우, 봉지용 EVA와의 접착력이 나오지 않으며, 아민가가 30을 초과하는 경우, 내열 내습 후, 황변이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

< 비교예 3>

폴리아미드 수지인 TXM78-A 대신 반응형 폴리비닐아세테이트(PVA: poly vinyl acetate) 수지인 세키스이(sekisui) 사의 KS23Z를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

< 비교예 4>

폴리아미드 수지인 TXM78-A 대신 비반응형 폴리비닐아세탈(PVA: poly vinyl acetate) 수지인 세키스이(sekisui) 사의 KS5Z를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

< 비교예 5>

폴리아미드 수지인 TXM78-A 대신 페녹시 수지인 동도화성사의 YP50을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

< 비교예 6>

폴리아미드 수지인 TXM78-A 대신 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무인(NBR: Acrylonitrile Butadiene Rubber) 일본제온(Nippon Zeon) 사의 nipol1031를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

< 비교예 7>

폴리아미드 수지인 TXM78-A 대신 아크릴로 말단에 카르복실기를 갖는 NBR(Carboxylic Acid Terminated Acrylonitrile Butadiene Rubber)인 일본제온(Nippon Zeon) 사의 nipol1072를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.

상기 비교예 3 ~ 7의 결과에서 보면, 폴리아미드 수지 대신 PVA나 phenoxy 수지를 사용할 경우, 봉지용 EVA와의 접착력이 거의 없으며, NBR을 사용할 경우, 접착력은 양호하나, 내열 내습 후 황변이 발생되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 백시트의 단면 형상을 나타낸 모식도이다.

도 2는 종래의 태양전지 백시트의 단면 형상을 나타낸 모식도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 단면 형상을 나타낸 모식도이다.

Claims (12)

1) 기재층; 및

2) 상기 기재층의 적어도 일면에 구비되고, 폴리아미드계 수지를 포함하는 코팅층

을 포함하는 태양전지 백시트.

청구항 1에 있어서, 상기 폴리아미드계 수지의 아민가는 1 ~ 30 인 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.

청구항 1에 있어서, 상기 폴리아미드계 수지는 후지 카세이(Fuji kasei) 사의 TXM78-A, TXM78-C, Thomide series, 유니케마(Unichema) 사의 PRIADIT2053, 및 헨젤사의 MACROMELT 6901로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.

청구항 1에 있어서, 상기 2) 코팅층은 안료 및 안료 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.

청구항 1에 있어서, 상기 2) 코팅층의 두께는 1 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.

청구항 1에 있어서, 상기 1) 기재층은 금속 기재 또는 폴리에스테르계 수지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.

청구항 1에 있어서, 상기 1) 기재층의 어느 한 면에는 폴리아미드계 수지를 포함하는 코팅층이 구비되고, 다른 한 면에는 불소계 중합체를 포함하는 수지층이 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.

청구항 7에 있어서, 상기 불소계 중합체는 PVF(polyvinyl fluoride), PVDF(polyvinylidene fluoride), ETFE(ethylene tetrafluoroethylene) 및 ECTFE(ethylene chlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.

1) 기재층을 준비하는 단계;

2) 폴리아미드계 수지를 용매에 용해시켜 코팅액을 제조하는 단계; 및

3) 상기 코팅액을 상기 기재층의 적어도 일면에 도포하고, 건조함으로써 코팅층을 형성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트의 제조방법.

청구항 9에 있어서, 상기 2) 단계의 폴리아미드계 수지의 아민가는 1 ~ 30 인 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트의 제조방법.

청구항 9에 있어서, 상기 2) 단계의 용매는 시클로헥산올, 클로로포름, 벤질 알코올, 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 키실렌, 노르말 부탄올, 시클로헥산 및 소르벤#150으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트의 제조방법.

청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항의 태양전지 백시트를 포함하는 태양전지.

Images