KR20140017044A - 마스터 배치 방법을 이용한 고 방열성 및 고 방습성 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법 - Google Patents
마스터 배치 방법을 이용한 고 방열성 및 고 방습성 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140017044A KR20140017044A KR1020120081175A KR20120081175A KR20140017044A KR 20140017044 A KR20140017044 A KR 20140017044A KR 1020120081175 A KR1020120081175 A KR 1020120081175A KR 20120081175 A KR20120081175 A KR 20120081175A KR 20140017044 A KR20140017044 A KR 20140017044A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- parts
- master batch
- solar cell
- sheet
- Prior art date
Links
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 25
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 47
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 claims description 57
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 17
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 abstract 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 55
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 53
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 11
- KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(prop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound C=CCN1C(=O)N(CC=C)C(=O)N(CC=C)C1=O KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 7
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- QUAMTGJKVDWJEQ-UHFFFAOYSA-N octabenzone Chemical compound OC1=CC(OCCCCCCCC)=CC=C1C(=O)C1=CC=CC=C1 QUAMTGJKVDWJEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 3
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 3
- -1 silane compound Chemical class 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- FVQMJJQUGGVLEP-UHFFFAOYSA-N (2-methylpropan-2-yl)oxy 2-ethylhexaneperoxoate Chemical compound CCCCC(CC)C(=O)OOOC(C)(C)C FVQMJJQUGGVLEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVGXBYVKFQJQGN-UHFFFAOYSA-N 1-tert-butylperoxy-2-propan-2-ylbenzene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1OOC(C)(C)C WVGXBYVKFQJQGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQOVXPHOJANJBR-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(tert-butylperoxy)butane Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(CC)OOC(C)(C)C HQOVXPHOJANJBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)CCC(C)(C)OOC(C)(C)C DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWOITHKYQUJGSB-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-2-ylperoxycyclohexane Chemical compound CCC(C)(C)OOC1CCCCC1 BWOITHKYQUJGSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- SWAXTRYEYUTSAP-UHFFFAOYSA-N tert-butyl ethaneperoxoate Chemical compound CC(=O)OOC(C)(C)C SWAXTRYEYUTSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DLSMLZRPNPCXGY-UHFFFAOYSA-N tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)OOOC(C)(C)C DLSMLZRPNPCXGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01L31/0481—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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
본 발명은 마스터 배치 방법을 이용한 고 방열성 및 고 방습성 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법에 대한 것으로, 상기한 본 발명은 마스터 배치(master batch) 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법은 태양전지 봉지재용 시트의 제작에 필요한 가교제, 가교조제, 실란커플링제, UV흡수제, 광 안정제, 무기충진제를 모두 포함하는 고농축 EVA 마스터 배치 칩을 제조하여 시트를 제조하는 방법으로 구성되고, 상기 마스터 배치 칩을 제조하는 방법은; a) 무기충진제인 실리카(silica), 점토(clay)를 실란커플링제로 표면을 처리하여 준비하는 단계; b) 순수 EVA 수지 85 내지 99중량 부와 미세 분말 첨가제 0.5 내지 15중량 부 및 액상 첨가제 0.5 내지 15중량 부, 표면 처리된 무기충진제 0.5 내지 5중량 부를 혼합하여 준비하는 단계; c) 상기의 순수 EVA 수지와 각종 첨가제의 혼합물을 용융/압출시키는 단계; 및 d) 압출된 혼합 EVA를 25 내지 30℃로 냉각하고 절단하여 펠렛타이져(pelletizer) 형상의 칩으로 제조하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기와 같이 제작된 본 발명의 태양전지용 봉지재는 기존에 제작되어 왔던 태양전지용 봉지재에 비하여 고 방열성과 고 방습성, 작은 열팽창계수를 갖는 장점이 있다.
상기와 같이 제작된 본 발명의 태양전지용 봉지재는 기존에 제작되어 왔던 태양전지용 봉지재에 비하여 고 방열성과 고 방습성, 작은 열팽창계수를 갖는 장점이 있다.
Description
본 발명은 마스터 배치 방법을 이용한 고 방열성 및 고 방습성 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법에 대한 것으로, 보다 자세하게는, 특히 수면 부상식 태양전지 모듈에서와 같이, 높은 습도 환경에서 사용되는 태양전지 모듈에 고 방습성을 부여하기 위해 마스터 배치(master batch) 방법을 이용하므로 방습성을 증가시키고 높은 방열성을 갖기 위한 무기충진제의 첨가와 각종 기능성 부여를 위한 첨가제, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate: EVA), PVB(Polyvinyl butyral)등의 수지를 섞어 시트로 제조할 때에 무기 충진제와 각종 기능성 부여를 위한 첨가제를 효율적으로 혼합해 줌으로써 수면 부상식 태양전지와 같이 높은 습도 환경하에서 꼭 필요한 고 방습성 및 방열성을 갖는 태양 전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법에 대한 것이다.
종래의 에너지원은 그 사용량에 있어 한계가 존재하고, 이산화 탄소 및 각종 유해가스를 발생시켜 환경문제를 야기하는 문제점이 있다. 최근 들어 이러한 에너지 자원의 고갈 위기 극복 및 지구 온난화 등의 환경 문제를 극복하기 위해 각종 신 재생 에너지들이 주목받고 있으며, 이러한 에너지원 중 태양 에너지를 이용하여 직접 전기로 바꾸는 태양전지는 무공해, 무소음, 무한 공급에너지라는 이유로, 급격한 성장세를 보이고 있다. 이러한 태양 전지의 예로서 결정 및 비결정질 반도체를 사용한 태양전지를 들 수 있다.
이러한 태양전지에 있어서 태양전지모듈은 광전효과를 이용하여 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자로써, 태양전지의 이용에 있어 핵심적인 소재인데, 일반적으로 이러한 태양전지 셀은 그 자체만으로는 사용할 수 없으며, 외부의 충격 및 오염으로부터 보호하기 위하여 모듈화 과정을 거친다. 일반적으로 태양전지 모듈의 경우 표면 측 유리기판과 이면 측 보호 부재인 후면 보호 필름 사이에 봉지재 시트 2매가 태양전지 셀을 감싸고 있는 구성으로 이루어져 있다. 이와 같은 태양전지 모듈은 유리기판, 봉지재 시트, 태양전지 셀, 봉지재 시트, 후면 보호 필름을 순서대로 적층하고, 가열ㆍ가압에 의해 봉지재 시트가 완전히 용융되어 고분자의 충분한 이동성이 확보된 상태에서 상하 방향에서 가압 및 탈기공정을 거쳐 제조된다.
일반적으로 태양전지 모듈용 봉지재 시트로는 각종 요구 조건을 만족시키기 위해서 첨가제와 고분자를 배합한 후 제조된 시트로 이루어진다. 이러한 태양전지용 봉지재 시트에 대해서는, 예를 들어 대한민국 등록특허 제0928411호는 앞에서 기술한 바와 같이 EVA 공중합체에 유기과산화물과 가교조제, 자외선 흡수제, 산화방지제와 함께 접착성을 위하여 실란화합물과 같은 접착 보조제를 첨가하여 형성된 봉지재 시트를 개시하고 있다.
상기와 같이 제조된 산업형 태양전지는 대부분의 설치 장소가 사막, 넓은 평야와 같은 곳으로 극히 제한되어 있고, 국토면적이 작은 나라에서는 태양전지 모듈을 건물 옥상이나 창문에 설치할 수 있게 태양전지를 개발 중에 있다. 하지만, 상기와 같이 구성되는 태양광 발전 시스템(system)은 에너지 밀도가 낮아 넓은 설치 면적이 필요할 뿐만 아니라 인구의 증가로 인한 건물의 밀집으로 태양전지 설치 장소의 부족이라는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 대한민국과 같이 강수량이 많은 나라에서는 우기에 발생할 수 있는 높은 습도와 일조량이 많은 여름철과 같이 많은 일조량에 의한 높은 온도는 태양전지 모듈에 효율을 감소시킬 수 있는 문제를 야기할 수 있다. 이는 현재 개발되고 있는 태양전지 봉지제의 특성상 높은 습도와 열 축적에 의해 셀(Cell)과 봉지재 부분에 영향을 주게 되어 태양전지 모듈의 효율을 감소시킬 수 있기 때문이다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해서는 일조량이 풍부하고 개방된 넓은 면적을 쉽게 확보할 수 있는 하천, 호수, 저수지, 댐, 바다 등의 수면 위에 설치할 수 있는 태양전지를 고려하여, 수상에 태양전지를 설치/사용할 때 고온/다습한 환경으로 인하여 봉지재에서 발생할 수 있는 문제를 착안하게 되었고, 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명을 진행하게 되었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 실정을 감안하여 된 것으로, 기존의 태양전지용 봉지재가 가지고 있지 않은 특성인 고온/다습한 지역에서도 외부 환경에 따른 변화 없이 기존의 태양전지 효율을 그대로 유지할 수 있는 특성을 가지는 태양전지용 봉지재 시트를 개발하여 고온/다습한 수상에서도 셀을 보호하고 태양전지 효율을 그대로 유지가 가능한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같이 제조방법을 이용하므로 그 물리 화학적 특성이 우수하게 되는 태양전지용 봉지재 시트를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적은 무기충진제와 각종 기능성 고/액체 첨가제를 EVA 수지와 혼합하여 마스터배치 칩(chip)을 제작하고, 제작된 마스터배치 칩을 다시 순수 EVA와 혼합, 용융, 토출, 시트의 제작 과정을 거쳐 기존의 EVA 수지의 물성은 유지하고, 첨가된 무기충진제에 의하여 고 방습성, 고 방열성과, 각종 기능성 첨가제에 의한 태양전지 시트로써 우수한 접착성과, 외부안정성 등 기초 물성을 갖게 하여 수상에서 설치/사용이 가능한 태양전지 봉지재용 EVA 시트를 제공할 수 있게 되므로 달성되었다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 마스터 배치(master batch) 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법은;
태양전지 봉지재용 시트의 제작에 필요한 가교제, 가교조제, 실란커플링제, UV흡수제, 광 안정제, 무기충진제를 모두 포함하는 고농축 EVA 마스터 배치 칩을 제조하여 시트를 제조하는 방법으로 구성되고, 상기 마스터 배치 칩을 제조하는 방법은;
a) 무기충진제인 실리카(silica), 점토(clay)를 실란커플링제로 표면을 처리하여 준비하는 단계;
b) 순수 EVA 수지 85 내지 99중량 부와 미세 분말 첨가제 0.5 내지 15중량 부 및 액상 첨가제 0.5 내지 15중량 부, 표면 처리된 무기충진제 0.5 내지 5중량 부를 혼합하여 준비하는 단계;
c) 상기의 순수 EVA 수지와 각종 첨가제의 혼합물을 용융/압출시키는 단계; 및
d) 압출된 혼합 EVA를 25 내지 30℃로 냉각하고 절단하여 펠렛타이져(pelletizer) 형상의 칩으로 제조하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 제조된 마스터 배치 칩으로부터 시트를 제조하는 방법은;
e) 순수 EVA 80 내지 95중량 부와 상기에서 제조한 마스터 배치 칩 5 내지 20중량 부를 혼합하여 압출기에 투입하는 단계; 및
f) 상기에서 혼합한 혼합물을 80 내지 120℃의 온도에서 용융하여, T-다이(die) 방식으로 토출하여 시트로 제조하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 또 다른 구성에 따르면, 상기의 무기충전제는 실리카(silica) 및 점토(clay) 중에서 선택된 하나 이상임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기의 첨가제 혼합 과정에서 무기충진제의 고른 분산을 위하여 압출기에 투입되기 전에 적어도 하나 이상의 액상첨가제를 사용하여 표면처리를 실시한 것을 사용함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 용융/압출 과정에서 용융 온도가 높아 미세 분말 첨가제, 또는 액체 첨가제로 인하여 압출기 내부의 문제가 발생하지 않게 하기 위하여 용융/압출 온도를 100℃ 미만으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 과정에서 압출기 전단 부를 50℃ 미만으로 냉각해 주어 투입구에서 미세 분말 첨가제가 녹아 발생할 수 있는 투입구 막힘 현상을 예방할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 제조된 EVA 마스터 배치 칩을 절단한 펠렛타이져(pelletizer) 형상의 크기는 2 내지 3mm의 크기로 함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 사용된 순수 EVA 수지는 비닐아세테이트(VA)의 함량이 25 내지 35중량%인 EVA 수지임을 특징으로 한다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마스터 배치 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트는;
태양전지 봉지재용 시트의 제작에 필요한 가교제, 가교조제, 실란커플링제, UV흡수제, 광 안정제 무기충진제를 모두 포함하는 고농축 EVA 마스터 배치 칩을 제조하고, 이 고농축 EVA 마스터 배치 칩으로부터 제조된 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 다른 구성에 따르면, 상기의 무기충전제는 실리카(silica) 및 점토(clay) 중에서 선택된 하나 이상임을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 태양전지용 봉지재가 고 방습성 및 고 방열성을 특성을 가지게 하기 위해서 무기충진제인 실리카(silica), 점토(clay)를 시트 제조에 투입하는데 있어서 시트 전면에 고르게 분산시킬 수 있게 하기 위하여 투입 전의 무기충진제를 실란커플링제로 표면을 처리하여 무기충진제들끼리의 엉김 현상을 막고, 봉지재용 태양전지 시트의 전면에 무기충진제들이 고루 분산될 수 있도록 마스터 배치 방법을 사용하여 태양전지용 봉지재 시트를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 태양전지용 봉지재 시트는 태양전지 봉지재 시트로써 우수한 접착성, 외부안정성 등 기초 물성을 갖게 되고, 또한 실시카가 첨가된 태양전지용 봉지재는 실리카에 의해 물질 고유의 특정 파장의 포논(phonon)이 많아져 충분히 열이 이동될 수 있는 열 전달 경로가 생성되어 열적 안정성을 높여줄 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 방습성에 있어서 태양전지 봉지재에 들어가 있는 각종 무기충진제는 봉지재를 통과하여 들어오는 수분을 막아 주어 높은 방습성을 유지할 수 있게 해준다. 또한, 태양전지 모듈 제작과정에서 실리콘(silicon) 셀과 봉지재 사이에서의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)의 차이에 의해 발생할 수 있는 응력의 변화로 인한 모듈 뒤틀림, 휘어짐, 크랙(crack) 발생률을 무기충진제를 사용함으로써 봉지재 시편 내부에 기공이 많아져 열팽창계수가 작아지기 때문에 크랙(crack)을 감소시키는 효과를 제공한다.
상기와 같이 제작된 본 발명의 태양전지용 봉지재는 기존에 제작되어 왔던 태양전지용 봉지재에 비하여 고 방열성과 고 방습성, 작은 열팽창계수를 갖는 장점이 있다. 따라서, 기존의 태양전지의 주된 설치 장소는 사막, 넓은 평야로 국한되며, 국토면적이 작은 나라에서는 태양전지 모듈을 설치할 수 있는 곳이 건물 옥상이나 창문에 설치할 수밖에 없어 에너지 밀도가 작은 태양전지로는 그 한계가 있었으나, 상기 본 발명에 따른 마스터배치 방법으로 제조한 태양전지용 봉지재는 고 방열성 및 고 방습성, 작은 열팽창계수라는 특징에 의하여 새로운 설치 공간인 일조량이 풍부하고 넓은 면적을 쉽게 확보할 수 있는 하천, 호수, 저수지, 댐, 바다 등의 수면 위에 설치할 수 있는 태양전지의 설치/제작을 가능하게 할 수 있게 하였으며 이는 국토면적인 적은 나라에서도 충분한 태양전지의 설치공간을 확보하는 우수한 작용효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 무기충진제를 실란커플링제로 표면처리를 실시하여 방법의 개략적인 공정 흐름도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 도 1에서 제조한 표면 처리된 무기충진제를 사용하여 마스터 배치 칩 제조에 사용되는 개략적인 공정 흐름도이고,
도 3은 본 발명의 도 2에서 제조한 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지를 혼합/압출하여 태양전지용 봉지재 시트를 제조하는 개략적인 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 도 1에서 제조한 표면 처리된 무기충진제를 사용하여 마스터 배치 칩 제조에 사용되는 개략적인 공정 흐름도이고,
도 3은 본 발명의 도 2에서 제조한 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지를 혼합/압출하여 태양전지용 봉지재 시트를 제조하는 개략적인 공정 흐름도이다.
이하, 본 발명은 첨부도면을 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의해 더욱 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐임은 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 무기충진제를 실란커플링제로 표면처리를 실시하여 방법을 나타내는 개략적인 공정 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 도 1에서 제조한 표면 처리된 무기충진제를 사용하여 마스터 배치 칩 제조에 사용되는 공정의 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 도 2에서 제조한 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지를 혼합/압출하여 태양전지용 봉지재 시트를 제조하는 공정을 도시하는 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 도 1에서 도시된 바와 같이, 무기충진제의 표면을 처리하는데 있어서 무기충진제와 실란커플링제를 섞어 주기만 하는 것이 아니라, 처리 공정에 있어서 무기충진제와 실란커플링제의 혼합 비율, 특정 혼합과정을 통하여 무기충진제의 표면을 처리하게 된다.
상기 표면 처리되는 무기물충진제는 에탄올 90 내지 95중량 부, 물 5 내지 10중량부인 혼합액에 무기충진제 0.5 내지 10중량 부와, 실라커플링제 1 내지 3중량 부를 혼합하여 제작할 수 있으며, 상기 공정의 무기충진제는 하나 이상의 종류의 무기충진제를 포함할 수 있다. 또한 혼합과정에 있어서 교반기와 초음파 세척기를 사용하여 표면처리의 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 제작된 표면 처리된 무기충진제는 도 2에 도시된 바와 같이, 태양전지용 봉지재를 제작하는데 있어서 각종 첨가제를 봉지재 제조 공정에 투입할 때, EVA 수지와 각종 첨가제를 시트제조공정에 바로 투입하는 것이 아니라 제조 공정 이전에 순수 EVA 수지와 각종 첨가제들을 혼합, 용융, 압출, 냉각, 절단의 과정을 통하여 각종 첨가제들을 포함하고 있는 마스터 배치 칩을 제작하게 된다.
상기 EVA 수지는 순수 EVA 수지 100중량 부에 대하여, 미세 분말 첨가제 0.5 내지 15중량 부, 바람직하게는 0.5 내지 5중량 부와, 액상 첨가제 0.5 내지 15중량 부, 바람직하게는 0.5 내지 10중량 부, 표면이 처리된 무기충진제는 0.5 내지 5중량 부, 바람직하게는 0.5 내지 3중량 부를 혼합하여 제작할 수 있으며, 상기 공정의 첨가제는 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있고, 첨가제의 상의 종류에 상관없이 마스터 배치 칩을 제조할 수 있다.
도 2에서, 혼합단계는 순수 EVA 수지와 미세 분말 첨가제 또는 액체 첨가제, 표면 처리된 무기 충전제를 일정 중량부대로 혼합하는 과정을 나타내는 것이며, 용융/압출단계는 상기의 혼합물을 100℃ 미만의 용융과정을 거쳐 압출기로 뽑아내는 과정을 나타내는 것이고, 펠렛타이저(pelletizer) 단계는 상기의 압출된 혼합물을 마스터 배치 칩 형태로 제조하는 단계로, 압출되어 나온 혼합물을 25 내지 35℃의 냉각수를 사용하여 냉각한 후, 마스터 배치 칩 형태로 절단하는 과정을 나타내는 것이며, 마지막으로 건조 단계는 제조한 마스터 배치 칩에서 잔존하고 있는 수분을 모두 제거시키는 과정을 나타내는 것이다.
또한, 도 3에서 혼합단계는 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지를 일정 중량부대로 혼합하는 과정을 나타내는 것이고, 용융/압출 단계는 상기의 혼합물을 80 내지 120℃에서 용융시켜 압출해 내는 과정을 나타내는 것이고, 제막단계는 압출해 상기의 압출된 혼합물을 연신, 혹은 제막과정을 거쳐 태양전지용 봉지재 시트로 제작하는 과정을 나타내는 것이며, 마지막으로 권취 단계는 생산된 태양전지용 봉지재 시트를 사용/판매할 수 있는 크기로 잘라 코어(core)에 감는 과정을 나타내는 것이다.
본 발명의 일 측면에서는, 태양전지 봉지재 제작에 사용되는 EVA 공중합체는 제 1 고형첨가제 및 제 2 액상 첨가제를 포함하는 혼합 EVA 공중합체고, 상기 혼합 EVA 공중합체에 포함하는 각 첨가제들의 함량은 첨가제를 혼합하는 양에 따라 각기 다른 물성을 갖는 혼합 EVA 공중합체를 제공할 수 있다.
상기한 본 발명의 봉지재 시트는 EVA 공중합체를 기본적으로 사용하나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 에틸렌 비닐아세테이트(EVA)는 투명성, 유연성, 유기 과산화물과의 함침성, 모듈 제작 시 사용되는 표면 유리 및 후면 보호 필름과의 접착성 등을 고려할 때, 공중합체 중 비닐아세테이트(VA)의 함량이 20 내지 40 중량%인 것을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 여기에 부가하여, 시트의 작업공정성 등을 고려하면 더욱 바람직하게는 25 내지 35 중량%인 것을 사용하는 것이다. 이때, 사용되는 EVA 공중합체는 190℃, 2.160kg의 하중에서의 멜트 플로우 레이트가 1.0 내지 50g/10분인 것이 바람직하다
도 1을 참고로 하여 본 발명에 따른 무기충진제의 표면처리 방법을 자세하게 설명하면 다음과 같다:
먼저 혼합 단계에서는 에탄올 95중량 부와 물 5중량 부를 혼합하여 준비한다. 상기의 단계에서 에탄올과 물이 잘 섞이도록 충분히 교반하여 준다. 상기의 준비된 혼합액에 표면 처리할 무기충진제 0.5 내지 10중량 부와, 실란커플링제 1 내지 3중량 부를 혼합하여 충분히 교반을 실시한다. 상기 단계에서 교반은 1시간 내지 2시간이 적당하다. 교반을 실시 후 초음파세척기(Ultra sonicator)를 사용하여 표면처리를 실시한다. 상기의 단계에서 초음파처리 시간은 30분 내지 1시간이 적당하다.
본 발명에 따른 고농축 마스터 배치 칩을 제조하는 단계는 도 2를 참고로 하여 자세하게 설명하면 다음과 같다:
먼저 혼합 단계에서는, 순수 EVA 수지 85 내지 99중량 부와, 미세 분말 첨가제 0.5 내지 15중량 부, 액상 첨가제 0.5 내지 15중량 부, 표면 처리된 무기충진제 0.5 내지 3중량 부를 혼합하여 준비한다. 상기의 단계에서 첨가제의 혼합은 압출기에 투입되기 전, 적어도 하나 이상의 첨가제를 혼합할 수 있는 단계로, 상기 단계에서 첨가제의 상(phase)과 첨가하는 순서, 종류에 따라 압출기의 투입 전 제 2차 혼합도 가능하다.
다음으로, 용융/압출 단계에서는, 순수 EVA 수지와 각종 첨가제를 혼합하고 100℃ 미만의 저온에서 용융/압출시키는 단계로, 상기 단계에서 용융의 온도는 미세 분말 첨가제가 투입구에서 녹아 수지의 투입을 막는 것과, 액체 첨가제가 압출기 내에서 반응이 일어나지 않게 하기 위하여 100℃ 온도 미만으로 용융 토출하는 것이 바람직하다.
상기 과정에서 압출기 전단에 걸리는 온도는 50℃ 미만으로 냉각해주어 압출기 전단부에서 발생할 수 있는 미세 분말이 녹음으로써 발생할 수 있는 투입구 막힘 현상을 예방할 수 있게 한다.
다음으로, 펠렛타이저 단계는 압출된 혼합 EVA를 25 내지 30℃로 냉각, 절단하여 펠렛타이져 형상의 칩으로 제조하는 단계로, 이 단계에서 칩의 크기는 1 내지 10mm의 크기로 하며, 칩에 포함되어 있는 잔류 수분을 제거하기 위하여 건조시키는 것이 특히 바람직하다.
종래의 일반적인 원료 및 첨가제의 투입방법을 사용할 경우, 다수의 투입기 사용에 따른 생산성 저하 및 문제 발생 가능성이 증가하고, 액체 첨가제와 원료의 사전 혼합에 따른 믹서, 다수의 호퍼 및 배관 설치가 요구된다. 이러한 점은 태양전지용 봉지재 시트를 생산하는데 있어, 생산원가를 높이고 유지 및 보수에 어려움을 더한다. 또한, 저 융점의 첨가제는 정량 투입기에서 발생하는 열 및 압출기 투입구에서 발생하는 열에 의해 미세 분말 첨가제가 용융될 가능성이 높아, 투입기 혹은 압출기의 배출구 및 투입구를 막을 수 있으며, 액체 첨가제들이 투입되는 과정에서 압출기 열에 의해 반응을 일으켜 압출기 내부에서 혼합 EVA 유동성이 떨어지는 문제가 발생, 생산 라인 전체가 정지하게 되는 문제를 유발할 수 있다.
이에 본 발명에서는 태양전지 봉지재 시트 제작에 사용되는 모든 첨가제를 높은 농도로 적은 양의 EVA원료에 농축시킨 마스터 배치 칩을 제조한 후, 마스터 배치 칩과 새 EVA 수지만을 압출기에 투입하여 상술한 종래의 문제들을 피하고 첨가제를 봉지재 시트 내에 고르게 분산시켜 시트 전체에 동일한 물성을 갖게 하였다.
다음으로, 도 3을 참고로 하여 본 발명에 따른 마스터 배치 칩을 이용한 태양전지용 봉지재 시트를 제조하는 단계를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다:
먼저, 혼합단계는 순수 EVA 80 내지 95중량 부와 상기에서 제조한 마스터 배치 칩 5 내지 20중량 부를 혼합하여 압출기에 투입하는 단계로, 이 단계에서는 제조하고자 하는 태양전지용 봉지재 시트의 물성에 따라 마스터 배치 칩의 중량 부를 5 내지 20중량 부 사이에서 필요에 따라 변경하면서 원하는 태양전지용 봉지재 시트를 제작할 수 있다.
다음으로, 용융/압출단계는 상기에서 혼합한 혼합물을 80 내지 120℃의 온도에서 용융, T-다이 방식으로 토출하여 태양전지용 봉지재 시트를 제조하는 단계로, 이 단계에서 토출 방식에는 T-다이 방법뿐만 아니라 칼렌더 방식으로 토출이 가능함은 물론이다.
본 발명에 의해 제조되는 태양전지용 봉지재 시트는 봉지재로서 모듈에 사용된 후 그 형상을 유지시켜주기 위한 과산화물의 가교제, 빠른 시간 내에 가교밀도를 높이기 위한 가교조제, 표면 유리와의 접착력 향상을 위한 접착보조제가 사용된다. 또한, 모듈에서 사용된 후, 봉지재의 열화를 막기 위해 자외선 흡수제, 광 안정제, 산화방지제 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 태양전지용 봉지재 시트에 사용되는 유기 과산화물은 2,2-디(t-부틸퍼옥시)부탄, t-부틸-퍼옥시 아이소프로필벤젠, 1,1-디-(t-아밀퍼옥시)사이클로헥산, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥실 카보네이트, t-아밀(2-에틸헥실)모노퍼옥시 카르보네이트, t-부틸퍼옥시 아세테이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(t-부틸퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 중에서 선택되는 1종 혹은 2종을 사용한다.
상기 과산화물의 사용량은 에틸렌 비닐아세테이트 100 중량 부에 대하여 0.1 내지 3 중량 부를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈용 봉지재 시트는 상기한 바와 같이 필요에 따라 기타 각종 첨가제를 첨가할 수 있는데, 본 발명에 따라 첨가될 수 있는 상기 각종 첨가제로는, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 가교조제 및 내구성, 접착성, 및 내후성 부여를 위한 접착보조제인 실란커플링제, 광 안정제, 자외선흡수제, 산화방지제, 열팽창 계수 감소와 방습성 향상제인 무기 충진제 등을 들 수 있다.
상기 접착 보조제로 사용될 수 있는 실란 커플링제로는 비닐기, 아크릴록시기, 메타아크릴록시기와 같은 불포화기, 아미노기, 에폭시기 등과 함께, 알콕시기와 같은 가수 분해 가능한 기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 실란 커플링제로서 구체적으로는 비닐트리에톡시실록산, 비닐트리메톡시실록산, γ-메타아크릴록시프로필트리에톡시실록산 등을 예시할 수 있다. 실란 커플링제는 EVA 공중합체 100 중량 부에 대하여 0.1 내지 5 중량 부 정도 첨가하는 것이 바람직하며, 무기충진제의 표면처리 관련하여 에탄올 90 내지 95중량 부, 물 5 내지 10중량부인 혼합액 100중량 부 기준으로 1 내지 3중량 부를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 EVA 공중합체의 겔 분율을 향상시키고, 내구성을 향상시키기 위해 가교조제를 첨가할 수 있으며, 이 목적으로 제공되는 가교조제는 트리알릴 아이소시아누레이트, 트리 알릴 아이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 설명과 같이 투입된 EVA 원료 및 마스터 배치 칩은 압출기를 통과하면서 혼련된 후, T-다이 혹은 칼렌더 방식의 성형장치를 이용하여 0.2 내지 0.8mm 두께의 시트 형상으로 제조된다. 태양전지 모듈 제작시의 시트의 사용 용이성 및 진공압착시의 공기 제거 용이성을 위해 편면에 엠보싱 가공을 통해 제조할 수 있다.
본 발명의 태양광 발전 모듈용 봉지재 시트를 이용한 태양전지 모듈은 표면 유리, 봉지재 시트, 태양전지 셀, 봉지재 시트, 후면 보호 필름의 순으로 적층 후, 일정한 규칙에 따라 진공 라미네이터로 100 내지 160℃의 온도, 탈기 시간 4 내지 20분, 가압 0.5 내지 1기압, 가압시간 5 내지 60분으로 가열·가압하여 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위를 이들 실시 예에 한정하기 위한 것이 아님은 물론이다.
실시예 1
흄드 실리카(Fumed silica)를 에탄올 92중량 부, 물(DI water) 8중량 부인 혼합액에 100중량 부에 대해서 5중량 부를 준비한다. 상기 준비된 혼합액에 실란커플링제 (신에츠 KBM503) 2중량 부를 첨가하여 약 1시간 30분 동안 충분한 교반을 실시한다. 교반 후 실리카 표면의 실란올(-OH)과 실란커플링제의 실란올(-OH)이 충분한 축합반응을 일으키기 위하여 초음파 처리(Ultra sonicator)를 약 1시간 실시한다.
멜트플로우레이트 15g/10분, 비닐아세테이트 함량 28중량%(호남석유화학 VE700)의 EVA 100중량 부에 대해서, 가교제로서 5-디메틸2,5-비스(t-부틸퍼옥시)헥산 (알케마사 루페록스 101) 5중량 부, 가교조제로 트리알릴 아이소시아누레이트 (일본화성 TAIC) 3.5중량 부, 실란커플링제(신에츠 KBM503) 0.5중량 부, 자외선 흡수제로서 2-하이드록시-4-옥틸록시벤조피논(스미토모화학 sumisorb 130) 0.5 중량 부, 표면 처리된 실리카 무기충진제로서 흄드 실리카(fumed silica) 3중량 부를 준비한다.
상기 준비된 혼합물을 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하기 위해 직경 50mm의 트윈 압출기로 100℃ 미만의 온도로 35kg/h의 토출 후, 펠렛타이저 (pelletizer)를 형태의 마스터 배치 칩을 제작한다.
상기의 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지를 100중량 부에 대해 가교제 1중량 부, 가교조제 0.7중량 부, 접착보조제 0.1 중량 부 자외선 흡수제 0.1 중량 부, 표면 처리된 무기충진제 1중량 부가 될 수 있도록 적정 비율로 함께 직경 105mm의 트윈 압출기에 투입하여, 약 110℃의 온도조건에서 500kg/h의 토출량으로 T-다이를 통해 압출 시트의 형상을 제조하였다.
실시예 2
흄드 실리카(Fumed silica)를 에탄올 92중량 부, 물(DI water) 8중량 부인 혼합액에 100중량 부에 대해서 5중량 부를 준비한다. 상기 준비된 혼합액에 실란커플링제 (신에츠 KBM503) 2중량 부를 첨가하여 1시간 30분 동안 충분한 교반을 실시한다. 교반 후 실리카 표면의 실란올(-OH)과 실란커플링제의 실란올(-OH)이 충분한 축합 반응을 일으키기 위하여 초음파 처리(Ultra sonicator)를 1시간 실시한다.
멜트플로우레이트 15g/10분, 비닐아세테이트 함량 28중량%(호남석유화학 VE700)의 EVA 100중량 부에 대해서, 가교제로서 5-디메틸2,5-비스(t-부틸퍼옥시)헥산 (알케마사 루페록스 101) 5중량 부, 가교조제로 트리알릴 아이소시아누레이트 (일본화성 TAIC) 3.5중량 부, 실란커플링제(신에츠 KBM503) 0.5중량 부, 자외선 흡수제로서 2-하이드록시-4-옥틸록시벤조피논(스미토모화학 sumisorb 130) 0.5 중량 부, 표면 처리된 실리카 무기충진제로서 흄드 실리카(fumed silica) 3중량 부를 준비한다.
상기 준비된 혼합물을 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하기 위해 직경 50mm의 트윈 압출기로 100℃ 미만의 온도로 35kg/h의 토출 후, 펠렛타이저 (pelletizer) 형상의 마스터 배치 칩을 제작한다.
상기의 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지를 100중량 부에 대해 가교제 1중량 부, 가교조제 0.7중량 부, 접착보조제 0.1 중량 부 자외선 흡수제 0.1 중량 부, 표면 처리된 무기충진제 2중량 부가 될 수 있도록 적정 비율로 함께 직경 105mm의 트윈 압출기에 투입하여, 약 110℃의 온도조건에서 500kg/h의 토출량으로 T-다이를 통해 압출 시트의 형상을 제조하였다.
실시예 3
흄드 실리카(Fumed silica)를 에탄올 92중량 부, 물(DI water) 8중량 부인 혼합액에 100중량 부에 대해서 5중량 부를 준비한다. 상기 준비된 혼합액에 실란커플링제 (신에츠 KBM503) 2중량 부를 첨가하여 1시간 30분 동안 충분한 교반을 실시한다. 교반 후 실리카 표면의 실란올(-OH)과 실란커플링제의 실란올(-OH)이 충분한 축합 반응을 일으키기 위하여 초음파 처리(Ultra sonicator)를 1시간 실시한다.
멜트플로우레이트 15g/10분, 비닐아세테이트 함량 28중량%(호남석유화학 VE700)의 EVA 100중량 부에 대해서, 가교제로서 5-디메틸2,5-비스(t-부틸퍼옥시)헥산 (알케마사 루페록스 101) 5중량 부, 가교조제로 트리알릴 아이소시아누레이트 (일본화성 TAIC) 3.5중량 부, 실란커플링제(신에츠 KBM503) 0.5중량 부, 자외선 흡수제로서 2-하이드록시-4-옥틸록시벤조피논(스미토모화학 sumisorb 130) 0.5 중량 부, 표면 처리된 실리카 무기충진제로서 흄드 실리카(fumed silica) 3중량 부를 준비한다.
상기 준비된 혼합물을 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하기 위해 직경 50mm의 트윈 압출기로 100℃ 미만의 온도로 35kg/h의 토출 후, 펠렛타이저 (pelletizer) 형상의 마스터 배치 칩을 제작한다.
상기의 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지를 100중량 부에 대해 가교제 1중량 부, 가교조제 0.7중량 부, 접착보조제 0.1 중량 부 자외선 흡수제 0.1 중량 부, 표면 처리된 무기충진제 3중량 부가 될 수 있도록 적정 비율로 함께 직경 105mm의 트윈 압출기에 투입하여, 약 110℃의 온도조건에서 500kg/h의 토출량으로 T-다이를 통해 압출 시트의 형상을 제조하였다.
비교예 1
멜트플로우레이트 15g/10분, 비닐아세테이트 함량 28중량%(호남석유화학 VE700)의 EVA 100중량 부에 대해서, 가교제로서 5-디메틸2,5-비스(t-부틸퍼옥시)헥산 (알케마사 루페록스 101) 5중량 부, 가교조제로 트리알릴 아이소시아누레이트 (일본화성 TAIC) 3.5중량 부, 실란커플링제(신에츠 KBM503) 0.5중량 부, 자외선 흡수제로서 2-하이드록시-4-옥틸록시벤조피논(스미토모화학 sumisorb 130) 0.5 중량 부를 준비한다.
상기 준비된 혼합물을 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하기 위해 직경 50mm의 트윈 압출기로 100℃ 미만의 온도로 35kg/h의 토출 후, 펠렛타이저 (pelletizer) 형상의 마스터 배치 칩을 제작한다.
상기의 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지, 자외선 흡수제 2-하이드록시-4-옥틸록시벤조피논(스미토모화학 sumisorb 130)을 순수 EVA 수지 100중량 부에 대해 가교제는 1중량 부, 가교조제는 0.7중량 부, 접착보조제는 0.1 중량, 자외선 흡수제는 0.1 중량 부가 될 수 될 수 있도록 준비한다.
상기에서 준비된 고농도 마스터 배치 칩과 순수 EVA 수지, 자외선 흡수제를 직경 105mm의 트윈 압출기에 투입하여, 약 110℃의 온도 조건에서 500kg/h의 토출량으로 T-다이를 통해 압출 시트의 형상을 제조하였다.
실험예 1
상기 각 실시예 및 비교예에서 제조된 시트를 사용하여 시트(sheet) 별 투습도(Water vapor transmission rate) 및 열전도도(Thermal conductivity)를 측정하여 무기충진제를 넣었을 때의 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 기존에 태양전지용 봉지재를 제조하는 방법은 무기충진제를 포함하지 않는 방법으로, 본 발명에 따른 EVA 공중합체를 각종 유기(액체/고체)첨가제와 혼합하여 제조하는 방법보다 무기충진제를 포함하여 태양전지용 봉지재를 제조하는 방법이 열전도도, 투습도, 열팽창계수에서 보다 우수한 물성을 갖는 태양전지용 봉지재가 된다는 것을 확인할 수 있다.
실험 예 2
태양전지 모듈용 봉지재로써의 적용가능성을 판단하기 위해, 상기 각 실시예 및 비교예에서 제조된 시트를 사용하여 EVA 시트의 기초물성인 가교율, 접착력, 투과율, 색조(YI)를 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 기존의 태양전지용 봉지재를 제조하는 방법에 비하여, 본 발명에 따라 EVA 공중합체를 각종 유기(액체/고체)첨가제와 혼합하여 제조하는 방법과 무기충진제를 포함하여 태양전지용 봉지재를 제조하는 방법에 따라 제조된 시트는 그 기초물성인 가교율, 접착력, 투과율, 색조(YI) 값 등에서 유의성 있게 감소하는 경향은 나타나지 않는 결과를 보였다.
Claims (5)
- 태양전지 봉지재용 시트의 제작에 필요한 가교제, 가교조제, 실란커플링제, UV흡수제, 광 안정제, 무기충진제를 모두 포함하는 고농축 EVA 마스터 배치 칩을 제조하여 시트를 제조하는 방법으로 구성되고, 상기 마스터 배치 칩을 제조하는 방법은;
a) 무기충진제인 실리카(silica), 점토(clay)를 실란커플링제로 표면을 처리하여 준비하는 단계;
b) 순수 EVA 수지 85 내지 99중량 부와 미세 분말 첨가제 0.5 내지 15중량 부 및 액상 첨가제 0.5 내지 15중량 부, 표면 처리된 무기충진제 0.5 내지 5중량 부를 혼합하여 준비하는 단계;
c) 상기의 순수 EVA 수지와 각종 첨가제의 혼합물을 용융/압출시키는 단계; 및
d) 압출된 혼합 EVA를 25 내지 30℃로 냉각하고 절단하여 펠렛타이져(pelletizer) 형상의 칩으로 제조하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 마스터 배치(master batch) 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제조된 마스터 배치 칩으로부터 시트를 제조하는 방법은;
e) 순수 EVA 80 내지 95중량 부와 상기에서 제조한 마스터 배치 칩 5 내지 20중량 부를 혼합하여 압출기에 투입하는 단계; 및
f) 상기에서 혼합한 혼합물을 80 내지 120℃의 온도에서 용융하여, T-다이(die) 방식으로 토출하여 시트로 제조하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 마스터 배치(master batch) 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기의 무기충전제는 실리카(silica) 및 점토(clay) 중에서 선택된 하나 이상임을 특징으로 하는 마스터 배치(master batch) 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기의 첨가제 혼합 과정에서 무기충진제의 고른 분산을 위하여 압출기에 투입되기 전에 적어도 하나 이상의 액상첨가제를 사용하여 표면처리를 실시한 것을 사용함을 특징으로 하는 마스터 배치(master batch) 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 사용된 순수 EVA 수지는 비닐아세테이트(VA)의 함량이 25 내지 35중량%인 EVA 수지임을 특징으로 하는 마스터 배치(master batch) 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120081175A KR20140017044A (ko) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | 마스터 배치 방법을 이용한 고 방열성 및 고 방습성 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120081175A KR20140017044A (ko) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | 마스터 배치 방법을 이용한 고 방열성 및 고 방습성 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140017044A true KR20140017044A (ko) | 2014-02-11 |
Family
ID=50265750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120081175A KR20140017044A (ko) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | 마스터 배치 방법을 이용한 고 방열성 및 고 방습성 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20140017044A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104659131A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-05-27 | 无锡德明科技有限公司 | 一体式可交联太阳能组件 |
| CN105330956A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-02-17 | 普立万聚合体（上海）有限公司 | 含对热敏感的功能添加剂的母料 |
| CN109705442A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-05-03 | 宁波能之光新材料科技股份有限公司 | 一种含伊/蒙粘土的光伏封装薄膜用抗pid功能母粒及其制备方法 |
| KR20190055853A (ko) * | 2017-11-06 | 2019-05-24 | 한화토탈 주식회사 | 태양전지 봉지재용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 수지 조성물 및 이를 이용한 태양전지 봉지재 |
-
2012
- 2012-07-25 KR KR1020120081175A patent/KR20140017044A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105330956A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-02-17 | 普立万聚合体（上海）有限公司 | 含对热敏感的功能添加剂的母料 |
| US10093776B2 (en) | 2014-08-07 | 2018-10-09 | Polyone-Shanghai, China | Masterbatch containing heat-sensitive functional additive |
| CN104659131A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-05-27 | 无锡德明科技有限公司 | 一体式可交联太阳能组件 |
| KR20190055853A (ko) * | 2017-11-06 | 2019-05-24 | 한화토탈 주식회사 | 태양전지 봉지재용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 수지 조성물 및 이를 이용한 태양전지 봉지재 |
| CN109705442A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-05-03 | 宁波能之光新材料科技股份有限公司 | 一种含伊/蒙粘土的光伏封装薄膜用抗pid功能母粒及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5970769B2 (ja) | 太陽電池モジュール用封止材及びそれを用いた太陽電池モジュールの製造方法 | |
| KR101320140B1 (ko) | 태양전지 모듈용 봉지재 조성물 및 이를 사용한 태양전지 모듈 | |
| CN108611025A (zh) | 一种超快速固化太阳能封装胶膜及其制备方法 | |
| WO2011016557A1 (ja) | 太陽電池封止材用樹脂組成物の製造方法、太陽電池封止材用樹脂組成物、太陽電池封止材、および太陽電池モジュール | |
| JP6152099B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| KR20140017044A (ko) | 마스터 배치 방법을 이용한 고 방열성 및 고 방습성 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법 | |
| US9608152B2 (en) | Solar cell encapsulant sheet | |
| KR20150059957A (ko) | 태양전지용 봉지재 시트 및 이를 사용한 태양전지 모듈 | |
| CN109705442B (zh) | 一种含伊/蒙粘土的光伏封装薄膜用抗pid功能母粒及其制备方法 | |
| CN103890967A (zh) | 太阳能电池用密封膜和使用其的太阳能电池 | |
| KR101063886B1 (ko) | 태양전지 모듈용 접착시트 제조방법 | |
| JP5565520B1 (ja) | 太陽電池封止材用樹脂組成物、太陽電池封止材および太陽電池モジュール | |
| KR101127671B1 (ko) | 태양전지 봉지용 수지 조성물 | |
| KR20110035246A (ko) | 태양전지 봉지용 에틸렌 ― 비닐아세테이트 공중합체 조성물, 태양전지 봉지용 접착필름 및 태양전지 모듈 | |
| JP6155680B2 (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法及び該製造方法によって製造された太陽電池モジュール | |
| KR20130067389A (ko) | 발전효율이 향상된 태양전지용 봉지재 시트 및 그 제조방법 | |
| JP5942565B2 (ja) | 太陽電池用封止材組成物 | |
| KR20130070889A (ko) | 마스터 배치 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조방법 | |
| KR101624572B1 (ko) | 태양전지용 봉지재 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 | |
| CN113372849A (zh) | 一种太阳能封装材料用抗pid型emma封装胶膜 | |
| KR102193258B1 (ko) | 태양 전지용 봉지재를 사용한 태양전지 모듈 | |
| KR20140075867A (ko) | 인라인 코팅 방법을 이용한 태양전지용 봉지재 시트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 봉지재 시트 | |
| JP6178126B2 (ja) | 太陽電池用封止材組成物およびその製造方法、ならびに、それを用いた太陽電池用封止材層および太陽電池モジュール | |
| JP2013120817A (ja) | 太陽電池用封止膜及びこれを用いた太陽電池 | |
| JP2018035353A (ja) | 太陽電池封止シート用マスターバッチおよび太陽電池封止シートの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |