KR20160090355A - 광전지 모듈 - Google Patents

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샹 순
셩야 왕
쟌펑 지앙
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

광전지 모듈에 있어서, 순차적으로 적층 설치된 광투과 상부 커버판(11), 제1 폴리올레핀 패키징층(12), 전지셀 그룹층(13), 제2 폴리올레핀 패키징층(14)과 리어 패널(15)을 포함하고, 상기 광투과 상부 커버판(11)과 상기 리어 패널의 외부 에지는 제1 폴리올레핀 패키징층(12), 전지셀 그룹층(13), 제2 폴리올레핀 패키징층(14)의 외부 에지를 벗어나며, 상기 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널 사이에 단부 밀봉 블록이 더 설치되고, 상기 단부 밀봉 블록은 제1 폴리올레핀 패키징층(12), 전지셀 그룹층(13), 제2 폴리올레핀 패키징층(14)의 외주에 위치한다.

Description

광전지 모듈{PHOTOVOLTAIC CELL MODULE}
본 발명은 태양전지 분야에 관한 것이며, 특히 광전지 모듈에 관한 것이다.
기존의 이중유리 모듈은 강화유리를 리어 패널로 하며, 정면은 자외선 고투과성 EVA 또는 PVB를 이용하고, 배면층의 EVA는 백색의 EVA 또는 PVB를 이용한다. 이러한 모듈은 아래와 같이 몇 가지 측면의 단점이 존재한다.
첫째, 이중유리 모듈 배면이 비통기성, 비투수성의 유리를 이용하면 수증기가 모듈 내로 들어가는 것을 방지할 수 있으나, 두 유리의 에지 사이의 갭은 여전히 하나의 약한 부분이며, 수증기가 여전히 패키징 막을 투과하여 모듈 내부로 들어갈 수 있으며, 유리의 밀폐 작용으로 인해 확산되어 나가기 매우 어렵다. 자외선 작용하에서, EVA 패키징 막으로부터 분해되어 생성된 아세트산 소분자는 여전히 전지셀을 부식시켜 모듈 수명을 단축시킨다. 만약 PVB 패키징인 경우, PVB의 흡수성이 매우 높아 더 심각한 문제점이 초래된다.
둘째, 배면이 백색의 EVA 또는 PVB를 이용함에 따른 문제점은, 장기간 사용 후 백색 부분이 전지셀의 정면으로 확산되어 전지셀에 대해 차단층을 형성하며 핫 스팟을 야기하여 모듈 효율에 영향을 미치는 점이다.
셋째, 모듈의 에지에 림이 없으면 안전성 문제가 잠재한다. 그 이유는 강화유리의 가장 취약한 부분이 에지와 네 모서리이며, 만약 잘 보호하지 않으면 모듈이 매우 쉽게 깨지기 때문이다.
본 발명은 적어도 종래 기술에 존재하는 기술적 과제 중 하나를 해결하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명의 하나의 목적은 내후성이 좋고 수명이 길며 자외선 흡수율이 높은 광전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광전지 모듈은, 순차적으로 적층 설치된 광투과 상부 커버판, 제1 폴리올레핀 패키징층, 전지셀 그룹층, 제2 폴리올레핀 패키징층과 리어 패널(rear panel)을 포함하고, 상기 광투과 상부 커버판과 상기 리어 패널의 외부 에지는 제1 폴리올레핀 패키징층, 전지셀 그룹층, 제2 폴리올레핀 패키징층의 외부 에지를 초과하고, 상기 광투과 상부 커버판과 리어 패널 사이에 단부 밀봉 블록이 더 설치되고, 상기 단부 밀봉 블록은 제1 폴리올레핀 패키징층, 전지셀 그룹층, 제2 폴리올레핀 패키징층의 외주에 위치한다.
본 발명에 따른 광전지 모듈은, 제1 폴리올레핀 패키징층과 제2 폴리올레핀 패키징층을 이용하므로, 종래의 EVA 패키징 막에 비해 아래의 장점을 가진다. 즉, EVA 자외선 흡수제에 흡수된 자외선을 투과시켜 전기에너지로 변환하여 광전지 모듈의 출력을 증가시킬 수 있다. 또한, 제1 폴리올레핀 패키징층과 제2 폴리올레핀 패키징층이 자외선의 조사하에서도 매우 안정적이어서, 분해되어 아세트산 등의 소분자를 생성하여 전지셀을 부식시키지 않고 내후성이 더 좋다. 그리고, 단부 밀봉 블록을 설치함으로써, 종래의 광전지 모듈의 에지로부터 패키징 재료가 외부로 노출되는 단점을 보완하였으며, 상하층이 잘 밀봉된 광투과 상부 커버판과 리어 패널을 결합하여, 환경 속의 수증기, 부식성 기체가 모듈 내부로 들어가는 것을 매우 잘 차단하여 모듈의 감퇴를 완화시키고 모듈의 수명할 수 있다.
상기 광투과 상부 커버판과 상기 리어 패널은 모두 유리판인 것이 바람직하다. 이로써, 제1 폴리올레핀 패키징층과 제2 폴리올레핀 패키징층의 폴리올레핀 막은 통상의 모듈을 사용할 때 존재하는 폴리올레핀과 고분자 리어 패널의 접착력이 충분하지 않은 문제점과, 장시간 사용 후 쉽게 발생하는 층의 박리 등의 문제점을 해소할 뿐만 아니라, 폴리올레핀은 유리와 매우 우수한 접착력을 가질 수 있어 이중유리 모듈과 잘 결합할 수 있다.
본 발명의 부가적 측면과 장점은 이하 설명에서 일부 개시되고, 일부는 이하 설명으로부터 명료해지거나, 또는 본 발명의 실천을 통해 파악할 수 있다.
본 발명의 상기 및/또는 부가적 측면과 장점은 이하 첨부된 도면을 결합하여 진행한 실시예에 대한 설명으로부터 명료해지고 쉽게 이해할 수 있다. 그중,
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광전지 모듈의 단면도이고,
도 2는 도 1에 나타낸 광전지 모듈의 개략도이며,
도 3은 도 1에 나타낸 광전지 모듈 림의 단면 개략도이며,
도 4는 도 2의 림의 전개 개략도이며,
도 5는 도 1에 나타낸 광전지 모듈 중 리어 패널층의 광반사 원리도이며,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광전지 모듈 중 단자함의 개략도이며,
도 7a와 도 7b는 도 1에 나타낸 단자함의 평면도와 저면도이며,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광전지 모듈의 개략도이며,
도 9는 도 8에 나타낸 광전지 모듈의 부분 확대도이며, 그중 다이오드와 단자함을 조립한 것을 나타냈으며,
도 10은 도 9에 나타낸 광전지 모듈 중 플러스극과 마이너스극 단자함를 각각 인출한 개략도이며,
도 11은 도 10의 A방향 측면도이며,
도 12는 도 9에 나타낸 광전지 모듈의 리어 패널의 부분 개략도이며, 그중 수용홈을 나타냈다.
이하, 이하 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 상기 실시예의 예시는 첨부된 도면에 나타냈으며, 동일 또는 유사한 부호는 동일 또는 유사한 소자 또는 동일 또는 유사한 기능을 가진 소자를 일관되게 나타냈다. 이하, 첨부된 도면을 참고하여 설명한 실시예는 예시적인 것이며, 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정한 것으로 이해해서는 안된다.
본 발명에 대한 설명에서, 용어 "위", "아래", "앞", "뒤", "상부", "하부", "내", "외" 등이 나타내는 방위 또는 위치 관계는 도면을 토대로 나타낸 방위 또는 위치 관계이며, 본 발명을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐, 지칭되는 장치 또는 소자가 특정 방위를 가져야 하거나 또는 특정 방위로 구성되고 조작되어야 함을 가리키거나 또는 암시하지 않으므로, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 또한, 용어 "제1", "제2"는 단지 설명의 목적으로만 이용되며, 상대적인 중요성을 가리키거나 또는 암시하거나, 또는 지시되는 구성요소의 수량을 암묵적으로 가리키는 것으로 이해해서는 안된다. 따라서 "제1", "제2"로 한정된 구성요소는 하나 또는 그 이상의 당해 구성요소를 명시 또는 암묵적으로 포함할 수 있다. 본 발명에 대한 설명에서 특별한 설명이 없는 한 "복수"의 의미는 2개 또는 2개 이상을 가리킨다.
본 발명에 대한 설명에서, 별도로 명확하게 규정되고 한정되지 않은 한, 용어 "장착", "서로 연결", "연결"은 넓은 의미에서 이해해야 한다. 예를 들어 고정 연결일 수도 있고, 분리 가능한 연결일 수도 있으며 또는 일체로 연결된 것일 수도 있으며, 기계적 연결일 수도 있고, 전기적 연결일 수도 있으며, 직접적 연결일 수도 있고, 중간 매체를 통해 간접적으로 연결된 것일 수도 있으며, 두 소자 내부의 연통일 수도 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는, 구체적인 경우에 따라 상기 용어가 본 발명에서 가지는 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 12를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 광전지 모듈을 설명한다.
본 발명에 따른 광전지 모듈은 본체(1)와 단부 밀봉 블록(3)을 포함한다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 본체(1)는 순차적으로 적층 설치된 광투과 상부 커버판(11), 제1 폴리올레핀 패키징층(12), 전지셀 그룹층(13), 제2 폴리올레핀 패키징층(14) 및 리어 패널(15)을 포함하고, 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)의 외부 에지는 제1 폴리올레핀 패키징층(12), 전지셀 그룹층(13)과 제2 폴리올레핀 패키징층(14)의 외부 에지를 초과한다. 선택적으로, 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)은 모두 유리판이다. 예를 들어, 광투과 상부 커버판(11)은 일반형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리(Low iron ultra-white patterned tempered glass) 또는 도막형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리일 수 있으며, 리어 패널(15)은 일반형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리 또는 일반형 강화유리일 수 있다. 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)을 이용하여, 본체(1)의 강도를 향상하고, 본체(1)의 내하중 능력을 향상한다. 유리는 매우 강한 내후성, 내노화성, 절연성과 방화성을 가지고, 내마모성도 고분자 리어 패널보다 훨씬 높다. 따라서, 유리를 리어 패널로 이용하면 전지 모듈의 내노화성을 더 잘 강화시킬 수 있으며, 이에 따라 본 발명에 따른 광전지 모듈의 내압 성능과 방화성능도 향상된다.
단부 밀봉 블록(3)은 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15) 사이에 설치되고, 단부 밀봉 블록(3)은 제1 폴리올레핀 패키징층(12), 전지셀 그룹층(13), 제2 폴리올레핀 패키징층(14)의 외주에 위치한다. 구체적으로, 광전지 모듈은 광투과 상부 커버판(11), 제1 폴리올레핀 패키징층(12), 전지셀 그룹층(13), 제2 폴리올레핀 패키징층(14), 리어 패널(15) 및 단부 밀봉 블록(3)을 적층하여 제작한다.
본 발명에 따른 광전지 모듈은 제1 폴리올레핀 패키징층(12)과 제2 폴리올레핀 패키징층(14)을 이용하므로, 종래의 EVA 패키징 막에 비해 아래의 장점을 가진다. 즉, EVA 자외선 흡수제에 흡수된 자외선을 투과시켜 전기에너지로 변환하여 광전지 모듈의 출력을 증가시킬 수 있다. 또한, 제1 폴리올레핀 패키징층과 제2 폴리올레핀 패키징층은 자외선의 조사 속에서도 매우 안정적이어서, 분해되어 아세트산 등의 소분자를 생성하여 전지셀을 부식시키는 일이 없고 내후성이 더 좋다. 그리고, 단부 밀봉 블록을 설치함으로써, 종래의 광전지 모듈의 에지에서 패키징 재료가 외부로 노출되는 단점을 보완하였으며, 상하층이 잘 밀봉된 광투과 상부 커버판과 리어 패널을 결합하여, 환경 속의 수증기, 부식성 기체가 모듈 내부로 들어가는 것을 매우 잘 차단하여 모듈의 감퇴를 완화시키고 모듈의 수명할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 광반사 코팅층(2), 단자함(4)과 림(6)을 더 포함한다. 광반사 코팅층(2)은 리어 패널(15)의 전지셀 그룹층(13)을 향한 일측의 표면(예를 들어 도 1과 도 5에 나타낸 하표면)에 설치된다. 선택적으로, 광반사 코팅층(2)은 평판형 그리드 모양이며, 광투과 상부 커버판(11)은 간유리(ground glass)이다.
림(6)은 실런트에 의해 본체(1)의 외주변에 패키징되며, 선택적으로, 림은 실리콘겔, 부틸고무 또는 양면 접착 테이프에 의해 본체(1)의 외부 에지의 외부에 고정된다. 림(6)은 노치(60)를 구비하고, 단자함(4)은 노치(60) 위치에 설치되며, 단자함(4)은 본체(1) 및 림(6)과 함께 패키징 된다. 전지셀 그룹층(13)은 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)로부터 부스바(131)를 인출하며, 단자함(4)은 부스바(131)와 전기적으로 연결되어 전지셀의 에너지를 인출한다.
이로써, 광반사 코팅층을 설치함으로써, 전지셀의 갭을 투과한 광선을 반사하여 패키지 손실을 감소시킬 수 있고, 림을 설치함으로써, 전지 모듈의 에지 또는 네 모서리가 외력의 충격을 받을 경우, 본체(1)의 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)이 깨지는 것을 최대한 피하여 전지 모듈을 보호할 수 있고 운송에 유리하고 수명이 길다. 또한, 부스바(131)를 본체의 에지로부터 림(6)을 통해 효율적으로 인출할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 도 5에서 도시된 바와 같이, 광반사 코팅층(2)의 단면은 정각이 원호인 대체적인 삼각형 형상으로 형성되며, 광반사 코팅층(2)은 전지셀 그룹층(13) 중 서로 인접한 전지셀 사이의 갭, 및/또는 전지셀의 에지 위치에 대응하여 설치된다. 따라서, 도 5를 참고하면, 광투과 상부 커버판(11)으로부터 전지셀의 갭에 입사한 광선은 원호형으로 모따기된 삼각형 광반사 코팅층(2)에 의해 반사되며, 반사된 광선은 광투과 상부 커버판(11)으로 입사하여 계속 전지셀로 반사되어 이용된다. 이로써 광자의 이용률이 더 향상되고 전지 모듈의 출력 파워가 향상된다. 또한, 적층 공정에서, 원호형으로 모따기된 삼각형 광반사 코팅층(2)은 전지셀의 에지 및 패키징 막을 파괴하지 않으며, 전지 모듈에 매우 잘 결합될 수 있어, 전지 모듈의 안정성과 기계적 안정성이 증가하고 사용 수명이 연장된다.
전지셀 그룹층(13) 중 서로 인접한 전지셀 사이의 갭 및/또는 전지셀의 에지 위치에 대응하여 설치된 광반사층은 일체형 그리드판 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
선택적으로, 광반사 코팅층(2)의 단면이 형성한 삼각형의 정각의 라디안은 ∏/6-5∏/6이다. 나아가, 상기 삼각형의 정각의 라디안은 ∏/4-∏/2이다. 더 바람직하게는, 상기 삼각형의 정각의 라디안은 ∏/3이다. 선택적으로, 광반사 코팅층(2)의 단면이 형성한 삼각형의 밑각(α)의 각도는 15도 내지 85도이다. 나아가, 상기 삼각형의 밑각(α)의 각도는 30도 내지 70도이다. 더 바람직하게는, 상기 삼각형의 밑각(α)의 각도는 60도이다. 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상기 삼각형의 정각의 라디안과 밑각의 각도는 임의로 맞추어 사용할 수 있음을 이해할 수 있다.
일부 실시예에서, 광반사 코팅층(2)은 백색의 유기 고분자층으로, 플루오로카본수지층, 폴리디아릴이소프탈레이트층, 폴리비닐플루오라이드층, 폴리에틸렌층, 테프론층, 플루오로카본수지 변성 폴리머층, 폴리디아릴이소프탈레이트 변성 폴리머층, 폴리비닐플루오라이드 변성 폴리머층, 폴리에틸렌 변성 폴리머층, 테프론 변성 폴리머층과 실리카겔으로부터 이루어지는 군으로 부터 선택된 적어도 하나를 포함하지만 이에 한정되지 않으며 고반사성, 노화방지성이 우수한 등의 특징을 가진다. 광반사 코팅층(2)은 스프레이, 도포, 인쇄 등을 포함하지만 이에 한정되지 않은 가공 공정을 통해 투명층의 일면에 긴밀하게 부착된다.
도 2 및 도 8에서 도시된 바와 같이, 단자함(4)은 본체(1)의 외부 에지에 걸림결합되고, 접착제에 의해 림(6)과 밀봉 결합된다. 이로써, 단자함(3)이 전지 모듈의 에지에 장착되어, 모듈 배면에 홀 또는 홈을 뚫지 않기에, 리어 패널(15)의 완전한 구조를 유지하여 응력 집중 부위를 형성하지 않아 안전성이 더 높다. 그리고, 단자함(3)의 이러한 분포는 종래의 모듈에 비해 모듈 내부의 부스바와 외부 케이블의 길이를 단축할 수 있어 비용이 절감되고 저항이 감소되어 파워 출력이 증가된다. 선택적으로, 단자함(4)에 있어서 본체(1)를 향한 측에는 2개의 걸림결합 핀(미도시)이 설치되며, 2개의 걸림결합 핀은 각각 본체(1)의 외부 에지에 걸림결합된다. 나아가, 하나의 선택 가능한 예시에서, 단자함(4)은 본체(1)의 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)에 접착된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 도 2에서 도시된 바와 같이, 본체(1)는 직사각형이며, 단자함(4)은 3개로서 서로 이격되도록 본체(1)의 그 중의 하나의 단변에 설치되며, 서로 인접한 각 2개의 단자함(4) 사이는 패키징 연결부재(8)에 의해 서로 연결되고, 패키징 연결부재(8)는 노치(60)에 대응되는 위치의 본체(1)의 외부 에지를 패키징 한다. 이로써, 패키징 연결부재(8)와 림(6)은 함께 본체(1)의 에지를 보호한다. 이에 비해, 종래의 전지 모듈의 외측 가장자리는 통상 보호하지 않거나 또는 단지 접착 테이프만을 이용하여 보호하며, 이러한 구조의 모듈은 강화유리의 모서리가 힘을 받아 깨지기 용이하므로 안전성이 낮고 운송과 장착시 리스크가 크다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 광전지 모듈은 U형의 강성 림과 패키징 연결부재(8)를 이용하여 보호한 후, 전지 모듈의 에지와 네 모서리의 충격 방지 능력이 크게 향상되고, 나아가 전지 모듈의 밀봉 효과가 더 향상된다.
본 실시예에서, 림(6)과 패키징 연결부재(8)는 각각 다양한 재료로 제작될 수 있다. 그중 하나의 선택 가능한 예시에서, 림(6)은 알루미늄재 부재이고, 패키징 연결부재(8)는 절연부재이며, 이때 림(6)은 하나의 접지홀(64)을 구비해야 한다. 다른 선택 가능한 예시에서, 림(6)과 패키징 연결부재(8)는 모두 알루미늄재 부재이며, 서로 인접한 각 2개의 단자함(4) 사이의 패키징 연결부재(8)에는 각각 하나의 접지홀(64)이 설치될 수 있다. 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 림(6)과 패키징 연결부재(8)는 모두 절연부재일 수 있으며, 이때 림(6)과 패키징 연결부재(8)는 모두 접지홀(64)을 설치할 필요가 없다.
이하, 본 실시예의 단자함(4)의 구성을 구체적으로 설명한다. 단자함(4)은 케이스체(41a), 적어도 2개의 격판(42a), 도전 블록(43a), 다이오드(44a)와 커넥터 부재(45a)를 포함한다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 케이스체(41a) 내부는 챔버(410)를 구비하고, 챔버(410)의 측벽은 복수의 와이어 관통홀(411)을 구비하며, 광전지 모듈의 전지셀로부터 인출된 부스바(131)는 와이어 관통홀(411)를 관통하여 챔버(410) 내로 들어가기에 적합하다(도 6 및 도 7b에서 도시된 바와 같음). 적어도 2개의 격판(42a)은 챔버(410) 내에 설치되어 챔버(410)를 적어도 3개의 서브 챔버로 분할하며, 격판(42a)은 예를 들어 플라스틱 부재일 수 있다. 와이어 관통홀(411)은 적어도 3개의 서브 챔버 중 최외단의 2개의 서브 챔버의 측벽에 설치된다. 선택적으로, 와이어 관통홀(411)은 도 7b에서 도시된 바와 같이 직사각형 홀이다.
도전 블록(43a)은 챔버(410) 내에 설치되며 적어도 3개의 서브 챔버를 관통하여, 도전 블록(43a)의 길이가 연장된다. 부스바(131)는 도전 블록(43a)과 용접 방식으로 연결되어 전지셀의 에너지를 인출하는 데 적합하다. 다이오드(44a)는 적어도 3개의 서브 챔버 중의 중간 서브 챔버 내에 설치되어, 핫 스팟 효과 발생시 전지셀이 타는 것을 방지하고, 광 조사가 없는 경우 전류가 역류하는 것을 방지한다. 다이오드(44a)는 도전 블록(43a)에 전기적으로 연결되며, 다이오드(44a)가 도전 블록(43a)에 용접 방식으로 연결되는 것이 바람직하다. 커넥터 부재(45a)는 케이스체(41a)의 외부에 위치하고 케이블(46a)을 통하여 도전 블록(43a)에 연결된다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따른 단자함(4)이 격판(42a)에 의해 챔버(410)를 복수의 서브 챔버로 분할하고, 다이오드(44a)가 중간 서브 챔버 내에 설치되어, 부스바(131)를 용접 방식으로 연결할 때, 다이오드(44a)의 용접 방식으로 연결된 부위가 용융되지 않으므로, 다이오드의 디솔더링을 방지한다. 그리고, 다이오드(44a)가 고장나거나 또는 단자함(4)이 고장난 경우, 부스바(131)를 디솔더링(Desoldering) 하거나, 또는 부스바(131)를 와이어 관통홀(411)로부터 추출하면 단자함을 분리할 수 있어, 조작이 간편하고 시간이 절감되며, 발전소를 유지하고 보호하는 것에 편리하고 모듈 수명이 연장된다. 더 선택적으로, 본 실시예에 따른 이중유리 광전지 모듈은 패치형 박편 다이오드(9)를 더 포함할 수 있으며, 박편 다이오드(9)는 부스바(131)에 용접 방식으로 연결되고 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15) 사이에 적층된다. 이로써 핫 스팟 효과 발생시 전지셀이 타는 것을 방지하고, 광 조사가 없는 경우 전류가 역류하는 것을 방지한다.
본 발명의 하나의 바람직한 예시에 따르면, 격판(42a)의 수량은 2개이며, 2개의 격판(42a)은 챔버(410)를 3개의 서브 챔버, 즉 제1 서브 챔버(401a), 제2 서브 챔버(402a)와 제3 서브 챔버(403a)로 분할한다. 그중 다이오드(44a)는 도 6에서 도시된 바와 같이 맨 중간의 서브 챔버(402a) 내에 설치된다. 다이오드(44a)가 위치한 서브 챔버 즉 제2 서브 챔버(402a) 내부는 푸어링 실런트(pouring sealant)에 의해 밀봉된다. 이로써, 다이오드(44a) 주변에 열전도성이 양호한 푸어링 실런트가 있어, 다이오드의 온도를 제때에 낮추어 다이오드를 보호할 수 있다. 선택적으로, 제1 서브 챔버(401a)와 제3 서브 챔버(403a) 내부는 빈 공간을 유지할 수 있으며, 푸어링 실런트를 부어 넣을 수도 있다.
선택적으로, 케이스체(41a)는 서로 스냅 피팅(snap fitting)되는 박스 베이스와 박스 덮개(미도시)를 포함하며, 박스 덮개와 박스 베이스 사이는 부틸고무에 의해 밀봉되어 단자함의 방수성을 확보한다.
이하, 도 6을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 단자함의 장착 과정을 구체적으로 설명하되, 부스바(131)와 도전 블록(43a)이 용접 방식으로 연결되는 것을 예로 들어 설명한다.
도 6에서 도시되는 바와 같이, 광전지 모듈의 전지셀로부터 인출된 부스바(131)는 와이어 관통홀(411)을 관통하여 제1 서브 챔버(401a)와 제3 서브 챔버(403a) 내부로 넣어진다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 제1 서브 챔버(401a)와 제3 서브 챔버(403a) 내부에 미리 마련된 땜납은 가열시 부스바(131)를 도전 블록(43a)에 용접 방식으로 연결한다. 마지막으로 푸어링 실런트를 다이오드(44a)가 위치한 제2 서브 챔버(402a) 내에 주입함으로써 단자함의 장착을 완료한다.
본 발명의 실시예에 따른 단자함은 기존의 단자함을 교체하기 어렵고 부스바를 용접 방식으로 연결 시 다이오드를 용접한 것이 떨어지는 문제점을 해결하였으며, 사용 수명이 연장되어 40년이라는 매우 긴 기간의 품질 확보가 가능하다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광전지 모듈은 패치형 박편 다이오드(9)를 포함하고, 박편 다이오드(9)는 부스바(131)에 용접 방식으로 연결되어 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15) 사이에 적층된다. 이로써 핫 스팟 효과 발생시 전지셀이 타는 것을 방지하고, 광 조사가 없는 경우 전류가 역류하는 것을 방지한다. 이때, 단자함(4)은 2개로서 각각 L자형으로 형성되며, 단자함(4)은 본체(1)의 서로 인접한 두 모서리에 설치되고, 부스바(131)는 단자함(4) 내부로 넣어져 전지셀의 에너지를 인출한다. 구체적으로, 도 8 내지 도 10에서 도시된 바와 같이, 전지셀 그룹층의 전지셀 매트릭스를 배치할 때, 박편 다이오드(9)를 바로 부스바(131)에 용접 방식으로 연결하고, 부스바(131)를 양단으로부터 인출하여 본체(1)의 두 모서리 위치의 플러스극, 마이너스극 단자함에 용접 방식으로 연결한다. 선택적으로, 박편 다이오드(9)의 변의 길이는 8~12mm이다.
선택적으로, 단자함(4)의 재료는 세라믹일 수 있으며, 이로써 내환경 능력을 향상할 수 있다. 물론, 단자함(4)의 재료는 플라스틱일 수도 있다.
하나의 선택 가능한 예시에서, 다이오드(9)의 두께(H)는 0.8mm 미만이며, 그렇지 않으면 다이오드 상측과 하측에 위치한 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)을 떠받들게 된다. 또한 본 발명의 다른 하나의 선택 가능한 예시에서, 다이오드(9)의 두께(H)는 0.8~2mm이며, 이때 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)의 서로 대향하는 측면 중 적어도 하나에 수용홈(16)이 형성되며, 수용홈(16)의 전체 깊이는 h=H-0.8mm이다. 다시 말해, 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15) 중 하나에 수용홈(16)이 설치되는 경우, 상기 수용홈의 깊이는 h=H-0.8mm이다. 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)이 모두 서로 대응되는 수용홈(16)을 구비하는 경우, 두 수용홈의 전체 깊이는 h=H-0.8mm이다. 선택적으로, 도 6에서 도시되는 바와 같이, 수용홈(16)은 리어 패널(15)에 형성된다.
바람직하게는, 수용홈(16)은 정방형 홈이며, 수용홈(16)의 변의 길이는 다이오드(9)의 변의 길이보다 0.2mm 길다. 이로써, 다이오드(9)는 대체적으로그 상측과 하측에 위치한 광투과 상부 커버판(11) 및 리어 패널(15)과 근거리 접촉함으로써, 다이오드(9)에서 발생된 열량을 매우 신속하게 외부로 전도할 수 있다.
구체적으로, 단자함(4)은 케이스체(41b), 도전 시트(42b)와 커넥터 부재(43b)를 포함하며, 케이스체(41b) 내부에는 챔버(410b)가 구비되고, 챔버(410b)의 측벽에는 와이어 관통홀(411b)이 구비된다(도 5에서 도시된 바와 같음). 선택적으로, 와이어 관통홀(11)은 직사각형 홀이다. 도전 시트(42b)는 챔버(410b) 내에 설치되고, 그중 부스바(131)는 와이어 관통홀(411b)을 관통하여 챔버(410b) 내로 넣어져 도전 시트(42b)에 연결된다. 커넥터 부재(43b)는 케이스체(41b) 외부에 위치하고 케이블(44b)에 의해 도전 블록에 연결된다. 선택적으로, 부스바(131)와 도전 시트(42b)는 용접 방식으로 연결 또는 걸림결합에 의해 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광전지 모듈은 기존의 단자함을 교체하기 어렵고 부스바를 용접 방식으로 연결 시 다이오드를 용접한 것이 쉽게 떨어지는 문제점을 해결하고 사용 수명을 연장한다. 또한, 단자함은 장착이 간단하고, 필요한 케이블과 부스바의 수량이 적고, 저항이 감소되고 파워 출력을 증가시킨다.
본 발명의 일부 실시예에 따른 광전지 모듈에서, 단부 밀봉 블록(3)은 부틸고무 부재 또는 폴리이소부틸렌고무 부재, 또는 수증기 투과율이 0.01g/m2/일보다 작은 접착부재이며, 이로써 종래의 광전지 모듈의 에지에서 패키징 재료가 외부로 노출되는 단점을 보완하였으며, 상하층이 잘 밀봉된 광투과 상부 커버판(11)과 리어 패널(15)을 결합하여, 환경 속의 수증기, 부식성 기체가 모듈 내부로 들어가는 것을 매우 잘 차단하여 모듈의 감퇴를 완화시키고 모듈의 수명할 수 있다. 이로써, 본 발명에 따른 이중유리 전지 모듈로 하여금 내후성이 좋고, 구조적 강도가 높고, 수명이 길고, 자외선 흡수율이 높아지도록 한다.
추가적인 실시예에서, 본 발명에 따른 광전지 모듈은 복수의 고정장치(5)를 더 포함할 수 있다. 복수의 고정장치(5)는 리어 패널(15)의 전지셀 그룹층(13)으로부터 멀리 떨어진 측의 표면에 설치되며, 고정장치(5)에 의해 전지 모듈 전체를 어느 위치에 장착한다. 구체적으로, 도 2와 같이, 전지 모듈의 배면은 고강도 접착제를 이용하여 4개의 고정장치(5)를 접착하며, 이로써 고정장치(5)를 볼트에 의해 전지 모듈 고정용 지지대(미도시)에 고정할 수 있다. 이러한 방식의 장착은 전지 모듈이 더 균일하게 힘을 받도록 하여, 모듈의 내하중 능력을 증가시키고 더 안전하고 신뢰성 있도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고정장치(5)에는 이중유리 전지 모듈을 외부 캐리어에 고정하기 위한 위치결정부재가 설치된다. 선택적으로, 고정장치(5)는 4개로, 리어 패널(15)의 표면, 즉 전지 모듈의 전체 배면에 고르게 분포된다. 이로써, 전지 모듈 전체를 특정의 장착 표면 또는 장착 지지대(미도시)에 편리하게 장착할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 광전지 모듈의 림을 상세히 설명하도록 하되, 단자함이 본체의 단변에 설치되고 3개인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 림(6)은 실리카겔, 부틸고무 또는 양면 접착 테이프에 의해 본체(1)의 외부 에지의 외부에 고정될 수 있다. 림(6)은 프레임 구조로 형성되며, 림(6)의 횡단면은 U형 홈을 가지며, U형 홈의 홈 입구의 폭은 본체(1)의 외부 에지를 덮어 씌우도록 본체(1)의 두께보다 크다.
선택적으로, 림(6)의 두께는 1~2mm, 즉 림(6)의 U형 홈의 각 변의 두께는 1~2mm이다. 일부 실시예에서, 림(6)의 외면에는 도 3에서 도시된 바와 같이 돌출 바(62)가 형성된다. 선택적으로, 돌출 바(62)는 림(6)의 길이방향으로 연장된다. 나아가, 돌출 바(62)는 림(6)의 길이방향을 따라 직선 또는 곡선으로 연장되며, 예를 들어 나선으로 연장될 수도 있다. 돌출 바를 설치하는 것을 통하여, 림(6)의 전체 강도를 증가시키고, 림(6)의 외관이 더 예뻐지도록 할 수 있다.
림(6)은 하나의 패키징 바를 밴딩하여(bending) 형성한 일체형 림(6)이다. 구체적으로, 상기 패키징 바는 연속된 도체이며, 그중 패키징 바는 적어도 2개의 소정의 밴딩 위치를 가지며, 각각의 소정의 밴딩 위치에는 90도의 V형 홈(63)이 형성되고, 패키징 바에는 접지홀(64)이 설치된다. 하나의 연속된 림 도체를 이용하는 원인은, 림 도체의 각 구간의 변이 연속되지 않으면, 전지 모듈을 장착시 각 구간의 변을 모두 접지해야 하므로 비용이 증가하고 장착이 어려워지기 때문이다. 접지홀(64)의 직경은 2-4mm인 것이 바람직하다. 그리고, 패키징 바를 소정의 직각 위치에서 90도의 V형 홈(63)이 3개 형성되도록 함으로써, 장착시 바로 밴딩하여 성형하며, 이로써 밴딩된 90도의 V형 홈(63)이 마침 림의 모서리를 형성하도록 한다.
림(6)과 연결부재(4)가 모두 절연성 고분자 재료 부재인 경우, 림(6)에는 접지홀(64)과 복수의 V형 홈(63)을 형성할 필요가 없이, 필요한 사이즈의 세그먼트를 바로 절단하여 장착한다. 즉 림(6)과 연결부재(4)를 순차적으로 연결한다.
또한, 일부 실시예에서, 제1 폴리올레핀 패키징층(12)과 제2 폴리올레핀 패키징층(14)은 투명 실리카겔 접착제층 또는 폴리올레핀층일 수 있다. 이로써, 종래의 EVA 패키징 막에 비해 아래의 장점을 가진다. 즉, EVA 자외선 흡수제에 흡수된 자외선을 투과시켜 전기에너지로 변환하여 광전지 모듈의 출력을 증가시킬 수 있다. 또한, 투명 실리카겔 접착제층 또는 폴리올레핀층이 자외선의 조사하에서도 매우 안정적이어서, 분해되어 아세트산 등의 소분자를 생성하여 전지셀을 부식시키지 않고 내후성이 더 좋다. 구체적으로, 투명 실리카겔 접착제는 필름형 구성이고, 열가소성이며, 상온에서 고체상태이고 온도가 높아지면 점차 연화된다. 투명 액체 실리카겔 접착제는 이성분계 실리카겔 접착제이고 상온에서 액체상태이며, 두 성분을 1:1로 균일하게 혼합한 후 50~130℃에서 적층하면 열경화성 투명 실리카겔로 경화되며, 적층 온도가 낮아 에너지를 절약하며, 라미네이팅기의 수명을 연장하는 데 유리하다. 이중유리 모듈의 리어 패널과 프론트 패널(front panel)은 모두 강성 유리로서, 고분자 재료의 통상의 리어 패널보다 코팅 및 적층이 더욱 편리하다. 제1 폴리올레핀 패키징층(12)과 제2 폴리올레핀 패키징층(14)이 폴리올레핀층인 경우, 열경화성 폴리올레핀 또는 열가소성 폴리올레핀이다. 실제 사용시 모듈 온도는 80~100℃에 도달할 수 있다. 이때, 열가소성 필름은 연화되어 일정한 유동성을 가지나, 열경화성 필름은 이러한 문제점이 존재하지 않으며, 모듈의 내열 성능이 더 높다.
본 발명에 따른 광전지 모듈은 내후성이 좋고, 구조적 강도가 높고, 수명이 길고, 자외선 흡수율이 높다.
본 명세서의 설명에서, 참고 용어 "일실시예", "일부 실시예", "예시적 실시예", "예시", "구체적인 예시", 또는 "일부 예시" 등 설명은 당해 실시예 또는 예시와 함께 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 모두 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상기 용어에 대한 예시적 표현은 동일한 실시예 또는 예시를 반드시 가리키는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점은 임의의 하나 또는 다수의 실시예 또는 예시에서 적절한 형태로 결합될 수 있다.
비록 본 발명의 실시예를 나타내고 설명하였으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 원리와 취지를 벗어나지 않으면서 이들 실시예에 대해 다양한 변화, 수식, 교체 및 변형을 진행할 수 있음을 이해할 수 있으며, 본 발명의 범위는 청구항 및 그 균등물에 의해 한정된다.
1: 본체,
11: 광투과 상부 커버판,
12: 제1 폴리올레핀 패키징층,
13: 전지셀 그룹층,
131: 부스바(bus bar),
14: 제2 폴리올레핀 패키징층,
15: 리어 패널,
16: 수용홈,
2: 광반사 코팅층,
3: 단부 밀봉 블록,
4: 단자함,
제1 실시예：
41a: 케이스체,
40a: 챔버,
401a, 402a,403a: 서브 챔버,
411a: 와이어 관통홀,
42a: 격판,
43a: 도전 블록,
44a: 다이오드,
45a: 커넥터 부재, 46a: 케이블,
제2 실시예：
41b: 케이스체,
410b: 챔버,
411b: 와이어 관통홀,
42b: 도전시트,
43b:커넥터 부재,
44b: 케이블,
5:고정장치,
6: 림,
60: 노치,
61: U형 홈,
62: 돌출 바,
63: V형 홈,
64: 접지홀,
7: 실런트,
8: 패키징 연결부재,
9: 박편 다이오드

Claims (18)

  1. 광전지 모듈에 있어서,
    순차적으로 적층 설치된 광투과 상부 커버판, 제1 폴리올레핀 패키징층, 전지셀 그룹층, 제2 폴리올레핀 패키징층과 리어 패널을 포함하고,
    상기 광투과 상부 커버판과 상기 리어 패널의 외부 에지는 제1 폴리올레핀 패키징층, 전지셀 그룹층, 제2 폴리올레핀 패키징층의 외부 에지를 초과하고,
    상기 광투과 상부 커버판과 리어 패널 사이에 단부 밀봉 블록이 더 설치되고, 상기 단부 밀봉 블록은 제1 폴리올레핀 패키징층, 전지셀 그룹층, 제2 폴리올레핀 패키징층의 외주에 위치한
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광투과 상부 커버판과 상기 리어 패널은 모두 유리판인
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 폴리올레핀 패키징층과 제2 폴리올레핀 패키징층은 열경화성 폴리올레핀 패키징층 또는 열가소성 폴리올레핀 패키징층인
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 단부 밀봉 블록은 부틸고무 부재 또는 폴리이소부틸렌고무 부재인
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 광전지 모듈은 광투과 상부 커버판, 제1 폴리올레핀 패키징층, 전지셀 그룹층, 제2 폴리올레핀 패키징층, 리어 패널 및 단부 밀봉 블록 적층하여 제작된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  6. 제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전지 모듈의 주변에는 밀봉 접착 테이프가 더 피복된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  7. 제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전지 모듈에는 림이 더 패키징 된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 림은 하나의 패키징 바를 밴딩하여 형성한 일체형 림인
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 패키징 바에 접지홀이 설치된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 패키징 바는 적어도 2개의 소정의 밴딩 위치를 가지고, 각 소정의 밴딩 위치에는 90도의 V형 홈이 형성된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 림은 실런트에 의해 상기 광전지 모듈의 외주변에 설치된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 림은 프레임 구조로 형성되고, 상기 림의 횡단면은 U형 홈을 가지고, 상기 U형 홈의 홈 입구의 폭은 상기 광전지 모듈의 외부 에지를 덮어 씌우도록 상기 광전지 모듈의 두께보다 큰
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 림의 두께는 1~2mm인
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 림의 외면에는 돌출 바가 형성되고, 상기 돌출 바는 상기 림의 길이방향으로 연장된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 돌출 바는 상기 림의 길이방향을 따라 직선 또는 곡선으로 연장된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  16. 제7 항에 있어서,
    단자함을 더 포함하고,
    상기 전지셀 그룹층은 상기 광투과 상부 커버판과 상기 리어 패널 사이로부터 부스바가 인출되고,
    상기 단자함은 상기 부스바와 전기적으로 연결되어 상기 전지셀의 에너지를 인출하는
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 광투과 상부 커버판과 상기 리어 패널은 직사각형으로 형성되고,
    상기 단자함은 3개로서 서로 이격되어 상기 직사각형의 하나의 단변에 설치된
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
  18. 제2 항에 있어서,
    상기 광투과 상부 커버판은 일반형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리 또는 도막형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리이며, 상기 리어 패널은 일반형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리 또는 일반형 강화유리인
    것을 특징으로 하는 광전지 모듈.
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