KR20190000222U - 태양광 발전 장치 - Google Patents

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쥔 두안
청지엔 홍
더정 후
위엔민 리
시시앙 쉬
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베이징 쥔타이 이노베이션 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 개시에 의해 제공되는 태양광 발전 장치는, 순차로 적층된 제 1 기판, 복수의 태양 전지 칩을 포함하는 광전변환층, 망상 반사층 및 제 2 기판을 포함하며, 상기 태양 전지 칩들 사이에 간극이 제공되고, 상기 망상 반사층의 망상 프레임은 상기 간극 아래에 위치한다.

Description

태양광 발전 장치{Solar power generation component}
본 개시는 태양광 발전 기술 분야에 관련되며, 특히 발전 장치에 관련된 것으로서 더 상세하게는 태양광 발전 장치에 관련된 것이다.
본 출원은 2017. 7. 17.자로 출원된 중국 특허 출원 번호 201720867630.8호, "태양광 발전 장치"를 우선권 주장하며 동 출원 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
태양광 발전은 청정 에너지원으로 인정받고 있다. 현재 많은 광 발전 제조업체들은 고효율 배터리 및 광전지 장치에 사용하기 위해 양면 발전 기술을 개발하는 데 자원을 집중하고 있다. 따라서 양면 발전 기술이 크게 발전했다.
본 개시는 태양광 발전 장치를 제공한다.
본 개시의 일부 실시 예에 따른 태양광 발전 장치는 차례로 적층된 제 1 기판, 복수의 태양 전지 칩을 포함하는 광전변환층, 망상 반사층 및 제 2 기판을 포함한다. 상기 태양 전지 칩들 사이에 간극이 제공되고, 상기 망상 반사층의 망상 프레임이 상기 간극 아래에 위치한다.
일부 실시 예에서, 상기 태양광 발전 장치는 제 1 접착층과 제 2 접착층을 더 포함할 수 있고, 상기 제 1 기판은 상기 제 1 접착층에 의해 상기 광전변환층과 접착되고, 상기 광전변환층은 상기 제 2 접착층에 의해 상기 복수의 태양 전지 칩과 접착된다.
일부 실시 예에서, 상기 망상 반사층은 망상 형태로 배열된 복수의 관통 구멍을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 관통 구멍 중 하나의 관통 구멍의 단면적은 상기 광전변환층의 상기 복수의 태양 전지 칩 중 상기 하나의 관통 구멍에 대응하는 하나의 태양 전지 칩의 면적보다 같거나 크고, 상기 복수의 태양 전지 칩 중 상기 하나의 관통 구멍에 대응하는 상기 하나의 태양 전지 칩의 상기 제 2 기판상의 정투영은 상기 복수의 관통 구멍 중 상기 하나의 관통 구멍의 상기 제 2 기판상의 정투영 내에 배치되어 상기 망상 반사층의 망상 프레임이 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공된 간극 바로 아래에 위치한다.
일부 실시 예에서, 상기 망상 반사층은 복수의 그리드를 더 포함할 수 있고, 각 그리드는 상기 복수의 관통 구멍 중 하나의 관통 구멍과 상기 복수의 관통 구멍 중 상기 하나의 관통 구멍을 둘러싸는 상기 망상 프레임의 에지들에 의해 구성되며, 상기 광전변환층의 상기 복수의 태양 전지 칩 중 하나의 태양 전지 칩은 상기 복수의 그리드 중 대응하는 하나의 그리드 바로 위에 배치된다.
일부 실시 예에서, 상기 망상 프레임의 하나의 에지의 폭은 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공되는 대응하는 간극의 폭보다 작거나 같을 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 태양광 발전 장치는 제 3 접착층을 더 포함할 수 있으며, 상기 망상 반사층은 상기 제 3 접착층을 통해 상기 제 2 기판에 접착된다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 접착층, 상기 제 2 접착층 또는 상기 제 3 접착층은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 접착층, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 접착층, 폴리아미드 접착층 중 어느 하나로 선택될 수 있다.
일부 실시 예에서 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판은 초 투명 강화 유리, AR 코팅 반사 방지 유리, 반사 방지 패턴화된 유리, 반투명 폴리머 백플레인 중 어느 하나로 선택될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 태양 전지 칩은 양면 태양 전지 칩 일 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 망상 반사층의 재질은 양면 반사 재질 일 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 망상 반사층의 두께는 0.1 mm ~ 1mm 일 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 제 2 기판상의 상기 망상 프레임의 정투영은 상기 제 2 기판상 상의 상기 간극들의 정투영들 내에 위치 될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 관통 구멍 각각은 대향 배치된 제 1 개구 및 제 2 개구를 포함할 수 있다. 상기 제 1 개구는 상기 간극에 인접하고, 상기 제 2 개구는 상기 제 2 기판에 인접한다. 상기 제 2 기판상의 상기 제 1 개구의 정투영은 상기 제 2 기판상의 상기 제 2 개구의 정투영보다 크며; 상기 제 2 기판상의 상기 복수의 태양 전지 칩 중 상기 대응하는 하나의 태양 전지 칩의 정투영은 상기 제 2 기판상의 상기 복수의 관통 구멍 중 하나의 관통 구멍의 제 2 개구의 정투영 내에 배치된다.
일부 실시 예에서, 상기 제 2 기판에 수직인 평면에 있어서 상기 복수의 관통 구멍 중 적어도 하나의 관통 구멍의 단면은 사다리꼴 일 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 관통 구멍 각각의 내벽에는 지향성 반사 구조체가 구비될 수 있으며, 상기 지향성 반사 구조체는 상기 복수의 관통 구멍 각각의 내벽으로 입사된 광의 반사각을 조절하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 태양광 발전 장치는 제 1 접착층 및 제 3 접착층을 더 포함한다. 상기 제 1 기판은 상기 제 1 접착층에 의해 상기 광전변환층과 접착되고, 상기 망상 반사층은 상기 제 3 접착층에 의해 상기 제 2 기판과 접착된다. 상기 망상 반사층은 양면 반사층이고, 상기 복수의 태양 전지 칩은 양면 태양 전지 칩들이다. 상기 제 1 접착층의 굴절률은 상기 제 1 기판의 굴절률보다 크며, 상기 제 1 기판의 굴절률은 공기의 굴절률보다 크고, 상기 제 3 접착층의 굴절률은 상기 제 2 기판의 굴절률보다 크며, 상기 제 2 기판의 굴절률은 공기의 굴절률보다 크다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 기판에 인접한 상기 망상 반사층의 표면은 굴절률이 80%보다 크고, 상기 제 2 기판에 인접한 상기 망상 반사층의 표면은 굴절률이 60%보다 크다.
본 개시의 실시 예들에 따르면 광발전 장치의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
첨부된 도면은 본 개시의 기술적 해결 방안들을 더 이해시키기 위해 제공되고 본 명세서의 일부를 구성하며, 본 출원의 실시 예들과 함께 본 개시의 기술적 해결 방안들을 설명하는데 사용되고 본 개시의 기술적 해결 방안들을 제한하는 것은 아니다.
도 1은 본 개시의 일부 실시 예에 따른 태양광 발전 장치의 구조를 도시한다.
도 2는 본 개시의 일부 실시 예에 따른 망상 반사층의 제 1 구조를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일부 실시 예에 따른 망상 반사층의 제 2 구조를 도시한다.
도 4는 본 개시의 일부 실시 예에 따른 망상 반사층의 제 3 구조를 도시한다.
도 5는 도 4의 a-a'를 따라 절단했을 때의 단면도이다.
본 개시의 목적들, 기술적 해결방안들, 이점들을 더 명확히 하기 위해서, 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대하여 상세히 설명한다. 본 개시의 실시 예들 및 실시 예들에서의 특징들은 충돌없이 임의로 서로 조합될 수 있다.
관련 기술에서, 태양광전지 장치의 후면은 투명 유리 또는 투명 폴리머 물질에 의해 캡슐화되어, 태양광전지 장치에서 광의 전송 손실이 커진다. 태양광전지 장치는 셀 칩들을 포함하며 태양광전지 장치를 캡슐화하는 투명 유리 혹은 투명 폴리머 물질이 셀 칩들의 후면에 위치한다. 셀 칩들로 입사된 광의 일부가 셀 칩들 사이에 배치된 간극을 통해 셀 칩들의 후면에 도달하는 경우, 태양광전지 장치를 캡슐화하는 투명 유리 또는 투명 폴리머 물질은 일부 광의 효과적인 사용을 야기하지 못한다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일부 실시 예에 따른 태양광 발전 장치는 제 1 기판(101), 제 2 기판(102), 복수의 태양 전지 칩을 포함하는 광전변환층(2) 및 망상 반사층(reticular reflective layer)(4)을 포함한다. 상기 제 1 기판(101), 상기 광전변환층(2), 상기 망상 반사층(4) 및 상기 제 2 기판(102)이 차례로 적층된다. 간극(3)들이 상기 광전변환층(2) 내의 태양전지 칩들 사이에 제공되어 있고, 상기 태양 전지 칩들 사이의 간극(3)들의 아래에는 상기 망상 반사층(4)의 망상 프레임(400)이 위치한다.
상기 복수의 태양 전지 칩은 단면(single-sided) 태양 전지 칩 또는 양면 태양 전지 칩 일 수 있다. 상기 복수의 태양 전지 칩의 배치는 다양하다. 예를 들어, 상기 복수의 태양 전지 칩이 간격을 두고 나란히 배치되어, 상기 태양 전지 칩들 사이에 간극이 제공된다. 상기 복수의 태양 전지 칩이 조합되어 규칙적인 형상을 형성한다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 태양 전지 칩은 조합되어 사각형을 형성한다. 상기 복수의 태양 전지 칩은 도전성 물질에 의해 직렬로 접속되어 복수의 배터리 어레이를 형성한다. 상기 도전성 물질로는 땜납 리본(solder ribbon), 도전성 테이프(conductive tape) 또는 구리 테이프(copper tape)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 실시 예들에 의해 제공되는 태양광 발전 장치가 전기를 발생시키는 경우, 외부로부터 상기 제 1 기판(101)을 통과한 광의 일부가 상기 광전변환층의 표면들 중 상기 제 1 기판(10)에 인접한 표면에 조사되어, 상기 복수의 태양 전지 칩이 전기 에너지를 출력한다. 외부로부터 상기 제 1 기판(101)을 통과한 광의 다른 일부는 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공된 간극(3)을 통과하여 상기 광의 다른 일부는 상기 망상 반사층(4)의 망상 프레임(400)의 표면 중 상기 제 1 기판(101)에 인접한 표면에 조사된다. 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 망상 반사층(4)의 망상 프레임(400)의 표면은 상기 광의 다른 일부를 반사하여 상기 광의 다른 일부는 상기 간극(3)을 통과하여 상기 제 1 기판(101)으로 입사된다. 상기 제 1 기판(101)은 상기 망상 프레임(400)에서 반사된 상기 광의 일부 또는 전부를 다시 반사시키며, 상기 제 1 기판(101)에서 반사된 광은 상기 복수의 태양 전지 칩으로 입사되어 광의 이용률을 높인다.
일부 실시 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 태양광 발전 장치에 포함되는 상기 복수의 태양 전지 칩은 양면 태양 전지 칩이다. 또한, 상기 망상 반사층(4)의 재질은 양면 반사 재질, 즉 상기 망상 반사층(4)은 양면 반사층이다. 상기 망상 반사층(4)의 상기 망상 프레임(400)이 상기 태양 전지 칩들 사이의 간극(3) 아래에 위치하므로, 상기 반사층(4)에 포함된 상기 망상 프레임(400)은 상기 복수의 태양 전지 칩을 실질적으로 차폐하지 못한다. 이때 외부로부터 상기 제 2 기판(102)을 투과한 빛은 상기 망상 프레임(400)에 의해 차폐되지 않고 상기 광전변환층(2)의 복수의 태양 전지 칩을 향하여 조사된다. 이에 따라 상기 망상 프레임(400)은 주로 상기 태양 전지 칩들 사이의 간극(3)들 아래에, 그리고 상기 복수의 태양 전지 칩이 존재하지 않는 영역에 마련되어있다. 일부 실시 예에 있어서, 상기 제 1 기판(101)은 외부로부터의 광을 수신하도록 배치된다.
태양광 발전 장치가 전기를 발생시키는 경우, 외부로부터 상기 제 1 기판(101)을 통과하여 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 복수의 태양 전지 칩의 표면들로 조사되는 광을 사용하여 전기를 발생시키는 것에 더해서, 외부로부터 상기 제 2 기판(102)을 통과하여 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 상기 복수의 태양 전지 칩의 표면들로 조사되는 광 역시 전기를 발생시키는 데에도 사용될 수 있다. 또한, 상기 망상 반사층(4)은 양면 반사층으로, 외부로부터 상기 제 2 기판(102)을 투과한 광의 일부는 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 상기 복수의 태양 전지 칩의 표면들로 입사되고, 외부로부터 상기 제 2 기판(102)을 투과한 광의 다른 일부는 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 망상 프레임(400)의 표면으로 입사된다. 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 망상 프레임(400)의 표면은 상기 광의 다른 일부를 상기 제 2 기판(102)을 향하여 반사하고 이어 상기 제 2 기판(102)이 상기 반사된 광의 전부 또는 일부를 상기 광전변환층(2)의 상기 복수의 태양 전지 칩을 향해서 반사시킴으로써, 상기 복수의 태양 전지 칩 각각의 양면의 투과된 광의 반사 효율이 증가한다.
또한, 상기 망상 반사층(4)의 상기 망상 프레임(400)이 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공된 간극(3)들 아래에 위치하는 경우, 상기 망상 반사층(4)은 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 복수의 태양 전지 칩의 표면들의 광 흡수에 영향을 주지 않는 반면, 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공된 간극(3)들을 통과해 전달되는 광의 반사 효율은 향상하여, 전달된 광의 손실을 감소시킬 수 있다. 이 같은 방식으로, 태양광 발전 장치는 상기 망상 반사층(4)에 의해 반사되는 광을 최대한 이용하여 전기를 발생할 수 있다. 따라서, 종래의 양면 발전 장치에 비해서, 본 개시의 태양광 발전 장치의 발전 효율은 상당히 향상된다.
일부 실시 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 망상 반사층(4)의 두께는 0.1mm 내지 1mm이다. 예를 들면, 상기 망상 반사층(4)의 두께는 0.1㎜, 0.6㎜ 또는 1㎜이다. 상기 망상 반사층(4)의 두께가 1mm보다 큰 경우에는 상기 망상 반사층(4)이 비교적 두꺼워, 태양광 발전 장치의 경량 및 박막화에 도움이 안 될 수 있다. 한편, 상기 망상 반사층(4)의 두께가 0.1mm 미만인 경우, 상기 망상 반사층(4)에 포함된 상기 망상 프레임(400)에 의한 광 반사 효과가 영향을 받을 수 있다. 상기 망상 반사층(4)이 0.1mm 내지 1mm 두께 범위로 형성되는 경우, 이 두께는 태양광 발전 장치의 두께를 과도하게 증가시키지 않고서도 양호한 반사 효과를 확보할 수 있게 한다.
일부 실시 예에서, 태양광 발전 장치에 포함되는 상기 복수의 태양 전지 칩이 양면 태양 전지 칩들이고, 상기 망상 반사층(4)이 양면 망상 반사층인 경우에 있어서, 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면을 주 흡수 표면으로 하고 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면을 보조 흡수 표면으로 하게 되면, 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 망상 반사층(4)의 표면의 굴절률은 80%보다 크고, 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 망상 반사층(4)의 표면의 굴절률은 60%보다 크다. 상기 망상 반사층(4)은 TPT(Tedlar/PET/ Tedlar), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 알루미늄 호일 등일 수 있다. 굴절률은 총 복사 에너지에 대한 물체에 의해 반사되는 총 복사 에너지의 백분율로 정의된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 망상 반사층(4)은 망상으로 배열된 복수의 관통 구멍(402)을 더 포함한다. 상기 복수의 관통 구멍(402) 중 하나의 관통 구멍의 단면적은 상기 광전변환층(2)의 복수의 태양 전지 칩 중 대응하는 하나의 태양 전지 칩의 면적보다 크거나 같다. 상기 복수의 태양 전지 칩 중 상기 대응하는 하나의 태양 전지 칩의 상기 제 2 기판(102) 상의 정투영(orthographic projection)은, 상기 복수의 관통 구멍(402) 중 상기 하나의 관통 구멍의 상기 제 2 기판(102) 상의 정투영 내에 배치되어, 상기 망상 반사층(4)의 상기 망상 프레임(400)이 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공된 간극(3) 바로 아래에 위치한다. 이와 같이하여, 태양광 발전 장치의 특성을 확보하고, 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면으로의 광의 흡수율 (또는 이용률) 또는 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면으로의 광의 흡수율 (또는 이용률)을 확보할 수 있고, 상기 태양광 발전 장치에 의해 생성되는 발전량이 증가한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 망상 층(4)은 복수의 그리드(grid)(401)를 가지며, 상기 복수의 그리드(401) 각각은 상기 복수의 관통 구멍(402) 중 하나의 관통 구멍과 상기 하나의 관통 구멍을 둘러싸는 상기 망상 프레임(400)의 에지로 구성된다. 상기 광전변환층(2)의 복수의 태양 전지 칩 중 하나의 태양 전지 칩은 상기 복수의 그리드(401) 중 상기 하나의 태양 전지 칩에 대응하는 하나의 그리드 바로 위에 배치되어, 상기 망상 반사층(4)의 상기 망상 프레임(400)이 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공된 상기 간극(3) 바로 아래 위치한다. 이와 같이 하여, 상기 망상 반사층(4)이 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면의 태양광 흡수에 영향을 주는 것을 감소시키거나 제거할 수 있다. 이어 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 복수의 태양 전지 칩의 표면들이 태양광을 최대로 흡수할 수 있게 되고 흡수된 태양광을 사용하여 전기를 생성할 수 있다. 한편, 상기 망상 반사층(4)이 양면 망상 반사층인 경우, 상기 망상 반사층(4)의 상기 망상 프레임(400)의 양면 반사 특성을 이용하여, 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면 또는 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면의 광의 반사 효율이 향상되고, 전달된 광의 손실을 감소할 수 있어, 본 개시에 따른 태양광 발전 장치는 종래 양면 발전 장치에 비해 아주 높은 전력 생산 효율을 나타낸다.
예를 들어, 상기 망상 프레임(400)의 각 에지의 폭이 너무 크게 되는 것을 피하기 위해, 상기 망상 프레임(400)의 하나의 에지의 폭은 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공된 대응되는 간극(3)의 폭보다 작거나 같다. 상기 망상 프레임(400)의 에지가 너무 크게 되면, 상기 제 2 기판(102) 상의 상기 망상 프레임(400)의 정투영이, 상기 광전변환층(2)의 복수의 태양 전지 칩 중 대응하는 태양 전지 칩의 상기 제 2 기판(102) 상의 정투영과 일부 중첩되어, 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 복수의 태양 전지 칩의 표면들의 태양광 흡수에 영향을 끼쳐, 상기 복수의 태양 전지 칩의 발전 효율을 감소시키게 된다.
일부 실시 예에서, 태양광 발전 장치는 제 1 기판(101), 제 1 접착층(501), 복수의 태양 전지 칩, 제 2 접착층(502), 망상 반사층(4) 및 제 2 기판(102)을 위에서부터 아래로 열거된 순서로 포함한다. 여기서, 상기 제 1 기판(1)은 상기 제 1 접착층(501)에 의해 상기 복수의 태양 전지 칩과 접착하고, 상기 망상 반사층(4)은 상기 제 2 접착층(502)에 의해 상기 복수의 태양 전지 칩과 접착한다.
일부 실시 예에서 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 발전 장치는 제 1 기판(101), 제 1 접착층(501), 복수의 태양 전지 칩을 포함하는 광전변환층(2), 제 2 접착층(502), 망상 반사층(4), 제 3 접착층(503) 및 제 2 기판(102)을 위에서부터 아래로 열거된 순서로 포함할 수 있다. 상기 제 1 기판(101) 또는 상기 제 2 기판(102)은 초 투명 강화 유리(ultra-clear tempered glass), AR 코팅 반사 방지 유리, 반사 방지 패턴화된 유리(anti-reflective patterned glass), 반투명 폴리머 백플레인(translucent polymer backplane)(예를 들어 반투명 폴리머 백플레이트) 중 어느 하나로부터 선택될 수 있다. 상기 제 1 기판(101) 및 상기 제 2 기판(102)은 상기 광전변환층(2)의 복수의 태양 전지 칩을 고정하고 보호하도록 구성된다. 상기 제 1 기판(1)은 상기 제 1 접착층(501)에 의해 상기 광전변환층(2)과 접착한다. 상기 망상 반사층(4)은 상기 제 2 접착층(502)에 의해 상기 광전변환층(2)과 접착한다. 상기 망상 반사층(4)은 상기 제 3 접착층(503)에 의해 상기 제 2 기판(102)과 접착한다. 상기 태양광 발전 장치에서 상기 망상 반사층(4)과 상기 제 1 접착층(501), 상기 제 2 접착층(502), 또는 상기 제 3 접착층(503) 간의 호환성의 문제가 없다. 상기 제 1 접착층(501), 상기 제 2 접착층(502) 또는 상기 제 3 접착층(503)은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA) 접착층, 에틸렌-에틸 아크릴레이트(EEA) 접착층, 폴리아미드(PA) 접착층 중 어느 하나로부터 선택될 수 있다. 상기 제 1 접착층(501), 상기 제 2 접착층(502) 및 상기 제 3 접착층(503)은 상기 태양광 발전 장치를 구성하는 성분(층)들을 접착 및 고정하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 접착층(501), 상기 제 2 접착층(502) 및 상기 제 3 접착층(503)은 상기 태양광 발전 장치를 구성하는 상기 제 1 기판(101), 상기 복수의 태양 전지 칩을 포함하는 광전변환층(2), 상기 망상 반사층(4) 및 상기 제 2 기판(102)을 접착하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 상기 태양광 발전 장치에 포함되는 상기 복수의 태양 전지 칩은 양면 태양 전지 칩인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 2 기판(102) 상의 상기 망상 프레임(400)의 정투영은 상기 제 2 기판(102) 상의 상기 간극(3)의 정투영 내에 위치한다. 이는 기본적으로 상기 망상 프레임(400)이 외부의 광이 상기 제 2 기판(102)을 통과하여 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면으로 (결국 복수의 태양 전지 칩들의 표면들로) 입사되는 것을 차단하지 않도록 하며, 따라서 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면의 광의 흡수율이 증가한다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 관통 구멍(402) 각각은 대향 배치된 제 1 개구(402a) 및 제 2 개구(402b)를 포함한다. 상기 제 1 개구(402a)는 상기 간극(3)에 인접한다. 상기 제 2 개구(402b)는 상기 제 2 기판(102)에 인접한다. 상기 제 2 기판(102) 상의 상기 제 1 개구(402a)의 정투영은 상기 제 2 기판(102) 상의 상기 제 2 개구(402b)의 정투영보다 크다. 따라서, 상기 복수의 관통 구멍(402) 각각은 나팔 구조를 갖는다.
예시적으로, 상기 제 2 기판(102) 상의 상기 광전변환층(2)의 상기 복수의 태양 전지 칩 중 하나의 태양 전지 칩의 정투영은 상기 제 2 기판(102) 상의 상기 복수의 관통 구멍(402) 중 대응하는 하나의 관통 구멍의 제 2 개구(402b)의 정투영 내에 위치한다. 이와 같은 방식으로, 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면 상의 모든 위치는 외부로부터 상기 제 1 기판(101)을 통과하는 태양광을 받을 수 있다.
상기 복수의 관통 구멍(402) 각각의 내벽은 상기 망상 프레임(400)의 측면이다. 이와 같이, 외부로부터 상기 제 1 기판(101)을 투과한 광이 상기 망상 반사층 (4)으로 입사될 때, 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 망상 프레임(400)의 측면뿐만 아니라 상기 제 1 기판(101)에서 먼 상기 망상 프레임(400)의 측면으로 입사될 수 있다. 상기 복수의 관통 구멍(402) 중 어느 하나의 관통 구멍이 나팔 구조인 경우, 상기 망사 반사층(4)의 측면은 대략 경사진 형상을 갖는다. 따라서, 상기 망상 프레임(400)의 측면은 외부로부터 상기 제 1 기판(101)을 통과하는 광을 반사시킬 뿐만 아니라, 상기 반사된 광이 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면으로 더욱 잘 입사되도록 한다.
예를 들어, 상기 망상 프레임(400)의 측면 경사각은 상기 망상 프레임(400)의 측면에서 반사된 광의 출사 각도를 결정한다. 측면의 경사도가 클수록 상기 측면에서 반사된 광이 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면상으로 더 잘 입사하게 된다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 관통 구멍(402) 중 하나의 관통 구멍이 나팔 구조를 갖는 경우, 특히 상기 복수의 관통 구멍(402) 중 상기 하나의 관통 구멍은 피라미드(프리즘) 구조 또는 원뿔대 구조를 가질 수 있다. 여기서, 상기 제 1 기판(101)에 수직인 평면에 있어서의 상기 복수의 관통 구멍(402) 중 하나의 단면은 사다리꼴이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 관통 구멍(402) 각각의 내벽에는 지향성 반사 구조체(403)가 제공된다. 상기 지향성 반사 구조체(403)는, 상기 복수의 관통 구멍(402) 각각의 내벽으로 입사된 광이 상기 복수의 태양 전지 칩 중 적어도 하나에 의해 잘 활용되도록, 상기 복수의 관통 구멍(402) 각각의 내벽으로 입사된 광의 반사 각도를 조정하도록 구성된다.
예시적으로, 상기 방향성 반사 구조체(403)는 코너가 곡선인(round-corner) 반사 구조체, 모따기 된(chamfered) 반사 구조체 또는 변형된(deformed) 반사 구조체이며 여기에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시 예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 망상 반사층(4)은 양면 반사층이다. 상기 복수의 태양 전지 칩은 양면 태양 전지 칩이다. 상기 제 1 접착층(501)의 굴절률은 제 1 기판(101)의 굴절률보다 크다. 상기 제 1 기판(101)의 굴절률은 공기의 굴절률보다 크다. 외부로부터 상기 제 1 기판(101)을 투과한 광이 상기 망상 반사층(4)에 포함된 상기 망상 프레임(400)으로 전달된 후, 상기 망상 프레임(400)에서 반사된 광은 대응하는 간극(3)을 통과하여 상기 제 1 접착층(501)으로 입사된다. 여기서, 상기 제 1 접착층(501)의 굴절률, 상기 제 1 기판(101)의 굴절률 및 공기 굴절률이 정합(match)되어 상기 망상 프레임(400)에 의해 반사된 광의 대부분 또는 전부가 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면을 향해 상기 제 1 기판(101)에 의해 반사될 수 있다.
유사하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 접착층(503)의 굴절률은 상기 제 2 기판(102)의 굴절률보다 크다. 상기 제 2 기판(102)의 굴절률은 공기의 굴절률보다 크다. 외부로부터 상기 제 2 기판(102)을 통과한 광이 상기 망상 반사층(4)에 포함된 상기 망상 프레임(400)으로 전달된 후, 상기 망상 프레임 (400)에서 반사된 광은 대응하는 간극(3)을 통과하여 상기 제 3 접착층(503)으로 입사된다. 여기서, 상기 제 3 접착층(503)의 굴절률, 상기 제 2 기판(102)의 굴절률 및 공기의 굴절률은 정합되어 상기 망상 프레임(400)에서 반사된 광의 대부분 는 전부가 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면을 향해 상기 제 2 기판(102)에 의해 반사될 수 있다.
일부 실시 예에 있어서, 상기 태양광 발전 장치에 포함되는 상기 복수의 태양 전지 칩은 양면 태양 전지 칩이다. 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면 태양광을 대부분 흡수하는 표면으로 하고 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면을 태양광을 보충적으로 흡수하는 표면으로 할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 망상 반사층(4)의 표면의 굴절률은 80%보다 크고, 상기 제 2 기판(102)에 인접한 상기 망상 반사층(4)의 표면의 굴절률은 60%보다 크다. 이와 같이하면, 상기 제 1 기판(101)에 인접한 상기 망상 반사층(4)의 표면이 상기 제 1 기판(101)에 보다 많은 광을 반사시킬 수 있어, 상기 제 1 기판(101)이 자신에 인접한 상기 광전변환층(2)의 표면으로 상기 광을 반사시켜 상기 광발전 장치의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 실시 예들이 위에서 설명되었지만, 설명된 내용은 본 개시의 이해를 돕기 위해 예를 든 것일 뿐 본 개시의 범위가 설명된 실시 예들에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 실시 예들의 형태 및 세부 사항에서 임의의 변경 및 변형이 통상의 기술자에 의해 이루어질 수 있다. 그러나 본 개시의 보호범위는 청구 범위에 의해 규정된 범위에 여전히 기초해야 한다.
상기 실시 예들은 본 개시의 원리를 설명하기 위한 목적으로만 예시적인 것으로 이해될 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다. 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 개시 내용의 사상 및 본질을 벗어나지 않고 다양한 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 명백히 알 수 있으며, 그러한 변형 및 수정 또한 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (17)

  1. 차례로 적층된 제 1 기판, 복수의 태양 전지 칩을 포함하는 광전변환층, 망상 반사층 및 제 2 기판을 포함하는 태양광 발전 장치로서,
    상기 광전변환층의 상기 태양 전지 칩들 사이에 간극이 제공되고, 상기 망상 반사층의 망상 프레임이 상기 간극 아래에 위치하는 태양광 발전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양광 발전 장치는 제 1 접착층과 제 2 접착층을 더 포하고,
    상기 제 1 기판은 상기 제 1 접착층에 의해 상기 광전변환층과 접착되고, 상기 망상 반사층은 상기 제 2 접착층에 의해 상기 광전변환층과 접착되는 태양광 발전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 망상 반사층은 망상 형태로 배열된 복수의 관통 구멍을 더 포함하고,
    상기 복수의 관통 구멍 중 하나의 관통 구멍의 단면적은 상기 광전변환층의 복수의 태양 전지 칩 중 상기 하나의 관통 구멍에 대응하는 하나의 태양 전지 칩의 면적보다 같거나 크고,
    상기 하나의 관통 구멍에 대응하는 상기 하나의 태양 전지 칩의 상기 제 2 기판상의 정투영은 상기 복수의 관통 구멍 중 상기 하나의 관통 구멍의 상기 제 2 기판상의 정투영 내에 배치되어 상기 망상 반사층의 상기 망상 프레임이 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공된 상기 간극 바로 아래에 위치하는 태양광 발전 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 망상 반사층은 복수의 그리드를 더 포함하고,
    각 그리드는 상기 복수의 관통 구멍 중 하나의 관통 구멍과 상기 복수의 관통 구멍 중 상기 하나의 관통 구멍을 둘러싸는 상기 망상 프레임의 에지에 의해 구성되며, 상기 광전변환층의 상기 복수의 태양 전지 칩 중 상기 하나의 태양 전지 칩은 상기 복수의 그리드 중 대응하는 하나의 그리드 바로 위에 배치되는 태양광 발전 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 망상 프레임의 하나의 에지의 폭은 상기 태양 전지 칩들 사이에 제공되는 대응하는 간극의 폭보다 작거나 같은 태양광 발전 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양광 발전 장치는 제 3 접착층을 더 포함하고,
    상기 망상 반사층은 상기 제 3 접착층을 통해 상기 제 2 기판에 접착되는 태양광 발전 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 접착층, 상기 제 2 접착층 또는 상기 제 3 접착층은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 접착층, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 접착층, 폴리아미드 접착층 중 하나로부터 선택되는 태양광 발전 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판은 초 투명 강화 유리, AR 코팅 반사 방지 유리, 반사 방지 패턴화된 유리, 반투명 폴리머 백플레인 중 어느 하나로부터 선택되는 태양광 발전 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 태양 전지 칩은 양면 태양 전지 칩들인 태양광 발전 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 망상 반사층의 재질은 양면 반사 재질인 태양광 발전 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 망상 반사층의 두께는 0.1 mm ~ 1mm인 태양광 발전 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판상의 상기 망상 프레임의 정투영은 상기 제 2 기판상 상의 상기 간극의 정투영 내에 위치하는 태양광 발전 장치.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 관통 구멍 각각은 대향 배치된 제 1 개구 및 제 2 개구를 포함하고,
    상기 제 1 개구는 상기 간극에 인접하고, 상기 제 2 개구는 상기 제 2 기판에 인접하며,
    상기 제 2 기판상의 상기 제 1 개구의 정투영은 상기 제 2 기판상의 상기 제 2 개구의 정투영보다 크고, 상기 제 2 기판상의 상기 복수의 태양 전지 칩 중 상기 대응하는 하나의 태양 전지 칩의 정투영은 상기 제 2 기판상의 상기 복수의 관통 구멍 상기 중 하나의 관통 구멍의 제 2 개구의 정투영 내에 배치되는 태양광 발전 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 기판에 수직인 평면에 있어서의 상기 복수의 관통 구멍 중 적어도 하나의 관통 구멍의 단면은 사다리꼴인 태양광 발전 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 관통 구멍 각각의 내벽에는 지향성 반사 구조체가 구비되고,
    상기 지향성 반사 구조체는 상기 복수의 관통 구멍 각각의 내벽으로 입사된 광의 반사각을 조절하도록 구성되는 태양광 발전 장치.
  16. 제 12 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 태양광 발전 장치는 제 1 접착층 및 제 3 접착층을 더 포함하고,
    상기 제 1 기판은 상기 제 1 접착층에 의해 상기 광전변환층과 접착되고, 상기 망상 반사층은 상기 제 3 접착층에 의해 상기 제 2 기판과 접착되며,
    상기 망상 반사층은 양면 반사층이고, 상기 복수의 태양 전지 칩은 양면 태양 전지 칩들이며,
    상기 제 1 접착층의 굴절률은 상기 제 1 기판의 굴절률보다 크며, 상기 제 1 기판의 굴절률은 공기의 굴절률보다 크고,
    상기 제 3 접착층의 굴절률은 상기 제 2 기판의 굴절률보다 크며, 상기 제 2 기판의 굴절률은 공기의 굴절률보다 큰 태양광 발전 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에 인접한 상기 망상 반사층의 표면은 굴절률이 80%보다 크고, 상기 제 2 기판에 인접한 상기 망상 반사층의 표면은 굴절률이 60%보다 큰 태양광 발전 장치.
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