KR101006247B1

KR101006247B1 - 태양전지 제조용 압착 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101006247B1
Application number: KR1020100054539A
Authority: KR
Inventors: 임성한; 홍주표; 박철규
Original assignee: 에스브이에스 주식회사
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2011-01-07

Abstract

본 발명은 압착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글라스 시트 층, 태양전지 층 및 이들 사이에 배치되는 EVA 필름 층 등으로 이루어진 적층구조체를 균일하게 압착하여 태양전지모듈을 생산하기 위한 압착장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 글라스 시트 층, 일정한 간격으로 태양전지가 배치되어 있는 태양전지 층 및 글라스 시트 층과 태양전지 층 사이에 배치되는 EVA 필름 층으로 이루어진 태양전지모듈 적층구조체를 압착하는 장치로서, 상기 태양전지모듈 적층구조체에 압력을 가하는 가압수단; 상기 가압수단에 의해서 가해지는 압력을 재분배하여 상기 태양전지에 직접 가해지는 압력을 감소시키도록, 상기 태양전지에 대응하는 위치에 형성된 오목부를 구비하며, 탄성 재료로 이루어진 압착 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 압착 장치가 제공된다.
본 발명에 의한 압착 장치는 태양전지에 직접 가해지는 압력을 감소시켜서 태양전지를 손상을 방지하는 동시에, 압력을 가하기 어려운 태양전지 사이 부분에 압력을 용이하게 가할 수 있다는 장점이 있다.

Description

태양전지 제조용 압착 장치 및 방법{Laminator and laminating method for solar cell module production}

본 발명은 압착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글라스 시트 층, 태양전지 층 및 이들 사이에 배치되는 EVA 필름 층 등으로 이루어진 적층구조체를 균일하게 압착하여 태양전지모듈을 생산하기 위한 압착장치에 관한 것이다.

액화 천연 가스와 석유 등과 같은 화석 연료는 전세계에서 에너지원으로서 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 최근 화석 연료의 고갈에 대한 염려 및 환경 오염 문제로 이를 대체할 에너지에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.

그 중에서 태양 에너지는 무공해, 무한정, 무진동 등 우수한 특성이 있기 때문에 미래의 대체에너지로서 많은 연구가 행해지고 있으며, 근래에 들어 태양 에너지를 축적시켜 사용하는 태양 전지가 많이 선보이고 있다.

이러한 태양 전지는 전지를 셀 형태로 제조하여 태양 에너지를 흡수할 수 있도록 한다. 이때 비와 눈, 바람이나 안개 그리고 우박 등 기상 상태에 의해서 태양 전지가 영향받지 않도록, 태양 전지의 표면에 EVA(ethylen vinyl acetate)층과 글라스 시트 층을 배치하고 압착(lamination)하여 일체화하는 공정을 거치게 된다. 이 공정은 태양 전지 모듈의 내구성에 가장 큰 영향을 미치는 공정이다.

도 1 과 2는 종래의 압착 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 압착 방법은 글라스 시트 층(11), 일정한 간격으로 태양전지가 배치되어 있는 태양전지 층(13) 및 글라스 시트 층과 태양전지 층 사이에 배치되는 EVA 필름 층(12)으로 이루어진 태양전지모듈 적층구조체(10)에 고무로 이루어진 플레이트(1)를 올려놓고 공압 프레스와 같은 가압 장치(2)를 이용하여 압착하는 방식이다.

도 2를 참조하면, 다른 방법으로는 태양전지모듈 적층구조체(10)에 얇은 격판(diaphram)을 배치하고 격판(3)에 기체 또는 액체를 이용하여 압력을 가하여 압착하는 방식이 있다.

상술한 종래 압착방법은 다음과 같은 문제점이 있다. 종래의 압착방법은 태양전지가 배치된 부분과 태양전지 사이 부분 사이의 높이 차이를 고려하지 않고, 균일한 압력으로 압착을 하기 때문에 태양전지에 높은 압력이 가해지고, 태양전지와 태양전지 사이 부분에는 압력이 잘 가해지지 않는다는 문제가 있었다. 그 결과 태양전지가 높은 압력에 의해서 손상되거나, 압착 후 접착력이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명의 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서 태양전지의 손상을 방지하면서, 태양전지의 사이 부분까지 압력을 전달할 수 있는 압착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다

본 발명에 의하면, 글라스 시트 층, 일정한 간격으로 태양전지가 배치되어 있는 태양전지 층 및 글라스 시트 층과 태양전지 층 사이에 배치되는 EVA 필름 층으로 이루어진 태양전지모듈 적층구조체를 압착하는 장치로서, 상기 태양전지모듈 적층구조체에 압력을 가하는 가압수단; 상기 가압수단에 의해서 가해지는 압력을 재분배하여 상기 태양전지에 직접 가해지는 압력을 감소시키도록, 상기 태양전지에 대응하는 위치에 형성된 오목부를 구비하며, 탄성 재료로 이루어진 압착 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 압착 장치가 제공된다. 따라서 태양전지에 직접 가해지는 압력을 감소시켜서 태양전지를 손상을 방지하는 동시에, 압력을 가하기 어려운 태양전지 사이 부분에 압력을 용이하게 가할 수 있다.

일실시예에 의하면 상기 압착 플레이트는, 상기 태양전기와 접하는 면에 형성된 다수의 반원 기둥 형상의 제1돌기부와 상기 제1돌기부에 직교하는 방향으로 형성되어 있는 다수의 반원 기둥 형상의 제2돌기부를 포함하며, 상기 제1돌기부와 제2돌기부에 의해서 둘러싸인 부분에 오목부가 형성된다.

또한, 상기 압착 플레이트와 상기 적층구조체의 사이에 배치되며, 금속 박판으로 이루어진 스프레딩 플레이트(spreading plate);를 더 포함하는 태양전지 제조용 압착 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 글라스 시트 층, 일정한 간격으로 태양전지가 배치되어 있는 태양전지 층 및 글라스 시트 층과 태양전지 층 사이에 배치되는 EVA 필름 층으로 이루어진 태양전지모듈 적층구조체를 압착하는 방법으로서, 상기 가압수단에 의해서 가해지는 압력을 재분배하여 상기 태양전지에 직접 가해지는 압력을 감소시키도록, 상기 태양전지에 대응하는 위치에 형성된 오목부를 구비하며, 탄성 재료로 이루어진 압착 플레이트 통하여 상기 태양전지모듈 적층구조체에 압력을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 압착 방법이 제공된다.

또한, 금속 박판으로 이루어진 스프레딩 플레이트(spreading plate)가 상기 압착 플레이트와 상기 적층구조체의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 압착 방법이 제공된다.

본 발명에 의한 압착 장치는 태양전지에 직접 가해지는 압력을 감소시켜서 태양전지를 손상을 방지하는 동시에, 압력을 가하기 어려운 태양전지 사이 부분에 압력을 용이하게 가할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 고무 플레이트를 이용한 종래의 압착 방법을 설명하기 위한 단면도
도 2는 격판(diaphram)을 이용한 종래의 압착 방법을 설명하기 위한 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 제조용 압착 장치에 사용되는 압착 플레이트의 단면도
도 4는 도 3에 도시된 압착 플레이트의 사시도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면에서 구성요소의 크기와 형상 등은 발명의 이해를 돕기 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 제조용 압착 장치의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 제조용 압착 장치는 압착 플레이트(100), 스프레딩 플레이트(200) 및 일축 프레스(300)를 포함한다.

압착 플레이트(100)는 일축 프레스(300)의 상부 금형(310)과 태양전지모듈 적층구조체(10) 사이에 위치하며, 상부 금형(310)의 하강에 의해서 가해지는 압력을 재분배하여 태양전지모듈 적층구조체(10)에 전달한다. 태양전지모듈 적층구조체(10)는 중심에 위치하는 태양전지 층(13), 태양전지 층의 상하에 배치되어 EVA 필름 층(12) 및 최외각에 위치하는 글라스 시트 층(11)을 포함한다.

압착 플레이트(100)는 탄성중합체(elastomer)로 만들어진다. 탄성중합체는 탄성이 현저한 고분자 물질을 의미한다. 압착 플레이트(100)는 본체부(120)과 오목부(110)를 구비한다. 오목부(110)는 본체부(120)의 하부면에 형성되어 있다. 오목부(110)는 태양전지모듈 적층구조체(10)에서 태양전지가 배치가 되어있는 위치에 대응하는 위치에 형성되며, 압착 플레이트(100)에 가해지는 압력이 재분배되어 태양전지에 높은 압력이 가해져서 태양전지가 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 종래의 압착 플레이트를 사용할 경우에는 압력이 가해지기 어려웠던, 태양전지 사이 부분에는 압력 전달이 용이하다는 장점이 있다.

도 4는 도 3에 도시된 압착 플레이트의 사시도이다. 도 4를 참고하여 압착 플레이트(100)의 하부면 형상에 대해서 자세히 설명한다. 압착 플레이트(100)의 하부면 다수의 인접한 반원 기둥 형상의 제1돌기부(112)와 제1돌기부(112)에 직교하는 방향으로 형성되어 있는 다수의 인접한 반원 기둥 형상의 제2돌기부(114)가 형성되어 있다. 제1돌기부(112)와 제2돌기부(114)가 형성되지 않은 부분에 오목부(110)가 자연스럽게 형성된다. 오목부(110)의 위치는 상술한 바와 같이 태양전지가 배치되는 위치에 대응하는 위치이다.

스프레딩 플레이트(200) 얇은 금속 재질의 플레이트로서 압착 플레이트(100)와 태양전지모듈 적층구조체(10)의 사이에 배치된다. 스프레딩 플레이트(200)는 압착 플레이트(100)에 의한 압력은 고르게 분산하는 역할을 하는 것이다. 스프레딩 플레이트(200)는 특히 글라스 시트 층(11)이 없이 태양전지 층(13)과 EVA 필름 층(12)만을 먼저 압착하는 방법으로 태양전지 모듈을 제조하는 경우에 큰 효과가 있다.

일축 프레스는(300) 충분한 압축력을 발생시키는 구조를 가진 것이면 기계식 프레스와 유압식 프레스 어느 것을 사용하여도 무방하다. 상세히 도시하지는 않았으나 일축 프레스는 하부 금형, 프레임 등 일반적으로 사용되는 공지의 요소들을 포함한다.

이상, 본 발명의 일실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

예를 들어, 압착 플레이트는 직교하는 다수의 반원 기둥에 의해서 오목부가 형성되는 것으로 설명하였으나, 다른 방식으로 오목부를 형성하는 것도 가능하다.

100: 압착플레이트 110: 오목부
112: 제1돌기부 114: 제2돌기부
120: 본체부 200: 스프레딩 플레이트
300: 일축 프레스 10: 적층구조체
11: 글라스 시트 층 12: EVA 필름 층
13: 태양전지 층

Claims

글라스 시트 층, 일정한 간격으로 태양전지가 배치되어 있는 태양전지 층 및 글라스 시트 층과 태양전지 층 사이에 배치되는 EVA 필름 층으로 이루어진 태양전지모듈 적층구조체를 압착하는 장치로서,
상기 태양전지모듈 적층구조체에 압력을 가하는 가압수단; 및
상기 가압수단에 의해서 가해지는 압력을 재분배하여 상기 태양전지에 직접 가해지는 압력을 감소시키도록, 상기 태양전지에 대응하는 위치에 형성된 오목부를 구비하며, 탄성 중합체로 이루어진 압착 플레이트;를 포함하며,
상기 압착 플레이트는,
상기 태양전지와 접하는 면에 형성된 다수의 반원 기둥 형상의 제1돌기부와 상기 제1돌기부에 직교하는 방향으로 형성되어 있는 다수의 반원 기둥 형상의 제2돌기부를 포함하며, 상기 제1돌기부와 제2돌기부에 의해서 둘러싸인 부분에 상기 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 압착 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 압착 플레이트와 상기 적층구조체의 사이에 배치되며, 금속 박판으로 이루어진 스프레딩 플레이트(spreading plate);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 압착 장치.
글라스 시트 층, 일정한 간격으로 태양전지가 배치되어 있는 태양전지 층 및 글라스 시트 층과 태양전지 층 사이에 배치되는 EVA 필름 층으로 이루어진 태양전지모듈 적층구조체를 압착하는 방법으로서,
상기 가압수단에 의해서 가해지는 압력을 재분배하여 상기 태양전지에 직접 가해지는 압력을 감소시키도록, 상기 태양전지에 대응하는 위치에 형성된 오목부를 구비하며, 탄성 재료로 이루어진 압착 플레이트 통하여 상기 태양전지모듈 적층구조체에 압력을 전달하는 단계를 포함하며,
상기 압착 플레이트는,
상기 태양전지와 접하는 면에 형성된 다수의 반원 기둥 형상의 제1돌기부와 상기 제1돌기부에 직교하는 방향으로 형성되어 있는 다수의 반원 기둥 형상의 제2돌기부를 포함하며, 상기 제1돌기부와 제2돌기부에 의해서 둘러싸인 부분에 상기 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 압착 방법.
제4항에 있어서,
금속 박판으로 이루어진 스프레딩 플레이트(spreading plate)가 상기 압착 플레이트와 상기 적층구조체의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조용 압착 방법.