KR102315957B1 - 슁글드 어레이 유닛 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 슁글드 어레이 유닛 제조장치는, 절단된 유닛 셀이 이송 공급되는 공급라인과; 상기 공급라인과 직렬로 배치되며, 상면에 절단된 유닛 셀이 적층된 후 이송되는 제 1 적층라인과; ECA층이 도포되지 않은 유닛 셀을 공급하는 유닛 셀 보관부와; 상측에 형성된 제 1 가이드부를 따라 이동되며, 공급라인 및 유닛 셀 보관부의 유닛 셀을 픽업하여 제 1 적층라인에 정해진 형상대로 정렬시키는 제 1 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

슁글드 어레이 유닛 제조장치{Singled Array Unit Manufacturing Device For Solar Cell}
본 발명은 슁글드 어레이 유닛 제조장치에 관한 것으로, 솔라셀을 절단한 유닛 셀을 정렬하고 접합시켜 슁글드 어레이 유닛으로 제작하는 장치에 관한 것이다.
최근, 태양광 발전의 효율을 높이기 위해 솔라 셀을 복수 개의 유닛 셀로 분할한 후 유닛 셀의 모서리를 중첩시켜 연결한 슁글드 어레이 유닛(Shingled Array Unit)의 형태로 태양광 모듈을 제작하고 있다. 이러한 슁글드 어레이 유닛을 사용한 태양광 모듈은 솔라 셀을 부스바(Busbar)로 연결하는 종래의 태양광 모듈에 비해 부스바의 면적만큼 태양광을 받는 면적이 늘어나기 때문에 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
솔라 셀에서 복수 개로 분할된 유닛 셀은 그 모서리에 도전성 접착제(이하 'ECA'라 함, Electrically Conductive Adhesive)를 선상으로 도포하여 ECA층을 형성하게 된다.
도 1은 솔라셀에 형성된 ECA층(3) 및 절단 라인(2)을 나타낸 것이다.
절단 라인(2)을 따라 분할된 유닛 셀들은 도 2와 같이 ECA층(3)을 기준으로 서로 중첩되도록 정렬된 후, 고온 가압에 의해 서로 접착되어 슁글드 어레이 유닛으로 제작되게 된다.
슁글드 유닛 어레이는 통상 10~30 개 정도의 유닛 셀을 접착하여 이루어지는데, 슁글드 어레이 유닛 제작시 일측 또는 양측 단부에 배치되는 유닛 셀은 대한민국 등록특허 제2020347호의 도 5에 도시된 바와 같이 ECA층이 표면으로 노출되기 때문에 자동화 및 최적화에 걸림돌이 되고 있다.
KR 10-2020347 B1, 2019.09.11., 도 5
본 발명은 솔라셀을 절단한 유닛 셀을 효율적으로 정렬하여 중첩시키고 접착할 수 있는 자동화된 슁글드 어레이 유닛 제조장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 슁글드 어레이 유닛 제조장치는,
절단된 유닛 셀이 이송 공급되는 공급라인과;
상기 공급라인과 직렬로 배치되며, 상면에 절단된 유닛 셀이 적층된 후 이송되는 제 1 적층라인과;
ECA층이 도포되지 않은 유닛 셀을 공급하는 유닛 셀 보관부와;
상측에 형성된 제 1 가이드부를 따라 이동되며, 공급라인 및 유닛 셀 보관부의 유닛 셀을 픽업하여 제 1 적층라인 상에 정해진 형상대로 정렬시키는 제 1 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 적층라인의 하류 영역에 설치되어 적층된 유닛 셀을 가압 가열하는 제 1 고온 가압부가 구비되어 있는 것이 바람직하다.
상기 공급라인 및 제 1 적층라인과 나란히 배치된 제 2 적층라인과;
상측에 형성된 제 2 가이드부를 따라 이동되며, 공급라인 및 유닛 셀 보관부의 유닛 셀을 픽업하여 제 2 적층라인에 정해진 형상대로 정렬시키는 제 2 픽업부를 더 구비하는 것도 바람직하다.
상기 제 2 적층라인의 하류 영역에 설치되어 적층된 유닛 셀을 가압 가열하는 제 2 고온 가압부가 구비되어 있는 것이 바람직하다.
제 1 픽업부와 제 2 픽업부는 각각 진공흡착방식에 의해 유닛 셀을 픽업하며, 픽업된 유닛 셀을 회전시킬 수 있는 것이 바람직하다.
상기 제 1,2 고온 가압부는 동시에 가압되도록 작동하는 것이 바람직하다.
상기 제 1,2 픽업부는 카메라에 의해 유닛 셀의 자세를 파악하고, 정렬된 자세로 정위치에 적층시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 솔라셀을 절단한 유닛 셀을 효율적으로 정렬하고 접착할 수 있는 자동화된 슁글드 어레이 유닛 제조장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 솔라셀의 형태를 나타낸 도.
도 2는 슁글드 어레이 유닛의 형태를 나타낸 도.
도 3 내지 도 6은 본 발명 일 실시예 장치를 설명하기 위한 도.
도 7은 본 발명 일 실시예 장치의 작동관계를 설명하기 위한 도.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다또한 도면에는 설명에 필요한 구성만을 도시할 수 있으며, 도면에서 도시되지 않았다하여 그 구성이 제거된 것은 아니다. 또한 도면본 시된 형상은 실제 형상을 도시한 것이 아니고, 이해를 돕기위하여 길이, 폭, 높이, 두께 등을 크게 또는 작게 도시한 것일 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 그 실시예에 따라 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명 일 실시예 슁글드 어레이 유닛 제조장치이다.
공급라인(10)을 통해 절단된 유닛 셀이 이송 공급되게 된다. 이송 공급된 유닛 셀은 제 1 적층라인(20)상에 적층된다.
제 1 적층라인(20)은 완성된 슁글드 어레이 유닛의 길이 2배 이상으로 이루어진다.
제 1 적층라인(20)은 벨트 형태로 이루어지며, 벨트 상에 유닛 셀이 도 2와 같이 적층 배열되게 된다.
공급라인(10) 상의 유닛 셀은 제 1 픽업부(30)에 의해 픽업되어 제 1 적층라인(20)으로 이동되어 정해진 위치에 정해진 형태로 적층되게 된다.
공급라인(10)과 제 1 적층라인(20) 사이에는 ECA층이 도포되지 않은 유닛 셀을 공급하기 위한 유닛 셀 보관부(100)이 구비되어 있다. 유닛 셀 보관부(100)는 ECA층이 도포되지 않은 유닛 셀을 공급할 수 있는 위치이면 어디나 가능하다. 유닛 셀 보관부(100)의 기능에 대하여는 추후 설명한다.
상기 공급라인(10)과 제 1 적층라인(20)과 나란하게 제 2 적층라인(40)이 배치된다.
상기 공급라인(10)의 유닛 셀은 제 2 픽업부(50)에 의해 제 2 적층라인(40)으로 이동되어 적층된다.
상기 공급라인(10)의 유닛 셀을 하나의 픽업부에 의해 제 1,2 적층라인(20,40)으로 이동시키는 것도 가능하지만, 각각의 픽업부를 이루는 것이 생산성이 높아지게 된다.
제 2 픽업부(50)는 진공흡착부(51)를 통해 유닛 셀의 픽업을 제어하게 되며, 픽업된 유닛 셀을 회전시킬 수 있다. 또한 제 2 픽업부(50)는 제 2 가이드부(70)에 의해 공급라인(10)과 제 2 적층라인(40) 상을 왕복하게 된다. 제 2 픽업부(70)는 카메라(도시하지 않음)에 의해 공급라인(10) 상에 위치한 유닛 셀의 자세를 확인하고, 제 2 적층라인(40) 상에 적층할 때 정해진 자세로 교정하고 또한 위치를 확인하여 정위치에 적층시키게 된다.
제 1 픽업부(30)은 제 1 가이드부(60)을 따라 공급라인(10)과 제 1 적층라인(20) 상을 왕복하게 되는 점에서 제 2 픽업부(50)와 차이가 있고, 그 외 설명되지 않은 사항은 모두 동일하다.
제 1,2 적층라인에서 슁글드 어레이 유닛을 이루기 위한 수만큼 적층된 유닛 셀들은 제 1,2 적층라인 후방에 위치한 제 1,2 고온 가압부(80.90)으로 이동되어 ECA층 위치를 고온 가압하여 접착을 이루고 슁글드 어레이 유닛으로 완성되게 된다.
상기와 같은 구성을 구비한 본 실시예 슁글드 어레이 유닛 제조장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 솔라셀을 분할하게 되면 I,V 위치의 유닛 셀은 모서리에 원판형 웨이퍼의 테두리 흔적이 남아 있으며, 나머지 II, III, IV 위치의 유닛 셀은 정방형의 형상을 구비하고 있다.
슁글드 어레이 유닛은 도 2에 도시된 바와 같이 도 2의 좌측부터 차례로 ECA층이 형성된 유닛 셀(I, II,...)이 중첩된 후, 제일 마지막 유닛 셀는 ECA층이 없는 유닛 셀(VI)이 중첩되게 된다. 이러한 중첩방식을 사용하여야 상하면에 ECA층이 노출되지 않게 된다.
유닛 셀 보관부(100)에는 ECA층이 없는 유닛 셀(VI)이 보관된다. 이를 위하여는 공급라인(10)을 통하여 ECA층이 없는 유닛 셀(VI)들만 공급하여 유닛 셀 보관부(100)에 미리 보관해 둘 수도 있고, 수작업에 의해 유닛 셀(VI)을 유닛 셀 보관부(100)에 보관할 수 있다. 유닛 셀 보관부(100)는 여러 개로 구비될 수 있다.
이하, ECA층이 형성된 유닛 셀은 유닛 셀(A)로 표기하고, ECA층이 없는 유닛 셀은 유닛 셀(B)로 표기하기로 한다. 그리고 도 1 에서 I,V 위치의 유닛 셀은 유닛 셀(C), II, III, IV 위치의 유닛 셀은 유닛 셀(D)라 하기로 한다. 예를 들어 유닛 셀 (AC) 는 ECA층이 형성된 I,V 위치의 유닛 셀을 나타내는 것으로 한다.
공급라인(10)으로 공급되는 유닛 셀 중 유닛 셀(AC)는 제 1 적층라인(20)에, 유닛 셀(AD)는 제 2 적층라인(40)의 상류 영역에서 순차적으로 적층된다. 각 적층라인의 적층된 유닛 셀의 마지막에는 유닛 셀(BC, BD)가 적층되게 된다. 공급라인(10)과 유닛 셀 보관부(100)로부터 제 1,2 적층라인(20,40)으로 유닛 셀을 각각 이동시키기는 것은 제 1,2 픽업부(30, 50)가 담당한다.
정해진 갯수 만큼 적층이 완료되면, 제 1 적층라인(20) 또는 제 2 적층라인(40)의 적층완료된 유닛 셀들은 제 1,2 고온가압부(80,90)로 각각 공급되어 접착이 완료된다.
이와 같은 장치와 공정에 따라 매우 높은 생산성을 가지고 슁글드 어레이 유닛을 생산할 수 있게 된다.
또한, 제 2 적층라인 없이 제 1 적층라인만을 구비하더라도, 유닛 셀(C)나 유닛 셀(D)의 버퍼가 될 수 있는 공간을 마련하여, 유닛 셀(C) 또는 유닛 셀(D)로만 이루어진 슁글드 어레이 유닛을 제작할 수 있음은 당연하다 할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 공급라인 20 : 제 1 적층라인 30 : 제 1 픽업부
40 : 제 2 적층라인 50 : 제 2 픽업부 60 : 제 1 가이드부
70 : 제 2 가이드부 80 : 제 1 고온 가압부 90 : 제 2 고온 가압부
100 : 유닛 셀 보관부

Claims (7)

  1. 절단된 유닛 셀이 이송 공급되는 공급라인과;
    상기 공급라인과 직렬로 배치되며, 상면에 ECA층이 도포되어 절단된 유닛 셀이 적층된 후 이송되는 제 1 적층라인과;
    ECA층이 도포되지 않은 유닛 셀을 공급하는 유닛 셀 보관부와;
    상측에 형성된 제 1 가이드부를 따라 이동되며, 공급라인 및 유닛 셀 보관부의 유닛 셀을 픽업하여 제 1 적층라인 상에 정해진 형상대로 정렬시키는 제 1 픽업부를 포함하고,
    상기 공급라인 및 제 1 적층라인과 나란히 배치되고, 상면에 ECA층이 도포되어 절단된 유닛 셀이 적층된 후 이송되는 제 2 적층라인과;
    상측에 형성된 제 2 가이드부를 따라 이동되며, 공급라인 및 유닛 셀 보관부의 유닛 셀을 픽업하여 제 2 적층라인에 정해진 형상대로 정렬시키는 제 2 픽업부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이 유닛 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 적층라인의 하류 영역에 설치되어 적층된 유닛 셀을 가압 가열하는 제 1 고온 가압부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이 유닛 제조장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 적층라인의 하류 영역에 설치되어 적층된 유닛 셀을 가압 가열하는 제 2 고온 가압부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이 유닛 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 1 픽업부와 제 2 픽업부는 각각 진공흡착방식에 의해 유닛 셀을 픽업하며, 픽업된 유닛 셀을 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이 유닛 제조장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1,2 고온 가압부는 동시에 가압되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이 유닛 제조장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1,2 픽업부는 카메라에 의해 유닛 셀의 자세를 파악하고, 정렬된 자세로 정위치에 적층시키는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이 유닛 제조장치.
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