KR101119043B1 - 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명은, 태양광을 전기에너지로 변환하는 복수의 단위셀들; 상기 복수의 단위셀들 각각의 전도성 투명막에 구비된 음극 그리드와 양극 그리드; 및 상기 단위셀들의 자세에 따라 상기 복수의 단위셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하는 스위칭 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈을 제공한다.

Description

직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈{DYE-SENSITIZED SOLAR CELL MODULE FOR BOTH SERIES AND PARALLEL}
본 발명은 염료감응형 태양전지 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자세에 따라 복수의 단위셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하는 염료감응형 태양전지 모듈에 관한 것이다.
태양광을 전기에너지로 변환하는 광전변환소자인 태양전지는 다른 에너지원과 달리 무한하고 환경친화적이므로 시간이 갈수록 그 중요성이 더해가고 있다.
종래에는 태양전지로 단결정 또는 다결정의 실리콘 태양전지가 많이 사용되어 왔다. 그러나 실리콘 태양전지는 제조시에 대형의 고가 장비가 사용되고 원료 가격이 고가이어서 제조비용이 높고, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 변환 효율을 개선하는데도 한계가 있어 새로운 대안이 모색되었다.
실리콘 태양전지의 대안으로 저가로 제조할 수 있는 유기재료를 사용한 태양전지에 대한 관심이 집중되고 있는데, 특히 제조비용이 매우 저렴한 염료감응 태양전지가 많은 주목을 받고 있다. 이하, 염료감응 태양전지의 모듈의 일반적인 구조를 도 1을 참조하여 설명한다.
일반적으로 염료감응 태양전지 모듈(10)은 서로 대향하여 위치하는 음극기판(20)과 양극기판(40), 산화환원용 전해질(60), 음극 그리드(80a) 및 양극 그리드(80b), 내부 실런트(90a) 및 외부 실런트(90b)를 포함한다.
음극기판(20)은 투명기판(22)과 전도성 투명막(24)을 포함하고, 양극기판(40)은 투명기판(42)과 전도성 투명막(44)을 포함한다. 음극기판(20)의 전도성 투명막(24) 상에는 복수의 음극전극(26)이 평행하게 나열되고, 양극기판(40)의 전도성 투명막(44) 상에는 복수의 양극전극(46)이 평행하게 나열된다. 음극전극(26)은 금속산화물(티타니아 등)의 나노입자와 상기 나노입자의 표면에 흡착된 광감응 염료로 이루어지고, 양극전극(46)은 백금(Pt) 등과 같은 전도성 금속 또는 탄소나노튜브(CNT) 또는 전도성 고분자 등으로 이루어진다.
산화환원용 전해질(60)은 음극전극(26)과 양극전극(46)이 잠기도록 음극기판(20)과 양극기판(40) 사이에 채워진다. 상기 전해질(60)은 산화/환원 반응을 통해 상기 양극전극(46)으로부터 전자를 받아 음극전극(26)의 광감응 염료로 전달한다. 상기 전해질(60)은 하나의 양극전극(46) 및 하나의 음극전극(26)과 함께 단위셀을 구성한다.
음극 그리드(80a)는 음극전극(26)에서 발생한 전자를 포집하기 위해 음극기판(20)의 전도성 투명막(24) 상에 구비되고, 양극 그리드(80b)는 외부로부터 공급된 전자를 양극전극(46)으로 분배하기 위해 양극기판(40)의 전도성 투명막(44) 상에 구비된다.
내부 실런트(90a)는 음극 그리드(80a)와 양극 그리드(80a)를 덮도록 위치하여 상기 전해질(60)에 의해 음극 그리드(80a)와 양극 그리드(80b)가 침식되는 현상을 방지하고, 음극 그리드(80a)와 양극 그리드(80b) 간을 절연시킨다. 그리고, 외부 실런트(90a)는 음극기판(20)의 전도성 투명막(24)의 테두리와 양극전극(40)의 전도성 투명막(44) 테두리 사이에 위치하여 전해질(60)이 모듈(10)의 외부로 누액되는 현상을 방지한다.
일반적으로 염료감응 태양전지 모듈(10)은 복수의 단위셀들을 포함한다. 그리고 상기 복수의 단위셀들은 서로 병렬로 연결되거나 직렬로 연결된다. 그러나 현재까지 알려진 바에 따르면, 병렬로 연결된 단위셀들을 구비한 염료감응 태양전지 모듈은 병렬 모듈로만 사용될 수 있을 뿐 직렬 모듈로는 사용될 수 없고, 직렬로 연결된 단위셀들을 구비한 염료감응 태양전지 모듈 또한 직렬 모듈로만 사용될 수 있을 뿐 병렬 모듈로는 사용될 수 없다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 단위셀들의 연결관계를 직렬에서 병렬로 또는 병렬에서 직렬로 변경할 수 있는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 태양광을 전기에너지로 변환하는 복수의 단위셀들; 상기 복수의 단위셀들 각각의 전도성 투명막에 구비된 음극 그리드와 양극 그리드; 및 상기 단위셀들의 자세에 따라 상기 복수의 단위셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하는 스위칭 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈을 제공한다.
상기 스위칭 장치는, 상기 단위셀들의 자세에 따라 서로 이웃하여 위치하는 단위셀들의 음극 그리드 간, 또는 음극 그리드와 양극 그리드 간을 연결하는 음극 스위칭 회로; 및 상기 음극 스위칭 회로가 서로 이웃하여 위치하는 단위셀들의 음극 그리드 간을 연결할 때 상기 서로 이웃하여 위치하는 단위셀들의 양극 그리드 간을 연결하는 양극 스위칭 회로;를 포함한다.
상기 음극 스위칭 회로가 상기 서로 이웃하여 위치하는 단위셀들의 음극 그리드와 양극 그리드 간을 연결할 때, 상기 양극 스위칭 회로는 상기 음극 스위칭 장치에 의해 연결된 음극 그리드 및 양극 그리드 간을 연결한다.
상기 스위칭 장치는 상기 단위셀에 포함된 전해질의 압력을 서로 다른 부위에서 감지하는 음극 탐침 및 양극 탐침을 포함하고, 상기 음극 스위칭 회로는 상기 음극 탐침의 출력에 따라 그리고 상기 양극 스위칭 회로는 상기 양극 탐침의 출력에 따라 작동한다.
상기 음극 스위칭 회로 및 양극 스위칭 회로는 상기 단위셀의 외부에 위치하고, 상기 음극 탐침 및 양극 탐침은 상기 전해질의 누액을 방지하는 실링부재를 관통하여 상기 전해질에 노출된다.
상기 음극 탐침 및 양극 탐침 중 어느 하나가 상기 전해질과 접촉하지 않은 상태에 도달할 수 있도록 상기 단위셀의 내부공간에는 상기 전해질이 불완전하게 채워진다.
본 발명에 의하면, 복수의 단위셀들의 자세에 따라 상기 복수의 단위셀들이 병렬로 연결되거나 직렬로 연결될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 염료감응 태양전지 모듈의 사용 도중 전해질에 발생한 버블이 단위셀 내부에서 소멸되기 때문에 염료감응 태양전지 모듈의 효율 저하가 방지된다.
도 1은 염료감응 태양전지 모듈의 일반적인 구조를 도시한 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈을 도시한 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 C-C'에 따른 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.
본 발명에 따른 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈(100)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 서로 평행하게 나열된 복수의 단위셀들과, 그리드와, 스위칭 장치를 포함한다.
상기 복수의 단위셀들은 태양광을 전기에너지로 변환하기 위한 것으로서, 각각 반도체 전극(120a, 120b, 120c)과, 상대 전극(160a, 160b, 160c)과, 산화환원용 전해질(180a, 180b, 180c)을 포함한다.
반도체 전극들(120a, 120b, 120c)은 음극기판(110)의 전도성 투명막(114) 상에서 서로 평행하게 나열되고, 금속산화물(티타니아 등)의 나노입자와 그 표면에 흡착된 광감응 염료로 이루어진다. 광감응 염료로는 Al, Pt, Pd, Eu, Pb, Ir 등의 금속 복합체 형태의 화합물 또는 Ru 복합체 등의 물질이 사용된다. 한편, 상기 음극기판(110)의 전도성 투명막(114) 상에는 반도체 전극들(120a, 120b, 120c) 간 절연을 위해 식각홈(116)이 형성되어 있다.
상대 전극들(160a, 160b, 160c)은 반도체 전극들(120a, 120b, 120c)과 대향하여 위치하도록 양극기판(150)의 전도성 투명막(154) 상에서 평행하게 나열되고, 백금(Pt) 등과 같은 전도성 금속 또는 탄소나노튜브(CNT) 또는 전도성 고분자 등으로 이루어진다. 상기 양극기판(150)의 전도성 투명막(154) 상에는 상대 전극들(160a, 160b, 160c) 간 절연을 위해 식각홈(156)이 형성되어 있다.
상기 전도성 투명막(114, 154)은 소다라임 글래스, 보로 실리케이트 글래스 등의 투명유리기판 또는 PET,PEN, PC, PP, PI, TAC 등의 투명플라스틱기판으로 이루어진 투명기판(112, 152) 상에 구비되고, 주석 도핑 산화인듐(ITO), 불소 도핑 산화주석(FTO), 산화아연(ZnO), 안티몬 도핑 산화주석(ATO), 산화주석(TO) 등의 재질로 이루어진다.
산화환원용 전해질들(180a, 180b, 180c)은 반도체 전극(120a, 120b, 120c) 및 상대 전극(160a, 160b, 160c)이 잠기도록 음극기판(110) 및 양극기판(150) 사이에 채워진다. 산화환원용 전해질들(180a, 180b, 180c)은 산화/환원 반응을 통해 상대 전극(160a, 160b, 160c)으로부터 전자를 받아 반도체 전극(120a, 120b, 120c)의 광감응 염료로 전달한다. 산화환원용 전해질(180a, 180b, 180c)로는 주로 요오드계 전해질이 사용된다. 한편, 산화환원용 전해질들(180a, 180b, 180c)의 누액 및 단위셀 간 이동은 음극기판(110)과 양극기판(150) 사이에 위치하는 실링부재(190)에 의해 방지된다. 상기 실링부재(190)로는 설린(surlyn, 듀퐁사의 제품명)이나 바이넬(bynel, 듀퐁사의 제품명)과 같은 열가소성 수지가 사용된다.
상기 그리드는 복수의 음극 그리드들(130a, 130b, 130c)과 복수의 양극 그리드들(170a, 170b, 170c)을 포함한다. 음극 그리드들(130a, 130b, 130c)은 서로 절연된 상태로 음극기판(110)의 전도성 투명막(114) 상에 구비되어 있고, 양극 그리드들(170a, 170b, 170c)은 서로 절연된 상태로 양극기판(150)의 전도성 투명막(154) 상에 구비되어 있다. 또한 음극 그리드들(130a, 130b, 130c)과 양극 그리드들(170a, 170b, 170c)은 단위셀의 내부에 위치하는 중앙부와 외부에 위치하는 양단을 구비한다. 단위셀의 내부에 위치하는 상기 중앙부는 전해질들(180a, 180b, 180c)과 접촉하지 않도록 실링부재(190)에 의해 덮여져 있고, 단위셀의 외부에 위치하는 상기 양단은 실링부재(190)에 의해 덮여져 있지 않다.
상기 스위칭 장치는 단위셀들의 자세에 따라 단위셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한 것으로서, 음극 스위칭 장치(210a, 210b)와 양극 스위칭 장치(250a, 250b)를 포함한다.
상기 음극 스위칭 장치(210a, 210b)는 하우징(212a, 212b)과 음극 탐침(214a, 214b)을 포함한다. 상기 하우징(212a, 212b)은 단위셀의 외부에 위치하고, 음극기판(110)과 양극기판(150) 사이에 끼인 상태로 접착제 등을 통해 고정되며, 음극 스위칭 회로를 내장한다. 상기 음극 탐침(214a, 214b)은 압력 센서로서, 상기 하우징(212a, 212b)으로부터 실링부재(190)를 관통하여 단위셀의 내부공간까지 연장한다.
상기 음극 스위칭 회로는 어느 한 단위셀의 음극 그리드, 상기 어느 한 단위셀의 양극 그리드, 상기 어느 한 단위셀과 이웃하는 이웃 단위셀의 음극 그리드 및 음극 탐침과 전기적으로 연결되어 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 3개의 단위셀이 구비되어 있다면, 제1 음극 스위칭 장치(210a)의 음극 스위칭 회로는 제1단위셀의 음극 그리드(130a), 제2단위셀의 음극 그리드(130b), 제1단위셀의 양극 그리드(170a) 및 제1 음극 탐침(214a)과 전기적으로 연결되어 있다. 그리고 제2 음극 스위칭 장치(210b)의 음극 스위칭 회로는 제2단위셀의 음극 그리드(130b), 제3단위셀의 음극 그리드(130c), 제2단위셀의 양극 그리드(170b) 및 제2 음극 탐침(214b)과 전기적으로 연결되어 있다.
또한 상기 음극 스위칭 회로는 상기 음극 탐침(214a, 214b)이 감지한 압력과 미리 설정된 기준 압력 간 대소에 따라 서로 이웃하는 단위셀들을 병렬 또는 직렬로 연결한다. 위 예에서 제1 음극 스위칭 장치(210a)의 음극 스위칭 회로가 제1단위셀의 음극 그리드(130a)와 제2단위셀의 음극 그리드(130b) 간을 연결하고, 제2 음극 스위칭 장치(210b)의 음극 스위칭 회로가 제2단위셀의 음극 그리드(130b)와 제3단위셀의 음극 그리드(130c) 간을 연결하면, 단위셀들이 병렬로 연결될 수 있다. 반면 위 예에서 제1 음극 스위칭 장치(210a)의 음극 스위칭 회로가 제1단위셀의 양극 그리드(170a)와 제2단위셀의 음극 그리드(130b) 간을 연결하고, 제2 음극 스위칭 장치(210b)의 음극 스위칭 회로가 제2단위셀의 양극 그리드(170b)와 제3단위셀의 음극 그리드(130c)를 연결하면, 단위셀들이 직렬로 연결될 수 있다.
상기 양극 스위칭 장치(250a, 250b)는 하우징(252a, 252b)과 양극 탐침(254a, 254b)을 포함한다. 상기 하우징(252a, 252b)은 단위셀을 기준으로 상기 음극 스위칭 장치(210a, 210b)의 하우징(212a, 212b)과 반대되는 곳에 위치하고, 음극기판(110)과 양극기판(150) 사이에 끼인 상태로 접착제 등을 통해 고정되며, 양극 스위칭 회로를 내장한다. 상기 양극 탐침(254a, 254b)은 압력 센서로서, 상기 하우징(252a, 252b)으로부터 실링부재(190)를 관통하여 단위셀의 내부공간까지 연장한다.
상기 양극 스위칭 회로는 어느 한 단위셀의 양극 그리드, 상기 어느 한 단위셀과 이웃하는 이웃 단위셀의 양극 그리드, 상기 이웃 단위셀의 음극 그리드 및 양극 탐침과 전기적으로 연결되어 있다. 앞선 예를 계속 인용하면, 제1 양극 스위칭 장치(250a)의 양극 스위칭 회로는 제1단위셀의 양극 그리드(170a), 제2단위셀의 음극 그리드(130b), 제2단위셀의 양극 그리드(170b) 및 제1 양극 탐침(254a)과 전기적으로 연결되어 있다. 그리고 제2 양극 스위칭 장치(250b)의 양극 스위칭 회로는 제2단위셀의 양극 그리드(170b), 제3단위셀의 음극 그리드(130c), 제3단위셀의 양극 그리드(170c) 및 제2 양극 탐침(254b)과 전기적으로 연결되어 있다.
또한 상기 양극 스위칭 회로는 상기 양극 탐침(254a, 254b)이 감지한 압력과 미리 설정된 기준 압력 간 대소에 따라 서로 이웃하는 단위셀들을 병렬 또는 직렬로 연결한다. 위 예에서 제1 양극 스위칭 장치(250a)의 양극 스위칭 회로가 제1단위셀의 양극 그리드(170a)와 제2단위셀의 양극 그리드(170b) 간을 연결하고, 제2 양극 스위칭 장치(250b)의 양극 스위칭 회로가 제2단위셀의 양극 그리드(170b)와 제3단위셀의 양극 그리드(170c) 간을 연결하면, 단위셀들이 병렬로 연결될 수 있다. 반면 위 예에서 제1 양극 스위칭 장치(250a)의 양극 스위칭 회로가 제1단위셀의 양극 그리드(170a)와 제2단위셀의 음극 그리드(130b) 간을 연결하고, 제2 양극 스위칭 장치(250b)의 양극 스위칭 회로가 제2단위셀의 양극 그리드(170b)와 제3단위셀의 음극 그리드(130c)를 연결하면, 단위셀들이 직렬로 연결될 수 있다.
이하, 상기 염료감응 태양전지 모듈(100)의 작동 과정을 위 예를 계속 인용하여 설명한다. 이하에서는 편의상 음극 스위칭 장치(210a, 210b)가 상부에 위치하고 양극 스위칭 장치(250a, 250b)가 하부에 위치하도록 상기 모듈(100)이 세워진 상태(도 2에 도시된 상태)가 병렬 상태로 칭해지고 그 반대의 상태가 직렬 상태로 칭해진다.
우선 염료감응 태양전지 모듈(100)이 병렬 상태에 있으면, 음극 탐침(214a, 214b)이 감지한 압력은 상대적으로 낮고 양극 탐침(254a, 254b)이 감지한 압력은 상대적으로 높다. 그리고 이때 음극 탐침(214a, 214b)으로부터 압력값을 전달받은 음극 스위칭 회로들은 제1단위셀 내지 제3단위셀의 음극 그리드들(130a, 130b, 130c)을 전기적으로 연결하고, 양극 탐침(254a, 254b)으로부터 압력값을 전달받은 양극 스위칭 회로들은 제1단위셀 내지 제3단위셀들의 양극 그리드들(170a, 170b, 170b)을 전기적으로 연결한다. 따라서 상기 병렬 상태에서는 단위셀들이 병렬로 연결되게 된다.
병렬 상태에 있는 염료감응 태양전지 모듈(100)이 대략 180도 회전하여 직렬 상태로 되면, 음극 탐침(214a, 214b)이 감지한 압력은 상대적으로 높고 양극 탐침(254a, 254b)이 감지한 압력은 상대적으로 낮다. 그리고 이때 음극 탐침(214a, 214b)으로부터 압력값을 전달받은 음극 스위칭 회로들 및 양극 탐침(254a, 254b)으로부터 압력값을 전달받은 양극 스위칭 회로들은 제1단위셀의 양극 그리드(170a)와 제2단위셀의 음극 그리드(130b) 간, 그리고 제2단위셀의 양극 그리드(170b)와 제3단위셀의 음극 그리드(130c) 간을 전기적으로 연결한다. 따라서 상기 직렬 상태에서는 단위셀들이 직렬로 연결되게 된다.
한편 앞서 설명된 바와 달리, 직렬 상태에서 음극 스위칭 회로 및 양극 스위칭 회로 중 어느 하나만이 제1단위셀의 양극 그리드(170a)와 제2단위셀의 음극 그리드(130b) 간, 그리고 제2단위셀의 양극 그리드(170b)와 제3단위셀의 음극 그리드(130c) 간을 전기적으로 연결하여도 무방하다. 그러나 음극 스위칭 회로 및 양극 스위칭 회로 모두에 의해 상기 양극 그리드(170a, 170b)와 음극 그리드(130b, 130c)가 연결되면 전자의 신속한 이동이 이루어지기 때문에 염료감응 태양전지 모듈(100)의 효율 향상 내지 효율 저하 방지에 있어 효과적이다.
또한 상기 단위셀의 내부공간에는 전해질(180a, 180b, 180c)이 불완전하게 채워진다. 이와 같은 경우, 음극 탐침(214a, 214b)은 병렬 상태에서 전해질에 잠기지 않고 양극 탐침(254a, 254b)은 직렬 상태에서 전해질에 잠기지 않기 때문에, 병렬 상태에서의 탐침 출력과 직렬 상태에서의 탐침 출력 간 차이가 현격하게 된다.
또한 단위셀의 내부공간 중 일부가 전해질(180a, 180b, 180c)로 채워지지 않으면, 염료감응 태양전지 모듈(100)의 사용 도중 전해질(180a, 180b, 180c)에 발생한 버블(bubble)이 상승 운동을 통해 전해질(180a, 180b, 180c)로 채워지지 않은 공간에 도달한 후 터지면서 소멸하게 된다. 따라서 단위셀의 내부공간에 전해질(180a, 180b, 180c)이 불완전하게 채워지면 전해질(180a, 180b, 180c)에 발생한 버블의 불소멸로 인해 발생하는 현상, 즉 염료감응 태양전지 모듈(100)의 효율이 떨어지는 현상이 방지될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
100 : 염료감응 태양전지 모듈 110 : 음극기판
120a, 120b, 120c : 반도체 전극 130a, 130b, 130c : 음극 그리드
150 : 양극기판 160a, 160b, 160c : 상대 전극
170a, 170b, 170c : 음극 그리드 180a, 180b, 180c : 전해질
190 : 실링부재 210a, 210b : 음극 스위칭 장치
212a, 212b : 하우징 214a, 214b : 음극 탐침
250a, 250b : 양극 스위칭 장치 252a, 252b : 하우징
254a, 254b : 양극 탐침

Claims (6)

  1. 태양광을 전기에너지로 변환하는 복수의 단위셀들;
    상기 복수의 단위셀들의 전도성 투명막에 구비된 그리드들; 및
    상기 단위셀들의 자세에 따라 상기 그리드들의 연결관계를 변화시킴으로써 상기 복수의 단위셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하는 스위칭 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 장치는,
    상기 단위셀들의 자세에 따라 서로 이웃하여 위치하는 단위셀들의 음극 그리드 간, 또는 음극 그리드와 양극 그리드 간을 연결하는 음극 스위칭 회로; 및
    상기 음극 스위칭 회로가 서로 이웃하여 위치하는 단위셀들의 음극 그리드 간을 연결할 때 상기 서로 이웃하여 위치하는 단위셀들의 양극 그리드 간을 연결하는 양극 스위칭 회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 음극 스위칭 회로가 상기 서로 이웃하여 위치하는 단위셀들의 음극 그리드와 양극 그리드 간을 연결할 때, 상기 양극 스위칭 회로는 상기 음극 스위칭 장치에 의해 연결된 음극 그리드 및 양극 그리드 간을 연결하는 것을 특징으로 하는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스위칭 장치는 상기 단위셀에 포함된 전해질의 압력을 서로 다른 부위에서 감지하는 음극 탐침 및 양극 탐침을 포함하고, 상기 음극 스위칭 회로는 상기 음극 탐침의 출력에 따라 그리고 상기 양극 스위칭 회로는 상기 양극 탐침의 출력에 따라 작동하는 것을 특징으로 하는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 음극 스위칭 회로 및 양극 스위칭 회로는 상기 단위셀의 외부에 위치하고, 상기 음극 탐침 및 양극 탐침은 상기 전해질의 누액을 방지하는 실링부재를 관통하여 상기 전해질에 노출된 것을 특징으로 하는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 음극 탐침 및 양극 탐침 중 어느 하나가 상기 전해질과 접촉하지 않은 상태에 도달할 수 있도록 상기 단위셀의 내부공간에는 상기 전해질이 불완전하게 채워진 것을 특징으로 하는 직병렬 겸용 염료감응 태양전지 모듈.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH066940A (ja) * 1992-06-18 1994-01-14 Omron Corp 太陽光発電装置
JP2000089841A (ja) * 1998-09-08 2000-03-31 Kobe Steel Ltd 太陽光発電装置
KR20100084887A (ko) * 2009-01-19 2010-07-28 주식회사 티모테크놀로지 직/병렬 혼합형 염료감응형 태양전지 모듈
KR20110035799A (ko) * 2009-09-30 2011-04-06 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH066940A (ja) * 1992-06-18 1994-01-14 Omron Corp 太陽光発電装置
JP2000089841A (ja) * 1998-09-08 2000-03-31 Kobe Steel Ltd 太陽光発電装置
KR20100084887A (ko) * 2009-01-19 2010-07-28 주식회사 티모테크놀로지 직/병렬 혼합형 염료감응형 태양전지 모듈
KR20110035799A (ko) * 2009-09-30 2011-04-06 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법

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