KR101210247B1

KR101210247B1 - 태양열 전지판용 라미네이팅 장치

Info

Publication number: KR101210247B1
Application number: KR1020120053561A
Authority: KR
Inventors: 김래홍; 김경봉; 손세헌; 강봉성; 이동엽
Original assignee: 주식회사 톱텍
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2012-12-11

Abstract

본 발명은 태양열 전지판용 라미네이팅 장치에 관한 것으로 그 구성은 공급 컨베이어에 의해 공급되는 태양열 전지판을 상부챔버와 하부챔버로 내부에서 라미네이팅하여 반출 컨베이어를 이용해 반출시키는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치에 있어서, 외부에서 유입되는 공기를 가열하는 히팅챔버와, 상기 히팅챔버에서 가열된 공기를 상기 상부챔버로 공급하는 가열 공기 공급라인과, 상기 상부챔버 내부에 유입된 공기를 배기하는 배기라인과, 상기 히팅챔버와 별도로 외부의 공기를 상기 상부챔버로 공급하는 공기 공급라인과, 상기 가열 공기 공급라인과 배기라인 사이에서 공기의 이동 방향을 단속하는 제2개폐밸브와, 상기 가열 공기 공급라인과 공기 공급라인의 압력 변동에 따라 상기 공기 공급라인을 개폐하는 압력밸브를 포함하는 히팅부로 구성된다.

Description

태양열 전지판용 라미네이팅 장치{LAMINATING APPRATUS FOR SOLAR CELL}

본 발명은 태양열 전지판용 라미네이팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정 온도로 가열되어야 하는 태양열 전지판의 상부면과 하부면의 온도차를 최소화하면서 가열 시간을 단축시켜 전체 공정 수율을 향상시킬 수 있게 하는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양열 전지판은 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자로서 그 각각이 플러스(+), 마이너스(-) 극성을 띠는 2장의 반도체 박막으로 구성되며, 이러한 박막을 직/병렬로 연결하여 사용자가 필요로 하는 전압 및 전류를 발생시키도록 만든 제품이다.

도 1은 종래의 태양열 전지판을 제작하는 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이고, 도 2는 종래의 태양열 전지판의 구조를 도시한 평면도이며, 도 3은 도 2를 측면에서 바라본 구조를 도시한 측면도이고, 도 4는 태양열 전지판의 적층 구조를 도시한 측면도이고, 도 5는 종래의 라미네이팅 장치의 구조를 도시한 평면도이며, 도 6은 도 5를 측면에서 바라본 구조를 도시한 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 태양열 전지판을 제작하기 위해서는 다음과 같은 공정을 거치게 된다.

제1단계는 태양열 전지판의 셀을 투입하는 단계로서, 사용전류 및 전압에 따라 태양열 전지판의 크기를 조절할 수 있도록 다이아몬드 칼로 박막 형태의 반도체 소자를 절단하여 단위 셀을 마련한 후, 단위 셀을 공정의 초기 단계로 투입한다.

상기 단위 셀(10)은 (-)극성을 갖는 제1박막(11)과, (+)극성을 갖는 제2박막(12)으로 구성되며, 제1박막(11)과 제2박막(12)에는 각각 다수개의 그리드(미도시)가 접합되어 서로 평행하게 배열되며, 다수개의 그리드(미도시)에는 그리드(미도시)의 배열 방향과 수직을 이루는 방향으로 서로 평행하게 그리드선(11a,12a)이 접합된다.

제2단계는 태양열 전지판의 표면을 검사하는 단계로서, 단위 셀(10)의 표면에 스크래치나 혹은 크랙 등과 같은 흠이 없는지 여부를 검사하여 이상이 없는 단위 셀(10)은 태양열 전지판을 제조하는데 사용하고 표면에 손상이 있는 경우에는 폐기 처리된다.

제3단계는 검사를 거친 단위 셀들을 이용해 태빙하는 단계러서, 절단된 단위 셀(10)의 제1박막(11) 및 제2박막(12) 상에 배열된 각각의 그리드선(11a,12a)에 리본(13)을 붙이는 태빙 공정을 실시한다.

상기 태빙 공정은 제1박막(11)과 제2박막(12)에 접합된 그리드선(11a,12a)에 디스펜서를 이용하여 솔더 페이스트(solder paste)를 바르고, 리본(13)을 솔더 페이스트를 바른 그리드선(11a,12a) 상에 올려놓은 후 핫 플레이트(hot plate)로 가열하여 리본(13)과 그리드선(11a,12a)이 잘 부착되도록 하는 것이다.

그 후, 제4단계에서는 그리드선(11a,12a) 상에 부착된 리본(13)을 이용하여 절단된 여러개의 상기 단위 셀을 상호 접합시키는 스트링 공정을 실시한다.

상기 스트링 공정은 제1박막(11)은 (-)극성을 가지고, 제2박막(12)은 (+)극성을 가지므로 제1박막(11)에 부착된 리본(13)과 제2박막(12)의 그리드선(12b)에 솔더 페이스트를 바른 후 핫 플레이트로 가열하여 서로 다른 극성을 갖는 단위 셀들이 상호 연결되도록 하는 공정이다.

이어서, 제5단계에서는 상호 연결된 단위 셀 1개당 발생되는 전압이 약 0.45볼트 정도이므로 필요로 하는 전압만큼 매트릭스 형태로 태양전지를 직렬 연결한다.

제6단계에서는 상기와 같이 회로가 구성된 단위 셀(10) 그룹은 요구되는 전압 및 전류가 제대로 발생되는지 전류 전압 시험을 실시하게 되며, 이때 리본(13)에 의하여 상호 접합된 단위 셀(10) 그룹의 운반시에 그 움직임을 방지하기 위하여 테이프가 부착한 후, 셀(10)의 파손 여부를 검사한다.

제7단계에서는 전류와 전압시험을 거친 후, 태양전지의 진공 라미네이션을 하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같은 적층 구조, 예컨대 강화유리 기판(20)상에 제1EVA(Ethyl Violet Azide)막(30)과, 매트릭스 형상으로 구성된 단위 셀(10) 그룹과, 제2EVA막(40) 및 PVF(Peripheral Visual Field)막(50)이 순차적으로 연속 증착하여 적층막 구조를 형성한다.

이후 상기와 같은 구조로 이루어진 적층막에 라미네이션 공정을 실시하게 되면, 적층된 제1EVA막(30) 및 제2EVA막(40)이 강화유리 기판(20) 가장자리로 흘러내리게 되므로 제1EVA막(30)과 제2EVA막(40)을 강화유리 기판(20)과 일치하도록 칼로 제거해야 한다.

상기 공정 후 제8단계에서는 트리밍을 실시하고, 제9단계에서는 단자를 접속하는 공정을 실시한다. 단자를 접속하여 부하에 전원을 공급하기 위해서는 태양열 전지판의 플러스(+)단자와 마이너스(-)단자는 각각 접속용 구멍을 통하여 리드 와이어와 연결된다.

이때, 진공 라미네이션 시 적층된 제1EVA(30)막과 제2EVA(40)막이 녹아내려 강화유리 기판(20)상에 관통 형성된 접속용 구멍을 막게 될 경우에는 녹아내린 제1EVA막(30)과 제2EVA막(40)을 제거한 후, 태양열 전지판의 플러스(+), 마이너스(-)단자와 리드 와이어를 납땜으로 접합하고 제10단계를 거치며 프레임을 조립하고, 프레임의 조립이 완료되어 모듈의 생성이 완료되면 제11단계를 거치며 모듈의 이상 유무를 확인하기 위하여 모듈 검사를 실시함으로써 태양열 전지판의 제조가 완료된다.

이러한 태양열 전지판 제조과정의 여러 공정 중에서 라미네이션 공정에 사용되는 라미네이팅 장치(60)의 구조는 다음과 같다.

도 5는 종래의 라미네이팅 장치의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 라미네이팅 장치의 측면에서 바라본 구조를 나타내는 측면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 종래의 라미네이팅 장치(60)는 라미네이트부(69)를 내부에 구비한 라미네이트 유닛(70)을 구비하고 있다. 라미네이트부(69)는, 예를 들면, 좌우 방향의 최대 폭이 약2150 mm, 도면에서 보았을 때 정면으로부터 배면을 향하는 방향의 폭이 4000 mm 정도의 크기를 가지는 피 라미네이트체를 라미네이팅할 수 있는 크기로 형성되어 있다.

상기 라미네이팅 장치(60)는, 태양열 전지판(M)을 위치시키고 라미네이트 유닛(70)에 진입시키는 반송 시트(63)를 구비하고 있다. 라미네이트 유닛(70)의 우측에는, 라미네이팅 처리를 행하고자 하는 태양열 전지판(M)을 라미네이트 유닛(70) 방향으로 반송하는 공급 컨베이어(61)가 배치되어 있다.

한편, 상기 라미네이트 유닛(70)의 좌측에는, 태양열 전지판(M)을 라미네이트 유닛(70) 측으로부터 반출하는 반출 컨베이어(62)가 배치되어 있다. 그리고, 공급 컨베이어(61), 반송 시트(63) 및 반출 컨베이어(62)의 순서로 전달하면서, 도 5와 도 6에서 좌측 방향으로 태양열 전지판(M)을 반송하도록 되어 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 상기 라미네이트 유닛(70)은 상측 케이스(68)와 하측케이스(67)를 구비하고 있다. 상측 케이스(68)의 내부 하방에는 상측 챔버(69a)가, 하측 케이스(67)의 내부 상방에는 하측 챕버(69b)가 각각 형성되어 있다. 라미네이트부(69)는, 이들 상측 챔버(69a)와 하측 챔버(69b)에 의해 구성되어 있다.

상기 하측 케이스(67)는 베이스(66)의 상방에 고정 지지되어 있다. 한편, 베이스(66)의 정면측과 배면측(도 5의 앞쪽과 뒷쪽)에 세워져서 설치된 지지 기둥(74)을 따라서 이동 가능한 브래킷(71, bracket)이 구비되어 있고, 상측 케이스(68)의 정면측과 배면측이 각각 브래킷(71)에 고정되어 있다. 이에 따라, 상측 케이스(68)는 지지기둥(74)을 따라 상하로 이동하고, 하측 케이스(67)와 평행한 자세를 유지하면서 하측 케이스(67)의 상방에서 상하로 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 지지기둥(74)의 측방에는, 유압식 실린더(72)가 장착되어 있고, 실린더(72)의 피스톤 로드(73)의 선단이 상측 케이스(68)에 고정된 브래킷(71)의 하면에 접속되어 있다. 따라서, 실린더(72)가 가동되어 피스톤 로드(73)가 신장되면, 하측 케이스(67)의 상면으로부터 떨어지도록 상측 케이스(68)가 상승하고, 이에 따라, 상측 챔버(69a)와 하측 챔버(69b)로 구성된 라미네이트부(69)가 개방 상태로 된다. 한편, 실린더(72)가 가동되어 피스톤 로드(73)가 단축되면, 하측 케이스(67)의 상면에 밀착되도록 상측 케이스(68)이 하강하고, 라미네이트부(69)가 밀폐 상태로 된다.

이러한 구성을 갖는 종래의 라미네이팅 장치가 작동하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 도시하지 않은 로봇 등의 수단에 의해, 도 6의 공급 컨베이어(61)에 라미네이트를 행하고자 하는 태양열 전지판(M)이 위치 결정되어 공급된다. 상기 라미네이팅 장치(60)의 공급 컨베이어(61)에 태양열 전지판(M)이 공급될 때, 태양열 전지판(M)의 상면 측에 태양열 전지판(M)의 짧은 방향이 반송 방향을 향하도록 한다.

이와 같이 하여 공급 컨베이어(61)에 위치하는 태양열 전지판(M)은, 공급 컨베이어(61)의 가동에 의해 좌측 방향으로 반송되고, 반송 시트(63)는 공급 컨베이어(61)로부터 반송되어 오는 태양열 전지판(M)을 받아들인다.

상기 태양열 전지판(M)을 반송 시트(63)가 받아들일 때는, 라미네이트 유닛(70)의 상측 케이스(68)를 들어올리고, 라미네이트부(69)를 개방 상태가 되게 한다. 상측 케이스(68)를 들어올리는 동작은, 실린더(72)의 신장 가동에 의해 행하여 진다.

이와 같이 하여, 반송 시트(63)를, 라미네이트 유닛(70)의 상측 케이스(68)와 하측케이스(67) 사이에서 전진 후퇴 가능한 상태로 해 둔다. 그리고, 공급 컨베이어(61)를 가동시키면서, 회전롤(64,65)의 회전 구동에 의해 반송시트(63)를 하측 케이스(67)의 상방에서 좌측 방향으로 진행시킴으로써, 공급 컨베이어(61)로부터 반송 시트(63)가 태양열 전지판(M)을 받아들이고, 반송 시트(63)의 상면에 공급된 태양열 전지판(M)을 더 좌측으로 이동시킨다.

그리고, 태양열 전지판(M)을 라미네이트 유닛(70)의 상측 케이스(68)와 하측케이스(67) 사이로 이동시키면, 회전롤(64,65)의 회전 구동을 정지시켜서 반송 시트(63)의 이동을 정지시킨다. 이와 같이 하여, 라미네이트 유닛(70)에서 상측 케이스(68)의 상측 챔버(69a)와 하측 케이스(67)의 하측 챔버(69b) 사이에, 태양열 전지판(M)을 정지시킨다.

다음에, 라미네이트 유닛(70)에서 상측 케이스(68)를 하강시키고, 태양열 전지판(M)을 상측 챔버(69a)에 의해 덮는 상태가 되게 하고, 라미네이트부(69)를 밀폐 상태시킨다. 라미네이트 유닛(70)에서, 상측 케이스(68)를 하강시키는 동작은, 도 2에서 설명한 실린더(72)의 축소 가동에 의해 행하여 진다. 이와 같이 하여, 라미네이트 유닛(70)의 라미네이트부(69)에 태양열 전지판(M)이 수납된 상태가 되어 라미네이트 유닛(70)에서의 태양열 전지판(M)이 라이네이팅 처리된다.

이와 같이 구성된 종래의 라미네이팅 장치는 상측 케이스(68) 양측에 각각 지지기둥(74)이 의해 설치된 한쌍의 실린더(72)가 동작하면 실린더(72) 상부에 위치된 피스톤 로드(73)가 인출되며 피스톤 로드(73)와 브라켓(71)에 의해 결합된 상측 케이스가 상승하며 하측의 하측 케이스(67) 상부가 개방되어 공급 컨베이어로부터 태양열 전지판(M)을 받아드린 후 다시 하강하여 밀폐시키는 동작을 수행하게 된다.

또한 밀폐된 라미네이트부(69) 내부는 일정한 진공 상태를 만들기 위해 배기라인(미도시)을 이용해 진공 배기하게 되고, 이 후 태양열 전지판을 라이네이팅하기 위하여 내부에 위치된 정반(미도시)을 가열하여 히팅하게 된다.

여기서 상기 정반은 태양열 전지판을 진공 흡착하거나 정전척을 이용해 흡착하는 방식으로 고정하게 된다.

그러나 종래의 경우 진공 배기 후 태양열 전지판을 가열시 하측 케이스에 위치된 정반을 가열하고 있기 때문에 태양열 전지판 하부면의 필요 온도 상승은 쉽게 이루어지나 상부면의 필요 온도 상승은 하부면으로부터 열전도에 의해 이루어지기 때문에 하부면 보다 온도상승이 더뎌지므로 태양열 전지판 하부면과 상부면의 온도 차가 일어나는 문제점이 있었으며, 그 결과로, 태양열 전지판의 상부면과 하부면의 온도차로 인해 태양열 전지판의 휨 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

한편, 태양열 전지판의 상부면과 하부면 온도차를 최소화시키기 위한 기술로서 상측 케이스에 구비된 다이아프램을 가열하여 태양열 전지판의 상부면을 가열할 수 있게 하고 있지만 이 또한 다이아프램의 열 변형과 더불어 다이아프램의 온도를 상승시키는데 필요한 시간이 오래 걸려 전체 공정 수율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 특성을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 일정 온도로 가열되어야 하는 태양열 전지판의 상부면과 하부면의 온도차를 최소화하면서 가열 시간을 단축시켜 전체 공정 수율을 향상시킬 수 있게 하는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 공급 컨베이어에 의해 공급되는 태양열 전지판을 상부챔버와 하부챔버로 내부에서 라미네이팅하여 반출 컨베이어를 이용해 반출시키는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치에 있어서, 외부에서 유입되는 공기를 가열하는 히팅챔버와, 상기 히팅챔버에서 가열된 공기를 상기 상부챔버로 공급하는 가열 공기 공급라인과, 상기 상부챔버 내부에 유입된 공기를 배기하는 배기라인과, 상기 히팅챔버와 별도로 외부의 공기를 상기 상부챔버로 공급하는 공기 공급라인과, 상기 가열 공기 공급라인과 배기라인 사이에서 공기의 이동 방향을 단속하는 제2개폐밸브와, 상기 가열 공기 공급라인과 공기 공급라인의 압력 변동에 따라 상기 공기 공급라인을 개폐하는 압력밸브를 포함하는 히팅부로 구성된다.

그리고 상기 공기 공급라인과 배기라인 사이에는 압력 보상을 위한 바이패스 밸브가 더 구비된다.

또한 상기 가열 공기 공급라인에는 공급되는 가열된 공기의 공급량을 조절하기 위한 개폐라인을 더 구비한다.

그리고 상기 개폐라인에는 가열된 공기를 단계적으로 공급할 수 있도록 하는 다수개의 제1개폐밸브가 구비된다.

또한 상기 히팅챔버는 다수개의 히터와 상기 히터 사이에 등간격 배치되어 유입되는 공기가 내부에서 와류되도록 하는 분리벽과, 외부 공기를 유입시키는 유입구로 구성된다.

그리고 상기 유입구에는 일측이 힌지 결합되어 자중에 의해 회동되며 유입구를 개폐하는 뎀퍼가 구비된다.

본 발명에 따른, 일정 온도로 가열되어야 하는 태양열 전지판의 상부면과 하부면의 온도차를 최소화하면서 가열 시간을 단축시켜 전체 공정 수율을 향상시킬 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 태양열 전지판을 제작하는 과정을 순차적으로 나타내는 블록도.
도 2는 종래의 태양열 전지판의 구조를 나타내는 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 태양열 전지판을 측면에서 바라본 구조를 나타내는 측면도.
도 4는 종래의 태양열 전지판에 따른 적층 구조를 나타내는 측면도.
도 5는 종래의 라미네이팅 장치의 구조를 나타내는 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 라미네이팅 장치를 측면에서 바라본 상태를 나타내는 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치를 나타내는 개략도.
도 8은 도 7에 도시된 히팅부를 나타내는 개략도.
도 9는 도 7에 도시된 히팅부를 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 히팅챔버의 동작상태를 나타내는 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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.

본 발명의 라미네이팅장치(100)는 도 7에 도시된 바와 같이 외부로터 이송된 태양열 전지판(M)을 상부챔버(130)와 하부챔버(120) 측으로 공급하는 공급 컨베이어(150)와, 상기 상부챔버(130)와 하부챔버(120) 사이에 구비되어 상기 공급 컨베이어(15)로부터 공급된 태양열 전지판(M)을 이송시키며 하부챔버(120) 내의 정반(미도시)에 위에 정렬시키는 반송시트(121)와, 상기 반송시트(121)를 동작시키는 다수개의 회전롤(122,123)과, 상기 하부챔버(120)를 바닥면에 지지시키는 베이스(110)와, 상기 하부챔버(120) 상부에 위치된 상부챔버(130)를 상기 하부챔버(120) 측으로 승강시키는 승강구동수단(140)과, 라미네이팅이 끝난 태양열 전지판을 외부로 반출시키는 반출 컨베이어(160)와, 상기 상부챔버(130)와 하부챔버(120) 사이에 라인을 형성하여 밀착된 상부챔버(130)와 하부챔버(120) 내부를 진공배기시키는 진공배기라인(미도시)와, 상기 상부챔버(130) 측과 연결되어 외부로터 공급되는 공기를 가열한 가열 공기를 상기 상부챔버(130) 내부에 공급하여 태양열 전지판을 가열하게 하는 히팅부(200)로 구성되어 있다.

즉, 본 발명은 상부챔버(130)와 하부챔버(120) 사이에 위치되는 태양열 전지판 상기 하부챔버에 구비되어 태양열 전지판을 안착시키는 정반과 상기 상부챔버와 연결되어 가열 공기를 공급하는 히팅부를 이용해 상부챔버 측의 온도와 하부챔버 측의 온도를 균일하게 유지시킴으로써 안착된 태양열 전지판 상면과 하면의 온도를 균일하게 가열할 수 있게 하기 위한 것이다.

이를 위해 상기 히팅부(200)는 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 외부에서 유입되는 공기를 가열하는 히팅챔버(210)와, 상기 히팅챔버(210)에서 가열된 공기를 상기 상부챔버(130)로 공급하는 가열 공기 공급라인(230)과, 상기 상부챔버(130) 내부에 유입된 공기를 배기하는 배기라인(250)과, 상기 히팅챔버(210)와 별도로 외부의 공기를 상기 상부챔버(130)로 공급하는 공기 공급라인(280)과, 상기 가열 공기 공급라인(230)와 배기라인(250) 사이에서 공기의 이동 방향을 단속하는 제2개폐밸브(260)와, 상기 가열 공기 공급라인(230)과 공기 공급라인(280)의 압력 변동에 따라 상기 공기 공급라인(280)을 개폐하는 압력밸브(270)로 구성되어 있다.

상기 공기 공급라인(280)과 배기라인(250) 사이에는 압력 보상을 위한 바이패스 밸브(290)가 더 구비되어 있으며, 상기 가열 공기 공급라인(230)에는 공급되는 가열된 공기의 공급량을 조절하기 위한 개폐라인(240)을 더 구비하고 있다.

또한 상기 개폐라인(240)에는 가열된 공기를 단계적으로 공급할 수 있도록 하는 다수개의 제1개폐밸브(241)가 구비되어 있으며, 상기 히팅챔버(210)는 다수개의 히터(220)와 상기 히터(220) 사이에 등간격 배치되어 유입되는 공기가 내부에서 와류되도록 하는 분리벽(211)과, 외부 공기를 유입시키는 유입구(212)로 구성되어 있다.

그리고 상기 유입구(212)에는 일측이 힌지(214) 결합되어 자중에 의해 회동되며 유입구(212)를 개폐하는 뎀퍼(213)가 구비되어 있다.

상기와 같은 본 발명을 위한 히팅부(200)의 결합관계를 보면, 먼저 외부 공기를 유입시켜 가열할 수 있는 일정한 크기의 히터챔버(210)를 형성시킨 후 상기 히터챔버(210) 내부에 등간격 배치되는 다수개의 히터(220)를 삽입한다.

이 후 등간격 배치된 히터(220) 사이가 분리되도록 분리벽(211)을 등간격 배치한다. 이때 상기 분리벽(211)은 유입되는 공기가 히터챔버 내부에서 와류가 형성될 수 있게 유입구(212)에서의 공기 진행 방향을 기준으로 일측의 분리벽이 상부가 개방되게 하면, 이웃한 다음 분리벽은 하부가 개방되게 하는 방식으로 배치시킨다.

이는 유입되는 공기가 히터에 의해 가열시 내부에서 와류가 형성되게 함으로써 히터를 통한 가열 공기 형성을 짧은 시간에 빠르게 이루어질 수 있게 하기 위함이다.

그리고 상기 히터챔버(210) 일측 하측에 외부 공기를 유입시키는 상기 유입구(212)를 형성시킨 후 상기 히터챔버(210) 내측에서 힌지(214)에 의해 회동되도록 뎀퍼(213)를 설치한다. 이때 설치되는 뎀퍼(213)는 외부 공기가 유입되는 유입 압력에 의해 유입구가 개방될 수 있을 정도의 무게를 갖게 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 뎀퍼(213)는 힌지(214) 결합되어 자중에 의해 회동되어 유입구로부터 외부 공기가 히티챔버 내부로 유입되지 않을 경우 항상 상기 유입구(213)를 차단시킨 상태를 유지하게 되어 외부 공기로부터의 이물질 유입을 최소화할 수 있게 하는 구성이다.

다음으로 형성된 히터챔버(210)를 상기 상부챔버(130) 상측에 프레임(미도시) 구조물을 이용해 설치한 후 상기 상부챔버(130) 상부측과 연결되도록 가열 공기 공급라인(230)을 결합시킨다.

결합된 가열 공기 공급라인(230) 사이에는 제2개폐밸브(260)를 설치한다. 상기 제2개폐밸브(260)는 솔레노이드 밸브를 이용하며 상기 가열 공기 공급라인(230)의 개폐와 더불어 후술하는 배기라인(250)과 가열 공기 공급라인(230)의 연결 상태를 단속하게 하는 구성이다.

이 후 상기 제2개폐밸브(260)을 통해 배출되는 공기를 필터링 처리하여 배출할 수 있게 배기라인(250)을 상기 제2개폐밸브(260)와 연결시킨다.

한편 상기 가열 공기 공급라인(230)에는 상기 히터챔버(210)와 상기 제2개폐밸브(260) 사이에 배치되는 개폐라인(240)을 구비시키고 있으며, 상기 개폐라인(240)에는 3개의 제1개폐밸브(241)가 병렬 배치되어 있다.

즉, 상기 제1개폐밸브(241)는 상기 히터챔버(210)로부터 가열 공기된 가열 공기를 상기 상부챔버(130)로 공급시 한번에 공급하는 것이 아닌 3개의 제1개폐밸브를 단계적으로 개방하여 공급하게 함으로써 급격히 공급되는 가열 공기에 의해 상부챔버 내부의 압력이 급변하는 것을 방지하고 압력 변화에 따른 다이아프램(131)의 손상을 방지하기 위함이다. 또한 압력의 급격한 변화로 인해 다이아프램이 태양열 전지판 상부면을 가압하여 태양열 전지판을 손상시키는 것을 방지하기 위함이다.

다음으로 상기 가열 공기 공급라인(230) 측으로 공기 공급라인(280)을 연결시킨 후 공기 공급라인(280) 상에 압력밸브(270)를 배치시킨다.

다음으로 상기 압력밸브(270)와 배기라인(250)을 연결시켜 별도의 라인을 형성시킨 후 상기 공기 공급라인(280)과 배기라인(250)을 연결하는 바이패스 밸브(290)를 구비시킨다.

이와 같이 구성된 히팅부(200)는 상부챔버(130) 내부에 가열된 가열 공기를 공급하여 상부챔버 측을 가열시킴으로써 하부챔버에 위치된 태양열 전지판의 상부면을 가열하게 된다.

한편 본 발명을 위한 방법은, 1) 공급 컨베이어를 이용해 태양열 전지판을 상부챔버와 하부챔버 사이에 위치시키는 단계와; 2) 상기 하부챔버 상면에 반입된 태양열 전지판을 고정하는 단계와; 3) 상기 상부챔버를 하강시켜 상기 하부챔버와 밀착시키는 단계와; 4) 밀착된 상부챔버와 하부챔버 사이와 연결된 진공 배기라인을 이용해 진공배기함과 동시에 태양열 전지판을 가열하는 단계와; 5) 진공을 유지한 상태에서 상기 태양열 전지판에 라미네이팅하는 단계 및; 6) 상기 상부챔버와 하부챔버 사이의 진공 상태를 해지함과 동시에 라미네이팅된 태양열 전지판을 반출시키는 단계;를 포함하여 구성되어 있다.

상기 4)단계에서는 상기 하부챔버와 상기 상부챔버 측을 동시에 가열되도록 하며, 상기 하부챔버의 가열은 태양열 전지판이 안착되는 정반에 의해 이루어지고, 상기 상부챔버의 가열은 외부에서 유입되어 가열된 가열 공기에 의해 이루어지고, 상기 가열 공기는 상기 상부챔버 내부에 단계적으로 유입되게 하고 있다.

또한 상기 가열 공기는 상기 상부챔버와 하부챔버 사이에서 다이아프램에 의해 차단된 상태에서 태양열 전지판을 가열하도록 하고 있다.

상기와 같이 본 발명의 라미네이팅 방법을 동작관계를 통해 좀 더 구체적으로 설명한다.

앞선 설명에서와 같이 상기 태양열 전지판을 라미네이팅하기 위해 공급 컨베이어(150)를 이용해 태양열 전지판(M)을 상부챔버와 하부챔버 사이에 배치시킨 후 상기 하부챔버(120) 내에 배치된 정반(미도시)에 정렬 고정시키고 상기 상부챔버(130)를 승강구동수단(140)을 이용해 상부챔버(130)를 하강시켜 하부챔버(120)와 밀착되게 한다.

다음으로 상기 상부챔버(130)와 하부챔버(120) 사이에 형성된 진공배기라인(미도시)을 동작시켜 상부챔버와 하부챔버 사이의 공기를 진공배기시킨 후 정반을 이용해 안착된 태양열 전지판의 하면을 가열함과 동시에 상기 상부챔버와 연결된 가열 공기 공급라인(230)의 제2개폐밸브(260)를 배기라인 측은 차단하고 상부챔버 측으로 개방되게 동작시켜 가열 공기를 상부챔버 측으로 공급하여 정반에 의해 태양열 전지판 저면이 가열되는 만큼 상면도 가열 공기를 통해 가열되게 한다.

이때 상기 가열 공기는 히팅부(200)의 히팅챔버(210)에 유입되는 외부 공기를 히터를 이용해 가열하는데, 가열되어 상부챔버(130)로 공급되는 가열 공기만큼 유입구(212)를 통해 히팅챔버 내부를 외부 공기를 유입시켜 히팅챔버 내에 유입된 공기를 항시 일정한 온도를 갖게 유지시킨 상태로 공급하게 된다.

또한 상기 제2개폐밸브(260)를 상부챔버 측으로 개방시킴과 동시에 가열 공기 공급라인(230) 상에 배치된 개폐라인(240)의 제1개폐밸브(241)를 단계적으로 개방시켜 가열 공기 공급라인(230)을 통해 공급되는 가열 공기의 공량을 조절하며 공급하게 한다. 예를 들어 3개의 밸브 중 도면상의 좌측 밸브를 우선 개방한 후 이웃한 밸브들을 하나씩 순차적으로 개방하거나 3개 밸브 모두의 개방량을 조금씩 개방되도록 하여 공급량을 조절하게 하는 할 수 있다.

이렇게 공급량을 조절하는 것은 이미 챔버 내부는 진공배기에 의해 진공상태를 하고 있기 때문에 가열 공기의 공급을 급격히 할 경우 상부챔버 내부의 압력의 급변으로 인해 상부챔버 내부가 손상되거나 상부챔버 내부의 다이아프램이 압력 변화로 인해 태양열 전지판 측으로 이동하여 태양열 전지판을 손상시킬 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

이와 같이 공급된 가열 공기는 다이이프램을 거쳐 열전도를 통해 태양열 전지판의 상면을 가열하여 태양열 전지판이 하면과 상면을 온도차를 최소화시킬 수 있어 상면의 온도와 하면의 온도차에 의해 태양열 전지판의 변형 또는 손상을 방지할 수 있게 된다.

다음으로 진공상태에의 태양열 전지판에 대한 라미네이팅 작업이 끝나면 앞선 진공배기와 반대로 상부챔버와 하부챔버 사이의 진공배기라인을 동작시켜 챔버 내부를 대기압 상태가 되게 한다.

이때 챔버 내부의 대기압 상태시 상부챔버는 다이아프램에 의해 격리된 상태이기 때문에 챔버 내부와 동일한 상태를 만들어주기 위해서 상기 제2개폐밸브(260)를 동작시켜 상기 히터챔버(210) 측으로 연결되는 가열 공기 공급라인(230)은 차단시키고 배기라인(250)을 개방하여 상부챔버(130) 내부의 가열 공기를 필처링하여 배출한다.

이와 동시에 공기 공급라인(280)의 압력밸브(270)를 개방시켜 상기 상부챔버(130)로 상온의 공기를 주입하여 순환시켜 상기 배기라인(250)을 통해 배출되게 한다.

즉, 상기 상부챔버는 라미네이팅 작업이 끝나면 다시 일정한 온도(상온 상태)가 되도록 조정하여 다음 공정을 준비해야하므로 이를 위해 상온의 공기를 순환 배기시키는 것이다.

이 과정에 필요 이상 상부챔버의 온도와 압력이 필요이상 떨어질 경우를 방지하기 위해 바이패스 밸브(290)를 통해 배출되는 공기를 다시 상부챔버 측으로 공급할 수도 있다.

또한 상기 압력밸브(270)는 상기 가열 공기 공급라인(230)을 통해 공급되는 가열 공기의 압력이 필요 이상 상승할 경우에 동작하여 공급되는 가열 공기를 배출시키는 역할도 수행한다.

다시 말하면, 처음 히팅챔버(210)에 의해 가열된 가열 공기는 제2개폐밸브(260)을 동작과 동시에 개폐라인(240)의 제1개폐밸브(241)가 순차적으로 개방되며 가열 공기 공급라인(230)을 통해 공급되는 가열 공기의 공급량을 조절하며 공급하게 되고, 상기 상부챔버(130)로 공급된 가열 공기는 다이아프램과의 사이에서 하부챔버 측에 안착된 태양열 전지판 상면을 가열하여 하부챔버 측에서 가열되는 하면의 온도와 대응될 수 있게 함으로써 상면과 하면의 온도차에 의한 태양열 전지판 변형 및 손상을 방지하고 상면 온도 상승을 위해 소요되는 시간을 단축시켜 전체 공정 수율을 증대시킬 수 있게 하는 것이다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 기술적 내용에 대한 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아니다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

100 : 라미네이팅 장치 110 : 베이스
120 : 하부챔버 130 : 상부챔버
140 : 승강구동수단 150 : 공급 컨베이어
160 : 반출 컨베이어 200 : 히팅부
210 : 히팅챔버 211 : 분리벽
212 : 유입구 220 : 히터
230 : 가열 공기 공급라인 240 : 개폐라인
241 : 제1개폐밸브 250 : 배기라인
260 : 제2개폐밸브 270 : 압력밸브
280 : 공기 공급라인 290 : 바이패스 밸브

Claims

공급 컨베이어(150)에 의해 공급되는 태양열 전지판(M)을 상부챔버(130)와 하부챔버(120)로 내부에서 라미네이팅하여 반출 컨베이어(160)를 이용해 반출시키는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치에 있어서,
외부에서 유입되는 공기를 가열하는 히팅챔버(210)와; 상기 히팅챔버(210)에서 가열된 공기를 상기 상부챔버(130)로 공급하는 가열 공기 공급라인(230)과; 상기 상부챔버(130) 내부에 유입된 공기를 배기하는 배기라인(250)과; 상기 히팅챔버(210)와는 별도로 외부의 공기를 상기 상부챔버(130)로 공급하는 공기 공급라인(280)과; 상기 가열 공기 공급라인(230)과 배기라인(250) 사이에서 공기의 이동을 단속하는 제2개폐밸브(260)와; 상기 가열 공기 공급라인(230)과 공기 공급라인(280)의 압력 변동에 따라 상기 공기 공급라인(280)을 개폐하는 압력밸브(270);를 포함하는 히팅부(200):로 구성된 것을 특징으로 하는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 공기 공급라인(280)과 배기라인(250) 사이에는 압력 보상을 위한 바이패스 밸브(290)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 가열 공기 공급라인(230)에는 공급되는 가열된 공기의 공급량을 조절하기 위한 개폐라인(240)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치.
제3항에 있어서,
상기 개폐라인(240)에는 가열된 공기를 단계적으로 공급할 수 있도록 하는 다수개의 제1개폐밸브(241)가 구비된 것을 특징으로 하는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 히팅챔버(210)는 다수개의 히터(220)와 상기 히터(220) 사이에 등간격 배치되어 유입되는 공기가 내부에서 와류가 형성되도록 하는 분리벽(211)과, 외부 공기를 유입시키는 유입구(212)로 구성된 것을 특징으로 하는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치.
제5항에 있어서,
상기 유입구(212)에는 일측이 힌지(214) 결합되어 자중에 의해 회동되며 유입구(212)를 개폐하는 뎀퍼(213)가 구비된 것을 특징으로 하는 태양열 전지판용 라미네이팅 장치.