KR101208169B1 - 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

태양전지를 표?리면부재와 EVA 밀봉부재와 함께 라미네이팅하여 태양전지 모듈을 제조할 때에 적용되는 압착 접합용 복합고무시이트가, 불소고무층(10)과, 상기 불소고무층(10)의 일면과 접하는 실리콘고무층(20)과, 상기 불소고무층(10) 및 실리콘 고무층(20)의 일면에 각기 형성되는 2개의 박막(薄膜) 코팅층(30a)(30b)으로 이루어지며, 상기 불소고무층(10)의 두께는 상기 실리콘고무층(20)의 1/2～1/20로 형성되고, 상기 불소고무층(10)과 상기 실리콘고무층(20)이 각기 미경화상태에서 적층된 다음, 가압 경화되어 일체적으로 접합되어 형성됨으로써, 우수한 경도, 인장강도, 절단시 신도, 인열강도를 보유함과 동시에 이형성이 좋고 내열성과 내화학성 및 내가스투과성이 매우 우수하며 적층체를 구성하는 층들간의 박리없이 사용수명이 길어 경제적이다.

Description

태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트 및 그의 제조방법{complex rubber sheet for solar cell module lamination and method for producing the same}

본 발명은 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면 태양전지 모듈(module)의 접합시 요구되는 내열성, 내화학성, 내가스투과성 등의 물성과 이형성(離型性)이 우수하고 사용 수명이 길어 경제적인 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트 및 그의 제조방법에 대한 것이다.

최근 전 세계적으로 환경문제에 대한 의식이 고조됨에 따라 이산화 탄소배출로 인한 지구온난화현상에 대해 위기감이 심화되고 있으며 클린 에너지(clean-

energy)에 대한 희구는 점차 높아지고 있다.

이러한 추세에 부응하여, 태양전지는 클린에너지원으로서 큰 기대를 받고 있으며, 점차 그 안정성과 취급이 용이하도록 발전하고 있다.

대표적인 태양전지 모듈은 광기전력소자(光起電力素子), 즉 태양전지들을 중심으로 하여, 사각 유리판 등의 투명한 표면부재 및 이면부재가 이들의 접착을 위한 밀봉부재의 용융 접합에 의하여 중심에 태양전지들을 내포하면서 상호 일체적으로 접합되어 형성된다.

상기 밀봉부재는 폴리비닐부티랄수지(PVB) 또는 에틸렌아세트산비닐공중합체

(EVA)와 같은 투명한 열가소성 유기수지로 이루어지며, 가격 및 취급의 용이성 등의 측면에서 에틸렌아세트산비닐공중합체가 유리하여 가장 많이 사용되고 있다.

이러한 구조의 태양전지 모듈은, 하방으로 자재로이 팽창가능한 일명 다이아프램이라고도 불리는 내열고무로 구성된 압착시이트가 설치되는 상부 챔버와 발열판을 구비하고 있는 하부 챔버로 이루어지는 라미네이트 장치를 이용하여, 하부 챔버의 발열판위에 유리판 표면부재, 그 위에 판상의 EVA 밀봉부재, 태양전지, 판상의 EVA 밀봉부재, 이면부재 순으로 차례로 적층한 다음, 상부 챔버와 하부 챔버를 감압하고 피가공물을 120～300℃로 가열하여 태양전지의 상, 하부에 각기 위치된 EVA 밀봉부재를 용융하고 상부 챔버로 대기를 도입함으로써 피가공물을 발열판의 상면과 압착시이트와의 사이에서 압착하여 상호 일체적으로 접합하는 진공프레스방식에 의해 제조된다.

이와 같은 진공프레스방식에 적용되는 압착시이트는 최근에 공지된 일본 특허공보 2010-23485호 및 특개평 11-204811호에 개시된 바와 같이, 태양전지 모듈의 라미네이팅시 상하부 챔버사이의 압력차에 견딜 수 있는 강도 및 내열성과 신축성을 갖는 소재로서 실리콘고무 내지는 불소고무로 제조된 것이 주로 적용되고 있다.

이처럼 압착시이트는 내열성의 실리콘고무 또는 불소고무로 구성된다고 하여도, 태양 전지모듈의 접합공정시 EVA 밀봉부재가 유출되어 그에 부착하게 되고 또 EVA 밀봉부재가 용융시 발생하는 가스 및 고열에 의하여 그 표면이 열화되므로 자주 교체되어야 한다.

특히 태양전지모듈의 접합시 하부 챔버의 발열판상의 피가공물을 압착시이트가 에워싸면서 가압하여 피가공물의 상면과 접촉하게 될 때 피가공물이 없는 그의 사방 가장자리 부위는 하부 챔버상의 발열판과 직접 접촉하게 되므로, 압착시이트의 피가공물과 접하는 부위보다도 발열판과의 접착부분에서 더 빨리 노화파괴가 일어나게 되어, 피가공물의 상면과 접하는 중심부분이 손상되지 않았을 지라도 압착시이트는 그 기능을 제대로 수행할 수 없게 되어 그의 교체로 인한 태양전지 모듈의 제조공정의 번거로움과 제조 효율을 낮추는 원인이 되었다.

통상적으로, 압착시이트를 실리콘 고무로 형성할 경우 인장강도, 인열강도, 절단시 신도 및 탄성 등의 물성은 불소고무로 이루어질 경우에 비하여 우수하지만 내열성, 내가스성투과성 및 내화학성이 떨어져서 쉬 용융 노화되므로 불소고무로 이루어질 때보다도 더 자주 교체되어야 하는 불편이 내재하며, 반면에 불소고무의 경우 실리콘고무에 비하여 내구성은 좋으나 고가이어서 지금까지는 실리콘고무로 주로 이루어지고 있다.

그래서, 진공프레스방식에 의한 태양전지 모듈의 생산시 적용되는 고열과 EVA 밀봉부재의 용융시 방출되는 가스에 대해 내구성과 내열성이 우수한 불소고무와 인열강도 및 인장강도, 탄력성 등의 물리적 특성이 우수한 실리콘고무를 함께 이용할 경우 태양전지 모듈의 접합시 압착시이트에 요구되는 모든 성능을 충족할 수 있을 것으로 생각하고 이들 양 고무가 접합된 제품을 개발할 수 있는 방안을 강구하게 되었다.

그 일례로서, 실리콘고무시이트와 불소고무시이트의 각 시이트의 접합 표면을 물리적으로 거칠게 하여 접합하거나 에칭, 플라즈마처리, 광화학적 처리 등과 같은 화학적 방법, 또는 접착제를 사용하여 접착시키는 방법이 제안된 바 있다.

그러나, 상기 제시된 방법들은 별도의 처리공정이 필요하며 또 제조공정이 복잡하여 생산성이 떨어질 뿐만 아니라 사용도중 실리콘고무시이트와 불소고무시이트가 분리되어 제 역할을 할 수 없는 폐단이 발생하여 실제적으로 적용되지 않고 있다.

본 발명자는 당업계에 다년간 종사하면서 당 분야에 직면한 문제점을 인식하고 이를 해결할 수 있는 방안을 집중적으로 연구한 결과, 제조공정시 특정조건하에서 유기과산화물 가교가 가능한 실리콘고무 조성물과 불소고무 조성물을 이용하여 미경화상태에서 이들의 가교 속도를 적절히 조정하면서 가압 가열하여 상호 접합함으로써 별도의 프라이머 또는 접착제의 사용 없이 간단한 방식으로 진공프레스방식에 의한 태양전지 모듈의 생산시 적용할 수 있는 내구성이 풍부하고 내열성 및 내화학성과 내가스투과성이 우수하여 장기간 저렴하게 사용할 수 있는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트 및 그 제조방법을 개발하게 되었다.

더욱이, 본 발명에서는 태양전지 모듈의 접합시 압착시이트의 손상이 심한 부분에만 고가의 불소고무층을 형성함으로써 내열성 및 내구성을 향상시킴과 아울러 압착시이트의 단가 또한 낮출 수 있는 실용적인 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트를 제공하고자 한다.

본 발명은, 태양전지를 표?리면부재와 EVA 밀봉부재와 함께 라미네이팅하여 태양전지 모듈을 제조할 때에 적용되는 압착 접합용 복합고무시이트에 있어서,

불소고무층과, 상기 불소고무층의 일면과 접하는 실리콘고무층과, 상기 불소고무층 및 실리콘 고무층의 일면에 각기 형성되는 2개의 박막(薄膜) 코팅층으로 이루어지며;

상기 불소고무층의 두께는 상기 실리콘고무층의 1/2～1/20로 형성되며;

상기 불소고무층과 상기 실리콘고무층이 각기 미경화상태에서 적층된 다음, 가압 경화되어 일체적으로 접합되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트를 제공하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 상기 불소고무층은, 상기 실리콘고무층이 태양전지 모듈을 덮고 있는 부분을 제외하고 사방 가장자리의 상하부 챔버의 밀착부분에 해당하는 부분에만 상기 실리콘고무층과 접합하도록 형성될 수도 있다.

상기 실리콘고무층과 불소고무층은 모두 유기 과산화물 가교가 가능한 고무조성물에 의해 형성되며, 태양전지 모듈의 제조시 라미네이트 공정의 특성에 따라 상기 규정된 두께 비율의 범위 내에서 적절히 조정됨과 아울러 상기 실리콘고무층은 2.0～6.0mm의 두께로 형성되어야 원하는 물성을 얻는데 바람직하다. 즉 상기 실리콘고무층의 두께가 2.0mm보다 작으면 경도 및 인열강도와 탄력성이 저조해지며 또 6.0mm를 상회하면 압착시이트의 전체 두께가 두꺼워져서 압착 접합시 오히려 부적당하다. 이에 대응하여 불소고무층은 태양전지 모듈의 라미네이트시 EVA 밀봉부재의 용융에 따라 발생하는 가스 및 화학물질의 접촉에 따른 실리콘고무층을 보호할 수 있을 정도의 두께로 형성되며, 압착시이트의 내화학성 및 내가스투과성과 비용 및 효율면에서 보아 0.1～3.0mm정도로 형성되는 것이 가장 바람직하다.

상기 박막 코팅층은 압착시이트의 마찰 및 마모를 줄이고 경도 및 이형성과 열 및 화학안정성을 한층 더 증강시키기 위해 적용되는데, 분말상 또는 액체상의 질화붕소(BN: boron nitride) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE: polytetra-

fluoroethylene)으로 이루어질 수 있으며, 이들이 분말형태로 도포될 경우 이형성이 더욱 좋아지므로 분말상의 제품을 사용할 것을 권장한다. 또한 박막 코팅층은 이형에 어려움을 초래하지 않고 이물질로 인식되지 않는 범위 내의 두께로 이루어질 수 있어 그 두께에 특별히 한정되지 않으며, 대략 5㎛이하로 형성된다.

상기 실리콘고무층의 재질로는 통상의 유기 과산화물 가교가 가능한 실리콘 엘라스토머가 적용될 수 있으며, 그 중 디메틸비닐말단의 디메틸실록산(dimethyl-

vinyl terminated dimethyl siloxane) 30～75 중량%, 트리메틸화 실리카(tri-

methylated silica) 15～40 중량%, 내열증진제 0.1～5.0 중량%와 과산화물 경화제 0.9～3.0 중량%로 이루어지는 실리콘고무조성물로 이루어지는 것이 경도, 탄력성, 인열강도, 인장강도 등의 그 특징적인 물성에 더하여 내열성 측면에서 매우 우수하며, 이것은 국내 KCC사, 미국 다우코닝사(Dow Corning Co.) 등으로부터 용이하게 구입할 수 있다.

또한 상기 불소고무층은 1종 또는 복수종의 비닐리덴플로라이드단위(VF₂ 또는 VDF), 1종 또는 복수종의 헥사플루오로프로필렌단위(HFP), 1종 또는 복수종의 테트라플루오로에틸렌단위(TFE), 1종 또는 복수종의 펜타플루오로프로필렌단위(PFP) 등의 통상의 온도 및 신도가 높은 유기 과산화물 가교가 가능한 불소엘라스토머

(fluoro elastomer)와 과산화물 가교제 및 공가류제(co-vulcanizing agent)와의 불소고무조성물로 이루어지며, 유기 과산화물 가교가 가능한 불소엘라스토머로는 VDF-HFP 공중합체, VDF-HFP-TFE 공중합체, VDF-PFP 공중합체, VDF-PFP-TFE 공중합체, VDF-PFMVE-TFE 공중합체, VDF-PFMVE-HFP 공중합체, VDF-CTFE 공중합체, VDF-HFP-E 공중합체, VDF-HFP-TFE-E 공중합체 등을 들 수 있다.

특히 유기 과산화물 가교가 가능한 불소고무 100중량부당 과산화물 가교제 0.5～2.0 중량%, 바람직하게는 0.8～1.5 중량%와 공가류제 1～5 중량%로 이루어지는 불소고무조성물이 적용될 경우 실리콘고무층과의 가교 속도를 맞추어 접합성능을 향상시켜 접합시 확고한 결합이 가능하게 되므로 가장 바람직하다.

또한 충전제, 가공조제, 가소제, 착색제 등의 통상의 첨가제가 필요에 따라 상기 불소고무조성물에 추가적으로 배합될 수도 있다.

상기 본 발명의 불소고무층을 형성하는 불소고무조성물에서의 과산화물가교제는 경화반응을 촉진시키고 실리콘고무층과의 계면에서 가교반응시 라디칼 반응에 의한 공유결합을 이루는데 일조하는 것으로, tert-부틸쿠밀퍼옥시드(butylcumylper

oxide), 2, 5-디메틸-2, 5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3, 2, 5-디메틸-2, 5-디-(tert-부틸퍼옥시)헥산, α,α-비스(tert-부틸퍼옥시-이소프로필)벤젠, 2, 5-디메틸-2, 5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 등을 들 수 있다.

또 공가류제는 가교도를 높여 강도 및 탄력성을 높이기 위한 것으로, 본 발명에 적용될 수 있는 것으로는 트리알릴시아누레이트(triallyl cyanurate), 트리메탈리이소시아누레이트트(trimethally isocyanurate), 트리알릴이소시아누레이트

(TAIC: triallyl isocyanurate), N,N-m-페닐렌비스말레이미드, 디알릴프탈레이트, 테트라알릴테레프탈아미드, 트리스(디알릴아민)-s-트리아딘, 트리알릴포스페이트 등을 들 수 있다.

본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트는 그 제조 금형 위에 금형이형제를 도포한 후 미경화상태의 판상으로 압연된 유기 과산화물 가교가 가능한 불소고무조성물을 위치하여 불소고무층을 적층하는 공정;

상기 불소고무층 위에, 미경화상태의 판상으로 압연된 유기 과산화물 가교가 가능한 실리콘고무조성물을 위치하여 실리콘고무층을 적층하는 공정;

적층된 미경화상태의 불소고무층과 실리콘고무층을 온도 130～170℃, 압력 120～160kgf하에서 1～2분동안 가열 가압하는 1차 압착 성형공정;

1차 압착 성형된 불소고무층과 실리콘고무층을, 온도 130～170℃, 압력 120～160kgf하에서 20～30분 동안 재차 가열 가압하는 2차 압착 성형공정;

2차 압착 성형으로 완전 성형된 불소고무층과 실리콘고무층의 적층체를 온도 180～230℃에서 3～5시간 동안 처리하는 후 가류공정;과

성형된 불소고무층과 실리콘고무층의 적층체의 양 측면에 질화붕소(BN: boron nitride) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE: polytetrafluoroethylene)을 도포하여 박판의 코팅층을 형성하는 공정에 의하여 제조된다.

이러한 공정에 의하여 본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트는 불소고무층과 실리콘고무층의 과산화물을 촉매로 한 자유 라디칼 반응 속도를 상호 조절하여 양 고무층의 접촉 계면에서의 라디칼반응에 의한 공유결합이 이루어지므로 양 고무층은 계면에서의 화학적 결합에 의하여 견고하게 접합하게 된다.

또한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트의 상기 불소고무층이 사방 가장자리의 상하부 챔버의 밀착부분에 해당하는 부분에만 상기 실리콘고무층과 접합하도록 사각 프레임형상으로 적층되는 경우에도 상기와 동일한 방법으로 적층 형성된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트 및 그의 제조방법에 관해 기술한다.

도 1은 본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트(A)의 사시도이며, 도 2는 그 제조 공정도를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트(A)는 불소고무층(10)과, 상기 불소고무층(10)의 일면과 접하는 실리콘 고무

층(20)과, 상기 불소고무층(10) 및 실리콘 고무층(20)의 일면에 각기 접하는 2개의 박막 코팅층(30a)(30b)으로 이루어지며, 이들 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)은 미경화상태에서 적층되며 가압 경화되면서 접합되어 일체적으로 형성된다.

상기 불소고무층(10)의 두께는 상기 실리콘고무층(20)의 두께보다 얇으며, 실리콘고무층(20)의 두께의 1/2～1/20로 형성된다.

이러한 구조의 본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트(A)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제조용 금형 위에 먼저 통상의 금형이형제를 도포한 후 미경화상태의 판상으로 압연된 유기 과산화물 가교가 가능한 불소고무조성물을 위치하여 불소고무층(10)을 적층하고(a 공정), 이어서 상기 불소고무층(10)위에 미경화상태의 판상으로 압연된 유기 과산화물 가교가 가능한 실리콘고무조성물의 실리콘고무층(20)을 적층한 다(b 공정).

각기 적층된 미경화상태의 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)을 온도 130～170℃, 압력 120～160kgf하에서 1～2분동안 가열 가압하여 1차적으로 가황 및 가교시켜 접합시키며(c 공정), 1차 압착 성형된 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)을 다시 온도 130～170℃, 압력 120～160kgf하에서 20～30분 동안 가열 가압하여 더 가황 및 가교시켜 접합하여 적층체를 형성하며(d 공정), 이 적층체는 상기 특정 범위의 온도 및 성형압력하에서 두 차례에 걸쳐 열압축 성형함으로써 각 고무층을 이루는 고무조성물 중의 휘발성 성분 및 가스성분을 제거하면서 일체적으로 접합 경화시킬 수 있다.

또 2차 압착 성형으로 완전 성형된 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)의 적층체를 온도 180～230℃에서 3～5시간 동안 처리하는 후 가류공정(e 공정)에 의하여 가교시 발생한 부산물과 가교반응에 참여하지 못한 잔여 단량체를 제거하여 부산물의 잔재로 인한 냄새제거와 물성저하를 방지한다.

성형된 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)의 적층체의 양 측면에 질화

붕소(BN) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 도포하여 박판의 코팅층

(30a)(30b)을 각기 형성(f 공정)하는 공정을 통하여 본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합 고무 시이트(A)가 제조된다.

상기 박판의 코팅층(30a)(30b)은 그 두께가 아주 얇게 적층되나, 이로 인하여 태양전지 모듈 접합공정시 복합시이트의 마모 및 마멸을 줄이고 이형성이 좋아져서 작업이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

이러한 본 발명에 따른 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트의 특정 공정에 의하여, 불소고무조성물과 실리콘고무조성물 각각에 함유된 과산화물의 촉매 작용으로 가류시 각 고무조성물의 자유 라디칼 반응 속도를 상호 조정함으로써 실리고무층(20)과 불소고무층(10)과의 접촉 계면에서 라디칼반응에 의한 공유결합이 이루어지므로 견고하게 접합을 이루게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트는 구성층들의 상호 유기적인 결합작용에 의하여 이형성, 내마모성과, 경도, 탄력성 및 강도 등의 물성이 우수하고, 내열성이 보다 향상될 뿐만 아니라 통상 태양전지 모듈 접합시의 적용되는 고온과 EVA밀봉부재의 용융에 따른 발생 가스의 화학작용에도 손상됨이 오랜 기간 사용될 수 있어 내구성이 우수하여 기존의 압착시이트에 비하여 매우 경제적으로 사용가능하다.

또한 본 발명에 따른 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트는 유기 과산화물 가교가 가능한 실리콘고무조성물과 불소고무조성물을 사용하여 특정 조건하에서 미경화상태의 이들 두 층의 가교 속도를 적절히 조정하면서 고온 가압하에 처리되므로 실리콘고무층과 불소고무층의 계면에서 가교결합이 일어나서 상호 확고하게 접착되어 사용 중 구성층들 간의 박리현상이 일어나지 않으며,별도의 프라이머 또는 접착제의 사용 없이도 간단한 방식으로 실리콘고무층과 불소고무층과의 견고한 접합이 가능하고, 내구성이 풍부하며 내화학성 및 내가스투과성이 매우 우수하여 장기간 저렴하게 사용할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따르면 태양전지 모듈의 접합시 압착시이트를, 경우에 따라 손상이 심한 부분에만 고가의 불소고무층을 접합 형성할 수 있어서 압착시이트의 단가 또한 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트(A)의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트(A)의 제조 공정도이다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트의 제조방법의 특징을 보다 용이하게 이해할 수 있도록 다음에 일 실시례를 들어 기술하며, 당 분야에 숙지된 자라면 본 발명은 이에 한정되지 않고 특허청구범위에 규정된 범위 내에서 변형 및 수정이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

(실시례)

사전에 유기 과산화물 가교가 가능한 실리콘고무조성물(KCC제)을 미가류 압연하여 판상으로 성형하였다.

또 유기 과산화물 가교가 가능한 불소고무 100중량부(Dyneon: 3M사제품)당, tert-부틸쿠밀퍼옥시드 1.5 중량%와 트리알릴시아누레이트 4.0 중량%가 혼합된 불소고무조성물을 공지 방식에 따라 판상으로 성형하여 준비하였다.

통상의 압착시이트 제조용 금형 위에 먼저 통상의 금형이형제를 도포한 후, 각기 준비된 미경화상태의 판상으로 압연된 불소고무조성물을 위치하여 불소고무층을 적층하고, 이어서 상기 불소고무층위에 사전에 준비된 미경화상태의 판상으로 압연된 유기 과산화물 가교가 가능한 실리콘고무조성물의 실리콘고무층을 적층하였다.

각기 적층된 미경화상태의 불소고무층과 실리콘고무층을 온도 150℃, 압력

160kgf하에서 2분 동안 1차적으로 가열 가압하여 가교시키면서 접합하고, 1차 압착상태를 점검한 후 재차 온도 150℃, 압력 160kgf하에서 30분 동안 처리에서 더 가황 및 가교시켜 접합함으로써 불소고무층과 실리콘고무층의 두께가 각기 0.6mm, 3mm인 완전 경화상태의 적층체를 얻었다.

가교시 발생한 부산물과 가교반응에 참여하지 못한 잔여 단량체를 제거하여 부산물의 잔재로 인한 냄새제거와 물성저하를 방지하기 위하여 2차 압착 성형으로 완전 성형된 판상의 적층체를 온도 200℃에서 4시간 동안 추가적으로 가류시켰다.

성형된 불소고무층과 실리콘고무층 적층체의 양 측면에 분말상의 테프론(미국 듀퐁사 제품)을 도포하여 각기 두께 3㎛의 박판의 코팅층을 형성하여 박판코팅층, 불소고무층, 실리콘고무층 및 박판코팅층으로 이루어지는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트를 완성하였다.

이와 같이 하여 형성된 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트를 통상의 방법에 따라 그 물성을 측정한 바, 경도, 인장강도, 절단시 신도, 인열강도에 있어 표준 규격치를 약간 상회하였으나, 내열성은 상당히 향상되었고 EVA수지의 용융시 발생하는 가스에 대한 내성 및 내화학성 또한 매우 우수함을 확인할 수 있었다.

본 실시례를 통해 형성된 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트를 실제 태양전지 모듈 라미네이트장치의 상부 챔버에 적용하여 시험해 본 바, 실리콘고무층과 불소고무층과의 박리 없이 3000회 사용에도 마모나 변형됨이 없었으며, 이형성이 좋고 내구성이 뛰어나서 아주 경제적으로 사용가능함을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트는 과산화물 경화제를 함유하는 실리콘고무층과 불소고무층과의 조합으로 견고하게 접합되므로, 두 고무층의 접합을 위한 별도의 접착제 사용이나 각 고무층의 표면 처리 등의 추가적인 처리가 필요하지 않고, 실리콘고무층과 불소고무층의 박리없이 상호 결합작용으로 경도 및 강도 등의 기본 필요한 물성에 더하여 내열성 및 내화학성, 내가스투과성도 우수하여 태양전지모듈용 압착시이트로서 최적으로 적용가능하다.

또한 불소고무층을 전체적으로 적층하여 중첩하지 않고 부분적으로 선택 적용할 경우 생산원가를 절감할 수 있으며, 원가절감은 곧 생산성 향상으로 연결되어 태양광 산업발전에 이바지하며, 재료 사용량 절감을 통해 에너지 절약, 자원절약, 환경보존효과도 얻을 수 있다.

A : 본 발명의 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트
10 : 불소고무층 20 : 실리콘고무층
30a, 30b : 박막 코팅층

Claims (7)

1. 태양전지를 표?리면부재와 EVA 밀봉부재와 함께 라미네이팅하여 태양전지 모듈을 제조할 때에 적용되는 압착 접합용 복합고무시이트에 있어서,
   불소고무층(10)과, 상기 불소고무층(10)의 일면과 접하는 실리콘고무층(20)과, 상기 불소고무층(10) 및 실리콘 고무층(20)의 일면에 각기 형성되는 2개의 박막 코팅층(30a)(30b)으로 이루어지며;
   상기 불소고무층(10)은 상기 실리콘고무층(20) 두께의 1/2～1/20로 형성
   되며;
   상기 불소고무층(10)과 상기 실리콘고무층(20)이 각기 미경화상태에서 적층된 다음, 가압 경화되어 일체적으로 상호 접합되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트.
2. 제1항에 있어서, 상기 불소고무층(10)이 상기 실리콘고무층(20)의 사방 가장자리부분에만 접합되도록 형성될 수도 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘고무층(20)과 불소고무층(10)이 유기 과산화물 가교가 가능한 고무조성물에 의해 각기 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트.
4. 제3항에 있어서, 상기 실리콘고무층(20)의 두께는 2.0～6.0mm로 형성되며, 상기 불소고무층(10)의 두께는 0.1～3.0mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트.
5. 제4항에 있어서, 상기 불소고무층(10)이, 유기 과산화물 가교가 가능한 불소고무 100중량부당 과산화물 가교제 0.5～2.0 중량%와 공가류제 1～5 중량%가 혼합된 불소고무조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트.
6. 진공프레스방식에 의한 태양전지 모듈 접합시 사용되는 복합고무시이트를 제조하는 방법에 있어서,
   시이트부재 제조용 금형 위에 금형이형제를 도포한 후, 미경화상태의 판상으로 압연된 유기 과산화물 가교가 가능한 불소고무조성물을 위치하여 불소고무층(10)을 적층하는 공정(a 공정);
   상기 불소고무층(10)위에, 미경화상태의 판상으로 압연된 유기 과산화물 가교가 가능한 실리콘고무조성물을 위치하여 실리콘고무층(20)을 적층하는 공정(b 공정);
   적층된 미경화상태의 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)을 온도 130～
   170℃, 압력 120～160kgf하에서 1～2분동안 가열 가압하는 1차 압착 성형공정
   (c 공정);
   1차 압착 성형된 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)을, 온도 130～170℃, 압력 120～160kgf하에서 20～30분 동안 재차 가열 가압하는 2차 압착 성형공정(d 공정);
   2차 압착 성형으로 완전 성형된 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)의 적층체를 온도 180～230℃에서 3～5시간 동안 처리하는 후 가류공정(e 공정);과
   성형된 불소고무층(10)과 실리콘고무층(20)의 적층체의 양 측면에 질화
   붕소(BN) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 도포하여 박판의 코팅층을 형성하는 공정(f 공정)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 불소고무층(10)이, 유기 과산화물 가교가 가능한 불소고무 100중량부당 과산화물 가교제 0.5～2.0 중량%와 공가류제 1～5 중량%가 혼합된 불소고무조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 접합용 복합고무시이트 제조방법.
   

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