KR20180031360A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell module.
태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 직접 변환시키는 장치로서, 간단하게는 시계, 계산기 등의 전원으로 이용되며, 크게는 이동통신 기지국, 인공위성 등의 전기 에너지원으로 사용되고 있다. 이러한 태양전지는 유가 급등, 화석연료의 고갈 위기, 및 이산화탄소 배출 규제 등으로 인해 무공해 대체 에너지원으로서 관심이 높아지고 있는데, 가속화되는 IT 정보 산업화 시대에서 무선 통신 수단의 에너지원으로서 공간적 지배를 받지 않고 자가 발전이 가능하다는 점에 비추어 그 필요성은 더욱 가속될 것이다.A solar cell is a device that directly converts solar energy into electric energy. It is simply used as a power source for clocks, calculators, etc., and is largely used as an electric energy source for mobile communication base stations and artificial satellites. These solar cells are becoming increasingly popular as pollution-free alternative energy sources due to rising oil prices, depletion of fossil fuels, and carbon dioxide emission regulations. In the era of accelerating IT information industrialization, as an energy source for wireless communication devices, The need will be further accelerated in view of the potential for development.
기본적으로 태양전지는 2종류의 반도체를 사용해 전기를 일으킨다. 구체적으로, 태양전지는 p형 반도체 기판 상에 n형 반도체 기판이 배치되고, n형 반도체 기판의 상부면, 즉 태양광을 수광하는 수광면에 전면 전극이, p형 반도체 기판의 하부면에는 후면 전극이 구비되는 구조로 이루어진다. 여기서, p형 반도체 기판과 n형 반도체 기판이 접하는 p-n 접합부에 태양광이 입사되면, 전자-정공쌍이 생성되고, 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하여 광기전력(전위차)이 발생하며, 이때 전면 전극과 후면 전극에 부하를 연결함으로써 전류가 흐르게 된다.Basically, solar cells generate electricity using two types of semiconductors. Specifically, in the solar cell, an n-type semiconductor substrate is disposed on a p-type semiconductor substrate, a front electrode is formed on the upper surface of the n-type semiconductor substrate, that is, a light receiving surface for receiving sunlight, Electrode is provided. Here, when sunlight enters the pn junction where the p-type semiconductor substrate and the n-type semiconductor substrate are in contact with each other, electron-hole pairs are generated, electrons move to the n layer, holes move to the p layer, and the photovoltaic power At this time, current flows by connecting the load to the front electrode and the rear electrode.
다만, 태양전지 하나에서 생성할 수 있는 전력은 제한적이므로, 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 상술한 태양전지 구조를 태양전지 셀로 하고, 태양전지 셀을 기본 단위로 다수 개의 태양전지 셀을 서로 연결한 태양전지 모듈 형태로 사용한다. However, since the power that can be generated from one solar cell is limited, as described in the patent documents of the following prior art documents, the solar cell structure described above is used as a solar cell, and a plurality of solar cells As a solar cell module connected to each other.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 태양전지 모듈은 백시트(1), 하부 EVA 필름(2), 다수의 태양전지 셀(3), 상부 EVA 필름(4), 및 유리(5)가 순차적으로 적층되고, 테두리의 프레임(7)에 의해 고정되는 구조로 이루어진다. 여기서, 다수의 태양전지 셀(3)은 서로 소정의 간격을 두고 이격 배치되며, 리본(Ribbon, 6)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.1, a conventional solar cell module includes a
이러한 종래 태양전지 모듈은 설치 환경에 따라서 발전 출력뿐만 아니라 모듈 자체의 신뢰성에 큰 영향을 받는데, 최근에는 대규모 태양광 발전소의 높은 시스템 전압으로 인한 태양전지 모듈과 대지와의 전위차가 태양전지 모듈의 열화(degradation)를 가속시킴으로써 출력이 감소하는 PID(potential induced degradation)가 문제되고 있다. PID는 병렬저항이 감소하여 누설전류가 증가함으로써 전체 시스템의 출력 감소로 이어진다. In recent years, the potential difference between the solar cell module and the ground due to the high system voltage of a large-scale solar cell power plant has caused deterioration of the solar cell module (PID) in which the output is decreased by accelerating the degradation of the PID. PID leads to a decrease in the output of the overall system as the parallel resistance decreases and the leakage current increases.
PID는 높은 전위차와 함께 온도와 습도가 높은 환경일수록 더욱 쉽게 발생하는 것으로 알려져 있다. 특히, 태양전지 모듈에 사용되는 유리에 포함된 양이온이 고전압에 의해 태양전지 셀 표면으로 이동하여 축적되는데, 이때 양이온은 태양전지 셀 표면에서 생성된 전자가 전극으로 수집되는 것을 방해하여 발전 출력을 감소시킨다. PID is known to occur more easily with higher potential difference and higher temperature and humidity environment. Particularly, the positive ions contained in the glass used in the solar cell module migrate to the surface of the solar cell due to the high voltage. In this case, the positive ions interfere with the collection of the electrons generated on the surface of the solar cell, .
이에 종래 태양전지 모듈의 PID 문제를 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.Accordingly, there is a desperate need for a solution to the PID problem of the conventional solar cell module.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 내부에 태양전지 셀이 배치되는 봉지재와 전면유리 사이에 수분 침투를 차단하는 수분차단막을 배치하여 PID를 저감하는 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a solar cell module in which a PID is reduced by disposing a moisture- Thereby providing a solar cell module.
본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 백시트; 상기 백시트 상에 적층되는 하부봉지재필름; 상기 하부봉지재필름 상에 적층되고, 전도성 리본에 의해 직렬 또는 병렬로 배열되는 다수 개의 태양전지 셀; 상기 태양전지 셀을 사이에 두고, 상기 하부봉지재필름과 마주보도록 배치되는 상부봉지재필름; 상기 상부봉지재필름으로부터 이격되어 배치되는 전면유리; 및 상기 전면유리와 상기 상부봉지재필름 사이에 배치되어, 상기 상부봉지재 필름을 투과하는 수분이 상기 전면유리에 접촉되는 것을 차단하는 수분차단막;을 포함한다.A solar cell module according to an embodiment of the present invention includes a back sheet; A lower encapsulant film laminated on the backsheet; A plurality of solar cells stacked on the lower encapsulant film and arranged in series or in parallel by conductive ribbons; An upper encapsulant film disposed so as to face the lower encapsulant film with the solar cell interposed therebetween; A front glass disposed apart from the upper encapsulant film; And a moisture barrier film disposed between the front glass and the upper sealing material film to block moisture transmitted through the upper sealing material film from contacting the front glass.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 수분차단막은 상기 상부봉지재필름을 향하는 상기 전면유리의 일면에 코팅된다.Further, in the solar cell module according to the embodiment of the present invention, the moisture barrier film is coated on one side of the front glass facing the upper encapsulant film.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 수분차단막은 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), 그래핀 퀀텀 닷(graphene quantum dots, GQDs), 및 Al2O3 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어진다.Further, in the solar cell module according to the embodiment of the present invention, the moisture barrier film may be formed of at least one material selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), graphene, graphene oxide, graphene quantum dots, GQDs), and Al 2 O 3 .
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 상부봉지재필름과 접촉하는 상기 수분차단막의 일면은 미세 요부(凹部)와 미세 철부(凸部)가 반복 배치된 초발수체 표면 구조를 구비한다.Further, in the solar cell module according to the embodiment of the present invention, one surface of the moisture barrier film contacting the upper encapsulant film may have a super water repellent surface structure in which fine concave portions and fine convex portions are repeatedly arranged Respectively.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 수분차단막과 이격되어 마주보도록, 상기 상부봉지재필름 내부에 배치되어, 상기 수분이 상기 수분차단막 방향으로 이동하는 것을 차단하는 보조차단막;을 더 포함한다.In addition, in the solar cell module according to the embodiment of the present invention, an auxiliary shielding film disposed inside the upper encapsulant film so as to face away from the moisture shielding film to block the moisture from moving toward the moisture shielding film; .
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 수분차단막의 가장자리가 상기 상부봉지재필름 및 상기 하부봉지재필름의 측면을 감싼다. In addition, in the solar cell module according to the embodiment of the present invention, the edge of the moisture barrier film surrounds the sides of the upper encapsulant film and the lower encapsulant film.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명에 따르면, 내부에 태양전지 셀이 배치되는 봉지재와 전면유리 사이에 수분 침투를 차단하는 수분차단막을 배치하여, 봉지재를 투과하는 수분이 전면유리와 접촉하는 것을 차단함으로써, 수분과 전면유리의 접촉으로 인한 나트륨 이온 등의 침출을 방지한다. 따라서, 나트륨 이온 등이 태양전지 셀에 축적되어 발생하는 PID가 저감된다.According to the present invention, there is provided a moisture barrier film for preventing moisture penetration between an encapsulating material in which a solar battery cell is disposed and a front glass to prevent moisture permeating the encapsulating material from contacting the front glass, Prevents leaching of sodium ions and the like due to contact of glass. Accordingly, the PID generated by the accumulation of sodium ions or the like in the solar cell is reduced.
도 1은 종래 태양전지 모듈의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 효율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 열화 현상을 나타내는 사진이다.
도 5는 도 2에 도시된 원 A의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional solar cell module.
2 is a cross-sectional view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating efficiency of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph showing a deterioration phenomenon of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of circle A shown in Fig.
6 is a cross-sectional view of a solar cell module according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a solar cell module according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "first "," second ", and the like are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited thereto. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 백시트(10), 백시트(10) 상에 적층되는 하부봉지재필름(20), 하부봉지재필름(20) 상에 적층되고, 전도성 리본(31)에 의해 직렬 또는 병렬로 배열되는 다수 개의 태양전지 셀(30), 태양전지 셀(30)을 사이에 두고, 하부필름과 마주보도록 배치되는 상부봉지재필름(40), 상부봉지재필름(40)으로부터 이격되어 배치되는 전면유리(50), 및 전면유리(50)와 상부봉지재필름(40) 사이에 배치되어, 상부봉지재 필름을 투과하는 수분(M)이 전면유리(50)에 접촉되는 것을 차단하는 수분차단막(60)을 포함한다.2, the solar cell module according to the embodiment of the present invention includes a
태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 직접 변환시키는 장치로서, 간단한 전자제품에서부터 이동통신 기지국이나 인공위성 등에 이르기까지 다양한 분야에서 전기 에너지원으로 활용되고 있는데, 일반적으로 태양전지 셀(30)을 기본 단위로 다수 개의 태양전지 셀(30)이 서로 전기적으로 연결된 모듈 형태로 사용된다.BACKGROUND ART [0002] A solar cell is a device that directly converts solar energy into electric energy. The solar cell is used as an electric energy source in various fields ranging from simple electronic products to mobile communication base stations and satellites. Generally, A plurality of
본 발명에 따른 태양전지 모듈도 백시트(10), 하부봉지재필름(20), 다수 개의 태양전지 셀(30), 상부봉지재필름(40), 전면유리(50) 및 수분차단막(60)을 포함하고, 하부봉지재필름(20)과 상부봉지재필름(40) 사이에 다수 개의 태양전지 셀(30)이 서로 이격 배치되는 모듈 구조로 이루어진다.The solar cell module according to the present invention may also include a
여기서, 백시트(10)는 필름 형태로 형성되어 모듈의 후방에 배치됨으로써, 모듈의 후면으로 습기나 오염물, 자외선 등이 유입되는 것을 차단하고, 전기나 열을 통하지 않게 하여, 태양전지를 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 한다. 따라서, 백시트(10)는 고온 다습, 고전압 및 강한 자외선 등에서도 잘 견딜 수 있는 내후성, 내습성, 내절연성, 자외선 차단성 등의 내구성을 가진 재질로 이루어질 수 있는데, 예를 들어 폴리비닐 플루오라이드 필름 등과 같은 고분자 재료를 사용할 수 있다. 다만 그 재료가 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 한편, 백시트(10) 상에는 하부봉지재필름(20)이 적층되어 배치된다.In this case, the
하부봉지재필름(20)은 봉지재로 사용되는 필름으로서, 주로 EVA 필름을 사용한다. 다만 하부봉지재필름(20)이 반드시 EVA 필름에 한정되는 것은 아니고, 태양전지 모듈의 봉지재로서 사용 가능한 모든 재료를 사용할 수 있다. 하부봉지재필름(20)은 상부봉지재필름(40)과 마주보도록 결합 배치되어, 그 사이에 다수 개의 태양전지 셀(30)을 고정시킨다. 이때, 상부봉지재필름(40)은 하부봉지재필름(20)과 동일하거나, 또는 상이한 재료로 이루어질 수 있다. The lower
여기서, 다수 개의 태양전지 셀(30)은 하부 및 상부봉지재필름(20, 40)에 의해 패킹되는데, 각각의 태양전지 셀(30)은 전도성 리본(31)에 의해 직렬 또는 병렬로 배열된다. 태양전지 셀(30)은 태양광을 수광하여 광기전력을 발생시킴으로써 전류를 흐르게 하는데, 다수 개가 전기적으로 연결되어 충분한 발전 출력을 생성한다.Here, the plurality of
전면유리(50)는 하부봉지재필름(20)과 태양전지 셀(30) 및 상부봉지재필름(40)을 커버하는 판 형상으로 형성되어, 상부봉지재필름(40)으로부터 소정의 간격으로 이격되어 배치된다. 태양전지 셀(30)에 입사되는 태양광은 전면유리(50)를 투과할 수 있어야 하므로, 전면유리(50)는 투명하고, 내후성이 있는 재질로 이루어진다.The
이상에서 설명한 백시트(10), 하부봉지재필름(20), 다수의 태양전지 셀(30), 상부봉지재필름(40), 및 전면유리(50)가 순차적으로 적층되어 형성된 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 구조는 종래 태양전지 모듈의 구조와 유사하다.In the present invention, the
그런데, 이러한 구조의 태양전지 모듈의 경우 설치 환경이 발전 출력 및 신뢰성에 큰 영향을 미친다. 특히, 최근에는 태양전지 모듈의 열화(degradation)의 원인으로서, 발전 출력이 감소하는 PID(potential induced degradation)가 문제점으로 대두되고 있다.However, in the case of a solar cell module having such a structure, the installation environment greatly affects power generation output and reliability. Particularly, as a cause of the degradation of the solar cell module, PID (potential induced degradation), in which the power generation output is reduced, has recently become a problem.
본 발명에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 태양전지 셀(30)이 직렬로 연결되면, 600 V 이상의 고전압이 발생하고, 접지된 모듈 프레임(70)과 모듈 내부의 태양전지 셀(30) 사이에 전위차가 생긴다. 이러한 전위차로 인해 태양전지 셀(30)과 모듈 프레임(70) 사이에 누설전류가 발생하게 되고, 동작 환경(온도 및 습도)에 따라 누설전류가 가속화됨에 따라, 가속화된 누설전류가 전면유리(50)의 나트륨 또는 칼륨 양이온을 태양전지 셀(30)로 이동시켜 태양전지 모듈의 발전 출력을 감소시킬 수 있는데, 이러한 형상이 PID이다. 이에, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 수분차단막(60)을 배치함으로써, PID 문제를 해결하고자 한다.In the solar cell module according to the present invention, when the
태양전지 셀(30)의 발전 출력이 감소되는 이유는 전면유리(50)에 포함되었던 나트륨 또는 칼륨 양이온이 고전압에 의해 태양전지 셀(30) 표면으로 이동하여 축적되기 때문이다. 이때, 전면유리(50)에서의 양이온 분리는 전면유리(50)에 수분(M)이 부착으로 생기는 절연저하에 기인한다. 따라서, 상부봉지재필름(40)을 투과하는 수분(M)이 전면유리(50)에 접촉하지 못하도록 해야 하는데, 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 경우에는 수분차단막(60)이 그러한 역할을 수행한다. 이 점에서, PID 발생을 억제하기 위해 봉지재의 재료적 특성을 변화시키는 종래 태양전지의 모듈과 차별된다.The reason why the power generation output of the
여기서, 수분차단막(60)은 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), 그래핀 퀀텀 닷(graphene quantum dots, GQDs), 및 Al2O3 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 따라서, 수분차단막(60)은 상기 재료 중 어느 하나만으로, 또는 적어도 2개 이상을 혼합하거나, 서로 다른 재료로 형성된 박막을 적층하는 형태로 형성될 수 있다.Here, the water-blocking
이러한 재료가 상부봉지재필름(40)을 향하는 전면유리(50)의 일면에 코팅되어, 수분차단막(60)을 형성할 수 있는데, 구체적으로 PTFE, 또는 GQDs는 supersonic kinetic spraying method에 의해서, 그래핀은 전사법에 의해서, 그리고 Al2O3는 원자층증착법에 의해서 코팅될 수 있다. 이러한 코팅 방식은 매우 일반화된 방법이므로, 매우 용이하게 수분차단막(60)을 형성할 수 있다는 점에서도, 기술적 의의가 있다.This material may be coated on one side of the
또한, 수분차단막(60)은 모듈 내에서 필연적으로 발생하는 전위차가 존재하더라도, 발전 출력을 감소시키는 원인인 양이온 발생을 원천적으로 억제하여, PID 방지에 매우 긍정적이다.Also, even when a potential difference inevitably occurs in the module, the
종합적으로, 본 발명에 따른 태양전지 모듈에 의하면, 내부에 태양전지 셀(30)이 배치되는 봉지재와 전면유리(50) 사이에 수분 침투를 차단하는 수분차단막(60)을 배치하여, 봉지재를 투과하는 수분이 전면유리(50)와 접촉하는 것을 차단함으로써, 수분과 전면유리(50)의 접촉으로 인한 양이온(나트륨 이온 또는 칼륨 이온)의 침출을 방지하여, 양이온이 태양전지 셀(30)에 축적되어 발생하는 PID를 저감한다.In general, according to the solar cell module of the present invention, the sealing material for disposing the
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 효과를 실험데이터를 근거로 설명한다.Hereinafter, the effect of the solar cell module according to the embodiment of the present invention will be described based on experimental data.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 효율을 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 열화 현상을 나타내는 사진이다.FIG. 3 is a graph showing the efficiency of a solar cell module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a photograph showing a deterioration phenomenon of the solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 3에서는 외부 환경에서 발생되는 전위와 동일하게 1000 V 전압을 걸어서, 수분차단막(DB) 유무에 따른 PID 발생 전·후의 전압에 따른 전류밀도(Current Density)를 측정하였다.In FIG. 3, a voltage of 1000 V was applied in the same manner as the potential generated in the external environment, and the current density according to the voltage before and after PID generation was measured according to the presence or absence of the moisture barrier film DB.
그 결과, 수분차단막이 없는 경우에는 PID의 발생으로 인해 전류밀도가 점점 감소하였으나, 수분차단막을 배치한 경우에는 PID가 발생할 수 있는 전압 조건에서도 전류밀도 차이가 없음을 확인하였다. 이는 수분이 전면유리와 접촉하여 PID를 발생시키는 원인이 되고, 본 발명에 따른 수분차단막이 그 수분의 접촉을 차단함으로써, PID를 저감한다는 것을 알 수 있다.As a result, in the absence of the moisture barrier, the current density was gradually reduced due to the generation of the PID. However, in the case where the moisture barrier film was disposed, it was confirmed that there was no difference in the current density even under the voltage condition in which the PID could occur. This is because moisture causes contact with the windshield to generate PID, and it can be seen that the moisture barrier film according to the present invention blocks the contact of the moisture, thereby reducing the PID.
도 4에서는 도 3과 동일한 실험조건 하에서 태양전지 셀에서 나타나는 열화 현상을 비교하였다.FIG. 4 compares the deterioration phenomena occurring in the solar cell under the same experimental conditions as in FIG.
그 결과, 수분차단막(diffusion barrier)이 없을 때에는 PID가 발생한 이후에 열화 현상이 뚜렷하게 목격되었다(도 4의 (a)). 반면, 수분차단막을 배치한 경우에는 열화 현상이 발생하지 않음을 확인하였다(도 4의 (b)). 이는 수분차단막의 수분 접촉 차단으로써, 전면유리(50)에 포함된 양이온이 태양전지 셀에 축적되지 않기 때문으로 사료된다.As a result, in the absence of a diffusion barrier, a deterioration phenomenon was noticeably observed after PID occurred (FIG. 4 (a)). On the other hand, it was confirmed that the deterioration phenomenon did not occur when the moisture barrier film was disposed (FIG. 4 (b)). This is considered to be due to the fact that the positive ions contained in the
도 5는 도 2에 도시된 원 A의 확대도이다.5 is an enlarged view of circle A shown in Fig.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 수분차단막(60)의 일면은 초발수 표면 구조를 구비할 수 있다. 여기서, 수분차단막(60)의 일면은 상부봉지재필름(40)과 접촉하는 면을 의미한다. 초발수 표면은 액체가 그 표면과 만날 때에 서로 뭉쳐서 물방울을 형성하는 초소수성 특성이 구현된 표면 구조로서, 미세 사이즈의 표면 거칠기와 낮은 표면 에너지를 가지도록, 미세 요부(凹部)와 미세 철부(凸部)가 반복 형성 배치된다. 이러한 초발수 특성을 갖는 미세요철이 수분차단막(60)의 일면에 형성됨으로써, 상부봉지재필름(40)을 투과하는 수분이 수분차단막(60)의 일면에 젖어서 퍼지지 않고, 물방울로 맺히게 된다. 이때, 모듈은 대지에 대해서 비스듬히 기울어지게 배치되므로, 수분차단막(60)을 따라 이동하는 물방울을 프레임(70)의 내측으로 유도하여 제거할 수 있다. 다만, 수분차단막(60)의 일면에 초발수 표면 구조를 형성하는 것은 연구자의 선택적인 사항으로서, 본 발명의 태양전지 모듈에 반드시 채용되어야 하는 것은 아니다.As shown in FIG. 5, one surface of the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a solar cell module according to another embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈은 보조차단막(80)을 더 포함할 수 있다. 보조차단막(80)은 상부봉지재필름(40)의 내부에서, 수분차단막(60)과 이격되어 마주보도록 배치된다. 여기서, 보조차단막(80)은 수분이 수분차단막(60) 방향으로 이동하는 것을 차단함으로써, 1차적으로 수분 이동을 차단한다. 따라서, 보조차단막(80)은 상술한 수분차단막(60)의 성질을 갖는 소재로 이루질 수 있는데, 이때 수분차단막(60)과 동일한 재료를 사용할 수 있으나, 그와 다른 재료를 사용함으로써, 재료적 특성에 기인하여 보다 효과적으로 수분 이동을 차단할 수도 있다.As shown in FIG. 6, the solar cell module according to another embodiment of the present invention may further include an
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a solar cell module according to another embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 수분차단막(60)은 상부봉지재필름(40)과 하부봉지재필름(20)을 커버하도록, 그 가장자리가 상부봉지재필름(40) 및 하부봉지재필름(20)의 측면을 감쌀 수 있다. PID를 유발하는 수분은 백시트(10)로부터 유입 내지 발생하는 것이 일반적이나, 프레임(70)과 봉지재 계면 사이를 통과하여 유입될 수도 있으므로, 수분차단막(60)이 프레임(70)과 인접하는 상부봉지재필름(40) 및 하부봉지재필름(20)의 측면을 커버하여, 프레임(70) 방향에서부터 유입되는 수분의 투과를 원천적으로 봉쇄할 수 있다.7, the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10: 백시트
20: 하부봉지재필름
30: 태양전지 셀
31: 리본
40: 상부봉지재필름
50: 전면유리
60: 수분차단막
70: 프레임
80: 보조차단막10: back sheet 20: lower sealing material film
30: solar cell 31: ribbon
40: upper sealing material film 50: front glass
60: moisture barrier film 70: frame
80: Auxiliary barrier
Claims (6)
상기 백시트 상에 적층되는 하부봉지재필름;
상기 하부봉지재필름 상에 적층되고, 전도성 리본에 의해 직렬 또는 병렬로 배열되는 다수 개의 태양전지 셀;
상기 태양전지 셀을 사이에 두고, 상기 하부봉지재필름과 마주보도록 배치되는 상부봉지재필름;
상기 상부봉지재필름으로부터 이격되어 배치되는 전면유리; 및
상기 전면유리와 상기 상부봉지재필름 사이에 배치되어, 상기 상부봉지재 필름을 투과하는 수분이 상기 전면유리에 접촉되는 것을 차단하는 수분차단막;
을 포함하는 태양전지 모듈.
Back sheet;
A lower encapsulant film laminated on the backsheet;
A plurality of solar cells stacked on the lower encapsulant film and arranged in series or in parallel by conductive ribbons;
An upper encapsulant film disposed so as to face the lower encapsulant film with the solar cell interposed therebetween;
A front glass disposed apart from the upper encapsulant film; And
A moisture barrier disposed between the front glass and the top sealing material film to block moisture from penetrating the top sealing material film from contacting the front glass;
And a solar cell module.
상기 수분차단막은 상기 상부봉지재필름을 향하는 상기 전면유리의 일면에 코팅되는 태양전지 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the moisture barrier film is coated on one surface of the front glass facing the upper sealing material film.
상기 수분차단막은
폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), 그래핀 퀀텀 닷(graphene quantum dots, GQDs), 및 Al2O3 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어지는 태양전지 모듈.
The method according to claim 1,
The moisture barrier film
A solar cell comprising at least one of at least one of polytetrafluoroethylene (PTFE), graphene, graphene oxide, graphene quantum dots (GQDs), and Al 2 O 3 Battery module.
상기 상부봉지재필름과 접촉하는 상기 수분차단막의 일면은 미세 요부(凹部)와 미세 철부(凸部)가 반복 배치된 초발수체 표면 구조를 구비하는 태양전지 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein one surface of the moisture barrier film in contact with the upper encapsulant film has a super water repellent surface structure in which fine concave portions and fine convex portions are repeatedly arranged.
상기 수분차단막과 이격되어 마주보도록, 상기 상부봉지재필름 내부에 배치되어, 상기 수분이 상기 수분차단막 방향으로 이동하는 것을 차단하는 보조차단막;
을 더 포함하는 태양전지 모듈.
The method according to claim 1,
An auxiliary shielding film disposed inside the upper sealing material film so as to face away from the moisture shielding film and blocking moisture from moving toward the moisture shielding film;
Further comprising a solar cell module.
상기 수분차단막의 가장자리가 상기 상부봉지재필름 및 상기 하부봉지재필름의 측면을 감싸는 태양전지 모듈.
The method according to claim 1,
And an edge of the moisture barrier film surrounds a side surface of the upper encapsulant film and the lower encapsulant film.
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