KR102186805B1 - 태양광 모듈용 전극 선재, 그 제조 방법 및 태양광 모듈 - Google Patents

태양광 모듈용 전극 선재, 그 제조 방법 및 태양광 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 태양광 모듈의 환경 미관을 개선하고 태양광 흡수 효율을 증가시킬 수 있도록 착색된 태양광 모듈용 전극 선재를 제공하는 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 착색된 태양광 모듈용 전극 선재는, 전도성 심재; 상기 전도성 심재의 상측에 배치된 제1 솔더층; 상기 전도성 심재의 하측에 배치된 제2 솔더층; 및 상기 제1 솔더층의 상측에 배치되어 압착된 착색필름을 구비하는 제1 착색층;을 포함하고, 상기 제1 착색층은 폴리이미드, 실리콘계 접착제, 및 착색물질을 포함하며, 상기 착색 물질은 카본 블랙을 포함한다.

Description

태양광 모듈용 전극 선재, 그 제조 방법 및 태양광 모듈{Electrode wire for photovoltaic module, method of manufacturing the same and photovoltaic module having the same}
본 발명은 태양광 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 모듈용 전극 선재, 그 제조 방법 및 태양광 모듈에 관한 것이다.
석탄이나 석유와 같은 화학에너지의 고갈 및 화학에너지 사용에 따른 환경오염 문제로 인해 근자에 들어서는 대체에너지의 개발에 노력을 기울이고 있는데, 그 중에 하나가 태양에너지를 이용한 태양광 발전이다. 태양광 발전이라 함은 태양광 또는 태양열과 같은 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 일련의 기술이다.
태양광 발전의 기본 원리에 대해 간략하게 살펴보면, P-N 접합 반도체로 구성된 태양 전지(solar cell)에 태양광이 조사되면, 광 에너지에 의한 전하 및 정공이 생겨나고, 전자와 정공이 이동하여 N층과 P층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생함으로써 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르는 결과를 이용한다. 이처럼 무한정, 무공해의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키기 위해서는 무엇보다도 태양광을 집광하기 위한 태양광 모듈(photovoltaic module)에 대한 기술 개발이 요구된다. 일반적으로 태양광 발전을 위한 태양전지는 실리콘이나 각종 화합물에서 출발, 태양 전지 형태가 되면 전기를 생산해 낼 수 있게 된다. 그러나 하나의 전지로는 충분한 출력을 얻지 못하므로 각각의 셀을 직렬 혹은 병렬 상태로 연결해야 하는데 이렇게 연결된 상태를 태양광 모듈이라 지칭한다. 태양광 산업이 증대됨에 따라 태양광 모듈의 수요가 급증하고 있다.
태양광 모듈의 구성은 일반적으로 백 시트(back sheet), 태양 전지 유닛, 태양광 전극 선재, 에바(EVA), 유리로 구성된다. 백 시트는 모듈 맨 아래 깔리는 소재로 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입이 많이 사용되고 있으며, 에바는 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 합쳐질 수 있는 역할을 하고, 유리는 빛의 반사를 방지하는 역할을 하도록 철분이 적게 들어간 것을 활용한다. 태양광 전극 선재는 전류를 흘려보내는 전선으로 사용되므로 구리 리본에 주석 및 납으로 도금된 소재가 주로 이용된다. 태양광 전극 선재는 태양광 전력의 통로인 전선으로서, 태양 전지 유닛 위에 접착하여 태양광 모듈을 제조하는데 사용된다. 이러한 태양광 전극 선재는 회색이나 은색을 가지므로 태양광을 반사하여 흡수 효율을 저하시킬 수 있고, 흑색의 태양 전지 유닛과는 다른 색상이므로 환경 미관을 해치는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제는 태양광 모듈의 환경 미관을 개선하고 태양광 흡수 효율을 증가시킬 수 있도록 착색된 태양광 모듈용 전극 선재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제는 상기 착색된 태양광 모듈용 전극 선재를 포함하는 태양광 모듈을 제공하는 것이다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 기술적 사상에 관한 태양광 모듈용 전극 선재는, 전도성 심재; 상기 전도성 심재의 상측에 배치된 제1 솔더층; 상기 전도성 심재의 하측에 배치된 제2 솔더층; 및 상기 제1 솔더층의 상측에 배치되어 압착된 착색필름을 구비하는 제1 착색층;을 포함하고, 상기 제1 착색층은 폴리이미드, 실리콘계 접착제, 및 착색물질을 포함하며, 상기 착색 물질은 카본 블랙을 포함한다.
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본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 솔더층의 두께는 상기 제2 솔더층의 두께에 비하여 작을 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 솔더층의 두께는 1 μm 내지 80 μm일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 태양광 모듈용 전극 선재는 태양광 모듈용 전지셀들을 연결하는 인터커넥터 또는 인터커넥터들을 연결하는 버스 바일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 착색층의 폭은 상기 제1 솔더층을 커버하도록 상기 제1 솔더층의 폭보다 클 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 착색층은 상기 제1 솔더층의 노출영역이 형성되도록 상기 제1 솔더층의 일부 영역을 커버할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 솔더층의 하측에 배치된 제2 착색층;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 관한 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 방법은, 전도성 심재를 열처리하는 단계; 상기 전도성 심재의 외측에 용융도금을 이용하여 솔더층을 형성하는 단계; 상기 솔더층 상에 착색 필름을 배치하는 단계; 및 상기 착색 필름을 압착하여 착색층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 착색필름은 폴리이미드, 실리콘계 접착제, 및 착색물질을 포함하며, 상기 착색 물질은 카본 블랙을 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 관한 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지 유닛들; 및 상기 태양전지들을 전기적으로 연결하는 태양광 모듈용 전극 선재;를 포함하고, 상기 태양광 모듈용 전극 선재는, 전도성 심재; 상기 전도성 심재의 상측에 배치된 제1 솔더층; 상기 전도성 심재의 하측에 배치된 제2 솔더층; 및 상기 제1 솔더층의 상측에 배치되어 압착된 착색필름을 구비하는 제1 착색층;을 포함하고, 상기 제1 착색층은 폴리이미드, 실리콘계 접착제, 및 착색물질을 포함하며, 상기 착색 물질은 카본 블랙을 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 관한 태양광 모듈용 전극 선재는, 전도성 심재의 표면에 형성된 솔더층 상에 착색 필름을 압착하여 착색층을 형성하여 제조된다. 상기 태양광 모듈용 전극 선재는, 상기 착색층에 의하여 은색과 같은 빛을 반사하는 솔더층을 대신하여 흑색과 같은 빛의 반사를 감소시킨 색상을 가지게 되며, 이에 따라 태양광의 흡수 효율을 증가시킬 수 있고, 또한, 태양 전지 유닛과 거의 유사한 색상을 나타내게 되고, 착색층 표면의 평탄도를 대폭 증가시키고 착색물질 분사로 인한 착색층 표면의 미세 요철이나 구멍을 방지할 수 있어서 심미감을 대폭 향상시킴으로써 환경 미관 저해를 방지할 수 있다.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈을 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재의 실험예를 나타내는 광학 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 방법을 구현하는 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 장치를 도시하는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈(30)을 도시하는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 태양광 모듈(30)는 복수의 태양 전지 유닛들(20) 및 태양 전지 유닛들(20)을 전기적으로 연결하는 태양광 모듈용 전극 선재(10)를 포함한다. 또한, 도시되지는 않았으나, 태양광 모듈용 전극 선재(10)는 인터커넥터(interconnecter)와 인터커넥터를 연결하는 버스 바(bus bar)에 사용될 수 있다. 태양광 모듈용 전극 선재(10)의 구성은 하기에 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈(30)을 도시하는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 태양광 모듈(30)은 PN 접합을 가진 실리콘 반도체에 형성된 반도체기판을 포함하는 태양 전지 유닛(20), 상기 반도체기판에 형성된 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b), 및 태양광 모듈용 전극 선재(10)를 포함한다. 또한, 태양광 모듈(30)은 봉합부(40), 커버 필름부(50), 밀봉부(60), 및 덮개 유리부(70)를 더 포함한다. 태양광 모듈용 전극 선재(10)의 일측 하면은 제1 전극(90a)의 표면에 전기적으로 접촉하고, 태양광 모듈용 전극 선재(10)의 타측 상면은 제2 전극(90b)에 전기적으로 접촉한다. 이러한 전기적 접촉은 상기 태양광 모듈용 전극 선재(10)의 솔더층에 의하여 구현된다. 이에 따라, 복수의 태양 전지 유닛(20)이 직렬로 연결되어 원하는 기전력을 발생시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재(10)를 도시하는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 태양광 모듈용 전극 선재(10)는, 전도성 심재(110), 제1 솔더층(120), 제2 솔더층(130), 및 제1 착색층(140)을 포함한다.
태양광 모듈용 전극 선재(10)는 그 단면이 원형, 직사각형, 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 태양광 모듈용 전극 선재(10)는, 예를 들어 0.1 mm 내지 8.0 mm 범위의 횡단면 직경 내지 두께를 가질 수 있다.
전도성 심재(110)는 도전성과 납땜성이 우수한 물질, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어 구리, 은, 알루미늄, 니켈, 팔라듐, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 또한, 전도성 심재(110)는 한 종류의 물질을 포함하여 구성되거나 또는 2종 이상의 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 물질로 각각 구성된 복수의 클래드 층들을 포함할 수 있다. 전도성 심재(110)는, 예를 들어 1 μm 내지 1000 μm 범위의 두께를 가질 수 있다. 전도성 심재(110)의 두께가 1 μm 미만이면, 전기 전도성이 낮을 수 있다. 전도성 심재(110)의 두께가 1000 μm를 초과하면, 재료 비용이 증가할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전도성 심재(110)는 전도성 심재(110)의 폭이나 물질 등에 따라 다양한 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 200 μm 내지 500 μm 범위의 두께를 가질 수 있다.
제1 솔더층(120)은 전도성 심재(110)의 상측 표면에 배치되고, 제2 솔더층(130)은 전도성 심재(110)의 하측 표면에 배치된다. 제1 솔더층(120)과 제2 솔더층(130)은 태양광 모듈용 전극 선재(10)를 물리적으로 고정하며, 동시에 태양 전지 유닛들에 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다. 제1 솔더층(120)과 제2 솔더층(130)은 솔더링과 전기전도를 수행하는 다양한 금속을 포함할 수 있다. 제1 솔더층(120)과 제2 솔더층(130)은 각각, 예를 들어 30 wt% 내지 100 wt% 범위의 주석, 0 wt% 내지 50 wt% 범위의 납, 0 wt% 내지 20 wt% 범위의 은(Ag), 0 wt% 내지 60 wt% 범위의 비스무스(Bi), 0 wt% 내지 60 wt% 범위의 아연(Zn), 및 0 wt% 내지 50 wt% 범위의 구리 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 물질과 조성은 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 솔더층(120)과 제2 솔더층(130)은 각각 다양한 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 1 μm 내지 50 μm 범위의 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 20 μm 내지 40 μm 범위의 두께를 가질 수 있다. 제1 솔더층(120)과 제2 솔더층(130)의 두께가 1 μm 미만이면, 제1 솔더층(120)과 제2 솔더층(130)에 의한 접착력이 충분하지 않을 수 있다. 반면, 제1 솔더층(120)과 제2 솔더층(130)의 두께가 50 μm를 초과하면, 재료 비용, 공정 시간 등이 증가할 수 있다. 특히, 제1 솔더층(120)의 상측에 제1 착색층(140)이 배치되는 경우에는, 제1 솔더층(120)의 두께는 제2 솔더층(130)의 두께에 비하여 작을 수 있다. 이 경우 태양광 전극 선재(10)를 가열에 의하여 태양 전지 유닛에 전기적으로 접속할 때에 태양광 모듈의 외부를 향하는 제1 솔더층(120)은 태양 전지 유닛에 전기적으로 접속하는 제2 솔더층(130)에 비하여 가열에 의한 영향을 상대적으로 덜 받게 되므로 제1 솔더층(120)의 상측에 테이프와 같은 착색필름으로 압착된 제1 착색층(140)도 또한 가열에 의한 영향을 최소화할 수 있게 된다. 따라서 제1 착색층(140)은 태양광 전극 선재(10)를 태양 전지 유닛에 가열 접속하더라도 안정적으로 제1 솔더층(120)에 부착된 상태를 유지하게 된다. 예를 들어 제1 솔더층(120)은 1 μm 내지 20 μm 범위의 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 10 μm 두께를 가질 수 있다. 제1 솔더층(120)의 두께가 1 μm 미만이면, 제1 솔더층(120)과 제1 착색층(140)의 접착력이 충분하지 않을 수 있다. 제1 솔더층(120)의 두께가 20 μm를 초과하면 태양광 전극 선재(10)를 가열에 의해 태양 전지 유닛에 전기적으로 접속할 때에 제1 솔더층(120)이 가열에 의해 대폭 용융되는 등의 영향을 받아 제1 솔더층(120) 상측에 부착된 제1 착색층(140)의 부착이 손상 내지 붕괴될 수 있다. 그러나 이러한 두께는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 착색층(140)은 제1 솔더층(120)의 상측에 배치되어 압착된 착색 필름으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 착색층(140)은 제1 모재층(142)과 제1 접착층(144)으로 구성될 수 있고, 제1 솔더층(120)과 제1 접착층(144)이 서로 접착될 수 있다. 반면, 제1 모재층(142)과 제1 접착층(144)이 하나의 층으로 형성된 제1 착색층(140)의 구성도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 제1 착색층(140)은 테이프와 같은 필름 형태로 구성될 수 있고, 따라서 두께의 균일성 및 표면의 평탄성을 확보할 수 있고 착색물질 분사로 인한 표면의 미세 구멍을 방지하여 표면의 매끄러움을 확보할 수 있다. 제1 착색층(140)은 1 μm 내지 80 μm 범위의 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 20 μm 내지 40 μm 범위의 두께를 가질 수 있다. 제1 착색층(140)의 두께가 1 μm 미만이면, 제1 착색층(140)에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있고, 80 μm 초과이면, 재료, 비용, 공정 시간 등이 증가할 수 있다. 그러나, 이러한 두께는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 착색층(140)의 폭은 제1 솔더층(120)을 커버하도록 제1 솔더층(120)의 폭과 동일하거나 그보다 더 크게 될 수 있다. 이에 의하여 제1 솔더층(120)은 외부로 노출되지 않게 됨으로써 제1 솔더층(120)의 외부 노출에 따른 빛의 반사를 억제할 수 있어서 심미감을 향상시킬 수 있게 된다.
제1 착색층(140)은 폴리이미드, 실리콘계 접착제(H4Si), 및 착색 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어 제1 모재층(142)은 폴리이미드 및 착색 물질로 구성되고, 제1 접착층(144)은 실리콘계 접착제로 구성될 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며 제1 착색층(140)이 폴리이미드, 실리콘계 접착제(H4Si), 및 착색 물질을 함께 포함한 단일 층인 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 상기 폴리이미드와 상기 실리콘계 접착제의 함량 비율은 3:7 내지 7:3의 범위일 수 있고, 예를 들어 6.5: 3.5의 범위일 수 있다. 그러나 이러한 물질은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 폴리이미드를 대신하여 다양한 폴리머 물질을 사용할 수 있다.
상기 착색 물질은 다양한 색상을 나타내는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 착색 물질이 카본 블랙을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 이러한 카본 블랙은 가격이 저렴하며, 입경이, 예를 들어 100 nm 내지 200 nm 범위로 미세하여 체적에 비하여 표면적이 넓어 폴리이미드와 같은 모재와의 접착 특성이 우수하여 내부에 균일하게 분산될 수 있다. 또한, 상기 착색 물질은 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, 철 망간비스 매스 블랙, 코발트철 크롬 블랙, 구리 크롬 망간 블랙, 철 크롬 블랙, 망간비스 매스 블랙, 망간 이트륨 블랙, 철 망간 산화물 스피넬 블랙, 구리 크로마이트 스피넬 블랙, 헤마타이트, 마그네타이트, 운모형 산화철 및 티탄블랙 등을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 착색 물질이 흑색을 가지는 것은 예시적이며, 상기 착색 물질이 다른 색상을 가짐으로써, 제1 착색층(140)이 다양한 색상을 나타내는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
본 실시예에 관한 태양광 모듈용 전극 선재(10)는 예시적으로 태양광 모듈용 전지셀들을 연결하는 인터커넥터에 관하여 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며 본 실시예에 관한 태양광 모듈용 전극 선재(10)는 태양광 모듈용 전지셀들을 연결하는 인터커넥터들을 연결하는 버스 바에 관한 설명일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재(10a)를 도시하는 단면도이다. 도 4에서, 도 3을 참조하여 상술한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 태양광 모듈용 전극 선재(10a)는 전도성 심재(110), 제1 솔더층(120), 제2 솔더층(130), 및 제1 착색층(140a)을 포함한다. 제1 착색층(140a)은 제1 솔더층(120)의 일부 영역을 커버하며, 이에 따라 제1 솔더층(120)의 노출 영역(190)이 형성될 수 있다. 이러한 노출 영역(190)에 의하여 제1 솔더층(120) 이 도 2의 제2 전극(90b)의 하면에 직접적으로 접속되어 접속성 및 전도성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재(10b)를 도시하는 단면도이다. 도 5에서, 도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 태양광 모듈용 전극 선재(10b)는 전도성 심재(110), 제1 솔더층(120), 제2 솔더층(130), 및 제1 착색층(140)을 포함한다. 또한, 제2 솔더층(130)의 하측에 배치되어 압착된 제2 착색층(150)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 착색층(150)은 제2 모재층(152)과 제2 접착층(154)으로 구성될 수 있고, 제2 솔더층(130)과 제2 접착층(154)이 서로 접착될 수 있다. 반면, 제2 모재층(152)과 제2 접착층(154)이 하나의 층으로 형성된 제2 착색층(150)의 구성도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 제2 착색층(150)은 테이프와 같은 필름 형태로 구성될 수 있고, 따라서 두께의 균일성 및 표면의 평탄성을 확보할 수 있고 착색물질 분사로 인한 표면의 미세 구멍을 방지하여 표면의 매끄러움을 확보할 수 있다. 제2 착색층(150)의 두께와 재질은 제1 착색층(140)과 동일할 수 있다. 이러한 제2 착색층(150)을 포함하는 태양광 모듈용 전극 선재(10b)는 양방향으로 태양광을 흡수하는 양방향 태양광 모듈에 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재의 실험예를 나타내는 광학 현미경 사진이다.
도 6을 참조하면, 전도성 심재(110)는 약 298.0 μm의 두께를 가지고, 전도성 심재(110)의 하측에 배치된 제2 솔더층(130)은 약 35.7 μm의 두께를 가지고, 전도성 심재(110)의 상측에 배치된 제1 솔더층(120) 및 제1 착색층(140)은 합하여 약 46.0 μm의 두께로 나타났다. 예를 들어 제1 솔더층(120)은 약 10.0 μm의 두께를 가지고, 제1 착색층(140)은 약 36.0 μm의 두께로 나타났다. 제1 착색층(140)은 테이프와 같은 필름 형태로 적용되므로, 매우 균일한 두께를 가지며, 표면의 평탄도를 대폭 향상시키고, 착색물질 분사로 인한 표면의 미세 구멍을 방지함으로써 매우 매끄러운 표면을 가져서 심미감을 대폭 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 방법(S100)은, 전도성 심재를 열처리하는 단계(S110); 상기 전도성 심재의 외측에 용융도금을 이용하여 솔더층을 형성하는 단계(S120); 상기 솔더층 상에 착색 필름을 배치하는 단계(S130); 및 상기 착색 필름을 압착하여 착색층을 형성하는 단계(S140);를 포함한다.
상기 전도성 심재를 열처리하는 단계(S110)는, 500℃ 내지 1000℃ 범위의 온도에서 1초 내지 5분의 범위 동안 수행될 수 있다. 이러한 열처리에 의하여 상기 전도성 심재는 원하는 기계적 특성을 얻을 수 있고, 또한, 후속의 용융도금을 위한 세정 등의 전처리가 수행될 수 있다.
상기 전도성 심재의 외측에 용융도금을 이용하여 솔더층을 형성하는 단계(S120)는 주석 합금 등으로 구성된 솔더 용탕에 상기 전도성 심재를 침지하여 상기 전도성 심재의 양쪽 외측에 솔더층을 형성할 수 있다.
상기 솔더층 상에 착색 필름을 배치하는 단계(S130)는 상기 열처리되고 솔더층이 형성된 전도성 심재와 착색 필름을 서로 정렬하여 접촉시킴으로서 수행될 수 있다.
상기 착색 필름을 압착하여 착색층을 형성하는 단계(S140)는, 가압 롤러 등에 의하여 상기 전도성 심재와 착색 필름을 서로 가압하여 수행될 수 있다. 이에 의하여 착색층 형성 공정이 매우 간단하고 용이하게 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 방법을 구현하는 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 장치(200)를 도시하는 개략도이다.
도 8을 참조하면, 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 장치(200)는 제1 스풀(210), 열처리부(220), 도금부(230), 제2 스풀(240), 압착부(250), 및 제3 스풀(260)을 포함한다.
제1 스풀(210)에 권취된 리본 형상의 전도성 심재(310)가 권출되어 이동부재(미도시)에 의하여 이동한다. 전도성 심재(310)는 열처리부(220)로 이동되어 열처리되고, 도금부(230)에서 그 표면에 솔더층이 형성된다. 제2 스풀(240)에 권취된 테이프 형태의 착색 필름이 권출되어 이동하여, 전도성 심재(310)와 접촉하고, 이어서 압착부(250)에서 압착되어 전도성 심재(310) 상에 착색층을 형성하게 되어, 최종적으로 태양광 모듈용 전극 선재(330)를 형성한다. 태양광 모듈용 전극 선재330)는 제3 스풀(260)에 재권취될 수 있다. 도 8에서는, 열처리 공정부터 압착 공정이 연속으로 수행되는 방식으로 도시되어 있으나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 열처리부(220)와 도금부(230) 사이에 추가적인 스풀이 배치되어 권취 및 권출을 수행할 수 있고, 도금부(230)와 압착부(250) 사이에 추가적인 스풀이 배치되어 권취 및 권출을 수행할 수 있다. 이와 같은 단속적인 방식의 공정도 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명은 태양광 모듈용 전극 선재, 그 제조 방법 및 태양광 모듈에 이용할 수 있다.
10, 10a, 10b: 태양광 모듈용 전극 선재, 20: 태양 전지 유닛, 30: 태양광 모듈, 40: 봉합부, 50: 커버 필름부, 60: 밀봉부, 70: 덮개 유리부, 90a: 제1 전극, 90b: 제2 전극, 110: 전도성 심재, 120: 제1 솔더층, 130: 제2 솔더층, 140, 140a: 제1 착색층, 142, 142a: 제1 모재층, 144, 144a: 제1 접착층, 150: 제2 착색층, 152: 제2 모재층, 154: 제2 접착층, 190: 노출 영역, 200: 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 장치, 210: 제1 스풀, 220: 열처리부, 230: 도금부, 240: 제2 스풀, 250: 압착부, 260: 제3 스풀, 310: 전도성 심재, 320: 착색 필름, 330: 태양광 모듈용 전극 선재,

Claims (11)

  1. 전도성 심재;
    상기 전도성 심재의 상측에 배치된 제1 솔더층;
    상기 전도성 심재의 하측에 배치된 제2 솔더층; 및
    상기 제1 솔더층의 상측에 배치되어 압착된 착색필름을 구비하는 제1 착색층;
    을 포함하고,
    상기 제1 착색층은 폴리이미드, 실리콘계 접착제, 및 착색물질을 포함하며,
    상기 착색 물질은 카본 블랙을 포함하는, 태양광 모듈용 전극 선재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 솔더층의 두께는 상기 제2 솔더층의 두께에 비하여 작은, 태양광 모듈용 전극 선재.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 솔더층의 두께는 1 μm 내지 80 μm인, 태양광 모듈용 전극 선재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양광 모듈용 전극 선재는 태양광 모듈용 전지셀들을 연결하는 인터커넥터 또는 인터커넥터들을 연결하는 버스 바인, 태양광 모듈용 전극 선재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 착색층의 폭은 상기 제1 솔더층을 커버하도록 상기 제1 솔더층의 폭보다 큰, 태양광 모듈용 전극 선재.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 착색층은 상기 제1 솔더층의 노출영역이 형성되도록 상기 제1 솔더층의 일부 영역을 커버하는, 태양광 모듈용 전극 선재.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 솔더층의 하측에 배치된 제2 착색층;을 더 포함하는, 태양광 모듈용 전극 선재.
  10. 전도성 심재를 열처리하는 단계;
    상기 전도성 심재의 외측에 용융도금을 이용하여 솔더층을 형성하는 단계;
    상기 솔더층 상에 착색 필름을 배치하는 단계; 및
    상기 착색 필름을 압착하여 착색층을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 착색필름은 폴리이미드, 실리콘계 접착제, 및 착색물질을 포함하며,
    상기 착색 물질은 카본 블랙을 포함하는, 태양광 모듈용 전극 선재의 제조 방법.
  11. 복수의 태양 전지 유닛들; 및
    상기 태양전지들을 전기적으로 연결하는 태양광 모듈용 전극 선재;를 포함하고,
    상기 태양광 모듈용 전극 선재는, 전도성 심재; 상기 전도성 심재의 상측에 배치된 제1 솔더층; 상기 전도성 심재의 하측에 배치된 제2 솔더층; 및 상기 제1 솔더층의 상측에 배치되어 압착된 착색필름을 구비하는 제1 착색층;을 포함하고,
    상기 제1 착색층은 폴리이미드, 실리콘계 접착제, 및 착색물질을 포함하며,
    상기 착색 물질은 카본 블랙을 포함하는, 태양광 모듈.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230057762A (ko) * 2021-10-22 2023-05-02 (주)호전에이블 흡광성 에폭시 플럭스 필름 및 이의 제조방법
KR20230076427A (ko) * 2021-11-24 2023-05-31 주식회사 제이에이치머티리얼즈 블랙 버스바 및 그 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013033848A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Jx Nippon Oil & Energy Corp 太陽電池モジュール及びその製造方法
KR20140070665A (ko) * 2011-10-18 2014-06-10 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 도전성 접착제, 및 그를 사용한 태양 전지 모듈, 및 그의 제조 방법
KR101694553B1 (ko) * 2011-01-05 2017-01-09 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
KR101824523B1 (ko) * 2017-01-11 2018-02-01 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 이를 구비하는 휴대용 충전기

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101614166B1 (ko) * 2010-04-29 2016-04-20 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101694553B1 (ko) * 2011-01-05 2017-01-09 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
JP2013033848A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Jx Nippon Oil & Energy Corp 太陽電池モジュール及びその製造方法
KR20140070665A (ko) * 2011-10-18 2014-06-10 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 도전성 접착제, 및 그를 사용한 태양 전지 모듈, 및 그의 제조 방법
KR101824523B1 (ko) * 2017-01-11 2018-02-01 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 이를 구비하는 휴대용 충전기

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230057762A (ko) * 2021-10-22 2023-05-02 (주)호전에이블 흡광성 에폭시 플럭스 필름 및 이의 제조방법
KR102592958B1 (ko) * 2021-10-22 2023-10-23 (주)호전에이블 흡광성 에폭시 플럭스 필름 및 이의 제조방법
KR20230076427A (ko) * 2021-11-24 2023-05-31 주식회사 제이에이치머티리얼즈 블랙 버스바 및 그 제조방법
KR102612746B1 (ko) * 2021-11-24 2023-12-12 주식회사 제이에이치머티리얼즈 블랙 버스바 및 그 제조방법

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