KR20120089938A - Seaing material sheet for photovoltaic module and photovoltaic module comprising the same - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A sealing sheet for a solar cell and the solar cell module including the same are provided to minimize residues using a cross linking agent having a short half life. CONSTITUTION: An ethylene vinyl acetate resin includes 100 parts by weight. A melt flow index of the ethylene vinyl acetate resin is 20-50g/10min. A cross linking agent includes the half life of 80-120 °C. The cross linking agent includes 0.3-1 parts by weight. An ultraviolet absorption agent, an anti-aging agent, or a discoloration prevention agent is added to an encapsulating material.

Description

태양전지 모듈용 봉지재 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈{Seaing Material Sheet for Photovoltaic Module and Photovoltaic Module Comprising the same}Encapsulant sheet for solar cell module and solar cell module including same {Seaing Material Sheet for Photovoltaic Module and Photovoltaic Module Comprising the same}

본 발명은 태양전지 모듈용 봉지재 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar cell module encapsulant sheet and a solar cell module including the same.

태양전지는 태양광 에너지를 직접 전기로 바꾸는 태양광 발전 시스템의 심장부를 구성하는 것으로서, 단결정, 다결정 또는 비결정 실리콘계 반도체를 이용하여 제조된다. The solar cell constitutes the heart of a photovoltaic system that directly converts solar energy into electricity, and is manufactured using a single crystal, polycrystalline or amorphous silicon-based semiconductor.

태양전지 셀은 그대로의 상태로 사용되는 경우는 거의 없고, 일반적으로 수장 내지 수십장의 태양전지 소자를 직렬 또는 병렬로 배선하고, 장기간에 걸쳐 셀을 보호하기 위해 여러 가지 패키징(packaging)을 하여 유닛화 되어 있다. 이 패키지에 편입되는 유닛을 태양전지 모듈이라고 부른다. The solar cell is rarely used as it is, and in general, several to tens of solar cell elements are wired in series or in parallel, and various packaging is united to protect the cell over a long period of time. It is. The unit incorporated in this package is called a solar cell module.

최근에 환경문제나 에너지 문제 등으로 인해 태양전지가 주목받고 개발이 진행되고 있다. 태양전지 모듈은 일반적으로 도 1과 같은 구조를 가진다. 표면측 투명 보호 부재인 유리 기판과(a) 이면측 보호 부재인 이면 보호 필름(e) 사이에 봉지재 시트 2매(b,d)가 태양전지 모듈용 태양전지 셀(c)을 감싸고 있는 구성으로 되어 있다. 이와 같은 태양전지 모듈은 유리 기판, 표면측봉지재 시트, 태양전지 셀, 이면측봉지재 시트, 이면 보호 필름의 순서로 적층하고, 가열 및 가압하여 봉지재 시트를 가교경화시킴으로써 접착 일체화하는 것에 의해 제조된다. Recently, solar cells have been attracting attention due to environmental problems and energy problems, and developments are being made. The solar cell module generally has a structure as shown in FIG. 1. Two sheets (b, d) of encapsulation material surround the solar cell (c) for solar cell modules between the glass substrate which is a front side transparent protection member, and the back surface protection film (e) which is a back side protection member. It is. Such a solar cell module is laminated in the order of a glass substrate, a surface side encapsulant sheet, a solar cell, a back side encapsulant sheet, and a back protective film, and is integrally bonded by heating and pressing to crosslink and harden the encapsulant sheet. Are manufactured.

태양전지 모듈의 봉지공정은 가열 및 가압에 의해 봉지재 시트가 완전히 용융한 시점에서 상하방향에서 압력을 주고, 탈기하면서 이루어진다. 이 때 가교제를 포함하는 봉지재 시트는 열에 의해 가교반응이 일어나고, 그 결과 태양전지 셀이 유리 기판과 이면 보호 필름 사이에 합지된 상태의 태양전지 모듈이 제조된다. The encapsulation step of the solar cell module is performed while applying pressure in the up and down direction when the encapsulant sheet is completely melted by heating and pressurization, and degassing. At this time, the encapsulant sheet including the crosslinking agent generates a crosslinking reaction by heat, and as a result, a solar cell module in which a solar cell is laminated between a glass substrate and a back protective film is manufactured.

봉지재 시트의 주재료인 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)의 가교반응을 위해서는 일반적으로 유기과산화물로 된 가교제를 사용하게 되는데, 이때 사용하는 가교제의 종류와 함량에 따라 가교반응 시간이 조절되며, 이로부터 태양전지 모듈을 제작하는 시간이 결정되게 된다. 통상적으로 반감기가 짧은 가교제를 사용하거나, 가교제의 함유량이 높게 사용하거나, 가교조력제의 사용 등에 의해 가교반응 시간을 단축 시킬 수 있으며, 이로부터 태양전지 모듈의 생산성 또한 증대시킬 수 있다.For the crosslinking reaction of ethylene vinyl acetate (EVA), which is the main material of the encapsulant sheet, a crosslinking agent made of organic peroxide is generally used. The time to build the module is determined. Usually, the crosslinking reaction time can be shortened by using a crosslinking agent having a short half-life, using a high content of the crosslinking agent, or using a crosslinking aid, thereby increasing the productivity of the solar cell module.

EVA의 가교반응 시간에 가장 중요한 역할을 하는 가교제의 반감기는 하기 수학식 1에 의해 설명될 수 있다.The half-life of the crosslinking agent which plays the most important role in the crosslinking reaction time of EVA can be explained by the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

M = 현재질량M = present mass

M₀= 초기질량M ₀ = initial mass

t = 경과된 시간t = elapsed time

T = 반감기T = half life

즉, 반감기 T 가 10시간인 가교제는 가교제가 스스로 분해가 되어 10시간이 지난 시점에 초기 질량 대비하여 반으로 줄어든다는 의미이다. 가교제는 분해가 되며 라디칼(radical)을 생성하게 되고 이 라디칼에 의해 EVA의 가교반응이 진행되게 된다. 따라서, 120 ℃ 에서의 반감기가 10시간인 가교제와 1시간인 가교제 두 종을 비교할 때 반감기가 1시간인 가교제를 첨가하였을 때 가교제의 분해반응이 더욱 활발하게 진행이 되고 가교반응 역시 빠르게 진행되는 것을 의미한다. That is, the crosslinking agent having a half-life T of 10 hours means that the crosslinking agent is decomposed by itself and is reduced by half relative to the initial mass at the time when 10 hours have passed. The crosslinking agent decomposes and generates radicals, which cause the crosslinking reaction of EVA to proceed. Therefore, when the crosslinking agent having a half-life of 10 hours and the crosslinking agent having a 1-hour half-life at 120 ° C. is added, the decomposition reaction of the crosslinking agent proceeds more actively and the crosslinking reaction proceeds rapidly. it means.

최근 들어, 태양전지 모듈의 생산성을 증대시키기 위하여 가교 반응 시간이 짧은 EVA 를 사용하고자 하는 수요가 점점 늘어나고 있다. 지금까지의 기술로는 150 ℃ 기준으로 3 분 내지 5분의 탈기 시간과 10분 내지 15분의 가압시간을 필요로 하고 있다. 만약 가압시간을 5분 내지 8분으로 단축 시킬 수 있다면 태양전지 모듈의 생산성은 대략 1.5배 정도 증가하게 될 것이다.In recent years, there is an increasing demand to use EVA having a short crosslinking reaction time in order to increase productivity of solar cell modules. Until now, the degassing time of 3 minutes-5 minutes and the pressurization time of 10 minutes-15 minutes are required on a 150 degreeC basis. If the pressurization time can be shortened to 5 to 8 minutes, the productivity of the solar cell module will increase approximately 1.5 times.

관련된 선행기술로서 유럽특허 07741075 에 의하면 EVA의 가교반응 시간을 단축시키고 황변발생을 억제하기 위하여 가교제로서 110 ~ 130 ℃의 조건에서 반감기가 10시간인 유기 과산화물(A) 과 80 ~ 100 ℃ 의 조건에서 반감기가 10시간인 유기 과산화물(B) 을 질량비로 B/A = 1/99 ~ 9/91 의 범위로 혼용하여 사용하였다. 하지만 여전히 가교반응 시간이 너무 오래 걸려, 생산성에 있어 문제가 있었다.
As a related prior art, in accordance with European Patent 07741075, in order to shorten the crosslinking reaction time of EVA and to suppress yellowing, organic peroxide (A) having a half-life of 10 hours at 110 to 130 ° C. and a condition of 80 to 100 ° C. An organic peroxide (B) having a half life of 10 hours was used in combination in the range of B / A = 1/99 to 9/91 by mass ratio. However, the crosslinking reaction still took too long, so there was a problem in productivity.

본 발명은 종래의 가교제에 비하여 반감기가 짧은 가교제를 포함하는 봉지제를 제공함으로써, 태양전지 모듈의 생산성을 높이고자 하는 것에 그 목적이 있다.
An object of the present invention is to increase the productivity of a solar cell module by providing an encapsulant comprising a crosslinking agent having a short half-life as compared with a conventional crosslinking agent.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 EVA 수지 및 1시간 반감기가 80 ~ 120℃인 가교제를 포함하는 태양전지용 봉지재를 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides an encapsulant for a solar cell comprising an EVA resin and a crosslinking agent having a half life of 80 to 120 ° C.

본 발명에 따른 태양전지 모듈용 봉지재 시트는 겔분율이 5 ~ 8분 이내에 85% 이상 도달하여 짧은 시간 내에 라미네이션(Lamination)공정을 끝낼 수 있어 태양전지 모듈의 생산성을 향상시켜준다. 또한, 반감기가 짧은 가교제를 사용함으로써 Lamination 공정 이후 EVA내에 잔류물의 존재량이 최소화 되기 때문에 장기적 관점에서 열이나 빛에 의한 산화 열화현상이 최소화 되어 내구성 또한 우수하다.
The encapsulant sheet for a solar cell module according to the present invention can reach 85% or more within 5 to 8 minutes to finish the lamination process within a short time to improve the productivity of the solar cell module. In addition, since the amount of residues remaining in the EVA after the lamination process is minimized by using a crosslinking agent with a short half-life, oxidation degradation due to heat or light is minimized in the long term, and durability is also excellent.

도 1은 태양전지 모듈의 모식도이다. 1 is a schematic diagram of a solar cell module.

이하 본 발명을 더욱 자세하게 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 및 1시간 반감기가 80 ~ 120 ℃인 가교제를 포함하는 태양전지용 봉지재에 관한 것이다. 상기 가교제의 반감기가 짧을수록 가교반응 시간은 단축되게 된다. 또한, EVA 수지의 적절 가공 온도 조건은 최소 80 ℃ 이상이므로, 본 발명에서 사용되는 가교제는 1시간 반감기가 80 ℃ ~ 120 ℃ 의 범위에 있으며, 보다 바람직하게는 100 ℃ ~ 120 ℃ 의 범위에 있다.The present invention relates to a solar cell encapsulant comprising an ethylene vinyl acetate (EVA) resin and a crosslinking agent having a half-life of 80 hours to 120 ° C. The shorter the half life of the crosslinking agent, the shorter the crosslinking reaction time. In addition, since the appropriate processing temperature conditions of EVA resin are at least 80 degreeC or more, the crosslinking agent used by this invention exists in the range of 80 to 120 degreeC for 1 hour half life, More preferably, it is in the range of 100 to 120 degreeC. .

종래에 1시간 반감기가 80 ℃ ~ 120 ℃의 범위에 있는 가교제를 사용할 경우, 생산 중에 EVA 멜트가 압출기, 도관 내부에서 경화되어 버려 과열을 방지하기 위해 생산 속도를 늦추는 등 생산 효율의 문제점이 있었으며, 또한 EVA Sheet의 급격한 경화 과정은 태양전지 모듈을 제작하는데 있어, 셀(Cell)에 미세한 크랙이 발생하는 등의 문제점이 있었다. 본 발명에서는 이 같은 문제를 해결하기 위해 생산과정에서 멜트의 흐름이 보다 방해를 받지 않도록 멜트의 용융유동지수(MFR)가 높은 수지를 사용함으로써, 생산속도의 저하 없이 Sheet를 생산할 수 있도록 하였으며, 가교제의 함유량을 적절히 조절하여 태양전지 모듈의 제작과정에서 EVA Sheet가 급격히 경화되지 않도록 경화속도를 조절함으로써, Cell에 미세한 크랙이 생성되는 문제를 극복하는 동시에 생산성 향상을 이룰 수 있다.Conventionally, when using a crosslinking agent having a half-life of 1 hour in the range of 80 ℃ to 120 ℃, there was a problem of production efficiency, such as EVA melt is cured inside the extruder, conduit during production, slowing the production rate to prevent overheating, In addition, the rapid curing process of the EVA sheet has a problem such as generating a fine crack in the cell (cell) in manufacturing a solar cell module. In the present invention, by using a resin with a high melt flow index (MFR) of the melt so that the flow of the melt is not more disturbed in the production process in order to solve this problem, the sheet can be produced without a decrease in the production rate, crosslinking agent By appropriately adjusting the content of the solar cell module by adjusting the curing rate so that the EVA sheet is not rapidly cured in the manufacturing process, it is possible to overcome the problem of generating fine cracks in the cell and at the same time improve productivity.

더욱 구체적으로 상기 가교제는 예를 들면, 3-하이드록시-1,1-디메틸부틸페록시-2-에틸헥사노네이트, 디(3-카르복시프로피오닐)페록사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(2-데틸헥사노일페록시)헥산, 디벤조일 페록사이드, t-부틸페록시 2-에틸헥사노네이트, t-부틸 페록시이소부틸레이트, t-부틸 페록시-(시스-3-카르복시)프로페노에이트, 1,1-디(t-아밀페록시)사이클로헥산, 1,1-디(t-부틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 1,1-디(t-부틸페록시) 사이클로 헥산, t-부틸(2-에틸헥실)모노페록시카보네이트 및 t-부틸이소프로필 모노페록시카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1,1-디(t-아밀페록시)사이클로헥산, 1,1-디(t-부틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산 및 1,1-디(t-부틸페록시) 사이클로 헥산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.More specifically, the crosslinking agent may be, for example, 3-hydroxy-1,1-dimethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, di (3-carboxypropionyl) peroxide, 2,5-dimethyl-2, 5-di (2-decylhexanoylperoxy) hexane, dibenzoyl peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butyl peroxyisobutylate, t-butyl peroxy- (cis-3 -Carboxy) propenoate, 1,1-di (t-amylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di At least one selected from the group consisting of (t-butylperoxy) cyclohexane, t-butyl (2-ethylhexyl) monoperoxycarbonate and t-butylisopropyl monoperoxycarbonate can be used, more preferably 1,1-di (t-amylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane and 1,1-di (t-butylperoxy) Selected from the group consisting of cyclohexane 1 or more types can be used.

상기와 같은 반감기가 짧은 가교제의 경우 EVA 의 경화시간을 단축시켜 주기 때문에 EVA 와의 배합에 있어 함유량이 지나치게 많게 되면 EVA가 필요 이상으로 빠르게 경화반응이 진행되는 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어 4분 이전에 이미 EVA의 겔화도가 85% 이상으로 형성이 될 경우 이는 태양전지 셀(Cell)의 깨짐을 유발할 수 있다. 또한 EVA 시트를 가공하는 공정 중에 EVA에서 경화가 발생되어 시트 내에 겔이 함유되는 등 의장성이 불량한 시트를 생산하게 될 가능성이 높은 문제가 있다. 따라서 이러한 유기 화합물의 배합은 적절한 범위 내에서 조절되어야 한다. 보다 구체적으로는 3분 내지 5분의 탈기 시간 이후 3분의 가압시간이 경과했을 때 50% 이하의 겔화도가 유지되며 4분 경과 시 80% 이하의 겔화도가 유지되어야 한다. 이러한 이유로 EVA 수지 100 중량부 및 가교제 0.3 ~ 1.0중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 가교제 0.4 ~ 0.8 중량부 포함하는 것이 바람직하다.In the case of the crosslinking agent having a short half-life as described above, since the curing time of EVA is shortened, when the content is excessively high in blending with EVA, a problem may occur in that the curing reaction proceeds faster than necessary. For example, if the gelation degree of EVA is formed to 85% or more before 4 minutes, this may cause breakage of the solar cell. In addition, there is a problem that hardening occurs in the EVA during the process of processing the EVA sheet, thereby producing a sheet having poor designability, such as containing a gel in the sheet. Therefore, the combination of these organic compounds should be adjusted within the appropriate range. More specifically, the gelation degree of 50% or less is maintained when the pressurization time of 3 minutes passes after the degassing time of 3 minutes to 5 minutes, and the gelation degree of 80% or less should be maintained after 4 minutes. For this reason, it is preferable that 100 weight part of EVA resin and 0.3-1.0 weight part of crosslinking agents are included, More preferably, 0.4-0.8 weight part of crosslinking agents is included.

일반적으로 EVA 시트를 가공하는데 적절한 온도는 90 ℃ ~ 110 ℃ 이다. 따라서, 안정적인 시트 제작을 위해서는 압출 다이 및 도관에서의 고압에 의한 과열이 발생하지 않아야 한다. 만약, 사용하는 EVA 수지의 점도가 높다면, 같은 온도에서 압출 시 EVA 수지가 흐르는데 있어 물리적 방해를 많이 받기 때문에 고압이 가해지게 되고 이에 따라 발열이 발생하게 된다. 본 발명에서 사용된 가교제의 특징에 따라 필요 이상의 발열 발생 시 도관 내에서 EVA가 경화되어 버리는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 수지의 흐름성을 나타내는 지표로서 용융유동지수(MFR)라는 물성이 있으며, 숫자가 높을수록 흐름에 방해를 덜 받게 된다. 하지만, 용융유동지수(MFR)가 필요 이상으로 높을 경우 캐스팅(Casting)이 어려우며 태양전지 모듈 제조 시 EVA 수지가 액상(Melt)형태로 변하는 과정에서 단부쪽으로 EVA수지가 과량 분출되게 된다. 따라서, 적절 수준의 용융유동지수(MFR)를 가진 수지를 사용해야 한다. 본 발명에 사용하는 EVA 수지의 용융유동지수(MFR)은 190℃에서 20 ~ 50g/10min 인 것이 바람직하며 보다 바람직하게는 25 ~ 45g/10min 인 것으로 한다.In general, the suitable temperature for processing EVA sheet is 90 ℃ to 110 ℃. Therefore, overheating due to high pressure in the extrusion die and conduit should not occur for stable sheet production. If the viscosity of the EVA resin to be used is high, high pressure is applied because the EVA resin flows a lot when extruded at the same temperature, thereby generating heat. According to the characteristics of the crosslinking agent used in the present invention, there occurs a problem that the EVA hardens in the conduit when exothermic heat is generated. As an indicator of the flowability of such a resin, there is a physical property called a melt flow index (MFR), and the higher the number, the less disturbed the flow. However, when the melt flow index (MFR) is higher than necessary, casting is difficult and excessive EVA resin is ejected toward the end part during the process of converting the EVA resin into liquid form during manufacturing of the solar cell module. Therefore, resins with an appropriate level of melt flow index (MFR) should be used. The melt flow index (MFR) of the EVA resin used in the present invention is preferably 20 to 50 g / 10 min at 190 ° C., more preferably 25 to 45 g / 10 min.

또한, EVA 수지의 가교밀도를 향상 시키기 위하여 별도로, 가교 보조제를 사용할 수 있다. 이 목적으로 제공되는 가교 보조제로는 특별히 한정하지는 않으나 예를 들어 트라이 알릴 아이소시아누레이트, 트라이 알릴 아이소시아네이트 등의 3개의 작용기를 가진 가교 보조제, 에스테르 등의 1개의 작용기를 가진 가교 보조제가 있을 수 있으며, 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이러한 가교 보조제의 배합량은 일반적으로는 EVA 수지 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 10 중량부, 바람직하게는 0.1 ~ 3 중량부이다.In addition, in order to improve the crosslinking density of the EVA resin, a crosslinking aid may be used. The crosslinking aid provided for this purpose is not particularly limited, but there may be, for example, a crosslinking aid having three functional groups such as triallyl isocyanurate and triallyl isocyanate, and a crosslinking aid having one functional group such as ester. These can also be mixed and used. The compounding quantity of such a crosslinking adjuvant is generally 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of EVA resin, Preferably it is 0.1-3 weight part.

또한, 태양전지 셀과의 접착력 향상의 목적에서, EVA 수지에 실란커플링제를 첨가할 수 있다. 이 목적으로 제공되는 실란커플링제로서는 γ-클로로 프로필 트라이메톡시 실레인, 바이닐 트라이클로로 실레인, 바이닐-트리스-(β-메톡시 에톡시)실레인, γ-메톡시 프로필 트라이 메톡시 실레인, β-(3,4-에톡시 사이클로 헥실)에틸 트라이 메톡시 실레인, γ-메르캅토 프로필 트라이 메톡시 실레인 또는 상기에서 선택된 1종 이상의 실란커플링제를 혼합하여 사용할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 이러한 실란커플링제의 배합량은 일반적으로는 EVA 수지 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 5중량부, 바람직하게는 0.1 ~ 2중량부이다.Moreover, a silane coupling agent can be added to EVA resin for the purpose of the adhesive force improvement with a solar cell. As the silane coupling agent provided for this purpose, γ-chloro propyl trimethoxy silane, vinyl trichloro silane, vinyl-tris- (β-methoxy ethoxy) silane, γ-methoxy propyl trimethoxy silane , β- (3,4-ethoxy cyclohexyl) ethyl trimethoxy silane, γ-mercapto propyl trimethoxy silane or one or more silane coupling agents selected above may be used in combination, but is not limited thereto. no. The compounding quantity of such a silane coupling agent is generally 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.1 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of EVA resin.

또한, EVA 수지의 안정성을 향상하기 위한 목적에서 안정제를 첨가할 수 있다. 상기 안정제로는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논메틸에틸, p-벤조퀴논 및 메틸 하이드로퀴논으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 첨가할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 안정제의 배합량은 EVA 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 ~ 5 중량부가 되는 것이 바람직하다.Moreover, a stabilizer can be added for the purpose of improving the stability of EVA resin. The stabilizer may be added one or more selected from the group consisting of hydroquinone, hydroquinone methylethyl, p-benzoquinone and methyl hydroquinone, but is not limited thereto. It is preferable that the compounding quantity of a stabilizer becomes 0.1-5 weight part with respect to 100 weight part of EVA resin.

또한, 필요에 따라 상기 이외의 자외선 흡수제, 노화 방지제, 변색 방지제 등을 첨가할 수 있다. 자외선 흡수제의 예로는 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5-술폰벤조페논 등의 벤조페논계, 2-(2′-하이드록시-5-메틸 페닐)벤조트라이아졸 등의 벤조트라이아졸계, 페닐살릴레이트, p-t-뷰틸페닐살릴레이트 등의 살릴레이트계 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 노화 방지제의 예로는 아민계, 페놀계, 비스 페닐계가 있고, 예를 들면 t-뷰틸-p-크세졸, 비스-(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페라질)세바케이트 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.Moreover, the ultraviolet absorber, anti-aging agent, discoloration inhibitor, etc. of that excepting the above can be added as needed. Examples of ultraviolet absorbers include benzophenones such as 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone and 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfonebenzophenone, and 2- (2′-hydroxy-5-methyl Benzotriazoles such as phenyl) benzotriazole, salicylates such as phenyl salicylate and pt-butylphenyl salicylate, or a mixture thereof may be used, but is not limited thereto. Examples of anti-aging agents include amines, phenols, bisphenyls, for example t-butyl-p-xazole, bis- (2,2,6,6-tetra methyl-4-piperazyl) sebacate or These may be used in combination, but are not limited thereto.

상기 기재된 EVA 수지 및 가교제를 포함하는 태양전지 모듈용 봉지재는 T-다이 압출이나, 캘린더링 공정으로 압출하며 200 ~ 1000㎛ 두께로 가공할 수 있다.The encapsulant for a solar cell module including the above-described EVA resin and a crosslinking agent may be processed to a thickness of 200 to 1000 μm by extrusion through a T-die extrusion or a calendering process.

또한 본 발명은 상기 봉지재를 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
The present invention also relates to a solar cell module including the encapsulant.

상기 태양전지 모듈은 다음과 같이 제조될 수 있다.The solar cell module may be manufactured as follows.

상기 태양전지 모듈은 유리 기판, 표면측 봉지재, 태양전지 셀, 이면측 봉지재, 이면 보호 필름의 순서로 적층하고, 적층체를 일정한 규칙에 따라 진공 라미네이터(laminator)로 온도 140 ~ 165℃, 탈기시간 3 ~ 5분, 프레스압력 0.5 ~ 1기압, 프레스 시간 5 ~ 8분으로 가열 및 가압하여 제조할 수 있다.The solar cell module is laminated in the order of a glass substrate, a surface side encapsulant, a solar cell, a back side encapsulant, a back protective film, and the laminate is vacuum laminator according to a predetermined rule at a temperature of 140 to 165 ° C., It can be produced by heating and pressurizing at a degassing time of 3 to 5 minutes, a press pressure of 0.5 to 1 atmosphere, and a press time of 5 to 8 minutes.

본 발명의 봉지재는 진공 라미네이터(laminator)로 온도 140 ~ 165℃, 탈기시간 3 내지 5분, 프레스압력 0.5 내지 1기압, 프레스 시간 5내지 8분으로 가열?가압하였을 때 85% 이상의 겔분율을 얻을 수 있다. 따라서 본 발명으로부터 얻어진 봉지재로 만들어지는 태양전지 모듈은 라미네이션 공정을 7 ~ 13분에 완료 할 수 있게 되어 생산성 면에서 매우 유리하다.
The encapsulant of the present invention is a vacuum laminator (temperature 140 ~ 165 ℃, degassing time 3 to 5 minutes, press pressure 0.5 to 1 atm, press time 5 to 8 minutes when heated and pressurized to obtain a gel fraction of at least 85% Can be. Therefore, the solar cell module made of the encapsulant obtained from the present invention is able to complete the lamination process in 7 to 13 minutes is very advantageous in terms of productivity.

이하 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples, but the following examples are only for illustrating the present invention and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example 1 One

EVA 수지는 미쓰이-듀폰 케미칼사 PV1650(VA 33%. 용융유동지수 30 g/10min , 190℃) 100중량부, 가교제로는 1,1-디(t-부틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산 1.0중량부, 실란커플링제로는 다우-코팅사의 Z-6030 0.5중량부, 안정제로는 시바스페셜티케미칼사의 Tinuvin770 0.2중량부, Irganox1076 0.2 중량부, 자외선 흡수제로 사이텍사의 UV531 0.2 중량부를 포함하는 EVA 수지 조성물을 압출하여 450 ㎛ 의 봉지재를 제조하였다.
EVA resin is 100 parts by weight of Mitsui-DuPont Chemical Co., Ltd. PV1650 (VA 33%. Melt flow index 30 g / 10min, 190 ° C), and as crosslinking agent, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5 -1.0 parts by weight of trimethylcyclohexane, 0.5 parts by weight of Z-6030 from Dow-Coating as silane coupling agent, 0.2 parts by weight of Tinuvin770 from Ciba Specialty Chemical, 0.2 parts by weight of Irganox1076, 0.2 parts by weight of Cytec's UV531 as UV absorber. An EVA resin composition was extruded to prepare a sealing material of 450 μm.

실시예Example 2 ~ 4 2 to 4

상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 1,1-디(t-부틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산의 사용량을 하기 표 1과 같이 바꾸어 가며 제조하였다.
Prepared in the same manner as in Example 1, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane was prepared by changing the amount used as shown in Table 1 below.

비교예Comparative example

상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 가교제를 1시간 반감기가 120 ℃ 이상인 2,5-디메틸-2,5-비스(삼차부틸페록시)헥산을 하기 표 1과 같이 사용하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, the cross-linking agent was used for 1 hour half-life of 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert.butyl peroxy) hexane of 120 ℃ or more as shown in Table 1.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예Comparative example 가교제 ACrosslinker A 1.01.0 0.70.7 0.50.5 0.30.3 -- 가교제 BCrosslinker B -- -- -- -- 1.01.0 가교제 A : 1,1-디(t-부틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산
가교제 B : 2,5-디메틸-2,5-비스(삼차부틸페록시)헥산Crosslinking agent A: 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane
Crosslinking agent B: 2,5-dimethyl-2,5-bis (tertiary butyl peroxy) hexane

실험예Experimental Example

(1) 태양전지 모듈의 제작(1) Manufacture of solar cell module

저철분 강화유리기판, 실시예 및 비교예의 표면측 봉지재, 태양전지 셀(Q6LM/Q-Cell) 2매, 실시예 및 비교예의 이면측 봉지재, 이면 보호필름지름(Toya Solar^®Toyo aluminium) 순서로 적층하고, 가열온도는 150℃, 탈기시간은 3 분, 프레스압력은 95 kPa, 프레스시간은 7분으로 하여 1000mm x 1000mm 의 태양전지 모듈 샘플을 제작하였다.Low iron tempered glass substrate, surface side encapsulant of Examples and Comparative Examples, two sheets of solar cell (Q6LM / Q-Cell), back side encapsulant of Examples and Comparative Examples, backside protective film diameter (Toya Solar ^® Toyo aluminum) Lamination was carried out in order, and the heating temperature was 150 ° C., the degassing time was 3 minutes, the press pressure was 95 kPa, and the pressing time was 7 minutes to prepare a 1000 mm × 1000 mm solar cell module sample.

(2) 겔화도의 측정(2) Measurement of gelation degree

겔화도는 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 상기 제작한 모듈을 Backsheet를 벗겨낸 후 경화된 EVA 를 약 1g을 뜯어내어 샘플을 취하였다. 채취한 샘플의 질량을 잰 후 톨루엔 100ml에 넣고 80 ℃ 의 조건에서 3시간을 교반하였으며, 3시간 후 남아있는 EVA를 30 mesh 필터를 이용하여 걸러내었다. 걸러진 EVA는 후드내에서 상온조건으로 12시간 방치하여 자연건조 시킨 후 120 ℃ 진공오븐에서 3시간 동안 건조하였다. 건조가 완료된 후 남아있는 샘플의 질량을 재어 초기 톨루엔에 넣기 전의 질량 대비하여 겔화도를 하기 수학식 2와 같은 식으로 구하여 하기 표 2에 표시하였다.Gelation degree was measured by the following method. After peeling off the backsheet of the prepared module, about 1 g of the cured EVA was peeled off to take a sample. The sample was weighed and placed in 100 ml of toluene, and stirred for 3 hours at 80 ° C. After 3 hours, the remaining EVA was filtered using a 30 mesh filter. The filtered EVA was allowed to stand for 12 hours at room temperature in a hood and dried naturally, and then dried in a vacuum oven at 120 ° C. for 3 hours. After the drying is complete, the remaining sample was weighed, and the gelation degree was calculated according to the following formula 2 as compared to the mass before the initial toluene was added.

[수학식 2][Equation 2]

(3) 황변의 측정(3) measurement of yellowing

황변의 변화값(ΔYI)은 제작된 모듈을 85 ℃ / 85% RH 조건에서 1000시간 방치 후 Color Measurement Spectrometer (UltraScan Pro/Hunter Lab) 장비를 이용하여 측정하였으며 D65/10 광원을 사용하여 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 표시하였다.The change in yellowing (ΔYI) was measured using a Color Measurement Spectrometer (UltraScan Pro / Hunter Lab) equipment after 1000 hours in a fabricated module at 85 ℃ / 85% RH. The results are shown in Table 2 below.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예Comparative example 가교제 ACrosslinker A 1.01.0 0.70.7 0.50.5 0.30.3 -- 가교제 BCrosslinker B -- -- -- -- 1.01.0 겔화도(%)Gelation degree (%) 9393 9292 91.591.5 87.187.1 5252 ΔYIΔYI 5.45.4 4.84.8 3.23.2 3.33.3 13.113.1

상기 표2에서의 결과에서도 알 수 있듯이, 1 시간 반감기가 80 ~ 120 ℃인 1,1-디(t-부틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산 가교제를 적정량 투입함으로써, 종래의 1시간 반감기가 120 ℃를 초과하는 2,5-디메틸-2,5-비스(삼차부틸페록시)헥산을 사용한 비교예와는 달리 겔화도에서 현저한 차이가 있으며, 황변에 있어서도 현저히 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있다.
As can be seen from the results in Table 2 above, by adding an appropriate amount of a 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane crosslinking agent having a half-life of 80 to 120 ° C for 1 hour, Unlike the comparative example using 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane, which has a half-life of more than 120 ° C, the gelation degree is remarkably different, and the yellowing effect is remarkably excellent. can confirm.

도 1에서 (a)는 유리, (b)는 표면측 봉지재, (c)는 셀, (d)는 이면측 봉지재, (e)는 이면보호필름이다.In FIG. 1, (a) is glass, (b) is a surface side sealing material, (c) is a cell, (d) is a back side sealing material, and (e) is a back protective film.

Claims (14)

에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 100중량부 및 1시간 반감기가 80 ~ 120 ℃인 가교제 0.3 ~ 1 중량부를 포함하는 태양전지용 봉지재.
A solar cell encapsulant comprising 100 parts by weight of an ethylene vinyl acetate (EVA) resin and 0.3 to 1 part by weight of a crosslinking agent having a half-life of 80 hours to 120 ° C.
제 1 항에 있어서, 상기 가교제는 3-하이드록시-1,1-디메틸부틸페록시-2-에틸헥사노네이트, 디(3-카르복시프로피오닐)페록사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(2-데틸헥사노일페록시)헥산, 디벤조일 페록사이드, t-부틸페록시 2-에틸헥사노네이트, t-부틸 페록시이소부틸레이트, t-부틸 페록시-(시스-3-카르복시)프로페노에이트, 1,1-디(t-아밀페록시)사이클로헥산, 1,1-디(t-부틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 1,1-디(t-부틸페록시) 사이클로 헥산, t-부틸(2-에틸헥실)모노페록시카보네이트 및 t-부틸이소프로필 모노페록시카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
The method of claim 1, wherein the crosslinking agent is 3-hydroxy-1,1-dimethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, di (3-carboxypropionyl) peroxide, 2,5-dimethyl-2,5 -Di (2-decylhexanoylperoxy) hexane, dibenzoyl peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butyl peroxyisobutylate, t-butyl peroxy- (cis-3- Carboxy) propenoate, 1,1-di (t-amylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di ( t-butyl peroxy) solar cell encapsulation material, characterized in that at least one member selected from the group consisting of cyclo hexane, t-butyl (2-ethylhexyl) monoperoxy carbonate and t- butyl isopropyl monoperoxy carbonate.
제 1 항에 있어서, 상기 가교제는 1,1-디(t-아밀페록시)사이클로헥산, 1,1-디(t-부틸페록시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산 및 1,1-디(t-부틸페록시) 사이클로 헥산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
The method of claim 1, wherein the crosslinking agent is 1,1-di (t-amylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane and 1,1 -Di (t- butyl peroxy) solar cell encapsulation material, characterized in that at least one member selected from the group consisting of hexane.
제 1 항에 있어서, 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 100 중량부 및 가교제 0.4 ~ 0.8 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
The encapsulant for solar cell according to claim 1, comprising 100 parts by weight of the ethylene vinyl acetate resin and 0.4 to 0.8 parts by weight of a crosslinking agent.
제 1 항에 있어서, 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 수지의 용융유동지수(MFR, 190℃)가 20 ~ 50g/10min 인 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
The solar cell encapsulation material of claim 1, wherein the melt flow index (MFR, 190 ° C) of the ethylene vinyl acetate resin is 20 to 50 g / 10 min.
제 1항에 있어서, 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 100 중량부, 상기 가교제 0.3 ~ 1.0 중량부, 가교 보조제 0.1 ~ 10 중량부, 실란커플링제 0.1 ~ 5 중량부, 및 안정제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
According to claim 1, wherein 100 parts by weight of the ethylene vinyl acetate resin, 0.3 to 1.0 parts by weight of the crosslinking agent, 0.1 to 10 parts by weight of the crosslinking aid, 0.1 to 5 parts by weight of the silane coupling agent, and 0.1 to 5 parts by weight of the stabilizer The solar cell sealing material characterized by the above-mentioned.
제 6항에 있어서, 상기 가교 보조제는 트라이 알릴 아이소시아누레이트, 트라이 알릴 아이소시아네이트 및 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
The encapsulant for solar cells according to claim 6, wherein the crosslinking assistant is at least one selected from the group consisting of triallyl isocyanurate, triallyl isocyanate and ester.
제 6항에 있어서, 상기 실란커플링제는 γ-클로로 프로필 트라이메톡시 실레인, 바이닐 트라이클로로 실레인, 바이닐-트리스-(β-메톡시 에톡시)실레인, γ-메톡시 프로필 트라이 메톡시 실레인, β-(3,4-에톡시 사이클로 헥실)에틸 트라이 메톡시 실레인 및 γ-메르캅토 프로필 트라이 메톡시 실레인으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
7. The silane coupling agent according to claim 6, wherein the silane coupling agent is γ-chloro propyl trimethoxy silane, vinyl trichloro silane, vinyl-tris- (β-methoxy ethoxy) silane, γ-methoxy propyl trimethoxy Sealant for solar cells, characterized in that at least one member selected from the group consisting of silane, β- (3,4-ethoxy cyclohexyl) ethyl trimethoxy silane and γ-mercapto propyl trimethoxy silane.
제 6항에 있어서, 상기 안정제는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논메틸에틸, p-벤조퀴논 및 메틸 하이드로퀴논으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
The encapsulant for solar cells according to claim 6, wherein the stabilizer is at least one selected from the group consisting of hydroquinone, hydroquinone methylethyl, p-benzoquinone and methyl hydroquinone.
제 1항에 있어서, 상기 봉지재에 자외선 흡수제, 노화 방지제 또는 변색 방지제가 첨가된 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
The encapsulant for solar cells according to claim 1, wherein an ultraviolet absorber, an anti-aging agent, or a discoloration preventing agent is added to the encapsulant.
제 10항에 있어서, 상기 자외선 흡수제는 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5-술폰벤조페논, 2-(2′-하이드록시-5-메틸 페닐)벤조트라이아졸, 페닐살릴레이트 및 p-t-뷰틸페닐살릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재. The method of claim 10, wherein the ultraviolet absorber is 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfonbenzophenone, 2- (2′-hydroxy-5-methyl A phenyl) benzotriazole, phenyl salicylate and pt-butylphenyl salicylate, at least one member selected from the group consisting of solar cell encapsulant. 제 10항에 있어서, 상기 노화 방지제는 t-뷰틸-p-크세졸 및 비스-(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페라질)세바케이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 봉지재.
The anti-aging agent according to claim 10, wherein the anti-aging agent is at least one member selected from the group consisting of t-butyl-p-xazole and bis- (2,2,6,6-tetra methyl-4-piperazyl) sebacate. Solar cell encapsulant.
제 1 내지 6항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서, 상기 봉지재를 포함하는 태양전지용 모듈.
The solar cell module according to any one of claims 1 to 6, comprising the encapsulant.
유리 기판, 제 1 내지 6항 중에서 선택된 어느 한 항의 표면측 봉지재, 태양전지 셀, 제 1 내지 6항 중에서 선택된 어느 한 항의 이면측 봉지재, 이면 보호 필름의 순서로 적층하고, 진공 라미네이터(laminator)로 온도 140 ~ 165℃, 탈기시간 3 ~ 5분, 프레스압력 0.5 ~ 1기압, 프레스 시간 5 ~ 8분으로 가열 및 가압하는 태양전지용 모듈의 제조 방법.
A glass substrate, a surface side encapsulant selected from any one of claims 1 to 6, a solar cell, a back side encapsulant selected from any one of claims 1 to 6, and a back protective film are laminated in the order of the vacuum laminator A method of manufacturing a solar cell module which is heated and pressurized at a temperature of 140 to 165 ° C., a degassing time of 3 to 5 minutes, a press pressure of 0.5 to 1 atmosphere, and a press time of 5 to 8 minutes.

Images