KR20130073875A - 광발전 모듈의 연결 하우징에의 접촉-연결 방법, 및 광발전 모듈 및 연결 하우징으로 구성되는 시스템 - Google Patents

광발전 모듈의 연결 하우징에의 접촉-연결 방법, 및 광발전 모듈 및 연결 하우징으로 구성되는 시스템 Download PDF

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파트릭 오베르리쎄르
게르노트 그문트네르
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에이티 앤 에스 오스트리아 테크놀로지 앤 시스템테크니크 악치엔게젤샤프트
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Abstract

광발전 모듈(21) 및 연결 하우징 또는 접합 박스(28)로 구성되는 시스템 및 방법에 있어서, 이때 상기 광발전 모듈(21)은 솔라 셀(22)에서 생성되는 전기 에너지를 이끌어내기 위해 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층(24)의 배면에 결합되는 적어도 하나의 솔라 셀(22)을 포함하고, 또한 나아가 적어도 하나의 투명 캐리어 층(23)이 상기 전기적으로 전도성 있는 층(24)으로부터 이격되어 대향하는 상기 솔라 셀(22)의 표면 상에 마련되고, 커버링 층(27)이 상기 전기적으로 전도성 있는 층(24) 상에 마련되고, 이때 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층(24)은 상기 연결 하우징(28)의 연결들(30, 31)에 접촉-연결되는데, 상기 연결 하우징(28)의 연결들 또는 연결 요소들(30, 31)은 상기 커버링 층(27) 안의 적어도 하나의 관통공(29)을 통해 상기 구조화된 전도성 있는 층(24)의 서로 다른 극성들(+, -)을 가지는 부분 영역들에 직접 결합될 수 있어, 그 결과 광발전 모듈(21)의 연결 하우징(28)의 연결 요소들 또는 연결들(30, 31)에의 접촉-연결은 간소하고 신뢰성 있는 방식으로 획득될 수 있다.

Description

광발전 모듈의 연결 하우징에의 접촉-연결 방법, 및 광발전 모듈 및 연결 하우징으로 구성되는 시스템 {METHOD FOR CONTACT-CONNECTING A PHOTOVOLTAIC MODULE TO A CONNECTION HOUSING, AND SYSTEM CONSISTING OF A PHOTOVOLTAIC MODULE AND A CONNECION HOUSING}
본 발명은 광발전(photovoltaic) 모듈을 연결 하우징 또는 접합 박스(junction box)에 접촉-연결(contact-connecting)하는 방법에 관한 것으로서, 이때 광발전 모듈을 생성하기 위해, 적어도 하나의 솔라 셀이 상기 솔라 셀에서 생성되는 전기 에너지를 이끌어내기 위해(conduct away) 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층(conducting 또는 conductive structured layer)의 배면에 결합되고, 그리고 적어도 하나의 투명 캐리어 층(transparent carrier layer)이 상기 전기적으로 전도성 있는 층으로부터 이격되어 대향하는 상기 솔라 셀의 표면 상에 마련되고 커버링 층(covering layer)이 상기 전기적으로 전도성 있는 층 상에 마련되고, 이때 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층은 후속적으로 상기 연결 하우징의 연결들에 접촉-연결된다. 나아가, 본 발명은, 광발전 모듈 및 연결 하우징 또는 접합 박스로 구성되는 시스템에 관한 것으로서, 이때 상기 광발전 모듈은 상기 솔라 셀에서 생성되는 전기 에너지를 이끌어내기 위해 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층의 배면에 결합되는 적어도 하나의 솔라 셀을 포함하고, 또한 나아가, 적어도 하나의 투명 캐리어 층이 상기 전기적으로 전도성 있는 층으로부터 이격되어 대향하는 상기 솔라 셀의 표면 상에 마련되고, 커버링 층이 상기 전기적으로 전도성 있는 층 상에 마련되고, 이때 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층은 상기 연결 하우징의 연결들에 접촉-연결될 수 있다. 소위 이러한 배면-연결된 광발전 모듈은 적어도 하나의 솔라 셀로 구성되는데, 이때 솔라 셀은 상기 솔라 셀에서 생성되는 저니 에너지를 이끌어내기 위해 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층의 배면 상에 결합되거나 결합될 수 있다. 이에 더하여, 적어도 하나의 투명 캐리어 층이 상기 전기적으로 전도성 있는 층으로부터 이격되어 대향하는 상기 솔라 셀의 표면 상에 마련되고, 그로 인해 광원(radiation source)으로 안내되고, 커버 층이 상기 전기적으로 전도성 있는 층 상에 마련된다.
솔라 셀에서 생성되는 전기 에너지를 전달하기 위해, 이때 보통 복수의 솔라 셀들이 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층을 통해 공통 캐리어 요소 안에 상호 결합되어 있는데, 상기 연결 하우징의 연결들에의 접촉 연결이 후속적으로 설립된다. 종래의 실시예들에 따라서, 슬롯들은 접촉 또는 솔더 스트립들을 관통하기 위해 상기 커버 층 안에 형성되는데, 상기 접촉 또는 솔더 스트립들은 비용이 많이 들거나 노동 집약적인 방법 단계들에서 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층의 부분 영역들에 연결된다. 상기 연결 하우징 또는 접합 박스의 배치 후, 접촉-연결 또는 배선(wiring)은 상기 광발전 모듈의 상기 커버 층 안의 상기 슬롯을 관통하는 상기 접촉 또는 솔더 스트립들 사이에 형성되는데, 이것 또한 경비를 수반한다. 이러한 방법 및 시스템은, 예를 들어, 미국등록특허 제 6 469 242호로부터 개시되어 있는데, 이것에 의하면, 특히, 상기 솔더 스트림들을 관통하는 슬롯들 및 적당한 통로들의 형성은 생성되는 접촉-연결을 위한 매우 높은 작업 경비를 포함할 뿐만 아니라, 적절한 기능을 위해 필요한 광발전 모듈의 견고성(tightness)을 신뢰성 있게 보장하지 못한다는 것은 명백하다.
본 발명의 목적은 상기에서 언급한 종래 기술의 문제점들을 방지하여, 이로써 광발전 모듈을 연결 하우징 또는 접합 박스에 접촉-연결하는 방법 뿐만 아니라,광발전 모듈 및 연결 하우징으로 구성된 시스템을 제공하는 데 있는데, 여기서 특히 간소화된 방법 단계들에 의해, 상기 광발전 모듈의 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층과 상기 연결 하우징 또는 접합 박스의 개별적인 접촉들 또는 연결들 또는 연결 요소들 사이에 신뢰성 있고 간소한 접촉 연결이 설립될 수 있다.
이러한 목적들을 해결하기 위해, 처음에 정의한 종류의 방법은 실질적으로 예를 들어 상기 광발전 모듈을 형성하는 상기 층들 또는 요소들의 압축 및/또는 열 노출에 의한 상기 광발전 모듈의 완료 후, 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들을 노출하기 위해 적어도 하나의 관통공이 상기 커버링 층 안에 형성되고, 상기 연결 하우징의 연결들 또는 연결 요소들은 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성들을 가지는 상기 부분 영역들에 직접 결합되는 것을 주요 특징으로 한다. 본 발명에 따라 상기 광발전 모듈의 완료 후, 상기 광발전 모듈의 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들을 노출하기 위해 적어도 하나의 관통공이 상기 광발전 모듈의 상기 커버링 층 안에 형성되고, 상기 연결 하우징의 연결들 또는 연결 요소들은 서로 다른 극성들을 가지는 상기 부분 영역들에 직접 결합되기 때문에, 종래의 방법들 및 시스템들에 비하여 매우 간소하고 더 신뢰성 있는 접촉-연결이 제공될 것이다. 이에 따라 여러 번 접촉-연결되고 상기 광발전 모듈 안에 적절한 슬롯들을 통해 전도되기 위해 접촉-연결이 솔더 스트립들을 통해 만들어진다. 나아가, 상기 광발전 모듈의 적어도 상기 커버 층, 보통은 다른 층들에 슬롯들을 형성하지 않음으로써, 특히 상기 연결 하우징의 연결들에의 접촉-연결 부분에서의, 상기 광발전 모듈의 견고성이 영향을 받지 않을 것임이 또한 보장된다. 본 발명에 따라, 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들을 노출하기 위해 적어도 하나의 관통공이 상기 커버링 층 안에만 형성되고, 이때 예를 들어, 습기 침투(penetration of moisture)에 대한 상기 광발전 모듈 전체의 필수 견고성이 예를 들어, 압축 및/또는 열 노출에 의해 상기 광발전 모듈의 다른 층들 또는 겹들(further layers 또는 plies)에 연결되는 상기 전도성 있는 물질 층의 도움에 의해 신뢰성 있게 유지될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 간소하고 빠른 방식으로, 상기 광발전 모듈의 상기 전도성 있는 구조화된 층과 상기 연결 하우징의 연결들 또는 접촉들 또는 연결 요소들 사이의 접촉-연결이 실현가능할 뿐만 아니라, 상기 광발전 모듈의 적절한 기능에 필요한 견고성 또한 어떠한 추가적인 조치들 또는 예방 조치들의 수행 없이 신뢰성 있게 유지될 것이다.
상기 광발전 모듈의 상기 커버링 층 안의 상기 적어도 하나의 관통공의 특히 간소한 구성을 위해, 바람직한 실시예에 따라 상기 적어도 하나의 관통공은 상기 커버링 층의 부분 영역을 밀링, 식각 등에 의해, 기계적으로 제거함으로써 노출되는 것이 제안된다. 선택적으로 얇은 두께를 가지는 층 또는 겹 안에 관통공들을 형성하는 이러한 방법은 신뢰성 있고 정확하고 조용한 방식으로 수행되어 슬롯-형태의 통로들이 복수의 층들 또는 겹들을 통해 보통 형성되는 종래의 실시예들과 대비하여, 특히 상기 관통공을 둘러싸는 영역들에 있어서 상기 광발전 모듈의 견고성에 손상을 방지할 수 있다.
특히 바람직한 실시예에 따라, 이러한 측면에서 상기 식각은 레이저를 사용하여 수행되는데, 이때 특히 상기 광발전 모듈의 상기 커버링 층의 물질의 함수로서 예를 들어 UV 레이저 또는 CO2 레이저가 채용될 수 있다.
나아가, 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층의 서로 다른 전극들을 가지는 상기 부분 영역들과 상기 연결 하우징의 개별적인 접촉들 또는 연결들 사이에서 간소하고 신뢰성 있게 접촉-연결 또는 결합을 후속적으로 가능하게 하기 위해, 본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시예에 대응하여, 상기 연결 하우징의 연결들 또는 연결 요소들에의 직접 접촉-연결은 솔더 본딩, 접착 본딩 등에 의해 발생되는 것이 제안된다.
상기 광발전 모듈의 견고한 폐쇄를 제공하기 위해, 특히 상기 광발전 모듈의 제조에 적용되는 방법 단계들의 간소한 수행을 위해, 바람직한 실시예에 따라 상기 커버링 층은 적어도 하나의 합성층(synthetic layer), 예를 들어 폴리비닐플로라이드 필름(polyvinylfluoride film)으로 구성되는 것이 제안된다.
나아가, 특히, 상기 광발전 모듈의 견고한 구조를 더 개선하고, 상기 연결 하우징의 연결들 또는 연결 요소들에의 접촉-연결을 간소화하기 위해, 본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시예에 대응하여, 상기 전도성 있는 구조화된 층 및 상기 커버링 층은 상기 솔라 셀에 연결되거나 결합되는 복합 필름(compound film)에 의해 형성된다.
상기 연결 하우징의 접촉점들에의 접촉-연결을 위한 종래의 실시예들에서 삽입하기 까다로운 접촉 또는 솔더 스트립들은 제조 공학 측면에서 매우 큰 비용을 수반하지만, 다른 바람직한 실시예에 따라 상기 커버링 층 상의 상기 연결 하우징의 위치결정(positioning)은 상기 적어도 하나의 관통공의 형성 후 자동적으로 발생되는 것이 제안된다. 따라서, 상기 연결 하우징의 접촉-연결에 수반되는 비용은 종래의 방법들에 비하여 크게 감소된다.
나아가, 처음에 언급된 목적들을 해결하기 위해, 처음에 정의된 종류의 광발전 모듈 및 연결 하우징 또는 접합 박스로 구성되는 시스템은, 상기 연결 하우징의 연결들 또는 연결 요소들이 상기 커버링 층 안의 적어도 하나의 관통공을 통해 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들에 직접 결합될 수 있는 것을 주요 특징으로 한다. 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들이 노출되는 동안 적어도 하나의 관통공을 마련함으로써, 상기에서 이미 지적한 바와 같이, 상기 연결 하우징의 접촉점들 또는 연결들 또는 연결 요소들에 특히 간소하고 신뢰성 있는 접촉-연결을 제공하는 것이 가능해진다. 이에 더하여, 상기 광발전 모듈의 적절한 기능에 필요한 복수층(multilayer) 또는 복합겹(multi-ply) 조립체의 견고성은 보장되거나 신뢰성 있게 유지될 것이다.
나아가, 상기 광발전 모듈의 특히 신뢰성 있고 간소한 제조를 위해, 이와 동시에 상기 연결 하우징의 연결들 또는 연결 요소들에의 신뢰성 있는 접촉-연결을 가능하게 하기 위해, 바람직하게 상기 전기적으로 전도성 있는 층 및 상기 커버링 층은 복합 필름(compound film)에 의해 형성되는 것이 제안된다.
나아가, 상기 연결 하우징의 연결들 또는 접촉점들 또는 연결 요소들과 상기 구조화된 전도성 있는 층의 상기 부분 영역들 사이에 특히 간소하고 신뢰성 있는 접촉-연결 또는 결합을 위해, 본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 실시예에 대응하여, 상기 연결 하우징의 연결들은 전도 요소에 각각 결합가능하고, 이것은 특히 접착 또는 솔더 본드에 의해, 상기 관통공을 통해 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성의 부분 영역에 각각 접촉-연결가능하고, 따라서 결합가능한 것이 제안된다. 이러한 방식으로, 상기에서 이미 지시한 바와 같이, 상기 광발전 모듈과 상기 연결 하우징의 접촉점들 또는 연결들 또는 연결 요소들 사이의 연결 조작이 간소화되고 편리하게 대규모로 자동화될 수 있다.
특히 이에 따른 값비싼 추가적인 요소들을 사용하는 것을 방지하면서 특히 신뢰성 있는 접촉-연결을 위해, 바람직한 실시예에 따라 상기 전도 요소는 전도 물질, 특히 솔더 스트립 등으로 만들어진 요소로 구성되는 것이 제안된다.
특히 상기 연결 하우징의 개별적인 요소들 또는 구성요소들을 더 감소시키기 위해, 또한 많은 접합들을 통한 에너지 전달 동안 손실들을 방지하기 위해, 바람직한 실시예에 따라 상기 연결 하우징의 상기 연결들은 상기 관통공을 통해 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성의 부분 영역에 각각 직접 접촉-연결가능하고, 따라서 결합가능한 것이 제안된다.
상기 광발전 모듈에의 상기 연결 하우징의 신뢰성 있는 고정을 보장하기 위해 또한 상기 연결 하우징의 상기 영역 안에 적절한 밀폐(sealing)를 추가적으로 제공하기 위해, 바람직한 실시예에 따라 상기 연결 하우징은 특히, 접착 본드에 의해 상기 광발전 모듈에 밀폐하여 고정될 수 있는 것이 제안된다.
이하에서, 본 발명은 첨부한 도면들에 대략적으로 도시된 예시적인 실시예들을 통해 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 연결 하우징 및 광발전 모듈을 포함하는 시스템을 통한 대략적인 부분도이다.
도 2는 도 1과 유사하게, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 연결 하우징 및 광발전 모듈을 포함하는, 본 발명에 따른 시스템을 통한 대략적인 부분도이다.
도 3은 도 2의 화살표 III을 따른, 도 2에 도시된 시스템의 대략적인 상면도이다.
도 4는 도 2와 유사하게, 본 발명에 따른 시스템의 다른 변형된 실시예를 보여준다.
도 5는 도 4와 유사하게, 전도성 있는 구조화된 층에 직접 결합된 연결 하우징의 연결들이 도시되어 있는, 본 발명에 따른 시스템의 변형된 실시예를 보여준다.
도 6은 연결 하우징에 광발전 모듈을 접촉-연결하기 위한 본 발명에 따른 방법의 대략적인 흐름도이다.
도 1은 종래의 광발전 모듈(1)과 이에 고정된 연결 하우징 또는 접합 박스(2)의 대략적인 부분도이다. 이로부터 복수의 셀들 또는 솔라 셀들(3) 각각은 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)로 만들어진 적어도 하나의 합성층 안에 삽입(embedded)되는 것이 명백하다. 예를 들어, 유리로 만들어지고 상세하게 도시되지 않은 광원으로 향하는 투명 캐리어 층(5) 및 커버 층(6)이 추가적으로 마련된다.
인접한 셀들(3)은 직렬로 연결되고 접촉 경로들(7, 8)에 의해 상호연결된다. 연결 하우징(2)에 결합하여 상기 커버 층(6)에 후속적으로 고정하기 위해, 추가적인 접촉 또는 솔더 스트립들(9)이 마련되는데, 이것은 상기 커버 층(6) 안에 마련된 슬롯 형태의 개구부 또는 절단부(10, opening 또는 cut)를 통과하고, 그 각각은 상기 연결 하우징(2) 안의 대략적으로 지시되는 연결 또는 접촉점(11)에 접촉-연결된다. 적어도 부분적으로 상기 커버 층 뿐만 아니라 삽입을 위해 마련된 상기 합성 층(4)을 관통하는, 상기 슬롯 또는 절단부(10)의 형성으로 인해, 이러한 종래 기술에 따른 종래의 실시예들은 상기 광발전 모듈(1)의 필수 견고성에 있어서 문제점을 수반할 뿐만 아니라, 상기 연결 하우징(2)의 상기 접촉점들(11)에 접촉-연결을 설립하기 위한 비용 증가를 요구한다.
또한 단지 배면들 상에 접촉-연결되는 솔라 셀들에 있어서, 종래 기술은 상기에서 언급된 단점들을 포함하여, 생성된 에너지를 전달하기 위해, 상기 커버 층(6), 및 또한 적어도 부분적으로 상기 층(4)을 관통하는 절단부들 또는 슬롯들(10)을 통해 전도성 있는 솔더 스트립들을 고려한다.
도 2 및 도 3은 각각 도 1에 따른 도시와 유사한 본 발명에 따른 시스템의 단면도 및 상면도를 보여주는데, 여기서 특히 도 3에 따른 도시로부터, 상기 광발전 모듈(21)은 복수의 셀들 또는 솔라 셀들(22)을 포함하는 것이 명백하다. 선택적으로 유리로 만들어진 투명 층(23)으로부터 이격되어 대향하는 그 표면들 또는 배면들의 솔라 셀들(22) 각각은 대략적으로 지시된 접촉점들(25)을 통해 구조화된 전기적으로 전도성 있는 층(24)에 접촉-연결된다. 이에 더하여, 상기 솔라 셀들(22)을 통한 상기 그 배면 상에 배치되는 상기 전도성 있고 구조화된 층(24)에의 접촉-연결을 가능하게 하는 접촉점들 또는 접합들이 도 3에서 대략적으로 33에 의해 지시된다.
상기 전도성 있는 층(24)의 패턴은, 특히 도 3에 따른 도시의 우측상단 부분 영역으로부터 명백한데, 이것은 상기 구조화되거나 또는 패턴화된 층의 상호 결합된 실질적으로 분기된 형태(prong-shaped) 또는 포크 형태(fork-shaped)의 요소들 각각은 + 및 - 연결들에 의해 지시되는 바와 같이 서로 다른 극성들을 가진다. 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들은 도 3에 24' 및 24"에 의해 대략적으로 지시된다.
종래 기술에 따른 실시예에서와 같이, 도 1에 따른 솔라 셀들(22)은 예를 들어, 에틸렌비닐아세테이트로 만들어진 합성 물질 또는 합성 층(26) 안에 삽입된다.
나아가, 미도시된 광원으로 향하는, 상기 투명 베이스 층(23)으로부터 이격되어 대향하는 면 상에는, 예를 들어, 폴리비닐플로라이드 필름으로 구성된 커버 층(27)이 마련된다.
나아가, 전기적으로 전도성 있는 층(24)의 간소한 마련을 위해, 상기 커버 층(27) 및 상기 패턴화된 전기적으로 전도성 있는 층(24)으로 구성된 복합 필름이 마련될 수 있는데, 이때 상기 복합 필름은 경로들(24', 24")에 대응하는 상기 패턴화된 전기적으로 전도성 있는 층으로 직접 형성되거나, 또는 이러한 패턴이 예를 들어, 종래의 식각 프로세스들에 의해 상기 복합 필름의 마련 후 상기 실질적으로 전체 영역-전도성 있는 층 상에 생성된다.
연결 하우징(28)의 상기 서로 다른 극성 부분 영역들(+, -) 각각에의 접촉-연결을 위해, 관통공들(29)이 상기 커버 층(27) 안에 형성되는데, 상기 구조화된 전도 층들(24', 24")의 서로 다른 극성 부분 영역들(+, -) 각각에서 직접 개방된다.
상기 관통공(29)의 영역에서, 연결들 또는 접촉점들(31)을 포함하는 상기 연결 하우징(28)의 연결 요소들(30)에의 즉시 또는 직접 접촉-연결이 발생된다.
상기 연결 하우징(28)은 그러므로 상기 접촉점들(31)에 추가적으로 상기 연결 요소들(30)이 즉시 마련될 수 있는데, 이때 상기 연결 요소들(30)의 자유단들(32)은 직접 상기 관통공들(29)로 직접 진입되어 상기 구조화된 전도성 있는 층(24', 24")의 서로 다른 극성들(+, -)을 가지는 상기 영역들에 각각 접촉-연결된다.
이러한 접촉-연결은 예를 들어, 솔더 조인트에 의해 달성될 수 있는데, 이것은 특히 도 5를 참조하여, 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 4에 따른 변형된 실시예에 있어서, 광발전 모듈(41)은 다시 복수의 셀들(42), 투명 베이스 또는 캐리어 층(43)을 포함한다. 상기 셀들(42)은, 대략적으로 지시되는 접촉점들(45)을 통해, 상기 배면 상 및 이에 따라 상기 투명 층(43)으로부터 이격되어 대향하는 면 상에 배치되는 구조화된 전도성 있는 층(44)에 연결되는데, 이때 상기 솔라 셀들(42)은 합성 층(46) 안에 삽입된다. 상기 셀들(42)을 관통하는 접촉점들은 도 2에 따른 도시에 도시되지 않았다. 커버 층(47) 또한 상기 캐리어 층(43)으로부터 이격되어 대향하는 상기 면 상에 마련된다.
접촉-연결을 위해, 상기 구조화된 전도성 있는 층(44)의 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들을 노출시키기 위해, 적어도 하나의 관통공(49)이 또한 도 4에 도시된 실시예의 상기 커버 층(47) 안에 형성된다. 도 4에 따른 실시예에 있어서, 상기 연결 요소는 또한 이전의 실시예에서와 유사하게, 상기 연결 하우징(51) 안에 통합된 솔더 스트립(49)에 의해 형성되고 또한 대략적으로 지시되는 접촉점(50)에 연결된다. 상기 연결 하우징(51)은 대략적으로 지시되는 접착 본드들(52)에 의해 상기 커버 층(47)에 고정되는데, 이때 상기 연결 하우징(51)의 커넥터는, 예를 들어 53에 의해 대략적으로 지시된다.
상기 적어도 하나의 관통공(48)의 영역에서, 접착 물질 또는 솔더 물질(55)이 상기 자유단(54)과 상기 구조화된 층(44)의 서로 다른 극성의 개별적인 부분 영역 사이의 접촉-연결을 위해 추가적으로 지시된다.
도 5에 따른 도시에 있어서, 도 4의 참조 부호들은 동일 요소들 또는 구성요소들에 그대로 사용된다. 그러므로 광발전 모듈(41)은 복수의 솔라 셀들(42)을 포함하고, 투명 베이스 또는 캐리어 층(43)이 추가적으로 마련된다. 상기 셀들(42)의 접촉-연결은 대략적인 접촉점들(45)을 통해 구조화된 전도성 있는 층(44)을 이용해 발생되는데, 이때 합성 층(46)은 상기 솔라 셀들(42)을 삽입하기 위해 마련된다. 커버 층에 또한 상기 구조화된 전도성 있는 층(44)의 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들을 노출시키기 위해 적어도 하나의 관통공(48)이 마련된다.
도 2 내지 도 4의 실시예들에서와 같은 전도 물질로 만들어진 연결 요소들을 이용하는 대신, 도 5에 따른 구성은 연결 하우징(62)의 연결들 또는 접촉점들(61)이 접착 또는 솔더 본드(63)를 통해 상기 층(44)의 서로 다른 극성들을 가지는 상기 부분 영역들에 직접 접촉-연결되거나 연결된다. 도 4에 따른 실시예에서와 유사하게, 커넥터(64) 또한 상기 연결 하우징(62)을 위해 마련되거나 지시된다.
대략적으로 지시되는 접착 본드들(65)은 상기 연결 하우징(62)을 상기 커버 층(47)에 고정하기 위해 마련된다.
상기 관통공들(48) 및 상기 연결 하우징(62)의 상기 연결들 또는 접촉점들(61)을 통한 서로 다른 극성들을 가지는 상기 노출되는 부분 영역들 사이에서 도 5에 따른 실시예에 마련되는 직접 접촉-연결 때문에, 상기 광발전 모듈(41)의 상기 연결 하우징(62)에의 상기 접촉-연결 또는 결합에 필요한 비용들은 그러므로 더 감소되고 간소화될 수 있다.
도 2, 도 4 및 도 5에 따른 실시예들에 있어서, 적어도 하나의 관통공(29 또는 48) 각각은 상기 전도성 있고 구조화된 층(24 또는 44) 각각의 서로 다른 극성들을 가지는 상기 연결들의 영역 안에 형성될 뿐이고, 상기 광발전 모듈(21, 41)의 무결성(integrity) 각각은, 특히 상기 연결 하우징(28, 51 또는 62)의 배치 및 연결의 영역 안에 동일한 견고성 각각이 보호되고 신뢰성 있게 유지된다.
도 6의 대략적인 흐름도에 있어서, 종래의 배면-접촉-연결된 광발전 모듈 그 자체의 구축이 상기 개별적으로 패턴화된 전도성 있는 층에 솔라 셀들을 결합하는 동안 합성 물질에 그것들을 삽입함으로써 단계 S1에 의해 수행된다. 이에 더하여, 상기 베이스 또는 캐리어 물질에의 연결 및 상기 커버 층의 배치가 발생한다.
단계 S1에 따른 상기 광발전 모듈을 완료한 후, 상기 전도성 있고 패턴화된 층의 서로 다른 극성들을 가지는 부분 영역들을 노출시키기 위해 상기 커버 층 안에 적어도 하나의 관통공의 형성이 단계 S2에서 수행된다.
상기 커버 층 안에 적어도 하나의 관통공의 노출은 특히 상기 커버 층의 상기 물질의 함수로서, 상기 개별적인 부분 영역을 기계적으로 제거함으로써, 밀링에 의해 또는 식각에 의해, 달성될 수 있다.
특히 상기 커버 층 및 상기 전도성 있는 층으로 구성된 복합 필름을 이용할 때, 레이저의 도움에 의한 상기 커버 층의 부분 영역의 제거가 상기 관통공을 형성하기 위해 제안된다.
레이저를 이용한 관통공을 형성하는 단계 S2는 이하의 변수들(parameters)을 적용하는 것에 의해 수행될 수 있다:
전체 용량: 1.1 Watt
포인트 크기: 5.65 ㎛
용량: 대략 샷당 48 mJ
이러한 방식으로 상기 관통공이 노출된 후, UV 레이저의 도움에 의한 연마(polishing) 또한 상기 접촉-연결을 향상시키기 위해 제안되는데, 이때 이하의 변수들이 적용된다.
전체 용량: 0.8 Watt
포인트 크기: 13.33 ㎛
용량: 대략 샷당 27 mJ
UV 레이저를 사용하는 대신, CO2 레이저가 예를 들어, 특히 복수단계(multi-stage) 프로세스에 있어서 상기 커버 층의 물질의 함수로서, 채용될 수 있다.
게다가, UV 레이저 및 CO2 레이저의 조합 사용이 상기 커버 층 안에 상기 관통공을 생성하기 위해 고안될 수 있다.
단계 S2에 따라 상기 커버 층 안에 적어도 하나의 관통공을 형성하면서 서로 다른 극성들의 상기 부분 영역들이 노출된 후, 전도성 있는 접착 또는 솔더 패이스트가 단계 S3에서 상기 광발전 모듈의 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성들을 가지는 노출된 부분 영역들에 적용된다.
이 후, 단계 S4에 따라 예를 들어 접착제를 이용한 상기 연결 하우징의 배치 및 고정에 의해, 도 2 또는 도 4에 따른 구성에 있어서 상기 연결 요소들 또는 도 5에 따른 상기 연결 하우징의 상기 연결들의 자유 단들 중 하나가, 상기 구조화된 전도성 있는 층의 서로 다른 극성들을 가지는 상기 부분 영역들에 있는 상기 적어도 하나의 관통공의 영역에 접촉-연결되는 것 각각이 발생된다.
도 6을 참조하여 기술되는 방법은 이에 따라 자동화된 방법으로 수행될 수 있어 예를 들어, 도 1을 참조하여 설명되는 것과 같은 종래 기술과 비교했을 때, 연결 하우징의 연결 요소들 또는 연결들에의 광발전 모듈의 상기 접촉-연결은 매우 감소된 시간 및 비용 경비들, 특히 증가된 정확도로 수행될 수 있다. 나아가, 단계 S1에 따라 완성된 광발전 모듈의 무결성 또는 견고성은 상기 요구되는 밀봉 효과가 그 아래의 배치된 상기 패턴화된 전도성 있는 물질 층에 의해 상기 커버 층 안의 상기 관통공 영역에서 유지될 것이기 때문에, 영향받지 않고 유지될 것이다.

Claims (13)

  1. 광발전 모듈(21, 41)을 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)에 접촉-연결하는 방법에 있어서,
    상기 광발전 모듈(21, 41)을 생성하기 위해, 적어도 하나의 솔라 셀(22, 42)이 상기 솔라 셀(22, 42)에서 생성되는 전기 에너지를 이끌어내기 위해 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층(24, 44)의 배면에 결합되고,
    적어도 하나의 투명 캐리어 층(23, 43)이 상기 전기적으로 전도성 있는 층 (24, 44)으로부터 이격되어 대향하는 상기 솔라 셀(22, 42)의 표면 상에 마련되고,
    커버링 층(27, 47)이 상기 전기적으로 전도성 있는 층(24, 44) 상에 마련되고, 이때 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층(24, 44)은 후속적으로 상기 연결 하우징(28, 51, 62)의 연결들(30, 31, 49, 50, 61)에 접촉-연결되며,
    상기 광발전 모듈(21, 41)을 형성하는 상기 층들 또는 요소들(22, 23, 24, 26, 27; 42, 43, 44, 46, 47)의 압축 및/또는 열 노출에 의한 상기 광발전 모듈(21, 41)의 완료 후, 상기 구조화된 전도성 있는 층(24, 44)의 서로 다른 극성들(+, -)을 가지는 부분 영역들을 노출하기 위해 적어도 하나의 관통공(29, 48)이 상기 커버링 층(27, 47) 안에 형성되고, 상기 연결 하우징(28, 51, 62)의 연결들 또는 연결 요소들(30, 31, 49, 50, 61)은 상기 구조화된 전도성 있는 층(24, 44)의 서로 다른 극성들(+, -)을 가지는 상기 부분 영역들에 직접 결합되는, 광발전 모듈(21, 41)을 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)에 접촉-연결하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 관통공(29, 48)은 상기 커버링 층(27, 47)의 부분 영역을 밀링, 식각 등에 의해 기계적으로 제거함으로써 노출되는, 광발전 모듈(21, 41)을 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)에 접촉-연결하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 식각은 레이저를 사용하여 수행되는, 광발전 모듈(21, 41)을 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)에 접촉-연결하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 하우징(28, 51)의 연결들 또는 연결 요소들(30, 31, 49, 50, 61)에의 직접 접촉-연결은 솔더 본딩, 접착 본딩 등에 의해 발생되는, 광발전 모듈(21, 41)을 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)에 접촉-연결하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버링 층(27, 47)은 폴리비닐플루오라이드 필름과 같은 적어도 하나의 합성층으로 구성되는, 광발전 모듈(21, 41)을 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)에 접촉-연결하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층(24, 44) 및 상기 커버링 층(27, 47)은 상기 솔라 셀(22, 42)에 연결되거나 결합되는 복합 필름에 의해 형성되는, 광발전 모듈(21, 41)을 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)에 접촉-연결하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버링 층(27, 47) 상의 상기 연결 하우징(28, 51, 62)의 위치결정은 상기 적어도 하나의 관통공(29, 48)의 형성 후 자동적으로 발생되는, 광발전 모듈(21, 41)을 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)에 접촉-연결하는 방법.
  8. 광발전 모듈(21, 41) 및 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)로 구성되는 시스템에 있어서,
    상기 광발전 모듈(21, 41)은 솔라 셀(22, 42)에서 생성되는 전기 에너지를 이끌어내기 위해 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층(24, 44)의 배면에 결합되는적어도 하나의 솔라 셀(22, 42)을 포함하고,
    적어도 하나의 투명 캐리어 층(23, 43)이 상기 전기적으로 전도성 있는 층(24, 44)으로부터 이격되어 대향하는 상기 솔라 셀(22, 42)의 표면 상에 마련되고,
    커버링 층(27, 47)이 상기 전기적으로 전도성 있는 층(24, 44) 상에 마련되고, 이때 상기 전기적으로 전도성 있는 구조화된 층(24, 44)은 상기 연결 하우징(28, 51, 62)의 연결들(30, 31, 49, 50, 61)에 접촉-연결될 수 있으며,
    상기 연결 하우징(28, 51, 62)의 연결들 또는 연결 요소들(30, 31, 49, 50, 61)은 상기 커버링 층(27, 47) 안의 적어도 하나의 관통공(29, 48)을 통해 상기 구조화된 전도성 있는 층(24, 44)의 서로 다른 극성들(+, -)을 가지는 부분 영역들에 직접 결합될 수 있는, 광발전 모듈(21, 41) 및 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)로 구성되는 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성 있는 층(24, 44) 및 상기 커버링 층(27, 47)은 복합 필름에 의해 형성되는, 광발전 모듈(21, 41) 및 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)로 구성되는 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 항에 있어서, 상기 연결 하우징(28, 51)의 연결들(31, 50)은 전도 요소(30, 49)에 각각 결합가능하고, 접착 또는 솔더 본드에 의해 상기 관통공(29, 48)을 통해 상기 구조화된 전도성 있는 층(24, 44)의 서로 다른 극성(+, -)의 부분 영역에 각각 접촉-연결가능하고, 따라서 결합가능한, 광발전 모듈(21, 41) 및 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)로 구성되는 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전도 요소(30, 49)는 전도 물질, 솔더 스트립 등으로 만들어진 요소로 구성되는, 광발전 모듈(21, 41) 및 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)로 구성되는 시스템.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 하우징(62)의 상기 연결들(61)은 상기 관통공(48)을 통해 상기 구조화된 전도성 있는 층(44)의 서로 다른 극성(+, -)의 부분 영역에 각각 직접 접촉-연결가능하고, 따라서 결합가능한, 광발전 모듈(21, 41) 및 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)로 구성되는 시스템.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 하우징(28, 51, 62)은 접착 본드(52, 65)에 의해 상기 광발전 모듈(21, 41)에 밀폐하여 고정될 수 있는, 광발전 모듈(21, 41) 및 연결 하우징 또는 접합 박스(28, 51, 62)로 구성되는 시스템.
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