KR102659555B1 - Uv레진을 이용한 태양전지 모듈 - Google Patents

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양계용
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Abstract

본 발명은, 모듈의 전면을 이루고, 태양광이 통과되도록 투명재질을 포함하여 이루어지는 전면레이아웃; 상기 전면레이아웃과 간격을 유지하도록 설치되고, 충진재가 주입되는 공간을 제공하는 배면레이아웃; 상기 배면레이아웃과 상기 전면레이아웃 사이에 개재되고, 상기 전면레이아웃을 통과하여 조사되는 태양광을 전기에너지로 변환시켜 저장하는 솔라셀; 상기 솔라셀에 저장되는 전기에너지를 배터리에 저장하기 위하여 솔라셀에 인접하게 배치되고, 상기 배면레이아웃을 따라 도포되어 이루어지는 도전패턴; 및 상기 도전패턴이 상기 전면레이아웃 외측으로 노출되는 것을 방지하도록 상기 솔라셀에 도포되어 상기 도전패턴을 커버하는 차단층을 포함하고, 상기 차단층은, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 아크릴레이트 모노머, 자외선 에너지를 흡수하여 중합반응을 개시하게 하는 광개시제 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물과, 상기 수지 조성물에 분산되는 AZO 분말을 포함하며, 상기 AZO 분말은 서브입자가 응집된 클러스터 형상의 입자들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

UV레진을 이용한 태양전지 모듈 {Solar cell module using UV resin}
본 발명은 UV레진을 이용한 태양전기 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 태양전지 모듈 외부로 노출되는 도전패턴을 커버하는 차단층을 솔라셀의 외면에 도포하여 도전패턴이 태양전기 모듈 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 차단층을 솔라셀에 도포하는 공정을 연속하여 진행할 수 있는 도포장치가 구비되어 도포공정이 진행되므로 태양전기 모듈 제작에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 UV레진을 이용한 태양전지 모듈에 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 지금까지는 대규모로 설치해 태양광 발전을 통해 전력 생산을 하는데 주로 사용되었지만, 요즘 들어와서는 실제 생활에 적용 사용할 수 있도록 소형으로 개발되고 있는 추세이다.
예를 들어, 태양전지는 건물의 외장재로 사용되던 타일을 태양전지와 결합한다거나, 모바일 폰, 카메라, PDA, MP3 플레이어 등을 충전하는데 사용할 수 있도록 구성하는 등 그 사용 범위를 확대하고 있다.
상기한 요구를 충족시키기 위해 태양전지 모듈이 개발되었으며, 종래기술에 따른 태양전기 모듈은, 전면에 형성된 제1 도전패턴과 후면에 형성된 제2 도전패턴을 포함하는 인쇄회로 기판(printed circuit board)과, 인쇄회로 기판의 전면에 위치하고, 인쇄회로 기판의 제1 도전패턴으로 형성된 하부 전극, 광전 변환층, 상부 전극이 순차적으로 적층 형성된 박막 태양전지와, 제2 도전패턴에 실장되며, 박막 태양전지에서 생산한 전기를 입력받아 동작하는 구동부를 포함하고, 하부 전극은 기판에 형성된 비아홀을 통해 제2 도전패턴의 제1 단자부에 연결되며, 상부전극은 도전성 연결부를 통해 제2 도전패턴의 제2 단자부에 연결되고, 하부 전극은 박막 태양전지에 대응하는 크기로, 인쇄회로 기판의 전면에 전면적으로 형성된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2323760호(2021년 11월 09일 공고, 발명의 명칭 : 태양전지 모듈)에 개시되어 있다.
종래기술에 따른 태양전지 모듈은, 도전패턴을 커버하는 별도의 기술구성이 구비되지 않기 때문에 태양전지 모듈의 외부로 도전패턴이 노출되어 태양전지 모듈의 외관을 미려하게 마감할 수 없고, 도전패턴을 커버하는 별도의 기술구성을 설치하는 경우에는 커버부재를 설치하는 공정이 추가되므로 태양전지 모듈 제작에 소요되는 시간 및 비용을 절감하기 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 태양전지 모듈 외부로 노출되는 도전패턴을 커버하는 차단층을 솔라셀의 외면에 도포하여 도전패턴이 태양전기 모듈 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 차단층을 솔라셀에 도포하는 공정을 연속하여 진행할 수 있는 도포장치가 구비되어 도포공정이 진행되므로 태양전기 모듈 제작에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 UV레진을 이용한 태양전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 모듈의 전면을 이루고, 태양광이 통과되도록 투명재질을 포함하여 이루어지는 전면레이아웃; 상기 전면레이아웃과 간격을 유지하도록 설치되고, 충진재가 주입되는 공간을 제공하는 배면레이아웃; 상기 배면레이아웃과 상기 전면레이아웃 사이에 개재되고, 상기 전면레이아웃을 통과하여 조사되는 태양광을 전기에너지로 변환시켜 저장하는 솔라셀; 상기 솔라셀에 저장되는 전기에너지를 배터리에 저장하기 위하여 솔라셀에 인접하게 배치되고, 상기 배면레이아웃을 따라 도포되어 이루어지는 도전패턴; 및 상기 도전패턴이 상기 전면레이아웃 외측으로 노출되는 것을 방지하도록 상기 솔라셀에 도포되어 상기 도전패턴을 커버하는 차단층을 포함하고, 상기 차단층은, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 아크릴레이트 모노머, 자외선 에너지를 흡수하여 중합반응을 개시하게 하는 광개시제 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물과, 상기 수지 조성물에 분산되는 AZO 분말을 포함하며, 상기 AZO 분말은 서브입자가 응집된 클러스터 형상의 입자들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 차단층은, 상기 솔라셀이 연속되게 공급되는 베이스블록; 상기 베이스블록에 구비되는 작업대에 상기 솔라셀이 안착되면 상기 솔라셀의 상면에 대향되게 배치되면서 상기 작업대를 따라 왕복되는 조성물도포블록; 상기 조성물도포블록에 저장되는 조성물을 상기 솔라셀의 일정한 위치에 도포하도록 상기 조성물도포블록에 구비되는 토출부; 상기 조성물도포블록을 이동 가능하게 지지하는 지지블록; 및 상기 조성물도포블록을 상기 지지블록 및 상기 작업대를 따라 전진 또는 후진시키는 구동부를 포함하는 차단층 도포장치에 의해 상기 솔라셀에 도포되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 도전패턴이 도포된 상기 배면레이아웃에 상기 차단층이 도포된 상기 솔라셀을 안착시키고, 상기 전면레이아웃을 상기 솔라셀 및 상기 배면레이아웃에 안착시킨 후에 상기 배면레이아웃과 상기 전면레이아웃 테두리에 실링부재를 개재시켜 밀폐공간을 이루고, 상기 배면레이아웃과 상기 전면레이아웃 사이의 공간에 충진재를 주입하여 태양전지 모듈을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈은, 도전패턴이 구비되는 배면레이아웃에 솔라셀이 안착되고, 도전패턴을 커버하는 차단층이 솔라셀에 도포되어 안착되므로 배면레이아웃에 인쇄되는 도전패턴이 차단층에 의해 커법되면서 태양전지 모듈 외측으로 도전패턴이 노출되는 것을 방지할 수 있고, 태양전지 모듈의 외관이 미려하게 마감되어 건축 외장재 등으로 설치될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈은, 복수 개의 솔라셀이 연속되게 공급되는 베이스블록에 차단층을 성형하기 위한 조성물을 분사하는 차단층 도포장치의 작동에 의해 복수 개의 솔라셀 일면에 길게 차단기능의 조성물이 연속되게 도포되어 솔라셀 일면에 차단층을 형성할 수 있고, 차단층 성형에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있어 차단층이 형성되는 솔라셀을 양산할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈이 도시된 분해 사시도이다.
조 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈의 차단층 도포장치가 도시된 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈의 차단층 도포장치가 도시된 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈이 도시된 분해 사시도이고, 조 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈의 차단층 도포장치가 도시된 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈의 차단층 도포장치가 도시된 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 UV레진을 이용한 태양전지 모듈은, 모듈의 전면을 이루고, 태양광이 통과되도록 투명재질을 포함하여 이루어지는 전면레이아웃(14)과, 전면레이아웃(14)과 간격을 유지하도록 설치되고, 충진재가 주입되는 공간을 제공하는 배면레이아웃(10)과, 배면레이아웃(10)과 전면레이아웃(14) 사이에 개재되고, 전면레이아웃(14)을 통과하여 조사되는 태양광을 전기에너지로 변환시켜 저장하는 솔라셀(16)과, 솔라셀(16)에 저장되는 전기에너지를 배터리에 저장하기 위하여 솔라셀(16)에 인접하게 배치되고, 배면레이아웃(10)을 따라 도포되어 이루어지는 도전패턴(12)과, 도전패턴(12)이 전면레이아웃(14) 외측으로 노출되는 것을 방지하도록 솔라셀(16)에 도포되어 도전패턴(12)을 커버하는 차단층(18)을 포함한다.
본 실시예의 차단층(18)은, 검정색의 도포층으로 이루어지므로 은색 또는 금색 등으로 형성되는 도전패턴(12)의 상면에 차단층(18)이 안착되면 도전패턴(12)이 전면레이아웃(14)을 통해 태양전지 모듈의 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 실시예의 차단층(18)은, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 아크릴레이트 모노머, 자외선 에너지를 흡수하여 중합반응을 개시하게 하는 광개시제 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물과, 수지 조성물에 분산되는 AZO 분말을 포함하며, AZO 분말은 서브입자가 응집된 클러스터 형상의 입자들로 이루어진다.
AZO 나노분말의 제조공정은 크게 합성공정, 여과공정, 세척공정 및 건조공정으로 이루어진다.
본 실시예의 합성공정은, 수용성 폴리올(polyol) 공정을 통해 수행하는데, 환원제 및 용매 역할을 하는 수용성 폴리올로는 디에틸렌글리콜(DEG)을 사용하였으나, 전구체의 용해와 반응이 용이하다면 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜과 같은 다른 종류의 수용성 폴리올도 단독 또는 디에틸렌글리콜과 혼합되어 사용될 수 있다.
또한, 디에틸렌글리콜에 산화아연 전구체 및 도핑원소 전구체를 투입한 반응물은 가열수단이 구비된 반응용기에서 합성되는데, 반응온도는 120 ~ 190℃에서 수행하는 것이 바람직하다.
이는 120℃ 미만에서는 알루미늄 도핑 산화아연의 합성 반응속도가 너무 느리고 190℃를 초과할 경우 아연전구체의 아세테이트의 탄화현상이 발생하기 때문이다.
이러한 점을 고려하여 본 발명의 실시예에서는 160℃에서 합성공정을 실시하였다.
또한, 합성 반응시간은 1 ~ 20시간이 바람직한데, 1시간 미만일 경우 반응이 충분히 일어나기 어렵고, 20시간이 지나면 반응이 완료되기 때문이며, 본 발명의 실시예에서는 5시간 동안 반응을 시켰다.
또한, 아연전구체로는 아연 아세테이트 수화물(Zn(CH3COO)2ㆍH2O)을 사용하였고, 도핑 원소의 전구체로는 알루미늄 클로라이드 수화물(AlCl3ㆍH2O)을 사용하였다.
본 실시예의 여과공정은 원심분리기를 이용하여 반응물을 용매로부터 분리하였는데, 반응물을 분리할 수 있는 방법이라면, 공지된 어떠한 방법도 사용될 수 있다.
또한, 본 실시예의 세척공정은, 알코올류의 용매를 사용하여 교반과 초음파 세척을 병행하여 2 ~ 3회 반복하는 방법으로 수행하였다.
건조공정은 세척된 반응물을 오븐에 넣고 70℃에서 1시간 동안 유지하여 세척공정에 사용된 세척수가 완전히 제거되도록 하였다.
구체적으로 본 발명의 실시예에서 사용된 AZO 나노분말은, 아연 아세테이트 수화물(Zn(CH3COO)2ㆍH2O) 3.29g과 알루미늄 클로라이드 수화물(AlCl3ㆍH2O) 0.0109g(약 0.3mol%)을 100ml의 디에틸렌글리콜에 투입한 후 교반장치를 이용하여 교반하면서 160℃에서 5시간 동안 반응시킨 후, 원심분리기를 사용하여 반응물을 분리 및 세척하고 70℃에서 1시간 동안 건조하는 방법을 통해 얻었다.
이와 같이 제조한 분말을 XRD로 분석한 결과, 완전 결정화를 이루고 있으며, 육방정계 우르차이트(wurtzite)형 결정구조를 갖는 것이 확인되었다.
또한, 제조한 분말을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 도 2에서 확인되는 바와 같이, 상용되고 있는 산화아연분말과 달리, 표면에 다수의 돌기가 형성된 클러스터 형상의 입자 모양을 하고 있다. 이와 같은 분말의 내부를 투과전자현미경을 통해 관찰한 결과, 도 3에 보여지는 바와 같이, 각 입자는 10 ~ 20nm 크기의 서브입자(프라이머리(primary) 결정)가 다수 개 뭉쳐서 100 ~ 150nm 크기의 클러스터(cluster) 형상을 이루고 있음이 확인되었다.
본 발명자들은 이와 같이 제조된 클러스터 형상 AZO 나노 분말의 코팅에 적합하게 사용될 수 있는 자외선 경화 조성물을 제조하기 위하여, 먼저 용제로 사용할 유기용매와 클러스터 형상 AZO 나노 분말과의 적합성을 평가하였다.
적합성은 유기용매 내에 AZO 나노 분말을 투입하고 교반기를 이용하여 분산시킨 후 소정 시간이 경과한 후의 침강 거리를 측정하여, 유기용매 내에서 클러스터 형상 나노 분말의 분산 안정성을 평가하는 방법을 사용하였다.
그 결과, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, 에틸 아세테이트, 메틸아세테이트, 아세틸아세톤(acetyl acetone), 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 자이렌, 톨루엔 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기용매가 실용적으로 사용될 수 있음이 확인되었다.
한편, 본 발명에 따른 자외선 경화 수지 조성물에 있어서 유기용매의 함량은 전체 조성물 중량 대비, 50 ~ 70%정도가 되어야 하는데, 50% 미만일 경우, 점도 상승으로 인해 코팅 작업이 난해하게 되고, 70%를 초과할 경우 접착력 등의 코팅막의 기계적 물성이 저하되기 때문이며 50 ~ 70%로 함유하는 것이 바람직하며, 60 ~ 70%가 보다 바람직하다.
메탄올을 제외한 대부분의 유기용매는 클러스터 형상 AZO 나노 분말을 분산시킨 후 30분까지는 침강 거리에 큰 차이가 발생하지 않으나, 30분을 경과하여 1시간으로 갈수록 침강 거리에 큰 차이가 발생함을 알 수 있다.
한편, 메탄올의 경우 다른 유기용매와 달리 분산시킨 후 30분 경과시에도 침강 거리가 8mm 정도여서 다른 유기용매들에 비해 콜로이드 안정성이 상대적으로 낮았다. 이에 비해, 이소프로판올(IPA)의 경우 분산시킨 후 1시간까지의 침강 거리가 약 3mm에 불과하고 추가로 시간이 경과하여도 침강 거리가 완만하게 늘어나는 것을 알 수 있다.
다시 말해, 클러스터 형상 AZO 나노 분말의 분산 측면에서는 이소프로판올이 유기용매로 가장 적합하다고 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 사용된 클러스터 형상 AZO 나노 분말의 경우 이소프로판올에서 72시간 동안 침강 거리에 변화가 거의 없는 안정된 분산특성을 보여주고 있다.
이에 비해 시판되고 있는 하쿠수이사의 나노 분말의 경우 이소프로판올에 분산시킨 직후부터 거의 선형적으로 침강 거리가 증가하여 약 72시간이 경과하면 대부분의 나노 분말이 침강되는 것으로 나타났다.
즉, 본 발명에서 사용된 클러스터 형상 AZO 나노 분말은 시판되는 AZO 나노 분말과 달리 이소프로판올이 유기용매로 가장 적합함을 알 수 있으며, 이와 같은 차이는 클러스터 형상 AZO 나노 분말과 시판되는 AZO 나노 분말 간의 합성공정의 차이로 인한 표면특성의 차이에 기인하는 것으로 보인다.
또한, 본 발명에 따른 자외선 경화 조성물에는 바인더(binder)로 다관능 아크릴레이트 모노머를 사용하는데, 트리메틸렌프로필 트리아크릴레이트(TMPTA, Trimethylolpropane Trimethacrylate), 프로폭시레이티드 글리세롤트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA, dipentaerythritol hexa acrylate), 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판 에톡시 트리아크릴레이트 및 1,6 핵산디올디아크릴레이트(HDDA) 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것이 적합하다.
본 발명에 따른 자외선 경화 조성물에는 추가로 코팅층의 접착성을 개선하는 효과가 있는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 2 ~ 20중량% 포함할 수 있는데, 2중량% 미만으로 첨가될 경우 접착성의 향상을 기대할 수 없고, 20중량%를 초과하여 첨가될 경우 접착성은 증대되나 코팅층의 내마모성이 저하될 뿐 아니라 AZO 나노 분말의 전도성을 저하시킬 수 있으므로, 2 ~ 20중량%의 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 자외선 경화 조성물에는 자외선 에너지를 흡수하여 중합반응을 개시하게 하는 광개시제를 포함하는데, 내부 경화율을 좋게 하기 위해서는 서로 다른 파장대를 흡수할 수 있는 2종 이상의 광개시제가 혼합된 혼합물이 바람직하다. 한편, 광개시제의 첨가량이 자외선 경화 수지 조성물 전체 중량 대비하여, 1중량% 미만일 경우 광 반응이 어려워지며, 10중량%를 초과할 경우 코팅막의 기계적 물성을 저하시키므로, 광개시제는 1 ~ 10중량%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 자외선 경화 수지 조성물에 포함되는 AZO 나노 분말의 함량은 형성하고자 하는 코팅층의 물성요구에 따라 달라지나 5 ~ 30중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 5중량% 미만일 경우 전도성이 저하되고, 30중량%를 초과할 경우 코팅 막의 투과도 및 경도 저하를 일으키기 때문에, 5 ~ 30중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 사용된 우레탄 아크릴레이트 올리고머(OUMD-3000H)는 분자량 2000-3000의 폴리부타디엔디올, 몰 비율 1:2:2의 지반족, 방향족 디이소시아네이트 및 히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 반응 생성물을 사용하였다.
여기서 폴리부타디엔디올은 1,4 및 1,2 부가 반응에 따라 모노머 고리들을 포함하는 1,3-부타디엔의 중합생성물이다.
또한, 바인더는 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA, SK CYTECH사 제조)와 트리메틸렌프로필 트리아크릴레이트(TMPTA, SK CYTECH사 제조)를 1:1의 중량 비율로 혼합한 혼합물을 사용하였으며, 광개시제로는 각각 흡수하는 자외선 파장대가 상이한 제품명 IGACURE-184(CIBA사 제조)와 제품명 IGACURE-651(CIBA사 제조)을 1:1의 중량 비율로 혼합한 것을 사용하였다.
그리고 유기용매로는 이소프로판올과 에틸아세테이트를 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 사용하였다.
수지 조성물의 제조는 상기 표 1과 같이 원료들을 한 번에 혼합한 후, 광개시제가 완전히 용해될 때까지 교반하는 방법을 사용하였다.
이와 같이 제조한 수지 조성물에 수지 조성물의 중량의 약 15%가 되는 중량의 클러스터 형상 AZO 나노 분말을 투입하여 교반기를 이용하여 분산시킴으로써, 자외선 경화 조성물을 제조하였다.
또한, 본 실시예의 차단층(18)은, 솔라셀(16)이 연속되게 공급되는 베이스블록(30)과, 베이스블록(30)에 구비되는 작업대(34)에 솔라셀(16)이 안착되면 솔라셀(16)의 상면에 대향되게 배치되면서 작업대(34)를 따라 왕복되는 조성물도포블록(54)과, 조성물도포블록(54)에 저장되는 조성물을 솔라셀(16)의 일정한 위치에 도포하도록 조성물도포블록(54)에 구비되는 토출부(56)와, 조성물도포블록(54)을 이동 가능하게 지지하는 지지블록(70)과, 조성물도포블록(54)을 지지블록(70) 및 작업대(34)를 따라 전진 또는 후진시키는 구동부(80)를 포함하는 차단층(18) 도포장치에 의해 솔라셀(16)에 도포된다.
베이스블록(30)의 일측면에는 가이드레일(32)이 설치되고, 가이드레일(32)을 따라 측 방향으로 이동 가능하도록 이동블록(36)이 설치되며, 이동블록(36) 상면에는 승강실린더(38)가 설치되고, 승강실린더(38)로부터 돌출되는 로드의 단부에는 측 방향으로 연장되어 유로를 형성하는 지지대가 설치된다.
지지대의 일단에는 진공압튜브(52)가 연결되어 유로에 진공압을 제공하고, 지지대의 타단으로부터 하측으로 연장되는 연장대에는 흡착패드(50)가 설치되므로 컨베이어벨트를 따라 공급되는 솔라셀(16)을 흡착패드(50)에 접착시켜 베이스블록(30)의 일측으로부터 작업대(34) 측으로 솔라셀(16)을 이송할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 승강실린더(38)와 진공압튜브(52) 및 흡착패드(50)의 작동으로 복수 개의 솔라셀(16)을 작업대(34)에 연속되게 배치시키고, 조성물도포블록(54)이 작업대(34)의 일단으로부터 타단까지 이동되면서 조성물도포블록(54) 저면에 형성되는 토출구를 통해 상기한 조성물이 분사되어 솔라셀(16) 상면에 차단층(18)을 도포할 수 있게 된다.
조성물도포블록(54)은 베이스블록(30) 상면에 설치되는 지지블록(70)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 이동지지대(72)에 거치되고, 조성물도포블록(54)의 상부로부터 연장되는 축에 피니언부재(84)가 설치되어 지지블록(70) 상면에 설치되는 랙부재(82)와 기어연결되는 구동부(80)의 작동에 의해 작업대(34)를 따라 이동할 수 있게 된다.
이동지지대(72)는, 지지블록(70)의 측면에 작업대(34)를 따라 길게 형성되는 가이드홈부(74)에 삽입되고, 조성물도포블록(54) 상부로부터 측 방향으로 연장되는 축에는 피니언부재(84)가 설치된다.
조성물도포블록(54)에는 피니언부재(84)에 동력을 제공하는 모터가 설치되므로 모터로부터 제공되는 동력에 의해 피니언부재(84)가 정방향 또는 역방향으로 회전되면서 조성물도포블록(54)을 작업대(34)의 일측 또는 타측으로 이동시키게 된다.
조성물도포블록(54)에는 액상의 조성물이 담겨지는 저장탱크가 설치되고, 저장탱크로부터 배출되는 조성물이 솔라셀(16) 측으로 토출되도록 압력을 제공하는 펌프 및 노즐이 설치되어 토출부(56)를 통해 조성물이 솔라셀(16)에 도포된다.
상기한 바와 같이 차단층(18)이 도포된 솔라셀(16)의 제작이 완료되면 도전패턴(12)이 도포된 배면레이아웃(10)에 차단층(18)이 도포된 솔라셀(16)을 안착시키고, 전면레이아웃(14)을 솔라셀(16) 및 배면레이아웃(10)에 안착시킨 후에 배면레이아웃(10)과 전면레이아웃(14) 테두리에 실링부재를 개재시켜 밀폐공간을 이루고, 배면레이아웃(10)과 전면레이아웃(14) 사이의 공간에 충진재를 주입하여 태양전지 모듈을 제조하게 된다.
이로써, 태양전지 모듈 외부로 노출되는 도전패턴을 커버하는 차단층을 솔라셀의 외면에 도포하여 도전패턴이 태양전기 모듈 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 차단층을 솔라셀에 도포하는 공정을 연속하여 진행할 수 있는 도포장치가 구비되어 도포공정이 진행되므로 태양전기 모듈 제작에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 UV레진을 이용한 태양전지 모듈을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, UV레진을 이용한 태양전지 모듈을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, UV레진을 이용한 태양전지 모듈이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 태양전지 모듈이 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 배면레이아웃 12 : 도전패턴
14 : 전면레이아웃 16 : 솔라셀
18 : 차단층 30 : 베이스블록
32 : 가이드레일 34 : 작업대
36 : 이동블록 38 : 승강실린더
50 : 흡착패드 52 : 진공압튜브
54 : 조성물도포블록 56 : 토출부
70 : 지지블록 72 : 이동지지대
74 : 가이드홈부 80 : 구동부
82 : 랙부재 84 : 피니언부재

Claims (3)

  1. 모듈의 전면을 이루고, 태양광이 통과되도록 투명재질을 포함하여 이루어지는 전면레이아웃; 상기 전면레이아웃과 간격을 유지하도록 설치되고, 충진재가 주입되는 공간을 제공하는 배면레이아웃; 상기 배면레이아웃과 상기 전면레이아웃 사이에 개재되고, 상기 전면레이아웃을 통과하여 조사되는 태양광을 전기에너지로 변환시켜 저장하는 솔라셀; 상기 솔라셀에 저장되는 전기에너지를 배터리에 저장하기 위하여 솔라셀에 인접하게 배치되고, 상기 배면레이아웃을 따라 도포되어 이루어지는 도전패턴; 및 상기 솔라셀에 도포되어 상기 도전패턴을 커버하는 차단층을 포함하고, 상기 차단층은, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 아크릴레이트 모노머, 자외선 에너지를 흡수하여 중합반응을 개시하게 하는 광개시제 및 유기 용매를 포함하는 수지 조성물과, 상기 수지 조성물에 분산되는 AZO 분말을 포함하며, 상기 AZO 분말은 서브입자가 응집된 클러스터 형상의 입자들로 이루어지고, 상기 차단층은, 상기 솔라셀이 연속되게 공급되는 베이스블록; 상기 베이스블록에 구비되는 작업대에 상기 솔라셀이 안착되면 상기 솔라셀의 상면에 대향되게 배치되면서 상기 작업대를 따라 왕복되는 조성물도포블록; 상기 조성물도포블록에 저장되는 조성물을 상기 솔라셀의 일정한 위치에 도포하도록 상기 조성물도포블록에 구비되는 토출부; 상기 조성물도포블록을 이동 가능하게 지지하는 지지블록; 및 상기 조성물도포블록을 상기 지지블록 및 상기 작업대를 따라 전진 또는 후진시키는 구동부를 포함하는 차단층 도포장치에 의해 상기 솔라셀에 상기 차단층이 도포되는 UV레진을 이용한 태양전지 모듈에 있어서,
    상기 차단층은, 상기 도전패턴이 상기 전면레이아웃 외측으로 노출되는 것을 방지하고,
    상기 차단층 도포장치의 상기 베이스블록(30) 일측면에는 가이드레일(32)이 설치되고, 상기 가이드레일(32)을 따라 측 방향으로 이동 가능하도록 이동블록(36)이 설치되며, 상기 이동블록(36) 상면에는 승강실린더(38)가 설치되고, 상기 승강실린더(38)로부터 돌출되는 로드의 단부에는 측 방향으로 연장되어 유로를 형성하는 지지대가 설치되고,
    상기 지지대의 일단에는 진공압튜브(52)가 연결되어 유로에 진공압을 제공하고, 상기 지지대의 타단으로부터 하측으로 연장되는 연장대에는 흡착패드(50)가 설치되므로 컨베이어벨트를 따라 공급되는 상기 솔라셀(16)을 상기 흡착패드(50)에 접착시켜 상기 베이스블록(30)의 일측으로부터 상기 작업대(34) 측으로 상기 솔라셀(16)을 이송시키고,
    상기 승강실린더(38)와 상기 진공압튜브(52) 및 상기 흡착패드(50)의 작동으로 복수 개의 상기 솔라셀(16)을 상기 작업대(34)에 연속되게 배치시키고, 상기 조성물도포블록(54)이 상기 작업대(34)의 일단으로부터 타단까지 이동되면서 상기 조성물도포블록(54) 저면에 형성되는 토출구를 통해 상기 수지 조성물 및 상기 AZO 분말이 분사되어 상기 솔라셀(16) 상면에 상기 차단층(18)을 도포하고,
    상기 조성물도포블록(54)은 상기 베이스블록(30) 상면에 설치되는 상기 지지블록(70)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 이동지지대(72)에 거치되고, 상기 조성물도포블록(54)의 상부로부터 연장되는 축에 피니언부재(84)가 설치되어 상기 지지블록(70) 상면에 설치되는 랙부재(82)와 기어연결 되는 상기 구동부(80)의 작동에 의해 상기 작업대(34)를 따라 이동할 수 있고,
    상기 이동지지대(72)는, 상기 지지블록(70)의 측면에 상기 작업대(34)를 따라 길게 형성되는 가이드홈부에 삽입되고, 상기 조성물도포블록(54) 상부로부터 측 방향으로 연장되는 축에는 상기 피니언부재(84)가 설치되고,
    상기 조성물도포블록(54)에는 상기 피니언부재(84)에 동력을 제공하는 모터가 설치되므로 상기 모터로부터 제공되는 동력에 의해 상기 피니언부재(84)가 정방향 또는 역방향으로 회전되면서 상기 조성물도포블록(54)을 상기 작업대(34)의 일측 또는 타측으로 이동시키고,
    상기 조성물도포블록(54)에는 액상의 조성물이 담겨지는 저장탱크가 설치되고, 상기 저장탱크로부터 배출되는 조성물이 상기 솔라셀(16) 측으로 토출되도록 압력을 제공하는 펌프 및 노즐이 설치되어 상기 토출부(56)를 통해 조성물이 상기 솔라셀(16)에 도포되고,
    상기 도전패턴이 도포된 상기 배면레이아웃에 상기 차단층이 도포된 상기 솔라셀을 안착시키고, 상기 전면레이아웃을 상기 솔라셀 및 상기 배면레이아웃에 안착시킨 후에 상기 배면레이아웃과 상기 전면레이아웃 테두리에 실링부재를 개재시켜 밀폐공간을 이루고, 상기 배면레이아웃과 상기 전면레이아웃 사이의 공간에 충진재를 주입하여 태양전지 모듈을 제조하는 것을 특징으로 하는 UV레진을 이용한 태양전지 모듈.
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