KR20100102309A - 라미네이팅 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피처리재에 내구성 판재를 열압착시키는 라미네이팅 시스템 및 방법에 관한 것으로, 라미네이팅 시스템은 다수의 피처리재의 각각에 대하여 라미네이팅 공정을 수행하기 위한 다수의 라미네이터를 포함하는 라미네이팅 카세트; 상기 다수의 라미네이터의 각각에 상기 다수의 피처리재를 동시에 공급하기 위한 공급부재; 상기 라미네이팅 공정이 완료된 상기 다수의 피처리재의 각각을 상기 다수의 라미네이터에서 동시에 반출하는 반출부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020090020620
라미네이팅 시스템, 열압착, 공급 카세트, 반출 카세트

Description

라미네이팅 시스템 및 방법{Laminating System and Method}
본 발명은 라미네이터 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 피처리재에 내구성 판재를 열압착시키는 라미네이팅 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 피처리재로써 태양전지 상에 내구성이 있는 판재를 라미네이팅 방법에 의해 부착하여 태양전지모듈을 제조한다. 보호부재는 열압착 방법에 의해 태양전지 상에 부착되지만, 압력 및 온도를 균일하게 유지하기 어렵고, 보호부재와 태양전지 사이에 기포가 발생할 수 있어, 보호부재가 태양전지와 균일한 접착성을 유지하기 어렵다.
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다수의 피처리재에 대하여 라미네이팅 공정을 수행함과 동시에, 다수의 피처리재를 공급부재 및 반출부재에 의해서 동시에 공급 및 반출할 수 있는, 다수의 라미네이터를 포함한 라미네이팅 카세트, 다수의 피처리재를 라미네이팅 카세트에 동시에 공급하기 위한 공급부재 및 라미네이팅 카세트의 다수의 피처리재를 동시에 반출하기 위한 반출부재를 포함하는 라미네이팅 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 보호부재가 적층된 피처리재를 압착시키는 압착부재가 보호부재의 중심부에서 팽창을 시작하여 보호부재의 주변으로 확산되는 것에 의해, 기포의 발생없이 균일하게 접착되는 라미네이팅 시스템 및 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 라미네이팅 시스템은, 다수의 피처리재의 각각에 대하여 라미네이팅 공정을 수행하기 위한 다수의 라미네이터를 포함하는 라미네이팅 카세트; 상기 다수의 라미네이터의 각각에 상기 다수의 피처리재를 동시에 공급하기 위한 공급부재; 상기 라미네이팅 공정이 완료된 상기 다수의 피처리재의 각각을 상기 다수의 라미네이터에서 동시에 반출하는 반출부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템은 상기 다수의 라미네이터를 지지하는 지지대와, 상기 지지대와 착탈 가능하고 상기 라미네이팅 카세트를 외부와 밀폐시키기 위한 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템은 상기 지지대 및 상기 하우징이 결합하였을 때, 상기 라미네이팅 카세트를 외부와 밀폐시키기 위한 기밀부재가 상기 지지대 또는 상기 하우징에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 지지대는 상기 다수의 라미네이터를 지지하는 지지영역과, 상기 하우징과 결합하는 결합영역을 포함하고, 상기 하우징은 상기 결합영역과 접촉하는 측면단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 지지대의 상기 결합영역을 따라 단절없이 연결되는 기밀 그루부와 상기 기밀 그루브에 삽입된 팽창부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 팽창부재는 상기 지지대와 상기 하우징이 결합하였을 때 기밀을 유지하기 위한 기밀관 및 상기 기밀 그루브의 내부에 삽입되어 고정되고 상기 기밀관을 지지하기 위한 기밀관 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 기밀 그루브 및 상기 기밀관 지지대는 상부 폭보다 하부 폭이 더 넓고, 상기 기밀관은 공기 주입수단이 연결되고 공기의 주입에 따라 팽창하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 공급부재는 외부로부터 상기 다수의 피처리재를 운반하는 인입 컨베이어; 상기 인입 컨베이어로부터 공급되는 상기 다수의 피처리재의 각각이 적재되는 다수의 공급 지지대를 포함하는 공급 카세트; 상기 공급 카세트를 수직방향으로 상승 또는 하강시키는 승강장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 다수의 공급 지지대의 각각은 상기 피처리재를 운반하기 위한 공급 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 다수의 라미네이터의 각각은, 상부몸체; 상기 상부몸체와 결합되어 팽창공간을 제공하는 하부몸체; 상기 하부몸체 상에 설치되고, 상기 피처리재가 위치하는 서셉터; 상기 서셉터에 내장된 히터; 상기 팽창공간에 설치되고 상기 피처리재를 압착하기 위한 압착부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 압착부재는 상부판, 상기 상부판과 평행하고 주변부에서 상기 상부판과 접합되는 하부판, 및 공기를 주입 또는 배기시키기 위한 공기 주입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 압착부재는 실리콘 러버로 제작되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 압착부재가 공기주입에 의해 팽창하였을 때, 상기 압착부재가 상기 피처리재의 측면을 감싸는 크기를 가지는 것 을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 피처리재를 이송시키기 위해 상기 서셉터 상에 설치되는 서셉터 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 반출부재는 상기 라미네이팅 공정이 완료된 상기 다수의 피처리재의 각각을 상기 다수의 라미네이터에서 동시에 반출하여 적재하는 다수의 반출 지지대를 포함하는 반출 카세트; 상기 반출 카세트를 수직으로 상승 또는 하강시키는 승강장치; 상기 다수의 반출 지지대로부터 상기 다수의 피처리재의 각각을 반출시키기 위한 인출 컨베이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템에 있어서, 상기 피처리재는 태양전지모듈이고, 상기 태양전지모듈은 태양전지 상에 접착제와 상기 접착제 상에 보호부재가 적층된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법은, 다수의 피처리재를 공급부재에 적재하는 제 1 단계; 상기 다수의 피처리재의 각각을 다수의 라미네이터를 포함하는 라미네이팅 카세트에 동시에 이송시키고, 상기 다수의 피처리재에 대하여 라미네이팅 공정을 수행하는 제 2 단계; 상기 라미네이팅 공정이 완료된 상기 다수의 피처리재를 동시에 상기 라미네이팅 카세트로부터 상기 반출부재로 이송시키는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특 징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 제 1 단계는, 다수의 피처리재를 준비하는 단계; 상기 다수의 피처리재를 인입 컨베이어 상에 적재하는 단계; 상기 인입 컨베이어에 의해 상기 다수의 피처리재의 각각을 다수의 공급 지지대를 포함하는 공급 카세트에 적재시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 다수의 공급 지지대의 각각이 순차적으로 상기 인입 컨베이어와 동일한 평면 또는 고도로 정렬되고, 상기 다수의 피처리재의 각각이 상기 다수의 공급 지지대의 각각에 순차적으로 적재되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 제 2 단계는, 상기 다수의 피처리재를 상기 다수의 라미네이터에 적재시키는 단계; 상기 다수의 라미네이터를 밀폐시키기 위해 상기 라미네이팅 카세트를 하우징과 결합시키는 단계; 상기 다수의 피처리재에 대하여 상기 라미네이팅 공정을 수행하는 단계; 상기 하우징을 상기 라미네이팅 카세트로부터 분리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 다수의 라미네이터의 각각은, 상부몸체, 상기 상부몸체와 결합하여 팽창공간을 제공하는 하부몸체, 상기 하부몸체 상에 설치되고 상기 피처리재가 적재되는 서셉터, 상기 서셉터에 내장된 히터, 및 상기 팽창공간에 설치되는 압착부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 제 2 단계는, 상기 상부몸체와 상기 하부몸체를 결합시키는 단계; 상기 팽창공간을 배기시키고, 상기 압착부재를 팽창시키는 단계; 상기 히터에 의해 상기 서셉터를 가열시켜 상기 피처리재를 열압착시키는 단계; 상기 피처리재를 열처리하는 단계; 상기 피처리재를 냉각시키는 단계; 상기 팽창공간에 공기를 주입하고, 상기 압착부재를 배기시키는 단계; 상기 상부몸체와 상기 하부몸체를 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 피처리재는 태양전지 상에 접착제와 상기 접착제 상에 보호부재가 적층된 태양전지모듈이고, 상기 팽창공간의 압력은 0.5torr 이고, 상기 압착부재에 주입되는 공기압은 5kg/cm3인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 피처리재의 열압착조건은, 상기 압착부재가 팽창하여 상기 피처리재에 압력을 가한 상태에서 10 내지 15분 동안 140도의 온도을 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 피처리재를 열처리 단계는, 상기 팽창공간을 5 내지 10분 동안 120도로 유지하고, 상기 피처리재를 냉각시키는 단계는 상기 팽창공간을 100도로 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 제 3 단계는, 상기 다수의 피처리재를 상기 라미네이팅 카세트로부터 다수의 반출 지지대를 포함하는 반출 카세트에 적재시키는 단계; 상기 다수의 피처리재를 상기 반출 카세트로부터 인출 컨베이어에 적재시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법에 있어서, 상기 다수의 반출 지지대의 각각이 순차적으로 상기 인출 컨베이어와 동일한 평면 또는 고도로 정렬되고, 상기 다수의 피처리재의 각각이 상기 다수의 반출 지지대로부터 상기 인출 컨베이어에 순차적으로 적재되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 라미네이터는 상부몸체; 상기 상부몸체와 결합되어 팽창공간을 제공하는 하부몸체; 상기 하부몸체 상에 설치되고 피처리재가 위치하는 서셉터; 상기 서셉터에 내장된 히터; 상기 피처리재보다 크고 상기 팽창공간에 설치되고, 팽창에 의해 상기 피처리재를 압착하기 위한 압착부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이터에 있어서, 상기 상부몸체와 상기 하부몸체 사이에 상기 팽창공간을 외부와 단절시키는 밀착부재와, 상기 상부몸체 및 상기 하부몸체의 각각에 설치되고 상기 팽창공간을 진공 또는 대기압으로 만들기 위한 제 1 및 제 2 벤팅홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 라미네이터에 있어서, 상기 압착부재는 상기 팽창공간을 상하로 균일하게 배분하는 위치에 설치되고, 상기 압착부재는 상부판, 상기 상부판과 평행한 하부판, 및 상기 상부판과 상기 하부판의 주변부가 서로 접합되어 공기를 주입 또는 배기시키기 위한 주입구를 포함하는 에어백 형태인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 라미네이팅 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 다수의 라미네이터를 포함한 라미네이팅 카세트, 다수의 피처리재를 라미네이팅 카세트에 동시에 공급하기 위한 공급부재 및 라미네이팅 카세트의 다수의 피처리재를 동시에 반출하기 위한 반출부재를 포함하는 라미네이팅 시스템에 의해, 라미네이팅 카세트에서 다수의 피처리재에 대하여 라미네이팅 공정을 수행함과 동시에, 다수의 피처리재를 공급 카세트에 공급하고, 공정이 완료된 다수의 피처리재를 반출 카세트로부터 반출할 수 있어, 공정효율이 개선된다.
또한, 보호부재가 적층된 피처리재를 압착시키는 압착부재가 보호부재의 중심부에서 팽창을 시작하여 보호부재의 주변으로 확산되는 것에 의해, 기포의 발생없이 균일하게 접착되는 라미네이팅 공정을 수행할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 라미네이팅 시스템의 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 라미네이터의 단면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 열압착 과정에 대한 개략 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 지지대의 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 지지대의 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 하우징의 단면도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 지지대와 하우징의 결합 단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 라미네이팅 공정의 순서도이다.
본 발명에서 라미네이팅 공정을 위한 피처리재는 태양전지모듈을 사용한다. 태양전지모듈(10)은, 도 1과 같이, 기판(12) 상에 투명한 도전성 금속, 예를 들면, ITO(induim tin oxide) 또는 ZTO(zinc tin oxide) 등으로 형성된 제 1 전극(14), 제 1 전극(14) 상에, 제 1 도전형의 반도체층으로 P 형 반도체층, 활성층으로 진성 반도체층, 및 제 2 도전형의 반도체층으로 N 형 반도체층을 포함하는 반도체층(16), 반도체층(16) 상에 알루미늄과 같은 금속으로 형성된 제 2 전극(18), 제 2 전극(18) 상에, 태양전지모듈(10)이 고온 및 고습의 극한전 환경조건에서 장시간 반복적으로 사용되었을 때, 열화되지 않고 내구성을 유지시키기 위해, 유리기판 등으로 사용하는 보호부재(22), 및 제 2 전극(18)과 보호부재(22)를 접착시키기 위한 접착제(20)를 포함한다.
필요에 따라, 제 2 전극(18)을 별도의 유리기판에 설치하고, 기판(12)와 결합시키는 경우, 유리기판 상에 접착제(20)와 보호부재(22)가 적층되어, 접착제(20)에 의해 유리기판과 보호부재(22)가 접착될 수 있다. 또한, 보호부재(22)는 기판(12)의 하부에 접착제(20)을 개재하여 설치할 수 있다.
접착제(20)은 EVA라는 약칭으로 불리우는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체이고, 접착제(20)는 액상으로 도포되어 사용되는 경우도 있지만, 본 발명에서는 제막하여 시트(sheet)로써 제 2 전극(18)과 보호부재(22) 사이에 위치시키고, 열압착에 의해 제 2 전극(18)과 보호부재(22)를 접착시킨다.
기판(12)은 투명한 유리기판을 사용하고, 기판(12)의 이면으로부터 입사하는 광이 투명한 제 1 전극(14)에 전달된다. 제 1 전극(14)은 기판(12)을 통해 입사하는 태양광을 P 형 반도체층을 통해 진성 반도체층으로 유도함과 동시에, P 형 반도 체층과의 오믹콘택(ohmic contact)을 유지하기 위해서 형성된다. P 형 반도체층은 태양광에 의해서 진성 반도체층에서 생성되는 캐리어(carrier)를 제 1 전극(14)에 유도하기 위해서 설치한 층이다. 활성층(active layer)으로 사용하는 진성 반도체층은 태양광을 흡수하여 캐리어를 생성하기 위한 진성 반도체의 물질로 형성된 층이고, N 형 반도체층은 진성 반도체층에서 생성된 캐리어를 제 2 전극(18)으로 유도하기 위해서 설치한 층이다. 그리고 제 2 전극(18)에는 기전력을 추출하기 위한 배선(도시하지 않음)을 접속시킨다.
도 2와 같이, 라미네이팅 시스템(laminating system)(22)은, 태양전지모듈(10)이 위치되고, 접착제(20)의 열압착에 의해 제 2 전극(18)과 보호부재(22)를 접착시키기 위한 라미네이팅 공정을 위한 라미네이터(24)가 다수로 적층된 라미네이팅 카세트(laminating cassette)(26), 라미네이터(24)의 내부 공간을 외부와 밀폐시키고 진공을 유지시키기 위한 하우징(28), 다수의 라이네이터(24)를 지지시키기 위한 지지대(30), 태양전지모듈(10)을 공급하기 위한 공급부재(32), 및 라이네이팅 카세트(26)에서 라미네이팅이 완료된 태양전지모듈(10)을 반출하기 위한 반출부재(34)를 포함한다.
라미네이팅 시스템(22)의 공급부재(32)는, 태양전지 상에 접착제(20)와 보호부재(22)가 적층되어 있는 태양전지모듈(10)을 외부로부터 운반하기 위해, 다수의 롤러로 구성된 인입 컨베이어(conveyor)(38), 수직방향으로 상승 또는 하강하면서 인입 컨베이어(38)로부터 보호부재(22)가 적층된 태양전지모듈(10)을 열압착시키기 위해, 태양전지모듈(10)을 순차적으로 적재시키는 공급 카세트(40), 및 공급 카세트(40)를 수직으로 상승 또는 하강시키기 위한 제 1 승강장치(도시하지 않음)를 포함한다.
공급 카세트(40)는 태양전지모듈(10)이 위치하는 다수의 공급 지지대(42)와, 다수의 공급 지지대(42)의 각각에 설치되고 태양전지모듈(10)을 이동시키기 위해 이송장치로써 공급 컨베이어(도시하지 않음)가 설치된다. 공급 컨베이어는 두 개의 회전축과 두 개의 회전축에 의해 회전하는 벨트를 포함한다. 공급 지지대(42)에는 태양전지모듈(10)이 정위치의 정렬여부를 감지하기 위한 제 1 감지수단(도시하지 않음)이 설치된다.
라미네이팅 카세트(26)에 태양전지모듈(10)을 공급하기 위해, 공급 카세트(40)는 제 1 승강장치에 의해 수직으로 하강하고, 최상층의 공급 지지대(42)가 인입 컨베이어(38)와 동일한 고도를 정렬되면, 인입 컨베이어(38)와 최상층의 공급지지대(42)에 설치되어 있는 공급 컨베이어의 구동에 의해 태양전지모듈(10)이 최상층의 공급 지지대(42)에 적재된다.
그리고, 제 1 승강장치가 순차적으로 상승하면서, 최상층의 하부에 위치한 모든 공급 지지대(42)에 인입 컨베이어(38) 및 공급 컨베이어의 구동에 의해 태양 전지모듈(10)이 적재된다. 다시 말하면, 다수의 공급 지지대(42)의 각각이 순차적으로 최상층부터 인입 컨베이어(38)와 동일한 평면 또는 고도로 정렬되고, 다수의 태양전지모듈(10)의 각각이 다수의 공급 지지대(42)의 각각에 순차적으로 적재된다.
공급 카세트(40)의 다수의 공급 지지대(42)와 라미네이팅 카세트(26)의 다수의 서셉터(50)의 각각을 동일한 평면 또는 고도를 유지하도록 정렬시키고, 다수의 공급 지지대(42)의 공급 컨베이어와 라미네이팅 카세트(26)의 서셉터 컨베이어(64)를 동시에 동작시켜, 다수의 태양전지모듈(10)을 동시에 라이네이팅 카세트(26)로 이동시킨다. 공급 카세트(40)과 라미네이팅 카세트(26) 사이에는 하우징(28)이 출입할 수 있는 공간이 설정된다.
라미네이팅 카세트(26)의 라미네이터(24)는 도 3과 같이, 상부몸체(44), 상부몸체(44)와 결합되어, 압착부재(52)의 팽창공간(inflating space)(48)을 제공하는 하부몸체(46), 하부몸체(46) 상에 설치되고 태양전지모듈(10)이 위치하는 서셉터(50), 및 팽창공간(48)에 설치되는 압착부재(52)를 포함한다. 상부몸체(44) 및 하부몸체(46) 상에는 태양전지모듈(10)이 정위치의 정렬여부를 감지하기 위한 제 2 감지수단(도시하지 않음)이 설치된다.
상부몸체(44)와 하부몸체(46) 사이에는 오링과 같은 밀착부재(54)가 개재되 고, 밀착부재(54)는 라미네이팅 공정시에 팽창공간(48)을 외부와 단절시키는 기능을 한다. 상부몸체(44) 및 하부몸체(46)의 각각에는 팽창공간(48)을 진공 또는 대기압으로 만들기 위한 제 1 및 제 2 벤팅홀(56, 58)이 설치된다.
압착부재(52)는 팽창공간(48)을 상하로 균일하게 배분하는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 압착부재(52)는 상부판(52a)과 상부판(52a)와 평행한 하부판(52b)으로 구성되고, 주변부에서 상부판(52a)와 하부판(52b)이 서로 접합되고 공기를 주입 또는 배기시키기 위한 주입구(62)를 포함한 에어백 형태이다. 주입구(62)는 제 3 벤팅홀(60)과 연결된다. 서셉터(50)의 내부에는 라이네이팅 공정시에 접착제(22)와 보호부재(20)에 접착열을 전달하기 위한 히터(66)가 내장된다. 그리고, 태양전지모듈(10)을 이송시키기 위해 서셉터(50) 상에 서셉터 컨베이어(64)가 설치된다.
서셉터 컨베이어(64)는 공급 카세트(40)과 직면하는 방향에 위치하는 제 1 회전축(80), 반출 카세트(68)과 직면하는 방향에 위치하는 제 2 회전축(82), 제 1 및 제 2 회전축(80, 82)에 의해 회전하는 벨트(84)를 포함한다. 제 1 및 제 2 회전출(80, 82) 사이에 서셉터(50)가 위치하고, 태양전지모듈(10)은 실질적으로 서셉터(50)와 대응되는 벨트(84) 상에 위치한다. 벨트(84)는 글래스 울 테프론 재질 등으로 사용되고, 0.2mm 정도의 두께를 가진다.
다수의 라미네이터(24)의 일측면은 지지대(30)에 의해서 지지된다. 다수의 라미네이터(24)를 구성하는 상부몸체(44)와 하부몸체(46)는 태양전지모듈(10)이 공급 및 반출되는 통로와 라미네이팅 공정을 위한 팽창공간을 제공하기 위해, 상부몸체(44)와 하부몸체(46)가 결합 및 분리되어야 한다. 따라서, 상부몸체(44)와 하부몸체(46)는 서로 독립적인 방향으로 수직으로 이동할 수 있게 지지대(30)에 의해 지지된다. 지지대(30)는 도 5와 같이, 라미네이팅 카세트(26)와 연결되는 지지영역(74)과 하우징(28)과 결합되는 결합영역(76)을 포함한다. 도 7과 같이, 결합영역(76) 및 하우징(28)의 측면단부(92)와 대응되는 결합영역(76)에는 라미네이팅 카세트(26)의 기밀을 유지하기 위한 기밀부재(90)가 설치된다.
기밀부재(90)는 라미네이팅 카세트(26)와 하우징(28)이 결합하였을 때, 외부와 차단되는 기밀을 유지하기 위하여 필요하다. 기밀부재(90)는 도 6과 같이, 지지대(30)의 결합영역(76)에 설치되는 기밀 그루브(86) 및 기밀 그루브(86)의 내부에 삽입된 팽창부재(84)로 구성된다. 팽창부재(84)는 라미네이팅 카세트(26)과 하우징(28)이 결합하였을 때 기밀을 유지하기 위한 기밀관(84a) 및 기밀 그루브(86)의 내부에 삽입되어 고정되고 기밀관(84a)을 지지하기 위한 기밀관 지지대(84b)로 구성된다.
도 7과 같이, 지지대(30)의 기밀관(84a)과 접촉하는 하우징(28)의 측면단부(92)는 평활면을 가진다. 라미네이팅 카세트(26)는 다수의 라미네이터(24)가 적 층된 직육면체 형상이고, 하우징(28)은 라미네이팅 카세트(26)을 수용할 수 있는 내부공간(96)과, 라미네이팅 카세트(26)가 출입하는 출입구(94)를 가지는 직육면체 형상이다. 지지대(30)은 사각형 형태이고, 하우징(28)과 결합하는 결합영역(76)을 포함하기 때문에 라미네이팅 카세트(26)보다 큰 크기를 가진다.
기밀 그루브(86)은 상부폭보다 하부폭이 좁은 형태이고, 결합영역(76)을 따라 단절 없이 연속적으로 설치된다. 기밀관(84a)은 기밀 그루브(86)를 따라 단절없이 연속적으로 설치된다. 기밀관(84a)은 기밀관(84a)의 내부에 공기를 주입하기 위한 별도의 공기 공급관(도시하지 않음)이 설치된다. 기밀관(84a)은 공기가 주입되었을 때 팽창할 수 있도록, 러버재질, 예를 들면 EPDM 러버 (ethylene propylene diene M-class rubber)로 제작한다. 기밀관(84a)에 공기을 주입했을 때, 과패창으로 인해 기밀관(84a)이 파열되는 것을 방지하지 하기 위하여, 러버재질의 중간부에 섬유질층을 개재시킬 수 있다. 섬유질층이 러버재질의 중간부에 개재되면, 공기주입에 의해 설계적으로 제한된 직경의 범위까지만 기밀관(84a)이 팽창하게 된다.
기밀관 지지대(84b)는 금속재질, 예를 들면 스테인레스 스틸로 제작되어 기밀 그루브(86)에 삽입되어 밀착된다. 기밀관 지지대(84b)는 기밀 그루부(86)로부터 이탈을 방지하기 위하여 하부폭보다는 상부폭이 작아야 한다. 동일하게, 기밀 그루브(86)는 하부폭보다 상부폭이 작다. 기밀관 지지대(84b)가 기밀 그루브(86)에 완전히 밀착되어 있는 상태이므로, 기밀 그루브(86)와 기밀관 지지대(86b) 사이의 공 간이 발생하지 않아 기밀을 유지할 수 있고, 기밀관 지지대(86b)가 지지대(30)에 고정되어 있으므로, 기밀관(84a)을 지지할 수 있다.
도 8은 지지대(30)의 결합영역(76)에 하우징(28)이 연결되고, 공기가 주입된 기밀관(84a)의 단면도를 도시한다. 기밀관(84a)이 팽창한 상태에서, 하우징(28)의 측면단부(92)와 기밀관(84a)이 선접촉하도록 하우징(28)을 지지대(30)에 근접시킨다. 그러나, 하우징(28)의 측면단부(92)와 기밀관(84a)의 선접촉에 의해서 라미네이팅 카세트(26)의 내부를 밀폐시키기 어렵다. 따라서, 도 9와 같이, 하우징(28)을 지지대(30)에 계속 근접시켜, 하우징(28)의 압력에 의해 기밀관(84a)이 하우징(28)의 측면단부(92)에 면접촉이 되도록 한다. 기밀관(84a)과 하우징(28)의 측면단부(92)의 면접촉에 의해 라미네이팅 카세트(26)의 기밀을 유지할 수 있다.
라미네이팅 카세트(26)이 기밀을 유지하기 위하여, 기밀관(84a)과 측면단부(92)의 접촉너비는 오링(O-ring)의 너비의 2 배 정도를 유지시킨다. 일반적인 오링의 너비는 15mm 정도이므로, 기밀관(84a)과 측면단부(92)의 접촉너비는 30mm 정도를 유지시킨다. 따라서, 기밀관(84a)의 직경은, 지지대(30)과 측면단부(92)의 결합에 의해 기밀관(84a)이 압착되었을 때, 기밀관(84a)과 측면단부(92)의 접촉너비가 30mm 정도가 유지되도록, 기밀관(84a)의 직경을 2 내지 3cm로 유지하는 것이 바람직하다.
도 5 내지 도 9에서, 기밀부재(90)이 지지대(30)에 설치되는 것을 도시하였지만, 필요에 따라 기밀부재(90)를 하우징(28)의 측면단부(92)에 설치할 수 있다. 그러나, 기밀을 유지하기 위한 기밀관(84a)의 접촉너비를 조절하기 위해서, 도 5 내지 도 9와 같이, 공급부재(32) 및 반출부재(34)와 정렬되어 있는 라이네이팅 카세트(26)를 이동시키는 것보다는 하우징(28)을 지지대(30)에 접근시키는 것이 용이하기 때문에, 기밀부재(90)가 지지대(30)에 설치되는 것이 바람직하다.
도 2에서는 라미네이팅 카세트(26)의 일측면에 하나의 지지대(30)가 설치되지만, 다수의 라미네이터(24)를 안정적으로 지지하기 위하여, 일측면과 대향하는 타측면에 별도의 지지대(도시하지 않음)을 설치할 수 있다. 별도의 지지대는 라미네이팅 카세트(26)가 하우징(28)과 결합하기 위해 최소한 라이네이팅 카세트(26)의 타측면과 동일한 크기 또는 그보다 작은 크기로 제작되어야 한다.
공급 카세트(40)으로부터 태양전지모듈(10)이 라미네이팅 카세트(26)의 서셉터(50) 상에 안착되면, 하우징(28)이 라미네이팅 카세트(26)와 결합된다. 그리고, 상부몸체(44)가 하강하거나 또는 하부몸체(46)이 상승하여 상부몸체(44) 및 하부몸체(46)가 서로 결합하고, 히터(66)에 의해 라미네이팅 공정의 적정온도로 서셉터(50)와 태양전지모듈(10)을 가열하면서, 제 1 및 제 2 벤팅홀(56, 58)에 의해서 팽창공간(48)을 진공으로 배기함과 동시에 제 3 벤팅홀(60)을 통하여 압착부재(52)에 공기를 주입하여 팽창시킨다.
접착제(20)은 EVA을 사용하고, 라미네이터(26) 내부의 온도와 압력은 각각 140도 및 0.5torr을 유지한다. 태양전지모듈(10)이 가로 및 세로의 길이 2200mm 및 2600mm일 때, 보호부재(22)와 제 2 전극(18)이 접착제(20)의 열압착에 의해 부착되는 시간은 15 내지 16분 정도 소요된다. 태양전지모듈(10)의 크기, 보호부재(22)와 접착제(20)의 재질, 및 기타 조건에 따라 열압착에 의한 부착시간을 달라질 수 있다.
압착부재(52)는 실리콘 러버로 구성되어 있고, 공기의 주입과 함께 팽창공간(48)이 진공으로 변화하면서, 단시간에 팽창된다. 압착부재(52)가 팽창하면서 보호부재(22)이 태양전지모듈(10)에 접착되는 과정은 도 4a 내지 도 4c와 같다. 도 4a와 같이, 팽창공간(48)이 진공으로 배기되고 압착부재(52)에 공기가 주입되면, 압착부재(52)의 중심부에서 팽창이 시작되고, 팽찬된 중심부의 압착부재(52)가 보호부재(22)와 가장 먼저 접촉한다. 계속해서 압착부재(52)에 공기가 주입되면, 도 4b와 같이, 압착부재(52)의 팽창부위는 보호부재(22)와 접촉하여 압력을 가한 상태에서 중심부에서 주변부로 확산해 나간다. 그리고, 도 4c와 같이, 압착부재(52)의 팽창은 태양전지모듈(10)의 측면부를 감쌀 때까지 계속된다.
압착부재(52)는 팽창했을 때, 태양전지모듈(10)의 측면부를 감쌀 수 있을 정도의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 태양전지모듈(10)의 가로 및 세로의 길이가 각각 2200mm 및 2600mm을 가질 때, 압착부재(52)의 가로 및 세로의 길이는 각각 2700mm 및 3100mm정도의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 태양전지모듈(10)의 단부로부터 압착부재(52)가 250mm정도 확장되는 크기를 가지는 것이 바람직하다.
압착부재(52)가 중심부에서 우선적으로 팽창하면서 보호부재(22)와 접촉하고, 중심부에서 주변부로 팽창하기 때문에, 보호부재(22)와 제 2 전극(18) 사이에 기포가 발생하지 않고, 접착제(20)에 의해 보호부재(22)가 제 2 전극(18)에 안정적으로 부착된다. 라미네이팅 공정이 완료되면, 하우징(28)이 라미네이팅 카세트(26)로부터 이탈되고, 상부몸체(44)와 하부몸체(46)가 분리된 상태에서, 서셉터(50)의 서셉터 컨베이어(64)의 구동에 의해 태양전지모듈(10)이 반출부재(34)로 이송된다.
라미네이팅 시스템(22)의 반출부재(34)는, 라미네이팅 카세트(26)로부터 태양전지모듈(10)을 공급받는 반출 카세트(68), 반출 카세트(68)를 수직으로 상승 또는 하강시키는 제 2 승강장치(도시하지 않음), 및 반출 카세트(68)가 순차적으로 상승 또는 하강하면서 공급받은 태양전지모듈(10)을 순차적으로 외부로 반출시키기 위해 다수의 롤러로 구성되는 인출 컨베이어(70)를 포함한다. 반출 카세트(68)은 다수의 태양전지모듈(10)이 적재되는 다수의 반출 지지대(72)와, 다수의 반출 지지대(72)의 각각에 설치되고 태양전지모듈(10)을 이동시키기 위한 반출 컨베이어(도시하지 않음)를 포함한다.
반출 컨베이어는 두 개의 회전축과 두 개의 회전축에 의해 회전하는 벨트를 포함한다. 반출 지지대(72)에는 태양전지모듈(10)이 정위치의 정렬여부를 감지하기 위한 제 3 감지수단(도시하지 않음)이 설치된다. 라미네이팅 카세트(26)에서 태양전지모듈(10)을 반출하기 위해, 라미네이팅 카세트(26)의 다수의 서셉터(50)와 반출 카세트(40)의 다수의 반출 지지대(72)의 각각과 동일한 평면 또는 고도를 유지하도록 정렬되면, 라미네이팅 카세트(26)의 다수의 서셉터 컨베이어(64)와 반출 카세트(40)의 다수의 반출 컨베이어가 동시에 구동하여, 태양전지모듈(10)을 라미네이팅 카세트(26)으로부터 반출 카세트(40)로 이송시킨다.
그리고, 반출공급 카세트(40)가 제 2 승강장치에 의해 수직으로 하강하여, 최상층의 반출 지지대(72)가 서셉터 컨베이어(70)와 동일한 평면 또는 고도를 유지하면, 최상층의 반출 지지대(72)에 설치되어 있는 반출 컨베이어와 인출 컨베이어(70)에 의해 태양전지모듈(10)이 인출 컨베이어(70) 상에 적재되어, 외부로 반출된다. 제 2 승강장치가 순차적으로 상승하면서, 최상층 하부에 위치한 모든 반출 지지대(72)의 태양전지모듈(10)이 인출 컨베이어(70)와 동일한 평면 및 고도로 정렬되어 외부로 반출된다.
다시 말하면, 다수의 반출 지지대((72)의 각각이 순차적으로 인출 컨베이어(70)와 동일한 평면 또는 고도로 정렬되고, 다수의 태양전지모듈(10)의 각각이 다수의 반출 지지대(72)로부터 인출 컨베이어(70)에 순차적으로 적재되어, 외부로 반출된다. 라미네이팅 카세트(26)과 반출 카세트(40) 사이에는 하우징(28)이 통과할 수 있는 공간이 설정된다.
본 발명의 라미네이팅 시스템(22)은, 다수의 라미네이터(24)가 적층되어 있는 라미네이팅 카세트(26)에서 다수의 태양전지모듈(10)의 라미네이팅 공정을 실행하는 동안, 동시에 공급 카세트(40)의 다수의 공급 지지대(42)에 라미네이팅 공정을 위한 태양전지모듈(10)을 적재시키고, 반출 카세트(68)의 다수의 반출 지지대(72)에 라미네이팅 공정이 완료된 태양전지모듈(10)을 반출시킬 수 있어, 공정효율이 개선된다.
라미네이팅 카세트(26)에 설치되는 라미네이터(24), 공급 카세트(40)의 공급 지지대(42) 및 반출 카세트(68)의 반출 지지대(72)는 모두 동일한 개 수로 설치되고, 적재 및 반출과정을 고려하여, 라미네이터(24), 공급 지지대(42), 및 반출 지지대(72)는 15 개 정도가 적당하다.
라미네이팅 카세트(26)가 15 개의 라미네이터(24)가 적층되어 있고, 15 개의 라미네이터(24)의 각각에 태양전지모듈(10)을 적재하기 위해서는 상당한 시간이 소요된다. 본 발명에서는 라미네이팅 카세트(26)에 15 개의 태양전지모듈(10)을 일괄적으로 적재하기 위해, 15 개의 공급 지지대(42)가 적층되어 있는 공급 카세트(40) 를 라미네이팅 카세트(26)와 정렬시켜 15 개의 태양전지모듈(10)을 일괄적으로 이송시킨 후에, 라미네이팅 카세트(26)에서 라미네이팅 공정을 수행한다.
상기에서 기술한 바와 같이, 태양전지모듈(10)을 라미네이터(24)에서 라미네이팅 공정을 수행하기 위한 대략적으로 15 내지 20분이 소요된다. 라미네이팅 공정을 수행하는 15 내지 20분 동안, 공급 카세트(40)에는 라미네이팅 공정을 위한 15 개의 태양전지모듈(10)을 적재시키는 과정을 수행한다. 라미네이팅 공정이 완료된 15 개의 태양전지모듈(10)은 라미네이팅 카세트(26)로부터 일괄적으로 15 개의 반출 지지대(72)가 적층되어 있는 반출 카세트(68)로 이송된다. 그리고, 라미네이팅 공정을 수행하는 15 내지 20분 동안, 반출 카세트(68)에 적재되어 있는 15 개의 태양전지모듈(10)은 순차적으로 인출 컨베이어(70)로 반출된다.
따라서, 라미네이팅 카세트(26)에 15 개의 태양전지모듈(10)을 일괄적으로 공급하고 일괄적으로 반출함에 따라, 태양전지모듈(10)의 적재시간을 최소화시킬 수 있고, 라미네이팅 카세트(26)에서 다수의 태양전지모듈(10)의 라미네이팅 공정을 실행하는 동안, 동시에 공급 카세트(40)에 라미네이팅 공정을 위한 태양전지모듈(10)을 적재시키고, 반출 카세트(68)에 라미네이팅 공정이 완료된 태양전지모듈(10)을 반출시킬 수 있어, 공정효율이 개선된다.
태양전지모듈(10)의 원활한 이송을 위하여, 공급 카세트(40), 라미네이팅 카 세트(26) 및 반출 카세트(68)에서 태양전지모듈(10)이 출입하는 입구 및 출구는 동일 축선상에 배치된다. 다시 말하면, 라미네이팅 카세트(26)를 중심으로 좌측 및 우측에 공급 카세트(40) 및 반출 카세트(68)이 배치된다.
도 10은 도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지모듈의 라미네이팅 공정의 흐름을 나타내는 순서도이다.
태양전지모듈(10)의 라미네이팅 공정은 크게 태양전지모듈(10)을 공급 카세트(40)에 적재하는 제 1 단계, 태양전지모듈(10)을 라미네이팅 카세트(26)에 적재시키고 라미네이팅 공정을 실행하는 제 2 단계, 및 태양전지모듈(10)을 라미네이팅 카세트(26)로부터 반출시키는 제 3 단계로 포함하여 이루어진다.
태양전지모듈(10)을 공급 카세트(40)에 적재하는 제 1 단계는, 태양전지 상에 접착제(20) 및 보호부재(22)를 적층하는 제 1 아단계, 제 1 컨베이어 상에 태양전지모듈(10)을 적재하는 제 2 아단계, 및 태양전지모듈(10)을 다수의 공급 지지대(42)에 적재시키는 제 3 아단계를 포함한다.
제 2 아단계에서, 제 1 승강장치에 의해 공급 카세트(40)를 하강시키고, 최상층의 공급 지지대(42)를 인입 컨베이어(38)와 동일한 평면 또는 고도를 유지하도록 정렬시킨 후에, 인입 컨베이어(38) 상에 태양전지모듈(10)을 적재시킨다. 제 3 아단계에서, 인입 컨베이어(38)와 최상층의 공급 지지대(42)의 공급 컨베이어의 구동에 의해 태양전지모듈(10)을 최상층의 공급 지지대(42) 상에 적재시키고, 공급 카세트(40)를 순차적으로 상승시켜, 동일한 방법으로 태양전지모듈(10)을 인입 컨베이어(38)로부터 모든 공급 지지대(42)에 적재시킨다.
태양전지모듈(10)을 라미네이팅 카세트(26)에 적재시키고 라미네이팅 공정을 실행하는 제 2 단계는, 다수의 공급 지지대(42)와 다수의 서셉터(50)의 각각을 정렬시키는 제 1 아단계, 태양전지모듈(10)을 공급 카세트(40)로부터 라미네이팅 카세트(26)에 적재시키는 제 2 아단계, 라미네이팅 카세트(26)와 하우징(28)을 결합시키는 제 3 아단계, 라미네이터(24)의 상부몸체(44)와 하부몸체(46)를 결합시키는제 4 아단계, 팽창공간(48)을 배기시키고, 압착부재(52)를 팽창시키는 제 5 아단계, 히터(66)에 의해 서셉터(50)를 가열시키는 제 6 아단계, 태양전지모듈(10)을 열압착시키는 제 7 아단계, 태양전지모듈(10)을 열처리시키는 제 8 아단계, 태양전지모듈(10)을 냉각시키는 제 9 아단계, 팽창공간(48)에 공기를 주입하고, 압착부재(52)를 배기시키는 제 10 아단계, 라미네이터(24)의 상부몸체(44)와 하부몸체(46)를 분리하는 제 11 아단계, 및 라미네이팅 카세트(26)와 하우징(28)을 분리시키는 제 12 아단계를 포함한다.
제 1 아단계에서, 공급 카세트(40)의 다수의 공급 지지대(42)와 라미네이팅 카세트(26)의 다수의 서셉터(50)의 각각이 동일한 평면 또는 고도를 유지하도록 정 렬시킨다. 제 2 아단계에서, 다수의 공급 지지대(42)에 설치된 다수의 공급 컨베이어와 다수의 서셉터(50)에 설치된 다수의 서셉터 컨베이어(64)를 동시에 구동시켜 다수의 태양전지모듈(10)을 공급 카세트(40)로부터 라미네이팅 카세트(26)로 이송시킨다. 태양전지모듈(10)가 서셉터(50의 공정위치로의 이송여부는 제 2 감지장치에 의해서 판단되고, 공정위치를 이탈하면 보정하여 정위치시킨다. 태양전지모듈(10)을 공급 카세트(40)로부터 라미네이팅 카세트(26)에 적재시키는 제 2 아단계 후에, 공급 카세트(40)은 라미네이팅 공정을 위한 태양전지모듈(10)을 적재시킨다.
제 3 아단계에서, 라미네이팅 카세트(26)과 하우징(28)이 결합하였을 때, 외부와 차단되는 기밀을 유지하여야 한다. 라미네이터(24)를 지지하기 위한 지지대(30)에 설치된 기밀관(84a)을 공기의 주입에 의해 팽창시키고, 지지대(30)와 하우징(28)의 결합에 의해 라미네이팅 카세트(26)의 기밀이 유지된다. 제 4 아단계에서, 상부몸체(44)와 하부몸체(46)의 결합에 의해, 압착부재(52)가 팽창할 수 있는 팽창공간(48)이 설정된다.
제 5 아단계에서, 상부몸체(44) 및 하부몸체(46)의 각각에는 설치되어 있는 제 1 및 제 2 벤팅홀(56, 58)을 통하여 팽창공간(48)을 진공으로 만들기 위한 배기를 실시하고, 동시에 압착부재(52)에 제 3 벤팅홀(60)을 통하여 공기를 주입하면, 에어 백 형태의 압착부재(52)가 중심부부터 팽창하기 시작한다. 팽창공간(48)의 압력은 0.5torr 정도이고, 압착부재(52)에 주입되는 공기압은 5kg/cm3이다.
팽창공간(48)이 진공으로 배기되고 압착부재(52)에 공기가 주입되면, 압착부재(52)의 중심부에서 팽창이 시작되고, 중심부의 압착부재(52)가 태양전지모듈(10)의 보호부재(22)와 가장 먼저 접촉한다. 계속해서 압착부재(52)에 공기가 주입되면, 압착부재(52)의 팽창부위는 보호부재(22)와 접촉하여 압력을 가한 상태에서 중심부에서 주변부로 확산해 나간다. 따라서, 압착부재(52)가 태양전지모듈(10)의 중심부에서 주변부로 압력을 가한 상태에서 팽창되므로 기포의 발생을 억제한다. 그리고, 태양전지모듈(10)의 측면부를 감쌀 때까지, 압착부재(52)의 팽창이 계속되어, 태양전지모듈(10) 상에 균일한 압력을 인가한다.
제 6 아단계에서, 히터(66)에 의해 서셉터(50)를 가열시킨다. 히터(66)에 의한 서셉터(50)의 가열온도는 140도 정도이다. 제 7 아단계에서, 팽창공간(48)의 진공과 압착부재(52)의 공기주입이 계속되고, 동시에 히터(66)에 의해 서셉터(50)를 140도에서 10 내지 15분을 유지하면, 접착제(20)에 의해 태양전지모듈(10)의 보호부재(22)와 제 2 전극(18)이 열압착된다. 제 8 아단계에서, 히터(66)의 온도를 140도에서 120도로 강온하고, 팽창공간(48) 내부를 120도로 5 내지 10분 정도 유지하여 태양전지모듈(10)을 열처리한다. 열처리 공정은, 접착제(20)에 의해 보호부재(22)와 제 2 전극(18)이 안정적으로 접착되기 위해 필요한 과정이다.
제 9 아단계에서, 서셉터(50)의 온도가 100도 정도를 유지하도록, 히터(66) 의 온도를 강온하여, 태양전지모듈(10)에서 보호부재(22)와 제 2 전극(18)의 접착공정을 종결한다. 히터(66)의 온도를 100도 정도로 계속 유지하는 것은, 연속되는 라미네이팅 공정에서 팽창공간(48)의 승온시간을 절감하기 위함이다. 제 10 아단계에서, 상부몸체(44) 및 하부몸체(46)의 각각에 설치되어 있는 제 1 및 제 2 벤팅홀(56, 58)을 통하여 팽창공간(48)을 대기압으로 만들기 위한 공기주입을 실시하고, 동시에 압착부재(52)에 제 3 벤팅홀(60)을 통하여 공기를 배기하면, 에어 백 형태의 압착부재(52)가 수축하여, 원상태로 환원된다.
제 11 아단계에서, 라미네이터(24)의 상부몸체(44)와 하부몸체(46)를 분리하면, 라미네이터(24)에서 라미네이팅 공정이 완료된 태양전지모듈(10)을 반출 카세트(68)로 이송시키기 위한 배출구와, 공급 카세트(40)로부터 라미네이팅 공정을 위한 태양전지모듈(10)이 공급되는 공급구가 설정된다. 제 12 아단계에서, 지지대(30)에 설치된 기밀관(84)을 배기시켜 수축시키고, 하우징(28)을 라미네이팅 카세트(26)로부터 분리시킨다.
태양전지모듈(10)을 라미네이팅 카세트(26)로부터 반출시키는 제 3 단계는, 다수의 서셉터(50)와 다수의 반출 지지대(72)를 정렬시키는 제 1 아단계, 태양전지모듈(10)을 라미네이팅 카세트(26)로부터 반출 카세트(68)에 적재시키는 제 2 아단계, 및 반출 카세트(68)의 상승 및 하강에 의해, 다수의 반출 지지대(72)로부터 인출 컨베이어(70)에 태양전지모듈(10)을 적재시키는 제 3 아단계를 포함한다.
제 1 아단계에서, 라미네이팅 카세트(26)의 다수의 서셉터(50)과 반출 카세트(68)의 다수의 반출 지지대(72)의 각각이 동일한 평면 또는 고도를 유지하도록 정렬시킨다. 제 2 아단계에서, 다수의 서셉터(50)의 서셉터 컨베이어(64)와 다수의 반출 지지대(72)의 다수의 반출 컨베이어를 동시에 구동시켜 태양전지모듈(10)을 라미네이팅 카세트(26)으로부터 반출 카세트(40)로 이송시킨다.
제 3 아단계에서, 반출공급 카세트(40)가 제 2 승강장치에 의해 수직으로 하강하여, 최상층의 반출 지지대(72)가 제 4 컨베이어(70)와 동일한 평면 또는 고도를 유지하면, 최상층의 반출 지지대(72)에 설치되어 있는 반출 컨베이어와 인출 컨베이어(70)의 구동에 의해 태양전지모듈(10)이 인출 컨베이어(70) 상에 적재되어, 외부로 반출된다. 그리고, 제 2 승강장치에 의해, 반출 카세트(68)을 순차적으로 상승시켜, 동일한 방법으로 최상층 하부에 위치한 모든 반출 지지대(72)에서 태양전지모듈(10)을 인출 컨베이어(70)로 반출시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 라미네이팅 시스템의 개략도
도 3은 본 발명에 따른 라미네이터의 단면도
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 열압착 과정에 대한 개략 순서도
도 5는 본 발명에 따른 지지대의 평면도
도 6은 본 발명에 따른 지지대의 단면도
도 7은 본 발명에 따른 하우징의 단면도
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 지지대와 하우징의 결합 단면도
도 10은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 라미네이팅 공정의 순서도

Claims (30)

  1. 다수의 피처리재의 각각에 대하여 라미네이팅 공정을 수행하기 위한 다수의 라미네이터를 포함하는 라미네이팅 카세트;
    상기 다수의 라미네이터의 각각에 상기 다수의 피처리재를 동시에 공급하기 위한 공급부재;
    상기 라미네이팅 공정이 완료된 상기 다수의 피처리재의 각각을 상기 다수의 라미네이터에서 동시에 반출하는 반출부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 라미네이터를 지지하는 지지대와, 상기 지지대와 착탈 가능하고 상기 라미네이팅 카세트를 외부와 밀폐시키기 위한 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지대 및 상기 하우징이 결합하였을 때, 상기 라미네이팅 카세트를 외부와 밀폐시키기 위한 기밀부재가 상기 지지대 또는 상기 하우징에 설치되는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 다수의 라미네이터를 지지하는 지지영역과, 상기 하우징과 결합하는 결합영역을 포함하고, 상기 하우징은 상기 결합영역과 접촉하는 측면단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지대의 상기 결합영역을 따라 단절없이 연결되는 기밀 그루부와 상기 기밀 그루브에 삽입된 팽창부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 팽창부재는 상기 지지대와 상기 하우징이 결합하였을 때 기밀을 유지하기 위한 기밀관 및 상기 기밀 그루브의 내부에 삽입되어 고정되고 상기 기밀관을 지지하기 위한 기밀관 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기밀 그루브 및 상기 기밀관 지지대는 상부 폭보다 하부 폭이 더 넓고, 상기 기밀관은 공기 주입수단이 연결되고 공기의 주입에 따라 팽창하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급부재는
    외부로부터 상기 다수의 피처리재를 운반하는 인입 컨베이어;
    상기 인입 컨베이어로부터 공급되는 상기 다수의 피처리재의 각각이 적재되는 다수의 공급 지지대를 포함하는 공급 카세트;
    상기 공급 카세트를 수직방향으로 상승 또는 하강시키는 승강장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 공급 지지대의 각각은 상기 피처리재를 운반하기 위한 공급 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 라미네이터의 각각은,
    상부몸체;
    상기 상부몸체와 결합되어 팽창공간을 제공하는 하부몸체;
    상기 하부몸체 상에 설치되고, 상기 피처리재가 위치하는 서셉터;
    상기 서셉터에 내장된 히터;
    상기 팽창공간에 설치되고 상기 피처리재를 압착하기 위한 압착부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 압착부재는 상부판, 상기 상부판과 평행하고 주변부에서 상기 상부판과 접합되는 하부판, 및 공기를 주입 또는 배기시키기 위한 공기 주입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 압착부재는 실리콘 러버로 제작되는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 압착부재가 공기주입에 의해 팽창하였을 때, 상기 압착부재가 상기 피처리재의 측면을 감싸는 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 피처리재를 이송시키기 위해 상기 서셉터 상에 설치되는 서셉터 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 라미네이팅 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 반출부재는,
    상기 라미네이팅 공정이 완료된 상기 다수의 피처리재의 각각을 상기 다수의 라미네이터에서 동시에 반출하여 적재하는 다수의 반출 지지대를 포함하는 반출 카세트;
    상기 반출 카세트를 수직으로 상승 또는 하강시키는 승강장치;
    상기 다수의 반출 지지대로부터 상기 다수의 피처리재의 각각을 반출시키기 위한 인출 컨베이어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처리재는 태양전지모듈이고, 상기 태양전지모듈은 태양전지 상에 접착제와 상기 접착제 상에 보호부재가 적층된 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템.
  17. 다수의 피처리재를 공급부재에 적재하는 제 1 단계;
    상기 다수의 피처리재의 각각을 다수의 라미네이터를 포함하는 라미네이팅 카세트에 동시에 이송시키고, 상기 다수의 피처리재에 대하여 라미네이팅 공정을 수행하는 제 2 단계;
    상기 라미네이팅 공정이 완료된 상기 다수의 피처리재를 동시에 상기 라미네이팅 카세트로부터 상기 반출부재로 이송시키는 제 3 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    다수의 피처리재를 준비하는 단계;
    상기 다수의 피처리재를 인입 컨베이어 상에 적재하는 단계;
    상기 인입 컨베이어에 의해 상기 다수의 피처리재의 각각을 다수의 공급 지지대를 포함하는 공급 카세트에 적재시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 공급 지지대의 각각이 순차적으로 상기 인입 컨베이어와 동일한 평면 또는 고도로 정렬되고, 상기 다수의 피처리재의 각각이 상기 다수의 공급 지지대의 각각에 순차적으로 적재되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 다수의 피처리재를 상기 다수의 라미네이터에 적재시키는 단계;
    상기 다수의 라미네이터를 밀폐시키기 위해 상기 라미네이팅 카세트를 하우 징과 결합시키는 단계;
    상기 다수의 피처리재에 대하여 상기 라미네이팅 공정을 수행하는 단계;
    상기 하우징을 상기 라미네이팅 카세트로부터 분리시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 다수의 라미네이터의 각각은, 상부몸체, 상기 상부몸체와 결합하여 팽창공간을 제공하는 하부몸체, 상기 하부몸체 상에 설치되고 상기 피처리재가 적재되는 서셉터, 상기 서셉터에 내장된 히터, 및 상기 팽창공간에 설치되는 압착부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 상부몸체와 상기 하부몸체를 결합시키는 단계;
    상기 팽창공간을 배기시키고, 상기 압착부재를 팽창시키는 단계;
    상기 히터에 의해 상기 서셉터를 가열시켜 상기 피처리재를 열압착시키는 단계;
    상기 피처리재를 열처리하는 단계;
    상기 피처리재를 냉각시키는 단계;
    상기 팽창공간에 공기를 주입하고, 상기 압착부재를 배기시키는 단계;
    상기 상부몸체와 상기 하부몸체를 분리하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 피처리재는 태양전지 상에 접착제와 상기 접착제 상에 보호부재가 적층된 태양전지모듈이고, 상기 팽창공간의 압력은 0.5torr 이고, 상기 압착부재에 주입되는 공기압은 5kg/cm3인 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 피처리재의 열압착조건은, 상기 압착부재가 팽창하여 상기 피처리재에 압력을 가한 상태에서 10 내지 15분 동안 140도의 온도을 유지하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 피처리재를 열처리 단계는, 상기 팽창공간을 5 내지 10분 동안 120도로 유지하고, 상기 피처리재를 냉각시키는 단계는 상기 팽창공간을 100도로 유지하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  26. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 다수의 피처리재를 상기 라미네이팅 카세트로부터 다수의 반출 지지대를 포함하는 반출 카세트에 적재시키는 단계;
    상기 다수의 피처리재를 상기 반출 카세트로부터 인출 컨베이어에 적재시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 다수의 반출 지지대의 각각이 순차적으로 상기 인출 컨베이어와 동일한 평면 또는 고도로 정렬되고, 상기 다수의 피처리재의 각각이 상기 다수의 반출 지 지대로부터 상기 인출 컨베이어에 순차적으로 적재되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 시스템을 이용한 라미네이팅 방법.
  28. 상부몸체;
    상기 상부몸체와 결합되어 팽창공간을 제공하는 하부몸체;
    상기 하부몸체 상에 설치되고 피처리재가 위치하는 서셉터;
    상기 서셉터에 내장된 히터;
    상기 피처리재보다 크고 상기 팽창공간에 설치되고, 팽창에 의해 상기 피처리재를 압착하기 위한 압착부재;
    를 포한하는 것을 특징으로 하는 라미네이터.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 상부몸체와 상기 하부몸체 사이에 상기 팽창공간을 외부와 단절시키는 밀착부재와, 상기 상부몸체 및 상기 하부몸체의 각각에 설치되고 상기 팽창공간을 진공 또는 대기압으로 만들기 위한 제 1 및 제 2 벤팅홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이터.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 압착부재는 상기 팽창공간을 상하로 균일하게 배분하는 위치에 설치되고, 상기 압착부재는 상부판, 상기 상부판과 평행한 하부판, 및 상기 상부판과 상기 하부판의 주변부가 서로 접합되어 공기를 주입 또는 배기시키기 위한 주입구를 포함하는 에어백 형태인 것을 특징으로 하는 라미네이터.
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