KR101314790B1 - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막형 태양전지에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 복수의 태양전지 셀을 순차적으로 적층하여 수납함으로써 전력생산 효율을 극대화하는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 투명 복수의 태양전지 셀과, 상기 셀의 음극이 전기적으로 연결되는 음극부 및, 상기 셀의 양극이 전기적으로 연결되는 양극부를 포함한다.The present invention relates to a thin-film solar cell, and more particularly, to a solar cell module for maximizing power production efficiency by sequentially stacking and receiving a plurality of solar cell.
To this end, the present invention includes a plurality of transparent solar cells, a cathode portion electrically connected to the cathode of the cell, and an anode portion electrically connected to the anode of the cell.
Description
본 발명은 평판 박막형 태양전지에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 복수의 태양전지 셀을 순차적으로 적층하여 수납함으로써 전력생산 효율을 극대화 시키는 태양전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a planar thin film solar cell, and more particularly, to a solar cell module for maximizing power production efficiency by sequentially stacking and receiving a plurality of solar cell.
최근 들어, 태양 전지의 잠재력으로 인해 연구개발이 급증하고 있다.In recent years, research and development is increasing rapidly due to the potential of solar cells.
특히 박막형 태양전지의 대규모 상용화를 위해 소자의 고효율화 및 저가화가 활발히 진행되고 있다.In particular, for high-volume commercialization of thin-film solar cells, high efficiency and low cost of devices have been actively progressed.
상용화를 위한 고효율화는 전지의 효율을 높여 발전단가를 줄이는 방법으로 결정형 Si 태양전지와 GIGS 등 화합물 반도체를 이용한 태양전지가 이에 해당한다.High efficiency for commercialization is a method of increasing the efficiency of the battery to reduce the cost of power generation, such as solar cells using crystalline Si solar cells and compound semiconductors such as GIGS.
염료감응형 태양전지(Dye-sensitized solar cell)는 스위스 Gratzel 교수가 1991년 세라믹 반도체인 TiO2 나노분말 막에 광감응제인 Ru(Ⅱ) 계열의 착화합물을 흡착시켜 개발되었으나 기존의 태양전지에 비해 광전효율이 다소 낮아 현재 상업화의 걸림돌이 되고 있는 상황이다.Dye-sensitized solar cell was developed by Swiss Gratzel professor in 1991 by adsorbing Ru (II) -based complex compound on TiO 2 nanopowder film, ceramic semiconductor. Its efficiency is rather low, which is an obstacle to commercialization.
염료감응형 태양전지 셀의 최고 수준 광전변환 효율은 10%수준으로 화합물 반도체 및 a-Si 박막형 태양전지에 비해 다소 낮은 수준이나, 저가의 제조 설비 및 공정 기술로 인해 발전 단가를 기존 결정형 Si 대비 상당부분 낮출 수 있으며, 타 박막형 태양전지와 같이 유연(flexible)기판에 투명 태양전지로 응용이 가능하다.The highest level of photoelectric conversion efficiency of dye-sensitized solar cell is 10%, which is somewhat lower than that of compound semiconductor and a-Si thin film solar cell, but the cost of power generation is considerably higher than that of existing crystalline Si due to low-cost manufacturing equipment and process technology. It can be partially lowered and can be applied as a transparent solar cell to a flexible substrate like other thin film solar cells.
염료감응형 태양전지는 태양광을 흡수하는 염료, n형 반도체 역할의 TiO2 반도체 산화물, p형 반도체 역할을 하는 전해질, 촉매역할을 수행하는 탄소나 백금 상대전극, 태양광을 직접 맞닿게 되는 전면전극으로 구성되어 있다.Dye-sensitized solar cell is a dye that absorbs sunlight, TiO 2 semiconductor oxide acting as an n-type semiconductor, an electrolyte acting as a p-type semiconductor, a carbon or platinum counter electrode serving as a catalyst, and a front surface directly contacting sunlight It consists of electrodes.
즉 광에너지의 흡수는 염료에서 일어나고, 광여기 반응에 의해 생성된 전자의 분리/이송은 전자 농도차에 의해 확산하는 방식으로 산화물 반도체 나노입자 표면의 전도대에서 이루어진다.That is, absorption of light energy occurs in the dye, and separation / transfer of electrons generated by the photoexcitation reaction takes place in the conduction band on the surface of the oxide semiconductor nanoparticle in such a manner as to diffuse by the electron concentration difference.
염료감응형 태양전지의 기본구조는 투명기판의 샌드위치구조를 갖는다.The basic structure of the dye-sensitized solar cell has a sandwich structure of a transparent substrate.
전지 내부는 투명기판 위에 코팅된 투명전극(ITO, FTO등이 주로 사용), 및 TiO2 나노입자로 구성된 다공성 전극, TiO2 입자의 표면에 코팅된 염료, 두 전극 사이를 채우는 전해질 그리고 밀봉재 등으로 구성되어 있다.The inside of the battery is a transparent electrode coated on a transparent substrate (mainly used by ITO, FTO, etc.), a porous electrode composed of TiO 2 nanoparticles, a dye coated on the surface of the TiO 2 particles, an electrolyte filling the two electrodes, and a sealing material. Consists of.
이러한 구조의 태양전지를 얻기 위해서는 투명전도막위로의 TiO2 성막 -소결 -상대전극 구성 -염료의 TiO2 흡착 -1차 밀봉 -전해질 주입 -2차 밀봉 순의 공정으로 제조될 수 있다.In order to obtain a solar cell having such a structure, TiO 2 film formation on a transparent conductive film-sintering-counter electrode configuration-TiO 2 adsorption of dye-primary sealing-electrolyte injection-secondary sealing can be prepared in the following order.
이와 같은 종래의 제작과정을 거친 태양전지 셀은 여러 개가 직렬, 병렬, 또는 혼합구조로 연결되어 모듈로 구성 함으로서 출력을 높일 수 있으나 각각의 셀을 연결하는 배선공정이 수반되며 도선으로 연결된 셀 중 하나가 기능을 상실하게 되면 패널전체가 기능을 상실할 수 있으며 유지보수가 복잡하고 어려운 공정을 거친다는 문제점이 있었다.The solar cells that have undergone such a conventional manufacturing process can be increased in number by being connected in series, parallel, or mixed structure to form a module, but one of the cells connected by wires is accompanied by a wiring process connecting each cell. If the function is lost, the entire panel may lose its function and the maintenance is complicated and difficult process.
한편 염료감응형 태양전지의 단위면적당 효율은 낮은 편이다.On the other hand, the efficiency per unit area of dye-sensitized solar cells is low.
현재 상업화가 되기 위해서는 모듈기준 7~8% 정도면 상업화가 가능한 상황이다. In order to be commercialized, it is possible to commercialize it in 7 ~ 8% of module basis.
고효율을 얻기 위해 상기 기술된 TiO2 막의 개선, 투명전도막의 개선, 전해질 및 염료의 개선 등으로 나뉘어 연구되고 있다.In order to obtain high efficiency, the research is divided into improvement of the TiO 2 film described above, improvement of the transparent conductive film, improvement of the electrolyte and dye, and the like.
염료감응형 태양전지의 작동원리는 다음과 같이 5단계로 요약될 수 있다.The operating principle of the dye-sensitized solar cell can be summarized in five steps as follows.
1 단계: 자연 태양광이 전지에 입사된 후 투명기판과 투명전극을 투과한 광자가 염료에 의해 흡수Step 1: After natural sunlight is incident on the cell, the photons transmitted through the transparent substrate and the transparent electrode are absorbed by the dye
2 단계: 염료는 태양광 흡수에 의해 여기 상태가 되면서 전자를 생성Step 2: The dye is excited by solar absorption, producing electrons
3 단계: 생성된 전자는 TiO2 전도대로 이송, Step 3: The generated electrons are transferred to the TiO 2 conduction band,
4 단계: 투명전극을 통해 외부회로로 전기에너지 전달Step 4: Transfer electric energy to external circuit through transparent electrode
5 단계: 산화된 염료의 전해질 용액으로부터의 환원Step 5: Reduction of Oxidized Dye from Electrolyte Solution
이 때 전자의 생성 및 이송은 태양전지의 성능을 좌우하는 중요한 역할을 한다. At this time, the generation and transfer of electrons plays an important role in determining the performance of the solar cell.
특히 전자의 이송을 원활하게 하기 위하여 TiO2 전극의 개선 및 광여기된 전자-정공쌍의 재결합을 막는 연구 등이 다양하게 진행되고 있다.In particular, various studies have been conducted to improve the TiO 2 electrode and to prevent recombination of photoexcited electron-hole pairs in order to facilitate the transport of electrons.
그러나 근본적으로 염료감응형 태양전지의 흡수광에 대한 연구는 그리 활발하지 않다.But fundamentally, research on absorbed light of dye-sensitized solar cells is not very active.
염료감응형 태양전지가 사용하는 자연광 스펙트럼은 주로 가시광 영역으로 알려져 있다.The natural light spectrum used by dye-sensitized solar cells is mainly known as the visible light region.
종래에는 염료의 흡착정도에 따라 염료감응형 태양전지가 가지는 투과성을 확보하기 위해 완전히 흡수되지 못한 광에너지가 남게 되는 효율의 문제점이 있었다.In the related art, there is a problem of efficiency in that light energy that is not completely absorbed remains in order to secure permeability of the dye-sensitized solar cell according to the degree of adsorption of the dye.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 특히 복수의 태양전지 셀을 병렬로 연결하여 순차적으로 적층함으로써, 효율적인 유지관리와 동일면적에서 전력생산을 증가시키는 태양전지 모듈을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention, in particular by stacking sequentially by connecting a plurality of solar cells in parallel, efficient maintenance and power production in the same area To provide a solar cell module to increase the.
이를 위해 본 발명에 따르는 태양전지 모듈은, 복수의 태양전지 셀과, 상기 셀의 음극이 전기적으로 연결되는 음극부 및, 상기 셀의 양극이 전기적으로 연결되는 양극부를 포함한다.To this end, the solar cell module according to the present invention includes a plurality of solar cells, a cathode portion electrically connected to the cathode of the cell, and an anode portion electrically connected to the anode of the cell.
바람직하게는 상기 복수의 태양전지 셀은 상호 적층되어 수납된다.Preferably, the plurality of solar cells are stacked and housed together.
바람직하게는 상기 복수의 태양전지 셀은 전기적으로 병렬연결이다.Preferably, the plurality of solar cells are electrically connected in parallel.
바람직하게는 상기 음극부는 외부의 다른 양극부와 전기적으로 연결이 가능한 제1 연결부를 더 포함한다.Preferably, the cathode part further includes a first connection part that is electrically connected to another anode part of the outside.
바람직하게는 상기 양극부는 외부의 다른 음극부와 전기적으로 연결이 가능한 제2 연결부를 더 포함한다.Preferably, the anode part further includes a second connection part which is electrically connected to another cathode part of the outside.
또한, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 단면이 사다리꼴 형상으로 서로 엇갈려 착탈하도록 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the first connection portion and the second connection portion is preferably arranged so that the cross-section cross-attached to each other in a trapezoidal shape.
아울러, 상기 태양전지 셀은 태양광을 흡수하여 전자를 생성하는 산화물층과,In addition, the solar cell is an oxide layer that absorbs sunlight to generate electrons,
상기 전자의 외부 이송을 위한 투명전극과, 상기 산화물층에 전자의 전달을 위한 전해질층 및, 상기 전해질층에 전자의 공급을 위한 상대전극을 포함한다.And a transparent electrode for external transfer of the electrons, an electrolyte layer for transferring electrons to the oxide layer, and a counter electrode for supplying electrons to the electrolyte layer.
바람직하게는 상기 태양전지 셀은 상기 산화물층과 상기 전해질층의 외부 실링(Sealing)을 위한 밀폐부를 더 포함한다.Preferably, the solar cell further includes a sealing part for external sealing of the oxide layer and the electrolyte layer.
바람직하게는 투명전극은 상기 음극부에 전기적 연결을 위한 제1 돌기를 더 포함한다.Preferably, the transparent electrode further includes a first protrusion for electrical connection to the cathode portion.
바람직하게는, 상기 상대전극은 상기 양극부에 전기적 연결을 위한 제2 돌기를 더 포함한다.Preferably, the counter electrode further includes a second protrusion for electrical connection to the anode portion.
또한, 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기는 종단에 백금 또는 전도성 고분자 또는 산화물이 코팅되는 것이 바람직하다.In addition, the first protrusion and the second protrusion is preferably coated with platinum or a conductive polymer or oxide at the end.
그리고, 상기 투명전극과 상기 상대전극은 ITO, IZO, AZO, GZO, GAZO, FTO의 조성으로 물리적으로 적층되는 구조인 것이 바람직하다.In addition, the transparent electrode and the counter electrode are preferably a structure that is physically stacked in the composition of ITO, IZO, AZO, GZO, GAZO, FTO.
바람직하게는, 상기 태양전지 셀은 염료감응형으로써, 유기, a-Si, CIGS, CdTe 태양전지이다.Preferably, the solar cell is a dye-sensitized, organic, a-Si, CIGS, CdTe solar cell.
마지막으로, 상기 태양전지 모듈은 상기 모듈의 상부에 위치하여 자외선 차단을 위한 플리트 유리 및, 상기 모듈의 하부에 위치하여 빛의 투과성을 높이기 위한 거울 형태의 반사체를 더 포함하는 것이 바람직하다.Lastly, the solar cell module may further include a pleated glass for blocking UV rays located on the upper portion of the module, and a reflector in the form of a mirror positioned on the lower portion of the module to increase light transmittance.
본 발명에 따르면, 태양전지 셀을 순차적으로 수납함으로써 동일 면적에서 태양광의 효율을 극대화하여 전력생산을 극대화하는 효과가 있다.According to the present invention, by accommodating the solar cells sequentially, there is an effect of maximizing power efficiency by maximizing the efficiency of sunlight in the same area.
또한, 본 발명에 따르면 다른 파장대를 흡수하는 태양전지 셀을 순차적으로 수납함으로써 흡수되지 않은 태양광을 이용하여 전력생산을 극대화하는 장점도 있다.In addition, according to the present invention there is also an advantage to maximize the power production by using the sunlight is not absorbed by sequentially receiving the solar cells absorbing different wavelength bands.
덧붙여 본 발명에 따르면 태양전지 모듈을 직병렬로 연결함으로써 고전압과 고전력의 전력 소스를 구현할 수 있는 장점도 있다.In addition, according to the present invention, by connecting the solar cell modules in series and in parallel, there is an advantage in that a high voltage and high power power source can be realized.
또한 본 발명에 따르면 친환경적인 에너지를 양산함으로써 경제에 미치는 영향이 지대하다는 효과도 있다.In addition, according to the present invention has an effect that the impact on the economy is huge by mass-producing environmentally friendly energy.
마지막으로 본 발명에 따르면 전체 패널은 병렬 연결이므로, 하나의 셀이 손상해도 전체 패널은 작동하므로 유지/보수에 용이한 효과도 있다.Finally, according to the present invention, since all panels are connected in parallel, even if one cell is damaged, the entire panel is operated, so that there is an easy effect on maintenance and repair.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따르는 태양전지 모듈의 전체 단면을 보여주는 단면도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따르는 태양전지 셀의 전체 단면을 보여주는 단면도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따르는 복수의 태양전지 모듈의 연결을 보여주는 예시도1 is a cross-sectional view showing an entire cross-section of a solar cell module according to an embodiment of the present invention
2 is a cross-sectional view showing an entire cross-section of a solar cell according to an embodiment of the present invention
3 is an exemplary view showing a connection of a plurality of solar cell modules according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지 모듈을 상세히 설명한다.Hereinafter, a solar cell module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3의 동일 부재에 대해서는 동일한 도면 번호를 기재하였다.The same reference numerals are used for the same members in FIGS. 1 to 3.
본 발명의 기본 원리는 복수의 태양전지 셀을 태양전지 모듈에 순차적으로 적층 수납하여 용이하게 불량 셀을 교체하고, 동일 면적에서 전력생산 효율을 증가시키는 것이다.The basic principle of the present invention is to sequentially stack and store a plurality of solar cells in a solar cell module to easily replace defective cells, and increase power production efficiency in the same area.
먼저, 본 발명의 실시 예에서 사용하는 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀이 등간격 순차 적층되어 수납되는 카트리지 형태의 모듈이라고 용어를 정의한다.First, the solar cell module used in the embodiment of the present invention defines a term called a module in the form of a cartridge in which a plurality of solar cells are sequentially stacked and received at regular intervals.
아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따르는 태양전지 모듈(100)의 구성을 보여주기 위한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a
도 1을 참조하면 본 발명에 따르는 태양전지 모듈(100)은 복수의 태양전지 셀(110)과, 셀(110)의 음극이 전기적으로 연결되는 음극부(120) 및 셀의 양극이 전기적으로 연결되는 양극부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따르는 태양전지 모듈(100)의 기능을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 1 and 2 will be described the function of the
우선 태양전지 모듈(100)에는 복수의 태양전지 셀(110)이 등간격으로 적층되어 수납된다.First, a plurality of
즉 본 발명에 실시 예에 따르는 태양전지 모듈(100)은 수납공간을 갖는 카트리지 형태(100)인 것이 바람직하다.That is, the
다음은 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따르는 태양전지 셀(110)의 구성 및 기능을 설명한다.Next, a configuration and a function of the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따르는 태양전지 모듈(100)에 탑재된 태양전지 셀(110)의 구성을 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a
도 2를 참조하면 본 발명에 따르는 태양전지 셀(110)은 투명기판 상면에 코팅된 투명전극(111)과, 광흡수 염료를 포함하는 산화물층(112)과, 산화된 염료에 전자의 공급을 위한 전해질층(113)과, 산화물층(112)과 전해질층(113)의 외부 실링(Sealing)을 위한 밀폐부(114) 및, 상대전극(115)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the
도 2와 같이 구성된 본 발명에 따르는 태양전지 셀(110)의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating principle of the
우선 자연 태양광의 태양전지 셀(110)에 입사되면, 광양자가 유리 또는 유리기판에 코팅된 투명전극(111)을 투과한다.First, when incident on the
그러면, 아래의 산화물층(112)의 염료고분자(미도시)는 이와 같이 투과된 광의 광양자를 흡수하여 여기 상태가 되면서 전자를 생성하고, 생성된 전자는 다공질 구조의 TiO2(미도시) 전도대로 이동하여 투명전극(111)을 통해 외부회로(미도시)로 전기에너지를 전달한다.Then, the dye polymer (not shown) of the
그 후, 전해질층(113)은 산화물층으로 전자를 공급하여 산화물층(112)의 염료를 환원한다.Thereafter, the
전해질층(113)에서 공급된 전자는 상대전극(115)에서 보충한다.Electrons supplied from the
밀폐부(114)는 액체 상태의 전해질이 포함된 전해질층(113)과 염료를 포함하는 산화물층(112)을 외부와 실링한다.The sealing
한편, 태양전지 셀(110)은 태양전지 모듈(100)에 등간격으로 적층되어 수납되기 위한 수단이 필요된다.On the other hand, the
즉, 도 2를 참조하면, 투명전극(111)은 오른쪽으로 돌출된 제1 돌기(a)와, 상대전극(115)은 왼쪽으로 돌출된 제2 돌기(b)를 구비한다.That is, referring to FIG. 2, the
제1 돌기(a)는 양극부(130)에, 제2 돌기는 음극부(120)에 전기적으로 연결된다.The first protrusion a is electrically connected to the
또한, 제1 및 제2 돌기(a, b)는 양극부(130) 및 음극부(120)에 각각 전기적으로 연결되기 때문에 종단이 도전성이 높은 물질이 코팅된다.In addition, since the first and second protrusions a and b are electrically connected to the
이와 같이 구성되는 복수의 태양전지 셀(110)은 태양전지 모듈(100)에 등간격으로 적층되어 수납된다.The plurality of
바람직하게, 복수의 태양전지 셀(110)은 2에서 4층으로 적층된다.Preferably, the plurality of
참고로 복수의 태양전지 셀(110)이 4층 이상으로 적층되면 포톤(Photon)의 투과도가 현저하게 줄어들기 때문에 최하단에 위치하는 태양전지 셀의 발전 효율은 거의 제로에 가깝게 된다.For reference, when the plurality of
예를 들면, 투과도가 550nm이고 5개의 태양전지 셀이 적층되는 경우, 최상층의 태양전지 셀로부터 최하단층의 태양전지 셀의 발전효율은 순차적으로 10-8-3-1-0가 된다.For example, when the transmittance is 550 nm and five solar cells are stacked, the power generation efficiency of the solar cell of the lowermost layer is 10-8-3-1-0 sequentially from the uppermost solar cell.
따라서, 최하단층인 5번째 태양전지 셀의 발전효율은 제로에 가깝게 되므로 본 발명의 실시 예에 따르는 복수의 태양전지 셀은 4단으로 한정을 한다.Therefore, since the power generation efficiency of the fifth solar cell, which is the lowest layer, is close to zero, the plurality of solar cells according to the embodiment of the present invention is limited to four stages.
아울러, 최하단층에 위치하는 태양전지 셀의 종류는 CIGS 태양전지 셀인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the kind of solar cell located in a lowermost layer is a CIGS solar cell.
이 때, 복수의 태양전지 셀(110)의 전기적인 연결은 병렬구조가 되는 것을 알 수 있다.At this time, the electrical connection of the plurality of
한 편, 복수의 태양전지 셀(110)의 투명전극(111)과 상대전극(115)은 자연 태양광이 투과하기 용이한 투명기판 상에 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the
자연광 투과 과정을 설명하기 위해 편의상, 태양전지 셀(110)들을 110a~110d의 도면 번호를 기재한다.In order to explain the natural light transmission process, for convenience of description, the
왜냐하면, 첫 번째 태양전지 셀(110a)을 투과한 태양광은 순차적으로 적층된 태양전지 셀들(110b~110d)을 차례로 투과하여야 정상적인 전력생산이 가능하기 때문이다.This is because the solar light transmitted through the first
덧붙여 태양전지 셀들(110a~110d)은 전기적 연결이 병렬이므로 어느 하나가 오동작을 하거나 혹은 문제가 생겨 제거하더라도 태양전지 모듈(100)은 정상 동작할 수 있다.In addition, since the
따라서, 본 발명에 따르는 태양전지 모듈(100)의 안정성을 확보할 수 있다.Therefore, it is possible to ensure the stability of the
이 때 태양전지 모듈(100)의 상부는 입사 태양광의 자외선을 차단하고 투과성을 높이기 위해 플리트 유리(140)로 구성된다.At this time, the upper portion of the
또한, 태양전지 모듈(100)의 하부는 태양전지 셀들(110a~110d)을 투과한 태양광의 재사용을 위해 거울과 같은 반사체(150)를 사용하여 마감된다.In addition, the lower part of the
따라서 본 발명에 따르는 태양전지 모듈(100)의 전력생산 효율을 한층 더 높일 수 있다.Therefore, the power production efficiency of the
덧붙여 여기서 음극부(120)는 다른 양극부와 전기적으로 연결되기 위한 제1 연결부(121)를 구비한다.In addition, the
마찬가지로 양극부(130)도 다른 음극부와 전기적으로 연결되기 위한 제2 연결부들(131, 132)를 구비한다.Similarly, the
따라서 본 발명에 따르는 태양전지 모듈(100)은 각각 직렬로 연결될 수 있다.Therefore, each of the
본 발명의 다른 실시 예를 통해 태양전지 모듈(100)의 전력생산 효율을 높이기 위한 또 다른 방안을 설명하면 다음과 같다.Another embodiment for increasing the power production efficiency of the
이를 설명함에 있어 구성은 도 1 및 도 2와 동일하므로 이를 참조하기로 한다.In the description, since the configuration is the same as that of FIGS. 1 and 2, it will be referred to.
단, 태양전지 셀(110a ~ 110d)은 각각 흡수 파장이 서로 다른 광을 흡수하는 광흡수 염료가 포함된 산화물층(112)을 갖는다고 가정한다.However, it is assumed that the
따라서, 각각의 태양전지 셀(110a ~ 110d)은 흡수하는 태양광의 파장이 다르기 때문에 상층에서 흡수되지 않은 파장대의 태양광을 흡수하여 전력을 생산할 수 있다.Therefore, since each of the
이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 태양전지 모듈(100)의 전력 생산 효율이 더욱 증대되는 것을 알 수 있다.
Accordingly, it can be seen that the power production efficiency of the
도 3은 본 발명의 실시 예에 따르는, 각각의 태양전지 모듈(100)이 전기적으로 연결되어 있는 형태를 보여주는 예시도이다.3 is an exemplary view showing a form in which each
도 2에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르는 태양전지 모듈(100)의 음극부(120)는 다른 양극부와 전기적으로 연결되기 위한 제1 연결부(121)를 구비한다.As described in FIG. 2, the
마찬가지로 양극부(130)도 다른 음극부(120)와 전기적으로 연결되기 위한 제2 연결부들(131, 132)를 구비한다.Similarly, the
여기서, 제1 연결부(121)와 제2 연결부들(131, 132)는 단면이 사다리꼴 형상으로 서로 엇갈려 배치되어 착탈될 수 있다.Here, the
따라서 본 발명에 따르는 태양전지 모듈(100)은 다른 극성끼리 서로 전기적으로 직렬연결될 수 있으므로 태양전지 모듈(100)의 개수에 따라 더 높은 전압을 출력할 수 있다.Therefore, the
즉 본 발명의 실시 예에 따르는 태양전지 셀(110)은 태양전지 셀은 연료감응형으로써, 염료감응형, 유기, a-Si, CIGS, CdTe 태양전지인 것이 바람직하다.That is, the
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims as well as the appended claims.
100 : 태양전지 모듈 110 : 태양전지 셀
111 : 투명전극 112 : 산화물층
113 : 전해질층 114 : 밀폐부
115 : 상대전극 120 : 음극부 121 : 제1 연결부 130 : 양극부
131, 132 : 제2 연결부들 140 : 플리트 유리 150 : 반사체100: solar cell module 110: solar cell
111
113
115: counter electrode 120: cathode 121: first connection 130: anode
131 and 132: second connecting portions 140: pleated glass 150: reflector
Claims (14)
상기 셀의 음극이 전기적으로 연결되는 음극부 및;
상기 셀의 양극이 전기적으로 연결되는 양극부를 포함하고,
상기 태양전지 셀은,
태양광을 흡수하여 전자를 생성하는 산화물층과,
상기 전자의 외부 이송을 위한 투명전극과;
상기 산화물층에 전자의 전달을 위한 전해질층 및;
상기 전해질층에 전자의 공급을 위한 상대전극을 포함하며,
상기 투명전극은,
상기 양극부에 전기적 연결을 위해 종단에 백금 또는 전도성 고분자 또는 산화물이 코팅된 제1 돌기를 더 포함하고,
상기 상대전극은,
상기 음극부에 전기적 연결을 위해 종단에 백금 또는 전도성 고분자 또는 산화물이 코팅된 제2 돌기를 더 포함하며,
상기 제1 돌기는 상기 투명전극이 일측 방향으로 연장된 부분이고,
상기 제2 돌기는 상기 상대전극이 타측 방향으로 연장된 부분이며,
상기 양극부의 내벽에는 상기 제1 돌기가 끼움 결합되고 전기적으로 접속되는 제1 끼움홈이 형성되어 있고,
상기 음극부의 내벽에는 상기 제2 돌기가 끼움 결합되고 전기적으로 접속되는 제2 끼움홈이 형성되어 있으며,
상기 복수의 태양전지 셀은,
상기 복수의 태양전지 셀 각각의 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기가 상기 양극부 내벽 및 상기 음극부 내벽에 높이 방향을 따라 각각 복수 개 형성되어 있는 상기 제1 끼움홈 및 상기 제2 끼움홈에 장착됨으로써, 상호 적층되어 수납되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
A plurality of solar cells;
A cathode part to which the cathode of the cell is electrically connected;
An anode part to which an anode of the cell is electrically connected;
The solar cell,
An oxide layer that absorbs sunlight to generate electrons,
A transparent electrode for external transfer of the electrons;
An electrolyte layer for transferring electrons to the oxide layer;
A counter electrode for supplying electrons to the electrolyte layer,
The transparent electrode,
Further comprising a first projection coated with platinum or a conductive polymer or oxide at the end for electrical connection to the anode,
The counter electrode,
Further comprising a second protrusion coated with platinum or a conductive polymer or oxide at the end for electrical connection to the cathode,
The first protrusion is a portion in which the transparent electrode extends in one direction,
The second protrusion is a portion in which the counter electrode extends in the other direction,
The inner wall of the anode portion is provided with a first fitting groove that is fitted with the first projection is electrically connected,
The inner wall of the cathode portion is formed with a second fitting groove that is fitted with the second projection is electrically connected,
The plurality of solar cells,
The first protrusion and the second protrusion of each of the plurality of solar cells are formed in the first fitting groove and the second fitting groove, each of which is formed in a plurality in the height direction on the inner wall of the anode part and the inner wall of the cathode part. The solar cell module, characterized in that the stack is accommodated by being stacked.
각각의 상기 태양전지 셀이 2층이상 4층이하로 적층되어 수납되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1, wherein the plurality of solar cell stack
The solar cell module, characterized in that each of the solar cells are stacked in two or more layers and four or less layers.
최하층에 CIGS 태양전지 셀이 위치하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1, wherein the stacking
The solar cell module, characterized in that the CIGS solar cell is located at the bottom layer.
전기적으로 병렬연결인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1, wherein the plurality of solar cells
Solar cell module, characterized in that electrically parallel connection.
외부의 다른 양극부와 전기적으로 연결이 가능한 사다리꼴 형상의 제1 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1, wherein the cathode portion
The solar cell module, characterized in that it further comprises a first connection portion of the trapezoidal shape that is electrically connected to the other anode portion of the outside.
외부의 다른 음극부와 전기적으로 연결이 가능한 사다리꼴 형상의 제2 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1, wherein the anode portion
The solar cell module, characterized in that it further comprises a second connection portion of the trapezoidal shape that is electrically connected to the other cathode portion.
상기 산화물층과 상기 전해질층의 외부 실링(Sealing)을 위한 밀폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1, wherein the solar cell
The solar cell module, characterized in that it further comprises a seal for sealing the oxide layer and the electrolyte layer (sealing).
ITO, IZO, AZO, GZO, GAZO, FTO의 조성으로 물리적으로 적층되는 구조인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1, wherein the transparent electrode and the counter electrode
Solar cell module, characterized in that the structure is physically laminated in the composition of ITO, IZO, AZO, GZO, GAZO, FTO.
염료감응형으로써, 유기, a-Si, CIGS, CdTe 태양전지인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1, wherein the solar cell
Dye-sensitized, solar cell module characterized in that the organic, a-Si, CIGS, CdTe solar cell.
상기 모듈의 상부에 위치하여 자외선 차단을 위한 플리트 유리 및;
상기 모듈의 하부에 위치하여 빛의 투과성을 높이기 위한 거울 형태의 반사체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.The method of claim 1, wherein the solar cell module
A pleated glass positioned at the top of the module to block ultraviolet rays;
Located at the bottom of the module further comprises a mirror-shaped reflector for increasing the light transmittance of the solar cell module.
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