KR20110084218A - 솔라 패널 컴포넌트를 위한 열 전도성 재료 - Google Patents

솔라 패널 컴포넌트를 위한 열 전도성 재료 Download PDF

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KR20110084218A
KR20110084218A KR1020117010356A KR20117010356A KR20110084218A KR 20110084218 A KR20110084218 A KR 20110084218A KR 1020117010356 A KR1020117010356 A KR 1020117010356A KR 20117010356 A KR20117010356 A KR 20117010356A KR 20110084218 A KR20110084218 A KR 20110084218A
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KR
South Korea
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encapsulant
cie
sheet
solar
back sheet
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KR1020117010356A
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지용 샤
존 에이치 볼게무트
다니엘 더블유 커닝햄
Original Assignee
비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 종래의 솔라 패널들보다 더 높은 열 전도율을 갖는 재료들을 사용함으로써, 더 큰 전력 출력 및/또는 증가된 효율을 위한 개선된 인캡슐런트들 및 배면 시트들을 갖는 솔라 패널들에 관한 것이다. 특정 실시형태들에 따르면, 개선된 재료들은, 충분한 유전 특성들을 유지하면서 충전제들을 포함한다. 특정 다른 실시형태들에 따르면, 본 발명은, 솔라 셀들과 개선된 배면 시트 사이에 개선된 인캡슐런트를 갖는 솔라 패널을 포함한다. 또한, 본 발명은, 개선된 재료들을 포함하는 솔라 패널을 제조하는 방법을 포함한다. 또한, 본 발명은, 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 또는 적외선 차단재를 갖는 충전제 재료들을 포함하는 배면 시트들 및 인캡슐런트들에 관련된 방법들 및 솔라 모듈들을 포함한다.

Description

솔라 패널 컴포넌트를 위한 열 전도성 재료{THERMALLY CONDUCTING MATERIALS FOR SOLAR PANEL COMPONENTS}
본원은 2008년 12월 3일자로 출원된 미국 정식 출원 제 12/327,246 호 및 2008년 4월 14일자로 출원된 미국 가출원 제 61/044,618 호의 일부 계속이고 그 이익을 주장하며, 이들 출원들 양자는 전체적으로 참조에 의해 본원에 명백히 포함된다.
본 발명은, 에너지부에 의해 수여된 네쇼널 리뉴어블 에너지 연구실 (National Renewable Energy Laboratory) 과의 주 계약 하의 협력 협정 번호 DE-FC36-07G017049 하의 U.S 정부 지원으로 이루어졌다.
배경
본 발명의 분야
본 발명은 개선된 효율, 더 큰 전력 출력, 및/또는 감소된 동작 온도들을 위한 솔라 패널들 및 솔라 모듈들에서의 더 높은 열 전도성 재료들의 사용에 관한 것이다.
관련 기술의 논의
통상적으로, 종래의 광전지 컬렉터 (photovoltaic collector) 들 또는 솔라 디바이스들은 유리 기판과 배후의 전기 절연성 재료 사이에 배치된 복수의 솔라 셀들을 포함한다. 인캡슐런트 (encapsulant) 는 유리 기판, 솔라 셀들, 및 배후의 전기 절연성 재료를 함께 바인딩 (binding) 하기 위해 사용된다. 종래의 솔라 디바이스들은 적층을 위해 비충전된 인캡슐런트들을 이용한다.
일반적으로, 솔라 디바이스들은 동작 온도의 각각의 부가적인 섭씨 1 도의 증가에 대해 전력의 약 0.4 퍼센트 내지 약 0.5 퍼센트를 잃는다. 통상적으로, 솔라 디바이스들은 완전한 직사 태양광에 배치되며, 따라서, 태양열 복사의 변환 및 흡수의 비효율성들로 인해, 솔라 디바이스들의 주변들 위의 온도들에서 동작한다. 바람직하지 않게, 솔라 디바이스의 이들 증가된 동작 온도들은 전기 전력 출력을 상당히 감소시킬 수 있다.
배면 또는 저면 재료들에 걸친 열 및/또는 온도의 전도 및/또는 소산을 통해 솔라 디바이스의 동작 온도를 저하시킴으로써, 더 큰 전력 출력 및/또는 더 높은 효율로 동작하는 솔라 디바이스들에 대한 필요성 및 요구가 존재한다.
개요
본 발명의 일 양태는, 솔라 패널들 및 솔라 모듈들에서의 더 높은 열 전도성 재료들 및/또는 패키징을 사용하여, 배면 또는 저면 재료들 및/또는 층들에 걸쳐 및/또는 통해 주변들로 열을 전달함으로써, 더 큰 전력 출력, 개선된 효율, 및/또는 감소된 동작 온도들을 얻기 위한 것이다. 신뢰성 있는 동작을 위한 충분한 유전 특성들을 유지하면서, 종래의 재료들보다 더 높은 열 전도율들을 갖는 솔라 패널들에서 사용되는 인캡슐런트들 및/또는 배면 시트들에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들은, 인캡슐런트 폴리머 재료 및 인캡슐런트 충전제 재료를 포함하는 광전지 또는 반도체 인캡슐런트로 적어도 부분적으로 달성되며, 인캡슐런트는, 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수, 및 켈빈 당 미터 당 약 적어도 0.26 와트의 열 전도율을 갖는다.
또한, 본 발명은 배면 시트 폴리머 재료 및 배면 시트 충전제 재료를 갖는 광전지 또는 반도체 배면 시트를 포함하며, 배면 시트는, 순수 (neat) 형태의 배면 시트 폴리머 재료보다 더 높은 열 전도율, 및 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수를 갖는다.
본 발명은, 적어도 하나의 광전지 셀의 전면에 대하여 배치된 전면층을 갖는 적어도 하나의 광전지 셀 및 전면층을 갖는 솔라 패널을 더 포함하며, 인캡슐런트는, 적어도 하나의 광전지 셀의 배면의 적어도 일부에 접촉하고, 적어도 하나의 광전지 셀과 배면 시트 사이에 적어도 부분적으로 배치된다. 인캡슐런트는 제 1 폴리머 재료 및 제 1 열 전도성 충전제 재료를 포함하여, 인캡슐런트가, 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수, 및 켈빈 당 미터 당 약 적어도 0.26 와트의 열 전도율을 갖도록 한다.
본 발명은 솔라 패널을 제조하기 위한 프로세스를 더 포함하며, 그 프로세스는, 전면층을 제공하는 단계, 전면층의 적어도 일부 위에 인캡슐런트의 제 1 시트를 배치하는 단계, 인캡슐런트 재료의 제 1 시트 위에 적어도 하나의 광전지 셀을 배치하는 단계, 적어도 하나의 광전지 셀 위에 인캡슐런트 재료의 제 2 시트를 배치하는 단계를 포함한다. 인캡슐런트 재료의 제 2 시트는 제 1 폴리머 재료 및 제 1 충전제 재료를 포함하며, 인캡슐런트 재료의 제 2 시트는, 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수, 및 켈빈 당 미터 당 약 적어도 0.26 와트의 열 전도율을 갖는다.
또한, 방법은 인캡슐런트 재료의 제 2 시트 위에 배면 시트를 배치하는 단계를 포함한다. 배면 시트는 제 2 폴리머 재료 및 제 2 충전제 재료를 포함하며, 배면 시트는, 순수 형태의 제 2 폴리머 재료보다 더 높은 열 전도율, 및 약 적어도 2.0 의 유전 상수를 갖는다. 또한, 방법은, 제 1 시트 및/또는 제 2 시트의 충분한 가교를 위한 충분한 온도 및 충분한 시간 동안 솔라 패널을 적층하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 광전지 또는 반도체 인캡슐런트를 포함한다. 인캡슐런트는 폴리머 재료, 및 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 (infrared extinguisher) 등을 갖는 충전제 재료를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 광전지 또는 반도체 배면 시트를 포함한다. 배면 시트는 폴리머 재료, 및 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 갖는 충전제 재료를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 광을 전기로 변환하기 위한 솔라 모듈을 포함한다. 모듈은, 투명한 전면 시트, 투명한 전면 시트 아래에 배치된 하나 이상의 광전지 셀들, 하나 이상의 광전지 셀들 아래에 배치된 배면 시트, 및 하나 이상의 광전지 셀들의 배면의 적어도 일부와 배면 시트 사이에 배치된 인캡슐런트를 포함한다. 배면 시트 및/또는 인캡슐런트의 하나 또는 양자 모두는 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 솔라 모듈을 제조하기 위한 프로세스를 포함한다. 프로세스는, 투명한 전면 시트를 제공하는 단계, 및 투명한 전면 시트의 적어도 일부 위에 인캡슐런트 재료의 제 1 시트를 배치하는 단계를 포함한다. 프로세스는, 인캡슐런트 재료의 제 1 시트 위에 하나 이상의 광전지 셀들을 배치하는 단계, 및 하나 이상의 광전지 셀들 위에 인캡슐런트 재료의 제 2 시트를 배치하는 단계를 포함하며, 인캡슐런트 재료의 제 2 시트는 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 갖는다. 본 발명은 인캡슐런트 재료의 제 2 시트 위에 배면 시트를 배치하는 단계를 포함한다. 배면 시트는 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 포함한다. 프로세스는 솔라 모듈을 적층하여, 인캡슐런트의 제 2 시트 또는 인캡슐런트 재료의 제 1 세트의 적어도 일부를 융합 (fuse) 한다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 상기 및 다른 특징들 및 양태들은 도면들을 고려하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더 이해된다.
도 1은 일 실시형태에 따른 솔라 패널의 단면 분해 개략도이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 열 전도율의 그래프이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 가스 투과율 (permeability) 의 그래프이다.
도 4는 일 실시형태에 따른 충전된 인캡슐런트를 갖는 패널과 레퍼런스 패널 사이의 온도 차이들의 그래프이다.
도 5는 일 실시형태에 따른 충전된 인캡슐런트를 갖는 패널과 레퍼런스 패널 사이의 온도 차이들의 그래프이다.
도 6은 일 실시형태에 따른 충전된 인캡슐런트를 갖는 패널과 레퍼런스 패널 사이의 온도 차이들 및 전력 차이들의 그래프이다.
도 7은 일 실시형태에 따른 충전된 인캡슐런트를 갖는 패널과 레퍼런스 패널 사이의 온도 차이들 및 전력 차이들의 그래프이다.
도 8은 좁은 입자 크기 분포의 그래프이다.
도 9는 일 실시형태에 따른 향상된 입자 크기 분포의 그래프이다.
도 10은 균일한 입자 크기 분포에서의 입자 패킹을 개략적으로 도시한다.
도 11은 일 실시형태에 따른 향상된 입자 크기 분포에서의 입자 패킹을 개략적으로 도시한다.
상세한 설명
본 명세서에서 사용되는 "인캡슐런트" 라는 용어는, 한정되지 않으면서 넓게, 반도체, 솔라 패널, 솔라 모듈, 솔라 어레이, 및/또는 임의의 다른 적합한 어셈블리의 컴포넌트들의 적어도 일부를 적층, 부착, 인접, 접착, 밀봉, 코킹 (caulking), 및/또는 접합하는데 유용한 화합물들 또는 재료들을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "배면 시트 (back sheet)" 라는 용어는, 한정되지 않으면서 넓게, 반도체, 솔라 패널, 솔라 모듈, 솔라 어레이, 및/또는 임의의 다른 적합한 어셈블리의 태양을 향하는 측의 반대측 상의 층 또는 커버의 적어도 일부에 대해 유용한 화합물들 또는 재료들을 포함한다. 바람직하게, 배면 시트는, 예컨대, 단락 (short circuiting) 을 방지하고/하거나 디바이스의 신뢰성 있는 동작을 허용하도록 유전체 특성들을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "열 전도율" 이라는 용어는, 한정되지 않으면서 넓게, 열 또는 열 에너지를 전도하고/하거나 전달하기 위한 재료 특성을 포함한다. 통상적으로, 열 전도율은, 켈빈 당 미터 당 와트의 단위들을 갖거나 또는 종종 미터-켈빈 당 와트 또는 w/m*K 로 지칭된다. 특정 실시형태들에 따르면, 섭씨 30 도에서의 켈빈 당 미터 당 0.1 와트에서 켈빈 당 미터 당 60 와트까지의 범위의 열 전도율은 ASTM E1530-04 "Standard Test Method for Evaluating the Resistance to Thermal Transmission of Materials by the Guarded Heat Flow Meter Technique" 에 따라 측정된다. 다른 실시형태들에 따르면, 열 전도율은 실내 온도, 주위 온도, 솔라 패널 동작 온도, 약 섭씨 23 도, 및/또는 임의의 다른 적합한 온도에서 측정된다. 재료들의 열 전도율은 열 에너지를 전달하거나 또는 소산시키기 위한 재료의 능력에 직접적으로 영향을 미치며, 예컨대, 열 전도율의 증가는 열 전달의 증가를 생성한다.
본 명세서에서 사용되는 "유전 상수" 또는 종종 "정적 상대 유전율 (relative static permittivity)", "상대 유전 상수 (relative dielectric constant)", 및/또는 "정적 상대 유전 상수 (static dielectric constant)" 라 지칭되는 용어는, 한정되지 않으면서 넓게, 플럭스의 정전기선들을 집중시키기 위한 소정의 조건 하의 재료 특성을 포함한다. 유전 상수는 무차원수 또는 단위가 없는 수이다. 특정 실시형태들에 따르면, 유전 상수는 ASTM D150-98 "Standard Test Methods for AC Loss Characteristics and Permittivity (Dielectric Constant) of Solid Electrical Insulation" 에서 설명된 방법에 따라 측정된다.
본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 용어 "D50" 입자 크기는 중간 직경 (median diameter) 을 포함하며, 여기서, 부피의 50 퍼센트가 언급된 D50 보다 더 큰 입자들로 구성되고, 부피의 50 퍼센트가 언급된 D50 값보다 더 작은 입자들로 구성된다.
본 명세서에서 사용되는 "열 확산율 (thermal diffusivity)" 또는 종종 "α" 라 지칭되는 용어는 초당 제곱 미터로 측정되고, 다음의 식으로 계산된다.
Figure pct00001
상술된 바와 같이, "K" 라는 용어는 켈빈 당 미터 당 와트로 열 전도율을 지칭한다. "Cρ" 라는 용어는 켈빈 당 킬로그램 당 줄로 측정되는 비열 (specific heat) 을 지칭하며, "ρ" 라는 용어는 세제곱 센티미터 당 그램으로 측정되는 밀도를 지칭한다. 열 확산율은 임의의 적합한 값을 포함할 수도 있으며, 넓게, 열을 저장하는 것에 대한 열을 전도하기 위한 재료의 능력을 포함한다. 물리적으로, 예컨대, 더 높은 열 확산율을 갖는 재료는, 그 재료가 열을 저장하는 것보다 열을 전도하는 더 큰 능력들을 갖는 것을 나타낸다. 일 실시형태에 따르면, 적합한 열 확산율은, 약 1.0×10- 4 에서 약 1.0×10-7 초당 제곱 미터까지의 범위를 갖고, 바람직하게 약 1.0×10-5 내지 약 1.0×10-6 초당 제곱 미터의 범위를 가지며, 더 바람직하게 적어도 약 1.3×10-7 초당 제곱 미터의 범위를 갖는다.
도 1의 단면 분해도에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 일 실시형태에 따르면, 솔라 패널 (10) 은 전면층 (12) 과 배면 시트 (20) 사이에 배치된 하나 이상의 광전지 셀들 (16) 을 포함한다. 바람직하게, 배면 시트 (20) 는 종래의 솔라 디바이스에 대하여 증가된 열 전도율을 포함한다. 바람직하게, 제 1 인캡슐런트 시트 (14) 는 양호한 광학 특성들을 포함하고, 전면층 (12) 에 대하여 광전지 셀들 (16) 의 전면을 적층한다. 바람직하게, 제 2 인캡슐런트 시트 (18) 는 증가된 열 전도율을 포함하고, 배면 시트 (20) 에 대하여 광전지 셀들 (16) 의 배면을 적층한다.
도 1의 엘리먼트들은 반드시 스케일에 맞춰 도시되지는 않았고, 본 발명의 실시형태들에 한정되지 않는다. 바람직하게, 어셈블링된 솔라 패널들은 컴포넌트들 사이 및/또는 중에서 적층된 긴밀한 (intimate) 열 및/또는 물리적인 접촉을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 폴리머 재료 및 충전제 재료를 포함하는 광전지 또는 반도체 인캡슐런트를 포함하며, 그 인캡슐런트는, 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수 및 켈빈 당 미터 당 약 적어도 0.26 와트의 열 전도율 을 갖는다.
폴리머 재료는, 넓게, 통상적으로, 그러나 필수는 아니게, 하나 이상의 반복 단위들을 포함하는 비교적 높은 분자량 화합물의 임의의 적합한 천연, 합성, 및/또는 조합을 포함한다. 폴리머 재료들의 타입들은 다음의 것 및 다음의 것의 조합들을 포함한다.
(1) 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 및 프로필렌 코폴리머, 폴리에틸렌 이오노머, 에틸렌 및 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머, 가교된 폴리에틸렌 등과 같은 폴리올레핀들;
(2) 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등과 같은 폴리에스테르들;
(3) 나일론 등과 같은 폴리아미드들;
(4) 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메틸 아클릴레이트 등과 같은 아크릴레이트들;
(5) 열가소성 폴리우레탄, 폴리부타디엔, 실리콘, 폴리이소프렌, 천연 고무 등과 같은 엘라스토머들;
(6) 플루오르화 폴리비닐리덴, 플루오르화 폴리비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌 등과 같은 플루오로폴리머들;
(7) 폴리악틱산, 폴리히드록시부티레이트, 폴리히드록시알카노에이트 등과 같은 생분해성 (biodegrdable) 폴리머들;
(8) 염화 폴리비닐, 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌 등과 같은 비닐 폴리머들; 및
(9) 기타 열가소성 수지, 열경화성 수지, 플라스토머, 및/또는 임의의 다른 적합한 사슬형 분자와 같은 그외의 것들.
본 명세서에서 사용되는 조합들은, 넓게, 본 개시로부터의 임의의 적합한 양의 하나 이상의 다른 폴리머들의 각각과 조합된 본 개시로부터 선택된 임의의 적합한 양의 임의의 폴리머를 지칭한다. 바람직하게, 폴리머 재료는 적합한 열 및/또는 유전 특성들을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는 또한, 비충전된 및/또는 순수 (neat) 인캡슐런트보다 더 낮은 열 용량을 포함한다. 예컨대, 열 용량은 물질의 온도를 상승시키는데 요구되는 열 에너지의 양을 포함하고, 켈빈 온도 당 줄로서 측정될 수도 있다. 특정 실시형태들에 따르면, 열 용량은 ASTM E1269-05 "Standard Test Method for Determining Specific Heat Capacity by Differential Scanning Calorimetry" 에 의해 측정된다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트의 폴리머 재료는, 예컨대, 약 4 중량 퍼센트 내지 약 90 중량 퍼센트 비닐 아세테이트, 바람직하게 약 20 중량 퍼센트 내지 약 60 중량 퍼센트 비닐 아세테이트, 및 더 바람직하게 약 33 중량 퍼센트 비닐 아세테이트와 같은 임의의 적합한 비율의 비닐 아세테이트 및 에틸렌의 코폴리머를 포함한다. 에틸렌 비닐 아세테이트는, 예컨대, 10 분 당 약 5 내지 40 그램, 바람직하게 10 분 당 약 10 내지 약 20 그램, 및 더 바람직하게 10 분 당 약 15 그램의 용융 흐름 지수 (melt flow index) 와 같은 임의의 적합한 분자량 및/또는 점도 (viscosity) 를 포함할 수도 있다. 순수 또는 순 에틸렌 비닐 아세테이트는, 25 ℃ 에서 측정된, 그램 켈빈 당 약 2.27 줄의 열 용량 및 켈빈 당 미터 당 약 0.20 와트의 열 전도율을 포함한다. 솔라 셀들에서 사용되는 실리콘은 켈빈 당 미터 당 약 153 와트의 열 전도율 및 그램 켈빈 당 약 0.71 줄의 열 용량을 포함한다.
충전제 재료는, 넓게, 폴리머 재료와 적어도 부분적으로 상이한 물질의 임의의 적합한 천연, 합성, 및/또는 조합을 포함한다. 예컨대, 충전제 재료들은 미네랄들, 섬유들, 금속 화합물들, 및/또는 임의의 다른 적합한 아이템들을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트의 충전제 재료는, 예컨대, 직조 유리 섬유, 부직조 유리 섬유, 유리 매팅 (glass matting), 유리 스크림 (glass scrim), 벌크 유리 섬유, 스테이플 (staple) 유리 섬유, 및/또는 임의의 다른 적합한 규소계 재료와 같은 유리 섬유를 포함한다. 유리 섬유들은, 예컨대, 약 1 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터, 바람직하게 약 5 마이크로미터 내지 약 20 마이크로미터, 및 더 바람직하게 약 6.5 마이크로미터와 같은 임의의 적합한 직경을 포함할 수도 있다.
다른 실시형태에 따르면, 인캡슐런트의 충전제 재료는, 예컨대, 탄산 칼슘 (켈빈 당 미터 당 3.59 와트의 열 전도율), 칼슘 실리케이트, 활석, 중정석, 황산 바륨 (켈빈 당 미터 당 1.31 와트의 열 전도율), 클레이, 금속 화합물, 반금속 화합물, 루타일 티타늄 옥사이드 (켈빈 당 미터 당 5.12 와트의 열 전도율), 아나타제 티타늄 옥사이드, 마그네타이트 (켈빈 당 미터 당 5.1 와트의 열 전도율), 알루미나 (켈빈 당 미터 당 30 와트의 열 전도율), 이산화 규소 (켈빈 당 미터 당 7.6 와트의 열 전도율), 질화 알루미늄 (켈빈 당 미터 당 100 와트의 열 전도율), 규회석 (wollastonite) (켈빈 당 미터 당 2.5 와트의 열 전도율), 및/또는 탄화 규소 (켈빈 당 미터 당 120 와트의 열 전도율) 를 포함한다. 바람직하게는, 충전제 재료들은 부가적인 구조 무결성을 제공하고/하거나 솔라 패널의 제조를 보조한다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 일 실시형태에 따르면, 충전제 재료 (규회석 및 탄화 규소) 함유량의 효과는 에틸렌 비닐 아세테이트의 열 전도율을 증가시킨다. 예컨대, 5 부피 퍼센트의 규회석 및 탄화 규소의 첨가는 복합 에틸렌 비닐 아세테이트의 열 전도율을 각각 18 퍼센트 및 23 퍼센트만큼 개선한다. 부피으로 10 퍼센트 규회석 및 탄화 규소의 부가는 복합 에틸렌 비닐 아세테이트의 열 전도율을 각각 42 퍼센트 및 57 퍼센트만큼 개선한다. 상술된 바와 같이, 열 전도율의 이들 증가들은 배면 및/또는 저면을 통해 솔라 패널로부터 열의 소산을 허용하고, 따라서, 솔라 패널의 전력 출력 및/또는 효율을 증가시킨다. 예컨대, 도 2에서 도시된 바와 같이, 충전제 재료의 더 높은 레벨들에서, 10 배 및 놀랍게도 심지어 거의 30 배의 열 전도율의 부가적인 증가들이 가능하다.
충전제 재료는 임의의 적합한 크기 및/또는 형상을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 충전제 재료는, 예컨대, 약 0.001 마이크로미터로부터 약 1000 마이크로미터까지, 바람직하게는 약 0.1 마이크로미터 내지 약 250 마이크로미터, 더 바람직하게는 약 0.2 마이크로비터 내지 약 50 마이크로미터, 및 더욱 바람직하게는 약 0.2 마이크로미터로부터 약 2.0 마이크로비터까지와 같은 등가 평균 입자 크기 (equivalent average particle size) 또는 "D50" 을 포함한다. 적합한 등가 평균 입자 크기 측정 방법들은, 예컨대, 평균 입자 크기 또는 D50 을 계산하는 것과 같은 침강 분석 (sedimentation analysis) 및/또는 현미경 (microscopy) 기술들을 포함한다.
충전제 재료는, 예컨대, 켈빈 당 미터 당 적어도 약 1 와트, 바람직하게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 5 와트, 및 더 바람직하게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 100 와트와 같은 임의의 적합한 열 전도율을 포함할 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 충전제 재료는 그것의 가장 긴 치수 대 그것의 가장 짧은 치수의 애스팩트 비를 포함하며, 예컨대, 그 애스팩트 비는, 약 1.0 이상이고, 바람직하게는 약 10 보다 더 크고, 더 바람직하게는 약 50 보다 더 크며, 심지어 더욱 바람직하게는 약 100 보다 더 크다. 애스팩트 비는 무차원수이다.
충전제 재료는, 예컨대, 약 0.1 내지 약 10 및 바람직하게는 약 1 내지 약 5 와 같은 임의의 적합한 비중을 포함할 수도 있다. 비중은 물질의 밀도 대 물의 밀도의 비를 포함하며, 무차원수이다. 일 실시형태에 따르면, 비중은 ASTM D792-00 "Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement" 에 의해 측정될 수 있다.
인캡슐런트는, 예컨대, 약 0.1 부피 퍼센트 대 약 30 부피 퍼센트, 바람직하게는 약 2 부피 퍼센트 대 약 15 부피 퍼센트, 및 더 바람직하게는 약 4 부피 퍼센트 내지 약 6 부피 퍼센트와 같은 질량 또는 부피 기초로 하는 충전제 재료의 임의의 적합한 양을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 충전제 재료는 단일의 적어도 상대적으로 균일상 (homogeneous phase) 의 인캡슐런트 내에 균등하게 분산 및/또는 분포된다.
인캡슐런트 재료의 열 전도율은, 예컨대, 켈빈 당 미터 당 적어도 0.15 와트, 바람직하게는 켈빈 당 미터 당 적어도 0.2 와트, 바람직하게는 켈빈 당 미터 당 적어도 0.26 와트, 및 더 바람직하게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 0.3 와트와 같은 임의의 적합한 값을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에 따르면, 인캡슐런트의 열 전도율은, 켈빈 당 미터 당 적어도 약 0.5 와트, 다르게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 0.75 와트, 다르게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 1.0 와트, 다르게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 2.0 와트, 다르게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 3.0 와트, 다르게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 5.0 와트, 다르게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 7.5 와트, 및 다르게는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 10 와트를 포함한다.
인캡슐런트 재료에 대해 60 헤르츠에서 측정된 유전 상수는, 예컨대, 약 0.5 내지 약 30, 바람직하게는 약 1 내지 약 10, 더 바람직하게는 약 2 내지 약 5, 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 2.0 과 같은 임의의 적합한 값을 포함할 수도 있다.
본 발명의 인캡슐런트는, 예컨대, 화학 가교제들, 부착 프로모터들, 안정제들, 커플링제들, 계면활성제들, 자외선 억제제, 자외선 흡수제들, 산화 방지제들, 보조제 (coagent) 들, 및/또는 임의의 다른 적합한 재료들과 같은 임의의 다른 부가적인 재료 및/또는 화합물을 더 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 적합한 화학 가교제 또는 열경화성 활성화제는 과산화물들을 포함하며, 적합한 산화 방지제들은 부틸레이트화 히드록시톨루엔 (bytylated hydroxytoluene) 및/또는 다른 비-페놀형 산화 방지제들을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, 예컨대, 폴리머 재료에서 충전제 재료를 분산 및/또는 부착을 촉진하기 위한 적어도 하나의 실란 커플링제를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 실란 커플링제는, 예컨대, 아미노기들, 에폭시기들, 페놀기들, 비닐기들, 알킬기들, 및/또는 임의의 다른 적합한 화학 기들과 같은 제 1 작용기 또는 반응기 타입을 포함하며, 예컨대, 메톡시 반응기들, 에톡시 반응기들, 및/또는 임의의 다른 적합한 화학 기들과 같은 제 2 작용기 또는 반응기를 포함한다. 일 실시형태에 따르면, 제 1 작용기는 유기 분자들과 반응하고, 제 2 작용기는 무기 분자들과 반응한다.
인캡슐런트의 성분들 또는 컴포넌트들은, 예컨대, 건조 배합기 (dry blender), 니딩 롤 (kneading roll) 들, 압출기 (extruder) 들, 주조 장비, 블로잉 장비 (blowing equipment), 몰딩 장비, 및/또는 임의의 다른 적합한 혼합 기계 (compound machinery) 또는 기구들과 같은 다양한 타입의 장비에 의해 프로세싱될 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, 예컨대, 부가적인 프로세싱 또는 사용을 가능하게 하거나 또는 용이하게 하기 위해 팔레트들로 형성될 수도 있다. 다른 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, 예컨대, 부가적인 프로세싱 또는 사용을 가능하게 하거나 또는 용이하게 하기 위해, 시트들 또는 필름들로 형성될 수도 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, 예컨대, 부가적인 프로세싱 또는 사용을 가능하게 하거나 또는 용이하게 하기 위해, 유리 매팅 위에 형성되거나 또는 유리 매팅과 조합하여 형성될 수도 있다.
시트들 및/또는 필름들은, 예컨대, 약 0.5 마이크로미터 내지 약 5000 마이크로미터, 약 10 마이크로미터 내지 약 2000 마이크로미터, 바람직하게는 약 10 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 및 더욱 바람직하게는 약 10 마이크로미터 내지 500 마이크로미터와 같은 임의의 적합한 두께를 포함할 수도 있다. 시트들 및/또는 필름들은 고 애스팩트 비를 갖는 치수들 및/또는 일반적으로 평면 및/또는 평탄한 구성을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, 투명한 유리 (clear glass) 와 유사한 굴절율 및 투명도를 갖는 것과 같은 양호한 광학 특성들을 포함한다. 양호한 광학 특성들을 갖는 인캡슐런트는 유리와 솔라 셀의 전면 사이에서 사용될 수도 있고/있거나 솔라 셀의 배면과 배면 시트 사이에서 사용될 수도 있다. 다른 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, 반투명 (translucent), 젖빛 (frosted), 탁한 (cloudy), 및/또는 흐릿한 (hazy) 외관을 갖는 것과 같은 괜찮은 광학 특성들을 포함한다. 바람직하게는, 설명한 광학 특성들을 갖는 인캡슐런트는 포토 셀들의 배면과 배면 시트 사이에서 사용될 수도 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, 불투명 (opaque) 및/또는 솔리드 (solid) 외관을 갖는 것과 같은 불량한 광학 특성들을 포함한다. 바람직하게는, 불량한 광학 특성들을 갖는 인캡슐런트는 포토 셀들의 배면과 배면 시트 사이에서 사용될 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, "솔라 셀의 배면과 배면 시트 사이" 라는 용어들은 솔라 셀의 측면의 적어도 일부 또는 일부를 둘러싸지만 솔라 셀의 전면을 커버하지 않는 것을 포함한다. 바람직하게는, 적어도 양호한 광학 특성들을 갖는 인캡슐런트의 전면 또는 제 1 시트는, 솔라 셀들의 전면과 유리 사이에 위치되거나 또는 배치되어, 솔라 셀들의 배면과 배면 시트 사이에 위치되거나 또는 배치된 인캡슐런트의 제 2 시트로 솔라 셀들 사이의 영역들을 본딩하고/하거나 접합할 수도 있다. 더 바람직하게는, 솔라 셀들은 인캡슐런트의 레이어들 사이에서 완전히 샌드위치된다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은, 폴리머 재료 및 충전제 재료를 포함하는 광전지 또는 반도체 배면 시트 또는 배면 커버를 더 포함하며, 배면 시트는 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수 및 순수 형태의 폴리머 재료보다 더 높은 열 전도율을 갖는다.
"순수" 또는 "순수 형태" 라는 용어는 부가적인 요소가 없는 것을 지칭한다. "순결한" 이라는 용어도 또한 부가적인 요소가 없는 것을 지칭할 수도 있으며, 일반적으로 사전에 프로세싱되지 않은 재료들을 포함한다. 일반적으로, 인캡슐런트들에 관한 상기 언급들은 열 전도율, 열 용량, 폴리머 재료, 충전제 재료들, 첨가제들 등과 같이 배면 시트에 적용된다. 바람직하게는, 배면 시트는 솔라 패널을 위한 방수 및/또는 방수 보호를 제공한다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 켈빈 당 미터 당 약 0.15 와트의 열 전도율 및 그램 켈빈 당 약 1.17 줄의 열 용량을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 배면 시트의 폴리머 재료는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 및/또는 임의의 다른 적합한 플라스틱 재료를 포함한다. 배면 시트는 하나 이상의 복합 또는 적층 레이어들을 포함할 수도 있다. 배면 시트는, 예컨대, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 및/또는 임의의 적합한 수와 같은 임의의 수의 레이어들을 포함할 수도 있다.
다른 실시형태에 따르면, 배면 시트는, 예컨대, 폴리에스테르, 알루미늄, 구리, 강, 유리, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 및/또는 임의의 다른 적합한 물질과 같은 부가적인 적층 레이어들을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 복합 배면 시트의 유전 상수는 60 ㎐ 에서 측정된 적어도 2.0 인 것이 바람직하지만, 배면 시트의 개별적인 층들 및/또는 컴포넌트들은 그들 자체가, 예컨대, 솔라 패널의 무결성, 동작성, 및/또는 효율성을 양보하지 않는 도전체일 수도 있다. 다른 실시형태에 따르면, 배면 시트는, 예컨대, 폴리비닐 플루오라이드-폴리에스테르-폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐 플루오라이드-알루미늄-폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐 플루오라이드-알루미늄-폴리에스테르, 및/또는 임의의 다른 적합한 물질들의 조합과 같은 다층 재료를 포함한다.
일반적으로, 그러나 필수적이지는 않게, 배면 시트는 불량한 광학 특성들을 포함하고, 착색제들, 안료들, 및/또는 임의의 다른 적합한 부가적인 물질들을 더 포함할 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 배면 시트는 유리 시트 또는 다른 적합한 비교적 강성 (stiff) 인 재료를 포함할 수도 있다. 유리 배면 시트는 전면 시트와 동일하거나 또는 상이한 재료들을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 유리 배면 시트는 소다 석회 유리, 붕규산 유리, 및/또는 임의의 다른 적합한 재료를 포함한다. 바람직하게는, 그러나 필수적이지는 않게, 유리 배면 시트는, 예컨대, 부가적인 충전제들 및/또는 코팅들을 포함함으로써, 전면 시트보다 더 높은 열 전도율을 포함한다. 적합한 충전제들 또는 코팅들은, 배면 시트의 열 전도 특성들을 개선하는, 금속들, 폴리머들, 미네랄들, 및/또는 임의의 다른 재료 또는 물질을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 유리 배면 시트는 켈빈 당 미터 당 적어도 약 1.4 와트의 열 전도율을 포함한다.
다른 실시형태에 따라, 그리고 솔라 셀 기술에 의존하여, 솔라 패널은 바람직하게, 그러나 필수적이지 않게, 솔라 셀과 유리 배면 시트 사이의 인캡슐런트 재료의 층을 포함한다.
본 발명의 충전된 배면 시트는 구불구불한 (tortuous) 경로를 형성하여 습기 및/또는 증기 투과율을 감소시키는 것이 바람직하다. 배면 시트를 통한 습기 침투는 부식의 증가, 단락의 증가, 동작 효율의 감소 및/또는 솔라 패널의 유효 수명을 단축시킬 수 있다. 배면 시트를 통한 구불구불한 경로는 습기 및/또는 신뢰성 관련된 이슈들의 가능성을 감소시킬 수 있다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 일 실시형태에 따르면, 특히 고 애스팩트 시트-형 충전제들에 대해, 가스 투과율의 감소는, 약 20 퍼센트 초과, 약 40 퍼센트 초과, 약 50 퍼센트 초과, 및 심지어 약 80 퍼센트 초과의 감소와 같이 현저할 수 있다. 예컨대, 시트-형 충전제들은 클레이, 나노클레이, 활석, 및/또는 다른 적합한 물질을 포함할 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 배면 시트는, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 활석, 중정석, 클레이, 루타일 티타늄 옥사이드, 아나타제 티타늄 옥사이드, 마그네타이트, 알루미나, 이산화 규소, 질화 알루미늄, 질화 보론, 탄화 규소, 및/또는 다른 적합한 물질을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 전면층 및 적어도 하나의 광전지 셀을 갖는 솔라 패널을 더 포함한다. 솔라 패널은, 적어도 하나의 광전지 셀의 전면에 대하여 배치된 전면층, 적어도 하나의 광전지 셀의 배면의 적어도 일부에 접촉하고, 적어도 하나의 광전지 셀과 배면 시트 사이에 적어도 부분적으로 배치된 인캡슐런트를 포함할 수도 있다. 인캡슐런트는, 켈빈 당 미터 당 약 적어도 0.26 와트의 열 전도율 및 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수를 갖는 제 1 열 전도성 충전제 재료, 및 제 1 폴리머 재료를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 솔라 패널은, 제 2 폴리머 재료 및 제 2 열 전도성 충전제 재료를 갖는 배면 시트를 더 포함하며, 배면 시트는, 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수, 및 순수 형태의 제 2 폴리머 재료보다 더 높은 열 전도율을 갖는다. 다른 실시형태에 따르면, 배면 시트는 유리 시트를 포함한다.
전면층 또는 시트는, 자외선 광, 가시 광, 및/또는 적외선 광의 적어도 일부에 대하여 투과성인 임의의 적합한 재료를 포함한다. 일 실시형태에 따르면, 전면 시트는 유리, 소다 석회 유리, 붕규산 유리, 강화 유리, 폴리카보네이트, 및/또는 임의의 다른 적합한 재료를 포함한다. 다른 실시형태에 따르면, 전면 시트는, 예컨대, 비결정질 규소 및/또는 임의의 다른 적합한 재료와 같은 반사 방지 코팅을 포함한다.
광전지 셀 및/또는 솔라 셀은, 자외선 광, 가시 광, 및/또는 적외선 광의 적어도 일부를 캡쳐링 및/또는 규소 웨이퍼에 대한 전기로 바람직하게 변환하기 위한 임의의 적합한 재료를 포함한다.
솔라 패널의 일 실시형태에 따르면, 제 1 폴리머 재료는, 에틸렌 및 에틸렌 비닐 아세테이트의 코폴리머를 포함하며, 제 2 폴리머 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한다. 추가적인 실시형태에 따르면, 에틸렌 비닐 아세테이트는, 약 4 중량 퍼센트 내지 약 90 중량 퍼센트의 비닐 아세테이트, 및 10 분 당 약 5 그램 내지 약 40 그램의 용융 흐름 지수를 갖는 에틸렌 및 비닐 아세테이트의 코폴리머를 포함한다.
솔라 패널의 일 실시형태에 따르면, 제 1 폴리머 재료는 제 2 폴리머 재료와 동일하다. 솔라 패널의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 폴리머 재료는 제 2 폴리머 재료와 상이하다.
솔라 패널의 일 실시형태에 따르면, 제 1 열 전도성 충전제 재료는 제 2 열 전도성 충전제 재료와 동일하다. 솔라 패널의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 열 전도성 충전제 재료는 제 2 열 전도성 재료와 상이하다.
다른 실시형태에 따르면, 솔라 패널은, 예컨대, 렌즈, 프레넬 렌즈, 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 복합 렌즈, 반사경, 및/또는 파워 출력 및/또는 솔라 효율을 개선하거나 또는 증가시키기 위한 임의의 다른 적합한 디바이스와 같은 적어도 하나의 솔라 집광기 (solar concentrator) 및/또는 증강기 (intensifier) 를 더 포함한다. 솔라 집광기는 바람직하게, 그러나 필수적이지 않게, 전면층 위에 및/또는 전면층에 인접하게 위치될 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 솔라 집광기는 전면층을 대체한다. 집광된 및/또는 증강된 솔라 패널들은 증가된 동작 온도들을 가질 수도 있으며, 예컨대, 본 발명의 더 높은 열 전도성 재료들로부터 더 이익을 얻을 수도 있다.
또한, 본 발명은 솔라 패널을 제조하는 방법을 포함하며, 그 방법은, 전면층을 제공하는 단계, 전면층의 적어도 일부 위에 인캡슐런트 재료의 제 1 시트를 배치하는 단계, 인캡슐런트 재료의 제 1 시트 위에 적어도 하나의 광전지 셀을 배치하는 단계, 적어도 하나의 광전지 셀 위에 인캡슐런트 재료의 제 2 시트를 배치하는 단계를 포함하며, 인캡슐런트 재료의 제 2 시트는 제 1 폴리머 재료 및 제 1 충전제 재료를 포함하고, 인캡슐런트 재료의 제 2 시트는, 켈빈 당 미터 당 약 적어도 0.26 와트의 열 전도율 및 60 헤르츠에서 측정된 약 적어도 2.0 의 유전 상수를 갖는다.
솔라 패널을 제조하는 방법은, 인캡슐런트 재료의 제 2 시트 위에 배면 시트를 배치하는 단계를 더 포함하며, 배면 시트는 제 2 폴리머 재료 및 제 2 충전제 재료를 포함하고, 배면 시트는, 약 적어도 2.0 의 유전 상수 및 순수 형태의 제 2 폴리머 재료보다 더 높은 열 전도율을 가지며, 그 방법은, 제 1 시트 및/또는 제 2 시트를 충분히 가교하기 위한 충분한 온도 및 충분한 시간 동안 솔라 패널을 적층하는 단계를 더 포함한다.
상술된 단계들의 순서는 단계들의 가능한 시퀀스를 기재하며, 어떠한 방식으로도 한정하는 것으로서 해석되서는 안된다. 상술된 아이템들의 상대적 물리적인 배열은 가능한 구성을 나열하며, 어떠한 방식으로도 한정하는 것으로서 해석되서는 안된다.
충분한 적층을 위한 충분한 시간 및/또는 충분한 온도 동안 솔라 패널을 적층하는 것은, 인캡슐런트의 적어도 일부의 유기 컴포넌트를, 예컨대, 적어도 약 40 중량 퍼센트 젤 함유량, 바람직하게는 적어도 약 55 중량 퍼센트 젤 함유량, 및 더 바람직하게는 적어도 약 70 중량 퍼센트 젤 함유량에 대해 가교하는 것을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 적층하는 단계는, 솔라 패널로부터, 공기, 습기, 다른 휘발물들, 및/또는 임의의 다른 덜 바람직한 재료를 제거 및/또는 배출하기 위해 진공 또는 감소된 압력의 사용을 포함한다. 바람직하게, 적층하는 단계는, 예컨대, 버블들을 감소시킴으로써 무결성을 개선하고 열 전도율을 개선하기 위해, 솔라 패널의 인접한 부분들 또는 파트들 사이의 긴밀한 접촉을 생성한다.
일 실시형태에 따르면, 바람직하게, 그러나 필수적이지 않게, 인캡슐런트 재료의 제 1 시트는 인캡슐런트 재료의 제 2 시트와 상이하다. 다른 실시형태에 따르면, 바람직하게, 그러나 필수적이지 않게, 인캡슐런트 재료의 제 1 시트는 인캡슐런트 재료의 제 2 시트와 상이하지 않다. 다른 구성들도 가능하다.
일 실시형태에 따르면, 솔라 패널은 인캡슐런트의 전면 시트를 포함하지 않지만, 인캡슐런트의 단일의 배면 시트가 솔라 패널을 위한 적절한 적층을 제공한다. 다르게는, 다른 실시형태에 따르면, 솔라 패널은 인캡슐런트의 배면 시트를 포함하지 않지만, 인캡슐런트의 단일의 전면 시트가 솔라 패널의 적절한 적층을 제공한다. 다른 실시형태에 따르면, 인캡슐런트의 시트는, 솔라 셀들 및/또는 와이어링 (wiring) 의 적어도 일부 근방에서 홀들, 컷들, 및/또는 펑치 아웃들을 포함한다. 또 다른 실시형태에 따르면, 배면 시트는, 솔라 패널로부터 인캡슐런트의 별도의 제 2 또는 배면 층을 제거할 정도의 인캡슐레이팅 능력들을 포함한다. 또 다른 실시형태에 따르면, 단일의 배면 시트는, 모든 부가적인 시트들 및/또는 인캡슐런트들의 형태들을 제외하고 솔라 패널을 위한 적절한 적층을 제공한다. 또한, 솔라 패널 내의 및/또는 상의 재료들의 부가적인 층들이 가능하다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널은, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널 (비충전된 인캡슐런트 및 비충전된 배면 시트) 과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 섭씨 0.5 도 더 차갑게, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 섭씨 1.0 도 더 차갑게, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 섭씨 2.0 도 더 차갑게, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 섭씨 3.0 도 더 차갑게, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 섭씨 4.0 도 더 차갑게, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 섭씨 5.0 도 더 차갑게, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 섭씨 7.0 도 더 차갑게, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 섭씨 10.0 도 더 차갑게, 동작할 수도 있다.
직상 태양광 (direct overhead sunlight) 은 넓게, 약 10:00 A.M. 과 약 3 P.M. 사이, 약 11:00 A.M. 과 약 2:00 P.M. 사이, 약 12:00 P.M. 등의 하루 중 로컬 시간과 같은 태양광 복사의 피크 강도를 지칭한다. 태양광 복사에 영향을 미치는 다른 요인들은 성층권의 오존 레벨, 연중 시간, 위도, 고도, 날씨 조건들 등을 포함할 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명의 솔라 또는 광전지 셀 및/또는 패널은, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 또는 광전지 및/또는 패널 (비충전된 인캡슐런트 및 비충전된 배면 시트) 과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 0.5 퍼센트 더 많은 파워, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 또는 광전지 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 1.0 퍼센트 더 많은 파워, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 또는 광전지 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 1.5 퍼센트 더 많은 파워, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 또는 광전지 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 2.0 퍼센트 더 많은 파워, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 또는 광전지 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 3.0 퍼센트 더 많은 파워, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 또는 광전지 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 4.0 퍼센트 더 많은 파워, 유사한 조건들에서 동작하는 유사한 구성의 종래의 솔라 또는 광전지 셀 또는 광전지 및/또는 패널과 비교하여 직상 태양광에서 적어도 약 5.0 퍼센트 더 많은 파워를 더 생성할 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 배면 시트는, 부가적인 열 전달을 촉징하고/하거나 돕기 위해, 부가적인 핀 (fin) 들, 릿지 (ridge) 들, 열 싱크들, 및/또는 확장된 표면들을 포함한다. 다른 실시형태에 따르면, 솔라 패널은, 복수의 금속 핀들, 릿지들, 열 싱크들, 및/또는 배면 시트와 열적으로 커플링된 확장된 표면들을 더 포함한다. 또한, 하나 이상의 부가적인 컨벡션 (convection) 디바이스들이, 예컨대, 팬들 및/또는 블로워 (blower) 들에 포함될 수도 있다. 또한, 펠티에 (peltier) 냉각기들, 열전기 (thermo electric) 냉각기들, 열이온 냉각기들, 및/또는 다른 유사한 디바이스들이 솔라 패널로부터의 열 제거를 용이하게 하기 위해 부가될 수도 있다. 다르게는, 액상 냉각기들, 냉동 싸이클들, 및/또는 열 엔진들의 사용이 솔라 패널로부터의 온도 또는 열의 제거를 위한 부가적인 메커니즘들을 제공하여 효율들을 개선할 수도 있다.
또한, 본 발명은 광전지 모듈들에서의 광 관리에 관련될 수 있다. 열 에너지는 태양으로부터의 적외선 조사로부터 유래하거나 또는 기원할 수 있다. IEC 60904-3 (2005년 9월 에디션) 에 따르면, 태양광은, 53 퍼센트의 적외선 광 (700 나노미터보다 더 큰), 43 퍼센트의 가시 광 (400 나노미터 내지 700 나노미터 사이), 및 5 퍼센트의 자외선 (400 나노미터 미만) 을 포함한다. 53 퍼센트의 적외선 내에서, 약 33 퍼센트가 70 나노미터에서 1,100 나노미터이고, 20 퍼센트가 1,100 나노미터보다 더 크다. 일반적으로, 규소 솔라 셀들은 전기를 생성하기 위해 적외선 광 (1,100 나노미터보다 더 큰) 을 사용하지 않는다. 이론에 의해 한정되지 않으면서, 1,100 나노미터보다 더 큰 광만이 솔라 셀들의 열 가열에 기여한다.
일 실시형태에 따르면, 적외선 차단 재료들은 인입하는 적외선 에너지의 흡수를 감소시킬 수 있다. 시스템 외부로 반사되는 적외선 에너지로, 모듈에서 생성되는 열의 양이 감소될 수 있고, 셀들이 더 효율적일 수 있어서, 솔라 모듈로 하여금 더 낮은 온도에서 구동 및/또는 동작하게 하고, 그것의 파워 출력을 증가시키게 허용한다. 또한, 더 적은 열이 생성되므로, 모듈 컴포넌트들의 내구성 및/또는 신뢰성이 증가된다. 열 전도성 재료들의 조합들 및 적외선 차단재들은 시너지 이익들을 제공할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 광전지 또는 반도체 인캡슐런트를 포함한다. 인캡슐런트는, 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 포함하는 충전제 재료 및 폴리머 재료를 포함한다.
입자 크기 분포는 넓게, 크기, 직경 등에 따른 입자 또는 과립들의 상대적인 양을 설명하기 위한 값들의 리스트, 수학적인 함수, 다른 적합한 관계 등을 지칭한다. 향상된 입자 크기 분포는 넓게, 더 큰 열 전도율, 더 괜찮은 열 소산, 더 괜찮은 습기 저항, 더 괜찮은 물리적인 특성들, 개선된 적외선 광 차단 효율 등과 같은 증가된 이익 및/또는 성능을 제공하는 입자 크기 분포를 지칭한다. 이론에 한정되지 않으면서, 단일 또는 단순-분산 (mono-disperse) 된 입자 직경을 포함하는 입자 크기 분포는, 예컨대 패킹 팩터 (packing factor) 들로 인해 입자들 사이의 보이드 (void) 들을 발생시킬 수 있다. 다시 이론에 한정되지 않으면서, 다양한 입자 크기들을 갖는 입자 크기 분포는, 더 큰 입자들 사이에서 더 작은 입자들을 제공하여, 예컨대, 충전제 재료의 더 높은 밀도 및/또는 패킹 요인 및 증가된 성능을 발생시킬 수 있다. 열 전도성 충전제 재료에 있어서, 충전제 재료 보이드들을 감소시키는 것은, 솔라 모듈로부터 열 소산된 양을 증가시켜서, 보이드들이 폴리머 매트릭스보다 더 낮은 열 전도율을 갖는 트랩된 공기 분자들을 포함할 수 있도록 한다. 향상된 입자 크기 분포를 갖는 충전제 재료는 본 명세서 내에서 설명되는 피쳐들, 물질들, 및/또는 특성들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
인캡슐런트의 향상된 입자 크기 분포는 임의의 적합한 크기 및/또는 형상을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 향상된 입자 크기 분포는, 약 0.005 마이크로미터와 약 100 마이크로미터 사이, 약 0.01 마이크로미터와 약 50 마이크로미터 사이 등의 중간 입자 직경을 포함한다.
인캡슐런트의 향상된 입자 크기 분포는 임의의 적합한 입자 크기 분포를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 향상된 입자 크기 분포는 입자 크기 분포들의 범위를 포함할 수도 있다. 향상된 입자 크기 분포는 다분산도 (polydispersity; PD) 를 포함할 수도 있으며, PD 는 다음의 식에 의해 계산될 수 있다.
PD = (D90 - D10)/D50
여기서, D90, D10, D50 은 각각 90 퍼센트, 10 퍼센트, 및 50 퍼센트 누적 부피들에서의 동등한 부피 직경들이다. 다분산도 (PD) 는, 약 0 과 약 10 사이, 약 0 과 약 5 사이, 약 0.01 과 약 3 사이 등과 같은 임의의 적합한 범위 및/또는 값을 포함할 수도 있다.
향상된 입자 크기 분포들은 하나 이상의 입자 크기 분포들 또는 입자들을 혼합하고/하거나 조합함으로써 형성될 수도 있다. 바람직하게, 그러나 필수적이지 않게, 향상된 입자 크기 분포는, 평균 입자 크기의 적어도 약 절반, 평균 입자 크기의 적어도 약 2/3 등의 표준 편차와 같은 비-향상된 입자 크기 분포의 표준 편차보다 더 큰 표준 편차를 갖는 입자 크기 분포를 포함한다. x 축 상에 양을 그리고 y 축 상에 입자 크기를 도시하면, 향상된 입자 크기 분포는 비-향상된 입자 크기 분포보다 더 평탄하고/하거나 더 넓을 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 향상된 입자 크기 분포는, 적어도 일반적으로, 정규 분포, 편향된 (skewed) 정규 분포, 지수 분포, 로그 정규 분포, 와이불 (Weibull) 분포, 이항 분포, 기하 분포, 음의 이항 분포, 푸아송 분포, 초기하 분포, 연속 분포, 이산 분포 등에 순응한다.
도 8은 좁은 입자 크기 분포의 그래프이다. 도 9는 일 실시형태에 따른 향상된 입자 크기 분포의 그래프이다. 도 10은 균일한 입자 크기 분포에서의 입자 패킹을 개략적으로 도시한다. 도 11은 일 실시형태에 따른 향상된 입자 크기 분포에서의 입자 패킹을 개략적으로 도시한다.
인캡슐런트의 향상된 입자 크기 분포를 위한 충전제 재료는, 질화 알루미늄, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 활석, 중정석, 클레이, 산화 티타늄, 마그네타이트, 산화 알루미늄, 이산화 규소, 질화 보론, 질화 규소, 규회석, 대리석, 탄화 규소, 적색 산화철, 흑색 산화철, 산화 크롬, 황화 아연, 산화 지르코늄, 산화 안티몬 산화 아연, 미테랄 코팅된 산화철 등과 같은, 임의의 적합한 원소, 화합물, 원소, 물질 등을 포함할 수도 있다.
인캡슐런트 및 배면 시트는, 질량 기초 또는 부피 기초로, 약 0.001 퍼센트와 약 80 퍼센트 사이, 약 0.1 퍼센트와 약 30 퍼센트 사이, 약 1 퍼센트와 약 10 퍼센트 사이 등과 같은 향상된 입자 크기 분포를 갖는 충전제 재료의 임의의 적합한 양을 포함할 수도 있다.
증백제는 넓게, 혼합물 또는 물질에 부가되는 경우에 혼합물 또는 물질의 색을 밝게 하고/하거나 증백하는, 임의의 적합한 원소, 화합물, 안료, 염료, 미네랄, 물질 등을 지칭한다. 동작의 이론에 한정되지 않으면서, 증백제들은, 솔라 셀들에 의해 전기로 용이하게 변환되지 않는 전자기 스펙트럼의 양의 흡광도 (absorbance) 를 적어도 부분적으로 감소시킴으로써 열 또는 열적 소산을 개선할 수도 있다. 광의 특정 파장들은 솔라 셀들에 의해 전기로 용이하게 변환되지 않을 수도 있지만, 솔라 모듈 컴포넌트들에 의해 흡수되고 열로 변환될 수 있다. 상술된 바와 같이, 증가된 열 및/또는 온도는 솔라 셀 및/또는 모듈의 성능을 감소시킬 수 있다. 증백제를 갖는 충전제 재료는, 본 명세서 내에서 설명되는 피쳐들, 물질들, 및/또는 특성들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
인캡슐런트의 충전제 재료의 컬러는, Hunter L, a, b 컬러 스케일, CIE 1976 L*, a*, b*, 등과 같은 임의의 적합한 컬러 스케일, 컬러 스페이스 및/또는 시스템에 의해 측정될 수 있다. "L" 은, 넓게, 밝기 (brightness) 를 지칭하고, "a" 및 "b" 는, 넓게, 컬러 대립 (opponent) 들을 지칭한다. a* 값은 적색 내지 녹색을 측정할 수 있으며, 양의 값들은 적색이고, 음의 값들은 녹색이다. b* 값은 황색 내지 청색을 측정할 수 있으며, 황색은 양의 값들을 갖고, 청색은 음의 값들을 갖는다.
증백제를 갖는 인캡슐런트의 충전제 재료는 밝기 (lightness) 의 임의의 적합한 값을 포함할 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 증백제는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스에 따른, 약 50 보다 더 큰, 약 75 보다 더 큰, 약 90 보다 더 큰, 등의 CIE L* 값을 포함할 수도 있다.
증백제와 탄화 규소 등과 같은 더 짙은 색의 열 전도제 (thermal conducting agent) 의 조합들은, 증가된 열 전도율 및 감소된 광 흡수 (가열) 양자 모두를 사용하여 열 소산을 제공할 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스에 따른, 약 10 미만, 약 25 미만, 약 50 미만 등의 CIE L* 값을 갖는 열 전도제를 포함한다.
인캡슐런트에 대하여, 증백제의 CIE L* 값과 열 전도제의 CIE L* 값의 차이는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스에 따른, 약 0.5 와 약 95 사이, 약 10 과 약 70 사이, 약 20 과 약 50 사이, 적어도 약 25 등과 같은 임의의 적합한 값을 포함할 수 있다.
인캡슐런트에 대하여, 증백제의 CIE L* 값과 열 전도제의 CIE L* 값의 비율은, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스에 따른, 약 1.1 과 약 50 사이, 약 1.3 과 약 20 사이, 약 1.5 와 약 5 사이 등과 같은 임의의 적합한 값 및/또는 범위를 포함할 수 있다.
인캡슐런트에 대하여, 열 전도제의 양에 대한 증백제의 양의 비율은, 부피 측정 기초로, 약 0.01 과 약 100 사이, 약 0.1 과 약 20 사이, 약 1 과 약 4 사이, 약 1.2 와 약 3 사이 등과 같은 임의의 적합한 양을 포함할 수도 있다.
증백제를 위한 인캡슐런트 충전제 재료는, 질화 알루미늄, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 활석, 중정석, 클레이, 산화 티타늄, 마그네타이트, 산화 알루미늄, 이산화 규소, 질화 보론, 질화 규소, 규회석, 대리석, 탄화 규소, 적색 산화철, 흑색 산화철, 산화 크롬, 황화 아연, 산화 지르코늄, 산화 안티몬 산화 아연, 미네랄 코팅된 산화철 등과 같은 임의의 적합한 원소, 화합물, 원소, 물질 등을 포함할 수도 있다.
인캡슐런트들 및 배면 시트들은, 질량 기초 또는 부피 기초로, 약 0.001 퍼센트와 약 80 퍼센트 사이, 약 0.1 퍼센트와 약 30 퍼센트 사이, 약 1 퍼센트와 약 10 퍼센트 사이 등과 같은 증백제를 갖는 충전제 재료의 임의의 적합한 양을 포함할 수도 있다.
적외선 차단재는, 넓게, 혼합물 또는 물질에 부가되는 경우에 적외선 광의 적어도 일부를 반사하고/하거나 산란 (scatter) 시킬 수 있는 임의의 적합한 원소, 안료, 염료, 화합물, 미네랄, 물질 등을 지칭한다. 이론에 한정되지 않으면서, 광의 모든 파장들이 솔라 모듈에서 전기를 생성하는데 기여하지는 않고, 상술된 바와 같이, 예컨대, 약 1,100 나노미터보다 더 큰 몇몇 파장들은 솔라 모듈을 가열시키고 효율을 감소시킬 수 있다. 차단은, 넓게, 절멸시키는 것, 효과를 감소시키는 것, 무효화하는 것 (nullify), 무력하게 하는 것 등을 지칭한다. 적외선 차단재를 갖는 충전제 재료는 본 명세서 내에서 설명되는 피쳐들, 물질들, 및/또는 특성들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트의 적외선 차단재는, 적어도, 약 700 나노미터보다 더 큰, 약 700 나노미터와 약 1,100 나노미터 사이, 약 1,100 나노미터보다 더큰 등의 파장을 포함하는 솔라 셀에 의해 흡수된 광의 일부를 감소시킨다. 적외선 차단재는, 적어도 약 5 퍼센트, 적어도 약 10 퍼센트, 적어도 약 25 퍼센트, 적어도 약 50 퍼센트, 적어도 약 75 퍼센트, 적어도 약 90 퍼센트, 적어도 약 95 퍼센트 등과 같은 목표된 파장들의 흡수의 임의의 적합한 양을 감소시킬 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트의 적외선 차단재는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스에 따른, 약 0 과 약 100 사이, 약 10 과 약 90 사이, 적어도 약 50 등의 CIE L* 값을 갖는다.
인캡슐런트의 적외선 차단재를 위한 충전제 재료는, 질화 알루미늄, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 활석, 중정석, 클레이, 산화 티타늄, 마그네타이트, 산화 알루미늄, 이산화 규소, 질화 보론, 질화 규소, 규회석, 대리석, 탄화 규소, 적색 산화철, 흑색 산화철, 산화 크롬, 황화 아연, 산화 지르코늄, 산화 안티몬 산화 아연, 미네랄 코팅된 산화철 등과 같은 임의의 적합한 원소, 안료, 염료, 화합물, 원소, 물질 등을 포함할 수도 있다.
인캡슐런트들 및 배면 시트들은, 질량 기초 또는 부피 기초로, 약 0.001 퍼센트와 약 80 퍼센트 사이, 약 0.1 퍼센트와 약 30 퍼센트 사이, 약 1 퍼센트와 약 10 퍼센트 사이 등과 같은 적외선 차단재를 갖는 충전제 재료의 임의의 적합한 양을 포함할 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 충전제 재료는, 약 0.1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터의 중간 입자 직경, 및 약 1 에서 약 4 까지의 굴절율의 실부 (real part) 를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트 폴리머 재료는, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 부틸 아세테이트, 폴리우레탄, 플루오로폴리머, 폴리실리콘, 폴리프로플렌, 폴리에틸렌 이오노머들, 폴리비닐 부티랄 등을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 인캡슐런트는, 부피 기초, 질량 기초 등으로, 약 0.001 퍼센트와 약 99 퍼센트 사이, 약 0.01 퍼센트와 약 80 퍼센트 사이, 약 1 퍼센트와 약 30 퍼센트 사이 등에서 충전제 재료를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 광전지 또는 반도체 배면 시트를 포함한다. 배면 시트는, 폴리머 재료, 및 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 포함하는 충전제 재료를 포함한다. 배면 시트의 충전제 재료는 본 명세서에서 설명되는 인캡슐런트들의 충전제 재료들의 피쳐들, 물질들, 및/또는 특성들 중 임의의 것 및/또는 전부를 포함할 수 있다.
배면 시트의 향상된 입자 크기 분포는, 약 0.005 마이크로미터와 약 100 마이크로미터 사이 등의 중간 입자 크기와 같은 임의의 적합한 값 및/또는 범위를 포함할 수 있다.
배면 시트의 향상된 입자 크기 분포는, 약 0 과 약 10 사이 등의 PD 와 같은 임의의 적합한 다분산도 (PD) 를 포함할 수 있다.
배면 시트의 충전제 재료는, 질화 알루미늄, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 활석, 중정석, 클레이, 산화 티타늄, 마그네타이트, 산화 알루미늄, 이산화 규소, 질화 보론, 질화 규소, 규회석, 대리석, 탄화 규소, 적색 산화철, 흑색 산화철, 산화 크롬, 황화 아연, 산화 지르코늄, 산화 안티몬 산화 아연, 미네랄 코팅된 산화철 등과 같은 임의의 적합한 원소, 안료, 염료, 화합물, 미네랄, 물질 등을 포함할 수도 있다.
배면 시트의 증백제는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스 등에 따른, 약 75 보다 더 큰 CIE L* 값과 같은 임의의 적합한 CIE L* 값을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 배면 시트는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스 등에 따른, 약 50 미만의 CIE L* 값을 갖는 열 전도제를 더 포함한다.
배면 시트에 대하여, 증백제의 CIE L* 값과 열 전도제의 CIE L* 값의 차이는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스 등에 따른, 약 0.5 와 약 95 사이와 같은 임의의 적합한 값 및/또는 범위를 포함할 수 있다.
배면 시트의 일 실시형태에 따르면, 증백제의 CIE L* 값과 열 전도제의 CIE L* 값의 비율은, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스 등에 따른, 약 1.1 과 약 50 사이를 포함한다.
배면 시트에 대하여, 열 전도제에 대한 증백제의 비율은, 부피 측정 기초 등으로, 약 0.01 과 약 100 사이, 약 1 과 약 4 사이 등과 같은 임의의 적합한 값 및/또는 범위를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 배면 시트의 적외선 차단재는, 적어도, 약 700 나노미터보다 더 큰 또는 약 1,100 보다 더 큰 등의 파장을 포함하는 솔라 셀에 의해 흡수된 광의 일부를 감소시킨다.
배면 시트의 적외선 차단재는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스 등에 따른, 약 0 과 약 100 사이의 CIE L* 값과 같은 임의의 적합한 CIE L* 값을 가질 수 있다.
배면 시트의 폴리머 재료는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 글리콜 폴리머, 폴리(플루오르화 비닐), 폴리(플루오르화 비닐리덴), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리스티렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리카보네이트, 다층 적층된 재료들, 플루오로폴리머 폴리에스테르 플루오로폴리머 재료, 플루오로폴리머 금속 플루오로폴리머 재료, 플루오로폴리머 폴리에스테르 에틸렌 비닐 아세테이트 재료, 다층 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 재료 등과 같은 임의의 적합한 원소, 화합물, 및/또는 물질을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 광을 전기로 변환하기 위한 솔라 모듈을 포함한다. 모듈은, 투명한 전면 시트, 투명한 전면 시트 아래에 배치된 하나 이상의 광전지 셀들, 하나 이상의 광전지 셀들 아래에 배치된 배면 시트, 및 배면 시트와 하나 이상의 광전지 셀들의 배면의 적어도 일부 사이에 배치된 인캡슐런트를 포함한다. 배면 시트 및/또는 인캡슐런트는 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 하나 이상의 광전지 셀들은, 유사한 조건들 하에서 동작되는 경우에, 향상된 인캡슐런트 포뮬레이션 (formulation) 을 포함하지 않은 솔라 모듈과 비교하여, 동작 시에, 적어도 약 섭씨 0.5 도, 적어도 약 섭씨 1 도, 적어도 약 섭씨 2 도, 적어도 약 섭씨 5 도 등 더 차갑게 동작한다.
일 실시형태에 따르면, 하나 이상의 광전지 셀들은, 유사한 조건들 하에서 동작되는 경우에, 향상된 인캡슐런트 포뮬레이션을 포함하지 않은 종래의 솔라 모듈과 비교하여, 동작 시에, 적어도 약 0.25 퍼센트, 적어도 약 0.5 퍼센트, 적어도 약 1 퍼센트, 적어도 약 2.5 퍼센트 등의 더 많은 전기 전력을 생성한다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명은 솔라 모듈 및/또는 솔라 패널을 제조하기 위한 프로세스를 포함한다. 프로세스는, 투명한 전면 시트를 제공하는 단계, 및 투명한 전면 시트의 적어도 일부 위에 인캡슐런트 재료의 제 1 시트를 배치하는 단계를 포함한다. 프로세스는, 인캡슐런트 재료의 제 1 시트 위에 하나 이상의 광전지 셀들을 배치하는 단계, 및 하나 이상의 광전지 셀들 위에 인캡슐런트 재료의 제 2 시트를 배치하는 단계를 포함한다. 인캡슐런트 재료의 제 2 시트는 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 포함한다. 프로세스는, 인캡슐런트 재료의 제 2 시트 위에 배면 시트를 배치하는 단계를 포함한다. 배면 시트는 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재 등을 포함한다. 프로세스는, 솔라 모듈을 적층 및/또는 경화시켜서, 인캡슐런트의 제 2 시트 및/또는 인캡슐런트 재료의 제 1 시트의 적어도 일부를 융합하는 단계를 포함한다.
향상된 충전제 재료가 결여된 배면 시트 및/또는 인캡슐런트를 갖는 프로세스의 실시형태들은 본 발명의 범위 내에 존재한다.
실시예들
비교예 1
일 실시형태에 따른 충전된 인캡슐런트의 효과를 테스트하기 위해, 알려진 종래의 관행들에 따라, 레퍼런스 샘플 적층된 패널이 준비되었다. 패널은, 203 밀리미터의 폭 및 길이를 갖는 유리의 단일의 정방형 피스에 적층된 156 밀리미터의 폭 및 길이를 갖는 단일의 정방형 솔라 셀을 포함하였다. 솔라 셀은, 다른 알려진 첨가제들을 갖는 속경화성 (fast cure) 에틸렌 비닐 아세테이트를 갖는 유리에 적층되었다. 솔라 셀의 배면은, 속경화성 에틸렌 비닐 아세테이트 및 유리 스크림 재료로 적층되었다. 적층된 패널은 배면 시트를 제외하였다.
솔라 패널에서의 솔라 셀의 배면 상의 온도를 조사하기 위해, Omega Engineering, Inc, Stanford, Connecticut, U.S.A 로부터의 시멘트-온 E-type 열전대 (cement-on E-type thermocouple; CO2-E) 가 사용되었다. 열전대는 다음의 방식으로 솔라 패널의 솔라 셀의 배면에 접속되었다. 먼저, 3M Company, St Paul, Minnesota, U.S.A 로부터의 폴리이미드 필름 테이프, 3M #5413 이 솔라 셀의 배면의 중심부에 적용되었다. 그 후, 열전대의 표면 상의 폴리이미드 필름 테이프의 제 2 층을 사용함으로써, 시멘트-온 E-타입 열전대가 필름 테이프 비-접착 (non-stick) 표면에 부착되었다. 열전대는, Fluke Corporation, Everett, Washington, U.S.A 로부터의 플루크 (Fluke) 데이터 획득 및 로깅 디바이스에 접속되었다. 적층된 패널은, 3900 옴 저항기를 포함하는 회로에 접속되었다. 전압이 또한 기록되었다. 적층된 패널은 배킹 보드 (backing board) 로의 레일들 상에 탑재되었다. 이하 더 논의되는 바와 같이, 배킹 보드는 동작의 수일 간의 동작에 대해 노출되었다. 데이터 획득 레이트는 20 초마다, 또는 1 분 당 3 회였다. 데이터는 Frederick, Maryland, U.S.A 에 위치된 테스트 장소에서 취해진 늦가을 날들을 표현한다.
실시예 1
배면 인캡슐런트가 9 마이크로미터의 평균 입자 크기를 갖는 15 중량 퍼센트 탄화 규소로 충전된 에틸렌 비닐 아세테이트로 대체된 것을 제외한 위의 비교예 1 에 따라, 적층된 패널이 준비되었다. 탄화 규소는, CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스에 따른 46.5 의 CIE L* 값을 가졌다. 탄화 규소는 0.5 의 다분산도 (PD) 를 가졌다. 인캡슐런트는 유리 스크림을 포함하지 않았다. 탄화 규소 함유 패널에는 열전대가 장비되었고, 위에서와 같은 배킹 보드에 탑재되었다. 데이터 획득 및 데이터 로깅 장치는, 탄화 규소 충전된 인캡슐런트를 갖는 패널의 온도 및 전압을 기록하도록 구성되었다.
각각의 열전대들에 의해 측정된 온도들의 차이들 (레퍼런스 마이너스 충전된 EVA) 에 대한 낮의 시간이 도 4 내지 도 6에서 도시된다. 도 4는 이른 아침 및 늦은 오후 동안의 비교적 작은 온도 차이 (약 섭씨 1 도 미만) 를 도시한다. 온도 차이는 약 섭씨 5 도에서 정오 시간 근방에서 피크가 된다.
도 5는 동일한 솔라 패널들을 갖는 다른 날에 대한 데이터를 도시한다. 오후 기간에서의 온도 차이는 약 섭씨 3 도에서 약 섭씨 7 도까지의 범위를 갖는다. 그래프에서의 변동성의 일부는 이동하는 직상의 구름들에 의해 생성된다고 생각된다. 온도 차이는 태양의 각이 감소됨에 따라 늦은 오후에서 감소되었다.
도 6은 동일한 솔라 패널들을 이용한 또 다른 날에 대한 데이터를 도시한다. 이른 오후에서의 온도 차이는, 섭씨 4 도 위에서 피크가 되었고, 태양이 더 이상 직상하지 않는 더 늦은 오후 동안에 줄어들었다. 전력에서의 차이는, 측정된 전압을 제곱하고 저항 값으로 제산함으로써 계산되었다. 전력에서의 차이는 온도 차이에서의 증가에 비례하여 레퍼런스 전력의 퍼센티지로서 증가하였다. 전력 증가는 약 1 퍼센트와 6 퍼센트를 초과하는 퍼센트 (정오) 사이에서 범위를 가졌다.
실시예 2
배면 인캡슐런트가 1.5 마이크로미터의 평균 입자 크기를 갖는 15 중량 퍼센트 활석으로 충전된 에틸렌 비닐 아세테이트로 대체된 것을 제외한 위의 비교예 1 에 따라, 제 2 적층된 패널이 준비되었다. 활석은 CIE 1976 (L*, a*, b*) 컬러 스페이스에 따른 77 의 CIE L* 값을 가졌다. 활석은 2.3 의 다분산도 (PD) 를 가졌다. 인캡슐런트는 유리 스크림을 포함하지 않았다. 활석 함유 패널에는 열전대가 장비되었고, 위에서와 같은 배킹 보드에 탑재되었다. 데이터 획득 및 데이터 로깅 장치는, 활석 충전된 인캡슐런트를 갖는 패널의 전압 및 온도를 기록하도록 구성되었다.
도 7은 레퍼런스 및 활석 충전된 인캡슐런트 패널을 이용한 또 다른 날에 대한 데이터를 도시한다. 온도 차이는 오후에서 더 이르게 피크가 되었고, 직상의 태양에서의 변화들에 따라 감소하기 시작하였다. 전력에서의 차이는 3 퍼센트를 초과하는 퍼센트로 평균되었다. 전력 차이는, 적어도 부분적으로 저항기 크기로 인해 과장될 수도 있다.
실시예 3
적외선 차단재를 갖는 솔라 모듈들에 기초한 열 계산들이 이루어졌다. 차단재가 없는 기본 경우 계산들은 적외선 광의 흡수로 섭씨 59 도에서 동작되는 솔라 셀을 도시하였다. 적외선 광의 20 퍼센트를 차단하는 것은, 섭씨 57 도에서 동작한 또는 섭씨 2 도 더 낮은 온도에서 동작한 솔라 모듈을 결과로 발생시켰다. 적외선 광의 50 퍼센트를 차단하는 것은, 섭씨 55 도에서 동작한 또는 섭씨 4 도 더 차갑게 동작한 솔라 모듈을 결과로 발생시켰다.
본 명세서에서 사용되는 "갖는다", "갖는", "구비하는", "함께", "함유하는", 및 "포함하는" 이라는 용어들은 개방적이고 포괄적인 표현들이다. 다르게는, "구성하는" 이라는 용어는 폐쇄적이고 배타적인 표현이다. 청구항들 및 명세서에서의 임의의 용어를 해석하는데 있어서 임의의 모호함이 존재하는 경우, 기안자의 의도는 개방적이고 포괄적인 표현들을 지향한다.
본 명세서에서 사용되는 "등 (and/or the like)" 이라는 용어는, 리스트에서의 아이템들 및/또는 멤버들의 어느 하나 및 모든 개별 및 조합들을 지지할 뿐만 아니라, 아이템들 및/또는 멤버들의 개별 및 조합들의 균등물들을 지지한다.
방법 또는 프로세스에서의 단계들에 대한 순서, 번호, 시퀀스, 반복의 제한에 대하여, 기안자는, 명백히 제공되지 않는 한, 본 발명의 범위에 대해 단계들에 대한 암시된 순서, 번호, 시퀀스, 및/또는 반복의 제한을 의도하지 않는다.
범위들에 대하여, 범위들은 상위 값들과 하위 값들 사이의 모든 포인트들을 포함하는 것으로서 해석되어야 하며, 따라서, 상한 및/또는 하한이 없이 범위들을 포함하는 상위 값들과 하위 값들 사이에 포함된 모든 가능한 범위들에 대한 지원을 제공한다.
본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않으면서 개시된 구조들 및 방법들에서 다양한 변형들 및 변화들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 특히, 임의의 일 실시형태의 설명들은 다른 실시형태들의 설명들과 자유롭게 조합되어, 2 개 이상의 엘리먼트들 및/또는 한정들의 조합들 및/또는 변화들을 이루어낼 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태들은, 본 명세서에서 개시된 본 발명의 실시 및 명세서의 고려로부터 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 실시예들은 단지 예시적인 것으로 고려되도록 의도되며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 다음의 청구항들에 의해 나타내어 진다.
전술한 명세서에서, 본 발명이 특정 바람직한 실시형태들에 관련되어 설명되었고, 다수의 세부사항들이 예시의 목적을 위해 제시되었지만, 본 발명이 부가적인 실시형태들을 허용하며, 본 명세서 및 청구항들에서 설명된 특정 세부사항들이 본 발명의 기본적인 원리로부터 벗어나지 않으면서 상당히 변화될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (32)

  1. 광전지 또는 반도체의 인캡슐런트 (encapsulant) 로서,
    폴리머 재료; 및
    향상된 입자 크기 분포, 증백제 (brightening agent), 적외선 차단재 (infrared extinguisher), 또는 이들의 조합들을 포함하는 충전제 재료를 포함하는, 인캡슐런트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 향상된 입자 크기 분포는 약 0.005 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터의 중간 입자 직경을 포함하는, 인캡슐런트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 향상된 입자 크기 분포는 약 0 내지 약 10 의 다분산도 (polydispersity) 를 포함하는, 인캡슐런트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전제 재료는, 질화 알루미늄, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 활석 (talc), 중정석 (barite), 클레이 (clay), 산화 티타늄, 마그네타이트, 산화 알루미늄, 이산화 규소, 질화 보론, 질화 규소, 규회석 (wollastonite), 대리석 (marble), 탄화 규소, 적색 산화철 (red iron oxide), 흑색 산화철 (black iron oxide), 산화 크롬, 황화 아연, 산화 지르코늄, 산화 안티몬 산화 아연, 미네랄 코팅된 산화철, 또는 이들의 조합들을 포함하는, 인캡슐런트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 증백제는 CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 75 보다 더 큰 CIE L* 값을 포함하는, 인캡슐런트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 50 보다 더 적은 CIE L* 값을 포함하는 열 전도제를 더 포함하는, 인캡슐런트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 증백제의 CIE L* 값과 열 전도제의 CIE L* 값의 차이는 CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 0.5 내지 약 95 를 포함하는, 인캡슐런트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 증백제의 CIE L* 값과 열 전도제의 CIE L* 값의 비는 CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 1.1 내지 약 50 을 포함하는, 인캡슐런트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 증백제 대 열 전도제의 비는 부피 기초로 약 0.01 내지 약 100 을 포함하는, 인캡슐런트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 증백제 대 열 전도제의 비는 부피 기초로 약 1 내지 약 4 를 포함하는, 인캡슐런트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적외선 차단재는, 약 700 나노미터보다 더 크거나 또는 약 1100 나노미터보다 더 큰 파장을 포함하는 솔라 셀에 의해 흡수된 광의 일부를 적어도 감소시키는, 인캡슐런트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 적외선 차단재는 CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 0 내지 약 100 의 CIE L* 값을 갖는, 인캡슐런트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전제 재료는,
    약 0.1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터의 중간 입자 직경; 및
    약 1 에서 약 4 까지의 굴절율의 실부 (real part) 를 포함하는, 인캡슐런트.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 부틸 아세테이트, 폴리우레탄, 풀루오로폴리머, 다결정질 규소, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 이노머들, 폴리비닐 부티랄, 또는 이들의 조합들을 포함하는, 인캡슐런트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 인캡슐런트는 질량 기초로 약 0.01 퍼센트 내지 약 80 퍼센트에서의 충전제 재료를 포함하는, 인캡슐런트.
  16. 광전지 또는 반도체의 배면 시트로서,
    폴리머 재료; 및
    향상된 입자 크기 분포, 증백제 (brightening agent), 적외선 차단재 (infrared extinguisher), 또는 이들의 조합들을 포함하는, 배면 시트.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 향상된 입자 크기 분포는 약 0.005 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터 의 중간 입자 직경을 포함하는, 배면 시트.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 향상된 입자 크기 분포는 약 0 내지 약 10 의 다분산도 (polydispersity) 를 포함하는, 배면 시트.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 충전제 재료는, 질화 알루미늄, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 활석 (talc), 중정석 (barite), 클레이 (clay), 산화 티타늄, 마그네타이트, 산화 알루미늄, 이산화 규소, 질화 보론, 질화 규소, 규회석 (wollastonite), 대리석 (marble), 탄화 규소, 적색 산화철 (red iron oxide), 흑색 산화철 (black iron oxide), 산화 크롬, 황화 아연, 산화 지르코늄, 산화 안티몬 산화 아연, 미네랄 코팅된 산화철, 또는 이들의 조합들을 포함하는, 배면 시트.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 증백제는 CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 75 보다 더 큰 CIE L* 값을 포함하는, 배면 시트.
  21. 제 16 항에 있어서,
    CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 50 보다 더 적은 CIE L* 값을 포함하는 열 전도제를 더 포함하는, 배면 시트.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 증백제의 CIE L* 값과 열 전도제의 CIE L* 값의 차이는 CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 0.5 내지 약 95 를 포함하는, 배면 시트.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 증백제의 CIE L* 값과 열 전도제의 CIE L* 값의 비는 CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 1.1 내지 약 50 을 포함하는, 배면 시트.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 증백제 대 열 전도제의 비는 부피 기초로 약 0.01 내지 약 100 을 포함하는, 배면 시트.
  25. 제 16 항에 있어서,
    상기 증백제 대 열 전도제의 비는 부피 기초로 약 1 내지 약 4 를 포함하는, 배면 시트.
  26. 제 16 항에 있어서,
    상기 적외선 차단재는, 약 700 나노미터보다 더 크거나 또는 약 1100 나노미터보다 더 큰 파장을 포함하는 솔라 셀에 의해 흡수된 광의 일부를 적어도 감소시키는, 배면 시트.
  27. 제 16 항에 있어서,
    상기 적외선 차단재는 CIE 1976 (L*,a*,b*) 컬러 스페이스에 따른 약 0 내지 약 100 의 CIE L* 값을 갖는, 배면 시트.
  28. 제 16 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 글리콜 폴리머, 폴리(플루오르화 비닐), 폴리(플루오르화 비닐리덴), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리스티렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리카보네이트, 다층 적층된 재료들, 플루오로폴리머 폴리에스테르 플루오로폴리머 재료, 플루오로폴리머 금속 플루오로폴리머 재료, 플루오로폴리머 폴리에스테르 에틸렌 비닐 아세테이트 재료, 또는 이들의 조합들을 포함하는, 배면 시트.
  29. 광을 전기로 변환하는 솔라 모듈로서,
    투명한 전면 시트;
    상기 투명한 전면 시트 아래에 배치된 하나 이상의 광전지 셀들;
    상기 하나 이상의 광전지 셀들 아래에 배치된 배면 시트; 및
    상기 하나 이상의 광전지 셀들의 배면의 적어도 일부와 상기 배면 시트 사이에 배치된 인캡슐런트 (encapsulant) 를 포함하며,
    상기 배면 시트, 상기 인캡슐런트, 또는 이들의 조합들은 향상된 입자 크기 분포, 증백제 (brightening agent), 적외선 차단재 (infrared extinguisher), 또는 이들의 조합들을 포함하는, 솔라 모듈.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광전지 셀들은, 동일한 조건들 하에서 동작되는 경우에, 향상된 인캡슐런트 포뮬레이션 (formulation) 을 포함하지 않는 솔라 모듈과 비교하여 동작 시에 적어도 약 섭씨 0.5 도 더 차갑게 동작하는, 솔라 모듈.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광전지 셀들은, 동일한 조건들 하에서 동작되는 경우에, 향상된 인캡슐런트 포뮬레이션을 포함하지 않는 솔라 모듈과 비교하여 동작 시에 적어도 약 0.5 퍼센트 더 많은 전력을 생성하는, 솔라 모듈.
  32. 솔라 모듈을 제조하는 프로세스로서,
    투명한 전면 시트를 제공하는 단계;
    상기 투명한 전면 시트의 적어도 일부 위에 인캡슐런트 (encapsulant) 재료의 제 1 시트를 배치하는 단계;
    상기 인캡슐런트 재료의 상기 제 1 시트 위에 하나 이상의 광전지 셀들을 배치하는 단계;
    상기 하나 이상의 광전지 셀들 위에 인캡슐런트 재료의 제 2 시트를 배치하는 단계로서, 상기 인캡슐런트 재료의 제 2 시트는 향상된 입자 크기 분포, 증백제 (brightening agent), 적외선 차단재 (infrared extinguisher), 또는 이들의 조합들을 포함하는, 상기 인캡슐런트 재료의 제 2 시트를 배치하는 단계;
    상기 인캡슐런트 재료의 제 2 시트 위에 배면 시트를 배치하는 단계로서, 상기 배면 시트는 향상된 입자 크기 분포, 증백제, 적외선 차단재, 또는 이들의 조합들을 포함하는, 상기 배면 시트를 배치하는 단계; 및
    상기 솔라 모듈을 적층시켜서, 상기 인캡슐런트 재료의 제 1 시트 또는 상기 인캡슐런트의 제 2 시트의 적어도 일부를 융합 (fuse) 하는 단계를 포함하는, 솔라 모듈을 제조하는 프로세스.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150137664A (ko) * 2014-05-30 2015-12-09 심흥식 솔라패널이 구비된 야외용 테이블
KR20200133258A (ko) * 2018-03-26 2020-11-26 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 우수한 유전 특성을 갖는 열 전도성 열가소성 조성물 및 이의 성형품

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10446733B2 (en) * 2007-10-02 2019-10-15 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Hybrid solar cell
PT2196489E (pt) * 2008-12-15 2013-09-30 Arkema France Módulos fotovoltaicos com uma película de revestimento posterior compreendendo um polímero enxertado com poliamida e o seu processo de fabrico e utilização
JP5947209B2 (ja) * 2009-06-09 2016-07-06 エスケーシー カンパニー，リミテッド 黒色シート及びその製造方法
WO2011137077A1 (en) * 2010-04-26 2011-11-03 Stanley Burton Levy Photovoltaic module backsheet, materials for use in module backsheet, and processes for making the same
KR20130112687A (ko) * 2010-05-20 2013-10-14 도레이 필름 카코우 가부시키가이샤 태양전지 모듈용 이면 보호 시트
EP2425969A1 (de) * 2010-09-05 2012-03-07 Kuraray Europe GmbH Photovoltaikmodule mit mineralischen Füllstoff enthaltenden Klebefolien auf Basis Polyvinylacetal
FR2966158B1 (fr) * 2010-10-13 2012-10-19 Arkema France Film a base de polymere fluore pour application photovoltaique
WO2012073868A1 (ja) * 2010-11-30 2012-06-07 三洋電機株式会社 光電変換装置及びその製造方法
WO2012073926A1 (ja) * 2010-11-30 2012-06-07 京セラ株式会社 光電変換モジュール
CA2833231A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-26 The Regents Of The University Of Michigan Light trapping architecture for photovoltaic and photodetector applications
CN102208463A (zh) * 2011-04-26 2011-10-05 南通美能得太阳能电力科技有限公司 一种加固的太阳能电池组件及制作方法
EP2720277A4 (en) * 2011-06-06 2014-12-17 Shinetsu Chemical Co SOLAR CELL MODULE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
US9941435B2 (en) * 2011-07-01 2018-04-10 Sunpower Corporation Photovoltaic module and laminate
WO2013007716A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 Total Petrochemicals Research Feluy Device comprising polymer layer
WO2013007714A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 Total Petrochemicals Research Feluy Device comprising polymer layer
WO2013007711A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 Total Petrochemicals Research Feluy Device comprising polymer layer
TWI450855B (zh) * 2011-08-04 2014-09-01 高純度氮化鋁製造方法
US20130068279A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Benyamin Buller Photovoltaic module interlayer
GB201117058D0 (en) * 2011-10-04 2011-11-16 Qinetiq Ltd Infrared transparent film
KR20140074376A (ko) * 2011-10-05 2014-06-17 도레이 필름 카코우 가부시키가이샤 태양전지 모듈용 이면 보호 시트 및 그것을 사용한 태양전지 모듈
WO2013094502A1 (ja) * 2011-12-22 2013-06-27 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
WO2013100857A2 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 Memc Singapore Pte, Ltd. Solar module heat transfer system
CN104039553B (zh) * 2012-01-13 2016-12-28 惠和株式会社 太阳能电池组件用背板、太阳能电池组件用背板的制造方法和太阳能电池组件
CN203474703U (zh) * 2012-04-13 2014-03-12 普罗旺斯科技（深圳）有限公司 一种散热涂层及散热片
US10295712B2 (en) 2012-04-19 2019-05-21 Honeywell International Inc. Backsheets for photovoltaic modules using infrared reflective pigments
US20150275063A1 (en) * 2012-09-19 2015-10-01 Chandrashekar Raman Thermally conductive plastic compositions, extrusion apparatus and methods for making thermally conductive plastics
US9434870B2 (en) * 2012-09-19 2016-09-06 Momentive Performance Materials Inc. Thermally conductive plastic compositions, extrusion apparatus and methods for making thermally conductive plastics
TWI482305B (zh) * 2012-09-27 2015-04-21 Win Win Prec Technology Co Ltd 太陽能電池模組及其製造方法、提升太陽能電池元件散熱效果的方法以及散熱增強型太陽能電池元件
JP2014165428A (ja) * 2013-02-27 2014-09-08 Kobayashi Kk 太陽電池用バックシート及び太陽電池モジュール
CN104112783B (zh) * 2013-04-22 2017-08-25 珠海兴业新能源科技有限公司 高性能绝缘太阳能光伏光热一体化板芯及其制备方法
DE102013104080A1 (de) 2013-04-23 2014-10-23 Solarion Ag Photovoltaisches Solarmodulelement mit elektrisch leitfähiger Rückseite
TWM461152U (zh) * 2013-05-13 2013-09-01 Win Win Prec Technology Co Ltd 太陽能電池模組
CN103342968B (zh) * 2013-06-28 2015-06-24 常州大学 一种超低离子迁移率封装胶膜及光伏组件的生产工艺
KR102113839B1 (ko) * 2013-07-29 2020-05-21 엘지전자 주식회사 후면 시트 및 이를 포함하는 태양 전지 모듈
CN104659128B (zh) * 2013-11-21 2017-09-29 台虹科技股份有限公司 包含导热密封复合层的太阳能模块
EP2894675B1 (en) * 2014-01-09 2016-10-05 Taiflex Scientific Co., Ltd. Thermally conductive encapsulate and solar cell module comprising the same
WO2015148778A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 Sunpower Corporation Thermal management
US10069019B2 (en) 2014-10-31 2018-09-04 Byd Company Limited Solar cell unit, solar cell array, solar cell module and manufacturing method thereof
JP6520257B2 (ja) * 2015-03-18 2019-05-29 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用の封止材シート、及び太陽電池モジュール
JP6235520B2 (ja) * 2015-03-31 2017-11-22 富士フイルム株式会社 太陽電池用透明シート、太陽電池用透明バックシート、及び太陽電池モジュール
DK178881B1 (en) * 2015-08-27 2017-04-24 Axmetic-Engineering V/Jan Mahler A method for manufacturing a solar cell panel and a solar cell panel manufactured using such a method
US10224445B2 (en) * 2015-11-02 2019-03-05 S-Energy Co., Ltd. Back sheet, method of manufacturing the same, solar cell module using the same and method of manufacturing solar cell
KR101905740B1 (ko) * 2016-10-27 2018-10-11 한국에너지기술연구원 태양전지 패키지 및 태양전지 패키지의 제조방법
CN106634649A (zh) * 2016-11-01 2017-05-10 常州斯威克光伏新材料有限公司 一种红外屏蔽型eva光伏胶膜的制备方法
JP6841088B2 (ja) * 2017-03-01 2021-03-10 堺化学工業株式会社 導電性材料及び電極材料
EP3527615A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-21 Venator Germany GmbH Thermoconductive filler particles and polymer compositions containing them
CN108565308B (zh) * 2018-05-07 2020-01-24 安徽秦能光电有限公司 一种光伏电池组件及其制造方法
WO2020155628A1 (zh) * 2019-01-31 2020-08-06 光之科技发展(昆山)有限公司 一种发电建材及其制备方法
CN112838789B (zh) * 2021-01-05 2022-07-01 中国人民解放军海军工程大学 真空-半导体固态两级热离子发电装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4673620A (en) * 1984-02-27 1987-06-16 Exxon Research & Engineering Co. Elastomeric thermoplastic low voltage insulation on conductive substrate
US5238519A (en) * 1990-10-17 1993-08-24 United Solar Systems Corporation Solar cell lamination apparatus
JP3323560B2 (ja) * 1992-12-10 2002-09-09 株式会社ブリヂストン 太陽電池封止材膜
US5811180A (en) * 1994-07-26 1998-09-22 The Regents Of The University Of California Pigments which reflect infrared radiation from fire
US6525261B1 (en) * 1994-09-22 2003-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Resin composition and an electronic device using the same
JPH1056189A (ja) * 1996-08-12 1998-02-24 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池モジュール
US6335479B1 (en) * 1998-10-13 2002-01-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Protective sheet for solar battery module, method of fabricating the same and solar battery module
JP2004311455A (ja) * 2003-02-17 2004-11-04 Kyocera Corp 太陽電池モジュール
US20040202866A1 (en) * 2003-04-11 2004-10-14 Kernander Carl P. Bright white protective laminates
JP2004327630A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Kyocera Corp 太陽電池モジュール
US7300967B2 (en) * 2004-11-12 2007-11-27 Eastman Chemical Company Polyester polymer and copolymer compositions containing metallic titanium particles
US7638186B2 (en) * 2005-06-13 2009-12-29 3M Innovative Properties Company Fluoropolymer containing laminates
DE102005027657A1 (de) * 2005-06-15 2006-12-21 Mitsubishi Polyester Film Gmbh Mehrschichtige, transparente Polyesterfolie mit hoher Sauerstoffbarriere
JPWO2007040039A1 (ja) * 2005-09-30 2009-04-16 東レ株式会社 太陽電池モジュール用封止フィルムおよび太陽電池モジュール
JP2007103813A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Techno Polymer Co Ltd 太陽電池用バックシート
JP5140919B2 (ja) * 2005-11-01 2013-02-13 東レ株式会社 太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュール
EP1969641A2 (en) * 2005-11-04 2008-09-17 Dow Corning Corporation Encapsulation of photovoltaic cells
US7553540B2 (en) * 2005-12-30 2009-06-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoropolymer coated films useful for photovoltaic modules
JP2008115057A (ja) * 2006-11-07 2008-05-22 Electric Power Dev Co Ltd 封止材料、ガラスパネルの製造方法および色素増感太陽電池
EP2121319A4 (en) * 2007-03-09 2015-11-04 3M Innovative Properties Co MULTILAYER FILM
CN101911306B (zh) * 2008-01-03 2014-04-16 马迪可公司 用于光伏组件的光致发光背板
CN101978511A (zh) * 2008-03-21 2011-02-16 株式会社普利司通 一对密封膜、和使用其的太阳能电池
US20090255571A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-15 Bp Corporation North America Inc. Thermal Conducting Materials for Solar Panel Components
WO2009138990A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Pythagoras Solar Inc. Encapsulation material
WO2010132638A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 Madico, Inc. Heat dissipating protective sheets and encapsulant for photovoltaic modules
KR101004029B1 (ko) * 2009-06-05 2010-12-31 (주)솔라원 방열 특성을 갖는 ｅｖａ층을 구비한 태양광발전용 모듈
CN101697358A (zh) * 2009-10-13 2010-04-21 常熟市冠日新材料有限公司 太阳能光伏电池背板的复合薄膜

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150137664A (ko) * 2014-05-30 2015-12-09 심흥식 솔라패널이 구비된 야외용 테이블
KR20200133258A (ko) * 2018-03-26 2020-11-26 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 우수한 유전 특성을 갖는 열 전도성 열가소성 조성물 및 이의 성형품
US11643586B2 (en) 2018-03-26 2023-05-09 Shpp Global Technologies B.V. Thermally conductive thermoplastic compositions with good dielectric property and the shaped article therefore

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JP2012508472A (ja) 2012-04-05
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