KR20140098960A - 광전소자 및 이를 포함하는 광전 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 광전소자 및 이를 포함하는 광전 시스템이 개시된다. 상기 광전소자는, 광전변환을 수행하는 광전모듈과, 광전모듈과 마주하게 배치된 것으로, 광전모듈을 수용하는 수용공간이 형성된 커버 글라스를 포함하는 광전소자로서, 커버 글라스는 광전모듈의 주면과 마주하게 형성된 판 상의 기저부와, 기저부의 가장자리로부터 돌출되어 광전모듈의 측단면과 마주하게 형성된 측벽부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 광전변환을 수행하는 광전모듈의 실링 특성을 향상시킬 수 있으며, 거치 구조가 단순화되면서도 거치의 신뢰성이 향상될 수 있는 광전소자 및 이를 포함하는 광전 시스템이 제공된다.
본 발명에 의하면, 광전변환을 수행하는 광전모듈의 실링 특성을 향상시킬 수 있으며, 거치 구조가 단순화되면서도 거치의 신뢰성이 향상될 수 있는 광전소자 및 이를 포함하는 광전 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 광전소자 및 광전소자를 포함하는 광전 시스템에 관한 것이다.
최근, 에너지 자원의 고갈 문제와 지구 환경 문제 등으로 인하여, 클린 에너지의 개발이 가속화되고 있다. 클린(clean) 에너지로서, 태양전지를 이용한 태양광 발전은, 태양광을 직접 전기로 변환하기 때문에, 새로운 에너지의 원천으로 기대되고 있다.
본 발명의 일 실시형태는 광전변환을 수행하는 광전모듈의 실링 특성을 향상시킬 수 있는 광전소자 및 이를 포함하는 광전 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는, 거치 구조가 단순화되면서도 거치의 신뢰성이 향상될 수 있는 광전소자 및 이를 포함하는 광전 시스템을 제공한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 광전소자는,
광전변환을 수행하는 광전모듈; 및
상기 광전모듈과 마주하게 배치된 것으로, 상기 광전모듈을 수용하는 수용공간이 형성된 커버 글라스;를 포함하는 광전소자로서,
상기 커버 글라스는 상기 광전모듈의 주면과 마주하게 형성된 판 상의 기저부와, 상기 기저부의 가장자리로부터 돌출되어 상기 광전모듈의 측단면과 마주하게 형성된 측벽부를 포함한다.
예를 들어, 상기 광전모듈의 측단면과 커버 글라스의 측벽부는 서로에 대해 지지된다.
예를 들어, 상기 측벽부는 상기 광전모듈의 적어도 어느 일 측단면을 둘러싸도록 형성된다.
예를 들어, 상기 측벽부는 상기 광전모듈의 4 측단면을 모두 둘러싸도록 형성된다.
예를 들어, 상기 광전모듈은 상기 커버 글라스의 수용공간 내에 수용되도록 상기 커버 글라스와 결합된다.
예를 들어, 상기 광전모듈과 커버 글라스 사이에는 실링재가 배치된다.
예를 들어, 상기 광전모듈과 커버 글라스는 서로 마주보게 결합되고,
상기 광전모듈과 커버 글라스 각각은, 서로 결합의 상대편이 되는 커버 글라스 또는 광전모듈의 측단면과 마주하게 형성된 측벽부를 갖는다.
예를 들어, 상기 광전모듈과 커버 글라스의 측벽부는 서로 반대되는 측부에 형성된다.
예를 들어, 상기 광전소자는, 상기 광전모듈의 측단면과 커버 글라스의 측벽부 사이를 통하여 외부로 인출되는 리드 배선을 더 포함한다.
예를 들어, 상기 리드 배선은,
상기 광전모듈의 내부에서 일 방향을 따라 연장되는 본체부; 및
상기 본체부로부터 연장되어 광전모듈의 외부로 인출되는 접속 단부;를 포함한다.
예를 들어, 상기 접속 단부는 상기 본체부의 연장방향을 따라 그대로 연장되어 외부로 인출된다.
예를 들어, 상기 접속 단부는 상기 본체부로부터 2번 절곡되어 상기 본체부로부터 오프셋된 위치에서 나란하게 연장되며 외부로 인출된다.
예를 들어, 상기 접속 단부는 상기 본체부로부터 1번 절곡되어 상기 본체부로부터 분기된 방향을 따라 외부로 인출된다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광전 시스템은,
광전소자 및 상기 광전소자를 바닥면으로부터 상방의 위치에 경사지게 지지하는 장착 프레임을 포함하는 광전 시스템으로서,
상기 광전소자는,
광전변환을 수행하는 광전모듈; 및
상기 광전모듈과 마주하게 배치되는 것으로, 상기 광전모듈의 주면과 마주하게 배치되는 기저부와, 상기 기저부의 가장자리로부터 돌출되어 상기 광전모듈의 측단면과 마주하게 배치되는 측벽부를 포함하는 커버 글라스;를 포함하고,
상기 장착 프레임은, 상기 광전모듈 및 커버 글라스 중에서 하측에 배치된 어느 하나에 장착된다.
예를 들어, 상기 측벽부는 상기 광전모듈의 적어도 하나의 측단면을 둘러싸도록 형성된다.
예를 들어, 상기 측벽부는 상기 광전모듈 중에서 최상부 또는 최하부에 위치된 측단면을 둘러싸도록 형성된다.
예를 들어, 상기 커버 글라스는 상기 광전모듈의 상방에 지지되되,
상기 커버 글라스의 측벽부가 광전모듈의 측단부에 걸려 지지된다.
예를 들어, 상기 광전모듈은 상기 커버 글라스의 상방에 지지되되,
상기 광전모듈의 측단부가 커버 글라스의 측벽부에 걸려 지지된다.
본 발명에 의하면, 측벽부가 형성된 커버 글라스를 이용하여 광전모듈의 실링 특성을 향상시킬 수 있으며, 예를 들어, 수분과 같은 외부 이물질의 침투 경로를 증가시킴으로써, 이물질의 침투를 상당히 저지 또는 차단할 수 있다. 또한, 상기 커버 글라스와 광전모듈의 조립 공정을 단순화하고, 공정관리의 편이를 도모할 수 있다.
더욱이, 상기 커버 글라스를 통하여, 커버 글라스와 광전모듈 간의 지지구조를 형성함으로써, 태양의 고도에 따라 입사광을 정면으로 수용하도록 경사지게 설치되는 광전구조에서, 광전모듈의 거치 구조를 단순화할 수 있으며, 광전모듈 전체가 온전하게 지지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광전소자의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 2의 일부를 확대 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 리드 배선의 취출 구조를 보여주는 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 리드 배선의 취출 구조를 보여주는 도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리드 배선의 취출 구조를 보여주는 도면들이다.
도 7은 본 발명과 대비되는 비교예에 따른 광전소자의 분해 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명과 비교예의 광전소자에서 이물질의 침투 경로를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 서로 다른 실시형태에 따른 광전소자의 분해 사시도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광전 시스템을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 7에 도시된 비교예에 따른 광전소자의 거치 구조를 보여주는 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 서로 다른 실시형태에 따른 광전 시스템을 보여주는 도면들이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광전소자의 거치 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 2의 일부를 확대 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 리드 배선의 취출 구조를 보여주는 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 리드 배선의 취출 구조를 보여주는 도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리드 배선의 취출 구조를 보여주는 도면들이다.
도 7은 본 발명과 대비되는 비교예에 따른 광전소자의 분해 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명과 비교예의 광전소자에서 이물질의 침투 경로를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 서로 다른 실시형태에 따른 광전소자의 분해 사시도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광전 시스템을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 7에 도시된 비교예에 따른 광전소자의 거치 구조를 보여주는 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 서로 다른 실시형태에 따른 광전 시스템을 보여주는 도면들이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광전소자의 거치 구조를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 광전소자에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광전소자의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이며, 도 3는 도 2의 일부를 확대 도시한 단면도이다.
도면들을 참조하면, 상기 광전소자는, 광전변환을 수행하는 광전모듈(150)과, 상기 광전모듈(150)과 마주하게 배치된 것으로, 광전모듈(150)을 수용하는 수용공간(G)이 형성된 커버 글라스(110)를 포함한다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 광전모듈(150)은 입사광을 수용하여 광 생성 캐리어를 생성하는 광흡수층과, 상기 광흡수층에서 생성된 광 생성 캐리어를 외부로 인출하기 위한 서로 반대 극성의 전극층을 포함하는 적층체로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 광전모듈(150)은 적어도 하나 이상의 광전 셀(미도시)을 포함할 수 있으며, 여기서, 광전 셀(미도시)이란, 단결정, 다결정, 비정질 또는 미세결정질 실리콘을 포함하는 실리콘계, III-V 족 화합물 반도체 또는 II-VI 족 화합물 반도체를 포함하는 화합물계, 단결정이나 다결정 실리콘과 같은 결정계, 비정질 실리콘이나 CIS계, CIGS계를 포함하는 박막계 등 다양한 구조를 갖춘 광전 셀들을 모두 포괄하는 광의적인 개념으로 사용되며, 광전변환을 수행할 수 있는 여하의 형태를 갖춘 광전 셀을 모두 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서를 통하여, 상기 커버 글라스(110)와 결합되는 광전모듈(150)이란, 하나의 광전 셀(미도시)을 한정적으로 의미하는 것은 아니며, 요구되는 출력 성능을 얻기 위해, 다수의 광전 셀(미도시)들이 상호 전기적으로 결속된 형태를 포함한다. 예를 들어, 상기 광전모듈(150)은, 서로 전기적으로 연결되어 결속된 다수의 광전 셀들을 포함할 수 있으며, 다수의 광전 셀들이 하나의 커버 글라스(110)와 결합을 이루어, 본 발명의 광전소자를 형성할 수 있다. 이때, 상기 다수의 광전 셀(미도시)들이 전기적으로 결합된 형태에 대해, 이웃한 광전 셀(미도시)의 전극들은 도전 패턴(미도시)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 커버 글라스(110)는 대체로 판 상으로 형성된 기저부(110a)와, 기저부(110a)의 가장자리로부터 돌출된 측벽부(110b)를 포함하며, 상기 측벽부(110b)는 광전모듈(150)을 수용하는 수용공간(G)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 수용공간(G)은 기저부(110a)와 측벽부(110b)에 의해 정의될 수 있으며, 상기 수용공간(G)은 일 측이 개방된 공간으로, 개방된 일 측을 통하여 광전모듈(150)이 수납될 수 있다. 상기 기저부(110a)는 광전모듈(150)의 주된 면(150a, 이하, 주면)과 마주하게 배치될 수 있으며, 상기 측벽부(110b)는 광전모듈(150)의 측단면(150b)과 마주하게 배치될 수 있다.
상기 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 간의 조립에서, 상기 기저부(110a)는 광전모듈(150)의 주면(150a)과 마주하며, 상기 측벽부(110b)는 광전모듈(150)의 측단면(150b)과 마주하도록 배치될 수 있다. 상기 측벽부(110b)는 광전모듈(150)의 측단면(150b)을 밀봉하며, 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 간의 이탈을 저지하는 걸림턱 역할을 겸할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 광전소자는 장착 프레임(미도시)을 통하여 지면에 대해 경사지게 거치될 수 있는데, 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)가 광전모듈(150)의 측단면(150b)과 맞닿으면서, 중력방향으로 커버 글라스(110)와 광전모듈(150)이 상대적으로 미끄러지며 분리되는 것을 방지할 수 있다.
상기 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 사이에는 실링재(120)가 개재될 수 있다. 예를 들어, 상기 실링재(120)는 커버 글라스(110)와 광전모듈(150)의 주면(150a) 사이에 개재될 수 있으며, 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)와 광전모듈(150)의 측단면(150b) 사이에도 개재될 수 있다. 상기 실링재(120)는 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 사이의 틈새를 메워서 이들 틈새를 통하여 수분과 같은 외부 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 사이의 틈새를 통해서는 리드 배선(160)이 외부로 도출될 수 있다. 상기 리드 배선(160)은 광전모듈(150)의 전기적 출력을 외부로 인출하기 위해, 광전모듈(150)과 전기적으로 연결되며, 외부로 도출되는 전기적 패스를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 리드 배선(160)은 입사광을 입력으로 하여, 광전변환의 결과로 형성된 광 생성 캐리어를 외부로 인출하기 위한 전기적 패스를 형성할 수 있다. 예를 들어, 다수의 광전 셀(미도시)들이 결속된 광전모듈(150)에서, 상기 리드 배선(160)은 광전 셀(미도시)의 배열에서 양단부를 형성하는 광전 셀의 전극(미도시)과 연결됨으로써, 광전 셀의 배열에서 나오는 전기적 출력을 외부로 인출할 수 있다. 또는, 상기 리드 배선(160)은 일 열의 광전 셀(미도시)들을 가로질러 연장되며, 이웃한 광전 셀들을 전기적으로 결속하는 버스 기능까지 수행하면서, 리드 배선(160)의 단부가 외부로 인출되어 광전 셀(미도시)들의 전기적인 출력을 외부로 인출할 수 있다. 또는 상기 리드 배선(160)은 각각의 광전 셀(미도시)들을 전기적으로 연결하는 도전 패턴(미도시)과 연결될 수 있다.
도면을 참조하면, 상기 리드 배선(160) 중에서 외부로 인출된 부분은, 외부 회로(미도시, 또는 외부 부하)와 연결되기 위한 접속 단부(160a)를 형성하고, 예를 들어, 상기 접속 단부(160a)는 미도시된 회로기판에 접속될 수 있으며, 회로기판을 통하여 외부 부하(미도시)와 연결될 수 있다. 한편, 리드 배선(160)의 본체부(미도시)는 광전모듈(150) 내에서 일 방향으로 연장되는 형태를 가질 수 있다.
도 3에서 볼 수 있듯이, 상기 리드 배선(160)은 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 사이의 틈새, 예를 들어, 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)와 광전모듈(150)의 측단면(150b) 사이의 틈새를 통하여 외부로 인출될 수 있으며, 상기 리드 배선(160)이 통과하는 틈새는 실링재(120)로 밀봉될 수 있다.
도 4a는 광전소자의 배면 측을 도시한 도면이며, 도 4b는 도 4a의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도이다. 도면들을 참조하면, 상기 리드 배선(160)은 광전모듈(150)을 가로질러 연장되며, 그 단부는 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 사이의 틈새를 통하여 외부로 인출될 수 있다. 예를 들어, 상기 광전모듈(150)은 다수의 광전 셀(미도시)들이 전기적으로 결속된 구성을 가질 수 있으며, 이때, 상기 리드 배선(160)은 광전 셀(미도시)들의 배열을 가로질러 연장되면서 이웃한 광전 셀의 전극(미도시)끼리를 서로 전기적으로 연결하는 한편으로, 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 사이의 틈새를 통하여 외부로 인출됨으로써, 광전모듈(150)의 전기적 출력을 외부로 인출할 수 있다.
상기 리드 배선(160)은, 외부 회로(미도시, 또는 외부 부하)와 연결되기 위해, 외부로 인출되는 접속 단부(160a)를 갖는다. 도 4a에 도시된 일 실시형태에서, 상기 리드 배선(160)은, 광전모듈(150) 내에 형성된 본체부(160b)의 연장방향을 따라 그대로 연장되어 외부로 인출될 수 있다. 예를 들어, 상기 리드 배선(160)의 본체부(160b)는 광전소자의 장변부 방향을 따라 연장되며, 리드 배선(160)의 접속 단부(160a)는 광전소자의 단변부를 통하여 외부로 취출될 수 있다.
도 5a에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 리드 배선(260)의 취출 구조가 도시되어 있다. 그리고, 도 5b에는 도 5a의 V-V 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 도면들을 참조하면, 상기 리드 배선(260)의 접속 단부(260a)는, 본체부(260b)로부터 절곡된 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어, 본체부(260b)로부터 2번 절곡된 형태로 연장되어 본체부(260b)와 오프셋된 위치에서 나란하게 연장되며 외부로 취출될 수 있다. 예를 들어, 상기 리드 배선(260)의 접속 단부(260a)는, 리드 배선(260)의 본체부(260b)로부터 단변부 방향으로 이격된 중앙위치에서 취출될 수 있다. 예를 들어, 리드 배선(260)의 취출 위치를 자유롭게 설정하면, 리드 배선(260)의 접속 단부(260a)가 연결되는 회로기판(미도시)과의 접속이 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 회로기판(미도시)의 배치 위치에 대한 자유도가 높아지며, 회로기판(미도시)과의 접속 길이를 단축할 수 있다.
도 6a에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 리드 배선(360)의 취출 구조가 도시되어 있다. 그리고, 도 6b에는 도 6a의 VI -VI 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 도면들을 참조하면, 상기 리드 배선(360)의 접속 단부(360a)는, 광전소자의 장변부를 통하여 외부로 인출될 수 있다. 예를 들어, 상기 리드 배선(360)의 본체부(360b)는 광전소자의 장변부 방향을 따라 연장되며, 이때, 상기 리드 배선(360)의 접속 단부(360a)는 본체부(360b)로부터 절곡되어 분기되는 방향으로 연장되며, 장변부 방향을 따라 중앙위치에서 장변부를 통하여 외부로 취출될 수 있다. 리드 배선(360)의 취출 위치를 자유롭게 설정하면, 리드 배선(360)의 접속 단부(360a)가 연결되는 회로기판(미도시)과의 접속이 용이하게 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명과 대비되는 비교예에 따른 광전소자를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 상기 광전소자는 광전모듈(50)을 개재하여 서로 마주하는 방향으로 결합되는 상하부 글라스 기판(11,12)을 포함하며, 상기 상하부 글라스 기판(11,12)의 가장자리를 따라서는 봉지재(40)가 개재되어 광전모듈(50)을 밀봉하게 된다. 예를 들어, 상하부 글라스 기판(11,12) 사이에 봉지재(40)를 개재하고 서로 마주하는 방향으로 가압 압착함으로써, 광전소자가 형성될 수 있다. 이때, 상하부 글라스 기판(11,12)에 가해지는 압력 분포는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상대적으로 에지 부분으로 집중되는 경향이 있다. 이때, 상대적으로 취약한 글라스 기판(11,12)의 에지 부분이 손상될 위험이 크며, 예를 들어, 소정의 압력이 가해지는 상부 글라스 기판(11)의 에지 부분이 파손될 수 있다. 또한, 에지에 형성된 크랙의 전파로 인하여 상부 글라스 기판(11)에 취성 파괴를 야기할 수도 있다.
도 7에 도시된 광전소자에서는, 광전모듈(50)을 사이에 두고 서로 마주하는 방향으로 결합되는 2개의 글라스 기판(11,12 상하부 글라스 기판)이 요구되며, 이들 글라스 기판(11,12) 사이를 밀봉하기 위한 봉지재(40)가 요구된다. 이때, 2개의 글라스 기판(11,12) 간에, 또는 글라스 기판(11,12), 봉지재(40), 및 광전모듈(50) 간에는 서로에 대한 위치 정렬이 요구되며, 봉지재(40)의 밀봉성을 높이기 위해서는 가열/가압과 같은 공정조건이 엄격하게 제어되어야 하는 등, 공정 개수 증가와 엄격한 공정 관리에 따라 작업성이 나빠지고, 제품 원가가 상승하게 되는 문제가 있다. 또한, 봉지재(40)가 점유하는 글라스 기판(11,12)의 가장자리는, 광전모듈(50)의 밀봉을 위해 희생되는 면적에 해당되고, 광전변환에 기여하지 않는 무효 면적에 해당된다. 따라서, 봉지재(40)가 점유하는 면적만큼 실제 광전변환에 기여하는 유효한 수광 면적이 줄어들게 되므로, 그만큼 전기적 출력이 감소하게 된다.
이에 반하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 도 1의 광전소자는, 커버 글라스(110)의 수용공간(G) 내로 광전모듈(150)을 수납하는 방식으로 조립될 수 있으며, 도 7의 비교예와 같이, 2개의 글라스 기판(11,12), 봉지재(40), 광전모듈(50)을 포함하는 다수의 구성요소들 간의 위치 정렬이 요구되지 않고, 커버 글라스(110)의 수용공간(G) 내로 광전모듈(150)을 수납하는 간단한 방식으로 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 간의 위치 정렬이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버 글라스(110)와 광전모듈(150)을 서로 마주하게 배치하고, 커버 글라스(110)와 광전모듈(150) 사이에 개재된 실링재(120)가 이들 틈새를 매우도록 커버 글라스(110)와 광전모듈(150)을 가압 압착하는 것으로, 광전소자의 조립공정이 완료될 수 있다.
또한, 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)가 광전모듈(150)의 측단면(150b)을 밀봉하므로, 도 7의 비교예와 같이, 봉지재(40)의 밀봉성을 강화하기 위한 가열/가압의 엄격한 공정관리가 요구되지 않는다. 또한, 봉지재(40)로 인한 무효한 면적을 제거할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에는 각각 본 발명과 비교예에서 광전소자 내부로 침투하는 이물질의 침투 경로(P)를 도시한 도면이다. 도 8a를 참조하면, 수분과 같은 외부 이물질은 광전모듈(150)과 전기적으로 연결되며, 광전모듈(150)로부터 외부로 인출되는 리드 배선(160)을 타고 소자 내부로 침투할 수 있다. 도 8b의 비교예에서는 침투 경로(P)의 길이가 상대적으로 짧게 형성되는데 반하여, 도 8a의 본 발명에서는 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)와 광전모듈(150)의 측단면(150b)을 통하여 침투 경로(P)의 길이가 증가됨으로써, 이물질의 침투를 상당히 지연시키거나 침투를 방지할 수 있다.
도 9 및 도 10에는 본 발명의 서로 다른 실시형태에 따른 광전소자들이 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 상기 커버 글라스(210)는 광전모듈(150)의 어느 일 측단면(150b)만을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광전모듈(150)이 대략 장방형 형태로 형성된다고 할 때, 상기 커버 글라스(210)는 광전모듈(150)의 일 측단면(150b)만을 선택적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 글라스(210)는 광전모듈(150)의 주면(150a)과 마주하게 배치되는 기저부(210a)와, 상기 광전모듈(150)의 어느 일 측단면(150b)을 둘러싸도록 배치되는 측벽부(210b)를 포함할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 본 발명의 광전소자는 장착 프레임(미도시)을 통하여 바닥면으로부터 상방 위치에서 경사지게 배치될 수 있고, 이에 따라 태양 고도에 따라 입사광을 정면으로 수취하는 방향으로 배치될 수 있다. 이렇게 경사지게 배치된 구조에서, 중력의 영향으로 커버 글라스(210)와 광전모듈(150)이 상호 분리되는 것을 방지하기 위해, 상기 커버 글라스(210)의 측벽부(210b)와 광전모듈(150)의 측단면(150b)은 서로에 대해 지지될 수 있고, 이들은 서로 상대편의 걸림턱 작용에 따라 지지될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 상기 커버 글라스(210)의 일 단변부에만 측벽부(210b)가 형성되더라도, 중력에 대항하여 커버 글라스(210)와 광전모듈(150)이 서로에 대해 충분히 지지될 수 있다.
도 10을 참조하면, 광전모듈(350)과 커버 글라스(310) 각각에는 서로 결합의 상대편을 지지하기 위한 측벽부(310b,350a)가 형성되어 있다. 즉, 커버 글라스(310)는 광전모듈(350)의 일 측단면(350b)을 감싸는 측벽부(310b)를 갖고, 반대로, 광전모듈(350) 역시 커버 글라스(310)의 일 측단면(310c)을 감싸는 측벽부(350a)를 갖는다. 광전모듈(350)과 커버 글라스(310) 각각이 서로 상대편을 지지하게 됨으로써, 지지 강도가 강화될 수 있다. 상기 광전모듈(350)과 커버 글라스(310) 사이에는 이들의 계면을 따라 형성되는 실링재(320)가 개재되어, 틈새를 밀봉하고, 이들 간의 결합을 매개할 수 있다.
도 11에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광전 시스템이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 광전 시스템은, 광전소자(100)와, 광전소자(100)를 바닥면으로부터 상방 위치에 경사지게 지지하기 위한 장착 프레임(500)을 포함한다. 도 11에 예시된 일 실시형태에서, 상기 장착 프레임(500)은, 바닥 프레임(510)과, 바닥 프레임(510)으로부터 소정 높이로 광전소자를 지지하기 위한 지지 프레임(550)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 장착 프레임(500)은, 예시된 바에 한정되지 않으며, 예시된 바와 다른 다양한 구조의 장착 프레임이 적용될 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 상기 장착 프레임(500)은 회동구조를 더 포함할 수 있으며, 상기 회동구조를 통하여 광전소자(100)의 수광방향을 조절할 수 있다. 예를 들어, 태양 고도에 따라, 수광량이 극대화되도록 광전소자(100)의 수광 방향을 조절할 수 있다.
상기 장착 프레임(500)은 광전소자(100)로 입사되는 광 경로를 차단하지 않도록 광전소자(100)의 비수광면 측, 그러니까 광전소자(100)의 하측에 배치된다. 설명의 편의를 위하여, 상방 또는 상측은 광전소자(100)의 수광면 측을 의미할 수 있고, 하방 또는 하측은 광전소자(100)의 비수광면 측을 의미할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 광전소자(100)의 배향에 대해, 커버 글라스(110)가 상방에 배치되고, 광전모듈(150)이 하방에 배치될 수 있으며, 상기 광전모듈(150)의 배면 측에 장착 프레임(500)이 설치될 수 있다.
상기 장착 프레임(500)은 광전모듈(150)에 결합될 수 있으며, 광전모듈(150)과의 결합을 위한 결합 브라켓(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 커버 글라스(110)는 광전모듈(150)을 통하여 거치될 수 있으며, 보다 구체적으로, 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)가 광전모듈(150)의 측단면(150b)에 걸려 중력방향의 이동이 저지됨에 따라 장착 프레임(500) 상에 거치될 수 있다. 이로써, 상기 장착 프레임(500)은 중력에 대항하여 커버 글라스(110)를 지지하기 위한 별도의 지지구조, 예를 들어, 중력방향의 이동을 막는 스톱퍼 구조 없이도, 상대적으로 간단한 장착 구조를 통하여 광전소자(100)를 온전히 거치할 수 있다.
도 12에는 도 7의 비교예에 따른 광전소자(10)를 포함하는 광전 시스템이 도시되어 있다. 도 12를 참조하면, 비교예에 따른 광전소자(10)는, 광전모듈(50)을 개재하여 서로 마주보게 결합된 상하부 글라스 기판(11,12)을 포함하며, 이들 상하부 글라스 기판(11,12)은 봉지재(40)를 통하여 상호 결합되어 있다. 열 융착을 통하여 상하부 글라스 기판(11,12) 사이에 개재된 봉지재(40)는, 상하부 글라스 기판(11,12)을 견고하게 결합시키기에 충분한 결합강도를 갖지 못하며, 이에 따라, 상하부 글라스 기판(11,12)이 중력의 영향으로 서로 상대적으로 미끄러지며 분리될 수 있다. 이에, 비교예의 광전소자(10)를 거치하기 위한 장착 프레임은, 상하부 글라스 기판(11,12)을 각각 지지하기 위한 별도의 스톱퍼 구조(미도시)를 갖추어야 하고, 이는 장착 프레임(500)의 원가상승 및 체결작업으로 인한 전체 공수 증가로 이어질 수 있다.
도 13에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광전 시스템이 도시되어 있다. 상기 광전 시스템은, 광전소자(200)와, 상기 광전소자(200)를 거치하기 위한 장착 프레임(500)을 포함한다. 도면을 참조하면, 상기 광전소자(200)는, 광전모듈(150)과, 상기 광전모듈(150)의 수광면 측에 배치된 커버 글라스(210)를 포함한다. 상기 커버 글라스(210)는 광전모듈(150)의 주면(150a)과 마주하게 배치된 대략 판 상의 기저부(210a)와, 상기 기저부(210a)로부터 돌출 형성된 측벽부(210b)를 포함한다. 상기 측벽부(210b)는 기저부(210a)의 가장자리에 형성되는데, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 측벽부(210b)는 기저부(210a)의 일 가장자리에 선택적으로 형성된다.
보다 구체적으로, 도면에 도시된 바와 같이, 커버 글라스(210)의 측벽부(210b)가 광전모듈(150)의 측단면(150b)에 걸려 위치 고정되도록 상기 측벽부(210b)는 광전모듈(150)의 일 측단면(150b)과 마주하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 측벽부(150b)는 상기 광전모듈(150)의 측단면(150b) 중에서 최상 위치에 있는 측단면(150b)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
도 14에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광전 시스템이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 광전 시스템은, 광전소자(100)와 상기 광전소자(100)를 거치하기 위한 장착 프레임(500)을 포함한다. 상기 광전소자(100)의 배향에 대해, 광전모듈(150)이 상방에 배치될 수 있고, 광전모듈(150)과 마주하도록 광전모듈(150)의 하방에 커버 글라스(110)가 배치될 수 있다. 이러한 구조에서, 커버 글라스(110)의 배면 측에 장착 프레임(500)이 설치될 수 있으며, 커버 글라스(110)를 통하여, 광전모듈(150)이 지지될 수 있다. 즉, 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)가 광전모듈(150)의 측단면(150b)을 지지해줌으로써, 광전모듈(150)이 중력에 대항하여 위치 고정될 수 있다.
도 15에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광전 시스템이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 광전소자(200)의 배향에 대해, 광전모듈(150)이 상방에 배치되고, 광전모듈(150)의 하방에 커버 글라스(210)가 배치될 수 있다. 이러한 구조에서 커버 글라스(210)의 배면 측에 장착 프레임(500)이 설치될 수 있으며, 커버 글라스(210)를 통하여 광전모듈(150)이 지지될 수 있다.
상기 커버 글라스(210)의 측벽부(210b)는 광전모듈(150)의 일 측단면(150b)을 둘러싸도록 형성된다. 이때, 상기 커버 글라스(210)의 측벽부(210b)는 광전모듈(150) 중에서 최하위에 형성된 일 측단면(150b)을 둘러싸도록 형성된다. 이에 따라 커버 글라스(210)의 측벽부(210b)를 통하여 광전모듈(150)이 중력에 대항하여 미끄러지지 않고 위치 고정될 수 있다.
도 16에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광전 시스템이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 광전 시스템은, 광전소자(300)와, 상기 광전소자(300)를 거치하기 위한 장착 프레임(500)을 포함한다. 상기 광전소자(300)는 서로 마주하게 배치된 광전모듈(350) 및 커버 글라스(310)를 포함한다. 그리고, 상기 광전모듈(350)과 커버 글라스(310)는 서로 반대되는 측부에서, 결합의 상대편이 되는 커버 글라스(310) 또는 광전모듈(350)의 측단면(310c,350b)과 마주하는 측벽부(310b,350a)를 갖는다. 보다 구체적으로, 상기 커버 글라스(310)는 광전모듈(350)의 일 측단면(350b)과 마주하게 형성된 측벽부(310b)를 가지며, 상기 광전소자(350)는 커버 글라스(310)의 일 측단면(310c)과 마주하게 형성된 측벽부(350a)를 갖는다. 이때, 커버 글라스(310)와 광전모듈(350)의 측벽부(310b,350a)는 서로 반대되는 측부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 글라스(310)와 광전모듈(350)이 서로 대응되는 장방형 형상으로 형성된다고 할 때, 상기 커버 글라스(310)와 광전모듈(350)의 측벽부(310b,350a)는 각각 서로 반대 위치에 형성된 제1, 제2 단변부에 형성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 커버 글라스(310)와 광전모듈(350)의 측벽부(310b,350a)는 각각 서로 반대 위치에 형성된 제1, 제2 장변부에 형성될 수 있다.
마주하게 결합되는 커버 글라스(310)와 광전모듈(350)의 서로 엇갈리는 위치에 측벽부(310b,350a)를 형성함으로써, 커버 글라스(310)와 광전모듈(350)이 서로에 대해 지지되는 지지 강도가 향상될 수 있으며, 광전소자(300) 전체가 온전하게 장착 프레임(500)에 의해 지지될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 16을 참조하면, 커버 글라스(310)가 상방에 위치되고, 광전모듈(350)이 하방에 위치되도록 광전소자(300)가 배치되어 있으며, 광전소자(300)의 배면에 장착 프레임(500)이 설치되어 있다. 이때, 하방위치에서는 광전모듈(350)의 측벽부(350a)가 커버 글라스(310)를 지지하는 형태가 되고, 상방위치에서는 커버 글라스(310)의 측벽부(310b)를 통하여 커버 글라스(310)가 다시 한번 더 지지되는 형태가 되므로, 커버 글라스(310)가 중력에 대항하여 충분한 지지 강도를 갖고 위치 고정될 수 있다. 한편, 도 16에서 도면번호 310a는 커버 글라스(310)의 기저부를 나타낸다.
도 11, 도 13 내지 도 16에 예시된 광전 시스템에서, 광전소자(100,200,300)는 바닥면에 대해 소정의 경사각으로 배치되는데, 예를 들어, 상기 경사각은 설치 위치의 위도에 따라 달라질 수 있으며, 고위도 지역으로 가면서 태양의 고도와 함께 경사각이 증가될 수 있다. 예를 들어, 상기 경사각은 수직 내지는 수직에 가까운 각도로 경사지게 설치될 수 있다.
도 17은 본 발명의 서로 다른 실시형태에 따른 광전소자(100)가 거치되는 형태를 보여주는 도면이다. 상기 광전소자(100)는 장착 프레임에 의하지 않고, 건축물(600)의 외벽 상에 설치될 수 있으며, 예를 들어, 건축물(600)의 외벽 상에 장착 브라켓(미도시) 등의 구조를 통하여 설치되거나 또는 점착제(미도시) 등에 의해 부착될 수 있다. 유사하게, 도 11, 도 13 내지 도 16에 예시된 실시형태들에 대해서도, 광전소자(100,200,300)가, 장착 프레임(500)에 의하지 않고, 건축물(600)의 외벽 상에 지지될 수 있으며, 이러한 다양한 실시형태들에서도, 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)를 통하여 커버 글라스(110) 또는 광전모듈(150)이 지지될 수 있으며, 커버 글라스(110)의 측벽부(110b)와 광전모듈(150)의 측단면(150b)이 상호 지지되면서, 커버 글라스(110) 또는 광전모듈(150) 중 어느 하나의 배면만 건축물(600)의 외벽 상에 고정하더라도, 광전소자(100) 전체가 온전하게 지지될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100,200,300: 광전소자 110,210,310: 커버 글라스
110a,210a,310a: 기저부 110b,210b,310b: 측벽부
120: 실링재 150,250,350: 광전모듈
150a,250a: 광전모듈의 주면 150b,250b,350b: 광전모듈의 측단면
160: 리드 배선 160a: 리드 배선의 접속 단부
160b: 리드 배선의 본체부 350a: 광전모듈의 측벽부
500: 장착 프레임 510: 바닥 프레임
550: 지지 프레임
110a,210a,310a: 기저부 110b,210b,310b: 측벽부
120: 실링재 150,250,350: 광전모듈
150a,250a: 광전모듈의 주면 150b,250b,350b: 광전모듈의 측단면
160: 리드 배선 160a: 리드 배선의 접속 단부
160b: 리드 배선의 본체부 350a: 광전모듈의 측벽부
500: 장착 프레임 510: 바닥 프레임
550: 지지 프레임
Claims (18)
- 광전변환을 수행하는 광전모듈; 및
상기 광전모듈과 마주하게 배치된 것으로, 상기 광전모듈을 수용하는 수용공간이 형성된 커버 글라스;를 포함하는 광전소자로서,
상기 커버 글라스는 상기 광전모듈의 주면과 마주하게 형성된 판 상의 기저부와, 상기 기저부의 가장자리로부터 돌출되어 상기 광전모듈의 측단면과 마주하게 형성된 측벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제1항에 있어서,
상기 광전모듈의 측단면과 커버 글라스의 측벽부는 서로에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제1항에 있어서,
상기 측벽부는 상기 광전모듈의 적어도 어느 일 측단면을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제1항에 있어서,
상기 측벽부는 상기 광전모듈의 4 측단면을 모두 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제1항에 있어서,
상기 광전모듈은 상기 커버 글라스의 수용공간 내에 수용되도록 상기 커버 글라스와 결합되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제1항에 있어서,
상기 광전모듈과 커버 글라스 사이에는 실링재가 배치되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제1항에 있어서,
상기 광전모듈과 커버 글라스는 서로 마주보게 결합되고,
상기 광전모듈과 커버 글라스 각각은, 서로 결합의 상대편이 되는 커버 글라스 또는 광전모듈의 측단면과 마주하게 형성된 측벽부를 갖는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제7항에 있어서,
상기 광전모듈과 커버 글라스의 측벽부는 서로 반대되는 측부에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제1항에 있어서,
상기 광전모듈의 측단면과 커버 글라스의 측벽부 사이를 통하여 외부로 인출되는 리드 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제9항에 있어서,
상기 리드 배선은,
상기 광전모듈의 내부에서 일 방향을 따라 연장되는 본체부; 및
상기 본체부로부터 연장되어 광전모듈의 외부로 인출되는 접속 단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제10항에 있어서,
상기 접속 단부는 상기 본체부의 연장방향을 따라 그대로 연장되어 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제10항에 있어서,
상기 접속 단부는 상기 본체부로부터 2번 절곡되어 상기 본체부로부터 오프셋된 위치에서 나란하게 연장되며 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 제10항에 있어서,
상기 접속 단부는 상기 본체부로부터 1번 절곡되어 상기 본체부로부터 분기된 방향을 따라 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 광전소자. - 광전소자 및 상기 광전소자를 바닥면으로부터 상방의 위치에 경사지게 지지하는 장착 프레임을 포함하는 광전 시스템으로서,
상기 광전소자는,
광전변환을 수행하는 광전모듈; 및
상기 광전모듈과 마주하게 배치되는 것으로, 상기 광전모듈의 주면과 마주하게 배치되는 기저부와, 상기 기저부의 가장자리로부터 돌출되어 상기 광전모듈의 측단면과 마주하게 배치되는 측벽부를 포함하는 커버 글라스;를 포함하고,
상기 장착 프레임은, 상기 광전모듈 및 커버 글라스 중에서 하측에 배치된 어느 하나에 장착되는 것을 특징으로 하는 광전 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 측벽부는 상기 광전모듈의 적어도 하나의 측단면을 둘러싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 광전 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 측벽부는 상기 광전모듈 중에서 최상부 또는 최하부에 위치된 측단면을 둘러싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 광전 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 커버 글라스는 상기 광전모듈의 상방에 지지되되,
상기 커버 글라스의 측벽부가 광전모듈의 측단부에 걸려 지지되는 것을 특징으로 하는 광전 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 광전모듈은 상기 커버 글라스의 상방에 지지되되,
상기 광전모듈의 측단부가 커버 글라스의 측벽부에 걸려 지지되는 것을 특징으로 하는 광전 시스템.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130011487A KR20140098960A (ko) | 2013-01-31 | 2013-01-31 | 광전소자 및 이를 포함하는 광전 시스템 |
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| KR1020130011487A KR20140098960A (ko) | 2013-01-31 | 2013-01-31 | 광전소자 및 이를 포함하는 광전 시스템 |
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-
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| Publication number | Publication date |
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