KR20120060212A - 태양 모듈의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
태양 모듈은 투명 물질, 태양 전지, 전류-전도 소자 및 내후성 보호 장치의 복합체로 본질적으로 이루어진다. 여러가지 태양 모듈, 예컨대 필름-지지형(film-backed) 모듈, 유리-유리 적층 모듈, 주형용 수지 기술에서의 유리-유리 모듈, 복합 안전 필름 기술에서의 유리-유리 모듈, 및 박층 모듈이 당업자에게 공지되어 있다.
태양 모듈에서, 태양 전지는 일반적으로 양쪽 측면이 중합체 매립재에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 중합체 매립재는 흔히, 예를 들면 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어져 있다. 태양 전지의 상부면에는 예를 들면 단일 판 안전 유리로 이루어진 투명 기재가 존재한다. 태양 전지의 바닥면에는 일반적으로 내후성 중합체 필름으로 이루어진 보호층이 존재한다.
EP 1 184 912 A1에는, 투명 기재를, α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 중합체 매립재와 적층시키고, 태양 전지, 추가의 중합체 매립재 및 보호층을 층층이 쌓고, 하나의 공정 단계로 적층시키는 태양 모듈의 제법이 기재되어 있다. EP 1 184 912 A1에는 추가로, α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체, 특히 비닐 아세테이트 함량이 높은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (EVA)가 특히 점착성이며, 기재, 올레핀-비닐 아세테이트 필름 및 태양 전지를 정확히 배치하여 태양 모듈을 제조하는 것이 여려워진다고 언급되어 있다. 이러한 효과는 비닐 아세테이트 함량이 40% 이상인 EVA 공중합체가 자유-유동성이라는 사실에 의해 강화되고, 그 결과로서, 태양 전지의 매립 공정이 복잡해진다. 그러나, 개별 소자의 정확한 배열은 극히 중요한데, 이는 그렇지 않으면 태양 모듈의 에너지 효율이 감소하고, 부정확한 배치가 태양 전지의 손상을 초래할 수 있기 때문이다. 생성된 결함이 있는 태양 모듈은 버려져야 할 것이고, 이는 추가의 비용을 발생시킨다.
일반적으로, 태양 모듈의 제조시 투명 기재, α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 중합체 매립재, 태양 전지, α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 추가의 중합체 매립재, 및 불투명 기재를 배치하는 것이 문제가 되는데, 이는 상기 5가지 소자들의 서로 정확한 배치가, 물질 성질, 보다 특히 점착성 및 취급성으로 인해, 흔히 수정불가능한 소자의 이동을 초래하여 결함이 있는 태양 모듈을 생성하기 때문이다.
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복할 수 있는 정확하고 효과적인 태양 모듈의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 이하 놀랍게도 본 발명에 따른 방법이, 별도로 제작된, 중합체 매립재 및 기재로 이루어진 소자를 사용하여, 시간을 적게 소비하면서 정밀도가 우수한 태양 모듈을 제조할 수 있음을 발견하였다.
따라서 본 발명은,
단계 a)에서,
투명 또는 불투명 기재를, 비닐 아세테이트 함량이 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상인 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 매립재와 적층시켜 소자를 제공하고,
제 2 단계 b)에서,
단계 a)에서 투명 기재로부터 생성된 소자 및 단계 a)에서 불투명 기재로부터 생성된 소자를, 투명 소자와 불투명 소자 사이에 위치하는 하나 이상의 태양 전지와 적층시켜 태양 모듈을 제공하는,
태양 모듈의 제조 방법을 제공한다.
문헌에 나타나는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체에 관한 추가의 참고문헌은 항상, 명확히 상이하게 정의되어 있는 경우를 제외하고는, 비닐 아세테이트 함량이 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상인 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 매립재는 1종 이상의 첨가제를 포함한다.
바람직하게는 매립재는, 매립재의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 70 중량%의 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 및 0 중량% 내지 30 중량%의 1종 이상의 첨가제를 함유할 수 있다. 보다 바람직하게는 매립재는, 매립재의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 80 중량%의 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 및 0 중량% 내지 20 중량%의 1종 이상의 첨가제를 함유한다. 가장 바람직하게는 매립재는, 각각의 경우 매립재의 총 중량을 기준으로, 90 중량% 내지 100 중량%의 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 및 0 내지 10 중량%의 1종 이상의 첨가제를 포함한다. 사용된 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 및/또는 첨가제(들)의 합은 매립재의 총 중량을 기준으로 100 중량%이다.
예를 들면 바람직하게는, 매립재는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 총 중량을 기준으로 1종, 2종, 3종 또는 그 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체를 함유할 수 있다. 2종 이상의 상이한 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 혼합물이 바람직하다. 그러나, 단지 1종의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체만을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
매립재는 바람직하게는 각각의 경우 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 총 중량을 기준으로 비닐 아세테이트 공중합체 함량이 40 중량% 이상, 보다 바람직하게는 비닐 아세테이트 함량이 45 중량% 이상인 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체를 함유한다. 사용되는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 중의 비닐 아세테이트 함량은 전형적으로 25 중량% 이상 내지 98 중량%, 바람직하게는 40 중량% 이상 내지 98 중량%, 보다 바람직하게는 45 중량% 이상 내지 98 중량%이고, α-올레핀 함량은 2 중량% 내지 75 중량% 이하, 바람직하게는 2 중량% 내지 60 중량% 이하, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 55 중량% 이하이며, 여기서 비닐 아세테이트 및 α-올레핀의 총 양은 100 중량%이다.
매립재에 사용되는 α-올레핀-비닐 아세테이트-공중합체에 사용되는 α-올레핀은 모든 공지된 α-올레핀일 수 있다. α-올레핀은 바람직하게는 에텐, 프로펜, 부텐, 특히 n-부텐 및 i-부텐, 펜텐, 헥센, 특히 1-헥센, 헵텐 및 옥텐, 특히 1-옥텐으로부터 선택된다. 또한, 매립재에 사용되는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 중의 α-올레핀으로 언급되는 α-올레핀의 고급 상동체를 사용할 수도 있다. α-올레핀은 치환기, 특히 C1-C5-알킬 라디칼을 추가로 함유할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 α-올레핀은 임의의 추가의 치환기를 함유하지 않는다.
바람직한 α-올레핀은 에텐 및 프로펜이고, 매립재에 사용되는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 중의 α-올레핀으로서 에텐을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 따라서 바람직하게는 본 발명의 소자에 사용되는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체이다.
보다 바람직하게는, 사용되는 매립재는 오로지 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체이다. 이 경우, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체는 비닐 아세테이트 함량이 25 중량% 이상 내지 98 중량%, 바람직하게는 40 중량% 이상 내지 98 중량%, 보다 바람직하게는 45 중량% 이상 내지 98 중량%이고, 에틸렌 함량이 2 중량% 내지 75 중량% 이하, 바람직하게는 2 중량% 내지 60 중량% 이하, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 55 중량% 이하이다.
예를 들면 바람직하게는, 첨가제는 퍼옥사이드, 광안정화제, 실란, 노화 안정화제, 광개시제, 예컨대 벤조페논, 및 가교 밀도를 증가시키기 위한 공동제(coagent), 예컨대 트리알릴 시아누레이트 또는 트리알릴 이소시아누레이트의 군으로부터, 또는 이러한 물질들의 혼합물로부터 선택된다.
가장 바람직하게는 본 발명에 따른 방법에서 매립재는, 매립재 중의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체가 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 총 중량을 기준으로 비닐 아세테이트 함량이 25 중량% 이상 내지 40 중량% 이하일 경우, 1종 이상의 추가의 첨가제를 포함한다.
적합한 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 제조 방법은 EP-A 0 341 499, EP-A 0 510 478 및 DE-A 38 25 450에 명시되어 있다.
바람직하게는 본 발명에 따른 방법에서 사용되는, 비닐 아세테이트 함량이 40 중량% 이상인 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체는 DE 2 031 662 A2에 공지된 용액 중합 공정에 의해 제조된다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체, 바람직하게는 비닐 아세테이트 함량이 40 중량% 이상인 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체는 일반적으로, 21.1 N의 부하 및 190 ℃에서 ISO 1133에 따라 측정한 MFI 값 (g/10분)이 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 35, 보다 바람직하게는 2 내지 6이다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 무니(Mooney) 점도 (DIN 53523에 따라 ML 1+4, 100 ℃에서)는 일반적으로 3 내지 50, 바람직하게는 4 내지 35 무니 단위이다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 수평균 분자량 (GPC (겔-투과 크로마토그래피)에 의해 결정)은 예를 들면 5000 g/mol 내지 200,000 g/mol, 바람직하게는 10,000 g/mol 내지 100,000 g/mol이다.
태양 모듈을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 예를 들면 란세스 도이치란트 게엠베하(Lanxess Deutschland GmbH)로부터 상표명 레바프렌(Levapren)® 또는 레바멜트(Levamelt)®로 시판되는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
보다 바람직하게는, 태양 모듈을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체는, 비닐 아세테이트 45±2 중량% 및 MFI 1 내지 5, 비닐 아세테이트 45±2 중량% 및 MFI 5 내지 15, 비닐 아세테이트 45±2 중량% 및 MFI 15 내지 35, 비닐 아세테이트 50±2 중량%, 비닐 아세테이트 60±2 중량%, 비닐 아세테이트 68±2 중량% 및 MFI 15 내지 35, 비닐 아세테이트 70±2 중량%, 비닐 아세테이트 80±2 중량% 또는 비닐 아세테이트 90±2 중량%를 갖는 레바멜트® 450, 레바멜트® 452, 레바멜트® 456, 레바멜트® 500, 레바멜트® 600, 레바멜트® 686, 레바멜트® 700, 레바멜트® 800 및 레바멜트® 900이다.
기재는 유리, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐 플루오라이드 중합체 적층물, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 이러한 물질들의 혼합물일 수 있다. 이들 중합체 중 일부는, 조성 및 가공에 따라, 투명 또는/및 불투명 성질을 가질 수 있다. 이들 중합체의 제법 및 그의 성질은 당업자에게 공지되어 있다.
바람직하게는, 소자가 태양을 향하는 면에 탑재되는 경우에는 소자에 투명 기재가 사용된다. 당업자에게 공지된 모든 투명 기재, 예를 들면 바람직하게는 유리, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 이러한 물질들의 혼합물이 적합하다. 바람직하게는 투명 물질은 유리, 폴리비닐 플루오라이드 중합체 적층물 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 보다 바람직하게는 적합한 투명 기재는 판유리이고, 단일-판 안전 유리를 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.
바람직하게는, 소자가 태양 모듈의 뒷면 (즉, 태양의 반대쪽을 향하는 면)에 탑재되는 경우에는 소자에 불투명 기재가 사용된다. 바람직하게는 불투명 기재는 폴리에스테르, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 보다 바람직하게는 불투명 기재는 중합체 필름, 특히, 예를 들면 폴리비닐 플루오라이드, 예컨대 듀폰(DuPont)의 테들라(Tedlar)®, 폴리에스테르, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 예컨대 알케마(Arkema)의 키나르(Kynar)®, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로부터 형성된 중합체 복합 필름이다.
또한, 예를 들면 불투명 기재의 표면은 매립재에 더 잘 접합될 수 있도록 화학적으로 처리될 수도 있다. 바람직하게는 불투명 기재의 표면은 플라즈마에 의해, 특히 산소 플라즈마로 처리되어 있다. 보다 바람직하게는, 불투명 기재가 미처리되어 잘 점착하지 않는 경우 불투명 기재를 처리한다.
바람직하게는 태양 모듈의 뒷면에 적용되는 불투명 기재는 태양 모듈의 배면을 형성하는 내후성 보호층으로서의 역할을 한다 (배면 적층).
적합한 태양 전지는 당업자에게 공지된 모든 태양 전지이다. 적합한 태양 전지는, 예를 들면, 후막 전지 (단결정질 또는 다결정질 전지) 또는 박층 전지 (비결정질 규소 또는 결정질 규소)일 수 있는 규소 전지; III-V 반도체 태양 전지 (Ga-As 전지); II-VI 반도체 태양 전지 (CdTe 전지); CIS 전지 (구리 인듐 디셀레나이드 또는 구리 인듐 디술파이드) 또는 CIGS 전지 (구리-인듐-갈륨-디셀레나이드); 유기 태양 전지, 염료 전지 (그래첼(Graetzel) 전지) 또는 반도체 전해질 전지 (예를 들어 산화구리/NaCl 용액)이고; 규소 전지를 사용하는 것이 바람직하다. 당업자에게 공지된 모든 유형의 규소 전지, 예를 들면 단결정질 전지, 다결정질 전지, 비결정질 전지, 미세결정질 전지, 또는 예를 들면 다결정질 전지와 비결정질 전지의 조합으로부터 형성되는 탠덤 태양 전지를 사용하는 것이 가능하다. 다결정질 전지 및 비결정질 전지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 언급된 태양 전지의 구조는 당업자에게 공지되어 있다.
후막 전지 이외에, 박층 전지, 집광형 전지, 전기화학적 염료 태양 전지, 유기 태양 전지 또는 형광 전지를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 가요성 태양 전지를 사용할 수 있다.
적합한 태양 전지의 제조 방법은 당업자에게 공지되어 있다.
본 발명의 범주에는 일반적으로 또는 바람직한 범위 내에서, 임의의 서로간의 조합의, 즉, 또한 특정 범위와 바람직한 범위 사이의, 상기 및 하기에 주어진, 모든 라디칼 정의, 파라미터 및 설명이 포함된다.
본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서, 바람직하게는 매립재를 투명 기재 또는 불투명 기재와 독립적으로 적층하여 투명 또는/및 불투명 소자를 제공한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)의 절차는 세정된 투명 또는/및 불투명 기재를 시작점으로 한다. 일반적으로 매립재는 당업자에게 공지된 공정, 예를 들면 공압출, 압출 (캐스트 압출, 평면-필름 압출) 또는 캘린더링에 의해 제조되고, 투명 또는/및 불투명 기재에 필름으로서 적용된다. 매립재를 임의로는 절단하여 사이징하고(sized), 기재상에 위치시킨다. 이에 이어, 예를 들면 당업자에게 공지된 공정에 의한 적층, 예컨대 표준 진공 적층이 이어진다. 적층 중에, 매립재는 투명 또는/및 불투명 기재 상에서 기재에 견고하게 접합되어 있는 투명 중합체 층을 형성한다. 이러한 투명 중합체 층은 예를 들면 1 ㎛ 내지 1000 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 적층 후 투명 중합체 층은 바람직하게는 100 ㎛ 내지 700 ㎛, 보다 바람직하게는 200 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 적층은 예를 들면 140 내지 220 ℃의 온도에서 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 적층은 150 ℃ 내지 210 ℃의 온도, 보다 바람직하게는 160 ℃ 내지 180 ℃의 온도에서 시행하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 투명 또는/및 불투명 기재는 매립재에 의해 완전히 둘러싸일 수 있다. 그러나, 매립재는 투명 기재 또는/및 불투명 기재의 상부면 또는 바닥면에만 적용될 수도 있다. 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서, 매립재는 바람직하게는 투명 기재 또는/및 불투명 기재의 한쪽 면에만 적용된다.
본 발명에 따른 방법의 단계 b)는 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 생성된 소자를 연속적으로 하나 이상의 태양 전지와 접촉시킴으로써 수행된다. 예를 들면, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 생성된 투명 소자를 시작점으로 할 수 있다. 태양 전지는 불투명 소자와 투명 소자의 투명 중합체 물질 사이에 존재한다. 태양 전지는 예를 들면 로봇에 의해 자동적으로 또는 수작업으로 위치시킬 수 있다. 그 후, 투명 소자, 불투명 소자 및 하나 이상의 태양 전지를 적층시킬 수 있다.
그러나, 우선 태양 전지를, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 생성된 불투명 소자의 투명 중합체 물질에 적용할 수도 있다. 그런 다음, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 생성된 투명 소자의 투명 중합체 물질을, 이후 여전히 피복되지 않는 태양 모듈의 표면에 적용할 수 있다. 그 후, 이어서, 투명 소자, 불투명 소자 및 하나 이상의 태양 전지를 적층시킬 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 생성된 투명 소자를 시작점으로 한다. 그 후, 이어서, 바람직하게는 로봇에 의해 자동화 방식으로 태양 전지를 투명 중합체 물질 상에 위치시킨다. 그 후, 이어서, 바람직하게는 상부에 투명 중합체 물질을 갖는 면에 의해 불투명 소자를 적용시킨다. 이에 이어 바람직하게는 적층이 이어져 복합체를 제공한다.
본 발명의 일 실시양태에서, 태양 모듈은 복수의 태양 전지를 포함하며, 이들은 또한 땜납 스트립에 의해 서로 결합되어 "스트링(string)"을 형성한다. 몇몇 스트링은 흔히 횡방향 커넥터에 의해 서로 연결된다. 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시양태에서, 태양 전지는, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 생성된 소자와 접촉하기 전에, 땜납 스트립에 의해 결합되어 개별 스트링을 형성한다. 태양 전지는 바람직하게는 투명 소자와 접촉하기 전에 땜납 스트립에 의해 결합된다. 바람직하게는, 개별 스트링들을 서로 연결하여 접속 소켓을 생성하는 횡방향 커넥터를 후속적으로 위치시키고 접촉시킨다. 그런 다음, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 생성된 불투명 소자를, 상부에 투명 중합체 물질을 갖는 면에 의해 태양 모듈에 적용시킨다. 배치는 예를 들면 자동적으로, 바람직하게는 로봇에 의해 시행될 수 있다. 이에 이어 바람직하게는 적층이 이어져 복합체를 형성한다.
바람직하게는 본 발명에 따른 방법의 단계 b)에서 적층은 140 ℃ 내지 220 ℃의 온도, 바람직하게는 150 ℃ 내지 210 ℃의 온도, 가장 바람직하게는 160 ℃ 내지 180 ℃의 온도에서 시행한다.
본 발명에 따른 방법의 단계 a) 및/또는 단계 b)에서 적층은, 당업자에게 공지된 공정, 예를 들면 표준 진공 적층에 의해 압력 또는/및 열을 사용하여 시행한다. 본 발명에 따른 방법의 단계 a) 및/또는 단계 b)에서 적층을 감압 하에 열을 사용하여 시행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법의 단계 b)에서 적층에 의해 태양 전지가 투명 중합체 층 내로 매립되고, 투명 기재 및 불투명 기재에 고정 접합된다. 후속적으로, 바람직하게는 접속 소켓을 부착시키고, 예를 들면 알루미늄 프레임을 사용하여 태양 모듈을 프레임화한다.
예를 들면 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서 제조된 태양 모듈은 하기 구조를 갖는다 (또한 도 1 참조):
i) 전면과 배면을 갖는 투명 기재 A (전면은 완성된 태양 모듈에서 태양을 향하는 면임) 및 상기 투명 기재의 배면에 적용되는 투명 중합체 층 B로 이루어진 소자 (W);
ii) 투명 중합체 층 B와 B' 사이에 위치하는 하나 이상의 태양 전지 C;
iii) 불투명 기재 D로 이루어진 소자 (V) (불투명 기재 D는 완성된 태양 모듈에서 투명 중합체 층 B'를 통해 태양 전지(들) C에 접합됨).
보다 바람직하게는 태양 전지 C는 투명 중합체 층 B 및/또는 B'에 매립된다.
투명 중합체 층 B 및/또는 B'는 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 매립재를 기재에 적층시키는 중에 생성된다.
적합한 투명 중합체 층 B 및 B'는 비닐 아세테이트 함량이 25 중량% 이상인 상기 규정된 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체, 특히 비닐 아세테이트 함량이 25 중량% 이상인 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 것이고; 특히 적합한 중합체 층 B 및 B'는 비닐 아세테이트 함량이 40 중량% 이상인 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 것이다.
예를 들면 바람직하게는, 소자 (W) 및 (V)는 본 발명에 따른 방법에 의해 단계 a)에서 생성된다. 바람직하게는, 소자 (W)는 투명 기재 A의 한쪽 측면을 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 매립재에 적층시킴으로써 생성되며, 그 결과 매립재는 투명 중합체 층이 된다. 소자 (V)는 바람직하게는 불투명 기재 D, 보다 바람직하게는 내후성 보호층을, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 매립재와 적층시킴으로써 생성된다. 이 단계에 의해 매립재로부터 투명 중합체 층이 형성된다. 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 소자 (W) 및 (V)의 제조시 비닐 아세테이트 함량이 40 중량% 이상인 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
바람직하게는 투명 기재 A를 매립재와 적층하여, 투명 기재 A 상의 투명 중합체 층 B가 뒷면 (즉, 태양 전지를 향해 대면하는 면)에 적용되도록 하는 방식으로 새로운 소자 (W)를 제공한다. 바람직하게는 불투명 기재 D를 매립재와 적층하여, 불투명 기재 D가 태양 전지를 향해 대면하는 면 상에서 투명 중합체 물질 B'로 코팅되도록 하는 방식으로 새로운 소자 (V)를 제공한다.
바람직하게는 태양 전지를, 본 발명에 따른 방법의 단계 a)에서 생성된 소자 (W)의 뒷면에 적용한다. 바람직하게는 우선 태양 전지들을 땜납 스트립을 사용하여 서로 결합시킨 다음 위치시킨다. 그 후, 상부에 투명 중합체 물질 B'를 갖는 면에 의해 소자 (V)를 적용한다. 그런 다음 바람직하게는, 개별 스트링들을 서로 연결시켜 접속 소켓을 생성하는 횡방향 커넥터를 위치시키고 접촉시킨다. 배치는 로봇에 의해 자동적으로 시행한다. 이에 이어 본 발명에 따른 방법의 단계 b)에서 적층이 이어진다. 그 후, 임의로는 당업자에게 공지된 추가의 소자, 예를 들면 시일(seal), 알루미늄 프로파일 프레임 및 전기 접속 단자를 태양 모듈에 탑재시킬 수 있다. 이러한 소자 및 그의 설치는 당업자에게 공지되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 상기 언급된 바람직한 구조 외에 또다른 구조를 갖는 태양 모듈을 제조할 수도 있다. 그 예는, 유리-유리 모듈, 형광 집열기 및 렌즈를 사용하여 더 작은 태양 전지에 태양광을 집중시키는 집광형 모듈이다.
본 발명에 따른 방법은 소자를 보다 효율적으로 고정 및 적층시켜, 부정확하게 생성되는 태양 모듈의 수를 줄일 수 있기 때문에, 태양 모듈을 효율적으로 제조할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 태양 모듈의 일 예를 나타낸다.
도 1에서, 기호는 다음을 의미한다:
소자 (W)
A 투명 기재;
B 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 및 임의로는 추가의 첨가제, 바람직하게는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 보다 바람직하게는 란세스 도이치란트 게엠베하의 레바멜트®라는 명칭을 갖는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로부터 형성된 투명 중합체 물질;
C 태양 전지;
소자 (V)
B 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 및 임의로는 추가의 첨가제, 바람직하게는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 바람직하게는 란세스 도이치란트 게엠베하의 레바멜트®라는 명칭을 갖는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로부터 형성된 투명 중합체 물질;
D 불투명 기재 또는 보호층;
E 프레임, 바람직하게는 알루미늄 프로파일 프레임;
F 시일.
소자 (W)는 소자 A 및 B를 포함한다. 소자 (V)는 소자 B' 및 D를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 소자 E 및 F를 갖지 않는 태양 모듈을 제조할 수도 있다. 보다 특히, 가요성 태양 모듈의 경우 소자 E가 불필요할 수 있다.
적합한 소자 A, B, B', C, D 및 E는 이미 상기에 상세히 기술되어 있다. 적합한 시일 F는 당업자에게 공지되어 있다.
Claims (10)
- 단계 a)에서,
투명 또는 불투명 기재를, 비닐 아세테이트 함량이 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상인 1종 이상의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 매립재와 적층시켜 소자를 제공하고,
제 2 단계 b)에서,
단계 a)에서 투명 기재로부터 생성된 소자 및 단계 a)에서 불투명 기재로부터 생성된 소자를, 투명 소자와 불투명 소자 사이에 위치하는 하나 이상의 태양 전지와 적층시켜 태양 모듈을 제공하는 것
을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 매립재가 1종 이상의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 매립재가, 매립재의 총 중량을 기준으로, 90 중량% 내지 100 중량%의 α-올레핀-비닐 아세테이트 공중합체 및 0 내지 10 중량%의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 매립재가 첨가제를 매립재의 총 중량을 기준으로 0 중량% 내지 20 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 비닐 아세테이트 함량이 α-에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 총 중량을 기준으로 40 중량% 이상인 α-에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 사용하는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제가 퍼옥사이드, 광안정화제, 실란, 노화 안정화제, 벤조페논, 트리알릴 시아누레이트 또는 트리알릴 이소시아누레이트의 군으로부터, 또는 이러한 첨가제들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 투명 기재가 유리, 폴리비닐 플루오라이드 중합체 적층물 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 이러한 물질들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 불투명 기재가 폴리에스테르, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 이러한 물질들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항에 따른 단계 a)에서 적층 후 매립재가 기재 상에서 200 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a) 또는/및 단계 b)에서 적층을 160 ℃ 내지 180 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는, 태양 모듈의 제조 방법.
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