KR20120140024A - 태양전지 모듈의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은 태양전지 모듈의 전면 유리 상에 제1 밀봉재를 도포하고, 프레임의 내부 측면에 상기 제1 밀봉재와 동일한 소재의 실링용 밀봉재를 충진하며, 상기 실링용 밀봉재가 충진된 상기 프레임 내부에 상기 제1 밀봉재가 도포된 상기 전면 유리를 삽입하는 단계를 포함한다. 그리고 상기 프레임의 내부 및 상기 전면 유리 및 상기 제1 밀봉재 상에 태양전지층과 제2 밀봉재를 적층하고, 상기 실링용 밀봉재 및 상기 제2 밀봉재를 경화하는 단계를 포함한다. 여기서 상기 태양전지 모듈은 상기 전면 유리, 상기 제1 밀봉재, 상기 태양전지층 및 상기 제2 밀봉재를 포함하며, 상기 프레임 내에 삽입된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 공정이 단순화되고 제조 원가가 절감되며, 태양전지 모듈의 프레임의 접착력이 향상될 수 있다.
Description
본 발명은 태양전지 모듈과 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 봉지공정과 프레임 삽입 공정이 결합된 태양전지 모듈의 제조방법에 관련된다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다. 그러나 태양전지는 제조 단가, 변환 효율 및 수명이 문제된다. 따라서 최근의 태양전지에 관한 연구는 태양전지의 효율 향상과 관련된 기술에 집중되고 있다.
태양전지의 생산성 향상을 위해, 생산 공정의 단순화와, 제조 비용 절감을 위한 연구가 필요하다. 또한 태양전지가 주로 야외에 시공된다는 태양전지의 특성 상, 태양전지를 보호하고 내구성을 향상시키는 기술을 개발하는 것이 태양전지의 수명을 연장하기 위한 방안으로서 연구되고 있다.
본 발명의 실시예를 통해, 생산공정을 단순화하고, 방수, 방진 기능이 향상된 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양태에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은, 태양전지 모듈의 전면 유리 상에 제1 밀봉재를 도포하는 단계, 프레임의 내부 측면에 상기 제1 밀봉재와 동일한 소재의 실링용 밀봉재를 충진하는 단계, 상기 실링용 밀봉재가 충진된 상기 프레임 내부에 상기 제1 밀봉재가 도포된 상기 전면 유리를 삽입하는 단계, 상기 프레임의 내부 및 상기 전면 유리 및 상기 제1 밀봉재 상에 태양전지층과 제2 밀봉재를 적층하는 단계 및 상기 실링용 밀봉재 및 상기 제2 밀봉재를 경화하는 단계를 포함한다.
여기서 상기 태양전지 모듈은 상기 전면 유리, 상기 제1 밀봉재, 상기 태양전지층 및 상기 제2 밀봉재를 포함하며, 상기 프레임 내에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 제1 밀봉재, 상기 제2 밀봉재 및 상기 실링용 밀봉재는 동일한 소재일 수 있다.
여기서, 상기 제2 밀봉재 및 상기 실링용 밀봉재는 실리콘 레진일 수 있다.
또한 상기 태양전지층과 상기 제2 밀봉재가 적층되고, 상기 실링용 밀봉재 및 상기 제2 밀봉재가 경화되는 동안, 상기 프레임은 프레임 고정 지그에 의하여 지지된다.
또한 상기 프레임 고정 지그는 발열판 상에 위치하고, 상기 실링용 밀봉재 및 상기 제2 밀봉재는 상기 발열판에서 발산되는 열에 의하여 경화될 수 있다.
또한, 상기 제2 밀봉재를 경화하기 전에, 상기 제2 밀봉재 상에 상기 태양전지 모듈의 백시트를 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 태양전지 모듈은 전면 유리, 상기 전면 유리 상에 도포된 제1 밀봉재, 상기 제1 밀봉재 상에 위치하는 태양전지층, 상기 태양전지층 상에 도포되며, 상기 제1 밀봉재와 밀착하여 상기 태양전지를 밀봉하는 제2 밀봉재를 포함한다.
여기서, 상기 전면 유리, 상기 제1 밀봉재, 상기 태양전지층 및 상기 제2 밀봉재는 가장자리에 프레임이 접착되며, 상기 프레임은 상기 전면 유리, 상기 제1 밀봉재, 상기 태양전지층 및 상기 제2 밀봉재의 가장자리와 실링용 밀봉재에 의해 접착될 수 있다.
또한 상기 제2 밀봉재와 상기 실링용 밀봉재는 동일한 소재이며, 함께 경화된다.
또한 상기 제2 밀봉재와 상기 실링용 밀봉재는 실리콘 레진일 수 있다.
또한 상기 제2 밀봉재 상에 백시트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 모듈의 제조 원가가 절감되고, 생산 공정이 단순화될 수 있다. 특히 태양전지 모듈의 프레임의 접착력이 향상되어 태양전지의 내구성이 향상될 수 있으며, 태양전지 소자에 대한 보호 기능이 개선된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈에 대한 분해 사시도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 나타낸 공정도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에서 사용되는 발열판 및 프레임 고정 지그를 도시한 도면.
도 7은 도 6에 도시된 프레임 고정 지그에 의해 고정된 프레임 및 태양전지 모듈을 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에 의해 제조된 태양전지 모듈을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 나타낸 공정도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에서 사용되는 발열판 및 프레임 고정 지그를 도시한 도면.
도 7은 도 6에 도시된 프레임 고정 지그에 의해 고정된 프레임 및 태양전지 모듈을 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에 의해 제조된 태양전지 모듈을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조방법을 나타낸 흐름도.
이하에서 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도면에서 명확한 표현 및 설명과 이해의 편의를 위하여 태양전지 구성부들의 두께나 간격을 확대 또는 축소하여 도시하였을 수 있으며, 각 구성부의 실제 형상이나 재질 등을 최대한 단순화하여 도시하였을 수 있다. 또한 명세서 전체를 통하여 동일하게 분류될 수 있는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기한다. 또한 층, 막, 영역, 판 등의 요소가 다른 요소의 "위에" 또는 “상에” 있다는 기재는, 다른 요소의 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 요소가 삽입 또는 적층되어 있는 경우를 포함한다. 반대로 어떤 요석 이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
또한, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 도번을 사용하여 설명하기로 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 모듈(100)은 복수의 태양전지(150), 복수의 태양전지를 전기적으로 연결하는 복수의 리본(143), 복수의 리본(143)을 연결하는 버스 리본(145), 복수의 태양전지(150)를 양면에서 밀봉하는 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132), 태양전지(150)의 수광면을 보호하는 전면 유리(110) 및 태양전지(150)의 이면을 보호하는 백시트(120)를 포함할 수 있다.
먼저 백시트(120)는 전면 유리(110) 측으로부터 입사된 태양광을 반사하여 재이용될 수 있도록 반사율이 우수한 재질인 것이 바람직하며, 태양광이 입사될 수 있는 투명 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 백시트(120)는 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 도 1에서는 백시트(120)가 직사각형의 모양으로 도시되어 있으나, 태양전지 모듈(100)이 설치되는 환경에 따라 원형, 반원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.
백시트(120) 상에는 제2 밀봉재(132)가 백시트(120)와 동일한 크기로 부착되어 형성될 수 있고, 제2 밀봉재(132) 상에는 복수의 태양전지(150)가 수 개의 열을 이루도록 서로 이웃하여 위치할 수 있다.
제1 밀봉재(131)는 태양전지(150) 의 전면, 즉 수광면 상에 위치하여 제1 밀봉재(131)와 라미네이션(Lamination)에 의해 접합할 수 있다.
여기에서, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 투명성, 완충성, 탄성, 인장강도 등이 우수한 소재로서 에틸렌 비닐 아세트산 수지계 또는 실리콘 레진이 사용될 수 있다.
한편, 전면 유리(110)는 태양광을 투과하도록 제1 밀봉재(131) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(150)를 보호하기 위해 강화유리가 사용될 수 있다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해서는 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리가 사용될 수 있다.
제 1 밀봉재(131)은 태양전지(150)의 수광면에 위치하고, 제 2 밀봉재(132)은 태양전지(150)의 후면에 위치할 수 있으며, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 라미네이션에 의해 접착하여, 태양전지(150)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소를 차단할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 하는데, 이러한 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 에틸렌초산비닐 부분 산화물, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지, 실리콘 레진 등이 사용될 수 있다.
백시트(120)는 태양전지(150)의 이면에서 태양전지를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
한편 정션 박스(160)는 태양전지 모듈 본체(101)의 일면에 위치하며, 태양전지(130)로부터 생산된 전기에너지를 충전 및 방전시키는 콘덴서와 전기가 역류하는 것을 방지하는 다이오드를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 정션 박스(160)는 태양전지 모듈(100)의 후면에 위치할 수 있다. 또한, 정션 박스(160)에는 개구(162)가 형성되어 콘덴서, 다이오드 등과 전극패턴(132)이 연결될 수 있도록 한다. 또한 본 발명의 실시예에서, 발광부(200)의 발광 여부나 발광 패턴에 대한 제어부에 해당되는 정류 회로가 정션 박스(160) 내에 위치할 수 있다. 이를 위해 정류 회로의 크기는 작게 제작될수록 유리하며, 정류 회로가 정션 박스(160)내에 위치함으로써 추가적인 부피의 증가를 막을 수 있다.
태양전지(150)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자로써, 본 발명에 따른 태양전지(150)는 기판, 기판의 일면에 형성된 후면 전극 및 전면 전극 등을 포함할 수 있다. 태양전지(150)의 기판은 실리콘(silicon), 화합물 반도체(compound semiconductor) 및 적층형(tandem) 등 일 수 있으며, P-N접합(junction)이 형성되어 광이 조사되면 광전효과에 의해 광기전력이 발생할 수 있다. 태양전지(150)의 기판의 일면에는 후면 전극이, 타면에는 전면 전극이 형성될 수 있다. 태양전지(150)는 후면 전극의 일면과 접하는 리본(143)에 의해 연결되어 태양전지 스트링(140)을 형성한다.
후면 전극은, 일 예로 알루미늄, 석영 실리카, 바인더 등이 첨가된 후면 전극용 페이스트를 기판의 일면에 인쇄한 후 열처리를 행하여 형성할 수 있다.
기판의 일면에 도포된 후면 전극용 페이스트는 소성과정을 거치면서 페이스트에 포함된 유기물과 용매 등이 제거되며, 페이스트의 열처리 시에는 전극 구성 물질인 알루미늄이 기판의 배면을 통해 확산됨으로써, 후면 전극과 기판의 경계면에 후면 전계(Back Surface field)층이 형성될 수 있다.
후면 전극층이 형성된 면과 대향하는 기판의 타면은 텍스쳐된 표면을 가질 수 있으며, 기판의 타면 상에는 전면 전극(미도시)이 위치할 수 있다.
텍스쳐링(texturing)이란 표면에 요철 형상의 패턴을 형성하는 것을 의미하는 것으로, 이와 같이 텍스쳐링(texturing)으로 기판의 표면이 거칠어지면 입사된 빛의 반사율이 감소됨으로써 광 포획량이 증가할 수 있다. 따라서 광학적 손실이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
버스 리본(145)은 태양전지 스트링(140)이 배치되지 않은 부분에 배치되어 리본(143)과 연결된다. 버스 리본(145)은 태양전지(150)가 생산한 전기를 모으며 전기가 역류되는 것을 방지하는 단자 박스(미도시)와 연결되는 단자 박스의 리드선과 연결된다.
또한, 버스 리본(145)은 태양전지 스트링(140)의 리본(143) 양끝단을 교대로 연결하여, 태양전지 스트링(140)을 전기적으로 연결한다. 버스 리본(145)은 복수 열 종대로 배치되는 태양전지 스트링(140)의 양단에 횡으로 배치될 수 있다. 수 개의 열을 이루는 태양전지 스트링(140)은 전술한 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132) 사이에 위치할 수 있다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
태양전지 모듈을 제작하는 공정 과정은 투명전극을 포함한 기판을 준비하는 과정, 실리콘 박막 증착 또는 패턴 형성 등을 통해 태양전지 소자를 만드는 과정, 그리고 최종적으로 패키징(Packaging)하는 과정을 포함한다.
패키징 공정은 모듈의 신뢰성에 영향을 주는 매우 중요한 공정으로, 이미 실제 사용 환경에서 검증된 웨이퍼(Wafer) 기반 태양전지에서 사용하는 방법과 동일한 공정이 박막형 태양전지 모듈의 패키징 과정에 사용될 수 있다.
먼저 태양전지 제조과정에서 형성된 전기를 전극에 외부로 뽑아낼 전극 와이어를 연결하고 이것을 정션 박스(Junction Box)와 연결한다. 그리고 패키징용 접합 필름과 같은 밀봉재를 삽입하고, 그 위에 패키징용 전면 유리(110)나 후면의 백시트(120)를 덮은 상태에서 라미네이션 공정을 수행함으로써 마무리된다.
상술한 태양전지 모듈의 공정은 크게 전공정, 봉지공정, 프레임 삽입공정, 정션박스 부착 공정, 시뮬레이션 공정으로 구분될 수 있다. 전공정은 태양전지(150)를 정렬하여 태양전지 스트링(140)를 형성하고, 전극을 형성하는 공정을 의미할 수 있다. 태양전지 개별 소자를 직렬 형태로 리본으로 연결하는 태빙(Tabbing) 공정에 따라, 리본으로 연결된 태양전지 어레이는 세팅 머신으로 옮겨진다.
그리고 전극이 형성되어 연결된 태양전지 스트링(140)을 전면 유리(110)와 제1 밀봉재(131) 및 제2 밀봉재(132) 및 백시트(120)로 밀봉하는 과정을 봉지 공정이라 지칭할 수 있다. 또한, 태양전지 모듈에 프레임을 삽입하는 과정을 프레임 공정이라 지칭할 수 있다. 그리고 태빙이 완료된 태양전지 스트링(140) 또는 태양전지 어레이를 편의상 태양전지층이라 지칭할 수 있다.
도 2를 참조하면, 전면 유리(110) 상에 제1 밀봉재(131)를 도포한다. 그리고 제1 밀봉재(131)는 1차 경화 과정을 거친다. 기존의 태양전지 모듈 제조공정에서는 태양전지 스트링(140)이 제1 밀봉재(131) 위에 세팅되고, 태양전지 스트링(140) 상에 제2 밀봉재(132) 및 백시트(120)가 형성된 후, 프레임에 삽입되기 전에 2차 경화 과정을 거쳤다. 그러나 본 발명의 실시예에서는 2차 경화 과정이 생략된다.
제1 밀봉재(131) 위에 태양전지 스트링(140)이 세팅되고, 태양전지 스트링(140) 상에 제2 밀봉재(132) 및 백시트(120)가 형성된 후에 경화되기 전에 프레임(200)에 삽입된다. 또는, 제1 밀봉재(131)가 도포된 전면 유리(110)가 프레임(200) 내에 삽입되고, 프레임(200) 내부에서 태양전지 스트링(140)이 세팅되고, 태양전지 스트링(140) 상에 제2 밀봉재(132) 및 백시트(120)가 형성될 수 있다.
여기서, 프레임(200)의 내부 측면에는 실링용 밀봉재(210)가 충진되어 있다. 실링용 밀봉재(210)가 충진된 프레임(200)은 도 3에 도시되어 있다. 프레임 삽입 공정의 마지막에는 실링용 밀봉재(210)의 경화 과정이 진행된다. 이를 프레임 경화 과정이라 지칭할 수 있다. 따라서 제2 밀봉재(132)는 별도의 경화를 거치지 않고, 프레임 경화 과정에서 실링용 밀봉재(210)와 함께 경화될 수 있다. 제2 밀봉재(132) 상에는 백시트(120)가 형성될 수 있는데 본 발명의 실시예에서 사용되는 백시트(120)는 검은색, 흰색 등의 일정한 색을 띠는 실리콘 소재를 더 포함할 수 있다. 태양전지 모듈이 백시트(120)를 포함하여 구성되는 경우, 제2 밀봉재(132)는 백시트(120)에 도포된 상태로 태양전지 스트링(140) 상에 부착될 수 있다.
여기서, 제1 밀봉재(131), 제2 밀봉재(132) 및 실링용 밀봉재(210)는 모두 동일한 물질일 수 있다. 예컨대 제1 밀봉재(131), 제2 밀봉재(132) 및 실링용 밀봉재(210)는 실리콘 레진으로 형성될 수 있다. 동일한 물질이 함께 경화될 경우 접착력이 보다 우수해질 수 있으며, 태양전지층으로 투입되는 습기나 이물질을 효과적으로 차단할 수 있다.
본 발명에서는 봉지 공정 후 프레임 삽입 전 태양전지 모듈의 경화 과정이 없으며, 제2 밀봉재(132)로 사용된 실리콘 레진이 경화됨에 따라 일정 강도 이상의 굳기를 가지는 경우, 백시트(120)가 생략될 수 있다. 대신, 제2 밀봉재(132)가 백시트(120)의 역할을 수행할 수 있다.
도 4 및 도 5는 프레임 삽입 공정이 수행된 태양전지 모듈을 도시한다. 도 4의 태양전지 모듈에서는 백시트(120)가 생략되어 있으며, 도 5에 도시된 태양전지 모듈은 백시트(120)를 포함한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에서 사용되는 발열판 및 프레임 고정 지그를 도시한다. 그리고 도 7은 도 6에 도시된 프레임 고정 지그에 의해 고정된 프레임 및 태양전지 모듈을 도시한다.
발열판(310) 상에 프레임 고정 지그(300)가 위치할 수 있다. 프레임(200)은 발열판(310)이 발산하는 열에 의하여 섭씨 100도 내지 150도 정도의 환경에서 일정 시간동안 실링용 밀봉재(210)가 경화됨으로써 접착될 수 있다. 따라서 프레임 고정 지그(300)는 발열판(310)의 온도를 견딜 수 있을 정도의 내열성을 가진 소재로 제작된다.
프레임 경화 시, 실링용 밀봉재(210)와 함께 태양전지층 상에 도포된 제2 밀봉재(132)가 함께 경화된다. 따라서 프레임 경화 과정은, 프레임(200) 및 태양전지 모듈(100)이 프레임 고정 지그(300)에 의해 고정된 상태에서 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 경화 처리가 되지 않은 태양전지 모듈이 프레임 고정 지그(300)에 의하여 고정되며, 제2 밀봉재(132)가 실리콘 레진으로 이루어지는 경우, 백시트(120)가 생략될 수 있다. 백시트의 생략 및 공정의 단일화는 태양전지 모듈의 제조 원가 절감과 제조 공정의 단순화로 이어질 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에 의해 제조된 태양전지 모듈을 도시한다. 프레임 공정과 실링용 밀봉재(210) 및 제2 밀봉재(132)의 경화가 완료된 후 전면 유리(110)가 상단에, 백시트(120)가 하단에 놓이도록 배치된 상태로 시공될 수 있다. 태양전지 모듈의 양 끝단에는 프레임(200)이 부착되어 있으며, 동일한 소재의 제2 밀봉재(132) 및 실링용 밀봉재(210)가 함께 경화 과정을 거침에 따라 접착력과 밀봉 효과가 향상될 수 있다.
특히, 백시트(120)가 생략되고 제2 밀봉재(132)와 실링용 밀봉재(210)가 함께 경화됨으로써, 태양전지 모듈의 후면에 제2 밀봉재(132)와 실링용 밀봉재(210)가 연결되어 프레임(200)의 접착력이 우수해지고 태양전지 모듈에 침투될 수 있는 습기나 이물질들을 효과적으로 차단할 수 있다. 접착력과 차단력이 강화됨으로써 태양전지 모듈의 수명이 길어질 수 있다.
도 8 및 도 9, 도 10에서는 백시트(120)가 생략된 태양전지 모듈의 예를 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제2 밀봉재(132)가 도포된 백시트(120)가 태양전지 스트링(140) 상에 부착됨으로써 태양전지 모듈에 백시트(120)가 포함될 수도 있다.
또한, 프레임(200) 삽입이 완료된 후, 태양전지 모듈의 가장자리 부분, 즉 전면부 가장자리(215)와 후면부 가장자리(225)에서 실링용 밀봉재(210)는 측면부의 프레임(200)보다 함몰되거나 돌출된 형태를 가지거나, 또는 돌출 또는 함몰된 부분 없이 프레임(200)과 동일한 높이로 형성될 수 있다.
그런데 전면부 가장자리(215)와 후면부 가장자리(225)에서 실링용 밀봉재(210)가 짧게 형성되어 프레임(200)에 비하여 함몰된 구조를 가지게 되는 경우, 실링용 밀봉재(210)에 의하여 태양전지 모듈(100)의 수광 면적이 손실되는 문제가 발생하지 않으나, 태양전지 모듈(100)과 프레임(200) 사이에 함몰된 부위, 즉 실링용 밀봉재(210) 상에 이물질이 축적되거나 빗물이 고이는 등의 문제가 발생할 수 있다.
프레임(200)이 삽입된 태양전지 모듈(100)을 실제 시공 시, 일측으로 기울여진 상태로 시공되는 경우, 함몰된 부위가 있으면 수분이나 먼지 등의 이물질이 함몰된 부위에 쌓일 수 있다. 태양전지 모듈(100) 상에 수분이 침투하거나, 수분 기타 이물질이 누적되는 경우, 태양전지의 효율 저하 또는 내구성 저하로 이어질 수 있다. 이 점은 실링용 밀봉재(210)의 전면부 가장자리(215)와 후면부 가장자리(225) 모두에 적용될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 측면부의 프레임(200)보다 다소 돌출되거나, 프레임(200)과 동일한 높이로 형성되어 함몰되는 부분이 생기지 않는 것이 바람직하다.
도 8에 도시된 실시예에 따르면, 전면 유리(110) 상에 형성된 실링용 밀봉재(210)는 돌출되거나 함몰되는 부분 없이, 측면부의 프레임(200)과 동일한 높이까지 형성되어 있다. 그리고 태양전지 모듈(100)의 후면 상에 형성되는 실링용 밀봉재(210)는 제2 밀봉재(132)와 융화되어, 별도의 층이 형성되지 않으며, 경화가 완료된 상태에서 제2 밀봉재(132)는 평평한 형상을 가진다. 특히, 제2 밀봉재(132)와 실링용 밀봉재(210)가 동일한 소재로 이루어지고, 백시트(120)가 생략되는 경우에 태양전지 모듈(100)이 도 8에 도시된 바와 같은 형태를 가질 수 있다.
도 9는 전면 유리(110) 상에 형성되는 실링용 밀봉재(210)와 후면에 형성되는 실링용 밀봉재(210) 모두 돌출되거나 함몰되지 않고, 측면부의 프레임(200)과 동일한 높이까지 형성된 실시예를 도시한다. 그리고 도 10은, 전면 유리 상의 실링용 밀봉재(210)는 프레임(200)보다 다소 돌출되나, 후면에 형성되는 실링용 밀봉재(210)는 돌출/함몰 없이 프레임과 동일한 높이로 형성된 실시예를 도시한다. 후면의 실링용 밀봉재(210)는 실링용 밀봉재(210)과 태양전지 모듈(100) 사이에 백시트(120)가 포함되는 경우에도 도 9 및 도 10에 도시된 바와 동일한 형태로 형성될 수 있다.
도 9의 전면 가장자리(215) 및 후면 가장자리(225)에 형성되어 있는 실링용 밀봉재(210)는, 먼저 프레임(200)보다 돌출되도록 형성된 후, 돌출된 부분을 절단하여 제거함으로써 도시된 바와 같은 단차 구조를 가지게 된 것일 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 전면부 가장자리(215)와 후면부 가장자리(225)에서 실링용 밀봉재(210)가 프레임(200) 너머까지 돌출되는 경우, 프레임(200), 실링용 밀봉재(210) 및 태양전지 모듈(100)로 연결되는 부위에 함몰된 부분이 발생하지 않으므로 이 부분에 이물질이 쌓일 가능성이 적어진다는 장점이 있다.
태양전지 모듈(100)의 후면에 백시트(120)가 포함되는 경우, 후면부 가장자리(225)에 형성되는 실링용 밀봉재(210)도 프레임(200)보다 돌출되는 형태로 형성될 수 있다. 물론, 프레임 고정 지그(300)의 형태에 따라서, 후면부의 실링용 밀봉재(210)의 형태가 제한될 수도 있다.
도 10에서는, 전면 유리(110) 상에 형성된 실링용 밀봉재(210)만 돌출된 구조를 가지는 것으로 도시하였다. 후면에 백시트(120)가 포함된다면 백시트(120) 상에 형성되는 실링용 밀봉재(210)도 전면 유리(110) 상에 형성된 실링용 밀봉재(210)와 같이 돌출된 형상을 가지는 것이 가능하다. 즉, 백시트(120)가 포함된 경우, 전면부 가장자리(215)와 후면부 가장자리(225) 중에서 하나 이상에 있어서는 실링용 밀봉재(210)가 프레임(200)에 비하여 돌출된 구조를 가질 수 있다.
한편, 실링용 밀봉재(210)가 돌출된 구조를 가지는 경우에도, 실링용 밀봉재(210)에 의하여 태양전지 모듈(100)의 전면부, 즉 수광면이 가려지는 면적은 최소화되는 것이 바람직하다.
또한 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 밀봉재(132)와 실링용 밀봉재(210)가 동일한 소재인 경우, 또는 제1 밀봉재(131), 제2 밀봉재(132) 및 실링용 밀봉재(210)가 모두 동일한 소재인 경우, 경화 과정이 완료되고 난 후 밀봉재들이 모두 연결될 수 있으므로, 상이한 소재들이 사용되는 경우에 비하여 접착력이 우수해지고, 이물질이 침투하거나 균열이 발생할 가능성이 낮아진다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 모듈의 전면 유리(110)를 준비하고, 전면 유리 상에 제1 밀봉재(131)를 도포한다(S410). 그리고 제1 밀봉재(131)를 경화시킨다. 이를 제1 경화 과정이라 지칭할 수 있다.
그리고 프레임(200)을 준비하여, 프레임(200)의 내부 측면에 실링용 밀봉재(210)를 충진한다(S420). 실링용 밀봉재가 충진된 프레임 내부에서, 전면 유리(110) 및 제1 밀봉재(131) 상에 태양전지층과 제2 밀봉재(132)를 형성한다(S430). 또는 전면 유리(110) 및 제1 밀봉재(131) 상에 태양전지층과 제2 밀봉재(132)를 형성한 후, 경화를 거치기 전에 프레임에 삽입할 수도 있다.
여기서, 제2 밀봉재(132)와 실링용 밀봉재(210)로는 동일한 소재의 실리콘 레진이 사용될 수 있다. 제1 밀봉재(131) 역시 동일한 소재의 실리콘 레진으로 형성될 수 있다. 특히 제2 밀봉재(132)와 실링용 밀봉재(210)가 동일한 소재로 형성되는 경우, 경화 시 제2 밀봉재(132)와 실링용 밀봉재(210)가 서로 연결되어 끊어진 부분이 없는 하나의 차단막을 형성할 수 있다. 이에 따라, 수분이나 이물질의 침투를 줄이고, 프레임(200)의 접착력을 높여 태양전지 모듈의 전체적인 내구성 향상이 도움이 될 수 있다.
프레임 고정 지그(300)로 프레임(200)과 태양전지 모듈을 고정한다(S440). 본 발명의 실시예에서는, 태양전지 모듈의 제2 밀봉재(132) 도포 후 완전히 경화가 이루어지지 않은 상태에서 프레임 삽입 공정이 진행된다. 따라서 프레임이 완전히 경화되어 접착되기까지, 프레임과 태양전지 모듈을 안정적으로 고정할 필요가 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 프레임 고정 지그가 사용될 수 있다.
실링용 밀봉재(210) 및 제2 밀봉재(132)가 경화되는 동안, 프레임(200)과 태양전지 모듈(100)은 프레임 고정 지그(300)에 의하여 지지 및 고정된다. 여기서, 프레임 고정 지그(300)는 발열판(310) 상에 위치할 수 있다. 실링용 밀봉재(210) 및 제2 밀봉재(132)는 프레임 고정 지그에 의하여 고정된 상태로, 발열판에서 방출되는 열에 의해 고온에서 일정 시간동안 경화된다(S450). 이를 2차 경화 과정 또는 프레임 경화 과정이라 지칭할 수 있다. 실링용 밀봉재 및 제2 밀봉재의 2차 경화 과정은 고온에서 일정 시간동안 진행된다. 경화 온도는 섭씨 100도 내지 150도 정도일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 및 그 제조방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성에 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 태양전지 모듈 110: 전면 유리
120: 백시트 131: 제1 밀봉재
132: 제2 밀봉재 140 : 태양전지 스트링
150 : 태양전지 160 : 정션박스
200 : 프레임 210 : 실링용 밀봉재
120: 백시트 131: 제1 밀봉재
132: 제2 밀봉재 140 : 태양전지 스트링
150 : 태양전지 160 : 정션박스
200 : 프레임 210 : 실링용 밀봉재
Claims (8)
- 태양전지 모듈의 전면 유리 상에 제1 밀봉재를 도포하는 단계;
프레임의 내부 측면에 상기 제1 밀봉재와 동일한 소재의 실링용 밀봉재를 충진하는 단계;
상기 실링용 밀봉재가 충진된 상기 프레임 내부에 상기 제1 밀봉재가 도포된 상기 전면 유리를 삽입하는 단계;
상기 프레임의 내부 및 상기 전면 유리 및 상기 제1 밀봉재 상에 태양전지층과 제2 밀봉재를 적층하는 단계; 및
상기 실링용 밀봉재 및 상기 제2 밀봉재를 경화하는 단계를 포함하며,
여기서 상기 태양전지 모듈은 상기 전면 유리, 상기 제1 밀봉재, 상기 태양전지층 및 상기 제2 밀봉재를 포함하며, 상기 프레임 내에 삽입되고,
상기 제1 밀봉재, 상기 제2 밀봉재 및 상기 실링용 밀봉재는 동일한 소재인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 밀봉재 및 상기 실링용 밀봉재는 실리콘 레진인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 태양전지층과 상기 제2 밀봉재가 적층되고, 상기 실링용 밀봉재 및 상기 제2 밀봉재가 경화되는 동안, 상기 프레임은 프레임 고정 지그에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 프레임 고정 지그는 발열판 상에 위치하고, 상기 실링용 밀봉재 및 상기 제2 밀봉재는 상기 발열판에서 발산되는 열에 의하여 경화되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 밀봉재를 경화하기 전에,
상기 제2 밀봉재 상에 상기 태양전지 모듈의 백시트를 증착하는 단계를 더 포함하는 태양전지 모듈 제조방법. - 태양전지 모듈에 있어서,
전면 유리;
상기 전면 유리 상에 도포된 제1 밀봉재;
상기 제1 밀봉재 상에 위치하는 태양전지층; 및
상기 태양전지층 상에 도포되며, 상기 제1 밀봉재와 밀착하여 상기 태양전지를 밀봉하는 제2 밀봉재를 포함하며,
여기서 상기 전면 유리, 상기 제1 밀봉재, 상기 태양전지층 및 상기 제2 밀봉재의 가장자리에는 프레임이 부착되며, 상기 프레임은 상기 전면 유리, 상기 제1 밀봉재, 상기 태양전지층 및 상기 제2 밀봉재의 가장자리와 실링용 밀봉재에 의해 접착되고,
상기 제2 밀봉재와 상기 실링용 밀봉재는 동일한 소재이며, 함께 경화되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제6항에 있어서,
상기 제2 밀봉재와 상기 실링용 밀봉재는 실리콘 레진인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제6항에 있어서,
상기 제2 밀봉재 상에 백시트를 더 포함하는 태양전지 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110059626A KR20120140024A (ko) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | 태양전지 모듈의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110059626A KR20120140024A (ko) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | 태양전지 모듈의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120140024A true KR20120140024A (ko) | 2012-12-28 |
Family
ID=47906189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110059626A KR20120140024A (ko) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | 태양전지 모듈의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120140024A (ko) |
-
2011
- 2011-06-20 KR KR1020110059626A patent/KR20120140024A/ko not_active Application Discontinuation
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