KR20120080023A - 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름이 적층된 태양전지용 이면보호 시트 - Google Patents
폴리비닐리덴 플루오라이드 필름이 적층된 태양전지용 이면보호 시트 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120080023A KR20120080023A KR1020110001446A KR20110001446A KR20120080023A KR 20120080023 A KR20120080023 A KR 20120080023A KR 1020110001446 A KR1020110001446 A KR 1020110001446A KR 20110001446 A KR20110001446 A KR 20110001446A KR 20120080023 A KR20120080023 A KR 20120080023A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- film
- polyvinylidene fluoride
- weight
- resin
- protective sheet
- Prior art date
Links
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 title claims abstract description 56
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 35
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 35
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 25
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 19
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 19
- -1 trifluoroethylene, chlorofluoroethylene, 1,2-difluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene Chemical group 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- HFNSTEOEZJBXIF-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,5-tetrafluoro-1,3-dioxole Chemical compound FC1=C(F)OC(F)(F)O1 HFNSTEOEZJBXIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YSYRISKCBOPJRG-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-2,2-bis(trifluoromethyl)-1,3-dioxole Chemical compound FC1=C(F)OC(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)O1 YSYRISKCBOPJRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical group FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 24
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 23
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 22
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 14
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 7
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 7
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920009405 Polyvinylidenefluoride (PVDF) Film Polymers 0.000 description 2
- 241000719193 Seriola rivoliana Species 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 2
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 2
- 229920001780 ECTFE Polymers 0.000 description 1
- 241000169684 Netzelia corona Species 0.000 description 1
- 241000708948 Solva Species 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
- H01L31/049—Protective back sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/046—Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/05—Forming flame retardant coatings or fire resistant coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
- H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름이 적층된 태양전지용 이면보호 시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 및 이산화티탄을 함유하는 필름의 조성 및 표면조도를 조절하고, 이를 기재에 적층한 후, 적층된 불소계 수지 필름의 표면을 특정세기로 코로나 처리한 태양전지용 이면보호 시트에 관한 것이다. 본 발명의 태양전지용 이면보호 시트는 내후성, 내열성, 치수안정성 및 봉지재인 에틸렌 비닐 아세테이트와의 접착성이 우수하므로 태양전지 모듈 제조에 유용하게 적용할 수 있다.
Description
본 발명은 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 필름이 적층된 태양전지용 이면보호 시트에 관한 것으로서, 본 발명의 이면보호 시트는 특정 조성과 표면조도를 갖는 PVDF 필름이 기재에 적층되어 있으며, 또한 그 표면을 코로나 처리하여 봉지재인 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)와의 접착력이 우수하다.
근래 화석 에너지원 고갈과 이산화탄소에 의한 지구 온난화 등 환경오염 문제로 인하여 청정 대체 에너지 확보가 전 세계적인 문제로 대두되면서 태양전지에 대한 관심이 집중되고 있다.
태양전지는 여러가지 소재들로 구성하여 모듈로 만들어져 있으며, 기본적으로 유리, 태양전지 셀, 봉지재, 이면보호 시트 등으로 구성되어 있다. 이면보호 시트는 태양전지용 모듈 후면에서, 셀을 고정시키는 봉지재와 융착되어 외부 환경으로부터의 물리적인 충격이나 수분 및 기타 오염 물질로부터 모듈을 보호하는 역할을 한다. 태양전지는 발전 특성 상 외부에 설치되는 경우가 많기 때문에 이면보호 시트 역시 장기 실외 사용에 견디기 위한 내구성, 내후성 등이 반드시 필요하다. 이에 따라 내구성, 내후성 등이 우수한 불소계 수지 필름 등이 이면보호 시트용 필름으로 가장 많이 사용되고 있다.
이면보호 시트용 불소계 수지 필름으로, 상품명이 Tedlar(듀폰社)인 폴리비닐 플루오라이드(Polyvinyl fluoride, PVF) 필름이 일반적으로 사용되고 있으나, 근래 폭발적인 태양전지 수요에 그 생산량이 미치지 못하는 상황이다. 이에, 최근에는 PVF 필름을 대체하고 기능을 향상시키기 위해 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), ECTFE(Chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer), ETFE(Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer) 등 다른 불소계 수지 필름들이 이면보호 시트용 필름 소재로 많이 사용되고 있다.
이 중 PVDF 수지는 용융 성형이 가능하고 내후성, 내식성, 내약품성, 내스크래치성이 우수하기 때문에 다양한 목적의 기재로 사용될 수 있으며 장기간 외부 사용이 가능하기 때문에 이면보호 시트에 적용하는데 있어서 많은 장점을 가지고 있다.
미국 등록특허 제 4,226,904 호에는 PVDF 필름이 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA) 필름이 기재되어 있으며, 접착성을 향상시키기 위해서 디메틸포름아마이드 용제에 PMMA를 혼합하여 PVDF 필름에 캐스팅시키고 용제를 증발시킨 후 PVDF 필름층을 PMMA 수지층에 압착시키는 기술을 제시하고 있다. 또한, 미국 등록특허 제 5,242,976 호에는 공압출에 의해 PVDF를 지지체에 접착 시킬수 있는 조성물이 기재되어 있으며, 상기 조성물이 PMMA, PVDF 및 아크릴 엘라스토머의 혼합물인 것을 개시하고 있다. 또한, PVDF 수지가 불소계 이외의 다른 수지와의 상용성이 부족한 문제점을 해결하기 위하여 일본 공개특허 소 55-044898 호 및 소 61-008350 호 등에서는 PVDF 수지와 상용성이 우수하고 다른 열가소성 수지와도 상용성이 좋은 PMMA 수지를 염화 비닐 수지층과의 사이에 접착성 수지층으로 개재시킨 3층 압출 시트와 PVDF 수지층과 접착성 수지층인 PMMA 수지층과의 사이에 PVDF/PMMA 혼합층을 배치하여 층간 접착력을 개선시킨 압출 시트 등이 개재되어 있다.
선행기술에서 볼 수 있듯이 PVDF 필름은 지지체 및 봉지재와의 접착력이 약하기 때문에 PVDF 외 다른 조성물을 혼합하는 것이 반드시 필요하며 혼합 조성에 따라 내후성, 내열성, 치수 안정성등이 달라지게 되므로 태양전지용 이면보호 시트로 적층되는 PVDF 필름의 혼합 조성을 잘 선정하여야 한다. 또한, 보통 태양전지용 이면보호 시트과 봉지재와의 접착력을 40 N/10mm 이상으로 보통 요구하지만 60 N/10mm 이상으로 유지하는 것이 안정적이다. 하지만 다른 조성물을 혼합하여 접착력이 향상되어도 불소계 필름 자체의 표면장력이 낮기 때문에 봉지재와의 접착력 향상에는 한계가 있다.
봉지재로 현재 많이 사용되고 있는 것은 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA)이며 이 봉지재와 접착성은 태양전지용 이면보호 시트에서 가장 중요한 물성 중 하나이다.
이에 본 발명자들은 내후성, 내열성, 내스크레치성, 치수 안정성 등이 우수하면서도 에틸렌 비닐 아세테이트에의 접착성이 향상된 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 적용한 태양전지용 이면보호 시트를 개발하기 위해 지속적으로 연구하였다. 그 결과, 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 및 이산화 티탄을 함유하는 특정 조성을 가지며, 표면조도가 특정 범위 이내로 조절된 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 기재에 적층한 후, 필름 표면을 특정 세기로 코로나 처리함으로써 상기 목적에 부합하는 결과를 얻게 되어 본 발명을 완성하였다. 따라서, 본 발명은 불소계 수지 필름을 적용하여 내후성, 내열성, 내스크레치성, 치수 안정성 및 봉지재와의 접착력이 우수한 태양전지용 이면보호 시트를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 50 ~ 90 중량%; 폴리메틸메타크릴레이트 수지 5 ~ 25 중량%; 및 이산화티탄 5 ~ 25 중량%;를 함유하며, 표면조도가 0.3 ㎛ 이하인 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 기재의 한편 또는 양면에 적층하고, 적층된 필름의 표면을 60 ~ 120 W/m2?min 의 코로나 도스로 코로나 처리한 태양전지용 이면보호 시트를 그 특징으로 한다.
본 발명의 태양전지용 이면보호 시트은 특정 조성과 표면조도를 가지는 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 적용하여 내후성, 내열성 및 치수안정성이 우수하며, 또한 필름 표면을 특정 세기로 코로나 처리함으로써 에틸렌 비닐 아세테이트와의 우수한 접착성을 갖는다.
이하에서는 본 발명을 더욱 자세하게 설명하겠다.
본 발명은 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 50 ~ 90 중량%; 폴리메틸메타크릴레이트 수지 5 ~ 25 중량%; 및 이산화티탄 5 ~ 25 중량%;를 함유하며, 표면조도가 0.3 ㎛ 이하인 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 기재의 한편 또는 양면에 적층하고, 적층된 필름의 표면을 60 ~ 120 W/m2?min 의 코로나 도스로 코로나 처리한 태양전지용 이면보호 시트에 관한 것이다.
상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지는 비닐리덴 플루오라이드의 단독 중합체 또는 공중합체를 사용할 수 있다. 공중합체의 경우 비닐리덴 플루오라이드와 공단량체가 50:50 ~ 99:1의 중량비로 공중합된 수지로서, 상기 공단량체는 불화비닐, 트리플루오로에틸렌, 클로로플루오로에틸렌, 1,2-디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로(알킬비닐)에테르, 퍼플루오로(1,3-디옥솔) 및 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔) 중에서 선택한 1종 이상을 사용할 수 있다. 본 발명의 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름 중의 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 함량은 50 ~ 90 중량%, 바람직하기로는 60 ~ 80 중량%가 좋다. 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지의 함량이 50 중량% 미만이면 태양전지 이면보호 시트용 필름으로 요구하는 충분한 내후성, 내열성, 내스크래치성, 치수안정성을 얻기 어려우며, 90 중량%를 초과하는 경우 제조원가 면에서 불리하며 EVA와의 접착력 저하의 문제가 있을 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 필름의 EVA와의 접착력을 높이기 위해 사용하며, 메틸메타크릴레이트의 단독 중합체 또는 공중합체를 사용할 수 있다. 공중합체의 경우 메틸메타크릴레이트와 공단량체가 50:50 ~ 99:1의 중량비로 공중합된 수지로서, 상기 공단량체는 알킬(메타)아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌 및 이소프렌 중에서 선택한 1종 이상을 사용할 수 있다. 필름 중의 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 함량은 5 ~ 25 중량%가 좋은데, 함량이 5 중량% 미만인 경우 EVA와의 접착력이 떨어질 수 있으며, 25 중량%를 초과하면 상대적으로 PVDF의 함량이 감소하므로 내후성 저하의 원인이 될 수 있다.
상기 이산화티탄은 필름에 내UV성, 백색도, 은폐도 등을 부여하기 위해 사용한다. 필름 중의 이산화티탄의 함량은 5 ~ 25 중량%가 바람직한데, 이산화티탄의 함량이 5 중량% 미만이면 은폐도 저하 문제가 있을 수 있으며, 25 중량%를 초과하면 신도 저하 등 기계적 물성에 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 태양전지용 이면보호 시트는 EVA와의 접착력을 향상시키기 위해 표면조도가 0.3 ㎛ 이하인 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 EVA 접착면 쪽으로 기재에 적층하고, 또한 이 필름의 표면을 60 ~ 120 W/m2?min 의 코로나 도스(Corona dose)로 코로나 처리한 것에 기술적인 특징이 있다.
상기 기재는 배리어성 특성을 가진 필름이면 그 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중에서 선택한 1종 이상의 폴리에스테르 필름; 이들에 금속이 증착된 필름; 금속박 등을 사용할 수 있다. 이러한 기재의 한면 또는 양면엔 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 적층하여 사용 목적에 적합한 이면보호 시트을 얻을 수 있다.
이 때 사용되는 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름은 압출 시 표면 온도가 70 ~ 110℃로 가열된 롤에 안착시키고 반대편의 양각처리로 표면 처리된 스퀴징롤 사이로 통과시킴으로써 표면조도를 제어할 수 있다.
또한, 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 기재에 적층한 후 표면을 상기 코로나 처리를 통해 필름의 표면장력을 60 dyne 이상으로 향상시킴으로써 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름과 EVA와의 접착력을 향상시키게 된다. 코로나 처리시 코로나 도스의 세기는 60 ~ 120 W/m2?min 의 범위로 조절하는 것이 바람직한데, 코로나 도스가 60 W/m2?min 미만이면 코로나 처리 후에도 충분한 EVA과의 접착력을 얻기 어려울 수 있으며, 반대로 120 W/m2?min 를 초과하면 생산성 저하의 문제가 있을 수 있다. 이때 코로나 도스의 정의는 하기 수학식 1로 표시된다.
[수학식 1]
Corona dose = P / (v?w?n)
상기 수학식 1에서 P는 최대전력이고, v는 코로나 처리 속도이며, w는 전극의 폭이고, n은 코로나 처리 전극의 수이다.
본 발명에 따른 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 기재에 적층한 태양전지용 이면보호 필름은 내후성, 내열성, 내스크레치성, 치수안정성이 우수하며, 특히 특정조도의 표면조도를 가지며 표면이 코로나 처리되어 있어 태양전지 봉지재 소재로 사용되는 에틸렌 비닐 아세테이트와의 접착력이 우수하다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 8
폴리비닐리덴 플루오라이드 수지인 비닐리덴 플루오라이드 단독 중합체(솔베이社), 폴리메틸메타크릴레이트 수지인 메틸메타크릴레이트 단독 중합체(LGMMA社), 및 입도 230 nm의 이산화티탄(헌쯔만社)을 혼합 및 용융 압출하여 25 ㎛ 두께의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 필름을 얻었다. 이때 양각 처리된 스퀴징롤을 통과하여 필름 표면조도를 조절하였다. 이후, 상기 PVDF 필름을 기재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET, SG00L 250㎛ SKC社)에 적층하고 PVDF 필름의 표면을 코로나 도스별로(최대전력 5 kw, 전극폭 1.5 m, 전극수 1개 조건에서 코로나 처리 속도 조절)로 코로나 처리하여 태양전지용 이면 보호 시트 샘플을 얻었다. 각 예시별 PVDF 필름의 구체적인 조성비, 표면조도 및 코로나 도스는 하기 표 1과 같다.
| 구분 | PVDF (중량%) |
PMMA (중량%) |
TiO2 (중량%) |
표면조도 (㎛) |
코로나도스 (W/m2?min) |
| 실시예 1 | 80 | 10 | 10 | 0.29 | 80 |
| 실시예 2 | 60 | 20 | 20 | 0.25 | 80 |
| 실시예 3 | 80 | 10 | 10 | 0.29 | 60 |
| 비교예 1 | 95 | 4 | 1 | 0.25 | 80 |
| 비교예 2 | 40 | 30 | 30 | 0.22 | 80 |
| 비교예 3 | 20 | 50 | 30 | 0.25 | 80 |
| 비교예 4 | 80 | 10 | 10 | 0.47 | 80 |
| 비교예 5 | 80 | 10 | 10 | 0.29 | 140 |
| 비교예 6 | 80 | 10 | 10 | 0.29 | 40 |
| 비교예 7 | 80 | 10 | 10 | 0.29 | 20 |
| 비교예 8 | 80 | 10 | 10 | 0.29 | 0 |
물성측정시험
(1)강신율
시트의 내구성을 평가하기 위해 ASTM D882에 의거하여 강도 및 신율을 측정하였다. 강도가 높을수록 내구성이 우수하다고 평가할 수 있다.
(2)열수축율
시트의 내열성 및 치수 안정성을 평가하기 위해 150℃에서 30분간 열처리 후 길이의 변화를 확인하였다. 변화율이 낮을수록 우수하다고 평가할 수 있다.
(3)내황변성
시트의 내열성 및 내후성을 평가하기 위해 내압시험(PCT, Pressure cooker test)을 실시하여 필름의 변색 정도를 확인하였다. 내압시험은 120℃ 및 1 atm에서 75시간 동안 평가하였으며, 테스트 전후의 황색지수(YI) 변화율을 확인하였다. 변화율이 낮을수록 내열성 및 내후성이 우수하다고 평가할 수 있다.
△YI(%)=((PCT 후 YI - PCT 전 YI)/PCT 전 YI) * 100
| 구분 | PVDF (%) |
PMMA (%) |
TiO2 (%) |
강도 (kgf/mm2) |
신율 (%) |
열수축율 (%) |
△YI (%) |
| 실시예 1 | 80 | 10 | 10 | 6.2 | 500 | 1.5 | 15 |
| 실시예 2 | 60 | 20 | 20 | 5.2 | 330 | 0 | 25 |
| 비교예 1 | 95 | 4 | 1 | 6.5 | 550 | 2 | 10 |
| 비교예 2 | 40 | 30 | 30 | 2.5 | 80 | 6.5 | 75 |
| 비교예 3 | 20 | 50 | 30 | 2.0 | 60 | 6 | 80 |
상기 표 2는 PVDF, PMMA 및 이산화티탄 함량 변화에 따른 물성변화를 보이는 결과이다. 비교예 2 ~ 3에서 보이듯이 PVDF 함량이 감소할수록 강도가 떨어지며, 열수축율 및 내황변성이 불량해 지는 것을 알 수 있다. PVDF를 과량으로 함유한 비교예 1의 경우 내후성, 내열성, 치수 안정성 면에서는 큰 문제가 없었다. 단, 이산화티탄 함량이 너무 낮아 은폐도가 낮은 문제가 있었다.
(4)광택도
광택계(Gloss meter)를 사용하여 각도 60°(ASTM D523)에서 측정하였다.
(5)표면장력
다인 테스트 마커펜(Dyne Test Marker Pen)을 사용(ASTM D-2578)하여 표면 장력을 측정하였다.(측정 펜 30 ~ 60 dyne/cm 으로 표면장력 측정, 시약이 도포된 후 3초 동안 액막이 파괴되지 않고 유지될 때 기준임.)
(6)EVA 접착력
태양전지용 저철분 강화유리에 EVA(EF2N, SKC社) 시트와 각 예시별 태양전지용 이면보호 시트를 순차적으로 놓고 라미네이터를 이용하여 진공에서 가열 융착 시켰다. 이 때, EVA 경화는 온도 150℃에서 13분 정도로 진행하였다. 라미네이터에서 가열 융착 후 1시간 경과한 다음 EVA 접착력을 테스트 하였다.(180° Peel TEST, 0.3 m/min)
| 구분 | 표면조도 (㎛) |
코로나도스 (W/m2?min) |
광택도 (%) |
표면장력 (dyne) |
EVA 접착력 (N/10mm) |
비고 |
| 실시예 1 | 0.29 | 80 | 54 | 60 | 95 | |
| 실시예 3 | 0.29 | 60 | 54 | 60 | 62 | |
| 비교예 1 | 0.29 | 80 | 54 | 42 | 20 | PVDF 과량 |
| 비교예 4 | 0.47 | 80 | 10 | 60 | 45 | |
| 비교예 5 | 0.29 | 140 | 54 | 60 | 100 | |
| 비교예 6 | 0.29 | 40 | 54 | 60 | 40 | |
| 비교예 7 | 0.29 | 20 | 54 | 54 | 35 | |
| 비교예 8 | 0.29 | 0 | 54 | 30 | 10 |
상기 표 3은 표면조도 및 코로나 도스 변화에 따른 물성변화를 보이는 결과이다. 비교예 1의 경우 PVDF가 과량으로 첨가되어 표면의 불소 함량이 높아져 코로나 처리 후에도 EVA 접착력이 낮은 문제가 있었다. 표면조도가 0.47 ㎛로 높았던 비교예 4의 경우 표면장력은 양호하였으나 EVA 접착력에서 문제가 있었다. 이는 표면조도가 높으면 코로나 처리 효율이 저하되는 것으로 판단되며 그럼에도 표면장력 측정치가 높게 측정되는 이유는 다인 펜으로 표면장력 측정 시, 측정 시약이 거친 표면에서 액막이 깨지지 않는 것으로 보이기 때문이다. 또한, 높은 코로나 도스에서 필름을 코로나 처리한 비교예 5의 경우 코로나 도스를 높여도 크게 EVA 접착력이 크게 향상되지 않고 동일 조건에서 생산성이 저하되는 문제가 있었으며, 낮은 코로나 도스에서 처리하거나, 코로나 처리를 실시하지 않은 비교예 6 ~ 8 의 경우 표면장력이 떨어짐에 따라 EVA 접착력 역시 떨어지는 결과를 나타내었다.
결국, 본 발명의 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 적층한 태양전지용 이면보호 시트는 특정 조성과 표면처리 조건에서 우수한 내후성, 내열성, 치수안정성 및 EVA 접착성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (6)
- 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 50 ~ 90 중량%; 폴리메틸메타크릴레이트 수지 5 ~ 25 중량%; 및 이산화티탄 5 ~ 25 중량%;를 함유하며, 표면조도가 0.3 ㎛ 이하인 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름을 기재의 한편 또는 양면에 적층하고, 적층된 필름의 표면을 60 ~ 120 W/m2?min 의 코로나 도스로 코로나 처리한 태양전지용 이면보호 시트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지는 비닐리덴 플루오라이드 단독 중합체, 또는 비닐리덴 플루오라이드와 공단량체의 공중합체인 것을 특징으로 하는 태양전지용 이면보호 시트.
- 제 2 항에 있어서, 상기 공단량체는 불화비닐, 트리플루오로에틸렌, 클로로플루오로에틸렌, 1,2-디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로(알킬비닐)에테르, 퍼플루오로(1,3-디옥솔) 및 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔) 중에서 선택한 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 이면보호 시트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 메틸메타크릴레이트 단독 중합체, 또는 메틸메타크릴레이트와 공단량체의 공중합체인 것을 특징으로 하는 태양전지용 이면보호 시트.
- 제 4 항에 있어서, 상기 공단량체는 알킬(메타)아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌 및 이소프렌 중에서 선택한 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 이면보호 시트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중에서 선택한 1종 이상의 폴리에스테르 필름; 또는 이들에 금속이 증착된 필름; 또는 금속박인 것을 특징으로 하는 태양전지용 이면보호 시트.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110001446A KR101721577B1 (ko) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름이 적층된 태양전지용 이면보호 시트 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110001446A KR101721577B1 (ko) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름이 적층된 태양전지용 이면보호 시트 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120080023A true KR20120080023A (ko) | 2012-07-16 |
| KR101721577B1 KR101721577B1 (ko) | 2017-03-31 |
Family
ID=46712797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110001446A KR101721577B1 (ko) | 2011-01-06 | 2011-01-06 | 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름이 적층된 태양전지용 이면보호 시트 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101721577B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108682710A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-10-19 | 杭州福禧新材料有限公司 | 一种含pbt的五层结构共挤太阳能电池背板及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090100410A (ko) * | 2007-02-27 | 2009-09-23 | 도요 알루미늄 가부시키가이샤 | 태양전지용 이면 보호시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 |
| KR20090121273A (ko) * | 2007-02-16 | 2009-11-25 | 마디코, 인크. | 광전지 모듈용 이면 시트 및 그 수리 방법 |
| KR20100021600A (ko) * | 2007-06-15 | 2010-02-25 | 알케마 인코포레이티드 | 폴리비닐리덴 플루오라이드 배면시트를 구비한 태양광 모듈 |
-
2011
- 2011-01-06 KR KR1020110001446A patent/KR101721577B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090121273A (ko) * | 2007-02-16 | 2009-11-25 | 마디코, 인크. | 광전지 모듈용 이면 시트 및 그 수리 방법 |
| KR20090100410A (ko) * | 2007-02-27 | 2009-09-23 | 도요 알루미늄 가부시키가이샤 | 태양전지용 이면 보호시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 |
| KR20100021600A (ko) * | 2007-06-15 | 2010-02-25 | 알케마 인코포레이티드 | 폴리비닐리덴 플루오라이드 배면시트를 구비한 태양광 모듈 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108682710A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-10-19 | 杭州福禧新材料有限公司 | 一种含pbt的五层结构共挤太阳能电池背板及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101721577B1 (ko) | 2017-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101780925B1 (ko) | 폴리비닐리덴 플루오라이드 배면시트를 구비한 태양광 모듈 | |
| CN108682707B (zh) | 一种用于双面发电的太阳能光伏电池组件透明背板 | |
| EP1898470A1 (en) | Back sheet for photovoltaic modules and photovoltaic module using the same | |
| JP2012516565A (ja) | 太陽電池バックシート及びその製造方法 | |
| JP2013522062A (ja) | 積層ポリマーフィルムおよびそれから作られる太陽電池モジュール | |
| EP2669084A2 (en) | Multilayer film, and photovoltaic module including same | |
| JP2009137012A (ja) | 積層体、太陽電池表面保護シート及び建材シート | |
| JP5895661B2 (ja) | 太陽電池モジュール用裏面保護シート及び太陽電池モジュール | |
| JP6035818B2 (ja) | 太陽電池モジュール用裏面保護シート及び太陽電池モジュール | |
| KR20130084516A (ko) | 태양 전지 모듈 | |
| TWI501406B (zh) | 太陽電池用背面保護片及具備其之太陽電池模組 | |
| JP2018027689A (ja) | 多層フィルムおよび太陽電池モジュール | |
| KR101721577B1 (ko) | 폴리비닐리덴 플루오라이드 필름이 적층된 태양전지용 이면보호 시트 | |
| KR101607014B1 (ko) | 다층 필름 | |
| KR101642580B1 (ko) | 광 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 광 모듈 | |
| KR101399422B1 (ko) | 단층 PVdF 필름 및 이의 제조방법 | |
| WO2012133368A1 (ja) | 積層シートおよびそれを用いた太陽電池 | |
| JPWO2014156518A1 (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法 | |
| TW201304164A (zh) | 太陽電池用背面保護片及具備其之太陽電池模組 | |
| JP2015191944A (ja) | 裏面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール | |
| CN106796967A (zh) | 太阳能电池模块用背面保护片、太阳能电池模块和太阳能电池模块用背面保护片的制造方法 | |
| WO2016121990A1 (ja) | 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 | |
| TWI655787B (zh) | Solar cell back protection sheet | |
| KR101593741B1 (ko) | 다층 필름 및 이를 포함하는 광전지 모듈 | |
| JP2019140273A (ja) | 太陽電池モジュール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191226 Year of fee payment: 4 |