KR101349415B1 - 태양전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 태양전지 모듈은 하부 기판 및 상기 하부 기판 상에 배치되는 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지를 전기적으로 연결하는 버스 바; 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 상부 기판; 및 상기 하부 기판 상에 배치되는 접지 전도체를 포함한다.
Description
실시예는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
광전 변환 효과를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전 모듈은 지구 환경의 보전에 기여하는 무공해 에너지를 얻는 수단으로 널리 사용되고 있다.
태양 전지의 광전 변환 효율이 개선됨에 따라, 태양광 발전 모듈을 구비한 많은 태양광 발전 시스템이 주거 용도로까지 설치되기에 이르렀다.
일광으로부터 전력을 발생시키는 태양 전지를 구비하는 태양광 발전 모듈로부터 발생된 전력을 외부로 출력시키기 위해, 양 전극 및 음 전극의 기능을 하는 전도체들이 태양광 발전 모듈에 배치되며, 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블이 연결되는 접속 단자들로서, 전도체들의 단부들이 광기전성 모듈의 외부로 꺼내어진다.
또한, 이러한 태양전지 모듈은 태양광 발전 시스템에서 발생하는 PID(potential induced degradation) 현상의 감소를 위해 부동 접지를 더 구비하는데, 프레임을 통해 구현할 수 있다. 즉, 프레임이 없는 프레임리스(frame less)구조에서는 이러한 부동 접지를 구현하는데 어려움이 있다.
실시예는 신뢰성이 향상된 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 하부 기판 및 상기 하부 기판 상에 배치되는 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지를 전기적으로 연결하는 버스 바; 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 상부 기판; 및 상기 하부 기판 상에 배치되는 접지 전도체를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 접지 전도체를 포함한다. 상기 접지 전도체는 부동 접지(floating ground)용 전도체를 포함한다. 상기 접지 전도체를 통해 태양전지 모듈이 느끼는 상대적인 전압이 낮아지게 되어, 높은 전압에 의한 PID(potential induced degradation) 현상을 감소시킬 수 있다.
보통 이러한 접지 전도체는 태양전지 모듈의 프레임을 통해 구현하는데, 본 실시예에서는 접지 전도체가 프레임 없이도 구현될 수 있다. 즉, 프레임리스(frame less) 태양전지 모듈에서도 쉽게 구현할 수 있다. 따라서, 다양한 구조의 태양전지 모듈을 확보할 수 있다.
상기 접지 전도체는 태양전지 패널의 후면에 배치되는 정션 박스에 연결될 수 있다. 상기 정션 박스는 상기 버스 바, 접지 전도체 및 케이블을 연결함으로써, 쉽게 부동접지를 구현할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2에서 B-B'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2에서 B-B'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 실시예에 따른 태양전지 모듈을 상세하게 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 태양전지 패널(20), 버스 바(11, 12), 접지 전도체(30), 완충부(900) 및 상부 기판(800)을 포함한다.
상기 태양전지 패널(20)은 태양전지 모듈의 하부에 배치된다. 상기 태양전지 패널(20)은 하부 기판(100) 및 다수 개의 태양전지들(C1,C2,C3...)을 포함한다.
상기 하부 기판(100)은 플레이트 형상을 가지고, 태양전지들을 지지할 수 있다. 상기 하부 기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 하부 기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 하부 기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 하부 기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 하부 기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
상기 하부 기판(100)은 활성 영역(AR) 및 비활성 영역(NAR)을 포함한다. 즉, 상기 하부 기판(100)은 상기 활성 영역(AR) 및 비활성 영역(NAR)으로 구분된다.
상기 활성 영역(AR)은 상기 하부 기판(100)의 중앙 부분에 정의된다. 상기 활성 영역(AR)은 상기 하부 기판(100)의 대부분의 면적을 차지한다. 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 활성 영역(AR)에서 태양광을 전기에너지로 변환시킨다.
상기 비활성 영역(NAR)은 상기 활성 영역(AR)의 주위를 둘러싼다. 상기 비활성 영역(NAR)은 상기 하부 기판(100)의 외곽에 대응된다. 상기 비활성 영역(NAR)은 상기 활성 영역(AR)에 비하여 매우 작은 면적을 가질 수 있다. 상기 비활성 영역(NAR)은 발전되지 않는 영역이다.
이어서, 상기 태양전지들(C1,C2,C3...)은 예를 들어, CIGS계 태양전지, 실리콘 계열 태양전지, 연료감응 계열 태양전지, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 태양전지 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 태양전지일 수 있다.
상기 태양전지들(C1,C2,C3...)은 상기 하부 기판(100) 상에 배치된다. 상기 태양전지들(C1,C2,C3...)은 스트라이프(stripe) 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 태양전지들(C1,C2,C3...)은 매트릭스(matrix) 형태 등 다양한 형태로 배치될 수 있다.
상기 태양전지들(C1,C2,C3...)은, 후면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 윈도우층(600)을 포함한다.
구체적으로, 상기 후면전극층(200)은 상기 하부 기판(100) 상에 배치된다. 상기 후면전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴 등의 금속을 들 수 있다. 상기 후면전극층(200)은 상기 활성 영역(AR) 및 상기 비활성 영역(NAR)에 형성된다.
또한, 상기 후면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.
상기 후면전극층(200)에는 제 1 관통홈들(TH1)이 형성된다. 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 상기 하부 기판(100)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 평면에서 보았을 때, 일 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 관통홈들(TH1)의 폭은 약 80㎛ 내지 200㎛ 일 수 있다. 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 의해서, 상기 후면전극층(200)은 다수 개의 후면전극들(230) 및 두 개의 연결전극들(210, 220)로 구분된다. 즉, 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 의해서, 상기 후면전극들(230), 제 1 연결전극(210) 및 제 2 연결전극(220)이 정의된다. 상기 후면전극층(200)은 상기 후면전극들(230), 상기 제 1 연결전극(210) 및 상기 제 2 연결전극(220)을 포함한다.
상기 후면전극들(230)은 상기 활성 영역(AR)에 배치된다. 상기 후면전극들(230)은 나란히 배치된다. 상기 후면전극들(230)은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 의해서 서로 이격된다. 상기 후면전극들(230)은 스트라이프 형태로 배치된다.
이와는 다르게, 상기 후면전극들(230)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 평면에서 보았을 때, 격자 형태로 형성될 수 있다.
상기 제 1 연결전극(210) 및 상기 제 2 연결전극(220)은 상기 비활성 영역(NAR)에 배치된다. 즉, 상기 제 1 연결전극(210) 및 상기 제 2 연결전극(220)은 상기 활성 영역(AR)으로부터 상기 비활성 영역(NAR)으로 연장된다.
더 자세하게, 상기 제 1 연결전극(210)은 상기 제 1 셀(C1)의 윈도우와 연결된다. 또한, 상기 제 2 연결전극(220)은 제 2 셀(C2)의 후면전극으로부터 상기 비활성 영역(NAR)으로 연장된다. 즉, 상기 제 2 연결전극(220)은 상기 제 2 셀(C2)의 후면전극(202)과 일체로 형성된다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 또한, 상기 광 흡수층(300)에 포함된 물질은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 채워진다. 상기 광 흡수층(300)은 상기 활성 영역(AR)에 배치된다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)의 외곽은 상기 활성 영역(AR)의 외곽에 대응될 수 있다.
상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 또한, 상기 버퍼층(400)은 상기 활성 영역(AR) 내에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴(CdS)를 포함하며, 상기 버퍼층(400)의 에너지 밴드갭은 약 2.2eV 내지 2.4eV이다.
상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 또한, 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 활성 영역(AR) 내에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV이다.
상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)에는 제 2 관통홈들(TH2)이 형성된다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 광 흡수층(300)을 관통한다. 또한, 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 후면전극층(200)의 상면을 노출하는 오픈영역이다.
상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 인접하여 형성된다. 즉, 상기 제 2 관통홈들(TH2)의 일부는 평면에서 보았을 때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)의 옆에 형성된다.
상기 제 2 관통홈들(TH2)의 폭은 약 80㎛ 내지 약 200㎛ 일 수 있다.
또한, 상기 광 흡수층(300)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 다수 개의 광 흡수부들을 정의한다. 즉, 상기 광 흡수층(300)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 상기 광 흡수부들로 구분된다.
또한, 상기 버퍼층(400)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 다수 개의 버퍼들로 구분된다. 마찬가지로, 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 다수 개의 고저항 버퍼들로 구분된다.
상기 윈도우층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 윈도우층(600)은 상기 활성 영역(AR)에 배치된다.
상기 윈도우층(600)은 투명하며, 도전층이다. 또한, 상기 윈도우층(600)의 저항은 상기 후면전극층(200)의 저항보다 높다. 예를 들어, 상기 윈도우층(600)의 저항은 상기 후면전극층(200)의 저항보다 약 10배 내지 200배 더 클 수 있다.
상기 윈도우층(600)은 산화물을 포함한다. 예를 들어, 상기 윈도우층(600)은 징크 옥사이드(zinc oxide), 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(induim zinc oxide;IZO) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 산화물은 알루미늄(Al), 알루미나(Al2O3), 마그네슘(Mg) 또는 갈륨(Ga) 등의 도전성 불순물을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 윈도우층(600)은 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 포함할 수 있다. 상기 윈도우층(600)의 두께는 약 800㎚ 내지 약 1200㎚일 수 있다.
상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)에는 제 3 관통홈들(TH3)이 형성된다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 후면전극층(200)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 예를 들어, 상기 제 3 관통홈들(TH3)의 폭은 약 80㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다.
상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 인접하는 위치에 형성된다. 더 자세하게, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 옆에 배치된다. 즉, 평면에서 보았을 때, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 옆에 나란히 배치된다.
상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 상기 윈도우층(600)은 다수 개의 윈도우들로 구분된다. 즉, 상기 윈도우들은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서 정의된다.
상기 윈도우들은 상기 후면전극들(230)과 대응되는 형상을 가진다. 즉, 상기 윈도우들은 스트라이프 형태로 배치된다. 이와는 다르게, 상기 윈도우들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
상기 윈도우층(600)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 투명한 도전물질이 채워져서 형성되는 다수 개의 접속부들(700)을 포함한다.
또한, 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 상기 제 1 셀(C1), 상기 제 2 셀(C2) 및 다수 개의 제 3 셀들(C3)이 정의된다. 더 자세하게, 상기 제 2 관통홈들(TH2) 및 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 상기 제 1 셀(C1), 상기 제 2 셀(C2) 및 상기 제 3 셀들(C3)이 정의된다. 즉, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 하부 기판(100) 상에 배치되는 상기 제 1 셀(C1), 상기 제 2 셀(C2) 및 상기 제 3 셀들(C3)을 포함한다.
상기 제 3 셀들(C3)은 상기 제 1 셀(C1) 및 상기 제 2 셀(C2) 사이에 배치된다. 상기 제 1 셀(C1), 상기 제 2 셀(C2) 및 상기 제 3 셀들(C3)은 서로 직렬로 연결된다.
상기 접속부들(700)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 배치된다. 상기 접속부들(700)은 상기 윈도우층(600)으로부터 하방으로 연장되며, 상기 후면전극층(200)에 접속된다.
따라서, 상기 접속부들(700)은 서로 인접하는 셀들을 연결한다. 더 자세하게, 상기 접속부들(700)은 서로 인접하는 셀들에 각각 포함된 윈도우과 후면전극을 연결한다.
상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)의 외곽은 실질적으로 일치할 수 있다. 즉, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)의 외곽은 서로 대응될 수 있다. 이때, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)의 외곽은 상기 활성 영역(AR) 및 상기 비활성 영역(NAR)의 경계와 일치할 수 있다.
한편, 상기 버스 바(11, 12)는 제 1 버스 바(11) 및 제 2 버스 바(12)를 포함한다.
상기 제 1 버스 바(11)는 상기 비활성 영역(NAR)에 배치된다. 상기 제 1 버스 바(11)는 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 제 1 버스 바(11)는 상기 제 1 연결전극(210) 상에 배치된다. 상기 제 1 버스 바(11)는 상기 제 1 연결전극(210)의 상면에 직접 접촉될 수 있다.
상기 제 1 버스 바(11)는 상기 제 1 셀(C1)과 나란히 연장된다. 상기 제 1 버스 바(11)는 상기 하부 기판(100)에 형성된 제1 관통홀(H1)을 통하여, 상기 하부 기판(100)의 배면으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 버스 바(11)는 태양전지 패널(20)의 후면에 배치되는 정션 박스(junction box)에 연결될 수 있다.
상기 제 1 버스 바(11)는 상기 제 1 셀(C1)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 1 버스 바(11)는 상기 제 1 연결전극(210)을 통하여 상기 제 1 셀(C1)에 접속된다.
상기 제 2 버스 바(12)는 상기 비활성 영역(NAR)에 배치된다. 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 제 2 연결전극(220) 상에 배치된다. 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 제 2 연결전극(220)의 상면에 직접 접촉될 수 있다.
상기 제 2 버스 바(12)는 상기 제 2 셀(C2)과 나란히 연장된다. 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 하부 기판(100)에 형성된 제1 관통홀(H1)을 통하여, 상기 하부 기판(100)의 배면으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 버스 바(12)는 태양전지 패널(20)의 후면에 배치되는 정션 박스에 연결될 수 있다.
상기 제 2 버스 바(12)는 상기 제 2 셀(C2)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 제 2 연결전극(220)을 통하여 상기 제 2 셀(C2)에 접속된다.
상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 서로 마주본다. 또한, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 서로 대칭될 수 있다. 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 도전체이다. 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 은 등의 높은 도전성을 가지는 금속을 포함할 수 있다.
상기 제 1 버스 바(11)는 상기 제 1 연결전극(210)을 통하여, 상기 1 셀에 연결된다. 더 자세하게, 상기 제 1 버스 바(11)는 상기 제 1 연결전극(210)을 통하여 상기 제 1 셀(C1)의 윈도우와 연결된다.
상기 제 2 버스 바(12)는 상기 제 2 연결전극(220)을 통하여, 상기 제 2 셀(C2)에 연결된다. 더 자세하게, 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 제 2 연결전극(220)을 통하여, 상기 제 2 셀(C2)의 후면전극과 연결된다.
상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600) 옆에 배치된다. 즉, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)의 측면을 둘러쌀 수 있다. 즉, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 제 1 셀(C1), 상기 제 2 셀(C2) 및 상기 제 3 셀들(C3)을 둘러싼다.
또한, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)의 하면은 상기 광 흡수층(300)의 하면과 동일한 평면에 배치된다. 즉, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)의 하면은 상기 후면전극층(200)의 상면에 접촉하고, 상기 광 흡수층(300)의 하면도 상기 후면전극층(200)의 상면에 접촉한다.
상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 후면전극층(200)에 직접 접촉에 의해서 접속될 수 있다. 이때, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 은 등과 같은 금속을 포함하고, 마찬가지로, 상기 후면전극층(200)도 몰리브덴 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)와 상기 후면전극층(200) 사이의 접촉 특성이 향상된다.
따라서, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 후면전극층(200) 사이 및 상기 제 2 버스 바(12) 및 상기 후면전극층(200) 사이의 접속 저항이 감소되고, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 전기적인 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 후면전극층(200)은 높은 접속 특성을 가지고, 상기 제 2 버스 바(12) 및 상기 후면전극층(200)도 높은 접속 특성을 가지기 때문에, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 좁은 평면적을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 후면전극층(200)의 접촉 면적인 작더라도, 상기 제 1 버스 바(11)는 상기 후면전극층(200)에 효과적으로 접속된다. 상기 제 2 버스 바(12)도 마찬가지이다.
상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 실제적으로 태양광 발전에 기여하는 부분이 아니다. 위에서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)의 면적, 즉, 실제적으로 태양광 발전에 기여하지 않는 부분의 면적을 줄 일 수 있다.
또한, 상기 제 1 버스 바(11) 및 상기 제 2 버스 바(12)는 상기 비활성 영역(NAR)에 배치된다. 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 버스 바(11, 12)들이 활성 영역(AR)에 배치되는 경우보다 더 효율적으로 태양광을 입사받을 수 있다.
이어서, 상기 접지 전도체(30)는 상기 하부 기판(100) 상에 배치된다. 상기 접지 전도체(30)는 상기 하부 기판(100) 및 상기 상부 기판(800)에 접촉된다. 즉, 상기 접지 전도체(30)는 상기 하부 기판(100) 및 상기 상부 기판(800) 모두에 접촉된다. 따라서, 상기 접지 전도체(30)는 상기 하부 기판(100)의 상면 및 상기 상부 기판(800)의 하면에 접촉될 수 있다.
상기 접지 전도체(30)는 상기 버스 바(11, 12)와 절연된다. 상기 접지 전도체(30)는 부동 접지(floating ground)용 전도체를 포함한다. 상기 접지 전도체(30)를 통해 태양전지 모듈이 느끼는 상대적인 전압이 낮아지게 되어, 높은 전압에 의한 PID(potential induced degradation) 현상을 감소시킬 수 있다.
보통 이러한 접지 전도체(30)는 태양전지 모듈의 프레임을 통해 구현하는데, 본 실시예에서는 접지 전도체(30)가 프레임 없이도 구현될 수 있다. 즉, 프레임리스(frame less) 태양전지 모듈에서도 쉽게 구현할 수 있다. 따라서, 다양한 구조의 태양전지 모듈을 확보할 수 있다.
상기 접지 전도체(30)는 태양전지들(C1,C2,C3...)의 측면에 배치된다. 즉, 상기 접지 전도체(30)는 상기 비활성 영역(NAR)에 배치된다.
상기 접지 전도체(30)는 태양전지셀(C1,C2,C3...)들과 나란히 연장된다. 상기 접지 전도체(30)는 상기 하부 기판(100)에 형성된 제2 관통홀(H2)을 통하여, 상기 하부 기판(100)의 배면으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 접지 전도체(30)는 태양전지 패널(20)의 후면에 배치되는 정션 박스에 연결될 수 있다. 상기 정션 박스는 상기 버스 바, 접지 전도체 및 케이블을 연결함으로써, 쉽게 부동접지를 구현할 수 있다.
상기 접지 전도체(30)는 상기 버스 바(11, 12)와 절연된다. 즉, 상기 접지 전도체(30)는 상기 버스 바(11, 12)와 절연되도록 상기 버스 바(11, 12)와 일정한 거리를 두고 이격되어 배치된다.
또한, 상기 접지 전도체(30)는 상기 후면전극층(200)과 일정거리(L) 이격되어 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 접지 전도체(30)의 (+) 또는 (-)를 선택할 수 있다.
이어서, 상기 완충부(900)는 상기 태양전지 패널(20) 및 상부 기판(800) 사이에 개재된다. 상기 완충부(900)는 상기 태양전지 패널(20)을 외부의 물리적인 충격으로부터 보호한다. 또한, 상기 완충부(900)는 상기 상부 기판(800) 및 상기 태양전지 패널(20) 사이의 충돌을 방지한다.
상기 완충부(900)는 상기 태양전지 패널(20)에 보다 많은 광이 입사되도록 반사 방지 기능을 수행할 수 있다.
상기 완충부(900)로 사용되는 물질의 예로서는 에틸렌비닐아세테이트 수지(ethylenevinylacetate resin;EVA resin) 등을 들 수 있다.
상기 상부 기판(800)은 상기 태양전지 패널(20) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 상부 기판(800)은 상기 태양전지 패널(20)에 대향되어 배치된다.
상기 상부 기판(800)은 투명하며, 높은 강도를 가진다. 상기 상부 기판(800)으로 사용되는 물질의 예로서는 강화 유리 등을 들 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈을 상세하게 설명한다.
도 3은 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다. 도 4는 도 2에서 B-B'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
다른 실시예에 따른 태양전지 모듈에서는, 접지 전도체(30)가 후면전극층(200)과 접촉한다. 구체적으로, 상기 접지 전도체(30)가 상기 후면전극층(200)의 측면과 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 접지 전도체(30)가 상기 후면전극의 (+)와 접촉할 경우, 상기 접지 전도체(30)는 (+)로 고정된다. 또한, 상기 접지 전도체(30)가 상기 후면전극의 (-)와 접촉할 경우, 상기 접지 전도체(30)는(-)로 고정된다. 즉, 상기 접지 전도체(30)가 상기 후면전극 자체를 그라운드(ground)로 하여 고정될 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (9)
- 하부 기판 및 상기 하부 기판 상에 배치되는 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널;
상기 태양전지를 전기적으로 연결하는 버스 바;
상기 태양전지 패널 상에 배치되는 상부 기판; 및
상기 하부 기판 상에 배치되는 접지 전도체를 포함하는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 접지 전도체는 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판에 접촉되는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 접지 전도체는 상기 버스 바와 절연되는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 태양전지는,
후면전극층;
상기 후면전극층 상에 배치되는 광 흡수층;
상기 광 흡수층 상에 배치되는 버퍼층; 및
상기 버퍼층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고,
상기 접지 전도체는 상기 태양전지의 측면에 배치되는 태양전지 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 접지 전도체는 상기 후면전극층과 이격되어 배치되는 태양전지 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 접지 전도체는 상기 후면전극층의 측면과 접촉하는 태양전지 모듈. - 제6항에 있어서,
상기 버스 바는 상기 후면전극층에 접속되는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 태양전지 패널의 후면에 배치되는 정션 박스(junction box)를 더 포함하고,
상기 하부 기판은,
상기 버스 바를 상기 정션 박스에 연결하기 위한 제1 관통홀 및
상기 접지 전도체를 상기 정션 박스에 연결하기 위한 제2 관통홀을 포함하는 태양전지 모듈. - 제8항에 있어서,
상기 정션 박스는 상기 버스 바, 접지 전도체 및 케이블을 연결하는 태양전지 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120083592A KR101349415B1 (ko) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | 태양전지 모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020120083592A KR101349415B1 (ko) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | 태양전지 모듈 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101349415B1 true KR101349415B1 (ko) | 2014-01-10 |
Family
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR101349415B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4401839A (en) | 1981-12-15 | 1983-08-30 | Atlantic Richfield Company | Solar panel with hardened foil back layer |
-
2012
- 2012-07-31 KR KR1020120083592A patent/KR101349415B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4401839A (en) | 1981-12-15 | 1983-08-30 | Atlantic Richfield Company | Solar panel with hardened foil back layer |
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