KR20160120949A

KR20160120949A - 광전지 모듈용 백시트

Info

Publication number: KR20160120949A
Application number: KR1020150050180A
Authority: KR
Inventors: 강성욱; 김현철; 고현성; 박효순
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2016-10-19
Also published as: KR101742864B1

Abstract

광전지 모듈용 백시트, 및 이를 포함하는 광전지 모듈을 제공한다. 상기 광전지 모듈용 백시트는 제1 및 제2 파장변환물질을 포함하는 제1 수지층과 400 내지 1200 nm 파장 범위의 광을 40% 이상 반사시키는 제2 수지층을 포함하여 광전지 셀 방향으로의 가시광선 반사율을 증가시킴과 동시에, 반사된 광 중에서 반응성이 낮은 영역의 파장을 갖는 빛을 흡수하여 반응성이 높은 영역의 파장을 갖는 빛으로 재방출하되 전체적으로 파장이 변환되는 정도를 증가시킴으로써 반응성이 높은 영역의 광을 방출 강도가 높으므로 광전지 모듈의 내후성 및 광전 변환 효율을 향상시키는 효과가 우수하다.

Description

광전지 모듈용 백시트{Back sheet for photovoltaic modules}

본 발명은 광전지 모듈용 백시트, 및 이를 포함하는 광전지 모듈에 관한 것이다.

광전지 모듈은 이산화탄소의 배출 등이 없는 친환경 에너지원으로서 최근 다양한 분야에 보급되고 있다. 광전지 모듈은 통상 태양광이 입사하는 측의 수광 기판과 태양광이 입사하는 측과는 반대측(이면측)에 배치되는 백시트의 사이에, 소자가 끼워진 구조를 갖고 있다. 광전지 모듈에서, 수광 기판과 소자의 사이, 그리고 소자와 백시트의 사이에는 통상 EVA(ethylene vinyl acetate) 수지 등과 같은 수지로 밀봉되어 있다.

여기서, 백시트는 광전지 모듈의 이면으로부터의 수분의 침입을 방지하는 기능을 갖는 것인데, 최근에는 단순한 보호 기능은 물론 다양한 기능을 부여한 백시트도 개발되고 있으며, 특히, 광전지 모듈의 효율 및 유효성을 증가시키기 위하여 백시트의 반사율 증가와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다.

그 예로서, 특허문헌 1에는 높은 백색도를 갖는 백색 시트와 전지셀을 투과한 태양광을 난반사시키는 구상 입자를 포함하는 구상입자 함유 투명층을 구비함으로써 반사광이 구상입자의 표면에서 확산 및 난반사되어 태양광의 반사율을 높이는 기술이 개시하고 있다. 그러나, 상기 기술은 파장 변화없이 입사된 태양광을 그대로 전지셀 방향으로 재반사시켜 광전 변환 효율을 개선하는 구조를 가지므로 광전 변환 효율을 증가시키는데 그 한계가 있다.

한편, 일반적으로 결정형 실리콘 광전지의 광전 변환 효율은 태양광을 많이 받을수록 유리하며, 그 중에서도 실질적으로 전기를 생산하는데 사용되는 400 내지 1200 nm의 광을 많이 흡수할수록 광전 변환 효율이 향상된다. 따라서, 보다 근본적으로 광전 변환 효율의 향상을 위하여 전지셀 방향으로 태양광 반사율을 증가시키되, 그 중에서 반응성이 높은 영역의 파장을 갖는 빛의 반사를 증가시켜 광전 변환 효율을 개선하는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.

일본공개특허 제2014-090113호.

본 발명의 목적은 광전지 셀 방향으로 가시광선 반사율을 증가시킴과 동시에 반사된 광 중에서 반응성이 낮은 영역의 파장을 갖는 빛을 흡수하여 반응성이 높은 영역의 파장을 갖는 빛으로 재방출하되 전체적으로 파장이 변환되는 정도(즉, "stoke shift")를 증가시킴으로써 반응성이 높은 영역의 광을 방출 강도를 증가시켜 광전 변환 효율이 향상된 광전지 모듈용 백시트를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 광전지 모듈용 백시트를 포함하는 광전지 모듈을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 일실시예에서,

제1 수지층 및 제2 수지층을 포함하고,

상기 제1 수지층은 흡수 극대 파장 보다 큰 방출 극대 파장을 갖는 제1 및 제2 파장변환물질을 포함하며,

상기 제2 수지층은 400 내지 1200 nm 파장의 광에 대한 반사율이 40% 이상이고,

300 내지 800 nm 파장 범위에서의 흡광도 측정 시, 평균 강도가 0.1 (a.u.) 이상인 흡수 극대가 2 이상 존재하는 광전지 모듈용 백시트를 제공한다.

또한, 본 발명은 다른 일실시예에서,

상기 광전지 모듈용 백시트를 포함하는 광전지 모듈을 제공한다.

본 발명에 따른 백시트는 광전지 셀 방향으로의 가시광선 반사율을 증가시킴과 동시에 반사된 광 중에서 반응성이 낮은 영역의 파장을 갖는 빛을 흡수하여 반응성이 높은 영역의 파장을 갖는 빛으로 재방출하되, 전체적으로 파장이 변환되는 정도를 증가시킴으로써 반응성이 높은 영역의 광을 방출하는 강도가 높으므로 광전지 모듈의 내후성과 광전 변환 효율을 향상시키는 효과가 우수하다.

도 1은 일실시예에 따른 광전지 모듈용 백시트의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 다른 일실시예에 따른 광전지 모듈용 백시트의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 일실시예에 따른 광전지 모듈의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 백시트의 파장에 따른 흡수/발광 강도를 도시한 그래프이다.
여기서, 도 4의 A 내지 C는 다음과 같다:
A: 실시예 1에서 제조된 백시트의 흡수/발광 그래프,
B: 비교예 1에서 제조된 백시트의 흡수/발광 그래프,
C: 비교예 2에서 제조된 백시트의 흡수/발광 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 3에 따른 백시트의 파장에 따른 흡수/발광 강도를 도시한 그래프이다.
여기서, 도 5의 A 내지 C는 다음과 같다:
A: 실시예 2에서 제조된 백시트의 흡수/발광 그래프,
B: 비교예 1에서 제조된 백시트의 흡수/발광 그래프,
C: 비교예 3에서 제조된 백시트의 흡수/발광 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 백시트의 발광 강도를, 제1 수지층에 함유된 제1 및 제2 파장변환물질 각각을 함유하는 백시트의 발광 강도와 비교 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공된다. 첨부된 도면에서, 각 영역을 명확하게 표현하기 위해 두께는 확대하여 나타낸 것일 수 있고, 도면에 표시된 두께, 크기 및 비율 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에서, '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서, "제1", 및 "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서, "상에 형성", "한 면에 형성" 및 "양면에 형성" 등은, 당해 구성요소들이 직접 접하여 적층 형성되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 당해 구성요소들 간의 사이에 다른 구성요소가 더 형성되어 있는 의미를 포함한다. 예를 들어, "상에 형성된다."라는 것은, 제1 구성요소의 표면 위에 제2 구성요소가 직접 접하여 형성되는 의미는 물론, 상기 제1 구성요소와 제2 구성요소의 사이에 제3 구성요소가 더 형성될 수 있는 의미를 포함한다.

본 발명은 제1 및 제2 파장변환물질을 제1 수지층에 포함하고, 400 내지 1200 nm 파장의 광에 대한 반사율이 우수한 반사물질을 제2 수지층에 포함하는 광전지 모듈용 백시트 및 이를 포함하는 광전지 모듈에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광전지 모듈용 백시트는 제1 및 제2 파장변환물질을 포함하는 제1 수지층과 전체 파장 영역, 구체적으로 400 내지 1200 nm 파장 범위의 광에 대한 반사율이 우수한 반사물질을 포함하는 제2 수지층을 포함하여 광전지 셀 방향으로 가시광선 반사율을 증가시킴과 동시에, 반사된 광 중에서 반응성이 낮은 영역의 파장을 갖는 빛을 흡수하여 반응성이 높은 영역의 파장을 갖는 빛으로 재방출하되 전체적으로 파장이 변환되는 정도를 증가시킴으로써 반응성이 높은 영역의 광을 방출하는 강도가 높으므로 광전지 모듈의 내후성과 광전 변환 효율을 향상시키는 효과가 우수하다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 일실시예에서,

제1 수지층 및 제2 수지층을 포함하고,

상기 제1 수지층은 흡수 극대 파장 보다 큰 방출 극대 파장을 가지는 제1 및 제2 파장변환물질을 포함하며,

도 1은 본 발명에 따른 광전지 모듈용 백시트(이하, "백시트"라 함)의 구조를 도시한 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 백시트(10)는 제1 수지층(11)와 제2 수지층(12)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 수지층(11)은 흡수된 파장을 상기 흡수된 파장보다 높은 파장으로 변환시키는 파장변환물질을 포함할 수 있으며, 제2 수지층(12)은 적어도 400 내지 1200 nm 파장의 광에 대한 반사율이 높은 반사물질을 포함하는 반사층이다.

또한, 상기 백시트(10)는 2층 또는 3층 이상의 다층 구조를 가질 수 있다. 하나의 예로서, 기재(13)와, 상기 기재(13) 상에 형성된 제1 수지층(11)과 제2 수지층(12)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 수지층(11)과 제2 수지층(12)은 서로 인접하거나, 기재(13)를 사이에 두고 대향되도록 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 하나의 예로서, 상기 제1 및 제2 수지층(11 및 12)이 기재(13)의 양면에 형성된 백시트의 구조를 도시한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 백시트(10)는 기재(13); 상기 기재(13)의 일면(도 1에서 상부면) 상에 형성된 제1 수지층(11); 및 상기 기재(13)의 타면(도 1에서 하부면) 상에 형성된 제2 수지층(12)을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 백시트(10)의 적층 구조는 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 백시트(10)는 기재(13)와 제1 및 제2 수지층(11 및 12)을 포함하되, 이들 이외에 다른 기능성의 투명 층을 하나 또는 둘 이상 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 백시트(10)를 구성하는 각 구성요소의 예시적인 형태를 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 기재(13)는 투명한 것이면 특별히 제한되지 않는다. 기재(13)는 당 분야에서 공지된 다양한 소재를 사용할 수 있으며, 이는 또한 요구되는 기능 및 용도 등에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 기재(13)는, 예를 들면 고분자 필름 등으로부터 선택될 수 있다. 기재(13)로는, 예를 들어 폴리에스테르계 필름, 아크릴계 필름, 폴리올레핀계 필름, 폴리아미드계 필름 및 폴리우레탄계 필름 등의 단일 시트, 적층 시트 또는 공압출물을 들 수 있다.

상기 기재(13)는, 예시적인 형태에 따라서, 고분자 필름으로 구성되되, 베이스 수지로서 내열성 등에서 유리한 폴리에스테르계 수지를 포함할 수 있다. 그리고 상기 폴리에스테르계 수지의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET: Polyethylene Terephtalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN: Polyethylene Naphtalate) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT: Polybuthylene Terephtalate) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 기재(13)는, 다른 하나의 예로서, 폴리올레핀계 필름으로 선택될 수 있으며, 상기 폴리올레핀계 필름으로는, 예를 들어 폴리프로필렌(PP) 필름을 들 수 있다. 아울러, 상기 기재(13)는 또 다른 하나의 예로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 기재(13)에는 제1 및 제2 수지층(11 및 12)과의 접착력 향상을 위한 접착 강화 처리가 수행될 수 있다. 예를 들어, 기재(13)의 일면 또는 양면에는 코로나 처리 또는 플라즈마 처리와 같은 고주파수의 스파크 방전 처리; 열 처리; 화염 처리; 앵커제 처리; 커플링제 처리; 프라이머 처리 또는 기상 루이스산(ex. BF₃), 황산 또는 고온 수산화나트륨 등을 사용한 화학적 활성화 처리 등의 표면 처리를 수행할 수 있다. 상기 표면 처리 방법은 일반 산업분야에서 통용되는 모든 공지의 수단에 의할 수 있다. 상기와 같은 표면 처리를 통해 제1 및 제2 수지층(11 및 12)과의 결합력이 개선될 수 있다.

아울러, 상기 기재(13)에는 수분 차단 특성 등의 추가적인 향상의 관점에서, 기재(13)의 일면 또는 양면에는 무기물 증착층이 형성될 수 있다. 상기 무기물의 종류는 특별히 제한되지 않고, 수분 차단 특성이 있는 것이라면 제한 없이 채용할 수 있으며, 예를 들어 규소 산화물 또는 알루미늄 산화물을 사용할 수 있다. 상기에서 기재(13)의 일면 또는 양면에 무기물 증착층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 증착법 등에 의할 수 있다. 이와 같이 기재(13)의 일면 또는 양면에 무기물 증착층을 형성하는 경우에는, 기재(13)의 표면에 무기물 증착층을 형성한 후, 앞서 설명한 표면 처리를 행할 수도 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 기재(13) 상에 형성된 증착층 상에 접착력을 보다 향상시키기 위해 전술한 스파크 방전 처리, 화염 처리, 커플링제 처리, 앵커제 처리 또는 화학적 활성화 처리를 수행할 수 있다.

상기 기재(13)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 약 20 내지 1000 ㎛, 또는 약 50 내지 300 ㎛의 범위일 수 있다. 기재(13)의 두께를 상기 범위로 조절함으로써 백시트(10)의 전기 절연성, 수분 차단성, 기계적 특성 및 취급성 등을 향상시킬 수 있다. 본 발명에서, 기재(13)의 두께는 상기 범위에 제한되는 것은 아니며, 이는 필요에 따라서 적절히 조절될 수 있다.

상기 제1 및 제2 수지층(11 및 12)은 코팅층 및/또는 필름층으로부터 선택될 수 있다. 구체적으로, 제1 수지층(11) 및/또는 제2 수지층(12)은 기재(13) 상에 필름이 접합되어 구성되거나, 수지 조성물이 코팅, 경화되어 형성될 수 있다. 이때, 제1 수지층(11) 및 제2 수지층(12)이 필름인 경우, 이는 기재(13)에 접착제를 통해 접합되거나, 열 융착(열 라미네이션) 등을 통해 접합될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제1 수지층(11)은 수지와 제1 및 제2 파장변환물질을 포함한다. 이때, 상기 수지는 특별히 제한되는 것은 아니나, 투명성 및/또는 접착성 등이 우수하고, 파장변화물질의 분산이 양호한 것을 사용하는 것이 좋다. 예를 들어, 상기 제1 수지층(11)은 불소계 수지를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 수지층(11)은 파장변환물질을 포함하는 불소계 수지 코팅층 또는 불소계 수지 필름층으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에서, 상기 불소계 수지는 분자 내에서 하나 이상의 불소(F) 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 불소계 수지는, 예를 들어 비닐리덴 플루오라이드(VDF, Vinylidene Fluoride), 비닐 플루오라이드(VF, Vinyl Fluoride), 테트라플루오로에틸렌(TFE, Tetrafluoroethylene) 헥사플루오로프로필렌(HFP, Hexafluoropropylene), 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE, chlorotrifluoroethylene), 트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로이소부틸렌, 퍼플루오로 부틸에틸렌, 퍼플루오로 메틸 비닐 에테르(PMVE, perfluoro(methylvinylether)), 퍼플루오로 에틸 비닐 에테르(PEVE, perfluoro(ethylvinylether)), 퍼플루오로 프로필 비닐 에테르(PPVE), 퍼플루오로 헥실 비닐 에테르(PHVE), 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔(PDD) 및 퍼플루오로-2-메틸렌-4-메틸-1,3-디옥솔란(PMD) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체를 중합된 형태로 포함하는 단독 중합체, 공중합체 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 불소계 수지는, 구체적인 예를 들어 비닐리덴 플루오라이드(VDF)를 중합된 형태로 포함하는 단독 중합체 또는 공중합체; 또는 비닐 플루오라이드(VF)를 중합된 형태로 포함하는 단독 중합체 또는 공중합체; 또는 상기 중 2종 이상을 포함하는 혼합물일 수 있다.

상기에서 공중합체에 중합된 형태로 포함될 수 있는 공단량체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 테트라플루오로에틸렌(TFE: Tetrafluoroethylene), 헥사플루오로프로필렌(HFP: Hexafluoropropylene), 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE: chlorotrifluoroethylene), 트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로이소부틸렌, 퍼플루오로 부틸에틸렌, 퍼플루오로 메틸 비닐 에테르(PMVE: perfluoro(methylvinylether)), 퍼플루오로 에틸 비닐 에테르(PEVE: perfluoro(ethylvinylether)), 퍼플루오로 프로필 비닐 에테르(PPVE), 퍼플루오로 헥실 비닐 에테르(PHVE), 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔(PDD) 및 퍼플루오로-2-메틸렌-4-메틸-1,3-디옥솔란(PMD) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있으며, 하나의 예로는 헥사플루오로프로필렌 및 클로로트리플루오로에틸렌 등의 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 공중합체 내에 포함되는 공단량체의 함량은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 전체 공중합체의 중량을 기준으로 총 중량 대비 약 0.5 내지 50 중량%, 1 내지 40 중량%, 7 내지 40 중량%, 10 내지 30 중량% 또는 10 내지 20 중량%일 수 있다. 이와 같이 공단량체의 함량을 상기 범위로 제어함으로써, 백시트(10)의 내구성 및 내후성 등을 확보하면서 효과적인 상호 확산 작용 및 저온 건조를 유도할 수 있고 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.

아울러, 상기 불소계 수지는, 융점이 예를 들어 80 내지 175℃, 또는 120 내지 165℃일 수 있다. 상기 불소계 수지의 융점을 80℃ 이상으로 조절하여, 백시트(10)의 사용 과정에서의 변형을 방지할 수 있고, 또한 융점을 175℃ 이하로 조절하여, 용매에 대한 용해도를 조절하고, 코팅면의 광택을 향상시킬 수 있다.

하나의 예로서, 상기 불소계 수지는 i) 융점(melting point)이 155℃ 이하이거나 연화점(softening point)이 100℃ 이상인 제1 불소계 수지를 포함할 수 있다. 이러한 제1 불소계 수지는 낮은 융점과 연화점을 가져 고온의 코팅 공정 중 다른 고분자와 혼용이 잘 되며, 비결정성 부분이 증가하기 때문에, 다른 고분자와 상용성이 우수하다.

또한, 상기 불소계 수지는 제1 불소계 수지 이외에, 추가로 ii) 융점이 155℃ 이상이고 연화점이 100℃ 이하인 제2 불소계 수지를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2불소계 수지는 필요에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 그리고 상기 제2 불소계 수지는 융점이 155℃ 초과이고 연화점이 100℃ 이하일 수도 있다.

상기 제1 불소계 수지 및 제2 불소계 수지는 모두 앞서 설명한 불소계 수지에 해당하는 것으로, 상기 불소계 수지를 형성하는 단량체의 중합에 따라 고분자가 가지게 되는 고유한 특징인 융점 및 연화점에 따라 구분될 수 있다. 이때, 융점이 155℃ 이하이거나 연화점이 100℃ 이상인 제1 불소계 수지는 제1 수지층(11)에 포함되는 전체 불소계 고분자의 중량을 기준으로 20 중량% 이상을 차지할 수 있으며, 좋게는 50중량% 이상을 차지할 때, 그의 사용에 따른 작용이 더 유리할 수 있다.

아울러, 상기 불소계 수지의 중량평균분자량은 5만 내지 100만일 수 있으며, 구체적인 예를 들어 10만 내지 70만, 또는 30만 내지 50만일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정되는 표준 폴리스티렌의 환산 수치이다. 본 발명은 불소계 수지의 중량평균분자량을 상기 범위로 제어함으로써, 우수한 용해도 및 기타 물성을 확보할 수 있다.

상기 제1 수지층(11)은 수지 성분으로서, 불소계 수지 이외에 다른 수지를 더 포함할 수 있다. 이때, 제1 수지층(11)에 더 포함될 수 있는 수지는, 예를 들어 아크릴계 중합체, 폴리아미드계 수지 및/또는 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다.

하나의 예로서, 상기 제1 수지층(11)은 수지 성분으로 불소계 수지와 아크릴계 중합체를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 중합체는 불소계 수지와 혼합되어 기계적 강도를 향상시키면서 기재(13)와의 접착력 등을 개선한다. 또한, 상기 아크릴계 중합체는 불소계 수지와 상용성이 뛰어나 본 발명에 유용하다. 이때, 제1 수지층(11)은 불소계 수지와 아크릴계 중합체를 예를 들어 60 - 95 : 5 - 40의 중량비로 포함할 수 있다.

상기 아크릴계 중합체는, 예를 들어 메틸메타크릴레이트(MMA), 글리시딜메타크릴레이트(GMA), 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA) 및/또는 시클로헥실말레이미드(CHMI) 중 1종 이상을 포함하는 중합체 등을 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 메틸메타크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체(MMA-GMA), 메틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 하이드록시에틸메타크릴레이트의 삼원공중합체(MMA-GMA-HEMA), 메틸메타크릴레이트와 시클로헥실말레이미드의 공중합체(MMACHMI) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

또한, 상기 제1 수지층(11)에 포함되는 제1 및 제2 파장변환물질은 광(예컨대, 태양광)으로부터 흡수된 광의 흡수 극대 파장 보다 방출되는 광의 방출 극대 파장보다 큰 물질로, 상기 파장변환물질들은 흡수대가 완전히 중첩되지 않으면서 제1 파장변환물질의 방출 극대와 제2 파장변환물질의 흡수 극대가 일부 또는 전체가 중첩되는 물질을 사용할 수 있다. 여기서, "흡수대"란 파장변환물질이 광을 흡수하는 파장의 범위 또는 영역을 의미하고, "흡수 극대"란 상기 흡수대에서 그 강도가 최대가 되어 극대를 이루거나 흡수량이 극대를 나타내는 파장을 의미한다. 아울러, "방출대"란 파장변환물질이 흡수된 광을 다시 방출하는 파장의 범위 또는 영역을 의미하고, "방출 극대"란 상기 방출대에서 그 강도가 최대가 되어 극대를 이루거나 방출량이 극대를 나타내는 파장을 의미한다. 하나의 예로서, 상기 제1 및 제2 파장변환물질은 하기 일반식 1의 조건을 만족할 수 있다:

[일반식 1]

A² _top - 50 ≤ E¹ _top ≤ A² _top + 50

상기 일반식 1에서, E¹ _top는 400 내지 800 nm 파장 범위에서 제1 파장변환물질의 방출 극대가 갖는 파장(nm)을 나타내며, 상기 방출 극대가 존재하는 파장 범위는 400 내지 800 nm, 구체적으로 400 내지 500 nm, 500 내지 600 nm, 600 내지 700 nm, 450 내지 600 nm, 500 내지 700 nm, 600 내지 800 nm, 또는 400 내지 600 nm일 수 있다.

또한, A² _top은 제2 파장변환물질의 흡수 극대가 갖는 파장(nm)을 나타내며, 상기 흡수 극대가 존재하는 파장 범위는 400 내지 800 nm, 구체적으로 400 내지 500 nm, 500 내지 600 nm, 600 내지 700 nm, 450 내지 600 nm, 500 내지 700 nm, 600 내지 800 nm, 또는 400 내지 600 nm일 수 있다.

다른 하나의 예로서, 상기 제1 파장변환물질은 400 nm 이하의 광에 대한 평균 흡수율이 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상 또는 60% 이상이고; 400 내지 500 nm 파장 범위의 광에 대한 평균 발광률이 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상 또는 60% 이상인 것일 수 있다. 이와 더불어, 상기 제2 파장변환물질은 400 내지 500 nm 파장 범위의 광에 대한 평균 흡수율이 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상 또는 60% 이상이고; 500 nm 이상의 광에 대한 평균 발광률이 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상 또는 60% 이상인 것일 수 있다. 여기서, 상기 "평균 흡수율"이란, 제1 파장변환물질이 250 내지 400 nm 파장 범위에서 흡수하는 광에 대한 강도의 평균값을 의미하며, "평균 발광률"이란 제2 파장변환물질이 500 내지 800 nm 파장 범위에서 발광하는 광에 대한 강도 또는 발광량의 평균값을 의미한다.

본 발명에 따른 제1 수지층(11)은 상기 제1 및 제2 파장변환물질을 포함하여 도 4 및 5의 (A)에 나타낸 바와 같이 300 내지 800 nm 파장 범위에서의 흡광도 측정 시, 흡수되는 광의 평균 강도가 0.1 a.u. 이상, 구체적으로 0.11 a.u. 이상, 0.12 a.u. 이상, 0.13 a.u. 이상, 0.14 a.u. 이상, 또는 0.15 a.u. 이상인 흡수 극대를 2개 이상 포함할 수 있다.

일반적으로, 대부분의 광전지는 약 400 nm에서 800 nm 파장 범위에 감도가 높으며, 광전지는 주로 상기 파장 범위의 광을 흡수하여 전기를 발생시킨다. 즉, 약 400 nm 이하의 단파장은 광전지에서 감도가 낮아 높은 광전 변환 효율을 보이기 어렵다. 특히, 결정형 실리콘 광전지 등의 경우에 그러하다. 또한, 광전지는 상기 파장 범위 내에서도 장파장으로 갈수록 반응감도가 높아진다. 이때, 반응감도가 높다는 것은 광전지가 해당 파장의 광을 높은 흡수율로 흡수함을 의미하며, 이는 결국 광전 변환 효율이 높아진다는 것을 의미한다. 아울러, 파장이 높다고 하여 고효율을 보이는 것은 아니며, 대부분의 광전지는 가시광선 파장 범위에서 고효율을 보인다.

상기 제1 수지층(11)은 예를 들어, 셀을 투과하거나 반사층으로부터 반사 또는 모듈을 구성하는 셀과 셀 사이 빈 공간으로 통하여 투과되는 400 nm 이하의 광을 흡수하여 400 내지 500 nm 파장 범위의 광으로 발광하는 제1 파장변환물질과, 셀을 투과하거나 반사층으로부터 반사, 또는 모듈을 구성하는 셀과 셀 사이 빈 공간을 통하여 투과되어 흡수되는 가시광선과 함께 제1 파장변환물질이 방출한 400 내지 500 nm 파장 범위의 광을 흡수하여 500 nm 이상의 파장을 갖는 광으로 발광하는 제2 파장변환물질을 포함함으로써, 내후성이 개선되면서 광전 변환 효율이 향상된다. 하나의 예로서 제1 수지층 전체 중량에 대하여 제1 및 제2 파장변환물질(5:1, w/w 혼합)을 2 중량% 포함하는 경우, 흡수된 광은 반응성이 높은 파장 이상(500 nm 이상)으로 변환되어 재방출하되, 파장이 변환되는 정도(예컨대, "stoke shift"), 즉 파장이 변환되는 전체적인 광의 변화량을 증가시켜 반응성이 높은 영역의 광이 방출되는 강도를 2×10⁶ a.u. 이상, 보다 구체적으로는 2.1×10⁶ a.u. 이상, 2.2×10⁶ a.u. 이상, 2.3×10⁶ a.u. 이상, 또는 2.4×10⁶ a.u. 이상으로 높임으로써 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 파장변환물질에 의해 너무 높은 파장으로 변환되는 경우, 온도가 상승되어 바람직하지 않을 수 있다. 즉, 적외선 파장으로의 변환율이 높은 경우, 광전지 셀(C)이나 모듈 주위 설치 구조물(전자 장치, 건물 등)의 온도가 높아질 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 파장변환물질은 반응성이 낮은 파장을 갖는 광을 반응성이 높은 파장을 갖는 광으로 변환시켜, 많이 방출시킬 수 있는 물질로부터 선택되는 것이 좋다.

상기 제1 및 제2 파장변환물질은, 하나의 예로서 금속-유기 복합물, 나프탈이미드(Naphtalimide)계 화합물, 또는 페릴린(Perylene)계 화합물 등의 형광 물질로부터 선택될 수 있으며, 구체적으로는 나프탈이미드(Naphtalimide)계 화합물 또는 페릴린(Perylene)계 화합물을 선택적으로 사용할 수 있다. 이러한 제1 및 제2 파장변환물질들은 반응성이 낮은 파장을 갖는 광에 대한 흡수능이 높고, 흡수된 광을 반응성이 높은 파장을 갖는 광을 방출하며, 최종적으로 광전지 등에 반응감도가 높은 500 내지 800 nm 파장 범위를 갖는 광으로 변환시켜 방출하므로 본 발명에 유용하다.

이러한 제1 및 제2 파장변환물질 중에서, 상기 나프탈이미드(Naphtalimide)계 화합물로는 예를 들어 나프탈이미드(Naphtalimide), 4,5-디메틸옥시-N-(2-에틸 헥실)나프탈이미드(4,5-dimethyloxy-N-(2-ethyl hexyl)naphthalimide) 및 이들의 유도체 등을 들 수 있으며, 상기 페릴린(Perylene)계 화합물로는, 예를 들어 페릴린(Perylene) 및 이의 유도체, 구체적으로는 이소부틸 4,10-디시아노페릴린-3,9-디카르복실레이트(isobutyl 4,10-dicyanoperylene-3,9-dicarboxylate), 페릴린-3,4,9,11-테트라카르보실산 비스-(2',6'-디이소프로필아닐리드)(perylene-3,4,9,11-tetracarboxylic acid bis-(2',6'-diisopropylanilide)) 및 페릴린-1,8,7,12-테트라페녹시-3,4,9,10-테트라카르보실산 비스-(2',6'-디이소프로필아닐리드)(perylene-1,8,7,12-tetraphenoxy-3,4,9,10-tetracarboxylic acid bis-(2',6'-diisopropylanilide)) 등을 들 수 있다.

또한, 상기 나프탈이미드(Naphtalimide)계 화합물로는 Lumogen F Violet 570(독일, BASF사 제품) 또는 Lumogen F Blue 650(독일, BASF사 제품) 등의 유기 형광체 제품을 사용할 수 있으며, 페릴린(Perylene)계 화합물로는 Lumogen F Yellow 083(독일, BASF사 제품), Lumogen F Orange 240(독일, BASF사 제품) 또는 Lumogen F Red 305(독일, BASF사 제품) 등의 유기 형광체 제품을 사용할 수 있다.

나아가, 상기 파장변화물질은 입자상일 수 있다. 이때, 파장변환물질은 수지와의 혼합성 및 코팅 표면성 등을 고려하여, 예를 들어 1 nm 내지 2 ㎛, 5 ㎚ 내지 1 ㎛, 또는 10 내지 500 ㎚의 평균입자 크기를 가질 수 있다.

아울러, 제1 수지층(11)은, 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부의 파장변환물질을 포함할 수 있다. 이때, 파장변환물질이 0.1 중량부 미만인 경우, 이의 함유에 따른 자외선 흡수 및 파장 변환 효율 등이 미미할 수 있다. 그리고 30 중량부를 초과하는 경우, 예를 들어 제1 수지층(11)의 기계적 물성이나 투명도 등에서 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 파장변환물질은 수지 100 중량부에 대하여 0.2 내지 25 중량부, 0.2 내지 20 중량부, 또는 0.5 내지 15 중량부로 포함될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2 수지층(12)은, 셀을 투과하거나 또는 모듈을 구성하는 셀과 셀 사이 빈 공간을 통하여 투과된 빛을 셀 방향으로 반사시키는 층으로서, 본 발명에 따른 백시트(10)는 상기 제2 수지층(12)을 포함함으로써, 제2 수지층(12)에서 반사된 빛을 광전지 셀로 재입사시킬 수 있으므로 광전지 모듈의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 하나의 예로서, 상기 제2 수지층(12)은 400 내지 1200 nm의 파장의 광에 대한 반사율이 40% 이상이며, 예를 들어, 상기 제2 수지층(12)은 400 내지 1200 nm의 파장의 광에 대하여, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상 또는 90% 이상의 반사율을 가질 수 있다. 상기 400 내지 1200 nm의 파장은, 가시광선 내지 근적외선 영역의 빛에 해당하며, 통상적으로 광전지 모듈에 사용되는 광전지 셀(C), 특히 n-형 광전지 셀을 투과하는 빛의 파장이다. 본 발명의 백시트(10)는 상기 제2 수지층(12)에 의하여 상기 셀을 투과하는 파장의 빛을 재반사시킴으로써, 광전지 셀(C)로 재입사하여 광전 변환 효율을 상승시킬 수 있다.

상기 제2 수지층(12)은, 베이스 수지와 함께 상기 범위의 반사율을 만족하기 위하여, 백색 안료를 포함할 수 있다. 상기 백색 안료로는 400 내지 1200 nm 파장의 광에 대한 반사율이 40% 이상인 재료, 구체적으로, 450 내지 1200 nm, 500 내지 1200 nm, 550 내지 1200 nm, 또는 600 내지 1200 nm 파장의 광을 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상 또는 80% 이상인 재료를 사용할 수 있다. 예컨대, 기술 분야에서 알려진 다양한 백색 안료를 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 백색 안료로는 이산화티탄, 산화아연, 산화안티몬, 실버화이트, 황화아연, 황산바륨, 리소폰, 하소 고령토, 탄산칼슘, 및 백연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 제2 수지층(12)은 수지 100 중량부에 대하여 백색 안료를 1 내지 200 중량부로 포함할 수 있다. 이때, 백색 안료가 1 중량부 미만인 경우, 이의 함유에 따른 광을 반사시키는 성능이 미미할 수 있으며, 200 중량부를 초과하는 경우, 제2 수지층(12)의 기계적 물성 등에서 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 백색 안료는 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 150 중량부, 1 내지 100 중량부, 5 내지 50 중량부, 30 내지 80 중량부, 70 내지 150 중량부 또는 10 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 명세서에서 중량부는 중량 비율을 의미한다.

아울러, 상기 제2 수지층(12)의 평균 두께는, 400 내지 1200 nm 파장 범위의 광에 대한 제2 수지층(12)의 반사율의 범위를 고려하여 0.5 내지 300 ㎛, 예를 들어, 1 내지 200 ㎛, 2 내지 100 ㎛, 또는 5 내지 80 ㎛ 의 범위 내에서 조절될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 본 발명에 따른 백시트(10)는 기재(13)와 제1 및 제2 수지층(11 및 12)에 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 기재(13), 제1 수지층(11) 및 제2 수지층(12) 중에서 선택된 하나 이상은, 예를 들어 열 안정제, 산화 방지제, 및 무기 필러 등으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 이러한 첨가제는 당업계에서 공지된 것을 사용할 수 있다.

아울러, 상기 백시트(10)는, 필요에 따라서 다양한 기능성층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 기능성층의 예로는 접착층, 절연층 및/또는 프라이머층 등을 들 수 있다. 상기 접착층과 절연층을 구성하는 성분은 특별히 제한되지 않으며, 이들은 예를 들어 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및/또는 저밀도 선형 폴리에틸렌(LDPE)으로 구성된 층일 수 있다.

본 발명의 상기 백시트(10)는 광전지 모듈, 구체적으로 예를 들면 태양광 전지 모듈 등에 적용할 수 있다.

도 3에는 본 발명에 따른 광 모듈의 예시적인 실시형태가 도시되어 있다. 도 3에 보인 광전지 모듈은 광전지 모듈의 일례를 보인 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광전지 모듈은, 예시적인 실시형태에 따라서 전면부재(100), 봉지재층(200), 광전지 셀(C), 및 백시트(300)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 백시트(300)로서 본 발명의 백시트(10)를 포함할 수 있다.

상기 전면부재(100)는 광전지 셀(C)의 전면 쪽(도면에서, 상부)을 보호하면서 수광면을 제공하는 것이면 좋다. 상기 전면부재(100)는, 광투과율이 우수한 것일 수 있다. 상기 전면부재(100)는, 구체적으로 광의 입사에 유리한 투명 기판으로서, 예를 들어 유리(일례로, 강화 유리) 또는 투명 플라스틱판 등의 경질 기판으로부터 선택될 수 있다. 전면부재(100)는 플랙시블한 전면시트로 구성될 수 있으며, 이러한 전면시트는 통상과 같은 것을 사용할 수 있다.

상기 봉지재층(200)은 광전지 셀(C)을 봉지(패킹, 고정)하는 것으로서, 이는 전면 봉지재층(210)과 후면 봉지재층(220)을 포함할 수 있다. 이때, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 광전지 셀(C)은 전면 봉지재층(210)과 후면 봉지재층(220)의 사이에 패킹, 고정될 수 있다.

상기 봉지재층(200)을 구성하는 봉지재는 제한되지 않는다. 상기 봉지재층(200)을 구성하는 봉지재는 접착성과 절연성 등을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 통상적으로 사용되고 있는 EVA 수지, 즉 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 봉지재층(200)을 구성하는 봉지재는, 상기 EVA 수지 이외에 다른 수지가 사용될 수 있다. 상기 봉지재층(200)을 구성하는 봉지재는, 다른 예를 들어 폴리올레핀계 등을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/프로필렌 공중합제, 및 에틸렌/프로필렌/부타디엔 공중합체 등의 폴리올레핀계를 사용할 수 있다.

상기 광전지 셀(C)은 봉지재층(200) 내에 복수 개로 배열된다. 즉, 상기 광전지 셀(C)은 전면 봉지재층(210)과 후면 봉지재층(220)의 사이에 복수개로 배열된 상태에서 패킹, 고정(봉지)될 수 있다. 그리고 상기 광전지 셀(C)들은 서로 전기적으로 연결되어 있다.

본 발명에서, 상기 광전지 셀(C)은 특별히 제한되지 않는다. 상기 광전지 셀(C)은, 예를 들어 결정형 광전지 및/또는 박막형 광전지 등으로부터 선택될 수 있다. 아울러, 본 발명에서, 상기 광전지 셀(C)은 전면 전극형, 후면 전극형 및 이들의 조합을 포함한다.

상기 백시트(300)는 상기 봉지재층(200)의 하부에 접착된다. 보다 구체적으로, 상기 후면 봉지재층(220)의 하부 면에 백시트(300)의 접착된다. 상기 후면 봉지재층(220)과 백시트(300)는 열 라미네이션(열 융착)이나 접착제 등을 통해 접착될 수 있다. 상기 접착제는 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 및 폴리올레핀계 수지 등으로부터 선택된 1종 이상의 접착제를 사용할 수 있다. 하나의 형태에 따라서, 상기 후면 봉지재층(220)과 백시트(10)는 열 라미네이션에 의해 접착될 수 있다. 이때, 열 라미네이션은, 예를 들어 90℃ 내지 230℃, 또는 110℃ 내지 200℃의 온도에서 1분 내지 30분, 또는 1분 내지 10분 동안 진행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 백시트(300)는 본 발명에 따른 백시트(10)로 구성될 수 있다. 일실시예에서 백시트(300)는, 본 발명의 백시트(10)로 구성될 수 있으며, 이때, 상기 백시트(300)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 수지층(11)은 광전지 셀(C) 쪽에 근접하여 위치할 수 있다.

광전지 모듈의 제조는, 하나의 형태에 따라서 전면부재(100), 전면 봉지재층(210), 전기적으로 연결된 광전지 셀(C), 후면 봉지재층(220), 및 백시트(300)를 순차적으로 적층한 후, 이들을 일체로 진공 흡인하면서 열 라미네이션하는 방법으로 진행할 수 있다.

본 발명에 따른 광전지 모듈은 본 발명의 백시트를 포함함으로써 내후성과 광전 변환 효율 등이 동시에 향상될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 백시트(10)는 광전지 셀 방향으로 가시광선 반사율을 증가시킴과 동시에 반사된 광 중에서 반응성이 낮은 영역의 파장을 갖는 빛을 흡수하여 반응성이 높은 영역의 파장을 갖는 빛으로 재방출하되, 전체적으로 파장이 변환되는 정도를 증가시킴으로써 광전지 모듈의 내후성과 광전 변환 효율을 향상시킨다.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 실시예와의 비교를 위해 제시되는 것으로서, 이는 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

실시예 1 및 2.

제2 수지층으로서 백색 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(CT 950, Kolon, 이하, "PET 필름"이라 함)을 준비하였다. 준비된 상기 PET 필름의 일면에 수지 조성물을 코팅하여, 건조 후 평균 두께가 약 10 ㎛인 제1 수지층을 형성함으로써 도 1과 동일한 구조의 백시트를 제조하였다. 이때, 상기 PET 필름의 평균 두께는 250 ㎛였으며, 옥사졸린 프라이머로 표면 코팅한 것을 사용하였다.

또한, 상기 제1 수지층의 형성하기 위한 수지 조성물은 수지 성분으로서 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 74 중량% : 24 중량%로 혼합한 다음, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 제1 및 제2 파장변환물질(5:1, w/w 혼합)을 2 중량% 첨가한 것을 사용하였다.

	제1 파장변환물질	제2 파장변환물질
실시예 1	Lumogen F Violet 570	Lumogen F Yellow 083
실시예 2	Lumogen F Violet 570	Lumogen F Red 305

비교예 1 내지 3.

상기 실시예 1과 비교하여, 파장변화물질로서 표 1에 나타낸 물질을 사용하는 대신에 하기 표 2에 나타낸 물질을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 백시트를 제조하였다.

	파장변환물질
비교예 1	Lumogen F Violet 570
비교예 2	Lumogen F Yellow 083
비교예 3	Lumogen F Red 305

실험예 1.

본 발명의 백시트의 광학 특성을 평가하기 위하여 실시예 1 및 2, 비교예 1 내지 3에서 제조된 백시트의 반사율과 흡수/발광(Absorption/Emission) 특성을 분광기(spectrometer)를 이용하여 측정하였다. 이때, 상기 측정은 각각 3회씩 수행하여 그 평균값을 구하였으며, 평균 발광 강도(Emission average intensity)는 광전지가 고효율을 보이는 파장 범위(500 내지 700 nm)에서의 백시트가 발광하는 강도의 평균값을 측정하였다. 그 결과를 표 3과 도 4 내지 6에 나타내었다.

	평균 방출 강도 [a.u.]
실시예 1	2.72 × 10⁶
실시예 2	3.19 × 10⁶
비교예 1	0.06 × 10⁶
비교예 2	1.93 × 10⁶
비교예 3	0.96 × 10⁶

표 3과 도 4 내지 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 백시트는 반응성이 높은 파장을 갖는 광, 구체적으로 500 내지 700 nm 범위 파장을 갖는 광을 높은 강도로 방출하는 것을 알 수 있다.

보다 구체적으로 표 3 및 도 6을 살펴보면, 반응성이 높아 광전지 모듈의 광전 변환 효율이 높은 500 내지 700 nm 범위에서 방출되는 광의 강도를 측정한 결과, 실시예 1 및 2에서 제조된 백시트의 경우 각각 2.72×10⁶ a.u. 및 3.19×10⁶ a.u.인 것으로 확인되었다. 이에 반해, 비교예 1 내지 3에서 제조된 백시트는 각각 0.06×10⁶ a.u., 1.93×10⁶ a.u. 및 0.96×10⁶ a.u.인 것으로 나타났다.

이러한 결과로부터, 상기 백시트는 반응성이 낮은 파장을 갖는 광을 반응성이 높은 파장을 갖는 광으로 변환하되, 서로 다른 흡수 파장 범위를 갖고 어느 하나의 발광하는 파장 범위와 다른 하나의 흡수하는 파장 범위가 유사한 제1 및 제2 파장변환물질을 제1 수지층에 사용하여 넓은 파장 범위의 반응성이 낮은 광을 흡수함으로써 전체적으로 파장이 변환되는 정도를 증가시켜 발광하는 광의 강도를 향상할 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 광전지 모듈용 백시트는 광전지 셀 방향으로 가시광선 반사율을 증가시킴과 동시에, 반사된 광 중에서 반응성이 낮은 영역의 파장을 갖는 빛을 흡수하여 반응성이 높은 영역의 파장을 갖는 빛으로 재방출하되 전체적으로 파장이 변환되는 정도를 증가시킴으로써 광전 변환 효율을 향상시키므로 광전지 모듈에 유용하게 사용할 수 있다.

10: 광전지 모듈용 백시트 11: 제1 수지층
12: 제2 수지층 13: 기재
100: 전면부재 200: 봉지재층
300: 백시트 C: 태양전지 셀

Claims

제1 수지층 및 제2 수지층을 포함하고,
상기 제1 수지층은 흡수 극대 파장 보다 큰 방출 극대 파장을 가지는 제1 및 제2 파장변환물질을 포함하며,
상기 제2 수지층은 400 내지 1200 nm 파장의 광에 대한 반사율이 40% 이상이고,
300 내지 800 nm 파장 범위에서의 흡광도 측정 시, 평균 강도가 0.1 (a.u.) 이상인 흡수 극대가 2 이상 존재하는 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제1 및 제2 파장 변환물질은, 하기 일반식 1의 조건을 만족시키는 광전지 모듈용 백시트:
[일반식 1]
A² _top - 50 ≤ E¹ _top ≤ A² _top + 50
상기 일반식 1에서,
E¹ _top는 400 내지 800 nm 파장 범위에서 제1 파장변환물질의 방출 극대가 갖는 파장(nm)을 나타내고,
A² _top은 400 내지 800 nm 파장 범위에서 제2 파장변환물질의 흡수 극대가 갖는 파장(nm)을 나타낸다.
제1항에 있어서,
제1 파장변환물질은, 400 nm 이하의 광에 대한 평균 흡수율이 30% 이상인 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제2 파장변화물질은, 500 nm 이상의 광에 대한 평균 발광률이 30% 이상인 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제1 파장변환물질은, 400 내지 500 nm 파장 범위의 광에 대한 평균 발광률이 30% 이상이고; 및
제2 파장변환물질은, 400 내지 500 nm 파장 범위의 광에 대한 평균 흡광률이 30% 이상인 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제1 및 제2 파장변환물질은, 서로 독립적으로 금속-유기 복합물, 나프탈이미드계 화합물, 및 페릴린계 화합물으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제1 및 제2 파장변환물질은, 서로 독립적으로 나프탈이미드계 화합물 또는 페릴린계 화합물인 광전지 모듈용 백시트.
제6항 또는 제7항에 있어서,
나프탈이미드계 화합물은, 나프탈이미드(Naphtalimide) 및 4,5-디메틸옥시-N-(2-에틸 헥실)나프탈이미드(4,5-dimethyloxy-N-(2-ethyl hexyl)naphthalimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 광전지 모듈용 백시트.
제6항 또는 제7항에 있어서,
페릴린계 화합물은, 페릴린(Perylene), 이소부틸 4,10-디시아노페릴린-3,9-디카르복실레이트(isobutyl 4,10-dicyanoperylene-3,9-dicarboxylate), 페릴린-3,4,9,11-테트라카르보실산 비스-(2',6'-디이소프로필아닐리드)(perylene-3,4,9,11-tetracarboxylic acid bis-(2',6'-diisopropylanilide)) 및 페릴린-1,8,7,12-테트라페녹시-3,4,9,10-테트라카르보실산 비스-(2',6'-디이소프로필아닐리드)(perylene-1,8,7,12-tetraphenoxy-3,4,9,10-tetracarboxylic acid bis-(2',6'-diisopropylanilide))로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
기재;
상기 기재의 일면에 마련된 제1 수지층; 및
상기 기재의 타면에 마련된 제2 수지층을 포함하는 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제1 수지층은, 수지 및 상기 수지 100 중량부에 대하여 파장변환물질을 0.1 내지 30 중량부를 포함하는 광전지 모듈용 백시트.
제11항에 있어서,
수지는, 불소계 수지 및 아크릴계 수지 중 어느 하나 이상을 포함하는 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제2 수지층은, 이산화티탄, 산화아연, 산화안티몬, 실버화이트, 황화아연, 황산바륨, 리소폰, 하소 고령토, 탄산칼슘, 및 백연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 백색 안료를 포함하는 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제2 수지층은, 수지 100 중량부에 대하여 백색 안료를 1 내지 200 중량부 포함하는 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 있어서,
제2 수지층은, 평균 두께가 0.5 내지 300 μm인 광전지 모듈용 백시트.
제1항에 따른 백시트를 포함하는 광전지 모듈.