KR20170057653A - 태양 전지 패널, 그리고 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 및 방법 - Google Patents

태양 전지 패널, 그리고 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법은, 권취롤에 감긴 배선재를 풀어서 공정 방향으로 이동시키는 단계; 상기 배선재를 상기 태양 전지에 부착하는 단계를 포함한다. 상기 이동시키는 단계에서 상기 권취롤에 감긴 배선재는 상기 권취롤의 길이 방향의 일 단부를 지나도록 풀린다.

Description

태양 전지 패널, 그리고 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 및 방법{SOLAR CELL PANEL, AND APPARATUS AND METHOD FOR ATTACHING INTERCONNECTOR OF SOLAR CELL PANEL}
본 발명은 태양 전지 패널, 그리고 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 복수의 태양 전지를 연결하는 배선재를 구비하는 태양 전지 패널, 그리고 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 및 방법에 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 복수 개가 리본에 의하여 직렬 또는 병렬로 연결되고, 복수의 태양 전지를 보호하기 위한 패키징(packaging) 공정에 의하여 태양 전지 패널의 형태로 제조된다. 태양 전지 패널은 다양한 환경에서 장기간 동안 발전을 하여야 하므로 장기간 신뢰성이 크게 요구된다. 이때, 종래에는 복수의 태양 전지를 리본으로 연결하게 된다.
그런데 이러한 리본을 부착하는 장치 및 방법이 복잡하여 생산성이 저하될 수 있다. 그리고 리본 대신 다른 구조의 배선재를 사용할 경우에 이를 부착할 장치 및 방법이 제시되어 있지 않다.
본 발명은 자동화된 시스템에 의하여 배선재를 태양 전지에 부착하는 것에 의하여 생산성을 향상할 수 있는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
그리고 안정성 및 신뢰성을 가지는 태양 전지 패널을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법은, 권취롤에 감긴 배선재를 풀어서 공정 방향으로 이동시키는 단계; 상기 배선재를 상기 태양 전지에 부착하는 단계를 포함한다. 상기 이동시키는 단계에서 상기 권취롤에 감긴 배선재는 상기 권취롤의 길이 방향의 일 단부를 지나도록 풀린다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치는, 권취롤에 감긴 배선재를 풀어서 공정 방향으로 이동시키는 배선재 공급부; 및 상기 배선재를 태양 전지에 부착하는 부착부를 포함한다. 상기 배선재 공급부는, 상기 배선재가 감긴 권취롤; 및 상기 권취롤로부터 상기 배선재를 푸는 풀림 제어 부재를 포함한다. 상기 풀림 제어 부재는 상기 배선재가 상기 권취롤의 길이 방향의 일 단부를 지나면서 풀리도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 광전 변환부 및 상기 광전 변환부에 연결되는 제1 전극 및 제2 전극을 각기 포함하는 복수의 태양 전지; 및 상기 복수의 태양 전지 중 하나의 태양 전지의 상기 제1 전극과 이에 이웃한 태양 전지의 상기 제2 전극을 연결하는 복수의 배선재를 포함한다. 상기 전극은 제1 방향으로 형성되며 서로 평행한 복수의 핑거 라인 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 형성되는 6개 이상의 버스바 라인을 포함한다. 상기 복수의 배선재는 250um 내지 500um의 직경 또는 폭을 가지며 상기 버스바 라인에 연결되어 상기 태양 전지의 일면 쪽에서 6개 이상 배치된다. 상기 복수의 배선재 각각의 항복 강도가 110 mpa 이하이다.
본 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 및 방법에 따르면, 배선재의 항복 강도를 최소화한 상태로 배선재를 풀어서 태양 전지에 부착할 수 있다. 그리고 배선재의 변형, 끊어짐 등을 방지하여 양산성을 향상할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널은 배선재가 낮은 항복 가?じ? 가져 배선재가 태양 전지에 주는 응력을 최소화할 수 있어 태양 전지 패널의 구조적 안정성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지 및 이에 연결된 배선재의 일 예를 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 태양 전지 패널에 포함되며 배선재에 의하여 연결되는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 A 부분을 확대하여 도시한 부분 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치의 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치의 다른 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치의 작업대, 열원부 및 상부 고정 부재 공급부를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 9은 도 6에 도시한 배선재 공급부에서 하나의 권취롤에 대응하는 부분을 확대하여 도시한 분해 사시도이다.
도 10는 본 발명의 실시예에서 배선재 부착 부재에 포함되는 가이드 부재의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 6에 도시한 배선재 부착 장치에 포함되는 절단부의 동작을 도시한 도면이다.
도 12은 도 7에 도시한 배선재 부착 장치에 포함되는 상부 고정 부재를 이용하여 태양 전지와 이의 상부에 위치한 배선재를 고정한 상태를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 배선재 부착 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 14a 내지 도 14g는 도 7에 도시한 배선재 부착 장치의 부착부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 15은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
도 16는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치의 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부의 각 권취롤을 도시한 측면도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부의 각 권취롤을 도시한 측면도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부를 도시한 측면도이다.
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 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널, 그리고 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치 및 방법을 상세하게 설명한다. 명확한 설명을 위하여 본 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치 및 방법에 의하여 부착된 배선재를 구비하는 태양 전지 패널을 먼저 설명한 후에 본 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치 및 방법을 설명한다. 이하에서 "제1", "제2" 등의 표현은 서로간의 구별을 위하여 사용한 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와, 복수의 태양 전지(150)를 전기적으로 연결하는 배선재(142)를 포함한다. 그리고 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와 이를 연결하는 배선재(142)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(130)와, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 전면에 위치하는 전면 기판(110)과, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 후면 기판(120)을 포함한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
먼저, 태양 전지(150)는, 태양 전지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 전기적으로 연결되어 전류를 수집하여 전달하는 전극을 포함할 수 있다. 그리고 복수 개의 태양 전지(150)는 배선재(142)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 배선재(142)는 복수 개의 태양 전지(150) 중에서 이웃한 두 개의 태양 전지(150)를 전기적으로 연결한다.
그리고 버스 리본(145)은 배선재(142)에 의하여 연결되어 하나의 열(列)을 형성하는 태양 전지(150)(즉, 태양 전지 스트링)의 배선재(142)의 양끝단을 교대로 연결한다. 버스 리본(145)은 태양 전지 스트링의 단부에서 이와 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 버스 리본(145)은, 서로 인접하는 태양 전지 스트링들을 연결하거나, 태양 전지 스트링 또는 태양 전지 스트링들을 전류의 역류를 방지하는 정션 박스(미도시)에 연결할 수 있다. 버스 리본(145)의 물질, 형상, 연결 구조 등은 다양하게 변형될 수 있고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
밀봉재(130)는, 배선재(142)에 의하여 연결된 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 수분과 산소의 유입되는 것을 방지하며 태양 전지 패널(100)의 각 요소들을 화학적으로 결합한다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)는 투광성 및 접착성을 가지는 절연 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)를 이용한 라미네이션 공정 등에 의하여 후면 기판(120), 제2 밀봉재(132), 태양 전지(150), 제1 밀봉재(131), 전면 기판(110)이 일체화되어 태양 전지 패널(100)을 구성할 수 있다.
전면 기판(110)은 제1 밀봉재(131) 상에 위치하여 태양 전지 패널(100)의 전면을 구성하고, 후면 기판(120)은 제2 밀봉재(132) 상에 위치하여 태양 전지(150)의 후면을 구성한다. 전면 기판(110) 및 후면 기판(120)은 각기 외부의 충격, 습기, 자외선 등으로부터 태양 전지(150)를 보호할 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 그리고 전면 기판(110)은 광이 투과할 수 있는 투광성 물질로 구성되고, 후면 기판(120)은 투광성 물질, 비투광성 물질, 또는 반사 물질 등으로 구성되는 시트로 구성될 수 있다. 일 예로, 전면 기판(110)이 유리 기판 등으로 구성될 수 있고, 후면 기판(120)이 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입을 가지거나, 또는 베이스 필름(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))의 적어도 일면에 형성된 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지층을 포함할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 및 제2 밀봉재(131, 132), 전면 기판(110), 또는 후면 기판(120)이 상술한 설명 이외의 다양한 물질을 포함할 수 있으며 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 전면 기판(110) 또는 후면 기판(120)이 다양한 형태(예를 들어, 기판, 필름, 시트 등) 또는 물질을 가질 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지 및 이에 연결된 배선재의 일 예를 좀더 상세하게 설명한다.
도 3은 도 1의 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지 및 이에 연결된 배선재의 일 예를 도시한 부분 단면도이다.
도 3을 참조하면, 태양 전지(150)는, 반도체 기판(160)과, 반도체 기판(160)에 또는 반도체 기판(160) 위에 형성되는 도전형 영역(20, 30)과, 도전형 영역(20, 30)에 연결되는 전극(42, 44)을 포함한다. 도전형 영역(20, 30)은 제1 도전형을 가지는 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형을 가지는 제2 도전형 영역(30)을 포함할 수 있다. 전극(42, 44)은 제1 도전형 영역(20)에 연결되는 제1 전극(42) 및 제2 도전형 영역(30)에 연결되는 제2 전극(44)을 포함할 수 있다. 그 외 제1 및 제2 패시베이션막(22, 32), 반사 방지막(24) 등을 더 포함할 수 있다.
반도체 기판(160)은 단일 반도체 물질(일 예로, 4족 원소)를 포함하는 결정질 반도체로 구성될 수 있다. 일 예로, 반도체 기판(160)은 단결정 또는 다결정 반도체(일 예로, 단결정 또는 다결정 실리콘)로 구성될 수 있다. 특히, 반도체 기판(160)은 단결정 반도체(예를 들어, 단결정 반도체 웨이퍼, 좀더 구체적으로는, 단결정 실리콘 웨이퍼)로 구성될 수 있다. 그러면, 태양 전지(150)가 결정성이 높아 결함이 적은 단결정 반도체로 구성되는 반도체 기판(160)을 기반으로 하게 된다. 이에 따라 태양 전지(150)가 우수한 전기적 특성을 가질 수 있다.
반도체 기판(160)의 전면 및/또는 후면은 텍스쳐링(texturing)되어 요철을 가질 수 있다. 요철은, 일 예로, 외면이 반도체 기판(160)의 (111)면으로 구성되며 불규칙한 크기를 가지는 피라미드 형상을 가질 수 있다. 텍스쳐링에 의해 반도체 기판(160)의 전면 등에 요철이 형성되어 전면의 표면 거칠기가 증가되면, 반도체 기판(160)의 전면 등을 통하여 입사되는 광의 반사율을 낮출 수 있다. 따라서 베이스 영역(10)과 제1 또는 제2 도전형 영역(20, 30)에 의하여 형성된 pn 접합까지 도달하는 광량을 증가시킬 수 있어, 광 손실을 최소화할 수 있다. 본 실시예에서는 반도체 기판(160)의 전면 및 후면 각각에 요철이 형성되는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 반도체 기판(160)의 전면 및 후면 중 적어도 어느 하나에 요철이 형성될 수도 있고 전면 및 후면에 요철이 형성되지 않을 수도 있다.
본 실시예에서 반도체 기판(160)은 제1 또는 제2 도전형 도펀트가 낮은 도핑 농도로 도핑되어 제1 또는 제2 도전형을 가지는 베이스 영역(10)을 포함한다. 이때, 반도체 기판(160)의 베이스 영역(10)은 이와 동일한 도전형을 가지는 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30) 중 하나보다 낮은 도핑 농도, 높은 저항 또는 낮은 캐리어 농도를 가질 수 있다. 일 예로, 본 실시예에서 베이스 영역(10)은 제2 도전형을 가질 수 있다.
그리고 반도체 기판(160)은 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 반도체 기판(160)을 구성하는 베이스 영역(10)과 도전형 영역(20, 30)은 반도체 기판(160)의 결정 구조를 가지면서 도전형, 도핑 농도 등이 서로 다른 영역이다. 예를 들어, 반도체 기판(160)에서 제1 도전형 도펀트를 포함하여 제1 도전형을 가지는 영역이 제1 도전형 영역(20)으로 정의되고, 제2 도전형 도펀트를 낮은 도핑 농도로 포함하여 제2 도전형을 가지는 영역이 베이스 영역(10)으로 정의되며, 제2 도전형 도펀트를 베이스 영역(10)보다 높은 도핑 농도로 포함하여 제2 도전형을 가지는 영역이 제2 도전형 영역(30)으로 정의될 수 있다.
제1 및 제2 도전형 영역(20, 30)은 반도체 기판(160)의 전면 및 후면에서 각기 전체적으로 형성될 수 있다. 여기서 전체적으로 형성되었다 함은 빈틈 없이 모두 형성된 것뿐 아니라 불가피하게 일부 영역이 형성되지 않는 것도 포함한다. 이에 의하여 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30)을 충분한 면적으로 별도의 패터닝 없이 형성할 수 있다.
제1 도전형 영역(20)은 베이스 영역(10)과 pn 접합을 형성하는 에미터 영역을 구성할 수 있다. 제2 도전형 영역(30)은 후면 전계(back surface field)를 형성하는 후면 전계 영역을 구성할 수 있다. 후면 전계 영역은 반도체 기판(160)의 표면(좀더 정확하게는, 반도체 기판(160)의 후면)에서 재결합에 의하여 캐리어가 손실되는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 실시예에서는 도전형 영역(20, 30)이 반도체 기판(160)의 내부로 도펀트를 도핑하여 형성되어 반도체 기판(160)의 일부를 구성하는 도핑 영역인 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 중 적어도 하나가 반도체 기판(160) 위에 별도의 층으로 구성되는 비정질, 미세 결정 또는 다결정 반도체층 등으로 구성될 수도 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
그리고 본 실시예에서 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30)이 각기 전체적으로 균일한 도핑 농도를 가지는 균일한 구조(homogeneous structure)를 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 실시예로, 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 중 적어도 하나가 선택적 구조(selective structure)를 가질 수 있다. 선택적 구조에서는 도전형 영역(20, 30) 중에서 전극(42, 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, 제2 도전형 영역(30)이 국부적 구조(local structure)를 가질 수 있다. 국부적 구조에서는 제2 도전형 영역(30)이 제2 전극(44)이 형성된 부분에 대응하여 국부적으로 형성될 수 있다.
제1 도전형 영역(20)에 포함되는 제1 도전형 도펀트가 n형 또는 p형의 도펀트일 수 있고, 베이스 영역(10) 및 제2 도전형 영역(30)에 포함되는 제2 도전형 도펀트가 p형 또는 n형의 도펀트일 수 있다. p형의 도펀트로는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있고, n형의 도펀트로는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있다. 베이스 영역(10)의 제2 도전형 도펀트와 제2 도전형 영역(30)의 제2 도전형 도펀트는 서로 동일한 물질일 수도 있고 서로 다른 물질일 수도 있다.
일 예로, 제1 도전형 영역(20)이 p형을, 베이스 영역(10) 및 제2 도전형 영역(30)이 n형을 가질 수 있다. 제1 도전형 영역(20)과 베이스 영역(10)에 의하여 형성된 pn 접합에 광이 조사되면, 광전 효과에 의해 생성된 전자가 반도체 기판(160)의 후면 쪽으로 이동하여 제2 전극(44)에 의하여 수집되고, 정공이 반도체 기판(160)의 전면 쪽으로 이동하여 제1 전극(42)에 의하여 수집된다. 이에 의하여 전기 에너지가 발생한다. 그러면, 전자보다 이동 속도가 느린 정공이 반도체 기판(160)의 후면이 아닌 전면으로 이동하여 변환 효율을 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 영역(10) 및 제2 도전형 영역(30)이 p형을 가지고 제1 도전형 영역(20)이 n형을 가지는 것도 가능하다.
반도체 기판(160)의 표면 위에는 제1 및 제2 패시베이션막(22, 32), 반사 방지막(24) 등의 절연막이 형성될 수 있다. 이러한 절연막은 별도로 도펀트를 포함하지 않는 언도프트 절연막으로 구성될 수 있다.
좀더 구체적으로는, 반도체 기판(160)의 전면 위에, 좀더 정확하게는 반도체 기판(160)에 형성된 제1 도전형 영역(20) 위에 재1 패시베이션막(22)이 형성(일 예로, 접촉)되고, 제1 패시베이션막(22) 위에 반사 방지막(24)이 형성(일 예로, 접촉)될 수 있다. 그리고 반도체 기판(160)의 후면 위에, 좀더 정확하게는 반도체 기판(160)에 형성된 제2 도전형 영역(30) 위에 제2 패시베이션막(32)이 형성(일 예로, 접촉)될 수 있다.
제1 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)은 제1 전극(42)에 대응하는 부분(좀더 정확하게는, 제1 개구부(102)가 형성된 부분)을 제외하고 실질적으로 반도체 기판(160)의 전면 전체에 형성될 수 있다. 이와 유사하게 제2 패시베이션막(32)은 제2 전극(44)에 대응하는 부분(좀더 정확하게는, 제2 개구부(104)가 형성된 부분)을 제외하고 실질적으로 반도체 기판(160)의 후면 전체에 형성될 수 있다.
제1 및 제2 패시베이션막(22, 32)은 제2 도전형 영역(20, 30)에 접촉하여 형성되어 도전형 영역(20, 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. 반사 방지막(24)은 반도체 기판(160)의 전면으로 입사되는 광의 반사율을 감소시킨다. 이에 의하여 반도체 기판(160)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사율이 낮추는 것에 의하여 베이스 영역(10)과 제1 도전형 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(32, 22) 및 반사 방지막(24)에 의해 태양 전지(150)의 개방 전압과 단락 전류를 증가시켜 태양 전지(150)의 효율을 향상할 수 있다.
일례로, 패시베이션막(22, 32) 또는 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, 제1 또는 제2 패시베이션막(22, 32)은, 도전형 영역(20, 30)이 n형을 가지는 경우에는 고정 양전하를 가지는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등을 포함할 수 있으며, p형을 가지는 경우에는 고정 음전하를 가지는 알루미늄 산화막 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 반사 방지막(24)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 패시베이션막(22, 32), 그리고 반사 방지막(24)이 다양한 물질을 포함할 수 있다. 그리고 반도체 기판(160)의 전면 및/또는 후면 위에 적층되는 절연막의 적층 구조 또한 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상술한 적층 순서와 다른 적층 순서로 절연막이 적층될 수 있다. 또는, 상술한 제1 및 제2 패시베이션막(22, 32) 및 반사 방지막(24) 중 적어도 하나를 구비하지 않거나, 상술한 제1 및 제2 패시베이션막(22, 32) 및 반사 방지막(24) 이외의 다른 절연막을 구비할 수도 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
제1 전극(42)은 반도체 기판(160)의 전면에 위치한 절연막(예를 들어, 제1 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24))에 형성된 제1 개구부(102)를 통하여 제1 도전형 영역(20)에 전기적으로 연결된다. 제2 전극(44)은 반도체 기판(160)의 후면에 위치한 절연막(예를 들어, 제2 패시베이션막(32))에 형성된 제2 개구부(104)를 통하여 제2 도전형 영역(30)에 전기적으로 연결된다. 일 예로, 제1 전극(42)은 제1 도전형 영역(20)에 접촉하고, 제2 전극(44)은 제2 도전형 영역(30)에 접촉할 수 있다.
제1 및 제2 전극(42, 44)은 다양한 물질(일 예로, 금속 물질)로 구성되며 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극(42, 44)의 형상에 대해서는 추후에 다시 설명한다.
이와 같이 본 실시예에서는 태양 전지(150)의 제1 및 제2 전극(42, 44)이 일정한 패턴을 가져 태양 전지(150)가 반도체 기판(160)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.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 전극(44)이 반도체 기판(160)의 후면 쪽에서 전체적으로 형성되는 구조를 가지는 것도 가능하다. 또한, 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30), 그리고 제1 및 제2 전극(42, 44)이 반도체 기판(160)의 일면(일 예로, 후면) 쪽에 함께 위치하는 것도 가능하며, 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30) 중 적어도 하나가 반도체 기판(160)의 양면에 걸쳐서 형성되는 것도 가능하다. 즉, 상술한 태양 전지(150)는 일 예로 제시한 것에 불과할 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 태양 전지(150)는 제1 전극(42) 또는 제2 전극(44) 위에 위치(일 예로, 접촉)하는 배선재(142)에 의하여 이웃한 태양 전지(150)와 전기적으로 연결되는데, 이에 대해서는 도 1 내지 도 3과 함께 도 4를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 4는 도 1에 도시한 태양 전지 패널(100)에 포함되며 배선재(142)에 의하여 연결되는 제1 태양 전지(151)와 제2 태양 전지(152)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 4에서 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)는 반도체 기판(160)과 전극(42, 44)을 위주로 개략적으로만 도시하였다.
도 4에 도시한 바와 같이, 복수 개의 태양 전지(150) 중에서 서로 이웃한 두 개의 태양 전지(150)(일 예로, 제1 태양 전지(151)와 제2 태양 전지(152))가 배선재(142)에 의하여 연결될 수 있다. 이때, 배선재(142)는, 제1 태양 전지(151)의 전면에 위치한 제1 전극(42)과 제1 태양 전지(151)의 일측(도면의 좌측 하부)에 위치하는 제2 태양 전지(152)의 후면에 위치한 제2 전극(44)을 연결한다. 그리고 다른 배선재(1420a)가 제1 태양 전지(151)의 후면에 위치한 제2 전극(44)과 제1 태양 전지(151)의 다른 일측(도면의 우측 상부)에 위치할 다른 태양 전지의 전면에 위치한 제1 전극(42)을 연결한다. 그리고 또 다른 배선재(1420b)가 제2 태양 전지(152)의 전면에 위치한 제1 전극(42)과 제2 태양 전지(152)의 일측(도면의 좌측 하부)에 위치할 또 다른 태양 전지의 후면에 위치한 제2 전극(44)을 연결한다. 이에 의하여 복수 개의 태양 전지(150)가 배선재(142, 1420a, 1420b)에 의하여 서로 하나의 열을 이루도록 연결될 수 있다. 이하에서 배선재(142)에 대한 설명은 서로 이웃한 두 개의 태양 전지(150)를 연결하는 모든 배선재(142, 1420a, 1420b)에 각기 적용될 수 있다.
본 실시예에서 배선재(142)는, 제1 태양 전지(151)의 전면에서 제1 전극(42)(좀더 구체적으로는, 제1 전극(42)의 버스바 라인(도 5의 참조부호 42b, 이하 동일))에 연결되면서 제1 가장자리(161)로부터 이에 반대되는 제2 가장자리(162)을 향해 길게 이어지는 제1 부분과, 제2 태양 전지(152)의 후면에서 제2 전극(44)(좀더 구체적으로는, 제2 전극(44)의 버스바 라인)에 연결된 상태로 제1 가장자리(161)로부터 이에 반대되는 제2 가장자리(162)를 향해 길게 이어지는 제2 부분과, 제1 태양 전지(151)의 제2 가장자리(162)의 전면으로부터 제2 태양 전지(152)의 후면까지 연장되어 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 제3 부분을 포함할 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)가 제1 태양 전지(151)의 일부 영역에서 제1 태양 전지(151)를 가로지른 후에 제2 태양 전지(152)의 일부 영역에서 제2 태양 전지(152)를 가로질러 위치할 수 있다. 이와 같이 배선재(142)가 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)보다 작은 폭을 가지면서 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)의 일부(일 예로, 버스바 라인(42b))에 대응하는 부분에서만 형성되어 작은 면적에 의해서도 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)를 효과적으로 연결할 수 있다.
일 예로, 배선재(142)는 제1 및 제2 전극(42, 44)에서 버스바 라인(42b) 위에서 버스바 라인(42b)에 접촉하면서 버스바 라인(42b)을 따라 길게 이어지도록 배치될 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)와 제1 및 제2 전극(42, 44)이 연속적으로 접촉되도록 하여 전기적 연결 특성을 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 버스바 라인(42b을 구비하지 않는 것도 가능하며 이 경우에는 배선재(142)가 핑거 라인(도 5의 참조부호 42a)과 교차하는 방향으로 복수 개의 핑거 라인(42a)을 가로질러 복수 개의 핑거 전극(42a)에 접촉 및 연결되도록 배치될 수도 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
각 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 볼 때 배선재(142)는 복수 개 구비되어 이웃한 태양 전지(150)의 전기적 연결 특성을 향상할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 배선재(142)가 기존에 사용되던 상대적으로 넓은 폭(예를 들어, 1mm 내지 2mm)을 가지는 리본보다 작은 폭을 가지는 와이어로 구성되어, 각 태양 전지(150)의 일면 기준으로 기존의 리본의 개수(예를 들어, 2개 내지 5개)보다 많은 개수의 배선재(142)를 사용한다.
일 예로, 배선재(142)는 금속으로 이루어진 코어층(142a)과, 코어층(142a)의 표면에 얇은 두께로 코팅되며 솔더 물질을 포함하여 전극(42, 44)과 솔더링이 가능하도록 하는 솔더층(142b)을 포함할 수 있다. 일 예로, 코어층(142a)은 Ni, Cu, Ag, Al을 주요 물질(일 예로, 50wt% 이상 포함되는 물질, 좀더 구체적으로 90wt% 이상 포함되는 물질)로 포함할 수 있다. 솔더층(142b)은 Pb, Sn, SnIn, SnBi, SnPb, SnPbAg, SnCuAg, SnCu 등의 물질을 주요 물질로 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 코어층(142a) 및 솔더층(142b)이 다양한 물질을 포함할 수 있다.
이와 같이 기존의 리본보다 작은 폭을 가지는 와이어를 배선재(142)로 사용하면 재료 비용을 크게 절감할 수 있다. 그리고 배선재(142)가 리본보다 작은 폭을 가지므로 배선재(142)를 충분한 개수로 구비하여 캐리어의 이동 거리를 최소화함으로써 태양 전지 패널(100)의 출력을 향상할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 배선재(142)를 구성하는 와이어는 라운드진 부분을 포함할 수 있다. 즉, 배선재(142)를 구성하는 와이어가 원형, 타원형, 또는 곡선으로 이루어진 단면 또는 라운드진 단면을 가질 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)가 반사 또는 난반사를 유도할 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)를 구성하는 와이어의 라운드진 면에서 반사된 광이 태양 전지(150)의 전면 또는 후면에 위치한 전면 기판(110) 또는 후면 기판(120) 등에 반사 또는 전반사되어 태양 전지(150)로 재입사되도록 할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지 패널(100)의 출력을 효과적으로 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 배선재(142)를 구성하는 와이어가 사각형 등의 다각형의 형상을 가질 수 있으며 그 외의 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서 배선재(142)는 폭(또는 직경)이 250um 내지 500um일 수 있다. 참고로, 본 실시예에서 솔더층(142b)의 두께는 매우 작은 편이며 배선재(142)의 위치에 따라 다양한 두께를 가질 수 있으므로 배선재(142)의 폭은 코어층(142a)의 폭으로 볼 수 있다. 또는, 배선재(142)의 폭은 라인부(도 5의 참조부호 421) 위에서 배선재(142)의 중심을 지나는 폭으로 볼 수 있다. 이러한 폭을 가지는 와이어 형태의 배선재(142)에 의해서 태양 전지(150)에서 생성한 전류를 외부 회로(예를 들어, 버스 리본 또는 정션 박스의 바이패스 다이오드) 또는 또 다른 태양 전지(150)로 효율적으로 전달할 수 있다. 본 실시예에서는 배선재(142)가 별도의 층, 필름 등에 삽입되지 않은 상태로 태양 전지(150)의 전극(42, 44) 위에 각기 개별적으로 위치하여 고정될 수 있다. 배선재(142)의 폭이 250um 미만이면, 배선재(142)의 강도가 충분하지 않을 수 있고, 전극(42, 44)의 연결 면적이 매우 적어 전기적 연결 특성이 좋지 않고 부착력이 낮을 수 있다. 배선재(142)의 폭이 500um를 초과하면, 배선재(142)의 비용이 증가하고 배선재(142)가 태양 전지(150)의 전면으로 입사되는 광의 입사를 방해하여 광 손실(shading loss)이 증가할 수 있다. 또한, 배선재(142)에서 전극(42, 44)과 이격되는 방향으로 가해지는 힘이 커져 배선재(142)와 전극(42, 44) 사이의 부착력이 낮을 수 있고 전극(42, 44) 또는 반도체 기판(160)에 균열 등의 문제를 발생시킬 수 있다. 일 예로, 배선재(142)의 폭은 350um 내지 450um(특히, 350um 내지 400um)일 수 있다. 이러한 범위에서 전극(42, 44)과의 부착력을 높이면서 출력을 향상할 수 있다.
이때, 배선재(142)의 개수가 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 6개 내지 33개일 수 있다. 좀더 구체적으로, 배선재(142)의 폭이 250um 이상, 300um 미만일 때, 배선재(142)의 개수가 15개 내지 33개일 수 있다. 배선재(142)의 폭이 300um 이상, 350um 미만일 때, 배선재(142)의 개수가 10개 내지 33개일 수 있다. 배선재(142)의 폭이 350um 이상, 400um 미만일 때, 배선재(142)의 개수가 8개 내지 33개일 수 있다. 배선재(142)의 폭이 400um 내지 500um일 때, 배선재(142)의 개수가 6개 내지 33개일 수 있다. 그리고 배선재(142)의 폭이 350um 이상이면, 배선재(142)의 개수가 15개를 초과하여도 태양 전지 패널(100)의 출력이 더 이상 증가하기 어렵다. 그리고 배선재(142)의 개수가 많아지면 태양 전지(150)에 부담을 줄 수 있다. 이를 고려하여, 배선재(142)의 폭이 350um 이상, 400um 미만일 때, 배선재(142)의 개수가 8개 내지 15개일 수 있다. 배선재(142)의 폭이 400um 내지 500um일 때, 배선재(142)의 개수가 6개 내지 15개일 수 있다. 이때, 태양 전지 패널(100)의 출력을 좀더 향상하기 위하여 배선재(142)의 개수를 10개 이상(일 예로, 12개 내지 13개)으로 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 배선재(142)의 개수 및 이에 따른 버스바 라인(42b)의 개수가 다른 값을 가질 수 있다.
이때, 배선재(142)의 피치(또는 버스바 라인(42b)의 피치)가 4.75mm 내지 26.13mm일 수 있다. 이는 배선재(142)의 폭 및 개수를 고려한 것이다. 예를 들어, 배선재(142)의 폭이 250um 이상, 300um 미만일 때, 배선재(142)의 피치가 4.75mm 내지 10.45mm일 수 있다. 배선재(142)의 폭이 300um 이상, 350um 미만일 때, 배선재(142)의 피치가 4.75mm 내지 15.68mm일 수 있다. 배선재(142)의 폭이 350um 이상, 400um 미만일 때, 배선재(142)의 피치가 4.75mm 내지 19.59mm일 수 있다. 배선재(142)의 폭이 400um 내지 500um일 때, 배선재(142)의 피치가 4.75mm 내지 26.13mm일 수 있다. 좀더 구체적으로, 배선재(142)의 폭이 350um 이상, 400um 미만일 때, 배선재(142)의 피치가 10.45mm 내지 19.59mm일 수 있다. 배선재(142)의 폭이 400um 내지 500um일 때, 배선재(142)의 개수가 10.45mm 내지 26.13mm일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 배선재(142)의 피치 및 이에 따른 버스바 라인(42b)의 피치가 다른 값을 가질 수 있다.
본 실시예에서는 제1 전극(42)(또는 제2 전극(44)), 배선재(142), 전극 영역(도 5의 참조부호 EA) 등이 제1 방향(핑거 라인(42a)과 평행한 방향) 및 제2 방향(버스바 라인(42b) 또는 배선재(142)와 평행한 방향)에서 서로 대칭되도록 위치할 수 있다. 이에 의하여 전류 흐름을 안정적으로 구현할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 4와 함께 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배선재(142)가 부착될 수 있는 태양 전지(150)의 전극(42, 44)의 일 예를 상세하게 설명한다. 이하에서는 도 5를 참조하여 제1 전극(42)을 기준으로 상세하게 설명한 후에 제2 전극(44)을 설명한다.
도 5는 도 4의 A 부분을 확대하여 도시한 부분 평면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에서 제1 전극(42)은 제1 방향(도면의 가로 방향)으로 연장되며 서로 평행하게 위치하는 복수의 핑거 라인(42a)을 포함한다. 그리고 핑거 라인(42a)과 교차(일 예로, 직교)하는 제2 방향(도면의 세로 방향)으로 연장되어 배선재(142)가 연결 또는 부착되는 버스바 라인(42b)을 더 포함할 수 있다. 버스바 라인(42b)은 배선재(142)에 대응하여 배치될 수 있으므로 버스바 라인(42b)의 개수, 피치 등에 대해서는 배선재(142)의 개수, 피치 등에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다. 이하에서는 복수의 버스바 라인(42b) 중에 인접한 두 개의 버스바 라인(42b) 사이를 각기 전극 영역(EA)이라 칭한다. 본 실시예에서 배선재(142)가 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 복수 개(일 예로, 6개 이상) 구비되므로 전극 영역(EA)이 복수 개(즉, 배선재(142)의 개수보다 하나 적은 개수)로 구비될 수 있다.
복수의 핑거 라인(42a)은 균일한 폭 및 피치를 가지면서 서로 이격될 수 있다. 도면에서는 핑거 라인(42a)이 제1 방향으로 서로 나란히 형성되어 태양 전지(150)의 메인 가장자리(특히, 제1 및 제2 가장자리(161, 162))와 평행한 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 제1 전극(42)의 핑거 라인(42a)은 35um 내지 120um의 폭을 가질 수 있다. 그리고 제1 전극(42)의 핑거 라인(42a)은 1.2mm 내지 2.8mm의 피치를 가질 수 있고, 핑거 라인(42a)과 교차하는 방향에서 핑거 라인(42a)의 개수가 55개 내지 130개일 수 있다. 이러한 폭 및 피치는 쉬운 공정 조건에 의하여 형성될 수 있으며 광전 변환에 의하여 생성된 전류를 효과적으로 수집하면서도 핑거 라인(42a)에 의한 쉐이딩 손실(shading loss)를 최소화하도록 한정된 것이다. 이러한 핑거 라인(42a)의 두께는 공정 시에 쉽게 형성할 수 있고 원하는 비저항을 가질 수 있는 범위일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 핑거 라인(42a)의 폭, 피치 등은 공정 조건의 변화, 태양 전지(150)의 크기, 핑거 라인(42a)의 구성 물질 등에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
이때, 배선재(142)의 폭은 핑거 라인(42a)의 피치보다 작을 수 있고, 핑거 라인(42a)의 폭보다 클 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
일 예로, 버스바 라인(42b)은 전극 영역(EA) 내에서 제1 가장자리(161)에 인접한 부분으로부터 제2 가장자리(162)에 인접한 부분까지 연속적으로 형성될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 버스바 라인(42b)은 이웃한 태양 전지(150)와의 연결을 위한 배선재(142)가 위치하는 부분에 대응하도록 위치할 수 있다. 이러한 버스바 라인(42b)은 배선재(142)에 일대일 대응하도록 구비될 수 있다. 이에 따라 본 실시예에서 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 버스바 라인(42b)이 배선재(142)와 동일한 개수로 구비될 수 있다.
버스바 라인(42b)은, 전극 영역(EA) 내에서 배선재(142)가 연결되는 방향을 따라 상대적으로 좁은 폭을 가지면서 길게 이어지는 라인부(421)와, 라인부(421)보다 넓은 폭을 가져 배선재(142)와의 연결 면적을 증가시키는 패드부(422)를 구비할 수 있다. 좁은 폭의 라인부(421)에 의하여 태양 전지(150)로 입사하는 광을 막는 면적을 최소화할 수 있고, 넓은 폭의 패드부(422)에 의하여 배선재(142)와 버스바 라인(42b)의 부착력을 향상하고 접촉 저항을 줄일 수 있다. 패드부(422)는 라인부(421)보다 넓은 폭을 가져 실질적으로 배선재(142)가 부착되는 영역이다. 라인부(421)에는 배선재(142)가 부착될 수도 있고, 라인부(421)에 배선재(142)가 부착되지 않은 상태로 배선재(142)가 라인부(421) 위에 놓여진 상태일 수도 있다.
제1 방향에서 측정되는 패드부(422)의 폭은 라인부(421) 및 핑거 라인(42a)의 폭보다 각기 클 수 있다.
본 실시예에서 배선재(142)에 대응하도록 버스바 라인(42b)의 라인부(421)가 구비되는 것을 예시하였다. 좀더 구체적으로, 기존에는 배선재(142)에 대응하여 핑거 라인(42a)보다 매우 큰 폭을 가지는 버스바 전극이 위치하였는데, 본 실시예에서는 폭이 버스바 전극보다 매우 작은 버스바 라인(42b)의 라인부(421)가 위치한다. 본 실시예에서 라인부(421)는 복수의 핑거 라인(42a)을 연결하여 일부 핑거 라인(42a)이 단선될 경우 캐리어가 우회할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 버스바 전극은 리본에 대응하도록 핑거 라인에 교차하는 방향으로 형성되며 핑거 라인의 폭의 12배 이상(보통 15배 이상)의 폭을 가지는 전극부를 지칭한다. 버스바 전극은 상대적으로 큰 폭을 가지므로 보통 2개 정도 3개의 개수로 형성된다. 그리고 본 실시예에서의 버스바 라인(42b)의 라인부(421)는 배선재(142)에 대응하도록 핑거 라인(42a)과 교차하는 방향으로 형성되며 핑거 라인(42a)의 폭의 10배 이하의 폭을 가지는 전극부를 지칭할 수 있다.
일 예로, 라인부(421)의 폭이 핑거 라인(42a)의 폭의 0.5배 내지 10배일 수 있다. 상기 비율이 0.5배 미만이면, 라인부(421)의 폭이 적어져 라인부(421)에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있다. 상기 비율이 10배를 초과하면, 라인부(421)의 폭이 커져서 광 손실이 커질 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 배선재(142)를 많은 개수로 구비하므로 라인부(421) 또한 많은 개수로 구비되어 광 손실이 더 커질 수 있다. 좀더 구체적으로는, 라인부(421)의 폭이 핑거 라인(42a)의 폭의 0.5배 내지 7배일 수 있다. 상기 비율을 7배 이하로 하여 광 손실을 좀더 줄일 수 있다. 일 예로, 광 손실을 참조하면 라인부(421)의 폭이 핑거 라인(42a)의 폭의 0.5배 내지 4배일 수 있다. 좀더 구체적으로 라인부(421)의 폭이 핑거 라인(42a)의 폭의 0.5배 내지 2배일 수 있다. 이러한 범위에서 태양 전지(150)의 효율을 크게 향상할 수 있다.
또는, 라인부(42b)의 폭이 배선재(142)의 폭과 같거나 이보다 작을 수 있다. 배선재(142)가 원형, 타원형 또는 라운드진 형상을 가지는 경우에 배선재(142)의 하부에서 라인부(421)에 접촉하는 폭 또는 면적이 크지 않으므로, 라인부(421)의 폭을 배선재(142)의 폭과 같거나 이보다 작게 할 수 있기 때문이다. 이와 같이 라인부(421)의 폭을 상대적으로 작게 하면 제1 전극(42)의 면적을 줄여 제1 전극(42)의 재료 비용을 절감할 수 있다.
일 예로, 배선재(142)의 폭 : 라인부(421)의 폭의 비율이 1:0.07 내지 1:1일 수 있다. 상기 비율이 1:0.07 미만이면, 라인부(421)의 폭이 너무 적어 전기적 특성 등이 저하될 수 있다. 상기 비율이 1:1를 초과하면, 라인부(421)과의 접촉 특성 등을 크게 향상하지 못하면서 제1 전극(42)의 면적만을 늘려 광 손실 증가, 재료 비용 증가 등의 문제가 있다. 일 예로, 광 손실, 재료 비용 등을 좀더 고려하면, 상기 비율이 1:0.1 내지 1:0.5(좀더 구체적으로 1:0.1 내지 1:0.3)일 수 있다.
또는, 라인부(421)의 폭이 35um 내지 350um일 수 있다. 라인부(421)의 폭이 35um 미만이면, 라인부(421)의 폭이 너무 적어 전기적 특성 등이 저하될 수 있다. 라인부(421)의 폭이 350um를 초과하면, 라인부(421)과의 접촉 특성 등을 크게 향상하지 못하면서 제1 전극(42)의 면적만을 늘려 광 손실 증가, 재료 비용 증가 등의 문제가 있다. 일 예로, 광 손실, 재료 비용 등을 좀더 고려하면, 라인부(421)의 폭이 35um 내지 200um(좀더 구체적으로 35um 내지 120um)일 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 라인부(421)의 폭은 광전 변환에 의하여 생성된 전류를 효과적으로 전달하면서도 쉐이딩 손실을 최소화하는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
그리고 패드부(422)의 폭은 라인부(421)의 폭보다 크고, 배선재(142)의 폭과 같거나 그보다 클 수 있다. 패드부(422)는 배선재(142)와의 접촉 면적을 늘려 배선재(142)와의 부착력을 향상하기 위한 부분이므로, 라인부(421)보다 큰 폭을 가지고 배선재(142)와 같거나 이보다 큰 폭을 가지는 것이다.
일 예로, 배선재(142)의 폭 : 패드부(422)의 폭의 비율이 1:1 내지 1:5일 수 있다. 상기 비율이 1:1 미만이면, 패드부(422)의 폭이 충분하지 않아 패드부(422)와 배선재(142)의 부착력이 충분하지 않을 수 있다. 상기 비율이 1:5를 초과하면, 패드부(422)에 의하여 광이 손실되는 면적이 늘어나서 쉐이딩 손실이 클 수 있다. 부착력, 광 손실 등을 좀더 고려하면, 상기 비율이 1:2 내지 1:4(좀더 구체적으로 1:2.5 내지 1:4)일 수 있다.
또는, 일 예로, 패드부(422)의 폭이 0.25mm 내지 2.5mm일 수 있다. 패드부(422)의 폭이 0.25mm 미만이면, 배선재(142)와의 접촉 면적이 충분하지 않아 패드부(422)와 배선재(142)의 부착력이 충분하지 않을 수 있다. 패드부(422)의 폭이 2.5mm를 초과하면, 패드부(422)에 의하여 광이 손실되는 면적이 늘어나서 쉐이딩 손실이 클 수 있다. 일 예로, 패드부(422)의 폭이 0.8mm 내지 1.5mm일 수 있다.
그리고 패드부(422)의 길이는 핑거 라인(42a)의 폭보다 클 수 있다. 예를 들어, 패드부(422)의 길이가 0.035mm 내지 30mm일 수 있다. 패드부(422)의 길이가 0.035mm 미만이면, 배선재(142)와의 접촉 면적이 충분하지 않아 패드부(422)와 배선재(142)의 부착력이 충분하지 않을 수 있다. 패드부(422)의 길이가 30mm를 초과하면, 패드부(422)에 의하여 광이 손실되는 면적이 늘어나서 쉐이딩 손실이 클 수 있다.
또는, 일 예로, 핑거 라인(42a)의 폭 : 패드부(422)의 길이의 비율이 1:1.1 내지 1:20일 수 있다. 이러한 범위 내에서 패드부(422)와 배선재(142)의 부착 면적을 증가시켜 패드부(422)와 배선재(142)의 부착력을 향상할 수 있다.
또는, 일 예로, 배선재(142)의 폭 : 패드부(422)의 길이의 비율이 1:1 내지 1:10일 수 있다. 상기 비율이 1:1 미만이면, 패드부(422)의 길이가 충분하지 않아 패드부(422)와 배선재(142)의 부착력이 충분하지 않을 수 있다. 상기 비율이 1:10를 초과하면, 패드부(422)에 의하여 광이 손실되는 면적이 늘어나서 쉐이딩 손실이 클 수 있다. 부착력, 광 손실 등을 좀더 고려하면, 상기 비율이 1:3 내지 1:6일 수 있다.
하나의 버스바 라인(42b)에서 패드부(422)는 6개 내지 24개(일 예로, 12개 내지 22개) 배치될 수 있다. 복수 개의 패드부(422)는 간격을 두고 배치될 수도 있다. 일 예로, 2개 내지 10개의 핑거 라인(42a)마다 하나씩 위치할 수 있다. 이에 의하면 버스바 라인(42b)과 배선재(142)의 접착 면적이 증가하는 부분을 규칙적으로 구비하여 버스바 라인(42b)과 배선재(142)와의 부착력을 향상할 수 있다. 또는, 두 개의 패드부(422) 사이의 거리가 서로 다른 값을 가지도록 복수 개의 패드부(422)가 배치될 수 있다. 특히, 다른 부분(즉, 버스바 라인(42b)의 중앙 부분)보다 큰 힘이 작용하는 버스바 라인(42b)의 단부에서 패드부(422)가 높은 밀도로 배치될 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
상술한 설명에서는 도 5를 참조하여 제1 전극(42)을 위주로 하여 설명하였다. 제2 전극(44)은 제1 전극(42)의 핑거 라인(42a) 및 버스바 라인(42b)에 각기 대응하는 핑거 라인 및 버스바 라인을 포함할 수 있다. 제1 전극(42)의 핑거 라인(42a) 및 버스바 라인(42b)에 대한 내용은 그대로 제2 전극(44)의 핑거 라인 및 버스바 라인에 적용될 수 있다. 이때, 제1 전극(42)에 관련된 제1 도전형 영역(20)에 대한 설명은, 제2 전극(44)에 관련된 제2 도전형 영역(30)에 대한 설명일 수 있다. 그리고 제1 전극(42)에 관련된 제1 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24), 그리고 개구부(102)에 대한 설명은, 제2 전극(44)에 관련된 제2 패시베이션막(30), 그리고 개구부(104)에 대한 설명일 수 있다.
이때, 제1 전극(42)의 핑거 라인(42a), 그리고 버스바 라인(42b)의 라인부(421) 및 패드부(442)의 폭, 피치, 개수 등은 제2 전극(44)의 핑거 라인, 그리고 버스바 라인의 라인부 및 패드부의 폭, 피치, 개수 등과 서로 동일할 수도 있다. 또는, 제1 전극(42)의 핑거 라인(42a), 그리고 버스바 라인(42b)의 라인부(421) 및 패드부(422)의 폭, 피치, 개수 등은 제2 전극(44)의 핑거 라인, 그리고 버스바 라인의 라인부 및 패드부의 폭, 피치, 개수 등과 서로 다를 수 있다. 일 예로, 상대적으로 광의 입사가 적은 제2 전극(44)의 전극부의 폭이 이에 대응하는 제1 전극(42)의 전극부의 폭보다 클 수 있고, 제2 전극(44)의 핑거 라인의 피치가 이에 대응하는 제1 전극(42)의 핑거 라인(42a)의 피치보다 작을 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다. 다만, 제1 전극(42)의 버스바 라인(42b)의 개수 및 피치는 각기 제2 전극(44)의 버스바 라인의 개수 및 피치와 동일할 수 있다. 또한, 제1 전극(42)과 제2 전극(44)의 평면 형상이 서로 다른 것도 가능하다. 예를 들어, 제2 전극(44)이 반도체 기판(160)의 후면에 전체적으로 형성되는 것도 가능하다. 그 의 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에 따르면, 와이어 형태의 배선재(142)를 사용하여 난반사 등에 의하여 광 손실을 최소화할 수 있고 배선재(142)의 개수를 늘리고 배선재(142)의 피치를 줄여 캐리어의 이동 경로를 줄일 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(150)의 효율 및 태양 전지 패널(100)의 출력을 향상할 수 있다. 상술한 바와 같이 작은 폭(W1)을 가지는 원형 등의 단면 형상을 가지는 와이어 형태의 배선재(142)을 많은 개수로 태양 전지(150)에 부착하여야 한다. 이에 따라 와이어 형태를 가지더라도 높은 부착력을 가지도록 태양 전지(150)에 부착할 수 있고 많은 개수의 배선재(142)를 함께 부착하여 생산성을 향상할 수 있는 배선재 부착 장치가 요구된다.
한편, 본 실시예에서는 태양 전지(142)에 부착된 배선재(142)의 항복 강도가 110 mpa 이하(일 예로, 67 mpa 내지 110 mpa)일 수 있는데, 이는 본 실시예에 따른 배선재 부착 장치 및 이를 이용한 부착 방법에 의하여 배선재(142)가 부착되었기 때문이다. 본 실시예에 따른 배선재 부착 장치 및 이를 이용한 배선재 부착 방법을 도 6 내지 도 16을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치의 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치의 다른 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다. 그리고 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치의 작업대, 열원부 및 상부 고정 부재 공급부를 개략적으로 도시한 개념도이다. 간략한 도면을 위한 도 7에서는 상부 고정 부재 공급부 및 태양 전지 공급부를 도시하지 않았다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치(이하, "배선재 부착 장치")(200)는, 권취롤(211)에 감겨 있는 배선재(142)를 풀어서 공정 방향으로 제공하는 배선재 공급부(210)와, 제공된 배선재(142)에 플럭스를 도포하는 플럭스부(220)와, 플럭스를 건조하는 건조부(230)와, 배선재(142)를 지그(243)에 고정하는 배선재 고정부(240)와, 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착하는 부착부(250)를 포함할 수 있다.
이에 의하여 배선재 공급부(210)에서는 권취롤(212)에 감긴 배선재(142)를 풀어서 플럭스부(220), 건조부(230), 배선재 고정부(240) 및 부착부(250)를 통과하는 공정 방향으로 이동시키는 단계를 수행하고, 플럭스부(220), 건조부(230), 배선재 고정부(240) 및 부착부(250)에서는 배선재(142)를 태양 전지(150)에 고정하는 단계를 수행한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
권취롤(211)은 원기둥 형상을 가질 수 있으며 배선재(142)가 원기둥의 원주 방향으로 감겨 있다. 권취롤(211)에 감겨진 배선재(142)는 권취롤(211)로부터 풀려서 공정 방향으로 제공된다. 본 실시예에서 권취롤(211)은 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 배치되어야 하는 배선재(142)의 개수와 동일하게 복수 개 구비될 수 있다. 이러한 복수 개의 권취롤(211)는 가로 및/또는 세로로 일정 간격으로 배치되고 복수 개의 권취롤(211)로부터 풀린 복수의 배선재(142)는 정렬 부재(217)에 의해서 동일 평면 상에서 태양 전지(150)에 배치되어야 할 간격(피치)으로 서로 이격된 상태로 정렬된 상태로 이동할 수 있다.
이와 같이 배선재(142)가 평행하게 배치된 상태로 이동하면, 각 태양 전지(150)의 일면에 부착될 복수 개의 배선재(142)에 동시에 필요한 공정이 수행되고 동시에 태양 전지(150)에 부착될 수 있어 공정을 단순화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서 배선재(142)는 권취롤(211)의 길이 방향(도면의 x축 방향)의 단부를 지나도록 풀려서 정렬된다. 여기서, 길이 방향이라 함은 배선재(142)가 감기는 면(원주를 연결한 면)과 직교하거나 거의 직교(예를 들어, 80도 내지 100도)하도록 배치되거나 배선재(142)가 감기는 면을 사이에 두고 위치하는 권취롤(211)의 양 단부를 연결하는 방향일 수 있다. 이를 도 6과 함께 도 9을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 9은 도 6에 도시한 배선재 공급부(210)에서 하나의 권취롤(211)에 대응하는 부분을 확대하여 도시한 분해 사시도이다.
도 9을 참조하면, 배선재 공급부(210)는, 배선재(142)가 감긴 권취롤(211)과, 권취롤(211)에 각기 대응하여 위치하여 권취롤(211)에 감긴 배선재(142)가 원하는 방향으로 안정적으로 풀리도록 하는 풀림 제어 부재(213)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 풀림 제어 부재(213)는 권취롤(211)에 감긴 배선재(142)를 권취롤(211)의 길이 방향에서의 일 단부를 지나도록 풀어서 배선재(142)의 항복 강도의 변화를 최소화할 수 있다.
본 실시예에서 권취롤(211)은, 배선재(142)가 위치하는 본체 부분(211a)과, 본체 부분(211a)의 양 단부에 각기 하나씩 위치하여 배선재(142)가 본체 부분(211a)의 외부로 이탈하는 것을 방지하는 단부 부분(211b)을 포함할 수 있다. 본체 부분(211a)은 배선재(142)의 손상, 변형 등을 방지할 수 있도록 원통 형상을 가질 수 있고, 단부 부분(211b)은 본체 부분(211a)의 양 단부에서 외부로 일정 길이만큼 연장되는 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 단부 부분(211b)이 본체 부분(211a)보다 큰 면적을 가지는 것에 의하여 배선재(142)가 이탈되지 않도록 하는 것을 예시하였다. 이에 의하면 간단한 구조에 의하여 배선재(142)의 이탈을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고 권취롤(211)은 길이 방향을 따라 권취롤(211)을 관통하는 중공(hollow)(211c)을 포함하여 무게를 최소화하고 제조 비용을 절감할 수 있다. 그리고 중공(211c)에 의하여 고정 프레임(215)에 쉽게 안착될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 권취롤(211)의 형상, 구조 등은 다양한 변형이 가능하다.
본체 부분(211a)에는 배선재(142)가 대략적으로 본체 부분(211a)의 원주 방향 또는 권취롤(211)의 길이 방향과 교차(일 예로, 직교)하는 방향으로 감길 수 있다. 이러한 방향으로 배선재(142)가 감기면 본체 부분(211a)에 배선재(142)를 손상 또는 변형 없이 최대한 촘촘하게 감을 수 있기 때문이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 권취롤(211)은 고정 프레임(215)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 고정 프레임(215)은 복수의 권취롤(211)이 함께 고정되는 지지체로 작용하는 판상 형상의 고정판(215b)을 구비하는 프레임 부분(215a)을 구비할 수 있다. 프레임 부분(215a)은 복수의 권취롤(211)을 안정적으로 지지할 수 있는 다양한 구조, 물질 등으로 구성될 수 있다.
고정판(215b)에는 권취롤(211)을 끼워서 고정할 수 있는 고정 막대(215c)가 구비될 수 있다. 권취롤(211)의 중공(211c) 내에 고정 막대(215c)가 위치하도록 권취롤(211)를 위치시는 것에 의하여 고정판(215a)에 권취롤(211)이 쉽고 안정적으로 고정될 수 있다. 그리고 권취롤(211)을 빼내는 것에 의하여 권취롤(211)을 쉽게 고정 막대(215c)로부터 쉽게 분리할 수 있어 권취롤(211)을 쉽게 교체할 수 있다. 이때, 권취롤(211c)은 회전 가능하지 않게 고정 막대(215c)에 고정될 수 있다. 고정 막대(215c)는 권취롤(211)이 안정적으로 고정될 수 있도록 권취롤(211)의 중공(211c) 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 일 예로, 고정 막대(215c)가 원기둥 또는 원형의 단면 형상을 가지는 바(bar) 형상을 가질 수 있다.
그리고 고정 프레임(215)은 각 권취롤(211)의 외부를 둘러싸도록 외부 고정 부분(215d)를 더 포함할 수 있다. 외부 고정 부분(215d)은 프레임 부분(215a)과 별개로 제조되어 고정판(215b)에 고정된 것일 수 있다.
외부 고정 부분(215d)은 권취롤(211)의 외부에 위치하여 권취롤(211)에 감긴 배선재(142)가 외부의 충격에 의하여 손상되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 외부 고정 부분(215d)은 각 권취롤(211)의 외부를 둘러쌀 수 있도록 내부에 빈 공간을 가지는 원통 형상을 가질 수 있고, 외부 고정 부분(215d)의 측면에는 개구부(215e)가 위치할 수 있다. 외부 고정 부분(215d)이 개구부(215e)를 구비하여 권취롤(211)에서 배선재(142)를 풀 때 배선재(142)가 잘 풀리고 있는지를 확인할 수 있다. 외부 고정 부분(215d)은 권취롤(211)의 길이보다 짧은 길이를 가져 배선재(142)가 풀리는 권취롤(211)의 일 단부 부분(211d)이 외부 고정 부분(215d) 외부에 위치하도록 할 수 있다. 이에 의하여 외부 고정 부분(215d)이 배선재(142)가 풀릴 때 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다. 그러나 외부 고정 부분(215d)이 권취롤(211)의 길이와 같거나 이보다 긴 길이를 가지는 것도 가능하다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 권취롤(211)이 고정되는 구조, 방식 등은 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서 고정 프레임(215)에 고정된 권취롤(211)의 길이 방향은 바닥면에 평행하게 배치되거나 바닥면(xy 평면)과 일정한 경사를 가질 수 있다. 특히, 고정 프레임(215)에 고정된 권취롤(211)의 길이 방향이 바닥면과 예각의 각도(A)을 가지면서 배치될 수 있다. 예를 들어, 고정 프레임(215)에 고정된 권취롤(211)에서 배선재(142)가 풀리는 일 단부 부분(211b)이 이에 반대되는 타 단부 부분(211b)보다 높게 위치하도록 바닥면에 경사지게 위치할 수 있다. 그리고 플럭스부(220), 건조부(230), 고정부(240) 및 부착부(250)를 통과하는 배선재(142)가 권취롤(211)에서 바닥면에서 가장 멀리 위치한 부분(즉, 배선재(142)가 풀려나가는 단부 부분(211b)의 상부)보다 높게 위치하게 된다. 그러면, 권취롤(211)로부터 배선재(142)가 풀릴 때 권취롤(211) 및 배선재(142)에 다른 힘이 최소한으로 작용한 상태가 되어 배선재(142)가 변형 없이 쉽게 풀릴 수 있다.
본 실시예에서는 권취롤(211)이 복수의 행을 이루도록 배치될 수 있다. 하나의 태양 전지(150)에 일면 기준으로 6개 이상의 배선재(142)를 공급하여야 하므로 배선재 공급부(210)의 설치 공간, 배선재(142)의 이동 거리를 최소화하기 위함이다. 반면, 복수의 권취롤(211)이 하나의 행을 이루도록 배치하면 배선재 공급부(210)의 설치 공간이 커져야 하며 멀리 위치한 권취롤(211)로부터 제공되는 배선재(142)의 이동 경로가 커져서 배선재(142)가 꼬이거나 이동 중에 배선재(142)의 특성이 변화하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 도면에서는 권취롤(211)이 두 개의 행을 이루도록 배치된 것을 예시하였으나, 태양 전지(150)에 필요한 배선재(142)의 개수에 따라 권취롤(211)이 세 개 이상의 행을 이루도록 배치될 수도 있다.
그리고 도면에서는 모든 권취롤(211)이 바닥면과 예각의 각도(A)를 가지면서 배치되는 것을 예시하였다. 이에 의하여 각 권취롤(211)의 배선재(142)가 쉽게 풀리도록 할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 모든 권취롤(211)이 바닥면과 평행하게 배치될 수도 있다. 또한, 권취롤(211)의 개수, 설치 위치 등이 변화하면 권취롤(211)과 바닥면이 이루는 각도 등을 이와 다르게 조절할 수 있다. 이에 대해서는 추후에 도 20를 참조하여 설명한다.
플럭스부(220), 건조부(230), 고정부(240) 및 부착부(250)를 통과하는 배선재(142)의 공정 방향은 바닥면(도면의 xy 평면)과 평행할 수 있다. 이에 의하면 플럭스부(220), 건조부(230), 고정부(240) 및 부착부(250)의 구조적 안정성을 향상할 수 있다. 이에 따라 권취롤(211)의 길이 방향은 배선재(142)의 공정 방향과 평행하거나 배선재(142)의 공정 방향과 둔각의 각도(경사각)(B)를 가지도록 경사지게 위치할 수 있다. 특히, 권취롤(211)의 길이 방향이 배선재(142)의 공정 방향과 둔각의 각도(B)를 가지도록 경사지게 위치할 수 있다. 이에 의하면 배선재(142)가 안정적으로 권취롤(211)로부터 풀려서 공정 방향으로 이동할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 플럭스부(220), 건조부(230), 고정부(240) 및 부착부(250)를 통과하는 배선재(142)의 공정 방향이 상술한 바와 다를 수도 있다.
풀림 제어 부재(213)는 권취롤(211)로부터 배선재(142)를 풀어서 정렬 부재(217)까지 도달하도록 하는 역할을 한다. 풀림 제어 부재(213)는 배선재(142)가 풀리는 권취롤(211)의 일 단부 부분(211b) 쪽에 위치하여 배선재(142)가 권취롤(211)의 일 단부 부분(211b)을 지나도록 풀려서 정렬 부재(217)까지 도달하도록 한다.
좀더 구체적으로, 풀림 제어 부재(213)는 배선재(142)를 권취롤(211)의 일 단부 부분(211b)을 지나면서 권취롤(211)의 길이 방향과 평행하거나 권취롤(211)의 길이 방향과 예각의 각도(경사각)(C)를 가지면서 풀리도록 할 수 있다. 즉, 권취롤(211)에서 풀린 배선재(142)는 정렬 부재(217)에 도달할 때까지 권취롤(211)의 길이 방향과 이루는 각도가 변화할 수는 있으나, 권취롤(211)과 정렬 부재(217) 사이에 위치한 배선재(142)의 전체 부분에서 권취롤(211)의 길이 방향과 평행하거나 예각의 각도(C)을 가질 수 있다.
본 실시예에서 풀림 제어 부재(213)에 의하여 배선재(142)가 풀릴 때 권취롤(211)은 회전하지 않고 고정될 수 있다. 여기서, 권취롤(211)이 회전하지 않는다는 것은 의도적으로 권취롤(211)이 회전하지 않는 것을 의미하며 공정 중에 의도하지는 않았지만 권취롤(211)에 다소의 진동이 있거나 이로 인한 약간의 회전이 있는 것도 포함한다.
본 실시예에서 풀림 제어 부재(213)는 권취롤(211)의 일 단부 부분(211b)에 위치하는 회전 부재(2130)를 포함할 수 있다. 일 예로, 회전 부재(2130)는 권취롤(211)의 일 단부 부분(211b)에 인접하여 고정 막대(215c)에 회전 가능하게 고정될 수 있다. 회전 부재(2130)는 권취롤(211)에서 배선재(142)가 감긴 방향의 반대 방향으로 회전하여 배선재(142)가 감긴 방향으로 반대 방향으로 배선재(142)를 풀 수 있다.
일 예로, 회전 부재(2130)은, 중심 부분을 구성하며 고정 막대(215c)에 회전 가능하게 고정되는 회전 고정부(2130a)를 구비하며 회전 고정부(2130a)로부터 외부를 향하여 돌출되며 배선재(142)과 통과하는 배선재 통과홀(WH1)을 구비하는 연장부(2130b)를 포함할 수 있다.
일 예로, 회전 고정부(2130a)는 내경부와 외경부 사이에 위치하는 볼에 의하여 운동 마찰 저항을 최소화하는 볼 베어링을 포함할 수 있다. 회전 고정부(2130a)의 내경부 내에 고정 막대(215c)를 삽입하여 고정하는 것에 의하여 회전 부재(2130)가 고정 막대(215c)에 회전 가능하게 고정될 수 있다. 볼 베어링의 구조는 알려진 다양한 구조가 적용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
연장부(2130b)는 상대적으로 좁은 폭을 가지면서 권취롤(211)의 지름 방향과 평행한 방향으로 연장되는 연장 부분(2130c)과, 연장 부분(2130c)의 단부에서 이에 교차하는 방향 또는 원주 방향으로 굴곡되는 굴곡 부분(2130d)을 포함할 수 있다. 연장 부분(2130c)의 단부 또는 굴곡 부분(2130d)에 배선재(142)가 통과하는 배선재 통과홀(WH1)이 위치할 수 있다. 이에 의하여 배선재 통과홀(WH1)이 고정부(2130a)로부터 충분히 먼 거리에 위치할 수 있어 본체 부분(211a)의 외주면에 감긴 배선재(142)가 단부 부분(211b)의 방해를 받지 않고 원활하게 풀릴 수 있다. 일 예로, 배선재 통과홀(WH1)은 권취롤(211)의 단부 부분(211b)의 외곽 가장자리보다 외부에 위치할 수 있다. 그리고 굴곡 부분(2130d)에 의하여 회전 부재(2130)가 회전이 좀더 원활하게 이루어질 수 있다. 도면에서는 연장부(2130b)가 서로 대칭을 이루면서 두 개 구비되는 것을 예시하였으나, 연장부(2130b)가 하나 또는 세 개 이상 구비될 수도 있다.
그리고 회전 부재(2130)를 회전하기 위한 구동부(2130e)을 더 구비할 수 있다. 구동부(2130e)로는 모터 등의 다양한 구조, 방식 등이 적용될 수 있다. 도면에서는 회전 부재(2130)가 권취롤(211)의 일 단부 부분(211b) 쪽에서 회전 부재(2130)를 사이에 두고 위치한 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 구동부(2130e)는 회전 부재(2130)를 회전시킬 수 있는 다양한 위치에 위치할 수 있다. 그 외 회전 부재(2130)를 고정하기 위한 별도의 고정 부재 등을 더 구비할 수도 있다.
본 실시예에서 풀림 제어 부재(213)는 회전 부재(2130)에 대응하여 배선재(142)가 이동하는 경로를 가이드하는 가이드 부재(2132)를 더 포함할 수 있다. 도면에서는 각 풀림 제어 부재(213)에 대응하여 가이드 부재(2132)가 하나 구비된 것을 예시하였으나 가이드 부재(2132)는 필요한 위치에 복수 개 구비될 수 있다.
일 예로, 본 실시예에서 가이드 부재(2132)는 회전 부재(2130)과 정렬 부재(217) 사이에 하나 위치하여 일대일 대응하는 것을 예시하였다. 가이드 부재(2132)는 배선재(142)가 통과하는 배선재 통과홀(WH2)을 구비하는 다양한 구조를 가질 수 있다. 도면에서는 가이드 부재(2132)가 고정 프레임(215)의 고정판(215b)으로부터 돌출된 가이드 고정 부분(215f)에 고정되어 바닥면과 수직하게 상부로 연장되는 수직부(2132a)와, 수직부(2132a)의 상부에 이동 불가능하게 위치하여 배선재 통과홀(WH2)을 구비하는 통과부(2132b)를 구비한 것을 예시하였다. 일 예로, 수직부(2132a)와 통과부(2132b)는 단일의 몸체로 구성될 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 가이드 부재(2132)의 변형예를 도시한 도 10를 참조하면, 배선재 통과홀(WH2)을 구비하는 통과부(2132b)를 수직부(2132a)에 회전 가능하게 위치시킬 수도 있다. 그러면, 권취롤(212)로부터 풀릴 때 배선재(142)의 위치가 다른 경우에도 통과부(2132b)가 배선재(142)의 이동을 방해하지 않도록 위치한 상태로 회전되어 배선재(142)의 이동이 좀더 원활하게 이루어질 수 있다.
다시 도 6 및 도 9을 참조하면, 가이드 부재(2132)는 회전 부재(2130)와 일정 거리만큼 이격되어 위치할 수 있다. 일 예로, 가이드 부재(2132)는 회전 부재(2130)과 10mm 내지 1000mm의 거리만큼 이격되어 위치할 수 있다. 가이드 부재(2132)와 회전 부재(2130) 사이의 거리가 10mm 미만이면, 배선재(142)가 이동할 때의 각도 변화가 커져서 배선재(142)가 원활하게 이동하지 않을 수 있다. 가이드 부재(2132)와 회전 부재(2130) 사이의 거리가 1000mm를 초과하면, 배선재 공급부(210)의 크기가 커질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
가이드 부재(2132)에 의하여 가이드된 복수의 배선재(142)는 정렬 부재(217)에서 동일 평면 상에서 태양 전지(150) 상에 부착될 때의 피치만큼 이격되도록 정렬될 수 있다. 상술한 바와 같이 복수의 권취롤(212)은 동일한 평면 상에 위치하지 않을 수도 있고, 복수의 권취롤(212)이 동일한 평면 상에 위치하더라도 권취롤(212)의 피치는 태양 전지(150) 상에 부착되는 배선재(142)의 피치와 다를 수 있다. 이를 고려하여 정렬 부재(217)가 위치하여 복수의 배선재(142)를 동일 평면 상에서 일정 간격으로 위치하도록 정렬하는 것이다.
본 실시예에서 정렬 부재(217)는 복수의 배선재(142)가 동일 평면 상에 위치할 수 있도록 복수의 배선재(142)가 놓여진 상태로 회전하는 이송 롤(217a)과, 이송 롤(217a)을 지난 복수의 배선재(142)가 원하는 간격으로 이격될 수 있도록 복수의 배선재(142)의 간격을 조절하는 이격 부재(217b)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 이격 부재(217b)는 측면에 배선재(142)가 통과하는 경로(2170)가 위치할 수 있다. 이송 롤(217a) 및 이격 부재(217b)는 회전하여 경로(2170)를 따라 이동하는 배선재(142)가 이탈하거나 배선재(142)에 조금이라도 손상을 주는 것을 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이송 롤(217a) 및 이격 부재(217b)가 회전하지 않는 것도 가능하다.
이때, 이격 부재(217b)는 배선재(142)의 공정 방향에서 복수 개의 열을 이루도록 배치되고, 하나의 열을 이루는 이격 부재(217b)의 일측으로 배선재(142)가 통과하고 그 다음 열을 이루는 이격 부재(217b)의 타측(142)으로 배선재(142)가 통과할 수 있도록 배치될 수 있다. 즉, 하나의 열을 이루는 이격 부재(217b)와 그 다음 열을 이루는 이격 부재(217b)의 중심이 서로 어긋나도록 위치하여 배선재(142)의 위치를 정밀하게 제어할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이격 부재(217b)로는 다양한 구조, 형상 등이 적용될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 본 실시예에서 배선재(142)가 작은 폭(일 예로, 250um 내지 500um의 폭)을 가지는 와이어 형상을 가질 수 있는데, 본 실시예와 같이 배선재(142)를 권취롤(212)의 일 단부 부분(212b)을 지나도록 풀면 배선재(142)를 풀 때 배선재(142)에 가해지는 힘을 최소화하여 할 수 있다. 이에 의하여 권취롤(211)에 감겨진 배선재(142)의 부분과 권취롤(211)로부터 풀려서 플럭스부(220) 등으로 제공되는 배선재(142)의 부분의 항복 강도가 동일 또는 유사한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 권취롤(211)에 감겨진 배선재(142)의 부분이 67 mpa 내지 93 mpa의 항복 강도를 가지고 권취롤(211)로부터 풀려서 플럭스부(220) 등에 제공되는 배선재(142)의 부분의 항복 강도가 67 mpa 내지 102 mpa(일 예로, 67 mpa 내지 93 mpa)일 수 있다. 또는, 본 실시예에서 권취롤(211)에 감겨진 배선재(142)의 부분의 항복 강도에 비하여 권취롤(211)에서 풀려서 플럭스부(220) 등에 제공되는 배선재(142)의 부분의 항복 강도가 10% 이내의 차이(즉, 100% 내지 110%의 강도)를 가질 수 있다. 이러한 항복 강도를 가지는 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착하면 태양 전지(150)에 부착된 이후에 배선재(142)의 항복 강도가 110 mpa 이하(일 예로, 67 mpa 내지 110 mpa)일 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)가 태양 전지(150)에 주는 응력을 최소화할 수 있어 태양 전지 패널(100)의 구조적 안정성 및 신뢰성을 향상할 수 있다. 그리고 배선재(142)의 변형, 끊어짐 등을 방지하여 양산성을 향상할 수 있다.
참조로, 배선재(142)의 항복 강도는 다양한 장치에 의하여 측정될 수 있는데, 일 예로, 만능 재료 시험기(universal testing machine)에 의하여 측정될 수 있다. 그러나 배선재(142)의 항복 강도의 구체적인 값 등은 배선재(142)의 물질, 폭 등에 의하여 달라질 수 있으므로, 본 발명이 상술한 수치에 한정되는 것은 아니다.
반면, 본 실시예와 달리 배선재(142)를 권취롤(211)에 감겨 있는 방향과 거의 평행한 방향(즉, 권취롤(211)의 일 단부 부분(212b)을 지나지 않는 방향)으로 풀게 되면 권취롤(211)의 무게만큼 배선재(142)가 힘을 받게 된다. 그러면, 배선재(142)를 푸는 과정에서 배선재(142)의 항복 강도가 달라지거나 변형되거나, 심할 경우에 끊어질 수 있다. 일 예로, 권취롤(211)에 감겨진 배선재(142)의 부분과 권취롤(211)에서 풀려서 플럭스부(220) 등에 제공되는 배선재(142)의 부분의 항복 강도가 큰 차이(예를 들어, 10%를 초과하는 차이)를 가질 수 있다. 이에 따라 태양 전지(150)에 부착된 배선재(142)의 항복 강도가 120 mpa 이상이므로 배선재(142)가 태양 전지(150)에 응력을 가하여 태양 전지(150)가 외부 충격 등에 쉽게 파손될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 권취롤(211)로부터 풀려서 정렬된 복수 개의 배선재(142)는 플럭스부(220)를 통과하게 된다. 플럭스부(220)에서는 배선재(142)의 외면에 플럭스를 도포한다. 이때, 플럭스는 침지 공정, 스프레이 공정, 코팅 공정 등의 다양한 방법에 의하여 배선재(142)의 외면에 도포될 수 있다.
플럭스부(220)를 통과하여 배선재(142)에 도포된 플럭스가 건조부(230)를 통과하면서 굳어 배선재(142)의 외주면을 둘러싸면서 위치하는 플럭스층을 구성하게 된다. 건조부(230)는 플럭스를 건조할 수 있는 다양한 구조로 이루어질 수 있다. 일 예로, 건조부는 바람, 열 등에 의하여 플럭스를 건조할 수 있다. 본 발명이 건조부(230)의 구조, 방식 등에 한정되는 것은 아니다.
간략하고 명확한 도시를 위하여 플럭스부(220) 및 건조부(230)의 구체적인 구조는 도시하지 않았으며, 다양한 구조가 적용될 수 있다. 플럭스부(220)와 건조부(230)는 하나의 몸체 내부에 함께 위치할 수도 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 플럭스부(220)와 건조부(230)의 배치 등은 다양한 변형이 가능하다.
건조부(230)를 통과한 배선재(142)는 배선재 고정부(240)에서 지그(243)에 고정된다.
배선재 고정부(240)에는 배선재(142)의 일측 및 타측에서 각기 복수의 배선재(142)를 고정하는 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)을 구비하는 지그(243)가 위치한다. 이때, 복수의 배선재(142)는 이웃한 두 개의 태양 전지(150) 사이 또는 태양 전지(150)와 버스 리본(도 1의 참조부호 145, 이하 동일)에 연결하기에 적합한 길이로 지그(243)에 고정되도록 절단부(244)에 의하여 절단된다.
본 실시예에서 지그(243)는 복수의 배선재(142)의 일측에서 복수의 배선재(142)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 형성되어 복수의 배선재(142)를 고정하는 제1 고정 부분(241)과, 복수의 배선재(142)의 타측에서 복수의 배선재(142)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 형성되어 복수의 배선재(142)를 고정하는 제2 고정 부분(242)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 고정 부분(241)과 제2 고정 부분(242)은 각기 일자 형상을 가지면서 길게 이어질 수 있다. 복수의 배선재(142)가 연결된 지그(243)에서 제1 고정 부분(241)과 제2 고정 부분(242)은 일정한 간격을 두고 이격되어 복수의 배선재(142)를 당기는 상태로 유지된다. 복수의 배선재(142)가 작은 폭을 가지는 와이어 등으로 구성되므로 이와 같이 제1 고정 부분(241)과 제2 고정 부분(242)이 복수의 배선재(142)를 당기는 상태로 유지되면 복수의 배선재(142)가 소성 변형되어 더 이상 변형하지 않는 상태로 유지된다. 이와 같이 본 실시예에서는 지그(243)가 복수의 배선재(142)의 양측을 각기 고정하는 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)을 구비하여 간단한 구조에 의하여 복수의 배선재(142)가 일정한 항복 강도를 가질 수 있도록 유지할 수 있는 구조를 가진다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 지그(243)의 구조가 다양하게 변형될 수 있다.
일 예로, 지그(243)의 일측(일 예로, 입구측)에 위치한 제1 고정 부분(241)은 적어도 서로 직각으로 교차하는 세 축(도면의 x축, y축, z축)으로 이동 가능하고, 지그 고정부의 타측(일 예로, 출구측)에 위치한 제2 고정 부분(242)은 적어도 서로 직각으로 교차하는 세 축(도면의 x축, y축, z축)으로 이동 가능하다. 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)는 알려진 다양한 구조 또는 방식에 의하여 원하는 위치로 이동될 수 있다. 그리고 절단부(244)는 지그(243)의 일측(일 예로, 입구측)에서 제1 고정 부분(241)보다 먼저 위치할 수 있다.
절단부(244)는 복수의 배선재(142)를 자유롭게 이동하도록 하거나 일정 위치에 고정하거나 그 위치에서 절단할 수 있는 다양한 구조 및 방식을 가질 수 있다. 도 11을 참조하여 절단부(244)의 구조를 좀더 상세하게 설명한다.
도 11은 도 6에 도시한 배선재 부착 장치(200)에 포함되는 절단부(244)의 동작을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에서는 절단부(244)는 제1 부분(2441)과 제2 부분(2442)을 포함하며, 제2 부분(2442)은 제1 부분(2441)에 대하여 상대적으로 배선재(142)의 공정 방향과 수직한 좌우 방향(일 예로, 도면의 y축 방향)으로 이동할 수 있다. 제1 부분(2441)은 복수의 배선재(142)가 각기 통과할 수 있는 복수의 제1 홈(또는 제1 오목부)(R1)을 구비하고 제2 부분(2442)은 복수의 배선재(142)가 각기 통과할 수 있는 복수의 제2 홈(또는 제2 오목부)(R2)을 구비할 수 있다. 그리고 제1 부분(2441)의 제1 홈(R1)의 양 측면은 배선재(142)를 손상 없이 고정할 수 있도록 날카롭지 않은 편평한 면(2442a)으로 구성될 수 있다. 그리고 제2 부분(2442)의 제2 홈(R1)의 일 측면에는 배선재(142)를 손상 없이 고정할 수 있도록 날카롭지 않은 편평한 면(2442a)을 구비하고, 다른 측면에는 배선재(142)를 절단할 수 있도록 날카롭게 형성된 절단날(2442b)을 구비할 수 있다. 절단날(2442b)은 제2 부분(2442)의 평면보다 공정 방향으로 돌출된 위치에서 배선재(142)를 자를 수 있다. 이에 의하여 절단부(244)에 의하여 절단되어 절단부(244)에 고정된 배선재(142)가 절단부(244)의 제2 부분(2442)의 면보다 돌출된 상태로 고정될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 제2 부분(2442)이 제1 부분(2441)에 대하여 좌우 방향으로 상대적으로 이동할 수 있으므로, 제1 홈(R1)과 제2 홈(R2)이 겹쳐지는 부분의 폭이 자유롭게 조절될 수 있다. 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 홈(R1)과 제2 홈(R2)의 겹쳐지는 부분의 폭이 배선재(142)의 폭보다 크면 배선재(142)가 자유롭게 이동할 수 있다. 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 홈(R1)과 제2 홈(R2)의 겹쳐지는 부분의 폭이 배선재(142)의 폭과 같으면 배선재(142)가 제1 부분(2441)과 제2 부분(2442)에 의하여 고정될 수 있다. 그리고 도 11의 (c)에 도시한 바와 같이, 절단날(2442b)가 배선재(142)를 가로지르도록 이동한 후에 제1 홈(R1)과 제2 홈(R2)의 겹쳐지는 부분의 폭이 배선재(142)의 폭과 같아지도록 이동하면 절단날(2442b)에 의하여 배선재(142)가 절단되고 남은 배선재(142)가 절단부(244)에 고정된 상태를 유지하게 된다.
도면 및 상세한 설명에서의 절단부(244)의 구조 및 방식은 복수의 배선재(142)를 일정 위치에서 가이드하여 고정할 수 있으면서도 절단을 수행할 수 있는 구조를 가질 수 있는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 절단부(244)는 복수의 배선재(142)가 지그(243)에 고정되기 전 또는 고정된 후에 배선재(142)가 일정 길이를 가지도록 절단할 수 있는 다양한 구조, 방식 등을 가질 수 있다.
그리고 제1 고정 부분(241)은 복수의 배선재(142)를 일정 위치에 고정하거나 이동하게 할 수 있는 다양한 구조 및 방식을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 고정 부분(241)은 복수의 배선재(142)가 끼워져서 고정될 수 있도록 배선재(142)를 클램핑(clamping)할 수 있다.
일 예로, 본 실시예에서는 제1 고정 부분(241)은 제1 부분(2411)과 제2 부분(2412)을 포함하며, 제2 부분(2412)은 제1 부분(2411)에 대하여 상대적으로 배선재(142)의 공정 방향과 수직한 좌우 방향(일 예로, 도면의 y축 방향)으로 이동할 수 있다. 제1 부분(2411)은 각 배선재(142)에 대응하여 배선재(142)의 일측에 위치하여 배선재(142)의 일측에 접촉하며 배선재(142)의 길이 방향을 따라 제2 부분(2412)을 향하는 방향으로 연장되는 제1 클램프부(PA)를 포함하고, 제2 부분(2412)은 각 배선재(142)에 대응하여 배선재(142)의 타측에 위치하여 배선재(142)의 타측에 접촉하며 배선재(142)의 길이 방향을 따라 제1 부분(2411)을향하는 방향으로 연장되는 제2 클램프부(PB)를 포함한다. 이에 의하여 배선재(142)가 제1 클램프부(PA) 및 제2 클램프부(PB) 사이에 길이 방향으로 클램핑되어 있어 안정적으로 고정될 수 있다.
도면에서는 일 예로, 제1 부분(2411)은, 배선재(142)의 타측에서 하부를 향하여 돌출되는 제1 돌출 부분(P11)과, 제1 돌출 부분(P11)으로부터 제1 부분(2411)의 길이 방향으로 돌출되어 배선재(142)의 일측까지 연장되는 제2 부분(P12)과, 제2 부분(P12)으로부터 하부를 향하여 돌출되는 제3 돌출 부분(P13)을 포함하는 제1 고정부(P1)를 포함할 수 있다. 이때, 제3 돌출 부분(P13)에 제1 클램프부(PA)가 위치할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 부분(2412)은, 배선재(142)의 일측에서 하부를 향하여 돌출되는 제1 돌출 부분(P21)과, 제1 돌출 부분(P21)으로부터 제2 부분(2412)의 길이 방향으로 돌출되어 배선재(142)의 타측까지 연장되는 제2 부분(P22)과, 제2 부분(P22)으로부터 하부를 향하여 돌출되는 제3 돌출 부분(P23)을 포함하는 제2 고정부(P2)를 포함할 수 있다. 이때, 제3 돌출 부분(P23)에 제2 클램프부(PB)가 위치한 것을 예시하였다. 이러한 구조에 의하여 배선재(142)를 안정적으로 클램핑 할 수 있다.
제1 클램프부(PA)와 제2 클램프부(PB) 사이에 배선재(142)가 위치한 상태에서 제2 부분(2412)이 제1 부분(2411)에 대하여 제1 클램프부(PA)와 제2 클램프부(PB)의 사이가 좁아지도록 이동하여 제1 클램프부(PA)와 제2 클램프부(PB)가 배선재(142)의 양측에 밀착되면, 제1 클램프부(PA)와 제2 클램프부(PB) 사이에 배선재(142)가 안정적으로 고정될 수 있다. 반대로 제2 부분(2412)이 제1 부분(2421)에 대하여 제1 클램프부(PA)와 제2 클램프부(PB)의 사이가 멀어지도록 이동하여 제1 클램프부(PA)와 제2 클램프부(PB) 사이의 거리가 배선재(142)의 폭보다 커지면 배선재(142)가 제1 클램프부(PA)와 제2 클램프부(PB)로부터 안정적으로 분리 또는 해제될 수 있다.
이와 유사하게 제2 고정 부분(242)은, 제1 클램프부(PA) 및 제1 고정부(P1)(즉, 제1 내지 제3 돌출 부분(P11, P12, P13))를 가지는 제1 부분(2421)과, 제2 클램프부(PB) 및 제2 고정부(P2)(제1 내지 제3 돌출 부분(P21, P22, P23))를 가지는 제2 부분(2422)을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 제1 고정 부분(241)에서 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서는 클램프부(PA, PB)를 구비하는 제1 및 제2 부분(2411, 2412)(2421, 2422)이 상대적으로 이동하여 배선재(142)를 클램핑하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 클램프부(PA, PB)의 구조, 제1 및 제2 고정부(P1, P2)의 구조, 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)의 구조로는 그 외의 다양한 구조가 적용될 수 있다.
그리고 절단부(244) 전에 절단 시에 배선재(142)를 고정할 수 있는 고정 부재(246)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 본 실시예에서는 고정 부재(246)가 각 배선재(142)에 일대일 대응하며 배선재(142)가 움직이지 않고 고정되었을 때 배선재(142)를 눌러서 고정하는 구조를 가지는 것을 예시하였다. 이러한 고정 부재(246)는 서로의 사이에 일정한 간격을 두고 복수 개 구비될 수 있다. 그러면, 배선재(142)가 이동하거나, 고정하거나, 절단되거나, 지그(243)에 고정될 때 복수 개의 고정 부재(246)의 구동을 제어하여 안정적으로 배선재(142)를 이동시키거나 고정할 수 있다. 도면에서는 고정 부재(246)가 두 개 구비되어 개수를 최소화하면서도 배선재(142)의 이동 또는 고정을 안정적으로 수행하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 고정 부재(246)의 구조로 다양한 구조가 적용될 수 있고 고정 부재(246)의 개수가 한정되는 것은 아니다.
이렇게 복수의 배선재(142)가 고정된 지그(243)(즉, 지그-배선재 결합체)는 부착부(250)로 이동하게 된다. 일 예로, 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)은 일정한 거리를 유지한 상태로 다양한 방향(일 예로, 도면의 x축 방향, y축 방향, z축 방향)으로 구동될 수 있다. 따라서 복수의 배선재(142)가 원하지 않게 변형되지 않도록 지그(243)에 고정된 고정된 상태로 부착부(250)로 이동한다.
제1 및 제2 고정 부분(241, 242)을 원하는 위치로 이동할 수 있도록 하는 구조로는 알려진 다양한 구조가 적용될 수 있다. 그리고 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)이 배선재(142)를 고정하는 구조도 다양한 구조가 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 부착부(250)는 배선재(142)와 태양 전지(150)를 가압 및 고정한 상태에서 열원부(258)에 의하여 열을 가하는 것에 의하여 배선재(142)를 태양 전지(150)에 부착한다. 이때, 본 실시예에서는 배선재(142)와 태양 전지(150)의 고정 후에 지그(243)를 배선재(142)로부터 분리하고, 지그(243)를 구비하지 않는 상태로 배선재(142)와 태양 전지(150)가 열원부(258)를 통과하도록 한다.
본 실시예에서는 배기 흡착을 이용하여 배선재(142)와 태양 전지(150)를 서로 압착한 상태에서 지그(243)를 제거한다. 즉, 배기에 의하여 지그(243) 없이 배선재(142)와 태양 전지(150)를 흡착하여 고정한 상태에서 열원부(258)를 통과하도록 한다. 이에 의하여 간단한 방법에 의하여 배선재(142)와 태양 전지(150)를 안정적으로 고정할 수 있다. 그리고 지그(243)가 단순히 복수의 배선재(142)를 부착부(250)까지 전달한 후에 다시 배선재 고정부(240)로 돌아갈 수 있으므로 배선재 부착 장치(200)에서 동작하는 지그(243)의 개수가 매우 적다. 이와 같이 동작하는 지그(243)의 개수를 줄이면 생산성을 크게 향상할 수 있다.
배기 흡착을 위하여 기체를 배출하는 배기 장치(또는 진공 장치)(259)가 구비될 수 있다. 배기 장치(259)로 펌프, 압축기 등이 사용될 수 있으며, 그 외 다양한 구조, 방식 및 형상을 가지는 장치가 사용될 수 있다. 이해를 돕기 위하여 도 7의 부착부(250)의 우측 하부에 배기 장치(259)를 개념적으로 도시하였으나, 실제로 배기 장치(259)는 부착부(250)의 내부에 위치하지 않고 외부에 위치하여 부착부(250)에 연결될 수도 있다.
이때, 배기 흡착이 쉽게 이루어질 수 있고 배선재(142)와 태양 전지(150)를 쉽게 열원부(258)로 이동할 수 있도록 작업대가 컨베이어 벨트(252)로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 컨베이어 벨트(252)는 서로 이격되도록 복수 개 구비될 수 있다. 이에 의하여 컨베이어 벨트(252)의 사이로도 배기가 가능하여 배선재(142)와 태양 전지(150)을 좀더 쉽게 압착할 수 있다. 그리고 컨베이어 벨트(252)가 좁은 폭을 가져 좀더 쉽게 구동될 수 있다.
각 컨베이어 벨트(252)는 배기 홀(252a)을 더 구비할 수 있다. 이에 의하여 배기 홀(252a)을 통하여 배기 장치(259)가 배기가 이루어지도록 하여 태양 전지(150)와 배선재(142)를 효과적으로 압착할 수 있다. 배기 장치(259)는 배기 홀(252a)을 통하여 기체를 배출할 수 있는 구조를 가질 수 있다.
일 예로, 각 컨베이어 벨트(252)에는 양측 가장자리에 인접하는 부분에 배선재(142)가 하나씩 위치하고, 중앙 부분에 컨베이어 벨트(252)의 길이 방향에서 일정 간격으로 복수의 배기 홀(252a)이 구비될 수 있다. 그러면, 배선재(142)와 태양 전지(150)가 두 개의 인접한 컨베이터 벨트(252) 사이로 이루어지는 배기 및 각 컨베이어 벨트(252)의 배기 홀(252a)에 의하여 이루어지는 배기에 의하여 효과적으로 압착될 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)와 태양 전지(150)의 고정 안정성을 향상할 수 있다.
이때, 배기 흡착을 이용하여 배선재(142)와 태양 전지(150)를 고정할 때 배선재(142)와 태양 전지(150)의 위치가 틀어지지 않도록 컨베이어 벨트(252)의 일측(컨베이어 벨트(252)가 시작되는 부분보다 이전)에 제3 고정 부분(254)이 위치할 수 있다. 제3 고정 부분(254)은 컨베이어 벨트(252)와 일정한 위치를 가지도록 고정된 상태를 유지하고 있다.
제3 고정 부분(254)은 복수의 배선재(142)를 일정 위치에 고정하거나 이동하게 할 수 있는 다양한 구조 및 방식을 가질 수 있다. 일 예로, 본 실시예에서는 제3 고정 부분(254)은 제1 부분(2541)과 제2 부분(2542)을 포함하며, 제2 부분(2542)은 제1 부분(2541)에 대하여 상대적으로 배선재(142)의 연장 방향과 수직한 좌우 방향(일 예로, 도면의 y축 방향)으로 이동할 수 있다.
제1 부분(2541)은 배선재(142)의 길이 방향으로 형성되어 배선재(142)의 일측에 밀착 및 접촉하게 될 제1 클램프부(PA)를 포함하고, 배선재(142)의 길이 방향으로 형성되어 배선재(142)의 타측에 밀착 및 접촉하게 될 제2 클램프부(PB)를 포함한다. 그리고 제1 부분(2541)은, 배선재(142)의 타측에서 상부를 향하여 돌출되는 제1 돌출 부분(P11)과, 제1 돌출 부분(P11)으로부터 제1 부분(2541)의 길이 방향으로 돌출되어 배선재(142)의 일측까지 연장되는 제2 부분(P12)과, 제2 부분(P12)으로부터 상부를 향하여 돌출되는 제3 돌출 부분(P13)을 포함하는 제1 고정부(P1)를 포함할 수 있다. 이때, 제3 돌출 부분(P13)에 제1 클램프부(PA)가 위치할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 부분(2542)은, 배선재(142)의 일측에서 상부를 향하여 돌출되는 제1 돌출 부분(P21)과, 제1 돌출 부분(P21)으로부터 제2 부분(2542)의 길이 방향으로 돌출되어 배선재(142)의 타측까지 연장되는 제2 부분(P22)과, 제2 부분(P22)으로부터 상부를 향하여 돌출되는 제3 돌출 부분(P23)을 포함하는 제2 고정부(P2)를 포함할 수 있다. 이때, 제3 돌출 부분(P23)에 제2 클램프부(PB)가 위치한 것을 예시하였다. 이러한 구조에 의하여 배선재(142)를 안정적으로 클램핑 할 수 있다.
이와 같이 제1 클램프부(PA) 및 제1 고정부(P1)과 제2 클램프부(PB) 및 제2 고정부(P2)는 제1 또는 제2 고정 부분(241, 242)과 반대로 상부로 돌출되므로, 제1 고정 부분(241)과의 간섭 없이 배선재(142)를 안정적으로 고정할 수 있다. 이와 같이 제1 클램프부(PA) 및 제1 고정부(P1)과 제2 클램프부(PB) 및 제2 고정부(P2)는 하부가 아닌 상부로 돌출된다는 것을 제외하고는, 제1 또는 제2 고정 부분(241, 242)의 제1 클램프부(PA) 및 제1 고정부(P1)과 제2 클램프부(PB) 및 제2 고정부(P2)와 동일하므로, 이에 대한 내용이 그대로 적용될 수 있다.
본 실시예에서는 클램프부(PA, PB)를 구비하는 제1 및 제2 부분(2541, 2542)이 상대적으로 이동하여 배선재(142)를 클램핑하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 클램프부(PA, PB)의 구조, 제1 및 제2 고정부(P1, P2)의 구조, 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)의 구조로는 그 외의 다양한 구조가 적용될 수 있다.
그리고 컨베이어 벨트(252)의 상부에는 태양 전지(150)를 공급하는 태양 전지 공급부(도 13의 참조부호 251, 이하 동일)를 구비할 수 있다. 태양 전지 공급부(251)는 작업대(252), 열원부(258), 상부 고정 부재 공급부(2560)에 연결되지 않고 독자적인 구동부에 의하여 구동되어 태양 전지(150)를 작업대(252)에 제공하는 역할을 할 수 있다. 태양 전지 공급부(251)로는 알려진 다양한 구조, 방식 등이 적용될 수 있다.
그리고 컨베이어 벨트(252)의 상부에는 태양 전지(150)의 상부에서 배선재(142)를 고정하는 상부 고정 부재(256)를 제공하는 상부 고정 부재 공급부(2560)가 위치할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상부 고정 부재 공급부(2560)로부터 공급된 상부 고정 부재(256)는 열원부(258)에 투입되기 전에 태양 전지(150)의 상부에서 배선재(142)를 고정한다. 그리고 상부 고정 부재(256)가 태양 전지(150)의 상부에서 배선재(142)를 고정한 상태로 이들과 함께 열원부(258)를 통과한다. 열원부(258)를 통과하면서 태양 전지(150)와 배선재(142)가 서로 부착된다. 열원부(258)를 통과한 후에 상부 고정 부재(256)는 태양 전지(150)와 배선재(142)로부터 분리되어 상부 고정 부재 공급부(2560)로 다시 돌아갈 수 있다. 이때, 상부 고정 부재 공급부(2560)는 작업대(252), 열원부(258) 등과 연결되지 않고 독자적인 구동부에 의하여 구동되어 상부 고정 부재(256)를 태양 전지(150)와 배선재(142)의 상부에 제공하는 역할을 할 수 있다
일 예로, 상부 고정 부재 공급부(2560)는 열원부(258)의 이전으로부터 열원부(258)의 이후까지 연장된 상태로 위치하여 열원부(258) 이전에서 태양 전지(150)와 배선재(142) 위에 상부 고정 부재(258)를 쉽게 공급하고 열원부(258)를 통과한 상부 고정 부재(258)를 열원부(258)의 이후에서 쉽게 수거할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 상부 고정 부재 공급부(2560)는 복수의 상부 고정 부재(256)를 구비하여, 하나의 상부 고정 부재(256)가 열원부(258)를 통과하는 중에도 다른 상부 고정 부재(256)가 그 이후에 위치한 태양 전지(150)와 배선재(142)를 고정할 수 있다. 이에 의하여 연속적으로 복수의 태양 전지(150)의 부착 공정을 수행할 수 있다.
본 실시예에서 상부 고정 부재(256)는, 프레임부(2562, 2566)과, 프레임부(2562, 2566)에 고정되어 복수의 배선재(142)를 고정하는 복수의 고정부(2564)를 포함할 수 있다. 상부 고정 부재(256)를 도 12을 함께 참조하여 상세하게 설명한다.
도 12은 도 7에 도시한 배선재 부착 장치(200)에 포함되는 상부 고정 부재(256)를 이용하여 태양 전지(150)와 이의 상부에 위치한 배선재(142)를 고정한 상태를 도시한 사시도이다.
도 7 및 도 12을 참조하면, 프레임부(2562, 2566)는 복수의 고정부(2564)가 고정될 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 프레임부(2562, 2566)는, 배선재(152)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 배치되는 복수의 제1 부분(2562)와, 복수의 제1 부분(2562)의 양측을 각기 연결하는 제2 부분(2566)을 포함할 수 있다. 이에 의하여 구조를 단순화하면서도 복수의 고정부(2564)가 안정적으로 고정될 수 있다.
고정부(2564)는 제1 부분(2562)에서 배선재(142)가 위치하는 부분에 대응하여 위치할 수 있다. 그리고 복수의 제1 부분(2562)에 각기 위치하여 하나의 배선재(142)를 복수의 고정부(2564)가 고정할 수 있다.
고정부(2564)는 배선재(142)를 눌러서 고정할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. 좀더 구체적으로, 고정부(2564)가 탄성 부재로 이루어질 수 있다. 일 예로, 고정부(2564)가 경사지게 절곡된 부분을 가질 수 있다. 그러면, 고정부(2564)의 절곡된 부분 아래에 배선재(142)가 위치하면 고정부(2564)의 절곡된 부분에 가해지는 탄성에 의하여 배선재(142)를 눌러서 가압할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 상부 고정 부재(256)의 구조, 방식 등으로는 다양한 변형이 가능하다.
그리고 열원부(258)는 컨베이어 벨트(252)의 상부 또는 하부에서 태양 전지(150)에 열을 제공한다. 열원부(258)에 의하여 제공된 열에 의하여 배선재(142)의 코팅층(142b)이 녹아서 솔더링되는 것에 의하여 배선재(14)가 태양 전지(150)의 전극(42, 44)(특히, 패드부(424))에 부착될 수 있다. 본 실시예에서는 열원부(258)가 직접 열을 가하는 것에 의하여 부착 공정의 시간을 절감하고 부착 특성을 향상할 수 있다. 일 예로, 열원부(258)가 적외선 램프일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 열원부(258)로는 열을 제공할 수 있는 다양한 구조, 방식 등이 적용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 배선재 부착 장치(200)를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6 내지 도 8과 함께 도 13을 참조하면, 배선재 공급부(210)로부터 제공된 배선재(142)는 플럭스부(220) 및 건조부(230)를 거친 후에 배선재 고정부(240)에 제공된다. 배선재 고정부(240)에서 태양 전지(150)와 별개로 배선재(142)만을 지그(243)에 고정하여 배선재-지그 결합체를 형성한다.
이렇게 형성된 배선재-지그 결합체는 작업대(252)에 제공된다. 그리고 작업대(252)에는 태양 전지 공급부(251)로부터 태양 전지(150)가 제공된다. 이때, 태양 전지(150)와 이의 하부에 위치하는 배선재(142)는 흡착에 의하여 작업대(252) 위에 고정되고, 태양 전지(150)와 이의 상부에 위치하는 배선재(142)는 이들의 위에 위치하는 상부 고정 부재(256)에 의하여 고정된다. 이와 같이 태양 전지(150)와 배선재(142)가 작업대(252) 또는 상부 고정 부재(256)에 의하여 고정되면, 배선재(142)를 고정하던 지그(243)는 배선재(142)로부터 분리되어 배선재 고정부(240)로 반송된다. 이와 같이 작업대(252)는 배선재(142)와 태양 전지(150)를 이송하는 역할과 함께, 일정 위치로 정렬된 태양 전지(150)와 이의 하부에 위치하는 배선재(142)를 그 상태로 고정하는 역할을 한다.
그리고, 태양 전지(150), 배선재(142) 및 상부 고정 부재(256)가 함께 열원부(258)를 통과하여 태양 전지(150)와 배선재(142)가 부착되어 태양 전지 스트링을 형성하고, 열원부(258)를 통과한 상부 고정 부재(256)는 태양 전지(150)와 배선재(142)로부터 분리되어 상부 고정 부재 공급부(2560)로 반송된다.
본 실시예에 따른 배선재 부착 장치(200)의 동작 및 배선재 부착 방법을 도 6 내지 도 12, 그리고 도 14a 내지 도 14g를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 14a 내지 도 14g는 도 7에 도시한 배선재 부착 장치(200)의 부착부(250)의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
배선재 공급부(210)에 의하여 동일 평면 상에서 이격된 상태로 정렬된 복수로 배선부(142)(좀더 구체적으로는, 제1 배선부(1420a))가 플럭스부(220) 및 건조부(230)로 제공된다. 이에 의하여 제1 배선재(1420a)의 외면에 플럭스층이 형성되어 제1 배선재(1421)의 부착 특성을 향상할 수 있다. 참조로, 본 설명에서는 구별을 위하여 최초로 제1 태양 전지(151)의 하부에만 위치하여 부착되는 배선재(142)를 제1 배선재(1421)로 칭하고 제1 태양 전지(151)와 제2 태양 전지(152)를 연결하는 배선재(142)를 제2 배선재(1422)로 칭한다. 그러나 제1 배선재(1421), 제2 배선재(142)의 용어는 서로 간의 구별만을 위하여 사용할 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
절단부(244) 및 고정 부재(246)에 고정된 제1 배선재(1421)는 절단부(244)의 제2 부분(2442)의 편평한 면보다 좀더 돌출된 위치에 위치한다. 이 상태에서 제2 고정 부분(242)이 공정 방향의 역 방향(도면에서 음의 x축 방향)으로 이동하여 절단부(244)로부터 돌출된 제1 배선재(1421)가 위치한 부분까지 이동한다. 이때, 제1 고정 부분(241)이 상부 또는 하부 등으로 이동하여 제2 고정 부분(242)이 절단부(244)로부터 돌출된 제1 배선재(1421)까지 도달하는 것을 방해하지 않는 위치에 위치하게 된다. 그리고 제2 고정 부분(242)의 제2 부분(2422)이 좌우 방향(y축 방향)으로 이동하여 제3 홈(R3)와 제4 홈(R4)의 거리를 조절하는 것에 의하여 절단부(244)에 고정된 복수의 제1 배선재(1421)가 제2 고정 부분(242)에 고정된다.
이어서, 고정 부재(246)가 제1 배선재(1421)를 고정하지 않는 위치로 이동하고 절단부(244)가 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 배선재(1421)를 고정하지 않는 해제 상태가 되어 제1 배선재(1421)가 절단부(244)에 고정되지 않고 자유롭게 이동할 수 있는 상태가 된다.
이어서, 제2 고정 부분(242)이 원하는 제1 배선재(1421)의 길이만큼 공정 방향(도면의 양의 x축 방향)으로 이동하고 제1 고정 부분(241)이 배선재(142)를 고정할 수 있는 위치로 이동하여 절단부(244)에 인접한 부분에서 배선재(142)의 일측을 고정한다. 그리고 고정 부재(246)도 제1 배선재(1421)를 눌러 배선재(142)의 위치를 고정한다.
이 상태에서 절단부(244)가 도 11의 (c)에 도시한 바와 같이 동작하여 복수의 제1 배선재(1421)를 함께 절단한다. 이에 의하여 지그(243)에 원하는 길이로 절단된 복수의 제1 배선재(1421)가 함께 고정되어 제1 지그-배선재 결합체가 구성된다. 이때, 제1 고정 부분(241)과 제2 고정 부분(242) 사이에 고정된 복수의 제1 배선재(1421)는 길이 방향으로 인장되는 힘을 받아 소성 변형되고 소성 변형된 후에 일정 거리로 유지된 제1 고정 부분(241)과 제2 고정 부분(242) 사이에서 더 이상 변형되지 않고 그 상태를 유지하게 된다. 이에 의하여 지그(243)에 고정된 복수의 제1 배선재(1421)는 지그(243)가 이동하더라도 더 이상 변형되지 않는 상태로 유지된다.
이어서, 도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 배선재(1421)가 고정된 지그(243)를 작업대에 위치시키고 복수의 제1 배선재(1421)와 제1 태양 전지(151)를 고정한다.
좀더 구체적으로는, 먼저 도 14a에 도시한 바와 같이, 작업대인 컨베이어 벨트(252) 위에 배선재(142)가 고정된 지그(243)(즉, 제1 배선재-지그 결합체)를 위치시킨다. 이 상태에서 컨베이어 벨트(252)의 일측에 위치하는 제3 고정 부분(254)이 제1 고정 부분(241)과 제2 고정 부분(242) 사이에서 제1 고정 부분(241) 쪽에 고정된 제1 배선재(1421)를 잡아서 고정하도록 제1 배선재(1421)에 체결되고, 제1 고정 부분(241)은 제1 배선재(1421)로부터 해제된다. 이때, 제1 배선재(1421)의 길이는 하나의 제1 태양 전지(151)보다 조금 더 길고 제1 태양 전지(151)와 제2 태양 전지(152)의 길이보다는 작아서 버스 리본(도 1의 참조부호 145)에 연결될 수 있을 정도의 제1 길이를 가질 수 있다. 이와 같이 제3 고정 부분(254)이 복수의 제1 배선재(1421)의 일측을 고정하면 복수의 제1 배선재(1421)가 작업대의 일측에서 작업대와 일정한 위치 관계를 유지하며 위치하는 제3 고정 부분(254)에 고정되므로 작업대에 안정적으로 고정될 수 있다.
그리고 도 14b에 도시한 바와 같이, 제1 태양 전지(151)를 컨베이어 벨트(252) 및 복수의 배선재(1421) 위에 놓아둔 상태에서 배기 장치(259)를 이용하여 배기한다. 그러면, 제1 태양 전지(151)가 복수의 제1 배선재(1421) 위에 압착되어 고정된다. 이때, 제1 부분(241)은 제1 태양 전지(151)가 제1 배선재(1421) 위에서 작업대(252)에 흡착되는 것을 방해하지 않는 위치(일 예로, 제1 태양 전지(151)의 상부 위치에 위치할 수 있다.) 앞서 설명한 바와 같이 제1 배선재(1421)의 길이가 제1 태양 전지(151)의 길이보다 긴 제1 길이를 가지므로, 제2 부분(242)은 제1 태양 전지(151)와 일정 거리만큼 이격되어 위치하므로, 제1 배선재(1421)에 체결된 상태여도 제1 태양 전지(151)가 작업대(252)에 흡착되어 고정되는 것을 방해하지 않는다.
이어서, 도 14c에 도시한 바와 같이, 제2 고정 부분(242)을 해제하여 지그(243)를 복수의 제1 배선재(1421)으로부터 분리한다. 이때, 제3 고정 부분(254)을 함께 해제하여 서로 고정된 복수의 제1 배선재(1421)와 제1 태양 전지(151)가 컨베이어 벨트(252)의 이동에 의하여 이동할 수 있는 상태가 된다. 제3 고정 부분(254)과 제2 고정 부분(242)을 풀어도 배기 흡착에 의하여 컨베이어 벨트(252), 배선재(142) 및 제1 태양 전지(151)가 안정적으로 고정되어 있다. 이에 따라 지그(243)가 배선재(142)로부터 완전히 분리 및 해제되며, 지그(243)는 배선재 고정부(240)로 되돌아간다.
이어서, 도 14d에 도시한 바와 같이, 제1 태양 전지(151)와 이의 하면에 부착된 배선재(142)가 컨베이어 벨트(252)에 의하여 공정 방향으로 이동한다.
이어서, 도 14e 및 도 14f에 도시한 바와 같이, 제1 태양 전지(151) 위에 또 다른 배선재(142)(즉, 복수의 제2 배선재(1422))를 위치시키고, 제1 태양 전지(151) 위에 복수의 제2 배선재(1422)를 고정하고 복수의 제2 배선재(1422)의 다른 일부 위에 제2 태양 전지(152)를 고정한다.
즉, 도 14e에 도시한 바와 같이, 제3 고정 부분(254)으로부터 컨베이어 벨트(252) 위에 위치한 제1 태양 전지(151)을 지나도록 복수의 제2 배선재(1422)가 고정된 지그(243)(즉, 제2 배선재-지그 결합체)를 위치시킨다. 제2 배선재-지그 결합체는 배선재 고정부(240)에서 제1 배선재-지그 결합체를 형성하는 방법과 동일한 방법에 의하여 형성될 수 있다. 다만, 제2 배선재(1422)의 길이는 두 개의 태양 전지(즉, 제1 및 제2 태양 전지(151, 152))를 연결할 수 있도록 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)보다 긴 제2 길이를 가질 수 있다.
이 상태에서 컨베이어 벨트(252)의 일측에 위치하는 제3 고정 부분(254)이 지그(243)의 제1 고정 부분(241) 쪽에 고정된 제2 배선재(1422)를 잡아서 고정하도록 제2 배선재(1422)에 체결되고, 제1 고정 부분(241)은 제2 배선재(1422)로부터 해제된다.
그리고 도 14f에 도시한 바와 같이, 컨베이어 벨트(252) 위에 위치한 제2 배선재(1422)의 다른 일부 위에 제2 태양 전지(152)를 놓으면 배기 흡착에 의하여 복수의 제2 배선재(1422)가 제2 태양 전지(152)에 고정된다. 그리고 그리고 제1 태양 전지(151) 위에 위치한 제2 배선재(1422)에는 상부 고정 부재(256)을 위치시켜, 도 12에 도시한 바와 같이, 복수의 고정부(254)가 복수의 제2 배선재(1422)를 눌러서 고정하도록 한다.
이어서, 도 14g에 도시한 바와 같이, 제2 고정 부분(242)을 해제하여 지그(243)를 복수의 제2 배선재(1422)로부터 분리한다. 이때, 제3 고정 부분(254)을 함께 해제하여 서로 고정된 복수의 제2 배선재(1422)와 제2 태양 전지(152)가 컨베이어 벨트(252)의 이동에 의하여 이동할 수 있는 상태가 된다. 제3 고정 부분(254)과 제2 고정 부분(242)을 풀어도 배기 흡착에 의하여 컨베이어 벨트(252), 배선재(142), 그리고 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)가 안정적으로 고정되어 있다. 이에 따라 지그(243)가 배선재(142)로부터 완전히 분리 및 해제되며, 지그(243)는 배선재 고정부(240)로 되돌아간다.
이와 같이 태양 전지(150)의 상면 및 하면에 배선재(142)가 모두 부착된 상태에서 태양 전지(150)가 열원부(258)를 통과하면 배선재(142)의 플럭스 및 코팅층(142b)이 용융되어 태양 전지(150)의 제1 또는 제2 전극(42, 44)에 부착된다. 좀더 구체적으로는, 복수의 제1 배선재(1421)가 제1 태양 전지(151)의 일면에 위치하고 복수의 제2 배선재(1422)가 제1 태양 전지(151)의 다른 일면에 위치한 제1 태양 전지(151)에 열을 가하여 제1 태양 전지(151)의 양면에 복수의 제1 배선재(1421) 및 복수의 제2 배선재(1422)를 부착할 수 있다.
그리고 제2 태양 전지(152)의 일부에 또 다른 복수의 배선재(142)의 일부를 위치시키고 또 다른 복수의 배선재(142)의 다른 일부에 또 다른 태양 전지(예를 들어, 제3 태양 전지)를 위치시키고, 양면에 복수의 배선재(142)가 위치한 제2 태양 전지(152)에 열을 가하는 것에 의하여 복수의 배선재(142)를 제2 태양 전지(152)에 부착할 수 있다. 이러한 동작을 반복하여 하나의 열을 구성하는 태양 전지 스트링을 형성할 수 있다. 태양 전지 스트링을 구성하는 마지막의 태양 전지(150)에서는 제1 길이를 가지는 복수의 배선재(142)를 마지막의 태양 전지(150) 위에 위치한 상태에서 상부 고정 부재(256)으로 이들을 고정한 상태로 열을 가하는 것에 의하여 복수의 배선재(142)를 부착할 수 있다.
본 실시예에 따르면 열원부(258)를 통과하기 전에 복수의 배선재(142)로부터 지그(243)가 분리되므로 동작하는 지그(243)의 개수를 최소화할 수 있다. 이에 의하여 배선재 부착 장치(200)의 구조를 단순화하고 생산성을 향상할 수 있다. 이때, 복수의 배선재(142)와 태양 전지(150)를 배기 흡착에 의하여 고정하면 복수의 배선재(142) 및 태양 전지(150)에 손상을 가하지 않고 이들을 안정적으로 고정할 수 있다. 그리고 절단부(244)에 의하여 절단된 복수의 배선재(142)를 태양 전지(150)에 고정하여 부착하므로 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 태양 전지(150)의 양면에 복수의 배선재(142)를 위치한 상태에서 컨베이어 벨트(252)를 통하여 열원부(258)를 통과하는 것에 의하여 복수의 배선재(142)의 부착을 자동화할 수 있다. 이에 의하여 라운드진 부분을 포함하여 솔더링을 위한 코팅층(142b)을 포함하는 배선재(142)를 자동화된 시스템에 의하여 태양 전지(150)에 부착할 수 있다.
도면 및 상술한 설명에서는 간략하고 명확한 설명을 위하여 본 실시예에 따른 배선재 부착 장치(200)에 필수적인 구성만을 도시 및 설명하였다. 절단부(244), 고정 부재(246), 제1 고정 부분(241), 제2 고정 부분(242), 제3 고정 부분(243), 상부 고정 부재(256) 등은 이들을 구동하거나 이들의 위치를 변경할 수 있도록 구동 부재(예를 들어, 모터) 및 이에 연결되는 부분(예를 들어, 암(arm), 링크 등)을 구비할 수 있다. 그리고 구동 부재를 무선 또는 유선으로 작동시키는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 이에 의하여 배선재 부착 장치(200)가 원하는 바에 따라 작동될 수 있도록 한다. 상술한 구동 부재, 연결되는 부분 및 컨트롤러로는 알려진 다양한 방식 또는 구조가 적용될 수 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치 및 이를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법을 상세하게 설명한다. 상술한 설명과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상술한 설명이 그대로 적용될 수 있으므로 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다. 그리고 상술한 실시예 또는 이를 변형한 예와 아래의 실시예 또는 이를 변형한 예들을 서로 결합한 것 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 15은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부의 일부를 도시한 분해 사시도이다. 명확하고 간략한 도면을 위하여 도 15에서는 도 9에 대응하는 부분을 도시하되, 정렬 부재(217)의 도시를 생략하였다.
도 15을 참조하면, 본 실시예에서 풀림 제어 부재(213)는 외부 고정 부분(215d)에 고정되어 권취롤(211)에서 배선재(142)가 풀릴 때 지나가는 일 단부 부분(211b) 위까지 연장되어 일 단부 부분(211b) 위에 놓여지는 스토퍼 부재(2134)를 포함할 수 있다. 스토퍼 부재(2134)는 외부 고정 부분(215d)는 고정되나 일 단부 부분(211b) 위에는 고정되지 않고 위에 놓여진 상태일 수 있다. 이러한 스토퍼 부재(2134)는 배선재(142)가 풀리는 방향을 가이드하면서 배선재(142)가 풀리 때 엉키는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 스토퍼 부재(2134)가 위치한 부분에서 배선재(142)가 풀리지 않고 잠시 정지하였다가 배선재(142)를 공정 방향으로 진행하는 힘이 계속 작용하면 스토퍼 부재(2134)와 일 단부 부분(211b) 사이로 통과하여 배선재(142)가 풀리게 된다.
스토퍼 부재(2134)는 외부 고정 부분(215d)의 원주 방향에서 일정 간격을 두고 복수 개 위치하여 배선재(142)의 엉킴 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 스토퍼 부재(2134)가 한 개 구비될 수도 있다.
스토퍼 부재(2134)는 배선재(142)에 손상을 주지 않도록 수지를 주성분(가장 많이 포함하는 성분)으로 하거나, 아주 약간의 탄성을 가지는 물질로 구성될 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)에 가하는 손상을 최소화하면서 필요할 때에 배선재(142)가 일 단부 부분(211a)과 스토퍼 부재(2134)로 통과할 수 있도록 할 수 있다. 외부 고정 부분(215d)은 권취롤(212)를 안정적으로 보호할 수 있도록 금속을 주성분으로 포함할 수 있으므로 외부 고정 부분(215d)과 스토퍼 부재(2134)는 서로 다른 물질로 구성될 수 있다. 이에 따라 스토퍼 부재(2134)는 외부 고정 부분(215d)과 별개로 제조되어 외부 고정 부분(215d)에 고정될 수 있다. 일 예로, 스토퍼 부재(2134)는 스토퍼 부재(2134) 위에서 외부 고정 부분(215d)까지 연장되어 위치하는 접착 부재(2134a)(일 예로, 접착 테이프)에 의하여 스토퍼 부재(2134)를 고정할 수 있다. 스토퍼 부재(2134)를 접착 부재(2134a)로 외부 고정 부분(215d)에 고정하면 간단한 방법으로 스토퍼 부재(2134)를 고정할 수 있다.
그리고 풀림 제어 부재(213)가 권취롤(212)로부터 일정 거리만큼 이격된 가이드 부재(2132)를 더 구비할 수 있다. 가이드 부재(2132)에 대해서는 도 9에 설명한 설명이 그대로 적용될 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
도 16는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부의 일부를 도시한 분해 사시도이다. 명확하고 간략한 도면을 위하여 도 16에서는 도 9에 대응하는 부분을 도시하되, 정렬 부재(217)의 도시를 생략하였다.
도 16를 참조하면, 본 실시예에서 풀림 제어 부재(213)는 배선부 관통홀(WH2)을 가지는 가이드 부재(2132c)(이하에서는 구별을 위하여 제1 가이드 부재(2132c))와, 일측을 통하여 배선재(142)가 지나가는 경로(2136a)를 구비하는 별도의 가이드 부재(2136)(이하에서는 구별을 위하여 제2 가이드 부재(2136))를 포함할 수 있다.
제1 가이드 부재(2132)는 권취롤(212)과 이격되어 배선재 관통홀(WH2)을 구비하는 구조를 가진다. 일 예로, 본 실시예에서 제1 가이드 부재(2132)는 금속 바 또는 금속 와이어 등의 일부를 굴곡하여 배선재(142)가 지나가는 배선재 관통홀(WH2)을 형성한 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 가이드 부재(2132)가 이 외의 다른 형상, 구조 등을 가질 수 있다.
제2 가이드 부재(2136)는 원형의 평면 형상을 가지며 측면에 홈 형상으로 형성된 경로(2136a)가 형성되는 경로부(2136b)와, 경로부(2136b)를 지지하는 지지부(2136c)를 포함할 수 있다.
경로부(2136b)는 내부를 향하면서 면적이 점진적으로 작아지는 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 경로부(2136b)은 하나의 외면으로부터 내부로 향하면서 점진적으로 면적이 줄었다가 다시 다른 하나의 외면으로 향하면서 면적이 점진적으로 증가하는 형상을 가지고, 경로부(2136b)의 중심 부근에서 가장 작은 면적을 가지는 부분이 위치할 수 있다. 일 예로, 경로부(2136b)는 쌍원추형의 형상을 가질 수 있다. 경로부(2136b)의 중심 부근에서 가장 작은 면적을 가지는 부분이 배선재(142)가 위치하는 경로(2136a)가 된다. 이와 같은 경로부(2136b)는 회전 가능하게 설치되어 배선재(142)의 이동 시에 배선재(142)가 이동하는 힘에 의하여 일 방향으로 회전하여 경로(2136a)를 따라 이동하는 배선재(142)가 이탈하는 것을 방지하고 경로부(2136b)가 배선재(142)에 조금이라도 손상을 주는 것을 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 경로부(2136b)가 회전하지 않는 것도 가능하다.
지지부(2136c)는 경로부(2136b)를 지지하며면서 이를 가이드 고정 부분(215f)에 고정하는 역할을 할 수 있다. 이때, 지지부(2136c)는 탄성 부재(일 예로, 스프링 부재)로 구성되어 경로부(2136b)를 탄성적으로 지지할 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)가 경로(2136a)를 이탈하거나 경로부(2136b)가 배선재(142)에 손상을 주는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 지지부(2136c)가 탄성을 가지지 않을 수도 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널용 배선재 부착 장치의 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 17에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 배선재 고정 부재(248)가 배선재(142)를 공정 방향으로 일정 길이만큼 이동하여 고정한 상태에서, 지그(243)를 구성하는 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)이 배선재 고정 부재(142)의 상측에서 배선재(142)를 고정하여 부착부(250)로 이동한다.
배선재 고정 부재(248)은 복수의 배선재(142)를 일정 위치에 고정하거나 이동하게 할 수 있는 다양한 구조 및 방식을 가질 수 있다. 일 예로, 본 실시예에서는 배선재 고정 부재(248)는 제1 부분(2481)과 제2 부분(2482)을 포함하며, 제2 부분(2482)은 제1 부분(2481)에 대하여 상대적으로 배선재(142)의 연장 방향과 수직한 좌우 방향(일 예로, 도면의 y축 방향)으로 이동할 수 있다. 제1 부분(2481)은 배선재(142)의 일측에 밀착 및 접촉하게 될 제1 클램프부를 포함하고, 배선재(142)의 배선재(142)의 타측에 밀착 및 접촉하게 될 제2 클램프부를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 지그(243)의 제1 또는 제2 고정 부분(241, 242)의 제1 및 제2 클램프부(PA, PB) 또는 제3 고정 부분(254)의 제1 및 제2 클램프부(PA, PB)에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
그리고 배선재 고정 부재(248)는 다양한 방향(일 예로, 도면의 x축 방향, y축 방향, z축 방향)으로 구동될 수 있다. 특히, 배선재 고정 부재(248)는 공정 방향(도면의 x축 방향)으로 왕복 이동할 수 있다.
본 실시예에서는 배선재 고정 부재(248)가 배선재(142)를 클램핑하여 잡은 상태에서 공정 방향으로 이동하여 절단부(244)에서 원하는 거리만큼 이격된 상태로 배선재(142)의 일측을 고정할 수 있다. 이때, 고정 부재(246)가 배선재(142)를 눌러 배선재(142)의 위치를 고정한다.
이 상태에서 지그(243)를 구성하는 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)이 배선재(142)의 상측으로 접근한다. 이때, 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)은 고정 부재(246)(또는 절단부(244))와 배선재 고정 부재(248) 사이에서 서로 소정의 길이만큼 이격된 상태이다. 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)이 하측 방향으로 이동하여 고정 부재(246)(또는 절단부(244))와 배선재 고정 부재(248) 사이에 위치한 배선재(142)의 양 단부를 클램핑부(PA, PB)를 이용하여 각기 클램핑하여 고정한다. 즉, 제1 고정 부분(241)이 고정 부재(246) 또는 절단부(244)에 인접한 위치에서 배선재(142)를 클램핑부(PA, PB)에 의하여 고정하고, 제2 고정 부분(242)이 배선재 고정 부재(248)에 인접한 위치에서 배선재(142)를 클램핑부(PA, PB)에 의하여 고정한다. 이 상태에서 절단부(244)를 이용하여 배선재(142)를 절단하고 배선재 고정 부재(248)가 배선재(142)를 놓으면 배선재(142)가 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)에 각기 고정되어 배선재-지그 결합체를 형성한다.
이와 같이 본 실시예에서는 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)과 함께 배선재 고정 부재(248)를 더 포함하여, 배선재 고정 부재(248)가 제1 및 제2 고정 부분(241, 242)이 하는 역할을 분담할 수 있다. 이에 의하여 배선재 부착 장치에서 구조 또는 구동을 단순화할 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부의 각 권취롤을 도시한 측면도이다.
도 18을 참조하면, 권취롤(211)은, 배선재(142)가 위치하는 본체 부분(211a)과, 본체 부분(211a)의 양 단부에 각기 하나씩 위치하여 배선재(142)가 본체 부분(211a)의 외부로 이탈하는 것을 방지하는 단부 부분(211b)을 포함할 수 있다. 단부 부분(211b)은, 배선재(142)가 풀려서 나가는 제1 단부 부분(2111)과, 제1 단부 부분(2111)의 반대쪽에 위치하는 제2 단부 부분(2112)를 포함할 수 있다.
이때, 배선재(142)가 풀려 나가는 제1 단부 부분(2111)은 측면이 라운드지게 형성된 형상을 가질 수 있다. 즉, 배선재(142)가 통과하는 측면(즉, 제1 단부 부분(2111)의 원주 방향의 면)이 라운드지게 형성되는 볼록하게 돌출되는 곡면으로 이루어질 수 있다. 이에 의하면 배선재(142)가 제1 단부 부분(2111)을 지날 때 제1 단부 부분(2111)의 라운드진 측면을 따라 원활하게 풀려나가는 것에 의하여 배선재(142)가 서로 꼬이는 등의 문제를 최소화할 수 있다.
일 예로, 제1 단부 부분(2111)은 수지(일 예로, 실리콘 수지), 또는 고무 등의 탄성 물질 등으로 구성되는 캡부(2110)에 의하여 덮일 수 있다. 이에 의하면 배선재(142)가 풀려나갈 때 배선재(142)에 가해질 수 있는 충격을 최소화할 수 있다. 본 실시예에서는 캡부(2110)를 적용하여 기존의 권취롤(211)에 쉽게 적용할 수 있는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 권취롤(211)의 단부 부분(211b)이 라운드진 측면을 가지도록 형성되는 것도 가능하다.
도면에서는 제1 단부 부분(2111)과 반대되는 제2 단부 부분(2112)의 측면이 제2 단부 부분(2112)의 외면 및 본체 부분(211a)에 대향하는 내면과 수직하게 형성된 것을 예시하였다. 이에 의하면, 일반적인 권취롤에서 제1 단부 부분(2111)에 캡부(2110)을 덮거나 제1 단부 부분(2111)의 구조만을 변형하는 것에 의하여 본 실시예에 따른 권취롤(211)을 쉽게 구현할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 단부 부분(2112)이 제1 단부 부분(2111)과 동일한 형상을 가질 수 있다.
권취롤(211)의 본체 부분(211a) 및 단부 부분(211b)의 다른 내용에 대해서는 이미 설명한 권취롤(211)의 설명이 그대로 적용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 19은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부의 각 권취롤을 도시한 측면도이다.
도 19을 참조하면, 권취롤(211)은, 배선재(142)가 위치하는 본체 부분(211a)과, 본체 부분(211a)의 양 단부에 각기 하나씩 위치하여 배선재(142)가 본체 부분(211a)의 외부로 이탈하는 것을 방지하는 단부 부분(211b)을 포함할 수 있다. 단부 부분(211b)은, 배선재(142)가 풀려서 나가는 제1 단부 부분(2111)과, 제1 단부 부분(2111)의 반대쪽에 위치하는 제2 단부 부분(2112)를 포함할 수 있다.
이때, 단부 부분(2111, 2112)에 인접한 본체 부분(211a)의 단부에 각기 원뿔 또는 원뿔대 형상을 가지는 경사부(2111a, 2111b)가 위치할 수 있다. 이에 의하여 단면으로 볼 때, 경사부(2111a, 2111b)의 면은 경사부(2111a, 2111b) 이외의 부분의 원주 방향의 면과 경사지게(일 예로, 둔각(D)을 가지면서) 형성될 수 있다. 그리고 권취롤(211)은 전체적으로 쌍원추형(biconical type)의 형상을 가질 수 있다.
이와 같이 경사부(2111a, 2111b)에 의하여 경사부(2111a, 2111b)에 감겨진 배선재(142)가 풀릴 때 풀리는 각도가 급격하게 변화하지 않도록 하여 풀림 각도의 변경을 최소화할 수 있다. 이에 의하여 본체 부분(211a)의 단부에서도 배선재(142)가 경사부(2111a, 2111b)의 내면을 따라 원활하게 풀려나가는 것에 의하여 배선재(142)가 서로 꼬이는 등의 문제를 최소화할 수 있다.
도면 및 상술한 설명에서는 제1 및 제2 단부 부분(2111, 2112)이 원뿔 또는 원뿔대 형상을 가져 실제 공정에서 자유롭게 사용할 수 있는 것을 예시하였으나, 제1 단부 부분(2111)만이 원뿔 또는 원뿔대 형상을 가지고 제2 단부 부분(2112)이 이와 다른 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 제2 단부 부분(2112)이 다른 실시예들과 같이 원형의 디스크(disck)와 같은 형상을 가져 제2 단부 부분(2112)의 내면이 본체 부분(211a)의 원주 방향의 면과 직교하게 위치할 수도 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치의 배선재 공급부를 도시한 측면도이다. 명확하고 간략한 도면을 위하여 도 20에서는 정렬 부재(217)의 도시를 생략하였다.
도 20을 참조하면, 본 실시예에서 서로 다른 행에 위치하는 권취롤(211)이 바닥면과 이루는 각도를 서로 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 도면에서는 가장 하부에 위치하는 제1 행에 위치하는 제1 권취롤(2110a)과, 제1 행 위에 위치하는 제2 행에 위치하는 제2 권취롤(2110b)과, 제2 행 위에 위치하는 제3 행에 위치하는 제3 권취롤(2110c) 중 적어도 두 개와 바닥면이 이루는 각도, 방향 등을 서로 다르게 할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 권취롤(2110a), 제2 권취롤(2110b) 및 제3 권취롤(2110c) 각각이 바닥면과 이루는 각도, 방향 등을 다르게 한 것을 예시하였다. 도면은 측면도로 도시되어 제1 권취롤(2110a), 제2 권취롤(2110b) 및 제3 권취롤(2110c)이 각기 하나씩 도시되어 있으나 각 행에 제1 권취롤(2110a), 제2 권취롤(2110b) 또는 제3 권취롤(2110c)이 복수 개 위치할 수 있다.
좀더 구체적으로, 제1 권취롤(2110a)에서는, 배선재(142)가 풀려 나가는 제1 단부 부분(2111)가 이에 반대되는 제2 단부 부분(2112)보다 높이 위치하도록 제1 권취롤(2110a)의 길이 방향이 바닥면과 예각의 각도(A1)를 가지면서 배치될 수 있다. 그러면 제1 권취롤(2110a)의 길이 방향은 배선재(142)의 공정 방향과 둔각의 각도를 가지도록 경사지게 위치할 수 있다.
제2 권취롤(2110b)의 길이 방향은 바닥면과 평행하게 위치할 수 있다. 제2 권취롤(2110b)의 길이 방향은 배선재(142)의 공정 방향과 평행하게 위치할 수 있다.
제3 권취롤(2110c)에서는, 제1 단부 부분(2111)가 이에 반대되는 제2 단부 부분(2112)보다 낮게 위치하도록 제3 권취롤(2110c)의 길이 방향이 바닥면과 예각의 경사각(A3)을 가지면서 배치될 수 있다. 제3 권취롤(2110c)의 길이 방향은 배선재(142)의 공정 방향과 둔각의 각도를 가지도록 경사지게 위치할 수 있다.
이에 의하면 권취롤(211)이 복수 개의 행으로 배치될 때 배선재(142)의 진행 방향을 향하여 배선재(142)가 풀려나가도록 하여 배선재(142)가 서로 꼬이는 등의 문제를 최소화할 수 있다. 권취롤(211)이 복수 개의 행(특히, 3개 이상의 행)으로 배치될 때 권취롤(211)이 수직 방향에서 위치와 배선재(142)의 공정 방향과 차이를 고려하여 안정적으로 배선재(142)를 공급할 수 있다.
도면에서는 제1 권취롤(2110a)과 제3 권취롤(2110c)의 경사 방향을 서로 반대로 하고 제2 권취롤(2110b)은 바닥면과 평행하게 한 것을 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 권취롤(2110a), 제2 권취롤(2110b) 및 제3 권취롤(2110c) 중 적어도 두 개의 경사 방향이 서로 동일하되, 그 각도에 차이가 있는 것도 가능하다. 예를 들어, 제1 내지 제3 권취롤(2110a, 2110b, 2110c)에서 제1 단부 부분(2111)이 제2 단부 부분(2112)보다 높게 위치한 경우에는 제1 권취롤(2110a)보다는 제2 권취롤(2110b)의 경사각이 작을 수 있고, 제2 권취롤(2110b)보다는 제3 권취롤(2110c)의 경사각이 작을 수 있다. 또는, 제1 내지 제3 권취롤(2110a, 2110b, 2110c)에서 제1 단부 부분(2111)이 제2 단부 부분(2112)보다 낮게 위치한 경우에는 제1 권취롤(2110a)보다는 제2 권취롤(2110b)의 경사각이 클 수 있고, 제2 권취롤(2110b)보다는 제3 권취롤(2110c)의 경사각이 클 수 있다. 또는, 복수 개의 행 중에서 일부 행들의 권취롤(211)의 경사 방향 및 각도가 동일하고, 다른 행과는 경사 방향 및 각도에 차이가 있는 것도 가능하다. 그 외에 다양한 변형이 가능하다.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 패널
142: 배선재
150: 태양 전지
200: 배선재 부착 장치
210: 배선재 공급부
220: 플럭스부
230: 건조부
240: 배선재 고정부
250: 부착부

Claims (20)

  1. 권취롤에 감긴 배선재를 풀어서 공정 방향으로 이동시키는 단계; 및
    상기 배선재를 상기 태양 전지에 부착하는 단계
    를 포함하고,
    상기 이동시키는 단계에서 상기 권취롤에 감긴 배선재는 상기 권취롤의 길이 방향의 일 단부를 지나도록 풀리는 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 권취롤은, 상기 배선재가 위치하는 본체 부분과, 상기 본체 부분의 길이 방향의 양 단부에 각기 하나씩 위치하여 상기 배선재가 외부로 이탈하는 것을 방지하는 단부 부분을 포함하고,
    상기 권취롤에 감긴 배선재는 상기 권취롤의 상기 단부 부분을 지나도록 풀리는 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 권취롤의 길이 방향은 상기 바닥면과 평행하거나 상기 바닥면과 예각을 가지도록 경사지게 위치하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 권취롤의 길이 방향은 상기 공정 방향과 평행하거나 상기 공정 방향과 둔각을 가지도록 경사지게 위치하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동하는 단계에서 상기 배선재는 상기 권취롤의 길이 방향과 평행하거나 상기 권취롤의 길이 방향과 예각의 경사각을 가지도록 풀리거나,
    상기 이동하는 단계에서 상기 권취롤은 회전 없이 고정되며 상기 배선재가 감긴 방향의 반대 방향으로 풀리는 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 권취롤에 감겨 있는 상기 배선재의 항복 강도에 대하여 상기 권취롤로부터 풀린 후에 상기 태양 전지에 부착되기 전의 상기 배선재의 항복 강도의 차이가 10% 이내인 태양 전지 패널의 배선재 부착 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배선재의 폭이 250um 내지 500um이고,
    상기 권취롤에 감겨 있는 상기 배선재의 항복 강도가 67 mpa 내지 93 mpa이고,
    상기 권취롤로부터 풀린 후에 상기 태양 전지에 부착되기 전의 상기 배선재의 항복 강도가 67 mpa 내지 102 mpa이고,
    상기 태양 전지에 부착된 상기 배선재의 항복 강도가 110 mpa 이하인 태양 전지 패널의 부착 방법.
  8. 권취롤에 감긴 배선재를 풀어서 공정 방향으로 이동시키는 배선재 공급부; 및
    상기 배선재를 태양 전지에 부착하는 부착부
    를 포함하고,
    상기 배선재 공급부는,
    상기 배선재가 감긴 권취롤; 및
    상기 권취롤로부터 상기 배선재를 푸는 풀림 제어 부재
    를 포함하고,
    상기 풀림 제어 부재는 상기 배선재가 상기 권취롤의 길이 방향의 일 단부를 지나면서 풀리도록 하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 권취롤은, 상기 배선재가 위치하는 본체 부분과, 상기 본체 부분의 길이 방향의 양 단부에 각기 하나씩 위치하여 상기 배선재가 외부로 이탈하는 것을 방지하는 단부 부분을 포함하고,
    상기 풀림 제어 부재는 상기 권치롤에 감긴 배선재는 상기 권취롤의 상기 단부 부분을 지나도록 풀리도록 하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 풀림 제어 부재는 상기 권취롤에 인접하여 고정되고 상기 배선재가 통과하는 배선재 통과홀을 구비하며 상기 배선재가 감긴 방향과 반대 방향으로 회전하는 회전 부재를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 회전 부재는, 회전 가능한 회전 고정부와, 상기 회전 고정부로부터 외부를 향하여 돌출되며 상기 배선재 통과홀을 구비하는 연장부를 포함하고,
    상기 배선재 통과홀은 상기 권취롤의 외곽 가장자리보다 외부에 위치하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 권취롤의 외부의 적어도 일부를 둘러싸도록 외부 고정 부분을 더 포함하고,
    상기 외부 고정 부분으로부터 연장되어 상기 권취롤의 단부 부분 위에 놓여지는 스토퍼 부재를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 권취롤이, 상기 배선재가 감기는 본체 부분과, 상기 본체 부분의 일측에 위치하여 상기 배선재가 풀려 나가는 제1 단부 부분과, 상기 제1 단부 부분과 반대되는 상기 본체 부분의 타측에 위치하는 제2 단부 부분을 포함하고,
    상기 제2 단부 부분의 측면이 라운드지게 형성되거나, 상기 제2 단부 부분에 인접한 본체 부분의 측면이 상기 본체 부분과 둔각을 가지도록 경사지게 형성되는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 풀림 제어 부재가 상기 권취롤과 일정 거리만큼 이격되며 상기 배선재가 통과하는 배선재 통과홀 또는 상기 배선재가 지나가는 경로를 구비하는 가이드 부재를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 권취롤과 일정 거리만큼 이격되며 상기 배선재가 통과하는 배선재 통과홀을 구비하는 제1 가이드 부재와, 상기 배선재가 지나가는 경로를 구비하는 제2 가이드 부재를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 권취롤이 복수의 권취롤을 포함하여,
    상기 풀림 제어 부재에 의하여 상기 복수의 권취롤로부터 풀린 상기 배선재를 동일 평면 상에서 일정한 간격을 가지도록 서로 이격시키는 정렬 부재를 더 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 정렬 부재는, 상기 복수의 권취롤로부터 풀린 상기 배선재가 놓여진 상태에서 회전하여 동일 평면 상에 위치할 수 있도록 하는 이송 롤과, 상기 이송 롤을 지난 상기 배선재가 측면으로 지나가도록 하여 상기 배선재를 원하는 간격으로 이격시키는 이격 부재를 포함하는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 권취롤이 복수로 구비되어 복수의 행을 구성하고,
    상기 복수의 행 중 적어도 두 행에 위치하는 각기 위치하는 상기 권취롤이 바닥면과 이루는 각도 및 경사 방향 중 적어도 하나가 서로 다른 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 배선재 공급부에서 상기 권취롤은 회전 없이 고정되며 상기 배선재가 감긴 방향의 반대 방향으로 풀리는 태양 전지 패널의 배선재 부착 장치.
  20. 광전 변환부 및 상기 광전 변환부에 연결되는 제1 전극 및 제2 전극을 각기 포함하는 복수의 태양 전지; 및
    상기 복수의 태양 전지 중 하나의 태양 전지의 상기 제1 전극과 이에 이웃한 태양 전지의 상기 제2 전극을 연결하는 복수의 배선재
    를 포함하고,
    상기 전극은 제1 방향으로 형성되며 서로 평행한 복수의 핑거 라인 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 형성되는 6개 이상의 버스바 라인을 포함하고,
    상기 복수의 배선재는 250um 내지 500um의 직경 또는 폭을 가지며 상기 버스바 라인에 연결되어 상기 태양 전지의 일면 쪽에서 6개 이상 배치되며,
    상기 복수의 배선재 각각의 항복 강도가 110 mpa 이하인 태양 전지 패널.
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