KR20100071511A - Method of forming a solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 솔라셀 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 종래의 할로겐 램프 또는 열풍을 이용한 솔더링 공정을 적용하지 않는 솔라셀 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a solar cell manufacturing method that does not apply a soldering process using a conventional halogen lamp or hot air.
종래의 솔라셀 제조 방법에 따르면 셀을 접합하기 위해 할로겐 램프 또는 열풍을 이용하여 솔더리본을 셀 전극에 솔더링하기 때문에 열에 의한 셀 손상 및 금속간 화합물 생성에 의한 접합부 효율 저하의 단점이 있었다.According to the conventional solar cell manufacturing method, since the solder ribbon is soldered to the cell electrode using a halogen lamp or hot air to bond the cells, there are disadvantages of cell damage due to heat and a decrease in the joint efficiency due to the generation of intermetallic compounds.
이상, '배경 기술'에서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로 이 부분에서 설명된 기술이 반드시 종래 기술인 것은 아니며 본 발명의 보호범위에 속하는 기술과 같이 종래에 알려지지 않은 기술일 수 있다.As described above, the matters described in the "Background art" are intended to help the understanding of the background of the present invention, and the technology described in this part is not necessarily the prior art, and is not known in the art, such as the technology falling within the protection scope of the present invention. Can be.
본 발명의 목적은 솔더 리본과 셀 전극간의 접합부 저항을 감소시켜 솔라셀 모듈의 효율을 증가시키는 것이다.An object of the present invention is to increase the efficiency of a solar module by reducing the junction resistance between the solder ribbon and the cell electrode.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 솔라셀 제조 방법은 제1 방향으로 연장하고 양 단부에 상기 제1 방향과 실질적으로 수직하는 제 2 방향으로 전극이 형성된 다수의 단위셀들을 상기 제1 방향으로 접합시켜 적어도 둘의 솔라셀을 형성하는 단계, 상기 솔라셀들을 상기 전극들이 선형을 이루도록 상기 제2 방향으로 배열하는 단계, 상기 선형으로 상기 제2 방향으로 배열된 솔라셀들의 전극들 상기 제2 방향으로 연장하는 리본들을 제공하는 단계 및 상기 전극들 및 상기 리본들에 전자기 펄스 용접 코일을 사용하여 펄스 자기 성형력을 제공하여 상기 전극들을 상기 리본들과 접합시키는 단계를 포함한다.According to embodiments of the present invention for achieving the above object, the solar cell manufacturing method includes a plurality of unit cells in which electrodes are formed in a second direction extending in a first direction and substantially perpendicular to the first direction at both ends; Forming at least two cells by bonding in the first direction, arranging the cells in the second direction such that the electrodes are linear, and electrodes of the cells arranged linearly in the second direction Providing ribbons extending in the second direction and providing pulse self-forming force to the electrodes and the ribbons using an electromagnetic pulse welding coil to bond the electrodes with the ribbons.
상기 전극은 구리를 포함할 수 있다. 상기 리본은 구리 도선일 수 있다. 상기 리본은 구리 도선에 납 또는 주석 중 적어도 하나가 도금될 수 있다. 상기 전극은 상기 솔라셀의 일면에 형성될 수 있다. 상기 전극은 상기 솔라셀의 양면에 형성될 수 있다. 상기 펄스 자기 성형력은 상기 솔라셀의 양면에 순차적으로 제공되어 접합이 상기 양면에서 순차적으로 행해질 수 있다. 이와 다르게 상기 펄스 자기 성형력은 상기 솔라셀의 양면에 동시에 제공되어 접합이 상기 양면에서 동시에 행해질 수 있다.The electrode may comprise copper. The ribbon may be a copper conductor. The ribbon may be plated with at least one of lead or tin on a copper conductor. The electrode may be formed on one surface of the solar cell. The electrode may be formed on both sides of the solar cell. The pulse self-forming force may be sequentially provided on both sides of the solar cell so that bonding may be sequentially performed on both sides. Alternatively, the pulsed self-forming force may be simultaneously provided on both sides of the solar cell so that bonding may be simultaneously performed on both sides.
본 발명에 따르면, 솔더링 접합시 발생할 수 있는 플럭스의 영향 및 솔더 접합부의 금속간화합물 형성을 억제할 수 있으며, 열영향에 의한 솔라셀의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 솔더링 공정에 의한 접합부의 결함형성 및 효율저하 등의 문제점을 전자기펄스용접의 고상접합 공정으로 품질을 높이면서, 자동화하고 생산성을 증가시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to suppress the influence of the flux that may occur during soldering bonding and the formation of the intermetallic compound of the solder joint, and to prevent breakage of the solar cell due to the thermal effect. In addition, it is possible to automate and increase productivity while improving the quality of the defects such as defect formation and efficiency reduction due to the soldering process by the solid state bonding process of electromagnetic pulse welding.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 여기서 i) 첨부된 도면들에 도시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수, 동작 등은 개략적인 것으로 다소 변경될 수 있다. ii) 도면은 관찰자의 시선으로 도시되기 때문에 도면을 설명하는 방향이나 위치는 관찰자의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다. iii) 도면 번호가 다르더라도 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다. iv) '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. v) 단수로 설명되는 경우 다수로도 해석될 수 있다. vi) 수치, 형상, 크기의 비교, 위치 관계 등이 '약', '실질적' 등으로 설명되지 않아도 통상의 오차 범위가 포함되도록 해석된다. vii) '~후', '~전', '이어서', '그리고', '여기서', '후속하여' 등의 용어가 사용되더라도 시간적 위치를 한정하는 의미로 사용되지는 않는다. viii) '제1', '제2' 등의 용어는 단순히 구분의 편의를 위해 선택적, 교환적 또는 반복적으로 사용되며 한정적 의미로 해석되지 않는다. ix) '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우 '바로'가 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 개재될 수도 있다. x) 부분들이 '~또는'으로 연결되는 경우 부분들 단독 뿐만 아니라 조합도 포함되게 해석되나 '~또는 ~중 하나'로 연결되는 경우 부분들 단독으로만 해석된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. I) The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, operations, and the like shown in the accompanying drawings may be changed to be rough. ii) Since the drawings are shown with the eyes of the observer, the direction or position for describing the drawings may be variously changed according to the positions of the observers. iii) The same reference numerals may be used for the same parts even if the reference numbers are different. iv) When 'include', 'have', 'consist', etc. are used, other parts may be added unless 'only' is used. v) When described in the singular, the plural can also be interpreted. vi) Even if numerical values, shapes, sizes comparisons, positional relations, etc. are not described as 'about' or 'substantial', they are interpreted to include a normal error range. vii) The terms 'after', 'before', 'following', 'and', 'here', and 'following' are not used to limit the temporal position. viii) The terms 'first', 'second', etc. are merely used selectively, interchangeably or repeatedly, for convenience of distinction and are not to be interpreted in a limiting sense. ix) If the positional relationship between two parts is described as 'upper', 'upper', 'lower' or 'next', etc., one or more Other parts may be interposed. x) When parts are connected by 'or', they are interpreted to include not only parts but also combinations, but only when parts are connected by 'or'.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀 모듈을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 솔라셀 모듈은 여러 개의 단위셀(10)의 집합체인 솔라셀(100)이 솔더 리본(110)을 이용하여 서로 연결되어 있는 구조이다. 여기서 단위셀(10)은 제1 방향으로 연장하는 구조를 갖으며 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 다수의 단위셀(10)이 서로 접하여 하나의 솔라셀(100)을 형성한다.Referring to FIG. 1, a solar cell module has a structure in which a
도 2는 도 1에 도시된 단위셀을 설명하기 위한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating the unit cell shown in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 단위셀(10)은 제1 방향으로 연장하는 단위셀 몸체(10a)와 단위셀 몸체(10a)의 양 단부 상에 제2 방향으로 연장하는 전극(10b)을 포함한다. 전극(10b)은 구리 등의 도전성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2, the
다시 도 1을 참조하면, 단위셀(10)들은 단위셀(10)들에 형성된 전극(10a)들이 제2 방향을 따라 선형을 이루도록 인근하여 솔라셀(100)을 형성한다. 그리고 다수의 솔라셀(100) 상에 제2 방향으로 단위셀(10)들의 전극(10a)들을 지나도록 리본(110)이 형성된다. 여기서 리본(110)은 구리 도선일 수 있다. 이와 다르게 리본(110)은 구리 도선에 납 또는 주석 중 적어도 하나가 도금될 수도 있다.Referring back to FIG. 1, the
도 3 내지 5는 일반적인 솔라셀 모듈 형성 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 3 to 5 are cross-sectional views for describing a general method for forming a solar cell module.
도 3 내지 5를 참조하면, 다수의 단위셀(10)들을 제1 방향을 따라 접하게하여 적어도 하나의 솔라셀(100)을 형성한 후 플럭스 도금을 실시한다. 이어서 솔라셀(100)들을 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 단위셀(10)들 상의 전극(10b)들이 선형을 이루도록 배열한 후 전극(10b)들과 제2 방향으로 연장하는 리본(110)을 할로겐 램프 또는 열풍을 이용하여 솔더링 접합시킨다.3 to 5, a plurality of
도 3 내지 5에서 설명된 방법에 의하면 솔더링 공정을 위한 플럭스의 잔존으로 인하여 부식의 우려가 있으며, 과열시 솔라셀의 파손 우려 및 솔더 용융 응고에 의한 변형 등 문제가 있었다.According to the method described in Figures 3 to 5 there is a fear of corrosion due to the remaining of the flux for the soldering process, there was a problem such as damage of the solar cell during deformation and deformation due to solder melt solidification.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀 모듈 형성 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 8은 본 방법에서 사용되는 전자기 펄스 용접 코일을 나타내는 개략도이다.6 and 7 are cross-sectional views illustrating a method of forming a solar cell module according to an embodiment of the present invention. 8 is a schematic diagram showing an electromagnetic pulse welding coil used in the present method.
도 6을 참조하면, 다수의 단위셀(10)들을 제1 방향을 따라 접하게 하여 적어도 하나의 솔라셀(100)을 형성한다. 이어서 솔라셀(100)들을 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 단위셀(10)들 상의 전극(10b)들이 선형을 이루도록 배열한다. 그리고 전극(10b)들 상에 제2 방향으로 연장하는 리본(110)을 제공한다.Referring to FIG. 6, at least one
도 7을 참조하면, 리본(110)과 전극(10b)들이 상에 도 8에 도시된 전자기 펄스 용접 코일(200)을 제공한다. 그리고 전자기 펄스 용접 코일을 사용하여 펄스 자기 성형력을 제공하여 리본(100)을 전극(10b)에 접합시킨다. 본 발명의 실시예에 따르면 솔라셀(100)의 단면에 전극(10b)이 형성되는 경우만을 설명하였으나 솔라셀(100)의 양면에 전극(10b)이 형성될 수도 있으며 이 경우 펄스 자기 성형력을 사용하여 일면씩 순차적으로 리본(100)과 전극(10b)을 접합시킬 수도 있으며 이와 다르게 양면에서 동시에 리본(100)과 전극(10b)를 접합시킬 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 9는 구리인 전극 상에 구리 및 주석의 합금인 리본을 전자기 펄스 용접 코일을 사용하여 펄스 자기 성형력으로 계면 접합시킨 단면도이다.Fig. 9 is a cross-sectional view of a ribbon made of an alloy of copper and tin on an electrode which is copper by interfacial bonding with a pulse self-forming force using an electromagnetic pulse welding coil.
도 9를 참조하면, 종래의 솔라셀 특성을 저하시키던 솔더층이 형성되지 매우 균일하게 계면 접합이 이루어진 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be seen that the soldering layer, which degrades the conventional solar cell characteristics, is not formed and the interface bonding is uniformly performed.
상기한 바와 같이 본 발명의 기술을 이용하여 솔더링 접합시 발생할 수 있는 플럭스의 영향 및 솔더 접합부의 금속간화합물 형성을 억제할 수 있으며, 열영향에 의한 솔라셀의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 솔더링 공정에 의한 접합부의 결함형성 및 효율저하 등의 문제점을 전자기펄스용접의 고상접합 공정으로 품질을 높이면서, 자동화하고 생산성을 증가시킬 수 있다.As described above, it is possible to suppress the influence of the flux and the formation of the intermetallic compound at the solder joint using the technique of the present invention as described above, and to prevent the breakage of the solar cell due to the thermal effect. In addition, it is possible to automate and increase productivity while improving the quality of the defects such as defect formation and efficiency reduction due to the soldering process by the solid state bonding process of electromagnetic pulse welding.
이상, 본 발명의 실시예들을 설명하였지만 실시예들은 단지 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 보호범위를 설명하기 위한 '예'들이며 본 발명의 보호범위를 한정하지 않는다. 또한, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위와 기술적으로 균등한 범위까지 확대될 수 있다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described, the examples are merely examples for describing the protection scope of the present invention described in the claims and do not limit the protection scope of the present invention. In addition, the protection scope of the present invention can be extended to the technically equivalent range of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀 모듈을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 단위셀을 설명하기 위한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating the unit cell shown in FIG. 1.
도 3 내지 5는 일반적인 솔라셀 모듈 형성 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 3 to 5 are cross-sectional views for describing a general method for forming a solar cell module.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀 모듈 형성 방법을 설명하기 위한 단면도이다.6 and 7 are cross-sectional views illustrating a method of forming a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 방법에서 사용되는 전자기 펄스 용접 코일을 나타내는 개략도이다.8 is a schematic diagram showing an electromagnetic pulse welding coil used in the present method.
도 9는 구리인 전극 상에 구리 및 주석의 합금인 리본을 전자기 펄스 용접 코일을 사용하여 펄스 자기 성형력으로 계면 접합시킨 단면도이다.Fig. 9 is a cross-sectional view of a ribbon made of an alloy of copper and tin on an electrode which is copper by interfacial bonding with a pulse self-forming force using an electromagnetic pulse welding coil.
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2008
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