KR101347547B1 - 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트 및 이를 구비한 태양전지 모듈 - Google Patents

태양전지 모듈용 뒷면 보호시트 및 이를 구비한 태양전지 모듈 Download PDF

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Abstract

기재 시트의 적어도 한쪽 면에 열접착성 시트가 우레탄계 접착제층을 개재하여 적층된 구성의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 있어서, 열접착성 시트가 안료를 포함하며, 우레탄계 접착제층이 실란 커플링제를 함유하는 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트이다. 상기 안료는 무기 안료 또는 카본블랙인 것이 바람직하다.

Description

태양전지 모듈용 뒷면 보호시트 및 이를 구비한 태양전지 모듈{PROTECTIVE SHEET FOR THE REAR SURFACE OF A SOLAR CELL MODULE, AND SOLAR CELL MODULE PROVIDED THEREWITH}
본 발명은 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트 및 상기 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 구비한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2009년 3월 30일자로 일본에 출원된 특허출원 2009-081037호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 원용한다.
태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치인 태양전지 모듈은 이산화탄소를 배출하지 않고 발전할 수 있는 시스템으로서 주목받고 있다.
도 2는 일반적인 태양전지 모듈의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
상기 태양전지 모듈(100)은 결정 실리콘, 무정형 실리콘 등으로 이루어지는 태양전지 셀(104), 태양전지 셀(104)을 봉지하는 전기 절연체로 이루어지는 봉지재(충전층)(103), 봉지재(103) 표면에 적층된 표면 보호시트(프론트 시트)(101), 및 봉지재(103) 뒷면에 적층된 뒷면 보호시트(백 시트)(102)로 개략적으로 구성된다. 또한, 프론트 시트(101)는 기재가 유리판일 수도 있다.
옥외 및 옥내에서 장기간 사용에 견딜 수 있는 내후성 및 내구성을 태양전지 모듈에 부여하기 위해서는, 태양전지 셀(104) 및 봉지재(103)를 비바람, 습기, 모래먼지, 기계적인 충격 등에서 보호하고, 태양전지 모듈의 내부를 외기와 완전히 차단하여 밀폐된 상태로 유지할 필요가 있다. 그 때문에, 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(102)에는 우수한 내후성, 내구성, 내습열성이 요구된다.
종래, 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트로서 전기 절연성이 뛰어난 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름을 사용한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트가 개발되었으나, 폴리에스테르 필름의 사용에 따른 불리한 점으로 들 수 있는 내후성을 개선하기 위해, 자외선 흡수제를 배합한 필름(특허 문헌 1 참조), 폴리에스테르 중의 환상 올리고머의 양을 규정한 필름(특허 문헌 2, 3 참조), 폴리에스테르의 분자량을 규정한 필름(특허 문헌 4 참조) 등을 사용한 뒷면 보호시트가 개시되어 있다. 또한, 상기 필름과 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)의 통상 사용되는 봉지재(103)와의 낮은 접착성을 개선하기 위해, 상기 필름에 EVA를 주성분으로 하는 열접착성 시트를 접착제에 의해 접합한 뒷면 보호시트도 개시되어 있고, 상기 접착제로는 우레탄계 접착제가 사용되었다(특허 문헌 5 내지 7 참조).
[특허 문헌 1] 일본특허공개공보 제2001―111073호 [특허 문헌 2] 일본특허공개공보 제2002―100788호 [특허 문헌 3] 일본특허공개공보 제2002―134771호 [특허 문헌 4] 일본특허공개공보 제2002―26354호 [특허 문헌 5] 일본특허공개공보 제2008―85294호 [특허 문헌 6] 일본특허공개공보 제2007―320218호 [특허 문헌 7] 일본특허공개공보 제2008―4691호
그러나 상기 종래 기술에 개시된 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트는, 폴레에틸렌 테레프탈레이트 등의 기재 필름을 우레탄계 접착제 및 열접착성 시트를 사이에 두고 봉지재(103)와 접합시킨 것이지만, 상기 우레탄계 접착제와 열접착성 시트와의 접착성 및 내습열성은 충분하지 않고, 태양전지 모듈을 장기간 옥외에서 사용할 경우, 상기 기재 필름이 박리되어서 상기 태양전지 모듈 내 전기회로의 누전이나 부식이 일어날 염려가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 내후성, 내구성, 내습열성이 높고, 특히 봉지재와의 접착성이 뛰어나며, 태양전지 셀을 장기간 안정하게 사용 가능한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트, 및 상기 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 구비한 태양전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 문제점을 해결하고자 예의 연구를 거듭한 결과, 본 발명에 이르렀다. 즉, 본 발명은 기재 시트의 적어도 한쪽 면에 열접착성 시트가 우레탄계 접착제층을 사이에 두고(개재하여) 적층된 구성의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 있어서, 상기 열접착성 시트가 안료를 포함하고, 상기 우레탄계 접착제층이 실란 커플링제를 포함하는 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 열접착성 시트에 포함되는 안료가 무기 안료 또는 카본블랙인 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 상기 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 구비한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명은 안료를 포함하는 열접착성 시트를 실란 커플링제를 함유하는 우레탄계 접착제층을 사이에 두고 기재 시트에 적층시킴으로써, 기재 시트와 열접착성 시트를 양호한 접착성으로 접합시킬 수 있고, 또한 내습열성이 매우 뛰어난 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 제공할 수 있다. 따라서, 뒷면 보호시트로서의 차단 특성을 가지며, 태양전지 모듈 내 전기회로의 누전이나 부식을 방지할 수 있는 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 제공할 수 있다. 이것을 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트로서 구비함으로써, 태양전지 모듈을 장기간 안정하게 사용할 수 있다.
[도 1] 본 발명에 따른 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트의 실시 형태의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
[도 2] 일반적인 태양전지 모듈의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트의 실시 형태에 대해 설명한다.
또한, 이러한 형태는 발명의 취지를 잘 이해시키기 위해 구체적으로 설명한 것이며, 달리 언급이 없는 한 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트의 실시 형태의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
상기 실시 형태의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)는 기재 시트(24)에 열접착성 시트(26)가 우레탄계 접착제층(28)을 사이에 두고 적층된 적층 구조를 이룬다.
본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)에 있어서, 우레탄계 접착제층(28)은 폴리올 화합물과 이소시아네이트 화합물과 실란 커플링제를 포함하는 우레탄계 접착제층으로 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 우레탄계 접착제층에 포함되는 폴리올 화합물로는 수산기를 2개 이상 갖는 화합물이라면, 그의 분자량 및 골격 등은 특별히 한정되지 않고, 그의 구체예로는 저분자 다가 알콜 류, 폴레에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 기타 폴리올, 및 이들의 혼합 폴리올 등을 들 수 있다.
여기서, 저분자 다가 알콜 류로서는, 구체적으로 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 네오펜틸 글리콜, 헥산디올, 사이클로헥산 디메탄올, 글리세린, 1,1,1-트리메틸올 프로판, 1,2,5-헥산트리올, 펜타에리스리톨 등의 저분자 폴리올 및 소르비톨 등의 당류를 들 수 있다.
폴리에테르 폴리올로서는, 구체적으로 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 트리올, 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 공중합체, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 소르비톨계 폴리올 등을 들 수 있다.
폴리에스테르 폴리올로는, 예를 들면, 상기 저분자 다가 알콜 류 및/또는 방향족 디올 류와, 다염기성 카복실산의 축합물(축합계 폴리에스테르 폴리올), 락톤계 폴리올이나, 비스페놀 골격을 갖는 폴리에스테르 폴리올 등을 들 수 있다.
상기 축합계 폴리에스테르 폴리올을 형성하는 다염기성 카복실산으로는 구체적으로, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 피멜산, 스페르산, 세바신산, 테레프탈산, 이소프탈산, 다이머산, 다른 저분자 카복실산, 올리고머산, 피마자유, 피마자유와 에틸렌글리콜과의 반응 생성물 등의 하이드록시카복실산 등을 들 수 있다.
또한, 상기 락톤계 폴리올로서는 구체적으로, 프로피온락톤, 발레로락톤 등의 개환중합체 등을 들 수 있다.
또한, 비스페놀 골격을 갖는 폴리에스테르 폴리올로는 상기 저분자 다가 알콜 류 대신에, 또는 저분자 다가 알콜 류와 함께, 비스페놀 골격을 갖는 디올을 사용하여 얻어지는 축합계 폴리에스테르 폴리올을 들 수 있다. 구체적으로는, 비스페놀 A와 피마자유로부터 얻어지는 폴리에스테르 폴리올, 비스페놀 A 피마자유와 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜로부터 얻어지는 폴리에스테르 폴리올 등을 들 수 있다.
그 밖의 폴리올로서는 구체적으로, 폴리카보네이트 디올, 아크릴폴리올; 폴리부타디엔 폴리올; 수소첨가된 폴리부타디엔 폴리올 등의 탄소-탄소 결합을 주쇄 골격으로 갖는 폴리머 폴리올 등을 들 수 있다.
이들 폴리올 화합물 중에서, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 디올, 아크릴 폴리올, 또는 2관능 이상의 이소시아네이트에 의해 쇄 신장을 실시한 폴리에스테르우레탄 폴리올, 폴리에테르우레탄 폴리올, 폴리카보네이트우레탄 디올, 아크릴우레탄 폴리올이 내열성, 안정성 측면에서 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 우레탄계 접착제에 포함되는 이소시아네이트 화합물로서는 분자 내에 이소시아네이트기를 1개 이상 갖는 화합물이라면 특별히 한정되지 않지만, 분자 내에 이소시아네이트기를 2개 이상 함유하는 폴리이소시아네이트 화합물이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 트리진 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리진 디이소시아네이트, 노르보난 디이소시아네이트메틸 등의 지방족 디이소시아네이트; 트랜스 사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트 메틸)사이클로헥산 등의 지환식 폴리이소시아네이트를 들 수 있으며, 또한 이들 이소시아네이트의 변성체, 예를 들면 이소시아누레이트 타입, 우레탄 타입 등으로 3관능 이상의 다관능 이소시아누레이트 화합물도 사용할 수 있다.
이들 이소시아네이트 화합물 중에서, 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트가 내후성이 뛰어나기 때문에 바람직하다.
본 발명에서의 우레탄계 접착제층(28)을 형성하는 우레탄계 접착제에 포함되는 이소시아네이트 화합물은 1종 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용할 수도 있고, 그 총사용량은 상기 우레탄계 접착제에 포함되는 폴리올 100 중량부에 대해서 5∼40 중량부가 바람직하며, 10∼30 중량부가 보다 바람직하고, 10∼20 중량부가 가장 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 우레탄계 접착제에 함유되는 실란 커플링제로는, 종래 공지의 실란 커플링제라면 특별히 한정되지 않고, 아미노실란, 머캅토실란, 비닐실란, 에폭시실란, 메타크릴실란, 이소시아네이트실란, 케티민실란, 알콕시실란 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 해당 우레탄계 접착제의 열접착성 시트에 대한 접착성이 향상되기 때문에, 3―글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 테트라에톡시실란, 3―아세톡시프로필트리메톡시실란, 3―아미노프로필트리메톡시실란이 바람직하다.
본 발명에서의 우레탄계 접착제층을 형성하는 우레탄계 접착제에 포함되는 실란 커플링제는 1종을 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있으며, 그의 총사용량은 상기 우레탄계 접착제에 포함되는 폴리올 100 중량부에 대해서 0.01∼30 중량부가 바람직하고, 0.05∼10 중량부가 보다 바람직하며, 0.1∼3 중량부가 더욱 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 우레탄계 접착제는 전술한 폴리올 화합물, 이소시아네이트 화합물 및 실란 커플링제 외에, 추가로 예를 들면, 산화방지제, 자외선 흡수제, 가수분해 방지제, 점도증가제, 가소제, 충전체 등의 첨가제를 필요에 따라 배합할 수 있다. 이들 중에서도, 에스테르 결합의 가수분해를 억제할 목적으로 카보디이미드 화합물이나 옥사졸린 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 우레탄계 접착제는 도공이나 층형성 시의 작업 효율을 향상시키기 위해, 용제를 첨가하여 점도를 조절할 수 있으며, 예를 들면 에틸 아세테이트 등의 에스테르계 용매, 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용매, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용매 등의 이소시아네이트에 대해서 불활성인 것이라면 필요에 따라 어떠한 용제라도 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 우레탄계 접착제층(28)은 상기 우레탄계 접착제를 기재 시트(24)에 도포하고, 필요에 따라 건조, 가열시킴으로써 형성할 수 있다.
기재 시트(24) 상에 상기 우레탄계 접착제를 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 종래 공지된 방법, 예를 들면, 나이프 코팅법, 롤 코팅법, 바 코팅법, 블레이드 코팅법, 다이 코팅법, 그라비아 코팅법 등을 들 수 있으며, 어느 방법이라도 사용할 수 있다.
우레탄계 접착제층(28)의 두께는 1㎛∼50㎛이 바람직하고, 3㎛∼30㎛이 보다 바람직하다.
본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)에 있어서, 열접착성 시트(26)는 열접착성을 갖는 수지 시트이며, 또한 안료를 포함하고 있다면 특별히 한정되지 않는다. 여기서, 열접착성이란, 가열 처리에 의해 접착성을 발현하는 성질을 말한다. 상기 열처리 온도로는 통상 50∼200℃ 범위이고, 바람직하게는 85∼180℃범위이다.
본 발명에 있어서, 열접착성 시트(26)에 포함되는 안료로는 종래 공지된 안료라면 특별히 한정되지 않지만, 우레탄계 접착제층(28)에 포함되는 실란 커플링제와의 친화성 증대에 의한 밀착성 향상의 관점에서, 무기 안료 및 카본블랙이 바람직하고, 예를 들면, 탄산 칼슘, 산화 티탄, 실리카, 산화 아연, 탄산연, 황산 바륨 등의 백색 안료, 카본블랙(채널 또는 하네스), 흑색 산화철 등의 흑색 안료, 울트라마린, 감청 등의 청색 안료, 산화철적, 카드뮴레드, 몰리브덴오렌지 등의 적색 안료, 금속 광택을 부여하는 금속분 안료 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 산화 티탄, 카본블랙이 바람직하다. 또한, 이들 안료는 유기 규소 화합물 등에 의해 피복 및 표면 처리되어 있는 것이 바람직하며, 이 표면 처리에 의해 수산기나 알콕실기 등의 극성기가 부여된 것이 한층 바람직하게 사용된다.
본 발명에 있어서, 열접착성 시트(26)를 구성하는 수지로서는 상기 안료를 분산시킨 상태로 함유할 수 있다면 특별히 한정되지 않고, 아크릴우레탄 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 폴리비닐부티랄(PVB), 에틸렌메타크릴산 공중합체, 에틸렌메타크릴산 공중합체의 분자 간을 금속 이온으로 가교 결합한 아이오노머 수지, 폴리올레핀을 주성분으로 하는 폴리머로 이루어지는 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, EVA, PVB가 바람직하며, EVA를 주성분으로 하는 수지가 보다 바람직하다. 일반적으로, 봉지재(103)가 EVA로 이루어지는 수지인 것이 많고, 이 경우, 열접착성 시트(26)가 EVA를 주성분으로 하는 폴리머로 이루어지는 수지 시트이므로 봉지재(103)와 열접착성 시트(26)와의 적합성 및 접착성을 향상시킬 수 있다.
열접착성 시트(26)를 형성하는 방법은 상기 열접착성 시트(26)를 구성하는 수지 100 중량부에 대해서 상기 열접착성 시트(26)에 포함되는 안료를 0.5∼30 중량부, 바람직하게는 1∼10 중량부의 비율로 혼입하고, T 다이법, 또는 인플레이션법으로 용융 압출하여 형성한다. 열접착성 시트(26)의 두께는 열접착성 시트(26)의 종류에 따라 적절히 조정할 수 있으며, 통상 해당 시트의 두께는 5∼200㎛ 범위인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 열접착성 시트(26)가 EVA로 이루어지는 시트인 경우에는 경량성 및 전기절연성 등의 관점에서 해당 EVA 시트의 두께는 10∼200㎛ 범위인 것이 바람직하며, 50∼150㎛ 범위인 것이 보다 바람직하고, 80∼120㎛ 범위인 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)에서의 기재 시트(24)로는 수지 시트나 알루미늄 시트 등을 사용할 수 있다.
기재 시트(24)에 사용되는 수지 시트로서는 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에서의 수지 시트로서 일반적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 이러한 수지 시트로는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리 메타크릴산 메틸, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리아미드(나일론6, 나일론66), 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리옥시메틸렌, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리에스테르 우레탄, 폴리 m―페닐렌 이소프탈아미드, 폴리 p―페닐렌 테레프탈아미드 등의 폴리머로 이루어지는 시트를 들 수 있다. 그 중에서도, 전기절연성, 내열성, 내약품성, 치수안정성이 양호한 관점에서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)로 이루어지는 시트가 바람직하며, 특히 PET 시트가 바람직하다.
상기 PET 시트는 내가수분해성을 갖는 것이 바람직하며, 올리고머 함유량이 적은 것이 내가수분해성을 갖는 것으로 알려져 있다. 내가수분해성을 갖는 PET 시트로는 메리넥스(Melinex)238(상품명, 테이진 듀폰 필름 가부시키가이샤[Teijin duPont Films, Inc.] 제) 등을 들 수 있다.
수지 시트의 두께는 태양전지 시스템이 요구하는 전기절연성에 따라 조절할 수 있으며, 통상 해당 시트의 두께는 10∼300㎛ 범위인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 수지 시트가 PET 시트인 경우에는 경량성 및 전기절연성의 관점에서 해당 PET 시트의 두께는 30∼250㎛ 범위인 것이 바람직하고, 40∼200㎛ 범위인 것이 보다 바람직하며, 50∼150㎛ 범위인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 수지 시트에는 내후성, 내습성 등을 높이기 위한 표면 개질 처리를 실시할 수 있다. 예를 들면, PET 시트에 실리카(SiO2), 알루미늄(Al), 및 알루미나(Al2O3) 등을 증착시킴으로써, 해당 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트의 내후성, 내습성 등을 높일 수 있다. 또한, 해당 실리카, 알루미늄 및 알루미나 등의 증착 처리는 수지 시트의 양면에 할 수도 있고, 어느 한쪽 면에 할 수도 있다.
본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)에서의 기재 시트(24)가 알루미늄 시트일 경우, 해당 뒷면 보호시트의 내후성, 내습열성을 보다 향상시킬 수 있다.
기재 시트 (24)에 사용되는 알루미늄 시트로는 본 발명의 효과를 해하는 것이 아니라면 특별히 제한되지 않지만, 철을 0.7∼5.0 질량% 범위로 함유하는 알루미늄―철 합금을 시트 형태로 한 것이 바람직하며, 철을 1.0∼2.0 질량% 범위로 함유하는 알루미늄―철 합금을 시트 형태로 한 것이 보다 바람직하고, 철을 1.2∼1.7 질량% 범위로 함유하는 알루미늄―철 합금을 시트 형태로 한 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는, JIS H4160에 규정되는 합금 번호 8021로 구분되는 것을 들 수 있다. 이 알루미늄―철 합금을 시트 형태로 한 것으로는 예를 들면, 니혼 세이하쿠 가부시키가이샤(Nippon Foil Mfg. Co., Ltd.) 제의 PACAL21(상품명)을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 스미케이 알루미하쿠 가부시키가이샤(SUMIKEI ALUMINIUM FOIL Co., Ltd.) 제의 BESPA(상품명)도 마찬가지로 바람직하게 사용할 수 있다.
철을 상기 범위 내로 함유하는 알루미늄―철 합금 시트를 사용함으로써, 순 알루미늄 제 시트를 사용하는 경우보다도 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)의 수증기 차단성, 및 경량성을 높일 수 있다. 그 이유는 철을 상기 범위 내로 함유하는 알루미늄―철 합금은 일반적으로 순 알류미늄에 비해서 압연 가공성이 우수하기 때문에, 두께가 20㎛ 이하의 시트로 가공한 경우라도 핀홀 발생이 적어, 그 핀홀을 통한 기체의 유통을 억제할 수 있으며, 그 결과로서 상기 알루미늄―철 합금 시트를 사용한 뒷면 보호시트의 수증기 차단성을 높일 수 있다고 여겨진다. 또한, 압연 가공성이 뛰어나기 때문에, 수증기 차단성을 유지한 채로 순 알루미늄 시트보다도 더욱 얇은 시트로 가공할 수 있으며, 그 결과로서 상기 알루미늄―철 합금 시트를 사용한 뒷면 보호시트는 경량성을 높일 수 있다.
알루미늄―철 합금 시트는 본 발명의 효과를 해하지 않는 한, 철 이외의 원소를 함유할 수 있다. 예를 들면, 마그네슘, 망간, 구리, 규소, 아연, 티탄 등을 들 수 있다. 이들 원소는 알루미늄―철 합금 제조 과정에 있어서 불가피하게 포함되는 경우도 있지만, 일반적으로 미량의 함유량이라면 본 발명의 효과를 저해하지 않는다고 여겨진다. 여기서, 미량의 함유량으로는 각 원소가 각각 0.5 질량% 이하인 경우, 보다 바람직하게는 0.3 질량% 이하인 경우를 말한다.
알루미늄―철 합금 시트의 두께는 본 발명의 효과를 해하지 않는 한, 특별히 제한되지 않고, 핀홀 발생 빈도의 낮음(수증기 차단성 높음) 및 경량성 등의 관점에서 바람직하게는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20㎛이하, 가장 바람직하게는 5∼10㎛ 범위이다.
본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)에 있어서, 기재 시트(24)에 우레탄계 접착제층(28)을 개재(介在)하여 열접착성 시트(26)를 적층시키는 방법은 기재 시트(24) 상에 우레탄계 접착제층(28)을 형성한 후, 라미네이팅법에 의해 열접착성 시트(26)를 적층시킬 수 있다. 또한, 그 접착성을 향상시키기 위해서, 기재 시트(24)의 우레탄계 접착제층(28) 면을 코로나 처리 및/또는 화학약품 처리할 수 있다.
본 실시 형태의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)는 기재 시트(24)에 열접착성 시트(26)가 우레탄계 접착제층(28)을 사이에 놓고 적층되어 있고, 열접착성 시트(26)가 안료를 포함하고, 우레탄계 접착제층(28)이 실란 커플링제를 포함하는 구성을 함으로써, 상기 안료와 실란 커플링제의 친화력 향상 효과에 의해 기재 시트(24)와 열접착성 시트(26)를 단단히 접착할 수 있다. 따라서, 기재 시트(24)의 박리에 의한 내후성, 내구성 및 내습열성 등의 기능 저하를 막을 수 있으며, 옥외에서 장기간 사용하더라도 양호한 접착성을 유지하여 태양전지 모듈을 보호할 수 있는 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 제공할 수 있다.
전술한 실시 형태의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)에 있어서, 기재 시트(24)가 우레탄계 접착제층(28)과 접하는 면과는 다른쪽 면(기재 시트(24)의 뒷면)에 불소 수지층(도시하지 않음)을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 불소 수지층을 형성함으로써, 본 발명에 따른 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트의 내후성을 향상시킬 수 있다.
상기 불소 수지층으로는 본 발명의 효과를 해하지 않고, 불소를 함유하는 층이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 불소 함유 폴리머를 갖는 시트일 수도 있고, 불소 함유 폴리머를 갖는 도료를 도포한 도막일 수도 있다. 뒷면 보호시트의 경량화를 위해 상기 불소 수지층을 보다 얇게 하는 관점에서, 불소 함유 폴리머를 갖는 도료를 도포한 도막인 것이 바람직하다.
상기 불소 함유 폴리머를 갖는 시트로는 예를 들면, 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 또는 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE)을 주성분으로 하는 폴리머를 시트 형태로 가공한 것을 바람직한 예로 들 수 있다. 상기 PVF를 주성분으로 하는 폴리머로는 이.아이.듀폰 디 네모아 앤드 캄파니(E.I.duPont de Nemours and Company) 제의 Tedlar(상품명)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 ECTFE를 주성분으로 하는 폴리머로는 솔베이 솔렉시스 (Solvay Sosexis)사 제의 Halar(상품명)를 사용할 수 있다. 상기 ETFE를 주성분으로 하는 폴리머로는 아사히 가라스 가부시키가이샤(Asahi Glass Co.,Ltd.) 제의 Fluon(상품명)을 사용할 수 있다.
상기 불소 함유 폴리머를 갖는 시트의 두께로는 내후성 및 경량화의 관점에서 일반적으로 5∼200㎛ 범위가 바람직하며, 10∼100㎛ 범위가 보다 바람직하고, 10∼50㎛ 범위가 가장 바람직하다.
상기 불소 함유 폴리머를 갖는 도료로서는 용제에 용해하거나, 물에 분산된 것으로 도포 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
상기 도료에 포함될 수 있는 불소 함유 폴리머로는 본 발명의 효과를 해치지 않고, 불소를 함유하는 폴리머라면 특별히 한정되지 않지만, 상기 도료의 용매(유기 용매 또는 물)에 용해시키고, 가교 결합 가능한 것이 바람직하다. 이 불소 함유 폴리머의 바람직한 예로는 아사히 가라스 가부시키가이샤 제의 LUMIFLON(상품명), 센트럴 가라스 가부시키가이샤(Central Glass Co.,Ltd.) 제의 CEFRALCOAT(상품명), DIC 가부시키가이샤(DIC Corporation) 제의 FLUONATE(상품명) 등의 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE)을 주성분으로 한 폴리머 류; 다이킨 코교 가부시키가이샤(Daikin Industries, Ltd.) 제의 ZEFFLE(상품명) 등의 테트라플루오로에틸렌(TFE)을 주성분으로 한 폴리머 류; 듀폰사 제의 Zonyl(상품명), 다이킨 쿄교 가부시키가이샤 제의 Unidyne(상품명) 등의 플루오로알킬기를 갖는 폴리머, 및 플루오로알킬 단위를 주성분으로 한 폴리머 류를 들 수 있다. 이들 중에서도, 내후성 및 안료분산성 등의 관점에서 CTFE를 주성분으로 한 폴리머 및 TFE를 주성분으로 한 폴리머가 보다 바람직하며, 그 중에서도 상기 LUMIFLON(상품명) 및 상기 ZEFFLE(상품명)이 가장 바람직하다.
상기 LUMIFLON(상품명)은 CTFE와 여러 종류의 특정 알킬 비닐 에테르, 하이드록시알킬 비닐 에테르를 주요 구성단위로서 함유하는 비결정성 폴리머이다. 이 LUMIFLON(상품명)처럼, 하이드록시알킬 비닐 에테르의 모노머 단위를 갖는 폴리머는 용제 가용성, 가교결합 반응성, 기재 밀착성, 안료 분산성, 경도 및 유연성이 우수하므로 바람직하다.
상기 ZEFFLE(상품명)은 TFE와 유기 용매 가용성의 탄화수소 올레핀의 공중합체이며, 그 중에서도 반응성이 높은 수산기를 갖춘 탄화수소 올레핀을 포함하는 경우에는 용제 가용성, 가교결합 반응성, 기재 밀착성 및 안료 분산성이 우수하므로 바람직하다.
또한, 상기 도료에 포함될 수 있는 불소 함유 폴리머의 예로서, 경화성 관능기를 갖는 플루오로올레핀의 폴리머를 들 수 있고, 구체적으로는 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 바람직한 예로 들 수 있다.
또한, 상기 도료에 포함될 수 있는 불소 함유 폴리머에 공중합 가능한 모노머로서는 예를 들면, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 부틸 부티레이트, 비닐 이소부티레이트, 비닐 피발레이트, 비닐 카프로에이트, 비닐 버서테이트, 비닐 라우레이트, 비닐 스테아레이트, 비닐 사이클로헥실 카복실레이트 및 비닐 벤조에이트와 같은 카복실산의 비닐 에스테르; 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, 부틸 비닐 에테르 및 사이클로헥실 비닐 에테르와 같은 알킬 비닐 에테르 류를 들 수 있다.
상기 도료는 전술한 불소 함유 폴리머 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 것이라면 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 이상을 갖는 용매를 바람직하게 사용할 수 있다. 그중에서도, 도료 중의 함유 성분에 대한 용해성의 관점에서, 상기 용매는 MEK 및 MIBK 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 용매가 바람직하다.
상기 도료에 포함될 수 있는 안료 및 충전제로는 본 발명의 효과를 해하는 것이 아니라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 이산화 티탄, 카본블랙, 실리카 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 내구성을 부여하기 위해 피복 및 표면 처리된 루틸형(rutile-type) 이산화 티탄인 Ti-Pure R105(상품명, 이.아이.듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 제), 및 디메틸실리콘의 표면 처리에 의해 실리카 표면의 수산기를 변경한 소수성 실리카인 CAB-O-SIL TS 720(상품명, 캐봇 스페셜티 케미컬즈 인크 [Cabot Specialty Chemicals Inc.] 제)을 바람직한 것으로서 예시할 수 있다.
상기 도막은 내후성, 내마찰성을 향상시키기 위해, 가교결합제에 의해 경화하는 것이 바람직하다. 그 가교결합제로서는 본 발명의 효과를 저해하는 것이 아니라면 달리 한정되지 않고, 금속 킬레이트 류, 실란 류, 이소시아네이트 류 또는 멜라민 류를 바람직한 예로서 들 수 있다. 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 옥외에서 30년 이상 사용하는 것을 상정한 경우, 내후성의 관점에서는 가교결합제로서 지방족 이소시아네이트 류가 바람직하다.
상기 도료의 조성은 본 발명의 효과를 저해하지 않으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 상기 루미플론을 베이스로 한 도료의 조성물로서, LUMIFLON(상품명), 안료, 가교결합제, 용매 및 촉매를 혼합한 것을 들 수 있다. 이 조성물의 조성비는 도료 전체를 100 질량%로 했을 때, LUMIFLON(상품명)은 3∼80 질량%가 바람직하고, 10∼40 질량% 정도가 보다 바람직하며, 안료는 5∼60 질량%가 바람직하고, 10∼30 질량% 정도가 보다 바람직하며, 유기용매는 20∼80 질량%가 바람직하고, 30∼70 질량% 정도가 보다 바람직하다.
상기 유기용매로는 MEK와 크실렌과 사이클로헥사논의 혼합용매를 예시할 수 있다. 또한, 상기 촉매로는 예를 들면, 디부틸틴디라우레이트, 디옥틸틴디라우레이트를 예시할 수 있고, 유기 용매 중에서 LUMIFLON(상품명)과 이소시아네이트의 가교 결합을 촉진하기 위해 사용한다.
상기 도료를 기재 시트(24)의 우레탄계 접착제층(28)과 접하는 면과는 반대측에 도포하는 방법으로는 공지된 방법으로 수행할 수 있으며, 예를 들면 로드 코터(rod coater)로 원하는 막 두께가 되도록 도포할 수 있다.
상기 도료가 경화하여 형성되는 상기 불소 수지층의 막 두께로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 5㎛ 이상의 막 두께로 할 수 있다. 수증기 차단성, 내후성 및 경량성의 관점에서 불소 수지층의 막 두께로는 5∼50㎛가 바람직하며, 8∼40㎛가 보다 바람직하고, 10∼30㎛가 더욱 바람직하다.
상기 도포한 도료의 건조 프로세스에서의 온도는 본 발명의 효과를 해치지 않는 온도일 수 있고, 가교 촉진 및 기재 시트(24)의 열 변형을 저감하는 관점에서, 50∼130℃ 정도의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트는 태양전지 모듈 형성을 위한 종래 공지의 재료를 조합하여 태양전지 모듈로서 사용할 수 있다.
본 발명의 태양전지 모듈은 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 결정 실리콘, 무정형 실리콘 등으로 이루어지는 태양전지 셀(104)과, 태양전지 셀(104)을 봉지하는 전기 절연체로 이루어지는 봉지재(충전제)(103)와, 봉지재(103)의 표면에 적층된 표면 보호시트(프론트 시트)(101)와, 봉지재(103)의 뒷면에 적층된 뒷면 보호시트(백 시트)(102)로 구성된다.
봉지재(103)로는 에틸렌―비닐아세테이트 공중합체(EVA), 폴리비닐 부티랄, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 불소화 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지 등의 투명한 수지를 주성분으로 하는 수지를 사용할 수 있다. 이들을 단독으로 사용할 수 있고, 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 관한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트(20)를 도 2에서의 뒷면 보호시트(102)로서 사용하고, 태양전지 셀(104)을 내포하는 봉지재(103)로 이루어지는 봉지면에 적층시킴으로써, 해당 태양전지 모듈 내의 태양전지 셀(104) 및 봉지재(103)를 비바람, 습기, 모래먼지, 기계적 충격 등에서 보호하고, 해당 태양전지 모듈 내부를 외기와 차단하여 밀폐한 상태로 유지할 수 있다.
본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 봉지면에 적층시키는 경우, 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에서의 열접착성 시트를 봉지면에 적층시킨다. 그 적층 방법으로는 공지 방법을 적용할 수 있다.
상기 실시 형태에서는 기재 시트(24), 우레탄계 접착제층(28) 및 열접착성 시트(26)가 각기 1층 적층된 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 예시하였지만, 본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에서는 기재 시트나 우레탄계 접착제층 및/또는 불소 수지층을 복수 적층한 구조일 수도 있다.
[ 실시예 ]
이하, 실시예로 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<열접착성 시트 1의 형성>
Evaflex V5961(미쓰이 듀폰 폴리케미칼 가부시키가이샤[Mitsui duPont Polychemical Co.,Ltd.] 제, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌:비닐아세테이트=91:9) 100 중량부와 안료로서 이산화 티탄 GTR―300(사카이 카가쿠 코교 가부시키가이샤[SAKAI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.] 제) 6.0 중량부를 혼합하고, T 다이 제막기 라보플라스트밀(토요 세이키 세이이사쿠쇼 가부시키가이샤[Toyo Seiki Seisaku-sho, LTD.] 제)을 사용하여 실린더 온도 220℃, T 다이 온도 220℃에서 제막 후의 막 두께가 100㎛, 폭이 300mm가 되도록 용융 압출하여 열접착성 시트 1을 형성했다.
<열접착성 시트 2의 형성>
Evaflex V5961(미쓰이 듀폰 폴리케미칼 가부시키가이샤 제, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌:비닐아세테이트=91:9) 100 중량부와 안료로서 카본블랙 MA230(미쓰비시 카가쿠 가부시키가이샤[Mitsubishi Chemical Coroporation] 제) 1.5 중량부를 혼합하고, T 다이 제막기 라보플라스트밀(토요 세이키 세이이사쿠쇼 가부시키가이샤 제)을 사용하여 실린더 온도 220℃, T 다이 온도 220℃에서 제막 후의 막두께가 100㎛, 폭이 300mm가 되도록 용융 압출하여 열접착성 시트 2를 형성했다.
<열접착성 시트 3의 형성>
Evaflex V5961(미쓰이 듀폰 폴리케미칼 가부시키가이샤 제, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌:비닐아세테이트=91:9) 을 T 다이 제막기 라보플라스트밀(토요 세이키 세이이사쿠쇼 가부시키가이샤 제)을 사용하여 실린더 온도 220℃, T 다이 온도 220℃에서 제막 후의 막두께가 100㎛, 폭이 300mm가 되도록 용융 압출하여 안료를 포함하지 않는 열접착성 시트인 열접착성 시트 3을 형성했다.
<실시예 1>
타케락(TAKELAC) A-515(미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤[Mitsui Chemicals, Inc.] 제, 폴리에스테르 폴리올, 고형분 60%) 100 중량부와, 타케네이트(TAKENATE) A-50(미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤 제, 크실렌 디이소시아네이트, 고형분 75%) 11.1 중량부를 혼합한 혼합물에, 실란 커플링제로서 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란 2.2 중량부를 첨가하고, 다시 에틸 아세테이트 278.3 중량부를 가하여 혼합함으로써 우레탄계 접착제를 조제했다.
그런 다음, 기재 시트로서 PET 필름인 메리넥스S(테이진 듀폰 필름 가부시키가이샤 제, 두께 125㎛)의 한쪽 면에 상기 우레탄계 접착제를 건조 도막 두께가 5㎛가 되도록 로드 코터를 사용하여 도포하고, 80℃에서 1분간 건조시켜 우레탄계 접착제층을 형성했다. 얻어진 우레탄계 접착제층에 상기 열접착성 시트 1을 상온에서 라미네이팅하고 23℃, 50%RH의 환경에서 7일간 정치함으로써 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 얻었다.
상기 제조한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 대해서 하기 방법으로 촉진 시험 조건 하에서 접착 강도를 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<촉진 시험>
제조한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 A4 사이즈로 잘라내어 85℃, 85%RH의 환경하에서 500시간, 1000시간, 1500시간 및 2000시간 정치했다.
<접착 강도 평가>
ISO 11339에 따라서, T형 박리법을 사용하여 박리접착강도를 평가했다. 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 폭 25mm, 길이 150mm로 절단하여 접착제로 접합한 기재 시트와 열접착성 시트를 인장 시험기(시마즈세이사쿠쇼[Shimadzu Corporation] 제, 오토그라프 AG―50kNX)의 상하 집게로 각각 고정하고, 23℃, 50%RH의 환경 하에서 박리속도 300mm/분으로 벗겼을 때의 박리접착강도(N/25mm)를 측정했다. 이 수치가 클수록 접착강도가 크다는 것을 나타낸다.
<실시예 2∼6, 및 비교 실시예 1, 2>
타케락 A―515(미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤 제, 폴리에스테르 폴리올, 고형분 60%) 100 중량부와, 타케네이트 A-50(미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤 제, 크실렌 디이소시아네이트, 고형분 75%) 11.1 중량부를 혼합한 혼합물에 표 1에 기재한 실란 커플링제를 2.2 중량부 첨가하고, 추가로 에틸 아세테이트 278.3 중량부를 가하여 혼합함으로써 우레탄계 접착제를 조제했다.
이어서, 기재 시트로서 PET 필름인 메리넥스 S(테이진 듀폰 필름 가부시키가이샤 제, 두께 125㎛)의 한쪽 면에 상기 우레탄계 접착제를 건조 도막 두께가 5㎛가 되도록 로드 코터를 사용하여 도포하고, 80℃에서 1분간 건조시켜 우레탄계 접착제층을 형성했다. 얻어진 우레탄계 접착제층에 표 1의 열접착성 시트를 상온에서 라미네이팅하여 23℃, 50%RH의 환경 하에서 7일간 정치함으로써, 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 얻었다.
제조한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 대해서 실시예 1과 동일한 방법으로 촉진 시험 조건 하에서, 접착 강도를 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실란
커플링제
열접착성 시트		 접착강도(N/25mm)
촉진시험 시간
0h 500h 1000h 1500h 2000h
실시예 1 A-1 B-1 35.2 34.9 32.0 22.0 15.3
실시예 2 A-2 B-1 38.2 34.2 27.0 21.5 16.7
실시예 3 A-3 B-1 37.8 34.2 27.7 21.5 17.2
실시예 4 A-4 B-1 32.1 32.0 25.3 21.0 17.0
실시예 5 A-5 B-1 37.3 35.4 12.5 11.8 10.1
실시예 6 A-1 B-2 35.9 35.4 28.0 21.5 15.5
비교
실시예 1
A-1
B-3
6.7
6.6
6.0
5.1
4.8
비교
실시예 2
없음
B-1
32.2
27.2
11.6
7.5
6.8
표 1에 사용된 기호는 다음과 같다.
A―1: 3―글리시딜옥시프로필트리메톡시실란
A―2: 페닐트리메톡시실란
A―3: 테트라에톡시실란
A―4: 3-아세톡시프로필트리메톡시실란
A―5: 3-아미노프로필트리메톡시실란
B―1: 상기 열접착성 시트 1
B―2: 상기 열접착성 시트 2
B―3: 상기 열접착성 시트 3
표 1의 결과로부터, 본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 관한 실시예 1∼6은 비교 실시예 1 및 2와 비교하여, 고온 다습한 촉진 시험 조건 하에서도 양호한 접착강도를 보이는 것이 확인되었다. 이 결과로부터 본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트는 우수한 내습열성과 접착성을 갖는 것이 명백하다.
<실시예 7∼11 및 비교 실시예 3>
타케락 A―515(미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤 제, 폴리에스테르 폴리올, 고형분 60%) 100 중량부와, 타케네이트 A-50(미쓰이 카가쿠 가부시키가이샤 제, 크실렌 디이소시아네이트, 고형분 75%) 11.1 중량부를 혼합한 혼합물에 표 2에 기재한 실란 커플링제를 2.2 중량부 첨가하고, 추가로 에틸 아세테이트 278.3 중량부를 가하여 혼합함으로써 우레탄계 접착제를 조정했다.
이어서, 올리고머 함유량이 적은 PET 필름인 메리넥스 238(테이진 듀폰 필름 가부시키가이샤 제, 두께 125㎛)의 한쪽 면에 상기 우레탄계 접착제를 건조 도막 두께가 5㎛가 되도록 로드 코터를 사용하여 도포하고, 80℃에서 1분간 건조시켜 우레탄계 접착제층을 형성했다. 얻어진 우레탄계 접착제층에 상기 열접착성 시트 1을 상온에서 라미네이팅하여 23℃, 50%RH의 환경 하에서 7일간 정치함으로써, 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 얻었다.
제조한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 121℃, 100%RH, 2기압의 조건 하에서 보관하고, 24시간, 48시간, 96시간 보관 후의 시간 경과에 따른 접착강도를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정했다. 그 결과를 표 2 나타내었다.
실란
커플링제		 접착강도(N/25mm)
촉진시험 시간
0h 24h 48h 96h
실시예 7 A-1 12.6 12.1 35.2 34.8
실시예 8 A-2 17.3 17.1 17.5 14.1
실시예 9 A-3 12.8 12.8 37.0 37.1
실시예 10 A-4 12.1 12.2 31.8 32.1
실시예 11 A-5 12.2 11.8 36.8 37.3
비교
실시예 3
없음
12.3
12.5
11.6
10.8
표 2에 사용한 기호는 다음과 같다.
A―1: 3―글리시딜옥시프로필트리메톡시실란
A―2: 페닐트리메톡시실란
A―3: 테트라에톡시실란
A―4: 3-아세톡시프로필트리메톡시실란
A―5: 3-아미노프로필트리메톡시실란
표 2의 결과로부터, 본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 관한 실시예 7∼11은 비교 실시예 3과 비교하여, 고온 다습한 촉진 시험 조건 하에서도, 양호한 접착강도를 보이는 것이 확인되었다. 이 결과로 본 발명의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트는 우수한 내습열성과 접착성을 갖는 것이 분명하다.
본 발명에서는 안료를 함유하는 열접착성 시트를 실란 커플링제를 포함하는 우레탄계 접착제층을 사이에 두고 기재 시트에 적층함으로써, 기재 시트와 열접착성 시트를 양호한 접착성으로 접합시킬 수 있으며, 내습열성이 매우 뛰어난 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 제공할 수 있다. 따라서, 뒷면 보호시트로서의 차단 특성이나 태양전지 모듈 내 전기회로의 누전이나 부식을 방지 가능한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 제공할 수 있다. 이를 태양전지 모듈의 뒷면에 설치함으로써, 태양전지 모듈을 안정하게 장기간 사용할 수 있다.
20 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트
24 기재 시트
26 열접착성 시트
28 우레탄계 접착제층
100 태양전지 모듈
101 프론트 시트(표면 보호시트)
102 백 시트(뒷면 보호시트)
103 봉지재
104 태양전지 셀

Claims (6)

  1. 기재 시트의 적어도 한쪽 면에 열접착성 시트가 우레탄계 접착제층을 사이에 두고 적층된 구성의 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트에 있어서,
    상기 열접착성 시트가 유기 규소 화합물에 의해 피복 및 표면 처리된 안료를 포함하며, 상기 우레탄계 접착제층이 실란 커플링제로서 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 테트라에톡시실란, 3-아세톡시프로필트리메톡시실란, 및 3-아미노프로필트리메톡시실란 중 적어도 1종 이상을 포함하는 것인 내습열성이 우수한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열접착성 시트에 포함되는 안료가 무기 안료 또는 카본블랙인 내습열성이 우수한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 따른 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트를 구비한 태양전지 모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 안료가 산화 티탄 또는 카본블랙이며, 또한 상기 안료가 유기 규소 화합물에 의해 피복 및 표면 처리되어 있고, 상기 표면 처리에 의해 수산기나 알콕실기가 부여된 것인 내습열성이 우수한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기재 시트가 내가수분해성을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 내습열성이 우수한 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트.
KR1020117022999A 2009-03-30 2010-03-19 태양전지 모듈용 뒷면 보호시트 및 이를 구비한 태양전지 모듈 KR101347547B1 (ko)

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