KR20210096065A - 슁글드 모듈의 제조 방법 및 슁글드 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슁글드 모듈의 제조 방법 및 슁글드 모듈에 관한 것이다. 이 방법은 다음의 단계를 포함한다: 태양 에너지 셀과 도전성 칩을 하측 패키지 구조의 상부 표면 상에 제2 방향을 따라서 슁글링 방식으로 배열하여 복수의 전지 스트링을 형성하고, 도전성 칩이 전지 스트링의 말단에 위치하고, 각각의 전지 스트링이 제2 방향과 수직한 제1 방향을 따라 배열되어 셀 어레이를 형성하도록 하고; 셀 어레이의 상측 또는 하측에 제1 버스 바와 제2 버스 바가 설치되고, 제1 버스 바가 각각의 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인과 전기적 접촉하고, 제2 버스 바가 각각의 전지 스트링의 도전성 칩과 전기적으로 접촉하도록 하며; 상측 패키지 구조에 대해, 셀 어레이 및 하측 패키지 구조의 조합 구조를 적층한다. 본 발명이 제공하는 방법은, 조판 공정과 첩편 공정을 하나로 결합할 수 있어서, 하측 패키지 재료 상에 셀을 집적 첩편하여 조판할 수 있다. 이러한 방식은 저비용이고, 고효율이며, 조작이 용이하다.

Description

슁글드 모듈의 제조 방법 및 슁글드 모듈
본 발명은 에너지 분야, 특히 슁글드 모듈의 제조 방법 및 슁글드 모듈에 관한 것이다.
전 세계의 석탄, 석유, 천연 가스 등 재래식 화석 에너지의 소비 속도가 가속화됨에 따라서, 생태 환경이 끊임없이 악화되고, 특히 온실 가스 배출은 점점 더 심각한 전 세계의 기후 변화를 야기하여, 인류 사회의 지속 가능한 발전이 이미 엄중한 위협을 받고 있다. 세계 각국은 속속 각자의 에너지 개발 전략을 제정하여, 재래식 화석 에너지 자원의 유한성과 개발 이용이 가져오는 환경 문제에 대응하고 있다. 태양 에너지는 그 신뢰성, 안전성, 보편성, 친환경성, 자원 충족성의 특징에 의해 이미 가장 중요한 재생 에너지의 하나가 되었고, 미래에 전 세계 전력 공급의 주요한 축이 될 것으로 기대된다.
새로운 한차례 에너지 변혁 과정에서, 중국의 광발전 산업은 이미 국제 경쟁 우위를 가지는 전략적 신흥 산업으로 성장하였다. 그러나, 광발전 산업의 발전은 여전히 많은 문제와 도전에 직면하고 있고, 변환 효율과 신뢰성은 광발전 산업의 발전을 제약하는 최대의 기술 장애이며, 비용 통제 및 규모화 역시 경제 상의 제약을 가져온다. 광발전 모듈은 광발전의 핵심 부품으로서, 그 변환 효율을 증가시켜 고효율 모듈로 나가고 있는 것이 필연적인 추세이다. 현재 시장에, 슁글드, 하프셀(half-cell), 멀티 메인 그리드 및 양면 모듈 등과 같은 각종의 고효율 모듈이 생겨나고 있다. 광발전 모듈의 응용 장소와 응용 지역이 점점 더 광범위해짐에 따라서, 그 신뢰성에 대한 요구도 점점 더 높아지고 있고, 특히 열악하거나 극단적인 날씨가 자주 발생하는 지역에서 고효율이고 신뢰성이 높은 광발전 모듈을 채용할 필요가 있다.
태양광 녹색 에너지를 크게 보급하고 사용하게 하려는 배경 면에서, 슁글드 모듈은 저전류 및 저손실의 전기학 원리(광발전 모듈의 전력 손실과 작동 전류의 제곱이 정비례 관계)를 이용하여 모듈의 전력 손실을 크게 줄인다. 또한, 전지 모듈의 셀 간격 구역을 충분히 이용하는 것을 통해 발전을 진행하여, 단위 면적 당 에너지 밀도가 높다. 또한, 현재 일반적인 모듈용 광발전 금속 용접띠 대신에 탄성체 특성을 가지는 도전성 접착제를 사용하고 있다. 광발전 금속 용접띠는 정편(full wafer; 整片) 셀에 비교적 높은 직렬 저항을 나타내도록 하며, 도전성 접착제는 전류 회로의 여정이 용접띠 방식을 채용하는 것보다 짧게 하기 때문에, 결국 슁글드 모듈이 고효율의 모듈이 되게 된다. 동시에 슁글드 모듈은 전지와 전지의 상호 연결 위치 및 기타 합류 구역에 대한 응력 손상을 피할 수 있어서, 실외 응용이 신뢰성이 종래의 광발전 모듈의 성능보다 더욱 우수하다. 특히, 고온 및 저온이 교번하는 동적인 상태(바람, 눈 등의 자연계의 부하 작용)의 환경 하에서, 금속 용접띠를 채용해 상호 연결하여 패키지되는 종래의 모듈의 고장 확률은, 절단된 실리콘 셀 소편(小片)을 탄성체인 도전성 접착제를 채용하여 상호 연결하여 패키지하는 슁글드 모듈을 훨씬 초과한다.
현재 슁글드 모듈의 주류 기술은 도전성 접착제를 사용하여 절단 후의 셀을 상호 연결하는 것이고, 도전성 접착제는 주로 도전상(相)과 접합상으로 구성된다. 그 중, 도전상은 주로 순은 입자 또는 은도금 구리, 은도금 니켈, 은도금 유리 등 입자 등과 같은 귀금속으로 조성되어 태양 에너지 셀 사이에 도전 작용을 일으키는데 이용된다. 그 입자 형상 및 분포는 최적의 전기 전도의 기준을 만족하며, 현재 D50 <10 um 급의 칩 형상 또는 구 형상을 더 많이 채용하여 조합된 은가루가 다수를 차지한다. 접합상은 주로 내후성(耐候性)을 가지는 고분자 수지 중합체로 구성되고, 통상 접합 강도와 내후 안전성에 근거해 아클린산 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 등에서 선택된다. 도전성 접착제가 비교적 낮은 접촉 저항과 비교적 낮은 체적 저항율 및 높은 접합성을 달성하고 장기간의 우수한 내후 특성을 유지하도록 하기 위해서, 일반적으로 도전성 접착제 제조업자는 도전상 및 접합상 배합의 설정을 완료해야 하고, 초기 단계에서 환경 침식 측정과 장기간 실외에서 실제 응용 중 성능 안정성을 보증해야 한다.
도전성 접착제를 통해 연결되어 실현된 전지 모듈에 대해서, 패키징 후 실외에서 실제 사용 시에, 예를 들어 고온 및 저온이 교번하여 열팽창과 냉수축이 도전성 접착제 사이의 상대 변위를 일으키는 등과 같은 환경 침식을 받는다. 가장 심각한 것은 전류 가상 접속이나 단락이 나타내게 되는 것이고, 그 주된 원인은 일반적으로 재료 조합 후에 상호간 연결 능력이 약해지기 때문이다. 연결 능력이 약해지는 것은 주로 현재의 제조 과정에서 도전성 접착제 작업이 공정 조작 창을 필요로 한다는 점에서 나타난다. 살제 생산 과정 중 이러한 창은 상대적으로 비교적 좁고, 매우 용이하게 환경 요소의 영향을 받는다. 예를 들어, 작업 장소의 온도 및 습도, 접착제 도포 후 대류 공기 중에서 보내는 시간의 길이 등등이 모두 도전성 접착제 액이 활성을 잃게 한다. 동시에, 디스펜스, 스프레이 또는 인쇄 공정에서 접착제 액 자신의 특성 변화로 인해 사이징이 고르지 못한 결함 현상이 나타나서, 생산품의 신뢰성에 대해 비교적 큰 드러나지 않은 취약점을 가질 수 있다. 또한, 도전성 접작체는 주로 고분자 수지와 다량의 귀금속 분말체로 구성되어 있어, 비용이 많이 들고 일정 정도 생태 환경을 손상시킨다(귀금속의 생산 및 가공은 환경에 대한 오염이 비교적 크다). 또한, 도전성 접착제는 사이징 또는 셀 포개기(첩편; 疊片) 과정 중에 일정한 유동성을 가지는 페이스트에 속하여, 접착제가 매우 넘치기 쉬워서 슁글링으로 상호 연결된 전지 스트링의 양극과 음극의 단락을 유발한다.
즉, 도전성 접착체 접합 방식을 채용하여 제작된 대다수의 슁글드 모듈에 대해, 상호 연결 강도가 약하다는 특징, 제조 과정의 환경적인 요구가 높다는 점, 접착제가 넘쳐 단락되기 쉬운 공정을 사용한다는 점, 비용이 높고, 생산 효율이 낮다는 점 등의 문제가 존재한다.
또한, 현재의 슁글드 모듈은 전지 스트링의 양단에 용접띠를 설치하고, 그 후에 조판, 합류 용접을 진행하여야 한다. 이러한 전통적인 방안에서는, 먼저 포개서 연결한 후 조판하는 방식은, 효율이 낮고, 비용이 높으며, 또한 첩편 공정과 조판 공정이 분리되어 레이아웃 변경이 어렵고, 또한, 용접띠가 셀의 전력 손실을 유발하여, 변환 효율에 영향을 미친다.
따라서, 상술한 문제점을 적어도 부분적으로 해결하기 위한, 슁글드 모듈의 제조 방법과 슁글드 모듈을 제공할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 슁글드 모듈의 제조 방법 및 슁글드 모듈을 제공하는 것이다. 본 발명이 제공하는 방법에 따르면, 조판 공정 및 첩편 공정을 하나로 합하여, 직접 하측 패키지 재료 상에 셀을 첩편 및 조판할 수 있다. 이러한 방식은, 비용이 적고, 효율이 높으며, 조작이 용이하다.
한편, 본 발명에서 제공하는 슁글드 모듈에서는, 버스 바(bus bar)가 합류 작용을 할 수 있고, 점결(粘結)제가 고정 작용을 할 수 있어서, 별도로 용접띠와 도전성 접착제를 사용할 필요가 없고, 이에 따라서 용접띠와 도전성 접착제를 형성하여 일어날 수 있는 일련의 문제를 피할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 슁글드 모듈의 제조 방법이 제공되며, 상기 슁글드 모듈은 하측 패키지 구조, 상측 패키지 구조 및 상기 하측 패키지 구조와 상기 상측 패키지 구조 사이에 고정되는 셀 어레이를 포함하고, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
태양 에너지 셀과 도전성 칩을 하측 패키지 구조의 상부 표면 상에 제2 방향을 따라서 슁글링 방식으로 배열하여 복수의 전지 스트링을 형성하고, 상기 도전성 칩이 상기 전지 스트링의 말단에 위치하고, 각각의 상기 태양 에너지 셀 사이가 메인 그리드 라인(main grid line) 간의 접촉을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 도전성 칩과 그와 인접하는 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인이 접촉하며, 각각의 상기 태양 에너지 셀과 상기 도전성 칩 사이가 점결제를 통해 서로에 대해 고정되고, 각각의 상기 전지 스트링이 제2 방향과 수직한 제1 방향을 따라 배열되어 셀 어레이를 형성하도록 한다;
상기 셀 어레이의 상측에 제1 버스 바와 제2 버스 바가 설치되거나, 혹은 상기 셀 어레이의 하측에 제1 버스 바 및 제2 버스 바가 설치되고, 상기 제1 버스 바가 각각의 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인과 전기적 접촉하고, 상기 제2 버스 바가 각각의 상기 전지 스트링의 상기 도전성 칩과 전기적으로 접촉하도록 하고, 상기 두 개의 버스 바가 모두 연속적인 스트립 형상을 이루어 상기 셀 어레이로부터 전류를 수집하고, 전류를 외부로 도출할 수 있도록 한다;
상기 상측 패키지 구조에 대해, 상기 셀 어레이 및 상기 하측 패키지 구조의 조합 구조를 적층한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 이하의 단계를 더 포함한다:
각각의 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 상부 표면 상에 제1 도전성 점결 구조를 설치하여, 상기 제1 도전성 점결 구조와 상기 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인이 직접 접촉하도록 한다;
각각의 상기 도전성 칩의 상부 표면 상에 제2 도전성 점결 구조를 설치한다.
여기서, 서로 인접하는 전지 스트링에 대응하는 도전성 점결 구조는 제1 방향으로 이격되어 있고, 또한, 상기 상측 패키지 구조는 상부판을 포함하고, 상기 제1 버스 바 및 상기 제2 버스 바는 상기 상부판의 하부 표면 상에 형성되고, 상기 제1 버스 바 및 상기 제2 버스 바가 상기 셀 어레이와 수직한 방향으로 각각의 대응하는 도전성 점결 구조와 정렬되어, 상기 버스 바가 모든 상기 전지 스트링의 대응하는 도전성 점결 구조에 동시 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 상측 패키지 구조는 상기 상부판 및 상기 셀 어레이의 사이에 설치되는 상측 유연성 필름을 더 포함하고, 상기 방법은, 상기 상측 유연성 필름 상에 상기 도전성 점결 구조와 대응하도록 구멍을 설치하여, 상기 도전성 점결 구조가 상기 구멍을 통해서 상기 버스 바와 접촉할 수 있게 하는 것을 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 도전성 점결 구조 및 상기 제2 도전성 점결 구조를 형성하는 단계는 상기 셀 어레이 상에 상기 상측 유연성 필름을 설치한 후에 실행되고, 상기 제1 도전성 점결 구조 및 상기 제2 도전성 점결 구조를 형성하는 단계는, 상기 상측 도전성 필름 상에 도전성 점결 재료를 발라서, 상기 도전성 점결 재료가 상기 구멍을 통해 상기 셀 어레이의 상부 표면까지 흐르고 거기서 제1 도전성 구조 및 제2 도전성 구조로 응결되도록 하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 디스펜스, 페인팅, 스프레이, 프린팅 중 어느 하나 방식으로 상기 도전성 점결 구조를 형성한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 버스 바 및 상기 제2 버스 바는 상기 셀 어레이 상에 설치되고, 그 중, 상기 제1 버스 바는 모든 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀의 상부 표면 상에 설치되고, 그와 접촉하는 각각의 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인을 연결하고, 연결 방식은 도전성 점결 구조 또는 용접일 수 있으며, 상기 제2 버스 바는 각각의 도전성 칩의 상부 표면 상에 설치되어, 각각의 도전성 칩을 연결하며, 연결 방식은 도전성 점결 구조 또는 용접일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 점결제를 바르는 단계를 포함하고, 상기 점결제를 바르는 단계는, 각각의 상기 태양 에너지 셀과 상기 도전성 칩 상에 점결제를 발라서, 상기 태양 에너지 셀이 전지 스트링으로 배열될 때, 상기 점결제가 각각의 한 쌍의 인접한 태양 에너지 셀 및 도전성 칩 사이에 위치하게 하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 점결제를 바를 때에 카메라를 통해 점결제가 발라지는 품질을 검측하고, 검측 결과에 따라 정확하지 않게 점결제가 발라진 태양 에너지 셀을 골라내는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 검측 단계는 점결제를 바르는 단계에 대해 동시에 진행되어, 상기 검측 단계가 점결제를 바르는 단계에 대해 폐루프 피드백을 진행할 수 있게 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
태양 에너지 셀 정편을 설치한다;
상기 태양 에너지 셀 정편 상에 레이저로 홈을 새겨 점결제를 바른다;
상기 태양 에너지 셀 정편을 복수의 태양 에너지 셀로 분할한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:
태양 에너지 셀 정편을 설치한다;
상기 태양 에너지 셀 정편 상에 레이저로 홈을 새긴다;
상기 태양 에너지 셀 정편을 복수의 테양 에너지 셀로 분할한다;
각각의 상기 태양 에너지 셀 상에 점결제를 바른다.
일 실시예에 따르면, 상기 태양 에너지 셀을 첩편하여 전지 스트링을 형성하는 과정 중에 상기 태양 에너지 셀 사이의 중첩 부위에 대해 열 및/또는 압력을 가하여, 그 곳의 점결제를 고화(固化)시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 하측 패키지 구조는 하부판 및 상기 하부판과 상기 셀 어레이 사이에 위치하는 하측 유연성 필름을 포함하고, 상기 방법은 태양 에너지 셀을 상기 하측 패키지 구조에 배치하기 전에 상기 하측 유연성 필름의 상부 표면 상에 점결제를 바르는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 점결제를 바라는 단계는, 상기 하측 유연성 필름의 상부 표면 상에 복수 조의 점상의 점결제를 바르는 것을 포함하고, 각 조의 상기 점상의 점결제가 상기 전지 스트링에 대응하고, 각 조의 상기 점상의 점결제가 일 열 또는 복수 열의 점상 구조를 포함하고, 상기 점상의 점결제는 모두 상기 제2 방향을 따라 순서대로 배열되어, 각각 상기 전지 스트링의 각각의 태양 에너지 셀의 하부 표면을 접합하는데 이용된다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 태양 에너지 셀을 상기 하측 패키지 구조 상에 배열하여 전지 스트링을 형성한 후에 점결제를 바르는 단계를 포함하고, 상기 점결제를 바르는 단계는, 각각의 상기 전지 스트링 상에 제2 방향을 따라 스트립 형상의 점결제를 바르고, 상기 스트립 형상의 점결제가 상기 전지 스트링 상에 걸치도록 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 태양 에너지 셀을 전지 셀로 배열하고 전지 셀을 셀 어레이로 배열하는 단계는 정전기적 흡착 또는 진공 흡착 방법으로 완성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 태양 에너지 셀을 전지 스트링으로 배열하는 과정에서 카메라를 통해 첩편 품질을 검측하고, 검측 결과를 실시간으로 모니터링 플랫폼에 피드백한다.
일 실시예에 따르면, 제조 시스템에 제어 장치가 포함되고, 상기 제어 장치는 상기 검측 기구와 관련되어, 상기 검측 기구로부터의 검측 결과에 기초하여 첩편 작업 기구에 대해 폐루프 제어를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 적층 단계 전에 EL 전계 발광 또는 PL 광 발광을 사용하여 적층 대기 부재에 대한 결함 검측을 진행하고, 검측 불합격이 있으면, 적층 대기 부재를 수리 완료 한 후 다시 결함 검측을 진행한다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상측 패키지 구조 및 하측 패키지 구조를 설치하는 단계를 포함하고, 상기 하측 패키지 구조를 설치하는 단계는, 하부판을 설치하고, EVA, POE 또는 실리카겔을 사용하여, 상기 강성판과 상기 셀 어레이 사이의 위치하는 유연성 필름을 설치하는 것을 포함하고, 상기 상측 패키지 구조를 설치하는 단계는, EVA, POE 또는 실리카겔을 사용하여, 상기 상부판과 상기 셀 어레이 사이의 위치하는 유연성 필름을 설치하고, 상부판을 설치하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 점결제는 도전성을 가지지 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 용접띠를 설치하는 단계를 포함하지 않는다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 슁글드 모듈이 제공된다. 상기 슁글드 모듈은 하측 패키지 구조, 투명한 상측 패키지 구조 및 상기 하측 패키지 구조와 상기 상측 패키지 구조 사이에 설치되는 셀 어레이를 포함하고, 상기 셀 어레이는 적어도 두 개의 전지 스트링을 포함하며, 각각의 상기 전지 스트링은 제1 방향을 따라 순서대로 배열되어 상기 셀 어레이를 형성하고, 각각의 전지 스트링은 복수의 태양 에너지 셀 및 상기 복수의 셀 말단에 위치하는 도전성 칩을 포함하고, 상기 복수의 태양 에너지 셀 및 상기 도전성 칩은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 슁글링 방식으로 순서대로 배열되고 점결제를 통해 서로 고정되며, 그 중, 각각의 상기 태양 에너지 셀 사이는 메인 그리드 라인 사이의 접촉을 통해 전기적인 연결이 실현되고, 상기 도전성 칩 및 그와 인접한 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인이 접촉하며, 그 중, 상기 슁글드 모듈에 상기 셀 어레이의 상측 또는 하측에 함께 위치하는 제1 버스 바 및 제2 버스 바가 설치되고, 그 중, 상기 제1 버스 바는 각각의 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 메인 그리드 선과 전기적으로 접촉하는 구조이고, 상기 제2 버스 바는 각각의 상기 전지 스트링의 상기 도전성 칩과 전기적으로 접촉하는 구조이며, 상기 두 개의 버스 바가 모두 연속적인 스트립 형상을 이루어 상기 셀 어레이로부터 전류를 수집하고, 전류를 외부로 도출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각각의 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 상부 표면 상에 그 메인 그리드 라인과 직접 접촉하는 제1 도전성 점결 구조가 설치되고, 상기 도전성 칩의 상부 표면 상에 제2 도전성 점결 구조가 설치되며, 서로 인접하는 상기 전지 스트링에 대응하는 도전성 점결 구조는 상기 제1 방향으로 이격되어 있고, 또한, 상기 상측 패키지 구조는 상부판을 포함하고, 상기 버스 바는 상부판의 하부 표면 상에 형성되고 상기 셀 어레이와 수직한 방향으로 각각의 대응하는 상기 도전성 점결 구조와 정렬되어, 상기 버스 바가 모든 상기 전지 스트링의 대응하는 도전성 점결 구조에 동시 접촉한다.
일 실시예에 따르면, 상기 상측 패키지 구조는 상기 상부판 및 상기 셀 어레이의 사이에 설치되는 상측 유연성 필름을 더 포함하고, 상기 상측 유연성 필름 상에 상기 도전성 점결 구조와 대응하도록 구멍이 설치되고, 상기 도전성 점결 구조가 상기 구멍을 통해서 상기 버스 바와 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 도전성 점결 구조의 각각의 토막은 점상 구조 또는 상기 제1 방향으로 연장되는 스트립 형상 구조이다.
일 실시예에 따르면, 상기 버스 바는 상기 셀 어레이 상에 형성되고, 상기 제1 버스 바는 각각의 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 메인 그리드 라인을 연결하고, 상기 제2 버스 바는 각각의 상기 전지 스트링의 상기 도전성 칩을 연결한다.
일 실시예에 따르면, 상기 상측 패키지 구조는 도선성을 가지지 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 점결제는 각각의 상기 전지 스트링의 각 쌍의 서로 인접한 두 개의 태양 에너지 셀 사이에 설치된다.
일 실시예에 따르면, 상기 점결제는 각각의 상기 태양 에너지 셀과 상기 하측 패키지 구조 사이에 설치되어, 모든 상기 태양 에너지 셀이 모두 상기 하측 패키지 구조에 대해 고정된다.
일 실시예에 따르면, 상기 하측 패키지 구조는 하부판 및 상기 하부판과 상기 셀 어레이 사이에 위치하는 하측 유연성 필름을 포함하고, 상기 점결제는 상기 하측 유연성 필름의 상부 표면 상에 발라진다.
일 실시예에 따르면, 상기 점결제는 먼저 상기 하측 유연성 필름의 상부 표면 상에 설치되는 복수 조의 점상의 점결제이고, 각 조의 상기 점상의 점결제가 하나의 상기 전지 스트링에 대응하고, 각 조의 상기 점상의 점결제는 모두 일 열 또는 복수 열의 점상 점결제를 포함하고, 상기 점상의 점결제는 모두 상기 제2 방향을 따라 순서대로 배열되어, 각각 상기 전지 스트링의 각각의 태양 에너지 셀의 하부 표면을 접합하는데 이용된다.
일 실시예에 따르면, 각각의 상기 전지 스트링 상에 상기 점결제가 설치되고, 상기 점결제는 상기 제2 방향을 따라 연장되는 스트립 형상 구조이고 상기 전지 스트링 상에 걸친다.
일 실시예에 따르면, 상기 하측 패키지 구조는 하부판과 상기 하부판과 상기 셀 어레이 사이의 위치하는 유연성 필름을 포함하고, 상기 유연성 필름은 EVA 정편 필름 구조, POE 정편 필름 구조 또는 실리카겔 정편 필름 구조이고, 상기 상측 패키지 구조는 상부판과 상기 상부판과 상기 셀 어레이 사이의 위치하는 유연성 필름을 포함하고, 상기 유연성 필름은 EVA 정편 필름 구조, POE 정편 필름 구조 또는 실리카겔 정편 필름 구조이다.
일 실시예에 따르면, 상기 점결제는 도전성을 가지지 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 슁글드 모듈은 용접띠를 설치하지 않는다.
본 발명에서 제공하는 방법에 따르면 조판 공정과 첩편 공정을 하나로 결합 하여, 하측 패키지 재료 상에 셀을 집적 첩편 및 조판할 수 있다. 이러한 방식은 저비용이고, 고효율이며, 조작이 용이하다. 한편, 본 발명에이 제공하는 슁글드 모듈에서는, 버스 바가 합류 작용을 할 수 있고, 점결제가 고정 작용을 할 수 있어서, 별도의 용접띠와 도전성 접착제를 사용할 필요가 없다. 이러한 형태의 설치는 셀의 전력 손실을 피할 수 있게 하고, 도전성 접착제를 형성함에 따라 발생할 수 있는 일련의 문제를 피할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 이점 및 효과를 더 잘 이해하기 위해, 첨부 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조할 수 있다. 첨부 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타낸다. 당업자는, 첨부 도면이 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 밝히기 위한 것이고, 본 발명의 범위에 대해 제한하는 작용을 하는 것이 아니며, 도면 중 각각의 요소가 비례에 따라 도시된 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제조 공정 중의 슁글드 모듈의 분해 개략도이다.
도 2a는 도 1의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이고, 도 2b는 도 1의 B-B를 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제조 공정 중의 슁글드 모듈의 분해 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제조 공정 중의 슁글드 모듈의 분해 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 제조 공정 중의 슁글드 어셈블리의 분해 개략도이다.
이제 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다. 여기에서 설명된 것은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 당업자는 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명을 실현하는 다른 방식을 생각해낼 수 있을 것이고, 상기 다른 방법도 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명은 슁글드 모듈과 슁글드 모듈을 제조하는 방법을 제공한다. 도 1 내지 도 5는 본 발명의 몇 가지 바람직한 실시예를 도시한다. 이하에서, 첨부 도면을 결합해 각각의 실시예에 대해 각각 설명한다.
제1 실시예
도 1, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 슁글드 모듈(1)을 도시 한 것으로, 도 1에 도시된 슁글드 모듈(1)은 제조 중에 각각의 부품이 분해된 것으로, 그 완전한 가공이 완성된 후에 하나의 완전체의 패키지 구조로 된다는 것이 이해될 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 슁글드 모듈(1)은, 하측 패키지 구조(145), 투명한 상측 패키지 구조(123) 및 하측 패키지 구조(145)와 상측 패키지 구조(123) 사이에 고정될 수 있는 셀 어레이(11)를 포함한다.
그 중, 셀 어레이(11)는 대략 태양 에너지 셀(112)의 어레이로 이해될 수 있고, 태양 에너지 셀(112)은 슁글링 방식으로 전지 스트링으로 배열되고, 복수의 전지 스트링이 셀 어레이(11)로 배열된다. 상측 도전성 구조는 또한 상부판(12) 및 상부판(12)과 셀 어레이(11) 사이에 위치하는 상측 유연성 필름(13)을 포함하고, 하측 도전성 구조는 또한 하부판(15) 및 하부판(15)과 셀 어레이(11) 사이에 위치하는 하측 유연성 필름(14)을 포함한다. 상부판(12) 및 하부판(15)은 예를 들어 강화 유리와 같은 강성 판일 수 있고, 상부판(12)은 또한 고분자 백 플레이트일 수 있으며, 상측 유연성 필름(13) 및 하측 유연성 필름(14)은 EVA, POE 또는 실리카겔로 만들어진 유연성 필름 구조일 수 있다.
구체적으로, 각각의 전지 스트링은 제2 방향(D2)을 따라 슁글링 방식으로 배열 된 복수의 태양 에너지 셀(112) 및 복수의 태양 에너지 셀(112)의 말단에 위치하는 도전성 칩(113)을 포함한다. 태양 에너지 셀(112)의 상부 표면 상에 양 전극(17)이 설치되고, 하부 표면에는 배면 전극(18)이 설치된다. 도전성 칩(113)은 도전성 재료로 만들어진다.
예를 들어, 전지 스트링 중에 각각의 태양 에너지 셀(112)이 도 2a 및 도 2b에 도시된 방식으로 배열된 경우, 2 개의 서로 인접한 태양 에너지 셀(112)에 대해, 앞의 태양 에너지 셀(112)의 배면 전극(18)과 뒤의 태양 에너지 셀(112)의 양 전극(17)이 접촉한다. 그러한 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀(112)의 양 전극(17)이 밖으로 노출되고, 또한 상기 전지 스트링의 최후의 태양 에너지 셀(112)의 배면 전극(18)이 밖으로 노출된다. 회로를 형성하기 위하여, 버스 바가 상기 전지 스트링의 밖으로 노출된 양 전극(17) 및 배면 전극(18)에 동시 접촉될 필요가 있다. 전지 스트링의 말단에 설치되는 도전성 칩(113)은 전지 스트링의 상부 표면 위에 설치되는 버스 바(121)를 배면 전극(18)과 접촉할 수 있도록 한다. 구체적으로, 도전성 칩(113)은 보통의 태양 에너지 셀(112) 형상과 유사한 구조로 구성될 수 있고, 마찬가지로 전지 스트링의 말단에 슁글링 배열되고, 이에 따라서 도전성 칩(113)은 전지 스트링의 최후의 태양 에너지 셀(112)의 배면 전극(18)에 접촉할 수 있다. 버스 바(121)가 도전성 칩(113)의 상부 표면에 전기적으로 접촉하면, 실제적으로는 최후의 태양 에너지 셀(112)의 배면 전극(18)과도 전기적으로 접촉하는 것이다. 본 실시예에서, 도전성 칩(113) 및 버스 바(121) 사이는 도전성 점결 구조(16)를 통해 전기적인 연결이 실현된다.
다시 도 1을 참조하면, 제1 도전성 점결 구조(16a)는 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀(112)의 상부 표면에 설치되어, 태양 에너지 셀(112)의 양 전극(17)과 직접 접촉하고, 제2 도전성 점결 구조(16b)는 도전성 칩(113)의 상부 표면 상에 설치된다. 서로 인접한 전지 스트링의 대응하는 도전성 점결 구조는 제1 방향(D1)으로 이격되어 있다. 제1 도전성 점결 구조(16a) 및 제2 도전성 점결 구조(16b)의 각각의 토막은 점상(點狀) 구조 또는 제1 방향(D1)으로 연장되는 스트립 형상 구조일 수 있다. 본 실시예에서, 각각의 태양 에너지 셀(112) 사이는 메인 그리드 라인의 직접 접촉을 통해 전기적인 연결을 실현한다. 다만, 도시되지 않은 다른 실시예에서, 태양 에너지 셀(112)은 도전성 접착제를 통해 전기적으로 접촉될 수도 있다.
버스 바는 상부 판(12)의 하부 표면 상에 형성되고, 그 위치는 도면에서 상부판(12) 상의 점선으로 개략적으로 도시된다. 버스 바는 제1 버스 바(121a)와 제2 버스 바(121b)를 포함한다. 제1 버스 바(121a)는 셀 어레이(11)에 수직한 방향으로 제1 도전성 점결 구조(16a)와 정렬되고, 제2 버스 바(121b)는 셀 어레이(11)와 수직한 방향으로 제2 도전성 점결 구조(16b)와 정렬되어, 버스 바가 모든 전지 스트링의 대응하는 도전성 점결 구조와 동시에 접촉할 수 있다.
나아가, 상측 유연성 필름(13) 상에 제1 도전성 점결 구조(16a) 및 제2 도전성 점결 구조(16b)에 대응하는 구멍(131)이 설치되고, 도전성 점결 구조는 구멍(131)을 관통하여 버스 바와 접촉할 수 있다.
본 실시예에서, 각각의 태양 에너지 셀(112) 사이에 설치되는 점결제를 통해 각각의 태양 에너지 셀(112)의 서로에 대한 고정이 실현된다. 예를 들어, 점결제가 각각의 태양 에너지 셀(112) 상에 발라져서, 당해 태양 에너지 셀(112) 및 다른 태양 에너지 셀(112)이 슁글링되어 서로 연결될 때 점결제가 양자를 접합할 수 있다. 또는, 각각의 전지 스트링 상에 투명한 점결제를 설치할 수 있고, 점결제는 제2 방향(D2)을 따라 연장되어 전지 스트링 상에 걸쳐있는 스트립 형상 구조일 수 있다. 바람직하게는, 점결제는 점결 작용만 가지고 도전 작용은 가지지 않을 수 있다.
이와 같이, 점결제가 이미 각각의 태양 에너지 셀(112)을 서로에 대해 고정할 수 있고, 적층(lamination) 후에 상측 패키지 구조(123), 하측 패키지 구조(145) 및 태양 에너지 셀(112)도 일체로 고정할 수 있으므로, 본 실시예의 슁글드 모듈(1)에는 용접띠가 설치되지 않을 수 있다.
본 실시예는 또한 도 1에 도시된 슁글드 모듈(1)을 제조하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 조판·첩편 단계, 버스 바 설치 단계 및 적층 단계 등을 포함한다.
조판·첩편 단계에서, 태양 에너지 셀(112) 및 도전성 칩(113)은 하측 유연성 필름(14)의 상부 표면에서 제2 방향(D2)을 따라 슁글링 방식으로 복수의 전지 스트링으로 배열된다. 도전성 칩(113)이 전지 스트링의 말단에 위치하도록 하고, 각각의 태영 에너지 셀(112) 사이는 메인 그리드 라인 간의 집적 접촉을 통해 전기적 연결을 실현하며, 도전성 칩(113) 및 그와 서로 인접하는 태양 에너지 셀(112)의 메인 그리드 라인이 직접 접촉하고, 각각의 전지 스트링은 제2 방향(D2)과 수직한 제1 방향(D1)을 따라 배치되어 셀 어레이(11)를 형성하고, 각각의 태양 에너지 셀(112) 및 도전성 칩(113) 사이는 점결제를 통해 서로 고정된다. 상기 첩편 과정은 태양 에너지 셀(112)을 하측 유연성 필름(14) 상에 정전기적 흡착 또는 진공 흡착함으로써 실현할 수 있다.
상기 단계에서, 조판 단계와 첩편 단계가 하나로 합쳐져 있어, 하측 패키지 재료 상에 직접 첩편을 진행하는 동시에 각각의 셀이 서로에 대해 고정되어, 첩편과 동시에 조판이 완성되는 것을 알 수 있다. 이러한 방식은, 비용이 낮고, 효율성이 높으며, 조작이 쉽다.
그 중, 점결제를 바르는 단계는, 각각의 태양 에너지 셀(112)과 도전성 칩(113) 상에 점결제를 발라서, 태양 에너지 셀(112)이 전지 스트링으로 배열될 때, 점결제가 각각의 한 쌍의 인접한 태양 에너지 셀(112)과 도전성 칩(113) 사이에 위치하게 하는 것을 포함한다. 나아가, 점결제를 바를 때에 카메라를 통해 점결제가 발라지는 품질을 검측하고, 검측 결과에 따라 정확하지 않게 점결제가 발라진 태양 에너지 셀(112)을 골라낸다. 더 바람직하게는, 검측 단계는 점결제를 바르는 단계에 대해 동시에 진행되고, 검측 단계는 점결제를 바르는 단계에 대해 폐루프 피드백을 수행할 수 있게 한다.
버스 바를 형성하는 단계는, 셀 어레이(11)의 상측에 제1 버스 바(121a) 및 제2 버스 바(121b)를 설치하고, 또는 셀 어레이(11)의 하측에 제1 버스 바(121a) 및 제2 버스 바(121b)를 설치하여, 제1 버스 바(121a)가 각각의 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀(112)의 메인 그리드 라인과 전기적으로 접촉하고, 제2 버스 바(121b)가 각각의 전지 스트링의 도전성 칩(113)과 전기적으로 접촉하도록 하는 것을 포함한다. 두 버스 바는 모두 연속적인 스트립 형상 구조이고, 셀 어레이(11)로부터 전류를 수집하고 전류를 외부로 도출할 수 있다.
구체적으로, 도 1에 도시된 슁글드 모듈(1)과 관련하여, 본 실시예의 버스 바는 상측 유연성 필름(13)의 하부 표면 상에 형성된다. 본 실시예의 방법은 또한 도전성 점결 구조를 설치하는 단계를 포함한다. 도전성 점결 구조를 설치하는 단계는, 각각의 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀(112)의 상부 표면 상에 제1 도전성 점결 구조(16a)를 설치하여, 제1 도전성 점결 구조가 제일 앞단의 태양 에너지 셀(112)의 메인 그리드 라인(본 실시예에서는 양 전극(17))과 직접 접촉하도록 하고, 각각의 도전성 칩(113)의 상부 표면 상에 제2 도전성 점결 구조(16b)를 설치하는 것이고, 그 중, 서로 인접한 전지 스트링의 대응하는 도전성 점결 구조는 제1 방향(D1)으로 이격된다.
또한, 상측 패키지 구조(123)는 상부판(12)과 상측 유연성 필름(13)을 포함하고, 두 개의 버스 바(121)는 상부판(12)의 하부 표면의 양측에 각각 형성되어, 두 개의 버스 바가 셀 어레이(11)에 수직한 방향에서 상응하는 도전성 점결 구조와 정렬하고, 버스 바는 모든 전지 스트링의 대응하는 도전성 점결 구조와 동시에 접촉할 수 있다.
나아가, 상기 방법은, 상측 유연성 필름(13) 상에 도전성 접착 구조와 대응하는 구멍(131)을 설치하여, 도전성 점결 구조가 구멍(131)을 통과하여 버스 바와 접촉할 수 있게 하는 것을 포함한다.
바람직하게는, 제1 도전성 점결 구조(16a) 및 제2 도전성 점결 구조(16b)를 형성하는 단계는, 셀 어레이(11) 상에 상측 유연성 필름(13)을 설치한 후에 수행한다. 제1 도전성 점결 구조(16a) 및 제2 도전성 점결 구조(16b)를 형성하는 단계는, 상측 도전성 필름의 양 측 상에 도전성 점결 재료를 가하고, 도전성 점결 재료가 구멍(131)을 통과해 셀 어레이(11)의 상부 표면 상으로 흐르고 거기서 제1 도전성 점결 구조(16a) 및 제2 도전성 점결 구조(16b)로 응결되도록 하는 것이다. 나아가, 디스펜스, 페인팅, 스프레이, 프린팅 중 어느 하나 방식으로 도전성 점결 구조를 형성할 수 있다.
일반적으로, 태양 에너지 셀(112) 소편은 태양 에너지 셀 정편(full wafer)을 분할하여 형성하며, 점결제를 바르는 단계는 분할 전 또는 분할 후에 실행될 수 있다. 예를 들어, 먼저 태양 에너지 셀 정편 상에 레이저로 홈을 새겨 점결제를 바르고, 다시 태양 에너지 셀 정편을 복수의 태양 에너지 셀(112)로 분할하거나, 또는, 태양 에너지 셀 정편 상에 레이저로 홈을 새기고, 그 다음에 태양 에너지 셀 정편을 복수의 테양 에너지 셀(112)로 분할하고, 다시 각각의 태양 에너지 셀(112) 상에 점결제를 바를 수도 있다.
바람직하게는, 태양 에너지 셀(112)의 첩편 단계와 점결제를 바르는 단계를 동시에 진행할 수 있다. 예를 들어, 태양 에너지 셀(112)을 첩편하여 전지 스트링을 형성하는 과정 중에 태양 에너지 셀(112) 사이의 중첩 부위에 대해 열 및/또는 압력을 가하거나, 또는 공기 건조, 자외선 고화 또는 습기의 방식을 채용하여 그 곳의 점결제를 고화시킨다.
또한, 바람직하게는, 태양 에너지 셀(112)을 전지 스트링으로 배열하는 과정에서 예를 들어 카메라와 같은 검측 장치를 통해 첩편 품질을 검측하고, 검측 결과를 실시간으로 모니터링 플랫폼에 피드백한다. 더 바람직하게는, 제조 시스템은 제어 장치를 더 포함하고, 제어 장치는 검측에 이용되는 기구와 관련되어 검측에 이용되는 기구의 폐루프 제어를 수행한다.
최후의 제조 공정은 적층 단계를 포함한다. 적층 단계에서 상측 패키지 구조(123), 셀 어레이(11) 및 하측 패키지 구조(145)를 함께 압력 끼워맞춤할 수 있다. 적층 단계 전에 EL 전계 발광 또는 PL 광 발광을 사용하여 적층 대기 부재에 대한 결함 검측을 진행하고, 검측 불합격이 있으면, 적층 대기 부재를 수리 완료한 후에 다시 결함 검측을 진행한다.
상술한 각 항의 공정을 통해 이미 슁글드 모듈(1)의 패키지 고정을 실현하여, 태양 에너지 셀(112) 사이를 전기적으로 연결하여 전류를 도출할 수 있다. 따라서, 상기 방법에서는 용접띠를 형성하는 단계가 필요하지 않다.
제2 실시예
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 슁글드 모듈(2)을 도시한 것으로, 본 실시예에서 제1 실시예와 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 중복하여 설명하지 않거나 또는 간단하게 관련한 설명을 한다.
슁글드 모듈(2)은 셀 어레이(21), 상측 패키지 구조(223) 및 하측 패키지 구조(245)를 포함한다. 상측 패키지 구조(223)는 상부판(22) 및 상측 유연성 필름(23)을 포함한다. 하측 패키지 구조(245)는 하부판(25) 및 하측 유연성 필름(24)을 포함한다.
본 실시예에서, 버스 바는 모두 셀 어레이(21) 상에 설치된다. 여기서, 제1 버스 바(26a)는 모든 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀의 상부 표면 상에 설치되고, 그와 접촉하는 각각의 태양 에너지 셀의 양 전극을 연결하고, 연결 방식은 도전성 점결 구조 또는 용접일 수 있다. 제2 버스 바(26b)는 각각의 도전성 칩의 상부 표면 상에 설치되고, 각각의 도전성 칩을 연결한다. 연결 방식은 도전성 점결 구조 또는 용접일 수 있다.
상부판(22) 자체는 부도전성의 투명 또는 불투명 재료로 제조될 수 있고, 상부판 (22) 상에 버스 바와 유사한 도전성 기구를 설치할 필요가 없다.
제3 실시예
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슁글드 모듈(3)을 도시한 것으로, 본 실시예에서 제1 실시예와 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 중복하여 설명하지 않거나 또는 간단하게 관련한 설명을 한다.
슁글드 모듈(3)은 상측 패키지 구조(323), 하측 패키지 구조 및 셀 어레이(31)를 포함한다. 상측 패키지 구조(323)는 상부판(32) 및 상측 유연성 필름(33)을 포함하고, 하측 패키지 구조는 하부판(35) 및 하측 유연성 필름(34)을 포함한다. 상부판(32)의 하부 표면 상에 제1 버스 바(321a) 및 제2 버스 바(132b)가 설치되고, 상측 유연성 필름(33) 상에 구멍(331)을 설치하며, 셀 어레이(31) 상의 제1 도전성 점결 구조(36a) 및 제2 도전성 점결 구조(36b)는 구멍(331)을 통과해, 대응하는 버스 바와 전기적으로 접촉을 할 수 있다.
본 실시예에서, 점결제(341)가 하측 유연성 필름(34)의 상부 표면 상에 발라지고, 당해 태양 에너지 셀을 하측 유연성 필름(34)의 상부 표면 상에 첩편할 때, 각각의 태양 에너지 셀이 점결제(341)를 통해 하측 유연성 필름(34)에 대해 고정되어, 각각의 태양 에너지 셀이 서로에 대해 고정된다.
바람직하게는, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 점결제(341)는 하측 유연성 필름(34)의 상부 표면 상에 미리 설치된 복수 조의 점상의 점결제(341)이다. 각 조의 점상의 점결제(341)는 전지 스트링에 대응하고, 각 조의 점상의 점결제(341)는 일 열 또는 복수 열을 포함하고, 점결제(341)는 모두 제2 방향을 따라 순서대로 배열되어, 각각 상기 전지 스트링의 각각의 태양 에너지 셀의 하부 표면을 접합하도록 이용된다.
이에 대응하여, 점결제(341)의 제조 방법은 태양 에너지 셀을 하측 패키지 구조에 배치하기 전에 하측 유연성 필름(34)의 상부 표면 상에 점결제(341)를 바르는 단계를 포함한다. 점결제(341)를 바르는 단계는, 하측 유연성 필름(34)의 상부 표면 상에 복수 조의 점 형상의 점결제(341)를 바르는 것을 포함한다. 각 조의 점상의 점결제(341)가 하나의 전지 스트링에 대응하도록 하고, 각 조의 점결제(341)가 모두 일 렬 또는 복수 열의 점상 구조를 포함하여, 점상의 점결제(341)는 모두 제2 방향을 따라 순서대로 배열되어 각각 상기 전지 스트링의 각각의 태양 에너지 셀의 하부 표면을 접합하도록 이용된다.
제4 실시예
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 슁글드 모듈을 도시한 것으로, 본 실시예에서 제1 실시예와 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 중복하여 설명하지 않거나 또는 간단하게 관련한 설명을 한다.
슁글드 모듈(4)은 셀 어레이(41), 상측 패키지 구조(423) 및 하측 패키지 구조(445)를 포함한다. 상측 패키지 구조(423)는 상부판(42) 및 상측 유연성 필름(43)을 포함하고, 하측 패키지 구조(445)는 하부판(45) 및 하측 유연성 필름(44)을 포함한다.
본 실시예에서, 제1 버스 바(46a) 및 제2 버스 바(46b)는 모두 셀 어레이(41) 상에 설치된다. 여기서, 제1 버스 바(46a)는 모든 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀의 상부 표면 상에 설치되고, 그와 접촉하는 각각의 태양 에너지 셀의 양 전극을 연결하고, 연결 방식은 도전성 점결 구조 또는 용접일 수 있다. 제2 버스 바(46b)는 각각의 도전성 칩의 상부 표면 상에 설치되고, 각각의 도전성 칩을 연결한다. 연결 방식은 도전성 점결 구조 또는 용접일 수 있다.
상부판(42) 자체는 부도전성의 투명 또는 불투명 재료로 제조될 수 있고, 상부판 (42) 상에 버스 바와 유사한 도전성 기구를 설치할 필요가 없다.
본 실시예에서, 점결제(441)가 하측 유연성 필름(44)의 상부 표면 상에 발라지고, 당해 태양 에너지 셀을 하측 유연성 필름(44)의 상부 표면 상에 첩편할 때, 각각의 태양 에너지 셀이 점결제(441)를 통해 하측 유연성 필름(44)에 대해 고정되어, 각각의 태양 에너지 셀이 서로에 대해 고정된다.
바람직하게는, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 점결제(441)는 미리 하측 유연성 필름(44)의 상부 표면 상의 설치된 복수 조의 점상의 점결제(441)이다. 각 조의 점상의 점결제(441)는 전지 스트링에 대응하고, 각 조의 점상의 점결제(441)는 일 열 또는 복수 열을 포함하고, 점결제(441)는 모두 제2 방향을 따라 순서대로 배열되어, 각각 상기 전지 스트링의 각각의 태양 에너지 셀의 하부 표면과 접합되도록 이용된다.
상기 몇 가지 실시예는 일종의 본 발명의 방법 및 구조의 예시를 나타내는 것이다. 본 발명이 제공하는 제공하는 방법은, 조판 공정과 첩편 공정을 하나로 결합할 수 있어서, 하측 패키지 재료 상에 셀을 집적 첩편하여 조판할 수 있다. 이러한 방식은 저비용이고, 고효율이며, 조작이 용이하다. 한편, 본 발명에이 제공하는 슁글드 모듈에서는, 버스 바가 합류 작용을 할 수 있고, 점결제가 고정 작용을 할 수 있어서, 별도의 용접띠와 도전성 접착제를 사용할 필요가 없다. 이러한 형태의 설치는 셀의 전력 손실을 피할 수 있고, 도전성 접착제의 설치로 인해 발생할 수 있는 일련의 문제를 피할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 대한 이상의 설명의 목적은 당업자에게 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 하나의 개시된 실시예로 배타적이 되거나 국한되는 것으로 의도하지 않는다. 상술한 바와 같이, 이상을 습득한 당업자에게는 본 발명의 다양한 대체나 변형이 명확할 것이다. 따라서, 일부 대체적인 실시예가 구체적으로 설명되었지만, 당업자는 명백하게 또는 상대적으로 용이하게 다른 실시예를 개발할 수 있을 것이다. 본 발명은 여기에 기술된 본 발명의 모든 대안, 수정 및 변형뿐만 아니라 상술한 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 다른 실시예를 포함하도록 의도된다.
슁글드 모듈: 1, 2, 3, 4
셀 어레이: 11, 21, 31, 41
상측 패키지 구조: 123, 223, 323, 423
상측 패키지 구조: 145, 245, 345, 445
상부판: 12, 22, 32, 42
상측 유연성 필름: 13, 23, 33, 43
하부판: 15, 25, 35, 45 층
하측 유연성 필름: 14, 24, 34, 44
제1 버스 바: 121a, 26a, 321a, 46a
제2 버스 바: 121b, 26b, 321b, 46b
제1 도전성 점결 구조: 16a, 36a
제2 도전성 점결 구조: 16b, 36b
구멍: 131, 331
점결제: 341, 441
태양 에너지 셀: 112
도전성 칩: 113
양 전극 17
배면 전극: 18
제1 방향: D1
제2 방향: D2

Claims (36)

  1. 슁글드 모듈의 제조 방법으로서,
    상기 슁글드 모듈은 하측 패키지 구조, 상측 패키지 구조 및 상기 하측 패키지 구조와 상기 상측 패키지 구조 사이에 고정되는 셀 어레이를 포함하고,
    상기 방법은,
    태양 에너지 셀과 도전성 칩을 하측 패키지 구조의 상부 표면 상에 제2 방향을 따라서 슁글링 방식으로 배열하여 복수의 전지 스트링을 형성하고, 상기 도전성 칩이 상기 전지 스트링의 말단에 위치하고, 각각의 상기 태양 에너지 셀 사이가 메인 그리드 라인 간의 접촉을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 도전성 칩과 그와 인접하는 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인이 접촉하며, 각각의 상기 태양 에너지 셀과 상기 도전성 칩 사이가 점결제를 통해 서로에 대해 고정되고, 각각의 상기 전지 스트링이 제2 방향과 수직한 제1 방향을 따라 배열되어 셀 어레이를 형성하도록 하고;
    상기 셀 어레이의 상측에 제1 버스 바와 제2 버스 바가 설치되거나, 혹은 상기 셀 어레이의 하측에 제1 버스 바 및 제2 버스 바가 설치되고, 상기 제1 버스 바가 각각의 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인과 전기적으로 접촉하고, 상기 제2 버스 바가 각각의 상기 전지 스트링의 상기 도전성 칩과 전기적으로 접촉하도록 하고, 상기 두 개의 버스 바가 모두 연속적인 스트립 형상을 이루어 상기 셀 어레이로부터 전류를 수집하고, 전류를 외부로 도출할 수 있도록 하며;
    상기 상측 패키지 구조에 대해, 상기 셀 어레이 및 상기 하측 패키지 구조의 조합 구조를 적층하는; 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방법은,
    각각의 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 상부 표면 상에 제1 도전성 점결 구조를 설치하여, 상기 제1 도전성 점결 구조와 상기 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인이 직접 접촉하도록 하고;
    각각의 상기 도전성 칩의 상부 표면 상에 제2 도전성 점결 구조를 설치하는 단계를 더 포함하고.
    그 중, 서로 인접하는 전지 스트링에 대응하는 도전성 점결 구조는 제1 방향으로 이격되어 있고,
    또한, 상기 상측 패키지 구조는 상부판을 포함하고, 상기 제1 버스 바 및 상기 제2 버스 바는 상기 상부 판의 하부 표면 상에 형성되고, 상기 제1 버스 바 및 상기 제2 버스 바가 상기 셀 어레이와 수직한 방향으로 각각의 대응하는 도전성 점결 구조와 정렬되어, 상기 버스 바가 모든 상기 전지 스트링의 대응하는 도전성 점결 구조에 동시 접촉할 수 있는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상측 패키지 구조는 상기 상부판 및 상기 셀 어레이의 사이에 설치되는 상측 유연성 필름을 더 포함하고, 상기 방법은, 상기 상측 유연성 필름 상에 상기 도전성 점결 구조와 대응하도록 구멍을 설치하여, 상기 도전성 점결 구조가 상기 구멍을 통해서 상기 버스 바와 접촉할 수 있게 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 도전성 점결 구조 및 상기 제2 도전성 점결 구조를 형성하는 단계는 상기 셀 어레이 상에 상기 상측 유연성 필름을 설치한 후에 실행되고, 상기 제1 도전성 점결 구조 및 상기 제2 도전성 점결 구조를 형성하는 단계는, 상기 상측 도전성 필름 상에 도전성 점결 재료를 발라서, 상기 도전성 점결 재료가 상기 구멍을 통해 상기 셀 어레이의 상부 표면까지 흐르고 거기서 제1 도전성 구조 및 제2 도전성 구조로 응결되도록 하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    디스펜스, 페인팅, 스프레이, 프린팅 중 어느 하나 방식으로 상기 도전성 점결 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스 바 및 상기 제2 버스 바는 상기 셀 어레이 상에 설치되고, 그 중, 상기 제1 버스 바는 모든 전지 스트링의 제일 앞단의 태양 에너지 셀의 상부 표면 상에 설치되고, 그와 접촉하는 각각의 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인을 연결하고, 연결 방식은 도전성 점결 구조 또는 용접일 수 있으며, 상기 제2 버스 바는 각각의 도전성 칩의 상부 표면 상에 설치되어, 각각의 도전성 칩을 연결하며, 연결 방식은 도전성 점결 구조 또는 용접일 수 있는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 점결제를 바르는 단계를 포함하고, 상기 점결제를 바르는 단계는, 각각의 상기 태양 에너지 셀과 상기 도전성 칩 상에 점결제를 발라서, 상기 태양 에너지 셀이 전지 스트링으로 배열될 때, 상기 점결제가 각각의 한 쌍의 인접한 태양 에너지 셀 및 도전성 칩 사이에 위치하게 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 점결제를 바를 때에 카메라를 통해 점결제가 발라지는 품질을 검측하고, 검측 결과에 따라 정확하지 않게 점결제가 발라진 태양 에너지 셀을 골라내는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검측 단계는 점결제를 바르는 단계에 대해 동시에 진행되어, 상기 검측 단계가 점결제를 바르는 단계에 대해 폐루프 피드백을 진행할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 방법은,
    태양 에너지 셀 정편을 설치하고,
    상기 태양 에너지 셀 정편 상에 레이저로 홈을 새겨 점결제를 바르고,
    상기 태양 에너지 셀 정편을 복수의 태양 에너지 셀로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 방법은,
    태양 에너지 셀 정편을 설치하고,
    상기 태양 에너지 셀 정편 상에 레이저로 홈을 새기고,
    상기 태양 에너지 셀 정편을 복수의 테양 에너지 셀로 분할하고,
    각각의 상기 태양 에너지 셀 상에 점결제를 바르는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 태양 에너지 셀을 첩편하여 전지 스트링을 형성하는 과정 중에 상기 태양 에너지 셀 사이의 중첩 부위에 대해 열 및 압력 중 적어도 하나를 가하여, 그 곳의 점결제를 고화시키는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하측 패키지 구조는 하부판 및 상기 하부판과 상기 셀 어레이 사이에 위치하는 하측 유연성 필름을 포함하고, 상기 방법은 태양 에너지 셀을 상기 하측 패키지 구조에 배치하기 전에 상기 하측 유연성 필름의 상부 표면 상에 점결제를 바르는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 점결제를 바르는 단계는, 상기 하측 유연성 필름의 상부 표면 상에 복수 조의 점상의 점결제를 바르는 것을 포함하고, 각 조의 상기 점상의 점결제가 상기 전지 스트링에 대응하고, 각 조의 상기 점상의 점결제가 일 열 또는 복수 열의 점상 구조를 포함하고, 상기 점상의 점결제는 모두 상기 제2 방향을 따라 순서대로 배열되어, 각각 상기 전지 스트링의 각각의 태양 에너지 셀의 하부 표면을 접합하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 태양 에너지 셀을 상기 하측 패키지 구조 상에 배열하여 전지 스트링을 형성한 후에 점결제를 바르는 단계를 포함하고, 상기 점결제를 바르는 단계는, 각각의 상기 전지 스트링 상에 제2 방향을 따라 스트립 형상의 점결제를 발라서 상기 스트립 형상의 점결제가 전지 스트링 상에 걸치도록 하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 태양 에너지 셀을 전지 셀로 배열하고 전지 셀을 셀 어레이로 배열하는 단계는 정전기적 흡착 또는 진공 흡착 방법으로 완성되는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 태양 에너지 셀을 전지 스트링으로 배열하는 과정에서 카메라를 통해 첩편 품질을 검측하고, 검측 결과를 실시간으로 모니터링 플랫폼에 피드백하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    제조 시스템에 제어 장치가 포함되고, 상기 제어 장치는 상기 검측 기구와 관련되어, 상기 검측 기구로부터의 검측 결과에 기초하여 첩편 작업 기구에 대해 폐루프 제어를 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 적층 단계 전에 EL 전계 발광 또는 PL 광 발광을 사용하여 적층 대기 부재에 대한 결함 검측을 진행하고, 검측 불합격이 있으면, 적층 대기 부재를 수리 완료한 후 다시 결함 검측을 진행하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 방법은, 상측 패키지 구조 및 하측 패키지 구조를 설치하는 단계를 포함하고,
    상기 하측 패키지 구조를 설치하는 단계는, 하부판을 설치하고, EVA, POE 또는 실리카겔을 사용하여, 상기 강성판과 상기 셀 어레이 사이의 위치하는 유연성 필름을 설치하는 것을 포함하고,
    상기 상측 패키지 구조를 설치하는 단계는, EVA, POE 또는 실리카겔을 사용하여, 상기 상부판과 상기 셀 어레이 사이의 위치하는 유연성 필름을 설치하고, 상부판을 설치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점결제는 도전성을 가지지 않는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  22. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 용접띠를 설치하는 단계를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈의 제조 방법.
  23. 슁글드 모듈로서,
    상기 슁글드 모듈은 하측 패키지 구조, 투명한 상측 패키지 구조 및 상기 하측 패키지 구조와 상기 상측 패키지 구조 사이에 설치되는 셀 어레이를 포함하고, 상기 셀 어레이는 적어도 두 개의 전지 스트링을 포함하며, 각각의 상기 전지 스트링은 제1 방향을 따라 순서대로 배열되어 상기 셀 어레이를 형성하고,
    각각의 전지 스트링은 복수의 태양 에너지 셀 및 상기 복수의 셀 말단에 위치하는 도전성 칩을 포함하고, 상기 복수의 태양 에너지 셀 및 상기 도전성 칩은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 슁글링 방식으로 순서대로 배열되고 점결제를 통해 서로 고정되며, 그 중, 각각의 상기 태양 에너지 셀 사이는 메인 그리드 라인 사이의 접촉을 통해 전기적인 연결이 실현되고, 상기 도전성 칩 및 그와 인접한 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인이 접촉하며,
    그 중, 상기 슁글드 모듈에 상기 셀 어레이의 상측 또는 하측에 함께 위치하는 제1 버스 바 및 제2 버스 바가 설치되고, 그 중, 상기 제1 버스 바는 각각의 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 메인 그리드 라인과 전기적으로 접촉하는 구조이고, 상기 제2 버스 바는 각각의 상기 전지 스트링의 상기 도전성 칩과 전기적으로 접촉하는 구조이며, 상기 두 개의 버스 바가 모두 연속적인 스트립 형상을 이루어 상기 셀 어레이로부터 전류를 수집하고, 전류를 외부로 도출할 수 있는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  24. 제23항에 있어서,
    각각의 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 태양 에너지 셀의 상부 표면 상에 그 메인 그리드 라인과 직접 접촉하는 제1 도전성 점결 구조가 설치되고, 상기 도전성 칩의 상부 표면 상에 제2 도전성 점결 구조가 설치되며, 서로 인접하는 상기 전지 스트링에 대응하는 도전성 점결 구조는 상기 제1 방향으로 이격되어 있고, 또한, 상기 상측 패키지 구조는 상부판을 포함하고, 상기 버스 바는 상부판의 하부 표면 상에 형성되고 상기 셀 어레이와 수직한 방향으로 각각의 대응하는 상기 도전성 점결 구조와 정렬되어, 상기 버스 바가 모든 상기 전지 스트링의 대응하는 도전성 점결 구조에 동시 접촉하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 상측 패키지 구조는 상기 상부판 및 상기 셀 어레이의 사이에 설치되는 상측 유연성 필름을 더 포함하고, 상기 상측 유연성 필름 상에 상기 도전성 점결 구조와 대응하도록 구멍이 설치되고, 상기 도전성 점결 구조가 상기 구멍을 통해서 상기 버스 바와 접촉할 수 있는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 도전성 점결 구조의 각각의 토막은 점상 구조 또는 상기 제1 방향으로 연장되는 스트립 형상 구조인 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 버스 바는 상기 셀 어레이 상에 형성되고, 상기 제1 버스 바는 각각의 상기 전지 스트링의 제일 앞단의 상기 메인 그리드 라인을 연결하고, 상기 제2 버스 바는 각각의 상기 전지 스트링의 상기 도전성 칩을 연결하는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 상측 패키지 구조는 도선성을 가지지 않는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 점결제는 각각의 상기 전지 스트링의 각 쌍의 서로 인접한 두 개의 태양 에너지 셀 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  30. 제23항에 있어서,
    상기 점결제는 각각의 상기 태양 에너지 셀과 상기 하측 패키지 구조 사이에 설치되어, 모든 상기 태양 에너지 셀이 모두 상기 하측 패키지 구조에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 하측 패키지 구조는 하부판 및 상기 하부판과 상기 셀 어레이 사이에 위치하는 하측 유연성 필름을 포함하고, 상기 점결제는 상기 하측 유연성 필름의 상부 표면 상에 발라지는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 점결제는 먼저 상기 하측 유연성 필름의 상부 표면 상에 설치되는 복수 조의 점상의 점결제이고, 각 조의 상기 점상의 점결제가 하나의 상기 전지 스트링에 대응하고, 각 조의 상기 점상의 점결제는 모두 일 열 또는 복수 열의 점상 점결제를 포함하고, 상기 점상의 점결제는 모두 상기 제2 방향을 따라 순서대로 배열되어, 각각 상기 전지 스트링의 각각의 태양 에너지 셀의 하부 표면을 접합하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  33. 제23항에 있어서,
    각각의 상기 전지 스트링 상에 상기 점결제가 설치되고, 상기 점결제는 상기 제2 방향을 따라 연장되는 스트립 형상 구조이고 상기 전지 스트링 상에 걸치는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  34. 제23항에 있어서,
    상기 하측 패키지 구조는 하부판 및 상기 하부판과 상기 셀 어레이 사이의 위치하는 유연성 필름을 포함하고, 상기 유연성 필름은 EVA 정편 필름 구조, POE 정편 필름 구조 또는 실리카겔 정편 필름 구조이고, 상기 상측 패키지 구조는 상부판과 상기 상부판과 상기 셀 어레이 사이의 위치하는 유연성 필름을 포함하고, 상기 유연성 필름은 EVA 정편 필름 구조, POE 정편 필름 구조 또는 실리카겔 정편 필름 구조인 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  35. 제23항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점결제는 도전성을 가지지 않는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
  36. 제23항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슁글드 모듈은 용접띠를 설치하지 않는 것을 특징으로 하는 슁글드 모듈.
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