KR102389859B1 - 태양광 모듈 백시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광모듈용 백시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 종래 불소필름/PET필름/불소필름 또는 백색 폴리에스테르필름/투명 폴리에스테르필름/백색 폴리에틸렌필름으로 적층 되는 구조에서, 단층 폴리에스테르 필름으로 대체가 가능하며, 일반적인 전면 수광형 태양광 모듈뿐만 아니라 양면 수광형 모듈에 사용 될 수 있어, 유리 또는 불소계 고분자 수지를 대체할 수 있는 새로운 태양광모듈용 백시트에 관한 것이다.

Description

태양광 모듈 백시트 및 이의 제조방법{BACKSHEET FOR PV MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 태양광모듈용 백시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 종래 불소필름/PET필름/불소필름 또는 백색 폴리에스테르필름/투명 폴리에스테르필름/백색 폴리에틸렌필름으로 적층 되는 구조에서, 단층 폴리에스테르 필름으로 대체가 가능하며, 일반적인 전면 수광형 태양광 모듈뿐만 아니라 양면 수광형 모듈에 사용 될 수 있어, 유리 또는 불소계 고분자 수지를 대체할 수 있는 새로운 태양광모듈용 백시트에 관한 것이다.
태양광 발전을 위한 태양전지는 실리콘이나 각종 화합물에서 출발하여 태양전지(Solar cell) 형태가 되면 전기를 낼 수 있게 된다. 그러나 하나의 셀로는 충분한 출력을 얻지 못하므로 각각의 셀을 직렬 혹은 병렬 상태로 연결해야 하는데 이렇게 연결된 상태를 '태양광 모듈'이라 부른다.
태양광 모듈은 유리, 제 1 밀봉재, 태양전지, 제 2 밀봉재, 백 시트(back sheet)로 적층되어 구성된다. 상기 제 1 밀봉재 및 제 2 밀봉재로는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 등이 사용된다.
일반적인 태양광 모듈의 경우는 전면에서만 수광이 이루어지며 그에 따른 전력을 생산하였지만, 그에 따른 효율 증가에 한계가 있다. 이에 최근에는 전후면 모두에서 수광 및 전력의 생산이 이루어지는 양면 수광형 태양전지의 개발이 이루어지고 있으며, 이러한 양면 수광형 태양전지에 적합한 백시트의 개발이 필요한 상황이다. 양면 수광형 태양광모듈의 경우, 지표면에 도달하는 가시광선을 흡수하고, 자외선을 차단해야 하므로 종래 전면 수광형 태양광모듈에 사용되는 백시트가 백색의 불투명한 것과는 달리, 투명해야 하며, 동시에 자외선에 노출되므로 내구성 및 내습성과 더불어 자외선 차단 특성이 요구된다.
본 발명은 태양광 모듈의 보호를 위한 핵심 소재인 백시트를 기존에 투명필름과 백색필름을 적층하는 구조로 사용되던 것에서, 본원발명의 단층 필름 구조로 변경할 수 있는 백시트를 제공하고자 하는 것이다. 즉, 단층으로 이루어지면서 종래 적층구조의 필름을 사용하는 것과 동등 유사한 물성을 발현할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
또한, 전면 수광형 태양광모듈뿐만 아니라 양면 수광형 태양광모듈에 사용 가능하도록 태양전지가 위치하는 부분이 투명하고, 가시광선 투과율이 우수하며, 자외선 차단성이 우수하며, 내습성이 우수하여, 태양광모듈의 수광효율을 높이고, 폴리에스테르 기재필름의 노후 및 열화를 방지할 수 있는 태양광 모듈용 백시트를 제공하고자 한다.
또한, 반사율이 우수한 인쇄층을 구비하여, 별도의 백색필름을 적층하지 않고도 반사율이 우수하여 태양광 발전 효율을 증가시킬 수 있는 태양광 모듈용 백시트를 제공하고자 한다.
또한, 봉지재와의 접착성이 향상된 태양광 모듈용 백시트를 제공하고자 한다.
본 발명은 폴리에스테르 기재필름과, 상기 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 형성되며, 상기 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성된 인쇄층을 포함하고, 상기 인쇄층은 백색안료를 포함하는 태양광 모듈용 백시트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 a) 고유점도가 0.8 ~ 1.0 dl/g인 폴리에스테르수지와 광안정제를 혼련하여 컴파운딩 칩을 제조하는 단계;
b) 고유점도가 0.65 ~ 0.8 dl/g인 폴리에스테르수지에, 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하인 물성을 만족하는 함량으로 상기 컴파운딩 칩을 첨가하여 용융압출 및 미연신 시트를 제조하는 단계;
c) 상기 미연신 시트를 길이방향으로 일축연신 후, 폭방향으로 이축연신하여 필름을 제조하는 단계; 및
d) 바인더수지, 유기용매 및 상기 인쇄층은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상인 물성을 만족하는 함량의 백색안료를 포함하는 인쇄층용 조성물을 상기 기재필름 표면의 일부분에만 도포하여 인쇄층을 형성하는 단계;
를 포함하는 태양광 모듈용 백시트의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 태양광 모듈용 백시트는 단층의 폴리에스테르 필름으로 이루어져 제조 원가가 절감되고, 태양전지가 위치하는 부분이 투명하므로 전면 수광형 태양광 모듈뿐만 아니라 양면 수광형 태양광 모듈 모두에 적용이 가능한 장점이 있다.
또한, UV차단 기능과 에너지 변환파장의 고반사 기능을 가져 기존에 투명 필름과 백색 필름의 기능을 모두 가짐으로써 태양광 모듈의 전력 변화 효율성이 개선되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양광 모듈용 백시트는 봉지재와의 접착성이 우수하고, 유연성이 우수한 인쇄층을 형성함으로써 내구성이 향상되며, 작업성이 향상되는 효과가 있고, 공정 단순화, 비용 절감의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 태양광 모듈용 백시트의 일 양태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 태양광 모듈용 백시트의 일 양태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 태양광 모듈용 백시트의 일 양태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 태양광 모듈용 백시트의 일 양태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 태양광 모듈용 백시트를 이용한 태양광모듈의 단면도를 나타낸 일 양태이다.
도 6은 본 발명의 태양광 모듈용 백시트의 일 양태를 나타낸 사진이다.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명자들은 자외선 차단 기능 및 가시광선 고 반사기능을 가지는 단층 구조의 태양광 백시트용 폴리에스터 필름을 개발하기 위하여 연구한 결과, 자외선의 차단, 보다 상세하게 고분자 물질 분해에 직접적인 영향을 미치며, 지표면에 도달하는 자외선 파장영역인 250 ~ 380nm의 자외선을 흡수하는 광안정제를 사용하고, 반사기능을 위해 그 일면 또는 양면에 수광을 통해 전력을 생산하는 태양전지 위치를 제외한 부분에 백색안료를 포함하는 인쇄층을 인쇄방식으로 형성함으로써, 광 반사를 통해 최종적으로 태양광 모듈의 보호 기능 및 효율 증가를 가지는 태양광 모듈용 백시트를 제공할 수 있음을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 양태는 폴리에스테르 기재필름과, 상기 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 형성되며, 상기 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성된 인쇄층을 포함하고, 상기 인쇄층은 백색안료를 포함하는 태양광 모듈용 백시트이다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르 기재필름은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하이며,
상기 인쇄층은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르 기재필름은 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조옥사지논계 화합물, 벤조에이트계 화합물, 페닐살리실레이트계 화합물 및 힌더드아민계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 광안정제를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 광안정제는 폴리에스테르 기재 필름 전체 중량 중 0.01 내지 5 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르 기재필름은 고유점도가 0.65 ~ 0.8 dl/g이고, 150℃에서 30분간 경과 후의 열수축율 △HS이 하기 식 1을 만족하고, 121℃이고 RH100%에서 75시간 경과 후 신도유지율 S가 하기 식 2를 만족하는 것일 수 있다.
[식 1]
0 ≤ △HS ≤ 2
상기 식1에서, △HS = (HS2-HS1)/HS1×100이고, △HS는 열수축율, HS2는 150℃에서 30분간 경과 후 측정된 필름의 기계방향 길이이고, HS1는 처리 전 필름의 기계방향 길이이다.
[식 2]
60% ≤ S ≤ 99%
상기 식2에서, S = S2/S1×100이고, S는 기계방향의 신도유지율이고, S2는 121℃이고 RH100%에서 75시간 경과 후 측정한 기계방향의 신도이고, S1은 처리 전 MD방향의 신도이다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르 기재필름은 두께가 50 ~ 350㎛이고, 상기 인쇄층은 두께가 1 ~ 35㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 인쇄층은 바인더수지로 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 폴리우레탄계 수지를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 백색안료는 인쇄층 내에 30 ~ 50 중량%로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 백색안료는 실리카로 피복되고, 평균 입경이 0.15 ~ 0.25 ㎛인 산화티타늄 미립자인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 인쇄층은 ⅰ) 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 이격 배치되어 형성되는 인쇄층, ⅱ) 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되고, 연속적인 패턴을 가지는 인쇄층, ⅲ) 솔라셀의 테두리를 따라 상기 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되는 인쇄층 및 ⅳ) 해도(sea island) 형태로 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되는 인쇄층에서 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 인쇄층은 태양광 모듈의 솔라셀과 일부 중첩되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르 기재필름은 폴리에스테르 필름과, 이의 일면 또는 양면에 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하는 프라이머 코팅층이 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 태양광 모듈용 백시트를 제조하는 방법의 일 양태는
a) 고유점도가 0.8 ~ 1.0 dl/g인 폴리에스테르수지와 광안정제를 혼련하여 컴파운딩 칩을 제조하는 단계;
b) 고유점도가 0.65 ~ 0.8 dl/g인 폴리에스테르수지에, 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하인 물성을 만족하는 함량으로 상기 컴파운딩 칩을 첨가하여 용융압출 및 미연신 시트를 제조하는 단계;
c) 상기 미연신 시트를 길이방향으로 일축연신 후, 폭방향으로 이축연신하여 필름을 제조하는 단계; 및
d) 바인더수지, 유기용매 및 상기 인쇄층은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상인 물성을 만족하는 함량의 백색안료를 포함하는 인쇄층용 조성물을 상기 기재필름 표면의 일부분에만 도포하여 인쇄층을 형성하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 제조방법의 일 양태에서, 상기 d)단계에서 도포는 스크린 인쇄방식, 오프셋 방식, 디지털 프린팅 방식, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 스프레이 코팅 및 에어나이프 코팅에서 선택되는 것일 수 있다.
이하는 본 발명의 태양광 모듈용 백시트의 일 양태를 구체적으로 설명한다.
도면을 참고하여 일 양태에 대하여 구체적으로 설명하면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 폴리에스테르 기재필름(10)상에 인쇄층(20)이 형성된 것으로, 상기 인쇄층은 상기 기재필름(10) 표면의 일부에만 형성이 된다. 보다 구체적으로는 ⅰ) 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 이격 배치되어 형성되는 인쇄층, ⅱ) 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되고, 연속적인 패턴을 가지는 인쇄층, ⅲ) 솔라셀의 테두리를 따라 상기 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되는 인쇄층 및 ⅳ) 해도(sea island) 형태로 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되는 인쇄층에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 해도(sea island)형태는 인쇄층이 형성되지 않는 부분이 도(island)를 이루고, 인쇄층이 형성된 부분이 해(sea)를 이루며, 상기 도(island) 부분의 일부 또는 전부에 태양광모듈의 솔라셀이 위치되는 것일 수 있다. 또한, 상기 해(sea) 부분과 솔라셀은 일부 중첩되는 것일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 양태에서 상기 인쇄층은 태양광 모듈의 솔라셀과 일부 중첩되는 것일 수 있다. 여기서 일부 중첩된다는 것은 솔라셀이 도(island)부분의 경계를 벗어나 해(sea) 부분의 인쇄층과 일부 겹쳐질 수 있음을 의미한다.
상기 도(island) 부분과 솔라셀은 일부 중첩되는 것일 수 있다. 여기서 일부 중첩된다는 것은 도 부분의 테두리가 솔라셀의 테두리와 동일한 위치에 형성되거나, 또는 솔라셀과 겹쳐지도록 도 부분의 테두리가 솔라셀쪽으로 튀어나와 형성될 수 있음을 의미한다.
더욱 구체적으로는 태양광 모듈의 태양전지(솔라셀)가 위치되는 부분을 제외한 부분에 일부 또는 전부에 인쇄층이 형성되는 것일 수 있다. 상기 도(island)부분의 크기가 태양전지의 크기보다 같거나 작게 하여 솔라셀 사이의 간격이 백색으로 보이게 할 수 있다. 더욱 구체적으로는 태양광모듈 조립 시 백시트의 상부에 위치하는 솔라셀이 적어도 하나 이상 구비될 수 있으며, 이때 구비되는 적어도 하나 이상의 솔라셀의 둘레에 대응되는 부분의 일부 또는 전부에 형성되는 것일 수 있다.
구체적으로, 도 1과 같이 하나 이상의 솔라셀이 위치하는 부분에서 솔라셀의 둘레에 대응되는 부분에 인쇄층(20)이 형성되는 것일 수 있으며, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 솔라셀의 형태 및 레이 아웃(lay-out)에 따라 해(sea) 부분과 도(island)부분이 완전히 구분되어 있지 않고, 인쇄층의 일부가 불연속적으로 형성되는 것도 가능하다. 또한, 도 4는 본 발명의 백시트의 단면을 나타내는 일 양태로, 기재필름(10)의 일면에 인쇄층(20)이 형성된 것을 도시한 것이다.
본 발명의 백시트를 이용하여 태양전지 모듈에 적용 시 상기 인쇄층(20)이 형성되지 않은 투명한 기재필름(10)부분에 솔라셀(200)이 위치되도록 할 수 있으며, 필요에 따라 인쇄층과 솔라셀이 일부 중첩되는 것일 수 있다.
도 5는 본 발명의 태양광 모듈용 백시트를 이용한 태양광모듈의 단면도를 나타낸 일 양태로써, 가시광선의 투과 및 반사를 나타낸 것이다.
도 6은 상기 도 2의 양태를 적용한 인쇄 패턴의 일 양태를 나타낸 사진으로, 전체 인쇄패턴을 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니며, 태양전지의 구조나 형태에 따라 인쇄층의 모양은 달라질 수 있으며, 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 형성되는 것일 수 있다.
[폴리에스테르 기재필름]
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르 기재필름은 지표면에 도달하는 자외선 파장영역인 250 ~ 380nm의 자외선을 차단하여 노후 및 열화를 방지하도록 하기 위해 연구한 결과, 폴리에스테르 수지와 광안정제를 포함함으로써, 전면 수광형 태양광 모듈뿐만 아니라, 양면 수광형 태양광 모듈에 적용이 가능함을 알 수 있었다. 상기 광안정제는 벤조페논계 화합물(Benzophenone), 벤조트리아졸계 화합물(Benzotriazole), 벤조옥사지논계 화합물(Benzoxazinone), 벤조에이트계 화합물(Benzoate), 페닐살리실레이트계 화합물(Phenyl Salicylates) 및 힌더드아민계 화합물(Hindered Amine) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광안정제는 자외선 파장영역인 250 ~ 380nm의 자외선을 차단하여, 자외선 투과율이 10%이하, 더욱 좋게는 5% 이하인 물성을 발현하기 위한 함량으로 사용하는 것이 바람직하며, 제한되는 것은 아니나 폴리에스테르 기재필름 총 중량 중 0.01 ~ 5 중량%를 사용하는 것일 수 있다. 더욱 좋게는 0.1 ~ 1.0 중량%를 사용하는 것일 수 있다.
자외선 투과율이 10%이하, 더욱 구체적으로 0.1 ~ 10%, 더욱 좋게는 0.1 ~ 5%인 범위에서 기재필름이 노후되는 것을 방지할 수 있으며, 내구성 및 내후성이 우수하므로 바람직하다.
상기 광안정제는 폴리에스테르 기재필름 제조 시 첨가되는 것이 바람직하며, 더욱 좋게는 광안정제를 포함하는 컴파운딩 칩을 제조하고, 이를 폴리에스테르 칩과 혼합하여 용융압출하여 필름을 제조함으로써 광안정제의 분산성을 더욱 좋게 할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 통상적으로 폴리에스테르 필름 제조 시 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용이 가능하며, 구체적으로 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸레나프탈레이트 및 폴리부틸렌나프탈레이트 등이 사용가능하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리에스테르수지는 주쇄 중의 주요한 결합인 모노머 잔기와 모노머 잔기를 결합하는 공유결합이 에스테르 결합으로 이루어지는 고분자의 총칭으로서, 통상, 디카르본산 화합물과 디하이드록시 화합물 또는 디카르본산에스테르 유도체와 디히드록시 화합물을 축합 중합시킴에 의해서 얻을 수 있다.
여기서, 디카르본산 화합물로는, 예를 들어, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르본산, 이소프탈산, 디페닐디카르본산, 디페닐설폰디카르본산, 디페녹시에탄디카르본산, 5-나트륨설포이소프탈산, 프탈산 등의 방향족 디카르본산, 수산, 호박산, 아디핀산, 세바신산, 다이머산, 말레인산, 푸마르산 등의 지방족 디카르본산, 시클로헥산디카르본산 등의 지환족 디카르본산, 파라옥시안식향산 등의 옥시카르본산 등을 들 수가 있다. 또한, 디카르본산에스테르 유도체로는, 상기 디카르본산 화합물의 에스테르화물, 예를 들어 테레프탈산디메틸, 테레프탈산디에틸, 테레프탈산2-하이드록시에틸메틸에스테르, 2,6-나프탈렌디카르본산디메틸, 이소프탈산디메틸, 아디핀산디메틸, 말레인산디메틸, 다이머산디메틸 등을 들 수가 있다. 또한 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것일 수 있다.
상기 디하이드록시 화합물로는, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜 등의 지방족 디하이드록시 화합물, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리옥시알킬렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 지환족 디하이드록시 화합물, 비스페놀 A, 비스페놀 S 등의 방향족 디하이드록시 화합물 등을 들 수가 있다. 또한 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것일 수 있다.
이들 중에서도, 디카르본산 화합물로서는 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르본산, 이소프탈산 등을 바람직하게 사용할 수 있고, 디하이드록시 화합물로서는 네오펜틸글리콜, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 폴리테트라메틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올 등을 바람직하게 사용할 수가 있다.
그 중에서도 특히, 테레프탈산 또는 테레프탈산디메틸과 에틸렌글리콜로 이루어지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리에스테르 기재필름은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 550nm 파장에서 가시광선 투과율이 85% 이상이고, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하인 것이 바람직하며, 상기 범위에서 양면 수광형 태양광모듈에 적용 시 태양광 발전 효율의 상승 효과를 나타낼 수 있으므로 바람직하다.
또한, 상기 폴리에스테르계 기재필름은 내가수분해 특성이 우수한 것을 사용할 수도 있으며, 상기 내가수분해 특성이 우수한 필름을 제조하여 사용하거나 시판되는 제품을 사용할 수도 있다. 일례로 상기 내가수분해성이 우수한 폴리에스테르 필름은 축합 중합 시 발생하는 올리고머의 함량이 적은 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름에 공지의 내가수분해특성을 향상시키는 열처리를 추가로 가해, 폴리에스테르의 수분함량을 줄이고, 수축률을 줄여줌으로써 내가수분해특성을 더욱 우수하게 할 수도 있다.
보다 바람직하게는 폴리에스테르수지와 광안정제의 컴파운딩 제조 시 사용되는 폴리에스테르 수지의 고유점도는 0.80 ~ 1.0 dl/g, 인 것이 바람직하며, 기재필름의 제조 시, 컴파운딩 칩과 함께 사용되는 폴리에스테르 수지의 고유점도는 0.6 ~ 0.80 dl/g인 것이 바람직하다. 컴파운딩 제조 시 사용되는 폴리에스테르 수지의 고유점도가 0.80 dl/g 미만일 경우, 필름제조 시 컴파운딩 칩의 점도 저하에 의해 가공성이 저하되고, 내구성이 약해질 수 있으며, 기재필름 제조시의 수지의 고유점도가 0.6 dl/g미만인 경우는 낮은 고유점도로 인해 가공 시 전단응력이 감소함에 따라 점도가 낮아지고, 가공성은 향상되지만, 내구성 및 내후성의 향상을 기대할 수 없고, 0.80 dl/g를 초과하는 경우는 기존의 폴리에틸렌테레프탈레이트수지 생산 기대를 사용하여 제조 시 높은 토출 압력, 연신 시 파단 발생에 의해 생산성이 나빠질 수 있다.
최종 제조된 필름의 고유점도는 0.65 ~ 0.8 dl/g인 것이 바람직하며, 상기 범위에서 내구성 및 내후성이 우수하므로 양면수광형 태양광모듈에 적용 시 장기간 사용이 가능할 수 있다.
또한, 필요에 따라 상기 폴리에스테르 기재필름은 필름의 제막성을 향상시키기 위하여 무기입자를 더 포함하는 것일 수 있으며, 무기입자의 일 예로는 실리카, 황산바륨, 알루미나 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 폴리에스테르 기재필름은 두께가 50 ~ 350㎛인 것일 수 있으며, 이러한 두께에서 태양광 모듈용 백시트로 사용하기에 적합하므로 좋으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 폴리에스테르 기재필름은 150℃에서 30분간 경과 후의 열수축율 △HS이 하기 식 1을 만족하고, 121℃이고 RH100%에서 75시간 경과 후 신도유지율 S가 하기 식 2를 만족하는 것일 수 있다.
[식 1]
0 ≤ △HS ≤ 2
상기 식1에서, △HS = (HS2-HS1)/HS1×100이고, △HS는 열수축율, HS2는 150℃에서 30분간 경과 후 측정된 필름의 기계방향 길이이고, HS1는 처리 전 필름의 기계방향 길이이다.
[식 2]
60% ≤ S ≤ 99%
상기 식2에서, S = S2/S1×100이고, S는 기계방향의 신도유지율이고, S2는 121℃이고 RH100%에서 75시간 경과 후 측정한 기계방향의 신도이고, S1은 처리 전 MD방향의 신도이다)
상기 기계방향 열수축율이 2.0%이하, 바람직하게는 0.5 ~ 1.5%, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 1.0%인 것이 좋으며, 2.0%를 초과하는 경우에는 내열특성이 저하되어 열에 의한 물성변화가 크게 나타날 수 있다.
또한, 121℃, RH100%에서 75시간 후, 기계방향의 신도 유지율이 60 ~ 99%, 바람직하게는 70 ~ 99%인 것이 좋으며, 60% 미만인 경우는 시간에 따른 물성저하가 급속하게 일어나 장기 내구성이 떨어질 수 있다.
본 발명은 기재필름으로 상기 고유점도, 열수축율 및 신도유지율을 동시에 만족하는 것을 사용함으로써, 내후성이 매우 향상되어 태양광모듈의 백시트로 적용 시 일반 폴리에스테르 필름을 사용하는 것에 비하여 내후성이 10% 이상 향상될 수 있다.
[인쇄층]
본 발명의 일 양태에서, 상기 백색안료를 포함하는 인쇄층은 에너지 변환파장의 고반사 기능을 가져 종래 백색필름의 기능을 할 수 있으므로, 별도의 백색필름을 적층할 필요 없이 본 발명의 태양광 모듈용 백시트 단독으로 사용하면서도 종래 투명필름과 백색필름의 기능을 모두 발현할 수 있어, 태양광 모듈의 효율이 향상되고, 공정이 단순화 되며, 비용 절감의 효과가 있다.
본 발명의 일 양태에서, 백색안료를 포함하는 인쇄층은 태양전지 셀을 투과하는 파장영역의 빛, 예를 들면 자외선 영역 및 근적외선 영역의 빛을 반사시키는 층으로써, 인쇄층은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상이며, 550nm 파장에서 가시광선 반사율이 85% 이상인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 태양광 모듈 내로 에너지 변환 파장을 반사하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 인쇄층에서 반사된 빛이 태양전지 모듈의 전면 기판에서 다시 반사되어 태양전지 셀에 입사되도록 함으로써 전지효율을 더욱 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 백색안료를 포함하는 인쇄층은 바인더수지, 유기용매 및 백색안료를 포함하는 백색잉크 조성물을 도포하여 형성한 것일 수 있으며, 도포 방법은 스크린 인쇄방식, 오프셋 방식, 디지털 프린팅 방식, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 스프레이 코팅, 에어나이프 코팅 등을 사용하는 것일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
상기 바인더수지는 반사율을 더욱 향상시키기 위해서 백색안료의 함량을 높이기 위해서는 폴리에스테르 기재필름과의 밀착성이 우수한 바인더수지를 사용하는 것이 바람직하며, 폴리에스테르 수지와 굴절율 차이가 적어 투명성이 우수한 관점에서 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 좋게는 내구성 및 접착성이 우수한 관점에서 아크릴계 수지를 사용하는 것이 좋다.
상기 백색안료는 예를들어, 산화티타늄, 산화아연, 산화안티몬, 탄산칼슘 등이 사용될 수 있으나, 반사율을 높이기 위한 관점에서 산화티타늄을 사용하는 것이 바람직하며, 바인더 수지에 대한 분산성, 기재필름과의 밀착성 및 반사성을 더욱 향상시키기 위한 관점에서 실리카로 피복한 산화티타늄 미립자를 사용할 수 있다.
상기 실리카로 피복한 산화티타늄 미립자를 사용함으로써 380 nm ~ 1000nm의 파장을 가지는 가시광선에 대한 반사율을 85%이상 발현할 수 있으며, 자외선에 의한 여기가 거의 억제될 수 있으며, 내구성이 향상된 인쇄층을 형성할 수 있다. 또한 솔라셀을 통과한 빛을 반사하여 셀로 돌려보내 광 효율을 증가시키고, 백시트를 이루는 PET필름에 투과되는 UV를 차단하여 PET의 광분해를 억제하는 역할을 한다. 상기 백색안료의 평균 입자경이 0.15 ~ 0.25 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 백색안료는 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상이며, 550nm 파장에서 가시광선 반사율이 85% 이상인 물성을 달성하기 위한 함량으로 사용되는 것이 바람직하며, 구체적으로 인쇄층 내에 30 ~ 50 중량%로 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기용매는 바인더수지를 용해하기 위한 유기용매라면 제한되지 않으며, 구체적으로 예를 들면, 솔벤트 나프타, 디메틸포름아미드, 메틸에틸케톤, 아세톤, 아세트산에틸, 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 시클로헥사논, n-헥산, 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 이소프로판올 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 필요에 따라 상기 백색잉크 조성물은 백색안료의 분산성을 향상시키기 위한 분산제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 인쇄층은 두께가 1 ~ 35㎛인 것이 기재필름과의 단차가 적으면서 충분한 함량의 백색안료를 포함하므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태로 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 가시광선의 투과율이 우수한 기재필름을 사용함으로써, La 및 Lb와 같이 지면(500)에 도달한 가시광선을 다시 태양광모듈의 솔라셀(200)에 되돌려 보냄으로써 수광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, Lc와 같이 전면 기판(400)으로부터 수광되어 투과한 빛을 인쇄층(20)에서 솔라셀(200)에 되돌려 보냄으로써 수광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
따라서 본원발명의 태양광 모듈용 백시트는 양면 수광형 태양광모듈에 적용이 가능하며, 양면 수광형 태양광모듈에 적용 시 수광효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
[제조방법]
본 발명의 태양광 모듈용 백시트를 제조하는 방법에 대해 보다 구체적으로 예를 들면, a) 고유점도가 0.8 ~ 1.0 dl/g인 폴리에스테르수지와 광안정제를 혼련하여 컴파운딩 칩을 제조하는 단계;
b) 고유점도가 0.65 ~ 0.8 dl/g인 폴리에스테르수지에, 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하인 물성을 만족하는 함량으로 상기 컴파운딩 칩을 첨가하여 용융압출 및 미연신 시트를 제조하는 단계;
c) 상기 미연신 시트를 길이방향으로 일축연신 후, 폭방향으로 이축연신하여 필름을 제조하는 단계; 및
d) 바인더수지, 유기용매 및 상기 인쇄층은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상인 물성을 만족하는 함량의 백색안료를 포함하는 인쇄층용 조성물을 상기 기재필름 표면의 일부분에만 도포하여 인쇄층을 형성하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 a)단계와 같이, 폴리에스테르 수지와 광안정제를 미리 컴파운딩 하여 필름을 제조함으로써 광안정제가 필름 내에 고르게 분산되도록 하며, 필름의 제막 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 폴리에스테르 수지는 고유점도가 0.8 ~ 1.0 dl/g인 폴리에스테르수지를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위에서 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때 컴파운딩 칩 내 광안정제의 함량은 5 ~ 30 중량%인 것일 수 있으며, 이 범위에서 분산성이 향상되므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 b)단계는 a)단계에서 제조된 컴파운딩 칩과 고유점도가 0.65 ~ 0.8 dl/g인 폴리에스테르수지를 혼합하여 필름을 제조하는 과정으로, 상기 컴파운딩 칩의 함량은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 550nm 파장에서 가시광선 투과율이 85% 이상이고, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하인 물성을 만족하는 함량으로 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로 폴리에스테르 기재필름 총 중량 중 광안정제의 함량이 0.01 ~ 5 중량%를 만족하는 범위로 사용될 수 있다.
상기 c)단계는 필름을 제조하는 과정으로, 필름의 길이방향 및 폭방향의 연신배율은 제한되는 것은 아니나 각각 2 ~ 6배인 것일 수 있으며, 연신 후 이완 및 열고정하는 단계를 추가할 수도 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 미연신 시트를 길이 방향 및 폭 방향으로 연신 후, 열처리하여 필름을 제조하는 것일 수 있으며, 통상적으로 당업계에서 사용되는 방법으로 연신 및 열처리되는 것일 수 있다.
더욱 구체적으로, 제한되는 것은 아니나 상기 기계적 방향으로 연신은 80℃ ~ 90℃로 가열된 롤 사이에서 롤 간의 주속차이를 이용하여 2 ~ 6배 연신하고, 폭 방향으로 연신은 100℃ ~ 130℃에서 2 ~ 6배 연신하고, 이완 및 열처리는 210℃ ~ 230℃에서 수행하는 것일 수 있다. 기재필름은 두께가 50 ~ 350㎛인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 c)단계에서 프라이머 코팅 조성물은 필름 연신공정에 따라 필름에 도포되는 시기를 달리하는데, 축차이축 연신의 경우에는 필름의 길이 방향 연신 이후에 상기 프라이머 코팅 조성물을 도포하고 필름 폭 방향으로의 연신이 진행되며, 동시이축 연신의 경우에는 미연신 시트에 프라이머 코팅 조성물을 도포한 후 필름의 길이 방향 및 폭방향으로의 연신이 이루어지는 것일 수 있다.
상기 d)단계는 인쇄층을 형성하기 위한 것으로, 스크린 인쇄방식, 오프셋 방식, 디지털 프린팅 방식, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 스프레이 코팅, 에어나이프 코팅에서 선택되는 방법으로 인쇄층용 조성물을 인쇄하여 형성하는 것일 수 있으며, 두께는 10 ~ 30㎛인 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 인쇄층용 조성물은 앞서 설명한 바와 동일하다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하 본 발명의 물성은 다음과 같이 측정하였다.
1) 고유점도
필름을 160± 2℃에서 OCP (Ortho Chloro Phenol)로 녹인 후, 25℃의 조건에서 자동점도 측정기(Skyvis-4000)를 이용하여 점도관에서의 시료 점도를 측정하여 하기 계산식 1로 시료의 고유 점성도(intrinsic viscosity, IV)를 구하였다.
[계산식 1]
고유점성도(IV) = {(0.0242× Rel)+0.2634}× F
Figure 112017046387785-pat00001
2) 자외선 투과율, 가시광선 반사율, 가시광선 투과율
UV 스펙트로 미터(애질런트社, Cary5000 UV-VIS-NIR Spectrophotometer)를 사용하여, 250nm~2500nm파장에서의 투과율을 측정하고, 250nm~380nm의 평균 투과율을 통해 자외선 투과율을 평가하였으며, 380~1000nm 파장에서의 평균 투과율을 통해 가시광선 투과율을 평가하였으며, 동일 영역에서의 평균 반사율을 통해 가시광선 반사율을 평가하였다. 평균 투과율은 1nm단위의 각 파장의 측정값을 더한 뒤 평균값을 구하였다.
3) PCT(Pressure Cooker Test; 121℃×RH100%×50시간)후, MD신도 유지율(%)
필름 Roll의 길이 방향으로 5m이내의 길이 범위 내에서 세로 방향은 필름의 MD방향으로 하고 가로 방향은 TD방향으로 하여 300mm × 200mm 크기로 측정시료를 2매 채취한다. 우선 채취된 1매의 시료에 대해 MD방향과 TD방향의 길이를 300mm×15mm 크기로 하여 물성 측정용 시료를 만든 후, 측정 시료폭을 15mm, 시료장 (Gauge Length) 50mm, 인장속도(Cross head-up speed) 500mm/min로 하여 만능인장 시험기(Instron社 Tensile Test Machine)을 이용하여 PCT 처리 전 필름의 기계방향(MD)에 대한 절단 신도를 10회 측정한 후, 최대값 및 최소값을 제외하고 평균값을 구하였다.
채취된 다른 1매의 시료 (MD×TD길이; 300mm×200mm)에 대해 하나의 모서리를 기준으로 하여 TD방향으로 연속하여 15mm의 간격으로 MD방향에 대해 200mm길이가 되게 칼로 시료를 잘라 10회를 잘라 시료크기(MD×TD)가 200mm×15mm인 잘라진 필름이 하나의 시료에 매달려 있는 형상이 되게 한 후, TD방향의 절단 시작점으로 부터 270mm위치에 펀칭을 하여 구멍을 내고, 이를 오토클레이브 내의 시료걸이에 매달아 물에 잠기지 않도록 하여 오토클레이브(Autoclave)에서 넣은 후, 121℃×100% RH× 2bar 압력의 고온ㆍ고습 조건으로 50시간 동안 시료를 에이징(Aging) 시킨다. 에이징(Aging)이 완료되면 이를 오토클레이브(Autoclave)에서 꺼내 상온에서 24시간 방치한 후, 시료에서 에이징 전에 칼로 미리 잘라놓은 200mm×15mm 크기의 작은 시료를 채취하여 상기와 동일하게 측정 시료폭을 15mm, 시료장 (Gauge Length) 50mm, 인장속도(Cross head-up speed) 500mm/min로 하여 만능인장 시험기(Instron社 Tensile Test Machine)을 이용하여 PCT 처리후 필름의 기계방향(MD)에 대한 절단 신도를 10회 측정한 후, 최대값 및 최소값을 제외하고 평균값을 구하였다.
상기 PCT 처리전 및 PCT 처리후 MD방향의 신도값을 이용하여 PCT후 MD방향 신도유지율을 하기 식 4에 따라 계산하였다.
[계산식 3]
Figure 112017046387785-pat00002
4) 열수축율
필름을 MD 및 TD방향에 대해 200mm × 200mm의 정방향으로 재단하여 필름의 기계방향(MD) 및 폭방향(TD)의 길이를 측정한 후, 이를 150℃의 오븐(Oven)중에 무하중 상태에서 30분간 열수축 시킨 후, 열수축된 필름의 기계방향(MD) 및 폭방향(TD)의 길이를 측정하였다. 기계방향(MD) 및 폭방향(TD)의 열수축율(△HS)은 하기 계산식 4에 따라 계산하였다.
[계산식 4]
△HS = (HS2-HS1)/HS1×100
(상기 식에서, △HS는 열수축율(%)이고, S2는 150℃에서 30분간 경과 후 측정된 필름의 종방향 길이이고, S1는 처리 전 필름의 종방향 길이이다.)
5) 접착성 평가
형성된 인쇄층에 크로스 컷팅(Cross Cutting) 테스트 방법으로 접착력 평가를 실시하였으며, 이때 테이프는 유리테이프를 사용하였으며, 시편에 형성된 인쇄층을 1mm x 1mm 크기로 100개의 바둑판 모양으로 절단한 후, 시편에 유리 테이프를 부착 후 떼어내어 떨어지는 절편의 개수를 측정하여 접착성을 평가 하였다.
6) 모듈의 효율 평가
본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 필름을 이용하여 모듈을 제조한 후, 이의 효율성을 비교 평가하였다.
두께 2.5㎜ 저철분 강화유리, 두께 500㎛ EVA봉지재, 6인치 단결정 실리콘 웨이퍼 태양전지 셀, 두께 500㎛ EVA봉지재, 상기 실시예의 인쇄층이 형성된 필름 혹은 비교예의 필름을 순차적으로 적층하고 진공 라미네이터에서 5분간 진공, 10분간 150℃에서 가압 압착하여, 예상출력 200W의 태양전지 모듈을 제작하였다.
Spire社의 SPI-SUNSIMULATOR 4600i 제품을 사용하여 모듈에서의 개방전압(Voc), 단락전류(Isc), 정격전압(Vpm), 정격전류(Ipm)를 측정하였다.
제조된 모듈의 전력 변화 효율을 평가하기 위해 우선 계산식 5에 따라 모듈의 전력(Pmax)을 구하였으며, 계산식6에 따라 비교예 1의 전력치를 기준으로 실시예의 효율성을 비교 평가하였다.
[계산식 5]
Figure 112017046387785-pat00003
[계산식 6]
Figure 112017046387785-pat00004
[실시예 1]
1) 컴파운딩칩의 제조
고유점도 0.95dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩 90중량%와 벤족사진(Benzoxazine)계 자외선 흡수제인 Cytec社의 UV-3638F제품을 10중량% 혼합하여 리본믹서에서 30rpm으로 10분간 혼련한 후, 공급구가 두 개, 벤트구가 한 개 있는 동방향 회전형 이축 스크류 압출기를 이용하여 용융압출하여 자외선 차단 컴파운딩 칩을 제조하였다.
2) 필름의 제조
자외선 차단 컴파운딩칩 5중량%와 폴리에틸렌테레프탈레이트(고유점도 0.80dl/g)칩 85중량%를 압출기에 넣고, 280℃에서 용융하였다. 이후, 티다이를 통하여 압출하면서 20℃의 캐스팅롤에서 미연신 시트를 제조하였다. 그리고, 이를 길이방향으로 3.5배, 폭방향으로 3.9배 연신하여 전체두께가 100㎛인 필름을 제조하였다. 제조된 필름의 전체 중량 중 자외선 안정제는 0.5중량%를 가진다.
3) 인쇄층 형성
제조된 자외선 차단기능을 가지는 PET 기재필름의 일면에 백색안료로 실리카 5 중량%로 피복된 평균입경 0.5 ㎛인 산화타타늄 미립자 30 중량%와, 아크릴계바인더 수지가 고형분 함량으로 50 중량% 함유된 대양에스피아이社의 GOLDEN 70 중량%를 혼합하여 인쇄층용 조성물을 제조하였다.
상기 인쇄층용 조성물을 스크린 인쇄 방식으로 기재필름에 도포하고, 건조 온도 80℃에서, 분당 1M의 공정속도로 두께 20㎛의 인쇄층을 인쇄하였다.
이때, 인쇄는 도 6과 같이, 태양광모듈 조립 시 태양전지가 위치하는 부분을 제외한 PET필름의 테두리 부분에만 인쇄층을 형성하였다.
4) 모듈의 제조
저 철분 강화유리 2.5mm, 두께 500㎛ EVA봉지재, 6인치 양면 수광형 단결정 실리콘 웨이퍼 태양전지 셀, 두께 500㎛ EVA봉지재, 상기 제조된 백시트를 적층하고 진공 라미네이터에서 5분간 진공, 10분간 150℃에서 가압 압착하여, 예상출력 200W의 태양전지 모듈을 제작하였다.
[실시예 2]
상기 자외선 차단 컴파운딩칩을 3중량%로 하고 상기 실시예 1과 동일한 인쇄층용 조성물을 사용하여, 두께 5㎛의 인쇄층을 인쇄한 필름 및 태양전지 모듈을 제조하였다.
[실시예 3]
상기 자외선 차단 컴파운딩칩을 7중량%로 하고, 상기 실시예 1과 동일한 인쇄층용 조성물 사용하여, 두께 10㎛의 인쇄층을 인쇄한 필름 및 태양전지 모듈을 제조하였다.
[실시예 4]
상기 자외선 차단 컴파운딩칩을 10중량%로 하고, 상기 실시예 1과 동일한 인쇄층용 조성물을 사용하여, 두께 15㎛의 인쇄층을 인쇄한 필름 및 태양전지 모듈을 제조하였다.
[실시예 5]
상기 자외선 차단 컴파운딩칩을 5중량%로 하고, 상기 실시예 1과 동일한 인쇄층용 조성물을 사용하여, 두께 25㎛의 인쇄층을 인쇄한 필름 및 태양전지 모듈을 제조하였다.
[비교예 1]
자외선 차단 컴파운딩 칩을 사용하지 않고, 고유점도 0.68dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩만을 사용하였으며, 인쇄층을 형성하지 않고 실시예 1과 동일한 방법으로 필름 및 태양전지 모듈을 제조하였다.
[비교예 2]
상기 자외선 차단 컴파운딩칩을 10중량%로 사용하고, 인쇄층을 형성하지 않고 실시예 1과 동일한 방법으로 필름 및 태양전지 모듈을 제조하였다.
[비교예 3]
자외선 차단 컴파운딩 칩을 사용하지 않고, 고유점도 0.62dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩만을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 인쇄층을 형성한 필름 및 태양전지 모듈을 제조하였다.
[비교예 4]
상기 자외선 차단 컴파운딩칩을 10중량%로 사용하고, 상기 실시예 1과 동일한 인쇄층용 조성물에 테트라플루오로에틸렌(TFE, Tetrafluoroethylene)을 10wt% 혼합하여 인쇄층을 형성한 필름 및 태양전지 모듈을 제조하였다.
구분 제조된 모듈에서 기재필름 부분의 물성
기재필름의 고유
점도
(dl/g)		 광안정제 함량
(중량%)		 열수축율
MD/TD
(%)		 신도
유지율
(%)		 250 ~ 380nm의 평균 자외선 투과율
(%)		 380 ~ 1000nm에서 평균 가시광선 투과율
(%)		 550nm파장에서 가시광선 투과율(%)
실시예1 0.72 0.5 1.2/1.0 61 2.1 91 89
실시예2 0.72 0.3 1.2/1.0 61 8.2 91 89
실시예3 0.71 0.7 1.2/1.0 59 2.0 91 89
실시예4 0.71 1.0 1.2/1.0 60 1.5 92 89
실시예5 0.72 0.5 1.2/1.0 61 2.1 91 89
비교예1 0.64 0 1.1/1.0 42 86 91 89
비교예2 0.72 1.0 1.2/1.0 38 1.5 92 89
비교예3 0.61 0 1.3/1.0 34 86 91 89
비교예4 0.72 1.0 1.2/1.0 32 1.7 82 77
구분 제조된 모듈에서 인쇄층 부분의 물성 모듈의 물성
인쇄층 두께
(㎛)		 380 ~ 1000nm 파장의 평균 가시광선 반사율
(%)		 550nm파장에서 가시광선 반사율(%) 기재필름과 인쇄층 간의 접착성
(개수)		 태양전지 모듈의 전력
(Pmax)		 모듈 효율성(%)
실시예1 20 91 91 0 211 105
실시예2 5 85 86 0 203 101
실시예3 10 87 87 0 206 102
실시예4 15 89 89 0 208 104
실시예5 25 92 92 0 212 106
비교예1 0 42 45 - 201 100
비교예2 0 39 45 - 200 99.5
비교예3 20 87 86 0 210 104.5
비교예4 20 79 80 17 211 105
상기 표 1 및 표 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 5의 태양광 모듈용 백시트는 태양전지가 위치하는 부분이 투명하므로 양면 수광형 태양광모듈에 적용이 가능하며, 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 550nm 파장에서 투과율이 85% 이상이고, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하이며, 동시에 인쇄층의 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상이며, 550nm 파장에서 가시광선 반사율이 85% 이상으로 우수한 것을 알 수 있었다. 실시예 1의 경우, 태양전지 모듈 제조 시 출력 또한 최대 212W로 가장 우수한 것을 알 수 있었으며, 양면 수광형 태양광모듈에 적용 시 수광효율을 최대6% 이상 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.
10 : 기재필름
20 : 인쇄층
100 : 태양광 모듈용 백시트
200 : 솔라셀
300 : 봉지재
400 : 전면기판
500 : 지면

Claims (16)

  1. 단층 구조의 폴리에스테르 기재필름과,
    상기 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 형성되며, 상기 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성된 인쇄층을 포함하고,
    상기 인쇄층은 백색안료를 포함하며,
    상기 폴리에스테르 기재필름은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하이고,
    상기 폴리에스테르 기재 필름은, 상기 폴리에스테르 기재 필름 전체 중량에 대해서 광안정제를 0.01 내지 5 중량% 범위로 포함하며,
    상기 광안정제는 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조옥사지논계 화합물, 벤조에이트계 화합물, 페닐살리실레이트계 화합물 및 힌더드아민계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 광안정제를 포함하는,
    양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄층은 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재필름은 고유점도가 0.65 ~ 0.8 dl/g이고, 150℃에서 30분간 경과 후의 열수축율 △HS이 하기 식 1을 만족하고, 121℃이고 RH100%에서 75시간 경과 후 신도유지율 S가 하기 식 2를 만족하는 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트:
    [식 1]
    0 ≤ △HS ≤ 2
    상기 식1에서, △HS = (HS2 - HS1)/HS1×100이고, △HS는 열수축율, HS2는 150℃에서 30분간 경과 후 측정된 필름의 기계방향 길이이고, HS1는 처리 전 필름의 기계방향 길이이다.
    [식 2]
    60% ≤ S ≤ 99%
    상기 식2에서, S = S2/S1×100이고, S는 기계방향의 신도유지율이고, S2는 121℃이고 RH100%에서 75시간 경과 후 측정한 기계방향의 신도이고, S1은 처리 전 MD방향의 신도이다.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재필름은 두께가 50 ~ 350㎛이고, 상기 인쇄층은 두께가 1 ~ 35㎛인 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄층은 바인더수지로 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 폴리우레탄계 수지를 포함하는 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 백색안료는 인쇄층 내에 30 ~ 50 중량%로 포함하는 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 백색안료는 실리카로 피복되고, 평균 입경이 0.15 ~ 0.25 ㎛인 산화티타늄 미립자인 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄층은 ⅰ) 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 이격 배치되어 형성되는 인쇄층, ⅱ) 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되고, 연속적인 패턴을 가지는 인쇄층, ⅲ) 솔라셀의 테두리를 따라 상기 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되는 인쇄층 및 ⅳ) 해도(sea island) 형태로 폴리에스테르 기재필름 표면의 일부분에만 형성되는 인쇄층에서 선택되는 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄층은 태양광 모듈의 솔라셀과 일부 중첩되는 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 기재필름은 폴리에스테르 필름과, 이의 일면 또는 양면에 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하는 프라이머 코팅층이 형성된 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트.
  14. a) 고유점도가 0.8 ~ 1.0 dl/g인 폴리에스테르수지와 광안정제를 혼련하여 컴파운딩 칩을 제조하는 단계;
    b) 고유점도가 0.65 ~ 0.8 dl/g인 폴리에스테르수지에, 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 투과율이 85%이상이며, 250 ~ 380nm파장에 대한 평균 자외선 투과율이 10% 이하인 물성을 만족하는 함량으로 상기 컴파운딩 칩을 첨가하여 용융압출 및 미연신 시트를 제조하는 단계;
    c) 상기 미연신 시트를 길이방향으로 일축연신 후, 폭방향으로 이축연신하여 기재 필름을 제조하는 단계; 및
    d) 바인더수지, 유기용매 및 380 nm ~ 1000nm 파장에 대한 평균 가시광선 반사율이 85%이상인 물성을 만족하는 함량의 백색안료를 포함하는 인쇄층용 조성물을 상기 기재필름 표면의 일부분에만 도포하여 인쇄층을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 제 1 항에 따른 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 d)단계에서 도포는 스크린 인쇄방식, 오프셋 방식, 디지털 프린팅 방식, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 스프레이 코팅 및 에어나이프 코팅에서 선택되는 것인, 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트의 제조방법.
  16. 전면기판; 및 제 1 항에 따른 양면 수광형 태양광 모듈용 백시트를 포함하는 양면 수광형 태양광 모듈.
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