KR20140117403A - 외관이 양호한 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법 - Google Patents

외관이 양호한 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140117403A
KR20140117403A KR1020147019362A KR20147019362A KR20140117403A KR 20140117403 A KR20140117403 A KR 20140117403A KR 1020147019362 A KR1020147019362 A KR 1020147019362A KR 20147019362 A KR20147019362 A KR 20147019362A KR 20140117403 A KR20140117403 A KR 20140117403A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sealing material
back sheet
solar cell
temperature
laminate
Prior art date
Application number
KR1020147019362A
Other languages
English (en)
Inventor
고이치로 다니구치
미치코 오츠카
신야 후쿠다
준 니시오카
요 미야시타
Original Assignee
미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤
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 미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤 filed Critical 미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤
Publication of KR20140117403A publication Critical patent/KR20140117403A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • 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
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • 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
    • H01L31/049—Protective back sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/12—Photovoltaic modules
    • 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
    • C08L2203/204—Applications use in electrical or conductive gadgets use in solar cells
    • 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
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00—Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/06—Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers
    • C09K2200/0615—Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09K2200/0617—Polyalkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2200/00—Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2200/06—Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers
    • C09K2200/0615—Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09K2200/0622—Polyvinylalcohols, polyvinylacetates
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

적어도, 백 시트(A)와 봉지재(B)가 라미네이트되어 이루어지는 태양 전지 모듈로서, 라미네이트 조건의 설정이 용이하고, 라미네이트 후의 외관이 양호한 태양 전지 모듈 및 태양 전지 모듈의 제조 방법을 얻는다.
라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 60.0 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈. 여기서, 수축 응력(σ(A))은, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 측정값(Pa)이며, 전단 탄성률(G'(B))은, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 진동 주파수 1Hz에서의 봉지재(B)의 측정값(Pa)이다.

Description

외관이 양호한 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법{SOLAR CELL MODULE HAVING EXCELLENT APPEARANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 라미네이트 조건의 설정이 용이하고, 외관이 양호한 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 지구 온난화 등의 환경 문제에 대한 의식이 높아지는 가운데, 특히 태양광 발전에 대해서는, 그의 청정성이나 무공해성이라는 점에서 기대가 높아지고 있다. 태양 전지는 태양광의 에너지를 직접 전기로 바꾸는 태양광 발전 시스템의 중심부를 구성하는 것이다. 그의 구조로서는, 일반적으로 복수매의 태양 전지 소자(셀)를 직렬, 병렬로 배선하고, 셀을 보호하기 위해서 여러 가지 패키징이 행해져, 유닛화되어 있다. 이 패키지에 내장된 유닛을 태양 전지 모듈이라 부르며, 일반적으로 태양광을 받는 면을 상부 보호재로서 투명 기재(유리나 수지 시트, 이하 프론트 시트라고 부르는 경우가 있다)로 덮고, 열가소성 플라스틱(예컨대 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체나 폴리에틸렌계 중합체)으로 이루어지는 봉지재(봉지 수지층)로 간극을 메우고, 이면을 하부 보호재로서 이면 봉지용 시트(이하, 백 시트라고 부르는 경우가 있다)로 보호한 구성으로 되어 있다.
여기서, 봉지재의 주된 재료로서는 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체(이하, EVA라고 부르는 경우가 있다), 폴리에틸렌(이하, PE라고 부르는 경우가 있다), 아이오노머(이하, IO라고 부르는 경우가 있다) 및 폴리바이닐뷰티랄(이하, PVB라고 부르는 경우가 있다) 등이 이용된다.
또한, 봉지재에는 태양 전지 소자를 보호하기 위한 유연성이나 내충격성, 태양 전지 모듈이 발열되었을 때의 내열성, 태양 전지 소자에 태양광이 효율적으로 도달하기 위한 투명성(전광선 투과율 등), 내구성, 치수 안정성, 난연성, 수증기 배리어성 등이 주로 요구된다. 게다가, 봉지재는 일반적으로 라미네이트되어 사용되기 때문에, 그의 프로세스 적성이나 라미네이트 후의 외관도 중요하다.
여기서, 태양 전지 모듈의 라미네이트 조건은, 일반적으로, 사용하는 각종 부재(봉지재, 백 시트, 유리, 배선, 셀 등)를 고려하여 시행 착오법에 의해 설정하는 것이 많이 행해지고 있기 때문에, 조건 설정에 시간이 필요함과 더불어 사용하는 각종 부재의 비용이 고액이 되는 경우가 있어 문제가 되고 있었다.
조건 설정에 있어서의 구체적인 외관의 과제로서, 백 시트면에 볼록(凸) 형상의 돌기가 발생하는 현상(이하, 볼록 현상이라고 부르는 경우가 있다)을 들 수 있다. 이 과제에 대하여, 특허문헌 1에는, 백 시트(태양 전지 모듈용 이면 보호 시트)를 이용하여 태양 전지 모듈을 제작하는 경우, 진공 라미네이트 처리를 행할 때에 상기 백 시트가 수축하는 것에 의해, 태양 전지 소자 및 소자를 잇는 리드선(태그)이 상기 백 시트의 수축에 추종되어 버려, 리드선이 변형되거나, 태양 전지 소자 사이의 간격이 변화되어 버리는 것이 원인이라는 것이 기재되어 있다. 이 대책으로서, 백 시트의 150℃, 30분에 있어서의 열수축률이 1.0% 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.5% 이하인 것이 바람직하며, 특히 0.3%∼0.1%의 범위 내인 것이 바람직하다는 것이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 2축 연신 PET 필름은 열수축률이 커서, 특히 대형 태양 전지 모듈 공정에서 배선(특허문헌 1에 기재된 리드선에 상당)이 구부러지거나, 전지(셀)의 어긋남이 생길 우려가 있는데, 이 열수축률에 기인하는 필름의 수축의 문제를 해결하기 위해서, 설비상 연신된 필름에 어닐링 처리를 실시하는 열고정화 공정을 필요로 하여, 필름의 비용 상승을 초래해 저렴한 백 시트가 얻어지지 않는다는 비용면에서의 문제가 있다는 것이 기재되어 있다(특허문헌 2, [0007] 단락 참조). 이 대책으로서, 폴리카보네이트 필름과 가스 배리어성 투명 증착 필름이 적층되어 이루어지는 백 시트가 제안되어 있다(특허문헌 2, 청구항 1 참조).
일본 특허공개 2007-150084호 공보 일본 특허공개 2006-324556호 공보
특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이, 볼록 현상의 개량에 관하여 종래의 기술은 태양 전지 모듈을 제작할 때에 이용하는 부재 중에서 백 시트에만 착안하는 것이었다. 그러나, 특정 물성(예컨대 열수축 특성)을 만족하는 백 시트를 이용해도 볼록 현상은 반드시 억제되는 것은 아니고, 라미네이트 조건을 설정할 때의 시행 착오법의 부하는 그다지 저감되어 있지 않았다. 이들로부터, 사용하는 백 시트의 열수축 특성에 영향을 받기 어렵고, 또한 효율적으로 라미네이트 조건을 설정할 수 있는 새로운 정량적 지표가 요망되고 있었다.
본 발명의 목적은, 태양 전지 모듈에 있어서, 라미네이트 후의 외관이 양호한 태양 전지 모듈, 백 시트-봉지재 일체형 시트, 및 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 예의 검토를 거듭한 결과, 라미네이트 온도역 내의 임의의 설정 온도인 라미네이트 설정 온도에 있어서 특정한 정량적 관계를 갖는 백 시트와 봉지재를 조합하여 이용하는 것에 의해, 라미네이트 후의 외관이 양호한 태양 전지 모듈이 얻어진다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 하기 [1]∼[18]에 관한 것이다.
[1] 적어도, 백 시트(A)와 봉지재(B)가 라미네이트되어 이루어지는 태양 전지 모듈로서, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 하기 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 하기 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 60.0 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
백 시트(A)의 수축 응력(σ(A)): 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 측정값(Pa)
봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B)): 라미네이트 설정 온도에 있어서의 진동 주파수 1Hz에서의 봉지재(B)의 측정값(Pa)
[2] 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 0.01 이상 60.0 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 태양 전지 모듈.
[3] 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 0.01 이상 35.0 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 태양 전지 모듈.
[4] 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 1.0 이상 20.0 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 태양 전지 모듈.
[5] 봉지재(B)의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E')이 1∼100MPa인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[4] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈.
[6] 봉지재(B)가 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체를 주성분으로 하는 봉지재인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[5] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈.
[7] 봉지재(B)가 백 시트(A)의 내측에 이용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[6] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈.
[8] 봉지재(B)가 추가로 하기 조건(P)을 만족하는 것을 특징으로 하는 상기 [7]에 기재된 태양 전지 모듈.
조건(P); 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물이, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 미만인 올레핀계 중합체(X)와 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상인 올레핀계 중합체(Y)를 함유한다
[9] 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에 함유되는 올레핀계 중합체(X)와 올레핀계 중합체(Y)의 혼합 질량비가 95∼55/5∼45인 것을 특징으로 하는 상기 [8]에 기재된 태양 전지 모듈.
[10] 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에 함유되는 올레핀계 중합체(X)의 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 0.5g/10min 이상 5g/10min 미만이고, 올레핀계 중합체(Y)의 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상 100g/10min 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [8] 또는 [9]에 기재된 태양 전지 모듈.
[11] 봉지재(B)가, 적어도, 동적 점탄성 측정에 있어서의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃의 저장 탄성률(E')이 100MPa 미만인 연질층, 및 동적 점탄성 측정에 있어서의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃의 저장 탄성률(E')이 100MPa 이상인 경질층을 갖는 적층 구성인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[10] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈.
[12] 봉지재(B)가 실질적으로 가교되지 않는 봉지재인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[11] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈.
[13] 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))이 130℃ 및 150℃에 있어서 7×105Pa 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[12] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈.
[14] 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))이 130℃ 및 150℃에 있어서 4×105Pa 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[12] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈.
[15] 백 시트(A)와 봉지재(B)가 일체화되어 있는 부재인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[14] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈.
[16] 라미네이트 설정 온도가 100℃ 이상 135℃ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[15] 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈의 제조 방법.
[17] 적어도, 백 시트(A)와 봉지재(B)를 구비한 태양 전지 모듈용 백 시트-봉지재 일체형 시트로서, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 하기 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 하기 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 60.0 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 백 시트-봉지재 일체형 시트.
백 시트(A)의 수축 응력(σ(A)): 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 측정값(Pa)
봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B)): 라미네이트 설정 온도에 있어서의 진동 주파수 1Hz에서의 봉지재(B)의 측정값(Pa)
[18] 봉지재(B)가 추가로 하기 조건(P)을 만족하는 것을 특징으로 하는 상기 [17]에 기재된 태양 전지 모듈용 백 시트-봉지재 일체형 시트.
조건(P); 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물이, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 미만인 올레핀계 중합체(X)와 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상인 올레핀계 중합체(Y)를 함유한다
본 발명에 의하면, 태양 전지 모듈에 있어서, 라미네이트 후의 외관이 양호한 태양 전지 모듈, 백 시트-봉지재 일체형 시트, 및 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트의 수축 응력과 봉지재의 전단 탄성률이라는 기초적인 물성을 측정하는 것에 의해, 태양 전지 모듈을 실제로 라미네이트하기 전에, 완성 외관의 예측이 가능해진다. 게다가, 효율적으로 라미네이트 조건을 설정할 수 있기 때문에, 조건 검토에 필요한 시간과 각종 부재의 비용이 억제되고, 그 결과 태양 전지 모듈의 제조 비용을 대폭 저감시키는 것을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 태양 전지 모듈의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 태양 전지 모듈의 실시형태의 예에 대하여 설명한다. 단, 본 발명의 범위가 이하에 설명하는 실시형태에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 명세서에 있어서 「주성분으로 한다」는 것은, 본 발명의 태양 전지 모듈의 각 부재를 구성하는 수지의 작용·효과를 방해하지 않는 범위에서, 다른 성분을 포함하는 것을 허용한다는 취지이다. 나아가, 이 용어는 구체적인 함유율을 제한하는 것은 아니지만, 수지 조성물의 구성 성분 전체의 50질량% 이상, 바람직하게는 65질량% 이상, 더 바람직하게는 80질량% 이상이고 100질량% 이하인 범위를 차지하는 성분이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 태양 전지 모듈은, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))(이하, 볼록 지수라고 부르는 경우가 있다)가 특정 범위인 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 태양 전지 모듈은, 일반적으로 백 시트(A)와 봉지재(B)와, 태양 전지 소자와, 투명 기재(상부 보호재)를 갖는 것이다.
[백 시트(A)]
본 발명에 이용하는 백 시트(A)는 후술하는 볼록 지수를 만족하면 특별히 제한되는 것은 아니다. 구체적으로는, 폴리에스터계 수지(폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)나 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등), 불소계 수지(폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 바이닐 에터 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리클로로트라이플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리불화바이닐리덴(PVDF) 및 폴리불화바이닐(PVF) 등), 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 각종 α-올레핀 공중합체, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체(EVA), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-아크릴산 공중합체(EAA) 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMAA) 등), 환상 올레핀계 수지(COP, COC 등), 폴리스타이렌계 수지(아크릴로나이트릴-스타이렌 공중합체(AS), 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 공중합체(ABS), 아크릴로나이트릴-스타이렌-아크릴 고무 공중합체(ASA) 및 신디오택틱 폴리스타이렌(SPS) 등), 폴리아마이드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 변성 폴리페닐렌 에터(변성 PPE), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에터 설폰(PES), 폴리페닐 설폰(PPSU), 폴리에터 에터 케톤(PEEK), 폴리에터 이미드(PEI), 폴리이미드(PI) 및 바이오폴리머(폴리락트산, 아이소솔바이드계 폴리머, 폴리아마이드계 폴리머, 폴리에스터계 폴리머 및 폴리올레핀계 폴리머 등) 등의 전기 절연성을 갖는 재료에 의해서 기재 시트 또는 기재 필름이 형성된다.
본 발명에 있어서는, 봉지재의 접착성, 기계적 강도, 내구성, 경제성 등의 관점에서 폴리에스터계 수지, 폴리올레핀계 수지 및 불소계 수지가 기재 시트의 재료로서 적합하게 이용된다.
여기서, 기재 시트 또는 기재 필름의 제조 방법은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 대표적으로는 압출 캐스팅법, 연신법, 인플레이션법 및 유연(流延)법 등을 들 수 있다. 또한, 기재 시트에는, 취급성이나 내구성 및 광반사성 등의 향상 또는 경제성 등을 목적으로 하여, 필요에 따라, 다른 수지나 여러 가지 첨가제를 혼합할 수 있다. 해당 첨가제로서는, 예컨대 산화 방지제, 자외선 흡수제, 내후 안정제, 광확산제, 조핵제, 안료(예컨대 산화타이타늄, 황산바륨, 카본 블랙 등), 난연제, 변색 방지제, 가수분해 방지제, 방열제 등을 들 수 있다.
나아가, 기재 시트의 표면 및/또는 이면에는, 취급성이나 접착성 및 내구성 등을 향상시키기 위해서, 필요에 따라, 엠보싱 가공이나 각종 처리(코로나 처리, 플라즈마 처리 등) 및 코팅(불소계 수지 코팅, 가수분해 방지 코팅, 하드 코팅 등) 등을 행할 수 있다.
본 발명에 이용하는 백 시트(A)는 단층 또는 적층 구성이지만, 백 시트에 요구되는 특성을 밸런스 좋게 달성시키기 위해서, 적층 구성인 것이 바람직하다.
여기서, 백 시트에 일반적으로 요구되는 특성으로서는, 봉지재의 접착성, 기계적 강도, 내구성(내후성, 내가수분해 특성 등), 광반사성, 수증기 배리어성, 난연성, 의장성, 경제성 및 라미네이트 후의 외관 등을 들 수 있고, 그 중에서도 결정 실리콘계 태양 전지 모듈의 경우에는 봉지재의 접착성, 기계적 강도, 내구성, 경제성 및 라미네이트 후의 외관이 중요시된다.
본 발명에 이용하는 백 시트(A)는, 이들 특성을 밸런스 좋게 달성시키기 위해서, 다음과 같은 적층 구성이 적합하게 이용된다. 한편, 본 명세서에 있어서, 예컨대 A/B/C의 표기는 위에서부터(또는 아래서부터) A, B, C의 순으로 적층되어 있는 것을 나타낸다.
(1) 불소계 수지층/접착층/폴리에스터 수지층/접착층/이(易)접착층(봉지재측); 구체적으로는, PVF/접착층/이축 연신 PET/접착층/EVA, PVF/접착층/이축 연신 PET/접착층/PE, PVF/접착층/이축 연신 PET/접착층/PP, ETFE/접착층/이축 연신 PET/접착층/EVA, ETFE/접착층/이축 연신 PET/접착층/PE, ETFE/접착층/이축 연신 PET/접착층/PP 등,
(2) 폴리에스터 수지층/접착층/폴리에스터 수지층/접착층/이접착층(봉지재측); 구체적으로는, 이축 연신 PET(내가수분해 처방)/접착층/이축 연신 PET/접착층/EVA, 이축 연신 PET(내가수분해 처방)/접착층/이축 연신 PET/접착층/PE, 이축 연신 PET(내가수분해 처방)/접착층/이축 연신 PET/접착층/PP, (표면 코팅) 이축 연신 PET/접착층/이축 연신 PET/접착층/이접착층 등,
(3) 폴리에스터 수지층/접착층/이접착층(봉지재측); 구체적으로는, 이축 연신 PET(내가수분해 처방)/접착층/EVA, 이축 연신 PET(내가수분해 처방)/접착층/PE, 이축 연신 PET(내가수분해 처방)/접착층/PP, (표면 코팅) 이축 연신 PET/접착층/이접착층 등을 들 수 있다.
상기 (1)∼(3)의 접착층은 필요에 따라 배치되는 것이고, 접착층이 없는 구성이어도 좋다. 또한, 수증기 배리어성을 중요시하는 경우에는, 예컨대 상기한 이축 연신 PET(내가수분해 처방)/접착층/이축 연신 PET/접착층/PE 구성에 있어서, 이축 연신 PET(내가수분해 처방)/접착층/각종 증착층(SiOx, 알루미나 등)/이축 연신 PET/접착층/이축 연신 PET/접착층/PE 등의 구성으로 해도 좋다.
여기서, 이접착층의 결정 융해 피크 온도(Tm)는 일반적으로 80℃ 이상 165℃ 이하이다. 본 발명에 있어서는, 봉지재(B)의 접착성이나 경제성 및 태양 전지 모듈의 외관 등의 관점에서, 이접착층의 결정 융해 피크 온도(Tm)는, 하한값은 95℃ 이상이 바람직하고, 100℃ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 상한값은 140℃ 이하가 바람직하고, 125℃ 이하가 보다 바람직하다.
본 발명에 이용하는 백 시트(A)의 총 두께는 후술하는 볼록 지수를 만족하면 특별히 제한되는 것은 아니다. 원하는 성능을 고려하여 적절히 선택하면 되지만, 대략 50㎛ 이상 600㎛ 이하, 바람직하게는 150㎛ 이상 400㎛ 이하이다. 또한, 절연 파괴 전압 1kV 이상을 만족시키기 위해서는 200㎛ 이상인 것이 바람직하고, 250㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다.
[봉지재(B)]
본 발명에 이용하는 봉지재(B)는 후술하는 볼록 지수를 만족하면 특별히 제한되는 것은 아니며, 백 시트측, 프론트 시트측 등의 어느 위치에도 사용할 수 있다. 구체적으로는, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아이오노머(IO) 및 폴리바이닐뷰티랄(PVB) 등을 주성분으로 하는 봉지재를 들 수 있지만, 본 발명에 있어서는 하기의 (B-1)∼(B-4)의 각각에 나타내는 올레핀계 중합체를 주성분으로 하는 봉지재가 적합하게 이용된다. 여기서, 주성분으로서는, 얻어지는 봉지재의 유연성, 피쉬 아이(겔)가 적음, 회로의 부식성 물질(아세트산 등)이 적음 및 경제성 등의 관점에서 (B-1)이나 (B-2)에 나타내는 것이 바람직하고, 그 중에서도 저온 특성이 우수하다는 점에서 (B-1)에 나타내는 것이 특히 적합하게 이용된다.
(B-1)
(B-1)은 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체이다. 여기서, 에틸렌과 공중합되는 α-올레핀으로서는, 프로필렌, 1-뷰텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 3-메틸-뷰텐-1, 4-메틸-펜텐-1 등이 예시된다.
본 발명에 있어서는, 공업적인 입수 용이성이나 여러 특성, 경제성 등의 관점에서 에틸렌과 공중합되는 α-올레핀으로서는, 프로필렌, 1-뷰텐, 1-헥센, 1-옥텐이 적합하게 이용된다. 또한, 투명성이나 유연성 등의 관점에서 에틸렌-α-올레핀 랜덤 공중합체가 적합하게 이용된다. 에틸렌과 공중합되는 α-올레핀은 1종만을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
또한, 에틸렌과 공중합되는 α-올레핀의 함유량은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체(B-1) 중의 전체 단량체 단위에 대하여, 통상 2몰% 이상, 바람직하게는 40몰% 이하, 보다 바람직하게는 3∼30몰%, 더 바람직하게는 5∼25몰%이다. 해당 범위 내이면, 공중합 성분에 의해 결정성이 저감되는 것에 의해 투명성이 향상되고, 또한 원료 펠렛의 블로킹 등의 문제도 발생하기 어렵기 때문에 바람직하다. 한편, 에틸렌과 공중합되는 단량체의 종류와 함유량은 주지의 방법, 예컨대 핵 자기 공명(NMR) 측정 장치, 그 밖의 기기 분석 장치로 정성 정량 분석할 수 있다.
에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체(B-1)는 α-올레핀 이외의 단량체에 기초하는 단량체 단위를 함유하고 있어도 좋다. 해당 단량체로서는, 예컨대 환상 올레핀, 바이닐 방향족 화합물(스타이렌 등), 폴리엔 화합물 등을 들 수 있다. 해당 단량체 단위의 함유량은 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체(B-1) 중의 전체 단량체 단위를 100몰%로 한 경우, 바람직하게는 20몰% 이하이고, 보다 바람직하게는 15몰% 이하이다.
또한, 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체(B-1)의 입체 구조, 분기, 분기도 분포, 분자량 분포나 공중합 형식(랜덤, 블록 등)은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 장쇄 분기를 갖는 공중합체는 일반적으로 기계 물성이 양호하고, 또한 시트를 성형할 때의 용융 장력(멜트 텐션)이 높아져 캘린더 성형성이 향상되는 등의 이점이 있다.
본 발명에 이용되는 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체(B-1)의 용융 유량(MFR; Melt Flow Rate)은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 0.5∼100g/10min 정도, 바람직하게는 1∼50g/10min, 보다 바람직하게는 2∼50g/10min, 더 바람직하게는 3∼30g/10min이다.
여기서, MFR은 시트를 성형할 때의 성형 가공성이나 태양 전지 소자(셀)를 봉지할 때의 밀착성, 퍼짐 상태 등을 고려하여 선택하면 된다. 예컨대, 시트를 캘린더 성형하는 경우에는, 시트를 성형 롤로부터 박리할 때의 취급성으로 인해 MFR은 비교적 낮은 값, 구체적으로는 0.5∼5g/10min 정도가 바람직하고, 또한 T 다이를 이용하여 압출 성형하는 경우에는, 압출 부하를 저감시켜 압출량을 증대시키는 관점에서 MFR은 1∼50g/10min이 바람직하고, 2∼50g/10min이 보다 바람직하며, 더 바람직하게는 3∼30g/10min이다. 나아가, 태양 전지 소자(셀)를 봉지할 때의 밀착성이나 퍼짐 용이성의 관점에서는, MFR은, 바람직하게는 2∼50g/10min, 보다 바람직하게는 3∼30g/10min이다.
본 발명에 이용되는 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체(B-1)의 제조 방법은, 특별히 제한되는 것은 아니고, 공지된 올레핀 중합용 촉매를 이용한 공지된 중합 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 지글러·나타형 촉매로 대표되는 멀티사이트(multi-site) 촉매나, 메탈로센계 촉매나 포스트 메탈로센계 촉매로 대표되는 싱글사이트(single-site) 촉매를 이용한, 슬러리 중합법, 용액 중합법, 기상 중합법 등, 또한 라디칼 개시제를 이용한 괴상 중합법 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 중합 후의 조립(造粒)(펠렛타이징) 용이성이나 원료 펠렛의 블로킹 방지 등의 관점에서 저분자량 성분이 적고 분자량 분포가 좁은 원료를 중합할 수 있는 싱글사이트 촉매를 이용한 중합 방법이 적합하다.
본 발명에 이용되는 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체(B-1)의 시차 주사 열량 측정에 있어서의 가열 속도 10℃/분으로 측정되는 결정 융해 열량은 0∼70J/g인 것이 바람직하다. 해당 범위 내이면, 얻어지는 봉지재의 유연성이나 투명성(전광선 투과율) 등이 확보되기 때문에 바람직하다. 또한, 여름철 등 고온 상태에서의 원료 펠렛의 블로킹 발생의 어려움을 고려하면, 해당 결정 융해 열량은 5∼70J/g인 것이 바람직하고, 10∼65J/g인 것이 더 바람직하다. 여기서, 해당 결정 융해 열량의 참고값으로서는, 범용의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이 170∼220J/g 정도, 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)나 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이 100∼160J/g 정도이다.
상기의 결정 융해 열량은 시차 주사 열량계를 이용해, JIS K7122에 준하여 가열 속도 10℃/분으로 측정할 수 있다.
본 발명에 이용되는 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체(B-1)의 구체예로서는, 다우 케미칼(주)제의 상품명 「엔게이지(Engage)」, 「애피니티(Affinity)」, 「인퓨즈(Infuse)」, 엑슨모빌(주)제의 상품명 「이그잭트(Exact)」, 미쓰이화학(주)제의 상품명 「타프머 H(TAFMER H)」, 「타프머 A(TAFMER A)」, 「타프머 P(TAFMER P)」, LG 화학(주)제의 상품명 「루씬(LUCENE)」, 니혼폴리에틸렌(주)제의 상품명 「카넬(Karnel)」 등을 예시할 수 있다.
(B-2)
(B-2)는 프로필렌과 해당 프로필렌과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체, 또는 프로필렌의 단독 중합체이다. 단, 이들의 공중합 형식(랜덤, 블록 등),분기, 분기도 분포나 입체 구조에는 특별히 제한이 없고, 아이소택틱, 어택틱, 신디오택틱, 또는 이들이 혼재된 구조의 중합체로 할 수 있다.
공중합 가능한 다른 단량체로서는, 에틸렌이나 1-뷰텐, 1-헥센, 4-메틸-펜텐-1, 1-옥텐 등의 탄소수 4∼12의 α-올레핀 및 다이바이닐벤젠, 1,4-사이클로헥사다이엔, 다이사이클로펜타다이엔, 사이클로옥타다이엔, 에틸리덴노보넨 등의 다이엔류 등이 예시된다.
본 발명에 있어서는, 공업적인 입수 용이성이나 여러 특성, 경제성 등의 관점에서, 프로필렌과 공중합되는 α-올레핀으로서는, 에틸렌이나 1-뷰텐이 적합하게 이용된다. 또한, 투명성이나 유연성 등의 관점에서 프로필렌-α-올레핀 랜덤 공중합체가 적합하게 이용된다. 프로필렌과 공중합되는 단량체는 1종만을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
또한, 프로필렌과 공중합 가능한 다른 단량체의 함유량은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, (B-2) 중의 전체 단량체 단위에 대하여, 통상 2몰% 이상, 바람직하게는 40몰% 이하, 보다 바람직하게는 3∼30몰%, 더 바람직하게는 5∼25몰%이다. 해당 범위 내이면, 공중합 성분에 의해 결정성이 저감되는 것에 의해 투명성이 향상되고, 또한 원료 펠렛의 블로킹 등의 문제도 발생하기 어렵기 때문에 바람직하다. 한편, 프로필렌과 공중합 가능한 다른 단량체의 종류와 함유량은 주지의 방법, 예컨대 핵 자기 공명(NMR) 측정 장치, 그 밖의 기기 분석 장치로 정성 정량 분석할 수 있다.
본 발명에 이용되는 (B-2)의 용융 유량(MFR)은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 MFR(JIS K7210, 온도: 230℃, 하중: 21.18N)이 0.5∼100g/10min 정도, 바람직하게는 2∼50g/10min, 보다 바람직하게는 3∼30g/10min이다.
여기서, MFR은 시트를 성형할 때의 성형 가공성이나 태양 전지 소자(셀)를 봉지할 때의 밀착성, 퍼짐 상태 등을 고려하여 선택하면 된다. 예컨대, 시트를 캘린더 성형하는 경우에는, 시트를 성형 롤로부터 박리할 때의 취급성으로부터 MFR은, 비교적 낮은 편, 구체적으로는 0.5∼5g/10min 정도가 바람직하고, 또한 T 다이를 이용하여 압출 성형하는 경우에는, 압출 부하를 저감시켜 압출량을 증대시키는 관점에서 MFR은, 바람직하게는 2∼50g/10min, 보다 바람직하게는 3∼30g/10min이다. 나아가, 태양 전지 소자(셀)를 봉지할 때의 밀착성이나 퍼짐 용이성의 관점에서는, MFR은, 바람직하게는 2∼50g/10min, 보다 바람직하게는 3∼30g/10min이다.
본 발명에 이용되는 프로필렌과 해당 프로필렌과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체, 또는 프로필렌의 단독 중합체(B-2)의 제조 방법은, 특별히 제한되는 것은 아니고, 공지된 올레핀 중합용 촉매를 이용한 공지된 중합 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 지글러·나타형 촉매로 대표되는 멀티사이트 촉매나 메탈로센계 촉매나 포스트 메탈로센계 촉매로 대표되는 싱글사이트 촉매를 이용한, 슬러리 중합법, 용액 중합법, 기상 중합법, 또는 라디칼 개시제를 이용한 괴상 중합법 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 중합 후의 조립(펠렛타이징) 용이성이나 원료 펠렛의 블로킹 방지 등의 관점에서 저분자량 성분이 적고 분자량 분포가 좁은 원료를 중합할 수 있는 싱글사이트 촉매를 이용한 중합 방법이 적합하다.
본 발명에 이용되는 (B-2)의 구체예로서는, 프로필렌-뷰텐 랜덤 공중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체나 프로필렌-에틸렌-뷰텐-1 공중합체 등을 들 수 있고, 구체적인 상품으로서는, 미쓰이화학(주)제의 상품명 「타프머 XM(TAFMER XM)」, 「노티오(NOTIO)」, 스미토모화학(주)제의 상품명 「타프셀렌(TAFFCELLEN)」, 프라임폴리머(주)제의 상품명 「프라임 TPO(PRIME TPO)」, 다우 케미칼(주)제의 상품명 「버시파이(VERSIFY)」, 엑슨모빌(주)제의 상품명 「비스타맥스(VISTAMAXX)」 등을 예시할 수 있다.
(B-3)
(B-3)은 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀과 지방족 불포화 카복실산으로 이루어지는 공중합체의 금속염(바람직한 금속은 ZN, Na, K, Li, Mg 등이다)이다.
구체적인 상품으로서는, 미쓰이화학(주)제의 상품명 「하이밀란(HIMILAN)」, 다우 케미칼(주)제의 상품명 「앰플리파이 IO(AMPLIFY IO)」 등을 예시할 수 있다.
(B-4)
(B-4)는 에틸렌과, 아세트산 바이닐 에스터, 지방족 불포화 카복실산 및 지방족 불포화 모노카복실산 알킬 에스터로부터 선택되는 적어도 1개의 단량체로 이루어지는 에틸렌계 공중합체이다.
구체적으로는, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스터 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 에스터 공중합체 등을 들 수 있다. 여기서, 해당 에스터 성분으로서는, 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸 등의 탄소수 1∼8의 알킬 에스터를 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 2성분의 공중합체에 제한되는 일 없이, 추가로 제3의 성분을 가한 3성분 이상의 다원 공중합체(예컨대 에틸렌과 지방족 불포화 카복실산 및 지방족 불포화 카복실산 에스터로부터 적절히 선택되는 3원 이상의 공중합체 등)여도 좋다. 에틸렌과 공중합되는 단량체의 함유량은 공중합체 중의 전체 단량체 단위에 대하여, 통상 5∼35질량%이다.
전술한 (B-1)∼(B-4)의 올레핀계 중합체를 주성분으로 하는 수지 조성물로 이루어지는 봉지재(B)를 백 시트측에 이용하는 봉지재(B)로 하는 경우, 봉지재(B)의 용융 유량(MFR)은, 후술하는 볼록 지수를 만족시키면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 발명이 목적으로 하는 외관을 더욱 개선하기 위해서, 백 시트측의 봉지재가 하기 조건(P)을 만족하는 것이 바람직하다.
조건(P); 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물이, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 미만인 올레핀계 중합체(X)와 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상인 올레핀계 중합체(Y)를 함유한다
백 시트측에 이용하는 봉지재(B)를 구성하는 수지의 MFR을 조정하면, 본 발명이 목적으로 하는 외관을 더욱 개선할 수 있다. 구체적으로는, 백 시트측에 이용하는 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 미만인 올레핀계 중합체(X)를 함유시키면, 라미네이트 온도역에 있어서의 탄성률이 향상됨으로써 후술하는 볼록 지수가 저감되어 볼록 외관을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상인 올레핀계 중합체(Y)를 함유시키면, 라미네이트 온도역에 있어서의 유동성이 향상됨으로써 태양 전지 소자(셀)나 배선 등의 단차나 간극에의 퍼짐성이 양호해지고, 그 결과 백 시트면의 플랫성이 향상될 수 있기 때문에 바람직하다. 한편, MFR을 지나치게 작게 하면, 라미네이트 온도역에 있어서의 유동성이 저하됨으로써 태양 전지 소자(셀)나 배선 등의 단차에의 퍼짐성이 악화될 우려가 있고, MFR을 지나치게 크게 하면, 라미네이트 온도역에 있어서의 유동성이 지나치게 향상되어, 태양 전지 모듈의 단면(端面)으로부터 봉지재가 흘러 나와버리는 등의 문제도 발생할 우려가 있다. 이들로부터, 본 발명에 있어서는, 백 시트측의 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에 함유되는 올레핀계 중합체(X)의 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 0.5g/10min 이상 5g/10min 미만이고, 올레핀계 중합체(Y)의 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상 100g/10min 이하인 것이 바람직하며, 올레핀계 중합체(X)의 MFR이 0.8g/10min 이상 4g/10min 미만이고, 올레핀계 중합체(Y)의 MFR이 5g/10min 이상 50g/10min 이하인 것이 보다 바람직하며, 올레핀계 중합체(X)의 MFR이 1g/10min 이상 3g/10min 미만이고, 올레핀계 중합체(Y)의 MFR이 5g/10min 이상 30g/10min 이하인 것이 더 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 백 시트측에 이용하는 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에 함유되는 올레핀계 중합체(X) 및 올레핀계 중합체(Y)의 종류는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 각각 1종만을 이용해도 좋고, 각각 2종 이상을 이용해도 좋다.
또한, 백 시트측에 이용하는 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에 함유되는 올레핀계 중합체(X)와 올레핀계 중합체(Y)의 혼합 질량비가 95∼55/5∼45인 것이 바람직하다. 여기서, 해당 혼합 질량비의 범위이면, 라미네이트 후에 얻어지는 태양 전지 모듈의 볼록 외관과 플랫성을 밸런스 좋게 달성할 수 있기 때문에 바람직하다. 이들로부터, 올레핀계 중합체(X)와 올레핀계 중합체(Y)의 혼합 질량비는 90∼60/10∼40인 것이 보다 바람직하고, 85∼65/15∼35인 것이 더 바람직하다.
백 시트측에 이용하는 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에는, 후술하는 다른 수지를 함유하고 있어도 좋지만, 올레핀계 중합체(X) 및 올레핀계 중합체(Y)의 합계가 수지 조성물 중 50질량% 이상을 차지하는 것이 바람직하고, 70질량% 이상을 차지하는 것이 보다 바람직하며, 90질량% 이상을 차지하는 것이 더 바람직하다. 상한에 대해서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 100질량% 이하인 것이 바람직하다.
한편, 상기 올레핀계 중합체(X)와 올레핀계 중합체(Y)를, 후술하는 적층 구성의 봉지재를 구성하는 수지 조성물에 함유시키는 경우, 혼합 질량비가 상기의 범위 내이면, 올레핀계 중합체(X)와 올레핀계 중합체(Y)가 동일 층 내에 함유되어 있을 필요는 없지만, 바람직하게는 동일 층 내에 양 중합체가 함유되어 있다. 또한, 적층 구성의 봉지재의 각 층을 구성하는 수지 조성물에 양 중합체가 함유되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 백 시트측 이외의 봉지재는, 상기 조건(P)을 만족해도 만족하지 않아도 되고, 그의 용융 유량(MFR)은 특별히 제한되는 것은 아니다. 여기서, 백 시트측 이외의 봉지재란, 프론트 시트측이나 쿠션층 등에 이용하는 봉지재이다. 일반적으로는, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 0.5∼100g/10min 정도, 바람직하게는 2∼50g/10min, 보다 바람직하게는 3∼30g/10min 인 것이 이용된다.
여기서, MFR은 시트를 성형할 때의 성형 가공성이나 태양 전지 소자(셀)를 봉지할 때의 밀착성, 퍼짐 상태 등을 고려하여 선택하면 된다. 예컨대, 시트를 캘린더 성형하는 경우에는, 시트를 성형 롤로부터 박리할 때의 취급성으로 인해 MFR은, 비교적 낮은 편, 구체적으로는 0.5∼5g/10min 정도가 바람직하고, 또한 T 다이를 이용하여 압출 성형하는 경우에는, 압출 부하를 저감시켜 압출량을 증대시키는 관점에서 MFR은, 바람직하게는 2∼50g/10min, 보다 바람직하게는 3∼30g/10min이다. 나아가, 태양 전지 소자(셀)를 봉지할 때의 밀착성이나 퍼짐 용이성의 관점에서는, MFR은, 바람직하게는 2∼50g/10min, 보다 바람직하게는 3∼30g/10min이다.
본 발명에 이용하는 봉지재(B)는 단층 또는 적층 구성이지만, 봉지재에 요구되는 특성을 밸런스 좋게 달성시키기 위해서, 적층 구성인 것이 바람직하다. 여기서, 봉지재에 일반적으로 요구되는 특성으로서는, 태양 전지 소자를 보호하기 위한 유연성이나 내충격성, 태양 전지 모듈이 발열되었을 때의 내열성, 태양 전지 소자에 태양광이 효율적으로 도달하기 위한 투명성(전광선 투과율 등), 각종 피착체(유리나 백 시트 등)에의 접착성, 내구성, 치수 안정성, 난연성, 수증기 배리어성, 경제성 등을 들 수 있다. 그 중에서도 유연성과 내열성 및 투명성의 밸런스와 경제성이 중요시된다.
(올레핀계 중합체의 결정 융해 피크 온도)
여기서, 봉지재의 유연성을 중시하면 주성분으로 하는 올레핀계 중합체의 결정 융해 피크 온도(Tm)는 100℃ 미만인 것이 바람직하지만, 결정 융해 피크 온도를 발현하지 않는, 즉 비결정성의 중합체도 적용 가능하다(이하, 비결정성의 중합체를 포함하여, 결정 융해 피크 온도가 100℃ 미만인 올레핀계 중합체라고 부른다). 원료 펠렛의 블로킹 등을 고려하면, 해당 결정 융해 피크 온도가 30∼95℃인 것이 바람직하고, 45∼80℃인 것이 보다 바람직하며, 60∼80℃인 것이 더 바람직하다.
또한, 봉지재의 내열성을 중시하면, 결정 융해 피크 온도(Tm)가 100℃ 미만인 올레핀계 중합체에 결정 융해 피크 온도(Tm)가 100℃ 이상인 올레핀계 중합체를 혼합하여 이용하는 것이 바람직하다. 혼합하는 올레핀계 중합체의 결정 융해 피크 온도(Tm)의 상한값은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 태양 전지 소자(셀)의 열 열화나 태양 전지 모듈 제작 시의 라미네이트 설정 온도를 고려하면 150℃ 정도이다. 본 발명에 있어서는, 태양 전지 모듈을 제작할 때의 라미네이트 설정 온도를 저온화할 수 있어, 태양 전지 소자(셀)를 열 열화시키기 어렵기 때문에 130℃ 이하인 것이 바람직하고, 125℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
여기서, 해당 결정 융해 피크 온도의 참고값으로서는, 범용의 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE)가 130∼145℃ 정도, 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)나 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이 100∼125℃ 정도, 범용의 호모폴리프로필렌 수지가 165℃ 정도, 범용의 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체가 130∼150℃ 정도이다. 상기의 결정 융해 피크 온도는 시차 주사 열량계를 이용해, JIS K7121에 준하여 가열 속도 10℃/분으로 측정할 수 있다.
본 발명에 이용하는 봉지재(B)는, 전술한 바와 같이 결정 융해 피크 온도가 100℃ 미만인 올레핀계 중합체와 결정 융해 피크 온도가 100℃ 이상인 올레핀계 중합체를 함유하는 수지 조성물로 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 백 시트측의 봉지재로서, 상기 조건(P)을 만족시키는 것을 이용하는 경우, 상기 조건(P)을 만족시키고, 또한 결정 융해 피크 온도가 100℃ 미만인 올레핀계 중합체와 결정 융해 피크 온도가 100℃ 이상인 올레핀계 중합체를 함유시키는 것이 바람직하다.
여기서, 수지 조성물 중에 있어서의 양 올레핀계 중합체의 함유량은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 얻어지는 봉지재의 유연성, 내열성, 투명성 등을 고려하면, 양 올레핀계 중합체의 혼합(함유) 질량비(결정 융해 피크 온도가 100℃ 미만인 올레핀계 중합체/결정 융해 피크 온도가 100℃ 이상인 올레핀계 중합체)는, 바람직하게는 99∼50/1∼50, 보다 바람직하게는 98∼60/2∼40, 보다 바람직하게는 97∼70/3∼30, 더 바람직하게는 97∼80/3∼20, 보다 더 바람직하게는 97∼90/3∼10이다. 단, 양 올레핀계 중합체의 합계를 100질량부로 한다. 여기서, 혼합(함유) 질량비가 해당 범위 내이면, 유연성, 내열성, 투명성 등의 밸런스가 우수한 봉지재가 쉽게 얻어지기 때문에 바람직하다.
여기서, 본 발명에 이용하는 봉지재(B)에 혼합하는 결정 융해 피크 온도가 100℃ 이상인 올레핀계 중합체는, 원하는 특성을 고려하여 적절히 선택하면 되지만, 본 발명에 있어서는, 내열성, 유연성 및 저온 특성 등의 밸런스가 우수하기 때문에 에틸렌-α-올레핀 블록 공중합체를 가장 적합하게 이용할 수 있다.
<에틸렌-α-올레핀 블록 공중합체>
여기서, 에틸렌-α-올레핀 블록 공중합체의 블록 구조는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 유연성, 내열성, 투명성 등의 밸런스화의 관점에서, 코모노머 함유율, 결정성, 밀도, 결정 융해 피크 온도(Tm), 또는 유리 전이 온도(Tg)가 상이한 2개 이상의 세그먼트 또는 블록을 함유하는 멀티 블록 구조인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 완전 대칭 블록, 비대칭 블록, 테이퍼드(tapered) 블록 구조(블록 구조의 비율이 주쇄 내에서 점증되는 구조) 등을 들 수 있다. 해당 멀티 블록 구조를 갖는 공중합체의 구조나 제조 방법에 대해서는, 국제 공개 제2005/090425호 팜플렛(WO 2005-090425), 국제 공개 제2005/090426호 팜플렛(WO 2005/090426), 및 국제 공개 제2005/090427호 팜플렛(WO 2005/090427) 등에서 상세히 개시되어 있는 것을 채용할 수 있다.
다음으로, 상기 멀티 블록 구조를 갖는 에틸렌-α-올레핀 블록 공중합체에 대하여, 이하 상세히 설명한다.
해당 멀티 블록 구조를 갖는 에틸렌-α-올레핀 블록 공중합체는, 본 발명에 있어서 적합하게 사용할 수 있고, α-올레핀으로서 1-옥텐을 공중합 성분으로 하는 에틸렌-옥텐 멀티 블록 공중합체가 바람직하다. 해당 블록 공중합체로서는, 에틸렌에 대하여 옥텐 성분이 많게(약 15∼20몰%) 공중합된 거의 비결정성의 소프트 세그먼트와, 에틸렌에 대하여 옥텐 성분이 적게(약 2몰% 미만) 공중합된 결정 융해 피크 온도가 110∼145℃인 고결정성의 하드 세그먼트가 각각 2개 이상 존재하는 멀티 블록 공중합체가 바람직하다. 이들 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트의 연쇄 길이나 비율을 제어하는 것에 의해, 유연성과 내열성의 양립을 달성할 수 있다.
해당 멀티 블록 구조를 갖는 공중합체의 구체예로서는, 다우 케미칼(주)제의 상품명 「인퓨즈(Infuse)」를 들 수 있다.
본 발명에 이용하는 봉지재(B)의 표면에는, 취급성이나 공기 빼기의 용이함과 함께 각종 피착체(유리나 백 시트 등)에의 접착성이 중요한 기능으로서 요구된다. 이 때문에, 본 발명에 있어서는, 후술하는 실레인 커플링제의 첨가나 실레인 변성 에틸렌계 수지를 혼합한 수지 조성물이 적합하게 이용된다.
(실레인 변성 에틸렌계 수지)
여기서, 실레인 변성 에틸렌계 수지에 대하여 설명한다.
본 발명에 이용되는 실레인 변성 에틸렌계 수지는, 통상 폴리에틸렌계 수지와 바이닐실레인 화합물 및 라디칼 발생제를 고온(160℃∼220℃ 정도)에서 용융 혼합하여, 그래프트 중합시키는 것에 의해 얻을 수 있다.
<폴리에틸렌계 수지>
상기 폴리에틸렌계 수지로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구체적으로는 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌 또는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌을 들 수 있다. 이들은 1종만을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있고, 특히 상기 (B-1)에서 예로 든 폴리에틸렌을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 투명성이나 유연성이 양호해진다는 이유 때문에 밀도가 낮은 폴리에틸렌계 수지가 적합하게 이용된다. 구체적으로는, 밀도가 0.850∼0.920g/cm3인 폴리에틸렌계 수지가 바람직하고, 특히 밀도가 0.860∼0.880g/cm3인 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌이 바람직하다. 또한, 밀도가 낮은 폴리에틸렌계 수지와 밀도가 높은 폴리에틸렌계 수지를 조합하여 이용해도 좋다. 조합하여 이용함으로써, 투명성이나 유연성과 내열성의 밸런스를 비교적 용이하게 조정할 수 있기 때문에 바람직하다.
<바이닐실레인 화합물>
바이닐실레인 화합물로서는, 상기 폴리에틸렌계 수지와 그래프트 중합되는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 바이닐트라이메톡시실레인, 바이닐트라이에톡시실레인, 바이닐트라이프로폭시실레인, 바이닐트라이아이소프로폭시실레인, 바이닐트라이뷰톡시실레인, 바이닐트라이펜틸옥시실레인, 바이닐트라이페녹시실레인, 바이닐트라이벤질옥시실레인, 바이닐트라이메틸렌다이옥시실레인, 바이닐트라이에틸렌다이옥시실레인, 바이닐프로피온일옥시실레인, 바이닐트라이아세톡시실레인, 및 바이닐트라이카복시실레인을 들 수 있다. 이들 바이닐실레인 화합물은 1종만을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 반응성, 접착성이나 색조 등의 관점에서 바이닐트라이메톡시실레인이 적합하게 이용된다.
또한, 해당 바이닐실레인 화합물의 첨가량은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 이용하는 폴리에틸렌계 수지 100질량부에 대하여, 통상 0.01∼10.0질량부 정도이고, 바람직하게는 0.3∼8.0질량부이며, 보다 바람직하게는 1.0∼5.0질량부이다.
<라디칼 발생제>
라디칼 발생제로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 다이아이소프로필벤젠 하이드로퍼옥사이드, 2,5-다이메틸-2,5-다이(하이드로퍼옥시)헥세인 등의 하이드로퍼옥사이드류; 다이-t-뷰틸 퍼옥사이드, t-뷰틸큐밀 퍼옥사이드, 다이큐밀 퍼옥사이드, 2,5-다이메틸-2,5-다이(t-뷰틸퍼옥시)헥세인, 2,5-다이메틸-2,5-다이(t-퍼옥시)헥사인-3 등의 다이알킬 퍼옥사이드류; 비스-3,5,5-트라이메틸헥사노일 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, o-메틸벤조일 퍼옥사이드, 2,4-다이클로로벤조일 퍼옥사이드 등의 다이아실 퍼옥사이드류; t-뷰틸퍼옥시 아세테이트, t-뷰틸퍼옥시-2-에틸 헥사노에이트, t-뷰틸퍼옥시 피발레이트, t-뷰틸퍼옥시 옥토에이트, t-뷰틸퍼옥시아이소프로필 카보네이트, t-뷰틸퍼옥시 벤조에이트, 다이-t-뷰틸퍼옥시 프탈레이트, 2,5-다이메틸-2,5-다이(벤조일퍼옥시)헥세인, 2,5-다이메틸-2,5-다이(벤조일퍼옥시)헥사인-3 등의 퍼옥시에스터류; 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 사이클로헥산온 퍼옥사이드 등의 케톤 퍼옥사이드류 등의 유기 과산화물, 또는 아조비스아이소뷰티로나이트릴, 아조비스(2,4-다이메틸발레로나이트릴) 등의 아조 화합물 등을 들 수 있다. 이들 라디칼 발생제는 1종만을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
해당 라디칼 발생제의 첨가량은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 이용하는 폴리에틸렌계 수지 100질량부에 대하여, 통상 0.01∼5.0질량부 정도이고, 바람직하게는 0.02∼1.0질량부이며, 보다 바람직하게는 0.03∼0.5질량부이다. 또한, 해당 라디칼 발생제의 잔존량은, 본 발명에 이용하는 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물 중에서 0.001질량% 이하인 것이 바람직하다. 나아가서는, 본 발명에 이용하는 봉지재(B)의 겔 분율은 30% 이하인 것이 바람직하고, 10% 이하인 것이 보다 바람직하며, 5% 이하인 것이 더 바람직하고, 0%인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 실레인 변성 에틸렌계 수지나 수지 조성물 중에는, 실란올 간의 축합 반응을 촉진하는 실란올 축합 촉매를 실질적으로 함유하지 않고 있는 것이 바람직하다. 해당 실란올 축합 촉매의 구체예로서는, 예컨대 다이뷰틸주석 다이아세테이트, 다이뷰틸주석 다이라우레이트, 다이뷰틸주석 다이옥토에이트, 다이옥틸주석 다이라우레이트 등을 들 수 있다.
여기서, 실질적으로 함유하지 않고 있다는 것은, 수지 조성물 100질량부에 대하여 0.05질량부 이하, 바람직하게는 0.03질량부 이하, 특히 바람직하게는 0.00질량부이다.
여기서, 실란올 축합 촉매를 실질적으로 함유하지 않고 있는 것이 바람직한 이유는, 본 발명에 있어서는, 실란올 가교 반응을 적극적으로 진행시키지 않고, 이용하는 폴리에틸렌계 수지에 그래프트된 실란올기 등의 극성기와 피착체(유리, 각종 플라스틱 시트(코로나 처리 등의 표면 처리를 적절히 실시하여, 젖음 지수가 50mN/m 이상인 것이 적합하게 이용된다), 금속 등)의 수소 결합이나 공유 결합 등의 상호 작용에 의해 접착성을 발현시키는 것을 목적으로 하고 있기 때문이다.
본 발명에 이용되는 실레인 변성 에틸렌계 수지는, 전술한 바와 같이, 통상은 상기 폴리에틸렌계 수지와 바이닐실레인 화합물 및 라디칼 발생제를 고온(160℃∼220℃ 정도)에서 용융 혼합하여, 그래프트 중합시켜 얻어지는 것이다. 따라서, 본 발명에 이용되는 실레인 변성 에틸렌계 수지의 밀도 및 MFR의 바람직한 범위에 대해서는, 상기 폴리에틸렌계 수지의 밀도 및 MFR의 바람직한 범위와 마찬가지가 된다.
본 발명에 이용되는 실레인 변성 에틸렌계 수지의 구체예로서는, 미쓰비시화학(주)제의 상품명 「린클론(LINKLON)」을 예시할 수 있다.
(첨가제)
본 발명에 이용하는 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에는, 필요에 따라, 여러 가지 첨가제를 첨가할 수 있다. 해당 첨가제로서는, 예컨대 실레인 커플링제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 내후 안정제, 광확산제, 방열제, 조핵제, 안료(예컨대 산화타이타늄, 카본 블랙 등), 난연제, 변색 방지제 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 봉지재(B)가, 실레인 커플링제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 내후 안정제로부터 선택되는 적어도 1종의 첨가제가 첨가되어 있는 것이 후술하는 이유 등으로부터 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서는, 봉지재를 구성하는 수지 조성물에 가교제나 가교 조제를 첨가할 필요는 없지만, 첨가하는 것을 배제하는 것은 아니며, 예컨대 고도의 내열성이 요구되는 경우는 가교제 및/또는 가교 조제를 배합해도 좋다. 본 발명에 있어서는, 이용하는 봉지재(B)가 실질적으로 가교되지않는 봉지재인 것이 바람직하다. 여기서, 실질적으로 가교되지 않는다는 것은, ASTM 2765-95로 측정하여 자일렌 가용물이 적어도 70% 이상, 바람직하게는 85% 이상, 더 바람직하게는 95% 이상인 것으로 한다.
<실레인 커플링제>
실레인 커플링제는 봉지재의 보호재(유리, 수지제 프론트 시트, 백 시트 등)나 태양 전지 소자 등에 대한 접착성을 향상시키는 데 유용하고, 그 예로서는 바이닐기, 아크릴옥시기, 메타크릴옥시기와 같은 불포화기, 아미노기, 에폭시기 등과 함께, 알콕시기와 같은 가수분해 가능한 기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 실레인 커플링제의 구체예로서는, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, γ-아미노프로필트라이에톡시실레인, γ-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, γ-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인 등을 예시할 수 있다. 이들 실레인 커플링제는 1종만을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 접착성이 양호하고, 황변 등의 변색이 적은 것 등으로 인해 γ-글리시독시프로필트라이메톡시실레인이나 γ-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인이 바람직하게 이용된다.
해당 실레인 커플링제의 첨가량은 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물 100질량부에 대하여, 통상 0.1∼5질량부 정도이고, 바람직하게는 0.2∼3질량부이다. 또한, 실레인 커플링제와 마찬가지로 유기 타이타네이트 화합물 등의 커플링제도 유효하게 활용할 수 있다.
<산화 방지제>
산화 방지제로서는, 여러 가지 시판품을 적용할 수 있고, 모노페놀계, 비스페놀계, 고분자형 페놀계, 황계, 포스파이트계 등 각종 타입의 것을 들 수 있다. 모노페놀계로서는, 예컨대 2,6-다이-tert-뷰틸-p-크레졸, 뷰틸화 하이드록시아니솔, 2,6-다이-tert-뷰틸-4-에틸페놀 등을 들 수 있다. 비스페놀계로서는, 2,2'-메틸렌-비스-(4-메틸-6-tert-뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌-비스-(4-에틸-6-tert-뷰틸페놀), 4,4'-싸이오비스-(3-메틸-6-tert-뷰틸페놀), 4,4'-뷰틸리덴-비스-(3-메틸-6-tert-뷰틸페놀), 3,9-비스〔{1,1-다이메틸-2-{β-(3-tert-뷰틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피온일옥시}에틸}2,4,9,10-테트라옥사스파이로〕5,5-운데케인 등을 들 수 있다.
고분자형 페놀계로서는, 1,1,3-트리스-(2-메틸-4-하이드록시-5-tert-뷰틸페닐)뷰테인, 1,3,5-트라이메틸-2,4,6-트리스(3,5-다이-tert-뷰틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 테트라키스-{메틸렌-3-(3',5'-다이-tert-뷰틸-4'-하이드록시페닐)프로피오네이트}메테인, 비스{(3,3'-비스-4'-하이드록시-3'-tert-뷰틸페닐)뷰티르산}글루코스 에스터, 1,3,5-트리스(3',5'-다이-tert-뷰틸-4'-하이드록시벤질)-s-트라이아진-2,4,6-(1H,3H,5H)트라이온, 토코페롤(바이타민 E) 등을 들 수 있다.
황계로서는, 다이라우릴 싸이오다이프로피오네이트, 다이미리스틸 싸이오다이프로피오네이트, 다이스테아릴 싸이오프로피오네이트 등을 들 수 있다.
포스파이트계로서는, 트라이페닐 포스파이트, 다이페닐아이소데실 포스파이트, 페닐다이아이소데실 포스파이트, 4,4'-뷰틸리덴-비스(3-메틸-6-tert-뷰틸페닐-다이-트라이데실)포스파이트, 사이클릭 네오펜테인테트라일 비스(옥타데실 포스파이트), 트리스(모노 및/또는 다이)페닐 포스파이트, 다이아이소데실 펜타에리트리톨 다이포스파이트, 9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 10-(3,5-다이-tert-뷰틸-4-하이드록시벤질)-9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 10-데실옥시-9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌, 사이클릭 네오펜테인테트라일 비스(2,4-다이-tert-뷰틸페닐)포스파이트, 사이클릭 네오펜테인테트라일 비스(2,6-다이-tert-메틸페닐)포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-tert-뷰틸페닐)옥틸 포스파이트 등을 들 수 있다.
상기 산화 방지제는 1종만을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 산화 방지제의 효과, 열안정성, 경제성 등으로부터 모노페놀계, 비스페놀계, 고분자형 페놀계 등의 페놀계 및 포스파이트계의 산화 방지제가 바람직하게 이용되고, 양자를 조합하여 이용하는 것이 더 바람직하다. 해당 산화 방지제의 첨가량은 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물 100질량부에 대하여, 통상 0.1∼1질량부 정도이고, 바람직하게는 0.2∼0.5질량부이다.
<자외선 흡수제>
자외선 흡수제로서는, 여러 가지 시판품을 적용할 수 있고, 벤조페논계, 벤조트라이아졸계, 트라이아진계, 살리실산 에스터계 등 각종 타입의 것을 들 수 있다. 벤조페논계 자외선 흡수제로서는, 예컨대 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-2'-카복시벤조페논, 2-하이드록시-4-옥시벤조페논, 2-하이드록시-4-n-도데실옥시벤조페논, 2-하이드록시-4-n-옥타데실옥시벤조페논, 2-하이드록시-4-벤질옥시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5-설포벤조페논, 2-하이드록시-5-클로로벤조페논, 2,4-다이하이드록시벤조페논, 2,2'-다이하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논 등을 들 수 있다.
벤조트라이아졸계 자외선 흡수제로서는, 하이드록시페닐 치환 벤조트라이아졸 화합물로서, 예컨대 2-(2-하이드록시-5-메틸페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-5-t-뷰틸페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-메틸-4-하이드록시페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3-메틸-5-t-뷰틸페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-다이-t-아밀페닐)벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-다이-t-뷰틸페닐)벤조트라이아졸 등을 들 수 있다. 또한 트라이아진계 자외선 흡수제로서는, 2-[4,6-비스(2,4-다이메틸페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일]-5-(옥틸옥시)페놀, 2-(4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진-2-일)-5-(헥실옥시)페놀 등을 들 수 있다.
살리실산 에스터계로서는, 페닐 살리실레이트, p-옥틸페닐 살리실레이트 등을 들 수 있다.
해당 자외선 흡수제의 첨가량은 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물 100질량부에 대하여, 통상 0.01∼2.0질량부 정도이고, 바람직하게는 0.05∼0.5질량부이다.
<내후 안정제>
상기의 자외선 흡수제 이외에 내후성을 부여하는 내후 안정제로서는, 힌더드 아민계 광안정화제가 적합하게 이용된다. 힌더드 아민계 광안정화제는, 자외선 흡수제처럼은 자외선을 흡수하지 않지만, 자외선 흡수제와 병용하는 것에 의해 현저한 상승 효과를 나타낸다. 힌더드 아민계 이외에도 광안정화제로서 기능하는 것은 있지만, 착색되어 있는 경우가 많아 본 발명에 이용할 봉지재(B)로는 바람직하지 않다.
힌더드 아민계 광안정화제로서는, 석신산 다이메틸-1-(2-하이드록시에틸)-4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 중축합물, 폴리[{6-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)아미노-1,3,5-트라이아진-2,4-다이일}{(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}헥사메틸렌{{2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜}이미노}], N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌다이아민-2,4-비스[N-뷰틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노]-6-클로로-1,3,5-트라이아진 축합물, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 2-(3,5-다이-tert-4-하이드록시벤질)-2-n-뷰틸말론산 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 등을 들 수 있다.
해당 힌더드 아민계 광안정화제의 첨가량은 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물 100질량부에 대하여, 통상 0.01∼0.5질량부 정도이고, 바람직하게는 0.05∼0.3질량부이다.
본 발명에 이용하는 봉지재(B)의 유연성은 후술하는 볼록 지수를 만족시키면 특별히 제한되는 것은 아니다. 적용되는 태양 전지의 형상이나 두께, 설치 장소 등을 고려하여 적절히 조정할 수 있다.
예컨대, 봉지재(B)의 동적 점탄성 측정에 있어서의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃의 저장 탄성률(E')이 1∼2000MPa인 것이 바람직하다. 태양 전지 소자의 보호나 유연성을 고려하면, 1∼100MPa인 것이 바람직하고, 5∼50MPa인 것이 보다 바람직하며, 5∼30MPa인 것이 더 바람직하다. 한편, 봉지재(B)가 적층 구성인 경우는, 상기 저장 탄성률(E')은 적층 구성 전체의 봉지재의 저장 탄성률을 말한다. 또한, 시트 형상 등으로 봉지재를 채취한 경우의 취급성이나 시트 표면끼리의 블로킹 방지, 또는 태양 전지 모듈에 있어서의 경량화(통상 3mm 정도에 대하여, 박막 유리(1.1mm 정도)가 적용 가능하거나, 또는 글래스리스(glassless)의 구성이 적용 가능) 등을 고려하면, 100∼800MPa인 것이 바람직하고, 200∼600MPa인 것이 보다 바람직하다. 해당 저장 탄성률(E')은 점탄성 측정 장치를 이용하여, 진동 주파수 10Hz에서 소정 온도 범위를 측정하고, 온도 20℃에 있어서의 값을 구함으로써 얻어진다.
본 발명에 이용하는 봉지재(B)의 내열성은, 이용하는 올레핀계 중합체의 여러 특성(결정 융해 피크 온도, 결정 융해 열량, MFR, 분자량 등)에 의해 영향을 받고, 이들을 적절히 선택함으로써 조정할 수 있지만, 특히 올레핀계 중합체의 결정 융해 피크 온도와 분자량이 강하게 영향을 준다. 일반적으로, 태양 전지 모듈은 발전 시의 발열이나 태양광의 복사열 등으로 85℃ 정도까지 승온되는데, 해당 결정 융해 피크 온도가 100℃ 이상이면, 본 발명에 이용하는 봉지재(B)의 내열성을 확보할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명에 이용하는 봉지재(B)의 전광선 투과율(JIS K7105)은, 적용하는 태양 전지의 종류, 예컨대 비정질의 박막계 실리콘형 등이나 태양 전자 소자에 도달하는 태양광을 가로막지 않는 부위에 적용하는 경우에는 그다지 중시되지 않는 경우도 있지만, 태양 전지의 광전 변환 효율이나 각종 부재를 중첩시킬 때의 취급성 등을 고려하여, 85% 이상인 것이 바람직하고, 88% 이상인 것이 보다 바람직하며, 90% 이상인 것이 더 바람직하다.
본 발명에 이용하는 봉지재(B)의 유연성, 내열성 및 투명성에 대해서는 배반(背反) 특성이 되기 쉽다. 구체적으로는, 유연성을 향상시키기 위해서 이용하는 수지 조성물의 결정성을 지나치게 저하시키면, 내열성이 저하되어 불충분해진다. 한편, 내열성을 향상시키기 위해서 이용하는 수지 조성물의 결정성을 지나치게 향상시키면, 투명성이 저하되어 불충분해진다. 이들의 밸런스를 고려하면, 유연성의 지표로서 동적 점탄성 측정에 있어서의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃의 저장 탄성률(E'), 내열성의 지표로서 올레핀계 중합체에 대하여 시차 주사 열량 측정에 있어서의 가열 속도 10℃/분으로 측정되는 결정 융해 피크 온도, 및 투명성의 지표로서 전광선 투과율을 이용한 경우, 유연성, 내열성 및 투명성 모두를 만족시키기 위해서는, 상기 3개의 지표가, 저장 탄성률(E')이 1∼2000MPa, 결정 융해 피크 온도가 100℃ 이상, 전광선 투과율 85% 이상인 것이 바람직하고, 저장 탄성률(E')이 5∼800MPa, 결정 융해 피크 온도가 102∼150℃, 전광선 투과율 85% 이상인 것이 더 바람직하며, 저장 탄성률(E')이 10∼600MPa, 결정 융해 피크 온도가 105∼130℃, 전광선 투과율 88% 이상인 것이 보다 더 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 이용하는 봉지재(B)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
봉지재의 형상은 한정되는 것은 아니고, 액상이어도, 시트 형상이어도 좋지만, 취급성의 관점에서 시트 형상인 것이 바람직하다.
시트 형상인 봉지재의 제막 방법으로서는, 공지된 방법, 예컨대 단축 압출기, 다축 압출기, 밴버리 믹서, 니더 등의 용융 혼합 설비를 갖고, T 다이를 이용하는 압출 캐스팅법, 캘린더법이나 인플레이션법 등을 채용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 발명에 있어서는, 취급성이나 생산성 등의 면에서 T 다이를 이용하는 압출 캐스팅법이 적합하게 이용된다. T 다이를 이용하는 압출 캐스팅법에서의 성형 온도는, 이용하는 수지 조성물의 유동 특성이나 제막성 등에 따라 적절히 조정되지만, 대략 130∼300℃, 바람직하게는 150∼250℃이다.
봉지재의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 0.03mm 이상, 바람직하게는 0.05mm 이상, 보다 바람직하게는 0.1mm 이상이며, 또한 통상 1mm 이하, 바람직하게는 0.7mm 이하, 보다 바람직하게는 0.5mm 이하이다.
실레인 커플링제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 내후 안정제 등의 각종 첨가제는, 미리 수지와 함께 드라이 블렌딩하고 나서 호퍼에 공급해도 좋고, 미리 모든 재료를 용융 혼합하여 펠렛을 제작하고 나서 공급해도 좋으며, 첨가제만을 미리 수지에 농축시킨 마스터 배치(master batch)를 제작하여 공급해도 좋다. 또한, 시트 형상으로 얻어진 봉지재의 표면 및/또는 이면에는, 필요에 따라, 시트를 두루마리로 한 경우의 시트끼리의 블로킹 방지나 태양 전지 소자의 라미네이트 공정에서의 취급성이나 공기 빼기의 용이성 향상 등의 목적을 위해 엠보싱 가공이나 여러 가지의 요철(원추나 각추 형상이나 반구 형상 등) 가공을 행해도 좋다.
또한, 각종 피착체에의 접착성을 향상시킬 목적으로 표면에 코로나 처리나 플라즈마 처리 및 프라이머 처리 등의 각종 표면 처리를 행할 수 있다. 여기서, 표면 처리량의 기준으로서는, 젖음 지수로 50mN/m 이상인 것이 바람직하고, 52mN/m 이상인 것이 보다 바람직하다. 젖음 지수의 상한값은 일반적으로 70mN/m 정도이다.
또한, 본 발명에 이용하는 봉지재(B)는 단층 또는 적층 구성이지만, 전술한 바와 같이, 봉지재에 요구되는 특성을 밸런스 좋게 달성시키기 위해서, 조성 내용이나 조성비가 상이한 복수의 층으로 이루어지는 적층 구성이 바람직하고, 나아가서는 그 때에 압출기를 이용하여 다층 다이에 의해 공압출되는 적층 구성인 것이 바람직하다.
상기 복수의 층으로 이루어지는 적층 구성으로서는, 적어도 후술하는 연질층 및 경질층을 갖는 적층 구성을 들 수 있고, 예컨대 하기와 같은 적층 구성이 적합하게 이용된다.
(1) 2종 3층 구성; 구체적으로는 연질층/경질층/연질층, 경질층/연질층/경질층, 접착층/중간층/접착층, 연질층/재생 첨가층/연질층 등,
(2) 2종 2층 구성; 구체적으로는 연질층/경질층, 연질층(I)/연질층(II), 접착층/연질층, 접착층/경질층, 연질층(첨가제 포함함)/연질층(첨가제 포함하지 않음), 연질층(첨가제 A를 포함함)/연질층(첨가제 B를 포함함)(첨가제 처방이 상이함) 등,
(3) 3종 3층 구성; 구체적으로는 연질층/접착층/경질층, 연질층(I)/중간층/연질층(II), 접착층(I)/중간층/접착층(II) 등,
(4) 3종 5층 구성; 구체적으로는 연질층/접착층/경질층/접착층/연질층, 경질층/접착층/연질층/접착층/경질층, 연질층/재생 첨가층/경질층/재생 첨가층/연질층 및 연질층/재생 첨가층/경질층/재생 첨가층/경질층 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 유연성과 내열성 및 투명성의 밸런스와 경제성의 관점에서, 연질층/경질층/연질층, 경질층/연질층/경질층, 접착층/중간층/접착층, 연질층/재생 첨가층/연질층 등으로 대표되는 (1) 2종 3층 구성이 적합하게 이용된다. 상기 (1)의 2종 3층 구성 중에서도, 특히 연질층/경질층/연질층이 바람직하다.
한편, 중간층이란, 봉지재(B)의 두께를 늘리기 위해서나 원하는 성능을 향상시키는 등의 관점에서 설치되고, 예컨대 올레핀계 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물로 형성되는 층이다. 재생 첨가층이란, 경제 합리성이나 자원의 유효 활용 등의 관점에서 설치되고, 예컨대 봉지재(B)의 제막이나 슬릿 가공 등을 할 때에 생기는 트리밍(에지)을 재생 첨가한 수지 조성물로 형성되는 층이다.
접착층이란, 인접하는 층끼리나 피착체 등에의 접착성을 향상시키는 관점에서 설치되고, 예컨대 카복실기, 아미노기, 이미드기, 하이드록실기, 에폭시기, 옥사졸린기, 싸이올기 및 실란올기 등의 극성기로 변성된 수지나 점착 부여 수지 등을 함유하는 수지 조성물로 형성되는 층이다.
또한, 상기 첨가제로서는, 실레인 커플링제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 내후 안정제, 광확산제, 방열제, 조핵제, 안료, 난연제, 변색 방지제, 가교제 및 가교 조제 등을 들 수 있다.
여기서, 연질층이란, 동적 점탄성 측정에 있어서의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃의 저장 탄성률(E')이 100MPa 미만, 바람직하게는 5∼50MPa인 층이고, 경질층이란, 저장 탄성률(E')이 100MPa 이상, 바람직하게는 200∼800MPa인 층이다. 이와 같은 적층 구성을 채용하는 것에 의해, 태양 전지 소자의 보호성과 봉지재 전체로서의 취급성(상온에서의 탄성률 등)의 양립을 비교적 용이하게 실현할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 상온에서의 강성과 유연성을 양립하는 것에 의해, 박육 유리(예컨대 1.1mm 등), 또는 글래스리스 등의 구성을 적용할 수 있게 되어 경량화등도 기대할 수 있다.
여기서, 태양 전지 소자에 밀착되는 연질층의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 태양 전지 소자의 보호성이나 수지의 퍼짐성 등을 고려하면, 0.005mm 이상인 것이 바람직하고, 0.02∼0.2mm인 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 연질층 각각의 두께는 동일해도 상이해도 좋다. 또한, 경질층의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 봉지재 전체로서의 취급성의 점에서, 0.025mm 이상인 것이 바람직하고, 0.05∼0.8mm인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 이용되는 봉지재를 시트 형상으로 제작하는 경우, 추가로 다른 기재 필름(예컨대 연신 폴리에스터 필름(OPET), 연신 폴리프로필렌 필름(OPP)이나 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리불화바이닐리덴(PVDF) 및 폴리불화바이닐(PVF) 및 아크릴계 등의 각종 내후성 필름 등)과 압출 라미네이션, 공압출이나 샌드 라미네이션 등의 방법으로 적층해도 좋다. 본 발명에 이용하는 봉지재(B)와 각종 기재층을 적층하는 것에 의해, 취급성의 향상이나 적층비에 따라 필요한 특성이나 경제성 등을 비교적 용이하게 조정할 수 있다.
본 발명의 태양 전지용 모듈은 상기 백 시트(A)와 봉지재(B)가 일체화되어 있는 부재인 것이 바람직하다.
[백 시트-봉지재 일체형 시트]
본 발명에 이용하는 백 시트(A)와 봉지재(B)는 각각 단독으로 조합하여도 좋고, 백 시트와 봉지재가 미리 일체화된 백 시트-봉지재 일체형 시트도 적합하게 이용된다. 본 발명의 백 시트-봉지재 일체형 시트는 적어도 상기 백 시트(A)와 상기 봉지재(B)를 구비한다. 또한, 봉지재(B)는 추가로 하기 조건(P)을 만족하는 것이 바람직하다.
조건(P); 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물이, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 미만인 올레핀계 중합체(X)와 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상인 올레핀계 중합체(Y)를 함유한다
백 시트(A), 봉지재(B), 올레핀계 중합체(X) 및 올레핀계 중합체(Y)에 대해서는 전술한 바와 같다.
여기서, 백 시트-봉지재 일체형 시트를 이용하면, 부재 개수를 삭감할 수 있기 때문에 라미네이트 시의 레이 업(lay-up) 공정을 단축시킬 수 있거나, 취급성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 해당 시트를 이용하는 것에 의해, 백 시트와 봉지재의 층간 접착 신뢰성도 향상되기 때문에 바람직하다. 게다가, 효율적으로 라미네이트 조건을 설정할 수 있기 때문에, 조건 검토에 필요한 시간과 각종 부재의 비용이 억제되고, 그 결과 태양 전지 모듈의 제조 비용을 대폭 저감시키는 것을 기대할 수 있다.
다음으로, 백 시트-봉지재 일체형 시트의 제조 방법에 대하여 기재한다. 백 시트-봉지재 일체형 시트의 제조 방법에 대해서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로 열 라미네이션법, 드라이 라미네이션법, 압출 라미네이션법, 캘린더 코팅법, 공압출법 등 공지된 제조 방법을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 열 라미네이션법, 드라이 라미네이션법, 압출 라미네이션법, 공압출법이 적합하게 이용된다. 이하에 간단히 설명한다.
열 라미네이션법은, 미리 시트 형상으로 제막된 2매의 시트, 본 발명의 경우에는 백 시트(A)와 봉지재(B)를 포개어 가열 롤 등으로 가열 가압해서 열 접착시키는 방법이다.
드라이 라미네이션법은, 미리 시트 형상으로 제막된 2매의 시트, 본 발명의 경우에는 백 시트(A)와 봉지재(B)를, 2액 경화형의 폴리우레탄계 접착제 등을 이용하여, 이를 한쪽의 시트, 예컨대 백 시트(A)의 적층면에 도포하고, 열풍 건조 등에 의해 용제 성분을 제거하고, 경화 전의 택(점착성)이 있는 상태로, 그 위에 다른 한쪽의 시트, 즉 봉지재(B)를 포개어 압착하여, 통상 롤 형상으로 감아 올리고, 상온 또는 비교적 낮은 가열 온도에서 보존하여, 경시적으로 접착제를 경화시켜 접합하는 방법이다.
압출 라미네이션법은, 미리 시트 형상으로 제막된 백 시트(A)와 T 다이 등으로 막 형상으로 용융 압출된 봉지재(B)를 롤 압착하고, 냉각하여 적층하는 방법이다. 이 때, 백 시트(A)와 봉지재(B)의 층간에 접착성 수지나, 앵커(anchor) 코팅(프라이머 코팅의 1종)을 배치해도 좋다.
캘린더 코팅법은, 예컨대 열가소성 수지, 본 발명의 경우에는 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물을, 캘린더로 가열하여 막 형상으로 성형함과 동시에, 이를 백 시트(A)의 적층면에 포개어 피복하고, 압착, 냉각하여 적층하는 방법이다. 이 경우도 백 시트(A)의 적층면에는 필요에 따라 앵커 코팅을 실시할 수 있다.
공압출법은, 백 시트(A)를 구성하는 수지 조성물과 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물을 피드 블록(feed block) 또는 멀티 매니폴드 다이(multi-manifold die) 등으로 막 형상으로 적층하고, 칠드 롤(chilled roll)로 냉각, 압착하여 적층하는 방법이다. 여기서, 필요성에 따라, 2층 사이에 접착층을 개재시켜도 좋다.
[볼록 지수(σ(A)/G'(B))]
본 발명의 태양 전지 모듈은, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 60.0 이하인 것이 중요하다. 여기서, 수축 응력(σ(A))은 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 측정값(Pa)이고, 전단 탄성률(G'(B))은 라미네이트 설정 온도에 있어서의 진동 주파수 1Hz에서의 봉지재(B)의 측정값(Pa)이다.
본 발명에 있어서, 「라미네이트 설정 온도」란, 백 시트(A), 봉지재(B), 셀 및 상부 보호재를 중첩하여 라미네이트할 때의 라미네이터의 설정 온도이고, 「라미네이트 온도역」이란, 라미네이트 설정 온도의 범위이다. 또한, 라미네이트 설정 온도는, 바람직하게는 100℃ 이상 170℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 100℃ 이상 135℃ 이하이다.
본 발명에 있어서, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B)), 즉 볼록 지수가 상기 범위에 있으면, 태양 전지 모듈을 라미네이트한 후에 백 시트면의 볼록 현상이 억제되어, 외관이 양호해지기 때문에 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 백 시트면의 볼록 현상이 발현되는 메커니즘은 다음과 같이 추정되고 있다. 여기에서는, 유리/봉지재/셀/봉지재/백 시트로 구성되는 대표적인 태양 전지 모듈을 예로 하여 설명한다. 우선, 백 시트면의 볼록 현상(즉, 볼록 형상의 돌기가 발생하는 현상)의 원인은, 셀과 셀을 잇는 배선(리드선)이 좌굴(座屈)되거나, 「へ」자 형상으로 고조되는 등의 변형이다. 이는 주로, 라미네이트 온도역(100∼170℃ 정도)에서 발생하는 백 시트의 열수축 거동에 기인하는 수축 응력에 의해 셀 사이의 간격이 좁아지기 때문이라고 생각된다.
본 발명에 있어서는, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B)), 즉 볼록 지수가 셀 사이의 간격이 좁아지는 거동과 상관이 있다는 것을 발견한 것이다. 이는, 라미네이트 온도역에서 발생하는 백 시트(A)의 열수축 거동에 기인하는 수축 응력에 의해 셀 사이의 간격이 좁아지는 거동을 봉지재(B)의 탄성률로 억제시킨다는 사고 방식이다. 추가로 상술하면, 라미네이트 온도역에서 발생하는 백 시트(A)의 열수축 거동에 기인하는 수축 응력은, 본 발명에 이용하는 봉지재(B)를 개재하여 셀이나 배선에 영향을 주고, 셀 사이의 간격이 좁아지는 거동을 발생시킨다. 본 발명에 있어서는, 이용하는 봉지재(B)의 전단 탄성률을 제어하여, 그 밸런스로 해당 거동을 억제할 수 있다는 것을 발견한 것이다. 즉, 백 시트(A)의 수축 응력이 동일하면, 봉지재(B)의 전단 탄성률이 클수록 볼록 현상은 억제되고, 볼록 지수는 작아지는 것이다.
본 발명에 있어서, 볼록 지수의 하한값은 통상 0(제로)이다. 이는, 백 시트(A)의 수축 응력이 0(제로), 바꿔 말하면 열수축률이 0(제로)인 경우이다. 그러나, 백 시트(A)의 열수축률을 0(제로)으로 하는 것은 열처리나 이완 처리 등의 방법에 의해 가능하지만, 경제성을 고려하면 현실적이지는 않다고 생각된다. 이들로부터, 본 발명에 있어서 볼록 지수는 0.01 이상 60.0 이하인 것이 바람직하고, 0.01 이상 40.0 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.01 이상 35.0 이하인 것이 더 바람직하고, 1.0 이상 20.0 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
여기서, 볼록 지수의 상한값에 대해서는 보다 작을수록 바람직하지만, 하한값에 대해서는 경제성과 라미네이트 시의 봉지재의 퍼짐성 등을 고려하여 1.0 이상이 바람직하다.
여기서, 본 발명에서 사용하는 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 측정 방법에 대하여 설명한다.
우선, 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))은, 이용한 백 시트(A)로부터 세로 방향 70mm, 가로 방향 10mm의 크기로 시료를 3매 잘라내어, 척 사이 거리 50mm로 양단을 고정하고, 라미네이트 설정 온도의 실리콘 배스(bath)에 5분간 침지하여, 세로 방향에 발생하는 최대의 수축 응력의 평균값(Pa)을 구한 것이다.
다음으로, 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))은, 레올로지(Rheology)사제의 레오미터(상품명 「레오미터 MR-300T」)를 이용하여, 진동 주파수 1Hz, 승온 속도 3℃/분, 변형 0.5%의 조건으로, φ20mm 패러렐 플레이트 상에 얹은 시료(두께 0.3mm)의 전단 탄성률(G')을 80℃∼200℃의 온도 범위에서 측정하여, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 값(Pa)을 구한 것이다.
(볼록 지수의 제어 방법)
다음으로, 볼록 지수의 제어 방법에 대하여 설명한다. 볼록 현상을 억제하기 위해서는, 볼록 지수는 보다 작을수록 바람직하다. 볼록 지수를 작게 하기 위해서는, (1) 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 열수축 거동에 기인하는 수축 응력(σ(A))을 작게 하는 방법과 (2) 라미네이트 설정 온도에 있어서의 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))을 크게 하는 방법 및 (3) 라미네이트를 저온에서 행하는 방법을 주로 들 수 있다.
여기서, (1) 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 열수축 거동에 기인하는 수축 응력(σ(A))을 작게 하는 방법으로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 다음과 같은 방법을 들 수 있다. 백 시트(A)를 구성하는 기재 또는 백 시트(A) 전체를 텐터나 열처리 롤 등을 이용해 열처리(어닐링 처리)(150∼200℃ 정도)나 이완 처리를 행하여, 백 시트(A)의 열수축 거동을 제로에 가깝게 함으로써 수축 응력(σ(A))을 작게 하는 방법이나, 각종 기재 시트로부터 백 시트(A)를 라미네이트 등의 방법으로 제작할 때에 열처리나 이완 처리 등을 행하여, 백 시트(A)의 열수축 거동을 제로에 가깝게 함으로써 수축 응력(σ(A))을 작게 하는 방법이나, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 탄성률이 낮은 층(예컨대 PE층 등)을 적층하여, 백 시트(A)의 라미네이트 설정 온도에 있어서의 탄성률을 낮게 억제함으로써 수축 응력(σ(A))을 작게 하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))은, 130℃ 및 150℃에 있어서 7×105Pa 이하인 것이 바람직하고, 6×105Pa 이하인 것이 보다 바람직하며, 4×105Pa 이하인 것이 더 바람직하고, 3×105Pa 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 이와 같이, 넓은 온도 범위에서 낮은 수축 응력을 갖는 것에 의해, 볼록 현상은 보다 안정되는 것으로 생각된다. 수축 응력의 하한값은 통상 0(제로)Pa이다. 또한, 백 시트(A)의 열수축률은 150℃, 30분에 있어서 1.5% 이하인 것이 바람직하고, 1.0% 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.8% 이하인 것이 더 바람직하고, 0.5% 이하인 것이 가장 바람직하다. 열수축률의 하한값은 통상 0(제로)%이다.
다음으로, (2) 라미네이트 설정 온도에 있어서의 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))을 크게 하는 방법으로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 다음과 같은 방법을 들 수 있다. 봉지재(B)를 구성하는 재료의 분자량을 높이는 방법이나, 장쇄 분기를 도입하는 방법이나, 결정성을 향상시키거나, 핵제를 첨가하는 것 등에 의해 냉각 시의 결정화 속도를 높이는 방법 및 가교시키는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 봉지재(B)를 구성하는 재료의 분자량을 높이는 방법이 공업적으로 원료를 입수하기 쉽고, 경제성이나 리사이클성도 우수하기 때문에 적합하게 이용된다. 본 발명에 있어서는, 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))은 130℃ 및 150℃, 진동 주파수 1Hz에 있어서 1×103∼1×105Pa인 것이 바람직하고, 5×103∼5×104Pa인 것이 보다 바람직하며, 8×103∼3×104Pa인 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, 용융 유량(MFR)을 선택하면 되고, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 0.5∼10g/10min 정도, 보다 바람직하게는 0.8∼8g/10min, 더 바람직하게는 1∼5g/10min인 것이 이용된다.
나아가, (3) 라미네이트를 저온에서 행하는 것에 의해 볼록 지수를 보다 작게 억제하는 것도 가능하다. 이는, 라미네이트 설정 온도를 저온으로 하면 백 시트(A)의 열수축 거동이 억제됨으로써 발생하는 수축 응력(σ(A))이 작아지고, 동시에 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))이 고온 시보다도 커지기 때문에, 결과적으로 볼록 지수를 작게 억제할 수 있기 때문이다. 여기서, 라미네이트 설정 온도가 100℃ 이상이면 유리나 백 시트의 접착성이 얻어지기 때문에 바람직하다. 한편, 135℃ 이하이면, 볼록 지수를 저감하여 볼록 현상이 쉽게 억제되기 때문에 바람직하다. 또한, 다른 특성을 고려하여 라미네이트를 가능한 한 단시간(예컨대 진공 흡인 시간 5분, 프레스 유지 시간 5분 등)에 행하는 것도 효과적이다.
또한, 라미네이트 종료 후에 냉각 팬, 냉각 롤이나 냉각 벨트 등에 의해 강제 냉각하는 방법도 효과가 있는 경우가 있다. 이는, 특히 이용하는 봉지재(B)가 가교되지 않는 봉지재인 경우에는, 라미네이트 직후에는 봉지재가 고온 상태이고 전단 탄성률(G'(B))이 낮은 상태에 있어, 이를 냉각에 의해 향상시키는 효과가 있기 때문이다. 그러나, 해당 방법은 라미네이트 장치의 사양에 따라 표준 장비되어 있지 않거나, 강제 냉각함으로써 유리에 변형이 생기고, 태양 전지 모듈에 휨 등이 발생한다는 우려점이 거론된다.
[태양 전지 모듈]
다음으로, 본 발명의 태양 전지 모듈은, 봉지재(B)를 이용하여, 태양 전지 소자를 상하 보호재인 프론트 시트 및 백 시트(A)로 고정하는 것에 의해 제작할 수 있다. 이와 같은 태양 전지 모듈로서는, 여러 가지 타입의 것을 예시할 수 있고, 바람직하게는 봉지재와, 상부 보호재와, 태양 전지 소자와, 하부 보호재를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈을 들 수 있으며, 구체적으로는 상부 보호재/봉지재(봉지 수지층)/태양 전지 소자/봉지재(봉지 수지층)/하부 보호재와 같이 태양 전지 소자의 양측에서 봉지재로 협지하는 구성의 것(도 1 참조), 하부 보호재의 내주면 상에 형성시킨 태양 전지 소자 상에 봉지재와 상부 보호재를 형성시키는 구성의 것, 상부 보호재의 내주면 상에 형성시킨 태양 전지 소자, 예컨대 불소 수지계 투명 보호재 상에 비정질 태양 전지 소자를 스퍼터링 등으로 제작한 것 위에 봉지재와 하부 보호재를 형성시키는 구성의 것 등을 들 수 있다.
태양 전지 소자(셀)로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 단결정실리콘형, 다결정 실리콘형, 비정질 실리콘형, 갈륨-비소, 구리-인듐-셀레늄, 카드뮴-텔루륨 등의 III-V족이나 II-VI족 화합물 반도체형, 색소 증감형, 유기 박막형 등을 들 수 있다. 특히, 단결정 실리콘형 및 다결정 실리콘형 태양 전지가 적합하게 이용된다.
프론트 시트(상부 보호재)로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 유리, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스터 수지, 불소 함유 수지 등의 판재나 필름의 단층 또는 다층의 보호재를 들 수 있다. 특히, 경제성이나 역학 강도 등으로부터 유리 판재, 또는 경량성이나 가공성 등으로부터 아크릴 수지나 폴리카보네이트 수지의 두께가 5mm 정도인 판재가 적합하게 이용된다.
한편, 본 발명의 태양 전지 모듈에 있어서, 봉지재가 2개소 이상의 부위에 사용되는 경우, 모든 부위에 동일한 봉지재를 이용해도 좋고, 수지 조성, 표면 형상, 두께 등이 상이한 봉지재를 이용해도 좋다.
본 발명의 태양 전지 모듈을 앞서 기술한 상부 보호재/봉지재(봉지 수지층)/태양 전지 소자/봉지재(봉지 수지층)/하부 보호재와 같이 태양 전지 소자의 양측으로부터 봉지재로 협지하는 구성의 것을 예로서 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 태양광 수광측으로부터 순서대로, 투명 기판(10), 봉지 수지층(12A), 태양 전지 소자(14A, 14B), 봉지 수지층(12B), 백 시트(16)가 적층되어 이루어지고, 추가로 백 시트(16)의 하면에 정션 박스(18)(태양 전지 소자로부터 발전된 전기를 외부로 취출하기 위한 배선을 접속하는 단자 박스)가 접착되어 이루어진다. 태양 전지 소자(14A 및 14B)는, 발전 전류를 외부로 전도하기 위해서 배선(20)에 의해 연결되어 있다. 배선(20)은 백 시트(16)에 설치된 관통 구멍(도시하지 않음)을 통하여 외부로 취출되어, 정션 박스(18)에 접속되어 있다.
태양 전지 모듈의 제조 방법으로서는, 공지된 제조 방법을 적용할 수 있고, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로는 상부 보호재, 봉지 수지층, 태양 전지 소자, 봉지 수지층, 하부 보호재의 순으로 적층하는 공정과, 그들을 진공 흡인하여 가열 압착하는, 즉 라미네이트하는 공정을 갖는다. 또한, 배치식의 제조 설비나 롤 투 롤(roll to roll)식의 제조 설비 등도 적용할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈은, 적용되는 태양 전지의 타입과 모듈 형상에 따라, 모바일 기기로 대표되는 소형 태양 전지, 지붕이나 옥상에 설치되는 대형 태양 전지 등 옥내, 옥외에 관계없이 각종 용도에 적용할 수 있다. 본 발명에 있어서 과제로 하는 볼록 현상의 발생이나 외관 불량의 현상은, 작은 사이즈의 모듈에서는 발생하기 어렵고, 큰 사이즈의 모듈에서 특히 발생하기 쉬운 문제이기 때문에, 본 발명은, 예컨대 사이즈가 90cm×90cm 이상, 특히 90cm×100cm 이상인 모듈에 있어서, 보다 효과를 나타낸다.
실시예
이하에 실시예에서 더욱 상세히 설명하지만, 이들에 의해 본 발명은 어떠한 제한을 받는 것은 아니다. 한편, 본 명세서 중에 표시되는 여러 가지 측정값 및 평가는 다음과 같이 하여 행했다. 여기서, 시트의 압출기로부터의 흐름 방향을 세로 방향(MD), 그의 직교 방향을 가로 방향(TD)이라고 부른다.
[측정 및 평가 방법]
(1) 결정 융해 피크 온도(Tm)
(주)퍼킨엘머제의 시차 주사 열량계, 상품명 「Pyris1 DSC」를 이용해, JIS K7121에 준하여, 시료 약 10mg을 가열 속도 10℃/분으로 -40℃로부터 200℃까지 승온시켜, 200℃에서 1분간 유지한 후, 냉각 속도 10℃/분으로 -40℃까지 강온시키고, 재차 가열 속도 10℃/분으로 200℃까지 승온시켰을 때에 측정된 서모그램(thermogram)으로부터 결정 융해 피크 온도(Tm)(℃)를 구했다.
(2) 결정 융해 열량(ΔHm)
(주)퍼킨엘머제의 시차 주사 열량계, 상품명 「Pyris1 DSC」를 이용해, JIS K7122에 준하여, 시료 약 10mg을 가열 속도 10℃/분으로 -40℃로부터 200℃까지 승온시켜, 200℃에서 1분간 유지한 후, 냉각 속도 10℃/분으로 -40℃까지 강온시키고, 재차 가열 속도 10℃/분으로 200℃까지 승온시켰을 때에 측정된 서모그램으로부터 결정 융해 열량(ΔHm)(J/g)을 구했다.
(3) 열수축률
이용한 백 시트(A)로부터 세로 방향 150mm, 가로 방향 150mm 크기로 잘라내어, 봉지재 측면의 중앙에 세로 방향 100mm, 가로 방향 100mm 크기의 격자눈을 유성 마커로 기입한 시료를 3매 제작했다. 이어서, 150℃의 열풍 오븐에 30분간 방치하고, 세로(MD) 방향에 대하여, 기입한 격자눈의 수축 전의 원(原) 치수에 대한 수축량의 비율의 평균값(%)을 산출했다.
(4) 저장 탄성률(E')
아이티계측(주)제의 점탄성 측정 장치, 상품명 「점탄성 스펙트로미터 DVA-200」을 이용해, 시료(세로 방향 4mm, 가로 방향 60mm)를 진동 주파수 10Hz, 변형 0.1%, 승온 속도 3℃/분, 척 사이 25mm에서 가로 방향에 대하여, -150℃로부터 150℃까지 측정하고, 얻어진 데이터로부터 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E')(MPa)을 구했다.
(5) 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))
이용한 백 시트(A)로부터 세로 방향 70mm, 가로 방향 10mm의 크기로 시료를 3매 잘라내어, 척 사이 거리 50mm에서 양단을 고정하고, 라미네이트 설정 온도의 실리콘 배스에 5분간 침지하여, 세로 방향에 발생하는 최대의 수축 응력의 평균값(Pa)을 구했다.
(6) 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))
레올로지사제의 레오미터, 상품명 「레오미터 MR-300T」를 이용하여, 진동 주파수: 1Hz, 승온 속도: 3℃/분, 변형 0.5%의 조건으로, φ20mm 패러렐 플레이트 상에 얹은 시료(두께 0.3mm)의 전단 탄성률(G')을 80℃∼200℃의 온도 범위에서 측정하여, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 값(Pa)을 구했다.
(7) 볼록 지수
상기 (5) 및 (6)에서 구해진 값의 비(σ(A)/G'(B))를 구했다.
(8) 라미네이트 외관((i) 볼록 외관, (ii) 플랫성)
(i) 볼록 외관
3매의 태양 전지 모듈(n=1∼3)에 발생한 돌기수를 각각 구하여, 하기 기준으로 평가했다. 또한, 3매의 태양 전지 모듈을 평가하는 돌기수의 평균값(볼록 외관(평균))도 하기의 기준으로 평가했다.
(AA) 볼록 현상이 거의 보이지 않거나 미소하다(0∼3개소/120개소)
(A) 볼록 현상이 미소하지만 보인다(4∼9개소/120개소)
(B) 볼록 현상이 조금 보인다(10∼19개소/120개소)
(C) 볼록 현상이 많이 보이고, 또한 돌기도 높다(20개소 이상/120개소)
(ii) 플랫성
실시예 11∼17 및 비교예 5에 있어서, 3매의 태양 전지 모듈의 백 시트면의 셀 사이의 외관의 평균 상황을 하기 기준으로 평가했다.
(A) 셀 사이의 함몰이 거의 없고, 백 시트면의 플랫성이 양호하다
(B) 셀 사이의 함몰이 크고, 태양 전지 모듈 전체가 납작한 초콜릿 바 형상의 외관이다
[백 시트]
실시예에서 사용한 백 시트를 하기한다.
(A-1) 마디코(Madico)사제 백 시트, 상품명 Protekt HD(총 두께; 265㎛, 적층 구성; (봉지재측) EVA/접착층/PET/코팅층, 수축 응력(130℃); 2.65×105Pa, 수축 응력(150℃); 4.32×105Pa, 열수축률(150℃×30분, MD); 1.03%, Tm(EVA층); 104℃)
(A-2) 이소볼타(ISOVOLTA)사제 백 시트, 상품명 Icosolar 2442(총 두께; 350㎛, 적층 구성; (봉지재측) PVF(백(白); 산화타이타늄 함유)/접착층/PET/접착층/PVF(백; 산화타이타늄 함유), 수축 응력(130℃); 2.75×105Pa, 수축 응력(150℃); 7.36×105Pa, 열수축률(150℃×30분, MD); 0.87%)의 봉지재측 표면에 코로나 처리를 행하여, 젖음 지수를 60mN/m 이상으로 한 것
(A-3) 타이플렉스(TAIFLEX)사제 백 시트, 상품명 Solmate TPE VEP(총 두께; 283㎛, 적층 구성; (봉지재측) EVA/접착층/PET/접착층/PVF(백; 산화타이타늄 함유), 수축 응력(130℃); 0.59×105Pa, 수축 응력(150℃); 1.96×105Pa, 열수축률(150℃×30분, MD); 0.65%, Tm(EVA층); 103℃)
(A-4) 코베메(Coveme)사제 백 시트, 상품명 dyMat PYE(총 두께; 295㎛, 적층 구성; (봉지재측) EVA/EVA(백; 산화타이타늄 함유)/EVA/접착층/PET/접착층/PET(백; 황산바륨 함유), 수축 응력(130℃); 6.01×105Pa, 수축 응력(150℃); 8.58×105Pa, 열수축률(150℃×30분, MD); 1.40%, Tm(EVA층); 103℃)
(A-5) 백 시트(A-2)를 열처리에 의해 열수축률(150℃×30분, MD)을 0.62%로 저감시킨 것, 수축 응력(130℃); 1.15×105Pa, 수축 응력(150℃); 3.23×105Pa
(A-6) 백 시트(A-3)와 후술하는 봉지재(B-1)을 압출 라미네이션법에 의해 일체화시킨 것, 수축 응력(130℃); 0.59×105Pa, 수축 응력(150℃); 1.96×105Pa
(A-7) 타이플렉스사제 백 시트, 상품명 Solmate TPE BTNE(총 두께; 345㎛, 적층 구성; (봉지재측) EVA/접착층/PET/접착층/PVF(백; 산화타이타늄 함유), 수축 응력(130℃); 5.3×105Pa, 수축 응력(150℃); 5.5×105Pa, 열수축률(150℃×30분, MD); 0.87%, Tm(EVA층); 109℃)
(A-8) 백 시트(A-1)와 후술하는 봉지재(B-4)를 압출 라미네이션법에 의해 일체화시킨 것, 수축 응력(130℃); 2.65×105Pa, 수축 응력(150℃); 4.32×105Pa
[봉지재]
봉지재를 구성하는 재료를 하기한다.
(올레핀계 중합체(X))
(X-1); 에틸렌-옥텐 랜덤 공중합체(다우 케미칼(주)제, 상품명: 애피니티 EG8100G, 밀도: 0.870g/cm3, 에틸렌/1-옥텐=68/32질량%(89/11몰%), Tm: 59℃, ΔHm: 49J/g, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 14MPa, MFR(온도: 190℃, 하중: 21.18N): 1g/10min)
(X-2); 에틸렌-옥텐 블록 공중합체(다우 케미칼(주)제, 상품명: 인퓨즈 9000, 밀도: 0.875g/cm3, 에틸렌/1-옥텐=65/35질량%(88/12몰%), Tm: 122℃, ΔHm: 44J/g, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 27MPa, MFR(온도: 190℃, 하중: 21.18N): 0.5g/10min)
(올레핀계 중합체(Y))
(Y-1); 에틸렌-옥텐 랜덤 공중합체(다우 케미칼(주)제, 상품명: 애피니티 EG8200G, 밀도: 0.870g/cm3, 에틸렌/1-옥텐=68/32질량%(89/11몰%), Tm: 59℃, ΔHm: 49J/g, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 14MPa, MFR(온도: 190℃, 하중: 21.18N): 5g/10min)
(Y-2); 에틸렌-옥텐 랜덤 공중합체(다우 케미칼(주)제, 상품명: 엔게이지 8130, 밀도: 0.864g/cm3, 에틸렌/1-옥텐=65/35질량%(88/12몰%), Tm: 49℃, ΔHm:38J/g, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 10MPa, MFR(온도: 190℃, 하중: 21.18N): 13g/10min)
(실레인 변성 에틸렌계 수지)
(Q-1); 실레인 변성 에틸렌-옥텐 랜덤 공중합체(미쓰비시화학(주)제, 상품명: 린클론 SL800N, 밀도: 0.868g/cm3, Tm: 54℃와 116℃, ΔHm: 22J/g과 4J/g, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 15MPa, MFR(온도: 190℃, 하중: 21.18N): 1.7g/10min)
실시예에서 사용한 봉지재(B)를 하기한다.
(B-1) (I)층으로서, 상기 (X-1)과 (Q-1)을 질량비 70:30의 비율로 혼합한 수지 조성물, 또한 (II)층으로서, (X-1)과 (X-2)를 질량비 95:5의 비율로 혼합한 수지 조성물을 각각 이용하여, (I)층/(II)층/(I)층의 적층 구성이 되도록, 동일 방향 이축 압출기를 이용한 T 다이법으로 수지 온도 180∼200℃에서 공압출 성형한 후, 25℃의 캐스팅 엠보싱 롤로 급냉 제막하여, 총 두께가 0.50mm, 각 층 두께가 (I)/(II)/(I)=0.05mm/0.40mm/0.05mm이고, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 15MPa인 봉지재를 얻었다
(B-2) 상기 (B-1)에 있어서, (X-1)을 (Y-1)로 변경한 것 이외는, (B-1)과 마찬가지로 하여, 총 두께가 0.50mm, 각 층 두께가 (I)/(II)/(I)=0.05mm/0.40mm/0.05mm이고, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 15MPa인 봉지재를 얻었다
(B-3) (I)층으로서, 상기 (X-1) 65질량부와 (Y-1) 35질량부와 (Q-1) 15질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물, 또한 (II)층으로서, (X-1) 65질량부와 (Y-1) 35질량부와 (X-2) 5질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 각각 이용하여, (I)층/(II)층/(I)층의 적층 구성이 되도록, 동일 방향 이축 압출기를 이용한 T 다이법으로 수지 온도 180∼200℃에서 공압출 성형한 후, 25℃의 캐스팅 엠보싱 롤로 급냉 제막하여, 총 두께가 0.50mm, 각 층 두께가 (I)/(II)/(I)=0.05mm/0.40mm/0.05mm이고, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 15MPa인 봉지재를 얻었다
(B-4) B-3에 있어서, (I)층으로서, 상기 (X-1) 85질량부와 (Y-2) 15질량부와 (Q-1) 15질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물, 또한 (II)층으로서, (X-1) 85질량부와 (Y-2) 15질량부와 (X-2) 5질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 각각 이용한 것 이외는, B-3과 마찬가지로 하여, 총 두께가 0.50mm, 각 층 두께가 (I)/(II)/(I)=0.05mm/0.40mm/0.05mm이고, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 15MPa인 봉지재를 얻었다
(B-5) B-3에 있어서, (I)층으로서, 상기 (X-1) 60질량부와 (Y-2) 40질량부와 (Q-1) 15질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물, 또한 (II)층으로서, (X-1) 60질량부와 (Y-2) 40질량부와 (X-2) 5질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 각각 이용한 것 이외는, B-3과 마찬가지로 하여, 총 두께가 0.50mm, 각 층 두께가 (I)/(II)/(I)=0.05mm/0.40mm/0.05mm이고, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 14MPa인 봉지재를 얻었다
(B-6) B-3에 있어서, (I)층으로서, 상기 (X-1) 100질량부와 (Q-1) 15질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물, 또한 (II)층으로서, (X-1) 100질량부와 (X-2) 5질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 각각 이용한 것 이외는, B-3과 마찬가지로 하여, 총 두께가 0.50mm, 각 층 두께가 (I)/(II)/(I)=0.05mm/0.40mm/0.05mm이고, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 15MPa인 봉지재를 얻었다
(B-7) B-3에 있어서, (I)층으로서, 상기 (Y-1) 100질량부와 (Q-1) 15질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물, 또한 (II)층으로서, (Y-1) 100질량부와 (X-2) 5질량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 각각 이용한 것 이외는, B-3과 마찬가지로 하여, 총 두께가 0.50mm, 각 층 두께가 (I)/(II)/(I)=0.05mm/0.40mm/0.05mm이고, 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E'): 15MPa인 봉지재를 얻었다
(실시예 1)
진공 라미네이터((주)엔피씨제, 상품명: NLM-230×360)에 의해, 표 1에 나타내는 각 부재를 이용해, 하기 조건에 의해 태양 전지 모듈을 3매 제작하여, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〈구성〉
유리/봉지재(B)/셀/봉지재(B)/백 시트(A)
·유리; 나카지마유리공업(주)제 백판 엠보싱/태양 전지용 커버 유리
상품명 소렉트(SOLECT), 사이즈 996mm×1664mm, 두께 3.2mm
·셀; Q셀즈재팬(주)제 태양 전지 셀, 상품명 Q6LTT-200
(6인치, 2버스 바 타입)
* 셀 수: 60(6열×10셀)
* 셀 수가 60인 경우, 최대 120개소에 볼록 현상이 발생할 가능성이 있다
·배선; 히타치전선파인테크(주)제 PV 와이어
상품명 No Warp, SSA-SPS 0.2×2.0
(0.2% 내력; 56∼57MPa)
·백 시트(A); A-1
·봉지재(B); B-1
* 봉지재(B)의 사이즈는 상기 유리와 동일하다(즉, 사이즈 996mm×1664mm)
〈라미네이트 조건〉
·라미네이트 설정 온도; 130℃
·진공 흡인 시간; 5분
·프레스 유지 시간; 5분
·압력 조건; 1st(30kPa), 2nd(60kPa), 3rd(70kPa)
·냉각 팬; 사용하지 않음
(실시예 2)
실시예 1에 있어서, 라미네이트 설정 온도를 130℃에서 150℃로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
실시예 1에 있어서, 사용하는 봉지재(B)를 B-1에서 B-2로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
실시예 1에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-1에서 A-2로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
실시예 4에 있어서, 라미네이트 설정 온도를 130℃에서 150℃로 변경한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 6)
실시예 1에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-1에서 A-3으로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 7)
실시예 6에 있어서, 사용하는 봉지재(B)를 B-1에서 B-2로, 라미네이트 설정 온도를 130℃에서 150℃로 변경한 것 이외는, 실시예 6과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 8)
실시예 1에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-1에서 A-4로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 9)
실시예 1에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-1에서 A-5로, 또한 사용하는 봉지재(B)를 B-1에서 B-2, 라미네이트 설정 온도를 130℃에서 150℃로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 10)
실시예 1에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-1에서 A-6(백 시트-봉지재 일체형 시트), 또한 사용하는 봉지재(B)를 B-1에서 B-2로 하고, 구성을 유리/봉지재(B)/셀/백 시트(A)(백 시트-봉지재 일체형 시트)로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
실시예 1에 있어서, 봉지재(B)를 B-1에서 B-2로, 라미네이트 설정 온도를 130℃에서 150℃로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 2)
실시예 5에 있어서, 봉지재(B)를 B-1에서 B-2로 변경한 것 이외는, 실시예 5와 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 3)
실시예 8에 있어서, 봉지재(B)를 B-1에서 B-2로, 라미네이트 설정 온도를 130℃에서 150℃로 변경한 것 이외는, 실시예 8과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 4)
실시예 8에 있어서, 봉지재(B)를 B-1에서 B-2로 변경한 것 이외는, 실시예 8과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 11)
실시예 1에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-1에서 A-3으로, 또한 사용하는 봉지재(B)를 B-1에서 B-3으로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 12)
실시예 11에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-3에서 A-1로, 사용하는 봉지재(B)를 B-3에서 B-4로 변경한 것 이외는, 실시예 11과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 13)
실시예 12에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-1에서 A-7로 변경한 것 이외는, 실시예 12와 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 14)
실시예 13에 있어서, 사용하는 봉지재(B)를 B-4에서 B-5로 변경한 것 이외는, 실시예 13과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 15)
실시예 12에 있어서, 사용하는 백 시트(A)를 A-1에서 A-8(백 시트-봉지재 일체형 시트)로 하고, 구성을 유리/봉지재(B)/셀/백 시트(A)(백 시트-봉지재 일체형 시트)로 변경한 것 이외는, 실시예 12와 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 16)
실시예 11에 있어서, 사용하는 봉지재(B)를 B-3에서 B-6으로 변경한 것 이외는, 실시예 11과 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 17)
실시예 12에 있어서, 사용하는 봉지재(B)를 B-4에서 B-6으로 변경한 것 이외는, 실시예 12와 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(비교예 5)
실시예 12에 있어서, 사용하는 봉지재(B)를 B-4에서 B-7로, 라미네이트 설정 온도를 130℃에서 150℃로 변경한 것 이외는, 실시예 12와 마찬가지로 하여, 태양 전지 모듈을 3매 제작하고, 라미네이트 외관의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1로부터, 본 발명에서 규정한 볼록 지수를 갖는 백 시트와 봉지재의 조합을 이용한 경우에는, 볼록 외관이 양호한 태양 전지 모듈이 얻어진다는 것을 확인할 수 있다(실시예 1∼10). 특히, 볼록 지수가 20.0 이하인 것은 라미네이트 후의 외관이 보다 우수하다는 것을 확인할 수 있다(실시예 1, 실시예 4, 실시예 6, 실시예 10). 이에 비하여, 본 발명에서 규정한 볼록 지수를 초과하는 백 시트와 봉지재의 조합을 이용한 경우에는, 볼록 외관이 불량이 된다는 것을 확인할 수 있다 (비교예 1∼4).
Figure pct00002
표 2로부터, 상기 규정한 조건(P)을 추가로 만족하는 봉지재를 이용하여 이루어지는 태양 전지 모듈은, 볼록 외관이 양호할 뿐만 아니라 플랫성의 향상도 확인할 수 있다. 특히 볼록 지수가 20.0 이하이고, 상기 규정한 조건(P)을 추가로 만족하는 봉지재를 이용하여 이루어지는 것은, 볼록 외관과 플랫성 모두가 보다 우수하다는 것을 확인할 수 있다(실시예 11, 실시예 12, 실시예 15).
본 발명에 의하면, 태양 전지 모듈에 있어서, 라미네이트 후의 외관이 양호한 태양 전지 모듈, 백 시트-봉지재 일체형 시트, 및 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트의 수축 응력과 봉지재의 전단 탄성률이라는 기초적인 물성을 측정하는 것에 의해, 태양 전지 모듈을 실제로 라미네이트하기 전에, 완성 외관의 예측이 가능해진다. 게다가, 효율적으로 라미네이트 조건을 설정할 수 있기 때문에, 조건 검토에 필요한 시간과 각종 부재의 비용이 억제되고, 그 결과 태양 전지 모듈의 제조 비용을 대폭 저감시키는 것을 기대할 수 있다.
10: 투명 기판
12A, 12B: 봉지 수지층
14A, 14B: 태양 전지 소자
16: 백 시트
18: 정션 박스
20: 배선

Claims (18)

  1. 적어도, 백 시트(A)와 봉지재(B)가 라미네이트되어 이루어지는 태양 전지 모듈로서, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 하기 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 하기 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 60.0 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
    백 시트(A)의 수축 응력(σ(A)): 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 측정값(Pa)
    봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B)): 라미네이트 설정 온도에 있어서의 진동 주파수 1Hz에서의 봉지재(B)의 측정값(Pa)
  2. 제 1 항에 있어서,
    라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 0.01 이상 60.0 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 0.01 이상 35.0 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 1.0 이상 20.0 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    봉지재(B)의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃에 있어서의 저장 탄성률(E')이 1∼100MPa인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    봉지재(B)가 에틸렌과 탄소수 3∼20의 α-올레핀의 공중합체를 주성분으로 하는 봉지재인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    봉지재(B)가 백 시트(A)의 내측에 이용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    봉지재(B)가 추가로 하기 조건(P)을 만족하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
    조건(P); 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물이, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 미만인 올레핀계 중합체(X)와 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상인 올레핀계 중합체(Y)를 함유한다
  9. 제 8 항에 있어서,
    봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에 함유되는 올레핀계 중합체(X)와 올레핀계 중합체(Y)의 혼합 질량비가 95∼55/5∼45인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물에 함유되는 올레핀계 중합체(X)의 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 0.5g/10min 이상 5g/10min 미만이고, 올레핀계 중합체(Y)의 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상 100g/10min 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    봉지재(B)가, 적어도, 동적 점탄성 측정에 있어서의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃의 저장 탄성률(E')이 100MPa 미만인 연질층, 및 동적 점탄성 측정에 있어서의 진동 주파수 10Hz, 온도 20℃의 저장 탄성률(E')이 100MPa 이상인 경질층을 갖는 적층 구성인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    봉지재(B)가 실질적으로 가교되지 않는 봉지재인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))이 130℃ 및 150℃에 있어서 7×105Pa 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  14. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))이 130℃ 및 150℃에 있어서 4×105Pa 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    백 시트(A)와 봉지재(B)가 일체화되어 있는 부재인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  16. 라미네이트 설정 온도가 100℃ 이상 135℃ 이하인 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  17. 적어도, 백 시트(A)와 봉지재(B)를 구비한 태양 전지 모듈용 백 시트-봉지재 일체형 시트로서, 라미네이트 설정 온도에 있어서의 하기 백 시트(A)의 수축 응력(σ(A))(Pa)과 하기 봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B))(Pa)의 비(σ(A)/G'(B))가 60.0 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 백 시트-봉지재 일체형 시트.
    백 시트(A)의 수축 응력(σ(A)): 라미네이트 설정 온도에 있어서의 백 시트(A)의 측정값(Pa)
    봉지재(B)의 전단 탄성률(G'(B)): 라미네이트 설정 온도에 있어서의 진동 주파수 1Hz에서의 봉지재(B)의 측정값(Pa)
  18. 제 17 항에 있어서,
    봉지재(B)가 추가로 하기 조건(P)을 만족하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈용 백 시트-봉지재 일체형 시트.
    조건(P); 봉지재(B)를 구성하는 수지 조성물이, MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 미만인 올레핀계 중합체(X)와 MFR(JIS K7210, 온도: 190℃, 하중: 21.18N)이 5g/10min 이상인 올레핀계 중합체(Y)를 함유한다
KR1020147019362A 2012-01-13 2013-01-10 외관이 양호한 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법 KR20140117403A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2012-005339 2012-01-13
JPJP-P-2012-005342 2012-01-13
JP2012005339 2012-01-13
JP2012005342 2012-01-13
PCT/JP2013/050339 WO2013105616A1 (ja) 2012-01-13 2013-01-10 外観が良好な太陽電池モジュール及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140117403A true KR20140117403A (ko) 2014-10-07

Family

ID=48781558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147019362A KR20140117403A (ko) 2012-01-13 2013-01-10 외관이 양호한 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140360560A1 (ko)
EP (1) EP2804223A4 (ko)
KR (1) KR20140117403A (ko)
CN (1) CN104040730B (ko)
TW (1) TW201335262A (ko)
WO (1) WO2013105616A1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2832431A4 (en) * 2012-03-30 2015-04-22 Mitsubishi Rayon Co HOLLOW FIBER COMPOSITE MEMBRANE AND HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE
CN103441162B (zh) * 2013-09-06 2016-04-13 苏州柯莱美高分子材料科技有限公司 太阳能电池组件的太阳能背板以及太阳能电池组件
JP6229208B2 (ja) * 2013-11-05 2017-11-15 三菱ケミカル株式会社 粘着剤組成物
JP2015093974A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 三菱樹脂株式会社 封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール
US20160162616A1 (en) * 2014-03-27 2016-06-09 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Performance and life prediction model for photovoltaic module: effect of encapsulant constitutive behavior
TWI609908B (zh) * 2014-09-18 2018-01-01 柏列利斯股份公司 用於層元件之層的聚合物組成物
TWI615431B (zh) * 2014-09-18 2018-02-21 柏列利斯股份公司 用於層元件之層的聚合物組成物
CA2959461A1 (en) * 2014-09-18 2016-03-24 Borealis Ag Polymer composition for a layer of a layer element
ES2749435T3 (es) * 2014-09-18 2020-03-20 Borealis Ag Composición polimérica para una capa de un elemento de capa
EP3048649A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-27 Yparex B.V. Electronic device module
EP3139417A1 (en) * 2015-09-03 2017-03-08 Borealis AG Polyethylene composition for a layer element of a photovoltaic module
EP3469021B1 (en) 2016-06-09 2020-10-21 Padanaplast S.R.L. Multilayer assembly comprising silane-grafted polyolefin
US9902242B1 (en) * 2016-11-14 2018-02-27 Ford Global Technologies, Llc Moon roof assembly with integral hybrid solar trim panel
IT201800003834A1 (it) * 2018-03-22 2019-09-22 Naizil S R L Metodo di realizzazione di un prodotto laminare fotovoltaico flessibile
EP3782203A1 (en) * 2018-04-16 2021-02-24 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Methods of manufacturing a photovoltaic module
CN111971177A (zh) * 2018-04-16 2020-11-20 博里利斯股份公司 多层元件
CN112005386A (zh) * 2018-04-16 2020-11-27 瑞士电子显微技术研究与开发中心股份有限公司 制造光伏模组的方法
CN111403516A (zh) * 2018-12-28 2020-07-10 汉能移动能源控股集团有限公司 太阳能电池组件及太阳能电池组件的制备方法
CN109920869B (zh) * 2019-02-27 2021-08-20 黄山天马新材料科技有限公司 含有硅烷偶联剂光伏组件背面高性能保护膜及其制备方法
CN115149217B (zh) * 2021-03-30 2023-11-14 京东方科技集团股份有限公司 柔性电极、显示装置及可穿戴设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MXPA06010485A (es) 2004-03-17 2006-12-19 Dow Global Technologies Inc Composicion catalizadora que comprende agente de enlace para la formacion de copolimeros de etileno.
US7858706B2 (en) 2004-03-17 2010-12-28 Dow Global Technologies Inc. Catalyst composition comprising shuttling agent for ethylene multi-block copolymer formation
AU2005224257B2 (en) 2004-03-17 2010-08-19 Dow Global Technologies Inc. Catalyst composition comprising shuttling agent for higher olefin multi-block copolymer formation
JP2006324556A (ja) * 2005-05-20 2006-11-30 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池用バックシートおよびそれを用いた太陽電池モジュール
JP2007150084A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール用裏面保護シート、太陽電池モジュール用裏面積層体、および、太陽電池モジュール
MY162462A (en) * 2009-06-01 2017-06-15 Mitsui Chemicals Tohcello Inc Encapsulant material for solar cells comprising an ethylene resin composition
CN102217091B (zh) * 2009-07-17 2012-11-21 三菱树脂株式会社 太阳能电池封装材料以及使用该封装材料制作的太阳能电池组件
JP2011049228A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール用裏面一体化シート
JP2011114262A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Dainippon Printing Co Ltd 裏面一体化シート及びそれを使用した太陽電池モジュールの製造方法
JP5320319B2 (ja) * 2010-01-29 2013-10-23 旭化成イーマテリアルズ株式会社 樹脂封止シート及び太陽電池モジュール
FR2974243B1 (fr) * 2011-04-18 2013-04-12 Arkema France Film bi-couches d'un module photovoltaique

Also Published As

Publication number Publication date
EP2804223A1 (en) 2014-11-19
US20140360560A1 (en) 2014-12-11
WO2013105616A1 (ja) 2013-07-18
TW201335262A (zh) 2013-09-01
CN104040730B (zh) 2017-03-08
TWI560231B (ko) 2016-12-01
EP2804223A4 (en) 2015-10-21
CN104040730A (zh) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140117403A (ko) 외관이 양호한 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법
KR102000811B1 (ko) 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법
US8865835B2 (en) Solar cell sealing material and solar cell module produced using the same
JP5625060B2 (ja) 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール
KR102004567B1 (ko) 태양 전지용 봉지 시트
JP2013165263A (ja) 外観が良好な太陽電池モジュール及びその製造方法
WO2012029464A1 (ja) 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール
JP2013127970A (ja) 発光装置の表示素子の封止材及びそれを用いて作製された発光装置
JP5759875B2 (ja) 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール
JP6364811B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP2014204090A (ja) 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール
JP2013165264A (ja) 外観が良好な太陽電池モジュール及びその製造方法
JP6747474B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP6155680B2 (ja) 太陽電池モジュールの製造方法及び該製造方法によって製造された太陽電池モジュール
JP6427871B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP6314535B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP2013187472A (ja) 太陽電池用カバーシート及び太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Withdrawal due to no request for examination