KR20240098866A - 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈 - Google Patents

복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20240098866A
KR20240098866A KR1020220181020A KR20220181020A KR20240098866A KR 20240098866 A KR20240098866 A KR 20240098866A KR 1020220181020 A KR1020220181020 A KR 1020220181020A KR 20220181020 A KR20220181020 A KR 20220181020A KR 20240098866 A KR20240098866 A KR 20240098866A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
meth
acrylate
alkyl
weight
Prior art date
Application number
KR1020220181020A
Other languages
English (en)
Inventor
이근수
이영선
이정화
천종현
박희수
김영범
김상범
Original Assignee
이근수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이근수 filed Critical 이근수
Priority to KR1020220181020A priority Critical patent/KR20240098866A/ko
Priority to PCT/KR2023/007969 priority patent/WO2024135958A1/ko
Publication of KR20240098866A publication Critical patent/KR20240098866A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/048—Forming gas barrier coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/22—Esters containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
    • C08F290/068—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/20—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/042—Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J183/00—Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/20—Adhesives in the form of films or foils characterised by their carriers
    • C09J7/22—Plastics; Metallised plastics
    • C09J7/25—Plastics; Metallised plastics based on macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 태양광 모듈용 적층필름은 코팅층, 배리어층 및 점착층이 순차적으로 형성되며, 상기 코팅층은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더, 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 무기입자 및 용제를 포함하는 코팅층용 조성물로부터 형성되며, 상기 배리어층은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더, (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 셀룰로오스 나노피브릴, 자외선 흡수성 입자 및 용제를 포함하는 배리어층용 조성물로부터 형성된다:
[화학식 1]

(상기 화학식 1은, 상세한 설명에 정의된 바와 같다).

Description

복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈 {LAMINATED FILM FOR SOLAR CELL MODULE HAVING EXCELLENT RADIATIVE COOLING PROPERTY AND SOLAR CELL MODULE COMPRISING THE SAME}
본 특허출원은 대한민국 정부 산업통상자원부의 “신재생에너지핵심 기술개발사업”의 일환으로서 “장기신뢰성(25년 이상)과 안전성이 확보된 건물형 태양광 핵심소재 개발”(주관기관: ㈜상보; 과제번호: 20213030010290) 과제의 수행 결과물에 관한 것이다.
본 발명은 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈에 관한 것이다.
기후 위기가 본격화되면서 탄소 배출이 없는 청정 에너지 및 재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 태양전지 및 이를 이용한 태양광 모듈은 현재 가장 널리 활용되고 있는 재생 에너지를 이용한 장치이다.
국내에서도 재생에너지 3020 정책 및 이행계획을 토대로 태양전지를 활용한 태양광 모듈이 급속하게 보급되고 있다. 양적인 측면에서 국내에 설치된 태양광 모듈 또는 태양전지 패널은 전 세계에서 10번째인 것으로 알려져 있다. 국토가 협소한 국내에서 태양전지 패널을 설치하기 위한 지상 면적은 제한되어 있다. 이에 따라, 태양전지 패널은 주로 건물, 수상, 영농 등 다양한 형태의 태양광 시스템이 개발 및 설치되고 있다.
한편, 태양광 모듈을 구성하는 셀은 전기를 생산하는 과정에서 열이 발생하는데, 셀의 온도를 기준으로 25℃일 때 100%의 발전효율을 나타내며, 25℃에서 1℃ 상승할 때마다 발전효율은 약 0.5%씩 저하된다. 따라서 태양광 모듈의 셀을 냉각시키기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한편 지상에 설치되는 태양광 모듈은 전면에 저-철분 강화 유리를 사용하여 제작된다. 저-철분 강화 유리는 태양광 모듈의 전면 재료가 가져야 하는 높은 투과율 및 신뢰성을 가지고 있지만 무게가 무겁다는 단점이 있어 건물, 영통, 수상 등 다른 형태의 태양광 시스템에 널리 적용되기에는 어려움이 있다. 태양광 모듈의 무게가 줄어들면 기존에 설치가 불가능한 지붕에도 설치가 가능하여 태양광 모듈의 설치와 보급이 확대될 것으로 예측되므로 태양광 모듈의 경량화는 반드시 필요하다.
신뢰성과 전기적 출력이 우수한 태양광 시스템에서 유리를 대신하는 경량화 태양광 모듈을 적용하는 태양광 시스템이 연구 개발되고 있다. 경량 태양광 시스템은 무게가 가볍기 때문에 설치 시간 및 노동력이 줄어들어 설치 단가가 줄어드는 효과가 있다. 태양광 모듈의 전면 재료는 투과율이 높을수록 모듈의 전기적 출력이 높아지게 된다.
또한 태양광 모듈의 수명인 약 20년 동안의 정상적인 발전을 위해서는 옥외의 급변하는 온도(여름철과 겨울철), 높은 자외선 및 습도 등을 견뎌내야 한다. 즉, 신뢰성이 확보되지 않은 태양광 모듈은 가혹한 옥외 환경에서 출력이 급격히 떨어지기 때문에, 태양광 모듈의 전면 재료는 투과율뿐만 아니라, UV 안정성 및 내투습성 등과 같은 우수한 신뢰성을 확보하여야 한다. 따라서, 기존에 태양광 모듈의 전면에 설치된 유리와 동등 또는 보다 우수한 물성을 가질 수 있는 플라스틱 소재의 코팅 필름에 대한 연구 및 개발이 요구된다.
본 발명과 관련한 배경기술은 일본 공개특허공보 제2006-128474호(2006.05.18. 공개, 발명의 명칭: 태양전지 모듈)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 복사 냉각 특성, 수분 배리어성 및 발전 효율성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가시광선 투과율, 근적외선 반사율 및 중적외선 방사율이 우수한 태양광 모듈용 적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적층필름과 태양전지소자 사이의 열전도 저항을 최소화하여 복사 냉각 효율을 향상시키는 효과가 우수한 태양광 모듈용 적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광투과성, 내후성, 친수성, 내광성, 발수성 및 방오성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내스크래치성 및 내구성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 태양광 모듈의 효율 상승을 도모하면서, 경제적인 비용으로 태양전지 소자 또는 태양광 모듈 또는 패널에 적용 가능한 태양광 모듈용 적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공정 단순화로 인한 생산성 및 경제성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 태양광 모듈용 적층필름을 포함하는 태양광 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 태양광 모듈용 적층필름에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 태양광 모듈용 적층필름은 코팅층, 배리어층 및 점착층이 순차적으로 형성되며, 상기 코팅층은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더, 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 무기입자 및 용제를 포함하는 코팅층용 조성물로부터 형성되며, 상기 배리어층은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더, (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 셀룰로오스 나노피브릴, 자외선 흡수성 입자 및 용제를 포함하는 배리어층용 조성물로부터 형성된다:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, C6-C20 아릴기, 술폰산기 및 하기 화학식 1-1의 구조 중에서 선택되되, 상기 R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 하기 화학식 1-1의 구조를 가지며, 상기 R4는 C1-C20 알킬기, C1-C10 알콕시기, C2-C20 알케닐기, C1-C20 알킬 아미노기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, 티올기, C3-C20 알킬 티올기, 글리시딜옥시기, C1-C20 알킬 글리시딜옥시기, 에폭시기, C1-C20 알킬 에폭시기, C4-C20 사이클로알킬 에폭시기, C6-C20 아릴 에폭시기 및 C3-C20 헤테로 아릴 에폭시기 중 선택되며, 상기 a 및 b는 각각 0.1 내지 0.9 이며, 상기 a + b = 1 이다)
[화학식 1-1]
(상기 화학식 1-1에서, 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 하이드록시기 및 C1-C20 알콕시기 중 선택되며, 상기 R7은 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 중 선택되고, 상기 *는 연결 부위이다).
한 구체예에서 상기 코팅층용 조성물은 상기 용제 100 중량부, 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더 10~50 중량부, 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물 1~10 중량부, 경화제 0.1~5 중량부 및 무기입자 1~20 중량부를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 배리어층용 조성물은 상기 용제 100 중량부, 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더 5~50 중량부, (메타)아크릴레이트 화합물 1~20 중량부, 경화제 0.1~5 중량부, 셀룰로오스 나노피브릴 2~40 중량부 및 적외선 흡수성 입자 0.1~30 중량부를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 점착층은 용제 100 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실록산계 바인더 1~10 중량부 및 표면처리필러 0.1~5 중량부를 포함하는 점착층용 조성물로부터 형성될 수 있다:
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서, 상기 R8, R9, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 머캅토기, 술폰산기, C1-C20 알킬기, C1-C10 알콕시기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 또는 C6-C20 아릴기 중 선택되며, 상기 c 및 d는 각각 1 내지 100 이며, 상기 c 및 d는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 포함된다).
한 구체예에서 상기 적층필름은, 상기 코팅층 표면 평균조도(Ra)가 0.05~0.25㎛이고, 산소투과도가 0.3 cc/m2·day 이하이고, 그리고 투습도가 0.5 g/m2·day 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 적층필름을 포함하는 태양광 모듈에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 태양광 모듈은 태양전지소자; 및 상기 태양전지소자 상면에 형성되며, 상기 적층필름;을 포함하되, 상기 태양전지소자 상면은 상기 적층필름의 점착층과 접한다.
본 발명에 따른 태양광 모듈용 적층필름은 복사 냉각 특성, 수분 배리어성 및 발전 효율성이 우수하고, 가시광선 투과율, 근적외선 반사율 및 중적외선 방사율이 우수하며, 적층필름과 태양전지소자 사이의 열전도 저항을 최소화하여 복사 냉각 효율을 향상시키는 효과가 우수하며, 광투과성, 내후성, 친수성, 내광성, 발수성 및 방오성이 우수하고, 내스크래치성 및 내구성이 우수하며, 태양광 모듈의 효율 상승을 도모하면서, 경제적인 비용으로 태양전지 소자 또는 태양광 모듈 또는 패널에 적용 가능하고, 공정 단순화로 인한 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 태양광 모듈용 적층필름을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 태양광 모듈을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1 수접촉각 측정결과를 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 “상부(상면)”와 “하부(하면)”는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 보는　관점에 따라 “상부(상면)”가 “하부(하면)”로 “하부(하면)”가 “상부(상면)”로 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 위(on)” 또는 “상(on)”으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다.
본 명세서에서 (메타)아크릴은 "아크릴" 및/또는 "메타아크릴"을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 가시광선 영역은 400~750nm 파장 영역이며, 근적외선 영역은 750nm 초과 2,500nm 이하의 파장 영역이고, 중적외선 영역은 2,500nm 초과 20,000nm 이하의 파장 영역을 의미할 수 있다.
태양광 모듈용 적층필름
본 발명의 하나의 관점은 태양광 모듈용 적층필름에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 태양광 모듈용 적층필름을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면 태양광 모듈용 적층필름(100)은 코팅층(130), 배리어층(120) 및 점착층(110)이 순차적으로 형성된다.
이하, 상기 적층필름의 구성 성분에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
코팅층
코팅층(130)은 우수한 투광성과 저투습성을 가지며, 투명성, 광투과율 및 내구성을 확보하기 위해 포함될 수 있다. 상기 코팅층은 가시광선 영역의 투광성이 우수할 수 있다.
한편, 태양광 모듈의 전면에 코팅되는 강화 유리를 대체하기 위해 적용된 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE) 또는 에틸렌클로로플루오로에틸렌(ECTFE) 필름은 국내 화학물질관리법 상 합성이 불가능하여 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다. 더욱이, 이들 소재를 기상 중합법에 의한 고온 가공을 할 때, 다량의 불소가 유출되어 폭발, 사망 등의 큰 피해가 발생할 수 있다. 또한, 정해진 원재료의 비율 조절만이 가능하여 물성을 변화시키기 어렵다는 단점이 있다.
본 발명자들은 액상 배합을 통한 코팅 및 경화 고정으로 공정에서 폭발 위험성이 없고, 자유로운 가공이 가능한 코팅층을 포함하는 적층필름을 연구하여 본 발명을 완성하였다. 본 발명에 따르면, 공정의 용이성, 경량화 및 경제성을 구현할 수 있는 코팅층용 조성물의 경화생성물을 포함하는 코팅층을 포함하는 적층필름, 태양전지 소자의 일면에 상기 적층필름이 부착된 태양광 모듈에 관한 것이다.
또한 태양광 모듈의 전면 유리를 대체하기 위해서는 장기간 사용에도 황변 현상이 적어 장기간의 내후성이 요구되며, 투명성, 광투과율 및 내구성이 중요하다. 상기 코팅층은 이러한 목적을 구현할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 코팅층은 유무기 하이브리드 고분자 코팅층용 조성물(이하, 코팅층용 조성물)을 기재 또는 배리어층의 일면에 코팅한 뒤, 상기 코팅층용 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화 생성물로 이루어지는 코팅층을 형성할 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더, 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 무기입자 및 용제를 포함하는 코팅층용 조성물로부터 형성된다.
이하, 상기 코팅층용 조성물의 구성 성분에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
용제
상기 용제는 성형성과 분산성을 확보하기 위한 것으로, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 용제는 물, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 부틸셀로솔브(BC), 메틸셀로솔부(MC), 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc), 프로필렌글리콜 디아세테이트(PGDA), 프로필렌글리콜 노멀프로필에테르(PnP), 테트라하이드로퓨란, 톨루엔, 자일렌, 부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 부톡시에탄올, 펜탄올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 에테르 및 케톤 중 하나 이상 포함될 수 있다. 상기 용제를 포함하는 경우, 기재에 대한 코팅층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면 물(초순수)을 포함할 수 있다.
실록산계 바인더
상기 실록산계 바인더(또는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체)는 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함한다:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, C6-C20 아릴기, 술폰산기 및 하기 화학식 1-1의 구조 중에서 선택되되, 상기 R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 하기 화학식 1-1의 구조를 가지며, 상기 R4는 C1-C20 알킬기, C1-C10 알콕시기, C2-C20 알케닐기, C1-C20 알킬 아미노기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, 티올기, C3-C20 알킬 티올기, 글리시딜옥시기, C1-C20 알킬 글리시딜옥시기, 에폭시기, C1-C20 알킬 에폭시기, C4-C20 사이클로알킬 에폭시기, C6-C20 아릴 에폭시기 및 C3-C20 헤테로 아릴 에폭시기 중 선택되며, 상기 a 및 b는 각각 0.1 내지 0.9 이며, 상기 a + b = 1 이다).
[화학식 1-1]
(상기 화학식 1-1에서, 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 하이드록시기 및 C1-C20 알콕시기 중 선택되며, 상기 R7은 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 중 선택되고, 상기 *는 연결 부위이다).
한 구체예에서 상기 화학식 1에서 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C10의 알킬기 및 화학식 1-1로 구성되는 모이어티이며, 상기 R1, R2 및 R3 중에서 적어도 하나는 화학식 1-1로 구성되는 모이어티이며, 상기 R4는 C1-C10의 알킬기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 C2-C20 알케닐기는 예를 들면 비닐기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1-1에서 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 하이드록시기 또는 C1-C10의 알콕시기이며, 상기 R7은 C3-C10의 알킬 (메타)아크릴옥시기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서, 상기 바인더로 기능하는 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)의 측쇄(side chain)를 형성하는 하이드록시기, 알콕시기 및/또는 아릴옥시기의 20 내지 60 몰%는 에테르 결합을 통하여 화학식 1-1의 구조를 가지는 모이어티로 치환 또는 개질(modify)될 수 있다. 또한, 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 유무기 공중합체인 실록산계 바인더는 중량평균분자량(Mw)이 1,000~20,000g/mol 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 화학식 1에서 몰분율 a로 표시되는 구성 유닛은 4개의 가수분해성 작용기(hydrolysable)인 알콕시기를 가지는 실란계 모노머로부터 유래할 수 있다.
한 구체예에서 상기 4개의 가수분해성 작용기를 가지는 실란계 모노머는 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane), 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane), 테트라프로폭시실란(tetrapropoxysilane), 테트라부톡시실란(tetrabuthoxysilane), 테트라이소프록폭시실란(tetraisopropoxysilane), 메톡시트리에톡시실란(methoxytriethoyxsilane), 디메톡시디에톡시실란(dimethoxydiethoxysilane) 및 에톡시트리메톡시실란(ethoxytrimethoxysilane)으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 화학식 1에서 몰분율 b로 표시되는 구성 유닛은 3개의 가수분해성 작용기인 알콕시기를 가지는 실란계 모노머로부터 유래할 수 있다. 일례로, 상기 3개의 가수분해성 작용기를 가지는 실란계 모노머는 메틸트리에톡시실란(Methyltriethoxysilane; MTES), 에틸트리에톡시실란(Ethyltriethoxysilane; ETES), n-프로필트리에톡시실란(n-propyltriethoxysilane; PTES), 옥틸트리에톡시실란(Octyltriethoxysilane; OTES), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane; VTMS), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane; VTES), 비닐트리이소프로폭시실란(Vinyltriiosproposysilan; VTIPS), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-Aminopropyltrimethoxysilane; APTMS), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane; APTES), 3-(2-아미노에틸아미노)프로필트리메톡시실란(3-(2-Aminoethylamino)propyltrimethoxysilane; AEPTMS), (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란((3- Acryloxypropyl)trimethoxysilane; APTMS), 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란(Methacryloxymethyltriethoxysilane; MMS), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane; MPTMS), 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxypropyltriethoxysilane; MPTES), 3-머캅토프로필트리에톡시실란(3-Mercaptopropyltriethoxysilane; MPTES), 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란(3-Isocyanatopropyltriethoxysilane; ICPTES), 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리에톡시실란(2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane; ECETMS), 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란(3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilane; GPTMOS), 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란(3-Glycidyloxypropyltriethoxysilane; GPTEOS), 페닐트리메톡시실란(Phenyltrimethoxysilane; PTES), (4-클로로페닐)트리에톡시실란((4-chlorophenyl)triethoxysilane; CPTES) 및 [3-(페닐아미노)프로필]트리메톡시실란([3-(phenylamino)propyl]trimethoxysilane; PAPTMS)으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)을 구성하는 적어도 일부의 측쇄에 적어도 1개의 실란계 물질이 화학식 1-1의 구조를 가지는 모이어티를 가지면서 축합될 수 있다. 상기 화학식 1의 측쇄에 축합되는 실란계 물질은 규소 원자에 연결되는 적어도 1개의 가수분해성 작용기와, 적어도 1개의 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및/또는 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기를 가질 수 있다.
일례로, 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)의 적어도 일부 측쇄에 축합될 수 있는 실란계 물질은 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane; VTMS), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane; VTES), 비닐트리이소프로폭시실란(Vinyltriiosproposysilan; VTIPS), 클로로메틸페닐비닐실란(Chloromethylphenylvinylsilane), (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란((3-Acryloxypropyl)trimethoxysilane; APTMS), 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란(Methacryloxymethyltriethoxysilane; MMS), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane; PTMS), 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxypropyltriethoxysilane; MPTES) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이들 실란계 모노머인 출발 물질에 용매 및 필요에 따라 촉매를 투입하여 가수분해 시키고, 축합 반응을 유도하고, 선택적으로 가열 및 과산화수소수를 투입하는 수화 반응을 수행하는 중합 반응을 통해 화학식 1의 반복 구조를 갖는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체를 제조할 수 있다.
한 구체예에서 상기 중합 반응은 25 내지 100℃의 온도에서 2시간 내지 24시간 동안 솔-젤 공정(Sol-Gel process)에 의한 가수분해 반응 및 축합 반응을 통해 수행될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이때, 중합 용매의 사용량과 반응 시간에 따라 최종적으로 합성되는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 중량평균분자량을 조절할 수 있다. 중합 반응을 2 내지 24시간 진행함으로써, 코팅층용 조성물 중의 바인더로 사용하기에 적합한 중량평균분자량을 가지는 화학식 1의 반복 구조를 가지는 공중합체를 제조할 수 있다.
한 구체예에서 상기 실란계 출발 물질이 분산되는 중합 용매는 출발 물질 사이의 중합 반응을 매개할 수 있는 임의의 중합 용매를 사용할 수 있다. 일반적으로 중합 단계는 균일 용액을 형성할 수 있는 가용성 용매 하에서 진행될 수 있다.
한 구체예에서 상기 중합 용매는 지방족 탄화수소계 용제, 에테르계 용제, 아세테이트계 용제, 알코올계 용제, 케톤계 용제, 아미드계 용제, 실리콘계 용매 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 예를 들면 상기 중합 용매는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 부틸셀로솔브(BC), 메틸셀로솔브(MC), 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc), 프로필렌글리콜 디아세테이트(PGDA), 프로필렌글리콜 노멀프로필에테르(PnP), 테트라하이드로퓨란, 톨루엔, 자일렌, 부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 부톡시에탄올, 펜탄올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 에테르 및 케톤 중 하나 이상 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 중합 반응에서 전술한 출발 물질이 중합 용매에 균일하게 용해될 수 있다면, 중합 용매의 함량은 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시적인 측면에서, 중합 반응에서 중합 용매의 사용량은 중합 용매를 포함하는 각 반응물의 총 함량을 기준으로 약 5 내지 60 중량부, 바람직하게는 약 20 내지 50 중량부가 되는 범위로 조절될 수 있다.
또한, 가수분해 및/또는 축합 반응을 촉진할 수 있도록 산 촉매 및/또는 염기성 촉매가 사용될 수 있다. 일례로, 이들 촉매는 수용액 상태로 사용될 수 있다.
예를 들면 상기 산 촉매는 염산, 황산, 질산과 같은 무기산; 톨루엔설폰산, 포름산, 아세트산, 부티르산, 팔미트산, 옥살산, 타타르산과 같은 유기산 중 하나 이상 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 염기성 촉매는 수산화나트륨, 수산화리튬, 수산화칼륨과 같은 알칼리금속수산화물; 수산화바륨, 수산화바륨일수화물, 수산화바륨팔수화물, 수산화칼슘, 수산화마그네슘과 같은 알칼리토 금속 화합물; 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 테트라메틸암모늄클로라이드, 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 불화물, 벤질트리메틸암모늄하이드록사이드, 벤질트리에틸암모늄하이드록사이드와 같은 4급 암모늄 화합물; 암모니아, 트리에틸아민, 트리프로필아민, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 트리-n-부틸아민, 이미다졸, 피리딘, 3-메틸피리딘, 4-디메틸아미노피리딘, N,N-디이소프로필에틸아민 및 과염소산암모늄 중에서 하나 이상 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 실록산계 바인더는 상기 용제 100 중량부에 대하여 10~50 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 코팅층용 조성물의 혼합성과 분산성이 우수하고, 발수성과 광투과성, 내구성 및 층간 부착력이 우수할 수 있다. 예를 들면 10~40 중량부 포함될 수 있다.
불소계 (메타)아크릴레이트 화합물
상기 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 불소계 (메타)아크릴레이트계 모노머 및/또는 불소계 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함한다. 한 구체예에서 상기 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 표면 에너지가 5 dyne/cm 내지 10 dyne/cm일 수 있다. 불화 탄소의 개수를 증가시킴에 따라 표면의 수접촉각이 상승하면서 표면 에너지가 감소할 수 있다. 내후성 및 내구성이 향상된 코팅층을 형성할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 코팅층용 조성물로부터 얻어지는 코팅층은 고온 다습한 조건에서 장기간 옥외에서 사용하더라도 안정성을 극대화할 수 있다.
한 구체예에서 상기 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,2-트리플루오로에틸 (메타)아크릴레이트), 펜타플루오로프로필 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필(메타)아크릴레이트), 테트라플루오로프로필 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필 (메타)아크릴레이트), 헥사플루오로이소프로필 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 (메타)아크릴레이트), 헥사플루오로부틸 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 (메타)아크릴레이트), 헵타플루오로부틸 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부틸 (메타)아크릴레이트), 옥타플루오로펜틸 (메타)아크릴레이트, 옥타플루오로-5-(트리플루오로메틸)헥실 (메타)아크릴레이트, 도데카플루오로헵틸 (메타)아크릴레이트, 트리플루오로-2-(트리플루오로메틸)-2-하이드록시-4-메틸-5-펜틸(메타)아크릴레이트, 트리데카플루오로옥틸 (메타)아크릴레이트, 퍼플루오로옥틸 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 1H,1H-퍼플루오로-n-옥틸(메타)아크릴레이트), 도데카플루오로-2-하이드록시-8-(트리플루오로메틸)노닐(메타)아크릴레이트, 헥사데카플루오로-9-(트리플루오로메틸)데실 (메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실 (메타)아크릴레이트, 퍼플루오로데실 (메타)아크릴레이트, 헤네이코사플루오로도데실 (메타)아크릴레이트, 이코사플루오로-11-(트리플루오로메틸)도데실 (메타)아크릴레이트, 도데카플루우로-7-(트리플루오로메틸)옥틸 (메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물은 상기 용제 100 중량부에 대하여 1~10 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 코팅층의 표면 경도 및 내구성 저하를 방지하면서, 수접촉각이 향상되어 발수성이 우수하고 표면 에너지가 감소되며, 내후성이 우수할 수 있다. 예를 들면 2~8 중량부 포함될 수 있다.
경화제
상기 코팅층용 조성물은 경화제로 광중합개시제 및 열경화제 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 광중합개시제는 자외선(UV) 등 적절한 광원의 조사에 의하여 상기 코팅층용 조성물 중 실록산계 바인더, 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물 등의 광중합 반응을 유도할 수 있다.
한 구체예에서 상기 광중합개시제는 1) 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논 등의 아세토페논계 광중합개시제, 2) 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 4-페닐 벤조페논, 하이드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논, p-(디에틸아미노)벤조페논 등의 벤조페논계 광중합개시제, 3) 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤, 2-도데실티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤 등의 티오크산톤계 광중합개시제, 4) 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈, 메틸벤조일포르메이트 등의 벤조인계 광중합개시제, 5) 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-6-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-4-메틸나프틸-6-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-p-메톡시스티릴-4,6-비스트리클로로메틸-s-트리아진, 2-피페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-비스트리클로로메틸-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진 등의 트리아진계 광중합개시제, 6) 디페닐-(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드, 에틸(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스피네이트, 2,2-비스(2-클로로페닐)-4,4,5,5-테트라페닐-1,2-비이미다졸 등의 광중합개시제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
예를 들면 상업적으로 판매되는 상기 광중합개시제로는 Irgacure 369 (2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, 이하, 시바스페셜티케미컬사제), Irgacure 651(2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one), Irgacure 907(2-Methyl-1-(4-methyl thio) phenyl-2-(4-morpholinyl)-1-propanone), Irgacure 819(Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide), Irgacure 184(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), Irgacure 250(Iodonium, (4-methylphenyl)[4-(2-methylpropyl) phenyl]-, hexafluorophosphate(1-)), Irgacure 127 (2-Hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propan-1-one) 등을 들 수 있다.
상기 열경화제는 낮은 온도에서는 경화가 일어나지 않고 고온에서 경화가 일어나는 잠재성 열경화제를 사용할 수 있다. 잠재성 열경화제로는 아민계, 이미다졸계, 디히드라지드계 및 유기과산화물계 열경화제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 경화제는 상기 용제 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 혼합성과 경화 반응속도를 용이하게 조절 가능하여 경화 효율성이 우수하며, 코팅층의 황변 등의 결함 발생을 방지할 수 있다. 예를 들면 0.1~1.5 중량부 포함될 수 있다.
무기입자
상기 무기입자는 경도 및 광투과율을 증가시키기 위한 목적으로 포함될 수 있다. 예를 들면 상기 무기 입자는 금속 또는 비금속 산화물 입자, 또는 금속 또는 비금속 질화물 입자를 포함할 수 있다.
상기 무기입자는 구형, 타원형, 다면체형 또는 부정형일 수 있다. 예를 들면 구형일 수 있다.
한 구체예에서 상기 무기입자는 평균 입경(d50)이 10nm~1.5㎛ 일 수 있다. 상기 조건에서 코팅층의 광학 특성이 우수할 수 있다. 예를 들면 평균 입경이 15nm~1.0㎛일 수 있다.
한 구체예에서 상기 무기입자는 실리카계 무기입자 및 폴리스티렌계 무기입자 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 실리카계 무기입자는 유기용제에 실리카가 분산된 콜로이달(colloidal) 실리카 형태로 포함할 수 있다. 상기 조건에서 분산성과 작업성이 우수하면서, 경도 및 광투과율이 개선될 수 있다.
상기 무기입자는 코팅층의 집광 효율을 더욱 향상시키기 위해 평균 입경이 상이한 2종의 무기 입자를 혼합하여 사용할 수 있다.
예를 들면 평균 입경이 100nm~1.5㎛인 제1 무기입자 및 평균 입경이 10~50 nm인 제2 무기입자를 포함할 수 있다. 상기 조건에서 코팅층의 집광 효율성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 무기 입자는 상기 용제 100 중량부에 대하여 1~20 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서 코팅층의 외관 불량 및 유연성 저하를 방지하면서, 광투과성이 우수하고, 내마모성, 내스크래치성, 연필경도 등의 기계적 물성이 우수할 수 있다. 예를 들면 8~15 중량부 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층용 조성물은 상기 무기입자 및 상기 실록산계 바인더를 1:1~1:6 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비 범위로 포함시 상기 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 코팅층의 내구성이 우수하고 경도 및 광투과율이 개선될 수 있다. 예를 들면 1:2~1:4 중량비로 포함할 수 있다.
첨가제
한 구체예에서 상기 코팅층용 조성물은 레벨링제, 충전제 및 계면활성제 중 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층용 조성물은 기재에 대한 도포성을 향상시키기 위하여 레벨링제를 더 포함할 수 있다. 상기 레벨링제는 시판되는 실리콘 형태의 레벨링제, 불소 형태의 레벨링제, 아크릴 형태의 레벨링제 등을 사용할 수 있으며, 구체적인 레벨링제로 특별히 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 레벨링제는 폴리에테르변성 폴리디메틸실록산, 폴리에스테르 변성 폴리디메틸실록산, 폴리에테르변성 하이드록시 기능성 폴리디메틸실록산, 폴리에테르-에스테르변성 하이드록시 기능성 폴리디메틸실록산, 아크릴 기능성 폴리에스테르 변성 폴리디메틸실록산, 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르류, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 블록 코폴리머류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르 등의 비이온계 계면 활성제일 수 있다.
한 구체예에서 상기 첨가제는 상기 용제 100 중량부에 대하여 0.01~15 중량부 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 0.05~5 중량부, 다른 예를 들면 0.1~1 중량부 포함될 수 있다.
예를 들면 상기 레벨링제는 용제 100 중량부에 대하여 0.01~15 중량부 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 0.05~5 중량부, 다른 예를 들면 0.1~1 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량범위로 포함시 기재에 대한 도포성이 우수할 수 있다.
비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물
한 구체예에서 상기 코팅층용 조성물은 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 모노머 및/또는 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함할 수 있다.
예를 들면 상기 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 단관능 (메타)아크릴레이트계 화합물 및/또는 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 단관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, 에폭시기 등으로 치환된 지방족 (메타)아크릴레이트계 화합물; 치환되지 않거나 C1~C10 알킬기, C2~C10 알케닐기, C2~C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트계 화합물; 치환되지 않거나 C1-C10 알킬기, C2-C10 알케닐기, C2-C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5~C20의 아릴 (메타)아크릴레이트계 화합물; C1~C20 알콕시기를 갖는 알릴알콕시레이트계(allyl alkoxylate) 화합물; 우레탄계 (메타)아크릴레이트계 화합물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
한 구체예에서 상기 C2~C20의 알케닐 (메타)아크릴레이트계 화합물은 부타디엔(메타)아크릴레이트, 헥사디엔(메타)아크릴레이트, 옥타디엔(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 C1~C20 알콕시 (메타)아크릴레이트 화합물은 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 메틸에테르(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 페닐에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 메틸에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 에틸에테르(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 C1~C20 알콕시알킬(메타)아크릴레이트 화합물은 2-하이드록시-에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 트리메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 에폭시 (메타)아크릴레이트계 화합물은 에폭시(메타)아크릴레이트, 에폭시사이클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서 상기 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트계 화합물은 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 디사이클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 C5-C20의 아릴 (메타)아크릴레이트계 화합물은 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 알릴알콕시레이트계 화합물은 알릴프로폭시레이트, 알릴모노프로폭시레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 우레탄계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 다수의 이소시아네이트기를 가지는 폴리이소시아네이트계 화합물과, 다수의 하이드록시기를 가지는 폴리올계 화합물을 반응시킨 후에, 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트계 화합물을 반응시킴으로써 얻을 수 있는 라디칼 중합성 불포화기 함유 올리고머, 프리폴리머일 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리이소시아네이트계 화합물은 2,4-트릴렌디이소시아네이트 및 이의 이성체, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 수첨 자일리렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 폴리올계 화합물은 폴리카보네이트계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올, 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 폴리하이드록시계 화합물일 수 있다. 일례로, 폴리하이드록시계 화합물은 글리세린-에틸렌옥사이드 부가물, 글리세린-프로필렌옥사이드 부가물, 글리세린-테트라하이드로류란 부가물, 글리세린-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-에틸렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-프로필렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-테트라하이드로류란 부가물, 트리메틸올프로판-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨-에틸렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨프로필렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨-테트라하이드로퓨란 부가물, 디펜타에리스리톨-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올계 화합물은 다가 알코올류일 수 있다. 일례로, 상기 다가 알코올류는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 비스페놀 A와 프로필렌옥사이드 또는 에틸렌옥사이드의 부가물, 1,2,3,4-테트라히드록시부탄, 글리세린, 트리메틸올프로판, 1,2-시클로헥산글리콜, 1,3-시클로헥산글리콜, 1,4-시클로헥산글리콜, 파라자일렌글리콜, 비시클로헥실-4,4-디올, 2,6-데카린글리콜, 2,7-데카린글리콜 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
한 구체예에서 상기 하이드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물은 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 3-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 트리스(하이드록시에틸)이소시아눌산의 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 내용제성, 경도 향상 등의 목적으로 추가될 수 있다. 일례로, 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타) 아크릴레이트, 디펜타에리스톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리 스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트피메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 상기 용제 100 중량부에 대하여 5~90 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 코팅층의 크랙 등의 결함 발생을 방지하면서, 경도가 우수할 수 있다.
상기 코팅층용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 중앙 적하 스핀법 등과 같은 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅, 나이프 코팅, 캐스팅 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅, 토출 노즐식 코팅과 같은 슬릿 노즐을 이용한 슬릿 코팅 등의 방법이나 디스펜싱 방법을 이용할 수 있으며, 2가지 이상의 방법을 조합하여 상기 코팅층용 조성물을 상기 기재 상에 도포될 수 있다.
한 구체예에서 코팅층(130)은 표면의 평균조도(Ra)가 0.05~0.25㎛ 일 수 있다. 상기 조건에서 표면 발수 특성과 광투과성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 기재에 도포된 코팅층용 조성물을 광원, 예를 들어 LED 램프와 같이 자외선 파장의 광을 방출하는 광원을 이용하여 경화시켜, 기재 또는 배리어층 상에 코팅층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅층은 두께가 0.1 내지 500㎛ 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 코팅층용 조성물이 일면에 도포된 기재 또는 배리어층을 70~100℃의 온도에서 소프트 베이킹 및/또는 300~1000 mJ/cm2의 강도를 가지는 자외선에 조사하여 경화시킬 수 있다. 선택적인 측면에서, 코팅층용 조성물에 포함되는 용제를 증발시키기 위한 건조 단계가 UV 조사 이전 단계에서 수행될 수 있다. 건조 단계는 경화 공정보다 낮은 온도에서 수행될 수 있고, 건조 단계를 수행하여 최종적으로 기재 상에 코팅층이 견고하게 형성될 수 있다.
본 발명은 경화 공정에 의하여, 코팅층용 조성물에 포함된 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(바인더) 및 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물의 반응성 작용기가 상호 가교결합을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상호 네트워크 구조를 가지는 이들의 경화생성물로 이루어지는 코팅층이 형성될 수 있다.
본 발명에 따라 제조되는 코팅층은 액상 배합을 통하여 제조되어 폭발 위험이 없으며, 자유롭게 가공할 수 있다. 또한, 상기 코팅층은 광투과율, 경도 및 내습성이 우수할 뿐만 아니라, 황변 현상이 적어 내후성이 우수할 수 있다. 따라서, 코팅층은 태양광 모듈의 전면에 부착되는 강화 유리를 대체하기 위한 소재로 활용될 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층은 두께가 0.1~500㎛일 수 있다. 상기 두께 범위에서 가시광선 투과성, 내후성 및 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 코팅층은 두께가 1~10㎛일 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층은400 nm 내지 1100 nm 범위의 파장에서 평균 광투과율은 90% 이상일 수 있다. 예를 들면 90~100% 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층은 연필 경도가 3H 내지 9H 일 수 있다. 상기 범위에서 경도와 내구성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층은 KS M ISO 4892-3 규격에 의거하여 측정된 황변도(△YI)가 2% 미만일 수 있다. 상기 조건에서 내황변성이 우수할 수 있다. 예를 들면 코팅층은 황변도가 예를 들면 0% 내지 1.95% 일 수 있다.
배리어층
배리어층(120)은 낮은 산소투과도 및 수분투습율을 가지며, 높은 근적외선 반사율 및 중적외선 방사율을 가져 상기 적층필름의 복사 냉각 특성을 확보할 수 있다. 한 구체예에서 배리어층(120)은 수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스에 분산된 적외선 흡수성 입자를 포함한다.
한 구체예에서 상기 배리어층은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더, (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 셀룰로오스 나노피브릴, 자외선 흡수성 입자 및 용제를 포함하는 배리어층용 조성물로부터 형성된다.
용제
상기 용제는 성형성과 분산성을 확보하기 위한 것으로, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 용제는 물, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 부틸셀로솔브(BC), 메틸셀로솔부(MC), 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc), 프로필렌글리콜 디아세테이트(PGDA), 프로필렌글리콜 노멀프로필에테르(PnP), 테트라하이드로퓨란, 톨루엔, 자일렌, 부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 부톡시에탄올, 펜탄올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 에테르 및 케톤 중 하나 이상 포함될 수 있다. 상기 용제를 포함시 코팅층과 배리어층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면 물(초순수)을 포함할 수 있다.
실록산계 바인더
한 구체예에서 상기 실록산계 바인더는 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함한다:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, C6-C20 아릴기, 술폰산기 및 하기 화학식 1-1의 구조 중에서 선택되되, 상기 R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 하기 화학식 1-1의 구조를 가지며, 상기 R4는 C1-C20 알킬기, C1-C10 알콕시기, C2-C20 알케닐기, C1-C20 알킬 아미노기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, 티올기, C3-C20 알킬 티올기, 글리시딜옥시기, C1-C20 알킬 글리시딜옥시기, 에폭시기, C1-C20 알킬 에폭시기, C4-C20 사이클로알킬 에폭시기, C6-C20 아릴 에폭시기 및 C3-C20 헤테로 아릴 에폭시기 중 선택되며, 상기 a 및 b는 각각 0.1 내지 0.9 이며, 상기 a + b = 1 이다).
[화학식 1-1]
(상기 화학식 1-1에서, 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 하이드록시기 및 C1-C20 알콕시기 중 선택되며, 상기 R7은 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 중 선택되고, 상기 *는 연결 부위이다).
한 구체예에서 상기 화학식 1에서 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C10의 알킬기 및 화학식 1-1로 구성되는 모이어티이며, 상기 R1, R2 및 R3 중에서 적어도 하나는 화학식 1-1로 구성되는 모이어티이며, 상기 R4는 C1-C10의 알킬기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 C2-C20 알케닐기는 예를 들면 비닐기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1-1에서 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 하이드록시기 또는 C1-C10의 알콕시기이며, 상기 R7은 C3-C10의 알킬 (메타)아크릴옥시기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서, 상기 바인더로 기능하는 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)의 측쇄(side chain)를 형성하는 하이드록시기, 알콕시기 및/또는 아릴옥시기의 20 내지 60 몰%는 에테르 결합을 통하여 화학식 1-1의 구조를 가지는 모이어티로 치환 또는 개질(modify)될 수 있다. 또한, 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 공중합체인 실록산계 바인더는 중량평균분자량(Mw)이 1,000~20,000g/mol 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 화학식 1에서 몰분율 a로 표시되는 구성 유닛은 4개의 가수분해성 작용기(hydrolysable)인 알콕시기를 가지는 실란계 모노머로부터 유래할 수 있다.
한 구체예에서 상기 4개의 가수분해성 작용기를 가지는 실란계 모노머는 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane), 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane), 테트라프로폭시실란(tetrapropoxysilane), 테트라부톡시실란(tetrabuthoxysilane), 테트라이소프록폭시실란(tetraisopropoxysilane), 메톡시트리에톡시실란(methoxytriethoyxsilane), 디메톡시디에톡시실란(dimethoxydiethoxysilane) 및 에톡시트리메톡시실란(ethoxytrimethoxysilane)으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 화학식 1에서 몰분율 b로 표시되는 구성 유닛은 3개의 가수분해성 작용기인 알콕시기를 가지는 실란계 모노머로부터 유래할 수 있다. 일례로, 상기 3개의 가수분해성 작용기를 가지는 실란계 모노머는 메틸트리에톡시실란(Methyltriethoxysilane; MTES), 에틸트리에톡시실란(Ethyltriethoxysilane; ETES), n-프로필트리에톡시실란(n-propyltriethoxysilane; PTES), 옥틸트리에톡시실란(Octyltriethoxysilane; OTES), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane; VTMS), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane; VTES), 비닐트리이소프로폭시실란(Vinyltriiosproposysilan; VTIPS), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-Aminopropyltrimethoxysilane; APTMS), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane; APTES), 3-(2-아미노에틸아미노)프로필트리메톡시실란(3-(2-Aminoethylamino)propyltrimethoxysilane; AEPTMS), (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란((3- Acryloxypropyl)trimethoxysilane; APTMS), 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란(Methacryloxymethyltriethoxysilane; MMS), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane; MPTMS), 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxypropyltriethoxysilane; MPTES), 3-머캅토프로필트리에톡시실란(3-Mercaptopropyltriethoxysilane; MPTES), 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란(3-Isocyanatopropyltriethoxysilane; ICPTES), 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리에톡시실란(2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane; ECETMS), 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란(3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilane; GPTMOS), 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란(3-Glycidyloxypropyltriethoxysilane; GPTEOS), 페닐트리메톡시실란(Phenyltrimethoxysilane; PTES), (4-클로로페닐)트리에톡시실란((4-chlorophenyl)triethoxysilane; CPTES) 및 [3-(페닐아미노)프로필]트리메톡시실란([3-(phenylamino)propyl]trimethoxysilane; PAPTMS)으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)을 구성하는 적어도 일부의 측쇄에 적어도 1개의 실란계 물질이 화학식 1-1의 구조를 가지는 모이어티를 가지면서 축합될 수 있다. 상기 화학식 1의 측쇄에 축합되는 실란계 물질은 규소 원자에 연결되는 적어도 1개의 가수분해성 작용기와, 적어도 1개의 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및/또는 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기를 가질 수 있다.
일례로, 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)의 적어도 일부 측쇄에 축합될 수 있는 실란계 물질은 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane; VTMS), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane; VTES), 비닐트리이소프로폭시실란(Vinyltriiosproposysilan; VTIPS), 클로로메틸페닐비닐실란(Chloromethylphenylvinylsilane), (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란((3-Acryloxypropyl)trimethoxysilane; APTMS), 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란(Methacryloxymethyltriethoxysilane; MMS), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane; PTMS), 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxypropyltriethoxysilane; MPTES) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이들 실란계 모노머인 출발 물질에 용매 및 필요에 따라 촉매를 투입하여 가수분해 시키고, 축합 반응을 유도하고, 선택적으로 가열 및 과산화수소수를 투입하는 수화 반응을 수행하는 중합 반응을 통해 화학식 1의 반복 구조를 갖는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체를 제조할 수 있다.
한 구체예에서 상기 중합 반응은 25 내지 100℃의 온도에서 2시간 내지 24시간 동안 솔-젤 공정(Sol-Gel process)에 의한 가수분해 반응 및 축합 반응을 통해 수행될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이때, 중합 용매의 사용량과 반응 시간에 따라 최종적으로 합성되는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 중량평균분자량을 조절할 수 있다. 중합 반응을 2 내지 24시간 진행함으로써, 배리어층용 조성물 중의 바인더로 사용하기에 적합한 중량평균분자량을 가지는 화학식 1의 반복 구조를 가지는 공중합체를 제조할 수 있다.
한 구체예에서 상기 실란계 출발 물질이 분산되는 중합 용매는 출발 물질 사이의 중합 반응을 매개할 수 있는 임의의 중합 용매를 사용할 수 있다. 일반적으로 중합 단계는 균일 용액을 형성할 수 있는 가용성 용매 하에서 진행될 수 있다.
한 구체예에서 상기 중합 용매는 지방족 탄화수소계 용제, 에테르계 용제, 아세테이트계 용제, 알코올계 용제, 케톤계 용제, 아미드계 용제, 실리콘계 용매 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 예를 들면 상기 중합 용매는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 부틸셀로솔브(BC), 메틸셀로솔브(MC), 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc), 프로필렌글리콜 디아세테이트(PGDA), 프로필렌글리콜 노멀프로필에테르(PnP), 테트라하이드로퓨란, 톨루엔, 자일렌, 부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 부톡시에탄올, 펜탄올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 에테르 및 케톤 중 하나 이상 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 중합 반응에서 전술한 출발 물질이 중합 용매에 균일하게 용해될 수 있다면, 중합 용매의 함량은 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시적인 측면에서, 중합 반응에서 중합 용매의 사용량은 중합 용매를 포함하는 각 반응물의 총 함량을 기준으로 약 5 내지 60 중량부, 바람직하게는 약 20 내지 50 중량부가 되는 범위로 조절될 수 있다.
또한, 가수분해 및/또는 축합 반응을 촉진할 수 있도록 산 촉매 및/또는 염기성 촉매가 사용될 수 있다. 일례로, 이들 촉매는 수용액 상태로 사용될 수 있다.
예를 들면 상기 산 촉매는 염산, 황산, 질산과 같은 무기산; 톨루엔설폰산, 포름산, 아세트산, 부티르산, 팔미트산, 옥살산, 타타르산과 같은 유기산 중 하나 이상 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 염기성 촉매는 수산화나트륨, 수산화리튬, 수산화칼륨과 같은 알칼리금속수산화물; 수산화바륨, 수산화바륨일수화물, 수산화바륨팔수화물, 수산화칼슘, 수산화마그네슘과 같은 알칼리토 금속 화합물; 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 테트라메틸암모늄클로라이드, 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 불화물, 벤질트리메틸암모늄하이드록사이드, 벤질트리에틸암모늄하이드록사이드와 같은 4급 암모늄 화합물; 암모니아, 트리에틸아민, 트리프로필아민, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 트리-n-부틸아민, 이미다졸, 피리딘, 3-메틸피리딘, 4-디메틸아미노피리딘, N,N-디이소프로필에틸아민 및 과염소산암모늄 중에서 하나 이상 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들면 상기 배리어층은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 골격(backbone)을 포함하며, 상기 화학식 1 실리콘(Si)에 결합된 적어도 하나의 잔기 R1~R7가 히드록시기, 알킬 (메타)아크릴레이트기 등의 모이어티를 함유하는 유-무기 하이브리드 공중합체일 수 있다.
상기 화학식 2의 실록산계 바인더는 C-O 스트레칭 진동(stretching vibration)을 가져 중적외선(Mid-Wavelength Infrared) 영역의 파장에서 높은 방사율을 가질 수 있다.
한 구체예에서 상기 실록산계 바인더는 상기 용제 100 중량부에 대하여 5~50 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 배리어층용 조성물의 혼합성과 분산성이 우수하고, 가시광선 투과성 및 중적외선 방사 효율성이 우수하며, 발수성, 내구성 및 층간 부착력이 우수할 수 있다. 예를 들면 10~40 중량부 포함될 수 있다.
적외선 흡수성 입자
상기 적외선 흡수성 입자는 상기 적층필름에 광입사시 적외선 영역의 파장을 흡수하여 복사 냉각 성능을 향상시키기 위해 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 적외선 흡수성 입자는 금속산화물 및 금속질화물 입자 중 하나 이상 포함할 수 있다.
예를 들면 상기 적외선 흡수성 입자는 실리카(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 알루미나(Al2O3), 지르코늄 산화물(ZrO2) 및 질화규소(Si3N4) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
예를 들면 상기 적외선 흡수성 입자는 적외선 영역의 광을 흡수할 수 있는 이산화티타늄을 포함할 수 있다. 상기 이산화티타늄은 적외선 영역의 광을 흡수시 광분해가 될 수 있으나, 본 발명의 배리어층 조성물을 이용하여 배리어층 형성시 상기 이산화티타늄의 광분해를 방지할 수 있다.
한 구체예에서 상기 적외선 흡수성 입자는 구형, 다면체형 또는 부정형일 수 있다. 예를 들면 구형일 수 있다.
한 구체예에서 상기 적외선 흡수성 입자는 평균크기가 10nm 내지 20㎛일 수 있다. 상기 크기는 상기 적외선 흡수성 입자의 최대 길이 또는 직경을 의미할 수 있다. 상기 조건에서 혼합성 및 분산성이 우수하면서, 적외선 영역의 광을 흡수하여, 중적외선 영역의 파장에서 방사율이 우수하여 복사 냉각 특성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 배리어층은 상기 수지 매트릭스 100 중량부에 대하여 상기 적외선 흡수성 입자 0.1~30 중량부를 포함할 수 있다. 상기 조건에서 혼합성과 분산성이 우수하고, 복사 냉각 기능이 우수하며, 태양광 모듈 형성시 태양전지소자의 발전 효율성과 장수명 특성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 적외선 흡수성 입자는 0.5~10 중량부 포함될 수 있다.
(메타)아크릴레이트계 화합물
한 구체예에서 상기 배리어층용 조성물은 (메타)아크릴레이트계 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트계 화합물은, 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 모노머 및/또는 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함할 수 있다.
예를 들면 상기 (메타)아크릴레이트계 화합물은 단관능 (메타)아크릴레이트계 화합물 및/또는 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 단관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, 에폭시기 등으로 치환된 지방족 (메타)아크릴레이트계 화합물; 치환되지 않거나 C1~C10 알킬기, C2~C10 알케닐기, C2~C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트계 화합물; 치환되지 않거나 C1-C10 알킬기, C2-C10 알케닐기, C2-C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5~C20의 아릴 (메타)아크릴레이트계 화합물; C1~C20 알콕시기를 갖는 알릴알콕시레이트계(allyl alkoxylate) 화합물; 우레탄계 (메타)아크릴레이트계 화합물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
한 구체예에서 상기 C2~C20의 알케닐 (메타)아크릴레이트계 화합물은 부타디엔(메타)아크릴레이트, 헥사디엔(메타)아크릴레이트, 옥타디엔(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 C1~C20 알콕시 (메타)아크릴레이트 화합물은 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 메틸에테르(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 페닐에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 메틸에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 에틸에테르(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 C1~C20 알콕시알킬(메타)아크릴레이트 화합물은 2-하이드록시-에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 트리메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 에폭시 (메타)아크릴레이트계 화합물은 에폭시(메타)아크릴레이트, 에폭시사이클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서 상기 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트계 화합물은 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 디사이클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 C5-C20의 아릴 (메타)아크릴레이트계 화합물은 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 알릴알콕시레이트계 화합물은 알릴프로폭시레이트, 알릴모노프로폭시레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 우레탄계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 다수의 이소시아네이트기를 가지는 폴리이소시아네이트계 화합물과, 다수의 하이드록시기를 가지는 폴리올계 화합물을 반응시킨 후에, 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트계 화합물을 반응시킴으로써 얻을 수 있는 라디칼 중합성 불포화기 함유 올리고머, 프리폴리머일 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리이소시아네이트계 화합물은 2,4-트릴렌디이소시아네이트 및 이의 이성체, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 수첨 자일리렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 폴리올계 화합물은 폴리카보네이트계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올, 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 폴리하이드록시계 화합물일 수 있다. 일례로, 폴리하이드록시계 화합물은 글리세린-에틸렌옥사이드 부가물, 글리세린-프로필렌옥사이드 부가물, 글리세린-테트라하이드로류란 부가물, 글리세린-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-에틸렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-프로필렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-테트라하이드로류란 부가물, 트리메틸올프로판-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨-에틸렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨프로필렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨-테트라하이드로퓨란 부가물, 디펜타에리스리톨-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올계 화합물은 다가 알코올류일 수 있다. 일례로, 상기 다가 알코올류는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 비스페놀 A와 프로필렌옥사이드 또는 에틸렌옥사이드의 부가물, 1,2,3,4-테트라히드록시부탄, 글리세린, 트리메틸올프로판, 1,2-시클로헥산글리콜, 1,3-시클로헥산글리콜, 1,4-시클로헥산글리콜, 파라자일렌글리콜, 비시클로헥실-4,4-디올, 2,6-데카린글리콜, 2,7-데카린글리콜 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
한 구체예에서 상기 하이드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물은 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 3-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 트리스(하이드록시에틸)이소시아눌산의 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 내용제성, 경도 향상 등의 목적으로 추가될 수 있다. 일례로, 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타) 아크릴레이트, 디펜타에리스톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리 스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트피메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한 구체예에서 상기 (메타)아크레이트계 화합물은 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트(diethylene glycol diacrylate), 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(diethylene glycol dimethacrylate), 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(ethylene glycol dimethacrylate), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(dipropylene diacrylate), 디프로필렌글리콜 디메타크릴레이트(dipropylene glycol dimethacrylate), 에틸렌글리콜 디비닐 에테르(ethylene glycol divinyl ether), 에톡실레이티드　트리메틸올프로판　트리아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate), 디에틸렌 글리콜 디비닐 에테르(diethylene glycol divinyl ether), 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(triethylene glycol dimethacrylate, 디페타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트(dipentaerythritol pentaacrylate),　트리메틸올프로판　트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate),　트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(trimethylolpropane trimethacrylate), 프로폭실레이티드　트리메틸올프로판　트리아크릴레이트(propoxylated trimethylolpropane triacrylate), 프로폭실레이티드　트리메틸올프로판　트리아크릴레이트(propoxylated trimethylopropane triacrylate), 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(poly (ethylene glycol) diacrylate, PA1) 및 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(poly(ethylene glycol) dimethaacrylate) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트계 화합물을 포함시 배리어층의 중적외선 방사 효율이 저하되지 않으면서 내구성, 수분과 산소 배리어성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 (메타)아크릴레이트계 화합물은 상기 용제 100 중량부에 대하여 1~20 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 배리어층의 크랙 등의 결함 발생을 방지하면서, 경도가 우수할 수 있다. 예를 들면 1~10 중량부 포함될 수 있다.
셀룰로오스 나노피브릴
상기 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibrils, CNFs)은 셀룰로오스 섬유 재료를 나노 크기(나노피브릴)로 가공하여 제조될 수 있다. 예를 들면 목재 펄프(pulp)를 나노섬유화(nano fibrillation) 하여 셀룰로오스 나노피브릴을 제조할 수 있다.
상기 셀룰로오스 나노피브릴은 결정질 및 비결정질 영역을 포함하는 피브릴(fibril) 단위를 포함하며, 상기 셀룰로오스 나노피브릴은 셀룰로오스 대비 비표면적이 크게 증가하며, 표면에 히드록시기(-OH) 등의 관능기를 함유하여 상기 셀룰로오스 나노피브릴 사이에 형성되는 수소결합과 상기 셀룰로오스 나노피브릴과 실록산계 바인더 등 배리어층용 조성물 구성 성분과의 결합을 통해 치밀한 망상 구조의 배리어층을 형성할 수 있다.
상기 셀룰로오스 나노피브릴을 포함시 상기 배리어층의 수분 및 산소에 대한 배리어성을 향상시키며 내구성, 내열성 및 유연성이 우수하며, 층간 부착력이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 셀룰로오스 나노피브릴은 평균직경이 1nm 내지 50㎛ 이하이며, 평균섬유길이는 5nm 내지 10 ㎛이하이며, 종횡비가 5~300일 수 있다. 상기 조건에서 상기 배리어층의 수분 및 산소에 대한 배리어성을 향상시키며, 배리어층의 내구성, 내열성 및 유연성이 우수하며, 층간 부착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 셀룰로오스 나노피브릴은 상기 용제 100 중량부에 대하여 2~40 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 배리어층의 수분 및 산소에 대한 배리어성이 우수하며 내구성, 내열성 및 유연성이 우수하며, 내후성이 우수할 수 있다. 예를 들면 10~25 중량부 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 배리어용 조성물은 상기 (메타)아크릴레이트 화합물 및 상기 셀룰로오스 나노피브릴을 1:0.5~1:5 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비 범위로 포함시 상기 배리어층용 조성물의 혼합성과 분산성이 우수하며, 수분 및 산소에 대한 배리어성을 향상시키며, 중적외선 방사성과 내구성 등의 기계적 물성이 동시에 우수할 수 있다. 예를 들면 1:2~1:4 중량비로 포함될 수 있다.
경화제
상기 배리어층용 조성물은 경화제로 광중합개시제 및 열경화제 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 광중합개시제는 자외선(UV) 등 적절한 광원의 조사에 의하여 상기 배리어층 조성물 중 실록산계 바인더와 (메타)아크릴레이트계 화합물 등의 광중합 반응을 유도할 수 있다.
한 구체예에서 상기 광중합개시제는 1) 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논 등의 아세토페논계 광중합개시제, 2) 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 4-페닐 벤조페논, 하이드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논, p-(디에틸아미노)벤조페논 등의 벤조페논계 광중합개시제, 3) 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤, 2-도데실티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤 등의 티오크산톤계 광중합개시제, 4) 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈, 메틸벤조일포르메이트 등의 벤조인계 광중합개시제, 5) 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-6-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-4-메틸나프틸-6-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-p-메톡시스티릴-4,6-비스트리클로로메틸-s-트리아진, 2-피페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-비스트리클로로메틸-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진 등의 트리아진계 광중합개시제, 6) 디페닐-(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드, 에틸(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스피네이트, 2,2-비스(2-클로로페닐)-4,4,5,5-테트라페닐-1,2-비이미다졸 등의 광중합개시제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
예를 들면 상업적으로 판매되는 상기 광중합개시제로는 Irgacure 369 (2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, 이하, 시바스페셜티케미컬사제), Irgacure 651(2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one), Irgacure 907(2-Methyl-1-(4-methyl thio) phenyl-2-(4-morpholinyl)-1-propanone), Irgacure 819(Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide), Irgacure 184(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), Irgacure 250(Iodonium, (4-methylphenyl)[4-(2-methylpropyl) phenyl]-, hexafluorophosphate(1-)), Irgacure 127 (2-Hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propan-1-one) 등을 들 수 있다.
상기 열경화제는 낮은 온도에서는 경화가 일어나지 않고 고온에서 경화가 일어나는 잠재성 열경화제를 사용할 수 있다. 잠재성 열경화제로는 아민계, 이미다졸계, 디히드라지드계 및 유기과산화물계 열경화제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 경화제는 상기 용제 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 혼합성과 경화 반응속도를 용이하게 조절 가능하여 경화 효율성이 우수하며, 배리어층의 황변 등의 결함 발생을 방지할 수 있다. 예를 들면 0.1~1.5 중량부 포함될 수 있다.
상기 배리어층은 통상의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 배리어층은 하기 화학식 1을 포함하는 실록산계 바인더, (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 셀룰로오스 나노피브릴, 자외선 흡수성 입자 및 용제를 포함하는 배리어층용 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 배리어층용 조성물은 기재 등에 도포후 공지된 방법으로 경화하여 형성할 수 있다. 상기 배리어층용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 중앙 적하 스핀법 등과 같은 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅, 나이프 코팅, 캐스팅 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅, 토출 노즐식 코팅과 같은 슬릿 노즐을 이용한 슬릿 코팅 등의 방법이나 디스펜싱 방법을 이용할 수 있으며, 2가지 이상의 방법을 조합하여 상기 배리어층용 조성물을 상기 기재, 코팅층 또는 점착층의 일면에 도포하고 공지된 방법으로 경화하여 형성할 수 있다.
한 구체예에서 상기 배리어층은 두께가 10㎛ 내지 3mm일 수 있다. 상기 두께 범위에서 중적외선 방사율이 우수하며, 내후성 및 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 배리어층은 두께가 20㎛ 내지 1mm 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 배리어층은 산소투과도가 0.05 cc/m2·day 이하이고, 투습도가 0.15 g/m2·day 이하일 수 있다. 상기 조건에서 적층필름의 수분 배리어 특성이 우수할 수 있다. 예를 들면 산소투과도가 0~0.03 cc/m2·day 이고, 투습도가 0~0.09 g/m2·day 일 수 있다.
예를 들면 상기 배리어층은 ASTM F1249에 의거 또는 상기 규격에 준하여 시험기기 Permatran-W 3/33 MA (미국 Mocon社)를 사용하여 36±2℃, 100RH% 상대 습도 및 24 시간 조건에서 측정된　산소투과도가 0~0.03 cc/m2·day 이고, 수분투습도가 0.15 g/m2·day 이하일 수 있다.
한 구체예에서 상기 코팅층 및 배리어층은 1:0.5~1:20 두께비로 형성될 수 있다. 상기 두께비 조건에서 상기 적층필름의 수분과 산소 배리어 특성이 우수하면서, 가시광선 투과성과 근적외선의 방사 효율성이 우수할 수 있다. 예를 들면 1:2~1:10 두께비로 형성될 수 있다.
점착층
점착층(110)은 태양전지소자의 일면에 적층필름(100)을 부착하는 역할을 하면서, 적층필름과 태양전지소자 사이의 열전도 저항을 감소시켜 복사 냉각 효율성을 극대화시키는 목적으로 포함될 수 있다.
태양광 모듈 제조시, 태양전지소자의 일 표면에 배리어층과 코팅층을 그대로 적층하는 경우, 태양전지소자와 배리어층 사이에 공극이 발생하여, 계면 열저항이 증가하게 된다. 상기 배리어층 하면에 상기 점착층을 형성하는 경우, 태양광 모듈 제조시 태양전지소자와 점착층 사이에 공극형성을 방지하고 계면 열저항을 최소화하여, 복사 냉각 효율성을 극대화할 수 있다.
한 구체예에서 상기 점착층은 용제 100 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 실록산계 바인더 1~10 중량부 및 표면처리필러 0.1~5 중량부를 포함하는 점착층용 조성물로부터 형성될 수 있다.
이하, 상기 점착층용 조성물에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
용제
상기 용제는 상기 점착층용 조성물의 성형성과 분산성을 확보하기 위한 것으로, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 용제는 물, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 부틸셀로솔브(BC), 메틸셀로솔부(MC), 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc), 프로필렌글리콜 디아세테이트(PGDA), 프로필렌글리콜 노멀프로필에테르(PnP), 테트라하이드로퓨란, 톨루엔, 자일렌, 부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 부톡시에탄올, 펜탄올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 에테르 및 케톤 중 하나 이상 포함될 수 있다. 상기 용제를 포함하는 경우, 기재에 대한 코팅층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면 물(초순수)을 포함할 수 있다.
실록산계 바인더
상기 실록산계 바인더는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서, 상기 R8, R9, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 머캅토기, 술폰산기, C1-C20 알킬기, C1-C10 알콕시기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 또는 C6-C20 아릴기 중 선택되며, 상기 c 및 d는 각각 1 내지 100 이며, 상기 c 및 d는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 포함된다).
예를 들면 상기 점착층은 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위 골격(backbone)을 가지며, 상기 화학식 2 실리콘(Si)에 결합된 적어도 하나의 잔기 R8~R11가 히드록시기(-OH, 알코올) 등의 모이어티리를 함유하는 유-무기 하이브리드 공중합체일 수 있다.
한 구체예에서 상기 C1-C20 알킬기는 메틸기, 에틸기, 노말프로필기, 이소프로필기, 노말부틸기, 이소부틸기, 터셔리부틸기, 노말펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 테트라데실기, 옥타데실기 및 이코사닐기 등이 있다.
한 구체예에서 상기 C1-C20 알콕시기는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 및 페녹시기 등이 있다.
한 구체예에서 상기 C1-C20 알킬 비닐기는 메틸비닐기, 에틸비닐기, 프로필비닐기, 부틸비닐기, 헥실비닐기, 헵틸비닐기 도데실비닐기, 옥타데실기 및 이코실비닐기 등이 있다.
한 구체예에서 상기 C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기는 메틸(메타)아크릴레이트기, 에틸(메타)아크릴레이트기, 프로필(메타)아크릴레이트기, 옥틸(메타)아크릴레이트기, 데실(메타)아크릴레이트기,　도데실(메타)아크릴레이트기, 트리데실(메타)아크릴레이트기, 테트라데실(메타)아크릴레이트기, 펜타데실(메타)아크릴레이트기, 헥사데실(메타)아크릴레이트기 및 옥타데실(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
한 구체예에서 상기 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기는 프로필 (메타)아크릴옥시기 및 부틸(메타)아크릴옥시 등이 있다.
한 구체예에서 상기 c 및 d의 모이어티는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 c 및 d의 모이어티를 상기 중량비 범위로 포함시 상기 실록산계 바인더의 내구성과 기계적 물성이 우수하며, 점착층의 층간 부착력이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 c 및 d의 모이어티는 1:2~1:6 중량비로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 화학식 2로 표시되는 실록산계 바인더는 중량평균분자량(Mw)이 1,000~50,000g/mol 일 수 있다. 상기 중량평균분자량 범위에서 상기 점착층의 층간 부착력, 내구성과 기계적 물성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 실록산계 바인더는 상기 용제 100 중량부에 대하여 1~10 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 점착층용 조성물의 혼합성과 분산성이 우수하고, 점착층의 내구성과 층간 부착력이 우수할 수 있다. 예를 들면 1~5 중량부 포함될 수 있다.
표면처리필러
상기 표면처리필러는 상기 점착층의 표면 에너지를 향상시키기 위해 포함될 수 있다. 상기 점착층은 표면처리필러에 의한 표면적 상승과 표면 위의 다량의 하이드록시(-OH)기에 의해 표면 에너지가 상승될 수 있다.
상기 표면처리필러는 필러를 표면처리제로 표면처리하여 제조할 수 있다. 한 구체예에서 상기 표면처리제는 실란계 화합물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 실란계 화합물은 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 글리시독시프로필 트리메톡시실란, 헥사메틸디실록산, 트리메틸메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 머캅토프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란 및 디메틸디에톡시실란 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 조건에서 점착층의 표면에너지 상승효과가 우수하며 층간 부착력과 내구성이 우수할 수 있다.
상기 필러는 실리카, 이산화티타늄, 지르코늄 산화물, 질화붕소(BN), 산화마그네슘(MgO), 탄산칼슘(CaCO3) 및 알루미나 중 하나 이상 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서 상기 표면처리필러는 구형, 다면체형 또는 부정형일 수 있다. 예를 들면 구형일 수 있다.
한 구체예에서 상기 표면처리필러는 평균크기가 10nm 내지 0.1㎛일 수 있다. 상기 크기는 상기 표면처리필러의 최대 길이 또는 직경을 의미할 수 있다. 상기 조건에서 점착층용 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하면서, 표면 에너지 향상 효과가 우수하고, 점착층의 내구성과 층간 부착력이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 점착층은 표면 에너지가 50 dyne/cm 이상일 수 있다. 예를 들면 70 dyne/cm 이상일 수 있다. 상기 조건에서 층간 부착력이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 점착층은 수접촉각이 15˚ 이하일 수 있다. 상기 조건에서 표면 에너지가 높고 층간 부착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 표면처리필러는 상기 용제 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 점착층용 조성물의 혼합성과 분산성이 우수하고, 점착층의 내구성과 층간 부착력이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.1~1 중량부 포함될 수 있다.
상기 점착층용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 중앙 적하 스핀법 등과 같은 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅, 나이프 코팅, 캐스팅 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅, 토출 노즐식 코팅과 같은 슬릿 노즐을 이용한 슬릿 코팅 등의 방법이나 디스펜싱 방법을 이용할 수 있으며, 2가지 이상의 방법을 조합하여 상기 코팅층용 조성물을 상기 배리어층 또는 태양전지소자 일면에 도포하고 공지된 방법으로 경화하여 형성할 수 있다.
한 구체예에서 상기 점착층은 두께가 0.05~10㎛일 수 있다. 상기 두께 범위에서 층간 부착력, 내후성 및 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 배리어층은 두께가 0.1~0.5㎛일 수 있다.
한 구체예에서 상기 점착층은 ASTM D 3330 규격에 의거하여 측정된 180˚ 박리강도가 5.0kgf/25mm 이상일 수 있다. 예를 들면 5.1~10.0kgf/25mm 일 수 있다. 상기 180˚ 박리강도는 예를 들면 300mm/min의 분리속도 조건으로 측정된 것일 수 있다.
한 구체예에서 상기 적층필름은 산소투과도가 0.3 cc/m2·day 이하이고, 투습도가 0.5 g/m2·day 이하일 수 있다. 상기 조건에서 적층필름의 수분 배리어 특성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 적층필름은 ASTM F1249에 의거 또는 상기 규격에 준하여 시험기기 Permatran-W 3/33 MA (미국 Mocon社)를 사용하여 36±2℃, 100RH% 상대 습도 및 24 시간 조건에서 측정된　산소투과도가 0.3 cc/m2·day 이하이고, 수분투습도가 0.5g/m2·24hr 이하 일 수 있다. 예를 들면 수분투습도는 0~0.3g/m2·24hr 일 수 있다. 상기 조건에서 적층필름의 수분 배리어 특성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 적층필름은400 nm 내지 1100 nm 범위의 파장에서 평균 광투과율은 90% 이상일 수 있다. 예를 들면 90~100% 일 수 있다.
적층필름을 포함하는 태양광 모듈
본 발명의 다른 관점은 상기 적층필름을 포함하는 태양광 모듈에 관한 것이다. 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 태양광 모듈을 나타낸 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 태양광 모듈(1000)은 태양전지소자(200); 및 태양전지소자(200) 상면에 형성되는 적층필름(100);을 포함하되, 태양전지소자(200)의 상면은 적층필름(100)의 점착층(110)과 접한다.
상기 도 2를 참조하면, 태양광 모듈(1000)은 광 입사시 가시광선 영역의 파장에 대한 투과성이 우수하며, 근적외선 영역 파장의 반사 효율성 및 중적외선 영역의 파장의 방사 효율성이 우수할 수 있다. 적층필름에 입사되는 가시광선 파장의 광은 투과되고, 근적외선 파장의 광은 반사되며, 중적외선 파장의 광은 방사되어 열방출 및 복사 냉각 효율성이 우수하며, 장시간 운전에도 태양광 발전 효율성 저하를 방지할 수 있다. 또한 적층필름(100)에서 적외선 방사에 의해 선택적 복사 냉각이 발생하여 적층필름(100)의 표면이 냉각되고, 상대적으로 온도가 높은 태양전지소자의 열은 상대적으로 표면 온도가 낮은 적층필름으로 이동할 수 있다.
한 구체예에서 상기 태양전지소자의 일면에 상기 점착층, 배리어층 및 코팅층이 순차적으로 형성되되, 상기 태양전지소자의 타면에는 상기 태양전지 소자를 밀봉하는 봉지재와 상기 봉지재를 자외선 등으로부터 보호하는 백시트가 순차적으로 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 봉지제는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)계 수지를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 백시트는 폴리에틸렌테프탈레이트(PET) 필름의 양면에 폴리비닐플루오라이드(PVF) 점착층을 이용하여 압착하여 제조되거나, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 또는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 필름을 점착층과 압착하는 방법에 의하여 제조될 수 있다.
예를 들면 본 발명에 따른 적층필름을 태양전지 소자의 일면에 형성하고, 봉지재와 백 시트를 순차적으로 태양전지 소자의 타면에 적층한 뒤, 가열 가압하여 일체화 한 태양광 모듈을 제조할 수 있다. 본 발명의 코팅 필름은 광투과율, 경도, 내후성, 내투습성이 우수할 뿐만 아니라, 유리 대비 중량이 적어 경량성이 우수하여, 태양전지 소자의 전면에 유리를 대신하는 소재로 활용될 수 있다.
종래 구조 필름 제조 공정의 경우, 패턴 형성을 위해 별도의 프레임이 필요한 반면, 본 발명은 상기 코팅층용 조성물 만을 이용하여 구조 필름의 형성이 가능할 수 있다. 또한, 나노임프린팅 등과 같은 복잡한 공정이 아닌 무기입자 적용으로 인한 필름 표면의 요철 형성이 가능하여 공정의 용이성을 가지며, 다층이 아닌 단일층 형성의 단일 공정으로 이루어지는 발명의 효과를 가질 수 있다.
특히 본 발명은 배리어층과 태양전지소자 사이에 점착층을 더 형성하여, 상기 적층필름과 태양전지소자 사이의 열전도 저항을 감소시켜 복사 냉각 효율성을 극대화할 수 있다.
주간 야간 모두 상기 적층필름을 미부착한 경우 대비 태양전지소자의 온도 감소 효과가 우수하며, 복사 냉각 특성이 우수한 적층필름을 적용하여, 별도의 에너지 없이 태양광 모듈 주체의 온도를 낮추고 이로 인해 태양광 모듈은 우수한 전류효율성 및 태양광 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
합성예 1~4
합성예 1: 코팅층용 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성
반응 용기에 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (101.9g), 테트라에톡시실란 (0.9몰, 189.4g) 및 메틸트리메톡시실란 (0.1몰, 14.3g)을 넣고, 25℃에서 30분간 교반하였다. 이 혼합물에 증류수와 1N HNO3 혼합 용매 (70.3g)를 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료되면 반응 용기를 봉한 후, 질소 가스를 25 cc/min의 속도로 퍼지(purge)하고, 30분간 반응물을 교반하였다. 반응 용기 내의 온도를 30℃까지 약 10분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 반응물을 완전히 혼합시켰다. 이후, 반응 용기 내의 온도를 85℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 공중합체를 얻었다.
상기 공중합체를 포함하는 반응 생성물을 60℃까지 약 30분에 걸쳐 냉각하고, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (0.5몰, 124.7g)을 약 2시간에 걸쳐 첨가하였다. 첨가가 완료되면 85℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하였다. 반응기에 다시 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (101.9g)를 첨가하고, 상온으로 서서히 냉각하면서 다시 교반하여, 상기 화학식 1의 반복단위를 포함하는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더)를 얻었다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 1,200 g/mol이었다. 제조된 실록산계 바인더 용액을 폴리프로필렌제 용기에 넣고, 주변을 밀봉하고 질소 퍼지 후 냉장 보관하였다.
합성예 2: 배리어층용 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성
반응용기에 에탄올 1몰, 테트라에톡시실란 0.8몰, 비닐트리메톡시실란 0.1몰 및 메틸트리메톡시실란 0.1몰을 투입하고, 이를 25℃에서 60분간 교반하였다. 그 후 초순수 2.5몰 및 1N HNO3 0.5몰을 10분에 걸쳐 상기 혼합물에 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료되면 반응 용기 내의 온도를 30℃까지 약 10분에 걸쳐 승온하고 2시간 동안 더 교반하여 반응물을 수화시켰다. 이 후, 반응 용기 내의 온도를 80℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고 3시간 동안 더 교반하였다.
반응물을 30℃까지 약 20분에 걸쳐 냉각하고 에탄올 1몰을 첨가하여 희석하여 반응을 종료하여 상기 화학식 1의 반복단위를 포함하는 실록산계 바인더를 제조하였다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 12,000g/mol이었다. 이와 같이 하여 얻어진 실록산계 바인더는 폴리프로필렌제 용기에 넣은 후 주변을 밀봉하고 냉장 보관하였다.
합성예 3: 배리어층용 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성
반응용기에 에탄올 1몰, 테트라에톡시실란 0.8몰, 메틸트리메톡시실란 0.2몰을 넣고 이를 25℃에서 60분간 교반하였다. 그 후 초순수 2.5몰 및 1N HNO3 0.5몰을 10분에 걸쳐 상기 혼합물에 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료되면 반응 용기 내의 온도를 30℃까지 약 10분에 걸쳐 승온하고 2시간 동안 더 교반하여 반응물을 수화시켰다. 이 후, 반응 용기 내의 온도를 80℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고 3시간 동안 더 교반하였다.
반응물을 30℃까지 약 20분에 걸쳐 냉각하고 에탄올 1몰을 첨가하여 희석하여 반응을 종료하여 상기 화학식 1의 반복단위를 포함하는 실록산계 바인더를 제조하였다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 14,000g/mol이었다. 이와 같이 하여 얻어진 실록산계 바인더는 폴리프로필렌제 용기에 넣은 후 주변을 밀봉하고 냉장 보관하였다.
합성예 4: 배리어층용 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성
반응용기 중에 에탄올 1몰, 테트라에톡시실란 0.8몰, 비닐트리메톡시실란 0.2몰 넣었다. 이 혼합물을 25℃에서 60분간 교반하였다. 그 후 초순수 2.5몰 및 1N HNO3 0.5몰을 10분에 걸쳐 상기 혼합물에 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료되면 반응 용기 내의 온도를 30℃까지 약 10분에 걸쳐 승온하고 2시간 동안 더 교반하여 반응물을 수화시켰다. 이 후, 반응 용기 내의 온도를 80℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고 3시간 동안 더 교반하였다.
반응물을 30℃까지 약 20분에 걸쳐 냉각하고 에탄올 1몰을 첨가하여 희석하여 반응을 종료하여 상기 화학식 1의 반복단위를 포함하는 실록산계 바인더를 제조하였다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 16,000g/mol이었다. 이와 같이 하여 얻어진 실록산계 바인더는 폴리프로필렌제 용기에 넣은 후 주변을 밀봉하고 냉장 보관하였다.
실시예 및 비교예
코팅층용 조성물 준비
상기 실시예 및 비교예의 코팅층용 조성물에 사용된 성분은 하기와 같다.
(A) 용제: 초순수(D.I water)를 사용하였다.
(B) 실록산계 바인더: 합성예 1에서 제조된 실록산계 바인더를 사용하였다.
(C) 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물로 2,2,2-트리플루오로에틸 메타아크릴레이트(2,2,2-trifluoreoethyl methacrylate, 시그마사 제조)를 사용하였다.
(D) 경화제: 광중합개시제로 Irgacure 184 (제이엠텍 제조)를 사용하였다.
(E) 무기 입자: 평균입경 50nm~1㎛인 폴리스티렌계 비드(PS/polystyrene, 시그마사 제조)를 사용하였다.
(F) 첨가제: 레벨링제로 BYK307 (BYK 제조)를 사용하였다.
배리어층용 조성물 준비
상기 실시예 및 비교예의 배리어층용 조성물에 사용된 성분은 하기와 같다.
(A) 용제: 초순수(D.I water)를 사용하였다.
(B) 실록산계 바인더: (B1) 합성예 2 에서 제조된 실록산계 바인더를 사용하였다. (B2) 합성예 3 에서 제조된 실록산계 바인더를 사용하였다. (b3) 합성예 4 에서 제조된 실록산계 바인더를 사용하였다.
(C) (메타)아크릴레이트계 화합물: 트라이메틸올프로페인 트라이아크릴레이트(Trimethyllolpropane triacrylate, 시그마사 제조)를 사용하였다.
(D) 셀룰로오스 나노피브릴: (ANPOLY(Advanced Natural Polymer)社, 제품명: CNC Powder)를 사용하였다.
(E) 경화제: 광중합개시제로 Irgacure 184 (제이엠텍 제조)를 사용하였다.
(F) 적외선 흡수입자: 평균입경(d50) 50nm인 구형 이산화티타늄을 사용하였다.
실시예 1~5 및 비교예 1~3
실시예 1~3: 적층필름 제조
(1-1) 배리어층 준비: 하기 표 1의 성분 및 함량을 포함하는 배리어층용 조성물을 공지된 방법으로 경화하여 배리어층(두께: 50㎛)을 준비하였다.
(1-2) 코팅층 형성: 상기 표 1의 성분 및 함량을 포함하는 코팅층용 조성물을 30분 동안 교반하고, 상기 배리어층의 일면에 메이어 바를 이용하여 1 내지 50 ㎛의 두께로 도포하였다. 그 다음에 80℃에서 1분, 500 mJ/cm2의 광원에 노출시켜 코팅층용 조성물을 경화하여 표면조도(Ra, 산술평균거칠기)가 0.05~0.15㎛ 및 두께 5(±0.5)㎛인 코팅층을 제조하였다.
(1-3) 점착층 형성 및 적층필름 제조: 하기 표 1과 같이 상기 배리어층의 타면에 용제(초순수) 100 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실록산계 바인더(중량평균분자량(Mw): 27,000 g/mol) 3 중량부 및 표면처리필러(실란계 화합물로 표면 처리된 평균입경 12nm인 구형 실리카(Nissan Chemical 社, ST-C) 0.3 중량부를 포함하는 점착층용 조성물을 도포하고 공지된 방법으로 경화하여 두께 0.1~0.5㎛인 점착층을 형성하여 코팅층, 배리어층 및 점착층이 순차적으로 적층된 태양광 모듈용 적층필름을 제조하였다.
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서, 상기 R8, R9, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 머캅토기, 술폰산기, C1-C20 알킬기, C1-C10 알콕시기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 또는 C6-C20 아릴기 중 선택되며, 상기 c 및 d는 각각 1 내지 100 이며, 상기 c 및 d는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 포함된다).
실시예 4
배리어층 조성물로 상기 용제 100 중량부 기준 실록산계 바인더 20 중량부를 적용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 태양광 모듈용 적층필름을 제조하였다.
실시예 5
배리어층 조성물로 상기 용제 100 중량부 기준 실록산계 바인더 40 중량부를 적용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 태양광 모듈용 적층필름을 제조하였다.
비교예 1
하기 표 2와 같이 배리어층에 적외선 흡수성 입자를 적용하지 않은 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 태양광 모듈용 적층필름을 제조하였다.
비교예 2
하기 표 2와 같이 배리어층에 셀룰로오스 나노피브릴을 적용하지 않은 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 태양광 모듈용 적층필름을 제조하였다.
비교예 3
하기 표 2와 같이 배리어층 없이 상기 코팅층 하면에 점착층을 형성한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 태양광 모듈용 적층필름을 제조하였다.
실험예
(1) 적층필름 방열특성: 태양전지소자 일면에 상기 실시예 및 비교예 적층필름의 점착층을 적층하여 태양광 모듈을 각각 제조하였다. 그 다음에, 상기 실시예 및 비교예 중 대표적으로 실시예 1~5 및 비교예 1~3에 대하여 방열특성을 평가하였다. 상기 실시예 1~5 및 비교예 1~3 태양광 모듈 표면(코팅층 표면)과 할로겐 램프 광원을 서로 마주 보도록 각각 동일한 거리로 이격 배치하고, 광원을 일정 시간 점등하여 열평형상태가 되게 하였다. 이후, 실시예 및 비교예의 적층필름 방향에 대하여, 적외선 온도계(M74KE-574F, Shirotec社)를 이용하여 열평형 온도를 측정한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
(2) 열전도도 측정: 상기 실시예 및 비교예 중 대표적으로 실시예 1~5 및 비교예 1~3에 대하여 Laser flash 법을 사용하여 열전도도를 측정하였다. 한편 열전도도 측정설비(NETZSCH 社, LFA467 제품)에서 발생하는 레이저 펄스가 적층필름의 일 표면을 가열시 적층필름에 열에너지가 흡수되고 흡수된 열이 적층필름 타 표면으로 전달되어 타면의 온도가 높아진다. 열은 시간에 영향을 받아 검출되며, 열 확산율이 높을수록 열에너지가 적층필름 타 표면에 빠르게 도달하게 된다. 이때 상기 실시예 및 비교예 시편의 열 확산율을 이용하여 하기 식 1을 이용하여 열전도도를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
(식 1) 열전도도(W/mK) = 열 확산율 x 시료 밀도 x 비열
상기 식 1에서 점착층의 밀도는 ASTM D 792 규격에 의거하여 측정하였다. 구체적으로 실시예 및 비교예 점착층을 25 mm x 25 mm(가로 x 세로)로 커팅한 후 부피 및 질량을 측정하여 하기 식 2에 따라 밀도를 계산하였다.
(식 2) 접착층 샘플의 밀도(g/cm3) = 점착층 샘플의 질량(g)/(점착층 샘플의 가로(cm) X 세로(cm) X 두께(cm))
(3) 수분투습도(Water Vaper Transmission Ratio, WVTR, g/m2·24hr): 상기 실시예 및 비교예에 대하여 MOCON 사의 수분투과도 측정장치(OX-TRAN 2/21MD)를 사용하여 측정하였다. 실시예 및 비교예 시편을 100 mm x 100 mm 크기로 절단하고, 중앙 부위가 뚫린 지그(zig)에 끼워 측정하였다. 온도는 36℃, 상대습도 100%RH 조건에서 24시간 동안 측정하였다. WVTR이 0.5g/m2·24hr 이하이면 양호(표 3에서 ◎로 표시), WVRT이 0.5g/m2·24hr를 초과하면 불량(표 3에서 X로 표시)으로 평가하였다.
상기 표 3의 결과를 참조하면, 실시예 1~5은 비교예 1~3 보다 열전도도가 높고, 평형온도가 낮게 형성되어 방열 특성이 우수하였으며, 복사 냉각 효율성이 우수한 것을 알 수 있었다.
또한, 셀룰로오스 나노피브릴을 미포함하는 비교예 2와 배리어층을 제외한 비교예 3은 상기 실시예 1~5에 비해 수분투습도 수치가 증가되었음을 알 수 있었다.
(4) 점착층 표면에너지 측정: 실시예 및 비교예 중 대표적으로 상기 실시예 1의 점착층을 PET 기재 표면에 형성한 다음, 표면 에너지를 측정하였다. 상기 표면 에너지는 측정설비(서피스텍社, ST-GM-1011)를 이용하여 접촉각 측정을 통해 측정하였다.
그 결과 상기 실시예 1의 점착층은 표면 에너지가 70.1 dyne/cm으로 측정되었으며, 실시예 1 점착층을 형성하지 않은 PET 기재는 표면 에너지가 42 dyne/cm로 측정되었다.
(5) 박리강도 측정: 실시예 및 비교예 중 대표적으로 실시예 1~5에 대하여 180˚ 박리강도를 측정하였다. 구체적으로 ASTM D3330 규격에 의해 측정기기(SHIMADZU社, AGX-10Knvd)를 사용하여 측정하였다. 구체적으로 실시예 1~5의 폭 25mm 및 길이 250mm의 점착층에 대해, 테스트 중 실시예 시편이 늘어나지 않도록 배면에 기재 필름(배리어층)을 부착하고, 6.8kg의 압착롤러로 압착 후 50mm까지 박리(분리속도 300mm/s)하였을 때 박리강도를 측정하였다. 각 샘플은 접착층 형성 후 20분 방치 후와 24시간 방치 후에 각각 측정하였으며 해당 샘플을 3회 측정 후 평균치를 하기 표 4에 나타내었다.
상기 표 4의 결과를 참조하면, 상기 실시예 1~3은 점착층의 박리강도가 우수한 것을 알 수 있었다.
(6) 내오염성(수접촉각) 측정: 상기 실시예 및 비교예 중 대표적으로 실시예 1에 대하여 접촉각 측정기를 이용하여 수접촉각을 측정하여 그 결과를 하기 도 3에 나타내었다.
하기 도 3은 실시예 1 수접촉각 측정결과를 나타낸 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 실시예 1은 표면의 발수성과 내오염성이 우수한 것을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 적층필름 110: 점착층
120: 배리어층 130: 코팅층
200 태양전지소자 1000: 태양광모듈

Claims (6)

  1. 코팅층, 배리어층 및 점착층이 순차적으로 형성되는 태양광 모듈용 적층필름이며,
    상기 코팅층은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더, 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 무기입자 및 용제를 포함하는 코팅층용 조성물로부터 형성되며,
    상기 배리어층은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더, (메타)아크릴레이트 화합물, 경화제, 셀룰로오스 나노피브릴, 자외선 흡수성 입자 및 용제를 포함하는 배리어층용 조성물로부터 형성되는, 태양광 모듈용 적층필름:
    [화학식 1]

    (상기 화학식 1에서, 상기 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, C6-C20 아릴기, 술폰산기 및 하기 화학식 1-1의 구조 중에서 선택되되, 상기 R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 하기 화학식 1-1의 구조를 가지며,
    상기 R4는 C1-C20 알킬기, C1-C10 알콕시기, C2-C20 알케닐기, C1-C20 알킬 아미노기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, 티올기, C3-C20 알킬 티올기, 글리시딜옥시기, C1-C20 알킬 글리시딜옥시기, 에폭시기, C1-C20 알킬 에폭시기, C4-C20 사이클로알킬 에폭시기, C6-C20 아릴 에폭시기 및 C3-C20 헤테로 아릴 에폭시기 중 선택되며,
    상기 a 및 b는 각각 0.1 내지 0.9 이며, 상기 a + b = 1 이다)
    [화학식 1-1]

    (상기 화학식 1-1에서, 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 하이드록시기 및 C1-C20 알콕시기 중 선택되며,
    상기 R7은 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 중 선택되고, 상기 *는 연결 부위이다).
  2. 제1항에 있어서, 상기 코팅층용 조성물은 상기 용제 100 중량부, 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더 10~50 중량부, 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물 1~10 중량부, 경화제 0.1~5 중량부 및 무기입자 1~20 중량부를 포함하는 태양광 모듈용 적층필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 배리어층용 조성물은 상기 용제 100 중량부, 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더 5~50 중량부, (메타)아크릴레이트 화합물 1~20 중량부, 경화제 0.1~5 중량부, 셀룰로오스 나노피브릴 2~40 중량부 및 적외선 흡수성 입자 0.1~30 중량부를 포함하는 태양광 모듈용 적층필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 점착층은 용제 100 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 실록산계 바인더 1~10 중량부 및 표면처리필러 0.1~5 중량부를 포함하는 점착층용 조성물로부터 형성되는 태양광 모듈용 적층필름.
    [화학식 2]

    (상기 화학식 2에서, 상기 R8, R9, R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 머캅토기, 술폰산기, C1-C20 알킬기, C1-C10 알콕시기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 또는 C6-C20 아릴기 중 선택되며,
    상기 c 및 d는 각각 1 내지 100 이며, 상기 c 및 d는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 포함된다).
  5. 제1항에 있어서, 상기 적층필름은,
    상기 코팅층 표면 평균조도(Ra)가 0.05~0.25㎛이고, 산소투과도가 0.3 cc/m2·day 이하이고, 그리고 투습도가 0.5 g/m2·day 이하인 태양광 모듈용 적층필름.
  6. 태양전지소자; 및
    상기 태양전지소자 상면에 형성되며, 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 따른 적층필름;을 포함하며,
    상기 태양전지소자 상면은 상기 적층필름의 점착층과 접하는 태양광 모듈.
KR1020220181020A 2022-12-21 2022-12-21 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈 KR20240098866A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220181020A KR20240098866A (ko) 2022-12-21 2022-12-21 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈
PCT/KR2023/007969 WO2024135958A1 (ko) 2022-12-21 2023-06-09 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220181020A KR20240098866A (ko) 2022-12-21 2022-12-21 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240098866A true KR20240098866A (ko) 2024-06-28

Family

ID=91589101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220181020A KR20240098866A (ko) 2022-12-21 2022-12-21 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240098866A (ko)
WO (1) WO2024135958A1 (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130101990A (ko) * 2012-03-06 2013-09-16 제일모직주식회사 광경화 조성물, 이를 포함하는 장벽층 및 이를 포함하는 봉지화된 장치
KR101492251B1 (ko) * 2013-05-31 2015-02-16 이근수 개질된 폴리실록산계 공중합체, 이 공중합체를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용하여 얻을 수 있는 코팅 플라스틱 기판과 이의 제조 방법, 및 상기 개질된 폴리실록산계 공중합체의 제조방법
KR101574249B1 (ko) * 2014-06-25 2015-12-04 이근수 유-무기 하이브리드 공중합체, 그 제조 방법, 이를 제조하기 위한 조성물 및 이의 응용
JP2016011392A (ja) * 2014-06-30 2016-01-21 荒川化学工業株式会社 ガスバリア材、その製造方法、およびガスバリアフィルム
WO2016146897A2 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 Optitune Oy Novel carbosiloxane polymer compositions, methods of producing the same and the use thereof
WO2017033665A1 (ja) * 2015-08-21 2017-03-02 コニカミノルタ株式会社 ガスバリアー性フィルムとその製造方法、及び光学フィルム
JP7085164B2 (ja) * 2018-06-12 2022-06-16 東レ・ファインケミカル株式会社 シロキサン樹脂組成物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024135958A1 (ko) 2024-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104813198B (zh) 包含硬涂层的光特性优秀的防反射膜
KR102245476B1 (ko) 반사 방지 필름, 편광판, 및 화상 표시 장치
US20120267042A1 (en) Transfer film, resin laminate, method for producing transfer film, and method for producing resin laminate
JP2005099693A (ja) 反射防止膜形成用組成物及びそれを用いた反射防止膜の製造方法、光学部品、太陽電池ユニット
JP6820354B2 (ja) 塗布組成物、反射防止膜及びその製造方法、積層体、並びに、太陽電池モジュール
US20110061728A1 (en) Protective film and front sheet for solar cell
JP6322206B2 (ja) 波長変換ポリマー膜
CN103424792A (zh) 反射板及使用其的太阳能电池用背板
WO2009017532A8 (en) Method of making an antireflective silica coating, resulting product, and photovoltaic device comprising same
JP2011023515A (ja) 光起電力装置用保護基板およびその製造方法
CN115466565A (zh) 一种光伏组件封装用涂层组合物、封装用复合材料的制备方法及光伏组件
CN115274900A (zh) 一种量子点光伏背板和双面光伏组件
JP2004217836A (ja) 放射線硬化性組成物、放射線硬化性組成物の製造方法、硬化物及び光学材料
JPWO2018186241A1 (ja) 積層体、三次元曲面を有する反射防止物品、反射防止物品の製造方法
KR20240098866A (ko) 복사 냉각성이 우수한 태양광 모듈용 적층필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈
KR101082667B1 (ko) 반사방지 코팅 조성물 및 이것을 이용하여 제조된 반사방지필름
KR102701266B1 (ko) 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물, 코팅 필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈
KR20240087332A (ko) 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물을 이용한 태양광 모듈용 코팅필름
KR101288366B1 (ko) 자외선과 적외선 차단용 자외선 경화 조성물
JP5423013B2 (ja) プラスチックシート
CN115274901A (zh) 一种上转换光伏背板和双面光伏组件
JP5653853B2 (ja) 太陽電池用バックシート及びその製造方法並びに太陽電池モジュール
JP2007022071A (ja) 帯電防止用積層体
KR20230096467A (ko) 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물, 코팅 필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈
JP6016009B2 (ja) 転写フィルム、積層体及びそれらの製造方法