KR101536495B1 - 태양 전지 수신기 - Google Patents

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아주르 스페이스 솔라 파워 게엠베하
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Abstract

본 발명은 태양 전지 수신기에 관한 것이며, 상기 태양 전지 수신기는, 정면 상에 형성되는 태양 전지를 구비한 정면, 배면, 복수의 측면 표면 및 2개의 전기 커넥터를 구비한 반도체 본체와; 상기 반도체 본체를 수용하기 위한 캐리어로서 반도체 본체의 배면이 캐리어 상에 고정되어 있는 캐리어와; 반도체 본체의 윗면에 부분적으로 향해 있는 밑면을 구비한, 반도체 본체의 정면 상에 광을 집광하기 위한 광학 소자를; 포함하며, 상기 광학 소자는 밑면에 반도체 본체의 정면에 안착되는 제1 표면을 구비한 제1 형상부를 포함하고 캐리어 상에 안착되는 제2 표면을 포함하며, 상기 형상부는 공동부 또는 그루브로서 형성된다.

Description

태양 전지 수신기{SOLAR CELL RECEIVER}
본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따르는 태양 전지 수신기에 관한 것이다.
EP 2 073 279 A1로부터는, 태양 전지로서 형성되는 반도체 본체가 캐리어 상에 주변되어 있는 태양 전지 수신기가 공지 되어 있다. 전기 파라미터들의 성능 저하를 초래하는 주변 영향으로부터 반도체 본체와 특히 이 반도체 본체의 측면 표면들을 보호하기 위해, 3개의 측면에서 반도체 본체 둘레에 프레임이 배치되고 투광성 덮개로 밀폐된다. 이어서, 남아 있는 중간 공간은 투광성 밀봉 컴파운드로 충전되고 광학 소자가 장착된다.
EP 1 953 825 A2로부터는, LED로서 형성된 반도체 본체가 캐리어 상에 배치되는 하우징이 공지 되어 있다. 이어서, 반도체 본체의 보호를 위해, 밀봉 포일과, 복수의 부재로 구성되고 광학 소자도 포함하는 하우징이 다단계 공정으로 캐리어 상에 배치된다.
US 2011 0172 95 A1로부터는, 광학 소자를 포함하는 태양 전지가 공지 되어 있다. 광학 소자는 태양 전지 상에 입사광을 집광하며, 이와 동시에 태양 전지를 위한 밀봉 컴파운드이다. 밀봉 컴파운드는 태양 전지의 반도체 층들을 거의 완전하게 둘러싼다. 또한, EP 2 278 631 A1로부터는 광학 소자를 포함하는 태양 전지의 추가 구성이 공지 되어 있다. US 2007 102 722 A1, EP 1 953 835 A1, EP 2 073 279 A1 및 EP 2 194 584 A1로부터는 광학 소자 및 LED를 포함하는 다수의 하우징 유형이 공지 되어 있다.
상기 배경에서, 본 발명의 과제는 종래 기술을 개량하는 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 특허 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 태양 전지 수신기를 통해 해결된다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본 발명의 대상에 따르면, 정면 상에 형성되는 태양 전지를 구비한 정면, 배면, 복수의 측면 표면 및 2개의 전기 커넥터를 구비한 반도체 본체와; 상기 반도체 본체를 수용하기 위한 캐리어로서 반도체 본체의 배면이 캐리어 상에 고정되어 있는 캐리어와; 반도체 본체의 윗면에 부분적으로 향해 있는 밑면을 구비한 반도체 본체의 정면 상에 광을 집광하기 위한 광학 소자를; 포함하는 태양 전지 수신기가 제시되며, 광학 소자는 밑면에 반도체 본체의 정면 상에 안착되는 제1 표면을 구비한 제1 형상부를 포함하고 캐리어 상에 안착되는 제2 표면을 포함하며, 상기 형상부는 공동부 또는 그루브로서 형성된다.
본 발명에 따르는 장치의 장점은, 바람직하게는 집광기로서 형성되는 광학 소자가, 반도체 본체의 형태 및 크기에 부합하게 형성된 형상부를 포함하고, 캐리어 상에 광학 소자의 하강을 통해, 주변 영향으로부터 태양 전지로서 형성되는 반도체 본체와 특히 반도체 본체의 측면 테두리들을 확실하게 보호한다는 점에 있다. 동시에 광학 소자가 하우징이기도 한 것을 통해, 특히 견고한 태양 전지 수신기를 제조하는 경제적인 해결 방법이 제공된다. 태양 전지 모듈을 제조하기 위한 제조 단계의 개수는 감소된다.
본원의 출원인의 조사로 확인된 점에 따르면, 다양한 형태의 광학 소자들이, 캐리어로부터 돌출된 반도체 본체의 부분들을 모든 측면에서 둘러싸는 하우징으로서 형성된다. 이 경우, 광학 소자의 각각의 형태들을 일체형으로 형성하는 것이 바람직하다. 광학 소자들의 바람직한 형태들은 특히 렌즈형, 또는 깔때기형, 또는 각뿔대형 구성이다. 광학 소자들의 여러 형태의 공통적인 특징은, 각각의 형태가 밑면에, 실질적으로 형태 결합 방식으로 캐리어의 표면으로 밀폐되는, 환형 테두리 표면을 포함하는 것이다. 바람직하게는, 광학 소자의 제1 형상부의 공동부 또는 그루브는 완전하게 반도체 본체의 측면 표면들의 둘레를 따라 환형으로 형성된다. 광학 소자의 밑면에 그루브를 구비하는 구조의 경우, 반도체 본체의 정면 상에서 외부 테두리 영역만이 광학 소자의 그루브의 일부분으로 덮인다. 바람직하게는, 그루브에 의해 덮이는 반도체 본체의 외부 테두리 영역에서는, 광학 소자와 반도체 본체의 정면 사이에 바람직하게는 투광성 접착제 층으로서 형성되는 밀봉 층을 배치한다.
개선 실시예에 따라서, 제1 형상부는 반도체 본체의 측면 표면들과 함께 중간 공간을 형성한다. 바람직하게는, 투광성 밀봉 컴파운드로 중간 공간을 충전한다. 대체되는 실시예에 따라서, 측면 표면들과 제1 형상부 사이에 밀봉제가 제공된다. 바람직하게는, 밀봉 컴파운드가 투광성 밀봉제로서 형성된다.
또 다른 실시예에 따라서, 제2 표면과 캐리어 사이에 바람직하게는 투광성 층으로서 형성되는 접착제 층이 배치되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 광학 소자가 고정된다. 또한, 접착제 층은 광학 소자와 캐리어 사이에 밀봉면을 형성함으로써, 반도체 본체는 주변에 대해 밀폐 밀봉된다. 또 다른 개선 실시예에 따라서, 추가되거나 대체되는 방식으로, 제1 표면과 반도체 본체의 정면 사이에 바람직하게는 투광성 밀봉 컴파운드로서 형성되는 밀봉 컴파운드가 배치된다.
개선 실시예에 따라서, 광학 소자는 공동부로서 형성되는 제2 형상부를 포함한다. 바람직하게는, 광학 소자는 제2 형상부 내에 캐리어의 표면으로 형성되는 바이패스 다이오드의 일부분을 수용한다. 이 경우, 바이패스 다이오드는 반도체 본체로부터 이격된다. 대체되는 실시예에 따라서, 바람직하게는, 두 구성 부품을 수용하는 단일의 형상부만이 형성되는 방식으로, 제2 형상부는 제1 형상부와 함께 하나의 연결부를 갖는다. 이를 통해, 태양 전지의 하나 이상의 측면 표면과 바이패스 다이오드의 하나 이상의 측면 표면 사이에 광학 소자가 제공된 후에 바람직하게는 밀봉 컴파운드로 충전되는 공동의 중간 공간이 형성된다.
바람직한 실시예에 따라서, 광학 소자는 이차 광학 소자로서 형성되고 이미 집광된 광선을 계속하여 집광한다. 다단계 집광에 의해, 50을 상회하는, 바람직하게는 100을 상회하는, 가장 바람직하게는 300을 상회하는 집광비(concentration factor)가 달성된다. 이미, 대개는 프레넬 렌즈로서 형성되는, 여기서는 상세하게 설명되지 않는 일차 광학 시스템을 통한 일차 집광에 의해, 50을 상회하는 높은 집광비가 달성되므로, 그에 따라 집광된 광이 광학 소자에 도달한다.
조사로 확인된 점에 따르면, 유기적으로 형성되는 투광성 광학 소자를 위한 집광된 광의 에너지는 너무 높다. 유기 소자는 높은 온도로 인해 빠르게 비가역적인 방식으로 손상되어 불투명해진다. 개선 실시예에 따라서, 광학 소자는 무기 재료로 구성된다. 특히 광학 소자는 자외선 광에 대해 투광성으로 형성된다. 바람직하게는 광학 소자는 석영 유리 화합물로 제조된다. 석영 유리는 UV 광에 대해 투광성일 뿐 아니라, 특히 내열성 및 내구성도 나타낸다. 또한, 석영 유리는 재활용성이 매우 우수하다.
본 발명은 하기에서 도면과 관련하여 더욱 상세하게 설명된다. 여기서 동일한 부재들은 동일한 부호로 기재된다. 도시된 실시예들은 매우 개략적으로 도시되어 있으며, 다시 말하면 이격 간격들과 측면 및 수직 연장부는 정확한 척도로 도시되어 있지 않으며, 별도로 명시하지 않은 점에 한해, 상호 간에 유도 가능한 기하 관계도 갖지 않는다.
도 1은 광학 소자를 포함하는 태양 전지 수신기의 본 발명에 따르는 실시예를 도시한 개략적 횡단면도이다.
도 2는 광학 소자와 바이패스 다이오드를 포함하는 태양 전지 수신기를 도시한 개략적 횡단면도이다.
도 3은 바이패스 다이오드를 구비한 피라미드형 광학 소자를 포함하는 태양 전지 수신기를 도시한 개략적 횡단면도이다.
도 4는 바이패스 다이오드를 구비한 깔때기형 광학 소자를 포함하는 태양 전지 수신기를 도시한 개략적 횡단면도이다.
도 1에는, 본 발명에 따르는 태양 전지 수신기(10)가 개략적 횡단면도로 도시되어 있으며, 상기 태양 전지 수신기는 캐리어(20)와, 정면(32), 배면(34) 및 복수의 측면 표면(36)을 구비하여 태양 전지로서 형성된 반도체 본체(30)를 포함한다. 반도체 본체(30)의 배면(34)은 캐리어(20) 상에 고정된다. 정면(32)의 상부에는, 반도체 본체(30)를 수용하기 위한 공동부(42)를 구비한 밑면을 형성하는 렌즈형 광학 소자(40)가 형성된다. 광학 소자(40)의 제1 표면은 반도체 본체(30)의 정면(32)의 상부에 형성된다. 광학 소자(40)는 제2 표면으로 캐리어(20) 상에 안착된다. 공동부(42)는 반도체 본체(30)보다 더 크게 형성된다. 광학 소자(40)와 반도체 본체(30) 사이의 공간은 바람직하게는 투광성 밀봉 컴파운드(50)로 충전된다. 그 밖에도, 제2 표면과 캐리어(20) 사이에는 접착제 층(52)이 형성된다. 또한, 반도체 본체(30)는 미도시된 2개 이상의 전기 커넥터를 바람직하게는 정면 상에 포함한다. 여기서 주지할 사항은, 광학 소자(40)가 바람직하게는 일체형으로 형성되고, 반도체 본체(30)의 정면 상에 입사광을 집광하는 기능 외에도, 특히 밀봉 컴파운드(50) 및 접착제 층(52)과 관련하여 밀봉 특성을 가지며, 다시 말하면 주변 영향으로부터 반도체 본체(30)를 보호한다는 점이다. 광의 집광은 광학 소자(40)의 렌즈형 구성에 의해 달성된다.
도 2에는, 태양 전지 수신기(10)의 추가 실시예가 도시되어 있다. 하기에는 도 1의 실시예에 대한 차이점만이 설명된다. 캐리어(20) 상에 바이패스 다이오드(60)가 이격되어 배치된다. 바이패스 다이오드(60)는 태양 전지와 연결된다(미도시). 공동부(42)의 크기는 바이패스 다이오드(60)를 포함한다. 광학 소자(40)와 바이패스 다이오드(60) 사이의 공간은 밀봉 컴파운드(50)로 충전된다. 이를 통해, 바이패스 다이오드(60)는 광학 소자(40)를 통해서 뿐 아니라, 접착제 층(52)과 연계되어 밀봉 컴파운드(50)에 의해서도 주변 영향으로부터 보호된다.
도 3에는, 광학 소자(40)가 각뿔대형 구조를 갖는 태양 전지 수신기가 개략적 횡단면도로 도시되어 있다. 밑면에서 공동부(42)는 태양 전지뿐 아니라 바이패스 다이오드(60)도 포함한다. 광학 소자(40)로 입사하는 광은 바람직하게는 반도체 본체(30)의 정면(32) 상으로 이루어지는 전반사의 경로 상에서 안내된다.
도 4에는, 광학 소자(40)의 깔때기형 구조가 개략적 횡단면도로 도시되어 있다. 깔때기의 내측면에서 입사광은 반도체 본체(30)의 정면으로 향하는 거울 반사의 경로 상에서 안내된다. 이를 위해, 깔때기의 내측면은 반사 금속 층으로 덮인다. 광학 소자(40)의 밑면에는 환형 그루브(70)가 형성된다. 반도체 본체(30)의 정면(32)은 깔때기 개구부의 영역에서 광학 소자(40) 및 밀봉 컴파운드(50) 중 어느 것에 의해서도 덮이지 않는다. 그와 반대로, 반도체 본체(30)의 정면(32)은 테두리의 영역에서 그루브(70)에 의해 덮인다. 바람직하게는, 정면(32) 상에 안착되는 그루브(70)의 부분과 반도체 본체(30) 사이에는 밀봉 층(80)이 형성된다. 그루브(70)의 나머지 공간은 밀봉 컴파운드(50)로 충전된다.

Claims (15)

  1. 태양 전지 수신기(10)이며,
    - 정면 상에 형성되는 태양 전지를 구비한 정면(32)과, 배면(34)과, 복수의 측면 표면(36)과, 2개의 전기 커넥터를 구비하는 반도체 본체(30)와,
    - 반도체 본체를 수용하기 위한 캐리어(20)로서, 반도체 본체(30)의 배면(34)이 캐리어(20) 상에 고정되어 있는 캐리어(20)와,
    - 반도체 본체(30)의 윗면에 부분적으로 향해 있는 밑면을 구비한, 반도체 본체(30)의 정면(32) 상에 광을 집광하기 위한 광학 소자(40)를 포함하며,
    - 상기 광학 소자(40)는 반도체 본체(30)의 정면 상에 안착되는 제1 표면을 구비한 제1 형상부를 밑면에 포함하고, 상기 광학 소자(40)는 상기 캐리어(20) 상에 안착되는 제2 표면을 포함하며, 상기 제1 형상부는 공동부(42) 또는 그루브(70)로서 형성되는, 태양 전지 수신기(10)에 있어서,
    상기 캐리어(20)는 평면 표면을 포함하고, 상기 광학 소자(40)는 일체형으로 형성되어 반도체 본체(30)와 함께 캐리어(20)의 표면 상에 배치되며, 상기 공동부(42) 또는 그루브(70)는 반도체 본체(30)보다 더 크고, 광학 소자(40)의 공동부(42)와 반도체 본체(30)의 측면 표면들(36)과 상기 캐리어(20)의 표면 사이의 공간은 밀봉 컴파운드(50)로 충전되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  2. 제1항에 있어서, 공동부(42) 내에서 캐리어(20)의 평면 표면 상에 바이패스 다이오드(60)가 배치되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측면 표면들(36)과 제1 형상부 사이에 밀봉제가 제공되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  4. 제2항에 있어서, 제2 표면과 캐리어(20) 사이에 접착제 층(52)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  5. 제2항에 있어서, 제1 표면과 반도체 본체(30)의 정면(32) 사이에 밀봉 컴파운드(50)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  6. 제2항에 있어서, 제1 형상부의 공동부(42) 또는 그루브(70)는 완전하게 반도체 본체(30)의 측면 표면들(36)의 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  7. 제2항에 있어서, 광학 소자(40)는 공동부로서 형성되는 제2 형상부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  8. 제7항에 있어서, 제2 형상부는 제1 형상부와 함께, 단일의 형상부만이 형성되는 방식으로 하나의 연결부를 나타내는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  9. 제2항에 있어서, 광학 소자(40)는 렌즈형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  10. 제2항에 있어서, 광학 소자(40)는 깔때기형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  11. 제2항에 있어서, 광학 소자(40)는 각뿔대형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  12. 제2항에 있어서, 밀봉 컴파운드(50)는 투광성인 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  13. 제2항에 있어서, 광학 소자(40)는 이차 광학 소자이며 이미 집광된 광선을 계속하여 집광하며, 광학 소자는 무기 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  14. 제2항에 있어서, 광학 소자(40)는 자외선 광에 대해 투광성인 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
  15. 제2항에 있어서, 광학 소자(40)는 석영 유리 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는, 태양 전지 수신기(10).
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