KR101417397B1 - 반사특성을 제어한 태양전지 백시트 및 이를 사용한 태양전지 모듈 - Google Patents

반사특성을 제어한 태양전지 백시트 및 이를 사용한 태양전지 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사특성을 효율적으로 제어한 태양전지 백시트 및 이를 사용한 태양전지 모듈에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 반사특성을 제어한 태양전지 백시트는 단층, 또는 전기절연층, 배리어층 및 내후성 필름이 적층되어 다층구조의 기재층으로 형성된 태양전지 백시트에 있어서, 상기 각 층은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 무기화합물로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 기재층의 일면에 표면조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 볼록 형상의 미세요철이 형성된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 태양전지 백시트는 기재층 일면에 입자를 포함하는 도료의 도포 또는 수지에 형태를 전사하는 방식을 통해 제조기술상 문제점 없이 일정한 표면 조도의 볼록 형상 미세요철을 형성함에 의하여, 태양전지에 입사한 태양 광의 이동 경로를 효율적으로 제어할 수 있게 되었으며, 백시트에서 반사되어 바이페이셜 셀의 후면에 도달하는 광량이 증가하므로 결과적으로 태양전지 모듈의 발전효율이 증가하도록 반사특성을 제어한 태양전지 백시트를 제공한다.

Description

반사특성을 제어한 태양전지 백시트 및 이를 사용한 태양전지 모듈{Back sheet for a solarcell having a controlled reflective property and module using the same}
본 발명은 반사특성을 효율적으로 제어한 태양전지 백시트 및 이를 사용한 태양전지 모듈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 태양전지 백시트의 기재필름 일면에 볼록 형상의 미세요철을 형성함으로써 특정한 사이즈를 갖는 표면 조도를 부여하고 이에 의해 태양전지로 입사한 태양 광의 이동경로를 효율적으로 제어할 수 있게 되며, 이를 통해 바이페이셜 셀의 후면에 도달하는 광량이 증가하여 태양전지 모듈의 발전효율을 상승시킬 수 있는 태양전지 백시트 및 이를 사용한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
최근, 한정된 에너지 자원의 고갈위기를 극복하고 자연친화적으로 환경오염을 일으키지 않는 에너지, 무공해, 무소음, 무한 공급 에너지라는 이유로 태양광을 이용한 태양전지가 각광을 받고 있다. 이 태양전지는 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환할 수 있으며, 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 재료의 측면에서 크게 실리콘계, 화합물계, 유기계로 나누어진다. 이 중에서 실리콘계 태양전지가 가장 광범위하게 사용되고 있으며, 화합물계는 최근 양산이 시작된 단계이고, 유기계는 개발 단계이며 장기적인 관점에서 기술개발이 기대되고 있다. 또한, 현재 일반적으로 사용되고 있는 실리콘계 태양전지는 보다 상세하게 결정형실리콘 태양전지, 비정질실리콘 태양전지로 구분되며, 양산성, 변환효율, 신뢰성 측면에서 상대적으로 우위인 결정형 실리콘 태양전지가 시장의 주류를 이루고 있다.
이러한 결정형실리콘 태양전지는 강화유리, 에틸렌비닐아세테이트 시트, 셀, 에틸렌비닐아세테이트 시트, 백시트의 순서로 순차적으로 적층 구성되는 것이 일반적이며, 셀에 다수의 태양광을 도달시킴으로써 발전효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 셀에 다수의 태양광을 도달시킴으로써 발전효율을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 많은 연구들이 수행되어 오고 있는데, 예를 들어, 대한민국 특허공개공보 제2010-0071246호는 셀에 대한 태양광 입사량을 향상시키기 위한 태양전지 모듈로서, 태양전지 셀; 상기 태양전지 셀의 전면에 부착된 글라스; 상기 태양전지 셀과 글라스 사이에 배치된 적외선 반사 필름; 및 상기 태양전지 셀의 후면에 부착되며, 반사 필름이 구비된 백 시트를 포함하는 태양전지 모듈을 개시하고 있는데, 상기 글라스는 태양전지용 백시트의 일면에 삼각 프리즘 구조의 복수의 요철을 형성하는 것이나, 상기 삼각 프리즘 구조물을 구성하는 소재를 선정하는데 있어서, 제조방법이 용이함과 동시에 태양광 반사 측면에 있어서 중요한 굴절율 특성을 만족하는 공업용 소재 선정에 어려움이 있다는 문제점이 있었다. 또 다른 예로는, 대한민국 특허공개공보 제2011-0084404호에서는 태양전지 백시트 표면의 요철 형상 및 요철간 피치를 한정하여 반사 및 태양전지의 발전효율 향상을 달성하기 위한 것으로, 광을 반사하는 반사면을 갖는 반사층을 포함하는 태양 전지 모듈용 광 재이용 시트로서, 상기 반사면의 가우스 곡률이 0이 되는 태양 전지 모듈용 광 재이용 시트를 개시하고 있다. 그러나, 상기한 백시트 표면의 요철 형상 및 요철 간 피치는 비정질실리콘 태양전지, 소위 박막태양전지에 초점이 맞춰져 있으며, 결정질실리콘 태양전지에 적용하기 위해서는 결정질실리콘 태양전지에 부합한 설계, 패턴 제조비용 저감이 요구되고 있는 실정이다.
특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제2010-0071246호 특허문헌 2: 대한민국 특허공개공보 제2011-0084404호
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주목적은 태양전지 백시트의 제조에 있어 제조기술상 문제점이나 기타 문제를 발생하지 않으면서 백시트의 기재필름 일면에 표면조도가 일정한 사이즈로 되는 볼록형상의 미세요철을 형성함으로써 태양전지에 입사한 태양 광의 이동경로를 효율적으로 제어할 수 있는 태양전지 백시트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 가지는 태양전지 백시트를 이용한 태양전지 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 가지는 태양전지 백시트의 용이한 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사특성을 제어한 태양전지 백시트는;
단층, 또는 전기절연층, 배리어층 및 내후성 필름이 적층되어 다층구조의 기재층으로 형성된 태양전지 백시트에 있어서,
상기 각 층은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 무기화합물로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 기재층의 일면에 표면조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 볼록 형상의 미세요철이 형성된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 볼록 형상의 미세요철은 열경화 바인더 수지, 경화제, 용매 및 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 포함하는 도료를 도포하여 형성한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 볼록 형상의 미세요철은 UV경화 바인더 수지, UV경화 개시제, 용매 및 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 포함하는 도료를 도포하여 형성한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 2종 이상의 입자는 입경 20 내지 50㎛ 범위의 대경 입자와 3 내지 20㎛ 범위의 소경 입자의 2종의 입자인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 입자는 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)으로 형성된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 입자는 굴절율이 1.10 내지 1.40인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 입자는 구형 또는 회전타원체형인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 미세요철은 표면 조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 구형 또는 회전타원형 볼록 형상을 형성할 수 있는 틀을 사용하여 수지에 형태를 전사하는 방식으로 형성한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 수지는 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)으로 형성된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 수지는 굴절율이 1.10 내지 1.40인 것을 특징으로 한다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사특성을 제어한 태양전지 백시트의 제조방법은;
폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 무기화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 단층 또는 다층 구조의 기재층을 형성하는 단계; 및
상기 기재층의 일면에 표면조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 볼록 형상의 미세요철을 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 미세요철의 형성은;
열경화 바인더 수지, 경화제, 용매 및 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 포함하는 도료를 도포하는 방법;
UV경화 바인더 수지, UV경화 개시제, 용매 및 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 포함하는 도료를 도포하는 방법; 또는
형상 틀을 사용하여 수지에 3 내지 50㎛ 범위의 표면 조도를 갖는 블록 형태를 전사하는 방법 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의해 형성하는 것임을 특징으로 한다.
상기한 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양전지 모듈은;
단층, 또는 전기절연층, 배리어층 및 내후성 필름이 적층되어 다층구조의 기재층으로 형성된 태양전지 백시트와, 바이페이셜 셀을 포함하는 태양전지 모듈에 있어서, 상기 태양전지 백시트의 각 층은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 무기화합물로 이루어진 그룹에서 선택되며, 상기 기재층의 일면에 표면조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 볼록 형상의 미세요철이 형성된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 반사특성을 제어한 태양전지 백시트는 기재필름 일면에 입자를 포함하는 도료의 도포 또는 수지에 형태를 전사하는 방식을 통해 제조기술상 문제점 없이 표면조도가 3 내지 50㎛인 볼록 형상의 미세요철을 형성함에 의하여, 태양전지에 입사한 태양 광의 이동 경로를 효율적으로 제어할 수 있게 되었으며, 백시트에서 반사되어 바이페이셜 셀의 후면에 도달하는 광량이 증가하므로 결과적으로 태양전지 모듈의 발전효율이 증가하도록 반사특성을 제어한 태양전지 백시트 및 상기 백시트를 포함하는 태양전지의 제공을 가능하게 하여 종래 기술의 문제점을 해결하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지 모듈의 개략적인 단면을 나타내는 단면도이고,
도 2는 본 발명에 의해 얻어지는 전반사 효과를 개략적으로 설명하는 설명도이고,
도 3은 본 발명에 의해 얻어지는 광확산 효과를 개략적으로 설명하는 설명도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 태양전지 모듈의 개략적인 단면을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지의 형태로 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 태양전지 모듈의 개략적인 단면을 나타내는 단면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 태양전지 모듈은 표면 유리(1), 봉지재(2), 바이페이셜 셀(3) 및 백시트층(4)로 구성된다. 여기서 상기 백시트층(4)는 대경 입자(11)와 소경 입자(12)를 바인더(13)를 통해 폴리에틸렌테레프탈레이트층(14)에 고정하여 형성된 반사층이, 접착제층(15)을 통해 백색 폴리프로필렌층(16)의 한 면과 결합하여 있고, 백색 폴리프로필렌층(16)의 다른 면은 접착제층(15)을 통해 자외선 차단층(18)이 형성되어 있는 내가수분해성 폴리에틸렌테레프탈레이트층(17)과 결합한 형태로 구성된다.
통상 태양전지 백시트층(4)은 태양전지 모듈의 배면에 위치한다. 표면 유리(1)를 통해 입사한 태양광 중 셀과 셀 사이를 통과한 빛은 백시트층(4)까지 도달한다. 이때, 백시트층(4)에 도달한 빛의 반사경로를 조절하여 빛을 바이페이셜 셀(3)의 후면에 도달시킴으로써 태양전지 모듈의 발전효율을 향상시킬 수 있는 유효한 수단이 될 수 있음을 이하에 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 대표적인 반사경로를 나타내는 설명도이다. 도 2에서는 굴절율 차이에 의해 봉지재와 볼록 형상의 미세요철 사이의 전반사 현상을 통해 셀과 셀 사이를 통과한 빛이 바이페이셜 셀의 후면으로 반사하는 이동경로를 나타낸다. 도 3에서는 봉지재를 거친 빛이 볼록 형상의 미세요철에서 투과되고, 백색 폴리프로필렌에서 반사되어 다시 볼록 형상의 미세요철에 도달하는 경로를 나타낸다. 볼록 형상의 미세요철에서는 광확산 효과가 구현되므로, 바이페이셜 셀의 후면에 균일한 농도의 빛이 도달하게 된다. 본 발명에서는 상기 2가지 효과를 동시에 구현하였다.
상기 볼록 형상의 미세요철은 표면조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 것이 바람직하다. 표면조도(Ra)가 3㎛ 이하일 경우, 볼록 형상의 미세요철 표면에 수직으로 도달하는 빛이 증가하며, 이로 인해 반사, 굴절을 일으키지 않고 볼록 형상의 미세요철을 투과하여 백색 폴리프로필렌에 도달하고, 백색 프로필렌에서 수직 반사되어 태양전지 모듈 밖으로 다시 나가게 되는, 소위 재귀반사량이 증가하므로 바이페이셜 셀의 후면에 도달할 수 있는 빛의 양이 감소하게 되며 태양전지 모듈의 충분한 효율 향상을 얻을 수 없다. 표면조도(Ra)가 50㎛ 이상일 경우, 광확산 효과가 떨어지므로 백색 폴리프로필렌에서 반사된 빛이 바이페이셜 셀의 후면에 균일한 농도로 도달할 수 없다.
상기 미세요철은 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 입경이 3 내지 50㎛ 범위를 벗어나면 바람직한 표면 조도(Ra)를 얻을 수 없다. 단일 사이즈의 1종 입자만 사용하면 빛의 이동경로의 다양성이 한정되므로, 한정된 빛만이 바이페이셜 셀의 후면에 도달하게 되며 충분한 효율 향상을 얻을 수 없다.
상기 입자는 입경 20 내지 50㎛ 범위의 대경 입자와 3 내지 20㎛ 범위의 소경 입자의 2종 입자를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 대경 입자의 입경이 20㎛ 이하일 경우, 볼록 형상의 미세요철에 수직으로 도달하여 투과하는 빛의 양이 증가하여 태양전지 모듈의 충분한 효율 향상을 얻을 수 없다. 소경 입자의 입경이 20㎛ 이상일 경우, 봉지재와의 물리적 결합력이 떨어지게 되므로 태양전지 모듈의 장기 신뢰성을 확보할 수 없다.
상기 대경 입자와 소경 입자는 굴절율이 1.10 내지 1.40인 것이 바람직하다. 일반적으로 봉지재로는 에틸렌비닐아세테이트가 사용되고 있으며, 그것의 굴절율은 1.48정도이다. 에틸렌비닐아세테이트와 대경 입자, 에틸렌비닐아세테이트와 소경 입자간 계면에서 빛의 반사, 투과가 발생하게 되는데, 빛은 고굴절율 매질과 저굴절율 매질의 계면에서만 전반사를 일으키게 되므로, 상기 대경 입자와 소경 입자의 굴절율이 1.48 미만인 경우에만 전반사 효과를 얻을 수 있다. 일반적으로 굴절율이 1.10 이하인 물질은 산업 용도로 사용되고 있지 않으며, 재료 선정과 수급이 곤란하므로 바람직하지 않다. 굴절율이 1.40 이상일 경우, 에틸렌비닐아세테이트와 굴절율 차이가 크지 않으므로 전반사 효과를 충분히 얻을 수 없으므로 바람직하지 않다.
상기 대경 입자와 소경 입자는 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 수지는 굴절율이 1.35 정도이며, 재료 수급이 용이하다는 장점이 있다.
상기 대경 입자와 소경 입자는 구형 또는 회전타원체형인 것이 바람직하다. 상기 형태일 경우 특히 전반사 효과 및 광확산 효과를 동시에 구현할 수 있게 되어 바람직하게 된다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위를 이들 실시예에 한정하기 위한 것이 아님은 물론이다.
실시예 1
PET 기재필름(도레이첨단소재사 XU42, 125㎛)의 표면에 하기의 조성을 가진 도포액을 그라비아코터를 이용하여 도포량 15g/㎡이 되도록 도포하여 볼록 형상의 미세요철을 형성하였다.
볼록 형상의 미세요철 형성용 도포액의 구성
- 바인더 수지(애경 A811) : 29.0중량%
- 열반응 경화제 (애경 DN980S) : 3.0중량%
- 평균직경이 30㎛인 ETFE 입자 : 6.0중량%
- 평균직경이 7㎛인 ETFE 입자 : 6.0중량%
- 메틸에틸케톤 : 28.0중량%
- 톨루엔 : 28.0중량%
상기 PET 기재필름의 다른 면에 드라이 라미네이트용 접착제(DIC사, 주제: TSB-710, 경화제: TSB-900)를 그라비아 코터를 이용해서 상기 접착제를 5㎛ 두께로 도포하고 PP 필름(Toray advanced Film사 B011W, 100㎛)과 합지하였다.
다른 PET 기재필름(도레이사 X10S, 75㎛)의 표면에 자외선 흡수제, 광안정제(HALS)가 아크릴폴리올 수지에 가교된 것이 특징인 조성을 가진 도포액을 그라비아코터를 이용하여 도포량 7g/㎡이 되도록 도포하여 자외선 차단특성을 부여하였다.
자외선 차단특성 부여용 도포액의 구성
- 주제 ((주)니폰 쇼쿠바이가부시키가이샤사 BK1) : 45.0중량%
- 경화제 (스미카바이엘우레탄사 N3200) : 4.5중량%
- 아세트산에틸 : 50.5중량%
PP 필름의 다른 면에 드라이 라미네이트용 접착제(DIC사, 주제: TSB-710, 경화제: TSB-900)를 그라비아 코터를 이용해서 상기 접착제를 5㎛ 두께로 도포하고 자외선 차단특성을 부여한 상기 기재필름과 합지하였다. 이로써 PET/PP/PET 구조를 지닌 태양전지 백시트를 형성하였다.
그리고 글라스라미네이터를 사용하여 강화유리, 에틸렌비닐아세테이트, 바이페이셜 셀, 에틸렌비닐아세테이트, 상기 태양전지 백시트 순서의 구성으로 태양전지 모듈을 제작하였다.
실시예 2
PP 필름(Toray advanced Film사 B011W, 100㎛)의 표면에 하기의 조성을 가진 도포액을 그라비아코터를 이용하여 도포량 15g/㎡이 되도록 도포하여 볼록 형상의 미세요철을 형성하였다.
볼록형상의 미세요철 형성용 도포액의 구성
- 바인더 수지(애경 A811) : 29.0중량%
- 열반응 경화제 (애경 DN980S) : 3.0중량%
- 평균직경이 30㎛인 ETFE 입자 : 6.0중량%
- 평균직경이 7㎛인 ETFE 입자 : 6.0중량%
- 메틸에틸케톤 : 28.0중량%
- 톨루엔 : 28.0중량%
다른 PET 기재필름(도레이사 X10S, 75㎛)의 표면에 자외선 흡수제, 광안정제(HALS)가 아크릴폴리올 수지에 가교된 것이 특징인 조성을 가진 도포액을 그라비아코터를 이용하여 도포량 8g/㎡이 되도록 도포하여 자외선 차단특성을 부여하였다.
자외선 차단특성 부여용 도포액의 구성
- 주제 ((주)니폰 쇼쿠바이가부시키가이샤사 BK1) : 45.0중량%
- 경화제 (스미카바이엘우레탄사 N3200) : 4.5중량%
- 아세트산에틸 : 50.5중량%
PP 필름의 다른 면에 드라이 라미네이트용 접착제(DIC사, 주제: TSB-710, 경화제: TSB-900)를 그라비아 코터를 이용해서 상기 접착제를 5㎛ 두께로 도포하고 자외선 차단특성을 부여한 상기 기재필름과 합지하였다. 이로써 PP/PET 구조를 지닌 태양전지 백시트를 형성하였다.
그리고, 글라스라미네이터를 사용하여 강화유리, 에틸렌비닐아세테이트, 바이페이셜 셀, 에틸렌비닐아세테이트, 상기 태양전지 백시트 순서의 구성으로 태양전지 모듈을 제작하였다.
실시예 3
내가수분해성 및 자외선 차단특성을 보유한 PET 필름(Toray Films Europe사 XTRMPVW, 250㎛)의 표면에 하기의 조성을 가진 도포액을 그라비아코터를 이용하여 도포량 15g/㎡이 되도록 도포하여 볼록 형상의 미세요철을 형성한 PET 단층구조의 태양전지 백시트를 형성하였다.
볼록형상의 미세요철 형성용 도포액의 구성
- 바인더 수지(애경 A811) : 29.0중량%
- 열반응 경화제 (애경 DN980S) : 3.0중량%
- 평균직경이 30㎛인 ETFE 입자 : 6.0중량%
- 평균직경이 7㎛인 ETFE 입자 : 6.0중량%
- 메틸에틸케톤 : 28.0중량%
- 톨루엔 : 28.0중량%
그리고 글라스라미네이터를 사용하여 강화유리, 에틸렌비닐아세테이트, 바이페이셜 셀, 에틸렌비닐아세테이트, 상기 태양전지 백시트 순서의 구성으로 태양전지 모듈을 제작하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 같은 방법으로 하되, 볼록 형상의 미세요철이 형성된 PET 기재필름의 사용을 배제한 태양전지 백시트를 제조하고, 상기 태양전지 백시트를 적용한 태양전지 모듈을 제작하였다.
비교예 2
상기 실시예 2와 같은 방법으로 하되, 볼록 형상의 미세요철을 형성하지 않은 PP 필름을 사용한 태양전지 백시트를 제조하고, 상기 태양전지 백시트를 적용한 태양전지 모듈을 제작하였다.
비교예 3
상기 실시예 3과 같은 방법으로 하되, 미세요철을 형성하지 않은 내가수분해성 및 자외선 차단특성을 보유한 PET 필름을 태양전지 백시트로써 적용한 태양전지 모듈을 제작하였다.
실험예 1
상기 각 실시예 및 비교예에서 제작된 태양전지를 25℃ 분위기 안에서 솔라시뮬레이터(광강도 : 1kW/㎡, 스펙트럼 : AM 1.5 글로벌)를 이용해서 전류 전압 특성을 측정했다.
최대출력
(W)		 최대동작전압
(V)		 최대동작전류
(A)		 모듈 효율
(%)
실시예1 262 32.0 8.2 16.2
실시예2 258 31.9 8.1 15.9
실시예3 250 31.3 8.0 15.7
비교예1 258 31.8 8.1 15.6
비교예2 254 31.7 8.0 15.2
비교예3 246 31.1 7.9 15.0
상기 표 1에 나타낸 결과로부터 백시트 표면에 볼록 형상의 미세요철이 형성되어 있을 경우에는 볼록 형상의 미세요철이 형성되어 있지 않은 경우 대비 모듈 효율이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 백시트 표면에 볼록 형상의 미세요철을 형성함으로써 바이페이셜 셀의 후면에 도달하는 광량이 증가하였고 본 발명의 백시트에 있어서 볼록 형상의 미세요철을 형성시킴으로써 태양전지에 입사한 태양광이 백시트에서 반사되는 경로를 효율적으로 제어하는 능력이 유효한 것임을 검증하였다.
1 --- 표면 유리 2 --- 봉지재
3 --- 바이페이셜 셀 4 --- 백시트층
5 --- 백시트층 6 --- 백시트층
11 --- 대경 입자
12 --- 소경 입자
13 --- 바인더 수지
14 --- 폴리에틸렌테레프탈레이트층
15 --- 접착제층
16 --- 백색 폴리프로필렌층
17 --- 내가수분해성 폴리에틸렌테레프탈레이트층
18 --- 자외선 차단층
19 --- 내가수분해성 폴리에틸렌테레프탈레이트층

Claims (13)

  1. 단층, 또는 전기절연층, 배리어층 및 내후성 필름이 적층되어 다층구조의 기재층으로 형성된 태양전지 백시트에 있어서,
    상기 각 층은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 무기화합물로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 기재층의 일면에 표면조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 볼록 형상의 미세요철이 형성되고,
    상기 볼록 형상의 미세요철은 열경화 바인더 수지, 경화제, 용매 및 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 포함하는 도료를 도포하여 형성한 것임을 특징으로 하는 반사특성을 제어한 태양전지 백시트
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 볼록 형상의 미세요철은 UV경화 바인더 수지, UV경화 개시제, 용매 및 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 포함하는 도료를 도포하여 형성한 것임을 특징으로 하는 반사특성을 제어한 태양전지 백시트.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 2종 이상의 입자는 입경 20 내지 50㎛ 범위의 대경 입자와 3 내지 20㎛ 범위의 소경 입자의 2종의 입자인 것을 특징으로 하는 반사특성을 제어한 태양전지 백시트.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 입자는 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)으로 형성된 것임을 특징으로 하는 반사특성을 제어한 태양전지 백시트.
  6. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 입자는 굴절율이 1.10 내지 1.40인 것을 특징으로 하는 반사특성을 제어한 태양전지 백시트.
  7. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 입자는 구형 또는 회전타원체형인 것을 특징으로 하는 반사특성을 제어한 태양전지 백시트.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 무기화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 단층 또는 다층 구조의 기재층을 형성하는 단계; 및
    상기 기재층의 일면에 표면조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 볼록 형상의 미세요철을 형성하는 단계로 구성되고,
    상기 볼록 형상의 미세요철은 열경화 바인더 수지, 경화제, 용매 및 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 포함하는 도료를 도포하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반사특성을 제어한 태양전지 백시트의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 단층, 또는 전기절연층, 배리어층 및 내후성 필름이 적층되어 다층구조의 기재층으로 형성된 태양전지 백시트와, 바이페이셜 셀을 포함하는 태양전지 모듈에 있어서, 상기 태양전지 백시트의 각 층은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 무기화합물로 이루어진 그룹에서 선택되며, 상기 기재층의 일면에 표면조도(Ra)가 3 내지 50㎛인 볼록 형상의 미세요철이 형성되고, 그리고 상기 볼록 형상의 미세요철은 열경화 바인더 수지, 경화제, 용매 및 입경 3 내지 50㎛ 범위 이내 2종 이상의 입자를 포함하는 도료를 도포하여 형성된 것임을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
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