KR101238070B1 - 기능성 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기능성 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 셀; 상기 태양전지 셀의 전면에 부착된 글라스; 및 상기 태양전지 셀의 후면에 부착되며, 반사 필름이 구비된 백 시트를 포함하고, 특히, 상기 백 시트는 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 형성된 반사 필름을 포함하여, 상기 글라스를 투과한 빛이 반사 필름에서 반사된 후, 태양전지 셀로 집광되는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성 및 절연성능이 우수할 뿐만 아니라 반사효과가 우수한 기능성 시트를 백 시트로 사용함으로써, 태양광의 입사량을 향상시킬 수 있게 되어 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있다.
태양전지 모듈, 백 시트, 반사 필름, 프리즘

Description

기능성 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈{Functional sheet and solar cell module comprising the same}
본 발명은 기능성 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성 및 절연성능이 우수할 뿐만 아니라 반사효과가 우수한 기능성 시트를 백 시트로 사용함으로써, 태양광의 입사량을 향상시킬 수 있게 되어 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있는 기능성 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
최근 지구 환경 오염 및 화석 에너지 고갈 문제 등으로 인하여, 환경 친화형 대체 에너지원 개발 및 미래 에너지원의 다원화 등이 국제적인 이슈로 등장하고 있다. 이러한 배경 하에서 태양 에너지를 활용한 태양전지가 미래의 유력한 대체 에너지원으로 주목 받고 있으며, 또한 태양전지의 저가화가 진행되면서 관련 세계 시장 규모도 급속도로 증가되고 있다.
이러한 태양전지의 최소 단위를 셀(Cell)이라고 하며, 실제로 태양전지를 셀 그대로 사용하는 일은 거의 없으며, 실제 사용되는데 필요한 전압이 수 V에서 수십 혹은 수백 V 이상인데 비하여 셀 1개로부터 나오는 전압은 약 0.5V로 매우 작기 때문에 다수의 단위 태양전지들을 필요한 단위 용량으로 직렬 또는 병렬 연결하여 사용하고 있다.
또한, 태양전지가 야외에서 사용되는 경우 여러 가지 혹독한 환경에 처하게 되므로, 필요한 단위 용량으로 연결된 다수의 셀을 혹독한 환경에서 보호하기 위하여 복수의 셀을 패키지로 한 태양전지 패널(solar cell panel)로 구성하여 사용한다.
이러한 태양전지 패널은 빌딩 등의 구조물에 안정된 전기를 공급하는 수단으로 사용되고 있다.
한편, 태양전지 패널은 태양빛을 흡수하여 전기를 생성하는 원리이기 때문에 태양광의 입사량에 따라 전기 생산량이 결정된다.
종래에는 태양전지 패널로 입사되는 태양빛의 양을 늘리기 위하여 별도의 부재(볼록렌즈 등)를 사용하였으나. 이러한 부재는 비용 및 익스테리어 측면에서 태양전지 패널에 직접 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성 및 절연성능이 우수할 뿐만 아니라 반사효과가 우수한 기능성 시트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 위와 같은 기능성 시트를 태양전지 모듈의 백 시트로 사용하여, 태양광의 입사량을 향상시킴으로써 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있는 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 측면에 따르면, 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 형성된 반사 필름을 포함하는 기능성 시트가 제공된다.
이때, 상기 기재 필름은 폴리 비닐 플루오라이드(poly vinyl fluoride: PVF), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly ethylene tetephthalate: PET) 및 에틸렌 테트라 플루오르 에틸렌(ethylene tetrafluoroethylene, ETFE)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 반사 필름에는 표면에 복수의 요철이 형성될 수 있으며, 이러한 요철은 삼각 프리즘 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 태양전지 셀; 상기 태양전지 셀의 전면에 부착된 글라스; 및 상기 태양전지 셀의 후면에 부착되며, 반사 필름이 구비된 백 시트를 포함하는 태양전지 모듈이 제공된다.
이때 본 발명의 또 다른 측면에 따른 태양전지 모듈에서는 상기 글라스를 투과한 빛이 반사 필름에서 반사된 후, 태양전지 셀로 집광된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 기능성 시트는 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성 및 절연성능이 우수할 뿐만 아니라 반사효과가 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 위와 같은 기능성 시트를 백 시트로 사용하여, 태양광의 입사량을 향상시킴으로써 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 시트를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 시트는 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 형성된 반사 필름을 포함한다.
여기서, 기재 필름은 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성 및 절연성능이 우수한 재질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나 예를 들어, 폴리 비닐 플루오라이드(poly vinyl fluoride: PVF), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly ethylene tetephthalate: PET) 및 에틸렌 테트라 플루오르 에틸렌(ethylene tetrafluoroethylene, ETFE)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 것이 다층 구조를 갖도록 적층 되어 형성될 수 있다.
한편, 상기 반사 필름에는 표면에 복수의 요철이 형성될 수 있으며, 이러한 요철은, 이에 제한되지 않으나, 예를 들어 다각 기둥 또는 다각 뿔의 구조를 가질 수 있으나, 특히 삼각 프리즘 구조를 갖는 것이 바람직하다.
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 시트를 구성하는 반사필름은 표면에 돌출 형성된 삼각 프리즘으로 입사되는 빛의 굴절 반사가 일어나도록 할 수 있으며, 반사각을 조절함으로써 반사효율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 시트는 상기 기재 필름과 반사 필름 사이에 배치된 산화 규소층 또는 프라이머층을 더 포함할 수 있으며, 이러한 층을 사이에 개재하여 기재 필름과 반사필름의 접착력을 높일 수 있다.
이하, 전술한 기능성 시트를 포함하는 태양전지 모듈을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실 시예에 따른 태양전지 모듈을 구성하는 백 시트의 다양한 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 집광 과정을 나타내는 개념도이며, 본 문서에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위해 도시된 것으로, 도면에 도시되는 각 층(layer) 및 각 부재의 형상은 설명의 편의를 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)은 태양전지 셀(13)과 상기 태양전지 셀(13)의 전면에 부착된 글라스(15) 및 상기 태양전지 셀(13)의 후면에 부착되며, 반사 필름(21)이 구비된 백 시트(20)를 포함한다.
여기서, 태양전지 셀의 전면이란 용어는 태양전지 셀의 일면 중 태양광에 대응되는 면을 의미하고, 후면이란 용어는 구조물 등에 대응되는 면을 의미한다.
미설명 부호인 14는 점착 필름(예를 들어, EVA 필름)을 나타내고, 11은 태양전지 셀, 글라스 및 백 시트를 포함하는 태양전지 모듈의 에지부에 결합된 지지 프레임을 나타내고, 12는 탄성 패드를 나타낸다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)을 구성하는 백 시트(20)는 전술한 기능성 시트와 동일하다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 백 시트는 기재필름(22, 32, 42) 및 기재필름 상에 형성된 반사 필름을 포함한다.
전술한 바와 같이, 기재 필름은 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성 및 절연성능이 우수한 재질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나 예를 들어, 폴리 비닐 플루오라이드(poly vinyl fluoride: PVF), 폴리 에틸렌 테레프탈레이 트(poly ethylene tetephthalate: PET) 및 에틸렌 테트라 플루오르 에틸렌(ethylene tetrafluoroethylene, ETFE)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 것이 다층 구조를 갖도록 적층 되어 형성될 수 있다.
또한, 백 시트(20)는 상기 기재 필름과 반사 필름 사이에 배치된 산화 규소층 또는 프라이머 층을 더 포함하여 구성될 수 있다.
백 시트의 다양한 실시 태양에 대한 예시로, 도 3에는 아래부터 PVF(23), PET(24) 및 PVF(23)가 차례대로 적층된 기재필름이 도시되어 있고, 도 4에는 아래부터 ETEE(34) 및 산화규소층(33)이 적층된 기재필름이 도시되어 있으며, 도 5에는 PET(44) 및 프라이머층(43)이 적층된 기재필름이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성 및 절연성능이 우수하도록 다양하게 적층할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 반사필름(21, 31, 41)은 표면에 돌출 형성된 삼각 프리즘으로 입사되는 빛의 굴절 반사가 일어나도록 할 수 있으며, 반사각을 조절함으로써 반사효율을 더욱 높일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 태양전지 모듈의 전면을 이루는 글라스(15)를 투과한 태양광은 일부는 태양전지 셀(13)로 집광되며, 나머지 일부는 백 시트(20)로 진행하게 된다. 이때, 백 시트의 반사 필름(21)에 의하여 반사된 태양광을 다시 태양전지 셀(13)로 집광될 수 있으므로, 태양전지 모듈의 효율을 높일 수 있다.
또한, 반사필름(21)은 표면에 돌출 형성된 삼각 프리즘으로 입사되는 빛의 굴절 반사가 일어나도록 할 수 있으며, 반사각을 조절함으로써 반사효율을 더욱 높일 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도.
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈을 구성하는 백 시트의 다양한 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 집광 과정을 나타내는 개념도.

Claims (10)

  1. 기재 필름; 및
    상기 기재 필름 상에 형성된 반사 필름; 및
    상기 기재 필름과 반사 필름 사이에 배치된 산화 규소층 또는 프라이머층을을 포함하는 기능성 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 필름에는 그 표면에 복수의 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 기능성 시트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 요철은 삼각 프리즘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재 필름은 폴리 비닐 플루오라이드(poly vinyl fluoride: PVF), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly ethylene tetephthalate: PET) 및 에틸렌 테트라 플루오르 에틸렌(ethylene tetrafluoroethylene, ETFE)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기능성 시트.
  5. 삭제
  6. 태양전지 셀;
    상기 태양전지 셀의 전면에 부착된 글라스; 및
    상기 태양전지 셀의 후면에 부착되는 반사 필름, 기재 필름 및 기재 필름과 반사 필름 사이에 산화 규소층 또는 프라이머층이 배치된 백 시트를 포함하고,
    상기 글라스를 투과한 빛이 반사 필름에서 반사된 후, 태양전지 셀로 집광되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사 필름에는 표면에 복수의 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 요철은 삼각 프리즘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 기재 필름은 폴리 비닐 플루오라이드(poly vinyl fluoride: PVF), 폴리 에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene tetephthalate: PET) 및 에틸렌 테트라 플루오르 에틸렌(ethylene tetrafluoroethylene, ETFE)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  10. 삭제
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