KR20110018649A - 태양 전지 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것으로서, 상기 태양 전지 모듈은 태양 전지를 구비하는 태양 전지 어레이, 상기 태양 전지 어레이를 보호하는 보호막, 보호막 위에 위치하는 자외선 보호막, 그리고 자외선 보호막 위에 위치하는 투명 부재를 포함한다. 이로 인해, 자외선 보호막에 의해 보호막으로 입사되는 자외선이 차단되므로, 보호막의 특성 변화와 변색 현상이 방지되고 이로 인해, 태양 전지 어레이로 입사되는 입사량의 감소 현상이 발생하지 않는다.

태양전지, 자외선, 변색, 태양전지모듈, 갈변, 황변, 투명도

Description

태양 전지 모듈 {SOLAR CELL MODULE}

본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경 오염에 대한 문제점이 없어 주목 받고 있다.

일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 각각 이루어지는 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성된다.

이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어 전자와 정공은 n형의 반도체와 p형 반도체쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판쪽으로 이동하고, 기판과 에미터부와 전기적으로 연결된 전극에 의해 수집되며, 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.

이때, 에미터부와 기판 위에는, 에미터부와 기판에 전기적으로 연결된 전극과 각각 연결되는 버스 바(bus bar)와 같은 적어도 하나의 집전부를 위치시켜, 해당 전극에서 수집된 전하가 인접한 집전부를 통해 외부에 연결된 부하로 이동할 수 있도록 한다.

이러한 구조를 갖는 태양 전지에서 생산되는 전압과 전류는 매우 작은 편이므로 원하는 양이 전기 에너지를 얻기 위해서는 여러 개의 태양 전지를 직렬 또는 병렬로 연결한 후 패널(panel) 형태로 방수 처리한 태양 전지 모듈을 제조하여 사용한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 특성 변화를 방지하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 효율을 향상시키는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지를 구비하는 태양 전지 어레이, 상기 태양 전지 어레이를 사이에 두고 서로 마주보게 위치하는 상부 및 하부 보호막, 상기 상부 및 하부 보호막 중 적어도 하나의 보호막 위에 위치하는 적어도 하나의 자외선 보호막, 그리고 상기 적어도 하나의 자외선 보호막 위에 위치하는 적어도 하나의 투명 부재를 포함한다.

상기 특징에 따른 태양 전지 모듈은 상기 하부 보호막의 하부에 위치하는 후면 시트를 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 자외선 보호막은 상기 상부 보호막과 상기 투명 부재 사이에 위치하는 제1 자외선 보호막 그리고 상기 하부 보호막과 상기 후면 시트 사이에 위치하는 제2 자외선 보호막을 포함할 수 있고, 또한 상기 적어도 하나의 자외선 보호막은 상기 투명 부재 위에 위치하는 제3 자외선 보호막을 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 투명 부재는 상기 상부 보호막 위에 위치하는 제1 투명 부재 그리고 상기 상부 보호막 위에 위치하는 제2 투명 부재를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 자외선 보호막은 상기 상부 보호막과 상기 제1 투명 부재 사이에 위치하는 제1 자외선 보호막 그리고 상기 하부 보호막과 상기 제2 투명 부재 사이에 위치하는 제2 자외선 보호막을 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 자외선 보호막은 상기 제1 투명 부재 위에 위치하는 제3 자외선 보호막과 상기 제2 투명 부재 위에 위치하는 제4 자외선 보호막을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 투명 부재는 태양 전지 모듈에 사용되는 투명 부재로서, 상기 투명 부재는 적어도 한 면에 위치하는 자외선 보호막을 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 태양 전지 모듈에 사용되는 보호막으로서, 상기 보호막의 한 면에 위치하는 자외선 보호막을 포함한다.

상기 특징에서, 상기 자외선 보호막은 자외선 흡수제로 이루어지는 것이 좋고, 상기 자외선 흡수제는 벤조 페논(Bensophenone)계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물로 이루어질 수 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 태양 전지 어레이를 보호하는 보호막으로 입사되는 자외선이 차단되어, 자외선으로 인한 보호막의 특성 변화와 변색 현상이 방지되므로, 태양 전지 어레이로 입사되는 입사량의 감소 현상이 발생하지 않아, 태양 전지 모듈의 효율이 향상된다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명 이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.

그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 따른 태양 전지 모듈에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 한 예에 대한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 일부 단면도이고, 도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 어레이를 이루는 태양 전지의 한 예 에 대한 일부 사시도이다. 또한 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 다른 예들에 대한 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)은 태양 전지 어레이(10), 태양 전지 어레이(10)를 보호하는 보호막(20a, 20b), 태양 전지 어레이(10)의 수광면 쪽에 위치한 보호막(이하, '상부 보호막'이라 함)(20a) 위에 위치하는 자외선 보호막(30), 자외선 보호막(30) 위에 위치하는 투명 부재(40), 빛이 입사되지 않는 수광면의 반대 쪽에 위치한 보호막(이하, '하부 보호막'이라 함)(20b)의 하부에 배치된 후면 시트(back sheet)(50), 그리고 이들 구성요소를 수납하는 프레임(60)을 구비한다.

태양 전지 모듈(100)은 태양 전지 어레이(10)에서 출력되는 전압과 전류를 최종적으로 수집하는 외부 장치로 출력하는 단자함(junction box)을 더 포함할 수 있다.

태양 전지 어레이(10)는 행렬 구조로 배열된 복수의 태양 전지(1)를 구비하고, 복수의 태양 전지(1)는 도전성을 갖는 복수의 연결부(도시하지 않음)에 의해 직렬 또는 병렬로 연결되어 있다. 도 1에서, 태양 전지 어레이(10)는 3×3 행렬 구조를 가지고 있지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 행과 열 방향으로 각각 배치되는 태양 전지(1)의 개수는 조절 가능하다.

다음, 도 3을 참고로 하여 태양 전지 어레이(10)에 사용되는 태양 전지(1)의 한 예에 대하여 설명한다.

도 3에 도시한 것처럼, 태양 전지(1)의 한 예는 기판(110), 빛이 입사되는 기판(110)의 수광면에 위치한 에미터부(120), 에미터부(120) 위에 위치한 복수의 제1 전극(141), 에미터부(120) 위에 위치하는 복수의 집전부(142), 복수의 제1 전극(141)과 복수의 집전부(142)가 위치하지 않는 에미터부(120) 위에 위치하는 반사 방지막(130), 기판(110)을 사이에 두고 수광면의 반대쪽 면에 위치하는 제2 전극(151), 그리고 제2 전극(151)과 기판(110) 사이에 형성된 후면 전계(back surface field, BSF)부(171)를 포함할 수 있다.

기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘일 수 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유한다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.

기판(110)의 표면은 텍스처링(texturing) 되어, 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 가질 수 있다. 기판(110)의 표면이 텍스처링 표면으로 형성되면 기판(110)의 수광면에서의 빛 반사도가 감소하고, 텍스처링 표면에서 입사와 반사 동작이 이루어져 태양 전지 내부에 빛이 갇히게 되어 빛의 흡수율이 증가된다. 이에 더하여, 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱 증가한다. 따라서, 태양 전지(1)의 효율이 향상된다.

에미터부(120)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물부로서, 기판(110)과 p-n 접합을 이룬다.

이러한 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 p형이고 에미터부(120)가 n형일 경우, 분리된 정공은 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120)쪽으로 이동하여, 기판(110)에서 정공은 다수 캐리어가 되며, 에미터부(120)에서 전자는 다수 캐리어가 된다.

에미터부(120)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동한다.

에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 에미터부(120)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.

기판(110)의 에미터부(120) 위에는 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx) 등으로 이루어진 반사 방지막(130)이 위치한다. 반사 방지막(130)은 태 양 전지(1)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜 태양 전지(1)의 효율을 높인다. 반사 방지막(130)은 단일막 구조 또는 이중막과 같은 다층막 구조를 가질 수 있고, 필요에 따라 생략될 수 있다.

복수의 제1 전극(141)은 에미터부(120) 위에 형성되어 에미터부(120)와 전기적으로 연결되어 있다. 복수의 제1 전극(141)은 서로 이격되어 있고, 서로 평행하게 정해진 방향으로 뻗어 있다.

각 제1 전극(141)은 에미터부(120)쪽으로 이동한 전하, 예를 들면 전자를 수집하여 집전부(161)로 전달한다.

복수의 제1 전극(141)은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있고, 이들 도전성 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다.

에미터부(12) 위에는 복수의 집전부(142)가 위치하고 있다. 버스 바(bus bar)라고도 불리는 집전부(142)는 제1 전극(141)과 같은 층에 위치하고 제1 전극(141)과 교차하는 방향으로 뻗어 있다.

복수의 집전부(142)는 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있고, 에미터부(120)와 복수의 제1 전극(141)에 연결되어 있다. 따라서, 복수의 집전부(142)는 복수의 제1 전극(141)으로부터 전달되는 전하, 예를 들면 전자를 외부 장치로 출력한다.

복수의 집전부(142)를 구성하는 도전성 금속 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다.

제2 전극(151)은 기판(110)의 수광면과 반대의 면, 즉 기판(11)의 하부면에 위치하고 기판(110)과 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 제2 전극(151)은 기판(110)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다.

제2 전극(151)은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있다. 도전성 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 물질로 이루어질 수 있다.

제2 전극(151)과 기판(110) 사이에 위치한 후면 전계부(171)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, p+ 영역이다.

따라서 기판(110)과 후면 전계부(171)와의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되어 기판(110) 후면쪽으로의 전하(예를 들어, 전자) 이동이 방해되어, 기판(110)의 표면 근처에서 전자와 정공이 재결합하여 소멸되는 것을 감소시킨다.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)의 동작은 다음과 같다.

태양 전지(1)로 빛이 조사되어 에미터부(120)를 통해 반도체의 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체의 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 반사 방지막(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱더 증가한다.

이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n접합에 의해 서로 분리되어 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(120)쪽으로 이동하고, 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 기판(110)쪽으로 이동한다

이처럼, 에미터부(120)쪽으로 이동한 전자는 복수의 제1 전극(141)에 의해 수집되어 복수의 집전부(142)로 이동하고, 기판(110)쪽으로 이동한 정공은 제2 전극(151)에 의해 수집된다.

이러한 집전부(142)와 제2 전극(151)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.

도 2에 도시한 태양 전지(1)는 단지 하나의 예일 뿐이고 도 2에 도시한 태양 전지(1) 이외의 다른 종류의 태양 전지가 태양 전지 어레이(10)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 대안적인 예에서 태양 전지는 복수의 제1 전극(141)과 복수의 집전부(142)가 제2 전극(151)과 함께 빛이 입사되지 않는 태양 전지의 후면에 위치할 수 있다.

또 다른 대안적인 예에서, 태양 전지는 유리와 같은 기판 위에 실리콘을 순차적으로 적층한 박막형 태양 전지일 수 있다. 또한, 서로 반대편에 위치하는 기판의 두 면을 통과하여 빛이 입사되는 구조를 가질 수 있고, 이 경우, 후면 시트(50) 대신 투명 부재가 이용될 수 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 후면 시트(50)는 태양 전지 모듈(100)의 후 면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양 전지(1)를 외부 환경으로부터 보호한다. 이러한 후면 시트(50)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.

상부 및 하부 보호막(20a, 20b)은 습기 침투로 인한 금속의 부식 등을 방지하고 태양 전지 모듈(100)을 충격으로부터 보호한다. 이러한 상부 및 하부 보호막(20a, 20b)은 태양 전지 어레이(10)의 상부 및 하부에 각각 배치된 상태에서 라미네이션 공정(lamination process) 시에 태양 전지 어레이(10)와 일체화된다. 이러한 보호막(20a, 20b)은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어질 수 있다.

상부 보호막(20a) 위에 위치하는 자외선 보호막(30)은 수광면으로부터 입사되는 빛 중 자외선(ultraviolet ray)에 의해 상부 보호막(20a)이 변색되는 것을 방지한다.

본 실시예에서, 자외선 보호막(30)은 자외선 흡수제로 만들어진다.

자외선 흡수제는 태양 광선 중 자외선을 선택적으로 흡수하여 합성 수지에 무해한 열 에너지로 변환한다. 이러한 자외선 흡수제는 벤조 페논(Benzophenone)계 화합물과 벤조트리아졸(Benzotriazole)계 화합물로 이루어진다.

벤조트리아졸계 화합물이 벤조 페논계 화합물다 흡수하는 자외선의 파장 범위가 넓고 흡수하는 자외선의 양도 많아, 벤조트리아졸계 화합물의 성능이 벤조 페논계 물질보다 뛰어나다. 반면, 벤조 페논계 화합물은 벤조트리아졸계 화합물보다 가격이 저렴하여 자외선 보호막(30)의 제조 비용을 절감한다.

상부 보호막(20a) 위에 위치하는 투명 부재(40)는 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저 철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다. 이러한 투명 부재(40)는 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면이 엠보싱(embossing) 처리될 수 있다.

프레임(60)은 절연 물질로 코팅되어 있는 알루미늄 등과 같이 외부 환경으로 인한 부식과 변형 등이 발생하지 않는 물질로 이루어지고, 배수, 설치 및 시공이 용이한 구조를 갖고 있다.

이러한 태양 전지 모듈(100)은 태양 전지(1)를 테스트하는 단계, 테스트가 완료된 복수의 태양 전지(1)를 복수의 연결부를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계, 하부로부터 후면 시트(50), 하부 보호막(20b), 태양 전지 어레이(10), 상부 보호막(20a), 자외선 보호막(30) 및 투명 부재(40)를 순차적으로 배치하는 단계, 진공 상태에서 이들 구성요소(50, 20b, 10, 20a, 30, 40)를 일체화하는 라미네이션 공정을 실시하는 단계, 불필요한 부분을 제거하는 에지 트리밍(edge trimming) 단계 및 모듈 테스트를 실시하는 단계 등의 공정 순서에 따라 제조된다.

이미 설명한 것처럼, 이러한 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)은 자외선 보호막(30)을 구비하고 있다.

이로 인해, 투명 부재(40)를 통해 입사되는 빛 중 자외선은 자외선 보호막(30)에 의해 흡수되어, 상부 보호막(20a)에 도달되는 자외선이 차단된다.

이로 인해, 입사된 자외선으로 인해 상부 보호막(20a)을 구성하는 물질의 화 학적인 결합 등의 변형이나 손상 등으로 인해 상부 보호막(20a)의 특성이 변하여 상부 보호막(20a)의 기능이 떨어지는 문제가 방지된다.

또한, 상부 보호막(20a)의 특성 변화로 인해, 상부 보호막(20a)이 갈색이나 노란색 등으로 변색되어 상부 보호막(20a)의 투명도가 감소하는 현상이 사라진다. 즉, 일반적으로 수광면에 위치한 상부 보호막(20a)의 변색으로 인해 상부 보호막(20a)의 투명도가 감소하면 투명 부재(40)를 통해 태양 전지 어레이(10)로 입사되는 입사광의 양이 감소하여 태양 전지(1)의 효율이 떨어진다. 하지만, 자외선 보호막(30)에 의해 투명도를 떨어뜨리는 보호막(20a)의 변색 현상이 방지되므로, 입사광의 감소로 인한 태양 전지(1)의 효율은 감소하지 않는다.

또한, 자외선 보호막(30)이 투명 부재(40)와 상부 보호막(20a) 사이에 위치하므로 외부에 노출되지 않는다. 이로 인해, 시간이 경과함에 따라 외부 환경으로 인한 물리적인 손상으로부터 자외선 보호막(30)이 보호되므로, 외부 환경으로 인한 자외선 보호막(30)의 수명 단축이 방지된다.

도 1에 도시한 것처럼, 본 발명의 한 실시예에서, 자외선 보호막(30)은 별도의 시트(sheet) 형태로 제작되어 상부 보호막(20a)과 투명 부재(40) 사이에 배치된 후 라미네이션 공정에 의해 상부 보호막(20a) 및 투명 부재(40)와 일체화된다.

하지만, 도 4 및 도 5에 각각 도시한 것처럼, 투명 부재(40)나 상부 보호막(20a)의 한 면에 자외선 보호막(30)을 코팅하거나 적층하여 투명 부재(40)나 상부 보호막(20a)과 일체 형태로 자외선 보호막(30)이 형성될 수 있다.

다음, 도 6 내지 도 8을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설 명한다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 태양 전지 모듈의 일부 단면도이다.

도 1 및 도 2와 비교할 때, 동일한 기능을 수행하는 부분에 대해서는 같은 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명도 생략한다.

도 6에 도시한 태양 전지 모듈(100a)은 도 1 및 도 2와 동일하게, 태양 전지 어레이(10), 상부 및 하부 보호막(20a, 20b), 투명 부재(40) 및 후면 시트(50)를 구비하고 있습니다.

하지만, 도 1 및 도 2와는 달리, 도 6에 도시한 태양 전지 모듈(100a)는 도 1 및 도 2와 동일하게 투명 부재(40)와 상부 보호막(20a) 사이에 위치하는 자외선 보호막(30b) 뿐만 아니라 투명 부재(40) 위에 존재하는 자외선 보호막(30a)을 더 구비하고 있다.

이로 인해, 입사면에 위치하는 상부 보호막(20a)에 도달하는 자외선은 자외선 보호막(30b)뿐만 아니라 자외선 보호막(30a)에서 흡수되므로, 상부 보호막(20a)에 도달하는 자외선의 양은 크게 감소한다. 따라서 자외선으로 인한 상부 보호막(20a)의 변색 문제가 역시 크게 줄어든다.

또한 도 7에 도시한 태양 전지 모듈(100b)은 도 1 및 도 2와 동일하게, 태양 전지 어레이(10), 상부 및 하부 보호막(20a, 20b) 및 투명 부재(40a)를 구비하고 있습니다. 하지만, 도 1 및 도 2와는 달리, 태양 전지 모듈(100b)은 수광면의 반대쪽에 위치한 후면 시트 대신 별도의 투명 부재(40b)를 더 구비하고 있고, 상부 및 하부 보호막(20a, 20b)과 각 해당 투명 부재(40a, 40b) 사이에 각각 자외선 보호막(30a, 30b)를 구비하고 있습니다.

이로 인해, 태양 전지 모듈(100b)은 태양 전지 어레이(10)를 중심으로 서로 대향하는 두 개의 투명 부재(40a, 40b)를 통해 태양 광이 입사되고, 입사된 태양 광은 각각 상부 및 하부 보호막(20a, 20b)을 거쳐 태양 전지 어레이(10)로 입사된다.

이 경우, 태양 광이 태양 전지 모듈(100b)의 양 면으로 입사되므로, 태양 전지의 동작 효율이 향상된다. 또한, 이미 설명한 것처럼, 상부 및 하부 보호막(20a, 20b) 위에 각각 자외선을 흡수하는 자외선 보호막(30a, 30b)이 존재하므로, 자외선으로 인한 상부 및 하부 보호막(20a, 20b)의 변색이 방지된다.

도 8에 도시한 태양 전지 모듈(100c)은 도 7에 도시한 태양 전지 모듈(100b)과 유사하게, 태양 전지 어레이(10), 태양 전지 어레이(10)의 양면에 각각 위치한 두 개의 보호막(20a, 20b), 보호막(20a, 20b) 위에 각각 위치한 두 개의 하부 투명 부재(40a, 40b), 그리고 보호막(20a, 20b)과 투명 부재(40a, 40b) 사이에 각각 위치하는 자외선 보호막(30a, 30b)을 구비하고 있다.

하지만, 도 7과는 달리, 태양 전지 모듈(100c)은 도 6에 도시한 태양 전지 모듈(100a)과 유사하게 투명 부재(40a, 40b) 위에 각각 별도의 자외선 보호막(30c, 30d)을 추가로 구비하고 있다. 이로 인해, 상부 및 하부 보호막(20a, 20b)으로 각각 입사되는 자외선이 자외선 보호막(30a, 30b)뿐만 아니라 자외선 보호막(30c, 30d)에 차단되어 상부 및 하부 보호막(20a, 20b)의 변색을 방지한다.

도 6 내지 도 8에 도시한 자외선 보호막(30a-30d) 역시 도 1에 도시한 것처럼, 별도의 시트로 형성되어 해당 위치에 배치될 수 있고, 도 4 및 도 5에 도시한 것처럼, 적절한 구성 요소의 적어도 한 면에 코팅되거나 적층되어 해당 구성요소와 일체 형태로 제작될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 한 예에 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 일부 단면도이다.

도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 어레이를 이루는 태양 전지의 한 예에 대한 일부 사시도이다.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 다른 예들에 대한 분해 사시도이다.

도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 다른 실시예들에 따른 태양 전지 모듈의 일부 단면도이다.

*도면의 주요부분의 간단한 설명*

10: 태양 전지 어레이 20a, 20b: 보호막

30. 30a-30d: 자외선 보호막 40, 40a-40b: 투명 부재

50: 후면 시트 60: 프레임

110: 기판 120: 에미터부

130: 반사 방지막 141: 제1 전극

142: 집전부 151: 제2 전극

171: 후면 전계부 100, 100a-100c: 태양 전지 모듈

Claims (17)

1. 복수의 태양 전지를 구비하는 태양 전지 어레이,

   상기 태양 전지 어레이를 사이에 두고 서로 마주보게 위치하는 상부 및 하부 보호막,

   상기 상부 및 하부 보호막 중 적어도 하나의 보호막 위에 위치하는 적어도 하나의 자외선 보호막, 그리고

   상기 적어도 하나의 자외선 보호막 위에 위치하는 적어도 하나의 투명 부재

   를 포함하는 태양 전지 모듈.
2. 제1항에서,

   상기 자외선 보호막은 자외선 흡수제로 이루어진 태양 전지 모듈.
3. 제2항에서,

   상기 자외선 흡수제는 벤조 페논(Bensophenone)계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물로 이루어지는 태양 전지 모듈.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,

   상기 하부 보호막의 하부에 위치하는 후면 시트를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
5. 제4항에서,

   상기 적어도 하나의 자외선 보호막은 상기 상부 보호막과 상기 투명 부재 사이에 위치하는 제1 자외선 보호막 그리고 상기 하부 보호막과 상기 후면 시트 사이에 위치하는 제2 자외선 보호막을 포함하는 태양 전지 모듈.
6. 제5항에서,

   상기 적어도 하나의 자외선 보호막은 상기 투명 부재 위에 위치하는 제3 자외선 보호막을 더 포함하는 태양 전지 모듈.
7. 제1항에서,

   상기 적어도 하나의 투명 부재는 상기 상부 보호막 위에 위치하는 제1 투명 부재 그리고 상기 상부 보호막 위에 위치하는 제2 투명 부재를 포함하는 태양 전지 모듈.
8. 제7항에서,

   상기 적어도 하나의 자외선 보호막은 상기 상부 보호막과 상기 제1 투명 부재 사이에 위치하는 제1 자외선 보호막 그리고 상기 하부 보호막과 상기 제2 투명 부재 사이에 위치하는 제2 자외선 보호막을 포함하는 태양 전지 모듈.
9. 제8항에서,

   상기 적어도 하나의 자외선 보호막은 상기 제1 투명 부재 위에 위치하는 제3 자외선 보호막과 상기 제2 투명 부재 위에 위치하는 제4 자외선 보호막을 더 포함하는 태양 전지 모듈.
10. 제7항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,

    상기 자외선 보호막은 자외선 흡수제로 이루어진 태양 전지 모듈.
11. 제10항에서,

    상기 자외선 흡수제는 벤조 페논(Bensophenone)계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물로 이루어지는 태양 전지 모듈.
12. 태양 전지 모듈에 사용되는 투명 부재에서,

    상기 투명 부재는 적어도 한 면에 위치하는 자외선 보호막을 포함하는 투명 부재.
13. 제12항에서,

    상기 자외선 보호막은 자외선 흡수제로 이루어진 투명 부재.
14. 제13항에서,

    상기 자외선 흡수제는 벤조 페논(Bensophenone)계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물로 이루어지는 투명 부재.
15. 태양 전지 모듈에 사용되는 보호막에서,

    상기 보호막의 한 면에 위치하는 자외선 보호막을 포함하는 보호막.
16. 제15항에서,

    상기 자외선 보호막은 자외선 흡수제로 이루어진 보호막.
17. 제16항에서,

    상기 자외선 흡수제는 벤조 페논(Bensophenone)계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물로 이루어지는 보호막.

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