KR20110131383A - Cigs solarcell module with silicone sealant bond and laminating process manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막형 태양전지 모듈 및 그 라미네이션 공정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지 모듈을 제조하는데 소요되는 공정시간을 단축시키고 자외선 및 가시광선영역의 태양빛 투과도를 향상시켜 태양전지 효율을 증가시키며 더불어 자외선에 안정된 박막형 태양전지 모듈을 제조할 수 있는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 및 이를 제조하기 위한 라미네이션 공정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin-film solar cell module and a lamination process method, and more particularly, to shorten the process time required to manufacture the solar cell module and to improve the solar cell efficiency in the ultraviolet and visible light region to increase the solar cell efficiency In addition, the present invention relates to a CIGS solar cell module having a silicon adhesive layer capable of manufacturing a thin film solar cell module stable to ultraviolet rays, and a lamination process method for manufacturing the same.
일반적으로 태양전지 모듈이란 다수개의 태양전지를 직, 병렬로 연결하고 외부환경으로부터 보호하기 위하여 충진재(EVA), 유리등을 적층(lay-up)하여 압축한 것으로서, 이것은 대략 0.6V의 전압과 3A 이상의 전류를 생성하는 한 개의 태양전지로부터 실생활에 상용될 수 있는 적절한 전압과 전류를 생성하기 위한 것이다.In general, a solar cell module is a laminate of compressed materials (EVA), glass, etc. in order to connect a plurality of solar cells in series and in parallel to protect them from the external environment. This is a voltage of approximately 0.6V and 3A. It is to generate an appropriate voltage and current that can be used in real life from one solar cell that generates the above current.
태양전지 모듈 구조는 일반적인 결정질 실리콘 태양전지 모듈 구조와 박막 태양전지 모듈 구조로 대별되는 바, 결정질 실리콘 태양전지 모듈은 다수개의 태양전지를 접속리본으로 연결하여 충진재와 유리기판, 백시트 등을 적층 압축시켜 제조하며, 박막 태양전지 모듈은 태양전지 자체가 모듈형태로 제조되므로 충진재와 유리기판으로 된 보호막(커버 유리)만을 적층 압축시켜 제조한다.The solar cell module structure is divided into general crystalline silicon solar cell module structure and thin film solar cell module structure. The crystalline silicon solar cell module laminates and compresses a filler, a glass substrate, and a back sheet by connecting a plurality of solar cells with a connection ribbon. The thin film solar cell module is manufactured by laminating and compressing only a protective film (cover glass) made of a filler and a glass substrate since the solar cell itself is manufactured in a module form.
또한, 이와 같이 태양전지 모듈을 제조하기 위해서, 태양전지 모듈 구성부품들을 레이업하여 적층시킨 다음 이것을 일정길이의 컨베이어 벨트 위에 배치하고 벨트를 구동시켜 라미네이터까지 이송 및 적절한 위치에 로딩하여 라미네이션 공정을 실시하였다.In addition, in order to manufacture the solar cell module, the solar cell module components are laid up and stacked, and then placed on a conveyor belt of a certain length, and the belt is driven to be transferred to the laminator and loaded at an appropriate position to perform a lamination process. It was.
그러나, 이와 같은 종래 기술에 의해 태양전지 모듈은, 커버유리위에 통상적인 접착제로 사용되는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)수지 또는 폴리비닐부티랄(PVB)수지를 충진재로 투입하고, 그 위에 소자가 형성된 유리를 투입정렬시킨 다음 라미네이션공정에 의해 압착시켜 모듈을 제조하게 되는데, 이때, 통상적인 접착제로 사용되는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)수지의 경우, 투명성, 완충성, 탄성, 인장강도가 우수하고 접착력이 우수하다고 알려져 있으나, 라미네이션공정의 압착과정에서 내부의 기포 및 가스를 제거하고 커버유리와 소자유리를 접착시키는데 대략 25분의 제조시간이 소요되게 된다. 이와 같이 소요되는 오랜 제조시간은 태양전지 모듈의 양산성을 저하시키는 원인이 되고 있으며, 따라서 이를 극복하고자 많은 연구가 진행되고 있다. However, according to the prior art, the solar cell module is filled with ethylene vinyl acetate (EVA) resin or polyvinyl butyral (PVB) resin, which is used as a conventional adhesive on the cover glass, as a filler, and the glass on which the device is formed. After aligning and compressing by lamination process to produce a module, in this case, in the case of ethylene vinyl acetate (EVA) resin used as a conventional adhesive, it has excellent transparency, buffering properties, elasticity, tensile strength and excellent adhesion Although it is known that the process takes about 25 minutes to remove the bubbles and gases inside the bonding process of the lamination process and to adhere the cover glass and the element glass. Such a long manufacturing time is a cause of lowering the mass productivity of the solar cell module, so a lot of research has been conducted to overcome this.
또한, 접착제로 사용되는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)수지가 태양빛의 투과율을 저하시켜 태양전지의 효율을 높이는데 단점으로 작용하고 있다.In addition, the ethylene vinyl acetate (EVA) resin used as an adhesive lowers the transmittance of sunlight and serves as a disadvantage in increasing the efficiency of solar cells.
따라서, 태양전지의 자외선 및 가시광선영역의 빛의 투과도를 높일 수 있으면서도, 강한 접착력과 함께 계속해서 작용하는 자외선 및 가시광선에 의해 태양전지의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 장시간 안정적으로 전력생산이 가능한 태양전지의 필요성이 대체에너지 개발 및 신녹색성장의 추구와 더불어 요구되고 있다.As a result, it is possible to increase the transmittance of light in the ultraviolet ray and visible light region of the solar cell, while also producing power stably for a long time to prevent the life of the solar cell from being shortened by the ultraviolet ray and the visible ray continuously acting with strong adhesion. The need for such a viable solar cell is required along with the development of alternative energy and the pursuit of new green growth.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 제1목적은 박막형 태양전지, 특히 CIGS 태양전지 모듈의 제조시간이 경감되어 태양전지 모듈의 양산성이 높아지는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the first object of the present invention is a thin film solar cell, in particular CIGS solar cell CIGS solar cell having a silicon adhesive layer to reduce the production time of the solar cell module to reduce the production time To provide a module lamination process method.
또한, 본 발명의 제2목적은 박막형 태양전지 모듈을 제조시, 태양전지의 자외선 및 가시광선영역의 빛의 투과도를 높여 태양전지 효율을 상승시키며, 계속해서 작용하는 자외선 및 가시광선에 의해 태양전지의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있어 장시간 안정적으로 전력생산이 가능한 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법을 제공하는 것이다.In addition, the second object of the present invention is to increase the transmittance of light in the ultraviolet ray and visible light region of the solar cell when manufacturing the thin-film solar cell module, to increase the efficiency of the solar cell, the solar cell by the continuously acting ultraviolet and visible light It is to provide a CIGS solar cell module lamination process method having a silicon adhesive layer that can prevent the life of the shortened to be able to produce a stable power for a long time.
또한, 본 발명의 제3목적은 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법에 따라 제조됨에 따라, 자외선 및 가시광선영역의 빛의 투과도가 높고, 수명단축이 방지되며, 태양전지 모듈 제조시간이 경감되어 양산성이 매우 높은 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.In addition, according to the third object of the present invention is manufactured according to the CIGS solar cell module lamination process method with a silicon adhesive layer, the transmittance of light in the ultraviolet and visible light region is high, life shortening is prevented, solar cell module manufacturing time This is to provide a CIGS solar cell module with a reduced silicon adhesive layer of high productivity.
상기 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법은,In order to solve the problems of the present invention, the CIGS solar cell module lamination process method provided with a silicon adhesive layer according to the present invention,
박막형 태양전지 모듈을 제조하는 라미네이팅 공정방법에 있어서,In the laminating process method for manufacturing a thin film solar cell module,
세정된 커버유리판을 라미네이터장치와 연결된 태양전지 인라인제조공정 설비에 투입하는 단계(S1단계);Injecting the cleaned cover glass plate into a solar cell inline manufacturing process facility connected to the laminator device (step S1);
상기 커버유리판 위에 액상의 실리콘실란트를 균일하게 도포하는 단계(S2단계);Uniformly applying a liquid silicone sealant on the cover glass plate (step S2);
상기 커버유리판 위에 도포된 실리콘실란트를 1차 경화시켜 투명접착층을 형성하는 단계(S3단계);Forming a transparent adhesive layer by first curing the silicone sealant applied on the cover glass plate (step S3);
상기 1차 경화된 투명접착층이 형성된 상기 커버유리판 위에 소자가 형성된 기판인 소자기판을 소자가 상기 1차 경화된 투명접착층과 접촉하도록 투입하여 적층시키는 단계(S4단계);Stacking an element substrate, which is a substrate on which the element is formed, on the cover glass plate on which the primary cured transparent adhesive layer is formed so that the element contacts the primary cured transparent adhesive layer (step S4);
라미네이터 대상물(순서대로 적층된 상기 커버유리판, 상기 1차 경화된 투명접착층 및 상기 소자기판)을 라미네이터장치에 투입하여 압착시키면서 상기 1차 경화된 투명접착층을 2차 경화시켜 투명실리콘접착층을 형성하고 태양전지 모듈을 완성하는 단계(S5단계); 및Laminating the object (the cover glass plate, the primary cured transparent adhesive layer and the element substrate) laminated in order to the laminator device and press the secondary cured transparent adhesive layer while forming a transparent silicon adhesive layer and pressed Completing the battery module (step S5); And
상기 완성된 태양전지 모듈을 상기 라미네이터장치 외부로 배출시키는 단계(S6단계);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.And discharging the completed solar cell module to the outside of the laminator device (step S6).
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 S1단계의 커버유리판은 태양광 투과율이 높으면서도 유리파손이 방지되는 저철분강화유리인 것을 특징으로 한다.The cover glass plate of step S1 is characterized in that the low iron tempered glass that is high in the solar transmittance and glass breakage is prevented.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 S2단계의 액상의 실리콘실란트는 멀티분사노즐을 구비한 노즐장치에 의해 일정두께로 균일하게 분사시켜 도포하거나, 또는 T다이를 이용하여 일정두께의 필름형상으로 균일하게 도포하는 것을 특징으로 한다.The liquid silicone sealant of step S2 may be applied by uniformly spraying at a predetermined thickness by a nozzle apparatus having a multi-spray nozzle, or uniformly applying a film of a predetermined thickness by using a T die.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
도포된 상기 실리콘실란트의 두께는 0.45mm인 것을 특징으로 한다.The thickness of the applied silicone sealant is characterized in that 0.45mm.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 S3단계의 상기 1차 경화된 투명접착층의 실리콘실란트는 상방 또는 하방에 구비된 히터를 이용하여 100~200℃의 온도범위로 100sec 동안 가열하여 1차 경화시키는 것을 특징으로 한다.The silicone sealant of the first cured transparent adhesive layer of the step S3 is characterized in that the primary curing by heating for 100sec in a temperature range of 100 ~ 200 ℃ using a heater provided above or below.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 가열온도범위가 140℃인 것을 특징으로 한다.The heating temperature range is characterized in that 140 ℃.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 S4단계의 상기 소자기판은 소다석회 유리기판위에 하부전극으로 몰리브덴(Mo)층, 그 위에 CIGS층, CdS층, ZnO층, 투명전극층이 순차적으로 적층되고, 최상부에 상부전극이 연결된 구조를 갖는 기판인 것을 특징으로 한다.The device substrate of step S4 has a structure in which a molybdenum (Mo) layer, a CIGS layer, a CdS layer, a ZnO layer, and a transparent electrode layer are sequentially stacked on the soda-lime glass substrate as a lower electrode, and an upper electrode is connected to the top thereof. Characterized in that the substrate.
또한, 본 발명은 In addition,
상기 S4단계의 상기 소자기판은 상기 소다석회 유리기판과 상기 몰리브덴(Mo)층 사이에 배리어층을 더 구비한 것을 특징으로 한다.The device substrate of step S4 may further include a barrier layer between the soda lime glass substrate and the molybdenum (Mo) layer.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 S5단계의 상기 라미네이터장치는 라미네이팅부와 진공펌프를 포함하여 구성되며, The laminator device of the step S5 is configured to include a laminating unit and a vacuum pump,
상기 라미네이팅부는 진공/압력포트를 구비한 상부커버, 상기 상부커버 내측에 부착결합된 고무격판, 하부 일측에 진공구멍이 형성되고 상기 진공구멍에 연통되는 진공포트를 구비하며 내부 저면에는 히터 플래툰이 구비된 하부챔버로 구성된 것이 특징이고, 상기 진공펌프는 상기 라미네이터부 내부 공기를 흡입하여 진공상태를 유지하면서 태양전지 모듈에서 발생되는 기포를 제거하는 것을 특징으로 한다.The laminating unit includes a top cover having a vacuum / pressure port, a rubber plate attached to the inside of the top cover, a vacuum hole formed at one lower side thereof, and a vacuum port communicating with the vacuum hole. Characterized in that it consists of a lower chamber, the vacuum pump is characterized in that to remove the bubbles generated in the solar cell module while maintaining the vacuum state by sucking the air inside the laminator unit.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 라미네이터장치에 투입된 상기 라미네이팅 대상물을 일정압력으로 압착시키면서 상기 히터플래툰을 이용하여 100~200℃의 온도범위로 100sec 동안 가열하여 2차 경화시키는 것을 특징으로 한다.While pressing the laminating object put into the laminator device at a predetermined pressure, it is characterized in that the secondary curing by heating for 100sec in a temperature range of 100 ~ 200 ℃ using the heater platen.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 가열온도범위가 140℃인 것을 특징으로 한다.The heating temperature range is characterized in that 140 ℃.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 S5단계와 S6단계 사이에 완성된 태양전지 모듈의 내부 온도를 저하시키는 단계(S7단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It further comprises the step (S7 step) of lowering the internal temperature of the completed solar cell module between the step S5 and S6.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 완성된 태양전지 모듈의 냉각온도가 50 ~ 80℃ 온도인 것을 특징으로 한다.Cooling temperature of the completed solar cell module is characterized in that the 50 ~ 80 ℃ temperature.
또한, 본 발명은 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈을 제공하는 것이 특징이다.In addition, the present invention is characterized by providing a CIGS solar cell module having a silicon adhesive layer.
본 발명의 라미네이션공정 방법에 따라 박막형 태양전지 모듈을 제조함으로써, 태양전지 모듈의 제조시간이 경감되어 태양전지 모듈의 양산성이 높아지는 효과가 있다. By manufacturing the thin-film solar cell module according to the lamination process method of the present invention, the manufacturing time of the solar cell module is reduced, thereby increasing the mass productivity of the solar cell module.
또한, 본 발명의 라미네이션공정 방법에 따라 박막형 태양전지 모듈을 제조함으로써, 태양전지의 자외선 및 가시광선영역의 빛의 투과도를 높여 태양전지 효율을 상승시키며, 계속해서 작용하는 자외선 및 가시광선에 의해 태양전지의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있어 장시간 안정적으로 전력생산이 가능한 효과가 있다.In addition, by manufacturing a thin-film solar cell module according to the lamination process method of the present invention, by increasing the transmittance of light in the ultraviolet ray and visible light region of the solar cell to increase the efficiency of the solar cell, the sun by the continuously acting ultraviolet rays and visible light The life of the battery can be prevented from being shortened, and thus the power can be stably produced for a long time.
도 1은 본 발명에 따른 라미네이션 공정방법으로 태양전지 모듈 제조공정을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 라미네이션 공정방법으로 태양전지 모듈 제조공정을 나타내는 순서도,
도 3의 (a),(b)는 본 발명에 따른 라미네이션 공정방법으로 제조된 태양전지 모듈구조를 나타내는 도면.1 is a view showing a solar cell module manufacturing process by the lamination process according to the invention,
2 is a flow chart showing a solar cell module manufacturing process by the lamination process method according to the invention,
Figure 3 (a), (b) is a view showing a solar cell module structure manufactured by the lamination process method according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 라미네이션 공정방법으로 태양전지 모듈 제조공정을 나타내는 도면, 도 2는 본 발명에 따른 라미네이션 공정방법으로 태양전지 모듈 제조공정을 나타내는 순서도, 도 3의 (a),(b)는 본 발명에 따른 라미네이션 공정방법으로 제조된 태양전지 모듈구조를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a solar cell module manufacturing process by the lamination process method according to the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a solar cell module manufacturing process by the lamination process method according to the present invention, Figures 3 (a), (b) Is a view showing a solar cell module structure manufactured by a lamination process according to the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막형 태양전지, 특히 CIGS 태양전지에 대한 라미네이션 공정과정은 다음과 같다.As shown in Figure 1 and 2, the lamination process for the thin-film solar cell, in particular CIGS solar cell according to the present invention is as follows.
(1) S1단계(1) step S1
세정된 커버유리판(100)을 라미네이터장치와 연결된 태양전지 인라인제조공정 설비에 투입한다.The cleaned
여기서, 커버유리(100)는 태양광 투과율이 높으면서도 유리파손이 방지되는 저철분강화유리가 바람직하다.Here, the
(2) S2단계(2) S2 stage
투입되어 정렬된 커버유리판(100) 위에 액상의 실리콘실란트를 멀티분사노즐을 구비한 다양한 형상의 노즐장치에 의해 일정두께로 균일하게 분사시켜 도포하거나, 또는 T다이를 이용하여 액상의 실리콘실란트를 일정두께의 필름형상으로 균일하게 도포한다.The liquid silicone sealant is uniformly sprayed onto the
이때, 도포된 실리콘실란트(200a)의 두께는 대략 0.45mm가 바람직하며, 실리콘실란트는 액상 실리콘과 경화제를 1:1로 섞은 2액형이 가장 바람직하다.In this case, the thickness of the coated
(3) S3단계(3) S3 stage
그런 다음, 커버유리판(100) 위에 도포된 실리콘실란트(200a)를 상방 또는 하방에 구비된 히터(H1)를 이용하여 대략 100~200℃의 온도, 바람직하게는 대략 140℃의 온도에서 대략 100sec 동안 가열하여 1차 경화시킴으로써 1차 경화된 투명접착층(200b)을 형성한다.Then, the
(4) S4단계(4) S4 stage
1차 경화된 투명접착층(200b)이 형성된 커버유리판(100) 위에 소자가 형성된 기판인 소자기판(300)을 소자가 1차 경화된 투명접착층(200b)과 접촉하도록 투입하여 적층시킨다.On the
여기서, 소자기판(300)은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 소다석회 유리기판(310)위에 하부전극으로 몰리브덴(Mo)층(330), 그 위에 CIGS층(340), CdS층(350), ZnO층(360), 투명전극층(370)이 순차적으로 적층된 것으로, 최상부에 상부전극(380)이 연결된 구조를 갖는 기판을 말한다. 또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 유리기판(310)과 몰리브덴층(330) 사이에 배리어층(320)을 더 구비하여 유리기판으로부터 확산되는 Na등의 알칼리성분 량을 조절하고, 유리기판(310)과 볼리브덴층(330) 사이의 박리 및 몰리브덴층(330)과 CIGS층(340) 사이의 박리현상을 방지할 수 있다.Here, the
물론, 이에 한정되는 것이 아님은 명백하며, 다양한 박막형 소자기판에 적용가능하다.Of course, the present invention is not limited thereto, and it is applicable to various thin film device substrates.
CIGS 태양전지 제작시 사용되는 소다석회 유리기판은 통상적인 코닝유리에 비해 가격이 저렴할 뿐만 아니라, CIGS 태양전지용 기판으로 사용되기 위한 요건인 진공 적합성(Vacuum compatibility), 열적 안정성(Thermal Stability), 낮은 열팽장계수(Suitable thermal expansion), 내화학성(Chemical inertness), 낮은 투습율, 표면거칠기, 비용, 상용성 및 무게 등과 관련한 요구조건들을 부합시키기 때문에 태양전지 제작에 많이 사용된다.Soda-lime glass substrates used in manufacturing CIGS solar cells are not only cheaper than conventional corning glass, but also vacuum compatibility, thermal stability, and low heat, which are required for use as substrates for CIGS solar cells. It is widely used in the manufacture of solar cells because it meets requirements related to coefficient of thermal expansion, chemical inertness, low moisture permeability, surface roughness, cost, compatibility and weight.
(5) S5단계(5) S5 stage
이와 같이, 커버유리판(100), 1차 경화된 투명접착층(200b) 및 소자기판(300)이 순서대로 적층되어 형성된 라미네이팅 완료전 태양전지 모듈(이하, '라미네이팅 대상물'이라 함)을 라미네이팅부(L)와 진공펌프를 포함하여 구성된 라미네이터장치(미도시)에 투입한다.As such, the
라미네이터장치의 라미네이팅부(L)는 상부 중앙에 진공/공기구멍이 형성되고 진공/공기구멍에 연통되는 진공/압력포트를 구비한 상부커버, 상부커버 내측 테두리에 부착결합된 고무격판(D), 하부 일측에 진공구멍이 형성되고 진공구멍에 연통되는 진공포트를 구비한 하부챔버로 구성되어 라미네이팅 대상물을 일정압력으로 가압하여 압착시킨다. 또한, 진공펌프는 라미네이터부 내부 공기를 흡입하여 진공상태를 유지하면서 태양전지 모듈에 발생되는 기포 등을 제거한다. 더욱이, 하부챔버 내부 저면에는 히터가 내장되어 가열되거나 전기공급에 따른 전열작용에 의해 가열되는 동판으로 구성된 히터플래툰(H2)이 구비되어 있다. The laminating part (L) of the laminator device includes an upper cover having a vacuum / pressure hole formed in the upper center and communicating with the vacuum / air hole, a rubber plate (D) attached to the inner edge of the upper cover, A vacuum hole is formed at one side of the lower side, and is composed of a lower chamber having a vacuum port communicating with the vacuum hole. In addition, the vacuum pump removes air bubbles and the like generated in the solar cell module while maintaining the vacuum state by sucking the air inside the laminator unit. In addition, a heater platen (H 2 ) consisting of a copper plate is provided on the inner bottom surface of the lower chamber, the heater is built-in or heated by the heat transfer action according to the electricity supply.
이때, 라미네이팅 대상물을 라미네이터장치로의 투입은 제어부의 외부조작 또는 내장된 센서를 통해 제어되는 컨베이어벨트(미도시), 로봇(미도시), 그립수단(미도시)과 같은 이송수단에 의해 이송되어 투입된다.At this time, the laminating object is introduced into the laminator device is transferred by a conveying means such as a conveyor belt (not shown), a robot (not shown), a grip means (not shown) controlled by an external operation of the controller or a built-in sensor. Is committed.
또한, 라미네이터장치로 이송된 라미네이팅 대상물은 히터 플래툰위에 셋팅된다.In addition, the laminating object transferred to the laminator device is set on the heater platoon.
물론, 라미네이팅부에는 태양전지 모듈 완료후 내부 온도를 저하시킬 수 있도록 히터플래툰의 열을 냉각시키는 수냉수단(미도시)이 더 구비될 수 있다.Of course, the laminating unit may be further provided with water cooling means (not shown) for cooling the heat of the heater plate to reduce the internal temperature after completion of the solar cell module.
이와 같은 구성의 라미네이터장치로 이송되어 투입된 라미네이팅 대상물을 히터플래툰을 이용하여 대략 100~200℃의 온도범위, 바람직하게는 대략 140℃ 온도에서 가열하면서, 동시에 라미네이팅부를 이용하여 대략 100sec 동안 압착시킴으로써, 1차 경화된 투명접착층(200b)을 2차 경화시키면서 투명실리콘접착층(200)을 형성하고 라미네이팅 대상물의 구성요소들을 접착시킨다.The laminating object transferred to the laminator device having such a configuration is heated in a temperature range of about 100 to 200 ° C., preferably about 140 ° C. using a heater platen, and simultaneously pressed for about 100 sec using the laminating part, 1 While curing the secondary cured transparent
이와 같이 실리콘실란트가 경화되어 구성된 투명실리콘접착층(200)은, 에바수지 등 기존의 다른 접착제에 비해 신속한 경화기능과 우수한 접착력에 의해 택타임이 줄어들어 공정소요시간을 월등히 단축시킬 수 있으며, 태양전지를 외부 충격으로부터 보호해주는 역할과 습기 침입 및 태양전지 전극의 부식방지 등의 역할을 한다. 또한, 기존의 에바수지에 비해 투명성, 완충성, 탄성, 인장강도가 우수하고 특히, 투과율이 우수하며 자외선에 대한 내구성이 양호한 특징이 있다.As described above, the transparent silicone
또한, 이와 같이 본 발명이 적용되는 공정에서는 라미네이터장치에서 라미네이팅 대상물을 압착시켜 태양전지 모듈을 완성하는데 드는 소요시간이 대략 100sec인데 반하여, 기존의 에바수지가 적용되는 공정에서는 대략 25min이 소요되므로, 대량생산 및 경제성 면에서 본 발명은 월등한 효과가 있다.In addition, in the process to which the present invention is applied, the time required to complete the solar cell module by compressing the laminating object in the laminator device is about 100 sec, whereas in the process to which the existing EVA resin is applied, it takes about 25 min. The present invention has an excellent effect in terms of production and economics.
(6) S6단계(6) S6 stage
커버유리판(100), 투명실리콘접착층(200) 및 소자기판(300)으로 형성된 완성된 태양전지 모듈을 라미네이터장치 외부로 배출한다.The completed solar cell module formed of the
(7) S7단계(7) S7 stage
또한, 상기 S5단계와 S6단계 사이에는 완성된 태양전지 모듈의 내부 온도를 저하시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step S5 and S6 may further comprise the step of lowering the internal temperature of the completed solar cell module.
이때, 완성된 태양전지 모듈의 냉각온도는 50 ~ 80℃ 온도가 바람직하다.At this time, the cooling temperature of the completed solar cell module is preferably 50 ~ 80 ℃ temperature.
본 발명에 따른 공정에서, 상술한 바와 같은 적층순서 대신에 소자기판(300)->투명실리콘접착층(200)->커버유리판(100) 순서로 하여도 무방하나, 소자기판(300)에 투명접착층을 형성하면서 소자기판에 형성된 태양전지소자의 박막이 손상될 여지도 있으므로, 커버유리판(100)에 투명실리콘접착층(200)을 형성한 후 그 위에 소자기판(300)을 압착시키는 순서가 바람직하다.In the process according to the present invention, instead of the stacking order as described above, the device substrate 300-> transparent silicon adhesive layer 200->
이와 같은 제조공정에 의해 제조된 실리콘접착층을 구비한 태양전지 모듈의 특성을 기존의 에바수지 접착층을 구비한 태양전지 모듈과 비교하면 다음과 같다.The characteristics of the solar cell module having the silicon adhesive layer manufactured by the manufacturing process as described above are as follows.
(1) 에바수지 접착층을 구비한 태양전지 모듈 경우에는 자외선을 단지 차단할 뿐인 반면에, 실리콘접착층을 구비한 경우에는 가시광선영역의 빛 이외에 자연광에서 대략 3~5%에 해당되는 자외선(UV)도 흡수함에 따라 투과율이 에바수지 접착층을 구비한 경우보다 월등히 높아지게 되고, 그럼으로써 태양전지 모듈의 효율도 대략 1.5~1.7% 정도 높아지게 된다.(1) In the case of a solar cell module with an EVA resin adhesive layer, only the ultraviolet light is blocked, whereas with a silicon adhesive layer, UV rays corresponding to about 3 to 5% of natural light in addition to light in the visible ray region are also included. As a result of the absorption, the transmittance is much higher than that provided with the EVA resin adhesive layer, thereby increasing the efficiency of the solar cell module by about 1.5 to 1.7%.
(2) 태양전지 모듈 제조시 소요되는 라미네이션공정시간이 에바수지 접착층을 구비한 태양전지 모듈 경우에는 대략 25분(min)인 반면에, 실리콘접착층을 구비한 경우에는 대략 1~2분 정도 소요됨에 따라 대량생산이 가능하고 경제적이다.(2) Lamination process time required to manufacture solar cell module is about 25 minutes (min) for solar cell module with EVA resin adhesive layer, while it takes about 1 ~ 2 minutes for silicon adhesive layer. Therefore, mass production is possible and economical.
(3) 따라서, 실리콘접착층을 구비한 경우에는 라미네이터장치 구동시간이 적어짐에 따라, 고진공상태를 유지하는 시간부담이 줄어들고, 그로 인해 진공펌프나 인라인공정장치의 컨베이어 등의 전기적 부하부담이 줄어들게 된다.(3) Accordingly, when the laminating device is operated, the time required for maintaining the high vacuum state is reduced when the silicon adhesive layer is provided, thereby reducing the electrical load burden on the vacuum pump or the conveyor of the inline processing device.
본 발명에서는 박막형 태양전지를 기준으로 하여 기술하였으나, 태양전지 종류에 관계없이 본 발명에 따른 라미네이션 공정방벙을 사용하여 태양전지 모듈을 제조할 수 있음은 물론이다.Although the present invention has been described with reference to a thin film type solar cell, the solar cell module can be manufactured using the lamination process method according to the present invention regardless of the solar cell type.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정이나 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함함은 물론이다.Although the present invention has been described in connection with the preferred embodiments mentioned above, other various modifications and variations may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims are intended to cover such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.
100: 커버유리판 200: 투명실리콘접착층
200a: 실리콘실란트 200b:1차 경화된 투명접착층
300: 소자기판 310: 유리기판
320: 배리어층 330: 몰리브덴층
340: CIGS층 350: CdS층
360: ZnO층 370: 투명전극층
380: 상부전극층 H1,H2: 히터
L: 라미네이터장치 D: 고무격판100: cover glass plate 200: transparent silicone adhesive layer
200a:
300: device substrate 310: glass substrate
320: barrier layer 330: molybdenum layer
340: CIGS layer 350: CdS layer
360: ZnO layer 370: transparent electrode layer
380: upper electrode layers H1, H2: heater
L: Laminator Device D: Rubber Plate
Claims (14)
세정된 커버유리판을 라미네이터장치와 연결된 태양전지 인라인제조공정 설비에 투입하는 단계(S1단계);
상기 커버유리판 위에 액상의 실리콘실란트를 균일하게 도포하는 단계(S2단계);
상기 커버유리판 위에 도포된 실리콘실란트를 1차 경화시켜 투명접착층을 형성하는 단계(S3단계);
상기 1차 경화된 투명접착층이 형성된 상기 커버유리판 위에 소자가 형성된 기판인 소자기판을 소자가 1차 경화된 투명접착층과 접촉하도록 투입하여 적층시키는 단계(S4단계);
라미네이터 대상물(순서대로 적층된 상기 커버유리판, 상기 1차 경화된 투명접착층 및 상기 소자기판)을 라미네이터장치에 투입하여 압착시키면서 상기 1차 경화된 투명접착층을 2차 경화시켜 투명실리콘접착층을 형성하고 태양전지 모듈을 완성하는 단계(S5단계); 및
상기 완성된 태양전지 모듈을 상기 라미네이터장치 외부로 배출시키는 단계(S6단계);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.In the laminating process method for manufacturing a thin film solar cell module,
Injecting the cleaned cover glass plate into a solar cell inline manufacturing process facility connected to the laminator device (step S1);
Uniformly applying a liquid silicone sealant on the cover glass plate (step S2);
Forming a transparent adhesive layer by first curing the silicone sealant applied on the cover glass plate (step S3);
Stacking an element substrate, which is a substrate on which the element is formed, on the cover glass plate on which the first cured transparent adhesive layer is formed so that the element contacts the first cured transparent adhesive layer (step S4);
Laminating the object (the cover glass plate, the primary cured transparent adhesive layer and the element substrate) laminated in order to the laminator device and press the secondary cured transparent adhesive layer while forming a transparent silicon adhesive layer and pressed Completing the battery module (step S5); And
Discharging the completed solar cell module to the outside of the laminator device (step S6); CIGS solar cell module lamination process method comprising a silicon adhesive layer comprising a.
상기 S1단계의 커버유리판은 태양광 투과율이 높으면서도 유리파손이 방지되는 저철분 강화유리인 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 1,
The cover glass plate of step S1 is a CIGS solar cell module lamination process method with a silicon adhesive layer, characterized in that the low iron tempered glass to prevent glass breakage while high solar transmittance.
상기 S2단계의 액상의 실리콘실란트는 멀티분사노즐을 구비한 노즐장치에 의해 일정두께로 균일하게 분사시켜 도포하거나, 또는 T다이를 이용하여 일정두께의 필름형상으로 균일하게 도포하는 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 1,
The silicone sealant of the liquid phase of step S2 is uniformly sprayed and coated with a predetermined thickness by a nozzle apparatus having a multi-spray nozzle, or is uniformly coated with a film of a predetermined thickness using a T-die. CIGS solar cell module lamination process method with adhesive layer.
도포된 상기 실리콘실란트의 두께는 0.45mm인 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 3, wherein
CIGS solar cell module lamination process method with a silicon adhesive layer, characterized in that the thickness of the coated silicone sealant is 0.45mm.
상기 S3단계의 상기 투명접착층의 실리콘실란트는 상방 또는 하방에 구비된 히터를 이용하여 100~200℃의 온도범위로 100sec 동안 가열하여 1차 경화시키는 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 1,
The silicone sealant of the transparent adhesive layer of the step S3 is CIGS solar cell module with a silicon adhesive layer, characterized in that the primary curing by heating for 100sec in a temperature range of 100 ~ 200 ℃ using a heater provided above or below. Lamination process method.
상기 가열온도범위는 140℃인 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 5, wherein
CIGS solar cell module lamination process method with a silicon adhesive layer, characterized in that the heating temperature range is 140 ℃.
상기 S4단계의 상기 소자기판은 소다석회 유리기판위에 하부전극으로 몰리브덴(Mo)층, 그 위에 CIGS층, CdS층, ZnO층, 투명전극층이 순차적으로 적층되고, 최상부에 상부전극이 연결된 구조를 갖는 기판인 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 1,
The device substrate of step S4 has a structure in which a molybdenum (Mo) layer, a CIGS layer, a CdS layer, a ZnO layer, and a transparent electrode layer are sequentially stacked on the soda-lime glass substrate as a lower electrode, and an upper electrode is connected to the top thereof. CIGS solar cell module lamination process method comprising a silicon adhesive layer, characterized in that the substrate.
상기 S4단계의 상기 소자기판은 상기 소다석회 유리기판과 상기 몰리브덴(Mo)층 사이에 배리어층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 7, wherein
And the device substrate of step S4 further includes a barrier layer between the soda lime glass substrate and the molybdenum (Mo) layer.
상기 S5단계의 상기 라미네이터장치는 라미네이팅부와 진공펌프를 포함하여 구성되며,
상기 라미네이팅부는 진공/압력포트를 구비한 상부커버, 상기 상부커버 내측에 부착결합된 고무격판, 하부 일측에 진공구멍이 형성되고 상기 진공구멍에 연통되는 진공포트를 구비하며 내부 저면에는 히터 플래툰이 구비된 하부챔버로 구성된 것이 특징이고, 상기 진공펌프는 상기 라미네이터부 내부 공기를 흡입하여 진공상태를 유지하면서 태양전지 모듈에서 발생되는 기포를 제거하는 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 1,
The laminator device of the step S5 is configured to include a laminating unit and a vacuum pump,
The laminating unit includes a top cover having a vacuum / pressure port, a rubber plate attached to the inside of the top cover, a vacuum hole formed at one lower side thereof, and a vacuum port communicating with the vacuum hole. And the vacuum pump is configured to remove air bubbles generated from the solar cell module while maintaining the vacuum state by suctioning the air inside the laminator unit, and the CIGS solar cell module lamination having the silicon adhesive layer. Process method.
상기 라미네이터장치에 투입된 상기 라미네이팅 대상물을 일정압력으로 압착시키면서 상기 히터플래툰을 이용하여 100~200℃의 온도범위로 100sec 동안 가열하여 상기 1차 경화된 투명접착층을 2차 경화시키는 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 9,
While pressing the laminating object put into the laminator device at a constant pressure using a heater platen for 100 seconds in a temperature range of 100 ~ 200 ℃ by heating the silicon adhesive layer, characterized in that the first cured transparent adhesive layer secondary curing CIGS solar cell module lamination process method provided.
상기 가열온도범위는 140℃인 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 10,
CIGS solar cell module lamination process method with a silicon adhesive layer, characterized in that the heating temperature range is 140 ℃.
상기 S5단계와 S6단계 사이에는 완성된 태양전지 모듈의 내부 온도를 저하시키는 단계(S7단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 1,
CIGS solar cell module lamination process method comprising a silicon adhesive layer further comprises the step (S7 step) of reducing the internal temperature of the completed solar cell module between the step S5 and S6.
상기 완성된 태양전지 모듈의 냉각온도는 50 ~ 80℃ 온도인 것을 특징으로 하는 실리콘접착층을 구비한 CIGS 태양전지 모듈 라미네이션 공정방법.The method of claim 12,
CIGS solar cell module lamination process method with a silicon adhesive layer, characterized in that the cooling temperature of the completed solar cell module is 50 ~ 80 ℃ temperature.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020100050789A KR101097551B1 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | CIGS Solarcell Module with Silicone sealant Bond and Laminating Process manufacturing thereof |
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| KR1020100050789A KR101097551B1 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | CIGS Solarcell Module with Silicone sealant Bond and Laminating Process manufacturing thereof |
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