KR20130073819A - 광전지 모듈 백시트, 그것의 제조 방법 및 광전지 모듈의 제조에서의 사용 - Google Patents

광전지 모듈 백시트, 그것의 제조 방법 및 광전지 모듈의 제조에서의 사용 Download PDF

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마르크 플레그하르
게오르그 스토프펠만
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이엠에스-패턴트 에이지
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Abstract

폴리아미드 성형 재료로 제조된 하나 이상의 층을 함유하는 광전지 모듈 백시트가 제안되는데, 상기 폴리아미드 성형 재료는 온도 85℃ 및 상대습도 85%에서 수분을 흡수한 후에도 유리 전이 온도가 100℃보다 큰, 1종 이상의 투명 폴리아미드 25~70 중량%, 1종 이상의 선형-지방족 폴리아미드 15~58 중량%, UV 및 열 안정제 0.5~3 중량% 및 1종 이상의 추가 첨가제 10~30 중량%로 이루어지고, 상기 성분들의 총합은 폴리아미드 성형 재료의 100 중량%가 된다. 이와 같은 광전지 모듈 백시트는 황변 현상이 현격히 감소된 광전지 모듈의 제조에 적합하다.

Description

광전지 모듈 백시트, 그것의 제조 방법 및 광전지 모듈의 제조에서의 사용{Photovoltaic module backsheet, method for the production thereof, and the use thereof in the production of photovoltaic modules}
본 발명은 광전지 모듈, 즉 태양광으로부터의 광전자 발전을 위한 태양 전지 모듈에 관한 것이다. 광전지 모듈(PV 모듈)은 전형적으로 적층판(laminate)으로서 판상 형태(비교적 얇고 표면적이 넓음)로 구성되고, 전형적으로 전방(즉, 빛의 입사면)으로부터 후방으로, 투명판(예를 들어 특수 유리로 제작), 접착-촉진 필름(바람직하기는 탄력 있고 투명한 공중합체인 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)로 제조), 하나 이상의 태양 전지(전형적으로 실리콘 디스크), 추가 접착-촉진 필름(바람직하기는 EVA), 그리고 마지막으로 이와 같은 목적에 알맞은 플라스틱으로 이루어지고 모듈의 후방 보호층 역할을 하는 백시트를 포함한다. 태양 전지는 2개의 탄력 있는 EVA 층들 사이에 놓인다. 프레스기로 실시되는, EVA 층들을 통한 유리 플레이트와 백시트의 열 결합(그리고 태양 전지들 사이 또는 태양 전지에 인접한 중간 공간들에서 EVA 층들끼리의 열 결합 및 또한 EVA 층들과 태양 전지 자체와의 열 결합) 동안, 태양 전지는 복합체의 응고(solidification) 후 전방 및 후방 EVA 적층들 사이에서 캡슐화된다. 태양 전지는 유리와 백시트에 의해 밀봉되어 수분 진입이 방지된다. 백시트는 단일층(단분자필름) 또는 다층으로 형성될 수 있다. 그와 같은 광전지 모듈의 백시트가 본 발명의 주제이다.
이 분야의 종래 기술에 관한 대표적인 문헌은 특허 명세서 EP 2 275 471 B1이다. 이 문헌의 도입부에는 추가로 관련된 종래 기술 또한 대략적으로 언급되어 있다. 문헌 EP 2 275 471 B1은 폴리아미드(PA)에 기초한 성형 화합물로 제조된 광전지 모듈 단일-백시트에 관한 것이다. 가교결합된 PA12 및 PA1010으로 제조된 백시트가 실시예로서 제시되었다.
PVF/PET 복합체에 기초한 백시트는 얼마 동안 널리 알려진 종래 기술이었는데, 예를 들면 전형적으로 3-층 백시트(PVF/PET/PVF)로서 사용되는 알려진 Tedlar® 필름 등이 있다. 이와 같은 백시트는 태양 전지와 그 사이에 각각 삽입된 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)를 갖는 전방 유리 플레이트와 서로 용접되어 있는 것으로, 즉, 적층 방법으로 열 프레싱되고, 상기 전체 적층 구조는 접착 촉진제인 EVA를 통해 서로 결합된다.
좀 더 최근의 백시트 시스템은 폴리아미드로 제조된 단층필름 또는 다층필름에 기초하는데; 단분자필름은 이미 인용된 문헌 EP 2 275 471 B1에 기술되어 있다. 동일 출원인의 출원 EP 11159544.3(본 출원의 우선권 기간에 아직 공개되지 않음)은 외부 층에 PA를 갖는 다층필름을 기술하고 있다. 백시트의 PA 층들은 또한, EP 2 275 471 B1에 명시된 바와 같이, 가능한 한 최고의 반사율을 달성하기 위한 이산화티탄 이외에, 열 및 UV 안정제를 함유한다. 이와 같은 안정제들을 통해, 이와 같은 백시트들의 최장 수명과 최소한의 변색이 보장될 수 있다. 고온(대략 80℃ 이상)에서 폴리아미드의 황변 현상(yellowing)은 산소 장벽으로 작용하는 내부층을 병합시킴으로써 EP 11159544.3에 따른 구조에서 억제되었다.
열과 자외선 조사의 유해한 영향에 대비하여 폴리아미드를 안정화시키고, 고온에서 공기 중 산소와의 접촉을 방지하기 위해 여러 수단을 강구했지만, 다양한 폴리아미드로 제조된 백시트를 갖는 상응하는 시험대상 적층판(유리 플레이트+EVA 필름+ PA 백시트)을 고온다습의 환경에서 보관한 후, 설명할 수 없는 강한 황변 현상(황변 지수의 형태로 정량화됨)이 유리 플레이트를 통해 뚜렷했음이 나타났다.
본 발명의 목적은 이와 같은 설명이 안 되는 황변 현상을 실질적으로 억제하고, 폴리아미드 성형 재료를 기초로 제조된, 상기 단점이 전혀 없거나 또는 현저히 축소된 정도로만 있는 개선된 광전지 모듈 백시트를 제공하는 것이다.
본 목적은 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들을 갖는 광전지 모듈 백시트에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 광전지 모듈 백시트는 하기를 특징으로 하는 폴리아미드 성형 재료로 제조된 하나 이상의 층을 함유하는데,
상기 폴리아미드 성형 재료는
- 온도 85℃ 및 상대 습도 85%에서 수분을 흡수한 후에도 유리 전이 온도(Tg)가 100℃보다 큰, 1종 이상의 투명 폴리아미드(A) 25~70 중량%;
- 1종 이상의 선형-지방족 폴리아미드(B) 15~58 중량%;
- UV 및 열 안정제(C) 0.5~3 중량%; 및
- 1종 이상의 추가 첨가제(D) 10~30 중량%로 이루어지고,
상기 성분들 (A)~(D)의 총합이 폴리아미드 성형 재료의 100 중량%이다.
본 발명에 따른 광전지 모듈 백시트의 추가적인 바람직한 특징들 및 구현예는 청구항의 종속항들에서 기인한다. 추가로, 그것의 제조 방법 및 광전지 모듈의 제조에서의 그것의 사용이 청구된다.
1종 이상의 투명 폴리아미드(A)는 바람직하게는 PA MACM 12, PA PACM 12, PA MACM I, PA MACM T 및 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택되고, 1종 이상의 선형-지방족 폴리아미드(B)는 바람직하게는 PA 11, PA 12, PA 1010, PA 1012 및 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택된다.
1종 이상의 투명 폴리아미드(A)는 바람직하게는 무정형이다. 무정형 폴리아미드는, ISO 11357에 따른 시차주사열량계(DSC)에서 가열율이 20 K/분일 때, 융합열이 최대 5 J/g, 바람직하게는 최대 3 J/g, 그리고 특히 바람직하게는 최대 1 J/g인 폴리아미드로 이해된다.
바람직한 한 구현예에서, 폴리아미드 성형 재료는 그것의 조성으로 폴리아미드(A) 26~68 중량%와 폴리아미드(B) 16~50 중량%, 특히 바람직하게는 폴리아미드(A) 28~65 중량%와 폴리아미드(B) 17~40 중량%, 매우 특히 바람직하게는 폴리아미드(A) 53~63 중량%와 폴리아미드(B) 18~30 중량%의 혼합물을 함유하고, 상기의 각 중량%는 또한 성분(C)를 0.5~3 중량% 그리고 성분(D)를 10~30 중량% 함유하는 폴리아미드 성형 재료의 100 중량%에 대한 것이다.
상기 구현예의 특히 바람직한 변형에서, 폴리아미드 성형 재료는 그것의 조성으로 폴리아미드(A)로서 PA MACM 12 26~68 중량%와 폴리아미드(B)로서 PA 12 16~50 중량%, 특히 바람직하게는 폴리아미드(A)로서 PA MACM 12 28~65 중량%와 폴리아미드(B)로서 PA 12 17~40 중량%, 그리고 매우 특히 바람직하게는 폴리아미드(A)로서 PA MACM 12 53~63 중량%와 폴리아미드(B)로서 PA 12 18~30 중량%의 혼합물을 함유하고, 상기의 각 중량%는 또한 성분(C)를 0.5~3 중량%, 그리고 성분(D)를 10~30 중량% 함유하는 폴리아미드 성형 재료의 100 중량%에 대한 것이다.
폴리아미드 성형 재료가 PA MACM 12 및 PA 12 이외의 다른 폴리아미드를 함유하지 않는 구현예가 바람직하다.
UV 및 열 안정제(C)는 바람직하게는 디포스파이트, 디포스포나이트, 옥사닐라이드, 입체장애 아민, 입체장애 페놀 및 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택되고, 특히 바람직하게는 [4-[4-비스(2,4-디-tert-부틸페녹시)포스파닐페닐]페닐]-비스(2,4-디-tert-부틸페녹시)포스판; 비스(2,4-디큐밀페닐)펜타에리스리톨 디포스파이트; 2-에틸-2'-에톡시-옥살라닐라이드; 1,3-벤젠 디카르복사미드, N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐; N,N'-헥산-1,6-디일비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온아미드] 및 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택된다. 이에 해당하는 상표명은 사용된 재료와 함께 표 1에 명시되어 있다.
1종 이상의 추가 첨가제(D)는 바람직하기는 백색 안료, UV 흡수제, 가수분해 안정제, 가교결합 활성제, 난연제, 층상 실리케이트, 충전재, 색료(colorant), 강화제, 접착 촉진제, 충격 강도 조절제(modifier), 윤활제, 불소 중합체 및 이들의 혼합물들에서 선택된다.
백색 안료로서 금홍석 또는 예추석 변성 중의 이산화티탄이 바람직하다.
광전지 모듈 백시트는 바람직하게는 폴리아미드 성형 화합물로 제조된 층에, 1종 이상의 백색 안료를 함유하고, 특히 반사율이 92% 이상이다. 본 발명에서 반사율은 DIN 5033(제7부)에 따라 흰색으로 칠한 색대비 시트 앞에서, 측정 모드: 반사, 측정 기하학: D/8˚, 빛 유형: D 65 10, 경면 광택도(specular gloss): 포함, 보정: UV 보정, 측정 기구: SAV와 같은 측정 조건 하에서 Datacolor(장치명: Datacolor 650)의 분광 광도계에서 측정되었다.
티탄은 바람직하게는 폴리아미드 성형 재료로 제조된 층에 15~25 중량%, 특히 바람직하게는 18~22 중량%, 그리고 좀 더 특히 바람직하게는 19~21 중량%의 부분으로 함유된다.
본 발명에 따른 광전지 모듈 백시트는 단일층 또는 다층으로 이루어진다.
바람직한 구현예에서, 폴리아미드 성형 재료로 제조된 한 층 이상의 백시트는, 적층된 광전지 모듈 중의 EVA로 제조된 층에 직접적으로 인접해 있다.
프레스 온도 150℃에서 15분 동안 적층한 후 이어서 온도 85℃ 및 상대습도 85%에서 1000시간 동안 상기 광전지 모듈을 보관한 후, 황변 지수는 바람직하게는 11 미만, 더 바람직하게는 9 미만, 그리고 특히 바람직하게는 6 미만이다. 황변 지수는 ASTM D1925에 따라, 특히, PV 모듈의 유리 플레이트를 통해 측정되었다.
본 발명에 따른 폴리아미드 성형 재료를 기초로 광전지 모듈 백시트를 제조하는 바람직한 방법에서, 이와 같은 폴리아미드 성형 재료는 압출성형 또는 공압출성형된다.
본 발명에 따른 광전지 모듈 또는 그것의 제조 방법은 바람직하기는 광전지 모듈의 제조에 사용된다.
본 발명자들에 의해 수행된 연구들에서, 위에서 논의된 황변 현상의 촉발 요인들(열, UV 조사 및 공기 중 산소에 의한 산화) 이외에, 또 다른 황변 경로가 확인되었다. 폴리아미드 층의 장기 안정화를 위해 사용되는 안정제들 또는 그것의 분해 생성물(decomposition products)들이 PV 모듈 내의 온도 및 수분의 영향 하에서 인접한 EVA 층으로 이동할 수 있고, 그래서 거기서 반응하지 않은 과산화물과 반응하여, 그 결과 바람직하지 않은 황변 현상이 초래될 수 있음이 밝혀졌다. 과산화물은 가교결합성 EVA에 함유되어 있어서, 그와 같은 EVA는 고온 적층 시 화학적으로 가교결합을 한다. 예를 들어, 과산화디큐밀이 사용된다.
놀랍게도, PA 매트릭스가 바람직하게는 무정형의 투명한 PA(온도 85℃ 및 상대습도 85%에서 수분을 흡수한 후에도 유리 전이 온도가 여전히 100℃ 보다 큼)를 함유할 경우, 안정제 분자들 또는 그것의 분해 생성물들의 이동이 실질적으로 억제될 수 있음이 밝혀졌다. PA MACM 12가 특히 적합하고, PA 백시트에 자주 사용되는 PA 12와 상용성이 뛰어난 것(well compatible)으로 입증되었다.
본 발명에 따른 백시트는 단일층필름 또는 다층필름일 수 있다. 다층필름의 경우, 본 발명에 따른 PA 성형 재료로 제조된 하나 이상의 층은 적층된 PV 모듈에서 EVA 층에 인접해 있다. 백시트가 다층필름들로 이루어진 경우, 백시트는 바람직하게는 PA 층 뿐만 아니라, 또는 두 PA 층들 사이에 장벽층들을 함유한다.
광전지 모듈 다층 백시트는 따라서 제1 외부층, 제2외부층 및 내부층을 포함할 수 있고, 내부층은 이들 외부층들 사이에 배열되어 수증기 차단벽 및/또는 산소 차단벽을 형성하고, 이와 같은 층들은 중합체로부터 구성된다. 적어도 EVA 층에 인접한 외부층은, 바람직하게는 백시트의 두 외부층 모두는 본 발명에 따른 폴리아미드 성형 재료로 이루어지고, 두 외부층 모두는 특히 바람직한 구현예에서와 동일한 폴리아미드를 함유한다. 바람직한 차단층이 출원 EP 11159544.3에 기술되어 있고, 이것은 본 출원의 우선권 기간에 아직 공개되지 않았다.
본 발명은 하기 실시예들을 기초로 좀 더 상세히 기술될 것이고, 이와 같은 실시예들은 본 발명을 묘사하지만 그러나 본 발명의 범위를 제한하지는 않을 것이다.
표 1에 나열된 재료들은 실시예 및 비교예에 사용되었다.
Figure pat00001
본 발명에서 정의된 바람직한 UV 및 열 안정제들은 디포스파이트, 디포스포나이트, 옥사닐라이드, 입체장애 아민, 입체장애 페놀 및 이들의 혼합물들의 부류들로 이루어진 군에서 선택되는 안정제들이다. 이들 부류들 중 특히 바람직한 대표 안정제는 Sandostab® P-EPQ ([4-[4-비스(2,4-디-tert-부틸페녹시)포스파닐페닐]페닐]-비스(2,4-디-tert-부틸페녹시)포스판), Doverphos® S-9228 (비스(2,4-디큐밀페닐)펜타에리스리톨 디포스파이트), Sanduvor® 312 (2-에틸-2'-에톡시-옥살라닐라이드), Nylostab® S-EED (1,3-벤젠 디카르복사미드, N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐) 및 Irganox ® 1098 (N,N'-헥산-1,6-디일비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온아미드])이다.
변색 연구를 위해 실시예 및 비교예에 사용한 PV 모듈 시험대상 적층판의 제조 방법에 대한 기술
광전지 모듈 시험대상 적층판의 제조에 하기 제품들을 사용하였다:
ㆍ 유리 플레이트: Optiwhite 6 mm (다이아몬드) 강화 태양 유리, 200 x 240 x 6 mm, Kurth Glas + Spiegel AG (스위스 주흐빌) 제공
ㆍEVA-X 필름(가교결합성/가교결합된 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체로 제조한 필름): Vistasolar 486.10, 두께 480 ㎛, Solutia Solar GmbH (독일 Dietenheim) 제공. (유형 Vistasolar 486.10은 일반적으로 PV 모듈 제조에 사용되고, 급속 가교결합하는 EVA-X 필름("속경화")이다. 유형 명칭 ".10"은 필름의 양면이 실온에서 끈적거리지 않는 필름들을 포함한다.) 상기 필름은 유리 플레이트의 치수에 맞는 크기로 잘랐다.
ㆍ EMS의 폴리아미드 성형 재료(본 발명의 실시예 1~6의 재료 및 비교예 V1~V3의 재료로부터 표 2에 따라 각기 선택)로 제조한 백시트(단일층). 필름 두께 300 ㎛. 성형 재료는 Werner und Pfleiderer의 유형 ZSK25의 이중-샤프트(dual-shaft) 압출기에서 제조하였다. 각각의 폴리아미드 과립들을 안정제와 함께 계량기로 측정하여 유입구에 넣고, 사이드 공급기(side feeder)를 사용하여 이산화티탄을 멜트(melt)에 넣었다. 내부 온도를 270℃까지 상승하도록 설정하였다. 스크류 속도 200 RPM에서, 분당 처리량 12 kg을 달성하였다. 스트랜드 과립화(strand granulation)에 의해 과립화를 수행하였다. 80℃에서 24시간 동안 건조한 후, 평평한 필름을 제조하였다. 필름 제조는 Dr. Collin GmbH(독일 Ebersberg)의 유형 3300, 직경 30 mm, 길이/직경 비율이 25인 3-구역 스크류(3-zone screw)를 갖는 평평한 필름 설비 상에서 수행하였다. 칠 롤(Chill roll) 유형136/350. PA 12: 실린더 온도: 245~255℃, 헤드 온도: 245℃. PA MACM 12 / PA 12: 실린더 온도: 265~275℃, 헤드 온도: 260℃. PA MACM 12: 실린더 온도: 270~280℃, 헤드 온도: 270~280℃. 상기 필름을 유리 플레이트의 치수에 맞는 크기로 잘랐다. 이와 같은 필름들은 PV 모듈에 대한 유용성을 위해 추가 가공 전에 시각적으로 판단하였고, 표 2에 적합한 필름은 (+)로 적합하지 않은 필름은 (-)로 평가하였다.
표준 PV 모듈 구조는, 태양 전지가 그 사이에서 캡슐화되는 2개의 EVA X 필름을 제공한다. 본 발명에 따른 실시예들과 또한 비교예들과 관련하여, 단순화된 구조를 선택하였고, 그 구조에서 유리 플레이트와 태양 전지 사이의 EVA X 층뿐만 아니라 태양 전지 그 자체도 생략하여, 유리 플레이트 1개와 EVA X 필름 1개 그리고 PA 백시트 1개로 시험대상 적층판를 형성하였다.
PV 모듈 적층판를 제조하기 위한 실험실 프레싱 시설로서, Fontijne-Grotnes(네덜란드 Vlaardingen)의 테이블 프레스기, 유형 Fontijne TP400을 사용하였고, 최대 프레스력(pressing force)은 400 kN, 플레이트 크기(공구 수용부(tool receptacle))는 320 mm x 320 mm, 프레싱 스트로크(stroke)는 200 mm였다. 상층부와 하층부가 있고, 프레싱 공구용 다이들이 각각 놓일 수 있는 공구 수용부는 상기 테이블 프레스기에 위치되어 있다. 공구 수용부의 하층부는 유압 피스톤에 연결되어 있고, 그것을 사용하여 프레스력이 압착될 제품 또는 적층판에 가해질 수 있다.
프레싱 시설은 일정 온도 150℃로 가열된다. 유리 플레이트와 필름이 삽입되기 전에, EVA X 필름이 유리 플레이트 위에 깨끗이 그리고 균일하게 놓인다. 기존에 포함된 공기는 바깥 테두리로 긁어냄으로써 제거된다. EVA X 필름 위에 폴리아미드 백시트가 놓인 후, 프레싱 공구에 의한 변형으로부터 보호하고 균일한 가압을 보장하기 위해, 반제품(유리 플레이트 - EVA X 필름 - PA 필름)의 상층부와 하층부에 1 mm 두께의 PTFE 필름이 제공되고, 프레싱 시설의 다이 위에 놓인다(맨 밑에 유리 플레이트와 함께 놓여, 적층 시 다른 층들을 위한 단단한 밑받침으로 사용될 수 있다). 110 ㎛ 두께의 PTFE 필름이 추가로 PA 필름과 상층의 1 mm 두께의 PTFE 필름 사이에 놓인다. 프레스기의 압력은 이제 진공 펌프의 도움으로 200 mbar(절대값)로 감소된다. 5분 후, 진공 펌프의 전원을 끄고, 프레싱 시설의 압력은 200 mbar로 유지된다. 적층 시간은 15분이고, 이 시간 동안 반제품에 10 kN의 프레스력이 적용된다. 프레싱 시간 후, 시스템은 밸브를 통해 완화되고, PTFE 필름은 제거되고, 완성된 PV 모듈 시험대상 적층판는 프레싱 시설로부터 제거되었다.
대량생산 규모에서, 상기 필름들과 유리 플레이트의 취급을 통해서만 생산량이 달라진다(PV 모듈의 크기는 무시). 프레싱 시설로의 전달, 크기에 맞게 컷팅 및 필름의 쌓음(laying), 공기의 제거 및 프레싱 시설에 쌓음(laying)은 기계에 의해 수행된다. 프레싱 시간은 사용되는 EVA X 필름의 유형에 따라 달라진다.
황변 지수 측정
그리고 나서 EVA X 층의 황변 지수는, 표준 ASTM D1925에 따라 PV 모듈 시험대상 적층판의 6 mm 두께의 유리 플레이트를 통해, 적층된 원 상태에서 측정되었다. 상기 적층판를 이후에 온도 85℃ 및 상대습도 85%의 기후 캐비닛(climate cabinet)에서 1000 시간 동안 보관하였다. 이와 같은 보관 후 EVA 층의 유리 플레이트를 통해 다시 한 번 황변 지수를 측정하였다. 측정값은 하기 표 2에 기입되어 있다.
PA MACM 12는 이와 같은 보관 조건 하에서, 청구항 제1항과 일치하게 유리 전이 온도는 118℃이다. 건조 상태에서, 유리 전이 온도는 155℃이다.
Figure pat00002
표2에서 분명하게 나타나듯이, 본 발명에 따른 백시트의 PA 층에 PA MACM12 부분을 25 중량% 이상 갖는 PV 모듈 적층판은, (이동 가능한) 어떤 안정제도 함유하지 않은 비교예 V1의 PA 12 필름과 유사한 양호한 색 안정성을 갖는다.
PV 모듈 적층판에 적합한 백시트는 PA MACM12(비교예 V4(PA 12 없음))로 얻을 수 없는데, 가공능력이 형편없기 때문이다. PA MACM12는 PA 12 단독 또는 PA MACM12 및 PA 12의 혼합물에 비해 용융 거동이 형편없는 한편, 압출성형기로의 유입 스트림이 적다. 필름을 압출성형하기 위해서는, 드로-오프 롤(draw-off roll) 온도인 135℃(PA MACM12 및 PA 12의 혼합물의 경우 100℃ 미만과 비교됨)에서 가공처리되어야 한다. 이와 같은 높은 드로-오프 온도에서, 끈적거림이 쉽게 발생하고; 생성된 필름은 표면이 아주 불량하고 물결이 많이 생긴다.
본 발명에 따른 광전지 백시트의 주요 장점은 무엇보다, 심하게 황변하는 비교예 V3(PA MACM12 없음, 안정제 있음)과 비교하여, 본 발명의 실시예들의 황변 현상이 놀랍도록 적다(본 발명에 따른 범위의 PA MACM12 성분 덕분)는 것에서 나타난다.
따라서, PV 모듈 적층판에서, PA 안정제 및 EVA 접착 촉진층과 관련이 있는 황변 현상의 문제는 청구항 제1항에 따른 폴리아미드 층의 성형 재료 중의 폴리아미드의 혼합물에 의해 놀라우리만치 해결될 수 있다.
이와 같은 폴리아미드 혼합물은 실질적으로 안정제 분자 또는 그것의 분해 생성물들이 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)로 제조된 인접한 적층판 층으로 이동하는 것을 방지하는데, 만약 이들이 인접한 적층판 층으로 이동하면 그곳에서 소비되지 않은 과산화물과 반응하여 황색 변색을 가져올 수 있다. 본 발명에 따른 방법 덕분에, 고온다습의 환경에서 사용할 때조차 아주 조금씩만 황변하는 흠없는 PV 모듈이 얻어진다. 따라서, PV 모듈의 반사율 및 효율은 높게 유지되고, 추가적으로 소비자들의 미적 기대가 충족된다.

Claims (15)

  1. 폴리아미드 성형 재료로 제조된 하나 이상의 층을 함유하는 광전지 모듈(photovoltaic module) 백시트로,
    상기 폴리아미드 성형 재료는:
    - 온도 85℃ 및 상대습도 85%에서 수분을 흡수한 후에도 유리 전이 온도가 100℃보다 큰, 1종 이상의 투명 폴리아미드(A) 25~70 중량%;
    - 1종 이상의 선형-지방족 폴리아미드(B) 15~58 중량%;
    - UV 및 열 안정제(C) 0.5~3 중량%; 및
    - 1종 이상의 추가 첨가제(D) 10~30 중량%로 이루어지고;
    상기 성분들 (A)~(D)의 총합이 폴리아미드 성형 재료의 100 중량%가 되는 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  2. 제1항에 있어서, 1종 이상의 투명 폴리아미드(A)가 PA MACM 12, PA PACM 12, PA MACM I, PA MACM T 및 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택되고, 그리고 1종 이상의 선형-지방족 폴리아미드(B)가 PA 11, PA 12, PA 1010, PA 1012 및 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1종 이상의 투명 폴리아미드(A)가 무정형인 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리아미드 성형 재료가 그것의 조성으로 폴리아미드(A) 26~68 중량% 및 폴리아미드(B) 16~50 중량%, 특히 바람직하게는 폴리아미드(A) 28~65 중량% 및 폴리아미드(B) 17~40 중량%, 매우 특히 바람직하게는 폴리아미드(A) 53~63 중량% 및 폴리아미드(B) 18~30 중량%의 혼합물을 함유하고, 상기의 각 중량%는 또한 성분 (C)와 (D)를 함유하는 폴리아미드 성형 재료의 100 중량%에 대한 것임을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리아미드 성형 재료가 PA MACM 12 및 PA 12 이외의 다른 폴리아미드를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, UV 및 열 안정제(C)가 디포스파이트, 디포스포나이트, 옥사닐라이드, 입체장애 아민, 입체장애 페놀 및 이들의 혼합물들의 부류들로 이루어진 군에서 선택되고, 특히 바람직하게는 [4-[4-비스(2,4-디-tert-부틸페녹시)포스파닐페닐]페닐]-비스(2,4-디-tert-부틸페녹시)포스판; 비스(2,4-디큐밀페닐)펜타에리스리톨 디포스파이트; 2-에틸-2'-에톡시-옥살라닐라이드; 1,3-벤젠 디카르복사미드, N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐; N,N'-헥산-1,6-디일비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온아미드] 및 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 추가 첨가제(D)가 백색 안료, UV 흡수제, 가수분해 안정제, 가교결합 활성제, 난연제, 층상 실리케이트, 충전재, 색료(colorants), 강화제, 접착 촉진제, 충격 강도 조절제, 윤활제, 불소 중합체 및 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  8. 제7항에 있어서, 1종 이상의 백색 안료를 함유하고 92% 이상의 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 백색 안료가 금홍석 또는 예추석 변성 중의 이산화티탄인 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  10. 제9항에 있어서, 이산화티탄이 15~25 중량%, 바람직하게는 18~22 중량% 및 특히 바람직하게는 19~21 중량%의 부분으로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 백시트가 단일층 또는 다층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈 백시트.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 광전지 모듈 백시트를 갖는 광전지 모듈로, 폴리아미드 성형 재료로 제조된 한 층 이상의 백시트가, 적층된 광전지 모듈 중의 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)로 제조된 층에 직접적으로 인접해 있는 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 광전지 모듈 백시트 또는 제12항에 따른 광전지 모듈을 갖는 광전지 모듈로, 프레스 온도 150℃에서 15분 동안 적층한 후 이어서 온도 85℃ 및 상대습도 85%에서 1000시간 동안 상기 광전지 모듈을 보관한 후, 표준 ASTM D1925에 따라 두께가 6 mm인 유리 플레이트를 통해 측정된 황변 지수(yellow index)가 11 미만, 바람직하게는 9 미만, 그리고 특히 바람직하게는 6 미만인 것을 특징으로 하는 것인 광전지 모듈.
  14. 특히 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드 성형 재료로 제조된 하나 이상의 층을 함유하는 광전지 모듈 백시트의 제조 방법으로,
    상기 폴리아미드 성형 재료는:
    - 온도 85℃ 및 상대습도 85%에서 수분을 흡수한 후에도 유리 전이 온도가 100℃보다 큰, 1종 이상의 투명한 폴리아미드(A) 25~70 중량%,
    - 1종 이상의 선형-지방족 폴리아미드(B) 15~58 중량%,
    - UV 및 열 안정제(C) 0.5~3 중량% 및
    - 1종 이상의 추가 첨가제(D) 10~30 중량%로 이루어지고,
    성분들 (A)~(D)의 총합이 폴리아미드 성형 재료의 100 중량%가 되고, 폴리아미드 성형 재료가 압출성형 또는 공압출성형되는 것을 특징으로 하는 것인 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 광전지 모듈 백시트의 용도 또는 제14항에 따른 제조 방법의 광전지 모듈의 제조에서의 사용.
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