KR102492295B1 - Manufacturing method of lightweight solar cell module using roll-to-roll process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 a) 롤투롤 공정을 통해 아연도금 방열강판 상에 하부 충진재, 태양전지, 상부 충진재 및 투명 고분자 필름을 순차적으로 적층시킨 적층 필름을 제조하는 단계; 및 b) 상기 적층 필름을 롤투롤 열합지 공정을 통해 합지시켜 태양전지 모듈을 제조하는 단계;를 포함하는, 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법 에 관한 것이다.The present invention includes a) manufacturing a laminated film in which a lower filler, a solar cell, an upper filler, and a transparent polymer film are sequentially laminated on a galvanized heat-radiating steel sheet through a roll-to-roll process; and b) manufacturing a solar cell module by laminating the laminated films through a roll-to-roll thermal lamination process.

Figure R1020200179912
Figure R1020200179912

Description

롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조방법 {Manufacturing method of lightweight solar cell module using roll-to-roll process}Manufacturing method of lightweight solar cell module using roll-to-roll process}

본 발명은 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a lightweight solar cell module using a roll-to-roll process.

최근, 화석연료의 과도한 사용에 따른 CO2 발생 문제와 미세먼지 발생 등 환경문제를 극복할 수 있는 친환경 에너지로 태양광을 이용한 태양광 전지가 각광을 받고 있다.Recently, photovoltaic cells using sunlight have been in the limelight as eco-friendly energy that can overcome environmental problems such as CO 2 generation and fine dust generation due to excessive use of fossil fuels.

태양광 전지는 광전효과에 의해 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 기술이다. 태양광 기술에 가장 많이 사용되는 태양광 전지는 실리콘계 태양광 전지로 결정형과 비정질형이 있다. 최근에는 박막형 기술의 발전에 따라 CIGS(copper indium gallium selenide) 태양광 전지 기술이 크게 발전하고 있다.A solar cell is a technology that converts light energy into electrical energy by the photoelectric effect. The most commonly used photovoltaic cell in solar technology is a silicon-based photovoltaic cell, which has crystalline and amorphous types. Recently, with the development of thin film technology, CIGS (copper indium gallium selenide) solar cell technology has been greatly developed.

특히, CIGS 박막형 태양광 전지를 이용하여 건축물의 지붕이나 벽체에 적용하기 위한 태양광 일체형 모듈 제조 기술이 크게 발전하고 있다. 태양광 모듈 제조 기술은 친환경 에너지 기술이라는 점에서 큰 장점을 가지나 극복하여야 하는 세 가지 문제점을 가지고 있다.In particular, technology for manufacturing integrated photovoltaic modules for application to roofs or walls of buildings using CIGS thin-film photovoltaic cells has been greatly developed. Solar module manufacturing technology has a great advantage in that it is an eco-friendly energy technology, but has three problems that must be overcome.

첫째는 구조적인 문제로, 결정형 실리콘 태양광 모듈은 프론트 시트로 강화유리, 충진재, 태양광 전지, 충진재, 하부 백시트(Backsheet)의 순서로 구성되어 있어서, 태양광 모듈의 중량이 무거울 뿐만 아니라 환경에 대한 안전성이 미흡하다. 이에 따라 건축물에 강건한 추가 구조물을 설치하고, 그 위에 모듈을 설치하므로 설치비용이 크다는 단점이 있다.First, as a structural problem, the crystalline silicon photovoltaic module is composed of tempered glass, filler, solar cell, filler, and lower backsheet in order as a front sheet, so the weight of the photovoltaic module is not only heavy, but also environmentally friendly. safety is insufficient. Accordingly, since a robust additional structure is installed in the building and the module is installed thereon, there is a disadvantage in that the installation cost is high.

둘째는 열 문제이다. 태양광 전지는 반도체의 성질을 이용하여 전기를 생산하므로 일조량에 크게 의존할 뿐만 아니라 하절기 기온이 높아지면 발전효율이 크게 감소하는 문제점이 있다. 대략 모듈의 표면온도가 45℃ 이상에서는 발전효율이 -0.45%/℃로 급격하게 감소한다. 대기의 기온이 가장 높은 8월에 태양광 모듈의 표면온도가 대략 60~80℃의 높은 온도를 유지할 경우에는 태양광 평균 발전 효율이 12~20% 수준으로 떨어지는 문제가 있다.The second is the heat problem. Since solar cells produce electricity using the properties of semiconductors, they are not only highly dependent on the amount of sunlight, but also have a problem in that power generation efficiency greatly decreases when the temperature in the summer season increases. When the surface temperature of the module is approximately 45℃ or higher, the power generation efficiency is rapidly reduced to -0.45%/℃. In August, when the atmospheric temperature is the highest, when the surface temperature of the solar module maintains a high temperature of about 60 to 80 ° C, there is a problem that the average solar power generation efficiency drops to 12 to 20%.

셋째는 제조공정의 문제로, 태양광 모듈 제조는 공정의 자동화가 되지 않아 생산비가 높다. 특히 두꺼운 강화유리를 사용하므로 안전성과 중량 및 연속생산 공정에 걸림돌이 되고 있다.Third, there is a problem with the manufacturing process. The production cost is high because the manufacturing process of solar modules is not automated. In particular, thick tempered glass is used, which is an obstacle to safety, weight, and continuous production process.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0076123호(2011.07.06)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0076123 (2011.07.06)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 강화유리를 사용하지 않아 롤투롤(roll-to-roll) 공정이 가능하여 연속-대량생산이 가능한 경량화된 태양전지 모듈의 제조방법을 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for manufacturing a lightweight solar cell module capable of continuous-mass production by enabling a roll-to-roll process without using tempered glass.

다만, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the purpose mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 a) 롤투롤 공정을 통해 아연도금 방열강판 상에 하부 충진재, 태양전지, 상부 충진재 및 투명 고분자 필름을 순차적으로 적층시킨 적층 필름을 제조하는 단계; 및 b) 상기 적층 필름을 롤투롤 열합지 공정을 통해 합지시켜 태양전지 모듈을 제조하는 단계;를 포함하는, 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법 에 관한 것이다.One aspect of the present invention for achieving the above object is a) manufacturing a laminated film in which a lower filler, a solar cell, an upper filler, and a transparent polymer film are sequentially laminated on a galvanized heat-radiating steel sheet through a roll-to-roll process; and b) manufacturing a solar cell module by laminating the laminated films through a roll-to-roll thermal lamination process.

상기 일 양태에 있어, 상기 아연도금 방열강판은 Zn-Al-Mg계 도금 강판일 수 있다.In the above aspect, the galvanized heat dissipation steel sheet may be a Zn-Al-Mg-based coated steel sheet.

상기 일 양태에 있어, 상기 투명 고분자 필름은 불소계 고분자 필름일 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 불소계 고분자 필름은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체로 이루어지는 퍼플루오로알콕시 수지(PFA), 플로린화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-헥사플루오로프로필렌 공중합체(EPE), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 프로필렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 불화 비닐리덴계 수지(PVDF), 불화 비닐리덴계 수지의 공중합체, 및 불화 비닐계 수지(PVF) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.In the above aspect, the transparent polymer film may be a fluorine-based polymer film, and more specifically, the fluorine-based polymer film is polytetrafluoroethylene (PTFE), a copolymer of tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether Perfluoroalkoxy resin (PFA) consisting of, fluorinated ethylene propylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether-hexafluoropropylene copolymer (EPE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer Polymer (ETFE), propylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride-based resin (PVDF), vinylidene fluoride-based It may be any one or two or more selected from the group consisting of copolymers of resins, vinyl fluoride resins (PVF), and the like.

상기 일 양태에 있어, 상기 제조 방법은 적층 필름의 가장자리(edge) 부분을 실링재로 실링하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In the above aspect, the manufacturing method may further include sealing an edge portion of the laminated film with a sealing material.

본 발명에 따른 경량화된 태양전지 모듈은 전면 강화유리 및 후면 강화유리 대신 아연도금 방열강판 및 투명 고분자 필름을 사용함에 따라, 고중량인 강화유리의 사용이 배제되어 태양전지 모듈 자체의 무게를 크게 경량화할 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지 모듈 제조 시 롤투롤 공정을 이용할 수 있으며, 연속적으로 태양전지 모듈을 대량 생산할 수 있어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.As the lightweight solar cell module according to the present invention uses a galvanized heat-resistant steel sheet and a transparent polymer film instead of the front and rear tempered glass, the use of heavy tempered glass is excluded and the weight of the solar cell module itself can be greatly reduced. In addition, a roll-to-roll process can be used in manufacturing solar cell modules, and solar cell modules can be mass-produced continuously, so productivity can be greatly improved.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법을 간략히 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 경량화된 태양전지 모듈의 모식도이다.1 is a schematic diagram briefly illustrating a manufacturing method of a lightweight solar cell module using a roll-to-roll process according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a lightweight solar cell module according to an example of the present invention.

이하 본 발명에 따른 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a method for manufacturing a lightweight solar cell module using a roll-to-roll process according to the present invention will be described in detail. The drawings introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Therefore, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the drawings presented below, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, they have meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily obscure are omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

종래의 태양전지 모듈은 프론트 시트인 강화유리, 충진재, 태양광 전지, 충진재, 하부 백시트(Backsheet)인 강화유리의 순서로 구성된다. 이와 같은 종래의 태양전지 모듈은 대략 20 ㎏ 중량 내외이며, 이 중 강화유리가 차지하는 무게가 13 ㎏ 중량 내외로, 강화유리가 태양전지 모듈의 무게를 좌우하는데 큰 영향을 미치고 있다.A conventional solar cell module is composed of a tempered glass as a front sheet, a filler, a solar cell, a filler, and a tempered glass as a lower backsheet in this order. Such a conventional solar cell module weighs about 20 kg, of which the weight occupied by tempered glass is about 13 kg, and tempered glass has a great influence on determining the weight of the solar cell module.

이처럼, 태양전지 모듈 자체의 중량이 크기 때문에 전체적인 태양광 발전 시스템의 무게가 커져 건축물이 상기 태양광 발전 시스템의 하중을 견딜 수 없어 설치 부적합 판정을 받는 사례가 많으며, 이를 해결하기 위해서 건축물에 강건한 추가 구조물을 설치하고 그 위에 태양광 발전 시스템을 설치할 경우 추가 설치 비용이 크다는 문제가 있었다.In this way, since the weight of the solar cell module itself is large, the weight of the entire photovoltaic power generation system increases, so that the building cannot withstand the load of the photovoltaic power generation system, so there are many cases where it is judged unsuitable for installation. There was a problem that the additional installation cost was high when the solar power generation system was installed on the structure after installing the structure.

이에 본 발명자들은 보다 경량화된 건물일체형 태양광 발전 지붕재를 개발하기 위해 거듭 연구한 끝에, 강화유리를 사용하지 않아 크게 경량화되면서, 태양광 발전 효율이 우수하며, 롤투롤(roll-to-roll) 공정이 가능하여 연속-대량생산이 가능한 태양전지 모듈 및 이의 제조방법을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have repeatedly studied to develop a more lightweight building-integrated photovoltaic power generation roofing material, which is greatly reduced in weight without using tempered glass, has excellent photovoltaic power generation efficiency, and roll-to-roll process This led to the completion of a solar cell module capable of continuous-mass production and a manufacturing method thereof.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법은 a) 롤투롤 공정을 통해 아연도금 방열강판 상에 하부 충진재, 태양전지, 상부 충진재 및 투명 고분자 필름을 순차적으로 적층시킨 적층 필름을 제조하는 단계; 및 b) 상기 적층 필름을 롤투롤 열합지 공정을 통해 합지시켜 태양전지 모듈을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a method for manufacturing a lightweight solar cell module using a roll-to-roll process according to the present invention a) lower filler, solar cell, upper filler, and a transparent polymer film on a galvanized heat-radiating steel sheet through a roll-to-roll process. Preparing a laminated film sequentially laminated; and b) manufacturing a solar cell module by laminating the laminated films through a roll-to-roll thermal lamination process.

이처럼, 본 발명에 따른 경량화된 태양전지 모듈은 전면 강화유리 및 후면 강화유리 대신 아연도금 방열강판 및 투명 고분자 필름을 사용함에 따라, 고중량인 강화유리의 사용이 배제되어 태양전지 모듈 자체의 무게를 크게 경량화할 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지 모듈 제조 시 롤투롤 공정을 이용할 수 있으며, 연속적으로 태양전지 모듈을 대량 생산할 수 있어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.As described above, the lightweight solar cell module according to the present invention uses a galvanized heat-radiating steel sheet and a transparent polymer film instead of front and rear tempered glass, so that the use of heavy tempered glass is excluded and the weight of the solar cell module itself is greatly increased. In addition to being lightweight, a roll-to-roll process can be used in manufacturing solar cell modules, and solar cell modules can be mass-produced continuously, so productivity can be greatly improved.

먼저, a) 롤투롤 공정을 통해 아연도금 방열강판 상에 하부 충진재, 태양전지, 상부 충진재 및 투명 고분자 필름을 순차적으로 적층시킨 적층 필름을 제조하는 단계를 수행할 수 있다. 이때, 각 층의 적층 시에는 진공 압착 방법을 사용하여 적층 필름 내부에 공기가 잔류하지 않도록 한다.First, a) manufacturing a laminated film in which a lower filler, a solar cell, an upper filler, and a transparent polymer film are sequentially laminated on a galvanized heat-radiating steel sheet through a roll-to-roll process may be performed. At this time, when each layer is laminated, air is prevented from remaining inside the laminated film by using a vacuum pressing method.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 아연도금 방열강판은 종래 태양전지 모듈 중 후면(back sheet) 강화유리의 대체제로 사용되어 열, 습도, 자외선과 같은 외부 환경으로부터 태양전지를 보호하기 위한 것으로, 고중량의 강화유리를 배제할 수 있어 태양전지 모듈의 무게를 크게 줄일 수 있다.In one example of the present invention, the galvanized heat-dissipating steel sheet is used as a substitute for back sheet tempered glass of conventional solar cell modules to protect solar cells from external environments such as heat, humidity, and ultraviolet rays, and has a high weight. Since tempered glass can be excluded, the weight of the solar cell module can be greatly reduced.

구체적인 일 예시로, 상기 아연도금 방열강판은 내식성 및 굴곡가공성이 우수한 Zn-Al-Mg계 도금 강판일 수 있다. 이때 Zn-Al-Mg계 도금층은 Al 1 내지 10 중량%, Mg 1 내지 10 중량% 및 잔부의 Zn과 불가피한 불순물을 포함하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 Al 1 내지 5 중량%, Mg 1 내지 5 중량% 및 잔부의 Zn과 불가피한 불순물을 포함하는 것일 수 있고, 더욱 좋게는 Al 1 내지 3 중량%, Mg 1 내지 3 중량% 및 잔부의 Zn과 불가피한 불순물을 포함하여 이루어진 것일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 Zn-Al-Mg계 합금으로 강판을 도금할 시 강화유리보다는 무게가 크게 경량화되면서도, 충분한 강도와 보다 우수한 내식성 및 굴곡가공성을 확보할 수 있다.As a specific example, the galvanized heat dissipation steel sheet may be a Zn-Al-Mg-based coated steel sheet having excellent corrosion resistance and bending workability. In this case, the Zn-Al-Mg-based plating layer may include 1 to 10 wt% of Al, 1 to 10 wt% of Mg, and the balance of Zn and unavoidable impurities, and more preferably 1 to 5 wt% of Al and 1 to 5 Mg. It may contain 1 to 3 wt% of Al, 1 to 3 wt% of Mg, and the balance of Zn and unavoidable impurities. When plating a steel sheet with a Zn-Al-Mg-based alloy that satisfies the above range, it is possible to secure sufficient strength, better corrosion resistance and bending workability while being significantly lighter in weight than tempered glass.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 아연도금 방열강판의 두께는 0.1 내지 2 ㎜일 수 있으며, 보다 좋게는 0.1 내지 1 ㎜, 가장 좋게는 0.3 내지 0.6 ㎜일 수 있다. 이와 같은 범위에서 후면 기판으로서 활용할 수 있으면서도 충분한 강도, 저중량 및 뛰어난 굴곡가공성을 가질 수 있으며, 롤투롤 공정의 적용이 가능할 수 있다. 또한, 아연도금 방열강판 중 양면 도금량은 60 내지 400 g/㎡일 수 있으며, 보다 좋게는 80 내지 200 g/㎡일 수 있다.In one example of the present invention, the thickness of the galvanized heat-radiating steel sheet may be 0.1 to 2 mm, more preferably 0.1 to 1 mm, and most preferably 0.3 to 0.6 mm. It can be used as a back substrate in this range, but can have sufficient strength, low weight, and excellent bending workability, and can be applied in a roll-to-roll process. In addition, the amount of coating on both sides of the galvanized heat-radiating steel sheet may be 60 to 400 g/m 2 , more preferably 80 to 200 g/m 2 .

또한, 상기 아연도금 방열강판의 일면에는 열방사 기능이 우수한 미세패턴 코팅층이 구비될 수 있으며, 타면(하부 충진재와 접하는 면)에는 열방사 기능은 우수하나 평탄한 표면을 가진 평탄 코팅층이 구비될 수 있다.In addition, a micropatterned coating layer having excellent heat radiation function may be provided on one surface of the galvanized heat radiation steel sheet, and a flat coating layer having excellent heat radiation function but having a flat surface may be provided on the other surface (the surface in contact with the lower filler). .

구체적인 일 예시로, 상기 미세패턴 코팅층은 주름 구조(wrinkle structures)의 미세패턴을 가진 코팅층일 수 있으며, 상기 주름 구조는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 10 내지 40 ㎛ 높이의 산과 골이 미로와 같은 입체적인 형상을 한 구조일 수 있고, 미세패턴 코팅층의 평균 조도(Ra)는 5 내지 15 ㎛, 바람직하게는 7 내지 10 ㎛일 수 있다. 이와 같은 주름 구조의 미세패턴이 형성됨으로써 아연도금 방열강판의 방열효과가 특히 우수할 수 있다.As a specific example, the micro-pattern coating layer may be a coating layer having a micro-pattern of wrinkle structures, and the wrinkle structures are mazes with hills and valleys having a height of 10 to 40 μm, as shown in FIGS. 3 and 4 . It may have a structure having the same three-dimensional shape, and the average roughness (R a ) of the micropatterned coating layer may be 5 to 15 μm, preferably 7 to 10 μm. The heat dissipation effect of the galvanized heat dissipation steel sheet may be particularly excellent by forming the fine pattern of the wrinkle structure.

이때, 상기 주름 구조는 미세패턴 코팅층의 두께가 증가할수록 더욱 뚜렷한 주름 구조를 보이며, 바람직하게 미세패턴 코팅층의 두께는 1 내지 50 ㎛일 수 있으며, 보다 좋게는 5 내지 30 ㎛, 더욱 좋게는 10 내지 20 ㎛일 수 있다. 이와 같은 범위에서 주름 구조가 특히 잘 형성되어 더욱 우수한 방열 효과를 확보할 수 있다.At this time, the wrinkle structure shows a more pronounced wrinkle structure as the thickness of the micropatterned coating layer increases. may be 20 μm. In this range, a pleated structure is formed particularly well, so that a more excellent heat dissipation effect can be secured.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 미세패턴 코팅층은 변성 폴리에스테르 수지로 이루어진 주제 수지 20~60 중량부, 경화제 3~20 중량부, 방청안료 1~20 중량부, 열전도성 안료 1~20 중량부, 산 촉매 0.05~3.0 중량부, 아민 촉매 0.05~5.0 중량부, 왁스 0.05~5.0 중량부 및 잔부의 용제를 포함하는 방열 복합수지 조성물로부터 형성된 것일 수 있다.In one example of the present invention, the micropattern coating layer includes 20 to 60 parts by weight of a modified polyester resin, 3 to 20 parts by weight of a curing agent, 1 to 20 parts by weight of an anticorrosive pigment, and 1 to 20 parts by weight of a thermally conductive pigment. , 0.05 to 3.0 parts by weight of an acid catalyst, 0.05 to 5.0 parts by weight of an amine catalyst, 0.05 to 5.0 parts by weight of a wax, and the remainder may be formed from a heat dissipating composite resin composition containing a solvent.

상기 변성 폴리에스테르 수지는 아크릴 변성 폴리에스테르 수지, 실리콘 변성 폴리에스테르 수지 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 중량평균분자량(Mw)은 5,000 내지 50,000 g/mol, 보다 좋게는 10,000 내지 40,000 g/mol인 것이 바람직하다. 변성 폴리에스테르 수지의 중량평균분자량이 5,000 g/mol 미만일 경우 내화학성 및 가공성이 불충분하고, 50,000 g/mol 초과일 경우 용액의 저장 안정성과 작업성이 나빠지는 단점이 있다. 또한 변성 폴리에스테르 수지는 바람직하게는 20 내지 60, 보다 바람직하게는 30 내지 50의 수산(OH)가를 가질 수 있다. 수산가가 60을 초과하면 도막의 내화학성이 저하되고, 20 미만이면 도막의 가교 결합성이 저하된다. 또한, 상기 수지는 1 내지 20 mgKOH/g의 산가, 바람직하게는 5 내지 15 mgKOH/g 의 산가를 가질 수 있다. 산가가 20 mgKOH/g을 초과하면 도막의 내화학성이 저하되고, 1 mgKOH/g 미만이면 도막의 가교 결합성이 저하된다. 상기 변성 폴리에스테르 수지는 방열 복합수지 조성물을 기준으로 20 내지 60 중량부 범위로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우 도막 경화 시 건조성이 떨어질 수 있으며, 기타 다른 물성의 저하가 발생된다.The modified polyester resin may be an acrylic-modified polyester resin, a silicone-modified polyester resin, or a mixture thereof, and the weight average molecular weight (Mw) is 5,000 to 50,000 g/mol, more preferably 10,000 to 40,000 g/mol. desirable. When the weight average molecular weight of the modified polyester resin is less than 5,000 g/mol, chemical resistance and processability are insufficient, and when it exceeds 50,000 g/mol, storage stability and workability of the solution deteriorate. In addition, the modified polyester resin may have a hydroxyl (OH) value of preferably 20 to 60, more preferably 30 to 50. When the hydroxyl value exceeds 60, the chemical resistance of the coating film decreases, and when it is less than 20, the crosslinkability of the coating film decreases. In addition, the resin may have an acid value of 1 to 20 mgKOH/g, preferably 5 to 15 mgKOH/g. When the acid value exceeds 20 mgKOH/g, the chemical resistance of the coating film decreases, and when the acid value is less than 1 mgKOH/g, the crosslinkability of the coating film decreases. The modified polyester resin may be included in the range of 20 to 60 parts by weight based on the heat dissipating composite resin composition. If it is out of the above range, drying properties may be deteriorated during curing of the coating film, and other physical properties may be deteriorated.

상기 경화제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예시로는 헥사(N-부톡시)메틸멜라민, 헥사(Iso-부톡시)메틸멜라민, 헥사(N-프로필)메틸멜라민, 헥사(Iso-프로필)메틸멜라민, 헥사에톡시메틸멜라민 및 헥사메톡시메틸멜라민 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다. 상기 변성 폴리에스테르 수지와 멜라민 경화제는 3 내지 20 중량비, 바람직하게는 5 내지 15 중량부로 배합될 수 있다. 수지와 멜라민계 경화제가 상기 배합비로 배합되는 것이 도막의 물성면에서 바람직하다.The curing agent may be used without particular limitation as long as it is commonly used in the art, and specific examples include hexa (N-butoxy) methylmelamine, hexa (iso-butoxy) methylmelamine, and hexa (N-propyl) Any one or two or more selected from the group consisting of methylmelamine, hexa(iso-propyl)methylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, and hexamethoxymethylmelamine may be used. The modified polyester resin and the melamine curing agent may be blended in an amount of 3 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight. It is preferable in terms of physical properties of the coating film that the resin and the melamine-based curing agent are blended in the above mixing ratio.

상기 방청 안료는 내식성 향상을 위해 첨가되는 것으로, 구체적으로 예를 들면 실리케이트 화합물일 수 있다. 상기 실리케이트 화합물의 예로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 리튬 폴리실리케이트, 소디움 폴리실리케이트, 포타슘 폴리실리케이트 및 콜로이달 실리카 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다. 폴리에스테르 조성물에 대해 첨가되는 실리케이트 화합물 함량은 1~20 중량부로 투입하는 것이 좋으며, 바람직하게는 5 내지 15 중량부로 배합될 수 있다. 만약 실리케이트 함량이 1 중량부 이하가 되면 함량이 너무 적어서 내부식성 효과가 미흡하고, 20 중량부 이상이 되면 내부식성은 향상되나 도막이 거칠어져서 가공성이 좋지 않다.The rust-preventive pigment is added to improve corrosion resistance, and may be, for example, a silicate compound. Examples of the silicate compound are not limited thereto, but any one or two or more selected from the group consisting of lithium polysilicate, sodium polysilicate, potassium polysilicate and colloidal silica may be used. The content of the silicate compound added to the polyester composition may be added in an amount of 1 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight. If the silicate content is less than 1 part by weight, the corrosion resistance effect is insufficient because the content is too small, and if it is more than 20 parts by weight, the corrosion resistance is improved, but the coating film becomes rough and workability is poor.

본 발명에 따른 복합수지 조성물을 구성하는 성분 중 하나는, 고유의 흑색의 유-무기 열전도성 안료가 사용되고, 흑색의 색상을 구현할 수 있다. 본 발명에서 방열 복합수지 조성물 100 중량부에 대해 열전도성 안료의 함량은 1 내지 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 5 내지 15 중량부로 배합될 수 있다. 열전도성 안료의 함량이 1 중량부 미만이면, 충분한 소지 강판의 높은 은폐율과 방열 특성을 얻기 어렵고, 20 중량부를 초과하면 용액의 점도가 높아져 작업성이 저하되고 미려한 표면외관을 얻기 어렵다. 본 발명의 흑색안료의 예로는 카본블랙, 카본나노튜브, 그래파이트 및 그래핀 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있다. 상기 카본블랙 흑색안료의 평균 입경이 10~100 ㎚, 바람직하게는 10~30 ㎚인 안료가 분산성 측면에서 바람직하다. 또한 그래파이트 흑색안료의 평균 입자크기는 약 3~30 ㎛, 바람직하게는 5-20 ㎛인 안료가 분산성 측면에서 바람직하다. 또, 본 발명에 사용하는 그래파이트 안료의 형상은, 입상, 판상, 괴상, 플레이크(Flake)상 등 여러 가지 형상의 것을 사용할 수 있지만, 도료로서 사용한 경우, 도막이 우수한 열전도성을 부여하기 위해서는 플레이크상인 것이 바람직하다. 특히, 도막 표면에 형성된 소정의 패턴 상에 안료 입자가 연속적으로 배열할 경우 도막의 경도 증가 및 질감이 향상된 의장성이 부여될 수 있으므로, 상기 안료 입자의 평균 크기(입경)는 복합수지 조성물의 건조도막 두께 20±5 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.As one of the components constituting the composite resin composition according to the present invention, a unique black organic-inorganic thermal conductive pigment is used, and black color can be implemented. In the present invention, the content of the thermally conductive pigment is preferably 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the heat dissipating composite resin composition. Preferably, it may be formulated in 5 to 15 parts by weight. If the content of the thermally conductive pigment is less than 1 part by weight, it is difficult to obtain a sufficient high hiding rate and heat dissipation characteristics of the base steel sheet, and if it exceeds 20 parts by weight, the viscosity of the solution increases, reducing workability and making it difficult to obtain a beautiful surface appearance. Examples of the black pigment of the present invention include any one or two or more selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotube, graphite and graphene. A pigment having an average particle diameter of 10 to 100 nm, preferably 10 to 30 nm, of the carbon black black pigment is preferred in terms of dispersibility. In addition, a pigment having an average particle size of about 3 to 30 μm, preferably 5 to 20 μm of the graphite black pigment is preferred in terms of dispersibility. As for the shape of the graphite pigment used in the present invention, various shapes such as granular, plate, bulk, and flake shapes can be used, but when used as a coating material, in order to impart excellent thermal conductivity to a coating film, it is preferable to use a flake shape. desirable. In particular, when the pigment particles are continuously arranged on a predetermined pattern formed on the surface of the coating film, the hardness of the coating film and the design with improved texture can be imparted, so the average size (particle diameter) of the pigment particles is It is preferable that the coating film thickness is in the range of 20 ± 5 μm.

상기 산 촉매 및 아민 촉매는 바인더인 변성 폴리에스테르 수지와 경화제인 멜라민 분자의 경화반응을 촉진하여 도막의 경도를 향상하기 위해, 경화반응 촉진제로서 산 촉매와 아민 촉매를 사용할 수 있다. 이때 높은 온도에서 경화반응 시 도막 내부와 표면의 경화속도의 차이에 의한 소정의 패턴이 형성되는데, 이를 위해 아민 촉매는 산 촉매 보다 휘발성이 높은 것을 사용하는 것이 적절하다.The acid catalyst and the amine catalyst may be used as the curing reaction accelerator in order to improve the hardness of the coating film by accelerating the curing reaction between the modified polyester resin as a binder and melamine molecules as a curing agent. At this time, during the curing reaction at a high temperature, a predetermined pattern is formed due to the difference in curing speed between the inside and the surface of the coating film. For this purpose, it is appropriate to use an amine catalyst having higher volatility than an acid catalyst.

상기 산 촉매로는 유기 사슬로 블록(Block)화된 술폰산이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 술폰산의 예로는, p-톨루엔술폰산, 도데실벤젠다이술폰산, 디노닐톨루엔디술폰산 및 디노닐나프탈렌술폰산 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있다. 산 촉매는 열에 의하여 해리될 수 있는 유기 사슬로 블록화하는 것이 바람직한데, 이러한 블록화 물질로는 에폭시 수지계와 아민계 화합물을 사용될 수 있다. 본 발명에서는 에폭시수지로 차폐된 다이노닐술폰산으로서 해리 온도가 160℃ 이상, 활성도가 30% 인 미국의 킹(King)사에서 제조한 제품을 사용하였다. 상기 산 촉매는 방열 복합수지 조성물에 대하여 0.05 내지 3.0 중량부를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 산 촉매의 사용량이 너무 적은 경우 도막의 경화온도가 높아지고 도막의 물성을 유지할 수 없으며, 너무 많은 경우 도막의 경화가 너무 급격히 일어나거나 용액의 경시 안정성이 나빠진다.As the acid catalyst, sulfonic acid blocked with an organic chain may be used, but is not limited thereto. Examples of the sulfonic acid include any one or two or more selected from the group consisting of p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenedisulfonic acid, dinonyltoluenedisulfonic acid, and dinonylnaphthalenesulfonic acid. The acid catalyst is preferably blocked with an organic chain that can be dissociated by heat, and epoxy resin-based and amine-based compounds may be used as such blocking materials. In the present invention, as dinonylsulfonic acid shielded with an epoxy resin, a product manufactured by King, USA, having a dissociation temperature of 160° C. or more and an activity of 30% was used. The acid catalyst may be used in an amount of 0.05 to 3.0 parts by weight based on the heat dissipating composite resin composition, but is not limited thereto. If the amount of the acid catalyst used is too small, the curing temperature of the coating film increases and the physical properties of the coating film cannot be maintained.

또한, 아민계 촉매는 1차 아민(NH2-R1), 2차 아민(NH-R1,-R2), 3차 아민(N-R1,-R2,-R3)으로 구분되고, 이때, 치환된 탄화수소(R1,R2,R3)는 지방족 혹은 방향족 사슬이 사용될 수 있다. 본 발명에 사용 가능한 아민계 촉매의 예로는, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 디이소프로판올아민, 디-n-프로필아민, 디-n-부틸아민, 디이소부틸아민, 디-2차-부틸아민, 디알릴아민, 디아밀아민, N-에틸-1,2-디메틸프로필아민, N-메틸헥실아민, 디-n-옥틸아민, 피페리딘, 2-피페콜린, 3-피에콜린, 4-피에콜린 및 몰폴린 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있다.In addition, amine-based catalysts are classified into primary amines (NH 2 -R 1 ), secondary amines (NH-R 1 , -R 2 ), and tertiary amines (NR 1 , -R 2 , -R 3 ), At this time, the substituted hydrocarbon (R 1 , R 2 , R 3 ) may be an aliphatic or aromatic chain. Examples of the amine-based catalyst usable in the present invention include diethylamine, diisopropylamine, diisopropanolamine, di-n-propylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-sec-butyl Amine, diallylamine, diamylamine, N-ethyl-1,2-dimethylpropylamine, N-methylhexylamine, di-n-octylamine, piperidine, 2-pipeline, 3-pipeline, and any one or two or more selected from the group consisting of 4-piecholine and morpholine.

상기 아민계 촉매는 방열 복합수지 조성물 100 중량부 대비 0.05 내지 5.0 중량부를 사용할 수 있다. 상기 아민 촉매의 사용량이 너무 적은 경우 도막의 경화온도가 높아지고 도막의 물성을 유지할 수 없으며, 너무 많은 경우 도막의 경화가 너무 급격히 일어나거나 용액의 경시 안정성이 나빠진다.The amine-based catalyst may be used in an amount of 0.05 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the heat dissipating composite resin composition. If the amount of the amine catalyst used is too small, the curing temperature of the coating film increases and the physical properties of the coating film cannot be maintained.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 왁스는 도막의 마찰특성의 개선을 목적으로 사용하지만, 도막의 경화 시 주름무늬 형성을 위한 핵으로 사용되기도 한다. 본 발명에서는 방열 복합코팅의 경화 후 도막의 표면에 요철을 형성하기 위해 유기용제에 잘 녹지 않는 불용성 왁스를 사용한다. 이러한 불용성 왁스는 상온 및 낮은 온도에서는 고체 상태로 도료 내에 골고루 분포되어 있으나, 경화 고온에 의해 왁스가 녹으면서 도막 표면에서 왁스 성분의 유무에 따라 국부적인 표면장력 차이가 생기게 되고, 왁스 분자에서 주름이 형성되는 시작점이 될 수 다. 바람직한 예로서, 상기 불용성 왁스는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리스티렌-아크릴로니트릴, 아크릴고분자, 폴리테트라플로로에틸렌 왁스일 수 있다. 상기 왁스의 함량은 방열 복합수지 조성물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.05~5.0 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1~3.0 중량부일 수 있다. 0.05 미만의 경우에는 주름의 무늬가 넓어져서 주름 형성이 어렵고, 5.0 초과의 경우에는 반대로 요철의 무늬가 너무 좁아져서 바람직한 질감을 얻을 수가 없다.In one example of the present invention, the wax is used for the purpose of improving the friction characteristics of a coating film, but is also used as a nucleus for forming wrinkle patterns during curing of the coating film. In the present invention, insoluble wax that is not easily soluble in organic solvents is used to form irregularities on the surface of the coating film after curing the heat dissipation composite coating. These insoluble waxes are evenly distributed in the paint in a solid state at room temperature and low temperature, but as the wax melts due to the high curing temperature, a local surface tension difference occurs depending on the presence or absence of wax components on the surface of the paint film, and wrinkles are formed in the wax molecules. It can be a starting point for formation. As a preferred example, the insoluble wax may be polyethylene, polypropylene, polyvinyl acetate, polystyrene, polystyrene-acrylonitrile, acrylic polymer, or polytetrafluoroethylene wax. The amount of the wax may be preferably 0.05 to 5.0 parts by weight, more preferably 0.1 to 3.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the heat dissipating composite resin composition. In the case of less than 0.05, the pattern of wrinkles becomes wide, making it difficult to form wrinkles. In the case of more than 5.0, conversely, the pattern of irregularities becomes too narrow, so that a desired texture cannot be obtained.

상기 용제는 방열 복합수지 조성물 내 각 성분이 고르게 섞이며, 코팅층 형성 시 도포 작업을 보다 용이하게 하기 위해 첨가되는 것으로, 특별히 그 종류를 한정하는 것은 아니나 라인 건조 조건 등에 맞게 고비점 용제를 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 예를 들면, 톨루엔, 자일렌, 이소 프로판올, 솔벤트 나프타, 셀로솔브, 셀로솔브 아세테이트(cellosolve acetate) 및 부틸셀로솔브 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 용제의 함량에 따라 방열 복합수지 조성물의 점도가 조절되며, 용제의 양은 특히, 한정하는 것은 아니며, 이 기술분야의 기술자는 이 기술분야에서 통상적으로 사용되는 기술에 따라 그 함량을 적절히 조절할 수 있다. 용제의 함량은 이로서 한정하는 것은 아니나, 방열 복합수지 조성물의 코팅량 조절 및 부착성 등을 고려하여 예를 들어, 딘컵(DIN, 53211)에서 배출되는데 20~200초가 소요되는 정도의 점도가 되는 양으로 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The solvent is added to make the coating process easier when each component in the heat-dissipating composite resin composition is evenly mixed and the coating layer is formed. Preferably, specifically, for example, at least one selected from the group consisting of toluene, xylene, isopropanol, solvent naphtha, cellosolve, cellosolve acetate, and butyl cellosolve may be used. Depending on the content of the solvent, the viscosity of the heat dissipating composite resin composition is adjusted, the amount of the solvent is not particularly limited, and a person skilled in the art can appropriately adjust the content according to techniques commonly used in the art. The content of the solvent is not limited thereto, but considering the coating amount control and adhesion of the heat dissipating composite resin composition, for example, the amount of viscosity that takes 20 to 200 seconds to discharge from the DIN cup (DIN, 53211) It is desirable to be able to adjust to .

또한, 본 발명의 일 예시에 따른 상기 평탄 코팅층은 미세패턴 형성 없이 평탄한 표면을 가진 코팅층으로, 평탄 코팅층의 평균 조도(Ra)는 1 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.5 내지 1 ㎛일 수 있다. 이를 통해 평탄 코팅층의 내후성을 향상시킬 수 있다. In addition, the flat coating layer according to an example of the present invention is a coating layer having a flat surface without forming a micropattern, and the average roughness (R a ) of the flat coating layer may be 1 μm or less, preferably 0.5 to 1 μm. Through this, weather resistance of the flat coating layer may be improved.

이때, 상기 평탄 코팅층의 두께는 3 내지 40 ㎛, 더욱 좋게는 5 내지 30 ㎛일 수 있다. 평탄 코팅층의 두께가 3 ㎛ 미만이면 색상 발현, 은폐력, 가공성 및 내용제성이 저조하며, 두께가 40 ㎛를 초과하면 제조 비용이 증가하고, 작업성이 낮아져 바람직하지 않다.At this time, the thickness of the flat coating layer may be 3 to 40 ㎛, more preferably 5 to 30 ㎛. If the thickness of the flat coating layer is less than 3 μm, color expression, hiding power, workability and solvent resistance are poor, and if the thickness exceeds 40 μm, manufacturing cost increases and workability is lowered, which is not preferable.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 평탄 코팅층은 내후성 복합수지 조성물로부터 형성된 것일 수 있으며, 상기 내후성 복합수지 조성물은 방열 복합수지 조성물에서 아민 촉매와 왁스를 제외한 변성 폴리에스테르 수지, 경화제, 방청안료, 열전도성 안료, 산 촉매 및 용제를 포함할 수 있고, 성분의 조성은 동일하다. 즉, 상기 내후성 복합수지 조성물은 변성 폴리에스테르 수지로 이루어진 주제 수지 20~60 중량부, 경화제 3~20 중량부, 방청안료 1~20 중량부, 열전도성 안료 1~20 중량부, 산 촉매 0.05~3.0 중량부 및 잔부의 용제를 포함하는 방열 복합수지 조성물로부터 형성된 것일 수 있다.In one example of the present invention, the flat coating layer may be formed from a weather resistant composite resin composition, and the weather resistant composite resin composition is a modified polyester resin excluding an amine catalyst and a wax from the heat dissipating composite resin composition, a curing agent, a rust-preventive pigment, and a thermal transfer agent. It may include a city pigment, an acid catalyst and a solvent, and the composition of the components is the same. That is, the weather resistant composite resin composition includes 20 to 60 parts by weight of a modified polyester resin, 3 to 20 parts by weight of a curing agent, 1 to 20 parts by weight of an anticorrosive pigment, 1 to 20 parts by weight of a thermally conductive pigment, and 0.05 to 60 parts by weight of an acid catalyst. It may be formed from a heat dissipating composite resin composition containing 3.0 parts by weight and the remainder of the solvent.

다음으로, 하부 충진재 및 상부 충진재에 대하여 설명한다.Next, the lower filler and the upper filler will be described.

상기 하부 충진재 및 상부 충진재는 태양전지의 표면 거칠기를 커버하고, 태양전지를 보호하며, 상기 아연도금 방열강판에 태양전지를 확실하게 접착시키기 위해 사용되는 것으로, 충진재에 사용되는 고분자 수지는 내후성, 접착성 및 내열성이 요구된다.The lower filler and the upper filler are used to cover the surface roughness of the solar cell, protect the solar cell, and securely adhere the solar cell to the galvanized heat-radiating steel sheet, and the polymer resin used for the filler has weather resistance and adhesion. durability and heat resistance are required.

구체적인 일 예시로, 상기 하부 충진재 및 상부 충진재는 서로 독립적으로 에틸렌-비닐아세테이트(EVA), 에틸렌-에틸아크릴레이트(EEA), 및 에틸렌-메틸메타크릴레이트(EMMA) 등의 에틸렌계 공중합체 수지; 폴리에틸렌(PE), 및 폴리프로필렌(PP) 폴리올레핀 수지; 폴리디메틸실록산(PDMS) 등의 실리콘 수지; 및 폴리비닐부티랄(PVB) 수지 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 특히 바람직하게는 내열성과 접착성이 높은 에틸렌계 공중합체 수지를 포함하는 것이 좋다.As a specific example, the lower filler and the upper filler are independently ethylene-based copolymer resins such as ethylene-vinyl acetate (EVA), ethylene-ethyl acrylate (EEA), and ethylene-methyl methacrylate (EMMA); polyethylene (PE), and polypropylene (PP) polyolefin resins; silicone resins such as polydimethylsiloxane (PDMS); And it may include any one or two or more selected from the group consisting of polyvinyl butyral (PVB) resin, etc., and particularly preferably, it is good to include an ethylene-based copolymer resin having high heat resistance and adhesiveness.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 하부 충진재 및 상부 충진재의 두께는 서로 독립적으로 0.1 내지 1 ㎜일 수 있으며, 보다 좋게는 0.2 내지 0.5 ㎜일 수 있다. 이와 같은 범위에서 태양전지를 확실하게 봉지시켜 보호할 수 있으면서, 방열강판의 일면에 태양전지를 효과적으로 접착시킬 수 있다.In one example of the present invention, the thickness of the lower filler and the upper filler may be 0.1 to 1 mm independently of each other, more preferably 0.2 to 0.5 mm. Within this range, the solar cell can be reliably sealed and protected, and the solar cell can be effectively adhered to one surface of the heat-radiating steel sheet.

다음으로, 태양전지에 대하여 설명한다.Next, a solar cell will be described.

상기 태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환하는 반도체 소자로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 박막형 태양전지일 수 있다. 구체적인 일 예시로 상기 태양전지는 실리콘계 태양전지, CIS (Cu-In-Se) 태양전지, CIGS (Cu-In-Ga-Se) 태양전지, 염료감응형 태양전지 또는 페로브스카이트형 태양전지 등일 수 있다.The solar cell is a semiconductor device that directly converts sunlight into electricity, and may be used without particular limitation as long as it is commonly used in the art, and preferably may be a thin-film solar cell. As a specific example, the solar cell may be a silicon-based solar cell, a Cu-In-Se (CIS) solar cell, a Cu-In-Ga-Se (CIGS) solar cell, a dye-sensitized solar cell, or a perovskite solar cell. there is.

상기 태양전지는 복수개의 태양전지를 소정의 레이아웃에 따라 하부 충진재 상에 배치시킨 후, 각 태양전지의 전극리본을 전기적으로 연결시킨 것일 수 있다. 또는 다른 일 양태로, 상기 태양전지는 먼저 복수개의 태양전지를 전기적으로 연결하여 하나의 태양전지 시트를 형성한 후 하부 충진재 상에 배치시킨 것일 수 있다.The solar cell may be one in which a plurality of solar cells are disposed on a lower filler according to a predetermined layout and then electrode ribbons of each solar cell are electrically connected. Alternatively, in another aspect, the solar cell may be formed by first electrically connecting a plurality of solar cells to form one solar cell sheet, and then placing the solar cell sheet on the lower filler.

다음으로, 투명 고분자 필름에 대하여 설명한다.Next, the transparent polymer film will be described.

상기 투명 고분자 필름은 태양전지 모듈을 보호하며, 빛의 투과율을 높여 태양광 발전 효율을 향상시키기 위한 것으로, 가볍고 유연성이 뛰어날 뿐만 아니라 높은 일광 투사율 및 우수한 내후성을 가진 불소계 고분자 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적인 일 예시로, 상기 불소계 고분자 필름은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체로 이루어지는 퍼플루오로알콕시 수지(PFA), 플로린화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-헥사플루오로프로필렌 공중합체(EPE), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 프로필렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 불화 비닐리덴계 수지(PVDF), 불화 비닐리덴계 수지의 공중합체, 및 불화 비닐계 수지(PVF) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The transparent polymer film protects the solar cell module and increases the transmittance of light to improve solar power generation efficiency. It is preferable to use a fluorine-based polymer film that is light and flexible as well as has high daylight transmittance and excellent weather resistance. . As a more specific example, the fluorine-based polymer film is polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA) made of a copolymer of tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether, fluorinated ethylene propylene copolymer Polymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether-hexafluoropropylene copolymer (EPE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), propylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychloro Composed of trifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), copolymer of vinylidene fluoride resin, and vinyl fluoride resin (PVF) It may include any one or two or more selected from the group, but is not necessarily limited thereto.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 투명 고분자 필름의 두께는 0.1 내지 1 ㎜일 수 있으며, 보다 좋게는 0.2 내지 0.5 ㎜일 수 있다. 이와 같은 범위에서 매우 가벼우면서도 유연성 및 광투과율이 우수할 수 있다.In one example of the present invention, the thickness of the transparent polymer film may be 0.1 to 1 mm, more preferably 0.2 to 0.5 mm. In this range, it may be very light and have excellent flexibility and light transmittance.

나아가, 본 발명의 일 예에 따른 경량화된 태양전지 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양전지를 보호하기 위하여 태양전지 모듈의 가장자리(edge) 부분을 실링할 수 있는 실링재를 더 포함할 수 있으며, 상기 실링재는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 구체적인 일 예시로 상기 실링재는 내열성, 접착성, 내후성이 우수한 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 또는 실리콘계 접착제를 포함할 수 있다.Furthermore, as shown in FIG. 1, the lightweight solar cell module according to an example of the present invention may further include a sealing material capable of sealing an edge portion of the solar cell module in order to protect the solar cell. , The sealing material may be used without particular limitation as long as it is commonly used in the art. As a specific example, the sealing material may include an epoxy-based adhesive, a urethane-based adhesive, or a silicone-based adhesive having excellent heat resistance, adhesiveness, and weather resistance.

도 1에 도시된 바와 같이, 각 층이 순차적으로 적층되면, 그 적층 필름을 롤투롤 열합지 공정을 통해 합지시켜 태양전지 모듈을 제조할 수 있다. 이때 상기 롤투롤 열합지 공정은 각 층의 완전한 접착을 위해 열경화 부스 내에서 수행될 수 있으며, 고온의 열풍을 열경화 부스 내로 공급하거나 적외선 가열 방식을 통해 롤투롤 열합지 공정을 수행할 수 있다. 롤투롤 열합지 공정 온도는 110 내지 250℃로 제어하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1 , when each layer is sequentially laminated, a solar cell module may be manufactured by laminating the laminated film through a roll-to-roll thermal laminating process. At this time, the roll-to-roll thermal bonding process may be performed in a thermal curing booth for complete adhesion of each layer, and the roll-to-roll thermal bonding process may be performed by supplying hot air into the thermal curing booth or using an infrared heating method. . The temperature of the roll-to-roll thermal bonding process is preferably controlled to 110 to 250°C.

나아가, 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법은, 적층 필름의 가장자리(edge) 부분을 실링재로 실링하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 본 단계는 하부 충진재 적층 후, 또는 태양전지 적층 후, 또는 상부 충진재 적층 후, 또는 투명 고분자 필름 적층 후 중에서 선택적으로 수행될 수 있다.Furthermore, the method of manufacturing a lightweight solar cell module may further include sealing an edge portion of the laminated film with a sealing material, and this step may be performed after lamination of the lower filler, or after lamination of the solar cell, or the upper filler. It may be selectively performed after lamination or after lamination of the transparent polymer film.

한편, 경량화된 태양전지 모듈의 제조 공정은 클린룸에서 수행될 수 있으며, 먼지와 같은 이물의 혼입을 방지하기 위해 공기청정 설비로 정화된 공기를 양압(positive pressure)으로 주입할 수 있다.Meanwhile, the manufacturing process of the lightweight solar cell module may be performed in a clean room, and air purified by an air cleaning facility may be injected at a positive pressure to prevent foreign substances such as dust from entering.

전술한 바와 같은 방법으로 제조된 경량화된 태양전지 모듈은 필름 형상을 가질 수 있으며, 최종적으로 롤에 권취되어 준비될 수 있다.The lightweight solar cell module manufactured by the method described above may have a film shape and may be finally prepared by being wound into a roll.

이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 경량화된 태양광 모듈과 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 경량화된 건물일체형 태양광 발전 지붕재에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.Hereinafter, a lightweight photovoltaic module according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a lightweight building-integrated photovoltaic power generation roofing material including the same will be described in more detail through examples. However, the following examples are only one reference for explaining the present invention in detail, but the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 % 단위는 중량%이며, 1 ppm은 0.0001 중량%이다.Also, unless defined otherwise, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used in the description herein is merely to effectively describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. In addition, the % unit of additives not specifically described in the specification is weight%, and 1 ppm is 0.0001 weight%.

[실시예 1][Example 1]

1-1) 아연도금 방열강판 제조1-1) Manufacture of galvanized heat-resistant steel sheet

㈜포스코강판 #2CGL에서 생산한 아연과 알루미늄 및 마그네슘의 삼원계 합금도금 PosMAC 강판 (합금조성, Zn-1.6중량%Al-1.5중량%Mg; 양면 도금량 120±10 g/㎡)의 전면과 후면을 탈지 및 세정한 후, Cr(VI) 크로메이트 용액(부착량 [Cr] 50±10 ㎎/㎡)을 롤코팅(#1 Roll) 공정에서 처리한 다음 100℃ 열풍으로 건조하여 전처리하였다.PosMAC steel sheet (alloy composition, Zn-1.6 wt% Al-1.5 wt% Mg; double-sided coating weight 120±10 g/㎡) coated with a ternary alloy of zinc, aluminum, and magnesium produced by POSCO Steel #2CGL After degreasing and washing, a Cr(VI) chromate solution (adhesion amount [Cr] 50±10 mg/m 2 ) was treated in a roll coating (#1 Roll) process, followed by pretreatment by drying with hot air at 100°C.

다음으로, 전처리된 아연도금 강판의 전면과 후면에 각각 5±1 ㎛ 두께로 프라이머 코팅을 롤코팅(#2 Roll) 공정에서 실시하고, PMT 212±5℃가 되도록 고온열풍으로 건조하였다.Next, primer coating was applied to the front and rear surfaces of the pretreated galvanized steel sheet to a thickness of 5 ± 1 μm, respectively, in a roll coating (# 2 Roll) process, and dried with high-temperature hot air to a PMT of 212 ± 5 ° C.

이후, 롤코팅(#3 Roll) 공정에서 전면과 이면에 20±3 ㎛ 두께로 내후성 코팅층 및 주름 구조의 미세패턴 코팅층을 각각 형성하고 PMT 232±5℃가 되도록 고온열풍으로 건조하여 아연도금 방열강판을 준비하였다. Thereafter, in the roll coating (#3 Roll) process, a weather resistant coating layer and a fine pattern coating layer having a wrinkle structure are formed on the front and back surfaces to a thickness of 20 ± 3 ㎛, respectively, and dried with high-temperature hot air to PMT 232 ± 5 ° C. prepared.

1-2) 태양전지 모듈 제조1-2) Solar cell module manufacturing

1-1)에서 제조된 아연도금 방열강판 상에 하부충진재-CIGS 태양전지-상부충진재-투명 고분자 필름을 라미네이트 방법으로 순차적으로 적층시킨 후 필름 내부에 공기가 잔류하지 않도록 하여 135℃에서 16분간 진공압착 열처리하여 태양전지 모듈을 제작하였다.1-1), the lower filler - CIGS solar cell - upper filler - transparent polymer film are sequentially laminated on the galvanized heat-resistant steel sheet prepared in 1-1), and then vacuumed at 135 ° C for 16 minutes so that no air remains inside the film A solar cell module was fabricated by compression heat treatment.

하부충진재 및 상부충진재는 200 ㎛ 두께의 TPO-XPO 필름(thermoplastic polyolefin & crosslink polyolefin)을 사용하였고, 전면 보호필름은 300 ㎛ 두께의 ETFE(ethylene tetrafluoroethylene) 필름을 사용하였다.A 200 μm thick TPO-XPO film (thermoplastic polyolefin & crosslink polyolefin) was used for the lower and upper fillers, and a 300 μm thick ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) film was used for the front protective film.

한편, 곡면형 모듈은 미리 제작된 금형(에폭시 몰드)에 상기 태양전지 모듈을 넣고 추가적으로 110℃에서 5분간 진공압착 열처리하여 2½D 변형하여 제작하였다.On the other hand, the curved module was manufactured by putting the solar cell module in a pre-fabricated mold (epoxy mold) and additionally subjecting the solar cell module to a vacuum pressing heat treatment at 110° C. for 5 minutes, followed by 2½D deformation.

이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Although the present invention has been described through specific details and limited examples as described above, this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above examples, and the present invention belongs Various modifications and variations from these descriptions are possible to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and it will be said that not only the claims to be described later, but also all modifications equivalent or equivalent to these claims belong to the scope of the present invention. .

100: 태양전지 모듈
10: 아연도금 방열강판 20: 하부 충진재
30: 태양전지 40: 상부 충진재
50: 투명 고분자 필름 60: 실링재
200: 클린룸
300: 열경화 부스100: solar cell module
10: galvanized heat-radiating steel sheet 20: lower filler
30: solar cell 40: upper filler
50: transparent polymer film 60: sealing material
200: clean room
300: thermal curing booth

Claims (5)

a) 롤투롤 공정을 통해 아연도금 방열강판 상에 하부 충진재, 태양전지, 상부 충진재 및 투명 고분자 필름을 순차적으로 적층시킨 적층 필름을 제조하는 단계; 및
b) 상기 적층 필름을 롤투롤 열합지 공정을 통해 합지시켜 태양전지 모듈을 제조하는 단계;를 포함하는 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법으로,
상기 제조 방법은 적층 필름의 가장자리(edge) 부분을 실링재로 실링하는 단계를 더 포함하며,
상기 아연도금 방열강판은 하부충진재와 접하지 않는 아연도금 방열강판의 일면에 미세패턴 코팅층이 구비되며, 하부충진재와 접하는 아연도금 방열강판의 타면에 평탄 코팅층이 구비된 것인, 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법.
a) manufacturing a laminated film in which a lower filler, a solar cell, an upper filler, and a transparent polymer film are sequentially laminated on a galvanized heat-radiating steel sheet through a roll-to-roll process; and
b) manufacturing a solar cell module by laminating the laminated films through a roll-to-roll thermal lamination process; a method for manufacturing a lightweight solar cell module using a roll-to-roll process,
The manufacturing method further includes sealing an edge portion of the laminated film with a sealing material,
The galvanized heat-resistant steel sheet is provided with a fine pattern coating layer on one side of the galvanized heat-resistant steel sheet not in contact with the lower filler, and a flat coating layer is provided on the other surface of the galvanized heat-resistant steel sheet in contact with the lower filler, using a roll-to-roll process. Method for manufacturing a lightweight solar cell module.
 제 1항에 있어서,
상기 아연도금 방열강판은 Zn-Al-Mg계 도금 강판인, 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법.
According to claim 1,
The method of manufacturing a lightweight solar cell module using a roll-to-roll process, wherein the galvanized heat-radiating steel sheet is a Zn-Al-Mg-based coated steel sheet.
 제 1항에 있어서,
상기 투명 고분자 필름은 불소계 고분자 필름인, 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법.
According to claim 1,
The transparent polymer film is a fluorine-based polymer film, a method for manufacturing a lightweight solar cell module using a roll-to-roll process.
 제 3항에 있어서,
상기 불소계 고분자 필름은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체로 이루어지는 퍼플루오로알콕시 수지(PFA), 플로린화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르-헥사플루오로프로필렌 공중합체(EPE), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 프로필렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 불화 비닐리덴계 수지(PVDF), 불화 비닐리덴계 수지의 공중합체, 및 불화 비닐계 수지(PVF)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, 롤투롤 공정을 이용한 경량화된 태양전지 모듈의 제조 방법.
According to claim 3,
The fluorine-based polymer film is polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA) composed of a copolymer of tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether, fluorinated ethylene propylene copolymer (FEP), tetra Fluoroethylene-perfluoroalkylvinylether-hexafluoropropylene copolymer (EPE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), propylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) ), any one selected from the group consisting of ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), copolymer of vinylidene fluoride resin, and vinyl fluoride resin (PVF); Method for manufacturing a lightweight solar cell module using two or more roll-to-roll processes.
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