KR20200008675A - 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트가 제공된다. 상기 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트는, 몸체, 상기 몸체의 일측면에 임베디드되는 직교 메쉬 형태의 와이어, 및 상기 몸체의 타측면에 임베디드되는 메탈 컨덕터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양 전지의 모듈의 제작에 관한 것으로서, 더 상세하게는 단위 태양 전지들의 전극을 연결하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
특히, 본 발명은 시트를 이용하여 단위 태양 전지들의 전극을 연결하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
일반적인 결정질 실리콘 단위 태양 전지의 전면부(미도시)는 음극 전극이, 후면부(미도시)는 양극 전극이 배치된다.
그런데, 단위 태양 전지 하나의 전압은 약 0.65 V 정도이기 때문에 배터리들을 직렬로 연결시켜 전압을 높이듯이 단위 태양 전지들을 직렬로 연결시켜 출력 전압을 높인다. 부연하면, 단위 태양 전지의 전면 버스 전극과, 그 다음에 위치한 태양 전지의 후면 버스 전극을 직렬로 연결시키는 작업을 태빙(tabbing)이라고 한다. 태빙되어 있는 단위 태양 전지들을 기차와 같이 길게 일렬로 연결한 것을 스트링(string)이라 하며, 스트링들을 상호 연결하여 태양 전지 모듈을 제작한다.
이러한 태빙 기술로는 고온 솔더링 방식이 있다. 고온 솔더링 방식의 경우, 전면 혹은 후면 버스 전극과, 구리의 겉면에 솔더가 코팅되어 있는 메탈 리본을 접합한다. 구리 코어의 메탈 리본에 코팅되어 있는 솔더의 융점은 유연계의 경우 약 180℃, 무연계의 경우 약 200℃ 이상이며, 신속히 솔더링 작업을 수행하기 위해 솔더링 온도는 약 400~450℃ 정도로 설정된다.
따라서, 고온 솔더링 작업 시 열 충격에 의해 태양 전지가 파손되거나, 태양 전지 내부에 마이크로 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 고온 솔더링 태빙 작업에 의해 휜 태양 전지를 유리, 봉지재 및 백시트 사이에 넣고 합착하는 작업이 어려워진다. 또한, 메탈 리본과 태양 전지 간의 잔류 응력이 태양 전지 내부에 존재하던 마이크로 크랙을 자극하여 성장시킴으로써 결국 태양 전지가 파손될 수 있다.
또한, 솔더링 작업후 상온에서 냉각될 때 열팽창 계수가 높은 메탈리본이 더 심하게 수축되기 때문에 태양 전지가 휘는 문제가 발생한다.
특히, 실리콘 잉곳에서 더 많은 태양 전지 웨이퍼를 생산하여 제조단가를 낮추기 위해 태양 전지 웨이퍼의 두께가 점차 박형화되어 가는데, 고온 태빙 작업에 의한 태양 전지 휨 문제는 박형화 태양 전지에서 더욱 심각해지고 있다.
또한, 단위 태양 전지들이 직렬로 연결되어 있기 때문에 하나의 단위 태양 전지만 파손되더라도 태양 전지 모듈 전체의 출력이 심각하게 저하될 수 있다.
한편, 단위 태양 전지의 상부 버스 전극과 이웃 단위 태양 전지의 하부 버스 전극을 메탈 리본으로 직렬 연결해야 되므로 작업 공정이 복잡하다. 그 결과, 태양 전지 모듈을 제작하기 위해 다양한 제조장비들(예를 들면, tabber and stringer, layup, busing, laminator 등을 들 수 있음)이 요구된다.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해, 메탈 리본의 태빙 공정을 이용하지 않고 단위 태양 전지들의 전극을 연결하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시트를 이용하여 단위 태양 전지들의 전극을 연결하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트 및 이의 제조 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 메탈 리본의 태빙 공정을 이용하지 않고 단위 태양 전지들의 전극을 연결하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트를 제공한다.
상기 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트는,
봉지재로 구성된 시트 형태의 몸체;
상기 몸체의 일측면에 설치되는 와이어; 및
상기 몸체의 타측면에 임베디드되는 메탈 컨덕터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 몸체의 일측면 또는 타측면 상에 미끄럼 방지를 위해 점착제가 일부 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 와이어는 상기 몸체의 치수 또는 형상이 변형되지 않도록 상기 일측면에 직교 메쉬 형태로 배열되어 표면 실장되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 와이어는 합착시 돌출에 의한 파손을 방지하기 위해 몸체와 단차가 없이 일자로 몸체의 내측에 임베디드되는 것을 특징으로 할 수 있다
또한, 상기 와이어는 절연체 재질인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 와이어는 투명한 재질인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메탈 컨덕터는 저융점 솔더가 코팅된 구리 리본 또는 구리 와이어인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 저융점 솔더는 무연계 솔더 소재 또는 유연계 솔더 소재인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 저융점은 150℃ 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메탈 컨덕터는 몸체의 횡방향으로는 태양 전지의 버스 전극 위치에 그 개수 만큼 배열되며, 종방향으로는 점선 형태로 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메탈 컨덕터는 몸체의 종방향으로 태양 전지들이 놓여지는 배치 피치로 놓여지되, 메탈 컨덕터들 간에는 접합을 위해 중첩되는 오버랩 간격이 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메탈 컨덕터는 합착시 돌출에 의한 파손을 방지하기 위해 몸체와 단차가 없이 일자로 몸체의 내측에 임베디드되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트는, 일측면 또는 양측면에 부착되는 커버 시트;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 백 시트; 상기 백 시트의 표면상에 배치되며, 위에서 기술된 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트; 상기 제 1 다수의 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트의 표면상에 배치되는 다수의 단위 태양 전지; 상기 다수의 단위 태양 전지의 상단면에 배치되며, 상기 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트에 대응되는 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트; 및 상기 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트의 상단면에 배치되는 투명 유리판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, (a) 몸체를 준비하는 단계; (b) 상기 몸체의 일측면에 직교 메쉬 형태의 와이어들을 설치하는 단계: 및 (c) 상기 몸체의 타측면에 메탈 컨덕터들을 임베디드하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, (a) 백 시트를 준비하는 단계; (b) 상기 백 시트의 표면상에 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트를 배치하는 단계; (c) 상기 제 1 다수의 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트의 표면상에 다수의 단위 태양 전지들을 배치하는 단계; 및 (d) 상기 다수의 단위 태양 전지들의 상단면에 상기 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트에 대응되는 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트를 배치하는 단계; (e) 상기 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트의 상단면에 투명 유리판을 배치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 별도의 tabber and stringer 등과 같은 장비가 모듈제작에 필요하지 않기 때문에 장비 및/또는 시설 투자비용, 운영비용 등을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 접합 시트 상부에 태양 전지를 직접 레이업함으로써 공정 단순화가 가능하다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 메탈 컨덕터가 접합 시트 표면에 돌출되지 않도록 실장되어 있기 때문에, 라미네이팅 공정에서 돌출부에 의해 태양 전지에 가해지는 기계적 스트레스가 없으므로 태양 전지의 파손을 방지할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 라미네이팅시 접합 시트의 EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer)가 가교되는 약 160℃ 전후의 온도에서 모듈이 제작되므로 기존 태빙 공정에서 200℃ 전후의 고온 솔더링에 의해 발생하는 열충격에 의한 태양 전지 파손을 방지할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)의 구성 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 투상도이다.
도 3은 도 2에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)에 커버 시트(310-1,310-2)를 부착한 단면도이다.
도 4은 도 3에 도시된 커버 시트를 제거하는 개념도이다.
도 5은 도 4에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)를 백시트(140)의 표면상에 배치한 상태의 측면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)의 상단면에 단위 태양 전지(111)를 배치하는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 단위 태양 전지(111)의 상단면에 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)를 배치하는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 상단면에 투명 유리판(130)를 배치하는 단면도이다.
도 9는 도 8의 상태에서 진공 열압착 공정을 통해 생성되는 태양 전지 모듈(100)의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트의 제조 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터가 연결되기 전의 상태를 개념적으로 보여주는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터가 연결된 후의 상태를 개념적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 투상도이다.
도 3은 도 2에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)에 커버 시트(310-1,310-2)를 부착한 단면도이다.
도 4은 도 3에 도시된 커버 시트를 제거하는 개념도이다.
도 5은 도 4에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)를 백시트(140)의 표면상에 배치한 상태의 측면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)의 상단면에 단위 태양 전지(111)를 배치하는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 단위 태양 전지(111)의 상단면에 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)를 배치하는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 상단면에 투명 유리판(130)를 배치하는 단면도이다.
도 9는 도 8의 상태에서 진공 열압착 공정을 통해 생성되는 태양 전지 모듈(100)의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트의 제조 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터가 연결되기 전의 상태를 개념적으로 보여주는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터가 연결된 후의 상태를 개념적으로 보여주는 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 단위 태양 전지들의 전극을 연결하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)의 구성 개념도이다. 도 1을 참조하면, 태양 전지 모듈(100)은, 태양 전지 셀 어레이(110), 상기 태양 전지 셀 어레이(110)의 하단에 배치되는 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122), 상기 태양 전지 셀 어레이(110)의 상단에 배치되는 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121), 상기 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 표면에 배치되는 투명 유리판(130), 및 상기 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)의 표면에 배치되어 장파장의 적외선을 반사하는 백시트(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
태양 전지 셀 어레이(110)는 다수 개의 단위 태양 전지(111)가 배열된 형태이다. 부연하면, 태양 전지 셀 어레이(110)는 단위 태양 전지(111)들이 직렬 및/또는 병렬로 배열될 수 있다.
단위 태양 전지(111)는 광전 효과에 의해 수광면에 입사한 광을 전기로 변환하는 기능을 가지며, 단결정 실리콘형, 다결정 실리콘형, 비결정 실리콘형, CISG(Cu In Ga Se의 화합물)계 박막형 등 많은 종류가 존재한다.
제 1 및 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)는 태양 전지를 환경적 요인으로부터 보호하기 위해 태양 전지 셀 어레이(110)의 위 및 아래에 배치된다. 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 재질로는 EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer) 시트 등이 사용될 수 있다. 박형 웨이퍼를 사용할 경우 파손의 위험때문에 낮은 진공압으로 모듈을 합착하는 것이 선호된다.
또한, 제 1 및 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)는 태양 전지 셀 어레이(110)의 위 및 아래에 배치되어 봉지재 기능을 수행한다.
투명 유리판(130)은 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 표면에 배치되며, 외부의 태양광을 투과하도록 가장 전면부에 배치된다.
백시트(140)는 태양 전지에 흡수되지 않은 장파장의 적외선을 반사시켜 태양 전지에 흡수할 수 있도록 반사판의 기능을 수행한다. 일반적으로 백시트(140)는 불소 필름 및 PET 필름의 복합 필름이다.
상기 투명 유리판(130), 백시트(140)가 배치된 후 약 160℃ 전후의 온도에서 미리 정해진 진공압으로 합착을 수행하여 태양 전지 모듈(100)을 완성한다.
또한, 상기 태양 전지 모듈(100)은 상기 투명 유리판(130), 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122), 태양 전지 셀 어레이(110), 백시트(140)를 합착시킨 후 프레임 외관을 형성하는 프레임(미도시)을 조립한다. 물론, 태양 전지 셀 어레이(110)에서 생성되는 전기를 외부로 출력하기 위한 정션 박스(미도시)가 조립된다.
도 2는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 투상도이다. 도 2를 참조하면, 4*6 단위 태양 전지 모듈을 위한 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트이다. 부연하면, 직교 메쉬 형태의 와이어(220)가 몸체(210)의 상단에 형성되고, 몸체(210)의 하단에 메탈 컨덕터(230)가 배치된다. 특히, 메탈 컨덕터(230)는 몸체(210)의 밑면 표면과 거의 단차가 없게 배치된다. 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 사시도의 측면에 도시된 도면은 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 단위 접합 시트로서 정면 사시도(200) 및 배면 사시도(201)이다. 부연하면, 직교 메쉬 형태의 와이어(220)가 몸체(210)의 상단에 형성된다. 또한, 몸체(210)의 밑면에는 하단 점착제(250)가 부착될 수 있다. 물론, 몸체(210)의 윗면에도 상단 점착제(240)가 부착될 수 있다. 이 상단 점착제(240)는 선택적으로 몸체(210)의 윗면에 부착되거나 부착되지 않을 수 있다.
특히, 하단 점착제(250)와 메탈 컨덕터(230)은 동일 평면상에 놓인다. 물론, 이와 유사하게 상단 점착제(240)와 와이어(220)도 동일 평면상에 놓인다.
도 3은 도 2에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)에 커버 시트(310-1,310-2)를 부착한 단면도이다. 도 3을 참조하면, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 상단면에는 상단 커버 시트(310-1)가 부착되고, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 하단면에는 하단 커버 시트(310-2)가 부착된다. 상단 및 하단 커버 시트(310-1,310-2)는 양면 또는 한쪽 면에 부착된다. 부연하면, 상단 및 하단 점착제(240,250)가 몸체(210)의 양단 표면에 도포되어 있으므로, 상단 및 하단 커버 시트(310-1,310-2)가 부착될 수 있다. 즉, 상단 및 하단 점착제(240,250)는 양면 접착 테이프 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 점착제(240,250)는 커버 시트(310-1,310-2)가 벗겨지더라도, 몸체(210)의 상단면 및/또는 하단면에 계속 남아 있게 된다.
부연하면, 제품이 매엽 형태일 경우 양면을 보호하기 위해 이형성의 커버시트가 부착된 채로 제작되어 출고될 수 있다. 만일, 제품이 롤 형태일 경우, 커버 시트는 단면에만 부착된 채로 제작되어 출고될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 상단 커버 시트(310-1)를 제거하는 개념도이다. 도 4를 참조하면, 직교 메쉬 형태의 와이어(220)는 몸체(210)에 임베딩되어 있다. 즉, 모듈 제작시 접합 시트를 견장하여 치수 맞춤을 유지하는 것이 주 목적이다. 따라서, 상단 커버 시트(310-1)가 벗겨지더라도 와이어(220) 및 상단 점착제(240)는 그대로 남게 된다. 이와 유사하게, 하단 커버 시트(310-2)가 벗겨지더라도 메탈 컨덕터(230)도 그대로 몸체(210)에 유지된다. 왜냐하면, 메탈 컨덕터(230)도 몸체(210)에 임베딩되어 있기 때문이다. 물론, 하단 점착제(250)도 몸체(210)에 유지된다.
도 3 및 도 4에서는 점착제(240,250)가 일정한 높이의 층으로 형성되는 것으로 도시하였으나, 이는 이해를 위한 것으로, 점착제(240,250)는 매우 얇은 박막층으로 거의 무시할 수 있는 정도이다. 따라서, 실제로는 도 5 내지 도 8의 형태에 가깝게 각 층은 거의 붙어 있는 상태이다.
이러한 점착제(240,250)는 태양전지(111)를 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122) 상에 고정시키고, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)가 유리판(130) 혹은 백시트(140)에서 미끄러지지 않도록 해주기 위함이다.
도 5는 도 3에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)를 백시트(140)의 표면상에 배치한 상태의 측면도이다. 도 5를 참조하면, 백시트(140)를 배치한 상태에서 백시트(140)의 표면상에 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)를 배치한 상태이다. 즉, 메탈 컨덕터(230)가 표면 실장된 면이 윗방향을 향하게 놓음으로써 다음 공정에서 태양 전지 어레이(110)를 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)의 표면상에 형성하게 한다. 즉, 메탈 컨덕터(230)와 태양 전지의 후면 버스 전극(즉 버스바)이 접하도록 한다.
물론, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)를 백시트(140)의 표면상에 안정적으로 적층하기 위해서 점착제가 도포된 점착제 접합 부위(410)가 몸체(210)의 표면상에 형성될 수 있다. 즉, 점착제 접합 부위(410)는 점착제에 의해 형성된다. 이에 따라 백시트(140)에서 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)가 이탈하거나 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)의 와이어(220)에 의해 구겨짐이나 처짐, 기계적 변형 등이 방지될 수 있다.
또한, 점착제 접합 부위(410)의 상단 점착제(240)와 와이어(220)는 동일 평면에 있다.
도 6은 도 5에 도시된 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)의 표면상에 단위 태양 전지(111)를 배치하는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)의 표면상에 단위 태양 전지(111)를 배치한다. 이때, 몸체(210)의 표면상에 점착제가 도포된 점착제 접합 부위(610)가 형성된다. 따라서, 단위 태양 전지(111)가 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)에서 이탈하거나 미끄러지는 것이 방지된다.
또한, 점착제 접합 부위(610)의 하단 점착제(250)와 메탈 컨덕터(230)는 동일 평면상에 있다.
도 7은 도 6에 도시된 단위 태양 전지(111)의 표면상에 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)를 배치하는 단면도이다. 부연하면, 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122), 단위 태양 전지(111), 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121) 순으로 아래에서부터 적층된다. 도 7을 참조하면, 단위 태양 전지(111)의 표면상에 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)를 배치한다. 이때, 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 표면상에 점착제가 도포된 점착제 접합 부위(710)가 형성된다. 따라서, 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)가 레이업 공정중 이탈하거나 미끄러지는 것이 방지된다. 또한, 메탈 컨덕터가 표면 실장된 면이 아랫방향으로 향하게 배치됨으로써 단위 태양 전지(111)의 전면 버스 전극(즉 버스바)와 접하게 된다.
도 8은 도 7에 도시된 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 표면상에 투명 유리판(130)을 배치하는 단면도이다. 도 8을 참조하면, 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 하단면상에 투명 유리판(130)을 배치한다. 이때, 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 하단면상에 점착제가 도포된 점착제 접합 부위(810)이 형성된다. 따라서, 투명 유리판(130)이 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)로부터 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 도 8의 상태에서 진공 열압착 공정을 통해 생성되는 태양 전지 모듈(100)의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 진공에서 열 압착을 수행할 때 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 메탈 컨덕터에 코팅되어 있는 저융점 솔더가 EVA의 가교를 수행하는 온도(약 160℃ 전후) 이하에서 용융되어 다음의 접합을 동시에 완료한다.
① 단위 태양 전지의 전면 버스 전극과 메탈 컨덕터와의 접합(910)
② 단위 태양 전지의 후면 버스 전극과 메탈 컨덕터와의 접합(920)
③ 상부와 하부 메탈 컨덕터 간의 접합(930)
즉, 상부와 하부 메탈 컨덕터가 용융되어 접합점(931)에 의해 서로 연결된다.
이러한 접합을 위해 메탈 컨덕터의 표면상에 저융점 솔더가 코팅되며, 이러한 솔더 코팅으로 사용가능한 무연계 솔더 소재(Tm=~150℃?)는 다음과 같다. 여기서, Tm은 용융점 온도를 나타낸다.
물론, 유연계 솔더 소재도 가능하다. 이러한 솔더 코팅으로 사용가능한 유연계 솔더 소재(Tm=~150℃?)는 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트의 제조 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(도 2의 121,122)를 준비한다(단계 S1010). 이후, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)에 와이어(220) 및 메탈 컨덕터(230)를 임베딩한다(단계 S1020,S1030).
이후, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 몸체(210)의 표면상에 점착제를 일부 도포한다(단계 S1050).
이후, 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121,122)의 표면상에 커버 시트(도 3의 310-1,310-2)를 부착한다(단계 S1060).
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터가 연결되기 전의 상태를 개념적으로 보여주는 단면도이다. 도 11을 참조하면, 단위 태양 전지(111)들은 일정한 태양전지간 간극(D)으로 배치된다. 이때, 단위 태양 전지(111)의 끝단과 메탈 컨덕터(230)의 끝단간 일정한 간극을 갖도록 오프셋(S)을 가지고 배치된다. 또한, 단위 태양전지(111)의 전면 버스 전극과 후면 버스 전극에 접합되는 메탈 컨덕터(230)들간 접합을 위해 중첩되는 오버랩 간격(O) 만큼 메탈 컨덕터(230)들이 단위 태양전지(111)를 사이에 두고 겹치게 배치된다. 부연하면, 제 1 태양전지의 전면 및 이 제 1 태양전지에 인접하게 배치되는 제 2 태양전지의 후면과 접합되는 메탈 컨덕터간에 오버랩되는 중첩 구간(1110)이 있어야 한다.
또한, 단위 태양전지(111)의 태양전지 길이(L)와 태양전지간 간극(D)의 합이 단위 태양전지(111)들의 배치 피치가 된다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 컨덕터가 연결된 후의 상태를 개념적으로 보여주는 단면도이다. 도 12를 참조하면, 도 11의 상태에서 진공 열압착 공정이 수행됨에 따라 메탈 컨덕터의 구리 코어에 도포되어 있는 솔더가 라미네이팅시 녹으면서 제 1 태양 전지의 전면 및 제 2 태양전지의 후면과 접합되는 메탈 컨덕터가 전기 및 기계적으로 연결된다.
100: 태양 전지 모듈
110: 태양 전지 셀 어레이
111: 단위 태양 전지
122,121: 제 1 및 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트
130: 투명 유리판
140: 백시트
110: 태양 전지 셀 어레이
111: 단위 태양 전지
122,121: 제 1 및 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트
130: 투명 유리판
140: 백시트
Claims (14)
- 봉지재로 구성된 시트 형태의 몸체(210);
상기 몸체(210)의 일측면에 설치되는 와이어(220); 및
상기 몸체(210)의 타측면에 임베디드되는 메탈 컨덕터(230);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121).
- 제 1 항에 있어서,
상기 몸체(210)의 일측면 또는 타측면 상에 미끄럼 방지를 위해 점착제(240,250)가 일부 도포되는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 와이어(220)는 상기 몸체(210)의 치수 또는 형상이 변형되지 않도록 상기 일측면에 직교 메쉬 형태로 배열되어 임베디드되는 것을 특징으로 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 와이어(220)는 합착시 돌출에 의한 파손을 방지하기 위해 상기 몸체(210)와 단차가 없이 일자로 상기 몸체(210)의 내측에 임베디드되는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 와이어(220)는 절연체 재질인 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 메탈 컨덕터(230)는 저융점 솔더가 코팅된 구리 리본 또는 구리 와이어인 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 6 항에 있어서,
상기 저융점 솔더는 무연계 솔더 소재 또는 유연계 솔더 소재인 것을 특징으로 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 6 항에 있어서,
상기 저융점 솔더의 저융점은 150℃ 이하인 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 메탈 컨덕터(230)는 상기 몸체(210)의 횡방향으로는 태양 전지의 버스 전극 위치에 그 개수 만큼 배열되며, 종방향으로는 점선 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 메탈 컨덕터(230)는 상기 몸체(210)의 종방향으로 태양 전지들이 놓여지는 배치 피치(P)로 놓여지되, 메탈 컨덕터들 간에는 접합을 위해 중첩되는 오버랩 간격(O)이 있는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 메탈 컨덕터(230)는 합착시 돌출에 의한 파손을 방지하기 위해 상기 몸체(210)와 단차가 없이 일자로 상기 몸체(210)의 내측에 임베디드되는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 제 1 항에 있어서,
일측면 또는 양측면에 부착되는 커버 시트(310-1,310-2);를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트.
- 백 시트(140);
상기 백 시트(140)의 표면상에 배치되며, 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122);
상기 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)의 표면상에 배치되는 다수의 단위 태양 전지(111);
상기 다수의 단위 태양 전지(111)의 상단면에 배치되며, 상기 제 1 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(122)에 대응되는 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121); 및
상기 제 2 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 상단면에 배치되는 투명 유리판(130);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈(100). - (a) 몸체(210)를 준비하는 단계;
(b) 상기 몸체(210)의 일측면에 직교 메쉬 형태의 와이어(220)들을 임베디드하는 단계: 및
(c) 상기 몸체(210)의 타측면에 메탈 컨덕터(230)들을 임베디드하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트(121)의 제조 방법.
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| KR1020180079484A KR20200008675A (ko) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 메탈 컨덕터 임베디드 접합 시트 및 이의 제조 방법 |
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Citations (2)
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