초록 ▼

1. 최종 목표
1) 수축률 5% 이하, 광투과율 91% 이상, 장기 신뢰성 테스트시 초기 대비 80% 이상 강도를 유지( 신뢰성 가혹조건 테스트 통과 조건)
2) 1번 조건을 만족하면서, YI 변화 및 변색이 없어야 함
☞ 원료 선정 및 배합, 시트 제막 기술을 통한 신뢰성 향상 연구필요
2. 신뢰성 문제점 현황
∘태양전지 모듈은 옥외에서 약 20년 이상의 장기간 사용되어야 하기 때문에 자연환경의 영향을 강하게 받으며, 이러한 고장원인을 재현하는 연구가 필요로 함.
∘태양전지 모듈의 성능 또는 수명

1. 최종 목표
1) 수축률 5% 이하, 광투과율 91% 이상, 장기 신뢰성 테스트시 초기 대비 80% 이상 강도를 유지( 신뢰성 가혹조건 테스트 통과 조건)
2) 1번 조건을 만족하면서, YI 변화 및 변색이 없어야 함
☞ 원료 선정 및 배합, 시트 제막 기술을 통한 신뢰성 향상 연구필요
2. 신뢰성 문제점 현황
∘태양전지 모듈은 옥외에서 약 20년 이상의 장기간 사용되어야 하기 때문에 자연환경의 영향을 강하게 받으며, 이러한 고장원인을 재현하는 연구가 필요로 함.
∘태양전지 모듈의 성능 또는 수명에 영향을 미치는 주요 요인으로는 태양광선 중의 자외선, 온도변화, 습도, 바람, 적설, 결빙, 우박 등에 의한 기계적 스트레스, 염분, 기타 부식성 가스또는 모래, 분진 등의 요인이 있음.
∘이러한 영향들로부터 태양전지 모듈의 Cell을 보호하는 EVA 시트는 혹독한 환경에 대응하기 위하여 가교제, 자외선 흡수제, 접착 보조제 등이 EVA 수지에 배합하여 최상의 성능 및 내구성을 필요로 하는 신뢰성평가 기법이 절실히 요구 됨.
∘각 원료의 배합비율이 적절하지 않으면, 태양전지 모듈이 변색되거나, 탈착, 공기층이 형성되어, 태양전지 구성 품에 변형 및 파손이 진행 됨.
3. 주요 사업내용
∘EVA 시트의 광투과도, △YI, 및 수축률 저하 원인 분석 및 개선을 통한 선진제품 수준의 제조 및 신뢰성 기술 확보
∘ EVA 수지, 첨가제 및 고효율 냉각시스템을 통한 수축률 5%, △YI 1.5 및 광투과율 91% 확보
∘ 신뢰수준 80% 이상
∘ EVA 필름의 신뢰성 규격 제정
4. 신뢰성 적용결과(사업전․후 졍량적 비교)
- 광투과율 : 광투과율의 신뢰성 세계최고수준은 일본의 Sanvic/ Bridge stone 두 회사가 91%이며, 우리는 이 사업을 통해 1차년도의 신뢰성 수준은 90%, 2차년도에는 약 92%로 세계 최고 수준 보다 높은 신뢰성 수치를 얻어냄.
- △YI : △YI의 신뢰성 세계최고수준은 일본의 Sanvic/ Bridge stone 두 회사로 각각 2.0/ 1.5의 수치를 갖고 있음. 이 사업을 통해 1차년도의 신뢰성 수준은 2.0, 2차년도에는 1.2～1.6의 수치로 황변이 줄어듬을 확인. 즉, 신뢰성이 더 좋아짐.
- 수축률 : 수축률의 신뢰성 세계최고수준은 10%로 일본의 Sanvic/ Bridge stone 두 회사이며 . 이 사업을 통해 10%이고 2차년도도 마찬가지로 일본 제품과 동등수준을 이루어냄.
- 가교율 : 가교율의 신뢰성 세계최고수준은 80%이상으로 일본의 Mitsui Fabro 사가 그러함. 이 사업을 통해 1차년도에는 80%이상으로 동일수준까지 따라왔으며, 2차년도에는 약 92%로 세계최고수준보다 높은 신뢰성을 수치를 얻어냄.
- 인장강도/신장율 : 인장강도에서는 신뢰성 세계최고수준인 일본의 Bridge stone사와 동등수준인 32N을 달성하였으며 신장율에서는 일본의 Bridge stone사의 426.7% 대비 화승인더스트리에서는 686.7%를 달성하여 신장율에서는 Bridge stone사보다 높은 신뢰성 수치를 달성하였음.
- Glass 접착력 : Glass 접착력의 신뢰성 세계최고수준은 일본의의 신뢰성 세계최고수준은 일본의 Bridge stone사가 60N/cm이며, 우리는 이 사업을 통해 1차년도에는 동등수준인 60N을 달성하였으며, 2차년도에는 BS사 보다 우수한 135.1N을 달성하여 신뢰성 수준이 월등히 높아짐.
- B/S 접착력 : B/S 접착력의 신뢰성 세계최고수준은 일본의 Bridge stone 사가 20N/cm의 수치를 가지며, 우리는 이 사업을 통해 1차년도에는 동등수준으로 올렸으며 2차년도 신뢰성 평가결과 Bridge stone사가 51.7N이었으며 화승인더스트리가 62.8N으로 본 과제를 통해 Bridge stone사보다 우수한 B/S 접착력 신뢰성 수치를 달성함.
5. 기대효과 및 실적(기술적 및 경제적 효과) - 기술적 효과
∘대부분의 태양전지 봉지재(EVA 시트)는 해외 제품에 의존하고 있는 실정으로 고가의 해외제품 사용으로 인하여 비용 증대를 초래하고 있음에 따라 본 연구를 통하여 제품의 품질향상 및 검증을 통해 국내 태양전지 봉지제의 원천기술 확보 및 내수화가 가능하고 EVA 시트 사용에 대한 비용절감 및 대일무역역조현상을 줄일 수 있는 하나의 요소임.
∘본 연구를 통하여 개발하고자 하는 EVA 시트의 내한 및 내열안정성, UV안정성을 개선을 통한 신뢰성 개선을 위하여 원료 선정 및 배합, 시트 제막 기술 향상을 통해, 국내외에서 기술경쟁력을 확보 할 수 있었으며 새로운 규격 제시를 통하여 사용 수명 예측을 가능하게 함.
- 경제적 효과
∘태양전지 봉지제인 EVA 시트의 경우 국내 시장의 90%이상을 일본 및 해외에서 수입에 의존하고 있으며, 해외로의 수출은 전혀 이뤄지지 못하고 있는 품목으로 본 연구를 통한 신뢰성 향상으로 해외수출 시장 진입 및 국내 수입 대체효과를 고려할 때 연간 약 500억원의 경제적 효과가 발생할 것으로 기대 됨.
∘2011년 과제를 시작으로 하여 초기에 수출실적이 미비 하였으나, 1차년도에 21억, 2차년도에 54.4억을 수출하여 100% 일본 수입산이던 EVA 시장을 진출하기 시작함.
6. 적용분야
∘태양전지, 고분자 필름, 유기 태양전지, flexible 태양전지

목차 Contents

• 최종(또는 연차) 보고서 제출서 ... 1
• 표지 ... 2
• 제출문 ... 3
• 신뢰성산업체확산사업 보고서 초록 ... 4
• 목차 ... 6
• 제1장. 서론 ... 8
• 제1절. 신뢰성 향상 대상 제품 ... 8
• 제2절. 제품의 수급동향 ... 11
• 제3절 신뢰성 향상의 필요성 ... 13
• 제4절. 기업가 정신 ... 18
• 제5절. 기대 효과 ... 20
• 제2장. 사업 목표 ... 22
• 제1절. 사업목표 및 수행체계 ... 22
• 제2절. 세부계획 ... 25
• 제3장. 신뢰성 개선 활동 ... 28
• 제1절. 신뢰성 개선 연구 진행 ... 28
• 제2절. 선행분석 ... 41
• 제3절 물성 개선 실험 ... 69
• 제4장 신뢰성 평가 진행 ... 99
• 제1절 EVA 신뢰성평가 진행 ... 99
• 제2절 태양전지 모듈 신뢰성 평가 ... 111
• 제5장 성과 요약 ... 201
• 제1절 목표 달성 현황 ... 201
• 제2절 기술력의 향상 ... 203
• 제3절 해외수출 현황 ... 204
• [별첨1] 자체보안관리진단표 ... 206