KR102000793B1 - 태양 전지 모듈의 제조 방법 - Google Patents

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나오끼 야마까와
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Abstract

본 발명은 태양 전지 셀 스트링스의 태양광 수광면과 태양광 비수광면에 실리콘 겔 시트를 진공하에 가압하여, 태양 전지 셀 스트링스를 실리콘 겔 시트로 밀봉하는 공정과,
상기 실리콘 겔 시트의 태양광 수광면측을 태양광 입사면이 되는 투명 수광면 패널의 한 면 상에 배치함과 동시에, 실리콘 겔 시트의 외주 부분을 따라 프레임상으로 부틸 고무를 배치하는 공정과,
상기 수광면 패널과 비수광면 패널을 실리콘 겔 시트로 밀봉된 태양 전지 셀 스트링스를 내측으로 하여 중첩하고, 100 내지 150℃에서 진공하에 가압하여 부틸 고무에 의해 상기 수광면 패널과 비수광면 패널을 압착하는 공정
을 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제조 방법은, 종래의 실리콘 밀봉된 태양 전지 모듈을 제조하기 위해 필요한, 액상 실리콘을 도포하기 위한 장치를 준비하지 않고 태양 전지 모듈을 제조할 수 있다.

Description

태양 전지 모듈의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING A SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양 전지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
태양 전지 모듈의 고효율화 및 20년 내지 30년 이상의 장기 신뢰성을 확보하기 위한 방책으로서, 밀봉재에 착안한 보고나 제안이 이루어지고 있다. 고효율화라는 점에서는, 현재 밀봉재의 주류를 이루고 있는 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체(이하, EVA라 약기함)와 비교하여 실리콘이 파장 300 내지 400nm 부근의 광투과율 특성에 기초하는 내부 양자 효율의 우위성이 보고되어 있으며(예를 들어 비특허문헌 1 참조), 실제로 EVA와 실리콘을 밀봉재에 사용했을 때 출력 전력의 비교 실험도 보고되어 있다(예를 들어 비특허문헌 2 참조).
원래 실리콘을 밀봉재로서 사용하는 것은, 이미 1970년대 전반에 우주용 태양 전지를 제작한 뒤에 달성되었던 것이지만, 그것을 지상 용도에 적합하게 제조하기 위해서는, 실리콘의 비용 문제나 밀봉할 때의 작업성의 문제가 있었기 때문에, 당시 저비용이면서 필름으로 공급 가능한 EVA로 대체되었다는 경위가 있다.
그러나, 최근 태양 전지의 고효율화나 장기 신뢰성이 재조명됨에 따라, 실리콘의 밀봉재로서의 성능(예를 들어 저모듈러스성, 고투명성, 고내후성 등)이 재평가되어, 실리콘을 사용한 새로운 밀봉 방법도 다양하게 제안되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에서는, 유기 폴리실록산 주체인 핫 멜트 타입의 시트에서의 밀봉이 제안되어 있다. 그러나, 고투명성을 유지한 채 단층의 시트상으로 가공하는 것은 어려우며, 예를 들면 1mm 전후의 두께로 가공하기 위해서는, 그의 "취성" 때문에 주조 성형법이나 프레스법 등의 가공 방법으로 한정되어, 양산에 적합하지 않다. 또한, 그의 "취성"을 개선하기 위해서는 필러 등의 충전재를 혼합하여 성형성을 향상시킬 수 있지만, 그렇게 하면 고투명성을 유지할 수 없게 되는 결점이 있다. 특허문헌 2에서는, 기판 상에 코팅된 액상의 실리콘 재료 위 또는 실리콘 재료 내에, 접속된 태양 전지를 다축 로봇에 의해 배치하고, 그 후에 실리콘 재료를 경화함으로써 기포를 포함시키지 않고 봉입하는 것이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 3에서는, 이동 가능한 플레이트를 가진 셀 프레스를 사용하여, 진공하에서 태양 전지 셀을 경화 또는 반경화한 실리콘 상에 배치함으로써 기포를 포함시키지 않고 봉입하는 것이 제안되어 있다. 한편, 특허문헌 4에서는, 유리 기판에 밀봉재, 태양 전지 소자, 실리콘 액상 물질을 배치하고, 마지막에 이면 보호 기판을 중첩하여 임시 적층체로 하고, 실온의 진공하에서 가압 밀착시켜서 밀봉하는 방법이 제안되어 있으나, 이 방법으로는 태양 전지 모듈의 실용 크기로의 전개는 어려울 가능성이 있다. 그러나 어느 방법에서도, 태양 전지 셀 밀봉 공정 전후에 액상의 실리콘 재료를 도포 또는 배치하는 공정이 있기 때문에, 현행의 EVA에 의한 밀봉 공정과 크게 상이하여, 그것이 태양 전지 모듈 제조 업계에서 실리콘을 밀봉 재료로서 투입하는 것을 크게 방해하고 있다. 즉, 어느 방법도 종래의 태양 전지의 밀봉 방법과는 크게 상이하여, 현행의 양산 장치에서는 대처할 수 없을 가능성이 있다.
일본 특허 공표 제2009-515365호 공보 일본 특허 공표 제2007-527109호 공보 일본 특허 공표 제2011-514680호 공보 국제 공개 제2009/091068호
S.Ohl, G.Hahn, "Increased internal quantum efficiency of encapsulated solar cell by using two-component silicone as Encapsulant material", Proc. 23rd, EU PVSEC, Valencia(2008), pp.2693-2697 Barry Ketola, Chris Shirk, Philip Griffith, Gabriela Bunea, "DEMONSTRATION OF THE BENEFITS OF SILICONE ENCAPSULATION OF PV MODULES IN A LARGE SCALE OUTDOOR ARRAY", Dow Corning Corporation
본 발명의 목적은, 태양 전지 셀 스트링스를 실리콘을 밀봉재로 하여 밀봉할 때에 실리콘 겔 시트를 사용함으로써, 종래의 태양 전지 모듈 제조 장치를 사용할 수 있는 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 태양 전지 셀 스트링스의 태양광 수광면과 이것과 반대측의 태양광 비수광면을 각각 실리콘 겔 시트로 진공하에 가압하여 밀봉한 후, 상기 실리콘 겔 시트의 태양광 수광면측을 태양광 입사면이 되는 투명 수광면 패널의 한 면 상에 배치함과 동시에, 실리콘 겔 시트의 외주 부분을 따라 프레임상으로 부틸 고무를 배치하거나, 또는 실리콘 겔 시트의 태양광 비수광면측을 태양광 비입사측의 비수광면 패널 또는 백 시트의 한 면 상에 배치함과 동시에, 실리콘 겔 시트의 외주 부분을 따라 프레임상으로 부틸 고무를 배치하고, 추가로 상기 수광면 패널과 비수광면 패널 또는 백 시트를 실리콘 겔 시트로 밀봉된 태양 전지 셀 스트링스를 내측으로 하여 중첩하고, 100 내지 150℃에서 진공하에 가압하여 부틸 고무에 의해 상기 수광면 패널과 비수광면 패널 또는 백 시트를 압착함으로써 태양 전지 모듈을 제조함으로써, 실리콘을 밀봉 재료로서 사용하기 위한 도포 장치가 불필요하며, 종래의 태양 전지 모듈 제조 장치인 진공 라미네이터를 사용할 수 있다는 이점이 얻어짐을 지견한 것이다.
즉, 본 발명은 하기의 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공한다.
〔1〕
태양 전지 셀 스트링스의 태양광 수광면과 이것과 반대측의 태양광 비수광면에 각각 실리콘 겔 시트를 진공하에 가압하여, 태양 전지 셀 스트링스를 상기 실리콘 겔 시트로 밀봉하는 공정과,
상기 실리콘 겔 시트의 태양광 수광면측을 태양광 입사면이 되는 투명 수광면 패널의 한 면 상에 배치함과 동시에, 실리콘 겔 시트의 외주 부분을 따라 프레임상으로 부틸 고무를 배치하거나, 또는 실리콘 겔 시트의 태양광 비수광면측을 태양광 비입사측의 비수광면 패널 또는 백 시트의 한 면 상에 배치함과 동시에, 실리콘 겔 시트의 외주 부분을 따라 프레임상으로 부틸 고무를 배치하는 공정과,
상기 수광면 패널과 비수광면 패널 또는 백 시트를 실리콘 겔 시트로 밀봉된 태양 전지 셀 스트링스를 내측으로 하여 중첩하고, 100 내지 150℃에서 진공하에 가압하여 부틸 고무에 의해 상기 수광면 패널과 비수광면 패널 또는 백 시트를 압착하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
〔2〕
상기〔1〕에 있어서, 실리콘 겔 시트가
(A) 하기 평균 조성식 (1)로 표시되는, 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 알케닐기를 적어도 하나 갖는 오르가노폴리실록산,
Figure 112013088320098-pat00001
(식 중, R은 독립적으로 알케닐기이고, R1은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, a는 0.0001 내지 0.2의 양수이고, b는 1.7 내지 2.2의 양수이되, 단, a+b는 1.9 내지 2.4임)
(B) 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 적어도 2개 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산, 및
(C) 백금계 촉매
를 함유하는 실리콘 겔 조성물을 경화하여 얻어지는 실리콘 겔의 시트이며, 이 실리콘 겔의 침입도가 30 내지 200인 태양 전지 모듈의 제조 방법.
〔3〕
상기〔1〕또는〔2〕에 있어서, 실리콘 겔 시트의 두께가 200 내지 1,000㎛인 태양 전지 모듈의 제조 방법.
본 발명의 태양 전지 모듈의 제조 방법은, 태양 전지 셀 스트링스를 실리콘 겔로 밀봉하는 공정 및 태양 전지 소자가 밀봉된 실리콘 겔 시트를 수광면 패널과 비수광면 패널 또는 백 시트에 의해 밀봉하는 공정에 있어서, 종래의 EVA 필름을 사용하는 태양 전지 모듈 제조 장치인 진공 라미네이터를 사용할 수 있으므로, 종래의 실리콘 밀봉된 태양 전지 모듈을 제조하기 위해 필요한, 액상 실리콘을 도포하기 위한 장치를 준비하지 않고 태양 전지 모듈을 제조할 수 있다.
도 1은 실리콘 겔 시트에 태양 전지 셀 스트링스를 배치한 상태의 단면도이다.
도 2는 진공 라미네이터에 의해 태양 전지 셀 스트링스를 실리콘 겔 시트에 의해 밀봉한 상태의 단면도이다.
도 3은 도 2에 있어서, 기재를 박리한 상태의 단면도이다.
도 4는 수광면 패널 상에, 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉한 실리콘 겔 시트를 수광면 패널에 배치함과 동시에, 부틸 고무를 배치한 상태의 단면도이다.
도 5는 진공 라미네이터에 의해 부틸 고무를 압착한 태양 전지 모듈의 단면도이다.
이하, 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조 방법의 적합한 형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 태양 전지 모듈의 제조 방법에는, 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉하기 위해 실리콘 겔 시트를 사용한다.
여기서 실리콘 겔 시트를 얻는 경우에는, 기재에 실리콘 겔 조성물을 도공하고, 이를 경화하여 실리콘 겔층을 형성하고, 필요에 따라 실리콘 겔층 상에 보호 시트를 박리 가능하도록 피복하는 것이다. 또한, 기재로는 실리콘 겔층(실리콘 겔 시트)과 박리 가능한 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 기재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 종이, 천 등의 연성의 박육 시트상의 재료가 사용되며, 통상은 롤상으로 권취된 것을 사용한다. 이 기재 상에, 하기 실리콘 겔 재료(조성물)를 코팅 장치에 의해 연속적으로 도포한다. 또한, 코팅 장치로는 콤마 코터, 리버스 코터, 바 코터, 다이 코터 등 공지된 장치가 사용된다. 코팅 장치에 의해 기재 상에 실리콘 겔 재료를 도포한 후, 100 내지 300℃에서 5분 정도 가열하여 경화시킴으로써, 실리콘 겔 시트가 형성된다. 가열 온도의 범위로는 바람직하게는 120 내지 200℃이다. 이와 같이 형성된 실리콘 겔 시트의 실리콘 겔측의 표면에 보호 시트를 접합함으로써 실리콘 겔 시트가 보호되어, 그의 취급이 용이해진다. 보호 시트의 재료로는, 기재의 재료와 마찬가지로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 종이, 천 등 연성의 박육 시트상의 재료가 사용된다.
실리콘 겔 시트의 두께는 실용상 200 내지 1,000㎛의 범위로 조정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 300 내지 800㎛의 범위이다. 막 두께가 200㎛보다 얇으면, 저모듈러스·저경도와 같은 실리콘 겔 경화물의 특징을 발휘할 수 없게 되어, 반도체 기판을 포함하는 태양 전지 소자를 패널 사이에 끼워넣어 제조하는 공정에 있어서 태양 전지 소자에 균열이 발생하거나, 특히 온도 승강이 발생하는 옥외 환경하에서는, 태양 전지 소자 표면의 배선 접속부와의 선팽창 계수 및 모듈러스의 차이를 흡수할 수 없게 되어, 태양 전지 소자의 취화를 초래할 가능성이 있다. 한편, 막 두께가 1,000㎛보다 두꺼우면, 경화하기 위한 시간을 필요로 하며, 실리콘 겔의 사용량도 증가하기 때문에 고비용이 될 가능성이 있다.
또한, 실리콘 겔의 경화 후의 침입도는, JIS K2220으로 규정되는 1/4 콘에 의한 침입도로 30 내지 200인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 내지 150의 범위이다. 침입도가 30보다 작으면, 저모듈러스·저경도와 같은 실리콘 겔 경화물의 특징을 발휘할 수 없게 되어, 반도체 기판을 포함하는 태양 전지 소자를 패널 사이에 끼워넣어 제조하는 공정에 있어서 태양 전지 소자에 균열이 발생하거나, 특히 온도 승강이 발생하는 옥외 환경하에서는, 태양 전지 소자 표면의 배선 접속부와의 선팽창 계수 및 모듈러스의 차이를 흡수할 수 없게 되어, 태양 전지 소자의 취화를 초래할 가능성이 있다. 한편, 침입도가 200을 초과하면, 실리콘 겔 경화물로서의 형태를 유지할 수 없게 되고, 유동한다.
이어서, 실리콘 겔 조성물에 대하여 설명한다. 실리콘 겔 조성물은 그의 가교 방법이 습기 경화형, UV 경화형, 유기 과산화물 경화형, 백금계 촉매를 사용하는 부가 경화형 중 어느 것일 수도 있지만, 실리콘 겔로는 부생성물이 없고, 변색이 적은 부가 경화형 실리콘 겔 조성물의 경화물을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 사용하는 실리콘 겔 조성물은
(A) 하기 평균 조성식 (1)로 표시되는, 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 알케닐기를 적어도 하나 갖는 오르가노폴리실록산,
Figure 112013088320098-pat00002
(식 중, R은 독립적으로 알케닐기이고, R1은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, a는 0.0001 내지 0.2의 양수이고, b는 1.7 내지 2.2의 양수이되, 단, a+b는 1.9 내지 2.4임)
(B) 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 적어도 2개 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산, 및
(C) 백금계 촉매
를 함유한다.
(A) 성분은 실리콘 겔 조성물의 주제(베이스 중합체)이다. 상기 (A) 성분은, 상기 평균 조성식 (1)로 표시되는, 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 알케닐기(본 명세서 중에서 "규소 원자 결합 알케닐기"라 함)를 적어도 하나, 바람직하게는 2개 이상 갖는 오르가노폴리실록산이다.
상기 식 (1) 중, R은 독립적으로 통상 탄소 원자수 2 내지 6, 바람직하게는 2 내지 4, 보다 바람직하게는 2 내지 3의 알케닐기이다. 그의 구체예로는 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 이소부테닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비닐기이다. R1은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, 그의 탄소 원자수는 통상 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 6이다. 그의 구체예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기 등의 아랄킬기; 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 염소, 브롬, 불소 등의 할로겐 원자로 치환한 클로로메틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 합성이 용이하기 때문에, 메틸기, 페닐기 또는 3,3,3-트리플루오로프로필기가 바람직하다.
또한, a는 0.0001 내지 0.2의 양수인 것이 필요하고, 바람직하게는 0.0005 내지 0.1의 양수이다. b는 1.7 내지 2.2의 양수인 것이 필요하고, 바람직하게는 1.9 내지 2.02의 양수이다. 단, a+b는 1.9 내지 2.4의 범위를 만족하는 것이 필요하고, 바람직하게는 1.95 내지 2.05의 범위이다.
본 성분은 1 분자 중에 규소 원자 결합 알케닐기를 적어도 하나 갖는 것이 필요하고, 바람직하게는 2 내지 50개, 보다 바람직하게는 2 내지 10개 갖는다. 이 규소 원자 결합 알케닐기의 조건을 만족하도록 상기 a 및 b의 값을 선택할 수 있다.
본 성분의 오르가노폴리실록산의 분자 구조는 특별히 한정되지 않으며, 직쇄상일 수도 있고, 예를 들면 RSiO3 /2 단위(R은 상기와 마찬가지임), R1SiO3 /2 단위(R1은 상기와 마찬가지임), SiO2 단위 등을 포함하는 분지상일 수도 있지만, 하기 일반식 (1a)로 표시되는 오르가노폴리실록산, 즉, 주쇄가 기본적으로 디오르가노실록산 단위의 반복을 포함하고, 분자쇄 양쪽 말단이 트리오르가노실록시기로 봉쇄된 직쇄상의 디오르가노폴리실록산인 것이 바람직하다.
Figure 112013088320098-pat00003
(식 중, R2는 독립적으로 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, R3은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기 또는 알케닐기이되, 단, 적어도 하나의 R3은 알케닐기이다. 분자쇄 양쪽 말단의 R3 중 어느 하나가 알케닐기인 경우에는, k는 40 내지 1,200의 정수이고, m은 0 내지 50의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수이며, 분자쇄 양쪽 말단의 R3이 모두 알케닐기가 아닌 경우에는, k는 40 내지 1,200의 정수이고, m은 1 내지 50, 특히 2 내지 50의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수이되, 단, m+n은 1 이상, 바람직하게는 2 이상임)
상기 식 (1a) 중, R2로 표시되는 알케닐기 이외의 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기는, 통상 탄소 원자수 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 6이다. 그의 구체예로는, R1에서 예시한 것을 들 수 있다. 그 중에서도 합성이 용이하기 때문에, 메틸기, 페닐기 또는 3,3,3-트리플루오로프로필기가 바람직하다.
또한, R3으로 표시되는 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기는, 통상 탄소 원자수 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 6이다. 그의 구체예로는 R1에서 예시한 것을 들 수 있다. 그 중에서도 합성이 용이하기 때문에, 메틸기, 페닐기 또는 3,3,3-트리플루오로프로필기가 바람직하다. R3으로 표시되는 알케닐기는, 통상 탄소 원자수 2 내지 6, 바람직하게는 2 내지 4, 보다 바람직하게는 2 내지 3이다. 그의 구체예로는 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 이소부테닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비닐기이다.
상기 식 (1a) 중, 분자쇄 양쪽 말단의 R3 중 어느 하나가 알케닐기인 경우에는, k는 100 내지 1,000의 정수이고, m은 0 내지 40의 정수이고, n은 0인 것이 바람직하며, 분자쇄 양쪽 말단의 R3이 모두 알케닐기가 아닌 경우에는, k는 100 내지 1,000의 정수이고, m은 2 내지 40의 정수이고, n은 0인 것이 바람직하다.
상기 식 (1a)로 표시되는 오르가노폴리실록산으로는, 예를 들면 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 메틸트리플루오로프로필폴리실록산, 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·비닐메틸실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·비닐메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 비닐메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산 공중합체, 말단 트리메틸실록시기·디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 말단 트리메틸실록시기·디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 말단 트리메틸실록시기·디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, 말단 트리메틸실록시기·디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·디페닐실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 말단 트리메틸실록시기·디메틸비닐실록시기 봉쇄 메틸트리플루오로프로필폴리실록산, 말단 트리메틸실록시기·디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산 공중합체, 말단 트리메틸실록시기·디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 메틸디비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 양쪽 말단 메틸디비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 메틸디비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 메틸디비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 메틸디비닐실록시기 봉쇄 메틸트리플루오로프로필폴리실록산, 양쪽 말단 메틸디비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산 공중합체, 양쪽 말단 메틸디비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 양쪽 말단 트리비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리비닐실록시기 봉쇄 메틸트리플루오로프로필폴리실록산, 양쪽 말단 트리비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸트리플루오로프로필실록산·메틸비닐실록산 공중합체 등을 들 수 있다.
본 성분의 오르가노폴리실록산의 점도는 특별히 한정되지 않지만, 조성물의 취급 작업성, 얻어지는 경화물의 강도 및 유동성이 양호해진다는 점에서, 회전 점도계에 의한 25℃의 점도가 50 내지 100,000mPa·s인 것이 바람직하고, 1,000 내지 50,000mPa·s인 것이 보다 바람직하다.
이어서, (B) 성분은 상기 (A) 성분과 반응하여, 가교제로서 작용하는 것이다. 상기 (B) 성분은 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자(즉, SiH기(히드로실릴기)를 의미하고, 본 명세서 중에서 "규소 원자 결합 수소 원자"라 함)를 적어도 2개 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산이다. 이 오르가노히드로겐폴리실록산이 1 분자 중에 갖는 규소 원자 결합 수소 원자는, 바람직하게는 2 내지 30개, 보다 바람직하게는 2 내지 10개, 특히 바람직하게는 2 내지 5개이다.
본 성분의 오르가노히드로겐폴리실록산 중에 함유되는 규소 원자 결합 수소 원자는, 분자쇄 말단 및 분자쇄 도중 중 어디에도 위치할 수 있으며, 이의 양쪽에 위치할 수도 있다. 또한, 그의 분자 구조는 특별히 한정되지 않으며, 직쇄상, 환상, 분지상 및 삼차원 망상 구조(수지상) 중 어느 것일 수도 있다.
본 성분의 오르가노히드로겐폴리실록산 1 분자 중 규소 원자의 수(즉, 중합도)는, 통상 20 내지 1,000개인데, 조성물의 취급 작업성 및 얻어지는 경화물의 특성(저탄성률, 저응력)이 양호해진다는 점에서, 바람직하게는 40 내지 1,000개, 보다 바람직하게는 40 내지 400개, 더욱 바람직하게는 60 내지 300개, 특히 바람직하게는 100 내지 300개, 가장 바람직하게는 160 내지 300개이다.
또한, 점도는, 회전 점도계에 의한 25℃의 점도가 통상 10 내지 100,000mPa·s, 바람직하게는 200 내지 50,000mPa·s, 보다 바람직하게는 500 내지 25,000mPa·s이고, 실온(25℃)에서 액상인 것이 적절하게 사용된다.
본 성분의 오르가노히드로겐폴리실록산은, 하기 평균 조성식 (2)로 표시되는 것이 적절하게 사용된다.
Figure 112013088320098-pat00004
(식 중, R4는 독립적으로 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, c는 0.7 내지 2.2의 양수이고, d는 0.001 내지 0.5의 양수이되, 단, c+d는 0.8 내지 2.5임)
상기 식 (2) 중, R4는 독립적으로 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, 그의 탄소 원자수는 통상 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 6이다. 그의 구체예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기; 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 염소, 브롬, 불소 등의 할로겐 원자로 치환한 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 3,3,3-트리플루오로프로필기이고, 보다 바람직하게는 메틸기, 페닐기, 3,3,3-트리플루오로프로필기이다.
또한, c는 1.0 내지 2.1의 양수인 것이 바람직하고, d는 0.001 내지 0.1의 양수인 것이 바람직하고, 0.005 내지 0.1의 양수인 것이 보다 바람직하고, 0.005 내지 0.05의 양수인 것이 더욱 바람직하고, 0.005 내지 0.03의 양수인 것이 특히 바람직하며, c+d는 1.0 내지 2.5의 범위를 만족하는 것이 바람직하고, 1.5 내지 2.2의 범위를 만족하는 것이 특히 바람직하다.
상기 식 (2)로 표시되는 오르가노히드로겐폴리실록산으로는, 예를 들면 메틸히드로겐실록산·디메틸실록산 환상 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로겐폴리실록산, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸히드로겐실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸히드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 양쪽 말단 디메틸히드로겐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸히드로겐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로겐실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로겐실록산·디페닐실록산·디메틸실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸히드로겐실록시기 봉쇄 메틸히드로겐실록산·디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, (CH3)2HSiO1 /2 단위와 (CH3)3SiO1 /2 단위와 SiO4/2 단위를 포함하는 공중합체, (CH3)2HSiO1 /2 단위와 SiO4 /2 단위를 포함하는 공중합체, (CH3)2HSiO1 /2 단위와 (C6H5)3SiO1 /2 단위와 SiO4 /2 단위를 포함하는 공중합체 등을 들 수 있다.
본 성분의 배합량은, (A) 성분 100질량부에 대하여 적어도 1질량부, 바람직하게는 적어도 3질량부이다. 상한을 고려한 경우에는, 바람직하게는 15 내지 500질량부이고, 보다 바람직하게는 20 내지 500질량부이고, 더욱 바람직하게는 30 내지 200질량부이다. 본 성분의 배합량은, 상기 조건을 만족함과 동시에, (A) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기 1개당 본 성분 중의 규소 원자 결합 수소 원자가 0.3 내지 2.5개가 되는 양인 것이 필요하고, 바람직하게는 0.5 내지 2개, 보다 바람직하게는 0.6 내지 1.5개가 되는 양이다. 이 배합량이 1질량부보다 적은 경우에는, 얻어지는 경화물은 오일 블리드가 발생하기 쉬운 것이 된다. 규소 원자 결합 수소 원자가 0.3개보다 적은 경우에는, 가교 밀도가 너무 낮아져, 얻어지는 조성물이 경화되지 않거나, 경화하여도 경화물의 내열성이 저하되는 경우가 있고, 2.5개보다 많은 경우에는, 탈수소 반응에 의한 발포 문제가 발생하거나, 얻어지는 경화물의 내열성이 저하되거나, 오일 블리드가 발생하는 경우가 있다.
또한, (C) 성분에 대해서는, 상기 (A) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기와 상기 (B) 성분 중의 규소 원자 결합 수소 원자와의 부가 반응을 촉진시키기 위한 촉매로서 사용되는 것이다. 상기 (C) 성분은 백금계 촉매(백금 또는 백금계 화합물)이고, 공지된 것을 사용할 수 있다. 그의 구체예로는 백금 블랙, 염화백금산, 염화백금산 등의 알코올 변성물; 염화백금산과 올레핀, 알데히드, 비닐실록산 또는 아세틸렌 알코올류 등과의 착체 등이 예시된다.
본 성분의 배합량은 유효량일 수 있고, 원하는 경화 속도에 의해 적절히 증감할 수 있지만, 통상 (A) 성분 및 (B) 성분의 합계량에 대하여, 백금 원자의 질량으로 통상 0.1 내지 1,000ppm, 바람직하게는 1 내지 300ppm의 범위이다. 이 배합량이 너무 많으면 얻어지는 경화물의 내열성이 저하되는 경우가 있다.
실리콘 겔 조성물은, 상기 (A) 내지 (C) 성분(임의 성분이 배합될 경우에는, 임의 성분도 포함함)을 통상법에 준하여 혼합함으로써 제조할 수 있다. 이 때, 혼합되는 성분을 필요에 따라 2파트 또는 그 이상의 파트로 분할하여 혼합할 수도 있으며, 예를 들면 (A) 성분의 일부 및 (C) 성분을 포함하는 파트와, (A) 성분의 잔량부 및 (B) 성분을 포함하는 파트로 분할하여 혼합하는 것도 가능하다.
상기 실리콘 겔 조성물을 경화하여 실리콘 겔을 얻는 경우, 그의 경화 조건은, 통상법에 의해 80 내지 150℃에서 5 내지 30분간인 것이 바람직하다.
이어서, 얻어진 실리콘 겔 시트를 사용한 태양 전지 모듈 제조 공정에 대하여 설명한다.
우선, 실리콘 겔 시트에 보호 필름이 접착되어 있을 경우, 이 보호 필름을 박리한 후, 태양 전지 셀 스트링스의 수광면측을 상기 실리콘 겔 시트의 한 면에 배치한다. 배치한 것을 진공 라미네이터에 설치하고, 태양 전지 셀 스트링스의 다른 한쪽의 수광면과 반대측의 비수광면에도 실리콘 겔 시트의 보호 필름을 박리하여 수광면측의 셀 스트링스를 배치한 실리콘 겔 시트로 씌운다(도 1 참조). 또한, 진공하에 가압하여 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉한다(도 2).
또한, 도 1에 있어서, 3은 실리콘 겔 시트, 4는 기재, 5는 태양 전지 셀 스트링스이다.
이 경우, 상기와는 반대로, 먼저 수광면과 반대측의 비수광면측의 실리콘 겔 시트 상에 태양 전지 셀의 수광면과 반대측을 상기 실리콘 겔 시트 상에 배치하고, 다른 한쪽의 수광면측의 실리콘 겔 시트를 씌운 뒤에 진공하에 가압하여 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉할 수도 있다. 또한, 태양 전지 셀에 있어서는, 단결정 실리콘 및/또는 다결정 실리콘을 사용하여 태양 전지 셀로 함으로써, 태양 전지 셀 스트링스는 태양 전지 셀을 탭선으로 접속한 것이다.
또한, 진공하에 가압할 때에는, 미리 실리콘 겔 시트의 수광면 또는 수광면과 반대측의 비수광면에 플라즈마 조사 처리 또는 엑시머 광 조사 처리를 행하고, 실리콘 겔 표면을 활성화한 후에 진공하에 가압할 수도 있다. 또한 진공하에 가압할 때의 온도는, 통상법에 의해 실온 내지 150℃의 범위에서 행한다.
진공 라미네이터에 의한 밀봉을 행한 후, 수광면측 및 비수광면측의 실리콘 겔 시트의 기재를 박리한다(도 3). 그 후, 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉한 실리콘 겔 시트의 수광면측을 수광면 패널에 배치함과 동시에, 실리콘 겔 시트의 외주부를 따라 폭 5 내지 20mm의 프레임상으로 부틸 고무를 배치한다(도 4). 또한, 도면 중 1은 투명 수광면 패널, 2는 비수광면 패널 또는 백 시트, 6은 부틸 고무이다. 또한, 상기와는 반대로, 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉한 실리콘 겔 시트를 먼저 비수광면 패널 또는 백 시트에 배치하고, 추가로 그 외주부를 따라 부틸 고무를 배치하도록 할 수도 있다.
여기서 상기 수광면 패널에 있어서는, 투명성, 내후성, 내충격성을 비롯하여 옥외 사용시에 장기간의 신뢰 성능을 갖는 부재가 필요하며, 예를 들면 백판 강화 유리, 아크릴 수지, 불소 수지 또는 폴리카르보네이트 수지 등이 있지만, 일반적으로는 두께 3 내지 5mm 정도의 백판 강화 유리가 널리 사용되고 있다.
또한, 여기서 사용하는 부틸 고무는, 핫 멜트 어플리케이터에 의해 미리 테이프상 또는 끈상으로 가공한 것으로, 통상 시판되고 있는 타입일 수도 있지만, 다음 공정에서 진공 라미네이트할 때에 100 내지 150℃의 온도를 가하기 위하여, 그 온도 영역에서 형상을 유지할 수 있는 핫 멜트 타입의 부틸 고무가 바람직하고, 예를 들면 요코하마 고무제 M-155P가 사용된다.
이어서, 수광면과 반대측에 비수광면 패널 또는 백 시트를 배치하고, 진공 라미네이터로 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉한 실리콘 겔 시트를 감압 진공하에, 수광면측의 실리콘 겔 시트면과 수광면 패널 사이, 비수광면측의 실리콘 겔 시트면과 비수광면 패널 또는 백 시트 사이의 공기를 제거한 후, 100 내지 150℃로 가온하여 1 내지 5분간 대기압에서 가압하고, 프레임상으로 배치한 부틸 고무를 압착함으로써 태양 전지 모듈을 제조한다(도 5).
여기서 수광면과 반대측의 비수광면 패널에 있어서는, 태양 전지 셀 스트링스의 온도를 효율적으로 방열하는 것이 요구되며, 재료로서 유리재, 합성 수지재, 금속재 또는 그들의 복합 부재를 들 수 있다. 유리재의 예로는 청판 유리, 백판 유리 또는 강화 유리 등을 들 수 있고, 합성 수지재로는 아크릴 수지, 폴리카르보네이트(PC) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지 또는 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또한, 금속재로는 구리, 알루미늄 또는 철 등을 들 수 있고, 복합재로는 실리카를 비롯하여 산화티타늄, 알루미나, 질화알루미늄 등 높은 열전도성을 갖는 재료를 담지한 합성 수지 등을 들 수 있다.
또한, 태양광 입사의 반대측의 비수광면 패널에 있어서는, 태양광을 입사시키는 패널과 함께 투명성을 갖는 부재를 사용함으로써, 태양광의 직접 도달 광 및 산란광의 일부를 태양광 입사의 반대면측에 투과시킬 수 있으며, 예를 들면 초원 등에 설치한 경우, 태양 전지 모듈의 입사면과 반대측인, 즉, 본래 음지가 되는 부분에도 태양광의 일부가 조사됨으로써 식물의 생육을 촉진시키고, 가축의 방목 등에도 이용할 수 있다.
또한, 백 시트를 사용하는 경우에는, 구체적으로는 ETFE(에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체) 필름, PVF(폴리불화비닐) 필름 등의 불소 수지 필름, 알루미늄박이나 PET를 PVF의 시트에 끼워넣은 적층 시트 등을 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 실시예 중 "부"는 "질량부"를 나타내고, "％"는 "질량％"를 나타내고, "Vi"는 "비닐기"를 나타낸다. 또한, 점도는 회전 점도계에 의한 25℃에서의 값이다.
[실시예 1]
점도가 10,000mPa·s인 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 100부, 하기 식 (3)으로 표시되는 점도가 10,000mPa·s인 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸히드로겐실록산 공중합체 63부((A) 성분 중 규소 원자 결합 알케닐기 1개당 (B) 성분 중 규소 원자 결합 수소 원자의 개수(이하, H/Vi라 함)는 1.05임) 및 백금 원자로서 1％ 함유하는 염화백금산 비닐실록산 착체의 디메틸폴리실록산 용액 0.05부를 균일하게 혼합한 후, 얻어진 조성물을 오븐에 의해 150℃에서 30분간 가열하여 침입도 75의 경화물을 얻었다. 또한, 침입도에 대해서는, JIS K2220으로 규정되는 1/4 콘에 의한 침입도이며, (주)리고사 제조, 자동 침입도 시험기, RPM-101을 사용하여 측정하였다.
Figure 112013088320098-pat00005
이어서, 상기 재료를 사용하여 실리콘 겔 시트를 제작하였다. 콤마 코터에 상기 재료를 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 250㎛가 되도록 조정하였다. 또한 도포된 필름은 150℃의 오븐에서 30분간 경화시켰다. 이 실리콘 겔 시트의 실리콘 겔측에는 보호 필름을 접합하여 실리콘 겔 시트의 롤을 얻었다.
이 실리콘 겔 시트의 롤로부터 320mm×340mm의 크기로 시트를 2매 잘라냈다. 우선, 1매째의 실리콘 겔 시트의 보호 필름을 박리한 후, 표면에 172nm의 엑시머 광을 조사하였다. 계속해서 단결정의 태양 전지 셀 스트링스를 표면에 배치하여, 진공 라미네이터에 설치하고, 다른 1매의 실리콘 겔 시트도 보호 필름을 박리하여 상기와 마찬가지로 엑시머 광을 조사하였다. 1매째의 수광면측의 셀 스트링스를 배치한 실리콘 겔 시트에 씌워, 진공하에 60℃, 20분간 가압하여 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉하였다.
이어서, 수광면측 및 수광면과 반대측의 비수광면측의 실리콘 겔 시트의 PET 기재를 박리하고, 수광면측을 340mm×360mm, 3.2mm 두께의 백판 강화 유리에 외주 10mm 폭의 스페이스를 남기고 배치함과 동시에, 그 스페이스 부분에 프레임상으로 직경 6mm의 끈상의 부틸 고무를 배치하였다.
이어서, 수광면과 반대측에도 340mm×360mm, 3.2mm 두께의 백판 강화 유리를 배치하여, 진공 라미네이터로 태양 전지 셀 스트링스를 밀봉한 실리콘 겔 시트를 감압 진공하에 120℃, 5분간 대기압에서 가압하여 태양 전지 모듈 A를 제조하였다.
(태양 전지 소자의 균열 평가)
태양 전지 모듈 A 소자의 균열의 평가를 행하였다. 평가는 통상법에 의해 육안 또는 EL(전계 발광) 발광법으로 행하였다.
(과혹 열화 시험 평가)
태양 전지 모듈 A의 PCT(Pressure Cooker Test: 프레셔 쿠커 테스트)에 의한 과혹 열화 시험을 행하였다. 조건은 온도 125℃, 습도 95％, 2.1기압으로 100시간 행하고, 시험 후 EL 발광법에 의한 균열 평가, 육안에 의한 탭선의 부식 유무의 평가, 육안에 의한 모듈 내의 수분 침입 유무의 평가를 행하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 얻어진 균일한 혼합액을 콤마 코터에 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 550㎛가 되도록 조정하였다. 계속해서 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 B를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[실시예 3]
실시예 1에서 얻어진 균일한 혼합액을 콤마 코터에 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 850㎛가 되도록 조정하였다. 계속해서 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 C를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[실시예 4]
점도가 12,000mPa·s인 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 100부, 하기 식 (4)로 표시되는 점도가 2,000mPa·s인 양쪽 말단 디메틸히드로겐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸히드로겐실록산 공중합체 25부(H/Vi는 1.3임) 및 백금 원자로서 1％ 함유하는 염화백금산 비닐실록산 착체의 디메틸폴리실록산 용액 0.05부를 균일하게 혼합한 후, 얻어진 조성물을 오븐에 의해 150℃에서 30분간 가열하여 침입도 40의 경화물을 얻었다.
Figure 112013088320098-pat00006
이어서, 콤마 코터에 상기 재료를 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 250㎛가 되도록 조정하였다. 다음으로 수광면과 반대측에 백 시트로서 340mm×360mm, 25㎛ 두께의 ETFE 필름을 배치한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 D를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[실시예 5]
실시예 4에서 얻어진 균일한 혼합액을 콤마 코터에 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 550㎛가 되도록 조정하였다. 계속해서 실시예 4와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 E를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[실시예 6]
실시예 4에서 얻어진 균일한 혼합액을 콤마 코터에 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 850㎛가 되도록 조정하였다. 계속해서 실시예 4와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 F를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[실시예 7]
하기 식 (5)로 표시되는 점도가 10,000mPa·s인 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체 100부에 대하여, 하기 식 (6)으로 표시되는 점도가 6,000mPa·s인 양쪽 말단 디메틸히드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 40부(H/Vi는 0.95임) 및 백금 원자로서 1％ 함유하는 염화백금산 비닐실록산 착체의 디메틸폴리실록산 용액 0.05부를 균일하게 혼합한 후, 얻어진 조성물을 오븐에 의해 150℃에서 30분간 가열하여 침입도 120의 경화물을 얻었다.
Figure 112013088320098-pat00007
Figure 112013088320098-pat00008
이어서, 콤마 코터에 상기 재료를 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 250㎛가 되도록 조정하였다. 다음으로 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 G를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[실시예 8]
실시예 7에서 얻어진 균일한 혼합액을 콤마 코터에 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 550㎛가 되도록 조정하였다. 계속해서 실시예 7과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 H를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[실시예 9]
실시예 7에서 얻어진 균일한 혼합액을 콤마 코터에 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 850㎛가 되도록 조정하였다. 계속해서 실시예 7과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 I를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[실시예 10]
실리콘 겔 시트 2매 중 1매를 실시예 1에서 얻어진 균일한 혼합액을 사용하여 실시예 2와 마찬가지로 콤마 코터로 기재에 도포하여 전체 두께가 550㎛가 되도록 조정하여, 이를 수광면측으로 하고, 다른 1매를 실시예 4에서 얻어진 균일한 혼합액을 사용하여 실시예 5와 마찬가지로 전체 두께가 550㎛가 되도록 조정하여, 이를 수광면과 반대측의 패널로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 J를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[비교예 1]
실시예 4에서 얻어진 균일한 혼합액을 콤마 코터에 투입하여, 기재인 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 도포하고, 전체 두께가 550㎛가 되도록 조정하였다. 이 실리콘 겔 시트의 롤로부터 340mm×360mm의 크기로 시트를 2매 잘라냈다. 계속해서 프레임상으로 부틸 고무를 배치하지 않는 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈 K를 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
[비교예 2]
두께 500㎛의 EVA(에틸렌-아세트산 비닐 공중합체; 아세트산 비닐 함유율 28％)의 투명 필름 2매를 사용하여, 종래법에 기초하여 2매의 340mm×360mm의 백판 강화 유리 기판 사이에 단결정 실리콘 태양 전지 소자를, 진공 라미네이터를 사용하여 감압 진공하에 120℃로 가온하고 30분간 용융 압착함으로써 밀봉하여, 태양 전지 모듈 L을 제조하여, 태양 전지 소자의 균열 평가 및 과혹 열화 시험을 행하였다.
각 조건을 표로 정리함과 동시에, 균열 평가 및 과혹 열화 시험 결과를 기재한다.
이상의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112013088320098-pat00009
1 투명 수광면 패널
2 비수광면 패널 또는 백 시트
3 실리콘 겔 시트
4 기재
5 태양 전지 셀 스트링스
6 부틸 고무

Claims (3)

  1. 태양 전지 셀 스트링스의 태양광 수광면과 이것과 반대측의 태양광 비수광면에 각각 실리콘 겔 시트를 진공하에 가압하여, 태양 전지 셀 스트링스를 상기 실리콘 겔 시트로 밀봉하는 공정과,
    상기 실리콘 겔 시트의 태양광 수광면측을 태양광 입사면이 되는 투명 수광면 패널의 한 면 상에 배치함과 동시에, 실리콘 겔 시트의 외주 부분을 따라 프레임상으로 부틸 고무를 배치하거나, 또는 실리콘 겔 시트의 태양광 비수광면측을 태양광 비입사측의 비수광면 패널 또는 백 시트의 한 면 상에 배치함과 동시에, 실리콘 겔 시트의 외주 부분을 따라 프레임상으로 부틸 고무를 배치하는 공정과,
    상기 수광면 패널과 비수광면 패널 또는 백 시트를 실리콘 겔 시트로 밀봉된 태양 전지 셀 스트링스를 내측으로 하여 중첩하고, 100 내지 150℃에서 진공하에 가압하여 부틸 고무에 의해 상기 수광면 패널과 비수광면 패널 또는 백 시트를 압착하는 공정을 포함하고,
    실리콘 겔 시트가
    (A) 하기 평균 조성식 (1)로 표시되는, 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 알케닐기를 적어도 하나 갖는 오르가노폴리실록산,
    Figure 112019020598839-pat00016

    (식 중, R은 독립적으로 알케닐기이고, R1은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 포함하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, a는 0.0001 내지 0.2의 양수이고, b는 1.7 내지 2.2의 양수이되, 단, a+b는 1.9 내지 2.4임)
    (B) 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 적어도 2개 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산, 및
    (C) 백금계 촉매
    를 함유하는 실리콘 겔 조성물을 경화하여 얻어지는 실리콘 겔의 시트이며, 이 실리콘 겔의 침입도가 30 내지 200이고, 실리콘 겔 시트의 두께가 300 내지 1,000㎛인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
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