KR20160063301A - 폴더타입 피씨비형 소형 태양전지 케이스 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20160063301A
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Abstract

본 발명은 PCB형 소형 태양전지를 수납하여 폴더파입 구조로 되어 있어 이동이 용이하고 사용상의 편의성을 현저히 증진시킨 폴더파입 PCB형 소형 태양전지 케이스 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 소형 태양전지 모듈(100), 상기 소형 태양전지 모듈을 하나 또는 둘 이상을 수용하는 케이스부(400)를 포함한 폴더파입 소형 태양전지 모듈 케이스(1000)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 소형 태양전지 모듈(100)은 기판(10), 단위 솔라셀(20), 봉지재층(30), PC(폴리카보네이트)의 보호필름층(40)을 포함하여 이루어지되,
상기 기판(10)은 인쇄회로가 형성되어 있되,
둘 이상 다수의 단위 솔라셀이 직렬로 연결되는 구조의 인쇄회로가 형성된 PCB(인쇄회로기판)로 되어 있고,
상기 기판과 단위 솔라셀은 전도성 물질(50) 또는 전도체(51)로 접착되어 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 폴더파입 소형 태양전지 모듈 케이스(1000).
또한 본 발명은 상기한 케이스부(400)는 외피(401) 및 내피(402)의 구조로 이루어져 있으며,
접철부(410)가 형성되어 있으며,
헤드부(420)가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 폴더파입 소형 태양전지 모듈 케이스(1000)를 제공한다.
또한 본 발명은 케이스부(400)의 원단인 내피(401)와 외피(402)를 준비하는 공정(1공정),
상기에서 준비한 케이스부의 내피와 외피를 서로 접촉 부착시켜 케이스부를 형성하는 공정(2공정),
소형 태양전지 모듈(100)을 하나 또는 둘 이상을 케이스부의 내피 부분에 안착시켜 가접하는 공정(3공정),
상기한 가접 공정으로 일시 부착한 소형 태양전지 모듈을 완전하게 결합시키는 본접 공정(제4공정)을 포함하는 폴더파입 소형 태양전지 케이스 제조 방법.

Description

폴더타입 피씨비형 소형 태양전지 케이스 및 이의 제조 방법{a folder type solar cell case equipped with PCB and the manufacturing method}
본 발명은 PCB형 소형 태양전지를 수납하고 폴더파입 구조로 되어 있어 이동의 용이성 및 사용상의 편의성을 현저히 증진시킨 폴더파입 PCB형 소형 태양전지 케이스 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
스마트폰, 테블릿 PC, MP3 플레이어, 노트북 PC, 디지털 카메라 등의 휴대용 전자기기의 증가와 더불어 충전지(Battery)의 사용이 폭발적으로 증가되고 있다.
이와 더불어 생활수준의 향상과 더불어 외부 활동이 증가하면서 상용전원을 공급하기 위한 시설이 미비한 야외에서 배터리의 충전을 위한 필요가 증가되고 있다.
이와 같은 필요에 대응하기 위해 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-053745호 "휴대용 다중 전원 태양전지를 이용한 충전 방법 및 장치"는 다수의 태양전지가 직·병렬로 정렬되어 몰딩된 적어도 하나 이상의 태양전지판; 상기 태양전지판 표면에 태양광 반사를 줄이기 위해 표면개질된 필름; 상기 태양전지로부터 얻어진 전력을 부하측의 요구전압을 자동으로 인식하여 공급하는 전력조정부; 및 상기 태양전지판과 상기 전력조정부를 내장하고 휴대용 전자제품과 복합화하는 케이스를 포함하는 기술을 제안하고 있다.
등록실용신안공보 등록번호 제20-0383021호 "이동통신 단말기용 태양광 충전 장치"는 이동통신 단말기에 고정하기 위한 연결고리를 갖는 몸체와, 상기 몸체에 설치되는 그리고 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지; 및 상기 태양전지로부터 출력되는 전압을 상기 이동통신 단말기로 공급하기 위하여 상기 이동통신단말기의 커넥터에 연결되는 충전 커넥터를 포함하는 기술을 제안하고 있다.
이와 같은 기술은 상용전원을 사용하기 곤란한 경우 태양광을 통해 배터리를 충전시킬 수 있도록 함으로써, 야외에서 휴대용 전자기기의 사용도를 높이도록 하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래기술은 활용성 및 휴대성에 있어서 개선해야 할 필요성을 갖는다.
즉, 소형 태양 전지(태양광 배터리 등)는 외부의 환경이나 충격에 취약하기 때문에 좋은 케이스로 구비하는 것이 필요함에도 불구하고 상기한 종래기술 등은 케이스를 단순히 플라스틱, 알루미늄, 가죽 등으로 구성하게 하는 방법을 이용하고 있으나 내구성이 약하고 기능성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 PCB형 소형 태양전지를 이용하여 전력을 발생하는 장치로서 포터블(portable)하며 폴더파입 구조로 되어 있어 편의성이 증진되며 아웃 도어 활동시에 편리하게 사용할 수 있는 구조적 안정성 및 내구성이 있는 폴더파입 PCB형 소형 태양전지 케이스 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 I-PAD, Galuxy-Tab, Tablet pc, Samsung,LG, Nokia, Iphone,Motorola, Sky, Sony-Ericson, Black berry,AU, MP3, MP4, 게임기 기타 등등의 충전기로 사용할 수 있는 소형 태양전지 케이스를 제공하고자 한다.
본 발명은 외부의 환경에 영향을 덜 받으며 충격에도 영향을 덜 받는 폴더파입 PCB형 소형 태양전지 케이스 및 이를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 솔라셀이 적층된 PCB타입의 태양전지 모듈을 제공하고자 하였으며 그 중에서 파우치 개념으로 포터블하게 만들어 사용상의 편의성 및 안정성을 높인 소형 태양전지 및 이를 수용한 케이스를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기한 문제점 및 요구를 해결하기 위하여,
소형 태양전지 모듈(100), 상기 소형 태양전지 모듈을 하나 또는 둘 이상을 수용하는 케이스부(400)를 포함한 폴더파입 소형 태양전지 모듈 케이스(1000)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 소형 태양전지 모듈(100)은 기판(10), 단위 솔라셀(20), 봉지재층(30), PC(폴리카보네이트)의 보호필름층(40)을 포함하여 이루어지되,
상기 상기 기판(10)은 인쇄회로가 형성되어 있되,
둘 이상 다수의 단위 솔라셀이 직렬로 연결되는 구조의 인쇄회로가 형성된 PCB(인쇄회로기판)로 되어 있고,
상기 기판과 단위 솔라셀은 전도성 물질(50) 또는 전도체(51)로 접착되어 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 폴더파입 소형 태양전지 모듈 케이스(1000).
또한 본 발명은 상기한 케이스부(400)는 외피(401) 및 내피(402)의 구조로 이루어져 있으며,
접철부(410)가 형성되어 있으며,
헤드부(420)가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 폴더파입 소형 태양전지 모듈 케이스(1000)를 제공한다.
또한 본 발명은 케이스부(400)의 원단인 내피(401)와 외피(402)를 준비하는 공정(1공정),
상기에서 준비한 케이스부의 내피와 외피를 서로 접촉 부착시켜 케이스부를 형성하는 공정(2공정),
소형 태양전지 모듈(100)을 하나 또는 둘 이상을 케이스부의 내피 부분에 안착시켜 가접하는 공정(3공정),
상기한 가접 공정으로 일시 부착한 소형 태양전지 모듈을 완전하게 결합시키는 본접 공정(제4공정)을 포함하는 폴더파입 소형 태양전지 케이스 제조 방법.
본 발명에 따른 폴더파입 PCB형 소형 태양전지 케이스는 포터블(portable)하며 폴더파입 구조로 되어 있어 편의성이 증진되며 아웃 도어 활동시에 편리하게 사용할 수 있는 구조적 안정성 및 내구성이 현저히 높은 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 폴더파입 PCB형 소형 태양전지 케이스는 외부의 환경에 영향을 덜 받으며 충격에도 영향을 덜 받는 효과가 창출된다.
도 1은 본 발명에 따른 전도성 물질(전도성 테이프 또는 전도성 잉크 페이스트)로 기판과 단위 솔라셀을 연결한 소형 태양전지 모듈 단면도.
도 1b는 본 발명에 따른 전도체로 단자구가 형성된 기판과 단위 솔라셀을 연결한 소형 태양전지 모듈 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 직렬로 연결되는 기판의 전면부의 일실시예.
도 2b는 본 발명에 따른 직렬로 연결되는 기판의 인쇄회로의 일실시예.
도 3은 본 발명에 따른 전도성 물질(전도성 테이프 또는 전도성 잉크 페이스트)로 기판과 단위 솔라셀을 연결한 일 실시예.
도 3b는 본 발명에 따른 전도체로 단자구가 형성된 기판과 단위 솔라셀을 연결한 일 실시예.
도 4는 본 발명에 따른 단자구가 형성된 기판의 실시예.
도 4b는 본 발명에 따른 단자구가 형성된 기판의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 소형 태양전지 모듈 케이스의 전개도.
도 5b는 본 발명에 따른 소형 태양전지 모듈 케이스가 폴더파입으로 접혀진 상태도.
도 6은 본 발명에 따른 소형 태양전지 모듈 케이스에 안착된 2개의 소형 태양전지 모듈이 FPCB 커넥터로 연결된 것을 보여주는 개념도.
도 7a는 본 발명에 따른 FPCB 커넥터의 평면 구조도.
도 7b는 본 발명에 따른 FPCB 커넥터의 횡단면 구조도.
도 7c는 본 발명에 따른 망치형 단자결합부 FPCB 커넥터의 개념도.
도 8은 본 발명에 따른 폴더파입 PCB형 소형 태양전지 케이스 제조 방법 흐름도.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 소형 태양전지 모듈(100), 상기 소형 태양전지 모듈을 수용하는 케이스부(400)를 포함한 소형 태양전지 모듈 케이스(1000)를 제공한다.
본 발명은 상기한 소형 태양전지 모듈이 케이스부에 하나 또는 둘 이상의 다수가 수용되어 있다.
본 발명의 소형의 태양전지 모듈(100)은 기판(10), 단위 솔라셀(20), 봉지재층(30), 보호필름층(40)을 포함하여 구성되어 있다.
본 발명은 상기한 기판(10)은 단위 솔라셀(20)이 실장되어 조립되는 솔라셀(태양전지) 기판 또는 PCB 기판을 의미한다.
본 발명의 기술적 특징은 상기한 기판(10)이 PCB(Printed Circuit Board)판으로 이루어져 있되, 단위 솔라셀이 직렬로 연결되는 구조의 인쇄회로가 형성된 PCB(인쇄회로기판)로 되어 있는 점이다.
도 1에서 보는 것처럼 본 발명은 기판(10), 단위 솔라셀(20), 봉지재층(30), 보호필름층(40)으로 이루어지고, 상기 기판과 단위 솔라셀은 전도성 물질(50)로 접착되어진 소형 태양전지 모듈(100)을 제공한다.
또한, 도 1b에서 보는 것처럼 본 발명은 기판(10), 단위 솔라셀(20), 봉지재층(30), 보호필름층(40)으로 이루어지고, 상기 기판과 단위 솔라셀은 전도체(51)로 접착되어진 소형 태양전지 모듈(100)을 제공한다.
도 2는 본 발명의 기판의 전면을 보여 주고 있고, 도 2b는 기판의 후면을 보여주고 있다.
도 2에서 보는 것처럼 본 발명은 상기한 기판(10)의 전면부는 (+)단자와 (-)단자가 형성되어 있다.
그리고 상기한 (+)단자에 단위 솔라셀의 (+)전극이 접촉되도록 하고, 상기한 (-)단자에는 단위 솔라셀의 (-)전극이 접촉되도록 실장한다.
상기한 PCB 기판(10)에는 하나 또는 바람직하게는 둘 이상의 다수의 단위 솔라셀이 실장 된다.
도 2에서 보는 것처럼 본 발명의 기판의 전면부에 형성된 (+)단자와 (-)단자는 기판의 면상(面上)에 형성되는 것이 하기할 전도성 물질로 단위 솔라셀을 연결하는데 용이하다. 그러나 본 발명은 이러한 형태로 한정하는 것은 아니다.
도 2에서 보는 것처럼 기판에 실장되는 단위 솔라셀은 단위 솔라셀(1), 단위 솔라셀(2), 단위 솔라셀(3)의 (+)전극과 (-)전극이 순서대로 형성되도록 실장되어 있으며, 상기한 기판의 (+)단자(11) 및 (-)단자(12)에 단위 솔라셀의 (+)전극 및 (-)전극이 접촉되도록 실장되는 것이 좋다..
또한 도 2b에서 보는 것처럼 본 발명의 PCB 기판(10) 후면부(또는 기판의 내부)는 상기한 다수의 단위 솔라셀의 (+)전극 및 (-)전극이 기판의 (+)단자 및 (-)단자에 접촉되어 연결될 경우 직렬 회로가 형성되게 하는 인쇄회로가 형성되어 있다.
도 2b는 하나의 실시 예로 상기한 단위 솔라셀(1, 2, 3)이 직렬로 연결되는 구조의 인쇄회로(13)가 형성된 PCB(인쇄회로기판)을 보여주며, 본 발명은 이러한 형태에만 국한하는 것이 아닌 어떠한 형태의 직렬회로를 구성하는 PCB 기판도 허용될 수 있음은 물론이다.
상기한 도 2의 기판의 (+)단자 및 (-)단자는 도 2b의 인쇄회로에 연결되어 있다.
본 발명은 상기한 형태로 되어 있는 단위 솔라셀이 직렬로 연결되는 구조의 인쇄회로가 형성된 PCB(인쇄회로기판) 기판을 형성하는 공정을 수행한다.(1공정)
본 발명의 기술적 특징은 상기한 기판의 (+)단자 및 (-)단자를 단위 솔라셀의 (+)전극 및 (-)전극에 연결하는 수단으로 전도성 물질(50)을 이용하여 연결한다는 점이다.
상기한 전도성 물질(50)은 전도성 테이프 또는 전도성 잉크 페이스트 등을 의미한다.
상기한 전도성 테이프는 양면에 접착능력이 있으며, 전류가 흐를 수 있는 전도성 물질로 이루어져 있다.
상기한 전도성 잉크 페이스트는 젤 상태의 은(銀)페이스트 등을 의미한다.
본 발명은 상기한 전도성 물질(50)로 저온 솔더 페이스트(또는 저온 솔더)를 사용하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기한 저온 솔더 페이스트의 특징은 상기한 기판의 (+)단자 및 (-)단자를 단위 솔라셀의 (+)전극 및 (-)전극에 연결하는 과정에서 상온에서 저온 솔더 페이스트를 발라 일시적으로 부착하게 하고, 하기할 보호필름층을 형성하는 130도씨 내지 180도씨의 가열하는 과정을 이용하여 저온 솔더 페이스트를 완전히 접착하게 하는 효과를 창출하게 되는바 공정의 편이성 및 안정성을 높이는 효과가 창출된다.
상기한 저온 솔더 페이스트는 통상적으로 사용하는 저온 솔더 페이스트를 사용할 수 있다.
저온 솔더 페이스트의 실시 예로 비스무스분말, 주석분말 또는 납분말의 전도성 입자를 하나 또는 둘 이상을 에폭시 수지 등과 같은 고분자 물질 수지에 혼합하는 것을 사용할 수 있다.
상기한 비스무스 분말, 주석 분말 또는 납분말의 전도성 입자 100중량부에 에폭시 수지 20~300중량부 혼합한 것을 사용할 수 있다.
또 다른 실시 예로 은분말, 금분말, 백금분말, 구리분말, 니켈분말, 납분말 또또는 이들의 혼합물 또는 이들의 합금 중에서 선택된 전도성 입자 100 중량부에 대하여, 폴리에스테르 바인더 10~40중량부, 스테아린산, 인산, 염산 등의 산 첨가물 1~10중량부, 실리콘계 레벨링제, 알코올계 레벨링제, 암모늄 및 무기충전제 중에서 선택된 첨가제 1~5 중량부 혼합하여 형성한 저온 솔더 페이스트를 사용할 수 있다.
또한 또 다른 실시예로 은분말, 금분말, 백금분말, 구리분말, 니켈분말, 납분말 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 합금 중에서 선택된 전도성 입자100중량부에 대하여, 무기산 1 내지 30 중량부, 카본블랙 0.01 내지 10 중량부, 바인더 0.1 내지 10 중량부, 열경화성 올리고머 1 내지 20 중량부, 열경화성 모노머 0.1 내지 10 중량부, 열경화 개시제 0.01 내지 10 중량부, 및 용매 0.5 내지 20 중량부를 포함하는 저온 솔더 페이스트를 사용할 수 있다.
상기 무기산은 인산, 불산, 및 염산으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된다.
상기 바인더는 셀룰로오스계 수지, 아크릴계수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성할 수 있다.
상기 열경화성 올리고머는 아크릴계올리고머와 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 우레탄아크릴레이트 올리고머 및 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머로 선택된 1 종 이상으로 구성할 수 있다.
상기 열경화성 모노머는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 트리시클로데칸디메타놀디메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 아크릴로일옥시에틸숙시네이트, 페녹시에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 하드록시프로필 아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 아릴메타아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 글리세롤 디메타아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트, 하이드록시 프로필 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트라아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에폭실레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 글리세린프로폭시레이티드 트리아크릴레이트 및 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 아크릴계 모노머인 것을 사용할 수 있다.
상기 열경화 개시제는 아조비스계 개시제, 벤조일퍼옥사이드 및 트리페닐 메틸 클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성할 수 있다.
상기 용매는 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 부틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜, 메틸에테르아세테이트, 부틸카비톨, 프필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르프로피오네이트, 에틸에테르프로피오네이트, 테르피네올, 텍사놀, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메틸아미노 포름알데히드, 메틸에틸케톤, 감마부티로락톤 및 에틸락테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 구성할 수 있다.
본 발명은 상기한 구성으로 이루어진 저온 솔더 페이스트를 사용할 수 있다.
본 발명은 상기한 단위 솔라셀을 기판에 실장되는 형태로 고정한 후 전극에 전도성 테이프를 접착하고 이를 기판의 단자에 접착하는 공정으로 전도성 테이프로 단위 솔라셀의 전극과 기판의 단자를 연결하는 공정을 수행한다.(2공정)
단위 솔라셀을 기판에 실장되는 형태로 고정하는 공정은 기판의 크기와 동일한 박스에 단위 솔라셀의 전극이 형성된 반대방향으로 임시 테이프 등으로 임시 고정하는 구성으로 수행할 수 있다.
이와 같은 공정 및 구조로 앞서 설명한 단위 솔라셀을 리본으로 납땜하는 공정에서 발생하는 공정상의 어려움 및 불량률의 증가를 현저히 방지하게 되는 효과가 창출되게 된다.
즉, 종래의 솔라셀 기판은 다양한 소재를 사용한 PCB(Printed Circuit Board)판을 사용한다.
그럼에도 불구하고 기존의 솔라셀 PCB판은 셀 지지용 기판 위에 (-)소자와 (+)소자가 앞뒤로 형성되어 있는 솔라셀을 일렬로 정렬한 후 솔라셀의 중앙의 (-)bus bar와 (+)bus bar를 리본이라고 통상적으로 불리우는 "연결소자"를 지그재그형식으로 연결하는 모양을 취한 후 솔더링(납땜)을 함으로써 솔라셀 모듈을 완성하였다.
그러나 소형 솔라셀 모듈에 있어서 이런 종래의 방식에 의하여 제조하게 되면, 단위 솔라셀의 조립 즉 기판 위에 정렬하는 것 자체도 어려운 공정일 뿐만 아니라 일단 정렬되어 고정된 단위 솔라셀을 연결소자로 연결하는 것 또한 힘든 공정에 해당하여 제작시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 불량률로 많이 상승하였던 것이다.
도 3은 상기한 기판(10)과 단위 솔라셀(20)이 전도성 테이프(50)로 서로 연결된 구조를 보여주고 있다.
또한 본 발명의 기술적 특징은 상기한 기판(10)이 단위 솔라셀을 직렬로 연결되는 구조의 인쇄회로(13)가 형성되어 있되, 기판에 단자구(11-1)가 형성되어 있는 형태로 된 단자구가 형성된 기판(10)으로 구성할 수 있는 점을 들 수 있다.
도 4에서 보는 것처럼 본 발명의 기판(10)에는 (+)단자구(11-1) 및 (-)단자구(12-1)가 형성되어 있다.
상기한 단자구(端子口)는 기판에 형성된 구멍 형태의 구조를 말하는 것으로서, 단자구에 전도체(51)를 녹여서 주입하고 응고시키게 되면 전류를 통할 수 있게 하는 기능을 갖게 되는 구조 또는 형상을 의미한다.
도 4에서 보는 것처럼 (+)단자구(11-1) 및 (-)단자구(12-1)가 형성된 기판(10)은 기판에 실장되는 단위 솔라셀이 단위 솔라셀(1), 단위 솔라셀(2), 단위 솔라셀(3)의 (+)전극과 (-)전극이 순서대로 형성되도록 실장되어 있다.
따라서 상기한 기판의 (+)단자구(11-1) 및 (-)단자구(12-1)에 전도체를 주입하여 응고시키는 경우 단위 솔라셀들의 (+)전극 및 (-)전극이 기판의 (+)단자구(11-1) 및 (-)단자구(12-1)에 연결되게 된다.
또한 도 2b와 동일하게 본 발명의 PCB 기판(10) 후면부(또는 기판의 내부)는 상기한 다수의 단위 솔라셀의 (+)전극 및 (-)전극이 기판의 (+)단자구 및 (-)단자구에 접촉되어 연결될 경우 직렬 회로가 형성되는 인쇄회로가 형성되어 있다.
도 4에서 보는 것처럼 본 발명의 기판(10)에 형성된 (+)단자구(11-1) 및 (-)단자구(12-1)는 기판의 면상(面上)에서 후면으로 관통되어 형성되는 것이 하기할 전도성 물질로 단위 솔라셀을 연결하는데 용이하다. 그러나 본 발명은 이러한 형태로 한정하는 것은 아니다.
상기한 전도체는 납땜, 은(銀)페이스트 등과 같이 녹여서 주입하고 응고시킬 수 있는 것을 의미하며 상기한 전도성 물질을 포함하는 개념이다.
이와 같이 상기한 전도체는 앞에서 설명한 저온 솔더 페이스트를 포함하는 개념이다.
도 4b에서 보는 것처럼 본 발명의 단자구(11-1)는 기판의 인쇄회로와 연결되어 있어서, 단자구에 전도체를 녹여서 주입하고 응고시키면 인쇄회로와 단자구가 연결되고, 전도체는 단위 솔라셀의 전극에 연결하게 되어 전류가 흐르게 되는 구조를 갖게 된다.
도 3b에서 보는 것처럼 기판(10)의 단자구(11-1, 12-1)에 전도체(51)가 주입되어 응고되어 다수의 단위 솔라셀(20)의 전극이 서로 연결되어 직렬구조를 보여주게 된다.
본 발명은 이와 같이 상기한 단위 솔라셀을 기판에 실장되는 형태로 고정한 후 기판의 (+)단자구 및 (-)단자구에 맞는 단위 솔라셀의 (+)전극과 (-)전극을 일치시켜서 놓은 후 상기한 단자구에 납땜 또는 은페이스트를 주입하여 응고시켜 단위 솔라셀의 전극과 기판의 단자를 연결하는 공정을 수행하게 할 수 있다.(2공정)
본 발명은 기판의 단자와 단위 솔라셀의 전극이 연결되어 기판 위에 단위 솔라셀이 실장된 것 위에 봉지재층(30)을 형성되어 있다.
즉, 본 발명은 기판의 단자와 단위 솔라셀의 전극이 연결되어 기판 위에 단위 솔라셀이 실장된 것 위에 봉지재층(30)을 형성하는 공정을 수행한다.(3공정)
상기한 봉지재층(30, encapsulant)은 고분자 화합물질로 적층하여 생성하게 한다.
상기한 고분자 화합물질은 EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer), PVA(폴리비닐알코올), 또는 POE(폴리 올레핀) 등을 사용할 수 있으며 고분자 화합물질 수지를 발라서 얇은 필름 형태로 형성할 수 있도록 한다.
본 발명의 기술적 특징은 상기한 봉지재층(30) 위에 보호필름층(40)이 형성되어 있는 점이다.
즉, 상기한 봉지재층(30) 위에 보호필름층(40)을 형성하는 공정을 수행한다.(4공정)
상기한 보호필름층(40)은 고분자 화합물질 필름을 이용하여 상기한 봉지재층 위에 적층하게 된다.
본 발명은 보호필름층은 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드 등의 열가소성 고분자 화합물질(플라스틱)을 사용할 수 있다.
더욱 바람직하게는 본 발명은 보호필름층은 PC(폴리카보네이트) 필름으로 하는 것이 강도와 내구성에서 좋은 효과를 나타낸다.
상기한 보호필름층을 적층한 후 진공, 가압, 가열하는 공정으로서 소형 태양전지 모듈(100)을 제조하게 된다.
종래의 소형 태양전지 모듈을 연결하는 방법(직렬 또는 병렬로 연결)으로 리본케이블이나 피복케이블을 사용하는 경우 연결되는 부분이 접혀서 꺽이는 기능을 갖게 되는 경우 그 연결되는 부분에 있어서 자주 끊어지는 현상이 있고 산화와 부식이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결한 것으로 소형 태양전지 모듈을 연결하는 구성을 다르게 한 점을 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 다수의 소형 태양전지 모듈(100), 상기한 소형 태양전지 모듈이 FPCB(FLEXIBLE PRINTED CIRCUITS BOARD)커넥터로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다수의 소형 태양전지 모듈(100)이 서로 연결되는 부분에서 접철되는 구조로 이루어져 있어 소형 태양전지 모듈이 접혔다 펴졌다 하는 기능을 가진 것을 특징으로 한다.
도 6에서 보는 것처럼 본 발명은 상기한 케이스부 내에 둘 이상의 소형 태양전지 모듈이 연결되어 있는 경우 FPCB(FLEXIBLE PRINTED CIRCUITS BOARD) 커넥터(200)로 연결되어 있다.
본 발명의 상기한 FPCB 커넥터(200)는 도체부(210)와 피복부(220)를 포함하여 구성되어 있다.
상기한 도체부(210)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 합금 등과 같은 연성이 있으면서 전도성이 있는 물질로 이루어져 있다.
상기한 피복부(220)는 상기한 도체부를 감싸고 있으며 코팅형태로 피복되어 있는 구조를 가지고 있다.
상기한 피복부의 재질은 바람직하게는 내열성이 있는 재질로 하는 것이 좋으며 고분자 물질 수지를 이용하는 것이 좋다.
상기한 고분자 물질 수지로는 폴리이미드(polyimide) 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
폴리이미드 수지는 산 이미드 구조를 갖는 중합체의 총칭을 의미한다. 보통 방향족 이미드계를 지칭하지만 지방족의 말레이미드계 등을 포함하는 경우도 있다. 일반적으로 방향족 테트라카르복시산 무수물과 방향족 디아민에서 축합으로 만들어진다. 내열성이 매우 높은 특성을 갖고 있다.
도 7a에서 보는 것처럼 본 발명의 FPCB 커넥터(200)는 도체부의 양단에 단자결합부(211, 212)가 구성되어 있다.
여기서 단자결합부를 일측단자결합부(211) 및 타측단자결합부(212)로 칭하기로 한다.
상기한 단자결합부(211, 212)는 결합되는 소형 태양전지 모듈의 PCB판에 구성된 단자에 각각에 연결되는 기능을 수행하는 것을 의미한다.
도 7b는 FPCB 커넥터의 횡단면을 보여주는 것으로서 도체부의 양끝의 단자결합부(211, 212)는 피복부로부터 노출되어 구성되어 있으며, 이 노출된 부분이 소형 태양전지 모듈의 PCB판에 구성된 단자에 납땜, 솔더 크림 등으로 연결되게 된다.
도 7c는 FPCB 커넥터의 단자결합부가 망치형으로 넓게 형성된 망치형 단자결합부 FPCB 커넥터를 보여준다.
본 발명의 FPCB 커넥터는 길이 10~30mm, 폭이 5~15mm, 두께가 0.2~1mm 정도로 구성된 것을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 이와 같은 소형 태양전지 모듈이 FPCB 커넥터로 연결되어 있어, 소형 태양전지 모듈이 접철되는 구조로 되어 있어 지속적으로 접고 펴는 과정을 수행해도 종래의 기술의 문제점인 그 연결되는 부분에 있어서 자주 끊어지는 현상이 있었는데 이와 같은 문제점이 현저히 사라지는 효과가 나타난다.
또한 상기한 종래기술의 리본이나 케이블 등의 연결 방법은 표면에 노출되어 부식이나 산화가 일어나서 녹이 발생하며 이와 같은 산화와 부식이 발생하면 전류의 움직임이 저하되는 문제점이 있었는데 본 발명에 따른 FPCB를 이용한 다중의 소형 태양전지는 그와 같은 문제점이 현저히 사라지는 효과가 나타난다.
본 발명의 상기한 케이스부(400)는 상기한 소형 태양전지 모듈이 부착되어 실장되어 있다.
상기한 케이스부(내피 또는 외피)의 재질은 가죽, 인조가죽, 고분자 물질 수지 또는 섬유재질로 이루어진 것이 좋으며 바람직하게는 고분자 물질 수지인 PU(폴리우레탄) 원단을 사용하는 것이 좋다.
상기한 PU 원단은 하기할 열프레스 공정 작업에서 -40도씨에서 100도씨를 견더내는 특성이 좋아서 선호되고 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명은 상기한 케이스부는 소형 태양전지 모듈이 하나 또는 둘 이상이 실장될 수 있으며 바람직하게는 소형 태양전지 모듈이 둘 이상이 실장되는 구조가 좋다.
도 5에서 보는 것처럼 본 발명의 케이스부(400)는 소형 태양전지 모듈(100)이 2개 장착되어 있으며, 소형 태양전지 모듈이 부착된 부분이 서로 접혔다가 펴질 수 있는 기능을 수행하는 접철부(410)가 형성되어 있다.
따라서 접철부는 소형 태양전지 모듈과 소형 태양전지 모듈 사이 및 헤드부 사이에 형성될 수 있다.
상기한 케이스부는 소형 태양전지 모듈이 접촉하는 외피(401) 및 내피(402)의 구조로 이루어져 있다.
상기한 실시예는 소형 태양전지 모듈(100)이 2개 장착된 경우이지만 3개 이상 장착될 수 있음은 물론이다.
또한 본 발명의 케이스부(400)는 헤드부(420)가 형성되어 있고, 부착부(430)가 구성되어 있어 이에 대응되는 상대 부착부(431)가 상기한 소형 태양전지 모듈(100)의 외피(402)에 형성되어 있다.
도 5b에서 보는 것처럼 상기한 헤드부(420)는 태양전지 모듈이 부착된 케이스부가 접철부에 의하여 접혀지는 경우 부착부(430)와 상대부착부(431)가 서로 결합하게 되어 폴더처럼 태양전지 모듈을 접어서 보관하게 되는 효과가 나타난다.
본 발명의 상기한 부착부(430) 및 상대부착부(431)는 벨크로, 자석, 버튼 등과 같은 결합수단을 사용할 수 있다.
본 발명은 상기한 헤드부(420)에 행거부(440, hanger)가 구비되어 본 발명의 소형 태양전지 모듈 케이스를 야외용 텐트, 파라솔, 자동차 유리 등에 거치할 수 있는 기능을 수행하게 한다.
도 5b에서 보는 것처럼 상기한 행거부(440)는 구멍으로 형성되어 있는 것을 볼 수 있으나 기타 거치하는 기능을 수행하는 거치수단으로 구성할 수 있다.
본 발명은 상기한 케이스부(400) 또는 헤드부(420)에 소형 태양전지 모듈(100)들과 외부의 기기와 연결할 수 있는 연결 포트(Port)(300)가 구성되어 있는 점이 기술적 특징이다.
도 5에서 보는 것처럼 본 발명의 다중의 소형 태양전지 중 가운데의 소형 태양전지 모듈에 USB 포트, MicroUSB 포트 또는 케이블 포트가 형성되어 있어 핸드폰, PDP, PC 등과 같은 외부 기기에 연결하여 전원을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 상기한 구성으로 이루어진 소형 태양전지 모듈 케이스(1000)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 소형 태양전지 모듈 케이스를 제조하는 방법에 기술적 특징이 있다.
본 발명은 지갑처럼 가지고 다니면서 폴더파입 구조의 책과 같은 개념과 아웃도어에 어울리는 사용자 편의성을 고려하고 또한 디자인과 안정성 및 내구성을 고려하는 소형 태양전지 케이스를 제조하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기한 케이스부(400)의 원단인 내피(401)와 외피(402)를 준비하는 공정을 수행한다.(1공정)
앞서 설명한 바처럼 상기한 케이스부(400)의 재질은 가죽, 인조가죽, 고분자 물질 수지 또는 섬유재질로 이루어진 것이 좋으며 바람직하게는 고분자 물질 수지인 PU(폴리우레탄) 원단을 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 상기에서 준비한 케이스부의 내피와 외피를 서로 접촉 부착시켜 케이스부를 형성하는 공정을 수행한다.(2공정)
상기한 내피와 외피를 서로 접촉하여 부착시켜 케이스부를 형성하는 공정은 먼저 원단을 크기에 맞춰 재단하는 슬리팅 공정을 수행한 후 타발 공정을 통하여 수행하게 된다.
상기의 타발 공정은 가열 및 압착을 하는 프레스 타발 공정으로 하는 것을 좋으며 내피와 외피 사이에 접착제를 사용하여 프레스 타발 공정을 수행할 수 있다.
본 발명은 상기한 내피와 외피를 서로 접촉 부착하여 케이스부를 형성하는 공정에서 내피와 외피 사이에 전선 등을 내장시켜 소형 태양전지 모듈과 연결할 수 있도록 한다.
즉, 상기한 연결포트(300)와 소형 태양전지 모듈이 연결될 수 있도록 하는 전선 배선 공정을 수행하게 한다.
따라서 상기한 케이스부를 형성하는 공정에서 헤드부(420)의 부착부(430)에 삽입되는 자석 등과 같은 재료를 실장한 상태로 내피와 외피를 타발하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명은 상기한 공정에서 형성된 케이스부(400)에 앞에서 설명한 바와 같은 공정 및 구조로 형성된 소형 태양전지 모듈(100)을 하나 또는 둘 이상을 케이스부의 내피 부분에 안착시켜 가접하는 공정을 수행한다.(3공정)
상기한 소형 태양전지 모듈을 케이스부의 내피에 가접하는 공정은 가열 및 가압하는 열프레스 공정으로 수행하게 된다.
상기한 가접 공정은 40도씨 내지 50도씨의 온도로 약 3~7분 정도 가열하면서 가 프레스로 가압하는 공정으로 수행한다.
이와 같은 가접 공정은 상기한 소형 태양전지 모듈을 케이스부의 내피의 정확한 위치에 부착하도록 하는 기능을 수행한다.
상기한 소형 태양전지 모듈의 단자와 케이스부의 내피에 형성된 단자는 앞에서 설명한 접착테이프, 솔더크림, 저온 솔더 페이스트 등으로 부착하여 연결하도록 할 수 있다.
이와 같이 연결된 소형 태양전지 모듈의 단자와 케이스부의 내피에 형성된 단자는 가접 공정 및 하기의 본접 공정에서 완전하게 접착하여 연결되게 된다.
상기한 가접 공정에서 소형 태양전지 모듈과 케이스부의 내피 사이에 접착제를 사용하여 일시부착한 후 열프레스 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 사용되는 접착제는 통상의 천연 접착제 또는 고분자 물질 수지 접착제 등을 사용할 수 있다.
본 발명은 상기한 가접 공정으로 일시 부착한 소형 태양전지 모듈을 완전하게 결합시키는 본접 공정을 수행한다.(제4공정)
본접 공정은 역시 가열 가압하는 열프레스 공정으로 수행할 수 있으며, 이와 같은 열프레스 공정으로 소형 태양전지 모듈이 물리적 영향을 받지 않으면서 완전하게 케이스부의 내피에 부착하게 된다.
상기한 본접 공정은 100도씨 내지 120도씨에서 약 7~15분 정도로 가열하고 프레스로 가압하는 공정으로 수행하게 된다.
본 발명은 상기한 본접 공정 후에 케이스부의 외부를 타발하는 등의 마무리 하는 트리밍(trimming) 공정을 수행하여 소형 태양전지 케이스를 제조하게 된다.(5공정)
본 발명의 상기한 소형 태양전지 케이스 제조방법은 공정이 간단하면서도 소형 태양전지 모듈의 성능을 저해하지 않고 내구성이 있도록 하는 작용 효과가 나타난다.
본 발명은 소형 태양전지 모듈을 생산, 제조, 가공, 유통하는 산업에 매우 유용한 발명이다.
본 발명은 케이스 형태이며 폴더파입으로 소지가 편리한 소형 태양전지 모듈을 생산, 제조, 가공, 유통하는 산업에 매우 유용한 발명이다.
특히, 본 발명은 소형 태양전지 모듈을 불량률을 현저히 제거하고, 제작을 용이하게 하고자 하는 산업에 매우 유용한 발명이다.
단위 솔라셀(1), 단위 솔라셀(2), 단위 솔라셀(3),
기판(10), (+)단자(11) 및 (-)단자(12),
(+)단자구(11-1) 및 (-)단자구(12-1),
인쇄회로(13),
단위 솔라셀(20), 봉지재층(30), 보호필름층(40),
전도성 물질(50), 전도체(51)
소형 태양전지 모듈(100)
FPCB 커넥터(200), 일측단자결합부(211), 타측단자결합부(212)
리본케이블(200-1), 피복케이블(200-2)
연결 포트(Port)(300),
케이스부(400), 외피(401), 내피(402)
접철부(410), 헤드부(420), 부착부(430), 상대 부착부(431), 행거부(440)

Claims (3)

  1. 소형 태양전지 모듈(100), 상기 소형 태양전지 모듈을 하나 또는 둘 이상을 수용하는 케이스부(400)를 포함한 폴더파입 소형 태양전지 모듈 케이스(1000).
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 소형 태양전지 모듈(100)은 기판(10), 단위 솔라셀(20), 봉지재층(30), PC(폴리카보네이트)의 보호필름층(40)을 포함하여 이루어지되,
    상기 기판(10)은 인쇄회로가 형성되어 있되,
    둘 이상 다수의 단위 솔라셀이 직렬로 연결되는 구조의 인쇄회로가 형성된 PCB(인쇄회로기판)로 되어 있고,
    상기 기판과 단위 솔라셀은 전도성 물질(50) 또는 전도체(51)로 접착되어 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 폴더파입 소형 태양전지 모듈 케이스(1000).
  3. 케이스부(400)의 원단인 내피(401)와 외피(402)를 준비하는 공정(1공정),
    상기에서 준비한 케이스부의 내피와 외피를 서로 접촉 부착시켜 케이스부를 형성하는 공정(2공정),
    소형 태양전지 모듈(100)을 하나 또는 둘 이상을 케이스부의 내피 부분에 안착시켜 가접하는 공정(3공정),
    상기한 가접 공정으로 일시 부착한 소형 태양전지 모듈을 완전하게 결합시키는 본접 공정(제4공정)을 포함하는 폴더파입 소형 태양전지 케이스 제조 방법.

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