KR20120031057A - 태양 전지 패널의 제조 방법 - Google Patents

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KR20120031057A
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solar cell
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쥬르 자흔드
로날드 에프.엠. 랑게
로만 폴로
마르케스 구뮤르
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쓰리에스 스위스 솔라 시스템즈 에이쥐
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Abstract

본 발명은 다수의 층들의 태양 전지 패널 빌트업의 구성된 층을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 예열된 적어도 하나의 층이 적어도 하나의 다른 층과 진공 또는 가스 분위기에서 결합된다.

Description

태양 전지 패널의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING A SOLAR PANEL}
본 발명은 태양 전지 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 간단하면서도, 단단하며, 경제적이고, 안전하고, 효율적이며, 환경 친화적인 방식으로 층들을 빌트업(built up)하는 태양 전지 패널을 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
태양 전지 패널을 제조하는데 있어서, 일반적으로는 샌드위치 빌드업(sandwich build up, 또는 태양전지 모듈 또는 광전지 모듈의 샌드위치된 몸체 또는 적층(lay up)으로 칭함)이 일반적인 조건에서 기본적으로 내장되어 있다. 이 샌드위치 빌드업은 베이스 플레이트로 글라스 플레이트를 포함한다. 상기 베이스 플레이트 상에는 제1 플라스틱 호일층이 위치하며, 그 위로는 태양전지들의 네트워크가 위치하며, 이 태양전지들은 제2 플라스틱 호일층에 의하여 덮여지고, 그 위로는 커버층이 위치하게 된다. 그 사이에 태양전지들이 내장되는 제1 및 제2 호일 층(밀봉재)들은 예컨대, EVA 호일일 수 있다. 상기 커버층은 '백 시트(back sheet)'라고도 불리우는데, 환경 변화에 내구성이 있으며 플라스틱의 가시광선 스펙트럼 범위에서 비투과성인 플라스틱으로 형성할 수 있으며, PVDF-PET-PVDF 라미네이트로 형성할 수 있다. 샌드위치 빌드업의 수동 구축 후에, 라미네이터(laminator)로 처리된다. 라미네이터는 통상적으로 가열 플레이트를 갖는 베이스와 압력 멤브레인을 갖는 상부 부분이 결합되어서, 기본적으로 가열/냉각 프레스이다. 압력 멤브레인은 두 가지 기능을 갖는다. 첫 번째로는 공정 챔버의 공기 밀폐를 완전하게 한다. 두 번째로는 태양 전지 모듈의 층들 상에 기설정된 압력을 가해서 서로 연결되도록 한다. 상기 플레이트와 압력 멤브레인 사이의 공간은 보통 비워질 수 있다. 상기 샌드위치 빌드업은 글라스 플레이트가 하부면으로 하여 라미네이터 내에 위치하게 되며, 따라서 샌드위치 빌드업은 가열 플레이트에 의하여 가열된다. 상기 글라스 플레이트는 라미네이션 공정 동안에 요구되는 온도까지 가열되어 내부의 EVA 호일이 큐어링이 잘 되도록 하며, 글라스 플레이트 및 광전지 장치들이 잘 연결되도록 한다. 광전지 장치들은 결정, 박막, 이종 접합 등과 같이 알려진 어떠한 형태일 수 있다. 호일들은 모듈에 층들을 제공되는 방식만이 아니며: 호일들은 커튼 코팅 또는 상부에 스프레이되는 방식일 수도 있다.
종래기술은 샌드위치된 빌드업을 라미네이팅하는 다양한 기술들을 개시하고 있다. 샌드위치된 빌드업을 라미네이션하는 동안에, 연결 공정이 가열과 가압의 영향으로 발생하며 태양전지들은 덮고 있는 글라스 플레이트와 백 시트 사이에서 밀폐된다. 가열 플레이트에 직접적으로 접촉하여, 상기 글라스 플레이트는 상부 또는 하부로 뒤틀릴 수 있는데(디싱, dishing), 이로 인하여 상기 샌드위치 빌드업 내에 불균일한 온도분포를 야기한다. 글라스 플레이트의 곡률에 따라서 상기 글라스 플레이트의 가장자리에서 온도는 중앙보다 높거나 낮을 수 있다. 글라스 플레이트와 가열 플레이트의 가장자리 또는 중앙 사이에서 야기되는 차이에 의하여, 가열 공정은 지연되는데, 이는 글라스와 다른 층이 가열 플레이트에 접촉하지 않는 영역에서 필요한 온도에 도달할 때까지 많은 시간에 걸리기 때문이다. 그러므로 글라스 플레이트의 뒤틀림(warping)을 방지하기 위해서는, 상기 샌드위치 빌드업은 가열 플레이트로부터 돌출되는 핀들 상에 위치하여서, 모듈이 더 천천이 균일하게 가열하도록 하여 달성될 수 있다.
종래기술에 따르면, 샌드위치 빌드업이 그 녹는 온도에 도달하게 되면, (글라스 두께와 샌드위치 빌드업에 의존하는데) 이 경우에는 약 7분 후, 에너지 전달을 좋게 하고, EVA 큐어링을 좋게 하고, 층들 간의 연결을 좋게 하기 위하여 상부에서 압력이 가해진다. 가압 과정은 약 1 바(bar)의 압력에서 처리되며, 이 또한 7분 정도 걸린다. 가압 공정은 라미네이터의 공정 챔버에서 낮은 압력 또는 진공 상태에서 처리되어서 적층(layup)의 내부에서 가스 기공의 발생을 피할 수 있다. 가압 공정 동안에, 상기 글라스 플레이트는 더 가열된다. 라미네이터 내에서 발생하는 가열 및 가압 공정을 라미네이션(lamination)이라 한다. 라미네이션을 하는 동안에, 예컨대 EVA 호일을 사용한다고 하면, 하얀 EVA 호일은 투명해지고 3차원적으로 상호-연결되게 되며, 더 이상 녹을 수 있는 투명 플라스틱 층이 아니며, 그 안에서 태양 전지들이 내장되며, 글라스 플레이트와 백 시트와 견고하게 연결된다. 가압한 후에는, 샌드위치 구조물은 압력 하에서 냉각 프레스 내에서 냉각된다. 또한, 선행기술의 단점은 라미네이터 내에서 샌드위치 빌드업의 글라스 플레이트의 필요한 가열을 위하여 요구되는 장기간의 체류 시간이다. 이는 비교적 긴 공정 시간과 라미네이터에서 생산 가능한 태양전지 패널들의 숫자에 큰 제한을 발생시킨다. 원칙적으로는, 샌드위치의 구축 이전에 글라스 플레이트를 가열하고 라미네이터에 삽입함으로써 체류 시간을 줄일 수 있다. 하지만, 샌드위치의 구축 이전에 글라스 플레이트를 가열하지 않는데, 이는 EVA 호일들과 같이 밀봉을 위하여 사용되는 호일들은 녹으며 기공을 형성하며 EVA 호일은 너무 부드러워져서 더 이상 다룰 수 없기 때문이다.
종래기술의 특징들은 복잡한 설계와 부피가 큰 구조 지수를 개시하는데 이는 그 성능을 저해하고 있다. 하지만, 이러한 수단은 현재 상업적으로 이용 가능하지 않으며, 이는 간단하고, 단단하며, 경제적이며, 안전하고, 환경 친화적인 방식으로 태양 전지 패널들을 제조하는 위한 향상된 효율성과 생산성으로 이루어질 수 있다.
그러므로, 본 발명은 현존하는 샌드위치된 빌드업 라미네이팅 시스템에서 내재하는 단점들을 극복할 수 있는 편의성과 실용성의 향상된 조합의 필요성을 만족시키며, 간단하고, 단단하며, 경제적이며, 안전하고, 환경 친화적인 방식으로 태양 전지 패널들을 제조하는 위한 향상된 효율성과 생산성을 이루기 위한 수단을 제공하는 것이다.
JP 2003 204073 A (2003.07.18) EP 1 900 516 A1 (2008.03.19) US 6 369 316 B1 (2002.04.09)
종래기술에 내재하는 상술한 단점들에 대하여, 본 발명의 목적은 편의성과 실용성의 향상된 결합을 제공하는데, 종래기술의 장점을 포함하면서 종래기술에 내재하는 단점들을 극복하는 것이다. 본 발명은 간단하고, 단단하며, 경제적이며, 안전하고, 환경 친화적인 작동을 위하여 단순한 구조로 통합하는 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 라미네이터에서 이루어지는 효율성과 생산성을 향상시키는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징은 복수의 층들의 태양전지 패널 빌트업을 제조하는 방법을 제공하는데, 여기에서 적어도 하나의 층은 사전에 가열되어 있으며, 적어도 하나의 다른 층과 진공 또는 가스 분위기 하에서 합쳐진다.
본 발명의 다른 특징은 태양 전지 모듈을 생산하기 위한 장치를 제공하는데, 여기에서 작업 챔버의 제1 측벽과 제2 측벽은 서로 간에 상대적으로 이동가능하다. 실(seal), 바람직하게는 탄성 실(seal)이 작업 챔버의 측벽들 사이에 구비되어서, 제1 상대 위치에서 작업 챔버는 닫혀지며, 비워지게 되거나 가스 분위기가 그 내부에서 형성될 수 있다. 작업 챔버의 측벽들이 제2 상대 위치로 이동함에 따라서, 작업 챔버의 내부의 재료들은 서로 간에 접촉할 수 있다. 상기 장치는 진공 및/또는 가스로 채워질 수 있는 공정 챔버를 가질 수 있다. 베이스 플레이트를 고정하는 수단이 작업 챔버에서 온도를 제어하는 수단과 함께 구비될 수 있다. 이동가능한 지지수단이 측벽의 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명을 형성하는 새로운 다양한 특징들과 함께, 본 발명의 또 다른 목적은 여기에서 첨부되는 청구항들에서 자세하게 지적되며, 이 내용의 일부분을 형성한다. 본 발명을 더 상세하게 이해하기 위하여, 그 작동하는 이점들과 그 사용에 의하여 이루어지는 특정 목적들은 본 발명의 실시예에서 설명되는 첨부된 도면과 상세한 설명들이 참조되어야 한다.
본 발명에 바람직한 실시예에 따르면, 글라스, FRP, 세라믹 플레이트, 또는 다른 적절한 재료와 같은 예열 층이, 태양전지 패널의 사전에 형성되거나 또는 미리 배치된 다른 층들과 함께 가압될 수 있어서, 뜨거운 글라스 플레이트에 EVA-호일들과 같은 호일들이 위치하여 연결되는 문제점들이 회피될 수 있다. 그러므로 본 발명은 라미네이터로 이동되기 전에 태양 전지 패널의 모든 층들이 각각 상부에 위치될 필요가 없는 층 구조를 만들 수 있다. 태양 전지 패널의 다른 층들의 층 구조는 예열 플레이트와는 분리되어 실시될 수 있다. 단지 진공 또는 보호 가스 분위기에서, 예열 층은 층 구조와 결합되는데, 즉 층 구조와 접촉하며, 층 구조와 함께 가압될 수 있다. 본 발명에 따르면, 샌드위치 빌드업의 구조가 더 이상 라미네이트의 외부에서 이루어질 필요가 없으며, 라미네이터의 내부에서 수행될 수 있다. 진공 또는 보호 가스 분위기에서 결합되고 가압됨으로써, 공기 중에 포함되는 O2 및 H2O로 인한 부식을 야기하는 태양전지 패널로의 가스의 갇힘(entrapment)이 예방된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 라미네이터로 인입 전에 태양전지 패널의 층이 가열되므로, 가열에 필요한 시간만큼 라미네이터 내부의 층 구조의 체류 시간이 감소된다. 또한 층의 예열은 그 이상의 가열 동안에 층이 디싱(dishing)되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 해결책으로 인하여, 라미네이터의 이용이 현저하게 개선될 수 있다. 또한, 층의 가열도 다른 층들과 결합되기 전에 라미네이터의 내부에서 행해질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 더 높은 처리량을 허용하거나 또는 라미네이터 내부에서 가열 수단을 사용하지 않는다. 예열 층을 형성하는데 사용되는 재료로는 많은 열 용량을 갖는 재료를 포함한다. 이러한 방식으로, 예열 층 내에 열의 저장은 쉽게 실현될 수 있다. 충분한 에너지가 예열 층에 저장된다면, 태양 전지 모듈을 형성하는 다른 재료들늘 녹이거나 큐어링하는데 필요한 모든 에너지는 그 층으로부터 인출될 수 있다.
본 발명과 그 이점들은 도면에서 도시된 비한정적인 실시예에 기반하여 아래의 상세한 설명에서 상세하게 설명된다. 도면들은 개략적인 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양 전지 패널의 층 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 더 상세한 도 2의 본 발명 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명 장치에 도입된 공정 챔버 또는 압축 챔버에 지지되는 가열 플레이트를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도 2의 장치에서 사용되는 태양전지 패널의 커버 시트를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예 따른 본 발명 장치의 제2 변형 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 층 구조를 갖는 베이스 플레이트의 고정 배열을 나타내며, 여기에서 발생되는 측면 압력에 의하여 층 구조를 갖는 글라스 플레이트의 압력이 도시되는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일시시예에 따른 도 7의 베이스 플레이트와 층 구조의 수평 배열을 나타내며, 층 구조의 아래 방향으로부터 압력에 의하여 층 구조를 갖는 글라스 플레이트의 압력이 도시되는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 베이스 플레이트가 압축된 층을 갖는 베이스 플레이트와 만나는 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 또 다른 변형 실시예로서, 캐리어 플레이트로 코팅된 광전기 층과 또 다른 커버 플레이트가 다른 층의 플레이트들 사이에서 배열되어서 광전기 층을 봉합하며 패널들을 연결하는 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 변형 실시예로서, 광전기 층으로 코팅된 베이스 플레이트가 빌딩에 존재하는 호일의 층으로 압축되는 것을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 또 다른 본 발명 장치를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 또 다른 변형 실시예로서, 태양전지 패널의 베이스 플레이트용 흡입 장치가 진공 챔버의 리드에 정렬되는 것을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 도 13의 리드의 내부를 더 자세히 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 리드의 리세스 내에 부착된 실(seal)을 갖는 도 14의 본 발명의 변형으로서, 베이스와 리드 사이의 공간이 아직 진공이 되지 않거나 아직 진공이 완료되지 않은 것을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 도 15로부터 본 발명의 변형으로서, 리드와 베이스 사이의 공간이 진공으로 된 것을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 닫혀졌지만 진공 챔버가 진공이 이루어지지 않은 상태의 본 발명 도 15의 변형을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 닫혀졌으며 진공 챔버가 진공이 된 본 발명 도 17의 변형을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 닫혀졌지만 진공 챔버가 아직 진공이 이루어지지 않은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 일시시예에 따른 닫혀졌으며 진공된 진공 챔버를 갖는 도 19의 변형을 나타낸다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 닫혀졌지만 진공이 이루어지지 않은 본 발명의 진공 챔버(도21의 왼쪽 부분)와, 닫혀졌으며 진공이 이루어진 진공 챔버(도 21의 오른쪽 부분)를 갖는 동일한 장치를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 도 17의 발명 장치를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 닫혀졌으며 진공 상태인 도 22의 발명 장치를 나타낸다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 발명 장치의 다른 변형을 나타낸다.
도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 발명 장치의 또 다른 변형으로서, 진공 챔버와 베이스 플레이트의 사이의 커버링이 정렬된 것을 나타낸다.
도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 발명 장치의 도 25에서 도시된 변형을 상세하게 나타낸다.
도 27은 본 발명의 일실시예에 따른 발명 장치의 다른 변형을 나타낸다.
도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 챔버와 층 구조 사이에서 연장하는 컨베이어 벨트를 갖는 변형 실시예를 나타낸다.
도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 도 28의 발명 장치의 제1 변형 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 평면도이다.
도 30은 본 발명의 일실시예에 따른 도 28의 발명 장치의 제2 변형 실시예에 따른 컨베이어 벨트의 평면도이다.
도 31은 본 발명의 일실시예에 따른 분리되면서 그라운드 플레이트 위로 연장되는 베이스 플레이트와 층 구조를 갖는 발명 장치를 나타낸다.
도 32는 본 발명의 일실시예에 따른 도 31의 변형으로서, 층 구조의 일 부분이 베이스 플레이트와 접촉하며, 부분적으로 제거되는 이송 시트를 나타낸다.
도 33은 본 발명의 일실시예에 따른 도 32의 변형으로서, 충 구조는 완전히 베이스 플레이트에 접촉하며, 완전하게 이송 시트로부터 제거되는 것을 나타낸다.
다양한 기술되는 실시예들에서, 동일한 부품들은 동일한 참조 번호 또는 동일한 구성 요소 이름이 부여된다. 전체 설명에 포함된 내용들은 필요한 부분만 약간 수정하여 동일 참조 번호 또는 동일한 구성 요소 이름을 갖는 동일한 부품으로 변환될 수 있다. 또한, 위, 아래, 옆 등과 같이 선택되는 위치 정보에서는, 설명되고 도시되는 도면에 기초하게 되며, 새로운 방향에 따라서 변환될 수 있다. 이에 더하여, 도시된 다양한 실시예들에서 개별적인 특징들 또는 특징의 조합들은 이들을 독립적이고, 혁신적이고, 또는 창의적인 해결책으로 나타낼 수 있다.
도면과 함께 여기에서 상세하게 설명되는 실시예들은 많은 변형이 있으며, 구조 및 설계가 달라질 수 있다. 하지만, 본 발명은 설명된 것처럼, 샌드위치된 빌드업/몸체/구조 또는 적층(lay-ups) 또는 PV-모듈을 라미네이팅하기 위한 특정 장치, 기구, 시스템 및 방법에 한정되지는 않는다. 오히려, 본 발명의 원칙들은 다양한 라미네이션 형상들과 구조적 배치들로 사용될 수 있다. 상황에 따라서 다양한 생략들, 균등록적인 대체들이 제시되거나 처방되는 것으로 이해되지만, 그 청구항의 사상이나 범위를 벗어나지 않는다면 그 응용 또는 실시는 본 발명에 포함된다.
아래의 상세한 설명에서는, 설명의 목적을 위하여, 다수의 구체적인 세부적 설명이 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위하여 제시되어 있다. 하지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 이러한 특정한 설명 없이 실시될 수 있는 것은 명백하다.
여기에서 사용되는 용어들 '하나(a, an)', '적어도(atleast)'는 수량의 한계를 나타내는 것이 아니라, 오히려 관련된 항목의 적어도 하나의 존재를 나타내며, 용어 '다수의(a plurality)'는 관련된 항목이 하나 이상이 존재한다는 것을 나타낸다. 용어 '광전지 층(photovoltaic layer)'은 여기에서는 글라스 플레이트와 같은 베이스에 적용되는 광전지 층, 연결되는 광전지들의 광전지 층을 의미하며, 다른 기술이 본 발명과 함께 또는 결합하여 사용되기에 적합하다. 용어 '결합(brought together)'는 여기에서는 예열 층이 진공 또는 보호 가스 분위기에서 다른 층의 적어도 하나와 접촉하는 것으로 이해될 수 있다. 그러므로, 진공이 만들어지기 전에는, 미리 예열층은 다른 층들과 공간적으로 떨어져 있다. 용어 '진공(vacuum)'은 성형에서 기공들을 방지하기에 필요한 낮은 압력을 말한다. 용어 '가스 분위기(gas atmosphere)'는 태양 전지 패널의 어떤 물질에서는 용해되지만, 태양 전지들에게는 해롭지 않아서 모듈 내에 갇힌 가스에 의한 부식이 방지되는 것과 같은 특정 특징을 수행하는 기설정된 기체 또는 그 혼합물을 의미한다. 용어 '리세스(recess)'와 '실링용 고정수단(holding means for sealing)'은 교환되도록 사용된다. 또한 실(seal)은 접착되거나 녹여져서 고정수단은 측벽의 단지 일부일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 견고하고, 경제적이고, 안전하고, 환경 친화적인 방식으로 태양 전지 패널의 층들을 제조하기 위한 향상된 효율성 및 생산성을 이루기 위한 개선된 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 바람직한 실시예에 따르면, 글라스, FRP, 세라믹 플레이트, 또는 다른 적절한 재료와 같은 예열 층이, 태양전지 패널의 사전에 형성되거나 미리 배치된 다른 층들과 함께 가압될 수 있어서, 뜨거운 글라스 플레이트에 EVA-호일들과 같은 호일들이 위치하여 연결되는 문제점들이 회피될 수 있다. 그러므로 본 발명은 라미네이터로 이동되기 전에 태양 전지 패널의 모든 층들이 각각 상부에 위치될 필요가 없는 층 구조를 만들 수 있다. 태양 전지 패널의 다른 층들의 층 구조는 예열 플레이트와는 분리되어 실시될 수 있다. 단지 진공 또는 보호 가스 분위기에서, 예열 층은 층 구조와 결합되는데, 즉 층 구조와 접촉하며, 층 구조와 함께 가압될 수 있다. 본 발명에 따르면, 샌드위치 빌드업의 구조가 더 이상 라미네이트의 외부에서 이루어질 필요가 없으며, 라미네이터의 내부에서 수행될 수 있다. 진공 또는 보호 가스 분위기에서 결합되고 가압됨으로써, 공기 중에 포함되는 O2 및 H2O로 인한 부식을 야기하는 태양전지 패널로의 가스의 갇힘(entrapment)이 예방된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 라미네이터로 인입 전에 태양전지 패널의 층이 가열되므로, 가열에 필요한 시간만큼 라미네이터 내부의 층 구조의 체류 시간이 감소된다. 또한 층의 예열은 그 이상의 가열 동안에 층이 디싱(dishing)되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 해결책으로 인하여, 라미네이터의 이용이 현저하게 개선될 수 있다. 또한, 층의 가열도 다른 층들과 결합되기 전에 라미네이터의 내부에서 행해질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가스 분위기는 어떤 가스는 광전지 층을 감싸는 밀봉재 층들의 적어도 하나에 용해될 수 있으며, 예열 층과 층 구조의 가압은 이러한 분위기에서 일어날 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 더 높은 처리량을 허용하거나 또는 라미네이터 내부에서 가열 수단을 사용하지 않는다. 예열 층을 형성하는데 사용되는 재료로는 많은 열 용량을 갖는 재료를 포함한다. 이러한 방식으로, 예열 층 내에 열의 저장은 쉽게 실현될 수 있다. 충분한 에너지가 예열 층에 저장된다면, 태양 전지 모듈을 형성하는 다른 재료들늘 녹이거나 큐어링하는데 필요한 모든 에너지는 그 층으로부터 인출될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 예열 층이 태양전지 패널의 외부 층을 형성하는 경우, 제조 공정은 단순화될 수 있다. 여기에서 예열 층이 글라스 세라믹으로 형성되는 경우에 특별한 이점이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 예열 동안에, 예열 층들의 적어도 하나의 재료는 다른 층들의 재료들의 적어도 하나의 녹는점 또는 라미네이션에 요구되는 온도보다 더 높은 온도를 가진다. 이 방법은 상기 예열 층이 추가적인 가열 수단이 없이 라미네이터로 긴 거리를 천천히 이송될 수 있다. 이러한 맥락으로, 예열하는 동안에 예열 층은 상 변이 온도의 적어도 10%, 바람직하게는 15% 또는 20%로 예열된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예로서, 예열 층은 열 배스(heat bath)에 담겨져서 가열될 수 있다. 열 배스에서 가열되는 글라스 또는 세라믹과 같은 예열 층에 있어서, 이는 세척 전에 행해지는 것이 바람직하다. 이 액체의 구성은 세척이 이루어지거나 적어도 이 액체가 쉽게 제거되는 것으로 선택되는 것이 바람직하다. 또한 이 액체는 라미네이션 공정을 보조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 태양전지 패널의 층 구조는 적어도 하나의 플라스틱 층 또는 밀봉재, 커버 시트, 적어도 하나의 호일 층을 포함한다. 플라스틱 층과 밀봉재는 라미네이션 후에 투명일 수 있다. 호일 층은 층 구조 또는 적층( lay-up)을 형성함에 따라 커버 시트 상에 배치되는 플라스틱 층의 실시를 위하여 적용된다. 이 조건은 일시적으로 사용된다. 활성 PV 층이 제1 호일 층 상에 배치되며 밀봉재를 형성하는 추가 층에 의하여 덮여질 수 있다. 라미네이터에서, 그 내부에 예열 층이 이 추가 층 상에 위치되며, 개별적인 층들을 합치기 위하여 그 위에서 가압될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 라미네이터 내에서 층 구조 또는 적층(lay-up)의 매우 짧은 체류 시간이 이루어질 수 있는데, 글라스 또는 세라믹과 같은 예열 층은 라미네이터의 외부에서 층의 결합에 필요한 온도에 도달할 수 있다. 이에 더하여, 특히 예열 층은 다른 층과 결합할 때 그 온도를 가질 수 있다. 예열 층의 이송과 다른 층들과의 결합은 예열 층의 온도를 감소시키기 때문에, 예열 층은 더높은 온도까지 예열될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 제1 플라스틱 호일 층은 태양 전지 층(solar layer)을 밀봉하며, 제2 플라스틱 호일 층은 태양 전지 층(solar cell layer)을 밀봉하며, 커버층은 롤에서 풀려서 라미네이터로 공급될 수 있다. 광전지 또는 일반적으로 활성 구성요소는 라미네이터 내부의 층들 사이에 직접 배치될 수 있다. 이와는 달리, 태양 전지는 라미네이터 외부의 층들 사이에 배치되어서 태양 전지도 라미네이터 내부로 이동될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 층 구조를 형성하기 위하여, 제1 층은 커버 층이 될 수 있고, 다음은 밀봉재일 수 있다. 밀봉재 다음으로는 태양전지 층이 이어질 수 있다. 이어서 추가 플라스틱 호일 층이 상기 태양 전지를 밀봉한다. 이 위로 예열 층이 배치될 수 있다. 예열 층이 이전에 진공 또는 보호 가스 분위기에서 형성된 층 구조에 가압되어서, 기포의 형성이 방지될 수 있다. 층들을 결합하는 것이 진공에서 실시되더라도, 큐어링 동안에 가스들이 형성되어 모듈 내부에서 기포를 형성할 수 있다. 예컨대, 예열된 글라스 플레이트 상에 배치되는 EVA 호일은 더 이상 다루어질 수 없는데, 이는 너무 유연해지고, 큐어링이 시작되며, 호일이 글라스 플레이트에 붙기 때문이다. 커버 층과 다른 호일들이 감겨진 상태에서 라미네이터의 외부에 저장된 경우에는 특히 높은 생산량을 이룰 수 있다. 호일들은 롤에 감겨질 수 있고, 라미네이터를 통과할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 태양 전지에 대한 손상을 피하기 위하여, 태양전지는 플라스틱 층 또는 밀봉재의 형성에 사용되는 제1 호일층의 라미네이터의 내부에 배치될 수 있다. 태양 전지들은 또한 라미네이터 앞에서 플라스틱 밀봉재 층인 호일 층들 사이에 배치되어서, 라미네이터의 생산량을 더 증가시킬 수 있다.
높은 생산량을 이루고 단순한 구조를 달성하기 위하여, 커버 층은 구성요소들에 대하여 이송 시트로서 사용될 수 있는데, 이는 상부에 배치될 수 있다. 이를 위하여, 예컨대 마주보는 가장자리에 홀(hole)을 구비하여, 이 홀이 공급 방향으로 회전하는 기어들과 맞물릴 수 있다.
생산 과정은 라미네이칭 후에 아직 뜨거운 상태에서 인출함으로서 더 최적화될 수 있다. 커버 시트 및/또는 나머지 적층(lay-up)을 형성하기 위한 호일들은 모듈과 함께 기계 외부로 이동하며 이후에 잘려질 수 있다.
더 최적화된 실시예에서는, 호일들이 잘려지기 전에, 태양 전지 패널은 커버 시트 상에서 이송되며, 커버 시트는 태양전지 패널이 다음 단계를 진행되는 위치로 이송하는 시트의 역할을 한다.
더 바람직한 실시예로서, 층 구조의 개별적인 호일 층들은 이미 잘려진 형태로 라미네이터 내로 배치된다. 또한 예열 플레이트보다 더 작게 잘라서 라미네이션 후에 태양 전지 모듈의 가장자리에 돌출되는 재료들이 없어서 잘려지는 것이 없도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 층 구조는 외부 층으로서 두 개의 글라스 또는 세라믹 플레이트들과 태양 전지를 만들기 위한 적어도 하나의 제1 및 제2 밀봉 플라스틱 층을 구비하며, 제1 및 제2 호일 층들 사이에 태양 전지가 배치될 수 있다. 예열 글라스 또는 세라믹 플레이트가 적어도 하나의 플라스틱 호일 층에 인가되어서, 함께 가압되어서 층 구조를 형성한다.
박막 모듈을 위하여는, 예열 층은 적어도 하나의 활성 층, 백 시트, 글라스, 세라믹 플레이트 또는 이들의 조합을 운반할 수 있는 캐리어(carrier)일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 충 구조는 적어도 하나의 글라스 또는 세라믹 플레이트 및 호일 층을 포함한다. 글라스 또는 세라믹 플레이트는 광전지 층으로 코팅되거나 되어 있지 않을 수 있다. 호일 층은 광전지 층을 커버링하기 위하여 사용될 수 있다. 완성된 태양전지 모듈에서 호일 층은 플라스틱 층을 형성하여 광전지 층 또는 구성요소들을 밀봉할 수 있다. 이 경우에 글라스 또는 플라스틱 플레이트는 코팅되지 않을 수 있거나 또는 광전지 층으로 코팅된 글라스 또는 세라믹 플레이트는 예열될 수 있다. 적어도 하나의 호일 층이 플레이트와 접촉할 수 있으며, 플레이트는 층 구조에 대하여 가압될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 글라스 플레이트는 광전지 층으로 코팅(PV 코팅)될 수 있다. 층 구조는 커버 층을 포함할 뿐만 아니라 광전지를 덮고 있는 층을 포함하는데, 이는 완료된 태양 전지 모듈에서 플라스틱 층을 형성하여, 광전지 층을 밀봉한다. 예열 층이 적어도 하나의 호일 층과 접촉하며, 층 구조에 대하여 가압된다.
또한, 상술한 목적은 본 발명에 따른 상술한 형태의 장치로 달성될 수 있는데, 작업 챔버를 포함한다. 작업 챔버는 적어도 하나의 예열 층과 적어도 하나의 다른 층과 접촉하며 함께 가압되는 결합 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 작업 챔버는 압력 챔버로서 구성되는데, 태양전지 패널의 그라운드 플레이트를 장착 고정 수단이 압력 챔버의 내부에 구비된다. 상기 고정 수단은 압력 챔버의 측벽으로부터 일정거리에서 뜨거운 베이스 플레이트를 고정할 수 있다. 상기 베이스 플레이트와 측벽은 서로 간에 대하여 이동할 수 있다. 이러한 고정 수단에 의하여, 글라스 또는 세라믹 플레이트인 뜨거운 그라운드 플레이트는 가압 챔버에서 다른 재료들로부터 일정 거리 이격되어서 고정되며, 그때 가압 챔버는 배기되거나 가스 분위기로 채워지며, 뜨거운 그라운드 플레이트와 다른 층들 간에 원하는 결합이 진행된다. 이 실시예에서는, 작업 챔버 내부에 이동 부품이 필요하지 않을 수 있다. 챔버 내의 환경이 다소 거칠 수 있디 때문에(진공, 큐어링으로 인한 과산화물, 가열), 이동 부품은 짧은 시간 작동할 수 있다. 또한, 작업 챔버의 잠재적인 누설을 만들지 않고 이러한 부품들(전기 케이블, 압력관들)에 접근하는 것은 쉽지 않다. 또한, 이 실시예는 태양 전지를 다른 적층(lay up)의 재료들 위에 배치하는 것이 적당하다. 하지만, 작업 챔버에 이동 부품들을 갖는 효율적인 실시예도 고려할 수 있다.
고정 수단은, 예컨대 측벽을 향하여 움직일 수 있는 베이스 플레이트에 대한 장착물을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 베이스 플레이트에 대한 양호한 지지수단이 구비되며, 작업 챔버에서 안전하고 규정되게 다른 재료들과 접촉하는 것이 보장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 진공 챔버는 닫혀지고 배기되며 또는 가스 분위기가 형성될 수 있다. 커버와 베이스는 서로 간에 이동할 수 있어서 재료들은 서로 간에 접촉할 수 있다.
특히 본 발명 장치의 바람직한 실시예는 베이스 플레이트와 상부 측벽 사이에 압력을 생성하는 흡입 장치를 포함하는데, 바람직하게는 상부 측벽은 베이스 플레이트와 인접한 압력 챔버의 커버이다. 이러한 방식으로 기본적으로 기계적 고정 수단없이 그라운드 플레이트가 다른 층들과 접촉하기 전까지 그라운드 플레이트는 규정된 위치에서 고정될 수 있다. 별개로 압력 챔버 내에 보호 수단이 구비되어서 흡입 수단으로부터 플레이트 자체가 이탈할 때 베이스 플레이트를 잡을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 리세스가 측벽, 바람직하게는 가압 챔버의 커버에 구비된다. 장착 수단 또는 리세스는 다른 크기의 하나 이상의 영역을 밀봉하며 배관이 공기를 배기하기 위하여 이 영역에 개구부를 제공할 수 있다. 본 발명은 다수의 장착 수단이 구비되어서 다른 크기와 무게를 갖는 베이스 플레이트가 적절한 리세스 또는 동시에 다수의 리세스들 내에 있는 장착 실(seal)들에 의한 흡입 장치에 의하여 유지된다. 배기되는 영역의 크기는 쉽게 결정되어서, 베이스 플레이트의 크기로 채택될 수 있다.
본 발명 장치의 또 다른 실시예는 압축 챔버의 커버가 베이스에 대하여 이동 가능하다. 적어도 하나의 완충 실(seal)이 커버와 베이스 사이에 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 필요한 라미네이팅 압력을 실시하기 위하여 압력 챔버 내데 압력 멤브레인 또는 프레스를 구비할 필요는 없다. 더구나 프레스가 압력 챔버 내에서 이동 가능해야만 하는 것은 아니다. 층 구조에 필요한 라미네이팅 압력은 리드(lid)를 낮춤으로써 이루어질 수 있다.
실(seal)이 커버 내의 리세스에서 탈착가능하게 장착된다는 사실에 의하여 소모품으로 구성되는 실(seal)의 교체는 용이하게 된다.
생산 과정의 자동화는 라미네이터가 예열 베이스 플레이트와 같이 예열 재료를 인입하기 위한 분리 개구부를 갖는 장치라는 사실에 의하여 달성된다.
장치는 배기되거나 또는 이와는 달리 적어도 하나의 가스 입구 및 적어도 하나의 가스 출구를 구비할 수 있으며, 이는 동일 출구일 수 있다.
도 1은 본 발명에 의하여 제조될 수 있는 태양전지 패널(1)의 단면도이다. 상기 태양전지 패널(1)은 글라스 플레이트인 베이스 플레이트(2)와, 태양 전지(3), 밀봉재 플라스틱 층(4), 및 커버 시트(5)의 층 구조를 갖는다. 글라스 플레이트(2)는 태양전지 모듈(1)의 추가 층들을 구성하는 상부에 위치하는 층 구조에 대한 캐리어(carrier) 층으로 역할을 한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 베이스 플레이트(2)는 층 구조(6)와는 분리되게 사전에 가열되며, 그 후에 층 구조(6)에 대하여 가압될 수 있다.
본 발명은 상기 태양전지 패널에 한정되지 않으며, 모든 형태의 태양 전지 패널 또는 태양전지 라미네이터가 또한 본 발명의 해결책으로 제조될 수 있다. 예컨대, 도 9 내지 11에서는 태양 전지 패널들의 다른 실시예들을 나타내며, 이는 본 발명의 해결책으로 생산될 수 있다. 또한, 본 발명은 글라스 또는 세라믹 플레이트가 예열되는 것과 같이 외부 층으로만 한정되지 않는다. 오히려, 하나 또는 몇 개의 다중 층들이 예열되어 진공 상태에서 또는 보호 분위기에서 다른 층들과 결합될 수 있다. 예컨대, 몇 개의 층들을 예열할 수 있는데, 작업 챔버의 배기 전에 다룰 수 있는 한, 이 층들의 온도는 개별적인 재료들의 녹는 온도 이하로 유지하는데, 이는 원하지 않는 공기의 침투를 피하기 위해서이다. 또한, 재료들은 내부 스트레스 또는 중력의 영향하에서 너무 많이 변형되지 않도록 한다.
도 2를 참조하면, 태양 전지 패널들을 제조하는 본 발명 장치(7)는 태양 전지 패널(1)의 다양한 층들을 연결하기 위한 라미네이터(8)를 포함한다. 라미네이터(8)로서, 열과 압력의 영향 하에서, 태양 전지의 다중 층들은 결합될 수 있다. 라미네이터(8)는 아래에 상세하게 설명된 것처럼 반드시 가열 수단을 가질 필요는 없다. 커버 호일(5)과 밀봉재(4)인 제1 호일 층(9)의 시트, 또한 추가 시트(10)가 라미네이터로 공급될 수 있다. 상기 시트(5, 9, 10)는 롤(11, 12, 13)에 감겨져 있을 수 있으며, 플라스틱 호일(4)의 시트(9, 10)는 커버 호일(5) 상부에 배열될 수 있다. 태양 전지(3)는 라미네이터(8)의 내부 또는 외부에서 호일들의 사이에 개재될 수 있다.
호일 시트들을 갖는 상술한 실시예와는 달리, 호일(9, 10, 5)들은 사전에 잘려진 형태로 라미네이트(8) 내에 배치될 수 있다. 이는 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 이미 잘려진 호일(5, 9, 10)들 뿐만 아니라 태양전지(3)들이 컨베이어 벨트와 같은 이송 시스템으로 라미네이터(8) 내로 삽입될 수 있다.
이에 더하여, 상기 장치는 상기 베이스 플레이트(2)를 가열하기 위하여 라미네이터(8)의 외부에 가열장치(14)를 구비할 수 있다. 상기 베이스 플레이트(2)는 라미네이터(8)의 진공 챔버(15)에서 가열될 수 있다. 여기에서 언급되는 용어 '진공 챔버(vacuum chamber)', '가압 챔버(pressing chamber)', 또는 '공정 챔버(prcessing chamber)'는 서로 간에 호환되게 사용된다는 것을 인지해야 한다. 가열이 대칭적으로 발생하여 베이스 플레이트(예컨대 글라스 또는 세라믹)가 뒤틀리거나 변형되지 않도록 하는 것이 가장 중요하다. 가열하는 동안에, 상기 챔버는 진공 배기될 수 있다. 예열 층의 재료는 다양한 방법으로 가열될 수 있는데, 예컨대 통상의 라미네이터에서 잘 알려진 가열 플레이트를 사용하는 것; EM 방사능, 적외선 히터, 마이크로웨이브, 레이저를 사용하는 것; 재료를 내부에 놓고 오븐 또는 배스(baths)를 사용하는 것; 고주파 용접으로 잘 알려진 전기장을 사용하는 것; 전기, 유도 전기 (열 스파이럴) 등의 열 매트(heat mats)를 사용하는 것; 유리 불꽃과 같은 연소에 의하는 것 등이며, 이에 한정되지는 않는다. 상기 목록은 완전한 것이 아니며 그것은 단지 예시로서 간주될 수 있다.
예열 층이 현장에서 생산되거나 처리(세척)되었다면, 이 처리에 의하여 예열 층이 이 온도를 취하게 된다.
예컨대, 기본 플레이트(2)가 배스(bath)에서 뜨거운 액체와 함께 가열될 수 있다면, 이는 바람직하게는 플레이트의 세척 전에 이루어질 수 있다. 배스의 액체는 세척을 하거나 또는 적어도 베이스 플레이트(2)로부터 쉽게 제거되는 것이 선택될 수 있다. 이는 현장에서 생산된 글라스 플레이트를 냉각시키지 않고 고온에서 사용하는 것이 유리할 수 있다. 또한, 배스(bath) 자체는 플레이트(2)를 세척하기 위하여 사용될 수 있다.
라미네이터(8)는, 종래기술로서 알려진 것처럼, 상부 부품 또는 커버(16)과 하부 부품 또는 바닥(17)을 갖는데, 여기에서 라미네이터(8)는 상부 부품을 이동하여 열어서 작업 챔버(working chamber, 15, 이하 '가압 챔버' 또는 '진공 챔버'라고도 함)에 접근할 수 있다. 상기 베이스 플레이트(2)는 커버에 인접한 가압 챔버에 장착되는 고정 수단(holding means, 도 2에는 미도시)에 의하여 고정될 수 있다. 상기 베이스 플레이트(2)는 측벽에 닿을 수 있다. 상기 베이스 플레이트(2)와 측벽 사이에 실(seal, 45)이 사용될 수 있다. 베이스 플레이트(2)는 또한 실(seal, 45)과 같은 부분에 닿을 수 있다. 아래에서 더 상세하게 설명될 고정 수단(holding means)은 예컨대 흡입 장치(suction device)로서 설계될 수 있다. 여기에서 사용되는 라미네이터(8)의 하부 부품은 라미네이터의 하부면에 있지 않을 수도 있다.
작업 챔버(15)를 배기 처리한 후에는, 상기 베이스 플레이트(2)가 층들 상에 낮추어지고, 라미네이션에 필요한 압력이 예컨대 프레스에 의하여 발생된다. 프레스 및/또는 하부 부품(17)은 가압 플레이트(18)를 구비할 수 있으며, 그 위로는 가압 쿠션이 배치될 수 있다. 이 가압 쿠션은 허용 오차를 벗어날 수 있다. 하지만, 이는 EVA 층에 의하여 실행될 수 있다. 가압 쿠션은 실리콘 및/또는 금속 입자들처럼 열 전도도를 향상시키는 수단을 포함할 수 있다. 가압 쿠션을 압축되게 형성하여, 열 전도도는 증가시킬 수 있다. 가압 쿠션은 금속 스프링 또는 스틸 울(steel wool)을 포함할 수 있다. 가압 쿠션의 열전도도의 증가는 가압 쿠션의 아래에 가열 플레이트(18)가 위치할 때 또는 가압 쿠션 자체가 가열될 때에 특히 유리하다.
본 발명은 상술한 라미네이터(8) 또는 장치(7)의 구조에 한정되지 않는다. 에컨대 라미네이터는 스택 라미네이터(stack laminators)로 알려진 것처럼 다수의 단계들을 포함할 수 있다.
또한, 하나의 로못이 두 개의 이웃하는 라미네이터들에게 글라스를 제공할 수 있다.
또한, 상기 라미네이터(8)는 커버 시트의 아래에 배치되는 가열 플레이트(19)를 구비하여 예열된 그라운드 플레이트의 온도와는 독립적으로 라미네이트(8) 내의 층 구조로 추가 가열을 할 수 있게 할 수 있다. 가열 플레이트(19)가 사용될 때에는, 상기 커버 층(5)은 내열재로 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서 내열이란 커버 층(5)이 적어도 가열 플레이트에 의하여 생성되는 최대 온도까지 열에 견디는 것을 의미한다.
또한 재료들을 예열시키고 라미네이션 후에 태양전지 모듈을 큐어링하기 위한 하나의 시스템을 사용할 수 있다. 일반적으로, 재료들은 가공 처리 온도보다 5% 이하, 10% 이하 또는 더 낮은 온도에서 큐어링 된다. 예컨대, 로(furnae)에는 두 개의 챔버들을 포함하는데: 하나는 예열이며 하나는 큐어링이다. 첫 번째 챔버의 온도가 일반적으로 두 번째 챔버보다 더 높다.
여기에서는 라미네이터(8)에서 가열 플레이트(19)의 배치가 모든 경우에서 반드시 필요한 것이 아니다. 예컨대, 글라스 또는 세라믹의 큰 열 용량인 재료들을 사용하는 경우에는, 가열은 생략할 수 있다. 이 경우에는 베이스 플레이드(2)를 원하는 온도에서 라미네이터(8)로 삽입하고, 예컨대 섭씨 150도 또는 그 이상에서는, 예컨대 멤브레인 또는 프레스와 같은 가압 수단에 의하여 상기 베이스 플레이트(2)를 호일 층(9) 위로서 가압하는 것으로 충분할 수 있다.
이송하는 동안에, 예열 층(2)의 재료는 온도가 낮아질 수 있다. 또한, 층 구조 또는 취급 장비의 부품들과 같이 다른 재료들과 접촉할 때에는, 층(2)의 온도는 떨어질 수 있다. 따라서, 상기 층(2)은 처리에 필요한 최소한의 온도보다 더 높게 예열되어서 온도가 너무 낮게 되는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 라미네이션이 180℃ 에서 이루어 진다면, 글라스는 200 내지 250도 또는 더 높게 문제없이 가열될 수 있다. 이런 식으로 다른 재료들이 가열될 수 있다. 이상적으로는 베이스 플레이트는 라미네이션이 진행되는 동안에 (에너지를 다른 재료들에게 줌) 냉각되며, 큐어링이 발생할 수 있다.
예열 층(2)에 충분한 에너지가 저장되어 있다면, 태양 전지 패널(1)의 형성은 추가적인 가열 없이 또는 작은 가열로 이루어지게 되며, 이는 처리를 더 빠르게 한다. 프레스의 가압 플레이트(16) 또는 가열 플레이트는 절연막을 구비하여 예열 층(2)으로부터 다른 부품으로의 에너지의 흐름을 가능한 감소시킬 수 있다.
예열 층(2)은 라미네이터(8)로 삽입될 때 추가적으로 가열되거나 또는 원하는 온도를 유지할 수 있는 것에 주목한다. 집적 상태의 변화없이, 예열 층(2)에 가능한 많은 양의 에너지를 저장하기 위하여, 예열 층(2)은 예열 층(2)이 만들어지는 재료의 상 변화 온도의 50%, 70%, 또는 90%보다 높이 가열될 수 있다. 사용되는 재료들의 상 변화의 범위는, 예를 들면:
글라스 - ca. 1000℃ - 1600 ℃
EVA - ca. 150℃
PVB - ca. 90-120℃
상기 층 구조(6)에서 예열 층(2)을 가압하는 것은 진공상태에서 실시될 수 있는데, 이는 태양 전지와 그 연결들이 H2O 와 O2와 같이 공기 내의 성분들로 인하여 부식되는 것을 방지하기 위해서이다. 진공은 이러한 성분들을 적층(lay up)으로부터 제거하여 이들이 모듈 내부에 갇혀있지 않도록 한다. 또한 진공 챔버로부터 최대한 제거하여 기포의 발생에 대응할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 라미네이터(8)의 공정 챔버는 배기되지 않을 수 있거나 또는 배기되고 보호 가스로 채워져서 라미네이션 처리가 보호 가스 분위기에서 완료될 수 있다. 예컨대, EVA인 호일(9, 10)들은 보호 가스로 CO2가 사용될 수 있다. 다른 호일들 또는 재료들 또는 가스들이, 가스가 사용되는 재료들에서 용해되지 않는 한 또한 적용될 수 있다. 보호 가스는 적어도 사용되는 호일들의 하나에서 용해될 수 있는데, 예컨대 PVB와 CO2 그리고 TPU(thermoplastic polyurethane, 열가소성 폴리우레탄)와 CO2이다. 가스가 라미네이터(8)의 챔버 내부로 또는 밖으로 흐르는 것을 용이하게 하기 위하여, 챔버는 도 3에서 도면부호 '20'과 '21'로 도시된 적어도 하나의 제어 가능한 입구(inlet) 및/또는 출구(outlet)를 구비할 수 있다.
도 3을 참조하면, 수동으로 예열 층(2)을 라미네이터(8)로 삽입하는 대신에 자동으로 층(2)을 라미네이터(8)로 삽입하기 위한 수단에 제공될 수 있다. 이를 위해서, 예열 층(2)은 로봇 또는 콘베이어 벨트와 같은 이송 시스템에 의하여 라미네이터(8)로 이동할 수 있다. 라미네이터(8)는 예열 층(2)을 삽입하기 위한 개구부(23)가 구비될 수 있다. 바람직하게는, 상기 개구부(23)는 다른 적층(5, 9, 10) 재료들을 도입하기 위한 개구부(24)보다 상부에 위치할 수 있다. 이러한 재료들은 롤(11, 12, 13)에 감겨져 있는 시트로 부착되어 있다. 이 두 개구부(23, 24)는 탄성 또는 금속 커버로 밀봉될 수 있다. 이런 식으로, 재료들(2, 5, 9, 10)이 삽입된 후에는, 상기 라미네이터(8)의 공정 챔버(15)는 닫혀지고 배기되거나 또는 보호 가스로 채워진다. 필요하다면, 개구부(24)는 또한 시트 (5, 9)와 접촉할 수 있는 닫힘 수단을 구비할 수 있다.
예열 층(2)을 포일 층(9)으로 낮추게 하기 위하여, 도 4에 도시된 것처럼, 라미네이터(8)는 예열 층(2)에 대한 돌출부들 또는 지지부들을 구비할 수 있으며, 이는 커버 층(5)의 면 방향으로 이동할 수 있다. 이 돌출부들은 가열 플레이트일 수 있는 베이스 플레이트(28)의 홀(27)들에서 이동 가능하게 설치되는 핀(pins)들일 수 있다. 예열 층(2)이 개구부(23)를 통하여 라미네이트(8)로 삽입되기 전에는, 핀들이 홀에서 돌출하면서 이동하게 되어 예열 층(2)이 핀들 위에 위치한다. 이제 라미네이터(8)의 공정 챔버는 배기되며 핀들은 홀(27)들로 이동할 수 있다. 공정 챔버(15)의 배기 후에는, 상기 재료들은 함께 가압될 수 있다. 핀들이 예열 층(2)과 시트(9, 10, 5)들의 이송 방향에서 경사진 방향으로 연장되어 있다면, 핀들은 재료들을 건드리지 않고 홀(27)들로 이동하여 완전하게 사라질 수 있다. 이러한 방법으로 예열 층(2)은 다른 재료들로 낮아질 수 있다. 도 4에는 도시되어 있지 않지만, 핀들은 유압, 공압, 모터또는 다른 적당한 수단들에 의하여 움직일 수 있다. 또한, 핀들은 예열 층(2)에 의하여 압축되는 스프링에 의하여 상부로 힘을 받을 수 있는데, 스프링은 멤브레인 또는 프레스와 같은 압축 수단에 의하여 가압될 수 있다. 또한, 핀들은 그라운드 플레이트에 대하여 수직 방향으로 움직일 수 있다. 이는 모듈 재료들의 응용이 필요할 수 있다. 예열 층(2)은 적층 재료들보다 다소 크게 만들거나 또는 이 재료들 내에 개구부을 연장 형성할 수 있다. 이와는 달리, 예열 층(2)을 지지하는 핀(26)들은 베이스 플레이트(28) 내에서 적절한 개구부 내로 이동할 수 있는 프레임으로 대체될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 예열 층(2)은 공정 챔버(8)의 커버 또는 천장(16)에 장착될 수 있는데, 예컨대 흡착 수단(suction means) 또는 예열 층(2)과 커버(16) 사이에 압력이 일시적으로 발생하는 것에 의해서이다. 예열 층은 적층의 다른 재료들로 이동할 수 있다. 이렇게 하기 위해서는 상기 흡착 수단은 커버(16)에 대하여 움직일 수 있거나 또는 커버 전체가 낮추어질 수 있다. 후자의 경우에는, 커버(16)를 움직임으로써 층(2)이 다른 재료들 위를 가압하도록 또한 사용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 호일 층(5, 9, 10)의 이송 시스템 뿐만 아니라 라미네이터(8) 외부로 뜨거운 태양전지 패널(1)을 꺼내는 이송 시스템은 커버 층(5) 또는 적당한 다른 층의 가장자리에 홀(29)과 같은 이송을 위한 수단에 의하여 쉽게 이루질 수 있는데, 홀 내부로 기어(30, 31)들이 호일 층(5, 9, 10) 및 모듈이 이동하도록 잡게 된다. 여기에서는 커버 층(5)이 이송 시트로서 사용될 수 있다.
라미네이션 공정이 완료된 후에는, 뜨거운 태양 전지 패널(1)은 모듈(1)의 경계에서 돌출된 호일(9, 10, 5)들의 부분들을 부분적으로 제거하는 것과 같은 추가적인 공정을 진행하여 라미네이터(8)로부터 제거할 수 있다. 이는 (회전) 칼 또는 절단기를 사용하여 수동 또는 자동으로 할 수 있다. 비용을 절감하기 위해서, 상기 모듈은 이송 호일에 의하여 다음 공정이 진행되는 장소로 이송될 수 있다.
도 6을 참조하면, 라미네이터(32) 내에서 예열 시트(2)는 아래로부터 층 구조 또는 호일 층(9)의 재료들로 압력을 가할 수 있다. 호일 층들의 순서는 따라서 수정될 수 있는데: 여기에서는 호일 층(9)이 상부가 되어, 백 시트를 형성하고, 아래에는 밀봉재(10), 태양 전지(3), 및 다른 밀봉재(5)가 된다.
태양 전지는 햇빛을 받는 방향이 아래에 있다. 도시된 실시예에서는, 층(2)은 프레스(33)에 의하여 층 구조(6)의 재료들에 대하여 아래로부터 가압될 수 있다.
도 7을 참조하면, 층(2)은 또한 서있거나 또는 경사진 방향을 가질 수 있다. 여기에서 압력은 층(2) 또는 층 구조(6)로부터 가해질 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 예열 층(2)과 층 구조(6)의 배치는 도 2 및 도 3의 구조이다. 도 2와의 차이점은 압력이 층(2)으로부터 인가되는 것이 아니라 층 구조(6)로부터 인가된다는 것이다.
도 9를 참조하면, 층 구조(34)는 태양 전지(3)의 밀봉재(4)를 형성하는 제1 및 제2 밀봉재 층(9, 10) 뿐만 아니라 글라스 또는 세라믹 플레이트(35)를 포함한다. 제1 호일 층(9)과 제2 호일 층(10) 사이에는, 도 2의 실시예 처럼, 태양 전지(3)가 존재한다. 라미네이터(8)의 외부에서 가열된 예열 층(2)은 호일 층(9)에 맞대어 위치되어서 층 구조(34)에 대하여 가압될 수 있다. 층 구조(34)는 예열되거나 예열되지 않은 제2 글라스 및 세라믹 층을 포함할 수 있다. 여기에서, 압력은 예열 층(2) 또는 층 구조(34)의 어느 일 방향 또는 양 방향에서 인가될 수 있다.
상술한 호일 층 및 층들의 다음으로, 추가적인 중간 층이 구비될 수 있는데, 예컨대 태양 전지들의 (햇볕이 안드는 방향인) 수동 측에 망(web)이 위치할 수 있다.
도 10을 참조하면, 층 구조(34)는 글라스 플레이트(37)와 커버 층을 위한 호일 층(9)에 적용되는 광전지 층(36)을 포함할 수 있다. 상기 호일 층(9)은 EVA 또는 실리콘 층인데, 최종 모듈에서 광전지 층(36)을 위한 밀봉재를 만들 수 있다. 이와는 달리, 층 구조(38)는 글라스 플레이트(37)로 PV 코팅된 글라스 플레이트(37)를 대신 형성될 수 있는데, 이는 활성 층(39, 미도시) 및 호일(9)을 구비하지 않을 수 있다. 상기 글라스 플레이트(37) 두 경우에 모두 예열될 수 있다.
필요에 따라서, 층 구조(38)는 글라스 플레이트(39) 또는 PV 코팅된 글라스 플레이트(37)를 포함할 수 있다. 광전지 층(36)을 갖는 글라스 플레이트(39) 또는 글라스 플레이트(37)는 라미네이터의 외부에서 예열될 수 있으며, 호일 층(9)에 적용되어서 층 구조(38)에 대하여 가압될 수 있다.
하지만, 원칙적으로 라미네이터의 외부에서 두 글라스 플레이트(37, 39)를 예열하고, 이들을 동시에 층(9)에 합쳐서 함께 가압할 수도 있다. 이 옵션은 라미네이터의 내에서 글라스 플레이트(37, 39)가 서 있는 위치이고 호일(9)이 그 사이에 장착되는 경우에 매우 흥미롭다. 여기에서 용어 '층 구조(layer structure)'는 라미네이터의 내부 또는 외부에서의 다중 층들을 의미하며, 이 층들을 함께 가압하여 모듈 또는 모듈의 일부를 형성할 수 있다. 층 구조(6, 34, 38)의 층들은 서로 간에 측면으로 또는 상부로 위치할 수 있어서 함께 가압되어서 적절한 온도가 제공되어 서로 합쳐질 수 있다. 층 구조(6, 34, 38)의 층들은 반드시 가압되기 전에 서로 간에 접촉할 필요는 없다. 이는 특히 층들이 서 있거나 또는 매달려 있는 경우이다.
도 11을 참조하면, 층 구조(38)는 커버 층과 글라스 플레이트(37)의 광전지 층(36)을 덮는 호일 층(9)을 포함한다. 예열된 글라스 층(37)은 호일 층(9)과 접촉하여 층 구조(38)에 대하여 가압될 수 있다. 압력은 글라스 플레이트(37)의 방향으로 또는 층 구조(38)의 방향으로 인가될 수 있다.
도 12를 참조하면, 재료들이 라미네이터로 서로 다른 이송 수단에 의하여 이송될 수 있다.
예열 층(2) 또는 베이스 플레이트는 이동하는 캐리지(40, carriage, 왼쪽)로 라미네이터(8)로 이동될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 플레이트 자체는 거의 동일한 크기를 갖는 흡착 컵(suction cup)에 의하여 캐리지(40)로부터 들려질 수 있다. 캐리지(40)가 라미네이터(8)로부터 제거된 후에는, 컨베이어 벨트(41)가 오른쪽 위치에서 다른 층들을 구성하는 층 구조(6)를 이송한다. 여기에서 흡착 컵(suction cup)은 아래 방향에 있으며 진공 챔버를 닫는다.
또한, 뜨거운 부품들(글라스, 세라믹 또는 제조 모듈)이 라미네이터의 일 방향에서 처리되는 반면에 다른 재료들(층 구조)는 다른 방향에서 다루어질 수 있다. 따라서 위험 영역들은 더 잘 보호될 수 있다. 라미네이트된 모듈은 일정 기간 동안은 뜨겁기 때문에 모듈 내에서 큐어링과 상호 연결이 계속 진행되며, 모듈은 베이스 플레이트가 예열된 오븐으로 다시 되돌아 갈 수 있다.
도 13을 참조하면, 예열 베이스 플레이트(2)는 진공(흡착 컵 및 채널(42)들) 또는 슬라이드(43)에 의하여 고정되거나 들려질 수 있다. 도시된 예시에서는, 커버(16)가 아래로 이동할 때 슬라이드(43)가 자동적으로 밀려질 수 있다.
도 14를 참조하면, 실(seal, 44)을 고정하는 수단이 커버 내의 리세스(recesses)들로 형성되어서, 서로 다른 크기의 베이스 플레이트(2)들이 베이스 플레이트(2)와 커버(16) 사이에서 압력을 형성함으로써 고정될 수 있다. 실(seal)은 글라스 플레이트(2) 크기와 대응하는 리세스(44)들에 배치될 수 있는데, 예컨대 고무 실(seal)이 삽입될 수 있다. 플레이트(2)와 이 실(seal)이 흡착 컵(suction cup)을 형성하여 플레이트(2)를 고정하기 위하여 채널(42)들을 통하여 배기될 수 있다. 다수의 리세스들이 다른 크기들의 영역들을 둘러싸도록 구비될 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 리세스(42) 내에 위치한 실(seal)은 딱 맞게 가장자리(lip)를 압축한다. 베이스 플레이트(2)가 가장자리(lips)에 대하여 고정되며, 공기는 제거될 수 있으며(도 15), 상기 베이스 플레이트(2)는 커버(16)에 대하여 눌려질 것이다(도 16).
도 17 및 도 18을 참조하면, 베이스 플레이트(2)는 커버(16)에 의하여 단단하게 고정될 수 있다. 여기에서는 커버(16)가 하부 부품(17) 방향으로 이동할 때 진공 챔버가 닫히게 된다. 챔버(15)가 닫혀질 때 진공이 생성될 수 있다. 진공이 형성되기 전까지는, 베이스 플레이트(2)는 다른 층(6)과 접촉하지 않으며, 이와 다르게 공기는 가두어진다. 원하는 진공에 도달하면, 커버(16)는 더 아래인 두 번째 상대위치로 내려오게 되며, 베이스 플레이트(2)와 다른 층(6)들은 접촉하게 된다. 본 발명은 베이스 플레이트(2)와 층(6)들 또는 이러한 재료들의 상기 위치만 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 이점으로는, 실(seal, 45)이 커버(16)와 하부 부분(17) 사이에 구비될 수 있는데, 실(seal)은 배기 동안에 진공 챔버(15)를 닫게하는 반면에, 커버(16)가 아래로 이동하여 손상 없이 탄성적으로 변형되며, 이 과정은 고온에서 여러 번 반복될 수 있다. 실(seal, 45)은 예컨대, 플라스틱 또는 금속으로 구성될 수 있다. 우선적으로는, 이는 고무로 설계될 수 있다. 커버(16)가 아래로 이동할 때의 실(seal, 45) 내부의 압력은 일정하게 유지될 수 있다. 이는 실(seal)의 재료가 많이 눌려지면서, 양호한 밀봉이 존재한다. 이러한 형태의 실링(sealing)은 예열이 수행되지 않는 경우의 실시예에서 유리한다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 실(seal, 45)의 형상이 커버를 아래로 움직일 때 많이 변형되지 않을 수 있다.
도 19, 20, 및 21과 같이 실(seal, 45)이 커버(16)에 장착되어서 더러워지지 않으며, 베이스 플레이트(28)와 하부 부품(17)은 쉽게 청소될 수 있다. 이상적으로, 하부 부품(17)은 평평할 수 있다. 도 21을 참조하면, 실(seal, 45)은 튜브처럼 형성되어서 커버(16)에 부착될 수 있다. 도 21의 왼쪽은 아직 커버(16)를 낮추지 않은 장치를 나타내는 반면에, 도 21의 오른쪽은 낮추어진 커버(16)와 압축된 실(seal, 45)을 나타낸다.
실(seal, 45)은 소모 부품이므로, 이는 교체하기 쉬워야 한다. 실(seal, 45)은 커버(16)에 떨어지기 쉽게 부착되어야 하는데, 예컨대 스냅(snap) 연결 수단의 경우이다.
도 22를 참조하면, 실(seal, 45)이 고무(inflatable)로 설계될 수 있으며, 또한 공기 압축 시스템과의 연결은 쉽게 해제되어야 한다.
도 23을 참조하면, 라미네이션 동안에, 플라스틱의 층들은 녹거나 라미네이트의 측면으로 새어서 커버(16) 또는 하부 부품(17)을 오염시킬 수 있다. 이는 층 구조(6) 내의 재료들로부터 가스들이 빠져나오고 액상 재료들이 기공을 발생시키기 때문이다.
기공을 예방하는 가장 간단한 방법은 이것이 발생하기 전에 진공을 더 올리는 것이다. 이는 가스들이 라미네이트 내에 있도록 하여 기공이 형성하지 않도록 한다.
도 24를 참조하면, 리드(lid, 16)와 하부 부품(17)의 오염은 리세스(46)들을 갖는 커버(16)에 의하여 대응될 수 있다.
또한, 도 25 및 도 26을 참조하면, 제거 또는 커버 시트(47)가 커버(16)에 구비될 수 있다. 이 커버 시트(47)는 부분적으로는 베이스 플레이트(2)와 커버 리드(cover lid, 16) 사이에 개재될 수 있다.
도 26을 참조하면, 커버 시트(47)는 흡착 컵(suction cup)의 내부에 있지 않고, 오염이 예상되는 베이스 플레이트(2)의 가장자리에서 연장된다. 커버 시트(47)는 리드(16)에 부착되며, 쉽게 교체될 수 있다. 또한, 흡착 컵과 커버 시트(47)는 하나의 부품으로 형성될 수 있는데, 라미네이션 후에 가압 챔버로부터 패널과 함께 이동될 수 있다.
또한, 가열되지 않은 시트 재료들이 기존 라미네이터들에서 알려진 컨베이어 벨트(48) 또는 이송 시트로 라미네이터(8)로 인입될 수 있다.
도 27을 참조하면, 층 구조(6)는 컨베이어 벨트(48)로 진공 챔버로 인입된다. 이는 라미네이션 동안에 층 구조(6)가 컨베이어 벨트(48)에 부착되는 것을 피하기 어렵다.
컨베이어 벨트(48)로부터 라미네이션 후에 모듈들을 더 쉽게 제거하기 위하여, 컨베이어 벨트(48)만큼 층 구조(6)에 부착되지 않는 제거 또는 커버 시트가 구비되어서 쉽게 청소되거나 모듈과 함께 이동할 수 있는데, 단지 하나의 모듈에 사용되는 부품일 수 있으며 이후 단계에서 모듈로부터 제거될 수 있으며, 재료들이 단단해진 경우에는 모듈의 일부분으로 남게 된다.
도 28을 참조하면, 컨베이어 벨트 사용시 진공 챔버(15)를 더 잘 밀봉하기 위하여, 실링 유연 요소(49, sealing soft element) 또는 베이스 플레이트(28) 내의 리세스(미도시)가 실(seal, 45)의 반대편인 라미네이터(8)의 하부 부품(17)에 구비할 수 있다. 이 실(seal, 45)의 반작용 요소(49, counter element)는 컨베이어 벨트(48)의 아래에 위치하여, 컨베이어 벨트(48)는 실(seal, 45)과 그 반작용 요소(49) 사이로 이동한다. 추가적인 반작용 요소(49)는 또한 실(seal, 45)과 동일한 방법으로 형성될 수 있는데, 진공 챔버(15)의 더 나은 실링(sealing)을 이루어지며, 특히 컨베이어 벨트(48)가 사용될 때이다. 상기 반작용 요소(49)는 베이스 플레이트(17)로부터 돌출(오른쪽) 할 수 있거나 또는 그 표면과 같은 높이(링크)일 수 있다.
층 구조(6)가 컨베이어 벨트에 의하여 진공 챔버(15)로 이송될 경우에는, 진공 챔버는 그 설계와 너비에 의존하여 2(도 29 참조) 또는 4(도 30 참조) 측면 상에 실(seal, 45, 49)을 중첩할 수 있다.
또한, 컨베이어 벨트(48)는 적어도 하나의 오목부(depression)를 포함할 수 있는데, 그 안에는 층구조(6)의 재료들이 끼워질 수 있다. 따라서, 이 재료들 또는 층들의 위치는 정확하게 규정될 수 있다. 이는 모듈로부터 돌출되는 재료들의 양을 피하거나 줄이도록 한다. 또한, 재료들이 컨베이어 벨트(48)의 어디에 위치해야 하는지를 표지(marker)가 나타낼 수 있다. 오목부는 진공 챔버의 실링(sealing)에 도움을 줄 수 있다.
도 31 내지 도 33을 참조하면, 예열 베이스 플레이트(2)는 또한 층 구조(6)의 하부에 위치할 수 있다. 반대편으로는 일반적으로 유연한 층들이 베이스 플레이트(2) 상부로 컨베이어 벨트(50) 상에 위치할 수 있다.(도 31 참조).
층 구조(6)는 베이스 플레이트(2)에 대하여 변위되지 않도록 상기 컨베이어 벨트(50)는 이후에 제거되어야 한다. 이는 예컨대, 컨베이어 벨트(50)를 옆으로 당김으로써 이룰 수 있는데(도 32의 왼쪽 참조), 반면에 층 구조(6)는 클램프에 의하여 고정되거나 또는 일정 위치에서 베이스 플레이트(2)에서 눌려져 있어야 한다. 두 경우에 모두 마찰이 발생하여 층 구조(6)가 컨베이어 벨트(50)를 따라서 이동하는 것을 막을 수 있다. 후자에서는, 층 구조(6)를 베이스 플레이트(2)로 누르게 하도는 반면에 컨베이어 벨트(50)는 제거되도록 컨베이어 벨트(50)에 리세스를 구비할 수 있다. 이 모두는 모듈 내로 공기가 들어오는 것을 막기 위하여 진공 또는 가스 분위기에서 이루어질 수 있다. 공간을 줄이기 위하여, 이송 수단(50)은 감겨질 수 있다.
도 31 내지 도 33에 도시된 실시예들은, 특히 글라스-글라스 모듈, 이에 더하여 처음과 마지막 층으로서 글라스 플레이트를 갖는 모듈들의 제조에서 적합한다. 이 경우에, 두 번째 글라스 플레이트는 도 15 내지 도 20에 도시된 것처럼 커버에 의하여 고정될 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 해결책은 라미네이터에서 샌드위치 빌드업의 체류 시간뿐만 아니라 회전 시간이 현저하게 감소될 수 있다.
제시된 실시예들은 본 발명 해결책의 다양한 변형들이며, 본 발명은 제공된 실시예들에 한정되지는 않는다. 특히, 당업자의 통상의 능력 내에 있는 한도에서의변형들이 가능하며, 서로 다른 실시예들의 결합이 또한 가능하다. 또한 명확하게 기술되니 않거나 그 조합으로부터 나타나지 않은 모든 변형들이더라도 본 발명의 보호범위에 있는 한 본 발명에 따른 해결책의 실시이다. 또한, 본 발명의 구현을 위하여 필수적인 구성인 것인 한, 개별적인 요소들의 부가하는 것에도 보호범위는 확장된다.
1: 태양 전지 패널 2: 예열 층/베이스 플레이트
3: 태양 전지 4: 플라스틱 층
5: 커버 층 6: 층 구조
7: 장치 8: 라미네이터
9: 호일 10: 호일
11: 롤 12: 롤
13: 롤 14: 가열 수단
15: 작업 챔버 16: 커버
17: 하부 부품 18: 가압 플레이트
19: 가열 플레이트 20: 입구
21: 출구 22: 롤
23: 개구부 24: 입구
25: 출구 26: 지지수단/핀/돌출부
27: 홀 28: 베이스 플레이트
29: 홀 30: 기어
31: 기어 32: 라미네이터
33: 프레스 35: 글라스 플레이트
36: 광전지 층 (PV 층) 37: 코팅된 글라스 플레이트
38: 층 구조 39: 코팅되지 않은 글라스
40: 캐리지 41: 컨베이어 벨트
42: 채널 43: 슬라이드
44: 리세스 45: 실(seal)
46: 리세스 47: 커버링 시트
48: 컨베이어 벨트 49: 실링 요소
50: 컨베이어 벨트

Claims (17)

  1. 다수의 층들의 태양전지 패널 빌트업(built-up)을 제조하는 방법으로서,
    적어도 하나의 예열 층이 구비되어서, 적어도 하나의 다른 층과 진공 또는 가스 분위기에서 결합되는 태양전지 패널의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스는 적어도 하나의 층에서 용해되는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 예열 층은 적어도 하나의 다른 층들과 비교하여 많은 열 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열 층은 태양전지 패널의 외부 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열 층은 세라믹 또는 글라스로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열 층의 재료의 온도는, 다른 층들의 재료들의 적어도 하나의 녹는 온도보다 더 크며, 또는 다른 층들의 재료가 상 변형되는 온도와 동일한 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열 층을 열 배스(heat bath)에 담그어서 예열하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열 층은 예열이 그 상변화 온도의 10%, 15% 또는 20%로 가열되는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 제조방법.
  9. 제1항 내지 제7항에 따른 방법에 의한 태양전지 패널 빌트업 층들의 제조 장치에 관한 것으로서,
    상기 장치는,
    배기되거나 또는 가스로 채워지거나 또는 이들의 조합될 수 있는 작업 챔버를 포함하며, 상기 작업 챔버는 적어도 하나의 예열 층과 적어도 하나의 다른 층과 결합하기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 태양 전지 패널의 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 작업 챔버는 다중 층들로 구성되는 태양전지 패널의 적어도 하나의 층 구조를 보유하기 위한 가압 챔버로서 구성되며,
    상기 가압 챔버에는 상기 태양 전지 모듈의 베이스 플레이트의 고정 수단을 구비하며,
    상기 베이스 플레이트와 상기 가압 챔버의 측벽 또는 그 결합은 서로 간에 대하여 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 패널의 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 고정 수단은 적어도 하나의 이동 지지수단을 포함하며,
    상기 이동 지지수단은 측벽의 방향으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 패널의 제조 장치.
  12. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 고정 수단은, 상기 베이스 플레이트와 측벽 사이에 압력을 발생을 발생시키는 적어도 하나의 흡착 수단을 포함하며,
    상기 측벽은 상기 베이스 플레이트가 접촉할 수 있는 상기 작업 챔버의 커버인 것을 특징으로 하는 태양 전지 패널의 제조 장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중에 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업 챔버의 내부에는 상기 베이스 플레이트가 그의 고정수단에서 이탈될 때 상기 베이스 플레이트를 잡을 수 있는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 패널의 제조 장치.
  14. 제9항 내지 제13항 중에 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업 챔버의 측벽에는 밀봉을 위한 적어도 하나의 고정 수단을 구비하며,
    상기 고정 수단은 상기 작업 챔버의 측벽 내에 구비되며, 그 영역으로부터 가스를 인출하기 위한 적어도 하나의 채널이 구비되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 패널의 제조 장치.
  15. 제9항 내지 제14항의 따른 태양 전지 모듈의 제조장치로서,
    작업 챔버의 제1 측벽과 제2 측벽은 서로에 대하여 움직일 수 있으며;
    상기 제1 측벽과 제2 측벽 사이에 실(seal)이 구비되며;
    상기 작업 챔버는 제1 위치에서는 닫혀져 있으며, 배기되거나 또는 가스 분위기가 형성되며,
    상기 제1 측벽과 제2 측벽이 제2 위치로 이동하면서, 상기 작업 챔버 내의 재료들이 서로 간에 접촉하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 제조장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 실(seal)은 그 고정 수단과 교체되도록 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 제조장치.
  17. 청구항 제1항 내지 제8항의 한 항에 의하여 및 청구항 제9항 내지 제16항의 어느 한 항에 의한 장치에 의하여 제조된 태양 전지 패널.
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