Individual solar cells must be connected together to give the appropriate current and voltage levels and they must also be protected from damage by the environment. [1] PV module consists of a glass/ polymer encapsulation/ solar cell string/ polymer encapsulation/ back sheet. Usually, encapsulation materials is used EVA(ethylene vinyl acetate), PVB(polyvinyl butyral), PO(polyolefin)sheet. This study is about fabrication of module using silicone material instead of above them. We got to know advantage that is fabrication time and efficiency of modules.
장기내열성과 파단신율이 우수한 블렌드 수지를 개발하고자 polyphenylene sulfide(PPS)에 7종류의 elastomer를 용융혼합하여 그 가능성을 조사해 보았다. PPS/elastomer(90/10, 80/20, 70/30) 블렌드를 제조한 후 시험편을 압축성형 또는 sheet를 제조하여 capillary rheometer, UTM, impact tester, SEM 등으로 유변학적 거동, 기계적 특성 및 모폴로지를 측정하였고 오븐에서 일주일간 열을 가한 후 다시 기계적 특성을 측정하였다. 열을 가하기 전의 인장강도는 elastomer 종류에 관계없이 비슷하였고 파단신율은 m-EVA의 경우가 가장 큰 값을 보였다. Elastomer 첨가량을 증가시킴에 따라 신율이 증가하였는데 30 wt%정도 첨가 시 박리가 발생하였다. 오븐테스트 이후에는 인장 강도는 더 증가한 반면에 신율은 급격히 감소하였다. 상기의 elastomer들이 PPS와 부분적인 상용성이 있는 것으로 보이는 바 소량의 elastomer 첨가 만으로도 PPS 가공과 관련된 여러 문제 등을 해결할 수 있어 다양한 그레이드의 개발에 적극 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Wafer 태양전지와 Back sheet 및 기타 소재를 사용하는 기존의 Photovoltaic Module은 투과성이 존재하지 않으므로 본 논문에서는 태양전지 모듈의 투과특성을 발휘할 수 있는 Glass to Glass (GtG) Type의 Photovoltaic module에 대해 그 투과 특성 및 효율과의 관계를 분석하였다. 먼저 Module용 소재 중 Poly vinyl butyral (PVB) 및 Ethylene vinyl acetate(EVA) sheet의 Transmittance와 Haze 특성을 분석하였다. GtG 타입의 Photovoltaic Module은 약 90%정도의 투과율을 갖는 강화유리 및 Haze가 없는 PVB sheet를 사용하여 1m $\times$ 1m 크기로 제작하였다. GtG 타입으로 제조한 모둘 중 Cell 16EA를 사용한 모듈은 Cell 25EA를 사용한 모듈에 비해서 36% 투과율이 증가하였으나 효율 면에서 38%감소하였다. 최종적으로 GtG 타입 Module의 효율과 투과율에 관련된 식을 각각 정립하였다.
In this paper, we investigated impurities content, absorption properties, and thermal properties showing by changing the content of carbon black which is semiconductive materials for underground power transmission. Specimens were made of sheet form with the three of existing resins and the nine of specimens for measurement. Impurities content of specimens and absorption properties were measured by ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer) and Karl Fisher. And high temperature, heat degradation initiation temperature, and heat weight loss were measured by TGA (Thermogravimetric Analysis). The dimension of measurement temperature was 0$[^{\circ}]$ to 800$[^{\circ}]$, and rising temperature was 10$[^{\circ}/min]$. Impurities content was highly measured according to increasing the content of carbon black from this experimental result also absorption amount was increased according to these properties. Specially, impurities content values of the A1 and A2 of existing resins were measured more than 4000[ppm]. Heat degradation initiation temperature from the TGA results was decreased according to increasing the content of carbon black. All over, heat stabilities were EEA>EBA>pEVA. That is, heat stabilities of EVA containing the weak VA(vinyl acetate) against heat was measured the lowest.
The photovoltaic modules installed in the actual field are affected by various external environments and the electrical performance output value is generally lowered compared to initial output value. The most of photovoltaic modules consists of low iron glass, encapsulant (EVA), back sheet, frame and junction box assembly based on the solar cells. In this paper, the characteristics of encapsulant which is an important constituent material of photovoltaic module were verified by maximum power determination, electro luminescence images, yellowness index measurement, and gel content measurement after ultraviolet (UV) irradiation exposure. The most commonly installed 72 cells crystalline photovoltaic modules were tested after various UV exposure of 0, 15, 30, and $60kWh/m^2$ and compared with the reference module. After UV exposure of $15kWh/m^2$, which is the current international test condition, a small amount of change was observed in yellowness index and electroluminescence, while a gell content rapidly increased. At a cumulative dose of $60kWh/m^2$, which will be a new international test condition in the near future, however, the yellowness index increased sharply and showed the greatest output power drop.
폐타이어 분말(GRT)을 재활용하기 위하여 sheet type 4그룹과 soft type 1그룹의 자체보수성 방수재를 제조하였다. 각각 방수재의 방수특성을 고찰하기 위하여 방수재들의 물성을 측정하였다. 방수재는 GRT/ 고흡수성수지/ binder로 구성되었으며, internal mixer로 혼합한 후 hot press로 성형하여 제조 되었다. 방수재 제조에 사용된 CRT의 평균입도는 -40mesh 이었고, 고흡수성 수지는 상용품과 poly(AM-SAS-AA)를 제조하여 사용하였고, binder는 PU, EVA, LDPE, SBR, poly(2-EHA)을 사용하였다. 또한 방수재의 물성을 향상시키기 위하여 보강재로 PU film을 사용하였다. 폐타이어 분말을 이용하여 개발된 sheet type 자체보수성 방수재 중 GRT/ CE-500F/EV-600/PU film 과 GRT/GE-500F/SBR(vulcanization)/PU film 로 구성된 방수재가 기존 상용제품의 물성에 근접하였다. 또한 soft type 방수재는 GRT/GE-500F/Poly(2-EHA)와 GRT/P(AM-SAS-AA)/Poly(2-EHA)로 구성된 방수재가 상용제품의 흡수능보다 4-20배의 개선된 결과를 나타내었다.
최근 태양전지 모듈 내부에 습기 침투 및 EVA Sheet의 배부름 현상, 프레임 Seal이 녹아내리는 현상, 설치 후 1년 지난 모듈에서 발전성능이 저하되는 현상 등이 발생하고 있다. 국내에 5~7년 이전에 설치된 태양전지 모듈에서 백화현상 및 전극 부식 현상, 절연파괴 현상 등이 나타나기 시작하여 발전성능 저하로 이어지고, 장기 신뢰성 및 장수명 기술에 대한 커다란 문제점이 대두되고 있다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해 태양전지 모듈의 내구성 확보 및 노화 진행을 모니터링할 수 있는 기능을 포함하는 마이크로 인버터 (MiCrco Inverter Converter, 이하 MiC) 개발 및 MiC에서 모니터링 데이터를 기반으로 태양전지 모듈의 노화를 판단할 수 있는 스마트 모니터링 프로그램이 제시되고 있다. 또한, 태양전지 모듈의 모니터링 기능을 강화한 MiC와 IT 융합을 통한 체계적 운영 관리를 통한 고효율 태양광 스마트 감시 시스템이 되기 위해서는 MiC 내의 SoC (System On Chip)는 태양전지 모듈에 대한 환경정보를 복합적으로 감지하고 필요시 통신 및 제어를 수행할 수 있는 기능들이 요구되고 있다. 이러한 요구사항들을 기반으로 본 논문에서는 SoC 기반 보급형 MIC 스마트 태양광발전시스템 기술개발을 목적으로 연구하고자 한다.
최근에 태양광 발전 시설이 급격히 증가됨에 따라 사용 후 태양광 모듈의 발생량이 급증할 것으로 예상된다. 태양광 폐 모듈의 리싸이클링은 일부 국가에서 시도하고 있지만, 경제성이 확보된 실용화 기술의 부재로 폐 모듈이 방치 및 폐기되어, 환경오염은 물론 유가자원 회수 측면에서도 많은 문제를 야기시키고 있으므로 대책 마련이 시급하다. 이와 같은 현실에 비추어 본 기술개발에서는 폐 모듈의 성능검사, 알루미늄 프레임 해체, 강화유리의 파분쇄 및 박리, back sheet 및 EVA의 분리 제거, 유가금속의 침출과 침전 회수 및 폐액 처리의 기반 기술을 확립한 다음, 이를 기초로 대단위 처리 시설을 설계 제작 및 운전함으로써 실용화기술을 확립하였다. 본 연구에서는 대단위 시험을 통하여 1 ton/day 규모의 폐 모듈 처리의 최적 조건을 확립한 다음, 얻어진 자료를 근거로 경제성 검토를 실시하였다. 프레임 해체 및 강화유리 박리 공정까지는 경제성이 있었으나, 유가금속 회수를 포함한 전체 공정을 포함하면 생산자 책임(EPR) 제도의 시행에 따른 재활용 분담금의 지원이 이루어지지 않는 한 경제성이 박약하였다. 향후 태양광 폐 모듈의 수거, 재사용 인증기준, 철거비 부담, 효율적인 처리 기술 확보, 관련 법규제정 및 EPR 제도 등의 문제가 해결된다면, 경제성 확보가 용이하여 상용화가 가능할 것이다.
PID (potential induced degradation) of PV module is the degradation of module due to the high potential difference between the front surface of solar cells and ground when PV modules operate under high humidity and temperature conditions. PID is generally derived from the positive sodium ions in front glass that are accumulated on P-type solar cells. Therefore, some papers for the electrical characteristic of only front components as glass, EVA sheet, solar cell under PID generation condition were revealed. In this paper, we analyzed the different outputs of module with PID by considering the all parts of module including the back side elements such as glass, back sheet. Mini modules with one solar cell were fabricated with the various parts on front and back sided of module. To generate PID of module in a short time, the all modules were applied.1,000 V in $85^{\circ}C$, 85% RH. The outputs, dark IV curves and EL images of all modules before and after experiments were also measured to confirm the main components of module for PID generation. From the measured results, the outputs of all modules with front glass were remarkably reduced and the performances of modules with back and front glass were greatly deteriorated. We suggest that the obtained data could be used to reduce the PID phenomenon of diverse modules such as conventional module and BIPV (building integrated photovoltaic) module.
태양전지 모듈은 back sheet, 후면 충진재, 태양전지 cell, 전면 충진재, 전면 보호유리의 구성으로 되어 있다. back sheet는 유리 또는 금속을 사용하는데 사용 재료에 따라 각각 유리봉입방식, 슈퍼스트레이트방식으로 구분된다[1]. 태양전지를 보호하기 위한 충진재는 빛의 투과율 저하가 적은 PVB(Poly Vinyl Butylo)나 내습성이 뛰어난 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 등이 주로 이용된다. 유리봉입방식과 슈퍼스트레이트 방식의 공통점은 모듈 전면에 투과율과 내?충격 강도가 좋은 강화 유리를 사용하는 것이다. 하지만 현재 모듈의 전면 유리는 평탄한 표면 때문에 태양고도가 낮을 때 상대적으로 반사율이 높은 단점을 가지고 있다[2]. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 표면 유리에 요철(anti-glare) 구조를 형성하면 평면 구조의 표면에서 반사되는 태양광이 일부 태양전지 내부로 재입사가 일어나게 되어 표면 반사율이 낮아지게 되고, 이로 인하여 태양전지의 효율이 증가하게 된다. 특히 이러한 효과는 태양고도가 낮아졌을 때 요철(anti-glare) 구조에 의한 반사율의 감소가 증가하기 때문에 평면 구조보다 요철(anti-glare) 구조의 태양전지 모듈 효율이 향상될 것이다. 본 논문에서는 요철(anti-glare) 구조를 만들기 위해서 유리와 평면 구조의 유리에서의 반사율과 투과율을 측정하여 비교 분석하였고, 특히 태양고도의 고도가 변할 때를 비교하기 위하여 반사율 및 투과율을 측정 할 때 입사광의 각도를 변화시켰다. 그리고 태양전지 cell 위에 요철(anti-glare) 구조의 유리와 평명 구조의 유리를 각각 위치시킨 후 태양전지 cell의 효율변화를 확인하였다. 이때 태양전지 cell의 표면은 이방성 식각 용액을 이용하여 역피라미드 구조의 텍스쳐링 태양전지 cell과 평면 구조의 태양전지 cell을 각각 사용하여 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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