KR20170119954A - 태양전지 모듈 - Google Patents

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KR20170119954A
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light
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KR1020160048305A
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이현호
김상천
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 태양전지 모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은, 복수의 태양전지들과, 상기 태양전지들과 이격된 위치에서 상기 태양전지들을 덮도록 배치되며, 태양광이 입사되는 입사부재, 및 상기 입사부재를 투과하여 상기 태양전지들의 사이로 지나가는 빛을 반사하도록 형성되는 반사부재를 포함하며, 상기 입사부재는 빛을 투과하는 투과부과, 상기 투과부의 사이에 형성되어 상기 반사부재에서 반사된 빛을 재반사하는 반사부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양광을 수광하여 전기를 발생시키는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다. 그러나 태양전지는 제조 단가, 변환 효율 및 수명이 문제된다.
한편, 최근의 태양전지에 관한 연구는 태양전지의 효율 향상과 관련된 기술에 집중되고 있다. 일반적으로 태양전지는 기판 및 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부를 포함하며, 기판의 한쪽 면을 통해 입사된 빛을 이용하여 전류를 발생시킨다. 이 경우에, 입사되는 빛의 양이 충분하여야 태양전지에서 원활한 전류 생산이 가능하므로, 태양광을 집광하는 장치가 필요하게 되며, 이에 대한 개발이 요구될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 태양광을 집광하는 새로운 형태의 메커니즘에 대하여 제시한다.
본 발명의 일 목적은, 태양전지 모듈에서 태양광을 집광하는 새로운 구조의 장치를 제시하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 태양전지 모듈에서 양산성을 가지면서도 컴팩트한 구조를 가지는 집광 메커니즘을 구현하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈은, 복수의 태양전지들과, 상기 태양전지들과 이격된 위치에서 상기 태양전지들을 덮도록 배치되며, 태양광이 입사되는 입사부재, 및 상기 입사부재를 투과하여 상기 태양전지들의 사이로 지나가는 빛을 반사하도록 형성되는 반사부재를 포함한다. 상기 입사부재는 빛을 투과하는 투과부과, 상기 투과부의 사이에 형성되어 상기 반사부재에서 반사된 빛을 재반사하는 반사부를 구비한다. 상기 입사부재는 상기 투과부와 반사부를 구비하는 광학시트로서 구현되며, 상기 투과부를 향하여 입사하는 광이 상기 태양전지 모듈의 내부에서 가두어지는 구조로 이루어질 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 광학시트는 반사막에 형성되는 슬릿을 가지는 구조로 이루어질 수 있다. 상기 반사부는 반사막을 구비하고, 상기 투과부는 상기 반사막에 형성되는 복수의 슬릿들을 구비한다. 상기 입사부재는 상기 슬릿들을 향하여 빛을 모아주는 렌즈부를 포함할 수 있으며, 상기 렌즈부는 복수의 볼록렌즈들을 구비할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 광학시트는 미러반사코팅을 이용하여 구현될 수 있다. 상기 반사부는 상기 태양전지를 향하여 볼록한 형상으로 코팅되는 미러를 구비하고, 상기 투과부는 상기 미러의 단부에 형성되는 개구를 구비할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 입사부재와 반사부재의 사이에서 빛은 상기 슬릿을 제외한 부분이 공간을 한정하는 구조에 의하여 가두어진다. 상기 반사부재는 상기 태양전지들의 사이에 배치되는 반사층을 구비한다. 상기 태양전지들은 베이스기판의 일면에 장착되고, 상기 반사층은 상기 일면상에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈에서는, 입사부재를 이용하여 태양광의 반사를 방지하고 투과율을 높여서, 태양전지 모듈에서 효율을 향상할 수 있다.
또한, 입사부재와 반사부재를 이용하여 빛을 가두는 구조이므로, 셀의 크기 및 형상의 자유로움을 가질 수 있으며, 나아가 형상이나 크기가 다른 셀을 함께 사용하는 것도 가능하게 된다. 따라서 본 발명의 구조에 의하면, 빛을 집광하는 태양전지 모듈의 수율이 향상되어 양산성이 확보될 수 있다.
또한, 슬릿 또는 개구를 이용하여 집광을 하므로, 태양전지 모듈이 보다 컴팩트 또는 슬림하게 제조될 수 있다.
또한, 집광구조에 형광체를 사용하게 되면 산란하는 형광빛 때문에 광경로가 틀어지는 문제가 발생할 수 있으나, 본 발명에 의하면 산란에 의한 광손실이 최소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 개념도.
도 2는 도 1의 태양전지 모듈의 단면도.
도 3은 도 1의 입사부재의 평면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도 및 단면도.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도들.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈에 대하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 태양광을 이용하여 전류를 생산하는 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은 태양전지(110), 입사부재(120) 및 반사부재(130)를 포함할 수 있다.
먼저, 태양전지(110)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 전기적으로 연결되는 전극을 포함하여 형성된다. 본 실시예에서는 일례로 반도체 기판(일 예로, 실리콘 웨이퍼) 또는 반도체층(일 예로, 실리콘층)을 포함하는 광전 변환부가 적용될 수 있다.
이러한 태양전지(110)는 리본을 포함하며, 리본에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 서로 인접한 제1 및 제2 태양 전지(111, 112)의 전극들이 리본에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 입사부재(120)는 태양전지(110)의 전면상에 위치하며 태양광이 입사되는 전면기판이 될 수 있다. 이 경우에, 상기 입사부재(120)는 상기 태양전지(110)와 이격된 위치에서 상기 태양전지(110)를 덮도록 배치되며, 태양광의 반사를 방지하고 투과율을 높이는 구조를 가지는 광학시트로서 구현될 수 있다. 이 때에, 상기 입사부재(120)는 광학적 기능 외에도 외부의 충격 등으로부터 태양전지(110)를 보호하는 역할을 하는 전면기판이 될 수 있다.
상기 반사부재(130)는 상기 태양전지(110)의 후면을 지지하며 필름 또는 시트 등의 형태인 후면시트로서 구현될 수 있다. 후면 시트는 태양 전지(110)의 이면에서 태양 전지(110)를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 한다. 후면시트는 필름 또는 시트 등의 형태로 구성될 수 있다. 이때, 반사부재(130)는 입사부재(120) 측으로부터 입사된 태양광을 반사하여 재이용될 수 있도록 반사율이 우수한 재질이나 구조로 이루어질 수 있다.
상기 입사부재(120)는 상기 반사부재(130)에서 반사한 빛을 재반사하여 태양전지 모듈로 입사한 광을 상기 태양전지 모듈의 내부에서 가두는 기능(또는 전반사시키는 기능)을 발휘할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 상기 입사부재(120) 및 반사부재(130)가 서로 조합되어 상기 태양전지(110)의 효율을 향상할 수 있다. 이하, 이러한 기능을 발휘하는 상기 입사부재(120)와 반사부재(130)의 상세한 구조에 대하여 도 1에 더하여, 도 2 내지 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 태양전지 모듈의 단면도이며, 도 3은 도 1의 입사부재의 평면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 입사부재(120)는 빛을 투과하는 투과부(121)과, 상기 투과부(121)의 사이에 형성되어 상기 반사부재(130)에서 반사된 빛을 재반사하는 반사부(122)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 상기 반사부(122)는 베이스부재(123)의 하면(태양전지를 마주보는 면)에 배치되는 반사막(122a)이 될 수 있다. 이 경우에, 상기 베이스부재(123)는 광투과성 재질의 판형 시트로서, 유리(glass), PC (polycarbonate), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate) 등의 재질로 형성될 수 있다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리가 될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스부재(123)는 다른 물질 등으로 이루어질 수 있다.
상기 반사막(122a)은 상기 베이스부재(123)의 하면에 부착되는 반사시트이거나 상기 하면에 코팅되는 코팅막이 될 수 있다. 상기 반사시트의 경우에, 폴리에틸렌 테레프탈염산 반사시트인 MCPET 을 이용하여 제조될 수 있다.
이 경우에, 상기 반사막(122a)이 복수의 영역으로 구획되며, 각 영역들의 사이에는 틈새가 형성될 수 있다. 상기 틈새는 상기 투과부를 형성하게 되며, 구체적인 예로서 상기 반사막(122a)에는 복수의 슬릿들(121a)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 반사막(122a)은 슬릿들(121a) 중 어느 하나를 사이에 두고 양측에 배치된다.
이 경우에, 상기 슬릿들(121a)은 일방향으로 길게 연장되며, 상기 일방향과 수직한 타방향을 따라 순차적으로 배열된다. 상기 일방향은 동서방향이 될 수 있으며, 상기 타방향은 남북방향이 될 수 있다. 따라서 시간에 따른 태양의 위치에 관계없이 상기 슬릿들(121a)은 항상 태양을 바라볼 수 있게 된다.
상기 구조에 의하면, 상기 슬릿들(121a)을 통하여 베이스부재(123)를 투과한 빛이 반사막(122a)을 관통하게 되며, 상기 입사부재(120)의 하측에 배치된 태양전지로 향하게 된다. 이 때에, 태양전지들의 사이를 지나가는 빛이 상기 반사부재(130)에 의하여 반사될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 반사부재(130)는 베이스기판(131)과 반사층(132)을 구비할 수 있다.
상기 베이스기판(131)은 상기 태양전지를 지지하는 기판으로서, 후면에는 전술한 리본이 배치될 수 있다. 상기 태양 전지(110)를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하도록, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입이거나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 적어도 일면에 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지 등이 형성된 구조일 수 있다.
상기 반사층(132)은 상기 베이스기판(131)의 상면에 부착되는 반사시트이거나 상기 상면에 코팅되는 코팅막이 될 수 있다. 이 때에, 상기 태양전지들은 베이스기판(131)의 일면에 장착되고, 상기 반사층(132)은 상기 일면상에 형성될 수 있다. 도시에 의하면, 상기 반사층(132)은 상기 태양전지들의 사이에 배치되며, 따라서 상기 태양전지들의 사이를 채워서 상기 태양전지들의 사이를 지나가는 빛을 반사하게 된다.
상기 반사부재(130)에서 반사된 빛은 상시 입사부재(120)에서 상기 슬릿들(121a)를 제외한 영역에서 재반사될 수 있다. 이러한 구조에 의하여 상기 입사부재(120)를 투과한 빛은 상기 입사부재(120)와 상기 반사부재(130)의 사이에 가두어지게 된다. 즉, 상기 입사부재(120)를 투과한 빛은 상기 태양전지 모듈의 내부에서 재순환(recycle)되면서 태양전지의 셀로 흡수될 수 있다.
이 경우에, 상기 입사부재(120)와 상기 반사부재(130)의 사이에는 밀봉재(미도시)가 빈 공간을 채울 수 있다. 상기 밀봉재는 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등의 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 밀봉재에는 형광체 또는 산란제가 혼합될 수 있다. 상기 형광체에 의하여 빛이 산란되면 광경로가 틀어지나, 본 예시의 구조에서는 태양전지 모듈의 내부에 빛이 재순환(recycle)되므로 형광체나 산란제의 혼합이 가능하게 된다.
한편, 도시에 의하면, 상기 입사부재(120)는 상기 슬릿들(121a)을 향하여 빛을 모아주는 렌즈부(124)를 포함할 수 있다.
상기 렌즈부(124)는 상기 베이스부재(123)의 상측에 형성되는 렌즈 형상이거나, 상기 베이스부재(123)의 상면에 부착되는 별도의 렌즈형상의 부재가 될 수 있다.
상기 렌즈부(124)는 복수의 볼록렌즈들(124a)을 구비하고, 상기 복수의 볼록렌즈들(124a)은 상기 슬릿들(121a)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 볼록렌즈들(124a)은 평행광을 집광하여 상기 슬릿들(121a)에서 모이도록 형성될 수 있다. 이러한 예로서, 상기 볼록렌즈들(124a)의 조리개는 상기 슬릿들(121a)에 위치하며, 상기 볼록렌즈들(124a)의 각각은 상기 슬릿들(121a)의 각각을 마주보도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 볼록렌즈들(124a)와 상기 슬릿들(121a)은 일대일로 대응할 수 있다.
또한, 상기 볼록렌즈들(124a)은 상기 슬릿들(121a)와 마찬가지로, 일방향으로 길게 연장되며, 상기 일방향과 수직한 타방향을 따라 순차적으로 배열된다. 따라서, 상기 볼록렌즈들(124a)은 각각 실린더 형상으로 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 렌즈부가 없이 상기 베이스부재가 Gradient-index (GRIN) 광학 재질로 형성되는 것도 가능하다. GRIN 광학 재질은 굴절률이 점진적으로 변화는 재질로서, 태양광의 입사방향을 따라 굴절률이 포물선의 구배를 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 상기 태양광은 상기 베이스부재의 두께방향을 따라 진행하면서 상기 슬릿에서 집광될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 태양전지 모듈은, 입사부재와 반사부재를 이용하여 빛을 가두는 구조이므로, 태양전지 셀의 크기 및 형상의 자유로움을 가질 수 있으며, 나아가 형상이나 크기가 다른 셀을 함께 사용하는 것도 가능하게 된다.
한편, 상기에서 설명된 본 발명의 태양전지 모듈은 실린더 형상 구조의 볼록렌즈를 가지는 것을 기준으로 설명하였으나, 다른 형태로 변형될 수 있다. 이러한 예로서, 2차원 렌즈 어레이의 구성도 가능하다. 이하, 이러한 2차원 렌즈 어레이를 가지는 태양전지 모듈의 구조에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도이고, 도 5는 단면도이다.
도 4 및 도 5의 도시에 의하면, 태양전지 모듈은 전술한 예시와 마찬가지로, 태양전지(110), 입사부재(220) 및 반사부재(130)를 포함할 수 있으며, 태양전지(110)와 반사부재(130)는 전술한 예시와 동일한 구조가 될 수 있으며, 따라서 이에 대한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.
본 예시의 입사부재(220)는 상기 태양전지(110)와 이격된 위치에서 상기 태양전지(110)를 덮도록 배치되며, 투과부(221), 반사부(222) 및 렌즈부(223)을 구비할 수 있다.
상기 렌즈부(223)는 베이스부재(223)의 상면에서 돌출되는 복수의 단위렌즈(223a)를 가지며, 상기 단위렌즈(223a)는 인접한 단위렌즈(223a)와 서로 중첩되도록 형성될 수 있다. 상기 단위렌즈(223a)는 볼록렌즈로 이루어져서 빛을 상기 단위렌즈(223a)의 중심으로 모아주게 된다. 이 경우에, 상기 단위렌즈(223a)가 인접한 다른 단위렌즈(223b)와 겹쳐지지 않은 부분이 없으나, 사이에 빈틈이 없도록 촘촘히 형성되는 것도 가능하다.
도면을 참조하면, 상기 반사부(222)는 베이스부재(223)의 하면에 배치되는 반사막(222a)을 구비하며, 상기 반사막(222a)에는 상기 각각의 단위렌즈(230)의 중심과 대응되는 위치에서 관통홀(221a)이 형성된다. 이 경우에, 상기 관통홀(221a)이 상기 투과부(221)를 이루게 된다. 이러한 구조에 의하면, 입사되는 각도에 따라서 수광효과가 선택적으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 입사부재를 투과하여 태양전지 모듈의 내부로 입사한 빛은 상기 관통홀(221a)을 통하여만 외부로 반사될 수 있기에 상기 태양전지 모듈의 내부에서는 거의 전반사가 가능한 구조가 될 수 있다.
또한, 상기 베이스부재(223)의 하면에는 상기 관통홀(221a)에 대응하는 위치에서 상면을 향하여 리세스되는 리세스홈(226)이 형성될 수 있다. 상기 리세스홈(226)에 의하여 상기 반사막이 코팅되는 경우에 상기 관통홀(221a)이 형성되는 자리가 마스킹 될 수 있다. 상기 리세스홈(226)은 도 1 내지 도 4를 참조한 실시예에도 적용될 수 있다. 이 경우에 상기 리세스홈(226)은 전술한 슬릿들에 대응하는 위치에서 상기 베이스부재(223)의 하면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 투과부(221)를 투과한 빛이 상기 입사부재(220)와 상기 반사부재(130)의 사이에서 가두어지도록, 상기 반사부재에서 상기 투과부를 향하는 방향으로 상기 투과부(221)의 적어도 일부를 가리는 가림부재(227)가 구비될 수 있다.
상기 가림부재(227)는 상기 관통홀(221a)에 대응하는 위치에 배치될 수 있으며, 상기 태양광의 입사방향에 대하여 경사지도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가림부재(227)는 상기 관통홀(221a)과 이격된 위치에서 상기 관통홀(221a)을 투과한 빛을 경사진 방향으로 반사하도록 이루어진다. 또한, 수직방향으로 상기 관통홀(221a)을 가리므로 태양전지 모듈내에서 빛은 거의 전반사되어 가두어지게 된다.
전술한 리세스홈(226)과 마찬가지로 상기 가림부재(227)는 도 1 내지 도 3을 참조한 실시예에도 적용될 수 있다. 이 경우에 상기 가림부재(227)는 전술한 슬릿들에 대응하는 위치에서 상기 태양광의 입사방향에 대하여 경사지도록 형성될 수 있다.
한편, 상기에서 설명된 본 발명의 태양전지 모듈은 상기 볼록렌즈가 최외각에 배치되는 것을 기준으로 설명하였으나, 이는 다른 형태로 변형될 수 있다. 이러한 예로서, 표면 평탄도를 향상하기 위한 구성도 가능하다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6의 도시에 의하면, 태양전지 모듈은 전술한 예시와 마찬가지로, 태양전지(110), 입사부재(320) 및 반사부재(130)를 포함할 수 있으며, 태양전지(110)와 반사부재(130)는 전술한 예시와 동일한 구조가 될 수 있으며, 따라서 이에 대한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.
또한, 본 예시의 입사부재(320)는 도 1 내지 도 3에서 전술한 입사부재에서 렌즈부(124)를 보호부(325)가 덮고 있는 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 입사부재의 투과부(121), 반사부(122) 및 렌즈부(124)에 대한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다. 다만, 본 예시는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 예시의 입사부재(320)는 도 4 및 도 5에서 전술한 입사부재에서 렌즈부(224)를 보호부(325)가 덮고 있는 구조로 형성될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 보호부(325)의 하측은 상기 렌즈부(124)를 덮으면서 볼록렌즈들의 사이를 채우며, 상측은 외면이 평면을 형성한다. 이러한 구조에 의하면, 태양전지 모듈의 외면의 평탄화가 가능하게 된다. 이 경우에, 상기 렌즈부(124)는 베이스 부재(123)와 동일 재질로서 일체화될 수 있다.
다만, 이 때에, 렌즈부(124) 및 보호부(325)는 서로 다른 굴절률의 재질로 형성될 수 있다. 이러한 예로서, 상기 렌즈부(124)는 상기 보호부(325)보다 굴절률이 크고, 상기 보호부(325)는 공기보다 굴절률이 큰 재질로 이루어질 수 있다. 이와 같이 굴절률이 태양광의 입사방향을 따라 점차적으로 커지는 구조에 의하면, 입사부재에서 태양광이 반사되는 양을 저감시킬 수 있게 된다.
한편, 상기에서 설명된 본 발명의 태양전지 모듈은 보호부가 태양전지 모듈의 표면 평탄도를 향상시키는 것을 기준으로 설명하였으나, 이는 다른 형태로 변형될 수 있다. 이러한 예로서, 전술한 베이스부재가 렌즈부보다 상측에 배치되는 구성도 가능하다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7의 도시에 의하면, 태양전지 모듈은 전술한 예시와 마찬가지로, 태양전지(110), 입사부재(420) 및 반사부재(130)를 포함할 수 있으며, 태양전지(110)와 반사부재(130)는 전술한 예시와 동일한 구조가 될 수 있으며, 따라서 이에 대한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.
또한, 본 예시의 입사부재(420)는 도 1 내지 도 3에서 전술한 입사부재나, 도 4 및 도 5를 참조하여 전술한 입사부재에서 렌즈부(124, 224)와 베이스부재(123, 223)의 위치가 서로 바뀐 구조로 형성될 수 있다.
본 도면들을 참조하면, 상기 입사부재(420)는 베이스부재(423)를 포함하고, 상기 베이스부재의 하면에는 렌즈부(424)가 배치될 수 있다.
상기 베이스부재(423)는 광투과성 재질의 판형 시트로서, 유리(glass), PC (polycarbonate), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate) 등의 재질로 형성될 수 있다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리가 될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스부재(423)는 다른 물질 등으로 이루어질 수 있다.
상기 렌즈부(424)는 상기 베이스부재(423)의 하측에 형성되는 렌즈 형상이거나, 상기 베이스부재(423)의 하면에 부착되는 별도의 렌즈형상의 부재가 될 수 있다.
상기 렌즈부(424)는 복수의 볼록렌즈들(424a)을 구비하고, 상기 복수의 볼록렌즈들(424a)은 슬릿들(421a)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 상기 슬릿들(421a)은 투과부로서 반사부에 형성되며, 상기 반사부는 반사시트로서 상기 볼록렌즈들의 하측에 배치될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 베이스 부재가 태양전지 모듈의 외면을 구성하므로, 별도의 보호부가 없이도 표면 평탄도가 확보될 수 있다.
한편, 상기에서 설명된 본 발명의 태양전지 모듈은 별도의 반사막을 형성하는 것을 기준으로 것을 기준으로 설명하였으나, 이는 다른 형태로 변형될 수 있다. 이러한 예로서, 미러반사코팅과 홀을 형성하는 방법에 의하여 입사부재를 구현하는 것도 가능하다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8의 도시에 의하면, 태양전지 모듈은 전술한 예시와 마찬가지로, 태양전지(110), 입사부재(520) 및 반사부재(130)를 포함할 수 있으며, 태양전지(110)와 반사부재(130)는 전술한 예시와 동일한 구조가 될 수 있으며, 따라서 이에 대한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.
본 도면들을 참조하면, 상기 입사부재(520)는 베이스부재(523)를 포함하고, 상기 베이스부재(523)의 하면에는 렌즈부(524)가 배치될 수 있다.
상기 베이스부재(523)는 광투과성 재질의 판형 시트로서, 유리(glass), PC (polycarbonate), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate) 등의 재질로 형성될 수 있다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리가 될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스부재(523)는 다른 물질 등으로 이루어질 수 있다.
상기 렌즈부(524)는 상기 베이스부재(523)의 하측에 형성되는 렌즈 형상이 될 수 있다. 상기 렌즈부(524)는 복수의 볼록렌즈들(524a)을 구비하고, 상기 볼록렌즈들(524a)에는 미러(522a)가 코팅될 수 있다. 따라서, 상기 입사부재(520)의 반사부(522)는 태양전지(110)를 향하여 볼록한 형상으로 코팅되는 미러가 될 수 있다. 상기 볼록렌즈들(524a)를 기준으로 상면은 미러코팅이 없는 면이 되고, 양측면은 미러 코팅이 있는 면이 될 수 있다. 이 때에, 상기 볼록렌즈들(524a)의 하측단부에는 미러 코팅이 없는 부분이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 입사부재(520)의 투과부(521)는 상기 미러의 단부에 형성되는 개구(521a)가 될 수 있다. 이러한 구조는 상기 렌즈부(524)의 외면에 미러코팅을 할 때에 단부의 일부분을 제외하고 코팅하여 구현될 수 있다.
한편, 도 9를 참조하면, 상기 개구(621a)는 상기 단부가 아니라 상기 볼록렌즈들(624a)의 양 측면들 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 도시에 의하면, 상기 볼록렌즈들(624a)의 코팅시에 일 측면은 모두 코팅하고, 타 측면은 단부에 인접한 부분을 코팅하지 않아, 상기 개구(621a)를 타 측면의 단부측에 형성한다. 이러한 구조에 의하면, 입사부재(620)를 투과한 빛에서 태양전지의 내부에서 개구를 통하여 외부로 반사되는 양이 저감될 수 있다.
상기에서 설명한 미러코팅 구조에 의하면, 개구(621a)를 이용하여 집광을 하므로, 태양전지 모듈이 보다 컴팩트 또는 슬림하게 제조될 수 있다.
이상에서 설명한 태양전지 모듈은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 복수의 태양전지들;
    상기 태양전지들과 이격된 위치에서 상기 태양전지들을 덮도록 배치되며, 태양광이 입사되는 입사부재; 및
    상기 입사부재를 투과하여 상기 태양전지들의 사이로 지나가는 빛을 반사하도록 형성되는 반사부재를 포함하며,
    상기 입사부재는 빛을 투과하는 투과부과, 상기 투과부의 사이에 형성되어 상기 반사부재에서 반사된 빛을 재반사하는 반사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사부는 반사막을 구비하고, 상기 투과부는 상기 반사막에 형성되는 복수의 슬릿들을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입사부재는 상기 슬릿들을 향하여 빛을 모아주는 렌즈부를 더 포함하는 태양전지 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 렌즈부는 복수의 볼록렌즈들을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 볼록렌즈들은 상기 슬릿들에 대응하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 슬릿들은 일방향으로 길게 연장되며, 상기 일방향과 수직한 타방향을 따라 순차적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 태양전지를 향하여 볼록한 형상으로 코팅되는 미러를 구비하고, 상기 투과부는 상기 미러의 단부에 형성되는 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반사부재는 상기 태양전지들의 사이에 배치되는 반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 태양전지들은 베이스기판의 일면에 장착되고, 상기 반사층은 상기 일면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 투과부를 투과한 빛이 상기 입사부재와 상기 반사부재의 사이에서 가두어지도록, 상기 반사부재에서 상기 투과부를 향하는 방향으로 상기 투과부의 적어도 일부를 가리는 가림부재를 더 포함하는 태양전지 모듈.
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