KR20200054563A - Backsheet for solar cell and solar cell module comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell backsheet and a solar cell module comprising the same.
자원 고갈, 환경 오염 등의 문제로 최근 태양전지에 대한 관심이 급증하고 있다. 태양전지는 전면부에서 후면부로 갈수록 상부층, 상부 밀봉재층, 태양전지층, 후면부 밀봉재층 및 백시트 층이 순차적으로 포함될 수 있다. Recently, interest in solar cells has rapidly increased due to problems such as resource depletion and environmental pollution. The solar cell may sequentially include an upper layer, an upper sealing material layer, a solar cell layer, a rear sealing material layer, and a back sheet layer from the front to the rear.
태양전지용 백시트는 주로 수분으로부터 태양광 모듈을 보호한다. 태양전지용 백시트는 통상적으로 상이한 재료로 형성된 다층을 함유하며, 각각의 재료 및 층은 상이한 목적으로 작용할 수 있다.The backsheet for solar cells mainly protects the solar modules from moisture. Backsheets for solar cells typically contain multiple layers formed from different materials, and each material and layer can serve a different purpose.
최근 UV 조사에 의한 영향이 심해지면서 태양전지 모듈 역시 UV 조사에 의해 영향을 받을 수밖에 없다. 태양전지용 백시트가 UV 조사에 의해 변형될 경우 태양전지 보호 역할을 제대로 할 수 없어 태양전지의 출력이 떨어지거나 수명이 낮아질 수 있다. 따라서, 외부의 수분 및 UV 조사의 복합적인 영향에서도 내후성이 우수한 태양전지용 백시트를 개발할 필요가 있다.As the influence of UV irradiation has recently increased, the solar cell module is also forced to be affected by UV irradiation. When the back sheet for solar cells is deformed by UV irradiation, it cannot function properly to protect the solar cells, so the output of the solar cells may drop or the service life may decrease. Therefore, there is a need to develop a backsheet for solar cells that has excellent weather resistance even under the complex effects of external moisture and UV irradiation.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2013-7006390호 등에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 2013-7006390 or the like.
본 발명의 목적은 내후성이 높은 태양전지용 백시트를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a solar cell back sheet with high weather resistance.
본 발명의 다른 목적은 고온 고습에서 장기간 동안 외층과 내층 양방향 모두에서 UV를 조사받았을 때에도 연신 유지율이 높은 태양전지용 백시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a backsheet for a solar cell having a high elongation retention rate even when irradiated with UV in both the outer layer and the inner layer for a long period of time at high temperature and high humidity.
본 발명의 또 다른 목적은 외층과 내층의 반사도 손실을 최소화할 수 있는 태양전지용 백시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a backsheet for solar cells capable of minimizing the loss of reflectivity between the outer and inner layers.
본 발명의 또 다른 목적은 외층과 내층 양방향에서의 반사율이 높은 태양전지용 백시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a backsheet for solar cells having high reflectivity in both the outer and inner layers.
본 발명의 태양전지용 백 시트는 변성 올레핀 수지를 포함하는 외층; 비변성 올레핀 수지를 포함하는 중간층; 및 비변성 올레핀 수지, 변성 올레핀 수지 중 1종 이상을 포함하는 내층으로 이루어지고, 상기 외층, 상기 중간층 및 상기 내층은 서로 직접적으로 접촉되도록 형성되고, 상기 중간층은 평균 입경(D50) 0nm 초과 40nm 이하의 카본 블랙을 상기 중간층 중 1중량% 내지 10중량%, UV 안정제를 상기 중간층 중 0.1중량% 내지 3중량%로 포함할 수 있다.The solar cell back sheet of the present invention comprises an outer layer comprising a modified olefin resin; An intermediate layer comprising an unmodified olefin resin; And an unmodified olefin resin and an inner layer including at least one of a modified olefin resin, and the outer layer, the intermediate layer, and the inner layer are formed to be in direct contact with each other, and the intermediate layer has an average particle diameter (D50) greater than 0 nm and less than 40 nm. The carbon black of 1 to 10% by weight of the intermediate layer, UV stabilizer may include 0.1 to 3% by weight of the intermediate layer.
일 구체예에서, 상기 카본 블랙은 평균 입경(D50)이 0nm 초과 20nm 이하일 수 있다. In one embodiment, the carbon black may have an average particle diameter (D50) of more than 0 nm and 20 nm or less.
일 구체예에서, 상기 UV 안정제는 HALS 계, UV 흡수제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the UV stabilizer may include one or more of HALS-based, UV absorbers.
일 구체예에서, 상기 외층의 변성 올레핀 수지는 고무가 삽입된 올레핀 수지를 포함할 수 있다.In one embodiment, the modified olefin resin of the outer layer may include an olefin resin is inserted rubber.
일 구체예에서, 상기 중간층의 비변성 올레핀 수지는 비변성 폴리에틸렌 수지 0중량% 내지 60중량%, 비변성 폴리프로필렌 수지 40중량% 내지 100중량%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the unmodified olefin resin of the intermediate layer may include 0% to 60% by weight of the unmodified polyethylene resin, and 40% to 100% by weight of the unmodified polypropylene resin.
일 구체예에서, 상기 내층의 비변성 올레핀 수지는 비변성 에틸렌계 폴리올레핀 수지이고, 상기 내층의 변성 올레핀 수지는 변성 프로필렌계 폴리올레핀 수지 또는 변성 에틸렌계 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다.In one embodiment, the non-modified olefin resin of the inner layer is a non-modified ethylene-based polyolefin resin, and the modified olefin resin of the inner layer may include a modified propylene-based polyolefin resin or a modified ethylene-based polyolefin resin.
일 구체예에서, 상기 태양전지용 백시트는 하기 식 1의 연신 유지율이 50% 이상이 될 수 있다:In one embodiment, the solar cell backsheet may have an elongation retention ratio of Equation 1 below 50%:
<식 1><Equation 1>
연신 유지율 = A/B x 100Elongation retention rate = A / B x 100
(상기 식 1에서, (Equation 1 above,
B는 상기 태양전지용 백시트에 UV 조사하기 전의 태양전지용 백시트의 연신율,B is the elongation of the solar cell backsheet before UV irradiation on the solar cell backsheet,
A는 85℃ 및 상대습도 85%에서 상기 태양전지용 백시트에 300시간 동안 UV 조사한 후의 태양전지용 백시트의 연신율)A is the elongation of the back sheet for solar cells after UV irradiation for 300 hours on the back sheet for solar cells at 85 ° C and relative humidity of 85%)
본 발명의 태양전지 모듈은 태양전지 및 상기 태양전지 일면에 배치된 본 발명의 태양전지용 백시트를 포함할 수 있다.The solar cell module of the present invention may include a solar cell and a backsheet for the solar cell of the present invention disposed on one side of the solar cell.
본 발명은 내후성이 높은 태양전지용 백시트를 제공하였다.The present invention provides a solar cell back sheet with high weather resistance.
본 발명은 고온 고습에서 장기간 동안 외층과 내층 양방향 모두에서 UV를 조사받았을 때에도 연신 유지율이 높은 태양전지용 백시트를 제공하였다.The present invention provides a backsheet for a solar cell having a high elongation retention even when UV is irradiated from both the outer layer and the inner layer for a long period of time at high temperature and high humidity.
본 발명은 외층과 내층의 반사도 손실을 최소화할 수 있는 태양전지용 백시트를 제공하였다.The present invention provides a solar cell backsheet capable of minimizing the loss of reflectivity between the outer and inner layers.
본 발명은 외층과 내층 양방향에서의 반사율이 높은 태양전지용 백시트를 제공하였다.The present invention provides a solar cell backsheet having high reflectivity in both the outer and inner layers.
도 1은 본 발명 일 실시예의 태양전지용 백 시트의 단면도이다
도 2은 본 발명의 실험예에서 태양전지용 백시트의 외층 쪽에서 UV 조사하였을 때 UV 조사 시간에 따른 연신 유지율을 보여준다.1 is a cross-sectional view of a solar cell back sheet according to an embodiment of the present invention
Figure 2 shows the elongation retention rate according to the UV irradiation time when UV irradiation from the outer layer side of the solar cell back sheet in the experimental example of the present invention.
첨부한 도면과 본 출원의 실시예들을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 도면과 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이는 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 것으로서 상기 길이, 크기에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and embodiments of the present application. However, the technology disclosed in the present application is not limited to the drawings and embodiments described herein, and may be embodied in other forms. However, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete and that the spirit of the present application is sufficiently conveyed to those skilled in the art. In order to clearly describe the present invention, parts not related to the description are omitted. The length of each component described in the drawings is to better describe the present invention, and the present invention is not limited to the length and size.
이하, 도 1을 참고하여 본 발명 일 실시예의 태양전지용 백시트를 설명한다. 도 1은 본 발명 일 실시예의 태양전지용 백시트의 단면도이다.Hereinafter, a back sheet for a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. 1 is a cross-sectional view of a solar cell backsheet according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 태양전지용 백시트는 순차적으로 형성된 외층(100), 중간층(200) 및 내층(300)을 포함하는 3층 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, the solar cell backsheet is composed of a three-layer structure including sequentially formed
외층(100), 중간층(200) 및 내층(300)은 서로 직접적으로 접촉하여 형성되어 있다. 상기 "직접적으로 접촉"은 외층(100)과 중간층(200) 사이, 중간층(200)과 내층(300) 사이에 임의의 다른 점착층, 접착층 또는 점접착층이 개재되지 않음을 의미한다. 하기에서 상술되겠지만, 외층(100), 중간층(200) 및 내층(300)을 포함하는 태양전지 백시트는 3중 공압출로 형성될 수 있다.The
외층(100)은 태양전지용 백시트가 태양전지에 장착될 경우 외층 즉 외부에 배치됨으로써 중간층, 내층을 비롯하여 태양전지를 보호할 수 있다.The
외층(100)은 변성 올레핀 수지를 포함하는 단일층의 수지층일 수 있다.The
변성 올레핀 수지는 비변성의 호모 또는 랜덤형 올레핀 수지 사이에 고무가 삽입된 형태인 변성 올레핀 수지를 포함할 수 있다. 고무는 변성 올레핀 수지에 삽입되어 있음으로써 태양전지용 백시트의 내후성을 개선하는데 도움을 줄 수 있다. 고무는 C2-Rich계(에틸렌 함량이 높은 코폴리머계)일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 고무는 외층 중 60중량% 내지 80중량%, 바람직하게는 70중량% 내지 80중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 태양전지의 효율에는 영향을 주지 않으면서 내후성을 개선할 수 있다.The modified olefin resin may include a modified olefin resin in which rubber is inserted between non-modified homo or random olefin resins. Rubber is embedded in a modified olefin resin, which can help improve the weather resistance of the solar cell backsheet. The rubber may be a C2-Rich system (copolymer system having a high ethylene content), but is not limited thereto. The rubber may be included in 60% to 80% by weight of the outer layer, preferably 70% to 80% by weight. Within the above range, weather resistance can be improved without affecting the efficiency of the solar cell.
상기 호모 또는 랜덤형의 올레핀 수지는 저밀도, 중밀도 또는 고밀도의 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 중 1종 이상, 바람직하게는 폴리프로필렌(PP) 수지를 포함할 수 있다. The homo or random olefin resin may include at least one of low density, medium density or high density polyethylene resin and polypropylene resin, preferably polypropylene (PP) resin.
바람직하게는 변성 올레핀 수지는 변성 폴리프로필렌(PP) 수지일 수 있다.Preferably, the modified olefin resin may be a modified polypropylene (PP) resin.
외층(100)은 두께가 25㎛ 내지 300㎛, 바람직하게는 25㎛ 내지 150㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 외부의 UV 및 수분을 통과시키기 어려워 태양전지의 깨짐 또는 변색이 발생하지 않으며, 제조 원가의 상승 문제와 가공 및 취급의 어려움이 없을 수 있다.The
특별히 제한되지 않지만, 일 구체예에서, 외층은 카본블랙 또는 UV 안정제를 포함하지 않을 수 있다.Although not particularly limited, in one embodiment, the outer layer may not contain carbon black or UV stabilizers.
중간층(200)은 외층(100)과 내층(300) 사이에 형성되어, 외층과 내층을 서로 지지하면서 외층과 내층을 서로 일체화시킬 수 있다.The
본 발명은 외층, 중간층 및 내층의 3층으로 된 태양전지용 백시트에 있어서 외부 UV 조사 및 수분에 의해 상대적으로 영향을 많이 받는 외층 및 내층이 아니라 오히려 외층과 내층 사이에 배치된 중간층에 평균 입경(D50) 0nm 초과 40nm 이하의 카본 블랙을 1중량% 내지 10중량%, UV 안정제를 0.1중량% 내지 3중량%로 포함함으로써 태양전지용 백시트의 내후성을 개선할 수 있었다. 이에 대해 구체적으로 설명한다.The present invention has an average particle diameter (in the middle layer disposed between the outer layer and the inner layer) rather than the outer layer and the inner layer which are relatively affected by external UV irradiation and moisture in the back sheet for a solar cell having three layers of outer layer, intermediate layer and inner layer ( D50) It was possible to improve the weather resistance of the solar cell backsheet by including carbon black of more than 0 nm and 40 nm or less in an amount of 1 wt% to 10 wt% and a UV stabilizer in 0.1 wt% to 3 wt%. This will be described in detail.
중간층(200)은 평균 입경(D50) 0nm 초과 40nm 이하의 카본 블랙을 포함한다. 상기 범위에서, 고온 고습에서 장기간 동안 외층과 내층 양방향 모두에서 UV를 조사받았을 때에도 연신 유지율이 높아 내후성이 우수하고, 외층과 내층 양 방향에서 태양전지용 백시트의 반사도 손실이 최소화될 수 있다. 상기 "평균 입경(D50)"은 카본 블랙의 입도 분포 곡선에 있어서 중량 기준으로 50%에 해당되는 입경을 의미하며, 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정할 수 있다. The
일 구체예에서 태양전지용 백시트는 하기 식 1로 표시되는 연신 유지율이 50% 이상, 예를 들면 50% 내지 80%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 태양전지가 외부 환경(수분 또는 UV)에 장시간 노출되더라도 태양전지의 출력 저하가 야기되지 않을 수 있다:In one embodiment, the backsheet for a solar cell may have an elongation retention rate of 50% or more, for example, 50% to 80%, represented by Formula 1 below. Within the above range, even if the solar cell is exposed to an external environment (moisture or UV) for a long time, the output power of the solar cell may not be caused to be caused:
<식 1><Equation 1>
연신 유지율 = A/B x 100Elongation retention rate = A /
(상기 식 1에서, (Equation 1 above,
B는 상기 태양전지용 백시트에 UV 조사하기 전의 태양전지용 백시트의 연신율,B is the elongation of the solar cell backsheet before UV irradiation on the solar cell backsheet,
A는 85℃ 및 상대습도 85%에서 상기 태양전지용 백시트에 300시간 동안 UV 조사한 후의 태양전지용 백시트의 연신율)A is the elongation of the back sheet for solar cells after UV irradiation for 300 hours on the back sheet for solar cells at 85 ° C and relative humidity of 85%)
상기 UV 조사는 금속 할라이드 램프로 1000W/m2으로 조사하는 것을 포함할 수 있다. 상기 UV 조사는 태양전지용 백시트의 내층 쪽에서 또는 외층 쪽에서 수행될 수 있다.The UV irradiation may include irradiating with a metal halide lamp at 1000 W / m 2 . The UV irradiation may be performed on the inner layer side or the outer layer side of the solar cell backsheet.
바람직하게는, 카본 블랙은 평균 입경(D50)이 0nm 초과 20nm 이하가 될 수 있다. Preferably, the carbon black may have an average particle diameter (D50) of more than 0 nm and 20 nm or less.
카본 블랙은 중간층 중 1중량% 내지 10중량%로 포함된다. 상기 범위에서, 고온 고습에서 장기간 동안 외층과 내층 양방향 모두에서 UV를 조사받았을 때에도 연신 유지율이 높아 내후성이 우수하고, 외층과 내층 양 방향에서 태양전지용 백시트의 반사도 손실이 최소화될 수 있으며 중간층 중 분산성에 문제가 없을 수 있다. 바람직하게는, 카본 블랙은 중간층 중 1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다.Carbon black is contained in 1% to 10% by weight of the intermediate layer. In the above range, even when UV is irradiated from both the outer layer and the inner layer for a long period of time at high temperature and high humidity, the elongation retention rate is high and the weather resistance is excellent, and the loss of reflection of the backsheet for the solar cell in both directions of the outer layer and the inner layer can be minimized and dispersed in the middle layer There can be no problems with sex. Preferably, the carbon black may be included in 1% to 5% by weight of the intermediate layer.
중간층은 UV 안정제를 0.1중량% 내지 3중량%로 포함한다. 상기 범위에서, 고온 고습에서 장기간 동안 외층과 내층 양방향 모두에서 UV를 조사받았을 때에도 내후성이 높아 연신 유지율이 우수하다. 바람직하게는, UV 안정제는 중간층 중 0.1중량% 내지 2중량%로 포함될 수 있다.The intermediate layer contains 0.1 to 3% by weight of UV stabilizer. In the above range, even when UV is irradiated from both the outer layer and the inner layer for a long period of time at high temperature and high humidity, the weather resistance is high and the elongation retention rate is excellent. Preferably, the UV stabilizer may be included in 0.1% to 2% by weight of the intermediate layer.
UV 안정제는 당업자에게 알려진 통상의 UV 안정제를 포함할 수 있지만, 바람직하게는 HALS 계열, UV 흡수제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.UV stabilizers may include conventional UV stabilizers known to those skilled in the art, but may preferably include one or more of HALS-based, UV absorbers.
중간층(200)은 비변성 올레핀 수지에 상술한 카본 블랙과 UV 안정제를 포함한다. 중간층에 비변성 올레핀 수지 대신에 상술한 변성 올레핀 수지를 사용하는 경우, 제조 원가 상승의 문제점이 있고 내열성이 감소하는 문제점이 있을 수 있다. The
상기 비변성 올레핀 수지는 비변성 폴리에틸렌(PE) 수지 0중량% 내지 60중량% 바람직하게는 30중량% 내지 60중량%, 비변성 폴리프로필렌(PP) 수지 40중량% 내지 100중량% 바람직하게는 40중량% 내지 70중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 중간층과 내층 간의 접착력이 극대화 될 수 있다.The unmodified olefin resin is 0% to 60% by weight of the unmodified polyethylene (PE) resin, preferably 30% to 60% by weight, preferably 40% to 100% by weight of the unmodified polypropylene (PP) resin It may include a weight% to 70% by weight. In the above range, adhesion between the intermediate layer and the inner layer can be maximized.
중간층(200)은 두께가 25㎛ 내지 300㎛, 바람직하게는 150㎛ 내지 300㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 외부의 UV 및 수분을 통과시키기 어려워 태양전지의 깨짐 또는 변색이 발생하지 않으며, 제조 원가의 상승 문제와 가공 및 취급의 어려움이 없을 수 있다.The
내층(300)은 태양전지의 셀 측에 배치되어 태양전지를 보호할 수 있다.The
일 구체예에서, 내층(300)은 비변성 올레핀 수지, 변성 올레핀 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 비변성 올레핀 수지는 비변성 에틸렌계 폴리올레핀 수지(예: 비변성 폴리에틸렌 수지)를 포함할 수 있으며, 변성 올레핀 수지는 변성 프로필렌계 폴리올레핀 수지(예:변성 폴리프로필렌 수지) 또는 변성 에틸렌계 폴리올레핀 수지(예:변성 폴리에틸렌 수지) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
상기 변성 폴리프로필렌계 올레핀 수지는 그라프트된 폴리프로필렌계, 변성 폴리에틸렌계 올레핀 수지는 Ethylene octene rubber계 또는 Ethylene butene rubber계일 수 있지만 이에 제한되지 않는다.The modified polypropylene-based olefin resin may be grafted polypropylene-based, and modified polyethylene-based olefin resin may be Ethylene octene rubber or Ethylene butene rubber, but is not limited thereto.
바람직하게는 내층은 비변성 폴리에틸렌 수지일 수 있다.Preferably, the inner layer may be an unmodified polyethylene resin.
내층(300)은 두께가 25㎛ 내지 300㎛, 바람직하게는 25㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, EVA 봉지재와 중간층(200) 간의 접착력, 중간층(200)과 내층(300) 간의 접착력 및 내구성이 우수하다.The
특별히 제한되지는 않지만, 일 구체예에서, 내층은 카본 블랙 또는 UV 안정제를 포함하지 않을 수 있다.Although not particularly limited, in one embodiment, the inner layer may not include carbon black or UV stabilizers.
외층, 중간층, 및 내층은 각각 산화 방지제, 난연제 등의 통상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.The outer layer, the intermediate layer, and the inner layer may each further contain conventional additives such as antioxidants and flame retardants.
태양전지용 백시트는 두께가 200㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 220㎛ 내지 400㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 태양전지용 백시트로 사용될 수 있다.The solar cell back sheet may have a thickness of 200 μm to 500 μm, preferably 220 μm to 400 μm. In the above range, it can be used as a back sheet for solar cells.
이하, 태양전지용 백시트의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a solar cell back sheet will be described.
태양전지용 백시트는 3중 공압출로 제조됨으로써 상술한 내층, 중간층 및 외층 구조를 형성할 수 있다. 구체적으로, 내층, 중간층, 외층을 형성하는 각각의 조성물을 형성하고 각각의 조성물은 갖의 시트-성형 다이를 통해 용융된 형태로 압출된다. 공압출의 경우 다이 및 공급 블록은 다이를 떠나는 압출물이 냉각 시 다층의 태양전지용 백시트를 형성하도록 성형된다. 각각의 조성물은 130℃ 내지 280℃ 바람직하게는 160℃ 내지 250℃에서 압출될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.The backsheet for solar cells can be formed by triple coextrusion to form the above-described inner layer, middle layer and outer layer structures. Specifically, each composition forming an inner layer, an intermediate layer, and an outer layer is formed, and each composition is extruded in a molten form through various sheet-forming dies. In the case of coextrusion, the die and feed block are molded so that the extrudate leaving the die cools to form a multi-layer solar cell backsheet. Each composition may be extruded at 130 ° C to 280 ° C, preferably 160 ° C to 250 ° C, but is not limited thereto.
이하, 본 발명의 태양전지 모듈에 대해 설명한다.Hereinafter, the solar cell module of the present invention will be described.
태양전지 모듈은 태양전지 및 본 발명의 태양전지용 백시트를 포함할 수 있다. The solar cell module may include a solar cell and a back sheet for a solar cell of the present invention.
태양전지는 광을 전기 에너지로 전환할 수 있는 통상의 태양전지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 실리콘계 태양전지(c-Si계 또는 mc-Si계 태양전지) 등을 포함할 수 있다. 태양전지 모듈은 상술한 밀봉재 층을 추가로 포함할 수 있다.The solar cell may include a conventional solar cell that can convert light into electrical energy. For example, silicon-based solar cells (c-Si-based or mc-Si-based solar cells) may be included. The solar cell module may further include the above-described sealing material layer.
이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through embodiments of the present invention will be described in more detail. However, the following examples are intended to help understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example 1 One
외층 형성용 조성물로 변성 폴리프로필렌 수지(C2-Rich계 고무를 포함)를 사용하였다. As the composition for forming the outer layer, a modified polypropylene resin (including C2-Rich rubber) was used.
중간층 형성용 조성물로 비변성 폴리에틸렌 수지 40중량%와 비변성 폴리프로필렌 수지 60중량%를 포함하는 혼합물, 카본 블랙(평균 입경(D50) 20nm), UV 안정제로 HALS계열(SABO®STAB UV62, SONGWON)을 포함하고, 고형분 기준으로 조성물 중 카본 블랙은 1중량%, UV 안정제는 1.5중량%를 포함한다.As a composition for forming an intermediate layer, a mixture containing 40% by weight of unmodified polyethylene resin and 60% by weight of unmodified polypropylene resin, carbon black (average particle diameter (D50) 20nm), HALS series as UV stabilizer (SABO®STAB UV62, SONGWON) It includes, and based on the solid content, the carbon black in the composition contains 1% by weight, and the UV stabilizer contains 1.5% by weight.
내층 형성용 조성물로 비변성 폴리에틸렌 수지를 사용하였다.An unmodified polyethylene resin was used as a composition for forming an inner layer.
상기 제조한 외층 형성용 조성물, 중간층 형성용 조성물, 내층 형성용 조성물을 각각의 시트-성형 다이에 주입한 후 공압출하여 3층 구조의 두께 300㎛의 태양전지용 백시트를 제조하였다.The prepared outer layer forming composition, intermediate layer forming composition, and inner layer forming composition were injected into each sheet-forming die and coextruded to prepare a back sheet for a solar cell having a three-layer structure thickness of 300 μm.
실시예Example 2 내지 2 to 실시예Example 3 3
실시예 1에서 중간층 형성용 조성물에서 카본 블랙의 평균 입경과 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지용 백시트를 제조하였다.A solar cell back sheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that the average particle diameter and content of carbon black in the composition for forming an intermediate layer in Example 1 were changed as shown in Table 1 below.
비교예Comparative example 1 One
실시예 1에서 카본 블랙을 포함하지 않고 UV 안정제와 TiO2(평균 입경(D50):37nm)를 하기 표 1에 따라 포함시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지용 백시트를 제조하였다.In Example 1, a solar cell backsheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that the carbon stabilizer and TiO 2 (average particle diameter (D50): 37 nm) were not included according to Table 1, without carbon black. .
비교예Comparative example 2 2
실시예 1에서 카본 블랙을 포함하지 않고 UV 안정제와 탈크(평균 입경(D50):40nm)를 하기 표 1에 따라 포함시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지용 백시트를 제조하였다.In Example 1, a solar cell backsheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black was not included and UV stabilizer and talc (average particle diameter (D50): 40 nm) were included according to Table 1 below.
비교예Comparative example 3 3
외층 형성용 조성물로 변성 폴리프로필렌 수지(C2-Rich계 고무를 포함), 카본 블랙(평균 입경(D50) 20nm), UV 안정제로 HALS계열(SABO®STAB UV62, SONGWON)을 포함하고, 고형분 기준으로 조성물 중 카본 블랙은 1중량%, UV 안정제는 1.5중량%를 포함한다.Modified polypropylene resin (including C2-Rich-based rubber), carbon black (average particle diameter (D50) 20 nm) as a composition for forming an outer layer, HALS series (SABO® STAB UV62, SONGWON) as a UV stabilizer, and based on solid content In the composition, carbon black contains 1% by weight and UV stabilizer contains 1.5% by weight.
중간층 형성용 조성물은 비변성 폴리에틸렌 수지 40중량% 와 폴리프로필렌 수지 60중량%를 포함하는 조성물을 포함한다. 중간층 형성용 조성물에 카본 블랙, UV 안정제는 포함하지 않는다.The composition for forming the intermediate layer comprises a composition comprising 40% by weight of unmodified polyethylene resin and 60% by weight of polypropylene resin. Includes. Carbon black and UV stabilizers are not included in the composition for forming the intermediate layer.
내층 형성용 조성물로 비변성 폴리에틸렌 수지를 사용하였다.An unmodified polyethylene resin was used as a composition for forming an inner layer.
상기 제조한 외층 형성용 조성물, 중간층 형성용 조성물, 내층 형성용 조성물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지용 백시트를 제조하였다.A backsheet for a solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 using the composition for forming an outer layer, a composition for forming an intermediate layer, and a composition for forming an inner layer.
실시예와 비교예에서 제조한 태양전지용 백시트에 대해 하기 표 1의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1, 도 2에 나타내었다.The physical properties of Table 1 below were evaluated for the solar cell backsheets prepared in Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 1 and FIG. 2.
(1)연신 유지율(단위:%): 태양전지용 백시트에 대하여 연신 유지율을 평가하였다. 제조한 태양전지용 백시트를 85℃ 및 85% 상대습도에서 금속 할라이드 램프를 사용하여 1000W/m2의 세기로 UV를 조사하였다. 이때 UV 조사는 태양전지용 백시트의 외층, 내층에서 각각 수행하였다. UV 조사 시간에 따라 연신 유지율을 계산하였다. UV 조사 전 태양전지용 백시트의 연신율을 측정하고 UV 조사 후 태양전지용 백시트의 연신율을 측정하여 상기 식 1에 따라 계산하였다. 하기 표 1에서 UV 조사 300시간 후의 연신 유지율을 나타내었다. 상기 연신율은 ASTM D882에 따라 측정하였다.(1) Elongation retention rate (unit:%): The elongation retention rate of the solar cell back sheet was evaluated. The prepared solar cell backsheet was irradiated with UV at an intensity of 1000 W / m 2 using a metal halide lamp at 85 ° C. and 85% relative humidity. At this time, UV irradiation was performed on the outer and inner layers of the solar cell backsheet, respectively. Elongation retention was calculated according to the UV irradiation time. The elongation of the solar cell back sheet before UV irradiation was measured, and the elongation of the solar cell back sheet after UV irradiation was calculated according to Equation 1 above. Table 1 shows the elongation retention rate after 300 hours of UV irradiation. The elongation was measured according to ASTM D882.
(2)반사율(단위:%): 태양전지용 백시트에 대해 파장 550nm에서 반사율 측정기 Solidspec-3700(SHIMADZU社)를 사용해서 내층쪽과 외층쪽 각각에서 반사율을 측정하였다.(2) Reflectance (unit:%): The reflectance was measured on the inner and outer layers, respectively, using a reflectometer, Solidspec-3700 (SHIMADZU), at a wavelength of 550 nm for the solar cell backsheet.
(3)수축률(단위:%): 태양전지용 백시트를 MD x TD(10cm x 10cm)의 크기로 절단하여 시편을 제조하였다. 제조한 시편을 150℃에서 30분 동안 방치하였다. 150℃에서 30분 동안 방치하기 전과 150℃에서 30분 동안 방치한 후의 MD, TD 각각의 길이를 측정하여 하기 식 2에 따라 길이 수축률을 계산하였다.(3) Shrinkage (unit:%): A sample was prepared by cutting the solar cell back sheet to the size of MD x TD (10 cm x 10 cm). The prepared specimen was left at 150 ° C for 30 minutes. The length shrinkage was calculated according to the following Equation 2 by measuring the lengths of MD and TD before standing at 150 ° C for 30 minutes and after standing at 150 ° C for 30 minutes.
<식 2><Equation 2>
길이 수축률 = (C-D)/C x 100Length shrinkage = (C-D) /
(상기 식 2에서,(Equation 2 above,
C는 상기 태양전지용 백시트를 150℃에서 30분에서 방치하기 전 길이,C is the length before leaving the back sheet for the solar cell at 150 ° C for 30 minutes,
D는 상기 태양전지용 백시트를 150℃에서 30분에서 방치한 후 길이)D is the length after leaving the back sheet for the solar cell at 150 ° C for 30 minutes)
(4)표면 온도(단위:℃): 태양전지용 백시트에 대하여 표면 온도를 평가하였다. 제조한 태양전지용 백시트를 85℃ 및 85% 상대습도에서 금속 할라이드 램프를 사용하여 1000W/m2의 세기로 태양전지용 백시트의 외층 쪽에서 UV를 조사하였다. UV 조사를 300시간 한 후 외층의 표면 온도를 측정하였다.(4) Surface temperature (unit: ° C): The surface temperature of the solar cell back sheet was evaluated. The manufactured solar cell backsheet was irradiated with UV at the outer layer side of the solar cell backsheet at an intensity of 1000 W / m 2 using a metal halide lamp at 85 ° C. and 85% relative humidity. After 300 hours of UV irradiation, the surface temperature of the outer layer was measured.
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 태양전지용 백시트는 고온 고습에서 장기간 동안 외층과 내층 양방향 모두에서 UV를 조사받았을 때에도 연신 유지율이 높았으며 외층과 내층의 반사도 손실을 최소화하여 외층과 내층 양방향에서 반사율이 높고 고온 고습에서 장기간 UV 조사에도 표면 온도 상승 정도가 낮았다. 도 2에서와 같이, 본 발명의 태양전지용 백 시트는 고온 고습에서 장기간 동안 외층 방향에서 UV를 조사받았을 때 연신 유지율이 높았다. As shown in Table 1, the backsheet for solar cells of the present invention has a high elongation retention rate even when irradiated with UV in both the outer and inner layers for a long period of time at high temperature and high humidity, and minimizes the loss of reflectivity between the outer and inner layers to minimize the loss of reflectivity between the outer and inner layers. The reflectance was high and the degree of surface temperature rise was low even under long-term UV irradiation at high temperature and high humidity. As shown in Figure 2, the solar cell back sheet of the present invention had a high elongation retention when irradiated with UV in the outer layer direction for a long time at high temperature and high humidity.
반면에, 상기 표 1과 도 2에서와 같이 중간층에 카본 블랙과 UV 안정제를 포함하지 않는 비교예 1과 비교예 2, 외층에 카본 블랙과 UV 안정제를 포함하는 비교예 3은 고온 고습에서 장기간 동안 외층과 내층 양방향 모두에서 UV를 조사받았을 때 외층과 내층 중 하나 이상에서 연신 유지율이 낮았다.On the other hand, as shown in Table 1 and Figure 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, which does not contain carbon black and UV stabilizer in the intermediate layer, and Comparative Example 3, which includes carbon black and UV stabilizer in the outer layer, are used for a long period of time at high temperature and high humidity. When UV was irradiated in both directions of the outer layer and the inner layer, elongation retention was low in at least one of the outer layer and the inner layer.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.
Claims (8)
비변성 올레핀 수지를 포함하는 중간층; 및
비변성 올레핀 수지, 변성 올레핀 수지 중 1종 이상을 포함하는 내층으로 이루어지고, 상기 외층, 상기 중간층 및 상기 내층은 서로 직접적으로 접촉되도록 형성되고,
상기 중간층은 평균 입경(D50) 0nm 초과 40nm 이하의 카본 블랙을 상기 중간층 중 0.1중량% 내지 10중량%, UV 안정제를 상기 중간층 중 0.1중량% 내지 3중량%로 포함하는 것인, 태양전지용 백시트.
An outer layer comprising a modified olefin resin;
An intermediate layer comprising an unmodified olefin resin; And
It consists of an inner layer containing at least one of a non-modified olefin resin and a modified olefin resin, and the outer layer, the intermediate layer and the inner layer are formed to directly contact each other,
The intermediate layer is an average particle diameter (D50) of more than 0nm and less than 40nm carbon black is 0.1 wt% to 10 wt% of the interlayer, and a UV stabilizer is 0.1 wt% to 3 wt% of the interlayer, the solar cell backsheet .
The method of claim 1, wherein the carbon black has an average particle diameter (D50) of more than 0nm and 20nm or less, a solar cell backsheet.
The method of claim 1, wherein the UV stabilizer is HALS-based, A solar cell backsheet comprising one or more of the UV absorbers.
The back sheet for solar cells according to claim 1, wherein the modified olefin resin of the outer layer includes an olefin resin in which rubber is inserted.
The backsheet for a solar cell according to claim 1, wherein the non-modified polyolefin resin of the intermediate layer comprises 0% to 60% by weight of the non-modified polyethylene resin and 40% to 100% by weight of the non-modified polypropylene resin.
The back sheet for a solar cell according to claim 1, wherein the non-modified olefin resin of the inner layer is a non-modified ethylene-based polyolefin resin, and the modified olefin resin of the inner layer is a modified propylene-based polyolefin resin or a modified ethylene-based polyolefin resin.
<식 1>
연신 유지율 = A/B x 100
(상기 식 1에서,
B는 상기 태양전지용 백시트에 UV 조사하기 전의 태양전지용 백시트의 연신율,
A는 85℃ 및 상대습도 85%에서 상기 태양전지용 백시트에 300시간 동안 UV 조사한 후의 태양전지용 백시트의 연신율).
The method of claim 1, wherein the solar cell backsheet, the elongation retention rate of the following formula 1 is 50% or more, solar cell backsheet:
<Equation 1>
Elongation retention rate = A / B x 100
(Equation 1 above,
B is the elongation of the solar cell backsheet before UV irradiation on the solar cell backsheet,
A is the elongation of the solar cell back sheet after UV irradiation for 300 hours on the solar cell back sheet at 85 ° C and relative humidity of 85%).
A solar cell module comprising a solar cell and a backsheet for any one of claims 1 to 7 disposed on one side of the solar cell.
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KR1020180137995A KR102128302B1 (en) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Backsheet for solar cell and solar cell module comprising the same |
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JP2015179826A (en) * | 2014-02-25 | 2015-10-08 | 日清紡メカトロニクス株式会社 | Cell crack prevention sheet for solar cell and solar cell module employing the same |
KR20170079945A (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-10 | 주식회사 엘지화학 | Black back sheet for solar cell, solar cell module comprising the same and method for manufacturing the same |
-
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- 2018-11-12 KR KR1020180137995A patent/KR102128302B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5714959B2 (en) * | 2011-03-30 | 2015-05-07 | リンテック株式会社 | Protective sheet for solar cell, method for producing the same, and solar cell module |
JP2015179826A (en) * | 2014-02-25 | 2015-10-08 | 日清紡メカトロニクス株式会社 | Cell crack prevention sheet for solar cell and solar cell module employing the same |
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KR102128302B1 (en) | 2020-06-30 |
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