KR20100104554A - 태양전지 스트링 제조장치 - Google Patents

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Abstract

태양전지 스트링 제조장치가 개시된다. 본 발명의 태양전지 스트링 제조장치는, 태양전지 웨이퍼를 공급하는 태양전지 웨이퍼 공급유닛; 연속 라인으로 공급되는 리본을 미리 정해진 길이의 단위 리본으로 절단하는 리본 공급유닛; 태양전지 웨이퍼와 단위 리본이 이송되며, 태양전지 웨이퍼에 단위 리본을 용접시키기 위한 작업 라인을 제공하는 메인 컨베이어 유닛; 및 메인 컨베이어 유닛 상에서 단위 리본에 전류를 인가하여 태양전지 웨이퍼에 단위 리본을 용접시키는 전류인가 저항용접유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 레이저용접 방식을 적용하는 종래의 태양전지 스트링 제조장치보다 훨씬 저렴한 비용으로 제작될 수 있고 전력 소모가 적으면서도 충분한 용접 성능을 발휘할 수 있다.
태양전지, 웨이퍼, 스트링, 저항용접

Description

태양전지 스트링 제조장치 {APPARATUS FOR MANUFACTURING OF SOLAR CELL STRING}
본 발명은, 태양전지 스트링 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 태양전지 웨이퍼에 단위 리본을 용접시키는 구조에 관한 것이다.
태양광 발전은 무한정, 무공해의 태양 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술이다. 태양광 발전의 기본 원리를 설명하면 다음과 같다. 반도체 PN접합으로 구성된 태양전지(solar cell)에 태양광이 조사되면 광에너지에 의한 전자, 정공 쌍이 생겨나고, 전자와 양공이 이동하여 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르게 된다.
이러한 태양전지는, 필요한 단위 용량으로 직렬 혹은 병렬 연결하여 기후에 견디고 단단한 재료와 구조의 만들어진 태양전지 모듈(solar cell module)로 상품화되고 있다.
그리고, 태양전지 모듈은 다수의 태양전지 스트링(solar cell strig)이 일정한 폭 만큼 이격되어 열을 이룸으로써 구현되다. 여기서, 태양전지 스트링은 복수 개의 태양전지 웨이퍼를 리본 형태의 스트립으로 상호 연결하여 제작된다. 스트립은 전기적 전도성이 있는 재질로, 복수개의 태양전지 웨이퍼는 스트립을 통해 상호 전기적으로 연결된다.
위와 같은 태양전지 스트링을 제조하기 위한 종래의 태양전지 스트링 제조장치는, 통상적으로 레이저용접 방식을 이용하여 태양전지 웨이퍼와 스트립을 접합시키기고 있다.
그런데, 레이저용접 방식을 적용하는 종래의 태양전지 스트링 제조장치는, 태양전지 웨이퍼 또는 스트립과 직접 접촉하지 않은 상태에서도 용접이 가능하고 그 작업 속도가 빠르다는 장점이 있지만, 고가인 레이저 용접기를 사용함으로 인하여 전체적인 제작 비용이 상승하고 전력 소모가 크다는 문제점이 있다.
또한, 레이저용접 방식의 종래의 태양전지 스트링 제조장치는, 일반적으로 태양전지 웨이퍼의 상면 및 하면에 배치되는 스트립(특히 하면에 배치되는 스트립)의 용접이 원활히 이루어지도록 태양전지 웨이퍼 가열용 히터가 요구되는데, 이로 인해 태양전지 웨이퍼 가열용 히터의 사용에 따른 구조상 비용상 문제, 태양전지 웨이퍼의 과열 문제 및 그에 따른 단위 리본의 용접 조건이 달라져 다시 용접 조건을 세팅해야 하는 등의 문제점이 발생하게 된다.
본 발명의 목적은, 레이저용접 방식을 적용하는 종래의 태양전지 스트링 제조장치보다 훨씬 저렴한 비용으로 제작될 수 있고 전력 소모가 적으면서도 충분한 용접 성능을 발휘할 수 있는 태양전지 스트링 제조장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 태양전지 웨이퍼를 공급하는 태양전지 웨이퍼 공급유닛; 연속 라인으로 공급되는 리본을 미리 정해진 길이의 단위 리본으로 절단하는 리본 공급유닛; 상기 태양전지 웨이퍼와 상기 단위 리본이 이송되며, 상기 태양전지 웨이퍼에 상기 단위 리본을 용접시키기 위한 작업 라인을 제공하는 메인 컨베이어 유닛; 및 상기 메인 컨베이어 유닛 상에서 상기 단위 리본에 전류를 인가하여 상기 태양전지 웨이퍼에 상기 단위 리본을 용접시키는 전류인가 저항용접유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 전류인가 저항용접유닛은, 저항용접몸체; 상기 단위 리본에 단부가 접촉되어 상기 단위 리본에 전류를 인가하도록 상기 저항용접몸체에 마련되는 복수개의 프로브; 및 상기 복수개의 프로브에 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함할 수 있다.
상기 전류인가 저항용접유닛은, 상기 저항용접몸체를 지지하는 지지 프레임; 및 상기 지지 프레임에 대해 상기 메인 컨베이어 유닛의 작업 라인 방향인 전후 방향 및 상기 메인 컨베이어 유닛의 판면에 수직 방향인 상하 방향 중 적어도 일 방향으로 상기 저항용접몸체를 이동시키는 저항용접몸체 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 프로브는, (+)전극과 (-)전극의 한 쌍 단위로 마련될 수 있다. 상기 전류인가 저항용접유닛은, 상기 복수개의 프로브가 결합되는 프로브 헤드 를 더 포함하며, 상기 프로브 헤드는 상기 저항용접몸체에 결합될 수 있다. 상기 프로브 헤드는, 교체가 가능하도록 상기 저항용접몸체에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
상기 전류인가 저항용접유닛은, 상기 저항용접몸체에 마련되어 상기 프로브 헤드를 상하 방향으로 이동시키는 프로브 헤드 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 전류인가 저항용접유닛은, 상기 프로브 헤드에 마련되어 상기 태양전지 웨이퍼에 대해 상기 단위 리본을 위치 고정시키는 적어도 하나의 누름 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 프로브는 (+)전극과 (-)전극의 한 쌍 단위로 마련되며, 상기 적어도 하나의 누름 부재는 상기 한 쌍의 프로브 사이에 상호 이격 배치되는 복수개의 누름 핀일 수 있다.
상기 복수개의 누름 핀은, 탄성력이 부여되도록 상기 프로브 헤드에 결합되며, 절연 물질로 코팅된 금속 재질 또는 세라믹 재질로 제작될 수 있다.
상기 프로브 헤드에는, 상기 복수개의 프로브를 완충 지지하는 적어도 하나의 완충 스프링이 마련될 수 있다.
상기 전력 공급부는, 상기 복수개의 프로브에 공급되는 전력을 제어하는 전력 제어부; 및 상기 전력 제어부와 상기 복수개의 프로브를 연결하는 복수개의 전선을 포함할 수 있다.
상기 전력 공급부는, 상기 전력 제어부와 상기 복수개의 프로브 사이에 마련되는 중간 단자부를 더 포함하며, 상기 복수개의 전선은, 상기 전력 제어부와 상기 중간 단자부를 연결하는 제1 전선들; 및 상기 중간 단자부와 상기 복수개의 프로브를 연결하는 제2 전선들을 포함할 수 있다.
상기 태양전지 스트링 제조장치는, 상기 태양전지 웨이퍼 공급유닛으로부터 상기 태양전지 웨이퍼를 픽업하는 제1 픽업유닛; 상기 제1 픽업유닛에 픽업된 상기 태양전지 웨이퍼가 안착되는 버퍼 스테이지; 및 상기 버퍼 스테이지에 안착된 상기 태양전지 웨이퍼를 픽업하여 상기 메인 컨베이어 유닛으로 이송하는 제2 픽업유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 픽업유닛은, 제2 픽업 몸체; 상기 픽업 몸체에 결합되고 상기 태양전지 웨이퍼를 흡착하는 제2 웨이퍼 픽업부; 및 상기 제2 픽업 몸체에 결합되고 상기 태양전지 웨이퍼의 상면에 플럭스를 도포하는 상면 플럭스 도포부를 포함하며,상기 제2 픽업유닛은, 상기 태양전지 웨이퍼에 플럭스를 도포하고 상기 태양전지 웨이퍼를 픽업할 수 있다.
상기 태양전지 스트링 제조장치는, 상기 제2 픽업유닛에 의해 이송 중인 상기 태양전지 웨이퍼의 하면에 플럭스를 도포하는 하면 플럭스 도포부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 픽업유닛은, 제1 픽업 몸체; 상기 제1 픽업 몸체에 결합되고 상기 태양전지 웨이퍼를 흡착하는 제1 웨이퍼 픽업부; 상기 제1 픽업 몸체를 전후 방향으로 이동시키는 Y축 구동부; 및 상기 제1 픽업 몸체를 좌우 방향으로 이동시키는 X축 구동부를 포함할 수 있다.
상기 리본 공급유닛은, 복수개의 리본 풀리; 상기 리본 풀리로부터 풀린 리 본을 파지하여 인출하는 리본 파지부; 상기 리본 파지부의 하측에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상기 리본 파지부에 의해 인출된 리본을 지지하는 백업플레이트; 및 상기 리본 파지부에 의해 인출된 리본을 절단하는 리본 커팅부를 포함할 수 있다.
상기 백업플레이트는, 상호 분할되는 복수개의 단위백업플레이트를 포함하며, 상기 복수개의 단위백업플레이트는, 상기 인출된 리본의 길이에 따라 위치가 달라지는 상기 리본 파지부와 간섭되지 않도록, 상하 방향의 이동이 개별적으로 구동되도록 마련될 수 있다.
상기 태양전지 스트링 제조장치는, 상기 메인 컨베이어 유닛 상에서 상기 태양전지 웨이퍼에 대해 상기 단위 리본을 밀착 고정하기 위한 복수개의 오버헤드 지그를 공급하는 지그 공급유닛; 및 상기 리본 공급유닛에 의해 절단된 상기 단위 리본과 상기 지그 공급유닛에 의해 공급되는 상기 오버헤드 지그를 픽업하여 상기 메인 컨베이어 유닛으로 이송하는 리본 및 지그 픽업유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 리본 및 지그 픽업유닛은, 픽업 몸체; 상기 픽업 몸체에 결합되고 상기 단위 리본을 흡착하는 리본 픽업부; 및 상기 픽업 몸체에 결합되고 상기 오버헤드 지그를 파지하는 지그 픽업부를 포함할 수 있다.
상기 메인 컨베이어 유닛은, 상기 태양전지 웨이퍼와 상기 단위 리본이 배치되는 테프론 재질의 메인 컨베이어 벨트와, 상기 메인 컨베이어 유닛 상에서 상기 태양전지 웨이퍼의 위치 변경을 방지하기 위한 복수개의 웨이퍼 흡착홀과, 상기 메인 컨베이어 유닛 상에서 상기 오버헤드 지그의 위치 변경을 방지하기 위한 복수개 의 지그 흡착홀을 포함할 수 있다.
상기 태양전지 웨이퍼 공급유닛은, 태양전지 웨이퍼들이 적층 수용되는 복수개의 매거진; 상기 복수개의 매거진을 상기 태양전지 웨이퍼들이 픽업되는 위치로 순차적으로 이송하는 매거진 공급 컨베이어; 및 상기 메거진 공급 컨베이어의 하측에 마련되고, 상기 태양전지 웨이퍼들에 대한 픽업 작업이 완료된 상기 매거진을 상기 메거진 공급 컨베이어의 이송 경로와 반대되는 이송 경로로 이송하는 메거진 회수 컨베이어를 포함할 수 있다.
본 발명은, 태양전지 스트링 제조장치에서 단위 리본에 전류를 인가하여 발생하는 저항열에 의해 태양전지 웨이퍼에 단위 리본을 용접시키는 전류인가 저항용접 방식을 적용함으로써, 레이저용접 방식을 적용하는 종래의 태양전지 스트링 제조장치보다 훨씬 저렴한 비용으로 제작될 수 있고 전력 소모가 적으면서도 충분한 용접 성능을 발휘할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한 다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에 사용되는 태양전지 웨이퍼의 사시도이며, 도 3은 태양전지 웨이퍼와 단위 리본을 접합하여 제작된 태양전지 스트링의 평면도이고, 도 4는 태양전지 웨이퍼와 단위 리본의 접합 방식을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 태양전지 웨이퍼(10)를 공급하는 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)과, 연속 라인으로 공급되는 리본(20, 도 14 참조)을 미리 정해진 길이의 단위 리본(21)으로 절단하는 리본 공급유닛(160)과, 태양전지 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)이 이송되며 태양전지 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시키기 위한 작업 라인을 제공하는 메인 컨베이어 유닛(101)과, 메인 컨베이어 유닛(101) 단위 리본(21)에 전류를 인가하여 태양전지 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시키는 전류인가 저항용접유닛을 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)으로부터 태양전지 웨이퍼(10)를 픽업하는 제1 픽업유닛(120)과, 제1 픽업유닛(120)에 의해 픽업된 태양전지 웨이퍼(10)가 안착되는 버퍼 스테이지(131)와, 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨이퍼(10)를 픽업하여 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송하는 제2 픽업유닛(150)과, 오버헤드 지그(50, 도 6 참조)를 공급하는 지그 공급유닛(170)과, 리본 공급유닛(160)에 의해 절단된 단위 리본(21)과 지그 공급유닛(170)에 의해 공급되는 오버헤드 지그(50)를 픽업하여 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송하는 리본 및 지그 픽업유닛(180)을 더 포함한다.
한편, 위와 같은 구성 부품들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 작업 테이블(109) 상에 배치되고, 컨트롤 유닛(185)에 의해 제어된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 태양전지 스트링(15)은 복수개의 태양전지 웨이퍼(10)를 단위 리본(21)으로 상호 연결하여 제작된다. 즉, 복수개의 태양전지 웨이퍼(10)는 단위 리본(21)을 통해 상호 전기적으로 연결된다. 이때, 단위 리본(21)은 '스트립'이라고도 한다.
태양전지 웨이퍼(10)는, 전체적으로 사각 형상으로, 상면과 하면에 태양전지 스트링(15)의 길이 방향으로 평행한 3개의 접합 라인(11)이 각각 형성된다. 접합 라인(11)은 단위 리본(21)이 접합되는 부분이다. 다만, 본 발명에서 태양전지 웨이퍼(10)의 접합 라인(11)의 개수는 다양하게 선택될 수 있다. 일반적으로 2개의 접합 라인(11)이 형성된 태양전지 웨이퍼(10)와 3개의 접합 라인(11)이 형성된 태양전지 웨이퍼(10)가 주로 사용된다. 또한, 본 실시예에서 태양전지 웨이퍼(10)는 5인치 또는 6인치 크기가 주로 사용되지만 이에 한정되는 것은 아니다.
단위 리본(21)은, 연속 라인으로 공급되는 리본(20)을 미리 정해진 길이로 절단하여 제공된다. 이때, 리본(20)은 전기적 전도성이 있는 재질로 이루어지는데, 통상적으로 코팅 처리된 구리 재질이 사용된다. 본 실시예에서 사용되는 태양전지 웨이퍼(10)는 상면과 하면에 3개의 접합 라인(11)이 각각 형성되므로, 1개의 태양전지 웨이퍼(10)에 대하여 상면과 하면에 3개의 단위 리본(21)이 각각 접합된다.
한편, 태양전지 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)의 접합 방식은 도 4에 도시된 바와 같다. 즉, 단위 리본(21)은 서로 인접하는 2개의 태양전지 웨이퍼(10)에 있어서 앞쪽의 태양전지 웨이퍼(10)의 상면과 뒤쪽의 태양전지 웨이퍼(10)의 하면을 태양전지 스트링(15)의 길이 방향으로 연결한다. 다만, 본 발명에서 태양전지 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)의 접합 방식은 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 단위 리본(21)은 서로 인접하는 2개의 태양전지 웨이퍼(10)에 있어서 앞쪽의 태양전지 웨이퍼(10)의 하면과 뒤쪽의 태양전지 웨이퍼(10)의 하면을 연결하거나, 서로 인접하는 2개의 태양전지 웨이퍼(10)의 인접 부위만을 태양전지 스트링(15)의 폭 방향으로 연결할 수 있다.
도 5는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 메인 컨베이어 유닛의 사시도이고, 도 6은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 전류인가 저항용접유닛의 사시도이며, 도 7은 도 6의 전류인가 저항용접유닛에서 프로브 헤드의 사시도이고, 도 8은 도 6의 전류인가 저항용접유닛에 적용 가능한 다른 실시예에 따른 프로브 헤드의 사시도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 메인 컨베이어 유닛(101)은, 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)의 전방에서 Y축 방향을 따라 배치된다. 메인 컨베이어 유닛(101)은 구동 롤러(104)와 종동 롤러(103) 사이에서 권취되고 전류인가 저항용접유닛(190)을 향하는 이송 방향을 갖는 메인 컨베이어 벨트(102)와, 메인 컨베이어 벨트(102)를 구동시키는 구동 모터(105)를 포함한다. 이때, 메인 컨베이어 벨트(102)는 테프론 등의 절연 소재로 제작되는 것이 바람직한데, 이는 전류인가 저항용접유닛(190)에 의한 용접 시 전력 손실을 방지하기 위함이다.
이러한 메인 컨베이어 유닛(101)은 태양전지 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시키기 위한 작업 라인을 제공한다. 즉, 메인 컨베이어 유닛(101)은 도 6에 도시된 바와 같이 배치되는 태양전지 웨이퍼(10), 단위 리본(21) 및 오버헤드 지그(50)를 전류인가 저항용접유닛(190)을 향하여 이송한다. 이때, 태양전지 웨이퍼(10)는 제2 픽업유닛(150)에 의해 버퍼 스테이지(131)에서 메인 컨베이어 유닛(101)의 후단부로 이송되고, 단위 리본(21) 및 오버헤드 지그(50)는 리본 및 지그 픽업유닛(180)에 의해 메인 컨베이어 유닛(101)의 후단부로 이송된다. 여기서, 오버헤드 지그(50)는 메인 컨베이어 유닛(101) 상에서 태양전지 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)의 용접 시 태양전지 웨이퍼(10)에 대해 단위 리본(21)을 위치 고정시키기 위한 지그이다. 이처럼 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송된 태양전지 웨이퍼(10), 단위 리본(21) 및 오버헤드 지그(50)는, 메인 컨베이어 유닛(101) 상에서 도 6에 도시된 바와 같은 배치 상태로 전류인가 저항용접유닛(190)이 마련된 메인 컨베이어 유닛(101)의 선단부 쪽으로 이송된다.
한편, 메인 컨베이어 유닛(101)은, 이송 방향을 따라 소정의 간격으로 배치되는 복수개의 웨이퍼 흡착홀(102b)과, 복수개의 웨이퍼 흡착홀(102b)의 바깥쪽에서 이송 방향을 따라 소정의 간격으로 배치되는 복수개의 지그 흡착홀(102a)을 더 포함한다. 이때, 복수개의 웨이퍼 흡착홀(102b)은 메인 컨베이어 유닛(101) 상에서 태양전지 웨이퍼(10)의 위치 변경을 방지하기 위해 태양전지 웨이퍼(10)를 진공 흡착하고, 복수개의 지그 흡착홀(102a)은 메인 컨베이어 유닛(101) 상에서 오버헤드 지그(50)의 위치 변경을 방지하기 위해 오버헤드 지그(50)의 테두리를 진공 흡착한다. 복수개의 웨이퍼 흡착홀(102b)과 복수개의 지그 흡착홀(102a)은 진공 펌프(미도시)에 연결된다. 이처럼, 메인 컨베이어 유닛(101)은 복수개의 웨이퍼 흡착홀(102b)과 복수개의 지그 흡착홀(102a)에 의해 태양전지 웨이퍼(10)와 오버헤드 지그(50)를 진공 흡착한 상태에서 이송하므로, 태양전지 웨이퍼(10), 단위 리본(21) 및 오버헤드 지그(50)를 보다 안정적으로 이송할 수 있다.
도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 전류인가 저항용접유닛(190)은, 저항용접몸체(191)와, 저항용접몸체(191)의 하부에 마련되는 복수개의 프로브(192)와, 복수개의 프로브(192)가 결합되는 프로브 헤드(193)와, 저항용접몸체(191)의 일측에 마련되어 프로브 헤드(193)를 상하 방향(도 6에서 Z축 방향)으로 이동시키는 프로브 헤드 구동부(195)와, 복수개의 프로브(192)에 전력을 공급하는 전력 공급부(194)와, 저항용접몸체(191)를 지지하는 지지 프레임(197)과, 지지 프레임(197)에 대해 저항용접몸체(191)를 전후 방향(도 6에서 Y축 방향)이동시키는 저항용접몸체 구동부(199)를 포함한다. 이러한 전류인가 저항용접유닛(190)은 메인 컨베이어 유닛(101)의 선단부 영역에 배치되어 메인 컨베이어 유닛(101) 상에서 태양전지 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시킨다. 이러한 전류인가 저항용접유닛(190)은 종래의 레이저용접유닛(미도시)보다 훨씬 저렴한 비용으로 제작될 수 있고 전력 소모가 적다는 이점이 있다.
저항용접몸체(191)는, 1개의 수평 보(197a)와 2개의 수직 보(197b)로 구성되는 지지 프레임(197)에 의해 지지된다. 이때, 저항용접몸체(191)는 Y축 방향으로 배치된 수평 보(197a)에 이동 가능하게 결합된다.
저항용접몸체 구동부(199)는, 지지 프레임(197)의 일측에 마련되어 지지 프레임(197)의 수평 보(197a)를 따라 저항용접몸체(191)를 작업 라인 방향인 전후 방향(도 6에서 Y축 방향)으로 이동시킨다. 본 실시예에서 저항용접몸체 구동부(199)는 리니어 모터 방식의 액추에이터로 마련되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 실시예와 다르게 저항용접몸체 구동부(199)는 저항용접몸체(191)를 전후 방향으로 이동시키는 것에 더하여 저항용접몸체(191)를 좌우 방향(도 6에서 X축 방향)으로 이동시키도록 구성될 있는데, 이는 저항용접몸체(191)의 X축 상의 위치를 변경할 필요가 있는 경우에 대응하기 위함이다.
이처럼, 저항용접몸체(191)를 전후 방향으로 이동시키는 저항용접몸체 구동부(199)를 구비하는 것은, 사용되는 태양전지 웨이퍼(10)의 크기 및/또는 배치에 따라 태양전지 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시키기 위한 저항용접몸체(191)의 Y축 상의 위치가 달라지는 것에 대응하기 위함이다. 즉, 태양전지 스트링 제조장치(100)에서 태양전지 웨이퍼(10)의 크기 및/또는 배치가 변경되는 경우, 저항용접몸체(191)의 Y축 상의 위치를 변경된 태양전지 웨이퍼(10)의 크기 및/또는 배치에 적합하도록 변경할 필요가 있는데, 이때 저항용접몸체 구동부(199)는 저항용접몸체(191)를 전후 방향으로 이동시켜 저항용접몸체(191)의 Y축 상의 위치를 변경하는 것이다. 한편, 사용되는 태양전지 웨이퍼(10)의 크기 및/또는 배치에 적합한 저항용접몸체(191)의 Y축 상의 위치가 결정되면, 전류인가 저항용접유닛(190)은 저항용접몸체(191)가 결정된 위치에 고정된 상태에서 메인 컨베이어 유닛(101)에 의해 순차적으로 이송되는 태양전지 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)에 대한 용접 작업을 수행한다. 즉, 저항용접몸체(191)의 Y축 상의 위치는 사용되는 태양전지 웨이퍼(10)의 크기 및/또는 배치가 변경되기 전까지는 그 위치가 고정된다.
다만, 본 발명에서 태양전지 웨이퍼(10)의 크기 및/또는 배치가 변경되는 경우에 요구되는 저항용접몸체(191)의 Y축 상의 위치 변경은, 저항용접몸체 구동부(199)를 사용하지 않고 작업자의 수작업을 통해서도 달성될 수 있다. 또한, 태양전지 스트링 제조장치(100)에 한 종류의 태양전지 웨이퍼(10)만이 사용되거나 태양전지 웨이퍼(10)의 크기 및/또는 배치의 변경에 따라 메인 컨베이어 유닛(101)의 정밀한 이송 제어가 가능한 경우에는, 위와 같은 저항용접몸체 구동부(199)는 생략될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 프로브 헤드(193)는 헤드 브라켓(195a)을 통해 저항용접몸체(191)의 하부에 결합된다. 이러한 프로브 헤드(193)에는 단위 리본(21)에 전류를 접촉 인가하는 복수개의 프로브(192)가 결합되는데, 본 실시예에서는 하나의 태양전지 웨이퍼(10)에 대해 그 상면과 하면에 3개의 단위 리본(21)이 용접되므로, (+)전극과 (-)전극의 한 쌍 단위로 6개의 프로브(192)가 프로브 브라켓(193a)를 통해 프로브 헤드(193)에 결합된다. 이때, 6개의 프로브(192)는, 도 6에 도시된 바와 같이, (+)전극과 (-)전극의 한 쌍 단위로 태양전지 웨이퍼(10)의 상면에 배치된 3개의 단위 리본(21) 각각의 양단부에 접촉 가능하도록 배치된다.
또한, 프로브 헤드(193)에는 프로브(192)를 완충 지지하는 완충 스프링(192a)이 마련되는데, 본 실시예에서는 6개의 프로브(192)에 개별적으로 하나씩 결합되는 6개의 완충 스프링(192a)이 마련된다. 다만, 본 실시예와 다르게 6개의 프로브(192) 모두를 완충 지지하도록 프로브 헤드(193)에 결합되는 하나의 완충 스프링(미도시)을 사용할 수도 있을 것이다. 이러한 완충 스프링(192a)은 프로브(192)가 단위 리본(21)에 대해 접촉 동작을 반복하는 과정에서 발생하는 프로브(192) 및/또는 단위 리본(21)의 손상을 줄이는 기능을 한다.
한편, 프로브 헤드(193)는 저항용접몸체(191)에 대해 착탈 가능하게 결합된다. 즉, 본 실시예에서는 프로브 헤드(193)의 상면에 형성된 4개의 나사 홈(193b)에 헤드 브라켓(195a)을 관통하는 4개의 나사가 체결됨으로써 프로브 헤드(193)는 저항용접몸체(191)에 결합되는데, 체결된 4개의 나사를 풀어줌으로써 저항용접몸체(191)로부터 프로브 헤드(193)를 분리하는 것이 가능하다. 즉, 프로브 헤드(193)는 6개의 프로브가 결합된 상태로 교체하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 본 실시예와 다르게 하나의 태양전지 웨이퍼(미도시)에 대해 그 상면과 하면에 2개의 단위 리본(미도시)을 용접시키고자 하는 경우에는, 도 7에 도시된 프로브 헤드(193)를 도 8에 도시된 프로브 헤드(193-1)로 교체하면 된다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 전류인가 저항용접유닛(190)은, 태양전지 웨이퍼(10)에 용접되는 단위 리본(21)의 개수가 변경되거나 단위 리본(21)들 사이의 폭이 변경되는 등에 의해 프로브의 개수 및 위치를 변경할 필요가 있는 경우, 변경된 사용 환경에 적합한 개수 및 위치를 갖는 프로브가 결합된 프로브 헤드로 교체함으로써, 태양전지 웨이퍼의 크기 및 단위 리본의 개수의 변경에 대응할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예와 다르게 하나의 태양전지 웨이퍼에 대해 그 상면과 하면에 2 개의 단위 리본을 용접시키고자 하는 경우에는, 도 7에 도시된 프로브 헤드(193)를 도 8에 도시된 프로브 헤드(193-1)로 교체하면 된다.
한편, 본 발명에서 전류인가 저항용접유닛(190)은, 복수개의 프로브가 결합된 상태로 프로브 헤드를 교체하는 것 대신에, 프로브 헤드에 결합된 복수개의 프로브 상호 간의 이격 거리를 조정하도록 구성될 수도 있지만, 이 경우 복수개의 프로브 상호 간의 이격 거리에 대한 조정은 작업자에 의해 수작업으로 진행되므로, 작업자에 따라 조정 오차가 발생할 수 있고 이는 전체적인 공정 에러를 초래하는 요인이 될 수 있다. 따라서 본 실시예와 같이 프로브 헤드를 교체하는 방식이 더 바람직하다.
도 6을 참조하면, 프로브 헤드 구동부(195)는, 저항용접몸체(191)의 일측에 결합되어 프로브 헤드(193)를 메인 컨베이어 유닛(101)의 판면에 수직 방향인 상하 방향(도 6에서 Z축 방향)으로 이동시킨다. 본 실시예에서 프로브 헤드 구동부(195)는 실린더 방식의 액추에이터로 마련되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 프로브 헤드 구동부(195)에 의해 복수개의 프로브(192)가 결합된 프로브 헤드(193)는 업-다운 동작을 반복한다. 구체적으로, 메인 컨베이어 유닛(101)에 의해 단위 리본(21)이 배치된 태양전지 웨이퍼(10)가 전류인가 저항용접유닛(190) 아래의 정해진 위치에 도달하면, 프로브(192)의 단부가 단위 리본(21)으로부터 이격되는 제1 높이에 위치했던 프로브 헤드(193)는, 프로브(192)의 단부가 단위 리본(21)에 접촉되는 제2 높이로 하강한다. 다음으로, 프로브(192)가 일정시간 동안 단위 리본(21)에 접촉된 상태에서 태양전지 웨이퍼(10)에 대한 단위 리본(21)의 용접이 완료되 면, 프로브 헤드(193)는 제1 높이로 상승하고 다음 태양전지 웨이퍼(10)에 대해서 동일한 동작을 반복한다.
다만, 본 발명은 프로브 헤드 구동부(195)를 구비하는 것 대신에 프로브 헤드(193)를 저항용접몸체(191)에 직접 결합하고 저항용접몸체(191)를 상하 방향으로 이동 가능하도록 구성함으로써, 위와 같은 프로브 헤드(193)의 업-다운 동작을 구현할 수 있다. 이때, 저항용접몸체 구동부(199)는 저항용접몸체(191)를 지지 프레임(197)에 대해 상하 방향으로 이동시키도록 마련되어야 한다. 이 경우, 복수개의 프로브(192)는 저항용접몸체(191)에 직접 결합될 수도 있을 것이다.
도 6을 참조하면, 전력 공급부(194)는, 복수개의 프로브(192)에 공급되는 전력을 제어하는 전력 제어부(미도시)와, 전력 제어부와 복수개의 프로브(192) 사이에 마련되는 중간 단자부(194c)와, 전력 제어부와 중간 단자부(194c)를 연결하는 제1 전선(194a)들과, 중간 단자부(194c)와 복수개의 프로브(192)를 연결하는 제2 전선(194b)들을 포함한다.
전력 제어부는, 도 6에 도시되지 않았지만, 전류인가 저항용접유닛(190)과 인접한 위치에 배치되어 프로브(192)를 통해 단위 리본(21)에 인가되는 전류의 크기 및 양을 사용 환경에 따라 적절히 제어하도록 구성된다. 한편, 본 실시예와 다르게 전력 제어부는 그 크기가 허락된다면 저항용접몸체(191)의 상단부에 배치될 수도 있을 것이다.
중간 단자부(194c)는, 저항용접몸체(191)의 상단부에 배치되어 전력 제어부를 통해 들어오는 전력을 복수개의 프로브(192)에 전달한다. 중간 단자부(194c)에 는 전력 제어부와 연결되는 제1 전선(194a)들과 복수개의 프로브(192)와 연결되는 제2 전선(194b)들이 연결되는데, 본 실시예에서는 한 쌍 단위로 6개의 프로브(192)가 마련되므로 한 쌍 단위로 6개의 제1 전선(194a)들과 6개의 제2 전선(194b)들이 중간 단자부(194c)에 연결된다. 이때, 제1 전선(194a)들과 제2 전선(194b)는 그 취급이 용이하도록 플랙시블(flexible)한 소재의 전선으로 마련된다.
한편, 본 실시예와 다르게 중간 단자부(194c)를 거치지 않고 전력 제어부와 복수개의 프로브(192)를 전선들로 직접 연결하여 복수개의 프로브(192)에 전력을 공급하는 것도 가능하지만, 이 경우 플랙시블한 소재의 전선들이 아래로 처짐으로 인해 전선들이 프로브(192)의 동작에 간섭을 일으킬 소지가 있으므로, 기구적 안정성 측면에서 본 실시예와 같이 중간 단자부(194c)를 통해 전력 제어부와 복수개의 프로브(192)를 전기적으로 연결하는 것이 더 바람직하다.
도 9는 도 6의 전류인가 저항용접유닛에 적용 가능한 또 다른 실시예에 따른 프로브 헤드의 정면도이다.
도 9를 참조하면, 프로브 헤드(193-2)에는 용접 시 태양전지 웨이퍼(10)에 대해 단위 리본(21)을 위치 고정시키는 누름 부재로서 복수개의 누름 핀(198)이 마련되는데, 본 실시예에서는 (+)전극과 (-)전극을 갖는 한 쌍의 프로브(192) 사이에 일정간격으로 상호 이격 배치되는 10개의 누름 핀(198)이 마련된다. 이때, 누름 핀(198)들은 테프론 등의 절연 물질로 코팅된 금속 재질 또는 세라믹 재질로 제작되는 것이 바람직한데, 이는 전류인가 저항용접유닛(190)에 의한 용접 시 전력 손실을 방지하기 위함이다. 그리고, 누름 핀(198)들은 스프링(미도시) 등에 의해 탄 성력이 부여되도록 프로브 헤드(193-2)에 결합되는데, 이는 누름 핀(198)이 단위 리본(21)에 대해 접촉 동작을 반복하는 과정에서 발생하는 단위 리본(21)의 손상을 최소화하기 위함이다.
한편, 본 실시예와 다르게 용접 시 태양전지 웨이퍼(10)에 대해 단위 리본(21)을 위치 고정시키는 누름 부재로서 탄성력이 부여되는 단일의 누름 플레이트(미도시)가 한 쌍의 프로브(192) 사이에서 프로브 헤드(193-2)에 결합될 수도 있을 것이다.
위와 같은 구성을 갖는 누름 핀(198)들은 전술한 오버헤드 지그(50)의 기능을 대체하는 것이 가능하다. 즉, 오버헤드 지그(50)는 메인 컨베이어 유닛(101) 상에서 태양전지 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접 시 태양전지 웨이퍼(10)에 대해 단위 리본(21)을 위치 고정시키기 위한 지그인데, 전류인가 저항용접유닛(190)에 도 9에 도시된 바와 같은 누름 핀(198)들이 마련된 프로브 헤드(193-2)를 사용하는 경우에는 오버헤드 지그(50)를 사용하지 않고서도 프로브 헤드(193-2)에 마련된 누름 핀(198)들에 의해 단위 리본(21)이 태양전지 웨이퍼(10)에 대해 충분히 위치 고정될 수 있는 것이다.
이처럼, 누름 핀(198)들이 마련된 프로브 헤드(193-2)를 포함하는 전류인가 저항용접유닛(190)을 적용하면, 오버헤드 지그(50) 및 그에 따른 지그 공급유닛(170)을 생략할 수 있고, 리본 및 지그 픽업유닛(180)을 상대적으로 구조가 간단한 리본 픽업유닛(미도시)으로 대체할 수 있으므로, 태양전지 스트링 제조장치의 전체적인 제작 비용을 줄일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 단위 리본(21)에 전류를 인가하여 발생하는 저항열에 의해 태양전지 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시키는 전류인가 저항용접 방식을 적용함으로써, 레이저용접 방식을 적용하는 종래의 태양전지 스트링 제조장치보다 훨씬 저렴한 비용으로 제작될 수 있고 전력 소모가 적으면서도 충분한 용접 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 레이저용접 방식을 적용하는 종래의 태양전지 스트링 제조장치에서 요구되었던 태양전지 웨이퍼 가열용 히터(미도시)를 생략할 수 있으므로, 태양전지 웨이퍼 가열용 히터의 사용에 따른 구조상 비용상 문제, 태양전지 웨이퍼의 과열 문제 및 그에 따른 단위 리본의 용접 조건이 달라져 다시 용접 조건을 세팅해야 하는 등의 문제점을 해소할 수 있다.
도 10은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 태양전지 웨이퍼 공급유닛의 사시도이다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)은, 태양전지 웨이퍼(10)들이 적층 수용되는 복수개의 메거진(30)과, 복수개의 메거진(30)을 태양전지 웨이퍼(10)들이 픽업되는 위치로 순차적으로 이송하는 메거진 공급 컨베이어(111)와, 메거진(30) 공급 켄베이어의 하측에 마련되는 메거진 회수 컨베이어(115)를 포함한다.
메거진(30)은, 사각 프레임 형상의 지지판과, 지지판의 테두리를 따라 소정의 간격으로 직립 배치되는 8개의 수직바아를 포함한다. 태양전지 웨이퍼(10)들은 8개의 수직바아에 의해 한정되는 공간에 적층된다. 다만, 본 발명에서 메거진(30)의 구조 및 형상은 다양하게 선택될 수 있다. 한편, 태양전지 웨이퍼(10)들이 적층 수용된 메거진(30)은 태양전지 웨이퍼(10)들이 픽업되는 위치의 맞은 편 위치에서 작업자에 의해 투입된다.
메거진 공급 컨베이어(111)는, 제1 공급 컨베이어(112), 제2 공급 컨베이어(114) 및 방향 전환부(113)를 포함한다. 이때, 태양전지 웨이퍼(10)들이 적층 수용된 메거진(30)이 투입되는 위치는 이송 방향을 기준으로 제1 공급 컨베이어(112)의 후단부이고, 태양전지 웨이퍼(10)들이 픽업되는 위치는 이송 방향을 기준으로 제2 공급 컨베이어(114)의 선단부이다.
제1 공급 컨베이어(112)와 제2 공급 컨베이어(114)는 실질적으로 평행하게 배치된다. 즉, 제2 공급 컨베이어(114)는 제1 공급 컨베이어(112)로부터 횡 방향으로 이격 배치된다. 제2 공급 컨베이어(114)는 제1 공급 컨베이어(112)의 이송 방향과 반대되는 이송 방향을 갖는다. 한편, 제1 공급 컨베이어(112)와 제2 공급 컨베이어(114)는 구동 수단으로 서보 모터(112a, 114a)를 사용한다.
방향 전환부(113)는 제1 공급 컨베이어(112)와 제2 공급 컨베이어(114) 사이에 배치된다. 방향 전환부(113)는 제1 공급 컨베이어(112)의 선단부에 위치한 메거진(30)을 제2 공급 컨베이어(114)의 후단부로 이송한다. 방향 전환부(113)는 에어 실린더(미도시)에 의해 구동된다. 다만, 본 발명에서 방향 전환부(113)의 구동 수단은 에어 실린더에 한정되지 아니하고 다양하게 선택될 수 있다.
메거진 회수 컨베이어(115)는, 메거진 공급 컨베이어(111)의 하측에 마련되 어 태양전지 웨이퍼(10)들에 대한 픽업 작업이 완료된 메거진(30), 즉 빈 메거진(30)을 메거진 공급 컨베이어(111)의 제1 공급 컨베이어(112)의 후단부에 대응하는 위치로 이송한다. 이때, 메거진 공급 컨베이어(111)에 위치한 메거진(30)은 리프터(미도시)에 의해 메거진 회수 컨베이어(115)로 이송된다.
메거진 회수 컨베이어(115)에 의해 이송 완료된 메거진(30)은 작업자에 의해 회수된다. 메거진 회수 컨베이어(115)는 메거진 공급 컨베이어(111)의 이송 경로와 반대되는 이송 경로를 가질 뿐, 그 세부 구성에 있어서는 메거진 공급 컨베이어(111)와 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
이처럼, 본 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)은, 메거진 공급 컨베이어(111)와 메거진 회수 컨베이어(115)가 전체적으로 'ㄷ'자형 이송 경로를 가지므로, 일 직선형 이송 경로를 갖는 종래 기술보다 풋 프린트(foot print)를 감소시켜 공간 활용 및 작업 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 11은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 제1 픽업유닛의 사시도이고, 도 12는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 제2 픽업유닛의 사시도이며, 도 13은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 하면 플럭스 도포부의 사시도이다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 제1 픽업유닛(120)은, 제1 픽업 몸체(121)와, 제1 픽업 몸체(121)에 결합되어 태양전지 웨이퍼(10)를 흡착하는 제1 웨이퍼 픽업부(122)와, 제1 픽업 몸체(121)를 Y축 방향(전후 방향)으로 이동시키는 Y축 구동부(124)와, 제1 픽업 몸체(121)를 X축 방향(좌우 방향)으로 이동시키는 X축 구동부(126)와, 제1 픽업 몸체(121)를 Z축 방향(상하 방향)으로 이동시키는 Z축 구동 부(128)를 포함한다. 이러한 제1 픽업유닛(120)은 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)으로부터 태양전지 웨이퍼(10)를 픽업하여 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)의 전방에 배치된 버퍼 스테이지(131)로 이송한다. 구체적으로, 제1 픽업유닛(120)은 제2 공급 컨베이어(114)에 위치한 메거진(30) 내에 적층된 태양전지 웨이퍼(10)들을 하나씩 픽업하여 버퍼 스테이지(131)로 이송한다.
제1 웨이퍼 픽업부(122)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 사각 형상의 현가판(122a)에 결합되는 4개의 흡착 실린더(122b)를 포함한다. 4개의 흡착 실린더(122b)는 진공 펌프(미도시)에 연결되어 진공압에 의해 태양전지 웨이퍼(10)를 진공 흡착한다. 4개의 흡착 실린더(122b)는 태양전지 웨이퍼(10)의 4개의 모서리부를 진공 흡착하도록 사각 형상으로 배치된다. 다만, 본 발명에서 제1 웨이퍼 픽업부(122)의 흡착 구조 및 형상은 다양하게 선택될 수 있다.
Y축 구동부(124)는 Y축 방향으로 배치되는 메인 가이드 레일(125)을 따라 제1 픽업 몸체(121)를 버퍼 스테이지(131)에 대응하는 위치로 이송한다. X축 구동부(126)는 X축 방향으로 배치되는 서브 가이드 레일(127)을 따라 제1 픽업 몸체(121)를 좌우 방향으로 이송한다. Z축 구동부(128)는 제1 웨이퍼 픽업부(122)가 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)으로부터 태양전지 웨이퍼(10)를 픽업하거나 픽업된 태양전지 웨이퍼(10)를 버퍼 스테이지(131)에 안착하도록 제1 픽업 몸체(121)를 상하 방향으로 이송한다. 이때, 제1 픽업유닛(120)의 각 구동부(124,126,128)는 리니어 모터 방식으로 구현된다. 다만, 본 발명에서 제1 픽업유닛(120)의 각 구동부(124,126,128)의 구동 방식은 리니어 모터 방식에 한정되지 아니하고 다양하게 선택될 수 있다.
버퍼 스테이지(131)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)과 메인 컨베이어 유닛(101) 사이에 배치된다. 버퍼 스테이지(131)는 태양전지 웨이퍼(10)가 안정적으로 안착될 수 있도록 사각 단면 형상의 평평한 상부면을 갖는다. 이러한 버퍼 스테이지(131)는 제1 픽업유닛(120)에 의해 픽업된 태양전지 웨이퍼(10)가 안착되는 영역을 제공한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 태양전지 웨이퍼 공급유닛(110)과 버퍼 스테이지(131) 사이에 배치되는 비전 검사부(133)를 더 포함한다. 비전 검사부(133)는 비전 카메라를 이용하여 제1 픽업유닛(120)에 의해 태양전지 웨이퍼(10)가 버퍼 스테이지로 이송되는 과정에서 태양전지 웨이퍼(10)에 대한 비전 검사를 수행한다. 구체적으로, 비전 검사부(133)는 태양전지 웨이퍼(10)의 파손 여부 및 위치 정보를 확인한다. 이에 따라, 제1 픽업유닛(120)은 태양전지 웨이퍼(10)를 버퍼 스테이지(131)의 미리 정해진 위치에 정확히 안착시키기 위하여 비전 검사부(133)에 의해 확인된 위치 정보에 기초하여 태양전지 웨이퍼(10)의 위치를 정렬할 수 있다. 이때, 태양전지 웨이퍼(10)의 위치 정렬은 제1 픽업유닛(120)의 X축 구동부(126)에 의해 달성된다. 이처럼, 제1 픽업유닛(120)이 태양전지 웨이퍼(10)를 버퍼 스테이지(131)의 미리 정해진 위치에 정확히 안착시키기 위하여 정렬 작업을 수행하는 것은, 후술할 플럭스 도포 작업에 있어서 정확성을 향상시키기 위함이다.
또한, 제1 픽업유닛(120)은, 비전 검사부(133)에 의해 태양전지 웨이퍼(10) 가 파손된 것으로 확인되면, 태양전지 웨이퍼(10)를 버퍼 스테이지(131)로 이송하지 않고 비전 검사부(133)에 인접 배치된 불량 웨이퍼 회수부(135)로 이송한다. 이때, 파손된 태양전지 웨이퍼(10)의 불량 웨이퍼 회수부(135)로의 이송은 제1 픽업유닛(120)의 X축 구동부(126)에 의해 달성된다.
도 1 및 도 12를 참조하면, 제2 픽업유닛(150)은, 제2 픽업 몸체(151)와, 제2 픽업 몸체(151)에 결합되어 태양전지 웨이퍼(10)를 흡착하는 제2 웨이퍼 픽업부(152)와, 제2 웨이퍼 픽업부(152)의 후방에서 제2 픽업 몸체(151)에 결합되어 태양전지 웨이퍼(10)의 상면에 플럭스를 도포하는 상면 플럭스 도포부(156)를 포함한다. 이때, 제2 픽업 몸체(151)는 Y축 방향으로 배치된 메인 가이드 레일(125)에 결합되고 리니어 모터 방식의 구동부(155)에 의해 Y축 방향으로 이동된다. 이러한 제2 픽업유닛(150)은 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨이퍼(10)를 픽업하여 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송하는 동시에, 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨이퍼(10)의 상면에 플럭스를 도포한다. 여기서, 플럭스는 전류인가 저항용접유닛(190)에서 태양전지 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)을 접합할 때 접합성을 향상시키기 위한 액상 타입의 기화성이 높은 물질이다.
제2 픽업 몸체(151)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 수평부(151a)와 수직부(151b)를 포함하여 전체적으로 'ㄱ'자 단면 형상을 갖는다. 제2 픽업 몸체(151)의 수평부(151a)는 메인 가이드 레일(125)에 결합되고, 제2 픽업 몸체(151)의 수직부(151b)에는 제2 웨이퍼 픽업부(152)와 상면 플럭스 도포부(156)가 결합된다.
제2 웨이퍼 픽업부(152)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 픽업 몸체(151) 에 결합되는 브라켓(153)과, 브라켓(153)에 결합되어 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨이퍼(10)를 진공 흡착하는 흡착 패드(154)와, 흡착 패드(154)와 진공 펌프(미도시)를 연결하는 4개의 진공관(154a)을 포함한다. 이때, 브라켓(153)은, 흡착 패드(154)가 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨이퍼(10)를 흡착하거나 흡착된 태양전지 웨이퍼(10)를 메인 컨베이어 유닛(101) 상에 안착하도록, 제2 픽업 몸체(151)에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 다만, 본 발명에서 제2 웨이퍼 픽업부(152)의 구조 및 형상은 다양하게 선택될 수 있다.
상면 플럭스 도포부(156)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 픽업 몸체(151)에 결합되고 가이드 레일(157a)이 형성된 브라켓(157)과, 가이드 레일(157a)에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 도포 몸체(158)와, 도포 몸체(158)의 일측면에 결합되는 3개의 플럭스 디스펜서(159)를 포함한다. 3개의 플럭스 디스펜서(159)는 좌우 방향(X축 방향)으로 미리 정해진 간격으로 배치된다. 이때, 미리 정해진 간격은 태양전지 웨이퍼(10)의 상면에 형성된 접합 라인(11)의 간격에 대응한다. 3개의 플럭스 디스펜서(159)는 스프레이 타입도 적용될 수 있지만, 태양전지 웨이퍼(10)의 상면에 형성된 접합 라인(11)의 폭이 상대적으로 좁은 것을 감안하여 니들 타입이 적용된다. 다만, 본 발명에서 상면 플럭스 도포부(156)의 구조 및 형상은 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 플럭스 디스펜서(159)의 개수와 이격 거리 조정을 위한 기구물 등이 변경될 수 있다.
한편, 3개의 플럭스 디스펜서(159) 중 중간에 위치한 플럭스 디스펜서(159)를 제외한 2개의 플럭스 디스펜서(159)는 X축 방향으로 배치되는 볼 스크류(158a) 에 연결된다. 이에 따라, 3개의 플럭스 디스펜서(159) 사이의 이격 거리는 볼 스크류(158a)의 일단에 결합된 회전 노브(158b)를 회전시킴으로써 조정 가능하다. 즉, 중간에 위치한 플럭스 디스펜서(159)는 도포 몸체(158)에 대해 고정되지만 좌우측에 위치한 2개의 플럭스 디스펜서(159)는 볼 스크류(158a)의 회전에 의해 좌우 방향으로 이동 가능하다. 예를 들어, 회전 노브(158b)를 시계 방향으로 회전시키면 좌우측에 위치한 2개의 플럭스 디스펜서(159)가 중간에 위치한 플럭스 디스펜서(159)로부터 멀어져 3개의 플럭스 디스펜서(159) 사이의 간격이 넓혀지고, 반대로 회전 노브(158b)를 반시계 방향으로 회전시키면 좌우측에 위치한 2개의 플럭스 디스펜서(159)가 중간에 위치한 플럭스 디스펜서(159) 측으로 이동하여 3개의 플럭스 디스펜서(159) 사이의 간격이 좁혀진다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상면 플럭스 도포부(156)는, 3개의 플럭스 디스펜서(159) 사이의 이격 거리가 조정 가능하기 때문에, 사용되는 태양전지 웨이퍼(10)의 종류에 따라 접합 라인(11)의 간격이 달라지더라도 이에 대응할 수 있다. 한편, 2개의 접합 라인(11)이 형성된 태양전지 웨이퍼(10)를 사용하는 경우, 중간에 위치한 플럭스 디스펜서(159)는 플럭스가 도포되지 않도록 제어될 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 제2 픽업유닛(150)은, 제2 웨이퍼 픽업부(152)가 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨이퍼(10)를 픽업하기 전에, 상면 플럭스 도포부(156)가 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지의 상면에 형성된 접합 라인(11)에 플럭스를 도포한다. 즉, 제2 픽업유닛(150)은 버퍼 스테이지(131) 측으로 이동할 때, 상면 플럭스 도포부(156)가 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨 이퍼(10)의 상면에 형성된 접합 라인(11)에 플럭스를 도포한다. 이때, 상면 플럭스 도포부(156)는 보다 정확한 위치에 플럭스를 도포하기 위하여 3개의 플럭스 디스펜서(159)가 제2 픽업 몸체(151)에 대해 하측으로 이동하여 태양전지 웨이퍼(10)의 상면에 인접한 위치에서 태양전지 웨이퍼(10)의 상면에 플럭스를 도포한다. 상면 플럭스 도포부(156)에 의한 플럭스 도포가 완료되면, 제2 웨이퍼 픽업부(152)는 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨이퍼(10)를 픽업하여 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송한다.
도 1 및 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 버퍼 스테이지(131)와 메인 컨베이어 유닛(101) 사이에 배치되는 하면 플럭스 도포부(140)를 더 포함한다. 하면 플럭스 도포부(140)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 작업 테이블(109) 상에 고정되는 도포 몸체(141)와, 도포 몸체(141)의 일측면에 결합되는 3개의 플럭스 디스펜서(142)를 포함한다. 3개의 플럭스 디스펜서(142)는 좌우 방향(X축 방향)으로 미리 정해진 간격으로 배치된다. 여기서, 미리 정해진 간격은 태양전지 웨이퍼(10)의 하면에 형성된 접합 라인(11)의 간격에 대응한다. 3개의 플럭스 디스펜서(142)는 전술한 상면 플럭스 도포부(156)의 3개의 플럭스 디스펜서(159)와 달리 스프레이 타입이 적용된다. 이러한 하면 플럭스 도포부(140)는 제2 픽업유닛(150)에 버퍼 스테이지(131)에서 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송 중인 태양전지 웨이퍼(10)의 하면에 형성된 접합 라인(11)에 플럭스를 도포한다.
한편, 3개의 플럭스 디스펜서(142) 사이의 이격 거리는, 전술한 상면 플럭스 도포부(156)의 3개의 플럭스 디스펜서(159)와 마찬가지로, 조정 가능하다. 즉, 3개의 플럭스 디스펜서(142) 중 중간에 위치한 플럭스 디스펜서(142)를 제외한 2개의 플럭스 디스펜서(142)는 X축 방향으로 배치되는 볼 스크류(143)에 연결되고, 이에 따라 3개의 플럭스 디스펜서(142) 사이의 이격 거리는 볼 스크류(143)의 일단에 결합된 회전 노브(144)를 회전시킴으로써 조정 가능하다. 따라서, 본 실시예에 따른 하면 플럭스 도포부(140)는 사용되는 태양전지 웨이퍼(10)의 종류에 따라 접합 라인(11)의 간격이 달라지더라도 이에 대응할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 제1 픽업유닛(120)이 태양전지 웨이퍼(10)를 픽업하여 버퍼 스테이지(131)로 이송하고, 제2 픽업유닛(150)이 버퍼 스테이지(131)에 안착된 태양전지 웨이퍼(10)의 상면에 플럭스를 도포한 후 픽업하여 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송한다.
또한, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 버퍼 스테이지(131)와 메인 컨베이어 유닛(101) 사이에 하면 플럭스 도포부(140)가 배치되고, 하면 플럭스 도포부(140)가 버퍼 스테이지(131)에서 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송 중인 태양전지 웨이퍼(10)의 하면에 플럭스를 도포한다.
결과적으로, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 태양전지 웨이퍼(10)를 이송하는 과정에서 태양전지 웨이퍼(10)에 대한 플럭스 도포 작업이 수행된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치(100)는, 태양전지 웨이퍼(10)의 상면과 하면에 플럭스를 도포하거나 태양전지 웨이퍼(10)에 접합되는 리본(20)에 플럭스를 도포하기 위한 별도의 공정을 생략할 수 있으므로, 종래 기술에 비해 전체적인 택트 타임을 감소시키고 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 14는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 리본 공급유닛의 평면도이다.
도 1 및 도 14를 참조하면, 리본 공급유닛(160)은, 3개의 리본 풀리(161)와, 리본 풀리(161)로부터 풀린 리본(20)을 파지하여 인출하는 리본 파지부(169)와, 리본 파지부(169)에 의해 인출된 리본(20)을 지지하는 백업플레이트(165)와, 리본 파지부(169)에 의해 인출된 리본(20)을 절단하는 리본 커팅부(168)를 포함한다. 이러한 리본 공급유닛(160)은 연속 라인으로 공급되는 리본(20)을 미리 정해진 길이의 단위 리본(21)으로 절단하여 공급한다. 본 실시예에서는 3개의 리본 풀리(161)로부터 3개의 리본(20)이 동시에 인출되고 절단되므로 3개의 단위 리본(21)이 하나의 세트로 공급된다. 다만, 본 발명에서 리본 공급유닛(160)이 공급하는 리본(20)의 개수 및 단위 리본(21)의 길이 등은 본 실시예에 한정되지 아니하고 사용되는 태양전지 웨이퍼(10)의 종류 및 접합 방식에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 2개의 접합 라인(11)이 형성된 태양전지 웨이퍼(10)를 사용하는 경우에는 3개의 리본 풀리(161) 중 2개만을 사용하여 2개의 단위 리본(21)을 하나의 세트로 공급할 수 있다.
3개의 리본 풀리(161)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 구동 박스(162)에 Z축 방향으로 일렬로 배치되어 미리 정해진 회전 속도로 회전한다. 다만, 도 14는 평면도인 관계로 맨 위쪽의 리본 풀리(161)만 도시하고 있다. 3개의 리본 풀리(161)로부터 풀린 3개의 리본(20)은 복수개의 텐션 바아(163)와 텐션 롤러(164)를 거쳐 리본 커팅부(168)까지 공급된다. 이때, 리본 풀리(161)와 리본 커팅부(168) 사이에는 레벨러(166)가 마련되는데, 레벨러(166)는 2 쌍의 상하 롤러(166a)를 포함하여 리본 커팅부(168)로 공급되는 3개의 리본(20)을 일정한 텐션을 유지한 상태에서 수평으로 펴주는 역할을 담당한다.
리본 커팅부(168)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 리본(20)을 절단하는 칼날(168a)과, 칼날(168a)을 상하 방향으로 구동하는 칼날 구동부(168b)와, 칼날(168a)의 하측에 마련되어 리본(20)의 절단 시 상승하여 칼날(168a)에 인접한 리본(20)의 부분을 지지하는 받침대(168c)를 포함한다.
리본 파지부(169)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 3개의 리본(20)을 파지하는 3개의 그립퍼(169a)와, 3개의 그립퍼(169a)를 가이드 레일(169b)을 따라 전후 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 그립퍼 구동부(169c)를 포함한다. 이러한 리본 파지부(169)는 리본 커팅부(168)까지 공급된 리본(20)을 그립퍼(169a)가 파지한 상태에서 그립퍼 구동부(169c)가 그립퍼(169a)를 전방으로 이동시켜 리본(20)을 미리 정해진 길이만큼 인출한다. 이때, 인출되는 리본(20)의 길이는 절단하고자 하는 단위 리본(21)의 길이에 대응하며, 리본(20)을 파지한 그립퍼(169a)의 이동 거리에 따라 달라진다.
백업플레이트(165)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 3개의 단위백업플레이트(165a,165b,165c)로 분할되고, 플레이트 구동부(미도시)에 의해 상하 방향으로 구동된다. 이러한 백업플레이트(165)는 리본 파지부(169)에 의해 미리 정해진 길이로 인출된 리본(20)을 지지한다. 이때, 백업플레이트(165)에는 복수개의 리본 흡착홀(167)이 형성되는데, 이는 리본 파지부(169)에 의해 인출된 리본(20)의 위치 변 경을 방지하기 위함이다. 즉, 백업플레이트(165)는 복수개의 리본 흡착홀(167)에 의해 인출된 리본(20)을 진공 흡착하여 지지하므로, 그립퍼(169a)가 리본(20)을 파지한 상태에서 전방으로 이동하는 동안 리본(20)이 미리 정해진 위치에서 이탈되는 것이 방지되며, 특히 리본(20)의 절단 시 절단된 리본(20)이 그립퍼(169a) 쪽으로 휘말리는 것이 방지된다.
3개의 단위백업플레이트(165a,165b,165c)는, 플레이트 구동부(미도시)에 의해 상하 방향의 이동이 개별적으로 구동된다. 구체적으로, 그립퍼(169a)가 리본(20)을 파지하기 위하여 후방으로 이동하는 경우에는 3개의 단위백업플레이트(165a,165b,165c)는 이동하는 그립퍼(169a)와 간섭되지 않도록 하강 위치에 있고, 리본(20)을 인출하기 위해 그립퍼(169a)가 리본(20)을 파지한 상태에서 전방으로 이동하는 경우에는 3개의 단위백업플레이트(165a,165b,165c) 중 적어도 하나의 단위백업플레이트는 상승 위치로 이동하여 인출된 리본(20)을 지지한다.
이때, 절단하고자 하는 단위 리본(21)의 길이가 상대적으로 길어서 그립퍼(169a)가 맨 앞쪽 단위백업플레이트(165a)를 벗어나는 영역에 위치하는 경우에는, 3개의 단위백업플레이트(165a,165b,165c) 모두가 상승 위치로 이동한다. 반면, 절단하고자 하는 단위 리본(21)의 길이가 상대적으로 짧아서 그립퍼(169a)의 위치가 맨 앞쪽 단위백업플레이트(165a)와 중첩되는 경우에는, 그립퍼(169a)와 간섭되지 않도록 맨 앞쪽 단위백업플레이트(165a)를 제외한 2개의 단위백업플레이트(165b,165c)가 상승 위치로 이동한다. 더 나아가, 그립퍼(169a)의 위치가 맨 앞쪽 단위백업플레이트(165a) 및 중간 단위백업플레이트(165b)와 중첩되는 경우에는, 그립퍼(169a)와 간섭되지 않도록 맨 뒤쪽 단위백업플레이트(165c)만 상승 위치로 이동한다.
이처럼, 본 실시예에 따른 리본 공급유닛(160)은 인출된 리본(20)을 지지하는 백업플레이트(165)가 3개의 단위백업플레이트(165a,165b,165c)로 분할되고 개별적으로 구동됨으로써, 사용되는 태양전지 웨이퍼(10)의 종류 및 접합 방식 등에 따라 절단하고자 하는 단위 리본(21)의 길이가 달라져도 이에 대응할 수 있다. 이는, 만약 백업플레이트(165)가 분할되지 않고 일체로 형성된다면, 백업플레이트(165)의 상승 이동 시 그립퍼(169a)와의 간섭으로 인해 절단하고자 하는 단위 리본(21)의 길이에 제한이 발생하기 때문이다. 다만, 본 발명에서 백업플레이트(165)의 분할 개수는 본 실시예에 한정되지 아니하고 다양하게 선택될 수 있다.
도 15는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치의 지그 공급유닛의 사시도이고, 도 16은 도 15의 지그 공급유닛과 도 14의 리본 공급유닛이 중첩되는 영역에 대한 평면도이며, 도 17은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치의 리본 및 지그 픽업유닛의 사시도이다.
도 1, 도 15 및 도 16을 참조하면, 지그 공급유닛(170)은, 리본 공급유닛(160)과 대향하는 위치에서 복수개의 오버헤드 지그(50)를 지그 공급유닛(170) 측으로 순차적으로 이송하는 지그 컨베이어(172)와, 지그 컨베이어(172)를 구동하는 구동 모터(174)를 포함한다. 이러한 지그 공급유닛(170)은 메인 컨베이어 유닛(101) 상에서 태양전지 웨이퍼(10)에 대해 단위 리본(21)을 밀착 고정하기 위한 복수개의 오버헤드 지그(50)를 공급한다.
지그 컨베이어(172)는, 이송 방향을 기준으로 그 선단부가 리본 공급유닛(160)의 백업플레이트(165)의 위쪽에서 백업플레이트(165)와 중첩되도록 배치된다. 오버헤드 지그(50)는 지그 컨베이어(172)의 후단부에서 투입되어 선단부 쪽으로 이송된다. 이때, 지그 컨베이어(172)의 선단부 위치로 이송이 완료된 오버헤드 지그(50)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 백업플레이트(165)에 의해 지지되는 단위 리본(21)의 앞쪽 반과 중첩되도록 배치된다.
한편, 지그 컨베이어(172)의 후단부 영역에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 지그 회수부(175)가 마련된다. 지그 회수부(175)는 메인 컨베이어 유닛(101)에서 사용이 완료된 오버헤드 지그(50)를 픽업하여 지그 컨베이어(172)의 후단부로 이송한다.
도 17을 참조하면, 리본 및 지그 픽업유닛(180)은, 픽업 몸체(181)와, 픽업 몸체(181)에 결합되고 단위 리본(21)을 흡착하는 리본 픽업부(182)와, 픽업 몸체(181)에 결합되고 오버헤드 지그(50)를 파지하는 지그 픽업부(184)와, 단위 리본(21)과 오버헤드 지그(50)를 픽업하기 위하여 픽업 몸체(181)를 상하 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 Z축 구동부(185)와, 픽업된 단위 리본(21)과 오버헤드 지그(50)를 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송하기 위하여 픽업 몸체(181)를 좌우 방향(X축 방향)으로 이동시키는 X축 구동부(186)를 포함한다. 이때, Z축 구동부(185)와 X축 구동부(186)는 리니어 모터 방식으로 구현된다. 이러한 리본 및 지그 픽업유닛(180)은 리본 공급유닛(160)의 백업플레이트(165)에 위치한 단위 리본(21)과 오버헤드 지그(50)를 동시에 픽업하여 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송한다.
리본 픽업부(182)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 단위 리본(21) 중 오버헤드 지그(50)와 중첩되는 부분을 흡착하는 제1 리본 픽업부(182a)와, 단위 리본(21) 중 오버헤드 지그(50)와 중첩되지 않은 부분을 흡착하는 제2 리본 픽업부(182b)를 포함한다. 이때, 제1 리본 픽업부(182a)는 오버헤드 지그(50)와 간섭되지 않도록 복수개로 분할된다. 본 실시예서는 도 16의 오버헤드 지그(50)의 형상을 감안하여 제1 리본 픽업부(182a)는 4개로 분할된다. 이러한 리본 픽업부(182)는 진공관(183)을 통해 진공 펌프(미도시)에 연결되어 진공압으로 단위 리본(21)을 진공 흡착하는 방식으로 단위 리본(21)을 픽업한다. 한편, 리본 픽업부(182)는 픽업 몸체(181)에 대해 완충 결합된다.
지그 픽업부(184)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 오버헤드 지그(50)의 양측에 형성된 한 쌍의 클램핑부(55a, 도 16 참조)를 파지하는 한 쌍의 클램퍼(184a)를 포함한다. 다만, 본 발명에서 지그 픽업부(184)가 오버헤드 지그(50)를 픽업하는 방식은 본 실시예에 한정되지 아니하고 다양하게 선택될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 리본 및 지그 픽업유닛(180)은, 하나의 픽업 몸체(181)에 리본 픽업부(182)와 지그 픽업부(184)가 마련되고 리본 픽업부(182)가 단위 리본(21)을 흡착 픽업하는 동시에 지그 픽업부(184)가 오버헤드 지그(50)를 파지 픽업하여 이를 메인 컨베이어 유닛(101)으로 이송함으로써, 리본 픽업유닛(미도시)과 지그 픽업유닛(미도시)를 별도로 마련하는 것보다 시스템 구성을 단순화하여 전체적인 택트 타임을 감소시킬 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 리본 픽업유닛과 지그 픽업유닛이 별도로 마련될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 실시예에 따른 리본 및 지그 픽업유닛(180)은, 단위 리본(21)와 오버헤드 지그(50)를 픽업하여 메인 컨베이어 유닛(101) 상의 태양전지 웨이퍼(10) 위에 실질적으로 동시에 안착시키기 때문에, 태양전지 웨이퍼(10) 위에 단위 리본(21)을 먼저 안착시키고 그 위에 오버헤드 지그(50)를 안착시키는 방식에서 오버헤드 지그(50)를 안착시키기 전에 태양전 웨이퍼 상에서 단위 리본(21)의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 스트링 제조장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에 사용되는 태양전지 웨이퍼의 사시도이다.
도 3은 태양전지 웨이퍼와 단위 리본을 접합하여 제작된 태양전지 스트링의 평면도이다.
도 4는 태양전지 웨이퍼와 단위 리본의 접합 방식을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 메인 컨베이어 유닛의 사시도이다.
도 6은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 전류인가 저항용접유닛의 사시도이다.
도 7은 도 6의 전류인가 저항용접유닛에서 프로브 헤드의 사시도이다.
도 8은 도 6의 전류인가 저항용접유닛에 적용 가능한 다른 실시예에 따른 프로브 헤드의 사시도이다.
도 9는 도 6의 전류인가 저항용접유닛에 적용 가능한 또 다른 실시예에 따른 프로브 헤드의 정면도이다.
도 10은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 태양전지 웨이퍼 공급유닛의 사시도이다.
도 11은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 제1 픽업유닛의 사시도이다.
도 12는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 제2 픽업유닛의 사시도이다.
도 13은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 하면 플럭스 도포부의 사시도이다.
도 14는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치에서 리본 공급유닛의 평면도이다.
도 15는 도 1의 태양전지 스트링 제조장치의 지그 공급유닛의 사시도이다.
도 16은 도 15의 지그 공급유닛과 도 14의 리본 공급유닛이 중첩되는 영역에 대한 평면도이다.
도 17은 도 1의 태양전지 스트링 제조장치의 리본 및 지그 픽업유닛의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 태양전지 스트링 제조장치
101 : 메인 컨베이어 유닛 110 : 태양전지 웨이퍼 공급유닛
120 : 제1 픽업유닛 131 : 버퍼 스테이지
132 : 비전 검사부 133 : 불량 웨이퍼 회수부
140 : 하면 플럭스 도포부 150 : 제2 픽업유닛
160 : 리본 공급유닛 170 : 지그 공급유닛
180 : 리본 및 지그 픽업유닛 190 : 전류인가 저항용접유닛

Claims (23)

  1. 태양전지 웨이퍼를 공급하는 태양전지 웨이퍼 공급유닛;
    연속 라인으로 공급되는 리본을 미리 정해진 길이의 단위 리본으로 절단하는 리본 공급유닛;
    상기 태양전지 웨이퍼와 상기 단위 리본이 이송되며, 상기 태양전지 웨이퍼에 상기 단위 리본을 용접시키기 위한 작업 라인을 제공하는 메인 컨베이어 유닛; 및
    상기 메인 컨베이어 유닛 상에서 상기 단위 리본에 전류를 인가하여 상기 태양전지 웨이퍼에 상기 단위 리본을 용접시키는 전류인가 저항용접유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류인가 저항용접유닛은,
    저항용접몸체;
    상기 단위 리본에 단부가 접촉되어 상기 단위 리본에 전류를 인가하도록 상기 저항용접몸체에 마련되는 복수개의 프로브; 및
    상기 복수개의 프로브에 전력을 공급하는 전력 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전류인가 저항용접유닛은,
    상기 저항용접몸체를 지지하는 지지 프레임; 및
    상기 지지 프레임에 대해 상기 메인 컨베이어 유닛의 작업 라인 방향인 전후 방향 및 상기 메인 컨베이어 유닛의 판면에 수직 방향인 상하 방향 중 적어도 일 방향으로 상기 저항용접몸체를 이동시키는 저항용접몸체 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 프로브는,
    (+)전극과 (-)전극의 한 쌍 단위로 마련되는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전류인가 저항용접유닛은,
    상기 복수개의 프로브가 결합되는 프로브 헤드를 더 포함하며,
    상기 프로브 헤드는 상기 저항용접몸체에 결합되는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로브 헤드는,
    교체가 가능하도록 상기 저항용접몸체에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전류인가 저항용접유닛은,
    상기 저항용접몸체에 마련되어 상기 프로브 헤드를 상하 방향으로 이동시키는 프로브 헤드 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 전류인가 저항용접유닛은,
    상기 프로브 헤드에 마련되어 상기 태양전지 웨이퍼에 대해 상기 단위 리본을 위치 고정시키는 적어도 하나의 누름 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수개의 프로브는 (+)전극과 (-)전극의 한 쌍 단위로 마련되며,
    상기 적어도 하나의 누름 부재는 상기 한 쌍의 프로브 사이에 상호 이격 배치되는 복수개의 누름 핀인 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 누름 핀은,
    탄성력이 부여되도록 상기 프로브 헤드에 결합되며, 절연 물질로 코팅된 금속 재질 또는 세라믹 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 프로브 헤드에는,
    상기 복수개의 프로브를 완충 지지하는 적어도 하나의 완충 스프링이 마련되는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 전력 공급부는,
    상기 복수개의 프로브에 공급되는 전력을 제어하는 전력 제어부; 및
    상기 전력 제어부와 상기 복수개의 프로브를 연결하는 복수개의 전선을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전력 공급부는,
    상기 전력 제어부와 상기 복수개의 프로브 사이에 마련되는 중간 단자부를 더 포함하며,
    상기 복수개의 전선은,
    상기 전력 제어부와 상기 중간 단자부를 연결하는 제1 전선들; 및
    상기 중간 단자부와 상기 복수개의 프로브를 연결하는 제2 전선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지 웨이퍼 공급유닛으로부터 상기 태양전지 웨이퍼를 픽업하는 제1 픽업유닛;
    상기 제1 픽업유닛에 픽업된 상기 태양전지 웨이퍼가 안착되는 버퍼 스테이지; 및
    상기 버퍼 스테이지에 안착된 상기 태양전지 웨이퍼를 픽업하여 상기 메인 컨베이어 유닛으로 이송하는 제2 픽업유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 픽업유닛은,
    제2 픽업 몸체;
    상기 픽업 몸체에 결합되고 상기 태양전지 웨이퍼를 흡착하는 제2 웨이퍼 픽 업부; 및
    상기 제2 픽업 몸체에 결합되고 상기 태양전지 웨이퍼의 상면에 플럭스를 도포하는 상면 플럭스 도포부를 포함하며,
    상기 제2 픽업유닛은,
    상기 태양전지 웨이퍼에 플럭스를 도포하고 상기 태양전지 웨이퍼를 픽업하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 픽업유닛에 의해 이송 중인 상기 태양전지 웨이퍼의 하면에 플럭스를 도포하는 하면 플럭스 도포부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 픽업유닛은,
    제1 픽업 몸체;
    상기 제1 픽업 몸체에 결합되고 상기 태양전지 웨이퍼를 흡착하는 제1 웨이퍼 픽업부;
    상기 제1 픽업 몸체를 전후 방향으로 이동시키는 Y축 구동부; 및
    상기 제1 픽업 몸체를 좌우 방향으로 이동시키는 X축 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 리본 공급유닛은,
    복수개의 리본 풀리;
    상기 리본 풀리로부터 풀린 리본을 파지하여 인출하는 리본 파지부;
    상기 리본 파지부의 하측에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되고, 상기 리본 파지부에 의해 인출된 리본을 지지하는 백업플레이트; 및
    상기 리본 파지부에 의해 인출된 리본을 절단하는 리본 커팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 백업플레이트는,
    상호 분할되는 복수개의 단위백업플레이트를 포함하며,
    상기 복수개의 단위백업플레이트는,
    상기 인출된 리본의 길이에 따라 위치가 달라지는 상기 리본 파지부와 간섭되지 않도록, 상하 방향의 이동이 개별적으로 구동되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 메인 컨베이어 유닛 상에서 상기 태양전지 웨이퍼에 대해 상기 단위 리 본을 밀착 고정하기 위한 복수개의 오버헤드 지그를 공급하는 지그 공급유닛; 및
    상기 리본 공급유닛에 의해 절단된 상기 단위 리본과 상기 지그 공급유닛에 의해 공급되는 상기 오버헤드 지그를 픽업하여 상기 메인 컨베이어 유닛으로 이송하는 리본 및 지그 픽업유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 리본 및 지그 픽업유닛은,
    픽업 몸체;
    상기 픽업 몸체에 결합되고 상기 단위 리본을 흡착하는 리본 픽업부; 및
    상기 픽업 몸체에 결합되고 상기 오버헤드 지그를 파지하는 지그 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 메인 컨베이어 유닛은,
    상기 태양전지 웨이퍼와 상기 단위 리본이 배치되는 테프론 재질의 메인 컨베이어 벨트와, 상기 메인 컨베이어 유닛 상에서 상기 태양전지 웨이퍼의 위치 변경을 방지하기 위한 복수개의 웨이퍼 흡착홀과, 상기 메인 컨베이어 유닛 상에서 상기 오버헤드 지그의 위치 변경을 방지하기 위한 복수개의 지그 흡착홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지 웨이퍼 공급유닛은,
    태양전지 웨이퍼들이 적층 수용되는 복수개의 매거진;
    상기 복수개의 매거진을 상기 태양전지 웨이퍼들이 픽업되는 위치로 순차적으로 이송하는 매거진 공급 컨베이어; 및
    상기 메거진 공급 컨베이어의 하측에 마련되고, 상기 태양전지 웨이퍼들에 대한 픽업 작업이 완료된 상기 매거진을 상기 메거진 공급 컨베이어의 이송 경로와 반대되는 이송 경로로 이송하는 메거진 회수 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 스트링 제조장치.
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