KR101128568B1 - 태양전지 모듈 및 그 제조 방법, 그리고 상기 태양전지 모듈을 구비하는 모바일 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
태양전지 모듈 및 그 제조 방법, 그리고 상기 태양전지 모듈을 구비하는 모바일 장치 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 태양전지 모듈에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 광 투과성을 갖는 투광판, 전극 패드를 구비하는 수광면 및 수광면의 반대면인 비수광면을 가지고 수광면이 투광판을 향하도록 하여 투광판에 부착된 태양전지 셀들, 그리고 투광판과 태양전지들 셀 사이에 배치되어, 투광판과 태양전지 셀들을 접합시키는 도전성 접합막을 포함하되, 도전성 접합막은 인접하는 태양전지 셀들의 전극 패드를 전기적으로 연결시킨다.
Description
본 발명은 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집적도 및 광 투과율을 향상시킨 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치, 그리고 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적인 실리콘 태양전지는 전극의 구조에 따라 전면 및 후면 전극 구조로 나뉠 수 있다. 이러한 전면 및 후면 전극 구조를 갖는 태양전지 모듈은 대체로 칩 온 보드(Chip On Board:COB) 또는 칩 온 글래스(Chip On Glass:COG) 방식의 태양전지 셀 접합 구조를 가질 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양전지 모듈을 구비한 모바일 장치의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 모바일 장치(10)는 케이스(20) 및 상기 케이스(20)에 내장된 태양전지 모듈(30)을 구비할 수 있다. 상기 케이스(20)의 일측에는 상기 태양전지 모듈(30)로 광이 입사될 수 있는 투명 유리(22)가 구비될 수 있다. 상기 케이스(20)의 타측에는 외부에 정보를 표시하는 표시부(24)가 구비될 수 있다.
상기 태양전지 모듈(30)은 상기 투명 유리(22)에 그 수광면이 대향되도록 하여 부착될 수 있다. 상기 태양전지 모듈(30)은 상기 칩 온 보드(COB) 또는 상기 칩 온 글래스(BOG) 방식의 태양전지 모듈의 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 태양전지 모듈(30)은 인쇄회로기판(PCB:32), 인쇄회로기판(32)의 일면에 부착된 태양전지 셀들(34), 상기 태양전지 셀들(34)과 상기 인쇄회로기판(32)을 연결하는 본딩 와이어(36), 그리고 상기와 같은 구성들을 덮는 투명 몰딩막(38)을 구비한 구조를 갖는다.
상기와 같은 구조의 모바일 장치(10)는 외부광이 상기 투명 유리(22), 투명 몰딩막(38)을 차례로 통과한 이후에 상기 태양전지 셀들(34)에 입사된다. 이때, 상기 투명 유리(22)와 상기 투명 몰딩막(38) 사이에는 소정의 접착제가 개재되므로, 실질적으로 상기 외부광은 적어도 세 단계에 걸쳐 광 손실을 입을 수 있다. 이에 따라, 상기 모바일 장치(10)는 상기 태양전지 셀들(34)로의 광 투과율이 낮은 구조를 갖는다. 이러한 입사광의 손실은 상기 투명 몰딩막(38)을 통과하는 과정에서 크게 일어날 수 있다. 즉, 상기 투명 몰딩막(38)으로 투명 에폭시 수지로 사용하는 경우, 상기 입사광의 투과율이 90% 이하로 떨어지는 현상이 발생된다.
또한, 상기와 같은 구조의 태양전지 셀들(34)은 집적화시키는 것에 한계가 있다. 예컨대, 상기 태양전지 셀들(34)의 총 두께는 상기 인쇄회로기판(32), 상기 태양전지 셀들(34), 그리고 상기 투명 몰딩막(38) 각각의 두께의 총 합일 수 있다. 그러나, 이와 같은 구조의 태양전지 셀들(34)에 있어서는 더 이상의 집적도를 향상시키기 어려워, 최근 태양전지 모듈의 집적도 요구에 부응하기 어렵다.
또한, 상기와 같은 구조의 태양전지 셀들(34)은 상기 본딩 와이어(36)를 사용하는 구조를 가지므로, 상기 본딩 와이어(36)의 형성을 위한 공간이 필수적으로 확보되어야 한다. 그러나, 상기 본딩 와이어(36)는 금속 와이어를 구부리기 위해 상대적으로 큰 공간이 필요하므로, 상기 본딩 와이어(36)를 사용하는 경우, 상기 태양전지 셀들(34)의 집적도 향상에 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 투과율을 향상시킨 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 집적도를 향상시킨 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 투과율을 향상시킨 태양전지 모듈의 제조 방법 및 상기 태양전지 모듈을 구비하는 모바일 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 집적도를 향상시킨 태양전지 모듈의 제조 방법 및 상기 태양전지 모듈을 구비하는 모바일 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈은 광 투과성을 갖는 투광판, 전극 패드를 구비하는 수광면 및 상기 수광면의 반대면인 비수광면을 가지고 상기 수광면이 상기 투광판을 향하도록 하여 상기 투광판에 부착된 태양전지 셀들, 그리고 상기 투광판과 상기 태양전지들 셀 사이에 배치되어, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 도전성 접합막을 포함하되, 상기 도전성 접합막은 인접하는 상기 태양전지 셀들의 상기 전극 패드를 전기적으로 연결시킨다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 접합막은 상기 투광판에 금속 페이스트 조성물(metal paste composition)을 도포하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 접합막은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속막일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 접합막의 일단은 상기 태양전지 셀들 중 어느 하나의 태양전지 셀의 플러스 전극 패드에 연결되고, 상기 도전성 접합막의 타단은 상기 어느 하나의 태양전지 셀에 인접하는 다른 하나의 태양전지 셀의 마이너스 전극 패드에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판은 외부에 노출되는 노출면 및 상기 태양전지 셀들의 수광면과 대향되는 비노출면을 가지고, 상기 태양전지 모듈은 상기 태양전지 셀들이 밀폐되도록, 상기 비노출면을 덮는 몰딩막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 몰딩막은 불투명 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 사이에 배치되어, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 간격을 기설정된 간격으로 유지시키는 도전성 스페이서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 스페이서는 상기 전극 패드에 접합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 스페이서는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나의 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 스페이서는 스터드 범프(stud bump)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 모바일 장치는 일측에 개구부를 갖는 케이스, 상기 케이스의 타측에 구비되며 외부에 정보를 표시하는 표시부, 그리고 상기 케이스에 구비되며, 외부광을 입사받아 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈을 포함하되, 상기 태양전지 모듈은 상기 개구부가 밀폐되도록, 상기 개구부에 구비되는 투광판, 전극 패드를 구비하는 수광면 및 상기 수광면의 반대면인 비수광면을 가지는, 그리고 상기 수광면이 상기 투광판을 향하도록 하여 상기 투광판에 부착된 태양전지 셀들, 그리고 상기 투광판과 상기 태양전지들 셀 사이에 배치되어, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 도전성 접합막을 포함하고, 상기 도전성 접합막은 인접하는 상기 태양전지 셀들의 상기 전극 패드를 전기적으로 연결시킨다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판은 상기 케이스의 외부에 노출되어, 외부광을 상기 태양전지 셀들로 입사시키는 투명 유리를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 접합막의 일단은 상기 태양전지 셀들 중 어느 하나의 태양전지 셀의 플러스 전극 패드에 연결되고, 상기 도전성 접합막의 타단은 상기 어느 하나의 태양전지 셀에 인접하는 다른 하나의 태양전지 셀의 마이너스 전극 패드에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 사이에 배치되어, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 간격을 기설정된 간격으로 유지시키는 도전성 스페이서를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 투광판을 준비하는 단계, 상기 투광판 상에 도전성 페이스트를 도포하는 단계, 전극 패드를 구비하는 수광면 및 상기 수광면의 반대면인 비수광면을 가지는 태양전지 셀들을 준비하는 단계, 상기 도전성 페이스트에 의해 서로 인접하는 상기 태양전지 셀들의 전극 패드를 전기적으로 연결시키면서, 상기 도전성 페이스트를 접합막으로 하여, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 도전성 페이스트를 접착제로 하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판을 준비하는 단계는 외부에 노출되는 노출면 및 상기 태양전지 셀들의 수광면과 대향되는 비노출면을 갖는 투명 유리를 준비하는 단계를 포함하고, 상기 도전성 페이스트를 도포하는 단계는 상기 비노출면 중 상기 태양전지 셀들과 상기 도전성 페이스트에 의해 접합되는 접합 영역에 한정시켜, 금속 페이스트 조성물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 페이스트 조성물을 상기 투광판 상에 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 페이스트를 도포하는 단계는 실크 스크린 공정, 디스펜싱 공정, 그리고 잉크젯 도포 공정 중 적어도 어느 하나를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판을 준비하는 단계는 외부에 노출되는 노출면 및 상기 태양전지 셀들의 수광면과 대향되는 비노출면을 갖는 투명 유리를 준비하는 단계를 포함하고, 상기 태양전지 모듈의 제조 방법은 상기 태양전지 셀들이 밀폐되도록, 상기 비노출면을 덮는 몰딩막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들이 기설정된 간격을 유지하도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 사이에 도전성 스페이서를 개재하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 스페이서를 개재하는 단계는 상기 태양전지 셀들의 상기 전극 패드에 스터드 범프를 접합시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들이 서로 밀착되도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하되, 상기 도전성 스페이서는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 상대적인 이동을 정지시키는 스토퍼로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판을 준비하는 단계는 상기 태양전지 셀들과 접합되는 접합 영역을 갖는 투명 유리를 준비하는 단계를 포함하고, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 밀착에 의해 상기 도전서 페이스트가 퍼지면서 상기 접합 영역에 한정되도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 간의 밀착 거리를 제한하는 단계를 포함하되, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 밀착 거리를 제한하는 단계는 상기 도전성 스페이서의 두께를 조절하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 모바일 장치의 제조 방법은 개구부를 갖는 케이스를 준비하는 단계, 상기 케이스에 외부에 정보를 표시하는 표시부를 구비시키는 단계, 그리고 상기 케이스에 외부광을 입사받아 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈을 구비시키는 단계를 포함하되, 상기 태양전지 모듈을 구비시키는 단계는 투광판을 준비하는 단계, 상기 투광판 상에 도전성 페이스트를 도포하는 단계, 전극 패드를 구비하는 수광면 및 상기 수광면의 반대면인 비수광면을 가지는 태양전지 셀들을 준비하는 단계, 상기 도전성 페이스트에 의해 서로 인접하는 상기 태양전지 셀들의 전극 패드를 전기적으로 연결시키면서, 상기 도전성 페이스트를 접합막으로 하여, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계, 그리고 상기 투광판이 상기 개구부를 밀폐하도록, 상기 투광판을 상기 케이스에 장착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들이 기설정된 간격을 유지하도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 사이에 도전성 스페이서를 개재하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 도전성 스페이서를 개재하는 단계는 상기 태양전지 셀들의 상기 전극 패드에 스터드 범프를 접합시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들이 서로 밀착되도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하되, 상기 도전성 스페이서는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 상대적인 이동을 정지시키는 스토퍼로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투광판을 준비하는 단계는 상기 태양전지 셀들과 접합되는 접합 영역을 갖는 투명 유리를 준비하는 단계를 포함하고, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 밀착에 의해 상기 도전서 페이스트가 퍼지면서 상기 접합 영역에 한정되도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 간의 밀착 거리를 제한하는 단계를 포함하되, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 밀착 거리를 제한하는 단계는 상기 도전성 스페이서의 두께를 조절하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치는 박막 형태의 도전성 접합막을 개재하여 투광판에 태양전지 셀들을 직접 접합시킨 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀 간의 간격을 최소화하여, 집적도가 향상된 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치는 박막 형태의 도전성 접합막을 이용하여 태양전지 셀들의 플러스 및 마이너스 전극들을 전기적으로 연결시킨 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치는 본딩 와이어와 같은 구성을 사용하는 경우에 비해, 상기 전극들을 전기적으로 연결하기 위한 구성의 설치 공간을 최소화하여, 집적도를 향상된 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 투광판에 박막 형태의 도전성 접합막을 개재하여 태양전지 셀들을 부착시켜 태양전지 모듈을 제조할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 상기 투광판과 상기 태양전지 셀 간의 간격을 최소화하여, 집적도를 향상시킨 구조의 태양전지 모듈을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 태양전지 셀들의 플러스 전극들과 마이너스 전극들을 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 도전성 접합막으로 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 본딩 와이어와 같은 구성으로 전극들을 연결하는 것에 비해, 집적도를 향상된 태양전지 모듈을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 모바일 장치의 제조 방법은 투광판에 박막 형태의 도전성 접합막을 개재하여 태양전지 셀들을 부착시켜 태양전지 모듈을 제조하고, 제조된 태양전지 모듈을 케이스의 개구부에 장착시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 모바일 장치의 제조 방법은 상기 투광판과 상기 태양전지 셀 간의 간격을 최소화하여, 집적도를 향상시킨 구조의 태양전지 모듈을 구비하는 모바일 장치를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 태양전지 셀들의 플러스 전극들과 마이너스 전극들을 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 도전성 접합막으로 연결시켜 태양전지 모듈을 제조하고, 제조된 태양전지 모듈을 케이스의 개구부에 장착시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 본딩 와이어와 같은 구성으로 전극들을 연결하는 것에 비해, 집적도를 향상된 태양전지 모듈을 구비하는 모바일 장치를 제조할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양전지 모듈을 구비한 모바일 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 태양전지 모듈의 전면을 보여주는 배면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 태양전지 모듈의 배면을 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 변형예예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 태양전지 모듈의 전면을 보여주는 배면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 태양전지 모듈의 배면을 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 변형예예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 장치를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 첨부된 도면들에 있어서, 기판, 층 및 영역들의 두께는 본 발명의 기술적 특징을 명확히 나타내기 위해 다소 과장된 것이다. 따라서, "어느 대상물은 다른 대상물 상에 위치된다"라고 언급되는 경우, 상기 어느 대상물은 상기 다른 대상물의 표면에 접촉되어 배치되는 경우와 상기 다른 대상물과 이격되어 배치되는 경우를 모두 포함할 수 있다. 또한, 상기 어느 대상물이 상기 다른 대상물과 이격되어 배치되는 경우에는 상기 어느 대상물과 상기 다른 대상물 사이에는 또 다른 대상물이 더 배치될 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 태양전지 모듈 및 이를 구비하는 모바일 장치, 그리고 이들의 제조 방법들에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 태양전지 모듈의 전면을 보여주는 배면도이다. 그리고, 도 4는 도 2에 도시된 태양전지 모듈의 배면을 보여주는 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은 투광판(110), 태양전지 셀들(120), 도전성 접합막(132), 그리고 몰딩막(140)을 포함할 수 있다.
상기 투광판(110)은 광 투과성 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 투광판(110)은 광 투과성을 갖는 투명 유리를 포함할 수 있다. 상기 투명 유리는 강화 유리일 수 있다. 상기 투광판(110)은 추후 모바일 기기 등과 같은 전자 장치에 구비되었을 때, 외부에 노출되는 노출면(112) 및 상기 노출면(112)의 반대편인 비노출면(114)을 가질 수 있다. 상기와 같은 투광판(110)은 전자 장치의 외부에 노출되어, 상기 태양전지 모듈(100)을 외부 환경으로부터 보호함과 더불어, 외부광을 상기 태양전지 셀들(120)로 입사시키는 매개체로 사용될 수 있다.
상기 태양전지 셀들(120) 각각은 수광면(122) 및 비수광면(124)을 가질 수 있다. 상기 수광면(122)은 광을 입사받는 면일 수 있다. 상기 비수광면(124)은 상기 수광면(122)의 반대편 면일 수 있다. 상기 수광면(122)의 가장자리 영역에는 전극 구조체(126)가 구비될 수 있다. 상기 전극 구조체(126)는 플러스 전극들(126a) 및 마이너스 전극들(126b)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 플러스 전극들(126a)과 상기 마이너스 전극들(126b)이 서로 인접하여 교대로 배치되도록, 상기 태양전지 셀들(120)이 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 어느 하나의 태양전지 셀(120)의 플러스 전극(126a)과 상기 어느 하나의 태양전지 셀(120)과 인접하는 다른 하나의 태양전지 셀(120)의 마이너스 전극(126b)이 서로 인접하도록, 상기 태양전지 셀들(120)이 배치될 수 있다. 이를 위해, 상기 수광면(122)과 상기 비수광면(124)이 서로 동일 평면 상에 놓여지도록, 상기 태양전지 셀들(120)이 수평으로 배치될 수 있다.
상기 도전성 접합막(132)는 상기 태양전지 셀들(120)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예컨대, 상기 도전성 접합막(132)은 서로 인접하게 배치되는 상기 태양전지 셀들(120)의 플러스 전극들(126a)과 상기 마이너스 전극들(126b)을 서로 연결시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 도전성 접합막(132)의 일부는 어느 하나의 태양전지 셀의 상기 플러스 전극(126a)에 연결되고, 상기 도전성 접합막(132)의 타부는 상기 어느 하나의 태양전지 셀과 인접하는 다른 하나의 태양전지 셀의 상기 마이너스 전극(126b)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 태양전지 셀들(120)은 상기 도전성 접합막(132)에 의해 서로 직렬 연결될 수 있다.
이에 더하여, 상기 도전성 접합막(132)은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 접합시킬 수 있다. 예컨대, 상기 도전성 접합막(132)은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 서로 접합시키기 위한 접착막으로 사용될 수 있다. 상기 투광판(110)에는 상기 태양전지 셀들(120)과 접합되는 접합 영역(116)을 포함할 수 있다. 상기 접합 영역(116)은 상기 도전성 접합막(132)이 형성되는 영역이므로, 상기 태양전지 셀들(120)의 수광면(122)을 최대한 가리지 않는 위치에 제공되는 것이 광 입사률을 향상시키는 것에 유리할 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 접합막(132)은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120) 간의 충분한 접합을 유지하는 조건에서, 그 형성 영역이 최소화되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상기 접합 영역(116)은 상기 전극들(126a, 126b)을 전기적으로 연결시키는 상기 도전성 접합막(132)이 한정되어 형성되는 영역일 수 있다.
상기와 같이, 상기 도전성 접합막(132)은 상기 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b)을 전기적으로 연결시키는 도전성 패턴으로 사용됨과 더불어, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 접합시키는 접착막으로 사용될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 접합막(132)은 상기와 같은 기능들을 충분히 수행할 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 도전성 접합막(132)은 상기 전극들(126a, 126b)의 효과적인 전기 접속을 위해, 충분한 전기 전도성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 도전성 접합막(132)은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 도전성 접합막(132)은 상기 접착막으로의 충분한 기능을 위해, 충분한 접착력을 갖는 물질을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 도전성 접합막(132)은 아크릴 및 에폭시 계열의 수지 물질을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 수지 물질은 상기 도전성 접합막(132)의 전기 전도성을 낮출 수 있으므로, 상기 수지 물질은 최소한으로 상기 도전성 접합막(132)에 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 몰딩막(140)은 상기 태양전지 셀들(120) 및 상기 도전성 접합막(132)을 보호하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 상기 몰딩막(140)은 상기 태양전지 셀들(120)이 밀폐되도록, 상기 투광판(110)의 비노출면(114)을 덮을 수 있다. 상기 몰딩막(140)에 의해, 상기 태양전지 셀들(120) 및 상기 도전성 접합막(132)은 외부 환경으로부터 밀폐되어 보호될 수 있다. 한편, 상기 몰딩막(140)은 상기 태양전지 셀들(120)의 비수광면(124) 상에 구비되므로, 상기 몰딩막(140)은 외부로부터 광을 투과시키기 위한 구성으로 제공될 필요가 없을 수 있다. 이에 따라, 상기 몰딩막(140)은 불투명 에폭시 수지로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은 상기 도전성 접합막(132)을 개재하여 상기 투광판(110)에 상기 태양전지 셀들(120)을 직접 접합시킨 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈(100)은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀(120) 간의 간격을 최소화하여, 집적도가 향상된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은 상기 도전성 접합막(132)을 이용하여 상기 태양전지 셀들(120)의 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b)을 전기적으로 연결시킨 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈(100)은 본딩 와이어(bonding wire)와 같은 구성을 사용하는 경우에 비해, 상기 전극들(126a, 126b)을 전기적으로 연결하기 위한 구성의 설치 공간을 최소화하여, 집적도를 향상된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은 상기 투광판(110)에 상기 태양전지 셀들(120)의 수광면(122)이 밀착되어 접합되는 구조를 가질 수 있어, 상기 태양전지 셀들(120)로 입사되는 광의 입사율을 증가시켜, 고효율의 태양전지 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 접합시키는 도전성 접합막(132)을 이용하여, 전극들(126a, 126b)을 전기적으로 연결시킨 구조를 가지므로, 별도의 회로 기판이 구비될 필요가 없어 제조 단가를 줄일 수 있고, 또한, 인쇄회로기판을 구비하는 경우에 비해, 단순화된 구조를 가질 수 있다.
계속해서, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 앞서 살펴본 태양전지 모듈(100)에 대해 중복되는 내용은 생략하거나 간소화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다. 도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 투광판(110)에 도전성 페이스트(130)를 형성할 수 있다(S110). 예컨대, 노출면(112)과 비노출면(114)을 갖는 투광판(110)을 준비할 수 있다. 상기 비노출면(114)에는 후속 공정시 태양전지 셀들(도7의 120)이 접합되는 접합 영역(116)이 제공될 수 있다. 상기 투광판(110)의 상기 접합 영역(116)에 선택적으로 상기 도전성 페이스트(130)를 도포할 수 있다. 상기 도전성 페이스트를 도포하는 단계는 실크 스크린 공정, 디스펜싱 공정, 그리고 잉크젯 도포 공정 등을 사용하여 수행될 수 있다. 상기 도전성 페이스트로는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액상의 페이스트 조성물이 사용될 수 있다.
한편, 상기 도전성 페이스트는 후속 공정시 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)이 서로 밀착되면, 상기 도전성 페이스트가 퍼져 얇은 박막으로 형성되는 것으로 고려하여, 그 도포량이 조절될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 페이스트는 상기 투광판(110) 상에 도포된 도전성 페이스트가 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)이 밀착되었을 때, 상기 접합 영역(116)에 맞게 한정될 수 있도록, 그 도포량이 조절될 수 있다.
그리고, 태양전지 셀들(120)을 준비할 수 있다(S120). 상기 태양전지 셀들(120)을 준비하는 단계는 상기 투광판(110)을 통해 외부 광을 입사받는 수광면(122) 및 상기 수광면(122)의 반대편인 비수광면(124)을 갖는 태양전지 셀들(120)을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 도전성 페이스트(도6의 130)에 의해 전극 구조체(126)의 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b)이 전기적으로 연결되도록, 투광판(110)과 태양전지 셀들(120)을 접합시킬 수 있다(S120). 예컨대, 상기 태양전지 셀들(120) 중 어느 하나의 태양전지 셀(120)의 플러스 전극(126a)과 다른 하나의 태양전지 셀(120)의 마이너스 전극(126b)이 인접하게 배치되도록, 상기 태양전지 셀들(120)을 배치시킬 수 있다. 그리고, 상기 플러스 전극(126a)과 상기 마이너스 전극(126b)을 상기 도전성 페이스트에 의해 연결시키면서 상기 투광판(110)에 상기 태양전지 셀들(120)을 밀착시키는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 도전성 페이스트(130)는 밀착되는 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)에 의해 퍼져 얇은 박막 형태로 변할 수 있다. 이때, 상기 도전성 페이스트(130)는 상기 접합 영역(116)에 한정되어 상기 도전성 접합막(132)으로 형성되도록, 그 도포량이 조절될 수 있다. 이에 따라, 상기 접합 영역(116)에는 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 접합함과 더불어, 서로 인접하는 상기 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b)을 전기적으로 연결시키는 도전성 접합막(132)이 형성될 수 있다. 상기 도전성 접합막(132)에 의해, 상기 태양전지 셀들(120)은 전기적으로 직렬 연결되어, 상기 투광판(110)에 부착될 수 있다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 몰딩막(140)을 형성할 수 있다(S130). 상기 몰딩막(140)을 형성하는 단계는 상기 태양전지 셀들(120)이 외부 환경으로부터 밀폐되도록, 상기 투광판(110)의 비노출면(114)에 절연막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 태양전지 셀들(120)과 상기 도전성 접합막(132)을 외부 환경으로 밀폐시켜 보호하는 상기 몰딩막(140)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 몰딩막(140)은 상기 태양전지 셀들(120)의 비수광면(124)을 덮도록 형성되므로, 상기 몰딩막(140)은 상대적으로 고비용이 드는 광 투과성막으로 제공될 필요가 없을 수 있다. 이에 따라, 상기 절연막으로는 에폭시 수지와 같은 수지 계열의 물질이 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 상기 투광판(110)에 박막 형태의 도전성 접합막(132)을 개재하여 태양전지 셀들(120)을 부착시켜 태양전지 모듈(100)을 제조할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀(120) 간의 간격을 최소화하여, 집적도를 향상시킨 구조의 태양전지 모듈(100)을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 태양전지 셀들(120)의 플러스 전극들(126a)과 마이너스 전극들(126b)을 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 접합시키는 도전성 접합막(132)으로 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 본딩 와이어와 같은 구성으로 전극들을 연결하는 것에 비해, 집적도를 향상된 태양전지 모듈(100)을 제조할 수 있다. 이에 더하여, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 인쇄회로기판과 같은 별도의 회로 기판을 사용하지 않고, 태양전지 모듈(100)을 제조할 수 있으므로, 제조 단가를 줄이고, 또한 그 제조 공정을 단순화할 수 있다.
이하, 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 앞서 살펴본 태양전지 모듈(100)에 대해 중복되는 내용은 생략하거나 간소화될 수 있다.
도 9는 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈을 보여주는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 9는 도 2를 참조하여 설명된 태양전지 모듈(100)의 일 변형예를 보여주는 도면일 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈(101)은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 태양전지 모듈(100)에 비해 도전성 스페이서(150)를 더 포함한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 태양전지 모듈(101)은 도전성 접합막(132)에 의해 접합된 투광판(110) 및 태양전지 셀들(120), 상기 태양전지 셀들(120)을 몰딩하는 몰딩막(140), 그리고 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120) 사이에 개재된 상기 도전성 스페이서(150)를 구비할 수 있다.
상기 도전성 스페이서(150)는 상기 투광판(110)의 비노출면(114)의 접합 영역(116)에 한정되어 배치될 수 있다. 상기 도전성 스페이서(150)의 두께는 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)의 기설정된 간격과 동일하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)은 상기 도전성 스페이서(150)의 두께 만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 도전성 스페이서(150)는 상기 도전성 접합막(132)에 의한 인접하는 태양전지 셀들(120)의 전극 구조체(126)의 전기적인 연결을 보강할 수 있다. 예컨대, 상기 도전성 접합막(132)은 소정의 도전성 페이스트로 형성된 것이므로, 상기 도전성 접합막(132)의 전기 전도성은 상대적으로 낮을 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 스페이서(150)는 상기 도전성 접합막(132)의 낮은 전기 전도성을 보강하도록, 낮은 전기 저항을 갖는 금속 재질로 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 도전성 스페이서(150)로는 전기 전도성이 높은 다양한 종류의 범프(bump)가 사용될 수 있다. 일 예로서, 상기 도전성 스페이서(150)로는 스터드 범프(stud bump)가 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 스터드 범프는 상기 전극 구조체(126)의 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b)에 접합될 수 있다.
한편, 상기 도전성 스페이서(150)는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나의 금속 재질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 도전성 스페이서(150)는 상기 도전성 접합막(132)과 동일한 재질로 구성될 수 있다. 또는, 상기 도전성 스페이서(150)는 상기 도전성 접합막(132)에 비해, 상대적으로 높은 전기 전도성을 갖는 재질로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈(100)은 상기 도전성 접합막(132)을 개재하여 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 직접 접합시킨 구조를 가지되, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)은 상기 도전성 스페이서(150)에 의해 기설정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈(101)은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀(120)이 서로 일정한 간격으로 이격되어 접합된 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈(101)은 상기 태양전지 셀들(120)의 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b)을 연결시키는 도전성 접합막(132)의 전기적인 연결을 보강하는 상기 도전성 스페이서(150)를 더 구비할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈(101)은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀(120)의 간격을 최소화하여 집적도를 향상시킴과 더불어, 상기 전극들(126a, 126b)의 전기적인 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
계속해서, 본 발명에 변형예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 앞서 살펴본 태양전지 모듈(101)에 대해 중복되는 내용은 생략하거나 간소화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다. 도 11 및 도 12는 본 발명의 변형예에 따른 태양전지 모듈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 투광판(110)에 도전성 페이스트(130)를 형성할 수 있다(S210). 예컨대, 상기 투광판(110)의 상기 접합 영역(116)에 선택적으로 상기 도전성 페이스트(130)를 도포할 수 있다. 상기 도전성 페이스트를 도포하는 단계는 실크 스크린 공정, 디스펜싱 공정, 그리고 잉크젯 도포 공정 등을 사용하여 수행될 수 있다.
태양전지 셀들(120)의 전극 구조체(126)에 도전성 스페이서(150)를 접합시킬 수 있다(S220). 예컨대, 도전성 범프를 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 스터드 범프(stud bump)를 준비할 수 있다. 상기 스더드 범프는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
상기 태양전지 셀들(120)의 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b)에 도전성 스페이서(150)를 접합시킬 수 있다(S220). 예컨대, 상기 도전성 스페이서(150)를 접합시키는 단계는 상기 플러스 전극(126a) 및 상기 마이너스 전극(126b) 각각에 상기 스터드 범프를 위치시키는 단계 및 상기 스터드 범프에 열처리 공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 태양전지 셀들(120)의 전극들(126a, 126b) 각각에는 상기 도전성 스페이서(150)가 접합될 수 있다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 투광판(110)과 태양전지 셀들(120) 간의 간격이 기설정된 간격을 만족시키면서, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 접합시킬 수 있다(S230). 예컨대, 상기 투광판(110)의 비노출면(114)과 상기 태양전지 셀들(120)의 수광면(122)이 서로 대향되도록, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 배치시킬 수 있다. 이때, 상기 도전성 스페이서(150)가 상기 투광판(110)의 접합 영역(116)에 대향되도록, 상기 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 정렬시킬 수 있다.
그리고, 상기 도전성 페이스트(도11의 130)에 의해 플러스 전극들(126a)과 마이너스 전극들(126b)이 전기적으로 연결되도록, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 밀착시킬 수 있다. 이 과정에서, 상기 도전성 페이스트(130)는 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 접합시킴과 더불어, 상기 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b)을 전기적으로 연결시키는 도전성 접합막(132)으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 접합시키는 단계는 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)의 밀착에 의해 상기 도전서 페이스트(130)가 퍼지면서 상기 접합 영역(116)에 한정되도록, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120) 간의 밀착 거리를 제한하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120) 간의 밀착 거리를 제한하는 단계는 상기 도전성 스페이서(150)에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 상기 도전성 스페이서(150)는 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)이 밀착되는 과정에서, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)의 상대적인 이동을 정지시키는 스토퍼(stopper)로 사용될 수 있다.
한편, 상기와 같은 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)의 접합 과정에서, 상기 도전성 스페이서(150)를 열처리하는 단계가 부가될 수 있다. 상기 도전성 스페이서(150)를 열처리하는 단계는 상기 스더드 범프에 리플로우 공정(reflow process)을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 스페이서(150)는 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120) 간의 간격을 유지시키는 스페이서(spacer)로 사용될 수 있다. 이와 같은 열처리 공정을 통해 최종적으로 형성된 상기 도전성 스페이서(150)의 두께는 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120) 간의 기설정된 간격과 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기와 같은 공정들을 진행하는 과정에서의 도전성 스페이서의 두께 변경을 고려하여, 상기 도전성 스페이서(150)를 준비할 수 있다.
그 후, 몰딩막(140)을 형성할 수 있다(S240). 상기 몰딩막(140)을 형성하는 단계는 상기 태양전지 셀들(120)이 외부 환경으로부터 밀폐되도록, 상기 투광판(110)의 비노출면(114)에 절연막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 절연막으로는 에폭시 수지와 같은 수지 계열의 물질이 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 박막 형태의 도전성 접합막(132)을 접착막으로 하여, 상기 투광판(110)과 태양전지 셀들(120)을 부착시켜 태양전지 모듈(100)을 제조하되, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120) 사이에 도전성 스페이서(150)를 제공하여, 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)이 기설정된 간격으로 이격되어 서로 접합되도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)을 기설정된 간격으로 조절하여, 서로 접합시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 태양전지 셀들(120)의 플러스 전극들(126a)과 마이너스 전극들(126b)을 도전성 접합막(132)으로 연결시키고, 상기 도전성 접합막(132)의 전기 전도성을 보강하는 도전성 스페이서(150)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 상기 투광판(110)과 상기 태양전지 셀들(120)의 접합 신뢰성을 증가시킴과 더불어, 상기 태양전지 셀들(120)의 플러스 및 마이너스 전극들(126a, 126b) 간의 전기적인 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 모바일 장치 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 앞서 살펴본 태양전지 모듈 및 그 제조 방법에 대해 중복되는 내용은 생략하거나 간소화할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈을 구비하는 모바일 장치를 보여주는 도면이다. 도 13을 참조하면, 모바일 장치(200)는 앞서 설명한 태양전지 모듈들(100, 101) 중 어느 하나를 선택하여 구비시킨 케이스(210), 그리고 외부에 영상을 표시하는 표시부(220)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(210)의 일측에는 상기 태양전지 모듈(100, 101)을 설치하기 위한 개구부(212)가 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 개구부(212)는 상기 태양전지 모듈들(100, 101)의 투광판(110)을 장착시켜 고정하기 위한 것일 수 있다. 즉, 상기 개구부(212)는 상기 태양전지 모듈들(100, 101)의 투광판(110)에 의해 밀폐되며, 이에 따라, 상기 태양전지 모듈들(100, 101)은 상기 모바일 장치(200)에 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 투광판(110)은 외부에 노출되며, 외부광은 상기 투광판(110)을 통해 태양전지 셀들(120)로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 투광판(110)은 외부에 노출되므로, 외부 충격으로부터 상기 상기 태양전지 모듈들(100, 101)을 보호할 수 있는 정도의 강도를 갖도록 제공될 수 있다. 이에 더하여, 상기 투광판(110)은 외부광이 최소한의 광 손실을 갖도록 하면서, 상기 태양전지 셀들(120)로 입사되도록 할 수 있다.
상기 표시부(220)는 상기 케이스(210)의 타측에 배치될 수 있다. 상기 표시부(220)는 외부에 상기 모바일 장치(200)의 사용자가 전자 정보를 인식할 수 있도록, 외부에 표시하는 구성일 수 있다. 이를 위해, 상기 표시부(220)는 다양한 종류의 평판 디스플레이 표시 소자 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구조의 모바일 장치(200)는 광을 입사시키는 개구부(212)를 갖는 케이스(210) 및 상기 개구부(212)를 밀폐하는 투광판(110)을 갖는 태양전지 모듈들(100, 101)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 모바일 장치(200)는 상기 태양전지 모듈들(100, 101)의 투광판(110)을 상기 모바일 장치(200)의 케이스(210)에 직접 장착하여, 상기 투광판(110)을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 보호막으로 사용함으로써, 별도의 강화 유리의 구비 없이, 상기 태양전지 모듈들(100, 101)의 구성만으로 상기 모바일 장치(200)를 제조할 수 있다.
한편, 상기와 같은 모바일 장치(200)의 제조 방법의 일 예는 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따른 모바일 장치의 제조 방법은 개구부(212)를 갖는 케이스(210)를 준비하는 단계, 투광판(110)에 투명 접착막(130)을 개재하여 부착된 태양전지 셀(120)을 구비하는 태양전지 모듈(100, 101)을 준비하는 단계, 그리고 상기 개구부(212)가 상기 투광판(110)에 의해 밀폐되도록, 상기 케이스(210)에 상기 태양전지 모듈들(100, 101)을 상기 개구부(212)에 구비시키는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 모바일 장치의 제조 방법은 상기 태양전지 모듈(100, 101)의 투광판(110)을 상기 모바일 장치(200)의 케이스(210)에 직접 장착하여, 상기 투광판(110)을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 보호막으로 사용함으로써, 모바일 장치(200)의 집적도 및 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 태양전지 모듈
110 : 투광판
112 : 노출면
114 : 비노출면
116 : 접합 영역
120 : 태양전지 셀들
122 : 수광면
124 : 비수광면
126 : 전극 구조체
126a : 플러스 전극
126b : 마이너스 전극
130 : 도전성 페이스트
132 : 도전성 접합막
140 : 몰딩막
150 : 도전성 스페이서
200 : 모바일 장치
210 : 케이스
212 : 개구부
220 : 표시부
110 : 투광판
112 : 노출면
114 : 비노출면
116 : 접합 영역
120 : 태양전지 셀들
122 : 수광면
124 : 비수광면
126 : 전극 구조체
126a : 플러스 전극
126b : 마이너스 전극
130 : 도전성 페이스트
132 : 도전성 접합막
140 : 몰딩막
150 : 도전성 스페이서
200 : 모바일 장치
210 : 케이스
212 : 개구부
220 : 표시부
Claims (29)
- 광 투과성을 갖는 투광판;
전극 패드를 구비하는 수광면 및 상기 수광면의 반대면인 비수광면을 가지는, 그리고 상기 수광면이 상기 투광판을 향하도록 하여 상기 투광판에 부착된 태양전지 셀들; 및
상기 투광판과 상기 태양전지들 셀 사이에 배치되어, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 도전성 접합막을 포함하되,
상기 도전성 접합막은 인접하는 상기 태양전지 셀들의 상기 전극 패드를 전기적으로 연결시키며,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 사이에 간격을 기설정된 간격으로 유지시키는 도전성 스페이서를 더 포함하는 태양전지 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도전성 접합막은 상기 투광판에 금속 페이스트 조성물(metal paste composition)을 도포하여 형성된 태양전지 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도전성 접합막은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속막인 태양전지 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 도전성 접합막의 일단은 상기 태양전지 셀들 중 어느 하나의 태양전지 셀의 플러스 전극 패드에 연결되고, 상기 도전성 접합막의 타단은 상기 어느 하나의 태양전지 셀에 인접하는 다른 하나의 태양전지 셀의 마이너스 전극 패드에 연결된 태양전지 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 투광판은 외부에 노출되는 노출면 및 상기 태양전지 셀들의 수광면과 대향되는 비노출면을 가지고,
상기 태양전지 모듈은 상기 태양전지 셀들이 밀폐되도록, 상기 비노출면을 덮는 몰딩막을 더 포함하는 태양전지 모듈.
- 제 5 항에 있어서,
상기 몰딩막은 불투명 재질로 이루어진 태양전지 모듈.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 도전성 스페이서는 상기 전극 패드에 접합되는 태양전지 모듈.
- 제 8 항에 있어서,
상기 도전성 스페이서는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나의 금속으로 이루어진 태양전지 모듈.
- 제 8 항에 있어서,
상기 도전성 스페이서는 스터드 범프(stud bump)를 포함하는 태양전지 모듈.
- 일측에 개구부를 갖는 케이스;
상기 케이스의 타측에 구비되며, 외부에 정보를 표시하는 표시부; 및
상기 케이스에 구비되며, 외부광을 입사받아 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈을 포함하되,
상기 태양전지 모듈은:
상기 개구부가 밀폐되도록, 상기 개구부에 구비되는 투광판;
전극 패드를 구비하는 수광면 및 상기 수광면의 반대면인 비수광면을 가지는, 그리고 상기 수광면이 상기 투광판을 향하도록 하여 상기 투광판에 부착된 태양전지 셀들; 및
상기 투광판과 상기 태양전지들 셀 사이에 배치되어, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 도전성 접합막을 포함하고,
상기 도전성 접합막은 인접하는 상기 태양전지 셀들의 상기 전극 패드를 전기적으로 연결시키는 모바일 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 투광판은 상기 케이스의 외부에 노출되어, 외부광을 상기 태양전지 셀들로 입사시키는 투명 유리를 포함하는 모바일 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 도전성 접합막의 일단은 상기 태양전지 셀들 중 어느 하나의 태양전지 셀의 플러스 전극 패드에 연결되고, 상기 도전성 접합막의 타단은 상기 어느 하나의 태양전지 셀에 인접하는 다른 하나의 태양전지 셀의 마이너스 전극 패드에 연결된 모바일 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 사이에 배치되어, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 간격을 기설정된 간격으로 유지시키는 도전성 스페이서를 더 포함하는 모바일 장치.
- 투광판을 준비하는 단계;
상기 투광판 상에 도전성 페이스트를 도포하는 단계;
전극 패드를 구비하는 수광면 및 상기 수광면의 반대면인 비수광면을 가지는 태양전지 셀들을 준비하는 단계; 및
상기 도전성 페이스트에 의해 서로 인접하는 상기 태양전지 셀들의 전극 패드를 전기적으로 연결시키면서, 상기 도전성 페이스트를 접합막으로 하여, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계를 포함하며,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들이 기설정된 간격을 유지하도록 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 사이에 도전성 스페이서를 개재하는 단계를 더 포함하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 도전성 페이스트를 접착제로 하여 이루어지는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 투광판을 준비하는 단계는 외부에 노출되는 노출면 및 상기 태양전지 셀들의 수광면과 대향되는 비노출면을 갖는 투명 유리를 준비하는 단계를 포함하고,
상기 도전성 페이스트를 도포하는 단계는 상기 비노출면 중 상기 태양전지 셀들과 상기 도전성 페이스트에 의해 접합되는 접합 영역에 한정시켜, 금속 페이스트 조성물을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 도전성 페이스트를 도포하는 단계는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 아연(Zn), 티탄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt), 철(Fe), 그리고 코발트(Co) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 페이스트 조성물을 상기 투광판 상에 형성하는 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 도전성 페이스트를 도포하는 단계는 실크 스크린 공정, 디스펜싱 공정, 그리고 잉크젯 도포 공정 중 적어도 어느 하나를 수행하는 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 투광판을 준비하는 단계는 외부에 노출되는 노출면 및 상기 태양전지 셀들의 수광면과 대향되는 비노출면을 갖는 투명 유리를 준비하는 단계를 포함하고,
상기 태양전지 모듈의 제조 방법은 상기 태양전지 셀들이 밀폐되도록, 상기 비노출면을 덮는 몰딩막을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 삭제
- 제 15 항에 있어서,
상기 도전성 스페이서를 개재하는 단계는 상기 태양전지 셀들의 상기 전극 패드에 스터드 범프를 접합시키는 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들이 서로 밀착되도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하되,
상기 도전성 스페이서는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 상대적인 이동을 정지시키는 스토퍼로 사용되는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 투광판을 준비하는 단계는 상기 태양전지 셀들과 접합되는 접합 영역을 갖는 투명 유리를 준비하는 단계를 포함하고,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 밀착에 의해 상기 도전성 페이스트가 퍼지면서 상기 접합 영역에 한정되도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 간의 밀착 거리를 제한하는 단계를 포함하되,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 밀착 거리를 제한하는 단계는 상기 도전성 스페이서의 두께를 조절하여 이루어지는 태양전지 모듈의 제조 방법.
- 개구부를 갖는 케이스를 준비하는 단계;
상기 케이스에 외부에 정보를 표시하는 표시부를 구비시키는 단계; 및
상기 케이스에 외부광을 입사받아 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈을 구비시키는 단계를 포함하되,
상기 태양전지 모듈을 구비시키는 단계는:
투광판을 준비하는 단계;
상기 투광판 상에 도전성 페이스트를 도포하는 단계;
전극 패드를 구비하는 수광면 및 상기 수광면의 반대면인 비수광면을 가지는 태양전지 셀들을 준비하는 단계;
상기 도전성 페이스트에 의해 서로 인접하는 상기 태양전지 셀들의 전극 패드를 전기적으로 연결시키면서, 상기 도전성 페이스트를 접합막으로 하여, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계; 및
상기 투광판이 상기 개구부를 밀폐하도록, 상기 투광판을 상기 케이스에 장착하는 단계를 포함하는 모바일 장치의 제조 방법.
- 제 25 항에 있어서,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들이 기설정된 간격을 유지하도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 사이에 도전성 스페이서를 개재하는 단계를 더 포함하는 모바일 장치의 제조 방법.
- 제 26 항에 있어서,
상기 도전성 스페이서를 개재하는 단계는 상기 태양전지 셀들의 상기 전극 패드에 스터드 범프를 접합시키는 단계를 포함하는 모바일 장치의 제조 방법.
- 제 25 항에 있어서,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들이 서로 밀착되도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하되,
상기 도전성 스페이서는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 상대적인 이동을 정지시키는 스토퍼로 사용되는 모바일 장치의 제조 방법.
- 제 28 항에 있어서,
상기 투광판을 준비하는 단계는 상기 태양전지 셀들과 접합되는 접합 영역을 갖는 투명 유리를 준비하는 단계를 포함하고,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들을 접합시키는 단계는 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 밀착에 의해 상기 도전성 페이스트가 퍼지면서 상기 접합 영역에 한정되도록, 상기 투광판과 상기 태양전지 셀들 간의 밀착 거리를 제한하는 단계를 포함하되,
상기 투광판과 상기 태양전지 셀들의 밀착 거리를 제한하는 단계는 상기 도전성 스페이서의 두께를 조절하여 이루어지는 모바일 장치의 제조 방법.
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