KR101104211B1 - 태양전지모듈 제조방법 - Google Patents
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Abstract
태양전지모듈 제조방법이 개시된다. 투명기판의 일면에 회로패턴을 형성하는 단계; 회로패턴의 일부가 노출되도록 투명기판의 일면에 접합층을 형성하는 단계; 회로패턴 상에 도전성 범프를 형성하는 단계; 범프와 태양전지셀의 일면에 형성되는 도전성 패드가 접하도록, 투명기판과 태양전지셀을 접합하는 단계; 및 태양전지셀이 커버되도록 투명기판의 일면에 보호수지층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지모듈 제조방법은, 그 제조공정을 간소화하면서도, 보다 박형화된 태양전지모듈을 구현할 수 있다.
Description
본 발명은 태양전지모듈 제조방법에 관한 것이다.
태양전지셀은 P형 반도체와 N형 반도체를 이용하여, 태양 빛을 전기로 변환할 수 있는 전자소자를 말한다. 이러한 태양전지셀은 태양전지모듈의 형태로 제조되어, 휴대형 전자기기의 보조 전원으로 이용되고 있다.
태양전지모듈은 빛을 투과하는 유리기판, 태양전지셀 및 태양전지셀에 전기적 연결을 제공하는 회로기판을 포함할 수 있다. 그 제조방법을 살펴보면, 회로기판 상에 태양전지셀을 실장 한 후, 태양전지셀을 회로기판에 와이어 본딩하고, 그 위에 투명수지를 몰딩하여 태양전지모듈이 제조되었다.
그러나, 최근 휴대형 전자기기의 소형화 추세에 비추어 볼 때, 이러한 제조방법은 박형의 태양전지모듈을 제조하기 어렵고 제조단가가 상승하는 문제가 있었다.
본 발명은 제조공정을 단순하면서도 박형화된 태양전지모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 투명기판의 일면에 회로패턴을 형성하는 단계; 회로패턴의 일부가 노출되도록 투명기판의 일면에 접합층을 형성하는 단계; 회로패턴 상에 도전성 범프를 형성하는 단계; 범프와 태양전지셀의 일면에 형성되는 도전성 패드가 접하도록, 투명기판과 태양전지셀을 접합하는 단계; 및 태양전지셀이 커버되도록 투명기판의 일면에 보호수지층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지모듈 제조방법이 제공된다.
여기서, 범프를 형성하는 단계는 범프가 접합층 보다 두껍게 형성되도록 수행될 수 있으며, 접합층을 형성하는 단계는 접합층이 범프의 양측과 상응하는 위치에 형성되도록 수행될 수 있다.
그리고, 접합층은 열경화성 수지를 포함할 수 있으며, 이 때, 접합하는 단계는 접합층을 가열하는 단계와, 태양잔지셀을 투명기판 측으로 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 접합하는 단계는 회로패턴과 범프에 초음파 진동을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 태양전지모듈 제조방법은 회로패턴을 형성하는 단계 이전에, 투명기판의 일면에 반사방지층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지모듈의 제조공정을 간소화하면서도, 보다 박형화된 태양전지모듈을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈 제조방법을 나타낸 단면도.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈 제조방법을 나타낸 단면도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 태양전지모듈 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈 제조방법을 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈(1000) 제조방법은, 투명기판(100)의 일면에 반사방지층(110)을 형성하는 단계(S100), 투명기판(100)의 일면에 회로패턴(120)을 형성하는 단계(S200), 회로패턴(120)의 일부가 노출되도록 투명기판(100)의 일면에 접합층(130)을 형성하는 단계(S300), 회로패턴(120) 상에 도전성 범프(140)를 형성하는 단계(S400), 범프(140)와 태양전지셀(200)의 일면에 형성되는 도전성 패드(210)가 접하도록, 투명기판(100)과 태양전지셀(200)을 접합하는 단계(S500) 및 태양전지셀(200)이 커버되도록 투명기판(100)의 일면에 보호수지층(400)을 형성하는 단계(S600)를 포함함으로써, 그 제조효율을 향상시키면서도 보다 박형의 태양전지모듈(1000)(1000)을 구현할 수 있다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 투명기판(100)의 일면에 반사방지층(110)을 형성할 수 있다. (S100) 투명기판(100)은 빛을 투과할 수 있는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 유리(glass) 또는 투광성 수지 재질로 이루어질 수 있다.
투명기판(100)의 일면에 반사방지코팅(Anti-Reflect Coating)을 수행하여 반사방지층(110)을 형성할 수 있다. 반사방지층(110)이 형성된 투명기판(100)은 투과율이 향상되어 태양전지모듈(1000)의 효율을 향상시킬 수 있다.
반사방지층(110)은 투명기판(100)의 어느 한 면 또는 양면 모두에 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 투명기판(100)의 일면에 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이외에도 투명기판(100)의 타면 또는 투명기판(100)의 양면에 형성될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 투명기판(100)의 일면에 회로패턴(120)을 형성할 수 있다. (S200) 회로패턴(120)은 후술할 단계에서 상술한 범프(140)와 접하는 구조를 형성함으로써, 태양전지셀(200)이 외부와 전기적 연결을 형성하도록 할 수 있다.
하나의 투명기판(100)에는 복수의 태양전지셀(200)이 결합될 수 있으며, 이 때, 회로패턴(120)은 각각의 태양전지셀(200)의 범프(140)의 위치에 상응하여 형성될 수 있다. 회로패턴(120)은 투명기판(100) 상에 도전성 금속으로 이루어지는 층이 일정한 패턴을 가지는 형태를 가질 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 회로패턴(120)의 일부가 노출되도록 투명기판(100)의 일면에 접합층(130)을 형성할 수 있다. (S300) 접합층(130)은 후술할 접합공정(S500)을 통해 그 상하단이 각각 태양전지셀(200)의 일면 및 투명기판(100)의 일면과 접합되어, 이들 간에 접합력을 제공할 수 있다. 이 때, 접합층(130)은 일종의 본딩수지일 수 있다.
접합층(130)은 접합공정(S500)을 통해 범프(140)의 양측으로 격벽(wall)의 형태를 가질 수 있도록, 범프(140)의 양측과 상응하는 위치(예를 들어, 태양전지셀(200)의 가장자리)의 투명기판(100) 상에 형성될 수 있다.
하나의 투명기판(100) 상에는 복수의 태양전지셀(200)이 접합될 수 있으며, 이 때, 각각의 범프(140)의 위치에 상응하여 접합층(130)이 형성될 수 있다.
범프(140)는 일렬로 복수 개가 형성될 수 있으며, 접합층(130)은 그 양측에 배치되는 격벽(wall)과 같이, 복수의 범프(140)가 형성되는 방향으로 연장되는 형태를 가질 수 있다. 결국, 범프(140)는 접합층(130) 사이에 형성되는 그루브(groove)에 수용되는 형태를 가질 수 있다.
접합층(130)은 투명기판(100)과 태양전기셀 간이 이격됨으로써, 이들 간에 공기층이 형성되어 투과율이 향상될 수 있도록, 적정한 두께를 가질 수 있다.
접합층(130)은 열경화성 수지로 이루어 질 수 있으며, 후술할 접합공정(S500)에서 가열에 의해 접합력을 가지고, 냉각 공정을 통해 경화될 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 회로패턴(120) 상에 도전성 범프(140)를 형성할 수 있다. (S400) 범프(140)는 회로패턴(120) 상에 형성되어 태양전지셀(200)에 전기적 연결을 제공할 수 있다. 범프(140)는 도전성 재질의 페이스트가 접합층에 의해 노출되는 회로패턴의 일부 상에 토출되어 형성될 수 있다.
이 때, 범프(140)의 두께(t2)는 접합층(130)의 두께(t1) 보다 두꺼울 수 있다. 따라서, 범프(140)는 후술할 태양전지셀(200)의 도전성 패드(210)와 보다 안정적인 접합관계를 형성할 수 있다.
범프(140)는 가열공정을 거쳐 경화될 수 있으며, 본 단계에서는 경화되기 이전에 패드(210) 상에 토출된 상태일 수 있다. 범프(140)는 패드(210) 상에 복수 개가 서로 이격되어 형성될 수 있다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 범프(130)와 태양전지셀(200)의 일면에 형성되는 도전성 패드(210)가 접하도록, 투명기판(100)과 태양전지셀(200)을 접합할 수 있다. (S500) 태양전지셀(200)은 태양광을 수광하여, 이를 전기에너지로 변환할 수 있는 전자소자를 말할 수 있다.
태양전지셀(200)은 빛을 수광하여 생산된 전기를 외부로 전달하기 위해 그 일면에 도전성 패드(210)가 형성될 수 있다. 태양전지셀(200)은 예를 들어 직육면체의 형태를 가질 수 있으며, 이 때, 패드(210)는 태양전지셀(200)의 일면의 양측 또는 가장자리에 형성될 수 있다.
접합하는 단계(S500)는 접합층을 가열하는 단계(S510)와, 태양잔지셀을 투명기판 측으로 가압하는 단계(S520)를 포함할 수 있다.
접합을 위해, 먼저 접합층(130)의 위치에 상응하여 태양전지셀(200)을 배치할 수 있다. 다음으로, 태양전지셀(200)을 투명기판(100) 측으로 가압하며 동시에 태양전지셀(200)의 타면을 가열하여 범프(140)와 접합층(130)에 열을 가할 수 있다.
가열 및 가압된 범프(140)와 접합층(130)은 태양전지셀(200)과 투명기판(100) 사이에 접합력을 제공할 수 있다. 이 때, 가압력을 조절하여 태양전지셀(200)과 투명기판(100) 상에 적정한 두께를 가지는 공기층을 형성할 수 있다.
한편, 접합하는 단계(S500)는 회로패턴(120)과 범프(140)에 초음파 진동을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 접합하는 단계(S500)는 태양전지셀(200)과 투명기판(1000을 초음파 진동시킴으로써, 접합의 대상이 되는 회로패턴(120)과 범프(240)를 초음파로 진동시킨 상태에서, 가열(S510) 및 가압(S520)하는 공정을 수행하여, 초음파 접합의 형태로 수행될 수 있다. 따라서, 회로패턴(120)과 범프(140)간의 접합의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 범프(222)와 접합층(130)이 냉각되어, 태양전지셀(200)과 투명기판(100) 간에 접합구조를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 태양전지셀(200)이 커버되도록 투명기판(100)의 일면에 보호수지층(400)을 형성할 수 있다. (S600) 보호수지층(400)은 열경화성 수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 보호수지층(400)은 투명기판(100)의 일면에 접합된 태양전지셀(200) 상에 도포되고, 경화되어, 태양전지셀(200)을 커버하는 구조를 형성할 수 있다.
이 때, 상술한 바와 같이, 접합층(130)은 범프(222)의 양측으로 길이 방향으로 연장되는 형태를 가짐으로써, 보호수지층(400)이 도포되어 경화되는 과정에서, 태양전지셀(200)의 일면과 투명기판(100)의 일면 사이에 보호수지가 개재되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예의 태양전지모듈(1000) 제조방법은 투명기판(100)을 기반으로 범프(222)와 접합층(130)의 결합구조를 형성하여, 태양전지셀(200)과 전기적 연결을 형성할 수 있어, 태양전지셀(200)에 전기적 연결과 구조적 결합을 형성하기 위한 복잡한 공정을 생략할 수 있으며, 나아가 박형화의 장애가 되었던 태양전지셀(200)의 전기적 연결구조를 단순화하여 보다 박형화된 태양전지모듈(1000)을 구현할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
100: 투명기판 120: 회로패턴
130: 접합층 140: 범프
200: 태양전지셀 210: 패드
130: 접합층 140: 범프
200: 태양전지셀 210: 패드
Claims (6)
- 투명기판의 일면에 반사방지층을 형성하는 단계;
상기 반사방지층의 일면에 회로패턴을 형성하는 단계;
상기 회로패턴의 일부가 노출되도록 상기 회로패턴 상에 접합층을 형성하는 단계;
상기 회로패턴 상의 상기 접합층 사이에 도전성 범프를 형성하는 단계;
상기 범프와 태양전지셀의 일면에 형성되는 도전성 패드가 접하도록, 상기 투명기판과 상기 태양전지셀을 접합하는 단계; 및
상기 태양전지셀이 커버되도록 상기 투명기판의 일면에 보호수지층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지모듈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 범프를 형성하는 단계는
상기 범프가 상기 접합층 보다 두껍게 형성되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 접합층을 형성하는 단계는
상기 접합층이 상기 범프의 양측과 상응하는 위치에 형성되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 접합층은 열경화성 수지를 포함하며,
상기 접합하는 단계는
상기 접합층을 가열하는 단계와,
상기 태양전지셀을 상기 투명기판 측으로 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 접합하는 단계는
상기 회로패턴과 상기 범프에 초음파 진동을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 제조방법.
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