KR20150013796A - 폴리머 시트 - Google Patents

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KR20150013796A
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polymer
radiation
glass
shifting
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요한 윌리 데크릭
코엔 하사에
크리스토프 프루스트
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노보폴리머스 앤.브이.
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Abstract

본 발명은 폴리머 시트 및 이의 태양 전지판 및 유리 부품의 일부분으로 사용하기 위한 용도에 관한 것이다. 상기 시트는 적어도 부분적으로 특정 파장을 갖는 방사선을 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 폴리머 시트의 하나 이상의 층이 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 다층 공압출 폴리머층을 포함하며, 제1 폴리머층의 발광 다운시프팅 화합물은 다음 층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물보다 더 낮은 파장에서 더 많은 방사선을 흡수할 수 있다.

Description

폴리머 시트 {POLYMER SHEET}
본 발명은 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머 시트에 관한 것이다.
본 발명은 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머 시트에 관한 것이다.
이러한 화합물은 특정 파장을 갖는 방사선을 적어도 부분적으로 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출할 수 있는 특성을 갖는다. 본 발명은 또한 유리 부품 (elements), 광전지 (photovoltaic cells) 및 태양전지판 (solar panels)으로 사용하기 위한 공압출 폴리머 시트의 다양한 용도에 관한 것이다.
이러한 폴리머 시트는 WO-A-2008/110567를 통하여 확인할 수 있다. 상기 문헌은 광전지를 보호하기 위한 폴리머 밀봉 시트에 관하여 기술하고 있으며, 상기 폴리머 밀봉 시트는 발광 다운시프팅 화합물을 포함한다. 상기 문헌은 어떠한 실시예도 기술하지 않고 있다. 상기 문헌의 상세한 설명에는 대부분이 유기 화합물인 무수히 많이 열거된 발광 다운시프팅 화합물이 개시되어 있다.
많은 유기 화합물은 특정 파장에서 방사선을 흡수하고 더 높은 파장에서 방사선을 재방출하는 효율에 관하여 유리한 (favourable) 특성을 갖는다. 이러한 화합물의 적용상의 문제점은 이들의 안정성이다. 이러한 유기 화합물을 포함하는 시트가 태양전지 내에서 광전지와의 조합으로 사용될 경우, 태양전지의 수명 기간 동안 이들이 안정적으로 유지되는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머 시트를 제공하는 것이며, 상기 발광 다운시프팅 화합물은 긴 시간 동안 그 화합물의 다운시프팅 능력을 보유하게 된다.
상기 목적은 적어도 부분적으로 특정 파장을 갖는 방사선을 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 다층의 적어도 하나의 층이 발광 다운시프팅 화합물 (luminescence downshifting compound)을 포함하는 다층 공압출 폴리머층을 포함하는 폴리머 시트에 의하여 달성된다.
본 발명자들은 서로 분리된 폴리머층을 구비함으로써 적어도 하나의 층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물의 안정성이 개선될 수 있음을 발견하였다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 폴리머 시트는 적어도 부분적으로 특정 파장을 갖는 방사선을 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 다층의 적어도 하나의 층이 발광 다운시프팅 화합물 (luminescence downshifting compound)을 포함하는 다층 공압출 폴리머층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 폴리머 시트의 2 이상의 층이 발광 다운시프팅 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 발광 다운시프팅 화합물이 제1 폴리머층에 존재하며, 상기 발광 다운시프팅 화합물은 다음 층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물보다 더 낮은 파장에서 더 많은 방사선을 흡수할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 제1 폴리머층은 적어도 부분적으로 UV 방사선을 흡수하고 더 높은 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 발광 다운시프팅 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트는 적어도 2개의 공압출 폴리머층을 포함하며, 제1층에 존재하는 하나 이상의 서로 다른 발광 다운시프팅 화합물이 다음 층에 존재하는 하나 이상의 서로 다른 발광 다운시프팅 화합물보다 더 낮은 파장에서 방사선을 흡수하게 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 2 이상의 서로 다른 발광 다운시프팅 화합물은 캐스케이드 (cascade)를 형성하기 위하여 선택되며 상기 캐스케이드는 캐스케이드 내의 한 화합물이 다음 화합물이 방사선을 흡수하는 파장 범위에서 방사선을 재방출하는 것으로 정의되고, 적어도 하나의 발광 다운시프팅 화합물은 적어도 부분적으로 특정 파장을 갖는 방사선을 흡수하고 상기 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출하기 위한 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 제1 폴리머층은 280 내지 400㎚의 방사선을 흡수하고 400 내지 550㎚의 방사선을 재방출하기 위한 발광 다운시프팅 화합물을 포함하며, 다른 폴리머층은 360 내지 470㎚의 방사선을 흡수하고 410 내지 670㎚의 방사선을 재방출하기 위한 발광 다운시프팅 화합물을 포함하고, 다른 폴리머층은 360 내지 570㎚의 방사선을 흡수하고 410 내지 750㎚의 방사선을 재방출하기 위한 발광 다운시프팅 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 폴리머층의 적어도 하나는 에틸렌 비닐 아세테이트 (ethylene vinyl acetate, EVA), 에틸렌 비닐 알코올 (ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리비닐부티랄 (polyvinylbutyral, PVB), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 알킬메타크릴레이트 (alkylmethacrylate), 알킬아크릴레이트 공중합체 (alkylacrylate copolymers), 폴리우레탄 (polyurethanes), 기능화된 폴리올레핀 (functionalized polyolefines), 이오노머 (ionomers), 열가소성 폴리디메틸실록산 공중합체 (polydimethylsiloxane copolymers), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 상기 층의 폴리머 조성물은 상기 발광 다운시프팅 화합물의 광 흡수 및 방출 활성이 ISO 4892, 2부, 방법 A, 2순환 (ISO 4892 part 2, Method A, Cycle 2)에 따른 가속화된 풍화 조건 하에서 적어도 100시간동안 영향받지 않도록 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 폴리머층의 적어도 하나는 높은 수분 및/또는 기체 차단 특성을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 폴리머층의 적어도 하나는 에틸렌 비닐 아세테이트 폴리머를 포함하며, 바람직하게는 상기 에틸렌 비닐 아세테이트는 12중량% 내지 최고 45중량%의 아세테이트 함량을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 발광 다운시프팅 화합물은 12중량% 내지 최고 45중량%의 아세테이트 함량을 갖는 에틸렌 비닐 아세테이트 폴리머의 다층 공압출 층에 존재하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 외부 폴리머층의 적어도 하나는 실란 커플링제를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 시트는 2개의 외부 폴리머층 및 적어도 하나의 내부 폴리머층을 포함하며, 하나 또는 2개의 외부 폴리머층은 적어도 하나의 내부 폴리머층의 용용점 T2보다 적어도 10℃ 낮은 용융점 T1을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 용융점 T1은 상기 용융점 T2보다 10 내지 100℃낮은 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 폴리머 시트는 서로 다른 폴리머 물질의 공압출에 의하여 얻어지며, 상기 폴리머 물질은 각각의 서브층에 적용된 압출 온도에서 상기 서브층의 폴리머의 가장 큰 용융 흐름 지수 차이가 3 MFI 포인트보다 낮도록 각각의 서브층 (sub-layer)이 선택되는 압출 온도에서 압출되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 내부 폴리머층은 부타디엔, 이소프렌 및/또는 부티렌/에틸렌 공중합체 (SIS, SBS 및/또는 SEBS); 에틸렌 비닐 알코올 (EVOH) 공중합체, 폴리메타크릴레이트 폴리아크릴레이트 블록 공중합체, 폴리올레핀, 폴리올레핀 공중합체 또는 삼량체 (terpolymer), 또는 올레핀 공중합체 또는 삼량체 (terpolymer), 메타크릴산 (이오노머)과 같은 공중합 가능한 기능화된 모노머로 선택적으로 수화된 폴리스티렌 블록 공중합체를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트에 있어서, 상기 외부 층의 적어도 하나는 에티렌 비닐 아세테이트 공중합체를 포함하며, 바람직하게는 상기 에틸렌 비닐 공중합체는 18중량％보다 많은 아세테이트 함량을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 폴리머 시트의 제조방법은 (ⅰ) 각각의 폴리머층을 위한 하나 이상의 마스터 배치 폴리머 물질을 제공하는 단계, 및 (ⅱ) 상기 마스터 배치 폴리머 물질을 폴리머 시트를 형성하는 층으로 공압출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 폴리머 시트의 제조방법은 폴리머 물질 및 첨가제로부터 하나 이상의 마스터 배치를 제조하는 단계, 및 상기 마스트 배치 물질을 상기 공압출에 사용하기 위한 미립자로 성형하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 폴리머 물질 및 첨가제를 포함하는 마스터 배치의 용도는 상기 폴리머 시트의 제조를 위한 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 부품은 투명 폴리머층이 두 개의 유리층 사이에 존재하며, 상기 폴리머층은 청구항 1 내지 18의 어느 한 항에 따른 폴리머 시트를 포함하는 두 개의 유리층을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 부품에 있어서, 상기 유리층의 유리는 붕규산염 유리 (borosilicate glass) 또는 소다 석회 유리 (soda lime glass)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 부품에 있어서, 상기 유리 부품의 전체 두께는 5㎜ 미만일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 부품에 있어서, 상기 유리층의 적어도 하나는 0.1 내지 2㎜의 두께를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 부품에 있어서, 상기 유리층의 하나는 0.1 내지 4㎜의 두께를 가지며 다른 유리층은 0.1 내지 2㎜의 두께를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 부품에 있어서, 적어도 하나의 유리층은 반사방지 코팅으로 덮힌 폴리머 층을 향하지 않는 표면을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 부품에 있어서, 적어도 하나의 유리층은 상기 폴리머층을 향하지 않는 요철 (embossed) 표면을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 부품은 식물을 재배하는 과정에서 태양광의 특성을 변화시키기 위한 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 부품은 전기를 생성시키는 과정에서 태양광의 특성을 변경시키기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 건물은 상기 다양한 구현 예에 따른 부품을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 광기전 모듈은 광전지 (photovoltaic cell)를 포함하는 층 및 상기 다양한 구현 예에 따른 부품을 포함하는 커버층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 광기전 모듈에 있어서, 상기 광전지는 박막 카드뮴 텔루라이드 광전지일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 CdTe 태양광전지는 상기 다양한 구현 예에 따른 유리 부품, (a) 투명 전극층, (b) n-형 반도체 층, (c) 카드뮴 텔루라이드 흡수층 및 (d) 후면전극 (back contact)을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 다양한 구현 예에 따른 폴리머 시트는 태양광의 발광 다운시프팅 (luminescent down-shifting)에 의하여 광전지의 기능을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 태양전지판은 상기 다양한 구현 예에 따른 폴리머 시트, 및 광전지를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 태양전지판은 상기 광전지로부터 가장 멀리 떨어져 있는 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머층은 적어도 부분적으로 UV 방사선을 흡수하고 더 높은 파장에서 방사선을 재방출하기 위한 발광 다운시프팅 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 태양전지판은 상기 태양전지판은 유리층, 상기 폴리머 시트, 광전지, 밀봉재층 및 백 시트 (back sheet)의 층 서열을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 태양전지판에 있어서, 상기 백 시트는 유리층일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 태양전지판에 있어서, 입사하는 방사선을 향하는 유리층은 1.5 내지 4㎜의 두께를 가지며, 백 시트로 사용되는 유리층은 1.5 내지 4㎜의 두께를 가지며, 상기 태양전지판의 전체 두께는 9㎜ 미만일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따른 태양전지판에 있어서, 입사하는 방사선을 향하는 유리층은 반사방지 코팅을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따라 태양전지판을 제조하는 방법은 하기 층: 유리층 (a), 상기 다양한 구현 예에 따른 폴리머 시트 (b), 광전지를 포함하는 층 (c), 폴리머 밀봉재층 (d) 및 유리층 (e)을 포함하는 스택을 상승된 라미네이션 온도에서 열 라미네이션 (thermal lamination)하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따라 태양전지판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 폴리머 시트는 두 개의 외부 서브층 및 적어도 하나의 내부 서브층을 포함하는 3 이상의 다층 공압출 열가소성 폴리머 서브층을 포함하며, 상기 라미네이션 온도에서 상기 내부 서브층의 MFI는 상기 동일한 층의 하나 또는 둘의 외부 서브층의 MFI와 0.5 내지 10 포인트의 범위로 상이한 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따라 태양전지판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 폴리머 시트 (b)는 두 개의 외부 서브층 및 적어도 하나의 내부 서브층을 포함하는 3 이상의 다층 공압출 열가소성 폴리머 서브층을 포함하며, 상기 폴리머 시트 (b)는 서로 다른 폴리머 물질의 공압출에 의하여 얻어지고, 상기 폴리머 물질은 각각의 서브층에 적용된 압출 온도에서 상기 서브층의 폴리머의 가장 큰 용융 흐름 지수 차이가 5 MFI 포인트보다 낮도록 각각의 서브층 (sub-layer)이 선택되는 압출 온도에서 압출되며, 라미네이션 온도 TL은 내부 서브층의 압출온도 TC보다 높고 상기 온도 TC는 하나의 외부 서브층의 압출온도 TA 및/또는 다른 외부 서브층의 압출온도 TB보다 높은 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따라 태양전지판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 라미네이션 온도는 115 내지 175℃이고, 상기 스택의 환경 (environment)은 30mBar 미만의 압력을 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리머 시트는 적어도 부분적으로 특정 파장을 갖는 방사선을 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 폴리머 시트의 하나 이상의 층이 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 다층 공압출 폴리머층을 포함하며, 제1 폴리머층의 발광 다운시프팅 화합물은 다음 층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물보다 더 낮은 파장에서 더 많은 방사선을 흡수할 수 있다.
본 발명은 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머 시트에 관한 것이다.
이러한 화합물은 특정 파장을 갖는 방사선을 적어도 부분적으로 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출할 수 있는 특성을 갖는다. 본 발명은 또한 유리 부품 (elements), 광전지 (photovoltaic cells) 및 태양전지판 (solar panels)으로 사용하기 위한 공압출 폴리머 시트의 다양한 용도에 관한 것이다.
상기 폴리머 시트는 UV 안정제 첨가제를 포함하는 제1 폴리머층을 가질 수 있으며, 다른 폴리머층은 발광 다운시프팅 화합물을 포함한다. 이와 같은 방법으로 상기 발광 다운시프팅 화합물은 전형적으로 다운시프팅 화합물 및 폴리머층에 존재하는 폴리머의 안정성에 영향을 미치는 UV 방사선 및 UV로 유도된 분해로 부터 보호될 수 있다. 이는 UV 안정제의 감소를 야기할 수 있으며, 이에 따라 사용된 다운시프팅 화합물의 안정성을 증가시킬 뿐만 아니라 비용을 절감하게 되며, 수확된 백열 태양광의 전반적으로 증가된 수율을 야기할 수 있게 된다. 또한, 서로 다른 층에 서로 다른 다운시프팅 화합물을 사용하는 것은 특히 여기 상태 (excited state)에서 다른 다운시프팅 화합물뿐만 아니라 예를 들면, 과산화물 (peroxides)과 같은 층 내에 존재하는 화학물질과 반응할 수 있는 상기 다운 시프팅 화합물의 환경을 미세 조정 (fine-tune)할 수 있도록 허용한다. 또한, 공압출 폴리머층의 사용은 이들에게 부가적인 폴리머층을 통한 높은 부착 및 습도 저항성을 제공하는 동안 각각의 층, 예를 들어, 공중합체의 특성을 미세 조정할 수 있도록 허용한다.
바람직하게는 상기 폴리머 시트의 둘 이상의 층이 발광 다운시프팅 화합물을 포함한다. 이는 발광 다운시프팅 화합물 또는 특정 파장의 방사선에 노출되었을 때 덜 안정적인 화합물을 포함하는 층이 스톡 시프트 (Stoke shift)에 의하여 해로운 방사선을 덜 해로운 방사선으로 전환시킬 수 있는 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 층과의 조합으로 사용될 수 있도록 허용한다. 상기 배치 (layout)를 통하여 더욱 안정적인 폴리머 시트를 제공할 수 있다.
본 발명은 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트 (ethylene vinyl acetate, EVA)와 같은 UV 민감성 폴리머가 UV 안정제 없이 또는 상당히 감소된 UV 안정제와의 조합으로 사용될 수 있다는 점을 더욱 제공한다. 선행 기술에서 UV 안정제는 EVA를 포함하는 폴리머 밀봉재 시트를 보호하기 위하여 요구된다. UV 방사선이 이와 같은 UV 안정제에 의하여 열로 전환되기 때문에 이러한 안정제의 사용은 태양전지판의 효율을 감소시켰다. UV 파장 범위에서 방사선을 흡수하고 더 높은 파장 범위에서 방출할 수 있는 발광 다운시프팅 화합물을 사용함으로써 UV광은 상기 폴리머에 덜 해롭고 광기전 효과 (photovoltaic effect)에 의하여 전기를 생성시키는 데 효율적으로 사용될 수 있는 방사선으로 전환된다.
달리 기술되지 않는한, 퍼센트 (percentages), 부(parts), 비율 (ratios) 등은 모두 중량에 의한 것이다. 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한값 및 바람직한 하한값으로 주어진 경우, 이는 범위가 각각 별개로 개시되었는지 여부에 무관하게, 모든 상한 범위 한계 또는 바람직한 값 및 모든 하한 범위 한계 또는 바람직한 값의 모든 조합으로 형성된 모든 범위를 명확하게 개시하는 것으로 이해될 것이다. 본 명세서에 수치 값의 범위가 기술되는 경우, 달리 언급되지 않는 한, 상기 범위는 그 끝점 (endpoints), 상기 범위 내의 모든 정수 및 분수를 포함하도록 의도된 것이다. 범위를 정의할 때 기술된 특정 값으로 본 발명의 범위가 한정되도록 의도된 것은 아니다.
특정 값 또는 범위의 끝점을 기술하기 위하여 용어 "약"이 사용되는 경우, 이는 언급된 특정 값 또는 끝점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
용어 "포함한다 (comprises)", "포함하는 (comprising)", "포함한다 (includes)", "포함하는 (including), "함유하는", "에 특징이 있는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 모둔 변형이 본 명세서에서 사용될 경우, 이는 비배타적인 포함 (non-exclusive inclusion)을 포함하는 것으로 의도된 것이다. 예를 들어, 일련의 구성요소 (elements)를 포함하는 과정, 방법, 기구, 또는 장치가 단지 이들 구성요소에 반드시 한정되는 것은 아니며, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 과정, 방법, 기구, 또는 장치에 내재된 다른 구성요소를 포함할 수도 있는 것이다. 또한, 명시적으로 반대로 기술되지 않는 한, "또는"은 포함적인 의미의 또는을 의미하는 것이며, 배타적인 의미의 또는을 의미하는 것은 아니다. 접속구 "~로 실질적으로 구성된 (consisting essentially of)"은 청구항의 범위를 특정된 물질 또는 단계 및 특허청구범위에 기재된 발명의 기본적이고 신규한 특징에 물질적으로 영향을 미치지 않는 것에 한정한다.
"포함하는"과 같은 개방형 용어로 본 발명자가 발명 또는 이의 일부를 한정하는 경우, 달리 기술되지 않는 한, 이러한 기술은 용어 "~로 실질적으로 구성된"을 사용하는 발명 또한 기술하는 것으로 해석되어야 하는 것으로 명확하게 이해되어야 한다.
"하나의" 또는 "한"은 발명의 구성요소 및 구성성분을 기술하기 위하여 사용된다. 이는 단지 간편을 위한 것이고, 발명의 일반적 개념을 제공하기 위한 것이다. 이러한 기술은 하나 또는 적어도 하나를 포함하며, 달리 의미하는 것이 명확하지 않은 한, 단수는 복수를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
특정 폴리머를 기술함에 있어서, 본 발명자들이 종종 이들을 생산하는데 사용되는 모노머 또는 폴리머를 생산하는 데 사용되는 모노머의 양으로 폴리머를 언급하기도 하는 것으로 이해되어야만 한다. 이러한 기술이 최종 폴리머를 기술하기 위하여 사용되는 특정 명명법을 포함하지 않거나 제법한정에 의한 물건 (product-by-process) 용어를 포함하지 않을 지라도, 모노머 및 양에 대한 참조는 상기 폴리머가 이들 모노머 (즉, 이들 모노머의 공중합된 단위) 또는 상기 양의 모노머, 및 대응하는 폴리머와 이의 조성물을 포함하는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 기술하고/하거나 청구함에 있어서, 용어 "공중합체 (copolymer)"는 둘 이상의 모노머의 공중합 (copolymerization)에 의하여 형성되는 폴리머를 언급하기 위하여 사용된다. 이러한 공중합체는 이량체 (dipolymers), 삼량체 (terpolymers) 또는 더욱 고차의 공중합체를 포함한다.
본 명세서에 MFI로 더욱 언급된 "용융 흐름 지수 (melt flow index)"는 열가소성 폴리머의 용융물 (melt)의 흐름 용이성 (ease of flow)의 측정단위이다. 이는 5 가지의 선택적인 미리 정해진 온도에 대하여 미리 정해진 선택적인 중력측정 중량 (alternative gravimetric weights)을 통하여 적용된 압력에 의한, 특정 직경 및 길이를 갖는 모세관을 통하여 10분간 흐르는 폴리머의 그램 질량에 의하여 정의되며, ASTM D1238에 따라 결정된다.
폴리머가 예를 들어, EVA 공중합체 및 과산화물과 같이, 특정 온도 이상에서 개시되는 교차결합 기전(crosslinking mechanism)에 의하여 제조되며, 본 명세서에 도입된 유동값 (rheology values)은 교차결합되지 않거나 또는 단지 부분적으로만 교차결합된 물질에 관한 것이라는 점을 유의해야 한다. 예를 들어, 광기전 모듈 라미네이션 과정에서 상기 교차결합이 완성되면, 교차결합된 상기 폴리머는 더 이상 열가소성 물질이 아닌 것으로 여겨진다. 따라서, 본 명세서에서 라미네이션을 거친 광기전 모듈을 언급하는 한, 기술된 특성은 상기 라미네이션 과정 전의 폴리머 및 또한, 교차결합된 폴리머를 포함하는 폴리머에 관한 것이다.
본 명세서에 언급된 용어 용융점은 결정질상 (crystalline phase) 또는 반결정질상 (semi-crystalline phase)으로부터 고체 무정질상 (solid amorphous phase)으로의 변이에 관한 것이며, 이는 또한 결정질 용융 온도로도 알려져 있다. 폴리머의 용융점은 DSC에 의하여 유리하게 결정될 수 있다. 블록 공중합체의 경우, 본 명세서에 언급된 용어 용융점은 더 많은 용융 블록 구성성분이 그 유리전이 온도 (glass transition temperature)를 통과 하게되어, 상기 폴리머가 용융되고 흐를 수 있게 하는 온도에 관한 것이다. "압출 온도"는 폴리머 물질이 압출 과정에서 가열된 압출기 및/또는 가열된 다이 (die)에 의하여 가열되는 온도에 관한 것이다.
특정 층의 용융 온도에 관하여 언급하는 경우, 상기 층이 실질적으로 첨가제와 함께 폴리머 물질로 구성되거나, 또는 선택적인 기타의 폴리머들로만 구성된다는 사실때문에, 이러한 온도는 대부분 상기 층에 존재하는 폴리머 물질의 용융 온도에 의하여 결정될 것이다. 따라서, 상기 용융 온도는 상기 층에 존재하는 폴리머 물질의 온도인 것으로 여겨져야 한다. 그러한 첨가제 및/또는 선택적인 폴리머의 포함이 용융 흐름 지수에 역으로 영향을 미치지 않는다고 가정하면, 상기 첨가제 및/또는 선택적인 폴리머는 층에 존재하는 주요 폴리머의 전체 중량에 기초하여 최대 25wt%의 양으로 존재할 수 있다.
용어 "제1 폴리머층"은 백열광의 방향으로 존재하는 폴리머 시트의 모든 층을 의미한다. 상기 층은 유리 또는 전면 시트와 직접적으로 접촉하는 층일 수 있으며, 또는 중간층 (intermediate layer)일 수 있다. 이러한 관점에서, 다음 층 (next layer)은 상기 백열광의 방향으로 더욱 아래에 있는 층을 의미한다. 상기 층은 서로 직접 접할 (adjacent) 수 있으며, 또는 추가적인 중간층에 의하여 분리될 수도 있다.
바람직하게는 발광 다운시프팅 화합물은 제1 폴리머층에 존재하며, 상기 발광 다운시프팅 화합물은 다음 층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물의 파장보다 더 낮은 파장에서 더욱 많은 방사선을 흡수할 수 있는 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 층은 발광 다운시프팅 화합물 또는 나머지 폴리머층(들) 내의 발광 다운시프팅 화합물(들)보다 더 낮은 파장에서 방사선을 흡수하게될 화합물을 포함할 것이다. 이는 수 많은 유기 화합물들이 특히 더욱 짧은 파장의 방사선에 민감하기 때문에 유리하다. 상기 더욱 짧은 파장의 방사선을 여과하고 더욱 긴 파장의 방사선을 재방출함으로써, 더욱 안정적인 폴리머 시트가 얻어진다. 더욱 바람직하게는 제1 폴리머층 즉, 차단층 (barrier layer)은 적어도 부분적으로 적절하게 10 내지 400㎚ 파장의 UV 방사선을 흡수하고, 더 높은 파장에서 방사선을 재방출할 수 있는 특성을 갖는다. 이러한 UV 파장에서 흡수하는 상기 발광 다운시프팅 화합물(들)은 전통적인 UV 안정화제와 결합될 수 있다. 더 긴 파장에서 상기 방사선을 재방출하기 보다는 흡수된 UV 방사선을 열 에너지로 변형시키기 때문에 이러한 고전적인 안정화제의 용도를 제한하는 (limit) 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 UV 안정화제가 생략되거나 또는 저농도로 사용될 경우 더욱 효율적인 폴리머 시트가 얻어진다. 그리고 상기 발광 다운시프팅 화합물은 상기 UV 안정화제의 보호적 기능을 떠 안게될 것이다.
상기 발광 다운시프팅 화합물은 특정 파장을 갖는 방사선을 부분적으로 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출할 수 있는 유기 또는 무기 발광 화합물일 수 있다. 그러한 화합물들이 알려져 있으며 예를 들어, Efthymios Klampaftis, David Ross, Keith R. Mclntosh, Bryce S. Richards, Enhancing the performance of a solar cell via luminescent down-shifting of incident spectrum, a review, Solar Energy Materials & Solar Cells 93 (2009) 1182-1194에 의해 기술되어 있다. 적어도 몇몇 발광 다운시프팅 화합물은 바람직하게는 유기 화합물이며, 이는 본 발명의 이점이 특히 이러한 화합물 군에 적용되기 때문이다.
적절한 유기 발광 다운시프팅 화합물은 예를 들어 레이저 염료 (laser dyes)이다. 일부가 레이저 염료로 사용되기도 하는 하기 화합물이 유기 발광 다운시프팅 화합물로 응용될 수 있을 것이다: 예를 들어, 5-카르복시테트라메틸로다민 (5-carboxytetramethylrhodamine), 로다민 6G (Rhodamine 6G), 로다민 B (Rhodamine B)와 같은 로다민 (Rhodamine), 루브렌 (Rubrene), 알루미늄 트리스-([델타]-하이드록시퀴놀린)(Alq3) (aluminium tris-([delta]-hydroxyquinoline) (Alq3), N,N'-디페닐-N,N'-비스-(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4-4'-디아민(TPD) (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4-4'-diamine(TPD)), 비스-(8-하이드록시퀴놀린)-클로로갈륨(Gaq2CI) (bis-(8-hydroxyquinoline)-chlorogallium(Gaq2CI)); 페릴렌 탄산 (perylene carbonic acid) 또는 이의 유도체 (derivative); 나프탈렌 탄산 (naphthalene carbonic acid) 또는 이의 유도체; 비올란트론 (violanthrone) 또는 이소비올란트론 또는 이의 유도체. 유기 발광 다운시프팅 화합물의 예시로, 퀴닌 (quinine), 플루오레세인 (fluorescein), 술포로다민 (sulforhodamine), 5-비스(5-테트르-부틸-2-벤족사졸릴)티오펜 (5-Bis(5-tert-butyl-2-benzoxazolyl)thiophene), 나일 블루 (Nile Blue)를 들 수 있다.
적절한 유기 발광 다운시프팅 화합물의 다른 예시로, 예를 들어, 7-디에틸아미노쿠마린-3-카르복실산 하이드라자이드(DCCH) (7-Diethylaminocoumarin-3-carboxylic acid hydrazide (DCCH)), 7-디에틸아미노쿠마린-3-카르복실산 석신이미딜 에스테르 (7-Diethylaminocoumarin-3-carboxylic acid succinimidyl ester), 7-메톡시쿠마린-3-카르복실산 석신이미딜 에스테르 (7-Methoxycoumarin-3-carboxylic acid succinimidyl ester), 7-하이드록시쿠마린-3-카르복실산 석신이미딜 에스테르 (7-Hydroxycoumarin-3-carboxylic acid succinimidyl ester), 7-디에틸아미노-3-((((2-요도아세트아미도)에틸)아미노)카르보닐)쿠마린(IDCC) (7-Diethylamino-3-((((2-iodoacetamido)ethyl)amino)carbonyl)coumarin (IDCC)), 7-디에틸아미노-3-((((2-말레이미딜)에틸)아미노)카르보닐)쿠마린(MDCC) (7-Diethylamino-3-((((2-maleimidyl)ethyl)amino)carbonyl)coumarin (MDCC)), 7-디메틸아미노-4-메틸쿠마린-3-이소티오시아네이트(DACITC) (7-Dimethylamino-4-methylcoumarin-3-isothiocyanate(DACITC)), N-(7-디메틸아미노-4-메틸쿠마린-3-일)말레이미드(DACM) (N-(7-Dimethylamino-4-methylcoumarin-3-yl)maleimide(DACM)), N-(7-디메틸아미노-4-메틸쿠마린-3-일)요도아세트아미드(DACIA) (N-(7-Dimethylamino-4-methylcoumarin-3-yl) iodoacetamide(DACIA)), 7-디에틸아미노-3-(4'-말레이미딜페닐)-4-메틸쿠마린(CPM) (7-Diethylamino-3-(4'-maleimidylphenyl)-4-methylcoumarin (CPM)), 7-디에틸아미노-3-((4'-(요도아세틸)아미노)페닐)-4-메틸쿠마린(DCIA) (7-Diethylamino-3-((4'-(iodoacetyl)amino)phenyl)-4-methylcoumarin (DCIA)), 7-디메틸아미노쿠마린-4-아세트산(DMACA) (7-Dimethylaminocoumarin-4-acetic acid (DMACA)) 및 7-디메틸아미노쿠마린-4-아세트산 석신이미딜 에스테르(DMACASE) (7-Dimethylaminocoumarin-4-acetic acid succinimidyl ester(DMACASE))와 같은 쿠마린 염료 (coumarin dyes)를 들 수 있다.
적절한 유기 발광 다운시프팅 화합물의 예시로, 예를 들어, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)페릴렌-3,4:9,10-테트라카본산 디이미드 (N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)perylene-3,4:9,10-tetracarbonic acid diimide), N,N'-비스(2,6-디메틸페닐)페릴렌-3,4:9,10-테트라카본산 디이미드 (N,N'-Bis(2,6-dimethylphenyl)perylene-3,4:9,10-tetracarbonic acid diimide), N,N'-비스(7-트리데실)페릴렌-3,4:9,10-테트라카본산 디이미드 (N,N'-Bis(7-tridecyl)perylene-3,4:9,10-tetracarbonic acid diimide), N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(4-삼-옥틸페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카본산 디이미드 (N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1,6,7,12-tetra(4-tert-octylphenoxy)perylene-3,4:9,10-tetracarbonic acid diimide), N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라페녹시페릴렌-3,4:9,10-테트라카본산 디이미드 (N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1,6,7,12-tetraphenoxyperylene-3,4:9,10-tetracarbonic acid diimide), N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6-및-1,7-비스(4-삼-옥틸페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카본산 디이미드 (N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1,6-and-1,7-bis(4-tert-octylphenoxy)perylene-3,4:9,10-tetracarbonic acid diimide), N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6-및-1,7-비스(2,6-디이소프로필페녹시)-페릴렌-3,4:9,10-테트라카본산 디이미드 (N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1,6-and-1,7-bis(2,6-diisopropylphenoxy)-perylene-3,4:9,10-tetracarbonic acid diimide), N-(2,6-디이소프로필페닐)페릴렌-3,4-디카본산이미드 (N-(2,6-diisopropylphenyl)perylene-3,4-dicarbonic acid imide), N-(2,6-디이소프로필페닐)-9-페녹시페릴렌-3,4-디카본산이미드 (N-(2,6-diisopropylphenyl)-9-phenoxyperylene-3,4-dicarbon acid imide), N-(2,6-디이소프로필페닐)-9-(2,6-디이소프로필레녹시)페릴렌-3,4-디카르본산이미드 (N-(2,6- diisopropylphenyl)-9-(2,6-diisopropylphenoxy) perylene-3,4-dicarbonic acid imide), N-(2,6-디이소프로필페닐)-9-시아노페릴렌-3,4-디카르본산이미드 (N-(2,6-diisopropylphenyl)-9-cyanoperylene-3,4-dicarbonic acid imide), N-(7-트리데실)-9-펜-옥시페릴렌-3,4-디카르본산이미드 (N-(7-tridecyl)-9-phen-oxyperylene-3,4-dicarbonic acid imide), 페릴렌-3,9-및-3,10-디카르본산 디이소부틸-에스테르 (perylene-3,9-and-3,10-dicarbonic acid diisobutyl-ester), 4,10-디시아노페릴렌-3,9-및4,9-디시아노페릴렌-3,10-디카르본산 디이소부틸-에스테르 및 페릴렌-3,9- 및 -3,10-디카르본산 디(2,6- 디이소프로필페닐)아미드 (4,10-dicyanoperylene-3,9- and 4,9-dicyanoperylene-3,10-dicarbonic acid diisobutyl-ester and perylene-3,9- and -3,10-dicarbonic acid di(2,6- diisopropylphenyl)amide)와 같은 페릴렌 염료 (perylene dyes)를 들 수 있다.
페릴렌 염료는 통상적으로 360 내지 630㎚의 파장 영역에서 방사선을 흡수하며, 470 내지 750㎚에서 재방출한다. 페릴렌 염료 외에, EP-A-073007에 개시된 구조와 같이, 비올란트론 및/또는 이소비올란트론에 기초한 염료와 같은 유사한 구조를 갖는 다른 형광 염료가 사용될 수도 있다. 바람직한 적절한 화합물의 예시로 알콕시화된 비올란트론 (alkoxylated violanthrones) 및/또는 6,15-디도데실옥시이소비올란트론에디온-(9,18) (6,15-didodecyloxyisoviolanthronedion-(9,18))과 같은 이소-비올란트론 (iso-violanthrones)을 들 수 있다.
적절한 유기 발광 다운시프팅 화합물의 다른 예시로, 나프탈렌계 화합물 (naphthalene type compounds)을 들 수 있다. 이러한 염료는 전형적으로 약 300 내지 420㎚의 UV 파장 범위 내에서 흡수를 나타내며, 약 380 내지 520㎚의 UV 파장 범위 내에서 방출을 나타낸다. 나프탈렌계 화합물의 예시로 예를 들어, 나프탈렌 1,8:4,5-테트라카본산 디이미드 (naphthalene 1,8:4,5-tetracarbonic acid diimides) 및 특히 나프탈렌-1,8-디카르본산이미드 (naphthalene-1,8-dicarbonic acid imides), 가장 바람직하게는 4,5-디알콕시나프탈렌-1,8-디카르본산 모노이미드 (4,5-dialkoxynaphthalene-1,8-dicarbonic acid monoimides) 및 4-페녹시나프탈렌-1,8-디카르본산 모노이미드 (4-phenoxynaphthalene-1,8-dicarbonic acid monoimides)와 같은 나프탈렌 카본산 유도체를 들 수 있다. 다른 나프탈렌계 화합물로는 예를 들어, N-(2-에틸헥실)-4,5-디메톡시나프탈렌-1,8-디카르본산 이미드 (N-(2-ethylhexyl)-4,5-dimethoxynaphthalene-1,8-dicarbonic acid imide), N-(2,6-디이소프로필-페닐)-4,5-디메톡시나프탈렌-1,8-디카르본산 이미드 (N-(2,6-diisopropyl-phenyl)-4,5-dimethoxynaphthalene-1,8-dicarbonic acid imide), N-(7-트리데실)-4,5-디메톡시-나프탈렌-1,8디카르본산 이미드 (N-(7- tridecyl)-4,5-dimethoxy-naphthalene-1,8 dicarbonic acid imide), N-(2,6-디이소프로필페닐)-4,5-디페녹시나프탈렌-1,8-디카르본산 이미드 (N-(2,6- diisopropylphenyl)-4,5-diphenoxynaphthalene-1,8-dicarbonic acid imide) 및 N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,8:4,5-나프탈렌 테트라카본산 디이미드 (N,N'-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1,8:4,5-naphthalene tetracarbonic acid diimide)를 들 수 있다.
다른 예시로 BASF사에서 구입할 수 있는 루모겐 F 옐로우 083 (Lumogen F Yellow 083), 루모겐 F 오렌지 240 (Lumogen F Orange 240), 루모겐 F 레드 305 (Lumogen F Red 305) 및 루모겐 F 바이올렛 570 (Lumogen F Violet 570)을 들 수 있다.
예를 들어 하기 유기 발광 다운시프팅 화합물은 300 내지 360㎚에서 (여기 파장 (excitation wavelength)을) 흡수할 수 있고, 최대 대략 365 내지 400㎚까지의 방출 스펙트럼을 갖는다: 디페닐옥사졸(2,5-디페닐옥사졸1,4-디[2-(5-페닐옥사졸릴)벤젠 (diphenyloxazole(2,5-diphenyloxazol 1,4-Di[2-(5-phenyloxazolyl)benzene), 4,4'-디페닐스틸벤 (4,4'-diphenylstilbene), 3,5,3"",5""-테트라-t-부틸-p-퀸키페닐 (3,5,3"",5""-tetra-t-butyl-p-quinquephenyl). 이러한 화합물들은 예를 들어, 신톤 케미컬사 (Synthon Chemicals GmbH) 및 루미네선스 테크놀로지사 (Luminescence Technology Corp)로부터 구입할 수 있다.
예를 들어, 하기 유기 발광 다운시프팅 화합물은 입사되는 방사선 방출을 400-460㎚로 재방출하는 능력을 갖는다: 2,5-티오펜디일비스(5-삼-부틸-1,3-벤족살) (2,5-thiopenediylbis(5-tert-butyl-1,3-benzoxale)).
예를 들어, 하기 유기 발광 다운시프팅 화합물은 560㎚로 입사되는 방사선 방출을 재방출하는 능력을 갖는다: 호스타졸3G나프탈이미드 (Hostasole 3G naphtalimide) (Clariant), 루모겐 F 옐로우 083 (Lumogen F Yellow 083) (BASF), 로다민 110 (Rhodamine 110) (람다크롬 5700 (Lambdachrome 5700)).
예를 들어, 하기 유기 발광 다운시프팅 화합물은 580-640㎚로 입사하는 방사선 방출을 재방출하는 능력을 갖는다: 호스타졸 GG 티옥산텐 벤잔티온 (hostazole GG thioxanthene benzanthione) (Clariant), 루모겐 F 레드 305 (Lumogen F Red 305) (BASF), 벤조익 로다민 6G 에틸아미녹산텐 (benzoic rhodamine 6G ethylaminoxanthene) (람다크롬 5900 (Lambdachrome 5900)).
예를 들어, 하기 유기 발광 다운시프팅 화합물은 640-680㎚로 입사하는 방사선 방출을 재방출하는 능력을 갖는다: 크레실 퍼플 디아미노벤졸 (cresyl purple diaminobenzole), 술포로다민 B (Sublforhodamine B) (람다크롬 LC6200 (Lambdachrome LC6200)).
예를 들어, 하기 유기 발광 다운시프팅 화합물은 700-1000㎚로 입사하는 방사선 방출을 재방출하는 능력을 갖는다: 로다민 800 (Rhodamine 800) (Sigma), 피리딘 2 (Pyridine 2) (람다크롬 LC7600 (Lambdachrome LC7600)), DOTC, HITC(람다크롬 LC7880 (Lambdachrome LC7880)), 스티릴 9 (Styril 9) (람다크롬 LC8400 (Lambdachrome LC8400)).
적절한 무기 발광 화합물은 반도체 양자점 물질 (semiconducting quantum dot materials) 및 Sm3+, Cr3+, ZnSe, Eu2+ 및 Tb3+를 포함하는 나노입자 (nanoparticles) 및 ZnO를 포함하는 나노입자; Mg, Cu, 및/또는 F로 도핑된 ZnS; CdSe; CdS; Ti02; Zr3+, Zr4+; 및/또는 Eu3+, Sm3+, 또는 YPO4로 도핑된 Tb3+를 들 수 있다. 이러한 물질의 일반적인 특징은 이들이 형광을 방출할 수 있다는 것이다. 상기 나노단위의 입자는 예를 들어, US7384680에 개시된 방법과 같은 모든 적절한 방법으로 제조될 수 있다. 이들은 75㎚미만의 평균 직경을 가지며, 특히 투과전자현미경 (Transmission electron microscopy, TEM)으로 결정될 수 있는 바와 같이, 3 내지 50㎚의 크기를 가질 수 있다. 발광 화합물로 적절한 유로퓸 복합체 (Europium complexes)로는 Omar Moudam et al, Chem. Commun., 2009, 6649-6651 by the Royal Society of Chemistry 2009에 기술된 바와 같이, [Eu(β-디케토네이트)3-(DPEPO)] ([Eu(β-diketonate)3-(DPEPO)])가 가능하다.
적절한 무기 발광 화합물 예로는 하기 금속 (서브 나노미터 크기)의 1 내지 100원자 범위의 클러스터를 포함하는 올리고 원자 금속 클러스터 (oligo atomic metal clusters)를 포함하는 분자 체 (molecular sieves)를 들 수 있다: Si, Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Rh, Co 및 Ir 또는 Ag/Cu, Au/Ni 등과 같은 이들의 합금 (alloys). 상기 분자 체는 제올라이트 (zeolites), 다공성 산화물 (porous oxides), 실리코알루미노포스페이트 (silicoaluminophosphates), 알루미노포스페이트 (aluminophosphates), 갈로포스페이트 (gallophosphates), 징코포스페이트 (zincophophates), 티타노실리케이트 (titanosilicates) 및 알루미노실리케이트 (aluminosilicates), 또는 이들의 홉합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 특정 구현 예에 있어서, 본 발명의 분자 체는 큰 기공을 갖는 제올라이트 중에서 MCM-22, 페리어라이트 (ferrierite), 포우저사이트 (faujasites) X 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 다른 구현 예에 따른 분자 체로는 제올라이트 3A (zeolite 3A), 제올라이트 13X (Zeolite 13X), 제올라이트 4A (Zeolite 4A), 제올라이트 5A (Zeolite 5A) 및 ZKF로 이루어진 군으로부터 선택된 물질이다. 바람직하게는 상기 올리고 원자 금속 클러스터는 1 내지 100개의 원자를 함유하는 올리고 원자 은 (silver) 분자이다. 이러한 분자 체에 기초한 다운시프팅 화합물의 설명적 예시는 본 발명의 참조로 포함되는 문헌인 WO-A-2009006708에 기술되어 있다.
상기 폴리머층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물의 농도는 선택되는 발광 다운시프팅 화합물에 의존적일 것이다. 몇몇 화합물은 더욱 효율적이고 상기 폴리머층 내에서 더 낮은 농도를 필요로 할 것이며, 몇몇 화합물은 방사선을 흡수 및 재방출하는데 있어서 덜 효율적이기 때문에 더 높은 농도를 필요로 할 것이다.
상기 폴리머층은 적어도 하나의 발광 다운시프팅 화합물을 포함할 수 있다. 상기 폴리머층은 단일의 발광 다운시프팅 화합물 또는 하나 이상의 발광 다운시프팅 화합물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 발광 다운시프팅 화합물이 존재하는 경우, 상기 화합물들은 서로 다른 파장에서 방사선을 흡수하고 서로 다른 더 긴 파장에서 방사선을 재방출하는 화합물로 결합되는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 하나의 화합물에 의하여 재방출된 방사선이 다음 화합물에 의하여 흡수되는 소위 발광 다운시프팅 "캐스케이드 (cascade)"가 얻어질 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 폴리머 시트는 하기 공압출 폴리머층을 포함한다:
280 내지 400㎚의 방사선을 흡수하고, 400 내지 550㎚의 방사선을 재방출하는 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 제1 폴리머층 (a),
360 내지 470㎚의 방사선을 흡수하고, 410 내지 670㎚의 방사선을 재방출하는 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 다른 폴리머층 (b),
360 내지 570㎚의 방사선을 흡수하고, 410 내지 750㎚의 방사선을 재방출하는 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 또 다른 폴리머층 (c).
하나 이상의 발광 다운시프팅 화합물이 상기 층 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 추가적인 층이 상기 폴리머 시트에 존재할 수 있으며, 상기 추가적인 층은 발광 다운시프팅 화합물 또는 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 각 층은 파장의 캐스케이드가 아닌 특정 파장 범위의 광을 더 긴 파장 범위로 전환할 수 있는 발광 다운시프팅 화합물만을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 단일의 화합물 또는 화합물의 집합체일 수 있다.
상기 층 (a)를 위한 적절한 발광 다운시프팅 화합물의 예시로 2,5-디페닐옥사졸(PPO 디페닐옥사졸) (2,5-diphenyloxazol(PPO diphenyloxazole)), 4,4'-디페닐스틸벤(DPS) (4,4'-Diphenylstilbene(DPS)), 1,4-디[2-(5-페닐옥사졸릴)벤젠(POPOP) (1,4-Di[2-(5-phenyloxazolyl)benzene(POPOP)), 3,5,3"",5""-테트라-t-부틸-p-퀸키페닐(QUI 퀸키페닐) (3,5,3"",5""-Tetra-t-butyl-p-quinquephenyl(QUI Pquinqaphenyl)), 1,8-ANS(1-아닐리노나프탈렌-8-술폰산) (1,8-ANS (1-Anilinonaphthalene-8-sulfonic acid)), 1-아닐리노나프탈렌-8-술폰산(1,8-ANS) (1-Anilinonaphthalene-8-sulfonic acid (1,8-ANS)), 6,8-디플루오로-7-하이드록시-4-메틸쿠마린 pH 9.0 (6,8-Difluoro-7-hydroxy-4-methylcoumarin pH 9.0), 7-아미노-4-메틸쿠마린 pH 7.0 (7-Amino-4-methylcoumarin pH 7.0), 7-하이드록시-4-메틸쿠마린 (7-Hydroxy-4-methylcoumarin), 7-하이드록시-4-메틸쿠마린 pH 9.0 (7-Hydroxy-4-methylcoumarin pH 9.0), 알렉사 350 (Alexa 350), BFP (청색 형광 단백질) (BFP (Blue Fluorescent Protein)), 캐스케이드 옐로우 (Cascade Yellow), 캐스케이드 옐로우 항체 접합체 pH 8.0 (Cascade Yellow antibody conjugate pH 8.0), 쿠마린 (Coumarin), 단실 카다베린 (Dansyl Cadaverine), MeOH, DAPI, DAPI-DNA, 다폭실(2-아미노에틸)술폰아미드 (Dapoxyl(2-aminoethyl)sulphonamide), DyLight 350, Fura-2 Ca2+, Fura-2, 고 Ca, Fura-2, 무 Ca, Hoechst 33258, Hoechst 33258-DNA, Hoechst 33342, Indo-1, 무 Ca, LysoSensor Yellow pH 3.0, LysoSensor Yellow pH 9.0, 마리나 블루 (Marina Blue), 사파이어 (Sapphire), 및/또는 SBFI-Na+를 들 수 있다.
상기 층 (b)를 위한 적절한 발광 다운시프팅 화합물의 예시로 7-디에틸아미노쿠마린-3-카르본산 하이드라자이드(DCCH) (7-Diethylaminocoumarin-3-carboxylic acid hydrazide (DCCH)), 7-디에틸아미노쿠마린-3-카르본산 석신이미딜 에스테르 (7-Diethylaminocoumarin-3-carboxylic acid succinimidyl ester), 7-메톡시쿠마린-3-카르본산 석신이미딜 에스테르 (7-Methoxycoumarin-3-carboxylic acid succinimidyl ester), 7-하드록시쿠마린-3-카르본산 석신이미딜 에스테르 (7-Hydroxycoumarin-3-carboxylic acid succinimidyl ester), 7-디에틸아미노-3-((((2-요도아세트아미도)에틸)아미노)카르보닐)쿠마린(IDCC) (7-Diethylamino-3-((((2-iodoacetamido)ethyl)amino)carbonyl)coumarin (IDCC)), 7-디에틸아미노-3-((((2-말에이미딜)에틸)아미노)카르보닐)쿠마린(MDCC) (7-Diethylamino-3-((((2-maleimidyl)ethyl)amino)carbonyl)coumarin (MDCC)), 7-디메틸아미노-4-메틸쿠마린-3-이소티오시아네이트(DACITC) (7-Dimethylamino-4-methylcoumarin-3-isothiocyanate (DACITC)), N-(7-디메틸아미노-4-메틸쿠마린-3-일)말레이미드(DACM) (N-(7-Dimethylamino-4-methylcoumarin-3-yl)maleimide (DACM)), N-(7-디메틸아미노-4-메틸쿠마린-3-일)요도아세트아미드(DACIA) (N-(7-Dimethylamino-4-methylcoumarin-3-yl)iodoacetamide (DACIA)), 7-디에틸아미노-3-(4'-말레이미딜페닐)-4-메틸쿠마린(CPM) (7-Diethylamino-3-(4'-maleimidylphenyl)-4-methylcoumarin (CPM)), 7-디에틸아미노-3-((4'-(요도아세틸)아미노)페닐)-4-메틸쿠마린(DCIA) (7-Diethylamino-3-((4'-(iodoacetyl)amino)phenyl)-4-methylcoumarin (DCIA)), 7-디메틸아미노쿠마린-4-아세트산(DMACA) (7-Dimethylaminocoumarin-4-acetic acid (DMACA)), 7-디메틸아미노쿠마린-4-아세트산 석신이미딜 에스테르(DMACASE) (7-Dimethylaminocoumarin-4-acetic acid succinimidyl ester (DMACASE)), 아크리딘 오렌지 (Acridine Orange), 알렉사 430 (Alexa 430), 알렉사 플루오르 430 항체 접합체 pH 7.2 (Alexa Fluor 430 antibody conjugate pH 7.2), 아우라민 O (Auramine 0), Di-8 ANEPPS, Di-8-ANEPPS-지질, FM 1-43, FM 1-43 지질, 퓨라 레드 Ca2+ (Fura Red Ca2+), 퓨라 레드, 고 Ca, 퓨라 레드, 저 Ca, 루시퍼 옐로우 (Lucifer Yellow) 및/또는 CH, SYPRO Ruby (CAS 260546-5 55-2)를 들 수 있다.
상기 층 (c)를 위한 적절한 발광 다운시프팅 화합물의 예시로는 상기 층 (b)를 위하여 나열된 상기 화합물과 로다민 110 (Rhodamine 110), (람다크롬으로부터 얻어질 수 있는) 로다민 6G 에틸아미녹산텐 벤조익 (Rhodamine 6G ethylaminoxanthene benzoique), 알렉사 플루오르 647 R-피코에리스린 스트렙타비딘 pH 7.2 (Alexa Fluor 647 R-phycoerythrin streptavidin pH 7.2), 에티디움 브로마이드 (Ethidium Bromide), 에티디움 호모다이머 (Ethidium homodimer), 에티디움 호모다이머-1-DNA (Ethidium homodimer-1-DNA), FM 4-64, FM 4-64, 2% CHAPS, 나일 레드 지질 (Nile Red-lipid) 및/또는 프로피디움 이오다이드 (Propidium iodide)를 들 수 있다.
다른 캐스케이드의 가능한 예시로 대략 280 내지 365㎚에 존재하는 흡수 범위 및 대략 380 내지 430㎚에 존재하는 방출 범위를 갖는 제1 발광 다운시프팅 화합물이 포함될 수 있다.
적절한 발광 다운시프팅 화합물의 예시로 대략 310㎚에서 최대 흡수를 나타내며, 대략 390㎚에서 최대 방출을 나타내는 3,5,3"",5""-테트라-t-부틸-p-퀸키페닐 (3,5,3"",5""-tetra-tbutyl-p-quinquephenyl)을 들 수 있다. 이러한 발광 다운시프팅 화합물은 예를 들어 상기 폴리머 층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물의 전체 함량의 대략 33%의 농도로 첨가될 수 있다. 제2 발광 다운시프팅 화합물은 대략 335 내지 450㎚에 위치한 흡수 범위 및 대략 410 내지 550㎚에 위치한 방출 범위를 갖는다. 적절한 발광 다운시프팅 화합물의 예시로, 예를 들어 대략 상기 폴리머 시트 내에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물의 전체 함량의 33%의 농도로 대략 396㎚에서 최대 여기 파장을 갖고 대략 490㎚에서 최대 방출 파장을 갖는 2,3,5,6-1H,4H-테트라하이드로퀴놀리지노-[9,9a,1-gh]-쿠마린 (2,3,5,6-1H,4H- tetrahydroquinolizino-[9,9a,1-gh]-coumarin)을 들 수 있다. 상기 캐스케이드의 제3 발광 다운시프팅 화합물은 대략 450 내지 550㎚에 위치한 흡수 범위 및 대략 560 내지 700㎚에 위치한 방출 범위를 가질 수 있다. 적절한 발광 다운시프팅 화합물의 예시로 예를 들어 대략 상기 폴리머 시트 내에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물의 전체 함량의 33%의 농도로 대략 450㎚에서 최대 흡수를 나타내며 대략 600㎚에서 최대 방출 파장을 나타내는 1-아미노-2-메틸안트라퀴논 (1-amino-2-methylantraquinone)를 들 수 있다.
효율 다운컨버젼 (efficient down conversion)이 분자의 양 (amount of molecules)에 관한 함수이어서 상기 입사광 (incident light)은 부피에 만나게 될 것이기 때문에 폴리머 매트릭스 내의 다운컨버젼 블렌드 (down conversion blend)의 전체 농도는 필름의 두께에 의존적이다. 대략 400 내지 450 미크론 범위의 폴리머층은 예를 들어 200 내지 최대 1000ppm의 범위로 구성 (constituting) 발광 다운시프팅 화합물로 도핑될 수 있다. UV 차단 및 투과의 좋은 균형을 갖는 450미크론의 적절한 폴리머층이 예를 들어 최종 폴리머층 내에서 대략 500ppm의 구성 발광 다운시프팅 화합물의 농도로 얻어질 수 있다.
상기 폴리머 시트의 서로 다른 폴리머층의 폴리머 물질은 에틸렌 비닐 아세테이트 (ethylene vinyl acetate, EVA), 폴리비닐부티랄 (polyvinylbutyral, PVB), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 알킬메타크릴레이트 (alkylmethacrylate), 예를 들어 폴림메타크릴레이트 폴리-n-부틸아크릴레이트 (polymethacrylate poly-n-butylacrylate, PMMA-PnBA)와 같은 알킬아크릴레이트 공중합체 (alkylacrylate copolymers), 예를 들어 SEBS,SEPS,SIPS와 같은 엘라스토머 (elastomers), 폴리우레탄 (polyurethanes), 기능화된 폴리올레핀 (functionalized polyolefines), 이오노머 (lonomers), 열가소성 폴리디메틸실록산 공중합체 (thermoplastic polydimethylsiloxane copolymers), 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는 에틸렌 비닐 아세테이트 (ethylene vinyl acetate, EVA), 폴리비닐부티랄 (polyvinylbutyral, PVB), 실리콘 (silicone), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 예를 들어, 폴리메타크릴레이트 폴리-n-부틸아크릴레이트(PMMA-PnBA) (polymethacrylate poly-n-butylacrylate(PMMA-PnBA))와 같은 알킬아크릴레이트 공중합체 (alkylacrylate copolymers)가 사용될 수 있다. 이러한 폴리머들은 이들이 발광 다운시프팅 화합물 또는 화합물들을 위한 적합한 기질 (matrix)을 제공하기 때문에 유리하다. 또한, 결과물로 얻어지는 시트는 상기 폴리머 시트를 포함하는 최종 제품을 제조하기 위하여 열 라미네이션 공정 (thermal lamination process)에 쉽게 사용될 수 있다. 다른 가능한 폴리머로는 폴리메틸렌메타크릴레이트 (polymethylemethacrylate, PMMA), 폴리비닐부티랄 (polyvinylbutyral, PVB), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리카보네이트 (polycarbonate, PC), 폴리우레탄 (polyurethane), 실리콘 (silicone) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
더욱 바람직한 폴리머로는 강한 산소 차단 특성, 투명성, 내유성 (oil resistance), 대전방지 특성 (antistatic properties), 기계적 강성 등을 제공하는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 필름 및 시트 등과 같이 다양한 유형의 포장재질로 광범위하게 사용되어 온 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 (Ethylene-vinyl alcohol copolymers) (이하 "EVOH"라 함)를 들 수 있다. EVOH는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (ethylene vinyl acetate copolymer)의 비누화반응 (saponification)을 통하여 유리하게 제조될 수 있다.
바람직하게는 상기 폴리머는 에틸렌 및 비닐 아세테이트의 공중합 단위 (copolymerized units)를 포함하는 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체 (ethylene/vinyl acetate copolymer. EVA)이다. 상기 EVA는 ASTM D1238에 따라 190℃에서 2.16kg으로 결정되는 것과 같이, 10분당 0.1 내지 1000g, 바람직하게는 10분당 0.3 내지 300g, 더욱 바람직하게는 10분당 0.5 내지 50g의 범위의 용융 흐름률 (melt flow rate, MFR)을 갖는다.
바람직하게는 상기 에틸렌 비닐 아세테이트는 12 내지 45wt%, 더욱 바람직하게는 20 내지 40wt%, 더욱 더 바람직하게는 25% 내지 최대 40wt%의 아세테이트 함량을 갖는다.
상기 EVA는 단일의 EVA 또는 둘 이상의 서로 다른 EVA폴리머의 혼합물일 수 있다. 서로 다른 EVA폴리머는 상이한 공단량체 (comonomer) 비율, 및/또는 중량 평균 분자량 (weight average molecular weight) 및/또는 분자량 분포 (molecular weight distribution)가 서로 상이한 것을 의미한다. 따라서, 상기 EVA 폴리머는 동일한 공단량체 비율을 갖는 폴리머를 포함할 수도 있으며, 서로 다른 분자량 분포를 갖는 것에 기인하여 서로 상이한 MFR을 가질 수도 있다.
바람직한 구현 예에 있어서, 상기 EVA 폴리머는 알킬 아크릴레이트의 알킬 모이티 (alkyl moiety)가 1-6 또는 1-4의 탄소원자를 함유할 수 있으며, 메틸기, 에틸기, 및 분지 (branched) 또는 미분지 (unbranched) 프로필 (propyl), 부틸 (butyl), 펜틸 (pentyl), 및 헥실 (hexyl)기로부터 선택될 수 있는 알킬 아크릴레이트 (alkyl acrylates)와 같은 에틸렌 및 비닐 아세테이트 외에 다른 모노머를 바람직하게 더욱 포함한다.
본 발명에서 사용되는 EVA 공중합체는 관련 기술분야에서 공지된 다른 첨가제를 함유할 수도 있다. 상기 첨가제는 흐름 증강 첨가제 (flow enhancing additives), 윤활제 (lubricants), 염료 (dyes), 난연제 (flame retardants), 충격 보강제 (impact modifiers), 조핵제 (nucleating agents), 실리카 (silica)와 같은 안티-블록킹제 (anti-blocking agents), 열안정제 (thermal stabilizers), 분산제 (dispersants), 계면활성제 (surfactants), 킬레이트제 (chelating agents), 커플링제 (coupling agents), 유리섬유, 필러 등과 같은 보강 첨가제 (reinforcement additives)를 포함할 수 있다.
에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (ethylene-vinyl acetate copolymer)를 포함하는 폴리머층은 바람직하게는 상기 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 가교결합시켜, 원하는 높은 투명성은 유지시키는 반면, 부착 강도 (adhesion strength), 내습성 (humidity resistance) 및 투과 저항성 (penetration resistance)을 증가시킬 수 있는 하나 이상의 유기 과산화물을 포함한다. 라디칼 (radicals)을 생성시키기 위하여 적어도 110℃의 온도에서 분해되는 모든 유기 과산화물이 바람직하게 상기 언급된 유기 과산화물로 사용될 수 있다. 상기 유기 과산화물 또는 과산화물들의 조합은 일반적으로 필름-형성 온도 (film-forming temperature), 상기 조성물을 제조하는 조건, 경화 (결합)온도 (curing (bonding) temperature), 결합되는 몸체 (body)의 열저항성 및 저장안정성 (storage stability)을 고려하여 선택될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현 예에 따라, 상기 과산화물은 태양전지 형성 온도 또는 라미네이션 온도에서만 활성화되며, 수지 가공 온도 특히, 공압출 및/또는 추가적인 압출 및 펠릿화 공정에서는 실질적으로 분해되지 않도록 선택된다. 본 발명에 따라 "실질적으로 분해되지 않는 (Essentially not decomposing)"다는 것은 공압출 온도에서 적어도 0.1 내지 1시간의 반감기 (half-life)를 갖는 것을 의미한다. 상기 유기 과산화물의 예시로는 2,5-디메틸헥산-2,5-디하이드로퍼옥사이드 (2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide), 2,5-디메틸-2,5-디(삼-부틸퍼옥시)헥산 (2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane), 3-디-삼-부틸퍼옥시 (3-di-tert-butylperoxide), 5 디큐밀 퍼옥사이드 (5 dicumyl peroxide), 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산 (2,5-dimethyl-2,5-di(2-ethylhaxanoylperoxy)hexane), 2,5-디메틸-2,5-디(삼-부틸퍼옥시)헥산 (2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane), 삼-부틸큐밀퍼옥사이드 (tert-butylcumylperoxide), [알파],[알파]'-비스(삼부틸퍼옥시이소프로필)벤젠 ([alpha],[alpha]'-bis(tertbutylperoxyisopropyl) benzene), [알파],[알파]'-비스(삼부틸퍼옥시) 비이소프로필벤젠 ([alpha],[alpha]'-bis(tertbutylperoxy) diisopropylbenzene), n-부틸-4,4-비스(삼-부틸퍼옥시)부탄 (n-butyl-4,4-bis(tert-butylperoxy)butane), 2,2-비스(삼부틸포옥시)부탄 (2,2-bis(tertbutylperoxy) butane), 1,1-비스(삼-부틸퍼옥시)시클로헥산 (1,1-bis(tert-butylperoxy)cyclohexane), 1,1-비스(삼-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 (1,1-bis(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), 삼-부틸 퍼옥시벤조에이트 (tert-butyl peroxybenzoate), 벤조일 퍼옥사이드 (benzoyl peroxide), 및 1,1-디(삼-헥실퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 (1,1-di(tert-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane)을 들 수 있다. 이들 중, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥산노일퍼옥시)헥산 (2,5-dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexane) 및 1,1-디(삼-헥실퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 (1,1-di (tert-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane)이 특히 바람직하다. 상기 필름층에 존재하는 유기 과산화물의 함량은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 5중량부, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 1.8중량부이다.
바람직하게는 상기 폴리머층은 둘 또는 적합하게는 2-12의 공압출된 폴리머층을 포함하며, 상기 둘 이상의 폴리머층은 발광 다운시프팅 화합물을 포함한다. 상기 다층은 공압출과 동시에 서로 다른 층으로 구성된 필름을 형성함으로써 제조된다.
공압출 조건에서 상기 폴리머의 용융 흐름 지수의 차이점이 4포인트 미만, 바람직하게는 2포인트 미만임을 가정하면 상기 서로 다른 층에 사용되는 폴리머는 서로 상이한 것일 수 있다. 예를 들어 표준 조건에서 서로 다른 MFI를 갖는 서로 다른 폴리머가 결합되면, 상기 서로 다른 폴리머의 압출 온도가 공압출 조건에서 MFI가 상기 기술된 범위 내에 있도록 조정하는 것이 바람직하다. 적어도 3층을 갖는 폴리머 시트는 두 개의 외층 및 적어도 하나의 내층을 포함할 것이다. 바람직하게는 내부 폴리머층의 압출 온도에서 상기 내부 폴리머층의 용융 흐름 지수는 공압출 온도 또는 상기 외부 층의 온도에서 상기 외부층의 MFI와 같거나, 또는 -2 내지 플러스 2 MFI 포인트 범위에 존재한다. 바람직하게는 내부 폴리머층의 MFI는 온도 TL에서 하나의 외부 폴리머층 또는 외부 포리머층 둘 모두의 MFI에 비하여 0.5 내지 10의 범위에서 차이가 있으며, 상기 TL은 본 발명에 따른 폴리머 시트를 포함하는 태양전지판을 제조하기 위한 진공 라미네이션 공정의 라미네이션 온도이다. 상기 라미네이션을 위한 전형적인 온도는 35 내지 165℃, 바람직하게는 145 내지 155℃의 범위를 갖는다.
바람직하게는 하나 또는 둘의 외부층은 적어도 하나의 내부 폴리머층의 용융 지수 T2부다 적어도 10℃낮은 용융 온도 T1을 갖는다. 바람직하게는, 상기 용융 온도 T1은 상기 용융 온도 T2보다 10 내지 50℃, 더욱 바람직하게는 10 내지 35℃가 낮다. 본 발명자들은 이와 같은 고 용융 내부 폴리머층이 상기 폴리머 시트의 일 부분일 때, 라미네이션 조건에서 상기 폴리머 시트의 수축 (shrinkage)이 매우 낮아질 수 있음을 발견하였다. 더욱 바람직하게는 라미네이션 온도에서 측정되었을 때, 외부층 둘 모두의 MFI가 적어도 하나의 내부 폴리머층의 MFI보다 높다. 본 발명자들은 이와 같은 폴리머 시트가 상기 폴리머 시트의 외부층에 의하여 광전지가 충분히 밀봉되는 반면, 수축이 거의 없거나 매우 감소된 수축이 발생하는 열 라미네이션 공정에서 태양 전지판을 제조하기 위하여 유리하게 사용될 수 있음을 발견하였다. 이는 상기 폴리머 시트를 제조할 때, 상기 폴리머 시트의 어닐링이 감소되거나 또는 필요하지 않기기 때문에 유리하다. 태양전지판을 라미네이팅할 때, 상기 시트가 취약한 실리콘 광전지에 손상을 가하는 것을 방지하기 위하여 상기 폴리머 시트의 수축이 방지되거나 또는 감소된다. 본 발명자들은 상기 폴리머 시트를 제조할 때, 라미네이션 온도가 적용된 상기 폴리머 시트의 층을 위한 폴리머 물질의 바람직한 조합을 위하여 상기 폴리머 시트가 예를 들어 광전지와 결합될 때 상기 내부 층이 압출되는 온도보다 높고, 폴리머 시트를 제조할 때 내부 층이 압출되는 온도는 이에 따라 폴리머 시트를 제조할 때의 적어도 하나의 외부층이 압출되는 온도보다 높다는 점을 발견하였다.
적합하게는 전술된 내부 폴리머층은 부타디엔, 이소프렌 및/또는 부티렌/에틸렌 공중합체 예를 들어 SIS, SBS 및/또는 SEBS; 폴리메타크릴레이트 폴리아크릴레이트 블록 공중합체, 폴리올레핀, 폴리올레핀 공중합체 또는 삼량체 (terpolymer), 또는 올레핀 공중합체 또는 삼량체 (terpolymer), 메타크릴산 (이오노머)과 같은 공중합 가능한 기능화된 모노머로 선택적으로 수화된 폴리스티렌 블록 공중합체를 포함한다. 예를 들어, WO2012057079에 개시되어 있으며 Kuraray사로부터 "Kurarity"라는 이름으로 상업적으로 구입가능한 폴리 메틸 메타크릴레이트 n-부틸아크릴레이트 블록 공중합체 (poly methyl metacrylate n-butylacrylate block copolymer)를 들 수 있다. 다른 예로는 폴리올레핀, 바람직하게는 LDPE계와 같은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 들 수 있다. 상기 내부 서브층에 적합한 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀은 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 메탈로신-유도 저밀도 폴리에틸렌 호모폴리프로필렌 (metallocene-derived low density polyethylene homopolypropylene), 및 폴리프로필렌 공중합체를 포함한다.
상기 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 적어도 하나의 층의 폴리머 조성물은 바람직하게는 상기 발광 다운시프팅 화합물의 광 흡수 및 방출 활성이 ISO 4892, 2부, 방법 A, 2순환 (ISO 4892 part 2, Method A, Cycle 2)에 따른 가속화된 풍화 조건 하에서 적어도 100시간동안 영향받지 않도록 선택된다. 상기 폴리머층의 적어도 하나는 바람직하게는 예를 들어 폴리올레핀 필름, 및/또는 에틸렌 비닐 알코올 공중합체에 의해 제공되는 것들과 같이 높은 수분 및/또는 기체 차단 특성을 가질 수 있다. 원하는 특성에 따라 이들의 조합이 적용될 수도 있다.
공압출은 당업자에게 잘 알려진 공정이며, 시트와 같이 원하는 형태로 상기 물질을 압출하게 될 단일 압출 헤드 (다이)에 상이한 점성 폴리머의 지속적인 양의 산출물을 용융시키고 운반하기 위하여 둘 이상의 압출기를 사용한다. 상기 층 두께는 상기 폴리머성 물질을 운반하는 개별적인 압출기의 상대적인 속도 및 크기에 의하여 조절될 것이다.
상기 폴리머 시트의 외부층의 적어도 하나에 유리에 대하여 상기 폴리머 시트의 접착력을 개선하는 첨가제를 첨가하는 것이 바람직하다. 몇몇 응용예에 있어서, 상기 폴리머 시트는 유리층에 직접적으로 적용되며, 이에 따라 상기 폴리머 시트의 우수한 부착 특성이 요구될 것이다. 상기 폴리머 시트가 유리의 두 층 사이에 적용되는 경우, 상기 폴리머 시트의 두 외층 모두가 유리에 우수한 접착력을 갖는 것이 바람직하다. 가능한 첨가제로는 유리층 또는 유리층들과의 접착력을 개선시키기 위하여 EVA공중합체에 첨가될 수 있는 실란 커플링제를 들 수 있다. 유용한 예시적인 실란 커플링제로는 [감마]-클로로프로필메톡시실란 ([gamma]-chloropropylmethoxysilane), 비닐메톡시실란 (vinyltriethoxysilane), 비닐트리스([베타]-메톡시에톡시)실란 (vinyltris([beta]-methoxyethoxy)silane), [감마]-비닐벤질프로필메톡시실란 ([gamma]-vinylbenzylpropylmethoxysilane), N-[베타]-(N-비닐벤질아미노에틸)-[감마]-아미노프로필트리메톡시실란 (N-[beta]-(N- vinylbenzylaminoethyl)-[gamma]-aminopropyltrimethoxysilane), [감마]-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 ([gamma]-methacryloxypropyltrimethoxysilane), 비닐트리아세트옥시실란 (vinyltriacetoxysilane), Y-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 (Y-glycidoxypropyltrimethoxysilane), [감마]-글리시드옥시프로필트리에톡시실란 ([gamma]-glycidoxypropyltriethoxysilane), [베타]-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 ([beta]-(3,4-epoxycyclohexyl)ethylthmethoxysilane), 메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 (methacryloxypropyltriethoxysilane), 비닐트리클로로실란 (vinylthchlorosilane), 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (methacryloxypropyltrimethoxysilane), [감마]-머캅토프로필메톡시실란 ([gamma]-mercaptopropylmethoxysilane), [감마]-아미노프로필트리에톡시실란 ([gamma]-aminopropyltriethoxysilane), N-[베타]-(아미노에틸)-[감마]-아미노프로필트리메톡시실란 (N-[beta]-(aminoethyl)-[gamma]- aminopropyltrinethoxysilane), 및/또는 이들의 둘 이상의 혼합물을 들 수 있다.
상기 실란 커플링제가 바람직하게는 관련된 폴리머층에 포함될 수 있다. 에틸렌 비닐 아세테이트 폴리머를 포함하는 폴리머층의 경우, 상기 실란 커플링제는 상기 폴리머의 총 중량에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 약 5wt%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 약 1wt%의 수준으로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 폴리머 시트는 특히 태양광의 더 짧은 파장의 방사선을 광전지가 방사선을 전기로 더욱 효율적으로 전환시키는 파장 범위를 갖는 더 긴 파장의 방사선으로 전환시키는데 적합하다. 따라서 본 발명은 태양광의 발광 다운시프팅에 의한 광전지의 기능을 향상시키기 위한 본 발명에 따른 폴리머 시트의 용도에 관한 것이기도 하다.
본 발명에 따른 폴리머 시트는 바람직하게는 광전지를 포함하는 태양전지판의 일 부분으로 사용된다. 상기 광전지는 다음 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다: CdS, CdTe; Si, 바람직하게는 p-도핑된 Si 또는 결정성 (crystalline) Si 또는 비정질 (amorphous) Si 또는 다결정성 (multicrystalline) Si; InP; GaAs; Cu2S; 구리 (Copper) 인듐 (Indium) 갈륨 (Gallium) 디셀레나이드 (Diselenide) (CIGS). 태양전지판은 유리, 본 발명에 따른 폴리머 시트, 상기 광전지, 추가적인 밀봉재층 또는 밀봉재층들 및 백시트층의 서로 다른 층을 적층 (stacking)하고 이와 같이 형성된 스택을 라미네이션 공정 단계에 가함으로써 제조될 수 있다.
PV전지의 최적의 광기전 기능은 PV전지의 각각의 유형에 따라 상이한 것이며, 상기 발광 다운컨버전 화합물에 의해 요구되는 전환의 정도는 서로 상이한 PV전지에 따라 다를 수 있다. 광전지로부터 가장 멀리 떨어져 있는 폴리머 시트의 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머층은 바람직하게는 적어도 부분적으로 UV 방사선 (10 내지 400㎚)을 흡수하고 더 높은 파장에서 방사선을 재방출하는 특성을 갖는 발광 다운시프팅 화합물을 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 폴리머 시트 및 광전지를 포함하는 태양전지판에 관한 것이기도 하다. 바람직하게는 상기 광전지로부터 가장 멀리 떨어져 있는 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머층은 적어도 부분적으로 UV방사선을 흡수하고 더 높은 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 발광 다운시프팅 화합물을 포함한다. 그러한 태양전지판은 바람직하게는 유리층, 상기 폴리머 시트, 광전지, 밀봉재층 및 백시트의 층 순서를 갖는다. 상기 밀봉재층은 공지된 밀봉재층일 수 있으며, 예를 들어 앞서 기술된 EVA 공중합체와 같은 열경화성 폴리머층일 수 있다. 상기 광전지는 적합하게는 결정성 실리콘 전지, CdTe, αSi, 미세 (micromorph) Si 또는 탠덤 접합 (Tandem junction) αSi이다. 상기 백시트는 예를 들어 PET와 같은 단단한 폴리머 (hard polymer)이거나 또는 더욱 바람직하게는 유리층일 수 있다. 예를 들어 CIGS 및 CIS계 전지와 같은 박막 광전지가 사용되는 경우, 상기 태양전지판은 유리 상층, 본 발명의 폴리머 시트, 박막 광전지 및 예를 들어 유리와 같은 단단한 지지체 (support)를 포함할 수 있다.
입사되는 방사선을 향하는 상기 유리층은 바람직하게는 1.5 내지 4㎜의 두께를 가지며, 백시트로 사용된 유리층은 1.5 내지 4㎜의 두께를 갖고, 상기 태양전지판의 전체 두께는 9㎜미만이다. 상기 유리층은 예를 들어 플로트 유리 (float glass) 또는 롤 유리 (roll glass)일 수 있다. 상기 유리는 선택적으로 열처리 될 수 있다. 이와 같은 두께를 갖는 적합한 열 강화 (thermally toughened) 박막 유리 시트 유리층은 예를 들어 Saint Gobain Glass로부터 구입할 수 있다. 상기 유리층은 예를 들어, 알루미나 실리케이트 (alumina silicate) 또는 붕규산염 (borosilicate) 유리와 같이 나트륨이 제거된 유리 (sodium free glass)일 수 있다. 대량 생산을 위해서는 소다 라임 유리 (soda lime glass) 또는 붕규산염 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 소다 라임 유리는 67-75 중량%의 SiO2, 10-20 중량%의 Na20, 5-15 중량%의 CaO, 0-7 중량%의 MgO, 0-5 중량%의 Al203, 0-5 중량%의 K2O, 0-1.5 중량%의 Li2O 및 0-1 중량%의 BaO를 포함할 수 있다. 이러한 유리는 적합하게는 90% 이상의 투명성을 지닐 것이다. 적합하게는 상기 유리는 열강화 처리되었다.
상기 유리층의 표면 특히, 상기 폴리머 시트를 향하지 않고 입사되는 방사선을 향하는 표면은 적합한 반사 방지층으로 코팅된다. 상기 반사 방지층은 상기 유리표면에서 반사되는 방사선을 제한할 것이다. 이러한 반사를 제한하는 것은 상기 유리 부품 (element)을 통과하는 방사선을 증가시키며, 이는 결과적으로 상기 유리 부품의 방사선 전달 효율을 증가시킨다. 바람직하게는 상기 코팅은 하나의 유리층에 적용되며, 즉 사용되는 유리층이 태양광인 입사하는 방사선을 향하게 된다. 측면을 향하는 폴리머 시트에 선택적으로 이러한 코팅이 제공될 수 있다. 적절한 반사 방지코팅은 다공성 실리카 층을 포함할 것이다. 상기 다공성 실리카는 예를 들어 US-B-7767253에 기술된 것과 같은 졸-겔 과정에 의하여 적용될 것이다. 상기 다공성 실리카는 실리카 기반 바인더에 존재하는 고체 실리카 입자를 포함할 수 있다. 그러한 코팅은 DSM, The Netherlands로부터 Khepri Coat™로 구입할 수 있다. 반사 방지 코팅을 갖는 유리층을 제조하는 방법은 예를 들어 WO-A-2004104113 및 WO-A-2010100285에 기술되어 있다.
상기 입사되는 방사선을 향하는 유리표면은 예를 들어 W02005111670에 기술된 것과 같이, 입사되는 방사선을 더욱 효율적으로 포획하기 위하여 요철 구조를 가질 수도 있다.
전술된 태양전지판은 하기:
유리층 (a),
본 발명에 따른 폴리머 시트 (b),
광전지를 포함하는 층 (c),
폴리머 밀봉재층 (d) 및
유리층 (e)을 포함하는 스택을 상승된 라미네이션 온도에서 열 라미네이션에 가함으로써 얻을 수 있다.
상기 라미네이션 온도는 115 내지 175℃일 수 있으며, 상기 스택의 환경은 바람직하게는 30mBar미만, 더욱 바람직하게는 1mBar미만의 압력을 가질 수 있다. 이러한 과정에서 상기 스택은 바람직하게는 진공 라미네이터에 존재하며, 115 내지 175℃, 바람직하게는 140 내지 165℃, 가장 바람직하게는 145 내지 155℃의 온도에서 전환 가열 (conversion heating)하에 압력 결합 (pressure bonded)된다. 상기 라미네이트 (laminate)는 또한 탈기 (degassing)에 가해진다. 상기 압착 (compression) 라미네이션 압력은 바람직하게는 0.1 내지 1.5kg/㎠의 범위에 있다. 상기 라미네이션 시간은 전형적으로 5 내지 25분의 범위이다. 상기 가열은 예를 들어, 본 발명에 따른 폴리머 시트 및 상기 밀봉재층에 함유된 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 가교결합시킬 수 있으며, 이에 의하여 상기 광전지, 상기 폴리머 시트 및 상기 밀봉재층이 상기 광전지를 밀봉하여 상기 태양전지판을 얻기위하여 강하게 부착된다.
본 발명자들은 상기 라미네이션 온도에서 외부 서브층 및 내부층 간에 MFI가 다르며, 수축이 발생하지 않는다는 점을 발견하였다. 따라서 본 발명은 또한 상기 제1 및/또는 제2 폴리머 밀봉재층이 두 개의 외부 서브층 및 적어도 하나의 내부 서브층을 포함하는 3 이상의 다층 공압출 열가소성 폴리머 서브층으로 구성되며, 상기 라미네이션 온도에서 상기 내부층의 MFI가 상기 동일한 층의 외부 서브층의 하나 또는 둘의 MFI와 0.5 내지 10 포인트 차이를 나타내는 태양전지판의 바람직한 제조방법에 관한 것이기도 하다.
더욱 바람직한 제조방법에 있어서 본 발명에 따른 폴리머시트는 두 개의 외부 서브층 및 적어도 하나의 내부 서브층을 포함하는 3 이상의 다층 공압출 열가소성 폴리머 서브층을 포함하며, 상기 다층 열가소성 폴리머 시트층은 서로 다른 폴리머 물질의 공압출에 의하여 얻어지고, 상기 폴리머 물질은 각각의 서브층에 적용된 압출 온도에서 상기 서브층의 폴리머의 가장 큰 용융 흐름 지수 차이가 5 MFI 포인트, 바람직하게는 3 MFI 포인트보다 낮도록 각각의 서브층 (sub-layer)이 선택되는 압출 온도에서 압출되며, 상기 라미네이션 온도 TL은 내부 서브층의 압출온도 TC보다 높고 상기 온도 TC는 하나의 외부 서브층의 압출온도 TA 및/또는 다른 외부 서브층의 압출온도 TB보다 높다.
본 발명은 유리 부품 (glass element)에 관한 것이다. 유리 부품은 예를 들어 온실의 커버로 알려져 있다. 태양광은 이러한 온실의 유리 지붕을 쉽게 통과하며 적어도 하나의 식물종의 광합성이 일어난다. 그러나, 유리 부품은 또한 태양전지판의 투명 및 방지층으로 사용되기도 한다.
상기 부품은 이에 한정되는 것은 아니나 예를 들어 광합성 또는 광기전 효과에 의한 발전 (power generation)과 같은 광에 의해 유도되는 과정의 효율을 개선하기 위하여 유리하게 도입될 수 있다. 이러한 목적은 투명층이 두 개의 유리층 사이에 존재하며, 상기 폴리머층은 적어도 부분적으로 특정 파장을 갖는 방사선을 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 더 긴 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 채용된 적어도 하나의 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 두 개의 유리층을 포함하는 하기 유리 부품에 의하여 달성된다.
본 발명자들은 더 짧은 파장의 방사선의 일부가 광합성에 더욱 적합한 파장으로 다운시프팅되는 점에 기인하여, 이와 같은 유리 부품이 온실의 지붕으로 사용될 때 적어도 하나의 식물종의 광합성이 증가될 수 있음을 발견하였다. 이에 따라, 일정한 태양광의 세기에서 더 많은 광합성이 이루어질 수 있다. 본 발명자들은 또한 이러한 유리 부품이 광기전 시스템의 커버 시트로 사용될 때 일정한 태양광의 세기로 더욱 많은 전기가 생산될 수 있다는 점을 발견하였다.
상기 유리층이 상기 폴리머층으로 물의 유입을 방지하는 것은 또 다른 이점이다. 소량의 물이라도 특정 발광 다운시프팅 화합물, 특히 유기 발광 다운시프팅 화합물의 안정성에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. 두 개의 유리층을 사용함으로써, 상기 폴리머층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물은 수분에 의해 야기되는 분해로부터 효율적으로 보호된다. 다른 이점들이 하기 바람직한 사용예를 기술할 때 언급될 것이다.
상기 유리 부품은 짧은 파장을 갖는 방사선은 여과하고 더 긴 파장을 갖는 방사선에 대하여는 투과성이 요구되는 다양한 응용에 사용될 수 있다. 상기 유리 부품이 태양광의 특성을 변화시키고 이에 따라 상기 유리 부품을 통고할 때 얻어진 변경된 (adapted) 태양광이 식물을 재배하는 데 사용되고, 더욱 일반적으로 상기 변경된 태양광이 광합성에 사용되는 것이 바람직하다. 본 발명은 또한 온실 등과 같이 본 발명에 따른 유리 부품을 포함하는 지붕을 갖는 건물에 관한 것이다.
상기 유리 부품의 또 다른 바람직한 용도는 전기를 생산하는 과정에서 태양광의 특성을 변경시키는 데 사용하는 것이다. 더욱 바람직하게는 발전과정은 변경된 태양광을 사용하여 전류를 생성시키는 것이 가능한 광전지를 수반한다. 상기 광전지는 상기 유리 부품에 인접하여 적절하게 구비되며, 적합하게는 상기 유리부품에 고정된다. 많은 광전지는 예를 들어, UV 범위의 방사선과 같이 더 짧은 파장에 대하여 약한 스펙트럼 반응를 나타낸다. 선택적으로 전술된 캐스케이드에 의하여, 더 짧은 파장 영역에서 방사선을 흡수하고 더 긴 파장에서 재방출함으로써, 광전지가 최적의 광기전 기능을 갖는 더 높은 파장을 갖는 방사선의 형태로 이와 같은 더 짧은 파장을 갖는 방사선으로 구성된 에너지를 효과적으로 사용하는 것이 가능하다. 광전지의 최적의 광기전 기능은 각각의 광전지의 유형에 따라 다르다. 실제로, cSi 스크린 인쇄된 전지에 대하여 300 내지 최대 1100 범위의 파장에 대하여 서로 상이한 내부양자효율 (Internal Quantum Efficiency, IQE) 플롯이 얻어진다.
상기 발광 다운시프팅 화합물 및 상기 광전지를 포함하는 상기 폴리머층 이전 및 이후에 있는 유리층은 상기 폴리머층으로부터 상기 광전지로 또는 상기 광전지로부터 상기 폴리머층으로 운반되는 화합물에 대하여 차단막을 제공한다. 상기 광전지에 해로울 수 있는 단편들로 분해될 폴리머층에 존재하는 상기 폴리머층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물 또는 다른 첨가제의 수명 기간 동안 태양전지판은 수 년간 사용될 것이다. 이러한 부품 또는 화합물의 예로는 아민 (amines), 염화물 (chlorides), 나트륨 (sodium) 및 황 (sulphur) 함유 화합물을 들 수 있다. 전면 시트로 사용될 때, 상기 유리층은 이러한 화합물이 이동하여 상기 광전지에 다다르고 이에 따라 상기 광전지 자체의 더 긴 수명을 제공하는 것을 방지할 것이다. 따라서 상기 유리부품은 광전지와의 조합으로, 이와 같은 해로운 단편들로 분해될 수 있는 유기 발광 다운시프팅 화합물의 용도를 제공한다. 또한, 화합물은 상기 광전지로부터 상기 폴리머층을 향하여 이동할 수 있으며, 이는 상기 폴리머 및/또는 발광 다운시프팅 화합물의 분해를 야기할 수 있다. 상기 유리층은 이러한 이동을 효과적으로 방지한다. 이러한 방법으로, 현존하는 생산 라인에서 상기 전면 시트를 단순히 교체함으로써, 다양한 광전지를 위한 백열광의 증가된 사용이 또한 가능할 것이다.
상기 광전지는 하기 물질: CdS, CdTe; Si, 바람직하게는 p-도핑된 Si 또는 결정성 Si 또는 비정질 Si 또는 다결정성 Si 또는 다중접합 (multiple junction) Si; InP; GaAs; Cu2S; 구리 인듐 갈륨 디셀레나이드 (CIGS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 태양전지판은 유리 부품 및 광전지, 추가적인 밀봉재층 또는 밀봉재층들 및 백시트층의 서로 다른 층을 적층하고, 이와 같이 형성된 스택을 라미네이션 공정 단계에 제공함으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법으로 상기 유리 부품은 태양전지 그 자체의 형성과 동시에 형성될 수 있다.
바람직한 광전지는 박막 카드뮴 텔루라이드 (thin film cadmium telluride, CdTe) 광전지이다. 이와 같은 유형의 광전지는 500 내지 800㎚의 파장에서 최적의 광기전 효과를 나타낸다. 이러한 PV전지를 본 발명에 따른 유리 부품과 결합시킴으로써, 더 낮은 파장의 태양광을 더욱 효과적으로 사용하는 것이 가능하는 것이 발견되었다. 상기 유리 부품에 존재하는 하나 이상의 발광 다운시프팅 화합물은 더 낮은 파장의 방사선을 흡수하고 상기 CdTe 광전지가 최대 IQE를 나타내는 상기 파장 범위에서 재방출할 것이다. 바람직하게는 발광 다운시프팅 화합물 또는 화합물들 또는 발광 다운시프팅 화합물의 캐스케이드가 500㎚미만의 파장에서 방사선을 흡수하고 500 내지 800㎚의 파장에서 방사선을 재방출하는 상기 유리 부품의 폴리머층에 존재할 것이다. 바람직하게는 전술된 발광 다운시프팅 캐스케이드는 상기 유리 부품에 존재한다.
따라서 본 발명은 또한 본 발명에 따른 유리 부품, (a) 투명 전극층, (b) n-형 반도체층, (c) 흡수제 (absorber), 카드뮴 텔루라이드 (CdTe), 및 (d) 후면전극 (back contact)을 포함하는 CdTe 태양광전지에 관한 것이기도 하다. (a)-(d)층은 본 발명에 따른 유리 부품 상에 순서대로 위치된다. 바람직하게는 상기 유리 부품의 일 측에 전술된 반사방지 코팅이 제공되며, 타 측에 상기 층들이 제공된다. 바람직하게는 반사 방지 코팅이 구비된 유리층은 상기 (a)-(d)층을 향하는 유리층보다 더 두껍다.
상기 투명 전극층 (a)은 예를 들어 산화주석 (tin oxide, SnO2) 또는 예를 들어,플루오린- (fluorine-), 아연 (zinc) 또는 카드뮴 (cadmium)으로 도핑된 산화주석과 같이 도핑된 산화주석, 인듐-주석 산화물 (indium-tin oxide, ITO), 아연 산화물 (zinc oxide, ZnO), 및 카드뮴 주석산염 (cadmium stannate, Cd2Sn04)으로 구성될 수 있다.
상기 n-형 반도체층 (b)은 CdS, SnO2, CdO, ZnO, AnSe, GaN, In202, CdSnO, ZnS, CdZnS 또는 다른 적절한 n-형 반도체 물질 및 바람직하게는 CdS일 수 있다. (b)층은 화학조 증착법 (chemical bath deposition) 또는 스퍼터링 (sputtering)에 의해 형성될 수 있으며, 약 0.01 내지 0.1㎛의 두께를 갖는다.
상기 카드뮴 텔루라이드 (CdTe)층 (c)은 스크린 프린팅 (screen printing), 스프레잉 (spraying), 근접-간격 승화 (close-spaced sublimation), 전착 (electro-deposition), 기체 수송 증착 (vapour transport deposition), 스퍼터링 (sputtering) 및 증발 (evaporation)에 의하여 도입될 수 있다.
상기 후면 전극층은 모든 적절한 전도성 물질 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 적절한 물질로는 이에 한정되는 것은 아니나, 흑연 (graphite), 금속성 은 (metallic silver), 니켈 (nickel), 구리 (copper), 알루미늄 (aluminium), 티타늄 (titanium), 팔라듐 (palladium), 크롬 (chrome), 금속성 은, 니켈, 구리, 알루미늄, 티타늄, 팔라듐, 크롬, 및 몰리브덴의 몰리브덴 합금 (molybdenum alloys), 및 이들의 조합을 포함하는 물질이 포함된다. 적합하게는 상기 후면 전극층 (d)은 흑연, 니켈 및 알루미늄 합금의 조합이다.
상기 (a)-(d)층은 다른 유리층 (e)로 밀봉될 수 있다. 밀봉 유리층 (e)은 CdTe 광전지의 사용에 적합한 단단한 구조일 수 있다. 상기 밀봉재 유리층 (e)은 상기 유리 부품에 사용된 유리와 동일하거나 다른 물질일 수 있다. 또한 밀봉재 유리층 (e)은 개구부 (openings) 또는 상기 CdTe 광전지와 전선 연결 및/또는 연결을 가능하게 하는 구조를 포함할 수 있다.
바람직한 CdTe 태양광전지를 얻기 위하여 관련 기술분야에 공지된 수 많은 방법에 의하여 본 발명에 따른 유리 부품에 상기 층을 적용하는 것이 수행될 수 있다. 상기 서로 다른 층 내의 이와 같은 방법 및 변형이 US-A-2011/0308593, EP-A-2430648, US-A-2012073649, 및 US-A-2011259424 등에 기술되어 있다.
상기 유리 부품은 또한 단결정성 실리콘 (monocrystalline silicon, c-Si), 폴리- (poly-) 또는 다- (multi-) 결정성 실리콘 (poly-Si 또는 mc-Si) 및 리본 실리콘 (ribbon silicon)에 기반한 웨이퍼-기반 (wafer-based) 광전지와 결합될 수도 있다. 바람직하게는 이와 같은 웨이퍼-기반 PV 전지를 포함하는 상기 태양전지는 입사하는 방사선, 폴리머층, 웨이퍼-기반 PV 전지 및 백시트층을 사용함에 있어서 전면을 향할 때 본 발명에 따른 유리 부품을 포함할 것이다.
상기 백시트층은 전형적으로 서로 다른 폴리머 물질로 제조될 수 있는 적어도 세 개의 층을 포함하는 다층 필름일 수 있다.
상기 백시트층은 바람직하게는 백색 반사판 (white reflector)이라는 것을 포함한다. 백색 반사판의 존재는 백색 반사판이 방사선을 상기 광전지에 반사해서 전지의 효율을 개선하기 때문에 유리하다.
가능한 백시트층은 플루오르폴리머층 (fluoropolymer layers)을 포함한다. 플루오르폴리머층 대신에 제2 유리 시트가 상기 태양전지의 후면에 제공될 수 있다. 이는 유리 전면 및 후면을 구비한 태양전지를 제공하게 될 것이다. 후면으로 사용되는 유리층은 바람직하게는 3㎜ 미만의 두께를 가질 것이다. 상기 유리층은 전술된 바와 같을 수 있다. 유리 전면 및 후면의 사용은 상기 판 (panel)에 알루미늄이 필요하지 않을 정도로 구조적 강성을 제공하기 때문에 유리하다. 상기 유리 후면은 또한 수분 유입 등에 대하여 절대적인 차단막을 제공할 것이며, 이는 상기 판의 수명을 연장시키는 데 유리하다. 상기 유리층의 사용은 플루오르폴리머를 포함하는 백시트를 사용하지 않는 것을 가능하게 할 것이다.
본 발명에 따른 유리 부품은 제1 유리층, 상기 폴리머층 및 제2 유리층의 스택을 열 라미네이션 공정에 가함으로써 제조될 수 있다. 이러한 방법으로 진공을 가함에 따라 어떠한 기체라도 상기 스택으로부터 제거되며 상기 폴리머층은 더욱 유동적으로 되고 상기 유리층에 연결될 것이다.
하기 실시 예에 따라 본 발명을 더욱 상세하게 기술한다.
비교 예 1
다음 방법에 따라 단층 EVA 포일 (mono layer EVA foil)을 제조하였다: 33% 비닐아세테이트 함량 및 대략 45g/10분의 MFI를 갖는 상업적으로 구입가능한 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 사용하였다. 예를 들어 US-B-7727418에 개시된 방법에 따라, 상업적으로 구입가능하며 578㎚의 파장에서 빛을 흡수하고, 613㎚에서 방출하는 형광 페릴렌 염료 (fluorescent perylene dye)를 EVA물질과 0.05중량%의 농도로 혼합하였다.
상기 포일 물질에 부착 촉진제 (adhesion promoter)로 1중량%의 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (methacryloxypropyltrimethoxysilane) 및 과산화물 가교제 (cross-linking agent)로 삼-부틸퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트 (tert-Butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate)를 더욱 포함시켰다.
상기 물질은 균일하게 혼합되었으며, 약 500㎛ 두께의 박판 (thin plate)을 110℃℃의 각각의 혼합 온도로 가압하였다.
그 후 결과물로 얻어진 판 (plate)을 Meier사의 평판 진공 라미네이터 (flat-bed vacuum laminator)의 라미네이팅 과정을 이용하여 두 개의 유리 사이에서 라미네이팅시켰다.
온도: 145℃; 진공시간: 300초; 압력 증가 (Pressure ramp up): 30초 및 가압시간: 400초.
그 후 두 개의 샘플을 UV 웨더링 챔버 (UV weathering chamber)에 넣고, "Plastics Methods of Exposure to Laboratory Light Sources-Xenon Arc Lamps"라는 표제의 ISO4892 part 2, Method A, Cycle 2에 개시된 테스트 사이클을 적용하여 가속화된 노화 테스트 (aging test)를 수행하였다.
50시간의 노출 후에, 상기 샘플은 변색 (discoloration)을 나타내었다. UV/VIS 분광분석 (UV/VIS spectrometry)이 수행되었으며, 상기 분석에서 상기 샘플은 상기 페린렌 염료에서 나타나는 전형적인 흡수를 더 이상 나타내지 않았다.
실시예 1
하기 조성에 따라 3-층 공압출 포일을 제조하였다:
층 1: 200㎛ 두께로, EVA + 1% 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (methacryloxypropyltrimethoxysilane) 1중량%의 삼-부틸퍼옥시 2-에틸헥실 (tert-Butylperoxy 2-ethylhexyl). 상기 EVA 폴리머 매트릭스가 분해되는 것을 방지하기 위하여,HALS 및 산화방지제 (antioxidants)의 조합을 함유하는 상업적인 광안정화 패키지 (light stabilization package)를 더욱 포함.
층 2: 50㎛ 두께로 PMMA + 0.05% 페릴렌 염료.
층 3: 200㎛ 두께로, 1% 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (methacryloxypropyltrimethoxysilane) 1중량%의f 삼-부틸퍼옥시 2-에틸헥실 (tert-Butylperoxy 2-ethylhexyl). 층 1의 광안정화 패키지를 더욱 포함.
결과 샘플은 500 시간의 UV 웨더링 (UV weathering) 후에 상기 페릴렌 염료의 높은 안정성을 보였으며, 또한, 부착 (adhesion), 가교결합, 흐름 및 밀봉 양상 (encapsulation behaviour)와 같이 상기 샘플의 외부층 상에서 상기 EVA 밀봉재층에 의해 제공되는 전형적인 밀봉 특성도 나타내었다.
비교 예 2
은 (Ag) 나노클러스터 (nanoclusters)를 함유하는 제올라이트가 6%의 농도로 EVA 매트릭스에 혼합되었다. 두 개의 샘플을 제조하였다. 하나의 샘플은 건조 환경에 저장하였고, 데시컨트 (desiccant)로 조절하였으며, 두 번째 샘플은 대기조건 (ambient conditions)에 저장되었다.
이틀 후, 상기 대기조건으로 저장된 샘플은 약간의 변색을 나타낸 반면, 습도 조절 환경에 저장된 첫 번째 샘플은 이러한 효과를 나타내지 않았다. 20일 후, 상기 대기조건으로 보관된 샘플은 갈색으로 심각한 변색을 나타내었으며, 투명성을 상실했다. 잔여 투명성은 250 내지 800㎚ 범위의 파장에서 10%미만이었다. 습도가 조절 조건하의 샘플은 매우 경미한 변색만을 나타내었다.
비교 예 3
비교 예 2에서와 같은 추가적인 단층 폴리머 시트를 제조하였으며, 실시 예 1에서 언급된 동일한 라미네이션 사이클을 이용하여 두 개의 유리 사이에 이를 라미네이팅하였다. 상기 유리/유리 샘플을 85℃ 및 85% 상대습도에서 습열 웨더링 챔버 (damp heat weathering chamber)에 넣었다. 단지 50시간의 습열 테스트 후에 상기 유리판의 가장자리에서 변색이 관찰되었다.
비교 예 4
유리/밀봉재/폴리머 백시트 구조물을 도입하였으나, 그 외는 비교 예 3과 동일한 과정을 반복하였다. 따라서, 얻어진 부품 (element)을 또한 상기 웨더링 챔버에 넣었다. 이러한 샘플은 신속하고 완전하게 암갈색으로 변하였으며, 이는 비교 예 4의 유리 후면 판과 비교하여 상기 폴리머 백시트의 수분 차단막으로서의 낮은 성능을 나타내는 것이다.
비교 예 3
전형적인 EVA 밀봉 특성을 유지하기 위하여, 외부층으로 두 개의 두꺼운 EVA층 및 더 우수한 수분 차단 특성을 갖는 폴리머로 구성된 얇은 중간층을 포함하는 다층 필름을 제조하였다. 선택된 상기 폴리머는 저밀도 폴리에틸렌이었다. 상기 폴리에틸렌의 용융 지수는 110℃의 압출 온도에서의 상기 용융 흐름이 동일한 온도에서 EVA폴리머의 용융 흐름과 비슷하도록 선택되었다. 은/제올라이트 분말 (Ag/zeolite powder)을 상기 폴리에틸렌층에 혼합하였다. 그 결과 얻어진 필름은 표준적인 EVA 단층의 특징적 밀봉 특성을 나타내었으나, 또한 더 우수한 습도 특성을 갖는 폴리머 내에 내장되었기 때문에 상기 중간층 내의 은/제올라이트의 보호를 제공하기도 하였다. 유리/밀봉재 다층/PEF 백시트 부품을 제조하였으며, 이는 상기 습열 테스트에서 500시간 후에 중대한 변색을 나타내지 않았다.
실시 예 4
유리/다층/유리 부품을 제조하였으며, 또한 테두리 밀봉을 적용하였다. 이러한 부품은 상기 습열 테스트에서 500시간 후에 변색을 나타내지 않았다. 이러한 구조물은 대부분의 습기를 상기 모듈의 외부에 두게 되며, 상기 다층 폴리머 시트가 제2 방어선으로 역할을 하고, 습기 유입 특히 연결 박스 (junction box)를 통하여 수분의 유입을 차단할 것이다.

Claims (45)

  1. 적어도 부분적으로 특정 파장을 갖는 방사선을 흡수하고 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 다층의 적어도 하나의 층이 발광 다운시프팅 화합물 (luminescence downshifting compound)을 포함하는 다층 공압출 폴리머층을 포함하는 폴리머 시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    폴리머 시트의 2 이상의 층이 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머 시트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    발광 다운시프팅 화합물이 제1 폴리머층에 존재하며, 상기 발광 다운시프팅 화합물은 다음 층에 존재하는 발광 다운시프팅 화합물보다 더 낮은 파장에서 더 많은 방사선을 흡수할 수 있는 폴리머 시트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 폴리머층은 적어도 부분적으로 UV 방사선을 흡수하고 더 높은 파장에서 방사선을 재방출하기 위하여 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머 시트.
  5. 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 공압출 폴리머층을 포함하며, 제1층에 존재하는 하나 이상의 서로 다른 발광 다운시프팅 화합물이 다음 층에 존재하는 하나 이상의 서로 다른 발광 다운시프팅 화합물보다 더 낮은 파장에서 방사선을 흡수하게 되는 폴리머 시트.
  6. 청구항 1 내지 5의 어느 한 항에 있어서,
    상기 2 이상의 서로 다른 발광 다운시프팅 화합물은 캐스케이드 (cascade)를 형성하기 위하여 선택되며 상기 캐스케이드는 캐스케이드 내의 한 화합물이 다음 화합물이 방사선을 흡수하는 파장 범위에서 방사선을 재방출하는 것으로 정의되고, 적어도 하나의 발광 다운시프팅 화합물은 적어도 부분적으로 특정 파장을 갖는 방사선을 흡수하고 상기 흡수된 방사선의 파장보다 긴 파장에서 방사선을 재방출하기 위한 것인 폴리머 시트.
  7. 청구항 1 내지 6의 어느 한 항에 있어서,
    제1 폴리머층은 280 내지 400㎚의 방사선을 흡수하고 400 내지 550㎚의 방사선을 재방출하기 위한 발광 다운시프팅 화합물을 포함하며, 다른 폴리머층은 360 내지 470㎚의 방사선을 흡수하고 410 내지 670㎚의 방사선을 재방출하기 위한 발광 다운시프팅 화합물을 포함하고, 다른 폴리머층은 360 내지 570㎚의 방사선을 흡수하고 410 내지 750㎚의 방사선을 재방출하기 위한 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머 시트.
  8. 청구항 1 내지 7의 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머층의 적어도 하나는 에틸렌 비닐 아세테이트 (ethylene vinyl acetate, EVA), 에틸렌 비닐 알코올 (ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리비닐부티랄 (polyvinylbutyral, PVB), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 알킬메타크릴레이트 (alkylmethacrylate), 알킬아크릴레이트 공중합체 (alkylacrylate copolymers), 폴리우레탄 (polyurethanes), 기능화된 폴리올레핀 (functionalized polyolefines), 이오노머 (ionomers), 열가소성 폴리디메틸실록산 공중합체 (polydimethylsiloxane copolymers), 또는 이들의 혼합물을 포함하는 폴리머 시트.
  9. 청구항 1 내지 8의 어느 한 항에 있어서,
    발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 상기 층의 폴리머 조성물은 상기 발광 다운시프팅 화합물의 광 흡수 및 방출 활성이 ISO 4892, 2부, 방법 A, 2순환 (ISO 4892 part 2, Method A, Cycle 2)에 따른 가속화된 풍화 조건 하에서 적어도 100시간동안 영향받지 않도록 선택되는 것인 폴리머 시트.
  10. 청구항 1 내지 9의 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머층의 적어도 하나는 높은 수분 및/또는 기체 차단 특성을 갖는 것인 폴리머 시트.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 폴리머층의 적어도 하나는 에틸렌 비닐 아세테이트 폴리머를 포함하며, 바람직하게는 상기 에틸렌 비닐 아세테이트는 12중량% 내지 최고 45중량%의 아세테이트 함량을 갖는 것인 폴리머 시트.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 발광 다운시프팅 화합물은 12중량% 내지 최고 45중량%의 아세테이트 함량을 갖는 에틸렌 비닐 아세테이트 폴리머의 다층 공압출 층에 존재하는 것인 폴리머 시트.
  13. 청구항 1 내지 9의 어느 한 항에 있어서,
    외부 폴리머층의 적어도 하나는 실란 커플링제를 포함하는 것인 폴리머 시트.
  14. 청구항 1 내지 13의 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트는 2개의 외부 폴리머층 및 적어도 하나의 내부 폴리머층을 포함하며, 하나 또는 2개의 외부 폴리머층은 적어도 하나의 내부 폴리머층의 용용점 T2보다 적어도 10℃ 낮은 용융점 T1을 갖는 것인 폴리머 시트.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 용융점 T1은 상기 용융점 T2보다 10 내지 100℃낮은 것인 폴리머 시트.
  16. 청구항 14 또는 15에 있어서,
    상기 폴리머 시트는 서로 다른 폴리머 물질의 공압출에 의하여 얻어지며,
    상기 폴리머 물질은
    각각의 서브층에 적용된 압출 온도에서 상기 서브층의 폴리머의 가장 큰 용융 흐름 지수 차이가 3 MFI 포인트보다 낮도록 각각의 서브층 (sub-layer)이 선택되는 압출 온도에서 압출되는 것인 폴리머 시트.
  17. 청구항 14 내지 16의 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 폴리머층은 부타디엔, 이소프렌 및/또는 부티렌/에틸렌 공중합체 (SIS, SBS 및/또는 SEBS); 에틸렌 비닐 알코올 (EVOH) 공중합체, 폴리메타크릴레이트 폴리아크릴레이트 블록 공중합체, 폴리올레핀, 폴리올레핀 공중합체 또는 삼량체 (terpolymer), 또는 올레핀 공중합체 또는 삼량체 (terpolymer), 메타크릴산 (이오노머)과 같은 공중합 가능한 기능화된 모노머로 선택적으로 수화된 폴리스티렌 블록 공중합체를 포함하는 것인 폴리머 시트.
  18. 청구항 14 내지 17의 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 층의 적어도 하나는 에티렌 비닐 아세테이트 공중합체를 포함하며, 바람직하게는 상기 에틸렌 비닐 공중합체는 18중량％보다 많은 아세테이트 함량을 갖는 것인 폴리머 시트.
  19. (ⅰ) 각각의 폴리머층을 위한 하나 이상의 마스터 배치 폴리머 물질을 제공하는 단계, 및
    (ⅱ) 상기 마스터 배치 폴리머 물질을 폴리머 시트를 형성하는 층으로 공압출하는 단계를 포함하는 청구항 1 내지 18의 어느 한 항에 따른 폴리머 시트의 제조방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 방법은 폴리머 물질 및 첨가제로부터 하나 이상의 마스터 배치를 제조하는 단계, 및 상기 마스트 배치 물질을 상기 공압출에 사용하기 위한 미립자로 성형하는 단계를 더욱 포함하는 폴리머 시트의 제조방법.
  21. 청구항 1 내지 18의 어느 한 항에 따른 폴리머 시트의 제조를 위한 폴리머 물질 및 첨가제를 포함하는 하나 이상의 마스터 배치의 용도.
  22. 투명 폴리머층이 두 개의 유리층 사이에 존재하며, 상기 폴리머층은 청구항 1 내지 18의 어느 한 항에 따른 폴리머 시트를 포함하는 두 개의 유리층을 포함하는 부품.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 유리층의 유리는 붕규산염 유리 (borosilicate glass) 또는 소다 석회 유리 (soda lime glass)인 부품.
  24. 청구항 22 또는 23에 있어서,
    상기 유리 부품의 전체 두께는 5㎜ 미만인 부품.
  25. 청구항 22 내지 24의 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리층의 적어도 하나는 0.1 내지 2㎜의 두께를 갖는 것인 부품.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 유리층의 하나는 0.1 내지 4㎜의 두께를 가지며 다른 유리층은 0.1 내지 2㎜의 두께를 갖는 부품.
  27. 청구항 22 내지 26의 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 유리층은 반사방지 코팅으로 덮힌 폴리머 층을 향하지 않는 표면을 갖는 것인 부품.
  28. 청구항 22 내지 27의 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 유리층은 상기 폴리머층을 향하지 않는 요철 (embossed) 표면을 갖는 것인 부품.
  29. 식물을 재배하는 과정에서 태양광의 특성을 변화시키기 위한 청구항 22 내지 28의 어느 한 항에 따른 부품의 용도.
  30. 전기를 생성시키는 과정에서 태양광의 특성을 변경시키기 위한 청구항 22 내지 29의 어느 한 항에 따른 부품의 용도.
  31. 청구항 22 내지 28의 어느 한 항에 따른 부품을 포함하는 건물.
  32. 광전지 (photovoltaic cell)를 포함하는 층 및 청구항 22 내지 28의 어느 한 항에 따른 부품을 포함하는 커버층을 포함하는 광기전 모듈.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 광전지는 박막 카드뮴 텔루라이드 광전지인 광기전 모듈.
  34. 청구항 22 내지 28의 어느 한 항에 따른 유리 부품, (a) 투명 전극층, (b) n-형 반도체 층, (c) 카드뮴 텔루라이드 흡수층 및 (d) 후면전극 (back contact)을 포함하는 CdTe 태양광전지.
  35. 태양광의 발광 다운시프팅 (luminescent down-shifting)에 의하여 광전지의 기능을 향상시키기 위한 청구항 1 내지 18의 어느 한 항에 따른 폴리머 시트의 용도.
  36. 청구항 1 내지 18의 어느 한 항에 따른 폴리머 시트, 및 광전지를 포함하는 태양전지판.
  37. 청구항 36에 있어서,
    상기 광전지로부터 가장 멀리 떨어져 있는 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 폴리머층은 적어도 부분적으로 UV 방사선을 흡수하고 더 높은 파장에서 방사선을 재방출하기 위한 발광 다운시프팅 화합물을 포함하는 태양전지판.
  38. 청구항 36 또는 37에 있어서,
    상기 태양전지판은 유리층, 상기 폴리머 시트, 광전지, 밀봉재층 및 백 시트 (back sheet)의 층 서열을 갖는 것인 태양전지판.
  39. 청구항 38에 있어서,
    상기 백 시트는 유리층인 태양전지판.
  40. 청구항 39에 있어서,
    입사하는 방사선을 향하는 유리층은 1.5 내지 4㎜의 두께를 가지며, 백 시트로 사용되는 유리층은 1.5 내지 4㎜의 두께를 가지며, 상기 태양전지판의 전체 두께는 9㎜ 미만인 태양전지판.
  41. 청구항 36 내지 40의 어느 한 항에 있어서,
    입사하는 방사선을 향하는 유리층은 반사방지 코팅을 구비하는 태양전지판.
  42. 하기 층:
    유리층 (a),
    청구항 1 내지 18의 어느 한 항에 따른 폴리머 시트 (b),
    광전지를 포함하는 층 (c),
    폴리머 밀봉재층 (d) 및
    유리층 (e)을 포함하는 스택을
    상승된 라미네이션 온도에서 열 라미네이션 (thermal lamination)하여 태양전지판을 제조하는 방법.
  43. 청구항 42에 있어서,
    상기 폴리머 시트는 두 개의 외부 서브층 및 적어도 하나의 내부 서브층을 포함하는 3 이상의 다층 공압출 열가소성 폴리머 서브층을 포함하며, 상기 라미네이션 온도에서 상기 내부 서브층의 MFI는 상기 동일한 층의 하나 또는 둘의 외부 서브층의 MFI와 0.5 내지 10 포인트의 범위로 상이한 태양전지판을 제조하는 방법.
  44. 청구항 42 또는 43에 있어서,
    상기 폴리머 시트 (b)는 두 개의 외부 서브층 및 적어도 하나의 내부 서브층을 포함하는 3 이상의 다층 공압출 열가소성 폴리머 서브층을 포함하며,
    상기 폴리머 시트 (b)는 서로 다른 폴리머 물질의 공압출에 의하여 얻어지고, 상기 폴리머 물질은 각각의 서브층에 적용된 압출 온도에서 상기 서브층의 폴리머의 가장 큰 용융 흐름 지수 차이가 5 MFI 포인트보다 낮도록 각각의 서브층 (sub-layer)이 선택되는 압출 온도에서 압출되며,
    라미네이션 온도 TL은 내부 서브층의 압출온도 TC보다 높고 상기 온도 TC는 하나의 외부 서브층의 압출온도 TA 및/또는 다른 외부 서브층의 압출온도 TB보다 높은 것인 태양전지판을 제조하는 방법.
  45. 청구항 42 내지 44의 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이션 온도는 115 내지 175℃이고, 상기 스택의 환경 (environment)은 30 mBar 미만의 압력을 갖는 것인 태양전지판을 제조하는 방법.
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