KR101618532B1 - 태양전지 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 태양전지 모듈은 금속을 함유하는 증착층으로 광학밀도(optical density, OD)가 2 이상인 증착반사층을 포함하는 반사필름; 그리고, 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV 차단층;을 포함하는 후면보호시트를 포함하여 우수한 내구성과 높은 발전효율 특성을 갖는다.

Description

태양전지 모듈 및 이의 제조방법{Solar cell module and manufacturing method thereof}
본 발명은 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 대한 것으로, 증착반사층을 포함하는 필름 적층체 형태의 후면보호시트를 적용한 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
근래 화석연료 고갈 및 이산화탄소에 의한 지구온난화 등으로 인해 청정 대체 에너지에 대한 요구가 대두되고 있으며 이로 인해 풍력, 바이오 가스, 수소 및 연료전지, 원자력, 태양열, 지열 등 다양한 분야에서 대체 에너지원 개발이 진행되고 있다. 태양전지도 이중 가장 많이 주목을 받는 대체 에너지원 중 하나이다.
일반적으로 태양전지는 하나의 셀로는 충분한 출력을 얻지 못하므로 다수의 셀을 직렬 혹은 병렬 형태로 배치하고 서로 연결하여 모듈을 형성하며, 기본적으로 모듈은 유리, 단위셀(솔라셀), 봉지제, 보호시트 등으로 구성되어 있다.
사막지역은 일사량이 많은 대표적인 지역으로, 사막지역에 설치된 태양 전지는 많은 전력을 생산할 수 있을 것으로 기대된다. 그러나, 자외선 조사량이 많고 기온이 높으며 기온차가 큰 기후조건과, 모래바람에 의한 물리적인 손상까지 발생할 수 있는 가혹한 환경조건 때문에 태양전지모듈의 수명이 짧아지게 되고, 태양전지의 유지관리를 위한 수리와 교체에 적용되는 비용이 높은 편이라, 태양전지의 출력효율 대비 비용이 높아지는 문제점이 있다.
국내특허공개공보 제10-2010-0071246호, 2010.06.29 공개 국내특허공개공보 제10-2012-0083729호, 2012.07.26 공개
본 발명의 목적은 내구성, 내후성 등 특성을 향상시키면서 동시에 태양전지 모듈의 발전효율을 향상시켜, 발전 용량과 설치 관리상의 편의성을 모두 향상시킨 태양전지 모듈을 제공하고자 한다. 본 발명의 다른 목적은 사막지역과 같은 가혹환 환경에서도 높은 효율로 태양광 발전이 가능하고 설치 및 관리상의 편의성도 향상시킨 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 전기절연성 봉지재와 상기 봉지재 내에 위치하는 단위셀을 포함하며, 발전영역 파장의 빛이 입사되는 면인 광입사면과 상기 광입사면과 대향하는 면인 후면을 갖는 태양광모듈부; 그리고 상기 태양광모듈부의 후면과 가깝게 위치하는 전면과 상기 전면에 대향하는 배면을 갖고 상기 태양광모듈부를 보호하며 빈사필름을 포함하는 후면보호시트;를 포함한다.
상기 반사필름은 상기 태양광모듈부의 후면을 통과하는 빛을 반사시키는 방법으로 빛의 경로를 연장시켜 태양광모듈부를 통과한 빛이 다시 상기 태양광모듈부로 재입사되도록 하고, 상기 후면보호시트의 배면으로 유입되는 빛 또는 복사열을 반사하여 태양광모듈부의 온도 상승을 감소시킨다.
상기 반사필름은, 베이스 필름층; 금속을 함유하는 증착층인 증착반사층; 그리고 상기 베이스 필름층과 상기 증착반사층 사이에 위치하며 상기 증착반사층과 상기 베이스 필름층을 접착하는 제1접착층;을 포함할 수 있다.
상기 제1접착층은 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 1: 1 내지 5의 중량비로 함유하는 수분산 우레탄 수지층을 포함할 수 있다.
상기 제1접착층은 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 3N/cm 이상의 층간 접착력을 갖는 것일 수 있다.
상기 후면보호시트는, 상기 증착반사층은 광학밀도(optical density, OD)가 2 이상일 수 있다.
상기 후면보호시트는, 상기 반사필름과 배면 사이에 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV 차단층; 보호필름 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 제1접착층은 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 3N/cm 이상의 층간 접착력을 갖는 것일 수 있다.
상기 후면보호시트는 상기 UV 차단층과 상기 배면 사이에 보호필름을 더 포함하고, 상기 보호필름은 불소수지, 내가수분해 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 후면보호시트는, 상기 반사필름과 상기 전면 사이에 제2접착층을 더 포함하고, 상기 제2접착층은 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV 차단 기능을 갖는 것일 수 있다.
상기 후면보호시트는 열전도도가 0.2 내지 0.3 W/mK(70℃)인 것일 수 있다.
상기 증착반사층은 알루미늄 기상증착층을 포함할 수 있다.
상기 후면보호시트는 가시광선 영역(400-780nm)에서의 반사율이 75 내지 80%, 근적외선 영역(780-2500nm)에서의 반사율이 60 내지 65% 인 것일 수 있다.
상기 후면보호시트는 투습도(38 ℃, 90% 상대습도 조건)가 0.75 g/m2day이하일 수 있다.
상기 태양광모듈부는 서로 전기적으로 연결된 다수의 단위셀들을 포함할 수 있다.
상기 태양전지 모듈은 상기 단위셀들 중에서 적어도 하나와 직접적 또는 간접적으로 전기적으로 연결된 정션박스를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 후면보호시트는 그 두께가 500 um 이하일 수 있다.
상기 태양광모듈부와 상기 후면보호시트의 옆면을 감싸는 프레임을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 태양전지 모듈은, 태양광모듈부의 광입사면 방향에는 광투과층을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은, 후면보호시트, 제2봉지재시트, 단위셀, 그리고 제1봉지재시트를 순차 적층하여 태양전지 모듈 제조용 적층체를 제조하는 준비단계; 그리고 상기 태양전지 모듈 제조용 적층체를 압착 및 가열하여 상기 제1봉지재 시트와 상기 제2봉지재 시트가 봉지재를 형성하는 열압축단계;를 포함한다.
상기 후면보호시트는, 베이스 필름층, 상기 베이스 필름층의 일면에 수지 조성물을 도포하여 수지 제1접착층을 형성하는 제1접착층 형성과정; 그리고 상기 제1접착층 상에 금속을 함유하는 층을 기상증착의 방법으로 증착반사층을 형성하는 증착반사층 형성과정;을 포함하는 반사필름 제조단계; 그리고 상기 반사필름의 일면 또는 양면에 UV 안정제를 함유하UV차단층 더 형성하는 UV차단층 형성단계;를 포함하는 후면보호시트의 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.
상기 제1접착층 형성과정에서 상기 수지 조성물은 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 1: 1 내지 5의 중량비로 함유하는 수분산 우레탄 수지 조성물일 수 있다.
상기 제1접착층은 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 3N/cm 이상의 층간 접착력을 갖는 것일 수 있다.
상기 증착반사층은 광학밀도(optical density, OD)가 2 이상일 수 있다.
상기 UV차단층은 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하일 수 있다.
상기 후면보호시트는, 베이스 필름층, 상기 베이스 필름층의 일면에 수지 조성물을 도포하여 수지 제1접착층을 형성하는 제1접착층 형성과정; 그리고 상기 제1접착층 상에 금속을 함유하는 층을 기상증착의 방법으로 형성하여 광학밀도(optical density, OD)가 2 이상인 증착반사층을 형성하는 증착반사층 형성과정;을 포함하는 반사필름 제조단계; 그리고 상기 반사필름의 일면 또는 양면에 UV 안정제를 함유하여 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV차단층 더 형성하는 UV차단층 형성단계;를 포함하는 후면보호시트의 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.
상기 제1접착층 형성과정은 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 1: 1 내지 5의 중량비로 함유하는 수분산 우레탄 수지 조성물을 도포하는 과정이다.
상기 제1접착층은 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 3N/cm 이상의 층간 접착력을 갖는 것일 수 있다.
상기 UV 안정제는 벤조페논계 UV 안정제, 벤조트라이아졸계 UV 안정제, 살릴레이트계 UV 안정제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 폴리우레탄 성분은 i) 디카복실산 화합물로서 디메틸테레프탈산과 ii) 글리콜 화합물로서 에틸렌 글리콜과 디에틸렌 글리콜 및 iii) 디이소시아네이트 화합물로서 5-이소시아네이트-1-이소시아네이트메틸-1,3,3-트리메틸 사이클로헥산을 포함하여 적용할 수 있다.
본 발명은 내구성, 내후성 등을 특성을 향상시키면서 태양전지 발전 효율을 향상시킬 수 있어서, 태양전지 모듈의 발전효율성 향상과 동시에 설지 및 관리상의 편의성을 향상시킨 태양전지 모듈과 이의 제조방법을 제공할 수 있다. 사막지역의 가혹환 환경에서도 높은 효율로 태양광 발전이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 단면의 개념도.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈에 적용된 후면보호시트 단면의 개념도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 단면의 개념도.
본 명세서 전체에서, “~ 상”, “~ 위”등의 용어는 하나의 층과 구별되어 다른 층이 그 층의 맞닿거나 맞닿지 않은 상태로 위쪽에 위치한다는 것을 의미하며, 하나의 층과 다른 층의 사이에 또 다른 층이 위치하는 경우를 포함한다.
본 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
본 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 명세서 전체에서, “제1”, “제2” 또는 “A”, “B”와 같은 용어는 동일한 용어를 서로 구별하기 위하기 위하여 사용되며 이들을 구별하는 것 이상의 의미를 부여하여 권리범위를 한정하는 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 또는 상기 태양전지 모듈에 포함된 후면보호시트의 단면을 설명하는 개념도이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 태양전지 모듈을 설명한다.
본 발명의 태양전지 모듈(900)은 태양광모듈부(800)와 후면보호시트(500)를 포함한다. 또한, 태양전지 모듈(900)은 광투과층(600), 태양광모듈부(800) 및 후면보호시트(500)가 순차로 적층된 구조를 가질 수 있다.
광투과층(600)은 태양광모듈부(800)의 광입사면(830) 상에 또는 광입사면(830)과 맞닿게 위치하며, 태양광모듈부(800)를 보호하면서 빛이 광입사면(830)을 통과해서 단위셀(820)에 잘 전달되도록 돕는 역할을 할 수 있다. 이때 빛은 태양광과 같이 발전영역의 파장의 빛이 포함하는 태양전지 모듈에 조사되는 빛을 의미한다.
광투과층(600)으로는, 예를 들어, 유리나 합성수지 등으로 만들어진 시트 또는 판이 적용될 수 있다. 또한, 광투과층(600)은 모듈의 외력에 의한 파손 예방한다는 면에서 강화유리로 형성되는 것이 좋으며, 급격한 온도 변화에도 우수한 내구성을 가질 수 있도록 내열 특성을 함께 가지는 것이 적용되면 좋다.
광투과층(600)은 그 표면에 내오염 처리를 하거나 내오염코팅막(미도시)을 더 가지는 것일 수 있으며, 이러한 경우 표면에 흙먼지나 모래 등에 의하여 발생할 수 있는 오염물질 부착을 줄여, 태양전지 모듈의 발전 효율 향상이나 유지관리의 편의성 향상에 도움을 줄 수 있다. 또한, 광투과층(600)은 이의 전면 및/또는 후면에 설치 환경 등 필요에 따라 자외선 차단 기능을 갖는 보호층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이렇게 상기 광투과층(600)의 적어도 일면에 자외선 차단 기능을 갖는 보호층이 위치하는 경우에는, 봉지재의 황변 현상을 줄여줄 수 있고, 황변 현상에 의해 유발되는 태양전지 모듈의 출력 저하, 노화 가속화 현상 등을 저감하는데 도움을 줄 수 있다.
태양광모듈부(800)는 광입사면(830)을 통하여 입사되어 단위셀(820)에 전달된 발전영역 파장의 빛을 이용하여 광전변환이 진행되는 태양전지의 핵심적인 역할을 하는 부분이다.
태양광모듈부(800)는 그 내부의 일부 또는 전부를 채우는 봉지재(810)와 상기 봉지재(810)에 감싸여 있는 적어도 1개 이상의 단위셀(820)을 포함한다. 또한, 상기 태양광모듈부(800)의 외면은 발전영역 파장의 빛이 입사되는 면인 광입사면(830)과 상기 광입사면과 대향하는 면인 후면(840)을 포함하는 구조를 갖는다. 상기 광입사면(830)과 후면(840)은 상기 봉지재(810)와 일체로 형성되거나 별도의 층을 이루는 소재를 적용하여 형성될 수 있으나, 태양전지 모듈의 박막화 경량화를 위해서는 일체로 형성되는 것이 좋다.
봉지재(810)는 현재 태양전지의 절연성 봉지재(sealing material)로 가장 많이 사용되는 EVA(ethylene vinyl acetate)를 적용할 수 있으나, 전기절연성 봉지재로 역할을 하는 소재라면 본 발명의 봉지재로 적용될 수 있으며, 본 발명의 봉지재 소재가 EVA에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 봉지재(810)는 태양광모듈부(800) 또는 이를 포함하는 태양전지 모듈(900)을 조립하는 과정에서 제1봉지재, 단위셀, 제2봉지재의 순서로 적층된 후 가압하는 등의 조립 과정으로 제조될 수 있으며, 위에서 설명한 봉지재(810)는 이러한 조립 과정에서 제1봉지재와 제2봉지재로부터 형성된 봉지재 전체를 의미한다.
단위셀(820)은 전력효율을 향상을 목적으로 하나의 봉지재(810) 내에 다수개의 단위셀들(820)을 서로 전기적으로 연결하여 설치하는 경우가 많은데, 이들 단위셀들(820)을 전기적으로 연결하는 방법으로는 예를 들어 인터커넥터 리본, 버스바리본 등을 적용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하나의 봉지재(810) 내에 위치하는 단위셀들(820)의 배치는 보통 다수의 단위셀들(820)이 일정한 행렬을 이루도록 배치하는 경우가 많으며, 필요에 따라서는 서로 특성이 다른 단위셀들(820)을 혼용하여 배치할 수도 있다.
상기 태양광모듈부(800)는 상기 광입사면(830)을 마주보며 나란히 위치하는 다수의 제1단위셀과 상기 광입사면(830)과의 거리를 상기 제1단위셀과 달리하는 제2단위셀을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 하나의 봉지재(810) 내에는 필요에 따라 일정한 높이에서 행렬을 이루는 단위셀들(820)이 배치된 단위셀 세트가 2 이상 포함할 수 있으며, 이 경우 2 이상의 단위셀 세트들은 서로 위치하는 높이를 달리하여 존재할 수 있다.
상기 태양광모듈부(800)는 다수의 서로 전기적으로 연결된 단위셀들(820) 중에서 적어도 하나와 직접적 또는 간접적으로 전기적으로 연결된 정션박스(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정션박스의 이에 연결되는 리본 등 전기적 연결 부재는 그 표면에 내오염코팅막(미도시)을 형성하는 등의 내오염 처리를 한 것일 수 있다. 미세먼지, 흙먼지와 같은 이물질의 흡착 등의 원인에 의하여 정션박스 자체의 온도가 상승할 수 있고, 이 때문에 정션박스의 화재가 발생하여 모듈 자체의 파손이 발생할 수 있는데, 이러한 내오염 처리를 하는 경우 그러한 파손의 발생을 줄일 수 있다.
상기 태양전지 모듈(900)는 상기 태양광모듈부(800)의 광입사면(830)과 대향하는 면인 후면(840) 쪽에 위치하며 상기 태양광모듈부(800)를 보호하는 후면보호시트(500)를 포함한다.
후면보호시트(500)는 상기 태양광모듈부의 후면과 가깝게 위치하는 전면(510)과 상기 전면에 대향하는 배면(520)을 갖는다.
후면보호필름은 먼지, 충격, 습기 등을 차단하고 태양광모듈부를 외부 환경으로부터 보호하여 장기간 안정된 태양광 발전을 할 수 있도록 돕는 역할을 하는 것으로, 필요한 여러 가지 기능을 구현하기 위하여 필름 형태의 여러 층이 접합되어 있는 복합체 구조를 갖는다.
본 발명의 후면보호필름(500)은 증착반사층(130)을 포함하며, 상기 증착반사층(130)으로는 광학밀도(optical density, OD)가 2 이상이 되도록 증착한 금속 함유 증착층이 적용된다.
상기 증착반사층(130)은, 증착반사층(130)에 조사되는 빛을 반사하는 방법으로 태양전지 모듈(900)에 입사되었으나 단위셀(820)에 입사되지 못하고 태양광모듈부(800)를 통과한 빛의 일부를 다시 태양광모듈부(800)로 재입사시키고, 이러한 과정이 반복되어 태양전지 모듈(900)에 유입된 빛의 총 경로를 연장시켜, 단위셀(820)에 전달되는 단위 시간당 광량을 증가시키는 역할을 한다.
또한, 상기 증착반사층(130)은 후면보호시트의 배면(520)으로 유입되는 빛 또는 복사열을 반사하여 태양광모듈부(800)의 온도 상승을 감소시키는 역할도 할 수 있다.
상기 증착반사층(130)은 그 일면과 타면이 각각 투과 파장과 반사 파장이 서로 다른 특성을 갖는 것일 수 있다.
구체적으로, 증착반사층(130)의 일면과 타면 중에서, 상기 태양광모듈부(800)를 통과한 빛을 다시 태양광모듈부(800)로 재입사시키는 일면은, 발전영역 파장의 빛에 대한 반사율이 높고 자외선 영역의 빛을 통과시키는 투과율이 우수한 것을 적용하는 것이 발전효율 향상 및 모듈 수명 연장의 면에서 좋다. 또한, 배면(520)으로 유입되는 빛 또는 복사열을 반사하는 증착반사층(130)의 타면은, 발전영역 파장의 빛을 통과시키는 투과율이 우수하되, 강한 자외선 영역이나 복사열에 해당하는 파장의 빛에 대해서는 반사율이 우수한 것을 적용하는 것이 태양전지 모듈의 발전효율 향상 및 모듈 수명 연장의 면에서 좋다.
상기 금속은 아연, 니켈, 은, 동, 금, 인듐, 주석, 스테인레스 스틸, 크롬, 티타늄, 알루미늄 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 또한, 증착반사층(130)은 백금, 알루미륨, 니켈, 티타늄 또는 이들의 산화물을 함유하는 증착층이 적용될 수 있다.
상기 증착층은, 금속을 고진공, 예를 들어 약 10-3 torr 또는 약 10-5 torr 이하에서 금속의 증기압이 약 10-2 torr를 초과할 정도의 융점 이상의 온도로 가열하여 증착하거나, 금속을 충격 이온의 스트림에 합류시켜 질량 전이 스퍼터링(sputtering) 방식에 의해 증착층을 형성하는 방식 등 기상증착의 방법으로 형성될 수 있다.
이러한 방식으로 형성되는 증착반사층은 금속 증기 또는 금속 원자가 증발 또는 스퍼터링되어, 베이스 필름 상의 수지도포층의 표면에 충돌, 증착됨으로써 얇은 피막의 형태로 증착반사층을 형성할 수 있다.
상기 증착반사층(130)은 기존의 경우보다 더 얇은 두께로 균일하며 치밀한 박막의 형태로 반사층을 얻을 수 있고, 대면적에 적용 시에도 일정하게 우수한 품질로 반사층 형성이 가능하다.
상기 증착반사층(130)으로 좋게는 알루미늄 기상증착층을 적용될 수 있으며, 이 경우 후면보호시트(500)에 우수한 반사 특성과 함께 우수한 수증기 베리어성을 부여할 수 있다.
후면보호시트(500)는 포일 형태의 금속층을 포함하지 않은 것일 수 있다. 기존에 포일 형태의 금속층도 일정 정도 이상의 두께를 가지면 후면보호시트에 반사 특성을 부여할 수 있었으나, 본 발명의 증착반사층(130)과 비교하여 두께가 비교적 두껍고 수증기 베리어성이 다소 부족하여 시트의 다른 층에 의하여 보완하거나 포일의 두께를 두껍게 적용해야 한다는 단점을 가지고 있었다.
본 발명의 증착반사층(130)은 약 1000 nm 이하의 비교적 얇은 두께를 가지고도 본 발명에서 의도하는 충분한 반사특성과 수증기 베리어 특성을 후면보호시트(500)에 부여할 수 있고, 이러한 효과는 얇고 가볍게 형성된 후면보호시트(500)에 충분한 반사특성 등 우수한 특성을 부여하는 요인들 중 하나가 되어서 태양전지 모듈(900)의 발전효율을 향상시킬 수 있다.
상기 증착반사층(130)은 연속된 한 번의 증착 과정으로 형성될 수 있고, 시간차를 두고 여러 번의 증착 과정을 진행하여 형성될 수도 있다. 상기 증착반사층(130)이 여러 번의 증착 과정을 통해 형성되는 경우에는, 증착증 형성 과정들 사이에 추가적인 접착층 및/또는 UV 차단층을 형성하는 과정을 더 진행할 수 있고, 이러한 경우 후면보호시트(500)에 내구성이나 내후성을 더욱 향상시킬 수 있다.
증착반사층(130)의 광학밀도(optical density, OD)는 2 이상일 수 있고, 2 내지 3.5일 수 있으며, 2 내지 3일 수 있다. 증착반사층(130)의 광학밀도가 2 미만일 경우에는 상기 증착반사층만 적용하여서는 충분한 반사 성능을 갖지 못하는 후면보호시트(500)가 형성될 수 있고, 이 광학밀도가 3.5를 초과하는 경우에는 반사율 증가나 수증기 투과율 향상 효과가 미미함에도 과다한 금속성분을 사용하게 되어서 경제성 면에서 불리해질 수 있으며 후면보호시트의 무게나 두께가 불필요하게 커질 수 있다.
증착반사층(130)의 광학밀도는 2 내지 3일 수 있고, 2.0 내지 2.5일 수 있으며, 이러한 수치 범위에 포함되는 광학밀도를 가질 때에 태양전지 모듈(900)의 성능 향상을 효율적으로 유도할 수 있다.
증착반사층(130)은 상기 광입사면(830)을 통하여 입사되는 빛들 중에서 발전영역 파장에 해당하는 빛을 반사하는 효과가 우수한 것을 적용하는 것이 좋고, 특히 증착반사층(130)의 양 면 중에서 태양광모듈부(800)의 후면(840)과 가까운 면이 발전영역 파장의 빛에 대하여 높은 반사율을 갖는 것이 적용될 수 있다.
또한, 증착반사층(130)의 양면 중에서 후면보호시트(500)의 배면(520)과 가까운 면은 후면보호시트(500)의 배면(520) 방향에서 입사되는 복사열에 대한 반사효율이 높은 것이 적용될 수 있는데, 이러한 복사열에 대한 반사 효율이 높은 면을 갖는 증착반사층(130)은 비교적 장파장인 적외선 파장의 반사 효율이 우수한 것이 적용되는 것일 수 있다.
이렇게 그 양면에 서로 다른 특성을 갖는 증착반사층은, 요철이 있는 베이스 필름을 적용하거나 증착반사층의 표면 미세구조를 변경하거나 증착반사층의 적어도 일면 또는 증착반사층의 내부에 입사되는 빛의 굴절경로를 조절하는 조절층(미도시)을 더 포함하는 방법으로 형성될 수 있다.
본 발명의 후면보호필름(500)은 UV 차단층(210)을 포함하며, 상기 UV 차단층(210)은 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV 차단층이 적용될 수 있다.
UV 차단층(210)은 UV 안정제가 포함된 고분자 수지층일 수 있고, UV 안정제가 포함되고 접착 기능을 함께 갖는 UV 차단 기능성 접착층일 수 있다.
UV 차단층(210)은 반사필름(100)의 증착반사층(130)이 형성된 일면에 마주보게 형성될 수 있고, 필요에 따라 상기 반사필름(100)의 타면에 더 형성될 수 있다. 이러한 UV 차단층(210)은 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5% 이하인 UV 차단층일 수 있고, 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 3% 이하인 것일 수 있으며, 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 1.5% 이하인 것일 수 있다. 이렇게 낮은 투과율을 갖는 UV 차단층을 백시트에 적용하는 것이 UV 에 의한 내구성 저하 방지 및 황변 현상 방지의 면에서 좋다.
상기 UV 안정제는 벤조페논계 UV 안정제, 벤조트라이아졸계 UV 안정제, 살릴레이트계 UV 안정제, 또는 이들의 조합이 적용될 수 있다.
상기 벤조페논계 UV 안정제는 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5-술폰벤조페논 또는 이들의 조합이 포함되는 것일 수 있고, 상기 벤조트라이아졸계 UV 안정제는 2-(2-하이드록시-5-메틸 페닐)벤조트라이아졸 또는 이의 유도체를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 살릴레이트계 UV 안정제는 페닐살릴레이트, p-t-뷰틸페닐살릴레이트 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
반사필름(100)은, 베이스 필름층(110); 상기 증착반사층(130); 그리고 상기 베이스 필름층(110)과 상기 증착반사층(130) 사이에 위치하며 상기 증착반사층(130)과 상기 베이스 필름층(130)을 접착하는 제1접착층(120);을 포함하는 것일 수 있다.
반사필름(100)은, 전면(510)과 가까운 쪽에 증착반사층(130)보다 베이스필름층(110)이 더 가깝게 위치하는 것일 수 있고, 반대로 배면(520)과 가까운 쪽에 증착반사층(130)보다 베이스필름층(110)이 더 가깝게 위치하는 것일 수 있다.
베이스필름층(110)은 증착 공정의 기재로 역할할 뿐만 아니라 굴절경로를 조절할 수 있는 조절층의 역할도 동시에 하는 것일 수 있다.
베이스 필름층(110)은 전기절연성의 투명한 필름이 적용되는 것이 좋으며, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르 에틸렌(ETFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 상기 베이스 필름층(110)으로 적용될 수 있다.
상기 베이스 필름층(110)으로는 유리판을 적용하지 않는 것이 좋은데, 베이스필름층과 같은 후면보호시트(500)의 내부에 유리 판을 적용하는 경우와 비교하여 본 발명에서와 같이 플라스틱 필름 형태의 베이스 필름층(100)을 적용하는 경우에는 태양전지 모듈의 설치뿐만 아니라 모듈의 유지, 관리 과정에서도 작업상 편의성이 향상될 수 있다.
베이스 필름층(110)은 증착의 방법으로 형성되는 증착반사층(130)을 그 일면에 직접 또는 이후 설명하는 제1접착층(120)를 사이에 둔 형태로 형성하는 기재로써 적용되는 층으로, 증착 공정 진행 과정에서 변형이나 변성이 적고, 태양전지 모듈에 적용 시에 반복된 온도 변화 등에도 열 수축 현상이 적은 치수안정성이 우수하며 일정 수준 이상의 내구성을 갖춘 것을 적용할 수 있다.
상기 베이스 필름층(110)은 바람직하게 이축연신된 폴리에스테르 필름이 적용될 수 있고, 이 경우 안정적인 치수안정성 특성을 가질 수 있다.
상기 베이스 필름층(110)은 주반복 단위에 에틸렌테레프탈레이트를 60 중량 % 이상 함유하는 폴리에스테르 필름이 적용될 수 있고, 이러한 폴리에스테르 필름이 상기 베이스 필름으로 적용되는 경우에는 우수한 전기절연성을 가지면서도 기계적인 강도가 우수하고 증착반사층 형성 시에도 베이스 필름의 변형이 적은 특성을 가질 수 있다.
제1접착층(120)은 상기 베이스 필름층(110) 상에 형성되어 이후 증착의 방법으로 형성되는 금속을 함유하는 증착반사층(130)과 베이스 필름층(110)의 접착을 곤고히 하여 필름의 안정성과 내구성 향상에 기여하는 층으로, 수분산성 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 함유하는 수지 조성물을 상기 베이스 필름층(110)상에 도포한 후 건조하는 방식으로 형성된 것일 수 있다.
제1접착층(120)에 적용되는 수지로는 수분산성 아크릴 수지와 같은 다른 수지류 보다는 수분산성 폴리에스테르 수지와 폴리우레탄 수지를 함께 포함하는 우레탄 수지가 적용되는 것이 좋고, 이 경우 접착력의 유지가 어려운 금속 면과 고분자 시트 면 사이에 우수한 층간 접착력과 기재 접착력을 부여할 수 있다.
제1접착층(120)은 , 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 1: 2 내지 4의 중량비로 포함하는 우레탄 접착층일 수 있고, 이러한 중량비의 범위로 상기 폴리에스테르 성분과 폴리우리텐 성분을 함께 사용하는 경우 고온 습윤의 환경에서도 증착반사층과의 접착력이 우수하게 유지될 수 있다.
수지 도포층(20)은 디카복실산 성분, 글리콜 성분, 디이소시아네이트 성분 및 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있다.
디카복실산 화합물으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 1,4-나프탈렌 디카복실산, 2.5-나프탈렌 디카복실산, 2,5-메틸테레프탈산, 디메틸 이소프탈산 등과 같은 방향족 디카복실산, 1,3-사이클로펜탄 디카복실산, 1,2-사이클로헥산 디카복실산, 1,3-사이클로헥산 디카복실산, 1,4-사이클로헥산 디카복실산 등과 같은 지환족 디카복실산 및 아디프산, 세바식산 및 이들의 조합과 같은 지방족 디카복실산이 적용될 수 있고, 방향족 디카복실산이 적용되는 것이 접착력 향상에 더 좋다.
글리콜 화합물으로는 탄소수 2 내지 8 개의 지방족 글리콜 및 탄소수 6 내지 12 개의 지환족 글리콜이 유용하며, 예를 들면 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산디올, 1,2-사이클로헥산 디메탄올, 1,3-사이클로헥산 디메탄올, 1,4-사이클로헥산 디메탄올, p-크실렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 또는 이들의 조합이 적용될 수 있고, 폴리에테르 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 또는 이들의 조합도 사용 가능하다.
디이소시아네이트 화합물로는 2,4-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 상기 화학식 2로 표시되는 5-이소시아네이트-1-이소시아네이트메틸-1,3,3-트리메틸 사이클로헥산과 이들의 유도체가 적용될 수 있으며, 5-이소시아네이트-1-이소시아네이트메틸-1,3,3-트리메틸 사이클로헥산 및 이의 유도체가 적용되는 것이 좋다.
상기 글리콜 화합물은 적어도 2 종 이상이 혼용되는 것이 좋은데, 이들을 혼용하여 사용하는 경우 가혹 환경에서도 더 안정적으로 접착력이 유지되는 수지 조성물을 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 제1접착층(120)은 디카복실산 화합물로서 디메틸테레프탈산과 글리콜 화합물으로서 에틸렌 글리콜과 디에틸렌 글리콜 및 디이소시아네이트 화합물으로서 5-이소시아네이트-1-이소시아네이트메틸-1,3,3-트리메틸 사이클로헥산을 적용한 것일 수 있다.
상기 제1접착층(120)은 상기 베이스 필름층(110)의 표면에 위에서 설명한 수분산성 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 함유하는 수지 조성물을 0.01 내지 0.5 g /㎡의 양으로 도포된 후 건조되는 것일 수 있다.
상기 제1접착층(120)은 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 3N/cm 이상의 층간 접착력을 가질 정도로 고온 습윤의 가혹한 환경 조건에서도 우수한 접착력을 유지하는 것일 수 있으며, 가장 좋게는 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 4.0 N/cm 이상의 층간 접착력을 갖는 것일 수 있다.
상기 후면보호시트(500)는 상기 UV 차단층(210)과 상기 배면(520) 사이에 보호필름(200)을 더 포함할 수 있다.
보호필름(200)은 외부의 환경으로부터 보호해주는 역할을 하는 층으로, 배면(520)과 일체로 또는 배면(520)과 별도의 층을 이루며 형성될 수 있고, 불소수지, 내가수분해 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 필름이 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 보호필름(200)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르 에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 적용될 수 있고, 좋게는 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 또는 이들의 조합에서 선택된 어느 하나가 적용될 수 있으며 이 경우 내구성과 내후성이 뛰어나다는 장점을 가질 수 있다.
상기 보호필름(200)은 필요에 따라 투명한 필름이 적용되거나 색상을 지니며 투명하지 않은 필름이 적용될 수 있다. 이때, 적용되는 색상은 백색 또는 흑색이 적용되는 것이 좋으며, 백색 또는 흑색의 필름은 필름 자체에 안료 또는 색소를 적용하여 제조되거나 유색층을 별도로 형성하여 제조되는 것일 수 있다.
후면보호시트(500)는, 선택적으로 반사필름(100)과 전면(510) 사이에 제2접착층(220)을 더 포함할 수 있다.
제2접착층(220)은 반사필름(100)과 태양광모듈부(800)의 후면(840)에 위치하는 봉지재와의 부착을 견고하게 하는 역할을 한다.
제2접착층(220)은 선택적으로 UV 차단 효과를 가질 수 있고, 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV 차단 기능을 갖는 것일 수 있으며, 구체적으로 UV 안정제 또는 광변환제가 포함된 접착제층일 수 있다. UV 안정제에 대한 설명은 위의 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
본 발명의 후면보호시트(500)는 다양한 종류의 고분자 수지와 금속 함유 증착층을 포함하는 필름적층체일 수 있고, 고분자 시트 및/또는 접착층을 포함하는 고분자 수지와 금속 함유 증착층으로 이루어진 필름적층체일 수 있다.
본 발명의 후면보호시트(500)는 열전도도가 0.2 내지 0.3 W/mK(70℃) 것일 수 있다. 이는 기존에 적용되는 일반적인 태양전지용 후면보호시트와 비교하여 우수한 특성으로 일반적인 태양전지용 후면보호시트와 비교하여 우수한 방열 효과를 가질 수 있음을 의미하며, 이러한 열전도도를 갖는 후면보호시트(500)를 적용하는 경우 특히 고온환경이나 기온의 변화가 큰 환경에서도 태양전지 모듈을 보호하는 효과가 우수할 수 있다.
본 발명의 후면보호시트(500)는 가시광선 영역(400-780nm)에서의 반사율이 75 내지 80%, 근적외선 영역(780-2500nm)에서의 반사율이 60 내지 65% 인 것일 수 있다.
이러한 후면보호시트(500)는 태양전지 단위셀에 조사되는 태양광의 양을 증대시켜 동일한 시간과 면적에서 태양전지의 발전 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 태양전지 모듈의 뒷면에서 올라오는 복사열을 반사시키는 역할을 하여 태양전지 모듈이 지면으로부터의 복사열에 의하여 온도가 상승하는 것을 억제 또는 완화할 수 있다.
본 발명의 후면보호시트(500)는 투습도(38 ℃, 90% 상대습도 조건)가 0.75 g/m2day이하일 수 있고, 0.65 g/m2day 이하일 수 있으며, 0.58 내지 0.63 g/m2day일 수 있다. 이러한 후면보호시트(500)는 이에 포함된 증착반사층(130), 제1접착층(120) 등을 포함하는 구성에 의하여 고온 다습한 환경에서도 수증기 배리어성이 우수하며 가혹 환경에서도 우수한 내구성을 가질 수 있다.
본 발명의 반사필름(100)은 그 총 두께가 300 um 이하일 수 있고, 300 um 이하인 것이 좋고, 210 um 이하로 제조되어 적용되는 것이 더 좋다.
본 발명의 후면보호시트(500)는 그 두께가 500 um 이하이고, 400 um 이하일 수 있고, 비교적 얇고 가벼운 후면보호시트를 이용하여 기존의 후면보호시트의 기능은 유지하거나 향상시키면서 실장작업성도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 후면보호시트(500)은 비교적 얇은 두께에도 불구하고 높은 반사특성과 동시에 우수한 내구성을 가져서 고온과 모래 폭풍과 같은 가혹 조건에서 백 크랙 발생의 빈도를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 후면보호시트를 적용하면 태양전지 모듈의 후면에 별도의 지지판이나 보호판의 설치를 하지 않고도 충분한 모듈 보호 효과를 얻을 수 있다는 점이 좋다.
본 발명의 태양전지 모듈(900)은 상기 태양광모듈부(800)와 상기 후면보호시트(500)의 옆면을 감싸는 프레임(미도시)을 더 포함하는 것일 수 있다. 프레임은 태양광모듈부(800)와 후면보호시트(500)를 고정하는 역할을 하며, 알루미늄과 같은 소재로 제조될 수 있다.
상기 프레임은 후면보호시트(500) 및/또는 태양광모듈부(800)와 접하는 프레임의 내면에 금속 포일과 같은 반사기능을 갖는 층을 가질 수 있고, 이러한 경우 후면보호시트 및/또는 태양광모듈부의 측면으로 입사되는 빛도 반사되어 다시 후면보호시트 또는 태양광모듈부로 입사되도록 하여 태양전지 모듈(900)의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은, 후면보호시트, 제2봉지재시트, 단위셀, 그리고 제1봉지재시트를 순차 적층하여 태양전지 모듈 제조용 적층체를 제조하는 준비단계; 그리고 상기 태양전지 모듈 제조용 적층체를 압착 및 가열하여 상기 제1봉지재 시트와 상기 제2봉지재 시트가 봉지재를 형성하는 열압축단계;를 포함한다.
상기 후면보호시트(500)는, 베이스 필름층, 상기 베이스 필름층의 일면에 수지 조성물을 도포하여 수지 제1접착층을 형성하는 제1접착층 형성과정; 그리고 상기 제1접착층 상에 금속을 함유하는 층을 기상증착의 방법으로 형성하여 광학밀도(optical density, OD)가 2 이상인 증착반사층을 형성하는 증착반사층 형성과정;을 포함하는 반사필름 제조단계; 그리고 상기 반사필름의 일면 또는 양면에 UV 안정제를 함유하여 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV차단층 더 형성하는 UV차단층 형성단계;를 포함하는 후면보호시트(500)의 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.
상기 제1접착층 형성과정은 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 1: 1 내지 5의 중량비로 함유하는 수분산 우레탄 수지 조성물을 도포하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제1접착층은 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 3N/cm 이상의 층간 접착력을 갖는 것일 수 있다.
상기 태양전지 모듈의 제조방법에 포함되는 각각의 구성과 특성에 대한 내용은 위에서 설명한 것과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
본 발명의 태양전지 모듈의 제조방법에 의하여 제조된 태양전지 모듈 또는 위에서 설명한 본 발명의 태양전지 모듈은, 내열, 내습, 내UV, 치수안정성, 강도, 신도, 작업성, 내약품성, 반사도 등의 물성이 향상된 후면보호시트를 적용하는 등의 본 발명의 특징적인 구성으로, 태양전지 모듈 전체의 내구성, 효율성, 설치와 유지관리상의 편의성 등을 향상시켰다.
특히, 본 발명의 태양전지 모듈은 고온 환경에서 온도변화가 심하고 강한 자외선에 노출되며 모래먼지 등의 이물질에 의한 오염 가능성도 큰 사막과 같은 가혹한 조건에서도 우수한 내구성으로 긴 수명을 가지면서 동시에 우수한 광전변환 효율의 태양광발전이 가능한 태양전지 모듈을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 반사필름 110: 베이스 필름층
120: 제1접착층 130: 증착반사층
200: 보호필름 210: UV차단층
220: 제2접착층 500: 후면보호시트
510: 전면 520: 배면
600: 광투과층 800: 태양광모듈부
810: 봉지재 820: 단위셀
830: 광입사면 840: 후면
900: 태양전지 모듈

Claims (13)

  1. 전기절연성 봉지재와 상기 봉지재 내에 위치하는 단위셀을 포함하며, 발전영역 파장의 빛이 입사되는 면인 광입사면과 상기 광입사면과 대향하는 면인 후면을 갖는 태양광모듈부; 그리고 상기 태양광모듈부의 후면과 가깝게 위치하는 전면과 상기 전면에 대향하는 배면을 갖고 상기 태양광모듈부를 보호하며 반사필름을 포함하는 후면보호시트;를 포함하고,
    상기 반사필름은, 상기 태양광모듈부의 후면을 통과하는 빛을 반사시키는 방법으로 빛의 경로를 연장시켜 태양광모듈부를 통과한 빛이 다시 상기 태양광모듈부로 재입사되도록 하고, 상기 후면보호시트의 배면으로 유입되는 빛 또는 복사열을 반사하는 것으로, 베이스 필름층; 금속을 함유하는 증착층인 증착반사층; 그리고 상기 베이스 필름층과 상기 증착반사층 사이에 위치하며 상기 증착반사층과 상기 베이스 필름층을 접착하는 제1접착층;을 포함하며,
    상기 제1접착층은 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 1: 1 내지 5의 중량비로 함유하는 수분산 우레탄 수지층을 포함하고, 상기 제1접착층은 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 3N/cm 이상의 층간 접착력을 갖는 것인, 태양전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증착반사층은 광학밀도(optical density, OD)가 2 이상인, 태양전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 후면보호시트는, 상기 반사필름과 배면 사이에 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV 차단층; 보호필름 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함하고,
    상기 보호필름은 불소수지, 내가수분해 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인, 태양전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 후면보호시트는, 상기 반사필름과 상기 전면 사이에 제2접착층을 더 포함하고, 상기 제2접착층은 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 UV 차단 기능을 갖는 것인, 태양전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 후면보호시트는 열전도도가 0.2 내지 0.3 W/mK(70℃)인, 태양전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 증착반사층은 알루미늄 기상증착층을 포함하고,
    상기 후면보호시트는 가시광선 영역(400-780nm)에서의 반사율이 75 내지 80%, 근적외선 영역(780-2500nm)에서의 반사율이 60 내지 65% 인, 태양전지 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후면보호시트는 투습도(38 ℃, 90% 상대습도 조건)가 0.75 g/m2day이하인 것인, 태양전지 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 후면보호시트는 그 두께가 500 um 이하이고
    상기 태양광모듈부와 상기 후면보호시트의 옆면을 감싸는 프레임을 더 포함하는, 태양전지 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지 모듈은, 태양광모듈부의 광입사면 방향에는 광투과층을 더 포함하고,
    상기 태양광모듈부는 서로 전기적으로 연결된 다수의 단위셀들을 포함하고, 상기 태양전지 모듈은 상기 단위셀들 중에서 적어도 하나와 직접적 또는 간접적으로 전기적으로 연결된 정션박스를 더 포함하는 것인, 태양전지 모듈.
  10. 후면보호시트, 제2봉지재시트, 단위셀, 그리고 제1봉지재시트를 순차 적층하여 태양전지 모듈 제조용 적층체를 제조하는 준비단계; 그리고 상기 태양전지 모듈 제조용 적층체를 압착 및 가열하여 상기 제1봉지재 시트와 상기 제2봉지재 시트가 봉지재를 형성하는 열압축단계;를 포함하고,
    상기 후면보호시트는, 베이스 필름층, 상기 베이스 필름층의 일면에 수지 조성물을 도포하여 수지 제1접착층을 형성하는 제1접착층 형성과정; 그리고 상기 제1접착층 상에 금속을 함유하는 층을 기상증착의 방법으로 증착반사층을 형성하는 증착반사층 형성과정;을 포함하는 반사필름 제조단계; 그리고 상기 반사필름의 일면 또는 양면에 UV 안정제를 함유하는 UV차단층 더 형성하는 UV차단층 형성단계;를 포함하는 후면보호시트의 제조방법으로 제조되는 것이며,
    상기 제1접착층 형성과정에서 상기 수지 조성물은 폴리에스테르 성분과 폴리우레탄 성분을 1: 1 내지 5의 중량비로 함유하는 수분산 우레탄 수지 조성물이고, 상기 제1접착층은 85℃/85%RH 1,000hr 조건에서 3N/cm 이상의 층간 접착력을 갖는 것인, 태양전지 모듈의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 증착반사층은 광학밀도(optical density, OD)가 2 이상이고, 상기 UV차단층은 380 nm 파장의 빛에 대한 투과율이 5 % 이하인 것인, 태양전지 모듈의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 UV 안정제는 벤조페논계 UV 안정제, 벤조트라이아졸계 UV 안정제, 살릴레이트계 UV 안정제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인. 태양전지 모듈의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 성분은 i) 디카복실산 화합물로서 디메틸테레프탈산과 ii) 글리콜 화합물로서 에틸렌 글리콜과 디에틸렌 글리콜 및 iii) 디이소시아네이트 화합물로서 5-이소시아네이트-1-이소시아네이트메틸-1,3,3-트리메틸 사이클로헥산을 포함하여 적용하는 것인, 태양전지 모듈의 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114613870A (zh) * 2020-11-24 2022-06-10 爱能有限公司 用于铺设坡屋顶的太阳能电池板及其施工方式
KR102659555B1 (ko) * 2023-04-24 2024-04-22 주식회사 에스아이 Uv레진을 이용한 태양전지 모듈

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012048015A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Toyobo Co Ltd 反射シート
JP2015170664A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用裏面保護シート

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012048015A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Toyobo Co Ltd 反射シート
JP2015170664A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用裏面保護シート

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114613870A (zh) * 2020-11-24 2022-06-10 爱能有限公司 用于铺设坡屋顶的太阳能电池板及其施工方式
CN114613870B (zh) * 2020-11-24 2024-02-02 爱能有限公司 用于铺设坡屋顶的太阳能电池板及其施工方式
KR102659555B1 (ko) * 2023-04-24 2024-04-22 주식회사 에스아이 Uv레진을 이용한 태양전지 모듈

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