KR20180018609A - 태양광 발전 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 태양광 발전 모듈은, 태양광 적층 조립체; 상기 태양광 적층 조립체의 일면에 접착되는 제1 글래스; 상기 태양광 적층 조립체의 타면에 접착되는 백 시트 또는 제2 글래스; 및 상기 제1 글래스를 상기 태양광 적층 조립체에 접착시키고, 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 상기 태양광 적층 조립체에 접착시키는 봉지층들을 포함한다.
본 발명에서 개시하는 태양광 발전 모듈은 1차 라미네이션을 통해 태양광 적층 조립체를 선제조하고, a) 제1 글래스와 b) 백 시트 또는 제2 글래스를 상기 태양광 적층 조립체에 후접착하도록 이루어진다.

Description

태양광 발전 모듈{PHOTOVOLTAIC MODULE}
본 발명은 태양 전지를 구비하며 곡면을 갖는 태양광 발전 모듈에 관한 것이다.
태양 전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 형성된다. 일반적으로 태양 전지는 P형 반도체와 N형 반도체로 이루어지며, 빛을 비추면 전하가 이동하여 전위차가 발생하게 된다.
태양광 발전 모듈은 태양 전지를 구비하여 빛으로부터 전력을 생산하도록 형성되는 모듈을 가리킨다. 모듈이란 기계 또는 시스템 등의 구성단위를 의미하는 것으로 여러 전자 부품이나 기계 부품으로 조립되어 특정 기능을 갖는 독립된 장치를 가리킨다. 따라서 태양 전지 모듈은 태양 전지를 구비하여 빛으로부터 전력을 생산하는 기능을 갖는 독립된 장치를 가리키는 것으로 이해될 수 있다.
태양광 발전 모듈을 자동차의 루프(roof), 건물의 내외장재에 적용할 경우 별도의 전력 케이블을 연결하지 않고도 1) 형광등이나 LED 에서 공급되는 실내광을 이용하거나, 2) 태양으로부터 공급되는 자연광을 이용하여 전력을 공급할 수 있다. 자동차의 루프 또는 건물의 내외장재 등에 적용된 태양광 발전 모듈의 최외곽층에는 글래스가 배치되는데, 글래스는 기능 또는 디자인 등의 이유로 곡면을 가질 수 있다.
결정질로 이루어진 태양 전지는 어느 정도 유연성(flexibility)를 갖기도 하지만, 곡면 글래스에 접착된 태양 전지는 모서리 부분에서 깨짐(crack) 현상이 발생하게 된다는 문제가 있다.
또한 태양광 발전 모듈의 제조 과정에서 발생된 기포가 잔류하여 태양광 모듈의 흠결로 작용하기도 한다. 나아가 태양광 발전 모듈의 제조 과정에서 태양 전지의 유동이 발생하여 처음 설계된 대로의 디자인과 다른 제품이 생산되기도 한다는 문제도 있다.
본 발명의 일 목적은 곡면 클래스를 갖는 태양광 발전 모듈에서 태양 전지의 깨짐이 발생하지 않는 구조를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 곡면 글래스를 갖는 태양광 발전 모듈의 제조 과정에서 기포 발생의 문제와 태양 전지 유동의 문제가 없는 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 태양광 발전 모듈은, 태양광 적층 조립체; 상기 태양광 적층 조립체의 일면에 접착되는 제1 글래스; 상기 태양광 적층 조립체의 타면에 접착되는 백 시트 또는 제2 글래스; 및 상기 제1 글래스를 상기 태양광 적층 조립체에 접착시키고, 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 상기 태양광 적층 조립체에 접착시키는 봉지층들을 포함한다.
태양광 적층 조립체의 개념과, 봉지층들의 세부 구성은 실시예별로 달라질 수 있다. 그리고 실시예에 따라 태양광 적층 조립체를 보호하도록 이루어지는 필름들을 선택적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 태양광 발전 모듈은 태양광 적층 조립체에서 필름들을 제거하였는지 여부에 따라 제1실시예 내지 제3 실시예로 구분된다. 제1실시예의 태양광 발전 모듈은 태양광 적층 조립체에서 필름들을 제거하지 않음에 따라 제1 필름과 제2 필름을 포함하는 구조를 갖는다. 제2 실시예의 태양광 발전 모듈은 태양광 적층 조립체에서 제1 필름과 제2 필름을 모두 제거한 구조를 갖는다. 제3 실시예의 태양광 발전 모듈은 태양광 적층 조립체에서 제1 필름만을 제거한 구조를 갖는다.
제1실시예의 태양광 발전 모듈은, 서로 반대 방향의 제1면과 제2면을 구비하는 적어도 하나의 태양 전지, 각각 상기 제1면과 제2면을 덮도록 배치되는 제1 및 제2 필름, 상기 태양 전지와 상기 제1 필름을 서로 접착시키도록 상기 제1면과 상기 제1 필름 사이에 배치되는 제1 봉지층; 및 상기 태양 전지와 상기 제2 필름을 서로 접착시키도록 상기 제2면과 상기 제2 필름 사이에 배치되는 제2 봉지층을 구비하는 태양광 적층 조립체; 곡면을 갖도록 형성되고, 상기 제1 필름을 덮는 제1 글래스(glass); 상기 제2 필름을 덮는 백 시트(back sheet) 또는 제2 글래스; 상기 제1 필름과 상기 제1 글래스를 서로 접착시키도록 상기 제1 필름과 상기 제1 글래스 사이에 배치되는 제3 봉지층; 및 상기 제2 필름과 상기 백 시트를 서로 접착시키도록 상기 제2 필름과 상기 백 시트 사이에 배치되거나, 상기 제2 필름과 상기 제2 글래스를 서로 접착시키도록 상기 제2 필름과 상기 제2 글래스 사이에 배치되는 제4 봉지층을 포함한다.
상기 제1 내지 제4 봉지층은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
상기 제3 봉지층과 상기 제4 봉지층은 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 제1 필름은 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 상기 투명한 재질은, 예를 들어 PET(polyethylene terephthalate)로 이루어질 수 있다.
태양광 발전 모듈의 백 시트가 투명한 재질로 이루어지거나 태양광 발전 모듈이 제2 글래스를 포함하는 경우에는 상기 제2 필름이 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 상기 투명한 재질은, 마찬가지로 PET(polyethylene terephthalate)로 이루어질 수 있다. 태양광 발전 모듈의 백 시트가 블랙 또는 화이트 등의 색깔을 갖는 경우에는 상기 제2 필름도 시인성 강화를 위해 색깔을 가질 수 있다.
제2실시예의 태양광 발전 모듈은, 서로 반대 방향의 제1면과 제2면을 구비하는 적어도 하나의 태양 전지; 곡면을 갖도록 형성되고, 상기 제1면을 덮는 제1 글래스(glass); 상기 제2면을 덮는 백 시트(back sheet) 또는 제2 글래스; 상기 태양 전지와 상기 제1 글래스를 서로 접착시키도록 상기 제1면과 상기 제1 글래스 사이에 배치되는 제1 봉지층; 및 상기 태양 전지와 상기 백 시트를 서로 접착시키도록 상기 제2면과 상기 백 시트 사이에 배치되거나 상기 태양 전지와 상기 제2 글래스를 서로 접착시키도록 상기 제2면과 상기 제2 글래스 사이에 배치되는 제2 봉지층을 포함한다.
상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층은 각각 두 겹으로 적층된 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 상기 두 겹 중 상대적으로 상기 태양 전지로부터 멀리 배치되는 것은 상기 태양 전지에 가깝게 배치되는 것보다 두꺼울 수 있다.
상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층은, 상기 태양 전지와 접착되 제1 레이어; 및 상기 제1 글래스에 접착되거나 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스에 접착되는 제2 레이어를 포함할 수 있다. 상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어 중 어느 하나는 열경화성 수지로 이루어지고, 다른 하나는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층의 두께는 450㎛ 내지 1,100㎛이며, 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층은 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 태양광 발전 모듈의 제조 방법을 개시한다. 본 발명에서 개시하는 태양광 발전 모듈은 1차 라미네이션을 통해 태양광 적층 조립체를 선제조하고, a) 제1 글래스와 b) 백 시트 또는 제2 글래스를 상기 태양광 적층 조립체에 후접착하도록 이루어진다. 세부 구성은 실시예별로 달라질 수 있다.
제1실시예의 제조방법은, 태양 전지의 제1면에 제1 봉지층과 제1 필름이 순차적으로 적층되고 상기 태양 전지의 제2면에 제2 봉지층과 제2 필름이 순차적으로 적층된 구조의 태양광 적층 조립체를 제조하는 제1 라미네이팅 단계; 및 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 곡면을 갖는 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 백 시트 또는 곡면을 갖는 제2 글래스를 접착시키는 제2 라미네이팅 단계를 포함하고, 상기 제1 라미네이팅 단계는, 태양 전지의 제1면에 제1 봉지층과 제1 필름을 순차적으로 적층하고, 상기 태양 전지의 제2면에 제2 봉지층과 제2 필름을 순차적으로 적층하는 단계; 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름을 서로 가까워지는 방향으로 가압하면서 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층에 열을 가하는 1차 라미네이션 공정을 통해 상기 제1 필름을 상기 태양 전지의 제1면에 접착시키고 상기 제2 필름을 상기 태양 전지의 제2면에 접착시키는 단계를 포함한다.
상기 제2 라미네이팅 단계는, 상기 제1 필름과 상기 제1 글래스 사이에 제3 봉지층을 배치하고, 상기 제2 필름과 상기 백 시트 사이 또는 상기 제2 필름과 상기 제2 글래스 사이에 제4 봉지층을 배치하는 단계; 및 밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 봉지층은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층은 각각 상기 제3 봉지층과 상기 제4 봉지층의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 제1 필름과 제2 필름 중 적어도 하나는 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
제2실시예의 제조방법은 제1단계에서의 1차 라미네이션 이후에 제1 필름과 제2 필름을 제거하는 공정을 포함한다. 그 후 제2단계의 2차 라미네이션을 통해 태양광 발전 모듈을 완성한다.
상기 제1단계는 태양광 적층 조립체를 제조하도록 이루어진다. 상기 제1 라미네이팅 단계는, 태양 전지의 제1면에 제1 봉지층과 제1 필름을 순차적으로 적층하고, 상기 태양 전지의 제2면에 제2 봉지층과 제2 필름을 순차적으로 적층하는 단계; 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름을 서로 가까워지는 방향으로 가압하면서 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층에 열을 가하는 1차 라미네이션을 통해 상기 제1 필름을 상기 태양 전지의 제1면에 접착시키고 상기 제2 필름을 상기 태양 전지의 제2면에 접착시키는 단계를 포함한다.
제2실시예의 제조방법은 상기 제1단계 이후에 상기 제1 필름과 상기 제2 필름을 상기 태양광 적층 조립체로부터 제거하는 단계를 포함한다.
상기 제2단계는, 상기 제1 필름을 제거하고 노출된 상기 제1 봉지층의 첫 번째 레이어와 상기 제1 글래스 사이에 상기 제1 봉지층의 두 번째 레이어를 추가 배치하고, 상기 제2 필름을 제거하고 노출된 상기 제2 봉지층의 첫 번째 레이어와 상기 백 시트 사이 또는 상기 제2 봉지층의 첫 번째 레이어와 상기 제2 글래스 사이에 상기 제2 봉지층의 두 번째 레이어를 추가 배치하는 단계; 및 밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키는 단계를 포함한다.
상기 제1 봉지층의 첫 번째 레이어와 상기 제2 봉지층의 첫 번째 레이어는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 봉지층의 두 번째 레이어와 상기 제2 봉지층의 두 번째 레이어는 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
제2실시예의 다른 제조 방법은 제1단계에서 제조된 태양광 적층 조립체에 열가소성 수지가 포함되어, 제1 필름과 제2 필름을 제거한 이후의 제2단계에서 2차 라미네이션 공정을 위한 추가 봉지층을 필요로 하지 않는다. 이하 이에 대하여 설명한다.
상기 제1단계는 태양광 적층 조립체를 제조하도록 이루어진다. 상기 제1 라미네이팅 단계는, 태양 전지의 제1면에 제1 봉지층과 제1 필름을 순차적으로 적층하고, 상기 태양 전지의 제2면에 제2 봉지층과 제2 필름을 순차적으로 적층하는 단계; 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름을 서로 가까워지는 방향으로 가압하면서 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층에 열을 가하는 1차 라미네이션을 통해 상기 제1 필름을 상기 태양 전지의 제1면에 접착시키고 상기 제2 필름을 상기 태양 전지의 제2면에 접착시키는 단계를 포함한다. 이때 제1 봉지층과 제2 봉지층은 각각 열가소성 수지로 이루어지며, 각각 단층을 이루어질 수 있다. 또는 제1 봉지층과 제2 봉지층은, 태양 전지와 접착되는 제1 레이어; 및 제1 글래스에 접착되거나 백 시트 또는 제2 글래스에 접착되는 제2 레이어를 포함하고, 상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어 중 어느 하나는 열경화성 수지로 이루어지고, 다른 하나는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
상기 제1 레이어는 열가소성 수지로 이루어지고, 제1 라미네이팅 단계에서 상기 태양 전지를 덮도록 배치될 수 있다. 상기 제2 레이어는 열경화성 수지로 이루어지며, 상기 제2 라미네이팅 단계에서 상기 제1 레이어를 덮도록 배치될 수 있다.
상기 제1단계 이후 상기 제1 필름과 상기 제2 필름이 태양광 적층 조립체로부터 제거된다.
제2단계는 밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 백 시트 또는 제2 글래스를 접착시키도록 이루어진다.태양광 적층 조립체의 제1 봉지층과 제2 봉지층으로 사용된 열가소성 수지는 2차 라미네이션 공정에서 다시 녹았다가 경화되므로 제2단계에서 추가적인 봉지층을 필요로 하지 않는다.
제3실시예의 제조방법은 제1단계 이후에 제1 필름만 제거하고, 제2 필름은 유지한 후 제2단계를 수행한다는 점에서 앞서 설명된 제1실시예 및 제2실시예와 구별된다. 이하 제3실시예의 제조방법에 대하여 설명한다.
상기 제1단계는 태양광 적층 조립체를 제조하도록 이루어진다. 상기 제1 라미네이팅 단계는, 태양 전지의 제1면에 제1 봉지층과 제1 필름을 순차적으로 적층하고, 상기 태양 전지의 제2면에 제2 봉지층과 제2 필름을 순차적으로 적층하는 단계; 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름을 서로 가까워지는 방향으로 가압하면서 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층에 열을 가하는 1차 라미네이션을 통해 상기 제1 필름을 상기 태양 전지의 제1면에 접착시키고 상기 제2 필름을 상기 태양 전지의 제2면에 접착시키는 단계를 포함한다. 제1 봉지층과 제2 봉지층은 각각 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
제3실시예의 제조방법은 상기 제1단계 이후에 상기 제1 필름을 상기 태양광 적층 조립체로부터 제거하는 단계를 포함한다.
제2단계는 제1단계에서 배치되는 제1 봉지층과 제2 봉지층의 구성에 따라 달라진다.
예를 들어 제1 봉지층은, 태양 전지와 접착되고, 열경화성 수지로 이루어지는 제1 레이어; 및 제2단계에서 제1 글래스와 접착되고, 열가소성 수지로 이루어지는 제2 레이어를 포함하고, 제2 봉지층은 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2 라미네이팅 단계는, 제2 필름과 백 시트 사이 또는 제2 필름과 제2 글래스 사이에 열경화성 수지로 이루어지는 제3 봉지층을 추가 배치하는 단계; 및 밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
다른 예로 제1 봉지층과 제2 봉지층이 모두 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2 라미네이팅 단계는, 제1 봉지층과 제1 글래스 사이에 제1 봉지층과 동일한 봉지층을 추가 배치하고, 제2 필름과 백 시트 사이 또는 제2 필름과 제2 글래스 사이에 열경화성 수지로 이루어지는 제3 봉지층을 추가 배치하는 단계; 및 밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
또 다른 예로 제1 봉지층과 제2 봉지층이 모두 열가소성 수지로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2 라미네이팅 단계는, 제2 필름과 백 시트 사이 또는 제2 필름과 제2 글래스 사이에 열경화성 수지로 이루어지는 제3 봉지층을 추가 배치하는 단계; 및 밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
각 실시예에서 상기 2차 라미네이션 공정은, 상기 태양광 적층 조립체를 밀폐된 챔버 내부에 투입한 후 상기 밀폐된 챔버 내부를 진공으로 만들고 열을 가해 1) 상기 제1 글래스에 접촉되는 봉지층과 2) 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스에 접촉되는 봉지층을 부분적으로 녹이는 예비 접합 단계; 및 상기 밀폐된 챔버 내부에서 상기 태양광 적층 조립체에 열과 압력을 가해 1) 상기 제1 글래스에 접촉되는 봉지층과 2) 상기 백 시트에 접촉되거나 상기 제2 글래스에 접촉되는 봉지층을 전부 녹였다가 경화시키는 본 접합 단계를 포함할 수 있다. 1차 라미네이션 공정과 2차 라미네이션 공정에서 모두 열과 압력을 가해 접합 단계가 이용될 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 태양광 발전 모듈의 최외곽층이 곡면을 갖는 글래스에 의해 형성되더라도, 태양 전지가 1차 라미네이션에 의해 보호되어 곡면에 의해 태양 전지가 받는 스트레스가 완화되므로 태양 전지의 깨짐 문제가 발생하지 않는다. 따라서 디자인적으로나 기능적으로 곡면을 필요로 하는 자동차 루프 또는 건물의 내외장재 등에 태양광 발전 모듈을 적용할 수 있다.
또한 본 발명은, 제1단계에서 1차 라미네이션을 통해 태양광 적층 조립체를 선제조하고, 곡면을 갖는 글래스에 상기 태양광 적층 조립체를 후접착하도록 이루어짐에 따라 1) 기포 발생의 문제와 2) 태양 전지들을 연결한 스트링의 배열이 곡면을 따라 흘러 내려 태양 전지들의 어레이가 흐트러지는 문제가 발생하지 않는다. 따라서 본 발명을 이용하면 처음 설계된 대로의 곡면형 태양광 발전 모듈을 제조할 수 있다.
도 1은 제1실시예의 태양광 발전 모듈을 보인 개념도다.
도 2a와 도 2b는 제2실시예의 태양광 발전 모듈들을 보인 개념도들이다.
도 3a와 도 3b는 제3실시예의 태양광 발전 모듈들을 보인 개념도들이다.
도 4는 태양광 발전 모듈의 제조 방법을 보인 공통 흐름도다.
도 5는 제1실시예의 태양광 발전 모듈을 제조하는 방법을 세부적으로 보인 흐름도다.
도 6a 내지 도 6b는 도 4와 도 5에 도시된 흐름도에 따라 태양광 발전 모듈이 제조되는 과정을 보인 개념도들이다.
도 7은 제2실시예의 태양광 발전 모듈을 제조하는 방법을 세부적으로 보인 흐름도다.
도 8a 내지 도 8c는 도 4와 도 7에 도시된 흐름도에 따라 태양광 발전 모듈이 제조되는 과정을 보인 개념도들이다.
도 9는 제2실시예의 태양광 발전 모듈을 제조하는 다른 방법을 세부적으로 보인 흐름도다.
도 10a 내지 도 10c는 도 4와 도 9에 도시된 흐름도에 따라 태양광 발전 모듈이 제조되는 과정을 보인 개념도들이다.
도 11a 내지 도 11c는 도 4와 도 9에 도시된 흐름도에 따라 태양광 발전 모듈이 제조되는 과정을 보인 다른 개념도들이다.
도 12는 제3실시예의 태양광 발전 모듈을 제조하는 방법을 세부적으로 보인 흐름도다.
도 13은 제3실시예의 태양광 발전 모듈을 제조하는 다른 방법을 세부적으로 보인 흐름도다.
도 1은 제1실시예의 태양광 발전 모듈(100)을 보인 개념도다. 도 1에는 태양광 발전 모듈(100)의 적층 구조가 도시되어 있다.
태양광 발전 모듈(100)은 태양광 적층 조립체(100a), 상기 태양광 적층 조립체(100a)의 일측을 덮는 제1 글래스(141) 및 상기 태양광 적층 조립체(100a)의 타측을 덮는 백 시트(back sheet) 또는 제2 글래스(142)를 포함한다.
태양광 적층 조립체(100a)란 태양광 발전 모듈(100)의 최외곽층을 형성하는 a) 제1 글래스(141)와 b) 백 시트 또는 제2 글래스(142)를 제외하고 태양 전지(110)와 상기 태양 전지(110)를 보호하도록 이루어지는 구성을 가리킨다. 본 발명에서 태양광 적층 조립체(100a)는 태양광 발전 모듈(100)의 제조 과정에서 선제조되는 반제품을 의미하고, 태양광 적층 조립체(100a)의 개념은 실시예 별로 달라질 수 있다.
제1 실시예에서 태양광 적층 조립체(100a)는 적어도 하나의 태양 전지(110), 상기 태양 전지(110)의 양면을 덮도록 배치되는 필름들(121, 122) 및 상기 필름들(121, 122)을 상기 태양 전지(110)에 접착시키도록 이루어지는 봉지층들(131, 132)을 포함한다.
태양 전지(110)는 태양광 발전 모듈(100)의 설계에 따라 단수 혹은 복수로 구비될 수 있다. 태양 전지(110)가 복수로 구비될 경우 각각의 태양 전지(110)들은 서로 이격되게 배치될 수 있으며, 서로 직렬로 연결되어 스트링을 형성할 수 있다. 또한 각각의 태양 전지(110)들은 동일한 곡면 상에 배치될 수 있다. 도 1을 참조하면, 태양 전지(110)들이 제1 봉지층(131)의 곡면과 제2 봉지층(132)의 곡면 사이에 배치된다.
각각의 태양 전지(110)들은 서로 반대 방향을 향하는 제1면(111)과 제2면(112)을 구비한다. 제1면(111)과 제2면(112) 중 어느 하나의 면으로만 수광(受光)(또는 집광, 集光)이 이루어질 수도 있고, 양면으로 수광이 이루어질 수도 있다. 여기서 제1, 제2라는 서수는 서로를 구분하기 위한 것일 뿐 그 자체가 기술적으로 특별한 의미를 지니는 것은 아니다.
필름들(121, 122)은 태양 전지(110)를 덮도록 배치된다. 필름들(121, 122)은 태양 전지(110)의 서로 다른 면을 덮도록 배치되는 제1 필름(121)과 제2 필름(122)을 포함한다. 제1 필름(121)은 태양 전지(110)의 제1면(111)을 덮도록 배치되고, 제2 필름(122)은 태양 전지(110)의 제2면(112)을 덮도록 배치된다.
제1 필름(121)과 제2 필름(122)은 태양광 적층 조립체(100a)의 최외곽면을 형성하며, 태양 전지(110)의 양 면을 보호하도록 이루어진다. 예를 들어 물리적 충격이나 습기 등이 태양 전지(110)에 영향을 줄 수 있는데, 제1 필름(121)과 제2 필름(122)은 태양 전지(110)를 물리적 충격이나 습기로부터 보호한다.
특히 본 발명에서 개시하는 태양광 발전 모듈(100)의 제조 방법은 후술하는 바와 같이 제1단계에서 태양광 적층 조립체(100a)를 먼저 제조한 후 제2단계에서 a) 제1글래스(141)와 b) 백 시트 또는 제2 글래스(142)를 상기 태양광 적층 조립체(100a)에 접착하게 되는데, 필름들(121, 122)은 제1단계와 제2단계 사이에서 태양 전지(110)를 보호하는 역할을 한다.
필름들(121, 122) 중 적어도 하나는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 태양 전지(110)가 충분한 전력을 생산하기 위해서는 태양 전지(110)에 충분한 빛이 공급되어야 하므로, 태양 전지(110)의 수광면을 덮는 필름이 투명한 재질로 이루어지게 된다. 예를 들어 태양 전지(110)의 제1면(111)과 제2면(112)에서 모두 수광이 이루어지는 경우에는 제1 필름(121)과 제2 필름(122) 모두 투명한 재질로 이루어진다. 태양 전지(110)의 제1면(111)과 제2면(112) 중 어느 하나의 면에서만 수광이 이루어지는 경우에는 제1 필름(121)과 제2 필름(122) 중 어느 하나만 투명한 재질로 이루어지고, 나머지 필름은 불투명한 재질로 이루어질 수 있다. 태양 전지(110)의 제1면(111)과 제2면(112) 중 어느 하나의 면에서만 수광이 이루어지는 경우에도, 제1 필름(121)과 제2 필름(122)이 모두 투명한 재질로 이루어져야만 하는 것은 아니다. 그러나 태양광 발전 모듈(100)이 자동차 루프나 건물의 내외장재 등에 적용된다면, 제1 필름(121)과 제2 필름(122) 중 수광면의 반대면을 덮는 필름은 불투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 그래야 태양광 발전 모듈(100)을 통해 자동차의 실내나 건물의 실내가 시각적으로 노출되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
태양 전지(110)의 제1면(111)으로 수광이 이루어진다면 제1 필름(121)은 투명한 재질로 이루어질 수 있으며, 투명한 재질은 예를 들어 폴리에스터(PET: polyethylene terephthalate)로 이루어질 수 있다. 태양광 발전 모듈(100)의 백 시트(142)가 투명한 재질로 이루어지거나 태양광 발전 모듈(100)이 제2 글래스(142)를 포함하는 경우(유리는 항상 투명)에는 상기 제2 필름(122)이 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 상기 투명한 재질은, 제1 필름(121)과 마찬가지로 PET(polyethylene terephthalate)로 이루어질 수 있다. 태양광 발전 모듈(100)의 백 시트(141)가 블랙 또는 화이트 등의 색깔을 갖는 경우에는 상기 제2 필름(122)도 시인성 강화를 위해 색깔을 가질 수 있다.
봉지층들(131, 132)은 태양 전지(110)를 보호하며, 필름들(121, 122)을 태양 전지(110)에 접착시키도록 이루어진다. 봉지층들(131, 132)을 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)을 포함한다. 제1 봉지층(131)은 제1 필름(121)을 태양 전지(110)에 접착시키도록 제1면(111)과 제1 필름(121) 사이에 배치된다. 제2 봉지층(132)은 제2 필름(122)을 태양 전지(110)에 접착시키도록 제2면(112)과 제2 필름(122) 사이에 배치된다.
본 발명에서 봉지층들(131, 132, 133, 134)은 열가소성 수지(thermoplastic resin) 또는 열경화성 수지(thermosetting resin)로 이루어질 수 있다. 이것은 제1실시예뿐만 아니라 나머지 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
열가소성이란 열을 가하여 성형을 한 뒤에도 다시 열을 가하면 형태를 변형시킬 수 있는 성질을 의미한다. 이와 달리 열경화성이란 한번 열을 가하여 성형을 하고 나면, 다시 열을 가하더라도 형태를 변형시킬 수 없는 성질을 의미한다.
본 발명에서 열가소성 수지나 열경화성 수지의 종류를 특별히 제한하는 것은 아니다. 투명하고, 경화되었을 때 접착력을 가지며, 열가소성이나 열경화성을 갖는다면 본 발명의 봉지층으로 이용될 수 있다. 예를 들어 TPO(Thermo Plastic Olefine), PVB(polyvinyl butyral) 또는 PC(polycarbonate)는 투명하고, 경화되었을 때 접착력을 가지며, 열가소성을 가지므로 본 발명의 봉지층으로 이용될 수 있다. 또한 EVA(ethylene-vinyl acetate)는 투명하고, 경화되었을 때 접착력을 가지며, 열경화성을 가지므로 본 발명의 봉지층으로 이용될 수 있다.
제1 실시예의 태양광 발전 모듈(100)에서 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)은 열경화성 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 제1 실시예의 태양광 발전 모듈(100)에는 후술하는 제3 봉지층(133)과 제4 봉지층(134)도 구비되는데, 제3 봉지층(133)과 제4 봉지층(134)을 열경화시키는 과정에서 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)의 형태가 임의로 변형되는 것은 바람직하지 않기 때문이다. 그러나 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)이 반드시 열경화성 수지로 이루어져야 하는 것은 아니며, 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)이 열경화성 수지로 이루어지는 것을 제한하지 않는다.
제1 글래스(glass)(141)는 제1 필름(121)을 덮도록 배치된다. 제1 글래스(141)는 후술하는 제3 봉지층(133)에 의해 제1 필름(121)에 접착되게 된다. 제1 글래스(141)는 태양광 발전 모듈(100)의 일측 최외곽면을 형성하며, 제1 글래스(141)는 제1 최외곽층으로 명명될 수도 있다.
제1 글래스(141)는 곡면을 갖도록 형성된다. 반드시 제1 글래스(141) 전체가 곡면으로 이루어져야 하는 것은 아니고, 제1 글래스(141)의 일부 영역이 곡면으로 이루어지면 족하다.
백 시트 또는 제2 글래스(142)는 제2 필름(122)을 덮도록 배치된다. 백 시트 또는 제2 글래스(142)는 후술하는 제4 봉지층(134)에 의해 제2 필름(122)에 접착되게 된다. 백 시트 또는 제2 글래스(142)는 태양광 발전 모듈(100)의 타측 최외곽면을 형성하며, 백 시트 또는 제2 글래스(142)를 포함하는 개념으로 제2 최외곽층이라는 명칭이 사용될 수 있다.
태양광 발전 모듈(100)에서 백 시트 또는 제2 글래스(142)는 제1 글래스(141)에 대응되는 곡면을 갖도록 형성된다. 백 시트가 본래부터 곡면을 갖는 것은 아니나, 태양광 적층 조립체(100a)에 접착됨에 따라 백 시트도 제1 글래스의 곡률을 따라 곡면을 형성하게 된다. 백 시트 또는 제2 글래스(142)의 곡률은 제1 글래스(141)의 곡률과 오차 범위 내에서 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 글래스(141)와 마찬가지로, 백 시트 또는 제2 글래스(142)도 일부 영역이 곡면으로 이루어져 있으면 족하다.
태양광 발전 모듈(100)이 백 시트와 제2 글래스를 모두 가져야 하는 것은 아니고 백 시트와 제2 글래스(142) 중 어느 하나만 가지면 된다. 예를 들어 태양광 발전 모듈(100)이 자동차 루프에 적용되는 경우 태양광 발전 모듈(100)은 백 시트를 가질 수 있으며, 다만 이 경우에는 태양 전지(110)의 제1면(111)이 수광면에 해당한다.
태양광 발전 모듈(100)이 제2 글래스(142)를 가지는 경우에는 태양 전지(110)를 기준으로 그 일측과 타측이 대칭을 이루게 된다. 이 경우에는 특별히 태양 전지(110)의 제1면(111)과 제2면(112)을 구분하지 않을 수도 있다.
제3 봉지층(133)은 제1 필름(121)과 제1 글래스(141)를 서로 접착시키도록 제1 필름(121)과 제1 글래스(141) 사이에 배치된다. 그리고 제4 봉지층(134)은 제2 필름(122)과 백 시트를 서로 접착시키도록 제2 필름(122)과 백 시트 사이에 배치되거나, 제2 필름(122)과 제2 글래스(142)를 서로 접착시키도록 제2 필름(122)과 제2 글래스(142) 사이에 배치된다. 앞서 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)에 대한 설명은 제3 봉지층(133)과 제4 봉지층(134)에도 적용될 수 있다.
제3 봉지층(133)과 제4 봉지층(134)의 두께는 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 봉지층의 두께가 두꺼워지면 접착력이 강해질 수 있으며, 제3 봉지층(133)과 제4 봉지층(134)은 각각 상대적으로 필름들(121, 122)에 비해 무거운 글래스(141, 142)의 접착에 이용되므로, 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다.
제1 글래스(141)가 곡면을 갖고, 제2 글래스(142)도 곡면을 가짐에 따라 그 사이에 배치된 태양 전지(110), 필름들(121, 122), 봉지층들(131, 132, 133, 134)도 곡면을 갖게 된다. 제1 글래스(141)가 강성을 갖기 때문이다. 태양 전지(110) 하나의 크기는 필름들(121, 122)이나 제1 글래스(141)에 비해 작은 크기를 가지므로, 태양 전지(110)는 휘어지더라도 태양 전지(110)의 변형량은 필름들(121, 122)이나 봉지층들(131, 132, 133, 134)에 비해 작다. 또한 필름들(121, 122)과 봉지층들(131, 132, 133, 134)은 휘어질 수 있는 유연성을 갖는다.
따라서 태양광 적층 조립체(100a)에 제1 글래스(141)와, 백 시트 또는 제2 글래스(142)가 접착된 구조를 갖는 태양광 발전 모듈(100)에서는 태양 전지(110)의 모서리에서 깨짐 현상이 나타나지 않는다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 다만 제1실시예에 대한 설명과 중복되는 설명은 앞의 설명으로 갈음한다.
도 2a와 도 2b는 제2실시예의 태양광 발전 모듈들(200, 200')을 보인 개념도들이다. 도 2a와 도 2b에는 두 태양광 발전 모듈들(200, 200')의 적층 구조가 각각 도시되어 있다.
제2실시예의 태양광 발전 모듈들(200, 200')은 필름들(121, 122, 도 1 참조)을 포함하지 않는다는 점과 제3 봉지층(133, 도 1 참조) 및 제4 봉지층(134, 도 1 참조)을 포함하지 않는다는 점에서 제1실시예와 구별된다.
제2실시예의 태양광 발전 모듈들(200, 200')에서 제1 봉지층(231)은 태양 전지(210)와 제1 글래스(241) 사이에 배치되며, 상기 태양 전지(210)와 제1 글래스(241)에 접착된다. 제2 봉지층(232)은 태양 전지(210)와 백 시트 사이에 배치되거나 태양 전지(210)와 제2 글래스(242) 사이에 배치되며, 태양 전지(210)와 백 시트에 접착되거나 태양 전지(210)와 제2 글래스(242)에 접착된다.
제2실시예는 다시 제2-1실시예와 제2-2 실시예로 구분될 수 있다. 제2-1실시예의 태양광 발전 모듈(200)은 두 겹으로 이루어지는 제1 봉지층과 제2 봉지층을 갖고, 제2-2실시예의 태양광 발전 모듈(200')은 한 겹으로 이루어지는 제1 봉지층과 제2 봉지층을 갖는다는 점에서 서로 구분된다.
도 2a에 도시된 제2-1실시예의 태양광 발전 모듈(200)에서 제1 봉지층(231)과 제2 봉지층(232)은 각각 두 겹으로 이루어진다. 제1 봉지층(231)의 두 겹을 서로 구분하고, 제2 봉지층(232)을 서로 구분하기 위해 태양 전지(210)와 접착되는 것들이 제1 레이어(231a, 232a)로 명명되고, 제1 글래스(241)에 접착되거나 백 시트 또는 제2 글래스(242)에 접착되는 것들이 제2 레이어(231b, 232b)로 명명될 수 있다.
제1 레이어(231a, 232a)와 제2 레이어(231b, 232b) 중 어느 하나는 열경화성 수지로 이루어지고, 다른 하나는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다. 예를 들어 제1 레이어(231a, 232a)는 열경화성 수지로 이루어지고, 제2 레이어(231b, 232b)는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
반대로 제1 레이어(231a, 232a)가 열가소성 수지로 이루어지고, 제2 레이어(231b, 232b)가 열경화성 수지로 이루어질 수도 있다. 이 경우 제2 레이어(231b, 232b)는 접착력을 강화하는 역할을 한다.
다른 예로 제1 레이어(231a, 232a)와 제2 레이어(231b, 232b)가 모두 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2 레이어(231b, 232b)는 제1 레이어(231a, 232a)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제1 레이어(231a, 232a)와 제2 레이어(231b, 232b)가 모두 동일한 열경화성 수지로 이루어지면, 제1 레이어(231a, 232a)와 제2 레이어(231b, 232b)가 시각적으로 서로 구분되지 않을 수 있으나, 한 겹으로 이루어진 봉지층의 두께보다 두껍게 형성된다. 예를 들어 제1실시예에서 제1 봉지층(131, 도 1 참조) 내지 제4 봉지층(134, 도 1 참조)의 두께가 약 450~550㎛라면, 제2-2실시예에서 제1 봉지층(231)과 제2 봉지층(232)은 450㎛보다는 크고 1100㎛보다는 작다.
도 2a에 도시된 제2-2실시예의 태양광 발전 모듈(200')에서 제1 봉지층(231)과 제2 봉지층(232)은 각각 한 겹의 열가소성 수지로 이루어진다. 제1 봉지층(231)과 제2 봉지층(232)은 열가소성을 갖기 때문에 태양광 발전 모듈(200')의 제조 과정에서 열처리가 이루어지는 과정마다 녹았다가 경화되면서 태양광 발전 모듈(200')의 구성품들을 접착시키도록 이루어진다.
도 3a와 도 3b는 제3실시예의 태양광 발전 모듈들(300, 300')을 보인 개념도들이다. 도 3a와 도 3b에는 태양광 발전 모듈들(300, 300')의 적층 구조가 각각 도시되어 있다.
제3실시예의 태양광 발전 모듈들(300, 300')은 제1 필름을 포함하지 않고, 제2 필름(322)을 포함한다는 점에서 앞서 설명한 제1실시예 및 제2실시예와 구분된다. 이하에서는 제2 필름(322)에 서수를 생략하여 설명한다.
제3실시예의 태양광 발전 모듈들(300, 300')에서 제1 봉지층(331)은 태양 전지(310)와 제1 글래스(341) 사이에 배치되며, 상기 태양 전지(310)와 제1 글래스(341)에 각각 접착된다. 제2 봉지층(332)은 태양 전지(310)와 필름(322) 사이에 배치되며, 상기 태양 전지(310)와 필름(322)에 각각 접착된다. 제3 봉지층(333)은 필름(322)과 백 시트 사이에 배치되거나 필름(322)과 제2 글래스(342) 사이에 배치되며, 필름(322)과 백 시트에 접착되거나 필름(322)과 제2 글래스(342)에 접착된다.
제3실시예는 다시 제3-1실시예와 제3-2 실시예로 구분될 수 있다. 제3-1실시예의 태양광 발전 모듈(300)은 두 겹으로 이루어지는 제1 봉지층(331)을 갖고, 제3-2실시예의 태양광 발전 모듈(300')은 한 겹으로 이루어지는 제1 봉지층(331)을 갖는다는 점에서 서로 구분된다.
도 3a에 도시된 제3-1실시예의 태양광 발전 모듈(300)에서 제1 봉지층(331)은 두 겹으로 이루어진다. 제1 레이어(331a)는 열경화성 수지로 이루어지고, 제2 레이어(331b)는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다. 또한 제2 봉지층(332)과 제3 봉지층(333)은 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
다른 예로 제1 봉지층(331)의 제1 레이어(331a)와 제2 레이어(331b)가 모두 열경화성 수지로 이루어질 수 있으며, 제2 봉지층(332)과 제3 봉지층(333)은 열가소성 수지로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2 레이어(331b)는 제1 레이어(331a)보다 두껍게 형성될 수 있으며, 제3 봉지층(333)은 제2 봉지층(332)보다 두껍게 형성될 수 있다. 제2 레이어와 제3 봉지층은 강합 접착력을 필요로 하는 제1 글래스 또는 제2 글래스와 접착되기 때문이다.
도 3b에 도시된 제3-2실시예의 태양광 발전 모듈(300')에서 제1 봉지층(331)은 한 겹의 열가소성 수지로 이루어진다. 제2 봉지층(332)도 열가소성 수지로 이루어질 수 있으며, 제3 봉지층(333)은 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.이와 같은 구조를 갖는 태양광 발전 모듈들(300, 300')에서는 태양 전지(310)의 모서리에서 깨짐 현상이 나타나지 않는다.
도 4는 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)(100, 200, 200', 300, 300')의 제조 방법을 보인 공통 흐름도다.
본 발명의 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)은 개략적으로 제1 라미네이팅 단계(이하, 제1 단계)(S100)와 제2 라미네이팅 단계(이하, 제2 단계)(PS200)에 의해 제조된다. 그리고, 제1 단계(S100)와 제2 단계(S200) 사이에 제1 및/또는 제2 필름을 제거하는 단계(S150)가 있을 수 있으나, 제1 및/또는 제2 필름을 제거하는 단계(S150)는 필수 구성은 아니고 실시예에 따라 없을 수도 있는 선택적인 구성이다.
제1 단계(S100)에서는 태양광 적층 조립체를 제조한다. 태양광 적층 조립체는 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)의 제조 과정에서 선제조되는 반제품을 의미하며, 구체적인 개념은 실시예에 따라 달라진다.
태양광 적층 조립체를 제조하기 위해서는 우선 태양 전지의 제1면에 제1 봉지층과 제1 필름을 순차적으로 적층하고, 제2면에 제2 봉지층과 제2 필름을 순차적으로 적층한다(S110). 본 발명에서 봉지층들은 열가소성 수지(thermoplastic resin) 또는 열경화성 수지(thermosetting resin)로 이루어질 수 있음을 앞서 설명한 바 있다. 또한 제1 필름과 제2 필름 중 적어도 하나는 투명한 재질로 이루어질 수 있음을 앞서 설명한 바 있다.
여기서 순차적으로 적층한다는 의미는 태양 전지의 제1면에 제1 봉지층이 적층되고, 제1 봉지층 위에 제1 필름이 적층되는 구조를 의미하는 것이지 적층의 순서를 의미하는 것은 아니다. 예를 들어 이미 제1 봉지층 위에 제1 필름이 적층되어 있는 상태에서 상기 제1 봉지층과 제1 필름이 상기 태양 전지의 제1면에 시간적으로 동시에 적층되는 것을 배제하는 것이 아니다. 이러한 설명은 제2 봉지층과 제2 필름에도 동일하게 적용될 수 있다.
다음으로 1차 라미네이션을 통해 제1 필름을 태양 전지의 제1면에 접착하고, 제2 필름을 태양 전지의 제2면에 접착한다(S120). 라미네이션이란 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어지는 봉지층들에 열과 압력을 가하여 열경화 시킴으로써 봉지층의 일측과 타측에 배치된 두 접착 대상물을 서로 접착시키는 공정을 가리킨다. 단 라미네이션의 세부 공정은 1차 라미네이션과 2차 라미네이션에서 서로 다를 수 있다.
1차 라미네이션에서 두 접착 대상물은 태양 전지와 필름들이다. 1차 라미네이션은 평면 상에서 이루어진다. 제1 필름과 제2 필름을 서로 가까워지는 방향으로 가압하면서 제1 봉지층과 제2 봉지층에 열을 가하면, 제1 봉지층과 제2 봉지층이 녹았다가 경화되고, 제1 필름과 제2 필름이 각각 태양 전지의 제1면과 제2면에 접착되게 된다.
1차 라미네이션 과정 동안 가해지는 압력은 면압력이다. 여기서 면압력이란 평평한 제1 필름과 제2 필름 전체에 균일하게 압력이 가해지는 것을 의미하는 것으로, 어느 일부 영역에만 국한된 압력이 가해지는 것과 구분되어야 한다.
1차 라미네이션까지 완료하고 나면 태양광 적층 조립체가 제조된다. 태양광 적층 조립체의 개념은 도 1을 참조하여 설명한 바 있으며 실시예에 따라 달라질 수 있다. 태양광 적층 조립체는 면압력을 가하는 1차 라미네이션에 의해 제조되었으므로, 평면 구조를 갖는다. 제1 및 제2 봉지층과 제1 및 제2 필름은 유연성을 가지고 있으며, 태양 전지들은 서로 이격되어 있어 태양 전지들 사이의 간격이 존재한다. 따라서 태양광 적층 조립체는 제2 단계(S200)에서 가해지는 외력에 의해 오목 또는 볼록하게 휘어질 수 있다.
제1 단계(S100)에서 태양광 적층 조립체를 제조하고 난 후에는 바로 제2 단계(S200)가 진행될 수도 있으나, 그 전에 제1 및/또는 제2 필름을 제거하는 단계(S150)가 이어질 수도 있다.
제1 단계(S100)와 제2 단계(S200) 사이에는 시간적 간격이 존재하기 때문에 제1 단계(S100)에서 제조된 태양광 적층 조립체는 외부의 영향으로부터 보호되어야 한다. 외부의 영향이란 물리적인 충격이나 습기 등과 같이 태양 전지의 성능에 영향을 미칠 수 있는 영향을 의미한다. 제1 필름과 제2 필름은 태양광 적층 조립체의 최외곽층을 형성하므로 제1 단계(S100)와 제2 단계(S200) 사이에서 태양광 적층 조립체를 보호하게 된다.
제2 단계(S200)가 시작되면 제1 필름과 제2 필름이 태양광 적층 조립체를 보호하는 역할을 완료한 것이기 때문에, 제1 필름과 제2 필름 중 적어도 하나는 제2 단계(S200)가 시작되기 직전에 제거될 수 있다. 예를 들어 제1 필름과 제2 필름이 릴리즈 필름(release film)으로 이루어지는 경우에는 각각 제1 봉지층과 제2 봉지층으로부터 분리 및 제거될 수 있다.
다만 제1 필름 및/또는 제2 필름을 제거하는 단계(S150)가 필수적인 것은 아니다. 제1 필름과 제2 필름이 제거되지 않으면 완성품인 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)에 제1 필름과 제2 필름이 남게 된다. 따라서 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)에 남게 되는 제1 필름과 제2 필름 중 적어도 하나는 투명한 재질로 이루어져야 하며, 이것은 태양 전지로 빛이 충분히 공급되게 하기 위한 것이다.
제1 필름과 제2 필름이 존재하는 상태에서 태양광 적층 조립체의 최외곽층은 제1 필름과 제2 필름에 의해 형성된다. 제1 필름과 제2 필름이 제거되고 나면 제1 봉지층과 제2 봉지층이 노출된다.
제2 단계(S200)에서는 2차 라미네이션(S220) 전에 봉지층을 선택적으로 추가 배치할 수 있다. 다만 봉지층의 추가 배치 여부는 실시예 별로 다르기 때문에 이에 대한 자세한 설명한 실시예 별로 후술한다.
이어서 제2 단계(S200)에서는 2차 라미네이션(S220)을 통해 태양광 적층 조립체의 제1면에 제1 글래스를 접착하고, 제2면에 백 시트 또는 제2 글래스를 접착한다. 제1 글래스는 곡면을 갖도록 형성된다. 백 시트는 본래 평평하더라도 태양광 적층 조립체의 제2면에 접착됨에 따라 제1 글래스에 대응되는 곡률을 갖도록 휘어지게 된다. 이와 달리 제2 글래스는 본래부터 제1 글래스에 대응되는 곡면을 갖도록 형성된다는 점에서 백 시트와 차이가 있다.
제1 글래스와 제2 글래스가 곡면을 갖도록 형성됨에 따라 2차 라미네이션은 평면 상에서 이루어질 수 없다. 따라서 2차 라미네이션은 1차 라미네이션과 다른 방식으로 이루어지게 된다.
2차 라미네이션은 예비 접합 단계(S221)와 본 접합 단계(S222)를 포함한다.
예비 접합 단계(S221)에서는 밀폐된 챔버 내부에 태양광 적층 조립체를 투입한 후 챔버 내부를 진공으로 만들고 열을 가해 봉지층을 부분적으로 녹이게 된다. 그리고 이어지는 본 접합 단계(S222)에서는 밀폐된 챔버 내부에서 열과 압을 가해 봉지층들이 전부 녹았다가 경화되게 된다. 다만 1차 라미네이션 공정에서 열에 의해 녹았다가 경화된 열가소성 수지는 2차 라미네이션 공정에서는 다시 녹지 않는다.
제1실시예의 태양광 발전 모듈(100)에서 제1 글래스(141)를 태양광 적층 조립체(100a)에 접착시키는 구성은 제3 봉지층(133)이고, 백 시트 또는 제2 글래스(142)를 태양광 적층 조립체(100a)에 접착시키는 구성은 제4 봉지층(134)이다. 따라서 2차 라이네이션의 예비 접합 단계(S221)에서 부분적으로 녹고 본 접합(S222) 단계에서 전부 녹았다가 경화되는 것은 제3 봉지층(133)과 제4 봉지층(134)이다.
이와 달리 제2실시예의 태양광 발전 모듈(200, 200')에서 제1 글래스(241)를 태양광 적층 조립체에 접착시키는 구성은 제1 봉지층(231)이고, 백 시트 또는 제2 글래스(242)를 태양광 적층 조립체에 접착시키는 구성은 제2 봉지층(232)이다. 따라서 2차 라이네이션의 예비 접합 단계(S221)에서 부분적으로 녹고 본 접합 단계(S222)에서 전부 녹았다가 경화되는 것은 제1 봉지층(231)과 제2 봉지층(232)이다.
또한 제3실시예의 태양광 발전 모듈(300, 300')에서 제1 글래스(341)를 태양광 적층 조립체에 접착시키는 구성은 제1 봉지층(331)이고, 백 시트 또는 제2 글래스(342)를 태양광 적층 조립체에 접착시키는 구성은 제3 봉지층(333)이다. 따라서 2차 라미네이션의 예비 접합 단계(S221)에서 부분적으로 녹고 본 접합 단계(S222)에서 전부 녹았다가 경화되는 것은 제1 봉지층(331)과 제3 봉지층(333)이다.
예비 접합 단계(S221)와 본 접합 단계(S222)로 이루어지는 2차 라미네이션(S220) 공정을 통해 곡면을 갖는 제1 글래스(141)(241)(341)에 태양광 적층 조립체를 부착하고, 상기 태양광 적층 조립체에 백 시트 또는 곡면을 갖는 제2 글래스(142, 242, 342)를 접착하면, 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)이 제조된다. 이렇게 제조된 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)은 전체적으로 휘어진 형태를 갖게 되고, 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)의 곡률은 제1 글래스(141)(241)(341)와 제2 글래스(142)(242)(342)의 곡률에 의해 결정되게 된다.
곡면을 갖는 글래스에 1차 라미네이션 만으로 태양 전지를 직접 부착하게 되면 태양 전지의 깨짐 현상이 발생할 수 있으나, 본 발명은 평면 상에서 이루어지는 1차 라미네이션(S120) 공정을 통해 태양광 적층 조립체를 선제조 한 후 2차 라미네이션(S220) 공정을 통해 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)을 제조한다. 이에 따라 휘어진 형태의 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)을 제조하더라도 태양 전지의 깨짐 문제가 발생하지 않는다.
또한 곡면을 갖는 글래스에 1차 라미네이션 만으로 태양 전지를 직접 부착하게 되면, 태양 전지들이 연결된 스트링이 글래스의 곡면을 타고 흘러내려 원 설계와 다르게 제조될 우려가 있다. 그러나 본 발명은 평면 상에서 이루어지는 1차 라미네이션(S120) 공정을 통해 태양광 적층 조립체를 선제조하므로, 2차 라미네이션(S220) 공정을 통해 곡면을 갖는 제1 글래스(141)(241, 341)에 태양광 적층 조립체를 접착시키더라도 태양 전지의 흘러 내림 문제가 발생하지 않는다.
나아가 태양광 발전 모듈의 두 최외곽층이 모두 글래스로 이루어지게 되면, 태양 전지와 리본 구조의 단차에 의해 태양광 발전 모듈의 내부에 기포가 발생할 우려가 있다. 그러나 본 발명은 1차 라미네이션(S120) 공정을 통해 태양광 적층 조립체를 선제조하므로, 곡면을 갖는 제1 글래스(141)(241, 341)와 곡면을 갖는 제2 글래스(142)(242)(342)가 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)의 최외곽층을 형성하더라도 기포가 발생하지 않게 된다.
이하에서는 제1 내지 제3 실시예의 태양광 발전 모듈(100, 200, 200’, 300, 300’)을 제조하는 세부 공정에 대하여 설명한다. 공통적인 방법은 도 4의 설명으로 갈음하되, 실시예 별로 차이가 있는 구성에 대하여 설명한다.
도 5는 제1실시예의 태양광 발전 모듈(100)을 제조하는 방법을 세부적으로 보인 흐름도다. 그리고 도 6a 내지 도 6b는 도 4와 도 5에 도시된 흐름도에 따라 태양광 발전 모듈(100)이 제조되는 과정을 보인 개념도들이다.
도 6a에는 제1 단계(S100)의 1차 라미네이션 공정이 도시되어 있다. 태양 전지(110)의 제1면(111)에는 제1 봉지층(131)이 열경화 됨에 따라 제1 필름(121)이 접착되고, 태양 전지(110)의 제2면(112)에는 제2 봉지층(132)이 열경화 됨에 따라 제2 필름(122)이 접착된다.
제1실시예의 태양광 발전 모듈(100)은 제1 필름(121)과 제2 필름(122)을 포함하므로, 제1 단계(S100) 이후에 제1 필름(121)과 제2 필름(122)이 제거되지 않는다.
제1실시예의 태양광 발전 모듈(100)에서 제1 내지 제4 봉지층(131, 132, 133, 134)은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
열경화성 수지는 한번 열경화 되면 다시 열을 가하더라도 변형을 일으키지 않으므로, 제1 단계(S100)에서 1차 라미네이션에 의해 경화된 제1 봉지층(131)과 제2 봉지층(132)은 후술하는 2차 라미네이션(S220)에서 열을 가하더라도 변형을 일으키지 않는다. 반대로 열가소성 수지는 1차 라미네이션에 의해 열경화 되더라도 2차 라미네이션(S220)에서 열을 가하면 다시 녹았다가 열경화된다.
도 5를 참조하면 제2 단계(S200)에서는 제1 필름(121)과 제1 글래스(141) 사이에 제3 봉지층(133)을 배치하고, 제2 필름(122)과 백 시트 사이 또는 제2 필름(122)과 제2 글래스(142) 사이에 제4 봉지층(134)을 배치한다(S211). 이에 따라 태양 전지(110)의 제1면(111)에는 제1 봉지층(131), 제1 필름(121), 제3 봉지층(133), 및 제1 글래스(141)가 순차적으로 적층된 구조가 형성된다. 그리고 태양 전지(110)의 제2면(112)에는 제2 봉지층(132), 제2 필름(122), 제4 봉지층(134), 및 백 시트 또는 제2 글래스(142)가 순차적으로 적층된 구조가 형성된다.
이어서 2차 라미네이션(S220)을 통해 제1 필름(121)에 제1 글래스(141)를 접착하고, 제2 필름(122)에 백 시트 또는 제2 글래스(142)를 접착한다. 2차 라미네이션의 세부 단계는 앞서 도 4를 참조하여 이미 설명한 바 있다. 제3 봉지층(133)이 열경화 되면서 제1 글래스(141)가 태양광 적층 조립체(100a)의 제1면에 접착되고, 제4 봉지층(134)이 열경화되면서 백 시트 또는 제2 글래스(142)가 태양광 적층 조립체(100a)의 제2면에 접착된다. 이 실시예에서 태양광 적층 조립체(100a)의 제1면이란 제1 필름(121)을 의미하고, 제2면이란 제2 필름(122)을 의미한다.
도 6b에는 2차 라미네이션(S220) 공정에 의해 제1 글래스(141)가 제1 필름(121)에 접착되고, 백 시트 또는 제2 글래스(142)가 제2 필름(122)에 접착되는 과정이 도시되어 있다.
제1 글래스(141)는 곡면을 갖도록 형성되므로 태양광 적층 조립체(100a)가 제1 글래스(141)에 접착되게 되면 태양광 적층 조립체(100a)는 자연스럽게 제1 글래스(141)와 같은 곡률을 갖도록 휘어지게 된다. 마찬가지로 백 시트도 태양광 적층 조립체(100a)에 접착되게 되면 제1 글래스(141)와 같은 곡률을 갖도록 휘어지게 된다.
도 7은 제2실시예의 태양광 발전 모듈(200)을 제조하는 방법을 세부적으로 보인 흐름도다. 그리고 도 8a 내지 도 8c는 도 4와 도 7에 도시된 흐름도에 따라 태양광 발전 모듈(200)이 제조되는 과정을 보인 개념도들이다.
도 8a에는 제1 단계(S100)의 1차 라미네이션(S100) 공정이 도시되어 있다. 제1 봉지층(231)의 제1 레이어(231a)가 열경화 됨에 따라 태양 전지(210)의 제1면(211)에는 제1 필름(221)이 접착되고, 제2 봉지층(232)의 제1 레이어(232a)가 열경화 됨에 따라 태양 전지(210)의 제2면(212)에는 제2 필름(222)이 접착된다.
제1 필름(221)과 제2 필름(222)은 릴리즈 필름으로 이루어지며, 제2실시예의 태양광 발전 모듈(200)은 제1 필름(221)과 제2 필름(222)을 포함하지 않는다. 따라서 제1 단계(S100) 이후에 제1 필름(221)과 제2 필름(222)이 제거된다(S150). 그리고 도 8b에는 태양광 적층 조립체(200a)에서 제1 필름(221)과 제2 필름(222)이 제거된 후의 모습이 도시되어 있다.
도 7을 참조하면 제2 단계(S200)에서는 제1 필름(221)과 제1 글래스(241) 사이에 제1 봉지층(231)의 제2 레이어(231b)를 추가 배치하고, 제2 필름(222)과 백 시트 사이 또는 제2 필름(222)과 제2 글래스(242) 사이에 제2 봉지층(232)의 제2 레이어(232b)를 추가 배치한다(S212).
제2실시예의 태양광 발전 모듈(200)에서 제1 봉지층(231a, 231b)과 제2 봉지층(232a, 232b)은 각각 두 겹으로 이루어질 수 있으며, 두 겹 중 제1 레이어(231a, 232a)는 제1단계에서 태양 전지(210)에 접착된다. 그리고 제2 레이어(231b, 232b)는 제2단계에서 제1 글래스(241)와, 백 시트 또는 제2 글래스(242)에 접착된다. 제1 레이어(231a, 232a)는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어질 수 있고, 제2 레이어(231b, 232b)는 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
제1 레이어(231a, 232a)가 열가소성 수지로 이루어지고, 제2 레이어(231b, 232b)가 열경화성 수지로 이루어지는 경우, 제2 레이어(231b, 232b)는 접착력 향상을 위해 제2단계에서 추가되는 것이다.
제1 레이어(231a, 232a)와 제2 레이어(231b, 232b)가 모두 열경화성 수지로 이루어지는 경우에는 제2 레이어(231b, 232b)의 두께가 제1 레이어(231a, 232a)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제2 레이어(231b, 232b)는 강한 접착력을 필요로 하는 제1 글래스(241), 백 시트 또는 제2 글래스(242)와 접착되기 때문이다. 제1 레이어(231a, 232a)와 제2 레이어(231b, 232b)가 모두 열경화성 수지로 이루어지는 경우에는 단일 레이어의 열경화성 수지보다 두꺼운 두께를 갖게 됨을 앞서 설명한 바 있다.
제1 봉지층의 제2 레이어(231b)와 제2 봉지층의 제2 레이어(231b)가 추가 배치됨에 따라 태양 전지(210)의 제1면(211)에는 제1 봉지층(231)의 제1 레이어(231a)와 제2 레이어(231b), 및 제1 글래스(241)가 순차적으로 적층된 구조가 형성된다. 그리고 태양 전지(210)의 제2면(212)에는 제2 봉지층(232)의 제1 레이어(232a)와 제2 레이어(232b), 및 백 시트 또는 제2 글래스(242)가 순차적으로 적층된 구조가 형성된다.
이어서 2차 라미네이션(S220)을 통해 태양광 적층 조립체(200a)에 제1 글래스(241)와 백 시트 또는 제2 글래스(242)를 접착한다. 2차 라미네이션의 세부 단계는 앞서 도 4를 참조하여 이미 설명한 바 있다.
제1 봉지층(231)의 제2 레이어(231b)가 열경화 되면서 제1 글래스(241)가 태양광 적층 조립체(200a)의 제1면에 접착되고, 제2 봉지층(232)의 제2 레이어(232b)가 열경화되면서 백 시트 또는 제2 글래스(242)가 태양광 적층 조립체(200a)의 제2면에 접착된다. 제1 필름과 제2 필름은 이미 제거되었으므로, 여기서 태양광 적층 조립체(200a)의 제1면이란 제1 봉지층(231)의 제1 레이어(231a)를 의미하고, 제2면이란 제2 봉지층(232)의 제1 레이어(232a)를 의미한다.
도 8c에는 2차 라미네이션(S220) 공정에 의해 제1 글래스(241)가 제1 봉지층(231)의 제1 레이어(231a)에 접착되고, 백 시트 또는 제2 글래스(242)가 제2 봉지층(232)의 제1 레이어(232a)에 접착되는 과정이 도시되어 있다.
*도 9는 제2실시예의 태양광 발전 모듈(200, 200')을 제조하는 다른 방법을 세부적으로 보인 흐름도다. 도 10a 내지 도 10c는 도 4와 도 9에 도시된 흐름도에 따라 태양광 발전 모듈(200)이 제조되는 과정을 보인 개념도들이다. 도 11a와 도 11c는 도 4와 도 9에 도시된 흐름도에 따라 태양광 발전 모듈(200')이 제조되는 과정을 보인 다른 개념도들이다.
이 실시예에서는 제2단계에서 봉지층이 추가되지 않는다는 점에서 앞서 도 7에서 설명한 것과 구분된다. 제1 봉지층과 제2 봉지층은 두 겹으로 이루어질 수도 있고, 한 겹으로 이루어질 수도 있다. 어느 경우든 제1 봉지층과 제2 봉지층은 태양광 적층 조립체를 구성하기 위해 제1단계에서만 추가되고, 제2단계에서는 추가되지 않는다.
도 9에서 두 겹으로 이루어지는 제1 봉지층과 제2 봉지층이 추가되는 구성은 S112 단계로 도시되어 있고, 이에 따른 제조과정은 도 10a 내지 도 10c에 도시되어 있다. 그리고 단일 레이어로 이루어지는 제1 봉지층과 제2 봉지층이 추가되는 구성은 S113 단계로 도시되어 있고, 이에 따른 제조과정은 도 11a 내지 도 11c에 도시되어 있다.
도 10a에는 제1 단계(S100)의 1차 라미네이션(S120) 공정이 도시되어 있다. 제1 봉지층(231)이 열경화 됨에 따라 태양 전지(210)의 제1면(211)에는 제1 필름(221)이 접착되고, 제2 봉지층(232)이 열경화 됨에 따라 태양 전지(210)의 제2면(212)에는 제2 필름(222)이 접착된다.
이 실시예에서 제1 레이어(231a, 232a)는 열경화성 수지로 이루어지고, 제2 레이어(231b, 232b)는 열가소성 수지로 이루어진다. 1차 라미네이션 공정에서 제1 봉지층(231)의 제1 레이어(231a)와 제2 레이어(231b)는 모두 열경화 되고, 제2 봉지층(232)의 제1 레이어(231a)와 제2 레이어(231b)도 모두 열경화 된다. 다만 제1 봉지층(231)의 제2 레이어(231b)와 제2 봉지층(232)의 제2 레이어(232b)는 열가소성 수지로 이루어지므로, 2차 라미네이션 공정에서 재가열하면 다시 변형된다.
제1 필름(221)과 제2 필름(222)은 릴리즈 필름으로 이루어지며, 제2실시예의 태양광 발전 모듈(200)은 제1 필름(221)과 제2 필름(222)을 포함하지 않는다. 따라서 제1 단계(S100) 이후에 제1 필름(221)과 제2 필름(222)이 제거된다(S150). 그리고 제1 봉지층(231)의 제2 레이어(231b)와 제2 봉지층(232)의 제2 레이어(232b)가 노출된다. 도 10b에는 태양광 적층 조립체(200a)에서 제1 필름(221)과 제2 필름(222)이 제거된 후의 모습이 도시되어 있다.
이 실시예의 태양광 발전 모듈(200)에서 제1 봉지층(231)의 제2 레이어(231b)와 제2 봉지층(232)의 제2 레이어(232b)는 열가소성 수지로 이루어지므로 1차 라미네이션에 의해 열경화 되었더라도 다시 열을 가하면 변형을 일으키게 된다. 따라서 제1 글래스(241)를 부착하거나 백 시트 또는 제2 글래스(242)를 부착하기 위해 추가적인 봉지층을 필요로 하지 않는다.
제2 단계(S200)에서는 별도의 봉지층을 추가하지 않고 2차 라미네이션(S220)을 통해 제1 필름(221)에 제1 글래스(241)를 접착하고, 제2 필름(222)에 백 시트 또는 제2 글래스(242)를 접착한다. 2차 라미네이션의 세부 단계는 앞서 도 4를 참조하여 이미 설명한 바 있다. 제1 봉지층(231)의 제2 레이어(231b)가 열경화 되면서 제1 글래스(241)가 태양광 적층 조립체(200a)의 제1면에 접착되고, 제2 봉지층(232)의 제2 레이어(232b)가 열경화되면서 백 시트 또는 제2 글래스(242)가 태양광 적층 조립체(200a)의 제2면에 접착된다.
도 10c에는 2차 라미네이션 공정에 의해 제1 글래스(241)가 제1 봉지층(231)의 제2 레이어(231b)에 접착되고, 백 시트 또는 제2 글래스(242)가 제2 봉지층(232)의 제2 레이어(232b)에 접착되는 과정이 도시되어 있다.
도 11a에는 제1 단계(S100)의 1차 라미네이션(S120) 공정이 도시되어 있다. 제1 봉지층(231)이 열경화 됨에 따라 태양 전지(210)의 제1면(211)에는 제1 필름(221)이 접착되고, 제2 봉지층(232)이 열경화 됨에 따라 태양 전지(210)의 제2면(212)에는 제2 필름(222)이 접착된다.
제1 필름(221)과 제2 필름(222)은 릴리즈 필름으로 이루어지며, 제2실시예의 태양광 발전 모듈(200')은 제1 필름(221)과 제2 필름(222)을 포함하지 않는다. 따라서 제1 단계(S100) 이후에 제1 필름(221)과 제2 필름(222)이 제거된다(S150). 도 11b에는 태양광 적층 조립체(200a)에서 제1 필름(321)과 제2 필름(322)이 제거된 후의 모습이 도시되어 있다.
이 실시예의 태양광 발전 모듈(200')에서 제1 봉지층(231)과 제2 봉지층(232)은 단일 레이어의 열가소성 수지로 이루어진다. 열가소성 수지는 1차 라미네이션에 의해 열경화 되었더라도 다시 열을 가하면 변형을 일으키게 된다. 따라서 제1 글래스(241)를 부착하거나 백 시트 또는 제2 글래스(242)를 부착하기 위해 추가적인 봉지층을 필요로 하지 않는다.
제2 단계(S200)에서는 별도의 봉지층을 추가하지 않고 2차 라미네이션(S220)을 통해 태양광 적층 조립체(200a)의 제1면에 제1 글래스(241)를 접착하고 제2면에 백 시트 또는 제2 글래스(242)를 접착한다. 2차 라미네이션의 세부 단계는 앞서 도 4를 참조하여 이미 설명한 바 있다. 제1 봉지층(231)이 다시 열경화 되면서 제1 글래스(241)가 태양광 적층 조립체(200a)의 제1면에 접착되고, 제2 봉지층(232)이 다시 열경화되면서 백 시트 또는 제2 글래스(242)가 태양광 적층 조립체(200a)의 제2면에 접착된다. 제1 봉지층(231)과 제2 봉지층(232)은 제1단계(S100)와 제2단계(S200)를 통해 2회 열처리 된다.
도 11c에는 2차 라미네이션 공정에 의해 제1 글래스(241)가 제1 봉지층(231)에 접착되고, 백 시트 또는 제2 글래스(242)가 제2 봉지층(232)에 접착되는 과정이 도시되어 있다.
도 12는 제3실시예의 태양광 발전 모듈(300)을 제조하는 방법을 세부적으로 보인 흐름도다. 도면부호는 도 3a를 참조한다.
제1단계(S100)에서는 먼저 제1 봉지층(331)의 제1 레이어(331a)를 태양 전지(310)의 제1면(311)에 배치하고, 단일 레이어로 이루어지는 제2 봉지층(332)을 태양 전지(310)의 제2면(312)에 배치한다. 그리고 1차 라미네이션을 통해 제1 필름(미도시)을 태양 전지(310)의 제1면(311)에 접착하고, 제2 필름(322)을 태양 전지(310)의 제2면(312)에 접착한다. 이렇게 태양광 적층 조립체가 형성된다.
제1 봉지층(331)의 제1 레이어(331a)와 제2 봉지층(332)은 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
제3실시예의 태양광 발전 모듈(300)은 제1 필름을 포함하지 않으며, 제1 필름은 제1단계와 제2 단계 사이에서 제거된다(S150'). 태양광 적층 조립체에서 제1 필름이 제거되며, 제1 봉지층(331)의 제1 레이어(331a)가 노출된다.
이어서 제2단(S200)계에서는 제1 봉지층(331)의 제1 레이어(331a)와 제1 글래스(341) 사이에 제1 봉지층(331)의 제2 레이어(331b)를 추가 배치하고, 제2 필름(322)과 백 시트 사이 또는 제2 필름(322)과 제2 글래스(342) 사이에 제3 봉지층(333)을 추가 배치한다(S212). 제2 레이어(331b)와 제3 봉지층(333)은 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 그리고 강한 접착력을 위해 제1 봉지층(331)의 제2 레이어(331b)는 제1 레이어(331a)보다 두꺼울 수 있고, 제3 봉지층(333)은 제2 봉지층(332)보다 두꺼울 수 있다.
마지막으로 2차 라미네이션(S220)을 통해 제1 글래스(341)를 태양광 적층 조립체의 제1면에 접착시키고, 백 시트 또는 제2 글래스(342)를 태양광 적층 조립체의 제2면에 접착시킨다.
도 13은 제3실시예의 태양광 발전 모듈(300, 300')을 제조하는 다른 방법을 세부적으로 보인 흐름도다. 도 13에서 설명하는 방법은 S115 단계와 S116 단계에 있어서 서로 구분된다. 제3실시예의 태양광 발전 모듈(300, 300')은 제1 필름을 포함하지 않고, 제2 필름(322)을 포함하므로, 제1단계(S100)와 제2단계(S200) 사이에서 제1 필름이 제거되는 구성(S150')은 앞서 설명하였다.
먼저 S115단계부터 설명하면, 제1 봉지층(331)이 제1 레이어(331a)와 제2 레이어(331b)로 이루어지며, 두 레이어(331a, 331b) 모두 제1단계(S100)에서 태양 전지(310)의 제1면(311)에 배치된다. 그리고 단일 레이어로 이루어지는 제2 봉지층(332)은 태양 전지(310)의 제2면(312)에 배치된다. 제1 봉지층(331)의 두 레이어(331a, 331b)가 제1단계(S100)에서 태양 전지(310)의 제1면(311)에 배치되고, 제2단계(S200)에서는 제3 봉지층(333)만 추가(S213)된다는 점에서 도 12의 실시예와 구분된다.
제1 봉지층(331)의 제1 레이어(331a)는 열경화성 수지로 이루어지고, 제2 레이어(331b)는 열가소성 수지로 이루어질 수 있다. 그리고, 제2 봉지층(332)과 제3 봉지층(333)은 모두 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 이 실시예를 통해 도 3a에 도시된 태양광 발전 모듈(300)에 제조되며, 나머지 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.
그리고 S116단계에 대하여 설명하면, 제1 봉지층(331)과 제2 봉지층(332) 모두 단일 레이어로 이루어지며, 제1 봉지층(331)은 제1단계(S100)에서 태양 전지(310)의 제1면(311)에 배치되고, 제2 봉지층(332)은 제2 단계(S200)에서 태양 전지(310)의 제2면(312)에 배치된다. 제1 봉지층(331)과 제2 봉지층(332)은 모두 열가소성 수지로 이루어진다. 이와 달리 제3 봉지층(333)은 열경화성 수지로 이루어진다.
제2단계(S200)에서는 제3 봉지층(333)만 추가되며(S213), 이 실시예를 통해 도 3b에 도시된 태양광 발전 모듈(300')이 제조된다. 나머지 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.
*이상에서 설명된 태양광 발전 모듈과 그 제조 방법은 상기 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 (12)

  1. 제1 필름과 제2 필름 사이에 하나 이상의 복수의 태양 전지가 상기 복수의 태양 전지의 제1면과 상기 제1 필름 사이에 형성된 제1 봉지층, 상기 복수의 태양 전지의 제2면과 상기 제2 필름 사이에 형성된 제2봉지층에 의해 적층조립된 태양광 적층 조립체를 제조하는 제1 라미네이팅 단계; 및
    곡면을 갖는 제1 글래스와 백 시트 또는 곡면을 갖는 제2 글래스 사이에 상기 태양광 적층 조립체가,
    상기 태양광 적층 조립체의 제1면과 상기 곡면을 갖는 제1 글래스 사이의 제3 봉지층, 상기 태양광 적층 조립체의 제2면과 상기 백 시트 또는 곡면을 갖는 제2 글래스 사이에 형성된 제4 봉지층에 의해 접착되는 제2 라미네이팅 단계를 포함하고,
    상기 제1 라미네이팅 단계는, 평면 상에서 이루어지고,
    태양 전지의 제1면에 제1 봉지층과 제1 필름, 상기 태양 전지의 제2면에 제2 봉지층과 제2 필름이 차례로 위치하도록 적층하는 단계; 및
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름을 서로 가까워지는 방향으로 가압하면서 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층에 열을 가하는 1차 라미네이션 공정을 통해 상기 제1 필름을 상기 태양 전지의 제1면에 접착시키고 상기 제2 필름을 상기 태양 전지의 제2면에 접착시키는 단계를 포함하고,
    상기 제2 라미네이팅 단계는, 상기 제1 글래스에 의하여 곡면 상에서 이루어지고,
    제1 필름과 상기 제1 글래스 사이에 제3 봉지층을 배치하고, 상기 제2 필름과 상기 백 시트 또는 제2 글래스 사이에 제4 봉지층을 배치하는 단계; 및
    밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 봉지층은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름은 상기 제1 라미네이팅 단계와 상기 제2 라미네이팅 단계 사이에서 상기 태양광 적층 조립체로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 라미네이팅 단계는,
    상기 제1 필름을 제거하고 노출된 상기 제1 봉지층과 상기 제1 글래스 사이의 제3 봉지층을 배치하고, 상기 제2 필름을 제거하고 노출된 상기 제2 봉지층과 상기 백 시트 사이 또는 상기 제2 봉지층과 상기 제2 글래스 사이에 상기 제4 봉지층을 배치하는 단계; 및
    밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 이루어지고, 상기 제3 봉지층과 상기 제4 봉지층은 열경화성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 봉지층과 제2 봉지층 및 제3 봉지층과 제4 봉지층 중 어느 하나는 열경화성 수지로 이루어지고, 다른 하나는 열가소성 수지로 이루어지며,
    상기 제2 라미네이팅 단계는,
    밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키도록 이루어지는 것을 특징으로 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 봉지층 및 제2 봉지층은 열경화성 수지로 이루어지고, 상기 제1 라미네이팅 단계에서 상기 태양 전지를 덮도록 배치되고,
    상기 제3 봉지층 및 제4 봉지층은 열가소성 수지로 이루어지며, 상기 제2 라미네이팅 단계에서 상기 제1 봉지층을 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 봉지층 내지 제4 봉지층은 열가소성 수지로 이루어지고,
    상기 제2 라미네이팅 단계는,
    밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키도록 이루어지는 것을 특징으로 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필름은 상기 제1 라미네이팅 단계와 상기 제2 라미네이팅 단계 사이에서 상기 태양광 적층 조립체로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 봉지층 및 제2 봉지층은 열경화성 수지로 이루어지고,
    상기 제3 봉지층은 열가소성 수지로 이루어지며,
    상기 제2 라미네이팅 단계는,
    상기 제2 필름과 상기 백 시트 사이 또는 상기 제2 필름과 상기 제2 글래스 사이에 열경화성 수지로 이루어지는 제4 봉지층을 추가 배치하는 단계; 및
    밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키도록 이루어지는 것을 특징으로 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층은 열경화성 수지로 이루어지고,
    상기 제2 라미네이팅 단계는,
    상기 제1 봉지층과 상기 제1 글래스 사이에 상기 제1 봉지층과 동일한 제3 봉지층을 배치하고, 상기 제2 필름과 상기 백 시트 사이 또는 상기 제2 필름과 상기 제2 글래스 사이에 열경화성 수지로 이루어지는 제4 봉지층을 배치하는 단계; 및
    밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키도록 이루어지는 것을 특징으로 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 봉지층 내지 제3 봉지층은 열가소성 수지로 이루어지고,
    상기 제2 라미네이팅 단계는,
    상기 제2 필름과 상기 백 시트 사이 또는 상기 제2 필름과 상기 제2 글래스 사이에 열경화성 수지로 이루어지는 제4 봉지층을 추가 배치하는 단계; 및
    밀폐된 챔버 내에서 열과 압을 가하는 2차 라미네이션 공정을 통해, 상기 태양광 적층 조립체의 제1면에 상기 제1 글래스를 접착시키고 상기 태양광 적층 조립체의 제2면에 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스를 접착시키도록 이루어지는 것을 특징으로 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차 라미네이션 공정은,
    상기 태양광 적층 조립체를 밀폐된 챔버 내부에 투입한 후 상기 밀폐된 챔버 내부를 진공으로 만들고 열을 가해 1) 상기 제1 글래스에 접촉되는 봉지층과 2) 상기 백 시트 또는 상기 제2 글래스에 접촉되는 봉지층을 부분적으로 녹이는 예비 접합 단계; 및
    상기 밀폐된 챔버 내부에서 상기 태양광 적층 조립체에 열과 압력을 가해 1) 상기 제1 글래스에 접촉되는 봉지층과 2) 상기 백 시트에 접촉되거나 상기 제2 글래스에 접촉되는 봉지층을 전부 녹였다가 경화시키는 본 접합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 모듈의 제조 방법.
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