WO2023096395A1 - 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름 - Google Patents

봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름 Download PDF

Info

Publication number
WO2023096395A1
WO2023096395A1 PCT/KR2022/018793 KR2022018793W WO2023096395A1 WO 2023096395 A1 WO2023096395 A1 WO 2023096395A1 KR 2022018793 W KR2022018793 W KR 2022018793W WO 2023096395 A1 WO2023096395 A1 WO 2023096395A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polyethylene glycol
encapsulant film
alpha
ethylene
composition
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/018793
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이영우
공진삼
김종길
홍상현
한상욱
이은정
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to JP2023569717A priority Critical patent/JP2024518490A/ja
Priority to CN202280033288.5A priority patent/CN117279991A/zh
Priority to EP22899077.6A priority patent/EP4324878A1/en
Priority to US18/561,134 priority patent/US20240262994A1/en
Publication of WO2023096395A1 publication Critical patent/WO2023096395A1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
    • C08L23/0815—Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins
    • 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
    • C08F4/00—Polymerisation catalysts
    • C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62—Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65904—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with another component of C08F4/64
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02—Polyalkylene oxides
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/10—Transparent films; Clear coatings; Transparent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/206—Applications use in electrical or conductive gadgets use in coating or encapsulating of electronic parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00—Crosslinking
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00—Crosslinking
    • C08L2312/08—Crosslinking by silane
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a composition for an encapsulant film containing an ethylene/alpha-olefin copolymer, an encapsulant film, and a solar cell module.
  • solar cells are attracting attention as a means of generating energy without fear of environmental pollution and depletion.
  • a solar cell When a solar cell is used outdoors, such as on the roof of a building, it is generally used in the form of a solar cell module.
  • front glass/solar cell encapsulant/crystalline solar cell element/solar cell encapsulant/rear glass (or back protection sheet) are laminated in this order.
  • the solar cell encapsulant an ethylene/vinyl acetate copolymer or an ethylene/alpha-olefin copolymer having excellent transparency, flexibility, adhesiveness, etc. is generally used.
  • Solar cell modules are packaged by protecting solar cell elements such as silicon, gallium-arsenic, copper-indium-selenium, etc. with an upper transparent protective material and a lower substrate protective material, and fixing the solar cell element and protective material with a sealing material.
  • a sealing material for a solar cell element in a solar cell module is produced by extruding an ethylene/alpha-olefin copolymer blended with an organic peroxide or a silane coupling agent into a sheet shape, and using the obtained sheet-shaped sealing material
  • a solar cell module is manufactured by sealing the solar cell element.
  • one method may be to increase water absorption by increasing the affinity between various raw materials included in the encapsulant film composition and the ethylene/alpha-olefin copolymer in order to improve productivity.
  • a crosslinking agent, a crosslinking aid, etc. which are essentially used for manufacturing an encapsulant film, reduce the volume resistivity of the encapsulant film, which is eventually pointed out as one of the factors causing deterioration in physical properties.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2015-211189
  • An object of the present invention is to provide a composition for an encapsulant film having excellent volume resistivity and light transmittance, and an encapsulant film comprising the same.
  • the present invention provides a composition for an encapsulant film, an encapsulant film, and a solar cell module.
  • the present invention includes an ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol, wherein the polyethylene glycol has a number average molecular weight of 1,000 to 50,000 g/mol, and the content of the polyethylene glycol is ethylene/alpha-olefin copolymer And 0.05 to 0.7% by weight based on the total weight of polyethylene glycol provides a composition for an encapsulant film.
  • the present invention provides a composition for an encapsulant film according to (1) above, wherein the polyethylene glycol has a number average molecular weight of 2,000 to 30,000 g/mol.
  • the present invention provides a composition for an encapsulant film according to (1) or (2), wherein the polyethylene glycol content is 0.1 to 0.6% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol do.
  • the present invention according to any one of (1) to (3) above, selected from the group consisting of a crosslinking agent, a crosslinking aid, a silane coupling agent, an unsaturated silane compound, an amino silane compound, a light stabilizer, a UV absorber and a heat stabilizer It provides a composition for an encapsulant film further comprising one or more species to be.
  • the alpha-olefin is propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene , 1-octene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, and a composition for an encapsulant film containing at least one selected from the group consisting of 1-eicosene to provide.
  • the present invention provides a composition for an encapsulant film according to any one of (1) to (5) above, wherein the alpha-olefin contains more than 0 and 99 or less mol% based on the ethylene/alpha-olefin copolymer.
  • the present invention provides an encapsulant film containing the composition for an encapsulant film of any one of the above (1) to (6).
  • the present invention provides a solar cell module including the encapsulant film of (7) above.
  • composition for an encapsulant film of the present invention exhibits excellent volume resistivity and light transmittance and can be widely used for various purposes in the electrical and electronic industry.
  • the composition for an encapsulant film of the present invention includes an ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol, the number average molecular weight of the polyethylene glycol is 1,000 to 50,000 g/mol, and the content of the polyethylene glycol is ethylene/alpha- It is characterized in that 0.05 to 0.7% by weight based on the total weight of the olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • the composition for an encapsulant film of the present invention includes an ethylene/alpha-olefin copolymer.
  • the ethylene/alpha-olefin copolymer is prepared by copolymerizing ethylene and an alpha-olefin monomer, wherein the alpha-olefin, which means the part derived from the alpha-olefin monomer in the copolymer, has 4 to 20 carbon atoms.
  • alpha-olefins specifically propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, or 1-eicosene may be mentioned, and one of them may be used singly or in a mixture of two or more thereof.
  • the alpha-olefin may be 1-butene, 1-hexene or 1-octene, preferably 1-butene, 1-hexene or a combination thereof.
  • the content of alpha-olefin in the ethylene / alpha-olefin copolymer may be appropriately selected within a range that satisfies the above physical property requirements, specifically, more than 0 and less than 99 mol%, 10 to 50 mol% It may, but is not limited thereto.
  • a method for preparing or obtaining an ethylene/alpha-olefin copolymer is not limited, and a person skilled in the art may select and use an appropriate one in consideration of the properties and purposes of the composition for an encapsulant film.
  • composition for an encapsulant film of the present invention contains polyethylene glycol.
  • the number average molecular weight of the polyethylene glycol is 1,000 to 50,000 g / mol, specifically 2,000 g / mol or more, 2,500 g / mol or more, 3,000 g / mol or more, 30,000 g / mol or less, 20,000 g / mol or less, 15,000 g /mol or less, such as 2,000 to 30,000 g/mol.
  • polyethylene glycol When polyethylene glycol is included in the composition for the encapsulant film, polyethylene glycol having strong polarity and non-polar ethylene/alpha-olefin copolymer are blended to hinder the movement of charges, leading to a decrease in electrical conductivity and an increase in volume resistivity. .
  • polyethylene glycol having strong polarity and non-polar ethylene/alpha-olefin copolymer are blended to hinder the movement of charges, leading to a decrease in electrical conductivity and an increase in volume resistivity.
  • the electrical conductivity is higher, resulting in a rather reduced volume resistivity.
  • the number average molecular weight of polyethylene glycol should be 1,000 to 50,000 g/mol.
  • the number average molecular weight of the polyethylene glycol is less than 1,000 g / mol, it is unsuitable for use as an encapsulant film because the haze rises and causes inhibition of optical properties, and the number average molecular weight of the polyethylene glycol is greater than 50,000 g / mol In this case, there is a concern that the polarity of the composition is too high and rather the volume resistivity is reduced.
  • the content of the polyethylene glycol may be 0.05 to 0.7% by weight, specifically 0.1 to 0.6% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • the polyethylene glycol is less than 0.05% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol, the effect of improving the volume resistivity cannot be properly implemented, and if it exceeds 0.7% by weight, the haze rises and the optical properties are inhibited Since it causes a problem that is not suitable for use as an encapsulant film.
  • composition for an encapsulant film of the present invention may further include at least one selected from the group consisting of a crosslinking agent, a crosslinking aid, a silane coupling agent, an unsaturated silane compound, an amino silane compound, a light stabilizer, a UV absorber, and a heat stabilizer.
  • the crosslinking agent is a radical initiator in the step of preparing the silane-modified resin composition, and may serve to initiate a reaction in which an unsaturated silane compound is grafted into the resin composition.
  • a cross-linking between the silane-modified resin composition or between the silane-modified resin composition and the non-modified resin composition in the step of lamination in the manufacture of an opto-electronic device heat resistance and durability of a final product, such as an encapsulant sheet, can be improved. there is.
  • crosslinking agent is a crosslinkable compound capable of initiating radical polymerization of a vinyl group or forming a crosslinking bond
  • various crosslinking agents known in the art may be used, for example, organic peroxides, hydroperoxides and azo compounds One or two or more selected from the group consisting of may be used.
  • the organic peroxide may be an organic peroxide having a 1-hour half-life temperature of 120 to 135°C, for example, 120 to 130°C, 120 to 125°C, preferably 121°C.
  • the "1-hour half-life temperature” means a temperature at which the half-life of the crosslinking agent is 1 hour.
  • the temperature at which the radical initiation reaction efficiently occurs is different, and therefore, when an organic peroxide having a 1-hour half-life temperature in the above range is used as a crosslinking agent, a lamination process temperature for manufacturing an optoelectronic device
  • a radical initiation reaction, that is, a crosslinking reaction can proceed effectively.
  • the crosslinking agent is included in an amount of 0.01 to 1 part by weight, for example, 0.05 to 0.55, 0.1 to 0.5, or 0.15 to 0.45 part by weight, based on 100 parts by weight of the composition for the encapsulant film, and the crosslinking agent is less than 0.01 part by weight.
  • the effect of improving heat resistance properties is insignificant, and when included in an amount exceeding 1 part by weight, the formability of the encapsulant sheet is reduced, which may cause a problem in that process restrictions occur, and may affect the physical properties of the encapsulant.
  • a crosslinking aid may be included.
  • the degree of crosslinking between the resin compositions by the above-described crosslinking agent can be increased, and accordingly, heat resistance and durability of a final product, for example, an encapsulant sheet, can be further improved.
  • crosslinking aid various crosslinking aids known in the art may be used.
  • a compound containing at least one unsaturated group such as an allyl group or a (meth)acryloxy group may be used.
  • allyl group-containing compound examples include polyallyl compounds such as triallyl isocyanurate (TAIC), triallyl cyanurate, diallyl phthalate, diallyl fumarate, or diallyl maleate.
  • Compounds containing the (meth)acryloxy group include, for example, poly(meth)acryloxy compounds such as ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, and trimethylolpropane trimethacrylate. However, it is not particularly limited thereto.
  • the crosslinking aid is included in an amount of 0.01 to 0.5 parts by weight, for example, 0.01 to 0.3, 0.015 to 0.2 or 0.016 to 0.16 parts by weight, based on 100 parts by weight of the composition for the encapsulant film, and the crosslinking aid is 0.01 parts by weight
  • the effect of improving heat resistance properties is insignificant, when included in excess of 0.5 parts by weight, a problem affecting the physical properties of a final product, for example, an encapsulant sheet may occur and production cost may increase.
  • silane coupling agent examples include N-( ⁇ -aminoethyl)- ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, N-( ⁇ -aminoethyl)- ⁇ -aminopropylmethyldimethoxysilane, and ⁇ -amino At least one selected from the group consisting of propyltriethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, and ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane (MEMO) may be used.
  • the silane coupling agent may be included in an amount of 0.1 to 0.4 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for an encapsulant film. When used less than 0.3, adhesion to glass is poor during solar module manufacturing, making it easy to absorb water, so long-term performance of the module cannot be guaranteed.
  • composition for the encapsulant film may further include an unsaturated silane compound or an amino silane compound.
  • the unsaturated silane compound may be grafted onto the main chain including the polymerization unit of the copolymer of the present invention in the presence of a radical initiator, etc., and included in a silane-modified resin composition or an amino silane-modified resin composition in a polymerized form.
  • the unsaturated silane compound is vinyltrimethoxy silane, vinyltriethoxy silane, vinyltripropoxy silane, vinyltriisopropoxy silane, vinyltributoxy silane, vinyltripentoxy silane, vinyltriphenoxy silane, or vinyl It may be triacetoxy silane or the like, and as an example, vinyltrimethoxy silane or vinyltriethoxy silane may be used, but is not limited thereto.
  • the amino silane compound is an unsaturated silane compound grafted on the main chain of the copolymer in the step of grafting modification of the ethylene/alpha-olefin copolymer, for example, a hydroxyl group that converts a reactive functional group such as an alkoxy group of vinyltriethoxysilane into a hydroxyl group.
  • a hydroxyl group that converts a reactive functional group such as an alkoxy group of vinyltriethoxysilane into a hydroxyl group.
  • the amino silane compound may also participate as a reactant in the direct copolymerization reaction, thereby providing a moiety having an amine functional group to the amino silane-modified resin composition.
  • the amino silane compound is a silane compound containing an amine group, and is not particularly limited as long as it is a primary amine or a secondary amine.
  • amino silane compound aminotrialkoxysilane, aminodialkoxysilane, etc. may be used. Examples include 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) and 3-aminopropyltriethoxysilane.
  • the content of the unsaturated silane compound and/or amino silane compound is not particularly limited.
  • composition for the encapsulant film may further include one or more additives selected from a light stabilizer, a UV absorber, and a heat stabilizer, if necessary.
  • the light stabilizer may serve to prevent photooxidation by capturing active species at the onset of photodegradation of the resin, depending on the application of the composition.
  • the type of light stabilizer that can be used is not particularly limited, and known compounds such as hindered amine-based compounds or hindered piperidine-based compounds can be used.
  • the UV absorber may absorb ultraviolet rays from sunlight and convert them into harmless thermal energy in molecules according to the use of the composition, thereby preventing the excitation of active species for initiating photodegradation in the resin composition.
  • Specific types of UV absorbers that can be used are not particularly limited, and examples include inorganic UV absorbers such as benzophenone, benzotriazole, acrylonitrile, metal complex salts, hindered amines, ultrafine titanium oxide or ultrafine zinc oxide.
  • inorganic UV absorbers such as benzophenone, benzotriazole, acrylonitrile, metal complex salts, hindered amines, ultrafine titanium oxide or ultrafine zinc oxide.
  • One type or a mixture of two or more types of absorbents and the like can be used.
  • thermal stabilizer examples include tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, bis [2,4-bis (1,1-dimethylethyl) -6-methylphenyl] ethyl ester phosphorous acid, tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl)[1,1-biphenyl]-4,4'-diylbisphosphonate and bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, etc.
  • phosphorus-based heat stabilizers such as reaction products of 8-hydroxy-5,7-di-tert-butyl-furan-2-one and o-xylene. One or two or more of these may be used. there is.
  • the content of the light stabilizer, UV absorber and/or heat stabilizer is not particularly limited. That is, the content of the additive may be appropriately selected in consideration of the use of the resin composition, the shape or density of the additive, and is usually within the range of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total solid content of the composition for an encapsulant film. can be properly adjusted.
  • composition for an encapsulant film of the present invention may appropriately additionally include various additives known in the related art according to the application to which the resin component is applied in addition to the above components.
  • composition for the encapsulant film can be molded by injection, extrusion, etc. and used as various molded products, and specifically, as an encapsulant for encapsulating elements in various optoelectronic devices, such as solar cells. It can be used, for example, it can also be used as an industrial material applied to an elevated temperature lamination process, but the use is not limited thereto.
  • the present invention provides an encapsulant film comprising the composition for the encapsulant film.
  • the encapsulant film of the present invention can be produced by molding the composition for encapsulant film into a film or sheet shape.
  • a molding method is not particularly limited, and for example, it can be produced by sheeting or filming by a conventional process such as a T-die process or extrusion.
  • the manufacture of the encapsulant film is performed in an in situ process using a device in which the manufacture of the modified resin composition using the composition for the encapsulant film and the film formation or sheet formation process are connected to each other. can do.
  • the thickness of the encapsulant film may be adjusted to about 10 to 2,000 ⁇ m, or about 100 to 1,250 ⁇ m in consideration of the support efficiency and breakability of the device in the optoelectronic device, the light weight or workability of the device, and the like, depending on the specific use. can be changed.
  • the present invention provides a solar cell module including the encapsulant film.
  • the solar cell module has a configuration in which solar cells arranged in series or parallel are filled with the encapsulant film of the present invention, a glass surface is disposed on the surface where sunlight strikes, and the back surface is protected by a back sheet.
  • a back sheet is not limited thereto, and various types and shapes of solar cell modules manufactured including encapsulant films in the art can be applied to the present invention.
  • the glass surface may use tempered glass to protect the solar cell from external impact and prevent damage, and low iron tempered glass having a low iron content to prevent reflection of sunlight and increase sunlight transmittance. can be used, but is not limited thereto.
  • the back sheet is a weather-resistant film that protects the rear surface of the solar cell module from the outside, and is, for example, a fluorine-based resin sheet, a metal plate or metal foil such as aluminum, a cyclic olefin-based resin sheet, a polycarbonate-based resin sheet, and a poly(meth)acrylic resin.
  • a sheet, a polyamide-based resin sheet, a polyester-based resin sheet, a composite sheet obtained by laminating a weather resistant film and a barrier film, and the like, are not limited thereto.
  • the solar cell module of the present invention may be manufactured without limitation according to a method known in the art, except for including the above-described encapsulant film.
  • the solar cell module of the present invention is manufactured using an encapsulant film having an excellent volume resistivity, and electrons in the solar cell module move through the encapsulant film to prevent current from leaking to the outside, thereby deteriorating insulation. Therefore, it is possible to significantly suppress PID (Potential Induced Degradation) phenomenon in which leakage current occurs and the output of the module rapidly decreases.
  • PID Pressure Induced Degradation
  • the stirred Li-complex THF solution was cannulated in a Schlenk flask containing 2.46 g (1.2 eq, 11.982 mmol) of dichloro(O-tolylmethyl)silane and 30 mL of THF at -78°C, followed by stirring at room temperature overnight. After stirring, the mixture was vacuum dried and extracted with 100 mL of hexane.
  • the ligand compound (4.26 g, 10.501 mmol) was added to 53 mL (0.2 M) of MTBE in a 250 mL round flask and stirred. After adding n-BuLi (8.6 mL, 21.52 mmol, 2.05eq, 2.5 M in hexane) at -40°C, the mixture was stirred at room temperature overnight.
  • Polyethylene glycol (Sigma Aldrich Co.) having a number average molecular weight of 3,350 g/mol was added to the ethylene/alpha-olefin copolymer prepared as above, but the polyethylene glycol was 0.1 based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol. After adding to the weight percent, the extrusion blended sample was pelletized.
  • an encapsulant film having a thickness of 500 ⁇ 100 ⁇ m was prepared under the condition of a T-die temperature of 90 ° C.
  • the number average molecular weight of the polyethylene glycol was confirmed by measuring under the following gel permeation chromatography (GPC) analysis conditions.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene glycol was 0.3% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene glycol was 0.5% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene glycol was 0.6% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 6,000 g / mol was used, and the polyethylene glycol was 0.5% by weight based on the total weight of the ethylene / alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol. did
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 8,000 g/mol was used, and the polyethylene glycol was 0.5% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol. did
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 12,000 g/mol was used, and the polyethylene glycol was 0.5% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol. did
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 20,000 g/mol was used, and the polyethylene glycol was 0.5% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol. did
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene glycol was not mixed.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene glycol was 0.04% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene glycol was 0.8% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene glycol was 1.0% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene glycol was 3.0% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyethylene glycol was 5.0% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol.
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400 g/mol was used, and the polyethylene glycol was 0.5% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and the polyethylene glycol. did
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene glycol having a number average molecular weight of 100,000 g/mol was used, and the polyethylene glycol was 0.5% by weight based on the total weight of the ethylene/alpha-olefin copolymer and the polyethylene glycol. did
  • An encapsulant film was prepared in the same manner as in Example 1, except that an ethylene/vinyl acetate copolymer was used instead of the ethylene/alpha-olefin copolymer and polyethylene glycol was not mixed.
  • Example 1 Ethylene/alpha-olefin copolymer 3,350 0.1
  • Example 2 Ethylene/alpha-olefin copolymer 3,350 0.3
  • Example 3 Ethylene/alpha-olefin copolymer 3,350 0.5
  • Example 4 Ethylene/alpha-olefin copolymer 3,350 0.6
  • Example 5 Ethylene/alpha-olefin copolymer 6,000 0.5
  • Example 6 Ethylene/alpha-olefin copolymer 8,000 0.5
  • Example 7 Ethylene/alpha-olefin copolymer 12,000 0.5
  • Example 8 Ethylene/alpha-olefin copolymer 20,000 0.5 Comparative Example 1 Ethylene/alpha-olefin copolymer - - Comparative Example 2 Ethylene/alpha-olefin copolymer 3,350 0.04 Comparative
  • Example 1 Ethylene/alpha-ole
  • the encapsulant film (15 cm ⁇ 15 cm) prepared in the above Examples and Comparative Examples between two release films (thickness: about 100 ⁇ m) and laminated in a vacuum laminator at a process temperature of 150 ° C. for 20 minutes to crosslink.
  • light transmittance at 550 nm was measured using a Shimadzu UV-3600 spectrophotometer (measurement mode: transmittance, wavelength interval: 1 nm, measurement speed: medium).
  • Example 1 volume resistivity light transmittance ( ⁇ cm) %
  • Example 2 3.50 ⁇ 10 16 92.0
  • Example 3 6.40 ⁇ 10 16 92.0
  • Example 4 4.70 ⁇ 10 16 92.0
  • Example 5 5.20 ⁇ 10 16 92.0
  • Example 6 5.10 ⁇ 10 16 92.1
  • Example 7 2.40 ⁇ 10 16 92.0
  • Example 8 4.50 ⁇ 10 16 92.0 Comparative Example 1 9.50 ⁇ 10 15 92.1 Comparative Example 2 9.80 ⁇ 10 15 92.0 Comparative Example 3 4.70 ⁇ 10 16 91.9 Comparative Example 4 4.50 ⁇ 10 16 91.8 Comparative Example 5 5.70 ⁇ 10 16 91.3
  • Comparative Example 6 5.10 ⁇ 10 16 91.0 Comparative Example 7 1.20 ⁇ 10 16 91.5 Comparative Example 8 5.40 ⁇ 10 15 92.0 Comparative Example 9 1.29 ⁇ 10 14 92.3 Comparative Example 10 1.11 ⁇ 10 14 92.1 Comparative Example 11 1.32 ⁇ 10 14 92.0
  • the encapsulant films prepared in Examples 1 to 8 exhibited excellent volume resistivity and light transmittance.
  • Comparative Examples 9 to 11 ethylene/vinyl, not ethylene/alpha-olefin copolymers Acetate copolymer was used, but the volume resistivity was significantly lower than that of the examples. In addition, it was confirmed that the ethylene/vinyl acetate copolymer did not show an effect of improving the volume resistivity even when polyethylene glycol was additionally used.
  • Comparative Example 2 in which the polyethylene glycol content was too small showed a low volume resistivity.
  • Comparative Example 7 using polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400 g/mol, the light transmittance was low, and in Comparative Example 8 using polyethylene glycol having a number average molecular weight of 100,000 g/mol and greater than 50,000 g/mol, Rather, it was found that the volume resistivity was lowered.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

본 발명은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함하는 봉지재 필름용 조성물, 봉지재 필름 및 태양전지 모듈에 관한 것이다.

Description

봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름
관련 출원과의 상호 인용
본 출원은 2021년 11월 26일자 한국 특허 출원 2021-0165772에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함하는 봉지재 필름용 조성물, 봉지재 필름 및 태양전지 모듈에 관한 것이다.
지구 환경 문제, 에너지 문제 등이 갈수록 심각해지고 있는 가운데, 환경 오염과 고갈 우려가 없는 에너지 생성 수단으로서 태양전지가 주목받고 있다. 태양전지를 건물의 지붕 등 옥외에서 사용하는 경우, 일반적으로 태양전지의 모듈 형태로 사용한다. 태양전지 모듈 제조시 결정형 태양전지 모듈을 얻기 위해서는, 전면 유리/태양전지 봉지재/결정형 태양전지 소자/태양전지 봉지재/후면 유리(또는 후면 보호 시트)의 순서대로 적층한다. 상기 태양전지 봉지재로서, 일반적으로 투명성, 유연성, 접착성 등이 우수한 에틸렌/아세트산비닐 공중합체나 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 등이 사용된다.
태양전지 모듈은 실리콘, 갈륨-비소, 구리-인듐-셀렌 등의 태양전지 소자를 상부 투명 보호재와 하부 기판 보호재로 보호하고 태양전지 소자와 보호재를 밀봉재로 고정하여 패키지화한 것이다. 일반적으로는, 태양전지 모듈에 있어서의 태양전지 소자의 밀봉재는 유기 과산화물이나 실란 커플링제를 배합한 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 시트상으로 압출 성형함으로써 제작되어 있고, 얻어진 시트상의 밀봉재를 사용하여 태양전지 소자를 밀봉하여 태양전지 모듈이 제조되어 있다.
상기와 같은 태양전지 모듈 제조 시, 생산성 향상을 위해서 봉지재 필름용 조성물에 포함되는 여러 원료와 에틸렌/알파-올레핀 공중합체의 친화성을 증가시켜 흡수성을 높이는 것이 하나의 방안이 될 수 있다. 특히, 봉지재 필름 제조를 위해 필수적으로 사용되는 가교제, 가교 조제 등은 봉지재 필름의 체적저항률을 감소시키게 되어 결국 물성 저하를 유발하는 요인 중 하나로 지목된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 일본 공개특허 2015-211189
본 발명의 목적은 체적저항률 및 광 투과율이 우수한 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 봉지재 필름용 조성물, 봉지재 필름 및 태양전지 모듈을 제공한다.
(1) 본 발명은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함하고, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량은 1,000 내지 50,000 g/mol이고, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 함량은, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.05 내지 0.7 중량%인 봉지재 필름용 조성물을 제공한다.
(2) 본 발명은 상기 (1)에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량은 2,000 내지 30,000 g/mol인 봉지재 필름용 조성물을 제공한다.
(3) 본 발명은 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 함량은, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.1 내지 0.6 중량%인 봉지재 필름용 조성물을 제공한다.
(4) 본 발명은 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 가교제, 가교 조제, 실란 커플링제, 불포화 실란 화합물, 아미노 실란 화합물, 광안정제, UV 흡수제 및 열안정제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 봉지재 필름용 조성물을 제공한다.
(5) 본 발명은 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센 및 1-에이코센으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 봉지재 필름용 조성물을 제공한다.
(6) 본 발명은 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 알파-올레핀은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 기준 0 초과 99 이하 몰% 포함되는 봉지재 필름용 조성물을 제공한다.
(7) 본 발명은 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나의 봉지재 필름용 조성물을 포함하는 봉지재 필름을 제공한다.
(8) 본 발명은 상기 (7)의 봉지재 필름을 포함하는 태양전지 모듈을 제공한다.
본 발명의 봉지재 필름용 조성물은 우수한 체적저항률 및 광 투과율을 나타내어 전기전자 산업 분야에서 다양한 용도로 널리 이용 가능하다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
<봉지재 필름용 조성물>
본 발명의 봉지재 필름용 조성물은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함하고, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량은 1,000 내지 50,000 g/mol이고, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 함량은, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.05 내지 0.7 중량%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 봉지재 필름용 조성물은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함한다. 상기 에틸렌/알파-올레핀 공중합체는 에틸렌과 알파-올레핀계 단량체를 공중합하여 제조된 것으로서, 이 때 공중합체 내 알파-올레핀계 단량체로부터 유래된 부분을 의미하는 상기 알파-올레핀은 탄소수 4 내지 20의 알파-올레핀, 구체적으로 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 또는 1-에이코센 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
이 중에서도, 상기 알파-올레핀은 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐일 수 있고, 바람직하게는 1-부텐, 1-헥센, 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 상기 에틸렌/알파-올레핀 공중합체에서 알파-올레핀의 함량은 상기한 물성적 요건을 충족하는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있으며, 구체적으로는 0 초과 99 이하 몰%, 10 내지 50 몰%일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 준비하는 방법이나 수득 경로는 제한되지 않으며, 통상의 기술자가 봉지재 필름용 조성물의 물성과 목적을 고려하여 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 봉지재 필름용 조성물은 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다.
상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량은 1,000 내지 50,000 g/mol이고, 구체적으로 2,000 g/mol 이상, 2,500 g/mol 이상, 3,000 g/mol 이상, 30,000 g/mol 이하, 20,000 g/mol 이하, 15,000 g/mol 이하, 예컨대 2,000 내지 30,000 g/mol일 수 있다.
봉지재 필름용 조성물에 폴리에틸렌 글리콜을 포함할 경우, 강한 극성을 가지는 폴리에틸렌 글리콜과 무극성의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체가 블렌딩되어 전하의 움직임을 방해하게 되며 전기 전도도가 감소하고 체적저항률의 증가로 이어진다. 반면, 높은 극성의 고분자를 사용한 봉지재 필름용 조성물에서는, 폴리에틸렌 글리콜과 만날 경우 전기 전도도가 더 높아져 오히려 체적저항률이 감소하게 되는 결과가 나타난다.
특히, 상기와 같은 효과를 바람직하게 구현하기 위해서는, 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량이 1,000 내지 50,000 g/mol이어야 한다.
상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량이 1,000 g/mol 미만일 경우, 헤이즈가 상승하여 광학 물성의 저해를 유발하기 때문에 봉지재 필름으로서 사용이 부적합하고, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량이 50,000 g/mol 초과일 경우, 조성물의 극성이 너무 높아져 오히려 체적저항률이 감소될 우려가 있다.
상기 폴리에틸렌 글리콜의 함량은, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.05 내지 0.7 중량%이고, 구체적으로 0.1 내지 0.6 중량%일 수 있다.
상기 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.05 중량% 미만일 경우, 체적저항률의 개선 효과가 제대로 구현될 수 없고, 0.7 중량% 초과일 경우, 헤이즈가 상승하여 광학 물성의 저해를 유발하기 때문에 봉지재 필름으로서 사용이 부적합한 문제가 나타난다.
본 발명의 봉지재 필름용 조성물은 가교제, 가교 조제, 실란 커플링제, 불포화 실란 화합물, 아미노 실란 화합물, 광안정제, UV 흡수제 및 열안정제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 가교제는 실란 변성 수지 조성물의 제조 단계에서는 라디칼 개시제로서, 수지 조성물에 불포화 실란 화합물이 그래프트되는 반응을 개시하는 역할을 할 수 있다. 또한, 광전자 장치의 제조 시에 라미네이션하는 단계에서 상기 실란 변성 수지 조성물 사이 또는 실란 변성 수지 조성물과 비변성 수지 조성물 사이의 가교 결합을 형성함으로써, 최종 제품, 예컨대 봉지재 시트의 내열 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 가교제는 비닐기의 라디칼 중합을 개시할 수 있거나 가교 결합을 형성할 수 있는 가교성 화합물이라면 기술 분야에서 공지된 다양한 가교제를 다양하게 사용할 수 있으며, 예를 들면, 유기 과산화물, 히드로과산화물 및 아조 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
구체적으로는, t-부필큐밀퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 디-큐밀 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)-3-헥신 등의 디알킬퍼옥사이드류; 큐멘 히드로퍼옥사이드, 디이소프로필 벤젠 히드로 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(히드로퍼옥시)헥산, t-부틸히드로퍼옥사이드 등의 히드로퍼옥사이드류; 비스-3,5,5-트리메틸헥사노일 퍼옥사이드, 옥타노일퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, o-메틸벤조일퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드 등의 디아실퍼옥사이드류; t-부틸퍼옥시 아이소 부틸레이트, t-부틸퍼옥시 아세테이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실카보네이트(TBEC), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시 피바레이트, t-부틸퍼옥시 옥토에이트, t-부틸퍼옥시아이소프로필 카보네이트, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디-t-부틸퍼옥시프탈레이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)-3-헥신 등의 퍼옥시 에스터류; 및 메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 사이클로헥사논 퍼옥사이드 등의 케톤 퍼옥사이드류, 라우릴 퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴 및 아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기 과산화물은 120 내지 135℃, 예를 들어, 120 내지 130℃, 120 내지 125℃, 바람직하게는 121℃의 1시간 반감기 온도를 가지는 유기 과산화물일 수 있다. 상기 "1시간 반감기 온도"란 상기 가교제의 반감기가 1시간이 되는 온도를 의미한다. 상기 1시간 반감기 온도에 따라, 라디칼 개시 반응이 효율적으로 일어나는 온도가 상이해지며, 따라서, 전술한 범위의 1시간 반감기 온도를 가지는 유기 과산화물을 가교제로서 사용할 경우, 광전자 장치를 제조하기 위한 라미네이션 공정 온도에서 라디칼 개시 반응, 즉, 가교 반응이 효과적으로 진행될 수 있다.
상기 가교제는 상기 봉지재 필름용 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부, 예를 들면, 0.05 내지 0.55, 0.1 내지 0.5 또는 0.15 내지 0.45 중량부의 함량으로 포함되며, 상기 가교제가 0.01 중량부 미만으로 포함될 경우, 내열 특성의 향상 효과가 미미하며, 1 중량부를 초과하여 포함될 경우 봉지재 시트의 성형성이 감소하여, 공정상 제약이 발생하는 문제가 발생할 수 있으며, 봉지재의 물성에 영향을 줄 수 있다.
상기 가교제 이외에도 가교 조제를 포함할 수 있다. 상기 가교 조제가 수지 조성물에 포함됨으로써 전술한 가교제에 의한 수지 조성물 사이의 가교도를 높일 수 있으며 이에 따라 최종 제품, 예컨대 봉지재 시트의 내열 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 가교 조제는 기술 분야에서 공지된 다양한 가교 조제를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 상기 가교 조제로서, 알릴기 또는(메타)아크릴옥시기 등의 불포화기를 적어도 하나 이상 함유하는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 알릴기를 함유하는 화합물은 예를 들어, 트리알릴 이소시아누레이트(TAIC), 트리알릴 시아누레이트, 디알릴 프탈레이트, 디알릴 푸마레이트 또는 디알릴 말레에이트와 같은 폴리알릴화합물이 예시될 수 있으며, 상기(메타)아크릴 옥시기를 함유하는 화합물은 예를 들어, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트라이메타크릴레이트와 같은 폴리(메타)아크릴록시화합물 등이 예시될 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가교 조제는 상기 봉지재 필름용 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.5 중량부, 예를 들면, 0.01 내지 0.3, 0.015 내지 0.2 또는 0.016 내지 0.16 중량부의 함량으로 포함되며, 상기 가교 조제가 0.01 중량부 미만으로 포함될 경우, 내열 특성의 향상 효과가 미미하며, 0.5 중량부를 초과하여 포함될 경우 최종 제품, 예컨대 봉지재 시트의 물성에 영향을 미치는 문제가 발생하고 생산 단가가 증가할 수 있다.
상기 실란 커플링제로는, 예를 들어, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란,γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 및 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(MEMO)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 실란 커플링제는 봉지재 필름용 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.4 중량부로 포함될 수 있다. 0.3 미만으로 사용 할 경우 태양광 모듈 제작시 유리와의 접착력이 불량하여 수분 침부가 용이해져 모듈의 장기 성능을 보장 할 수 없으며 1 중량부 이상으로 사용 시 Y.I의 증가 요인으로 작용하여 바람직하지 않다.
또한, 상기 봉지재 필름용 조성물은 불포화 실란 화합물, 아미노 실란 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
상기 불포화 실란 화합물은 라디칼 개시제 등의 존재 하에서 본 발명 공중합체의 단량체의 중합단위를 포함하는 주쇄에 그래프팅(grafting)되어 실란 변성 수지 조성물 또는 아미노 실란 변성 수지 조성물에 중합된 형태로 포함될 수 있다.
상기 불포화 실란 화합물은 비닐트리메톡시 실란, 비닐트리에톡시 실란, 비닐트리프로폭시 실란, 비닐트리이소프로폭시 실란, 비닐트리부톡시 실란, 비닐트리펜톡시 실란, 비닐트리페녹시 실란, 또는 비닐트리아세톡시 실란 등일 수 있고, 일 예로서 이 중 비닐트리메톡시 실란 또는 비닐트리에톡시 실란을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 아미노 실란 화합물은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체의 그래프팅 변성 단계에서 공중합체의 주쇄에 그래프팅된 불포화 실란 화합물, 예컨대 비닐트리에톡시실란의 알콕시기와 같은 반응성 관능기를 히드록시기로 전환하는 가수분해 반응을 촉진시키는 촉매로서 작용함으로써, 상 하부의 유리기판 또는 불소 수지 등으로 구성되는 이면 시트와 접착 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한 이와 동시에, 상기 아미노 실란 화합물은 직접 공중합 반응에 반응물로서도 관여함으로써, 아미노 실란 변성 수지 조성물에 아민 관능기를 가지는 모이어티를 제공할 수 있다.
상기 아미노 실란 화합물로는 아민기를 포함하는 실란 화합물로서, 1차 아민, 2차 아민이면, 특별히 제한되지 아니한다. 예를 들어, 아미노 실란 화합물로는 아미노트리알콕시실란, 아미노디알콕시실란 등을 사용할 수 있으며, 예로는 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-aminopropyltrimethoxysilane; APTMS), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane; APTES), 비스[(3-트리에톡시실릴)프로필]아민, 비스[(3-트리메톡시실릴)프로필]아민, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민(N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine; DAS), 아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필메틸디메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필메틸디에톡시실란, 아미노에틸아미노메틸트리에톡시실란, 아미노에틸아미노메틸메틸디에톡시실란, 디에틸렌트리아미노프로필트리메톡시실란, 디에틸렌트리아미노프로필트리에톡시실란, 디에틸렌트리아미노프로필메틸디메톡시실란, 디에틸렌아미노메틸메틸디에톡시실란,(N-페닐아미노)메틸트리메톡시실란,(N-페닐아미노)메틸트리에톡시실란,(N-페닐아미노)메틸메틸디메톡시실란,(N-페닐아미노)메틸메틸디에톡시실란, 3-(N-페닐아미노)프로필트리메톡시실란, 3-(N-페닐아미노)프로필트리에톡시실란, 3-(N-페닐아미노)프로필메틸디메톡시실란, 3-(N-페닐아미노)프로필메틸디에톡시실란, 및 N-(N-부틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 상기 아미노 실란 화합물은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 불포화 실란 화합물 및/또는 아미노 실란 화합물의 함량은 특별히 한정되지 않는다.
또한, 상기 봉지재 필름용 조성물은 필요에 따라 광안정제, UV 흡수제 및 열안정제 등으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 광안정제는 상기 조성물이 적용되는 용도에 따라서 수지의 광열화 개시의 활성종을 포착하여, 광산화를 방지하는 역할을 할 수 있다. 사용할 수 있는 광안정제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 힌더드 아민계 화합물 또는 힌더드 피페리딘계 화합물 등과 같은 공지의 화합물을 사용할 수 있다.
상기 UV 흡수제는 조성물의 용도에 따라서 태양광 등으로부터의 자외선을 흡수하여, 분자 내에서 무해한 열 에너지로 변환시켜, 수지 조성물 중의 광열화 개시의 활성종이 여기되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 사용할 수 있는 UV 흡수제의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 아크릴니트릴계, 금속 착염계, 힌더드 아민계, 초미립자 산화 티탄 또는 초미립자 산화 아연 등의 무기계 UV 흡수제 등의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 열안정제의 예로는 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트, 비스[2,4-비스(1,1-디메틸에틸)-6-메틸페닐]에틸에스테르 아인산, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)[1,1-비페닐]-4,4'-디일비스포스포네이트 및 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리쓰리톨디포스파이트 등의 인계 열안정제; 8-히드록시-5,7-디-tert-부틸-푸란-2-온과 o-크실렌과의 반응 생성물 등의 락톤계 열안정제를 들 수 있고, 상기 중 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 광안정제, UV 흡수제 및/또는 열안정제의 함량은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 상기 첨가제의 함량은, 수지 조성물의 용도, 첨가제의 형상이나 밀도 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있고, 통상적으로 봉지재 필름용 조성물의 전체 고형분 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부의 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
또한, 본 발명의 봉지재 필름용 조성물은 상기 성분 외에도 수지 성분이 적용되는 용도에 따라, 해당 분야에서 공지되어 있는 다양한 첨가제를 적절히 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 봉지재 필름용 조성물은 사출, 압출 등의 방법으로 성형하여 다양한 성형품으로 활용될 수 있고, 구체적으로 다양한 광전자 장치(optoelectronic device), 예컨대 태양전지 등에서 소자를 캡슐화하는 봉지재(Encapsulant)로 사용될 수 있고, 예를 들어 승온 라미네이션 공정 등에 적용되는 산업용 소재로도 사용될 수 있으나, 용도가 이에 제한되는 것은 아니다.
<봉지재 필름>
또한, 본 발명은 상기 봉지재 필름용 조성물을 포함하는 봉지재 필름을 제공한다.
본 발명의 봉지재 필름은 상기 봉지재 필름용 조성물을 필름 또는 시트 형상으로 성형함으로써 제조할 수 있다. 이와 같은 성형 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, T 다이 공정 또는 압출 등과 같은 통상적인 공정으로 시트화 또는 필름화하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 봉지재 필름의 제조는 상기 봉지재 필름용 조성물을 이용한 변성 수지 조성물의 제조 및 필름화 또는 시트화 공정이 서로 연결되어 있는 장치를 사용하여 인-시츄(in situ) 공정으로 수행할 수 있다.
상기 봉지재 필름의 두께는 광전자 장치에서 소자의 지지 효율 및 파손 가능성, 장치의 경량화나 작업성 등을 고려하여, 약 10 내지 2,000 μm, 또는 약 100 내지 1,250 μm으로 조절할 수 있으며, 구체적인 용도에 따라서 변경될 수 있다.
<태양전지 모듈>
또한, 본 발명은 상기 봉지재 필름을 포함하는 태양전지 모듈을 제공한다. 본 발명에서 태양전지 모듈은 직렬 또는 병렬로 배치된 태양전지 셀을 상기 본 발명의 봉지재 필름으로 간격을 메우고, 태양광이 부딪히는 면에는 유리면이 배치되고, 이면은 백시트로 보호하는 구성을 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 당해 기술분야에서 봉지재 필름을 포함하여 제조한 태양전지 모듈의 다양한 종류와 형태가 모두 본 발명에 적용될 수 있다.
상기 유리면은 외부의 충격으로부터 태양전지를 보호하고 파손 방지하기 위해 강화 유리를 사용할 수 있고, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철 성분 함량이 낮은 저철분 강화 유리(low iron tempered glass)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 백시트는 태양전지 모듈의 이면을 외부로부터 보호하는 내후성 필름으로서, 예컨대, 불소계 수지 시트, 알루미늄 등의 금속판 또는 금속박, 고리형 올레핀계 수지 시트, 폴리카보네이트계 수지 시트, 폴리(메타)아크릴계 수지 시트, 폴리아미드계 수지 시트, 폴리에스테르계 수지 시트, 내후성 필름과 배리어 필름을 라미네이트 적층한 복합 시트 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이외에도, 본 발명의 태양전지 모듈은 전술한 봉지재 필름을 포함하는 것을 제외하고는, 당해 기술분야에 알려진 방법에 따라 제한되지 않고 제조할 수 있다.
본 발명의 태양전지 모듈은 체적저항률이 우수한 봉지재 필름을 이용하여 제조된 것으로서, 봉지재 필름을 통해 태양전지 모듈 내의 전자가 이동하여 외부로 전류가 유출되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 절연성이 악화되어 누설전류가 발생하고 모듈의 출력이 급격히 저하되는 PID(Potential Induced Degradation) 현상을 크게 억제시킬 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
[전이금속 화합물의 제조]
제조예 1
(1) 리간드 화합물의 제조
<N-tert-butyl-1-(1,2-dimethyl-3H-benzo[b]cyclopenta[d]thiophen-3-yl)-1,1-dimethylsilanamine의 합성>
100 mL 쉬렝크 플라스크에 클로로(1,2-디메틸-6,7-디히드로-3H-벤조[b]시클로펜타[d]티오펜-3-일)디메틸실란의 화합물 4.65g(15.88mmol)을 정량하여 첨가한 후, 여기에 THF 80 mL를 투입하였다. 상온에서 tBuNH2(4eq, 6.68ml)을 투입한 후, 상온에서 3일 동안 반응시켰다. 반응 후, THF를 제거한 후, 헥산으로 여과하였다. 용매 건조 후 노란색 액체를 4.50g(86%)의 수율로 얻었다.
1H-NMR(in CDCl3, 500 MHz): 7.99(d, 1H), 7.83(d, 1H), 7.35(dd, 1H), 7.24(dd, 1H), 3.49(s, 1H), 2.37(s, 3H), 2.17(s, 3H), 1.27(s, 9H), 0.19(s, 3H), -0.17(s, 3H).
(2) 전이금속 화합물의 제조
Figure PCTKR2022018793-appb-img-000001
50 mL 쉬렝크 플라스크에 상기 리간드 화합물(1.06g, 3.22mmol/1.0eq) 및 MTBE 16.0mL(0.2M)를 넣고 먼저 교반시켰다. -40℃에서 n-BuLi(2.64 mL, 6.60mmol/2.05eq, 2.5M in THF)을 넣고, 상온에서 밤새 반응시켰다. 이후, -40℃에서 MeMgBr(2.68 mL, 8.05 mmol/2.5eq, 3.0M in diethyl ether)를 천천히 적가한후, TiCl4(2.68 mL, 3.22 mmol/1.0eq, 1.0M in toluene)을 순서대로 넣고 상온에서 밤새 반응시켰다. 이후 반응 혼합물을 헥산을 이용하여 셀라이트(Celite)를 통과하여 여과하였다. 용매 건조 후 갈색 고체를 1.07g(82%)의 수율로 얻었다.
1H-NMR(in CDCl3, 500 MHz): 7.99(d, 1H), 7.68(d, 1H), 7.40(dd, 1H), 7.30(dd, 1H), 3.22(s, 1H), 2.67(s, 3H), 2.05(s, 3H), 1.54(s, 9H), 0.58(s, 3H), 0.57(s, 3H), 0.40(s, 3H), -0.45(s, 3H).
제조예 2
(1) 리간드 화합물의 제조
<N-tert-부틸-1-(1,2-디메틸-3H-벤조[b]시클로펜타[d]티오펜-3-일)-1,1-(메틸)(2-메틸페닐)실란아민의 합성>
(i) 클로로-1-(1,2-디메틸-3H-벤조[b]시클로펜타[d]티오펜-3-일)-1,1-(메틸)(2-메틸페닐)실란의 제조
250 mL 쉬렝크 플라스크에 1,2-디메틸-3H-벤조[b]시클로펜타[d]티오펜 2.0 g(1.0 eq, 9.985 mmol)과 THF 50 mL를 넣고, n-BuLi 4.2 mL(1.05 eq, 10.484 mmol, 2.5 M in 헥산)를 -30℃에서 적가한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 교반한 Li-complex THF 용액을 디클로로(O-톨일메틸)실란 2.46 g(1.2 eq, 11.982 mmol)과 THF 30 mL가 담긴 쉬렝크 플라스크에 -78℃에서 캐뉼레이션 한 후 상온에서 밤새 교반하였다. 교반 후 진공건조한 다음 헥산 100 mL로 추출하였다.
(ii) N-tert-부틸-1-(1,2-디메틸-3H-벤조[b]시클로펜타[d]티오펜-3-일)-1,1-(메틸)(2-메틸페닐)실란아민의 제조
추출한 클로로-1-(1,2-디메틸-3H-벤조[b]시클로펜타[d]티오펜-3-일)-1,1-(메틸)(2-메틸페닐)실란 4.0 g(1.0 eq, 10.0 mmol)을 헥산 10 mL에서 교반한 후, t-BuNH2 4.2 mL(4.0 eq, 40.0 mmol)를 상온에서 투입한 다음, 상온에서 밤새 교반하였다. 교반 후 진공건조 한 다음, 헥산 150 mL로 추출하였다. 용매 건조 후 끈적이는 액체 4.26 g(99 %, dr = 1:0.83)을 얻었다.
1H-NMR(CDCl3, 500 MHz): δ 7.95(t, 2H), 7.70(d, 1H), 7.52(d, 1H), 7.47-7.44(m, 2H), 7.24-7.02(m, 9H), 6.97(t, 1H), 3.59(s, 1H), 3.58(s, 1H), 2.50(s, 3H), 2.44(s, 3H), 2.25(s, 3H), 2.16(s, 3H), 2.06(s, 3H), 1.56(s, 3H), 1.02(s, 9H), 0.95(s, 9H), -0.03(s, 3H), -0.11(s, 3H)
(2) 전이금속 화합물의 제조
Figure PCTKR2022018793-appb-img-000002
250 mL 둥근 플라스크에 상기 리간드 화합물(4.26 g, 10.501 mmol)을 MTBE 53 mL(0.2 M)에 넣고 교반시켰다. -40℃에서 n-BuLi(8.6 mL, 21.52 mmol, 2.05eq, 2.5 M in 헥산)을 넣고, 상온에서 밤새 교반하였다.
이후, -40℃에서 MeMgBr(8.8 mL, 26.25 mmol, 2.5 eq, 3.0 M in 디에틸에터)을 천천히 적가한 후, TiCl4(10.50 mL, 10.50 mmol)를 순서대로 넣고 상온에서 밤새 교반하였다. 이후 반응 혼합물을 헥산을 이용하여 여과하였다. 여과액에 DME(3.3 mL, 31.50 mmol)를 넣고 용액을 헥산에서 여과, 농축하여 노란색 고체 3.42 g(68 %, dr=1:0.68)을 얻었다.
1H NMR(CDCl3, 500 MHz): δ 7.83(d, 1H), 7.80(d, 1H), 7.74(d, 1H), 7.71(d, 1H), 7.68(d, 1H), 7.37(d, 1H), 7.31-6.90(m, 9H), 6.84(t, 1H), 2.54(s, 3H), 2.47(s, 3H), 2.31(s, 3H), 2.20(s, 3H), 1.65(s, 9H), 1.63(s, 9H), 1.34(s, 3H), 1.00(s, 3H), 0.98(s, 3H), 0.81(s, 3H), 0.79(s, 3H), 0.68(s, 3H), 0.14(s, 3H), -0.03(s, 3H)
[에틸렌/알파-올레핀 공중합체의 제조]
1.5 L 연속 공정 반응기에 헥산 용매를 7 kg/h, 1-부텐을 0.94 kg/h 투입하면서 150℃에서 예열하였다. 트리이소부틸알루미늄 화합물(0.05 mmol/min), 상기 제조예 1 및 제조예 2의 화합물을 1:1.5 몰비로 혼합한 혼합물, 디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 조촉매(1.5 μmol/min)를 동시에 반응기로 투입하였다. 이어서, 상기 반응기 속으로 에틸렌(0.87 kg/h) 및 수소 가스(26 cc/min)를 투입하여 89 bar의 압력으로 연속 공정에서 136.0℃로 60분 이상 유지시켜 공중합 반응을 진행하여 공중합체를 얻었다. 이후 진공 오븐에서 12시간 이상 건조하여, 압출 및 펠렛화 과정을 거친 후 물성을 측정하였다.
[봉지재 필름의 제조]
실시예 1
상기와 같이 제조한 에틸렌/알파-올레핀 공중합체에 수평균 분자량이 3,350 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜(Sigma Aldrich社)을 첨가하되, 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.1 중량%가 되도록 첨가한 후 Extrusion Blending한 샘플을 펠렛화하였다.
이후, 40℃로 예열된 Planetary Mixer에 상기 펠렛 500 g을 넣고, 가교 조제 0.5 phr, 실란 커플링제 0.2 phr, 유기 퍼옥사이드 1.0 phr를 각각 적가한 후, 1시간 동안 혼합하여 봉지재 필름용 조성물을 수득하였다.
이후, T-die 온도 90℃ 조건 하에 두께 500±100㎛의 봉지재 필름을 제조하였다.
상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량은, 하기 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC) 분석 조건 하에 측정하여 확인하였다.
- 컬럼: Ultrahydrogel 250 + 120
- 용매: pH 6.35 phosphate buffer solution
- 유속: 0.7 ml/min
- 시료농도: 1.0 mg/ml
- 주입량: 100μl
- 컬럼온도: 35℃
- Detector: Vicsotek TDA 302
- Data processing: OmniSEC 5.0
실시예 2
폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.3 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
실시예 3
폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
실시예 4
폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.6 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
실시예 5
수평균 분자량이 6,000 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 사용하고, 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
실시예 6
수평균 분자량이 8,000 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 사용하고, 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
실시예 7
수평균 분자량이 12,000 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 사용하고, 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
실시예 8
수평균 분자량이 20,000 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 사용하고, 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 1
폴리에틸렌 글리콜을 혼합하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 2
폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.04 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 3
폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.8 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 4
폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 1.0 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 5
폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 3.0 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 6
폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 5.0 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 7
수평균 분자량이 400 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 사용하고, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 폴리에틸렌 글리콜이 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 8
수평균 분자량이 100,000 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 사용하고, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 폴리에틸렌 글리콜이 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 9
에틸렌/알파-올레핀 공중합체 대신 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체를 사용하고, 폴리에틸렌 글리콜을 혼합하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 10
에틸렌/알파-올레핀 공중합체 대신 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체를 사용하고, 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체를 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.5 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
비교예 11
에틸렌/알파-올레핀 공중합체 대신 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체를 사용하고, 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체를 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 1.0 중량%인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 봉지재 필름을 제조하였다.
공중합체 PEG
수평균 분자량 공중합체 및 PEG 총 중량 기준 함량(중량%)
실시예 1 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 0.1
실시예 2 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 0.3
실시예 3 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 0.5
실시예 4 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 0.6
실시예 5 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 6,000 0.5
실시예 6 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 8,000 0.5
실시예 7 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 12,000 0.5
실시예 8 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 20,000 0.5
비교예 1 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 - -
비교예 2 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 0.04
비교예 3 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 0.8
비교예 4 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 1.0
비교예 5 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 3.0
비교예 6 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 3,350 5.0
비교예 7 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 400 0.5
비교예 8 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 100,000 0.5
비교예 9 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체 - -
비교예 10 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체 3,350 0.5
비교예 11 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체 3,350 1.0
실험예 1
2개의 이형필름(두께: 약 100㎛) 사이에 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 봉지재 필름(15cm×15cm)을 넣고 진공 라미네이터에서 공정 온도 150℃, 공정 시간 20분 동안 라미네이션하여 가교시켰다.
(1) 체적저항률
ASTM D257 규격에 기반하여 측정하였다. 구체적으로, 23±1℃ 온도와 50±3% 습도 조건에서 샘플을 keithley 8009 test fixture에 넣고, 이와 연결된 keithley 6517B 전위계를 이용하여 1000V의 전압을 600초 동안 가하며 측정하였다.
(2) 광 투과율
또한, 550 nm에서의 광 투과율을 Shimadzu UV-3600 분광광도계를 이용하여 측정하였다(측정 모드: transmittance, 파장 interval:1nm, 측정 속도: medium).
체적저항률 광 투과율
(Ω·㎝) %
실시예 1 2.00 × 1016 92.0
실시예 2 3.50 × 1016 92.0
실시예 3 6.40 × 1016 92.0
실시예 4 4.70 × 1016 92.0
실시예 5 5.20 × 1016 92.0
실시예 6 5.10 × 1016 92.1
실시예 7 2.40 × 1016 92.0
실시예 8 4.50 × 1016 92.0
비교예 1 9.50 × 1015 92.1
비교예 2 9.80 × 1015 92.0
비교예 3 4.70 × 1016 91.9
비교예 4 4.50 × 1016 91.8
비교예 5 5.70 × 1016 91.3
비교예 6 5.10 × 1016 91.0
비교예 7 1.20 × 1016 91.5
비교예 8 5.40 × 1015 92.0
비교예 9 1.29 × 1014 92.3
비교예 10 1.11 × 1014 92.1
비교예 11 1.32 × 1014 92.0
상기 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 8에서 제조한 봉지재 필름은 체적저항률 및 광 투과율 모두 우수하게 나타났다.반면, 비교예 9 내지 11의 경우 에틸렌/알파-올레핀 공중합체가 아닌 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체를 사용한 것인데, 실시예 대비 체적저항률이 현저히 낮게 나타났다. 또한, 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체는 폴리에틸렌 글리콜을 추가로 사용하더라도 체적저항률이 개선되는 효과가 나타나지 않음을 확인하였다.
또한, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 사용하더라도, 폴리에틸렌 글리콜의 함량이 너무 적게 사용된 비교예 2는 체적저항률이 낮게 나타났다.
한편, 수평균 분자량이 400 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 사용한 비교예 7에서는, 광 투과율이 낮게 나타났고, 수평균 분자량이 100,000 g/mol으로 50,000 g/mol 초과인 폴리에틸렌 글리콜을 사용한 비교예 8에서는 오히려 체적저항률이 저하되는 것을 알 수 있었다.
실험예 2
미국재료시험학회규격 ASTM D1003에 따라 상기 봉지재 필름의 1T(1mm) 에 빛을 쏘았을 때에 빛이 굴절된 정도(%)를 측정하였다. 헤이즈는 Td(굴절된 빛)/Tt(통과한 빛) × 100(%)으로 시편의 투명도를 측정하였다.
헤이즈
%
실시예 1 3.34
실시예 2 4.61
실시예 3 5.82
실시예 4 5.97
실시예 8 5.24
비교예 1 2.14
비교예 2 2.21
비교예 3 8.99
비교예 4 14.89
비교예 5 31.90
비교예 6 42.64
비교예 7 7.92
비교예 8 5.92
비교예 9 0.98
비교예 10 5.32
비교예 11 7.57
상기 표 3에서와 같이, 폴리에틸렌 글리콜을 너무 많은 양으로 사용한 비교예 3 내지 6, 수평균 분자량이 1,000 내지 50,000 g/mol을 벗어나는 비교예 7 및 8에서는 헤이즈가 높아지기 때문에 봉지재 필름의 용도로 사용하기 부적합하다는 것을 확인하였다.상기 실험예 1 및 실험예 2를 통해, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체와 수평균 분자량이 1,000 내지 50,000 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜을 혼합한 봉지재 필름용 조성물로서, 폴리에틸렌 글리콜이 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.05 내지 0.7 중량%일 경우, 체적저항률 및 광 투과율이 우수하게 나타나고, 헤이즈도 낮게 나타나 봉지재 필름으로서 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.
또한, 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량과 함량 중 하나 이상이 본 발명에서 정의한 범위를 벗어날 경우, 봉지재 필름용 조성물에 요구되는 물성이 저하되는 것을 알 수 있었다.

Claims (8)

  1. 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함하고,
    상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량은 1,000 내지 50,000 g/mol이고,
    상기 폴리에틸렌 글리콜의 함량은, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.05 내지 0.7 중량%인 봉지재 필름용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 글리콜의 수평균 분자량은 2,000 내지 30,000 g/mol인 봉지재 필름용 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 글리콜의 함량은, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 글리콜 총 중량 기준 0.1 내지 0.6 중량%인 봉지재 필름용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    가교제, 가교 조제, 실란 커플링제, 불포화 실란 화합물, 아미노 실란 화합물, 광안정제, UV 흡수제 및 열안정제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 봉지재 필름용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센 및 1-에이코센으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 봉지재 필름용 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 알파-올레핀은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 기준 0 초과 99 이하 몰% 포함되는 봉지재 필름용 조성물.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 봉지재 필름용 조성물을 포함하는 봉지재 필름.
  8. 청구항 7의 봉지재 필름을 포함하는 태양전지 모듈.
PCT/KR2022/018793 2021-11-26 2022-11-25 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름 WO2023096395A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023569717A JP2024518490A (ja) 2021-11-26 2022-11-25 封止材フィルム用組成物及びそれを含む封止材フィルム
CN202280033288.5A CN117279991A (zh) 2021-11-26 2022-11-25 用于包封膜的组合物和包含该组合物的包封膜
EP22899077.6A EP4324878A1 (en) 2021-11-26 2022-11-25 Composition for encapsulant film and encapsulant film comprising same
US18/561,134 US20240262994A1 (en) 2021-11-26 2022-11-25 Composition for Encapsulant Film and Encapsulant Film Comprising the Same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0165772 2021-11-26
KR20210165772 2021-11-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023096395A1 true WO2023096395A1 (ko) 2023-06-01

Family

ID=86540111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/018793 WO2023096395A1 (ko) 2021-11-26 2022-11-25 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240262994A1 (ko)
EP (1) EP4324878A1 (ko)
JP (1) JP2024518490A (ko)
KR (1) KR20230078560A (ko)
CN (1) CN117279991A (ko)
WO (1) WO2023096395A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013008761A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Bridgestone Corp 太陽電池封止膜及びこれを用いた太陽電池
KR101493183B1 (ko) * 2010-11-02 2015-02-12 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 태양 전지 봉지재 및 태양 전지 모듈
JP2015211189A (ja) 2014-04-30 2015-11-24 日本ポリエチレン株式会社 太陽電池封止材用樹脂組成物、並びにそれを用いた太陽電池封止材及び太陽電池モジュール
JP2017110221A (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 日本ポリエチレン株式会社 ポリエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂組成物、並びにそれを用いた太陽電池封止材及び太陽電池モジュール
KR20210100029A (ko) * 2020-02-05 2021-08-13 아지노모토 가부시키가이샤 수지 조성물
KR20210128326A (ko) * 2020-04-16 2021-10-26 주식회사 엘지화학 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함하는 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101493183B1 (ko) * 2010-11-02 2015-02-12 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 태양 전지 봉지재 및 태양 전지 모듈
JP2013008761A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Bridgestone Corp 太陽電池封止膜及びこれを用いた太陽電池
JP2015211189A (ja) 2014-04-30 2015-11-24 日本ポリエチレン株式会社 太陽電池封止材用樹脂組成物、並びにそれを用いた太陽電池封止材及び太陽電池モジュール
JP2017110221A (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 日本ポリエチレン株式会社 ポリエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂組成物、並びにそれを用いた太陽電池封止材及び太陽電池モジュール
KR20210100029A (ko) * 2020-02-05 2021-08-13 아지노모토 가부시키가이샤 수지 조성물
KR20210128326A (ko) * 2020-04-16 2021-10-26 주식회사 엘지화학 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함하는 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024518490A (ja) 2024-05-01
EP4324878A1 (en) 2024-02-21
CN117279991A (zh) 2023-12-22
US20240262994A1 (en) 2024-08-08
KR20230078560A (ko) 2023-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014104718A1 (ko) 올레핀 수지 조성물
WO2012070915A2 (ko) 봉지재 조성물 및 광전지 모듈
WO2015130103A1 (ko) 광 모듈용 봉지재, 이의 제조방법 및 광 모듈
WO2012144838A2 (ko) 올레핀계 아이오노머 수지 조성물
WO2013119069A1 (ko) 다층 필름 및 이의 제조방법
EP4166618A1 (en) Adhesive film, composition for forming same and electronic device
WO2021060917A1 (ko) 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 이의 제조방법
US9587061B2 (en) Co-crosslinker systems for encapsulation films comprising urea compounds
WO2023075364A1 (ko) 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름
WO2023075501A1 (ko) 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 이를 포함하는 봉지재 필름용 조성물
WO2023096395A1 (ko) 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름
US10233275B2 (en) Co-crosslinker systems for encapsulation films comprising BIS(alkenylamide) compounds
WO2012057586A2 (ko) 올레핀 조성물
WO2023085805A1 (ko) 광소자용 봉지재 조성물 및 이를 이용한 광소자용 봉지재 필름
WO2024014712A1 (ko) 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름
WO2024071561A1 (ko) 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름
WO2024014812A1 (ko) 올레핀계 공중합체용 가교제 조성물, 이를 포함하는 광소자용 봉지재 조성물 및 광소자용 봉지재 필름
WO2023224363A1 (ko) 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름
WO2024043462A1 (ko) 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름
WO2024014810A1 (ko) 올레핀계 공중합체용 가교제 조성물, 이를 포함하는 광소자용 봉지재 조성물 및 광소자용 봉지재 필름
WO2024043449A1 (ko) 봉지재 필름용 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 필름
WO2024014811A1 (ko) 올레핀계 공중합체용 가교제 조성물, 이를 포함하는 광소자용 봉지재 조성물 및 광소자용 봉지재 필름
WO2023085807A1 (ko) 올레핀계 공중합체용 가교조제 조성물, 가교제 조성물 및 광소자용 봉지재 조성물용 첨가제
WO2015093763A1 (ko) 태양전지용 불소계 코팅 조성물, 불소계 다층필름 및 이를 포함하는 태양전지
WO2015065069A1 (ko) 올레핀 수지

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22899077

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280033288.5

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023569717

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022899077

Country of ref document: EP

Ref document number: 22899077

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18561134

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022899077

Country of ref document: EP

Effective date: 20231114

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2301008440

Country of ref document: TH

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE