KR20150026952A - 태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트 및 그를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법 - Google Patents

태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트 및 그를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법 Download PDF

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준이치 츠카다
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Abstract

본 발명은 각각 강성 또는 가요성을 갖는 수광면 패널 및 배면 패널 사이에 배치되는 복수의 태양 전지 셀을 밀봉하는 실리콘 접착제 시트이며, 경화 후의 실리콘 접착제 시트를 수광면 패널과의 JIS K6256에 의한 180도 필 접착 강도가 2.5N/cm 이상인 것을 특징으로 하는 미가황 상태의 태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트를 제공한다.
본 발명의 실리콘 고무 조성물을 포함하는 접착제 시트는 압출 성형, 캘린더 성형 등이 가능한 밀라블(millable) 타입의 접착제 시트이고, 수광면 패널, 제1 실리콘 접착제 시트, 복수의 태양 전지 셀, 제2 실리콘 접착제 시트, 및 배면 패널을 적층하여 진공 라미네이터를 이용하여 모듈화할 수 있다. 또한, 접착성도 양호하고, 라미네이트 종료 후, 셀의 밀봉성이 높은 모듈을 종래의 액상 실리콘을 이용하지 않고 간편하게 얻을 수 있다.

Description

태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트 및 그를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법{SILICONE ADHESIVE SHEET FOR SEALING A SOLAR CELL AND METHOD FOR PRODUCING A SOLAR CELL MODULE USING THE SAME}
본 발명은 특히 단결정 실리콘이나 다결정 실리콘을 이용하여 형성된 태양 전지를 신뢰성 높게 밀봉하는 데 유용한 실리콘 접착제 시트, 및 이를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 태양광을 이용한 에너지 자원으로서 태양광 발전에 대한 관심이 높아지고 있다. 여기서 태양 전지의 발전 소자는 일반적으로 실리콘 등의 반도체를 포함하고, 태양 전지 모듈은 개개의 태양 전지 셀을 전기적으로 상호 접속한 상태에서 수광면 유리 기판 등에 적재된다.
이 때, 태양 전지 셀은 그 광이 닿는 표면 또는 이면측이 봉입 재료로 덮임으로써, 외적 환경, 예를 들면 비, 바람, 눈, 먼지 등으로부터 보호받게 된다. 봉입 재료로서 일반적으로는 시트상이어서 취급하기 쉽고, 저비용 등의 관점에서 열가소성 수지인 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA)가 사용되고 있다. EVA를 이용하여 태양 전지를 모듈화하는 것은 수광면/EVA 시트/태양 전지 셀/EVA/배면 패널(백 시트)을 적층한 것을 진공 라미네이터에 넣고, 130 내지 150℃에서 15 내지 30분 프레스하는 방법이 일반적이다.
그러나, 밀봉재로서 EVA를 사용한 경우, 특히 고온 고습 환경 하에서 아세트산이 발생하기 때문에, 이 발생 아세트산이 원인이 되어 태양 전지 셀 전극을 부식하는 등의 영향에 의해 발전 성능이 열화된다는 문제가 있었다. 특히, 태양 전지는 수십년 단위의 장기 사용이 기대되기 때문에, 경시 열화는 보증의 관점에서 조속한 해소가 요망되고 있다.
또한, EVA는 상기 문제에 그치지 않고, UV 내성이 낮아, 장기간 옥외에 폭로됨으로써 변색이 생겨 황색 또는 갈색이 되기 때문에, 외관을 손상시킨다는 문제도 있었다.
이들 문제가 생기지 않는 밀봉재로서 실리콘을 들 수 있다. 예를 들면, 실리콘을 밀봉재로서 사용한 경우, 아세트산의 발생이 없음으로써 전극 부식이 억제될 뿐만 아니라, 황색 또는 갈색의 변색 문제도 해소된다. 또한, EVA와 같이 저온에서 탄성률이 급격히 상승하는 것과 같은 일이 없고, 전극의 접속의 신뢰성도 높아진다. 예를 들면, 비특허문헌 1에서는, 옥외에 29년 폭로된 실리콘 밀봉 태양 전지 모듈의 재평가가 행해져, 최대 출력의 저하가 불과 -0.22％/년으로 매우 높은 신뢰성을 갖는 것이 소개되어 있다.
실리콘 밀봉 태양 전지를 얻기 위해, 지금까지 다양한 밀봉 방법이 검토되어 왔다. 일본 특허 공표 2007-527109호 공보(특허문헌 1)에서는 기판 상에 코팅된 액상의 실리콘 재료 상 또는 실리콘 재료 중에, 접속된 태양 전지를 다축 로봇에 의해 배치하고, 그 후에 실리콘 재료를 경화함으로써 기포를 넣지 않고 봉입하는 것이 제안되어 있다. 또한, 일본 특허 공표 2011-514680호 공보(특허문헌 2)에서는, 이동 가능한 플레이트를 가진 셀 프레스를 사용하여, 진공 하에서 태양 전지 셀을 경화 또는 반경화의 실리콘 상에 배치함으로써 기포를 넣지 않고 봉입하는 것이 제안되어 있다. 한편, 국제 공개 2009/091068호(특허문헌 3)에서는, 유리 기판에 밀봉제, 태양 전지 소자, 실리콘 액상 물질을 배치하고, 마지막으로 이면 보호 기판을 겹쳐서 가적층체로 하고, 실온의 진공 하에서 가압 밀착시켜 밀봉하는 방법이 제안되어 있지만, 이 방법에서는 태양 전지 모듈의 실용 크기로의 전개는 어렵다고 생각된다. 그러나, 어느 방법에서든 태양 전지 셀 밀봉 공정에 있어서 액상 실리콘을 도포 또는 포팅하는 번잡한 공정을 포함한다. 이것은 최근 태양 전지의 모듈화에 EVA 시트를 이용하고 있는 제조 업체에서는 도저히 받아들일 수 없는 현실이 있다. 또한, 도포, 포팅에 최적인 저점도의 실리콘을 이용한 경화물은 EVA에 비해 물리 강도가 약하고, 또한 접착 강도도 낮다는 점에서, 장기간의 옥외 폭로 또는 가속 열화 시험(85℃/85％ RH)에서의 밀봉 신뢰성의 확보가 과제가 된다.
일본 특허 공표 2007-527109호 공보 일본 특허 공표 2011-514680호 공보 국제 공개 2009/091068호
이토 아쯔오, 오와다 히로토, 후리하타 도모요시, 김향배, 야마카와 나오키, 야기누마 아쯔시, 이마타키 도모오, 와타나베 모모키, 사카모토 사다오: 제9회 차세대 태양광 발전 시스템 심포지움 예고집, 2012, p.54
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 특히 수광면 패널과의 접착 강도가 높은 실리콘 고무 조성물을 시트상으로 가공하고, 이 시트를 통하여 태양 전지 셀을 밀봉함으로써, 취급이 용이하고 밀봉성이 높은 태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트 및 그를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 수광면 패널에 대한 경화물의 접착 강도가 2.5N/cm 이상인 실리콘 고무 조성물을 시트상으로 가공하여 실리콘 접착제 시트를 형성하고, 수광면 패널, 제1 실리콘 접착제 시트, 복수의 태양 전지 셀(태양 전지 스트링스), 제2 실리콘 접착제 시트, 배면 패널을 적층하고, 진공·가열 하에서 가압함으로써, 종래의 액상 실리콘을 이용하지 않고 태양 전지 모듈이 얻어지는 것을 발견하여 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명은 하기의 태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트 및 그를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공한다.
〔1〕각각 강성 또는 가요성을 갖는 수광면 패널 및 배면 패널의 사이에 배치되는 복수의 태양 전지 셀을 밀봉하는 실리콘 접착제 시트로서, 경화 후의 실리콘 접착제 시트와 수광면 패널의 JIS K6256에 의한 180도 필 접착 강도가 2.5N/cm 이상인 것을 특징으로 하는 미가황 상태의 태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트.
〔2〕(A)
Figure pat00001
(식 중, R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, a는 1.95 내지 2.05의 양수임)
로 표시되고, 중합도가 100 이상인 오르가노폴리실록산 100 질량부,
(B) 비표면적이 50m2/g 이상인 보강성 실리카 10 내지 150 질량부,
(C) 1분자 중에 규소 원자와 결합한 수소 원자를 적어도 2개 함유하고, 알콕시기, 에폭시기, (메트)아크릴기를 함유하지 않는 오르가노하이드로젠폴리실록산 0.1 내지 30 질량부,
(D) 히드로실릴화 반응 촉매 촉매량,
(E) 접착 부여제 0 내지 10 질량부
를 함유하는 실리콘 고무 조성물을 포함하는 〔1〕에 기재된 실리콘 접착제 시트.
〔3〕(E) 성분의 배합량이 (A) 성분 100 질량부에 대하여 0.01 내지 10 질량부이고, (E) 성분이 알콕시기, 에폭시기, 아크릴(메타크릴)기 중 어느 하나를 1개 이상 포함하는 〔2〕에 기재된 태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트.
〔4〕두께가 0.3 내지 2.5mm인 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 하나에 기재된 실리콘 접착제 시트.
〔5〕캘린더 롤 또는 압출 성형 가공에 의해 형성된 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 하나에 기재된 실리콘 접착제 시트.
〔6〕수광면 패널, 〔1〕 내지 〔5〕 중 어느 하나에 기재된 제1 실리콘 접착제 시트, 복수의 태양 전지 셀, 〔1〕 내지 〔5〕 중 어느 하나에 기재된 제2 실리콘 접착제 시트, 배면 패널을 적층한 후, 진공 라미네이터를 이용하여 진공 하에 가열 가압함으로써 모듈화하는 것을 특징으로 하는, 태양 전지가 제1 및 제2 실리콘 접착제 시트의 경화물에 의해 밀봉된 실리콘 밀봉 태양 전지 모듈의 제조 방법.
〔7〕〔6〕에 기재된 제조 방법에 의해 얻어진 실리콘 밀봉 태양 전지 모듈.
본 발명의 실리콘 고무 조성물을 포함하는 접착제 시트는 압출 성형, 캘린더 성형 등이 가능한 밀라블(millable) 타입의 접착제 시트이며, 수광면 패널, 제1 실리콘 접착제 시트, 복수의 태양 전지 셀, 제2 실리콘 접착제 시트, 및 배면 패널을 적층하여 진공 라미네이터를 이용하여 모듈화할 수 있다. 또한, 접착성도 양호하고, 라미네이트 종료 후, 셀의 밀봉성이 높은 모듈을 종래의 액상 실리콘을 이용하지 않고 간편하게 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실리콘 밀봉 태양 전지 모듈의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른, 진공 라미네이터에 세팅하는 적층체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 접착 시험용 피착체 유리에 마스킹 테이프를 붙인 예를 나타내는 평면도이다.
도 4는 접착 시험편의 단면도이다.
도 5는 접착 시험의 도중 상태를 나타내는 단면도이다.
본 발명에 따른 실리콘 접착제 시트는 복수의 태양 전지 셀(상기 복수의 셀을 서로 접속하여 이루어지는 태양 전지 스트링스)을 밀봉하기 위한 것이다. 태양 전지 셀을 밀봉한 실리콘 접착제 시트는, 수광면 패널과 이면 패널에 샌드위치되어 태양 전지 모듈이 형성되는 것이다.
도 1은 이러한 실리콘 밀봉 태양 전지 모듈의 일례를 나타내는 것으로, 도면 중 (1)이 수광면 패널, (2)가 이면 패널, (3)이 태양 전지 셀 스트링스이고, (10)이 실리콘 접착제 시트이다.
여기서, 태양 전지 스트링스가 밀봉되어 있는 상태의 실리콘 접착제 시트는 가황(경화)된 것(경화 시트)이고, 본 발명에 따른 실리콘 접착제 시트는 미가황의 실리콘 고무 조성물을 포함하는 실리콘 접착제 시트(미경화 시트)이지만, 그의 경화 후의 실리콘 접착제 시트(경화 시트)와 수광면 패널의 180도 필 접착 강도가 JIS K6256에 의한 측정법으로 2.5N/cm 이상, 바람직하게는 3.0N/cm 이상인 것이다. 그의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 통상 10N/cm 이하이다.
이 경우, 실리콘 고무 조성물의 경화형은 어느 것이어도 좋고, 유기 과산화물 경화형, 자외선 경화형, 축합 반응 경화형 등을 들 수 있지만, 특히 부가 반응 경화형의 것이 반응 부생성물에 의한 변색의 우려가 없다는 점에서 바람직하다.
이 부가 경화형의 실리콘 고무 조성물로서는,
(A)
Figure pat00002
(식 중, R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, a는 1.95 내지 2.05의 양수임)
로 표시되고, 중합도가 100 이상인 오르가노폴리실록산 100 질량부,
(B) 비표면적이 50m2/g 이상인 보강성 실리카 10 내지 150 질량부,
(C) 1분자 중에 규소 원자와 결합한 수소 원자를 적어도 2개 함유하고, 알콕시기, 에폭시기, (메트)아크릴기를 함유하지 않는 오르가노하이드로젠폴리실록산 0.1 내지 30 질량부,
(D) 히드로실릴화 반응 촉매 촉매량,
(E) 접착 부여제 0 내지 10 질량부
를 함유하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 실리콘 고무 조성물에 있어서, (A) 성분은 하기 평균 조성식 (I)로 표시되는 중합도가 100 이상인 오르가노폴리실록산이다.
Figure pat00003
(식 중, R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, a는 1.95 내지 2.05의 양수임)
상기 평균 조성식 (I) 중, R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, 통상 탄소수 1 내지 12, 특히 탄소수 1 내지 8의 것이 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 비닐기, 알릴기, 프로페닐기 등의 알케닐기, 시클로알케닐기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기, 벤질기, 2-페닐에틸기 등의 아르알킬기, 또는 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 할로겐 원자 또는 시아노기 등으로 치환한 기를 들 수 있고, 메틸기, 비닐기, 페닐기, 트리플루오로프로필기가 바람직하고, 특히 메틸기, 비닐기가 바람직하다. 또한, (메트)아크릴기는 포함하지 않는다.
구체적으로는, 상기 오르가노폴리실록산의 주쇄가 디메틸실록산 단위의 반복을 포함하는 것, 또는 이 주쇄를 구성하는 디메틸실록산 단위의 반복을 포함하는 디메틸폴리실록산 구조의 일부에 페닐기, 비닐기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 갖는 디페닐실록산 단위, 메틸페닐실록산 단위, 메틸비닐실록산 단위, 메틸-3,3,3-트리플루오로프로필실록산 단위 등을 도입한 것 등이 바람직하다.
특히, 오르가노폴리실록산은 1분자 중에 2개 이상의 알케닐기, 시클로알케닐기 등의 지방족 불포화기를 갖는 것이 바람직하고, 특히 비닐기인 것이 바람직하다. 이 경우, 전체 R1 중 0.01 내지 20몰％, 특히 0.02 내지 10몰％가 지방족 불포화기인 것이 바람직하다. 또한, 이 지방족 불포화기는 분자쇄 말단에서 규소 원자에 결합해 있을 수도 있고, 분자쇄의 도중의 규소 원자에 결합해 있을 수도 있고, 그 둘 다일 수도 있지만, 적어도 분자쇄 말단의 규소 원자에 결합하고 있는 것이 바람직하다. 또한, a는 1.95 내지 2.05, 바람직하게는 1.98 내지 2.02, 보다 바람직하게는 1.99 내지 2.01의 양수이다.
(A) 성분의 오르가노폴리실록산은, 분자쇄 말단이 트리메틸실록시기, 디메틸페닐실록시기, 디메틸히드록시실록시기, 디메틸비닐실록시기, 메틸디비닐실록시기, 트리비닐실록시기 등의 트리오르가노실록시기로 봉쇄된 것을 바람직하게 들 수 있다.
특히 바람직한 것으로서는 메틸비닐폴리실록산, 메틸페닐비닐폴리실록산, 메틸트리플루오로프로필비닐폴리실록산 등을 들 수 있다.
이러한 오르가노폴리실록산은, 예를 들면 오르가노할로게노실란의 1종 또는 2종 이상을 (공)가수분해 축합함으로써, 또는 환상 폴리실록산(실록산의 3량체, 4량체 등)을 알칼리성 또는 산성의 촉매를 이용하여 개환 중합함으로써 얻을 수 있다. 이들은 기본적으로 직쇄상의 디오르가노폴리실록산이지만, (A) 성분으로서는 분자량(중합도)이나 분자 구조가 다른 2종 또는 3종 이상의 혼합물일 수도 있다.
또한, 상기 오르가노폴리실록산의 중합도는 100 이상, 바람직하게는 100 내지 100,000, 특히 바람직하게는 3,000 내지 20,000이다. 또한, 이 중합도는 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 분석에 의한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 중합도로서 측정할 수 있다.
(B) 성분의 BET 비표면적 50m2/g 이상의 보강성 실리카는 가황 전후의 기계적 강도가 우수한 고무 조성물을 얻기 위해 첨가되는 것이다. 이 경우, 실리콘 고무 조성물의 투명성 향상을 위해서는, BET 비표면적이 200m2/g 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 250m2/g 이상이다. BET 비표면적이 200m2/g 미만이면, 경화물의 투명성이 떨어지는 경우가 있다. 또한, 그의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 통상 500m2/g 이하이다. 단, 배면 패널측의 접착제 시트에 대해서는, 투명성을 필요로 하지 않는 경우 BET 비표면적이 50m2/g 이상인 것으로 충분하다.
이러한 (B) 성분의 보강성 실리카로서는, 연무질 실리카(건식 실리카 또는 퓸드 실리카), 침강 실리카(습식 실리카) 등을 들 수 있다. 또한, 이들 표면을 클로로실란, 알콕시실란, 헥사메틸디실라잔 등으로 소수화 처리한 것도 바람직하게 이용된다. 특히 헥사메틸디실라잔에 의한 처리가, 투명성이 높아져 바람직하다. 투명성을 높이기 위해서는, 보강성 실리카로서 연무질 실리카의 사용이 바람직하다. 보강성 실리카는 1종 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상을 병용할 수도 있다.
(B) 성분의 보강성 실리카로서는 시판품을 사용할 수 있고, 예를 들면 에어로실 130, 에어로실 200, 에어로실 300, 에어로실 R-812, 에어로실 R-972, 에어로실 R-974 등의 에어로실 시리즈(닛본 에어로실(주) 제조), 캐보실(Cabosil) MS-5, MS-7(캐봇사 제조), 레올로실 QS-102, 103, MT-10(도꾸야마사 제조) 등의 표면 미처리 또는 표면 소수화 처리된(즉, 친수성 또는 소수성의) 퓸드 실리카나, 도쿠실 US-F(도꾸야마사 제조), 닙실(NIPSIL)-SS, 닙실-LP(닛본 실리카(주) 제조) 등의 표면 미처리 또는 표면 소수화 처리된 침강 실리카 등을 들 수 있다.
(B) 성분의 보강성 실리카의 배합량은, (A) 성분의 오르가노폴리실록산 100 질량부에 대하여 10 내지 150 질량부이고, 바람직하게는 30 내지 120 질량부이고, 더욱 바람직하게는 50 내지 100 질량부이다. (B) 성분의 배합량이 너무 적은 경우에는 가황 전후의 보강 효과가 얻어지지 않고, 또한 실리콘 접착제의 경화 후의 투명성이 저하된다. 너무 많은 경우, 실리콘 중합체 중으로의 실리카의 분산이 곤란해지는 동시에 시트상으로의 가공성이 나빠질 우려가 있다.
본 발명의 실리콘 고무 조성물의 (C) 성분의 오르가노하이드로젠폴리실록산은 1분자 중에 규소 원자와 결합한 수소 원자(SiH기)를 적어도 2개 함유하는 것으로, 하기 평균 조성식 (II)으로 표시되는 종래부터 공지된 오르가노하이드로젠폴리실록산이 적용 가능하다.
Figure pat00004
(여기서, R2는 탄소수 1 내지 6의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, 바람직하게는 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 것이다. 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등의 알킬기, 시클로헥실기, 시클로헥세닐기, 페닐기 등의 비치환된 1가 탄화수소기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 시아노메틸기 등의 상기 1가 탄화수소기의 수소 원자의 적어도 일부가 할로겐 원자나 시아노기로 치환된 치환 알킬기 등의 치환된 1가 탄화수소기이다. 또한, 알콕시기, 에폭시기, (메트)아크릴기는 함유하지 않는다. b는 0.7 내지 2.1, c는 0.01 내지 1.0, 또한 b+c는 0.8 내지 3.0, 바람직하게는 b는 0.8 내지 2.0, c는 0.2 내지 1.0, 또한 b+c는 1.0 내지 2.5를 만족시키는 양수로 표시된다)
또한, 오르가노하이드로젠폴리실록산의 분자 구조는 직쇄상, 환상, 분지상, 삼차원 메쉬형 중 어느 구조여도 좋다. 이 경우, 1분자 중의 규소 원자의 수(또는 중합도)는 2 내지 300개, 특히 4 내지 200개 정도의 실온에서 액상인 것이 바람직하게 이용된다. 또한, 규소 원자에 결합하는 수소 원자(SiH기)는 분자쇄 말단에 있을 수도 있고, 측쇄에 있을 수도 있으며, 그 둘 다에 있을 수도 있고, 1분자 중에 적어도 2개(통상 2 내지 300개), 바람직하게는 3개 이상(예를 들면 3 내지 200개), 보다 바람직하게는 4 내지 150개 정도 함유하는 것이 사용된다.
상기 (C) 성분의 오르가노하이드로젠폴리실록산으로서 구체적으로는 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라메틸시클로테트라실록산, 메틸하이드로젠시클로폴리실록산, 메틸하이드로젠실록산·디메틸실록산 환상 공중합체, 트리스(디메틸하이드로젠실록시)메틸실란, 트리스(디메틸하이드로젠실록시)페닐실란, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로젠폴리실록산, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로젠실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸하이드로젠실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 양쪽 말단 디메틸하이드로젠실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로젠실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로젠실록산·디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로젠실록산·디페닐실록산·디메틸실록산 공중합체, 환상 메틸하이드로젠폴리실록산, 환상 메틸하이드로젠실록산·디메틸실록산 공중합체, 환상 메틸하이드로젠실록산·디페닐실록산·디메틸실록산 공중합체, (CH3)2HSiO1 /2 단위와 SiO4 /2 단위를 포함하는 공중합체, (CH3)2HSiO1 /2 단위와 SiO4 /2 단위와 (C6H5)SiO3 /2 단위를 포함하는 공중합체 등이나 상기 각 예시 화합물에 있어서, 메틸기의 일부 또는 전부가 에틸기, 프로필기 등의 다른 알킬기나 페닐기 등의 아릴기로 치환된 것 등을 들 수 있다.
이 오르가노하이드로젠폴리실록산의 배합량은 (A) 성분의 오르가노폴리실록산 100 질량부에 대하여 0.1 내지 30 질량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 질량부, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 10 질량부로 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 오르가노하이드로젠폴리실록산은 (A) 성분 중의 규소 원자에 결합한 알케닐기에 대한 (C) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자(즉, SiH기)의 몰비(이하, SiH/SiVi의 몰비라 함)가 0.5 내지 15몰/몰, 바람직하게는 3 내지 12몰/몰, 보다 바람직하게는 4 내지 10몰/몰이 되는 양으로 배합하는 것이 바람직하다.
(D) 성분의 히드로실릴화 반응 촉매는 공지된 것이 적용 가능하고, 예를 들면 백금흑, 염화제2백금, 염화백금산, 염화백금산과 1가 알코올의 반응물, 염화백금산과 올레핀류의 착체, 백금 비스아세토아세테이트 등의 백금계 촉매, 팔라듐계 촉매, 로듐계 촉매 등을 들 수 있다. 또한, 이 히드로실릴화 반응 촉매의 배합량은 촉매량으로 할 수 있고, 통상 백금족 금속 질량으로 환산하여, (A) 성분과 (C) 성분의 합계에 대하여 5 내지 100ppm의 범위가 바람직하다. 1ppm 미만이면 부가 반응이 충분히 진행되지 않아 경화가 불충분해질 우려가 있고, 1,000ppm을 초과하는 양을 첨가하는 것은 비경제적이다.
(E) 성분은, 태양 전지 패널이나 태양 전지 셀, 또는 표면이 불소 수지를 포함하는 백 시트에 대한 접착력 향상을 위해 첨가되는 것으로서, 알콕시기, 에폭시기, 아크릴(메타크릴)기 중 어느 하나 이상의 것을 포함하는 화합물인 것이 바람직하고, 이에 더하여 SiH기를 갖는 것이 더욱 바람직하다. (E) 성분의 첨가량은 (A) 성분 100 질량부에 대하여 0 내지 10 질량부인 것이 바람직하고, 배합하는 경우에는 0.01 내지 10 질량부, 바람직하게는 0.01 내지 8 질량부, 보다 바람직하게는 0.2 내지 5 질량부이다.
(E) 성분은 구체적으로는, 하기에 나타내는 것이 예시된다.
Figure pat00005
이들 접착 부여제를 미량 첨가함으로써, 수광면 패널로서 널리 사용되는 유리, 및 동일한 세라믹에 포함되는 태양 전지 셀 표면(SiN막)이나 이면 전극(Al)에 대한 접착성도 향상되고, 가속 열화 시험, 예를 들면 85℃/85％ RH 조건 하 방치 후의 접착성도 유지된다고 생각된다. 또한, 이들 접착 성분을 첨가한 경우라도 (C), (E) 성분의 오르가노하이드로젠폴리실록산 총량은 (A), (E) 성분 중의 규소 원자에 결합한 알케닐기 및 (메트)아크릴기의 합계에 대한 (C), (E) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자(즉, SiH기)의 합계 몰비(SiH/SiVi의 몰비)가 0.5 내지 15몰/몰, 바람직하게는 3 내지 12몰/몰, 보다 바람직하게는 4 내지 10몰/몰이 되는 양으로 배합하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실리콘 접착제 조성물(실리콘 고무 조성물)에는, 상기 반응 촉매 이외에 경화 속도를 조정할 목적으로 부가 반응 제어제를 첨가할 수도 있다. 구체적으로는, 에티닐시클로헥산올이나 테트라메틸테트라비닐시클로테트라실록산을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서, 난연성 부여제, UV 흡수제, 착색제 등을 첨가할 수 있다.
본 발명의 실리콘 접착제 조성물은, 상술한 성분의 소정량을 2축 롤, 혼련기, 벤버리 믹서 등으로 혼련함으로써 얻을 수 있다.
이와 같이 제조된 실리콘 접착제 조성물은 가소도 150 내지 1,000, 바람직하게는 200 내지 800, 보다 바람직하게는 250 내지 600이다. 가소도가 150보다 작으면 미경화 시트의 형상 유지가 곤란해지거나, 태크가 강하여 사용하기 어려워진다. 또한, 1,000을 초과하면 퍼석퍼석해져 시트화 공정이 곤란해진다. 또한, 가소도는 JIS K6249에 준한 방법으로 측정된 것이다.
본 발명의 실리콘 접착제 조성물을 시트상으로 성형하는 경우, 성형 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 압출 성형, 캘린더 성형 등이 이용된다. 이 때, 실리콘 접착제 시트의 두께는 0.3 내지 2.5mm, 보다 바람직하게는 0.3 내지 1.0mm이다. 0.3mm보다 얇은 경우, 후속 공정인 가열 경화·태양 전지 셀의 밀봉 공정에서 취출 전극이나 버스바 전극의 요철을 공극없이 밀봉하는 것이 곤란한 경우가 있고, 2.0mm보다 두꺼우면 접착제 시트의 질량이 높아져, 결과적으로 모듈의 질량이 증가하게 된다.
본 발명에 따른 실리콘 접착제 시트는 미경화 상태이기 때문에, 이른바 태양 전지용 EVA와 같은 표면이 매끈한 것이 아니라, 표면 태크를 가져 변형 가능한 것이다. 따라서, 시트화할 때, 적어도 한쪽 면에 라미네이트 필름을 실시하고, 권취 시에 시트끼리가 접착하지 않도록 가공하는 것이 바람직하다. 그리고, 모듈화 시에는 라미네이트 필름을 벗겨서 사용한다.
이하, 본 발명에 따른 태양 전지의 모듈화 방법에 대하여 설명한다. 모듈화는 주로, i) 수광면측 패널 적층체의 형성, ii) 배면측 패널 적층체의 형성, iii), i) 및 ii)의 패널 적층체의 접합, iv) 진공 라미네이터를 이용한 태양 전지 셀의 봉입의 4 공정을 포함한다.
여기서, 수광면 패널이란, 태양광을 입사시키는 측이 되는 투명 부재이지만, 장기간 옥외 폭로되는 점에서 투명성, 내후성, 내충격성이 우수한 것이 요구된다. 수광면 패널로서는, 예를 들면 백판 강화 유리, 아크릴 수지, 불소 수지 또는 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있고, 특히 두께 3 내지 5mm 정도의 백판 강화 유리가 바람직하다.
또한, 태양광 입사와 반대측이 되는 면인 배면측 패널에는, 상기 표면 패널과 마찬가지의 유리 외에도, 불소 수지나 PET 수지의 적층체를 포함하는 TPT 등의 백 시트도 사용할 수 있다. 또한, 태양 전지 모듈 내에 생기는 부분적인 핫스팟 현상을 완화하기 위해, 구리, 알루미늄, 철 등의 금속 시트, 실리카를 비롯하여 산화티탄, 알루미나, 질화알루미늄 등 높은 열전도성을 갖는 재료를 담지한 합성 수지를 이용할 수도 있다.
[공정 i]
도 2에 나타낸 바와 같이, 수광면 패널(1)에 제1 미가황 실리콘 접착제 시트(10a)를 얹고, 그 위에 2 내지 60개의 태양 전지 셀이 접속된 셀 스트링스(3)를, 수광면을 밑으로 하도록 첩부한다. 이것을 수광면 패널 적층체로 한다. 여기서, 태양 전지 셀은 일반적인 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘 중에서 선택되는 1종 또는 2종의 실리콘 반도체를 이용하여 이루어지는 것으로, 태양 전지 셀 스트링스(3)는 여기서는 상기 태양 전지 셀을 탭선(4)으로 접속하여 조합 셀로 한 것을 들 수 있다.
[공정 ii]
배면 패널(2)에 제2 미경화 실리콘 접착제 시트(10b)를 첩부한다. 이것을 배면 패널 적층체로 한다.
[공정 iii]
수광면 패널 적층체의 셀 이면과 배면 패널 적층체의 실리콘 접착제 시트(10b)가 접하도록 접합시킨다.
[공정 iv]
공정 iii에서 제작한 「수광면 패널 적층체/배면 패널 적층체」를 진공 라미네이터에 세팅하고, 감압 공간 내에 일정 시간 탈포 후 가열하면서 가압하여 태양 전지 셀을 밀봉한다.
여기서, 「수광면 패널/배면 패널 적층체」를 감압 공간 내에 배치하는 경우, 그의 감압도는 특별히 제한되지 않지만, -0.08 내지 -0.10MPa인 것이 바람직하다. 또한, 가열·가압 조건도 적절히 선정되지만, 70 내지 150℃, 특히 100 내지 130℃의 가열 하, 3 내지 5분의 진공 감압 후에 대기압에서 5 내지 30분 가압하는 것이 바람직하다. 이 가압 시에 실리콘 접착제 시트(10a, 10b)는 가교하여, 수광면 패널, 제1 실리콘 접착제 시트(10a), 태양 전지 셀 스트링스(3), 제2 실리콘 접착제 시트(10b), 및 배면 패널(2)이 접착한다. 가열 온도가 70℃보다 낮은 경우, 경화 속도가 느려 성형 시간 내에 가황이 완전히 완료되지 않을 가능성이 있고, 150℃보다 높은 경우, 경화 속도가 빨라져, 진공 배기 시간 중에 경화가 시작됨으로써 수광면 또는 배면 패널과의 사이에 공극이 남을 가능성이 있다. 여기서, 효과적으로 진공 감압하기 위해 미경화 실리콘 접착제 시트에 「지브라 형상」 또는 「마름모꼴 형상」의 요철을 형성하는 것이 유효하다.
상기 공정을 거쳐 실리콘 밀봉 태양 전지가 모듈화된다. 이 모듈 주위에 알루미늄 합금이나 스테인리스 강재를 포함하는 프레임을 부착하고, 나사 등에 의해 고정함으로써, 내충격성이 부여된 모듈이 완성된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
디메틸실록산 단위 99.825몰％, 메틸비닐실록산 단위 0.15몰％, 디메틸비닐실록산 단위 0.025몰％를 포함하고, 평균 중합도가 약 8,000인 오르가노폴리실록산 100 질량부, BET 비표면적 300m2/g의 건식 실리카 아로실(Arosil) 300(닛본 에어로실(주) 제조) 70 질량부, 분산제로서 헥사메틸디실라잔 16 질량부, 물 4 질량부를 첨가하고, 혼련기로 혼련하고, 170℃에서 2시간 가열 처리하여 컴파운드를 제조하였다. 상기 컴파운드 100부에 대하여 부가 가교 경화제로서 C-25A(백금 촉매)/C-25B(오르가노하이드로젠폴리실록산)(모두 신에쓰 가가꾸 고교(주) 제조)를 각각 0.5 질량부/2.0 질량부를 2축 롤로 혼련 후 첨가하여 균일하게 혼합하여, 미경화 실리콘 접착제 조성물(실리콘 고무 조성물)을 얻었다. 또한, SiH/SiVi의 몰비는 5.4였다.
[접착력 측정 샘플의 제작]
도 3에 도시한 바와 같이, 125mm×25mm×5mm 두께의 청판 플로트 유리(5)의 표면에 70mm×25mm의 크기로 마스킹 테이프(6)를 붙였다(남은 55mm×25mm가 접착면). 이 유리를 금형 프레임에 넣고, 상기 균일하게 혼합한 실리콘 접착제 조성물 (7)을 두께가 1mm가 되도록 120℃, 70kgf/cm2의 조건으로 20분간 가열 경화하여, 도 4에 나타내는 접착력 측정 샘플을 얻었다.
[접착력의 측정]
스트로그래프(STROGRAPH) VE10(도요 세이끼(주) 제조)을 이용하여, 도 5에 나타낸 바와 같이 50mm/분의 속도로 고무와 유리를 잡아당겨 180도 필 시험을 행하였다.
[태양 전지 모듈의 시험 제작]
상기 미경화 실리콘 접착제 조성물을 2축 롤로 0.7mm 두께로 시팅하였다. 얻어진 실리콘 접착제 시트의 양면에 이시지마 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조의 다이아 엠보싱 필름(엠보싱 NEF 타입; 두께 0.15mm)의 엠보싱 롤면을 고무 롤로 압박하여, 2매의 실리콘 접착제 시트의 양면에 엠보싱 가공을 실시하였다.
다음으로, 상기 한쪽의 엠보싱 가공을 실시한 실리콘 접착제 시트의 한쪽 면의 엠보싱 필름을 박리한 후, 340mm×360mm의 수광면 패널로서 아사히 가라스(주) 제조의 백판 강화 유리 기판(이하, 유리 기판)에 고무 롤로 첩부하였다. 한편, 배면 패널로서, 250μm 두께의 단층의 PET 필름을 이용하여, 상기와 마찬가지로 하여 그의 한쪽 면에, 상기 다른 쪽의 엠보싱 가공을 실시한 실리콘 접착제 시트의 한쪽 면의 엠보싱 필름을 박리한 후, 고무 롤로 첩부하였다.
다음으로, 상기 유리 기판 상에 첩부한 한쪽의 실리콘 접착제 시트의 다른 한쪽 면의 엠보싱 필름을 박리한 후, 그 위에 태양 전지 소자를 종횡 방향으로 2행 2열로 접속한 합계 4직렬의 단결정 실리콘 태양 전지 셀 스트링스를 적재하고, 추가로 상기 배면 패널에 첩부한 다른 쪽의 실리콘 접착제 시트의 다른 한쪽 면의 엠보싱 필름을 박리한 후, 그의 박리면을 밑으로 하여 태양 전지 셀 스트링스 상에 적재하였다. 이에 따라, 수광면 유리/실리콘 접착제 시트/태양 전지 셀/실리콘 접착제 시트/투명 PET의 일체 적층체가 얻어졌다.
이 일체 적층체를 진공 라미네이터 장치에 넣고, 110℃ 가열 하, 3분간 감압한 후, 15분간 대기압에서 압착함으로써, 태양 전지 모듈이 얻어졌다. 이 태양 전지 모듈에 대하여 이하의 평가를 행하였다.
[태양 전지 모듈의 외관 평가(공극·셀 균열)]
수광면 유리와 경화한 실리콘 접착제 시트의 접착성을 평가하기 위해, 접착 계면에 커터의 날을 넣어 박리 시험을 행하였다. 이 때, 접착 양호한 것을 ○, 수광면 유리로부터 박리한 것을 ×로 하였다.
태양 전지 모듈을 85℃/85％로 500시간의 내구 시험을 행하여, 외관 및 접착성의 평가를 행하였다. 수광면 및 수광면과 반대측의 면에 있어서, 간극 없이 밀봉되어 있는 상태를 「양호」, 공극이 남은 경우를 「불량」이라 하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 같이 제조한 컴파운드 100 질량부에, 디메틸실록산 단위 99.825몰％, 메틸비닐실록산 단위 0.15몰％, 디메틸비닐실록산 단위 0.025몰％를 포함하고, 평균 중합도가 약 8,000인 오르가노폴리실록산 10 질량부를 후첨가하여 컴파운드를 얻었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 조성물화하여, 접착 시험, 태양 전지의 성형을 행하였다. 또한, SiH/SiVi 몰비는 4.6이었다.
[실시예 3]
실시예 1과 같이 제조한 컴파운드 100 질량부에, 상기 식 (i)의 화합물을 0.3 질량부 첨가하여 컴파운드를 얻었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 조성물화하여 접착 시험, 태양 전지의 성형을 행하였다. 또한, SiH/SiVi 몰비는 7.0이었다.
[실시예 4]
실시예 1과 같이 제조한 컴파운드 100 질량부에, C-153A(오르가노하이드로젠실록산)(신에쓰 가가꾸 고교(주) 제조)를 1 질량부 첨가하여 컴파운드를 얻었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 조성물화하여 접착 시험, 태양 전지의 성형을 행하였다. 또한, SiH/SiVi 몰비는 8.6이었다.
[비교예 1]
디메틸실록산 단위 99.825몰％, 메틸비닐실록산 단위 0.15몰％, 디메틸비닐실록산 단위 0.025몰％를 포함하고, 평균 중합도가 약 8,000인 오르가노폴리실록산 100 질량부, BET 비표면적 200m2/g의 건식 실리카 아로실 200(닛본 에어로실(주) 제조) 70 질량부, 분산제로서 디메틸-디메톡시실란 20 질량부, 비닐트리메톡시실란 0.6 질량부, pH3.5 염산수 6 질량부를 첨가하고, 혼련기로 혼련하고, 170℃에서 2시간 가열 처리하여 컴파운드를 제조하였다. 상기 컴파운드 100 질량부에 대하여, 부가 가교제로서 C-25A(백금 촉매)/C-25B(오르가노하이드로젠폴리실록산)(모두 신에쓰 가가꾸 고교(주) 제조)를 각각 0.5 질량부/2.0 질량부를 2축 롤로 혼련 후 첨가하고, 균일하게 혼합하여 미경화 실리콘 접착제 조성물을 얻었다. 이 때의 SiH/SiVi 몰비는 1.2였다. 이를 이용하여, 실시예 1과 동일한 접착 시험, 태양 전지의 성형을 행하였다.
[비교예 2]
디메틸실록산 단위 99.825몰％, 메틸비닐실록산 단위 0.15몰％, 디메틸비닐실록산 단위 0.025몰％를 포함하고, 평균 중합도가 약 8,000인 오르가노폴리실록산 100 질량부, BET 비표면적 200m2/g의 건식 실리카 아로실 200(닛본 에어로실(주) 제조) 60 질량부, 분산제로서 디메틸-디메톡시실란 10 질량부, 비닐트리메톡시실란 0.3 질량부, pH3.5 염산수 6 질량부를 첨가하고, 혼련기로 혼련하고, 170℃에서 2시간 가열 처리하여 컴파운드를 제조하였다. 이 조성물을 비교예 1과 동일하게 하여 미경화 실리콘 접착제 조성물을 얻었다. 이 때의 SiH/SiVi 몰비는 2.2였다. 이를 이용하여, 실시예 1과 동일한 접착 시험, 태양 전지의 성형을 행하였다.
Figure pat00006
본 발명의 실리콘 접착제 시트를 이용함으로써, 종래와 같은 취급하기 어려운 액상 실리콘을 이용하지 않고, 태양 전지 셀을 신뢰성 높게 효과적으로 밀봉하는 것이 가능해졌다. 또한, 실리콘 밀봉 모듈의 생산성을 대폭 향상시킬 수 있었다.
1: 수광면 패널
2: 배면 패널
3: 태양 전지 셀 스트링스
10: 경화 후의 실리콘 접착제 시트
10a, 10b: 미경화 실리콘 접착제 시트

Claims (7)

  1. 각각 강성 또는 가요성을 갖는 수광면 패널 및 배면 패널 사이에 배치되는 복수의 태양 전지 셀을 밀봉하는 실리콘 접착제 시트로서, 경화 후의 실리콘 접착제 시트와 수광면 패널의 JIS K6256에 의한 180도 필 접착 강도가 2.5N/cm 이상인 것을 특징으로 하는 미가황 상태의 태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    (A)
    Figure pat00007

    (식 중, R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기를 나타내고, a는 1.95 내지 2.05의 양수임)
    로 표시되고, 중합도가 100 이상인 오르가노폴리실록산 100 질량부,
    (B) 비표면적이 50m2/g 이상인 보강성 실리카 10 내지 150 질량부,
    (C) 1분자 중에 규소 원자와 결합한 수소 원자를 적어도 2개 함유하고, 알콕시기, 에폭시기, (메트)아크릴기를 함유하지 않는 오르가노하이드로젠폴리실록산 0.1 내지 30 질량부,
    (D) 히드로실릴화 반응 촉매 촉매량,
    (E) 접착 부여제 0 내지 10 질량부
    를 함유하는 실리콘 고무 조성물을 포함하는 실리콘 접착제 시트.
  3. 제2항에 있어서, (E) 성분의 배합량이 (A) 성분 100 질량부에 대하여 0.01 내지 10 질량부이고, (E) 성분이 알콕시기, 에폭시기, 아크릴(메타크릴)기 중 어느 하나를 1개 이상 포함하는 태양 전지 밀봉용 실리콘 접착제 시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 두께가 0.3 내지 2.5mm인 실리콘 접착제 시트.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 캘린더 롤 또는 압출 성형 가공에 의해 형성된 실리콘 접착제 시트.
  6. 수광면 패널, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 제1 실리콘 접착제 시트, 복수의 태양 전지 셀, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 제2 실리콘 접착제 시트, 배면 패널을 적층한 후, 진공 라미네이터를 이용하여 진공 하 가열 가압함으로써 모듈화하는 것을 특징으로 하는, 태양 전지가 제1 및 제2 실리콘 접착제 시트의 경화물에 의해 밀봉된 실리콘 밀봉 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  7. 제6항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어진 실리콘 밀봉 태양 전지 모듈.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018069449A (ja) * 2016-10-24 2018-05-10 信越化学工業株式会社 未加硫シリコーンゴム積層体
JP2018082073A (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 信越化学工業株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
JP2023103887A (ja) * 2022-01-14 2023-07-27 信越化学工業株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法、並びに太陽電池封止材

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007527109A (ja) 2003-07-07 2007-09-20 ダウ・コ−ニング・コ−ポレ−ション 太陽電池の封入
KR20090091068A (ko) 2008-02-21 2009-08-26 (주)차바이오메드 Ｈｐｖ 지노타이핑용 칩
JP2011514680A (ja) 2008-03-14 2011-05-06 ダウ・コーニング・コーポレイション 光電池セルモジュールを形成する方法
JP2013521640A (ja) * 2010-03-05 2013-06-10 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ ゲーエムベーハー 太陽電池モジュールのための封止材としての使用のための硬化性ポリオルガノシロキサン組成物

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07119394B2 (ja) * 1987-11-30 1995-12-20 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 フィルム状シリコーンゴム接着剤
JPH10321886A (ja) * 1997-05-21 1998-12-04 Shibata Ind Co Ltd 太陽電池モジュールの製造方法
JPH11103085A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Shin Etsu Polymer Co Ltd 太陽電池とその製造方法及び太陽電池ユニット
JP2005075959A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Dow Corning Toray Silicone Co Ltd 粘着性シリコーンエラストマーシート
JP2006281670A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱圧着用シート
JP2012231048A (ja) * 2011-04-27 2012-11-22 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池モジュール封止用シートおよび太陽電池モジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007527109A (ja) 2003-07-07 2007-09-20 ダウ・コ−ニング・コ−ポレ−ション 太陽電池の封入
KR101157407B1 (ko) * 2003-07-07 2012-06-21 다우 코닝 코포레이션 태양 전지의 캡슐화 방법
KR20090091068A (ko) 2008-02-21 2009-08-26 (주)차바이오메드 Ｈｐｖ 지노타이핑용 칩
JP2011514680A (ja) 2008-03-14 2011-05-06 ダウ・コーニング・コーポレイション 光電池セルモジュールを形成する方法
JP2013521640A (ja) * 2010-03-05 2013-06-10 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ ゲーエムベーハー 太陽電池モジュールのための封止材としての使用のための硬化性ポリオルガノシロキサン組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
이토 아쯔오, 오와다 히로토, 후리하타 도모요시, 김향배, 야마카와 나오키, 야기누마 아쯔시, 이마타키 도모오, 와타나베 모모키, 사카모토 사다오: 제9회 차세대 태양광 발전 시스템 심포지움 예고집, 2012, p.54

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