Abstract
We prepared five different ethylene-propylene copolymers (EPCs) for use as the encapsulant of a photovoltaic module. All of the polymers were of commercial grade from ExxonMobile company and had different ethylene/propylene compositions. The crystallization behaviors and crystal structures of the polymers were analyzed by differential scanning calorimetry and wide angle X-ray scattering diffractometry, respectively. We observed the general trend that the degree of crystallization, density and glass transition temperature of the EPCs decreased with increasing ethylene content. However, an unexpected result was also observed: the EPC with the highest ethylene content (22.2 mol. %) showed the highest melting temperature. As a result, the EPC with 22.2 mol. % of ethylene shows the highest light transmittance, due to its having the lowest degree of crystallization and highest thermal creep resistance. This abnormal result is attributed to the blocky structure prepared by ExxonMobile's special catalyst technology. It was also observed that new additional melting peaks appeared as the crystallization time increased. Using wide angle X-ray scattering diffractometry, it was confirmed that these additional peaks originated from the formation of a new crystal structure caused by annealing.
태양 전지에 사용되는 봉지재는 EVA (ethylene vinylacetate copolymer)가 주로 사용되고 있으나, 긴 경화시간 및 경화 시 사용되는 라디칼 개시제에 의한 열변성에 의한 문제점이 해결되지 않고 있다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위하여 에틸렌-프로필렌 공중합체를 봉지재로서 타당한가 조사하고자 하였다. 에틸렌/프로필렌 함량이 다른 다섯 종류의 시료를 대상으로 연구하였다. 시료들의 결정화 거동과 결정 구조를 관찰하기 위하여 시차주사열량계와 광각 x-선 회절 분석기를 사용하였다. 에틸렌의 함량이 높을수록 결정화도, 밀도 및 유리전이 온도 낮아지는 전형적인 결과를 보였다. 그러나 결정들의 용융 온도는 에틸렌 20.1 과 22.2 mol. % 인 경우가 제일 높은 특이한 결과를 보였는데 이는 중합 시 특수 촉매에 의한 블록 공중합체와 같은 구조 때문이었다. 이 때문에 에틸렌 함량이 제일 낮은 종류가 투명도가 높고 내열성이 우수하다는 것을 알 수 있었고 봉지재에 가장 적하는 결론을 내렸다. 또한 결정화 시간을 증가시킬수록 새로운 용융 피크가 생성되는 것을 볼 수 있었는데 이는 어닐링에 의해 새로운 결정 구조가 형성되기 때문인 것을 X선 회절 분석을 통하여 알 수 있었다.