KR20220032139A - Semitransparent shingled photovoltaic panel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반투명 슁글드 태양광 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 슁글드 스트립 군을 형성하고 이를 금속 리본 접합하여 제작하는 반투명 슁글드 태양광 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a translucent shingled solar panel and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a translucent shingled solar panel manufactured by forming a group of shingled strips and bonding the same to a metal ribbon, and a manufacturing method thereof.
빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지(또는 태양광 패널)은 일반적으로 불투명하기 때문에 신재생 에너지로서의 잠재력이 큼에도 불구하고 건물 지붕이나 외벽 등으로 활용 범위가 제한된다.Solar cells (or solar panels) that convert light energy into electrical energy are generally opaque, so their application is limited to building roofs or exterior walls, although they have great potential as new and renewable energy.
이를 해결하기 위해, 박막 태양전지를 사용하여 반투명 태양광 패널을 제작하는 경우, 충분한 빛을 투과시키기 위해 광흡수층의 두께를 얇게 하는데, 이는 태양전지의 효율 및 출력을 감소시켜 실리콘 태양전지를 사용한 패널에 비해 매우 낮은 효율을 나타낸다. To solve this, when a translucent solar panel is manufactured using a thin-film solar cell, the thickness of the light absorption layer is thinned in order to transmit sufficient light, which reduces the efficiency and output of the solar cell, so that a panel using a silicon solar cell shows a very low efficiency compared to
반면, 실리콘 태양전지를 사용하여 반투명 태양광 패널을 제작하는 경우, 빛을 투과시키기 위해 태양전지들의 상호 이격 거리를 충분히 두어 매트릭스 형태로 배열하거나, 태양전지 표면에 미세한 기공들을 형성하거나, 또는 태양전지를 얇은 셀 스트립(strip)으로 분할한 후, 일정 간격으로 배열하여 제작하는 등의 방법이 있다. 상기 방법 중, 태양전지 사이의 간격을 넓게 배열하여 반투명 패널을 제작하는 방법은 다양한 광 투과도를 얻기 힘들어 활용성이 떨어지지만, 태양전지를 셀 스트립(strip)으로 분할한 후 일정 간격으로 배열하는 방법은 상기 태양 전지 사이의 간격 배열 방법보다 다양한 광 투과도를 얻을 수 있다. 그러나 두 방법 모두 태양전지의 전면에 태양전지의 배선을 위한 금속리본을 포함하고 있기 때문에, 이 부분이 빛을 가려서 전류 생성이 불가능하여 태양전지의 출력 손실을 유발하는데다가 심미성이 좋지 못한 문제가 있다.On the other hand, when a semi-transparent solar panel is manufactured using a silicon solar cell, the solar cells are arranged in a matrix form by sufficiently spaced apart from each other to transmit light, fine pores are formed on the surface of the solar cell, or the solar cell After dividing into thin cell strips (strip), there is a method such as arranging at regular intervals to manufacture. Among the above methods, the method of manufacturing a translucent panel by arranging a wide gap between solar cells is not useful because it is difficult to obtain various light transmittance, but a method of dividing solar cells into cell strips and arranging them at regular intervals can obtain various light transmittance than the method of arranging the spacing between the solar cells. However, since both methods include a metal ribbon for wiring the solar cell on the front side of the solar cell, it is impossible to generate current because this part blocks the light, which causes an output loss of the solar cell and has poor aesthetics. .
따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 신규한 반투명 태양광 패널의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a novel translucent solar panel that can solve this problem.
본 발명의 일 목적은, 기존의 반투명 태양광 패널보다 출력 손실이 감소한 태양광 패널 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solar panel having reduced output loss compared to a conventional translucent solar panel.
본 발명의 일 목적은, 기존의 반투명 태양광 패널보다 투과율이 개선되고 다양한 투과도를 가질 수 있는 태양광 패널 제조 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar panel that has improved transmittance and various transmittances compared to the conventional translucent solar panel.
본 발명의 일 목적은, 기존의 반투명 태양광 패널보다 심미성이 개선된 태양광 패널 제조 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar panel with improved aesthetics compared to the conventional translucent solar panel.
본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널은 서로 평행하고 일정간격 이격되게 배치된 복수의 슁글드 스트립들; 상기 슁글드 스트립들의 제1 단부 영역들에 부착된 제1 금속 리본; 및 상기 제1 단부에 반대되는 상기 슁글드 스트립들의 제2 단부 영역들에 부착된 제2 금속 리본;을 포함한다. A translucent shingled solar panel according to an embodiment of the present invention includes a plurality of shingled strips that are parallel to each other and spaced apart from each other at regular intervals; a first metal ribbon attached to first end regions of the shingled strips; and a second metal ribbon attached to second end regions of the shingled strips opposite the first end.
일 실시예에 있어서, 상기 슁글드 스트립 각각은 제1 방향으로의 길이 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로의 폭을 가지고, 상기 슁글드 스트립 각각은 상기 제1 방향으로 배열되고, 기와 적층 구조로 단부 영역이 서로 중첩하도록 결합된 복수의 분할 셀 스트립들을 포함할 수 있다. In one embodiment, each of the shingled strips has a length in a first direction and a width in a second direction orthogonal to the first direction, wherein each of the shingled strips is arranged in the first direction, The laminated structure may include a plurality of divided cell strips joined so that the end regions overlap each other.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 분할 셀 스트립들 서로 인접하게 배치되어 서로 접합하는 제1 분할 셀 스트립 및 제2 분할 셀 스트립을 포함하고, 상기 제1 분할 셀 스트립의 전면 중 제1 단부 영역에 형성된 버스바 전극과 상기 제2 분할 셀 스트립의 후면 중 제1 단부 영역과 반대되는 제2 단부 영역에 형성된 전도성 패드가 전도성 접착제를 사이에 두고 중첩되도록 상기 제1 및 제2 분할 셀 스트립들이 서로 결합될 수 있다. In one embodiment, the plurality of divided cell strips are disposed adjacent to each other and include a first divided cell strip and a second divided cell strip to be bonded to each other, and are disposed on a first end region of the front surface of the first divided cell strip. The first and second divided cell strips are coupled to each other so that the formed bus bar electrode and the conductive pad formed on the second end area opposite to the first end area among the rear surfaces of the second divided cell strip overlap with the conductive adhesive interposed therebetween can be
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속 리본들 각각은 상기 제2 방향으로 길게 연장되어 상기 슁글드 스트립들 모두와 접촉하여 상기 슁글드 스트립들을 전기적으로 연결할 수 있다. In an embodiment, each of the first and second metal ribbons may extend in the second direction to contact all of the shingled strips to electrically connect the shingled strips.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속 리본은 상기 슁글드 스트립들 각각의 우측 가장자리 부분들에 형성된 버스바 전극들을 전기적으로 연결하고, 상기 제2 금속 리본은 상기 슁글드 스트립들 각각의 좌측 가장자리 부분들에 형성된 버스바 전극들을 전기적으로 연결할 수 있다. In an embodiment, the first metal ribbon electrically connects bus bar electrodes formed on right edge portions of each of the shingled strips, and the second metal ribbon includes a left edge portion of each of the shingled strips. It is possible to electrically connect the bus bar electrodes formed on the poles.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속 리본 각각은 서로 독립적으로 전도성 접착제 또는 솔더링에 의해 상기 슁글드 스트립들의 상기 제1 단부 영역들 및 상기 제2 단부 영역들에 접착될 수 있다. In one embodiment, each of the first and second metal ribbons may be independently adhered to the first end regions and the second end regions of the shingled strips by a conductive adhesive or soldering.
일 실시예에 있어서, 상기 반투명 슁글드 태양광 패널은 상기 슁글드 스트립들 상부에 배치된 글라스 기판; 상기 글라스 기판과 상기 슁글드 스트립들 사이에 배치된 봉지재; 및 상기 제1 및 제2 금속 리본들 및 상기 글라스 기판의 가장자리 부분을 커버하도록 결합된 프레임 부재를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the translucent shingled solar panel comprises: a glass substrate disposed on the shingled strips; an encapsulant disposed between the glass substrate and the shingled strips; and a frame member coupled to cover the first and second metal ribbons and edge portions of the glass substrate.
본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법은 슁글드 스트링을 제조하는 제1단계; 상기 슁글드 스트링을 서로 평행한 복수개의 절단선을 따라 분할하여 다수의 슁글드 스트립을 형성하는 제2단계; 및 다수의 상기 슁글드 스트립을 서로 평행하고 일정 간격 이격되게 배치한 후 상기 슁글드 스트립들의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 제1 금속 리본 및 제2 금속 리본을 각각 접합하는 제3단계;를 포함한다. A method for manufacturing a translucent shingled solar panel according to an embodiment of the present invention includes a first step of manufacturing a shingled string; a second step of dividing the shingled string along a plurality of cut lines parallel to each other to form a plurality of shingled strips; and a third step of arranging a plurality of the shingled strips parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined distance, and then bonding the first metal ribbon and the second metal ribbon to right end regions and left end regions of the shingled strips, respectively. includes
일 실시예에 있어서, 상기 슁글드 스트링은 제1 방향으로 연장된 복수의 선형 버스바 전극들 및 복수의 도전성 패드들이 전면 및 후면에 각각 형성된 풀 사이즈 셀을 상기 버스바 전극과 평행한 복수의 절단선을 따라 분할하여 다수의 분할 셀을 형성하는 단계; 및 상기 분할 셀 중 하나의 전면에 위치한 버스바 전극과 다른 하나의 분할 셀의 후면에 위치한 전도성 패드를 전도성 접착제를 이용하여 접착시키는 과정을 반복하는 단계를 통해 제조될 수 있다. In one embodiment, the shingled string is a full-size cell in which a plurality of linear busbar electrodes extending in a first direction and a plurality of conductive pads are respectively formed on the front and rear surfaces of the shingled string in a plurality of cuts parallel to the busbar electrode dividing along a line to form a plurality of divided cells; and repeating the process of bonding the bus bar electrode located on the front side of one of the divided cells and the conductive pad located on the rear side of the other divided cell using a conductive adhesive.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속 리본 각각은 전도성 접착제 또는 솔더링을 통해 상기 슁글드 스트립들과 접합될 수 있다. In one embodiment, each of the first and second metal ribbons may be bonded to the shingled strips through a conductive adhesive or soldering.
일 실시예에 있어서, 상기 반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법은 상기 제1 내지 제3단계에 의해 제조된 슁글드 스트립 배열 상에 봉지제 및 글라스 기판을 순차적으로 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the method for manufacturing a translucent shingled solar panel may further include sequentially laminating an encapsulant and a glass substrate on the shingled strip arrangement manufactured by the first to third steps. .
본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법은 풀 사이즈 셀을 복수의 가로방향 절단선 및 복수의 세로방향 절단선을 따라 분할하여 복수의 분할 셀 스트립들을 제조하는 제1 단계; 상기 분할 셀 스트립들을 기와 적층 구조로 접합하여 슁글드 스트립들을 제조하는 제2 단계; 및 다수의 상기 슁글드 스트립을 서로 평행하고 일정 간격 이격되게 배치한 후 상기 슁글드 스트립들의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 제1 금속 리본 및 제2 금속 리본을 각각 접합하는 제3단계;를 포함한다. A method for manufacturing a translucent shingled solar panel according to an embodiment of the present invention includes a first step of dividing a full-size cell along a plurality of transverse cutting lines and a plurality of longitudinal cutting lines to manufacture a plurality of divided cell strips; a second step of manufacturing shingled strips by bonding the divided cell strips in a tile-laminated structure; and a third step of arranging a plurality of the shingled strips parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined distance, and then bonding the first metal ribbon and the second metal ribbon to right end regions and left end regions of the shingled strips, respectively. includes
본 발명에 따르면, 본 발명의 반투명 태양광 패널은 슁글드 방식을 채용한 스트립 군을 금속 리본 접합하기 때문에 수광면적이 증가하고, 이로 인해 전기적 출력이 상승하여 출력 손실이 감소할 수 있다. 또한, 본 발명의 반투명 태양 전지 패널은 전도성 접착제를 이용하여 상호 연결된 뒤 금속 리본을 일 측면에 접합하기 때문에, 기존의 반투명 태양광 패널에 비해 투과율이 개선될 수 있고, 분할 셀의 폭 또는 슁글드 스트립의 간격을 달리하여 제작할 수 있으므로 다양한 투과도의 반투명 태양광 패널을 제조할 수 있다. 마지막으로, 본 발명의 반투명 태양 전지 패널은 상기와 같은 이유로 금속 리본 배선이 시각적으로 두드러지지 않아 기존의 반투명 태양 전지 패널에 비해 개선된 심미성을 가질 수 있다.According to the present invention, the translucent solar panel of the present invention increases the light receiving area because the strip group employing the shingled method is bonded to the metal ribbon, thereby increasing the electrical output, thereby reducing the output loss. In addition, since the translucent solar cell panel of the present invention is interconnected using a conductive adhesive and then a metal ribbon is bonded to one side, the transmittance can be improved compared to the conventional translucent solar panel, and the width or shingled width of the divided cell Since it can be manufactured by varying the spacing of the strips, translucent solar panels with various transmittances can be manufactured. Finally, the translucent solar cell panel of the present invention may have improved aesthetics compared to the conventional translucent solar cell panel because the metal ribbon wiring is not visually outstanding for the same reason as above.
도 1a은 본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양전지 패널을 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 슁글드 스트립을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양전지 패널의 제조방법을 설명하기 위한 순서도 및 공정도이다.
도 4 내지 도 6은 슁글드 스트링을 제조하기 위한 공정들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양전지 패널의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 금속 리본을 포함하는 종래의 반투명 태양광 패널을 설명하기 위한 도면이다. 1A is a diagram for explaining a translucent shingled solar cell panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram for explaining the shingled strip shown in FIG. 1A .
2 and 3 are flowcharts and process diagrams for explaining a method of manufacturing a translucent shingled solar cell panel according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 are views for explaining processes for manufacturing a shingled string.
7 is a view for explaining a method of manufacturing a translucent shingled solar cell panel according to another embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a conventional translucent solar panel including a metal ribbon.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 “함유”한다고 할 때, 이는 특별히 달리 정의되지 않는 한, 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Throughout the specification, when a part "includes" or "includes" a certain element, it means that other elements may be further included unless otherwise defined. Also, as used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, and are clearly defined in this application. Unless defined, it is not to be construed in an idealistic or overly formal sense.
도 1a은 본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널을 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 슁글드 스트립을 설명하기 위한 도면이다. 1A is a view for explaining a translucent shingled solar panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a view for explaining the shingled strip shown in FIG. 1A.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 반투명 슁글드 태양광 패널(1)은, 서로 평행하고 이격되게 배치된 복수의 슁글드 스트립들(11); 상기 슁글드 스트립들(11)의 제1 단부 영역에 부착된 제1 금속 리본(12) 및 상기 제1 단부에 반대되는 상기 슁글드 스트립들(11)의 제2 단부 영역에 부착된 제2 금속 리본(13)을 포함한다. 1A and 1B, the translucent shingled
상기 슁글드 스트립(11) 각각은 제1 방향으로의 길이 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로의 폭을 가질 수 있고, 상기 슁글드 스트립(11) 각각의 길이는 폭보다 클 수 있다. 그리고 상기 슁글드 스트립(11) 각각은 상기 제1 방향으로 배열되고, 기와 적층 구조로 단부 영역이 서로 중첩하도록 결합된 복수의 분할 셀 스트립들(111)을 포함할 수 있다. Each of the shingled
일 실시예에 있어서, 상기 슁글드 스트립(11) 각각에 있어서, 서로 인접하게 배치된 제1 및 제2 분할 셀 스트립들(111)은 전도성 접착제에 의해 단부 영역이 서로 접착될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 분할 셀 스트립(111)의 전면 중 제1 단부 영역에 형성된 버스바 전극과 상기 제2 분할 셀 스트립(111)의 후면 중 제 단부 영역에 형성된 전도성 패드가 상기 전도성 접착제를 사이에 두고 중첩되도록 상기 제1 및 제2 분할 셀 스트립들(111)이 서로 결합될 수 있다. In one embodiment, in each of the shingled
상기 제1 금속 리본(12) 및 상기 제2 금속 리본(13)은 상기 제2 방향으로 길게 연장될 수 있고, 상기 제1 금속 리본(12) 및 상기 제2 금속 리본(13)에 의해 상기 슁글드 스트립들(11)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예로, 상기 제1 금속 리본(12)은 상기 슁글드 스트립들(11) 각각의 우측 가장자리 부분들에 형성된 버스바 전극들을 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 제2 금속 리본(13)은 상기 슁글드 스트립들(11) 각각의 좌측 가장자리 부분들에 형성된 버스바 전극들을 전기적으로 연결할 수 있다. The
일 실시예로, 상기 제1 금속 리본(12) 및 상기 제2 금속 리본(13) 각각은 서로 독립적으로 전도성 접착제에 의해 상기 슁글드 스트립들(11)의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 부착될 수 있다. 이와 다른 실시예로, 상기 제1 금속 리본(12) 및 상기 제2 금속 리본(13) 각각은 서로 독립적으로 솔더링에 의해 상기 슁글드 스트립들(11)의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 부착될 수 있다.In one embodiment, each of the
상기 태양광 패널(1)은 단면 수광형 또는 양면 수광형일 수 있다. 상기 단면 수광형은, 태양전지의 단면만을 이용하여 태양광을 흡수할 수 있고, 상기 양면 수광형은 태양전지의 양면 모두에서 태양광을 흡수할 수 있다. The
본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널(1)은 상기 슁글드 스트립들(11) 상부에 배치된 글라스 기판(미도시) 및 상기 제1 및 제2 금속 리본들(12, 13) 및 상기 글라스 기판의 가장자리 부분을 커버하도록 결합되어 상기 태양광 패널(1)의 기계적 강도를 향상시키는 금속 프레임 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널(1)은 상기 글라스 기판과 상기 슁글드 스트립들(11) 사이에 배치되어 외부 수분이나 기체로부터 상기 슁글드 스트립들(11)을 보호하는 봉지재를 더 포함할 수 있다. A translucent shingled
본 발명의 반투명 슁글드 태양광 패널(1)은 기와 적층 구조를 갖는 슁글드 스트립들(11)을 포함하고, 상기 슁글드 스트립들(11)의 양쪽 단부 영역들만 상기 제1 및 제2 금속 리본(12, 13)으로 연결하므로, 도 8에 도시된 바와 같은 종래 태양광 패널에 비해, 수광 면적을 증가시켜 태양전지 패널의 발전 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 외관의 심미성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 종래의 태양 광 패널에서는 분할 셀들의 전면부에 일정 간격으로 이격된 복수의 금속 리본 배선을 중첩시켜 접합되므로, 상기 태양광 패널 전면부 전체 영역에 위치하는 상기 금속 리본 배선에 의해 심미성이 저하될 뿐만 아니라 상기 금속 리본 배선에 의해 수광 면적이 감소하여 상기 태양광 패널의 발전 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 하지만, 본 발명의 태양광 패널에서는, 슁글드 스트립들의 양쪽 가장자리 부분만을 금속 리본으로 접합하므로, 심미성이 우수하고 수광 면적으로 증가로 인해 발전 효율을 향상시킬 수 있다. The translucent shingled
실제로, 본 발명의 반투명 태양 전지는 전면부에 금속 리본 배선이 위치하는 종래의 반투명 태양 전지에 비해 0.3 % 이상 효율이 개선되는 것으로 나타났으며, 이는 아래의 표 1에서 확인할 수 있다. In fact, it was found that the translucent solar cell of the present invention has improved efficiency by 0.3% or more compared to the conventional translucent solar cell in which the metal ribbon wiring is located on the front side, which can be seen in Table 1 below.
기존 반투명 태양광 패널과 반투명 슁글드 태양광 패널의 전기적 특성Electrical characteristics of conventional translucent solar panels and translucent shingled solar panels
I sc: short-circuit current, 단락전류Jsc: short-circuit current density, 단락전류밀도 I sc : short-circuit current, short-circuit current J sc : short-circuit current density, short-circuit current density
Voc: Open-circuit voltage, 개방전압V oc : Open-circuit voltage, open-circuit voltage
Pm: Maximum power, 최대 출력P m : Maximum power, maximum output
이하 본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널의 제조방법에 대해 상술한다. Hereinafter, a method for manufacturing a translucent shingled solar panel according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2 및 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널의 제조방법을 설명하기 위한 순서도 및 공정도이고, 도 4 내지 도 5는 슁글드 스트링을 제조하기 위한 공정들을 설명하기 위한 도면들이다. 2 and 3 are flowcharts and process charts for explaining a method of manufacturing a translucent shingled solar panel according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 5 are views for explaining processes for manufacturing a shingled string admit.
도 1a, 도 1b와 함께 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법은, 슁글드 스트링을 제조하는 제1단계; 상기 슁글드 스트링을 서로 평행한 복수개의 절단선을 따라 분할하여 다수의 슁글드 스트립을 형성하는 제2단계; 및 다수의 상기 슁글드 스트립을 서로 평행하고 일정 간격 이격되게 배치한 후 상기 슁글드 스트립들의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 제1 금속 리본 및 제2 금속 리본을 각각 접합하는 제3단계;를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 2 to 5 together with FIGS. 1A and 1B , a method for manufacturing a translucent shingled solar panel according to an embodiment of the present invention includes a first step of manufacturing a shingled string; a second step of dividing the shingled string along a plurality of cut lines parallel to each other to form a plurality of shingled strips; and a third step of arranging a plurality of the shingled strips parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined distance, and then bonding the first metal ribbon and the second metal ribbon to right end regions and left end regions of the shingled strips, respectively. may include.
상기 제1단계에 있어서, 상기 슁글드 스트링은 제1 방향으로 연장된 복수의 선형 버스바 전극들 및 복수의 도전성 패드들이 전면 및 후면에 각각 형성된 풀 사이즈 셀을 상기 버스바 전극과 평행한 복수의 절단선을 따라 분할하여 다수의 분할 셀을 형성한 후 상기 분할 셀 중 하나의 전면에 위치한 버스바 전극과 다른 하나의 분할 셀의 후면에 위치한 전도성 패드를 전도성 접착제를 이용하여 접착시키는 과정을 반복하여 제조될 수 있다. In the first step, the shingled string comprises a plurality of full-size cells in which a plurality of linear bus bar electrodes extending in a first direction and a plurality of conductive pads are respectively formed on front and back surfaces of a plurality of parallel to the bus bar electrode. After dividing along the cutting line to form a plurality of divided cells, the process of bonding the bus bar electrode located on the front side of one of the divided cells and the conductive pad located on the rear side of the other division cell with the conductive adhesive is repeated. can be manufactured.
이 경우, 하나의 분할 셀에 있어서, 상기 제1 방향과 평행한 전면의 일측 가장 자리 부분에 상기 버스바 전극이 위치하고, 상기 일측과 반대되는 후면의 타측 가장 자리 부분에 상기 전도성 패드가 위치할 수 있으며, 하나의 분할 셀은 1개의 버스바 전극과 1개의 전도성 패드를 구비할 수 있다. In this case, in one divided cell, the bus bar electrode may be positioned on one edge portion of the front surface parallel to the first direction, and the conductive pad may be positioned on the other edge portion of the rear surface opposite to the one side. In addition, one divided cell may include one bus bar electrode and one conductive pad.
한편, 상기 풀 사이즈 셀은 단면 수광형 또는 양면 수광형 가로 및 세로의 길이가 약 5 내지 10인치 정도되는 크기의 태양전지 셀일 수 있다. 일 실시예로, 상기 태양전지 셀은 결정질 실리콘 태양 전지일 수 있다. Meanwhile, the full-size cell may be a single-sided light-receiving type or double-sided light-receiving type solar cell having a horizontal and vertical length of about 5 to 10 inches. In one embodiment, the solar cell may be a crystalline silicon solar cell.
상기 버스바 전극은 상기 풀 사이즈 셀의 전면 상에 형성된 선형 구조물로, 태양 전지의 광전효과에 의해 생성된 전자를 외부 전기 부하로 이동시키는 통로의 역할을 할 수 있다. 상기 풀 사이즈 셀의 전면에는 광전효과에 의해 생성된 전자를 상기 버스바 전극에 전달하는 복수의 핑거들이 더 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 핑거들 각각은 상기 버스바 전극의 연장방향인 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 핑거들은 상기 제1 방향으로 서로 일정 간격 이격되게 형성될 수 있다. 상기 버스바 전극들 각각은 상기 핑거들 전부와 교차하여 이들과 전기적으로 접촉할 수 있다. The bus bar electrode is a linear structure formed on the front surface of the full-size cell, and may serve as a passage through which electrons generated by the photoelectric effect of the solar cell are transferred to an external electrical load. A plurality of fingers for transferring electrons generated by the photoelectric effect to the bus bar electrode may be further formed on the front surface of the full-size cell. In this case, each of the fingers may extend in a second direction perpendicular to a first direction that is an extension direction of the bus bar electrode, and the fingers may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the first direction. Each of the bus bar electrodes may cross and electrically contact all of the fingers.
상기 풀 사이즈 셀은 레이저 또는 기계적 방법을 이용하여 상기 버스바 전극과 평행한 복수의 절단선을 따라 분할됨으로써 상기 분할 셀들이 형성될 수 있다. The divided cells may be formed by dividing the full-size cell along a plurality of cutting lines parallel to the bus bar electrode using a laser or a mechanical method.
한편, 상기 분할 셀들을 접합하기 위한 전도성 접착제(ECA)는 전도성이 우수하며 온도에 대한 열 안정성이 뛰어나고, 경화 시간이 짧은 소재로 형성될 수 있다. 상기 분할 셀들을 접합하기 위해, 하나의 분할 셀의 전면 버스바 전극과 다른 하나의 분할 셀의 후면 전도성 패드를 상기 전도성 접착제를 사이에 두고 중첩시킨 후 핫플레이트 또는 열풍 건조기로 약 100 내지 200℃의 온도에서 상기 전도성 접착제를 경화시킬 수 있다. On the other hand, the conductive adhesive (ECA) for bonding the divided cells may be formed of a material having excellent conductivity, excellent thermal stability to temperature, and a short curing time. In order to bond the divided cells, the front bus bar electrode of one divided cell and the rear conductive pad of the other divided cell are overlapped with the conductive adhesive interposed therebetween, and then heated to about 100 to 200° C. with a hot plate or hot air dryer. The temperature can cure the conductive adhesive.
상기 제2 단계에서, 상기 슁글드 스트링은 상기 버스바 전극의 연장방향인 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 서로 일정 간격 이격된 복수의 절단선을 따라 분할되어 다수의 슁글드 스트립들을 형성할 수 있다. In the second step, the shingled string is divided along a plurality of cutting lines that extend in a second direction perpendicular to a first direction that is an extension direction of the bus bar electrode and are spaced apart from each other by a predetermined distance in the first direction. shingled strips of
상기 슁글드 스트링의 분할 방법은 특별히 제한되지 않고, 풀 사이즈 셀과 동일하게 레이저 또는 기계적 방법을 이용하여 분할될 수 있다. A method of dividing the shingled string is not particularly limited, and may be divided using a laser or a mechanical method in the same way as a full-size cell.
상기 제3 단계에서, 기설정된 개구율 또는 광투과율을 나타내도록 상기 슁글드 스트립들을 서로 평행하면서 일정 간격 이격되게 배치시킨 후 상기 슁글드 스트립들의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 제1 금속 리본 및 제2 금속 리본을 각각 접합시킬 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 금속 리본들은 도 6에 도시된 바와 같이 솔더링에 의해 접착되거나 전도성 접착제를 이용하여 접착될 수 있다. In the third step, after arranging the shingled strips parallel to each other and spaced apart from each other so as to exhibit a preset aperture ratio or light transmittance, a first metal ribbon and Each of the second metal ribbons may be bonded. In this case, as shown in FIG. 6 , the first and second metal ribbons may be adhered by soldering or may be adhered using a conductive adhesive.
상기 전도성 접착제에 의한 상기 제1 및 제2 금속 리본의 부착 공정은 도 6에 도시된 바와 같이 광경화 또는 열풍에 의한 열경화를 통해 수행되거나 핫플레이트를 이용하여 수행될 수 있다.The process of attaching the first and second metal ribbons by the conductive adhesive may be performed through photocuring or thermal curing by hot air as shown in FIG. 6 , or may be performed using a hot plate.
상기 전도성 접착제를 이용한 경화 과정은, 종래의 태양 전지 패널의 상호 연결 시 사용하던 고온 (>350℃)의 금속리본의 Sn-Pb 솔더링 방법보다 낮은 온도인 200℃ 이하에서 수행될 수 있다. 고온 솔더링 방법을 적용하는 종래의 태양전지 패널 제조방법의 경우, 솔더링 후 냉각과정에서 태양 전지 물질과 금속 리본 물질 사이의 열팽창 계수의 차이로 태양 전지 패널이 휘어지거나 파손되고, 미세 크랙이 발생으로 이들 사이의 접촉 저항이 증가되는 문제점이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 경화 과정은 200℃ 이하의 상대적으로 저온에서 수행되므로, 종래의 솔더링 방법보다 발생되는 문제점을 방지할 수 있다. The curing process using the conductive adhesive may be performed at a temperature of 200° C. or less, which is lower than the Sn-Pb soldering method of a metal ribbon at a high temperature (>350° C.) used for interconnection of conventional solar cell panels. In the case of a conventional solar cell panel manufacturing method using a high-temperature soldering method, the solar cell panel is bent or damaged due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the solar cell material and the metal ribbon material in the cooling process after soldering, and microcracks occur. There may be a problem in that the contact resistance therebetween is increased. However, since the curing process of the present invention is performed at a relatively low temperature of 200° C. or less, problems occurring compared to the conventional soldering method can be prevented.
본 발명의 태양광 패널에서는, 상기 슁글드 스트립들의 폭 또는 이들의 이격간격을 조절함으로써 태양광 패널의 투과율을 임의로 조절할 수 있는 구조이기 때문에, 반투명 태양광 패널 제조에 유리하다. In the solar panel of the present invention, since the transmittance of the solar panel can be arbitrarily adjusted by adjusting the width of the shingled strips or their spacing, it is advantageous for producing a semi-transparent solar panel.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining a method of manufacturing a translucent shingled solar panel according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반투명 슁글드 태양광 패널의 제조방법은 풀 사이즈 셀을 복수의 가로방향 절단선 및 복수의 세로방향 절단선을 따라 분할하여 복수의 분할 셀 스트립들을 제조하는 제1 단계; 상기 분할 셀 스트립들을 기와 적층 구조로 접합하여 슁글드 스트립들을 제조하는 제2 단계 및 다수의 상기 슁글드 스트립을 서로 평행하고 일정 간격 이격되게 배치한 후 상기 슁글드 스트립들의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 제1 금속 리본 및 제2 금속 리본을 각각 접합하는 제3단계;를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7 , in a method of manufacturing a translucent shingled solar panel according to another embodiment of the present invention, a full-size cell is divided along a plurality of horizontal cutting lines and a plurality of vertical cutting lines to form a plurality of divided cell strips. A first step of manufacturing them; A second step of manufacturing shingled strips by bonding the divided cell strips in a tiled laminated structure, and arranging a plurality of the shingled strips parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined interval, and then the right end regions and the left end of the shingled strips A third step of bonding the first metal ribbon and the second metal ribbon to the regions, respectively; may be included.
즉, 본 실시에에서는 슁글드 스트링을 제조하지 않고, 풀 사이즈 셀을 복수의 가로방향 절단선 및 복수의 세로방향 절단선을 따라 분할하여 복수의 분할 셀 스트립들을 제조한 후 상기 셀 스트립들을 기와 적층 구조로 접합하여 슁글드 스트립들을 제조하는 것을 제외하고는 나머지 단계들은 앞에서 설명한 방법과 동일하므로, 이하에서는 중복된 상세한 설명을 생략한다. That is, in this embodiment, without manufacturing a shingled string, a plurality of divided cell strips are manufactured by dividing a full-size cell along a plurality of horizontal cutting lines and a plurality of longitudinal cutting lines, and then the cell strips are laminated with a tile. Except for manufacturing the shingled strips by bonding to the structure, the remaining steps are the same as the above-described method, and thus redundant detailed descriptions will be omitted below.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명했지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.
Claims (12)
상기 슁글드 스트립들의 제1 단부 영역들에 부착된 제1 금속 리본; 및
상기 제1 단부에 반대되는 상기 슁글드 스트립들의 제2 단부 영역들에 부착된 제2 금속 리본;을 포함하는,
반투명 슁글드 태양광 패널.a plurality of shingled strips arranged parallel to each other and spaced apart from each other;
a first metal ribbon attached to first end regions of the shingled strips; and
a second metal ribbon attached to second end regions of the shingled strips opposite the first end;
Translucent shingled solar panel.
상기 슁글드 스트립 각각은 제1 방향으로의 길이 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로의 폭을 가지고,
상기 슁글드 스트립 각각은 상기 제1 방향으로 배열되고, 기와 적층 구조로 단부 영역이 서로 중첩하도록 결합된 복수의 분할 셀 스트립들을 포함하는,
반투명 슁글드 태양광 패널.The method of claim 1,
each of the shingled strips has a length in a first direction and a width in a second direction orthogonal to the first direction;
Each of the shingled strips includes a plurality of divided cell strips arranged in the first direction and joined such that end regions overlap each other in a tiled laminated structure,
Translucent shingled solar panel.
상기 복수의 분할 셀 스트립들 서로 인접하게 배치되어 서로 접합하는 제1 분할 셀 스트립 및 제2 분할 셀 스트립을 포함하고,
상기 제1 분할 셀 스트립의 전면 중 제1 단부 영역에 형성된 버스바 전극과 상기 제2 분할 셀 스트립의 후면 중 제1 단부 영역과 반대되는 제2 단부 영역에 형성된 전도성 패드가 전도성 접착제를 사이에 두고 중첩되도록 상기 제1 및 제2 분할 셀 스트립들이 서로 결합된,
반투명 슁글드 태양광 패널.3. The method of claim 2,
and a first divided cell strip and a second divided cell strip, wherein the plurality of divided cell strips are disposed adjacent to each other and bonded to each other;
A bus bar electrode formed in a first end region of the front surface of the first divided cell strip and a conductive pad formed in a second end region opposite to the first end region of the rear surface of the second divided cell strip are provided with a conductive adhesive interposed therebetween. The first and second divided cell strips are coupled to each other so as to overlap,
Translucent shingled solar panel.
상기 제1 및 제2 금속 리본들 각각은 상기 제2 방향으로 길게 연장되어 상기 슁글드 스트립들 모두와 접촉하여 상기 슁글드 스트립들을 전기적으로 연결하는,
반투명 슁글드 태양광 패널.3. The method of claim 2,
each of the first and second metal ribbons elongate in the second direction to contact all of the shingled strips and electrically connect the shingled strips;
Translucent shingled solar panel.
상기 제1 금속 리본은 상기 슁글드 스트립들 각각의 우측 가장자리 부분들에 형성된 버스바 전극들을 전기적으로 연결하고,
상기 제2 금속 리본은 상기 슁글드 스트립들 각각의 좌측 가장자리 부분들에 형성된 버스바 전극들을 전기적으로 연결하는,
반투명 슁글드 태양광 패널.5. The method of claim 4,
The first metal ribbon electrically connects the bus bar electrodes formed on right edge portions of each of the shingled strips;
wherein the second metal ribbon electrically connects bus bar electrodes formed on left edge portions of each of the shingled strips;
Translucent shingled solar panel.
상기 제1 및 제2 금속 리본 각각은 서로 독립적으로 전도성 접착제 또는 솔더링에 의해 상기 슁글드 스트립들의 상기 제1 단부 영역들 및 상기 제2 단부 영역들에 접착된,
반투명 슁글드 태양광 패널.5. The method of claim 4,
each of the first and second metal ribbons is independently adhered to the first end regions and the second end regions of the shingled strips by means of a conductive adhesive or soldering;
Translucent shingled solar panel.
상기 슁글드 스트립들 상부에 배치된 글라스 기판;
상기 글라스 기판과 상기 슁글드 스트립들 사이에 배치된 봉지재; 및
상기 제1 및 제2 금속 리본들 및 상기 글라스 기판의 가장자리 부분을 커버하도록 결합된 프레임 부재를 더 포함하는,
반투명 슁글드 태양광 패널.According to claim 1,
a glass substrate disposed on the shingled strips;
an encapsulant disposed between the glass substrate and the shingled strips; and
Further comprising a frame member coupled to cover the first and second metal ribbons and edge portions of the glass substrate,
Translucent shingled solar panel.
상기 슁글드 스트링을 서로 평행한 복수개의 절단선을 따라 분할하여 다수의 슁글드 스트립을 형성하는 제2단계; 및
다수의 상기 슁글드 스트립을 서로 평행하고 일정 간격 이격되게 배치한 후 상기 슁글드 스트립들의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 제1 금속 리본 및 제2 금속 리본을 각각 접합하는 제3단계;를 포함하는,
반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법.A first step of manufacturing a shingled string;
a second step of dividing the shingled string along a plurality of cut lines parallel to each other to form a plurality of shingled strips; and
A third step of arranging a plurality of the shingled strips parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined distance and then bonding the first metal ribbon and the second metal ribbon to the right end regions and left end regions of the shingled strips, respectively; containing,
A method for manufacturing a translucent shingled solar panel.
상기 슁글드 스트링은 제1 방향으로 연장된 복수의 선형 버스바 전극들 및 복수의 도전성 패드들이 전면 및 후면에 각각 형성된 풀 사이즈 셀을 상기 버스바 전극과 평행한 복수의 절단선을 따라 분할하여 다수의 분할 셀을 형성하는 단계; 및 상기 분할 셀 중 하나의 전면에 위치한 버스바 전극과 다른 하나의 분할 셀의 후면에 위치한 전도성 패드를 전도성 접착제를 이용하여 접착시키는 과정을 반복하는 단계를 통해 제조되는,
반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법.9. The method of claim 8,
The shingled string is formed by dividing a full-size cell in which a plurality of linear bus bar electrodes extending in a first direction and a plurality of conductive pads are respectively formed on the front and rear surfaces thereof along a plurality of cut lines parallel to the bus bar electrodes to form a plurality of cells. forming a divided cell of and repeating the process of bonding the bus bar electrode located on the front side of one of the divided cells and the conductive pad located on the rear side of the other divided cell using a conductive adhesive.
A method for manufacturing a translucent shingled solar panel.
상기 제1 및 제2 금속 리본 각각은 전도성 접착제 또는 솔더링을 통해 상기 슁글드 스트립들과 접합된,
반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법.9. The method of claim 8,
each of the first and second metal ribbons is bonded to the shingled strips via a conductive adhesive or soldering;
A method for manufacturing a translucent shingled solar panel.
상기 제1 내지 제3단계에 의해 제조된 태양광 패널 상에 봉지제 및 글라스 기판을 순차적으로 적층하는 단계를 더 포함하는,
반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법.9. The method of claim 8,
Further comprising the step of sequentially laminating an encapsulant and a glass substrate on the solar panel manufactured by the first to third steps,
A method for manufacturing a translucent shingled solar panel.
상기 분할 셀 스트립들을 기와 적층 구조로 접합하여 슁글드 스트립들을 제조하는 제2 단계; 및
다수의 상기 슁글드 스트립을 서로 평행하고 일정 간격 이격되게 배치한 후 상기 슁글드 스트립들의 우측 단부 영역들 및 좌측 단부 영역들에 제1 금속 리본 및 제2 금속 리본을 각각 접합하는 제3단계;를 포함하는,
반투명 슁글드 태양광 패널 제조 방법.
a first step of dividing the full-size cell along a plurality of transverse cutting lines and a plurality of longitudinal cutting lines to produce a plurality of divided cell strips;
a second step of manufacturing shingled strips by bonding the divided cell strips in a tile-laminated structure; and
A third step of arranging a plurality of the shingled strips parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined distance and then bonding the first metal ribbon and the second metal ribbon to the right end regions and left end regions of the shingled strips, respectively; containing,
A method for manufacturing a translucent shingled solar panel.
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2020
- 2020-09-07 KR KR1020200113534A patent/KR102504524B1/en active IP Right Grant
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