KR20170090225A - Encapsulation composition for solar cell, solar cell module comprising the same, and preparing process of solar cell module comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 봉지재 조성물, 이를 이용한 태양전지 모듈 및 이를 이용한 태양전지 모듈의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an encapsulating material composition, a solar cell module using the same, and a method of manufacturing a solar cell module using the same.
태양광 발전은 태양광으로부터 전기를 생산하는 청정 발전 기술이다. 태양광 발전 시설은 태양광을 받아 전기를 발생하는 태양전지(모듈)와 발생된 직류 전기를 교류로 변환시키는 전력 조절 장치 및 주간에 생선된 전기를 저장하는 축전지 등으로 구성된다. 전기를 발생시키는 모듈은 일반적으로 유리, 봉지재, 태양전지 및 이면시트로 구성되어 있다.Solar power generation is a clean power generation technology that produces electricity from sunlight. Photovoltaic power generation facilities consist of a solar cell (module) that generates electricity by receiving sunlight, a power regulator that converts the generated direct current into alternating current, and a battery that stores the electricity generated in the daytime. Generally, the module that generates electricity is composed of glass, encapsulant, solar cell, and backsheet.
현재 봉지재로 쓰이는 EVA(에틸렌-비닐아세테이트 공중합체)는 습기에 취약한 태양전지 소자를 보호하기 위해 태양전지 전후면과 표면재 사이에 삽입되는 물질이다. EVA는 투과율, 접착력 및 탄성등의 특성을 어느 정도 만족시키나, 진공 및 고온에서의 별도 가교 공정이 필요하여 태양전지 모듈의 생산속도 및 생산효율을 저하시킬 수 있다. 또한, EVA는 가교 시 발생하는 산 등의 부식성 물질과 장기간 자외선 노출에 따른 황변 현상으로 인해 태양전지 모듈의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer), which is currently used as an encapsulant, is a substance that is inserted between the front and rear surfaces of the solar cell and the surface material to protect moisture-sensitive solar cell devices. EVA satisfies the characteristics such as transmittance, adhesive force and elasticity to some extent, but requires a separate crosslinking step in vacuum and high temperature, which may lower the production speed and production efficiency of the solar cell module. In addition, EVA has a problem of deteriorating efficiency of a solar cell module due to corrosive substances such as acid generated during crosslinking and yellowing due to long-term ultraviolet exposure.
본 출원은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 태양전지 봉지재 조성물, 이를 이용한 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a solar cell encapsulation material composition, a solar cell module using the same, and a manufacturing method thereof.
본 출원은 태양전지 봉지재 조성물에 관한 것이다. 예시적인 상기 봉지재 조성물은 시트(sheet) 형태의 EVA와 같이 진공 압착등의 가교 공정(약 15분 소요)을 요구하지 않는다. 또한, 상기 조성물은 점착액 자체를 도포해 열 경화를 진행하여(수 분 소요) 롤 투 롤(Roll to Roll) 연속 공정이 가능하므로 생산속도 및 생산 효율이 우수하다. 또한, 내습에 강한 소재를 사용하여 EVA 봉지재보다 내습성이 우수하며, EVA와 달리 가교시 산이 발생하지 않아 그로 인한 광전소자의 부식이 없고, UV cut-off 특성을 향상시켜 황변 현상을 억제하였다.The present application relates to solar cell encapsulant compositions. Exemplary encapsulant compositions do not require a cross-linking process (such as vacuum squeezing) (such as EVA in sheet form takes about 15 minutes). In addition, the composition is excellent in production speed and production efficiency because it is possible to perform a roll-to-roll continuous process by applying the adhesive liquid itself and proceeding thermal curing (takes several minutes). In addition, it is superior in moisture resistance than EVA encapsulant by using material resistant to humidity, and it does not cause acid corrosion due to crosslinking unlike EVA, thereby preventing the deterioration of photoelectric devices and enhancing UV cut-off characteristics to suppress yellowing .
이하에서 본 출원의 봉지재 조성물, 그것을 포함하는 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하지만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로서, 상기 태양전지 모듈이 예시된 도면에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the encapsulant composition of the present application, the solar cell module including the same, and the method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the attached drawings are illustrative and the solar cell module is limited It is not.
본 출원의 예시적인 태양전지 봉지재 조성물은 베이스 수지, 점착 부여제를 포함한다. 상기에서 「베이스 수지」는 상기 조성물에 있어서 주요 원료가 되는 수지를 의미한다. 하나의 예시에서, 상기 베이스 수지는 상기 조성물의 총 중량 100 대비 30 중량부 이상으로 포함된 수지일 수 있다. Exemplary solar cell encapsulant compositions of the present application include a base resin, a tackifier. The term " base resin " as used herein means a resin which is a main raw material in the composition. In one example, the base resin may be a resin containing 30 parts by weight or more of the total weight of the composition.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 베이스 수지는 하기 화학식 1의 반복 단위를 가진다.In one embodiment of the present invention, the base resin has a repeating unit represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 12, 1 내지 8 또는 1 내지 4의 알킬기이다.In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms.
특히, 상기 알킬기의 탄소수는, 바람직하게는 3 내지 10, 보다 더 바람직하게는 5 내지 8일 수 있다. 상기 베이스 수지가 상기 화학식 1의 반복 단위를 가짐으로써, 우수한 수분 차단 특성을 가지는 봉지재를 제조할 수 있는 봉지재 조성물을 제공할 수 있다.In particular, the number of carbon atoms in the alkyl group may be preferably from 3 to 10, more preferably from 5 to 8. By providing the base resin having the repeating unit represented by Formula 1, it is possible to provide an encapsulating material composition capable of producing an encapsulating material having excellent moisture barrier properties.
하나의 예시에서, 상기 베이스 수지는 폴리이소부틸렌 또는 이소부틸렌을 90 mol% 이상, 93 mol% 이상, 또는 96 mol% 이상 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 함량의 mol%는 베이스 수지를 구성하는 단량체 또는 중합체의 총 몰 수를 기준으로 한 함량을 의미한다. 상기 함량은 높을수록 폴리이소부틸렌을 제외한 불순물을 함유하지 않는다는 것을 의미하므로 특별히 상한값이 제한되지는 않으나, 제조 가능성을 고려하여 99 mol%이하 또는 97 mol%이하일 수 있다. 상기와 같은 조성을 통해, 수분 투과 특성이 우수한 태양전지 봉지재를 제조할 수 있는 태양전지 봉지재 조성물을 제공할 수 있다.In one example, the base resin may be a copolymer containing 90 mol% or more, 93 mol% or more, or 96 mol% or more of polyisobutylene or isobutylene. The mol% of the above content means the content based on the total molar amount of the monomer or polymer constituting the base resin. The upper limit of the above content means that no impurities other than polyisobutylene are contained. Therefore, the upper limit is not particularly limited, but may be 99 mol% or less or 97 mol% or less considering the possibility of production. A solar cell encapsulating material composition capable of producing a solar cell encapsulating material excellent in water permeability characteristics through the above composition can be provided.
하나의 예시에서, 상기 점착 부여제는 탄화수소 수지를 포함한다. 탄화수소 수지의 예는 지방족 탄화수소 수지, 수소처리된 지방족 탄화수소 수지, 지방족/방향족 탄화수소 수지, 수소처리된 지방족/방향족 탄화수소 수지, 지환족 탄화수소 수지, 수소처리된 지환족 수지, 지환족/방향족 탄화수소 수지, 수소처리된 지환족/방향족 탄화수소 수지, 수소처리된 방향족 탄화수소 수지, 테르펜 수지, 수소처리된 테트펜 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진과 로진 에스테르, 수소처리된 로진과 로진 에스테르 및 이들의 혼합물이다. 본원에서 「수소처리된」은 완전히 수소화된 수지, 실질적으로 수소화된 수지 및 부분적으로 수소화된 수지를 포함한다. 적절한 방향족 수지는 방향족 개질화된 지방족 수지, 방향족 개질화된 지환족 수지, 및 방향족 함량이 1 중량% 내지 30 중량%인 수소화된 방향족 탄화수소 수지를 포함한다. 상기 수지 중 임의의 수지는 당해 기술분야에 공지된 방법을 이용해 불포화된 에스테르 또는 무수물로 그래프팅될 수 있다. 이러한 그래프팅은 수지에 증가된 특성을 제공할 수 있다.In one example, the tackifier comprises a hydrocarbon resin. Examples of hydrocarbon resins are aliphatic hydrocarbon resins, hydrogenated aliphatic hydrocarbon resins, aliphatic / aromatic hydrocarbon resins, hydrogenated aliphatic / aromatic hydrocarbon resins, alicyclic hydrocarbon resins, hydrogenated alicyclic resins, alicyclic / aromatic hydrocarbon resins, Hydrogenated aromatic aliphatic hydrocarbon resins, hydrogenated alicyclic / aromatic hydrocarbon resins, hydrogenated aromatic hydrocarbon resins, terpene resins, hydrogenated tetraphene resins, terpene-phenolic resins, rosin and rosin esters, hydrogenated rosins and rosin esters and mixtures thereof. As used herein, " hydrotreated " includes fully hydrogenated resins, substantially hydrogenated resins and partially hydrogenated resins. Suitable aromatic resins include aromatic modified aliphatic resins, aromatic modified alicyclic resins, and hydrogenated aromatic hydrocarbon resins having an aromatic content of 1 wt% to 30 wt%. Any of the resins may be grafted to unsaturated esters or anhydrides using methods known in the art. Such grafting can provide increased properties to the resin.
하나의 예시에서, 수소처리된 탄화수소 수지와 테르펜 페놀 수지를 점착 부여제로서 함께 사용함으로써, 어느 한 종의 점착 부여제만을 사용한 경우보다 봉지재 층의 전면 부재에 대한 접착력을 현저히 향상시킬 수 있다.In one example, by using the hydrotreated hydrocarbon resin and the terpene phenol resin together as a tackifier, the adhesion of the sealing material layer to the front member can be remarkably improved as compared with the case of using only one kind of tackifier.
적절한 점착 부여제는 상업적으로 입수가능하며, 예로는 Eastman Chemical Company사로부터 입수가능한 수소처리된 탄화수소 수지인 EASTOTAC C-100W, C-115W, H-100W, H-115W, H-120W, H-130W, H-142W 수지, REGALITE R1090, R1100 및 R1125 수지; 및 Yasuhara사로부터 입수가능한 테르펜 페놀 수지인 T160, T145, T130, T115 및 T100 수지가 포함된다.Suitable tackifiers are commercially available, for example, hydrotreated hydrocarbon resins available from Eastman Chemical Company, EASTOTAC C-100W, C-115W, H-100W, H-115W, H-120W, H-130W , H-142W resin, REGALITE R1090, R1100 and R1125 resins; And T160, T145, T130, T115 and T100 resins, which are terpene phenolic resins available from Yasuhara.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 점착 부여제의 함량은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 70 중량부, 바람직하게는 10 내지 55 중량부, 보다 더 바람직하게는 10 내지 40 중량부일 수 있다. 상기 범위에서 점착부여제의 함량이라고 함은, 여러 종류의 점착 부여제가 포함된 경우 조성물이 포함하고 있는 모든 점착부여제의 총 함량을 의미한다. 상기와 같은 점착부여제의 함량 범위에서 봉지재 조성물로 제조한 봉지재가 전면 부재에 대하여 우수한 접착력을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the content of the tackifier may be 10 to 70 parts by weight, preferably 10 to 55 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin . The content of the tackifier in the above range means the total content of all the tackifiers contained in the composition when various kinds of tackifiers are included. An encapsulant made of the encapsulant composition may have an excellent adhesive strength to the front member in the content range of the tackifier.
하나의 예시에 있어서, 상기 수소처리된 탄화수소 수지와 테르펜 페놀 수지의 중량비가 0.5 내지 5:1, 바람직하게는 0.5 내지 4:1, 보다 더 바람직하게는 1 내지 3일 수 있다. 상기와 같은 수소처리된 탄화수소 수지와 테르펜 페놀 수지의 범위에서 봉지재 조성물로 제조한 봉지재가 전면 부재에 대하여 우수한 접착력을 가질 수 있다.In one example, the weight ratio of the hydrogenated hydrocarbon resin to the terpene phenolic resin may be 0.5 to 5: 1, preferably 0.5 to 4: 1, more preferably 1 to 3. An encapsulant made from the encapsulating material composition in the range of the hydrogenated hydrocarbon resin and the terpene phenol resin can have an excellent adhesion to the front member.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 태양전지 봉지재 조성물은 자외선 안정제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 자외선 안정제로서 반응형 자외선 흡수제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 반응형 자외선 흡수제는 하기 화학식 2로 나타내어지는 아크릴계 단량체일 수 있다:In one embodiment of the present invention, the solar cell encapsulant composition may further include an ultraviolet stabilizer. For example, a reactive ultraviolet absorber may be further included as an ultraviolet stabilizer. The reactive ultraviolet absorber may be an acrylic monomer represented by the following general formula (2)
[화학식 2](2)
화학식 2에 있어서, R1은 수소 또는 메틸기이고, X는 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 5 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이며, R2는 방향족기로 치환된 페닐기, 방향족기로 치환된 히드록시페닐기, 헤테로방향족기로 치환된 페닐기, 헤테로방향족기로 치환된 히드록시페닐기, 벤조트리아졸기로 치환된 페닐기 또는 벤조트리아졸기로 치환된 히드록시페닐기이다.Wherein R 1 is hydrogen or a methyl group, X is a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or 1 to 3 carbon atoms, R 2 is a phenyl group substituted with an aromatic group, a hydroxyphenyl group substituted with an aromatic group, A hydroxyphenyl group substituted with an aromatic group, a hydroxyphenyl group substituted with a heteroaromatic group, a phenyl group substituted with a benzotriazole group, or a hydroxyphenyl group substituted with a benzotriazole group.
반응형 자외선 흡수제를 채택함으로써, 자외선 흡수제 첨가에 따른 황변현상 억제능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 전면 부재와의 접착력 또한 우수하게 유지할 수 있다. By employing a reactive ultraviolet absorber, it is possible not only to improve the yellowing phenomenon suppressing ability upon addition of the ultraviolet absorber, but also to maintain excellent adhesion with the front member.
상기 자외선 안정제의 함량은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부, 0.5 내지 5 중량부, 또는 0.8 내지 4 중량부일 수 있다. 상기와 같은 자외선 안정제의 함량 범위에서 봉지재 조성물로 제조한 봉지재가 자외선에 장시간 노출되어도 황변현상이 억제되는 한편, 우수한 광투과율 및 헤이즈 특성을 확보할 수 있다.The content of the ultraviolet stabilizer may be 0.1 to 10 parts by weight, 0.5 to 5 parts by weight, or 0.8 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. When the encapsulant made of the encapsulant composition is exposed to ultraviolet rays for a long time in the content range of the ultraviolet stabilizer as described above, the yellowing phenomenon can be suppressed and excellent light transmittance and haze characteristics can be secured.
또한, 본 출원은 태양전지 모듈에 관한 것이다. The present application also relates to a solar cell module.
도 1은 본 출원의 구현예에 따른 상기 태양전지 모듈을 예시적으로 보여주는 도면이다.FIG. 1 illustrates an exemplary solar cell module according to an embodiment of the present application. Referring to FIG.
도 1 에 나타나듯이, 상기 태양전지 모듈(100)은 전면 부재(130), 상기 전면 부재 상에 형성되고 태양전지셀(140)이 봉지된 봉지재층(120) 및 상기 봉지재층 상에 형성된 이면시트(110)를 포함할 수 있다. 본 출원에 따른 태양전지 모듈의 봉지재층은 우수한 기계적인 특성을 갖는데, 상기 봉지재층(120)은 전면부재(130)와의 박리강도(ASTM D903)가 3000 gf/in 내지 4000 gf/in, 3200 gf/in 내지 4000 gf/in 또는 3400gf/in 내지 4000 gf/in 일 수 있다. 또한, 본 출원에 따른 태양전지 모듈은 내습성이 우수하여 봉지재층과 이면시트의 투습도(WVTR, ASTM D1653)가 1.5 g/m224hr 내지 2.5 g/m224hr, 바람직하게는 1.7 g/m224hr 내지 2.3 g/m224hr 일 수 있다.1, the
하나의 예시에서, 태양전지 모듈의 봉지재층의 두께는 30 μm 내지 70 μm, 바람직하게는 30 μm 내지 50 μm 일 수 있다. 상기와 같은 봉지재층의 두께 범위에서, 태양전지셀이 수분에 대해 장기간 노출되어도 부식되지 않고, 태양전지 모듈이 우수한 광 투과도 특성을 확보할 수 있다. 또한, 태양전지 모듈이 우수한 내습성과 동시에 우수한 광학적 특성을 확보할 수 있도록, 상기 봉지재층의 헤이즈 값(ASTM D1003)은 1 이하 또는 0.8 이하일 수 있다. 상기 값의 하한은 낮을수록 우수한 광학적 특성을 얻을 수 있다는 것을 의미하므로 특별히 제한되는 것은 아니나, 제조 가능성을 고려하여 0.1 이상 또는 0.3 이상일 수 있다. 상기 봉지재층은 또한 황변현상이 억제되어 우수한 옐로우 인덱스 값을 갖는데, 상기 옐로우 인덱스 값(ASTM D1003)은 1 이하 또는 0.9 이하일 수 있다. 상기 값의 하한은 낮을수록 황변현상이 억제된 것을 의미하므로 특별히 제한되는 것은 아니나, 제조 가능성을 고려하여 0.1 이상 또는 0.3 이상일 수 있다. 상기와 같은 헤이즈 값 및 옐로우 인덱스 범위 내에서 상기 봉지재층을 포함하는 태양전지 모듈이 우수한 광학적 특성을 가져 발전효율이 증가될 수 있다.In one example, the thickness of the encapsulant layer of the solar cell module may be 30 [mu] m to 70 [mu] m, preferably 30 [mu] m to 50 [mu] m. In the thickness range of the encapsulant layer as described above, even if the solar cell is exposed to water for a long period of time, it is not corroded and the solar cell module can secure excellent light transmittance characteristics. Also, the haze value (ASTM D1003) of the sealing material layer may be 1 or less or 0.8 or less so that the solar cell module can achieve excellent moisture resistance and excellent optical characteristics. The lower limit of the above value means that the better optical characteristics can be obtained, so that it is not particularly limited, but it may be 0.1 or more or 0.3 or more in consideration of manufacturability. The encapsulant layer is also inhibited from yellowing and has an excellent yellow index value, wherein the yellow index value (ASTM D1003) may be less than or equal to 1 or less than 0.9. The lower limit of the above value means that the yellowing phenomenon is suppressed as the lower limit is lowered, so that it may be 0.1 or more or 0.3 or more in consideration of manufacturability, though it is not particularly limited. The solar cell module including the encapsulant layer within the haze value and the yellow index range as described above has excellent optical characteristics and the power generation efficiency can be increased.
본 출원은 또한, 전술한 태양전지 봉지재 조성물을 이용하여 제조한 봉지재층을 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것으로, 예시적인 태양전지 모듈은 베이스 수지, 점착부여제로서 수소처리된 탄화수소 수지 및 테르펜 페놀 수지를 포함하는 봉지재층을 포함하는 태양전지 모듈일 수 있다.The present application also relates to a solar cell module comprising an encapsulant layer produced using the solar cell encapsulant composition described above, wherein the exemplary solar cell module comprises a base resin, a hydrogenated hydrocarbon resin as a tackifier, and a terpene phenol And a sealing material layer containing a resin.
상기 태양전지 모듈에 있어서, 봉지재층의 베이스 수지와 점착부여제에 관한 구체적인 내용은 전술한 태양전지 봉지재 조성물에서 설명한 바와 동일하므로, 생략하기로 한다.In the solar cell module, the concrete content of the base resin and the tackifier of the encapsulant layer are the same as those described in the above-described solar cell encapsulant composition, and therefore will not be described.
하나의 예시에서, 상기 태양전지 모듈은 자외선 안정제를 추가로 포함할 수 있으며, 자외선 안정제의 종류 및 함량에 관한 구체적인 내용은 전술한 태양전지 봉지재 조성물에서 설명한 바와 동일하므로, 생략하기로 한다.In one example, the solar cell module may further include an ultraviolet stabilizer, and details regarding the type and content of the ultraviolet stabilizer are the same as those described in the above-described solar cell encapsulant composition, and therefore will not be described.
본 출원에 따른 태양전지 모듈의 일 구현예에 있어서, 이면시트의 두께는 70 μm 내지 130 μm, 바람직하게는 85 μm 내지 115 μm 일 수 있다. 상기와 같은 범위에서 태양전지셀의 보호를 충실히 수행하는 한편, 단위 전력당 생산비를 절감할 수 있다.In one embodiment of the solar cell module according to the present application, the thickness of the backsheet may be 70 μm to 130 μm, preferably 85 μm to 115 μm. It is possible to faithfully perform the protection of the solar cell in the above-mentioned range and to reduce the production cost per unit electric power.
상기 이면시트는 고분자 필름일 수 있으며, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)로 이루어진 군에서 선택한 어느 하나이다.The backsheet may be a polymer film and may be made of, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE).
본 출원은 또한, 시트 형태의 수지를 이용하여 고온진공이 요구되는 라미네이트 공정을 통해 봉지재층을 형성하여 태양전지 모듈을 제조하는 방법이 아닌, 봉지재 조성물 자체를 도포하여 봉지재층을 형성하는 태양전지 모듈의 제조방법에 관한 것이다. 본 출원의 태양전지 모듈의 제조방법에 따른 일 구현예에 있어서 태양전지 모듈의 제조방법은, 전술한 화학식 1의 반복 단위를 가지는 베이스 수지를 포함하고 상온에서 점도가 300cP 내지 1500cP, 400cP 내지 1200cP, 또는 500cP 내지 1000cP인 태양전지 봉지재 조성물을 도포하는 단계 및 상기 도포된 조성물을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.The present application is also directed to a method for manufacturing a solar cell module by forming an encapsulant layer through a lamination process requiring a high temperature vacuum using a resin in a sheet form to form a solar cell module for forming an encapsulant layer by applying the encapsulant composition itself And a manufacturing method of the module. The method for manufacturing a solar cell module according to one embodiment of the present application includes a base resin having a repeating unit represented by the above-described formula (1) and has a viscosity at room temperature of 300 cP to 1500 cP, 400 cP to 1200 cP, Or from 500 cP to 1000 cP, and curing the applied composition.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 12, 1 내지 8 또는 1 내지 4의 알킬기이다.R 1 and R 2 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms.
또한, 본 출원에 따른 예시적인 태양전지 모듈의 제조방법은, 약 15분 정도의 시간이 소요되는 라미네이트 공정 대신, 30초 내지 5분, 바람직하게는 1분 내지 5분, 보다 더 바람직하게는 2분 내지 5분 동안 조성물을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기와 같이, 본원발명의 태양전지 모듈의 제조방법은 봉지재 층을 이면시트와 접착하게 하는 경화 공정의 시간이 줄어들어, 롤 투 롤(Roll to Roll) 연속 공정이 가능하여 생산속도가 증가하고 공정비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, the exemplary manufacturing method of the solar cell module according to the present application is characterized in that, instead of the lamination process which takes about 15 minutes, the process is performed for 30 seconds to 5 minutes, preferably 1 minute to 5 minutes, RTI ID = 0.0 > minutes to 5 minutes. ≪ / RTI > As described above, the manufacturing method of the solar cell module of the present invention reduces the time of the curing process for bonding the sealing material layer to the backsheet, thereby enabling a continuous roll-to-roll process, The cost is reduced.
상기 태양전지 모듈의 경화 단계는, 열 경화를 통하여 진행될 수 있다. 라미네이션 공정이 아닌 열 경화 단계를 채택함으로써, 라미네이션 공정에서 요구되는 고온진공 조건이 없이도 경화가 진행되므로, 공정비용이 절감되는 효과가 있다.The curing step of the solar cell module may proceed through thermal curing. By adopting the heat curing step instead of the lamination step, the curing proceeds without the high-temperature vacuum condition required in the lamination process, thereby reducing the processing cost.
본 출원에 따른 태양전지 모듈의 제조방법에 있어서, 사용되는 봉지재 조성물에 관한 구체적인 내용은 전술한 태양전지 봉지재 조성물에서 설명한 것과 같으므로, 생략하기로 한다.In the manufacturing method of the solar cell module according to the present application, the details of the encapsulation material composition used are the same as those described in the above-described solar cell encapsulation material composition, and therefore will not be described.
본 출원에 따른 태양전지 봉지재 조성물은 내습성이 우수하며, 황변현상이 억제되고, 광학적 특성이 우수하며, 기계적 특성이 우수한 봉지재 층을 형성할 수 있다. 또한, 본 출원에 따른 태양전지 모듈은 우수한 내습성, 광학적 특성, 기계적 특성을 갖는다. 그리고, 본 출원에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 롤 투 롤(롤 투 롤(Roll to Roll)) 연속 공정이 가능하여 생산속도가 증가되고 공정비용이 절감되는 효과가 있다.The solar cell encapsulating material composition according to the present application can form an encapsulating material layer excellent in moisture resistance, suppressed yellowing, excellent in optical characteristics, and excellent in mechanical properties. In addition, the solar cell module according to the present application has excellent moisture resistance, optical properties, and mechanical properties. In addition, the manufacturing method of the solar cell module according to the present application has an effect that the roll-to-roll (roll-to-roll) continuous process is possible, thereby increasing the production speed and reducing the process cost.
도 1은 본 출원의 구현예에 따른 태양전지 모듈을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 출원의 실시예 1 에 따라 제조된 적층체를 간략히 보여주는 도면이다.
도 3은 본 출원의 비교예 2 에 따라 제조된 적층체를 간략히 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating an exemplary solar cell module according to an embodiment of the present application.
Fig. 2 is a schematic view showing a laminate produced according to Example 1 of the present application. Fig.
Fig. 3 is a view schematically showing a laminate produced according to Comparative Example 2 of the present application. Fig.
이하, 본 발명을 제조예, 실시예 및 비교예에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 아래의 실시예는 본 발명을 단지 상세하게 설명하기 위한 것이며 본 발명의 범주를 한정하기 위한 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Production Examples, Examples, and Comparative Examples, but the following Examples are for explaining the present invention only in detail and are not intended to limit the scope of the present invention.
도 2와 같이 유리(210), 봉지재층(220) 및 이면시트(230)로 이루어진 적층체(200)를 제조하였다. 적층체를 제조하는데 있어서, 봉지재 조성물이 포함하는 점착 부여제의 바람직한 종류 및 함량을 도출하기 위하여 다음과 같이 실험을 진행하였다.As shown in FIG. 2, a laminate 200 composed of a
실험예Experimental Example 1 One
구체적으로, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 폴리이소부틸렌(PIB, 분자량 약 80만)을 잘게 잘라 톨루엔과 함께 넣고 80℃에서 12시간 이상 혼합하여 Total solid contents가 약 20%인 용액을 제조하였다. 상기 용액에 점착 부여제(tackifier)를 하기와 같이 PIB 100 중량부 대비 각기 다른 중량 비율로 종류별로 첨가해 점착제 조성물을 제조하였다.Specifically, polyisobutylene (PIB, molecular weight: about 800,000) was finely cut into a 1 L reactor equipped with a cooling device for easy temperature control and mixed with toluene at 80 ° C. for 12 hours or more to obtain a total solid content of about 20% Was prepared. A tackifier was added to the solution at a weight ratio different from 100 parts by weight of PIB as follows to prepare a pressure-sensitive adhesive composition.
(PIB 100 중량부 대비)Tackifier Type
(Relative to 100 parts by weight of PIB)
(gf/in, ASTM D903)Peel strength
(gf / in, ASTM D903)
상기 표 1 에서, H-130W는 Eastman Chemical Company의 수소처리된탄화수소 수지인 EASTOTAC이고, R1125는 동사의 수소처리된 탄화수소 수지인 REGALITE이며, T115는 Yasuhara사의 테르펜 페놀 수지이다. In Table 1, H-130W is EASTOTAC, a hydrotreated hydrocarbon resin from Eastman Chemical Company, R1125 is REGALITE, a hydrogenated hydrocarbon resin of the company, and T115 is a terpene phenol resin from Yasuhara.
상기 표 1의 조성물들을 TOYOBO 사의 A4300 PET 일면에 약 50μm의 두께로 코팅한 후 130℃에서 3분간 열경화하여 봉지재층을 형성하였다. 그 위에 SKC Haas사의 RF-02N 이형 PET 필름을 사용해 덮은 유리 위에 이형 처리된 PET 필름을 박리하여 적층체를 제조하였다. 상기 적층제들에 대하여, 봉지층의 유리에 대한 박리강도를 측정하였다. 상기 표 1에서 알 수 있듯이, 수소처리된 탄화수소 수지와 테르펜 페놀 수지를 적절한 비율로 혼합한 경우 우수한 박리 강도를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.The compositions of Table 1 were coated on one side of A4300 PET of TOYOBO Co., Ltd. to a thickness of about 50 mu m and then thermally cured at 130 DEG C for 3 minutes to form an encapsulant layer. And then the releasable PET film was peeled off on the glass covered with the RF-02N type PET film of SKC Haas to prepare a laminate. The peel strength of the sealing layer with respect to the glass was measured for the above-mentioned stacking agents. As can be seen from the above Table 1, it was found that excellent peel strength can be obtained when the hydrogenated hydrocarbon resin and terpene phenol resin are mixed at an appropriate ratio.
실험예Experimental Example 2 2
상기 조성물 No.2를 제조하는 것과 같은 방법으로 조성물을 제조하되, 바람직한 자외선 안정제의 종류 및 함량을 도출하기 위하여 하기 표 2에 기재된 바와 같이 자외선 안정제를 첨가하였다. 표 2에 기재된 것과 같은 조성물들을 TOYOBO 사의 A4300 PET 일면에 약 50μm의 두께로 코팅하여 광학적 특성 및 기계적 특성을 측정하였다.A composition was prepared by the same method as that for preparing the composition No. 2 except that a UV stabilizer was added as shown in Table 2 below in order to determine the kind and content of the desired ultraviolet stabilizer. The compositions shown in Table 2 were coated on one side of A4300 PET of TOYOBO Co., Ltd. to a thickness of about 50 mu m to measure optical characteristics and mechanical properties.
30pt
R1125
10ptH-130W
30pt
R1125
10pt
(ASTM D1003)Tt
(ASTM D1003)
(ASTM D1003)Haze
(ASTM D1003)
(ASTM D1003)YI
(ASTM D1003)
(MPa)Modulus
(MPa)
(gf/in, ASTM D903)Peel strength
(gf / in, ASTM D903)
상기 표 2에서 모듈러스는 TA Instruments의 ARES-G2 Rheometer를 사용하여 측정하였고, RUVA는 오츠카 케미컬사의 반응형 자외선 안정제인 RUVA-93이며, TinP는 BASF사의 Tinuvin P 이다. 상기 표 2를 통해, 반응형 자외선 안정제를 채택한 경우가 현저히 우수한 기계적 특성을 보이는 것으로 알 수 있으며, 자외선 안정제의 함량에 따라 기계적 특성과 광학적 특성이 변화하는 것을 알 수 있다.In Table 2, the modulus was measured using an ARES-G2 Rheometer from TA Instruments. RUVA was RUVA-93, a reactive ultraviolet stabilizer from Otsuka Chemical Co., and TinP was Tinuvin P from BASF. It can be seen from the above Table 2 that the mechanical characteristics and the optical characteristics of the reaction type UV stabilizer are significantly different from those of the reactive UV stabilizer.
실시예Example 1 One
상기 실험예 1 에서 제조한 조성물 No.2를 이용하여 하기와 같은 과정을 통해 도 2에 도시한 적층체(200)를 제조하였다.Using the composition No. 2 prepared in Experimental Example 1, the
조성물 No.2의 조성물을 TOYOBO사의 A4300 PET 일면에 두께가 약 30 μm 내지 50 μm가 되도록 코팅한 후 130℃에서 3분간 열경화하여 봉지재층을 형성하였다. 그 위에 SKC Haas사의 RF-02N 이형 PET 필름을 사용해 덮은 유리 위에 이형 처리된 PET 필름을 박리하여 적층체를 제조하였다. 최종적으로 제조된 적층체의 PET 이면시트 두께는 100 μm, PIB 봉지재층의 두께는 50 μm 였다.The composition of Composition No. 2 was coated on one side of A4300 PET of TOYOBO Co. to a thickness of about 30 μm to 50 μm and thermally cured at 130 ° C. for 3 minutes to form an encapsulant layer. And then the releasable PET film was peeled off on the glass covered with the RF-02N type PET film of SKC Haas to prepare a laminate. The sheet thickness of the PET layer of the finally produced laminate was 100 占 퐉 and the thickness of the PIB encapsulant layer was 50 占 퐉.
실시예Example 2 2
자외선 안정제로 RUVA 대신 TinP를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다.A laminate was prepared in the same manner as in Example 1 except that TinP was used instead of RUVA as an ultraviolet stabilizer.
비교예Comparative Example 1 One
도 3과 같이 유리(310), EVA 봉지재 층(320) 및 이면시트(330)로 이루어진 적층체(300)를 제조하였다. 구체적으로, 유리판 위에 EVA 봉지재 시트, PET 이면시트의 순서로 적층하고, JET사의 진공 라미네이터로 열판 온도 145℃, 진공빼기 4분, 프레스 1분, 압력유지 10분(합계 15분)의 조건으로 진공 라미네이트를 수행하였다. 최종적으로 제조된 적층체의 PET 이면시트 두께는 100 μm, EVA 봉지재 층의 두께는 450 μm 였다.As shown in FIG. 3, a laminate 300 composed of a
비교예Comparative Example 2 2
비교예 1의 적층체에서 PET 이면시트를 생략한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 적층체를 형성하였다.A laminate was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that the PET back sheet was omitted from the laminate of Comparative Example 1.
비교예Comparative Example 3 3
비교예 1의 적층체에서 EVA 봉지재층을 생략한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 적층체를 형성하였다.A laminate was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that the EVA encapsulant layer in the laminate of Comparative Example 1 was omitted.
비교예Comparative Example 4 4
비교예 1의 적층체에서 EVA 봉지재층 대신 폴리옥시에틸렌(POE) 봉지재층을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 적층체를 형성하였다.A laminate was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that a polyoxyethylene (POE) encapsulant layer was used in place of the EVA encapsulant layer in the laminate of Comparative Example 1.
비교예Comparative Example 5 5
비교예 4의 적층체에서, 폴리옥시에틸렌(POE) 봉지재층을 생략한 것을 제외하고는 비교예 4와 동일한 방법으로 적층체를 형성하였다.In the laminate of Comparative Example 4, a laminate was formed in the same manner as in Comparative Example 4, except that the polyoxyethylene (POE) encapsulant layer was omitted.
실험예Experimental Example 3 3
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 적층체의 투습도를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3과 같다.The moisture permeability of the laminate produced according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 5 was measured. The results are shown in Table 3 below.
(μm)thickness
(μm)
(g/m224hr, ASTM D1653)WVTR
(g / m 2 24 hr, ASTM D1653)
상기 표 3 에서, PET는 이면시트의 재질을 나타내며, PIB, EVA 및 POE는 봉지재층의 재질을 나타낸다. 두께는 순서대로 이면시트 및 봉지재층의 두께를 나타낸다.In Table 3, PET represents the material of the backsheet, and PIB, EVA and POE represent the material of the sealing material layer. The thickness indicates the thickness of the backsheet and the sealing material layer in order.
상기 표 3으로부터, 실시예 1 및 2가 비교예에 비하여 두께가 현저히 얇으면서도 수분 투과도 특성이 우수한 태양전지 모듈을 제조할 수 있음을 알 수 있다.It can be seen from Table 3 that the solar cell modules of Examples 1 and 2 having a much smaller thickness and superior water permeability characteristics than Comparative Examples can be manufactured.
100: 태양전지 모듈
110: 이면시트
120: 봉지재층
130: 전면 부재
140: 태양전지셀
200: 적층체
210: 유리
220: 봉지재층
230: 이면시트
300: 적층체
310: 유리
320: EVA 봉지재 층
330: 이면시트100: solar cell module
110: back sheet
120: encapsulant layer
130: front member
140: Solar cell
200: laminate
210: glass
220: encapsulant layer
230: back sheet
300:
310: Glass
320: EVA encapsulant layer
330: back sheet
Claims (22)
점착 부여제로서 수소처리된 탄화수소 수지 및 테르펜 페놀 수지
를 포함하는 태양전지 봉지재 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이다.A base resin having a repeating unit represented by the following formula (1); And
Hydrocarbon treated hydrocarbon resin and terpene phenol resin as a tackifier
A solar cell encapsulant composition comprising:
[Chemical Formula 1]
In Formula 1,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
베이스 수지는 폴리이소부틸렌 또는 이소부틸렌을 90 mol% 이상 포함하는 공중합체인 태양전지 봉지재 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the base resin is a copolymer containing at least 90 mol% of polyisobutylene or isobutylene.
점착 부여제의 함량은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 70 중량부인 태양전지 봉지재 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the content of the tackifier is 10 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
수소처리된 탄화수소 수지와 테르펜 페놀 수지의 중량비가 0.5 내지 5 : 1인 태양전지 봉지재 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of the hydrogenated hydrocarbon resin to the terpene phenol resin is 0.5 to 5: 1.
자외선 안정제를 추가로 포함하는 태양전지 봉지재 조성물.The method according to claim 1,
A solar cell encapsulant composition further comprising a UV stabilizer.
자외선 안정제는 반응형 자외선 흡수제인 것을 특징으로 하는 태양전지 봉지재 조성물.6. The method of claim 5,
Wherein the ultraviolet light stabilizer is a reactive ultraviolet absorber.
자외선 안정제의 함량은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 태양전지 봉지재 조성물.6. The method of claim 5,
Wherein the content of the ultraviolet stabilizer is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
상기 전면 부재 상에 형성되고, 태양전지셀이 봉지된 봉지재층; 및
상기 봉지재층 상에 형성된 이면시트를 포함하고,
상기 봉지재층은 전면부재와의 박리강도(ASTM D903)가 3000 gf/in 내지 4000 gf/in이고,
상기 봉지재층과 이면시트의 투습도(WVTR, ASTM D1653)가 1.5 g/m224hr 내지 2.5 g/m224hr 인 경화물을 포함하는 태양전지 모듈.Front member;
An encapsulant layer formed on the front member and encapsulating the solar cell; And
And a backsheet formed on the sealing material layer,
The sealing material layer has a peel strength (ASTM D903) of 3000 gf / in to 4000 gf / in with the front member,
Wherein a moisture permeability (WVTR, ASTM D1653) of the sealing material layer and the backsheet is 1.5 g / m 2 24 hr to 2.5 g / m 2 24 hr.
봉지재층의 두께는 30 μm 내지 70 μm인 태양전지 모듈.9. The method of claim 8,
Wherein the encapsulant layer has a thickness of 30 [mu] m to 70 [mu] m.
봉지재층의 헤이즈 값(ASTM D1003)은 1 이하이고, 옐로우 인덱스(ASTM D1003)는 1 이하인 태양전지 모듈.9. The method of claim 8,
The haze value (ASTM D1003) of the sealing material layer is 1 or less, and the yellow index (ASTM D1003) is 1 or less.
봉지재층은 하기 화학식 1의 반복 단위를 가지는 베이스 수지; 및
점착 부여제로서 수소처리된 탄화수소 수지 및 테르펜 페놀 수지;
를 포함하는 태양전지 봉지재 조성물의 경화물인 태양전지 모듈:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이다.9. The method of claim 8,
The encapsulating material layer comprises a base resin having a repeating unit represented by the following formula (1); And
Hydrogenated hydrocarbon resins and terpene phenol resins as tackifiers;
Which is a cured product of a solar cell encapsulating material composition comprising:
[Chemical Formula 1]
In Formula 1,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
베이스 수지는 폴리이소부틸렌 또는 이소부틸렌을 90 mol% 이상 포함하는 공중합체인 태양전지 모듈.12. The method of claim 11,
Wherein the base resin is a copolymer containing 90 mol% or more of polyisobutylene or isobutylene.
점착 부여제의 함량은 베이스 수지 100 중량부 대비 10 중량부 내지 70 중량부인 태양전지 모듈.12. The method of claim 11,
Wherein the content of the tackifier is 10 parts by weight to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
수소처리된 탄화수소 수지와 테르펜 페놀 수지의 중량비가 0.5 내지 5 : 1인 태양전지 모듈.12. The method of claim 11,
Wherein the weight ratio of the hydrogenated hydrocarbon resin to the terpene phenol resin is 0.5 to 5: 1.
자외선 안정제를 추가로 포함하는 태양전지 모듈.12. The method of claim 11,
A solar cell module further comprising an ultraviolet stabilizer.
자외선 안정제는 반응형 자외선 흡수제인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.16. The method of claim 15,
Wherein the ultraviolet light stabilizer is a reactive ultraviolet absorber.
자외선 안정제의 함량은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.16. The method of claim 15,
Wherein the content of the ultraviolet stabilizer is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
이면시트의 두께는 70 μm 내지 130 μm인 태양전지 모듈.9. The method of claim 8,
Wherein the thickness of the backsheet is 70 占 퐉 to 130 占 퐉.
상온에서 점도가 300cP 내지 1500cP인 태양전지 봉지재 조성물을 도포하는 단계; 및
상기 도포된 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 제조방법:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이다.And a base resin having a repeating unit represented by the following formula (1)
Applying a solar cell encapsulant composition having a viscosity of 300 cP to 1500 cP at room temperature; And
And curing the applied composition. 2. The method of claim 1,
[Chemical Formula 1]
In Formula 1,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
조성물을 경화시키는 단계는 30초 내지 5분 동안 수행되는 태양전지 모듈의 제조방법.20. The method of claim 19,
Wherein the step of curing the composition is performed for 30 seconds to 5 minutes.
조성물을 경화시키는 단계는 열을 가하여 경화시키는 태양전지 모듈의 제조방법.20. The method of claim 19,
Wherein the step of curing the composition comprises curing by applying heat.
조성물은 점착 부여제로서 수소처리된 탄화수소 수지 및 테르펜 페놀 수지를 포함하는 태양전지 모듈의 제조방법.20. The method of claim 19,
Wherein the composition comprises a hydrotreated hydrocarbon resin and a terpene phenolic resin as a tackifier.
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