KR102360087B1 - Color film applied solar module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 컬러필름 적용 태양광 모듈 및 상기 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 태양광 모듈 단면구조에서 컬러필름을 적용할 수 있는 최적 위치를 개발하여 태양광 모듈의 심미성 및 접착성을 모두 확보할 수 있는 컬러필름 적용 태양광 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic module to which a color film is applied and a method for manufacturing the photovoltaic module to which the color film is applied. It relates to a photovoltaic module applied with a color film that can secure all of them.
에너지 절약과 함께 온실가스에 의한 지구온난화에 대응하고자 세계 각국에서 온실가스를 감소시키기 위하여 노력하고 있다. 그에 대한 대책으로 신재생에너지가 각광받고 있으며 신재생에너지의 대표적인 것이 태양광발전이다.Countries around the world are making efforts to reduce greenhouse gases in order to cope with global warming caused by greenhouse gases as well as energy conservation. As a countermeasure, new and renewable energy is in the spotlight, and solar power is a representative example of new and renewable energy.
일반적으로, 태양광 발전시스템(일명, 태양광 발전소라고도 함)는 지지프레임에 패널 형상으로 형성된 다수 개의 태양전지모듈들이 직렬 또는 병렬로 연결된 태양전지모듈의 집합체이며, 태양전지모듈에서 태양의 빛에너지를 전기에너지로 바꾼다.In general, a photovoltaic power generation system (also called a photovoltaic power plant) is an assembly of solar cell modules in which a plurality of solar cell modules formed in a panel shape on a support frame are connected in series or in parallel, and the solar light energy from the solar cell module is converted into electrical energy.
우리나라의 경우 “저탄소 녹색성장 기본법”을 제정하였고 후속법률로 “녹색건축물 지원법”과 “건축물 효율등급인증제도”, “신재생에너지 건물 인증제도” 등의 정책을 시행하고 있다. 특히, "신에너지 및 재생에너지 개발, 이용. 보급에 관한 촉진법”에 의해 공공기관이 신·증축하는 연면적 1,000㎡ 이상의 건축물에는 건축물의 예상에너지 사용량의 11% 이상의 신재생에너지 시설의 설치를 의무적으로 하여야 하고 점차 민간으로 확대 시행되고 있다.In the case of Korea, the “Basic Act on Low Carbon, Green Growth” was enacted and policies such as the “Green Building Support Act”, “Building Efficiency Rating Certification System” and “New Renewable Energy Building Certification System” are being implemented as follow-up laws. In particular, in accordance with the "Act on Promotion of New Energy and Renewable Energy Development, Use, and Dissemination", it is mandatory for public institutions to install new and renewable energy facilities at least 11% of the estimated energy consumption of buildings with a total floor area of 1,000㎡ or more. It has to be done and is gradually being expanded to the private sector.
일반적으로 태양전지를 건물의 옥상이나 지붕 등에 설치하였으나, 아파트나 고층 건물 등에서는 옥상이나 지붕에 설치될 수 있다는 태양전지의 크기가 한정되어 태양광을 효율적으로 활용하기 어렵다. 이에 최근 주택, 건물 등의 외벽 등에 설치되어 주택, 건물 등과 일체화되는 건물 일체형 태양전지에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 태양광발전시스템의 태양전지모듈을 건축물의 외벽면이나 창에 설치하는 기술을 BIPV(Building Integrated Photovoltaic: 건축외장재일체형태양전지)라고 한다.In general, solar cells are installed on the roof or roof of a building, but in an apartment or high-rise building, the size of the solar cell that can be installed on the roof or roof is limited, so it is difficult to efficiently utilize solar light. Accordingly, recently, research on a building-integrated solar cell that is installed on the exterior wall of a house or building and integrated with the house or building has been actively conducted. The technology of installing the solar cell module of the photovoltaic power generation system on the exterior wall or window of a building is called BIPV (Building Integrated Photovoltaic).
건물 일체형 태양전지를 적용하면, 건물의 외벽의 넓은 면적에서 광전 변환이 이루어질 수 있어 태양광을 효율적으로 사용할 수 있다.When a building-integrated solar cell is applied, photoelectric conversion can be made in a large area of the outer wall of the building, so that sunlight can be used efficiently.
그러나, 건물 일체형 태양전지가 성공적으로 건물의 외벽에 적용되기 위해서는 우수한 외관 심미성을 가져야 한다. 그러나 기존의 건물 일체형 태양전지는 태양전지, 이에 연결되는 배선 등이 그대로 외부에서 보여지거나, 태양광의 흡수를 최대화하기 위해 검은 색 계열의 색상만 가지고 있기에 외관 심미성을 향상시키기에 어려움이 있었다.However, in order for a building-integrated solar cell to be successfully applied to the exterior wall of a building, it must have excellent exterior aesthetics. However, in the existing building-integrated solar cell, it was difficult to improve the aesthetics of the exterior because the solar cell and the wiring connected thereto are visible from the outside as it is, or have only a black color to maximize the absorption of sunlight.
일반적으로 색상을 구현하는 기술로는 태양광 셀에 산화막 증착을 통한 컬러셀을 만드는 기술과 컬러유리를 만드는 기술로 분류할 수 있다. 컬러셀은 셀부분만 색상이 구현되고 셀 내부의 리본과 셀과 셀을 연결하는 리본이 여전히 노출되어 한계가 있다. 컬러유리를 이용하는 기술은 내부 은페를 위해 색상을 짙게 하면 투과율이 낮아져 효율이 떨어지고 색상을 옅게 하면 투과율은 높아져서 효율은 좋지만 심미성이 떨어지는 문제가 있다.In general, as a technology for realizing color, it can be classified into a technology for making a color cell by depositing an oxide film on a photovoltaic cell, and a technology for making a color glass. Color cells have limitations as only the cell part is colored and the ribbon inside the cell and the ribbon connecting cells are still exposed. The technology using colored glass has a problem in that if the color is darkened for internal hiding, the transmittance is lowered and the efficiency is lowered.
따라서 이러한 심미성을 달성하면서도 태양광 발전 효율을 감소시키지 않는 새로운 컬러 필름의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a new color film that does not reduce solar power generation efficiency while achieving such aesthetics.
본 발명은 컬러필름 적용 태양광 모듈 및 상기 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 태양광 모듈 단면구조에서 컬러필름을 적용할 수 있는 최적 위치를 개발하여 태양광 모듈의 심미성 및 접착성을 모두 확보할 수 있는 7중 구조의 컬러필름 적용 태양광 모듈을 제공하고자 한다.The present invention relates to a photovoltaic module to which a color film is applied and a method for manufacturing the photovoltaic module to which the color film is applied. We want to provide a solar module with a 7-layer structure that can secure all of the color film applied.
상기 과제를 해결하기 위하여, In order to solve the above problem,
본 발명은 일실시예에서, 글라스(glass)로 구성되는 투명베이스판; 상기 투명베이스판의 하면에 형성되는 제1 봉지층; 상기 제1 봉지층의 하면에 배치되는 컬러필름층; 상기 컬러필름층 하면에 형성되는 제2 봉지층; 상기 제2 봉지층의 하면에 배치되는 태양전지층; 상기 태양전지층의 하면에 형성되는 제3 봉지층; 및, 상기 제3 봉지층의 하면에 부착되어 태양광 모듈 외면을 보호하는 백시트를 포함하는 컬러필름 적용 태양광 모듈을 제공한다.The present invention, in one embodiment, a transparent base plate consisting of glass (glass); a first encapsulation layer formed on a lower surface of the transparent base plate; a color film layer disposed on a lower surface of the first encapsulation layer; a second encapsulation layer formed on a lower surface of the color film layer; a solar cell layer disposed on a lower surface of the second encapsulation layer; a third encapsulation layer formed on a lower surface of the solar cell layer; And, it provides a color film applied solar module comprising a back sheet attached to the lower surface of the third encapsulation layer to protect the outer surface of the solar module.
상기 투명베이스판의 두께는 2 내지 6 mm; 상기 제1 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm; 상기 컬러필름층의 두께는 100 내지 250 ㎛; 상기 제2 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm; 상기 태양전지층의 두께는 100 내지 200 ㎛; 상기 제3 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm; 및, 상기 백시트의 두께는 0.2 내지 0.5 mm인 것일 수 있다.The thickness of the transparent base plate is 2 to 6 mm; The thickness of the first encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm; The thickness of the color film layer is 100 to 250 ㎛; The thickness of the second encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm; The thickness of the solar cell layer is 100 to 200 ㎛; The thickness of the third encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm; And, the thickness of the back sheet may be 0.2 to 0.5 mm.
상기 컬러필름층은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephtalrate, PET) 필름; 및 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 증착된 금속 또는 금속산화물을 포함하는 것일 수 있다.The color film layer, a polyethylene terephthalate (PET) film; and a metal or metal oxide deposited on the polyethylene terephthalate film.
상기 컬러필름층의 두께는 100 내지 250 ㎛인 것일 수 있다.The thickness of the color film layer may be 100 to 250 ㎛.
상기 컬러필름층은 제1 봉지층과 제2 봉지층 사이에서 접착력이 50 N/cm 이상인 것일 수 있다.The color film layer may have an adhesive force of 50 N/cm or more between the first encapsulation layer and the second encapsulation layer.
상기 제1 내지 제3 봉지층은 각각 독립적으로 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene vinyl acetate, EVA) 또는 폴리올레핀(Polyolefin elastomer, POE)인 것일 수 있다.The first to third encapsulation layers may each independently be made of ethylene vinyl acetate (EVA) or polyolefin elastomer (POE).
상기 태양전지층은 결정질 실리콘 태양전지, 화합물 태양전지 또는 페로브스카이트, 슁글드 타입 태양전지 또는 리본 전극을 가리기 위한 블랙라인 테이프가 적용된 버스리본 태양전지인 것일 수 있다.The solar cell layer may be a crystalline silicon solar cell, a compound solar cell, a perovskite, a shingled type solar cell, or a bus ribbon solar cell to which a black line tape is applied to cover the ribbon electrode.
상기 백시트는 절연 PET, 불소화합물 또는 폴리에틸렌(Polyethylen)이 적용된 것이고, 상기 제3 봉지층과 맞닿는 백시트 면의 색은 흑색 계열인 것일 수 있다.The back sheet may be made of insulating PET, a fluorine compound, or polyethylene (Polyethylen), and the color of the back sheet surface in contact with the third encapsulation layer may be a black series.
또한, 본 발명은 일실시예에서, 태양광 모듈 외면을 보호하는 백시트 상에 제3 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제3 봉지층 상에 태양전지층을 적층하는 단계; 상기 태양전지층 상에 제2 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제2 봉지층 상에 컬러필름층을 적층하는 단계; 상기 컬러필름층 상에 제1 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제1 봉지층 상에 글라스(glass)로 구성되는 투명베이스판을 적층하는 단계; 및, 상기 형성된 모든 층을 가압함과 동시에 가열하는 라미네이션(Lamination) 공정을 수행하는 단계를 포함하는 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention, in one embodiment, the steps of forming a third encapsulation layer on the back sheet to protect the outer surface of the solar module; stacking a solar cell layer on the third encapsulation layer; forming a second encapsulation layer on the solar cell layer; laminating a color film layer on the second encapsulation layer; forming a first encapsulation layer on the color film layer; laminating a transparent base plate made of glass on the first encapsulation layer; And, it provides a method of manufacturing a color film applied solar module comprising the step of performing a lamination (Lamination) process of heating at the same time as pressing all the formed layers.
상기 라미네이션 공정은 온도 120 내지 160℃, 진공 300 내지 500 초 및 압력 0.1 내지 1 bar에서 홀딩시간 300 내지 800 초의 조건으로 수행하는 것일 수 있다.The lamination process may be performed under the conditions of a holding time of 300 to 800 seconds at a temperature of 120 to 160° C., a vacuum of 300 to 500 seconds, and a pressure of 0.1 to 1 bar.
상기 컬러필름층의 두께는 100 내지 250 ㎛인 것일 수 있다.The thickness of the color film layer may be 100 to 250 ㎛.
상기 컬러필름층은 PET 필름 상에 스퍼터링(Sputtering), PE-CVD 또는 E-Beam의 박막 증착방법을 이용하여 금속 또는 금속산화물을 증착하여 형성하는 것일 수 있다.The color film layer may be formed by depositing a metal or metal oxide on a PET film using a thin film deposition method such as sputtering, PE-CVD, or E-Beam.
본 발명에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈은 7중 구조로 컬러필름을 제1 봉지층과 제2 봉지층 사이에 배치함으로써 태양광 모듈의 심미성 및 접착성을 모두 가질 수 있다. The color film-applied photovoltaic module according to the present invention can have both the esthetic and adhesive properties of the photovoltaic module by arranging the color film between the first encapsulation layer and the second encapsulation layer in a seven-layer structure.
또한, 본 발명에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈의 컬러필름은 투과율을 확보하면서 컬러를 구현하기 때문에 태양광용으로 활용성이 높아 건축물의 외장으로 사용이 가능한 BIPV용 태양광 모듈에 적용할 수 있다. 또한, 종래의 컬러유리보다 본 발명의 컬러필름이 롤투롤(Roll to Roll) 방식의 채택이 가능하므로 양산성이 우수하다.In addition, since the color film of the photovoltaic module to which the color film is applied according to the present invention realizes color while ensuring transmittance, it is highly usable for sunlight and can be applied to a photovoltaic module for BIPV that can be used as an exterior of a building. In addition, the color film of the present invention is superior to the conventional color glass because it is possible to adopt a roll-to-roll method, so the mass productivity is excellent.
도 1은 본 발명에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈의 (a) 모식도 및 (b) 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈의 실제 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 있어서, 컬러필름의 두께에 따른 태양광 모듈의 이미지이다: (a) 컬러필름 두께 50 내지 100 ㎛ 및 (b) 컬러필름 두께 100 내지 250 ㎛.
도 4는 본 발명의 실시예에 있어서, 컬러필름과 봉지층의 접착시험을 하는 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 컬러필름 최적 위치 시험 결과를 나타낸 것이다.1 shows (a) a schematic view and (b) a cross-sectional view of a color film applied solar module according to the present invention.
2 is an actual image of a color film applied solar module according to an embodiment of the present invention.
3 is an image of a solar module according to the thickness of the color film according to an embodiment of the present invention: (a) a color film thickness of 50 to 100 µm and (b) a color film thickness of 100 to 250 µm.
4 is an image of an adhesion test between a color film and an encapsulation layer in an embodiment of the present invention.
5 shows the test results of the color film optimal position according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
기존에 가장 많이 사용되어지고 있는 컬러 태양광 모듈은 컬러유리가 적용된 제품이 대부분이다. 컬러유리의 종류는 금속 산화물 박막 증착 및 무기물 스프레이 코팅, 프린팅 방식 등을 통해 구현되고 있으며 굴절율을 조절하여 투과율을 높이고 특정 색을 확보한다. 태양광 모듈의 색구현이 대부분 컬러유리 소재를 통해 적용되나, 본 발명은 컬러유리가 아닌 컬러필름을 적용한 태양광 모듈에 관한 것이다.Most of the color photovoltaic modules that are used the most are products with color glass applied. The types of colored glass are implemented through metal oxide thin film deposition, inorganic spray coating, and printing methods, and the transmittance is increased by adjusting the refractive index and a specific color is secured. Although color realization of solar modules is mostly applied through colored glass material, the present invention relates to a solar module to which a color film is applied, not colored glass.
기존에 스퍼터링 등 박막증착을 통해 개발된 컬러필름은 전기적 특성이 추가된 도전성 투명컬러필름으로 전자차폐용, 터치스크린용으로 활용되었으나, 본 발명에 따른 컬러필름은 투과율을 확보하면서 컬러를 구현하기 때문에 태양광용으로 활용성이 높으며, 양산성을 고려했을 때 컬러유리보다 컬러필름이 우수하다(Roll to Roll 방식 채택 등).In the past, color films developed through thin film deposition such as sputtering were used for electronic shielding and touch screens as conductive transparent color films with added electrical properties. It has high usability for solar power, and color film is superior to color glass when considering mass production (roll to roll method, etc.).
이에, 본 발명은 컬러필름을 적용하는 태양광 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 태양광 모듈 단면구조에서 컬러필름을 적용할 수 있는 최적 위치를 개발하여 태양광 모듈의 심미성 및 접착성을 모두 갖는 태양광 모듈에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to a method of manufacturing a solar module to which a color film is applied, and a solar module having both aesthetics and adhesiveness by developing an optimal position to apply a color film in the cross-sectional structure of the solar module It relates to an optical module.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은, 글라스(glass)로 구성되는 투명베이스판; 상기 투명베이스판의 하면에 형성되는 제1 봉지층; 상기 제1 봉지층의 하면에 배치되는 컬러필름층; 상기 컬러필름층 하면에 형성되는 제2 봉지층; 상기 제2 봉지층의 하면에 배치되는 태양전지층; 상기 태양전지층의 하면에 형성되는 제3 봉지층; 및, 상기 제3 봉지층의 하면에 부착되어 태양광 모듈 외면을 보호하는 백시트를 포함하는 컬러필름 적용 태양광 모듈을 제공한다.The present invention, a transparent base plate composed of glass; a first encapsulation layer formed on a lower surface of the transparent base plate; a color film layer disposed on a lower surface of the first encapsulation layer; a second encapsulation layer formed on a lower surface of the color film layer; a solar cell layer disposed on a lower surface of the second encapsulation layer; a third encapsulation layer formed on a lower surface of the solar cell layer; And, it provides a color film applied solar module comprising a back sheet attached to the lower surface of the third encapsulation layer to protect the outer surface of the solar module.
본 발명에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈은 7중 구조로 컬러필름을 제1 봉지층과 제2 봉지층 사이에 배치함으로써 태양광 모듈의 심미성 및 접착성을 모두 가질 수 있다. 이는 상기 컬러필름이 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층 사이에 위치하여 라미네이션이 되면, 봉지재가 녹으면서 화학구조 특성이 변하여 상기 컬러필름과 상기 글라스 사이, 상기 컬러필름과 상기 태양전지층 사이의 접착력이 우수해지기 때문이다. 또한 글라스, 제1 봉지층, 컬러필름, 제2 봉지층의 굴절율 차이와 검은색 계열의 백시트 반사에 의해 태양전지 심미성이 확보될 수 있다.The color film-applied photovoltaic module according to the present invention can have both the aesthetics and the adhesiveness of the photovoltaic module by arranging the color film between the first encapsulation layer and the second encapsulation layer in a seven-layer structure. This is because when the color film is positioned between the first encapsulation layer and the second encapsulation layer and is laminated, the chemical structure properties change as the encapsulant melts, so that between the color film and the glass, between the color film and the solar cell layer This is because the adhesion of the In addition, the solar cell aesthetics can be secured by the difference in refractive index between the glass, the first encapsulation layer, the color film, and the second encapsulation layer and the reflection of the black-based backsheet.
도 1은 본 발명에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈의 (a) 모식도 및 (b) 단면도를 나타낸 것이다.1 shows (a) a schematic view and (b) a cross-sectional view of a color film applied solar module according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈은 투명베이스판(10), 제1 봉지층(20), 컬러필름층(30), 제2 봉지층(40), 태양전지층(50), 제3 봉지층(60) 및 백시트(70)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , the photovoltaic module to which a color film is applied according to the present invention has a
상기 투명베이스판의 두께는 2 내지 6 mm; 상기 제1 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm; 상기 컬러필름층의 두께는 100 내지 250 ㎛; 상기 제2 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm; 상기 태양전지층의 두께는 100 내지 200 ㎛; 상기 제3 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm; 및, 상기 백시트의 두께는 0.2 내지 0.5 mm인 것일 수 있다.The thickness of the transparent base plate is 2 to 6 mm; The thickness of the first encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm; The thickness of the color film layer is 100 to 250 ㎛; The thickness of the second encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm; The thickness of the solar cell layer is 100 to 200 ㎛; The thickness of the third encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm; And, the thickness of the back sheet may be 0.2 to 0.5 mm.
상기 투명베이스판(10)은 강화유리 또는 반강화유리를 포함하는 유리 또는 저철분 강화유리로 구성되고, 태양전지층(50)의 태양광이 입사하는 전면부에 위치하여 태양전지층(50)을 보호한다. 상기 투명베이스판(10)은 태양전지층(50)의 크기와 상응하는 크기로 이루어진다.The
상기 제1 봉지층(20), 제2 봉지층(40) 및 제3 봉지층(60)은 봉지재로 이루어진 것으로, 태양전지층(50)을 수분으로부터 보호하는 접착제 겸 실란트 역할을 하게 되며, 태양전지층(50) 이외에도 회로 부품 등 태양광 모듈을 외부 환경적인 요인들로부터의 보호하는 역할을 한다.The
상기 제1 내지 제3 봉지층(20, 40, 60)은 각각 독립적으로 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene vinyl acetate, EVA) 또는 폴리올레핀(Polyolefin elastomer, POE)인 것일 수 있다.The first to
상기 컬러필름층(30)은 제1 봉지층(20)과 제2 봉지층(40) 사이에 위치하여, 빛을 투과시키면서 컬러를 반사시킨다. 상기 컬러필름층(30)이 제1 봉지층(20)과 제2 봉지층(40) 사이에 위치함으로써, 상기 컬러필름 적용 태양광 모듈이 심미성 및 접착성을 모두 가질 수 있다. The
상기 컬러필름층(30)은 가시광선 중 일부를 선택적으로 반사시킬 수 있다. 자외선 또는 적외선을 반사하는 경우 인체가 육안으로 감지할 수 있는 색상을 가지지 못하므로 상기 컬러필름층(30)은 가시광선 중 일부를 선택적으로 반사하는 것이 바람직하다. 아울러 상기 컬러필름층(30)은 외부에서 입사되는 빛 중 일부를 반사할 수 있지만, 내부에서 반사되어 나오는 빛도 동일하게 재반사할 수 있으므로, 태양광 모듈의 효율을 일정부분 상승시킬 수도 있다.The
상기 컬러필름층(30)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephtalrate, PET) 필름; 및 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 증착된 금속 또는 금속산화물을 포함하는 것일 수 있다.The
상기 금속산화물은 니오븀산화물, 실리콘산화물, 은산화물, 타이타늄산화물, 알루미늄산화물 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질인 것일 수 있다.The metal oxide may be at least one material selected from the group consisting of niobium oxide, silicon oxide, silver oxide, titanium oxide, aluminum oxide, and combinations thereof.
상기 컬러필름층(30)의 두께는 100 내지 250 ㎛인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러필름층(30)의 두께는 100 내지 200 ㎛, 100 내지 150 ㎛, 150 내지 250 ㎛ 또는 200 내지 250 ㎛일 수 있다. 상기 컬러필름층(30)의 두께가 100 ㎛ 이하일 경우, 추후 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조 공정 시 라미네이션 공정 과정에서 구겨짐이 발생할 수 있고, 상기 컬러필름층(30)의 두께가 250 ㎛ 이상일 경우, 투과율 감소 등 영향으로 태양광 모듈에 적합하지 않을 수 있다.The
상기 컬러필름층(30)은 제1 봉지층(20)과 제2 봉지층(40) 사이에서 접착력이 50 N/cm 이상인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러필름층(30)의 접착력은 50 내지 200 N/cm, 80 내지 200 N/cm, 100 내지 200 N/cm, 150 내지 200 N/cm, 50 내지 150 N/cm, 50 내지 100 N/cm, 130 내지 160 N/cm, 130 내지 140 N/cm 또는 140 내지 160 N/cm일 수 있다.The
상기 태양전지층(50)은 결정질 실리콘 태양전지, 화합물 태양전지(CIGS 태양전지 등), 페로브스카이트 태양전지, 슁글드 타입 태양전지 또는 리본 전극(회색)을 가리기 위한 블랙라인 테이프가 적용된 버스리본 태양전지인 것일 수 있다.The
통상적인 기판형 실리콘 태양전지로, 단결정 실리콘웨이퍼로 제작되거나, 다결정 실리콘웨이퍼로 제작된 것일 수 있다. 상기 태양전지층(50)은 판 형상이며, 적절한 용량의 전압과 전류를 생성하기 위하여 복수 개가 직렬 또는 병렬로 연결된 것일 수 있다.As a conventional substrate-type silicon solar cell, it may be made of a single crystal silicon wafer or a polycrystalline silicon wafer. The
상기 태양전지층(50)의 두께는 100 내지 200 ㎛인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 태양전지층(50)의 두께는 100 내지 180 ㎛, 100 내지 160 ㎛, 100 내지 140 ㎛, 100 내지 120 ㎛, 120 내지 200 ㎛, 140 내지 200 ㎛, 160 내지 200 ㎛ 또는 180 내지 200 ㎛인 것일 수 있다.The thickness of the
상기 백시트(70)는 상기 태양전지층(50)의 후면부에 구비되어 절연 및 방수 기능을 하는 것일 수 있고, 상기 백시트(70)와 상기 태양전지층(50) 사이에 제3 봉지층(60)이 형성된다. The
상기 백시트는 절연 PET, 불소화합물 또는 폴리에틸렌(Polyethylen)이 적용된 것일 수 있고, 상기 제3 봉지층과 맞닿는 백시트 면의 색은 흑색 계열(예를 들어, 블랙, 다크그레이, 다크네이비 등)인 것일 수 있다.The back sheet may be one to which insulating PET, fluorine compound, or polyethylene is applied, and the color of the back sheet surface in contact with the third encapsulation layer is black (eg, black, dark gray, dark navy, etc.) it could be
또한, 본 발명은 태양광 모듈 외면을 보호하는 백시트 상에 제3 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제3 봉지층 상에 태양전지층을 적층하는 단계; 상기 태양전지층 상에 제2 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제2 봉지층 상에 컬러필름층을 적층하는 단계; 상기 컬러필름층 상에 제1 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제1 봉지층 상에 글라스(glass)로 구성되는 투명베이스판을 적층하는 단계; 및, 상기 형성된 모든 층을 가압함과 동시에 가열하는 라미네이션(Lamination) 공정을 수행하는 단계를 포함하는 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of forming a third encapsulation layer on the back sheet to protect the outer surface of the solar module; stacking a solar cell layer on the third encapsulation layer; forming a second encapsulation layer on the solar cell layer; laminating a color film layer on the second encapsulation layer; forming a first encapsulation layer on the color film layer; laminating a transparent base plate made of glass on the first encapsulation layer; And, it provides a method of manufacturing a color film applied solar module comprising the step of performing a lamination (Lamination) process of heating at the same time as pressing all the formed layers.
상기 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조방법은, 먼저, 백시트(70) 상에 제3 봉지층(60)을 형성한다. 상기 제3 봉지층(60)은 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene vinyl acetate, EVA) 또는 폴리올레핀(Polyolefin elastomer, POE)일 수 있다. In the method of manufacturing the color film applied solar module, first, a
상기 제3 봉지층(60) 상에 태양전지층(50)을 부착한다. A
상기 태양전지층(50) 상에 제2 봉지층(40)을 형성한다. 상기 제2 봉지층(40)은 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene vinyl acetate, EVA) 또는 폴리올레핀(Polyolefin elastomer, POE)일 수 있다. A
상기 제2 봉지층(40) 상에 컬러필름층(30)을 부착한다.A
상기 컬러필름층(30)의 두께는 100 내지 250 ㎛인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러필름층(30)의 두께는 100 내지 200 ㎛, 100 내지 150 ㎛, 150 내지 250 ㎛ 또는 200 내지 250 ㎛일 수 있다. 상기 컬러필름층(30)의 두께가 100 ㎛ 이하일 경우, 추후 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조 공정 시 라미네이션 공정 과정에서 구겨짐이 발생할 수 있고, 상기 컬러필름층(30)의 두께가 250 ㎛ 이상일 경우, 투과율 감소 등 영향으로 태양광 모듈에 적합하지 않을 수 있다.The
상기 컬러필름층(30)은 PET 필름 상에 스퍼터링(Sputtering), PE-CVD 또는 E-Beam의 박막 증착방법을 이용하여 금속 또는 금속산화물을 증착하여 형성한 후 상기 제2 봉지층(40)에 부착하는 것일 수 있다.The
상기 컬러필름층(30) 상에 제1 봉지층(20)을 형성한다. 상기 제1 봉지층(20)은 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene vinyl acetate, EVA) 또는 폴리올레핀(Polyolefin elastomer, POE)일 수 있다. A
상기 제1 봉지층(20) 상에 유리로 구성되는 투명베이스판(10)을 부착한다.A
상기 7개 층을 모두 적층한 후 적층제를 가압함과 동시에 가열하는 라미네이션(Lamination) 공정을 수행한다.After laminating all seven layers, a lamination process of pressing and heating the lamination agent is performed.
상기 라미네이션 공정은 온도 120 내지 160℃, 진공 300 내지 500 초 및 압력 0.1 내지 1 bar에서 홀딩시간 300 내지 800 초의 조건으로 수행하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 라미네이션 공정은 온도 130 내지 150℃, 진공 300 내지 400 초 및 압력 0.1 내지 1 bar에서 홀딩시간 500 내지 700 초인 것일 수 있다.The lamination process may be performed under the conditions of a holding time of 300 to 800 seconds at a temperature of 120 to 160° C., a vacuum of 300 to 500 seconds, and a pressure of 0.1 to 1 bar. For example, the lamination process may be at a temperature of 130 to 150° C., a vacuum of 300 to 400 seconds, and a holding time of 500 to 700 seconds at a pressure of 0.1 to 1 bar.
본 발명에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈의 컬러필름은 투과율을 확보하면서 컬러를 구현하기 때문에 태양광용으로 활용성이 높아 건축물의 외장으로 사용이 가능한 BIPV용 태양광 모듈에 적용할 수 있다. 또한, 종래의 컬러유리보다 본 발명의 컬러필름이 롤투롤(Roll to Roll) 방식의 채택이 가능하므로 양산성이 우수하다.The color film of the photovoltaic module applied with a color film according to the present invention has high utility for sunlight because it realizes color while securing transmittance, so it can be applied to a photovoltaic module for BIPV that can be used as an exterior of a building. In addition, the color film of the present invention is superior to the conventional color glass because it is possible to adopt a roll-to-roll method, so the mass productivity is excellent.
이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples and the like according to the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the Examples presented below.
[실시예] [Example]
실시예: 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조Example: Manufacture of a color film applied solar module
컬러필름 적용 태양광 모듈을 제조하기 위하여, glass(저철분 강화유리, 3.2 mm)/제1 봉지층(EVA sheet, 0.6 mm)/컬러필름층(보라색, 파란색, 금색 125 ㎛)/제2 봉지층(EVA sheet 0.6 mm)/태양전지층(3버스바 결정질 실리콘 태양전지:전극라인 블랙라인 테이프로 가림)/제3 봉지층(EVA sheet, 0.6 mm)/백시트(검은색, 250 ㎛)(7중 구조)의 순서로 적층하여 태양광 모듈을 제조하였고, 제조된 태양광 모듈의 이미지를 도 2에 나타내었다.In order to manufacture a color film applied solar module, glass (low iron tempered glass, 3.2 mm) / first encapsulation layer (EVA sheet, 0.6 mm) / color film layer (purple, blue, gold 125 μm) / second bag Layer (EVA sheet 0.6 mm) / Solar cell layer (3 bus bar crystalline silicon solar cell: electrode line covered with black line tape) / Third encapsulation layer (EVA sheet, 0.6 mm) / Back sheet (black, 250 μm) A solar module was manufactured by stacking in the order of (7-layer structure), and the image of the manufactured solar module is shown in FIG. 2 .
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예에서 glass/컬러필름층/제1 봉지층/태양전지층/제2 봉지층/백시트(6중 구조)의 순서로 적층한 것을 제외하고는, 각각의 물질은 실시예와 동일한 물질을 사용하여 태양광 모듈을 제조하였다.In the above embodiment, each material is the same material as in the embodiment, except that glass/color film layer/first encapsulation layer/solar cell layer/second encapsulation layer/backsheet (six-layer structure) was laminated in the order. was used to manufacture a solar module.
비교예 2Comparative Example 2
상기 실시예에서 glass/제1 봉지층/컬러필름층/태양전지층/제2 봉지층/백시트(6중 구조)의 순서로 적층한 것을 제외하고는, 각각의 물질은 실시예와 동일한 물질을 사용하여 태양광 모듈을 제조하였다.In the above embodiment, each material is the same as in the embodiment, except that glass/first encapsulation layer/color film layer/solar cell layer/second encapsulation layer/backsheet (six-layer structure) was laminated in the order. was used to manufacture a solar module.
실험예 1: 컬러필름 적정 두께 시험 Experimental Example 1: Color film appropriate thickness test
상기 실시예에서 제조된 컬러필름 적용 태양광 모듈에서 컬러필름의 적정 두께를 시험하기 위해, 컬러필름의 두께를 각각 25, 50, 125 및 188 ㎛로 제조하여 시험하였다. In order to test the appropriate thickness of the color film in the photovoltaic module applied with the color film prepared in the above example, the thickness of the color film was manufactured to 25, 50, 125 and 188 μm, respectively, and tested.
도 3에 나타낸 바와 같이, 컬러필름 두께가 100㎛ 이하일 경우 라미네이션 공정과정에서 구겨짐이 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 컬러필름 두께가 100 내지 250 ㎛일 경우 구겨짐이 없이 형성되는 것을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 3 , when the color film thickness was 100 μm or less, it was confirmed that wrinkling occurred during the lamination process, and when the color film thickness was 100 to 250 μm, it was confirmed that the color film was formed without wrinkling.
실험예 2: 컬러필름 최적 위치 시험Experimental Example 2: Color film optimal position test
컬러필름 적용 태양광 모듈에서 컬러필름의 위치에 따라 심미성과 접착성을 시험하기 위해, 상기 실시예, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 컬러필름 적용 태양광 모듈의 심미성과 접착성을 측정하였다(도 4). 그 결과는 도 5 및 하기 표 1에 나타내었다.In order to test the aesthetics and adhesion according to the position of the color film in the color film applied solar module, the esthetic and adhesive properties of the color film applied solar module prepared in Examples, Comparative Examples 1 and 2 were measured. (Fig. 4). The results are shown in FIG. 5 and Table 1 below.
도 5 및 표 1을 참조하면, 실시예는 접착성과 심시성이 모두 좋은 것으로 나타났으며, Glass와 제1 봉지층 사이에 컬러필름이 형성된 비교예 1은 심미성과 접착성이 좋지 않은 것으로 나타났다. 또한, 제1 봉지층과 태양전지층 사이에 컬러필름이 형성된 비교예 2는 접착성은 좋았으나, 심미성이 좋지 않은 것을 확인할 수 있었다.Referring to Figure 5 and Table 1, the Example showed that both adhesiveness and visual properties were good, and Comparative Example 1, in which a color film was formed between the glass and the first encapsulation layer, was found to have poor aesthetics and adhesion. In addition, Comparative Example 2, in which a color film was formed between the first encapsulation layer and the solar cell layer, had good adhesion, but it was confirmed that the aesthetics were not good.
상기 결과에 따라, 본 발명에 따른 컬러필름 적용 태양광 모듈의 컬러필름 위치가 최적 조건인 것을 확인할 수 있었다. According to the above results, it was confirmed that the color film position of the photovoltaic module applying the color film according to the present invention was the optimal condition.
10: 투명베이스판
20: 제1 봉지층
30: 컬러필름층
40: 제2 봉지층
50: 태양전지층
60: 제3 봉지층
70: 백시트10: transparent base plate
20: first encapsulation layer
30: color film layer
40: second encapsulation layer
50: solar cell layer
60: third encapsulation layer
70: back seat
Claims (12)
상기 투명베이스판의 하면에 형성되는 제1 봉지층;
상기 제1 봉지층의 하면에 배치되는 컬러필름층;
상기 컬러필름층 하면에 형성되는 제2 봉지층;
상기 제2 봉지층의 하면에 배치되는 태양전지층;
상기 태양전지층의 하면에 형성되는 제3 봉지층; 및,
상기 제3 봉지층의 하면에 부착되어 태양광 모듈 외면을 보호하는 백시트를 포함하고,
상기 컬러필름층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephtalrate, PET) 필름; 및
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 증착된 금속 또는 금속산화물을 포함하며,
상기 금속산화물은 니오븀산화물, 실리콘산화물, 은산화물, 타이타늄산화물, 알루미늄산화물 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질인 것이고,
상기 컬러필름층의 두께는 125 내지 188 ㎛인 것이며,
상기 컬러필름층은 롤투롤(Roll to Roll) 방식의 채택이 가능하므로 양산성이 우수한 것인 컬러필름 적용 태양광 모듈.
Transparent base plate composed of glass;
a first encapsulation layer formed on a lower surface of the transparent base plate;
a color film layer disposed on a lower surface of the first encapsulation layer;
a second encapsulation layer formed on a lower surface of the color film layer;
a solar cell layer disposed on a lower surface of the second encapsulation layer;
a third encapsulation layer formed on a lower surface of the solar cell layer; and,
and a back sheet attached to the lower surface of the third encapsulation layer to protect the outer surface of the solar module,
The color film layer is a polyethylene terephthalate (PET) film; and
It contains a metal or metal oxide deposited on the polyethylene terephthalate film,
The metal oxide is at least one material selected from the group consisting of niobium oxide, silicon oxide, silver oxide, titanium oxide, aluminum oxide, and combinations thereof,
The thickness of the color film layer is 125 to 188 ㎛,
The color film layer is a roll-to-roll (Roll to Roll) method can be adopted, so the color film applied solar module is excellent in mass productivity.
상기 투명베이스판의 두께는 2 내지 6 mm;
상기 제1 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm;
상기 컬러필름층의 두께는 100 내지 250 ㎛;
상기 제2 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm;
상기 태양전지층의 두께는 100 내지 200 ㎛;
상기 제3 봉지층의 두께는 0.2 내지 0.8 mm; 및,
상기 백시트의 두께는 0.2 내지 0.5 mm인 것을 특징으로 하는 컬러필름 적용 태양광 모듈.
The method of claim 1,
The thickness of the transparent base plate is 2 to 6 mm;
The thickness of the first encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm;
The thickness of the color film layer is 100 to 250 ㎛;
The thickness of the second encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm;
The thickness of the solar cell layer is 100 to 200 ㎛;
The thickness of the third encapsulation layer is 0.2 to 0.8 mm; and,
A color film applied solar module, characterized in that the thickness of the back sheet is 0.2 to 0.5 mm.
상기 컬러필름층은 제1 봉지층과 제2 봉지층 사이에서 접착력이 50 N/cm 이상인 것을 특징으로 하는 컬러필름 적용 태양광 모듈.
The method of claim 1,
The color film layer is a color film applied solar module, characterized in that the adhesive force between the first encapsulation layer and the second encapsulation layer is 50 N/cm or more.
상기 태양전지층은 결정질 실리콘 태양전지, 화합물 태양전지 또는 페로브스카이트, 슁글드 타입 태양전지 또는 리본 전극을 가리기 위한 블랙라인 테이프가 적용된 버스리본 태양전지인 것을 특징으로 하는 컬러필름 적용 태양광 모듈.
The method of claim 1,
The solar cell layer is a crystalline silicon solar cell, a compound solar cell, a perovskite, a shingled type solar cell, or a color film applied solar cell, characterized in that it is a bus ribbon solar cell to which a black line tape is applied to cover the ribbon electrode .
상기 백시트는 절연 PET, 불소화합물 또는 폴리에틸렌(Polyethylen)이 적용된 것이고, 상기 제3 봉지층과 맞닿는 백시트 면의 색은 흑색 계열인 것을 특징으로 하는 컬러필름 적용 태양광 모듈.
The method of claim 1,
The back sheet is an insulating PET, a fluorine compound, or polyethylene (Polyethylen) is applied, and the color of the back sheet surface in contact with the third encapsulation layer is a color film applied solar module, characterized in that the black series.
상기 제1 내지 제3 봉지층은 각각 독립적으로 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene vinyl acetate, EVA) 또는 폴리올레핀(Polyolefin elastomer, POE)인 것을 특징으로 하는 컬러필름 적용 태양광 모듈.
The method of claim 1,
The first to third encapsulation layers are each independently ethylene-vinyl acetate (EVA) or polyolefin (Polyolefin elastomer, POE).
태양광 모듈 외면을 보호하는 백시트 상에 제3 봉지층을 형성하는 단계;
상기 제3 봉지층 상에 태양전지층을 적층하는 단계;
상기 태양전지층 상에 제2 봉지층을 형성하는 단계;
상기 제2 봉지층 상에 컬러필름층을 적층하는 단계;
상기 컬러필름층 상에 제1 봉지층을 형성하는 단계;
상기 제1 봉지층 상에 글라스(glass)로 구성되는 투명베이스판을 적층하는 단계; 및,
상기 형성된 모든 층을 가압함과 동시에 가열하는 라미네이션(Lamination) 공정을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 컬러필름층의 두께는 125 내지 188 ㎛인 것이며,
상기 컬러필름층은 PET 필름 상에 스퍼터링(Sputtering), PE-CVD 또는 E-Beam의 박막 증착방법을 이용하여 금속 또는 금속산화물을 증착하여 형성하는 것이고,
상기 컬러필름층은 롤투롤(Roll to Roll) 방식의 채택이 가능하므로 양산성이 우수한 것인 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조방법.
According to any one of claims 1, 2, and 5 to 8, in the method for manufacturing a photovoltaic module applied with a color film according to any one of claims 1 to 8,
forming a third encapsulation layer on a back sheet that protects the outer surface of the solar module;
stacking a solar cell layer on the third encapsulation layer;
forming a second encapsulation layer on the solar cell layer;
laminating a color film layer on the second encapsulation layer;
forming a first encapsulation layer on the color film layer;
laminating a transparent base plate made of glass on the first encapsulation layer; and,
Comprising the step of performing a lamination (Lamination) process of heating and pressing all the formed layers at the same time,
The thickness of the color film layer is 125 to 188 ㎛,
The color film layer is formed by depositing a metal or metal oxide on a PET film using a thin film deposition method of sputtering, PE-CVD or E-Beam,
The color film layer is a method of manufacturing a color film applied photovoltaic module that is excellent in mass productivity because it is possible to adopt a roll to roll method.
상기 라미네이션 공정은 온도 120 내지 160℃, 진공 300 내지 500 초 및 압력 0.1 내지 1 bar에서 홀딩시간 300 내지 800 초의 조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 컬러필름 적용 태양광 모듈의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The lamination process is a method of manufacturing a color film applied photovoltaic module, characterized in that it is carried out under the conditions of a temperature of 120 to 160 ° C., a vacuum of 300 to 500 seconds, and a pressure of 0.1 to 1 bar, and a holding time of 300 to 800 seconds.
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