KR20180060579A - 조각 패턴의 태양전지가 결합된 스마트 원단 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지가 복수개의 태양전지 조각으로 절단된 상태로 이웃하는 태양전지 조각 상호간 일정 여유 간격을 갖고 상기 복수개의 태양전지 조각이 원단에 일정 패턴으로 배열되며 결합된 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 산업통산자원부와 한국산업기술진흥원의 '지역특화산업육성사업'으로 수행된 연구결과물이다.
또한, 본 발명은 산업통산자원부와 한국산업기술진흥원의 '지역특화산업육성사업'으로 수행된 연구결과물이다.
Description
본 발명은 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지가 복수개의 태양전지 조각으로 절단된 상태로 이웃하는 태양전지 조각 상호간 일정 여유 간격을 갖고 상기 복수개의 태양전지 조각이 원단에 일정 패턴으로 배열되며 결합된 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
사물인터넷(IoT) 기술 및 웨어러블 산업이 각광을 받으면서, 최근 패션산업에 이를 접목하는 사례들이 증가하고 있는 실정이다.
NFC/블루투스 기술을 활용하여 스마트폰 전화가 오면 가방의 엠블럼의 불빛이 깜박거리는 상품, LED를 통한 빛의 디자인과 태양열을 이용한 보온(발열) 등에 의류와 패션ㅇ아웃도어 산업에 반영되는 등 활발하게 연구 또는 상품들이 개발되어지고 있다.
또한, 이들 전력공급원으로 충전배터리를 내장하거나, 태양전지를 활용하는 등 다각적인 방법으로 에너지원을 공급받는 제품들이 출시되고 있다.
특히, 스마트폰 및 기타 전자기기의 보급화로 인하여 이들 기기들의 상시 에너지 공급 수요가 폭발적으로 늘어나고 있는 실정으로 청정 에너지원인 태양광을 이용한 전기에너지의 요구가 증가하고 있다.
종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-1226573호(2013.01.28.)에는 "휴대용 전자기기의 충전을 위한 태양전지패널이 구비된 가방"이 개시되어 있다.
하지만, 상기의 종래기술은 일체로 이루어진 태양전지패널의 유연성의 문제로 인하여 태양전지패널을 일정면적의 평면부가 존재하는 특정 부위에 부착해야 하는 문제점과, 특정 부위에만 부착되기 때문에 전력 생산 효율이 낮은 문제점이 있었다.
또한, 태양전지패널이 실리콘 재질로 이루어진 경우에는 구부러져 주름이 생기는 문제점이 있고, 유리 재질로 이루어진 경우는 파손가능성이 높은 문제점이 있었다.
또한, 종래의 태양전지패널은 사각형의 정형화된 형상으로 인하여 패션 아이템의 일종인 가방 또는 의류에 적용하는 경우 심미감이 떨어질 수밖에 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지를 이용하여 전력을 생산하는 것이 가능하면서도 유연하게 접히거나 펼쳐지는 것이 가능하여 이러한 원단을 가방, 의류를 비롯한 다양한 분야에 적용할 수 있고, 제품의 굴곡부 등 태양전지의 설치위치에 제한을 받지 않으며, 조각 패턴이라는 최신 디자인 트렌드를 반영하여 심미감을 높일 수 있는 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단은, 태양전지가 복수개의 태양전지 조각으로 절단된 상태로 이웃하는 태양전지 조각 상호간 일정 여유 간격을 갖고 상기 복수개의 태양전지 조각이 원단에 일정 패턴으로 배열되며 결합된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복수개의 태양전지 조각은 상기 복수개의 태양전지 조각 각각은 배면에 전극단자가 형성되고, 상기 전극단자에 접촉되는 접점을 갖고 상기 복수개의 태양전지 조각 상호간을 전기적으로 연결하는 플렉서블 인쇄회로 기판(FPCB)을 더 포함하며, 상기 원단은, 라이닝 원단의 전면에 망형태의 메쉬 원단이 적층된 2중 구조로 이루어지고, 상기 복수개의 태양전지 조각의 전면에 도포되는 라미네이트 재질을 더 포함하되, 상기 라미네이트 재질은 열압착을 통해 상기 메쉬 원단에 침투되어 상기 복수개의 태양전지 조각이 상기 원단에 결합된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 제조 방법은, 태양전지를 복수개의 태양전지 조각으로 절단하는 태양전지 조각 형성 단계와; 상기 복수개의 태양전지 조각을 원단에 일정 패턴으로 배열하되, 이웃하는 태양전지 조각 상호간 일정 여유 간격을 갖도록 배열하는 조각 패턴 배열 단계와; 원단에 일정 패턴으로 배열된 상기 복수개의 태양전지 조각 상호간을 전기적으로 연결하는 전기 배선 단계와; 상호간 전기적으로 연결된 상기 복수개의 태양전지 조각을 상기 원단에 결합하는 원단 결합 단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상기 태양전지 조각 형성 단계는, 태양전지를 삼각형, 오각형 또는 육각형 중 어느 하나 모양을 갖는 복수개의 태양전지 조각으로 절단하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복수개의 태양전지 조각 각각은 배면에 전극단자가 형성되고, 상기 전기 배선 단계는, 상기 전극단자에 접촉되는 접점을 갖고 휘어지는 것이 가능한 플렉서블 인쇄회로 기판(FPCB)을 이용하여 상기 복수개의 태양전지 조각 상호간을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 원단은, 라이닝 원단의 전면에 망형태의 메쉬 원단이 적층된 2중 구조로 이루어지고, 상기 원단결합단계는, 상기 복수개의 태양전지 조각의 전면에 라미네이트 재질을 도포하고, 열압착을 통해 상기 라미네이트 재질이 상기 메쉬 원단에 침투되어 상기 복수개의 태양전지 조각이 상기 원단에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원단결합단계에서의 상기 라미네이트 재질은 연질의 에나멜 재질 또는 실리콘 재질인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 및 그 제조 방법은 태양전지가 복수개의 태양전지 조각으로 절단된 상태로 이웃하는 태양전지 조각 상호간 일정 여유 간격을 갖고 상기 복수개의 태양전지 조각이 원단에 일정 패턴으로 배열되며 결합되는 구조에 의하여 유연하게 접히거나 펼쳐지는 것이 가능하여 이러한 원단을 가방, 의류를 비롯한 다양한 분야에 적용할 수 있는 장점이 있고, 조각 패턴이라는 최신 디자인 트렌드를 반영하여 심미감을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단의 개념도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단의 정면 배치도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단의 측단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지를 일정 형상의 조각으로 절단하는 모습을 도시한 예시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단으로 제작된 가방의 예시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 제조 방법의 흐름도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단의 정면 배치도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단의 측단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지를 일정 형상의 조각으로 절단하는 모습을 도시한 예시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단으로 제작된 가방의 예시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 제조 방법의 흐름도
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 및 그 제조 방법을 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단의 개념도이고, 도 2는 정면 배치도이며, 도 3은 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지를 일정 형상의 조각으로 절단하는 모습을 도시한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단으로 제작된 가방의 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 제조 방법의 흐름도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단은 태양전지(10)가 복수개의 태양전지 조각(11)으로 절단된 상태로 이웃하는 태양전지 조각(11) 상호간 일정 여유 간격(t)을 갖고 상기 복수개의 태양전지 조각(11)이 원단(30)에 일정 패턴으로 배열되며 결합된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 제조 방법을 중심으로 그 제조 방법에 의해 제조된 스마트 원단을 함께 설명하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일시시예에 따른 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 제조 방법은 태양전지 조각 형성 단계(S10)와, 조각 패턴 배열 단계(S20)와, 전기 배선 단계(S30)와, 원단 결합 단계(S40)를 포함한다.
상기 태양전지 조각 형성 단계(S10)는 도 4에 도시된 바와 같이 일정 크기를 갖는 사각형태의 태양전지(10)를 복수개의 태양전지 조각(11)으로 절단하는 단계이다.
상기 태양전지 조각 형성 단계(S10)는 상기 태양전지(10)를 도 4의 (A)에서와 같은 삼각형, 도 4의 (B)에서와 같은 오각형 또는 육각형(미도시) 중 어느 하나 모양으로 절단하는 것이 바람직하다.
물론, 상기 태양전지(10)를 퍼즐 형태 또는 자유형태의 조각으로 절단하는 것도 가능하다.
상기 조각 패턴 배열 단계(S20)은 상기 복수개의 태양전지 조각(11)을 원단(30)에 일정 패턴으로 배열하는 단계로서, 본 발명의 일실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 이웃하는 태양전지 조각(11) 상호간 일정 여유 간격(t)을 갖도록 배열한다.
상기와 같이 이웃하는 태양전지 조각(11) 상호간 일정 여유 간격(t)을 갖도록 배열됨으로써 도 5에 도시된 바와 같이 상기 태양전지 조각(11)이 결합된 스마트 원단으로 제작된 가방 등은 전력의 생산이 가능하면서도 유연하게 접히거나 펼쳐지는 것이 가능하게 되고, 자유자재로 가방 본연의 외형을 유지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기와 같이 일정 모양으로 절단된 즉, 기존의 태양전지(10) 보다 소형화된 복수개의 태양전지 조각(11)과, 그 태양전지 조각(11)의 패턴 배치 구조의 결합관계에 의하여 가방 전체를 상기 태양전지 조각(11)으로 커버하는 것이 가능하게 되고, 상기 태양전지 조각(11)이 디자인적인 요소로 작용하여 심미감 또한 향상시킬 수 있는 장점을 갖게 된다.
상기 전기 배선 단계(S30)는 원단(30)에 일정 패턴으로 배열된 상기 복수개의 태양전지 조각 상호간을 전기적으로 연결하는 단계이다.
본 발명의 일실시예에서는 도 1의 개념도에 도시된 바와 같이 상기 복수개의 태양전지 조각(11) 각각은 배면에 전극단자(111)가 형성되고, 상기 전기 배선 단계(S30)는 상기 전극단자(111)에 접촉되는 접점을 갖고 휘어지는 것이 가능한 플렉서블 인쇄회로 기판(FPCB)(20)을 이용하여 상기 복수개의 태양전지 조각(11) 상호간을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 원단 결합 단계(S40)는 상호간 전기적으로 연결된 상기 복수개의 태양전지 조각(11)을 상기 원단(30)에 결합하는 단계이다.
본 발명의 일실시예에서 상기 원단(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 안감을 형성하는 라이닝 원단(31)의 전면에 망형태의 메쉬 원단(32)이 적층된 2중 구조로 이루어진다.
여기서, 상기 원단결합단계(S40)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 복수개의 태양전지 조각(11)의 전면에 라미네이트 재질(40)을 도포하고, 히터(H) 등을 이용한 열압착을 통해 상기 라미네이트 재질(40)이 상기 메쉬 원단(32)에 침투되어 상기 복수개의 태양전지 조각(11)이 상기 원단(30)에 결합되도록 구성된다.
즉, 상기 라미네이트 재질(40)은 상기 태양전지 조각(11)의 전면에 도포됨으로써 상기 태양전지 조각(11)의 외부의 충격으로부터 보호하는 역할을 함과 동시에 상기 메쉬 원단(32)과의 유기적인 결합 관계를 통해 상기 태양전지 조각(11)이 상기 원단(30)에 결합되도록 하는 역할을 함과 동시에, 도 3에는 도시되지 않았지만 상기 태양전지 조각(11)의 배면에 배치되는 상기 플렉서블 인쇄회로 기판(20)에 외부의 수분 등이 침투되지 않도록 방수하는 역할을 아울러 수행하게 되는 것이다.
한편, 상기 원단결합단계(S40)에서의 상기 라미네이트 재질(40)은 연질의 에나멜 재질 또는 실리콘 재질로 구성할 수 있고, 나아가 상기 라미네이트 재질(40)에 도료를 첨가하여 다양한 색상을 띄도록 구성할 수도 있는데, 상기 라미네이트 재질(40)의 색상은 태양전지의 효율을 고려하여 태양광 흡수 효율이 좋은 블랙, 다크 브라운, 다크 네이비 등의 어두운 색 계열로 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 제조된 스마트 원단은 도 5에 도시된 가방 또는 의류 등 유연성이 요구되면서도 전자기기 등의 작동을 위해 전력을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
앞에서 설명되고 도면에서 도시된 조각 패턴의 태양전지가 부착된 스마트 원단 및 그 제조 방법은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
10
태양전지
11 태양전지 조각
11 1 전극단자
20 플렉서블 인쇄회로 기판
30 원단
31 라이닝 원단
32 메쉬 원단
40 라미네이트 재질
11 태양전지 조각
11 1 전극단자
20 플렉서블 인쇄회로 기판
30 원단
31 라이닝 원단
32 메쉬 원단
40 라미네이트 재질
Claims (7)
- 태양전지가 복수개의 태양전지 조각으로 절단된 상태로 이웃하는 태양전지 조각 상호간 일정 여유 간격을 갖고 상기 복수개의 태양전지 조각이 원단에 일정 패턴으로 배열되며 결합된 것을 특징으로 하는 조각 패턴의 태양전지가 결합된 스마트 원단.
- 제1항에 있어서,
상기 복수개의 태양전지 조각은 상기 복수개의 태양전지 조각 각각은 배면에 전극단자가 형성되고,
상기 전극단자에 접촉되는 접점을 갖고 상기 복수개의 태양전지 조각 상호간을 전기적으로 연결하는 플렉서블 인쇄회로 기판(FPCB)을 더 포함하며,
상기 원단은, 라이닝 원단의 전면에 망형태의 메쉬 원단이 적층된 2중 구조로 이루어지고,
상기 복수개의 태양전지 조각의 전면에 도포되는 라미네이트 재질을 더 포함하되,
상기 라미네이트 재질은 열압착을 통해 상기 메쉬 원단에 침투되어 상기 복수개의 태양전지 조각이 상기 원단에 결합된 것을 특징으로 하는 조각 패턴의 태양전지가 결합된 스마트 원단. - 태양전지를 복수개의 태양전지 조각으로 절단하는 태양전지 조각 형성 단계와;
상기 복수개의 태양전지 조각을 원단에 일정 패턴으로 배열하되, 이웃하는 태양전지 조각 상호간 일정 여유 간격을 갖도록 배열하는 조각 패턴 배열 단계와;
원단에 일정 패턴으로 배열된 상기 복수개의 태양전지 조각 상호간을 전기적으로 연결하는 전기 배선 단계와;
상호간 전기적으로 연결된 상기 복수개의 태양전지 조각을 상기 원단에 결합하는 원단 결합 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 조각 패턴의 태양전지가 결합된 스마트 원단 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 태양전지 조각 형성 단계는, 태양전지를 삼각형, 오각형 또는 육각형 중 어느 하나 모양을 갖는 복수개의 태양전지 조각으로 절단하는 것을 특징으로 하는 조각 패턴의 태양전지가 결합된 스마트 원단 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 복수개의 태양전지 조각 각각은 배면에 전극단자가 형성되고,
상기 전기 배선 단계는, 상기 전극단자에 접촉되는 접점을 갖고 휘어지는 것이 가능한 플렉서블 인쇄회로 기판(FPCB)을 이용하여 상기 복수개의 태양전지 조각 상호간을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 조각 패턴의 태양전지가 결합된 스마트 원단 제조 방법. - 제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 원단은, 라이닝 원단의 전면에 망형태의 메쉬 원단이 적층된 2중 구조로 이루어지고,
상기 원단결합단계는, 상기 복수개의 태양전지 조각의 전면에 라미네이트 재질을 도포하고, 열압착을 통해 상기 라미네이트 재질이 상기 메쉬 원단에 침투되어 상기 복수개의 태양전지 조각이 상기 원단에 결합되는 것을 특징으로 하는 조각 패턴의 태양전지가 결합된 스마트 원단 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 원단결합단계에서의 상기 라미네이트 재질은 연질의 에나멜 재질 또는 실리콘 재질인 것을 특징으로 하는 조각 패턴의 태양전지가 결합된 스마트 원단 제조 방법.
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| CN114156352A (zh) * | 2020-08-17 | 2022-03-08 | 比亚迪股份有限公司 | 电池板及光伏组件 |
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| JPH11217708A (ja) * | 1998-01-28 | 1999-08-10 | Kosu:Kk | スーツ形直流電源装置 |
| JP2012094855A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-17 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | パターン転写方法及びパターン転写装置、これを適用したフレキシブルディスプレイパネル、フレキシブル太陽電池、電子本、薄膜トランジスター、電磁波遮蔽シート、フレキシブル印刷回路基板 |
| CN103431547A (zh) * | 2013-09-02 | 2013-12-11 | 江苏科技大学 | 一种太阳能服装 |
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2016
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| CN114156352B (zh) * | 2020-08-17 | 2024-02-27 | 比亚迪股份有限公司 | 电池板及光伏组件 |
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