KR20160082422A - 유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기태양전지 모듈의 전극 연결을 용이하게 하고 봉지 모듈의 두께를 줄여 유연성을 높이는 유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 유기태양전지 봉지 모듈은 기재 상에 형성된 제1전극층과 광활성층과 제2전극층을 포함하는 모듈본체; 모듈본체의 일 말단에 형성된 제1전극층의 일부를 제1전극으로 노출되게 남겨두는 한편 모듈본체의 타 말단에 형성된 제2전극층의 일부를 제2전극으로 노출되게 남겨두고 모듈본체를 코팅하여 봉지하는 봉지코팅층을 포함하며, 모듈본체를 형성하는 단계와, 모듈본체의 일 말단에 형성된 제1전극층의 일부를 제1전극으로 노출되게 남겨두는 한편 모듈본체의 타 말단에 형성된 제2전극층의 일부를 제2전극으로 노출되게 남겨두고 모듈본체를 코팅하여 봉지코팅층을 형성하는 봉지 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 봉지된 유기태양전지 모듈의 전극 연결을 용이하게 하고, 봉지 모듈의 두께를 줄여 유연성을 높이고, 내구성을 높이며 불량률을 줄이고, 전원에 연결하는 배선단자를 용이하게 형성하고, 각종 전자기기의 밧테리를 용이하게 충전하며, USB로 충전가능한 각종 전자기기의 밧테리를 용이하게 충전하는 효과가 있다.

Description

유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법{Encapsulated organic photovoltaics module and Method for preparing the same}
본 발명은 유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 유기태양전지 모듈의 전극 연결을 용이하게 하고 봉지 모듈의 두께를 줄여 유연성을 높이는 유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 전세계적으로 화석연료의 소비가 급격히 늘어나면서 유가가 급격히 상승하고 있으며 지구 온난화 등의 환경문제로 청정 대체 에너지의 필요성이 높아지고 있다. 이에 세계 각국은 신재생 에너지원에 총력을 기울이고 있으며, 특히 최근에는 교토의정서 발효와 맞물려 친환경적인 무공해 에너지원 개발이 국가의 당면과제로 제기되고 있다.
무한한 에너지원인 태양광으로부터 전기를 생산하는 태양전지 기술은 다양한 신재생에너지 기술 중에서도 가장 관심을 받는 분야이다. 태양전지는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치이다. 최근 들어 정보 전자산업의 급속한 발전과 함께 차세대 전기전자 소자로서 다양한 유연성(flexible) 소자가 주목받고 있으며, 유기박막 태양전지(이하, "유기태양전지"라고 한다)는 이와 같은 소자의 유연성을 충족시키며, 무기계 태양전지에 비해 소재 비용의 대폭적인 절감이 가능한 장점 또한 갖는다. 또한 유기태양전지는 그 재료가 되는 유기물의 손쉬운 가공성으로 인하여 스핀 코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯, 미세접촉 프린팅법 등을 통하여 저가의 대면적 소자 제작이 가능한 장점을 갖는다.
한편, 유기태양전지에 사용되는 대부분의 유기물 박막은 공기 중의 수분이나 산소에 취약하여 수분이나 산소 침투 시 유기물 박막의 열화가 급속하게 일어나 광학적, 전기적, 기계적 특성의 변화가 일어난다. 또한 수분이나 산소가 전극층의 핀홀이나 표면결함을 통해 유기물 층으로 침투할 경우 부식이나 산화 반응이 금속전극과 유기물 박막 사이의 계면에서 일어나 전극 들뜸 현상과 접촉저항의 증가가 일어나 유기태양전지의 수명이 급속하게 감소하게 된다. 이러한 산소나 수분의 침투에 의한 유기태양전지의 열화를 막고 수명을 증가시키기 위해 단일층 혹은 다층 박막을 이용하여 유기태양전지를 보호하는 투명 박막봉지(Transparent thin film passivation) 공정은 고품위 플렉시블 유기 태양전지 제작을 위한 핵심 재료이며 기술이다
따라서, 유기태양전지의 제작시 각각 독립적으로 유기태양전지의 기능을 발휘할 수 있는 유기태양전지 모듈을 산소 및 수분을 포함하는 외부 환경으로부터 차단시킬 필요가 있으며, 일반적으로 일면에 광학 투명 접착제(Optical Clear Adhesive, OCA)가 부착된 투명 베리어(barrier) 필름을 이용하여 라미네이팅 공정을 거쳐 유기태양전지 모듈을 산소 및 수분으로부터 보호하게 된다.
도 1은 종래 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 단면 구성도이다. 도시한 바와 같이 종래 유기태양전지 봉지 모듈(10)은 유기태양전지 모듈(11)을 접착제(OCA)가 부착된 2장의 투명 베리어 필름(12, 13)으로 감싸서 라미네이팅한 구조이다.
그런데, 이와 같이 구성된 종래 유기태양전지 봉지 모듈은 접착제가 부착된 베리어 필름을 유기태양전지 모듈의 양측에서 배열하고 감싸서 라미네이팅에 의해 봉지한 것이므로 모듈의 두께가 두꺼워지기 때문에 유연성이 높지 않다는 문제가 있다. 또한, 베리어 필름의 부착시에 모듈의 크기가 대면적인 경우 부착하는 과정에서 기포나 파티클 등의 결함 발생율이 증가하여 불량률이 높아진다는 문제가 있다.
그리고, 종래 유기태양전지 봉지 모듈은 모듈간 전극 연결을 위하여 베리어 필름 위로 구멍을 뚫어 금속 단추 등을 결합하여야 하므로, 전극 연결의 과정에서 생긴 구멍으로 인하여 모듈에 수분이 침투하기 쉬우며, 이로 인하여 변색 및 성능 저하의 문제가 있다. 또한, 유기태양전지 모듈이 심하게 휘어지거나 부분적으로 힘을 받을 경우에 베리어 필름의 접착제가 국부적으로 떨어지거나 벌어질 가능성이 높아서 내구성이 부족하게 된다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2011-0137217호(공개일 : 2011.12.22.) 한국등록특허 제10-1234335호(공고일 : 2013.02.18.)
본 발명은 종래 유기태양전지 봉지 모듈의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 봉지된 유기태양전지 모듈의 전극 연결을 용이하게 하고, 봉지 모듈의 두께를 줄여 유연성을 높이고, 내구성을 높이며 불량률을 줄이는 유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전원에 연결하는 배선단자를 용이하게 형성하고, 각종 전자기기의 밧테리를 용이하게 충전하며, USB로 충전가능한 각종 전자기기의 밧테리를 용이하게 충전하는 유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 유기태양전지 봉지 모듈은 기재 상에 형성된 복수 줄의 제1전극층과, 제1전극층에서 광활성층을 사이에 두고 복수 줄로 형성된 제2전극층을 포함하는 모듈본체; 모듈본체의 일 말단에 형성된 제1전극층의 일부를 제1전극으로 노출되게 남겨두는 한편 모듈본체의 타 말단에 형성된 제2전극층의 일부를 제2전극으로 노출되게 남겨두고 모듈본체를 코팅하여 봉지하는 봉지코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
봉지코팅층은 모듈 본체의 일면 또는 양면에 코팅된다. 봉지코팅층은 투명한 절연성 재질로서, 실리콘계 물질, 부틸계 물질, 아크릴계 물질로 코팅되는 것이 바람직하다. 봉지코팅층은 산화티탄 입자를 포함할 수 있다.
노출된 제1전극과 제2전극은 배선단자에 전선으로 연결되고 전선과 배선단자는 봉지코팅층 또는 모듈 본체에 일체로 몰딩되는 단자몰딩부를 추가로 구비할 수 있다.
배선단자는 충전기의 전원에 연결되는 충전부의 배선단자일 수 있다. 배선단자는 USB에 연결되는 USB충전부의 배선단자일 수 있다.
모듈본체는 복수개의 단위모듈이 배열되고, 일 말단에 형성된 제1전극층과 타 말단에 형성된 제2전극층에는 복수개의 단위모듈을 전기적으로 연결하여 전선에 이어지게 하는 모듈연결부가 코팅될 수 있다.
본 발명에 의한 유기태양전지 봉지 모듈의 제조방법은 복수 줄의 제1전극층과 제1전극층에서 광활성층을 사이에 두고 복수 줄로 형성된 제2전극층을 포함하는 모듈본체를 형성하는 단계와, 모듈본체의 일 말단에 형성된 제1전극층의 일부를 제1전극으로 노출되게 남겨두는 한편 모듈본체의 타 말단에 형성된 제2전극층의 일부를 제2전극으로 노출되게 남겨두고 모듈본체를 코팅하여 봉지코팅층을 형성하는 봉지 단계를 포함한다.
봉지 단계 이후에는 노출된 제1전극과 제2전극을 배선단자에 전선으로 연결하고 전선과 배선단자를 봉지코팅층 또는 모듈 본체에 일체로 몰딩하는 단자몰딩부를 형성하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명에 의한 유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 봉지된 유기태양전지 모듈의 전극 연결을 용이하게 하고, 봉지 모듈의 두께를 줄여 유연성을 높이고, 내구성을 높이며 불량률을 줄이는 효과가 있다.
또한, 전원에 연결하는 배선단자를 용이하게 형성하고, 각종 전자기기의 밧테리를 용이하게 충전하며, USB로 충전가능한 각종 전자기기의 밧테리를 용이하게 충전하는 효과가 있다.
도 1은 종래 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 일부 평면도이다.
도 6은 도 5에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7에서 화살표 C-C선에 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 제1실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈(100)은 모듈본체(110)과 봉지코팅층(120)을 포함한다.
모듈본체(110)는 기재(111) 상에 복수 줄의 제1전극층(112)이 형성되고, 제1전극층(112) 상에 광활성층(114)이 도포되며, 광활성층(114) 상에 제1전극층(112)과 상반된 전극의 기능을 수행하는 별도의 전극인 제2전극층(113)이 복수 줄로 형성된 구조이다. 제1실시예에서는 모듈본체(110)는 하나의 단위모듈을 예로 나타낸 것이다.
제1전극층(112)과 광활성층(114) 사이, 및 광활성층(114)과 제2전극층(113) 사이에는 기능층(Hole transport layer)이 형성될 수 있으며, 기능층은 정공 수송층 또는 전자수송층이 될 수 있다. 정공수송층으로 이미 공지된 물질을 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, MTDATA, TDATA, NPB, PEDOT:PSS, TPD 또는 p-형 금속 산화물 등과 같은 재료를 사용하여 형성할 수 있다. p-형 금속 산화물은 일 예로, MoO3 또는 V2O5일 수 있다. 또한, 정공수송층으로 금속층의 자기조립 박막을 사용할 수 있다. Ni 같은 물질을 증착하여 열처리 하여 형성된 자기조립박막을 기능층으로 사용할 수 있다. 전자수송층(electron transfer layer, ETL)은 광활성층에서 생성된 전자가 인접한 전극으로 용이하게 전달되도록 한다. 전자수송층은 공지된 재료를 제한없이 사용할 수 있으며, 일예로서, 알루미늄 트리스(8-하이드록시퀴놀린)(aluminium tris( 8-hydroxyquinoline), Alq3), 리튬플로라이드(LiF), 리튬착체(8-hydroxy-quinolinato lithium, Liq), 비공액고분자, 비공액 고분자 전해질, 공액 고분자 전해질, 또는 n-형 금속 산화물 등과 같은 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 상기 n-형 금속 산화물은 일예로, TiOx, ZnO 또는 Cs2CO3 일 수 있다. 또한, 상기 전자수송층으로 금속층의 자기조립 박막을 사용할 수 있다.
하나의 제2전극층(113)은 이웃하는 제1전극층(112)과 전기적으로 연결된 구조를 이루게 되며, 이에 따라 하나의 단위모듈에 형성된 다수의 셀은 서로 전기적으로 직렬연결되는 구조를 취한다. 태양전지에서 광에너지가 전기적 에너지로 전화되기 위해서는 p-n접합이 요구된다. 유기태양전지의 경우 도너(donor)와 억셉터(acceptor)가 섞여서 p-n접합을 이루게 되며, p층과 n층은 명확히 구분되지 않는다.
기판(111)은 석영 또는 유리와 같은 무기 기재 필름을 사용할 수 있고, 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌설포네이트(PES), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르설폰(PES) 및 폴리에테르이미드(PEI) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 플라스틱 기재 필름을 사용할 수도 있다. 특히, 상기 플라스틱 기재 필름은 플렉서블(flexible)하면서도 높은 화학적 안정성, 기계적 강도 및 투명도를 가지는 것을 사용할 수 있다.
제1전극층(112)은 양극(anode)층을 이루고, ITO(INdium Tin Oxide), SnO2, IZO(In2O3-ZnO), AZO(aluminum doped ZnO), GZO(gallium doped ZnO), Graphene, CNT, Nanowire, Ag grid, Conducting polymer (PEDOT:PSS) 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 ITO(INdium Tin Oxide)로 코팅하면 좋다.
제2전극층(113)은 음극(cathode)층을 이루고, Au, Al, Ag, Ca, Mg, Ba, Mo, Al-Mg 또는 LiF-Al 층일 수 있고, 바람직하게는 Ag로 코팅하면 좋다.
광활성층(114)은 공지된 것을 제한없이 사용할 수 있다. 일예로, 광활성층(114)은 전자수용체와 전자공여체가 혼합되어 존재하는 BHJ(bulk hetero-junction)구조이다. 또한 bilayer 타입을 사용할 수 있다. 전자공여체는 반도체 고분자, 공액고분자, 저분자반도체 등의 공지된 물질을 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, PPV(poly(para-phenylene vinylene)계열의 물질, 폴리티오핀(polythiophene)유도체, 프탈로시아닌(pthalocyanine)계 물질 등을 사용할 수 있다. 전자수용체로는 공지된 물질을 제한없이 사용할 수 있으며, 일예로, 전자 친화도가 큰 플러렌(C60, C70, C76, C78, C82, C90, C94, C96, C720, C860 등); 1-(3-메톡시-카르보닐)프로필-1-페닐(6,6)C61(1-(3-methoxycarbonyl) propyl-1-phenyl(6,6)C61: PCBM), C71-PCBM, C84-PCBM, bis-PCBM, ThCBM 등과 같은 플러렌 유도체들을 사용할 수 있다.
봉지코팅층(120)은 모듈본체(110)의 일 말단에 형성된 제1전극층(112)의 일부를 제1전극(112a)으로 노출되게 남겨두는 한편 모듈본체(110)의 타 말단에 형성된 제2전극층(113)의 일부를 제2전극(113a)으로 노출되게 남겨두어 모듈본체(110)의 기재(111)의 일면(상측면)에 코팅 형성한 봉지층이다.
봉지코팅층(120)은 투명재질의 절연성 소재로서, 투명하고 산소나 수분을 차단하는 특성이 있고 유연성이 있으며 저온에서 경화가 가능한 물질 등이 사용되는 것이 바람직하며, 실리콘계 물질, 부틸계 물질, 아크릴계 물질 등이 사용된다. 실리콘계 물질은 소수성(hydrophobic)이고 유연하며 무독성이고, 별도의 용매를 필요로 하지 않아 유기막에 영향을 주지 않으며, 저온공정이 가능하기 때문에 특히 바람직하다. 봉지코팅층(120)은 산화티탄 입자를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈(100)은 복수 줄의 제1전극층(112)과 제1전극층(112)에서 광활성층(114)을 사이에 두고 복수 줄로 형성된 제2전극층(113)을 포함하는 모듈본체(110)를 형성하는 단계와, 모듈본체(110)의 일 말단에 형성된 제1전극층(112)의 일부를 제1전극(112a)으로 노출되게 남겨두는 한편 모듈본체(110)의 타 말단에 형성된 제2전극층(113)의 일부를 제2전극(113a)으로 노출되게 남겨두어 모듈본체(110)를 코팅하여 봉지코팅층(120)을 형성하는 봉지 단계로 제조된다.
봉지코팅층(120)은 롤투롤 방식의 슬롯 다이 코팅이나 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 그라이어 코팅 등 다양한 코팅법이 사용될 수 있다. 슬롯 다이 등의 비접촉식 코팅방법으로 코팅층의 두께, 코팅면적 등을 조절 가능하게 하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 단면도이다. 도시한 바와 같이 제2실시예의 유기태양전지 봉지 모듈(200)은 봉지코팅층(220)이 모듈본체(210)의 양면(상측면 및 하측면)에 코팅되어 봉지되는 2개의 코팅층(221, 222)로 되어 있다. 노출된 제1전극(212a) 및 제2전극(213a)은 상측의 코팅층(221)의 일부가 노출되어 형성된다. 모듈본체(210)의 기재(211)와 제1전극층(212)와 제2전극층(213)과 광활성층(214)의 구성은 제1실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 일부 평면도이고, 도 6은 도 5에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이 제3실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈(300)은 모듈본체(310)와 봉지코팅층(320)과 단자몰딩부(330)을 포함한다. 단자몰딩부(330)가 형성되는 부분에는 봉지코팅층(320)이 모듈본체(310)의 유기물층(제1전극층, 광활성층, 제2전극층)의 측면을 코팅하지 않아도 무방하다. 모듈본체(310)와 봉지코팅층(320)은 제1실시예와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
단자몰딩부(330)은 노출된 제1전극층 또는 제1전극(312, 312a)과 제2전극층 또는 제2전극(313, 313a)가 배선단자(332)에 전선(331a, 331b)으로 연결되고, 전선(331a, 331b)과 배선단자(332)는 봉지코팅층(320) 및/또는 모듈본체(310)에 일체로 몰딩되는 몰딩부(333)를 구비하는 구조이다.
즉, 단자몰딩부(330)는 모듈본체(310)의 일 말단에 형성된 제1전극층(312)과 모듈본체(310)의 타 말단에 형성된 제2전극층(313) 사이에 일체로 몰딩 처리되고 전원에 연결된다. 단자몰딩부(330)는 제1전극층 또는 제1전극(312, 312a)과 제2전극층 또는 제2전극(313, 313a)에 각각 연결되는 전선(331a, 331b)과, 각 전선(331a, 331b)의 단부에 일체로 형성되어 전원에 연결되는 배선단자(332)와, 모듈본체(310)의 단부와 전선(331a, 331b)과 배선단자(332)의 일부를 감싸서 모듈본체(310)에 일체로 몰딩되는 몰딩부(333)를 포함한다.
배선단자(332)는 충전기의 전원에 연결되는 충전부의 배선단자일 수도 있고, USB(Universal Serial Bus)에 연결되는 USB충전부의 배선단자일 수 있다. 따라서, 본 발명의 유기태양전지 봉지 모듈에서는 전극에 USB커넥터를 연결하여 일체화하므로 각종 전자기기의 충전에 사용될 수 있고, USB충전부(Female)를 형성하여 각종 USB로 충전가능한 전자기기에 사용이 가능하다.
몰딩부(333)는 절연성 소재이면 어떤 소재도 가능하며, 각종 플라스틱이나 플라스틱과 금속의 혼합소재가 사용될 수 있다. 바람직하게는 투명재질의 절연성 소재로서 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등을 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈을 나타내는 평면도이다. 도 8은 도 7에서 화살표 C-C선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 제4실시예에 의한 유기태양전지의 봉지 모듈은 모듈본체(410)와 봉지코팅층(420)과 단자몰딩부(430)를 포함한다. 모듈본체(410)는 3개의 단위모듈(M1, M2, M3)이 하나의 기판(411) 상에 일체로 배열되어 형성된 구조이다.
하나의 단위모듈에 대해 설명하면, 모듈본체(410)는 기판(411) 상에 여러 줄의 제1전극층(412)이 형성되고, 제1전극층(412) 상에 광활성층(414)이 도포되며, 이와 같이 준비된 광활성층(414) 상에 제1전극층(412)과 상반된 전극의 기능을 수행하는 별도의 전극인 제2전극층(413)이 형성된 구조이다. 복수개의 단위모듈(M1, M2, M3)이 배열된 구조에서는 일 말단에 형성된 제1전극층(412)과 타 말단에 형성된 제2전극층(413)에는 복수개의 단위모듈을 전기적으로 연결하여 전선에 이어지게 하는 모듈연결부(415)가 코팅된다. 모듈연결부(415)는 은 페이스트(Ag paste)를 이용하여 은(Ag) 전극으로 프린팅되어 형성된다.
모듈본체(410)와 봉지코팅층(420) 및 단자몰딩부(430)의 구성은 제1실시예와 제3실시예의 구성과 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 9은 본 발명의 제4실시예에 의한 유기태양전지 봉지 모듈의 제조방법을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 바와 같이 제4실시예에 유기태양전지 모듈의 제조는 모듈본체를 형성하는 단계(S110)와, 모듈연결부를 형성하는 단계(S120)와, 봉지 단계(S130)와, 단자몰딩부를 형성하는 단계(S140)로 이루어진다.
모듈본체(410)를 형성하는 단계(S110)는 롤에 의해 이송되는 투명 기판(411) 상에 복수 줄의 제1전극층(412)과 광활성층(414) 및 제2전극층(413)을 형성하는 단계이다. 모듈연결부(415)를 형성하는 단계(S120)는 단위모듈의 일 말단에 형성된 제1전극층(412)와 타 말단에 형성된 제2전극층(413)에 은(Ag) 페이스트를 코팅하는 단계로서, 복수개의 단위모듈을 전기적으로 연결하는 단계이다.
모듈본체(410)를 형성하는 단계(S110)와 모듈연결부(415)를 형성하는 단계(S120)는 롤투롤 방식의 슬롯 다이 코팅법이 사용되지만 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 그라이어 코팅 등 다양한 코팅법이 사용될 수 있다. 모듈본체(410)을 형성하는 단계(S110)는 모듈연결부(415)를 형성하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
봉지 단계(S130)는 모듈본체(410)의 일 말단에 형성된 제1전극층(412) 또는 모듈연결부(415)의 일부를 제1전극으로 노출되게 남겨두는 한편 모듈본체(410)의 타 말단에 형성된 제2전극층(413) 또는 모듈연결부(415)의 일부를 제2전극으로 노출되게 남겨두어 모듈본체(410)를 코팅하여 봉지코팅층(420)을 형성하는 단계이다. 봉지 단계(S130)는 실리콘계 물질, 부틸계 물질, 아크릴계 물질 등으로 슬롯 다이등의 비접촉식 코팅방법으로 코팅한다.
단자물딩부(430)를 형성하는 단계(S140)는 노출된 제1전극과 제2전극을 배선단자(432)에 전선(431a, 431b)으로 연결하고 전선(431a, 431b)과 배선단자(432)를 봉지코팅층(420) 및/또는 모듈본체(410)에 절연성 플라스틱으로 일체로 몰딩하는 몰딩부(433)를 형성하는 단계로서, 봉지 단계(S130) 이후의 공정이다.
본 발명에 의한 유기태양전지 봉지 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 유기태양전지 모듈의 전극부분을 남겨두고, 그 나머지 부분에만 모듈의 일면 또는 양면에 배리어 코팅을 함으로써, 전극이 오픈되어 있어 전극을 형성하기 위해 별도로 구멍을 뚫을 필요없으며, 금속단추 체결로 인한 산소/수분 침투 방지, 공정단축, 불량률 감소 등의 효과가 있다. 또한 모듈본체 또는 모듈본체의 기재 일면 또는 양면에 코팅층을 형성할 수 있고 코팅이기 때문에 봉지층의 두께가 얇으므로, 유연성 향상, 대면적 코팅 시에도 기포나 파티클로 인한 결함발생률 낮다는 효과가 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 모듈본체 111 : 기재
112 : 제1전극층 113 : 제2전극층
114 : 광활성층 120 : 봉지코팅층
330 : 단자몰딩부 331a, 332b : 전선
332 : 배선단자 333 : 몰딩부
415 : 모듈연결부
M1, M2, M3 : 단위모듈

Claims (10)

  1. 기재 상에 형성된 복수 줄의 제1전극층과, 상기 제1전극층에서 광활성층을 사이에 두고 복수 줄로 형성된 제2전극층을 포함하는 모듈본체;
    상기 모듈본체의 일 말단에 형성된 제1전극층의 일부를 제1전극으로 노출되게 남겨두는 한편 상기 모듈본체의 타 말단에 형성된 제2전극층의 일부를 제2전극으로 노출되게 남겨두고 상기 모듈본체를 코팅하여 봉지하는 봉지코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 봉지코팅층은 모듈 본체의 일면 또는 양면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 봉지코팅층은 투명한 절연성 재질로서, 실리콘계 물질이나, 부틸계 물질이나, 아크릴계 물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 봉지코팅층은 산화티탄 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 노출된 제1전극과 제2전극은 배선단자에 전선으로 연결되고 상기 전선과 상기 배선단자는 상기 봉지코팅층 또는 상기 모듈본체에 일체로 몰딩되는 단자몰딩부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 배선단자는 충전기의 전원에 연결되는 충전부의 배선단자인 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 배선단자는 USB에 연결되는 USB충전부의 배선단자인 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈본체는 복수개의 단위모듈이 배열되고,
    일 말단에 형성된 제1전극층과 타 말단에 형성된 제2전극층에는 복수개의 단위모듈을 전기적으로 연결하여 전선에 이어지게 하는 모듈연결부가 코팅되는 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈.
  9. 복수 줄의 제1전극층과 제1전극층에서 광활성층을 사이에 두고 복수 줄로 형성된 제2전극층을 포함하는 모듈본체를 형성하는 단계와,
    상기 모듈본체의 일 말단에 형성된 제1전극층의 일부를 제1전극으로 노출되게 남겨두는 한편 상기 모듈본체의 타 말단에 형성된 제2전극층의 일부를 제2전극으로 노출되게 남겨두고 상기 모듈본체를 코팅하여 봉지코팅층을 형성하는 봉지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 봉지 단계 이후에는 노출된 제1전극과 제2전극을 배선단자에 전선으로 연결하고 상기 전선과 상기 배선단자를 상기 봉지코팅층 또는 상기 모듈본체에 일체로 몰딩하는 단자몰딩부를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지 봉지 모듈의 제조방법.
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