KR101172017B1 - Ｐｃｂ 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 태양전지용 셀(Photovoltaic Cell), 인터커넥션 리본(Interconnection Ribbon), 버스바(BusBar), 강화유리, 전면 봉지제(Ethylene Vinyl Acetate Film), 후면 마감제(BackSheet)가 적층 구성되는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법에 있어서, (a) 다수의 태양전지용 셀을 모듈 프레임에 직렬 또는 병렬로 접착 충진제를 통해 접착하는 단계; (b) 상기 (a) 단계 이후, 인터커넥션 리본을 통해 다수의 태양전지용 셀들을 서로 연결하는 단계; (c) 상기 (b) 단계 이후, 인터커넥션 리본의 상측 및 하측 단부에 각각 버스바를 적층 구성할 수 있도록 이 버스바를 절단하는 단계; (d) 상기 (c) 단계 이후, 버스바와 단자 접속함을 서로 연결하여 버스바에 +극과 -극을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계 이후, 버스바와 인터커넥션 리본을 접착 충진제를 통해 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법을 제공한다.
본 발명은 태양전지용 셀(Photovoltaic Cell), 인터커넥션 리본(Interconnection Ribbon), 버스바(BusBar), 강화유리, 전면 봉지제(Ethylene Vinyl Acetate Film), 후면 마감제(BackSheet)가 적층 구성되는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법에 있어서, (a) 다수의 태양전지용 셀을 모듈 프레임에 직렬 또는 병렬로 접착 충진제를 통해 접착하는 단계; (b) 상기 (a) 단계 이후, 인터커넥션 리본을 통해 다수의 태양전지용 셀들을 서로 연결하는 단계; (c) 상기 (b) 단계 이후, 인터커넥션 리본의 상측 및 하측 단부에 각각 버스바를 적층 구성할 수 있도록 이 버스바를 절단하는 단계; (d) 상기 (c) 단계 이후, 버스바와 단자 접속함을 서로 연결하여 버스바에 +극과 -극을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계 이후, 버스바와 인터커넥션 리본을 접착 충진제를 통해 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 버스바의 저항을 줄여 모듈의 출력을 극대화할 수 있도록 PCB기판을 이용하여 태양광 모듈을 제조함으로써, 제조공정에서 발생하는 비효율적인 작업 공정을 개선하는 한편, 모듈의 생산성을 향상시킬 수 있는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지는 태양광에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 역할을 하는 것으로 반도체 재료인 실리콘, 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴, 인듐인 또는 이들을 복합한 재료들이 사용되며 통상적으로는 실리콘이 이용된다.
태양전지는 전기를 일으키는 최소 단위인 셀(cell)을 다수개 연결하여 전력을 뽑아내는 최소 단위인 모듈(module)을 구성하고, 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하여 어레이(array)를 구성함으로써 필요한 전력을 발전하게 된다.
이때, 셀들을 전기적으로 연결하기 위하여 다수개의 셀의 전극을 도체로 연결하게 되는데, 이 셀 전극간의 연결에 동판을 압연한 띠 형태의 도체를 주로 사용하고 있으며, 이러한 띠 형태의 도체를 일명 리본이라고 칭한다.
이러한 태양전지에 적용되는 태양전지용 모듈은 모듈의 본체에 다수의 셀(110)들이 배치되며, 셀(110)들을 납이 피복된 인터커넥션 리본(Interconnection Ribbon)에 의해 이 연결한다. 최종 상하에 배치된 셀(Cell) 들에 연결된 인터커넥션 리본은 버스바에 직렬 혹은 병렬로 연결된다.
또한, 다수의 태양 전지셀 어레이(array)를 연결하여야 하므로, 버스바는 하나의 도선으로 형성될 수 없어서 복수의 버스바가 배치된다.
여기서, 버스바는 순도 99.0% 또는 99.9%의 동포일(Copper Foil)에 2원 금속 또는 3원 금속의 솔더(Solder)를 사용하여 표면을 일정한 두께로 솔더링하여 사용하고 있으며, 각각의 셀에 연결되는 인터커넥션 리본에 연결된 도선을 버스바에 각각 연결하여 사용된다.
도 1은 종래 기술에 따른 버스바 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 버스바는 버스바를 일정한 소요규격으로 절단한다.(S10)
절단된 버스바를 'ㄱ'의 형태로 절곡 구성한 후,(S20) 모듈형상에 맞게 밴딩하여 수분 침투를 방지하기 위하여 절연튜브를 삽입한다.(S30)
절연 후, 열을 가하여 절연튜브를 수축하여 융착시키고,(S40) 부싱지그(Bushing Jig)에 안착하고, 태양전지 셀의 전극에 맞추어 버스바의 치수를 확인한다.(S50)
또한, 접속함의 커넥터부와 버스바를 접합한다.(S60)
그리고, 인터커넥션 리본과의 접합위치를 확인 후, 버스바와 인터커넥션 리본을 접합(S70)하여 사용하는 것이다.
그러나, 종래 기술에 따른 태양전지 모듈은 제작시 버스바(Bus-Bar)의 두께가 얇아 작업 중 다량의 변형불량이 발생하였으며, 태양전지 모듈 제작시 버스바가 노출되어 모듈 설치 후, 습기 등과 같은 자연환경에 의한 부식으로 인하여 물성 변화가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 버스바를 절단하여 모듈의 규격에 맞추어야 하는 작업이 필요하고, 태양전지 모듈 내에 사용되는 버스바의 경우에는 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하기가 어려웠으며, 절연특성 기능의 저하가 발생하고, 모듈조립에 따른 생산성의 저하가 발생하는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 버스바의 저항을 줄여 모듈의 출력을 극대화할 수 있도록 PCB 타입의 버스바를 이용하여 태양광 모듈을 제조함으로써, 제조공정에서 발생하는 비효율적인 작업 공정을 개선하여 모듈 제작의 효율손실을 최소화하는 한편, 개발비용은 줄이고, 모듈의 생산성을 향상시키는데 그 목적이 있다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 태양전지용 셀(Photovoltaic Cell), 인터커넥션 리본(Interconnection Ribbon), 버스바(BusBar), 강화유리, 전면 봉지제(Ethylene Vinyl Acetate Film), 후면 마감제(BackSheet)가 적층 구성되는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법에 있어서, (a) 다수의 태양전지용 셀을 모듈 프레임에 직렬 또는 병렬로 접착 충진제를 통해 접착하는 단계; (b) 상기 (a) 단계 이후, 인터커넥션 리본을 통해 다수의 태양전지용 셀들을 서로 연결하는 단계; (c) 상기 (b) 단계 이후, 인터커넥션 리본의 상측 및 하측 단부에 각각 버스바를 적층 구성할 수 있도록 상기 버스바 중 인터커넥션 리본의 상측에 구성되는 상부 버스바는 직렬의 형태로 정렬된 태양전지용 셀의 총 3개의 열과 연결될 수 있도록 절단하고, 하측에 구성되는 하부 버스바는 2개의 열과 연결될 수 있도록 절단하는 단계; (d) 상기 (c) 단계 이후, 버스바와 단자 접속함을 서로 연결하여 버스바에 +극과 -극을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계 이후, 버스바와 인터커넥션 리본을 접착 충진제를 통해 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법을 제공한다.
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또한, 본 발명은 상기 버스바는 글래스 에폭시층을 형성하고, 이 글래스 에폭시층의 상부에 접착되며, 동으로 이루어진 박막층이 적층되는 것을 특징으로 하는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 버스바의 저항을 줄여 모듈의 출력을 극대화할 수 있도록 PCB 타입의 버스바를 이용하여 태양광 모듈을 제조함으로써, 제조공정에서 발생하는 비효율적인 작업 공정을 개선하여 모듈 제작의 효율손실을 최소화하는 한편, 개발비용은 줄이고, 모듈의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 버스바 제조 공정을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스바 제조 공정을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈의 버스바를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈의 버스바와 인터커넥션 리본의 결합되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스바 제조 공정을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈의 버스바를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈의 버스바와 인터커넥션 리본의 결합되는 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스바 제조 공정을 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈을 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈의 버스바를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 모듈 프레임(210), 태양전지용 셀(Photovoltaic Cell: 220), 인터커넥션 리본(Interconnection Ribbon: 230), 버스바(BusBar: 240), 투과율이 뛰어나고 외부 충격으로부터 태양전지용 셀(220)을 보호하는 저철분 강화유리(Glass: 250), 전면 봉지제(EVA:Ethylene Vinyl Acetate Film: 260), 후면 마감제(BackSheet: 270), 단자 접속함(Junction Box: 280) 및 접착 충진제(Silicon Sealant: 290)를 포함하여 구성된다.
모듈 프레임(210)은 내후성 및 내구성을 가질 수 있도록 그 표면을 아연 도금, 알루미늄 도금 또는 아연-알루미늄 합금 도금과 같은 내식 도금을 수행하거나, 표면을 플루오로수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴수지, 에폭시 수지 등으로부터 선택된 주성분을 함유하는 내후성 도료를 사용하여 코팅하거나, 섬유-보강 플라스틱 (FRP)을 사용하여 제작되도록 한다.
인터커넥션 리본(Interconnection Ribbon: 230)은 태양전지용 셀(220)에서 전기가 발생되어 흐르는 전류를 집적하는 구성요소이다.
버스바(BusBar: 240)는 이 인터커넥션 리본(230)에 흐르는 전류를 집적하여 케이블에 연결하며, 단자 접속함(280)과 연결된다.
이러한 버스바(240)는 글래스 에폭시층(330)을 형성하고, 이 글래스 에폭시층(330)의 상부에 접착되며, 동(Copper)으로 이루어진 박막층(310)이 적층 구성된다.
즉, 본 발명의 버스바(240)는 도 4에 도시된 바와 같이, 글래스 클로스(Glass Cloth)를 에폭시 수지(Epoxy Resin)에 함침 건조된 시트 여러겹을 고온, 고압 처리하여 제조되며, 그 두께가 0.05mm~2mm의 두께로 제조된 절연의 기능을 수행하는 글래스 에폭시층(330)을 형성하고, 이 에폭시 글래스층(330)의 상측으로 동 박막층(310)을 점착하여 적층 구성되도록 이루어지는 것이며, 이는 표면전도도층 다시말해, 전기 전도도를 향상시킬 수 있도록 PCB 타입의 기판 형태로 버스바(240)가 구성되는 것이다.
전면 봉지제(EVA:Ethylene Vinyl Acetate Film: 260)는 에틸렌 단량체와 초산비닐의 공중합에 의해 생산되며, 열가소성 물질로 저점착 기능을 가져 태양전지 모듈의 표면을 보호하는 기능을 수행한다.
후면 마감제(BackSheet: 270)는 버스바(240)측으로 수분의 침투를 방지함과 동시에 전기적 절연특성을 가지는 것이다.
단자 접속함(Junction Box: 280)은 버스바(240)에서 나온 도선에 +극과 -극을 만들어주는 케이블 보호용 접속상자이다.
접착 충진제(290)는 태양전지를 이루는 각 구성요소들 즉, 태양전지용 셀(220), 인터커넥션 리본(230), 버스바(240), 강화유리(250), 전면 봉지제(260), 후면 마감제(270) 사이를 접착하는 접착제로 작용하고, 태양전지가 외부로부터 전해지는 충격 또는 긁힘으로부터 보호한다.
이와 같이 구성된 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈은 다수의 태양전지용 셀(220)을 직렬 또는 병렬로 연결하여 장기간의 자연환경 및 외부충격으로부터 견딜 수 있도록 모듈 프레임(210)에 접착 충진제(290)를 통해 접착하고, PCB 타입의 버스바를 안착시킨다.(S110)
그리고, 태양전지 셀(220)에서 전기가 발생되어 흐르는 전류를 집적하는 인터커넥션 리본(230)을 통해 태양전지용 셀(220)들이 서로 연결되도록 구성한다.(S120)
한편, 인터커넥션 리본(230)의 상측 및 하측 단부에 각각 이 인터커넥션 리본(230)에 흐르는 전류를 집적하여 케이블에 연결하는 버스바(240)를 적층하여PCB(Printed Circuit Board) 타입으로 제작하기 위하여 버스바(240)을 일정한 길이로 절단한다.
이때, 인터커넥션 리본(230)의 상측에 구성되는 상부 버스바(242)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 직렬의 형태로 정렬된 태양전지용 셀(220)의 총 3개의 열과 연결될 수 있도록 절단하고, 하측에 구성되는 하부 버스바(244)는 2개의 열과 연결될 수 있도록 절단하고, 인터커넥션 리본(230)의 상측으로 적층 구성하도록 한다.
이후, 버스바(240)와 단자 접속함(280)을 서로 연결하여 버스바(240)에 +극과 -극을 형성한다.(S130)
다시말해, 본 발명의 버스바(240)는 인터커넥션 리본(230)에 흐르는 전류를 집적할 수 있도록 케이블과 연결되어 전류 집적을 위한 도선을 구성하고, 이 도선이 +극과 -극을 만들어주는 단자 접속함(280)과 연결되어 +극과 -극을 형성하게 된다.
다시말해, 본 발명의 버스바(240)는 인터커넥션 리본(230)에 흐르는 전류를 집적할 수 있도록 케이블과 연결되어 전류 집적을 위한 도선을 구성하고, 이 도선이 +극과 -극을 만들어주는 단자 접속함(280)과 연결되어 +극과 -극을 형성하게 된다.
그리고, 모듈 프레임(210)을 고정 지그에 고정시킨 후, 버스바(240)와 인터커넥션 리본(230)을 접착 충진제(280)를 통해 접착함으로써, 태양전지 모듈의 제조를 완성하도록 한다.(S140)
이와 같은 방법을 통해 제조된 본 발명의 태양전지 모듈은 종래의 동(Cu) 소재위에 솔더소재(Sn/Pb, Sn/Pb/Ag, Sn/Ag/Cu 등)을 용융시켜 사용하던 방법을 개선함에 따라 태양전지 모듈의 조립에 따른 비용의 절감, 작업공수의 줄임으로 인한 생산 효율 증가 및 적층구조로 형성된 PCB 타입의 버스바(240)를 사용하여 모듈의 전기 전도율을 향상시킬 수 있는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 태양전지 모듈은 버스바의 저항을 줄여 모듈의 출력을 극대화할 수 있도록 PCB 타입의 버스바를 이용하여 태양광 모듈을 제조함으로써, 제조공정에서 발생하는 비효율적인 작업 공정을 개선하여 모듈 제작의 효율손실을 최소화하는 한편, 개발비용은 줄이고, 모듈의 생산성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
210: 모듈 프레임(210), 220: 태양전지용 셀
230: 인터커넥션 리본 240: 버스바
250: 강화유리 260: 전면 봉지제
270: 후면 마감제 280: 단자 접속함
290: 접착 충진제
230: 인터커넥션 리본 240: 버스바
250: 강화유리 260: 전면 봉지제
270: 후면 마감제 280: 단자 접속함
290: 접착 충진제
Claims (3)
- 태양전지용 셀(Photovoltaic Cell: 220), 인터커넥션 리본(Interconnection Ribbon: 230), 버스바(BusBar: 240), 강화유리(250), 전면 봉지제(Ethylene Vinyl Acetate Film: 260), 후면 마감제(BackSheet: 270)가 적층 구성되는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법에 있어서,
(a) 다수의 태양전지용 셀(220)을 모듈 프레임(210)에 직렬 또는 병렬로 접착 충진제(290)를 통해 접착하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계 이후, 인터커넥션 리본(230)을 통해 다수의 태양전지용 셀(220)들을 서로 연결하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계 이후, 인터커넥션 리본(230)의 상측 및 하측 단부에 각각 버스바(240)를 적층 구성할 수 있도록 상기 버스바(240) 중 인터커넥션 리본(230)의 상측에 구성되는 상부 버스바(242)는 직렬의 형태로 정렬된 태양전지용 셀(220)의 총 3개의 열과 연결될 수 있도록 절단하고, 하측에 구성되는 하부 버스바(244)는 2개의 열과 연결될 수 있도록 절단하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계 이후, 버스바(240)와 단자 접속함(280)을 서로 연결하여 버스바(240)에 +극과 -극을 형성하는 단계; 및
(e) 상기 (d) 단계 이후, 버스바(240)와 인터커넥션 리본(230)을 접착 충진제(290)를 통해 접착하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 버스바(240)는 글래스 에폭시층(330)을 형성하고, 이 글래스 에폭시층(330)의 상부에 접착되며, 동으로 이루어진 박막층(310)이 적층 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법.
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| KR1020110132041A KR101172017B1 (ko) | 2011-12-09 | 2011-12-09 | Ｐｃｂ 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법 |
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-
2011
- 2011-12-09 KR KR1020110132041A patent/KR101172017B1/ko not_active IP Right Cessation
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