KR20120087522A - Apparatus for manufacturing of back contact solar cell string - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 종래보다 효율이 우수한 후면전극 태양전지에 적용할 수 있으며, 공정에서 요구되는 적합한 시간으로 웨이퍼에 리본을 용접할 수 있을 뿐만 아니라 취급 및 조작, 그리고 유지보수를 용이하게 수행할 수 있는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a string manufacturing apparatus for a back electrode solar cell, and more particularly, to be applied to a back electrode solar cell having higher efficiency than the conventional one, and to weld a ribbon to a wafer at a suitable time required in the process. In addition, the present invention relates to a string manufacturing apparatus for a back electrode solar cell that can be easily handled, operated, and maintained.
태양광 발전은 무한정, 무공해의 태양 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술이다. 이러한 태양광 발전에 태양전지가 사용되는데, 태양전지는 필요한 단위 용량으로 직렬 혹은 병렬 연결하여 기후에 견디고 단단한 재료와 구조로 만들어진 태양전지 모듈(solar cell module)로 상품화되고 있다.Photovoltaic power generation is a technology that converts solar energy without pollution into direct electric energy. Solar cells are used for the photovoltaic power generation, and solar cells are commercialized as solar cell modules made of a material and structure that are weather-resistant and rigid by connecting in series or in parallel in a required unit capacity.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성된다.A typical solar cell includes a substrate and an emitter layer made of semiconductors of different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to the substrate and the emitter, respectively. At this time, a p-n junction is formed at the interface between the substrate and the emitter portion.
태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공쌍은 광기전력효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어 전자와 정공은 n형의 반도체와 p형의 반도체쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판쪽으로 이동하고, 기판과 에미터부와 전기적으로 연결된 전극에 의해 수집되며, 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on the solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes charged by the photovoltaic effect, respectively, and the electrons and holes are n-type. It moves toward semiconductors and p-type semiconductors, for example toward the emitter portion and the substrate, and is collected by electrodes electrically connected to the substrate and the emitter portion, which are connected by wires to obtain power.
이때, 에미터부와 기판 상에는, 에미터부와 기판에 연결된 전극과 각각 연결되는 버스 바(bus bar)와 같은 적어도 하나의 집전부를 위치시켜, 해당 전극에서 수집된 전하가 인접한 집전부를 통해 외부에 연결된 부하로 용이하게 이동할 수 있도록 한다.In this case, at least one current collector such as a bus bar connected to the emitter unit and the electrode connected to the substrate may be positioned on the emitter unit and the substrate, and the charge collected from the electrode may be transferred to the outside through the adjacent current collector. Make it easy to move to the connected load.
하지만, 이 경우, 빛이 입사되지 않은 기판 위뿐만 아니라 빛이 입사되는 면, 즉, 수광면에 형성된 에미터부 위에도 집전부가 위치하므로, 집전부로 인해 빛의 입사 면적이 감소하여 태양 전지의 효율이 떨어진다.However, in this case, since the current collector is located not only on the substrate on which no light is incident, but also on the surface where the light is incident, that is, on the emitter portion formed on the light receiving surface, the incident area of light is reduced due to the current collector, thereby increasing the efficiency of the solar cell. Falls.
따라서 집전부로 인한 태양 전지의 효율 감소를 줄이기 위해, 전자와 정공을 전달하는 전극을 모두 기판의 후면에 위치시킨 후면전극 태양전지(Interdigitated Back Contact Solar Cell, IBC Cell) 개발에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.Therefore, in order to reduce the efficiency of solar cells due to current collectors, research on the development of Interdigitated Back Contact Solar Cells (IBC Cells), in which both the electron and hole transfer electrodes are placed on the back of the substrate, is actively conducted. There is.
한편 전술한 바와 같이 태양전지는, 필요한 단위 용량으로 직렬 혹은 병렬 연결로 만들어진 태양전지 모듈(solar cell module)로 상품화되는데, 태양전지 모듈은 다수의 태양전지 스트링이 일정한 폭 만큼 이격되어 열을 이룸으로써 마련된다.On the other hand, as described above, the solar cell is commercialized as a solar cell module made of a series or parallel connection in a required unit capacity, and the solar cell module forms a plurality of solar cell strings separated by a predetermined width to form heat. Prepared.
그리고 태양전지 스트링은, 개별적인 태양전지 웨이퍼와, 개별적인 태양전지 웨이퍼를 전기적으로 서로 연결하기 위하여 전기적 전도성이 있는 리본으로 구성되며, 종래의 태양전지 스트링 제조장치에 의해 웨이퍼의 표면에 웨이퍼의 길이방향을 따라 배치되는 리본이 용접됨으로써 마련된다.The solar cell string is composed of individual solar cell wafers and electrically conductive ribbons for electrically connecting the individual solar cell wafers to each other. A ribbon arranged along the way is provided by welding.
그런데, 이와 같은 종래의 태양전지 스트링 제조장치는 웨이퍼의 표면에 웨이퍼의 길이 방향을 따라 배치되는 리본을 용접하는 장치로서, 전술한 후면전극 태양전지에는 적용할 수가 없기 때문에 후면전극 태양전지에 적용할 수 있는 새로운 태양전지 스트링 제조장치가 필요한 실정이다.However, such a conventional solar cell string manufacturing apparatus is a device for welding a ribbon disposed on the surface of the wafer along the length direction of the wafer, and is not applicable to the above-described back electrode solar cell, and thus is applicable to the back electrode solar cell. There is a need for a new solar cell string manufacturing apparatus.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래보다 효율이 우수한 후면전극 태양전지에 적용할 수 있으며, 공정에서 요구되는 적합한 시간으로 웨이퍼에 리본을 용접할 수 있을 뿐만 아니라 취급 및 조작, 그리고 유지보수를 용이하게 수행할 수 있는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention can be applied to the back electrode solar cell which is more efficient than the conventional one, and can not only weld the ribbon to the wafer at a suitable time required in the process, but also to handle, manipulate, and maintain. It is to provide a string manufacturing apparatus for a back electrode solar cell that can be easily performed.
본 발명의 일 측면에 따르면, 태양전지 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급유닛; 상기 태양전지 웨이퍼를 이웃된 것끼리 연결하는 리본을 공급하는 리본 공급유닛; 상기 태양전지 웨이퍼와 상기 리본이 이송되는 메인 컨베이어유닛; 및 상기 메인 컨베이어유닛 상에서 직선형 유도코일에 의해 유도된 전류 저항열로 상호 인접한 상기 한 쌍의 태양전지 웨이퍼에 상기 리본을 용접시키는 고주파 유도가열 용접유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치가 제공될 수 있다. According to an aspect of the invention, the wafer supply unit for supplying a solar cell wafer; A ribbon supply unit supplying a ribbon connecting the solar cell wafers to neighboring ones; A main conveyor unit to which the solar cell wafer and the ribbon are transferred; And a high frequency induction heating welding unit for welding the ribbon to the pair of solar cell wafers adjacent to each other with a current resistance heat induced by a linear induction coil on the main conveyor unit. An apparatus may be provided.
상기 고주파 유도가열 용접유닛은, 코일지지몸체; 상기 코일지지몸체에 지지되며, 직선형 유도코일과, 고리 형상을 가지며 상기 직선형 유도코일로부터 상방으로 돌출되게 마련되는 복수의 환형 유도코일을 구비하는 유도코일부; 및 상기 유도코일부와 연결되어 상기 유도코일부에 고주파 전류를 인가하는 전원 공급부를 포함할 수 있다.The high frequency induction heating welding unit, the coil support body; An induction coil part supported by the coil supporting body and having a linear induction coil and a plurality of annular induction coils protruding upward from the linear induction coil; And a power supply unit connected to the induction coil part to apply a high frequency current to the induction coil part.
상기 코일지지몸체의 상부에는 상기 복수의 환형 유도코일이 부분적으로 수용되는 복수의 환형 유도코일 수용그루브가 더 형성될 수 있다.A plurality of annular induction coil accommodation grooves in which the plurality of annular induction coils are partially accommodated may be further formed on the coil support body.
상기 고주파 유도가열 용접유닛은, 상기 코일지지몸체의 일측에 착탈 가능하게 결합되어 상기 코일지지몸체와 함께 상기 유도코일부를 지지하는 적어도 하나의 코일지지블록을 더 포함할 수 있다.The high frequency induction heating welding unit may further include at least one coil support block detachably coupled to one side of the coil support body to support the induction coil part together with the coil support body.
상기 코일지지블록은 상기 코일지지몸체의 양측에 배치되는 다수의 코일지지블록일 수 있으며, 상기 다수의 코일지지블록에는 상기 직선형 유도코일이 수용되면서 지지되는 지지슬롯이 더 형성될 수 있다.The coil support block may be a plurality of coil support blocks disposed on both sides of the coil support body, and the support slots may be further formed in the plurality of coil support blocks while the linear induction coil is accommodated therein.
상기 고주파 유도가열 용접유닛은, 상기 코일지지몸체의 일측에 결합되어 상기 코일지지몸체를 지지하는 용접몸체; 및 상기 메인 컨베이어유닛 상의 작업 라인으로 상기 용접몸체를 구동시키는 용접몸체 구동부를 더 포함할 수 있다.The high frequency induction heating welding unit, the welding body coupled to one side of the coil support body for supporting the coil support body; And a welding body driving unit for driving the welding body to a work line on the main conveyor unit.
상기 리본 공급유닛은 연속 라인으로 공급되는 리본을 미리 정해진 길이의 단위 리본으로 커팅하여 상기 단위 리본을 공급할 수 있으며, 상기 리본 공급유닛은, 상기 리본을 공급하는 리본 풀리; 테이프를 공급하는 테이프 풀리; 상기 리본과 상기 테이프를 파지하여 인출하는 리본 파지부; 상기 리본과 상기 테이프를 상호 합체시키는 리본 합체부; 및 합체된 상기 리본과 상기 테이프를 커팅하는 리본 커팅부를 포함할 수 있다.The ribbon supply unit may supply the unit ribbon by cutting a ribbon supplied in a continuous line into a unit ribbon having a predetermined length, and the ribbon supply unit may include: a ribbon pulley for supplying the ribbon; A tape pulley for feeding the tape; A ribbon gripping portion for holding and drawing the ribbon and the tape; A ribbon coalescing unit for coalescing the ribbon and the tape together; And a ribbon cutting unit cutting the combined ribbon and the tape.
상기 단위 리본을 상기 메인 컨베이어유닛으로 전달하는 리본 전달유닛을 더 포함할 수 있다.The ribbon may further include a ribbon transfer unit for transferring the unit ribbon to the main conveyor unit.
상기 리본 전달유닛은, 방사상으로 배치되는 인덱스; 및 상기 인덱스의 아암 단부에 마련되며, 상기 단위 리본을 픽업하여 상기 단위 리본을 상기 리본 공급유닛으로부터 상기 메인 컨베이어유닛 상의 웨이퍼들 사이에 위치시키는 리본 픽업부를 포함할 수 있다.The ribbon delivery unit, the radially arranged index; And a ribbon pick-up unit provided at an arm end of the index and picking up the unit ribbon to position the unit ribbon from the ribbon supply unit between wafers on the main conveyor unit.
상기 리본 전달유닛은, 상기 단위 리본과 상기 태양전지 웨이퍼의 결합이 용이하도록 상기 단위 리본 및 상기 테이프에 플럭스를 도포하는 리본 플럭스 도포부; 및 상기 단위 리본 및 상기 테이프에 열풍을 제공하는 열풍 히터부를 더 포함할 수 있으며, 상기 리본 플럭스 도포부 및 상기 열풍 히터부는 상기 리본 전달유닛이 상기 단위 리본 및 상기 테이프를 상기 메인 컨베이어유닛으로 전달할 때 그 경로 상에서 동작되도록 마련될 수 있다.The ribbon transfer unit may include: a ribbon flux applicator configured to apply flux to the unit ribbon and the tape to facilitate coupling of the unit ribbon and the solar cell wafer; And a hot air heater unit configured to provide hot air to the unit ribbon and the tape, wherein the ribbon flux applying unit and the hot air heater unit transmit the unit ribbon and the tape to the main conveyor unit when the ribbon transfer unit is provided. It may be arranged to operate on the path.
상기 웨이퍼 공급유닛으로부터 상기 태양전지 웨이퍼를 상기 메인 컨베이어유닛으로 전달하는 웨이퍼 전달유닛; 상기 메인 컨베이어유닛 상에 설치되어 상기 태양전지 웨이퍼와 상기 단위 리본을 접합할 때 접합성을 향상시키기 위하여 상기 태양전지 웨이퍼에 플럭스를 도포하는 웨이퍼 플럭스 도포부; 및 상기 웨이퍼 공급유닛과 상기 메인 컨베이어유닛 사이에 배치되어 상기 웨이퍼 상태를 검사하는 비전 검사부를 더 포함할 수 있다.A wafer transfer unit for transferring the solar cell wafer from the wafer supply unit to the main conveyor unit; A wafer flux coating part installed on the main conveyor unit to apply flux to the solar cell wafer to improve bonding property when bonding the solar cell wafer and the unit ribbon; And a vision inspection unit disposed between the wafer supply unit and the main conveyor unit to inspect the wafer state.
상기 비전 검사부는 상기 웨이퍼 전달유닛이 상기 태양전지 웨이퍼를 상기 메인 컨베이어유닛으로 전달할 때 그 경로 상에서 상기 태양전지 웨이퍼를 촬영할 수 있도록 배치될 수 있으며, 상기 메인 컨베이어유닛 상에 설치되어 상기 태양전지 웨이퍼에 도포된 플럭스를 예열시키는 예열 히터부를 더 포함할 수 있다.The vision inspection unit may be arranged to photograph the solar cell wafer on the path when the wafer transfer unit delivers the solar cell wafer to the main conveyor unit. The vision inspection unit may be installed on the main conveyor unit and installed on the solar cell wafer. The apparatus may further include a preheating heater unit for preheating the applied flux.
상기 비전 검사부에 의해 검사된 상기 태양전지 웨이퍼 중 불량으로 판정된 상기 태양전지 웨이퍼를 취출하는 불량 취출부를 더 포함할 수 있다.The solar cell wafer inspected by the vision inspection unit may further include a defective extraction unit for taking out the solar cell wafer determined as defective.
상기 웨이퍼 공급유닛은, 상기 태양전지 웨이퍼들이 적층 수용되는 복수개의 매거진; 및 상기 복수개의 매거진을 상기 태양전지 웨이퍼들이 픽업되는 위치로 순차적으로 이송하는 매거진 공급 컨베이어를 포함할 수 있다.The wafer supply unit includes a plurality of magazines in which the solar cell wafers are stacked and received; And a magazine supply conveyor that sequentially transfers the plurality of magazines to a position at which the solar cell wafers are picked up.
본 발명은, 단위 리본을 웨이퍼의 측면부를 태양전지 스트링의 길이 방향에 수직 방향으로 결합시켜 각 웨이퍼를 상호 연결시키기 때문에 종래보다 효율이 우수한 후면전극 태양전지의 제조공정에 적용할 수 있으며, 태양전지 스트링의 접합 강도를 향상시켜 내구성이 향상될 수 있다.The present invention can be applied to the manufacturing process of the back electrode solar cell which is more efficient than the prior art because the unit ribbon is coupled to each side of the wafer in the vertical direction in the longitudinal direction of the solar cell string by connecting the unit ribbon, the solar cell Durability can be improved by improving the bond strength of the string.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 태양전지 스트링에서 한 쌍의 웨이퍼와 단위 리본이 접합된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에서 메인 컨베이어유닛, 리본 공급유닛, 리본 전달유닛 및 고주파 유도가열 용접유닛의 개략적인 평면도이다.
도 4는 고주파 유도가열 용접유닛의 사시도이다.
도 5는 도 4의 분해 사시도이다.
도 6은 도 3에서 메인 컨베이어유닛, 리본 공급유닛 및 리본 전달유닛 및 고주파 유도가열 용접유닛의 동작 과정을 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.1 is a schematic plan view of a string manufacturing apparatus for a back electrode solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a state in which a pair of wafers and a unit ribbon are bonded to each other in a solar cell string.
3 is a schematic plan view of the main conveyor unit, ribbon supply unit, ribbon transfer unit and high frequency induction heating welding unit in FIG.
4 is a perspective view of a high frequency induction heating welding unit.
5 is an exploded perspective view of FIG. 4.
FIG. 6 is a schematic diagram for schematically describing an operation process of a main conveyor unit, a ribbon supply unit, a ribbon transfer unit, and a high frequency induction heating welding unit in FIG. 3.
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.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
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 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in order to avoid unnecessary obscuration of the present invention.
설명에 앞서, 본 발명에서 언급되는 웨이퍼는 태양전지 웨이퍼를 지칭하는바, 이하의 설명에서는 웨이퍼로 통칭하기로 한다.Prior to the description, the wafer referred to in the present invention refers to a solar cell wafer, which will be collectively referred to as a wafer in the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 태양전지 스트링에서 한 쌍의 웨이퍼와 단위 리본이 접합된 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에서 메인 컨베이어유닛, 리본 공급유닛 및 리본 전달유닛의 개략적인 평면도이고, 도 4는 고주파 유도가열 용접유닛의 사시도이며, 도 5는 도 4의 분해 사시도이다.1 is a schematic plan view of a string manufacturing apparatus for a back electrode solar cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a state in which a pair of wafers and a unit ribbon are bonded in a solar cell string, and FIG. 3. 1 is a schematic plan view of the main conveyor unit, the ribbon supply unit and the ribbon delivery unit in FIG. 1, FIG. 4 is a perspective view of a high frequency induction heating welding unit, and FIG. 5 is an exploded perspective view of FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치는, 웨이퍼(10)를 공급하는 웨이퍼 공급유닛(100)과, 연속 라인으로 공급되는 리본(20)을 미리 정해진 길이의 단위 리본(21)으로 절단하여 공급하는 리본 공급유닛(400)과, 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)이 이송되며 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시키기 위한 작업 라인을 제공하는 메인 컨베이어유닛(300)과, 메인 컨베이어유닛(300) 상에서 직선형 유도코일(231, 도 4 및 도 5 참조)에 의해 유도된 전류 저항열로 상호 인접한 한 쌍의 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시키는 고주파 유도가열 용접유닛(200)을 포함한다.1 to 3, a string manufacturing apparatus for a back electrode solar cell according to the present embodiment includes a
또한 본 실시예에 따른 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치는, 메인 컨베이어유닛(300)으로 웨이퍼(10)를 전달하는 웨이퍼 전달유닛(150)과, 메인 컨베이어유닛(300) 상에 설치되어 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)을 접합할 때 접합성을 향상시키기 위하여 웨이퍼(10)에 플럭스를 도포하는 웨이퍼 플럭스 도포부(500)와, 메인 컨베이어유닛(300)으로 리본(20)을 전달하는 리본 전달유닛(450)과, 단위 리본(21)과 웨이퍼(10) 사이에 결합이 용이하도록 단위 리본(21) 및 테이프에 플럭스를 도포하는 리본 플럭스 도포부(600)와, 메인 컨베이어유닛(300) 상에 배치되어 웨이퍼(10) 상태를 검사하는 비전 검사부(미도시)와, 비전 검사부에 의해 검사된 웨이퍼(10) 중 불량으로 판정된 웨이퍼(10)를 취출하는 불량 취출부(미도시)를 더 포함한다.In addition, the string manufacturing apparatus for the back electrode solar cell according to the present embodiment, the
한편, 위와 같은 구성들은 도 1에 도시된 바와 같이, 작업 테이블(109) 상에 배치되고, 컨트롤 유닛(미도시)에 의해 제어된다.Meanwhile, the above configurations are arranged on the work table 109 as shown in FIG. 1 and controlled by a control unit (not shown).
도 2를 참조하면, 태양전지 스트링(15)은 복수개의 웨이퍼(10)를 단위 리본(21)으로 상호 연결하여 제작된다. 도면에서는 편의상 한 쌍의 웨이퍼(10)만을 도시하였다.Referring to FIG. 2, the
웨이퍼(10)는, 전체적으로 사각 형상으로 형성된다. 종래 일반적인 웨이퍼(미도시)가 전면 및 후면에 태양전지 스트링(15)의 길이 방향으로 평행한 복수개의 접합 라인이 형성되는데 반해, 본원발명에서의 웨이퍼(10)는 전극과 배선을 모두 후면에 배치되고, 메인 컨베이어유닛(300) 상에 배열되는 각 웨이퍼(10)의 인접 부위 즉, 웨이퍼(10)의 일 측면부가 접합라인이 된다. 여기서, 접합 라인은 단위 리본(21)이 접합되는 부분이다. 한편, 본 실시예에서 웨이퍼(10)는 5인치 또는 6인치 크기가 주로 사용되지만 이에 한정되는 것은 아니다.The
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 웨이퍼(10)는 한 쌍의 웨이퍼(10)의 인접 측부가 접합 라인이 각각 형성되므로, 한 쌍의 웨이퍼(10)에 대하여 1개의 단위 리본(21)이 각각 접합된다. 이에 따라 복수의 웨이퍼(10)가 상호 접합되어 태양전지 스트링이 제조될 수 있다. 즉, 단위 리본(21)이 각 웨이퍼(10)의 측면부를 스트링(15)의 길이 방향에 수직 방향으로 상호 연결시켜 각 웨이퍼(10)의 측면부를 상호 접합시킨다. 이는 종래보다 태양전지 스트링(15)의 접합 강도를 향상시켜 내구성이 향상될 수 있다.The
웨이퍼(10)와 단위 리본(21)의 접합 방식은 도 2에 도시된 바와 같다. 즉, 단위 리본(21)은 서로 인접하는 2개의 웨이퍼(10)의 인접 부위를 단위 리본(21)으로 상호 연결시킨다. 다만, 본 발명에서 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)의 형상 및 접합 방식은 다양하게 선택될 수 있다.The bonding method of the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 메인 컨베이어유닛(300)은, 웨이퍼 공급유닛(100)의 전방에서 X축 방향을 따라 배치된다. 메인 컨베이어유닛(300)은 복수의 구동 롤러(미도시)와, 고주파 유도가열 용접유닛(200)을 향하는 이송 방향을 갖는 메인 컨베이어벨트(310)와, 메인 컨베이어벨트(310)를 구동시키는 구동모터(320)를 포함한다. 이때, 메인 컨베이어벨트(310)는 테프론 등의 절연 소재로 제작되는 것이 바람직한데, 이는 고주파 유도가열 용접유닛(200)에 의한 용접 시 전력 손실을 방지하기 위함이다.1 to 3, the
이러한 메인 컨베이어유닛(300)은 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시키기 위한 작업 라인을 제공한다. 즉, 메인 컨베이어유닛(300)은 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)을 고주파 유도가열 용접유닛(200)으로 이송한다. 이때, 웨이퍼(10)는 웨이퍼 전달유닛(150)에 의해, 웨이퍼 공급유닛(100)으로부터 메인 컨베이어유닛(300)의 전단부로 이송되고, 단위 리본(21)은 리본 전달유닛(450)에 의해, 리본 공급유닛(400)으로부터 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송된다. 이처럼 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송된 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)은, 메인 컨베이어유닛(300) 상에서 도 2에 도시된 바와 같은 배치 상태로 고주파 유도가열 용접유닛(200)으로 이송된다.The
고주파 유도가열 용접유닛(200)은 도 1 내지 도 5를 참조하면, 메인 컨베이어유닛(300)의 단부 영역에 배치되어 메인 컨베이어유닛(300) 상에서 웨이퍼(10)에 단위 리본(21)을 용접시킨다. 이를 위해, 고주파 유도가열 용접유닛(200)은, 주로 도 4 및 도 5를 참조하면, 코일지지몸체(220)와, 코일지지몸체(220)에 지지되며 고리 형상을 갖는 복수의 환형 유도코일(232)을 구비하는 유도코일부(230)와, 유도코일부(230)와 연결되어 유도코일부(230)에 고주파 전류를 인가하는 전원 공급부(240)와, 코일지지몸체(220)를 지지하는 용접몸체(210)와, 메인 컨베이어유닛(300)의 작업 라인 방향인 전후 방향 및 수직 방향인 상하 방향 중 적어도 일방향으로 이동시키는 용접몸체 구동부(미도시)를 포함한다.1 to 5, the high frequency induction
코일지지몸체(220)는 용접몸체(210)의 일측에 결합된다. 코일지지몸체(220)는 유도코일부(230)의 직선형 유도코일(231)의 형상에 대응되도록 마련된다. 이러한 코일지지몸체(220)에는 복수개의 환형 유도코일(232)이 결합된다. 이를 위해, 코일지지몸체(220)의 상부에는 유도코일부(230)의 복수 개의 환형 유도코일(232)이 부분적으로 수용되는 환형 유도코일 수용그루브(221)가 마련된다.The
본 실시예에서는 코일지지몸체(220)에 환형 유도코일 수용그루브(221)가 3개가 마련되어 유도코일부(230)의 3개의 환형 유도코일(232)을 수용하도록 마련된다. 각각의 환형 유도코일 수용그루브(221) 상에서 실제로 용접 작업이 수행된다. 한편, 웨이퍼(10)의 결합력을 증대시키기 위한 필요에 따라 환형 유도코일(232)의 개수가 증가시킬 필요가 있는 경우에는 환형 유도코일 수용그루브(221)의 개수도 이에 대응하여 증가될 수 있을 것이다.In this embodiment, three annular induction
한편, 코일지지몸체(220)는 용접몸체(210)에 대해 착탈 가능하게 결합된다. 즉, 본 실시예에서는 코일지지몸체(220)의 하부에는 결합 플랜지(222)가 마련되고, 결합 플랜지(222)에는 용접몸체(210)와 결합을 위해 형성된 나사 홈(222a)이 형성된다. 나사 홈(222a)에 나사(미도시)가 체결되어 용접몸체(210)의 나사 홈(210a)에 체결됨으로써 코일지지몸체(220)는 용접몸체(210)에 결합될 수 있다.On the other hand, the
코일지지몸체(220)의 측면에는 코일지지몸체(220)와 함께 유도코일부(230)를 지지하면서 위치 고정시키는 복수개의 코일지지블록(223,224)이 마련된다. 코일지지블록(223,224)은 그 측벽이 코일지지몸체(220)의 측부를 감싸는 직선형 유도코일(231)의 단면 형상에 대응되게 형성되어 코일지지블록(223,224)이 직선형 유도코일(231)을 수용하도록 하면서 코일지지몸체(220)에 결합된다. 즉 코일지지몸체(220)를 향한 코일지지블록(223,224)의 벽면에는 직선형 유도코일(231)이 수용되면서 지지되는 지지슬롯(223a,224a)이 형성된다.Side of the
도 5에 도시된 바와 같이, 코일지지몸체(220)의 일측에는 코일지지몸체(220)의 길이에 대응되는 1개의 코일지지블록(223)이 배치되고, 코일지지몸체(220)의 타측에는 2개의 코일지지블록(224)이 배치되어 코일지지몸체(220)와 함께 유도코일부(230)를 지지하고 있다.As shown in FIG. 5, one coil support block 223 corresponding to the length of the
이러한 코일지지블록(223,224)은 테프론 등의 절연 물질로 코팅된 금속 재질 또는 세라믹 재질로 제작되는 것이 바람직한데, 이는 고주파 유도가열 용접유닛(200)에 의한 용접 시 전력 손실을 방지하기 위함이다.The coil support blocks 223 and 224 are preferably made of a metal material or ceramic material coated with an insulating material such as Teflon. This is to prevent power loss during welding by the high frequency induction
이처럼, 본 실시예에 따른 코일지지몸체(220)는, 유도코일부(230)의 복수개의 환형 유도코일(232)과 직선형 유도코일(231)을 지지하고 고정할 수 있다. 만약, 용접 위치가 변경되거나 용접 부위의 개수가 변경되는 등에 의해 환형 유도코일(232)의 위치 및 개수를 변경할 필요가 있는 경우, 코일지지몸체(220)의 형상도 이에 대응되어 변경 또는 교체될 필요가 있다.As such, the
유도코일부(230)는, 전원 공급부(240)로부터 전원을 공급받아 직선형 유도코일(231)에 의해 유도된 전류 저항열을 발생시켜 실질적으로 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)을 상호 용접시키는 역할을 한다. 이를 위해 유도코일부(230)는 전원 공급부(240)로부터 수평 방향으로 연장되는 직선형 유도코일(231)과, 직선형 유도코일(231)로부터 상방으로 길이 연장되어 고리 형상을 형성하는 환형 유도코일(232)을 포함한다.The
직선형 유도코일(231)은 폐루프 곡선을 형성하며 전원 공급부(240)로부터 수평 방향으로 연장되어 메인 컨베이어벨트(310)의 하부를 교차하며 길이 연장되도록 마련된다.The
직선형 유도코일(231)의 단부 영역에는 복수개의 환형 유도코일(232)이 마련된다. 환형 유도코일(232)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 직선형 유도코일(231)로부터 상방으로 돌출 형성된다. 그리고 각 환형 유도코일(232)은 환형 유도코일 수용그루브(221)에 수용 결합되어 코일지지몸체(220)에 결합된다. 이때, 환형 유도코일(232)은 3개가 마련되어 일정간격으로 상호 이격 배치된다.A plurality of
전원 공급부(240)는, 직선형 유도코일(231)과 전기적으로 연결되어 복수개의 환형 유도코일(232)에 공급되는 전원을 공급하는 역할을 한다.The
용접몸체(210)는, 코일지지몸체(220) 및 전원 공급부(240)를 지지한다. 용접몸체(210)의 일측 단부에는 용접몸체 구동부(미도시)가 연결되어 수평 방향으로 또는 수직 방향으로 이동 가능할 수 있다.The
용접몸체 구동부는, 메인 컨베이어유닛(300)의 일측에 마련되어 고주파 유도가열 용접유닛(200)을 작업 라인으로 접근 및 이격시킬 수 있다. 통상 용접몸체 구동부는 리니어 모터 방식의 액추에이터 또는 실린더 방식의 액추에이터로 마련될 수 있다. 한편, 본 발명에서 용접몸체 구동부는, 용접몸체(210)와 메인 컨베이어벨트(310)와의 수직 및 수평 방향의 이격 거리를 조정하는 역할이므로, 용접몸체 구동부가 공지되어 있는 가이드레일(미도시)로 마련되어 작업자에 의해 수작업으로 진행될 수도 있고 작업테이블(109) 상에 고정되어도 무방한 경우에는 용접몸체 구동부가 생략될 수도 있다.The welding body driving unit may be provided at one side of the
이와 같은 구성의 고주파 유도가열 용접유닛(200)은, 메인 컨베이어벨트(310) 상에서 이송되는 웨이퍼(10)를 사이에 두고 상측에서 리본 전달유닛(450)으로부터 단위 리본(21)이 공급 배치되고, 하방에서 고주파 유도가열 용접유닛(200)의 유도코일부(230)가 접근하여 고주파를 통한 유도가열 방식으로 용접함으로써, 후면전극 태양전지의 제조공정에 적용될 수 있다.In the high frequency induction
또한 본 실시예에 따른 고주파 유도가열 용접유닛(200)은, 단위 리본(21)이 각 웨이퍼(10)의 측면부를 스트링(15)의 길이 방향에 수직 방향으로 상호 연결시키기 때문에 태양전지 스트링(15)의 접합 강도를 향상시켜 내구성이 향상될 수 있다.In addition, the high frequency induction
도 1을 참조하면, 웨이퍼 공급유닛(100)은, 평면도에서는 비록 도시되지 않았지만 웨이퍼(10)들이 적층 수용되는 복수개의 매거진(미도시)과, 복수개의 매거진을 웨이퍼(10)들이 픽업되는 위치로 순차적으로 이송하는 매거진 공급 컨베이어(120)와, 매거진 공급 컨베이어(120)의 하측에 마련되는 매거진 회수 컨베이어(미도시)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the
매거진은, 웨이퍼(10)들이 적층되어 수용되는 공간을 형성하며, 본 발명에서 매거진의 구조 및 형상은 다양하게 선택될 수 있다.The magazine forms a space in which the
매거진 공급 컨베이어(120)는, 제1 공급 컨베이어(121), 제2 공급 컨베이어(122) 및 방향 전환부(123)를 포함한다. 이때, 웨이퍼(10)들이 적층 수용된 매거진이 투입되는 위치는 이송 방향을 기준으로 제1 공급 컨베이어(121)의 후단부이고, 웨이퍼(10)들이 픽업되는 위치는 이송 방향을 기준으로 제2 공급 컨베이어(122)의 선단부이다.The magazine supply conveyor 120 includes the
이러한 제1 공급 컨베이어(121)와 제2 공급 컨베이어(122)는 실질적으로 평행하게 배치된다. 제1 공급 컨베이어(121) 및 제2 공급 컨베이어(122)의 진행 방향에 수직 방향으로 배치되는 방향 전환부(113)는 제1 공급 컨베이어(121)와 제2 공급 컨베이어(122) 사이에 배치된다. 방향 전환부(113)는 제1 공급 컨베이어(121)의 선단부에 위치한 매거진을 제2 공급 컨베이어(122)의 후단부로 이송한다.The
이처럼, 본 실시예에 따른 웨이퍼 공급유닛(100)은, 매거진 공급 컨베이어(121)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.As such, in the
도 1 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 전달유닛(150)은, 웨이퍼 공급유닛(100)으로부터 웨이퍼(10)를 픽업하여 웨이퍼 공급유닛(100)의 전방에 배치된 버퍼 스테이지(160) 및 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송한다. 구체적으로, 웨이퍼 전달유닛(150)은 제2 공급 컨베이어(122)에 위치한 매거진 내에 적층된 웨이퍼(10)들을 하나씩 픽업하여 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송한다.1 and 3, the
이를 위해, 웨이퍼 전달유닛(150)은, 전달몸체(151)와, 전달몸체(151)에 상대회동 가능하게 결합되는 웨이퍼 회동몸체(152)와, 웨이퍼 회동몸체(152)의 단부에 마련되어 웨이퍼(10)를 흡착하는 웨이퍼 픽업부(153)와, 웨이퍼 회동몸체(152)를 상대회동시키는 회동몸체 구동부(미도시)를 포함한다. To this end, the
전달몸체(151)는, 메인 컨베이어유닛(300)의 전단부에 마련된다. 전달몸체(151)는 웨이퍼 회동아암(154)과 웨이퍼 픽업부(153)를 지지하는 역할을 한다.The
웨이퍼 회동몸체(152)는 전달몸체(151)의 상부에 마련되어, 전달몸체(151)에 대하여 상대회동 가능하게 결합된다. 이에 따라, 웨이퍼 회동몸체(152)가 회동하는 회동 반경 내에 웨이퍼 공급유닛(100)과 메인 컨베이어유닛(300)의 전단부가 각각 위치하도록 배치되어 웨이퍼(10, 도 2 참조)를 웨이퍼 공급유닛(100)으로부터 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송시킬 수 있다.The
웨이퍼 픽업부(153)는, 사각 형상의 흡착 플레이트(154)와 흡착 플레이트(154)에 결합되는 4개의 흡착수단(미도시)을 포함한다. 본 실시예에서는 흡착수단으로 흡착 실린더(미도시)로 마련하여 진공압에 의해 웨이퍼(10)를 진공 흡착한다. 이와 달리, 본 발명에서 웨이퍼 픽업부(153)의 흡착수단, 흡착 구조 및 형상 등은 다양하게 선택될 수 있다.The wafer pick-up
회동몸체 구동부는 회동몸체를 전달몸체(151)에 대하여 상대회동시킨다. 결국, 회동몸체 구동부는 웨이퍼 픽업부(153)가 웨이퍼 공급유닛(100)으로부터 웨이퍼(10)를 픽업하여 버퍼 스테이지(160)나 메인 컨베이어유닛(300)의 전단부에 안착하도록 웨이퍼 회동몸체(152) 및 웨이퍼 픽업부(153)를 상대회동시킨다. 본 발명에서 회동몸체 구동부는 리니어 모터 방식으로 구현될 수 있으나, 구동 방식은 리니어 모터 방식에 한정되지 아니하고 다양하게 선택될 수 있다.The rotating body drive unit rotates the rotating body relative to the
버퍼 스테이지(160)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 공급유닛(100)과 메인 컨베이어유닛(300) 사이에 배치된다. 버퍼 스테이지(160)는 웨이퍼(10)가 안정적으로 안착될 수 있도록 사각 단면 형상의 평평한 상부면을 갖는다. 이러한 버퍼 스테이지(160)는 웨이퍼 전달유닛(150)에 의해 픽업된 웨이퍼(10)가 안착되는 영역을 제공한다.As illustrated in FIG. 1, the
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치는, 웨이퍼 공급유닛(100)과 버퍼 스테이지(160) 사이에 배치되는 비전 검사부(미도시)를 더 포함한다. 비전 검사부는 비전 카메라(미도시)를 이용하여 웨이퍼 전달유닛(150)에 의해 웨이퍼(10)가 버퍼 스테이지(160)로 이송되는 과정에서 웨이퍼(10)에 대한 비전 검사를 수행한다. 구체적으로, 비전 검사부는 웨이퍼(10)의 파손 여부 및 위치 정보를 확인한다. 이에 따라, 웨이퍼 전달유닛(150)은 웨이퍼(10)를 버퍼 스테이지(160)의 미리 정해진 위치에 정확히 안착시키기 위하여 비전 검사부에 의해 확인된 위치 정보에 기초하여 웨이퍼(10)의 위치를 정렬할 수 있다.Referring to FIG. 1, the string manufacturing apparatus for a back electrode solar cell according to the present embodiment is disposed between the
또한 웨이퍼 전달유닛(150)은, 비전 검사부에 의해 웨이퍼(10)가 파손된 것으로 확인되면, 웨이퍼(10)를 버퍼 스테이지(160)로 이송하지 않고 비전 검사부에 인접 배치된 불량 취출부(미도시)로 이송한다.In addition, when it is confirmed that the
웨이퍼 플럭스 도포부(500)는, 메인 컨베이어유닛(300) 상에 마련된다. 웨이퍼 플럭스 도포부(500)는 도 1을 참조하면, 웨이퍼(10)의 상면에 플럭스를 도포한다. 여기서, 플럭스는 고주파 유도가열 용접유닛(200)에서 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)을 접합할 때 접합성을 향상시키기 위한 액상 타입의 기화성이 높은 물질이다.The wafer
웨이퍼 플럭스 도포부(500)는, 한 쌍의 웨이퍼(10)의 각각의 인접부위에 형성된 접합 라인에 플럭스를 도포한다. 이러한 웨이퍼 플럭스 도포부(500)는 도포 타입에 있어 스프레이 타입 또는 니들 타입이 적용될 수 있을 것이다. 본 발명에서 웨이퍼 플럭스 도포부(500)의 구조 및 형상은 다양하게 선택될 수 있다.The wafer
웨이퍼 플럭스 도포부(500)에는 추가적으로 웨이퍼 도포구동부(미도시)를 더 마련할 수도 있을 것이다. 이러한 구성은 보다 정확한 위치에 플럭스를 도포하는 이점이 있을 수 있다.The
메인 컨베이어유닛 상에는 예열 히터부(미도시)가 추가적으로 더 마련될 수 있다. 예열 히터부는 웨이퍼(10) 상에 플럭스가 도포된 다음, 가동되어 웨이퍼(10)에 도포된 플럭스가 용접 과정에서 원활히 작용하도록 한다. 이러한 예열 히터부는 메인 컨베이어벨트(310)의 하부에서 상방을 향하도록 마련될 수 있으나, 이와 다른 방식으로 구성되어도 무방할 것이다.A preheating heater unit (not shown) may be further provided on the main conveyor unit.
이와 같이, 본 실시예에 따른 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치는, 웨이퍼 전달유닛(150)이 웨이퍼(10)를 픽업하여 비전 검사부, 버퍼 스테이지(160)를 거친 다음, 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송한다.As such, in the string manufacturing apparatus for the back electrode solar cell according to the present embodiment, the
한편, 리본 공급유닛(400)은, 도 1 및 도 3을 참조하면, 리본 풀리(410)와, 테이프 풀리(미도시)와, 리본(20)과 테이프(미도시)를 합체시키는 리본 합체부(430)와, 리본 풀리(410)로부터 풀린 리본(20)을 파지하여 인출하는 리본 파지부(420)와, 리본 파지부(420)에 의해 인출된 리본(20)을 절단하는 리본 커팅부(440)를 포함한다.1 and 3, the
이러한 리본 공급유닛(400)은 연속 라인으로 공급되는 리본(20) 및 테이프를 미리 정해진 길이의 단위 리본(21, 도 2 및 도 6 참조)으로 절단하여 공급한다. 다만, 본 발명에서 리본 공급유닛(400)이 공급하는 리본(20)의 개수 및 단위 리본(21)의 길이 등은 본 실시예에 한정되지 아니하고 사용되는 웨이퍼(10)의 종류 및 접합 방식에 따라 다양하게 선택될 수 있다.The
리본 풀리(410)는, 도 1 및 도 3의 평면 상에서 수직하는 Z축 방향으로 배치되어 미리 정해진 회전 속도로 회전한다. 리본 풀리(410)로부터 풀린 리본(20)은 복수개의 텐션 롤러(411)를 거쳐 리본 커팅부(440)까지 공급된다.The
이와 동시에, 테이프 풀리(미도시)도 미리 정해진 회전 속도로 회전한다. 다만, 도 1 및 도 3이 평면도인 관계로 테이프 풀리(161)는 도시하고 있지 않다. 풀려나온 테이프도 별개의 텐션 롤러(미도시)를 거쳐 리본 합체부(430)까지 공급된다. 리본 풀리(410)와 테이프 풀리는 동기 제어되며, 이에 따라 리본 풀리(410) 및 테이프 풀리로부터 풀린 리본(20)과 테이프의 길이는 동일하다.At the same time, the tape pulley (not shown) also rotates at a predetermined rotational speed. However, the tape pulley 161 is not shown since FIG. 1 and FIG. 3 are top views. The unwound tape is also supplied to the
리본 합체부(430)는 리본 풀리(410) 및 테이프 풀리로부터 인접 배치된다. 리본 합체부(430)에는 풀려나온 리본(20)과 테이프가 진입하여 상호 합체된다. 본 실시예에서는 리본 합체부(430)로 2쌍의 상하 롤러(430)로 마련되나, 리본 합체부(430)의 합체 구조 및 합체 방식이 다를 수도 있다. 리본 합체부(430)는 리본과 테이프를 상호 접합시켜 합체하는 역할을 함과 동시에, 리본 파지부(420) 및 리본 커팅부(440)로 공급되는 리본(20) 및 테이프에 일정한 텐션을 유지한 상태에서 수평으로 펴주는 역할을 담당한다.The
리본 파지부(420)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 리본(20)을 파지하는 파지수단(미도시)과, 파지수단을 전후 방향(X축 방향)으로 이동시키는 파지수단 구동부(미도시)를 포함한다. 이러한 리본 파지부(420)는 리본 커팅부(440)까지 공급된 리본(20)을 파지수단이 파지한 상태에서 파지수단 구동부가 구동되어 리본(20)을 미리 정해진 길이만큼 인출한다. 이때, 인출되는 리본(20)의 길이는 절단하고자 하는 단위 리본(21)의 길이에 대응한다.1 and 3, the
리본 커팅부(440)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 리본 파지부가 파지하여 인출한 리본(20)을 미리 설정된 길이만큼 절단하는 역할을 한다. 본 실시예에서는 절단수단(미도시)을 이용하여 상하 방향으로 구동하여 단위 리본(21)을 생성시키나, 이와 달리 다른 절단 방식, 구동 방식으로 적용되어도 무방하다. 또한 자동으로 리본(20)을 절단하는 방식이 아닌, 수동으로 작업자가 리본(20)을 절단하여 단위 리본(21)을 생성시킬 수도 있을 것이다.As shown in FIGS. 1 and 3, the
리본 플럭스 도포부(600)는, 단위 리본(21, 도 2 및 도 6 참조)에 플럭스를 도포하여 고주파 유도가열 용접유닛(200)에서 웨이퍼(10)와 단위 리본(21)을 접합할 때 접합성을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 리본 플럭스 도포부(600)는 단위 리본(21)을 흡착하는 인덱스(460)의 리본 픽업부(462)에 플럭스가 도포되도록 하여, 리본 픽업부(462)가 단위 리본(21)을 픽업하여 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송 중에 단위 리본(21)에 플럭스가 도포될 수 있다. 이와 달리, 리본 전달유닛(450)과 리본 플럭스 도포부(600)가 일체로 마련될 수도 있고, 리본 공급유닛(400) 상에 리본 플럭스 도포부(600)가 마련될 수도 있을 것이다.The
한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 리본 공급유닛(400)의 인접 영역에는 리본 전달유닛(450)이 마련된다. 리본 전달유닛(450)은 리본 공급유닛(400)에서 생성된 단위 리본(21)을 픽업하여 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송시키는 역할을 한다. 이를 위해, 리본 전달유닛(450)은, 방사상으로 배치되는 인덱스(460)와, 인덱스(460)의 아암(461) 단부에 마련되어 단위 리본(21, 도 2 및 도 6 참조)을 리본 공급유닛(400)으로부터 메인 컨베이어유닛(300) 상의 웨이퍼(10) 사이에 위치시키도록 단위 리본(21)을 흡착하는 리본 픽업부(462)를 포함한다. 또한 추가적으로, 리본 전달유닛(450)에는 픽업된 단위 리본(21)을 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송하기 위하여 상대회동시키는 인덱스 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 3, a
인덱스(460)는, 메인 컨베이어유닛(300)을 수직으로 가로지르는 외부 지지대(463)에 상대회동 가능하게 마련되며, 방사상 형태로 45도마다 하나의 인덱스 아암(461)이 마련되어 총 8개의 인덱스 아암(461)으로 구성된다.The
리본 픽업부(462)는 인덱스 아암(461)의 단부에 마련된다. 리본 픽업부(462)는 단위 리본(21)의 길이와 판면 형상에 대응되도록 형성된다. 이러한 리본 픽업부(462)는 진공압으로 단위 리본(21)을 진공 흡착하는 방식으로 단위 리본(21)을 픽업한다. 이에 따라 리본 픽업부(462)가 단위 리본(21)을 흡착이 용이하게 되는 장점이 있다. 다만, 본 발명에서 리본 픽업부(462)가 단위 리본(21)을 픽업하는 방식은 본 실시예에 한정되지 아니하고 다양하게 선택될 수 있다.The
인덱스 구동부는 인덱스(460)의 회동 중심축(464, 도 3 참조)과 연결되어 마련된다. 이에 따라, 인덱스 구동부가 구동되면, 인덱스(460)가 회동 중심축(464)을 기준으로 회전하게 된다. 그 결과, 인덱스(460)는 리본 공급유닛(400)으로부터 생성되는 단위 리본(21)을 픽업하여 메인 컨베이어유닛(300)으로 이송할 수 있다.The index driver is provided in connection with the rotational
이처럼, 본 실시예에 따른 리본 전달유닛(450)은, 360도 회동하는 인덱스(460)를 구비하여 효율적이고 정확하게 단위 리본(21)을 웨이퍼(10)로 이송함으로써, 태양전지 스트링 제조 공정 상의 택트 타임(tact time)을 감소시킬 수 있다.As described above, the
단위 리본(21) 상에 플럭스가 도포된 다음, 열풍 히터부(미도시)가 가동된다. 열풍 히터부는 단위 리본(21)에 도포된 플럭스가 용접 과정에서 원활하게 접합될 수 있도록 한다.After the flux is applied onto the
도 6은 도 1에서 메인 컨베이어유닛, 리본 공급유닛 및 리본 전달유닛 및 고주파 유도가열 용접유닛의 동작 과정을 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.FIG. 6 is a schematic diagram schematically illustrating an operation process of a main conveyor unit, a ribbon supply unit, a ribbon transfer unit, and a high frequency induction heating welding unit in FIG. 1.
이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 후면전극 태양전지 스트링 제조 공정에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a back electrode solar cell string manufacturing process according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
먼저, 웨이퍼(10)가 A 방향으로 리본 공급유닛(400, 도 1 참조)으로부터 메인 컨베이어유닛(300)의 전단부에 공급된다. 이때, 메인 컨베이어벨트(310) 상에 놓여지는 웨이퍼(10)는 후면이 상방을 향하도록 놓여진 채 이송된다.First, the
웨이퍼(10)가 메인 컨베이어벨트(310)를 따라 이송되면서 웨이퍼 플럭스 도포부(500, 도 1 참조)를 통과한다. 이때, 한 쌍의 웨이퍼(10)의 인접 부위인 웨이퍼(10)의 측부에 플럭스가 도포된다.The
한편, 리본 공급유닛(400)의 리본 풀리(410, 도 1 및 도 3 참조)로부터 풀려나온 리본(20)은 B 방향을 따라 복수의 텐션 롤러(411)를 거치며 리본 합체부(430)로 이송된다. 이와 동시에 테이프 풀리로부터 풀려나온 테이프 또한 별개의 텐션 롤러를 거치며 리본 합체부(430)로 이송된다. 그러면, 리본(20) 및 테이프가 리본 합체부(430)인 2쌍의 상하 롤러(430)를 거치며 상호 합체된다. Meanwhile, the
리본 커팅부(440)는 미리 설정된 길이만큼 리본(20)이 풀려 나오면 절단수단을 이용하여 상하 방향으로 구동시켜 단위 리본(21)을 생성시킨다.When the
이후, 리본 전달유닛(450)의 인덱스(460) 단부에 마련되는 리본 픽업부(462)가 단위 리본(21)을 흡착하여 C 방향을 따라 메인 컨베이어유닛(300) 쪽으로 이송시킨다. 이때, 리본 플럭스 도포부(도 1 및 도 3 참조)를 통한 리본 픽업부(462) 상에 플럭스가 도포된 상태가 된다. 이후, 리본 전달유닛(450)은 메인 컨베이어유닛(300)의 고주파 유도가열 용접유닛(200)의 수직 상방의 위치에서 단위 리본(21)을 탈착하여 플럭스가 도포된 상태의 단위 리본(21)을 용접 위치에 배치시킨다.Thereafter, the ribbon pick-up
다음으로, 고주파 유도가열 용접유닛(200)에 전원이 공급되어 실제 고주파 유도가열 방식의 용접이 진행된다. 웨이퍼(10)가 메인 컨베이어벨트(310)를 따라 이송됨에 따라, 고주파 유도가열 용접유닛(200)이 각각의 웨이퍼(10) 사이를 순차적으로 용접시킨다. Next, power is supplied to the high frequency induction
마지막으로, 각 웨이퍼(10)가 상호 접합되어 태양전지 스트링(15, 도 2 참조)이 완성된다.Finally, each
이와 같은 공정에 따라 기존의 태양전지 제작방식과 달리 웨이퍼(10)의 후면에 단위 리본(21)으로 접합하여 전기적으로 연결시킴으로써, 보다 효율이 우수한 후면전극 태양전지 스트링(15)을 제작할 수 있다.According to such a process, unlike the conventional solar cell manufacturing method, the back electrode
또한 단위 리본(21)이 웨이퍼(10)의 측면부를 스트링(15)의 길이 방향에 수직 방향으로 결합시켜 각 웨이퍼(10)를 상호 연결시키기 때문에 태양전지 스트링(15)의 접합 강도를 향상시켜 내구성이 향상되는 장점이 있다.In addition, since the
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.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
10 : 웨이퍼 20 : 리본
21 : 단위 리본 100 : 웨이퍼 공급유닛
109 : 작업테이블 120 : 공급 컨베이어
150 : 웨이퍼 전달유닛 153 : 웨이퍼 픽업부
200 : 고주파 유도가열 용접유닛 210 : 용접몸체
220 : 코일지지몸체 221 : 환형 유도코일 수용그루브
222 : 결합 플랜지 223,224 : 코일지지블록
230 : 유도코일부 231 : 직선형 유도코일
232 : 환형 유도코일 240 : 전원 공급부
300 : 메인 컨베이어유닛 310 : 메인 컨베이어벨트
400 : 리본 공급유닛 410 : 리본 풀리
411 : 텐션 롤러 420 : 리본 파지부
450 : 리본 전달유닛 460 : 인덱스
462 : 리본 픽업부10: wafer 20: ribbon
21: unit ribbon 100: wafer supply unit
109: working table 120: feeding conveyor
150: wafer transfer unit 153: wafer pickup unit
200: high frequency induction heating unit 210: welding body
220: coil support body 221: annular induction coil receiving groove
222: coupling flange 223,224: coil support block
230: guide coil portion 231: straight guide coil
232: annular induction coil 240: power supply
300: main conveyor unit 310: main conveyor belt
400: ribbon supply unit 410: ribbon pulley
411: tension roller 420: ribbon holding part
450: ribbon delivery unit 460: index
462 ribbon pickup
Claims (14)
상기 태양전지 웨이퍼를 이웃된 것끼리 연결하는 리본을 공급하는 리본 공급유닛;
상기 태양전지 웨이퍼와 상기 리본이 이송되는 메인 컨베이어유닛; 및
상기 메인 컨베이어유닛 상에서 직선형 유도코일에 의해 유도된 전류 저항열로 상호 인접한 상기 한 쌍의 태양전지 웨이퍼에 상기 리본을 용접시키는 고주파 유도가열 용접유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.A wafer supply unit for supplying a solar cell wafer;
A ribbon supply unit supplying a ribbon connecting the solar cell wafers to neighboring ones;
A main conveyor unit to which the solar cell wafer and the ribbon are transferred; And
A string manufacturing apparatus for a back electrode solar cell comprising a high frequency induction heating welding unit for welding the ribbon to the pair of solar cell wafers adjacent to each other with a current resistance heat induced by a linear induction coil on the main conveyor unit. .
상기 고주파 유도가열 용접유닛은,
코일지지몸체;
상기 코일지지몸체에 지지되며, 직선형 유도코일과, 고리 형상을 가지며 상기 직선형 유도코일로부터 상방으로 돌출되게 마련되는 복수의 환형 유도코일을 구비하는 유도코일부; 및
상기 유도코일부와 연결되어 상기 유도코일부에 고주파 전류를 인가하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 1,
The high frequency induction heating welding unit,
Coil support body;
An induction coil part supported by the coil supporting body and having a linear induction coil and a plurality of annular induction coils protruding upward from the linear induction coil; And
And a power supply unit connected to the induction coil part to apply a high frequency current to the induction coil part.
상기 코일지지몸체의 상부에는 상기 복수의 환형 유도코일이 부분적으로 수용되는 복수의 환형 유도코일 수용그루브가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 2,
And a plurality of annular induction coil accommodating grooves, in which the plurality of annular induction coils are partially accommodated, are formed on an upper portion of the coil support body.
상기 고주파 유도가열 용접유닛은, 상기 코일지지몸체의 일측에 착탈 가능하게 결합되어 상기 코일지지몸체와 함께 상기 유도코일부를 지지하는 적어도 하나의 코일지지블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 2,
The high frequency induction heating welding unit further comprises at least one coil support block detachably coupled to one side of the coil support body to support the induction coil part together with the coil support body. Battery string manufacturing apparatus.
상기 코일지지블록은 상기 코일지지몸체의 양측에 배치되는 다수의 코일지지블록이며,
상기 다수의 코일지지블록에는 상기 직선형 유도코일이 수용되면서 지지되는 지지슬롯이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 4, wherein
The coil support block is a plurality of coil support blocks disposed on both sides of the coil support body,
And a plurality of support slots are formed in the plurality of coil support blocks to accommodate the linear induction coils.
상기 고주파 유도가열 용접유닛은,
상기 코일지지몸체의 일측에 결합되어 상기 코일지지몸체를 지지하는 용접몸체; 및
상기 메인 컨베이어유닛 상의 작업 라인으로 상기 용접몸체를 구동시키는 용접몸체 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 2,
The high frequency induction heating welding unit,
A welding body coupled to one side of the coil support body to support the coil support body; And
And a welding body driving unit for driving the welding body to a work line on the main conveyor unit.
상기 리본 공급유닛은 연속 라인으로 공급되는 리본을 미리 정해진 길이의 단위 리본으로 커팅하여 상기 단위 리본을 공급하며,
상기 리본 공급유닛은,
상기 리본을 공급하는 리본 풀리;
테이프를 공급하는 테이프 풀리;
상기 리본과 상기 테이프를 파지하여 인출하는 리본 파지부;
상기 리본과 상기 테이프를 상호 합체시키는 리본 합체부; 및
합체된 상기 리본과 상기 테이프를 커팅하는 리본 커팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 1,
The ribbon supply unit cuts the ribbon supplied in a continuous line into a unit ribbon having a predetermined length to supply the unit ribbon,
The ribbon supply unit,
A ribbon pulley for supplying the ribbon;
A tape pulley for feeding the tape;
A ribbon gripping portion for holding and drawing the ribbon and the tape;
A ribbon coalescing unit for coalescing the ribbon and the tape together; And
And a ribbon cutting unit cutting the coalesced ribbon and the tape.
상기 단위 리본을 상기 메인 컨베이어유닛으로 전달하는 리본 전달유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 7, wherein
And a ribbon transfer unit for transferring the unit ribbon to the main conveyor unit.
상기 리본 전달유닛은,
방사상으로 배치되는 인덱스; 및
상기 인덱스의 아암 단부에 마련되며, 상기 단위 리본을 픽업하여 상기 단위 리본을 상기 리본 공급유닛으로부터 상기 메인 컨베이어유닛 상의 웨이퍼들 사이에 위치시키는 리본 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 8,
The ribbon delivery unit,
Radially placed indexes; And
And a ribbon pick-up unit provided at an arm end of the index and picking up the unit ribbon to position the unit ribbon between the ribbon supply unit and the wafers on the main conveyor unit. Device.
상기 리본 전달유닛은,
상기 단위 리본과 상기 태양전지 웨이퍼의 결합이 용이하도록 상기 단위 리본 및 상기 테이프에 플럭스를 도포하는 리본 플럭스 도포부; 및
상기 단위 리본 및 상기 테이프에 열풍을 제공하는 열풍 히터부를 더 포함하며,
상기 리본 플럭스 도포부 및 상기 열풍 히터부는 상기 리본 전달유닛이 상기 단위 리본 및 상기 테이프를 상기 메인 컨베이어유닛으로 전달할 때 그 경로 상에서 동작되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.10. The method of claim 9,
The ribbon delivery unit,
A ribbon flux applicator configured to apply flux to the unit ribbon and the tape to facilitate bonding of the unit ribbon and the solar cell wafer; And
Further comprising a hot air heater for providing hot air to the unit ribbon and the tape,
And the ribbon flux applying unit and the hot air heater unit are configured to operate on a path when the ribbon transfer unit delivers the unit ribbon and the tape to the main conveyor unit.
상기 웨이퍼 공급유닛으로부터 상기 태양전지 웨이퍼를 상기 메인 컨베이어유닛으로 전달하는 웨이퍼 전달유닛;
상기 메인 컨베이어유닛 상에 설치되어 상기 태양전지 웨이퍼와 상기 단위 리본을 접합할 때 접합성을 향상시키기 위하여 상기 태양전지 웨이퍼에 플럭스를 도포하는 웨이퍼 플럭스 도포부; 및
상기 웨이퍼 공급유닛과 상기 메인 컨베이어유닛 사이에 배치되어 상기 웨이퍼 상태를 검사하는 비전 검사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 1,
A wafer transfer unit for transferring the solar cell wafer from the wafer supply unit to the main conveyor unit;
A wafer flux coating part installed on the main conveyor unit to apply flux to the solar cell wafer to improve bonding property when bonding the solar cell wafer and the unit ribbon; And
And a vision inspection unit disposed between the wafer supply unit and the main conveyor unit to inspect the wafer state.
상기 비전 검사부는 상기 웨이퍼 전달유닛이 상기 태양전지 웨이퍼를 상기 메인 컨베이어유닛으로 전달할 때 그 경로 상에서 상기 태양전지 웨이퍼를 촬영할 수 있도록 배치되며,
상기 메인 컨베이어유닛 상에 설치되어 상기 태양전지 웨이퍼에 도포된 플럭스를 예열시키는 예열 히터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 11,
The vision inspection unit is arranged to photograph the solar cell wafer on the path when the wafer transfer unit delivers the solar cell wafer to the main conveyor unit,
And a preheat heater unit installed on the main conveyor unit to preheat the flux applied to the solar cell wafer.
상기 비전 검사부에 의해 검사된 상기 태양전지 웨이퍼 중 불량으로 판정된 상기 태양전지 웨이퍼를 취출하는 불량 취출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 11,
And a defect extracting part for extracting the solar cell wafer that is determined to be defective among the solar cell wafers inspected by the vision inspection part.
상기 웨이퍼 공급유닛은,
상기 태양전지 웨이퍼들이 적층 수용되는 복수개의 매거진; 및
상기 복수개의 매거진을 상기 태양전지 웨이퍼들이 픽업되는 위치로 순차적으로 이송하는 매거진 공급 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전극 태양전지용 스트링 제조장치.The method of claim 1,
The wafer supply unit,
A plurality of magazines in which the solar cell wafers are stacked; And
And a magazine supply conveyor for sequentially transporting the plurality of magazines to a position at which the solar cell wafers are picked up.
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