KR100971923B1 - Ｐｅｔ 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법 - Google Patents

Ｐｅｔ 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PET 필름을 커버로 사용하여 제작됨으로써 기존의 에폭시 레진에 의해서 발생되는 여러 가지 결함들의 발생을 방지하도록 된 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 태양 광을 이용하여 전기를 발전하는 태양전지; 상기 태양전지의 상부 면에 위치된 PET 필름; 상기 태양전지의 하부 면에 위치되어 방수, 절연 및 자외선 차단효과를 갖는 백 시트; 상기 태양전지와 PET 필름의 사이 및 상기 태양전지와 백 시트의 사이에 위치되어 가열 용융됨으로써 태양전지의 파손을 방지하는 완충재 역할과 동시에 상기 PET 필름과 태양전지 및 백 시트를 일체로 봉합하는 제1 및 제2 EVA;를 포함하는 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 태양전지 모듈의 완성 후에, 백화 현상, 황변 현상, 형태 변형 현상, 이물질 혼입 현상 등의 문제점이 발생하지 않는다. 또한 각각의 태양전지 모듈들이 고품질을 유지하여 내구성이 우수하게 이루어짐은 물론, 발전 효율이 높고, 대량 양산이 가능한 우수한 효과를 갖는다.
PET 필름, 에폭시 레진, 태양전지모듈, 태양전지, EVA, 백 시트

Description

ＰＥＴ 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법{The Producing Method for Solar Cell Module Having A PET Film Cover}
본 발명은 태양 광을 이용하여 발전하는 태양전지 모듈의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 PET 필름을 커버로 사용하여 제작됨으로써 기존의 에폭시 레진에 의해서 발생되는 여러 가지 결함들의 발생을 방지하여 내구성이 우수하게 이루어짐은 물론, 태양전지의 발전 효율을 양호하게 유지시킬 수 있어서 고품질의 완성품을 제작할 수 있고, 다수의 태양전지 모듈들을 일시에 제작하여 대량 생산이 가능하도록 된 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 기존의 결정질 실리콘(Crystal Silicon) 태양전지모듈은 상부 보호용 덮개가 모듈 파워을 기준으로 4W - 240W 급에 저 철분 강화유리(Low Iron Tempered Glass)가 사용되고, 1W - 3W급에 일반유리, 1W급 이하에 주로 에폭시 액으로 몰딩되는 태양전지모듈이 제조되고 있다.
이와 같은 결정질 실리콘(Crystal Silicon) 태양전지모듈에서 저 철분 강화유리로 만들어지는 모듈 유리는 그 크기가 적어도 가로 및 세로 30cm X 15cm(모듈로는 4W급) 이상이 되어야 유리의 강화가 가능한데, 이는 유리를 강화하기 위한 가 열로의 틀 안에 유리를 걸쳐 놓을 수 있는 최소 폭의 어느 한쪽이 30cm 이상이 되어야 하기 때문이다.
한편, 이보다 작은 크기의 유리는 별도의 고정집게를 사용하여 일일이 가열로의 내부에 걸어서 유리를 강화하므로, 1W - 3W급에 이러한 방식으로 강화유리를 사용하였을 경우, 경제성이 떨어져 모듈제조 회사들은 강화 유리 대신에 주로 일반유리를 사용하고 있다.
또한 소형의 태양전지모듈, 즉 1W급 이하, 가로 및 세로 크기 10 cm X 10 cm 모듈들은 일반 유리보다 작업이 용이하고, 가격이 저렴하며 또 많은 수량을 한꺼번에 제조하기 쉬운 에폭시 레진을 보호 덮개로 사용하고 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 소형 태양전지모듈(1)은 PCB 또는 플라스틱판(10)의 상부에 태양전지(20)가 위치되고, 이들을 에폭시 레진(30)으로 몰딩한 형태의 구조를 갖는 것이다.
이와 같이 종래의 소형 태양전지모듈(1)은 상부 층 덮개(Front Cover)의 대용으로 에폭시 레진(Epoxy Resin)(30)이 사용되는데, 이 에폭시 레진(30)으로 만들어진 소형 태양전지모듈 1W급 이하는 동남아시아 국가들 특히 중국, 대만, 홍콩, 및 한국, 멕시코 등 국가에서 제조되고 있으며, 주로 교통 비상등, 점멸기, 라디오, 모자, 도로표시등, IT 제품, 보조 충전기 제품, 휴대용 열쇠고리 등의 용도로 사용되고 있다.
이와 같이 종래의 에폭시 레진(30)으로 만들어지는 태양전지모듈(1)의 문제점을 보면 아래와 같다.
먼저 백화현상이 일어나는데, 이는 태양전지가 뿌옇게 보이는 현상으로서, 이의 원인으로는 에폭시 레진(30)이 태양열에 의한 수축, 팽창이 반복적으로 일어나서 태양전지와 에폭시 액의 사이에 틈새가 발생하면서 외관이 뿌옇게 보이는 현상이 일어난다. 그리고 이 틈새의 내부로 습기가 침투하게 되면 태양전지의 쇼트현상이 발생되어 불량 원인이 된다.
그리고 황변 현상도 일어나는데, 이는 색이 누렇게 변색되는 것으로서, 태양 빛에 의해 에폭시 레진(30)이 서서히 황색으로 변색하면서 태양 빛 투과를 감소시켜 태양전지 발전 효율이 감소하는 문제가 발생된다.
또한 에폭시 레진(30)이 경화된 후 바깥쪽 부분이 곡진 형태를 형성하게 되는데, 이는 에폭시 레진(30) 특성상 경화되면 경화된 바깥쪽의 부분이 곡면 구조를 이루어 모듈 중앙 부분과는 다른 두께 편차가 생기고, 모듈 유리처럼 평평한 구조 면을 만들 수가 없다.
뿐만 아니라 에폭시 레진(30)으로 몰딩된 태양전지(20)의 뒷면 내부에 종종 공기층(air pocket)이 형성된다. 이는 에폭시 레진(30)을 몰딩하기 위해서 에폭시 액을 태양전지(20) 윗면에 쏟아붓게 되면, 이때 태양전지(20)의 뒷면으로 에폭시 레진(30)이 일부만 침투된다. 왜냐하면 미리 에폭시 레진(30)을 PCB 또는 플라스틱판(10) 위에 먼저 붓고 태양전지(20)를 올려놓으면 태양전지(20)를 PCB 또는 플라스틱판(10)에 고정시킬 수가 없다. 따라서 먼저 태양전지(20)를 PCB 또는 플라스틱판(10)에 올려놓고, 리본(40)을 이용하여 PCB 또는 플라스틱판(10)에 납땜으로 고정을 시키면 PCB 또는 플라스틱판(10)과 태양전지(20) 사이의 공간이 없어지게 되며, 이로 인해 에폭시 레진(30) 일부만이 태양전지(20) 뒷면으로 스며들고, 대부분 빈 공간을 형성하게 된다.
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이 빈 공간은 공기층을 형성하며, 이 공기층은 태양전지모듈(1)이 햇빛을 받게 되면, 보통 태양전지모듈(1)은 한여름 햇빛에서 최대 온도가 70 - 80℃ 정도로 올라가는데, 이때 공기층이 열에 의하여 팽창되고, 심하면 태양전지(20)의 윗면이 솟아오르면서 도 2에서 사진으로 도시된 바와 같이, 태양전지(20)가 위로 터져나가 버리는 문제가 발생 된다.
뿐만 아니라, 에폭시 레진(30) 표면의 이물질, 예를 들면, 티끌, 먼지, 벌레 등으로 인한 외관이 불량한 문제점이 발생된다. 상기 에폭시 레진(30)은 통상적으로 주제와 경화제로 구성되며, 이러한 2 가지 성분을 교반하여 작업하면서 그 과정에서 외부로부터 이물질 즉 티끌이나 먼지 등이 내부에 유입되고, 또한 상온 경화를 하면서 경화시간이 약 1시간 이상이 되어 이 시간 내에 이물질들이 추가로 들어가는 경우가 많아 제품 불량의 원인을 제공하기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 에폭시 레진 대신에 PET 필름을 대체 사용함으로써, 태양전지 모듈의 완성 후에, 백화 현상, 황변 현상, 형태 변형 현상, 이물질 혼입 현상 등의 다양한 결함을 해소하여 고품질의 완성품을 제작할 수 있도록 된 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법을 제공하는 데 있다.
그리고 본 발명은 다른 목적으로서 다수의 태양전지 모듈들을 일시에 제작하고 이를 각각의 규격으로 절단하여 대량 생산이 가능하며, 제품 완성 후에는 고품질을 유지하여 내구성이 우수하게 이루어짐은 물론, 태양전지의 발전 효율을 양호하게 유지시킬 수 있도록 된 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법을 제공하는 데 있다.
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상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 태양 광을 이용하여 발전하는 태양전지 모듈의 제조방법에 있어서,
태양전지, PET 필름, 백 시트 및 제1 및 제2 EVA를 준비하고, 상기 백 시트의 표면에 태양전지가 정확히 놓일 수 있도록 된 윤곽선을 스크린 프린팅으로 형성하여 준비하는 단계;
상기 PET 필름, 제1 EVA, 태양전지, 제2 EVA 및 백 시트들을 라미네이터 장치의 가열 판 상부에 표면이 균일한 강화유리 지그판을 올려놓고, 그 위에서 역순으로 차례차례 상향 배치하는 단계;
상기 라미네이터 장치를 이용하여 상기 제1 및 제2 EVA를 가열 용융시켜 PET 필름, 태양전지 및 백 시트를 서로 봉합하는 단계; 및
상기 PET 필름, 태양전지 및 백 시트를 서로 봉합하는 단계 이후에 각각의 태양전지 모듈별로 CO2 레이저 절단방식을 이용하여 PET 필름, 제1 및 제2 EVA 및 백 시트를 절단하되, 상기 레이저 빔의 열에 의해 PET 필름, EVA, 또는 백시트가 타는 것을 방지하기 위하여 질소가스를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법을 제공한다.
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그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 태양전지, PET 필름, 백 시트 및 제1 및 제2 EVA를 준비하는 단계는 태양전지의 리본이 외부 부하에 연결되도록 상기 백 시트와 제2 EVA에 구멍을 천공하는 것을 포함하는 것임을 특징으로 하는 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법을 제공한다.
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또한 본 발명은 바람직하게는 상기 C02 레이저 절단 방식은 그 절단 작업조건이 레이저 파장 10.6㎛, 빔 사이즈 0.005mm, 출력 50~100W, 속도 10~20mm/초로 절단 작업이 이루어지는 것임을 특징으로 하는 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법을 제공한다.
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본 발명에 따른 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법에 의하면 에폭시 레진 대신에 PET 필름을 대체 사용함으로써, 태양전지 모듈의 완성 후에, 백화 현상, 황변 현상, 형태 변형 현상, 이물질 혼입 현상 등의 기존 문제점이 발생하지 않는다.
또한 다수의 태양전지 어레이들을 PET 필름과 백 시트의 사이에 배치하고 봉합하여 제작한 다음, 이를 각각의 규격으로 CO2 레이저 절단하여 일시에 대량 생산이 가능하고, 제품 완성 후에는 각각의 태양전지 모듈들이 고품질을 유지하여 내구성이 우수하게 이루어짐은 물론, 태양전지의 발전 효율을 양호하게 유지시킬 수 있는 우수한 효과가 얻어지는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 태양전지모듈의 제조방법에 의해서 제조된 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈(100)은 기존 1W급 이하의 소형 태양전지모듈에 상부 보호용 덮개로 사용되는 에폭시 레진(30)을 대신하여 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름(110)을 사용하는 것이다.
즉 본 발명에 따른 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈(100)은 태양 광을 이용하여 전기를 발전하는 태양전지(130)를 갖는다. 이와 같은 태양전지(130)는 다수의 태양전지 어레이(130a)로 이루어질 수도 있는데, 이와 같이 태양전지 어레이(130a)로 이루어지면, 각각의 태양전지(130)들은 리본(132)을 이용하여 서로 연 결된다.
그리고 상기 태양전지(130)의 상부 면에는 PET 필름(110)이 위치된다. 이와 같이 본 발명의 태양전지 모듈(100)에서 사용되는 PET 필름(110)은 그 특징이 전기전도성, 주름현상이나 구김, 고온의 열에도 열변형, 내습성 및 내수성이 적으며, 열전도율이 낮고, 충격흡수력이 뛰어나다.
특히, 상기 PET 필름(110)의 하면 즉, 제1 EVA(142)를 매개로 태양전지(130)와 접하게 되는 면에는 전기방전 처리를 하여 그 표면을 거칠게 함으로써, 라미네이팅시 PET 필름(110)과 제1 EVA(142)의 접착성을 향상시킬 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 전기방전 처리 방법으로 코로나 방전으로 한다.
또한 본 발명의 태양전지 모듈(100)은 상기 태양전지(130)의 하부 면에 위치되어 방수, 절연 및 자외선 차단효과를 갖는 백 시트(140)를 갖는다. 즉 본 발명은 상기 PET 필름(110)을 상부 보호용 덮게로 하고, 기존 PCB 또는 플라스틱 판(10)의 하부 층을 백 시트(Back Sheet)(140)로 대신하는 모듈이다.
그리고 상기 태양전지(130)와 PET 필름(110)의 사이 및 상기 태양전지(130)와 백 시트(140)의 사이에 위치되는 제1 및 제2 EVA(142)(144)를 구비한다. 이와 같은 제1 및 제2 EVA(142)(144)는 이후에 설명되는 바와 같이 일정 온도, 예를 들면 150℃에서 가열 용융됨으로써 상기 PET 필름(110)과 태양전지(130) 및 백 시트(140)를 일체로 봉합하고, 그 사이에서 태양전지(130)의 파손을 방지하는 완충재 역할을 하게 된다.
상기 제1 및 제2 EVA(Ethyl Vinyl Actate)(142)(144)는 시트형으로 태양 광 모듈의 수명을 길게 유지하기 위한 필수소재로 태양전지(130)의 전 후면에 위치하여 태양전지(130)의 파손을 막는 완충재 역할 및 전면의 PET 필름(110)과 후면의 백 시트(Back Sheet)(140)를 접착해 봉입하는 역할을 한다.
한편 본 발명의 태양전지 모듈(100)은 상기 제2 EVA(144)와 백 시트(140)에 구멍(140a)(144a)이 형성되어 상기 태양전지(130)로부터 인출되는 리본(132)의 연장 부(132a)가 통과하고, 외부 부하에 연결되는 구조이다.
이와 같은 본 발명에 따른 PET 필름을 커버로 하는 태양전지 모듈(100)의 제작 방법은 아래와 같다.
본 발명에 따른 PET 필름을 커버로 하는 태양전지 모듈(100)의 제작 방법은 먼저 태양전지(130), PET 필름(110), 백 시트(140) 및 제1 및 제2 EVA(142)(144)를 준비하는 단계가 이루어진다.
즉 본 발명에서는 종래의 에폭시 레진(30) 대신에 PET 필름(110)을 상부 보호용 덮게로 하고, 종래의 PCB 또는 플라스틱판(10)을 백 시트(Back Sheet)(140)로 대체한다. 또한 상기 태양전지(130)와 PET 필름(110)의 사이 및 상기 태양전지(130)와 백 시트(140)의 사이에서 이들을 일체로 봉합하고, 그 사이에서 태양전지(130)의 파손을 방지하는 완충재 역할을 하는 제1 및 제2 EVA(142)(144)를 구비한다.
그리고 본 발명은 상기와 같이 준비된 태양전지(130), PET 필름(110), 백 시트(140) 및 제1 및 제2 EVA(142)(144)들을 도 5에 도시된 바와 같이, 라미네이터 장치(160)의 가열 판(162) 상에 배치하는 단계가 이루어진다. 이와 같은 배치 단계 에서는 라미네이터 장치(160)의 가열 판(162) 상에서 가장 하부 측에 PET 필름(110), 제1 EVA(142), 태양전지(130), 제2 EVA(144) 및 백 시트(140)들을 순서대로 차례차례 상부 측으로 적층 배치하게 된다.
또한 다음으로는 상기 라미네이터 장치(160)를 이용하여 상기 제1 및 제2 EVA(142)(144)를 가열 용융시켜 PET 필름(110), 태양전지(130) 및 백 시트(140)를 서로 봉합하는 단계가 이루어진다.
이와 같은 과정을 통하여 본 발명은 태양전지(130), PET 필름(110), 백 시트(140)를 일체로 구성하는데, 이와 같이 제작하면 종래의 태양전지 모듈(100)에서 에폭시 레진(30)을 이용하는 경우와 같이 PET 필름(110)의 측면 부분에서 곡진 부분이 형성되는 것을 개선할 수 있다.
이러한 작업 과정에서 보통 라미네이터 장치(160)는 도 5에 도시된 바와 같이, 그 바닥면이 동판으로 되어 있으며, 라미네이터 장치(160)의 상부 측 위 챔버에는 신축율 600%의 실리콘 씨트(165)가 달려있고, 상기 실리콘 씨트(165)는 밀봉되어 있어서 이 안으로 공기를 넣으면 실리콘 씨트(165)가 팽창되어 백 시트(140)를 하방으로 누르게 된다.
이때 실리콘 씨트(165) 내부의 공기압은 80psi 정도이며, 라미네이터 장치(160)의 하부 가열 판(162) 온도는 150℃에서 제1 및 제2 EVA(142)(144)가 녹는다. 이때, 상기 실리콘 씨트(165)가 팽창되면서 상기 태양전지(130), PET 필름(110), 백 시트(140)들을 가압하여 태양전지(130)가 접착된다. 이러한 과정은 총 10분에서 20분 정도가 소요되면서 태양전지 모듈(100)이 완성된다.
만일 상기와 같이 PET 필름(110)을 최하부로 하여 역순으로 라미네이터 장치(160)의 가열 판(162) 상에 놓지 않고, 백 시트(140), 제2 EVA(144), 태양전지(130), 제1 EVA(142) 및 PET 필름(110) 순으로 적층하고 서로 봉합시키면, PET 필름(110)은 가열 부분의 편차로 인하여 에폭시 레진(30)과 같이 상하, 좌우의 모든 모듈 끝 부분의 측면이 곡진 부분 형태로 만들어지는 문제점이 발생된다.
그러나 본 발명에서와 같이 가열 판(162) 상에 바닥으로부터 PET 필름(110), 제1 EVA(142), 태양전지(130), 제2 EVA(144) 및 백 시트(140)들을 순서대로 차례차례 놓으면 이러한 문제점이 해소된다. 따라서 이러한 배열위치는 본 발명에서 PET 필름(110)으로 태양전지 모듈(100)을 만들면서 정확한 형태로 제작하는 데에 있어서 매우 중요한 수순이다.
한편 상기와 같이 봉합하는 과정에서 본 발명은 상기 라미네이터 장치(160)의 가열 판(162) 상에는 표면이 균일한 강화유리 지그판(180)를 올려놓고 가열작업이 이루어지도록 한다. 이와 같은 강화유리 지그판(180)는 종래의 에폭시 레진(30)을 PET 필름(110)으로 대체하는 경우, 이물질 및 표면의 모듈 외형구조를 개선하도록 하여 준다.
즉 보통의 라미네이터 장치(160)는 그 바닥 가열 판(162)의 표면이 동판으로 이루어져 있고 유리면처럼 표면이 고르질 않아서 PET 필름(110)이 바닥 가열 판(162)에 놓이고, 실리콘 씨트(165)로 가압하면 가열 판(162) 상에 있는 조그마한 먼지, 티끌로 인하여 PET 필름(110) 상에 엠보싱 자국, 스크레치 등이 발생되어 제품의 품질을 떨어트릴 수 있게 된다. 이러한 부분을 해결하기 위하여 라미네이터 장치(160)의 가열 판(162) 위에 표면이 균일한 새로운 강화유리 지그판(180)를 올려놓고, 유리표면의 균일한 부분에 PET 필름(110)을 올려놓으면 제품의 균일도가 일정해져서 제품의 품질을 높이게 된다. 즉 라미네이터 장치(160)에 가열 판(162) 위에다 두께 3mm 내지 5mm의 새로운 강화유리 지그판(180)를 올려놓고 라미네이팅 처리를 하는 것이 표면 품질의 향상에 큰 의미가 있는 것이다.
또한 본 발명에 따른 PET 필름을 커버로 하는 태양전지 모듈(100)의 제작 방법은 태양전지 모듈(100)의 양산을 이루기 위하여 상기 태양전지(130)는 다수의 태양전지 어레이(130a)로 이루어지고, 아래와 같은 리본(132) 연결 작업을 필요로 한다. 상기 태양전지(130)는 앞면이 마이너스 (-), 뒷면이 플러스(+)를 띄우고 있기 때문에, 직렬 연결을 하기 위해서 리본(Interconnector Ribbon)(132)을 사용한다. 이와 같은 리본(132)은 전도성 도전체로서, SN + AG + PB, SN + AG + CU, SN + AG 등의 합금 재료로 이루어진 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 태양전지 어레이(130a)들을 연결한다. 상기 리본(132)의 폭은 1mm, 1.8mm, 2mm, 5mm 등으로 만들어지며 두께 0.08mm ~ 0.2mm이다.
본 발명에서 1W 이하의 다수의 소형 태양전지 모듈(100)을 양산하기 위해서는 태양전지(130)를 여러 조각으로 절단기(Dicing Saw)(미 도시)에 의해서 절단하여 태양전지 어레이(130a)를 준비한 다음, 절단된 태양전지 어레이(130a)를 리본(132)으로 위 아래 면을 연결하게 된다. 예를 들면 전체크기 35mm X 35mm의 PET 필름(110)을 이용한 소형 태양전지 모듈(100)을 양산 제작하고자 하는 경우, 각각의 태양전지 어레이(130a)들을 PET 필름(110)과 백 시트(Back Sheet)(140) 사이의 제1 및 제2 EVA(142)(144) 사이에 배치한 다음, 그 사이에서 리본(132)을 이용하여 이들을 직렬연결하게 된다.
도 4에는 예를 들어서 2개의 태양전지 어레이(130a)를 직렬 연결한 것이 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 다수의 태양전지 어레이(130a)를 나란하게 배치하여 리본(132)으로 직렬 연결할 수 있는 것이다.
이와 같은 경우 나란하게 복수의 태양전지 어레이(130a)를 배치하고, 리본(132)으로 일측 태양전지(130) 뒷면을 타측 태양전지(130)의 앞면에 연결하며, 일측 태양전지(130) 앞면과 타측 태양전지(130) 뒷면을 리본(132)으로 연결하는 경우, 그 연결 수단으로는 인두기, 적외선 램프(IR Lamp), 할로겐 램프, 고온 공기(Hot Air) 등을 이용하여 가열하고 연결할 수 있다.
이때, 태양전지(130)의 앞면과 인접한 태양전지(130)의 뒷면을 연결한 리본(132)은 각각의 끝 부분 태양전지(130)로부터 약 1cm 크게 형성하고, 연장 부(132a)를 둔다.
한편 상기 태양전지(130)에 접촉되는 제1 및 제2 EVA(142)(144)의 두께는 0.4 ~ 0.6mm 이고, 백 시트(Back Sheet)(140)의 두께는 0.17 ~ 0.35mm 이다. 그리고 이와 같은 백 시트(140)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 그 표면에 스크린 프린팅을 하여 태양전지 어레이(130a)가 정확히 놓일 수 있도록 윤곽선(141)을 만들어준다.
그리고 상기 태양전지(130)로부터 연장된 1cm 길이의 리본 연장 부(132a)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 EVA(144)와 백 시트(Back Sheet)(140)을 관통하여 밑으로 리본(132)을 빼어 두어야 상기의 라이테이팅 처리한 후, 밑으로 나온 리본(132)에 부하(미 도시)를 연결할 수가 있다. 따라서 상기 태양전지(130)의 리본 연장 부(132a)가 외부 부하에 연결될 수 있도록 상기 백 시트(140)와 제2 EVA(144)에 구멍(140a)(144a)을 천공한다. 이때 제2 EVA(144) 및 백 시트(Back Sheet)(140)는 리본(132)이 쉽게 빠져나올 수 있도록 리본(132)의 폭 보다 크게 구멍(140a)(144a)을 형성하여 둔다.
이와 같은 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 만일 18개의 태양전지 어레이(130a)를 나란하게 배열하고 각각 2개의 태양전지 어레이(130a)를 갖는 9개의 태양전지 모듈(100)을 생산하고자 한다면, 제2 EVA(144), 백 시트(Back Sheet)(140) 들을 일일이 양쪽 끝 부분에 각각 18개 분의 총 36개 분을 예를 들면 칼로 절단하여야 한다. 그 대신 본 발명에서는 제2 EVA(144)와 백 시트(140)를 중첩시켜서 이를 프레스를 이용하여 리본(132)이 들어갈 수 있도록 구멍(140a)(144a)을 한번에 뚫어 줄 수 있다. 즉 다수의 소형 태양전지 모듈(100)들을 일시에 양산하기 위하여 제2 EVA(144) 와 백 시트(Back Sheet)(140)에 리본(132)이 삽입될 수 있도록 프레스에 의한 구멍(140a)(144a) 형성과정이 필요하다.
그리고 본 발명은 상기와 같이 PET 필름(110), 다수의 태양전지 어레이(130a) 및 백 시트(140)를 서로 봉합한 다음에, 각각의 태양전지 모듈(100) 별로 CO2 레이저 절단방식을 이용하여 PET 필름(110), 제1 및 제2 EVA(142)(144) 및 백 시트(140)를 절단하게 된다. 이와 같은 경우, 상기 C02 레이저 절단 방식은 그 절단 작업조건이 레이저 파장 10.6㎛, 빔 사이즈 0.005mm, 출력 50~100W, 속도 10~20mm/초로 절단 작업이 이루어진다. 특히, 레이저 절단시 레이저 빔의 열에 의해 PET 필름, EVA, 백시트가 타서 그을음 등이 생기는 것을 방지하기 위하여 레이저 절단 작업시 질소가스를 공급해 준다.
이와 같이 C02 레이저를 이용하여 소형 태양전지 모듈(100)들을 각각 절단하면 태양전지 모듈(100)을 양호하게 절단하여 양산할 수 있다. 즉 도 5에 도시된 바와 같이, 라미네이터 장치(Laminator)(160)에서 라미네이팅을 할 시에 가열 판(162)으로부터 순서대로 PET 필름(110), 제1 EVA(142), 다수의 태양전지 어레이(130a), 제2 EVA(144) 및 백 시트(Back Sheet)(140)의 수순으로 놓고, 온도 150℃에서 라이네이팅 작업을 하면, 다수의 소형 태양전지 모듈(100)이 완성된다.
한편 이와 같이 완성된 9개의 소형태양전지 모듈(100)을 프레스장비에 의한 나이프 금형으로 절단하거나, 드릴의 일종인 라우터로 각 사이즈의 35cm X 35cm 별로 절단할 경우 다음과 같은 문제가 발생 된다.
예를 들면 프레스 장비에 의하여 한번에 9개를 눌러서 절단하였을 경우에 절단면은 균일하나, 각각의 태양전지(130)가 나이프 금형의 전체 미치는 힘에 의하여 태양전지(130)에 미세 균열(Micro Crack)이 발생하여 불량 제품이 발생된다.
그리고 라우터에 의하여 한 개씩 절단하였을 경우, 태양전지(130)에 파손의 위험은 줄일 수 있으나, 절단면이 제1 및 제2 EVA(142)(144)에 의해서 매끄럽지 못하고, 울퉁불퉁하게 되여 제품의 가치를 떨어뜨리는 문제가 발생한다.
이렇게 프레스장비 및 라우터(드릴)에 의한 방법은 제품의 품질에 문제점을 내포하여 본 발명에 따른 소형태양전지 모듈(100)의 절단에는 적합지 않으며, 따라 서 본 발명에서는 CO2 레이저 절단으로 이루어진다.
이와 같은 경우, C02 레이저 절단 장치(미 도시)에 의한 본 PET 소형태양전지 모듈(100)의 모서리 부분에서의 절단 작업조건은 질소가스를 공급하면서 레이저 파장 10.6㎛, 빔 사이즈 0.005mm, 출력 50~100W, 속도 10~20mm/초로 작업을 하였을 때, PET 필름(110)을 사용한 소형 태양전지 모듈(100)의 절단면이 그을음 없이 가장 매끄럽게 이루어지고, 도 7에 도시된 바와 같이 양호하게 절단된다.
상기와 같이 본 발명은 에폭시 레진(30) 대신에 PET 필름(110)을 전면 커버로서 대체 사용함으로써, 태양전지 모듈(100)의 완성 후에, 백화 현상, 황변 현상, 형태 변형 현상, 이물질 혼입 현상 등의 문제점이 발생하지 않고, 광 투과 성능을 저하시키지 않아서 고 품질의 태양전지 모듈(100)을 얻을 수 있다. 또한 다수의 태양전지 어레이(130a)들을 PET 필름(110)과 백 시트(140)의 사이에 배치하고 봉합하여 제작한 다음, 이들 각각의 태양전지 모듈(100) 규격으로 CO2 레이저 절단하기 때문에 일시에 대량 생산이 가능하다.
이와 같이 본 발명은 태양전지 모듈(100)의 완성 후에 각각의 태양전지 모듈(100)들이 고품질을 유지하여 내구성이 우수하게 이루어질 수 있음은 물론, PET 필름(110)을 통한 광 투과 성능이 우수하여 광 손실 없이 발전 효율이 우수한 태양전지 모듈(100)을 얻을 수 있는 것이다.
본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권 리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.
도 1은 종래의 기술에 따라서 에폭시 레진을 이용하여 제작되는 태양전지 모듈의 분해 단면도;
도 2는 종래의 기술에 따른 태양전지 모듈이 고온의 태양 광에 노출되어 파손되는 상태를 도시한 사진;
도 3은 본 발명에 따른 PET 필름을 커버로 하는 태양전지 모듈을 도시한 분해 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 PET 필름을 커버로 하는 태양전지 모듈에서 다수의 태양전지 어레이를 구비한 구조를 도시한 분해 단면도;
도 5는 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 라미네이터 장치에서 결합시키는 상태를 도시한 작업 설명도;
도 6은 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 백 시트에 윤곽선을 스프링 프린팅으로 표시한 전면도;
도 7은 본 발명에 따라서 CO2 커팅으로 제작된 태양전지 모듈을 도시한 전면 도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1..... 종래의 소형 태양전지모듈 10..... PCB 또는 플라스틱판
20.... 태양전지 30..... 에폭시 레진(Epoxy Resin)
100... 본 발명에 따른 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈
110... PET(Polyethylene Terephthalate) 필름
130... 태양전지 130a.... 태양전지 어레이
132... 리본(ribbon) 132a... 연장부
140.... 백 시트(Back Sheet) 141.... 윤곽선
140a,144a... 구멍 142,144.... 제1 및 제2 EVA
160..... 라미네이터 장치 162.... 가열 판
165.... 실리콘 씨트 180.... 강화유리 지그판

Claims (10)

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  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 태양 광을 이용하여 발전하는 태양전지 모듈의 제조방법에 있어서,
    태양전지, PET 필름, 백 시트 및 제1 및 제2 EVA를 준비하고, 상기 백 시트의 표면에 태양전지가 정확히 놓일 수 있도록 된 윤곽선을 스크린 프린팅으로 형성하여 준비하는 단계;
    상기 PET 필름, 제1 EVA, 태양전지, 제2 EVA 및 백 시트들을 라미네이터 장치의 가열 판 상부에 표면이 균일한 강화유리 지그판을 올려놓고, 그 위에서 역순으로 차례차례 상향 배치하는 단계;
    상기 라미네이터 장치를 이용하여 상기 제1 및 제2 EVA를 가열 용융시켜 PET 필름, 태양전지 및 백 시트를 서로 봉합하는 단계; 및
    상기 PET 필름, 태양전지 및 백 시트를 서로 봉합하는 단계 이후에 각각의 태양전지 모듈별로 CO2 레이저 절단방식을 이용하여 PET 필름, 제1 및 제2 EVA 및 백 시트를 절단하되, 상기 레이저 빔의 열에 의해 PET 필름, EVA, 또는 백시트가 타는 것을 방지하기 위하여 질소가스를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 태양전지, PET 필름, 백 시트 및 제1 및 제2 EVA를 준비하는 단계는 태양전지의 리본이 외부 부하에 연결되도록 상기 백 시트와 제2 EVA에 구멍을 천공하는 것을 포함하는 것임을 특징으로 하는 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제4항에 있어서, 상기 C02 레이저 절단 방식은 그 절단 작업조건이 레이저 파장 10.6㎛, 빔 사이즈 0.005mm, 출력 50~100W, 속도 10~20mm/초로 절단 작업이 이루어지는 것임을 특징으로 하는 PET 필름을 커버로 하는 태양전지모듈의 제조방법.
  10. 삭제
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