KR20160090897A

KR20160090897A - 이중유리 포토볼테익 모듈

Info

Publication number: KR20160090897A
Application number: KR1020167017235A
Authority: KR
Inventors: 션춘 왕; 샹 순; 셩야 왕; 쟌펑 지앙
Original assignee: 비와이디 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2016-08-01
Also published as: WO2015096489A1; CN104753457B; JP6429882B2; US10187008B2; EP3089221B1; US20160315581A1; CN104753457A; JP2017504296A; EP3089221A1; EP3089221A4

Abstract

이중유리 포토볼테익 모듈에 있어서, 순차적으로 적층 설치되는 제1 유리층(11), 제1 패키징층(12), 전지셀그룹층(13), 제2 패키징층(14) 및 제2 유리층(15)을 포함하는 본체(1)를 포함하되, 전지셀그룹층(13)은 부스바(131)를 통하여 전류를 인출하며, 부스바(131)는 제1 유리층(11) 및 제2 유리층(15) 사이에서 이의 에지로부터 인출되고; 본체(1)의 외주변에 패키징되고 노치(60)를 구비하는 림(6)을 포함하고; 노치(60) 위치에 설치되고 단자함(4)과 본체(1) 및 림(6)과 실링되며 부스바(131)와 전기적으로 연결되는 단자함(4)를 포함한다.

Description

이중유리 포토볼테익 모듈{DUAL-GLASS PHOTOVOLTAIC MODULE}

본 발명은 태양전지 분야에 관한 것으로, 특히 이중유리 포토볼테익 모듈에 관한 것이다.

포토볼테익 모듈은 수십년에 걸친 장기적인 사용 과정에서, 늘 각종 불투명한 물체가 모듈 정면에 떨어지거나 또는 부착하게 되는데, 일단 이물질이 존재하게 되면 핫스팟 효과가 발생하게 되고, 이때 모듈을 보호하는 다이오드가 전도되며, 전류가 흐르게 되어 열량을 발생한다. 이러한 경우가 발생되는 빈도는 매우 높으며, 다이오드가 품질보증기간이 만료되기 전에 실효될 수 있다. 이때, 모듈의 핫스팟 효과에 대한 보호작용이 상실되고 또한 전체 발전소에 위해를 끼친다. 한편, 이중유리 모듈은 배면에 유리를 사용하고 또한 에지에 양호한 밀봉 작용이 있으므로, 사용수명을 40년 이상으로 연장시킬 수 있는데, 이때 기재가 플라스틱인 단자함은 이러한 목표 사용수명을 달성하기 어렵다. 이러한 문제는 두가지 경로를 통하여 해결할 수 있는 바, 하나는 단자함의 재료를 개변시키는 것으로 이는 필연적으로 원가의 대폭적인 상승을 초래한다. 다른 하나는 단자함의 설계적 수명이 종결되기 전에 또는 사용과정에서 실효될 때 단자함을 교체하는 것이다.

그러나 현재의 단자함 구조 중의 다이오드, 부스바(bus bar) 및 도전 블록은 모두 고화된 푸어링 실런트(pouring sealant) 중에 침지되어 있는 바, 단자함을 교체할 때 단자함 중의 푸어링 실런트를 파내고 깨끗하게 정리해야 한다. 이러한 방식에 의하면, 한편으로 부스바를 부러뜨릴 수 있고, 또한 부스바의 푸어링 실런트는 깨끗이 씻어내기 어려워, 이렇게 되면 새로운 단자함을 교체할 경우 부스바를 용접시키기 어렵거나 또는 허위적으로 용접(Pseudo Soldering)되는 현상을 형성하여 큰 안전 후환이 존재한다. 다른 한편으로, 단자함을 교체하려면 대량의 인력과 시간을 소모하게 되어 불필요한 낭비를 초래한다. 이러한 단자함의 설계적인 흠결은, 부스바가 마침 다이오드 리드 레그의 상측에 위치하여, 부스바를 용접할 때 납땜이 융해되어 다이오드의 디솔더링(Desoldering) 또는 허위적인 용접(Pseudo Soldering)을 초래하여 생산상의 흠결을 형성한다.

본 발명은 기존기술 중에 존재하는 기술적 문제를 해결하기 위한 것이다. 이를 위해, 본 발명의 하나의 목적은 이중유리 포토볼테익 모듈을 제출하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈을 위한 단자함에 의하면, 순차적으로 적층 설치되는 제1 유리층, 제1 패키징층, 전지셀그룹층, 제2 패키징층 및 제2 유리층을 포함하는 본체를 포함하되, 상기 전지셀그룹층은 부스바를 통하여 전류를 인출하며, 상기 부스바는 상기 제1 유리층 및 제2 유리층 사이에서 상기 본체의 에지로부터 인출되며; 상기 본체의 외주변에 패키징되고 노치를 구비한 림을 포함하고; 상기 노치 위치에 설치되고, 상기 본체 및 상기 림과 실링되며, 상기 부스바와 전기적으로 연결되는 단자함을 포함한다.

본 발명의 이중유리 포토볼테익 모듈에 의하면, 부스바를 본체의 에지로부터 림을 통하여 효과적으로 인출시킬 수 있고, 이 외에 림을 설치함으로써 외력에 의해 전지모듈의 에지 또는 4개 모서리에 충격이 가해질 때, 본체의 제1 유리층과 제2 유리층이 부서지는 것을 최대한으로 방지할 수 있어, 이로써 전지모듈을 보호하여 운송에 편리하며 사용수명이 길어 지도록한다.

본 발명의 추가적인 측면과 우점은 하기 설명에서 일부 개시되고, 일부는 하기 설명에서 명확해지거나 또는 본 발명의 실천을 통하여 이해하게 될 것이다.

본 발명의 상기 및/또는 추가적인 측면과 우점은 이하 첨부된 도면을 결부하여 실시예에 대한 설명에서 더욱 명확해지고 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 이중유리 포토볼테익 모듈의 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시되는 이중유리 포토볼테익 모듈의 림 단면 개략도이다.
도 4는 도 2 중의 림의 전개 개략도이다.
도 5는 도 1에 도시되는 이중유리 포토볼테익 모듈 중 리어 패널층의 광반사 원리도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈 중의 단자함의 개략도이다.
도 7a와 도 7b는 도 1에 도시된 단자함의 평면도와 저면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈의 개략도이다.
도 9는 도 8에 도시된 이중유리 포토볼테익 모듈 중의 부분 확대도이고, 그 중 다이오드와 단자함을 조립한 것을 나타냈다.
도 10은 도 9에 도시된 이중유리 포토볼테익 모듈에서 플러스극 및 마이너스극 단자함을 각각 인출하는 개략도이다.
도 11은 도 10 중의 A방향 측면도이다.
도 12는 도 9에 도시되는 이중유리 포토볼테익 모듈 중의 제2 유리층의 부분 개략도이고, 그 중 수용홈을 나타냈다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 상기 실시예의 예시는 첨부된 도면에서 나타나며, 그 중 시종일관하게 동일하거나 유사한 부호는 동일하거나 유사한 소자 또는 동일하거나 유사한 기능을 구비하는 소자를 표시한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명한 실시예는 예시적인 것으로, 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 안된다.

본 발명의 설명에서 이해해야 할 것은, 용어 "중심", "상", "하", "상부", "하부", "내", "외" 등이 가리키는 방위 또는 위치관계는 첨부된 도면을 기반으로 도시되는 방위 또는 위치관계로서, 단지 본 발명에 대한 설명을 편리하게 하고 간략하게 하기 위한 것일 뿐, 가리키는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 구비하고, 특정된 방위에 따라 구성 및 동작해야 한다는 것을 가리키거나 암시하는 것이 아니므로, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 이 밖에, 용어 "제1", "제2"는 단지 목적을 설명하기 위한 것일 뿐, 상대적인 중요성을 가리키거나 암시하는 것 또는 지시된 기술특징이 포함되는 수량을 묵시적으로 가리키는 것으로 이해해서는 안된다. 따라서, "제1", "제2"이 한정되어 있는 특징은, 하나 또는 더욱 많은 당해 특징을 포함하는 것으로 명시되거나 내포될 수 있다. 본 발명에 대한 설명에서 별도의 설명이 없는 한, "복수"의 의미는 2개 또는 2개 이상을 말한다.

본 발명에 대한 서술에서, 설명해야 하는 바로는 별도의 명확한 규정 및 한정이 없는 한 용어 "장착", "서로 연결", "연결"은 넓은 의미로 이해되어야 하는 바, 예를 들면 고정 연결일 수 있고 탈착 가능한 연결일 수 있으며 또는 일체로 연결되는 것일 수도 있고; 기계적 연결일 수 있고 전기적 연결일 수도 있으며; 직접적으로 서로 연결될 수 있고 중간 매개를 통하여 간접적으로 서로 연결될 수도 있으며 2개 소자 내부의 연통일 수도 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 구체적인 경우에 따라 상기 용어가 본 발명 중에서의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.

도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈을 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈은, 본체(1), 림(6)과 단자함(4)을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본체(1)는 순차적으로 적층 설치되는 제1 유리층(11), 제1 패키징층(12), 전지셀그룹층(13), 제2 패키징층(14) 및 제2 유리층(15)을 포함하고, 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15)의 외부 에지는 제1 패키징층(12), 전지셀그룹층(13)과 제2 패키징층(14)의 외부 에지를 초과한다. 선택적으로, 제1 유리층(11)은 일반형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리(Low iron ultra-white patterned tempered glass) 또는 도막형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리일 수 있고, 제2 유리층(15)은 일반형 저철분 울트라 화이트 패턴 강화유리 또는 일반형 강화유리일 수 있다. 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15)을 사용함으로써 본체(1)의 강도를 높이고 본체(1)의 내하중 능력을 향상시킨다. 유리는 매우 강한 내후성, 내노화성, 절연성 및 방화성을 구비하고, 내마모성도 고분자 리어 패널보다 많이 높다. 유리를 리어 패널로 사용함으로써 전지모듈의 내노화 성능을 더 잘 강화시킬 수 있고, 또한 본 발명에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈의 내압 성능과 방화 성능도 이로 인해 향상된다.

림(6)은 실런트를 통하여 본체(1)의 외주변에 패키징되고, 선택적으로 림은 실리카겔, 부틸고무 또는 양면 접착 테이프를 통하여 본체(1)의 외부 에지의 외부에 고정된다. 림(6)은 노치(60)를 구비하고, 단자함(4)은 노치(60) 위치에 설치되며, 단자함(4)과 본체(1) 및 림(6)은 실링되고, 전지셀그룹층(13)은 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15) 사이로부터 부스바(131)를 인출하며, 단자함(4)과 부스바(131)는 전기적으로 연결되어 전지셀의 에너지를 인출한다.

본 발명에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈은, 부스바(131)를 본체의 에지로부터 림(6)을 통하여 효과적으로 인출된다. 한편, 림을 설치함으로써 전지모듈의 에지 또는 4개의 모서리가 외력의 충격을 받을 때, 본체(1)의 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15)이 부서지는 것을 최대한으로 방지함으로써 전지모듈을 보호하고 운송에 편리하고 수명이 길어지도록 한다.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈은 광반사 코팅층(2)과 단부 밀봉 블록(3)을 더 포함한다.

광반사 코팅층(2)은 제2 유리층(15)의 전지셀그룹층(13)을 향하는 일측 표면에 설치된다(도 1 및 도 5에 도시되는 하표면). 선택적으로, 광반사 코팅층(2)은 평판형 그리드 모양이고, 제1 유리층(11)은 그라운드유리이다.

단부 밀봉 블록(3)은 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15) 사이에 설치되며 단부 밀봉 블록(3)은 제1 패키징층(12)/셀그룹층(13)/제2 패키징층(14)의 외주에 위치한다. 구체적으로, 이중유리 포토볼테익 모듈은 제1 유리층(11), 제1 패키징층(12), 전지셀그룹층(13)/제2 패키징층(14)/제2 유리층(15) 및 단부 밀봉 블록(3)이 적층되어 제조된 것이다. 그 중, 본원 출원의 설명에서 사용되는 부호 "/"는 "와(과)"를 표시한다.

본 발명에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈은, 단부 밀봉 블록을 설치함으로써 전통적인 포토볼테익 모듈 에지가 패키징 재료를 외부에 노출시키는 것을 보완하였고, 상하층의 긴밀한 제1 유리층과 제2 유리층을 결합함으로써 환경 중의 수증기, 부식성 기체가 모듈 내부로 들어가는 것을 잘 차단시켜 모듈의 감퇴를 완화시키고 모듈의 수명을 연장시킨다. 그리고 광반사 코팅층을 설치함으로써 전지셀 갭을 투과하는 광선이 반사되도록 함으로써 패키징에 의한 손실을 감소시킨다.

본 발명의 일부 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 광반사 코팅층(2)의 단면은 정각이 원호형인 대체적인 삼각형 형상이고, 광반사 코팅층(2)은 전지셀그룹층(13) 중의 서로 인접하는 전지셀 사이의 갭, 및/또는 전지셀의 에지 위치와 대응하여 설치한다. 따라서, 도 5를 참조하면 제1 유리층(11)으로부터 전지셀 갭으로 입사되는 광선은, 원호형으로 모따기된 삼각형 광반사 코팅층(2)에서 반사되고, 반사된 후의 광선이 제1 유리층(11)에 입사되어 계속하여 전지셀로 반사되어 이용된다. 이로써, 광자의 이용률을 더 향상시키고, 전지모듈의 출력 파워를 향상시킨다. 이 밖에, 적층 공정에서 원호형으로 모따기된 삼각형 광반사 코팅층(2)은 전지셀 에지 및 패키징 접착막을 파괴시키지 않고, 전지모듈에 잘 결합될 수 있으며, 전지모듈의 안전성과 기계적 안정성을 증가시키고 수명을 연장시킨다.

바람직하게는, 전지셀그룹층(13) 중의 서로 인접하는 전지셀 사이의 갭, 및/또는 전지셀 에지 위치와 대응되게 설치되는 광반사층은 일체화 그리드 패널 구조를 구성하고, 선택적으로 광반사 코팅층(2)의 단면이 형성한 삼각형의 정각 라디안은 ∏/6-5∏/6이다. 나아가, 상기 삼각형의 정각 라디안은 ∏/4-∏/2이다. 더 바람직하게는, 상기 삼각형의 정각 라디안은 ∏/3이다. 선택적으로, 광반사 코팅층(2)의 단면이 형성한 삼각형의 밑각 α각도는 15도 내지 85도이다. 나아가, 상기 삼각형의 밑각 α각도는 30도 내지 70도이다. 더 바람직하게는, 상기 삼각형의 밑각 α각도는 60도이다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 상기 삼각형의 정각 라디안과 밑각 각도는 임의로 배합하여 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 및 테프론 변성 폴리머층 중의 적어도 하나를 포함하지만 이에 한정되지 않고, 높은 반사성 그리고 우수한 내노화성 등 특점을 구비한다. 광반사 코팅층(2)은 스프레이, 도포, 인쇄 등 가공 공정을 통해 투명층 일면에 긴밀히 부착되는 것을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 하나의 실시예에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(1)와 림(6)은 직사각형으로 형성되고, 노치는 림의 그 중의 하나의 단변에 설치된다. 단자함(4)은 복수개 설치되며 서로 이격되어 본체(1)의 그 중의 하나의 단변에 설치되는 바, 예를 들면 하기 설명에서 단자함(4)이 3개인 것을 예로 들어 설명한다. 서로 인접하는 매 2개의 단자함(4) 사이에는 패키징 연결부재(8)를 통하여 서로 연결되고, 패키징 연결부재(8)는 노치(60) 위치와 대응되는 본체(1)의 외부 에지를 패키징함으로써, 패키징 연결부재(8)와 림(6)은 공동으로 본체(1)의 에지를 보호한다. 상대적으로 말하자면, 전통적인 전지모듈의 외부 에지는 일반적으로 보호 조치를 하지 않거나 또는 단지 테이프를 사용하여 보호하는데, 이러한 구조의 모듈은 강화유리의 모서리가 힘을 받아 깨지기 용이하므로 안전성이 비교적 낮고 운송 및 장착 시에 위험이 비교적 크다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈은 U형의 강성 림과 패키징 연결부재(8)를 사용하여 보호한 후, 전지모듈의 에지와 4개의 모서리가 외부의 충격에 견디는 능력이 대폭 향상되어 전지모듈의 패키징 효과를 더 향상시킨다.

본 실시예에서, 림(6)과 패키징 연결부재(8)는 각각 여러가지 재료에 의해 제조될 수 있다. 그 중, 하나의 선택 가능한 예시에서, 림(6)은 알루미늄부재이고, 패키징 연결부재(8)는 절연부재이며, 이때 림(6)에는 하나의 접지홀(64)이 필요하다. 다른 하나의 선택 가능한 예시에서, 림(6)과 패키징 연결부재(8)는 모두 알루미늄부재이고, 서로 인접하는 매 2개의 단자함(4) 사이의 패키징 연결부재(8)에는 모두 하나의 접지홀(64)이 설치될 수 있다. 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않는 바, 림(6)과 패키징 연결부재(8)는 모두 절연부재일 수 있고, 이때 림(6)과 패키징 연결부재(8)는 모두 접지홀(64)을 설치하지 않아도 된다.

도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 단자함(4)은 본체(1)의 외부 에지에 걸림 결합되며 림(6)과 접착제에 의해 실링된다. 이로써, 단자함(3)은 전지모듈의 에지에 장착되는 것이지, 모듈의 배면에 홀 또는 홈을 뚫지 않아, 제2 유리층(15)의 완정한 구조를 유지함으로써 응력 집중점이 형성되지 않아 안전성이 더 높다. 이 외에, 단자함(3)의 이러한 분포는 전통적인 모듈에 비하여 모듈 내부의 부스바와 외부 케이블의 길이를 감소시켜 원가를 절감하고, 또한 저항을 감소시켜 출력을 증가한다. 선택적으로, 단자함(4)의 본체(1)를 향하는 일측에 2개의 걸림핀(미도시)이 설치되고, 2개의 걸림핀은 각각 본체(1)의 외부 에지 위치에 걸림 결합된다. 나아가, 하나의 선택 가능한 예시에서 단자함(4)은 본체(1)의 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15)에 접착된다.

이하 본 실시예의 단자함(4)의 구조에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. 단자함(4)은 케이스체(41a), 적어도 2개의 격판(42a), 도전 블록(43a), 다이오드(44a) 및 커넥터 부재(45a)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 케이스체(41a) 내에 챔버(410)를 구비하고, 챔버(410)의 측벽에 복수의 와이어 통과홀(411)이 구비되며, 포토볼테익 모듈 중의 전지셀이 인출하는 부스바(131)는 와이어 통과홀(411)을 통과하여 챔버(410) 내에 들어가는 바, 이는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같다. 적어도 두개의 격판(42a)을 챔버(410) 내에 설치하여 챔버(410)를 적어도 3개의 서브 챔버로 나누고, 격판(42a)은 예를 들어 플라스틱 부재일 수 있다. 와이어 통과홀(411)은 적어도 3개의 서브 챔버 중의 최외단의 2개의 서브 챔버의 측벽에 구비된다. 선택적으로, 와이어 통과홀(411)은 직사각형홀인 바, 이는 도 7b에 도시된 바와 같다.

도전 블록(43a)은 챔버(410) 내부에 설치되며 적어도 3개의 서브 챔버를 관통하여 도전 블록(43a)의 길이를 증가시킨다. 부스바(131)는 도전 블록(43a)과 용접 방식으로 연결되어 전지셀의 에너지를 인출하는데 적합하다. 다이오드(44a)는 적어도 3개의 서브 챔버 중의 중간 서브 챔버 내에 설치되어, 핫스팟 효과가 발생할 때 전지셀이 타는 것을 방지하고 또한 빛의 조사가 없을 때 전류의 역류를 방지한다. 다이오드(44a)와 도전 블록(43a)은 전기적으로 연결되고, 바람직하게는 다이오드(44a)를 도전 블록(43a)에 용접시킨다. 커넥터 부재(45a)는 케이스체(41a) 외부에 위치하며 케이블(46a)을 통하여 도전 블록(43a)과 연결된다.

이로써, 본 발명의 실시예에 따른 단자함(4)에 의하면, 격판(42a)을 통하여 챔버(410)를 복수의 서브 챔버로 나누고, 다이오드(44a)를 중간 서브 챔버 내에 설치하며, 부스바(131)를 용접할 때 다이오드(44a) 위치의 용접 위치에서 융해되지 않아 다이오드의 디솔더링을 방지한다. 이 외에, 다이오드(44a)가 실효되거나 또는 단자함(4)이 실효될 때, 단지 부스바(131)를 용접하거나 또는 부스바(131)를 와이어 통과홀(411)로부터 추출하여 단자함을 분리할 수 있으므로, 조작이 간편하고 시간이 절감되며 발전소의 유지보수에 편리하고 모듈의 수명을 연장한다. 더 선택적으로, 본 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈은 패치형 박편 다이오드(9)를 더 포함할 수 있고, 박편 다이오드(9)는 부스바(131)에 용접되며 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15) 사이에 적층됨으로써 핫스팟 효과가 발생할 때 전지셀이 타는 것을 방지하고 또한 빛의 조사가 없을 때 전류의 역류를 방지한다.

본 발명의 하나의 바람직한 예시에 의하면, 격판(42a)의 수량은 2개이며, 2개의 격판(42a)은 챔버(410)를 3개의 서브 챔버, 즉 제1 서브 챔버(401a), 제2 서브 챔버(402a) 및 제3 서브 챔버(403a) 로 나눈다. 그 중, 도 6에 도시된 바와 같이, 다이오드(44a)는 가장 중간의 서브 챔버(402a) 내에 설치한다. 다이오드(44a)가 위치하는 서브 챔버인 제2 서브 챔버(402a) 내는 푸어링 실런트에 의해 밀봉된다. 이로써, 다이오드(44a) 주변에 열전도성이 양호한 푸어링 실런트가 있는 것을 유지할 수 있어, 다이오드의 온도를 제때에 낮출 수 있기에 다이오드를 보호할 수 있다. 선택적으로, 제1 서브 챔버(401a)와 제3 서브 챔버(403a) 내는 빈 상태를 유지할 수 있고, 푸어링 실런트를 충진할 수도 있다.

선택적으로, 케이스체(41a)는 서로 스냅 피팅(snap fitting)되는 박스 베이스와 박스 덮개(미도시)를 포함하고, 박스 덮개와 박스 베이스 사이는 부틸고무에 의해 밀봉됨으로써 단자함의 방수성을 보증한다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 단자함의 장착 과정을 구체적으로 설명하는 바, 부스바(131)와 도전 블록(43a)의 용접을 예로 들어 설명하도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 포토볼테익 모듈 중의 전지셀로부터 인출된 부스바(131)는 와이어 통과홀(411)을 통과하여 제1 서브 챔버(401a)와 제3 서브 챔버(403a) 내에 들어가는 바, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 서브 챔버(401a)와 제3 서브 챔버(403a) 내에 미리 마련된 땜납이 가열될 때 부스바(131)를 도전 블록(43a)에 용접시킨다. 마지막으로, 푸어링 실런트를 다이오드(44a)가 위치하는 제2 서브 챔버(402a) 내에 주입시킴으로써 단자함의 설치를 완성한다.

본 발명의 실시예에 따른 단자함에 의하면, 기존의 단자함을 교체하기 어려운 문제 및 부스바를 용접 방식으로 연결 시 다이오드를 용접한 것이 쉽게 떨어지는 문제를 해결함으로써 수명을 연장시키고 40년이란 긴 시간의 품질보증을 실현할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 의하면, 이중유리 포토볼테익 모듈은 패치형 박편 다이오드(9)를 더 포함할 수 있고, 박편 다이오드(9)는 부스바(131)에 용접되며 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15) 사이에 적층됨으로써 핫스팟 효과가 발생할 때 전지셀이 타는 것을 방지하고 또한 빛의 조사가 없을 때 전류의 역류를 방지한다. 이때, 단자함(4)은 2개이며 각각 L형으로 형성되고, 단자함(4)은 본체(1)의 그 중 2개의 서로 인접하는 모서리 위치에 구비되며, 부스바(131)는 단자함(4) 내에 넣어져 전지셀의 에너지를 인출한다. 구체적으로 말하자면, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 전지셀그룹층 중의 전지셀 매트릭스를 배설할 때, 박편 다이오드(9)를 직접 부스바(131)에 용접시키고, 부스바(131)를 양단으로부터 인출하여 본체(1)의 2개의 모서리 위치의 마이너스극/플러스극 단자함에 각각 용접시킨다. 선택적으로, 박편 다이오드(9)의 변의 길이는 8 내지 12mm이다.

선택적으로, 단자함(4)의 재료는 세라믹일 수 있는 바, 이로써 환경에 대한 저항 능력을 향상시킬 수 있다. 물론, 단자함(4)의 재료는 플라스틱일 수도 있다.

그 중 하나의 선택 가능한 예시에서, 다이오드(9)의 두께H는 0.8mm보다 작고, 그렇지 않을 경우 그 상측 및 하측에 위치하는 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15)에 떠받들게 된다. 본 발명의 다른 하나의 선택 가능한 예시에서, 다이오드(9)의 두께H는 0.8 내지 2mm이고, 이때 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15)의 서로 대향하는 측면에서 적어도 하나의 측면에 수용홈(16)이 형성되어 있으며, 수용홈(16)의 총 깊이는 h=H-0.8mm이다. 즉, 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15) 중의 그 중 하나에 수용홈(16)이 설치될 때, 상기 수용홈의 깊이는 h=H-0.8mm이고, 만약 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15)에 모두 대응되는 수용홈(16)이 구비될 때, 2개의 수용홈의 총 깊이는 h=H-0.8mm이다. 선택적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 수용홈(16)은 제2 유리층(15)에 형성된다.

바람직하게는, 수용홈(16)은 정방형 홈이며, 수용홈(16)의 변의 길이는 다이오드(9)의 변의 길이보다 0.2mm 길다. 이와 같이, 다이오드(9)는 대체적으로 그 상측 및 하측에 위치하는 제1 유리층(11) 및 제2 유리층(15)과 근거리로 접촉됨으로써 다이오드(9)에서 발생되는 열량을 신속하게 전도시킬 수 있다.

구체적으로, 단자함(4)은 케이스체(41b), 도전시트(42b) 및 커넥터 부재(43b)를 포함하고, 케이스체(41b) 내에 챔버(410b)를 구비하며, 챔버(410b)의 측벽에 와이어 통과홀(411b)(도 5에 도시된 바와 같이)을 구비한다. 선택적으로, 와이어 통과홀(11)은 직사각형 홀이다. 도전시트(42b)는 챔버(410b) 내에 구비되고, 그 중 부스바(131)는 와이어 통과홀(411b)을 통과하여 챔버(410b) 내에 들어가며 도전시트(42b)와 연결되고, 커넥터 부재(43b)는 케이스체(41b) 외부에 위치하며 케이블(44b)을 통하여 도전 블록과 연결된다. 선택적으로, 부스바(131)와 도전시트(42b)는 용접 방식으로 연결되거나 또는 걸림 결합 방식으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈에 의하면, 기존의 단자함을 교체하기 어려운 문제 및 부스바를 용접 방식으로 연결 시 다이오드를 용접한 것이 쉽게 떨어지는 문제를 해결함으로써 사용 수명을 연장시킨다. 이 외에, 단자함의 장착이 간편하고, 필요하는 케이블과 부스바가 적어, 저항을 감소하여 출력을 증가시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈에서, 단부 밀봉 블록(3)은 부틸고무 부재 또는 폴리이소브틸렌 고무 부재, 또는 수증기 투과율이 0.01g/m²/일 보다 낮은 접착부재일 수 있는 바, 이로써 전통적인 포토볼테익 모듈 에지가 패키징 재료를 외부로 노출시키는 것을 보완하였고, 상하층의 긴밀한 제1 유리층(11)과 제2 유리층(15)을 결합함으로써 환경 중의 수증기, 부식성 기체가 모듈 내부로 들어가는 것을 잘 차단시켜 모듈의 감퇴를 완화시키고 모듈의 수명을 연장시킨다. 이로써, 본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈이 내후성이 좋고, 구조 강도가 높고, 긴 수명이 길고, 자외선 흡수율이 높아지도록 한다.

추가적인 실시예에서, 본 발명에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈은 복수의 고정장치(5)를 더 포함할 수 있고, 복수의 고정장치(5)는 제2 유리층(15)의 전지셀그룹층(13)을 멀리하는 일측 표면에 설치되어 고정장치(5)를 통하여 전체 전지모듈을 어느 한 위치에 장착시킨다. 구체적으로 말하자면, 도 2에 도시된 바와 같이 전지모듈의 배면은 높은 강도의 접착제를 사용하여 4개의 고정장치(5)를 접착시킴으로써 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)에 이중유리 전지모듈을 외부 캐리어에 고정시키기 위한 위치결정 부재가 설치되어 있다. 선택적으로, 고정장치(5)는 4개이며 제2 유리층(15)의 표면, 즉 전체 전지모듈의 배면에 균일하게 분포된다. 이로써, 전체 전지모듈을 어느 하나의 장착 표면 또는 장착 지지대(미도시)에 편리하게 장착시킬 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중유리 포토볼테익 모듈 중의 림에 대하여 상세하게 설명하도록 하되, 그 중 3개의 단자함이 본체의 단변에 설치되는 것을 예로 들어 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 림(6)은 실리카겔, 부틸고무 또는 양면 접착 테이프를 통하여 본체(1)의 외부 에지의 외부에 고정될 수 있다. 림(6)은 프레임 구조로 형성되고, 림(6)의 단면은 U형홈을 구비하며, U형 홈의 홈 입구의 폭은 본체(1)의 외부 에지를 덮어 씌우도록 본체(1)의 두께보다 크다.

선택적으로, 림(6)의 두께는 1 내지 2mm, 즉 림(6)의 U형홈의 각 변의 두께는 1 내지 2mm이다. 일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 림(6)의 외표면에 돌출바(62)가 형성되어 있다. 선택적으로, 돌출바(62)는 림(6)의 길이방향을 따라 연장된다. 나아가, 돌출바(62)는 림(6)의 길이방향을 따라 직선 또는 곡선으로 연장되는 바, 예를 들면 나선으로 연장될 수도 있다. 돌출바를 설치함으로써 림(6)의 전체적 강도를 강화시킬 수 있고 또한 림(6)의 외관이 더 예뻐지도록 할 수 있다.

림(6)은 하나의 패키징 바를 밴딩(bending)하여 형성한 일체화 림(6)이다. 구체적으로 말하자면, 상기 패키징 바는 연속적인 도체로서, 그 중 패키징 바는 적어도 2개의 예정된 밴딩 위치를 구비하고, 각 예정된 밴딩 위치에서 90도의 V형홈(63)을 형성하며 패키징 바에 접지홀(64)이 설치된다. 하나의 연속된 림 도체를 사용하는 이유는, 만약 림 도체의 매 구간의 변이 연속적이지 않으면 전지모듈전지모듈을 장착 시에 매 구간의 변을 모두 접지해야 하므로 비용이 증가하고 장착이 어려워지기 때문이다. 바람직하게는, 접지홀(64)의 직경은 2 내지 4mm이다. 이 외에, 패키징 바를 소정의 직각 위치에서 3개의 90도의 V형홈(63)을 형성함으로써 장착 시에 직접 밴딩하여 성형하며, 이로써 밴딩된 90도의 V형 홈(63)이 마침 림의 모서리를 형성하도록 한다.

림(6)과 연결부재(4) 모두가 절연성 고분자재료일 경우, 림(6)에 접지홀(64)과 복수의 V형홈(63)을 개설할 필요가 없이, 필요한 사이즈 구간을 직접 절단해서 장착, 즉, 림(6)과 연결부재(4)를 순차적으로 연결시킬 수 있다.

이 밖에, 일부 실시예에서 제1 패키징층(12)과 제2 패키징층(14)은 투명한 실리카겔층 또는 폴리올레핀층이다. 이로써, 전통적인 EVA실링 필름에 비하여, 그 우점은 EVA 자외선 흡수제에 의해 흡수된 자외선을 투과시켜 전기에너지로 전환시킬 수 있어 포토볼테익 모듈의 출력을 증가시킨다. 이 외에, 투명 실리카겔층 또는 폴리올레핀층은 자외선 조사 하에서 매우 안정적이고, 분해되어 아세트산 등 소분자를 발생하여 전지셀를 부식시키지 않고 내후성이 더욱 좋다. 구체적으로 말하자면, 투명 실리카겔은 필름형상 구조로서 열가소성을 구비하고 상온 하에서 고체상태이며 온도가 상승된 후 점차적으로 연화된다. 투명 액체 실리카겔은 이중 조성의 실리카겔로서, 상온 하에서는 액체 상태이고, 2개의 조성은 1:1의 비례에 따라 균일하게 혼합된 후 70~130℃에서 적층되어 열가소성 투명 실리카겔로 경화되는 바, 적층 온도가 낮고 자원을 절감하며 또한 라미네이팅기의 수명을 연장시킬 수 있다. 이중유리 모듈의 리어 패널과 프론트 패널(front panel)은 모두 강성의 유리로서, 고분자 재료의 통상적인 리어 패널에 비하여 코팅 및 적층이 더욱 편리하다. 제1 패키징층(12)과 제2 패키징층(14)이 폴리올레핀층일 때, 열경화성 폴리올레핀 또는 열가소성 폴리올레핀이다. 모듈이 실제 사용 과정에서 온도가 80~100℃에 도달할 수 있어, 열가소성의 필름은 연화되어 일정한 유동성을 가지나, 열경화성 필름은 이러한 문제 없이 모듈의 내열 성능이 매우 강하다.

본 발명의 이중유리 포토볼테익 모듈에 의하면, 내후성이 좋고 구조적 강도가 높으며 수명이 길고 자외선에 대한 흡수율이 높다.

본 명세서의 서술에 있어서, 참고 용어 "하나의 실시예", "일부 실시예", "예시적 실시예", "예시", "구체적인 예시", 또는 "일부 예시" 등의 서술은 상기 실시예 또는 예시와 결부되어 서술한 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함되는 것을 의미한다. 본 명세서에 있어서, 상기 용어의 예시적인 표달은 반드시 동일한 실시예 또는 예시를 가리키는 것은 아니다. 또한, 서술되는 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점은 임의의 하나 또는 다수의 실시예 또는 예시에서 적합한 방식으로 결합된다.

상기 본 발명의 실시예를 예시하고 서술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 원리와 취지를 벗어나지 않으면서 이러한 실시예에 대하여 여러가지 변화, 보정, 대체 및 변형을 할 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구 및 그 등가물에 의해 한정됨을 이해할 수 있다.

1: 본체
11: 제1 유리층
12: 제1 패키징층
13: 전지셀그룹층
131: 부스바
14: 제2 패키징층
15: 제2 유리층
16: 수용홈
2: 광반사 코팅층
3: 단부 밀봉 블록
4: 단자함
제1 실시예:
41a: 케이스체
40a: 챔버
401a, 402a, 403a: 서브 챔버
411a: 와이어 통과홀
42a: 격판
43a: 도전 블록
44a: 다이오드
45a: 커넥터 부재
46a: 케이블
제2 실시예:
41b: 케이스체
410b: 챔버
411b: 와이어 통과홀
42b: 도전시트
43b: 커넥터 부재
44b: 케이블
5: 고정장치
6: 림
60: 노치
61: U형홈
62: 돌출바
63: V형홈
64: 접지홀
7: 실런트
8: 패키징 연결부재
9: 박편 다이오드

Claims

이중유리 포토볼테익 모듈에 있어서
순차적으로 적층 설치되는 제1 유리층, 제1 패키징층, 전지셀그룹층, 제2 패키징층 및 제2 유리층을 포함하는 본체를 포함하되, 상기 전지셀그룹층은 부스바를 통하여 전류를 인출하며, 상기 부스바는 상기 제1 유리층 및 제2 유리층 사이에서 상기 본체의 에지로부터 인출되며,
상기 본체의 외주변에 패키징되고, 노치를 구비한 림을 포함하고,
상기 노치 위치에 설치되고, 상기 본체 및 상기 림과 실링되며, 상기 부스바와 전기적으로 연결되는 단자함을 포함하는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제1항에 있어서,
상기 단자함은 서로 이격되는 복수를 포함하고, 서로 인접되는 매 2개의 상기 단자함 사이는 패키징 연결부재를 통하여 서로 연결되며, 상기 패키징 연결부재는 상기 노치 위치와 대응되는 상기 본체의 외부 에지를 패키징하는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제1항에 있어서,
상기 림은 알루미늄부재이고, 상기 패키징 연결부재는 절연부재이며, 상기 림에 하나의 접지홀이 구비되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제2항에 있어서,
상기 림과 상기 패키징 연결부재는 모두 알루미늄부재이고, 서로 인접하는 매 2개의 상기 단자함 사이의 상기 패키징 연결부재에 모두 하나의 접지홀이 구비되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제2항에 있어서,
상기 림은 절연부재이고, 상기 패키징 연결부재는 절연부재인
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제1항에 있어서,
상기 본체와 상기 림은 모두 직사각형으로 형성되고, 상기 노치는 상기 림의 그 중의 하나의 단변에 구비되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제1항에 있어서,
상기 단자함은 상기 본체의 외부 에지에 걸림 결합되며 상기 림과 접착제에 의해 실링되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제7항에 있어서,
단자함은 상기 제1 유리층과 제2 유리층에 접착되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제7항에 있어서,
상기 단자함의 상기 본체를 향하는 일측에 2개의 걸림핀이 구비되고, 상기 2개의 걸림핀은 상기 본체의 외부 에지 위치에 걸림 결합되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제9항에 있어서,
상기 단자함은 3개이며 각 상기 단자함은,
내부에 챔버를 구비하는 케이스체를 포함하되, 상기 케이스체의 측벽에는 와이어 통과홀을 구비하고, 상기 부스바가 상기 와이어 통과홀을 통과한 후 상기 챔버 내로 들어가고,
상기 챔버 내에 구비되어 상기 챔버를 적어도 3개의 서브 챔버로 분할하는 적어도 2개의 격판을 포함하되, 상기 와이어 통과홀은 상기 적어도 3개의 서브 챔버 중의 최외단의 2개의 서브 챔버의 측벽에 설치되며,
상기 챔버 내에 설치되며 상기 적어도 3개의 서브 챔버를 관통하는 도전 블록을 포함하되, 상기 부스바는 상기 챔버 내에 들어간 후 상기 도전 블록과 연결되고,
상기 적어도 3개의 서브 챔버 중의 중간 서브 챔버 내에 구비되고, 상기 도전 블록과 전기적으로 연결되는 다이오드를 포함하고, 및
상기 케이스체의 외부에 위치하며 케이블을 통하여 상기 도전 블록과 연결되는 커넥터 부재를 포함하는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제10항에 있어서,
상기 격판의 수량은 2개이며 상기 2개의 격판은 상기 챔버를 3개의 서브 챔버로 나뉘고, 상기 다이오드가 상기 가장 중간의 서브 챔버 내에 구비되는
것을 특징으로 하는 단자함.
제11항에 있어서,
상기 다이오드가 위치하는 상기 서브 챔버 내는 푸어링 실런트에 의해 밀봉되는
것을 특징으로 하는 단자함.
제11항에 있어서,
상기 다이오드는 상기 도전 블록에 용접되는
것을 특징으로 하는 단자함.
제10항에 있어서,
상기 와이어 통과홀은 직사각형 홀인
것을 특징으로 하는 단자함.
제10항에 있어서,
상기 격판은 플라스틱 부재인
것을 특징으로 하는 단자함.
제10항에 있어서,
상기 케이스체는 서로 스냅 피팅되는 박스 베이스와 박스 덮개를 포함하고, 상기 박스 덮개와 박스 베이스 사이는 부틸고무에 의해 밀봉되는
것을 특징으로 하는 단자함.
제10항에 있어서,
상기 부스바와 상기 도전 블록은 용접 방식으로 연결되거나 또는 걸림 방식으로 연결되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제9항에 있어서,
상기 단자함은 2개이며 L형으로 각각 형성되고, 상기 단자함은 상기 본체의 그 중의 2개의 서로 인접하는 모서리 위치에 설치되며, 상기 부스바는 상기 단자함 내에 넣어지는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제1항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 이중유리 포토볼테익 모듈은 패치형 박편 다이오드를 더 포함하고, 상기 박편 다이오드는 상기 부스바에 용접되며 상기 제1 유리층과 상기 제2 유리층 사이에 적층되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제1항에 있어서,
상기 림은 프레임 구조로 형성되며 상기 림의 단면에 U형홈이 구비되며, 상기 U형 홈의 홈 입구의 폭은 상기 본체의 외부 에지를 덮어 씌우도록 본체의 두께보다 큰
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제20항에 있어서,
상기 림은 하나의 패키징 바를 밴딩하여 형성한 일체화 림인
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제21항에 있어서,
상기 림의 두께는 1 내지 2mm이고, 상기 림은 실리카겔, 부틸고무 또는 양면 접착 테이프을 통하여 상기 본체의 외주변에 고정되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.
제21항에 있어서,
상기 림의 외표면에 돌출바가 형성되어 있고, 상기 돌출바는 상기 림의 길이방향을 따라 연장되는
것을 특징으로 하는 이중유리 포토볼테익 모듈.