KR101399333B1 - 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 ｅｖａ 시트 조성물 - Google Patents
광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 ｅｖａ 시트 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 태양광 발전용 모듈을 제작할 때 사용하는 EVA 시트용 조성물에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 태양광 발전용 모듈의 상부 EVA 시트에 자외선을 가시광선으로 변위시키는 화합물을 나노 실리카에 코팅하여 사용함으로써, 자외선(290~380nm) 영역의 빛을 흡수한 뒤, 가시광선(380~780nm)영역의 빛으로 변환시켜 태양광의 발전효율을 높일 수 있고 자외선으로부터 시트의 내구성을 높일 수 있으며, 이로 인해 자외선 10%, 가시광선 45%, 적외선 45%로 구성된 태양광이 태양광 모듈의 상부 EVA 시트를 투과하는 과정에서 불필요한 자외선 영역의 빛을 가시광선 영역의 빛으로 변환시킴으로써 태양광 발전용 모듈의 발전효율을 높일 수 있도록 하는 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양광 발전용 모듈을 제작할 때 사용하는 EVA 시트용 조성물에 관한 것으로써 셀을 보호하며, 빛을 투과하는 작용을 하는 상부 EVA 시트에 자외선을 가시광선으로 변위시키는 화합물을 나노 실리카에 코팅하여 사용함으로써, 자외선(290~380nm) 영역의 빛을 흡수한 뒤, 가시광선(380~780nm)영역의 빛으로 변환시켜 태양광의 발전효율을 높일 수 있고 자외선으로부터 시트의 내구성을 높일 수 있는 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물에 관한 것이다.
태양광 발전용 모듈에 사용되는 셀의 봉입제는 빛을 투과해야하므로 투명성이 요구되고 셀의 파손을 방지하는 유연성, 태양열을 견디는 열안정성, 셀에 내장된 전기회로로부터의 누전을 방지하기 위한 절연성, 유리와 백시트를 잡아주는 접착성 및 20년의 수명을 보장하는 내후성이 요구되고 있지만, 그동안 셀의 봉입제는 열안정성 성능이 낮은 연질 EVA에 가교제를 첨가하여 사용하였다.
최근에 사용되고 있는 EVA 시트 조성물을 살펴보면, 특허문헌 1에 태양광 모듈을 제조하는 과정에서 EVA 시트의 용융 점도를 가교속도로 제어하여 셀의 이동을 최소화하고 가스발생을 분산시켜 불량을 낮추는 기술이 개발되었으며 이 기술은 모듈의 제조공정을 종전보다 빠르고 용이하게 하며, 작업공정 중 발생하는 셀의 이동에 의한 불량을 대폭 감소시켜주는 효과는 있지만, 태양광 발전의 효율을 기술과는 무관한 기술이다.
그리고 특허문헌 2에 EVA 시트 조성물에 열전도성이 우수한 금속 분말을 첨가함으로써 모듈 내부에 온도상승을 떨어드려 발전량과 발전효율을 높이는 기술이지만 방열 특성을 극대화하기 위해 백 시트가 없는 단순한 구조의 모듈로 생산단가를 낮출 수 있지만 내구성에 대한 문제가 대두될 수 있었다.
따라서, 본 발명은 태양광 발전은 자연 환경에 의존될 수밖에 없는 상황이므로 기존 모듈구조에서 태양광 발전의 효율을 높이기 위해 노력한 결과, 태양광을 변위시킴으로써 같은 환경 속에서도 발전효율을 극대화시키는 EVA 시트 조성물을 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.
상기의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은 태양광 발전용 모듈의 상부 EVA 시트에 자외선을 가시광선으로 변위시키는 화합물을 나노 실리카에 코팅하여 사용함으로써, 자외선(290~380nm) 영역의 빛을 흡수한 뒤, 가시광선(380~780nm)영역의 빛으로 변환시켜 태양광의 발전효율을 높일 수 있고 자외선으로부터 시트의 내구성을 높일 수 있는 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물을 제공함을 과제로 한다.
따라서 본 발명은 자외선 10%, 가시광선 45%, 적외선 45%로 구성된 태양광이 태양광 모듈의 상부 EVA 시트를 투과하는 과정에서 불필요한 자외선 영역의 빛을 가시광선 영역의 빛으로 변환시킴으로써 태양광 발전용 모듈의 발전효율을 높일 수 있는 것이 특징이다.
본 발명은 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물에 있어서, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 100 중량부에 대하여, 가교제1 ~ 3 중량부, 가교조제 1 ~ 4 중량부, UV흡수제 0.10 ~ 1.5 중량부, 광안정제 0.10 ~ 1.5 중량부, 산화방지제 0.10 ~ 1.5 중량부 및 광변위제 0.1 ~ 5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.
여기서, 상기 광변위제는, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(피리독시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디[(N-메틸-피리디니움)옥시]페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5-헥실티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 또는 N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5'-헥실-2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드를 나노 실리카에 코팅하여 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 광변위제는, 용매 100 중량부에 대하여, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(피리독시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디[(N-메틸-피리디니움)옥시]페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5-헥실티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 또는 N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5'-헥실-2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 15 ~ 25 중량부를 녹여서 만든 용액을, 나노실리카 100중량부에 대하여 5 ~ 15중량부를 코팅, 분산하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 태양광 발전용 모듈의 상부 EVA 시트에 자외선을 가시광선으로 변위시키는 화합물을 나노 실리카에 코팅하여 사용함으로써, 자외선(290~380nm) 영역의 빛을 흡수한 뒤, 가시광선(380~780nm)영역의 빛으로 변환시켜 태양광의 발전효율을 높일 수 있고 자외선으로부터 시트의 내구성을 높일 수 있으며, 이로 인해 자외선 10%, 가시광선 45%, 적외선 45%로 구성된 태양광이 태양광 모듈의 상부 EVA 시트를 투과하는 과정에서 불필요한 자외선 영역의 빛을 가시광선 영역의 빛으로 변환시킴으로써 태양광 발전용 모듈의 발전효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 적용하는 태양광 발전용 모듈의 절단면을 나타낸 단면도이다.
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 유리기판(10), 상부 EVA 시트(20), 셀(30), 하부 EVA 시트(40), 백시트(Backsheet)(50)로 이루어지는 태양광발전 모듈에 있어서, 상기 상부 EVA 시트(20)가 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 100 중량부에 대하여, 가교제1 ~ 3 중량부, 가교조제 1 ~ 4 중량부, UV흡수제 0.10 ~ 1.5 중량부, 광안정제 0.10 ~ 1.5 중량부, 산화방지제 0.10 ~ 1.5 중량부 및 N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(피리독시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디[(N-메틸-피리디니움)옥시]페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5-헥실티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 또는 N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5'-헥실-2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드를 나노 실리카에 코팅한 광변위제 0.1 ~ 5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 상기 EVA는 VA(Vinyl Acetate)함량이 28 ~ 40%인 것을 사용하는 것이 바람직하며, VA 함량이 28% 미만일 경우에는 투명성이 떨어져서 빛 투과율이 낮아 태양광 효율을 저하시킬 우려가 있으며, 40%를 초과할 경우에는 시트제조 시, 자착현상이 발생하여 시트제조가 어려워질 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 가교제는 1분 반감기가 120 ~ 160℃ 범위인 과산화물로써, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)3,3,5-트리메틸사이클로헥산), t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디부틸퍼옥시말레인산, 시클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프뢸)벤젠, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)-3-헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, 또는 a,a-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠으로 이루어진 군에서 단독 또는 2종 이상을 병용하여 적용할 수 있으며, 상기 EVA 100 중량부에 대하여, 1 ~ 3 중량부를 사용하는데, 상기 가교제 사용량이 1 중량부 미만이면 내열성이 떨어지는 문제가 있으며, 3 중량부를 초과할 경우, EVA 시트가 부스러지기가 쉽고 가스 발생량도 많아서 모듈제조과정에서 기포 제거가 어렵게 된다.
이외에도 1분 반감기가 120℃ 미만일 경우에는 EVA 시트 제조과정에서 발생한 열에 의해 스코치가 발생할 수 있고 160℃를 초과할 경우에는 모듈제조 과정에서 반응이 진행되지 않아 EVA시트가 내열성을 가지지 못하게 된다.
본 발명에서는 가교조제는 가교속도를 제어하기 위해 첨가되는 것으로, 트리메틸프로판트리메타크릴레이트, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트, 프로판트리메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타그릴레이트, 부틸렌글리콜아크릴레이트 및 부틸렌글리콜디메타크릴레이트로 이루어진 군에서 단독 또는 2종 이상을 병용하여 적용할 수 있으며, EVA 100 중량부에 대하여 1 ~ 4 중량부를 사용하는데, 상기 가교조제의 사용량이 1 중량부 미만에서는 가교속도가 낮아 모듈제조과정에서 충분하게 가교되지 못해 내열성에 문제가 되며 4 중량부를 초과할 경우, 증량에 따른 가교속도의 단축효과가 없고 시트제조 과정에서 스크래치를 발생시키는 원인이 된다.
본 발명에서는 EVA 시트의 내구성을 높이기 위해 UV흡수제, 광안정제 및 산화방지제를 각각 0.1 ~ 1.5 중량부를 사용하였다. 이 때 상기 UV흡수제, 광안정제 및 산화방지제의 사용량이 각각 0.1 중량부 미만일 경우 태양광에 의해서 변색되어 빛 투과율이 떨어지는 문제가 있으며 각각 1.5 중량부를 초과할 경우에는 오히려 EVA 시트의 투명성을 떨어뜨리는 문제가 발생하기도 한다.
한편, UV흡수제는 2-하이드록시-4-옥티록시 벤조페논, 2-(4,6-비스-(2,4-디메킬페닐)1,2,5-디리아진-2-일)-5-(옥티록시)-페놀, 2-(2'-하이드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-벤조트리아졸-2-일)-4,6-디테트라펜틸페놀), 2-(2-하이드록시-벤조크리아졸-2-일)-4-(터-옥틸)페놀, 2-(3-터-부틸-2-하이드록시-5-메틸페닐)-5-클로로-2하이드록시-벤조트리아졸) 등으로부터 선택, 병용하여 사용할 수 있으며, 광안정제는 니켈 부틸-디-티오-카바메이트, n-부틸아민-니켈-2,2'-티오-비스-(4-터옥틸프놀레이트), 니켈(o-에틸 3,5디-터-부틸-4-하이드록시 벤질)포스포네이트 등으로부터 선택, 병용하여 사용할 수 있고, 산화방지제는 2-6-디-터-부틸-4-메틸페놀, 트리스(노닐페닐)포스페이트, 펜타널리트리톨 테트라키스(3-(3,5-이-터-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트) 등으로부터 선택, 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 광변위제는 태양광발전 모듈에 의한 발전 효율을 높이기 위해 첨가되는 것으로 EVA 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 5 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 광변위제의 사용량이 0.1 중량부 미만일 경우 자외선이 가시광선으로 변위되는 효과가 떨어지는 문제가 있으며 5 중량부를 초과할 경우에는 오히려 EVA 시트의 투명성을 떨어뜨리는 문제와 조성물의 점도가 높아져 시트를 제조하기 어려운 문제가 발생하기도 한다.
한편, 상기 광변위제는 N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(피리독시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디[(N-메틸-피리디니움)옥시]페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5-헥실티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 또는 N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5'-헥실-2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드를 나노 실리카에 코팅하여 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 용점이 높아서 가공중에 균일한 분산이 어려운 특성을 고려하여 용매 100 중량부에 대하여, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(피리독시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디[(N-메틸-피리디니움)옥시]페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5-헥실티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 또는 N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5'-헥실-2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 15 ~ 25 중량부를 녹여서 만든 용액을, 나노실리카 100 중량부에 대하여 5 ~ 15 중량부를 표면에 코팅하여 분산시킨 후 용매를 제거하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(피리독시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디[(N-메틸-피리디니움)옥시]페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5-헥실티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 또는 N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5'-헥실-2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드가 15 중량부 미만으로 용해될 경우, 유용 농도를 높이기 위해 많은 양을 사용하는 만큼 용제를 제거하는데 많은 시간과 비용이 필요하고, 25 중량부를 초과하여 용해될 경우, 나노 실리카에 균일한 코팅이 어려워져 균일한 조성물을 설계하기가 어렵다.
아울러, 상기와 같은 용액을 나노 실리카에 5% 미만으로 코팅될 경우, 코팅된 나노실리카 사용량이 많아지는 만큼 투명성을 떨어져 광 흡수율이 떨어질 우려가 있으며, 15%를 초과하여 코팅될 경우, 나노실리카 사용량이 감소하는 만큼 균일한 분산이 어려워 광변위 효과가 떨어질 우려가 있다.
한편, 상기 용매는 디클로메탄, 테트라하이드퓨란 또는 클로로메탄 등으로부터 선택, 병용하여 사용할 수 있다.
삭제
한편, 상기 나노 실리카는, 나노크기의 미세입자로 제조된 실리카를 의미하며 통상 1 ~ 100nm의 입자크기를 가진다.
이하, 본 발명의 구성을 아래 실시 예에 의해 상세히 설명하는바 본 발명의 구성은 아래의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
1. 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트의 제조
(실시예 1)
VA함량이 28%인 EVA 100 중량부에 대하여, 가교제 1 중량부, 가교조제 1 중량부, UV흡수제 0.10 중량부, 광안정제 0.10 중량부, 산화방지제 0.10 중량부, 광변위제 0.1 중량부를 75℃의 니이더에서 약 10분 정도 혼합한 후 표면 온도가 70℃전후인 롤밀에서 균일하게 분산시킨 후 압출기의 내부온도를 120℃이하로 조절하여 0.55mm 정도 두께의 시트를 제조하였다.
이때, 상기 광변위제는 N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드가 나노실리카 100중량부에 대하여 10중량부가 코팅, 분산된 나노실리카를 사용하였다.
(실시예 2)
VA함량이 33%인 EVA 100 중량부에 대하여, 가교제 1.5 중량부, 가교조제 2.5 중량부, UV흡수제 0.3 중량부, 광안정제 0.15 중량부, 산화방지제 0.5 중량부, 광변위제 0.5 중량부를 75℃의 니이더에서 약 10분 정도 혼합한 후 표면 온도가 70℃전후인 롤밀에서 균일하게 분산시킨 후 압출기의 내부온도를 120℃이하로 조절하여 0.55mm 정도 두께의 시트를 제조하였다.
이때, 상기 광변위제는 N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드가 나노실리카 100중량부에 대하여 10중량부 코팅, 분산된 나노실리카를 사용하였다.
(실시예 3)
VA함량이 33%인 EVA 100 중량부에 대하여, 가교제 1.5 중량부, 가교조제 2.5 중량부, UV흡수제 0.3 중량부, 광안정제 0.15 중량부, 산화방지제 0.5 중량부, 광변위제 0.6 중량부를 75℃의 니이더에서 약 10분 정도 혼합한 후 표면 온도가 70℃전후인 롤밀에서 균일하게 분산시킨 후 압출기의 내부온도를 120℃이하로 조절하여 0.55mm 정도 두께의 시트를 제조하였다.
이때, 상기 광변위제는 N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드가 10% 코팅된 나노실리카 0.3 중량부와, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드가 나노실리카 100중량부에 대하여 10 중량부 코팅, 분산된 나노실리카 0.3 중량부를 혼합하여 사용하였다.
(실시예 4)
VA함량이 40%인 EVA 100 중량부에 대하여, 가교제 3 중량부, 가교조제 4 중량부, UV흡수제 1.5 중량부, 광안정제 1.5 중량부, 산화방지제 1.5 중량부, 광변위제 5 중량부를 75℃의 니이더에서 약 10분 정도 혼합한 후 표면 온도가 70℃전후인 롤밀에서 균일하게 분산시킨 후 압출기의 내부온도를 120℃이하로 조절하여 0.55mm 정도 두께의 시트를 제조하였다.
이때, 상기 광변위제는 N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드가 나노실리카 100중량부에 대하여 10 중량부 코팅, 분산된 나노실리카를 사용하였다.
(비교예 1)
VA함량이 33%인 EVA 100 중량부에 대하여, 가교제 1.5 중량부, 가교조제 2.5 중량부, UV흡수제 0.3 중량부, 광안정제 0.15 중량부, 산화방지제 0.5 중량부를 75℃의 니이더에서 약 10분 정도 혼합한 후 표면 온도가 70℃전후인 롤밀에서 균일하게 분산시킨 후 압출기의 내부온도를 120℃이하로 조절하여 0.55mm 정도 두께의 시트를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교에 1에 따른 각 조성물의 배합비를 정리하면 아래 [표 1]과 같다.
| 구 분 |
실시예 | 비교예 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | |
| EVA(2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 가교제(2) | 1 | 1.5 | 1.5 | 3 | 1.5 |
| 가교조제(3) | 1 | 2.5 | 2.5 | 4 | 2.5 |
| UV 흡수제 (4) | 0.10 | 0.3 | 0.3 | 1.5 | 0.3 |
| 광안정제(5) | 0.10 | 0.15 | 0.15 | 1.5 | 0.15 |
| 산화방지제(6) | 0.10 | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 0.5 |
| 광변위제 (7) | 0.1 | - | 0.3 | - | - |
| 광변위제 (8) | - | 0.5 | 0.3 | - | - |
| 광변위제 (9) | - | - | - | 5 | |
| (1)Dupont(USA), VA 28 ~ 40% (2)3M(HBC chemical(USA), 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)3,3,5-트리메틸사이클로헥산) (3)SR-350(Sartomer, Trimethylopropane trimethacrylate) (4)Chemsfield, Uvanone 3C (5)LG 화학, Hisorb 770 (6)Igen technology, Irganox 1076 (7)KIFLT, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르 복실산 비스이미드를 나노실리카 100중량부에 대하여 5 중량부 코팅,분산한 나노실리카 (8)KIFLT, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10- 테트라카르복실산 비스이미드를 나노실리카 100중량부에 대하여10중량부 코팅,분산한 나노실리카 (9)KIFLT, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복 실산 비스이미드를 나노실리카 100중량부에 대하여15 중량부 코팅, 분산한 코팅한 나노실리카 |
|||||
2. 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트의 평가
상기 실시예 1 내지 4 및, 비교예 1에 따라 제조한 EVA 시트를 아래의 시험방법에 따라 평가하였으며, 그 결과를 아래 [표 2] 및 [표 3]에 나타내었다.
(1) 차단율 평가
상기 실시예 1 내지 4 및, 비교예 1에 따라 제조한 EVA 시트를 가로 10mm, 세로 40mm로 자르고, UV 비스 스펙트로미터(UV-679,spectrophotometer, Jasco)로 KS K 0850규격에 의거하여 자외선(190~380nm)과 가시광선(380~780nm)영역에서 투과율을 측정하여 평균값을 구한 후 아래와 같은 수학식 1로 계산하여 차단율을 측정하였다.
(수학식 1)
차단율(%)= 100 - 평균 투과율(%)
| 파장(nm) |
실시예 | 비교예 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | |
| 290 | 25.183 | 63.014 | 65.020 | 76.070 | 83.070 |
| 295 | 30.58 | 62.135 | 63.132 | 80.390 | 84.390 |
| 300 | 34.492 | 61.673 | 62.665 | 82.458 | 87.456 |
| 305 | 38.708 | 60.166 | 62.121 | 86.422 | 89.422 |
| 310 | 46.199 | 59.288 | 60.280 | 59.714 | 92.715 |
| 315 | 52.414 | 58.068 | 59.071 | 92.082 | 92.582 |
| 320 | 56.533 | 56.802 | 58.262 | 92.242 | 93.842 |
| 325 | 59.057 | 55.624 | 57.635 | 92.686 | 94.981 |
| 330 | 60.078 | 54.468 | 56.528 | 92.943 | 95.940 |
| 335 | 60.400 | 54.272 | 56.280 | 93.109 | 96.609 |
| 340 | 59.825 | 53.515 | 55.522 | 92.964 | 96.960 |
| 345 | 59.099 | 52.199 | 54.369 | 92.732 | 96.733 |
| 350 | 57.664 | 50.777 | 53.077 | 91.920 | 95.928 |
| 355 | 53.850 | 50.127 | 52.457 | 90.874 | 94.870 |
| 360 | 51.271 | 48.948 | 50.920 | 89.688 | 92.681 |
| 365 | 46.136 | 48.378 | 49.373 | 88.464 | 92.464 |
| 370 | 43.108 | 47.591 | 48.621 | 86.855 | 90.852 |
| 375 | 37.549 | 46.676 | 47.650 | 85.538 | 89.538 |
| 380 | 35.001 | 45.866 | 46.236 | 84.671 | 88.677 |
| 385 | 32.453 | 45.564 | 45.581 | 84.449 | 87.445 |
| 390 | 32.035 | 45.332 | 45.450 | 85.192 | 87.192 |
| 합계 | 971.635 | 1120.483 | 1150.25 | 1821.463 | 1924.347 |
| %T = 합계 / n | 46.3 | 53.4 | 54.8 | 86.7 | 91.6 |
| 파장 차단율(%)= 100 - %T | 53.7 | 46.6 | 45.2 | 13.2 | 8.4 |
(2) 변위율 평가
상기 실시예 1 내지 4 및, 비교예 1에 따라 제조된 0.5 ~ 0.6mm 두께의 시트를 가로 10mm, 세로 40mm 자르고 UV 비스 스펙트로미터(UV-679,spectrophotometer, Jasco)로 자외선(190~390nm)과 가시광선(390~780nm) 영역의 흡수 파장과 면적을 측정하고 PL&EL 스펙트로미터(F-4500, PL&EL spectrometer)로 자외선(190~390nm)과 가시광선(380~780nm)영역의 방출 파장과 면적을 측정한 후, 그에 대한 면적 비를 이용하였다. 이는 전체 빛의 흡수 중 자외선 영역에서 흡수된 빛들이 자외선 영역에서 방출되지 않고 가시광선 영역으로 전위되어 방출되는 것을 면적비로 환산하여 계산한 것이다.
| 구분 |
실시예 | 비교예 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | ||
| 흡수 |
가시광선(390~780nm) | 79.6 | 83.6 | 81.8 | 46.1 | 53.5 |
| 자외선 (290~390nm) | 20.4 | 16.4 | 18.2 | 53.9 | 46.5 | |
| 290~780nm | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 방출 |
가시광선(390~780nm) | 100 | 100 | 100 | 100 | 53.5 |
| 자외선 (290~390nm) | 0 | 0 | 0 | 0 | 46.5 | |
| 390~780nm | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 파장 차단/shift제의 자외선에서 가시광선으로의 shift율(%) | 20.4 | 16.4 | 18.2 | 53.9 | 0 | |
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물은 상기의 실시예를 통해 그 우수성이 확인되었으며, 그리고 본 발명은 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 유리기판 20 : 상부 EVA 시트
30 : 셀 40 : 하부 EVA 시트
50 : 백시트
30 : 셀 40 : 하부 EVA 시트
50 : 백시트
Claims (3)
- 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물에 있어서,
EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 100 중량부에 대하여, 가교제1 ~ 3 중량부, 가교조제 1 ~ 4 중량부, UV흡수제 0.10 ~ 1.5 중량부, 광안정제 0.10 ~ 1.5 중량부, 산화방지제 0.10 ~ 1.5 중량부 및 광변위제 0.1 ~ 5 중량부로 이루어지되,
상기 광변위제는,
용매 100 중량부에 대하여, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(2-서포닐페녹시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-브로모페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디(피리독시)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N-디(2,6-디이소프로필페닐)1,7-디[(N-메틸-피리디니움)옥시]페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5-헥실티오펜-2-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드, N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 또는 N,N'-디(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(5'-헥실-2,2'-비티오펜-5-일)페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 비스이미드 15 ~ 25 중량부를 녹여서 만든 용액을,
나노실리카 100중량부에 대하여 5 ~ 15 중량부 코팅, 분산하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 EVA 시트 조성물. - 삭제
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| KR101872004B1 (ko) | 2018-04-04 | 2018-06-28 | (주) 비제이파워 | 패턴을 형성하여 심미성과 발전량이 증대되는 태양광 모듈 |
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