KR20130119634A - 도금제를 절감시킨 태양광 리본의 제조방법 및 그 태양광 리본 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 리본에 도포되는 도금제를 절약하고 내구성을 향상시킨 태양광 리본의 제조방법 및 그 태양광 리본에 관한 것으로, 와이어를 압연하여 박형의 띠 형상으로 이루어진 몸체부와, 상기 몸체부의 일측면이 평면으로 가공되어 형성된 접합부와 상기 몸체부의 타측면이 곡면으로 가공되어 형성된 노출부를 형성하고, 상기 몸체부의 표면에 도금층을 형성하여, 태양광 모듈의 제조시 태양광 리본의 일측면에만 도금제가 집중적으로 도포되도록 하여 불필요하게 도금제가 낭비되는 것을 방지함으로써 제조 단가를 절감하고 제품 생산 수율을 향상시킬 수 있으며, 태앙광 리본의 몸체부의 상면부가 둥글게 곡면 형상으로 형성되어 내구성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 태양광 리본에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 리본에 도포되는 도금제를 절약하고 내구성을 향상시킨 태양광 리본의 제조방법 및 그 태양광 리본에 관한 것이다.
석탄이나 석유와 같은 화학에너지의 고갈 및 화학에너지 사용에 따른 환경오염 문제로 인해 근자에 들어서는 대체에너지의 개발에 노력을 기울이고 있는데, 그 중에 하나가 태양에너지를 이용한 태양광 발전이다. 태양광 발전이라 함은 태양에너지(태양광 또는 태양열)를 전기에너지로 변환시키는 일련의 기술이다.
기본 원리에 대해 간략하게 살펴보면, p-n 접합 반도체로 구성된 태양 전지(solar cell)에 태양광이 조사되면 광 에너지에 의한 전자, 정공 쌍이 생겨나고, 전자와 정공이 이동하여 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생함으로써 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르는 결과를 이용한다.
이처럼 무한정, 무공해의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키기 위해서는 무엇보다도 태양광을 집광하기 위한 태양광 모듈(photovoltaic module)에 대한 기술 개발이 요구된다. 일반적으로 태양광 발전을 위한 태양전지는 실리콘이나 각종 화합물에서 출발, 솔라셀(Solar cell) 형태가 되면 전기 생산해 낼 수 있게 된다. 그러나 하나의 셀로는 충분한 출력을 얻지 못하므로 각각의 셀을 직렬 혹은 병렬 상태로 연결해야 하는데 이렇게 연결된 상태를 '태양광 모듈'이라 부른다.
태양광 모듈의 구성은 일반적으로 백 시트(back sheet), 솔라셀, 리본, 에바(EVA), 유리로 구성된다. 백 시트는 모듈 맨 아래 깔리는 소재로 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입이 많이 사용되고 있으며, 리본은 전류를 흘려 보내는 전선으로 사용되므로 구리 리본에 주석 및 납으로 도금된 소재가 이용된다.
에바는 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 합쳐질 수 있는 역할을 하고, 유리는 빛의 반사를 방지하는 역할을 하도록 철분이 적게 들어간 것을 활용한다.
이와 같이, 태양광 리본은 태양광 전력의 통로인 전선으로서, 태양광 셀(cell) 위에 접착하여 태양광 모듈(module)을 제조하는데 사용된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0089540호(2011년08월09일)에는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 유닛 및 그를 구비하는 커팅 장치가 개시되어 있다.
도 1은 종래기술의 일 실시예에 따른 리본 공급 시스템이 적용된 태양광 모듈 생산 설비에 의해 생산된 태양광 모듈이 생산되는 과정을 단계적으로 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 종래 태양광 모듈(1)의 생산 공정에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 1의 (a)와 같이 대략 정사각 혹은 직사각 형태의 셀(2, cell)을 도 1의 (b)와 같이 10개씩 일렬로 배열하고 일렬로 배열된 셀(2)들을 양극(+) 및 음극(-)을 고려하면서 인접된 것끼리 다수의 중앙 리본(3)으로 연결함으로써 하나의 묶음 단위의 스트링(4)을 만든다.
그런 다음, 도 1의 (c)와 같이 스트링(4)들을 판면 방향으로 6개 배열한 후, 스트링(4)들의 일측으로 노출된 중앙 리본(3)들을 다수의 사이드 리본(5)으로 연결하여 60개의 셀(2)들이 상호 통전되도록 한 스트링 어셈블리(6)를 만든다.
그리고 나서 스트링 어셈블리(6)의 양측면에 E.V.A라는 물질을 도포하고 일측에는 유리를, 타측에는 백 시트(back sheet)를 배치한 후, 도 1의 (d)와 같이 최종적으로 외곽에 프레임(7)을 조립함으로써 태양광 모듈(1)이 생산된다.
그러나, 이와 같은 종래의 태양광 모듈 생산 방법에 있어서, 태양광 리본은 셀에 접합되는 일면만 사용되나, 도금시 양면에 모두 같은 두께의 도금증이 도포되어 불필요하게 도금제가 낭비되는 문제점이 있었다. 즉, 도 2의 a 및 b에 도시된 바와 같이, 종래의 리본은 상,하 양면이 모두 평편한 구조로 구성되어, 양면에 같은 양의 도금제가 도포되기 때문에 사용하지 않는 면, 즉 셀에 접합되지 않는 상면에 도포된 다량의 도금제가 낭비되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 태양광 모듈의 제조시 태양광 리본의 일면에 도금제가 더 많이 도포되도록 하여 불필요하게 도금제가 낭비되는 것을 방지하는 도금제를 절감시킨 태양광 리본의 제조방법 및 그 태양광 리본을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 태앙광 리본의 내구성을 향상시키는 태양광 리본의 제조방법 및 그 태양광 리본을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 태양광 모듈의 셀 간을 전기적으로 연결하는 태양광 리본의 제조방법에 있어서, 와이어를 압연하여 박형의 띠 형상으로 이루어진 몸체부를 형성하는 몸체부 형성 단계, 상기 몸체부 형성 단계에서 형성된 상기 몸체부의 일측면을 평면으로 가공하여 접합부를 형성하는 접합부 형성 단계, 상기 몸체부 형성 단계에서 형성된 상기 몸체부의 타측면을 곡면으로 가공하여 노출부를 형성하는 노출부 형성 단계 및 상기 접합부와 노출부가 형성된 상기 몸체부의 표면에 도금제를 도포하여 도금층을 형성하는 도금층 형성 단계를 포함하는 태양광 리본의 제조방법을 제공한다.
상기 와이어는 구리(Cu) 성분을 포함할 수 있다.
상기 도금제는 주석(Sn) 및 납(Pb) 성분을 포함할 수 있다.
상기 도금층 형성 단계는 상기 도금제를 상기 접합부와 노출부의 양면에 용융도금하는 것이 바람직하다.
상기 도금층 형성 단계 이전에 상기 몸체부를 특정 온도로 예열하는 몸체부 예열 단계를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명은, 태양광 모듈의 셀 간을 전기적으로 연결하는 태양광 리본에 있어서, 와이어를 압연하여 박형의 띠 형상으로 이루어진 몸체부, 상기 몸체부의 일측면이 평면으로 가공되어 형성된 접합부, 상기 몸체부의 타측면이 곡면으로 가공되어 형성된 노출부 및 상기 접합부와 노출부가 형성된 상기 몸체부의 표면에 도금제를 도포하여 형성된 도금층을 포함하는 태양광 리본을 제공한다.
상기 와이어는 구리(Cu) 성분을 포함할 수 있다.
상기 도금제는 주석(Sn) 및 납(Pb) 성분을 포함할 수 있다.
상기 도금층은 상기 접합부와 노출부의 양면에 용융도금하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 몸체부를 특정 온도로 예열한 후에 상기 도금층을 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 도금제를 절감시킨 태양광 리본의 제조방법 및 그 태양광 리본에 의하면, 태양광 모듈의 제조시 태양광 리본의 일측면에만 도금제가 집중적으로 도포되도록 기하학적으로 디자인하여 불필요하게 도금제가 낭비되는 것을 방지함으로써 제조 단가를 절감하고 제품 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 태앙광 리본의 몸체부의 상면이 둥글게 곡면 형상으로 형성되어 외부환경에 강하게 내구성을 향상시키는 효과도 있다.
도 1은 종래기술에 따른 리본 공급 시스템이 적용된 태양광 모듈 생산 설비에 의해 생산된 태양광 모듈이 생산되는 과정을 단계적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 의하여 생산된 태양광 리본을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 태양광 리본의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 4는 도 3에 따른 태양광 리본의 제조방법으로 제조된 태양광 리본을 나타낸 단면도.
도 2는 도 1에 의하여 생산된 태양광 리본을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 태양광 리본의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 4는 도 3에 따른 태양광 리본의 제조방법으로 제조된 태양광 리본을 나타낸 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 태양광 리본의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 도 3에 따른 태양광 리본의 제조방법으로 제조된 태양광 리본을 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 태양광 리본의 제조방법은, 태양광 모듈의 셀 간을 전기적으로 연결하는 태양광 리본의 제조방법에 있어서, 와이어를 압연하여 박형의 띠 형상으로 이루어진 몸체부(10)를 형성하는 몸체부 형성 단계(S01), 상기 몸체부 형성 단계(S01)에서 형성된 상기 몸체부(10)의 일측면을 평면으로 가공하여 접합부(12)를 형성하는 접합부 형성 단계(S02), 상기 몸체부 형성 단계(S01)에서 형성된 상기 몸체부(10)의 타측면을 곡면으로 가공하여 노출부(11)를 형성하는 노출부 형성 단계(S03), 상기 몸체부(10)를 특정 온도로 예열하는 몸체부 예열 단계(S04) 및 상기 접합부(12)와 노출부(11)가 형성된 상기 몸체부(10)의 표면에 도금제를 도포하여 도금층(20)을 형성하는 도금층 형성 단계(S05)를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 태양광 리본의 제조방법에 의하여 제조된 태양광 리본은, 와이어를 압연하여 박형의 띠 형상으로 이루어진 몸체부(10), 상기 몸체부(10)의 일측면이 평면으로 가공되어 형성된 접합부(12), 상기 몸체부(10)의 타측면이 곡면으로 가공되어 형성된 노출부(11) 및 상기 접합부(12)와 노출부(11)가 형성된 상기 몸체부(10)의 표면에 도금제를 도포하여 형성된 도금층(20)으로 구성된다.
먼저, 몸체부 형성 단계(S01)에서 구리(Cu) 재질을 포함한 와이어를 압연하여 박형의 띠 형상으로 형성되는 몸체부(10)를 만든다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 와이어를 작업위치 쪽으로 이송시키는 이송 유닛과, 와이어를 작업위치로 얼라인시키는 얼라인 유닛과, 얼라인 유닛에 인접하게 배치되어 작업위치에서 얼라인된 와이어를 미리 설정된 두께로 압연하는 압연 유닛을 포함할 수 있다.
이송 유닛은, 와이어를 작업위치 쪽으로 이송시키는 역할을 하는 것으로, 도면에 도시되지는 않았으나 통상의 벨트 컨베이어가 적용될 수 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없으므로 벨트 컨베이어 대신에 롤러 컨베이어 등이 적용되어도 무방하다.
그 다음으로, 상기 몸체부 형성 단계(S01)에서 형성된 상기 몸체부(10)의 일측면을 평면으로 가공하여 접합부(12)를 형성하는 접합부 형성 단계(S02)를 수행한다.
또한, 상기 몸체부 형성 단계(S01)에서 형성된 상기 몸체부(10)의 타측면을 곡면으로 가공하여 노출부(11)를 형성하는 노출부 형성 단계(S03)를 수행한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 전술한 이송 유닛, 얼라인 유닛, 압연 유닛을 사용하는 상기 몸체부 형성 단계(S01)에서 통상의 압연 또는 사출 기술을 통하여 상기 접합부(12) 및 상기 노출부(11) 형성 작업을 상기 몸체부(10) 형성작업과 함께 형성할 수도 있다.
그 다음으로 몸체부(10)는 접합과 부식성을 개선하기 위하여 주석과 납이 혼합되어 용융된 도금제 탕을 지나면서 표면에 도금이 되는 소위 용융 도금법 과정을 거쳐 도금층(20)을 형성한다(S05).
이때, 종래의 태양광 리본 몸체부의 두께는 박형이나 넓이는 상당한 크기, 약 1.5 - 5.5mm이어서 표면장력에 의하여 대략 20~40㎛의 두께로 양면이 도금되었다. 그러나 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 태양광 리본의 제조방법에 의하여 제조된 몸체부(10)는 일측면이 평면이고 타측면이 곡면으로 형성되기 때문에 도금제의 젖음각(wetting angle)의 기하학적인 특성으로 인하여, 도 4의 a 및 b에 도시된 바와 같이, 평면의 상기 접합부(12)에는 도금층(20)이 두껍게, 대략 20~40㎛로 형성되고, 곡면의 상기 노출부(11)에는 도금층(20)이 얇게 대략 5~10㎛로 형성된다.
상기 도금제는 주석(Sn) 및 납(Pb) 성분을 포함할 수 있다.
상기 도금층 형성 단계(S05)는 상기 도금제를 상기 접합부(12)와 노출부(11)의 어느 일면에만 도금하는 것이 아니라, 양면에 모두 도금하되, 전술한 도금제의 젖음각의 기하학적인 특성으로 인하여, 평면의 상기 접합부(12)에는 도금층(20)이 두껍게 형성되고, 곡면의 상기 노출부(11)에는 도금층(20)이 얇게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도금층 형성 단계(S05) 이전에 상기 몸체부(10)를 특정 온도로 예열하는 몸체부 예열 단계(S04)를 수행함으로써, 도금층(20)의 몸체부(10)에 완전 밀착되도록 할 수 있다. 상기 예열 단계(S04)는 90 ~ 100℃의 온도로 15초 ~ 20초 동안 예열이 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 바람직하게는 상기 도금층(20)이 형성된 몸체부(10)를 80~100℃의 온도로 30~40초 동안 1차 건조시키고, 일정시간 경과후 2차로 70~90℃의 온도와 자외선(UV)을 40~60초 동안 조사하여 완전 경화시키는 것이 더욱 바람직하다.
따라서, 태양광 모듈의 제조시 태양광 리본의 일측면, 즉 접합부에만 도금제가 집중적으로 도포되도록 하여 불필요하게 도금제가 낭비되는 것을 방지함으로써 제조 단가를 절감하고 제품 생산 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 태앙광 리본의 몸체부의 상면, 즉 노출부가 둥글게 곡면 형상으로 형성되어 내구성을 향상시키는 효과도 발휘하게 된다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
10 : 몸체부
11 : 노출부
12 : 접합부
20 : 도금층
11 : 노출부
12 : 접합부
20 : 도금층
Claims (10)
- 태양광 모듈의 셀 간을 전기적으로 연결하는 태양광 리본의 제조방법에 있어서,
와이어를 압연하여 박형의 띠 형상으로 이루어진 몸체부를 형성하는 몸체부 형성 단계;
상기 몸체부 형성 단계에서 형성된 상기 몸체부의 일측면을 평면으로 가공하여 접합부를 형성하는 접합부 형성 단계;
상기 몸체부 형성 단계에서 형성된 상기 몸체부의 타측면을 곡면으로 가공하여 노출부를 형성하는 노출부 형성 단계; 및
상기 접합부와 노출부가 형성된 상기 몸체부의 표면에 도금제를 도포하여 도금층을 형성하는 도금층 형성 단계를 포함하는 태양광 리본의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 와이어는 구리 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 리본의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 도금제는 주석 및 납 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 리본의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 도금층 형성 단계는 상기 도금제를 상기 접합부와 노출부의 양면에 용융도금하는 것을 특징으로 하는 태양광 리본의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 도금층 형성 단계 이전에 상기 몸체부를 특정 온도로 예열하는 몸체부 예열 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 리본의 제조방법.
- 태양광 모듈의 셀 간을 전기적으로 연결하는 태양광 리본에 있어서,
와이어를 압연하여 박형의 띠 형상으로 이루어진 몸체부;
상기 몸체부의 일측면이 평면으로 가공되어 형성된 접합부;
상기 몸체부의 타측면이 곡면으로 가공되어 형성된 노출부; 및
상기 접합부와 노출부가 형성된 상기 몸체부의 표면에 도금제를 도포하여 형성된 도금층을 포함하는 태양광 리본.
- 제 6항에 있어서,
상기 와이어는 구리 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 리본.
- 제 6항에 있어서,
상기 도금제는 주석 및 납 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 리본.
- 제 6항에 있어서,
상기 도금층은 상기 접합부와 노출부의 양면에 용융도금하여 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 리본의 제조방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 몸체부를 특정 온도로 예열한 후에 상기 도금층을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양광 리본의 제조방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020120042581A KR101425930B1 (ko) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | 도금제를 절감시킨 태양광 리본의 제조방법 및 그 태양광 리본 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020120042581A KR101425930B1 (ko) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | 도금제를 절감시킨 태양광 리본의 제조방법 및 그 태양광 리본 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
2012
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