KR20130008783A - 태양전지 모듈의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

태양전지 모듈의 제조방법 및 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지 모듈의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조장치는 태양전지 모듈 제조용 챔버; 상기 챔버 내로 태양전지 모듈을 로딩하는 컨베이어 유닛; 상기 태양전지 모듈이 로딩되면, 상기 태양전지 모듈의 아래에서 상기 태양전지 모듈의 하부를 가열하는 하부 발열 플레이트; 상하 운동을 통해 강하하여 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 가압 유닛; 및 상기 가압 유닛 상에 위치하여, 상기 가압 유닛과 함께 강하하여 상기 태양전지 모듈의 상부를 가열하는 상기 태양전지 모듈을 가열하는 상부 발열 플레이트를 포함할 수 있다. 태양전지 모듈의 제조 시간을 단축하고, 불량률을 낮출 수 있다.

Description

태양전지 모듈의 제조방법 및 제조장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양전지 모듈의 제조 방법과 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 모듈 제조 시 몰드 프레싱을 이용하는 태양전지 모듈 제조 방법 및 제조장치에 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 태양전지 자체의 효율 향상은 물론, 태양전지 제조 상의 효율 향상과 관련된 기술에 집중되고 있다.
본 발명의 실시예를 통해, 제조 공정에 소요되는 시간을 단축하고 불량률을 낮출 수 있는 태양전지 모듈의 제조장치와 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 양태에 따르면, 태양전지 모듈 제조용 챔버; 상기 챔버 내로 태양전지 모듈을 로딩하는 컨베이어 유닛; 상기 태양전지 모듈이 로딩되면, 상기 태양전지 모듈의 아래에서 상기 태양전지 모듈의 하부를 가열하는 하부 발열 플레이트; 상하 운동을 통해 강하하여 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 가압 유닛; 및 상기 가압 유닛 상에 위치하여, 상기 가압 유닛과 함께 강하하여 상기 태양전지 모듈의 상부를 가열하는 상기 태양전지 모듈을 가열하는 상부 발열 플레이트를 포함하는 태양전지 모듈 제조장치가 제공된다.
여기서, 상기 가압 유닛을 상하로 구동시키는 구동 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가압 유닛이 상기 태양전지 모듈에 가하는 압력의 세기를 가감하는 가압 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 태양전지 모듈과 상기 가압 유닛 사이에 위치하여, 상기 가압 유닛에 의하여 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 다이어프램을 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 가압 유닛은 상기 태양전지 모듈의 상부에 접촉하여 상기 태양전지 모듈에 직접 압력을 가할 수 있다.
여기서, 상기 가압 유닛의 재질은 연질 실리콘 몰드일 수 있다.
또한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 태양전지 모듈을 제조하는 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 태양전지 모듈을 상기 태양전지 모듈 제조용 챔버 내에 세팅하는 단계; 가압 유닛을 강하하여 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 단계; 상기 태양전지 모듈의 상부 및 하부를 가열하는 단계; 상기 가압 유닛을 상승시키는 단계를 포함하는 태양전지 모듈 제조방법이 제공된다.
여기서, 상기 가압 유닛을 상승시키기 전에, 상기 가압 유닛이 상기 태양전지 모듈에 가하는 압력을 가감하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 태양전지 모듈과 상기 가압 유닛 사이에는 다이어프램이 존재하며, 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 단계는, 상기 가압 유닛은 상기 다이어프램을 통해 상기 태양전지 모듈에 압력을 가할 수 있다.
또는 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 단계는, 상기 가압 유닛이 상기 태양전지 모듈의 상부에 직접 접촉되어 상기 태양전지 모듈에 압력을 가할 수 있다.
또한 상기 가압 유닛을 상승시키기 전에, 상기 가압 유닛에 의해 압력을 가하고, 상기 태양전지 모듈의 상부 및 하부를 가열하는 상태를 유지하는 채로 미리 설정된 시간 동안 대기하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 태양전지 모듈의 상부 및 하부를 동시에 가열하는 경우에는, 상기 태양전지 모듈의 상부 또는 하부 중 어느 하나를 가열하는 경우에 비하여 단축된 시간 동안 대기할 수 있다.
또한, 상기 가압 유닛의 소재는 연질 실리콘 몰드일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 모듈 제조 시, 라미네이션 및 캡슐화 공정의 소요 시간을 단축할 수 있다. 또한, 태양전지 모듈 제조장치의 다이어프램의 마모를 방지하거나, 다이어프램을 생략할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 모듈의 라미네이션 공정 시 가압 강도를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 기포에 의한 불량 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈에 대한 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조장치의 블록 구성도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조장치의 단면도.따라 후면 기판 상에 방열층 형성된 태양전지 모듈의 단면을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈을 제조하는 과정을 도시한 플로우차트.
이하에서 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도면에서 명확한 표현 및 설명과 이해의 편의를 위하여 태양전지 모듈의 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 참조번호를 사용하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈을 포함하는 태양광 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈은 복수의 태양전지(150)를 구비하는 태양전지 모듈(100), 태양전지 모듈(100)에서 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터부(미도시)를 포함할 수 있다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 태양전지 모듈(100)은 복수의 태양전지(150), 복수의 태양전지(150)를 양면에서 밀봉하는 제1 밀봉재(131)과 제2 밀봉재(132), 태양전지(150)의 수광면을 보호하는 전면 기판(110) 및 태양전지(150)의 이면을 보호하는 후면 기판(120)을 포함할 수 있으며, 복수의 태양전지(150)를 전기적으로 연결하는 복수의 리본(143)과 복수의 리본(143)을 연결하는 버스 리본(145)을 포함할 수 있다.
태양전지(150)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 소자로써, 태양광이 입사하는 수광면과 수광면의 반대측인 이면으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 태양전지(150)는, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 개구부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 상기 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있는 실리콘 태양전지(silicon solar cell)일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 태양전지(150)는 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell) 등일 수 있다.
이러한 복수의 태양전지(150)는 리본(143)에 의해 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 리본(143)은 태양전지(150)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(150)의 이면 상에 형성된 후면 전극을 태빙공정에 의해 연결할 수 있다. 태빙 공정은 태양전지(150)의 일면에 플럭스(flux)를 도포하고, 플럭스(flux)가 도포된 태양전지(150)에 리본(143)을 위치시킨 다음, 소성 과정을 거쳐 행할 수 있다.
이와 같이 리본(143)에 의해 전기적으로 연결된 복수의 태양전지(150)는 스트링(140)을 이루며, 태양전지 스트링(140)은 수 개의 열을 이루도록 서로 이웃하여 위치할 수 있다.
도면에서는, 리본(143)이 2줄로 형성되고, 이 리본(143)에 의해, 복수의 태양전지(150)가 일렬로 연결되어 6개의 스트링을 형성하고, 각 스트링은 10개의 태양전지(150)를 구비하는 것을 예시하나, 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 변형 실시가 가능하다.
한편, 각 태양전지 스트링(140)은, 버스 리본(145)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 구체적으로 버스 리본(145)은 복수 열 종대로 배치되는 태양전지 스트링(140)의 양단에 횡으로 배치되어, 태양전지 스트링(140)의 리본(143) 양 끝단을 교대로 연결할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 버스 리본(145)은 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 정션 박스(미도시)와 연결된다.
이와 같이 수 개의 열을 이루는 태양전지 스트링(140)은 제1 밀봉재(131)과 제2 밀봉재(132) 사이에 위치할 수 있다.
제1 밀봉재(131)은 태양전지(150)의 수광면에 위치하고, 제2 밀봉재(132)은 태양전지(150)의 이면에 위치할 수 있으며, 제1 밀봉재(131)과 제2 밀봉재(132)은 라미네이션에 의해 접착하여, 태양전지(150)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소 등을 차단한다.
또한, 제1 밀봉재(131)과 제2 밀봉재(132)은 태양전지(150)의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉재(131)과 제2 밀봉재(132)은 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 에틸렌초산비닐 부분 산화물, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다.
전면 기판(110)은 제1 밀봉재(131) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(150)를 보호하고 태양광을 투과하도록 하기 위해 강화유리로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다.
후면 기판(120)은 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. 또한, 후면 기판(120)은 전면 기판(110) 측으로부터 입사된 태양광을 반사하여 재이용될 수 있도록 반사율이 우수한 재질인 것이 바람직하나, 태양광이 입사될 수 있는 투명 재질로 형성되어 양면 태양전지 모듈을 구현할 수도 있다.
이와 같은 태양전지 모듈(100)은 직류 전원을 발생하고, 인버터부(미도시)는 태양전지 모듈(100)에서 공급하는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 일 예로, 인버터부(미도시)는 정션박스 내에 위치할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 일 예로 마이크로 인버터를 태양전지 모듈(100)에 장착할 수도 있다.
정션박스는 태양전지 모듈(100)의 후면 기판(120) 상에 위치할 수 있으며, 태양전지(150)로부터 생산된 전기에너지를 충전 및 방전시키는 커패시터부와 전기가 역류하는 것을 방지하는 다이오드 등의 회로소자를 포함할 수 있다. 이러한 회로소자를 보호하기 위해 정션박스의 내부는 수분 침투 방지용 코팅이 수행될 수도 있다.
또한, 정션박스는 동작시 다이오드 등으로부터 고열이 발생하는데, 발생된 열은 정션박스가 부착된 위치에 배열된 특정의 태양전지(150)의 효율을 감소시킬 수 있으므로, 태양전지 모듈(100)과 정션박스 사이에 배치되는 방열부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이때, 정션박스에서 발생되는 열을 분산시키기 위해, 방열 부재(미도시)의 면적은, 정션박스의 면적보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 태양전지 모듈(50)의 배면 전부에 형성되는 것이 가능하다. 또한, 방열부재는 열 전도도가 좋은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 등의 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서는 정션박스가 부착되기 전, 태양전지 모듈(100)의 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132), 그리고 전면 기판(110)과 후면 기판(120)을 압력을 가하여 밀봉하는 라미네이션 및 캡슐화 공정에 대하여 설명하도록 한다.
전면 기판(110) 상에 태빙(Tabbing) 및 스트링(String)이 완료된 태양전지 스트링(140)을 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132) 사이에 위치시키고, 후면 기판(120)을 삽입한 후 후술할 컨베이어 유닛을 이용하여 진공 상태의 챔버()로 이송시킬 수 있다. 또다른 실시예로 전면 기판(110) 상에 액체상태의 제1 밀봉재(131)로서의 실리콘 레진(Resin) 등을 도포하고 태양전지 스트링(140)을 레이업(Lay-up)한 후 다시 제2 밀봉재(132)인 실리콘 레진(Resin) 등을 도포, 후면 기판(120)의 삽입이 완성된 태양전지 모듈(100)에도 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조장치 및 제조방법이 적용될 수 있다. 태양전지 모듈 제조장치 내에서 진행되는 태양전지 모듈(100)의 캡슐화 공정과 라미네이션 공정을, 이하에서 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조장치의 블록 구성도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조장치의 단면도이다.
도 3에 도시된 바에 따르면, 태양전지 모듈 제조장치(200)는 상부 발열 플레이트(210), 가압 유닛(220), 가압 제어 유닛(230), 컨베이어 유닛(240), 하부 발열 플레이트(250)를 포함한다. 그리고 도 3에 도시되지 않았으나, 도 4 및 도 5를 참조하면, 태양전지 모듈 제조장치(200)는 챔버(205), 구동 유닛(235) 등을 더 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5의 단면도에 도시된 바에 따르면, 태양전지 모듈 제조장치는 진공 상태를 유지할 수 있는 챔버(205), 상부 발열 플레이트(210), 상부 발열 플레이트(210)의 하부에 부착되어 있는 가압 유닛(220), 가압 유닛(220)의 상승 또는 강하시키는 구동 유닛(235), 태양전지 모듈(100)을 챔버 내에 세팅하는 컨베이어 유닛(240)을 포함한다.
우선 컨베이어 유닛(240)은 태양전지 모듈(100)을 챔버(205) 내로 로딩한다. 컨베이어 유닛(240)의 내부 또는 하단에는 하부 발열 플레이트(250)가 위치할 수 있다. 태양전지 모듈(100)이 로딩되면, 하부 발열 플레이트(250)는 라미네이션 및 캡슐화 공정 진행 과정에서 태양전지 모듈(100)을 가열 처리할 수 있다. 그런데, 여기서 태양전지 모듈(100)은 아래에서부터 전면 기판(110), 제1 밀봉재(131), 태양전지 스트링(140), 제2 밀봉재(132) 및 후면 기판(120)의 순서로 적층되어 있을 수 있다. 따라서 하부 발열 플레이트(250)가 챔버 내에 로딩된 태양전지 모듈(100)의 하부를 가열하는 경우, 실제로 가열되는 부분은 태양전지 모듈(100) 중 전면 기판(110)일 수 있다. 물론 하부 발열 플레이트(250)에 의하여 태양전지 모듈(100)의 하부가 먼저 가열된다는 의미이며, 일정 시간 대기 시, 열전도 현상에 의하여 태양전지 모듈(100)의 나머지 부분도 하부 발열 플레이트(250)에 의하여 가열될 수 있다.
그리고 가압 유닛(220)은 상하 운동에 의하여 태양전지 모듈에 물리적인 압력을 가할 수 있다. 즉, 태양전지 모듈(100)이 세팅되어 있는 방향으로 가압 유닛(220)이 강하함으로써, 태양전지 모듈(100)은 압력을 받게 된다.
종래의 라미네이션 방법에 따르면, 태양전지 모듈 제조장치는 하부 발열 플레이트(250) 상에 태양전지 모듈(100)을 놓아 접촉시켜 가열한 후, 진공상태가 유지된 챔버(205) 내에 공기를 주입함으로써 다이어프램(Diaphragm)으로 하여금 태양전지 모듈(100)을 압박하도록 설계되었다. 이러한 공기를 이용한 가압 방법은 다이어프램의 연성으로 인해 가압량을 일정치 이상으로 높이는 것이 어려웠다. 또한 열원으로 하부 발열 플레이트(250)밖에 장착할 수가 없어서 태양전지 모듈(100)의 일면만을 가열할 수 있었다. 따라서 공정 시간이 오래 걸리는 단점이 있었다. 또한, 다이어프램(225)의 이완과 수축이 반복됨에 따라 다이어프램(225)의 사용 기간이 짧았고, 따라서 다이어프램의 잦은 교체가 요구되었다. 또한 공기 주입으로 인해 기포가 발생하고, 이로 인한 태양전지 모듈(100)의 불량이 발생하기도 하였다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 본 발명의 실시예에서는 공기 대신 가압 유닛(220)을 이용하여 태양전지 모듈(100)을 직접 가압하고자 한다. 가압 유닛(220)의 소재로는 연질 실리콘 몰드(Silicone Mold)가 사용될 수 있다. 가압 유닛(220)을 이용하여 기계적인 방법으로 직접 태양전지 모듈(100)을 가압한다. 추가적으로, 가압 유닛(220)에도 열원을 장착하여 공정시간을 보다 획기적으로 단축할 수 있다.
가압 유닛(220)에 장착되는 열원을 본 발명의 실시예에서는 상부 발열 플레이트(210)라고 지칭하도록 한다. 즉, 상부 발열 플레이트(210)는 가압 유닛(220)과 일체형으로 제작될 수 있다. 따라서 가압 유닛(220)의 소재로는, 열 전도성이 좋으며 내열 특성을 가진 소재가 사용될 수 있다. 또한, 가압 시 태양전지 모듈의 손상을 방지하고, 가압 강도를 정밀하게 제어하기 위해, 딱딱한 소재보다는 연성을 가지는 소재가 사용될 수 있다. 그 일 예가 상술한 연질 실리콘 몰드일 수 있다. 또한, 후면 기판(120)을 가압하면서 후면 기판(120) 표면의 텍스처링 또는 요철 처리를 동시에 수행할 수 있는데, 이를 위해 가압 유닛(220)의 표면이 다양한 형태를 가질 수도 있다. 또는 태양전지 모듈(100)을 압박할 경우 압력의 분산 또는 보강을 위해, 가압 유닛(220)의 표면에는 소정의 굴곡이 형성될 수 있다.
가압 유닛(220)은 구동 유닛(235)에 의하여 구동될 수 있다. 구동 유닛(235)은 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 구동 유닛(235)은 가압 유닛(220)에 장착되어, 가압 유닛(220)의 상하 운동을 가이드할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 제조장치는 구동 유닛(235) 또는 가압 유닛(220)이 태양전지 모듈(100)에 가하는 압력을 제어 또는 가감하는 가압 제어 유닛(230)을 더 포함할 수 있다. 가압 제어 유닛(230)은 가압 유닛(220)의 하강 길이, 하강 속도, 하강 후 대기 시간 등을 제어할 수 있다. 가압 제어 유닛(230)은 가압 유닛의 압력을 가감하기 위해 입력된 사용자 신호에 따라 가압 유닛(220)이 태양전지 모듈(100)에 가하는 압력을 제어할 수 있다.
가압 유닛(220)이 하강하여 태양전지 모듈(100)에 압력을 가하는 동안, 상부 발열 플레이트(210)와 하부 발열 플레이트(250)의 가열 상태가 함께 지속될 수 있다. 태양전지 모듈(100)의 양면이 동시에 가열되므로 라미네이션 공정을 위한 공정 시간이 단축될 수 있다.
또한, 가압 유닛(220)에 의하여 직접 가압이 이루어지는 경우에도 도 4와 같이 다이어프램(225)이 가압 유닛(220)과 태양전지 모듈(100) 사이에 위치할 수 있다. 이 경우, 가압 유닛(220)은 다이어프램(225)을 통해 태양전지 모듈(100)에 압력을 가하게 된다. 물론, 가압 유닛(220)과 다이어프램(225), 그리고 태양전지 모듈(100)은 접촉된 상태에서 압력이 가해진다. 그러나 도 5에 도시된 실시예와 같이, 다이어프램(225)은 생략될 수 있다.
다이어프램(225)이 태양전지 모듈 제조장치에 포함되는 경우, 후면 기판(120)의 표면 성형을 위해 다이어프램(225)이 이용될 수 있다는 장점이 있다. 즉, 후면 기판(120)의 표면의 형태에 따라, 다양한 형태의 다이어프램(225)이 교체됨으로써, 태양전지 모듈 제조장치(200)는 유지되는 채로 후면 기판(120)을 다양한 형태로 소성하는 것이 가능해진다. 또한, 다이어프램(225)이 태양전지 모듈 제조장치에 포함되는 경우에도, 본 발명의 실시예와 같이 공기 대신 가압 유닛(220)으로 가압하는 경우, 다이어프램(225)의 이완과 수축 현상이 감소하여, 다이어프램(225)의 수명이 연장될 수 있다.
또한, 다이어프램(225)이 태양전지 모듈 제조장치에 포함되지 않는 경우, 가압 유닛(220)이 태양전지 모듈(100)에 가하는 압력의 세기와 가압 속도를 보다 섬세하고 정확하게 제어할 수 있으며, 태양전지 모듈 제조장치의 구조가 다소 간소해진다는 장점이 있을 수 있다. 또한 다이어프램(225)이 늘어나거나 마모되는 현상으로 인한 불량, 동작 오류, 비용 발생 등이 방지될 수 있다는 장점도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
컨베이어 유닛(240)이 태양전지 모듈(100)을 챔버(205) 내에 세팅한다(S310).
컨베이어 유닛(240)에 의하여 세팅된 태양전지 모듈(100)은 전면 기판(110), 제1 밀봉재(131), 태양전지 스트링(140), 제2 밀봉재(132) 및 후면 기판(120)이 적층된 상태로서, 아직 라미네이션 공정을 거치지 않은 상태이다.
구동 유닛(235)에 의하여 가압 유닛(220)이 세팅되어 있는 태양전지 모듈(100)을 향해 하강한다(S320). 태양전지 모듈(100)은 가압 유닛(220)에 의하여 압착된다. 이 때, 챔버(205)내부는 진공 상태일 수 있다.
가압 유닛(220)은 앞서 설명한 바와 같이 연질 실리콘 몰드 소재일 수 있다. 본발명의 실시예에 따르면, 공기 주입을 통한 가압 방식이 아닌, 가압 유닛(220)의 상하 운동에 의하여 가압 유닛(220)이 태양전지 모듈(100)을 직접 압박한다.
가압 유닛(220)의 하강에 의하여 태양전지 모듈(100)이 가압되는 동안, 상부 발열 플레이트(210)와 하부 발열 플레이트(250)의 발열에 의하여 태양전지 모듈(100)이 가열된다(S330). 따라서 태양전지 모듈(100)은 상부 발열 플레이트(210)와 하부 발열 플레이트(250)에 의하여 양면이 동시에 가열될 수 있다.
여기서, 챔버(205)내에 로딩된 태양전지 모듈(100)은, 아래에서부터 전면 기판(110), 제1 밀봉재(131), 태양전지 스트링(140), 제2 밀봉재(132) 및 후면 기판(120)의 순서로 적층되어 있다. 따라서 챔버(205) 내에 세팅되어 있는 태양전지 모듈(100)의 상부면은 후면 기판(120)의 표면이고, 태양전지 모듈(100)의 하부면은 전면 기판(110)의 표면일 수 있다. 따라서 상부 발열 플레이트(210)는 태양전지 모듈(100)의 후면 기판(120)을, 하부 발열 플레이트(250)는 태양전지 모듈(100)의 전면 기판(110)을 가열하게 된다.
따라서 상부 발열 플레이트(210)가 컨베이어 유닛(240) 상에 세팅된 태양전지 모듈(100)의 상부를 가열한다고 함은, 태양전지 모듈(100)의 후면 기판(120)을 가열한다는 의미일 수 있다. 마찬가지로, 하부 발열 플레이트(250)가 태양전지 모듈(100)의 하부를 가열한다고 함은, 태양전지 모듈(100)의 전면 기판(110)을 가열한다는 의미일 수 있다.
상부 발열 플레이트(210) 및 하부 발열 플레이트(250)에 의한 가열 및 가압 유닛(220)에 의한 가압이 유지된 상태에서, 태양전지 모듈 제조장치는 소정 시간동안 대기한다(S340). 소성 시간동안 대기하게 되는데, 하부 발열 플레이트(250)만에 의하여 가열하는 경우에 비하여 대기 시간이 단축될 수 있다. 예컨대, 라미네이션 공정 진행에 하부 발열 플레이트(250)만이 이용되는 경우 공정 시간이 12~15분 정도라면, 상부 발열 플레이트(210)를 함께 이용하는 경우 공정 시간은 1/3 내지 1/2 이하로 단축될 수 있다.
라미네이션 공정이 완료되면, 챔버는 개방되고, 구동 유닛(235)에 의해 가압 유닛(220)이 상승한다(S350). 이후, 라미네이션 공정이 완료된 태양전지 모듈(100)은 챔버(205) 외부로 배출될 수 있다 (S360).
본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 장비 및 제조 공정은 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 기판
120: 후면 기판 131: 제1 밀봉재
132: 제2 밀봉재 140: 태양전지 스트링
150: 태양전지 200: 태양전지 모듈 제조장치
210: 상부 발열 플레이트 220: 가압 유닛
230: 가압 제어 유닛 235: 구동 유닛
240: 컨베이어 유닛 250: 하부 발열 플레이트

Claims (13)

  1. 태양전지 모듈 제조용 챔버;
    상기 챔버 내로 태양전지 모듈을 로딩하는 컨베이어 유닛;
    상기 태양전지 모듈이 로딩되면, 상기 태양전지 모듈의 아래에서 상기 태양전지 모듈의 하부를 가열하는 하부 발열 플레이트;
    상하 운동을 통해 강하하여 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 가압 유닛; 및
    상기 가압 유닛 상에 위치하여, 상기 가압 유닛과 함께 강하하여 상기 태양전지 모듈의 상부를 가열하는 상기 태양전지 모듈을 가열하는 상부 발열 플레이트;
    를 포함하는 태양전지 모듈 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압 유닛을 상하로 구동시키는 구동 모듈을 더 포함하는 태양전지 모듈 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가압 유닛이 상기 태양전지 모듈에 가하는 압력의 세기를 가감하는 가압 제어 유닛을 더 포함하는 태양전지 모듈 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지 모듈과 상기 가압 유닛 사이에 위치하여, 상기 가압 유닛에 의하여 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 다이어프램을 더 포함하는 태양전지 모듈 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가압 유닛은 상기 태양전지 모듈의 상부에 접촉하여 상기 태양전지 모듈에 직접 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가압 유닛의 재질은 연질 실리콘 몰드인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조장치.
  7. 태양전지 모듈을 제조하는 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 태양전지 모듈을 상기 태양전지 모듈 제조용 챔버 내에 세팅하는 단계;
    가압 유닛을 강하하여 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 단계;
    상기 태양전지 모듈의 상부 및 하부를 가열하는 단계;
    상기 가압 유닛을 상승시키는 단계를 포함하는
    태양전지 모듈 제조방법.
  8. 제7항 있어서,
    상기 가압 유닛을 상승시키기 전에, 상기 가압 유닛이 상기 태양전지 모듈에 가하는 압력을 가감하는 단계를 더 포함하는 태양전지 모듈 제조방법.
  9. 제7항 있어서,
    상기 태양전지 모듈과 상기 가압 유닛 사이에는 다이어프램이 존재하며,
    상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 단계는,
    상기 가압 유닛은 상기 다이어프램을 통해 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조방법.
  10. 제7항 있어서,
    상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 단계는,
    상기 가압 유닛이 상기 태양전지 모듈의 상부에 직접 접촉되어 상기 태양전지 모듈에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조방법.
  11. 제7항 있어서,
    상기 가압 유닛을 상승시키기 전에,
    상기 가압 유닛에 의해 압력을 가하고, 상기 태양전지 모듈의 상부 및 하부를 가열하는 상태를 유지하는 채로 미리 설정된 시간 동안 대기하는 단계를 더 포함하는 태양전지 모듈 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 태양전지 모듈의 상부 및 하부를 동시에 가열하는 경우에는,
    상기 태양전지 모듈의 상부 또는 하부 중 어느 하나를 가열하는 경우에 비하여 단축된 시간 동안 대기하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 가압 유닛의 소재는 연질 실리콘 몰드인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108091938A (zh) * 2017-12-29 2018-05-29 嘉兴君屹工程有限公司 一种电池模组加热加压机
KR102478448B1 (ko) * 2022-08-12 2022-12-19 주식회사 솔란드 유연 태양광 모듈, 이의 텍스처링 방법 및 이의 텍스처링 장치
CN117621600A (zh) * 2023-12-01 2024-03-01 秦皇岛金昱智能装备有限公司 一种光伏层压板制造用层压设备及层压方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63179A (ja) * 1986-06-09 1988-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽電池モジユ−ルの製造方法及び製造装置
KR101075441B1 (ko) * 2008-09-11 2011-10-24 (주)리드 태양 전지 모듈 제조를 위한 라미네이트 시스템 및 라미네이트 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108091938A (zh) * 2017-12-29 2018-05-29 嘉兴君屹工程有限公司 一种电池模组加热加压机
KR102478448B1 (ko) * 2022-08-12 2022-12-19 주식회사 솔란드 유연 태양광 모듈, 이의 텍스처링 방법 및 이의 텍스처링 장치
CN117621600A (zh) * 2023-12-01 2024-03-01 秦皇岛金昱智能装备有限公司 一种光伏层压板制造用层压设备及层压方法

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