KR0157933B1 - 태양전지판 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지판 제조방법에 관한 것으로, (-)극성을 갖는 태양전지의 제1박막 및 (+)극성을 갖는 태양전지의 제2박막을 절단하는 단계와; 태양전지 세팅라인 및 기판회로가 형성된 인쇄회로기판(printed circuit board : PCB) 상의 기판회로와 태양전지의 제2박막 그리드선을 접촉시키기 위하여 상기 기판회로에 솔더 페이스트를 바른 후 태양전지를 태양전지 세팅라인에 맞추어 올려 놓는 단계와; 태양전지의 제1박막 그리드선에 솔더 패이스트를 바른 후 인쇄회로 기판용 리본을 올려 놓는 단계와; 상기 단계를 거쳐 형성된 인쇄회로 기판을 열처리하여 태양전지판 회로를 형성한 후 전류 및 전압 시험을 실시하는 단계와; 상기 태양전지판 회로가 형성된 인쇄회로 기판상에 태양전지, EVA(Ethyl Violet Azide)막 및 PVF(Peripheral Visual Field)막을 연속증착한 후 진공 라미네이션을 실시하여 상기 인쇄회로 기판 가장자리에 흘러내린 EVA를 기판과 일치되게 커팅하는 단계 및; 상기 태양전지판 단자와 리드 와이어를 접속하는 단계를 거쳐 태양전지판 제조를 완료하므로써, 열처리 공정의 단순화로 태양전지의 열적 스트레스를 줄일수 있을 뿐 아니라 태양전지와 인쇄회로기판이 부착된 상태로 이동되므로 이동시 발생되던 불량요인을 제거할 수 있게 되어 불량율을 줄일수 있으며, 인쇄회로기판이 절연물이므로 진공 라미네이션 공정 진행시 태양전지 하단에 EVA막을 다시 적층할 필요가 없게 되어 재료비 절감이 가능하고, 태양전지 단자와 리드 와이어의 접속 공정인 납땜시에 알루미늄 기판 뒷면의 EVA 제거작업이 필요없어 공정 진행이 편리하며, 다단계 공정(예컨데, 테빙 공정, 스트링 공정 및, 매트리스 공정)을 태양전지판의 회로가 구비된 인쇄회로기판을 사용하여 단일공정르로 진행시킴으로써 생산성 향상에 따른 수율증대 및 공정 단순화를 기할수 있는 고신뢰성의 태양전지판을 실현할 수 있게 된다.
Description
제1도는 종래 기술에 따른 태양전지판 제조공정을 도시한 공정 순서도.
제2도의 (a)및 (b)는 종래 기술에 따른 태양전지의 형태를 도시한 것으로
제2도의 (a)는 (-)극성을 갖는 태양전지의 제1박막을 도시한 평면도.
제2도의 (b)는 (+)극성을 갖는 태양전지의 제2박막을 도시한 평면도.
제3도의 (a) 및 (b)는 종래 기술에 따른 절단된 태양전지의 제1박막 및 제2박막의 그리드선에 리본이 부착된 형태를 도시한 평면도.
제4도의 (a) 및 (b)는 종래 기술에 따른 절단된 태양전지를 리본을 사용하여 연결시킨 형태를 도시한 평면도.
제5도는 종래 기술에 따른 매트릭스 형상의 회로로 구성된 태양전지를 도시한 평면도.
제6도는 종래 기술에 따른 태양전지의 적층막 구조를 도시한 단면도.
제7도는 제6도에 도시된 적층막 중 알루미늄 기판의 형상을 도시한 평면도.
제8도는 종래 기술에 따른 태양전지의 적층막을 진공 라미네이션 한 후의 EVA형상을 도시한 평면도.
제9도는 본 발명에 따른 태양전지판 제조공정을 도시한 공정 순서도.
제10도는 본 발명에 따른 태양전지판의 인쇄회로기판 구조를 도시한 평면도.
제11도는 본 발명에 따른 태양전지판의 인쇄회로기판용 리본을 도시한 측면도.
제12도의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 태양전지판의 진공라미네이션을 위한 적층막 구조를 도시한 단면도 및 그 연결관계를 도시한 측면도.
제13도는 본 발명에 따른 태양전지판의 단자처리 부분을 도시한 요부 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 태양전지판 회로가 구비된 PCB 기판 102 : 태양전지 세팅라인
104 : PCB 기판회로 106 : PCB 단자인출용 홈
108 : PCB 기판용 리본 110 : 태양전지
112 : 태양전지의 두께 114 : EVA막
116 : PVF막 118 : 태양전지판 단자
본 발명은 태양전지판 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조공정의 대부분을 차지하는 테빙(tabbing)공정, 스트링(string)공정 및 매트릭스(matrix)공정을 PCB 기판을 사용하여 단일공정으로 진행함으로써 생산성 향상에 따른 수율 증대 및 불량율 감소와 공정 단순화를 기할수 있는 태양전지판 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자로서 그 각각이 플러스(+), 마이너스(-) 극성을 띠는 2장의 반도체 박막으로 구성되며, 이러한 태양전지를 직/병렬로 연결하여 사용자가 필요로하는 전압 및 전류를 발생시키도록 만든 제품이 바로 태양전지판이다. 이 태양전지판을 이용하여 사용자가 전기를 사용할 수 있게 되는 것이다.
제1도에는 이러한 종래 태양전지판의 제조공정을 나타낸 공정 순서도가 도시되어 있다.
상기 도면에서 알수 있듯이 먼저, 제1단계로서 제2도에 도시된 바와 같은 구조로 이루어진 태양전지를 사용전류 및 전압에 따라 다이아몬드 칼로 절단한다. 이때 제2도의 (a)는 (-)극성을 갖는 태양전지 박막(이하 태양전지의 제1박막이라 한다)을 , 제2도의 (b)는 (+)극성을 갖는 태양전지 박막(이하 태양전지의 제2박막이라 한다)을 나타낸 것으로, 태양전지는 일반적으로 상기 도면에 나타난 바와 같이 서로 평행하게 배열되어 있는 다수개의 그리드(10)(10')와 이와 수직방향으로 서로 평행하게 배열되어 있는 그리드선(9),(9')으로 이루어져 있으며, 여기서는 부재번호 11로 제시된 부분을 절단하게 되는 것이다.
제2단계로서 절단된 태양전지의 제1 및 제2박막 상에 배열된 각각의 그리드선(9),(9')에 리본(12)을 붙이는 테빙 공정을 실시한다.
상기 테빙 공정은 제3도의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 태양전지의 그리드선(9),(9')에 디스펜서를 이용하여 솔더 페이스트(solder paste)를 바르고, 리본(12)을 솔더 페이스트를 바른 상기 그리드선(9),(9') 상에 올려 놓은 후 핫 플레이트(hot plate)로 가열하여 리본(12)과 태양전지의 그리드선(9),(9')이 잘 부착되도록 하는 것이다.
그후 제3단계로서 그리드선(9),(9')상에 부착된 리본(12)을 이용하여 절단된 상기 태양전지를 여러개 붙이는 스트링 공정을 실시한다.
상기 스트링 공정은 태양전지의 제1박막은 (-)극성을 가지고, 태양전지의 제2박막은 (+)극성을 가지므로 태양전지의 제1박막에 부착된 리본(12)과 제2박막상의 그리드선(9')에 솔더 페이스트를 바른 후 핫 플레이트로 가열하여 서로 다른 극성을 갖는 태양전지들이 제4도의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 연결되도록 한다. 이때 제4도의 (a)는 태양전지의 제1 및 제2박막이 연결된 상태를 전면에서 본 경우를 도시한 것이며, 제4도의 (b)는 태양전지의 제1 및 제2 박막이 연결된 상태를 뒷면에서 본 경우를 도시한 것이다.
이어서 제4단계로서 태양전지 1개당 발생되는 전압이 약 0.45볼트 정도이므로 필요로하는 전압만큼 제5도에 도시된 매트릭스 형태로 태양전지를 직렬로 연결한다.
제5단계로서 상기와 같이 회로가 구성된 태양전지는 요구되는 전압 및 전류가 제대로 발생되는지 전류 전압 시험을 실시하게 되며, 이때 제5도에 도시된 바와 같은 태양전지 그룹과 그룹들(A),(B),(C),(D)사이에는 운반시 움직임을 방지하기 위하여 테이프(15)가 부착된다.
제6단계로서 전류와 전압시험을 거친후 태양전지의 진공 라미네이션을 하기 위하여 제6도에 도시된 바와 같은 적층 구조, 예컨대 알루미늄기판(20)상에 제1EVA(Ethyl Violet Azide)막(19)과, 제5도에 도시된 매트릭스 형상으로 구성된 태양전지판(18)과, 제2EVA막(17) 및 PVF(Peripheral Visual Field)막(16)이 순차적으로 연속증착된 구조를 갖는 적층막을 형성한다.
이때 상기 알루미늄 기판(20)에는 제7도에 도시된 바와 같이 후속 공정에서 필요로되어 지는 단자접속을 위하여 리드 와이어(lead wire) 접속용 구멍(21)이 뚫려져 있다.
이후 상기와 같은 구조로 이루어진 적층막에 라미네이션 공정을 실시하게 되면, 제8도에 도시된 바와 같이 적층된 제1 및 제2 EVA막이 알루미늄 기판(20) 가장자리로 흘러내리게 되므로 흘러내린 상기 EVA(22)를 먼저 알루미늄 기판(20)과 일치하도록 칼로 제거해야 한다.
상기 공정후 제7단계로서 트리밍을 실시하고, 제8단계로서 단자접속을 실시한다. 이때 부하에 전원을 공급하기 위해서는 태양전지판의 플러스(+)단자(24)와 마이너스(-)단자(23)를 리드 와이어로 연결해야 하므로 알루미늄 기판(20)상에는 전술된 바와 같이 미리 리드 와이어 접속용 구멍(21)을 뚫어놓게 되는데, 이렇게 하더라도 진공 라미네이션 시 적층된 EVA(19)가 녹아내리게 되어 알루미늄 기판(20)상에 형성된 리드 와이어 접속용 구멍(21)을 막게 되므로, 상기 구멍(21)으로 흘러내린 EVA를 먼저 제거한 후 상기 태양전지의 (+),(-)단자와 리드 와이어를 납땜을 실시하여 태양전지판 제조를 완료한다.
그러나 상기와 같은 단계를 거쳐 제조된 태양전지판은 테빙 공정, 스트링 공정 및 매트릭스 공정 등과 같은 여러 공정들을 포함하여 제조되므로 공정이 복잡하게 되어 생산성이 떨어지는 단점을 가지게 되며, 또한 테빙 공정 및 스트링 공정시 태양전지를 핫 플레이트로 2회 가열하므로 태양전지에 열적 스트레스를 주게 되어 불량의 원인이 되고 있다.
뿐만 아니라 매트릭스 형태의 회로로 구성된 태양전지를 시험하기 위하여 시험공정으로 운반하는 과정에서 태양전지의 유동성을 방지하기 위하여 부착시킨 테이프 만으로는 태양전지의 고정이 불완전하여 이동중 빈번하게 불량이 발생되며, 게다가 알루미늄 기판 상에 형성된 리드 와이어 접속용 구멍으로 흘러내린 EVA를 제거하는 작업에서 태양전지가 깨지는 경우가 발생되어 사용이 불가능하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 태양전지판 회로가 구비된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : 이하 PCB라 한다)을 이용하여 태양전지판을 제조함으로써 열적 스트레스로 인해 발생되는 불량요인 및 복잡한 공정으로 인해 야기되는 생산성 저하 등과 같은 단점을 개선하여 수율을 향상시킬 수 있는 태양전지판 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지판 제조방법은 마이너스(-)극성을 갖는 태양전지의 제1박막 및 플러스(+)극성을 갖는 태양전지의 제2박막을 절단하는 단계와; 태양전지 세팅라인 및 기판회로가 형성된 PCB 기판 상의 기판회로와 태양전지의 제2박막 그리드선을 접촉시키기 위하여 상기 기판 회로에 솔더 페이스트를 바른 후 태양전지를 태양전지 세팅라인에 맞추어 올려 놓는 단계와; 태양전지의 제1박막 그리드선에 솔더 페이스트를 바른 후 PCB 기판용 리본을 올려 놓는 단계와; 상기 단계를 거쳐 형성된 PCB 기판을 열처리하여 태양전지판 회로를 형성한 후 전류 및 전압 시험을 실시하는 단계와; 상기 태양전지판 회로가 형성된 PCB 기판상에 태양전지, EVA막 및 PVF막을 연속증착한 후 진공 라미네이션을 실시하여 상기 PCB 기판 가장자리에 흘러내린 EVA를 기판과 일치되게 커팅하는 단계 및; 상기 태양전지판 단자와 리드 와이어를 접속하는 단계로 이루어 진다.
상기 공정 결과, 태양전지의 열적 스트레스를 줄일수 있게 되어 불량율을 감소시킬 수 있게 된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
태양전지판은 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 광전효과를 이용한 것으로 플러스(+), 마이너스(-) 극성을 띠는 2장의 반도체 박막으로 구성된 태양정지를 직/병렬로 연결하여 사용자가 필요로 하는 전압 및 전류를 발생시키도록 만든 소자이다.
제9도에는 이와같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 태양전지판 제조공정을 도시한 공정 순서도가 도시되어 있다.
상기 도면을 이용하여 그 제조공정을 살펴보면, 먼저 제1단계로서 종래와 동일한 방법으로 제2도의 (a)및 (b)에 도시된 바와 같이 마이너스(-)극성을 갖는 태양전지의 제1박막 및 플러스(+)극성을 갖는 태양전지의 제2박막을 절단한다.
그후 제2단계로서 제10도에 도시된 바와 같이 PCB 기판(100)상에 만들고자 하는 태양전지판의 회로(예컨대, 태양전지 세팅라인(102) 및 상기 세팅라인(102)상의 중간 부분에 설계된 기판회로(104)가 구비된 회로)를 미리 형성한 다음, 상기 PCB 기판회로(104)와 제3도의 (b)에 도시된 태양전지의 제2박막 그리드선(9')을 접촉시키기 위해 상기 PCB 기판회로(104)에 솔더 프린트나 디스펜서를 이용하여 솔더 페이스트를 바른 후 태양전지(110)를 태양전지 세팅라인(102) 위에 올려 놓는다.
이어서 제3도의 (a)에 도시된 태양전지의 제1박막 그리드선(9)에 디스펜서를 이용하여 솔더 페이스트를 바르고 그 위에 제11도에 도시된 PCB 기판용 리본(108)을 올려 놓는다.
이때 상기 PCB 기판용 리본(108)은 상기 도면에서 알수 있듯이 일측 에지부분이 태양전지의 두께(112)만큼 구부려진 형상으로 제조되며, 99.9%의 구리에 소량의 납 및 주석이 도금된 재질을 갖도록 만들어진다.
이와같이 구성된 PCB 기판을 열처리 기계(reflow machine)에 통과시키면 태양전지판 회로가 완성되는데, 이경우 태양전지가 열처리 기계에 1회만 통과하게 되므로 종래 2차례에 걸쳐 열처리 공정을 실시해왔던 것에 비해 태양전지의 열적 스트레스를 줄일수 있게 된다.
제3단계로서 회로가 완성된 태양전지판은 필요로 되어진는 전류 및 전압이 제대로 발생되는지 시험 단계를 거치게 되며, 이때 상기 태양전지와 기판이 부착되므로 이동이 편리하여 소자 불량을 줄일수 있게 된다.
이어서 제4단계로서 제12도의 (a)에 도시된 바와 같이 태양전지판 회로가 형성된 PCB 기판(100)상에 태양전지(110), EVA막(114) 및 PVF막(116)을 연속 증착한 후 진공 라미네이션 공정을 실시하고 상기 PCB 기판(100) 가장자리에 EVA막(114)으로부터 흘러내린 EVA는 기판(100)과 일치되게 커팅(cutting)한다.
상기와 같이 적층막이 형성된 것은 PCB 기판(100)이 절연물질이므로 태양전지(110) 하단에 다시 EVA막을 적층시킬 필요가 없기 때문이며, 이로 인해 재료비를 절감할 수 있게 된다.
한편, 제12도의 (b)에는 상기와 같은 적층구조를 갖는 태양전지판의 측면구조가 도시되어 있다. 상기 도면에서 알수 있듯이 본 발명에 의한 태양전지판은 PCB 기판(100)상에 소정간격 이격되며 서로 분리되도록 PCB 기판회로(104)가 패터닝되어 있고, 상기 PCB 기판(100)의 기판회로(104)와 태양전지의 그리드선이 접촉되도록 태양전지의 세팅라인에 맞추어 태양전지(110)가 부착되어 있으며, 상기 태양전지(110)상에는 PCB 기판용 리본(108)이 부착된 구조로 이루어져 있다.
계속해서 제5단계로서 단자접속 공정을 실시한다. 본 공정에서는 태양전지의 단자와 리드 와이어 간의 접속을 원활히 하기 위해 제10도에 도시된 바와 같이 PCB 기판(100)에 태양전지판의 마이너스(-) 단자와 플러스(+)단자가 인출될 부분에 단자인출용 홈(106)이 형성되어 있어, 적층막 형성 후 라미네이션 공정을 실시하게 되면 상기 PCB 기판(100)의 홈(106)은 EVA로 채워지나 태양전지의 단자(118)는 제13도에 도시된 바와 같이 홈 상부로 뽑아 나오도록 할수 있게 된다. 따라서 상기 단자(118)와 리드 와이어에 종래 행해졌던 알루미늄 기판 뒷면의 EVA 제거작업이 없이도 용이하게 납땜 공정을 실시할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 열처리 공정의 단순화로 태양전지의 열적 스트레스를 줄일수 있을 뿐 아니라 태양전지와 인쇄회로기판이 부착된 상태로 이동되므로 이동시 발생되던 불량요인을 제거할 수 있게 되어 불량율을 줄일수 있으며, 인쇄회로기판이 졀연물질이므로 진공 라미네이션 공정 진행시 태양전지 하단에 EVA막을 다시 적층할 필요가 없게 되어 재료비 졀감이 가능하고, 태양전지 단자와 리드 와이어의 접속 공정인 납땜시에 알루미늄 기판 뒷면의 EVA 제거작업이 필요없어 공정 진행이 편리하며, 다단계 공정(예컨대, 테빙 공정, 스트링 공정 및 매트릭스 공정)을 태양전판의 회로가 구비된 인쇄회로기판을 사용하여 단일공정으로 진행시킴으로써 생산성 향상에 따른 수율증대 및 공정 단순화를 기할수 있게 된다.
Claims (3)
- 마이너스(-)극성을 갖는 태양전지의 제1박막 및 플러스(+)극성을 갖는 태양전지의 제2박막을 절단하는 단계와; 태양전지 세팅라인 및 기판회로가 형성된 인쇄회로기판 상의 기판회로와 태양전지의 제2박막 그리드선을 접촉시키기 위하여 상기 기판 회로에 솔더 페이스트를 바른 후 태양전지를 태양전지 세팅라인에 맞추어 올려 놓는 단계와; 태양전지의 제1박막 그리드선에 솔더 페이스트를 바른 후 인쇄회로기판용 리본을 올려 놓는 단계와; 상기 단계를 거쳐 형성된 인쇄회로기판을 열처리하여 태양전지판 회로를 형성한 후 전류 및 전압 시험을 실시하는 단계와; 상기 태양전지판 회로가 형성된 인쇄회로기판상에 태양전지, EVA막 및 PVF막을 연속증착한 후 진공 라미네이션을 실시하여 상기 인쇄회로기판 가장자리에 흘러내린 EVA를 기판과 일치되게 커팅하는 단계 및; 상기 태양전지판 단자와 리드 와이어를 접속하는 단계로 이루어 짐을 특징으로 하는 태양전지판 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판용 리본은 일측 에지부분이 태양전지의 두께만큼 구부려진 형상으로 제조됨을 특징으로 하는 태양전지판 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인쇄회로기판용 리본은 99.9%의 Cu에 Pb및 Sn이 도금된 형태로 제조됨을 특징으로 하는 태양전지판 제조방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019950002378A KR0157933B1 (ko) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 태양전지판 제조방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1019950002378A KR0157933B1 (ko) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 태양전지판 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960030918A KR960030918A (ko) | 1996-09-17 |
| KR0157933B1 true KR0157933B1 (ko) | 1998-12-01 |
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ID=19407895
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| KR (1) | KR0157933B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101011025B1 (ko) * | 2009-11-24 | 2011-01-28 | 주식회사 에프씨티 | 태양전지 미니모듈 및 태양전지 미니모듈 제조방법 |
| KR101462600B1 (ko) * | 2013-05-22 | 2014-11-21 | 주식회사 에스에프에이 | 박막태양전지용 리본 부착장치 |
-
1995
- 1995-02-09 KR KR1019950002378A patent/KR0157933B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101011025B1 (ko) * | 2009-11-24 | 2011-01-28 | 주식회사 에프씨티 | 태양전지 미니모듈 및 태양전지 미니모듈 제조방법 |
| KR101462600B1 (ko) * | 2013-05-22 | 2014-11-21 | 주식회사 에스에프에이 | 박막태양전지용 리본 부착장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960030918A (ko) | 1996-09-17 |
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