KR20110011304A - Solar battery module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 중 태양전지셀의 온도를 상승시켜 효율을 저해시키는 적외선을 선택적으로 차단시킴으로서, 열에 의해 태양전지셀의 발전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 적외선차단 이중접합 태양전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an infrared cut-off double junction solar cell module which can prevent the power generation efficiency of the solar cell from being lowered by heat by selectively blocking infrared rays that hinder efficiency by increasing the temperature of the solar cell during sunlight. will be.
일반적으로, 복수의 태양전지 셀을 가진 태양전지모듈에는 빛을 투과하지 않은 필름으로 이면을 쓰고, 태양전지 셀의 표면 측에서의 몸의 입사광을 발전에 이용하는 단면광 입사형과, 이면에 투명한 필름을 사용하고 태양전지 셀의 표면 및 이면 측에서의 입사광을 어느 쪽도 발전에 이용하는 양면 빛 입사 형이 있다.In general, a solar cell module having a plurality of solar cell cells uses the back surface as a film that does not transmit light, and uses a single-sided light incident type that uses incident light from the body on the surface side of the solar cell for power generation, and a transparent film on the back surface. Then, there is a double-sided light incident type that uses both incident light from the front and back sides of the solar cell for power generation.
상기 단면광 입사형 태양전지모듈과, 양면 빛 입사형 태양전지모듈을 동일 조건으로 설치하고, 그 기전력 특성을 조사한다면, 단면광 입사형의 태양전지모듈에 비교하고, 양면 빛 입사 형의 태양전지모듈을 5~10% 정도의 출력 향상의 결과가 얻어진다.If the single-sided light incident type solar cell module and the double-sided light incident type solar cell module are installed under the same conditions, and the electromotive force characteristics are examined, the two-sided light incident type solar cell module is compared with that of the single-sided light incident type solar cell module. The result is an output improvement of 5-10% for the module.
상기 양면 빛 입사 형 태양전지모듈은 대게, 결정계 반도체로 되는 기판에 비정질 반도체층을 형성하고, 결정계 기판과 비정질 반도체층의 사이에 반도체 접 합을 구성하고, 표면측 및 이면측에 투광성 도전막, 집전극을 형성하고, 표면 및 이면의 양측에서의 빛 입사에 의하여 광기전력을 발생하는 양면 빛 입사 형의 태양전지셀이다.The double-sided light incident type solar cell module usually forms an amorphous semiconductor layer on a substrate which becomes a crystalline semiconductor, forms a semiconductor junction between the crystalline substrate and the amorphous semiconductor layer, and transmits a light-transmitting conductive film on the front and back sides; It is a double-sided light incident type solar cell that forms a collecting electrode and generates photovoltaic power by light incidence from both the front and back surfaces thereof.
이와 같은 복수의 태양전지 셀이 나란히 하는 셀 사이로 일정거리를 사이에 두고 배치한 상태로 EVA(ethylene vinyl acetate) 층 내에 매입된다.Such a plurality of solar cells are embedded in an EVA (ethylene vinyl acetate) layer in a state in which a plurality of solar cells are arranged with a predetermined distance therebetween.
또한, 상기 EVA 층의 표면측에는 강화유리로 되는 판유리가 설치되고, 상기 EVA 층의 이면측에는 전면이 투명 또는 불투명한 이면 필름이 마련되어 있다.Moreover, the plate glass which consists of tempered glass is provided in the surface side of the said EVA layer, and the back side film of which the front surface is transparent or opaque is provided in the back side of the said EVA layer.
이 경우 이면측에서의 입사광을 발전에 이용하는 때에는 전면이 투명한 이면 필름을 사용하고, 이면 측에서의 입사광을 발전에 이용하지 않은 때에는 전면이 불투명한 이면 필름을 사용한다.In this case, when the incident light from the back side is used for power generation, a back film with a transparent front surface is used, and when the incident light from the back side is not used for power generation, a back film with an opaque front surface is used.
이로 인해 종래의 태양전지모듈에서는 나란히 하는 태양전지 셀 간의 영역에 입사되는 빛을 유효하게 이용할 수 있게 된다.Therefore, in the conventional solar cell module, it is possible to effectively use the light incident on the area between the solar cells side by side.
그러나, 종래의 태양전지모듈은 입사되는 태양광 중 적외선을 선택적으로 차단할 수 없기 때문에 다량의 태양광이 입사될 경우 열이 발생하게 됨으로써, 열에 의해 효율이 저하되는 것을 방지할 수 없고, 태양광의 직사량이 많은 중동, 중앙아시아 및 서남아시아 등에 용이하게 설치할 수 없는 문제점이 있다.However, since the conventional solar cell module cannot selectively block infrared rays among incident sunlight, heat is generated when a large amount of sunlight is incident, thereby preventing the efficiency from being lowered due to heat and preventing direct sunlight. There is a problem that can not be easily installed in a large amount of the Middle East, Central Asia and Southwest Asia.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 태양광 중 태양전지셀의 온도를 상승시켜 효율을 저해시키는 적외선을 선택적으로 차단시킴으로서, 열에 의해 태양전지셀의 발전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 적외선차단 이중접합 태양전지모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems, by selectively blocking the infrared rays that inhibit the efficiency by raising the temperature of the solar cell in the solar light, to prevent the power generation efficiency of the solar cell is lowered by heat An object of the present invention is to provide an infrared blocking double junction solar cell module.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 태양전지셀이 구비된 기판과; 상기 기판의 상측에 배치되어 상기 태양전지셀에 입사되는 태양광 중 적외선을 선택적으로 차단하는 적외선 차단층이 저면에 형성된 유리;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선차단 이중접합 태양전지모듈을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a substrate having a plurality of solar cells; The infrared blocking double-junction solar cell module, characterized in that comprises a; is disposed on the upper side of the glass is formed on the bottom of the infrared blocking layer to selectively block the infrared rays of the sunlight incident on the solar cell. .
특히, 상기 적외선 차단층은 로이(Low-E)층으로 이루어지는 것이 바람직하다.In particular, the infrared blocking layer is preferably made of a low-E layer.
그리고 상기 기판 및 상기 유리의 사이에 스페이서가 밀폐고정되고, 상기 기판 및 상기 유리 사이의 밀폐공간에 아르곤 가스가 충전되어 이루어지는 것이 좋다.The spacer may be sealed between the substrate and the glass, and argon gas may be filled in the sealed space between the substrate and the glass.
또한, 상기 기판 및 상기 유리의 테두리를 감싸는 고정프레임이 구비되고, 상기 기판 및 상기 유리와 상기 고정프레임 사이에는 단열부재가 게재되는 것이 바람직하다.In addition, a fixing frame surrounding the edge of the substrate and the glass is provided, it is preferable that the heat insulating member is placed between the substrate and the glass and the fixing frame.
본 발명의 적외선차단 이중접합 태양전지모듈은 태양광 중 태양전지셀의 온도를 상승시켜 효율을 저해시키는 적외선을 선택적으로 차단시킴으로서, 열에 의해 태양전지셀의 발전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The infrared blocking double junction solar cell module of the present invention selectively blocks the infrared rays that hinder efficiency by increasing the temperature of the solar cell during sunlight, thereby preventing the power generation efficiency of the solar cell from being lowered by heat. There is.
또한, 본 발명은 태양광이 입사되는 유리와 태양전지셀이 구비된 기판 사이의 밀폐공간에 아르곤가스가 충전됨에 따라 밀폐공간의 열대류가 발생되지 않아 태양전지셀에 유리의 열이 전달되는 것을 방지할 수 있어 태양전지셀의 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since argon gas is filled in the sealed space between the glass into which the solar light is incident and the substrate provided with the solar cell, heat flow of the glass to the solar cell is not generated. It can be prevented there is an effect that can improve the efficiency of the solar cell more.
나아가, 본 발명의 적외선차단 이중접합 태양전지모듈은 태양광의 직사량이 많은 중동, 중앙아시아 및 서남아시아 등에서도 보다 높은 발전효율을 얻을 수 있다.Furthermore, the infrared blocking double junction solar cell module of the present invention can obtain higher power generation efficiency even in the Middle East, Central Asia, Southwest Asia, etc., where a lot of direct sunlight is emitted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통 상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Of course, the scope of the present invention is not limited to the following examples, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the technical gist of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예인 적외선차단 이중접합 태양전지모듈을 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an infrared blocking double junction solar cell module according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예인 적외선차단 이중접합 태양전지모듈은 도 1에서 보는 바와 같이 다수의 태양전지셀(110)이 구비된 기판(10)과, 상기 기판(10)의 상측에 배치되어 상기 태양전지셀(110)에 입사되는 태양광 중 적외선을 선택적으로 차단하는 적외선 차단층(30)이 저면에 형성된 유리(40)가 포함되어 이루어진다.An infrared blocking double junction solar cell module according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, includes a
먼저, 상기 다수의 태양전지셀(110)이 구비된 기판(10)은 공지된 기술임과 동시에 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 자명하게 이해하여 실시할 수 있는 사항임으로 상세한 설명은 생략한다.First, the
상기 기판(10)의 상측에는 저면에 적외선 차단층(30)이 형성된 유리(40)가 배치되고, 상기 기판(10)과 상기 유리(40) 사이에는 스페이서(20)가 밀폐고정되어 상기 기판(10)과 상기 유리(40) 사이에는 밀폐공간(9)이 형성된다.The
상기 유리(40)로서는 저철분 유리를 사용하는 것이 좋으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the
그리고, 상기 적외선 차단층(30)은 상기 유리(40)의 저면에 형성되어 상기 유리(40)를 통해 상기 태양전지셀(110)로 입사되는 태양광 중 적외선을 차단하기 위한 것이다. In addition, the
상기 적외선 차단층(30)에 의해 적외선이 차단됨으로서, 상기 태양전지셀(110)의 원자진동의 진폭이 증가되는 것을 방지하여 원활한 캐리어의 이동도를 유지할 수 있어 상기 태양전지셀(110)의 발전효율이 저하되는 것을 차단할 수 있다.As the infrared rays are blocked by the
특히, 상기 적외선 차단층(30)은 적외선 차단효율이 우수한 로이(Low-E)층으로 이루어지는 것이 좋다.In particular, the
상기 적외선 차단층(30)은 상기 유리(40)의 저면에 은 등의 금속 또는 금속산화물을 얇게 코팅하여 형성할 수 있음은 물론, 상기 유리(40)의 저면에 로이필름을 접착시켜 형성할 수 도 있다.The
그리고, 상기 기판(10)과 상기 유리(40) 사이의 밀폐공간(9)에는 아르곤가스가 충전되는 것이 바람직하다. The argon gas is preferably filled in the sealed
상기 기판(10)과 상기 유리(40) 사이의 밀폐공간(9)에 아르곤가스가 충전되기 때문에 상기 밀폐공간(9) 내에서 열대류가 발생되지 않아 상기 유리(40) 및 상기 적외선 차단층(30)에서 발생된 열이 상기 태양전지셀(110)에 전달되는 것을 방지할 수 있어 상기 태양전지셀(110)의 발전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.Since argon gas is filled in the sealed
또한, 상기 밀폐공간(9)에 아르곤가스가 충전됨에 따라 상기 적외선 차단층(30)이 산화되는 것을 방지할 수 있어 상기 적외선 차단층(30)의 적외선 차단효과를 지속적으로 유지할 수 있다.In addition, as the argon gas is filled in the sealed
그리고, 도 1에서 보는 바와 같이 상기 기판(10) 및 상기 유리(40)의 테두리를 감싸는 고정프레임(50)이 구비되고, 상기 기판(10) 및 상기 유리(40)와 상기 고정프레임(50) 사이에는 단열부재(70)가 게재되는 것이 좋다.And, as shown in Figure 1 is provided with a
상기 고정프레임(50)으로는 알루미늄 등을 사용할 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Aluminum may be used as the
그리고, 상기 단열부재(70)로는 폴리우레탄, 폴리스틸렌 등을 사용할 수 있다.In addition, polyurethane, polystyrene, or the like may be used as the
이와 같이 상기 기판(10) 및 상기 유리(40)의 테두리를 감싸는 상기 고정프레임(50)이 구비되고, 상기 기판(10) 및 상기 유리(40)와 상기 고정프레임(50) 사이에는 상기 단열부재(70)가 게재되기 때문에 상기 유리(40) 및 상기 고정프레임(50)의 열이 상기 태양전지셀(110)로 전달되는 것을 방지할 수 있어, 상기 태양전지셀(110)의 발전효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.As such, the
그리고, 본 발명의 적외선차단 이중접합 태양전지모듈의 태양전지셀의 온도상승 차단효과를 살펴보기 위하여 도 1과 같은 실험예인 태양전지모듈을 제작하였다. 200W 태양전지셀이 구비된 기판과 저면이 로이(Low-E)필름이 접착된 유리를 스페이서를 이용하여 밀폐고정하여 실험예인 태양전지모듈을 제조하였고, 상기 기판과 상기 유리 사이의 밀폐공간에는 아르곤가스를 충전시켜 사용하였다.In addition, to examine the effect of blocking the temperature rise of the solar cell of the infrared blocking double junction solar cell module of the present invention, a solar cell module, which is the experimental example of FIG. 1, was manufactured. The solar cell module was manufactured as an experimental example by hermetically fixing a substrate equipped with a 200W solar cell and a glass having a low-E film adhered thereto using a spacer, and argon was formed in an airtight space between the substrate and the glass. The gas was used to fill.
그리고, 비교예로서 S사(社)의 태양전지모듈을 구입하여 사용하였다.And as a comparative example, the solar cell module of S company was purchased and used.
상기 실험예와 비교예의 태양전지모듈을 전북 부안군 고성초등학교 운동장에 접지시킨 상태로 일조가능한 9시부터 17시까지 8시간동안 자연태양광에 노출시켰다. The solar cell modules of the Experimental Example and the Comparative Example were exposed to natural sunlight for 8 hours from 9 o'clock to 17 o'clock in the state of being grounded at the playground of Goseong Elementary School in Buan-gun, Jeonbuk.
이때, 외부기온은 최저 24℃에서 최고 31℃의 분포를 보였다.At this time, the external temperature showed a distribution of the lowest 24 ℃ to the highest 31 ℃.
그리고, 상기 실험예의 태양전지모듈의 태양전지셀 표면 및 비교예의 태양전지모듈의 태양전지셀 표면의 온도변화를 IR 카메라(±0.02℃)를 이용하여 시간별로 5회 측정하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.The temperature change of the surface of the solar cell of the solar cell module of the Experimental Example and the surface of the solar cell of the solar cell module of the Comparative Example was measured five times per hour using an IR camera (± 0.02 ° C.). Is the same as
[표 1] 태양전지셀 표면의 온도변화 측정결과[Table 1] Temperature change measurement result of solar cell surface
기온
(℃)Out
Temperatures
(℃)
24
24
26
26
28
28
30
30
31
31
24
24
26
26
28
28
30
30
31
31
(℃)Solar cell temperature
(℃)
26
26
30
30
33
33
36
36
40
40
28
28
38
38
45
45
62
62
81
81
이와 같이 상기 실험예의 태양전지모듈의 태양전지셀 표면이 최저 26℃, 최고 40℃로 14℃의 온도변화가 있는 것으로 측정되었고, 상기 비교예의 태양전지모듈의 태양전지셀 표면이 최저 28℃, 최고 81℃로 53℃의 온도변화가 있는 것으로 측정되었다.As described above, the solar cell surface of the solar cell module of the experimental example was measured to have a temperature change of 14 ° C. at a minimum of 26 ° C. and a maximum of 40 ° C., and the solar cell surface of the solar cell module of the comparative example was 28 ° C. and the highest. It was measured that there was a temperature change of 53 ° C. to 81 ° C.
이는 상기 실험예의 태양전지모듈에 태양광 중 적외선이 차단됨과 동시에 유리와 기판 사이의 밀폐공간에서 열대류가 발생되지 않아 태양전지셀의 표면온도가 상기 비교예의 태양전지모듈의 태양전지셀의 표면온도에 비해 무려 41℃나 낮게 측정된 것으로 사료된다.This is because the infrared rays of sunlight are blocked in the solar cell module of the experimental example and no tropical flow is generated in the sealed space between the glass and the substrate, so that the surface temperature of the solar cell is the surface temperature of the solar cell of the solar cell module of the comparative example. It is estimated to be as low as 41 ℃.
도 1은 본 발명의 일실시예인 적외선차단 이중접합 태양전지모듈을 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an infrared blocking double junction solar cell module according to an embodiment of the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
9; 밀폐공간, 10; 기판,9; Confined space, 10; Board,
110; 태양전지셀, 20; 스페이서,110; Solar cell, 20; Spacer,
30; 적외선 차단층, 40; 유리,30; Infrared barrier layer, 40; Glass,
50; 고정프레임, 70; 단열부재50; Fixed frame, 70; Insulation member
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