KR20130047696A - 태양 전지용 백시트 및 태양 전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제조 가격이 저렴하고, 각 구성 부재간의 접착성이 뛰어나며, 또한 내후성 및 수증기 배리어성이 뛰어난 태양 전지용 백시트를 제공한다. 적어도 3층을 포함하는 적층구조의 태양 전지용 백시트에 있어서, 제 1층이, 내후성 폴리에스테르계 수지 필름 또는 불소계 수지 필름이며, 제 2층이, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 100 중량부에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 1 내지 30 중량부, 및 방향족 비닐 모노머 0.1 내지 30 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 되어 있고, 두께가 5 내지 250㎛인 폴리올레핀층이며, 제 3층이, 폴리에스테르층, 폴리올레핀층 또는 알루미늄 박이고, 제 2층과 제 3층의 합계 두께가 30㎛ 이상이다.
Description
본 발명은 태양 전지용 백시트(backsheet) 및 이것을 포함하는 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근, 자원의 유효한 이용이나 환경오염의 방지 등의 관점에서, 태양 광을 전기 에너지로 직접 변환하는 태양 전지에 관한 관심이 높아지고 있으며, 새로운 연구가 진척되고 있다.
태양 전지에는 여러 형태가 있는데, 그 대표적인 것으로서 비정질 실리콘계 태양 전지, 결정 실리콘계 태양 전지, 나아가 색소증감형 태양 전지 등이 있다.
실리콘계 태양 전지는 일반적으로 표면 보호재, 실리콘 발전소자, 이면 시일재 및 백시트(이면 보호 시트) 등으로 구성된다.
비정질 실리콘계 태양 전지는, 실리콘의 사용량이 적다는 이점이 있지만, 습도의 영향을 받기 쉽기 때문에, 고습도 하에서는 수증기의 침입에 의해 출력이 저하된다는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해소하기 위하여, 내습성(수증기 배리어성)이 뛰어난 백시트가 개발되고 있다.
백시트에 대해서는, 내습성에 의해 실리콘 발전 소자와 리드 선 등의 내용물을 보호하는 기능에 추가하여 내후성, 내열성, 내수성, 절연성 및 내부식성이 요구되며, 나아가, 이면 시일재로서 통상적으로 사용되는 에틸렌-초산비닐 공중합체(EVA)와의 접착성 등이 요구된다.
이러한 백시트로서는, 예컨대, 폴리 불화 비닐(PVF)/알루미늄 박/PVF의 3층 구조의 백시트가 알려져 있으며, 오랜 세월에 걸쳐 이용되어 오고 있다(특허문헌 1). 이는, 알루미늄 박의 높은 수증기 배리어성을 이용하며, PVF 필름에 의해 내후성 및 절연성을 부여한 구조의 백시트이다. 그러나, PVF는 이면 시일 재료로서 사용되는 EVA와의 접착성이 부족하다는 문제가 있으며, 더욱이 고가라는 문제도 있었다.
또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름/금속산화물을 증착한 수지 필름/PET 필름의 적층구조의 백시트가 제안된 바 있다(특허문헌 2). 그러나, PET 필름과 증착 수지 필름을 접착하기 위해 접착제를 사용할 필요가 있어, 양 필름간의 접착성이 문제가 되는 경우가 있었다.
적층체의 각 구성 부재를 접착하는 방법으로서, 우레탄계 접착제 등의 접착제를 이용한 드라이 라미네이트법이 일반적으로 알려져 있다. 그러나, 드라이 라미네이트 방식은 사용된 접착제가 가수분해 열화(劣化)됨에 따라 접착력이 저하되거나, 접착 후에 접착제의 경화반응이 완료될 때까지 장시간이 소요되어 제조 가격이 높아지는 등의 문제가 있어, 개선의 여지가 있었다.
또한, 무수 말레산 변성된 폴리올레핀계 수지를 접착층으로서 이용한 백시트가 제안된 바 있으나(특허문헌 3), 해당 변성 폴리올레핀계 수지는, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지와의 접착성은 뛰어나지만, EVA 또는 증착 PET와의 접착성이 충분하지 않다는 문제가 있었다.
상기 현 상황을 감안하여, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 제조 가격이 저렴하고, 각 구성 부재간의 접착성이 뛰어나며, 또한 내후성 및 수증기 배리어성이 뛰어난 태양 전지용 백시트, 및 이것을 포함하는 태양 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 특정한 변성을 실시한 폴리올레핀계 수지를 통해 내후성 필름과 다른 층을 적층함으로써, 제조 가격이 저렴하면서, 접착성과 수증기 배리어성의 양 성능이 뛰어난 태양 전지용 백시트를 제공할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 제 1층, 제 2층 및 제 3층을 이러한 순으로 적층하여 포함하고, 상기 제 1층이 태양 전지 소자로부터 가장 떨어진 위치에 배치되는 태양 전지용 백시트로서, 상기 제 1층이, 내후성 폴리에스테르계 수지 필름 및 불소계 수지 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 내후성 필름이며, 상기 제 2층이, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 1 내지 30 중량부, 및 방향족 비닐 모노머 0.1 내지 30 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 두께가 5 내지 250㎛인 폴리올레핀층이며, 상기 제 3층이, 폴리에스테르를 포함하는 층, 폴리올레핀을 포함하는 층, 및 알루미늄 박으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 제 2층과 상기 제 3층의 합계 두께가 20㎛ 이상인, 태양 전지용 백시트에 관한 것이다.
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 상기 제 3층의, 상기 제 2층이 적층된 면과는 반대인 면에 적층된 제 4층을 추가로 구비하며, 상기 제 4층은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 1 내지 30 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 두께가 5 내지 250㎛인 폴리올레핀층이며, 상기 제 2층과 상기 제 3층과 상기 제 4층의 합계 두께가 100㎛ 이상인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 제 2층과 상기 제 4층의 합계 두께가, 상기 제 3층의 두께보다 크다.
바람직하게는, 상기 제 3층이, 증착층을 한 면에 갖는 폴리에스테르계 필름이며, 상기 제 2층의 두께와 상기 제 4층의 두께는 다르고, 상기 증착층이 상기 제 2층과 상기 제 4층 중 두께가 큰 층과 대향되도록 배치된다.
바람직하게는, 상기 제 4층의 상기 변성 폴리올레핀계 수지는, 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 방향족 비닐 모노머 0.1 내지 30 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지이다.
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 상기 제 4층의, 상기 제 3층이 적층된 면과는 반대인 면에 적층된 제 5층을 추가로 구비하며, 상기 제 5층은, 폴리에스테르계 수지 필름 및 불소계 수지 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 필름인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 제 3층이, 폴리에스테르를 포함하는 층이며, 상기 제 2층의 두께가 상기 제 3층의 두께보다 크다.
바람직하게는, 상기 제 1층과 상기 제 2층간의 접착 강도, 및 상기 제 2층과 상기 제 3층간의 접착 강도가, 2(N/cm) 이상이며, 상기 태양 전지용 백시트의 수증기 투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)가 0.00001 내지 3.0g/(m2·day)이다.
바람직하게는, 상기 제 1층과 필름 형상의 상기 제 3층의 사이로, 상기 제 2층을 구성하는 수지 함유 재료를 압출(押出)함으로써, 압출 라미네이트에 의해 형성된다.
바람직하게는, 필름 형상의 상기 제 3층과 상기 제 5층의 사이로, 상기 제 4층을 구성하는 수지 함유 재료를 압출함으로써, 압출 라미네이트에 의해 형성된다.
바람직하게는, 상기 제 1층의 표면으로, 상기 제 2층을 구성하는 수지 함유 재료, 상기 제 3층을 구성하는 수지 함유 재료 및 상기 제 4층을 구성하는 수지 함유 재료를 각각 압출함으로써, 3층 공압출(共押出) 라미네이트에 의해 형성된다.
바람직하게는, 상기 제 3층이, 무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층과, 해당 증착층 위에 적층된 고분자 피막층을 한 면에 갖는 폴리에스테르계 필름이다.
바람직하게는, 상기 고분자 피막층이, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 제 1층은, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌플루오라이드 및 폴리에틸렌디플루오라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 필름이다.
또한, 본 발명은, 태양 전지 소자와, 본 발명의 태양 전지용 백시트를 포함하고, 상기 제 1층이 상기 태양 전지 소자로부터 가장 떨어진 위치에 배치되어 있는, 태양 전지 모듈에 관한 것이기도 하다.
더욱이 본 발명은, 태양 전지 소자와, 본 발명의 제 1층 내지 제 4층으로 이루어진 태양 전지용 백시트를 포함하고, 상기 제 4층이 상기 태양 전지 소자에 접촉되어 있으며, 상기 태양 전지 소자를 시일하고 있는, 태양 전지 모듈에 관한 것이기도 하다.
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 내후성 및 수증기 배리어성이 뛰어나며, 또한, 각 구성 부재간의 접착 강도가 높고, 습열조건 하에서의 접착 내구성이 뛰어나다. 더욱이, 제조 가격이 저렴하다는 이점을 갖는다.
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 적어도 제 1층, 제 2층 및 제 3층을 이러한 순으로 적층하여 포함하는 적층체로 이루어진다.
(제 1층)
본 발명의 태양 전지용 백시트에 있어서의 제 1층은, 내후성 폴리에스테르계 수지 필름 및 불소계 수지 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 내후성 필름이다. 제 1층은, 태양 전지로부터 가장 떨어진 위치에 배치된다. 태양 전지용 백시트는 직접 옥외로 노출되기 때문에, 내후성(UV 광에 대한 내성, 내습, 내열, 내염해(耐鹽害)성 등)이 요구되는데, 제 1층으로서 내후성 필름을 이용함으로써 내후성을 구비할 수가 있다.
상기 내후성 폴리에스테르계 수지 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 들 수 있다. 바람직하게는 PET, PEN이며, 보다 바람직하게는 PET이다. 상기 불소계 수지 필름을 구성하는 불소계 수지로서는, 폴리에틸렌플루오라이드, 폴리에틸렌디플루오라이드(폴리불화비닐리덴, PVDF)를 들 수 있고, 바람직하게는 PVDF이다.
상기 내후성 폴리에스테르계 수지 필름으로서는, 폴리에스테르계 수지에 자외선 흡수제 등을 배합함으로써 내후성을 부여한 필름, 폴리에스테르계 수지 필름 표면에 불소계 도료를 도포하여 내후성을 부여한 필름, 폴리에스테르계 수지 필름 표면에 무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층이 적층된 증착 폴리에스테르계 수지 필름, 2축 연신 폴리에스테르계 수지 필름을 이용할 수 있다.
상기 증착 폴리에스테르계 수지 필름으로서는, 기재(基材)인 폴리에스테르계 수지 필름 위에 무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층이 적층된 것이 예시된다.
무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층으로서는, 산화 알루미늄 또는 산화 규소로 이루어진 증착층을 이용할 수 있다. 산화 알루미늄으로 이루어진 증착층은, Al, AlO, Al2O3 등의 혼합물로 성립되어 있는 것으로 생각되며, 이들의 비율은 제조 조건에 의존한다. 산화 규소로 이루어진 증착층은, Si, SiO, SiO2 등의 혼합물로 성립되어 있는 것으로 생각되며, 이들의 비율은 제조 조건에 의존한다. 또한, 산화 알루미늄과 산화 규소를 혼합해 이용하여도 무방하며, 이러한 혼합 증착층은 일반적으로 ２원 증착이라 불린다. 또한, SiN 또는 SiON으로 이루어진 증착층을 이용할 수도 있다.
무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층의 두께는, 가스 배리어성과 가요성의 관점에서, 1 내지 500nm인 것이 바람직하고, 5 내지 300nm인 것이 보다 바람직하다. 증착층의 형성에는, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 PVD법(물리증착법), 혹은 CVD법(화학증착법) 등을 이용할 수 있다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름으로서는, 무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층의 위에, 고분자 피막층(수지 코팅층이라고도 한다)이 적층된 것을 이용할 수도 있다. 고분자 피막층을 구성하는 고분자로서는, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 등이 예시된다. 이들은, 단독으로 이용하여도 무방하며, 혼합하여 이용하여도 무방하다. 고분자 피막층을 적층함으로써, 증착층의 핀 홀 등을 피복할 수 있어, 보다 고도의 수증기 배리어성을 달성할 수가 있다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름의 바람직한 양태로서는, 실리카 및/또는 알루미나로 이루어진 증착층을 가지고, 수증기 투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)가 0.00001 내지 3.0g/(m2·day)인 증착 PET 필름이 있다. 더욱 바람직한 양태로서는, 실리카 및/또는 알루미나로 이루어진 증착층에, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 고분자 피막층을 적층하여 이루어진 증착 PET 필름이 있다. 이러한 증착 PET 필름은, 수증기 배리어성, 굴곡성 및 내열성이 특히 뛰어나다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름의 수증기 투과도는, 셀에 대한 수분의 침입을 억지한다는 관점에서, 0.00001 내지 3.0g/(m2·day)인 것이 바람직하고, 0.00001 내지 1.0g/(m2·day)인 것이 보다 바람직하고, 0.00001 내지 0.1g/(m2·day)인 것이 더욱 바람직하다. 수증기 투과도의 측정 방법으로서는, JIS K 7128에 기재된 방법을 이용할 수 있다. 수증기 투과도가 높으면, 태양 전지 백시트를 통한 태양 전지 소자에 대한 수분 침입을 억지할 수 없어, 열화를 야기할 가능성이 있다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름의 두께는, 수증기 배리어성 및 굴곡성의 균형의 관점에서, 1 내지 400㎛인 것이 바람직하고, 5 내지 200㎛인 것이 보다 바람직하다. 1㎛보다 얇으면, 수증기 배리어성이 부족한 경우가 있고, 400㎛보다 두꺼우면, 굴곡성이 저하되는 경우가 있다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름으로서는 시판중인 것을 이용할 수 있다. 예컨대, 실리카 증착 PET(제품명: 테크니컬 배리어, 미쓰비시 카가쿠 가부시키가이샤 제품), 알루미나 증착 PET(제품명: 화인 배리어, 가부시키가이샤 레이코우 제품), 2원 증착 PET(제품명: 에코시알 VE500, 도요보세키 가부시키가이샤 제품), 폴리염화비닐리덴으로 코팅된 실리카 증착 PET(제품명: KET VS-10, 다이셀바류코팅구 가부시키가이샤 제품) 등이 예시된다.
(제 2층)
본 발명의 태양 전지용 백시트에 있어서의 제 2층은, 제 1층과 제 3층의 사이에 끼워져 있게 된다. 제 2층은 후술하는 백시트 제조시의 압출 라미네이트에 의해 성형되는 층으로서, 제 1층과 제 3층을 접착하는 역할 외에, 백시트에 소정의 수증기 배리어성을 부여할 수도 있다.
제 2층은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 1 내지 30 중량부, 및 방향족 비닐 모노머 0.1 내지 30 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지를 포함한다. 해당 변성 폴리올레핀계 수지에서는, 폴리올레핀계 수지의 매트릭스 중에, 에폭시기를 포함하는 그라프트쇄가 서브 미크론 오더의 도메인을 형성하는 층 구조를 가지고 있으며, 이에 따라 수증기 배리어성을 발휘할 수가 있다. 또한, 해당 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어진 층은, 제 1층과 제 3층의 접착성이 뛰어나다. 이 때문에, 제 1층과 제 3층간의 접착시에, 종래의 태양 전지용 백시트에서 사용되던 것과 같은 접착제를 사용할 필요가 없다.
(폴리올레핀계 수지)
제 2층에 있어서의 폴리올레핀계 수지는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPCP)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀계 수지이며, 바람직하게는 에틸렌-프로필렌 공중합체이다.
상기 폴리에틸렌으로서는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직쇄형상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 들 수 있는데, 공업적 규모로 저렴하게 제조할 수 있다는 점에서 LDPE가 바람직하다. 상기 LLDPE는, 에틸렌과 α-올레핀(프로필렌, 부텐, 헥센, 옥텐, 4-메틸펜텐 등)을 공중합함으로써 단일쇄 분기가 도입된 밀도가 낮은 폴리에틸렌이다.
상기 폴리프로필렌은 바람직하게는, 융해 열량이 10J/g 이하인 연질 폴리프로필렌계 수지(예컨대 다우케미컬사의 Versify)이다. 여기서 연질 폴리프로필렌계 수지로서는, 후술하는 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPCP)와는 별도로, 에틸렌프로필렌고무(EPR)를 이용하여도 무방하다. 상기 EPR은, 일반적으로 블록 타입이라 불리는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 혼합체 등(예컨대, 프라임 폴리머사의 프라임 TPO, 산아로마사의 리액터 TPO인 Catalloy 등)을 나타낸다.
상기 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPCP)는, 에틸렌과, 프로필렌과, 필요에 따라 첨가되는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과의 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체이다. 바람직하게는 에틸렌과 프로필렌만으로 이루어진 랜덤 공중합체이다. 본 발명에서는, 태양 전지용 백시트로서 필요한 유연성을 확보한다는 관점, 필요한 라미네이트 가공성을 확보한다는 관점, 접착에 적합한 온도영역을 적정화한다는 관점, 그리고 변성 폴리올레핀계 수지의 제조를 위한 용융 혼합 반죽시에 수지의 변성반응을 충분히 진행시킨다는 관점에서, 에틸렌 함유량이 5 내지 15 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
(변성 폴리올레핀계 수지)
제 2층에 있어서의 변성 폴리올레핀계 수지는, 상기 폴리올레핀계 수지에 에폭시기 함유 비닐 모노머 및 방향족 비닐 모노머를 그라프트화하여 얻어지는 그라프트 변성체이다. 상기 변성체는, 라디칼 중합 개시제의 존재 하에서, 상기 폴리올레핀계 수지에 대하여 에폭시기 함유 비닐 모노머 및 방향족 비닐 모노머를 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
제 2층을 구성하는 폴리올레핀계 수지에 관능기로서 에폭시기를 도입함으로써, 제 1층과 제 3층의 접착성을 개선할 수 있으며, 더욱이, 카르복실기나 무수산기 등의 산성기와는 달리, 제 2층의 수증기 배리어성을 저하시키는 일이 없다. 또한, 에폭시기 함유 비닐 모노머와 함께 방향족 비닐 모노머를 그라프트함으로써, 에폭시기 함유 비닐 모노머의 그라프트율(에폭시기 함유 비닐 모노머의, 폴리올레핀계 수지와의 반응율)을 높일 수 있어, 에폭시기 도입에 의한 이점을 확실하게 달성할 수가 있다.
상기 그라프트화를 실시하기 위한 그라프트 중합반응으로서는 특별히 제한되지 않으며, 용액중합, 함침중합, 용융중합 등을 이용할 수 있다. 특히, 용융중합이 간편하여 바람직하다. 용융중합에 있어서는, 중합 개시제 및 각 모노머의 존재 하에서, 폴리올레핀계 수지의 용융 혼합 반죽을 수행하면 된다.
(에폭시기 함유 비닐 모노머)
본 발명에서 사용되는 에폭시기 함유 비닐 모노머로서는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 메타크릴산 글리시딜, 아크릴산 글리시딜, 말레산 모노글리시딜, 말레산 디글리시딜, 이타콘산 모노글리시딜, 이타콘산 디글리시딜, 알릴 숙신산 모노글리시딜, 알릴숙신산 디글리시딜, p-스티렌 카르복실산 글리시딜, 알릴글리시딜 에테르, 메타알릴글리시딜 에테르, 스티렌-p-글리시딜 에테르, p-글리시딜 스티렌, 3,4-에폭시-1-부텐, 3,4-에폭시-3-메틸-1-부텐 등의 에폭시 올레핀, 비닐시클로헥센모노옥사이드 등을 들 수 있다. 이들은 1종만 사용하여도 무방하고, 2종류 이상을 병용하여도 무방하다.
이들 중, 메타크릴산 글리시딜, 아크릴산 글리시딜이 저렴하다는 점에서 바람직하고, 특히 메타크릴산 글리시딜이 바람직하다.
상기 에폭시기 함유 비닐 모노머의 첨가량은, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부인 것이 바람직하고, 1 내지 15 중량부인 것이 보다 바람직하며, 1 내지 10 중량부인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 5 중량부인 것이 특히 바람직하다. 에폭시기 함유 비닐 모노머의 첨가량이 지나치게 적으면 접착성이 충분히 개선되지 않는 경향이 있고, 첨가량이 지나치게 많으면 적합한 형상이나 외관을 갖는 층을 형성할 수 없는 경향이 있다.
(방향족 비닐 모노머)
본 발명에서 사용되는 방향족 비닐 모노머로서는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 스티렌; o-메틸 스티렌, m-메틸 스티렌, p-메틸 스티렌, α-메틸 스티렌, β-메틸 스티렌, 디메틸 스티렌, 트리메틸스티렌 등의 메틸 스티렌; o-클로로스티렌, m-클로로스티렌, p-클로로스티렌, α-클로로스티렌, β-클로로스티렌, 디클로로스티렌, 트리클로로스티렌 등의 클로로스티렌; o-브로모스티렌, m-브로모스티렌, p-브로모스티렌, 디브로모스티렌, 트리브로모스티렌 등의 브로모스티렌; o-플루오로스티렌, m-플루오로스티렌, p-플루오로스티렌, 디플루오로스티렌, 트리플루오로스티렌 등의 플루오로스티렌; o-니트로 스티렌, m-니트로 스티렌, p-니트로 스티렌, 디니트로스티렌, 트리니트로스티렌 등의 니트로스티렌; o-히드록시 스티렌, m-히드록시 스티렌, p-히드록시 스티렌, 디히드록시스티렌, 트리히드록시스티렌 등의 비닐 페놀; o-디비닐벤젠, m-디비닐벤젠, p-디비닐벤젠 등의 디비닐벤젠; o-디이소프로페닐벤젠, m-디이소프로페닐벤젠, p-디이소프로페닐벤젠 등의 디이소프로페닐벤젠; 등을 들 수 있다. 이들은 1종만 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용하여도 된다.
이들 중, 스티렌; α-메틸 스티렌, p-메틸 스티렌 등의 메틸 스티렌, 디비닐벤젠 단량체 또는 디비닐벤젠 이성체 혼합물이 저렴하다는 점에서 바람직하고, 특히 스티렌이 바람직하다.
상기 방향족 비닐 모노머의 첨가량은, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부인 것이 바람직하고, 1 내지 30 중량부인 것이 보다 바람직하고, 1 내지 15 중량부인 것이 더욱 바람직하다. 특히 3 내지 5 중량부가 바람직하다. 방향족 비닐 모노머의 첨가량이 지나치게 적으면, 폴리올레핀계 수지에 대한 에폭시기 함유 비닐 모노머의 그라프트율이 뒤떨어지는 경향이 있다. 또한, 첨가량이 지나치게 많으면, 상기 그라프트율이 포화 영역에 도달하는 경향이 있기 때문에 경제적이지 않다.
(라디칼 중합 개시제)
폴리올레핀계 수지에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 및 방향족 비닐 모노머를 그라프트 공중합할 때, 중합 반응을 개시하기 위하여 라디칼 중합 개시제를 첨가한다.
본 발명에서 사용되는 라디칼 중합 개시제로서는, 과산화물 또는 아조 화합물 등을 들 수 있다.
구체적으로는, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 메틸아세트아세테이트퍼옥사이드 등의 케톤퍼옥사이드, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발레레이트, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄 등의 퍼옥시케탈, 파메탄하이드로퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드 등의 하이드로퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, α,α'-비스(t-부틸퍼옥시-m-이소프로필)벤젠, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3 등의 디알킬퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드 등의 디아실퍼옥사이드, 디(3-메틸-3-메톡시 부틸)퍼옥시디카보네이트, 디-2-메톡시부틸퍼옥시디카보네이트 등의 퍼옥시디카보네이트, t-부틸퍼옥시옥테이트, t-부틸퍼옥시이소부틸레이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시아세테이트, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디-t-부틸퍼옥시이소프탈레이트 등의 퍼옥시에스테르 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 수소 추출(hydrogen abstraction) 능력이 높다는 점에서, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발레레이트, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄등의 퍼옥시케탈, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, α,α'-비스(t-부틸퍼옥시-m-이소프로필)벤젠, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3 등의 디알킬퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드 등의 디아실퍼옥사이드; t-부틸퍼옥시옥테이트, t-부틸퍼옥시이소부틸레이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시아세테이트, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디-t-부틸퍼옥시이소프탈레이트 등을 이용하는 것이 바람직하다. 상기의 라디칼 중합 개시제는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 이용할 수 있다.
라디칼 중합 개시제의 첨가량은, 변성반응을 충분히 진행시킨다는 관점 및 얻어지는 변성체의 유동성, 기계적 특성을 확보한다는 관점에서, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 10 중량부인 것이 바람직하고, 0.2 내지 5 중량부인 것이 보다 바람직하다.
(첨가제)
제 2층을 구성하는 변성 폴리올레핀계 수지에 대해서는, 첨가제로서, 열가소성 수지, 엘라스토머, 점착 부여제(tackifier), 가소제, 산화 방지제, 금속불활성제, 인계 가공 안정제, 자외선 흡수제, 자외선 안정제, 형광증백제, 금속비누, 제산흡착제, 라디칼 스캐빈저, 수분 스캐빈저 등의 안정제, 가교제, 연쇄 이동제, 핵제, 활제, 충전재, 강화재, 안료, 염료, 난연제, 대전 방지제 등을 첨가할 수 있다. 바람직한 첨가제는 점착 부여제(tackifier), 가소제이며, 특히 바람직하게는 점착 부여제이다.
상기 열가소성 수지로서는, 예컨대, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 그 수소화물, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리유산 등을 들 수 있다.
상기 엘라스토머로서는, 예컨대, 스티렌계 열가소성 엘라스토머(TPS), 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 부틸 고무, 아크릴 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등을 들 수 있다.
상기 가소제로서는, 예컨대, 파라핀계 프로세스 오일, 나프텐계 프로세스 오일, 방향족계 프로세스 오일 등의 석유계 프로세스 오일, 실리콘계 오일, 액상폴리부텐, 액상 폴리이소프렌 등의 저분자량 액상 폴리머가 예시된다.
상기 라디칼 스캐빈저로서는, 예컨대, 페놀계 스캐빈저, 인계 스캐빈저, 유황계 스캐빈저, HALS계 스캐빈저 등을 들 수 있다. 상기 라디칼 스캐빈저는, 제 2층을 구성하는 수지에 0 내지 3 질량％ 함유시키는 것이 바람직하다.
상기 수분 스캐빈저로서는, 알칼리 토류 금속의 산화물, 황산염, 규산염 등을 들 수 있다. 바람직하게는 제올라이트이다. 상기 수분 스캐빈저는, 제 2층을 구성하는 수지에 0 내지 20 질량% 함유시키는 것이 바람직하다.
상기 점착 부여 수지, 즉 점착부여제로서는 특별히 제한은 없지만, 예컨대, 로진계 수지(검로진, 톨유 로진, 우드 로진, 수소 첨가 로진, 불균화 로진, 중합 로진, 말레화 로진, 로진·글리세린 에스테르, 수소 첨가 로진·글리세린 에스테르 등), 테르펜 페놀 수지, 그 수소 첨가물, 테르펜 수지(α-피넨 주체, β-피넨 주체, 난연 주체 등), 그 수소 첨가물, 방향족 탄화수소 변성 테르펜 수지, 석유수지(지방족계, 지환족계, 방향족계 등), 쿠마론인덴수지, 스티렌계 수지(스티렌계, 치환 스티렌계 등), 페놀계 수지(알킬 페놀 수지, 로진 변성 페놀 수지 등), 크실렌 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
바람직한 점착 부여 수지로서는, 수 평균 분자량이 300 내지 3000, JISK-2207로 정해진 환구법에 근거하는 연화점이 20 내지 200℃, 보다 바람직하게는 60 내지 150℃인 저분자 수지이다.
본 발명에서 사용되는 점착 부여 수지로서는, 테르펜계 수지인 것이 바람직하고, 상용성, 내열성이 좋다는 이유에서, 테르펜 페놀 수지, 수소 첨가 테르펜 수지, 및 수소 첨가 테르펜 페놀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 보다 바람직하고, 투명성 확보의 관점에서 수소 첨가 테르펜 페놀 수지가 더욱 바람직하다.
테르펜 페놀 수지 중에서도, 상용성 및 점착력의 향상이라는 이유에서, 연화점은 20도 내지 200℃의 범위에 있고, 수 평균 분자량은 300 내지 1200까지의 범위에 있는 테르펜 페놀 수지가 특히 바람직하다.
상기 수소 첨가 테르펜 수지의 구체예로서는, 야스하라케미컬사 제품인 쿠리아론 P타입(디펜텐수지의 수소 첨가물, 비극성 타입, 쿠리아론 P-105), 야스하라케미컬사 제품인 K타입(방향족 변성 테르펜 수지의 수소 첨가물, 극성 타입, 쿠리아론 K-4100)을 들 수 있다.
상기 수소 첨가 테르펜 페놀 수지의 구체예로서는, 야스하라케미컬사 제품인 YS 폴리 스타 TH130, UH115를 들 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 점착 부여 수지의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 변성 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 50 중량부가 바람직하고, 0.1 내지 30 중량부가 보다 바람직하고, 0.3 내지 20 중량부가 더욱 바람직하고, 0.5 내지 10 중량부가 특히 바람직하다.
이상의 첨가제는, 원료인 폴리올레핀계 수지에 미리 첨가해 두어도 무방하며, 폴리올레핀계 수지를 변성하는 용융 혼합 반죽시에 첨가하여도 무방하고, 또한 상기 변성 폴리올레핀계 수지를 제조한 후에 첨가하여도 무방하다.
제 2층을 구성하는 변성 폴리올레핀계 수지함유 조성물은, 실란커플링제를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 실란커플링제는, 경시 변화때문에 신뢰성 확보에 어려움이 있어, 제품 생산율의 저하를 초래하는 경우가 있기 때문이다. 실란커플링제를 사용하지 않음으로써, 본 발명의 태양 전지용 백시트를 이용한 태양 전지 모듈로 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한, 높은 제품 생산율로 제조할 수 가 있다.
(용융 혼합 반죽)
상기 변성 폴리올레핀계 수지를 제조하기 위해 사용하는 용융 혼합 반죽의 장치로서는, 압출기, 밴버리 믹서(Banbury mixer), 밀(mill), 니더, 가열 롤 등을 들 수 있다. 생산성의 측면에서, 단일축 또는 2축의 압출기를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 재료를 충분히 균일하게 혼합하기 위해 용융 혼합 반죽을 복수 회 반복하여도 무방하다.
용융 혼합 반죽시의 각 성분의 첨가 순서 및 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는, 폴리올레핀계 수지와 라디칼 중합 개시제를 용융 혼합 반죽하여 이루어진 혼합물에, 에폭시기 함유 비닐 모노머, 및 방향족 비닐 모노머를 첨가하여 용융 혼합 반죽하는 것이 바람직하다. 이로써, 그라프트에 기여하지 않는 저분자량체의 생성을 억제하여, 그라프트율을 향상시킬 수 있다. 그 밖에 필요에 따라 첨가되는 재료의 첨가 순서 및 방법에 대해서도 특별히 한정되지 않는다. 용융 혼합 반죽시의 가열 온도는, 폴리올레핀계 수지가 충분히 용융되고, 또한 열분해되지 않는다는 점에서 100 내지 300℃가 바람직하다. 보다 바람직하게는 130 내지 250℃이다. 또 용융 혼합 반죽의 시간(라디칼 중합 개시제를 혼합하고 나서의 시간)은, 보통 30초 내지 60분간이다.
본 발명에 있어서, 상기 변성 폴리올레핀계 수지를 포함하는 제 2층의 두께는 5 내지 250㎛이다. 제 2층의 두께가 5㎛보다 얇으면, 제 2층에 의한 충분한 접착성 및 수증기 배리어성을 실현할 수 없다. 반대로 250㎛을 초과하면, 태양 전지 모듈을 제조하는 과정에서, 진공 라미네이트에 필요한 시간이 길어지기 때문에, 태양 전지용 백시트 용도로는 실질적으로 사용할 수 없게 된다. 보다 바람직하게는 10 내지 250㎛이다.
본 발명에 있어서, 제 1층과 제 2층 사이의 접착 강도는 2(N/cm) 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 접착제를 별도로 이용하는 일 없이, 태양 전지용 백시트로서 필요한 층간의 접착성을 실현할 수 있다. 그 접착 강도는 후술하는 압출 라미네이트에 의해 달성할 수 있다.
(제 3층)
제 3층은 제 2층에 적층된다. 제 4층을 포함하는 형태에서는, 제 3층은 제 2층과 제 4층의 사이에 끼워지게 된다. 제 2층은, 폴리에스테르를 포함하는 층, 폴리올레핀을 포함하는 층, 및 알루미늄 박으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 제 3층이 폴리에스테르를 포함하는 층 또는 폴리올레핀을 포함하는 층일 경우, 제 3층은 후술하는 백시트 제조시의 압출 라미네이트에 의해 성형되어도 무방하고, 미리 성형되어 있는 수지 필름이어도 무방하다.
제 3층은 주로 수증기 배리어성을 담보하는 층이지만, 이러한 성능으로 한정되지 않는다. 이들 중, 알루미늄 박은 장기 사용에 의한 부식 발생의 우려가 있으며, 또한, 백시트로서의 내전압을 확보하기 위해 다른 수지층을 두껍게 할 필요가 발생한다. 따라서, 제 3층으로서는 폴리에스테르를 포함하는 층 또는 폴리올레핀을 포함하는 층이 바람직하다.
제 2층과 제 3층의 합계 두께는 20㎛ 이상이 되도록 구성된다. 이로써, 태양 전지용 백시트로서 필요한 내전압을 확보할 수 있게 된다. 바람직하게는, 30㎛ 이상 300㎛ 이하이다.
제 3층의 일형태인 폴리에스테르를 포함하는 층으로서는, 내후성 폴리에스테르계 수지 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 내후성 폴리에스테르계로서는 제 1층에 관해 설명한 것을 이용할 수 있다.
상기 내후성 폴리에스테르계 수지 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 들 수 있다. 바람직하게는 PET, PEN이며, 보다 바람직하게는 PET이다. 상기 불소계 수지 필름을 구성하는 불소계 수지로서는, 폴리에틸렌플루오라이드, 폴리에틸렌디플루오라이드(폴리불화비닐리덴, PVDF)를 들 수 있고, 바람직하게는 PVDF이다.
상기 내후성 폴리에스테르계 수지 필름으로서는, 폴리에스테르계 수지에 자외선 흡수제 등을 배합함으로써 내후성을 부여한 필름, 폴리에스테르계 수지 필름 표면에 무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층이 적층된 증착 폴리에스테르계 수지 필름(증착층을 한 면에 갖는 폴리에스테르계 수지 필름), 2축 연신 폴리에스테르계 수지 필름을 이용할 수 있다.
상기 증착 폴리에스테르계 수지 필름으로서는, 기재(基材)인 폴리에스테르계 수지 필름 위에 무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층이 적층된 것이 예시된다.
무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층으로서는, 산화 알루미늄 또는 산화 규소로 이루어진 증착층을 이용할 수 있다. 산화 알루미늄으로 이루어진 증착층은, Al, AlO, Al2O3 등의 혼합물로 성립되어 있는 것으로 생각되며, 이들의 비율은 제조 조건에 의존한다. 산화 규소로 이루어진 증착층은, Si, SiO, SiO2 등의 혼합물로 성립되어 있는 것으로 생각되며, 이들의 비율은 제조 조건에 의존한다. 또한, 산화 알루미늄과 산화 규소를 혼합하여 이용하여도 무방하며, 이러한 혼합 증착층은 일반적으로 ２원 증착이라 불린다. 또한, SiN 또는 SiON으로 이루어진 증착층을 이용할 수도 있다.
무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층의 두께는, 가스 배리어성과 가요성의 관점에서 1 내지 500nm인 것이 바람직하고, 5 내지 300nm인 것이 보다 바람직하다. 증착층의 형성에는, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플래이팅법 등의 PVD법(물리증착법), 혹은 CVD법(화학증착법) 등을 이용할 수 있다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름으로서는, 무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층의 더욱 위에, 고분자 피막층('수지 코팅층'이라고도 함)이 적층된 것을 사용할 수도 있다. 고분자 피막층을 구성하는 고분자로서는, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 등이 예시된다. 이들은, 단독으로 이용해도 무방하며 혼합하여 이용해도 무방하다. 고분자 피막층을 적층함으로써, 증착층의 핀 홀 등을 피복할 수 있어, 보다 고도의 수증기 배리어성을 달성할 수가 있다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름의 바람직한 양태로는, 실리카 및/또는 알루미나로 이루어진 증착층을 가지고, 수증기 투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)가 0.00001 내지 3.0g/(m2·day)인 증착 PET 필름이 있다. 더욱 바람직한 양태로서는, 실리카 및/또는 알루미나로 이루어진 증착층에, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 고분자 피막층을 적층하여 이루어진 증착 PET 필름이 있다. 이러한 증착 PET 필름은, 수증기 배리어성, 굴곡성 및 내열성이 특히 뛰어나다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름의 수증기 투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)는, 셀에 대한 수분침입을 억지한다는 관점에서, 0.00001 내지 3.0g/(m2·day)인 것이 바람직하고, 0.00001 내지 1.0g/(m2·day)인 것이 보다 바람직하고, 0.00001 내지 0.1g/(m2·day)인 것이 더욱 바람직하다. 수증기 투과도의 측정 방법으로서는, JIS K 7128에 기재된 방법을 이용할 수 있다. 수증기 투과도가 높으면, 태양 전지 백시트를 통한 태양 전지 소자에 대한 수분침입을 억지할 수 없어, 열화를 야기할 가능성이 있다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름의 두께는, 수증기 배리어성 및 굴곡성의 균형의 관점에서, 1 내지 400㎛인 것이 바람직하고, 5 내지 200㎛인 것이 보다 바람직하다. 1㎛보다 얇으면, 수증기 배리어성이 부족한 경우가 있고, 400㎛보다 두꺼우면, 굴곡성이 저하되는 경우가 있다.
증착 폴리에스테르계 수지 필름으로서는 시판중인 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 실리카 증착 PET(제품명: 테크 배리어, 미츠비시카가쿠 가부시키가이샤 제품), 알루미나 증착 PET(제품명: 화인 배리어, 가부시키가이샤 레이코우 제품), 2원 증착 PET(제품명: 에코시알 VE500, 토요 보세키 가부시키가이샤 제품), 폴리염화비닐리덴으로 코팅된 실리카 증착 PET(제품명: KET VS-10, 다이셀 바류 코팅구 가부시키가이샤 제품) 등이 예시된다.
제 3층의 다른 형태인 폴리올레핀을 포함하는 층은, 제 2층에 관하여 설명한 폴리올레핀계 수지로 구성되는 층으로 할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 수지층은, 제 2층과 마찬가지로 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어진 층이어도 무방하지만, 바람직하게는, 변성되지 않은 폴리올레핀계 수지로 이루어진 층이다. 이러한 층은 변성공정이 필요하지 않기 때문에, 가격면에서 유리하다.
상기 폴리올레핀계 수지는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPCP)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀계 수지이며, 바람직하게는 에틸렌-프로필렌 공중합체이다.
상기 폴리에틸렌으로서는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직쇄형상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 들 수 있는데, 공업적 규모로 저렴하게 제조할 수 있다는 점에서 LDPE가 바람직하다. 상기 LLDPE는, 에틸렌과 α-올레핀(프로필렌, 부텐, 헥센, 옥텐, 4-메틸펜텐 등)을 공중합함으로써 단일쇄 분기가 도입된 밀도가 낮은 폴리에틸렌이다.
상기 폴리프로필렌은, 바람직하게는, 융해 열량이 10J/g 이하인 연질 폴리프로필렌계 수지(예컨대 다우케미칼사의 Versify)이다. 여기서 연질 폴리프로필렌계 수지로서는, 후술하는 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPCP)와는 별도로, 에틸렌프로필렌고무(EPR)를 이용하여도 무방하다. 상기 EPR은, 일반적으로 블록 타입이라 불리는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 혼합체 등(예컨대, 프라임 폴리머의 프라임 TPO, 산아로마의 리액터 TPO인 Catalloy 등)을 나타낸다.
상기 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPCP)는, 에틸렌과, 프로필렌과, 필요에 따라 첨가되는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상과의 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체이다. 바람직하게는 에틸렌과 프로필렌만으로 이루어진 랜덤 공중합체이다. 본 발명에서는, 태양 전지용 백시트로서 필요한 유연성을 확보한다는 관점, 필요한 라미네이트 가공성을 확보한다는 관점, 및 접착에 적합한 온도영역을 적정화한다는 관점에서, 에틸렌 함유량이 5 내지 15 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
제 3층인 폴리올레핀을 포함하는 층의 두께는 30 내지 600㎛인 것이 바람직하다. 30㎛보다 얇으면, 수증기 배리어성이 부족해지는 경우가 있고, 600㎛보다 두꺼우면, 굴곡성이 저하되는 경우가 있다.
제 3층의 더욱 다른 형태인 알루미늄 박으로서는, 일반적인 연질 알루미늄 박을 이용할 수 있다. 핀 홀에 대한 내성을 향상시킬 목적으로, 철 함유율이 0.1 내지 9.0 질량%, 바람직하게는 0.5 내지 2.0 질량%의 범위인 알루미늄 박을 이용할 수도 있다. 철 함유율이 0.1 질량% 미만이면, 핀 홀에 대한 내성이 충분히 부여되지 않고, 9.0 질량% 이상을 초과하면, 유연성이 손상될 가능성이 있다. 알루미늄 박의 두께는, 수증기 배리어성, 핀 홀에 대한 내성, 가공성을 고려하여 5 내지 200㎛, 바람직하게는 15 내지 100㎛의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 제 2층과 제 3층 사이의 접착 강도는 2(N/cm) 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 접착제를 별도로 이용하는 일 없이, 태양 전지용 백시트로서 필요한 층간의 접착성을 실현할 수 있다. 이러한 접착 강도는 후술하는 압출 라미네이트에 의해 달성할 수 있다.
(제 4층)
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 제 1층, 제 2층 및 제 3층만으로 이루어지는 것이어도 무방하지만, 제 4층을 추가로 포함하는 것이어도 무방하다. 이 경우, 제 4층은, 제 3층의, 제 2층이 적층된 면과는 반대인 면에 적층되므로, 제 1층, 제 2층, 제 3층 및 제 4층이 이러한 순서로 적층되어 있다. 제 4층은 후술하는 백시트 제조시의 압출 라미네이트에 의해 성형되는 층이다. 제 4층은, 후술하는 제 5층을 설치할 경우에는, 제 3층과 제 5층 사이의 접착성을 향상시킬 목적으로 설치된다. 또한, 제 5층을 설치하지 않을 경우에는, 제 4층 표면에 태양 전지 소자가 직접 접촉하도록 배치함으로써, 태양 전지 소자를 시일하는 역할을 할 수도 있다.
제 4층은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀계 수지에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 두께가 5 내지 250㎛이다. 제 4층의 변성 폴리올레핀계 수지를 구성하는 재료로서는, 제 2층의 변성 폴리올레핀계 수지와 같은 것을 사용할 수 있으므로, 설명을 생략한다.
그러나, 제 4층에 있어서, 방향족 비닐 모노머에 의한 변성은 필수적이지 않다. 따라서 방향족 비닐 모노머의 배합량은, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 0 내지 30 중량부이다. 그러나 방향족 비닐 모노머를 함유할 경우에는, 그 배합량은 0.1 내지 30 중량부가 바람직하다. 제 4층의 폴리올레핀계 수지를 방향족 비닐 모노머에 의해 변성함으로써, 용융 혼합 반죽시에 상기 수지의 주쇄 단열(斷裂)이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한, 시트 제조시에 공압출을 사용할 경우에는 제 2층 내지 제 4층의 수지 점도를 일정 범위로 제어할 수 있어, 공압출의 실시 조건의 폭을 넓힐 수가 있다. 제 4층에 있어서의 보다 바람직한 방향족 비닐 모노머의 함유량은 0.1 내지 5 중량부이며, 더욱 바람직하게는 2 내지 5 중량부이다.
본 발명에 있어서, 제 4층의 두께는 5 내지 250㎛이며, 5 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 5㎛ 미만이면, 제 3층과 제 5층 사이의 접착성, 또는 태양 전지 소자의 시일성을 충분한 수준의 것으로 하기 어려워진다. 250㎛을 초과하면, 굴곡성이 저하되는 경우가 있다.
본 발명에 있어서, 제 2층, 제 3층, 제 4층의 합계 두께는, 충분한 접착성 및 내전압성을 확보하기 위하여, 100㎛ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 300㎛ 이상이며, 더욱 바람직하게는 400㎛ 이상이다. 또한, 상기 합계 두께의 상한은, 굴곡성을 확보하기 위해 700㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 제 2층과 제 4층의 합계 두께는, 제 3층의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다. 이로써, 별도의 접착제를 사용하는 일 없이, 각 층간의 충분한 접착성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 제 3층이, 증착층을 한 면에 갖는 폴리에스테르계 필름일 경우에는, 상기 증착층이 상기 제 2층과 상기 제 4층 중 두께가 큰 층과 대향되도록 배치되는 것이 바람직하다. 제 2층과 제 4층을 구성하는 수지재료를 순차적으로 2단계로, 필름 형상의 제 3층 표면으로 압출함으로써 3층을 라미네이트할 경우, 1단째의 압출시에 제 3층의 증착층을 피복해 둠으로써, 2단째의 압출공정중에 증착층을 보호할 수 있다. 또한, 제 2층과 제 4층은 두께가 클수록 태양 전지용 백시트가 잘 말리지 않게 되어, 제 2층 및 제 4층 중 1단째의 압출에 의해 형성하는 층을 보다 두껍게 함으로써 말림(컬링)을 보다 확실하게 억제할 수가 있다. 예컨대, 제 2층과 제 4층의 두께를 모두 90㎛으로 했을 경우와, 제 2층 및 제 4층 중 1단째의 압출에 의해 형성하는 층의 두께를 135㎛으로 하고 2단째의 압출에 의해 형성하는 층의 두께를 45㎛으로 했을 경우에는, 제 2층과 제 4층의 합계 두께는 바뀌지 않지만, 후자의 경우의 쪽이 보다 확실하게 말림을 억제할 수 있다는 것을 본 발명자들은 발견하였다. 이상으로부터, 제 3층의 증착층은, 제 2층과 제 4층 중 두께가 큰 층과 대향되도록 배치되는 것이 바람직하다.
(제 5층)
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 제 1층 내지 제 4층에 추가하여, 제 4층의, 제 3층이 적층된 면과는 반대되는 면에 적층된 제 5층을 추가로 포함할 수 있다. 이 때, 제 1층, 제 2층, 제 3층, 제 4층 및 제 5층이 이러한 순서로 적층되어 있다.
제 5층은, 폴리에스테르계 수지 필름 및 불소계 수지 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 필름에 의해 구성할 수 있다. 제 5층을 구성하는 폴리에스테르계 수지 필름은, 제 1층과 같은 내후성 폴리에스테르계 수지 필름이어도 무방하고, 통상의 폴리에스테르계 수지 필름이어도 무방하다. 제 5층이 내후성 필름일 경우에는, 이 제 5층을 설치함으로써, 태양 전지용 백시트의 양면이 내후성의 층으로 구성되게 되므로, 백시트 전체의 내후성을 보다 높일 수가 있다.
제 5층은, 태양 전지에 가까운 위치에 배치되므로, 태양 전지가 태양광을 최대한 이용할 수 있도록, 태양 광을 반사시키도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 내후성 필름에 백색안료를 배합하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 태양 전지용 백시트를 구성하는 층으로서, 미리 성형되어 있는 필름을 사용할 경우에는, 접착성 부여를 목적으로 하여, 그 필름 표면에 코로나 처리, 플라즈마 처리, 프라이머 코팅 도포 등의 처리를 실시해 두어도 무방하다.
(물성)
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 고도의 수증기 배리어성을 달성하기 위하여, 수증기 투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)가 0.00001 내지 3.0g/(m2·day)을 나타내는 것이 바람직하다. 0.00001 내지 1.0g/(m2·day)이 보다 바람직하고, 0.00001 내지 0.1g/(m2·day)이 더욱 바람직하다. 수증기 투과도의 측정 방법으로서는, JIS K 7128에 기재된 방법을 이용할 수 있다.
(제법, 방법 A)
다음으로, 본 발명의 태양 전지용 백시트를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 그러나, 본 발명의 태양 전지용 백시트는 이하의 제조 방법에 의해 한정되는 것은 아니다.
우선, 제 3층으로서 성형을 마친 필름을 이용하여, 본 발명의 태양 전지용 백시트를 제조하는 방법(이하, '방법 A'라고 한다)에 대해 설명한다.
방법 A에서는, 제 1층이 필름인 것에 추가하여, 제 3층도 성형을 마친 필름(수지 필름 또는 알루미늄 박)이며, 제 1층과 제 3층의 사이로 제 2층을 구성하는 수지 함유 재료를 압출함으로써, 압출 라미네이트에 의해 태양 전지용 백시트를 형성한다.
우선, 제 2층을 구성하는 수지 함유 재료를 압출기에 공급하고, 가열 용융시킨다.
해당 수지 함유 재료를 압출기에 공급하기 전에, 미리 수지 함유 재료의 예비건조를 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 예비건조를 수행함으로써, 압출기로부터 압출되는 재료의 발포(發泡)를 막을 수 있다. 예비건조의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 수지 함유 재료를 펠릿 등의 형태로 하고, 열풍건조기 등을 이용하여 수행할 수 있다.
그 다음에, 압출기 내에서 가열 용융된 수지 함유 재료를, T다이에 공급한다. 이 때, 기어 펌프를 이용하면, 재료의 압출량의 균일성이 향상되어, 형성되는 층의 두께 편차를 저감시킬 수 있다.
다음으로, T다이에 공급된 수지 함유 재료를, 시트 형상의 용융 수지로서 T다이로부터 압출하고, 2개의 라미네이트 롤을 이용하여 상기 시트 형상의 용융 수지를 제 1층과 제 3층으로 끼워 3층을 라미네이트한다. 이로써, 제 2층에 의해 제 1층과 제 3층을 접착시켜 3층 구성의 시트를 얻는다.
상기 시트 형상의 용융 수지를 끼우는 2개의 라미네이트 롤 중 한쪽은, 표면이 평활한 강체성의 금속 롤이며, 다른 쪽은, 표면이 평활하고 탄성변형가능한 탄성의 외측 실린더를 구비한 플렉시블 롤인 것이 바람직하다. 이러한 강체성의 금속 롤과 탄성의 외측 실린더를 구비한 플렉시블 롤로, 상기 시트 형상의 용융 수지를 끼워 라미네이트함으로써, 각 층간의 접착성과 표면 외관성이 양호한 시트를 얻을 수 있다.
상기 금속 롤의 표면온도는 접착성의 관점에서 20℃ 이상이 바람직하고, 50℃ 이상이 보다 바람직하다. 금속 롤의 표면온도가 20℃ 미만인 경우, 라미네이트 후의 층간 접착력이 부족해지는 경우가 있어 바람직하지 않다. 즉, 금속 롤은 사용시에 가열하는 것이 바람직하다. 그러나, 가열된 금속 롤에 접촉하는 필름은 열수축에 의한 성능(특히 수증기 투과도) 저하가 발생될 우려가 있다. 이에, 금속 롤에 접촉하는 필름으로서는, 열수축에 의한 성능저하가 발생하기 어려운 내후성 필름이 바람직하다.
한편, 상기 플렉시블 롤의 표면온도는 150℃ 이하가 바람직하고, 130℃ 이하가 보다 바람직하다. 플렉시블 롤의 표면온도가 150℃를 초과할 경우, 해당 플렉시블 롤에 접촉하는 필름의 열수축이 커져, 성능(특히 수증기 투과도)이 저하되는 경우가 있다. 이 때문에, 플렉시블 롤측에 접촉하는 필름은 제 3층이 바람직하다.
제 1층 또는 제 3층이 증착 폴리에스테르계 수지 필름일 경우에는, 증착 폴리에스테르계 수지 필름이 라미네이트시에 열수축하면 증착층에 크랙이 생겨, 수증기 배리어성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 필름 폭방향의 수축률을 5% 이하로 억제하는 것이 바람직하고, 3% 이하로 억제하는 것이 보다 바람직하다.
라미네이트 롤의 송출시에는, 각 송출 필름에 송출 방향에서의 텐션을 가함으로써, 각 필름의 수축률을 제어하는 것이 바람직하다. 바람직한 텐션은 0.01 내지 100N/m이며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 50N/m이다.
제 1층 또는 제 3층이 증착 폴리에스테르계 수지 필름일 경우에, 해당 필름의 증착층이 라미네이트 롤이나 반송 롤과 접촉하도록 하여 라미네이트할 때에는, 라미네이트 롤 등과의 마찰에 의해 증착층에 흠집이 생겨 수증기 배리어성이 저하되는 일이 없도록, 해당 필름을 취급하는 것이 바람직하다.
T다이로부터 압출될 때의 수지 함유 재료의 온도는, 150 내지 300℃가 바람직하고, 170 내지 280℃가 보다 바람직하다. 150℃ 미만인 경우, 재료의 용융 점도가 높기 때문에, 형성되는 제 2층에 두께 편차가 생기거나, 라미네이트 후의 층간 접착력이 부족하게 되는 경우가 있다. 300℃를 초과했을 경우, 재료의 용융 점도가 지나치게 낮기 때문에 성형이 곤란해진다.
금속 롤과 플렉시블 롤의 라미네이트 압력은 특별히 한정되지 않으며, 충분한 층간 접착력이 얻어지도록 적당히 조정할 수 있다.
이상으로 형성된 3층 구조의 시트를 본 발명의 태양 전지용 백시트로서 사용할 수 있다. 또한, 계속해서 같은 압출 라미네이트를 다시 실시하여 제 4층과 제 5층을 적층함으로써, 5층 구조의 본 발명의 태양 전지용 백시트를 제조할 수도 있다. 이 경우, 상술한 1회째의 압출 라미네이트에 의해 형성된 3층 구조의 시트와 제 5층의 사이에 제 4층을 구성하는 수지 함유 재료를 압출함으로써, 2회째의 압출 라미네이트를 실시하면 된다. 이러한 2회의 압출 라미네이트는 연속하여 수행할 수 있다. 2회째의 압출 라미네이트의 실시 조건은 1회째의 압출 라미네이트의 실시 조건과 같다.
이상의 제조 순서는 반대여도 무방하다. 다시 말해, 제 3층 내지 제 5층으로 이루어진 3층 구조의 시트를 제조한 후, 제 1층과 제 2층을 적층함으로써, 5층 구조의 본 발명의 태양 전지용 백시트를 제조할 수도 있다.
또한, 제 5층 대신에, 라미네이트시에만 사용하는 박리 시트를 사용하여도 무방하다. 이 경우, 얻어진 5층 구조의 시트로부터 해당 박리 시트를 떼어냄으로써, 4층 구조의 백시트를 얻을 수 있다.
(제법, 방법 B)
다음으로, 제 3층으로서 성형을 마친 필름을 이용하지 않고, 압출에 의해 제 3층을 형성하면서 본 발명의 태양 전지용 백시트를 제조하는 방법(이하, '방법 B'라 한다)에 대해 설명한다.
방법 B에서는, 필름 형상의 제 1층의 표면으로, 제 2층을 구성하는 수지 함유 재료, 제 3층을 구성하는 수지 함유 재료, 및 제 4층을 구성하는 수지 함유 재료를 각각 압출함으로써, 3층 공압출 라미네이트에 의해 태양 전지용 백시트를 형성한다.
우선, 제 2층을 구성하는 수지 함유 재료, 제 3층을 구성하는 수지 함유 재료 및 제 4층을 구성하는 수지 함유 재료를 각각의 압출기에 공급하여 가열 용융시킨다.
이들 수지 함유 재료를 각 압출기에 공급하기 전에, 미리 각 수지 함유 재료의 예비건조를 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 예비건조를 수행함으로써, 압출기로부터 압출되는 재료의 발포를 막을 수 있다. 예비건조의 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대, 수지 함유 재료를 펠릿 등의 형태로 하고, 열풍건조기 등을 이용하여 수행할 수 있다.
이어서, 각 압출기 내에서 가열 용융된 각 수지 함유 재료를, 바로 앞에 피드(feed) 블록이 설치된 공압출 T다이, 또는 멀티 매니폴드(manifold) 방식의 공압출 T다이에 공급한다. 이 때, 기어 펌프를 이용하면, 재료의 압출량의 균일성이 향상되어, 형성되는 층의 두께편차를 저감시킬 수 있다.
피드 블록 방식의 공압출을 실시할 경우, 제 2층 또는 제 4층이 부분적으로 존재하지 않는 시트가 되지 않도록, 가열 용융된 3종의 수지 함유 재료가 나타내는 용융 점도를, 압출기의 설정온도 등에 따라 맞추는 것이 바람직하다.
제 2층/제 3층/제 4층의 두께 비율이 1/10/1보다도 제 3층의 비율이 커질 경우, 제 2층 및 제 4층의 막 두께가 균일하게 제어가능하다는 관점에서 멀티 매니폴드 방식의 공압출 T다이를 이용하는 것이 바람직하다.
그 다음에, 공압출 T다이에 공급된 각 수지 함유 재료를, 시트 형상의 용융 수지로서 공압출 T다이로부터 압출하고(3층 공압출), 2개의 라미네이트 롤을 이용하여, 제 2층 내지 제 4층으로 이루어진 3층 구조의 시트 형상용융 수지를, 제 1층에 적층하여 4층을 라미네이트한다. 이 때, 제 2층에 제 1층이 접촉하도록 배치한다. 이로써, 제 1층 내지 제 4층이 적층된 4층 구조의 시트를 얻는다.
라미네이트시에는, 제 1층 이외에, 다른 필름을 사용하여 5층 구조의 시트를 얻을 수도 있다. 이 경우, 3층 구조의 시트 형상 용융 수지를, 제 1층과 해당하는 별도의 필름으로 끼워 5층을 라미네이트한다. 해당하는 별도의 필름이란, 상술한 제 5층이어도 무방하고, 또한 라미네이트시에만 사용하는 박리 시트여도 무방하다. 해당 박리 시트를 라미네이트 후에 떼어냄으로써, 4층 구조의 백시트를 얻을 수 있다.
상기 시트 형상의 용융 수지를 끼우는 2개의 라미네이트 롤 중 한쪽은, 표면이 평활한 강체성의 금속 롤이며, 다른 쪽은, 표면이 평활하고 탄성변형이 가능한 탄성의 외측 실린더를 구비한 플렉시블 롤인 것이 바람직하다. 이러한 강체성의 금속 롤과 탄성의 외측 실린더를 구비한 플렉시블 롤로, 상기 시트 형상의 용융 수지를 끼워 라미네이트함으로써, 각 층간의 접착성과 표면 외관성이 양호한 시트를 얻을 수 있다.
금속 롤과 플렉시블 롤의 라미네이트 압력은 특별히 한정되지 않으며, 충분한 층간 접착력이 얻어지도록 적당히 조정할 수 있다.
상기 금속 롤의 표면온도는, 라미네이트 후의 층간 접착력을 향상시킨다는 관점에서 30℃ 이상이 바람직하다. 즉, 금속 롤은 사용시에 가열하는 것이 바람직하다. 그러나, 가열된 금속 롤에 접촉하는 필름은 열수축에 의한 성능저하가 발생될 우려가 있다. 이에, 금속 롤에 접촉하는 필름으로서는, 가열 수축에 의한 성능저하가 발생하기 어려운 내후성 필름이 바람직하다.
한편, 상기 플렉시블 롤의 표면온도는, 해당 롤에 접촉하는 필름의 열수축이 지나치게 커져 성능이 저하되는 일이 없도록 100℃ 이하가 바람직하다. 이 때문에, 플렉시블 롤측에 접촉하는 필름으로서는 내후성 필름이 바람직하다.
제 1층이 증착 폴리에스테르계 수지 필름일 경우에는, 증착 폴리에스테르계 수지 필름이 라미네이트시에 열수축하면 증착층에 크랙이 생겨, 수증기 배리어성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 필름 폭방향의 수축률을 5% 이하로 억제하는 것이 바람직하고, 3% 이하로 억제하는 것이 보다 바람직하다.
라미네이트 롤의 송출시에는, 각 송출 필름에 송출방향에서의 텐션을 가함으로써, 각 필름의 수축률을 제어하는 것이 바람직하다. 바람직한 텐션은 0.01 내지 100N/m이며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 50N/m이다.
제 1층이 증착 폴리에스테르계 수지 필름일 경우에, 해당 필름의 증착층이 라미네이트 롤이나 반송 롤과 접촉하도록 하여 라미네이트를 수행할 때에는, 라미네이트 롤 등과의 마찰에 의해 증착층에 흠집이 생겨 수증기 배리어성이 저하되는 일이 없도록, 해당 필름을 취급하는 것이 바람직하다.
T다이로부터 송출될 때의 각 수지 함유 재료의 온도는, 150 내지 300℃가 바람직하고, 170 내지 280℃가 보다 바람직하다. 150℃ 미만인 경우, 재료의 용융 점도가 높기 때문에, 형성되는 제 2층에 두께 편차가 생기거나, 라미네이트 후의 층간 접착력이 부족해지거나 하는 경우가 있다. 300℃를 초과했을 경우, 재료의 용융 점도가 지나치게 낮기 때문에 성형이 곤란해진다.
(용도)
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 태양 전지 소자와 조합시켜 태양 전지 모듈을 구성할 수 있다. 이 경우, 제 1층이 태양 전지 소자로부터 가장 벗어난 위치에 배치된다. 태양 전지에 가장 가까운 층은, 백시트가 제 1층으로부터 제 3층으로부터 이루어질 경우에 제 3층이고, 백시트가 제 1층으로부터 제 4층으로 이루어질 경우에 제 4층이며, 백시트가 제 1층으로부터 제 5층으로 이루어질 경우에 제 5층이다.
태양 전지에 가장 가까운 층이 제 3층 또는 제 5층일 경우에는, 이들 최표층의 표면에, 별도로 준비한 시일 재료(예컨대, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체)에 의해 시일된 태양 전지 소자가 배치된다. 제 3층 또는 제 5층의 외표면에는, 시일 재료와의 접착성을 향상시키기 위해 프라이머 코팅층을 설치하여도 무방하다. 프라이머 코팅층으로서는 특별히 한정되지 않는데, 시일 재료로서 이용된 에틸렌-비닐 알코올 공중합체로 이루어진 층이어도 무방하고, 제 2층 또는 제 4층에서 사용되는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어진 층이어도 무방하다.
태양 전지에 가장 가까운 층이 제 4층일 경우에는, 상기와 마찬가지로 제 4층의 표면에, 별도로 준비한 시일 재료에 의해 시일된 태양 전지 소자가 배치되어도 무방하지만, 바람직하게는, 제 4층과 태양 전지 소자가, 다른 시일 재료를 통하지 않고 직접 접촉되어 있어, 제 4층이 태양 전지 소자의 시일 재료로서 기능한다. 즉, 백시트가 제 1층으로부터 제 4층으로 이루어질 경우, 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어진 제 4층은 태양 전지 소자의 시일 재료로서도 기능할 수 있으며, 따라서, 백시트와 태양 전지 소자와의 사이에 별도의 시일 재료를 배치할 필요가 없다. 이러한 형태에서는, 백시트와 시일 재료가 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 태양 전지 모듈의 생산성이 뛰어나다.
본 발명의 태양 전지용 백시트는, 어떠한 태양 전지에도 적합하게 사용될 수 있지만, 특히 비정질 실리콘계 태양 전지, 결정 실리콘계 태양 전지, 하이브리드 태양 전지 등에 적합하게 이용될 수 있다. 또한, 태양 전지의 설치 장소로서는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 지붕 위, 빌딩, 공장, 학교, 공공 시설 등의 옥상 또는 벽면, 해안, 사막 지대 등을 들 수 있다.
이하에 본 발명의 태양 전지용 백시트의 구체적인 실시형태를 설명한다.
(제 1 실시형태)
본 발명의 제 1 실시형태는, 내후성 폴리에스테르계 수지 필름(제 1층)/변성 폴리올레핀계 수지층(제 2층)/증착 폴리에스테르계 수지 필름(제 3층)/변성 폴리올레핀계 수지층(제 4층)/내후성 폴리에스테르계 수지 필름(제 5층)으로 이루어진 5층 구조의 태양 전지용 백시트이다. 제 5층의 측에, 태양 전지가 배치된다. 본 형태는, 제 3층의 존재에 의해 고도의 수증기 배리어성을 확보할 수가 있다.
제 1층의 내후성 폴리에스테르계 수지 필름의 외표면(제 2층과 반대측의 표면)에는, 추가로 불소계 도료를 도포하여 내후성을 높이는 것이 바람직하다.
제 5층의 내후성 폴리에스테르계 수지 필름의 외표면(제 4층과 반대측의 표면)에는, 태양 전지 소자의 시일 재료와의 접착성을 향상시키기 위하여, 프라이머 코팅층을 추가로 설치하는 것이 바람직하다.
제 3층의 증착 폴리에스테르계 수지 필름의 증착층은, 제 2층과 면하고 있어도 무방하고, 제 4층과 면하고 있어도 무방하다. 그러나, 상술한 바와 같이, 증착층은, 제 2층과 제 4층 중 두께가 큰 층과 대향되도록 배치되는 것이, 증착층 보호 및 백시트의 말림(컬링) 억제의 관점에서 바람직하다.
제 3층으로서는, 증착 폴리에스테르계 수지 필름 대신에, 알루미늄 박을 사용할 수도 있다.
태양 광을 반사할 수 있도록, 제 5층에는 백색안료를 배합하는 것이 바람직하다.
제 1 실시형태는, 상술한 방법 A에 의해 적합하게 제조할 수 있다.
(제 2 실시형태)
본 발명의 제 2 실시형태는, 내후성 폴리에스테르계 수지 필름(제 1층)/변성 폴리올레핀계 수지층(제 2층)/내후성 폴리에스테르계 수지 필름(제 3층)으로 이루어진 3층 구조의 태양 전지용 백시트이다. 제 3층의 측에 태양 전지가 배치된다.
제 1층의 내후성 폴리에스테르계 수지 필름의 외표면(제 2층과 반대측의 표면)에는, 불소계 도료를 추가로 도포하여 내후성을 높일 수 있다.
제 3층의 내후성 폴리에스테르계 수지 필름의 외표면(제 2층과 반대측의 표면)에는, 태양 전지 소자의 시일 재료와의 접착성을 향상시키기 위해, 프라이머 코팅층을 추가로 설치하는 것이 바람직하다.
태양광을 반사할 수 있도록, 제 3층에는 백색안료를 배합하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 제 2층의 두께가 제 3층의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다. 이는, 태양 전지용 백시트에 요구되는 내전압을 달성하기 위해 백시트 전체로서 상당한 두께를 확보하기 위함이다. 구체적으로는, 제 2층의 두께는 100㎛ 이상이 바람직하고, 150㎛ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 제 2층이 이와 같이 두껍기 때문에, 태양 전지용 백시트로서 요구되는 수증기 배리어성을 달성할 수가 있다.
제 2 실시형태는, 상술한 방법 A에 의해 적합하게 제조할 수 있다.
(제 3 실시형태)
본 발명의 제 3 실시형태는, 내후성 폴리에스테르계 수지 필름(제 1층)/변성 폴리올레핀계 수지층(제 2층)/미변성의 폴리올레핀이 수지성분을 구성하는 수지층(제 3층)/변성 폴리올레핀계 수지층(제 4층)으로 이루어진 4층 구조의 태양 전지용 백시트이다. 본 형태는, 제 2층, 제 3층 및 제 4층이 올레핀계 수지로 이루어지기 때문에, 태양 전지 백시트로서 필요한 수증기 배리어성을 확보할 수 있다.
태양 전지 소자는 제 4층의 표면에 직접 접촉하도록 배치된다. 이 경우, 태양 전지 소자를 시일하기 위한 시일 재료를 태양 전지 소자와 제 4층의 사이에 배치할 필요가 없다. 제 4층이 태양 전지 소자의 시일 재료로서 기능한다. 즉, 본 형태의 태양 전지용 백시트는, 단순한 백시트가 아닌 태양 전지 소자의 시일재로서의 기능도 갖는다.
제 1층의 내후성 폴리에스테르계 수지 필름의 외표면(제 2층과 반대측의 표면)에는, 추가로 불소계 도료를 도포하여 내후성을 높일 수 있다.
제 3 실시형태는, 상술한 방법 B에 의해 적합하게 제조할 수 있다.
제 3 실시형태에서는, 특히 이하의 형태가 바람직하다.
제 1층: 내후성 필름
제 2층: 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 1 내지 30 중량부, 및 방향족 비닐 모노머 3 내지 5 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 두께가 5 내지 100㎛인 층.
제 3층: 미변성의 폴리올레핀으로 이루어지고, 두께가 90 내지 600㎛인 층.
제 4층: 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 1 내지 30 중량부, 및 방향족 비닐 모노머 0 내지 5 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 두께가 5 내지 100㎛인 층.
본 실시형태에 있어서의 제 4층은, 방향족 비닐 모노머의 사용량이 적을수록, 태양 전지 소자 또는 유리에 대한 접착력이 높아지기 때문에, 태양 전지 모듈의 단면으로부터의 수분 진입을 방지할 수 있다. 그 결과, 태양 전지 모듈의 내열 내습성이 향상되어 바람직하다. 이러한 관점에서, 제 3 실시형태의 제 4층에 있어서의 방향족 비닐 모노머의 사용량은 0 내지 1 중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 중량부이다.
실시예
이하에서는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠으나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.
(실시예 1 내지 9 및 비교예 1)
이하에 실시예 1 내지 9 및 비교예 1에 있어서의 평가 방법을 나타낸다.
〔필름간 접착 강도의 평가〕
적층 필름을, 폭방향으로 25mm, 길이방향으로 200mm로 잘라내고, 한 쪽의 단부를 20mm 정도 손으로 박리하여 끼움 여유를 만들었다. 그 다음에, 인장 시험기(오토그래프 AG-2000A, 시마즈 세이사쿠쇼 제품)를 이용하여, 시험 온도 23℃, 시험 스피드 50mm/min으로 T자 필링 강도[N/cm]를 계측했다. 계측된 접착 강도의 우열을 이하의 기준에 따라 판단했다.
○: 적층 필름을 구성하는 모든 필름간의 접착 강도가 2N/cm 이상
×: 적층 필름을 구성하는 모든 필름간의 접착 강도가 2N/cm 미만
〔광조사 후의 외관 관찰〕
적층 필름을 세로 15cm, 가로 5cm 사이즈로 잘라 내고, 크세논 웨더미터(X75SC, 스가 시켄키 제품)를 이용하여, ASTM G155에 준하여 적층 필름의 내후성 필름측에 광을 조사했다. 광 조사 후의 외관을 관찰하고, 그 우열을 이하의 기준에 따라 판단했다.
○: 이상 없음.
△: 크랙, 또는 변색이 관찰됨.
×: 현저한 크랙 또는 변색이 관찰됨.
〔광 조사 후의 강도 유지율의 측정〕
적층 필름에 대하여 〔광 조사 후의 외관관찰〕의 기재와 같은 방법으로 광조사를 수행하였다. 이어서, 인장 시험기(오토그래프 AG-2000A, 시마즈 세이사쿠쇼 제품)를 이용하여, 시험 온도 23℃, 시험 스피드 50mm/min으로 적층 필름의 인장 강도[MPa]를 계측했다. 광 조사 전의 적층 필름에 대해서도 인장 강도를 계측하고, 광 조사 후의 강도 유지율을 산출하여, 그 우열을 이하의 기준에 따라 판단했다.
○: 광 조사 후의 강도유지율이 90% 이상
△: 광조사 후의 강도유지율이 70% 이상
×: 광 조사 후의 강도유지율이 70% 미만
〔수증기 투과도의 측정〕
투과 면적이 15.2㎠이 되도록 적층 필름을 잘라내고, JIS K7126-1(차압법)에 따라, 40℃/90% RH, 압력차 75cmHg의 조건으로 수증기 투과도를 측정했다. 단위는 g/(m2·day)로 나타낸다.
〔박막 모듈 내열 내습성의 평가〕
5인치 각(角) 사이즈의 태양 전지 비정질 기판(유리판 상에 실리콘 등을 증착하고, 가공하여 태양 전지 소자를 형성한 것), 즉, 박막 태양 전지 소자 상에, 6인치 각 사이즈의 시판중인 태양전지 시일용 EVA 시트(산비쿠샤 제품: Ultra Pearl, 0.40mm 두께)와, 내후성 필름이 외측(상측)에 위치하도록 6인치 각 사이즈로 잘라낸 적층 필름을 올려 놓았다. 그 다음에, 진공 라미네이터(spire사 제품: Spi-Laminator)와 일체 성형함으로써 박막 태양 전지 모듈을 얻었다. 일체 성형의 조건은 170℃에서 탈기(脫氣)시간 3.5분, 프레스 압력 1kg/㎠, 프레스 시간 3.5분이었다. 얻어진 태양 전지 모듈을 150℃의 오븐에서 120분간 추가로 가열하여 EVA를 가교시켰다.
제작한 태양 전지 모듈에, AM 1.5로 스펙트럼 조정한 솔라 시뮬레이터에 의해, 25℃, 조사 강도 1000mW/㎠의 유사 태양 광을 조사하여, 태양 전지의 개방전압[V] 및 1㎠당 공칭 최대출력 동작전류[A] 및 공칭 최대출력 동작전압[V]을 측정했다. 이들의 곱으로부터 공칭 최대출력[W](JIS C89111998)의 초기값을 구했다.
그 다음에, 태양 전지 모듈을, 온도 85℃, 습도 85% RH의 환경 하에 1000시간 방치하고 내열 내습시험을 실시했다. 방치 후의 태양 전지 모듈에 대해 상기와 같이 하여 공칭 최대출력[W]을 구하여 내열 내습성의 우열을 판단했다. 우열의 판단은 이하의 기준에 따라 수행하였다.
○: 1000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.9 이상임.
△: 1000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.8 이상임.
×: 1000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.8 미만임.
〔결정 모듈 내열내습성의 평가〕
6인치 각 사이즈의 유리판(두께 3.2mm, 니혼이타가라스 제품) 상에, 동일 사이즈의 시판중인 태양 전지 시일용 EVA시트(산비쿠샤 제품: Ultra Pearl, 0.40mm 두께)와, 5인치 각 사이즈의 결정 Si 태양 전지 소자와, 6인치 각 사이즈의 시판중인 태양 전지 시일용 EVA시트와, 내후성 필름이 외측(상측)에 위치하도록, 6인치 각 사이즈로 잘라낸 적층 필름을 이러한 순서로 재치(載置)하였다. 그 다음에, 진공 라미네이터(spire사 제품: Spi-Laminator)로 일체 성형함으로써 결정 실리콘 태양 전지 모듈을 얻었다. 일체 성형의 조건은 170℃ 탈기시간 3.5분, 프레스 압력 1kg/㎠, 프레스 시간 3.5분이었다. 얻어진 태양 전지 모듈을 150℃의 오븐에서 120분간 추가로 가열하여 EVA를 가교시켰다.
제작한 태양 전지 모듈에, AM 1.5로 스펙트럼 조정한 솔라 시뮬레이터에 의해, 25℃, 조사 강도 1000mW/㎠의 유사 태양 광을 조사하여, 태양 전지의 개방전압[V] 및 1㎠당 공칭 최대출력 동작전류[A] 및 공칭 최대출력 동작전압[V]을 측정했다. 이들의 곱으로부터 공칭 최대출력[W](JIS C8911 1998)의 초기값을 구했다.
그 다음에, 태양 전지 모듈을, 온도 85℃, 습도 85% RH의 환경 하에 1000시간 방치하여, 내열내습시험을 실시했다. 방치 후의 태양 전지 모듈에 대해서 상기와 마찬가지로 하여 공칭 최대출력[W]을 구하고, 내열내습성의 우열을 판단했다. 우열의 판단은 이하의 기준에 따라 수행하였다.
○: 1000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.9 이상.
△: 1000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.8 이상.
×: 1000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.8 미만.
(조제예 1)
경화성 TFE계 공중합체(zeffle GK570, 다이킨고교 제품) 15 중량부, 백색안료(시판중인 산화 티탄) 35 중량부, 및 초산 부틸 15 중량부를 교반 하에 예비혼합한 후, 유리 비즈를 50 중량부 첨가하고, 안료분산기에 의해 1000rpm으로 3시간 분산시켰다. 그 후, 메쉬로 유리 비즈를 여과하고, 그 용액에 경화성 TFE계 공중합체(zeffle GK570) 30 중량부 및 초산 부틸 10 중량부를 추가하여 불소계 도료 1을 조제하였다.
얻어진 「불소계 도료(1)」 100 중량부에 경화제(시판중인 이소시아네이트계 경화제) 15 중량부를 추가하여 불소계 도료(2)를 조제했다.
(제조예 1) 폴리올레핀계 수지그라프트 변성체의 제조방법
프로필렌-에틸렌 공중합체(versify 3401, MFR8, 다우케미칼 제품) 100 중량부, 1,3-디(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(닛폰유시 가부시키가이샤 제품: 퍼부틸P, 1분간 반감기 175℃) 0.5 중량부를, 실린더 온도 200℃로 설정한 밴트부착 맞물림형 동일 방향 회전식 2축 압출기(TEX44, L/D=38, 니혼세이코우쇼 제품)에 공급하여 용융 혼합 반죽한 후, 이어서 실린더 도중에서 메타크릴산 글리시딜(니치유샤 제품: 브렌마 G) 5 중량부, 및 스티렌(니혼 옥시란샤 제품) 5 중량부를 노즐로부터 추가하여, 폴리올레핀계 수지그라프트 변성체(이하, '변성 올레핀'이라 기재함)의 펠릿을 얻었다. 변성 후의 MFR은 5였다.
(제조예 2)
메타크릴산 글리시딜(니치유샤 제품: 브렌마 G)을 사용하지 않은 것 이외에는 제조예 1과 마찬가지로 하여 스티렌 단독 변성 올레핀의 펠릿을 얻었다. 변성 후의 MFR는 3이었다.
(제조예 3)
스티렌(니혼 옥시란샤 제품)을 사용하지 않은 것 이외에는 제조예 1과 마찬가지로 하여 메타크릴산 글리시딜 단독 변성 올레핀의 펠릿을 얻었다. 변성 후의 MFR는 55였다.
(제조예 4)
투명 내후 PET 필름(샤인 빔 K1653, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 투명)의 한 면에, 조제예 1에서 조제한 불소계 도료(2)를, 건조 후 막 두께가 10㎛이 되도록 그라비어 코터로 도포하고, 120℃로 3분간 건조하여 불소계 도료 코팅 내후 PET 필름을 제작했다.
(실시예 1)
제조예 1에서 얻어진 변성 올레핀을 60℃에서 15시간 건조시킨 후, 110mmφ 단일축 압출기와 700mm 폭의 T다이를 이용하여 270℃에서 압출함으로써 두께가 90㎛인 시트 형상의 용융 수지를 얻었다. 이 시트 형상의 용융 수지의 한 면에, 증착층이 용융 수지와 접하도록 증착 PET 필름(1)(알루미나, 실리카 2원 증착 PET 상에 유기 무기 하이브리드 코팅층을 설치하고, 더욱이 그 위에 특수 처리를 실시한 필름, 두께 12㎛, 수증기 투과도(40℃, 90% RH) 0.07g/(m2·day))을, 다른 한 쪽의 면에 EVA 이(易)접착층이 코팅된 절연 필름인 백색 내후성 PET 필름(샤인 빔 CA004, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을, 80℃로 온도가 상승된 금속 롤과 40℃로 온도가 상승된 실리콘 고무 피막 롤로 끼우면서 라미네이트하여, 적층 필름 중간체(EVA 이접착층(프라이머 코팅)/백색 내후 PET 필름(제 5층)/변성 올레핀층(제 4층)/증착 PET 필름(제 3층))을 얻었다.
그 다음에, 상기 방법으로 건조된 변성 올레핀을 110mmφ 단일축 압출기와 700mm 폭의 T다이를 이용하여 270℃에서 압출함으로써 두께 90㎛의 시트 형상의 용융 수지를 얻었다. 상기 시트 형상의 용융 수지의 한 면에, 증착 PET 필름의 PET면이 용융 수지에 접하도록 적층 필름 중간체를, 다른 한 쪽의 면에, 제조예 4에서 얻어진 불소계 도료 코팅 내후 PET 필름(단, 내후 PET면이 용융 수지에 접함)을, 80℃로 온도 상승된 금속 롤과 40℃로 온도 상승된 실리콘 고무 피막 롤로 끼우면서 라미네이트하여, 적층 필름(EVA 이접착층(프라이머 코팅)/백색 내후 PET 필름(제 5층)/변성 올레핀층(제 4층)/증착 PET 필름(제 3층)/변성 올레핀층(제 2층)/내후 PET 필름(제 1층)/불소계 도료)을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광 조사후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 2)
증착 PET 필름(1)을, 증착 PET 필름(2)(알루미나, 실리카 2원 증착 PET 상에 유기 무기 하이브리드 코팅층을 설치한 필름, 두께 12㎛, 수증기 투과도(40℃, 90% RH) 0.1g/(m2·day))로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광 조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 3）
EVA 이접착층이 코팅된 절연 필름 대신에, EVA 이접착층이 코팅되지 않은 백색 내후성 PET 필름(내후 PET 필름, 샤인 빔 CA003, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을 이용하여, 적층 필름의 상기 백색 내후성 PET 필름 표면에, 변성 올레핀을 110mmφ 단일축 압출기와 700mm 폭의 T다이를 이용하여 270℃에서 압출하여 얻어지는 두께 5㎛의 시트 형상의 용융 수지를 적층한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다. 상기 적층 필름에서는, 내후성 PET 필름 표면의 상기 변성 올레핀으로 이루어진 층이 프라이머 코팅층에 상당한다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광 조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
증착 PET 필름(1)을, 실시예 2에서 사용한 증착 PET 필름(2)으로 변경한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도, 및 박막 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
제조예 1에서 얻어진 변성 올레핀을 60℃에서 15시간 건조한 후, 110mmφ 단일축 압출기와 700mm 폭의 T다이를 이용하여 270℃에서 압출함으로써 두께 200㎛의 시트 형상의 용융 수지를 얻었다. 상기 시트 형상의 용융 수지의 한 면에, 내후 PET면이 용융 수지에 접하도록, 제조예 2에서 얻어진 불소계 도료 코팅 내후 PET 필름을, 다른 한 쪽 면에 EVA 이접착층이 코팅된 절연 필름인 백색 내후성 PET 필름(샤인 빔 CA004, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을, 80℃로 온도가 상승된 금속 롤과 40℃로 온도가 상승된 실리콘 고무 피막 롤로 끼우면서 라미네이트하여, 적층 필름(EVA 이접착층(프라이머 코팅)/백색 내후 PET 필름(제 3층)/변성 올레핀층(제 2층)/내후 PET 필름(제 1층)/불소계 도료)을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광 조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도 및 결정 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 6)
제조예 1에서 얻어진 변성 올레핀을 60℃에서 15시간 건조한 후, 110mmφ 단일축 압출기와 700mm 폭의 T다이를 이용하여 270℃에서 압출함으로써 두께 100㎛의 시트 형상의 용융 수지를 얻었다. 이 시트 형상의 용융 수지의 한 면에, 내후 PET면이 용융 수지로 접하도록, 제조예 2에서 얻어진 불소계 도료 코팅 내후 PET 필름을, 다른 한 쪽 면에, EVA 이접착층이 코팅되지 않은 백색 내후성 PET 필름(내후 PET 필름, 샤인 빔 CA003, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을, 80℃로 온도 상승된 금속 롤과 40℃로 온도가 상승된 실리콘 고무 피막 롤로 끼우면서 라미네이트하여, 적층 필름 중간체(백색 내후 PET 필름(제 3층)/변성 올레핀층(제 2층)/내후 PET필름(제 1층)/불소계 도료)를 얻었다.
그 다음에, 적층 필름 중간체의 백색 내후 PET 필름면에, 변성 올레핀을 110mmφ 단일축 압출기와 700mm 폭의 T다이를 이용하여 270℃로 압출하여 얻어지는 두께 100㎛의 시트 형상의 용융 수지를 적층하여, 적층 필름(변성 올레핀층(제 4층)/백색내후 PET 필름(제 3층)/변성 올레핀(제 2층)/내후 PET 필름(제 1층)/불소계 도료층)을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광 조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도 및 결정 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 7)
증착 PET 필름 대신에 알루미늄 박(두께 30㎛, 도요 알루미샤 제품)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광 조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 8)
불소계 도료 코팅 내후 PET 필름 대신에, 백색 내후성 PET 필름(내후 PET 필름, 샤인 빔 CA003, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광 조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 9)
불소계 도료 코팅 내후 PET 필름 대신에, 백색 내후성 PET 필름(내후 PET 필름, 샤인 빔 CA003, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기 투과도 및 결정 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
불소계 도료 코팅 내후 PET 필름 대신에, 내후성이 아닌 백색 PET 필름(PET 필름, 크리스파 K1212, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 광 조사 후 외관 및 강도유지율, 수증기투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 1에 나타낸다.
[표 1]
실시예 1 내지 9는, 제 1층으로서 내후성 필름을 이용하고 있기 때문에, 내후성 필름을 이용하지 않는 비교예 1에 비해, 광 조사 후의 외관 및 강도유지율이 우수하다.
(실시예 11 내지 16 및 비교예 11 내지 14)
이하에 실시예 11 내지 16 및 비교예 11 내지 14에 있어서의 평가 방법을 나타낸다.
〔필름간 접착 강도의 측정〕
상기와 마찬가지로 접착 강도의 우열을 판단했다.
〔EVA 접착 강도의 측정〕
세로 15cm, 가로 5cm 사이즈의 유리판(두께 3.2mm, 니혼이타가라스 제품) 상에, 유리와 동일 사이즈의 시판되는 태양 전지 시일용 EVA 시트(산비쿠샤 제품: Ultra Pearl, 두께 0.40mm)를 올려놓고, 세로 3cm, 가로 5cm의 이형지를 단부에 놓고, 더욱이 유리와 동일 사이즈로 잘라낸 적층 필름을 내후성 필름이 외측(상측)에 위치하도록 재치(載置)하였다. 이어서, 진공 라미네이터(spire사 제품: Spi-Laminator)로 일체 성형하였다. 일체 성형에서는, 135℃에서 탈기시간 3.5분, 프레스 압력 1kg/㎠, 프레스 시간 3.5분으로 가열 압착하고, 추가로 150℃의 오븐에서 120분간 가열하여 EVA를 가교시켰다. 얻어진 성형품의 단부에 끼운 이형지를 제거하여 끼움 여유를 마련했다.
그 다음에, 인장 시험기(오토그래프 AG-2000A, 시마즈세이사쿠쇼 제품)를 이용하여, 시험 온도 23℃, 시험 스피드 50mm/min으로 180°필링 강도[N/cm]를 계측했다. EVA 시트와 적층 필름의 접착 강도의 우열을 이하의 기준에 따라 판단했다.
○: 접착 강도가 50N/cm 이상
×: 접착 강도가 50N/cm 미만
〔수증기 투과도의 측정〕
상기와 마찬가지로 수증기 투과도를 측정했다.
〔박막 모듈 내열내습성의 평가〕
상기와 마찬가지로 박막 모듈 내열내습성을 평가했다.
(실시예 11)
제조예 1에서 얻어진 변성 올레핀을 60℃에서 15시간 건조한 후, 110mmφ 단일축 압출기와 700mm 폭의 T다이를 이용하여 270℃에서 압출함으로써 두께 90㎛의 시트 형상의 용융 수지를 얻었다. 이 시트 형상의 용융 수지의 한 면에, 증착층이 용융 수지와 접하도록 증착 PET 필름(1)(알루미나, 실리카 2원 증착 PET 상에 유기 무기 하이브리드 코팅층을 설치하고, 더욱이 그 위에 특수 처리를 실시한 필름, 두께 12㎛, 수증기 투과도(40℃, 90% RH) 0.07g/(m2·day))을, 다른 한 쪽 면에, EVA 이접착층이 코팅된 절연 필름인 백색 내후성 PET 필름(샤인 빔 CA004, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을 80℃로 온도가 상승된 금속 롤과 40℃로 온도가 상승된 실리콘 고무 피막 롤로 끼우면서 라미네이트하여, 적층 필름 중간체(EVA 이접착층(프라이머 코팅)/백색 내후 PET 필름(제 5층)/변성 올레핀층(제 4층)/증착 PET 필름(제 3층))을 얻었다.
그 다음에, 상기 방법으로 건조된 변성 올레핀을 110mmφ 단일축 압출기와 700mm폭의 T다이를 이용하여 270℃에서 압출함으로써 두께 90㎛의 시트 형상의 용융 수지를 얻었다. 이 시트 형상의 용융 수지의 한 면에, 증착 PET 필름의 PET면이 용융 수지와 접하도록 적층 필름 중간체를, 다른 한 쪽 면에, 투명 내후 PET필름(샤인 빔 K1653, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 투명)을, 80℃로 온도가 상승된 금속 롤과 40℃로 온도가 상승된 실리콘 고무 피막 롤로 끼우면서 라미네이트하여, 적층 필름(EVA 이접착층(프라이머 코팅)/백색 내후 PET 필름(제 5층)/변성 올레핀층(제 4층)/증착 PET 필름(제 3층)/변성 올레핀층(제 2층)/투명 내후 PET필름(제 1층))의 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 12)
증착 PET 필름(1)을, 증착 PET 필름(2)(알루미나, 실리카 2원 증착 PET 상에 유기 무기 하이브리드 코팅층을 설치한 필름, 두께 12㎛, 수증기 투과도(40℃, 90% RH) 0.1g/(m2·day))으로 변경한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 13)
투명 내후 PET 필름을, PVDF(폴리불화비닐리덴) 필름(카이나 필름(상품명), 알케마 제품, 두께 30㎛)으로 변경한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 14)
증착 PET 필름(1)을 증착 PET 필름(2)으로 변경하고, 투명 내후 PET 필름을 PVDF 필름으로 변경한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 15）
EVA 이접착층이 코팅된 절연 필름 대신에, EVA 이접착층이 코팅되지 않은 백색 내후성 PET 필름(내후 PET 필름, 샤인 빔 CA003, 도요보세키 제품, 두께 50㎛, 백색)을 이용하여, 적층 필름의 상기 백색 내후성 PET 필름 표면에, 변성 올레핀을 110mmφ 단일축 압출기와 700mm 폭의 T다이를 이용해 270℃에서 압출함으로써 얻어지는 두께 5㎛의 시트 형상의 용융 수지를 적층한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다. 이 적층 필름에서는, 내후성 PET 필름 표면의 상기 변성 올레핀으로 이루어진 층이 프라이머 코팅층에 상당한다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 16)
증착 PET 필름(1)을 증착 PET 필름(2)으로 변경한 것 이외에는 실시예 15와 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(비교예 11)
제 2층 및 제 4층을 구성하는 변성 올레핀 대신에 폴리에틸렌(저밀도 폴리에틸렌, 미츠이 듀폰 폴리케미칼 제품 미라손, MRF=4.8)을 이용한 것 이외에는 실시예 15와 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(비교예 12)
제 2층 및 제 4층을 구성하는 변성 올레핀 대신에 제조예 2에서 얻은 스티렌 단독 변성 올레핀을 이용한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(비교예 13)
제 2층 및 제 4층을 구성하는 변성 올레핀 대신에 제조예 3에서 얻은 메타크릴산 글리시딜 단독 변성 올레핀을 이용한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
(비교예 14)
제 2층 및 제 4층을 구성하는 변성 올레핀 대신에 프로필렌-에틸렌 공중합체(versify 3401, MFR8, 다우케미칼 제품)를 이용한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, EVA 접착 강도, 수증기 투과도 및 박막 모듈 내열내습성을 표 2에 나타낸다.
[표 2]
실시예 11 내지 16은, 제 2층 및 제 4층이 특정 모노머를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지므로, 제 2층 및 제 4층에서 이러한 변성 폴리올레핀계 수지를 사용하지 않는 비교예 11 내지 14에 비해, 층간 접착성이 우수하다.
(실시예 21 내지 26)
이하에 실시예 21 내지 26에 있어서의 평가 방법을 나타낸다.
〔필름간 접착 강도의 측정〕
상기와 같은 방법에 의해, 접착 강도로서 T자 필링 강도[N/cm]를 계측했다. 한편, 적층 필름의 증착 PET면으로부터 박리한 필링 강도를 「증착 PET면」접착 강도로 하고, 내후성 필름면으로부터 박리한 필링 강도를 「내후성 필름면」접착 강도로 하였다. 계측된 접착 강도의 우열을 이하의 기준에 따라 판단했다.
○: 필름간 접착 강도가 2N/cm 이상
×: 필름간 접착 강도가 2N/cm 미만
〔수증기 투과도의 측정〕
상기와 마찬가지로 수증기 투과도를 측정했다.
〔증착 PET 필름 수축률의 측정〕
적층된 증착 PET 필름의 폭방향의 길이를 계측하고, 사전에 측정해 둔 적층 전의 폭방향의 길이와 비교하여 수축률을 산출했다.
(실시예 21)
제조예 1에서 얻어진 변성 올레핀을 60℃에서 15시간 건조한 후, 40mmφ 단일축 압출기와 400mm 폭의 T다이를 이용하여 200도에서 두께 50㎛의 시트 형상의 용융 수지로 하여 압출하였다. 상기 시트 형상의 용융 수지의 한 면에, 증착 PET 필름(에코시알 VE500, 도요보세키 가부시키가이샤 제품, 두께 12㎛, 수증기 투과도(40℃, 90% RH)0.6g/(m2·day)), 다른 한 쪽의 면에, 내후성 필름(내후 PET 필름, 샤인 빔, 도요보세키 제품, 두께 50㎛)을, 85℃로 온도가 상승된 금속 롤과 35℃로 온도가 상승된 실리콘 고무 피막 롤로 끼우면서 라미네이트하여, 내후 PET 필름(제 1층)/변성 올레핀층(제 2층)/증착 PET 필름(제 3층)의 3층 적층 필름을 얻었다. 한편, 증착 PET 필름이 실리콘 고무 피막 롤과 접촉하도록 라미네이트하였다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 수증기 투과도 및 증착 PET 필름의 수축률을 표 3에 나타낸다.
(실시예 22)
변성 올레핀의 Ｔ다이 압출 온도를 250℃로 변경한 것 이외에는 실시예 21과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 수증기 투과도 및 증착 PET 필름의 수축률을 표 3에 나타낸다.
(실시예 23)
변성 올레핀의 T다이 압출 온도를 250℃로 변경하고, 금속 롤의 온도를 100℃로 변경한 것 이외에는 실시예 21과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 수증기 투과도 및 증착 PET 필름의 수축률을 표 3에 나타낸다.
(실시예 24)
변성 올레핀의 T다이 압출 온도를 250℃로 변경하고, 변성 올레핀에 점착 부여제(YS 폴리스타 T130, 야스하라케미컬 제품)를 10 중량부 첨가하여 압출을 실시한 것 이외에는 실시예 21과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 수증기 투과도 및 증착 PET 필름의 수축률을 표 3에 나타낸다.
(실시예 25)
변성 올레핀의 T다이 압출 온도를 250℃로 변경하고, 실리콘 고무 피막 롤의 온도를 120℃로 변경한 것 이외에는 실시예 21과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 수증기 투과도 및 증착 PET 필름의 수축률을 표 3에 나타낸다.
(실시예 26)
금속 롤의 온도 및 실리콘 고무 피막 롤의 온도를 20℃로 변경한 것 이외에는 실시예 21과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 수증기 투과도 및 증착 PET 필름의 수축률을 표 3에 나타낸다.
[표 3]
실시예 21 내지 26은, 접착 강도가 높고, 증착 PET의 열수축이 억제되어 있으며, 적층 전의 증착 PET 필름의 수증기 투과도를 유지하고 있다.
(실시예 31 내지 38)
이하에 실시예 31 내지 38에 있어서의 평가 방법을 나타낸다.
〔내후성 필름과 시트 A의 접착 강도의 측정〕
상기와 같은 방법에 의해, 접착 강도로서 T자 필링 강도[N/cm]를 계측했다.
〔시트간 접착 강도의 측정〕
적층 필름을, 폭 방향으로 25mm, 길이 방향으로 100mm로 잘라내고, 한 쪽 단부의 시트 사이를 손으로 박리했을 때의 접착 강도의 우열을 이하의 기준에 따라 판단했다.
○: 손으로 박리하기 어려우며 시트가 일체로 되어 있다.
×: 손으로 박리할 수 있다.
〔시트 C와 결정 셀의 접착 강도의 측정〕
5인치 각 사이즈의 유리판(두께 3.2mm, 니혼 이타가라스 제품) 상에, 동일 사이즈의 시판되는 태양 전지 시일용 EVA 시트(산비쿠샤 제품: Ultra Peark, 두께 0.40mm)와, 5인치 각 사이즈의 결정 Si 태양 전지 소자와, 5인치 각 사이즈로 잘라낸 적층 필름을 내후성 필름이 외측(상측)에 위치하도록, 이러한 순서로 재치하였다. 그 다음에, 진공 래미네이터(spire사 제품: Spi-Laminator)에 의해 일체 성형함으로써 평가용 시험편을 얻었다. 일체 성형의 조건은 170℃에서 탈기 시간 3.5분, 프레스 압력 1kg/㎠, 프레스 시간 3.5분이었다. 얻어진 시험편의 적층 필름의 단부를 손으로 박리했을 때의 접착 강도의 우열을 이하의 기준에 따라 판단했다.
○: 손으로 박리하기가 어렵거나 또는 결정 셀이 깨진다.
△: 손으로 박리할 수 있지만, 박리력이 강하다.
×: 손으로 박리할 수 있다.
〔수증기 투과도의 측정〕
상기와 마찬가지로 수증기 투과도를 측정했다.
〔결정 모듈 내열내습성의 평가〕
5인치 각 사이즈의 유리판(두께 3.2mm, 니혼 이타가라스 제품) 상에, 6인치 각 사이즈의 시판되는 태양 전지 밀봉용 EVA 시트(산비쿠샤 제품: Ultra Pearl, 두께 0.40mm)와, 결정 Si 태양 전지 소자를 이러한 순서로 재치하고, 더욱이 그 위에, 내후성 필름이 외측(상측)에 위치하도록, 6인치 각 사이즈로 잘라낸 적층 필름을 재치하였다. 그 다음에, 진공 라미네이터(spire사 제품: Spi-Laminator)로 일체 성형함으로써 결정 실리콘 태양 전지 모듈을 얻었다. 일체 성형의 조건은 135℃에서 탈기 시간 3.5분, 프레스 압력 1kg/㎠, 프레스 시간 3.5분이었다. 얻어진 태양 전지 모듈을 추가로 150℃의 오븐에서 120분 가열하여 EVA를 가교시켰다.
제작한 태양 전지 모듈에, AM 1.5로 스펙트럼 조정한 솔라 시뮬레이터에 의해, 25℃, 조사 강도 1000mW/㎠의 유사 태양 광을 조사하여, 태양 전지의 개방 전압[V] 및 1㎠당 공칭 최대출력 동작전류[A] 및 공칭 최대출력 동작전압[V]을 측정하였다. 이들의 곱으로부터 공칭 최대출력[W](JIS C8911 1998)의 초기값을 구했다.
다음으로, 태양 전지 모듈을, 온도 85℃, 습도 85% RH의 환경 하에서 2000시간 방치하여 내열내습시험을 실시하고, 방치 후의 태양 전지 모듈에 대해 상기와 마찬가지로 하여 공칭 최대출력[W]을 구하여 내열내습성의 우열을 판단했다. 우열의 판단은 이하의 기준에 따라 수행하였다.
○: 2000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.9 이상.
△: 2000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.8 이상.
×: 2000시간 내열내습시험 후의 공칭 최대출력을 초기값으로 나눈 값이 0.8미만.
(변성 올레핀의 제조예)
제조예 1에 기재된 수법에 의해 얻은 변성 올레핀을 AR1이라 한다.
수지성분의 종류, 중합 개시제 퍼부틸(P)의 사용량, 또는 각 모노머의 사용량을 변경한 것 이외에는 제조예 1과 같은 수법으로 변성 올레핀(AR2 내지 AR4 및 CR1 내지 CR4)을 제조하여 이하의 실시예에서 사용했다.
또한, 미변성의 폴리올레핀을 폴리올레핀 BR1 및 BR2로 하여 이하의 실시예에서 사용했다.
각 변성 올레핀 및 폴리올레핀의 조성을 표 4에 나타낸다.
[표 4]
한편, 표 4에 있어서, EPCP은 에틸렌-프로필렌 공중합체(다우케미칼 제품: versify 3401.05), LDPE는 저밀도 폴리에틸렌(미츠이 듀폰 폴리케미칼 제품: 미라손403P, MFR=4.8), 퍼부틸P는 라디칼 중합 개시제인 1,3-디(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(니치유샤 제품: 퍼부틸P, 1분간 반감기 175℃), 스티렌은 스티렌 모노머(니혼옥시란샤 제품), GMA는 메타크릴산 글리시딜(니치유샤 제품: 브렌마G)이다.
(제조예 3) 폴리올레핀계 수지조성물(BRC)의 제조방법
표 4의 BR2 100 중량부 및 산화 티탄 5 중량부를, 200℃로 설정한 2축 압출기(TEX44: L/D=38, 니혼세이코우쇼 제품)에 공급하고 용융 혼합 반죽하여, 폴리올레핀계 수지조성물(BRC2)의 펠릿을 얻었다.
마찬가지로 하여, 표 5에 기재된 조성으로 폴리올레핀계 수지조성물(BRC3)의 펠릿을 제조하여 이하의 실시예에서 사용하였다.
또한, 표 4의 AR1 내지 AR4, BR1 및 CR1 내지 CR4을 변성 폴리올레핀계 수지조성물 ARC1 내지 ARC4, BRC1 및 CRC1 내지 CRC4로 하여, 이하의 실시예에서 사용하였다.
[표 5]
한편, 표 5에 있어서, 산화 티탄은 산화 티탄(IV)(사카이카가쿠 고교 제품: D-918)이다.
(실시예 31)
변성 폴리올레핀계 수지조성물(ARC1, CRC1) 및 폴리올레핀계 수지조성물(BRC1)의 3종의 수지조성물에 대응한 압출기를 이용하여, 바로 앞에 피드 블록을 설치한 400mm 폭의 공압출 T다이에 용융 수지를 공급하여, 3층의 시트 형상 용융수지로서 압출하였다. 이러한 3층 시트 형상의 ARC1측에 내후 PET 필름(샤인 빔 K1653, 도요보세키 가부시키가이샤 제품, 두께 50㎛)을 금속 롤과 실리콘 고무 피막 롤로 끼우면서 라미네이트하여 적층 필름을 얻었다.
얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 수증기 투과도 및 결정 모듈 내열내습성의 평가 결과를 표 6에 나타낸다.
(실시예 32 내지 38)
변성 폴리올레핀계 수지조성물, 폴리올레핀계 수지조성물 및 내후성 필름의 종류를 변경한 것 이외에는 실시예 31과 마찬가지로 하여 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름의 필름간 접착 강도, 수증기 투과도 및 결정 모듈 내열내습성의 평가 결과를 표 6에 나타낸다.
[표 6]
표 6중 PVDF는, 폴리불화비닐리덴 필름(카이나 필름(상품명), 알케마 제품, 두께 30㎛)이다.
실시예 31 내지 38은, 수증기 배리어성, 층간 접착성 및 내습내열성이 뛰어나다. 제 4층 상에 태양 전지 소자를 직접 배치함으로써, 다른 시일 재료를 제 4층과 태양 전지 소자의 사이에 위치시키는 일없이, 태양 전지 소자의 시일이 가능하게 되어 있다.
Claims (16)
- 제 1층, 제 2층 및 제 3층을 이러한 순서로 적층하여 포함하고, 상기 제 1층이 태양 전지 소자로부터 가장 떨어진 위치에 배치되는 태양 전지용 백시트(backsheet)로서,
상기 제 1층이, 내후성 폴리에스테르계 수지 필름 및 불소계 수지 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 내후성 필름이고,
상기 제 2층이, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 1 내지 30 중량부, 및 방향족 비닐 모노머 0.1 내지 30 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 두께가 5 내지 250㎛인 폴리올레핀층이며,
상기 제 3층이, 폴리에스테르를 포함하는 층, 폴리올레핀을 포함하는 층, 및 알루미늄 박으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 제 2층과 상기 제 3층의 합계 두께가 20㎛ 이상인, 태양 전지용 백시트. - 제 1항에 있어서, 상기 제 3층의, 상기 제 2층이 적층된 면과는 반대인 면에 적층된 제 4층을 추가로 포함하고,
상기 제 4층은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시기 함유 비닐 모노머 1 내지 30 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 두께가 5 내지 250㎛인 폴리올레핀층이며,
상기 제 2층과 상기 제 3층과 상기 제 4층의 합계 두께가 100㎛ 이상인, 태양 전지 백시트. - 제 2항에 있어서, 상기 제 2층과 상기 제 4층의 합계 두께가 상기 제 3층의 두께보다 두꺼운, 태양 전지용 백시트.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제 3층이, 증착층을 한 면에 갖는 폴리에스테르계 필름이며,
상기 제 2층의 두께와 상기 제 4층의 두께는 다르고,
상기 증착층이 상기 제 2층과 상기 제 4층 중 두께가 큰 층과 대향되도록 배치되는, 태양 전지용 백시트. - 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 4층의 상기 변성 폴리올레핀계 수지는, 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 추가로 방향족 비닐 모노머 0.1 내지 30 중량부를 그라프트화하여 얻어지는 변성 폴리올레핀계 수지인, 태양 전지용 백시트.
- 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 4층의, 상기 제 3층이 적층된 면과는 반대인 면에 적층된 제 5층을 추가로 포함하고,
상기 제 5층은, 폴리에스테르계 수지 필름 및 불소계 수지 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 필름인, 태양 전지용 백시트. - 제 1항에 있어서, 상기 제 3층이 폴리에스테르를 포함하는 층이며, 상기 제 2층의 두께가 상기 제 3층의 두께보다 두꺼운, 태양 전지용 백시트.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1층과 상기 제 2층간의 접착 강도 및 상기 제 2층과 상기 제 3층간의 접착 강도가 2(N/cm) 이상이며,
상기 태양 전지용 백시트의 수증기 투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)가 0.00001 내지 3.0g/(m2·day)인, 태양 전지용 백시트. - 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1층과 필름 형상의 상기 제 3층의 사이로, 상기 제 2층을 구성하는 수지 함유 재료를 압출함으로써 압출 라미네이트에 의해 형성되는, 태양 전지용 백시트.
- 제 6항, 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 필름 형상의 상기 제 3층과 상기 제 5층의 사이로, 상기 제 4층을 구성하는 수지 함유 재료를 압출함으로써 압출 라미네이트에 의해 형성되는, 태양 전지용 백시트.
- 제 2항에 있어서, 상기 제 1층의 표면으로, 상기 제 2층을 구성하는 수지 함유 재료, 상기 제 3층을 구성하는 수지 함유 재료 및 상기 제 4층을 구성하는 수지 함유 재료를 각각 압출함으로써, 3층 공압출 라미네이트에 의해 형성되는, 태양 전지 백시트.
- 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3층이, 무기물 또는 무기산화물로 이루어진 증착층과, 해당 증착층 위에 적층된 고분자 피막층을 한 면에 갖는 폴리에스테르계 필름인, 태양 전지용 백시트.
- 제 12항에 있어서, 상기 고분자 피막층이, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지로 이루어지는, 태양 전지용 백시트.
- 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1층이, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌플루오라이드 및 폴리에틸렌디플루오라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 필름인, 태양 전지용 백시트.
- 태양 전지 소자와, 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지용 백시트를 포함하고, 상기 제 1층이 상기 태양 전지 소자로부터 가장 떨어진 위치에 배치되어 있는, 태양 전지 모듈.
- 태양 전지 소자와, 제 2항에 기재된 태양 전지용 백시트를 포함하고, 상기 제 4층이 상기 태양 전지 소자에 접촉되어 있으며, 상기 태양 전지 소자를 시일하고 있는, 태양 전지 모듈.
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