KR101064528B1 - Tray for solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 솔라셀 트래이 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명 솔라셀 트래이는, 카본 카본 컴포지트 트래이와, 상기 카본 카본 컴포지트 트래이의 상면에 위치하는 두께가 150 내지 250㎛인 세라믹층을 포함한다. 또한 본 발명 솔라셀 트래이 제조방법은, a) 카본 카본 컴포지트 트래이를 준비하는 단계와, b) 세라믹 분말을 준비하는 단계와, c) 상기 준비된 세라믹분말을 상기 카본 카본 컴포지트 트래이에 용사코팅하는 단계를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 카본 카본 컴포지트를 베이스로 하는 솔라셀 트래이의 표면에 세라믹을 코팅함으로써, 그 카본 카본 컴포지트가 노출되는 것을 방지하여 솔라셀 제조를 위해 사용하는 플라즈마 화학기상증착 공정에서 아킹이 발생하는 것을 방지하며, 그 카본 카본 컴포지트가 식각되어 탄소 섬유가 노출되는 것을 방지하여 수율을 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a solar cell tray and a method of manufacturing the same. The solar cell tray of the present invention includes a carbon carbon composite tray and a ceramic layer having a thickness of 150 to 250 μm disposed on an upper surface of the carbon carbon composite tray. The present invention also provides a method for manufacturing a cell tray, a) preparing a carbon carbon composite tray, b) preparing a ceramic powder, c) thermally coating the prepared ceramic powder on the carbon carbon composite tray Include. According to the present invention, the ceramic coating is applied to the surface of the solar cell tray based on the carbon carbon composite, thereby preventing the carbon carbon composite from being exposed to the arcing in the plasma chemical vapor deposition process used for manufacturing the solar cell. It is prevented from occurring, and the carbon carbon composite is etched to prevent the carbon fibers from being exposed, thereby improving the yield.
솔라셀, 트래이, 세라믹층 Cell, Tray, Ceramic Layer
Description
본 발명은 솔라셀 트래이 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 솔라셀을 실장하여 그 솔라셀 제조공정에서 동시에 다수의 솔라셀을 처리할 수 있도록 하는 솔라셀 트래이 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell tray and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a solar cell tray and a method of manufacturing the same to allow a plurality of cells to be processed at the same time in the cell manufacturing process. It is about.
일반적으로, 태양전지용 반도체소자인 솔라셀은 다결정실리콘 기판의 상부에 광을 전기에너지로 변환시키는 다수의 반도체 소자가 구비된 것이다.In general, a solar cell, which is a semiconductor device for a solar cell, is provided with a plurality of semiconductor devices for converting light into electrical energy on an upper portion of a polysilicon substrate.
이와 같은 솔라셀의 제조공정의 생산성을 향상시키기 위해 약 25매 이상의 솔라셀을 동시에 실장할 수 있는 트래이(tray)를 사용하고 있다. 이와 같은 트래이에 다수의 솔라셀을 실장한 후, 그 솔라셀 제조공정 중의 한 공정인 플라즈마 화학기상증착법(PECVD)으로 박막을 증착하는 것을 예로 들 수 있다.In order to improve the productivity of such a solar cell manufacturing process, a tray capable of simultaneously mounting about 25 or more solar cells is used. For example, after mounting a plurality of cells in such a tray, a thin film is deposited by plasma chemical vapor deposition (PECVD), which is one of the cell manufacturing processes.
상기와 같이 다수의 솔라셀을 실장하는 종래 트래이의 재질로는 탄소섬유와 탄소 매트릭스의 복합체인 카본 카본 컴포지트(C/C composite)를 사용하고 있다.As described above, as a material of a conventional tray mounting a plurality of solar cells, a carbon carbon composite (C / C composite), which is a composite of carbon fiber and a carbon matrix, is used.
상기 카본 카본 컴포지트는 내열성과, 내마모성을 가지는 재료이기는 하나 상기 플라즈마 화학기상증착법에서 사용하는 NF3 가스가 부식성가스이며, 공정온도가 450℃정도가 되기 때문에 그 카본 카본 컴포지트 트래이는 2시간 정도 그 플라즈마 화학기상증착 챔버에서 연속으로 사용하는 경우 식각이 발생하여 5mm의 두께에서 2mm의 두께로 얇아지는 문제점을 가지고 있다.Although the carbon carbon composite is a material having heat resistance and abrasion resistance, the NF 3 gas used in the plasma chemical vapor deposition method is a corrosive gas, and the carbon carbon composite tray is about 2 hours since the process temperature is about 450 ° C. When used continuously in a chemical vapor deposition chamber, etching occurs and has a problem of thinning from a thickness of 5 mm to a thickness of 2 mm.
이와 같이 카본 카본 컴포지트 트래이를 사용하는 경우 그 트래이가 식각되어 수명이 줄어들게 되는 문제점과 아울러 이물이 발생하게 되는 문제점이 있었으며, 또한 카본 카본 컴포지트의 특성상 일부가 식각되면 탄소 섬유가 외부로 노출되어 그 솔라셀을 실장해야 하는 부분에서 보푸라기가 발생하게 된다. As such, when the carbon carbon composite tray is used, there is a problem that the tray is etched to reduce its lifespan and foreign matters are generated. Also, when some of the carbon carbon composite is etched, the carbon fiber is exposed to the outside and the solar cell Lint will occur where the cell needs to be mounted.
이러한 보푸라기를 제거하기 위하여 작업자는 공정 후에 공구를 이용하여 보푸라기를 제거해야 하는 작업을 해야 하며, 따라서 공정이 지연되고 생산성이 저하되는 문제점을 가지고 있다.In order to remove such lint, the operator has to work to remove the lint using a tool after the process, and thus has a problem that the process is delayed and productivity is lowered.
또한 상기 탄소 섬유 보푸라기는 솔라셀에 부착되어 수율을 저하시키는 원인이 되며, 플라즈마 화학기상증착에서 아킹이 빈번하게 발생하여 제품의 수율을 저하시키는 문제점이 있었다.In addition, the carbon fiber lint is attached to the solar cell causes a decrease in yield, there is a problem that the arcing occurs frequently in the plasma chemical vapor deposition to reduce the yield of the product.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 솔라셀 트래이에서 카본 카본 컴포지트가 노출되지 않도록 하는 솔라셀 트래이 및 그 제조방법을 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention in view of the above problems is to provide a solar cell tray and a method of manufacturing the same so that the carbon carbon composite is not exposed in the solar cell tray.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 그 솔라셀 트래이에서 카본 카본 컴포지트가 노출되어도 무방한 부분과 노출되면 공정에 문제점이 발생하는 부분을 구분하여 표면처리를 함으로써, 제조비용의 증가를 최소화할 수 있는 솔라셀 트래이 및 그 제조방법을 제공함에 있다.In addition, the problem to be solved by the present invention, by treating the surface of the carbon tray, the carbon carbon composite may be exposed to the part where the problem occurs in the process if the carbon carbon composite is exposed, thereby minimizing the increase in manufacturing cost The present invention provides a solar cell tray and a method of manufacturing the same.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 솔라셀 트래이는, 카본 카본 컴포지트 트래이와, 상기 카본 카본 컴포지트 트래이의 상면에 위치하는 두께가 150 내지 250㎛인 세라믹층을 포함한다.The solar cell tray of the present invention for solving the above problems includes a carbon carbon composite tray and a ceramic layer having a thickness of 150 to 250 µm located on an upper surface of the carbon carbon composite tray.
또한 본 발명 솔라셀 트래이 제조방법은, a) 카본 카본 컴포지트 트래이를 준비하는 단계와, b) 세라믹 분말을 준비하는 단계와, c) 상기 준비된 세라믹분말을 상기 카본 카본 컴포지트 트래이에 용사코팅하는 단계를 포함한다. The present invention also provides a method for manufacturing a cell tray, a) preparing a carbon carbon composite tray, b) preparing a ceramic powder, c) thermally coating the prepared ceramic powder on the carbon carbon composite tray Include.
본 발명은 카본 카본 컴포지트를 베이스로 하는 솔라셀 트래이의 표면에 세라믹을 코팅함으로써, 그 카본 카본 컴포지트가 노출되는 것을 방지하여 솔라셀 제조를 위해 사용하는 플라즈마 화학기상증착 공정에서 아킹이 발생하는 것을 방지하며, 그 카본 카본 컴포지트가 식각되어 탄소 섬유가 노출되는 것을 방지하여 수율을 향상시키는 효과가 있다.The present invention prevents the carbon carbon composite from being exposed by coating a ceramic on the surface of the solar cell tray based on the carbon carbon composite, thereby preventing arcing from occurring in the plasma chemical vapor deposition process used for manufacturing the solar cell. In addition, the carbon carbon composite is etched to prevent the carbon fibers from being exposed, thereby improving the yield.
또한 본 발명은 카본 카본 컴포지트의 표면에 세라믹을 코팅하여 그 카본 카본 컴포지트 트래이가 식각됨을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있으며, 탄소 섬유 보푸라기를 제거하기 위한 수작업 공정을 생략할 수 있어 솔라셀의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can extend the life by coating the ceramic on the surface of the carbon carbon composite to prevent the carbon carbon composite tray is etched, and can eliminate the manual process for removing the carbon fiber lint to improve the productivity of the solar cell There is an effect that can be improved.
이하, 상기와 같은 본 발명 솔라셀 트래이 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings of the present invention, the solar cell tray and its manufacturing method will be described in detail as follows.
도 1은 본 발명 솔라셀 트래이의 제조방법 바람직한 실시예의 제조공정 순서도이다. 1 is a manufacturing process flow chart of a preferred method of manufacturing a cell tray of the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명 솔라셀 트래이 제조방법의 바람직한 실시예는, 카본 카본 컴포지트 재질의 트래이를 준비하는 단계(S10)와, 용사코팅용 세라믹 분말을 준비하는 단계(S20)와, 상기 용사코팅용 세라믹 분말을 15000℃ 이상의 온도분위기에서 상기 카본 카본 컴포지트 재질의 트래이의 표면에 세라믹층을 코팅하는 단계(S30)를 포함한다.Referring to Figure 1 is a preferred embodiment of the solar cell tray manufacturing method of the present invention, preparing a tray of carbon carbon composite material (S10), preparing a ceramic powder for thermal spray coating (S20), and the thermal spray coating And coating the ceramic layer on the surface of the tray of the carbon carbon composite material at a temperature atmosphere of 15000 ° C. or higher for the ceramic powder.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 솔라셀 트래이 제조방법의 바람직한 실시예의 구성과 작용을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the solar cell tray manufacturing method of the present invention configured as described above will be described in more detail.
먼저, S10단계에서와 같이 카본 카본 컴포지트 재질의 트래이를 준비한다. 이때의 카본 카본 컴포지트 재질의 트래이는 신규로 생산한 것일 수 있으나, 기존에 사용하던 트래이를 재활용하는 것도 가능하게 된다.First, a tray of carbon carbon composite material is prepared as in step S10. At this time, the tray of carbon carbon composite material may be newly produced, but it is also possible to recycle the used tray.
이처럼 기존에 사용하던 카본 카본 컴포지트 재질의 트래이를 다시 사용할 수 있게 됨으로써, 제조에 필요한 비용을 줄일 수 있다.By reusing the carbon carbon composite trays used previously, the manufacturing cost can be reduced.
또한 그 트래이의 솔라셀 실장영역에 그 솔라셀의 저면을 지지하는 핀이 형성된 것일 수 있으며, 그 핀이 없는 형태의 것은 측면부에서 걸쇠를 구비하여 그 걸쇠에 의해 솔라셀의 저면 가장자리가 지지되는 것을 모두 사용할 수 있다.In addition, a pin for supporting the bottom of the solar cell may be formed in the solar cell mounting area of the tray, and the pinless type may be provided with a clasp at the side part to support the bottom edge of the solar cell by the clasp. Both can be used.
즉, 트래이의 형식에 무관하게 본 발명을 적용할 수 있게 된다.In other words, the present invention can be applied regardless of the type of tray.
그 다음, S20단계에서는 세라믹 분말을 준비한다. 이때의 세라믹 분말은 알루미나와 같은 내열성이 높고, 내식성 및 내화학성이 우수한 것을 사용할 수 있으며, 특히 용사코팅이 용이하도록 산소를 포함하는 금속 산화물 분말을 준비한다.Next, in step S20 to prepare a ceramic powder. In this case, the ceramic powder may be one having high heat resistance, such as alumina, and excellent corrosion resistance and chemical resistance, and in particular, prepare a metal oxide powder containing oxygen to facilitate thermal spray coating.
이러한 금속 산화물로는 알루미나, 이트리아 등을 사용할 수 있다.As such a metal oxide, alumina, yttria, or the like can be used.
그 다음, S30단계에서는 상기 준비된 세라믹 분말을 15000℃ 이상의 온도 분위기에서 상기 준비된 카본 카본 컴포지트의 표면에 분사하여 세라믹층을 형성한다.Next, in step S30 by spraying the prepared ceramic powder on the surface of the prepared carbon carbon composite in a temperature atmosphere of 15000 ℃ or more to form a ceramic layer.
도 2는 본 발명 솔라셀 트래이의 일부 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of the solar cell tray of the present invention.
도 2를 참조하면 본 발명 솔라셀 트래이는 카본 카본 컴포지트 트래이(1)의 표면에 세라믹층(2)이 코팅된 것이며, 그 세라믹층(2)의 두께는 150 내지 250㎛가 적당하며, 보다 바람직하게는 190 내지 200㎛의 두께로 코팅됨이 바람직하다. Referring to FIG. 2, in the solar cell tray of the present invention, the
두께가 250㎛를 초과하는 경우 열적 응력의 증가에 의해 피막이 박리될 가능성이 높으며, 190㎛ 미만일 경우 내전압 특성이 저하되는 문제점을 가진다. If the thickness is more than 250㎛ the possibility that the film is peeled off by the increase of the thermal stress, and if the thickness is less than 190㎛ has a problem that the withstand voltage characteristics are lowered.
상기 세라믹층(2)을 형성한 이후의 표면 조도는 5 내지 8㎛가 되도록 한다.The surface roughness after forming the
상기 세라믹층(2)의 특성은 상기 설명한 솔라셀 제조공정에서 사용하는 플라즈마 화학기상증착법에서 사용하는 부식성 가스인 NF3에 의해서도 식각이 발생하지 않게 되며, 식각이 발생하더라도 극히 미량이 식각되어 그 카본 카본 컴포지트 트래이의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.The characteristic of the
또한 그 플라즈마 화학기상증착법을 사용할 때 아킹이 발생하지 않으며, 따라서 솔라셀의 수율 저하를 방지할 수 있게 된다.In addition, arcing does not occur when the plasma chemical vapor deposition method is used, and thus a decrease in the yield of the solar cell can be prevented.
아울러 카본 카본 컴포지트 트래이(1)의 노출이 없기 때문에 탄소 섬유 보푸라기의 노출에 의한 이물 발생의 염려가 없고, 그 탄소 섬유 보푸라기를 제거하기 위한 수작업이 요구되지 않아 생산성이 향상된다.In addition, since there is no exposure of the carbon
상기 세라믹층(2)의 형성은 그 카본 카본 컴포지트 트래이(1)의 형태에 따라 적당한 위치에 형성한다.The
카본 카본 컴포지트 트래이(1)는 공정가스가 상부에서 공급되는 형태일 때에는 핀이나 단차의 위에 솔라셀을 위치시키는 것을 사용하며, 공정가스가 하부에서 공급되는 경우에는 트래이의 고리에 솔라셀을 걸어 두는 형태를 사용하게 된다.Carbon The
이처럼 핀이나 단차를 사용하는 경우에는 그 핀이나 단차가 있는 면에 상기 세라믹층(2)을 형성하고, 고리를 사용하는 경우에는 그 카본 카본 컴포지트 트래이(1)의 양면에 세라믹층(2)을 형성한다.In the case of using a pin or a step as described above, the
또한 상기 공정가스가 상부에서 공급되는 공정에서 단차에 솔라셀을 위치시켜 공정을 진행하는 트래이의 경우에는 공정가스의 온도차에 의해 솔라셀의 색상이 변경될 수 있으며, 이 단차 부분에 추가적으로 핀을 더 형성하여 위치에 따른 공정가스의 온도차이를 보상할 수 있다.In addition, in the case of a tray in which a process is performed by placing a cell at a step in a process in which the process gas is supplied from the top, the color of the cell may be changed by a temperature difference of the process gas, and an additional fin is added to the step part. It can be formed to compensate for the temperature difference of the process gas according to the location.
도 3은 본 발명 솔라셀 트래이의 다른 실시예의 일부 단면 구성도이다.3 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the present invention cell tray.
도 3을 참조하면 본 발명은 카본 카본 컴포지트 트래이(1)의 상부와 측면의 전부 및 하부의 가장자리 일부에 세라믹층(2)을 형성하였다.Referring to FIG. 3, in the present invention, the
이와 같은 구조는 상기 도 2의 실시예에서 와는 다르게 측면에서도 카본 카본 컴포지트 트래이(1)가 노출되는 것을 방지하여, 아킹이 발생하는 것을 완전하게 방지할 수 있다.Such a structure prevents the carbon
상기 세라믹층(2)을 그 카본 카본 컴포지트 트래이(1)의 저면 가장자리에만 코팅하는 이유는 그 카본 카본 컴포지트 트래이(1)의 하부측에서 그 카본 카본 컴포지트 트래이(1)의 저항을 측정하는 경우가 있기 때문이다.The reason why the
그 저면 가장자리에 코팅되는 세라믹층(2)은 그 폭이 30mm를 넘지 않도록 한다.The
도 1은 본 발명 솔라셀 트래이의 제조공정 순서도이다.1 is a flow chart of the manufacturing process of the cell tray of the present invention.
도 2는 본 발명 솔라셀 트래이의 일부 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of the solar cell tray of the present invention.
도 3은 본 발명 솔라셀 트래이 다른 실시예의 일부 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the present invention cell tray.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1:카본 카본 컴포지트 트래이1: Carbon Carbon Composite Tray
2:세라믹층2: ceramic layer
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