KR102589092B1 - 인공 위성용 태양 전지 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인공 위성용 태양 전지 패널에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 패널은 각각에 구비된 복수의 인공 위성용 태양 전지가 인터커넥터에 의해 제1 방향으로 직렬 연결되고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되는 복수의 셀 스트링; 및 복수의 셀 스트링 각각의 끝단에 제2 방향으로 길게 연장되어 배치되고, 복수의 셀 스트링 각각의 마지막 태양 전지에 접속된 인터커넥터에 전기적으로 연결되어, 복수의 셀 스트링이 서로 전기적으로 연결되거나, 정션 박스에 연결되는 버싱바;를 포함하고, 버싱바는 인터커넥터가 접속되는 복수의 컨텍 포인트 부분과 복수의 컨텍 포인트 사이를 서로 연결하는 연결부를 포함하고, 버싱바의 연결부의 제1 방향 폭은 컨텍 포인트 부분의 제1 방향 폭보다 좁고, 버싱바의 연결부는 제2 방향으로 길게 연장되는 제1 장홀을 구비한다.

Description

인공 위성용 태양 전지 패널{Solar Cell Panel for Satellite}
본 발명은 인공 위성용 태양 전지 패널에 관한 것으로, 2018년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단-우주핵심기술개발사업 지원을 받아 수행된 연구(NRF-2017M1A3A3A03016626)이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.
이와 같은 태양 전지는 극한의 환경에서 특정 임무를 수행하는 인공 위성에도 전원을 공급하는 장치로 많이 적용되고 있다.
이에 따라, 복수의 태양 전지가 적용되는 인공 위성용 태양 전지 모듈은 극한의 환경에 노출되어 동작되므로, 제조 비용보다는 극한의 환경에서 견딜 수 있는 태양 전지 모듈의 안전성과 신뢰성이 더욱 중요해지고 있다.
특히, 인공 위성에 적용되는 태양 전지 모듈은 인공 위성이 발사체에 탑재되어 지구를 탈출할 때 발생되는 발사체에서 발생되는 진동을 견뎌내야 하고, 우주 공간의 특정 궤도에 다다른 이후, 인공 위성이 우주 공간에 노출된 이후로는 극한의 온도를 견뎌내야 한다.
특히, 우주 공간에서는 인공 위성이 태양 빛에 노출될 때, 태양 빛의 복사 열로 인하여 온도가 영상 100℃를 초과하고, 태양 빛에 노출되지 않고, 지구의 그림자에 가렸을 때의 온도는 영하 -100℃에 이르러, 우수 공간에서의 온도 변화 범위가 최소 200℃에 이른다.
특히, 인공 위성이 달이나 지구의 그림자에 가려져 영하의 온도일 경우에는 태양 전지의 효율에 특별한 문제가 없으나, 인공 위성이 태양 빛에 노출되어, 태양 빛의 복사 열로 인하여 100℃를 넘어서는 경우, 태양 전지의 효율이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 인공 위성에 구비된 태양 전지 패널에 구비된 인터커넥터나 버싱바와 같은 도전체의 경우, 온도 변화가 매우 큰 극한의 우주 환경에서 열팽창과 이로 인한 열팽창 스트레스가 문제될 수 있다.
이와 같이 극한의 환경에서는 한번 고장 나면 고칠 수 없어, 인공 위성에 전원을 공급하는 태양 전지 모듈의 신뢰성이 더욱 중요하다.
본 발명은 신뢰성이 향상된 인공 위성용 태양 전지 패널을 제공하는데 그 목적이 있다. 더욱 구체적으로, 버싱바의 열팽창률 및 열팽창 스트레스를 최소화하여, 버싱바와 인터커넥터 사이의 단선을 최소화할 수 있는 인공 위성용 태양 전지 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 패널은 각각에 구비된 복수의 인공 위성용 태양 전지가 인터커넥터에 의해 제1 방향으로 직렬 연결되고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되는 복수의 셀 스트링; 및 복수의 셀 스트링 각각의 끝단에 제2 방향으로 길게 연장되어 배치되고, 복수의 셀 스트링 각각의 마지막 태양 전지에 접속된 인터커넥터에 전기적으로 연결되어, 복수의 셀 스트링이 서로 전기적으로 연결되거나, 정션 박스에 연결되는 버싱바;를 포함하고, 버싱바는 인터커넥터가 접속되는 복수의 컨텍 포인트 부분과 복수의 컨텍 포인트 사이를 서로 연결하는 연결부를 포함하고, 버싱바의 연결부의 제1 방향 폭은 컨텍 포인트 부분의 제1 방향 폭보다 좁고, 버싱바의 연결부는 제2 방향으로 길게 연장되는 제1 장홀을 구비한다.
여기서, 복수의 인공 위성용 태양 전지 각각은 p-n 접합이 형성되는 반도체 기판, 반도체 기판의 전면에 제1 전극, 반도체 기판의 후면에 제2 전극, 및 반도체 기판 전면에 반도체 기판과 동일한 면적을 갖는 커버 글래스가 부착되고, 커버 글래스는 각각의 태양 전지에 구비된 반도체 기판 각각의 전면에 부착되고, 각각의 반도체 기판 사이에 서로 이격된다.
여기서, 인터커넥터는 각 태양 전지의 커버 글래스와 반도체 기판 사이에서 제1 전극에 접속되고, 제1 방향으로 바로 인접한 태양 전지의 후면에 구비된 제2 전극에 접속되고, 각 태양 전지는 제1 방향의 길이보다 제2 방향의 길이가 더 길 수 있다.
아울러, 버싱바의 제2 방향 길이는 각 태양 전지의 제2 방향의 길이보다 크거나 각 태양 전지의 제2 방향의 길이의 1.5배 이상일 수 있다.
또는 버싱바의 제2 방향 길이는 복수의 셀 스트링 중 적어도 2 개의 셀 스트링의 제2 방향 양끝단 사이의 길이와 동일하거나 길 수 있다.
이와 같은 버싱바는 컨텍 포인트 부분에 제2 방향으로 길게 연장되는 제2 장홀을 구비할 수 있다.
또한, 버싱바의 컨텍 포인트 부분에 구비되는 제2 장홀은 제1 방향으로 이격되어 복수 개로 구비될 수 있다.
아울러, 제1 방향으로 이격된 복수의 제2 장홀의 중심 위치는 제2 방향으로 서로 엇갈려 위치할 수 있다.
또한, 제1 장홀의 길이는 제2 장홀의 길이보다 길 수 있다.
또한, 위성용 태양 전지 패널은 복수의 셀 스트링의 후면에 전면이 접착하여, 복수의 태양 전지를 지지하고, 태양으로부터 방출되는 복사열을 방출하는 태양 전지 배열 기판;을 포함하고, 버싱바의 컨텍 포인드 부분과 연결부는 태양 전지 배열 기판에 접착될 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 인공 위성용 태양 전지 패널은 버싱바가 컨텍 포인트 부분보다 상대적으로 폭이 작은 연결부를 구비하고, 연결부에 제1 장홀을 구비하여, 버싱바의 열팽창률 및 열팽창 스트레스를 최소화하여, 버싱바와 인터커넥터 사이의 단선을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 인공 위성용 태양 전지 패널(10)이 적용되는 인공 위성(1)을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 인공 위성(1)의 날개 부분에 구비되는 인공 위성용 태양 전지 패널(10)에 대한 사시도이다.
도 3은 도 2에서 K1 부분을 확대 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 인공 위성용 태양 전지(200)의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양 전지 패널의 셀 스트링과 각 셀 스트링에 연결되는 버싱바의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 버싱바를 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 도 6의 (a)에서 제1, 2 스트링의 상단 일부분을 보다 확대하여 도시한 것이다.
도 8은 도 7에 도시된 태양 전지 패널을 제2 방향 상부에서 봤을 때 단면을 도시한 것이다.
도 9는 종래의 버싱바가 태양 전지 배열 기판에 접착된 형태를 본 발명과 비교 설명하기 위한 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
아울러, 이하에서 어떤 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이가 동일하다는 의미는 공정 상의 오차를 고려하여, 어떤 제1 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이가 다른 제2 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이와 비교하여, 10% 의 오차 범위에 있는 경우를 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 인공 위성용 태양 전지 패널(10)이 적용되는 인공 위성(1)을 간략히 도시한 것이고, 도 2는 도 1에서 인공 위성(1)의 날개 부분에 구비되는 인공 위성용 태양 전지 패널(10)에 대한 사시도이고, 도 3은 도 2에서 K1 부분을 확대 도시한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 인공 위성용 태양 전지 패널(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 인공 위성(1)에 사용 가능한 전력을 공급하기 위하여 인공 위성(1)의 날개 부분에 위치하여 적용될 수 있다.
이를 위해 인공 위성(1)의 날개 부분에 위치하는 인공 위성용 태양 전지 패널(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 태양 전지 배열 기판(100)과 복수의 태양 전지(200)가 제1 방향(x)으로 직렬 연결되고, 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 서로 이격되는 복수의 셀 스트링을 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 셀 스트링 각각에 포함되는 복수의 태양 전지(200)는 태양 빛의 복사 열로 인하여 온도 변화가 최소 200℃에 이르는 극한의 우주 환경에 적용 가능한 인공 위성용 태양 전지(200)가 적용될 수 있다.
이와 같은 인공 위성용 태양 전지(200)는 지구의 대기권 내에서 사용되는 일반적인 태양 전지(200)와 달리 열팽창률이 극히 낮은 금속 재질이 각 태양 전지(200)의 전극재료, 인터커넥터 재료 및 리드선 재료로 이용될 수 있다.
더불어, 우주 공간에서는 지구 내에서와 달리 외부의 바람이나 기후에 따른 영향이 없어, 복수의 태양 전지(200) 전체를 덮는 투명한 유리 기판이 필요 없고, 태양 전지(200)의 전면에 투명한 유리 기판이 위치한다고 하더라도, 유리 기판이 복수의 태양 전지(200)와 인터커넥터(미도시)를 공통으로 덮지 않을 수 있다.
즉, 투명한 유리 기판이 각각의 태양 전지(200)를 덮으나, 인터커넥터(260)는 유리 기판에 덮히지 않고, 우주 공간에 노출될 수 있다.
따라서, 각각의 태양 전지(200)는 커버 글래스(미도시), 전면 전극(미도시), 광전 변환을 위한 반도체층(미도시) 및 후면 전극(미도시)을 구비하고, 각각의 전면 전극에는 인터커넥터(미도시)가 전기적으로 접속되어 있을 수 있다.
더불어, 각각의 인터커넥터(미도시)는 제1 수평 방향(x) 또는 제2 수평 방향(y)으로 복수의 태양 전지(200)를 직렬 연결 시킬 수 있다. 이하에서는 각각의 인터커넥터(미도시)는 제1 수평 방향(x)으로 복수의 태양 전지(200)를 직렬 연결 시킨 경우를 일례로 설명한다.
이와 같은 인공 위성용 태양 전지(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 수평 방향(x)과 제2 수평 방향(y)으로 이격되어 복수 개가 배열될 수 있다.
태양 전지 배열 기판(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(200)를 지지하고, 태양으로부터 방출되는 복사열을 방출할 수 있다.
이와 같은 태양 전지 배열 기판(100)의 전면에는 복수의 셀 스트링의 후면이 접착하여, 복수의 셀 스트링을 지지할 수 있다.
보다 구체적으로, 이를 위해 복수의 셀 스트링에 포함되는 복수의 태양 전지(200)의 후면은 도 3에 도시된 바와 같이, 셀 접착제(400)를 통하여 태양 전지 배열 기판(100)의 전면에 접착할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 인공 위성용 태양 전지(200)의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 도 3에 도시된 인공 위성용 태양 전지(200)의 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5은 도 3에 도시된 인공 위성용 태양 전지(200)의 구조를 설명하기 위한 제1 방향(x) 단면도를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 인공 위성용 태양 전지(200)는 반도체 기판(240), 전면 전극(230), 후면 전극(250), 커버 글래스(210) 및 인터커넥터(260)를 포함할 수 있다.
여기서, 반도체 기판(240)은 내부에 p-n 접합을 형성하여, 외부로부터 입사되는 태양광을 전기로 생성할 수 있으며, 반도체 기판(240)의 전면에 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 수평 방향(x)으로 길게 뻗은 복수의 핑거 전극과 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 복수의 핑거 전극을 서로 연결하는 버스바 전극을 포함하여 전면 전극(230)이 형성될 수 있다.
더불어, 반도체 기판(240)의 후면에는 후면 전극(250)이 전체적으로 형성될 수 있다.
인터커넥터(260)는 일단이 전면 전극(230)의 버스바 전극에 전기적으로 접속되고, 타단이 제1 수평 방향(x)으로 길게 연장되어 도 5에 도시된 바와 같이, 태양 전지(200)의 외부로 인출될 수 있다.
커버 글래스(210)는 전면 전극(230)이 형성된 반도체 기판(240)의 전면에 투명 에폭시와 같은 커버 글래스 접착제(220)로 접착될 수 있다.
커버 글래스(210)의 면적은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(240)과 동일한 면적과 형태로 반도체 기판(240)의 전면에 커버 글래스 접착제(220)로 접착되어 형성될 수 있다. 또는 커버 글래스(210)의 면적과 반도체 기판(240) 면적 사이의 차이는 10% 이내일 수 있다.
따라서, 복수의 인공 위성 태양 전지(200)가 셀 스트링으로 형성되기 이전에, 각 인공 위성용 태양 전지(200)는 복수의 인공 위성용 태양 전지(200)에 구비된 극성이 서로 다른 전극들 중 어느 하나의 극성을 갖는 전극[일례로, 전면 전극]에 인터커넥터(260)가 접속되어 구비되고, 복수의 인공 위성용 태양 전지(200) 각각의 전면에 커버 글래스(210)가 부착되어 있는 상태일 수 있다.
따라서, 복수의 태양 전지(200)가 제1 방향(x)으로 길게 연결되어 셀 스트링으로 형성되는 경우, 제1 수평 방향(x)으로 서로 인접한 제1, 2 태양 전지(200)에서 제1 태양 전지(200)에 부착된 커버 글래스(210)와 제2 태양 전지(200)에 부착된 커버 글래스(210)는 제1, 2 태양 전지(200) 사이에서 서로 이격된 상태일 수 있다.
여기서, 각 태양 전지(200)는 제1 방향(x)의 길이(Lx)보다 제2 방향(y)의 길이(Ly)가 더 길 수 있다.
이와 같이 태양 전지(200)의 제1 방향 길이(Lx)를 상대적으로 짤게 하여, 셀 스트링의 길이가 동일한 경우, 각 셀 스트링에 보다 많은 태양 전지(200)가 구비되도록 하여, 태양 전지 패널의 출력 전압을 보다 상승시킬 수 있다.
이하에서는 전술한 바와 같은 인공 위성용 태양 전지(200)로 형성되는 각 셀 스트링과 각 셀 스트링의 양쪽 끝단이 버싱바에 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 태양 전지 패널의 셀 스트링과 각 셀 스트링에 연결되는 버싱바의 구조를 설명하기 위한 도로서, 도 6의 (a)는 태양 전지 패널을 위에서 바라본 형상이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 도시된 K2 부분을 확대 도시한 것이고, 도 6의 (c)는 도 6의 (a)에 도시된 K2 부분을 제2 방향(y) 측면에서 바라 봤을 때의 수직 단면을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 버싱바를 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 도 6의 (a)에서 제1, 2 스트링의 상단 일부분을 보다 확대하여 도시한 것이고, 도 8은 도 7에 도시된 태양 전지 패널을 제2 방향(y) 상부에서 봤을 때 단면을 도시한 것이다.
도 9는 종래의 버싱바가 태양 전지 배열 기판에 접착된 형태를 본 발명과 비교 설명하기 위한 도이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 패널의 일례는 복수의 셀 스트링(ST1~STn) 각각이 제1 방향(x)으로 길게 위치하고, 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 복수의 셀 스트링(ST1~STn)이 서로 이격되어 구비될 수 있다.
일례로, 복수의 셀 스트링(ST1~STn) 각각은 각각에 구비된 복수의 인공 위성용 태양 전지(200)가 인터커넥터(260)에 의해 제1 방향(x)으로 직렬 연결될 수 있다.
버싱바(300)는 복수의 셀 스트링(ST1~STn) 각각의 끝단에 제2 방향(y)으로 길게 연장되어 배치될 수 있다.
버싱바(300)는 복수의 셀 스트링(ST1~STn) 각각의 마지막 태양 전지(200)에 접속된 인터커넥터(260)에 전기적으로 연결되어, 복수의 셀 스트링(ST1~STn)이 서로 전기적으로 연결되거나, 정션 박스(미도시)에 연결될 수 있다.
일례로, 제1 셀 스트링(ST1)과 제2 셀 스트링(ST2)은 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 배치되는 버싱바(300)에 의해 서로 직렬 연결 될 수 있다.
버싱바(300)의 제2 방향 길이(L300)는 도 6 및 도 7에서는 각 태양 전지(200)의 제2 방향의 길이(Ly)보다 크거나 각 태양 전지(200)의 제2 방향의 길이(Ly)의 1.5배 이상일 수 있다.
또는, 버싱바(300)의 제2 방향 길이(L300)는 복수의 셀 스트링(ST1~STn) 중 적어도 2 개의 셀 스트링의 제2 방향(y) 양끝단 사이의 길이와 동일하거나 길 수 있다.
일례로 도 6 및 도 7에서는 버싱바(300)의 제2 방향 길이(L300)가 서로 바로 인접하되 제2 방향(y)으로 이격된 2개의 셀 스트링의 제2 방향(y) 양끝단 사이의 길이(WTS)와 동일한 경우를 일례로 도시하였다.
이와 같은 버싱바(300)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 컨텍 포인트 부분(310)과 연결부(320)를 포함할 수 있다.
버싱바(300)의 컨텍 포인트 부분(310)에는 도 6의 (b) 및 (c), 도 7에 도시된 바와 같이, 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지(200)에 접속된 인터커넥터(260)가 접속될 수 있다.
여기서, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지(200)에 접속된 인터커넥터(260)는 버싱바(300)의 컨텍 포인트 부분(310)의 전면에 위치할 수 있다. [참고로, 버싱바(300)의 전면은 인공 위성용 태양 전지 패널에서 빛이 입사되는 방향의 면을 의미하고, 버싱바(300)의 후면은 버싱바(300)가 태양 전지 배열 기판에 접착되는 면을 의미한다.]
버싱바(300)의 연결부(320)는 버싱바(300)에서 컨텍 포인트 부분(310)을 제외한 나머지 부분으로 컨텍 포인트 부분(310) 사이에 위치하여 복수의 컨텍 포인트 부분(310)을 서로 연결할 수 있다.
이와 같은 버싱바(300)의 컨텍 포인트 부분(310)과 연결부(320)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 버싱바(300)의 연결부(320)의 제1 방향 폭(W320)이 컨텍 포인트 부분(310)의 제1 방향 폭(W310)보다 좁게 형성되어 시각적으로 쉽게 구분할 수 있다.
여기서, 도 6 및 도 7에는 컨텍 포인트 부분(310)의 제1 방향 폭(W310)이 연결부(320)의 제1 방향 폭(W320)의 대략 2배 정도되는 것으로 일례로 도시되어 있으나, 컨텍 포인트 부분(310)의 제1 방향 폭(W310)은 연결부(320)의 제1 방향 폭(W320)의 1.5배 내지 2.5배 사이로 형성될 수 있다.
이와 같이, 컨텍 포인트 부분(310)의 제1 방향 폭(W310)을 연결부(320)의 제1 방향 폭(W320)보다 크게 하여, 버싱바(300)와 인터커넥터(260) 사이의 물리적 접착력을 충분히 확보하여 전기적 특성을 보다 향상시킬 수 있으며, 연결부(320)의 제1 방향 폭(W320)을 상대적으로 작게 하여 버싱바(300)의 길이 방향인 제2 방향(y)으로 신축하는 열팽창률을 저감시키면서, 버싱바(300)의 열팽창 스트레스를 완화시킬 수 있다.
이에 따라, 우주에서 발생하는 과도한 온도차로 인하여 버싱바(300)가 제2 방향(y)으로의 열팽창 차이가 크게 발생할 수 있고, 이로 인해 버싱바(300)의 열팽창 스트레스가 증가하고 버싱바(300)의 열팽창 및 열수축의 횟수가 증가하면서 버싱바(300)와 인터커넥터(260) 사이의 물리적 접합이 떨어지는 현상이 발생할 수 있는데, 본 발명을 이를 저감시킬 수 있다.
이와 같은 버싱바(300)의 열팽창 스트레스를 보다 저감하기 위하여, 연결부(320)는 제2 방향(y)으로 길게 연장되는 제1 장홀(H1)을 구비할 수 있다.
또한, 컨텍 포인트 부분(310)에 제2 방향(y)으로 길게 연장되는 제2 장홀(H2)을 구비할 수 있다. 컨텍 포인트 부분(310)에 구비된 제2 장홀(H2)은 인터커넥터(260)가 용접 접속될 때, 열팽창 스트레스를 저감하여 용접 불량률을 보다 저감할 수 있다.
더불어, 버싱바(300)의 컨텍 포인트 부분(310)에 구비되는 제2 장홀(H2)은 제1 방향(x)으로 이격되어 복수 개로 구비될 수 있다.
여기서, 제1 방향(x)으로 이격된 복수의 제2 장홀(H2)의 길이(LH2)는 서로 같거나 다를 수 있으며, 제1 방향(x)으로 이격된 복수의 제2 장홀(H2)의 중심 위치는 서로 동일하거나 제2 방향(y)으로 서로 엇갈려 위치할 수 있다.
또한, 제1 장홀(H1)의 길이(LH1)는 제2 장홀(H2)의 길이(LH2)보다 길게 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 인공 위성용 태양 전지 패널의 버싱바(300)는 연결부(320)에 제1 장홀(H1)을 구비하여, 버싱바(300)의 열팽창 스트레스를 저감시킬 수 있고, 이로 인하여 우주 환경에서 버싱바(300)와 인터커넥터(260) 사이가 버싱바(300)의 열팽창 스트레스로 인해 단선되는 현상을 최소화할 수 있다.
더불어, 도 8에 도시된 바와 같이, 버싱바(300)의 컨텍 포인드 부분(310)과 연결부(320)는 태양 전지 배열 기판에 셀 접착제(400)에 의해 접착될 수 있다.
도 8와 같이, 버싱바(300)의 컨텍 포인드 부분(310)뿐만 아니라 연결부(320)가 태양 전지 배열 기판에 셀 접착제(400)에 의해 접착된 경우, 버싱바(300)의 열팽창률을 더욱 저감하여, 버싱바(300)의 열팽창 스트레스를 더욱 감소시킬 수 있다.
그러나, 종래의 인공 위성용 태양 전지 패널에 적용된 버싱바(300)는 도 9에 도시된 바와 같이, 셀 스트링의 인터커넥터(260)와 접속하는 부분만 태양 전지 배열 기판에 셀 접착제(400)로 접착되어 있고, 셀 스트링과 셀 스트링 사이에서는 버싱바(300)와 태양 전지 배열 기판(100)이 서로 이격된 구조를 가지고 있었다.
이는 버싱바(300)의 열팽창 스트레스로 인하여, 버싱바(300)와 인터커넥터(260) 사이에 단선이 발생하지 않도록 하기 위함이었으나, 그럼에도 불구하고 종래의 버싱바(300)는 열팽창 스트레스로 인하여 태양 전지 배열 기판과의 접착력이 떨어지고, 버싱바(300)와 인터터커넥터 사이의 접착력이 약화되어 버싱바(300)와 인터커넥터(260) 사이가 단선되는 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명의 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 버싱바(300)의 컨텍 포인트 부분(310)뿐만 아니라 연결부(320)도 태양 전지 배열 기판에 접착되도록 하여, 버싱바(300)의 열팽창률의 차이를 보다 억제하고, 이로 인하여 버싱바(300)의 열팽창 스트레스를 저감시킬 수 있다.
이와 같은 버싱바(300) 자체의 열팽창 스트레스를 더욱 감소시키기 위하여, 버싱바(300)의 재질은 철(Fe), 니켈(Ni) 및 코발트(Co)가 주성분으로 혼합된 합금을 포함하여 형성될 수 있다.
일례로, 철(Fe)은 함량은 50 중량%~60 중량% 사이, 니켈(Ni)은 25 중량% ~ 35 중량% 사이, 코발트(Co)는 15 중량% ~ 20 중량% 사이로 혼합될 수 있으며, 이외에 크롬(Cr) 등이 소량으로 더 함유될 수 있다.
이에 따라, 버싱바(300) 자체의 열팽창 계수를 글래스나 알루미나와 비슷한 수준까지 저감시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 온도 변화가 극심한 극한의 우주 환경에서 버싱바(300)의 열팽창률을 최소화하여, 버싱바(300)와 인터커넥터(260) 사이의 단선을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 각각에 구비된 복수의 인공 위성용 태양 전지가 인터커넥터에 의해 제1 방향으로 직렬 연결되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되는 복수의 셀 스트링; 및
    상기 복수의 셀 스트링 각각의 끝단에 상기 제2 방향으로 길게 연장되어 배치되고, 상기 복수의 셀 스트링 각각의 마지막 태양 전지에 접속된 인터커넥터에 전기적으로 연결되어, 상기 복수의 셀 스트링이 서로 전기적으로 연결되거나, 정션 박스에 연결되는 버싱바;를 포함하고,
    상기 버싱바는 상기 인터커넥터가 접속되는 복수의 컨텍 포인트 부분과 상기 복수의 컨텍 포인트 사이를 서로 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 버싱바의 연결부의 상기 제1 방향 폭은 상기 컨텍 포인트 부분의 제1 방향 폭보다 좁고,
    상기 버싱바의 연결부는 상기 제2 방향으로 길게 연장되는 제1 장홀을 구비하고,
    상기 인터커넥터와 상기 제1 장홀은 상기 제1 방향에서 중첩되지 않는 인공 위성용 태양 전지 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 인공 위성용 태양 전지 각각은
    p-n 접합이 형성되는 반도체 기판,
    상기 반도체 기판의 전면에 제1 전극,
    상기 반도체 기판의 후면에 제2 전극, 및
    상기 반도체 기판 전면에 상기 반도체 기판과 동일한 면적을 갖는 커버 글래스가 부착되고,
    상기 커버 글래스는 상기 각각의 태양 전지에 구비된 반도체 기판 각각의 전면에 부착되고, 각각의 반도체 기판 사이에 서로 이격되는 인공 위성용 태양 전지 패널.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 인터커넥터는 상기 각 태양 전지의 커버 글래스와 상기 반도체 기판 사이에서 상기 제1 전극에 접속되고, 상기 제1 방향으로 바로 인접한 태양 전지의 후면에 구비된 제2 전극에 접속되고,
    상기 각 태양 전지는 상기 제1 방향의 길이보다 상기 제2 방향의 길이가 더 긴 인공 위성용 태양 전지 패널.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 버싱바의 상기 제2 방향 길이는 상기 각 태양 전지의 제2 방향의 길이보다 크거나 상기 각 태양 전지의 제2 방향의 길이의 1.5배 이상인 인공 위성용 태양 전지 패널.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 버싱바의 상기 제2 방향 길이는 상기 복수의 셀 스트링 중 적어도 2 개의 셀 스트링의 상기 제2 방향 양끝단 사이의 길이와 동일하거나 긴 인공 위성용 태양 전지 패널.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 버싱바는 상기 컨텍 포인트 부분에 상기 제2 방향으로 길게 연장되는 제2 장홀을 구비하는 인공 위성용 태양 전지 패널.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 버싱바의 상기 컨텍 포인트 부분에 구비되는 제2 장홀은 상기 제1 방향으로 이격되어 복수 개로 구비되는 인공 위성용 태양 전지 패널.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 이격된 복수의 제2 장홀의 중심 위치는 상기 제2 방향으로 서로 엇갈려 위치하는 인공 위성용 태양 전지 패널.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 장홀의 길이는 상기 제2 장홀의 길이보다 긴 인공 위성용 태양 전지 패널.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 위성용 태양 전지 패널은
    상기 복수의 셀 스트링의 후면에 전면이 접착하여, 상기 복수의 태양 전지를 지지하고, 태양으로부터 방출되는 복사열을 방출하는 태양 전지 배열 기판;을 포함하고,
    상기 버싱바의 컨텍 포인트 부분과 연결부는 상기 태양 전지 배열 기판에 접착되는 인공 위성용 태양 전지 패널.
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