KR20100019747A - 라미네이트 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라미네이트 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 라미네이트 장치는 상면에 피라미네이트체가 배치되는 가열 플레이트; 상기 가열 플레이트의 상방에 배치되어, 내부에 피라미네이트체가 수용되는 다이어프램; 및 상기 다이어프램의 상방에 배치된 가열 수단을 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 라미네이트 장치는 공정 불량을 줄일 수 있고, 공정 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
라미네이트, 태양전지 셀 모듈, 적외선 히터, 투명 멤브레인, 다이어프램
Description
본 발명은 라미네이트 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 태양전지 셀 모듈 등의 얇은 패널 형상의 피라미네이트체를 제조함에 있어서, 유리의 변형이 발생되지 않고, 태양전지 셀 모듈의 흐트러짐이 발생되지 않으며, 버블 결함이 발생되지 않는 라미네이트 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 라미네이트 장치는 얇은 패널 형성의 피라미네이트체에 다양하게 적용시킬 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위하여 피라미네이트체를 태양전지 셀 모듈로 한정하여 서술한다.
최근 지구 환경 오염 및 화석 에너지 고갈 문제 등으로 인하여, 환경 친화형 대체 에너지원 개발 및 미래 에너지원의 다원화 등이 국제적인 이슈로 등장하고 있다. 이러한 배경 하에서 태양 에너지를 활용한 태양전지가 미래의 유력한 대체 에너지원으로 주목 받고 있으며, 또한 태양전지의 저가화가 진행되면서 관련 세계 시장 규모도 급속도로 증가되고 있다.
이러한 태양전지는 단결정 실리콘(silicon), 다결정 실리콘 또는 비결정 실리콘으로 제조될 수 있으나, 어떠한 경우에도 실리콘 자체는 화학적 변화를 일으키기 쉽고, 물리적인 충격에도 약하기 때문에 실리콘을 투명의 비닐 필름(vinyl film), 강화유리(glass) 또는 내열유리 등으로 라미네이트(laminate)한 태양전지 모듈(module)이 이용되고 있다.
일반적으로 태양전지 모듈을 제조하기 위한 라미네이트 방법은 다음과 같으며, 구체적으로는 유리와 유리 사이 또는 유리와 백시트(back seat) 사이에 태양전지 셀(cell)을 배치하고, 태양전지 셀과 유리 사이에 접착 시트, 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate: EVA) 필름을 충진한 뒤, 진공하에서 가열하여 EVA 필름을 녹임으로써, 태양전지 셀이 직렬 또는 병렬도 패킹(packing)된다.
이러한 라미네이트 공정은 태양전지 모듈 제조 과정의 핵심 공정에 해당하며, 종래에는 진공 분위기에서 가열 공정 시 유리의 변형이 발생하거나, 태양전지 셀 정렬이 흐트러지거나 또는 기포가 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 라미네이트 공정 시 유리의 변형이 발생하거나, 태양전지 셀 정렬이 흐트러지거나 버블 결함이 발생되는 등의 공정 불량을 줄일 수 있고, 공정 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 라미네이트 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 측면에 따르면, 상면에 피라미네이트체가 배치되는 가열 플레이트; 상기 가열 플레이트의 상방에 배치되어, 내부에 피라미네이트체가 수용되는 다이어프램; 및 상기 다이어프램의 상방에 배치된 가열 수단을 포함하는 라미네이트 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 가열 플레이트와 다이어프램으로 이루어진 공간에 피라미네이트체를 배치하는 단계; 가열 플레이트를 가열하여 피라미네이트체의 일면을 가열하는 단계; 가열수단을 작동하여 다이어프램의 내면에 대응되는 피라미네이트체의 일면을 가열하는 단계; 및 상기 다이어프램과 가열 수단 사이의 공간으로 공기압을 제공하여 다이어프램으로 피라미네이트체를 가압하는 단계를 포함하는 라미네이트 방법이 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 라미네이트 장치 및 방법은 라미네이트 공정 시 유리의 변형이 발생하거나, 태양전지 셀 정렬이 흐트러지거나 버블 결함이 발생되는 등의 공정 불량을 줄일 수 있고, 공정 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 라미네이트 장치는 얇은 패널 형성의 피라미네이트체에 다양하게 적용시킬 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위하여 피라미네이트체를 태양전지 셀 모듈로 한정하여 서술한다.
한편, 본 발명에서 사용되는 태양전지 셀 모듈이란 용어는 유리와, 유리 사이에 배치된 태양전지 셀과, 태양전지와 유리 사이에 배치된 접착 시트(예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate: EVA))를 포함하는 모듈을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트 장치(10)를 나타내는 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트 장치(10)는 본체(1), 상기 본체(1) 내에 장착된 가열 플레이트(20) 및 상기 가열 플레이트(10)의 상방에 배치된 다이어프램(30)을 포함한다.
여기서, 가열 플레이트(10)에는, 가열 플레이트와 다이어프램 사이의 공간 내의 공기를 뽑아내기 위한 홀(20a)이 형성되어 있으며, 상기 홀(20a)은 진공 펌프(도시되지 않음)와 연결된다.
피라미네이트체는 상기 가열 플레이트와 다이어프램 사이의 공간에 배치되며, 피라미네이트체는 전술한 바와 같이 태양전지 셀 모듈(50)이며, 유리(51)와, 유리(51) 사이에 배치된 태양전지 셀(53)과, 태양전지 셀과 유리(51) 사이에 배치된 접착 시트(52, 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate: EVA))를 포함한다.
여기서, 각 유리(51)는 가열 플레이트(20)의 상면과 다이어프램(30)의 내면에 대응된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트 장치(10)는 상기 다이어 프램(30)의 상방에 배치된 가열 수단(11)을 포함하며, 이때 상기 가열수단(11)은 적외선 히터일 수 있으며, 상기 적외선 히터는 일정한 간격을 두고 배치되는 복수의 적외선 램프일 수 있다.
이때, 라미네이트 장치(10)는 상기 가열 수단(11)의 하방에 배치된 보호 유리(13)를 더 포함할 수 있으며, 상기 보호 유리(13)와 다이어프램에 의하여 본체(1) 내에 소정의 공간부(S)가 형성된다.
또한, 라미네이트 장치(10)는 상기 가열 수단(11)의 상방에 배치된 반사 플레이트(12)를 더 포함할 수 있으며, 상기 보호 유리(13)와 다이어프램(30) 사이의 공간(S)으로 공기압을 제공하는 가압 펌프(40)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트 장치(10)를 구성하는 다이어프램(30)은 투명 멤브레인일 수 있으며, 상기 투명 멤브레인으로는 투면 실리콘 러버 시트 등을 사용할 수 있다.
특히, 투명 멤브레인은 적외선에 대한 투과도가 70 ~ 90 %인 것이 바람직하며, 가열 플레이트(20)의 상면에 대응되는 투명 멤브레인의 종단부(30a)는 플렉서블 한 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트 장치(10)는 상기 가열 플레이트(20)에 장착되어, 가열 플레이트의 상부면 외부로 승강되는 복수의 리프트 핀(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 리프트 핀은 태양전지 셀 모듈(50)을 가열 플레이트로부터 이격되도록 승강시키며, 태양전지 셀 모듈(50)을 예열시키는 역할을 한다.
이와 같은 구조를 갖는 라미네이트 장치(10)를 사용하여 태양전지 셀 모듈(50)을 라미네이트 하는 방법을 첨부된 도면을 통하여 구체적으로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가열 플레이트(20)와 다이어프램(30)으로 이루어진 공간에 태양전지 셀 모듈(50)을 배치한 후, 가열 플레이트(20)를 통하여 태양전지 셀 모듈(50)의 일면을 가열한다.
여기서, 가열 플레이트(20)의 상면과 다이어프램(30)의 내면에 태양전지 셀 모듈의 유리(51)가 각각 밀착되도록 배치하는 것이 중요하며, 가열 플레이트(20)를 통하여 태양전지 셀 모듈(50)의 일면을 가열하기 전에, 리프트 핀으로 태양전지 셀 모듈을 승강시킨 후 예열시킬 수도 있다.
이후, 가열 수단(11)을 작동하여 다이어프램의 내면에 대응되는 태양전지 셀 모듈(50)을 가열시킨다.
여기서, 가열 수단은(11)은 적외선 히터일 수 있으며, 상기 적외선 히터는 일정한 간격을 두고 배치되는 복수의 적외선 램프일 수 있다.
한편, 태양전지 셀 모듈(50)의 양면 가열과 동시에 전술한 진공 펌프를 사용하여, 가열 플레이트(20)와 다이어프램(30) 사이의 공간을 진공 분위기로 유지한다.
이와 같이 태양전지 셀 모듈(50)의 양면을 동시에 가열함으로써, 유리 변형을 최소화할 수 있고, 태양전지 셀 모듈(50)의 셀 정렬의 흐트러짐을 방지할 수 있으며, 라미네이트 공정시 발생되는 버블 결함을 최소화할 수 있다.
특히, 적외선이 투명 멤브레인을 투과하여 접착 시트(52)를 직접 가열함으로써, 가열 플레이트에 의한 낮은 열전도 속도를 보상해 줄 수 있으며, 태양전지 셀 모듈(50)의 상부 및 하부 유리(51)의 열 편차를 줄여 유리(51) 변형을 최소화할 수 있다.
한편, 태양전지 셀 모듈(50)의 양면 가열과 동시에 다이어프램(30)과 가열 수단(11) 사이의 공간(S)으로 공기압을 제공하여 다이어프램(30)으로 태양전지 셀 모듈(50)을 가압한다.
이때에는 전술한 바와 같이, 진공 펌프를 사용할 수 있으며, 상기 공간(S)은 1 ~ 6bar로 유지되는 것이 바람직하다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트 장치를 나타내는 개념도.
Claims (15)
- 상면에 피라미네이트체가 배치되는 가열 플레이트;상기 가열 플레이트의 상방에 배치되어, 내부에 피라미네이트체가 수용되는 다이어프램(diaphragm); 및상기 다이어프램의 상방에 배치된 가열 수단을 포함하는 라미네이트 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가열 수단은 적외선 히터인 것을 특징으로 하는 라미네이트 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 적외선 히터는 일정한 간격을 두고 배치되는 복수의 적외선 램프인 것을 특징으로 하는 라미네이트 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가열 수단의 하방에 배치된 보호 유리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 가열 수단의 상방에 배치된 반사 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으 로 하는 라미네이트 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 보호 유리와 다이어프램으로 이루어진 공간으로 공기압을 제공하는 가압 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 다이어프램은 투명 실리콘 러버 시트로 형성된 것을 특징으로 하는 라미네이트 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가열 플레이트에 장착되어, 가열플레이트의 상부면 외부로 승강되는 복수의 리프트 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 피라미네이트체는 태양전지 셀, 접착 시트 및 유리를 포함하는 태양전지 셀 모듈인 것을 특징으로 하는 라미네이트 장치.
- 가열 플레이트와 다이어프램으로 이루어진 공간에 피라미네이트체를 배치하는 단계;가열 플레이트를 가열하여 피라미네이트체의 일면을 가열하는 단계;가열수단을 작동하여 다이어프램의 내면에 대응되는 피라미네이트체의 일면을 가열하는 단계; 및상기 다이어프램과 가열 수단 사이의 공간으로 공기압을 제공하여 다이어프램으로 피라미네이트체를 가압하는 단계를 포함하는 라미네이트 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 가열 수단은 일정한 간격을 두고 배치되는 복수의 적외선 램프인 것을 특징으로 하는 라미네이트 방법.
- 제 10 항에 있어서,다이어프램과 가열수단 사이의 공간은 1 ~ 6 bar로 유지되는 것을 특징으로 하는 라미네이트 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 다이어프램은 투명 실리콘 러버로 형성된 것을 특징으로 하는 라미네이트 방법.
- 제 10 항에 있어서,가열 플레이트에 장착된 리프트 핀을 승강시켜, 피라미네이트체를 예열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 피라미네이트체는 태양전지 셀, 접착 시트 및 유리를 포함하는 태양전지 셀 모듈인 것을 특징으로 하는 라미네이트 방법.
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