KR20130055196A - 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 태양전지 모듈은, 적어도 하나 이상의 홀을 포함하고, 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 기판; 상기 제1 면에 위치하고, 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지들 중 하나와 접속되는 버스 바; 및 상기 태양전지 패널의 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블을 포함하고, 상기 홀을 통해 상기 버스 바와 상기 케이블이 접속된다.

Description

태양전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
실시예는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
광전 변환 효과를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전 모듈은 지구 환경의 보전에 기여하는 무공해 에너지를 얻는 수단으로 널리 사용되고 있다.
태양 전지의 광전 변환 효율이 개선됨에 따라, 태양광 발전 모듈을 구비한 많은 태양광 발전 시스템이 주거 용도로까지 설치되기에 이르렀다.
일광으로부터 전력을 발생시키는 태양 전지를 구비하는 태양광 발전 모듈로부터 발생된 전력을 외부로 출력시키기 위해, 양 전극 및 음 전극의 기능을 하는 전도체들이 태양광 발전 모듈에 배치되며, 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블이 연결되는 접속 단자들로서, 전도체들의 단부들이 광기전성 모듈의 외부로 꺼내어진다.
건축물의 투명유리를 대체하여 사용되는 BIPV(Building Integrated Photovoltaic System) 모듈의 경우, 태양전지 셀에 의해 광-전 변환된 전력과 다른 발전 시스템과의 전기연결통로 역할을 하는 정션박스(junction box)는 외부로 돌출되어 시공 및 취급이 어렵고, 외부환경에 직접적으로 노출되어 손상될 우려가 있다.
그리고, 외부로 돌출된 정션박스는 태양광 발전 모듈의 외관을 손상시키고, 태양광 발전 모듈의 슬림화를 방해한다.
실시예는 슬림하고, 신뢰성이 향상된 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은, 적어도 하나 이상의 홀을 포함하고, 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 기판; 상기 제1 면에 위치하고, 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지들 중 하나와 접속되는 버스 바; 및 상기 태양전지 패널의 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블을 포함하고, 상기 홀을 통해 상기 버스 바와 상기 케이블이 접속된다.
실시예에 따른 태양전지 모듈을 통해 기존에 버스 바와 케이블을 연결하기 위한 정션박스(junction box)를 생략할 수 있다. 따라서, 단자 박스가 외부로 돌출되지 않는다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 향상된 외관을 가지고, 슬림하고 간단한 구조를 가질 수 있다. 또한, 실시예예 따른 태양전지 모듈은 시공 및 취급이 보다 자유로울 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 태양전지 패널을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에서 케이블이 연결된 모습을 도시한 단면도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈끼리 연결된 모습을 도시한 단면도이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 단면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 제1 실시예예 따른 태양전지 모듈을 상세하세 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 제1 실시예에 따른 태양전지 패널을 도시한 평면도이다. 도 3은 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3에서 케이블이 연결된 모습을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)은, 하부 기판(100), 태양전지 패널(200), 상부 기판(300), 완충 시트(400), 버스 바(500), 단자부(600), 접속 단자(700) 및 케이블(800)를 포함한다.
상기 하부 기판(100)은 상기 태양전지 모듈(10)의 가장 하부에 위치한다. 상기 하부 기판(100)은 상기 태양전지 패널(200)을 지지할 수 있다.
상기 하부 기판(100)은 투명하며, 높은 강도를 가진다. 상기 하부 기판(100)으로 사용되는 물질의 예로서는 강화 유리 등을 들 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 하부 기판(100)은 서로 반대되는 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 포함한다.
상기 하부 기판(100)은 적어도 하나 이상의 홀(100a)을 포함한다. 상기 하부 기판(100)은 두 개의 홀(100a)을 포함할 수 있다.
상기 홀(100a)을 통해 상기 버스 바(500)와 상기 케이블(800)이 접속될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 태양전지 패널(200)은 상기 하부 기판(100) 상에 위치한다. 즉, 상기 태양전지 패널은 상기 제1 면(101)에 위치한다.
상기 태양전지 패널(200)은 플레이트 형상을 가지며, 다수 개의 태양전지들(210)을 포함한다.
상기 태양전지들(210)은 예를 들어, CIGS계 태양전지, 실리콘 계열 태양전지, 연료감응 계열 태양전지, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 태양전지 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 태양전지일 수 있다.
또한, 상기 태양전지들(210)은 유리기판 등과 같은 투명한 기판 상에 배치될 수 있다.
상기 태양전지들(210)은 스트라이프(stripe) 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 태양전지들(210)은 매트릭스(matrix) 형태 등 다양한 형태로 배치될 수 있다.
상기 보호기판(300)은 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 보호기판(300)은 상기 태양전지 패널(200)에 대향되어 배치된다.
상기 보호기판(300)은 투명하며, 높은 강도를 가진다. 상기 보호기판(300)으로 사용되는 물질의 예로서는 강화 유리 등을 들 수 있다.
상기 완충 시트(400)는 상기 보호기판(300) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이에 개재된다. 상기 완충 시트(400)는 상기 태양전지 패널(200)을 외부의 물리적인 충격으로부터 보호한다. 또한, 상기 완충 시트(400)는 상기 보호기판(300) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이의 충돌을 방지한다.
상기 완충 시트(400)는 상기 태양전지 패널(200)에 보다 많은 광이 입사되도록 반사 방지 기능을 수행할 수 있다.
상기 완충 시트(400)로 사용되는 물질의 예로서는 에틸렌비닐아세테이트 수지(ethylenevinylacetate resin;EVA resin) 등을 들 수 있다.
상기 버스 바(500)는 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 상기 버스 바(500)는 상기 태양전지들(210) 중 둘의 상면에 접촉하고, 상기 태양전지들(210)과 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 상기 버스 바(500)는 제 1 버스 바(510) 및 제 2 버스 바(520)를 포함한다.
상기 제 1 버스 바(510)는 상기 태양전지들(210) 중에 한쪽 끝의 태양전지(212)의 상면과 접촉하고, 상기 제 2 버스 바(520)는 상기 태양전지들(210) 중 다른 쪽 끝의 태양전지(211)의 상면과 접촉한다.
상기 버스 바(500)는 도전체이며, 상기 버스 바(500)로 사용되는 물질의 예로서는 구리 등을 들 수 있다.
상기 버스 바(500)는 상기 홀(100a)을 통해 상기 케이블(800)과 접속될 수 있다.
상기 단자부(600)는 상기 제1 면(101)에 위치할 수 있다. 상기 단자부(600)는 상기 홀(100a) 상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 단자부(600)는 상기 제1 면(101)에서 상기 홀(100a)을 덮으면서 위치할 수 있다.
상기 단자부(600)는 상기 버스 바(500)의 끝단에 위치할 수 있다. 상기 단자부(600)는 상기 버스 바(500)와 상기 케이블(800)을 접속할 수 있다.
상기 케이블(800)은 상기 버스 바(500)를 통하여, 상기 태양전지 패널(200)과 전기적으로 접속된다. 즉, 상기 케이블(800)은 상기 태양전지 패널(200)로부터 생성된 전기에너지를 정류 장치 및/또는 축전 장치 등에 전달한다.
또한, 상기 케이블(800)은 인접하는 태양전지 모듈과 연결될 수 있다. 즉, 다수 개의 태양전지 모듈이 서로 케이블(800)에 의해서 연결될 수 있다.
상기 케이블(800)은 상기 제2 면(102)에서 상기 홀(100a)을 통해 상기 버스 바(500)와 접속될 수 있다.
상기 케이블(800)의 적어도 일부는 상기 홀(100a) 내에 삽입될 수 있다.
상기 케이블(800)의 끝단에 전극(810)을 포함할 수 있다. 상기 전극(810)과 상기 단자부(600)가 접촉될 수 있다. 이를 통해 상기 케이블(800)과 상기 버스 바(500)를 접속할 수 있다.
상기 케이블(800)은 상기 홀(100a)과 나사 결합될 수 있다. 즉, 상기 홀(100a)의 내벽에 암나사가 위치할 수 있고, 상기 케이블(800)의 외측에 수나사가 위치할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 케이블(800)과 상기 홀(100a)은 접착제를 통해 결합될 수 있다. 즉, 상기 케이블(800)과 상기 홀(100a)은 다양한 방법으로 결합될 수 있다.
상기 케이블(800)은 보호부(820)를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 보호부(820)는 상기 케이블(800)이 상기 홀(100a) 내에 삽입되었을 때, 상기 제2 면(102) 상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 보호부(820)는 상기 케이블(800)이 상기 홀(100a) 내에 삽입되었을 때, 상기 제2 면(102)으로 노출되는 상기 홀(100a)을 둘러쌀 수 있다.
상기 접속 단자(700)는 상기 하부 기판(100)의 제1 면(101)에 위치할 수 있다. 상기 접속 단자(700)는 도전체 및 절연체를 포함하고 바이패스 다이오드(Bypass Diode)일 수 있다.
제1 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)을 통해 기존에 버스 바(500)와 케이블(800)을 연결하기 위한 정션박스(junction box)를 생략할 수 있다. 따라서, 단자 박스가 외부로 돌출되지 않는다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)은 향상된 외관을 가지고, 슬림하고 간단한 구조를 가질 수 있다. 또한, 실시예예 따른 태양전지 모듈(10)은 시공 및 취급이 보다 자유로울 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 제1 실시예와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 단면도이다. 도 6은 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈끼리 연결된 모습을 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈(20)에 포함되는 버스 바(500)의 끝단은 하부 기판(100)의 테두리 부분에만 위치한다. 즉, 상기 버스 바(500)의 끝단에 위치하는 단자부(600)가 상기 하부 기판(100)의 엣지 부분에 위치할 수 있다. 이에 따라, 하부 기판(100)에 포함되는 홀(100a)도 상기 하부 기판(100)의 엣지 부분에 위치할 수 있다. 이를 통해, 상기 홀(100a)에 연결되는 케이블(800)의 길이를 최소화할 수 있다. 즉, 도 6을 참조하면, 다수 개의 태양전지 모듈(20)이 엣지 부분의 홀(100a)을 통해 케이블(800)의 길이를 최소화하면서 연결될 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 제3 실시예에 따른 태양전지 모듈을 설명한다.
도 7은 제3 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 태양전지 모듈(30)은 접속부(900) 및 수용부(850)를 더 포함한다.
상기 접속부(900)는 홀(100a)의 내부에 위치할 수 있다. 상기 접속부(900)는 솔더(solder)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 접속부(900)는 합금을 포함하고, 납땜을 통해 형성될 수 있다.
상기 접속부(900) 상에 케이블(800)이 위치할 수 있다. 구체적으로, 하부 기판(100)의 제2 면(102)에서, 상기 접속부(900) 상에 케이블(800)이 연결될 수 있다.
상기 접속부(900)는 단자부(600) 및 상기 전극(810)과 모두 접촉될 수 있다. 즉, 상기 접속부(900)는 상기 단자부(600) 및 상기 전극(810)과 서로 다른 두 면에서 접촉될 수 있다.
상기 수용부(850)는 상기 제2 면(102) 상에 위치할 수 있다. 상기 수용부(850)는 홀(100a)을 둘러싸면서 위치할 수 있다. 즉, 상기 수용부(850)는 상기 케이블(800)이 연결될 부분에 위치할 수 있다. 상기 수용부(850)는 상기 케이블(800)을 수용할 수 있다. 상기 수용부(850)를 통해, 상기 케이블(800)이 상기 접속부(900)와 안정적으로 연결될 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 적어도 하나 이상의 홀을 포함하고, 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 기판;
    상기 제1 면에 위치하고, 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널;
    상기 태양전지들 중 하나와 접속되는 버스 바; 및
    상기 태양전지 패널의 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블을 포함하고,
    상기 홀을 통해 상기 버스 바와 상기 케이블이 접속되는 태양전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면에 위치하고, 상기 홀 상에 위치하는 단자부를 더 포함하는 태양전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단자부는 상기 버스 바의 끝단에 위치하는 태양전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이블은 상기 제2 면에서 상기 홀을 통해 상기 버스 바와 접속되는 태양전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이블의 적어도 일부는 상기 홀 내에 삽입되는 태양전지 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 케이블의 끝단에 전극을 포함하고, 상기 전극과 상기 단자부가 접촉되는 태양전지 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 홀과 상기 케이블이 나사 결합하는 태양전지 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 케이블은 보호부를 포함하고, 상기 보호부는 상기 케이블이 상기 홀 내에 삽입되었을 때, 상기 제2 면 상에 위치하는 태양전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보호부는 상기 케이블이 상기 홀 내에 삽입되었을 때, 상기 제2 면으로 노출되는 상기 홀을 둘러싸는 태양전지 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 홀의 내부에 접속부가 위치하고, 상기 접속부 상에 상기 케이블이 위치하는 태양전지 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 접속부는 솔더(solder)를 포함하는 태양전지 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 케이블의 끝단에 전극을 포함하고, 상기 접속부는 상기 단자부 및 상기 전극과 서로 다른 두 면에서 접촉되는 태양전지 모듈.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 면 상에 상기 케이블을 수용하는 수용부를 더 포함하는 태양전지 모듈.
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