KR20130085676A - 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지 - Google Patents

다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 후면전극형 태양전지의 크기 및 형상이 바뀌더라도 손쉽게 전기적 특성을 측정할 수 있고, 전기접촉불록 및 고정블록을 서로 끼움 결합을 할 수 있는 구조로 형성하여 탈부착이 용이한 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 복수의 셀로 구성되는 태양전지에 빛을 조사하는 광조사부의 하측에 설치되고, 태양전지와 전기적으로 접촉하는 복수 개의 전기접촉블록 및 상기 태양전지를 수광 위치에 고정하는 복수 개의 고정블록으로 구성되는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 있어서, 전기접촉블록의 상면에는 태양전지의 전극과 접하여 전기적 특성을 측정하는 측정단자가 형성되고, 복수 개의 전기접촉블록 및 고정블록은 상기 태양전지의 셀의 크기와 형태에 따라 다양한 배열을 할 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 하는 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 관한 것이다.

Description

다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지{STAGE FOR SOLAR SIMULATOR TO MEASURE SOLAR CELL OF DIFFERENT PATTERNS}
본 발명은 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 후면전극형 태양전지의 크기 및 형상이 바뀌더라도 손쉽게 전기적 특성을 측정할 수 있고, 전기접촉불록 및 고정블록을 서로 끼움 결합을 할 수 있는 구조로 형성하여 탈부착이 용이한 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목받고 있다.
이러한 일반적인 태양전지의 구조를 살펴보면 전면과 후면에 각각 전면전극과 후면전극이 구비되는 구조를 갖는데, 수광면인 전면에 전면전극이 구비됨에 따라, 전면전극의 면적만큼 수광면적이 줄어들게 된다. 이와 같이 수광면적이 축소되는 문제를 해결하기 위해 후면전극형 태양전지가 제안되었다. 후면전극형 태양전지는 태양전지의 후면 상에 (+)전극과 (-)전극을 구비시켜 태양전지 전면의 수광면적을 극대화하는 것을 특징으로 한다.
도 8은 종래의 태양전지 성능 시험 장치의 구조를 나타내는 구조도로서, 암실 환경을 제공하는 시험 장비 구조물 내부에, 장기간 연속적으로 광을 조사할 수 있는 광조사부(10)와 피측정 태양전지를 수광 위치에 고정하고 전기적 접촉을 제공하는 시료고정부(20)와 피측정 태양전지의 출력특성을 측정하는 출력측정부(30) 및 피측정 태양전지의 온도 및 습도 환경을 제어하는 온습도환경제어부(40)로 구성된다. 이는 대한민국 등록특허 제10-1074822호(공고일 2011년 10월 19일)에 개시되어 있다.
상기 태양전지 성능 시험 장치는 시료고정부(스테이지)가 일정한 크기와 형상을 가지는 태양전지의 전기적 특성만을 측정할 수 있기 때문에, 피측정시료인 태양전지 또는 셀의 크기나 형상이 바뀌는 경우에는 시료고정부를 새로 구입하거나 제작하여야 하는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 후면전극형 태양전지의 크기 및 형상이 바뀌더라도 손쉽게 전기적 특성을 측정할 수 있는 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 스테이지에 진공 흡입홀이 형성되어 태양전지의 전면에서 압착하지 않고 고정할 수 있는 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 전기접촉블록 및 고정블록을 서로 끼움 결합을 할 수 있는 구조로 분리 형성하여 탈부착이 용이한 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지를 제공하는 것이다.
상기와 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지는,
복수의 셀로 구성되는 태양전지에 빛을 조사하는 광조사부의 하측에 설치되고, 상기 태양전지와 전기적으로 접촉하는 복수 개의 전기접촉블록 및 상기 태양전지를 수광 위치에 고정하는 복수 개의 고정블록으로 구성되는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 있어서,
상기 전기접촉블록의 상면에는 상기 태양전지의 전극과 접하여 전기적 특성을 측정하는 측정단자가 형성되고,
상기 복수 개의 전기접촉블록 및 고정블록은 상기 태양전지의 셀의 크기와 형태에 따라 다양한 배열을 할 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지의 측정단자는 상기 태양전지의 전류 및 전압 특성을 각각 측정하는 전류단자 및 전압단자로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지의 고정블록에는 상하로 관통된 진공 흡입홀이 형성되고,
상기 진공 흡입홀을 통해서 제공되는 흡입력으로 상기 태양전지와 상기 측정단자가 밀접하게 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지의 전기접촉블록 및 고정블록 상호 간의 결합은 홈부 및 돌부에 의한 끼움 결합이 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지가 적용되는 태양전지는 IBC(interdigitated back contact) 태양전지, 포인트 콘택 태양전지, EWT(emitter wrap through) 및 MWT(metal wrap through) 태양전지로 이루어지는 후면 전극형 태양전지 중에서 어느 하나 선택되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 의하면, 후면전극형 태양전지의 크기 및 형상이 바뀌더라도 손쉽게 전기적 특성을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 의하면, 스테이지에 진공 흡입홀이 형성되어 태양전지의 전면에서 압착하지 않고 고정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 의하면, 전기접촉블록 및 고정블록을 서로 끼움 결합을 할 수 있는 구조로 분리 형성하여 탈부착이 용이한 효과가 있다.
도 1은 광조사부, 스테이지 및 측정부를 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터용 스테이지의 제1실시예를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기접촉블록을 도시하는 도 2의 A-A 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고정블록을 도시하는 도 2의 B-B 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기접촉블록과 고정블록이 결합하는 제1실시예를 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기접촉블록과 고정블록이 결합하는 제2실시예를 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터용 스테이지의 제3실시예를 도시하는 사시도이다.
도 8은 종래의 태양전지 성능 시험 장치의 구조를 나타내는 구조도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 상기한 본 발명의 설명에서 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 도면번호를 부여하고, 중복되는 내용에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 광조사부, 스테이지 및 측정부를 도시하는 개념도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 솔라 시뮬레이터용 스테이지(10)는 광조사부(30)의 하측에 설치되고, 태양전지(1)를 수광 위치에 고정하는 동시에 상기 태양전지(1)와 전기적으로 접촉시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터용 스테이지(10)는 복수의 셀로 구성되는 태양전지(1)의 후면 상에 (+)전극과 (-)전극을 구비시켜 태양전지(1) 전면의 수광면적을 극대화하는 후면전극형 태양전지의 전기적 특성을 측정하는 데 적합한 구조를 제공한다.
그리고 상기 후면전극형 태양전지는 IBC(interdigitated back contact) 태양전지, 포인트 콘택 태양전지, EWT(emitter wrap through) 및 MWT(metal wrap through) 태양전지로 이루어지는 후면 전극형 태양전지 중에서 어느 하나 선택될 수 있다.
상기 광조사부(30)는 램프(34), 상기 램프(34)에 전원을 공급하는 전원 공급부(31), 상기 램프(34)의 광도 등을 조절하는 램프 조작부(32) 및 램프(34)를 열적 환경으로부터 보호하는 방열부(33)를 포함하여 구성되는 것을 예시할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터용 스테이지의 제1실시예를 도시하는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전기접촉블록을 도시하는 A-A 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터용 스테이지(10)는 크게 태양전지(1)와 전기적으로 접촉하는 복수 개의 전기접촉블록(100) 및 상기 태양전지(1)를 수광 위치에 고정하는 복수 개의 고정블록(120)으로 구성된다.
그리고 상기 솔라 시뮬레이터용 스테이지(10)에는 전기접촉블록(100) 및 고정블록(120)의 테두리에 위치하는 고정틀(3)과 하부에 위치하는 받침대(2)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정틀(3)은 태양전지(1) 내지 솔라 시뮬레이터용 스테이지(10)의 크기 등을 고려하여 적절한 크기와 모양으로 형성할 수 있다. 그리고 도시하지 않았지만, 고정틀과 전기접촉블록은 서로 끼워질 수 있는 구조로 형성할 수도 있다.
상기 전기접촉블록(100)은 상기 태양전지(1)의 후면전극과 접하는 측정단자(101)가 상측으로 돌출되어 형성된다.
상기 측정단자(101)는 상기 태양전지(1)의 전류 및 전압 특성을 각각 측정하는 전류단자 및 전압단자로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 전류단자(102) 및 전압단자(103)의 상단면은 전기전도도가 우수한 백금 등으로 코팅되는 것이 바람직하다. 이때, 각각의 측정단자(101)는 태양전지의 각 셀과 대응되는 개수로 형성된다.
상기 전류단자 및 전압단자를 통해서 얻어지는 전류 및 전압에 대한 정보를 토대로 측정부에서 태양전지의 개방전압, 단락전류, 최대출력점에서의 전압, 변환효율 및 곡선인자 등의 다양한 전기적 특성을 측정하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 고정블록을 도시하는 B-B 단면도로서, 본 발명에 따른 고정블록은 상기 태양전지를 수광 위치에 고정시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터용 스테이지(10)에는 종래와 같이 태양전지의 전면에서 눌러주는 핀(미도시)이 없기 때문에, 태양전지(1)를 진공 흡입력으로 고정시키게 된다.
따라서, 본 발명의 고정블록(120)에는 상하로 관통된 진공 흡입홀(121)이 형성되고, 상기 진공 흡입홀(121)은 진공펌프(P)와 연결되도록 구성된다.
도 4에서는 하나의 고정블록(120)에 진공 흡입홀(121)이 하나 형성되는 것을 도시하였으나, 이는 예시에 불과하므로 진공 흡입홀의 크기 및 개수는 공정조건에 따라 적절히 가감할 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 두 개의 고정블록당 하나의 진공 흡입홀이 형성되거나, 하나의 고정블록당 2, 3개의 진공 흡입홀이 형성될 수 있다.
그리고 상기 진공 흡입홀을 통해서 제공되는 흡입력으로 상기 태양전지와 상기 측정단자가 밀접하게 고정된다.
도 5는 본 발명에 따른 전기접촉블록과 고정블록이 결합하는 제1실시예를 도시하는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 전기접촉블록과 고정블록이 결합하는 제2실시예를 도시하는 사시도이다.
도 5와 같이, 전기접촉블록(100)에 홈부(104a)가 형성되고 고정블록(120)에 돌부(122a)가 형성되어 상호 끼워질 수 있고, 도 6과 같이 전기접촉블록(100)에 돌부(104b)가 형성되고 고정블록(120)에 홈부(122b)가 형성되어 상호 끼워져 결합할 수도 있다.
본 발명에 따른 복수 개의 전기접촉블록(100) 및 고정블록(120)은 상기 태양전지의 셀의 크기와 형태에 따라 다양한 배열을 할 수 있도록 결합 되는 특징이 있다.
구체적으로 전기접촉블록 및 고정블록 상호 간의 결합은 홈부 및 돌부에 의한 끼움 결합이 되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 전기접촉블록 및 고정블록을 끼우고 빼는 간단한 조작만으로 다양한 배열을 가지는 솔라 시뮬레이터용 스테이지를 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 7은 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터용 스테이지의 제3실시예를 도시하는 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기접촉블록(100)에는 각각 2쌍의 측정단자(101)가 형성될 수 있고, 본 발명의 고정블록(120)은 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터용 스테이지(10)는 한 쌍 또는 복수 쌍의 측정단자가 구비된 전기접촉블록 및 고정블록을 서로 조합할 수 있기 때문에 셀의 크기 또는 후면전극의 위치 등이 다른 다양한 패턴의 태양전지의 전기적 특성을 손쉽게 측정할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 태양전지
2 : 받침대
3 : 고정틀
10 : 스테이지
100 : 전기접촉블록 101 : 측정단자
102 : 전류단자 103 : 전압단자
104a : 홈부 104b : 돌부
120 : 고정블록 121 : 진공 흡입홀
122a : 돌부 122b : 홈부
20 : 측정부
30 : 광조사부 31 : 전원 공급부
32 : 램프 조작부 33 : 방열부
34 : 램프

Claims (5)

  1. 복수의 셀로 구성되는 태양전지에 빛을 조사하는 광조사부의 하측에 설치되고, 상기 태양전지와 전기적으로 접촉하는 복수 개의 전기접촉블록 및 상기 태양전지를 수광 위치에 고정하는 복수 개의 고정블록으로 구성되는 솔라 시뮬레이터용 스테이지에 있어서,
    상기 전기접촉블록의 상면에는 상기 태양전지의 전극과 접하여 전기적 특성을 측정하는 측정단자가 형성되고,
    상기 복수 개의 전기접촉블록 및 고정블록은 상기 태양전지의 셀의 크기와 형태에 따라 다양한 배열을 할 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 하는 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정단자는 상기 태양전지의 전류 및 전압 특성을 각각 측정하는 전류단자 및 전압단자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정블록에는 상하로 관통된 진공 흡입홀이 형성되고,
    상기 진공 흡입홀을 통해서 제공되는 흡입력으로 상기 태양전지와 상기 측정단자가 밀접하게 고정되는 것을 특징으로 하는 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기접촉블록 및 고정블록 상호 간의 결합은 홈부 및 돌부에 의한 끼움 결합이 되는 것을 특징으로 하는 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지는 IBC(interdigitated back contact) 태양전지, 포인트 콘택 태양전지, EWT(emitter wrap through) 및 MWT(metal wrap through) 태양전지로 이루어지는 후면 전극형 태양전지 중에서 어느 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 다양한 패턴의 태양전지를 측정할 수 있는 솔라 시뮬레이터용 스테이지.
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