KR20160025220A - 태양 전지 모듈 및 이에 사용되는 후면 시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 적어도 하나의 태양 전지; 상기 태양 전지를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재; 및 상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 후면 쪽에 위치하는 후면 시트를 포함한다. 상기 후면 시트는, 베이스 부재; 상기 베이스 부재 위의 일면 위에 위치하는 제1 수지층; 및 상기 베이스 부재와 상기 제1 수지층 사이에서 이들을 접착하며 접착 물질 및 난연 물질을 포함하는 제1 접착층을 포함한다.
Description
본 발명은 태양 전지 모듈 및 이에 사용되는 후면 시트에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
이러한 태양 전지는 외부 환경에 장기간 노출되어야 하므로, 태양 전지를 보호하기 위한 패키징(packaging) 공정에 의하여 모듈 형태로 제조된다. 이렇게 제조된 태양 전지 모듈은 다양한 환경에서 발전을 하여야 하므로 다양한 환경에서 오랜 시간 동안 발전을 할 수 있도록 높은 장기 신뢰성을 가져야 한다. 또한, 화재 등이 일어난 경우에 불이 번지는 것을 방지할 수 있도록 태양 전지 모듈에 대한 난연성 규제가 강화되고 있어, 태양 전지 모듈의 난연성을 향상하는 것이 요구된다.
본 발명은 우수한 난연성을 가지는 후면 시트 및 이를 포함하는 태양 전지 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 적어도 하나의 태양 전지; 상기 태양 전지를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재; 및 상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 후면 쪽에 위치하는 후면 시트를 포함한다. 상기 후면 시트는, 베이스 부재; 상기 베이스 부재 위의 일면 위에 위치하는 제1 수지층; 및 상기 베이스 부재와 상기 제1 수지층 사이에서 이들을 접착하며 접착 물질 및 난연 물질을 포함하는 제1 접착층을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 적어도 하나의 태양 전지; 상기 태양 전지를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재; 및 상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 후면 쪽에 위치하는 후면 시트를 포함한다. 상기 후면 시트는, 복수의 층과, 상기 복수의 층을 접착하는 적어도 하나의 접착층을 포함한다. 상기 적어도 하나의 접착층 중 적어도 하나가 접착 물질 및 난연 물질을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 후면 시트는, 태양 전지 모듈에 사용되는 태양 전지 모듈용 후면 시트로서, 베이스 부재; 상기 베이스 부재 위의 일면 위에 위치하는 제1 수지층; 및 상기 베이스 부재와 상기 제1 수지층 사이에서 이들을 접착하며, 접착 물질 및 난연 물질을 포함하는 제1 접착층을 포함한다.
본 실시예에 따르면, 후면 시트의 접착층이 난연 물질을 포함한다. 이에 의하여 후면 시트를 구성하는 베이스 부재, 수지층 등의 특성 저하를 방지하면서, 간단한 방법에 의하여 난연성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라서 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 태양 전지의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라서 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 태양 전지의 평면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈 및 이에 사용되는 후면 시트를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라서 잘라서 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)은 적어도 하나의 태양 전지(150)와, 태양 전지(150)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(130)와, 밀봉재(130)의 위에서 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 후면 시트(200)를 포함한다. 이때, 후면 시트(200)는 난연 물질을 포함하는 접착층(231, 232)을 포함한다. 그리고 밀봉재(130)의 위에서 태양 전지(150)의 전면에 위치하는 전면 기판(110)을 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
먼저, 태양 전지(150)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 전기적으로 연결되는 전극을 포함하여 형성된다. 본 실시예에서는 일례로 반도체 기판(일례로, 실리콘 웨이퍼)과 도전형 영역을 포함하는 광전 변환부가 적용될 수 있다. 이러한 구조의 태양 전지(150)를 도 3 및 도 4을 참조하여 상세하게 설명한 다음, 다시 도 1을 참조하여 태양 전지 모듈(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 태양 전지의 평면도이다. 도 4에서는 반도체 기판(152)과 제1 및 제2 전극(42, 44)을 위주로 도시하였다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지(150)는, 베이스 영역(10)을 포함하는 반도체 기판(152)과, 도전형 영역(20, 30)과, 베이스 영역(10) 및/또는 도전형 영역(20, 30)에 각기 연결되는 전극(42, 44)을 포함한다. 이하에서는 제1 도전형 영역을 에미터 영역(20)으로 칭하고, 제2 도전형 영역을 후면 전계 영역(30)으로 칭한다. 제1 및 제2 도전형 영역의 용어는 단순히 구별을 위하여 사용한 것에 불과하고 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 제1 전극(42)은 에미터 영역(20)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극(44)은 베이스 영역(10) 또는 후면 전계 영역(30)에 전기적으로 연결된다. 그리고 패시베이션막(22, 32), 반사 방지막(24) 등이 더 형성될 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
반도체 기판(152)은, 도전형 영역(20, 30)이 형성되는 영역과 도전형 영역(20, 30)이 형성되지 않는 부분인 베이스 영역(10)을 포함한다. 베이스 영역(10)은, 일례로 제1 도전형 불순물을 포함하는 실리콘으로 구성될 수 있다. 실리콘으로는 단결정 실리콘(일 예로, 실리콘 웨이퍼) 또는 다결정 실리콘이 사용될 수 있으며, 제1 도전형 불순물은 p형 또는 n형일 수 있다.
베이스 영역(10)이 p형을 가지는 경우에는 베이스 영역(10)이 3족 원소인 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등이 도핑된 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 베이스 영역(10)이 n형을 가지는 경우에는 베이스 영역(10)이 5족 원소인 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등이 도핑된 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 베이스 영역(10)은 상술한 물질 외의 다양한 물질을 사용할 수 있다.
이때, 베이스 영역(10)은 제1 도전형 불순물로 n형의 불순물을 가질 수 있다. 그러면, 베이스 영역(10)과 pn 접합을 이루는 에미터 영역(20)이 p형을 가지게 된다. 이러한 pn 접합에 광이 조사되면 광전 효과에 의해 생성된 전자가 반도체 기판(152)의 제2 면(이하 "후면") 쪽으로 이동하여 제2 전극(44)에 의하여 수집되고, 정공이 반도체 기판(152)의 전면 쪽으로 이동하여 제1 전극(42)에 의하여 수집된다. 이에 의하여 전기 에너지가 발생한다. 그러면, 전자보다 이동 속도가 느린 정공이 반도체 기판(152)의 후면이 아닌 전면으로 이동하여 변환 효율이 향상될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 영역(10) 및 후면 전계 영역(30)이 p형을 가지고 에미터 영역(20)이 n형을 가지는 것도 가능하다.
반도체 기판(152)의 전면 및/또는 후면은 텍스쳐링(texturing)되어 피라미드 등의 형태의 요철을 가질 수 있다. 이와 같은 텍스쳐링에 의해 반도체 기판(152)의 전면 등에 요철이 형성되어 표면 거칠기가 증가되면, 반도체 기판(152)의 전면 등을 통하여 입사되는 광의 반사율을 낮출 수 있다. 따라서 베이스 영역(10)과 에미터 영역(20)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달하는 광량을 증가시킬 수 있어, 광 손실을 최소화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 기판(152)의 전면 및 후면에 텍스쳐링에 의한 요철이 형성되지 않는 것도 가능하다.
반도체 기판(152)의 전면 쪽에는 베이스 영역(10)과 반대되는 제2 도전형을 가지는 에미터 영역(20)이 형성될 수 있다. 에미터 영역(20)이 n형일 때에는 인, 비소, 비스무스, 안티몬 등이 도핑된 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있고, p형일 때에는 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등이 도핑된 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도면에서는 에미터 영역(20)이 전체적으로 균일한 도핑 농도를 가지는 균일한 구조(homogeneous structure)를 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 실시예로, 에미터 영역(20)이 선택적 구조(selective structure)를 가질 수 있다. 선택적 구조에서는 에미터 영역(20) 중에서 제1 전극(42)과 인접한 부분에서 높은 도핑 농도 및 낮은 저항을 가지며, 그 외의 부분에서 낮은 도핑 농도 및 높은 저항을 가질 수 있다. 에미터 영역(20)의 구조로는 이 외에도 다양한 구조가 적용될 수 있다.
그리고 본 실시예에서는 반도체 기판(152)의 전면 쪽에 제2 도전형 불순물을 도핑하여 형성된 도핑 영역이 에미터 영역(20)을 구성한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 에미터 영역(20)이 반도체 기판(152)의 전면 위에 별도의 층으로 구성되는 비정질, 미세 결정 또는 다결정 반도체층 등으로 구성될 수도 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
반도체 기판(152) 위에, 좀더 정확하게는 반도체 기판(152)에 형성된 에미터 영역(20) 위에 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)이 차례로 형성되고, 제1 전극(42)이 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)을 관통하여(즉, 개구부(104)를 통하여) 에미터 영역(20)에 접촉하여 형성된다.
패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)은 제1 전극(42)에 대응하는 부분(좀더 정확하게는, 개구부(104)가 형성된 부분)을 제외하고 실질적으로 반도체 기판(152)의 전면 전체에 형성될 수 있다.
패시베이션막(22)은 에미터 영역(20)에 접촉하여 형성되어 에미터 영역(20)의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화 시킨다. 이에 의하여 소수 캐리어의 재결합 사이트를 제거하여 태양 전지(150)의 개방 전압(Voc)을 증가시킬 수 있다. 반사 방지막(24)은 반도체 기판(152)의 전면으로 입사되는 광의 반사율을 감소시킨다. 이에 의하여 반도체 기판(152)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사율이 낮추는 것에 의하여 베이스 영역(10)과 에미터 영역(20)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달되는 광량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 태양 전지(150)의 단락 전류(Isc)를 증가시킬 수 있다. 이와 같이 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)에 의해 태양 전지(150)의 개방 전압과 단락 전류를 증가시켜 태양 전지(150)의 효율을 향상할 수 있다.
패시베이션막(22)은 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 패시베이셔막(22)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 알루미늄 산화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 패시베이션막(22)은, 에미터 영역(20)이 n형을 가지는 경우에는 고정 양전하를 가지는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등을 포함할 수 있으며, 에미터 영역(20)이 p형을 가지는 경우에는 고정 음전하를 가지는 알루미늄 산화막 등을 포함할 수 있다.
방사 방지막(24)은 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 반사 방지막(24)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 알루미늄 산화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 반사 방지막(24)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)이 다양한 물질을 포함할 수 있음은 물론이다. 그리고 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24) 중 어느 하나가 반사 방지 역할 및 패시베이션 역할을 함께 수행하여 다른 하나가 구비되지 않는 것도 가능하다. 또는, 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24) 이외의 다양한 막이 반도체 기판(152) 위에 형성될 수도 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
제1 전극(42)은 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)에 형성된 개구부(104)를 통하여(즉, 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)을 관통하여) 에미터 영역(20)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제1 전극(42)은 다양한 물질에 의하여 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제1 전극(42)의 형상에 대해서는 도 4을 참조하여 추후에 다시 설명한다.
반도체 기판(152)의 후면 쪽에는 베이스 영역(10)과 동일한 제1 도전형을 가지되, 베이스 영역(10)보다 높은 도핑 농도로 제1 도전형 불순물을 포함하는 후면 전계 영역(30)이 형성된다. 후면 전계 영역(30)은 반도체 기판(152)의 후면 쪽에 제1 도전형 불순물을 도핑하여 형성된 도핑 영역으로 구성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 전계 영역(30)이 반도체 기판(152)의 후면 위에 별도의 형성된 비정질, 미세 결정, 또는 다결정 반도체층으로 구성되는 것도 가능하다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서 후면 전계 영역(30)이 전체적으로 균일한 도핑 농도를 가지는 균일한 구조(homogeneous structure)를 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 실시예로, 후면 전계 영역(30)이 선택적 구조(selective structure)를 가질 수 있다. 선택적 구조에서는 후면 전계 영역(30) 중에서 제2 전극(44)과 인접한 부분에서 높은 도핑 농도 및 낮은 저항을 가지며, 그 외의 부분에서 낮은 도핑 농도 및 높은 저항을 가질 수 있다. 또 다른 실시예로, 후면 전계 영역(30)이 국부적 구조(local structure)를 가질 수 있다. 국부적 구조에서는 후면 전계 영역(30)이 제2 전극(44)이 형성된 부분에 대응하여 국부적으로 형성될 수 있다.
반도체 기판(152)의 후면 위에, 좀더 정확하게는 반도체 기판(152)에 형성된 후면 전계 영역(30) 위에 패시베이션막(32)이 차례로 형성되고, 제2 전극(44)이 패시베이션막(32)을 관통하여(즉, 개구부(102)를 통하여) 후면 전계 영역(30)에 연결된다.
패시베이션막(32)은 제2 전극(44)에 대응하는 부분(좀더 정확하게는, 개구부(102)가 형성된 부분)을 제외하고 실질적으로 반도체 기판(152)의 후면 전체에 형성될 수 있다.
패시베이션막(32)은 후면 전계 영역(30)에 접촉하여 형성되어 후면 전계 영역(30)의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화 시킨다. 이에 의하여 소수 캐리어의 재결합 사이트를 제거하여 태양 전지(150)의 개방 전압(Voc)을 증가시킬 수 있다.
패시베이션막(32)은 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 패시베이션막(32)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 알루미늄 산화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 패시베이션막(32)은, 후면 전계 영역(30)이 n형을 가지는 경우에는 고정 양전하를 가지는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등을 포함할 수 있으며, 후면 전계 영역(30)이 p형을 가지는 경우에는 고정 음전하를 가지는 알루미늄 산화막 등을 포함할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 패시베이션막(32)이 다양한 물질을 포함할 수 있음은 물론이다. 또는, 패시베이션막(32) 이외의 다양한 막이 반도체 기판(152)의 후면 위에 형성될 수도 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
제2 전극(44)은 패시베이션막(32)에 형성된 개구부(102)를 통하여 후면 전계 영역(30)에 전기적으로 연결된다. 제2 전극(44)은 다양한 물질에 의하여 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
도 4을 참조하면, 제1 및 제2 전극(42, 44)은 일정한 피치를 가지면서 서로 이격되는 복수의 핑거 전극(42a, 44a)을 포함할 수 있다. 도면에서는 핑거 전극(42a, 44a)이 서로 평행하며 반도체 기판(152)의 가장자리에 평행한 것을 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 제1 및 제2 전극(42, 44)은 핑거 전극들(42a, 44a)과 교차하는 방향으로 형성되어 핑거 전극(42a, 44a)을 연결하는 버스바 전극(42b, 44b)을 포함할 수 있다. 이러한 버스 전극(42b, 44b)은 하나만 구비될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 핑거 전극(42a, 44a)의 피치보다 더 큰 피치를 가지면서 복수 개로 구비될 수도 있다. 이때, 핑거 전극(42a, 44a)의 폭보다 버스바 전극(42b, 44b)의 폭이 클 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 동일하거나 작은 폭을 가질 수 있다.
단면 상으로 볼 때, 제1 전극(42)의 핑거 전극(42a) 및 버스바 전극(42b)은 모두 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)을 관통하여 형성될 수도 있다. 즉, 개구부(104)가 제1 전극(42)의 핑거 전극(42a) 및 버스바 전극(42b)에 모두 대응하여 형성될 수 있다. 그리고 제2 전극(44)의 핑거 전극(44a) 및 버스바 전극(44b)은 모두 패시베이션막(32)을 관통하여 형성될 수도 있다. 즉, 개구부(102)가 제2 전극(44)의 핑거 전극(44a) 및 버스바 전극(44b)에 모두 대응하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 제1 전극(42)의 핑거 전극(42a)이 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)을 관통하여 형성되고, 버스바 전극(42b)이 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24) 위에 형성될 수 있다. 그리고 제2 전극(44)의 핑거 전극(44a)이 패시베이션막(32)을 관통하여 형성되고, 버스바 전극(44b)은 패시베이션막(32) 위에 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 태양 전지(150)의 제1 및 제2 전극(42, 44)이 일정한 패턴을 가져 태양 전지(150)가 반도체 기판(152)의 전면 및 후면으로 광이 입사될 수 있는 양면 수광형(bi-facial) 구조를 가진다. 이에 의하여 태양 전지(150)에서 사용되는 광량을 증가시켜 태양 전지(150)의 효율 향상에 기여할 수 있다.
도면에서는 제1 전극(42)과 제2 전극(44)이 서로 동일한 형상을 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 전극(42)의 핑거 전극 및 버스바 전극의 폭, 피치 등은 제2 전극(44)의 핑거 전극(44a) 및 버스바 전극(44b)의 폭, 피치 등과 서로 다른 값을 가질 수 있다. 또한, 제1 전극(42)과 제2 전극(44)의 형상이 서로 다른 것도 가능하며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
상술한 설명에서는 도 3 및 도 4을 참조하여 태양 전지(150)의 일 예를 설명하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 태양 전지(150)의 구조, 방식 등은 다양하게 변형될 수 있다. 일 예로, 태양 전지(150)는 화합물 반도체를 이용하거나, 염료 감응 물질을 이용하는 등의 다양한 구조를 가지는 광전 변환부가 적용될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에서는 태양 전지(150)가 복수 개 구비되며, 복수 개의 태양 전지(150)가 리본(142)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 리본(142)은 태양 전지(150)의 전면에 형성된 제1 전극(도 3 및 도 4의 참조부호 42)과, 인접한 다른 태양 전지(150)의 후면에 형성된 제2 전극(도 3 및 도 4의 참조부호 44)을 태빙(tabbing) 공정에 의해 연결할 수 있다. 태빙 공정은 태양 전지(150)의 전극(42, 44)에 플럭스(flux)를 도포하고, 플럭스가 도포된 전극(42, 44) 위에 리본(142)을 위치시킨 다음, 소성 과정을 하는 것에 수행될 수 있다. 플럭스는 솔더링을 방해하는 산화막을 제거하기 위한 것으로, 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다.
또는, 태양 전지(150)와 리본(142) 사이에 전도성 필름(미도시)을 부착시킨 다음, 열 압착에 의해 복수의 태양 전지(150)를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다. 전도성 필름(미도시)은 도전성이 우수한 금, 은, 니켈, 구리 등으로 형성된 도전성 입자가 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지 등으로 형성된 필름 내에 분산된 것일 수 있다. 이러한 전도성 필름을 열을 가하면서 압착하면 도전성 입자가 필름의 외부로 노출되고, 노출된 도전성 입자에 의해 태양 전지(150)와 리본(142)이 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 전도성 필름(미도시)에 의해 복수의 태양 전지(150)를 연결하여 모듈화하는 경우는, 공정 온도를 저하시킬 수 있어 태양 전지(150)의 휘어짐을 방지할 수 있다.
또한, 버스 리본(145)은 리본(142)에 의하여 연결된 하나의 열(列)의 태양 전지(150)(즉, 태양 전지 스트링)의 리본(142)의 양끝단을 교대로 연결한다. 버스 리본(145)은 하나의 열을 이루는 태양 전지(150)의 단부에서 이와 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 버스 리본(145)은 태양 전지(150)가 생산한 전기를 모으며 전기가 역류되는 것을 방지하는 정션 박스(미도시)와 연결될 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 태양 전지(150) 사이의 연결 구조, 태양 전지(150)와 외부의 연결 구조 등은 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 태양 전지 모듈(100)이 복수 개의 태양 전지(150)를 구비하지 않고 하나의 태양 전지(150)로 구성되는 것도 가능하다.
밀봉재(130)는, 태양 전지(150)의 전면에 위치하는 제1 밀봉재(131)와, 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 제2 밀봉재(132)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 태양 전지(150)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소를 차단하며, 태양 전지 모듈(100)의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 후면 시트(200), 제2 밀봉재(132), 태양 전지(150), 제1 밀봉재(131), 전면 기판(110)을 차례로 위치시킨 상태에서 열 및/또는 압력 등을 가하는 라미네이션 공정에 의하여 태양 전지 모듈(100)을 일체화할 수 있다.
이러한 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)는 그 외 다양한 물질을 이용하여 라미네이션 이외의 다른 방법에 의하여 형성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)는 광 투과성을 가져 후면 시트(200)을 통하여 입사되는 광 또는 후면 시트(200)에서 반사되는 광 등이 태양 전지(150)에 재입사되도록 할 수 있다.
전면 기판(110)은 제1 밀봉재(131) 상에 위치하여 태양 전지 모듈(100)의 전면을 구성한다. 전면 기판(110)은 외부의 충격 등으로부터 태양 전지(150)를 보호할 수 있는 강도와 태양광 등의 광을 투과할 수 있는 광 투과성을 가지는 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 전면 기판(110)은 유리 기판 등으로 구성될 수 있다. 이때, 강도를 향상할 수 있도록 전면 기판(110)이 강화 유리 기판으로 구성될 수도 있고, 그 외의 다양한 특성을 향상할 수 있는 다양한 물질을 추가적으로 포함하는 등과 같이 다양한 변형이 가능하다. 또는, 전면 기판(110)이 수지 등으로 구성되는 시트 또는 필름일 수도 있다. 즉, 본 발명이 전면 기판(110)의 물질에 한정되는 것은 아니며, 전면 기판(110)이 다양한 물질로 구성될 수 있다.
후면 시트(200)는 태양 전지(150)의 후면에서 태양 전지(150)를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 할 수 있다. 그리고 본 실시예에서는 후면 시트(200)가 난연 물질을 포함하는 접착층(231, 232)을 포함하여 우수한 난연성을 가질 수 있다.
좀더 구체적으로, 후면 시트(200)는, 베이스 부재(210)와, 베이스 부재(210)의 일면(일 예로, 베이스 부재(210)에서 태양 전지(150) 또는 밀봉재(130)에 인접한 면) 위에 위치하는 제1 수지층(221)과, 베이스 부재(210)와 제1 수지층(221) 사이에서 이들을 접착하는 제1 접착층(231)을 포함한다. 그리고 후면 시트(200)는, 베이스 부재(210)의 다른 일면(일 예로, 베이스 부재(210)에서 태양 전지(150) 또는 밀봉재(130)와 멀리 떨어져 있는 면 또는 외부로 위치한 면) 위에 위치하는 제2 수지층(222)과, 베이스 부재(210)와 제2 수지층(222) 사이에서 이들을 접착하는 제2 접착층(232)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 접착층(231) 및 제2 접착층(232) 중 적어도 하나가 난연 물질을 포함할 수 있다. 참조로, 본 명세서에서 제1 수지층(221) 및 제2 수지층(222), 그리고 제1 접착층(231) 및 제2 접착층(232)은 서로의 구별을 위하여 사용한 용어일 뿐 이러한 용어에 의하여 수지층(221, 222) 및 접착층(231, 232)의 위치 등이 특정되는 것은 아니다.
베이스 부재(210)는 제1 수지층(221) 및 제2 수지층(222)을 지지하는 역할을 한다. 그리고 베이스 부재(210)은 절연 특성을 가져 절연 특성을 향상할 수 있다. 베이스 부재(210)은 수지를 포함할 수 있으며, 일례로, 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 폴리에스테르는 기계적 특성, 열적 특성, 전기적 특성, 성형성, 내약품성 등이 우수하여 태양 전지(150)를 보호하는 데 적합하다.
이때, 폴리에스테르는 일반적인 폴리에스테르 또는 내가수성 폴리에스테르일 수 있다. 일반적인 폴리에스테르는 장기간 사용할 경우에는 가수분해에 의하여 기계적 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 내가수성 폴리에스테르를 사용할 수 있다. 내가수성 폴리에스테르는 폴리에스테르에 가수분해성을 줄이기 위한 다양한 물질(일례로, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 인산염, 무기 인삼염 등, 또는 적당한 올리고머)을 첨가하여 제조될 수 있다. 또는, 폴리에스테르의 분자량을 조절하는 것 등에 의하여 제조될 수도 있다. 이 경우 내가수성 폴리에스테르의 분자량은 대략 8,000 내지 10,000일 수 있다. 일반적인 폴리에스테르(분자량이 대략 6,000 내지 8,000) 또는 내가수성 폴리에스테르를 포함하는 베이스 부재(210)로는 알려진 다양한 필름, 시트 등을 사용할 수 있다.
이때, 폴리에스테르로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephtalate, PET)를 포함할 수 있다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 테레프탈산(HOOC?OOH)와 에틸렌글리콜의 축합반응에 의해 얻어지는 포화폴리에스테르 수지로서, 내열성, 내후성, 절연성, 기계적 강도 등이 우수하다. 특히, 성형 수축률이 0.1% 내지 0.6% 정도로 작아, 후면 시트(200)가 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.
베이스 부재(210)로는 상술한 수지를 다양한 방법에 의하여 시트 형태(또는 필름 형태)로 제조된 것을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 부재(210)는 다양한 방법에 의하여 제조될 수 있다.
이러한 베이스 부재(210)의 두께는 100um 내지 250um일 수 있다. 베이스 부재(210)의 두께가 100um 미만인 경우는, 충분한 전기 절연성, 수분 차단성, 기계적 특성을 가지기 어려울 수 있다. 베이스 부재(210)의 두께가 250um를 초과하는 경우에는 취급이 불편하고, 단가 상승의 원인이 될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 부재(210)의 두께가 제1 및/또는 제2 수지층(221, 222)의 물질, 두께 등에 의하여 달라질 수 있다.
베이스 부재(210)는 투명 또는 흰색의 색을 가질 수 있다. 베이스 부재(210)가 흰색을 가질 때에는 베이스 부재(210)에 백색 안료 등이 포함될 수 있다. 베이스 부재(210)가 흰색일 경우에는 제1 수지층(221)을 투과한 광을 반사할 수 있다. 그러면, 태양 전지(150)로 반사되는 광의 양을 증가시켜, 좀더 많은 양의 광이 태양 전지(150)에서 재사용될 수 있도록 한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 부재(210)의 색상 등은 다양하게 변형될 수 있다.
제1 또는 제2 수지층(221, 222)은, 후면 시트(200)의 다양한 특성(예를 들어, 방수, 절연, 내후성, 자외선 차단 등)을 향상할 수 있는 다양한 수지를 베이스 수지로 포함할 수 있다. 여기서, 베이스 수지라 함은 제1 또는 제2 수지층(221, 222)의 전체 100 중량부에 대하여 50 중량부 이상 포함되는 수지를 의미할 수 있다. 이하에서는 제1 또는 제2 수지층(221, 222)을 수지층(221, 222)이라 칭하며, 이하의 수지층(221, 222)에 대한 설명은 제1 수지층(221) 및 제2 수지층(222)에 각기 적용될 수 있다.
예를 들어, 수지층(221, 222)은 폴리불화비닐(poly vinly fluoride, PVF) 또는 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 등과 같은 불소계 수지를 베이스 수지로 포함할 수 있다. 불소계 수지는 가수 분해의 우려가 있는 결합을 가지고 있지 않기 때문에 내후성, 내약품성 등이 우수하다. 특히, 폴리불화비닐리덴은 (CH2CF2)n의 구조를 지닌 고분자로서, 더블(Double)불소분자 구조를 가지기 때문에, 기계적 성질, 내후성, 내약품성, 내자외선성이 우수하다. 또는, 수지층(221, 222)이 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리에틸렌(poly ethylene, PE), 또는 내가수성 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 베이스 수지로 포함할 수도 있다. 그 외의 다양한 베이스 수지가 사용될 수 있으며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 수지층(221)과 제2 수지층(222)은 서로 동일한 물질로 구성될 수도 있고, 서로 다른 물질로 구성될 수도 있다. 이때, 원하는 특성에 따라 제1 수지층(221)과 제2 수지층(222)의 물질을 선택하여 사용할 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 수지층(221, 222)이 각기 불소계 물질을 포함하는 경우에는 불소계 물질에 의한 우수한 내후성과 가수 분해되지 않는 특성에 의하여 후면 시트(100)의 내후성, 신뢰성 등을 향상할 수 있다. 다른 예로, 태양 전지(150) 또는 밀봉재(130)에 인접하는 제1 수지층(221)은 에틸렌초산비닐 공중합체 수지, 폴리에틸렌 등을 포함하여 비용을 절감하고 제2 밀봉재(132)와의 접착 특성을 향상하고, 외부면에 위치하는 제2 수지층(222)은 불소계 물질 또는 가수 분해가 잘 일어나지 않는 내가수성 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하여 후면 시트(100)의 특성을 향상할 수 있다.
그리고 제1 또는 제2 수지층(221, 222)은, 상술한 베이스 수지와 함께, 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 제1 또는 제2 수지층(221, 222)의 특성을 보완하거나 향상할 수 있는 다양한 종류의 물질을 사용할 수 있다. 일 예로, 태양 전지 모듈(100)의 외부에 인접하여 위치하는 제2 수지층(221)에 자외선 차단제(예를 들어, 산화 티타늄) 등을 포함할 수 있다. 특히, 제2 수지층(221)이 내가수성 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함할 경우에는 자외선에 의한 문제가 발생할 수 있으므로 자외선 차단제를 함께 포함할 수 있다. 그 외에도 분산제, 안료 등 다양한 물질이 더 포함될 수 있다. 분산제는 베이스 수지와 다른 물질들이 균일하게 분산될 수 있도록 첨가되는 것으로서, 알려진 다양한 물질이 사용될 수 있다. 안료는 색상을 조절하여 심미감을 향상하거나 반사 특성을 조절할 수 있도록 첨가되는 것으로서, 알려진 다양한 물질이 사용될 수 있다.
제1 또는 제2 수지층(221, 222)의 두께는 10um 내지 200um일 수 있다. 제1 또는 제2 수지층(221, 222)의 두께가 10um 미만인 경우는 후면 시트(200)가 원하는 특성을 가지기 어려울 수 있다. 제1 또는 제2 수지층(221, 222)의 두께가 200um를 초과하는 경우에는 후면 시트(200)의 두께가 증가하고 단가 상승의 원인이 될 수 있다. 그러나 본 발명이 상술한 제1 또는 제2 수지층(221, 222)의 두께 범위로 한정되는 것은 아니며, 다양한 두께를 가질 수 있다. 또한, 상술한 설명에서는 제1 및 제2 수지층(221, 222)이 모두 형성된 경우만을 예시하였으나, 제1 및 제2 수지층(221, 222) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다. 이에 따라 일 예로 제2 수지층(222)의 두께는 0 내지 50um일 수 있다.
제1 수지층(221)은 제2 수지층(222)보다 두꺼울 수 있다. 그러면, 밀봉재(130)에 인접한 부분에서 제1 수지층(221)에 의한 효과를 최대화하여 밀봉재(130)로 수분, 공기 등이 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 수지층(222)이 제1 수지층(221)와 같은 두께를 가지거나 이보다 두꺼운 두께를 가질 수도 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
제1 수지층(221)과 베이스 부재(210) 사이에 위치하여 이들을 접착하는 제1 접착층(231) 및 제2 수지층(222)과 베이스 부재(210) 사이에 위치하여 이들을 접착하는 제2 접착층(232) 중 적어도 하나는 접착 물질과 함께 난연 물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 접착층(231, 232)이 각기 접착 물질 및 난연 물질을 포함하여 난연 특성을 최대화할 수 있다.
제1 또는 제2 접착층(231, 232)의 접착 물질은 제1 및 제2 수지층(221, 231)의 베이스 수지와 다른 수지를 포함하면서 우수한 접착 특성을 가지는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 우수한 접착 특성을 가지며 재료 비용도 저렴한 폴리우레탄 계열 또는 아크릴 계열의 접착 물질을 사용할 수 있다. 그 외의 다양한 접착 물질을 사용할 수 있다.
제1 또는 제2 접착층(231, 232)의 난연 물질을 난연성을 향상할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 난연 물질로 인계 난연 물질을 사용할 수 있다. 인계 난연 물질은 상대적으로 적은 첨가량으로도 큰 난연성을 발휘할 수 있다. 또한, 인계 난연 물질을 금속을 포함하지 않으므로 불이 날 경우에 인체에 유해한 유독 가스 등이 나오지 않는다. 반면, 브롬을 포함하거나 금속 계열의 난연 물질을 불이 날 경우에 인체에 유해한 유독 가스 등이 나올 수 있다.
이때, 다양한 인계 난연 물질 중에서 포스페이트(phosphate), 포스포네이트(phosphonate), 포스피네이트(phospinate), 포스핀 산화물(phosphin oxide) 및 포스파젠(phophazene) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 제1 또는 제2 접착층(231, 232)의 난연 물질로 사용할 수 있다. 이러한 화합물은 소수성이 매우 높은 필러 모양의 화합물이기 때문에 가수 분해에 의하여 산을 발생시키지 않으며 높은 내습열성을 가지고 있다. 이에 의하여 습하거나 높은 온도에서 제1 또는 제2 접착층(231, 232)이 베이스 부재(210)와 제1 또는 제2 수지층(221, 222)을 접착하는 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
좀더 구체적으로, 인계 난연 물질은 트리크레실포스페이트(tricresyl phosphate, TCP), 트리크실렌포스페이트(trixylenyl phosphate, TXP), 트리부틸포스페이트(tributyl phosphate, TBP), 트리에틸포스페이트(triethyl phosphate, TEP), 크레실디페닐ㅍ포스페이트(cresyldiphenyl phosphate, CDP), 트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate, TPP), 비스페놀 A-비스(디페닐 포스페이트)(bisphenol A-bis(dipheylphosphate), BDP), 레조시놀 비스(디페닐포스페이트)(Resorcinol bis(diphenylphosphate), RDP), 암모늄폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 멜라민포스페이트(melamine phosphate), 트리클로로이소프로필포스페이트(tri-(cloro isopropyl)phosphate, TCPP), 디메틸페닐포스포네이트(dimethylphenyl phosphonate, DPP), 디메틸아릴포스포네이트(dimethylaryl phosphonate), 디메틸비닐 포스포네이트(dimethylvinyl phosphonate), 디에틸포스피네이트 암모늄염(diethyl phosphinate ammonium salt), 메틸포시포닉산(methylphosphonic acid), 알루미늄 트리(디에틸포스피네이트)(aluminium tis(diethylphosphinate)), 알루미늄 하이드로메틸페닐-포스피네이트(aluminium hydroxymethylphenyl-phosphinate), 그리고 9, 10 하이드로-9-옥사-10-포스파페난스렌-10-산화물 (9,10 dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, DOPO) 등을 들 수 있다.
이러한 물질은 태양 전지 모듈(100)의 제1 또는 제2 접착층(231, 232)에 포함될 경우 베이스 부재(210) 및 제1 및 제2 수지층(221, 222)과의 접착력 특성 등을 저하시키지 않으면서 후면 시트(200)의 난연 특성을 향상할 수 있다.
제1 접착층(231)의 전체 100 중량부에 대하여 난연 물질이 5 내지 60 중량부로 제1 접착층(231)에 포함될 수 있고, 이와 유사하게 제2 접착층(232)의 전체 100 중량부에 대하여 난연 물질이 5 내지 60 중량부로 제2 접착층(232)에 포함될 수 있다. 난연 물질의 중량부가 5 중량부 미만인 경우에는 난연성을 향상하는 효과가 적을 수 있고, 난연 물질의 중량부가 60 중량부를 초과하는 경우에는 제1 또는 제2 접착층(231, 232)의 접착 특성이 저하될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)의 두께는, 베이스 부재(210)보다 작을 수 있다. 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)은 접착 특성을 가질 수 있는 정도의 두께만을 가지면 되기 때문이다. 일 예로, 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)의 두께는 3um 내지 30um일 수 있다. 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)의 두께가 3um 미만인 경우에는, 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)의 접착 특성이 저하될 수 있다. 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)의 두께가 30um를 초과하면, 후면 시트(200)의 두께가 두꺼워지고 재료 비용이 증가할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
그리고 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)의 두께는 제1 또는 제2 수지층(221, 222)보다 작을 수 있다. 제1 또는 제2 접착층(231, 232)은 접착 특성을 가질 수 있는 정도의 두께만을 가지면 되기 때문이다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이 제1 및 제2 수지층(221, 222)이 다양한 두께를 가질 수 있으므로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)의 두께가 제1 또는 제2 수지층(221, 222)과 같거나 이보다 클 수도 있다.
본 실시예에서 제1 접착층(231) 및 제2 접착층(232)은 서로 동일한 조성을 가져 동일한 특성을 가질 수 있다. 그러면 동일한 접착 물질 및 난연 물질의 혼합물을 이용하여 제1 접착층(231) 및 제2 접착층(232)을 형성하여 공정을 단순화하고 재료 비용을 줄일 수 있다. 그리고 제1 접착층(231)과 제2 접착층(232)의 두께를 실질적으로 동일(예를 들어, 두께 차이가 10% 이내)하게 하여 동일한 설비, 공정 조건 등을 이용하도록 할 수 있다. 그러면, 공정을 좀더 단순화하고 재료 비용을 좀더 줄일 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착층(231) 및 제2 접착층(232)의 조성, 특성 등을 서로 다르게 하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 제1 및 제2 접착층(231, 232)이 모두 접착 물질 및 난연 물질을 포함하여 난연성을 좀더 향상할 수 있는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 및 제2 접착층(231, 232)의 적어도 하나에만 난연 물질이 포함되면 될 수도 있다. 예를 들어, 제1 접착층(231)이 접착 물질 및 난연 물질을 포함하고, 제2 접착층(232)이 접착 물질을 포함하되 난연 물질을 포함하지 않을 수 있다. 그러면, 태양 전지(150) 또는 밀봉재(130)에 인접한 제1 수지층(221)을 접착하는 제1 접착층(231)이 난연 물질을 포함하여 외부의 자외선 등이 도달할 확률을 낮출 수 있다. 이에 따라 제1 접착층(231)에서 자외선 등에 의하여 난연 물질의 분해 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 다른 예로, 제2 접착층(232)이 접착 물질 및 난연 물질을 포함하고, 제1 접착층(231)이 접착 물질을 포함하되 난연 물질을 포함하지 않을 수 있다. 그러면, 태양 전지 모듈(100)의 외부에서 발생한 불이 태양 전지 모듈(100)의 내부로 옮겨 붙는 것을 좀더 효과적으로 방지할 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
상술한 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)은 다양한 방법에 의하여 제조되어 다양한 방법에 의하여 후면 시트(200)의 제조에 사용될 수 있다.
예를 들어, 제1 및/또는 제2 접착층(231, 232)을 형성하기 위하여 접착 물질, 난연 물질 및 기타 첨가제 등을 혼합한 접착 혼합물을 제조할 수 있다. 혼합 방법으로는 알려진 다양한 방법을 사용할 수 있다.
이렇게 제조된 접착 혼합물을 베이스 부재(210)의 일면에 도포하여 제1 접착층(231)을 형성하고, 그 위에 필름 또는 시트 상태의 제1 수지층(221)을 위치시킨 상태에서 열과 압력을 가하는 라미네이션 공정에 의하여 베이스 부재(210)와 제1 수지층(221)을 제1 접착층(231)에 의하여 접착시킨다. 접착 혼합물을 도포하는 방법으로는 알려진 다양한 방법이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 인쇄법을 이용하게 되면 제1 접착층(231)을 베이스 부재(210)의 일면 위에 고르게 도포할 수 있어 접착 특성을 좀더 향상할 수 있다.
그리고 제조된 접착 혼합물을 베이스 부재(210)의 타면에 도포하여 제2 접착층(232)을 형성하고, 그 위에 필름 또는 시트 상태의 제2 수지층(222)을 위치시킨 상태에서 열과 압력을 가하는 라미네이션 공정에 의하여 베이스 부재(210)와 제2 수지층(222)을 제2 접착층(232)에 의하여 접착시킨다. 접착 혼합물을 도포하는 방법으로는 알려진 다양한 방법이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 인쇄법을 이용하게 되면 제2 접착층(232)을 베이스 부재(210)의 타면 위에 고르게 도포할 수 있어 접착 특성을 좀더 향상할 수 있다.
이에 의하여 제1 수지층(221), 제1 접착층(231), 베이스 부재(210), 제2 접착층(232) 및 제2 수지층(222)이 서로 접합 및 결합되어 일체의 구조를 후면 시트(200)를 구성하게 된다. 이때, 제1 수지층(221), 제1 접착층(231), 베이스 부재(210), 제2 접착층(232) 및 제2 수지층(222)은 서로 접촉 형성되어 후면 시트(200)의 구조를 단순화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 두 층들 사이에 별도의 층이 위치하는 등 다양한 변형이 가능하다.
상술한 설명에서는 제1 접착층(231)을 이용하여 제1 수지층(221)을 베이스 부재(210)에 접착한 후에 제2 접착층(232)을 이용하여 제2 수지층(222)을 베이스 부재(220)에 접착하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이러한 순서에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제2 접착층(232)을 이용하여 제2 수지층(222)을 베이스 부재(210)에 접착한 후에 제1 접착층(231)을 이용하여 제1 수지층(221)을 베이스 부재(220)에 접착하는 것도 가능하다.
본 실시예에서는 제1 접착층(231)을 이용하여 베이스 부재(210)의 일면에 제1 수지층(221)을 접착하는 공정과 제2 접착층(232)을 이용하여 베이스 부재(210)의 타면에 제2 수지층(222)을 접착하는 공정을 별개로 진행하여, 제1 및 제2 수지층(221, 222)의 접착 특성을 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 및 제2 접착층(231, 232)을 베이스 부재(210)의 양면에 모두 형성한 후에 제1 및 제2 수지층(221, 222)을 위치시켜 열 및 압력을 가하는 것에 의하여 이들을 한 번에 접착할 수도 있다. 그러면 후면 시트(200)의 제조 공정을 단순화할 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서는 베이스 부재(210), 제1 및 제2 수지층(221, 222)이 아닌, 이들을 접착하기 위한 제1 및 제2 접착층(231, 232)이 난연 물질을 포함한다. 즉, 베이스 부재(210), 제1 및 제2 수지층(221, 222)은 접착 물질 및 난연 물질을 포함하지 않고, 제1 및 제2 접착층(231, 232)이 접착 물질 및 난연 물질을 포함한다. 이에 따라 제1 및 제2 수지층(221, 222)의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 밀봉재(130)에 인접한 제1 수지층(221)에 난연 물질이 포함되면 제2 밀봉재(132)와의 접착력이 저하될 수 있고 이에 의하여 태양 전지 모듈(100)의 신뢰성이 저하될 수 있다. 외부 쪽으로 위치하는 제2 수지층(222)에 난연 물질이 포함되면, 외부로부터의 자외선 등에 의하여 난연 물질이 분해되어 난연 물질의 효과가 저하되고 태양 전지 모듈(100)의 신뢰성이 저하될 수 있다.
또한, 접착 혼합물 상태로 제조되어 베이스 부재(210) 상에 도포되는 제1 및 제2 접착층(231, 232)에 난연 물질을 혼합하여 쉽게 후면 시트(200) 내에 난연 물질이 위치하도록 할 수 있다. 이에 의하여 필름 또는 시트 상태로 공급되는 베이스 부재(210), 그리고 제1 및 제2 수지층(221, 222)이 본연의 역할을 충분하게 할 수 있도록 하면서, 간단한 방법에 의하여 높은 난연성을 가지는 후면 시트(200)를 구현할 수 있다. 반면, 베이스 부재(210), 제1 및 제2 수지층(221, 222)은 필름 또는 시트 상태로 공급되어 조성을 변화시키기 어려우므로, 이들에 난연 물질을 포함하게 되면 공정이 복잡해진다.
도면 및 상술한 설명에서는 베이스 부재(210)와 제1 수지층(221) 사이에 위치하는 제1 접착층(231) 및 베이스 부재(220)와 제2 수지층(222) 사이에 위치하는 제2 접착층(232) 중 적어도 하나가 접착 물질과 함께 난연 물질을 포함하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 시트(210)가 복수의 층을 구비할 경우에 복수의 층 사이에서 이들을 접착하는 복수의 접착층 중 적어도 하나가 접착 물질과 함께 난연 물질을 포함하면 족하다.
상술한 바에 따른 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.
100: 태양 전지 모듈
110: 전면 기판
131: 제1 밀봉재
132: 제2 밀봉재
150: 태양 전지
200: 후면 시트
210: 베이스 부재
221: 제1 수지층
222: 제2 수지층
231: 제1 접착층
232: 제2 접착층
110: 전면 기판
131: 제1 밀봉재
132: 제2 밀봉재
150: 태양 전지
200: 후면 시트
210: 베이스 부재
221: 제1 수지층
222: 제2 수지층
231: 제1 접착층
232: 제2 접착층
Claims (18)
- 적어도 하나의 태양 전지;
상기 태양 전지를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재; 및
상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 후면 쪽에 위치하는 후면 시트
를 포함하고,
상기 후면 시트는,
베이스 부재;
상기 베이스 부재 위의 일면 위에 위치하는 제1 수지층; 및
상기 베이스 부재와 상기 제1 수지층 사이에서 이들을 접착하며, 접착 물질 및 난연 물질을 포함하는 제1 접착층
을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 난연 물질은 인계 난연 물질을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 난연 물질은 포스페이트(phosphate), 포스포네이트(phosphonate), 포스피네이트(phospinate), 포스핀 산화물(phosphin oxide) 및 포스파젠(phophazene) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 태양 전지 모듈. - 제3항에 있어서,
상기 인계 난연 물질은 트리크레실포스페이트(tricresyl phosphate, TCP), 트리크실렌포스페이트(trixylenyl phosphate, TXP), 트리부틸포스페이트(tributyl phosphate, TBP), 트리에틸포스페이트(triethyl phosphate, TEP), 크레실디페닐ㅍ포스페이트(cresyldiphenyl phosphate, CDP), 트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate, TPP), 비스페놀 A-비스(디페닐 포스페이트)(bisphenol A-bis(dipheylphosphate), BDP), 레조시놀 비스(디페닐포스페이트)(Resorcinol bis(diphenylphosphate), RDP), 암모늄폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 멜라민포스페이트(melamine phosphate), 트리클로로이소프로필포스페이트(tri-(cloro isopropyl)phosphate, TCPP), 디메틸페닐포스포네이트(dimethylphenyl phosphonate, DPP), 디메틸아릴포스포네이트(dimethylaryl phosphonate), 디메틸비닐 포스포네이트(dimethylvinyl phosphonate), 디에틸포스피네이트 암모늄염(diethyl phosphinate ammonium salt), 메틸포시포닉산(methylphosphonic acid), 알루미늄 트리(디에틸포스피네이트)(aluminium tis(diethylphosphinate)), 알루미늄 하이드로메틸페닐-포스피네이트(aluminium hydroxymethylphenyl-phosphinate), 9, 10 하이드로-9-옥사-10-포스파페난스렌-10-산화물 (9,10 dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, DOPO), 그리고 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 접착 물질이 폴리우레탄계 물질 또는 아크릴계 물질을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 접착층 전체 100 중량부에 대하여 상기 난연 물질이 5 내지 60 중량부로 포함되는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 접착층의 두께가 3um 내지 30um인 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 접착층의 두께가 상기 베이스 부재 또는 상기 수지층보다 작은 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 부재의 타면 위에 위치하는 제2 수지층; 및
상기 베이스 부재와 상기 제2 수지층 사이에 위치하는 제2 접착층
을 더 포함하는 태양 전지 모듈. - 제9항에 있어서,
상기 제2 접착층이 상기 접착 물질 및 상기 난연 물질을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제9항에 있어서,
상기 제1 수지층이 상기 태양 전지 패널에 인접하여 위치하고,
상기 제2 수지층이 외부로 위치하며,
상기 제2 접착층이 상기 접착 물질을 포함하고 상기 난연 물질을 포함하지 않는 태양 전지 모듈. - 제9항에 있어서,
상기 제1 수지층이 외부로 위치하고,
상기 제2 수지층이 상기 태양 전지 패널에 인접하여 위치하고,
상기 제2 접착층이 상기 접착 물질을 포함하고 상기 난연 물질을 포함하지 않는 태양 전지 모듈. - 적어도 하나의 태양 전지;
상기 태양 전지를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재; 및
상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 후면 쪽에 위치하는 후면 시트
를 포함하고,
상기 후면 시트는, 복수의 층과, 상기 복수의 층을 접착하는 적어도 하나의 접착층을 포함하고,
상기 적어도 하나의 접착층 중 적어도 하나가 접착 물질 및 난연 물질을 포함하는 태양 전지 모듈. - 태양 전지 모듈에 사용되는 태양 전지 모듈용 후면 시트에 있어서,
베이스 부재;
상기 베이스 부재 위의 일면 위에 위치하는 제1 수지층; 및
상기 베이스 부재와 상기 제1 수지층 사이에서 이들을 접착하며, 접착 물질 및 난연 물질을 포함하는 제1 접착층
을 포함하는 후면 시트. - 제14에 있어서,
상기 난연 물질은 인계 난연 물질을 포함하고,
상기 접착 물질이 폴리우레탄계 물질 또는 아크릴계 물질을 포함하는 후면 시트. - 제15항에 있어서,
상기 난연 물질은 포스페이트(phosphate), 포스포네이트(phosphonate), 포스피네이트(phospinate), 포스핀 산화물(phosphin oxide) 및 포스파젠(phophazene) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 후면 시트. - 제16항에 있어서,
상기 인계 난연 물질은 트리크레실포스페이트(tricresyl phosphate, TCP), 트리크실렌포스페이트(trixylenyl phosphate, TXP), 트리부틸포스페이트(tributyl phosphate, TBP), 트리에틸포스페이트(triethyl phosphate, TEP), 크레실디페닐ㅍ포스페이트(cresyldiphenyl phosphate, CDP), 트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate, TPP), 비스페놀 A-비스(디페닐 포스페이트)(bisphenol A-bis(dipheylphosphate), BDP), 레조시놀 비스(디페닐포스페이트)(Resorcinol bis(diphenylphosphate), RDP), 암모늄폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 멜라민포스페이트(melamine phosphate), 트리클로로이소프로필포스페이트(tri-(cloro isopropyl)phosphate, TCPP), 디메틸페닐포스포네이트(dimethylphenyl phosphonate, DPP), 디메틸아릴포스포네이트(dimethylaryl phosphonate), 디메틸비닐 포스포네이트(dimethylvinyl phosphonate), 디에틸포스피네이트 암모늄염(diethyl phosphinate ammonium salt), 메틸포시포닉산(methylphosphonic acid), 알루미늄 트리(디에틸포스피네이트)(aluminium tis(diethylphosphinate)), 알루미늄 하이드로메틸페닐-포스피네이트(aluminium hydroxymethylphenyl-phosphinate), 9, 10 하이드로-9-옥사-10-포스파페난스렌-10-산화물 (9,10 dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, DOPO), 그리고 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 후면 시트. - 제14항에 있어서,
상기 제1 접착층 전체 100 중량부에 대하여 상기 난연 물질이 5 내지 60 중량부로 포함되는 후면 시트.
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| KR20210054757A (ko) | 2019-11-06 | 2021-05-14 | 유호연 | 수동 폴딩 레버를 구비하는 폴더블 표시 장치 |
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2014
- 2014-08-27 KR KR1020140112138A patent/KR102253838B1/ko active IP Right Grant
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |