KR20190072366A - 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법 및 측정장치 - Google Patents

태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법 및 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법을 제공한다. 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법은 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도 및 상기 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도를 측정하는 단계, 상기 태양전지의 제1 온도와 상기 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 A값을 구하는 단계, 상기 태양전지 열전 융합소자에서 상기 태양전지의 온도를 X ℃로 고정한 후 상기 열전소자의 냉각영역의 온도를 (X-A) ℃로 고정하는 단계 및 상기 태양전지 열전 융합소자의 효율을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법 및 측정장치{Method and apparatus for measuring efficiency of solar photovoltaic-thermoelectric fusion device}
본 발명은 태양전지 열전 융합소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 및 열전소자를 융합한 태양전지 열전 융합소자의 효율 측정방법 및 측정장치에 관한 것이다.
태양전지(solar cell)는 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술이다. 태양전지는 태양광을 직접 전기로 광전변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(diode)라 할 수 있다.
태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지의 반도체층에 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 이 때 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다.
일반적으로 태양전지는 실리콘 태양전지와 박막 태양전지로 구분할 수 있는데, 실리콘 태양전지는 실리콘과 같은 반도체 물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 CIGS계 화합물을 박막의 형태로 형성하여 제조한 것이다.
한편, 태양전지의 경우, 빛에 의해 태양전지 자체의 온도가 상승될 수 있는데, 일정 수준 이상으로 온도가 상승되는 경우 태양전지의 광전변환효율의 저하를 야기한다.
따라서, 태양전지와 열전소자를 결합하여 태양전지에 인가되는 열이 열전소자에 이용되도록 하는 기술이 연구되고 있다.
열전소자란 냉각이나 가열을 동시에 수행하여야 하는 경우 그리고 열원을 이용한 발전이 필요한 경우에 어디든지 사용할 수 있는 열과 전기의 교환시스템이다.
1821년 독일의 Seebeck은 Cu와 Bi 또는 Bi와 Sb의 양쪽 끝을 연결하고 접합부의 한쪽을 가열한 결과 회로의 가운데에 높은 자침의 방향이 바뀌는 특이한 현상을 발견 하였다.
Seebeck은 이 결과를 Oersted 및 Biot와 Savart의 연구 결과를 바탕으로 온도차에 의해 도체가 자기적으로 분극을 일으킨 결과라고 해석하였고 이 현상은 온도차에 의해 전압 즉, 열기전력(thermoelectromotive force)이 발생하여 폐회로 내에서 전류가 흐르기 때문에 일어나는 것으로서 열전발전의 원리이며, Seebeck효과로 불리운다.
이후, 1843년 프랑스의 Peltier는 동일한 형상을 한 두 개의 서로 다른 금속으로 이루어진 회로에 직류전기를 흘리면 한 접합부에서는 흡열이 일어나고 다른 접합부에서는 발열이 일어나며, 전류의 방향을 반대로 하면 흡열과 발열이 반대로 일어나는 현상을 발견하였다.
이전까지는 전선에 전류를 흘리면 Joule 법칙에 의해서 발열만이 일어나는 것으로 생각하였으나, 전혀 기대하지 못했던 현상이 발견되었는데 이 현상은 일종의 heat pumping 현상으로써 전자냉각의 원리이며, Peltier 효과라 한다.
1851년 영국의 Thomson은 Seebeck 효과와 Peltier 효과의 가역성을 열역학적으로 이론화하던 중 온도기울기가 있는 도체에 전류를 흘리면 열역학 제2법칙에 의해 도체내부에서 열이 흡수되거나 또는 열이 발생되는 효과 있을 수 있음을 예측하였는데 이 현상을 Thomson 효과라 하며, 그 이후에 실험적으로 증명이 되어 Seebeck 효과, Peltier 효과와 Thomson 효과를 통틀어 열전 현상이라 한다.
한편, 이러한 태양전지와 열전소자의 효율을 측정하는 기준은 서로 상이하다. 구체적으로 태양전지는 빛을 받아 발전을 하는데, 이러한 태양전지는 반도체 소자이기 때문에 온도가 높아짐에 따라 효율이 변화하게(감소하게) 된다. 따라서, 태양전지의 광전변환효율을 측정할 때, 태양전지의 온도를 고정하고 측정하는 것이 바람직하다.
이와 달리, 열전소자는 온도차를 이용하여 발전을 하므로, 열전소자의 열전변환효율을 측정할 때, 온도차를 임의로 고정하고 측정하는 것이 바람직하다.
따라서, 태양전지와 열전소자를 결합한 융합소자의 경우, 융합소자의 발전효율을 측정하기 위한 기준을 정하는 것이 문제가 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0112150호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양전지 열전 융합소자의 효율 측정 방법 및 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법을 제공한다. 이러한 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법은 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도 및 상기 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도를 측정하는 단계, 상기 태양전지의 제1 온도와 상기 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 A값을 구하는 단계, 상기 태양전지 열전 융합소자에서 상기 태양전지의 온도를 X ℃로 고정한 후 상기 열전소자의 냉각영역의 온도를 (X-A) ℃로 고정하는 단계 및 상기 태양전지 열전 융합소자의 효율을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 소정의 태양광 조건은 1 sun의 태양광 조건인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 X ℃는 20 ℃ 내지 30 ℃인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 X ℃는 25 ℃인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 태양전지 열전 융합소자는, 열전소자 및 상기 열전소자 상에 위치하는 태양전지를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 열전소자와 상기 태양전지는 전기적으로 직렬 연결된 것을 특징으로 한다. 다만 경우에 따라서는 상기 열전소자와 상기 태양전지는 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.
또 다른 예로 상기 태양전지 열전 융합소자는 태양전지 모듈 및 열전소자 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열전소자는, 냉각영역을 이루는 제1 기판, 제1 기판 상에 위치하는 하부전극, 하부전극 상에 위치하되, 상호 이격된 p형 열전재료와 n형 열전재료를 포함하는 열전부, 상기 열전부 상에 위치하는 상부전극 및 상기 상부전극 상에 위치하되, 방열영역을 이루는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면은 실시예는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치를 제공한다. 이러한 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치는 등온 챔버, 상기 등온 챔버 내에 위치하되, 태양전지 열전 융합소자가 배치되는 지지부, 상기 지지부 내에 위치하되, 상기 배치되는 태양전지 열전 융합소자의 열전소자의 냉각영역과 접촉되는 쿨링 플레이트, 상기 등온 챔버 내에 위치하여 상기 등온 챔버 내의 온도를 유지시켜주는 가열부, 상기 지지부에 배치되는 태양전지 열전 융합소자의 태양전지의 전력을 측정하는 태양전지 전력 측정부 및 상기 지지부에 배치되는 태양전지 열전 융합소자의 열전소자의 전력을 측정하는 열전소자 전력 측정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가열부는 상기 태양전지를 기준온도로 유지시키고, 상기 쿨링 플레이트는 상기 열전소자의 냉각영역의 온도를 상기 기준온도와의 온도차이가 A값이 되도록 유지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 A값은 소정의 태양광 조건에서 상기 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도 및 상기 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소정의 태양광 조건은 1 sun의 태양광 조건인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 열전 융합소자의 효율의 측정방법에 대한 효과적인 측정기준을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 태양전지 열전 융합소자의 효율을 효과적으로 측정할 수 있는 측정장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자의 효율 측정방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치를 나타낸 개념도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법을 설명하기 위한 도면들이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자 측정방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자의 효율 측정방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자 측정방법은 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화(saturation)된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도 및 상기 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도를 측정하는 단계(S100), 상기 태양전지의 제1 온도와 상기 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 A값을 구하는 단계(S200), 상기 태양전지 열전 융합소자에서 상기 태양전지의 온도를 X ℃로 고정한 후 상기 열전소자의 냉각영역(cold side)의 온도를 (X-A) ℃로 고정하는 단계(S300) 및 상기 태양전지 열전 융합소자의 효율을 측정하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
먼저, 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도 및 상기 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도를 측정한다(S100).
예를 들어, 상기 소정의 태양광 조건은 1 sun의 태양광 조건인 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 1 sun의 조건은 빛의 세기를 1 kW/m2로 설정한 조건일 수 있다.
이 때의 태양전지 열전 융합소자는 태양전지와 열전소자가 결합된 융합소자이다. 이러한 태양전지 열전 융합소자에 본 발명의 효율 측정방법을 적용함에 있어 태양전지 열전융합소자의 구체적인 결합형태에는 관계없이 모두 적용될 수 있을 것이다.
예를 들어, 태양전지 열전 융합소자는, 열전소자 및 상기 열전소자 상에 위치하는 태양전지를 포함할 수 있다. 이때의 열전소자와 태양전지는 전기적으로 직렬연결될 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 열전소자와 태양전지가 직접 부착된 구조가 아닌 경우도 가능하며, 이러한 경우 전기적으로 직렬연결되지 않는 경우도 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지 열전 융합소자는 모듈화된 경우도 모두 포함한다. 예를 들어, 태양전지 열전 융합소자는 태양광모듈 및 열전모듈을 포함할 수 있다. 이러한 태양광모듈 및 열전모듈을 경우에 따라 직접 결합된 경우도 있다. 이러한 태양광모듈을 전기적으로 직렬연결될 수 도 있고, 전기적으로 연결되지 않을 수 도 있다.
또한 예를 들어, 상기 열전소자는, 냉각영역을 이루는 제1 기판, 제1 기판 상에 위치하는 하부전극, 하부전극 상에 위치하되, 상호 이격된 p형 열전재료와 n형 열전재료를 포함하는 열전부, 상기 열전부 상에 위치하는 상부전극 및 상기 상부전극 상에 위치하되, 방열영역을 이루는 제2 기판을 포함할 수 있다.
이때의 냉각영역은 대기와 접할 수 있고, 이때의 방열영역은 태양전지와 접할 수 있다.
따라서, 태양전지 열전 융합소자의 열전소자는 태양빛을 받았을 때 태양전지가 작동하고, 이때 태양전지에서 발생하는 온도와 대기온도의 차이를 이용하여 열전소자가 작동할 수 있다.
따라서, 실제 필드(field)에서 구동하는 태양전지 열전 융합소자의 경우, 열전소자의 방열영역(hot side)의 온도는 태양전지에서 발생하는 온도이고, 열전소자의 냉각영역(cold side)의 온도는 대기온도일 것이다.
따라서, 본 발명에서는 먼저, 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도를 구하고, 상기 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도를 측정하게 된다.
그 다음에, 상기 태양전지의 제1 온도와 상기 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 A값을 구한다(S200).
따라서, 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후, 측정된 태양전지의 제1 온도와 상기 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 A값은 결국 열전소자의 방열영역과 냉각영역의 온도차이 값일 수 있다.
그 다음에, 상기 태양전지 열전 융합소자에서 상기 태양전지의 온도를 X ℃로 고정한 후 상기 열전소자의 냉각영역(cold side)의 온도를 (X-A) ℃로 고정한다(S300).
태양전지 열전 융합소자에서 태양전지의 효율을 측정하기 위하여는 태양전지의 온도를 고정하는 것이 바람직하다. 이는 태양전지의 효율은 태양전지의 온도에 따라 변화하기 때문에, 태양전지의 온도를 고정하여 효율을 측정하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 X ℃는 20 ℃ 내지 30 ℃일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 예로, 태양전지의 표준측정온도인 25℃와 동일한 기준이 되도록 태양전지 열전 융합소자의 태양전지의 측정 온도인 X ℃를 25 ℃로 설정할 수 있다.
그리고, 열전소자의 냉각영역의 온도를 (X-A) ℃로 고정한다. 이는 실제 필드에서의 태양전지의 온도와 대기온도 차이에 의해 열전소자가 작동될 때의 효율을 측정하기 위함이다. 즉, 태양전지의 온도를 X ℃로 고정하기 때문에, 열전소자의 냉각영역의 온도도 필드에서의 태양전지의 온도와 대기온도 차이 값과 동일하게 설정하게 된다.
그 다음에 상기 태양전지 열전 융합소자의 태양전지 및 열전소자의 효율을 측정한다(S400).
이때, S100단계와 동일한 태양광 조건으로 설정하여 태양전지 열전 융합소자의 태양전지 및 열전소자의 효율을 측정할 수 있다. 예를 들어, S100단계에서 1 sun의 태양광 조건에서 제1온도 및 제2온도를 측정하였는 바, S400 단계에서도 1 sun의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 태양전지 및 열전소자의 효율을 측정할 수 있다.
태양전지의 경우, 태양전지의 온도에 따라 발전효율이 영향을 크게 받기 때문에, 태양전지의 온도를 고정하여 발전효율을 측정하는 것이 바람직하다.
그리고, 이때 열전소자의 냉각영역의 온도를 (X-A) ℃로 고정하여 측정하므로 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후 실제 발전될 때의 열전소자의 온도차이 값인 A값인 경우의 발전효율을 측정할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 측정방법의 경우, 융합소자의 태양전지의 온도를 25 ℃로 고정하여 측정할 경우, 태양전지의 표준 측정방법이 25 ℃이기 때문에 융합소자와 태양전지와의 특성 비교도 가능한 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자를 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 태양전지 열전 융합소자(10)는 열전소자(12) 및 열전소자(12) 상에 위치하는 태양전지(11)를 포함할 수 있다.
이러한 태양전지 열전 융합소자에 소정의 태양광 조건을 설정하기 위하여 임의의 광원(light source)을 이용할 수 있다.
또한, 열전소자(12) 하부에는 열전소자(12)의 냉각영역의 온도를 소정의 조건으로 설정하기 위하여 쿨링 플레이트(20)를 구비할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치를 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치는 등온 챔버(30), 상기 등온 챔버(30) 내에 위치하되, 태양전지 열전 융합소자(10)가 배치되는 지지부(70), 상기 지지부(70) 내에 위치하되, 상기 배치되는 태양전지 열전 융합소자(10)의 열전소자의 냉각영역과 접촉되는 쿨링 플레이트(20), 상기 등온 챔버(30) 내에 위치하여 상기 등온 챔버(30) 내의 온도를 유지시켜주는 가열부(40), 상기 지지부(70)에 배치되는 태양전지 열전 융합소자(10)의 태양전지의 전력을 측정하는 태양전지 전력 측정부(50) 및 상기 지지부(70)에 배치되는 태양전지 열전 융합소자(10)의 열전소자의 전력을 측정하는 열전소자 전력 측정부(60)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양전지 열전 융합소자(10)의 효율을 측정하기 위하여 소정의 태양광 조건에서, 태양전지 열전 융합소자(10)의 태양전지의 온도를 고정해야 하므로 등온 챔버(30)가 바람직하며, 등온 챔버(30) 내에 위치하는 가열부(40)는 태양전지 열전 융합소자(10)의 태양전지의 온도를 기준온도로 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 기준온도는 25 ℃일 수 있다.
또한, 등온 챔버(30) 내에 위치하는 쿨링 플레이트(20)는 태양전지 열전 융합소자(10)의 열전소자의 냉각영역의 온도를 특정 온도로 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 쿨링 플레이트(20)는 상기 열전소자의 냉각영역의 온도를 상기 기준온도와의 온도차이가 A값이 되도록 유지시킬 수 있다.
이때의 A값은 소정의 태양광 조건에서 상기 태양전지 열전 융합소자(10)의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자(10)의 태양전지의 제1온도 및 상기 융합소자(10)의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 것을 특징으로 한다. 또한, 예를 들어, 상기 소정의 태양광 조건은 1 sun의 태양광 조건인 것을 특징으로 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 광원(light source)의 세기를 소정의 태양광 조건인 1 sun으로 설정한다. 그리고, 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도인 X값을 측정하고, 열전소자의 냉각영역의 제2 온도를 측정하고, 열전소자의 온도차이값(△T)인 A값을 구한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예 따른 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치를 이용하여 태양전지 열전 융합소자의 효율을 측정할 수 있다.
도 5를 참조하면, 등온 챔버 내의 온도를 기준 온도(X)인 25 ℃로 유지시킴으로써 태양전지 열전 융합소자의 태양전지의 온도를 25 ℃로 고정시킬 수 있다. 그리고, 쿨링 플레이트(Cooling plate)를 통하여 열전 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 온도를 열전소자의 온도차이값(△T)인 A값이 구현되도록 온도 제어할 수 있다.
즉, 쿨링 플레이트의 온도를 (25-A) ℃로 유지시켜 열전소자의 냉각영역의 온도를 (25-A) ℃로 고정함으로써, 태양전지 열전 융합소자의 열전소자의 온도차이값을 A 값으로 고정시킬 수 있다.
그리고, 태양전지 전력 측정부(PV Power meter with MPPT)를 이용하여 태양전지 열전 융합소자(10)의 태양전지의 전력을 측정하고, 열전소자 전력 측정부(TE Power meter with MPPT)를 이용하여 열전소자의 전력을 측정하여 태양전지 열전 융합소자의 효율을 측정할 수 있다.
한편, 반대로 열전소자의 온도차이값인 A값으로 고정시키기 위하여 태양전지의 온도를 높이면 융합소자의 출력은 알 수 있지만, 태양전지의 표준 측정방법이 25℃이기 때문에 융합소자와 태양전지와의 특성을 비교할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 태양전지의 온도를 25 ℃로 고정하고, 열전소자의 냉각영역의 온도를 조정하여 열전소자의 온도차이값을 설정한 후 융합소자의 발전효율을 측정하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 열전 융합소자의 효율의 측정방법에 대한 효과적인 측정기준을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 태양전지 열전 융합소자의 효율을 효과적으로 측정할 수 있는 측정장치를 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 태양전지 열전 융합소자 11: 열전소자
12: 태양전지 20: 쿨링 플레이트
30: 등온 챔버 40: 가열부
50: 열전소자 전력 측정부 60: 태양전지 전력 측정부
70: 지지부

Claims (11)

  1. 소정의 태양광 조건에서 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도 및 상기 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도를 측정하는 단계;
    상기 태양전지의 제1 온도와 상기 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 A값을 구하는 단계;
    상기 태양전지 열전 융합소자에서 상기 태양전지의 온도를 X ℃로 고정한 후 상기 열전소자의 냉각영역의 온도를 (X-A) ℃로 고정하는 단계; 및
    상기 태양전지 열전 융합소자의 태양전지 및 열전소자의 효율을 측정하는 단계를 포함하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 태양광 조건은 1 sun의 태양광 조건인 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 X ℃는 20 ℃ 내지 30 ℃인 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 X ℃는 25 ℃인 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지 열전 융합소자는,
    열전소자; 및
    상기 열전소자 상에 위치하는 태양전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지 열전 융합소자는 태양전지 모듈 및 열전소자 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열전소자는,
    냉각영역을 이루는 제1 기판;
    제1 기판 상에 위치하는 하부전극;
    하부전극 상에 위치하되, 상호 이격된 p형 열전재료와 n형 열전재료를 포함하는 열전부;
    상기 열전부 상에 위치하는 상부전극; 및
    상기 상부전극 상에 위치하되, 방열영역을 이루는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정방법.
  8. 등온 챔버;
    상기 등온 챔버 내에 위치하되, 태양전지 열전 융합소자가 배치되는 지지부;
    상기 지지부 내에 위치하되, 상기 배치되는 태양전지 열전 융합소자의 열전소자의 냉각영역과 접촉되는 쿨링 플레이트;
    상기 등온 챔버 내에 위치하여 상기 등온 챔버 내의 온도를 유지시켜주는 가열부;
    상기 지지부에 배치되는 태양전지 열전 융합소자의 태양전지의 전력을 측정하는 태양전지 전력 측정부; 및
    상기 지지부에 배치되는 태양전지 열전 융합소자의 열전소자의 전력을 측정하는 열전소자 전력 측정부를 포함하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 태양전지를 기준온도로 유지시키고,
    상기 쿨링 플레이트는 상기 열전소자의 냉각영역의 온도를 상기 기준온도와의 온도차이가 A값이 되도록 유지시키는 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 A값은 소정의 태양광 조건에서 상기 태양전지 열전 융합소자의 온도가 포화된 후의 상기 융합소자의 태양전지의 제1온도 및 상기 융합소자의 열전소자의 냉각영역의 제2 온도의 온도차이 값인 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 소정의 태양광 조건은 1 sun의 태양광 조건인 것을 특징으로 하는 태양전지 열전 융합소자 효율 측정장치.
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