KR20120082514A - Photovoltaic module and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광기전력 모듈과 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic module and a method of manufacturing the same.
최근 석유 또는 석탄과 같은 기존 에너지 자원에 대한 고갈이 예측되면서 이들을 대체할만한 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 에너지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목받고 있다. 태양 에너지의 이용방법으로는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는 데에 필요한 증기를 발생시키는 태양열 에너지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양광(photons)을 전기 에너지로 변환시키는 태양광 에너지가 있다.Recently, as the depletion of existing energy resources such as oil or coal is predicted, there is a growing interest in alternative energy to replace them. Among them, solar energy is particularly attracting attention because it is rich in energy resources and has no problems with environmental pollution. Solar energy uses solar energy to generate steam required to rotate a turbine using solar heat, and solar energy to convert photons into electrical energy using properties of a semiconductor.
태양광을 전기 에너지로 변환하는 광기전력 모듈은 다이오드와 같이 p형 반도체와 n형 반도체의 접합 구조를 가지며, 광기전력 모듈에 빛이 입사되면 빛과 광기전력 모듈의 반도체를 구성하는 물질과의 상호작용으로 (-) 전하를 띤 전자와 (+) 전하를 띤 정공이 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다.A photovoltaic module that converts sunlight into electrical energy has a junction structure of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor, like a diode. The action produces negatively-charged electrons and positively-charged holes, which cause current to flow as they move.
이를 광기전력효과(光起電力效果, photovoltaic effect)라 하는데, 광기전력 모듈을 구성하는 p형 및 n형 반도체 중 전자는 n형 반도체 쪽으로, 정공은 p형 반도체 쪽으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체 및 p형 반도체와 접합된 전극들로 이동하고, 이 전극들을 전선으로 연결하면 전기가 외부로 흐른다. This is called the photovoltaic effect. Among the p-type and n-type semiconductors constituting the photovoltaic module, electrons are attracted to the n-type semiconductor and holes are drawn to the p-type semiconductor, respectively. When the electrodes move to the bonded semiconductors and connect the electrodes with wires, electricity flows outward.
이와 같은 광기전력 모듈은 발전용뿐만 아니라 건축용으로도 사용되고 있다. 건축용 광기전력 모듈은 건물의 지붕, 벽 또는 창 등에 장착되어 발전을 수행한다. 건축용 광기전력 모듈의 경우 발전용 광기전력 모듈에 비하여 여러 가지 다른 특징을 가져야 하므로 건축용 광기전력 모듈에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Such photovoltaic modules are used for power generation as well as construction. Building photovoltaic modules are mounted on roofs, walls or windows of buildings to generate power. Building photovoltaic modules should have a number of different characteristics compared to photovoltaic modules for power generation, so research on building photovoltaic modules has been actively conducted.
건축용 광기전력 모듈을 건물의 창 등에 적용하기 위한 연구 또한 진행되고 있는데, 통상적인 건축용 광기전력 모듈을 이용하여 시각적으로도 미감을 느낄 수 있도록 하는 기술에 대한 개발이 필요하다. Research is also underway to apply architectural photovoltaic modules to windows of buildings, and there is a need to develop a technology that can visually feel aesthetic using conventional architectural photovoltaic modules.
본 발명은 광기전력 모듈 자체에서 생성되는 전류를 이용하여 광원부가 발광을 하도록 함으로써 별도의 조명 장치 없이도 다양한 색상의 연출이 가능한 광기전력 모듈 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a photovoltaic module that can produce a variety of colors without a separate lighting device by using a current generated in the photovoltaic module itself to emit light, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 상에 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 형성되는 광전변환층, 상기 광전변환층 상에 형성되는 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 형성되는 도광판, 상기 도광판의 측부에 배치되어 광을 방출하는 광원부를 포함하는 광기전력 모듈이 제공된다. According to an embodiment of the present invention, a first electrode formed on a substrate, a photoelectric conversion layer formed on the first electrode, a second electrode formed on the photoelectric conversion layer, a light guide plate formed on the second electrode A photovoltaic module is provided that includes a light source unit disposed at a side of the light guide plate to emit light.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 상에 형성되는 제1 전극, 광전변환층, 제2 전극을 포함하고, 적어도 일 측부에 배치되어 광을 방출하는 광원부를 더 포함하는 광기전력 모듈이 제공된다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a photovoltaic module including a first electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode formed on a substrate, and further including a light source unit disposed on at least one side to emit light.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판 상에 형성되는 제1 전극, 광전변환층, 제2 전극을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 제2 전극 상에 도광판을 형성하고, 상기 도광판 측부에 광을 방출하는 광원부를 배치하는 단계를 포함하는 광기전력 모듈의 제조 방법이 제공된다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the step of sequentially forming a first electrode, a photoelectric conversion layer, a second electrode formed on the substrate, forming a light guide plate on the second electrode, and the light on the light guide plate side A method of manufacturing a photovoltaic module is provided, comprising disposing a light source unit that emits light.
본 발명에 따르면, 광기전력 모듈이 자체에서 생성되는 전류를 이용하여 발광을 하기 때문에, 별도의 전력 소모 및 별도의 조명 장치 없이도 다양한 색상의 연출이 가능하며 시각적으로도 심미감을 제공할 수 있다.According to the present invention, since the photovoltaic module emits light by using the current generated by itself, it is possible to produce various colors without providing a separate power consumption and a separate lighting device, and can provide visual aesthetics.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈의 구성을 나타내는 사시도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광원부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5n은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈의 제조 과정을 나타내는 도면이다. 1 and 2 are a perspective view and a plan view showing the configuration of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing the configuration of a light source unit according to an embodiment of the present invention.
4A to 4D are views illustrating a configuration of a power supply unit according to an embodiment of the present invention.
5A to 5N are views illustrating a manufacturing process of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
광기전력Photovoltaic power 모듈의 전체 구성 Overall configuration of the module
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광기전력 모듈의 구성을 나타내는 사시도 및 평면도이다.1 and 2 are a perspective view and a plan view showing the configuration of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 광기전력 모듈은 기판(100), 제1 전극(110), 광전변환층(120), 제2 전극(130), 제1 보호층(140), 도광판(150), 반사판(160), 제2 보호층(170), 이면 기판(180)을 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 도광판(150)의 측부에는 광원부(190)가 더 포함되어 구성된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the photovoltaic module of the present invention includes a
본 발명의 광기전력 모듈에 있어서는 광전변환층(120)에서 생성된 전류가 광원부(190)로 공급된다. 전류를 공급받은 광원부(190)는 광을 방출하게 되는데, 광원부(190)가 도광판(150)의 측부에 형성됨에 따라, 광원부(190)로부터 방출되는 광은 도광판(150)에 입사된다.In the photovoltaic module of the present invention, the current generated in the
광원부(190)는 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 도광판(150)의 측부에 형성되어 광기전력 모듈의 가장자리 전 영역에 형성될 수도 있으나, 이와는 달리, 광기전력 모듈의 가장자리 중 일부, 예를 들면, 도광판(150)이 평면도 상에서 사각형 형상으로 형성되는 경우, 도광판(150)의 4개의 모서리 중 2개의 모서리 근방에만 형성될 수도 있다. 전체 광기전력 모듈에서 도광판(150)의 측부에는 광원부(190)가 배치되어야 하기 때문에, 도광판(150)은 도 1에 도시되는 바와 같이 그 면적이 다른 구성요소에 비해 작게 형성될 수 있다. 즉, 도광판(150)의 측부에는 광원부(190)의 배치를 위한 공간이 제공될 수 있다.1 and 2, the
도 3은 광원부(190)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 광원부(190)는 기판(191), 및 기판(191) 상에 형성되는 일 이상의 발광 소자(192)로 구성될 수 있다. 3 is a perspective view showing the configuration of the
기판(191)은 장방형 형상의 인쇄 회로 기판일 수 있으며, 발광 소자(192)는 기판(191)의 일면 상에 형성되되, 상기 기판(191)의 길이 방향으로 배치될 수 있다. 복수 개의 발광 소자(192)들은 동일한 색(예를 들면, 백색)을 방출할 수 있지만, 서로 다른 색을 방출할 수도 있다. 이에 따라, 발광 소자(192)에서 방출되는 서로 다른 색상의 조합으로 다양한 색상이 형성될 수도 있다. 예를 들면, 발광 소자(192)는 청색, 적색, 녹색 중 적어도 한 색상의 광을 방출하는 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode)일 수 있으나, 광을 방출할 수 있는 소자이면 어떤 소자이든 발광 소자(192)로 이용 가능하다. The
한편, 도광판(150)은 광원부(190)로부터 방출되는 광을 외부로 출사시킨다. 전술한 바와 같이 광원부(190)는 점 광원인 발광 소자(192)를 포함할 수 있는데, 도광판(150)에 의해 이러한 점 광원이 면 광원으로 변환될 수 있다. 도광판(150)은 광원부(190)로부터 방출되는 광을 기판(100) 방향으로 출사시킨다. 이러한 도광판(150)은 투명수지로 제조되고, 잉크 젯, 스탬핑 또는 실크스크린 인쇄방식 등으로 인쇄될 수 있다. 또한, 도광판(150)에는 광의 확산 및 산란을 촉진시키는 특정 패턴이 형성될 수도 있는데, 이러한 패턴은 V-커팅 방식 또는 레이저 프린팅 방식으로도 형성될 수 있다.On the other hand, the
반사판(160)은 표면 중 적어도 일부가 반사물질로 코팅되어 있을 수 있다. 광원부(190)에서 방출된 광이 도광판(150)을 통해 외부로 방출될 때, 반사판(160)은 이면 기판(180) 방향으로 향하는 광을 반사시켜 기판(100) 방향으로 향하도록 해준다. 즉, 반사판(160)은 광이 이면 기판(180) 방향으로 향하는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 이러한 반사판(160)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 또는 알루미늄이 증착된 PET 필름 등으로 이루어질 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따르면, 광전변환층(120)에서 생성된 전류를 광원부(190)로 전달하는 전력 공급부(200)가 더 포함될 수 있다. 이하에서는, 이러한 전력 공급부(200)의 구성에 대해 설명하기로 한다. According to the exemplary embodiment of the present invention, the
전력 power 공급부Supplier
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급부(200)의 구성을 나타내는 도면이다.4A to 4D are views showing the configuration of the
본 발명의 전력 공급부(200)는 광전변환층(120)에서 생성된 전류를 광원부(190)로 공급 또는 차단하기 위한 회로이다. 제1 전극(110)과 제2 전극(130)은 각각 제1 연결배선(210) 및 제2 연결배선(220)을 통해 광원부(190)와 연결된다. 도 1에 도시되는 바와 같이 전력 공급부(200)는 제1 연결배선(210)의 중간에 형성될 수도 있으나, 제2 연결배선(220)의 중간에 형성될 수도 있다. The
전력 공급부(200)는 도 4a에 도시되는 바와 같이 스위치(SW), 정전류계(211), 축전지(212), 조도센서(213), 저항(214)을 포함하여 구성될 수 있다. 스위치(SW)는 도면에 도시되는 바와 같은 기계적 스위치로 구현될 수도 있으나, 이와는 다른 전기적 스위치 또는 트랜지스터 등에 의해 구현될 수도 있다. 스위치(SW)의 온/오프 제어는 별도의 제어부(미도시됨)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 제어부는 낮 시간 동안은 스위치(SW)를 오프시키고, 밤 시간 동안은 스위치(SW)를 온 시킬 수도 있으나, 낮 시간 동안 생성된 전류를 축전지(212)에 저장하기 위해 스위치(SW)를 온 시킬 수도 있다. 정전류계(211)는 출력 신호에 대한 피드백 회로를 포함하여 광원부(190)로 공급되는 전류를 일정하게 제어해주는 기능을 수행한다. 축전지(212)는 스위치(SW)가 온 되었을 경우 광전변환층(120)에서 생성된 전류를 저장하는 기능을 수행한다. 이에 따라 태양광이 존재하지 아니하여 광전변환층(120)에서 전류가 생성되지 않을 시에도 축전지(212)에 저장된 전류를 통해 광원부(190)가 동작할 수 있게 된다. 예를 들어, 낮 시간 동안 광전변환층(120)에 의해 생성된 전류가 축전지(212)에 저장되고, 축전지(212)에 저장된 전류에 의해 밤 시간에 광원부(190)가 동작할 수 있다. 한편, 조도센서(213)는 현재 태양광의 조도를 감지하는 기능을 수행하는데, 조도센서(213)에 의해 감지된 태양광의 조도에 기초하여 스위치(SW)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 소정값 이상의 조도가 감지되는 경우에는 광원부(190)를 동작시킬 필요가 없으므로, 스위치(SW)를 오프시키고, 소정값 이하의 조도가 감지되는 경우에는 광원부(190)를 동작시키기 위해 스위치(SW)를 온 시킬 수 있다. 저항(214)은 소정의 저항값을 가질 수 있으며 전력 공급부(200)에 선택적으로 포함될 수 있다.The
한편, 전력 공급부(200)는 도 4b에 도시되는 바와 같이 스위치(SW), 정전류계(221), 충전 제어부(222), 저항(223)을 포함하여 구성될 수도 있다. 충전 제어부(222)는 광원부(190)에 공급되는 전류를 적절히 제어하고 전체 장치에 과부하가 걸리지 않도록 제어하는 기능을 수행한다. Meanwhile, the
전력 공급부(200)는 도 4c에 도시되는 바와 같이 스위치(SW), 정전류계(231), 충전 제어부(232), 축전지(233), 조도센서(234), 저항(235)을 포함할 수도 있다. 이때 충전 제어부(232)는 축전지(233)의 충전을 제어하고, 전체 장치에 과부하가 걸리지 않도록 충전되는 전압 값의 상한값과 하한값 중 적어도 하나를 적절히 제어할 수 있다.The
또한, 전력 공급부(200)는 도 4d에 도시되는 바와 같이 스위치(SW), 정전류계(241), 조도센서(242), 저항(243)을 포함하여 구성될 수도 있다. In addition, the
이상에서는 전력 공급부(200)의 일 구성예를 설명하였으나, 적절한 제어에 따라 광전변환층(120)에서 생성된 전류를 광원부(190)에 공급 또는 차단할 수 있는 회로라면 얼마든지 전력 공급부(200)로서 이용 가능하다. 또한, 상기 예로서 설명한 전력 공급부(200)의 변형(예를 들면, 스위치, 정전류계, 축전지, 조도센서로 이루어지는 전력 공급부) 또한 얼마든지 가능하다. In the above, an example of the configuration of the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈의 제조 과정을 설명하기로 한다. Hereinafter, a manufacturing process of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention will be described.
광기전력Photovoltaic power 모듈의 제조 과정 Module manufacturing process
도 5a 내지 도 5n은 본 발명의 일 실시예에 따른 광기전력 모듈의 제조 과정을 설명하는 공정도이다.5A to 5N are process diagrams illustrating a manufacturing process of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 5a 내지 도 5n을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈의 제조 과정에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a manufacturing process of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 5N.
도 5a를 참조하면, 먼저 기판(100)을 준비한다. 기판(100)은 절연성 투명기판일 수 있다. 또한 기판(100)은 글라스와 같은 인플렉서블 기판(inflexible substrate)일 수도 있고, 폴리머나 금속 포일과 같은 플렉서블 기판(flexible substrate)일 수도 있다. 기판(100)이 금속 포일을 포함할 경우 기판(100)은 금속 포일을 덮는 절연층(미도시)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5A, first, a
도 5b를 참조하면, 기판(100) 상에 제1 전극(110)을 형성한다. 제1 전극(110)은 투명 전도성 산화물(TCO; Transparant Conductive Oxides) 등의 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(110)은 SnO2:F, ZnO:B, ZnO:Al, ITO, TiO2 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 제1 전극(110)은 CVD(Chemical Vapor Deposition) 법이나 스퍼터링(sputtering) 법으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예는 제1 전극(110)이 형성되는 과정을 포함하나 제1 전극(110)이 미리 형성된 기판(100)이 준비될 수도 있다. Referring to FIG. 5B, the
도 5c를 참조하면, 레이저를 조사하여 제1 전극(110)의 일부를 제거하는 스크라이브 공정을 수행한다. 스크라이브 공정에 의하여 제1 전극(110)의 일부가 제거됨으로써 제1 패턴의 홈(P1)이 형성된다. 이에 따라 인접한 제1 전극(110) 사이의 단락이 방지될 수 있다.Referring to FIG. 5C, a scribe process of removing a part of the
도 5d를 참조하면, 제1 전극(110)과 제1 패턴의 홈(P1)을 덮도록 광전변환층(120)을 형성한다. 광전변환층(120)은 비정질 광전변환층, 단결정 광전변환층, 다결정 광전변환층, 화합물 광전변환층, 유기물 광전변환층 중 하나를 포함할 수 있다. 단결정 광전변환층은 불순물이 도핑된 단결정 실리콘을 포함하며, 다결정 광전변환층은 불순물이 도핑된 다결정 실리콘을 포함한다. 화합물 광전변환층은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅳ 족 화합물 반도체, 또는 Ⅲ-Ⅴ 족 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 이하에서는 광전변환층(120)이 비정질 광전변환층인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. Referring to FIG. 5D, the
광전변환층(120)이 비정질 광전변환층인 경우에는 순차적으로 형성된 p 타입 반도체층, 진성 반도체층, n 타입 반도체층을 포함할 수 있으나, 반대의 순서로 형성된 n 타입 반도체층, 진성 반도체층, p 타입 반도체층을 포함할 수도 있다. 이러한 광전변환층(120)은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 의해 형성될 수 있다.When the
광전변환층(120)이 순차적으로 형성된 p 타입 반도체층, 진성 반도체층, n 타입 반도체층을 포함할 경우 빛은 기판(100)을 통하여 입사된다. 역으로 광전변환층(120)이 순차적으로 형성된 n 타입 반도체층, 진성 반도체층, p 타입 반도체층을 포함할 경우 빛은 기판(100) 맞은 편, 즉, 제2 전극(130)이 형성된 측을 통하여 입사된다.When the
실란(SiH4)과 같이 실리콘을 포함하는 원료 가스, B2H6와 같이 3족 원소를 포함하는 도핑 가스와 더불어 수소 가스가 반응실에 혼입됨으로써 p 타입 반도체층이 형성될 수 있다. 진성 반도체층은 실리콘을 포함하는 원료 가스와 수소 가스가 반응실에 유입됨으로써 형성될 수 있다. n 타입 실리콘층은 PH3와 같이 5족 원소를 포함하는 도핑 가스, 실리콘을 포함하는 원료 가스 및 수소 가스가 혼입되어 형성될 수 있다. The p-type semiconductor layer may be formed by incorporating hydrogen gas into the reaction chamber together with a source gas containing silicon such as silane (SiH 4 ) and a doping gas containing a group 3 element such as B 2 H 6 . The intrinsic semiconductor layer may be formed by introducing a source gas containing silicon and hydrogen gas into the reaction chamber. The n-type silicon layer may be formed by mixing a doping gas containing a Group 5 element such as PH 3 , a source gas containing silicon, and hydrogen gas.
도 5e를 참조하면, 대기 중에서 레이저를 조사하여 광전변환층(120)의 일부를 제거하는 스크라이브 공정을 수행한다. 스크라이브 공정에 의하여 광전변환층(120)의 일부가 제거됨으로써 제2 패턴의 홈(P2)이 형성된다.Referring to FIG. 5E, a scribing process of removing a part of the
도 5f를 참조하면, 광전변환층(120) 및 제2 패턴의 홈(P2)을 덮도록 제2 전극(130)을 형성한다. 제2 전극(130)은 투광성 재질의 투명 전극 또는 불투명 재질의 금속 전도성 전극일 수 있다. 제2 전극(130)이 투광성 재질로 이루어지는 경우에는 그 자체로서 광투과성을 나타내기 때문에 별도의 공정 없이도 광투과성을 보이는 광기전력 모듈이 얻어질 수 있다. 한편, 제2 전극(130)이 불투명의 금속 전도성 전극으로 형성되는 경우에는 제2 전극(130)의 높은 반사율로 인해 전체 성능이 향상될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에는 전체 광기전력 모듈에 광투과성을 부여하여 건물의 창 등에 적용하기 위해 제2 전극(130)에 투광성 개구를 형성하는 공정이 필수가 된다. 한편, 후술하는 바와 같이 제2 전극(130)이 투광성 재질로 이루어지는 경우라도 다시 한 번 투광성 개구를 형성하여 광투과율을 더욱 높일 수도 있다. 제2 전극(130)이 투광성 재질로 이루어지는 경우에는 투명 전도성 산화물(TCO; Transparant Conductive Oxides), 예를 들면, SnO2:F, ZnO:B, ZnO:Al, ITO, TiO2, 탄소나노튜브(CNT; Carbon Nano Tube) 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어질 수 있고, 제2 전극(130)이 불투명 재질의 금속 전도성 전극으로 이루어지는 경우에는 은 또는 알루미늄 등의 물질로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 5F, the
도 5g를 참조하면, 대기 중에서 레이저를 조사하여 광전변환층(120) 및 제2 전극(130)의 일부를 제거하는 스크라이브 공정을 수행한다. 이에 따라 광전변환층(120) 및 제2 전극(130)을 관통하는 제3 패턴의 홈(P3)이 형성된다. 이렇게 함으로써 기판(100) 상에 형성되는 제1 전극(110), 광전변환층(120), 제2 전극(130)을 포함하며 서로 직렬연결되어 있는 복수의 단위전지들이 형성된다. 단위전지들이 직렬 연결된 방향을 집적 방향이라 칭하기로 한다.Referring to FIG. 5G, a scribe process of removing a portion of the
도 5h를 참조하면, 대기 중에서 레이저를 한번 더 조사하여 제1 전극(110), 광전변환층(120) 및 제2 전극(130)의 일부를 제거하는 스크라이브 공정을 추가적으로 수행할 수도 있다. 이에 따라 제1 전극(110), 광전변환층(120) 및 제2 전극(130)을 관통하는 제4 패턴의 홈(P4)이 형성된다. 제2 패턴의 홈(P2)은 단위전지들의 직렬 연결을 위한 것이고, 제3 패턴의 홈(P3)은 단위전지들의 형성을 위한 것이다. 또한, 제4 패턴의 홈(P4)은 기판(100)의 테두리를 감싸는 프레임(미도시됨)을 통하여 감전이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다. 프레임이 목재나 폴리머와 같은 절연성 물질로 이루어지는 경우 제4 패턴의 홈(P4)은 형성되지 않을 수도 있다. 즉, 도 5h를 참조하여 설명한 공정은 생략될 수도 있다.Referring to FIG. 5H, a scribe process may be additionally performed to remove a portion of the
도 5i를 참조하면, 제2 전극(130)의 적어도 일부를 관통하는 투광성 개구(131)를 형성한다. 투광성 개구(131)는 전체 광기전력 모듈에 광투과성을 부여하거나 이를 더욱 향상시키기 위한 것이다. 제2 전극(130)이 불투명 재질의 금속 전도성 전극으로 이루어지는 경우에는 이 과정이 필수적이나, 투광성 재질로 형성되는 경우에는 도 5i의 공정이 생략될 수도 있다. 그러나, 이 경우에도 도 5i의 공정이 수행되면 광기전력 모듈의 광투과성을 더욱 향상될 수 있다. Referring to FIG. 5I, a
투광성 개구(131)는 제2 전극(130) 상의 소정 위치에 형성될 수 있으나, 공정의 용이성을 위해 직선 방향으로 형성될 수 있다. 투광성 개구(131)는 집적 방향과 평행한 방향, 또는 집적 방향에 대해 소정 각도의 기울기를 갖는 방향으로 형성될 수 있다. 투광성 개구(131)는 일 이상으로 형성될 수 있는데, 각각의 투광성 개구(131)는 집적 방향과 수직인 방향으로 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 투광성 개구(131)는 제2 전극(130)의 적어도 일부가 제거되는 형태로 형성될 수 있지만, 바람직하게는 제2 전극(130)과 광전변환층(120)의 적어도 일부가 제거되는 형태로 형성된다. 즉, 투광성 개구(131)는 제2 전극(130)을 관통하여 광전변환층(120)을 노출시킬 수도 있으나, 제2 전극(130)과 광전변환층(120) 모두를 관통하여 제1 전극(110)을 노출시킬 수도 있다.The
투광성 개구(131)는 소정의 식각 방식을 통해 형성될 수 있다. 식각 방식으로서는 레이저를 이용하는 식각 방식 또는 화학적 식각 방식 등이 이용될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 형성하고자 하는 투광성 개구(131)에 대응되는 영역이 개방된 형태의 가림막을 이용하여 제2 전극(130)을 가린 뒤 식각 공정을 수행하여 투광성 개구(131)를 형성한다. 가림막으로서는 마스크 또는 테이프 등이 이용될 수 있다. The
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 5f를 참조하여 설명한 공정에서 제2 전극(130)을 형성할 시에 투광성 개구(131)를 함께 형성할 수도 있다. 구체적으로 설명하면, 프린터 법 또는 스퍼터링 법 등을 이용하여 투광성 개구(131)가 형성된 제2 전극(130)을 광전변환층(120) 및 제2 패턴의 홈(P2)을 덮도록 형성할 수 있다. 이와 같이 제2 전극(130) 형성시 투광성 개구(131)를 함께 형성하는 방식에 따르면 도 5i에 도시되는 공정이 생략될 수 있다.Meanwhile, according to another exemplary embodiment of the present invention, the
도 5j를 참조하면, 단위전지들을 덮도록 제2 전극(130) 상에 제1 보호층(140)을 형성시키고, 그 위에 도광판(150)을 배치할 수 있다. 제1 보호층(140)은 EVA(Etylene Vinyl Acetate), PVF(polyvinylfloride) 또는 PVB(Polyvinyl butyral) 시트 중 적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있으며, 제2 전극(130)과 도광판(150) 간의 접합재로서 기능할 수 있다. 이러한 제1 보호층(140)은 전체 광기전력 모듈의 구성에서 생략될 수도 있다.Referring to FIG. 5J, the first
도 5k를 참조하면, 제1 보호층(140) 상에 도광판(150)을 형성하고, 도광판(150)의 측부에 광원부(190)를 배치한다. 전술한 바와 같이, 측부에 광원부(190) 배치를 위한 공간 확보를 위해 도광판(150)의 면적은 제1 보호층(140)보다 작게 형성하는 것이 바람직하다. 도광판(150)의 측부와 광원부(190)는 접촉되어 있을 수도 있으나, 일정 거리 이격될 수도 있다.Referring to FIG. 5K, the
도 5l을 참조하면, 도광판(150) 상부에 반사판(160)을 형성한다. Referring to FIG. 5L, the
도 5m을 참조하면, 반사판(160) 상부에 제2 보호층(170) 및 이면 기판(180)을 형성한다. 제2 보호층(170)은 글라스(glass), EVA, PVF, PVB 시트 또는 백시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 보호층(170)은 반사판(160)과 이면 기판(180) 간의 접합재로서 기능할 수 있다. 제2 보호층(170)은 제1 보호층(140)과 동일한 물질로 형성될 수도 있으나, 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다. 이러한 제2 보호층(170)은 전체 광기전력 모듈의 구성에서 생략될 수도 있다. 한편, 이면 기판(180)은 소정 색상을 갖는 글라스 등으로 형성될 수 있으며, SiO2 또는 TiO2 등의 물질 중 적어도 하나의 물질로 코팅되어 있을 수 있다. Referring to FIG. 5M, a
도 5n을 참조하면, 제1 전극(110) 및 제2 전극(130)과 광원부(190)를 전기적으로 연결한다. 이러한 연결은 제1 연결배선(210) 및 제2 연결배선(220)을 통해 이루어질 수 있다. 제1 연결배선(210)에는 전력 공급부(200)가 추가적으로 포함될 수 있다. Referring to FIG. 5N, the
이상에서는 광기전력 모듈의 제2 전극(130) 상에 도광판(150)이 형성되고 그 측부에 광원부(190)가 배치되는 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이의 변형된 실시예 또한 구현 가능하다. 예를 들면, 반사판(160)이 제외될 수도 있고, 도광판(150) 없이, 다른 구성요소(예를 들면, 보호층(140, 170) 또는 이면 기판(180))의 측부에 광원부(190)가 배치될 수도 있다. In the above description, the
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다. The present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
100: 기판
110: 제1 전극
120: 광전변환층
130: 제2 전극
140: 제1 보호층
150: 도광판
160: 반사판
170: 제2 보호층
180: 이면 기판
190: 광원부
200: 전력 공급부100: substrate
110: first electrode
120: photoelectric conversion layer
130: second electrode
140: first protective layer
150: light guide plate
160: reflector
170: second protective layer
180: back side substrate
190: light source unit
200: power supply
Claims (18)
상기 제1 전극 상에 형성되는 광전변환층;
상기 광전변환층 상에 형성되는 제2 전극;
상기 제2 전극 상에 형성되는 도광판; 및
상기 도광판의 측부에 배치되어 광을 방출하는 광원부를 포함하는 광기전력 모듈. A first electrode formed on the substrate;
A photoelectric conversion layer formed on the first electrode;
A second electrode formed on the photoelectric conversion layer;
A light guide plate formed on the second electrode; And
And a light source unit disposed at the side of the light guide plate to emit light.
상기 도광판 상부에 형성되어 도광판 상부로 방출되는 광을 반사하는 반사판을 더 포함하는 광기전력 모듈. The method of claim 1,
And a reflector plate formed on the light guide plate to reflect light emitted to the upper light guide plate.
상기 도광판 상부에 형성되는 이면 기판을 더 포함하는 광기전력 모듈.The method of claim 1,
And a back substrate formed on the light guide plate.
상기 제2 전극과 상기 도광판 사이에 형성되는 제1 보호층, 또는 상기 도광판과 상기 이면 기판 사이에 형성되는 제2 보호층 중 적어도 하나를 더 포함하는 광기전력 모듈. The method of claim 3,
And at least one of a first passivation layer formed between the second electrode and the light guide plate, or a second passivation layer formed between the light guide plate and the back substrate.
상기 제1 보호층은 EVA(Etylene Vinyl Acetate), PVF(polyvinylfloride) 또는 PVB(Polyvinyl butyral) 시트 중 적어도 하나의 물질로 이루어지는 광기전력 모듈. The method of claim 4, wherein
The first protective layer is a photovoltaic module consisting of at least one material of polyethylene vinyl acetate (EVA), polyvinylfloride (PVF), or polyvinyl butyral (PVB) sheet.
상기 제2 보호층은 EVA(Etylene Vinyl Acetate), PVF(polyvinylfloride), PVB(Polyvinyl butyral) 시트 또는 백시트(back sheet) 중 적어도 하나의 물질로 이루어지는 광기전력 모듈. The method of claim 4, wherein
The second protective layer is a photovoltaic module made of at least one material of polyethylene vinyl acetate (EVA), polyvinylfloride (PVF), polyvinyl butyral (PVB) sheet, or back sheet.
상기 광원부는,
기판; 및
상기 기판 상에 형성되는 일 이상의 발광 소자를 포함하는 광기전력 모듈. The method of claim 1,
The light source unit includes:
Board; And
A photovoltaic module comprising one or more light emitting elements formed on the substrate.
상기 제1 전극 및 제2 전극과 상기 광원부를 전기적으로 연결하는 제1 연결배선 및 제2 연결배선; 및
상기 제1 연결배선 또는 제2 연결배선에 형성되며 흐르는 전류를 스위칭하는 전력 공급부를 더 포함하는 광기전력 모듈. The method of claim 1,
First and second connection wires electrically connecting the first and second electrodes to the light source; And
And a power supply unit configured to switch a current flowing in the first connection line or the second connection line.
상기 전력 공급부는 스위치 소자를 포함하는 광기전력 모듈. The method of claim 8,
The power supply unit photovoltaic module comprising a switch element.
상기 전력 공급부는,
상기 스위치 소자와 직렬로 연결되는 정전류계, 충전 제어부, 축전지, 조도센서, 저항 중 적어도 하나를 더 포함하는 광기전력 모듈. 10. The method of claim 9,
The power supply unit,
A photovoltaic module further comprising at least one of a constant current meter, a charging control unit, a storage battery, an illuminance sensor, and a resistor connected in series with the switch element.
적어도 일 측부에 배치되어 광을 방출하는 광원부를 더 포함하는 광기전력 모듈. A first electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode formed on the substrate;
A photovoltaic module further comprising a light source unit disposed on at least one side to emit light.
상기 제2 전극 상에 형성되어 상기 광원부로부터 방출되는 광을 외부로 출사시키는 광원부를 더 포함하는 광기전력 모듈. The method of claim 11,
And a light source unit formed on the second electrode to emit light emitted from the light source unit to the outside.
상기 제2 전극 상에 형성되는 이면 기판을 더 포함하는 광기전력 모듈. The method of claim 11,
The photovoltaic module further comprising a back substrate formed on the second electrode.
상기 제2 전극 상에 도광판을 형성하고, 상기 도광판 측부에 광을 방출하는 광원부를 배치하는 단계를 포함하는 광기전력 모듈의 제조 방법.Sequentially forming a first electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode formed on the substrate; And
Forming a light guide plate on the second electrode and disposing a light source unit emitting light at the side of the light guide plate;
상기 도광판 상부에 반사판을 형성하는 단계를 더 포함하는 광기전력 모듈의 제조 방법. 15. The method of claim 14,
The method of manufacturing a photovoltaic module further comprising the step of forming a reflecting plate on the light guide plate.
상기 도광판 상부에 이면 기판을 형성하는 단계를 더 포함하는 광기전력 모듈의 제조 방법.16. The method of claim 15,
The method of manufacturing a photovoltaic module further comprising the step of forming a back substrate on the light guide plate.
상기 제2 전극과 상기 도광판 사이, 또는 상기 도광판과 상기 이면 기판 사이 중 적어도 한 위치에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 광기전력 모듈의 제조 방법. The method of claim 16,
And forming a protective layer between at least one of the second electrode and the light guide plate or between the light guide plate and the back substrate.
상기 제1 전극 및 제2 전극과 상기 광원부를 전기적으로 연결하는 제1 연결배선 및 제2 연결배선을 형성하는 단계를 더 포함하는 광기전력 모듈의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
And forming a first connection wire and a second connection wire electrically connecting the first electrode and the second electrode to the light source unit.
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020110003802A KR20120082514A (en) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Photovoltaic module and manufacturing method of the same |
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KR (1) | KR20120082514A (en) |
-
2011
- 2011-01-14 KR KR1020110003802A patent/KR20120082514A/en not_active Application Discontinuation
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