KR20210061953A - 태양전지 pid 특성 시험 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 PID(Potential Induced Degradation) 검출을 위한 태양전지 PID 특성 시험 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, PID 특성 시험 챔버(101), 장착부(110), PID 특성 시험 시트(120) 또는 PID 유발 물질 공급부(140) 중 하나 이상의 PID 공급수단, 가열부(130), 전압인가부(150) 및 PID 특성 측정부(160)를 포함하여 구성되는 태양전지 PID 특성 시험 장치에 의해 태양전지 모듈을 대면적 모듈화 하지 않은 방법으로 최소 셀 단위로부터 정량화된 고체 및 기화(vaporization)된 Na 이온을 직접 인가하는 방법으로 셀 수준, 봉지재 등의 태양전지모듈 각각의 구성품에 대한 PID 내구성을 정량화 할 수 있도록 한다.
Description
본 발명은 태양전지 시험 및 분석에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 태양전지 PID(Potential Induced Degradation) 검출을 위한 태양전지 PID 특성 시험 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
현재 태양광 발전을 위해 설치된 발전소에서 실제 가동 중 태양전지 모듈의 출력 및 효율이 급격하게 감소하는 PID(Potential Induced Degradation) 열화 현상이 빈번하게 발생하고 있다.
이러한 PID 현상은 제작된 모듈에 사용된 유리(glass)의 Na 이온이 주원인으로 알려져 있으며, 이를 방지하기 위해 유리 및 봉지재의 변경 등을 통하여 PID 발생을 방지하고 있다. 일 예로, 종래 기술의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA) 등의 태양전지용 봉지재를 대신하여 폴리올레핀계의 재료 특히 에틸렌계 재료도 절연성이 우수한 이유로 널리 사용되고 있다.
또한, 태양광 발전의 효율을 향상시키기 위해, PID 열화 현상을 검출하여 대응하기 위한 다양한 PID 열화 검출 방법이 제공되고 있다.
현재 널리 사용되고 있는 상술한 PID 열화 검출 방법의 일 예로는, IEC 62804 규격으로 PV(Photo Voltaic Cell) 모듈을 대상으로 온도 70℃ ~ 85℃, 상대 습도(RH: Relative Humidity) 85%의 환경에서 600V 내지 1,000V의 전압을 인가한 상태에서 96 시간 방치하여 태양전지 PID를 검출하는 방법을 들 수 있다.
그러나 태양전지 PID 열화 현상은 태양전지 셀, 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재, 유리(glass) 등 태양전지 셀을 구성하는 모든 구성요소의 복합 작용에 기인하므로, 태양전지 셀을 모든 구성을 고려해야 하나, 상술한 종래기술의 태양전지 PID 열화특성 평가 방법은 PV 셀(Photo Voltaic Cell)과 셀 보호용 봉지재 등을 동시에 평가하는 방법으로 수행되기 때문에 PID 발생 원인에 대한 정확한 개선 방법 규명이 어려웠다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래기술의 PID 시험 과정을 간략화 할 수 있고 비용 측면에서의 효율성을 향상시킬 수 있으며, PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있도록 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 태양전지 모듈의 구성인 태양전지 셀, 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재, 유리(glass) 등을 구분하여 각각의 구성품에 대한 PID 특성 또는 각각의 부분 구성들의 결합품들에 의한 복합적인 PID 특성을 시험하여 검출할 수 있도록 하는 것에 의해, 각각의 구성품 및 각각의 구성품의 상호 작용에 의한 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 각각의 구성품 및 각각의 구성품의 상호 작용에 의한 PID 열화현상에 대한 내구성을 정량화 할 수 있도록 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, PID 특성 시험 챔버; 상기 PID 특성 시험 챔버의 내부에 구비되어 PID 특성 시험 대상 태양전지부가 안착된 후 PID 특성 시험이 수행되는 장착부; 상기 태양전지부의 태양전지 셀로 PID 유발 물질을 공급하도록 상기 태양전지부의 상부에 부착된 후 상기 태양전지부와 함께 상기 장착부에 안착되는 PID 특성 시험 시트 또는 상기 PID 특성 시험 챔버 내부로 PID 유발 물질을 공급하는 PID 유발 물질 공급부 중 어느 하나의 PID 공급수단; PID 특성 시험을 위해 상기 장착부에 안착된 상기 태양전지부를 가열하도록 상기 장착부의 하부에 형성되는 가열부; 상기 장착부에 안착된 태양전지부의 상하 면에 PID 시험 전압을 인가하는 전압인가부; 및 상기 태양전지부의 태양전지 셀에서 발생되는 전류를 검출한 후 PID 특성을 검출하는 PID 특성 측정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치를 제공한다.
상기 장착부는, 내부에 진공압을 형성하도록 형성되는 진공채널; 상기 진공채널의 위치에서 상기 하부 받침판의 상부 면을 관통하여 형성되는 하나 이상의 진공홀들; 및 상기 진공채널로 진공을 위한 부압을 인가하는 진공관;을 포함하는 전도성 금속판으로 형성되어 상기 태양전지부가 안착되는 하부 받침판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 PID 특성 시험 시트는, 고분자수지층; 및 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되어 PID 유발 물질을 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 저면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층;을 포함하여 구성되어, 상기 PID 유발 물질이 상기 태양전지 셀로 직접 주입되는 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 PID 특성 시험 시트는, 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층; 및 상기 PID 유발 물질을 상기 고분자수지층을 경유하여 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 상부 면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층;을 포함하여 구성되어, 상기 PID 유발 물질이 상기 고분자수지층에 대응하는 봉지재를 경유하여 상기 태양전지 셀로 주입되는 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 PID 특성 시험 시트는, 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층; 및 상기 고분자수지층의 내부에 주입되어 상기 고분자수지층의 내부를 이동하여 상기 태양전지 셀로 주입되는 PID 유발 물질들;을 포함하여 구성되어, 상기 고분자수지층에 대응하는 봉지재가 PID 유발 물질에 대하여 오염된 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 PID 유발 물질은, Na 이온인 것을 특징으로 한다.
상기 PID 유발 물질 공급부는, Na을 기화시켜 상기 PID 특성 시험 챔버의 내부로 Na 가스를 공급하는 Na 기화기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 태양전지 PID 특성 시험 장치는, 무게추; 및 상부에 상부 전압단자가 형성되어 상기 무게추들이 장착되는 무게추고정봉;을 포함하는 하중부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는, PID 특성 시험 챔버; 장착부; PID 특성 시험을 위해 상기 장착부에 안착된 태양전지부를 가열하도록 상기 장착부의 하부에 형성되는 가열부; PID 유발 물질 공급부 또는 PID 특성 시트 중 하나 이상의 PID 공급수단; 전압인가부; 및 PID 특성 측정부;를 포함하여 구성되는 태양전지 PID 특성 시험 장치에 의한 태양전지 PID 특성 시험 방법에 있어서, 상기 장착부에 상기 PID 특성 시험 시트가 상부 면에 부착된 태양전지부또는 상기 PID 특성 시험 시트가 부착되지 않은 태양전지부를 장착하는 태양전지부 장착 단계; 상기 장착부에 전압을 인가하여 상기 PID 특성 시험 시트의 PID 유발 물질 또는 상기 PID 유발 물질 공급부에 의해 PID 유발 물질을 증발시켜 상기 PID 특성 시험 챔버의 내부로 공급된 PID 유발 물질 가스를 상기 태양전지부의 태양전지 셀로 주입시키는 PID 유발 물질 주입 단계; 및 전압이 인가된 상기 PID 유발 물질이 주입된 태양전지부의 누설 전류를 측정하여 PID 특성을 검출하는 PID 특성 검출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 방법을 제공한다.
상기 태양전지부 장착 단계에서 장착되는 태양전지부는, 태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 태양전지부 장착 단계에서, 상기 장착부가, 상기 하부 받침판의 내부에 진공압을 형성하도록 형성되는 진공채널, 상기 진공채널의 위치에서 상기 하부 받침판의 상부 면을 관통하여 형성되는 하나 이상의 진공홀들; 및 상기 진공채널로 진공을 위한 부압을 인가하는 진공관;을 를 포함하는 전도성 금속판으로 형성되어, 고정력 및 전도성 향상을 위해 진공흡입에 의해 상기 태양전지부를 상기 하부 받침판의 상부에 밀착되도록 상기 태양전지부를 장착시키는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 PID 유발 물질 주입 단계에서, 상기 태양전지 셀로 주입되는 PID 유발 물질은 Na 이온인 것을 특징으로 한다.
상기 PID 유발 물질 주입 단계는, 상기 PID 유발 물질이 상기 태양전지 셀로 직접 주입되는 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행을 위해, 고분자수지층; 및 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되어 PID 유발 물질을 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 저면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층;을 포함하는 상기 PID 특성 시험 시트에 의해 상기 태양전지 셀로 PID 유발 물질이 주입되는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 PID 유발 물질 주입 단계는, 상기 PID 유발 물질이 상기 고분자수지층에 대응하는 봉지재를 경유하여 상기 태양전지 셀로 주입되는 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행을 위해, 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층; 및 상기 PID 유발 물질을 상기 고분자수지층을 경유하여 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 상부 면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층;을 포함하는 상기 PID 특성 시험 시트에 의해 상기 태양전지 셀로 PID 유발 물질이 주입되는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 PID 유발 물질 주입 단계는, 상기 고분자수지층에 대응하는 봉지재가 PID 유발 물질에 대하여 오염된 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행을 위해, 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층; 및 상기 PID 유발 물질을 상기 고분자수지층을 경유하여 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 내부에 분산 주입된 PID 유발 물질들;을 포함하는 상기 PID 특성 시험 시트에 의해 상기 태양전지 셀로 PID 유발 물질이 주입되는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래기술의 PID 시험 과정을 간략화 할 수 있고 비용 측면에서의 효율성을 향상시킬 수 있으며, PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
본 발명은 또한, 태양전지 모듈의 구성인 태양전지 셀, 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재, 유리(glass) 등을 구분하여 각각의 구성품에 대한 PID 특성 또는 각각의 부분 구성들의 결합품들에 의한 복합적인 PID 특성을 시험하여 검출할 수 있도록 하는 것에 의해, 각각의 구성품 및 각각의 구성품의 상호 작용에 의한 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 각각의 구성품 및 각각의 구성품의 상호 작용에 의한 PID 열화현상에 대한 내구성을 정량화 할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 PID 특성 시험 장치(1)의 구성도.
도 2는 하부 받침판(111)의 상세 구성도.
도 3은 하중부(103)의 측면도(a) 및 무게추(103)의 평면도(b).
도 4는 고분자수지층(121)의 저면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120a)의 단면도.
도 5는 고분자수지층(121)의 상부 면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120b)의 단면도.
도 6은 고분자수지층(121)의 내부에 PID 유발 물질(P, P1, P2)들이 주입되어 형성된 PID 특성 시험 시트(120c)의 단면도.
도 7은 본 발명이 일 실시예의 PID 유발 물질 공급부(140)를 통해 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 8은 본 발명이 다른 실시예의 PID 특성 시험 시트(120)를 이용하여 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 9는 본 발명이 다른 실시예의 PID 특성 시험 시트(120) 및 PID 유발 물질 공급부(140)를 이용하여 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 2는 하부 받침판(111)의 상세 구성도.
도 3은 하중부(103)의 측면도(a) 및 무게추(103)의 평면도(b).
도 4는 고분자수지층(121)의 저면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120a)의 단면도.
도 5는 고분자수지층(121)의 상부 면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120b)의 단면도.
도 6은 고분자수지층(121)의 내부에 PID 유발 물질(P, P1, P2)들이 주입되어 형성된 PID 특성 시험 시트(120c)의 단면도.
도 7은 본 발명이 일 실시예의 PID 유발 물질 공급부(140)를 통해 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 8은 본 발명이 다른 실시예의 PID 특성 시험 시트(120)를 이용하여 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 9는 본 발명이 다른 실시예의 PID 특성 시험 시트(120) 및 PID 유발 물질 공급부(140)를 이용하여 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 PID 특성 시험 장치(1)의 구성도이고, 도 2는 하부 받침판(111)의 상세 구성도이며, 도 3은 하중부(103)의 측면도(a) 및 무게추(103)의 평면도(b)이다.
도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예의 태양전지 PID 특성 시험 장치(100)는 PID 특성 시험 챔버(101), 상기 PID 특성 시험 챔버(101)의 내부에 구비되어 PID 특성 시험 대상 태양전지부(1)가 안착된 후 PID 특성 시험이 수행되는 장착부(1), PID 특성 시험을 위해 상기 장착부에(110) 안착된 상기 태양전지부(1)를 가열하도록 상기 장착부(110)의 하부에 형성되는 가열부(130), 상기 태양전지부의 태양전지 셀로 PID 유발 물질을 공급하도록 상기 태양전지부의 상부에 부착된 후 상기 태양전지부와 함께 상기 장착부에 안착되는 PID 특성 시험 시트(120) 또는 상기 PID 특성 시험 챔버 내부로 PID 유발 물질을 공급하는 PID 유발 물질 공급부(140) 중 어느 하나의 PID 공급수단, 상기 장착부(110)에 안착된 태양전지부(1)의 상하 면에 PID 시험 전압을 인가하는 전압인가부(150) 및 상기 태양전지부(1)의 태양전지 셀에서 발생되는 누설 전류를 검출한 후 PID 특성을 검출하는 PID 특성 측정부(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성에서 상기 PID 유발 물질은 Na 이온일 수 있다.
그리고 상기 태양전지부(1)는 태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나로 구성되는 것에 의해, 셀 단위부터 봉지재 및 유리 개별 구성품을 독립적으로 또는 서로 결합된 상태로 구성하고, 각각의 구조에 따라 Na양을 조절하는 것에 의해 셀 단위부터 봉지재 및 유리 개별 구성품의 독립적인 상태 또는 서로 결합된 상태에서의 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 한다.
도 2와 같이, 상기 장착부(110)는, 상기 내부에 진공압을 형성하도록 형성되는 진공채널(112), 상기 진공채널(112)의 위치에서 상기 하부 받침판의 상부 면을 관통하여 형성되는 하나 이상의 진공홀(113)들 및 상기 진공채널(112)로 진공을 위한 부압을 인가하는 진공관(114)을 포함하는 전도성 금속판으로 형성되어 상기 태양전지부가 안착되는 하부 받침판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착부(110)는, 상기 태양전지부(1)의 전압을 인가하는 하부 전압단자(115)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
상술한 구성의 상기 장착부(110)의 구성 중, 상기 하부 받침판(111)은 일정한 PID 특성 시험 결과를 도출하기 위해 온도 손실을 최소화하며, 열 및 전자 전달률이 높은 Cu 금속 플레이트로 제작될 수 있다.
상기 구성의 장착부(110) 상에는 하나 또는 하나 이상의 태양전지부(1) 또는 상기 장착부(110) 장착면적에 대응하는 면적을 가지는 하나의 태양전지부가 장착되어 PID 특성 시험이 진행될 수 있다. 또한, 상기 태양전지부(1)의 저면을 진공 흡입하는 것에 의해, 태양전지부(1) 저면의 전도성 금속 재료간의 일정한 표면 접합률을 증가시켜 옴 접촉(ohmic-contact)율을 증가시킴으로써 PID 특성 시험의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 태양전지 PID 특성 시험 장치(100)는 전도성 금속 블록인 하부 받침판(111)과 태양전지부(1)의 접촉력을 높이기 위한 전도성 가변 무게 추들로 구성되는 하중부(103)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하중부(103)는 도 3과 같이, 무게추(103)와 상부에 상부 전압단자(106)가 형성되어 무게추(103)들이 장착되는 무게추고정봉(105)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 무게추(104)는 도 3의 (b)와 같이 'ㄷ' 자 형상으로, g 단위 또는 kg 단위의 다양한 무게를 가지도록 형성되어 하중 부여 요구 조건에 맞게 상기 무게추고정봉(105)에 결합된다. 이때, 상기 무게추(104)는 태양전지부(1)에 대응하는 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 무게추(104)와 무게추고정봉(105)이 결합된 하중부(103)는 PID 특성 시험 시트(120) 또는 태양전지부(1)의 상부에 안착되어 태양전지부(1)에 하중을 부여하는 것에 의해 태양전지부(1)와 하부 받침판(111) 사이의 밀착력을 높이고 파손을 방지하는 기능을 수행한다.
상기 PID 특성 시트(120)는 고체 상태의 PID 유발 물질을 상기 태양전지부(1)에 구비되는 태양전지 셀(미 도시)로 공급하도록 도 4 내지 도 6과 같이, PID 유발 물질을 가지는 다양한 구조의 시트 형태로 구성된다.
구체적으로, 도 4는 고분자수지층(121)의 저면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120a)의 단면도이고, 도 5는 고분자수지층(121)의 상부 면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120b)의 단면도이고, 도 6은 고분자수지층(121)의 내부에 PID 유발 물질(P, P1, P2)들이 주입되어 형성된 PID 특성 시험 시트(120c)의 단면도이다.
도 4와 같이, 상기 PID 특성 시험 시트(120a)는 고분자수지층(121) 및 상기 태양전지부(1)의 상부 면에 접촉되어 PID 유발 물질(P)을 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층(121)의 저면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층(123)을 포함하여 구성된다. 상술한 구성의 상기 PID 특성 시험 시트(120a)는 상기 태양전지부(1)의 상부에 부착되어 장착부(110)에 장착되고, 외부에서 전압이 인가되면, 고체상의 상기 PID 유발 물질(P)이 직접 상기 태양전지부(1)의 태양전지 셀의 내부로 주입된다. 따라서, 상기 PID 특성 시험 시트(120a)는 고체상의 상기 PID 유발 물질(P)이 상기 태양전지 셀로 직접 주입되는 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 한다.
이와 달리, 도 5와 같이, 상기 PID 특성 시험 시트(120b)는, 상기 태양전지부(1)의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층(121) 및 상기 PID 유발 물질(P)을 상기 고분자수지층을 경유하여 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층(121)의 상부 면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층(123)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 외부에서 전압이 인가되면, 상술한 구성의 상기 PID 특성 시험 시트(120b)는 상기 태양전지부(1)의 상부에 부착되어 장착부(110)에 장착되는 것에 의해, 고체 상의 상기 PID 유발 물질(P)이 상기 고분자수지층(121)을 통과하여 상기 태양전지 셀로 주입된다. 따라서, 상기 PID 특성 시험 시트(120b)는 상기 PID 유발 물질(P)이 상기 고분자수지층(121)에 대응하는 봉지재를 경유하여 상기 태양전지 셀로 주입되는 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 한다.
또한, 도 6과 같이, 상기 PID 특성 시험 시트(120c)는 상기 태양전지부(1)의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층(121) 및 상기 고분자수지층(121)의 내부에 주입되어 상기 고분자수지층의 내부를 이동하여 상기 태양전지 셀로 주입되는 PID 유발 물질들(P)을 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, 외부에서 전압이 인가되면, 상기 고분자수지층(121)의 내부에 주입된 PID 유발 물질(P)들이 고분자수지층(121)을 지나서 상기 태양전지부(1)의 태양전지 셀의 내부로 주입된다. 따라서 상기 PID 특성 시험 시트(120c)는 상기 고분자수지층에 대응하는 봉지재가 PID 유발 물질로 오염된 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 한다.
다시 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 가열부(130)는 상부에 가열판(hot plate)(130a)을 포함하여 구성되어, PID 특성 시험을 위해 60~85℃로 발열하여 상기 하부 받침판(111)을 가열하도록 구성된다.
상기 PID 유발 물질 공급부(140)는 PID 특성 시험의 목적에 따라 PID 유발 물질을 기화시킨 후 양을 조절하며 상기 PID 특성 시험 챔버(101)의 내부로 공급하도록 구성된다. 이때, 기화되어 제공되는 상기 PID 유발 물질(P)은 Na 가스일 수 있다.
상기 전압인가부(150)는 장착부(110)에 태양전지부(1)가 장착된 후, 하중부(103)의 상부 전압단자(106)와 상기 하부 받침판(111)의 하부 전압단자(115)에 PID 특성 시험을 위한 전압을 인가하도록 구성된다. 상기 전압에 의해 PID 유발 물질들, 일 예로, Na 이온들이 상기 태양전지부(1)에 구비되는 태양전지 셀의 내부로 주입되어 PID를 유발하게 된다.
상기 PID 특성 측정부(160)는 상기 PID 유발 물질 오염 상황의 모사에 의해 PID 유발 물질로 오염된 태양전지부(1)의 누설전류, 전류 전압 또는 전력 출력 등의 PID 분석을 위한 신호들을 측정한 후 PID 특성을 분석하도록 구성된다.
상술한 구성의 태양전지 PID 특성 시험 장치(1)는, PID 특성 시험 시트(120) 또는 PID 유발 물질 공급부(140) 중 어느 하나만을 구비하도록 구성될 수 있다.
또한, 태양전지 PID 특성 시험 장치(1)는 PID 특성 시험 시트(120) 및 PID 유발 물질 공급부(140)를 모두 구비하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 태양전지 PID 특성 시험 장치(1)는 대면적 모듈화 하지 않은 방법으로 최소 셀 단위로부터 정량화된 고체 및 기화(vaporization)된 Na 이온을 직접 인가하는 방법으로 셀 수준, 봉지재 등의 태양전지모듈 각각의 구성품에 대한 PID 내구성을 정량화할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명이 일 실시예의 PID 유발 물질 공급부(140)를 통해 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 7과 같이, PID 유발 물질 공급부(140)를 통해 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법은, PID 특성 시험 챔버(101), 장착부(110), PID 공급수단, 가열부(130), 전압인가부(150) 및 PID 특성 측정부(160)를 포함하여 구성되는 태양전지 PID 특성 시험 장치에 의해 수행되는 것으로서, 태양전지부 장착 단계(S10), PID 유발 물질 공급 단계(S20), PID 유발 물질 주입 단계(S30) 및 PID 특성 검출 단계(S40)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 단계 중, 상기 태양전지부 장착 단계(S10)에서, 태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나로 구성되는 태양전지부(1)가 상기 하부 받침판(111) 상부에 장착된다. 그리고 하중 부여을 위한 하중부(103)가 상기 태양전지부(1) 또는 PID 특성 시험 시트(120)의 상부에 장착된다. 이 후, 하부 받침판(111)에 형성된 진공채널(112), 진공홀(113)들 및 진공관(114)에 의해 진공 부압에 의해 태양전지부(1)의 저면이 하부 받침판(111)의 상부 면으로 진공 흡착되어 옴 접촉을 이루게 된다.
다음으로, 상기 PID 유발 물질 공급 단계(S20)에서, 상기 PID 유발 물질 공급부(140)가 Na 등의 PID 유발 물질을 기화시켜 가스화 한 후 PID 특성 시험 챔버(101)의 내부로 공급한다.
이후, 상기 PID 유발 물질 주입 단계(S30)에서, 상기 전압인가부(120)가 상기 하중부(103)의 상부 전압단자(106)와 상기 장착부(110)의 하부 받침판(111)의 하부 전압단자(115)에 PID 특성 시험 전압을 인가하여 PID 유발 물질을 태양전지 셀 내부로 유도하여 주입시킨다.
이후, 상기 PID 특성 검출 단계(S40)에서, 상기 PID 특성 측정부(160)가 상기 PID 유발 물질 오염 상황의 모사에 의해 PID 유발 물질로 오염된 태양전지부(1)의 누설전류, 전류 전압 또는 전력 출력 등의 PID 분석을 위한 신호들을 측정한 후 PID 특성을 분석한다.
상술한, 도 7의 태양전지 PID 특성 시험 방법은 태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나로 구성되는 것에 의해, 셀 단위부터 봉지재 및 유리 개별 구성품을 독립적으로 또는 서로 결합된 상태로 구성하고, 각각의 구조에 따라 Na양을 조절하는 것에 의해 셀 단위부터 봉지재 및 유리 개별 구성품의 독립적인 상태 또는 서로 결합된 상태에서의 가스 상의 PID 유발 물질을 이용하여 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 8은 본 발명이 다른 실시예의 PID 특성 시험 시트(120)를 이용하여 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 8과 같이, PID 유발 물질 공급부(140)를 통해 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법은, PID 특성 시험 챔버(101), 장착부(110), PID 특성 시험 시트(120), 가열부(130), 전압인가부(150) 및 PID 특성 측정부(160)를 포함하여 구성되는 태양전지 PID 특성 시험 장치에 의해 수행되는 것으로서, 태양전지부 장착 단계(S110), PID 유발 물질 주입 단계(S120) 및 PID 특성 검출 단계(S130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 단계 중, 상기 태양전지부 장착 단계(S110)에서, 태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나로 구성되어 상부면에 상기 PID 특성 시험 시트(120)를 부착된 태양전지부(1)가 상기 하부 받침판(111) 상부에 장착된다. 그리고 하중 부여을 위한 하중부(103)가 상기 태양전지부(1) 또는 PID 특성 시험 시트(120)의 상부에 장착된다. 이 후, 하부 받침판(111)에 형성된 진공채널(112), 진공홀(113)들 및 진공관(114)에 의해 진공 부압에 의해 태양전지부(1)의 저면이 하부 받침판(111)의 상부 면으로 진공 흡착되어 옴 접촉을 이루게 된다.
다음으로, 상기 PID 유발 물질 주입 단계(S120)에서, 상기 전압인가부(120)가 상기 하중부(103)의 상부 전압단자(106)와 상기 장착부(110)의 하부 받침판(111)의 하부 전압단자(115)에 PID 특성 시험 전압을 인가하여 상기 PID 특성 시험 시트(120)의 PID 유발 물질을 태양전지 셀 내부로 유도하여 주입시킨다.
이후, 상기 PID 특성 검출 단계(S130)에서, 상기 PID 특성 측정부(160)가 상기 PID 유발 물질 오염 상황의 모사에 의해 PID 유발 물질로 오염된 태양전지부(1)의 누설전류, 전류 전압 또는 전력 출력 등의 PID 분석을 위한 신호들을 측정한 후 PID 특성을 분석한다.
상술한, 도 8의 태양전지 PID 특성 시험 방법은 태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나로 구성되는 것에 의해, 셀 단위부터 봉지재 및 유리 개별 구성품을 독립적으로 또는 서로 결합된 상태로 구성하고, 상기 PID 특성 시험 시트(120)의 PID 유발 물질, 일 예로 고체 Na의 양을 조절하는 것에 의해 셀 단위부터 봉지재 및 유리 개별 구성품의 독립적인 상태 또는 서로 결합된 상태에서의 고체 상의 PID 유발 물질을 이용한 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 9는 본 발명이 다른 실시예의 PID 특성 시험 시트(120) 및 PID 유발 물질 공급부(140)를 이용하여 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 9와 같이, PID 특성 시험 시트(120) 및 PID 유발 물질 공급부(140)를 통해 고체 및 가스 상의 PID 유발 물질을 공급하여 수행되는 PID 특성 시험 방법은, PID 특성 시험 챔버(101), 장착부(110), PID 특성 시험 시트(120), 가열부(130), PID 유발 물질 공급부(140), 전압인가부(150) 및 PID 특성 측정부(160)를 포함하여 구성되는 태양전지 PID 특성 시험 장치에 의해 수행되는 것으로서, 태양전지부 장착 단계(S110), PID 유발 물질 공급 단계(S115), PID 유발 물질 주입 단계(S120) 및 PID 특성 검출 단계(S130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 단계 중, 상기 태양전지부 장착 단계(S110)에서, 태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나로 구성되어 상부면에 상기 PID 특성 시험 시트(120)를 부착된 태양전지부(1)가 상기 하부 받침판(111) 상부에 장착된다. 그리고 하중 부여을 위한 하중부(103)가 상기 태양전지부(1) 또는 PID 특성 시험 시트(120)의 상부에 장착된다. 이 후, 하부 받침판(111)에 형성된 진공채널(112), 진공홀(113)들 및 진공관(114)에 의해 진공 부압에 의해 태양전지부(1)의 저면이 하부 받침판(111)의 상부 면으로 진공 흡착되어 옴 접촉을 이루게 된다.
다음으로, 상기 PID 유발 물질 공급 단계(S115)에서, 상기 PID 유발 물질 공급부(140)가 Na 등의 PID 유발 물질을 기화시켜 가스화 한 후 PID 특성 시험 챔버(101)의 내부로 공급한다.
이 후, 상기 PID 유발 물질 주입 단계(S120)에서, 상기 전압인가부(120)가 상기 하중부(103)의 상부 전압단자(106)와 상기 장착부(110)의 하부 받침판(111)의 하부 전압단자(115)에 PID 특성 시험 전압을 인가하여 상기 PID 특성 시험 시트(120)의 고체 상의 PID 유발 물질 및 가스 상의 PID 유발 물질을 태양전지 셀 내부로 유도하여 주입시킨다.
이후, 상기 PID 특성 검출 단계(S130)에서, 상기 PID 특성 측정부(160)가 상기 PID 유발 물질 오염 상황의 모사에 의해 PID 유발 물질로 오염된 태양전지부(1)의 누설전류, 전류 전압 또는 전력 출력 등의 PID 분석을 위한 신호들을 측정한 후 PID 특성을 분석한다.
상술한, 도 9의 태양전지 PID 특성 시험 방법은 태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나로 구성되는 것에 의해, 셀 단위부터 봉지재 및 유리 개별 구성품을 독립적으로 또는 서로 결합된 상태로 구성하고, 상기 PID 특성 시험 시트(120)의 PID 유발 물질 및 가스 상의 PID 유발 물질, 일 예로 고체 Na 및 가스 상의 Na의 양을 조절하는 것에 의해 셀 단위부터 봉지재 및 유리 개별 구성품의 독립적인 상태 또는 서로 결합된 상태에서의 고체 상 및 가스 상의 PID 유발 물질을 이용한 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 태양전지 PID 특성 시험 방법 중 도 8 및 도 9의 PID 특성 시험 시트(120)를 이용한 PID 유발 물질 주입 단계(S120)는 도 4 내지 도 5의 서로 다른 구성을 가지는 PID 특성 시험 시트(120a, 120b, 120c)에 따라 서로 다른 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 한다.
먼저, 상기 PID 특성 시험 시트(120)가 도 4의 고분자수지층(121)의 저면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120a)로 구성되는 경우의 PID 유발 물질 주입 단계(S120)를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 PID 특성 시험 시트(120a)가 시험대상 태양전지부(1)의 상부 면과 접촉한 상태의 도면이다. 이때, 상기 PID 유발 물질 주입 단계(S120)가 수행되면, 도 4의 PID 특성 시험 시트(120a)는 시험대상 태양전지부(1)와 접촉한 상태에서 전압인가부(150)에 의해 공급된 전압 차를 가지는 전기장 상에 놓이게 된다. 이에 따라 PID 유발 물질층(123)의 PID 특성 유발 물질들이 시험대상 태양전지부(1)로 이동하여 태양전지부(1)에 구비되는 태양전지 셀 내부로 주입됨으로써 태양전지 셀을 PID 유발 물질로 오염시키게 된다. 즉, 도 4와 같이, 고분자수지층(121)의 저면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120a)를 이용한 태양전지 PID 특성 시험을 수행하는 경우, 고체 상의 PID 유발 물질이 직접 태양전지부(1)(태양전지 셀) 내부로 주입되어 PID 유발 물질로 오염된 태양전지 셀에 대한 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 한다.
다음으로, 상기 PID 특성 시험 시트(120)가 상기 태양전지부(1)의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층(121) 및 상기 PID 유발 물질(P)을 상기 고분자수지층을 경유하여 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층(121)의 상부 면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층(123)을 포함하여 구성되는 도 5의 PID 특성 시험 시트(120b)로 구성되는 경우의 PID 유발 물질 주입 단계(S120)를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 PID 특성 시험 시트(120b)가 시험대상 태양전지부(1)의 상부 면과 접촉한 상태의 도면이다. 즉, 도 4에서는 PID 특성 시험 시트(120b)와 시험대상 태양전지부(1)가 태양전지 PID 특성 유발 물질층(123)을 사이에 두고 접촉하고 있으나, 이와 달리 도 5에서는 PID 특성 시험 시트(120b)와 시험대상 태양전지부(1)가 고분자 수지층(121)을 사이에 두고 접촉하게 된다. 이때, 상기 PID 유발 물질 주입 단계(S120)가 수행되면, 도 5의 PID 특성 시험 시트(120b)는 시험대상 태양전지부(1)와 접촉한 상태에서 전압인가부(150)에 의해 공급된 전압차를 가지는 전기장 상에 놓이게 된다. 이에 따라 PID 유발 물질층(123)의 PID 특성 유발 물질들이 고분자수지층(121)을 경유하여 시험대상 태양전지부(태양전지 셀)(1)로 이동하여 태양전지 셀 내부로 주입됨으로써 태양전지 셀을 PID 유발 물질로 오염시키게 된다. 즉, 도 5와 같이, 고분자수지층(121)의 상부 면에 PID 유발 물질층(123)이 형성된 PID 특성 시험 시트(120b)를 이용한 태양전지 PID 특성 시험을 수행하는 경우, 고체 상의 PID 유발 물질로 봉지재가 오염된 경우의 태양전지 셀에 대한 PID 특성 시험을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 도 5의 경우에는 태양전지 PID 특성 유발 물질이 고분자수지층(121)을 거쳐 시험대상 태양전지부(1)로 이동하기 때문에 태양전지 PID 특성 유발 물질이 시험대상 태양전지부(1)까지 도달하는데 시간이 도 4에서 보다 더 길고 도달확률이 낮아 지게 된다. 그러나 태양전지 모듈에서 커버 유리에 포함된 양이온들이 봉지재를 거쳐 태양전지로 이동하기 때문에 도 5와 같이 구성하는 경우 태양전지 모듈에서와 유사한 환경조건을 구성할 수 있어 보다 정확한 PID 특성 시험결과를 얻을 수 있게 된다.
다음으로, 상기 PID 특성 시험 시트(120)가 상기 태양전지부(1)의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층(121) 및 상기 고분자수지층(121)의 내부에 주입되어 상기 고분자수지층의 내부를 이동하여 상기 태양전지 셀로 주입되는 PID 유발 물질들(P)을 포함하여 구성되는 도 6의 PID 특성 시험 시트(120c)로 구성되는 경우의 PID 유발 물질 주입 단계(S120)를 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 PID 특성 시험 시트(120c)가 시험대상 태양전지부(1)의 상부 면과 접촉한 상태의 도면이다. 즉, 도 4에서는 PID 특성 시험 시트(120a)와 시험대상 태양전지부(1)가 태양전지 PID 특성 유발 물질층(123)을 사이에 두고 접촉하고 있으나, 이와 달리 도 6에서는 PID 특성 물질(P)이 내부에 혼합된 PID 특성 시험 시트(120c)와 시험대상 태양전지부(1)가 직접 접촉하게 된다. 이때, 상기 PID 유발 물질 주입 단계(S120)가 수행되면, 도 6의 PID 특성 시험 시트(120c)는 시험대상 태양전지부(1)와 접촉한 상태에서 전압인가부(150)에 의해 공급된 전압차를 가지는 전기장 상에 놓이게 된다. 이에 따라 고분자 수지층(121) 내부의 PID 특성 유발 물질(P, P1, P2)들이 고분자수지층(121) 내부를 이동하여 시험대상 태양전지부(태양전지 셀)(1)로 이동하여 태양전지 셀 내부로 주입됨으로써 태양전지 셀을 PID 유발 물질로 오염시키게 된다. 즉, 도 6의 PID 특성 시험 시트(120c)를 이용한 태양전지 PID 특성 시험의 경우에는 고분자 수지층(121) 내부에 PID 특성 유발 물질(P1, P2)가 고르게 분산되어 있다. 시험대상 태양전지부(1)로 이동하는 태양전지 PID 특성 유발입자 중 2개의 서로 다른 입자를 제1 PID 유발 물질(입자)(P1) 및 제2 PID 유발 물질(입자)(P2)로 지칭하여 설명하면 다음과 같다. 제1 PID 유발 물질(P1)는 제2 PID 유발 물질(P2)보다 시험대상 태양전지부(1)까지의 거리가 더 멀다. 태양전지 PID 특성 유발 물질이 동일한 입자라 가정하면, 동일한 시간에 제1 PID 특성 유발 물질(P1) 및 제2 PID 특성 유발 물질(P2)가 시험대상 태양전지부(1)까지 이동하는 거리는 동일하다. 따라서, 제1 PID 특성 유발 물질 (P1)이 제2 PID 특성 유발 물질(P2)보다 시험대상 태양전지부(1)내에서 이동하는 거리가 짧다. PID 특성 시험 시트(120c) 내부의 태양전지 PID 특성 유발 물질(P2)가 시험대상 태양전지부(1)와의 상대적 거리가 먼 경우, 시험대상 태양전지부(1)까지 도달하지 않을 수도 있다. 도 4에서와 같이 태양전지 PID 특성 유발 물질이 시험대상 태양전지부(1)와 직접 접촉하고 있는 경우에는 이동거리가 문제되지 않으나 도 6에서와 같이 고분자수지층(121) 내에 분산되어 있는 경우에는 시험대상 태양전지부(1)와의 거리가 서로 달라 시험대상 태양전지부(1)에 PID 특성을 유발할 수도 있고 유발하지 못할 수도 있다. 따라서, 본 실시예의 경우, 도 4에서의 태양전지 PID 특성 유발 물질들과 유사한 태양전지 열화효과를 나타내기 위해서는 더 긴 시간이 소요되나, 태양전지 모듈 내의 커버유리에 포함되는 양이온들은 전체적으로 분산된 형태를 보일 것이므로 도 6과 같이 구성하는 경우 태양전지 모듈에서와 유사한 환경조건을 구성할 수 있어 보다 정확한 PID 특성 시험결과를 얻을 수 있게 된다.
종래 기술의 PID 특성 시험방법들은 태양전지 모듈 구성품을 모듈화 과정을 거쳐 완성된 대면적 태양전지 모듈을 이용하거나, 태양전지 셀, 봉지재, 유리 순으로 모듈의 형태가 필수적으로 갖추어져야 하므로 태양전지 모듈 구성품 간의 선택적인 PID 열화인자 시험 분석이 불가능하였으나, 상술 본 발명의 실시예들에 따르면, 태양전지 셀(cell), 봉지재(encapsulant sheet), 백시트(back-sheet) 등을 구분하여 각각의 구성품들에 대한 PID 열화 현상에 대한 내구성을 정량화 할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 모듈을 대면적 모듈화 하지 않은 방법으로 최소 셀 단위로부터 정량화된 고체 및 기화(vaporization)된 Na 이온을 직접 인가하는 방법으로 셀 수준, 봉지재 등의 태양전지모듈 각각의 구성품에 대한 PID 내구성을 정량화 할 수 있게 된다.
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 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 태양전지부
100: PID 특성 시험 장치
101: PID 특성 시험 챔버
103: 하중부
104: 무게추
105: 무게추고정봉
106: 상부 전압단자
110: 장착부
111: 하부 받침판
112: 진공채널
113: 진공홀
114: 진공관
115: 하부 전압단자
120: PID 특성 시험 시트
121: 고분자수지층
123: PID 유발 물질층
130: 가열부
130a: 가열판
140: 오염물질 공급부
P: PID 유발 물질
P1: 제1 PID 유발 물질
P2: 제2 PID 유발 물질
150: 전압인가부
160: PID 특성 측정부
100: PID 특성 시험 장치
101: PID 특성 시험 챔버
103: 하중부
104: 무게추
105: 무게추고정봉
106: 상부 전압단자
110: 장착부
111: 하부 받침판
112: 진공채널
113: 진공홀
114: 진공관
115: 하부 전압단자
120: PID 특성 시험 시트
121: 고분자수지층
123: PID 유발 물질층
130: 가열부
130a: 가열판
140: 오염물질 공급부
P: PID 유발 물질
P1: 제1 PID 유발 물질
P2: 제2 PID 유발 물질
150: 전압인가부
160: PID 특성 측정부
Claims (15)
- PID 특성 시험 챔버;
상기 PID 특성 시험 챔버의 내부에 구비되어 PID 특성 시험 대상 태양전지부가 안착된 후 PID 특성 시험이 수행되는 장착부;
상기 태양전지부의 태양전지 셀로 PID 유발 물질을 공급하도록 상기 태양전지부의 상부에 부착된 후 상기 태양전지부와 함께 상기 장착부에 안착되는 PID 특성 시험 시트 또는 상기 PID 특성 시험 챔버 내부로 PID 유발 물질을 공급하는 PID 유발 물질 공급부 중 어느 하나의 PID 공급수단;
PID 특성 시험을 위해 상기 장착부에 안착된 상기 태양전지부를 가열하도록 상기 장착부의 하부에 형성되는 가열부;
상기 장착부에 안착된 태양전지부의 상하 면에 PID 시험 전압을 인가하는 전압인가부; 및
상기 태양전지부의 태양전지 셀에서 발생되는 전류를 검출한 후 PID 특성을 검출하는 PID 특성 측정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 장착부는,
내부에 진공압을 형성하도록 형성되는 진공채널;
상기 진공채널의 위치에서 상기 하부 받침판의 상부 면을 관통하여 형성되는 하나 이상의 진공홀들; 및
상기 진공채널로 진공을 위한 부압을 인가하는 진공관;을 포함하는 전도성 금속판으로 형성되어 상기 태양전지부가 안착되는 하부 받침판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 PID 특성 시험 시트는,
고분자수지층; 및
상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되어 PID 유발 물질을 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 저면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 PID 특성 시험 시트는,
상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층; 및
상기 PID 유발 물질을 상기 고분자수지층을 경유하여 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 상부 면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 PID 특성 시험 시트는,
상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층; 및
상기 고분자수지층의 내부에 주입되어 상기 고분자수지층의 내부를 이동하여 상기 태양전지 셀로 주입되는 PID 유발 물질들;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 PID 유발 물질은, Na 이온인 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 PID 유발 물질 공급부는,
Na을 기화시켜 상기 PID 특성 시험 챔버의 내부로 Na 가스를 공급하는 Na 기화기로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치. - 제1항에 있어서,
무게추; 및
상부에 상부 전압단자가 형성되어 상기 무게추들이 장착되는 무게추고정봉;을 포함하는 하중부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 장치. - PID 특성 시험 챔버; 장착부; PID 특성 시험을 위해 상기 장착부에 안착된 태양전지부를 가열하도록 상기 장착부의 하부에 형성되는 가열부; PID 유발 물질 공급부 또는 PID 특성 시트 중 하나 이상의 PID 공급수단; 전압인가부; 및 PID 특성 측정부;를 포함하여 구성되는 태양전지 PID 특성 시험 장치에 의한 태양전지 PID 특성 시험 방법에 있어서,
상기 장착부에 상기 PID 특성 시험 시트가 상부 면에 부착된 태양전지부 또는 상기 PID 특성 시험 시트가 부착되지 않은 태양전지부를 장착하는 태양전지부 장착 단계;
상기 장착부에 전압을 인가하여 상기 PID 특성 시험 시트의 PID 유발 물질 또는 상기 PID 유발 물질 공급부에 의해 PID 유발 물질을 증발시켜 상기 PID 특성 시험 챔버의 내부로 공급된 PID 유발 물질 가스를 상기 태양전지부의 태양전지 셀로 주입시키는 PID 유발 물질 주입 단계; 및
전압이 인가된 상기 PID 유발 물질이 주입된 태양전지부의 누설 전류를 측정하여 PID 특성을 검출하는 PID 특성 검출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 방법. - 제9항에 있어서,
상기 태양전지부 장착 단계에서 장착되는 태양전지부는,
태양전지 셀 또는 상기 태양전지 셀과 봉지재(encapsulant), 백시트(back-sheet), 씰링재 또는 유리(glass) 중 하나 이상의 결합체 중 어느 하나인 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 방법. - 제9항에 있어서,
상기 태양전지부 장착 단계는,
상기 장착부가, 상기 하부 받침판의 내부에 진공압을 형성하도록 형성되는 진공채널, 상기 진공채널의 위치에서 상기 하부 받침판의 상부 면을 관통하여 형성되는 하나 이상의 진공홀들; 및 상기 진공채널로 진공을 위한 부압을 인가하는 진공관;을 를 포함하는 전도성 금속판으로 형성되어,
고정력 및 전도성 향상을 위해 진공흡입에 의해 상기 태양전지부를 상기 하부 받침판의 상부에 밀착되도록 상기 태양전지부를 장착시키는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 방법. - 제9항에 있어서,
상기 PID 유발 물질 주입 단계에서,
상기 태양전지 셀로 주입되는 PID 유발 물질은 Na 이온인 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 방법. - 제9항에 있어서,
상기 PID 유발 물질 주입 단계는,
상기 PID 유발 물질이 상기 태양전지 셀로 직접 주입되는 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행을 위해, 고분자수지층; 및 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되어 PID 유발 물질을 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 저면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층;을 포함하는 상기 PID 특성 시험 시트에 의해 상기 태양전지 셀로 PID 유발 물질이 주입되는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 방법. - 제9항에 있어서,
상기 PID 유발 물질 주입 단계는,
상기 PID 유발 물질이 상기 고분자수지층에 대응하는 봉지재를 경유하여 상기 태양전지 셀로 주입되는 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행을 위해, 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층; 및 상기 PID 유발 물질을 상기 고분자수지층을 경유하여 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 상부 면에 적층 형성되는 PID 유발 물질층;을 포함하는 상기 PID 특성 시험 시트에 의해 상기 태양전지 셀로 PID 유발 물질이 주입되는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 방법. - 제9항에 있어서,
상기 PID 유발 물질 주입 단계는,
상기 고분자수지층에 대응하는 봉지재가 PID 유발 물질에 대하여 오염된 경우에 대한 PID 특성 시험을 수행을 위해, 상기 태양전지부의 상부 면에 접촉되는 고분자수지층; 및 상기 PID 유발 물질을 상기 고분자수지층을 경유하여 상기 태양전지 셀로 공급하도록 상기 고분자수지층의 내부에 분산 주입된 PID 유발 물질들;을 포함하는 상기 PID 특성 시험 시트에 의해 상기 태양전지 셀로 PID 유발 물질이 주입되는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 PID 특성 시험 방법.
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210061953A true KR20210061953A (ko) | 2021-05-28 |
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