KR102474475B1 - 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치는, 배선재를 공급하는 공급부; 상기 배선재에 광에 의하여 열을 가하는 광원을 포함하는 열원부를 포함하여 상기 배선재를 태양 전지에 부착하는 부착부; 및 상기 열원부의 측면 부근에 위치하여 상기 광을 상기 열원부 내부로 반사하는 반사 부재를 포함한다.

Description

태양 전지 패널의 배선재 부착 장치{APPARATUS FOR ATTACHING INTERCONNECTOR OF SOLAR CELL PANEL}
본 발명은 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 구조를 개선한 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
이러한 태양 전지는 복수 개가 리본에 의하여 직렬 또는 병렬로 연결되고, 복수의 태양 전지를 보호하기 위한 패키징(packaging) 공정에 의하여 태양 전지 패널의 형태로 제조된다. 태양 전지 패널은 다양한 환경에서 장기간 동안 발전을 하여야 하므로 장기간 신뢰성이 크게 요구된다. 이때, 종래에는 복수의 태양 전지를 리본으로 연결하게 된다.
그런데 이러한 리본을 부착하는 장치 및 방법이 복잡하여 생산성이 저하될 수 있다. 그리고 리본 대신 다른 구조의 배선재를 사용할 경우에 이를 부착할 장치 및 방법이 제시되어 있지 않다.
본 발명은 자동화된 시스템에 의하여 배선재를 태양 전지에 부착하는 것에 의하여 생산성을 향상할 수 있는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 배선재를 우수한 부착 특성으로 균일하게 태양 전지에 부착할 수 있는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치는, 배선재를 공급하는 공급부; 상기 배선재에 광에 의하여 열을 가하는 광원을 포함하는 열원부를 포함하여 상기 배선재를 태양 전지에 부착하는 부착부; 및 상기 열원부의 측면 부근에 위치하여 상기 광을 상기 열원부 내부로 반사하는 반사 부재를 포함한다.
본 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치에 따르면, 라운드진 부분을 포함하여 솔더링을 위한 솔더층을 포함하는 배선재를 자동화된 시스템에 의하여 태양 전지에 부착할 수 있다. 그리고 반사 부재에 의하여 광을 열원부의 내부로 반사하는 것에 의하여 열원부의 가장자리 또는 측면 부근에서 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 열원부의 가장자리 또는 측면 부근에서 배선재의 부착 특성을 우수하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치가 적용될 수 있는 태양 전지 패널의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지 패널의 태양 전지 및 배선재를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 다른 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 도 4에 도시한 배선재 부착 장치에 포함되는 상부 고정 부재를 이용하여 태양 전지와 이의 상부에 위치한 배선재를 고정한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 도 4의 VII-VII 선을 따라서 본 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 4의 열원부 내에 태양 전지와 배선재가 위치한 상태를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 변형예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치에서 열원부 내에 태양 전지와 배선재가 위치한 상태를 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 변형예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치에서 열원부 내에 태양 전지와 배선재가 위치한 상태를 도시한 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치가 적용될 수 있는 태양 전지 패널의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지 패널의 태양 전지 및 배선재를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와, 복수의 태양 전지(150)를 전기적으로 연결하는 배선재(142)를 포함한다. 그리고 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와 이를 연결하는 배선재(142)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(130)와, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 전면에 위치하는 전면 기판(110)과, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 후면 기판(120)을 포함한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
본 실시예에서 태양 전지(150)는 반도체 기판과, 반도체 기판에 또는 반도체 기판 위의 일면에 형성되는 에미터 영역 및 타면에 형성되는 후면 전계 영역과, 에미터 영역에 연결되는 제1 전극 및 후면 전계 영역에 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 일 예로, 태양 전지(150)는 단결정 또는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 기판을 기반으로 하는 실리콘 반도체 태양 전지일 수 있다. 이에 의하여 높은 효율을 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 태양 전지(150)가 다양한 구조를 가질 수 있다.
그리고 복수 개의 태양 전지(150)는 배선재(142)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 배선재(142)는 태양 전지(150)의 폭보다 작은 폭을 가지면서 이웃한 두 개의 태양 전지(150) 중 제1 태양 전지(151)의 제1 전극 위로부터 이에 인접한 제2 태양 전지(152)의 제2 전극 위까지 길게 연결되어 이들을 전기적으로 연결한다. 세 개 이상의 태양 전지(150)를 구비할 경우에는 인접한 두 개의 태양 전지에 상술한 바와 같이 배선재(142)가 위치하여 연속적으로 태양 전지(150)가 전기적으로 연결된다.
본 실시예에서는 배선재(142)가 기존에 사용되던 상대적으로 넓은 폭(예를 들어, 1mm 내지 2mm)을 가지는 리본보다 작은 폭을 가지면서 길게 이어지는 와이어로 구성될 수 있다. 여기서, 배선재(142)는 금속으로 이루어진 코어층(142a)과, 코어층(142a)의 표면에 얇은 두께로 코팅되며 솔더 물질을 포함하여 전극과 솔더링이 가능하도록 하는 솔더층(142b)을 포함할 수 있다. 그리고 일 예로, 배선재(142)의 폭 또는 직경이 250um 내지 500um일 수 있다. 여기서, 솔더링 후 배선재(142)의 형상 등이 변화할 수 있으며 솔더층(142b)의 두께가 얇게 형성되므로 배선재(142)의 폭 또는 직경은 코어층(142a)의 폭 또는 직경을 의미할 수 있다. 이때, 배선재(142)를 구성하는 와이어는 라운드진 부분을 포함할 수 있다. 즉, 배선재(142)를 구성하는 와이어가 원형, 타원형, 또는 곡선으로 이루어진 단면 또는 라운드진 단면을 가질 수 있다.
그리고 배선재(142)가 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 6개 내지 33개 구비될 수 있다. 이때, 태양 전지 패널(100)의 출력을 좀더 향상하기 위하여 배선재(142)의 개수를 10개 이상(일 예로, 12개 내지 13개)으로 포함할 수 있다. 그리고 일 예로, 배선재(142)의 피치가 4.75mm 내지 26.13mm일 수 있다. 그러나 상술한 수치 등은 일 예로 제시한 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
밀봉재(130)는, 배선재(142)에 의하여 연결된 태양 전지(150)의 전면에 위치하는 제1 밀봉재(131)와, 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 제2 밀봉재(132)를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 전면 기판(110)은 광이 투과할 수 있는 투광성 절연 물질로 구성되고, 후면 기판(120)은 투광성 물질, 비투광성 물질, 또는 반사 물질 등으로 구성되는 시트로 구성될 수 있다. 일 예로, 전면 기판(110)이 유리 기판 등으로 구성될 수 있고, 후면 기판(120)이 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입을 가지거나, 또는 베이스 필름(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))의 적어도 일면에 형성된 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지층을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서와 같이 작은 폭 또는 직경을 가지는 와이어를 배선재(142)로 사용하면 재료 비용을 크게 절감할 수 있으며 배선재(142)를 충분한 개수로 구비하여 캐리어의 이동 거리를 최소화하여 태양 전지 패널(100)의 출력을 향상할 수 있다. 또한, 라운드진 부분에 의하여 배선재(142)가 반사 또는 난반사를 유도하여 광을 재사용할 수 있다.
본 실시예에서는 상술한 바와 같이 작은 폭 또는 직경을 가지며 원형 등의 단면 형상을 가지는 와이어 형태의 배선재(142)을 많은 개수로 태양 전지(150)에 부착하여야 한다. 이에 따라 와이어 형태를 가지더라도 높은 부착력을 가지도록 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착할 수 있으며 많은 개수의 배선재(142)를 함께 부착하여 생산성을 향상할 수 있는 배선재 부착 장치가 요구된다. 이를 고려한 본 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치를 도 3 내지 도 10를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 다른 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 그리고 도 6은 도 4에 도시한 배선재 부착 장치에 포함되는 상부 고정 부재를 이용하여 태양 전지와 이의 상부에 위치한 배선재를 고정한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다. 간략한 도면을 위한 도 4에서는 상부 고정 부재 공급부(2560) 및 태양 전지 공급부(251)를 도시하지 않았다.
도 3 내지 도 6를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치(이하, "배선재 부착 장치")(200)는, 권취롤(212)에 감겨 있는 배선재(142)를 풀어서 공정 방향으로 제공하는 배선재 공급부(210)와, 제공된 배선재(142)에 플럭스를 도포하는 플럭스부(220)와, 플럭스를 건조하는 건조부(230)와, 배선재(142)를 지그(243)에 고정하는 배선재 인출부(240)와, 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착하는 부착부(250)를 포함할 수 있다.
배선재 공급부(210)로부터 제공된 배선재(142)는 플럭스부(220) 및 건조부(230)를 거쳐서 플럭스층이 형성된 상태로 배선재 인출부(240)에 제공된다. 배선재 인출부(240)에서 배선재(142)만을 지그(243)에 고정한 후에 절단부(244)가 배선재(142)를 절단한다. 이에 의하여 태양 전지(150)와 별개로 절단된 배선재(142)가 지그(243)에 고정되어 있는 배선재-지그 결합체(243a)를 형성한다.
본 실시예에서 지그(243)는 배선재(142)의 일측에 고정되는 제1 고정 부분(241)과 배선재(142)의 타측에 고정되는 제2 고정 부분(242)을 구비한다. 제1 고정 부분(241) 및 제2 고정 부분(242)에는 각기 서로 사이의 간격이 변화하도록 이동하여 배선재(142) 각각을 클램핑하는 클램프부(PA, PB)가 구비될 수 있다. 클램프부(PA, PB)의 구조, 방식 등은 다양하게 변형될 수 있다. 절단부(244)는 배선재(142)가 지그(243)에 고정된 이후에 배선재(142)를 절단할 수 있는 다양한 구조, 방식 등이 적용될 수 있다.
그리고 배선재 공급부(210), 플럭스부(220), 건조부(230) 및 배선재 인출부(240)로 이동하는 경로 중에는 배선재(142)의 위치를 정렬 또는 가이드하는 다양한 부재 또는 장치가 위치할 수 있다. 일 예로, 배선재(142)가 원하는 위치에 위치할 수 있도록 가이드하는 가이드 부재(214), 배선재(142)가 이동하지 않을 때 배선재(142)를 눌러서 고정하는 누름 부재(246) 등을 더 포함할 수 있다. 도면에서는 일 예로 가이드 부재(214)에 배선재(142)가 지나가는 홈(214a)이 형성되어 배선재(142)를 가이드하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 가이드 부재(214), 누름 부재(246) 등의 형상, 구조, 방식 등은 다양하게 변형될 수 있다.
이렇게 형성된 배선재-지그 결합체(243a)는 컨베이어 벨트(252)로 이송되어 제공된다. 일 예로, 지그(243)를 이송하는 이송 부재(도시하지 않음)가 지그(243)를 배선재 인출부(240)로부터 컨베이어 벨트(252)로 이송하는 것에 의하여, 배선재-지그 결합체(243a)로 이송될 수 있다. 이송 부재의 구조로는 알려진 다양한 구조, 방식 등이 적용될 수 있다. 그리고 컨베이어 벨트(252)에는 태양 전지 공급부(251)로부터 태양 전지(150)가 제공된다.
이때, 컨베이어 벨트(252)는 배기 홀(252a)이 구비된다. 이에 의하여 배기 홀(252a)을 통하여 배기 장치(259)를 이용하여 배기가 이루어지도록 하여 태양 전지(150)와 이의 하부(즉, 태양 전지(150)와 컨베이어 벨트(252)) 사이에 위치한 배선재(142)를 효과적으로 압착할 수 있다. 배기 장치(259)는 배기 홀(252a)을 통하여 기체를 배출할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 태양 전지(150)와 이의 하부에 위치하는 배선재(142)는 흡착에 의하여 컨베이어 벨트(252) 위에 고정된다.
이때, 배기 흡착을 이용하여 배선재(142)와 태양 전지(150)를 고정할 때 배선재(142)와 태양 전지(150)의 위치가 틀어지지 않도록 컨베이어 벨트(252)의 일측(컨베이어 벨트(252)가 시작되는 부분보다 이전)에 제3 고정 부분(254)이 위치할 수 있다. 제3 고정 부분(254)은 컨베이어 벨트(252)와 일정한 위치를 가지도록 고정된 상태를 유지하고 있다. 제3 고정 부분(254)은 배선재(142)를 각기 고정할 수 있는 클램프부(PA, PB)를 구비할 수 있다. 클램프부(PA, PB)의 구조는 다양하게 변형될 수 있다.
그리고 태양 전지(150)와 이의 상부에 위치하는 배선재(142)는 이들의 위에 위치하는 상부 고정 부재(또는 고정 부재)(256)에 의하여 고정된다.
상부 고정 부재 공급부(2560)로부터 공급된 상부 고정 부재(256)는 열원부(258)에 투입되기 전에 태양 전지(150)의 상부에서 배선재(142)를 고정한다. 그리고 상부 고정 부재(256)가 태양 전지(150)의 상부에서 배선재(142)를 고정한 상태로 이들과 함께 열원부(258)를 통과한다. 열원부(258)를 통과하면서 태양 전지(150)와 배선재(142)가 서로 부착된다. 열원부(258)를 통과한 후에 상부 고정 부재(256)는 태양 전지(150)와 배선재(142)로부터 분리되어 상부 고정 부재 공급부(2560)로 다시 돌아갈 수 있다. 이때, 상부 고정 부재 공급부(2560)는 컨베이어 벨트(252), 열원부(258) 등과 연결되지 않고 독자적인 구동부에 의하여 구동되어 상부 고정 부재(256)를 태양 전지(150)와 배선재(142)의 상부에 제공하는 역할을 할 수 있다
일 예로, 상부 고정 부재 공급부(2560)는 열원부(258)의 이전으로부터 열원부(258)의 이후까지 연장된 상태로 위치하여 열원부(258) 이전에서 태양 전지(150)와 배선재(142) 위에 상부 고정 부재(258)를 쉽게 공급하고 열원부(258)를 통과한 상부 고정 부재(258)를 열원부(258)의 이후에서 쉽게 수거할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 상부 고정 부재 공급부(2560)는 복수의 상부 고정 부재(256)를 구비하여, 하나의 상부 고정 부재(256)가 열원부(258)를 통과하는 중에도 다른 상부 고정 부재(256)가 그 이후에 위치한 태양 전지(150)와 배선재(142)를 고정할 수 있다. 이에 의하여 연속적으로 복수의 태양 전지(150)의 부착 공정을 수행할 수 있다.
본 실시예에서 상부 고정 부재(256)는, 프레임부(2562, 2566)과, 프레임부(2562, 2566)에 고정되어 복수의 배선재(142)를 압착하는 복수의 압착편(2564)을 포함할 수 있다.
프레임부(2562, 2566)는 복수의 압착편(2564)이 고정될 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 프레임부(2562, 2566)는, 배선재(152)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 배치되는 부분을 포함하는 제1 부분(2562)과, 제1 부분(2562)의 양측을 각기 연결하는 제2 부분(2566)을 포함할 수 있다. 이에 의하여 구조를 단순화하면서도 복수의 압착편(2564)이 안정적으로 고정 또는 지지될 수 있다. 도면에서는 제2 부분(2566)이 일자 형상으로 형성되어 양측에 하나씩 위치하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 부분(2566)이 액자 형상 또는 내부가 빈 사각형 형상 등을 가질 수도 있다. 그리고 제1 부분(2562)과 제2 부분(2566)은 서로 일체로 형성될 수도 있고, 별개로 형성되어 나사 등의 체결 부재 등에 의하여 서로 체결될 수도 있다.
제1 부분(2562)과 압착편(2564)은 일체로 형성되거나, 압착편(2564)이 제1 부분(2562)의 저면에 고정 또는 결합될 수 있다. 일 예로, 압착편(2564)이 제1 부분(2562)에 탈착 가능하게 고정되어 쉽게 수리 또는 교체되도록 할 수 있다. 압착편(2564)이 제1 부분(2562)의 저면에 고정 또는 결합되는 구조로는 알려진 다양한 구조가 사용될 수 있다.
제1 부분(2562)은 배선재(142)를 안정적으로 태양 전지(150)에 압착할 수 있도록 일정 간격을 두고 이격될 수 있다. 이때, 제1 부분(2562) 또는 프레임부(2562, 2566)은 압착편(2564)이 배선재(142)를 태양 전지(150)에 압착할 수 있는 정도의 무게를 가질 수 있다. 즉, 프레임부(2562, 2566)은 자중에 의하여 배선재(142)에 압착력을 제공할 수 있다. 이에 의하면 별도로 압착력을 가하는 다른 장치 등을 구비하지 않아도 되므로 설비를 간소화할 수 있다.
압착편(2564)은 제1 부분(2562)에서 배선재(142)가 위치하는 부분에 대응하여 위치할 수 있다. 일 예로, 압착편(2564)은 태양 전지(150)에 고정되는 배선재(142)의 간격만큼 서로 이격되며 배선재(142)의 개수와 동일한 개수만큼 각 제1 부분(2562)에 일렬로 고정될 수 있다. 이에 의하여 복수의 제1 부분(2562)에 각기 위치한 복수의 압착편(2564)이 하나의 배선재(142)를 압착 및 고정할 수 있다.
압착편(2564)은 배선재(142)를 눌러서 고정할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. 압착편(2564)이 탄성력을 가지면서 경사지게 절곡된 부분 또는 라운드진 부분을 가질 수 있다. 일 예로, 압착편(2564)은 대략적인 C자, U자, 또는 V자 형상을 가질 수 있다.
이와 같이 태양 전지(150)와 배선재(142)가 컨베이어 벨트(252) 및/또는 상부 고정 부재(256)에 의하여 고정되면, 배선재(142)를 고정하던 지그(243) 및/또는 제3 고정 부분(254)은 배선재(142)로부터 분리되고 지그(243)은 배선재 인출부(240)로 반송된다. 이와 같이 컨베이어 벨트(252)는 배선재(142)와 태양 전지(150)를 이송하는 역할과 함께, 일정 위치로 정렬된 태양 전지(150)와 이의 하부에 위치하는 배선재(142)를 그 상태로 고정하는 역할을 한다.
태양 전지(150), 배선재(142) 및 상부 고정 부재(256)가 함께 컨베이어 벨트(252)에 의하여 열원부(258)를 통과한다. 이에 의하여 태양 전지(150)와 배선재(142)가 부착되어 태양 전지 스트링가 형성된다. 그리고 열원부(258)를 통과한 상부 고정 부재(256)는 태양 전지(150)와 배선재(142)로부터 분리되어 상부 고정 부재 공급부(2560)로 반송된다.
이때, 부착부(250)는 배선재(142)와 태양 전지(150)가 가압 및 고정된 상태에서 열원부(258)에 의하여 광을 제공하여 열(예를 들어, 복사열)을 가하는 것에 의하여 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착한다.
좀더 구체적으로, 열원부(258)는 컨베이어 벨트(252)의 상부 또는 하부에서 태양 전지(150)에 광을 가하는 것에 의하여 열을 제공한다. 열원부(258)에 의하여 제공된 열에 의하여 배선재(142)의 솔더층(142b)이 녹아서 솔더링되고, 이에 의하여 배선재(142)가 태양 전지(150)의 전극(42, 44)에 부착된다. 본 실시예에서는 열원부(258)가 광에 의하여 열을 가하는 것에 의하여 부착 공정의 시간을 절감하고 부착 특성을 향상할 수 있다. 일 예로, 열원부(258)가 적외선 램프일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 열원부(258)로는 열을 제공할 수 있는 다양한 구조, 방식 등이 적용될 수 있다.
본 실시예에서는 열원부(258)의 측면 부근에 반사 부재(270)가 위치한다. 이하에서는 도 4와 함께 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 실시예에 따른 반사 부재(270)를 상세하게 설명한다.
도 7은 도 4의 VII-VII 선을 따라서 본 개략적인 단면도이고, 도 8은 도 4의 열원부(258) 내에 태양 전지(150)와 배선재(142)가 위치한 상태를 도시한 개략적인 평면도이다. 도 8에서는 간략한 도시를 위하여 상부 고정 부재(256)의 도시를 생략한다.
도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에서 열원부(258)의 측면 부근에는 광을 열원부(258)의 내부(즉, 열원부(258)에 의하여 열이 제공되어야 하는 태양 전지(150))로 반사시키는 반사 부재(270)가 위치한다.
일 예로, 본 실시예에서 열원부(258)는 배선재(142)에 광에 의한 열(복사열)을 제공하는 복수의 광원(258a)을 포함할 수 있다. 열원부(258)가 복수의 광원(258a)을 포함하면, 복수의 광원(258a)을 개별적으로 제어할 수 있어 열원부(258) 전체적으로 광 또는 열 분포를 고르게 할 수 있으며 고장 등의 문제 시 해당 광원(258a)만 교체하여 안정적으로 사용할 수 있다. 반면, 본 실시예에와 달리 열원부가 하나의 광원으로 구성되면 각 부분에 대한 개별적인 제어가 어려워서 열원부의 전체 부분에 균일하게 광 또는 열을 제공하기 어려울 수 있다.
이때, 열원부(258)의 광원(258a)은 선형 형상을 가질 수 있다. 이에 의하면 개별적인 제어가 가능하면서도 광원(258a)의 개수가 너무 많아지지 않도록 할 수 있다. 반면, 광원(258a)이 점 광원이면 광원(258a)의 개수가 너무 많아져서 오히려 제어가 어렵고 고장 등이 발생할 경우 찾아내기 힘든 등의 문제가 있을 수 있다. 그리고 각 광원(258a)은 배선재(142)의 연장 방향 또는 공정 방향과 교차(일 예로, 직교)하는 방향으로 배치되어 모든 배선재(142)를 가로질러 위치할 수 있다. 그러면, 일부 광원(258a)이 고장나서 작동하지 않을 경우에도 태양 전지(150)의 전체 배선재(142)에 다른 광원(258a)이 광을 제공하여 배선재(142)를 부착할 수 있어 공정 불량 등을 방지할 수 있기 때문이다. 반면, 본 실시예와 달리 광원이 배선재(142)와 평행한 방향으로 위치하면 일부 광원이 작동하지 않을 경우에 일부 배선재(142)에는 광이 제공되지 않아 해당 배선재(142)가 부착되지 않을 수 있다.
이러한 복수의 광원(258a)은 복수의 광원(258a)의 후방에 위치하는 제1 고정부(258b)에 의하여 함께 고정되어 일체화될 수 있다. 제1 고정부(258b)에는 각 광원(258a)에 대응하여 경사면을 가지는 오목부(C)를 구비할 수 있다. 이러한 오목부(C)에 의하여 광원(258a)의 고정 안정성을 향상하고 광원(258a)에서 방출된 광을 반사 또는 굴절시켜 태양 전지(150) 및 배선재(142)로 향하도록 할 수 있다. 광원(258a)의 전방에는 제1 고정부(258b)에 고정되는 제2 고정부(258c)가 위치할 수 있다. 이에 의하면, 광원(258a)이 제1 고정부(258a)와 제2 고정부(258b)의 사이에서 안정적으로 고정될 수 있다.
제1 고정부(258b)는 광의 반사 또는 굴절을 유도할 수 있는 물질(예를 들어, 반사 물질, 일 예로, 금속)으로 구성될 수 있고, 제2 고정부(258b)는 광을 투과하거나 확산할 수 있는 물질(예를 들어, 투광성 물질 또는 반투광성 물질)을 포함할 수 있다. 이에 의하여 광원(258a)으로부터 방출된 광을 태양 전지(150) 및 배선재(142)로 효과적으로 제공할 수 있다.
본 실시예에서 열원부(258)의 측면 부근에 반사 부재(270)가 위치한다. 각 광원(258a)에서 제공된 광은 광원(258a)에서 멀어질수록 옆으로 퍼지면서 태양 전지(150) 및 배선재(142)에 도달하게 된다. 이에 따라 인접한 두 개의 광원(258a) 사이에 두 개의 광원(258a)에서 제공된 광이 중첩되는 중첩 영역(OA)이 위치하게 되는데, 열원부(258)의 가장자리에 인접한 광원(258a)에서는 가장자리 쪽에는 다른 광원(258a)이 위치하지 않으므로 광원(258a)의 바깥쪽으로 광이 제공된 부분에 중첩 영역(OA)이 형성되지 않는다. 이러한 광 손실에 의하여 열원부(258)의 가장자리 부근에서는 다른 부분보다 약한 강도로 광이 제공될 수 있다. 이를 고려하여 본 실시예에서는 태양 전지(150) 및 배선재(142)에 제공되는 광의 강도가 다른 부분보다 약할 수 있는 열원부(258)의 측면 부근에 반사 부재(270)를 위치시킨다. 이에 의하면 열원부(258)에서 가장자리에 인접한 광원(258a)에서 제공되어 외부로 유출되는 광이 반사 부재(270)에 의하여 반사되어 다시 태양 전지(150) 및 배선재(142)에 제공된다. 이에 의하여 열원부(258)이 가장자리 부근에서도 광원(258a)에서 직접 방출된 광과 반사 부재(270)에 의하여 반사되어 입사되는 광에 의하여 중첩 영역(OA)과 유사한 강도의 강이 제공될 수 있다. 이에 의하여 열원부(258)에서 전체적으로 균일한 광이 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 광원(258a)이 복수의 배선재(142)를 가로지르도록 배치되므로, 열원부(258)에서 가장자리에 위치하는 광원(258a)은 복수의 배선재(142)를 가로지르면서 태양 전지(150)에 배치된 복수의 배선재(142)의 양측에 하나씩 위치하게 된다. 이를 고려하여 반사 부재(270)는 복수의 배선재(142)와 교차하는 방향으로 배치되며 복수의 배선재(142)의 연장 방향에서의 양단부 또는 양측에 위치하는 제1 반사 부재(271)를 포함할 수 있다. 그러면, 반사 부재(270)는 선형 형상의 광원(258a)과 평행하게 배치되어 광원(258a)으로부터 방출된 광을 전체적으로 고르게 반사시킬 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 제1 반사 부재(271)가 복수의 배선재(142)의 연장 방향에서 양측에 하나씩 위치하여 열원부(258)의 가장자리에 위치한 광이 외부로 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고 복수의 배선재(142)와 평행한 방향에는 반사 부재(270)가 위치하지 않아 반사 부재(270)의 개수 또는 면적을 최소화하여 설비 부담을 최소화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 반사 부재(271)가 일측에서 하나만 위치할 수도 있다. 다른 변형예로, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 반사 부재(271) 뿐만 아니라 배선재(142)의 연장 방향과 평행한 방향으로 배치되는 제2 반사 부재(272)를 더 포함할 수 있다. 도면에서는 제2 반사 부재(272)가 배선재(142)와 교차하는 방향의 양측에 각기 하나씩 위치하는 것을 예시하였다. 그러면, 외부로 광이 위치할 수 있는 열원부(258)의 모든 가장자리 부근에 반사 부재(270)가 모두 위치하게 되어 광의 손실을 최소화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 반사 부재(272)가 배선재(142)와 교차하는 방향의 양측 중에 일 측면에만 위치할 수도 있다. 즉, 본 실시예에서 반사 부재(270)는 열원부(258)의 일 측면 부근에서 적어도 하나 존재하면 족하다.
반사 부재(270)는 광을 반사할 수 있는 다양한 물질로 구성될 수 있다. 좀더 구체적으로, 반사 부재(270)는 금속으로 구성되거나 반사 물질을 포함하거나 반사 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사 부재(270)가 알루미늄 또는 스테인리스강 등의 금속으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 반사 부재(270)가 알루미늄 플레이트 또는 스테인리스 강 플레이트 등으로 구성될 수 있다. 또는, 반사 부재(270)가 수지에 반사 비드, 백색 안료 등의 반사 물질을 포함할 수도 있다. 또는, 반사 부재(270)가 유리와 이의 뒷면에 위치하는 금속층을 포함하는 거울 등으로 구성될 수 있다. 도 7에서는 열원부(280)에 인접한 반사 부재(270)의 내면이 평면으로 구성된 것을 예시하였다. 이에 의하면 반사 부재(270)를 열원부(258)에 가깝게 위치시킬 수 있고 구조적인 안정성을 구비할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 다른 변형예로 도 10에 도시한 바와 같이, 열원부(258)에 인접한 반사 부재(270)의 내면에 곡면으로 이루어질 수 있다. 이에 의하면 반사 부재(270)의 내면의 곡면에 의하여 반사 경로 등을 제어할 수 있다. 도 10에 도시한 바와 같이 반사 부재(270)의 내면이 오목한 곡면으로 구성되면 열원부(258)에서 가장자리에 위치한 광원(258a)으로부터 외부를 향하여 유출되는 광의 입사각을 크게 하여 큰 반사각으로 반사시킬 수 있으므로 많은 양의 광은 태양 전지(150) 및 배선재(142) 쪽으로 반사시켜 광의 손실을 최소화할 수 있다. 반사 부재(270)는 오목한 반사경 등으로 구성될 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
다시 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 이러한 반사 부재(270)(특히, 제1 반사 부재(271))는 구동 부재(도시하지 않음)에 의하여 상부(태양 전지(150) 및 배선재(142)로부터 멀어지는 방향, 도면의 양의 z축 방향) 및 하부(태양 전지(150) 및 배선재(142)와 가까워지는 방향, 도면이 음의 z축 방향)으로 왕복 이동할 수 있다. 이에 의하여 부착되어야 할 태양 전지(150) 및 배선재(142)가 열원부(258)로 이동하거나 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착한 상태로 열원부(258)로부터 빠져나갈 때는 필요한 반사 부재(270)를 상부로 이동하여 태양 전지(150) 및 배선재(142)가 원활하게 이동하도록 할 수 있다. 예를 들어, 태양 전지(150) 및 배선재(142)가 열원부(258)로 이동할 때는 적어도 열원부(258)의 전방에 위치하는 제1 반사 부재(271)를 상부로 이동시켜 태양 전지(150) 및 배선재(142)가 통과할 수 있도록 한다. 그리고 열원부(258)에 의하여 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착할 때에는 양측의 제1 반사 부재(271)(제2 반사 부재(도 9의 참조부호 272, 이하 동일)가 위치하는 경우에는 제2 반사 부재(272)도 포함함)을 하부에 위치한 상태에서 부착 공정을 수행하여 광 손실을 최소화한다. 그리고 부착 공정이 종료되어 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착한 상태로 열원부(258)로부터 빠져나갈 때는 열원부(258)의 후방에 위치한 제1 반사 부재(271)를 상부로 이동시켜 태양 전지(150) 및 배선재(142)가 통과할 수 있도록 한다. 제1 반사 부재(271)를 상부 또는 하부로 이동하는 구동 부재로는 다양한 구조, 방식 등이 적용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
태양 전지(150) 및 배선재(142), 그리고 상부 고정 부재(256)와 열원부(258) 사이에는 차단 부재(2580)가 위치할 수 있다. 차단 부재(2580)는 부착 공정 중에 발생하는 오염 물질 등이 열원부(258) 쪽으로 이동하여 열원부(258)에 피해를 주는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 배선재(142)의 솔더층이 열원부(258)로부터 제고된 열에 의하여 기화되어 흄(hume)이 발생될 수 있는데, 흄은 열원부(258)의 광원(258a)에 달라붙는 것 등에 의하여 광원(258a)의 특성을 저하시키거나 광이 원활하게 제공되는 것을 방해할 수 있다. 차단 부재(2580)는 흄 등이 열원부(258)의 광원(258a)에 달라붙는 것을 방지할 수 있다. 차단 부재(2580)에 흄 등의 오염 물질이 많이 붙은 경우에는 차단 부재(2580)만을 교체하거나 차단 부재(2580)를 세정한 후에 공정을 하면 되므로 공정을 단순화할 수 있다.
일 예로, 차단 부재(2580)는 투명한 물질(일 예로, 투명 절연 물질)로 구성될 수 있다. 그러면, 광원(258a)의 광이 태양 전지(150) 및 배선재(142)로 제공되는 것은 방지하지 않으면서 광원(258a)으로 오염 물질 등이 부착되는 것은 방지할 수 있다. 일 예로, 차단 부재(2580)가 유리 등으로 구성될 수 있다. 도면에서는 일 예로 차단 부재(2580)가 열원부(258)(좀더 구체적으로는, 제2 고정부(258c)의 외부면)에 부착하여 구조를 단순화한 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 배선재 부착 장치(200)에 따르면, 라운드진 부분을 포함하여 솔더링을 위한 솔더층을 포함하는 배선재(142)를 자동화된 시스템에 의하여 태양 전지(150)에 부착할 수 있다. 그리고 반사 부재(270)에 의하여 광을 열원부(258)의 내부로 반사하는 것에 의하여 열원부(258)의 가장자리 또는 측면 부근에서 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 열원부(258)의 가장자리 또는 측면 부근에서 배선재(142)의 부착 특성을 우수하게 유지할 수 있다.
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 태양 전지 패널
150: 태양 전지
142: 배선재
200: 배선재 부착 장치
210: 배선재 공급부
220: 플럭스부
230: 건조부
240: 배선재 인출부
250: 부착부
258: 열원부
258a: 광원
270: 반사 부재

Claims (16)

  1. 배선재를 공급하는 공급부;
    상기 배선재에 광에 의하여 열을 가하는 복수의 광원을 포함하는 열원부를 포함하여 상기 배선재를 태양 전지에 부착하는 부착부; 및
    상기 열원부의 측면 부근에 위치하여 상기 광을 상기 열원부 내부로 반사하는 반사 부재
    를 포함하며,
    상기 배선재가 상기 태양 전지 상에 나란히 배치되는 복수의 배선재를 포함하고,
    상기 복수의 광원이 서로 나란하게 배치되며, 각각의 상기 광원은 선형 형상을 가지고, 상기 복수의 배선재를 동시에 교차하며 가로지르도록 배치되며,
    상기 열원부는
    상기 복수의 광원의 후방에 위치하며 상기 복수의 광원을 동시에 고정하는 제1 고정부와, 상기 복수의 광원의 전방에 위치하며, 상기 복수의 광원을 동시에 고정하는 제2 고정부를 포함하고,
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부는 상기 복수의 광원을 수용하면서 서로 접하도록 배치되며,
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부가 접하는 면의 상기 광원과 상기 광원 사이에 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 부재가 상기 배선재와 교차하는 방향으로 배치되는 제1 반사 부재를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 반사 부재가 상기 배선재의 연장 방향에서의 양측에 각기 위치하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 반사 부재가 상기 배선재와 평행하게 위치하는 제2 반사 부재를 더 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사 부재가 금속 또는 반사 물질을 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반사 부재가 상기 태양 전지 및 상기 배선재와 가까워지는 방향 및 멀어지는 방향으로 이동하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열원부에 인접한 상기 반사 부재의 내면이 평면이거나 오목한 면인 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 반사 부재는 상기 광원에 평행하게 배치되는 제1 반사 부재를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지 및 상기 배선재와 상기 열원부 사이에 위치하는 차단 부재를 더 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광원이 적외선 램프를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고정부가 반사 물질을 포함하고,
    상기 제2 고정부가 투광성 물질 또는 반투광성 물질을 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.


  16. 삭제
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