KR101448343B1 - 태양전지 밀봉재용 ｅｖａ시트 및 그의 제조방법 - Google Patents

태양전지 밀봉재용 ｅｖａ시트 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백시트 상부에 열접착층을 형성하고, 상기 열접착층은 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트를 제공한다.
또한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 라미네이팅하여 백시트를 형성하는 단계; 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 마련하는 단계; 상기 열접착성 수지 분말을 상기 백시트 상에 산포하는 단계; 및 상기 산포된 열접착성 수지 분말을 경화하여 열접착층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법을 제공한다.

Description

태양전지 밀봉재용 ＥＶＡ시트 및 그의 제조방법{EVA SHEET FOR SOLAR CELL SEALING AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 태양전지 밀봉재용 EVA시트 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 백시트 상부에 열접착층을 형성하고, 상기 열접착층은 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트에 관한 것이다.
근래에는, 종래의 화석 연료에 의존한 발전으로부터, 클린, 에코 에너지의 원천으로써 태양광을 직접 전기에너지에 변환하는 태양전지가 각광을 받고 있다. 특히 태양전지를 건물의 지붕 부분 등의 옥외에서 사용하는 경우, 태양전지 모듈의 형태로 사용하는 것이 일반적이다.
이 때, 사용되는 태양광 전지용 EVA시트는 대부분 압출 또는 캘린더링 공법으로 제조되고, 압출공법으로 제조한 백시트를 진공가압함으로써 일체형 태양전지 모듈을 제조하고자 하였다. 그러나, EVA시트 제조에 사용된 캘린더링 또는 압출 공법은 시트가 수축하려는 특성을 지님으로써 백시트와 일체형으로 라미네이션 하는 과정에서 많은 문제점을 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 일본특허공개공보 제2002-363507호는 열수축률이 작은 열접착성 시트를 제공하는바, 열접착성 수지 분말을 살포머신으로 이형지상에 살포하고, 가열하여 분말을 일부 또는 전체적으로 융착시켜 냉각 후 이형지를 박리하는 것을 특징으로 하는 제조방법을 기재하고 있다.
그러나, 이 경우 이형지의 박리비용이 별도로 들어감으로, EVA시트 제조원가에 부담이 되며 박리공정이 포함되어 있어, 박리전에는 완전한 필름 형태라고 볼 수 없는 바, 카렌다공법과 압출공법에 대비하여 인장력 등의 물리적 물성이 저하될 수 있다. 또한 일체형 EVA시트를 만들기 위한 모듈화 및 라미네이션 과정을 거침에 있어서 불리한 점을 여전히 내포하고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 폴리에틸렌테레프 탈레이트(PET)를 포함하고 있는 백시트를 형성하고, 상기 백시트 상부에 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 도포하고 이를 경화하여 열접착층을 구성으로 하는 EVA시트를 제조하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 백시트 상부에 열접착층을 형성하고, 상기 열접착층은 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트를 제공한다.
또한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 라미네이팅하여 백시트를 형성하는 단계; 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 마련하는 단계; 상기 열접착성 수지 분말을 상기 백시트 상에 산포하는 단계; 및 상기 산포된 열접착성 수지 분말을 경화하여 열접착층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA시트는 종래특허의 박리 가능한 기재 대신 백시트를 기재로 사용하고, 백시트가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 라미네이팅하여 형성되는바 고온에서도 물성변화가 거의 없으며, 파단강도에서도 우수한 물리적 특성을 보인다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법은 EVA시트와 백시트를 일체화하여 공정을 단순화함으로 기존태양전지 모듈 부품의 숫자를 (N-1)개로 줄임으로 비용절감 및 완제품의 불량률을 감축하는 등의 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 단면을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 태양전지 밀봉재용 EVA시트 제조과정을 도식화하여 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
태양전지 밀봉재용 EVA 시트
본 발명은 백시트 상부에 열접착층을 형성하고, 상기 열접착층은 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트를 제공한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 태양전지 밀봉재용 EVA시트는 백시트(100), 열접착층(200)으로 형성되고, 상기 열접착층(200)은 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말(300)을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 백시트(100)는 제 1항에 있어서, 폴리에틸렌테레프 탈레이트(PET)를 포함하는 것을 특징으로 한다. PET는 폴리머의 한 종류로써 수증기 차단성이 뛰어나지만 자외선, 적외선 오존 등의 외부환경 노출에 열화되기 쉬운 특성을 가지고 있다. 따라서, PET로 구성된 PET필름의 양면을 불소수지 및 불소코팅 필름으로 라미네이팅하여 사용하게 되는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 백시트로 PVF(Poly-Vinyl Floride)필름, PET(Poly-Ethylene Terephthalate)필름, PVF 필름이 순서대로 적층되어 샌드위치 구조로 형성된 TPT가 일반적으로 사용될 수 있다. 또한 TPT 구조의 PVF를 PVDF(Poly-VinyliDene Floride)로 대체할 수도 있다.
태양전지 모듈에서 백시트는 태양전지 셀을 방수, 절연 및 자외선 차단시키는 역할을 함과 동시에, 태양전지 모듈의 수명을 연장시키기 위하여 높은 온도 및 습도에서도 잘 견딜 수 있어야 하며 어느 정도의 내구성이 확보 되어야 한다. 그러나, 종래 EVA시트 기술에서는 백시트가 선택적 구성요소에 해당하므로, 발명의 필요에 따라 이를 제외하고 발명을 구성할 수 있었다. 즉 백시트를 구비하지 않고 태양전지층의 상부 및 하부에 유리기판을 형성하여 모듈을 구성하는 것도 가능하였다.
그러나 본 발명에서는 백시트를 필수구성요소인 기재로 사용하여 열접착층과 일체화하고, 태양전지 밀봉재용 EVA시트 모듈화 공정을 단순화함으로써 종래의 태양전지 모듈 부품의 개수를 줄여 제조시 비용절감 및 공정상의 용이함을 가질 수 있다.
또한, 종래기술의 경우 백시트와 별도로 박리가능한 이형지 및 박리지를 기재로 하여 추후 상기 이형지 및 박리지를 박리하는 공정을 거침으로써 태양전기 밀봉재용 시트등을 형성하였다. 그러나, 본 발명은 PET를 포함하는 백시트 자체를 기재로 사용하는바, 상기 백시트 상부에 열접착성 수지 분말을 배열하고, 가열하여 융착시키는 과정만으로도, 태양전지 밀봉재용 EVA시트 등을 얻을 수 있다.
상기 열접착층(200)이 함유하는 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말(300)이란 열을 가함으로써 접착성이 발현되는 수지 분말을 의미한다. 상기 에틸렌계 수지는 구체적으로는, 폴리에틸렌, 에틸렌 염화 비닐 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 비닐알코올 공중합체 등을 들 수 있다. 에틸렌계 수지는 에틸렌 및 에틸렌과 공중합할 수 있는 수지의 공중합체며, 예를 들면 다음과 같은 것이 있다.
에틸렌과 비닐아세테이트 혹은 프로피온산 비닐 등의 비닐에스테르와의 공중합체, 에틸렌과 에틸렌과 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산n부틸, 메타크릴산메틸 등의 불포화 카본산 에스테르와의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화 카본산과의 공중합체, 또는 에틸렌과 불포화 카본산의 일부를 나트륨, 아연, 리튬 등의 금속염으로 중화된 단량체, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 4-메틸, 1-펜텐 등의 σ-올레핀과의 공중합체 등 이외에, 이들 공중합체의 2종류 이상의 혼합물 등이 이에 해당할 수 있다.
바람직하게는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체가 사용될 수 있는바, 이 때의 물성은 중합도와 공중합체 에틸렌 함량에 의해 결정된다. 분자량이 클수록 강인성과 가소성, 내스트레스 크래킹성, 내충격성이 향상되며, 성형성이나 표면광택은 저하한다. 한편 공중합체 에틸렌 함량이 증가하면 밀도와 고무탄성, 유연성이 다른 폴리머나 가소제와의 상용성이 향상하여 연화온도는 저하한다.
또한, 상기 에틸렌계 수지는 폴리에틸렌계 수지를 포함할 수 있으나, 특별히한정되는 것은 아니며 에틸렌의 단독 중합체, 또는 폴리에틸렌에 비닐 실란 화합물이 그라프트 중합되는 공중합체 등을 모두 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 에틸렌계 수지로는, 공중합체 에틸렌 함유량이 60 중량% 이상 90 중량% 미만이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 에틸렌 함유량이 65 중량% 이상 75 중량% 이하 범위일 수 있다.
이 때, 필요에 따라 가교제, 가교조제, 자외선 차단제 등을 추가로 포함할 수 있는바, 첨가제를 첨가함으로써, 백시트의 변색, 자외선 및 모듈화에 의한 변형을 최소화할 수 있다.
상기 첨가제는 가교제 또는 자외선 차단제 등을 포함하나, 필요에 따라 기타 각종의 첨가제를 더 포함시킬 수 있다. 구체적으로 상기 첨가제로는 실란커플링제, 활제, 산화방지제, 난연제, 변색 방지제 등을 예시할 수 있다.
에틸렌계 수지에 있어서, 상기 공중합체 에틸렌 함유량이 60 중량% 미만이면, 공중합체의 접착성이 강해져 분말로서의 취출이 어려워진다. 만일 분말을 얻었다고 하더라도 그 분말의 유동성이 나빠져, 결과적으로 균일한 분말 산포가 어려워진다. 균일한 분말 산포가 어려우면 균일한 밀봉재용 시트(4)를 얻을 수 없다. 여기서 불균일한 밀봉재용 시트란 부분적으로 수지의 공극율이 다르거나 시트 두께가 위치에 따라 불균일해지는 것을 의미한다. 또한, 공중합체의 접착성이 강해지기 때문에 밀봉재용 시트의 제조시 공정장 비인 롤이나 다이 등에 접착되는 문제가 있어 제막 공정상 어려움이 발생할 수 있다. 또한, 상기 공중합체의 에틸렌 함유량이 90 중량 %를 넘으면 투명성 및 유연성이 나빠져 태양전지의 밀봉재용 EVA시트로서 바람직하지 못하다.
본 발명의 열접착층(200)은 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말(300)을 함유하는바, 상기 열접착성 수지 분말의 입자크기는 30~100메쉬인 것을 특징으로 한다. 이 때, 열접착성 수지 분말은 상기 열접착성 수지를 기계분쇄, 냉동분쇄, 화학분쇄 등에 의하여 얻을 수 있다. 상기 분말의 입자크기가 30메쉬 미만인 경우 분말이 너무 미립하여 미립자의 날림현상이 일어나거나 EVA시트의 두께나 부피를 조절하는데 어려움이 있으며, 100메쉬를 초과하는 경우 분말의 유동성이 나쁘고, 균일한 두께의 EVA시트를 만들기 어렵기 때문이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 태양전지 밀봉재용 EVA시트는 백시트(100), 열접착층(200)로 형성되고, 상기 열접착층(200)은 에틸렌계 수지를 주성분으로 하는 열접착성 수지 분말(300)을 포함하는 바, 상기 열접착성 수지 분말(300)이 서로 융착된 상태로 존재하는 것을 특징으로 한다.
상기 열접착층(200)은 일정한 용융온도 이하에서 수지 분말에서 입자가 융착을 통해서 형성되는바, 상기 열접착성 수지 분말(300)이 부분적으로 융착됨으로써 기존의 밀봉재용 시트에 비하여 우수한 유연성을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 열접착성 수지 분말(300)의 일부가 융착될 수 있는바, 분말이 독립된 형태로 존재하거나, 하나 이상의 복수개 분말이 서로 융착된 상태로 존재할 수 있고, 분말 및 상기 분말이 서로 융착된 형태가 혼재하여 존재할 수 있다.
상기 열접착층(200)의 두께는 0.4~0.9mm로 할 수 있다. 상기 열접착층의 두께가 0.4mm 미만인 경우 그 두께가 너무 얇아 제품에 적용되는 본래의 기능을 위한 작업성이 구현되지 않을 우려가 있고, 0.9mm를 초과하는 경우 비용 및 원가적 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 필수구성요소로 PET를 포함하는 상기 백시트(100)의 두께는 0.05~0.5mm인 것을 특징으로 한다. 상기 백시트의 두께가 0.05mm미만인 경우 EVA시트의 제조과정 중 기재로 사용된 백시트가 찢어질 염려가 있고, 상기 백시트의 두께가 0.5mm를 초과하는 경우 모듈화시 열접착층과의 일체화가 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 백시트(100) 및 열접착층(200)을 포함하는 본 발명의 태양전지 밀봉재용 EVA시트는 태양전지 모듈화 후에는 그 두께가 0.25~0.55mm가 될 수 있다. 이 때, 모듈화 후의 EVA시트의 두께가 0.25mm미만인 경우 균일한 시트를 얻을 수 없고, 접착성이 낮아질 수 있다. 또한 상기 두께가 0.55mm를 초과하는 경우 접착층이 너무 두껍기 때문에 접착을 행하는 때에 접착제가 피착제보다 먼저 스며드는 문제점이 발생할 수 있다.
또한 박리공정이 불필요한 백시트 및 열접착층을 포함하는 본 발명의 EVA시트의 경우 초기두께는 열접착성 분말 수지가 산포됨에 의해 두꺼운 두께를 유지하여 태양전지 셀 파손등을 더 잘 막을 수 있고, 모듈화 공정 이후에는 최종두께가 더 얇음에도 불구하고 열수축률에 탁월한 효과를 보일 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA시트는 PET를 포함하는 백시트상에 열접착성 수지 분말을 포함하는 열접착층을 형성함으로써 일정수준의 겔함량 및 열수축률을 가지고, 인장하중 및 인열하중등의 물리적 특성 역시 EVA시트로써 사용이 바람직할 정도로 우수하다.
또한 상기 백시트(100)가 기재자체로 사용됨으로써 박리공정등의 추가적인 단계 없이 바로 EVA 필름 및 EVA 시트로의 제작이 가능할 뿐 아니라, 박리지 및 이형지의 박리로 인해 감소될 수 있는 물리적 성질을 함께 확보할 수 있다. 또한, 태양전지 모듈 부품에 있어서 백시트를 제외할 수 있어 전체 부품의 숫자를 줄임으로써 불량율 감축 등의 불리한 점을 극복할 수 있다.
태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조방법
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 라미네이팅하여 백시트를 형성하는 단계; 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 마련하는 단계; 상기 열접착성 수지 분말을 상기 백시트 상에 산포하는 단계; 및 상기 산포된 열접착성 수지 분말을 경화하여 열접착층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 백시트(100)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 라미네이팅하여 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 그러나, PET가 자외선, 적외선, 오존 등의 외부환경 노출에 열화되기 쉬운 특성을 가지고 있는바, 상기 PET필름의 양면을 불소수지 및 불소코팅 필름으로 라미네이팅하여 백시트를 제조하는 것이 바람직하다.
또한 태양전지에 적용되는 백시트는 다층 복합화되고 있어 코팅, 증착 등 개별층의 제조기술과 개별층을 복층화시키기 위한 접합 기술을 사용할 수 있다. 주로 유기계의 도막을 필름 상에 코팅하는 기술이며 진공 증착 기술과 더불어 박막 가공 기술의 기본으로 다양한 분야에서 이용되고 있다.
다양한 코팅 방법이 있으나 일반적으로는 그라비아 코팅, 리버스 코팅 또는 스팟다이 코팅이 사용되고, 상기 코팅으로 인한 백시트의 제조공정에서는 도료의 배합기술과 도막 프로세스의 안정 관리 기술을 염두 하여야 한다.
또한, 본 발명은 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 마련하는 단계 및 상기 열접착성 수지 분말을 상기 백시트상에 산포하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 열접착성 수지 분말은 펠릿을 기계분쇄, 냉동분쇄, 화학분쇄 등을 하여 얻을 수 있고, 이때 마련된 열접착성 수지 분말은 폴리에틸렌 수지를 포함하는 백시트상에 파우더 살포 머신 등으로 균일하게 살포한다. 이 때, 산포된 열접착성 수지 분말을 원적외선 히터 등으로 가열하여 경화시키는바, 열접착성 수지 분말의 일부가 융착하고, 분말사이에 접착이 일어날 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 열접착성 수지 분말의 경화는 70~110℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직한 바, 더욱 바람직하게는 90~110℃ 에서 수행할 수 있다. 상기 경화온도가 70℃ 미만인 경우에서는 상기 열접착성 수지 분말(300)의 일부가 충분히 융착되지 않을 수 있다. 즉, 태양전지 밀봉재용 시트에 적합한 유연성을 초과하여 태양전지 모듈 제조에 어려움이 있을 수 있다. 또한, 상기 경화온도가 110℃를 초과하는 경우, 경화온도가 너무 높기 때문에 상기 수지 분말의 전체에 가까운 양이 융착되어 밀봉재용 시트에 적합한 유연성 얻을 수 없는 문제점이 발생 할 수 있으며, 또한 시트가 박리판에 붙어 버리는 제조상 문제점이 발생할 수 있다.
상기 경화에 의해 열접착성 수지 분말(300)이 융착되고, 상기 분말끼리 접착하여 열접착층(200)을 형성하기 시작하면, 전체 EVA시트를 냉각한다. 본 발명의 경우, 열접착성 수지 분말의 산포이전에 1차적으로 제조된 백시트를 기재로 사용하였는바, 이 후 이형지 또는 박리시트로부터 상기 제조된 시트를 박리하는 단계를 포함하는 종래 기술과는 상이하게, 박리하는 단계 등의 추가적인 포함 없이 목적하는 본 발명의 태양전지 밀봉재용 EVA시트를 얻을 수 있다.
본 발명의 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법은 박리공정을 포함하는 기존공정과 대비하여 비용절감이 가능하고, 열접착성 수지 분말을 포함하는바 모듈화에 기포가 잘 빠지는 효과 및 생성 공정시 사이클타임(cycle Time) 저감에 탁월한 효과를 보인다.
본 발명의 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법은 상기 제조된 태양전지 밀봉재용 EVA시트를 모듈화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 모듈화하는 단계는 진공시간(Vaccum Time) 5분 이하, 압축시간(Press Time) 10분 이하에서 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에서의 진공상태는 150℃ 수준의 바닥 면에 핀이 올라와있어서 태양전지 모듈이 공중에 떠있는 상태 즉, 직접적으로 150℃ 수준의 바닥 면에 핀이 닿지 않고 고온의 분위기 하에서 체류하고 있는 상태를 의미하는바, 상기 진공상태가 유지되는 시간을 진공시간이라 한다. 또한, 압축상태는 핀이 내려가 모듈이 150℃의 바닥 면에 닿으면서 눌러지는 상태를 의미한다 할 것이어서, 상기 모듈이 바닥으로 눌러지는 시간을 압축시간이라 한다. 이 때도 진공은 여전히 걸려있기 때문에 압축공정에 있어서 계속 기포가 빠질 수 있다.
상기 진공시간이 5분을 초과하는 경우 기포가 일부분 남아있는 고온상태에서 체류시간이 길어지는바, 온도가 상승함으로써 가교가 발생할 수 있다. 그러나, 상기 진공시간이 너무 짧은 경우에도 기포가 마저 빠져 나오지 못한 상태에서 압축시 가교가 일어나기 때문에 기포가 그대로 남아있을 수 있다는 문제점이 있어, 적절한 시간 동안 기포를 어느 정도 제공하고 압축을 통해 눌어주면서 기포를 제거하는 것이 바람직하다. 또한 압축시간이 10분을 초과하는 경우 태양전지 셀이 고온에 오랫동안 노출되고 눌려 있음으로 균열이 발생할 우려가 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
<실시예1>
산화비닐을 28중량% 함유하고, 용융 질량 흐름이 18(g/10분)인 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체(100 중량부)에, 가교제로서 1시간의 반감기 온도가 119.3℃인 제3부틸퍼옥시2-에틸헥실카보네이트 1(중량부)와, 실란커플링제로서의 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.5(중량부)를 혼합하고, 이를 압출기로 수지 온도가 100℃가 되도록 설정하여 용융 혼련하여 열접착성 수지를 얻었다.
그 후, 상기 열접착성 수지를 액체질소를 사용한 냉동분쇄에 의해 분쇄하여 50메쉬의 입자 크기를 갖는 열접착성 수지 분말(300)을 얻었다. 다음에, 상기 열접착성 수지 분말을 파우더 산포기로 백시트(100) 위에 균일하게 산포하고, 그 후 원적외선 히터로 90℃로 가열함으로써 상기 수지 분말을 부분적으로 융착하여 열접착층(200)을 형성하고, 박리공정 없이 태양전지 밀봉재용 EVA시트를 제조하였다.
<실시예2>
상기 실시예1의 열접착성 수지 분말(300) 입자크기를 100메쉬, 원적외선 히터를 100℃, 백시트의 두께를 0.3mm로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
<비교예 1 내지 3>
비교예 1은 SK EVA시트(EF2N) Bridgestone EVA시트(EVASKY), 비교예 3은 한화 EVA시트(1628-EVA)로 하였는바, 비교예의 EVA시트는 압출 및 카렌더링 방법에 의해서 제조되었다.
<비교예4>
상기 실시예 1에서 백시트 대신에 PET로 구성된 박리지를 사용하고 열접착층(200)이 형성된 후 상기 박리지를 제거하는 공정을 거침으로써 태양전지 밀봉재용 EVA 시트를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조되었다.
< 실험예 > 태양전지 밀봉재용 EVA 시트의 열수축률
상기 실시예 및 비교예의 태양전지 밀봉재용 시트에 있어서, 폭 20cmX길이 20cm의 시편을 제조한 후, 75~80℃의 온수 중에 3분 동안 침지한 후 방치 하였다. 그 후 침지 전과 침지 후의 크기를 측정하고, 열 수축률(%)을 산출하였다.
또한, 겔 함량은 하기 수학식 1과 같이, 상기 실시예 및 비교예의 EVA시트를 라미네이션 후 시트 1g을 60℃ 톨루엔에 16시간 동안 담근 후 110℃에서 2시간 동안 건조한 후에 측정한 겔 함량을 나타내었다.
[수학식 1]
X(겔 함량) = [1-(Xi-Xs)/Xi] × 100 (%)
여기서 Xi는 초기 무게, Xs는 톨루엔에 녹인후 300 메시 철망에 걸러서 110℃에서 2시간 건조 후 철망에 남은 유기물의 무게이며 X는 본 실험예에서 언급하고 있는 겔 함량을 의미한다.
구분 모듈화 온도(℃) 모듈화 시간(min) 모듈화 후 EVA시트 두께
(mm) 		겔함량
(%)		 열수축률
(%)
진공시간 압축시간
실시예1 150 3 8 0.5 92 0
실시예2 160 2.5 7 0.4 95 0
비교예1 150 7 13 0.7 81 1
비교예2 160 7 13 0.65 85 4.6
비교예3 150 7 13 0.7 71 2.3
비교예4 160 6 11 0.6 80 2
상기 실시예 및 비교예의 겔함량 및 열수축률 측정결과를 상기 표 1에 나타내었다. 이때, 제조된 실시예 및 비교예의 EVA시트에 있어서 모듈화 온도는 150~160℃로 유사하나, 진공시간 및 압축시간은 실시예의 경우가 비교예에 비하여 단축됨을 알 수 있었다. 보다 구체적으로 살펴보면, 열접착성 수지 분말을 포함하여 제조하는 미립자 소결공법에 의한 실시예 1, 2의 경우 압출 및 카렌더링에 의한 비교예 1 내지 3에 비하여, 같은 모듈화 온도 하에서, 진공시간 및 압축시간이 덜 소요되었고, 모듈화 후의 EVA시트의 두께가 얇음에도 불구하고 겔함량 및 열수축률에 있어서 우수한 효과를 보였다.
또한 실시예 1, 2와 같이 열접착층을 포함하고 있기는 하나, PET로 구성된 박리기재를 사용하고 박리 공정을 포함하여 제조된 비교예 4의 EVA시트의 경우 겔함량 및 열수축률이 실시예 1,2 에 비해 저조하게 측정되었다.
상기 실시예 1 및 2의 EVA시트는 겔 함량이 90%이상이고, 열수축률이 1%미만인바, 접착시 열에 의한 수축이 없어 열수축에 의한 이상현상이 발생하지 않았다. 결과적으로, 백시트를 기재로 하여 모듈화전에 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 필수구성으로 포함하는 실시예 1, 2의 경우 기재와의 박리공정을 포함하지 아니함으로 경제상 비용상의 효과뿐만 아니라, 겔함량 및 열수축률에 있어서도 탁월한 효과를 보이는바, 물리적 성질에 있어서도 종래기술을 보완하고 있음을 알 수 있었다.
100: 백시트
200: 열접착층
300: 열접착성 분말 수지
10 : 언와인더, 20 : 와인더
30 : 파우더 산포기, 40 : 원적외선 히터

Claims (10)

  1. 백시트 상부에 열접착층을 형성하고, 상기 열접착층은 에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 함유하며,
    상기 백시트는 폴리비닐플로라이드(PVF) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 및 폴리비닐플로라이드(PVF) 필름이 순서대로 적층된 샌드위치 구조 또는 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 및 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF) 필름이 순서대로 적층된 샌드위치 구조이고,
    겔함량이 90%이상인
    태양전지 밀봉재용 EVA시트.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 열접착성 수지 분말의 입자크기는 30~100 메쉬인 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열접착성 수지 분말이 서로 융착된 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 열접착층의 두께는 0.4~0.9mm인 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 백시트의 두께는 0.3~0.5mm인 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트.
  7. 폴리에틸렌테레프탈레이트를 라미네이팅하여 백시트를 형성하는 단계;
    에틸렌계 수지를 포함하는 열접착성 수지 분말을 마련하는 단계;
    상기 열접착성 수지 분말을 상기 백시트 상에 산포하는 단계; 및
    상기 산포된 열접착성 수지 분말을 경화하여 열접착층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 열접착성 수지 분말의 경화는 70~110℃의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 태양전지 밀봉재용 EVA시트를 모듈화하는 단계를 추가로 포함하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 EVA시트의 모듈화는 5분 이하의 진공시간, 10분 이하의 압축시간에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA시트의 제조방법.
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