KR101567265B1 - 색상 튜닝이 가능한 태양전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 색상 튜닝이 가능한 태양전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지셀의 패턴부와 일치하는 패턴을 형성하되, 태양전지셀의 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝된 기판을 적용함으로써 태양전지 내 광흡수부 및 패턴부의 반복으로 인한 모아레 현상을 방지하는 동시에 심미성을 향상시키고, 색상 차이로 인한 어지러움증 유발을 완화시킬 수 있으며, 태양전지셀과 기판 사이에 컬러 접합필름을 적용함으로써 전체적인 태양전지의 색상 톤을 보정하여 시각적 피로도를 개선시킬 수 있는 색상 튜닝이 가능한 태양전지에 관한 것이다.

Description

색상 튜닝이 가능한 태양전지{COLOR TUNABLE SOLAR CELL}
본 발명은 색상 튜닝이 가능한 태양전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지셀의 패턴부와 일치하는 패턴을 형성하되, 태양전지셀의 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝된 기판을 적용함으로써 태양전지 내 광흡수부 및 패턴부의 반복으로 인한 모아레 현상을 방지하는 동시에 심미성을 향상시키고, 색상 차이로 인한 어지러움증 유발을 완화시킬 수 있으며, 태양전지셀과 기판 사이에 컬러 접합필름을 적용함으로써 전체적인 태양전지의 색상 톤을 보정하여 시각적 피로도를 개선시킬 수 있는 색상 튜닝이 가능한 태양전지에 관한 것이다.
염료감응 태양전지, 유기 태양전지 및 박막 비정질 태양전지 등과 같은 반투명 태양전지는 그 반투명성에 기인한 개방 특성으로 창호, 글라스, 윈도우 등에 적용하려는 연구가 많이 진행 중이다.
하지만 대면적 모듈에서의 저항을 낮추기 위해 필수적으로 들어가는 집전극 또는 레이저 스크라이빙 라인은 사용자 시야에 방해물로 작용하며 동일 패턴의 반복으로 모아레 현상 등이 발생하여 시각적 피로도를 증가시킨다. 특히 이동성이 있는 차량, 열차 등의 윈도우에 이러한 태양전지를 적용할 경우 이동하는 외부 형상과 고정된 반복 패턴의 간섭으로 어지럼증을 유발할 수 있다.
종래 한국공개특허 제2013-0010049호에서는 투명한 전도성 레이어로 코팅된 두 개의 유리 시트, 광전극, 전해질, 대전극 및 상기 광전극의 외표면에 광반사 코팅을 페인팅함으로써 획득되는 광반사 페인트 필름을 포함하는 염료감응 태양전지에 관해 개시되어 있으나, 태양전지의 집전극부 패턴으로 인해 어지러움증을 유발할 수 있다.
또한 한국공개특허 제2012-0128089호에서는 두 개의 기판이 소정 간격으로 이격되어 서로 대향하며, 상기 상부 기판 및 하부 기판 사이에 전해질을 포함하고, 상기 기판 중 어느 하나의 외측상에는 경화성 물질을 포함하는 제 1 코팅층; 및 상기 제 1 코팅층 상에 도포된 도료층을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지에 관해 개시되어 있으나, 이러한 구성의 태양전지는 레이저 라인으로 인해 모아레 현상 등이 발생할 수 있다.
따라서 태양전지의 집전극 또는 스크라이빙 라인 등의 반복 패턴으로 인한 심미성 저하 또는 어지러움증을 완화시킬 수 있는 태양전지에 대한 개발이 필요하다.
한국공개특허 제2013-0010049호 한국공개특허 제2012-0128089호
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 태양전지셀의 패턴부와 일치하는 패턴을 형성하되, 태양전지셀의 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝된 기판을 적용함으로써 태양전지 내 광흡수부 및 패턴부의 반복으로 인한 모아레 현상을 방지하는 동시에 심미성을 향상시키고, 색상 차이로 인한 어지러움증 유발을 완화시킬 수 있다는 사실을 알게 되어 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 색상 차이로 인한 어지러움증 유발을 완화시킬 수 있는 태양전지를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 심미성 저하 및 모아레 현상을 방지하며 태양전지 셀의 전체적인 컬러 튜닝이 용이한 태양전지를 제공하는데 있다.
본 발명은 제1 기판; 상기 제1 기판의 후면에 부착되는 제1 접합필름; 상기 제1 접합필름의 후면에 부착되는 1개 또는 2개의 기판으로 이루어지며 광흡수부 및 패턴부를 포함하는 태양전지셀; 상기 태양전지셀의 후면에 부착되는 제2 접합필름; 및 상기 제2 접합필름의 후면에 부착되는 제2 기판;을 포함하되, 상기 태양전지셀의 광흡수부는 색상이 튜닝되어 있고, 상기 제2 기판은 상기 패턴부과 일치하는 패턴이 형성되어 있으면서, 상기 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝된 것을 특징으로 하는 태양전지를 제공한다.
본 발명에 따른 태양전지는 태양전지셀의 패턴부와 일치하는 패턴을 형성하되, 태양전지셀의 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝된 기판을 적용함으로써 태양전지 내 광흡수부 및 패턴부의 반복으로 인한 모아레 현상을 방지하는 동시에 심미성을 향상시키고, 색상 차이로 인한 어지러움증 유발을 완화시킬 수 있다.
또한 태양전지셀과 기판 사이에 컬러 튜닝이 용이한 컬러 접합필름을 적용함으로써 전체적인 태양전지의 색상 톤을 보정하여 시각적 피로도를 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지의 패키징 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지셀의 패턴부와 일치하는 패턴이 형성된 제2 기판을 보여주는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 비교예로 스크라이빙 라인이 형성된 비정질 태양전지의 전면(a)과 상기 비정질 태양전지를 사용자의 손에 비추었을 때(b)를 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1의 비정질 태양전지의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예 1의 제2 기판에 스크라이빙 라인과 일치하는 패턴이 형성되기 전과 패턴이 형성된 후의 비정질 태양전지의 전면을 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예 2의 비정질 태양전지의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 2의 컬러 접합필름이 부착된 상태에서 제2 기판에 스크라이빙 라인과 일치하는 패턴이 형성되기 전과 패턴이 형성된 후의 비정질 태양전지의 전면을 보여주는 사진이다.
이하에서는 본 발명을 하나의 실시예로 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 태양전지는 제1 기판; 상기 제1 기판의 후면에 부착되는 제1 접합필름; 상기 제1 접합필름의 후면에 부착되는 1개 또는 2개의 기판으로 이루어지며 광흡수부 및 패턴부를 포함하는 태양전지셀; 상기 태양전지셀의 후면에 부착되는 제2 접합필름; 및 상기 제2 접합필름의 후면에 부착되는 제2 기판;을 포함하되, 상기 태양전지셀의 광흡수부는 색상이 튜닝되어 있고, 상기 제2 기판은 상기 패턴부과 일치하는 패턴이 형성되어 있으면서, 상기 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 태양전지는 상기 제2 기판 상에 상기 패턴부와 일치하는 패턴을 형성하되, 상기 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝함으로써 반투명한 태양전지 내 광흡수부 및 패턴부의 반복으로 인한 심미성 저하, 색상 차이로 인한 어지러움증 발생, 모아레 현상 등을 방지하고 태양전지의 전체적인 색상 톤을 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지의 패키징 구조를 나타낸 모식도이다. 상기 도 1에서는 제1 기판(1), 상기 제1 기판(1)의 후면에 부착되는 제1 접합필름(2), 상기 제1 접합필름(2)의 후면에 부착되는 태양전지셀(3), 상기 태양전지셀(3)의 후면에 부착되는 제2 접합필름(4) 및 상기 제2 접합필름(4)의 후면에 부착되는 제2 기판(5)을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지셀의 패턴부와 일치하는 패턴이 형성된 제2 기판을 보여주는 모식도이다. 상기 도 2의 태양전지셀(3)은 광흡수부(6)와 패턴부(7)를 포함하며, 상기 광흡수부(6)에 색상이 튜닝되어 있고, 상기 패턴부 (7)와 일치하는 패턴이 제2 기판(5)에 형성되어 있으면서, 상기 광흡수부(6)와 동일한 색상으로 튜닝된 것을 보여준다. 이러한 상기 제2 기판은 상기 태양전지셀(3)과 동일한 패턴부(7)와 일치하는 패턴을 형성함으로써 상기 광흡수부(6)와 동일한 RGB값을 가져 색상차를 완화시킬 수 있다. 이때 상기 패턴 형성은 컬러증착, 인쇄 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 제1 및 제2 기판은 유리, 투명 플라스틱 또는 고분자 필름인 것을 사용할 수 있다. 상기 제1 및 제2 기판은 서로 동일하거나, 다른 재질인 것을 사용할 수 있으며, 상기 태양전지셀이 빛을 투과하도록 투명한 기판을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 제1 및 제2 접합필름은 폴리비닐부틸레이트(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 또는 이 둘의 혼합물인 것을 사용할 수 있다. 상기 제1 및 제2 접합필름은 서로 동일하거나, 다른 재질인 것을 사용할 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2 기판과 상기 태양전지셀이 잘 부착되도록 접합하는 필름으로 글라스와의 접착력이 우수하며, 빛의 투과율이 높고, 자외선은 차단시키는 특성이 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 제2 접합필름은 컬러 접합필름인 것일 수 있다. 상기 컬러 접합필름은 상기 태양전지셀과 상기 제2 기판 사이에 채색된 전면의 컬러 접합필름으로서 원하는 색상을 도입하여 상기 태양전지의 시각적 피로도를 저하시키고 셀 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 컬러 접합필름은 상기 제1 및 제2 접합필름과 동일한 폴리비닐부틸레이트(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 또는 이 둘의 혼합물에 원하는 색상이 첨가된 컬러 접합필름을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 광흡수부는 활성화층 또는 광전극이고, 상기 패턴부는 스크라이빙 라인 또는 집전극인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 태양전지는 비정질 태양전지 또는 염료감응 태양전지인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 비정질 태양전지는 1개의 기판으로 이루어지며, 광흡수부인 활성화층과 패턴부인 스크라이빙 라인을 포함할 수 있다. 또한 상기 염료감응 태양전지는 2개의 기판으로 이루어지며, 광흡수부인 광전극과 패턴부인 집전극을 포함할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 태양전지는 태양전지셀의 패턴부와 일치하는 패턴을 형성하되, 태양전지셀의 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝된 기판을 적용함으로써 태양전지 내 광흡수부 및 패턴부의 반복으로 인한 모아레 현상을 방지하는 동시에 심미성을 향상시키고, 색상 차이로 인한 어지러움증 유발을 완화시킬 수 있다. 또한 태양전지셀과 기판 사이에 컬러 튜닝이 용이한 컬러 접합필름을 적용함으로써 전체적인 태양전지의 색상 톤을 보정하여 시각적 피로도를 개선시킬 수 있다.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 비교예로 스크라이빙 라인이 형성된 비정질 태양전지의 전면(a)과 상기 비정질 태양전지를 사용자의 손에 비추었을 때(b)를 보여주는 사진이다. 상기 도 3의 (a)는 붉은색이 튜닝된 활성화층과 스크라이빙 라인이 형성된 반투명한 비정질 태양전지를 보여주는 것이며, 상기 도 3의 (b)는 상기 태양전지의 스크라이빙 라인으로 사용자의 시야에 방해물로 작용하여 어지러움증을 유발하는 것을 보여준다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1의 비정질 태양전지의 단면도이다. 상기 도 4에서 상기 제1 기판은 유리이고, 상기 제1 및 제2 접합필름은 폴리비닐부틸레이트(PVB)를 사용하였다. 상기 태양전지셀은 붉은색이 튜닝된 활성화층에 스크라이빙 라인이 일정 간격으로 반복 형성된 구조로 이루어졌다. 또한 상기 제2 기판은 상기 태양전지셀의 스크라이빙 라인과 일치하는 패턴이 형성된 기판으로 상기 패턴은 상기 태양전지셀의 활성화층과 동일한 붉은색이 튜닝된 형태로 구성되었다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예 1의 제2 기판에 스크라이빙 라인과 일치하는 패턴이 형성되기 전과 패턴이 형성된 후의 비정질 태양전지의 전면을 보여주는 사진이다. 상기 도 2에서 확인할 수 있듯이, 상기 도 5의 제2 기판에 패턴이 형성되기 전에는 상기 도 3과 마찬가지로 어지러움증을 유발하는 반면에, 제2 기판에 패턴이 형성된 후에는 붉은색의 색상 차가 완화되어 스크라이빙 라인의 반복 패턴이 덜 부각되어 보이는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예 2의 비정질 태양전지의 단면도이다. 상기 도 6에서 상기 제1 기판은 유리이고, 상기 제1 접합필름은 폴리비닐부틸레이트(PVB)를 사용하였다. 상기 태양전지셀은 붉은색이 튜닝된 활성화층에 스크라이빙 라인이 일정 간격으로 반복 형성된 구조로 이루어졌다. 또한 상기 제2 접합필름은 컬러 접합필름(붉은색 색상이 혼합된 폴리비닐부틸레이트(PVB))이고, 상기 제2 기판은 상기 태양전지셀의 스크라이빙 라인과 일치하는 패턴이 형성된 기판으로 구성되었다. 이때 상기 제2 기판의 패턴은 상기 태양전지셀의 활성화층과 동일한 색상으로 튜닝된 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 2의 컬러 접합필름이 부착된 상태에서 제2 기판에 스크라이빙 라인과 일치하는 패턴이 형성되기 전과 패턴이 형성된 후의 비정질 태양전지의 전면을 보여주는 사진이다. 상기 도 7에서 확인할 수 있듯이, 상기 제2 접합필름으로서 컬러 접합필름이 부착된 상태에서 제2 기판에 패턴이 형성되기 전에는 전체적인 색상 톤이 일부 보정되었으나, 여전히 스크라이빙 라인으로 인한 어지러움증을 유발하는 것을 알 수 있었다. 반면에 상기 도 7의 컬러 접합필름이 부착된 상태에서 제2 기판에 패턴이 형성된 후에는 전체적인 색상 톤이 보정된 동시에 활성화층과 스크라이빙 라인 간의 섬세한 RGB 색상 조절로 색상 차를 줄일 수 있으며, 스크라이빙 라인의 반복 패턴이 덜 부각되어 보이므로 어지러움증 유발을 완화시킬 수 있다.
따라서 상기 실시예 1, 2의 구성에 따른 비정질 태양전지는 상기 제2 기판 상에 상기 스크라이빙 라인과 일치하는 패턴을 형성하되, 상기 활성화층과 동일한 색상으로 튜닝함으로써 태양전지 내 스크라이빙 라인의 반복 패턴으로 인한 모아레 현상을 방지하는 동시에 심미성을 향상시키고, 색상 차이로 인한 어지러움증 유발을 완화시킬 수 있다. 또한 상기 태양전지셀과 상기 제2 기판 사이에 컬러 튜닝이 용이한 컬러 접합필름을 적용함으로써 전체적인 태양전지의 색상 톤을 보정하여 시각적 피로도를 개선시킬 수 있다.
1: 제1 기판
2: 제1 접합필름
3: 태양전지셀
4: 제2 접합필름
5: 제2 기판
6: 광흡수부
7: 패턴부

Claims (6)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판의 후면에 부착되는 제1 접합필름;
    상기 제1 접합필름의 후면에 부착되는 1개 또는 2개의 기판으로 이루어지며 광흡수부 및 패턴부를 포함하는 태양전지셀;
    상기 태양전지셀의 후면에 부착되는 제2 접합필름; 및
    상기 제2 접합필름의 후면에 부착되는 제2 기판;
    을 포함하되, 상기 태양전지셀의 광흡수부는 색상이 튜닝되어 있고, 상기 제2 기판은 상기 패턴부과 일치하는 패턴이 형성되어 있으면서, 상기 광흡수부와 동일한 색상으로 튜닝된 것을 특징으로 하는 태양전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판은 유리, 투명 플라스틱 또는 고분자 필름인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접합필름은 폴리비닐부틸레이트(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 또는 이 둘의 혼합물인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 접합필름은 컬러 접합필름인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광흡수부는 활성화층 또는 광전극이고, 상기 패턴부는 스크라이빙 라인 또는 집전극인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지는 비정질 태양전지 또는 염료감응 태양전지인 것을 특징으로 하는 태양전지.
KR1020140194123A 2014-12-30 2014-12-30 색상 튜닝이 가능한 태양전지 KR101567265B1 (ko)

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