KR100955220B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공형 태양 전지 모듈에 관한 것으로, 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고 상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 진공 상태가 되면 상기 제2 기판이 상기 리본과 밀착된다.
태양 전지, 강화유리, 실링재, 스토퍼, 간격재
Description
본발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 태양 전지 모듈은 광전효과를 이용한 빛에너지를 전기에너지로 변화시키는 반도체 소자로서, 무공해, 무소음, 무한공급에너지라는 이유로 각광을 받고 있다. 최근, 환경 문제에 대한 의식이 높아져 세계적으로 확산되고 있다. 그 중에, CO2 배출로 인한 지구 온난화 현상에 대한 관심이 깊어지고 있으며 크린 에너지에 대한 요구가 강해지고 있다. 태양 전지는 현재 안전성과 취급의 용이성으로 인해 크린 에너지원으로 기대되고 있다.
태양 전지는 여러 가지 형태가 있는데, 일반적인 태양 전지 모듈은 커버유리와 절연체 사이에 태양 전지 셀이 위치하는 구조로 되어 있으며, 커버 유리와 절연체 사이에 충진제가 충진되어 고온에서 압착성형과정을 거쳐 완성된다. 그러나 충진체는 태양 전지 모듈의 투과율을 감소시키고 나아가 어느 정도의 시간이 지나면 충진체에 황변 현상이 필연적으로 발생되어 궁극적으로는 태양 전지 모듈의 수명을 줄인다.
또한 고온압착성형 전에는 태양 전지 모듈을 구성하는 각각의 구성품들이 원 부자재의 형태를 그대로 유지하여 쉽게 분리되는데 반해, 고온압착성형 후에는 각 구성품들이 충진체와 일체화되어 태양 전지 모듈의 수명이 다하여 폐기할 경우에 각 구성품들로 분리수거가 불가능하며, 모듈의 제작공정상에 불량이 발생하였을 경우에도 분리가 어렵기 때문에 수리를 하기 어려운 문제가 있다.
본발명의 실시예는 황변현상을 방지할 수 있고 각 원부자재의 분리를 용이하도록 한 태양 전지 모듈을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고 상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하며, 상기 제1 기판은 유리로 만들어질 수 있고 상기 제2 기판은 절연 물질로 만들어질 수 있으며, 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 상온에서 진공흡입공정을 통해 진공 상태가 되면 상기 제1 기판, 상기 태양 전지 및 상기 리본과 밀착될 수 있다.
제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고 상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 진공 상태이며, 상기 제1 기판은 유리로 만들어지고 상기제2 기판은 절연 물질로 만들어질 수 있으며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 태양 전지의 가장자리에 형성되어 있는 접착 물질에 의해 부착될 수 있고, 상기 태양 전지가 위치한 공간에는 상기 접착 물질이 형성되어 있지 않을 수 있다.
제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고 상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 진공 상태이며, 상기 제1 기판은 유리로 만들어지고 상기제2 기판은 절연 물질로 만들어질 수 있으며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 태양 전지의 가장자리에 형성되어 있는 접착 물질에 의해 부착될 수 있고, 상기 태양 전지가 위치한 공간에는 상기 접착 물질이 형성되어 있지 않을 수 있다.
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상기 태양 전지 모듈은 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 보호 필름을 더 포함할 수 있다.
제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고 상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 진공 상태이며, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 강화유리로 만들어지고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 태양 전지의 가장자리에 형성되어 있는 접착 물질에 의해 부착되며, 상기 태양 전지가 위치한 공간에는 상기 접착 물질이 형성되어 있지 않을 수 있다.
제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고 상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 진공 상태이며, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 강화유리로 만들어질 수 있고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에는 실링재가 배치될 수 있으며, 상기 실링재는 상기 태양 전지의 가장자리에 위치하여 상기 태양 전지가 위치한 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이 공간을 외부와 차단할 수 있다.
제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고 상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 진공 상태이며, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 강화유리로 만들어지고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 태양 전지의 가장자리에 형성되어 있는 접착 물질에 의해 부착되며, 상기 태양 전지가 위치한 공간에는 상기 접착 물질이 형성되어 있지 않을 수 있다.
제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고 상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 진공 상태이며, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 강화유리로 만들어질 수 있고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에는 실링재가 배치될 수 있으며, 상기 실링재는 상기 태양 전지의 가장자리에 위치하여 상기 태양 전지가 위치한 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이 공간을 외부와 차단할 수 있다.
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상기 실링재는 비접착성일 수 있으며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 상온에서 진공흡입공정을 통해 진공 상태가 되면 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 결합될 수 있다.
상기 태양 전지 모듈은 상기 태양전지와 상기 실링재 사이에 배치되어 있는 스토퍼를 더 포함할 수있다.
상기 태양 전지 모듈은, 상기 복수의 단위셀 사이에 배치되어 있으며 일측은 상기 제1 기판과 접촉하고 있고 타측은 상기 제2 기판과 접촉하고 있는 간격재를 더 포함할 수 있다.
상기 태양 전지 모듈은 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 보호 필름을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법은, 유리로 만들어진 제1 기판 위에 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지를 배치하는 단계, 상기 태양 전지 위에 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 형성하는 단계, 상기 태양 전지 위에 제2 기판을 배치하는 단계, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이 공간을 외부와 차단할 수 있도록 하는 실링재를 배치하는 단계, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이를 상온에서 진공 흡입하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 기판은 유리로 만들어질 수 있다.
상기 태양 전지 모듈의 제조 방법은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 스토퍼를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 스토퍼는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 진공 흡입시 상기 실링재를 지지할 수 있다.
상기 태양 전지 모듈의 제조 방법은 상기 복수의 단위셀 사이에서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 지지하는 간격재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 태양 전지 모듈의 제조 방법은 상기 제1 기판 위에 보호 필름을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 진공형 태양 전지 모듈은, 강화유리, 상기 강화유리의 상단에 배치되고 전도성을 갖는 리본을 상단에 일개 이상 구비하여, 직렬 또는 병렬로 배열되고 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 다수의 태양 전지 셀, 상기 태양 전지 셀의 하부에 배치되는 절연체를 포함하고, 강화유리와 절연체 사이를 진공흡입하여 강화유리, 절연체, 태양 전지 셀이 밀착되도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 진공형 태양 전지 모듈은, 소정의 거리만큼 이격되어 구비되는 상부강화유리와 하부강화유리, 상기 상부강화유리와 하부강화유리 사이에 배치되고 전도성을 갖는 리본을 상단과 하단에 일개 이상 구비하여 직렬 또는 병렬로 배열되고 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 다수의 태양 전지 셀, 상기 상부강화유리와 하부강화유리 사이에 태양 전지 셀과 겹치지 않도록 구비되는 실링재를 포함하고, 상부강화유리와 하부강화유리 사이를 진공흡입하여 방식으로 밀착하여 상부강화유리, 태양 전지 셀, 하부강화유리가 밀착되도록 한다.
본발명의 실시예에 따르면, 태양 전지 셀과 유리 및 절연체 사이에 충진제를 사용하지 않고 진공으로 흡입하여 대체함으로써, 충진제가 생략되어 태양 전지 모듈의 생산비를 현저히 감소하고, 태양광의 투과율을 향상시켜 출력을 상승시키며, 충진제의 구성에 따른 황변현상을 방지하여 태양 전지 모듈의 수명을 증가시킨다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 각 원부자재의 분리가 용이하도록 하여 태양 전지 모듈의 수리 및 보수가 용이해지고, 사용이 완료된 태양 전지 모듈의 분리 회수가 가능하여 각 요소별로 별도의 재활용이 가능하여 자원 절약의 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실 시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면, 본 발명의한 실시예에 따른 태양 전지 모듈에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양 전지 모듈이 결합된 상태에서 이를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 태양 전지 모듈은 유리(100), 태양 전지(200), 리본(300p, 300q) 및 절연체(400)를 포함한다.
유리(100)는 외부의 충격 등으로부터 태양전지(200)를 보호하기 위한 것으로 강화 유리가 사용될 수 있다. 유리(100)는 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 가질 수 있다. 유리(100)는 사각형이나, 설치 환경이나 설계에 따라 원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.
유리(100)의 하부면에는 보호 필름(110)이 형성되어 있다. 보호 필름(110)으로는 자외선 차단 필름 등이 사용될 수 있다. 보호 필름(110)은 유리(100)를 통해 태양 전지(200)로 전달되는 자외선 따위를 차단하여 태양 전지의 수명을 늘이는데 도움을 준다. 그러나 유리(100)가 그 자체로 충분한 자외선 차단 기능이 가능 하다면 보호 필름(110)은 생략될 수 있다.
강화유리(tempered glass)는 성형 판유리를 연화온도에 가까운 500∼600℃로 가열하고, 압축한 냉각공기에 의해 급랭시켜 유리 표면부를 압축변형시키고 내부를 인장 변형시켜 강화한 유리이며, 보통 유리에 비해 굽힘 강도는 3∼5배, 내충격성은 3∼8배 강하며, 내열성도 우수한 특징이 있어, 태양전지(200)를 외력으로부터 보호하고, 태양광을 효율적으로 투과시킨다.
유리(100)의 상부에는 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지(200)가 위치한다. 태양 전지(200)의 크기는 4인치, 5인치, 6인치 등 다양하며, 그 크기에 따라 평균 전력 발생량도 상이하다. 건물의 벽면, 건물의 옥상, 도로, 산간지역 등에 설치되는 대부분의 태양 전지 모듈은 태양전지(200)를 복수개 연결하여 필요한 전력을 생산하고 있다.
태양 전지(200)의 하부면과 상부면(도면 기준)에는 전도성을 가지는 복수의 리본(300p, 300q)이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 리본(300p, 300q)은 태양 전지(200)에서 발생된 전자들이 움직일 수 있는 일종의 통로(channel)역할을 하며, 납땜 등의 방식에 의해 태양 전지(200)의 양면 위에 형성될 수 있다.
태양 전지(200)의 위에는 비교적 유연하고 강도가 낮은 절연체(400)가 배치되어 있다. 절연체(400)는, 절연체(400)와 유리(100) 사이가 상온에서 진공흡입공정을 통해 진공 상태가 됨에 따라 유리(100), 태양 전지(200) 및 리본(300q)과 밀착된다.절연체(400)로는불소수지 계열의 TPT(Tedlar/PET/Tedlar), PET(poly-ethylene terephthalate) 타입 등의 합성 수지가 사용될 수 있으며, 이러한 절연 체(400)는 방수, 절연 및 자외선 차단 등의 기능을 한다.
절연체(400)와 유리(100) 사이를 상온에서 진공 흡입하면, 절연체(400)는 태양 전지(200)를 덮음과 동시에 유리(100)에 밀착된다. 절연체(400)와 유리(100)를 완벽하게 접착시키기 위해 실리콘이나 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다.
위의 구조에 따르면, 태양 전지 모듈의 내부 즉 유리(100)와 절연체(400) 사이에는 리본(300p, 300q)이 형성된 태양 전지(200) 만이 배치되고, EVA(Ethylene vinyl acetate) 필름과 같은 충진제가 채워질 필요가 없다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 도 3에 도시한 바와 같이, 태양 전지(200)의 상부면에만 리본(300q)이 형성될 수 있다. 리본(300q)이 절연체(400)와 접하는 상단에만 형성되면, 절연체(400)가 유리(100)에 밀착될 때, 태양 전지(200)의 하부 전면이 유리(100)의 전면과 접촉하므로, 태양 전지(200)의 하부 특정부분에 응력이 집중되어 태양 전지(200)가 파손되는 현상을 막을 수 있다. 특히, 비교적 유연하고 강도가 낮은 절연체(400)와 강도가 크고 연성이 낮은 유리(100) 사이에 태양 전지(200)가 배치되고, 태양 전지(200)의 양측에 리본이 구비된 상태에서 유리(100)와 절연체(400)가 밀착되면, 태양 전지(200)의 특정 부분에 응력이 집중되어 크랙 현상이 빈번히 발생된다는 것을 실험을 통해서 알 수 있었다. 따라서 도 3의 구조는비교적 유연하고 강도가 낮은 절연체(400)와 강도가 크고 연성이 낮은 유리(100) 사이에 태양 전지(200)가 설치되는 경우 사용될 수 있다.
다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈에 대하여 도 4 및 도 5 를 참고하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 분해 사시도이고, 도 5은 도 4의 태양 전지 모듈이 결합된 상태에서 이를 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 태양 전지 모듈은 하부 유리(100), 상부 유리(500), 태양 전지(200), 리본(300p, 300q), 스토퍼(600) 및 실링재(700)를 포함한다.
하부 유리(100)와 상부 유리(500)는 서로 마주하며, 하부 유리(100)와 상부 유리(500) 사이의 가장자리부에 배치되는 실링재(700)에 의해 하부 유리(100)와 상부 유리(500)의 사이 공간은 진공 상태를 유지할 수 있다. 하부 유리(100)와 상부 유리(500)는 그 사이가 상온에서 진공흡입공정을 통해 진공 상태가 됨에 따라 실링재(700)와 밀착된다.
하부 유리(100)와 상부 유리(500)의 사이 공간에는 태양 전지(200)가 위치하며, 이 태양 전지(200)를 외부의 충격 따위로부터 보호하기 위해 하부 유리(100) 및 상부 유리(500)는 강화 유리로 만들어질 수 있다. 유리(100, 500)는 방수, 절연 및 자외선차단 기능을 할 수 있다. 유리(100, 500)는 사각형이나, 설치 환경이나 설계에 따라 원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.
하부 유리(100)의 하부면에는 보호 필름(110)이 형성되어 있다. 보호 필름(110)으로 자외선 차단 필름 등이 사용될 수 있다. 보호 필름(110)은 하부 유리(100)를 통해 태양 전지(200)로 전달되는 자외선 따위를 차단하여 태양 전 지(200)의 수명을 늘이는데 도움을 준다. 그러나 보호 필름(110)은 생략될 수 있다.
하부 유리(100)의 상부에는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지(200)가 위치한다. 태양 전지(200)의 하부면과 상부면(도면 기준)에는 전도성을 가지는 복수의 리본(300p, 300q)이 직렬 또는 병렬로 형성되어 있다. 리본(300p, 300q)은 태양 전지(200)에서 발생된 전자들이 움직일 수 있는 일종의 통로(channel)역할을 하며, 납땜 등의 방식에 의해 태양 전지(200)의 양면 위에 형성될 수 있다.
태양 전지(200)의 가장자리에는 실링재(700)가 배치되어 있다. 실링재(700)는 하부 유리(100) 및 상부 유리(500)와 접촉하여 하부 유리(100)와 상부 유리(500)의 사이 공간을 외부 환경과 차단시킨다. 이로써 하부 유리(100)와 상부 유리(500) 사이의 내부 공간은 진공 상태를 유지할 수 있다. 실링재(700)는 비접착성 물질이 사용될 수도 있고, 또는 실리콘, 에폭시 수지 등과 같은 실란트 소재로만들어질 수도 있다.
그리고 태양 전지(200)와 실링재(700) 사이에는 스토퍼(600)가 배치되어 있다. 스토퍼(600)는 하부 유리(100) 또는 상부 유리(500)에 고정될 수 있으며, 외부에서 가해지는 힘에 의해 실링재(700)가 하부 유리(100)와 상부 유리(500)의 내부 공간으로 빨려 들어가는 것을 막는다. 스토퍼(600)는 PVB(Poly Vinyl Butyral), EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 등으로 만들어질 수 있다.
위의 구조에 따르면, 상부 유리(500)와 하부 유리(100)에 의해 형성된 내부 공간은 실링재(700)에 의해 외부와 차단되며 아울러 그 내부 공간에는 리본(300p, 300q)이 형성된 태양 전지(200)만이 배치되고, EVA(Ethylene vinyl acetate), PVB(poly-vinyl butyral) 또는 올레핀 계열의 열가소성 수지와 같은 충진제가 채워질 필요가 없다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 하부 유리(100)와 상부 유리(500) 사이에 간격재(800)가 형성될 수 있다.
간격재(800)는 태양 전지(200)의 단위셀 사이에 배치되어 있으며, 그 일측은 하부 유리(100)와 접촉하고 있고 타측은 상부 유리(500)와 접촉하고 있다. 간격재(800)는 절연성, 내열성 및 내충격성을 가지는 재질, 가령 실리콘, 테프론 따위로 만들어질 수 있다. 간격재(800)는 하부 유리(100)와 상부 유리(500)의 사이를상온에서 진공 흡입할 때 태양 전지(200)에 힘이 가해지는 것을 최소화하는 완충재 역할을 한다. 즉 간격재(800)는 태양 전지(200)의 단위셀 사이의 공간에서 응력이 발생되어 이러한 응력이 단위셀의 모서리 부분에 집중되는 것을 보완하여 단위셀의 파손을 방지한다.
다음, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대하여 도 8 내지 도 12를 참고하여 설명한다.
도 8의 (a) 및 (b)는 도 1 및 도 2에 도시한 태양 전지 모듈의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 우선 보호 필름(110)이 형성된 유리(100)와 복수의 리본(300p, 300q)이 형성된 태양 전지(200)를 준비한다. 그런 다음 유리(100) 위에 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지(200)를 배치한다. 이어서 비교적 유연하고 강도가 낮은 절연체(400)를 태양 전지(200) 위에 배치한 후, 절연체(400)와 유리(100) 사이를 상온에서 진공 흡입한다. 그러면, 도 8의 (b)에서 보는 바와 같이 절연체(400)와 유리(100) 사이의 내부가 진공 상태로 밀봉된다. 필요에 따라서는 절연체(400)와 유리(100)의 가장자리에 실리콘이나 에폭시 수지 따위를 발라 절연체(400)와 유리(100)를 완벽하게 접착시킬수도 있다.
도 9 내지 도 12는 도 4 내지 도 7에 도시한 태양 전지 모듈의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 하부 유리(100)의 외면에 보호필름(110)을 형성하고, 내면에 스토퍼(600)를 형성한다. 스토퍼(600)는 하부 유리(100)와 일체로 형성될 수 있고, 또는 PVB(Poly Vinyl Butyral)나 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 따위로 만들어져 하부 유리(100)에 고정될 수도 있다.
다음으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 복수의 셀을 가지는 태양 전지(200)의 표면에 리본을 결합시킨다. 이어서 하부 유리(100)의 내면 위, 스토퍼(600)로 둘러싸인 내측에 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지(200)를 배치하고 아울러 복수의 단위셀 사이에 적어도 하나의 간격재(800)를 배치시킨다.
다음으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 하부 유리의 내면 위, 스토퍼(600)의 외측에 비접착성의 실링재(700)를 배치하고, 이어서 실링재(700), 간격재(800) 및 태양 전지(200) 위에 상부 유리(500)를 배치시킨다. 그런 후에, 하부 유리(100)와 상부 유리(500) 사이를 상온에서 진공 흡입하여 하부 유리(100)와 상부 유리(500)를 결합시킨다. 즉 하부 유리(100)와 상부 유리(500)는 각기 리본(300p, 300q), 간격재(800), 스토퍼(600) 및 실링재(700)에 밀착되어, 그 사이 공간을 진공 상태로 유지한다.
이때 스토퍼(600)는 상부 유리(500)와 하부 유리(100)의 사이를 흡입하여 진공 상태로 형성할 때 실링재(700)가 내측으로 말려들어가지 않도록 하며, 간격재(800)는 태양 전지(200)의 각 셀에 힘이 가해지는 것을 최소화하여 불량률을 줄인다.
한편, 위에서 설명한 방법과 달리, 실링재(700)는, 하부 유리(100)와 상부 유리(500) 사이를 진공 흡입하여 리본(300p, 300q) 및 간격재(800)가 상부 유리(500) 및 하부 유리(100)에 접하도록 한 후에, 마지막으로 하부 유리(100)와 상부 유리(500)의 가장자리에 마감될 수 있다. 이 경우 실링재(700)는 실리콘, 에폭시 수지 등과 같은 실란트 소재로 만들어질 수 있다. 또한 스토퍼(600)가 생략될 수도 있다. 또한 도 12에서와 같이 간격재(800)가 생략된 채 하부 유리(100)와 상부 유리(500)가 결합될 수 있다(도 4, 5의 실시예 참고).
위에서 설명한 실시예에 따르면, EVA, PVB 또는 올레핀 계열의 열가소성 수지와 같은 충진제를 생략하여 태양 전지 모듈의 생산단가를 현저히 감소시킬 수 있고, EVA, PVB 또는 올레핀 계열의 열가소성 수지와 같은 충진제가 태양 전지 위에 덮여 있음으로 인하여 감소되었던 태양광의 투과율을 향상시켜 태양 전지 모듈의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 상온에서 진공흡입공 정을 실시할수 있으므로, 종래 고온압착공정에 따른 긴 시간이 필요하지 않다. 따라서 태양 전지 모듈의 제조 시간이 획기적으로 단축된다. 또한, EVA필름과 같은 충진제의 구성으로 발생하였던 황변 현상을 제거하여 황변에 의한 태양전지 모듈의 수명단축을 사전에 방지할 수 있으며, 융착과정을 거쳐 일체화되어 분리되지 않았던 종래의 태양 전지 모듈과는 달리 분리가 용이하여 보수 및 관리가 용이하고, 폐 원자재별 분리수거가 가능케 되어 고가의 구성품을 별도로 재활용 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 분해 사시도이고,
도 2는 도 1의 태양 전지 모듈이 결합된 상태에서 이를 Ⅱ-Ⅱ선을따라 자른 단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 분해 사시도이고,
도 5는 도 4의 태양 전지 모듈이 결합된 상태에서 이를 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 분해 사시도이고,
도 7은 도 6의 태양 전지 모듈이 결합된 상태에서 이를 Ⅶ-Ⅶ을 따라 자른 단면도이고,
도 8 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 500: 유리 110: 보호 필름
200: 태양 전지 300p, 300q: 리본
400: 절연체 600: 스토퍼
700: 실링재 800: 간격재
Claims (15)
- 삭제
- 제1 기판,상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하며,상기 제1 기판은 유리로 만들어지고 상기 제2 기판은 절연 물질로 만들어지며, 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 상온에서 진공흡입공정을 통해 진공 상태가 되면 상기 제1 기판, 상기 태양 전지 및 상기 리본과 밀착되는 태양 전지 모듈.
- 제1 기판,상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하고,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이는 진공 상태이며,상기 제1 기판은 유리로 만들어지고 상기 제2 기판은 절연 물질로 만들어지고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 태양 전지의 가장자리에 형성되어 있는 접착 물질에 의해 부착되고, 상기 태양 전지가 위치한 공간에는 상기 접착 물질이 형성되어 있지 않은태양 전지 모듈.
- 제2항 또는 제3항에서,상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 보호 필름을 더 포함하는 태양 전지 모듈.
- 제1 기판,상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하고,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이는 진공 상태이며,상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 강화유리로 만들어지고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 태양 전지의 가장자리에 형성되어 있는 접착 물질에 의해 부착되며, 상기 태양 전지가 위치한 공간에는 상기 접착 물질이 형성되어 있지 않은 태양 전지 모듈.
- 제1 기판,상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있으며 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지, 그리고상기 태양 전지 위에 형성되어 있고 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 포함하고,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이는 진공 상태이며,상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 강화유리로 만들어지고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에는 실링재가 배치되어 있으며, 상기 실링재는 상기 태양 전지의 가장자리에 위치하고 상기 태양 전지가 위치한 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이 공간을 외부와 차단하는 태양 전지 모듈.
- 제6항에서,상기 실링재는 비접착성이며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이가 상온에서 진공흡입공정을 통해 진공 상태가 되면 상기제1 기판과 상기 제2 기판이 결합되는 태양 전지 모듈.
- 제7항에서,상기 태양 전지와 상기 실링재 사이에 배치되어 있는 스토퍼를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
- 제7항에서,상기 복수의 단위셀 사이에 배치되어 있으며, 일측은 상기 제1 기판과 접촉하고 있고 타측은 상기 제2 기판과 접촉하고 있는 간격재를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
- 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에서,상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 보호 필름을 더 포함하는 태양 전지 모듈.
- 유리로 만들어진 제1 기판 위에 복수의 단위셀을 가지는 태양 전지를 배치하는 단계,상기 태양 전지 위에 전도성을 가지는 하나 이상의 리본을 형성하는 단계,상기 태양 전지 위에 제2 기판을 배치하는 단계,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이 공간을 외부와 차단할 수 있도록 하는 실링재를 배치하는 단계, 그리고상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이를 상온에서 진공 흡입하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합시키는 단계를 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
- 제11항에서,상기 제2 기판은 유리로 만들어지는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
- 제12항에서,상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 스토퍼를 배치하는 단계를 더 포함하며, 상기 스토퍼는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 진공 흡입시 상기 실링재를 지지하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
- 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에서,상기 복수의 단위셀 사이에서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 지지하는 간격재를 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
- 제14항에서,상기 제1 기판 위에 보호 필름을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
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