KR20200038629A - 태양전지 모듈의 박리장치 - Google Patents

태양전지 모듈의 박리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지 모듈의 판형 형태 및 휘어진 상태 등에도 블레이드를 이용하여 유리 기판에서 다른 재료를 단시간내 효과적으로 박리시킬 수 있는 태양전지 모듈의 박리장치에 관한 것이다.
본 발명의 태양전지 모듈의 박리장치는 양전지 모듈을 이송하는 전방이송부와; 상기 전방이송부에 따라 이송되는 태양전지 모듈의 유리기판과 셀매트릭스 사이를 박리시키는 블레이드가 구비된 블럭과, 상기 블레이드의 간격을 조절하는 서보 기구로 이루어진 칼날부와; 상기 블레이드에 의해 분리된 유리기판을 이송하는 후방이송부와; 상기 후방이송부의 하부에 설치되며, 상기 블레이드에 의해 분리된 셀매트릭스를 이송시키는 이송벨트와; 상기 전,후방이송부와 칼날부의 동작을 제어하는 중앙 처리 제어장치와; 상기 태양전지 모듈의 두께에 따라 위치를 변경가능함과 아울러 각각 상기 블레이드의 분할 칼날에 독립적으로 설치되는 버퍼기구로 구성된다.

Description

태양전지 모듈의 박리장치{Film-peeling device of Solar cell module}
본 발명은 태양전지 모듈의 박리장치에 관한 것으로, 더 상세히는 태양전지 모듈(solar cell module)의 구성 재료인 (유리 기판, 밀봉제, 태양전지(solar battery) 셀, 배선재, 백시트) 등을 재이용하기 위해서, 적층된 각 재료를 간편하게 서로 분리할 수 있는 태양전지 모듈의 박리장치에 관한 것이다.
종래의 선행기술1은 태양전지 모듈(solar cell module)을 박리제 용액 침지되어, 박리제를 밀봉제에 침투시키고 유리 기판에서 다른 재료를 박리시킨다.
이러한, 유기용매(organic solvent)를 사용된 것 박리는 일반적으로 행해지고 있다.
그러나, 유기용매(organic solvent)가 태양전지(solar battery) 셀 침입되어도 재이용 지장을 초래할 우려가 있으며, 또 일정한 박리 시간이 요구되는 문제점이 있었다.
종래의 선행기술2는 첨부된 도면2 및 도면6 등을 참조하면, 밀봉제를 가열하여 연화시켜, 가열된 블레이드(bulldozing blade)를 유리 기판으로 부터 다른 재료와의 사이 당접시켜 분리시키는 것으로, 모듈(module)의 반송 기구가게 블레이드(bulldozing blade)의 동작에 대해서 상세하게 설명되어 있지 않기 때문에, 유리 기판으로 다른 재료와의 사이 확실히 블레이드(bulldozing blade)를 당접시켜 분리하기 위한 장치가 불명확하고, 이를 실시하기 위해서는 충분한 개선의 여지가 있다할 것입니다.
선행기술1 일본 특개 2014-104406호, 선행기술2 일본특허공보 제5574750호.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 태양전지 모듈의 판형 형태 및 휘어진 상태 등에도 블레이드를 이용하여 유리 기판에서 다른 재료를 단시간내 효과적으로 박리시킬 수 있는 태양전지 모듈의 박리장치를 제공한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 태양전지 모듈의 박리장치는 양전지 모듈을 이송하는 전방이송부와; 상기 전방이송부에 따라 이송되는 태양전지 모듈의 유리기판과 셀매트릭스 사이를 박리시키는 블레이드가 구비된 블럭과, 상기 블레이드의 간격을 조절하는 서보 기구로 이루어진 칼날부와; 상기 블레이드에 의해 분리된 유리기판을 이송하는 후방이송부와; 상기 후방이송부의 하부에 설치되며, 상기 블레이드에 의해 분리된 셀매트릭스를 이송시키는 이송벨트와; 상기 전,후방이송부와 칼날부의 동작을 제어하는 중앙 처리 제어장치와; 상기 태양전지 모듈의 두께에 따라 위치를 변경가능함과 아울러 각각 상기 블레이드의 분할 칼날에 독립적으로 설치되는 버퍼기구로 구성된다.
따라서 본 발명의 태양전지 모듈의 박리장치는 태양전지 모듈의 판형 형태 및 휘어진 상태 등에도 블레이드를 이용하여 유리 기판에서 다른 재료를 단시간내 효과적으로 박리시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 보인 개략적인 종단면도,
도 2,3는 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 박리장치를 보인 개략적인 종단면도,
도 4는 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 박리장치를 보인 상류 반송부, 칼날부, 하류 반송부를 보인 개략적인 종단면도,
도 5는 본 발명에 따른 박리장치의 칼날부가 블레이드의 분할 상태를 보인 정면도 및 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 박리장치의 칼날부와 버퍼(buffer) 기구를 보인 개략적인 종단면도,
도 7a,b는 본 발명에 따른 박리장치의 칼날부를 보인 종단면도,
도 8a,b은 본 발명에 따른 박리장치의 동칼날부와 다른 버퍼(buffer) 기구를 보인 종단면도와 평면도,
도 9a,b,c,d는 본 발명에 따른 박리장치의 칼날부 칼끝 형상을 보인 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 박리장치의 칼날부에서 블레이드(bulldozing blade)의 칼끝이 위치를 보인 종단면도,
도 11는 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 박리장치를 보인 상류 반송부와 상류 반송 롤러의 개략적인 종단면도 및 측면도,
도 12는 도 11에 도시된 반송 롤러에서 하측 반송롤러의 버퍼(buffer) 기구를 보인 종단면도,
도 13은 도 11에 도시된 반송부에서 IR램프 히터의 배치를 보인 종단면도,
도 14는 도 11에 도시된 반송부에서 IR램프 히터의 배치를 보인 측면도,
도 15은 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 박리장치에서 하류 반송부를 보인 종단면도 및 측면도임.
본 발명에 따른 태양전지 모듈의 박리장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
한편, 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하거나 속하지 아니한 기술분야에서 광범위하게 널리 알려져 사용되고 있는 구성요소에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하며, 이는 불필요한 설명을 생략함과 더불어 이에 따른 본 발명의 요지를 더욱 명확하게 전달하기 위함이다.
도 1 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양전지 모듈의 박리장치에 관한 것으로, 먼저 도 1에 도시된 태양전지 모듈(solar cell module)(100)의 개략 구성은 유리기판(101)과 셀매트릭스(106)로 구비되며, 상기 셀매트릭스(106)는 하부에 백시트(105)가 구비되며, 상기 백시트(105)의 상측에 복수의 태양전지셀(102)이 배선재(103)에 따라 접속된 것 상태로 구비되고, 밀봉제에 의해 밀봉되도록 구비된다.
여기서 상기 태양전지 모듈(100)의 유리기판(101)과 다른 재료에 상당하는 셀매트릭스(106)를 분리시키기 위한 것이다.
도면 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 모듈의 박리장치는 복수의 상측 이송롤러(3a)와 하측 이송롤러(3b) 사이로 태양전지 모듈(100)이 이송가능함과 아울러 상기 태양전지 모듈(100)의 표면이 누름롤러(11)가 누른 상태에서 상기 태양전지 모듈(100)의 유리기판(101)과 셀매트릭스(106) 사이 가열된 것 블레이드(1)에 의해 상기 유리기판(101)에서 셀매트릭스(106)가 분리되어 박리된 셀매트릭스(107)와 박리된 유리기판(108)으로 구비된다.
도면 3에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 모듈의 박리장치는 상측 이송롤러(3a)의 높이가 일정하게 유지된다. 한편 상기 상측 이송롤러(3a)에 대응되는 상기 하측 이송롤러(3b)의 높이가 상기 태양전지 모듈(100)의 두께의 변화에 따라 변경가능한 버퍼기구(4)가 설치되며, 상기 버퍼기구(4)의 도면상에 도시하지 않은 실린더의 동작에 의해 아래로 이동가능함과 아울러 상기 유리기판(101)을 아래로 부터 지지가능한 값을 미리 설정해둔다.
그리고 상기 블레이드(1)는 후술하는 서보 기구(servo-mechanism)(50)에 따라 상하 이동이 가능하다. 또한 상기 블레이드(1)의 칼끝이 화살표 방향으로 회전하는 태양전지 모듈(100)의 변형에 따라 이동가능하도록 상기 블레이드(1)에 후술하는 버퍼기구(4)가 설치될 수 있는 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양전지 모듈의 박리장치는 전방 이송부와, 후방이송부(36)가 설치되며, 상기 전,후방이송부(22,36) 사이에 설치되는 칼날부(35)로 이루어진다.
상기 전방이송부(27)는 받침부(21)에 의해 상기 태양전지 모듈(100)의 이송시키는 상측 이송롤러(3a)와 하측 이송롤러(3b)로 이루어지며, 상기 전방이송부(27) 사이에 상기 태양전지 모듈(100)을 예열하는 IR램프히터(19)가 설치된다.
상기 칼날부(35)는 태양전지 모듈(100)의 유리기판(101)에서 셀매트릭스(106)을 박리하는 블레이드(bulldozing blade)(1)와, 박리시에 태양전지 모듈(100)의 표면을 누르는 누름롤러(11)로 이루어진다.
상기 후방이송부(36)는 태양전지 모듈(100)의 박리 후, 박리 유리기판(101)을 이송하는 상측 이송롤러(3a)와 하측 이송롤러(3b)로 이루어지며, 상기 후방이송부(36)에 의해 이송된 박리된 유리기판(101)의 배출을 유도하는 배출부재가 구비된다. 그리고 상기 배출부재에 설치되며 상기 칼날부(35)에서 박리된 셀매트릭스(106)의 이송을 유도하는 이송벨트(20)가 구비된다.
또한 상기 전방이송부(27), 칼날부(35), 후방이송부(36)를 가지는 각각 구성요소(element)의 동작을 제어 하기 위한 중앙 처리 제어장치(terminal control unit)(34)가 구비된다.
도 5a,b에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드(1)를 상,하방향 이동시키는 서보기구에 대해 설명하면, 상기 서보 기구(50)는 블레이드(1)를 상,하로 이동가능함과 아울러 길이방향으로 복수의 상기 블레이드(1)가 설치된다.
다시 말해 상기 서보 기구(50)는 분할된 각각의 블럭(12)이 설치되는 블럭지지부(18)와, 상기 블럭지지부(18)에 회전가능하게 승,하강유도축(17)과, 중앙처리제어장치(34)에 따라 모터(14)의 정역방향으로 회전시키면, 상기 승,하강유도축(17)이 상,하로 이동되어 상기 블럭(12)과 블레이드(1)를 상,하로 이동을 유도하는 모터(14)로 이루어진다.
이와 같이 상기 서보 기구(50)는 모터(14)의 동작에 의해 승,하강유도축(17)이 승,하강되어 상기 태양전지 모듈(100)의 두께에 따라 상기 블레이드(1)의 간격을 조절할 수 있는 것이다.
도면 7(a) 블레이드 및 블록의 정면도, 도면 7(b)에 그 상면 도면으로서, 상기 블럭(12)에 블레이드(1)가 장착되고, 상기 블럭(12)내에는 분할칼날마다 독립되게 동작되는 막대 모양의 히터(13)이 내장된다. 상기 히터(13)의 동작이 중앙 처리 제어장치(34)에 따라 제어된다. 상기 중앙 처리 제어장치(34)에 의해 분할칼날마다 가열되어 박리를 원활히 실시할 수 있는 것이다.
상기 블레이드(1)에는 용수철 등과 같이 탄성을 갖는 버퍼기구(4)가 각각 설치된다. 상기 버퍼(buffer) 기구에 의해, 각각의 분할칼날이 화살표와 같이 각각 점성과 감쇠성을 수반해 회동된다.
도 8a,b는 블레이드를 보인 것으로, 상기 블레이드(1)가 장착된 블럭(12)과, 상기 블럭(12)에 설치되며 스토퍼 볼트(24)를 통해 패널(8)이 결합되며, 하부에는 패널(8)과 블럭(12) 사이에 에어실린더(9)가 장착된다.
또 상기 블럭(12)에는 축과, 상기 축의 외측면에 설치되는 단열베어링(23)과, 상기 축(10)의 근방에 설치되는 히터(13)와, 상기 축(10)과 단열베어링(23), 히터(13) 등을 감싸는 단열재(25a,25b,25c)가 구비된다. 상기 에어실린더(9)가 도면중 좌우방향 신축하는 것으로써, 상기 축(10)이 화살표로 나타난 것처럼 회동된다. 상기 블럭(12)에 장착된 상기 블레이드(1)의 각 분할칼날이 화살표와 같이, 점성과 감쇠성을 수반해 회동되어, 칼끝이 유리기판(101)으로 셀매트릭스(106)와의 박리면의 성질과 상태를 최적화할 수 있는 것이다.
또한 상기 블럭(12)에 내장된 히터(13)는 분할 칼날마다 대응되게 설치되고, 중앙 처리 제어장치(34)의 제어에 따라 각각 독립하여 분할칼날을 가열하게 된다.
도면 9a,b,c,d에 보는 바와 같이, 상기 블레이드(1) 분할칼날의 칼끝 형상의 예를 보인 것으로, 도면 9a에 도시된 블레이드(1)는 간격이 좁은 톱날 형상을 가지며, 도면 9b에 도시된 블레이드는 도 9a 보다 간격이 약간 넓은 톱날 형상을 가져서, 도면 9c에 도시된 블레이드는 직선 모양의 칼날형상을 가지며, 도면 9d에 도시된 블레이드는 파상의 칼끝 형상을 가진다. 이들의 칼끝 형상은 모두 일례이며, 블레이드(1)의 칼끝 형상은 이들의 형상을 한정하지 않고 다양하게 형성될 수 있는 것이다.
도 10은 블레이드의 칼끝 커팅상태를 보인 것으로, 상기 태양전지 모듈(100)의 유리 기판이 상기 누름롤러(11)의 중심으로 감겨지면서 이동되어지며 상기 태양전지 모듈(100)의 박리면에 칼끝이 배치된다. 그리고 상기 블레이드(1) 상면의 유리 기판으로의 당접 각도는 0°∼ 2°범위로 구비되는 것이 바람직하다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 전방이송부(27)에는 상측 이송롤러(3a)와 하측 이송롤러(3b)를 포함하며, 상기 모터(14)의 회전력이 위쪽 기어(15a)와 아래쪽 기어(15b)에 따라 전달 되어 상측 이송롤러(3a) 및 하측 이송롤러(3b)가 회전된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 하측 이송롤러(3b)가 장착된 하측 롤러축(30)을 회전 가능하게 지지되는 베어링(31)이 축고정판(32)를 통해 에어실린더(9)가 축(10)에 설치된다. 상측 이송롤러(3a)가 장착된 상측 롤러축(29)을 회전가능하게 지시되는 도시되고, 베어링(31)은 일정한 높이 고정된다. 이로 인해 하측 이송롤러(3b)는 상하 방향 점성과 감쇠성을 수반해 이동되는 태양전지 모듈(100)의 두께의 변동에 따라 댐퍼(damper) 효과를 가진다.
도 13,14에 보는 바와 같이, 상기 IR램프히터(19)는 태양전지 모듈(100)의 밀봉제를 가열 용융하기 위한 것이고, 복수의 상측 이송롤러(3a) 각각의 사이 및 최후단에 위치되는 상측 이송롤러(3a)로 누름롤러(11)의 사이, IR램프히터(19)가 설치된 프레임(33) 장착된 상태로 배치된다. 그리고 상기 IR램프히터(19)는 복수의 상측 이송롤러(3a) 각각의 사이 또는 최후단 위치되는 상측 이송롤러(3a)로 누름롤러(11)과의 사이에 적어도 1개 또는 그 이상 설치되는 것이 바람직하다.
도 15a,b에 보는 바와 같이, 후방이송부(36)에는 상측 가이드롤러(38b)와 하측 가이드롤러(38b)가 포함되며, 모터(14)의 회전 구동이 상측 회동기어(38a)와 하측 회동기어(38b)에 따라 회전력이 전달되어 상측 가이드롤러(38b) 및 하측 가이드롤러(38b)가 회전되어, 박리 유리 기판을 화살표 방향 이송한다.
상기 상측 가이드롤러(38b)는 그 높이 위치가 고정되고, 하측 가이드롤러에 도시되지 않은 에어실린더(9)에 따라 상하 방향 점성과 감쇠성을 수반해 이동된다. 그리고 박리 유리기판(101)의 두께에 따라 댐퍼 효과를 가진다. 또한 도면 4에 도시된 바와 같이 상기 박리 유리기판(101)이 이송대(26)를 통해 배출된다.
이처럼 상기 유리기판(101)과 셀매트릭스(106)는 상기에서 설명한 방법으로 서로 분리되는데, 상기 태양전지 모듈(100)에서 백시트와 다른 부분, 즉 유리기판(101) 및 셀매트릭스(106) 을 포함하는 부분과의 사이 박리되는 부분이 백시트만을 박리될 수 있는 것이다.
상기와 같은 방법으로, 유기용매(organic solvent) 등 , 용매를 모두 이용하는 일 없이 박리 처리를 실시하는 것이 있으므로, 용매가 침입되기 셀매트릭스(106)의 재이용 지장을 초래하는 문제점을 해결할 수 있는 것이다.
이처럼 상기 태양전지 모듈(100)의 분리시, 태양전지 모듈(100)의 두께의 변동에 대처가 가능함과 아울러 상기 블레이드(1)의 칼끝이 버퍼기구(4)에 따라 점성과 감쇠성을 수반해 회동되면서 태양전지 모듈(100)의 휘어진 상태에도 충분한 대처가 가능함에 따라 단시간내 효율적인 태양전 모듈(100)의 박리가 가능한 것이다.
한편 일예로, 상기 전방이송부(27) 사이에 IR램프히터(19)가 설치되는데, 그러나 상기 IR램프히터(19)가 설치될 필요는 없는 것이다.
이상에서는 본 발명의 특징을 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 목적, 구성, 효과를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
4: 버퍼기구 20: 이송벨트
27: 전방이송부 35: 칼날부
36: 후방이송부 50: 서보 기구

Claims (5)

  1. 태양전지 모듈(100)을 이송하는 전방이송부(27)와;
    상기 전방이송부(27)에 따라 이송되는 태양전지 모듈(100)의 유리기판(101)과 셀매트릭스(106) 사이를 박리시키는 블레이드(1)가 구비된 블럭(12)과, 상기 블레이드(1)의 간격을 조절하는 서보 기구(50)로 이루어진 칼날부(35)와;
    상기 블레이드(1)에 의해 분리된 유리기판(101)을 이송하는 후방이송부(36)와;
    상기 후방이송부(36)의 하부에 설치되며, 상기 블레이드(1)에 의해 분리된 셀매트릭스(106)를 이송시키는 이송벨트(20)와;
    상기 전,후방이송부(27,36)와 칼날부(35)의 동작을 제어하는 중앙 처리 제어장치(34)와;
    상기 태양전지 모듈(100)의 두께에 따라 위치를 변경가능함과 아울러 각각 상기 블레이드(1)의 분할 칼날에 독립적으로 설치되는 버퍼기구(4)로 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 박리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서보 기구(50)는 분할된 각각의 블럭(12)에 설치되는 블럭지지부(18)와, 상기 블럭지지부(18)에 나사결합되는 승,하강유도축(17)과, 상기 승,하강유도축(17)의 승,하강 동작에 의해 상기 태양전지 모듈(100)의 두께에 따라 상기 블레이드(1)의 간격을 조절하는 모터(14)로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 박리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 블럭(12)에는 블레이드가 설치되며, 후면에 스토퍼 볼트(24)를 통해 패널(8)이 결합되며, 하부에는 패널(8)과 블럭(12) 사이에 에어실린더(9)가 장착되고, 상기 블레이드를 가열하는 히터(13)가 구비되며, 상기 에어실린더의 동작에 의해 상기 블레이드의 회동을 유도하는 축(10)이 설치된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 박리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전방이송부(27)와 전방이송부(27) 사이에 태양전지 모듈(100)을 예열하는 IR램프 히터가 더 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 박리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 칼날부(35)에는 태양전지 모듈(100)의 표면을 누르는 누름롤러(11)가 설치되며, 상기 누름롤러(11)의 중심에서 수직방향으로 상기 블레이드(1)의 칼끝이 위치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 박리장치.
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