KR200415101Y1

KR200415101Y1 - 태양전지모듈 검사장치

Info

Publication number: KR200415101Y1
Application number: KR2020060003216U
Authority: KR
Inventors: 윤성호
Original assignee: (주)에타솔라
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2006-04-27

Abstract

본 고안은 태양전지모듈의 제조라인 중에 설치되어 단위 태양전지소자를 도체리본에 의해 직렬 연결한 태양전지모듈 반제품의 전기적인 배선 중에 있을 수 있는 단선 등의 결함을 검출하는 데 사용되는 태양전지모듈 검사장치에 관한 것이다.

본 고안의 태양전지모듈 검사장치(21)는 횡으로 긴 직육면체 모양의 지지 프레임(23), 상기 프레임(23)의 상단에 태양전지모듈 반제품(2)을 이송 안내하도록 종으로 배열되어 설치된 복수의 롤러봉(25), 상기 지지 프레임(23)의 하부에 앞쪽으로 기울도록 각도 조절이 가능하게 설치된 반사거울(27), 및 상기 태양전지모듈 반제품(2)의 단위 태양전지소자(3)를 조명할 수 있도록 상기 지지 프레임(3)의 상기 반제품(2)과 상기 반사거울(27) 사이에 설치된 복수의 조명등(28,29)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안의 검사장치에 의하면, 태양전지모듈 반제품을 제작 시와 동일하게 뒤집어진 상태 그대로 검사할 수 있게 되므로, 검사를 위해 태양전지소자를 바로 놓는 작업을 생략할 수 있게 되어 이로 인한 생산성 및 품질 저하를 막을 수 있게 된다.

태양전지소자, 검사, 조명등, 반사거울

Description

태양전지모듈 검사장치{Apparatus for inspecting a solar cell module}

도 1은 일반적인 태양전지모듈을 도시한 개략 사시도.

도 2는 도 1의 개략 정면도.

도 3은 태양전지모듈 반제품의 제작과정을 설명하는 도면.

도 4는 태양전지모듈 반제품의 검사과정을 설명하는 도면.

도 5는 본 고안에 따른 태양전지모듈 검사장치의 사시도.

도 6은 도 5의 정면도.

도 7은 도 5의 평면도.

도 8은 도 5의 측면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 태양전지모듈 반제품 3 : 태양전지소자

21 : 검사장치 23 : 지지 프레임

25 : 롤러봉 27 : 반사거울

28,29 : 조명등 30 : 차광막

31 : 전류계 33 : 스위치 뭉치

본 고안은 태양전지모듈 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지모듈의 제조라인 중에 설치되어 단위 태양전지소자를 도체리본에 의해 직렬 연결한 태양전지모듈 반제품의 전기적인 배선 중에 있을 수 있는 단선 등의 결함을 검출하는 데 사용되는 태양전지모듈 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지는 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서, 통상 실리콘 등과 같은 반도체 재료로 제작되며, 빛을 받았을 때 전류가 발생되는 광전효과를 이용한다.

그런데, 태양전지는 단위 소자에서 발생되는 기전력이 실용 상 매우 작기 때문에 다수개의 태양전지소자를 연결하여 소정의 기전력을 얻고 있으며, 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 태양전지소자(103)의 집합을 태양전지모듈(101)이라고 한다. 따라서, 태양전지를 소정의 용도로 사용하기 위해서는 그 용도에 알맞게 태양전지모듈(101)의 용량을 조정하게 되는데, 태양전지모듈(101)의 단위면적당 발생 전압을 높이기 위해 태양전지소자(103)들은 도체 리본(105)에 의해 서로 직렬 연결되는 것이 일반적이다. 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 각각 태양전지소자(103) 들은 작업테이블(110) 위에 배면(106)이 위로 가도록 일렬로 배열된 후, 납땜 부착되는 도체 리본(105)에 의해 전기적으로 연결되어 태양전지소자 반제품(102)이 된다. 즉, 소자(103)를 뒤집어 놓은 상태로 리본(105)의 납땜 작업을 수행하게 된다.

이렇게 해서 하나의 직렬 회로로 연결된 태양전지소자(103)들은 뒤이어 물리적, 환경적인 외부요인으로부터의 보호를 위해 복층구조의 보강재가 상하면에 적층 된 후 라미네이터(laminator) 등에 의해 밀봉되는데, 이에 앞서 태양전지모듈(101)을 구성하는 단위 태양전지소자(103)들, 이들을 연결하는 도체 리본(105), 그리고 각각의 태양전지소자(103)와 도체 리본(105)을 연결하는 납땜부위 등의 전기적인 연결 상태가 적정한지를 검사하게 된다.

이와 같이 태양전지모듈(101)의 전기적인 연결 상태를 검사하는 방법의 일예가 미국특허 제6,271,462호에 "태양전지모듈의 검사방법 및 제조방법"으로 개시되어 있다. 이 검사방법에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 태양전지소자(103)가 연결된 태양전지모듈 반제품(102)에 커넥터(113)를 통해 전류계(115)를 연결한 다음, 모듈 반제품(102) 위쪽에 설치된 복수의 조명등(117)에 의해 태양전지소자(103)를 조명한다. 이때, 전류계(115)에서 전류가 측정되는지를 확인하면, 각각의 태양전지소자(103)와 이 소자(103)들을 연결하는 도체 리본(105)의 배선에 단선 등의 결함이 있는지 여부를 쉽게 파악할 수 있게 된다.

그리고 나서, 태양전지모듈 반제품(102)의 위아래로 보호막을 적층하게 되는데, 먼저 태양광은 잘 투과시키면서, 외부로부터의 충격이나 화학적 부식에 대해 모듈(101)을 보호하고, 전기적으로는 절연 특성을 나타내는 투명막(107)이 광입사측인 상면에 배치된다. 또, 반대쪽인 하면에는 모듈(101)의 강도를 유지하기 위해 금속, 플라스틱, 수지 재질의 보강막(109)이 배치된다. 그리고, 투명막(107) 및 보강막(109)과 태양전지소자(103) 사이에는 투명도가 높은 열경화성 수지(EVA;vinyl acetate-ethylene copolymer)와 같은 재질의 충진막(111)이 도포되어 태양전지소자(103)를 밀봉한다. 이렇게 해서 태양전지모듈(101)의 적층작업이 끝나면, 태양전지 소자(103)의 모듈화공정이나 투명막(107) 또는 보강막(109) 등의 접착공정에서 발생될 수 있는 모듈(101)의 이상 유무가 검사되며, 이 검사가 종료됨으로써 태양전지모듈(101)의 제조가 완료된다.

이와 같은 종래의 태양전지모듈(101) 제조 과정 중, 태양전지모듈 반제품(102)을 검사하는 과정은 제품의 신뢰성을 높이는 데 결정적인 영향을 미치는 부분으로서, 모든 제품이 반드시 거치게 되는 바, 태양전지소자(103)를 도체 리본(105)으로 연결하는 과정에서 작업테이블(110)에 뒤집어져 있던 태양전지모듈 반제품(102)을, 검사과정에서는 도 4와 같이 채광이 가능하도록 상면을 위로 향하게 바로 놓아야 하는데, 이 과정에서 단위 소자(103) 들의 설정위치나 상호 간격등 위치 관계가 흐트러지면서 태양전지모듈(101)의 성능저하가 야기되는 문제점이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 태양전지모듈 검사장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 복수의 단위 태양전지소자를 소정의 위치에 정확히 배치한 후, 각 소자의 배면에 도체 리본을 납땜 등으로 부착하여 태양전지모듈 반제품을 만드는 과정 이후에도 태양전지소자가 뒤집어진 상태를 그대로 유지하면서 이송하도록 한 채 결함 여부를 검사함으로써, 검사를 위해 태양전지소자를 바로 놓는 과정을 생략하여 전체 검사과정의 시간 및 공수를 줄이고, 검사 위치 변경 시 발생할 수 있는 오배열의 가능성을 배제하여 검사 과정의 효율성 및 최종제품의 품질을 향상시키고자 하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 횡으로 긴 직육면체 모양의 지지 프레임, 이 프레임의 상단에 태양전지모듈 반제품를 이송 안내하도록 종으로 배열되어 설치된 복수의 롤러봉, 지지 프레임의 하부에 앞쪽으로 기울도록 각도 조절이 가능하게 설치된 반사거울, 및 태양전지모듈 반제품의 단위 태양전지소자를 조명할 수 있도록 지지 프레임의 반제품과 반사거울 사이에 설치된 복수의 조명등을 포함하여 구성된 태양전지모듈 검사장치를 제공한다.

이하, 본 고안에 따른 태양전지모듈 검사장치의 실시예를 첨부도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 고안의 태양전지모듈 검사장치는 도 5 내지 8에 도면부호 21로 도시된 바와 같이, 크게 지지 프레임(23), 롤러봉(25), 반사거울(27), 및 조명등(28,29)으로 구성되어 있다.

여기에서, 지지 프레임(23)은 일반적인 작업 테이블과 마찬가지로 좌우 횡방향으로 연장된 직육면체 모양의 프레임체로서, 통상 작업대가 설치되는 상단이 개방되어 있으며, 이 지지 프레임(23)의 상단에는 작업대 대신에 태양전지모듈 반제품(2)을 쉽게 앞뒤로 이동시킬 수 있도록 복수의 롤러봉(25)이 종방향으로 장착되어 있다.

또한, 지지 프레임(23) 하부에는 반사거울(27)이 경사 설치되어 작업자가 정면에 선 상태로 뒤집어진 상태로 복수의 롤러봉(25) 위를 지나가는 태양전지모듈 반제품(2)의 상면을 육안으로 검사할 수 있도록 해주며, 이와 같이 롤러봉(25) 위를 지나가는 반제품(2)의 각 태양전지소자(3)에 태양을 대신하여 빛에너지를 제공 하도록 지지 프레임(23)의 정면을 제외한 둘레 부분에 복수개의 조명등(28,29)이 설치되어 있다.

마찬가지로, 지지 프레임(23)의 둘레 부분에는 검사를 가능하게 하기 위해 개방되어 있는 정면을 제외하고 모두 차광막(30)이 장착될 수 있으며, 이 차광막(30)에 의해 조명등(28,29)에서 조사된 조명광이 가능한한 손실 없이 각각의 태양전지소자(3)에 전달된다. 이를 위해, 차광막(30) 위에 유리판을 덧대어 차광막(30)을 거울면이 되도록 할 수도 있다.

아울러, 지지 프레임(23)의 상단 일측에는 조명등(28,29)을 온오프하고, 조명등(28,29)의 광량을 조정하는 스위치 뭉치(33)가 설치되어 있으며, 조명등(28,29)으로부터의 조사광에 의해 단위 태양전지소자(3)에서 발생된 전류를 측정하기 위한 전류계(31)가 스위치 뭉치(33)에 인접 설치되어 있다. 이때, 전류계(31)는 인입출선(35) 선단의 집게(35)가 태양전지모듈 반제품(2)의 배면으로 노출되어 있는 인입출 단자(6)에 물림으로써 반제품(2)과 전기적으로 접속되도록 되어 있다.

도 5 및 7에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(23)의 상단에 설치되어 있는 복수의 롤러봉(25)은 태양전지모듈 반제품(2)을 지지할 수 있도록 복수개가 일정한 간격을 두고 종방향으로 배열되어 있다.

여기에서, 각각의 롤러봉(25)은 단면이 위로 개방된 ㄷ자 모양으로 형성되며, 위쪽으로 개방된 홈을 따라 다수의 회전롤(38)이 자전 가능하게 연이어 설치되어 위쪽에 놓여 지는 태양전지모듈 반제품(2)이 앞뒤로 쉽게 이송될 수 있도록 해준다. 이때, 롤러봉(25)이 지지 프레임(23)의 종축선과 평행하게 배열되어 이송 중 인 태양전지모듈 반제품(2)의 동일한 부분을 계속해서 가리게 되어 이 부분의 검사가 정확하게 이루어지지 않을 수 있으므로, 롤러봉(25)은 도 7에 도시된 것과 달리 종축선에 대해 좌우로 약간 비스듬하게 설치될 수도 있다.

또한, 반사거울(27)은 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(23)의 하부에 앞쪽으로 기울도록 설치되어, 뒤집어진 상태로 지지 프레임(23) 위를 지나는 태양전지모듈 반제품(2)의 상면을 위쪽으로 반사시킴으로써 작업자가 지지 프레임(23) 정면에 선 채 육안으로 태양전지모듈 반제품(2)의 연결 상태를 검사할 수 있도록 해준다.

이때, 반사거울(27)의 전방 모서리 부분을 좌우에서 지지하도록 지지 프레임(23)의 전방 하변에서 위쪽으로 뻗어 있는 한 쌍의 전방 기둥(39) 또는 반사거울(27)의 후방 모서리 부분을 좌우에서 지지하도록 지지 프레임(23)의 후방 상변에서 아래쪽으로 뻗어 있는 한 쌍의 후방 기둥(41) 중 어느 한 쪽을 절첩식으로 제작함으로써, 이들(39,41)의 상하 절첩에 따라 반사거울(27)의 경사각도를 임의로 조정할 수 있게 된다. 이를 위해 각각의 기둥(39,41)과 반사거울(27)은 힌지(43)에 의해 피벗 가능하게 연결된다.

끝으로, 태양전지모듈 반제품(2)을 조명하도록 지지 프레임(3)의 반제품(2)과 반사거울(27) 사이에 설치된 조명등(28,29)은 도 5, 6 및 8에 도시된 것처럼, 지지 프레임(3)의 좌우측 안쪽에 장착되거나 반사거울(27)의 전후방 모서리 부분 임의의 위치에 장착될 수 있다.

이제, 위와 같이 구성된 본 고안에 따른 태양전지모듈 검사장치의 작용을 설 명하면 다음과 같다.

앞 단계에서 도 1에 도시된 것처럼, 도체 리본에 의해 단위 태양전지소자(3)를 전기적으로 연결하여 하나의 회로를 형성한 태양전지모듈 반제품(2)은 투명판(4) 위에 정렬된 위치를 그대로 유지하면서 도 5에 도시된 것처럼 검사장치(21)의 롤러봉(25) 위에 놓여 진다.

그리고 나서, 스위치 뭉치(33)의 조명등 전원 스위치를 온하여 조명등(28,29)을 점등한 다음, 반제품(2)을 롤러봉(25) 위에서 뒤쪽으로 서서히 밀면서 반사거울(27)을 통해 반제품(2) 상면에 있을 수 있는 결함을 육안으로 검사한다.

이와 동시에, 조명등(28,29)으로부터의 조사광을 수광한 각 단위 태양전지소자(3)에서 전류가 발생하여 전류계(31)에 의해 측정되며, 측정된 전류값을 통해 태양전지모듈 반제품(2)의 이상 유무를 확인할 수 있게 된다.

이와 같이 검사장치(21) 위를 지나면서 검사가 종료된 태양전지모듈 반제품(2)은 검사 받은 상태를 그대로 유지하면서 잇따라 배치되어 있는 마감공정으로 이송된다.

이상과 같이 본 고안에 따른 태양전지모듈 검사장치에 의하면, 단위 태양전지소자와 도체 리본을 납땜 연결하여 하나의 회로로 제작된 태양전지모듈 반제품을 검사함에 있어 반제품 제작을 위해 최초로 정해진 각 태양전지소자들의 위치관계를 흐트리지 않고 그대로 유지하면서 반제품의 이상 유무를 검사할 수 있게 되므로, 반제품 제작 시 뒤집어져 있는 태양전지소자를 검사를 위해 위쪽을 향하도록 바로 놓을 필요가 없게 된다.

따라서, 반제품 검사에 필요한 작업 시간 및 공수를 줄일 수 있게 될 뿐 아니라, 태양전지소자의 재배치 시 발생할 수 있는 오배열의 문제를 염려할 필요가 없게 되므로, 태양전지모듈의 생산성 및 품질을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

횡으로 긴 직육면체 모양의 지지 프레임(23),

상기 프레임(23)의 상단에 태양전지모듈 반제품(2)을 이송 안내하도록 종으로 배열되어 설치된 복수의 롤러봉(25),

상기 지지 프레임(23)의 하부에 앞쪽으로 기울도록 각도 조절이 가능하게 설치된 반사거울(27), 및

상기 태양전지모듈 반제품(2)의 단위 태양전지소자(3)를 조명할 수 있도록 상기 지지 프레임(3)의 상기 반제품(2)과 상기 반사거울(27) 사이에 설치된 복수의 조명등(28,29)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 검사장치.
제1 항에 있어서,

상기 지지 프레임(23)에는 상기 반사거울(27)이 향한 면을 제외한 나머지 면에 차광막(30)이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 검사장치.
제1 또는 2 항에 있어서,

상기 지지 프레임(23)에는 상기 태양전지모듈 반제품(2)에 연결되는 전류계(31)가 상단에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 검사장치.