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진실 진
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1 나노실리카와 TEOS 가함유된친수성코팅액의태양광유리팬널에미치는표면특성연구 이수, 김승혜 황헌 2 창원대학교화공시스템공학과 2 성균관대학교생명공학부바이오메카트로닉스전공 (207 년 2 월 4 일접수 : 207 년 3 월 29 일수정 : 207 년 3 월 30 일채택 ) Effect of nanosilica and TEOS in hydrophilic coating solution on the surface characteristics of solar cell glass panel Soo Lee, Seung Hye Kim Heon Hwang 2 Department of Chemical Engineering, Changwon National University, Changwon, , Korea 2 Department of Bio-Mechatronics Engineering, Sungkyunkwan University, , Korea (Received February 4, 207; Revised March 29, 207; Accepted March 30, 207) 요약 : 태양광발전의효율을높이기위한실란커플링제와나노무기산화물을첨가한계면활성제를이용한친수성코팅액을제조하여태양광모듈의유리표면에도포하여김서림방지 (antifogging) 및내오염성 (antifouling) 을부여하였다. % 친수성코팅액에나노무기산화물인 Ludox R 를첨가한경우 Ludox R 의농도에관계없이초친수성과우수한 antifogging 효과를나타내었다. 그러나유리에대한 antifouling 효과는 Ludox R 를 0% 이상첨가하였을때부터발현되었다. 또한, ph 4에서가수분해한 TEOS를첨가한코팅액의경우 TEOS를 0.7% 첨가한경우 steam test 결과 antifogging 효과를유지하였으며, 코팅한유리표면을젖은킴와이프로 00회문지른후에도 pollution test 결과 antifouling 효과를유지하였다. 또한, AFM을이용하여표면거칠기 (R q ) 를확인한결과 TEOS를너무많이첨가하면가장높은표면거칠기값을보였으며코팅된표면의상태도매우불규칙하였다. TEOS가 0.7% 첨가된경우비교적높은표면거칠기값과안정된표면상태를나타내었다. 결론적으로김서림방지특성만을위하여는나노무기산화물인 Ludox R 는필요없으나, antifouling의효과를나타내기위해서는최소 0% 의 Ludox R 가첨가되어야하며, 우수한내구성을나타내기위해서는 0.7% 의 TEOS를첨가해야한다. 주제어 : 테트라메톡시실란, 루독스 R, 친수코팅, 태양광패널, 표면조도 Abstract : A hydrophilic coating solution was prepared by adding a silane coupling agent and a nano-inorganic oxide in aqueous surfactant solution to increase the efficiency of photovoltaic Corresponding author ( slee@changwon.ac.kr)

2 2 이수 김승혜 황헌 power generation due to the introduction of antifogging and antifouling properties on the glass surface of the solar cell module. Addition of Ludox R, a nano-inorganic oxide, to % hydrophilic coating solution showed improved hydrophilicity and excellent antifogging effect regardless of Ludox R concentration. However, the antifouling effect on the glass surface was showed only when Ludox was added more than 0%. In the case of addition of 0.7% of hydrolyzed TEOS at ph 4, the antifogging effect was maintained as a result of the steam test as well as the antifouling effect even after the coated glass surface was rubbed 00 times with a wet Kimwipe. In addition, from the surface roughness (R q ) calculated using AFM data, the higher surface roughness with irregular surface shape was obtained with the higher concentration of TEOS. The addition of 0.7% of TEOS showed relatively high surface roughness and well organized surface condition which can help to improve transmittance of light. In conclusion, Ludox R is not required only for the antifogging property. However, at least 0% of Ludox should be added to show antifouling effect and 0.7% of TEOS should be added for good durability. Keywords : TEOS, Ludox R, Hydrophilic coating, Solar cell panel, Surface roughness. 서론 석탄, 석유등의화석연료를대체하기위한신재생에너지원중에서도태양광발전은친환경적이며, 영구히사용가능한에너지원으로주목받고있으며그전망도매우밝은편이다 []. 이러한태양광발전은광전변환소자를이용하여태양에너지를전기로전환하여생산하는발전방식으로높은전력생산을위해서는설치면적이넓어야하며태양광이잘드는옥외에설치해야하기때문에모듈설치환경에따라그성능의차이를보인다 [2-5]. 이러한이유로외부에노출로인해발생하는고온및온도변화, 높은 UV 조사, 습기및이슬, 풍화, 먼지및오염물질등에의한효율을저하요인으로부터모듈표면을효과적으로차단하는기술의연구가최근부각되고있다 [6-8]. 결국태양광효율이감소된다는것은태양빛이모듈판 ( 유리 ) 을통하여투과도가감소함을의미하며이러한투과도감소에대한여러요인중대표적인것이김서림현상 (fogging) 과미세입자에의한오염이다. 친유성을가져수접촉각이매우높은대부분의고체표면이저온에서고온다습한환경으로전환될때표면의온도는대기중이슬점의온도보다낮아져수증기의응축으로인해표면에서는다량의물방울이생성되는데이현상을김서림현상 이라고정의한다. 빛의투과도가중요한태양광모듈유리뿐만아니라농업, 광학장치, 차량유리등실생활에서도빈번하게발생하여사용상의문제를일으킨다 [9-]. 그렇기때문에투명한표면에서생기는김서림현상을방지하기위한연구가수십년전부터시작하여지금까지도이어져오고있다. 이러한점을해결하기위한방법중가장대표적인것이표면을친수성또는소수성으로개질또는코팅하는것이다 [2]. 소수성코팅은물방울이거의완벽한구형의모양으로맺히기때문에물방울을표면에서굴러떨어지며표면에있는먼지입자도함께제거할수도있다는이점이있으나이러한경우적절한거친표면이필요한데이로인하여빛의산란이증가되어투과도가낮아지는단점이있다 [3]. 반면친수성코팅은물방울이표면에맺히지않고퍼지도록하여제거하는방법을말한다. 그리고이때계면활성제또는친수성고분자를첨가하여코팅액을제조하는방법을흔히이용한다. 그러나문제점은이자체만으로는유리표면에고정되어지속적으로코팅을유지하는힘이없어지속성이떨어진다 [3-4]. 무기 - 유기혼성물질을이용하여친수성에대한내구성을높이는방법을이용한연구를사례로들수있는데 sol-gel 법을이용해무기물인나노실리카에유기물인 APS(γ -aminopropytrilethoxysilane) 를첨가하여장기적

3 나노실리카와 TEOS 가함유된친수성코팅액의태양광유리팬널에미치는표면특성연구 3 인친수성을제고한것이대표적인예이다 [5]. 다음으로먼지등에의한표면오염물질역시발전효율을 5% 까지저하시킨다. 그러므로유리표면의내오염성코팅은필수적이라말할수있다 [8]. 한연구에서는 PEG 가함유된고분자와 FAS(fluoroalkyl silane) 를통해소수화하여내오염성및반사방지코팅액을제조하였으며 [6], 또다른연구에서는칼륨계실리케이트염과알콕시실란, 실란커플링제및나노실리카의혼합을이용한실리케이트계코팅액을제조하여건축재에활용하고자하였다 [7]. 그러나소수성코팅은투과도를저하시키는원인이될수있기때문에 [2-3] 친수성고분자인 PVA 를통한친수성코팅막을이용한내오염성및투과도향상에대한연구가더욱유리하다고알려져있다 [8]. 하지만김서림방지및내오염성등의기능을가지는코팅액이지만실용화를위해서는내구성을반드시가져야한다. 이를위하여 PEAS (perfluoroalkylsilane), TEOS(tetraethoxysilane) 와불소계고분자를사용해유리표면을소수성으로만들고표면에형성된코팅필름의내구성을향상시키고자한연구 [9] 와 VTES(vinyltriethoxysilane), PTMS(phenyltrimethoxysilane) 등을사용하여코팅액과기판사이의접착력을향상시키는연구가활발히진행중이다 [20]. 그러므로본연구에서도친수성코팅액을제조하여김서림방지및내오염성을부여하고더불어이에대한내구성향상을위한실란커플링제와나노무기산화물을첨가한코팅액을태양광모듈의유리표면에도포함으로써태양광발전의효율을높이려는최적의조건을확립하였다. 2. 실험 2.. Materials 태양광패널용유리표면에코팅을하기위한 친수성코팅액 (A series) 을제조하기위하여 Aldrich Chemical사의 PEG-PPG-PEG, Duksan 사의 Tween 20, Span 20, PEG 300을사용하였다. 또한, 코팅액의친수성을나타내기위해 Aldrich Chemical사의 30 wt% Ludox R silica 수분산용액을사용하였고유리와의접착력을향상시키기위하여사용된실란역시 Aldrich Chemical사의 TEOS를사용하였다. 용매사용을위한에탄올은 Duksan Chemical 사의시약을사용하였고유리세척을위한이소프로판올은 Daejung Chemical사의시약을그대로사용하였다 친수성코팅액의제조 Table 에나타낸바와같이 Tween 20 과 Span 20 의양을각각다르게한친수성코팅액을제조한후 ethanol 과물을 2:8 의비로혼합한용매에희석하여친수성및 antifogging 효과를확인하였다. Table. Compositions of A series hydrophilic coating solutions Component (g) A- A-2 A-3 Tween Span PEG-PPG-PEG 0. PEG Ludox silica 농도에따른코팅액의제조 Table 2와같이 Ludox R silica를농도별로첨가하고물과 ethanol을 8:2의비로혼합한용매를혼합하여 S series를제조하였다 TEOS 의농도에따른코팅액의제조유리와의접착력을향상시키기위하여사용된 Table 2. Compositions of S series coating solutions under various Ludox R concentrations Component (%) S- S-2 S-3 S-4 S-5 A-2 Ludox R silica Solvent

4 4 이수 김승혜 황헌 Table 3. Compositions of T series coating solutions under various TEOS concentrations Component (%) T- T-2 T-3 T-4 T-5 A-2 Ludox R 0 TEOS Solvent wt% TEOS- 에탄올용액을이미본연구팀이논문 [2] 에서밝힌바와같은최적조건인 p-toluene sulfonic acid 를첨가하여 ph 4 조건에서 24 h 이상가수분해를실시한후 Table 에나타낸 A-2 용액에 Table 3 과같이 Ludox R 0% 첨가하고 TEOS 를농도별로첨가하여혼합한 T series 를제조하여친수성및내구성을확인하였다 분석방법및분석기기코팅액의친수성과내구성을확인하기위하여코팅액을아래 Fig. 에나타낸바와같은속도로 Spin Coater(E-FLEX, EF-60P, 한국 ) 를이용하여태양광패널용유리표면에 0.25 ml 의코팅액을떨어뜨려코팅하였다. 코팅된 slide glass 표면에물 2 μl 를떨어뜨린후 contact angle meter(arma, G-, 일본 ) 을사용하여수접촉각을측정하였다. 또한, 표면의내구성을확인하기위해마른킴와이프와젖은킴와이프를이용하여코팅액이도포된태양광패널용유리표면을 00 회문지르고수접촉각을측정하였으며코팅도막의방담특성을확인하기위해수증기가올라오는뜨거운물이담긴페트리디쉬위에필름의코팅면이아래로향하게놓은뒤코팅도막의김서림을확인하였다. Antifouling 효과를확인하기위해코팅액에도포된태양광패널용유리표면에베이비파우더를묻혀코팅도막의오염도를확인하여비교하였다. 코팅된유리표면의거칠기는원자힘현미경 (Park Systems, model XE-00, 한국 ) 을이용하여크기 5 μm x 5 μm, Resolution 0.5 nm 의조건으로측정하였다. 코팅된유리의광투과도는 UV/VIS spectrophotometer(shimadzu, UV-200, 일본 ) 을이용하여가시광선영역에서측정하였다. Rotating speed (rpm) Time (s) Fig.. Coating condition with spin coater. 3. 결과및고찰 3.. 계면활성제를이용한친수성코팅액의제조실험에쓰일각종계면활성제를이소프로판올로세척한유리에각각코팅하여약 30 min 동안상온에서건조시킨후접촉각을측정한결과 Table 4 에나타낸바와같이모든시약이 5 이하로초친수성이나타난것을확인하였다. Table 4. Water contact angle of surfactants Component Contact angle ( ) PEG-PPG-PEG 5 Span 20 5 Tween 20 5 PEG Table 에나타낸바와같이배합된 A-, A-2 는 ethanol 과물을 2 : 8 의비로혼합한용매에녹았지만 A-3 는완전히녹지않았으며, 물용매에서는 A-2 만녹는것을확인할수있었다

나노실리카와 TEOS가 함유된 친수성 코팅액의 태양광 유리팬널에 미치는 표면 특성 연구 Vol. 34, No.

2에 나타낸 steam test 결과도 A-과 A-2에서만 antifogging 효과를 나타내었 으며 A-3에서는 나타나지 않았다. Table 5. Contact angle and steam test result of A series coating solutions Contact angle( ) A- A-2 A-3 5 5 0 Fig. 2.

3에서와 같이 W-, W-2는 녹지 않았다. (A) (B) (C) (D) Fig. 3. Solubility of the W series of under various water concentrations; (A) W-, (B) W-2, (C) W-3, (D) W-4, (E) W-5.

5 나노실리카와 TEOS가 함유된 친수성 코팅액의 태양광 유리팬널에 미치는 표면 특성 연구 Vol. 34, No. (207) 5 Table 5에 나타낸 바와 같이 % A series 코 팅액을 유리에 각각 코팅하여 약 3 min 동안 상 온에서 건조시킨 후 측정한 유리 표면의 수 접촉 각은 A-과 A-2 코팅액은 5o 이하로 초친수성 을 나타냈으며 A-3의 경우에는 0o를 나타내었 다. 또한, Fig. 2에 나타낸 steam test 결과도 A-과 A-2에서만 antifogging 효과를 나타내었 으며 A-3에서는 나타나지 않았다. Table 5. Contact angle and steam test result of A series coating solutions Contact angle( ) A- A-2 A Fig. 2. Steam test results of A series coating solutions; (A) A-, (B) A-2, (C) A-3. 다음은 물과 에탄올의 혼합 비율을 결정하기 위 하여 A-2 코팅액을 Table 6와 같이 에탄올과 물 과 혼합하여 용매 조성에 따른 용해도와 친수성 및 antifogging 효과를 확인한 결과 Fig. 3에서와 같이 W-, W-2는 녹지 않았다. (A) (B) (C) (D) Fig. 3. Solubility of the W series of under various water concentrations; (A) W-, (B) W-2, (C) W-3, (D) W-4, (E) W-5. 잘 용해되지 않은 W-은 수 접촉각과 steam test가 불가능하여 제외하고, W-2, W-3, W-4, W-5를 유리에 각각 코팅하여 약 30 min 동안 상온에서 건조시킨 후 표면의 수 접촉각을 측정 한 결과 W-2와 W-3은 5o이하로 초친수성을 나 타냈으며 W-4는 0o, W-5는 20o로 물의 함량 이 높아질수록 수 접촉각이 높아졌으며, Fig. 4에 나타낸 바와 같이 W-5를 제외하고는 모두 antifogging 효과를 나타내었다. 이를 통해 W-3 이 용해도와 친수성, antifogging 효과도 모두 우 수하였으며 이를 기초로 첨가제의 변화를 실시하 였다. Table 6. Compositions of hydrophilic coating solutions Component ratio Water Ethanol A-2 solution W- (E) W-2 2 W W-4 8 W-5 6 Fig. 4. Steam test results of W series coating solutions; (A) W-2, (B) W-3, (C) W-4, (D) W

6 이수 김승혜 황헌 3.2. Ludox R silica 농도에따른표면특성태양광패널용유리표면을이소프로판올에세척한후상온에서 0 min 동안건조한후 Table 2와같이 S series 코팅액을제조하여 spin coater 를이용해코팅한뒤 90 min 동안상온에서건조하였다. 건조한각유리표면의수접촉각을측정하여 Table 7에나타내었다.

5에나타낸바와같이 Ludox R 의농도와관계없이모든코팅액에서우수한 antifogging 효과를나타내었다. Fig. 6에나타낸바와같이 pollution test를실시한결과 Ludox R 가 7% 정도첨가된경우 antifouling 효과가발현되기시작하였으며, 0% 이상첨가된 S-4, S-5에서뚜렷한 antifouling 효과를나타내었다. Fig. 5.

6 6 이수 김승혜 황헌 3.2. Ludox R silica 농도에따른표면특성태양광패널용유리표면을이소프로판올에세척한후상온에서 0 min 동안건조한후 Table 2와같이 S series 코팅액을제조하여 spin coater 를이용해코팅한뒤 90 min 동안상온에서건조하였다. 건조한각유리표면의수접촉각을측정하여 Table 7에나타내었다. 그결과전체적으로표면이 Ludox R 의농도와관계없이 S series 모두 5 이하의접촉각으로초친수성을나타내는것을알수있었다. 또한, S series를코팅하여 steam test를실시한결과 Fig. 5에나타낸바와같이 Ludox R 의농도와관계없이모든코팅액에서우수한 antifogging 효과를나타내었다. Fig. 6에나타낸바와같이 pollution test를실시한결과 Ludox R 가 7% 정도첨가된경우 antifouling 효과가발현되기시작하였으며, 0% 이상첨가된 S-4, S-5에서뚜렷한 antifouling 효과를나타내었다. Fig. 5. Steam test results of S series coating solutions; (A) S-, (B) S-2, (C) S-3, (D) S-4, (E) S-5. Table 7. Water contact angles of S series coating solutions Sample S- S-2 S-3 S-4 S-5 Contact angle ( ) <5 <5 <5 <5 < TEOS 농도에따른표면특성이소프로판올로세척한태양광패널의유리표면을 Table 3 에나타낸바와같은조성으로제조한 T series 코팅액을 spin coater 를이용해코팅한뒤 90 min 동안상온에서건조하였다. 그후초기수접촉각을측정한뒤 5 cm 거리에서물을 회분무하고상온에서 50 min 동안건조후다시수접촉각을측정하는것을반복하여 Table 8 에물분무횟수에따른수접촉각을나타내었다. 그결과분무 9 회차에서 T-3 과 T-4 를제외한나머지용액의코팅표면이 35 이상을나타내었고분무 0 회차에서는 T-3 을제외하고모든용액의코팅표면이 40 이상을나타냈다. 이를통해친수성은 TEOS 를 0.7% 첨가한 T-3 이가장오래유지하는것을확인할수있었다. 그리고 TEOS 농도에따른 antifogging 효과를확인하기위해 steam test 를실시하였다. 5 cm 거리에서물을 회분무하고상온에서 50 min 동안건조후다시 steam test 를실시하는것을반복하여총 3 회분무하였다. 3 회물분무후 steam test 를실시한결과를 Fig. 7 에나타내었다. 그결과전체적으로 TEOS 가첨가되지않은 T- 보다 TEOS 가첨가된 T series 가 antifogging 효과를더오래유지하는것을확인할수있었으나, T-5 의경우와같이 TEOS 가너무과량첨가하게되면오히려 antifogging 효과가약간감소하는현상을보였다. (A) (B) (C) (D) (E) Fig. 6. Pollution test results of S series coating solutions; (A) S-, (B) S-2, (C) S-3, (D) S-4, (E) S

나노실리카와 TEOS 가함유된친수성코팅액의태양광유리팬널에미치는표면특성연구 7 Table 8. Contact angles of T series coating solutions after water spray test Times Contact angle ( ) T- T-2 T-3 T-4 T-5 <5 <5 <5 <5 <5 3 9 7.

그리고 TEOS 농도에따라제조된 T-series 코팅액이도포된유리표면의친수성에대한내구성을확인하기위해마른킴와이프와물에젖은킴와이프를이용하여코팅된유리의표면을 00 회문지른뒤접촉각을측정하여그결과를 Table 9 에나타내었다. 여기서보는바와같이마른킴와이프로 00 회문지른결과전체적으로 T series 코팅액모두친수성이유지되었으며그중 T-3 만이초친수성을나타내었다.

TEOS 농도에따른유리표면의 antifouling 효과의내구성을확인하기위해 T series 코팅액을 90 min 간격으로총 3 회코팅하고 90 min 동안상온에서건조한후젖은킴와이퍼를이용해코팅된 slide glass 의표면을 00 회문지르고베이비파우더를묻혀 pollution test 를실시하여 Fig. 8 에나타내었다. 그결과 TEOS 가 0.

7 나노실리카와 TEOS 가함유된친수성코팅액의태양광유리팬널에미치는표면특성연구 7 Table 8. Contact angles of T series coating solutions after water spray test Times Contact angle ( ) T- T-2 T-3 T-4 T-5 <5 <5 <5 <5 < <5 < Fig. 7. Steam test results of T series coating solutions; (A) T-, (B) T-2, (C) T-3, (D) T-4, (E) T-5. 그리고 TEOS 농도에따라제조된 T-series 코팅액이도포된유리표면의친수성에대한내구성을확인하기위해마른킴와이프와물에젖은킴와이프를이용하여코팅된유리의표면을 00 회문지른뒤접촉각을측정하여그결과를 Table 9 에나타내었다. 여기서보는바와같이마른킴와이프로 00 회문지른결과전체적으로 T series 코팅액모두친수성이유지되었으며그중 T-3 만이초친수성을나타내었다. 그리고젖은킴와이프로 00 회문지른결과에서는 T series 코팅액중 T-2 와 T-3 의친수성이가장잘유지되었음을확인할수있었다. 따라서두실험결과 T-3 의경우가친수내구성이가장우수하였다. TEOS 농도에따른유리표면의 antifouling 효과의내구성을확인하기위해 T series 코팅액을 90 min 간격으로총 3 회코팅하고 90 min 동안상온에서건조한후젖은킴와이퍼를이용해코팅된 slide glass 의표면을 00 회문지르고베이비파우더를묻혀 pollution test 를실시하여 Fig. 8 에나타내었다. 그결과 TEOS 가 0.7% 이상첨가된 T-3, 4, 5 에서 antifouling 효과를유지하고있음을알수있었다. Table 9. Contact angles of T series coating solutions after durability test Contact angle ( ) Sample T- T-2 T-3 T-4 T-5 Dry-wiping 5 5 <5 0 3 Wet-wiping (A) (B) (C) (D) (E) Fig. 8. Pollution test results of T series coating solutions; (A) T-, (B) T-2, (C) T-3, (D) T-4, (E) T

8 8 이수 김승혜 황헌 Fig. 9. AFM photos of T series coating solutions; (A) T-, (B) T-2, (C) T-3, (D) T-4, (E) T-5. 표면거칠기를확인하기위해원자력현미경 (AFM) 을사용하여표면거칠기를비교하여 Fig. 9 에나타내었다. 그결과 TEOS 가첨가되지않은 T- 의경우표면거칠기 (R q ) 가 3.89 nm 으로측정되었으며, TEOS 를첨가한 T-2 나 T-3 의경우 5.00 정도로표면거칠기가증가하다가.0% 첨가한 T-4 는 2.2 까지표면거칠기가오히려감소하였으며,.5% TEOS 가첨가된 T-5 의경우에는표면거칠기는 7.55 까지크게증가하였으나코팅된표면에 aggregation 이일어남으로인해불균일한형태를나타내었다. 결과적으로 T-3 코팅액을사용한경우가가장규칙적인프랙탈표면을나타내어태양광의투과도를향상시킬수있는구조로판단된다. 끝으로태양광발전의효율증가를하기위하여코팅전후의가시광선영역에서의투과도변화를측정하여 Fig. 0 과 Fig. 에나타내었다. Fig. 0 에나타낸 S series 코팅액이도포된유리의투과도는기준유리 ( 투과도 89.7%) 에비해 Ludox R 의함량이증가할수록 550 nm 에서 90.0, 9.5, 9.5, 9.9, 92.6% 로향상되었으며, Fig. 에나타낸 T series 코팅액이도포된유리의경우 550 nm 에서의투과도는 TEOS 가첨가되지않은 T- 의경우 9.9% 로부터 TEOS 가 0.3% 첨가된 T-2 와 0.7% 첨가된 T-3 의경우 92.5% 로투과도가비슷하게높아졌다. TEOS 가.0% 이상함유된 T-4 와 T-5 에서는오히려투과도가감소되는경향을보였다. 이러한결과는앞의 AFM 결과에서나타난 T-3 의프랙탈표면형성결과와잘일치하는것이다. Transmittance (%) (F) (E) (C),(D) (B) (A) Wavelength (nm) Fig. 0. Transmittance of S series coating solutions; (A) Glass, (B) S-, (C) S-2, (D) S-3, (E) S-4, (F) S

9 나노실리카와 TEOS 가함유된친수성코팅액의태양광유리팬널에미치는표면특성연구 9 Transmittance (%) (C) (D) (E) (B),(F) (A) Wavelength (nm) Fig.. Transmittance of T series coating solutions; (A) Glass, (B) T-, (C) T-2, (D) T-3, (E) T-4, (F) T 결론 본연구에서는 % A-2 친수코팅액의친수성및김서림방지, 내오염성을향상시키기위해 Ludox R silica를농도별로첨가하여그특성을비교하였으며, Ludox R 를첨가한코팅액에 TEOS 를 ph 4에서가수분해한후이를농도별로첨가하여유리와의접착력및내구성을확인하여다음의결론을얻었다.. % A-2 친수코팅액에 Ludox R 를농도별로첨가한 S series 코팅액을제조하여코팅한유리표면의접촉각측정및 steam test 를실시한결과 Ludox R 의농도에관계없이초친수성과우수한 antifogging 효과를나타내었다. 2. S series 코팅액을도포한유리표면의 pollution test 결과 Ludox R 를 7% 첨가하였을때부터 antifouling 효과를나타내었으며, 0% 이상에서완전한 antifouling 효과를나타내었다. 3. ph 4 에서가수분해한 TEOS 를첨가한 T series 코팅액을제조하고이를코팅한유리표면에물분무를통해친수성과 antifogging 에대한내구성을확인한결과 TEOS 를 0.7% 첨가한 T-3 이 0 회물분무까지비교적낮은접촉각을유지하였으며 3 회의물분무후 steam test 결과 TEOS 를 0.3% 이상첨가한경우 antifogging 효과를유지하는것을알수있었다. 또한, T-series 에코팅된유리표면을마른킴와이프와젖은킴와이프로 00 회문지른결과 TEOS 를 0.7% 첨가한 T-3 이비교적낮은접촉각을유지하였다. 4. T-series 코팅액을총 3 회코팅한유리표면을젖은킴와이프로 00 회문지른후 pollution test 를실시한결과 TEOS 가 0.7% 이상첨가된경우 antifouling 효과를유지하였으며, AFM 을이용하여표면거칠기 (R q ) 를확인한결과.5% 첨가된 T-5 에서가장높은표면거칠기값을나타내었으나코팅된표면의상태가매우좋지않았고, TEOS 가 0.7% 첨가된 T-3 에서비교적높은표면거칠기값과프랙탈표면구조를보였다. 5. 끝으로 S series 코팅액이도포된유리의투과도는기준유리 ( 투과도 89.7%) 에비해 Ludox R 의함량이증가할수록 550 nm 에서 90.0, 9.5, 9.5, 9.9, 92.6% 로향상되었으며, T series 코팅액이도포된유리의경우 550 nm 에서의투과도는 TEOS 가첨가되지않은 T- 의경우 9.9% 로부터 TEOS 가 0.3% 첨가된 T-2 와 0.7% 첨가된 T-3 의경우 92.5% 로투과도가비슷하게가장높았다. 따라서계면활성제를이용한코팅액이친수성과김서림을방지하는특성을나타내어 Ludox R 의도입의필요성은없으나, antifouling 의효과를나타내기위해서는최소 0% 의 Ludox R 가첨가되어야하며, 또한이코팅액이우수한내구성과태양광발전효율향상을위한높은광투과도를위해서는 ph 4 에서가수분해한 0.7% 의 TEOS 를첨가해야한다고결론내릴수있다. 감사의글 본연구는 205 년 -207 년한국에너지기술연구원에서시행하는산업기술혁신사업 ( 에너지기술개발사업 ) 의지원에의하여연구되었음.(No )

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00....

00.... Fig. 1 2.5%. 51.5%, 46.0%,.. /, Table 1 (U.V.; Ultraviolet 10-400 nm)/ (NIR; Near Infrared 700 nm - 5 µm) ( TiO 2, WO 3, ZnO, CeO, ATO, Sb 2O 3-ZnO, ITO.) (400 nm - 780 nm). /. Fig. 1.. 23 Table 1. / /