KR101602290B1 - 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 - Google Patents
태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101602290B1 KR101602290B1 KR1020140157289A KR20140157289A KR101602290B1 KR 101602290 B1 KR101602290 B1 KR 101602290B1 KR 1020140157289 A KR1020140157289 A KR 1020140157289A KR 20140157289 A KR20140157289 A KR 20140157289A KR 101602290 B1 KR101602290 B1 KR 101602290B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat
- solar cell
- layer
- radiating
- filler
- Prior art date
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 63
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 50
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 50
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 37
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 24
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 9
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 9
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 8
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 7
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 154
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 238000009820 dry lamination Methods 0.000 description 11
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 9
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 3
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 3
- 229920009405 Polyvinylidenefluoride (PVDF) Film Polymers 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920005678 polyethylene based resin Polymers 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- 239000012793 heat-sealing layer Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
- H01L31/049—Protective back sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
본 발명의 구현예들에 따른 태양전지 모듈용 백시트는 태양전지 셀의 하부에 적층되는 태양전지 모듈용 백시트로서, 태양전지 모듈의 셀의 하부에 구비된 방열봉지층; 방열봉지층 하부에 구비된 기재층; 기재층 하부에 구비된 절연층; 및 절연층 하부에 구비된 불소재료층을 포함한다, 이때 방열봉지층은세라믹계 방열 충전재(filler)를포함한다.
Description
본 발명은 방열성이 향상된 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
태양전지는 다수의 태양전지 셀(cell)이 모듈화되어 구성된다. 이때, 다수의 태양전지 셀은 봉지층에 패킹(packing)되어 고정되며, 상기 봉지층의 하부 면에는 밀봉 부재로서의 백시트(back sheet)가 접착되어 모듈화된다.
일반적으로 상기 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀(cell)이 집적된 것으로서, 태양전지 셀의 상부에는 광이 입사되는 투명부재가 구비되고, 태양전지 셀의 하부에는 백시트(back sheet)가 구비된다. 상기 태양전지 셀은 투명부재와 백시트 사이에 고정(packing)되어 있으며, 이를 위하여 투명부재와 백시트는 태양전지 셀 사이에 각각 봉지층을 구비한다. 즉, 백시트는 상층에 봉지층을 구비함으로써 태양전지 모듈의 하부면에 접착되어 태앙전지 셀을 보호한다.
태양전지 셀은 빛을 전기로 변환시키는 광전변환하는 과정에서 열을 발산하게 되는데, 태양전지 셀은 온도가 증가하면 광전변환효율이 저하되므로 태양전지 셀에 의해 발생된 열은 외부로 효과적으로 방출되어야 한다.
그러나, 종래 태양전지 모듈용 백시트는 베이스 기재로서 내열성의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름과 그 양면에 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF) 필름이 적층된 구조를 갖는다. 그러나, 이와 같은 종래의 백시트는 내구성은 우수하나 태양전지 모듈 부위에서 발생된 열을 발산하는 기능성이 부여되지 않아, 모듈 내부의 온도가 상승됨에 따라 태양전지의 전력효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한 백시트 상층의 절연체인 봉지층은 태양전지 셀의 보호를 위해 일정 두께 이상의 고 두께를 가지고 있어, 모듈 내부에서 발생하는 열의 발산을 차단시킨다. 봉지층은 일반적으로 에틸렌비닐아세테이트(EVA)가 사용되는데, EVA는 열전도효율이 없어 태양전지 모듈 내부에서 발생되는 열이 밖으로 방출되지 못하고 백시트까지 열이 효과적으로 전달되는 것을 막는 단열재로서의 기능을 하게 된다. 그러므로 태양전지의 구동 시 발생하는 열이 외부로 효율적으로 발산(방출)되지 못하므로 내부 온도가 계속 상승하게 되어, 태양전지의 광전환 효율(광을 전기로 바꾸는 효율), 즉 발전량이 저하된다는 문제가 있다.
본 발명은 태양전지 모듈용 백시트의 봉지층에 반사율과 방열기능을 부여하여, 태양전지 모듈의 전력 효율을 향상할 수 있고 태양전지 모듈내에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 태양전지 모듈용 백시트를 제공하고자 한다.
본 발명의 구현예들에서는, 태양전지 모듈의 셀의 하부에 적층되는 태양전지 모듈용 백시트로서, 상기 태양전지 모듈용 백시트는 태양전지 셀의 하부에 구비된 방열봉지층, 방열봉지층 하부에 구비된 기재층, 기재층 하부에 구비된 절연층 및 상기 절연층의 하부에 구비된 불소재료층을 포함하고, 상기 방열봉지층은 세라믹계 방열 충전재(filler)를 포함하는 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈을 제공한다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 세라믹계 방열 충전재는 질화붕소(BN), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2) 및 활석(Talc)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함 할 수 있다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 세라믹계 방열 충전재는 알루미나를 포함하고, 상기 세라믹계 방열 충전재의 전체 중량에 대해 평균 입자크기가 약 1~9um인 소형 알루미나 20 내지 50 중량부와 평균 입자크기가 약 10~60um인 대형 알루미나 입자 50 내지 80중량부를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 방열봉지층은 세라믹계 방열 충전재로서 방열봉지층 총 중량에 대하여 25 내지 85 중량부의 알루미나를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 방열봉지층은 금속계 충전재 및 탄소계 충전재 중 하나 이상의 보충 충전재를 더 포함하고, 상기 보충 충전재는 방열봉지층 총 중량에 대하여 5 내지 30중량부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 금속계 충전재는 금, 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 스테인리스 및 철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 탄소계 충전재는 그라파이트, 그래핀, 탄소나노튜브, 탄소섬유, 카본블랙 및 DLC(Diamond like carbon)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 방열봉지층은 백색무기물을 더 포함하거나, 상기 방열봉지층 상부에 백색무기물을 포함하는 반사층을 포함하고, 상기 백색무기물은 이산화티타늄(TiO2), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 및 산화지르코늄(ZrO2)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에 있어서 상기 방열 봉지층은 50 내지 400μm의 두께를 가질 수 있다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 기재층은 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 필름층 및 알루미늄, 금, 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 스테인리스 및 철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 금속층을 1층 이상 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 불소재료층은 질화붕소(BN), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 세라믹계 충전재를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에 있어서, 상기 절연층은 50 내지 500㎛의 두께를 가지고, 상기 절연층은 폴리올레핀계 수지 및 세라믹계, 금속계 및 탄소계 중 하나 이상의 충전재(filler)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 태양전지 모듈용 백시트를 포함하는 태양전지 모듈이 제공될 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따른 태양전지 모듈용 백시트는 방열봉지층에 세라믹계 방열 충전재 특히 알루미나를 포함함으로써 종래 봉지층과 같은 높은 두께를 가지더라도 태양전지 셀에서 발생하는 열을 백시트, 나아가 백시트 외부까지 효과적으로 전달하여 발산할 수 있다. 따라서, 태양전지 셀을 안전하게 보호하면서도 태양전지 모듈의 전력효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 사용되는 알루미나는 세라믹의 장점인 우수한 내구성과 전기절연특성을 갖고 있으며, 열전도도가 세라믹 계열 중에 비교적 우수하고 가격이 저렴하여 많이 사용되는 소재이므로, 본 발명의 구현예들에 따른 백시트를 포함하는 태양전지 모듈은 우수한 부분방전이 확보된 상태에서 방열 기능과 반사율이 강화되어, 전력효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라 형성된 절연층 및 방열봉지층을 포함하는 태양전지 백시트의 구성도를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라 형성된 절연층, 방열봉지층 및 반사층을 포함하는 태양전지 백시트의 구성도를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라 형성된 절연층, 방열봉지층 및 반사층을 포함하는 태양전지 백시트의 구성도를 나타낸 단면도이다.
본 명세서에서 "백시트" 라 함은, 태양전지 셀 하부에 구비되어 태양전지 셀을 봉지하여 태양전지 셀을 보호하는 부재를 의미한다. 따라서, 일반적인 의미의 백시트는 물론 백시트 상에 구비되는 봉지층 역시 본 발명의 "백시트" 에 포함된다.
본 명세서에서 “방열 충전재”라 함은 방열성을 갖는 충전재(filler)를 의미한다.
본 명세서에서 “세라믹계 방열 충전재”라 함은 충전재(filler)가 세라믹 성분으로 이루어지는 것을 의미한다.
본 명세서에서 “금속계 방열 충전재”라 함은 충전재(filler)가 금속 성분으로 이루어지는 것을 의미한다.
본 명세서에서 “탄소계 방열 충전재”라 함은 충전재(filler)가 탄소 성분으로 이루어지는 것을 의미한다.
본 발명은 상기 태양전지 모듈용 백시트에 관한 것으로, 이하, 본 발명의 구현예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
첨부된 도 1 및 도 2는 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 구현예들에 따른 태양전지 모듈용 백시트는 태양전지 셀의 하부에 적층되는 태양전지 모듈용 백시트로서, 상기 태양전지 모듈용 백시트는 태양전지 모듈의 셀의 하부에 구비된 방열봉지층(4), 방열봉지층 하부에 구비된 기재층(3), 기재층(3) 하부에 구비된 절연층(2) 및 절연층(2)의 하부에 구비된 불소재료층(1)을 포함하고, 방열봉지층(4)은 세라믹계 방열 충전재(filler)를 포함하는 태양전지 모듈용 백시트를 제공한다.
본 발명의 구현예들에 따르면, 방열봉지층(4)은 내전압 및 부분방전 물성을 확보하기 위하여 기재층(3)의 상부, 즉 기재층(3)과 태양전지 셀의 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 구현예들에 따르면, 방열봉지층(4)은 폴리 올레핀계 수지일 수 있다. 방열봉지층(4)는 예를 들어, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 폴리에틸렌계(PE) 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에틸렌비닐아세테이트(EVA)와 폴리에틸렌계(PE) 수지는 동질의 단량체로서 서로간의 접착력이 우수하므로, 두 층을 적층하는 것도 가능하다. 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 열 차단 특성 및 태양전지 셀과의 고정력이 우수하며, 폴리에틸렌계(PE) 수지는 절연성 및 기체나 액체의 불투과성, 즉 습기 차단성 및 배리어성이 우수하다. 상기 폴리에틸렌계 수지는 분자 내에 에틸렌을 포함하는 것이면 제한되지 않는다. 상기 폴리에틸렌계 수지는 예를 들어 에틸렌 단량체의 단독 중합체 또는 에틸렌 함유 공합중체로부터 선택될 수 있다. 상기 공중합체는 에틸렌 단량체와, 프로필렌 또는 부틸렌 단량체 등의 공중합체를 예로 들 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 방열봉지층(4)은 세라믹계 방열 충전재를 포함할 수 있으며, 상기 세라믹계 방열 충전재는 질화붕소(BN), 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2) 및 활석(Talc)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 포함할 수 있다.
일 구현예로서 방열봉지층(4)은 방열봉지층(4) 총 중량에 대하여 25 내지 85 중량부의 알루미나를 포함할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 방열봉지층(4)은 폴리올레핀계 수지와 알루미나로 이루어질 수 있다.
한편, 방열봉지층(4)에서, 알루미나와 같은 방열 충전재의 평균 입자 크기가 일정한 경우, 방열 충전재 입자 사이에 거리가 발생하게 되고 상기 방열 충전재 입자 사이에 폴리올레핀계 수지와 같은 고분자 수지가 존재할 수 있다. 이때 상기 고분자 수지는 상기 방열 충전재의 열저항을 증가시키는 문제점을 야기할 수 있다.
이러한 문제를 해결하고자, 본 발명의 일 구현예에서는 서로 다른 평균 입자 크기를 갖는 방열 충전재를 사용한다. 이와 같이 서로 다른 평균 입자 크기를 갖는 방열 충전재를 사용하면, 방열 충전재 입자를 고밀도로 충전할 수 있고, 또한 방열충전재 간의 거리를 최소화할 수 있다. 이에 따라 방열 봉지층(4)의 열저항 증가 문제를 방지할 수 있으며 방열 봉지층(4)의 방열성능을 향상할 수 있다.
일 구현예에서, 평균 입자 크기가 다른 이종의 알루미나를 사용하는 것이 바람직하다. 방열 봉지층의 열저항 증가 방지 및 방열 성능 향상의 관점에서, 특히 평균 입자크기가 약 1~9um인 소형 알루미나와 평균 입자크기가 약 10~60um인 대형 알루미나를 함께 사용하는 것이 바람직하고, 알루미나의 전체 중량에 대하여 각각 20 내지 50 중량부의 소형 알루미나와 50 내지 80중량부의 대형 알루미나를 혼합 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예들에 따르면, 방열봉지층(4)의 평균 두께는 약 50 내지 400μm일 수 있다. 방열봉지층(4)의 두께가 약 50μm 미만인 경우 이를 포함하는 태양전지 백시트 전체의 부분 방전 특성 등과 같은 내전기절연성의 저하가 발생하고, 두께가 약 400 μm 이상인 경우에는 방열성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따른 방열봉지층(4)은 금속계 충전재 및 탄소계 충전재 중 하나 이상의 보충 충전재를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속계 충전재는 금, 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 스테인리스 및 철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 탄소계 충전재는 그라파이트, 그래핀, 탄소나노튜브, 탄소섬유, 카본블랙 및 DLC(Diamond like carbon)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 예로 들 수 있다. 상기와 같은 금속계 또는 탄소계로 구성된 복합 충전재는 방열봉지층의 절연성 및 방열성을 더욱 향상시켜 준다. 일 구현예로서, 상기 보충 충전재는 방열봉지층 총 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부를 포함될 수 있다. 이러한 보충 충전재는 금속의 경우 열전도성은 우수하나 과량이 포함될 경우 전기절연성이 저하되고, 탄소계의 경우 분산이 용이하지 않아 높은 충전량을 얻기 힘든 경우가 발생한 점들을 고려하여 복합화 한 것이다. 부수적으로 구상, 판상, 침상 등 외형이 다른 필러와 크기의 조합에 의해 열이 전달되는 통로를 다수 생성시킬 수 있음을 착안해 복합화에 따른 시너지 효과를 고려하였다.
본 발명의 구현예들에 따른 방열봉지층(4)은 방열봉지층(4) 내부에 백색무기물을 더 포함하거나, 방열봉지층(4) 상부에 백색무기물을 포함하는 반사층(5)을 포함할 수 있다. (도 2 참조) 일 구현예로서 상기 백색무기물은 이산화티타늄(TiO2), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 및 산화지르코늄(ZrO2)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 물질들은 백시트의 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 태양전지 모듈을 투과하는 빛을 태양전지 셀 방향으로 반사시키므로, 태양전지 셀의 수광량(광을 받는 양)이 증가하여 광전환 효율(광을 전기로 바꾸는 비율)이 향상된다. 일반적으로 반사율이 약 10% 증가함에 따라 약 1%의 효율이 향상된다고 알려져 있으며, 이에 따른 태양전지의 전력생산효율을 증가시킬 수 있다. 상기와 같은 물질들은 반사층(5)의 총 중량에 대하여 약 5 내지 40 중량부로 포함될 수 있으며, 반사층(5)의 두께는 약 10 내지 200 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 물질들의 입자크기는 약 1 내지 50 μm일 수 있다.
구체적으로, 반사층(5)은 박막의 폴리에틸렌 수지 시트에 이산화티타늄(TiO2), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 및 산화지르코늄(ZrO2)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이 경우 종래 태양전지 백시트보다 550nm 파장 기준에서 10% 이상의 반사율 향상효과를 부여할 수 있다. 또한, 반사층(5)은 질화붕소(BN), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 세라믹계 충전재를 더 포함할 수 있다. 일 구현예로서 반사층(5)은 하부의 방열기능이 부여된 시트의 압출 시 스킨층으로 함께 제작하거나 단독으로 압출 후 방열기능성이 부여된 시트와 별도로 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지할 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따른 기재층(3)은 알루미늄, 금, 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 스테인리스 및 철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 금속층을 1층 이상 포함할 수 있다. 상기 금속은 열전도성이 있는 금속이면 제한되지 않으며, 단일 금속 또는 합금일 수 있다. 또한, 기재층(3)은 백시트의 내구성을 향상시키기 위하여 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 필름층을 더 포함할 수 있다. 상기 PVDF 필름층은 금속층에 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지할 수 있다.
기재층(3)의 두께는 제한되지 않으나, 구체적으로 8 ~ 250㎛의 두께를 가질 수 있다. 기재층(3)의 두께가 상기 범위 미만이면 방열성과 지지력 등이 미미할 수 있고, 상기 범위 초과이면 백시트의 유연성이 떨어지고 생산원가가 상승하게 되는 문제가 있다.
보다 구체적으로 기재층(3)에 포함되는 금속층은 1층 이상의 구조를 가지되, 각 층을 구성하는 금속은 인접하는 층과 다른 금속으로 구성될 수 있으며, 상기 2층 이상의 기재층(3)은 2장 이상의 금속 박막이 적층 코팅된 것으로, 이때 금속들은 서로 열전도율이 다른 것일 수 있다. 예를 들면, 기재층(3)은 알루미늄(Al) 박막에 금(Au), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 중에 어느 하나의 금속 박막으로 코팅된 2층 구조일 수 있다. 상기와 같이 기재층(3)을 2층 이상의 금속층으로 구성하되, 각 층은 인접하는 층과 서로 다른 금속으로 구성하게 되면 단일층으로 구성된 경우보다 우수한 방열성을 갖는다. 기재층(3)은 PVDF 필름, 방열봉지층과 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지할 수 있다.
일반적으로 전지와 같은 열원으로부터 외부까지의 열 전달에 있어서, 열전도도가 높은 것부터 낮은 순서로 태양전지 백시트를 형성하는 것이 열전달에 유리할 수 있다. 하지만, 열원인 전지의 후면에 알루미늄등과 같은 금속을 포함하는 기재층(3)을 형성하면 전기의 누설이 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 태양전지 백시트는 태양전지 셀과 기재층(3)사이에 형성된 방열봉지층(4)을 포함하고 있으므로 이와 같은 누설전류의 영향을 최소화 시킬 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따른 절연층(2)은 불소재료층(1) 및 기재층(3) 사이에 개재될 수 있다.
또한, 절연층(2)이 열이 발생하는 셀과 가까워지면 전달에 방해요인이 되므로 열원인 셀과 거리를 두기 위해서 기재층(3)과 불소재료층(1) 사이에 개재시켜 열전달의 손실을 최소화 하였다.
본 발명의 구현예들에 따른 절연층(2)은 상기 구조를 가지는 백시트에서 누설전류를 감소시켜 부분방전 특성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 백시트를 포함하는 완제품인 태양전지모듈의 내전압과 절연파괴전압을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 절연층(2)은 약 50 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있다. 절연층이 약 50㎛ 이하의 두께를 가진 경우 부분방전 특성의 향상을 기대하기 어려우며, 절연층이 약 500㎛ 이상의 두께를 갖는 경우 태양전지 백시트의 열전달의 손실이 커질 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따른 절연층(2)은 세라믹계, 금속계 및 탄소계 중 하나 이상의 충전재(filler)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 세라믹계 충전재는 질화붕소(BN), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2) 및 활석(Talc)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 금속계 충전재는 금, 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 스테인리스 및 철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 탄소계 충전재는 그라파이트, 그래핀, 탄소나노튜브, 탄소섬유, 카본블랙 및 DLC로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 예로 들 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예들에 따른 불소재료층(1)은 불소필름층 및 불소코팅층이며, 불소(F)를 포함하는 성분이면 제한 없이 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리비닐플로라이드(PVF), 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF)를 포함할 수 있다. 이때 불소재료층(1)에 방열성능을 부여하기 위하여 세라믹계 충전재를 더 포함할 수 있으며, 그 예로 질화붕소(BN), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 또한, 불소재료층(1)은 5 ~ 50㎛의 두께를 가질 수 있다. 두께가 낮을 경우 내구성이 떨어지고 코팅의 경우 은폐력이 저하되며, 두꺼울 경우 고가인 불소소재에 의해 생산원가가 상승하게 되는 문제가 있다. 불소재료층(1)은 기재층(3)과 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지할 수 있고, 불소재료층(1)은 Roll코팅, 코마코팅, 다이코팅, 그라비아코팅, 마이크로 그라비아코팅 중 하나의 공정으로 코팅하여 형성될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 실험예를 통하여 설명한다. 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 하기의 실시예의 범위로 제한되는 것은 아니다. 또한, 아래에 기술된 비교예는 실시예들과 대비하기 위한 것으로 기재된 것일 뿐이며, 종래의 기술로서 기재한 것이 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능하다.
[실시예 1]
본 발명의 일 구현예로서, [White-PO/복합-PO/금속/절연층/불소기재]가 적층된 태양전지 모듈용 백시트를 하기와 같이 제조하였다.
반사층(White-PO)은 가교된 LLDPE에 반사층 총 중량에 대하여 이산화티타늄(TiO2)을 30중량부로 컴파운딩한 후 압출하여 약 30μm두께의 시트로 제조하였다. 방열봉지층(복합-PO)은 LLDPE에 알루미나를 방열봉지층 총 중량에 대하여 60중량부가 되도록 컴파운딩한 후 압출하여 약 70μm두께의 시트로 제조하였다. 금속층은 내식방지 처리된 알루미늄 150μm 박막을 사용하였다. 절연층은 LLDPE 250μm를 상기 금속층에 적층하였다. 불소재료층으로 PVDF 30μm를 상기 절연층에 적층하였다. 이때 상기 각 층은 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합 지하여 백시트를 제조하였다.
[실시예 2]
본 발명의 일 구현예로서, [White-PO/복합-PO/금속이 코팅된 금속/절연층/불소기재]로 적층된 태양전지 모듈용 백시트를 하기와 같이 제조하였다.
반사층(White-PO)은 가교된 LLDPE에 반사층 총 중량에 대하여 이산화티타늄(TiO2)을 30중량부로 컴파운딩한 후 압출하여 약 30μm두께의 시트로 제조하였다. 방열봉지층(복합-PO)는 가교된 LDPE에 알루미나를 방열봉지층 총 중량에 대하여 60중량부가 되도록 컴파운딩한 후 압출하여 약 70μm두께의 시트로 제조하였다. 금속층은 내식방지 처리된 알루미늄 150μm 상에 건식 및 습식 표면 처리를 통해 20μm의 구리 박막(금속박막의 두께)을 코팅시켜 형성하였다. 절연층은 LLDPE 250μm를 상기 금속층에 적층하였다. 그리고 불소재료층으로 PVDF 30μm를 상기 절연층에 적층하였다. 이때 상기 각 층은 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지하여 백시트를 제조하였다.
[비교예 1]
본 발명의 비교예로서, [PVDF/금속/PVDF]로 적층된 태양전지 모듈용 백시트를 하기와 같이 제조하였다.
내식방지 처리된 알루미늄 150μm, 구리 18μm박막이 합지된 금속층의 상, 하부에 각각 PVDF 30μm를 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지하여 백시트를 제조하였다.
[비교예 2]
본 발명의 비교예로서, [White-PO/금속/불소기재]로 적층된 태양전지 모듈용 백시트를 하기와 같이 제조하였다.
가교된 LLDPE를 준비한 다음, 상기 가교된 LLDPE 상부에 반사층(White-PE)을 반사층 총 중량에 대하여 이산화티타늄(TiO2)을 4중량부로 컴파운딩한 후 압출하여, 총 약 100μm두께의 시트로 제조하였다. 그 다음, 방열봉지층 하부에 금속층으로 내식방지 처리된 알루미늄 150μm, 구리 18μm박막을 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지하고, PVDF 30μm를 상기 금속층 하부에 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지하여 백시트를 제조하였다.
[비교예 3]
본 발명의 비교예로서, [White-PO/PO + 기존 그라파이트/금속/불소기재]로 적층된 태양전지 모듈용 백시트를 하기와 같이 제조하였다.
반사층(White-PO)은 가교된 LLDPE에 반사층 총 중량에 대하여 이산화티타늄(TiO2)을 4중량부로 컴파운딩한 후 압출하여 약 100μm두께의 시트로 제조하였다. 방열봉지층은 가교된 LLDPE에 실리카를 포함하는 기존 개질 그라파이트, 그라파이트, 탈크(Talc) 및 알루미나를 약 100:의 비율이 되도록 복합하여 방열봉지층 총 중량에 대하여 60중량부가 되도록 컴파운딩한 후 압출하여 약 500μm두께의 시트로 제조하였다. 금속층으로 방열봉지층 하부에 내식방지 처리된 알루미늄 150μm, 구리 18μm박막을 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지하였다. 불소재료층은 PVDF 30μm를 상기 금속층 하부에 적층하였다. 이때 상기 각 층은 용매 건식 적층(Solvent Dry Lamination) 방식으로 합지하여 백시트를 제조하였다.
[시험예 1]
상기에서 제조한 실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 3의 태양전지 모듈용 백시트의 방열성 및 이를 포함하는 태양전지의 전력효율을 비교하기 위하여, 하기의 실험을 실시하였다.
(1) 내구성
각 실시예 및 비교예에 따른 백시트 시편에 대하여, 제논(Xenon) 아크를 이용하는 내구성 시험기(Xenon Weather-Ometer, ATLAS Ci3000+)를 이용하여, 항온 항습(80℃, 80%RH) 3000hr 조건에서 통상적인 방법에 따라 내구성을 평가하고, 그 결과를 우수(◎), 양호(○), 보통(△) 불만족(X)으로 표시하였다.
이때, 육안상 시험 전후로 외형의 변화가 없고, 각 층간 접착강도 저하가 없었던 경우 우수(◎)로 표시하였으며, 육안상 시험 전후로 외형의 변화가 없고, 각 층간 접착강도 저하는 25% 인 경우 양호(○)로 표시하였다. 또한, 육안상 시험 전후로 외형의 변화가 없고, 각 층간 접착강도 저하는 50% 내인 경우 보통(△)으로 표시하였으며, 시험 전후로 육안으로 균열(Crack), 황변이 혹은 층간 박리가 발생하는 경우 불만족(X)으로 나타내었다.
(2) 부분방전
각 실시예 및 비교예에 따른 백시트 시편에 대하여, Partial Discharge TEST 설비를 이용하여 부분방전을 평가하였다. 구체적으로, 시험전압을 시스템 최대전압 이하의 값에서 시작하여 부분방전이 발생하는 점을 지나 10 %까지 더 증가시키는 시험을 10개의 시험편에 대해 반복 실시하였다. 그 다음, 부분 방전 소멸 전압의 평균값에서 표준 편차를 뺀 값이 주어진 최대 시스템 전압의 1.5배를 넘은 경우 시험을 통과한 것으로 판정하였다.
(3) 방열성능
각 실시예 및 비교예에 따른 백시트 시편에 대하여, 열원(LED 램프)이 설치된 알루미늄판을 피시험체로 하여, 초기 100℃로 설정된 피시험체에 각 실시예 및 비교예에 따른 백시트 시편을 붙이고, 1시간 후의 피시험체 온도를 측정하여 온도하강 정도를 확인하였다.
(4) 발전량(%)
각 실시예 및 비교예에 따른 백시트 시편에 대하여, 백시트 부착 전의 태양전지 발전량을 100%로 하고, 부착 후의 발전량을 평가하여 부착 전에 대한 상대적인 비율로 나타내었다.
| 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 실시예 1 | 실시예 2 | |
| 내구성 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 부분방전 | X | ◎ | △ | ◎ | ◎ |
| 방열성능 | ◎(75℃) | △(90℃) | ○(85℃) | ◎(80℃) | ◎(78℃) |
| 발전량(%) | 130 | 105 | 120 | 125 | 129 |
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 백시트인 실시예 1 및 2는 비교예 1 내지 3과 동등한 높은 내구성을 가지면서도, 비교예들에 비하여 부분방전 및 방열성능이 우수하였다. 구체적으로, 알루미나를 포함하는 실시예 1 및 2는 기존의 개질 그라파이트를 포함하며 절연층을 포함하지 않는 비교예 3보다 부분방전 및 방열성능이 모두 높은 것으로 나타났다. 이는 실시예 1 및 2의 높은 반사율과 열전도 효율로 인해 빠른 열전달이 일어남에 따라 방열효과가 향상된 것으로 판단되며, 그 결과 실시예 1 및 2 모두 비교예 1 내지 3에 대하여 부분방전에 대한 내구성이 확보된 상태에서도 향상된 전력생산효율을 나타냄을 알 수 있다.
1: 불소재료층 2: 절연층
3: 기재층 4: 방열봉지층
5: 반사층
3: 기재층 4: 방열봉지층
5: 반사층
Claims (12)
- 태양전지 셀의 하부에 적층되는 태양전지 모듈용 백시트로서,
상기 태양전지 모듈용 백시트는,
태양전지 모듈의 셀의 하부에 구비된 방열봉지층;
상기 방열봉지층 하부에 구비된 기재층;
상기 기재층 하부에 구비된 절연층; 및
상기 절연층 하부에 구비된 불소재료층을 포함하고,
상기 방열봉지층은 세라믹계 방열 충전재(filler)를 포함하며,
상기 세라믹계 방열 충전재는 알루미나이고, 상기 세라믹계 방열 충전재의 전체 중량에 대해 평균 입자크기가 1~9um인 소형 알루미나 20 내지 50 중량부 와 평균 입자크기가 10~60um인 대형 알루미나 입자 50 내지 80 중량부를 포함하는 태양전지 모듈용 백시트. - 제1항에 있어서,
상기 방열봉지층은 상기 방열봉지층 총 중량에 대하여 25 내지 85 중량부의 알루미나 및 폴리올레핀계 수지로 이루어진 태양전지 모듈용 백시트. - 제1항에 있어서,
상기 방열봉지층은 금속계 충전재 및 탄소계 충전재 중 하나 이상의 보충 충전재를 더 포함하고, 상기 보충 충전재는 방열봉지층 총 중량에 대하여 5 내지 30중량부를 더 포함하여 구성된 태양전지 모듈용 백시트. - 태양전지 셀의 하부에 적층되는 태양전지 모듈용 백시트로서,
상기 태양전지 모듈용 백시트는,
태양전지 모듈의 셀의 하부에 구비된 방열봉지층;
상기 방열봉지층 하부에 구비된 기재층;
상기 기재층 하부에 구비된 절연층; 및
상기 절연층 하부에 구비된 불소재료층을 포함하고,
상기 방열봉지층은 세라믹계 방열 충전재(filler)를 포함하며,
상기 방열봉지층은 금속계 충전재 및 탄소계 충전재 중 하나 이상의 보충 충전재를 더 포함하고, 상기 보충 충전재는 방열봉지층 총 중량에 대하여 5 내지 30중량부를 더 포함되도록 구성된 태양전지 모듈용 백시트. - 제4항에 있어서,
상기 세라믹계 방열 충전재는 질화붕소(BN), 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC), 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2) 및 활석(Talc)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인 태양전지 모듈용 백시트. - 제4항에 있어서, 상기 금속계 충전재는 금, 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 스테인리스 및 철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 탄소계 충전재는 그라파이트, 그래핀, 탄소나노튜브, 탄소섬유, 카본블랙 및 DLC(Diamond like carbon)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 태양전지 모듈용 백시트.
- 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 방열봉지층은 백색무기물을 더 포함하거나, 상기 방열봉지층 상부에 백색무기물을 포함하는 반사층을 포함하고, 상기 백색무기물은 이산화티타늄(TiO2), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 및 산화지르코늄(ZrO2)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 태양전지 모듈용 백시트.
- 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 방열 봉지층은 50 내지 400μm의 두께를 갖는 태양전지 모듈용 백시트.
- 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 기재층은 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 필름층 및 알루미늄, 금, 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 스테인리스 및 철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 금속층을 1층 이상 포함하는 태양전지 모듈용 백시트.
- 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 불소재료층은 질화붕소(BN), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 세라믹계 충전재를 포함하는 태양전지 모듈용 백시트.
- 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 절연층은 50 내지 500㎛의 두께를 가지며, 상기 절연층은 폴리올레핀계 수지 및 세라믹계, 금속계 및 탄소계 중 하나 이상의 충전재(filler)를 포함하는 태양전지 모듈용 백시트.
- 제1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 태양전지 모듈용 백시트를 포함하는 태양전지 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140157289A KR101602290B1 (ko) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140157289A KR101602290B1 (ko) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101602290B1 true KR101602290B1 (ko) | 2016-03-10 |
Family
ID=55539305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140157289A KR101602290B1 (ko) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101602290B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101782441B1 (ko) * | 2016-07-21 | 2017-09-28 | 율촌화학 주식회사 | 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 |
| WO2018135687A1 (ko) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 주식회사 에스에프씨 | 광학시트 및 이를 이용하는 태양전지용 이면보호시트 |
| EP4097769A4 (en) * | 2020-01-31 | 2024-02-28 | Higher Dimension Mat Inc | REUSABLE AND SELF-COOLING SOLAR PANELS |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010232513A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Lintec Corp | 太陽電池モジュール用裏面保護シート及び太陽電池モジュール |
| JP2010238727A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Lintec Corp | 太陽電池モジュール保護用シート及び太陽電池モジュール |
| KR101145898B1 (ko) * | 2010-12-17 | 2012-05-15 | 주식회사 솔나노텍 | 태양광모듈용 방열 백시트 |
| KR20130056115A (ko) * | 2011-11-21 | 2013-05-29 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 모듈 |
| KR101487962B1 (ko) | 2013-12-04 | 2015-01-30 | 율촌화학 주식회사 | 태양전지 모듈용 백시트 |
-
2014
- 2014-11-12 KR KR1020140157289A patent/KR101602290B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010232513A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Lintec Corp | 太陽電池モジュール用裏面保護シート及び太陽電池モジュール |
| JP2010238727A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Lintec Corp | 太陽電池モジュール保護用シート及び太陽電池モジュール |
| KR101145898B1 (ko) * | 2010-12-17 | 2012-05-15 | 주식회사 솔나노텍 | 태양광모듈용 방열 백시트 |
| KR20130056115A (ko) * | 2011-11-21 | 2013-05-29 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 모듈 |
| KR101487962B1 (ko) | 2013-12-04 | 2015-01-30 | 율촌화학 주식회사 | 태양전지 모듈용 백시트 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101782441B1 (ko) * | 2016-07-21 | 2017-09-28 | 율촌화학 주식회사 | 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 |
| WO2018135687A1 (ko) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 주식회사 에스에프씨 | 광학시트 및 이를 이용하는 태양전지용 이면보호시트 |
| EP4097769A4 (en) * | 2020-01-31 | 2024-02-28 | Higher Dimension Mat Inc | REUSABLE AND SELF-COOLING SOLAR PANELS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101487962B1 (ko) | 태양전지 모듈용 백시트 | |
| JP5301107B2 (ja) | 太陽電池モジュール用バックシート及びこれを用いた太陽電池モジュール | |
| JP2009170772A (ja) | 太陽電池バックシート及び太陽電池モジュール | |
| US8222514B2 (en) | Backskin material for solar energy modules | |
| KR101457264B1 (ko) | 태양전지 모듈용 백 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 | |
| CN102832280A (zh) | 太阳能电池用层压型封装膜 | |
| JP2009267294A (ja) | 太陽電池用バックシート | |
| KR101602290B1 (ko) | 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 | |
| WO2017031828A1 (zh) | 一种太阳能电池复合背膜及其制备方法 | |
| JP2011049228A (ja) | 太陽電池モジュール用裏面一体化シート | |
| KR101240714B1 (ko) | 방열특성이 우수한 태양전지 백시트 및 그 제조방법 | |
| JP2010165873A (ja) | 裏面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール | |
| JP5156172B2 (ja) | 太陽電池モジュール用バックシート及びこれを用いた太陽電池モジュール | |
| JP2013042007A (ja) | 太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュール | |
| JP2009170770A (ja) | 太陽電池バックシート及び太陽電池モジュール | |
| JP2010226052A (ja) | 太陽電池モジュール | |
| KR101782441B1 (ko) | 태양전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 | |
| JP5273860B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP2011077089A (ja) | 太陽電池用裏面側封止材及び太陽電池モジュール | |
| KR20210103788A (ko) | 태양전지 모듈용 백시트 | |
| US20160027942A1 (en) | Encapsulants for solar battery, and solar battery module | |
| JP2009170771A (ja) | 太陽電池バックシート及び太陽電池モジュール | |
| JP2010226041A (ja) | 太陽電池モジュール | |
| KR102303013B1 (ko) | 방열 백시트가 구비된 태양광 패널 | |
| JP2014192305A (ja) | 太陽電池用保護シートおよび太陽電池モジュール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |