KR20150003741A - 적외선 반사 안료를 이용하는 광전지 모듈용 백시트 - Google Patents

적외선 반사 안료를 이용하는 광전지 모듈용 백시트 Download PDF

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Abstract

약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 25% 초과의 반사율, 및 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 35% 미만의 반사율을 갖는 제1 층; 및 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는 제2 층을 포함하는 광전지 모듈용 다층 백시트를 제공한다. 상기 다층 백시트를 포함하는 광전지 모듈, 상기 광전지 모듈을 제조하는 방법, 및 상기 광전지 모듈을 태양 광에 노출시키는 단계를 포함하는 태양 광을 전기로 변환하는 방법을 제공한다.

Description

적외선 반사 안료를 이용하는 광전지 모듈용 백시트{BACKSHEETS FOR PHOTOVOLTAIC MODULES USING INFRARED REFLECTIVE PIGMENTS}
[관련 출원에 대한 상호 참조]
본 출원은 2012년 4월 19일에 출원된 미국 가특허 출원 제61/635,615호에 대한 35 U.S.C.§119(e)하에서의 우선권을 주장하며, 그 개시내용은 전체가 참조로 본 명세서에 통합된다.
[발명의 분야]
본 발명은 광전지 모듈에 관한 것이며, 보다 구체적으로 보호 백시트에 관한 것이다.
광전지는 태양 광을 전기로 변환하는데 널리 사용되며, 종종 광전지 모듈에서 다른 광전지와 상호연결된다. 개별 광전지 모듈은 일반적으로 환경으로부터 광전지를 포함하는 모듈 구성요소를 보호하도록 캡슐화된다. 광전지 모듈은 통상적으로 태양 광에 대한 그 노출이 최대화되는 지붕 위 또는 넓게 열린 공간에서 야외에 장착된다. 태양 광의 강도가 증가할 때, 광전지 모듈로부터의 전기 출력도 증가한다. 그러나, 광전지 모듈이 태양 광을 전기로 변환시키는 효율성은 일반적으로 단지 약 20%이다. 태양 광의 나머지 약 80%는 다시 반사되거나 모듈에 의해 흡수된다. 흡수된 에너지는 모듈의 작동 온도를 증가시키게 된다. 과도한 열은 광전지 모듈이 태양 광을 전기로 변환시키는 효율성을 감소시킨다. 대부분의 광전지 모듈에 대한 최적의 작동 온도는 대략 47℃이다. 많은 광전지 모듈은 그 작동 온도가 증가하는 모든 섭씨 온도에 대해 약 0.5%의 효율성을 잃는다. 낮 동안의 높은 주위 공기 온도, 접지면 및 태양 노출로부터 발생된 열을 방출할 수 있는 다른 주변 표면으로부터의 복사 열, 및 확장된 태양 노출로부터 태양전지 모듈(solar module) 자체의 증가된 온도와 같은 다양한 요인이 작동 온도를 증가시키는데 기여할 수 있다.
이 문제는 종종 광전지 모듈이 심미적인 이유로 종종 어두운, 예를 들어 흑색 백시트를 갖는 건물 구조물에 통합되는 상황에서 악화 된다. 일반적으로, 광전지 모듈은 모듈 내에 광전지의 전기 절연을 제공하고 습기의 침투 및 기타 환경 요인으로부터 광전지를 보호하는 백시트를 갖는다. 광전지 모듈에서 일반적으로 직사각형 광전지는 근접하여 위치하지만, 이들 사이에는 하부 백시트를 태양 광에 노출하는 작은 갭이 존재한다. 72개의 셀(cell)을 포함하는 일반적인 모노 크리스탈 실리콘 광전지 모듈에 의해 덮인 총 면적의 10-15%에서, 백시트는 직사광선에 노출된다. 광전지 모듈이 건물 구조물에 통합되는 경우, 그 백시트는 일반적으로 어두운, 예를 들어 흑색이어서, 광전지 모듈이 기존의 건축물 색상과 혼합되도록 한다. 어두운, 또는 흑색인 백시트의 외관은 일반적으로 안료 카본 블랙 또는 산화 철로 백시트를 코팅함으로써, 또는 백시트의 제조 공정 중에 백시트를 제조하는 물질과 이들 안료를 혼합함으로써 생성된다. 카본 블랙은 기본적으로 인간에게 보이는 모든 광을 흡수한다. 또한, 카본 블랙은 인간에게 일반적으로 보이는 광의 파장보다 더 긴 파장, 즉 약 750 nm 내지 약 300 ㎛에서 가시 적색광의 가장자리에 이르는 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선인 적외선을 흡수한다. 이 적외선의 흡수는 백시트의 온도를 증가시키고, 궁극적으로 전체 광전지 모듈의 작동 온도를 증가시킨다. 카본 블랙과 같은 흑색 안료와 대조적으로, 예를 들어 완전히 백색을 나타내는 안료는 대부분을 반사시켜서, 인간에게 보이는 어떠한 광을 흡수하지 않으며, 또한 대부분의 적외선을 반사한다. 따라서, 광전지 모듈에서, 어두운, 또는 심지어 흑색의 백시트는 심미적인 이유에서는 바람직하지만, 이러한 백시트는 광전지 모듈의 작동 온도를 증가시키는 경향이 있다. 이것은 태양 광을 전기로 변환하는데 있어서 광전지 모듈의 효율성을 감소시킨다.
건물 일체형 광전지 모듈의 작동 온도를 최적화하는 개선된 방법에 대한 필요성이 남아 있다. 본 발명은 이러한 필요성을 해결한다.
본 발명은, 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 25% 초과의 반사율, 및 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 35% 미만의 반사율을 갖는 제1 층; 및 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는 제2 층을 포함하며, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 인접하는, 광전지 모듈용 다층 백시트를 제공한다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제1 층은 적외선 반사 안료를 포함한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 적외선 반사 안료는 무기 안료이다. 본 발명의 보다 바람직한 실시양태에서, 상기 무기 안료는 혼합 금속 산화물이다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 적외선 반사 안료는 상기 제1 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 20중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 일부 바람직한 실시양태에서, 상기 적외선 반사 안료는 상기 제1 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 14중량%의 농도로 존재한다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층은 각각 폴리머를 포함한다. 본 발명의 일부 바람직한 실시양태에서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층은 각각 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함한다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 20% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 일부 바람직한 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 10% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 일부 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 60% 초과의 반사율을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 80% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 일부 바람직한 실시양태에서, 상기 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 90% 초과의 반사율을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 70% 초과의 반사율을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가지고, 상기 제2 층은 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명은 또한 상기 정의된 바와 같은 다층 백시트를 포함하는 광전지 모듈을 제공한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 광전지 모듈은 투명한 상부 층을 더 포함한다. 본 발명의 일부 바람직한 실시양태에서, 광전지 모듈은 상기 투명한 상부 층과 상기 다층 백시트 사이에 배치된 캡슐화제 매립된 광전지를 더 포함한다. 본 발명의 일부 바람직한 실시양태에서, 상기 캡슐화제는 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함한다.
본 발명은 또한, 적외선 반사 안료를 포함하는 층을 백색 안료를 포함하는 층과 접촉시켜 라미네이트를 형성하는 단계, 및 상기 라미네이트를 상기 정의된 바와 같은 광전지 모듈의 조립체에 이용하는 단계를 포함하는, 광전지 모듈의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 정의된 바와 같은 광전지 모듈을 태양 광에 노출시키는 단계를 포함하는, 태양 광을 전기로 변환하는 방법을 제공한다.
도 1은, 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 백시트를 갖는 광전지 모듈의 온도 프로파일(좌측 패널) 및 적외선 반사(IR) 안료 대신 카본 블랙을 함유하는 백시트를 갖는 광전지 모듈의 온도 프로파일(우측 패널)을 도시한다. 우측에서 모듈의 보다 어두운 색은 그것이 보다 높은 온도를 갖는 것을 나타낸다.
도 2는, 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 백시트를 갖는 광전지 모듈의 온도(섭씨)와 적외선 반사(IR) 안료를 함유하지 않는 백시트를 갖는 광전지 모듈의 온도 사이의 차이를 도시한다. 온도 차이는 온도 측정이 수행된 날의 시간에 따라 플로팅된다.
도 3은, 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 백시트를 갖는 광전지 모듈에 의해 생성된 전압 대 적외선 반사(IR) 안료를 함유하지 않는 백시트를 갖는 광전지 모듈에 의해 생성된 전압의 비율을 도시한다. 비율은 전압 측정이 수행된 날의 시간에 따라 플로팅된다.
도 4는, (1) IR 안료를 함유하지 않는 일반적인 흑색 백시트(음성 대조군), (2) IR 안료를 함유하는 흑색 백시트, (3) IR 안료를 함유하는 흑색 백시트 및 백색 백킹 층(backing layer), 및 (4) 백색 백시트(양성 대조군)에 대해, 250 nm 내지 2500 nm 범위에서 광의 반사율을 도시한다. 반사율(입사광의 퍼센트)은 입사광의 파장에 따라 플로팅된다.
적외선을 반사시키는 어두운, 또는 흑색 백시트의 사용은 이들 백시트가 사용되는 광전지 모듈의 작동 온도를 감소시킨다. 놀랍게도, 이들 백시트에 의한 적외선의 반사는, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 가시광선 및 적외선을 반사하고 백시트에 부착되는 백킹 층의 추가적인 사용에 의해 향상될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
본 발명은 제1 층 및 제2 층을 포함하는 광전지 모듈용 다층 백시트를 제공하며; 여기서 상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 인접한다. 본 발명은 또한 상술한 다층 백시트를 포함하는 광전지 모듈을 제공한다. 본 발명은 또한 투명한 상부 층, 상기 다층 백시트, 및 상기 투명한 상부 층과 상기 다층 백시트 사이에 배치된 적어도 하나의 캡슐화제 매입된 광전지를 갖는 광전지 모듈을 제공하며, 여기서 상기 제1 층은 적어도 하나의 광전지와 상기 제2 층 사이에 배치된다. 이러한 다층 백시트 및 광전지 모듈의 제조는 당업자에게 잘 알려져 있다. 이러한 물품의 제조 및 상용화의 비 제한적인 예는 이하에서, 특히 실시예에서 추가로 제공된다. 광전지, 광전지 모듈 및 백시트의 제조를 포함하여 이들에 대한 추가적인 배경 정보는 예를 들어 Augustin McEvoy et al., Practical Handbook of Photovoltaics-Fundamentals and Applications, Academic Press, 1st Edition, 2011; 및 G.N. Tiwari and Swapnil Dubey, Fundamentals of Photovoltaic Modules and their Applications, RSC Publishing, 2010에서 찾을 수 있다.
광전지 모듈(광전지 패널 또는 태양광 패널로도 칭하여짐)은 일반적으로 하나 이상의 광전지의 조립체이다. 광전지(태양 전지라고도 칭하여짐)는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 기초하여 전기를 생성하는 태양으로부터의 빛 에너지(광자)를 사용한다. 광전지는 일반적으로 서로 그리고 시스템의 나머지와 전기적으로 연결된다. 광전지는 일반적으로 기계적 손상 및 습기로부터 이들을 보호하기 위해 캡슐화된다. 대부분의 광전지 모듈은 강성이지만, 반 연질인 것들은 박막 광전지에 기초하여 사용할 수 있다. 종종, 광전지 모듈은 투명한 상부 층, 백시트, 및 상기 투명한 상부 층과 상기 백시트 사이에 배치된 적어도 하나의 캡슐화제 매입된 광전지를 포함한다. 광전지 모듈 중 로드 운반부(load carrying part)는 상부 층 또는 백시트일 수 있다. 대부분의 광전지 모듈은 웨이퍼 기반의 결정질 실리콘 광전지 또는 카드뮴 텔루라이드 또는 실리콘 기반의 박막 광전지를 사용한다. 광전지는 많은 소스에 상업적으로 이용가능하다. 광전지를 판매하는 회사의 비 제한적인 예는 Suntech, First Solar, Sharp Solar, Yingli, Trina Solar, Canadian Solar, Hanwha Solarone, Sunpower, Renewable Energy Corporation 및 Solarworld이다.
이하에 추가로 설명되는 바와 같이, 백시트는 특정 파장의 광을 반사하는 안료를 포함할 수 있다. 육안으로 볼 수 있는 광(본 명세서에서 가시광선으로도 칭하여짐)은 약 380 나노미터(nm) 내지 약 750 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 일반적으로, 전자기 방사선은 그 파장에 따라 전파(radio wave), 마이크로파(microwave), 적외선, 가시광선, 자외선, X선 및 감마선으로 분류된다. 적외선(IR)은 가시광선의 파장보다 더 긴 파장을 갖는 전자기 복사선이다. 통상적으로 적외선은 약 750 nm 내지 약 300 마이크로미터(㎛ 또는 마이크론으로도 칭하여짐) 범위의 파장을 갖는 것으로 여겨진다.
가시광선 또는 적외선이 물체에 충돌하는 경우, 빛은 물체에 의해 반사되거나, 물체를 통과하거나(즉, 물체에 의해 전송됨), 또는 물체에 의해 흡수될 수 있다. 부분적으로, 육안으로 인식되는 물체의 색은 물체에 충돌하는 빛의 파장에 의해 그리고 물체에 의해 육안으로 반사되는 빛의 파장에 의해 결정된다. 물체가 예를 들어 태양 광(가시광선 및 적외선을 포함)에 의해 조명(illuminate)되고, 상기 가시광선과 관련하여 단지 약 700 nm 내지 약 635 nm 범위의 빛을 반사하는 경우, 물체는 적색을 나타낸다. 물체가 태양 광에 의해 조명되고, 상기 가시광선과 관련하여 단지 약 635 nm 내지 약 590 nm 범위의 빛을 반사하는 경우, 물체는 오렌지색을 나타낸다. 물체가 태양 광에 의해 조명되고, 상기 가시광선과 관련하여 단지 약 590 nm 내지 약 560 nm 범위의 빛을 반사하는 경우, 물체는 황색을 나타낸다. 물체가 태양 광에 의해 조명되고, 상기 가시광선과 관련하여 단지 약 560 nm 내지 약 490 nm 범위의 빛을 반사하는 경우, 물체는 녹색을 나타낸다. 물체가 태양 광에 의해 조명되고, 상기 가시광선과 관련하여 단지 약 490 nm 내지 약 450 nm 범위의 빛을 반사하는 경우, 물체는 청색을 나타낸다. 물체가 태양 광에 의해 조명되고, 상기 가시광선과 관련하여 단지 약 450 nm 내지 약 400 nm 범위의 빛을 반사하는 경우, 물체는 보라색을 나타낸다. 물체가 태양 광에 의해 조명되고 적어도 모든 가시광선을 반사하는 경우, 물체는 완전히 백색을 나타낸다. 물체가 태양 광에 의해 조명되고, 모든 가시광선이 물체에 흡수되거나 전송되어서 가시광선을 전혀 반사하지 않는 경우, 물체는 완전히 흑색을 나타낸다.
본 발명은, 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 25% 초과의 반사율, 및 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 35% 미만의 반사율을 갖는 제1 층; 및 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는 제2 층을 포함하는, 광전지 모듈용 다층 백시트를 제공한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 예를 들어, 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 예를 들어, 25% 초과의 반사율을 갖는 층은 상기 범위에서 주어진 파장을 갖는 모든 광이 25% 초과로 반사되는 것을 의미하지는 않는다. 오히려, 이것은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm 범위 중 어딘 가의 파장을 갖는 적어도 하나의 광이 25% 초과로 반사되는 것을 의미한다. 따라서, 상기 문구는, 예를 들어, 약 1200 nm의 파장을 갖는 광이 25% 초과로 반사되지만 약 1500 nm의 파장을 갖는 광은 25% 초과로 반사되지 않는 상황을 포함한다. 본 명세서에서, 상이한 정도의 반사율 및 상이한 파장을 제외하고 동일한 언어를 사용한 진술은 지금까지 언급된 범위의 파장 내에서 모든 광이 필수적으로 특정한 정도로 반사되지는 않는다는 점에서 동일한 의미를 갖는다. 대조적으로, 예를 들어, 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 예를 들어, 50% 초과의 반사율을 갖는 층은 언급된 범위 내에서 모든 단일 파장의 광이 50% 초과로 반사되는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 상이한 정도의 반사율 및 상이한 파장을 제외하고 동일한 언어를 사용한 진술은 지금까지 언급된 범위의 파장 내에서 모든 광이 필수적으로 특정한 정도로 반사된다는 점에서 동일한 의미를 갖는다. 특정 파장의 광을 반사하는 물체, 예를 들어, 백시트 및 백시트 내의 층은 특정 파장의 광을 반사하는 특정 안료로 물체를 코팅함으로써 제조될 수 있다. 선택적으로, 이러한 안료는 물체의 제조 공정 중에 물체를 제조하는 물질과 혼합될 수 있다. 이러한 코팅 및 혼합은 당업계에 잘 알려져 있으므로, 본 명세서에서 더 설명되지 않는다.
본 발명은 상기 제1 층이 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 35% 미만의 반사율을 갖는 것을 제공한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 40% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 30% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 20% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 10% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 5% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 35% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 보다 바람직한 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 20% 미만의 반사율을 갖는다. 본 발명의 보다 바람직한 실시양태에서, 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 10% 미만의 반사율을 갖는다.
본 발명은 상기 제1 층이 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 25% 초과의 반사율을 갖는 것을 제공한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 30% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 40% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 60% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 70% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 80% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 90% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 25% 내지 약 35%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 35% 내지 약 45%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 45% 내지 약 55%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 55% 내지 약 65%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 65% 내지 약 75%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제1 층은 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 25% 초과의 반사율을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 25% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 30% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 40% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 60% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 70% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 80% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 90% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 25% 내지 약 35%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 35% 내지 약 45%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 45% 내지 약 55%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 55% 내지 약 65%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 65% 내지 약 75%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 약 75% 내지 약 85%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 25% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 30% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 40% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 60% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 70% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 80% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 25% 내지 약 35%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 35% 내지 약 45%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 45% 내지 약 55%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 55% 내지 약 65%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 65% 내지 약 75%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 75% 내지 약 85%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 60% 초과의 반사율을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 60% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 70% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 80% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 90% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 25% 내지 약 35%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 35% 내지 약 45%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 45% 내지 약 55%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 55% 내지 약 65%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 65% 내지 약 75%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 75% 내지 약 85%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 85% 내지 약 95%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제1 층에 의해 형성된 다층 백시트의 면은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 70% 초과의 반사율을 갖는다.
본 발명은 상기 제2 층이 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는 것을 제공한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 40% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 60% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 70% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 25% 내지 약 35%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 35% 내지 약 45%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 45% 내지 약 55%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 55% 내지 약 65%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 65% 내지 약 75%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 75% 내지 약 85%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 85% 내지 약 95%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 60% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 70% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 80% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 90% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 50% 내지 약 60%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 60% 내지 약 70%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 70% 내지 약 80%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 약 80% 내지 약 90%의 반사율을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 80% 초과의 반사율을 갖는다. 본 발명의 보다 바람직한 실시양태에서, 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 90% 초과의 반사율을 갖는다.
물체, 예를 들어 광전지에서 백시트의 반사율은, 예를 들어 Varian Cary 5E UV-Vis-NiR 분광 광도계 및 적분 구(integrating sphere)를 사용하여 ASTM E424 방법 A에 의해 측정될 수 있다. 이 방법은 본원에서 사용되는 방법이다. 이는 하기 실시예에서 더 상세하게 설명된다.
안료는 상이한 파장의 빛을 선택적으로 흡수하고 반사하여서 색을 생성하는 화학 물질이다. 예를 들어, 적색 페인트는 그것이 스펙트럼의 적색 성분(즉, 약 700 nm 내지 약 635 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선)만을 반사하는 안료를 함유하기 때문에 적색이다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층은 흑색이다. 물체가 어떠한 가시광선을 반사하지 않고 빛이 흡수되거나 전송되게 하는 안료를 함유하는 경우, 흑색이 생성된다. 이러한 흑색 안료의 비 제한적인 예는 카본 블랙, 철 블랙 및 티타늄 블랙이 있으며, 이들 모두는 당업자에게 알려진 많은 소스로부터 상업적으로 입수가능하다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층은 적외선 반사(IR) 안료를 포함한다. 적외선 반사 안료는 약 770 nm 내지 약 300 ㎛ 범위의 전자기 방사선인 적외선을 반사하는 안료이다. 적외선 반사 안료는 상기 범위에서 주어진 파장의 모든 적외선 광을 필수적으로 반사하지는 않으며 동등하게 상기 범위 내에서 모든 파장을 필수적으로 반사하지는 않는다. 예를 들어, 적외선 반사 안료는 단지 약 1300 nm 내지 약 1400 nm 범위에서 50%의 적외선 광을 반사할 수 있다. 대조적으로, 다른 적외선 반사 안료는 단지 약 1200 nm 내지 약 1300 nm 범위에서 30%의 적외선 광을 반사할 수 있으며, 약 1600 nm 내지 약 1700 nm 범위에서 40%의 적외선 광을 반사할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 무기 안료이다. 본 발명의 보다 바람직한 실시양태에서, 무기 안료는 혼합 금속 산화물이다. 혼합 금속 산화물인 적외선 반사, 무기 안료는 예를 들어, The Shepherd Color Company(OH, USA)에 의해 상표 Arctic®로 판매되고 있다. 혼합 금속 산화물인 이러한 적외선 반사 안료의 비 제한적인 예는 상기 회사에 의해 제품명 Black 40P925로 판매되는 흑색 안료이다. 이 제품은 크롬 녹색-흑색 양쪽으로부터 유래된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 제2 층은 백색이다. 백색은 물체가 모든 가시광선을 반사하는 안료를 함유하는 경우에 생성된다. 이러한 백색 안료의 비 제한적인 예는 티타늄(Ⅳ) 옥사이드, 티타니아 또는 TiO2로도 알려져 있는 이산화티탄, 안티몬 화이트, 황산 바륨, 탄산 칼슘 및 아연 산화물이며, 이들 모두는 당업자에게 알려진 많은 소스로부터 상업적으로 이용가능하다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층 또는 제2 층 또는 양자 모두는 회색이다. 회색은 많은 색조 및 음영이 있다. 물체가 예를 들어, 태양 광에 의해 조명되고 가시광선 스펙트럼 내의 모든 광 중 단지 소량, 예를 들어 10%를 반사하는 경우, 물체는 회색을 갖는 것으로 표시될 수 있다. 물체가 가시광선 스펙트럼 내의 모든 광 중 20%를 반사하는 경우, 보다 밝은 음영의 회색이 존재할 수 있다. 물체가 가시광선 스펙트럼 내의 모든 광 중 30%를 반사하는 경우 등에는, 보다 더 밝은 음영의 회색이 존재할 수 있다. 상이한 음영의 회색은, 예를 들어 임의의 가시광선을 반사하지 않는 염료를 모든 가시광선을 반사하는 염료와 혼합함으로써 생성될 수 있다.
본 발명의 광 반사 특성을 갖는 층을 제조하기 위해, 특정 안료가 특정 농도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 층의 가시광선의 반사율을 증가시키기 위해, 층을 코팅하는데 백색 안료, 예를 들어 이산화 티타늄이 사용될 수 있다. 선택적으로, 층의 제조 공정 중에 층을 제조하는 물질과 백색 안료가 혼합될 수 있다. 층의 가시광선의 반사율을 감소시키기 위해, 층을 코팅하는데 흑색 안료, 예를 들어 카본 블랙이 사용될 수 있다. 선택적으로, 층의 제조 공정 중에 층을 제조하는 물질과 흑색 안료가 혼합될 수 있다. 층의 적외선의 반사율을 증가시키기 위해, 적외선 반사 안료, 예를 들어, The Shepherd Color Company에 의해 상표 Arctic®로 판매되는 혼합 금속 산화물(예를 들어, Black 40P925)이 층을 코팅하는데 사용될 수 있다. 선택적으로, 층의 제조 공정 중에 층을 제조하는 물질과 적외선 반사 안료가 혼합될 수 있다. 이하에서 실시예는 본 발명에 따른 백시트 및 백시트 내의 각 층의 실시양태를 제조하는데 사용되는 안료의 특정 유형 및 양을 설명한다. 실시예는 또한 특정 양 및 유형의 안료의 사용으로 인한 백시트의 반사율을 제공한다. 따라서, 가이드 및 시작점으로서 실시예를 이용하여, 당업자는 그 층에서 안료의 양을 변화시킴으로써 상이한 반사율 특성을 갖는 백시트를 만들 수 있다는 것을 알 것이다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 2중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 2중량% 내지 약 3중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 3중량% 내지 약 3.8중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 3.8중량% 내지 약 4.2중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 4.2중량% 내지 약 4.7중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 4.7중량% 내지 약 5.3중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 5.3중량% 내지 약 6중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 6중량% 내지 약 6.5중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 6.5중량% 내지 약 7중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 7중량% 내지 약 7.5중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 7.5중량% 내지 약 8중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 8중량% 내지 약 8.5중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 8.5중량% 내지 약 9중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 9중량% 내지 약 10중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 10중량% 내지 약 15중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 15중량% 내지 약 20중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 7.25중량% 내지 약 8.25중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 6.25중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 8중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 9중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 4중량% 내지 약 9중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 20중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 적외선 반사 안료는 제1 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 14중량%의 농도로 존재한다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 백색 안료는 제2 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 5중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 백색 안료는 제2 층의 총 중량의 약 5중량% 내지 약 10중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 백색 안료는 제2 층의 총 중량의 약 10중량% 내지 약 13중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 백색 안료는 제2 층의 총 중량의 약 13중량% 내지 약 17중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 백색 안료는 제2 층의 총 중량의 약 17중량% 내지 약 20중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 백색 안료는 제2 층의 총 중량의 약 20중량% 내지 약 30중량%의 농도로 존재한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 백색 안료는 제2 층의 총 중량의 약 14중량% 내지 약 16중량%의 농도로 존재한다.
본 발명의 백시트의 층에서 안료의 농도는 이들의 제조 도중에 층에 첨가된 안료의 상대적인 양의 함수이다. 이것은, 예를 들어 층의 총 중량의 약 5중량%인 안료의 양을 갖는 백시트의 층은 층이 제조되는 95g의 폴리머 혼합물(임의의 첨가제를 포함)에 5g의 안료를 첨가함으로써 제조된다. 본 발명의 백시트의 층에서 안료의 양은 또한 당업자에게 알려진 다양한 분석적 방법에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 이들 방법은 본 명세서에서 추가로 명시하지 않는다. 이러한 분석적 방법은 또한 상업적 시험 기관, 예를 들어 CAS-MI Laboratories(MI, USA)에 의해 수행된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층은 약 0.5 ㎛ 내지 약 1 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1 ㎛ 내지 약 3 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 3 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 10 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 25 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 50 ㎛ 내지 약 75 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 75 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 100 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 125 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 150 ㎛ 내지 약 250 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 250 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 500 ㎛ 내지 약 1 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 1 mm 내지 약 10 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 10 mm 내지 약 100 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 50 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 75 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 약 100 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제1 층은 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는다.
상술한 바와 같이, 제2 층은 제1 층이 가질 수 있는 임의의 다양한 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제2 층은 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 다층 백시트는 제1 층으로부터 멀어지는 제2 층의 측면 상에 제3 층을 갖는다. 이 제3 층은 약 2 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 20 ㎛ 내지 약 30 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 30 ㎛ 내지 약 40 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 40 ㎛ 내지 약 60 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 60 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 80 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 150 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 300 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 500 ㎛ 내지 약 700 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 700 ㎛ 내지 약 1 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 1 mm 내지 약 1.5 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 1.5 mm 내지 약 2 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 2 mm 내지 약 2.5 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 2.5 mm 내지 약 5 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 5 mm 내지 약 7.5 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 7.5 mm 내지 약 10 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 10 mm 내지 약 100 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 약 15 ㎛ 내지 약 1.5 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제3 층은 약 25 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 필수적으로 폴리에스테르로 구성된 층은 제2 층과 제3 층 사이에 배치된다. 이러한 층은 다층 백시트에 유전체 저항성을 제공한다. 사용될 수 있는 폴리에스테르의 비 제한적인 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. 본 발명의 이러한 폴리에스테르 층은 다양한 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 20 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 50 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 80 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 100 ㎛ 내지 약 120 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 120 ㎛ 내지 약 130 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 130 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 150 ㎛ 내지 약 180 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 180 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 200 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 300 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 폴리에스테르 층은 약 125 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명의 다층 백시트의 제1 층, 제2 층 및 제3 층은 수분, UV 노출, 극한 온도 등으로부터 광전지 및 다른 모듈 부품을 보호하는 내후성 물질로 제조될 수 있다. 이러한 내후성 물질의 비 제한적인 예는, 이것으로 제한되는 것은 아닌 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 플루오르화 에틸렌-프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시(PFA), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 및 폴리클로로트리플루오로에탄(PCTFE; 예를 들어, Honeywell로부터 상업적으로 이용가능함)을 포함하는 플루오로폴리머이다. 플루오로폴리머에 추가하여 또는 대신하여, 실리콘 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드(PVC)와 같은 염소 함유 물질, 플라스티졸, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 아크릴 및 폴리이미드(예를 들어, DuPont으로부터 상업적으로 이용가능함)을 포함하는 다른 내후성 물질이 사용될 수 있다. 다층 백시트의 제1 층, 제2 층 및 제3 층은 다른 물질로 제조될 수 있다(예를 들어, 미국 특허 제7,829,783호, 제8,062,744호 및 제7,985,919호 참조). 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제1 층은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제2 층은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 포함한다. 본 발명의 보다 바람직한 실시양태에서, 제1 층 및 제2 층은 필수적으로 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 1-5중량%의 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)의 혼합물로 구성된다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제3 층은 필수적으로 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)로 구성된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층은 복수의 서브 층을 포함한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층은 3개의 서브 층을 포함하며, 제1 서브 층은 필수적으로 LLDPE 및 1-5중량%의 EVA의 혼합물로 구성되고, 제2 서브 층은 필수적으로 LLDPE로 구성되며, 제3 서브 층은 필수적으로 LLDPE 및 1-5중량%의 EVA로 구성된다. 이들 실시양태에서, 필수적으로 LLDPE로 구성되는 서브 층은 필수적으로 LLDPE 및 1-5중량%의 EVA로 구성되는 2개의 서브 층 사이에 배치된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 서브 층은 동일한 농도의 적외선 반사 안료를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 복수의 서브 층은 상이한 농도의 적외선 반사 안료를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층 각각은 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 4중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층 각각은 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 5중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층 각각은 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 6중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층 각각은 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 7중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층 각각은 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 8중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층 각각은 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 9중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층 각각은 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 10중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층들 중 하나는 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 4중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층들 중 하나는 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 5중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층들 중 하나는 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 6중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층들 중 하나는 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 7중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층들 중 하나는 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 8중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층들 중 하나는 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 9중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층들 중 하나는 안료를 함유하는 서브 층의 총 중량의 약 10중량%의 농도로 적외선 반사 안료를 함유한다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 서브 층은 동일한 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층은 상이한 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 서브 층 각각은 약 0.8 mil(약 20 ㎛) 내지 약 2.2 mil(약 56 ㎛)의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 필수적으로 LLDPE 및 1-5중량%의 EVA의 혼합물로 구성된 서브 층은 약 1 mil(약 25 ㎛)의 두께를 갖고, 필수적으로 LLDPE로 구성된 서브 층은 약 2 mil(약 50 ㎛)의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 필수적으로 LLDPE 및 1-5중량%의 EVA의 혼합물로 구성된 서브 층은 약 15 ㎛ 내지 약 60 ㎛의 두께를 갖고, 필수적으로 LLDPE로 구성된 서브 층은 약 30 ㎛ 내지 약 70 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명의 다층 백시트는 다양한 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 다층 백시트는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 10 ㎛ 내지 약 30 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 50 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 80 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 100 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 150 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 200 ㎛ 내지 약 250 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 250 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 300 ㎛ 내지 약 350 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 350 ㎛ 내지 약 400 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 400 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 500 ㎛ 내지 약 750 ㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 750 ㎛ 내지 약 1 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 1 mm 내지 약 2.5 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 2.5 mm 내지 약 5 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 5 mm 내지 약 10 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 10 mm 내지 약 50 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 50 mm 내지 약 100 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 100 mm 내지 약 200 mm의 두께를 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 다층 백시트는 약 100 ㎛ 내지 약 1.7 mm의 두께를 갖는다.
본 발명의 백시트 및 층의 두께는 당업계에 일반적으로 알려진 다수의 수단 중 어느 것으로 결정될 수 있다.
본 발명의 층은 바람직한 폴리머, 코폴리머, 및 (코)폴리머의 혼합물, 그리고 임의의 첨가제를 본 명세서에 개시된 바람직한 양의 안료와 혼합함으로써 제조될 수 있다. 그 다음, 이들 혼합물은 플라스틱 제조 및 처리 기술분야에서 일반적으로 알려진 다양한 압출 방법 또는 다른 방법 중 하나에 의해 처리된다. 다층 백시트의 각각의 층과 서브 층은 당업계에 일반적으로 알려진 다수의 수단 중 어느 것에 의해 함께 부착될 수 있다. 이러한 방법의 비 제한적인 예는 공-압출 및 라미네이션이다. 예를 들어, 미국 특허 제7,829,783호; 제8,062,744호 및 제7,985,919호를 참조한다. 또한, 미국 특허 공보 제2011/0043901호를 참조한다.
본 발명은, 제1 층과 제2 층이 서로 인접하는 것을 제공한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 제1 층과 제2 층은 서로 접촉하고 이들 사이에 배치된 추가 물질이 없다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 층과 제2 층 사이에 투명 층이 있다.
본 발명은, 투명한 상부 층, 다층 백시트 및 상기 투명한 상부 층과 상기 다층 백시트 사이에 배치된 적어도 하나의 캡슐제 매입된 광전지를 포함하는 광전지 모듈을 제공한다. 본 발명의 투명한 상부 층은 당업자에게 알려진 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다. 그것은 플라스틱 또는 유리로 구성될 수 있다. 적합한 플라스틱의 비 제한적인 예는 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 및/또는 바람직하게 자외선(UV) 스펙트럼에서 장기 불투명도(long-term opacity), 광-트래핑 표면 형상(light-trapping surface geometry), 및 약 20 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는, 낮은 헤이즈, 광학적으로 투명한, 투습 저항 배리어 플라스틱 필름을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 캡슐제는 광전지를 광전지 모듈에 매입하는데 적합한 것으로 당업자에게 공지된 임의의 물질을 나타낸다. 이러한 물질의 비 제한적인 예는, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 또는 폴리비닐 부티랄(PVB)과 같은 투명성이 높은 전기적 절연 수지, 또는 폴리아민, 폴리아미드, 아미도아민, 또는 지환성 아민으로 경화된 비스페놀-A와 같은 투습 저항 에폭시 수지, 그리고 이러한 수지 및 기타 일반적인 태양전지 모듈 캡슐제의 모든 개질된 버전을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 제7,829,783호 및 제7,985,919호를 참조한다.
또한, 본 발명은 적외선 반사(IR) 안료를 포함하는 층 및 인접한 백킹 층을 포함하는 광전지 모듈을 위한 다층 백시트를 제공한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 이러한 백킹 층은 백색이다. 본 발명의 다층 백시트는 인접한 백색 백킹 층이 없는 유사한 백시트보다 더 적외선 광을 반사한다. 또한, 본 발명의 상기 다층 백시트를 포함하는 광전지 모듈은 인접한 백색 백킹 층이 없는 상기 유사한 백시트를 포함하는 광전지 모듈보다 더 낮은 작동 온도를 갖는다. 본 발명의 광전지 모듈은 본 명세서에 개시된 본 발명의 다층 백시트의 실시양태 중 어느 것을 포함할 수 있다.
광전지, 광전지 모듈 및 백시트의 제조는 일반적으로 당업자에게 잘 알려져 있다. 예를 들어, Augustin McEvoy et al.의 Practical Handbook of Photovoltaics-Fundamentals and Applications(Academic Press, 1st Edition, 2011); 및 G.N.Tiwari과 Swapnil Dubey의 Fundamentals of Photovoltaic Modules and their Applications(RSC Publishing, 2010)을 참조한다.
이하의 실시예는 본 발명을 더 설명하지만, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
실시예 1 - 광전지 모듈 및 백시트의 제조
동일한 부품(예를 들어, 유리, EVA 캡슐제, 프레임 등으로 제조된 광전지, 투명 층 상부)을 사용하여 전체 크기(대략 1 m × 1.6 m) 광전지 모듈을 제조하였다. 모듈들 사이의 유일한 차이점은 사용된 백시트 이었다. (i) 어떤 적외선 반사(IR) 안료를 함유하지 않는 종래의 흑색 백시트를 갖는 모듈(음성 대조군), (ii) 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트를 갖는 모듈, (iii) 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트 및 백색 백킹 층을 갖는 모듈, 및 iv) 백색 백시트를 갖는 모듈(양성 대조군)을 제조하였다. 각 종류당 2개로, 전체 8개의 모듈을 제조하였다.
적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트는 이하와 같이 제조되었다. 안료 TiO2를 함유하는 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 수지의 약 25 ㎛의 두께의 백색 층을, (약 10 ㎛의 두께를 갖는) 폴리우레탄 접착제를 사용하여, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 약 125 ㎛ 두께 층에 적층 하였다. 그 다음, PET 층에 의해 형성된 이러한 2층 구조체의 면을, 동일한 접착제를 사용하여, 제품명 Black 40P925로 The Shepherd Color Company에서 판매되는 (이러한 층의 총 중량의) 약 6.25중량%의 흑색 안료를 포함하는 필수적으로 LLDPE 및 1-5중량%의 EVA의 혼합물로 구성된 약 100 ㎛ 두께 층에 적층 하였다. 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트 및 백색 백킹 층은 이하와 같이 제조했다. 상기의 2층 구조체를, 동일한 접착제를 사용하여, 필수적으로 LLDPE 및 1-5중량%의 EVA의 혼합물로 구성된 약 150 ㎛ 두께 층에 적층 하였다. 이러한 150 ㎛ 두께 층은, 임의의 접착제를 사용하지 않는 취입 공-압출(blown co-extrusion)에 의해 동시에 제조된 제1 층 및 제2 층(즉, 백킹 층)으로 구성된다. ECTFE/PET 2층 구조체로부터 떨어져서 대면하는 제1 층은 약 40 ㎛의 두께를 갖고, 제품명 Black 40P925로 The Shepherd Color Company에서 판매되는 적외선 반사(IR) 흑색 안료를 (그 제1 층의 총 중량의) 약 8중량% 포함한다. ECTFE/PET 2층 구조체로 향하여 대면하는 제2 층은 약 110 ㎛의 두께를 갖고, 백색 안료 TiO2를 (그 제2 층의 총 중량의) 약 15중량% 포함한다. 임의의 적외선 반사(IR) 안료를 함유하지 않는 종래의 흑색 백시트(음성 대조군) 및 백색 백시트(양성 대조군)는, 각각 안료 카본 블랙(1%) 및 TiO2(15%)가 사용될 것을 제외하고는, 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트이며 백색 백킹 층을 갖지 않는 것으로서 제조되었다. 사용된 모든 안료는 중합체가 층으로 압출되기 전에 폴리머에 첨가되어 혼합되었다.
실시예 2 - 광전지 모듈 및 백시트의 시험
실외의 랙(rack)에 모듈을 장착하고 모듈을 소자(element)에 노출시켰다. 하루에 걸쳐 여러 지점에서 모듈의 온도를 측정하였다. 또한, 시험기간에 걸쳐 주위 온도를 기록하였다. 모듈의 유리 상부 층의 표면에 열전대(thermocouple)를 연결하고, 또한 광전지 우측 뒤에 각각의 모듈의 중심에 열전대를 매입하였다. 온도 측정(도 1 참조)은, 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 백시트를 갖는 광전지 모듈이 적외선 반사(IR) 안료를 함유하지 않는 백시트를 갖는 광전지 모듈보다 더 낮은 작동 온도를 갖는 것을 나타낸다. 또한, 이러한 온도 차이를 시간에 따라 측정하였다(도 2 참조). 태양 광에 반응하여 시험된 광전지 모듈에 의해 생성된 전압의 측정은, 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 백시트를 갖는 광전지 모듈이 적외선 반사(IR) 안료를 함유하지 않는 백시트를 갖는 광전지 모듈보다 더 높은 전압을 생성하는 것을 나타내었다(도 3 참조).
(1) 적외선 반사(IR) 안료를 함유하지 않는 종래의 흑색 백시트(음성 대조군), (2) 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트, (3) 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트 및 백색 백킹 층, 및 iv) 백색 백시트(양성 대조군)에 대한 반사율의 측정은, 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트 및 백색 백킹 층이 적외선 반사(IR) 안료를 함유하는 흑색 백시트이며 백색 백킹 층을 갖지 않는 것보다 더 적외선 광을 반사하는 것을 나타내었다(도 4 참조). 이하에서 더 설명되는 바와 같이, Varian Cary 5E UV-Vis-NiR 분광 광도계 및 적분 구를 사용하여 ASTM E424 방법 A에 의해 입사광의 퍼센트로 반사율을 결정하였다. 110 mm 직경의 적분 구를 사용하는 경우, 베이스라인 측정은 BaSO4 백색 타일을 사용하여 얻어졌다. 베이스라인이 확립되면, 4 인치 × 4 인치 백시트 샘플을 적분 구 포트에 평평하게 장착하여서, 빛이 탈출하지 못하도록 샘플이 전체 포트 영역을 덮는 것을 확인한다. 일반적으로 광전지의 대향 측면이 입사광 빔을 직면하도록, 백시트 샘플을 장착하였다. 그 다음, 250 nm 내지 2500 nm의 분광 범위에 걸쳐서 각 샘플에 대한 반사율 측정을 얻었다.

Claims (10)

  1. 약 1000 nm 내지 약 2100 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 25% 초과의 반사율, 및 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 35% 미만의 반사율을 갖는 제1 층; 및
    약 380 nm 내지 약 2000 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 50% 초과의 반사율을 갖는 제2 층을 포함하며,
    상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 인접하는,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층은 적외선 반사 안료를 포함하는,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적외선 반사 안료는 무기 안료인,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 20% 미만의 반사율을 갖고,
    상기 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 80% 초과의 반사율을 갖는,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무기 안료가 혼합 금속 산화물인,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 적외선 반사 안료는 상기 제1 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 20중량%의 농도로 존재하는,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 층은 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가지고,
    상기 제2 층은 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 갖는,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 층 및 상기 제2 층은 각각 폴리머를 포함하는,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 어느 파장을 갖는 광에서 50% 초과의 반사율 및 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 10% 미만의 반사율을 가지고;
    상기 제2 층은 약 380 nm 내지 약 750 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 90% 초과의 반사율을 가지고;
    상기 적외선 반사 안료는 상기 제1 층의 총 중량의 약 1중량% 내지 약 14중량%의 농도로 존재하며;
    상기 제1 층은 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가지고, 상기 제2 층은 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 갖는,
    광전지 모듈용 다층 백시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 층은 약 1250 nm 내지 약 1550 nm의 파장을 갖는 모든 광에서 60% 초과의 반사율을 가지며;
    상기 제1 층 및 상기 제2 층은 각각 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함하는,
    광전지 모듈용 다층 백시트.

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