KR101102705B1 - 태양전지모듈용 리본 - Google Patents

태양전지모듈용 리본 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 태양전지 셀에 연결되는 복수의 제1인터커넥션 리본과, 다른 하나의 태양전지 셀에 연결되는 복수의 제2인터커넥션 리본과, 제1인터커넥션 리본과 제2인터커넥션 리본이 연결되는 버스 리본을 포함하고, 상기 버스 리본은 복수의 제1인터커넥션 리본이 연결되는 제1리본 연결부와, 상기 복수의 제2인터커넥션 리본이 연결되는 제2리본 연결부와, 상기 제1리본 연결부와 제2리본 연결부 사이를 연결하는 스트링 연결부로 구성되어, 버스 리본과 인터커넥션 리본 연결부위의 저항을 감소시키고, 직렬저항에 의한 손실을 최소화하여 태양전지의 출력을 높이고 광변환 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

태양전지모듈용 리본{Ribbon for photovoltaic Module}
본 발명은 태양전지 셀을 연결하는 태양전지모듈용 리본에 관한 것이다.
태양전지는, 태양 에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 역할을 하는 것으로, 반도체 재료인 실리콘, 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴, 인듐인(燐) 또는 이들을 복합한 재료들이 사용되며, 통상적으로는 주로 실리콘이 이용된다.
태양전지는 반도체 재료를 확산법에 의해 p-n접합시켜 제조되며, 빛을 받을 때 작은 양의 전류가 흐르게 되는 광전효과(photovoltaic effect)를 이용한 것으로, 대부분 보통의 태양전지는 대면적의 p-n 접합 다이오드로 이루어져 있으며, p-n접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하면 단위 태양전지, 태양전지 셀로서 작용하게 된다.
이러한 태양전지 셀은 그 기전력이 작기 때문에 다수의 태양전지 셀이 버스에 의해 연결되어 적정 기전력을 갖는 태양전지 모듈(Photovoltaic Module)을 구성하여 사용하게 된다.
도 1은 종래의 태양전지 모듈의 평면도이다.
종래의 태양전지모듈은 다수의 태양전지 셀(110)들이 간격을 두고 배열되며, 하나의 태양전지 셀(110)에는 두 개의 인터커넥션 리본(Interconnection Ribbon, 120,122)이 연결된다. 그리고, 하나의 태양전지 셀(110)의 인터커넥션 리본과 다른 태양전지 셀의 인터커넥션 리본은 버스 리본(130)에 연결된다. 그리고, 버스 리본(130)은 전원을 필요로 하는 부하(미도시)와 연결된다.
이와 같은 태양전지모듈의 전하의 흐름은 태양전지 셀(110)에 연결된 2개의 인터커넥션 리본(120,122)으로 흐르게 되고, 인터커넥션 리본(120,122)과 직각으로 연결된 직선의 버스 리본(130)으로 이동하게 된다.
버스 리본(130)을 실제 공정상에서 형성하기 위해서는, 버스 리본(130)을 일정한 길이로 절단한 다음, 인터커넥터 리본(120,122)의 스트링 부위에 납땝으로 연결한다.
하지만, 이러한 구조의 버스 리본은 버스 리본의 폭만큼 인터커넥션 리본과 접속하고, 그 연결부위가 직각으로 꺽인 상태로 되기 때문에 인터커넥션 리본의 위치에 따라 저항이 달라지게 되고, 이에 따라 버스 리본과 인터커넥션 리본 사이의 연결부위에서 직렬저항이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 인터커넥션 리본과 버스 리본의 접촉면적이 작아 접촉 저항이 커지게 되고, 직각으로 꺽인 면에서 전류의 집중으로 저항이 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 버스 리본의 구조를 개선하여 버스 리본과 인터커넥션 리본 연결부위의 저항을 감소시키고, 직렬저항에 의한 손실을 최소화하여 태양전지의 출력을 높이고 광변환 효율을 향상시킬 수 있는 태양전지모듈용 리본을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 하나의 태양전지 셀에 연결되는 복수의 제1인터커넥션 리본과, 다른 하나의 태양전지 셀에 연결되는 복수의 제2인터커넥션 리본과, 제1인터커넥션 리본과 제2인터커넥션 리본이 연결되는 버스 리본을 포함하고, 상기 버스 리본은 복수의 제1인터커넥션 리본이 연결되는 제1리본 연결부와, 상기 복수의 제2인터커넥션 리본이 연결되는 제2리본 연결부와, 상기 제1리본 연결부와 제2리본 연결부 사이를 연결하는 스트링 연결부를 포함한다.
본 발명의 태양전지모듈용 리본은 버스 리본이 복수의 제1인터커넥션 리본이 연결되는 제1리본 연결부와, 상기 복수의 제2인터커넥션 리본이 연결되는 제2리본 연결부와, 상기 제1리본 연결부와 제2리본 연결부 사이를 연결하는 스트링 연결부로 구성되어, 버스 리본과 인터커넥션 리본 연결부위의 저항을 감소시키고, 직렬저항에 의한 손실을 최소화하여 태양전지의 출력을 높이고 광변환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양전지 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈을 나타낸 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 태양전지모듈은 일정 간격을 두고 배열되는 다수의 태양전지 셀(10,12)과, 태양전지 셀(10,12)에 연결된 복수의 인터커넥션 리본(20,22)과, 복수의 인터커넥션 리본(20,22)이 연결되는 버스 리본(30)을 포함한다.
인터커넥션 리본(20,22)은 하나의 태양전지 셀(10)에 연결되는 제1인터커넥션 리본(20)과, 이웃하는 태양전지 셀(12)에 연결되는 제2인터커넥션 리본(22)으로 구성된다.
제1인터커넥션 리본(20)은 두 개의 인터커넥션 리본(20a,20b)로 구성되고, 제2인터커넥션 리본(22) 역시 두 개의 인터커넥션 리본(22a,22b)로 구성된다.
이러한 인터커넥션 리본(20a,20b,22a,22b)은 태양전지 셀(10,12)에 연결되고 태양전지 셀(10,12)의 일측에서 연장되어 버스 리본(30)과 연결된다.
버스 리본(30)은 제1인터커넥션 리본(20)이 연결되는 제1리본 연결부(32)와, 제2인터커넥션 리본(22)이 연결되는 제2리본 연결부(34)와, 제1리본 연결부(32)와 제2리본 연결부(34) 사이를 연결하는 스트링 연결부(36)를 포함한다.
이와 같은 버스 리본(30)은 일체형 형태로 형성되고, 성형으로 제조될 수 있고, 금속판을 커팅하여 제조될 수 있다. 그리고, 인터커넥션 리본과 버스 리본은 납땝 등에 의해 서로 연결된다.
제1리본 연결부(32)와 제2리본 연결부(34)는 동일한 구조로 형성되며, 일정 길이 및 폭을 갖는 금속판 형태로 형성된다.
제1리본 연결부(32)의 한쪽 끝부분에는 인터커넥션 리본(20a)이 연결되는 제1접속부(40)가 형성되고, 제1리본 연결부(32)의 다른쪽 끝부분에는 인터커넥션 리본(20b)이 연결되는 제2접속부(42)가 형성된다.
그리고, 동일한 구조로 제2리본 연결부(34)의 한쪽 끝부분에는 인터커넥션 리본(22a)이 연결되는 제3접속부(44)가 형성되고, 제2리본 연결부(34)의 다른쪽 끝부분에는 인터커넥션 리본(22b)이 연결되는 제4접속부(46)가 형성된다.
이러한 접속부들(40,42,44,46)은 인터커넥션 리본과의 접촉면적을 넓게 하여 넓은 영역에서 전하가 움직일 수 있어 저항을 최소화하고 이에 따라 전압강하의 손실을 적게 한다.
즉, 접속부들은 리본 연결부(32,34)의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 리본 연결부의 끝부분에서 폭이 점차적으로 확장되는 형태로 형성된다. 그리고, 접속부는 일정 경사각을 갖는 형태로 폭을 확장하여 직각으로 꺽이는 부위를 제거한다.
스트링 연결부(36)는 그 양쪽에 절곡부(36a,36b)가 형성되고, 일측 절곡부(36a)는 제1리본 연결부(32)의 중앙에 연결되고, 타측 절곡부(36b)는 제2리본 연결부(34)의 중앙에 연결된다.
이때, 스트링 연결부(36)의 절곡되는 부위는 곡면으로 처리하여 저항에 의한 손실을 최소화한다. 즉, 전하의 이동시 직각으로 꺽이는 부분에서는 꺽이는 안쪽면에 전류의 흐름이 모이게 되어 저항이 증가하게 되는데, 꺽이는 부위를 곡면 형태로 처리하면 저항에 의한 손실을 최소화하게 된다.
그리고, 리본 연결부(32,34)의 중앙에 스트링 연결부(36)가 연결되기 때문에 전류의 분포가 균일하게 되어 저항손실을 최소화할 수 있게 되고 태양전지의 효율을 향상시킨다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈을 나타낸 평면도이다.
다른 실시예에 따른 태양전지모듈은 하나의 태양전지 셀에 3 개의 인터커넥션 리본이 연결되는 구조에 대한 것이다.
따라서, 제1리본 연결부(32)에 연결되는 제1인터커넥션 리본(50)은 세 개의 인터커넥션 리본(50a,50b,50c)으로 구성되고, 제2리본 연결부(34)에 연결되는 제2인터커넥션 리본(52)도 3 개의 인터커넥션 리본(52a,52b,52c)으로 구성된다.
제1리본 연결부(32)는 그 일단에 하나의 인터커넥션 리본(50a)이 연결되는 제1접속부(60)가 형성되고, 타단에 다른 하나의 인터커넥션 리본(50b)이 연결되는 제2접속부(62)가 형성되며, 그 중앙에는 또다른 하나의 인터커넥션 리본(50c)이 연결되는 제3접속부(64)가 형성된다.
그리고, 제2리본 연결부(34)는 그 일단에 하나의 인터커넥션 리본(52a)이 연결되는 제4접속부(70)가 형성되고, 타단에 다른 하나의 인터커넥션 리본(52b)이 연결되는 제5접속부(72)가 형성되며, 그 중앙에는 또다른 하나의 인터커넥션 리본(52c)이 연결되는 제6접속부(74)가 형성된다.
복수의 접속부들은 리본 연결부의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 리본 연결부의 끝부분에서 면적이 확장되게 형성된다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10,12: 태양전지 셀 20: 제1인터커넥션 리본
22: 제2인터커넥션 리본 30: 버스 리본
32: 제1리본 연결부 34: 제2리본 연결부
36: 스트링 연결부 40: 제1접속부
42: 제2접속부 44: 제3접속부
46: 제4접속부

Claims (9)

  1. 하나의 태양전지 셀에 연결되는 복수의 제 1 인터커넥션 리본과, 다른 하나의 태양전지 셀에 연결되는 복수의 제 2 인터커넥션 리본과, 제 1 인터커넥션 리본과 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 버스 리본을 포함하고,
    상기 버스 리본은,
    복수의 제 1 인터커넥션 리본이 연결되는 것으로, 일단에 하나의 제 1 인터커넥션 리본이 연결되는 제 1 접속부가 형성되고, 타단에 다른 하나의 제 1 인터커넥션 리본이 연결되는 제 2 접속부가 형성되는 제 1 리본 연결부;
    복수의 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 것으로, 일단에 하나의 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 제 3 접속부가 형성되고, 타단에 다른 하나의 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 제 4 접속부가 형성되는 제 2 리본 연결부; 및
    상기 제 1 리본 연결부와 제 2 리본 연결부 사이를 연결하는 스트링 연결부를 포함하며,
    상기 제 1 내지 제 4 접속부의 폭은 상기 스트링 연결부의 폭보다 넓게 형성되는 태양전지모듈용 리본.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스트링 연결부는
    그 양 끝단이 평행이 되어, 동일한 방향을 향할 수 있도록 절곡부를 포함하고,
    일단은 2 가닥으로 분기되어, 분기된 양 끝단이 상기 제 1 리본 연결부의 제 1 및 제 2 접속부의 중앙에 각각 연결되고,
    타단 역시 2 가닥으로 분기되어, 분기된 양 끝단이 상기 제 2 리본 연결부의 제 3 및 제 4 접속부의 중앙에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 리본.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절곡부는 곡면 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 리본.
  7. 하나의 태양전지 셀에 연결되는 복수의 제 1 인터커넥션 리본과, 다른 하나의 태양전지 셀에 연결되는 복수의 제 2 인터커넥션 리본과, 제 1 인터커넥션 리본과 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 버스 리본을 포함하고,
    상기 버스 리본은,
    복수의 제 1 인터커넥션 리본이 연결되는 것으로, 일단에 하나의 제 1 인터커넥션 리본이 연결되는 제 1 접속부가 형성되고, 타단에 다른 하나의 제 1 인터커넥션 리본이 연결되는 제 2 접속부가 형성되며, 그 중앙에는 또 다른 하나의 제 1 인터커넥션 리본이 연결되는 제 3 접속부를 가지는 제 1 리본 연결부;
    복수의 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 것으로, 일단에 하나의 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 제 4 접속부가 형성되고, 타단에 다른 하나의 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 제 5 접속부가 형성되며, 그 중앙에는 또 다른 하나의 제 2 인터커넥션 리본이 연결되는 제 6 접속부를 가지는 제 2 리본 연결부; 및
    상기 제 1 리본 연결부와 제 2 리본 연결부 사이를 연결하는 스트링 연결부를 포함하며,
    상기 제 1 내지 제 6 접속부는 상기 스트링 연결부의 폭 보다 넓은 폭을 가지도록 상기 제 1 및 제 2 리본 연결부의 끝부분에서 면적이 확장되는 태양전지모듈용 리본.
  8. 삭제
  9. 삭제
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