KR20100088671A - 복합 게터 시스템을 포함하는 폴리머 3중 층을 사용함에 의한 광전지 패널을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내부에 H₂O 수착 물질이 분산되어 있는 낮은 H₂O 전달력을 가진 폴리머로 구성된 복합 게터 시스템과 두 개의 외부 폴리머 층을 포함하는 폴리머 3중 층(상기 두 외각 층 사이에 상기 복합 게터 시스템이 있음)으로 구성된 밀봉 수단의 사용에 의해 박막 필름 광전지 패널을 제조하는 방법 및 광전지 패널의 제조를 위한 폴리머 3중 층에 관한 것이다.

Description

복합 게터 시스템을 포함하는 폴리머 3중 층을 사용함에 의한 광전지 패널을 제조하는 방법{METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOVOLTAIC PANELS BY THE USE OF A POLYMERIC TRI-LAYER COMPRISING A COMPOSITE GETTER SYSTEM}

본 발명은 H₂O를 수착하기 위한 복합 게터 시스템을 포함하는 폴리머 3중 층에 의해, 광전지 패널을 제조하는 방법에 관한 것이다.

용어 광전지 및 태양전지는 동일 또는 동등한 타입의 장치(패널, 셀)를 가리키기 위해 사용될 수 있고, 기술적으로 동일한 것으로 간주되어야 한다, 비록 아래에서는 용어 광전지 패널이 바람직하게 사용될 것이다.

광전지 패널은 태양 에너지의 전기 에너지로의 전환을 위해 하나 또는 그 초과의 광전지 요소(이른바 셀)로 구성된다. 용어 광전지 셀은 가시광선을 전기 에너지로 전환시키는 요소인, 단일 활성 요소로 불리며, 한편 광전지 패널은 전기 연결 및 최종 캡슐화가 제공된, 적절히 인터커넥티드된 광전지 셀의 세트인, 최종 제품으로 불린다. 광전지 패널(당업에서 때때로 또한 광전지 모듈로 불리기도 함)은 하나 초과의 광전지 셀을 함유할 수 있다(광전지 셀의 수는 50 내지 150으로 다양할 수 있다). 전형적으로, 박막 패널에서 셀의 수는 약 80개이다.

여러 타입의 광전지 셀이 있다. 최근에 개발된 것들 중에, 박막 광전지 셀은 특히 관심을 받고 있는데, 그 이유는 이의 전환 효율과 산업적 실행가능성 때문이다. 이러한 셀에서, 활성 요소는 필름의 형태로 (유리, 금속 또는 플라스틱) 기판상에 증착되고, 모노 또는 폴리결정성 실리콘 광전지 셀의 경우와 같은 비싼 스트라이프 또는 슬라이스의 형태로 존재하지 않는다. 이 셀에서, 활성 요소와 접촉하여 위치한 금속피복(metallization)이 존재하고, 이는 셀들의 인터커넥팅의 기능을 하고 이들에 의해 발생된 전류를 전달하는 기능을 한다.

광전지 셀의 가장 흥미로운 분류체계(typologies) 중에, 카드뮴-텔루르, 무정형 실리콘, 구리-인듐-셀레늄(갈륨 및 첨가된 황을 가짐)에 기초한 셀들 및 갈륨 비화물(arsenide)에 기초한 셀들이 있다. 광전지 셀의 상이한 분류체계 및 이의 기능에 대한 더 많은 정보는, 2002년 "World Climate & Energy Event"에서 제시된, Wronski et al.에 의한 "Progress in Amorphous Silicon Based Solar Cell Technology"에서, 2003년 "NCPV and Solar Review Meeting"에서 제시된, Bolko von Roedern에 의한 "Status of Amorphous and Crystalline Thin-Film Silicon Solar Cell Activities"에서, 그리고 2004년 "Progress in Photo voltaics: Research and Application"에서 공개된 Romeo et al.에 의한 "Development of Thin-Film Cu(In,Ga)Se₂ 및 CdTe Solar Cells", 볼륨 12, 페이지 93-111에서 찾을 수 있다.

태양전지 패널의 최종 구조는 다소 표준화되고 광전지 셀의 특이적 타입에 독립적이며, 광전지 요소를 가두고 둘러싸는 두 가지 유리 또는 플라스틱 지지부의 사용을 예상한다. 이 지지부들(이들 중 하나는 반드시 가시광선에 투명해야 함)은, 기계적 안정성 및 대기 작용제(atmospheric agent)로부터의 보호를 보장한다.

이 지지부들은 두 지지층 사이의 공간에 우수한 접착 특성을 지닌 캡슐화 폴리머를 배열시킴에 의해 전형적으로 함께 결합된다; 일부의 경우에 지지부들 사이의 거리를 고정시키는 간격 부재가 있을 수 있고, 한편 다른 경우에 폴리머의 두께가 지지부들 사이의 거리를 결정한다. 본 발명의 방법은 후자 타입의 구조이다.

아래에서, 지지부들은, "방사선이 지지부를 통해 셀에 도달되는 것을 지칭하는 "상부 지지부"와 셀의 뒷면 상의 지지부를 의미하는 "하부 지지부"이 용어를 사용하여 서로 식별되고 구별된다.

광전지 요소는 광전지 모듈의 지지부의 내부 표면 중 하나와 직접 접촉될 수 있거나, 25℃ 및 60%의 상대 습도(relative humidity: RH)에서 1Ogm^-2d^-1mm 미만의 투과율(각 밀리미터의 폭의 물질에서 하루에 평방 미터 당 H₂O의 그람)을 가지는 투명 폴리머 물질에 의해 완전히 캡슐화될 수 있다. 기술 분야에서 폴리머를 투과하는 물의 투과율은 MVTR(Moisture Vapour Transmission Rate)에 의해 또한 기술될 수 있다; 상기 두 개는 엄격히 상호관련되어 있다, 투과율은 폴리머 물질의 두께에 의해 곱해지고 압력에 의해 나눠진 MVTR이다.

광전지 요소를 캡슐화하기 위해 사용된 폴리머 물질은 에틸비닐아세테이트 (EVA)로 전형적으로 이뤄지며, 종종 사용되는 것은 또한 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 폴리비닐부티랄(PVB)이다. 이 폴리머 물질은, 광전지 패널의 내부 부피를 채우는 실질적 목적을 가지며, 동시에 또한 기계적 안정성을 광전지 패널에 제공한다. 광전지 패널의 내부 부피는, 두 개의 지지부에 의해, 그리고 패널의 프레임(우수한 접착제 특성을 지닌 폴리머로 전형적으로 형성됨)에 의해 정의된 부피를 의미한다, 여기서 상기 패널은 광전지 요소에 의해 차지되지 않거나 광전지 패널의 다른 구조 요소에 의해 차지되지 않는다(예를 들어, 전기 접촉). 광전지 요소가 두 개의 지지부 중 하나(전형적으로 하부 지지부)와 접촉된다면, 캡슐화 폴리머 물질에 의해 3개의 측면 상에 그 자체가 캡슐화된다.

광전지 패널의 제조 공정은 열밀봉의 과정을 또한 예상한다. 여기서, 두 개의 주된 타입의 공정이 사용된다, 하나는 진공 라미네이터의 사용을 예상하고, 한편, 다른 하나는 오토클레이브의 사용을 예상한다. 두 경우 모두에서, 열밀봉은 100 내지 170℃에서 일반적으로 수행된다. 이 방법은 캡슐화 폴리머의 용융을 가져온다.

광전지 셀의 특이적 타입으로부터 독립적으로, 광전지 패널 내부의 H₂O의 존재는 이의 특성을 악화시킨다; H₂O의 존재에 의해 조장되는 악화 기작은 셀 수준에서, 그리고 태양광 모듈 수준에서 작용된다. 셀에 관해서, 이 악화는 셀을 형성하는 박막의 산화 및 부식 때문이고, 모듈의 관점에서, 전기 연결을 위해 사용된 금속피복의 부식이 있다. 이에 대한 추가 정보는 2006년에 공개된 Helsinki University의 T. Carlsson에 의하 박사 논문 "Stability Diagnostics for Thin-Film Photovoltaic Modules" 및 2006년에 공개된 Uppsala University의 J. Wannerberg에 의한 박사 논문 "Design and Stability of Cu(In,Ga)Se₂-Based Solar Cell Modules"에서 찾을 수 있다.

패널의 프레임으로도 보일 수 있는, 상부 지지부와 하부 지지부 사이의, 주변 영역은, 장치 내부 물의 진입을 위한 우선적 영역을 나타낸다, 왜냐하면 두 지지부, 상부 및 하부 지지부는, 이 경우에 H₂O에 대해 불투과적인 것으로 간주되어야 하기 때문이다.

광전지 패널 내부의 H₂O의 존재의 문제는 다음 세 가지 주된 시도로 맞서고 있다: H₂O 수착 물질의 패널 내로의 도입; 낮은 H₂O 전달을 지닌 배리어 물질의 사용; H₂O 수착 요소 또한 함유하고 낮은 H₂O 전달력을 지닌 배리어의 사용.

제 1 타입의 용액의 관점에서, 광전지 셀 또는 패널 내부에 수착 물질을 포함, 이는 일본 특허 JP 2800528 B2에 기재되어 있으며, 여기서 여러 가능한 물 수착제의 사용이 기재되어 있고, 이의 하부 표면의 주변 영역에 광전지 셀에 위치한다. 이 문헌에서, 게터 요소는 광전지 패널을 밀봉하는 문제로부터 완전히 독립되어 있다.

H₂O 게터 물질을 포함하는, 낮은 H₂O 전달을 지닌 배리어의 사용은 유럽 특허 출원 EP 1617494 A2에 기재되어 있으며, 여기서 상기 배리어는 광전지 패널의 상부 지지부를 대체시킨다.

상부와 하부 지지부를 서로 결합시키도록 패널의 주변 영역에 배열된 접착제의 사용은 특허 출원 WO 2004/019421에 기재되어 있다, 낮은 H₂O 전달을 지닌 여러 타입의 접착제를 특정하고 있다, 한편 문헌 WO 03/050891는 0.1중량% 내지 10중량%로 제한된 H₂O 수착제를 함유하는 밀봉 물질을 기재하고 있다.

게터링 능력 없는 배리어 또는 접착제의 사용과 관련된 주된 문제는, 비록 느릴더라도, 광전지 패널에 H₂O의 진입은 계속 그리고 점진적으로 발생되어, 패널의 특성을 점차로 악화시킨다는 것이다.

제한된 양의 게터 물질을 포함하는 접착제 또는 밀봉 물질이 사용되는 경우에도, 상대적으로 짧은 시간의 간격 후에 이러한 문제는 보이기도 한다.

H₂O의 도입에 대항한 배리어 및 H₂O 수착제의 기능과 지지부들을 사이의 접착 기능을 둘 모두를 지닌 패널의 가장자리를 따라 배열된 밀봉 요소의 사용은, 이 요소의 최종 특성에의 눈의 띈 제한을 수반하고, 비최적화된 타협을 선택하게 한다, 예를 들어, 두 개의 지지부에 복합 게터 시스템의 접착력에 영향을 끼치지 않도록 하기 위해 복합 게터 시스템에 존재한 수착 물질의 양을 제한한다.

본 발명의 목적은, H₂O 수착의 문제로부터 접착력의 문제를 분리시킬 수 있는 광전지 패널을 제조하는 개선된 방법을 제공하는 것이고, 이에 따라 이의 제 1 측면에서 두 개의 지지부에 의해 가둬진 하나 또는 그 초과의 광전지 요소를 포함하는 광전지 패널을 제조하는 방법으로서, 상기 지지부가, 열밀봉 공정을 받기 전에, 세 개의 겹쳐진 폴리머 층에 의해 가장자리 근처에 함께 결합되며, 여기서 두 개의 최외각 층은 게터 물질이 실질적으로 없는 폴리머 물질로 이뤄져 있지만, 중심 층은 H₂O 수착을 위한 복합 게터 시스템으로 이뤄짐을 특징으로 하는, 방법으로 구성된다.

본 발명은 아래 도면을 참조하여 예시될 것이다:
도 1a 및 도 1b는, 열밀봉 공정 전(1a) 및 후(1b)를 나타내는, 본 발명에 따라 제조된 광전지 패널의 단면도이다.
도 2는 열밀봉 공정을 받은 후 본 발명에 따른 폴리머 3중 층이 확대도를 보여준다.
도 3a-3c는 열밀봉 공정 후 3중 층의 여러 지점에서의 칼슘 피크의 밀도를 보여주는 EDX 스펙트럼이다.

도면에서, 크기 및 여러 요소들 사이의 크기 관계, 특히 이의 두께의 관점에서의 관계는, 정확하지 않고, 도면의 더 나은 이해를 위해 왜곡되어 있다. 광전지 패널의 추가 일부 구성 요소는, 예를 들어, 전기 피드스루(feedthrough) 및 연결부와 같은 요소는, 도시되어 있지 않다, 왜냐하면 이들은 본 발명의 기재와 관련되지 않기 때문이다.

본 발명의 폴리머 3중 층 목적의 실현에 있어서, 중요한 것은, 두 개의 최외각 폴리머 층이 실질적으로 H₂O 수착 물질을 가지지 않는다는 것이다, 이는 수착 물질 또는 습기 게터의 양이 상기 층에 1중량% 이하로 있음을 의미한다. 이는, 적은 양의 수착 물질의 존재는 묵인될 수 있음을 의미한다, 왜냐하면 상기 최외각 폴리머 층의 접착 특성에 영향을 주지 않기 때문이다.

도 1a는, 지지부의 열밀봉 작업 전의, 본 발명의 방법이 적용되는, 광전지 패널(10)의 단면도를 보여준다. 이 도면에서, 광전지 요소(11)는 하부 지지부(12)와 접촉되어 있다. 이 요소는 폴리머 물질(14)에 의해 캡슐화되어 있다, 폴리머 물질은 하부 지지부(12)에 의해, 상부 지지부(13)에 의해 그리고 복합 게터 시스템(15)과 게터 물질(16, 16')이 없는 최외각 폴리머 층으로 형성된 3중 층에 의해 경계 지워진 광전지 패널의 내부 부피를 채운다; 상기 3중 층은 패널의 가장자리를 따라 배열되어 있다.

3중 층의 최외각 층(16, 16')을 위해 사용된 폴리머는, 광전지 패널의 상부 및 하부 지지부를 형성하는 물질에 대해 우수한 접착 특성을 가져야 한다, 다시 말해, ASTM C961-06 과정을 따라 측정된, lOOKPa 이상의 전단력 저항만큼의 패널의 지지부에 접착력을 가져야 한다.

상이한 물질의 랩 전단력(lap shear force)(종종 랩 전단 강도(lap shear strength)로도 불림)에 대한 정보는 당업자에 쉽게 접근가능하고 복수의 소스에 의해 쉽게 검색될 수 있다, 예를 들어, 2006년에 Solar energy Materials & solar Cells, 페이지 2739-2775에서 공개된, Jorgensen et al에 의한 "Moisture transport, adhesion and corrosion protection of PV module packaging materials", 또는 Springer New York에 의해 편집된 2007 판의 "Physical Properties of Polymers Handbook"을 참조할 수 있고; 더구나 광전지 요소의 생산 과전에서 사용되어야 하는 물질의 랩 전단력에 대한 정보는 물질 공급자에 의해 종종 특정되기도 한다.

투명 지지부의 제조를 위한 전형적인 물질은, 유리 물질이 있지만, 패널의 다른 지지부는 여러 물질로 만들어질 수 있다, 이 중 가장 일반적인 것들에, 유리 물ㅈ리이 있다; 이 지지부가 또한 가요적 특성을 가져야 한다면, 알루미늄 처리된 폴리머 호일이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리머 호일을 위해, 폴리비닐 플루오라이드는 사용될 수 있다, 이 중에 Tedlar^®의 사용은 바람직하다, 둘 모두, 폴리머 호일 또는 알루미늄화된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 다른 요소와의 조합으로 사용된다.

도 1b는 열밀봉 공정 후의 광전지 패널(10)을 보여준다. 이 경우에, 3중 층의 구성 요소들, 즉 최외각 폴리머 층(16, 16')과 3중 층의 중심에 배열된 복합 게터 시스템(15)은 연화되고 용융되어 복합(17)을 제공한다, 이의 내부는 H₂O 수착제가 분배되어 있다.

연화 및 용융 공정 후에 형성된 상기 신규한 복합 게터 시스템(17)은, 접착 특성이 3중 층의 외각 층들에 의해 실질적으로 측정되는, 광전지 패널의 지지부에 대한 우수한 접착력을 보여주지만, 수착 물질의 확산은 패널 내 H₂O의 진입에 대항한 배리어 활동의 형성을 보장한다.

패널의 열밀봉은 100℃ 내지 170℃의 온도에서의 가열에 의해 발생된다. 광전지 패널의 제조 공정은, 또한 열밀봉의 과정을 예상한다, 여기서, 두 가지 주된 타입의 공정이 사용되는데, 하나는 진공 라미네이터의 사용이고, 다른 하나는 오토클레이브의 사용을 예상한다. 두 경우에서, 열밀봉은 일반적으로 100℃ 내지 170℃에서 수행된다. 이 방법은 캡슐화 폴리머의 연화 또는 용융을 제공한다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 이 실시의 결과로서, 3중 층의 층들의 연화, 용융 및 상호 확산(reciprocal interdiffusion)에 의해 얻어진 복합 게터(17)의 두께는, 가열 및 상부 지지부의 무게의 결합된 작용의 결과로서, 폴리머 3중 층의 출발 두께보다 더 작다. 추가로, 복합 게터(17)는 패널(10)의 안쪽 및 바깥쪽으로 약간 돌출된다, 이 경우에 패널로부터 유출되는 물질의 양은 제거된다. 이 결과는 두 개의 상이한 타입의 열밀봉 공정 둘 모두에서 발생될 수 있다.

사용된 폴리머를 위해 요구된 특성의 관점에서, 170℃ 미만의 연화 또는 용융 온도를 가져야 한다; 바람직하게는 이 온도는 150℃ 이하이다; 이들은 H₂O에 대한 낮은 MVTR, 바람직하게는 25℃ 및 100% 상대 습도에서 1Ogm^-2d^-1mm 미만의 MVTR을 추가로 가져야한다. 본 발명을 실시하기에 유용한 폴리머는 예를 들어, 에틸비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중간 밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에테르 블록 아미드(PEBA), 이오노머 수지 예컨데 Surlyn™(DuPont에 의해 상업화됨), 에틸렌-아크릴산 공중합체 예를 들어 Lucalen®(Basell에 의해 상업화됨), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐부티랄 (PVB) 및 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 예컨데 Saran™(DOW Chemicals에 의해 상업화됨), 에틸렌 -프로필렌 러버(EPR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 러버(EPDM) 및 부틸 러버이다.

H₂O 전달, 또한 연화 또는 용융 온도와 같은 것은, 폴리머 타입에 직접(univocally) 연결되지 않지만, 여러 파라미터의 함수이다, 이들 중에 조성은 가장 관련 있는 것들 중 하나이다; 따라서 이의 H₂O 전달 및 연화 또는 용융 온도를 제외하고 이에 속하는 분류에 기초하여 폴리머를 선택하지 않는 것이 중요하다, 이 정보는 당업자에 쉽게 이용될 수 있다. 예를 들어, EVA의 전달 특성의 관점에서, 이 정보는 Mat. Res. Innovation, Vol. 6, pp. 79-88에서 2002년에 공개된 Marais et al.에 의한 "Permeation and Sorption of Water and Gases through EVA Copolymers Films"에서 얻을 수 있다.

3중 층의 외각 층에 사용된 폴리머의 특성에 대해서, 이들은 광전지 패널의 지지부에 대한 우수한 접착 특성을 추가로 가져야 한다, 이 특성은 100KPa 이상의 ASTM C961-06 과정에 따라 측정된 전단력 저항에 의해 정량될 수 있다. 임의의 경우에, 랩 전단 저항을 평가하기 위해 채용된 특이적으로 기술된 방법에 독립적으로, 외각 폴리머 층의 우수한 접착 특성이, ASTM C961-06에 의해 특정된 것 또는 광전지 모듈의 열밀봉 공정으로부터 얻어지는 것과 같은, 열 공정에 의해 조장되거나 높아져야 함이 의도되어야 한다.

이 폴리머들의 접착 특성은, 예를 들어 말레산 무수 그래프팅에 의해 작용화된 실란 또는 폴리올레핀과 같은 적합한 첨가제를 첨가함에 의해 개선될 수 있다.

바람직한 구체예에서, 3중 층은, 3중 층의 외각 폴리머 층이 100KPa 이상의 랩 전단 저항에 도달되도록 이의 접착 특성을 개선하기 위해 실란이 첨가되는 것만 유일하게 다르게, 동일한 타입의 폴리머로 이뤄진다. 훨씬 더욱 바람직한 구체예에서, 이 공통된 폴리머 물질은 광전지 요소를 캡슐화하기 위해 사용된 폴리머 물질과 동일하다; 후자의 경우에, EVA의 사용은 매우 이로운 결과를 제공한다.

광전지 패널의 상기 언급된 지지부는 유리로 만들어질 수 있거나, 가요성 패널을 얻는 것이 바람직한 경우에, 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE)와 같은 플라스틱으로 만들어질 수 있다.

초기 3중 층을 형성하는 폴리머 물질이 서로 상이한 경우에, 복합 게터 시스템의 폴리머 물질이, 이의 연화 또는 용융 온도에서, 3중 층의 외각 층을 형성하는 폴리머 물질과 혼성가능한 것이 중요하다.

H₂O 수착을 위한 물질에 관해서, 지올라이트, 실리카 젤, 알루미나 및 알칼리 토금속 옥사이드가 사용될 수 있다.

3중 층의 중심부를 형성하는 H₂O 수착을 위한 복합 게터 시스템은, 10 내지 60 중량%, 바람직하게 30 내지 45 중량%으로 구성된 H₂O 수착 물질의 중량%를 가진다. 효과적인 배리어를 가지도록, H₂O 수착 물질의 양이 10중량% 이상이어야 함이 중요하다. 열밀봉 공정 중 3중 층의 외각 폴리머 층에서의 확산에 의한 상기 정량은 광전지 셀로의 H₂O의 진입에 대항하는 배리어 작용을 만들며, 이로써, 출발 3중 층의 연화 및 용융 후에 얻어진 복합 게터 시스템(17)의 수착 물질의 중간(medium) 농도는, 상기 제시된 하한의 결과인, 출발 복합 게터 시스템의 농도에 대해 반드시 낮음을 기억하는 것이 중요하다.

본 발명자는, 본 발명의 조건 하에서 작용할 때, 수착 물질이 광전지 패널의 지지부 근처에서 확산하여, 두 지지부 사이의 계면이 가져야 하는 접착 특성을 해하지 않으면서, 장치 내 H₂O의 진입에 대항하는 배리어 작용을 만듬을 확인하였다.

제 2 측면에서, 본 발명은 광전지 패널을 제조하기 위한 폴리머 3중 층으로 구성되며, 상기 최외각 층은 게터 물질이 실질적으로 없지만, 내부 층은 습기 게터 물질의 분산물을 내부에 가지는 폴리머로 구성된 복합 게터 시스템임을 특징으로 한다.

더구나, 최외각 층은 100kPa 이상의 전단력 저항의, 우수한 접착 특성을 가진다.

실시예 1

접착 증진제로서 작용하는 실란의 족에 속하는 첨가제를 포함하는 EVA의 0.6m 두께의 두 개의 외부 층을 사용하여 3중 층을 제조하였다. 내부 층의 두께는 1.4mm이고, 40중량% 만큼 칼슘 옥사이드 파우더가 채워진 EVA로 구성된다. 광전지 패널의 구조를 모사하는 두 유리 지지부 사이의 계면으로서, 종전 3중 층을 사용하였다. 이 방식으로 얻은 샘플에, 약한 압축 및 광전지 패널의 열밀봉과 유사한 30분 동안 150℃에서 열 공정을 가하였다. 상기 기재된 바와 같이 수행된 열밀봉 후의 이 샘플을 위한 전단력 저항은 5200KPa이었다.

도 2는 열밀봉의 열처리를 받은 후의 하부 지지부(12)와 3중 층 사이의 접촉 영역의 사진이다, 상기 열밀봉은 이 층들의 연화 및 용융을 일으켰다, 이 사진은 수착 물질이 없는 부분(14)과 상기 수착 물질을 함유하는 부분(17)을 보여준다.

사진 복제물을 보여주며 실사를 포함하지 않는데, 그 이유는 후자의 인쇄 질과 연결된 가독성 문제 때문이다.

실시예 2

스캐닝 전자 현미경(SEM Leica Stereoscan 420)에 연결된 에너지 분산성 X-레이 마이크로-분석기(Oxford Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy)에 의해, 실시예 1에 기재된 것과 유사한 방식으로 제조된 샘플을 분석하여, 분석을 받는 샘플의 화학 조성의 양적 및 질적 평가를 얻었다. 중심 섹션, 상부 지지부 및 하부 지지부에 따라 수득된 스펙트럼을 각각 도 3a, 3b 및 3c에 도시하였다.

실시예 3

중심 층으로서 35중량%이 칼슘 옥사이드 파우더로 로딩된 MDPE를 사용한 것을 제외하고 샘플 1과 유사한 방식으로 3중 층을 제조하였다. 중심 층의 두께는 0.75mm이다. 또한,이 3중 층을, 광전지 패널의 구조를 모사하는 두 유리 지지부 사이의 계면으로서 사용하였다. 이 방식으로 수득된 샘플에 약한 압축 및 광전지 패널에서의 열밀봉과 유사한, 30분 동안 150℃에서의 열 처리를 받았다.

상기 기재된 바와 같이 수행된 열밀봉 후의 이 샘플의 전단력 저항은 4300KPa이다.

실시예 4(비교)

실시예 3의 중심 층과 유사한 방식으로 2mm 모노 층을 제조하였다. 이 샘플의 더 큰 두께는 실시예 3의 3중 층과의 직접 비교를 가능하게 한다. 광전지 패널의 구조를 모사하는, 두 유리 지지부 사이의 계면으로서 이 모노층을 사용하였다. 이 방식으로 얻어진 샘플에 약한 압축 및 광전지 패널의 열밀봉과 유사한, 30분 동안 150℃에서의 열처리를 가했다.

이 경우에, 이 샘플은 접착 특성을 전혀 보여주지 못했고, 두 유리는 쉽게 분리되었다.

도 2는 본 발명의 조건 하에서의 작업은 수착 물질이 유리 지지부에 따라 확산됨을 보여준다, 즉, 수착 물질의 농도가 매우 불균일(3중층의 중심 영역에만 존재)한 초기 상태로부터 출발하여, 유리 표면에 따라 수착 물질이 확산되는 상황에 도달되어, 이로써 이 시스템의 H₂O의 진입을 위한 우선적 영역을 제거한다. 이 용액의 효능은 실제로 도 2로부터 추론될 수 있다, 여기서 어떻게 H₂O 수착제의 입자(17에서) 유리 지지부와 접촉하여 도달되어 H₂O의 진입을 위한 우선적 경로를 제거할 수 있는지 볼 수 있다.

도 3a, 3b, 3c는, 또한, 칼슘 피크에 의해 표현된, 지지부에 따른, 수착제의 많은 양을 보여준다, 이는, 본 발명의 방법이, 중심부에 배열된 복합 게터 층의 존자에 의해 특징되는 출발 폴리머 3중 층의 연화 및 용융으로부터 이의 전체 두께에 따라 우수한 특성을 가진 복합 게터를 얻을 수 있다는 사실을 확인해 준다.

Claims (17)

1. 두 개의 지지부(12, 13)에 의해 가둬진(confined) 하나 또는 그 초과의 광전지 요소(11)를 포함하는 광전지 패널(10)을 제조하는 방법으로서, 상기 지지부가 열밀봉 공정을 받기 전에, 세 개의 겹쳐진 폴리머 층에 의해 가장자리 부근에서 함께 결합되며, 여기서 상기 두 개의 최외각 층(16, 16')은 게터 물질(getter material)이 실질적으로 없는 폴리머 물질로 구성되지만, 중앙 층(15)은 H₂O 수착을 위해 복합 게터 시스템으로 구성되는, 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 두 개의 최외각 층에 존재하는 게터 물질의 양은 1중량% 미만임을 특징으로 하는, 방법.
3. 제 1항에 있어서, 열밀봉 처리가 100℃ 내지 170℃의 온도에서 발생됨을 특징으로 하는, 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 열밀봉이 오토클레이브에서 수행됨을 특징으로 하는, 방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 열밀봉이 진공 라미네이터(laminator)에서 수행됨을 특징으로 하는, 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 폴리머 층이 25℃ 및 60% RH에서 10gm^-2d^-1mm 미만의 H₂O 투과율을 가짐을 특징으로 하는, 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 폴리머 층이 170℃ 미만의 연화 또는 용융 온도를 가짐을 특징으로 하는, 방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 최외각 폴리머 층의 물질이 100KPa 이상의 전단력 저항(shear force resistance)을 가짐을 특징으로 하는, 방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 폴리머 물질이 에틸비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중가밀도폴리에틸렌(MDPE) 및 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 폴리에테르 블록 아미드(PEBA), 이오노머 수지, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐부티랄(PVB) 및 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 에틸렌-프로필렌 러버(EPR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 러버(EPDM) 및 부틸 러버 중에서 선택됨을 특징으로 하는, 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 세 개의 층이 동일한 폴리머 물질로 만들어짐을 특징으로 하는, 방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 폴리머 물질이 에틸 비닐 아세테이트임을 특징으로 하는, 방법.
12. 제 1항에 있어서, 상기 복합 게터 시스템이 지올라이트, 실리카 젤, 알루미나 및 알칼리 토금속 산화물을 포함함을 특징으로 하는, 방법.
13. 제 1항에 있어서, 상기 복합 게터 시스템 내의 H₂O 수착제의 중량%가 10 내지 60중량%임을 특징으로 하는, 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 수착제의 중량%가 30 내지 45중량%임을 특징으로 하는 방법.
15. 광전지 패널의 제조를 위한 폴리머 3중 층으로서, 두 개의 최외각 층이 게터 물질이 실질적으로 없는 폴리머 물질로 구성되지만, 중앙 층이 H₂O 수착을 위해 복합 게터 시스템으로 구성되는, 폴리머 3중 층.
16. 제 15항에 있어서, 상기 최외각 폴리머 층이 100KPa 이상의 전단력 저항을 가짐을 특징으로 하는, 폴리머 3중 층.
17. 제 15항에 있어서, 상기 최외각 폴리머 층이 부틸 러버로 만들어지고 상기 중앙 층이 에틸렌프로필렌 러버으로 만들어짐을 특징으로 하는, 폴리머 3중 층.

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