KR101281053B1 - 태양전지 열화 테스트 챔버 및 이를 이용한 테스트 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시형태에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버는, 광이 투과되는 투과창을 갖는 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징 내부 공간을 상기 투과창에 인접한 제 1 공간과 그 반대편의 제 2 공간으로 분할하고, 상기 제 1 공간으로부터 상기 제 2 공간으로의 광 투과를 차단하며, 일부분이 개방된 차광 격벽; 상기 차광 격벽의 개방된 일부분에 적어도 180도의 회전이 가능하도록 설치되고, 광 투과를 차단하는 몸체를 가지며, 그 일면에 테스트 대상인 태양전지가 장착되는 회전형 지그; 및 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도가 실질적으로 동일하게유지되도록 조절하는 온도 조절부를 포함한다. 본 발명에 따른 태양전지 열화 테스트 방법은, 전술한 태양전지 열화 테스트 챔버에 태양전지를 장착하고, 상기 태양전지가 상기 제 2 공간을 향하도록 하여 외부 광원의 광이 차단된 상태에서 상기 외부 광원을 예열하면서, 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도를 미리 설정된 온도로 유지하고, 상기 외부 광원의 출력이 미리 설정된 값에 도달하면 상기 태양전지가 상기 제 1 공간을 향하여 상기 광이 태양전지에 조사되도록 상기 회전형 지그를 회전시키는 과정을 포함한다.

Description

태양전지 열화 테스트 챔버 및 이를 이용한 테스트 방법 {Deterioration test Chamber for solar cell and test methode using the same}
본 발명은 태양전지를 테스트하는 테스트 챔버 및 이를 이용한 테스트 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 태양전지의 사용 시간에 따른 성능 열화 정도를 테스트하는 챔버 및 이를 이용한 테스트 방법에 관한 것이다.
미래의 청정 에너지기술로 각광받고 있는 태양전지는 옥외에서 365일 가혹한 날씨 조건하에 노출되어 장기간 설치 및 운영됨에 따라 오랜 기간 동안 초기의 성능을 지속해주는 장기 안정성이 중요한 기술적 사안 중에 하나이다. 도 1은 통상적인 태양전지의 성능 열화 경향을 보인다. 이와 같은 열화 특성으로 인해 장기간의 사용이 필요한 태양전지에 대해서는 열화 테스트를 통해 개발 제품의 장기 안정성을 확인할 필요가 있다. 특히 태양전지 발전 시스템은 한번 옥외에 설치한 경우 최소 20년에서 25년 이상까지 지속적으로 사용을 하는 것으로 이해되고 있어 제품개발 초기에 그와 같은 장기 안정성을 테스트하는 것은 필수적인 사항이다.
20년 이후의 태양전지 성능을 확인하는 가장 신뢰성 있는 방법은 실제로 20년 경과 후에 성능저하를 측정하는 것이지만, 20년은 물리적으로 너무나 긴 시간이다. 특히 각 업체별, 기술별로 새로운 형태나 재료를 사용한 다양한 태양전지들이 나올 때마다 20년을 기다려 성능저하를 확인한 이후 출하한다는 것은 현실적으로 불가하다.
따라서 실제로 20년을 기다리지 않더라도 단시간에 동일한 열화 기간에 해당하는 성능저하를 예측할 수 있는 신뢰성이 있는 기법을 개발하는 것이 요청되고 있다. 도 2는 종래의 태양전지 열화 테스트 챔버의 모습을 보인다. 태양전지 열화 테스트는 일반적으로 열화 테스트 챔버(100) 내에서 수행된다. 이러한 열화 테스트 챔버(100)는 태양광을 모사하는 인조광원(미도시)을 내부에 포함할 수도 있고, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버 하우징(101) 일부에 투명한 투과창(102)을 포함하여 챔버(100) 외부에서 조사되는 인조광이 태양전지(105)에 도달하도록 함으로써 열화 테스트를 진행할 수도 있다. 상기 열화 테스트 챔버(100)는 이러한 테스트를 위해 테스트 대상인 태양전지(105)를 고정되게 지지하고 상기 태양전지(105)와 전기적으로 연결된 전력선(106)을 외부로 인출해 주는 지그(104)를 포함하고, 상기 챔버 하우징(101) 내에서 상기 지그(104)를 지지하는 프레임(103)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 인조광에 의한 열화 진행시 희망하는 온도로 태양전지를 유지시켜주는 온도 조절부(미도시)를 포함한다. 상기 온도 조절부(미도시)는 상기 열화 테스트 챔버(100) 내부로 냉각된 공기를 공급하는 냉기 배출구(107)를 포함한다.
태양광을 모사하는 인조광원(미도시)은 램프를 켠 이후에 그 특성이 안정화 하는데까지 많은 시간이 걸린다. 테스트에 필요한 광 출력에 따라 짧게는 30분에서 1시간까지 소요된다. 통상적인 태양광 열화 테스트에서 광 세기에 해당하는 1 sun (1kw/m2)에 도달할 때까지 램프를 켠 이후에도 많은 시간이 소요되나 열화를 가속시켜 테스트 시간을 단축하기 위해 5 suns(1kw/m2), 10 suns(1kw/m2) 등 더욱 높은 광 출력을 이용하는 경우 초기에 광선이 안정화되기까지는 더 많은 시간이 걸린다. 그런데, 상기 도 2의 열화 테스트 챔버(100)는 인조광을 조사하기 전에 태양전지(105)를 챔버(100) 내부의 지그(104)에 장착하고, 희망하는 테스트 조건 즉, 온도, 습도, 광원의 출력을 설정하므로 광선이 안정화된 후에 태양전지(105)를 챔버(100) 내부에 넣는 것과 같이, 챔버(100)의 도어를 테스트 진행 중에 열 수는 없는 상황이다.
이로 인해 테스트 대상인 테양전지(105)에는 안정화되지 않은 상태의 인조광이 램프가 켜진 때부터 안정화될 때까지 계속 조사되게 된다. 예를 들어 10 suns에서 실험을 시작하는 경우, 램프가 켜지면서부터 1,2,3...suns로 지속적으로 광량이 올라가는 동안 태양전지(105)는 불필요한 광에 의해 이미 열화가 시작되게 된다. 통상적인 태양전지 열화 테스트에서 이렇게 광 안정화에 걸리는 시간을 임으로 생략하고 목적 광량에 도달한 시점부터 테스트 시간을 카운트해 나가므로 초기 광 안정화 시간에 의한 오차가 필연적으로 발생하게 된다. 특히 10suns 등 높은 광량을 사용하는 경우나, 상기 도 1에 도시된 바와 같이 초기에 급격한 열화 특성을 나타내는 태양전지에서는 이와 같은 광 안정화 시간이 테스트 결과에 큰 영향을 미치게 되므로, 태양전지 열화 테스트 데이터의 신뢰성에 큰 문제를 야기할 수 있다.
본 발명은 전술한 종래의 태양전지 열화 테스트 챔버 및 테스트 방법의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것이다. 열화 테스트를 위해 태양전지가 챔버 내에 설치된 상태에서, 온도나 습도 등의 챔버 내 분위기를 테스트에 필요한 조건으로 조성하면서도 인조광원의 광량이 테스트에 필요한 수준으로 안정화될 때까지는 인조광이 태양전지에 조사되지 않도록 하고, 안정화된 후에는 챔버 내부 온도, 습도 등의 변화 없이 인조광이 태양전지에 조사되도록 하는 열화 테스트 챔버 및 이를 이용한 테스트 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 한 실시형태에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버는, 광이 투과되는 투과창을 갖는 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징 내부 공간을 상기 투과창에 인접한 제 1 공간과 그 반대편의 제 2 공간으로 분할하고, 상기 제 1 공간으로부터 상기 제 2 공간으로의 광 투과를 차단하며, 일부분이 개방된 차광 격벽; 상기 차광 격벽의 개방된 일부분에 적어도 180도의 회전이 가능하도록 설치되고, 광 투과를 차단하는 몸체를 가지며, 그 일면에 테스트 대상인 태양전지가 장착되는 회전형 지그; 및 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도가 실질적으로 동일하게유지되도록 조절하는 온도 조절부를 포함한다.
여기서, 상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간에 냉각 기체를 공급하는 제 1 냉기 배출구와 상기 제 2 공간에 냉각 기체를 공급하는 제 2 냉기 배출구를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도를 개별적으로 검지하여 그 결과에 따라 상기 제 1 및 제 2 냉기 배출구의 출력을 조절할 수도 있다.
한편, 상기 차광 격벽과 상기 회전형 지그의 경계를 따라 배치되고, 상기 회전형 지그의 적어도 180도의 회전에 대한 장애 없이 상기 차광 격벽과 상기 회전형 지그 사이의 간극을 통한 광 투과를 차단하는 간극 차광부를 더 포함할 수 있는데, 상기 간극 차광부는, 상기 차광 격벽으로부터 상기 회전형 지그 측으로 돌출된 제 1 유연성 차광부재와 상기 회전형 지그의 몸체로부터 상기 차광 격벽 측으로 돌출된 제 2 유연성 차광부재를 포함할 수 있다. 상기 간극 차광부의 다른 형태로서, 상기 차광 격벽의 단면으로부터 일부가 돌출된 제 1 단차부; 및 상기 회전형 지그의 몸체로부터 일부가 돌출된 제 2 단차부를 포함할 수도 있다.
한편, 상기 회전형 지그가 회전할 수 있도록 함과 동시에 그 위에 장착된 태양전지와 테스트 챔버 외부와의 전기적인 연결을 확보하기 위하여, 상기 회전형 지그와 상기 차광 격벽을 회전 가능하게 연결하는 회전축을 포함하고, 상기 회전형 지그에 장착된 태양전지는 상기 회전축을 통해 외부와 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 회전축은 그 중심부가 비어 있고, 상기 태양전지는 상기 중심부를 통해 상기 회전형 지그로부터 상기 차광 격벽 쪽으로 인출된 전력선을 통해 외부와 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따른 태양전지 테스트 챔버는, 외부 광원에서 조사된 광이 투과되는 투과창을 갖는 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징 내부 공간을 상기 투과창에 인접한 제 1 공간과 그 반대편의 제 2 공간으로 분할하고, 상기 제 1 공간으로부터 상기 제 2 공간으로의 광 투과를 차단하며, 일부분이 개방된 차광 격벽; 상기 차광 격벽의 개방된 일부분에 적어도 180도의 회전이 가능하도록 설치되고, 광 투과를 차단하는 몸체를 가지며, 그 일면에 테스트 대상인 태양전지가 장착되는 회전형 지그; 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도가 실질적으로 동일하게유지되도록 조절하는 온도 조절부; 및 상기 외부 광원의 예열 중에 상기 회전형 지그에 장착된 태양전지가 상기 제 2 공간을 향하고, 상기 외부 광원의 출력이 미리 설정된 값에 도달하면, 상기 태양전지가 상기 제 1 공간을 향하여 상기 광이 태양전지에 조사되도록 상기 회전형 지그를 회전시키는 회전 구동부를 포함한다.
여기서, 상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간에 냉각 기체를 공급하는 제 1 냉기 배출구와 상기 제 2 공간에 냉각 기체를 공급하는 제 2 냉기 배출구를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도를 개별적으로 검지하여 그 결과에 따라 상기 제 1 및 제 2 냉기 배출구의 출력을 조절하는 것일 수도 있다.
상기 차광 격벽과 상기 회전형 지그의 경계를 따라 배치되고, 상기 회전형 지그의 적어도 180도의 회전에 대한 장애 없이 상기 차광 격벽과 상기 회전형 지그 사이의 간극을 통한 광 투과를 차단하는 간극 차광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
한편, 상기 회전형 지그가 회전할 수 있도록 함과 동시에 그 위에 장착된 태양전지와 테스트 챔버 외부와의 전기적인 연결을 확보하기 위하여, 상기 회전형 지그와 상기 차광 격벽을 회전 가능하게 연결하는 회전축을 포함하고, 상기 회전형 지그에 장착된 태양전지는 상기 회전축을 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에 따른 태양전지 열화 테스트 방법은, 챔버 내부가 외부 광원의 광이 투과되는 제 1 공간과 광이 차단되는 제 2 공간으로 분할되고, 태양전지가 장착되는 지그가 상기 제 1 공간을 향하거나 상기 제 2 공간을 향하도록 회전 가능한 회전형 지그를 갖는, 태양전지 열화 테스트 챔버에 태양전지를 장착하고, 상기 태양전지가 상기 제 2 공간을 향하도록 하여 외부 광원의 광이 차단된 상태에서 상기 외부 광원을 예열하면서, 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도를 미리 설정된 온도로 유지하고, 상기 외부 광원의 출력이 미리 설정된 값에 도달하면 상기 태양전지가 상기 제 1 공간을 향하여 상기 광이 태양전지에 조사되도록 상기 회전형 지그를 회전시키는 과정을 포함한다.
여기서, 상기 외부 광원을 예열하는 동안, 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도를 실질적으로 동일하게유지할 수 있고, 상기 외부 광원을 예열하는 동안 및 상기 태양전지에 광을 조사하는 동안, 상기 제 1 공간의 온도를 실질적으로 동일하게 유지할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 열화 테스트를 위해 태양전지가 챔버 내에 설치된 상태에서, 온도나 습도 등의 챔버 내 분위기를 테스트에 필요한 조건으로 조성하면서도 외부 광원의 광량이 테스트에 필요한 수준으로 안정화될 때까지는 광이 태양전지에 조사되지 않도록 하고, 안정화된 후에는 챔버 내부 온도, 습도 등의 변화 없이 인조광이 태양전지에 조사되도록 할 수 있다.
기존의 테스트 장치 또는 테스트 방법에 의하면, 외부 광원의 광이 테스트에 필요한 출력으로 안정화되는 동안에도 태양전지에 조사되어 태양전지 열화 테스트 결과의 정확성에 부정적인 영향을 미치게 된다. 외부 광원을 셔터 등으로 가려두었던 경우에도 외부 광원의 광이 테스트 챔버로 조사되는 순간부터 챔버 내부의 온도, 습도 등의 조건이 급변하여 태양전지 열화 테스트 결과에 역시 부정적인 영향을 미치게 된다. 이에 비해, 본 발명의 태양전지 열화 테스트 챔버 및 테스트 방법에 따르면, 미리 설정된 출력의 인조광을 태양전지 열화 테스트 시작 시점부터 정확하게 조사할 수 있고, 광의 조사를 전후하여 태양전지 표면의 온도 및 습도 등 환경 조건의 변동이 없도록 유지할 수 있어, 열화 테스트의 정확성을 현저히 높이는 효과가 있다.
도 1은 통상적인 태양전지의 성능 열화 경향을 보이는 그래프이다.
도 2는 종래의 태양전지 열화 테스트 챔버 구조를 보이는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버의 초기 상태를 보이는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버의 회전 형태를 보이는 개념도이다.
도 5는 간극 차광부의 한 실시 형태를 보이는 개념도이다.
도 6은 간극 차광부의 다른 실시 형태를 보이는 개념도이다.
도 7은 간극 차광부의 또 다른 실시 형태를 보이는 개념도이다.
도 8은 회전형 지그에서의 태양전지 전력선 연결 형태의 예를 보이는 개념도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 실시예들을 설명한다. 실시예들을 통해 본 발명의 기술적 사상이 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명이 이하에 설명된 실시예들에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있는 것이라는 점은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 한편 서로 다른 실시예에 사용된 동일한 도면 부호는 동일한 특성을 갖는 구성요소임을 나타내는 것으로서, 어느 한 실시예에서 설명된 구성요소와 동일한 도면 부호를 갖는 구성요소에 대한 설명은 불필요한 중복을 방지하기 위해 생략될 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버의 초기 상태를 보이는 개념도이다. 본 실시예에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버(200)는, 광이 투과되는 투과창(202)을 갖는 챔버 하우징(201)을 가지고, 상기 챔버 하우징(201) 내부 공간을 상기 투과창(202)에 인접한 제 1 공간(21)과 그 반대편의 제 2 공간(22)으로 분할하고, 상기 제 1 공간(21)으로부터 상기 제 2 공간(22)으로의 광 투과를 차단하며, 일부분이 개방된 차광 격벽(210)을 갖는다. 상기 차광 격벽(210)의 개방된 일부분에는 적어도 180도로 회전할 수 있도록 설치되고, 광 투과를 차단하는 몸체(223)를 가지며, 그 일면에 테스트 대상인 태양전지(105)가 장착되는 회전형 지그(220)를 갖는다. 상기 회전형 지그(220)의 몸체(223) 일면에는 태양전지(105)가 직접적으로 장착되는 고정 지그(224)가 마련될 수 있다.
상기 회전형 지그(220)는 회전축(222)을 중심으로 고정 구조물인 상기 챔버 하우징(201) 및 상기 차광 격벽(210)에 대하여 적어도 180도 회전할 수 있게 설치된다. 상기 회전형 지그(220)는 외부 광원이 예열되는 동안, 즉 광원이 켜진 후 목표한 출력값으로 광원의 출력이 안정화될 때까지 상기 고정 지그(224)에 장착된 상기 태양전지(105)가 제 2 공간(22)을 향하도록 유지될 수 있다. 이로 인해, 예열 중인 광원에서 조사된 광은 태양전지(105)에 도달하지 못하고 상기 회전형 지그(220)의 몸체(223) 및 그 주변을 둘러싸는 상기 차광 격벽(210)에 의해 차단된다. 상기 회전형 지그(220)와 상기 차광 격벽(210)의 경계에는 상기 회전형 지그(220)의 움직임을 위한 약간의 간극이 존재할 수 있는데, 여기에도 간극 차광부(215)를 마련하여, 태양전지(105)에 불필요한 광이 조사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 차광 격벽(210) 및 회전형 지그(220)의 몸체(223)를 이루는 소재로는 광을 효과적으로 차단할 수 있으면서도 반사율이 낮은 소재를 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 아노다이징(anodizing)된 알루미늄과 같이 금속의 표면에 절연성의 반사 방지 피막이 형성된 소재일 수 있다. 여기서, 소재가 반드시 금속일 필요는 없고, 절연성의 반사 방지 피막 역시 금속 산화 피막뿐만 아니라 검정색 도료 코팅막과 같이 다양한 피막이 적용될 수 있다.
본 실시예에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버(200)는, 상기 제 1 공간(21)과 상기 제 2 공간(22)의 온도가 실질적으로 동일하게유지되도록 조절하는 온도 조절부(미도시)를 포함한다. 여기서, 상기 온도 조절부(미도시)는 상기 제 1 공간(21)에 냉각 기체를 공급하는 제 1 냉기 배출구(207)와 상기 제 2 공간(22)에 냉각 기체를 공급하는 제 2 냉기 배출구(208)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간(21)의 온도와 상기 제 2 공간(22)의 온도를 개별적으로 검지하여 그 결과에 따라 상기 제 1 및 제 2 냉기 배출구(207, 208)의 출력을 조절할 수도 있다. 이 경우, 온도 검지를 위해 필요한 센서는 상기 제 1 공간(21) 및 상기 제 2 공간(22) 내에 각각 구비될 수 있다.
외부 광원이 예열 되는 동안, 즉 광원이 켜진 후 목표한 출력 값으로 광원의 출력이 안정화될 때까지의 시간 동안에도 상기 제 1 공간(21)에는 광이 조사된다. 그 에너지로 인해 열이 발생하게 되는데, 이 경우 별도로 냉각을 시키지 않으면 상기 제 1 공간(21) 내부의 기체가 더워져서 태양전지(105) 열화 테스트 조건에 맞지 않게 된다. 따라서, 온도 조절부(미도시)는 상기 제 1 냉기 배출구(207)를 통해 냉각된 기체를 공급하여 상기 제 1 공간(21)의 온도가 테스트 조건에 맞도록 유지되게 할 수 있다. 한편, 외부 광원이 예열 되는 동안 상기 태양전지(105)는 상기 제 2 공간(22)과 접하고 있어, 상기 태양전지(105)의 표면 온도는 상기 제 2 공간(22)의 표면 온도와 동일하게 된다. 따라서, 외부 광원의 출력이 안정화되어 열화 테스트를 시작할 때 상기 태양전지(105) 표면의 온도가 변동하지 않도록 하기 위해서는 상기 제 2 공간(22) 내부의 온도를 미리 테스트 조건에 맞게 유지하는 것이 좋다. 이를 위해 상기 온도 조절부는 상기 제 2 냉기 배출구(208)를 통해 냉각된 공기를 상기 제 2 공간(22)에 공급할 수 있다. 아울러, 상기 제 2 공간(22)에서는 상기 제 1 공간(21)에 비해 상기 외부 광원에 의한 열 발생이 매우 적으므로, 상기 제 2 냉기 배출구(208)에 공급되는 냉기의 온도 또는 유량을 상기 제 1 냉기 배출구(207)에 공급되는 냉기의 온도 또는 유량과 달리하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버의 회전 형태를 보이는 개념도이다. 외부 광원(미도시)의 출력이 안정화되면 상기 회전형 지그(220)를 180도 회전시켜, 상기 회전형 지그(220)에 장착된 태양전지(105)가 상기 투과창(202)을 향하도록 한다. 이렇게 함으로써 상기 태양전지(105)에 미리 설정된 출력의 인조 광이 조사되기 시작하고, 시간의 경과에 따라 상기 태양전지(105)로부터 외부로 인출된 전력선(206)을 통해 상기 태양전지(105)에서 출력되는 신호를 분석함으로써 태양전지(105)의 열화 경향을 파악할 수 있다. 상기 회전형 지그(220)의 회전 방향은 어느 방향이든 가능하나, 간극 차광부(도 3의 215)의 실시 형태에 따라서 필요한 경우 어느 한 방향으로 제한될 수도 있다.
상기 회전형 지그(220)의 회전 동작은 회전 구동부(미도시)에 의해 이루어질 수 있는데, 이러한 회전 구동부는 외부 광원의 출력이 안정화되었는지 여부에 대한 제어 신호를 받아 상기 회전형(220)를 180도 회전시킬 수 있는 구성이면 충분하다. 여기에 도시되지 않았으나 서보 모터와 그 제어기를 이용하고, 서보 모터의 동력을직접 또는 간접적으로 상기 회전형 지그(220)에 전달하여 이러한 회전 동작을 구현할 수 있고, 또한 회전 구동부의 구성이 이에 한정되지 않음은 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
도 5는 간극 차광부의 한 실시 형태를 보이는 개념도이다. 본 실시 형태에 따르면, 상기 간극 차광부(215a)는, 상기 차광 격벽(210)으로부터 상기 회전형 지그(220) 측으로 돌출된 제 1 유연성 차광부재(216)와 상기 회전형 지그(220)의 몸체(223)로부터 상기 차광 격벽(210) 측으로 돌출된 제 2 유연성 차광부재(226)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 제 1 유연성 차광부재(216) 및 상기 제 2 유연성 차광부재(226)는 유연성 있고 불투명한 솔 형태의 소재로 이루어진 것일 수 있다.
도 6은 간극 차광부의 다른 실시 형태를 보이는 개념도이다. 본 실시 형태는 상기 도 5에 도시된 실시 형태와 다른 형태의 간극 차광부(215b)를 가질 수 있다. 예컨대, 제 1 유연성 차광부재(217) 및 제 2 유연성 차광부재(227)는 유연성 있고 불투명한 막 형태의 소재로 이루어진 것일 수 있다.
도 7은 간극 차광부의 또 다른 실시 형태를 보이는 개념도이다. 본 실시 형태에 따르면, 간극 차광부(215c)는 상기 차광 격벽(210)의 단면으로부터 일부가 돌출된 제 1 단차부(218)과 상기 회전형 지그(220)의 몸체(223)로부터 일부가 돌출된 제 2 단차부(228)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 단차부(218)와 상기 제2 단차부(228)의 사이에는 완충부재(219)를 배치할 수도 있다. 상기 완충부재(219) 역시 불투명한 소재로 이루어져 광을 차단하는 역할을 할 수 있다.
도 8은 회전형 지그에서의 태양전지 전력선 연결 형태의 예를 보이는 개념도이다. 상기 회전형 지그(220)가 회전할 수 있도록 함과 동시에 그 위에 장착된 태양전지(105)와 테스트 챔버 외부와의 전기적인 연결을 확보하기 위하여, 상기 회전형 지그(220)와 상기 차광 격벽(210)을 회전 가능하게 연결하는 회전축(222)을 포함하고, 상기 회전형 지그(220)에 장착된 태양전지(105)는 상기 회전축(222)을 통해 외부와 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 회전축(222)은 그 중심부가 비어 있고, 상기 태양전지(105)는 상기 중심부를 통해 상기 회전형 지그(220)로부터 상기 차광 격벽(210) 쪽으로 인출된 전력선(206)을 통해 외부와 전기적으로 연결되는 것일 수 있다. 다만, 전력선로의 제공을 위한 전기적 연결수단이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 회전축(222)의 표면에 전극(미도시)을 설치하고, 상기 차광 격벽(210)에서 상기 회전축(222)이 안착되는 부분에 대응되는 전극(미도시)을 설치하여 접촉에 의해 전기적으로 연결되도록 하는 등 다양한 수단을 통한 연결이 가능하다.
전술한 도면들을 통해 설명된 바와 같이 구성된, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 열화 테스트 챔버(200)를 이용하면 아래와 같은 방법으로 태양전지 열화 테스트를 수행할 수 있다. 먼저, 챔버(200) 내부가 외부 광원의 광이 투과되는 제 1 공간(21)과 광이 차단되는 제 2 공간(22)으로 분할되고, 태양전지(105)가 장착되는 고정 지그(224)가 상기 제 1 공간(21)을 향하거나 상기 제 2 공간(22)을 향하도록 회전 가능한 회전형 지그(220)를 갖는, 태양전지 열화 테스트 챔버(200)에 태양전지(105)를 장착하고, 상기 태양전지(105)가 상기 제 2 공간(22)을 향하도록 하여 외부 광원의 광이 차단된 상태에서 상기 외부 광원을 예열하면서, 상기 제 1 공간(21)과 상기 제 2 공간(22)의 온도를 미리 설정된 온도로 유지하고, 상기 외부 광원의 출력이 미리 설정된 값에 도달하면 상기 태양전지(105)가 상기 제 1 공간(21)을 향하여 상기 광이 태양전지(105) 표면에 조사되도록 상기 회전형 지그(220)를 회전시키는 과정을 포함한다. 이 경우, 회전형 지그(220)의 회전 동작은 상기 테스트 챔버(200)의 도어가 닫힌 상태에서 이루어져, 회전 동작 전후의 상기 챔버(200) 내부 온도 및 습도 등이 실질적으로 동일하게 유지되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 외부 광원을 예열하는 동안, 상기 제 1 공간(21)과 상기 제 2 공간(22)의 온도를 실질적으로 동일하게유지할 수 있고, 상기 외부 광원을 예열하는 동안 및 상기 태양전지(105)에 광을 조사하는 동안, 상기 제 1 공간(21)의 온도를 실질적으로 동일하게 유지할 수도 있다. 온도가 실질적으로 동일하다는 것은 태양전지 열화 테스트에 있어서, 비교 대상인 두 온도의 차이가 두 온도 조건 하에서 측정된 태양전지의 출력 신호에 오차 범위 이상의 차이가 생기지 않을 정도의 작은 차이를 가지는 경우를 포함하는 의미이다.
200: 태양전지 열화 테스트 챔버 201: 챔버 하우징
207: 제 1 냉기 배출구 208: 제 2 냉기 배출구
210: 차광 격벽 215: 간극 차광부
220: 회전형 지그 222: 회전축
223: 회전형 지그 몸체 224: 고정 지그

Claims (18)

  1. 광이 투과되는 투과창을 갖는 챔버 하우징;
    상기 챔버 하우징 내부 공간을 상기 투과창에 인접한 제 1 공간과 그 반대편의 제 2 공간으로 분할하고, 상기 제 1 공간으로부터 상기 제 2 공간으로의 광 투과를 차단하며, 일부분이 개방된 차광 격벽;
    상기 차광 격벽의 개방된 일부분에 적어도 180도의 회전이 가능하도록 설치되고, 광 투과를 차단하는 몸체를 가지며, 그 일면에 테스트 대상인 태양전지가 장착되는 회전형 지그; 및
    상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도가 실질적으로 동일하게유지되도록 조절하는 온도 조절부를 포함하는,
    태양전지 열화 테스트 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간에 냉각 기체를 공급하는 제 1 냉기 배출구와 상기 제 2 공간에 냉각 기체를 공급하는 제 2 냉기 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도를 개별적으로 검지하여 그 결과에 따라 상기 제 1 및 제 2 냉기 배출구의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광 격벽과 상기 회전형 지그의 경계를 따라 배치되고, 상기 회전형 지그의 적어도 180도의 회전에 대한 장애 없이 상기 차광 격벽과 상기 회전형 지그 사이의 간극을 통한 광 투과를 차단하는 간극 차광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 간극 차광부는, 상기 차광 격벽으로부터 상기 회전형 지그 측으로 돌출된 제 1 유연성 차광부재와 상기 회전형 지그의 몸체로부터 상기 차광 격벽 측으로 돌출된 제 2 유연성 차광부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유연성 차광부재는 유연성 있고 불투명한 솔 형태인 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유연성 차광부재는 유연성 있고 불투명한 막 형태인 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 간극 차광부는, 상기 차광 격벽의 단면으로부터 일부가 돌출된 제 1 단차부; 및 상기 회전형 지그의 몸체로부터 일부가 돌출된 제 2 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전형 지그와 상기 차광 격벽을 회전 가능하게 연결하는 회전축을 포함하고, 상기 회전형 지그에 장착된 태양전지는 상기 회전축을 통해 외부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 회전축은 그 중심부가 비어 있고, 상기 태양전지는 상기 중심부를 통해 상기 회전형 지그로부터 상기 차광 격벽 쪽으로 인출된 전력선을 통해 외부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  11. 외부 광원에서 조사된 광이 투과되는 투과창을 갖는 챔버 하우징;
    상기 챔버 하우징 내부 공간을 상기 투과창에 인접한 제 1 공간과 그 반대편의 제 2 공간으로 분할하고, 상기 제 1 공간으로부터 상기 제 2 공간으로의 광 투과를 차단하며, 일부분이 개방된 차광 격벽;
    상기 차광 격벽의 개방된 일부분에 적어도 180도의 회전이 가능하도록 설치되고, 광 투과를 차단하는 몸체를 가지며, 그 일면에 테스트 대상인 태양전지가 장착되는 회전형 지그;
    상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도가 실질적으로 동일하게유지되도록 조절하는 온도 조절부; 및
    상기 외부 광원의 예열 중에 상기 회전형 지그에 장착된 태양전지가 상기 제 2 공간을 향하고, 상기 외부 광원의 출력이 미리 설정된 값에 도달하면, 상기 태양전지가 상기 제 1 공간을 향하여 상기 광이 태양전지에 조사되도록 상기 회전형 지그를 회전시키는 회전 구동부를 포함하는,
    태양전지 열화 테스트 챔버.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간에 냉각 기체를 공급하는 제 1 냉기 배출구와 상기 제 2 공간에 냉각 기체를 공급하는 제 2 냉기 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도를 개별적으로 검지하여 그 결과에 따라 상기 제 1 및 제 2 냉기 배출구의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 차광 격벽과 상기 회전형 지그의 경계를 따라 배치되고, 상기 회전형 지그의 적어도 180도의 회전에 대한 장애 없이 상기 차광 격벽과 상기 회전형 지그 사이의 간극을 통한 광 투과를 차단하는 간극 차광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 회전형 지그와 상기 차광 격벽을 회전 가능하게 연결하는 회전축을 포함하고, 상기 회전형 지그에 장착된 태양전지는 상기 회전축을 통해 외부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 챔버.
  16. 챔버 내부가 외부 광원의 광이 투과되는 제 1 공간과 광이 차단되는 제 2 공간으로 분할되고, 태양전지가 장착되는 지그가 상기 제 1 공간을 향하거나 상기 제 2 공간을 향하도록 회전 가능한 회전형 지그를 갖는, 태양전지 열화 테스트 챔버에 태양전지를 장착하고,
    상기 태양전지가 상기 제 2 공간을 향하도록 하여 외부 광원의 광이 차단된 상태에서 상기 외부 광원을 예열하면서, 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도를 미리 설정된 온도로 유지하고,
    상기 외부 광원의 출력이 미리 설정된 값에 도달하면 상기 태양전지가 상기 제 1 공간을 향하여 상기 광이 태양전지에 조사되도록 상기 회전형 지그를 회전시키는 태양전지 열화 테스트 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 외부 광원을 예열하는 동안, 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 온도를 실질적으로 동일하게 유지하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 외부 광원을 예열하는 동안 및 상기 태양전지에 광을 조사하는 동안, 상기 제 1 공간의 온도를 실질적으로 동일하게 유지하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 열화 테스트 방법.

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