KR102471541B1 - 미분화된 실리카겔을 포함하는 필름 층을 갖는 pv 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 광전지 모듈을 제공한다. 일 구현예에서, 상기 광전지 모듈은 광전지 셀, 및 필름으로 구성된 층을 포함한다. 상기 필름은 (i) 1종 이상의 실란 그라프팅된 폴리올레핀 및 (ii) 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔을 포함하는 상기 Si-g-PO 수지 조성물을 포함한다. 상기 필름은 60일 동안 40℃ 및 0% 상대 습도에서 상기 필름을 에이징시킨 후 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 15N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 가진다.

Description

미분화된 실리카겔을 포함하는 필름 층을 갖는 PV 모듈{PV MODULE WITH FILM LAYER COMPRISING MICRONIZED SILICA GEL}
본 개시내용은 개선된 유리 접착에 의해 반영되는 바와 같은 개선된 유효 기한을 갖는 캡슐화제 필름 및 그러한 캡슐화제 필름을 함유하는 광전지 모듈과 같은 전자 디바이스에 관한 것이다.
전형적인 전자 디바이스 예컨대 광전지(photovoltaic: PV) 모듈의 구성에 있어서, 전면(front) 광 투과성 및 수용 층, 보통 유리, 그 다음 전면 캡슐화제 필름 층(front encapsulant film layer), 전자 부품(예를 들면, 광전지 셀), 후면 캡슐화제 필름 층(rear encapsulant film layer) 및, 마지막으로, 백시트(backsheet)가 있다. 일부 사례에서, 후면 캡슐화제 필름 층 및 백시트는 통합된 캡슐화제 및 백시트 기능을 갖는 단일 필름, 또는 배면 캡슐화제 복합체(back encapsulant composite: BEC) 필름일 수 있다. 캡슐화제 필름은 전자 디바이스에 사용된 전기적 구성요소, 예컨대, PV 모듈에 사용된 광전지 셀에 대해 절연 및 환경적인 보호를 제공한다. 캡슐화제 필름은 전기적 구성요소 또는 디바이스에 대해 피부와 같이 작용할 수 있거나 또는 전기적 구성요소 또는 디바이스를 완전히 둘러쌀 수 있다.
많은 캡슐화제 필름은 필름용 기제(base) 수지로서, 또는 다층 필름의 경우에 있어 필름의 외층으로서 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO)을 사용한다. 기제 폴리머로서 Si-g-PO를 사용한 캡슐화제 필름은 롤 상에서 블럭킹을 나타낼 수 있으며 점착을 줄이기 위한 안티블럭을 요할 수 있다. 그러나, 안티블럭으로서 사용된 모든 충전제가 Si-g-PO와의 양립성을 입증하는 것으로 밝혀지지 않았다. Si-g-PO는 다른 폴리올레핀보다 용융 가공시 더 큰 가교결합을 나타낸다. Si-g-PO 수지에 부가된 많은 충전제는 Si-g-PO 기제 수지 단독과 비교하여 용융 가공에서 가속화된 가교결합을 야기한다. 예를 들면, Ampacet 102077 마스터배치(masterbatch)에 사용된 Mitsui JC50 Na-Ca-Al 실리케이트는 기제 Si-g-PO 수지에 비해 가교결합하는 시간을 감소시켜 안티블럭을 덜 유용하게 한다. 더 높은 수준의 안티블럭은 또한 가교결합하는 시간을 감소시킨다. 보다 짧은 가교결합 시간은 이용가능한 결합할 수 있는 다수의 그라프트를 제거하고 유리 접착력을 낮추는 처리 후 증가된 겔 함량을 갖는 필름을 초래한다.
장벽 패키징으로 제어된 환경에 보관된 안티블럭을 갖는 Si-g-PO 수지 및 Si-g-PO 수지로 제조된 캡슐화제 필름은 또한 경시적으로 유리에 초기 접착의 손실을 나타낼 수 있다. 이러한 감소된 유리 접착력은 필름에 보다 짧은 유효 기한을 초래한다. 감소된 초기 유리 접착력은 보다 높은 온도 및/또는 보다 높은 습도의 환경에서 보관될 때 가속화된다.
개선된 유효 기한(즉, 보관 후 개선된 유리 접착력)을 가지고 그리고 Si-g-PO 수지와 양립가능한 안티블럭을 함유하는 Si-g-PO 기제 수지를 함유하는 캡슐화제 필름에 대한 요구가 존재한다.
본 개시내용은 광전지 모듈을 제공한다. 일 구현예에서, 상기 광전지 모듈은 광전지 셀, 및 필름으로 구성된 층을 포함한다. 상기 필름은 (i) 1종 이상의 실란 그라프팅된 폴리올레핀 및 (ii) 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔(micronized silica gel)을 포함하는 상기 Si-g-PO 수지 조성물을 포함한다. 상기 필름은 60일 동안 40℃ 및 0% 상대 습도에서 상기 필름을 에이징시킨 후 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 15N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 가진다.
본 개시내용은 또 다른 광전지 모듈을 제공한다. 일 구현예에서, 상기 광전지 모듈은 광전지 셀, 및 배면 캡슐화제 복합체(BEC)를 포함한다. 상기 BEC는 최상부 캡슐화제 층 (B), 하단 층 (A) 및 층 (B) 및 층 (A) 사이에 타이 층(tie layer) (C)를 포함한다. 상기 최상부 캡슐화제 층 (A)는 (i) 1종 이상의 실란 그라프팅된 폴리올레핀 및 (ii) 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔을 포함하는 상기 Si-g-PO 수지 조성물을 포함한다. 상기 BEC는 60일 동안 40℃ 및 0% 상대 습도에서 필름을 에이징시킨 후 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 4N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 가진다.
도 1은 본 개시내용의 구현예에 따른 광전지 모듈의 횡단면도이다.
도 2는 본 개시내용의 구현예에 따른 배면 캡슐화제 복합체를 갖는 광전지 모듈의 횡단면도이다.
도 3은 상업적으로-이용가능한 캡슐화제 필름을 사용한 PV 모듈의 배면 상에 흑색 줄무늬를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 개시내용의 구현예에 따른 PV 모듈의 배면 상에 흑색 줄무늬가 없는 것을 나타내는 사진이다.
정의
반대로 언급되거나, 맥락으로부터 암시되거나 또는 당해 기술에서 관례적이지 않는 한, 모든 부 및 퍼센트는 중량에 기초한다. 미국 특허 관행의 목적상, 임의의 참조된 특허, 특허 출원 또는 공보의 내용은 특히 (본 개시내용에 특이적으로 제공된 임의의 정의와 불일치되지 않는 정도로) 정의의 개시내용 및 당해 기술에서의 일반적인 지식과 관련하여 전체적으로 참고로 편입(또는 그것의 동등물 US 버전도 그렇게 참고로 편입)된다.
본 명세서에서 개시된 수치 범위는 하한값 및 상한값을 포함하여, 이로부터의 모든 값을 포함한다. 명백한 값(예를 들면, 1 또는 2, 또는 3 내지 5, 또는 6, 또는 7)을 함유하는 범위에 대해 임의의 두 명백한 값 사이의 임의의 하위범위(예를 들면, 1 내지 2; 2 내지 6; 5 내지 7; 3 내지 7; 5 내지 6; 등)가 포함된다.
"알파-올레핀" 또는 "α-올레핀"은 제1 및 제2 탄소 원자 사이에 에틸렌성 불포화를 포함하는 C3-20 선형, 분지형 또는 사이클릭 탄화수소 분자이다. 용어 "알파-올레핀"은 또한 에틸렌을 포함한다.
"블렌드" 또는 "폴리머 블렌드"는 2종 이상의 폴리머의 조성물이다. 그와 같은 블렌드는 혼화성이거나 아닐 수 있다. 그와 같은 블렌드는 상 분리되거나 아닐 수 있다. 그와 같은 블렌드는 투과 전자 분광법, 광 산란, x-선 산란, 및 당해 기술에 공지된 임의의 다른 방법으로부터 결정될 때 1종 이상의 도메인 입체배치를 함유할 수 있거나 아닐 수 있다.
"조성물" 또는 "제형"은 2종 이상의 구성요소의 혼합물 또는 블렌드이다. 제조 물품이 제작되는 물질의 혼합 또는 블렌드의 맥락에서, 본 조성물은 혼합물의 모든 구성요소, 예를 들면, 폴리머, 촉매, 및 임의의 다른 첨가제 또는 제제 예컨대 경화 촉매, 항산화제, 난연제 등을 포함한다.
용어들 "포함하는", "함유하는", "가지는" 및 유사 용어들은 임의의 추가의 구성요소, 단계 또는 절차가 구체적으로 개시되든지 되지 않든지 간에, 이 임의의 추가의 구성요소, 단계 또는 절차의 존재를 배제하는 것으로 의도되지 않는다. "포함하는"의 사용을 통해 청구된 모든 공정은 반대로 언급되지 않는 한, 1종 이상의 추가의 단계, 일 편의 장비 또는 구성부품, 및/또는 물질을 포함할 수 있다. 그에 반해서, 용어 "본질적으로 구성되는"은 작동성에 필수적이지 않은 것들을 제외하고, 임의의 계속되는 설명 임의의 다른 구성요소, 단계 또는 절차의 범위로부터 배제한다. 용어 "구성되는"은 구체적으로 기술되거나 열거되지 않은 임의의 구성요소, 단계 또는 절차를 배제한다. 용어 "또는"은, 달리 언급되지 않는 한, 개별적으로 열거된 구성원뿐만 아니라 임의의 조합으로 되는 것을 지칭한다.
"직접 접촉"은 이로써 두 구성요소가 두 개의 접촉하는 구성요소의 부분 사이에 위치한 개입 층(들) 없이 및/또는 개입 물질(들) 없이 상호 물리적 접촉을 하는 입체배치이다.
"에틸렌계 폴리머"는 (중합성 모노머의 총량을 기준으로) 50몰 퍼센트 초과의 중합된 에틸렌 모노머를 함유하고 그리고 선택적으로 1종의 코모노머를 함유할 수 있는 폴리머이다.
"유리"는, 비제한적으로, 순수한 실리콘 디옥사이드(SiO2), 소다-석회 유리, 보로실리케이트 유리, 당 유리, 아이징글라스(백운모-유리), 광전지 유리 또는 알루미늄 옥시니트라이드를 포함하여, 창, 병 또는 안경에 사용된 것과 같이, 경질, 취성, 투명한 고체이다.
"에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머"는 (중합성 모노머의 총량을 기준으로) 과반량(즉, 50몰 퍼센트 이상)의 중합된 에틸렌 모노머 및 1종 이상의 알파-올레핀 코모노머를 포함하는 인터폴리머이다.
두꺼운 물품에서 "필름 층"에 대해 지칭할 때를 포함하여 용어 "필름"은, 지정된 두께를 갖는 것으로 명확히 되지 않는 한, 전형적으로 25마이크로미터(μm) 내지 1.25밀리미터(mm) 또는 그 이상의 일반적으로 일치되고 균일한 두께를 갖는 임의의 얇은, 편평한 압출 또는 주조된 열가소성 물품을 포함한다. 필름에서 "층들"은 나노 층 또는 마이크로 층의 경우에서와 같이 매우 얇을 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "시트"는, 지정된 두께를 갖는 것으로 명확히 되지 않는 한, "필름"보다 더 큰 일반적으로 일치되고 균일한 두께를 갖는 임의의 얇은, 편평한 압출 또는 주조된 열가소성 물품을 포함한다.
"인터폴리머"는 2종 이상의 상이한 유형의 모노머의 중합에 의해 제조된 폴리머이다. 이 일반 용어는 2개의 상이한 유형의 모노머로부터 제조된 폴리머 및 2개 초과의 상이한 유형의 모노머로부터 제조된 폴리머, 예를 들면, 삼원중합체, 사원중합체 등을 지칭하기 위해 보통 이용되는 코폴리머를 포함한다.
"선형 저밀도 폴리에틸렌"("LLDPE")은 에틸렌계 폴리머이고, 중합된 형태로, LLDPE의 총 중량을 기준으로 다수 중량 퍼센트의 에틸렌 및 C3-C20 α-올레핀 코모노머를 포함한다. LLDPE는 통상의 LDPE에 반하여, 만일 있다면, 적은 장쇄 분지화에 특징이 있다.
"저밀도 폴리에틸렌"("LDPE")은 에틸렌계 폴리머이고, 중합된 형태로, LDPE의 총 중량을 기준으로 과반 중량 퍼센트의 에틸렌 및 선택적으로 C3-C20 α-올레핀 코모노머를 포함한다. LDPE는 분지형 또는 이종으로 분지형 폴리에틸렌이다. LDPE는 주요 폴리머 골격으로부터 신장되는 비교적 많은 수의 장쇄 분지를 갖는다. LDPE는 자유 라디칼 개시제를 사용하여 고압에서 제조될 수 있고 그리고 전형적으로 0.915g/cc 내지 0.940g/cc의 밀도를 갖는다.
"수분-유리 환경"은 본질적으로 0% 또는 0%의 상대 습도(RH)를 갖는 환경적인 상태이다.
"폴리머"는 동일 또는 상이한 유형이든 간에 모노머를 중합함에 의해 제조된 폴리머성 화합물이다. 일반적 용어 “폴리머”는 따라서 단 하나의 유형의 모노머로부터 제조된 폴리머를 지칭하기 위해 보통 이용되는 용어 호모폴리머 및 용어 인터폴리머를 포용한다.
"프로필렌/알파-올레핀 인터폴리머"는 (중합성 모노머의 총량을 기준으로) 과반량(즉, 50몰 퍼센트 이상)의 중합된 프로필렌 모노머 및 1종의 알파-올레핀을 포함하는 인터폴리머이다.
"열가소성"은 가열될 때 반복적으로 연화되고 유동성으로 될 수 있고 그리고 실온으로 냉각될 때 경질 상태로 복귀될 수 있는 선형 폴리머 또는 분지형 폴리머인 물질이다. 열가소성 물질은 연화된 상태로 가열될 때 임의의 예정된 형상의 물품으로 성형 또는 압출될 수 있다.
"폴리올레핀" 또는 "PO"는 (중합성 모노머의 총량을 기준으로) 50몰 퍼센트 초과의 중합된 올레핀 모노머를 함유하고 그리고 선택적으로 1종 이상의 코모노머(들)를 함유할 수 있는 폴리머이다. 올레핀계 폴리머의 비제한적인 예는 에틸렌계 폴리머 및 프로필렌계 폴리머를 포함한다.
"프로필렌계 폴리머"는 (중합성 모노머의 총량을 기준으로) 50몰 퍼센트 초과의 중합된 프로필렌 모노머를 함유하고 그리고 선택적으로 1종의 코모노머를 함유할 수 있는 폴리머이다.
1. 광전지 모듈
본 개시내용은 광전지 모듈(또는 "PV 모듈")을 제공한다. "광전지 모듈"은 적층된 구조이고 그리고 최종 모듈 구조로 조립되는 하기 층 구성요소를 포함한다:
1. 단단한 또는 가요성 투명한 최상층(광 수용 및 투과 층, 전형적으로 유리);
2. 전면 캡슐화제 층(투명);
3. 광전지 셀;
4. 후면 캡슐화제 층; 및
5. 백시트.
PV 모듈(2)은 도 1에 도시되고 그리고 최상층(3), 전면 캡슐화제 층(4), 적어도 1종의 광전지 셀(5)(이때 전형적으로 복수의 이러한 셀은 선형 또는 평면 패턴으로 배열됨), 후면 캡슐화제 층(6), 및 백시트(7)를 포함한다. 전면 캡슐화제 층(4)은 광전지 셀(5) 및 또한 부분적으로 후면 캡슐화제 층(6) 양자와 직접 접촉한다. 전면 캡슐화제 층(4) 및 후면 캡슐화제 층(6)은 전체적으로 광전지 셀(5)을 둘러싸거나 또는 캡슐화한다. 백시트(7)는 PV 모듈(2)의 배면 표면을 보호하는 단일층 구조 또는 다층 구조 또는 유리(유리 제품/유리 PV 모듈)일 수 있다. 일 구현예에서, 백시트(7)는 코어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 층을 함유한다.
PV 모듈은 1종 이상의 광전지 셀을 포함한다. "광전지 셀"(또는 "PV 셀")은 임의의 몇 개의 무기 또는 유기 유형의 1종 이상의 광전 효과 물질을 함유한다. 예를 들면, 통상적으로 사용된 광전 효과 물질은 비제한적으로 결정성 실리콘, 다결정성 실리콘, 비정질 실리콘, 구리 인듐 갈륨 (디)셀레나이드(CIGS), 구리 인듐 셀레나이드(시스), 카드뮴 텔루라이드, 갈륨 아르세나이드, 염료-민감화된 물질, 및 유기 태양전지 물질을 포함하는 공지된 광전 효과 물질 중 1종 이상을 포함한다.
주어진 광전지 모듈 내 광전지 셀의 수는 상기 광전지 모듈을 이용하는 전자 디바이스의 특성 및 용도에 의존하여 다변할 것이다. 상기에 기재된 적층된 구조를 갖는 PV 모듈의 층들(1) 내지 (5)은 적층을 통해 결합된다. 적층을 통해, 탑 시트는 전면 캡슐화제 필름과 직접 접촉되고 그리고 백시트는 후면 캡슐화제 필름과 직접 접촉된다. 광전지 셀은 전면 캡슐화제 필름과 후면 캡슐화제 필름 사이에 이들과 직접 접촉으로 고정된다. 그 결과, 전면 캡슐화제 필름과 후면 캡슐화제 필름의 일부분은 상호 직접 접촉한다.
본 PV 모듈은 (상기에서 기재된 바와 같이) 광전지 셀 및 필름으로 구성된 층을 포함한다. 상기 필름은 (i) 1종 이상의 실란-그라프팅된 폴리올레핀 및 (ii) 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 합성 실리카겔을 함유하는 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물을 포함한다. 상기 필름은 60일 동안 40℃ 및 0% 상대 습도에서 상기 필름을 에이징시킨 후 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 15N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 가진다.
수분 유입, 금속 구성요소의 부식과 후속의 저전력 효율 그리고 따라서 보다 낮은 유용한 수명을 이끄는 모듈 내 층들의 적층분리의 가능성을 감소시키도록 PV 모듈의 모든 층들 내에서 양호한 접착력을 가지는 것이 바람직하다. 전형적인 최상층으로서 유리는 그것의 표면에 존재하는 무기 옥사이드를 통해 결합을 형성할 수 있다. 유사하게, 결정성 실리콘과 같은 많은 전형적인 광전지 셀은 실록산 결합을 형성할 수 있는 옥사이드 표면을 제공할 수 있다. 모듈의 층들 사이에 양호한 접착을 달성하기 위해, 옥사이드 표면 예컨대 유리뿐만 아니라 다른 폴리머성 층들에 높은 접착을 갖는 제품이 바람직하다. 시간 및 보관 상태에 대비하여 양호한 접착력을 제공할 수 있는 능력은 양호한 제품 유효 기한을 결정하는 핵심 인자 중 하나이다. PV 모듈에서 접착력을 연구하는 것은 현재 활발한 연구 분야이다(예를 들면, 문헌[Degradations of Silicon Photovoltaic Modules: A Literature Review, 96 Solar Energy 140-151 (2013)] 참조).
2. 필름 층
PV 모듈은 층을 포함한다. 상기 층은 필름 층이고 (i) 1종 이상의 실란-그라프팅된-폴리올레핀 및 (ii) 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔로 구성된 수지 조성물을 함유한다. 이 조성물은 이후에 "Si-g-PO 수지 조성물"로 지칭된다.
Si-g-PO 수지 조성물의 폴리올레핀 구성요소에 대해, 단독 모노머(또는 인터폴리머의 경우에 1차 모노머)는 에틸렌, 프로펜(프로필렌), 1-부텐, 4-메틸-l-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 및 1-옥타데센으로부터 선택된다. 만일 폴리올레핀 수지가 인터폴리머이면, 그러면 제1 또는 주요 모노머와는 상이한 코모노머(들)는 전형적으로 1종 이상의 α-올레핀이다. 본 개시내용의 목적상, 만일 프로필렌 또는 고급 올레핀이 주요 모노머이면 에틸렌은 α-올레핀이다. 코-α-올레핀은 그런 다음 상이한 C2-20 선형, 분지형 또는 사이클릭 α-올레핀이다. 코모노머로 사용하기 위한 C2-20 α-올레핀의 예는 에틸렌, 프로펜(프로필렌), 1-부텐, 4-메틸-l-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 및 1-옥타데센을 포함한다.
일 구현예에서, 코모노머로 사용하기 위한 알파-올레핀은 또한 사이클릭 구조 예컨대 사이클로헥산 또는 사이클로펜탄을 함유할 수 있어, 알파-올레핀 예컨대 3-사이클로헥실-l-프로펜(알릴 사이클로헥산) 및 비닐 사이클로헥산으로 될 수 있다. 용어의 고전적 의미에서 알파-올레핀이 아니지만, 본 개시내용의 목적상, 특정 사이클릭 올레핀, 예컨대 노르보르넨 및 관련된 올레핀은 α-올레핀이고 그리고 상기에 기재된 α-올레핀의 일부 또는 전부 대신에 코모노머로서 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 스티렌 및 그것의 관련된 올레핀(예를 들면, a-메틸스티렌 등)은 만일 폴리올레핀 수지가 인터폴리머이면 코모노머로서 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 아크릴 및 메타크릴산 및 이들의 각각의 이오노머, 및 아크릴레이트와 메타크릴레이트는 만일 폴리올레핀이 인터폴리머이면 코모노머로서 사용될 수 있다.
적합한 폴리올레핀 코폴리머의 비제한적인 예는, 비제한적으로, 에틸렌/프로필렌, 에틸렌/부텐, 에틸렌/헥센, 에틸렌/옥텐, 에틸렌/스티렌, 극성 에틸렌 코폴리머 예컨대 에틸렌/아크릴산(EAA), 에틸렌/메타크릴산(EMA), 에틸렌/아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 등을 포함한다. 예시적인 삼원중합체는 에틸렌/프로필렌/옥텐, 에틸렌/프로필렌/부텐, 에틸렌/부텐/옥텐, 및 에틸렌/부텐/스티렌을 포함한다. 코폴리머는 랜덤 또는 블록형일 수 있다.
일 구현예에서, 폴리올레핀은 에틸렌계 폴리머(예컨대 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머), 프로필렌계 폴리머(예컨대 프로필렌/α-올레핀 인터폴리머), 극성 에틸렌 코폴리머(예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트, 및 이들의 조합물)이다.
일 구현예에서, 폴리올레핀은 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머이다. 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머는 랜덤 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머 또는 블록 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머일 수 있다. 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 3-사이클로헥실-1-프로펜(알릴 사이클로헥산), 비닐 사이클로헥산, 및 이들의 조합물로부터 선택된다. 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머는 1몰 퍼센트(몰%), 또는 4몰%, 또는 5몰%, 또는 10몰%, 내지 15몰%, 또는 20몰%, 또는 30몰%의 알파-올레핀 함량을 갖는다. 몰%는 인터폴리머 내 코모노머 기준이다.
일 구현예에서, 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머는 에틸렌/프로필렌 코폴리머, 에틸렌/부텐 코폴리머, 에틸렌/1-헥센 코폴리머, 에틸렌/1-옥텐 코폴리머, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 이들의 조합물로부터 선택된다.
일 구현예에서, 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머는 다음 특성 중 하나, 일부, 또는 모두를 가진다:
0.85g/cc, 또는 0.86g/cc, 또는 0.88g/cc, 또는 0.885g/cc 내지 0.89g/cc, 또는 0.90g/cc, 또는 0.905g/cc의 밀도;
90℃, 또는 95℃, 또는 100℃ 내지 105℃, 또는 110℃의 용융점, Tm;
-50℃, 또는 -45℃, 또는 -40℃ 내지 -35℃, 또는 -30℃의 유리전이 온도, Tg;
1g/10분, 또는 5g/10분, 또는 10g/10분, 또는 20g/10분, 또는 35g/10분 내지 50g/10 또는 75g/10분, 또는 100g/10분의 용융 지수(MI)(190℃/2.16kg);
100MPa, 또는 120MPa 내지 150MPa, 또는 200MPa의 2% 시컨트 계수(secant modulus)); 및
30, 또는 40, 또는 50 내지 70, 또는 80, 또는 90의 단쇄 분지 분포 지수(SCBDI) 또는 조성 분포 분지 지수(CDBI). 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "SCBDI" 및 "CDBI"는 50%의 중간 총 몰 코모노머 함량 내 코모노머 함량을 갖는 폴리머 분자의 중량 퍼센트(wt%)로서 정의된다.
100MPa, 또는 120MPa 내지 150MPa, 또는 200MPa의 2% 시컨트 계수 또는 30, 또는 40, 또는 50 내지 70, 또는 80, 또는 90의 SCBDI 또는 CDBI를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머의 비제한적인 예는 더 다우 케미칼 컴파니로부터 이용가능한 상표명 ENGAGE, 예컨대 ENGAGE 8200, ENGAGE 8402, ENGAGE 8450, ENGAGE D9077.15 및 ENGAGE 8150G로 이용가능한 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머를 포함한다.
일 구현예에서, 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머는 열가소성 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머이다.
일 구현예에서, 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머는 에틸렌/1-옥텐 코폴리머이다.
상기에 기재된 임의의 폴리올레핀의 블렌드가 또한 사용될 수 있고, 그리고 폴리올레핀은 폴리머가 (i) 서로 혼화성이고, (ii) 만일 있다면, 다른 폴리머가 에틸렌 인터폴리머의 바람직한 특성(즉, 광학 및 낮은 모듈러스)에 거의 영향을 미치지 않고 그리고 (iii) 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머(들)의 함량이 블렌드 중 적어도 50wt%, 적어도 60wt%, 적어도 70wt%, 적어도 75wt%, 또는 적어도 80wt%를 구성하는 정도로 1종 이상의 다른 폴리머와 블렌딩 또는 희석될 수 있다.
2종 이상의 폴리올레핀의 블렌드가 사용될 때, 블렌드의 전체 MI는 1g/10분, 또는 1.5g/10분, 또는 2g/10분, 또는 20g/10분, 또는 35 g/10min 내지 50g/10, 또는 75g/10분, 또는 100g/10분이다.
일 구현예에서, 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO)의 폴리올레핀 구성요소는 극성 에틸렌 코폴리머이다. 극성 에틸렌 코폴리머는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 에틸 아크릴레이트(EEA), 에틸렌 메타크릴레이트(EMA) 및 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트(EnBA), 및 이들의 조합물로부터 선택된다. 극성 에틸렌 코폴리머는 0.3g/10분, 또는 0.7g/10분, 또는 1.0g/10분 내지 30g/10분, 또는 50g/10분, 또는 75g/10분, 또는 100g/10분의 용융 지수(MI)(190℃/2.16kg)를 가진다.
일 구현예에서, 극성 에틸렌 코폴리머는 EVA이다. EVA 코폴리머는 일반적으로 세미-결정성, 가요성이고 그리고 양호한 광학적 특성, 예를 들면, 높은 가시 및 UV-광의 투과 및 낮은 헤이즈를 가진다. EVA 코폴리머는 비닐 아세테이트로부터 유도된 20wt%, 또는 24wt%, 또는 26wt%, 또는 28wt% 내지 30wt%, 또는 33wt%, 또는 34wt%, 또는 35wt% 단위를 함유한다. EVA 코폴리머는 에멀젼, 용액 또는 높은-압력 중합에 의해 제조된다.
PV 모듈 안에 편입될 때 폴리올레핀 수지 조성물의 접착력을 개선하기 위해, 실란 작용기가 폴리올레핀에 도입된다. 폴리올레핀은 또한 접촉 시에 또는 PV 모듈이 구성된 후, 보통 직후에 가교결합되는 것이 유리하다. 가교결합은 열, 충격 및 용매 저항성을 증가함에 의해 Si-g-PO 수지 조성물의 열적 휘어짐 저항성 및 모듈의 내구성을 향상시킨다.
실란 작용기는 폴리올레핀에 알콕시실란을 그라프팅 또는 달리는 결합함에 의해 폴리올레핀에 도입된다. 일 구현예에서, 하기 일반 구조식 (I)을 갖는 알콕시실란기가 폴리머에 그라프팅된다:
-CH2-CHR1-(R2)m-Si(R3)3 - n(OR4)n 구조식 (I)
여기서 R1은 H 또는 CH이고; R2 및 R3은 독립적으로, 1 내지 20개의 탄소 원자를 함유하고, 그리고 또한 다른 작용기, 예컨대 에스테르, 아미드, 및 에테르를 포함할 수 있는 알킬, 아릴 또는 하이드로카르빌이고; m은 0 또는 1이고; R4는 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 또는 카복시알킬이고; 그리고 n은 1, 2 또는 3이다. 일 구현예에서, R4는 메틸 또는 에틸기이다. 일 구현예에서 n은 3이다.
그라프팅을 위한 적합한 알콕시실란 화합물의 비제한적인 예는, (1) 구조식 (I) 내 에틸렌성으로 불포화된 하이드로카르빌기가 비닐, 알릴, 이소프로페닐, 부테닐, 사이클로헥세닐, 또는 (메트)아크릴옥시알킬(아크릴옥시알킬 및/또는 메타크릴옥시알킬에 대해 언급함)기일 수 있고, (2) 가수분해성 기(OR4)가 하이드로카르빌옥시, 하이드로카보닐옥시, 또는 하이드로카르빌아미노기 예컨대 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 포르밀옥시, 아세톡시, 프로피오닐옥시 및 알킬- 또는 아릴아미노기일 수 있고, 그리고 (3) 포화된 하이드로카르빌기(R3)가 메틸 또는 에틸일 수 있는, 불포화된 알콕시실란을 포함한다.
일 구현예에서, 알콕시실란은 비닐트리메톡시실란(VTMOS), 비닐트리에톡시실란(VTEOS), 알릴트리메톡시실란, 알릴트리에톡시실란, 3-아크릴로일프로필트리메톡시실란, 3-아크릴로일프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴로일프로필트리메톡시실란, 및 3-메타크릴로일프로필트리에톡시실란 및 이들 실란의 조합물로부터 선택된다.
일 구현예에서, 알콕시실란 화합물은 VTMOS이다.
일 구현예에서, 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO)은 실란-그라프팅된 폴리머의 총 중량을 기준으로 0.1wt%, 또는 0.5wt%, 또는 0.75wt%, 또는 1.0wt%, 또는 1.2wt%, 또는 2wt% 내지 5wt%에서 10wt% 미만의 알콕시실란을 함유한다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물은 VTMOS로 그라프팅된 실란-그라프팅된 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머를 포함한다. 에틸렌/알파-올레핀은 에틸렌/1-옥텐 코폴리머이고 그리고 0.1wt%, 또는 0.5wt%, 또는 0.75wt%, 또는 1.0wt%, 또는 1.2wt%, 또는 2 wt % 내지 5wt%에서 10wt% 미만의 VTMOS를 함유한다.
실란은 필름의 압출 및/또는 PV 모듈에 필름의 적층 전, 동안, 또는 후에 폴리올레핀에 그라프팅될 수 있다.
일 구현예에서, VTMOS는 캡슐화제 필름을 제작하는 필름 압출 동안에 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머에 그라프팅된다.
일 구현예에서, 폴리올레핀, 실란, 및 과산화물은 그라프팅에 영향을 미치지 않는 저온에서 블렌딩되고 압출되며, 그리고 그 다음 그라프팅 및 가교결합은 적층 단계의 고온 동안에 달성된다.
실란-그라프팅된 폴리올레핀은 본 명세서에서 개시된 2개 이상의 구현예를 포함할 수 있다.
3. 미분화된 실리카겔
필름 층에 사용된 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물은 1종 이상의 Si-g-PO 및 또한 미분화된 실리카겔을 포함한다. 상기 미분화된 실리카겔은 Si-g-PO 수지 조성물의 총 중량 기준으로 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 양으로 존재한다. 추가 구현예에서, 필름의 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물은 0wt% 초과, 또는 0.1wt%, 또는 1.5wt%, 또는 2.0wt%, 또는 2.5wt%, 또는 3.0wt% 내지 3.5wt%, 또는 4.0wt%, 또는 4.5wt%, 또는 4.9w%, 또는 5.0wt% 미만의 미분화된 합성 실리카겔을 포함한다.
"미분화된 실리카겔"(또는 "MSG")은 (i) 1㎛, 또는 2㎛, 또는 3㎛, 또는 4㎛, 또는 5㎛ 내지 6㎛, 또는 7㎛, 또는 8㎛, 또는 9㎛, 또는 10㎛ 미만의 1차 입자 크기, 및 (ii) 1㎛ 초과, 또는 2㎛, 또는 3㎛, 또는 5㎛, 또는 10㎛ 내지 12㎛, 또는 15㎛, 또는 17㎛, 또는 19㎛, 또는 20㎛ 미만, 또는 20㎛의 응집 입자 크기를 가지는 합성 비정질 실리카이다. "1차 입자 크기"는 1차 입자의 용적 분포의 중간 값이고 그리고 말번 인스트루먼츠 리미티드(Malvern Instruments Ltd.)로부터의 말번 마스터사이저(Malvern Mastersizer)를 사용하여 측정된다. "응집 입자 크기"는 응집 입자의 용적 분포의 중간 값이고 그리고 말번 인스트루먼츠 리미티드로부터의 말번 마스터사이저를 사용하여 측정된다.
합성 비정질 실리카(SAS)는 의도적으로 제조되고, 그렇게 함으로써 천연형 비정질 실리카, 예를 들면, 규조토와는 구별되는 실리콘 디옥사이드(SiO2)의 형태이다. 인조 제품으로, SAS는 거의 100% 순수한 비정질 실리카인 반면에 천연형 비정질 실리카는 또한 실리카의 결정 형태를 함유한다. SAS는: 침전된 실리카 및 실리카 겔을 포함하는 습식 공정 실리카, 및 (발연 실리카로도 공지된) 발열성 실리카를 포함하는 열처리 실리카인 그것의 상이한 제조 실시를 특징으로 하는 두 가지 형태로 제조될 수 있다. 최대 생산 용적은 침전된 실리카에 이어 발열성 실리카 및 그 다음 실리카겔이다.
합성 비결정성 침전된 실리카 및 실리카겔은 알칼리 금속 실리케이트 용액(또는 물 유리) 및 산, 전형적으로 황산을 포함하는 습식 공정을 사용하여 제조된다. 가공 단계는 침전, 여과, 수세, 건조, 밀링, 및 과립화, 그 다음 패킹 및 생성물의 선적을 포함한다. 1차 입자의 크기 및 응집(aggregation) 및 덩어리화(agglomeration)의 양은 제조 공정의 반응 조건, 예를 들면, pH, 온도, 농도 및 교반의 양에 의해 결정된다. 실리카겔은 일반적으로 건조에 의해 1-20 마이크로미터(㎛)의 범위로 되는 응집체를 형성하도록 신속하게 접합하는 1-10 나노미터(nm)의 범위로 되는 1차 입자로 산성 조건 하에 제조된다.
침전된 실리카 생성물은 5-100 nm의 범위로 되는 1차 입자, 0.1-1㎛의 범위인 응집체 및 1-250㎛의 범위인 덩어리로 중성/알칼리성 조건 하에서 제조된다. 일단 형성되면, 덩어리는 함께 단단히 결합되어 깨부수기가 극도로 어렵다. 이 물리적 특성은 작은 (나노) 입자의 형성을 방지한다. "덩어리 입자 크기"는 덩어리 입자의 용적 분포의 중간 값이고 그리고 말번 인스트루먼츠 리미티드로부터의 말번 마스터사이저를 사용하여 측정된다.
침전 후, 다양한 실리카 생성물은 제조된 생성물에 의존하여 상이한 기술 (예를 들면, 필터 프레스, 막 필터 프레스, 또는 벨트/드럼 필터)을 사용하여 여과된다. 이 단계에서, 생성물은 또한 임의의 염을 제거하기 위해 세정된다. 생성물은 그런 다음 플레이트, 벨트, 회전식 드럼 또는 분무 건조기 어느 하나에 의해 건조될 수 있다. 제조 공정의 최종 단계는 원하는 입자 크기 분포를 얻기 위해 밀링된다. 최종 생성물은 미량의 다른 산화금속, 설페이트 및/또는 클로라이드를 갖는 고순도로 실리콘 디옥사이드의 백색, 솜털 같은 또는 분말성 비정질 형태이다.
SAS 형태의 물리적 및 화학적 특성의 목록은 표 1에 주어진다.
표 1. 합성 비정질 실리카 (SAS)의 특성
Figure 112017050333398-pct00001
*덩어리 입자 크기는 전형적으로 100㎛이다.
본 미분화된 실리카겔(MSG)은 0.4ml/g, 또는 0.5ml/g, 또는 1.0ml/g, 또는 1.5ml/g, 또는 1.6ml/g, 또는 1.8ml/g, 또는 1.9ml/g 내지 2.0ml/g 미만의 비기공 용적(specific pore volume)을 갖는다. "비기공 용적"은 물질의 단위 질량 당 기공 용적이다. "기공 용적"은 물질 내 개방 기공의 용적이다. "개방 기공"은 외부 표면에 접근하는 물질의 공동 또는 채널이다. 비기공 용적은 마이크로메리틱스(Micromeritics)로부터의 ASAP 2100 질소 흡착 측정 장치를 사용하여 결정한다.
본 미분화된 실리카겔은 발열성 또는 발연 실리카와는 상이하다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "발연 실리카"는 비-결정성, 미세-그레인, 낮은 벌크 밀도 및 높은 표면적 실리카이다. 발연 실리카 1차 입자 크기는 5-50nm이다. 발연 실리카 입자는 비-다공성이고 그리고 전형적으로 50-400㎡/g의 비표면적 및 30-250g/L의 벌크 밀도를 갖는다. 발연 실리카는 실리콘 테트라클로라이드의 화염 열분해 또는 3,000℃ 전기 아크에서 기화된 석영 모래로부터 전형적으로 제조된다. 발연 실리카는 사슬-형상화된 응집체 및 약 100㎛의 덩어리 입자 크기로 구성된다.
본 미분화된 실리카겔은 침전된 실리카와는 상이하다. 본 미분화된 실리카겔(MSG)은 침전된 실리카와 비교하여 상이한 기공 구조를 갖는다. 침전된 실리카는 30nm 초과의 평균 기공 크기를 갖는 기공 크기 분포로 반영된 넓은 중간/거대다공성 기공 구조를 갖는다. MSG는 1㎛ 미만의 보다 더 작은 평균 기공 크기를 갖는 보다 좁은 미세다공성 또는 중간다공성 구조(스펀지 형)를 갖는다. 침전된 실리카는 30-500g/L의 벌크 밀도를 갖는 반면에 MSG는 500g/L 초과 내지 1,000g/L의 벌크 밀도를 갖는다.
일 구현예에서, 미분화된 실리카겔은 다음 추가의 특성 중 하나, 일부, 또는 모두를 가진다:
ㆍ 0.0001㎛, 또는 0.001㎛ 내지 0.01㎛, 또는 0.02㎛, 또는 0.03㎛ 미만의 평균 기공 크기;
ㆍ 500g/L 초과, 또는 600g/L, 또는 750g/L 내지 800g/L, 또는 900g/L, 또는 1000g/L의 벌크 밀도; 및
ㆍ 200g/100g, 또는 225g/100g, 또는 250g/100g 내지 275g/100g, 또는 280g/100g, 또는 290g/100g, 또는 300g/100g의 오일 흡수.
"평균 기공 크기"는 문헌[E.M. Voigt & R.H. Tomlinson, The Determination of Pore Size Distribution and Surface Area from Adsorption Isotherms, 33 Canadian J. of Chemistry 215-231 (1954)]에 기재된 바와 같이, 원통형-형상화된 기공을 가정하여 흡착 등온선에 의해 결정된 기공 크기 분포의 평균이다. 평균 기공 크기는, 기공이 원통형 형상을 갖는 것을 가정하여, 효과적으로 기공 직경을 제공한다. "거대기공"은 50nm(0.05㎛) 초과의 직경을 갖는 기공이다(IUPAC). "중간기공"은 2nm 내지 50nm(0.002㎛ 내지 0.05㎛)의 직경을 갖는 기공이다(IUPAC). "미세기공"은 2nm(0.002㎛) 미만의 직경을 갖는 기공이다(IUPAC).
벌크 밀도는 특정한 집합의 각 피스 내 고형물, 피스 내 공극 및 피스 중의 공극의 용적의 합에 대한 고형 물질의 별개의 피스의 집합의 질량의 비이다. 벌크 밀도는 ASTM D3766에 따라 측정된다.
오일 흡수는 ASTM D 1483에 따라 측정된다.
적합한 미분화된 합성 실리카겔의 비-제한적인 예는 메릴랜드 주의 WR 그레이스 앤드 컴파니 콜롬비아(WR Grace and Company Columbia)로부터 이용가능한 상표명 SYLOBLOC 44 및 SYLOBLOC 47로 판매되는 미분화된 합성 실리카겔이다.
일 구현예에서, 미분화된 실리카겔은 표면-개질된 미분화된 실리카겔(또는 "SM-MSG")이다. 표면-개질된 미분화된 실리카겔은 외면을 개질하기 위해 표면 코팅을 갖는다. 표면 코팅은 습윤성, 접착력, 및/또는 기제 수지-즉, Si-g-PO와 미분화된 실리카겔의 양립성을 변형시킬 수 있다. 표면-개질된 미분화된 실리카겔은 실리카겔의 외면 상에 카복실산을 함유한다. 카복실산은 MSG의 입자에 표면 코팅(전체 또는 부분)을 형성한다. 카복실산은 수용성이거나 아닐 수 있다. 카복실산은 강산 또는 약산일 수 있다. 일 구현예에서, 유기 산은 다중 pKa 산이다. SM-MSG는 상기에서 기재된 바와 같은 MSG와 동일한 특성을 가진다.
일 구현예에서, 표면 코팅은 시트르산, 이소시트르산, 아코니트산, 프로판-1,2,3-트리카복실산, 및 이들의 조합물로부터 선택된 카복실산이다. 추가 구현예에서, 표면 코팅은 시트르산인 카복실산이다.
일 구현예에서, SM-MSG는 3.0, 또는 3.5 내지 4.0, 또는 4.3, 또는 4.5, 또는 4.9, 또는 5.0 미만의 pH를 가진다.
SM-MSG의 비제한적인 예는 메릴랜드 주의 WR 그레이스 앤드 컴파니 콜롬비아로부터 이용가능한 SYLOBLOC 45이다.
출원인은 SM-MSG가 Si-g-PO 기제 수지와 음성 상호작용(즉, 반응, 가교결합, 결합 등)을 나타내지 않았고 그리고 특히, 실란-그라프팅된 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머 기제 수지와 증가된 겔 형성을 보이지 않은 것을 발견하였다. 출원인은 또한 SM-MSG가 Si-g-PO 수지 조성물에 사용된 임의의 다른 첨가제(예를 들면, 항산화제, UV 안정제, 난연제, 가공 보조제, 슬립 보조제, 정전기 방지제, 버퍼 등)와 음성 상호작용을 나타내지 않은 것을 발견하였다.
미분화된 실리카겔(및 SM-MSG)은 본 명세서에서 개시된 2개 이상의 구현예를 포함할 수 있다.
4. 다른 첨가제
Si-g-PO 수지 조성물은 미분화된 합성 실리카겔에 부가하여 1종 이상의 첨가제를 함유할 수 있다. 적합한 첨가제의 비제한적인 예는 다른 폴리머, UV 안정제, 항산화제, 가교결합제, 스코치 저해제, 항-슬립제, 항-블록 제제, 안료, 충전제, 및 이들의 조합물을 포함한다. 이들 첨가제는 공지된 양으로 제공될 수 있고 그리고 일부 구현예에서, 소정량의 폴리머 조성물에 미리-블렌딩된 마스터 배치의 형태로 부가될 수 있다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물은 0wt% 초과 내지 4.5wt%의 미분화된 실리카겔 및 0wt%, 또는 0wt% 초과 내지 5wt%의 무기 블록킹방지제를 함유한다. 추가 구현예에서, Si-g-PO 폴리올레핀 수지 조성물은 MSG에 부가하여 0wt%, 또는 0wt% 초과 내지 5wt%의 침전된 합성 실리카를 함유한다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물은 가교결합제를 포함한다. 적합한 가교결합제의 비제한적인 예는 루이스산 예컨대 디부틸주석 디라우레이트, 디옥틸주석 디라우레이트, 제1 주석 옥토노에이트, 및 수소 설포네이트 및 벤조페논, 벤즈안트론, 벤조인 및 이들의 알킬 에테르, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시, 2 페닐아세토페논, p-페녹시 디클로로아세토페논, 2-하이드록시사이클로헥실페논, 2-하이드록시이소프로필페논, 및 1-페닐프로판디온-2-(에톡시 카복실)옥심을 포함하는 유기 카보닐 화합물과 같은 광개시제를 포함한다. 가교결합제는 Si-g-PO 수지의 총 중량을 기준으로 0.05wt%, 또는 0.1wt%, 또는 0.5wt% 내지 10wt% 미만 또는 5wt% 미만, 또는 3wt% 미만의 양으로 사용된다.
가교결합제의 부가적인 비제한적인 예는 Si-g-PO 수지의 총 중량을 기준으로 0.05wt%, 또는 0.1wt%, 또는 0.5wt% 내지 10wt% 미만 또는 5wt% 미만, 또는 3wt% 미만의 양으로 사용될 수 있는 자유 라디칼 가교결합 공촉매를 포함한다.
일 구현예에서, Si-g-PO 폴리올레핀 수지 조성물은 가교결합제를 포함하고 그리고 Si-g-PO 수지 조성물은 10%, 또는 20% 내지 30%, 또는 40%, 또는 50%, 또는 60%, 또는 70% 또는 80%의 겔 함량을 갖는다. 겔 함량은 ASTM D-2765에 따라 측정된다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물은 스코치 저해제를 포함한다. 적합한 스코치 저해제의 비제한적인 예는 유기 하이드로퍼옥사이드, N-니트로소 디페닐아민, N,N'-디나이트로소-파라-페닐아민, 이소아밀 아질산염, tert-데실 아질산염, 모노머성 비닐 화합물, 방향족 아민, 페놀성 화합물, 머캅토티아졸 화합물, 비스(N,N-2치환된-티오카바모일) 설파이드, 하이드로퀴논, 디알킬디티오카바메이트 화합물, 2치환된 디티오카밤산의 금속염의 혼합물, 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실을 포함한다.
일 구현예에서, Si-g-PO 폴리올레핀 수지 조성물은 Si-g-PO 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01wt%, 또는 0.05wt%, 또는 0.1wt%, 또는 0.15wt% 내지 1.0wt%, 또는 1.5wt%, 또는 1.7wt%, 또는 2wt%의 과산화물을 함유한다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물은 UV 안정제를 포함한다. 적합한 UV 안정제의 비제한적인 예는 힌더드 페놀, 아인산염, 힌더드 아민 광안정제(HALS), UV 흡수제, 힌더드 벤조에이트, 및 이들의 조합물을 포함한다. 일 구현예에서, HALS 및 힌더드 벤조에이트는, 비제한적으로, CYNERGY A400, A430 및 R350; CYASORB UV-3529; CYASORB UV-3346; CYASORB UV-3583; Hostavin® N 30; Uvinul® 4050H; Uvinul®5050H; Chimassorb® UV-119; Chimassorb® 944 LD; TINUVIN 622 LD 등을 포함한다. 일 구현예에서, UV 흡수제는 벤조페논, 벤조트리아졸, 트리아진, 및 이들의 조합물, 예컨대 TINUVIN 328 또는 CYASORB UV-1164를 포함한다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물은 가공 안정제, 항산화제, 항-슬립제, 안료 및 충전제로부터 선택된 1종 이상의 다른 첨가제를 포함한다. 일 구현예에서, 항산화제는 CYANOX 2777; Irganox® 1010; Irganox® 1076; Irganox® B 215; Irganox® B 225; PEPQ; WESTON 399; TNPP; IRGAFOS 168; 및 Doverphos® 9228로 구성된 군으로부터 선택된다.
추가의 선택적인 첨가제는 슬립 첨가제 에루카마이드 및 스테아르아마이드; 가공 보조제 예컨대 (Dynamar® FX5930과 같은) Dyneon 플루오로폴리머 엘라스토머; 안료 및 충전제 예컨대 R960, R350, R105, R108 또는 R104로 넘버링된 DuPont TiO2 생성물 및 카본블랙 예컨대 Dow DNFA-0037 또는 DFDB-5410 마스터 배치로 제공된 것 및 다른 것 예컨대 Cabot에 의해 제공된 것을 포함한다.
5. 유리 접착력/유지
본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 필름은 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일 동안 상기 필름을 에이징시킨 후 15N/mm 초과의 유리 접착력을 갖는다. 일 구현예에서, 본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 필름은 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일 동안 상기 필름을 에이징시킨 후 15N/mm 초과, 또는 16N/mm, 또는 17N/mm, 또는 18N/mm 내지 19N/mm, 또는 20N/mm의 유리 접착력을 갖는다.
본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 필름은 80% 초과의 유리 접착력 유지를 갖는다. 일 구현예에서, 본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 필름은 80% 초과, 또는 81%, 또는 85%, 또는 90%, 또는 95% 내지 98%, 또는 99%, 또는 100%, 또는 101%, 또는 105%의 유리 접착력 유지를 갖는다.
일 구현예에서, PV 모듈의 필름 층에 존재하는 Si-g-PO 수지 조성물은 0.1wt% 내지 4.5wt%의 미분화된 실리카겔을 포함한다.
일 구현예에서, PV 모듈의 필름 층에 존재하는 Si-g-PO 수지 조성물은 0.4ml/g 내지 1.8ml/g의 비기공 용적을 갖는 미분화된 실리카겔을 포함한다.
일 구현예에서, PV 모듈의 필름 층에 존재하는 Si-g-PO 수지 조성물은 표면-개질된 미분화된 실리카겔인 미분화된 실리카겔을 포함한다.
일 구현예에서, PV 모듈의 필름 층에 존재하는 Si-g-PO 수지 조성물은 미분화된 합성 실리카겔 입자의 외면 상에 카복실산 표면 코팅을 갖는 표면-개질된 미분화된 실리카겔을 포함한다. 추가 구현예에서, MSG 입자 상의 카복실산 표면 코팅은 시트르산, 이소시트르산, 아코니트산, 프로판-1,2,3-트리카복실산, 및 이들의 조합물에서 선택된다.
본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 층은 전면 캡슐화제 층, 후면 캡슐화제 층, 백시트 필름, 및 이들의 조합일 수 있다. 본 Si-g-PO 수지 조성물은 필름, 또는 층 (즉, 필름 층)에 형성될 수 있고 그리고 PV 모듈용 층 구조에서 임의의 전술한 층들의 구성요소를 형성할 수 있거나 또는 구성요소일 수 있다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 층은 전면 캡슐화제 층이다. 상기 전면 캡슐화제 층은 광전지 셀과 직접 접촉한다. 추가 구현예에서, 본 Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 전면 캡슐화제 층은 단일층 구조이고 그리고 25㎛, 또는 50㎛, 또는 75㎛, 또는 100㎛, 또는 150㎛, 또는 200㎛, 또는 250㎛ 내지 300㎛, 또는 350㎛, 또는 400㎛, 또는 450㎛, 또는 500㎛, 또는 550㎛, 또는 600㎛, 또는 640㎛의 두께를 갖는다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 층은 후면 캡슐화제 층이다. 상기 후면 캡슐화제 층은 광전지 셀과 직접 접촉한다. 추가 구현예에서, 본 Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 후면 캡슐화제 층은 단일층 구조이고 그리고 25㎛, 또는 50㎛, 또는 75㎛, 또는 100㎛, 또는 150㎛, 또는 200㎛, 또는 250㎛ 내지 300㎛, 또는 350㎛, 또는 400㎛, 또는 450㎛, 또는 500㎛, 또는 550㎛, 또는 600㎛, 또는 640㎛의 두께를 갖는다.
일 구현예에서, 본 Si-g-PO 수지 조성물은 전면 캡슐화제 층 및 후면 캡슐화제 층 양자에 존재한다. PV 모듈은 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 전면 캡슐화제 층 및 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 후면 캡슐화제 층을 포함한다. 상기 전면 캡슐화제 층 및 후면 캡슐화제 층 각각은 직접적으로 광전지 셀에 접촉한다. 전면 캡슐화제 층의 일 부분이 또한 직접적으로 후면 캡슐화제 층의 일 부분에 접촉한다. 전면 캡슐화제 층 및 후면 캡슐화제 층은 이전에 기재된 바와 같이 될 수 있다.
6. 차단력
일 구현예에서, 본 실란-g-PO 수지 조성물로 구성된 필름은 감소된 차단력을 나타냈다. 차단은 필름의 두 인접한 층들의 접착이고, 그리고 차단력은 필름의 두 인접한 층들을 분리하기 위해 요구된 힘이다. 예를 들면, 단일 필름이 보관을 위해 롤에 권취될 때, 본 필름은 자체로 차단할 수 있다. "차단력"은 권취가 풀리는 동안과 같이 자체로부터 필름을 분리하기 위해 요구된 힘이다. 특히, 필름의 권취 롤에 대해, 필름의 내부 층은 필름의 외부 층에 대해 차단할 수 있다.
차단은 또한 PV 모듈의 조립에 중요하다. PV 모듈에서, 전면 캡슐화제 층의 일 부분이 후면 캡슐화제 층과 직접 접촉한다. 만일 전면 캡슐화제 층과 후면 캡슐화제 층 사이의 차단력이 너무 높으면, 상기 층들은 접촉시 서로 너무 많이 부착할 것이고 그리고 적층 이전에 층들의 배치를 조정하는 것이 어려울 것이다.
본 Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 필름이 단일층 구조― 단일층 전면 캡슐화제 층 및/또는 단일층 후면 캡슐화제 층―일 때, 차단력은 두 Si-g-PO 수지 조성물-함유 층 사이에서 측정된다(이하에서 "캡슐화제/캡슐화제 차단력"으로 칭함).
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 필름 층들은 ASTM D3354-11에 따라 측정될 때 50℃에서 0그램, 또는 0그램 초과 또는 10그램, 또는 20그램, 또는 30그램, 또는 40그램 내지 50그램, 또는 75그램 또는 100그램의 캡슐화제/캡슐화제 차단력을 갖는다. 추가 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 필름 층들은 ASTM D3354-11에 따라 측정될 때 40℃에서 0그램, 또는 0그램 초과 또는 10그램, 또는 15그램, 또는 20그램, 또는 25그램 내지 30그램, 또는 40그램 또는 50그램의 캡슐화제/캡슐화제 차단력을 갖는다.
7. BEC를 갖는 광전지 모듈
본 개시내용은 또 다른 디바이스를 제공한다. 일 구현예에서, 광전지 모듈이 제공되고 그리고 광전지 셀 및 배면 캡슐화제 복합체(BEC)를 포함한다. BEC는 최상부 캡슐화제 층 (B), 하단 층 (A) 및 층 (B)와 층 (A) 사이에 타이 층 (C)를 포함한다. 상기 최상부 캡슐화제 층 (B)는 실란이 BEC 필름 압출 전이나 또는 압출 동안 최상부 캡슐화제 층 (B)의 폴리올레핀 상에 그라프팅된 본 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물을 포함한다. 일 구현예에서, 실란은 BEC 필름이 압출 전에 최상부 캡슐화제 층 (B)의 폴리올레핀 상에 그라프팅된다. BEC는 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일 동안 에이징 후 4N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 가진다.
배면 캡슐화제 복합체(BEC)를 포함하는 PV 모듈은 하기 구조를 가진다:
1. 단단한 또는 가요성 투명한 최상층(광 수용 및 투과 층, 전형적으로 유리);
2. 전면 캡슐화제 층(투명);
3. 광전지 셀; 및
4. BEC.
"배면 캡슐화제 복합체" 또는 "BEC"는 통합된 백시트이고 하기 다층 구조를 갖는다:
최상부 캡슐화제 층 (B)
타이 층 (C); 및
하단 층 (A).
BEC는 PV 모듈에서 통합된 또는 조합된 보호성 백시트 및 캡슐화된 층으로의 용도에 특히 적합하다. 예시적인 BEC 다층 필름은 본 명세서에 참조로 편입된, WO 공개 번호 2013/003543에 기재된다.
BEC를 갖는 PV 모듈이 도 2에 도시되고 그리고 적어도 1종의 광전지 셀(11)로 전형적으로 복수의 이러한 셀은 선형 또는 평면 패턴으로 배열됨, 전형적으로 상기 셀의 전면 대면 표면 상에 유리 커버 시트인 최상층(13), 상기 셀의 전면측을 캡슐화하는 전면 캡슐화제 층(12), 및 BEC(14)를 포함한다. BEC는 최상부 캡슐화제 층(14B), 타이 층(14C) 및 하단 층(14A)을 포함한다. BEC 최상부 캡슐화제 층(14B)은 광전지 셀(11)의 배면 표면과 또한 부분적으로 셀의 전면측을 캡슐화하는 전면 캡슐화제 층(12) 양자와 직접 접촉한다. BEC의 최상부 캡슐화제 층(14B)은 디바이스 및 최상부 캡슐화제 층 물질(12) 양자에 양호한 접착력을 나타낸다.
일 구현예에서, 선택적인 후면 캡슐화제 층(도시되지 않음)은 광전지 셀(11)과 최상부 캡슐화제 층(14B) 사이에 존재할 수 있다.
일 구현예에서, 광전지 셀(11)은 전면 캡슐화제 층을 제거한 최상층(13)(예컨대 유리)에 직접적으로 침착 또는 부착된다. 이 구성에서, BEC는 (유리 같은) 최상층(13)뿐만 아니라 광전지 셀(11)에 직접적으로 부착된다. 이것은 BEC 필름이 양호한 유리 접착력을 가질 필요성을 초래한다.
BEC(14)는 기판으로서 작용하고 그리고 광전지 셀(11)의 후방 표면을 지지한다. BEC(14)(및 선택적인 후면 캡슐화제 층)는 만일 이것이 대향하는 PV 셀의 표면이 유효, 즉, 태양광에 반응성이 아니면 광 투과성일 필요가 없다. 설명 "가요성"이 함축하는 바와 같이, 가요성 PV 모듈의 경우에, 이것은 가요성 박막 광전지 셀(11)을 포함한다.
일 구현예에서, PV 모듈에 적층 전에 BEC(14)의 전체 두께는 0.2mm 내지 1.5mm(8 mils 내지 60 mils)이다. 추가 구현예에서, BEC(14)는 0.25mm(10 mils), 또는 0.4mm(16 mils) 내지 1.05mm(42 mils), 또는 0.95mm(38 mils)의 두께를 가진다. 상기 기재된 두께는 다층 BEC 필름 구조를 형성하고 그의 일체부인, 임의의 선택적인, 추가의 층들을 포함한다.
BEC의 최상부 캡슐화제 층(14B)은 Si-g-PO 수지 조성물을 포함한다. (1종 이상의 Si-g-PO 및 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 MSG를 갖는) Si-g-PO 수지 조성물은 이전에 본 명세서에서 개시된 임의의 Si-g-PO 수지 조성물일 수 있다. 일 구현예에서, 최상부 캡슐화제 층(14B)은 단일층 구조이고 그리고 0.15mm, 또는 0.20mm, 또는 0.25mm, 또는 0.30mm 내지 0.50mm 또는 0.625mm, 또는 0.875mm, 1.0mm, 또는 1.25mm의 두께를 갖는다.
BEC 필름에 대해, 잔여 층들(타이 및 하단 층)을 공압출하기 위한 피드블록 및 다이에 요구된 온도가 전형적으로 너무 높아 압출 동안 그라프팅을 회피하기 때문에 실란은 BEC를 제조하기 전 또는 제조하는 동안 폴리올레핀에 그라프팅된다.
8. BEC 유리 접착력/유지
본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 최상부 캡슐화제 층 (B)를 갖는 BEC는 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일 동안 필름을 에이징시킨 후 4N/mm 초과의 유리 접착력을 갖는다. 일 구현예에서, 본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 최상부 캡슐화제 층 (B)를 갖는 BEC는 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일 동안 필름을 에이징시킨 후 4N/mm 초과, 또는 5N/mm, 또는 5.2N/mm, 또는 5.5N/mm 내지 6N/mm, 또는 7N/mm의 유리 접착력을 갖는다.
본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 최상부 캡슐화제 층 (B)를 갖는 BEC는 40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일 동안 필름을 에이징시킨 후 80% 초과의 유리 접착력 유지를 갖는다. 일 구현예에서, 본 Si-g-PO 수지 조성물로 구성된 필름은 (40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일 동안 필름을 에이징시킨 후) 80% 초과, 또는 81%, 또는 85%, 또는 90%, 또는 95% 내지 98%, 또는 99%, 또는 100%, 또는 101%, 또는 105%의 유리 접착력 유지를 갖는다.
일 구현예에서, BEC 필름은 최상부 캡슐화제 층 (B) 내 Si-g-PO 수지 조성물을 포함하고 Si-g-PO 수지 조성물은 0.1wt% 내지 4.5wt% 미분화된 실리카겔을 포함한다.
일 구현예에서, BEC 필름은 최상부 캡슐화제 층 (B) 내 Si-g-PO 수지 조성물을 포함하고 그리고 미분화된 실리카겔은 0.4ml/g 내지 1.8ml/g의 비기공 용적을 갖는다.
일 구현예에서, BEC 필름은 최상부 캡슐화제 층 (B) 내 Si-g-PO 수지 조성물을 포함하고 그리고 미분화된 실리카겔은 표면-개질된 미분화된 실리카겔이다. 표면-개질된 미분화된 실리카겔은 미분화된 합성 실리카겔 입자의 외면 상에 카복실산 표면 코팅을 포함한다. 추가 구현예에서, MSG 입자 상의 카복실산 표면 코팅은 시트르산, 이소시트르산, 아코니트산, 프로판-1,2,3-트리카복실산, 및 이들의 조합물로부터 선택된다.
일 구현예에서, 최상부 캡슐화제 층 (B)는 광전지 셀과 직접 접촉한다.
일 구현예에서, 광전지 모듈은 광전지 셀과 직접 접촉하는 전면 캡슐화제 층을 포함한다. 전면 캡슐화제 층은 1종 이상의 Si-g-PO 및 Si-g-PO 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1wt% 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔을 포함하는 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물로 구성된다. 추가 구현예에서, 본 Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 전면 캡슐화제 층은 단일층 구조이고 그리고 25㎛, 또는 50㎛, 또는 75㎛, 또는 100㎛, 또는 150㎛, 또는 200㎛, 또는 250㎛ 내지 300㎛, 또는 350㎛, 또는 400㎛, 또는 450㎛, 또는 500㎛, 또는 550㎛, 또는 600㎛, 또는 640㎛의 두께를 갖는다.
일 구현예에서, 전면 캡슐화제 층은 광전지 모듈과 직접 접촉하고 그리고 또한 BEC의 최상부 캡슐화제 층 (B)와 직접 접촉한다. 전면 캡슐화제 층 및 최상부 캡슐화제 층 (B) 각각은 Si-g-PO 수지 조성물을 함유한다.
일 구현예에서, BEC는 최상부 캡슐화제 층 (B)에 Si-g-PO 수지 조성물을 포함한다. 하단 층 (A)는 125℃보다 더 큰 용융 온도를 갖고 그리고 프로필렌계 폴리머, 고-밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리아미드, 및 이들의 조합물로부터 선택된 물질로 구성된다.
9. BEC에 대한 차단력
BEC에 대해, 차단력은 최상부 캡슐화제 층 (B)(Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 층)와 하단 층 (A) 사이에서 측정되고, 그리고 "필름의 외면에 대한 필름의 내면 차단" 또는 "외부에 대한 내부 차단" 또는 '내부/외부 차단"으로 지칭된다. 일 구현예에서, BEC 하단 층 (A)는 폴리프로필렌 (PP)으로 구성되고, 그리고 내부/외부 차단으로 측정된 차단력은 본 명세서에서 일명 "캡슐화제/PP 차단력"이다.
BEC에 대해, 차단력은 또한 BEC의 최상부 캡슐화제 층 (B)와 전면 캡슐화제 층 사이에서 측정되고 그리고 "캡슐화제/BEC 차단력"으로 지칭한다.
일 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 필름은 ASTM D3354-11에 따라 측정될 때 50℃에서 0그램, 또는 0그램 초과, 또는 10그램, 또는 20그램, 또는 30그램, 또는 40그램 내지 50그램, 또는 75그램, 또는 100그램의 전면 캡슐화제/BEC 차단력을 가진다. 추가 구현예에서, Si-g-PO 수지 조성물을 함유하는 필름은 ASTM D3354-11에 따라 측정될 때 40℃에서 0그램, 또는 0그램 초과, 또는 10그램, 또는 15그램, 또는 20그램, 또는 25그램 내지 30그램, 또는 40그램, 또는 50그램의 캡슐화제/BEC 차단력을 가진다.
일 구현예에서, BEC는 ASTM D3354-11에 따라 측정될 때 40℃ 또는 그 이하에서 0그램, 또는 50℃에서 50그램 또는 그 미만, 또는 60℃에서 100그램 또는 그 미만 내지 0그램의 캡슐화제/PP 차단력을 가진다.
출원인은 미분화된 실리카겔을 갖는 실란-g-PO 수지 조성물을 함유하는 필름(또는 필름 층들)이 적층 전에 40℃에서 0% 상대 습도로 60일 동안 필름을 에이징시킨 후 증가된 유리 접착력에 의해 반영된 바와 같이 개선된 유효 기한을 가진다는 것을 발견하였다.
출원인은, 유리/전면 캡슐화제 층/광전지 셀/후면 캡슐화제 층/유리의 구조를 갖는 PV 모듈(여기서 후면 캡슐화제 층이 Si-g-PO 수지 조성물을 포함할 경우)이 감소된 흑색 줄무늬를 나타낸다는 것을 예상외로 발견하였다. 고온 및 높은 습도 에이징 하에서, PV 모듈의 배면은 캡슐화제-광전지 셀 계면에서 흑색 줄무늬 및 거품을 나타낸다는 것이 관측되었다. 특정한 이론에 제한되지 않고, 높은 습도 조건은 PV 모듈 내부에 수분 및 광전지 셀의 배면 상에 알루미나 코팅을 에칭하는 화학 반응을 초래하는 것으로 여겨진다. 화학 반응은 또한 거품을 야기하는 부산물로 수소 가스의 생산으로 이어진다. 출원인은 후면 캡슐화제 층에 실란-g-PO 수지 조성물의 사용이 캡슐화제-셀 계면에서 거품 형성 및 흑색 줄무늬 실패를 감소 및/또는 방지한다는 것을 발견하였다.
10. 전자 디바이스
본 명세서에서 개시된 PV 모듈은 전자 디바이스의 구성요소일 수 있다. 전자 디바이스의 비제한적인 예는 태양열 집열기, 분산형 전력 시스템, 옥상 전력 시스템 및 유용성 전력 시스템을 포함한다.
이하 본 개시내용의 일부 구현예는 하기 실시예에서 상세히 기술될 것이다.
실시예
물질
실시예에서 사용된 블록킹방지제가 표 2에 기재된다.
표 2. 블록킹방지제의 특성
Figure 112017050333398-pct00002
*비교
실시예에서 사용된 백시트는 마디코(Madico)로부터의 PROTEKT HD이다(EVA 밀봉 층/PET/플루오로-코팅).
"Luperox 101 과산화물"은 알케마 인코포레이션(Arkema Inc.)으로부터 제공된 2,5-비스(tert-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥산이다.
"E/O 1"은 미시간 주 미드랜드의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 이용가능한, 0.870g/cc의 밀도, 59.0℃의 용융점, -53.0℃의 유리전이 온도, 및 5g/10분의 MI를 갖는 에틸렌/옥텐 인터폴리머인 ENGAGE 8200이다.
"E/O 2"는 미시간 주 미드랜드의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 이용가능한, 0.902g/cc의 밀도, 96.0℃의 용융점, -36.0℃의 유리전이 온도, 및 30g/10분의 MI를 갖는 에틸렌/옥텐 인터폴리머인 ENGAGE 8402이다.
"E/O 3"은 미시간 주 미드랜드의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 이용가능한, 0.902g/cc의 밀도, 97.0℃의 용융점, -32.0℃의 유리전이 온도, 및 3g/10분의 MI를 갖는 에틸렌/옥텐 인터폴리머인 ENGAGE 8450이다.
"E/O 5"는 미시간 주 미드랜드의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 이용가능한, 0.870g/cc의 밀도, 118℃의 용융점, -65℃의 유리전이 온도, 및 0.5g/10분의 MI를 갖는 에틸렌/옥텐 인터폴리머인 ENGAGE D9077.15이다.
"E/O 6"은 미시간 주 미드랜드의 더 다우 케미칼 컴파니로부터 이용가능한, 0.870g/cc의 밀도, 55℃의 용융점, -52℃의 유리전이 온도, 및 0.5g/10분의 MI를 갖는 에틸렌/옥텐 인터폴리머인 ENGAGE 8150G이다.
"실란"은 다우 코닝 인코포레이션에 의해 제공된 비닐 트리메톡시 실란이다.
"마스터배치 1"은 더 다우 케미칼 컴파니로부터 이용가능한 캐리어 수지 ENGAGE 8200으로 제조된 항산화제 안정제와 UV의 전매 블렌드를 갖는 마스터배치이다. ENGAGE 8200은 0.870g/cc의 밀도, 59.0℃의 용융점, -53.0℃의 유리전이 온도, 및 5g/10분의 MI를 갖는 에틸렌/옥텐 인터폴리머이다.
"안티블럭 마스터배치 2"는 E/O 1에서 20wt% SYLOBLOC 45와 함께 마스터배치 1을 함유한다.
"PP1"는 브라스켐(Braskem)으로부터 이용가능한 8.0g/10분의 용융 유량 및 168℃의 용융점을 갖는, 높은 결정성 프로필렌 호모폴리머인 PP D118이다.
"TiO2, 또는 이산화티타늄"은 20g/10분의 MFR을 갖는 폴리프로필렌 호모폴리머 내 50% TiO2을 함유하는 백색 안료 마스터 배치인, 암파세트 코포레이션(Ampacet Corp.)으로부터 이용가능한 Ampacet® 110883-A 백색 PP MB이다.
"Dyneon"은 2.0g/10분의 MI를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 내 가공 조제로서 2% dyneon을 함유하는 폴리머 가공 조제(PPA) 마스터 배치인, 암파세트 코포레이션으로부터 이용가능한 Ampacet® 102823이다.
"Cynergy 1"은 12g/10분의 MFR을 갖는 호모폴리머 폴리프로필렌 내 26% CYNERGY R350-4a를 함유하는 마스터 배치인, 애드콤프-노쓰 아메리카(Addcomp-North America)로부터 이용가능한 ADD-VANCE 861R이다.
"Cynergy 2"는 20g/10분의 MI를 갖는 LLDPE 내 25% CYNERGY A430을 함유하는 마스터 배치인, 애드콤프-노쓰 아메리카로부터 이용가능한 ADD-VANCE 861T이다.
"Naugard"는 12g/10분의 MFR을 갖는 호모폴리머 폴리프로필렌 내 20% NAUGARD 412S(애디밴트로부터 이용가능한 베타-라우릴티오프로피오네이트)를 함유하는 마스터 배치인, 애드콤프-노쓰 아메리카로부터 이용가능한 ADD-VANCE 861G이다.
"CBC"는 EP 블록 및 대략 50wt% 결정성 EP 블록/50wt% 결정성 iPP 블록 내 90wt% 에틸렌(C2)을 가지는 EP/iPP(에틸렌-프로필렌/아이소택틱 폴리프로필렌) 블록 코폴리머를 포함하는 결정성 블록 코폴리머 복합체이다. CBC는 9.5g/10분의 MFR 및 0.9048g/cc의 밀도를 가진다(1시간 내에 ASTM D4703, A1 Proc C, 시험에 따라 측정된 밀도). 예시적인 결정성 블록 코폴리머 복합물은 WO 공개 번호 2013/003543에서 논의되었다.
"TiO2/LLDPE"는 20g/10분의 MI를 갖는 LLDPE 내 50% TiO2를 함유하는 백색 안료 마스터 배치인, 암파세트 코포레이션으로부터 이용가능한 Ampacet® 110456 백색 PE MB이다.
"LLDPE 내 Minbloc"은 20g/10분의 MI를 갖는 LLDPE 내 50% Minbloc® HC1400의 마스터 배치인, 암파세트 코포레이션으로부터 이용가능한 Ampacet® 103240 AB이다.
"LLDPE 내 Sylobloc 45"는 20g/10분의 MI를 갖는 LLDPE 내 20% SYLOBLOC 45의 마스터 배치이다. LLDPE 마스터 배치 내 Sylobloc 45는 암파세트 코포레이션으로부터 이용가능하다.
"LLDPE 내 CaCO3"은 20g/10분의 MI를 갖는 LLDPE 내 70wt% 탈산칼슘의 마스터 배치인, 암파세트 코포레이션으로부터 이용가능한 Ampacet® 103805이다.
"LLDPE 내 DE"는 20g/10분의 MI를 갖는 LLDPE 내 50wt% 규조토의 마스터 배치인, 암파세트 코포레이션으로부터 이용가능한 Ampacet® 101736이다.
"LDPE 내 Minbloc"은 7g/10분의 MI를 갖는 LDPE 내 50% Minbloc® HC1400의 마스터 배치인, 암파세트 코포레이션으로부터 이용가능한 Ampacet® 101830-U이다.
실란 그라프트 수지 1은 E/O1과 E/O3의 혼합물로 제조된 실란-그라프팅된 수지이다.
"친화도"는 더 다우 케미칼 컴파니로부터 이용가능한, 0.902g/cc의 밀도, 1.0g/10분의 MI 및 99.0℃의 Tm을 갖는 에틸렌/1-옥텐 코폴리머인, AFFINITY™ PL-1880G이다.
시험 방법
1차 입자 크기는 1차 입자의 용적 분포의 중간 값이고 그리고 당해 기술에서 공지된 방법 및 장비, 예컨대 말번 인스트루먼츠 리미티드로부터의 말번 마스터사이저를 사용하여 결정된다.
응집체 입자 크기는 응집체 입자의 용적 분포의 중간 값이고 그리고 당해 기술에서 공지된 방법 및 장비, 예컨대 말번 인스트루먼츠 리미티드로부터의 말번 마스터사이저를 사용하여 결정된다.
덩어리 입자 크기는 덩어리 입자의 용적 분포의 중간 값이고 그리고 당해 기술에서 공지된 방법 및 장비, 예컨대 말번 인스트루먼츠 리미티드로부터의 말번 마스터사이저를 사용하여 결정된다.
비기공 용적은 마이크로메리틱스로부터 ASAP 2100 질소 흡착 측정 장치를 사용하여 결정된다. 비기공 용적은 물질의 단위 질량 당 기공 용적이고, 문헌[Paul A. Webb, Volume and Density Determinations for Particle Technologists, Micrometritrics Instrument Corp. (16 Feb. 2001)]에 기재된 바와 같이 측정될 수 있다.
오일 흡수는 각 제품의 제품 문헌에 반영되어 있으며 ASTM D1483에 따라 결정된다.
밀도는 이소프로판올에서 ASTM-D 792-03, 방법 B에 따라 결정되고 그리고 g/cc로 보고된다.
유리전이 온도인, Tg는 샘플의 반이 문헌[B. Wunderlich, Thermal Characterization of Polymeric Materials, 2nd edition, Academic Press, 1997, E. Turi ed., pg 278 and 279]에 기재된 바와 같이 액체 열용량을 얻는 DSC 가열 곡선으로부터 결정된다. 기준선은 유리전이 영역의 아래 및 위로부터 그려지며 Tg 영역을 통해 외삽된다. 샘플 열용량이 이들 기준선 사이의 중간에 있는 온도가 Tg이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이(또한 플롯된 DSC 곡선의 형상을 참조하여 용융 피크로 언급된) "용융점" 또는 "Tm"은 USP 5,783,638에 기재된 바와 같이 폴리올레핀의 용융점 또는 피크를 측정하기 위한 DSC(시차주사열량계) 기술에 의해 전형적으로 측정된다. 2종 이상의 폴리올레핀을 포함하는 대부분의 블렌드가 1 초과 용융점 또는 피크를 가질 것이고, 대부분의 개별적인 폴리올레핀은 단 하나의 용융점 또는 피크를 포함할 것이다는 것이 유의되어야 한다.
용융 지수(MI)는 ASTM D-1238(190℃/2.16kg)에 따라 측정되고 그리고 g/10분으로 보고된다.
시컨트 계수(2%)는 ASTM D-882에 따라 측정된다.
폴리머의 단쇄 분지 분포 지수(SCBDI) 또는 조성 분포 분지 지수(CDBI)는, 예를 들면, 문헌[Wild et al, Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed., vol. 20, p. 441 (1982)], USP 4,798,081 및 5,008,204에서 기재된 바와 같이, 또는 문헌[B. Monrabal et al., Crystallization Elution Fractionation. A New Separation Process for Polyolefin Resins, 257 Macromolecular Symposia 71-79 (2007)]에 기재된 바와 같이 온도 상승 용출 분별화(TREF)로부터 수득된 데이터로부터 계산된다.
헤이즈는, ASTM D1003에 따른 450㎛ 두께를 갖는 단일 플라이 필름의 5개 샘플을 평균하여, 23℃ 및 50%RH에서 BYK 가드너 헤이즈 가드 상에서 측정된다.
유리 접착력
유리 접착력을 위해 샘플이 적층된다. 캡슐화제 필름 접착력 측정을 위한 절차는 100mm x 150mm 크기의 태양 유리판의 한 면상에 100mm x 100mm 테프론 필름의 조각, 그 다음에 캡슐화제의 두 개의 100mm x 150mm 플라이와 그런 다음 백시트의 하나의 100mm x 150mm 플라이를 놓는 것을 포함한다. BEC 필름 접착력 측정을 위한 절차는 100mm x 150mm 크기의 태양 유리판의 한 면상에 100mm x 100mm 테프론 필름의 조각 그 다음에 BEC 필름의 하나의 100mm x 150mm 플라이를 놓는 것을 포함한다. 그런 다음 유리/캡슐화제/캡슐화제/백시트 또는 유리/BEC 레이업은 가열된 플래튼에 유리 면과 적층으로 위치된다. 샘플은 그런 다음 부가된 압력 없이 3분의 진공 주기로 및 그 다음 그 후에 7분 동안 750 mbar의 적용된 압력으로 150℃에서 적층된다. 라미네이트는 프레스로부터 제거되고 냉각시키기 위해 테이블 상에 위치된다. 라미네이트는 24시간 동안 23℃/50% 상대 습도 상태로 된다. 1인치 폭의 세 스트립이 유리에 대한 캡슐화제와 백시트를 통한 백시트를 절단하는 것에 대해 채점된다. 테프론 시트는 ASTM F88/88M-09에 따라 박리 시험에 의해 유리와 캡슐화제 사이의 접착력 측정을 수행하기 위한 립을 제공하기 위하여 제거된다. 유리로부터 필름을 분리하는 데 요구된 힘은 50mm/min의 크로스헤드 속도에서 180° 박리를 위해 인스트론 테스터 5965를 사용하여 기록된다. 각 샘플에 대해, 세 번 측정의 평균이 보고된다. 유리 접착력은 밀리미터(mm)당 뉴턴(N) 또는 N/mm로 보고된다. 표 4의 필름의 컨디셔닝은 적층이 수행되기 전에 수행된 컨디셔닝이다.
유리 접착력 유지
A. 단일층 캡슐화제 필름에 대해, 유리 접착력 유지는, 유리에 적층 전에 23℃ 및 0% 상대 습도에서 60일(2개월) 동안 에이징 후의 동일한 필름의 유리 접착력과 비교하여, 유리에 적층 전에 40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일(2개월) 동안 에이징 후 유지된 총 유리 접착력의 퍼센트를 결정함에 의해 계산된다. 에이징은 캡슐화제 필름을 포일 백에 넣고, 포일 백을 밀봉하고, 그 다음 밀봉된 포일 백을 상기 언급된 열 조건으로 처리함으로써 수행된다. 밀봉된 포일 백 내부의 상대 습도는 0%이다.
B. BEC에 대해, 유리 접착력 유지는 유리에 적층 전에 에이징되지 않은 동일한 필름(즉, 신선한 필름)의 유리 접착력과 비교하여, 유리에 적층 전에 40℃ 및 0% 상대 습도에서 60일(2개월) 동안 에이징 후 유지된 총 유리 접착력의 퍼센트를 결정함에 의해 계산된다. 에이징은 캡슐화제 필름을 포일 백에 넣고, 포일 백을 밀봉하고, 그 다음 밀봉된 포일 백을 상기 언급된 열 조건으로 처리함으로써 수행된다. 밀봉된 포일 백 내부의 상대 습도는 0%이다.
차단은 두 개의 필름 샘플이 1725 Pa 압력하에서 24시간 동안 지정된 온도에서 유리판들 사이에서 서로 접촉하여 위치되는 ASTM D3354-11에 따라 결정된다. 차단은 필름의 두 층들을 분리하는데 요구된 (그램으로) 하중으로 표시된다.
캡슐화제 필름의 유리 접착력(유효 기한의 반영)
Si-g-PO 수지는 2축 반응성 압출 공정을 사용하여 화합되고, 펠렛으로 절단되고, 그리고 포일 백에 보관된다. 실란-g-PO 수지의 조성물은 하기 표 3에 제공된다.
표 3. 총 중량을 기준으로 한 퍼센트로 실란-g-PO 수지의 조성물(wt%)
Figure 112017050333398-pct00003
블록킹방지제의 마스터 배치("안티블럭 마스터 배치")는 또한 120℃에서 HAAKE™ Rheomex CTW 100 OS 2축 압출기(써모 사이언티픽(Thermo Scientific))를 사용하여 제조되고, 그 다음 수조로 냉각되고 그리고 가닥이 펠렛으로 절단된다. 달리 명시되지 않는 한, 안티블럭 마스터 배치는 E/O 1 내 (표 4에 상세한 바와 같이) 10wt%의 무기 안티블럭 첨가제를 함유한다.
일부 예에서, 표 4에 상세히 나타낸 바와 같이 상업적으로 이용가능한 안티블럭 마스터 배치가 사용된다.
필름은 3-층 미니-주조 라인(킬리온 익스트루더스 인코포레이션(Killion Extruders Inc.), KL-100 및 KTS-100) 상에서 공-압출함으로써 제조된다. 세 개 압출기 모두는 스크류 말단에 매덕 혼합 섹션(Maddock mixing section)이 있는 직경 25mm이다. 다이 폭은 300mm이다. 표 3 및 4(하기)에 나타낸 바와 같이 동일한 제형의 세 층이 표 5(하기)에 주어진 조건에 따라 450 마이크로미터 두께의 일 단일층 필름으로 압출된다. 필름 롤은 일정한 건조 분위기를 제공하기 위해 포일 배리어 백에서 필름 롤을 가열 밀봉함으로써 필름 롤을 제조한 직후에 밀봉된다. 필름은 그런 다음 부착 시험 샘플을 적층하기 전에 공기 오븐 내 40℃에서 0% 상대 습도(RH)에서 또는 23℃에서 50% 상대 습도에서 60일 동안 에이징된다.
표 4. 단일층 필름 조성물
Figure 112017050333398-pct00004
*대조 안티블록 마스터 배치는 단지 E/O 1임.
CS = 비교 샘플
E = 본 발명 실시예
표 5. 처리 조건
Figure 112017050333398-pct00005
표 4에서 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 미분화된 실리카겔을 함유하고 그리고 유리에 적층 전에 40℃/0% RH에서 60일 동안 필름을 에이징시킨 후 보다 높은 유리 접착력(및 보다 높은 유리 접착력 유지)을 나타냈다. 놀랍게도, 시트르산 표면 개질된 미분화된 실리카겔(3.0 내지 4.3의 pH를 가짐)을 사용한 실시예 1 및 2는 40℃/0% RH에서 60일 동안 에이징 후 최고의 유리 접착력 및 유리 접착력 유지를 나타냈다(그리고 따라서 최상의 유효 기한을 가진다). 실시예 3 및 4 또한 40℃/0% RH에서 60일 동안 필름을 에이징시킨 후 높은 유리 접착력 및 유리 접착력 유지를 가진다. 표 4에서 비교 샘플 2 내지 5는 실시예 1 내지 4에 비하여 감소된 유리 접착력 및 유리 접착력 유지를 나타냈다. 특히, 비교 샘플 2 내지 5는 40℃/0% RH에서 60일 동안 에이징 후 그리고 18%와 83% 사이 유리 접착력 유지를 가진다.
BEC 필름의 유리 접착력(유효 기한의 반영)
BEC 필름은 Larkin 200에서 미니주조 라인으로 제조되었다. BEC 필름은 최상부 캡슐화제인 층 B를 갖고 본원에서 기재된 바와 같은 본 Si-g-PO 수지 조성물을 포함하는, B/C/A 층 구조를 가진다. 층 A는 폴리프로필렌계(PP계) 하단 층이다. BEC 다층 필름에 대한 처리 수행은 아래 표 6에 제공된다.
표 6. 처리 조건
Figure 112017050333398-pct00006
세 BEC 다층 필름은 아래 표 7에 제공된 제형에 따라 제조되었다.
표 7. 중량 기준으로 한 퍼센트로 BEC 필름의 제형
Figure 112017050333398-pct00007
CS = 비교 샘플
E = 본 발명의 실시예
BEC 다층 필름의 유리 접착력은 신선한 필름(에이징 없음) 및 40℃에서 0% RH에서 30일, 60일, 및 120일 동안 오븐에서 에이징된 필름에 대해 시험된다. 무 안티블럭을 갖는 CS6(대조 BEC), 실시예 5(Sylobloc 45), CS7(Minbloc), BEC 다층 필름의 유리에 대한 접착력이 아래 표 8에 도시되었다.
표 8. BEC 필름의 유리 접착력
Figure 112017050333398-pct00008
CS = 비교 샘플
E = 본 발명의 실시예
표 9. BEC 필름의 유리 접착력 유지
Figure 112017050333398-pct00009
CS = 비교 샘플
E = 본 발명의 실시예
표 8 및 9에서 나타낸 바와 같이, 양 비교 샘플에 대한 유리 접착력은 미분화된 실리카겔을 갖는 실시예 5와 비교하여 열 노화로 감소한다. 실시예 5는 유리에 적층 전 40℃/0% RH에서 에이징 최대 4개월 후 4N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 일관되게 가진다. 실시예 5는 또한 극히 미약한 접착 손실(높은 유리 접착력 유지)을 가지는 반면에 비교 샘플 6 및 7의 유리 접착력 유지는 빠르게 감소(에이징으로 낮은 유리 접착력 유지)하여, 좋지 못한 유효 기한을 반영한다. 실시예 5는 60일의 에이징 후 93%의 유리 접착력 유지를 가진다(즉, 그것의 60일 에이징된 접착력은 그것의 초기 접착력보다 단지 7% 낮다). 그에 반해서, 대조군(CS6) 및 CS7의 유리 접착력 유지는 30일 후 유의미하게 감소하고 그리고 필름 에이징의 60일에서 양 필름의 유리 접착력 유지는 초기 접착력의 단지 4% 이하이다.
대조군 CS6, 실시예 5 내지 7 및 비교 샘플 7 내지 9의 캡슐화제/캡슐화제 차단력은 23℃, 40℃, 50℃ 및 60℃에서 측정되고 그리고 아래 표 10에 보고된다. 실시예 6 및 7은, 실시예 6 및 7이 각각 1wt% 및 1.5wt%의 Sylobloc 45를 함유하는 것을 제외하고 실시예 5와 동일하다. 비교 샘플 8 및 9는, 비교 샘플 8 및 9가 각각 1wt% 및 4wt%의 Minbloc HC1400을 함유하는 것을 제외하고 비교 샘플 7과 동일하다. 각각의 실시예 6 및 7 및 비교 샘플 8 및 9 각각에서 실란 그라프트 수지 1의 양은 따라서 안티블럭 장입 수준의 변화를 고려하여 감소된다.
표 10. BEC 캡슐화제/BEC 캡슐화제 차단(g)
Figure 112017050333398-pct00010
*BEC 층 B에 사용된 폴리머 가공보조제
**Sylobloc 45 = SM-MSG
표 10은 안티블럭 장입 수준이 감소함에 따라, 차단력이 감소한다는 것을 나타낸다. 그러나, 층 B에 미분화된 실리카겔을 사용한 BEC 필름(실시예 5 내지 7)은 50℃에서 100그램 또는 그 미만의 차단력을 나타내고 그리고 40℃에서 50그램 또는 그 미만의 차단력을 나타낸다.
대조군(비교 샘플 6), 실시예 5 내지 7 및 비교 샘플 7 내지 9의 PP/캡슐화제 차단 저항성은 23℃, 40℃, 50℃ 및 60℃에서 측정되고 아래 표 11에 보고된다.
표 11. PP/캡슐화제 차단(g)
Figure 112017050333398-pct00011
*층 B에 사용된 폴리머 가공보조제
**Sylobloc 45 - 시트르산 표면 개질된 미분화된 합성 실리카겔
표 11은 1.5wt% Sylobloc 45(실시예 5 내지 7) 또는 그 초과를 함유하는 BEC 필름에 대한 PP/캡슐화제 차단은 모든 온도, 더욱이 최대 60℃에서 0그램인 것을 나타낸다. 그에 반해서, 1 내지 4wt% Minbloc(비교 샘플 7 내지 9)을 함유하는 BEC 필름에 대한 차단력은 60℃에서 50그램 또는 그보다 더 크게 증가한다. 이것은 Sylobloc 45 입자의 평균 크기가 Minbloc® HC1400 입자의 평균 크기보다 작기 때문에 놀라운 것이다.
흑색 줄무늬 시험
흑색 줄무늬 시험에 사용된 실란-g-PO 수지(수지 3)는 98wt% E/O 1, 1.905wt% 실란 및 0.095wt% Luperox 101 과산화물로부터 제조된다.
상기에서 기재된 바와 같이 마스터배치 1은 흑색 줄무늬 시험에 사용된다. 무기 블록킹방지제의 신규 마스터 배치("안티블럭 마스터배치 2")는 120℃에서 HAAKE™ Rheomex CTW 100 OS 2축 압출기(써모 사이언티픽)를 사용하여 제조되고, 그 다음 수조로 냉각되고 그리고 가닥이 펠렛으로 절단된다. 안티블럭 마스터배치 2는 E/O 1 내 20wt% SYLOBLOC 45와 함께 마스터배치 1을 함유한다.
수지 3은 2축 반응성 압출 공정을 사용하여 화합되고, 펠렛으로 절단되고 그리고 포일 백에 보관된다. 별도로, 마스터배치 1 및 안티블럭 마스터배치 2는 2축 압출기를 사용하여 화합된다. 457㎛ 두께를 갖는 필름 샘플은 3-층 주조 공-압출 라인 상에서 제조된다. 세 개 압출기 모두는 스크류 말단에 매덕 혼합 섹션이 있는 직경 25mm이다. 주조 롤은 항상 B 압출기와 접촉하고 그리고 C 압출기는 항상 코어이다. 다이 폭은 300mm이다.
캡슐화제 필름은 표 12에 나타난 제형을 갖는 단일 중간 층("코어") 및 두 외층("스킨")을 갖는 세 층 공압출된 필름이다.
표 12. 흑색 줄무늬 시험을 위한 캡슐화제 필름의 제형
Figure 112017050333398-pct00012
캡슐화제 필름은 도식적 구조 유리/샘플 캡슐화제(전면 캡슐화제)/ 광전지 셀/샘플 캡슐화제(BEC)/유리를 갖는 PV 모듈에 사용된다. PV 모듈은 진공 백 라미네이터에서 제조된다. 미리-조립된 라미네이트는 테플론 시트로 덮이고 P-Energy L200A 라미네이터 안에 위치된다. 사용된 적층 조건은 1000mBar에서 3분의 펌프 시간 및 7분의 대기 시간으로 150℃이다. 라미네이트는 라미네이터에서 꺼내어 테플론 시트를 제거하기 전에 대략 1분간 냉각한다.
PV 모듈은 가속화된 에이징을 위해 눅눅한 열 챔버(85℃, 85% RH)에 위치된다. 도 3은 1650시간 후 비교 샘플 9의 배면을 나타낸다. 흑색 줄무늬 및 거품을 캡슐화제/셀 계면에서 볼 수 있다. 그에 반해서, 도 4에 도시된 실시예 8의 배면은 거품 또는 가시적인 흑색 줄무늬 없이 부드럽다. 출원인은 놀랍게도, 본 Si-g-PO 조성물(특히 MSG 및 SM-MSG를 가짐)이 PV 모듈에서 흑색 줄무늬를 감소시키거나 제거한다는 것을 발견했다.
본 개시내용은 본 명세서에 포함된 구현예 및 실례에 제한되지 않고, 하기 청구항의 범위 내로 되는 상이한 구현예의 요소의 조합과 구현예의 일부를 포함하는 이들 구현예의 변형된 형태를 포함하는 것으로 구체적으로 의도된다.

Claims (19)

  1. 광전지 모듈(photovoltaic module)로서,
    광전지 셀; 및
    (i) 1종 이상의 실란 그라프팅된 폴리올레핀 및 (ii) 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔(micronized silica gel)을 포함하는 상기Si-g-PO 수지 조성물을 포함하는 필름으로 구성된 층을 포함하고;
    여기서 상기 미분화된 실리카겔은 (a) 1μm 내지 10μm 미만의 1차 입자 크기, (b) 1μm 초과 내지 20μm의 응집 입자 크기, 및 (c) 0.0001μm 내지 0.03μm 미만의 평균 기공 크기를 가지는 합성 비정질 실리카이며; 그리고
    상기 필름은 60일 동안 40℃ 및 0% 상대 습도에서 상기 필름을 에이징시킨 후 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 15N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 가지는, 광전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Si-g-PO 수지 조성물은 0.1wt% 내지 4.5wt%의 미분화된 실리카겔을 포함하는, 광전지 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미분화된 실리카겔은 0.4ml/g 내지 1.8ml/g의 비기공 용적(specific pore volume)을 가지는, 광전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미분화된 실리카겔은 표면-개질된 미분화된 실리카겔인, 광전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 층은 상기 광전지 셀과 직접 접촉하는 전면 캡슐화제 층(front encapsulant layer)인, 광전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필름 층은 상기 광전지 셀과 직접 접촉하는 후면 캡슐화제 층(rear encapsulant layer)인, 광전지 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 Si-g-PO 수지 조성물을 포함하는 전면 캡슐화제 층 및 상기 Si-g-PO 수지 조성물을 포함하는 후면 캡슐화제 층을 포함하는, 광전지 모듈.
  8. 광전지 모듈로서,
    광전지 셀; 및
    배면 캡슐화제 복합체(back encapsulant composite: BEC) 필름을 포함하되, 상기 BEC는,
    최상부 캡슐화제 층 (B),
    하단 층 (A) 및
    상기 층 (B)와 상기 층 (A) 사이에 타이 층(tie layer) (C)를 포함하고,
    상기 최상부 캡슐화제 층 (B)는 (i) 1종 이상의 실란 그라프팅된 폴리올레핀 및 (ii) 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔을 포함하는 상기 Si-g-PO 수지 조성물을 포함하고;
    여기서 상기 미분화된 실리카겔은 (a) 1μm 내지 10μm 미만의 1차 입자 크기, (b) 1μm 초과 내지 20μm의 응집 입자 크기, 및 (c) 0.0001μm 내지 0.03μm 미만의 평균 기공 크기를 가지는 합성 비정질 실리카이며; 그리고
    상기 BEC는 60일 동안 40℃ 및 0% 상대 습도에서 상기 필름을 에이징시킨 후 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 4N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 가지는, 광전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 Si-g-PO 수지 조성물은 0.1wt% 내지 4.5wt%의 미분화된 실리카겔을 포함하는, 광전지 모듈.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 미분화된 실리카겔은 0.4ml/g 내지 1.8ml/g의 비기공 용적을 가지는, 광전지 모듈.
  11. 제8항에 있어서, 상기 미분화된 실리카겔은 표면-개질된 미분화된 실리카겔인, 광전지 모듈.
  12. 제8항에 있어서, 상기 최상부 캡슐화제 층 (B)는 상기 광전지 셀과 직접 접촉하는, 광전지 모듈.
  13. 제8항에 있어서, 상기 광전지 셀과 직접 접촉하는 전면 캡슐화제 층을 더 포함하고, 상기 전면 캡슐화제 층은 Si-g-PO 및 상기 Si-g-PO 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1wt% 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔을 포함하는 상기 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물로 구성되는, 광전지 모듈.
  14. 제8항에 있어서, 상기 하단 층 (A)는 125 초과의 용융 온도를 갖는 물질을 포함하고 그리고 상기 물질은 폴리프로필렌, 고-밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리아미드, 및 이들의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 광전지 모듈.
  15. 광전지 모듈로서,
    광전지 셀; 및
    (i) 1종 이상의 폴리올레핀, 적어도 1종의 알콕시실란, 및 적어도 1종의 과산화물 및 (ii) 실란-그라프팅된 폴리올레핀(Si-g-PO) 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 0wt% 초과 내지 5.0wt% 미만의 미분화된 실리카겔을 포함하는 필름으로 구성된 층을 포함하고;
    여기서 상기 미분화된 실리카겔은 (a) 1μm 내지 10μm 미만의 1차 입자 크기, (b) 1μm 초과 내지 20μm의 응집 입자 크기, 및 (c) 0.0001μm 내지 0.03μm 미만의 평균 기공 크기를 가지는 합성 비정질 실리카이며; 그리고
    상기 필름은 60일 동안 40℃ 및 0% 상대 습도에서 상기 필름을 에이징시킨 후 ASTM F88/88M-09에 따라 측정될 때 15N/mm이거나 또는 그보다 더 큰 유리 접착력을 가지는, 광전지 모듈.
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