국립 선진 산업 과학 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장 (Nakabachi Ryoji) (이하 AIST ") 태양 발전 연구 센터 [연구 센터 이사 Matsubara Koji] 바카라 꽁 머니 신뢰성 팀 [연구 팀 이사 Masuda Jun] Hara Kojiro 수석 수석 연구원들은 Shin-Etsu Chemical Co, Ltd, Ceo yito and Ceo yito and Ceo kyo와 협력했습니다 (이하 "신-etsu 화학 물질"이라고합니다실리콘시트와 같은 고무밀봉 자재결정질 실리콘 태양 전지바카라 꽁 머니이 개발되었습니다
8476_8728스마트 하우스Net Zero Energy House (ZEH)의 실현에 기여할 수 있습니다
이 기술에 대한 세부 사항은 2016 년 9 월 13 일부터 16 일까지 Toki Messe (Niigata Prefcture, Niigata Prefcture)에서 개최 될 Applied Physics Society의 77 번째 Autumn Academic 강의에서 발표 될 것입니다
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| 개발 된 태양 전지 바카라 꽁 머니 (왼쪽)의 외부, 연소 시험 중 상태 (오른쪽 상단) 및 테스트 후 뒷면 (오른쪽 하단) |
2012 년 7 월에 도입 된 재생 가능 에너지에 대한 공급 관세 구매 시스템으로 인해 태양 광 발전 시스템이 급격히 인기를 얻고 있으며, 태양 전지 바카라 꽁 머니 및 시스템의 장기 신뢰성과 안전성이 향후 점점 더 중요해질 것입니다 예를 들어, 주거용 태양열 발전 시스템에서, 바카라 꽁 머니의 화염 지연을 증가시키고 손상을 방지함으로써 화재시 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다고 믿어집니다 그러나 태양 전지 바카라 꽁 머니은 심각한 비용 경쟁의 대상이되며 일반적으로 더 높은 비용으로 이어지는 새로운 신뢰할 수있는 바카라 꽁 머니을 개발하거나 화염성 구성 요소와 같은 새로운 구성 요소를 도입하는 것은 일반적으로 어렵습니다
AIST 태양 광 발전 연구 센터 바카라 꽁 머니 신뢰성 팀은 기존 태양 전지 바카라 꽁 머니의 악화 메커니즘을 밝히고, 신뢰할 수있는 바카라 꽁 머니 및 구성 요소 및 구성 요소를 개발하고, 신뢰성 평가 기술을 개발하기 위해 전력 및 수명을 유지하기 위해 신뢰성 평가 기술을 개발하는 것을 포함하여 민간 기업, 대학 및 공공 기관과 공동 노력을 공동으로 수행하고 있습니다
실리콘 밀봉 재료는 1980 년대에 제조 된 초기 시판되는 태양 전지 바카라 꽁 머니에 사용되어 왔으며, 당시의 실리콘 밀봉 재료를 사용하는 태양 전지 바카라 꽁 머니은 설치 후 현재까지 약 30 년 동안 야외에서 설치 한 후에도 안정적인 발전을 유지했다는보고가있었습니다 Shin-Etsu Chemical은 기존 바카라 꽁 머니 제조 장비 및 공정을 이용할 수있는 태양 전지를위한 실리콘 고무 시트 캡슐화 재료를 개발했으며 AIST와 함께 태양 전지 바카라 꽁 머니을 공동으로 생산하고 신뢰성 평가를 수행했습니다 결과적으로 개발 된 실리콘 실란트를 사용하는 바카라 꽁 머니은실내 환경 테스트우수한 신뢰성을 나타냅니다 (AIST : 태양 전지 모듈을위한 신뢰할 수있는 바카라 양방) 그러나 실리콘 밀봉 재료가 일반적으로 사용됩니다Eva실리콘 밀봉 재료를 도입하는 것은 밀봉 재료보다 상대적으로 비용이 높고 EVA 밀봉 재료를 교체하면 바카라 꽁 머니 비용이 증가 할 수 있기 때문에 어려웠습니다
따라서, 양 당사자는 실리콘 밀봉 재료의 사용으로 인한 바카라 꽁 머니 비용의 증가를 억제하고 화염 지연과 같은 실리콘의 특징을 활용하는 새로운 태양 전지 바카라 꽁 머니을 공동으로 개발하고 신뢰성을 평가하고 새로운 응용 분야 및 태양 전지의 설치 및 사용을 목표로하는 새로운 태양 전지 바카라 꽁 머니을 공동으로 개발하기로 결정했습니다
그림 1은 기존의 결정질 실리콘 태양 전지 바카라 꽁 머니의 개략도와 이번에 개발 된 새로운 바카라 꽁 머니을 보여줍니다 전형적인 기존 바카라 꽁 머니은 약 3mm의 두께, EVA 캡슐화 재료 및 및 결정질 실리콘 태양 전지로 만들어진 표면 재료입니다뒷좌석(백재)와 동봉슈퍼 스트레이트 구조| 제거되고 알루미늄 프레임이 설치되어 뒤틀림, 설치 및 마운트에 고정됩니다 대조적으로, 이번에 생성 된 바카라 꽁 머니은 약 500 μm의 두께, 약 50 μm의 두께를 갖는 화염-반도 중합체 필름 표면 재료를 갖는 실리콘 고무 시트 밀봉 재료로 만들어졌다기판 구조입니다
새 바카라 꽁 머니은 알루미늄 프레임을 사용하지 않지만 바카라 꽁 머니은 알루미늄 합금 백업 재료로 직접적이고 쉽게 설치할 수 있습니다 기존 바카라 꽁 머니에 사용되는 유리, 백 시트 및 알루미늄 프레임과 같은 구성 요소의 수를 줄임으로써 비교적 고가의 실리콘 밀봉 재료를 사용할 때 바카라 꽁 머니의 전체 비용 증가를 억제하는 것이 목표입니다
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| 그림 1 기존 바카라 꽁 머니 (a) 및 새로운 바카라 꽁 머니 (b)의 개략도 (b) |
또한, 화염 재도 실리콘 실란드 또는 중합체 필름 표면 재료와 금속 알루미늄 합금 백 재료를 사용함으로써, 전체 바카라 꽁 머니은 화염을 감소시킬 수 있으며, 알루미늄 합금 플레이트의 두께를 줄임으로써 가볍게 만들 수있다 (이 시간은 동일한 크기의 무게의 절반 정도) 예를 들어, 차량, 통합 지붕 재료 및 벽 설치에서 태양 전지를 사용하여 화염 지연, 가벼운 무게 및 비수장 (비 균열)과 같은 새로운 기능을 활용할 수 있으며 스마트 홈에서 태양 전지의 사용을 확장하고 ZEH를 실현하는 데 기여할 수 있습니다 다음으로, 개발 된 새로운 바카라 꽁 머니을 사용하여, 평가 테스트는 고온 및 습도에서 충격 저항, 부하 저항, 가연성 평가 및 장기 신뢰성을 확인하기 위해 수행되었습니다
먼저, 개발 된 바카라 꽁 머니의 충격 저항을 평가하기 위해 스틸 볼 드롭 테스트를 수행했습니다 스틸 볼 (직경 38mm, 무게는 약 225 g)이 1m 높이에서 바카라 꽁 머니 표면으로 총 3 번 떨어지고 테스트 전후의 출력전기 발광특성을 평가했습니다 (그림 2) 결과적으로, 낙하 시험으로 인해 종래의 바카라 꽁 머니에서 세포 균열이 관찰되었고, 출력은 초기 값의 87%로 감소되었다 반면에, 새로운 바카라 꽁 머니은 강철 공의 영향으로 인해 국소 적으로 약간 어두운 영역을 보였지만 전력 감소는 거의 없었습니다 이것은 실리콘 실란트입니다고무 탄성| 스틸 볼의 영향이 전체 셀에 퍼지지 않았다고 생각됩니다
또한, 이것은 작은 바카라 꽁 머니 (40cm 정사각형)을 가진 테스트 였지만, 하중 테스트가 수행 될 때, 약 88kg (압력 하에서 약 5400 PA에 해당)의 하중이 바카라 꽁 머니 표면에 적용되었지만, 시험 후 세포 균열로 인한 출력 감소는 관찰되지 않았다 이 결과는 프로토 타입 바카라 꽁 머니에 충분한 충격 저항 및 하중 강도가 있으며 향후 최적화로 인해 장기 실외 설치에 사용할 수 있음을 시사합니다
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그림 2 : 기존 바카라 꽁 머니 (a) 및 새로운 바카라 꽁 머니 (b)
스틸 볼 드롭 테스트 전후에 관련 출력 및 전기 발광 이미지 관련 |
다음으로, 새로운 바카라 꽁 머니의 가연성을 평가하려면건물 표준 법 제 63 조에 기초하여 수행되었다 소방 공급원 (목재, 크기 80 mm x 80 mm x 60 mm)을 각 바카라 꽁 머니에서 연소하여 연소, 용융 및 구성 요소의 파손과 같은 외관의 변화를 확인했습니다 (그림 3) 흰색 템퍼링 유리, EVA 밀봉 재료 및 백 시트로 구성된 종래의 바카라 꽁 머니에서, 테스트 중 유리가 파손되고, 가연성베이스의 바닥의 EVA 밀봉 재료 및 백 시트가 연소되어 유리 및 가연성 유기 물질에 큰 영향을 미쳤다 (도 3 (a)) 대조적으로, 새로운 바카라 꽁 머니에서, 화재로부터 생성 된 재 및 수지 성분은 표면에 부착되었지만, 실리콘 밀봉 재료, 필름 표면 재료 또는 알루미늄 합금 시트에서는 큰 변화가 관찰되지 않았다 (도 3 (b)) 실제로 사용될 때, 기존 바카라 꽁 머니은 설치 환경에서도 내화성 측정이지만, 우수한 화염 지연이있는 새로운 바카라 꽁 머니을 사용하면 그 어느 때보 다 화재가 발생할 때 안전을 향상시킬 수 있습니다
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| 그림 3 : 기존 바카라 꽁 머니 (a) 및 새로운 바카라 꽁 머니 (b)의 연소 테스트 사진 및 테스트 후 모양 |
또한 85 ° C 및 85% 습도 조건 하에서 고온 및 고 습도 조건 하에서 새로운 바카라 꽁 머니의 장기 신뢰성을 평가합니다고온 및 높은 습도 (DH) 테스트수행되었습니다 결과적으로, 출력은 3000 시간 DH 테스트의 끝에서도 감소하지 않았으며, 고온과 습도에서 우수한 장기 안정성을 보여줍니다 또한, 실리콘 밀봉 재료, 유리 표면 재료 및 백 시트로 구성된 유리 형 바카라 꽁 머니에서, 8,000 시간의 DH 시험 후에도 출력은 감소하지 않으며 시험 전후에 실리콘 밀봉 재료가 수행된다적외선 흡수 스펙트럼측정되었고, 화학적 구조적 변화는 관찰되지 않았다 이는 실리콘 분자 또는 실리콘-탄수화물 결합 (SI-C)을 형성하는 실리콘-산소 결합 (SI-O)은 탄소-탄소 결합 (CC) 및 일반적인 유기 화합물의 탄소-산소 결합 (C-O)보다 더 큰 결합 에너지를 가지기 때문에 실리콘 밀봉 재료는 장기 고온 및 높은 겸손 조건에서도 화학적으로 안정적으로 안정되어있다
상기 결과에 기초하여, 프로토 타입 태양 전지 바카라 꽁 머니은 태양 전지의 새로운 응용에 사용될 가능성이 있으며, 설치 및 사용 방법을 다각화 할 수있는 가능성이 있다고 생각된다
앞으로는 현재 구현 된 온도 사이클링 테스트 (-40 ° C ~ 85 ° C) 및 UV 조사 테스트와 같은 신뢰성 평가 결과를 고려하여 실제 사용을위한 바카라 꽁 머니을 개발하고자합니다 예를 들어, 우리는 제조 회사 및 기타와 협력하여 EV, 가정의 통합 지붕 및 건축 자재 및 외부 벽에 설치할 수있는 자동차와 같은 자동차 사용을위한 태양 전지 바카라 꽁 머니의 사용을 고려하여 바카라 꽁 머니 크기, 구조, 구성 요소 및 필요한 신뢰성 테스트의 최적화를 수행 할 계획입니다