KR20170078436A - Textile-based back sheet - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유 기재층; 상기 기재층 위에 형성된 접착층; 상기 접착층 위에 형성된 폴리에스테르계 필름층; 및 상기 폴리에스테르계 필름층 위에 형성된 봉지막을 포함하는 태양전지용 섬유 기반 백시트로서, 굽힘 회복성이 우수하다.The present invention relates to a fiber substrate layer; An adhesive layer formed on the base layer; A polyester film layer formed on the adhesive layer; And a sealing film formed on the polyester film layer, wherein the fiber sheet is excellent in bending restorability.
Description
본 발명은 플렉서블 태양전지용 백시트에 관한 것으로, 섬유를 기재로 사용하여 유연성이 우수한 백시트에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a back sheet for a flexible solar cell, and more particularly to a back sheet having excellent flexibility by using fibers as a base material.
유연성이 있는 금속 유연기판, 초박형 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 이용하는 플렉서블(flexible) 태양전지는 휘어질(bending) 수 있어, 건물 이외에도 자동차 유리, 야외용 텐트, 가방, 의류 등에의 적용을 목적으로 하는 연구 개발이 지속되고 있다. 또한 소형 가전의 자가 충전용으로 소형 태양전지 모듈의 소비도 증가하고 있다.Flexible solar cells using flexible metal flexible substrates, ultra-thin glass substrates, and plastic substrates can be bending, and research aimed at application to automobile glass, outdoor tents, bags, clothes, etc. in addition to buildings Development is continuing. In addition, the consumption of small solar cell modules is increasing for self-charging of small household appliances.
태양전지(Solar cell)는 태양광을 전기에너지로 전환하는 반도체 소자로서, 태양광을 용이하게 흡수하기 위해 외부환경에 장기간 노출되게 된다. 따라서 외부환경으로부터 셀을 보호하기 위해 팩키징이 수반되며, 이를 통해 태양전지 모듈 형태의 유닛으로 제조된다.Solar cells are semiconductor devices that convert sunlight into electrical energy, and are exposed to the external environment for a long time in order to easily absorb sunlight. Therefore, in order to protect the cell from the external environment, the packaging is accompanied by the manufacture, and thus the solar cell module is manufactured as a unit.
태양전지용 백시트는 상기한 태양전지 모듈의 가장 뒷면에 위치하는 부재로, 외부환경에 장기간 노출된 상태에서도 태양전지를 안정적으로 보호할 수 있도록 내후성, 내구성, 절연성, 투습방지성 등의 특성을 필요로 한다. 따라서 평탄한 유리나 플라스틱 필름 또는 스테인리스 스틸 등의 기판에 고분자 필름을 합지하는 형태로 제조되고 있다. 그러나 유리 기판은 유연성의 구현이 불가하여 플렉서블 태양전지용으로는 플라스틱 필름이나 스테인리스 스틸이 이용되고 있다. 일례로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 상하부에 불소필름층으로 적층하거나(a), 불소필름층 중 한 층을 열가소성 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 핫멜트 접착층으로 적층한 구조(b)의 백시트가 공지되어 있다.The back sheet for a solar cell is a member positioned at the rear most side of the above-described solar cell module, and it is required to have properties such as weather resistance, durability, insulation, and moisture-proof property so as to stably protect the solar cell even in a long- . Therefore, it is manufactured in such a form that a polymer film is laminated on a substrate such as a flat glass or plastic film or stainless steel. However, the flexibility of glass substrates can not be realized, and plastic films or stainless steel are used for flexible solar cells. For example, as shown in Fig. 1, a structure in which a fluorine film layer is laminated on upper and lower portions of a polyethylene terephthalate (PET) film, or a structure in which one of the fluorine film layers is laminated with a hot-melt adhesive layer of thermoplastic ethylene vinyl acetate (EVA) a back sheet of (b) is known.
그러나 공지된 구조의 백시트는 굽힘에 대한 회복 특성이 낮아서 내구성이 떨어지고, 플렉서블 태양전지를 구현하기에는 한계가 있다. 또한 종래 백시트 하부의 불소필름층이나 EVA 접착층은 외부에 노출시 표면이 손상되기 쉬운 단점이 있다. However, the backsheet having a known structure has a low recovery characteristic against bending, so that durability is low, and there is a limit to realize a flexible solar cell. In addition, the fluorine film layer or the EVA adhesive layer underneath the back sheet has a disadvantage that the surface is easily damaged when exposed to the outside.
본 발명은 태양전지용 백시트로서, 특히 외력에 대한 내구성 및 굽힘 회복성이 우수한 태양전지용 백시트를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a back sheet for a solar cell, which is excellent in durability against external force and bending restorability.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 섬유 기재층; 상기 기재층 위에 형성된 접착층; 상기 접착층 위에 형성된 폴리에스테르계 필름; 및 상기 폴리에스테르 필름 위에 형성된 봉지막을 포함하는 태양전지용 백시트를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a fibrous substrate layer, An adhesive layer formed on the base layer; A polyester film formed on the adhesive layer; And a sealing film formed on the polyester film.
바람직하게는, 상기 섬유 기재층은 폴리에스테르계, 폴리아미드계 및 폴리아크릴계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 섬유 소재, 또는 이들의 공중합물로 이루어진 고분자 섬유 소재, 또는 이들 고분자 섬유와 천연섬유를 혼방한 블렌드 섬유 소재로 이루어질 수 있다.Preferably, the fiber substrate layer is a polymer fiber material comprising at least one polymer fiber material selected from the group consisting of polyester, polyamide and polyacrylic polymers, or a copolymer thereof, And a blended fiber material blended with the fibers.
바람직하게는, 상기 섬유 기재층은 직물로 이루어질 수 있다. Preferably, the fibrous substrate layer may comprise a fabric.
바람직하게는, 상기 접착층은 우레탄계 또는 실리콘계 접착제를 포함하여 이루어질 수 있다.Preferably, the adhesive layer comprises a urethane-based or silicone-based adhesive.
바람직하게는, 상기 폴리에스테르계 필름층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 또는 폴리부틸렌나프탈레이트를 포함하여 이루어질 수 있다.Preferably, the polyester film layer may comprise polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polybutylene naphthalate.
바람직하게는, 상기 봉지막은 무기물 또는 무기산화물로 증착되어 이루어질 수 있다.Preferably, the sealing film may be formed by depositing an inorganic or inorganic oxide.
바람직하게는, 상기 섬유 기재층은 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬가 구현된 것이다.Preferably, the fiber substrate layer is embodied in color, pattern, or color and pattern.
또한 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 방추도가 110~120°이고, 수분투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)가 0.03g/㎡·day 이하인 백시트를 제공한다. The present invention also provides a back sheet having a degree of swelling of 110 to 120 ° and a water permeability (measurement condition: 40 ° C, 90% RH) of 0.03 g / m 2 · day or less.
또한 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 백시트 상부에 CIGS 태양전지 또는 유기태양전지를 포함하는 태양전지 모듈을 제공한다.The present invention also provides a solar cell module including a CIGS solar cell or an organic solar cell on the back sheet of the present invention.
또한 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 섬유 기재에 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬를 부여하는 단계; 상기 섬유 기재를 폴리에스테르계 필름과 접착제로 합지하는 단계; 및 상기 섬유 기재와 합지되지 않은 폴리에스테르계 필름의 면 위에 스퍼터(Sputter) 장비로 무기물 또는 무기산화물 막을 증착하는 단계를 포함하는 태양전지용 백시트의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a fiber substrate, comprising the steps of: providing a fiber substrate with a color, a pattern, or a color and a pattern; Laminating the fiber substrate with a polyester film and an adhesive; And depositing an inorganic or inorganic oxide film on a surface of a polyester film not lapped with the fiber substrate by a sputtering apparatus.
본 발명에 따른 섬유 기반 백시트는 폴리에스테르 필름 상부에 형성된 봉지막에 의해 수분 투과를 방지하고 하부에 합지된 섬유가 외력에 내구성을 가지며, 또한 섬유 기재로 인해 굽힘 회복 특성이 우수한 섬유 백시트를 제공할 수 있다. The fiber-based backsheet according to the present invention prevents moisture permeation by the sealing film formed on the polyester film, and the fibers bonded to the lower fiber have durability against external force, and the fiber backsheet has excellent bending recovery characteristics .
따라서, 본 발명에 따른 섬유 기반 백시트는 0.03g/㎡·day 이하의 우수한 수분투과 차단 특성을 가진다.Therefore, the fiber-based back sheet according to the present invention has an excellent moisture permeation blocking property of 0.03 g / m 2 · day or less.
또한, 폴리에스테르 필름 하부에 형성된 섬유를 통해 사용자가 원하는 색상 및 디자인 적용이 가능하며, 별도의 외장재가 없이 야외에 적용이 가능하여, 제품화가 용이하다. Also, it is possible to apply the color and design desired by the user through the fibers formed at the lower part of the polyester film, and it is possible to apply it to the outdoor without a separate exterior material, so that the product can be easily manufactured.
또한 섬유 기재로 인해, 기존 백시트보다 우수한 굽힘 회복 특성을 가져서, 태양전지 모듈의 유연성을 확보할 수 있다. 이로 인해, 본 발명에 따른 백시트를 이용하여 제작된 태양전지 모듈은 야외 텐트 및 가방에 적용이 매우 용이하다.Further, due to the fibrous base material, the bending restoration characteristic is superior to that of the conventional back sheet, and the flexibility of the solar cell module can be ensured. Therefore, the solar cell module manufactured using the back sheet according to the present invention is very easy to apply to outdoor tents and bags.
도 1은 종래의 태양전지 백시트의 구조를 나타낸 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 백시트의 구조를 나타낸 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백시트의 섬유 기재층에 색상 및 무늬가 구현된 것을 보여주는 사진으로, 도 3(a)는 실시예 1에 따라 국방 무늬가 구현된 백시트이며, 도 3(b)는 무늬가 없이 흰색을 부여한 백시트이다.1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional solar cell back sheet.
2 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of a solar cell back sheet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing a color and a pattern embodied in a fiber substrate layer of a back sheet according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a back sheet in which a defense pattern is implemented according to the first embodiment, 3 (b) is a back sheet imparted with no pattern.
이하, 본 발명을 도면 및 실시예를 들어 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings and embodiments. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as to avoid obscuring the subject matter of the present invention.
본 발명의 일 태양은 도 2에 나타낸 바와 같이 섬유 기재층(110); 상기 기재층 위에 형성된 접착층(120); 상기 접착층 위에 형성된 폴리에스테르계 필름층(130); 및 상기 폴리에스테르계 필름층 위에 형성된 봉지막(140)을 포함하는 태양전지용 백시트(100)를 제공한다. 이하, 본 발명에 따른 태양전지용 백시트에 대해 구성 요소별로 나누어 설명한다.One aspect of the present invention includes a
<섬유 기재층><Fiber base layer>
본 발명은 플렉서블 태양전지에의 적용을 위해, 섬유 기재층을 백시트에 적용하여 높은 방추도를 확보할 수 있다. The present invention can be applied to a flexible solar cell by applying a fiber substrate layer to a back sheet to secure a high degree of visibility.
본 발명에 따른 백시트의 일 구성요소인 섬유 기재층으로는 폴리에스테르계, 폴리아미드계 및 폴리아크릴계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 섬유 소재, 또는 이들의 공중합물로 이루어진 고분자 섬유 소재, 또는 이들 고분자 섬유와 천연섬유를 혼방한 블렌드 섬유 소재가 바람직하게 이용될 수 있다. The fiber substrate layer, which is one component of the back sheet according to the present invention, may be at least one kind of polymer fiber material selected from the group consisting of polyester, polyamide, and polyacrylic polymers, or a polymer fiber material , Or a blended fiber material blended with these polymer fibers and natural fibers can be preferably used.
천연섬유로는 면이나 마 섬유가 바람직하게 이용될 수 있다.As natural fibers, cotton or hemp fibers may be preferably used.
섬유 기재층은 상기한 섬유 소재를 이용한 직물이 될 수 있으며, 내구성면에서 평직 직물이 바람직하게 이용될 수 있다. 또한 상기 섬유 소재의 혼방 직물 또는 교직 직물도 바람직하게 이용될 수 있다. The fibrous substrate layer may be a fabric using the above-described fibrous material, and a plain fabric may be preferably used in terms of durability. Also, a blend fabric or a woven fabric of such a fiber material may be preferably used.
또한 섬유 기재층은 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬가 구현되어 있을 수 있다. 태양전지 모듈의 최하부 외면에 해당하는 섬유 기재층에 색상이나 무늬의 구현을 통해 디자인 효과를 줄 수 있다. Also, the fiber substrate layer may be implemented in color, pattern, or color and pattern. A design effect can be given to the fiber substrate layer corresponding to the outermost surface of the solar cell module through the implementation of color or pattern.
섬유 기재층의 두께는 특별하게 제한되지 않으나, 백시트 구조 지지재로서, 내구성, 내후성 등을 고려할 때, 50~300㎛가 적합하며, 바람직하게는 50~200㎛, 더 바람직하게는 50~150㎛인 것이 적합하다. The thickness of the fiber substrate layer is not particularly limited, but it is preferably 50 to 300 占 퐉, preferably 50 to 200 占 퐉, more preferably 50 to 150 占 퐉, in consideration of durability and weatherability, Mu m.
<폴리에스테르계 필름층>≪ Polyester film layer >
본 발명에 따른 백시트의 일 구성요소인 폴리에스테르계 필름층은 우수한 전기절연성, 내가수분해성 및 내후성, 낮은 수분투과율이 요구된다. 바람직하게는, 폴리에스테르 필름층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 또는 폴리부틸렌나프탈레이트를 포함하여 이루어지고, 두께는 20~200㎛인 것이 상기 요건을 만족할 수 있고, 생산에도 유리하다. 더 바람직하게는 폴리에스테르계 필름층은 내후성 및 내가수분해성 면에서 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진다.The polyester film layer, which is one component of the back sheet according to the present invention, is required to have excellent electrical insulating properties, hydrolysis resistance, weather resistance, and low water permeability. Preferably, the polyester film layer comprises polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polybutylene naphthalate. The thickness of the polyester film layer is in the range of 20 to 200 탆, which satisfies the above requirements and is advantageous for production. More preferably, the polyester film layer is made of polyethylene terephthalate which is superior in weather resistance and hydrolysis resistance.
<접착층><Adhesive Layer>
본 발명에 따른 백시트의 일 구성요소인 접착층은 상기한 섬유 기재층과 폴리에스테르계 필름층의 합지를 가능하게 한다. The adhesive layer, which is one component of the back sheet according to the present invention, enables the lamination of the above-mentioned fiber substrate layer and the polyester film layer.
접착층은 합지에 요구되는 접착력과 함께 고온다습 하에서도 열화되지 않고, 장기간 사용시에도 접착층의 변형에 의한 박리나 태양전지의 출력 저하를 일으키지 않아야 한다. 따라서 접착층은 내가수분해성, 내열성 및 내후성 등이 우수한 우레탄계 또는 실리콘계 접착제로 이루어지는 것이 바람직하다. 우레탄계 접착제로는 폴리올과 폴리이소시아네이트를 합성한 폴리우레탄계 접착제가 바람직하게 이용될 수 있다. 실리콘계 접착제로는 변성 실리콘계 접착제도 바람직하게 이용될 수 있다. 실리콘계 접착제는 종래 일반적으로 사용되는 아크릴계 접착제보다 유연성이 우수하고, 열적 안정성면에서 우레탄계 접착제에 비해 우수한 장점이 있다. The adhesive layer should not deteriorate under high temperature and high humidity, in addition to the adhesive force required for the laminate, and should not cause detachment due to deformation of the adhesive layer or deterioration of output of the solar cell even during long-term use. Therefore, the adhesive layer is preferably made of a urethane-based or silicone-based adhesive excellent in hydrolysis resistance, heat resistance and weather resistance. As the urethane-based adhesive, a polyurethane-based adhesive obtained by synthesizing a polyol and a polyisocyanate can be preferably used. As the silicone adhesive, a modified silicone adhesive can also be preferably used. The silicone-based adhesive is superior in flexibility to an acrylic-based adhesive conventionally used and has an advantage over a urethane-based adhesive in terms of thermal stability.
접착층의 두께는 종래 백시트 물성에 영향을 주지 않으면서 섬유 기재층의 방추도 유지를 위해, 1 내지 40㎛로 형성하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5~20㎛로 형성하는 것이다. The thickness of the adhesive layer is preferably 1 to 40 占 퐉, more preferably 5 to 20 占 퐉, in order to maintain the spinning property of the fiber substrate layer without affecting the physical properties of the conventional backsheet.
<봉지막><Sealing film>
본 발명에 따른 백시트의 일 구성요소인 봉지막은 상기 폴리에스테르계 필름층 위에 형성되어, 백시트를 통해 태양전지에 전달되는 수분 및 가스를 차단한다. An encapsulating film, which is one component of the backsheet according to the present invention, is formed on the polyester film layer to block moisture and gas transferred to the solar cell through the backsheet.
봉지막은 무기물 또는 이들의 산화물이 증착되어 이루어진 것이 바람직하다. 무기물로는 Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn, Ce 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속이 바람직하며, 이들의 산화물도 바람직하게 적용될 수 있다. 이 중 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어진 봉지막이 가스 차단성과 더불어 방추도 확보가 용이하여 바람직하게 적용될 수 있다. 이외에도 상기 1종 이상의 금속을 포함하는 질화물, 탄화물, 산화질화물, 질화탄화물 또는 산화질화탄화물을 봉지막에 적용하는 것도 가능하다. The sealing film is preferably formed by depositing an inorganic substance or an oxide thereof. As the inorganic material, at least one metal selected from the group consisting of Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn, Ce and Si is preferable. Among them, a sealing film made of silicon oxide (SiOx) is preferable because it is easy to secure spindle as well as gas barrier property. It is also possible to apply nitride, carbide, oxynitride, nitride carbide or oxynitride carbide containing at least one of the above metals to the sealing film.
봉지막의 두께는 10nm~1㎛의 박막으로 형성되며, 보다 더 바람직하게는 100~500nm로 형성하는 것이다. The thickness of the sealing film is preferably from 10 nm to 1 탆, more preferably from 100 to 500 nm.
본 발명의 다른 태양은, 섬유 기재에 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬를 부여하는 단계; 상기 섬유 기재를 폴리에스테르계 필름과 접착제로 합지하는 단계; 및 상기 섬유 기재와 합지되지 않은 폴리에스테르계 필름의 면 위에 스퍼터 장비를 이용하여 무기물 또는 무기산화물 전구체 화합물을 증착하여 무기물 또는 무기산화물 봉지막을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지용 백시트의 제조방법을 제공한다. 이하, 본 발명에 따른 태양전지용 백시트의 제조방법에 대해 구성 요소별로 나누어 설명한다.Another aspect of the present invention provides a method of making a fiber substrate, comprising: imparting color, pattern, or color and pattern to the fiber substrate; Laminating the fiber substrate with a polyester film and an adhesive; And a step of depositing an inorganic or inorganic oxide precursor compound on the surface of a polyester film not lapped with the fiber substrate using a sputtering equipment to form an inorganic or inorganic oxide sealing film. do. Hereinafter, a manufacturing method of a back sheet for a solar cell according to the present invention will be described for each constituent element.
<섬유 기재에 색상 또는 무늬를 부여하는 단계>≪ Step of imparting color or pattern to the fibrous substrate &
본 발명에 따른 태양전지용 백시트를 제조하기 위해, 먼저 섬유 기재에 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬를 부여한다. In order to produce the back sheet for a solar cell according to the present invention, the fiber substrate is first given color, pattern, or color and pattern.
섬유 기재로는 폴리에스테르계, 폴리아마이드계 및 폴리아크릴계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 섬유 소재, 또는 이들의 공중합물로 이루어진 고분자 섬유 소재, 또는 이들 고분자 섬유와 천연섬유를 혼방한 블렌드 섬유 소재가 바람직하게 이용될 수 있다. 천연섬유로는 면이나 마 섬유가 바람직하게 이용될 수 있다.As the fiber substrate, a polymer fiber material composed of one or more kinds of polymer fiber materials selected from the group consisting of polyester, polyamide and polyacrylic polymers, or a copolymer thereof, or a blend of these polymer fibers and natural fibers A fibrous material can be preferably used. As natural fibers, cotton or hemp fibers may be preferably used.
섬유 기재는 상기한 섬유 소재를 이용한 직물이 바람직하게 이용될 수 있고, 내구성면에서 평직 직물이 더 바람직하게 이용될 수 있다. 또한 상기 섬유 소재의 혼방 직물 또는 교직 직물도 바람직하게 이용될 수 있다. A fabric using the above-described fiber material can be preferably used for the fiber substrate, and a plain weave fabric can be more preferably used in terms of durability. Also, a blend fabric or a woven fabric of such a fiber material may be preferably used.
섬유 기재 직물의 두께는 특별한 제한이 없으나, 백시트 구조 지지재로서, 내구성, 내후성 등을 고려할 때, 50~230㎛가 적합하며, 바람직하게는 50~150㎛, 더 바람직하게는 50~100㎛인 것이 적합하다.The thickness of the fiber-based fabric is not particularly limited, but it is preferably 50 to 230 占 퐉, preferably 50 to 150 占 퐉, more preferably 50 to 100 占 퐉, in consideration of durability and weatherability, .
섬유 기재에 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬를 부여하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 염색 기술 및 프린팅 기술을 이용할 수 있다. 본 색상 및 무늬 부여 단계를 통해서, 섬유 기재에는 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬가 구현되고, 태양전지 모듈의 최하부 외면인 섬유 기재층에 디자인 효과를 줄 수 있다. The method of imparting color, pattern, or color and pattern to the fiber substrate is not particularly limited, and known dyeing and printing techniques can be used. Through this coloring and patterning step, a color, pattern, or color and pattern are realized on the fiber substrate, and a design effect can be given to the fiber substrate layer which is the outermost surface of the solar cell module.
<섬유 기재와 폴리에스테르 필름을 접착제로 합지하는 단계>≪ Step of laminating the fiber substrate and the polyester film with an adhesive >
본 발명에 따른 태양전지용 백시트 제조를 위해, 상기 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬가 구현된 섬유 기재를 폴리에스테르계 필름과 합지한다. For producing a back sheet for a solar cell according to the present invention, the above-mentioned fiber substrate in which the hue, pattern, or color and pattern is realized is laminated with a polyester film.
폴리에스테르계 필름은 우수한 전기절연성, 내가수분해성 및 내후성, 낮은 수분투과율을 가지도록, 폴리에스테르 필름층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 또는 폴리부틸렌나프탈레이트를 포함하여 이루어지고, 두께는 20~200㎛인 것을 사용한다. 더 바람직하게는 내후성 및 내가수분해성 면에서 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용한다. The polyester film is made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polybutylene naphthalate so that the polyester film layer has excellent electrical insulating properties, hydrolysis resistance, weather resistance, and low water permeability. The polyester film layer has a thickness of 20 to 200 Mu m. More preferably, a polyethylene terephthalate film excellent in weather resistance and hydrolysis resistance is used.
합지는 접착제를 이용하여 이루어진다. 바람직하게는 합지에 요구되는 접착력과 함께 고온다습 하에서도 열화되지 않고, 장기간 사용시에도 접착층의 변형에 의한 박리나 태양전지의 출력 저하를 일으키지 않도록, 우레탄계 또는 실리콘계 접착제를 이용한다. 우레탄계 접착제로는 폴리올과 폴리이소시아네이트를 합성한 폴리우레탄계 접착제가 바람직하게 이용될 수 있다. 실리콘계 접착제로는 변성 실리콘계 접착제도 바람직하게 이용될 수 있다. The joint is made by using an adhesive. Preferably, a urethane-based or silicone-based adhesive is used so as not to deteriorate under high temperature and humidity, and to prevent detachment due to deformation of the adhesive layer or deterioration of the output of the solar cell even when used for a long period of time. As the urethane-based adhesive, a polyurethane-based adhesive obtained by synthesizing a polyol and a polyisocyanate can be preferably used. As the silicone adhesive, a modified silicone adhesive can also be preferably used.
접착제의 도포 및 건조 후 두께는 종래 백시트 물성에 영향을 주지 않으면서 섬유 기재층의 방추도 유지를 위해, 0.1 내지 20㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1~5㎛이나, 이에 한정되는 것은 아니다.The thickness after application and drying of the adhesive is preferably from 0.1 to 20 탆, more preferably from 1 to 5 탆, in order to maintain the spinning property of the fiber substrate layer without affecting the physical properties of the conventional backsheet It is not.
<폴리에스테르계 필름상에 봉지막을 증착하는 단계><Step of depositing a sealing film on a polyester film>
백시트를 통해 태양전지에 전달되는 수분 및 가스를 차단하기 위해서, 섬유 기재와 접착제를 매개로 합지된 폴리에스테르계 필름의 합지가 되지 않은 면 위에 봉지막을 증착 형성시킨다.In order to block moisture and gas transferred to the solar cell through the back sheet, an encapsulating film is formed on the uncombined surface of the polyester film laminated via the fiber substrate and the adhesive.
무기물 또는 무기산화물의 전구체 화합물을 스퍼터 장비를 이용하여 증착하여, 무기물 또는 무기산화물 막으로 이루어진 봉지막을 증착 형성시킨다. 봉지막을 형성하는 무기물로는 Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn, Ce 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속이 바람직하고, 이들의 산화물도 바람직하다. 이외에도 상기 1종 이상의 금속을 포함하는 질화물, 탄화물, 산화질화물, 질화탄화물 또는 산화질화탄화물을 봉지막에 적용하는 것도 가능하다. 이 중 실리콘 산화물(SiOx)이 가스 차단성과 함께 방추도 확보가 용이한 점에서 바람직하게 이용될 수 있다. A precursor compound of an inorganic or inorganic oxide is deposited using a sputtering apparatus to deposit a sealing film made of an inorganic or inorganic oxide film. As the inorganic material forming the sealing film, at least one metal selected from the group consisting of Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn, Ce and Si is preferable. It is also possible to apply nitride, carbide, oxynitride, nitride carbide or oxynitride carbide containing at least one of the above metals to the sealing film. Of these, silicon oxide (SiOx) can be advantageously used because it is easy to secure spindle with gas barrier property.
실리콘 산화물로 이루어지는 봉지막은 분자 구조 내에 -Si-O- 결합을 가지는 실록산(siloxane), 알콕시실란(alcoxysilane), 아세톡시실란(acetoxysilane) 및 오르토실리케이트(orthosilicate)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 전구체 화합물로 종류는 특별히 제한되지 않는다. The sealing film made of silicon oxide is preferably a precursor selected from the group consisting of siloxane, alkoxysilane, acetoxysilane and orthosilicate having -Si-O- The kind of the compound is not particularly limited.
봉지막의 두께는 10nm~1㎛의 박막으로 형성되며, 보다 더 바람직하게는 100~500nm로 형성하는 것이다.The thickness of the sealing film is preferably from 10 nm to 1 탆, more preferably from 100 to 500 nm.
본 발명에 따른 태양전지용 백시트는 섬유 기재를 적용하여, 방추도가 110~120°로 유연성이 매우 뛰어나고, 수분투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)가 0.03 g/㎡·day 이하로 가스 차단성도 우수하다. 따라서 본 발명의 태양 전지용 백시트는 솔라셀로 CIGS 태양전지 또는 유기태양전지를 포함하는 태양전지 모듈 제조시 유용하게 적용될 수 있다. The back sheet for a solar cell according to the present invention is obtained by applying a fibrous base material and has a degree of swelling of 110 to 120 ° and is excellent in flexibility and has a water permeability (measurement condition: 40 ° C, 90% RH) of 0.03 g / Excellent gas barrier properties. Accordingly, the back sheet for a solar cell of the present invention can be usefully applied to a solar cell module including a CIGS solar cell or an organic solar cell as a solar cell.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더 구체적으로 설명하나, 본 발명은 하기 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.The present invention will now be described more specifically with reference to the following examples, but it should be understood that the present invention is not limited to the following examples, and those skilled in the art Various changes and modifications will be possible.
<실시예 1>≪ Example 1 >
폴리에스테르 원사와 면사를 혼방한 T/C 60수 원사를 이용하여 평직 구조의 원단으로 제직하였다. 제작된 원단을 프린팅 공정을 이용하여 염색 및 무늬를 구현되게 하였다. 상기 제작된 두께 150㎛의 원단과 두께 125㎛ 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 우레탄 접착제를 이용하여 합지하였다. 그런 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 합지되지 않은 면에 테트라메틸디실록산 화합물을 스퍼터 장비를 이용하여 실리콘 산화물(SiOx)을 증착 공정을 수행하였다. 그 결과, SiOx 층을 증착하여 두께 200nm의 봉지막을 형성하였다. T / C 60 yarn mixed with polyester yarn and cotton yarn was used to weave into plain weave fabric. The fabrics were dyed and patterned using a printing process. The prepared fabric having a thickness of 150 mu m and a polyethylene terephthalate film having a thickness of 125 mu m were laminated using a urethane adhesive. Thereafter, a tetramethyldisiloxane compound was deposited on the non-bonded surface of the polyethylene terephthalate using a sputtering apparatus to deposit silicon oxide (SiOx). As a result, a SiOx layer was deposited to form a sealing film having a thickness of 200 nm.
<실시예 2>≪ Example 2 >
폴리에스테르 50D 원사를 이용하여 평직 구조의 원단으로 제직하였다. 제작된 원단에 염색을 실시하였다. 상기 제작된 두께 75㎛의 원단과 두께 25㎛ 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 우레탄 접착제를 이용하여 합지하였다. 그런 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 합지되지 않은 면에 테트라메틸디실록산 화합물을 스퍼터 장비를 이용하여 실리콘 산화물(SiOx)을 증착 공정을 수행하였다. 그 결과, SiOx 층을 증착하여 두께 300nm의 봉지막을 형성하였다. Using a polyester 50D yarn, the fabric was woven into a plain weave fabric. The fabric was dyed. The prepared fabric having a thickness of 75 mu m and the polyethylene terephthalate film having a thickness of 25 mu m were laminated using a urethane adhesive. Thereafter, a tetramethyldisiloxane compound was deposited on the non-bonded surface of the polyethylene terephthalate using a sputtering apparatus to deposit silicon oxide (SiOx). As a result, a SiOx layer was deposited to form a sealing film having a thickness of 300 nm.
<시험예 1> ≪ Test Example 1 >
섬유 백시트의 수분투과도 측정Water permeability measurement of fiber back sheet
실시예 1에서 제조한 섬유 백시트의 수분투과도를 수분투과 분석기(Water vapor transmission rate analyzer)로 측정하였다. 수분 투과도(Water Vapor Transmission Rate, WVTR)는 전형적으로 사용되는 MOCON사의 상용화된 측정장비(WVTR< 5X10-3g/㎡/day까지 측정 가능)로 측정하였다. 이 장비를 이용한 측정 원리는 분석하려는 샘플 기판을 거치대에 고정시키고 정량의 수분을 한쪽 면으로 계속 분사하여 샘플 기판 통과 후 반대편에서 검출되는 수분의 양을 센서가 포착, 이를 수치화하여 보여주는 것이다. The moisture permeability of the fiber backsheet prepared in Example 1 was measured by a water vapor transmission rate analyzer. Water Vapor Transmission Rate (WVTR) was measured using a commercially available MOCON commercial measurement instrument (WVTR <5X10 -3 g / m 2 / day). The principle of measurement using this equipment is that the sample substrate to be analyzed is fixed on the mount, the constant amount of water is continuously sprayed on one side, and the amount of moisture detected on the opposite side after passing through the sample substrate is captured by the sensor.
실시예 1에서 제조한 섬유 백시트의 평가 결과, 0.03g/㎡·day 미만으로 수분투과도 차단성이 매우 우수한 것으로 나타났다. 구체적으로, 최초 수분투과도 0.024g/㎡·day가 240시간 후에도 0.023g/㎡·day로 나타나, 시간에 따른 수분투과도의 저하가 거의 없는 것으로 나타났다. As a result of the evaluation of the fibrous bag sheet produced in Example 1, it was found that the water permeability barrier property was excellent with less than 0.03 g / m 2 day. Specifically, the initial water permeability of 0.024 g / m 2 · day was 0.023 g / m 2 · day even after 240 hours, and the water permeability did not decrease with time.
<시험예 2> ≪ Test Example 2 &
섬유 백시트의 수분투과도 신뢰성 평가Reliability Evaluation of Water Permeability of Fiber Backsheet
실시예 1에서 제조한 섬유 백시트를 항온항습기를 이용하여 온도 85℃, 상대습도 85% 조건에서 200시간 방치 후, 수분투과도 측정을 실시하였다. 평가 결과, 수분투과도 수치는 0.05g/㎡·day 미만으로 신뢰성이 우수한 것으로 나타났다. 구체적으로, 고온다습하에 방치 후, 최초 수분투과도 0.025g/㎡·day로, 외기에 매우 안정한 것으로 확인되었으며, 또 240시간 후에는 수분투과도가 0.023g/㎡·day로 나타나, 시간에 따른 수분투과도의 저하도 거의 없는 것으로 나타났다. The fiber backsheet prepared in Example 1 was left for 200 hours at a temperature of 85 캜 and a relative humidity of 85% using a thermo-hygrostat, and water permeability was measured. As a result of the evaluation, the water permeability value was less than 0.05 g / ㎡ · day, and the reliability was excellent. Specifically, after being left under high temperature and high humidity, initial water permeability was found to be 0.025 g / m 2 · day and very stable to the outside air, and the water permeability after 240 hours was 0.023 g / m 2 · day, There was no decrease in the number of patients.
<방추도 평가> <Evaluation of spindle>
방추도는 섬유의 드레이프성 평가에 이용되는 것으로, 직물에 압력이 가해졌을 때 생성된 구김이 다시 회복되는 정도에 관한 것으로, 값이 높을수록 회복력이 우수함을 나타낸다. 측정 방법은 KS K 0550 직물의 방추도 시험방법을 사용하였다. 시험방법에 따라 시험편은 4×1.5cm로 시편을 제작하고 시험장치로 몬산토 시험기를 사용한다. 시험편을 금속판 사이에 끼운 후, 플라스틱 프레스에 끼운 다음 플라스틱 프레스 위에 500g 추를 5분간 올려 놓고 몬산토 시험기에 금속판+시험편을 끼워 5분 경과 후, 시료의 벌어진 각도(방추도)를 측정한다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다. Spindle is used to evaluate the drape of a fabric. It refers to the degree to which the wrinkles generated when pressure is applied to the fabric are restored. The higher the value, the better the recovery. For the measurement method, the spindle test method of KS K 0550 fabric was used. According to the test method, the specimen is to be 4 × 1.5 cm and the Monsanto tester is used as the test apparatus. Put the specimen between the metal plates, put on the plastic press, put 500g weight on the plastic press for 5 minutes, put the metal plate + test piece on the Monsanto tester, measure the angle of elongation (degree of spindle) after 5 minutes. The evaluation results are shown in Table 1 below.
표 1에 따르면, 얻어진 섬유 백시트의 방추도는 115°(실시예 1)와 121°(실시예 2)로, 기존 백시트(도 1(a))의 방추도 70°에 비해 유연성이 매우 높은 것으로 나타났다.According to Table 1, the degree of convergence of the obtained fiber backsheet was 115 ° (Example 1) and 121 ° (Example 2), and the flexibility of the existing backsheet (Fig. 1 (a) Respectively.
100: 태양전지용 백시트
110: 섬유 기재층, 120: 접착층
130: 폴리에스테르계 필름층, 140: 봉지막100: Back sheet for solar cell
110: fiber base layer, 120: adhesive layer
130: polyester film layer, 140: sealing film
Claims (14)
상기 섬유 기재층 위에 형성된 접착층;
상기 접착층 위에 형성된 폴리에스테르계 필름층; 및
상기 폴리에스테르계 필름층 위에 형성된 봉지막을 포함하는 태양전지용 섬유 기반 백시트.
A fiber substrate layer;
An adhesive layer formed on the fiber substrate layer;
A polyester film layer formed on the adhesive layer; And
And a sealing film formed on the polyester film layer.
상기 섬유 기재층은 폴리에스테르계, 폴리아미드계 및 폴리아크릴계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 섬유 소재, 또는 이들의 공중합물로 이루어진 고분자 섬유 소재, 또는 이들 고분자 섬유와 천연섬유를 혼방한 블렌드 섬유 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트.
The method according to claim 1,
The fibrous substrate layer may be a polymeric fiber material comprising at least one polymer fiber material selected from the group consisting of polyester, polyamide and polyacrylic polymers, or a copolymer thereof, or a mixture of these polymer fibers and natural fibers Based back sheet for a solar cell, characterized in that it is made of a blend fiber material.
상기 섬유 기재층은 직물인 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트.
The method according to claim 1,
Wherein the fiber substrate layer is a fabric.
상기 섬유 기재층은 색상, 무늬, 또는 색상 및 무늬가 구현된 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트.
The method according to claim 1,
Wherein the fiber substrate layer is embodied in color, pattern, or color and pattern.
상기 접착층은 우레탄계 또는 실리콘계 접착제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트.
The method according to claim 1,
Wherein the adhesive layer comprises a urethane-based or silicone-based adhesive.
상기 폴리에스테르계 필름층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 또는 폴리부틸렌나프탈레이트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트.
The method according to claim 1,
Wherein the polyester film layer comprises polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polybutylene naphthalate.
상기 봉지막은 무기물 또는 무기산화물이 증착되어 이루어진 막인 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트.
The method according to claim 1,
Wherein the sealing film is a film formed by depositing an inorganic substance or an inorganic oxide.
상기 백시트는 방추도가 110~120°이고, 수분투과도(측정 조건: 40℃, 90% RH)가 0.03g/㎡·day 이하인 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the back sheet has a degree of swelling of 110 to 120 ° and a water permeability (measurement condition: 40 ° C, 90% RH) of 0.03 g / m 2 · day or less.
A solar cell module comprising a CIGS solar cell or an organic solar cell on top of a back sheet according to claim 8.
상기 섬유 기재를 폴리에스테르계 필름과 접착제로 합지하는 단계; 및
상기 섬유 기재와 합지되지 않은 폴리에스테르계 필름의 면 위에 스퍼터 장비를 이용하여 무기물 또는 무기산화물 전구체 화합물을 증착하여 무기물 또는 무기산화물 봉지막을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지용 섬유 기반 백시트의 제조방법.
Imparting color, pattern, or color and pattern to the fiber substrate;
Laminating the fiber substrate with a polyester film and an adhesive; And
And forming an inorganic or inorganic oxide sealing film by depositing an inorganic or inorganic oxide precursor compound on the surface of the polyester film not lapped with the fiber substrate using a sputtering equipment.
상기 섬유 기재는 폴리에스테르계, 폴리아미드계 및 폴리아크릴계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 섬유 소재, 또는 이들의 공중합물로 이루어진 고분자 섬유 소재, 또는 이들 고분자 섬유와 천연섬유를 혼방한 블렌드 섬유 소재로 이루어진 직물인 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트의 제조방법.
11. The method of claim 10,
The fibrous base material may be a polymeric fiber material composed of one or more kinds of polymer fiber materials selected from the group consisting of polyester, polyamide and polyacrylic polymers, or a copolymer thereof, or a blend of these polymer fibers and natural fibers Based back sheet for a solar cell, wherein the fabric is a fabric made of a fiber material.
상기 접착제는 우레탄계 또는 실리콘계 접착제로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the adhesive is made of a urethane or silicone adhesive.
상기 폴리에스테르계 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 또는 폴리부틸렌나프탈레이트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the polyester-based film comprises polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polybutylene naphthalate.
상기 봉지막은 실리콘 산화막인 것을 특징으로 하는 태양전지용 섬유 기반 백시트의 제조방법.11. The method of claim 10,
Wherein the sealing film is a silicon oxide film.
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