KR102042652B1 - 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법 - Google Patents

3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지 보호막 형성방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 직접 분사형 방식으로 태양전지 표면에 코팅 보호막을 형성함으로써, 경량화된 태양전지 보호막을 얻을 수 있고, 항공기, 자동차 등 무게에 따라 성능에 영향을 받는 태양전지를 동력으로 사용하는 3차원 구조물에서 활용가치가 높은 태양전지 보호막 형성방법에 관한 것이다.

Description

3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법 {METHOD FOR FORMING PROTECTION SHIELD LAYER OF SOLAR CELL WITH THREE DIMENTIONAL SURFACE}
본 발명은 태양전지 보호막 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직접 분사형 스프레이 코팅기술로 태양전지의 보호막을 형성하여, 공정시간, 비용, 인력을 크게 감소시킬 수 있는 태양전지 보호막 형성방법에 관한 것이다.
태양전지(Solar Cell 또는 Photovoltaic Cell)는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광발전의 핵심소자이다.
최근에는 박막 태양전지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 박막 태양전지는 CdTe, CuInSe2계의 화합물 반도체를 소재로 한 것이며, 기존의 비정질 실리콘에 비해 효율이 높고, 또한 초기 열화현상이 없는 등 비교적 안정성이 높은 태양전지로 현재 CdTe는 대규모 전력용으로 사용을 위한 실증시험 중에 있다.
또한, 유리와 같은 투명기판을 이용한 전형적인 구조의 CIGS(CuInGaSe2) 박막 태양전지는 플렉시블 하여 형태를 자유자제로 조절할 수 있어 활용가치가 매우 뛰어나다.
따라서, CIGS(CuInGaSe2) 박막 태양전지의 저가·고효율화를 목표로 다양한 공정이 시도되고 있으며, 그 중에서 CIGS 박막 태양전지의 성능을 저하시키는 요소를 차단 및 보호하는 보호막을 형성하는 것은 매우 중요한 기술이다.
기존의 플렉시블 태양전지의 보호막 형성기술은 EVA필름을 라미네이팅 공정을 통해 보호막을 형성하는 것이다. 라미네이팅 공정을 통하여 플렉시블 태양전지에 보호막을 형성 시 외부에서 침투되는 수분, 산소 등 성능 저하요소들에 대해 차단효과가 유지된다. 하지만, 보호막 형성공정에서의 공정시간, 비용, 인력 그리고 공정 실패확률이 높아 문제점으로 제기되고 있다. 또한, 기존의 라이네이팅 공정을 통한 보호막 형성 기술은 복잡한 형태의 플렉시블 태양전지에 적용하기 힘든 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점을 극복하고, 다양한 형태의 태양전지에 보호막을 형성할 수 있는 신규한 태양전지 보호막 형성기술이 요구된다 할 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 바와 같이 종래 기술의 단점 및 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 측면은 직접 분사방식을 통한 태양전지 보호막 코팅 형성방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 직접 분사방식을 통한 태양전지 보호막 코팅이 형성된 태양전지를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 직접 분사방식을 통한 태양전지 보호막 코팅이 형성된 태양전지를 동력으로 사용하는 3차원 구조물을 제공하는데 있다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 태양전지 보호막 형성방법을 제공한다. 상기태양전지 보호막 형성방법은 (a) 태양전지 상에 메시망을 소정거리 이격시켜서 배치하는 단계, (b) 상기 메시망을 통해 상기 태양전지의 표면에 보호막 코팅용액을 분사하는 단계 및 (c) 상기 태양전지 상에 배치된 메시망을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 태양전지는 플렉시블한 태양전지일 수 있다.
상기 태양전지는 다양한 3차원 구조로 제작할 수 있다.
상기 메시망은 일정한 간격으로 일정한 형태의 구멍이 형성될 수 있다.
상기 태양전지의 표면 프로파일과 상기 메시망의 표면 프로파일은 동일할 수 있다.
상기 메시망에 다수개의 이격거리조절핀이 부착될 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 분사기와 상기 태양전지 사이의 거리가 3cm 내지 15cm일 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 분사기의 분사압력이 0.1MPa 내지 0.3MPa일 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 분사기 노즐의 직경이 0.2mm 내지 0.5mm일 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양전지의 보호막 형성방법으로 직접 분사형 보호막 코팅 방식을 사용함으로써, 기존의 라미네이팅 공정을 통한 보호막 형성과정에서의 공정시간, 비용, 인력 그리고 공정 실패확률의 문제점을 크게 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양전지의 보호막 형성방법으로 직접 분사형 보호막 코팅 방식을 사용함으로써, 외부에서 태양전지로 침투되는 수분, 산소 등 성능 저하요소들에 대해 차단효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양전지의 보호막 형성방법으로 직접 분사형 보호막 코팅 방식을 사용함으로써, 태양전지 보호막의 무게와 두께를 크게 줄일 수 있다. 따라서, 태양전지를 동력으로 사용하는 3차원 구조물 중 항공기, 자동차 등 무게에 따라 성능에 영향을 받는 구조물에서 활용가치가 높다.
특히, 태양전지 보호막의 두께, 면적 및 무게 증가는 태양전지를 동력으로 사용하는 무인 항공기의 성능에 매우 나쁜 영향을 주어 비행시간의 감소로 이르게 되므로, 본 발명에 따른 보호막 코팅이 형성된 태양전지는 무인 항공기 등 무인 동력 이동체의 비행효율 및 비행시간을 증가시키는데 큰 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양전지 보호막 형성방법은 복잡한 형태의 플렉시블 태양전지에 적용할 수 있는 기술이므로, 플렉시블 태양전지를 사용하는 모든 분야에 적용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 바람직한 본 발명에 바람직한 실시예에 따라 태양전지 보호막 형성방법을 나타내는 개념도이다.
도 2는 바람직한 본 발명의 태양전지 보호막 코팅의 중첩에 따른 변화를 나타낸 SEM 및 AFM 이미지이다.
도 3은 바람직한 본 발명의 태양전지 보호막 코팅의 중첩에 따른 산소투과도를 비교한 그래프이다.
도 4는 바람직한 본 발명의 태양전지 보호막 코팅의 중첩에 따른 빛의 투과도를 비교한 그래프이다.
도 5는 보호막 코팅이 형성된 태양전지의 무게를 보여주는 사진으로서, 오른쪽이 기존의 EVA 라미네이팅 보호막이 형성된 태양전지에 해당하고, 가운데 쪽이 본 발명에 채용되는 직접 분사형 보호막 코팅이 형성된 태양전지에 해당하며, 왼쪽은 보호막이 형성되지 않은 태양전지에 해당한다.
도 6은 바람직한 본 발명의 보호막 코팅이 형성된 태양전지를 적용한 3차원 구조물의 사진이다.
도 7은 무인 항공기의 무게에 따른 비행시간의 변화 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
실시예
도 1은 바람직한 본 발명에 바람직한 실시예에 따라 태양전지 보호막 형성방법을 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 보호막 형성방법은 크게 3단계로 형성되며, 이해를 돕기 위해 태양전지를 동력으로 사용하는 3차원 구조물(300)을 포함하여 도시하였다.
먼저, 도 1 (a)를 참조하면, 태양전지(200) 상에 메시망(100)을 소정거리 이격시켜서 배치하는 단계가 수행된다.
구체적으로, 상기 태양전지(200)는 플렉시블한 태양전지를 사용할 수 있다. 따라서, 상기 태양전지(200)는 자유롭게 형태를 변형할 수 있으며, 다양한 3차원 구조를 가진다. 즉, 태양전지를 배치하려는 3차원 구조물의 표면(310)형상에 맞춰 본 발명의 보호막이 형성된 태양전지를 제조할 수 있다.
바람직한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는 연구 개발에 따라 화력발전 등 기존 발전방식과 전력시장에서 경쟁력이 있고, 장차 우주용 태양전지로도 그 활용도가 크게 기대되며, 플렉시블한 태양전지인 CIGS 박막 태양전지를 사용하였다.
상기 메시망(100)은 태양전지로부터(200) 소정거리 이격시켜서 배치된다. 이격되는 거리를 일정하게 조절하기 위해 상기 메시망(100)에는 다수개의 이격거리조절핀(400)이 부착될 수 있다.
상기 메시망(100)에 이격거리조절핀(400)을 부착하여 하나의 세트형태로 사용할 수 있으며, 이를 통해 태양전지(200)와 메시망(100) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 또한, 다양한 플렉시블 태양전지의 형태에서도 태양전지(200)와 메시망(100)이 일정한 거리로 이격되도록 도움을 주는 역할을 수행한다.
상기 메시망(100)에는 일정한 간격으로 일정한 형태의 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 태양전지(200)의 표면 프로파일과 상기 메시망(100)의 표면 프로파일은 동일하게 구성하는 것이 바람직하다. 이는 후술하는 내용을 통해 이해할 수 있을 것이다.
도 1 (b)를 참조하면, 태양전지(200) 상에 메시망(100)을 소정거리 이격시켜서 배치하는 단계를 수행한 후, 상기 메시망(100)을 통해 상기 태양전지(200)의 표면에 보호막 코팅용액(500)을 분사하는 단계가 수행된다.
구체적으로, 상기 태양전지(200)의 표면에 보호막 코팅용액(500)을 분사하는 단계는 한 번 이상 수행될 수 있으며, 여러 번 수행할 경우 보호막 코팅 증착 두께가 두꺼워진다.
또한, 상기 태양전지(200)의 표면에 보호막 코팅용액(500)을 분사하는 단계는 보호막 코팅용액(500)을 태양전지(200)의 표면으로 분사할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법을 사용해도 좋다. 바람직한 본 발명의 일 실시예에 따른 분사방법은 분사기(600)를 사용한 분사방법이다.
상기 분사기(600)의 노즐 직경이 0.2mm 내지 0.5mm일 수 있다.
상기 분사기(600)의 노즐 직경이 0.5mm를 초과할 경우 정밀한 분사효과가 미미할 수 있고, 상기 분사기(600)의 분사 노즐 지름이 0.2mm 미만일 경우, 분사용액이 집적화되어 고른 코팅이 형성되지 않을 수 있다.
상기 분사기(600)와 상기 태양전지(200) 사이의 거리가 3cm 내지 15cm로 하고, 상기 분사기의 분사압력을 0.1MPa 내지 0.3MPa로 하여 상기 보호막 코팅용액(500)을 분사할 수 있다.
상기 분사기(600)와 상기 태양전지(200) 사이의 거리가 3cm 미만이거나, 분사기의 분사압력이 0.3MPa을 초과할 경우, 코팅용액이 압력에 밀려 박막이 형성되지 않을 수 있다.
또한, 상기 분사기(600)와 상기 태양전지(200) 사이의 거리가 15cm를 초과하거나, 분사기의 분사압력이 0.1MPa 미만일 경우, 코팅용액이 태양전지에 도달하지 못하여 보호막 코팅이 형성되지 않을 수 있다.
따라서, 분사기(600)와 태양전지(200) 사이의 거리 및 분사기의 분사압력을 적절하게 조절하는 것이 중요하며, 바람직한 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅용액(500)을 분사하는 단계는, 태양전지(200)로부터 5cm의 거리에서 0.2MPa의 분사압력으로 진행하였다.
아래의 [표 1]은 분사 시 분사기(600)와 태양전지(200) 사이의 거리에 따른 태양전지 보호막 코팅 증착두께를 나타낸 표이며, 분사기의 분사압력은 0.2MPa이다.
거리 분사기의
노즐 지름		 보호막 코팅
증착 두께
3cm 0.2~0.5mm 200nm
5cm 0.2~0.5mm 400nm
10cm 0.2~0.5mm 600nm
15cm 0.2~0.5mm X
20cm 0.2~0.5mm X
25cm 0.2~0.5mm X
30cm 0.2~0.5mm X
상기 [표 1]을 참고하면, 분사기의 분사압력이 0.2MPa일 때 분사기(600) 및 태양전지(200) 사이의 거리가 10cm를 초과할 경우 보호막 코팅이 증착되지 않는 것을 확인할 수 있으며, 분사 거리에 따라 태양전지 보호막 코팅의 증착 두께가 달라진다는 것을 알 수 있다.
상기 메시망(100)을 통해 상기 태양전지(200)의 표면에 보호막 코팅용액을 분사하는 단계가 수행될 때, 일정한 간격으로 일정한 형태의 구멍이 형성되어 있는 메시망(100)의 구멍을 통해 태양전지(200)로 코팅용액이 분사된다. 따라서, 태양전지 상에 물방울 모양으로 코팅용액이 형성(510)된다.
상기 물방울 모양으로 형성된 코팅용액(510)은 일정 시간이 지난 후 고르게 펼쳐지고, 태양전지(200) 상에 보호막 코팅(520)을 형성한다. 따라서, 상기 메시망(100)에 일정한 간격으로 일정한 형태의 구멍을 형성하는 것은 태양전지 상에 고른 코팅을 형성하기 위해 중요한 것임을 알 수 있을 것이며, 상기 태양전지(200)와 상기 메시망(100) 사이의 거리를 일정하게 유지하는 이격거리조절핀(400) 또한 태양전지 상에 고른 코팅을 형성하기 위해 중요한 것임을 알 수 있을 것이다.
또한, 상기 메시망(100)의 두께가 일정하다면, 상기 태양전지(200)의 표면 프로파일과 상기 메시망(100)의 표면 프로파일은 동일하게 구성되고, 이로 인해 고른 코팅이 형성될 것이다.
도 1 (c)를 참조하면, 상기 메시망(100)을 통해 상기 태양전지(200)의 표면에 보호막 코팅용액(500)을 분사하는 단계를 수행한 후, 상기 태양전지(200) 상에 배치된 메시망(100)을 제거하는 단계가 수행된다.
상술한 단계들을 통해 태양전지(200) 표면에 보호막 코팅(520)을 형성할 수 있으며, 태양전지(200)를 배치하려는 3차원 구조물의 표면(310)형상에 맞춰 본 발명의 보호막 코팅(520)이 형성된 태양전지(200)를 제조할 수 있다.
아래의 [표 2]는 시간경과에 따른 태양전지의 효율을 나타내는 표로서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 보호막 코팅이 형성된 CIGS 박막 태양전지, 기존의 EVA 라미네이팅 보호막이 형성된 CIGS 박막 태양전지 및 보호막이 형성되지 않은 CIGS 박막 태양전지의 효율을 비교하였다.
CIGS
태양전지		 VOC(V) ISC(A) Fill Factor(%) Efficiency(%)
1주 후 6주 후 1주 후 6주 후 1주 후 6주 후 1주 후 6주 후
EVA 라미네이팅 보호막 0.603 0.603 3.72 3.67 30.85 30.54 3.29 3.28
본 발명의 보호막 코팅 0.578 0.578 3.35 1.69 30.06 22.20 2.77 1.10
보호막 없음 0.572 0.572 3.60 3.55 29.82 27.60 2.93 2.80
상기 [표 2]를 참조하면, 본 발명의 보호막 코팅이 형성된 CIGS 박막 태양전지와 EVA 라미네이팅 보호막이 형성된 CIGS 박막 태양전지의 경우 6주 후에도 태양전지로서의 효율이 유지되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 스프레이 코팅 보호막은 외부에서 CIGS 박막 태양전지로 침투되는 수분, 산소 등 성능 저하요소들에 대해 차단효과가 있음을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 직접 분사 방식을 통해 형성된 태양전지 보호막 코팅은, 기존의 라미네이팅 공정을 통해 형성된 태양전지 보호막과 동등한 보호 효과를 가지면서, 공정시간, 비용, 인력 그리고 공정 실패확률의 문제점을 크게 개선하는 보호막 형성 방식이라는 것을 알 수 있다.
도 2는 바람직한 본 발명의 태양전지 보호막 코팅의 중첩에 따른 변화를 나타낸 SEM 및 AFM 이미지이다.
도 2 (a)는 태양전지로부터 5cm의 거리에서 0.2MPa의 압력으로 태양전지의 표면에 보호막 코팅용액을 한 번 분사하였을 때 SEM이미지(상측) 및 AFM이미지(하측) 이다.
도 2 (a)를 참조하면, 406.94nm의 두께로 태양전지 상에 보호막 코팅이 형성되었음을 확인할 수 있으며, RMS 값이 158nm임을 알 수 있다.
도 2 (b)는 태양전지로부터 5cm의 거리에서 0.2MPa의 압력으로 태양전지의 표면에 보호막 코팅용액을 세 번 분사하였을 때 SEM이미지(상측) 및 AFM이미지(하측) 이다.
도 2 (b)를 참조하면, 3.449㎛의 두께로 태양전지 상에 보호막 코팅이 형성되었음을 확인할 수 있으며, RMS 값이 125nm임을 알 수 있다.
즉, 태양전지의 표면에 보호막 코팅용액을 분사하는 단계를 여러 번 수행할수록 보호막 코팅의 두께는 두꺼워지고, 코팅 표면의 RMS 값은 떨어지는 것을 알 수 있다.
도 3은 바람직한 본 발명의 태양전지 보호막 코팅의 중첩에 따른 산소투과도를 비교한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 태양전지의 표면에 보호막 코팅용액을 분사하는 단계를 여러 번 수행함에 따라 OTR(Oxygen Transmission Rate) 값이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 보호막 코팅용액 분사 횟수가 증가하면, 보호막 코팅의 두께가 두꺼워지고, 태양전지 보호 효율은 증가하는 것을 알 수 있다.
도 4는 바람직한 본 발명의 태양전지 보호막 코팅의 중첩에 따른 빛의 투과도를 비교한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 태양전지의 표면에 보호막 코팅용액을 분사하는 단계를 여러 번 수행함에 따라 빛의 투과도(Optical Transmittance)가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 보호막 코팅용액 분사 횟수가 증가하면, 보호막 코팅의 두께가 두꺼워지고, 빛의 투과도는 감소하는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 보호막 코팅용액 분사 횟수를 조절함으로써, 손쉽게 빛의 투과도 및 태양전지 보호 효율을 조절할 수 있다. 즉, 3차원 구조물에 태양전지를 부착하는 목적에 따라 태양전지의 효율 및 수명을 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 보호막 코팅이 형성된 태양전지의 무게를 보여주는 사진으로서, 오른쪽이 기존의 EVA 라미네이팅 보호막이 형성된 태양전지에 해당하고, 가운데 쪽이 본 발명에 채용되는 직접 분사형 보호막 코팅이 형성된 태양전지에 해당하며, 왼쪽은 보호막이 형성되지 않은 태양전지에 해당한다.
도 5를 참조하면, 기존의 EVA 라미네이팅 보호막이 형성된 태양전지의 무게는 72.580g이고, 본 발명에 채용되는 직접 분사형 보호막 코팅이 형성된 태양전지의 무게는 7.520g이다. 보호막이 형성되어 있지 않은 태양전지의 무게가 7.176g이므로, 본 발명의 직접 분사형 보호막 코팅 보호막의 무게는 0.344g이고, 기존의 EVA 라이네이팅 보호막의 무게는 65.06g인 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 직접 분사형 보호막 코팅방식을 채용함으로써, 태양전지 보호막의 무게를 1/190 수준으로 줄일 수 있고, 보호막이 형성된 태양전지의 무게를 1/10 수준으로 줄일 수 있다.
본 발명의 직접 분사형 보호막 코팅이 형성된 태양전지는 항공기, 자동차 등 무게에 따라 성능에 영향을 받는 3차원 구조물에서 활용가치가 높다. 특히, 태양전지 보호막의 무게 증가는 태양전지를 사용하는 무인 항공기의 성능에 매우 나쁜 영향을 주어 비행시간의 감소로 이르게 되므로, 태양전지 보호막의 무게 감소는 무인 항공기 등 무인 동력 이동체의 비행효율 및 비행시간을 증가시키는데 큰 효과가 있다.
도 6은 바람직한 본 발명의 보호막 코팅이 형성된 태양전지를 적용한 3차원 구조물의 사진이다.
도 6을 참조하면, 무인 항공기의 날개형상에 맞추어 태양전지를 제작하고, 본 발명의 보호막 코팅 형성방식을 통해 태양전지 표면에 보호막을 형성하였다.
도 7은 무인 항공기의 무게에 따른 비행시간의 변화 그래프이다.
도 7을 참조하면, 무인 항공기의 무게가 감소할수록 비행시간은 증가하는 것을 알 수 있다.
아래 [표 3]은 CIGS 박막 태양전지의 보호막 형성 방식에 따른 무인 항공기의 무게와 비행시간을 나타내는 표로서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 보호막 코팅이 형성된 CIGS 박막 태양전지를 사용한 무인 항공기와 기존의 EVA 라미네이팅 보호막이 형성된 CIGS 박막 태양전지를 사용한 무인 항공기를 비교하였다.
CIGS type 무인 항공기 무게
(g)		 프로펠러 회전수
(rpm)		 비행시간
(min)
EVA 보호막 3153.89 9082 15.4
본 발명의 보호막 코팅 2633.41 9884 18.6
상기 [표 3]을 참고하면, 기존의 EVA 라미네이팅 보호막이 형성된 CIGS 박막 태양전지를 사용한 무인 항공기는 15.4분을 비행하였고, 본 발명의 보호막 코팅이 형성된 CIGS 박막 태양전지를 사용한 무인 항공기는 18.6분을 비행하였다. 따라서, 본 발명의 보호막 코팅이 형성된 CIGS 박막 태양전지를 사용한 무인 항공기가 약 1.2배 더 긴 시간동안 비행한 것을 알 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 보호막 코팅이 형성된 CIGS 박막 태양전지를 통해 성능이 보다 향상된 독창적인 무인비행체 시제품을 성공적으로 제작할 수 있는 것을 확인할 수 있으며, 태양전지의 보호막 형성 방식으로 본 발명의 직접 분사형 보호막 코팅을 사용함으로써, 항공기, 자동차 등 무게에 따라 성능에 영향을 받는 3차원 구조물에서 활용가치가 높다는 것을 확인하였다.
또한, 기존의 보호막 형성기술의 문제점을 극복하는 신규한 태양전지 보호막 형성기술이라는 것을 확인하였다.
100: 메시망
200: 태양전지
300: 3차원 구조물
310: 3차원 구조물의 표면
400: 이격거리조절핀
500: 보호막 코팅용액
510: 물방울 모양으로 형성된 보호막 코팅용액
520: 보호막 코팅
600: 분사기

Claims (9)

  1. 코팅할 태양전지의 3차원 표면 프로파일과 동일한 3차원 표면 프로파일을 가지는 메시망을 제조하는 단계;
    상기 태양전지 상에 상기 메시망을 소정거리 이격시켜서 배치하는 단계;
    상기 메시망을 통해 상기 태양전지의 표면에 보호막 코팅용액을 분사하는 단계; 및
    상기 태양전지 상에 배치된 메시망을 제거하는 단계를 포함하는 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지는 플렉시블한 태양전지인 것을 특징으로 하는 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지는 표면이 3차원 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메시망은 일정한 간격으로 일정한 형태의 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메시망에 다수개의 이격거리조절핀이 부착된 것을 특징으로 하는 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법.
  7. 제1항에 있어서,
    분사기와 상기 태양전지 사이의 거리가 3cm 내지 15cm인 것을 특징으로 하는 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법.
  8. 제1항에 있어서,
    분사기의 분사압력이 0.1MPa 내지 0.3MPa인 것을 특징으로 하는 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법.
  9. 제1항에 있어서,
    분사기 노즐의 직경이 0.2mm 내지 0.5mm인 것을 특징으로 하는 3차원 표면 구조를 가지는 태양전지의 보호막 형성방법.
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