KR101731201B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

태양 전지 모듈(100)은 투명 층(31); 투명 층(31)의 상부 표면 상에서 서로로부터 이격되어 배치된 복수의 셀(2); 투명 층(31)의 상부 표면 상에 배치되고 적어도 하나의 셀(2)의 주변부의 적어도 일부분을 둘러싸는 반사 층(32); 및 복수의 셀(2) 및 반사 층(32) 위에 배치된 커버 플레이트(1)를 포함한다. 반사 층(32)에 대향하는 커버 플레이트(1)의 하부 표면의 적어도 한 부분이 톱니 형태를 가진다.

Description

태양 전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
[관련 출원에 대한 교차 참조]
본 출원은 2013년 4월 22일 중화인민공화국 국가지식산권국에 출원된 중국 특허출원 번호 제201320204364.2호의 우선권을 주장한다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 태양 전지 분야에 관한 것으로, 특히 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
종래의 광전지 모듈은 실질적으로 두 가지 유형을 포함한다. 광전지 모듈의 하나의 유형은 광전지 유리로부터 제조된 상단 층, TPT 또는 다른 중합체 재료로부터 제조된 백 보드 및 EVA 또는 PVB로부터 제조된 캡슐화 층을 포함한다. 이러한 유형의 광전지 모듈은 낮은 캡슐화 효율, 전기 에너지로의 낮은 광 변환 효율, 낮은 광 이용률을 가지며 장식적인 용도를 갖지 않는다. 광전지 모듈의 다른 유형은 광전지 유리로부터 제조된 상단 층 및 백 보드, 상단 층과 백 보드 사이에 배치된 태양 전지 모듈 및 EVA 또는 PVB로부터 제조된 캡슐화 층을 포함한다. 그러나, 백 보드가 투명하기 때문에, 이러한 유형의 광전지 모듈은 매우 불량한 반사율을 갖는다. 광전지 모듈의 광전지 영역이 아닌 영역에 도달한 광은 이러한 영역을 직접 통과할 수 있으며, 따라서 광의 이용률이 감소될 수 있다. 그리고 광전지 모듈에 의한 전기 에너지로의 광 변환 효율이 향상될 필요가 있다.
본 개시내용의 실시예들은 종래 기술에 존재하는 문제들 중 적어도 하나를 적어도 어느 정도까지 해결하기 위해, 또는 소비자에게 유용한 대안을 제공하고자 한다.
본 개시내용의 일 양태의 실시예들은 태양 전지 모듈을 제공한다. 태양 전지 모듈은: 투명 층; 투명 층의 상부 표면 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 셀; 투명 층의 상기 상부 표면 상에 배치되고 적어도 하나의 셀의 주변부의 적어도 일부분을 둘러싸는 반사 층; 및 복수의 셀 및 상기 반사 층 위에 배치된 커버 플레이트를 포함하되, 반사 층에 대향하는 상기 커버 플레이트의 하부 표면의 적어도 한 부분이 톱니 형태를 갖는다.
일부 실시예들에서, 복수의 셀이 제1 접착 층을 통해 커버 플레이트에 부착될 수 있고, 복수의 셀이 제2 접착 층을 통해 투명 층에 부착될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 접착 층 및 제2 접착 층 각각이 에틸렌-비닐 아세테이트 혼성 중합체 및 폴리비닐 부티랄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층의 상부 표면이 커버 플레이트의 하부 표면으로부터 이격될 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층의 상부 표면이 편평할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층은 중합체 재료를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층은 탄화플루오르 레진, 폴리비닐리덴 불소, 폴리에틸렌, 탄화플루오르 레진 개량 중합체, 폴리비닐리덴 불소 개량 중합체 및 폴리에틸렌 개량 중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 커버 플레이트의 하부 표면의 적어도 부분 상에 형성된 투스(tooth)의 팁 각도(tip angle)가 약 45° 내지 약 135°일 수 있다. 일부 실시예들에서, 팁 각도는 약 60° 내지 약 100°일 수 있다. 일부 실시예들에서, 팁 각도는 약 60°일 수 있다.
일부 실시예들에서, 커버 플레이트는 광전지 유리, 코팅된 유리 및 텍스처화된 유리로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 투명 층은 유리를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층은 복수의 셀의 각각의 주변부를 둘러쌀 수 있다.
일부 실시예들에서, 셀은 직사각형일 수 있으며, 반사 층은 복수의 셀 각각의 네 개의 측면들에 인접하게 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층이 셀로부터 이격될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 태양 전지 모듈이 투명 층 및 반사 층을 포함하며, 따라서 두 개의 대향하는 면들로부터(예를 들어, 커버 플레이트 및 투명 층으로부터) 조명되는 광이 모두 셀에 도달할 수 있고 셀에 의해 활용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 인접하는 셀들 또는 커버 플레이트로부터의 셀들의 에지들(즉, 반사 층에 의해 커버되는 영역) 사이의 간격으로 조명되는 광이 먼저 (반사 층이 편평한 표면을 갖는 경우에 평면 반사를 통해) 반사 층에 의해서 (반사 층에 대향하는 커버 플레이트의 하부 표면 상의 세레이션(serration) 영역으로도 지칭되는) 톱니 형태를 갖는 영역으로 먼저 반사될 수 있으며, 그 다음 셀로 반사된다. 이러한 방식으로, 광의 활용률이 추가로 향상될 수 있고, 태양 전지 모듈의 출력 전력이 따라서 향상될 수 있다. 또한, 반사 층 및 복수의 셀이 서로 함께 리벳 구조물(riveting structure)을 형성할 수 있으며, 이것은 태양 전지 모듈의 기계적 안정성을 향상시킬 뿐 아니라 태양 전지 모듈의 수명을 증가시킬 수 있다.
본 개시내용의 추가적인 양태들 및 장점들이 아래의 설명에서 부분적으로 주어질 것이며, 아래의 설명으로부터 부분적으로 명백해지거나, 본 개시내용의 실시예들의 실시로부터 파악될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들의 전술된, 그리고 그 외의 양태들 및 장점들이 첨부된 도면을 참조하여 아래의 설명으로부터 명확해질 것이며 더욱 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 단면도;
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 단면도;
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략도;
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 단면도;
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략도;
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 단면도.
본 개시내용의 실시예들에 대해 자세하게 참고할 것이다. 동일하거나 유사한 요소들 및 동일하거나 유사한 기능들을 갖는 요소들이 명세서 전반에 걸쳐 동일한 참조번호에 의해 표기되었다. 도면을 참조하여 본 명세서에 기술된 실시예들은 설명적, 예시적이며, 본 개시내용을 일반적으로 이해하도록 사용되었다. 실시예들이 본 개시내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
설명에서, 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, 디바이스 또는 요소 배향을 지칭하도록 본 명세서에서 사용되는 용어 및 술어 (예를 들어, "상부", "하부" 등과 같은 용어들)가 본 개시내용의 설명을 단순화하기 위한 논의 하에서 도면에 도시된 바와 같은 또는 기술된 바와 같은 배향을 지칭하는 것으로 해석되어야만 하지만 지칭된 디바이스 또는 요소가 단독으로 특정 배향을 가져야만 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 또한, 본 개시내용이 특정 배향으로 해석되거나 동작될 것이 요구되지 않는다.
또한, "제 1" 및 "제 2"와 같은 용어들이 본 명세서에서 설명의 목적으로 사용되었으며 상대적인 중요성 또는 중대성을 나타내거나 의미하도록 의도되지 않는다.
이러한 설명 및 아래의 특허청구범위를 위해서, 달리 명시되지 않는 한 숫자 범위의 정의는 항상 극단을 포함한다.
본 개시내용의 실시예들의 일 측면에 따르면, 태양 전지 모듈(100)이 제공된다. 도 1, 2, 4 및 6을 참조하면, 태양 전지 모듈(100)이 투명 층(31), 복수의 셀(2), 반사 층(32) 및 커버 플레이트(1)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 셀(2)이 투명 층(31)의 상부 표면 상에 서로로부터 이격되어 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사 층(32)은 투명 층(31)의 상부 표면 상에 배치될 수 있으며 적어도 하나의 셀(2)의 주변부의 적어도 일부분을 둘러싼다. 일부 실시예들에서, 커버 플레이트(1)는 복수의 셀(2)과 반사 층(32) 위에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사 층(32)에 대향하는 커버 플레이트(1)의 하부 표면의 적어도 일부분(11)이 톱니 형태를 가진다.
일부 실시예들에서, 투명 층(31) 및 반사 층(32)이 도 1, 2, 4 및 6에 도시된 바와 같이 태양 전지 모듈(100)의 백 플레이트를 형성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 셀(2)은 제1 접착 층(4)을 통해 커버 플레이트(1)에 부착될 수 있고, 복수의 셀(2)은 제2 접착 층(5)을 통해 투명 층(31)에 부착될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 접착 층(4, 5) 각각은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 혼성 중합체 및 폴리비닐 부티랄(PVB) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그 다음 태양 전지 모듈(100)은 우수한 투과율, 내한성, 내열성 및 긴 수명을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 투명 층(31)이 유리를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층(32)의 상부 표면이 커버 플레이트(1)의 하부 표면으로부터 이격될 수 있다. 특히, 반사 층(32)의 상부 표면 및 반사 층(32)이 도 2, 4 및 6에 도시된 바와 같이 서로 접촉하지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층(32)의 상부 표면은 편평한 표면일 수 있다. 그 다음 반사 층(32)은 커버 플레이트(1)에 광을 반사시킬 수 있는 평면 반사를 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층(32)은 중합체 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반사 층(32)은: 탄화플루오르 레진, 폴리비닐리덴 불소, 폴리에틸렌, 탄화플루오르 레진 개량 중합체, 폴리비닐리덴 불소 개량 중합체 및 폴리에틸렌 개량 중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그에 따라 태양 전지 모듈(100)이 높은 반사율 및 우수한 노화 저항을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층(32)은 복수의 셀(2)의 각각의 주변부를 둘러쌀 수 있다. 그 다음 반사 층(32)은 도 5에 도시된 바와 같이 망상(netlike) 구조를 형성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 셀(2)은 직사각형일 수 있으며, 반사 층(32)은 도 3 및 5에 도시된 바와 같이 복수의 셀(2) 각각의 네 개의 측면들에 인접하게 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 반사 층(32)은 셀(2)로부터 이격될 수 있다.
반사 층(32)을 준비하기 위한 방법에 대한 특정한 제한은 존재하지 않는다. 일부 실시예들에서, 투명 층(31) 상에 반사 층(32)을 형성하기 위한 방법은 분사, 코팅 또는 인쇄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 커버 플레이트의 하부 표면의 적어도 부분(11) 상에 형성된 투스(tooth)의 팁 각도 a는 약 45° 내지 약 135°일 수 있다. 일부 실시예들에서, 팁 각도 a는 약 60° 내지 약 100°일 수 있다. 실시예에서, 팁 각도 a는 약 60°일 수 있다.
일부 실시예들에서, 커버 플레이트(1)는 광전지 유리, 코팅된 유리 및 텍스처화된 유리로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 코팅된 유리는 반사를 감소시키는 것을 용이하게 하는 코팅을 포함할 수 있다. 텍스처화된 유리는 유리의 투과율을 향상시킬 수 있다. 그 다음 태양 전지 모듈(100)의 광 흡수가 향상될 수 있으며 광 반사가 감소될 수 있다.
일부 실시예들에서, 셀(2)은 단결정질 셀 또는 다결정질 셀일 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 두 개의 대향하는 측면들로부터(예를 들어, 커버 플레이트(1) 및 투명 층(31)으로부터) 조명되는 광이 모두 셀(2)에 도달할 수 있으며 그에 의해서 활용될 수 있다. 특히, 인접한 셀들(2) 또는 커버 플레이트(1)로부터의 셀(2)의 에지들 사이의 간격으로 조명되는 광이 먼저 반사 층(32)에 의해 부분(11)에 반사될 수 있고 그 다음 셀(2)에 반사될 수 있다. 광의 자세한 반사 경로가 도 2, 4 및 6의 화살표들에 의해 표시되었다. 두 개의 반사 효과로서, 광의 활용률이 향상될 수 있으며 태양 전지 모듈(100)의 출력 전력이 그에 따라 향상될 수 있다. 또한, 반사 층(32) 및 복수의 셀(100)이 서로와 함께 리벳 구조물을 형성할 수 있고, 이것은 태양 전지 모듈(100)의 기계적 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 태양 전지 모듈(100)의 수명을 증가시킬 수 있다.
설명적 실시예들이 도시되고 기술되었지만, 전술된 실시예들이 본 개시내용을 제한하는 것으로 해석될 수 없으며, 본 개시내용의 사상, 원리 및 범주로부터 벗어나지 않고 실시예들에서 변화, 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에 의해서 이해될 것이다.

Claims (15)

  1. 태양 전지 모듈로서,
    투명 층;
    상기 투명 층의 상부 표면 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 셀;
    상기 투명 층의 상기 상부 표면 상에 배치되고 적어도 하나의 셀의 주변부의 적어도 일부분을 둘러싸는 반사 층; 및
    상기 복수의 셀 및 상기 반사 층 위에 배치된 커버 플레이트를 포함하되,
    상기 반사 층에 대향하는 상기 커버 플레이트의 하부 표면의 적어도 한 부분이 톱니 형태를 갖고,
    상기 반사 층의 상기 상부 표면이 편평한 표면인, 태양 전지 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 셀이 제1 접착 층을 통해 상기 커버 플레이트에 부착되고, 상기 복수의 셀이 제2 접착 층을 통해 상기 투명 층에 부착되는, 태양 전지 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 접착 층 및 상기 제2 접착 층 각각이 에틸렌-비닐 아세테이트 혼성 중합체 및 폴리비닐 부티랄 중 적어도 하나를 포함하는, 태양 전지 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 층의 상부 표면이 상기 커버 플레이트의 상기 하부 표면으로부터 이격되는, 태양 전지 모듈.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 층은 중합체 재료를 포함하는, 태양 전지 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사 층은 탄화플루오르 레진, 폴리비닐리덴 불소, 폴리에틸렌, 탄화플루오르 레진 개량 중합체, 폴리비닐리덴 불소 개량 중합체 및 폴리에틸렌 개량 중합체로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 태양 전지 모듈.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 상기 하부 표면의 적어도 부분 상에 형성된 투스(tooth)의 팁 각도(tip angle)가 45° 내지 135°인, 태양 전지 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 팁 각도는 60° 내지 100°인, 태양 전지 모듈.
  10. 삭제
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는 광전지 유리, 코팅된 유리 및 텍스처화된 유리로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 태양 전지 모듈.
  12. 삭제
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 층은 상기 복수의 셀의 각각의 주변부를 둘러싸는, 태양 전지 모듈.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 셀은 직사각형이며, 상기 반사 층은 상기 복수의 셀 각각의 네 개의 측면들에 인접하게 배치되는, 태양 전지 모듈.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 층이 상기 셀로부터 이격되는, 태양 전지 모듈.
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