KR20080112283A - 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트는 알루미나 증착 폴리에스테르 필름, 백색 폴리에스테르 필름, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름을 순차적으로 적층시킨 적층재로 이루어지고, 150℃, 30분 열처리를 했을 때의 수축률이 종방향, 횡방향 모두 0.5% 이하이다. 본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트는 흡습에 의한 모듈의 발전 성능의 저하가 적고, 입사된 광을 유효하게 반사시켜서 재이용하여 태양 전지의 전력 변환 효율을 향상시킨다.
태양 전지 모듈용 이면 보호 시트
Description
본 발명은 태양 전지용 모듈용 이면 보호 시트에 관한 것이다.
태양 전지는 반영구적이고 무공해인 새로운 에너지원으로서 실용화되고 있다. 태양 전지는 최근 차세대 에너지원으로서 주목을 받고 있다. 태양 전지는 건축 분야에서 사용되고 있고, 태양 전지의 전기전자 부품의 개발이 진행되고 있다.
태양 전지 모듈은 표면 보호 시트, 접착성 수지층, 광기전력 소자, 이면 보호 시트로 이루어지는 태양 전지 모듈이 널리 알려져 있다.
최근에는 비정질 규소 등의 반도체 장치를 이용한 태양 전지가 급속하게 보급되고 있고, 일반주택용 전원으로서도 사용되게 되었다.
태양 전지를 지붕 부재와 일체로 구성해서 사용할 때에는 복수의 태양 전지소자를 조합시키고, 표리면을 적당한 커버 재료로 보호한 태양 전지 모듈로서 사용하는 것이 일반적이다. 태양 전지의 이면 보호 시트로서 광반사 필름, 산화물 증착층, 내가수분해성 폴리에스테르 필름을 적층시켜서 구성하는 방법도 제안되어 있다(특허문헌 1, 2, 3 참조).
태양 전지의 표면 보호 시트, 이면 보호 시트 모두 수증기 차단성이 요구되 지만, 산화 알루미늄 증착을 이용하여 시트를 구성했을 경우, 태양 전지 모듈에 보호 시트를 열압착할 때에 수축이 발생하고, 수증기 차단성이 열화됨으로써 모듈의 발전 성능이 저하되는 문제가 있었다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2000-114564호 공보
특허문헌 2 : 일본 특허공개 2000-114565호 공보
특허문헌 3 : 일본 특허공개 2002-100788호 공보
본 발명은 알루미나 증착 폴리에스테르 필름, 백색 폴리에스테르 필름, 40℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름을 순차적으로 적층시킨 적층재로 이루어지고, 150℃, 30분 열처리를 했을 때의 수축률이 종방향, 횡방향 모두 0.5% 이하인 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트이다.
도 1은 본 발명의 태양 전지용 모듈을 예시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 태양 전지용 모듈용 이면 보호 시트를 예시하는 단면도이다.
도 3은 알루미나 증착 폴리에스테르 필름을 예시하는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 표면 보호 시트 2 : 광기전력 소자
3 : 접착성 수지층 4 : 이면 보호 시트
5 : 백색 폴리에스테르 필름
6 : 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름
71 : 알루미나 증착 폴리에스테르 필름 711 : 수지 코팅층
712 : 무기 산화물 증착 박막층 713 : 폴리에스테르 필름
본 발명은 알루미나 증착 폴리에스테르 필름, 백색 폴리에스테르 필름, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름을 순차적으로 적층시킨 적층재로 이루어지고, 150℃, 30분 열처리를 했을 때의 수축률이 종방향, 횡방향 모두 0.5% 이하인 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트이다.
본 발명의 태양 전지용 이면 보호 시트는 태양 전지 모듈을 구성한다. 본 발명의 태양 전지용 이면 보호 시트를 도면을 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 태양 전지용 이면 보호 시트의 일실시형태의 예의 적층 구조를 설명하는 측단면도이다. 표면 보호 시트(1), 광기전력 소자(2), 접착성 수지층(3), 및 이면 보호 시트(4)에 의해 구성된다. 외부로부터의 광은 표면 보호 시트로부터 입사되고, 접착성 수지층(3)을 통과해 광기전력 소자(2)에 도달하여 기전력이 발생한다. 또한, 이면 보호 시트에 반사된 광이 광기전력 소자(2)에 도달하여 기전력이 발생한다.
도 2는 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트의 일례를 나타내는 단면모식도이 다. 광조사면측으로부터 투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름, 백색 폴리에스테르, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름의 순서로 적층되어 있다.
도 3은 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 일례를 나타내는 단면모식도이다. 알루미나 증착 박막층, 고분자 폴리에스테르 필름이 순차적으로 적층되어서 이루어진다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 장기간 사용했을 때의 태양 전지 모듈 구성 부재의 백화·황변, 강신도 저하, 태양 전지 모듈의 흡습에 의한 발전 효율의 저하를 일으키기 어렵게 할 목적으로 사용된다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 40℃, 90%에 있어서의 수증기 투과율이 1.5g/㎡·day 이하가 바람직하고, 요구되는 수증기 차단성에 따라서 복수매의 알루미나 증착 폴리에스테르 필름을 사용할 수도 있다. 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 비증착면측 폴리에스테르 필름에 이접착(易接着) 코팅을 형성하여 태양 전지 모듈을 구성하는 접착성 수지층과의 접착력 향상을 꾀할 수도 있다. 40℃, 90%에 있어서의 수증기 투과율은 보다 바람직하게는 1g/㎡·day 이하이다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 바람직하게는 알루미나 증착 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이다. 또한, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2축 연신 필름이 가공성, 투명성, 내열성, 가격면에서 바람직하게 사용된다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리 에스테르 필름은 바람직하게는 전체 광선 투과율이 85% 이상인 투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름이다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름에 사용되는 폴리에스테르 필름은 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용한다. 폴리에스테르 필름에는 각종 첨가제가 함유되어 있어도 되고, 첨가제로서 예를 들면 대전방지제, UV 흡수제, 안정제 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름 내부에는 이활성 부여를 목적으로 한 불활성 입자는 투명성의 관점에서 함유시키지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 산화 알루미늄 증착 박막에 코팅을 조합시킨 것이어도 사용할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 알루미나 증착 박막층의 형성 방법으로서는 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법으로도 가능하지만, 진공증착법이 적합하게 사용된다.
알루미나 증착 박막은 증착 전 베이스 필름의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우, 바람직하게는 99.8 이하의 전체 광선 투과율로 형성했을 경우에 필름의 열수축에 대한 수증기 차단성의 열화가 억제된다. 증착 전 베이스 필름과 동일 전 체 광선 투과율로 알루미나 증착 박막층을 형성했을 경우, 무색 투명하지만 막이 매우 물러 열처리시의 필름 수축에 의해 수증기 차단성이 열화되는 경우가 있다. 증착 전 베이스 필름의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우에, 바람직하게는 99.8 이하의 전체 광선 투과율로 알루미나 증착 박막을 형성함으로써 증착 박막 중에 알루미늄 금속 부분을 남겨 증착막의 연신성을 향상시킬 수 있다. 99.8 이하의 전체 광선 투과율로 알루미나 증착 박막을 형성함으로써 0.5%의 필름 수축에 있어서도 수증기 차단성이 열화를 최소한으로 막는 것이 한층 더 가능해진다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 산화알루미늄막은 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비가 0.6≤B/A≤0.72로 제조되는 것이 바람직하다. 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비가 0.6≤B/A≤0.72이면, 태양 전지 모듈과 이면 보호 시트를 가열 용융, 압착에 의해 적층시킬 때에 수증기 투과율의 열화가 억제되어 바람직하다. 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비는 보다 바람직하게는 0.6≤B/A≤0.7이다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에서는 수증기 차단성 향상을 목적으로 해서 알루미나 증착 박막층 상에 수지 코팅층을 형성할 수 있다. 알루미나 증착 박막층 상에 수지 코팅층을 형성할 경우의 수지 코팅층의 도막 두께는 0.2~2.0㎛인 것이 바람직하다. 수지 코팅층의 도막 두께가 0.2~2.0㎛면 제조 공정 내의 롤에 의한 무기 산화물 증착 박막층면의 찰과에 의한 흠집의 발생이 없고, 가 스 배리어성이 저하되지 않는다. 또한, 수지 코팅층의 도막 두께가 0.2~2.0㎛면 투명성이 저하되지 않고, 블록킹이 일어나지 않는다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 백색 폴리에스테르 필름은 바람직하게는 백색 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이다. 또한, 백색 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2축 연신 필름이 가공성, 투명성, 내열성, 가격면에서 바람직하게 사용된다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 백색 폴리에스테르 필름은 태양광을 반사시켜 발전 효율을 향상시키기 위해서 사용한다. 백색 폴리에스테르 필름은 바람직하게는 파장 λ=550nm의 반사율이 30% 이상인 폴리에스테르 필름이고, 보다 바람직하게는 반사율이 40% 이상인 폴리에스테르 필름, 더욱 바람직하게는 반사율이 50% 이상인 폴리에스테르 필름이다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 폴리에스테르 필름의 내부에 미세한 기포를 함유시킨 폴리에스테르 필름을 백색 폴리에스테르 필름으로서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 백색 폴리에스테르 필름으로서 폴리에스테르 필름을 백색으로 착색시키는 경우에는, 바람직하게는 산화티탄, 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 황산바륨 등의 백색 첨가물을 첨가한다. 또한 백색도를 향상시키기 위해서는 티오펜디일 등의 형광증백제를 사용하면 효과적이다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트는 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름을 사용할 필요가 있다.
일반적인 폴리에스테르는 카르복실 말단기가 촉매적인 역할을 하고, 에스테르 결합 부분으로의 물분자의 공격에 의해 가수분해가 진행된다. 가수분해에 의해 테레프탈산과 에틸렌글리콜이 생성되어 분해되고, 인장 강도·인장 신도라는 필름 물성이 열화되기 때문에 내충격성 등이 열화된다. 이러한 열화를 방지하기 위하여 강제 가습 조건에서의 보관 후에 있어서도 필름의 파단 신도가 일정값 이상을 유지하는 필름이 일반적으로 내가수분해 성능을 갖는 폴리에스테르 필름이다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에서는 내가수분해 성능을 갖는 폴리에스테르 필름으로서, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름을 사용한다.
140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름의 예로서는, JIS C2151(1996 확인)에 의해 필름의 파단 신도를 측정했을 때에 140℃ 고압 스팀 조건 하에서 스팀 처리 전과 비교하여 50% 신도 저하 시간이 내가수분해성을 갖지 않는 필름의 2배 이상이 되는 폴리에스테르 필름이 시판되고 있어 바람직하다. 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2축 연신 필름이 가공성, 투명성, 내열성, 가격면에서 바람직하게 사용된다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름은 알루미나 증착 폴리에스테르 필름과, 백색 폴리에스테르 필름의 다음에 적층된다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 40℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름은 바람직하게는 광조사 반대면의 최표층에 위치한다.
140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름은 고투명이고 가요성이 풍부하며, 내열성, 방습성, 내가수분해에 있어서 우수한 성능을 갖는 것이 바람직하고, 태양 전지 모듈의 보호를 행하는 역할이 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 공지의 열안정제, 활제, 대전방지제, 내블록킹제, 염료, 안료, 광증감제, 계면활성제, 자외선 흡수제 등의 각종 첨가제를 필요에 따라서 첨가한 수지층을 적층시킬 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 공지의 열안정제, 활제, 대전방지제, 내블록킹제, 염료, 안료, 광증감제, 계면활성제, 자외선 흡수제 등의 각종 첨가제를 함유하는 수지층을 적층시킬 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트는 150℃, 30분 열처리를 했을 때의 수축률이 종방향, 횡방향 모두 0.5% 이하이다.
태양 전지 모듈과 이면 보호 시트를 적층시킬 때에 통상 접착 수지층을 가열 용융, 압착, 냉각함으로써 일체화해 형성한다. 가열 용융, 압착은 통상 130~150℃ 의 온도에서 30분 정도 행하여진다. 가열 용융 조건을 생각했을 경우, 본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트는 150℃, 30분의 열처리에 있어서의 수축률을 종방향, 횡방향 모두 0.5% 이하로 억제할 필요가 있다.
태양 전지 모듈용 이면 보호 시트의 열수축률이 클 경우에 모듈로서의 치수가 일치하지 않게 되는 경우가 있다. 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트의 열수축률이 클 경우에 필름 수축 응력에 의해 무기 산화물인 알루미나 증착 박막에 균열이 발생하여 수증기 차단성이 열화됨으로써 태양광에 의한 발전이 손상된다.
태양 전지 모듈용 이면 보호 시트의 150℃, 30분의 열처리에 있어서의 수축률은 바람직하게는 종방향, 1.0% 이하, 횡방향, 1.0% 이하이고, 보다 바람직하게는 종방향, 0.5% 이하, 횡방향, 0.5% 이하이다.
태양 전지 모듈용 이면 보호 시트의 150℃, 30분의 열처리에 있어서의 수축률을 종방향, 횡방향 모두 0.5% 이하로 억제하는 방법으로서는, 예를 들면 어닐링 처리에 의해 사전에 가공 필름에 열을 가함으로써 수축시켜 후공정에 있어서 열이 가해지는 라미네이트나 열압착 등의 공정에서의 수축을 방지하는 기술이 알려져 있다.
태양 전지 모듈용 이면 보호 시트의 150℃, 30분 열처리 후의 수증기 투과율의 증가율은 열처리 전의 수증기 투과율에 비해 30% 미만인 것이 바람직하고, 10% 미만인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트에 있어서, 알루미나 증착 폴리에스테르 필름, 백색 폴리에스테르 필름, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름을 적층시켜서 접착하는 것이 바람직하다. 접착 방법으로서는 접착제를 한쪽 필름에 도포한 후에 다른 한쪽 필름과 서로 겹쳐 가압 또는, 가열 하에서 접착시키는 방법 등을 사용할 수 있다.
알루미나 증착 폴리에스테르 필름, 백색 폴리에스테르 필름, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름의 접착에 사용되는 접착제로서 대표적인 것은 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드, 페놀, 폴리올레핀, 아이오노머, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐아세탈 등, 및 이들의 공중합체나, 혼합물 등을 예시할 수 있다.
접착제는 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀, 아이오노머가 접착력 및, 가스 배리어성의 관점에서 바람직하고, 가장 바람직하게는 우레탄 수지인 것이 바람직하다.
접착제의 두께가 0.1~10㎛인 경우가 접착력 및, 가스 배리어성의 관점에서 바람직하다. 더욱 바람직하게는 접착제의 두께는 0.3~8㎛이고, 특히 바람직하게는 0.5~5㎛이다.
특히, 접착제의 두께가 0.5~5㎛인 경우에는 금속 산화물층에 핀홀이나 미세한 균열이 있을 경우에도 뛰어난 가스 배리어성과 강고한 접착성을 발휘할 수 있다.
태양 전지 모듈의 구성으로서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 표면 보호 시 트, 접착성 수지층, 광기전력 소자, 이면 보호 시트인 것이 널리 알려져 있다.
태양 전지 모듈용 이면 보호 시트는 수지 접착층을 통해서 광기전력 소자, 수지 접착층, 표면 보호 시트와 적층되고, 접착 수지층을 가열 용융, 압착, 냉각 시킴으로써 태양 전지 모듈로서 일체화해 형성되는 것이 일반적이다.
태양 전지 모듈의 수지 접착층은 광기전력 소자의 요철을 피복시키고, 소자를 온도 변화, 습도, 충격 등으로부터 보호하며, 또한 태양 전지 모듈용 표면 보호 시트와의 접착성을 확보할 목적으로 사용된다. 태양 전지 모듈의 수지 접착층으로서는 공지의 접착성 필름을 사용할 수 있고, 예를 들면 에틸렌―아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌―아크릴산 메틸 공중합체, 에틸렌―아크릴산 에틸 공중합체, 우레탄 수지, 폴리비닐부티랄, 에틸렌―아세트산 비닐 부분 비누화물, 실리콘 수지, 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다. 태양 전지 모듈의 수지 접착층은 내광성, 투과성, 내습성, 경제성의 관점에서 에틸렌―아세트산 비닐이 특히 바람직하게 사용되고, 아세트산 비닐 함유량이 15~40%인 것이 특히 바람직하다. 태양 전지 모듈의 수지 접착층의 아세트산 비닐 함유량이 15~40%이면 투명성이 저하되지 않고, 수지의 끈적임이 없어 가공성이나 취급성이 좋다.
태양 전지 모듈의 수지 접착층에는 필요에 따라서 유기과산화물 등의 가교제, 자외선 흡수제, 산화 방지제 등 첨가제를 사용할 수 있다. 또한, 가열 용융시의 주름의 발생을 경감시키고, 가공성을 향상시키기 위해서 미리 엠보싱 가공을 실시한 수지 시트를 사용해도 좋다.
본 발명의 태양 전지 모듈의 이면 보호 시트는 태양 전지 모듈에 이면 보호 시트를 열압착할 때의 수증기 차단성의 열화를 억제한다.
본 발명의 태양 전지 모듈의 이면 보호 시트는 태양 전지 모듈에 이면 보호 시트를 열압착할 때에 수축이 작다.
본 발명의 태양 전지 모듈의 이면 보호 시트는 흡습에 의한 모듈의 발전 성능의 저하가 작고, 입사된 광을 유효하게 반사시켜서 재이용하여 태양 전지의 전력변환 효율을 높인다.
본 발명의 태양 전지 모듈의 이면 보호 시트는 특히 입사된 광을 유효하게 반사시켜서 재이용하여 태양 전지의 전력 변환 효율을 높이므로 태양광 반사에도 뛰어난 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트이다.
실시예
이하에 실시예를 들어서 본 발명을 설명한다. 실시예 및 비교예 중 부수는 고형분의 중량을 나타내고, 또한 %는 특별히 기재하지 않는 한 중량%이다. 실시예 및 비교예에 있어서의 본 발명의 특성값은 이하에 나타내는 측정 방법 및 평가 기준에 의한 것이다.
실시예 및 비교예 중 접착층은 한쪽 재료에 우레탄계 접착제층(토요모튼(주)제 AD503 10부에 토요모튼사제 이소시아네이트계 경화제 CAT-10 1부의 혼합물)을 도포, 열풍순환식 오븐에 의해 80℃에서 2분간 건조하고, 막두께 3㎛가 되도록 형성하여서 다른 구성 재료와 서로 접착해 적층시키고, 40℃ 오븐에서 48시간 경화 에이징시켰다.
(1) 수증기 투과율
MOCON사제 PERMATRAN W-TWIN을 이용하여 1992년 8월 1일 제정된 「플라스틱필름 및 시트의 수증기 투과도 시험 방법(기기 측정법) JIS K7129B법」에 따라 40℃, 90%RH 조건에서 측정했다.
(2) 전체 광선 투과율
니혼세미츠코가쿠사제 SEP-H-S형 적분구식 헤이즈 미터를 사용하여 백색 광선(1952년 8월 25일 제정된 「색의 표시 방법-XYZ 표색계 및 X10Y10Z10 표색계 JIS Z8701」에서 규정되는 A광)에서의 투과율을 측정했다.
(3) 열수축률
태양 전지 모듈용 이면 보호 시트를 타바이사제 P-212 오븐에서 150℃, 30분의 열처리를 행했다. 열처리를 실시하기 전후의 열수축률을 가부시키가이샤미쯔토요제의 디지털 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정했다.
(4) 산화 알루미늄 증착 막두께
히타치세사쿠쇼제 투과형 전자현미경 H-7100FA를 이용하여 단면 사진을 촬영하고, 사진 상에서 두께를 실측하고, 사진 배율로 실제 두께를 산출했다.
(5) 반사율
분광 광도 지름 U-3410((주)히타치세사쿠쇼제)에 φ60 적분구 130-063((주)히타치세사쿠쇼제) 및 10°경사 스페이서를 장착한 상태에서 550nm의 반사율을 필름의 양 표면에 대하여 구하고, 최대값을 상기 필름의 반사율로 했다. 표준 백색판은 U-3410에 첨부된 것((주)히타치세사쿠쇼제)을 사용했다.
(6) 140℃ 고압 스팀에서 보관 후의 인장 신도 유지율
JIS C2151(1996)에 기재된 측정 방법으로 폭 15mm, 길이 150mm의 시험편을 사용해서 100mm의 잡기 간격으로 하고, 500mm/분의 인장 속도로 필름의 인장 신도를 측정했다.
또한, 140℃ 고압 스팀 중에 소정 시간 보관 후의 필름의 인장 신도를 JIS C2151(1996)에 기재된 측정 방법으로 폭 15mm, 길이 150mm의 시험편을 이용하여 100mm의 잡기 간격으로 하고, 500mm/분의 인장 속도로 측정했다.
140℃ 고압 스팀 중에 보관하기 전의 필름의 인장 신도와, 140℃ 고압 스팀 중에 보관 후 보관 전의 필름의 인장 신도로부터 필름의 인장 신도 유지율을 구했다.
실시예 1
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 도레이 가부시키가이샤제 두께 12㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 T705(폭 1000mm, 길이 4000m)를 오카자키키카이코쿄사제의 필름 코터를 이용하여 160℃의 건조 온도에서 60초간 처리하여 150℃, 30분 열처리 후에 수축률이 0.2%가 되는 증착 전 필름을 얻었다. 그런 후에 니혼신쿠사제의 연속식 진공 증착 장치를 이용하여 2×10-2Pa의 진공도에 있어서 반응성 증착으로 100m/분의 가공 속도로 두께 20nm의 산화알루미늄막을 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비에 있어서 B/A=0.6으로 해 증착 전 PET필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우 98이 되는 증착막을 형성했다.
백색 폴리에스테르 필름은 도레이 가부시키가이샤제의 50㎛ E20(폭 1000mm, 길이 4000m)을 오카자키키카이코교제의 필름 코터를 이용하여 160℃의 건조 온도에서 60초간 처리했다. 이 백색 폴리에스테르 필름의 150℃, 30분 열처리 후의 수축률은 0.2%이고, 파장 λ=550nm의 반사율은 89%이었다.
140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름으로서, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 80%를 유지하는 도레이 가부시키가이샤제의 188㎛ X10S(폭 1000mm, 길이 4000m)를 사용했다.
오카자키키카이코교사제의 필름 코터를 이용하여 160℃의 건조 온도에서 60초간 처리하고, 150℃, 30분 열처리 후에 수축률 0.2%가 되는 필름을 얻었다.
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 증착면을 백색 폴리에스테르 필름측을 향해 접착시킨 후에 도레이 가부시키가이샤제의 188㎛ X10S를 접합시키고, 40℃ 오븐에서 48시간 경화 에이징 후에 150℃, 30분 열처리 후에 실시예 1의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트를 제작했다. 실시예 1의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트의 150℃, 30분 열처리 후의 수축률은 표 1에 나타낸다.
실시예 2
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 산화알루미늄막을 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비에 있어서 B/A=0.7로 하고, 증착 전 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우에 전체 광선 투과율이 99.8이 되는 증착막으로 한 이외는 실시예 1과 마찬가 지의 방법으로 실시예 2의 이면 보호 시트를 제작했다.
실시예 3
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 산화알루미늄막을 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비에 있어서 B/A=0.72로 하고, 증착 전 PET 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우에 전체 광선 투과율이 100이 되는 증착막으로 한 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 실시예 3의 이면 보호 시트를 제작했다.
실시예 4
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 도레이 가부시키가이샤제 두께 12㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 T705(폭 1000mm, 길이 4000m)를 오카자키키카이코교사제의 필름 코터를 이용하여 160℃의 건조 온도에서 20초간 처리하고, 150℃, 30분 열처리 후의 수축률 0.5%가 되는 증착 전 필름을 얻었다. 그런 후에, 니혼신쿠사제의 연속식 진공 증착 장치를 이용하여 2×10-2Pa의 진공도에 있어서 반응성 증착으로 100m/분의 가공 속도로 두께 20nm의 산화알루미늄막을 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비에 있어서 B/A=0.6으로 하고, 증착 전 PET 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우에 전체 광선 투과율이 98이 되는 증착막을 형성했다.
백색 폴리에스테르는 도레이 가부시키가이샤제의 50㎛ E20(폭 1000mm, 길이 4000m)을 오카자키키카이코교사제의 필름 코터를 이용하여 160℃의 건조 온도에서 20초간 처리하여 150℃, 30분 열처리 후의 수축률이 0.5%가 되는 필름을 얻었다.
140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름으로서, 도레이 가부시키가이샤제의 188㎛ X10S(폭 1000mm, 길이 4000m)를 오카자키키카이코교사제의 필름 코터를 이용하여 160℃의 건조 온도에서 20초간 처리하여 150℃, 30분 열처리 후의 수축률이 0.5%가 되는 필름을 얻었다.
알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 증착면을 백색 폴리에스테르 필름측을 향해 접착시킨 후에 도레이 가부시키가이샤제의 188㎛ X10S를 접합시키고, 40℃ 오븐에서 48시간 경화 에이징 후에 150℃, 30분 열처리 후의 수축률이 0.5%가 되는 실시예 4의 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트를 제작했다.
비교예 1
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름은 도레이 가부시키가이샤제 두께 12㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 T705(폭 1000mm, 길이 4000m)를 니혼신쿠사제의 연속식 진공 증착 장치를 이용하여 2×10-2Pa의 진공도에 있어서, 반응성 증착에서 100m/분의 가공 속도로 두께 20nm의 산화알루미늄막을 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비에 있어서 B/A=0.6으로 하고, 증착 전 PET 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우에 전체 광선 투과율이 98이 되는 증착막을 형성하고, 150℃, 30분 열처리 후의 수축률이 1.2%가 되는 필름을 얻었다.
140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름으로서, 도레이 가부시키가이샤제의 188㎛ X10S(폭 1000mm, 길이 4000m)를 오카자키키카이코교사제의 필름 코터를 이용하여 160℃의 건조 온도에서 10초간 처리하고, 150℃, 30분 열처리 후의 수축률이 1.2%가 되는 필름을 얻었다.
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 증착면을 코터에 의한 열건조를 행하지 않은 백색 폴리에스테르 필름, 및 코터에 의한 열건조를 행하지 않은 도레이 가부시키가이샤제의 188㎛ X10S와 접합·에이징 후에 150℃, 30분 열처리 후에 수축률 1.1%가 되는 필름을 얻었다.
비교예 2
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 산화알루미늄막을 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비에 있어서, B/A=0.7로 하여 증착 전 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우에, 99.8이 되는 증착막으로 한 이외는 비교예 1과 마찬가지의 방법으로 비교예 2의 이면 보호 시트를 제작했다.
비교예 3
투명 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 산화알루미늄막을 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비에 있어서, B/A=0.72로 하여 증착 전 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우 100이 되는 증착막으로 한 이외는 비교예 1과 마찬가지 방법으로 비교예 3의 이면 보호 시트를 제작했다.
표 1로부터 본 발명의 태양 전지용 이면 보호 시트는 150℃, 30분 열처리 후의 수축률이 종방향, 횡방향 모두 0.5% 이하로 작고, 수증기 투과율의 저하가 매우 적은 것을 알 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 이면 보호 시트는 태양 전지 모듈로서 일체화하여 형성할 때의 수증기 투과율의 저하가 매우 적어 수분 영향에 의한 발전량 저하를 방지할 수 있다.
Claims (6)
- 알루미나 증착 폴리에스테르 필름, 백색 폴리에스테르 필름, 140℃ 고압 스팀에서 10시간 보관 후의 인장 신도가 필름의 종방향, 횡방향 모두 60% 이상을 유지하는 폴리에스테르 필름을 순차적으로 적층시킨 적층재로 이루어지고; 150℃, 30분 열처리를 했을 때의 수축률이 종방향, 횡방향 모두 0.5% 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트.
- 제 1 항에 있어서, 150℃, 30분 열처리 후의 수증기 투과율의 증가율은 열처리 전의 수증기 투과율에 비하여 30% 미만인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율은 증착 전의 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율을 100으로 했을 경우에 99.8 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 백색 폴리에스테르 필름의 파장 λ=550nm의 반사율은 30% 이상인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 40℃, 90%에 있 어서의 수증기 투과율은 1.5g/㎡·day 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미나 증착 폴리에스테르 필름의 산화알루미늄막은 단위 시간당 평균 알루미늄 증발량 A[mol/분]와 산소 가스 도입량 B[mol/분]의 비가 0.6≤B/A≤0.72인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 이면 보호 시트의 제조 방법.
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