KR100783028B1 - 태양전지모듈의 보수방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지모듈의 보수 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 내장된 파손된 태양전지를 교체하여 보수하기 위한 태양전지모듈의 보수방법에 있어서, 불량한 태양전지를 가열하여 백 시트를 제거하는 제1단계; 불량한 태양전지를 제거하는 제2단계; 새로운 태양전지로 교체하는 제3단계; 새로운 태양전지 위에 파이버글라스 시트를 배치하는 제4단계; 및 새로운 백 시트를 접합하고 라미네이팅 처리하는 제5단계;를 포함하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 내장된 태양전지의 일부가 파손 및 균열된 경우, 이를 신속하게 교체 및 수리하여 원활한 작동이 이루어지도록 함으로써 귀중한 자원을 낭비하지 않고, 항상 효율 좋게 태양 전기 에너지의 생산이 가능하도록 하여 청정에너지의 생산량을 최대화할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.
광전효과, 빛에너지, 전기에너지, 태양전지모듈, 태양전지
Description
도 1은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법이 적용되는 태양전지모듈을 도시한 분해 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법을 단계적으로 도시한 플로우 챠트;
도 3의 a),b)는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법에서 백 시트를 제거하는 공정을 도시한 설명도;
도 4의 a),b)는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법에서 파손된 태양전지를 제거하는 공정을 도시한 설명도;
도 5의 a),b)는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법에서 새로운 EVA 필름과 새로운 태양전지를 장착한 공정을 도시한 설명도;
도 6의 a),b)는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법에서 새로운 태양전지의 접속리본을 연결하는 공정을 도시한 설명도;
도 7은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법에서 태양전지 후면에 파이버글라스를 장착하는 공정을 도시한 설명도;
도 8의 a),b)는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법에서 후면에 EVA 필름들을 배치하는 공정을 도시한 설명도;
도 9는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법에서 백 시트를 새롭게 장착하는 공정을 도시한 설명도;
도 10은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법에 의해 태양전지가 교체된 태양전지모듈을 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1.... 본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법
10.... 백 시트를 제거하는 제1단계
20.... 불량한 태양전지를 제거하는 제2단계
30.... 새로운 태양전지로 교체하는 제3단계
40.... 파이버글라스를 배치하는 제4단계
50.... 라미네이팅 처리하는 제5단계
70.... 파이버글라스
100.... 태양전지모듈 110.... 태양전지
120.... 저 철분 강화유리
130.... EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 필름
132.... 전도성 접속리본(Interconnect Ribbon) 132a.... 절곡 부
133.... 버스 리본(Bus Ribbon) 134.... 구멍
140,145.... EVA 필름 150.... 백 시트(Back Cover)
P.... 인두 P'.... 면봉
본 발명은 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지모듈의 보수 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 내장된 태양전지의 일부가 파손 및 균열된 경우, 이를 신속하게 교체 및 수리하여 항상 원활한 작동이 이루어지도록 함으로써 귀중한 자원의 낭비를 줄이고 항상 효율좋게 전기 에너지의 생산이 가능하도록 함으로써 청정 에너지의 생산량을 최대화할 수 있도록 개선된 태양전지모듈의 보수방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지모듈(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양전지(110)가 수개에서 수십 개씩 가로, 세로로 배치되어 직, 병렬로 연결된 모듈(Module) 형태의 것을 말한다. 이와 같은 태양전지모듈(100)로부터 생산되는 전기 에너지는 무공해, 무 소음, 무한 공급 에너지라는 이유로 최근 들어 각광을 받고 있다.
보통 태양전지모듈(Solar Module)(100)은 다르게는 태양전지판(Solar Panel), 광전지모듈(Photovoltaic Module) 또는 광전지 판넬(Photovoltaic Panel) 등으로 불린다.
이와 같은 태양전지모듈(100)의 제조는 태양전지(Solar Cells)(110)를 수개 에서 수십 개를 가로 세로로 배치하고, 이들을 주재료성분이 (Pb+Sn+Ag) 또는 (Sn+Ag)로 이루어진 전도성 접속리본(Interconnect Ribbon)(132)과 버스 리본(Bus Ribbon)(133)들을 통하여 연결하며, 연결된 태양전지(110)들은 도 1과 같이 적층하여 라미네이팅 작업을 한다.
즉 도 1에 도시된 바와 같이, 태양전지모듈(100)은 전면 판넬로서 저 철분 강화유리(120)가 배치되고, 그 위에 전면 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 필름(130)이 형성되며, 그 위에 다수의 태양전지(110)들이 배치되고, 그 위에 후면 EVA 필름(140)이 형성되며, 그 위에 백 시트(Back Cover)(150)가 배치된 구조이다.
상기와 같은 구조의 태양전지모듈(100)은 전,후면 EVA 필름(130)(140) 사이에서 배치된 태양전지(110)를 접속리본(132)으로 본딩할 때, 그 연결방식에 따라 인두, 적외선 램프(IR Lamp), 할로겐 램프, 고온 공기(Hot Air) 등을 이용하여 직접접촉방식 및 간접접촉방식으로 본딩한다.
직접접촉방식의 경우, 태양전지(110)들 사이에 접속리본(132)을 배치하고 인두의 열로 사람이 직접 납땜으로 연결하며, 간접접촉방식의 경우 태양전지(110)를 진공 패드(미 도시)로 들어올린 다음, 이를 이동시켜서 적외선 램프(IR Lamp), 할로겐 램프, 고온 공기(Hot Air) 분사장치의 밑으로 이동시킨 다음, 램프나 고온 공기의 열로 본딩을 한다.
이때 태양전지(110)에 미세한 크렉이나 균열이 가해 질 수가 있는데 태양전 지(110)의 두께는 보통 180 - 280㎛로 매우 얇아서 이러한 현상이 매우 빈번하게 발생되고 있다. 이와 같은 경우 접속리본(132)을 통하여 연결된 태양전지(110)들 각각은 1차적으로 육안 균열(crack)을 조사하고, 2차적으로 형광등이나 램프의 조명으로 태양전지(110)의 뒷면에서 보다 상세한 검사를 한다.
그리고 접속리본(132) 또는 버스 리본(Bus Ribbon)(133)으로 전부 연결된 태양전지(110)들은 다시 라미네이팅 작업 전에 총 전압 및 전류를 측정하게 되며, 이때에는 3차 간이 측정기, 예를 들면 테스터기, IV Tester 등을 이용하여 검사한다. 그러나 3차까지 검사된 태양전지(110)에서도 보이지 않는 균열이 발생되고 있다. 그리고 태양전지(110)에 아주 미세한 충격이 있을 경우, 태양전지(110)를 측정시 측정기에서 전류 및 전압값이 모두 정상으로 검출되어 보통 바로 라미네이터기(Laminator)의 내부로 넣어 라미네이팅 작업을 하게 된다.
상기와 같은 라미네이팅 작업은 도 1에 도시된 것과 같이 배열하여 라미네이터기 내부의 바닥 판(동판)에 올려놓고, 라미네이터기의 뚜껑을 닫은 다음 라미네이팅 작업이 이루어진다.
이러한 태양전지모듈(100)의 통상적인 제조과정을 살펴보면, 태양전지(110)를 1차적으로 접속리본(Interconnecting Ribbon)(132)으로 연결한 후, 강화유리(120), 하부 EVA 필름(130), 태양전지(110), 상부 EVA 필름(140), 백 시트(150)의 순으로 내부 부품들을 배열시킨다.
그리고 상기 배열된 태양전지모듈(100) 중 강화유리(120)가 라미네이터기의 바닥동판에 위치되도록 상기 배열된 태양전지모듈(100)을 놓으며, 상기 라미네이터기의 상부측 챔버(덮개)를 닫은 후 작동시켜 강화유리(120)가 접촉된 바닥동판에 전기 공급에 따른 전열작용을 통해 상,하부 EVA 필름(130)(140)을 융해시킨다.
또한 진공펌프(미 도시)를 통해 라미네이터기의 내부 공기를 흡입하여 태양전지모듈(100) 측에 발생되는 기포 등을 제거한다. 그리고 콤프레셔(Compressor)(미 도시)를 통해 라미네이터기의 상부 챔버 측으로 압축공기를 공급하여 태양전지모듈(100)을 대략 80psi로 가압하면서 상,하부 EVA 필름(130)(140)에 의해 융착시킨다.
그리고 상기 태양전지모듈(100)의 본딩 후에는 라미네이터기의 내부 온도를 저하시킬 수 있도록 수냉 과정을 통해 바닥동판의 열을 냉각시키는 단계들을 통하여 태양전지모듈(100)이 제조된다.
이와 같은 공정을 통하여 제조되는 태양전지모듈(100)은 상기 강화유리(120)에 접착되는 태양전지(Solar Cells)(110)의 경우, 실리콘 웨이퍼를 재료로 만들어져서 매우 깨지기 쉬운 구조로 되어 있기 때문에, 상기 라미네이터기의 상부측 챔버를 이용해 80psi 이상으로 태양전지모듈(100)을 가압하게 되면 라미네이터기 전까지 검사에서 발견되지 못했던 미세한 균열이 상부측 챔버의 가압 힘으로 인하여 빈번하게 발생된다. 즉 태양전지(110)가 파손된 태양전지모듈(100)이 제작되는 커다란 문제점이 발생하는 것이다.
이와 같이 제조되는 태양전지모듈(100)은 그 제조공정에서 평균 불량률이 평균 약 3~4% 정도이고, 태양전지모듈(100) 내에서 태양전지(110)의 균열로 인한 불량이 약 2.0%로 발생되고 있다. 이러한 제조상 공정의 불량은 회피하기 어려운 것이며, 이와 같은 태양전지(110)의 균열로 인한 손실은 매년 수천억 단위로 발생되고 있고, 현재까지 누적된 파손된 태양전지모듈(100)로 인한 손실은 파악조차 할 수 없을 정도로 막대한 것이다.
지금까지 태양전지모듈 제조회사들은 태양전지(110)가 파손된 태양전지모듈(100)을 폐기처분하거나 그대로 방치하여 전기 에너지의 손실을 초래하고 있고, 최근 태양전지모듈(100)을 양산하는 제조회사에서도 불량한 태양전지(110)를 내장한 태양전지모듈(100)들을 수 백장에서 수 천장씩 공장 내에 방치한 상태로 두고 있는 실정이다.
따라서 이와 같이 방치되는 태양전지모듈(100)의 비용도 엄청난 규모이며, 이와 같은 불량품에 의한 제고 비용은 그대로 정상적인 태양전지모듈(100)의 가격으로 반영되어 원가가 상승하고, 이는 다시 소비자에게 가격이 전가되어 국내 및 국외에서 신.재생에너지의 사용에 큰 부담이 되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 내장된 태양전지의 일부가 파손 및 균열된 경우, 이를 신속하게 교체 및 수리하여 원활한 작동이 이루어지도록 함으로써 재고로 방치하지 않고 완제품으로 활용할 수 있도록 하여 귀중한 자원의 낭비를 줄일 수 있도록 개선된 태양전지모듈의 보수방법을 제공함에 있다.
그리고 본 발명은 다른 목적으로서, 부분적으로 파손된 태양전지 부분을 보수하여 기능을 정상화시킴으로써 항상 효율 좋게 태양 전기 에너지의 생산이 가능하도록 하여 청정 에너지의 생산량을 최대화할 수 있도록 개선된 태양전지모듈의 보수방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내장된 파손된 태양전지를 교체하여 보수하기 위한 태양전지모듈의 보수방법에 있어서,
불량한 태양전지를 가열하여 백 시트를 제거하는 제1단계;
불량한 태양전지를 제거하는 제2단계;
새로운 태양전지로 교체하는 제3단계;
새로운 태양전지 위에 파이버글라스 시트를 배치하는 제4단계; 및
새로운 백 시트를 접합하고 라미네이팅 처리하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제1단계는 불량한 태양전지를 포함한 태양전지모듈을 가열 수단 상에서 80℃내지 150℃ 온도로 가열하여 EVA 필름을 용융시킨 다음, 백 시트를 제거하는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 가열 수단은 태양전지 라미네이터나 핫프레이터 기판인 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 단계는 불량한 태양전지를 제거한 다음, 강화유리로부터 EVA 필름을 제거하고, 불량한 태양전지 좌,우측의 태양전지로부터 각각 3-20mm 길이의 접속리본들이 돌출하도록 불량한 태양전지의 접속리본을 제거하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제3단계는 불량한 태양전지를 제거한 자리에 새로운 태양전지의 크기보다 가로 및 세로의 길이가 10mm 이상 크게 절단된 새로운 EVA 필름을 배치하고, 그 위에 새로운 태양전지를 배치하는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제3단계는 좌,우측의 태양전지로부터 각각 돌출된 접속리본들이 상기 새로운 EVA 필름을 관통하도록 노출시킨 다음, 새로운 태양전지의 접속리본에 본딩 연결하는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제3단계는 새로운 태양전지의 좌,우 모서리 부분에서 좌,우측의 태양전지로부터 각각 돌출된 접속리본들이 볼록한 형태로 절곡부를 유지한 다음, 새로운 태양전지에 본딩되는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제3단계는 새로운 태양전지의 접속리본들을 본딩한 다음, 상기 새로운 EVA 필름과 강화유리를 가열하여 융착시키는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제4단계의 파이버글라스 시트는 망사 형태임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제4단계는 상기 파이버글라스 시트 위에 태양전지 크기 보다 가로 및 세로의 길이가 각각 10mm 이상 큰 EVA 필름을 올려놓고 다시 그 위에 태양전지모듈 전체 크기 보다 가로 및 세로의 길이가 각각 10mm 이상 큰 EVA 필름을 올려놓은 것을 추가 포함함을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제5단계는 상기 라미네이터기의 내부에서 태양전지모듈을 가압하면서 가열하여 라미네이팅 처리하는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 BIPV(Building Intergrated Photovoltaic System: 이중접합유리 태양전지모듈)의 보수에도 적용될 수 있음은 물론이고, 다만 BIPV 태양전지모듈 보수시에는 사전에 백시트의 외측에 부착된 유리를 와이어쏘우(Wire Saw) 또는 열선(Heating Wire)를 사용하여 분리하는 작업이 선행되는 점만이 차이가 있을 뿐 나머지 보수 공정은 동일하다.
본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법(1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 내장된 파손된 태양전지(110)를 교체하여 보수하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양전지모듈의 보수방법(1)은 불량한 태양전지(110)를 가열하여 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하는 백 시트(150)를 제거하는 제1단계(10)를 포함한다.
상기 제1단계(10)는 불량한 태양전지(110)를 포함한 태양전지모듈(100)을 가열 수단(미 도시) 상에서 80℃내지 150℃온도로 가열하여 EVA 필름(130)(140)을 용융시킨 다음, 백 시트(150)를 제거하게 되며, 상기 가열 수단은 태양전지 라미네이 터기나 핫프레이터 기판으로 이루어진다.
즉 본 발명은 태양전지(110)가 파손된 태양전지모듈(100)을 태양전지 라미네이터기나 핫프레이터기판 위에 올려놓는다. 이때 바닥 판 온도를 약 80℃에서 150℃까지 서서히 온도를 올린다. 이 설정온도는 EVA 필름(130)(140)이 서서히 녹는 온도가 약 80℃이며 최대 150℃ 정도가 되면, 물성이 연해져서 강화유리(120)에 부착된 EVA 필름(130)(140)이 상기 파손된 태양전지(110)와 함께 제거하기 쉬운 상태로 된다.
이와 같이 가열 수단의 바닥판 온도 약 150℃에서 EVA 필름(130)(140)의 물성이 연해지면 EVA 필름(130)(140)으로부터 태양전지모듈(100)의 뒷면 백 시트(150)를 전부 서서히 벗겨낸다. 이와 같은 상태가 도 3에 도시되어 있다.
그리고 본 발명은 다음으로 불량한 태양전지(110)를 제거하는 제2단계(20)가 이루어진다. 이와 같은 제2단계(20)는 불량한 태양전지(110)를 태양전지모듈(100)로부터 제거한 다음, 강화유리(120)로부터 EVA 필름(130)을 제거하고, 불량한 태양전지(110)의 접속리본(132)을 제거하되 그 좌,우측의 태양전지(110)로부터 각각 3-20mm 길이의 접속리본(132)들이 돌출하도록 절단한다.
이 과정에서 EVA 필름(130)(140)의 물성이 연하여지면 좌우 태양전지(110) 간에 연결된 접속리본(132)을 인두나, 소형 적외선 램프(IR Lamp), 할로겐 램프, 고온 에어(Hot Air) 등으로 파손된 태양전지(110)로부터 제거하고, 칼이나 끌로 파손된 태양전지(110)를 태양전지모듈(100)로부터 제거한다. 이때 제거된 태양전지 밑에 묻은 EVA 필름(130)은 융으로 된 천에 신나를 묻혀서 먼저 닦고, 다시 알코올로 깨끗하게 하여 강화유리(120)로부터 완전히 EVA 필름(130)(140)을 제거한다. 이와 같은 과정이 도 4에 도시되어 있다.
그 다음 상기와 같이 EVA 필름(130)(140)을 제거한 후, 천으로 깨끗이 닦은 태양전지모듈(100)은 라미네이터기나 핫프레이터기에 내려놓은 후 다음 작업을 시작한다.
상기에서 좌측의 태양전지(110)의 접속리본(132)은 태양전지(110)들 간의 연결 간격을 제외하고, 새로운 태양전지(110)가 교체되어 놓일 위치의 좌측 끝 지점으로부터 약 3-20mm 접속 리본을 남겨놓고 나머지 부분을 절단하여 버린다.
다음으로 파손된 태양전지(110)의 우측 접속리본(132)도 마찬가지로 우측 태양전지 왼쪽 끝 지점으로부터 약 3-20mm 까지 제거하고 나머지 부분은 우측 태양전지(110)에 본딩된 상태로 그대로 남겨둔다.
이것은 종래의 태양전지(Solar Cells) 제조 회사들이 태양전지(110) 뒷면에 실버 또는 유사한 패이스트로 된 패턴(폭 2~8mm : 접속리본(132)이 쉽게 납땜이나 융착, 본딩되도록 실버로 된 페이스트를 사용함)을 도포하고 있고, 이것들은 그 재질에 따라서 쉽게 벗겨지는 경우가 있는데, 이것이 한번 벗겨지면 다시 그 자리에 접속리본(132)을 본딩하는 것이 불가능하기 때문에 양호한 상태의 태양전지(110)에 부착된 패턴을 손상시키지 않기 위함이다.
따라서 파손된 태양전지(110)의 좌 우측에 배치된 태양전지(110)의 접속리본(132)들은 각각 약 3-20mm 돌출하도록 배치한다.
이와 같이 구성하면 파손되지 않은 우측 태양전지(110)의 실버 패턴은 양호하게 유지되고, 교체된 새로운 태양전지(110)의 접속리본(132)과 다시 본딩을 쉽게 할 수 있다.
그리고 본 발명은 다음으로 새로운 태양전지(110)로 교체하는 제3단계(30)가 이루어진다. 이와 같은 제3단계(30)는 먼저 제거된 태양전지 자리에 두께 0.4mm ~ 0.6mm의 새로운 EVA 필름(130)을 교체될 태양전지 크기보다 가로 및 세로의 길이가 각각 10mm이상 크게 절단하여 강화유리(120) 위에 놓는다.
상기 EVA 필름(Ethylene Vinyl Acetate)(130)은 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체(Copolymer)로서, 투명성, 완충성, 탄성, 인장강도가 아주 우수한 비닐 필름이다.
또한 상기 제3단계(30)는 좌,우측의 태양전지(110)로부터 각각 돌출된 접속리본(132)들이 상기 새로운 EVA 필름(130)을 관통하도록 노출시킨 다음, 새로운 EVA 필름(130) 위에 새로운 태양전지(110)를 배치하고 그 접속리본(132)들과 본딩 연결한다.
도 5에는 새롭게 배치된 EVA 필름(130) 위에 새로운 태양전지(110)가 배치된 상태를 도시하고 있다.
상기와 같이 배치된 상태에서 본 발명은 좌측 접속리본(132) 2개는 새롭게 놓인 EVA 필름(130)을 약 10mm 길이로 칼로 잘라 구멍(134)을 형성하고, 이를 관통하도록 접속리본(132)을 끼워 넣는다. 만일 상기에서 파손된 태양전지(110)의 주변의 좌,우,상,하에 태양전지(110)가 있는 경우, 상기 새롭게 배치되는 EVA 필름(130)은 반드시 상,하,좌,우 태양전지(110)의 크기보다 가로 및 세로의 길이가 각각 약 10mm 이상 크도록 절단하여 상,하,좌,우의 종래 태양전지(110) 위로 겹치도록 여유있게 절단하여 놓도록 한다. 상기 EVA 필름(130)은 보통 양면이 평평한 모양과 한쪽만 엠보싱 처리가 된 것이 있는데 엠보싱 처리가 된 EVA 필름(130)은 엠보싱 문양이 있는 면을 강화유리(120) 방향으로 배치한다.
또한 본 발명은 상기 제3단계(30)에서 새로운 태양전지(110)의 좌,우 모서리 부분은 좌,우측의 태양전지(110)로부터 각각 돌출된 접속리본(132)들이 볼록한 형태로 절곡 부(132a)를 유지한 다음, 새로운 태양전지(110)의 접속 리본(132)에 본딩되는 구조이다.
즉 새로 교체된 태양전지(110)를 놓고 좌측에 있는 접속리본(132)으로 인두(P)로 본딩하여 연결하고, 우측 태양전지(110)에 있는 접속리본(132)에도 같은 방식으로 도 6에 도시된 바와 같이, 연결한다. 이때 좌측 접속리본(132)을 교체될 새로운 태양전지(110)에 본딩 시, 약간 볼록하게 절곡 부(132a)를 형성하여 공간을 두고 새로운 태양전지(110) 모서리 부분에서 새로운 태양전지(110)의 접속리본(132)에 본딩한다.
이것은 직접 접속리본(132)이 새로운 태양전지(110)의 모서리에 닿지 않도록 하여 라미네이팅 시, 상부측 챔버의 가압으로부터 모서리가 파손되지 않도록 하기 위함이며, 우측 태양전지(110)의 왼쪽 끝 부분의 경우도 같은 방식으로 볼록하게 공간을 두고 본딩하는 것이 중요하다.
한편 상기에서 무연 납으로 된 접속리본(132)은 본딩 시, 이소프로필알코올을 본딩 용제로 사용하며, 납이 함유된 접속리본(132)은 크림 솔다나 송진 페이스트 용제를 면봉(P')을 이용하여 바른다.
다음 본 발명은 상기 제3단계(30)에서 새로운 태양전지(110)의 접속리본(132)들을 본딩한 다음, 그 새로운 EVA 필름(130)과 강화유리(120)를 가열하여 융착시키게 된다. 즉 EVA 필름(130)위에 교체된 태양전지(110)를 놓고 접속리본(132)을 연결한 다음, 강화유리(120)와 EVA 필름(130)이 먼저 밀착되도록 열을 가하여 EVA 필름(130)을 약간 녹인다.
이때 가열수단을 이루는 라미네이터기나 핫프레이터기의 바닥판 온도를 150℃에서 약 5분간 올려놓거나, 200W급의 적외선 램프(IR Lamp), 200W급의 할로겐 램프를 이용하여 거리(30cm ~ 50cm)를 두고, 빛을 파손된 태양전지(110)로 2~3분간 조사하면, 온도 약 80℃ 정도에서 EVA 필름(130)이 약간 녹아서 강화유리(120)에 밀착된다.
또한 본 발명은 새로운 태양전지(110) 위에 파이버글라스(70)를 배치하는 제4단계(40)를 포함하는바, 상기 제4단계(40)는 파손된 태양전지(110)를 교체한 후, 접속리본(132)으로 본딩한 다음 새롭게 교체된 태양전지(110) 위에 파이버글라스(Fiber Glass)(70) 시트를 올려놓는다. 이 파이버글라스(70)는 망사형태의 구조로 두께 약 0.1 ~ 0.2mm를 갖는 것이다.
이와 같은 파이버글라스(70)는 그 위에 중첩되는 EVA 필름(140)이 라미네이팅 시, 열을 받아서 녹으면 파이버글라스(70)의 내부로 침투하여 태양전지(110)와 백 시트(150)를 견고하게 밀착되도록 함과 동시에 라미네이터기의 진공기능으로 태양전지모듈(100) 내의 공기 기포를 탈포할 때, 내부 바닥판 온도의 약 150℃에서 EVA 필름(140)이 녹으며, 진공의 힘으로 공기를 탈포하면서 태양전지(110)가 움직이지 못하도록 하는 중요한 기능을 한다.이와 같은 구조가 도 7에 도시되어 있다.
그리고 본 발명은 상기 파이버글라스(70) 위에 새로운 태양전지 보다 가로 및 세로가 각각 10mm 이상 큰 EVA 필름(140)을 올려놓고, 다시 그 위에 태양전지모듈(100) 전체보다 가로 및 세로의 길이가 각각 10mm 이상 큰 EVA 필름(145)을 올려놓는 구조이다.
즉 새로운 태양전지(110) 위에 파이버글라스(70)를 놓고, 다시 그 위에 태양전지(110)의 크기 보다 가로 및 세로의 길이가 각각 10mm이상 큰 두께 0.6mm의 EVA 필름(140)을 올려놓고, 다시 그 위에 태양전지모듈(100)의 전체 크기 보다 가로 및 세로의 길이가 각각 약 10mm 이상 큰 EVA 필름(145)을 올려놓는다. 이와 같은 구조가 도 8에 도시되어 있다.
또한 그 다음으로는 상기 EVA 필름(145)을 놓은 다음, 그 위에 태양전지모듈(100) 전체 크기 보다 가로 및 세로의 길이가 각각 대략 10mm 이상 더 큰 백 시트(150)를 마지막으로 다시 올려놓는다. 이와 같은 구조가 도 9에 도시되어 있다.
여기서, 상기 백 시트(150)는 태양전지(110)를 방수, 절연 및 자외선 차단시키는 역할을 수행함과 동시에, 태양전지모듈(100)의 수명을 연장시키기 위하여 높은 온도 및 습도에서도 잘 견딜 수 있는 우수한 내구성을 가진 재질로 구성된다.
또한 본 발명은 새로운 백 시트(150)를 접합하고 라미네이팅 처리하는 제5단계(50)를 포함한다. 이와 같은 제5단계(50)는 라미네이터기의 내부에서 태양전지모듈(100)을 가압하면서 가열하여 라미네이팅 처리하는 것이다.
즉 파손된 태양전지(110)를 교체한 다음, 그 위에 파이버글라스(70)를 놓고 다시 그 위에 EVA 필름(140)(145)들을 올려놓은 다음, 이들을 다시 라미네이팅 처리하여 도 10에 도시된 바와 같이, 태양전지모듈(100)의 완제품을 완성한다.
본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조와 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 수정 또는 변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 내장된 태양전지의 일부가 파손 및 균열된 경우, 이를 신속하게 교체 및 수리하여 원활한 작동이 이루어지도록 함으로써 재고로 방치하지 않아도 되고, 완제품으로 활용할 수 있음으로써 귀중한 자원을 낭비하지 않는 우수한 효과를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명은 부분적으로 파손된 태양전지 부분을 보수하여 기능을 정상화시킴으로써 항상 효율 좋게 태양 전기 에너지의 생산이 가능하도록 하여 청정에너지의 생산량을 최대화할 수 있는 우수한 효과도 얻을 수 있는 것이다.
Claims (12)
- 내장된 파손된 태양전지를 교체하여 보수하기 위한 태양전지모듈의 보수방법에 있어서,불량한 태양전지를 가열하여 백 시트를 제거하는 제1단계;불량한 태양전지를 제거하는 제2단계;새로운 태양전지로 교체하는 제3단계;새로운 태양전지 위에 파이버글라스 시트를 배치하는 제4단계; 및새로운 백 시트를 접합하고 라미네이팅 처리하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제1항에 있어서, 이중접합유리 태양전지모듈에 대하여는 상기 제1단계 이전에, 와이어쏘우 또는 열선을 이용하여 접합된 유리를 분리하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계는 불량한 태양전지를 포함한 태양전지모듈을 가열 수단 상에서 80℃내지 150℃ 온도로 가열하여 EVA 필름을 용융시킨 다음, 백 시트를 제거하는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제3항에 있어서, 상기 가열 수단은 태양전지 라미네이터나 핫프레이터 기판인 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 단계는 불량한 태양전지를 제거한 다음, 강화유리로부터 EVA 필름을 제거하고, 불량한 태양전지 좌,우측의 태양전지로부터 각각 3-20mm 길이의 접속리본들이 돌출하도록 불량한 태양전지의 접속리본을 제거하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제3단계는 불량한 태양전지를 제거한 자리에 새로운 태양전지의 크기보다 크게 절단된 새로운 EVA 필름을 배치하고, 그 위에 새로운 태양전지를 배치하는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제6항에 있어서, 상기 제3단계는 좌,우측의 태양전지로부터 각각 돌출된 접속리본들이 상기 새로운 EVA 필름을 관통하도록 노출시킨 다음, 새로운 태양전지의 접속리본에 본딩 연결하는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제3단계는 새로운 태양전지의 좌,우 모서리 부분에서 좌,우측의 태양전지로부터 각각 돌출된 접속리본들이 볼록한 형태로 절곡부를 유지한 다음, 새로운 태양전지에 본딩되는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제8항에 있어서, 상기 제3단계는 새로운 태양전지의 접속리본들을 본딩한 다음, 상기 새로운 EVA 필름과 강화유리를 가열하여 융착시키는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제4단계의 파이버글라스 시트는 망사 형태임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제10항에 있어서, 상기 제4단계는 상기 파이버글라스 시트 위에 태양전지 크기 보다 큰 EVA 필름을 올려놓고, 다시 그 위에 태양전지모듈 전체 크기 보다 큰 EVA 필름을 올려놓은 것을 추가 포함하는 것임 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제5단계는 상기 라미네이터기의 내부에서 태양전지모듈을 가압하면서 가열하여 라미네이팅 처리하는 것임을 특징으로 하는 태양전지모듈의 보수방법.
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