하이드로탈사이트계 수산제를 함유한 태양전지용 ＥＶＡ 필름, 그 제조방법 및 그를 채용한 태양전지 document_id A220623073437

최근, 지구 온난화의 원인인 온실가스의 배출량 감축이 요구되는 환경적 측면과 유가의 불안한 상승 등의 이유로 신재생 에너지에 대하여 전세계적으로 높은 관심을 나타내고 있다. 그 중에서도, 태양 광을 전기에너지로 전환하는 태양광에너지 발전산업은 시장성 및 향후 성장성이 매우 크기 때문에, 이에 관련한 많은 연구와 투자가 진행되고 있다. 태양전지는 전지(cell)의 상/하면 각각에 저철분 강화유리와 불소계 수지 시트로 이루어진 셀 보호층을 구비하고, 전지 상/하면과, 셀 보호층 사이에 PVB(Poly Vinyl Butyral, 이하, “PVB”이라 함) 또는 EVA(Ethylate Vinyl Acetate, 이하, “EVA”라 함)의 절연소재가 충진재층으로 사용되고 있다. 태양전지는 실외에서 약 20년 이상 사용되므로 자연환경의 영향을 심하게 받는다. 이러한 환경으로부터 태양전지를 보호하기 위해서는 내후성, 내구성, 광학적 특성이 높은 소재선택이 절실하다. 이러한 요구에 따라, PVB는 재료 자체의 흡습성으로 인하여 적절하지 못하므로, EVA를 충진재층으로 가장 많이 사용하고 있다. EVA는 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체로서, 광학적 특성이 우수하고 높은 접착성능을 나타내고, 적절한 첨가제를 배합하면 내열/내구성, 가공성, 절연성 등의 물성을 향상시킬 수 있다. 그러나, EVA의 비닐아세테이트가 고온고습과 자외선 환경에 노출되는 실외환경 또는 모듈 제조공정상의 공정온도 조건에서 초산을 발생시키게 된다. 상기 초산이 발생되면, EVA 필름에 열화현상이 생기고, 모듈 내에서 발포하여 전지 기능을 저하시키고 모듈 전체의 수명을 저하시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, EVA 공중합체에 금속수산화물 등의 수산제를 사용하여, 모듈 내 도선 부식을 방지하고 초산발생을 억제하는 기술이 공지되어 있다[일본국 특허출원 제2006-302427호 및 제2006-302433호]. EVA 공중합체에 수산제를 첨가하면, 상기 수산제가 금속가교를 일으켜 분자량을 증대시켜 가교밀도를 높게 하고, 입자가 고분자의 사슬 내에 위치하여 외부에서 가해지는 힘을 분산시키는 역할을 하기 때문에 강도가 상승된다. 현재 고온고습 환경에서 EVA 필름의 초산발생을 억제하기 위한 수산제로는 Mg(OH)2의 금속수산화물이 널리 사용되고 있다. 그러나, 종래 수산제 함유 목적은 태양전지 모듈 내 도선의 부식 방지 및 발포현상으로 인한 전지 효율성능 저하라는 초산발생 억제에만 집중되고 있다. 이에, 본 발명자들은 종래 태양전지의 효율향상과 외부의 열악한 환경 속에서 전지를 보호할 수 있는 적절한 소재를 탐색한 결과, EVA 공중합체에 첨가되는 수산제 선택에 있어서, EVA와 굴절율이 유사하여 우수한 광학적 특성을 부여하는 동시에, 가교속도 조절이 용이한 하이드로탈사이트계 수산제를 첨가함으로써, 고온고습 환경에서 EVA 필름의 초산발생 억제효율이 우수하고, 태양전지용 EVA 필름에 요구되는 가교도 물성을 충족하는 EVA 필름을 제조하기에 이르렀다.