KR20200083388A - Melting solder for photovoltaic module, electrode wire for photovoltaic module having the same, and photovoltaic module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 태양광 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 모듈용 용융 땜납, 태양광 모듈용 전극 선재, 및 태양광 모듈에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a solar module, and more particularly, to a molten solder for a solar module, an electrode wire for a solar module, and a solar module.
석탄이나 석유와 같은 화학에너지의 고갈 및 화학에너지 사용에 따른 환경오염 문제로 인해 근자에 들어서는 대체에너지의 개발에 노력을 기울이고 있는데, 그 중에 하나가 태양에너지를 이용한 태양광 발전이다. 태양광 발전이라 함은 태양광 또는 태양열과 같은 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 일련의 기술이다.Due to the depletion of chemical energy such as coal and petroleum and environmental pollution due to the use of chemical energy, efforts are being made to develop alternative energy, one of which is solar power generation using solar energy. Solar power generation is a series of technologies that convert solar energy, such as sunlight or solar heat, into electrical energy.
태양광 발전의 기본 원리에 대해 간략하게 살펴보면, P-N 접합 반도체로 구성된 태양 전지(solar cell)에 태양광이 조사되면, 광 에너지에 의한 전하 및 정공이 생겨나고, 전자와 정공이 이동하여 N층과 P층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생함으로써 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르는 결과를 이용한다. 이처럼 무한정, 무공해의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키기 위해서는 무엇보다도 태양광을 집광하기 위한 태양광 모듈(photovoltaic module)에 대한 기술 개발이 요구된다. 일반적으로 태양광 발전을 위한 태양전지는 실리콘이나 각종 화합물에서 출발, 태양 전지 형태가 되면 전기를 생산해 낼 수 있게 된다. 그러나 하나의 전지로는 충분한 출력을 얻지 못하므로 각각의 셀을 직렬 혹은 병렬 상태로 연결해야 하는데 이렇게 연결된 상태를 태양광 모듈이라 지칭한다. 태양광 산업이 증대됨에 따라 태양광 모듈의 수요가 급증하고 있다.Looking briefly at the basic principle of photovoltaic power generation, when sunlight is irradiated to a solar cell composed of a PN junction semiconductor, charges and holes are generated by light energy, and electrons and holes move to move the N layer and The electromotive force is generated by the photovoltaic effect in which electric current flows across the P layer, so that the current flows through the load connected to the outside. In order to convert infinite and pollution-free solar energy into electrical energy, technology development of a photovoltaic module for concentrating sunlight is required. In general, solar cells for photovoltaic power generation can start from silicon or various compounds and produce electricity when they become solar cells. However, since one cell does not get enough output, each cell must be connected in series or in parallel, and this connected state is referred to as a solar module. As the photovoltaic industry increases, the demand for photovoltaic modules is rapidly increasing.
태양광 모듈의 구성은 일반적으로 백 시트(back sheet), 태양 전지 유닛, 태양광 전극 선재, 에바(EVA), 유리로 구성된다. 백 시트는 모듈 맨 아래 깔리는 소재로 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입이 많이 사용되고 있으며, 에바는 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 합쳐질 수 있는 역할을 하고, 유리는 빛의 반사를 방지하는 역할을 하도록 철분이 적게 들어간 것을 활용한다. 태양광 전극 선재는 전류를 흘려보내는 전선으로 사용되므로 구리 리본에 주석 및 납으로 도금된 소재가 주로 이용된다. 태양광 전극 선재는 태양광 전력의 통로인 전선으로서, 태양 전지 유닛 위에 접착하여 태양광 모듈을 제조하는데 사용된다.The configuration of the solar module is generally composed of a back sheet, a solar cell unit, a solar electrode wire, EVA (EVA), and glass. TPT (Tedlar/PET/Tedlar) type is frequently used as the back sheet of the module, and EVA plays a role in chemically combining the elements of the solar cell and glass prevents reflection of light. To do so, use less iron. Since the photovoltaic electrode wire is used as a wire for passing current, a material plated with tin and lead on a copper ribbon is mainly used. The solar electrode wire is a wire that is a passage of solar power, and is used to manufacture a solar module by adhering on a solar cell unit.
태양광 전극 선재의 표면에 도금된 용융 땜납은 고온 접합시의 열충격에 의한 태양광 모듈의 손상을 최소화하기 위하여 낮은 용융점을 요구하고 있고, 반도체 기판에 대한 높은 접합력을 요구하고 있다.The molten solder plated on the surface of the photovoltaic electrode wire requires a low melting point to minimize damage to the solar module due to thermal shock during high temperature bonding, and requires high bonding strength to the semiconductor substrate.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 낮은 용융점과 높은 접합력을 가지는 태양광 모듈용 용융 땜납을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a molten solder for a solar module having a low melting point and high bonding strength.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 태양광 모듈용 용융 땜납을 포함하는 태양광 모듈용 전극 선재를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide an electrode wire for a solar module including the molten solder for the solar module.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 태양광 모듈용 용융 땜납을 포함하는 태양광 모듈용 전극 선재로 구성된 태양광 모듈을 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a solar module composed of an electrode wire for a solar module including the molten solder for the solar module.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납은, 59.5 중량% 내지 60.0 중량% 범위의 주석(Sn); 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐(In); 및 잔부는 납(Pb)과 불가피한 불순물을 포함한다.Melt solder for a solar module according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem, tin (Sn) in the range of 59.5% by weight to 60.0% by weight; Indium (In) in the range of 0.1% to 0.5% by weight; And the remainder contains lead (Pb) and unavoidable impurities.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 181℃ 내지 183℃ 범위의 융점을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the solder for the solar module may have a melting point in the range of 181 ℃ to 183 ℃.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 9.3도 내지 10.5도 범위의 접촉각을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the molten solder for the solar module may have a contact angle in the range of 9.3 degrees to 10.5 degrees.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 2.80 N 내지 3.21 N 범위의 접합력을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the molten solder for the solar module may have a bonding force in the range of 2.80 N to 3.21 N.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 태양광 모듈용 전극 선재는, 전도성 심재; 및 상기 전도성 심재의 표면에 형성된 용융 땜납층;을 포함하고, 상기 용융 땜납층은, 59.5 중량% 내지 60.0 중량% 범위의 주석(Sn); 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐(In); 및 잔부는 납(Pb)과 불가피한 불순물을 포함한다.Electrode wire for a solar module according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem, a conductive core material; And a molten solder layer formed on the surface of the conductive core material, wherein the molten solder layer includes: tin (Sn) in a range of 59.5 wt% to 60.0 wt%; Indium (In) in the range of 0.1% to 0.5% by weight; And the remainder contains lead (Pb) and unavoidable impurities.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 태양광 모듈은, 복수의 태양 전지 유닛들; 및 상기 태양전지들을 전기적으로 연결하는 태양광 모듈용 전극 선재;를 포함하고, 상기 태양광 모듈용 전극 선재는, 전도성 심재; 및 상기 전도성 심재의 표면에 형성된 용융 땜납층;을 포함하고, 상기 용융 땜납층은, 59.5 중량% 내지 60.0 중량% 범위의 주석(Sn); 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐(In); 및 잔부는 납(Pb)과 불가피한 불순물을 포함한다.Solar module according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem, a plurality of solar cell units; And an electrode wire for a solar module that electrically connects the solar cells. The electrode wire for a solar module includes: a conductive core; And a molten solder layer formed on the surface of the conductive core material, wherein the molten solder layer includes: tin (Sn) in a range of 59.5 wt% to 60.0 wt%; Indium (In) in the range of 0.1% to 0.5% by weight; And the remainder contains lead (Pb) and unavoidable impurities.
본 발명의 기술적 사상에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납은, 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐을 포함하는 주석-납 합금으로 형성됨으로써, 융점과 접촉각을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 접합력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 낮은 온도에서 태양 전지 유닛과 전극 선재를 전기적으로 접촉시킬 수 있으므로, 열충격에 의한 태양광 모듈의 손상을 최소화할 수 있다.The molten solder for a solar module according to the technical idea of the present invention is formed of a tin-lead alloy containing indium in the range of 0.1% to 0.5% by weight, thereby reducing the melting point and the contact angle, thereby increasing the bonding force I can do it. Accordingly, since the solar cell unit and the electrode wire can be electrically contacted at a low temperature, damage to the solar module due to thermal shock can be minimized.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납의 융점을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납에 대한 접촉각과 메니스커스를 성형하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납의 접합력을 나타내는 그래프이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납을 포함하는 태양광 모듈용 전극 선재를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈을 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈을 도시하는 단면도이다.1 is a graph showing a melting point of a molten solder for a solar module according to an embodiment of the present invention.
2 is a view of forming a contact angle and a meniscus for a molten solder for a solar module according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the bonding force of the molten solder for a solar module according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing an electrode wire for a solar module including molten solder for a solar module according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing a solar module according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a solar module according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more fully explain the technical spirit of the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, and The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art. The same reference numerals in the present specification mean the same elements. Furthermore, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Therefore, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.
본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납은, 59.5 중량% 내지 60.0 중량% 범위의 주석(Sn); 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐(In); 및 잔부는 납(Pb)과 불가피한 불순물을 포함한다.Melt solder for a solar module according to an embodiment of the present invention, tin (Sn) in the range of 59.5% by weight to 60.0% by weight; Indium (In) in the range of 0.1% to 0.5% by weight; And the remainder contains lead (Pb) and unavoidable impurities.
그러나, 상기 범위는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐을 포함하는 용융 땜납이, 5 중량% 내지 98 중량%의 주석 및 잔부는 납과 불가피한 불순물을 포함하는 것과 같이 다른 다양한 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.However, the above range is exemplary and the technical spirit of the present invention is not limited thereto. For example, the molten solder containing indium in the range of 0.1% to 0.5% by weight, 5% to 98% by weight of tin and the balance contain lead and unavoidable impurities. It is included in thought.
상기 불가피한 불순물은 다양한 원소들을 포함할 수 있고, 예를 들어 은(Ag), 안티몬(Sb), 구리(Cu), 비스무트(Bi), 아연(Zn), 철(Fe), 알루미늄(Al), 비소(As), 카드뮴(Cd) 등을 포함할 수 있다.The inevitable impurities may include various elements, for example, silver (Ag), antimony (Sb), copper (Cu), bismuth (Bi), zinc (Zn), iron (Fe), aluminum (Al), Arsenic (As), cadmium (Cd), and the like.
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납의 화학 조성 및 특성을 나타내는 표이다.Table 1 is a table showing the chemical composition and properties of the molten solder for a solar module according to an embodiment of the present invention.
(℃)Melting point
(℃)
(도)Contact angle
(Degree)
(N)Bonding force
(N)
상승율Bonding force
Ascent rate
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납의 융점을 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing a melting point of a molten solder for a solar module according to an embodiment of the present invention.
표 1 및 도 1을 참조하면, 인듐을 포함하지 않는 비교예에 비하여 인듐을 포함하는 실시예들은 낮은 융점을 가졌다. 또한, 인듐 함량이 증가될수록 상기 태양광 모듈용 용융 땜납의 융점이 감소되었다. 따라서, 상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 181℃ 내지 183℃ 범위의 융점을 가질 수 있다. 융점이 저하됨에 의하여 솔더의 유동성이 증가되어 젖음성이 향상되고, 이에 따라 동일한 솔더링 조건 하에서 납땜성 및 접합력이 향상될 수 있다.Referring to Table 1 and FIG. 1, Examples containing indium had a low melting point compared to Comparative Examples not containing indium. In addition, as the indium content increased, the melting point of the molten solder for the solar module decreased. Therefore, the molten solder for the solar module may have a melting point in the range of 181 ℃ to 183 ℃. As the melting point is lowered, the fluidity of the solder is increased to improve wettability, and accordingly, solderability and bonding strength may be improved under the same soldering conditions.
접촉각 측정은 다음과 같은 과정으로 수행하였다. 비교예와 실시예들에 해당되는 용융 땜납을 두께 0.2 mm의 판재로 압연한 후, 지름 3 mm의 펀치로 뚫어 직경 3 mm 및 두께 0.2 mm의 디스크를 형성하였다. 표면 연마 및 아세톤 세정 처리한 두께 0.5 mm의 동판 상에 로진계 플럭스를 도포한 후 상기 디스크형 용융 땜납을 배치하였다. 상기 디스크형 용융 땜납이 배치된 상기 동판을 240℃의 핫플레이트 상에 위치시키고, 30초간 가열 유지시켰다. 이어서, 상기 핫플레이트를 제거하고, 상기 디스크형 용융 땜납이 배치된 상기 동판을 공냉하였다. 냉각 후 상기 디스크형 용융 땜납이 배치된 상기 동판의 횡단면을 광학현미경으로 관찰하여 용융 땜납의 접촉각을 측정하였다.Measurement of the contact angle was performed as follows. After the molten solder corresponding to the comparative examples and examples was rolled with a plate having a thickness of 0.2 mm, a punch with a diameter of 3 mm was drilled to form a disc having a diameter of 3 mm and a thickness of 0.2 mm. After the rosin-based flux was applied to a copper plate having a thickness of 0.5 mm subjected to surface polishing and acetone cleaning, the disk-shaped molten solder was placed. The copper plate on which the disc-shaped molten solder was placed was placed on a hot plate at 240° C. and kept heated for 30 seconds. Subsequently, the hot plate was removed, and the copper plate on which the disk-shaped molten solder was placed was air-cooled. After cooling, the cross section of the copper plate on which the disk-shaped molten solder was placed was observed with an optical microscope to measure the contact angle of the molten solder.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납에 대한 접촉각과 메니스커스를 성형하는 도면이다.2 is a view of forming a contact angle and a meniscus for a molten solder for a solar module according to an embodiment of the present invention.
표 1 및 도 2를 참조하면, 인듐을 포함하지 않는 비교예에 비하여 인듐을 포함하는 실시예들은 낮은 접촉각(contact angle)을 가졌다. 또한, 인듐 함량이 증가될수록 상기 태양광 모듈용 용융 땜납의 접촉각이 감소되었다. 따라서, 상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 9.3도 내지 10.5도 범위의 접촉각을 가질 수 있다. 접촉각이 감소한다는 의미는 퍼짐성이 두드러진다는 것으로서, 태양전지와 전극 선재 사이의 메니스커스(meniscus)의 폭이 증가되는 것을 의미한다. 따라서, 접합면(soldered 또는 bonded area)이 증가되므로, 접합력이 증가된다.Referring to Table 1 and FIG. 2, examples containing indium had a low contact angle compared to a comparative example not containing indium. In addition, as the indium content increased, the contact angle of the molten solder for the solar module decreased. Therefore, the molten solder for the solar module may have a contact angle in the range of 9.3 degrees to 10.5 degrees. The decrease in contact angle means that the spreadability is outstanding, which means that the width of the meniscus between the solar cell and the electrode wire is increased. Therefore, the bonding surface (soldered or bonded area) is increased, so the bonding force is increased.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납의 접합력을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the bonding force of the molten solder for a solar module according to an embodiment of the present invention.
표 1 및 도 3을 참조하면, 인듐을 포함하지 않는 비교예에 비하여 인듐을 포함하는 실시예들은 높은 접합력을 가졌다. 또한, 인듐 함량이 증가될수록 상기 태양광 모듈용 용융 땜납의 접합력이 증가되었다. 상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 2.80 N 내지 3.21 N 범위의 접합력을 가질 수 있다. 비교예에 비하여, 접합력 상승율은 최대 17.2%로 나타났다.Referring to Table 1 and FIG. 3, Examples containing indium had high bonding strength compared to Comparative Examples not containing indium. In addition, as the indium content increased, the bonding power of the molten solder for the solar modules increased. The solder for the solar module may have a bonding force in the range of 2.80 N to 3.21 N. Compared to the comparative example, the rate of increase in bonding strength was found to be 17.2% at maximum.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈용 용융 땜납을 포함하는 태양광 모듈용 전극 선재(10)를 나타내는 개략도이다.4 is a schematic view showing an
도 4를 참조하면, 태양광 모듈용 전극 선재(10)는, 전도성 심재(2) 및 상기 전도성 심재(2)의 표면에 형성된 용융 땜납층(3)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the
전도성 심재(2)는 도전성과 남땜성이 우수한 물질, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어 구리, 은, 알루미늄, 팔라듐, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 또한, 전도성 심재(2)는 한 종류의 물질을 포함하여 구성되거나 또는 2종 이상의 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 물질로 각각 구성된 복수의 클래드 층들을 포함할 수 있다.The
용융 땜납층(3)은 상술한 바와 같은 용융 땜납을 포함하여 구성될 수 있고, 예를 들어, 59.5 중량% 내지 60.0 중량% 범위의 주석(Sn); 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐(In); 및 잔부는 납(Pb)과 불가피한 불순물을 포함한다. 용융 땜납층(3)은 다양한 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 10 μm 내지 100 μm 범위의 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 20 μm 내지 40 μm 범위의 두께를 가질 수 있다.The
태양광 모듈용 전극 선재(10)는 그 단면이 원형, 직사각형, 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 태양광 모듈용 전극 선재(10)는, 예를 들어 0.1 mm 내지 6.0 mm 범위의 단면 직경을 가질 수 있다.The
상기 전극 선재를 태양전지가 형성된 반도체기판에 납땜할 때에, 가열 온도는 상기 용융 땜납층의 융점 근방의 저온으로 엄격하게 제어될 필요가 있다. 그 이유는, 상기 전극 선재의 전도성 심재를 형성하는 금속 물질, 예를 들어 구리 또는 알루미늄과 반도체기판을 형성하는, 예를 들면 실리콘의 열팽창율이 다르기 때문이다. 다시 말해, 고가인 반도체기판에 크랙를 발생시키는 원인이 되는 열응력이 가능한 한 작게 되도록 상기 전극 선재는 가능한 저온에서 납땜될 필요가 있다. 따라서, 상기 용융 납땜층의 융점이 낮을수록 좋다.When soldering the electrode wire to a semiconductor substrate on which a solar cell is formed, the heating temperature needs to be strictly controlled to a low temperature near the melting point of the molten solder layer. The reason is that the thermal expansion coefficient of silicon, for example, which forms a semiconductor substrate with a metal material forming a conductive core of the electrode wire, for example, copper or aluminum, is different. In other words, the electrode wire needs to be soldered at a low temperature as much as possible so that the thermal stress that causes cracks in the expensive semiconductor substrate is as small as possible. Therefore, the lower the melting point of the molten solder layer, the better.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈(30)을 도시하는 평면도이다.5 is a plan view showing a
도 5를 참조하면, 태양광 모듈(30)는 복수의 태양 전지 유닛들(20) 및 태양 전지 유닛들(20)을 전기적으로 연결하는 태양광 모듈용 전극 선재(10)를 포함한다. 태양광 모듈용 전극 선재(10)의 구성은 상술한 바와 같다. 또한, 도시되지는 않았으나, 태양광 모듈용 전극 선재(10)은 인터커넥터(interconnecter)와 인터커넥터를 연결하는 버스 바(bus bar)에 사용될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈(30)을 도시하는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a
도 6을 참조하면, 태양광 모듈(30)은 PN 접합을 가진 실리콘 반도체에 형성된 반도체기판을 포함하는 태양 전지 유닛(20), 상기 반도체기판에 형성된 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b), 및 태양광 모듈용 전극 선재(10)를 포함한다. 또한, 태양광 모듈(30)은 봉합부(40), 커버 필름부(50), 밀봉부(60), 및 덮개 유리부(70)를 더 포함한다. 태양광 모듈용 전극 선재(10)의 일측 하면은 제1 전극(90a)의 표면에 전기적으로 접촉하고, 태양광 모듈용 전극 선재(10)의 타측 상면은 제2 전극(90b)에 전기적으로 접촉한다. 이러한 전기적 접촉은 상기 태양광 모듈용 전극 선재(10)의 상술한 용융 땜납층(3)에 의하여 구현된다. 이에 따라, 복수의 태양 전지 유닛(20)이 직렬로 연결되어 원하는 기전력을 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 6, the
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
10: 태양광 모듈용 전극 선재
2: 전도성 심재
3: 용융 땜납층
20: 태양 전지 유닛
30: 태양광 모듈
40: 봉합부
50: 커버 필름부
60: 밀봉부
70: 덮개 유리부
90a: 제1 전극
90b: 제2 전극,10: electrode wire for solar module
2: Conductive core material
3: molten solder layer
20: solar cell unit
30: solar module
40: suture
50: cover film portion
60: seal
70: cover glass
90a: first electrode
90b: second electrode,
Claims (6)
0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐(In); 및
잔부는 납(Pb)과 불가피한 불순물을 포함하는, 태양광 모듈용 용융 땜납.Tin (Sn) in the range of 59.5 wt% to 60.0 wt%;
Indium (In) in the range of 0.1% to 0.5% by weight; And
The remainder contains lead (Pb) and unavoidable impurities, molten solder for solar modules.
상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 181℃ 내지 183℃ 범위의 융점을 가지는, 태양광 모듈용 용융 땜납. According to claim 1,
The solder for the solar module has a melting point in the range of 181 ℃ to 183 ℃, the molten solder for the solar module.
상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 9.3도 내지 10.5도 범위의 접촉각을 가지는, 태양광 모듈용 용융 땜납.According to claim 1,
The solder for the solar module has a contact angle in the range of 9.3 degrees to 10.5 degrees, molten solder for solar modules.
상기 태양광 모듈용 용융 땜납은 2.80 N 내지 3.21 N 범위의 접합력을 가지는, 태양광 모듈용 용융 땜납.According to claim 1,
The molten solder for the solar module has a bonding force in the range of 2.80 N to 3.21 N, the molten solder for the solar module.
상기 전도성 심재의 표면에 형성된 용융 땜납층;을 포함하고,
상기 용융 땜납층은, 59.5 중량% 내지 60.0 중량% 범위의 주석(Sn); 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐(In); 및 잔부는 납(Pb)과 불가피한 불순물을 포함하는, 태양광 모듈용 전극 선재.Conductive core material; And
Includes; a molten solder layer formed on the surface of the conductive core material,
The molten solder layer may include tin (Sn) in a range of 59.5 wt% to 60.0 wt%; Indium (In) in the range of 0.1% to 0.5% by weight; And the balance includes lead (Pb) and unavoidable impurities.
상기 태양전지들을 전기적으로 연결하는 태양광 모듈용 전극 선재;를 포함하고,
상기 태양광 모듈용 전극 선재는, 전도성 심재; 및 상기 전도성 심재의 표면에 형성된 용융 땜납층;을 포함하고,
상기 용융 땜납층은, 59.5 중량% 내지 60.0 중량% 범위의 주석(Sn); 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 인듐(In); 및 잔부는 납(Pb)과 불가피한 불순물을 포함하는, 태양광 모듈.A plurality of solar cell units; And
Includes; electrode wire for a solar module for electrically connecting the solar cells;
The electrode wire for the solar module includes a conductive core material; And a molten solder layer formed on the surface of the conductive core material.
The molten solder layer may include tin (Sn) in a range of 59.5 wt% to 60.0 wt%; Indium (In) in the range of 0.1% to 0.5% by weight; And the balance includes lead (Pb) and unavoidable impurities.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120100698A (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-12 | 한국전자통신연구원 | Conducting composition, silicon solar cell comprising the conducting composition, and its preparation for the same |
| KR101245042B1 (en) | 2004-05-21 | 2013-03-18 | 가부시키가이샤 네오맥스 마테리아르 | Electrode wire for solar battery |
| JP2014524354A (en) * | 2011-08-02 | 2014-09-22 | アルファ・メタルズ・インコーポレイテッド | High impact toughness solder alloy |
| KR20170031769A (en) * | 2014-07-21 | 2017-03-21 | 알파 어셈블리 솔루션스 인크. | Low temperature high reliability tin alloy for soldering |
| KR101840590B1 (en) * | 2017-02-24 | 2018-03-20 | 엘에스전선 주식회사 | Circular wire for solar cell module |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101245042B1 (en) | 2004-05-21 | 2013-03-18 | 가부시키가이샤 네오맥스 마테리아르 | Electrode wire for solar battery |
| KR20120100698A (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-12 | 한국전자통신연구원 | Conducting composition, silicon solar cell comprising the conducting composition, and its preparation for the same |
| JP2014524354A (en) * | 2011-08-02 | 2014-09-22 | アルファ・メタルズ・インコーポレイテッド | High impact toughness solder alloy |
| KR20170031769A (en) * | 2014-07-21 | 2017-03-21 | 알파 어셈블리 솔루션스 인크. | Low temperature high reliability tin alloy for soldering |
| KR101840590B1 (en) * | 2017-02-24 | 2018-03-20 | 엘에스전선 주식회사 | Circular wire for solar cell module |
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