KR20220149274A - 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈 - Google Patents
저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220149274A KR20220149274A KR1020210056706A KR20210056706A KR20220149274A KR 20220149274 A KR20220149274 A KR 20220149274A KR 1020210056706 A KR1020210056706 A KR 1020210056706A KR 20210056706 A KR20210056706 A KR 20210056706A KR 20220149274 A KR20220149274 A KR 20220149274A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- low
- tempered glass
- solar cell
- temperature
- curing process
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims abstract description 38
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 33
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 13
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 7
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000005336 safety glass Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/078—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers including different types of potential barriers provided for in two or more of groups H01L31/062 - H01L31/075
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
액상의 레진(Resin)으로 이루어진 충진재를 상온에서 유브이(UV) 경화 방식에 의해 고체상태로 변환함으로써 제조시간을 단축하고, 고온에 의한 솔라셀의 불량을 방지할 수 있도록 한 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈에 관한 것으로서, 태양광을 전달받는 전방 강화 유리, 전방 강화 유리의 후방에 장착된 후방 구조체, 후방 구조체의 상부에 형성되며, 상기 전방 강화 유리를 통해 투과된 태양광 에너지를 전달받아 전기 에너지를 생성할 수 있는 솔라셀 및 충진재를 저온 저압 큐어링(curing) 공정으로 처리하여 상기 전방 강화 유리 및 후방 구조체의 사이에 위치한 상기 솔라셀을 고정 및 밀봉하는 충진층을 포함하여, 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈을 구현한다.
Description
본 발명은 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈에 관한 것으로, 특히 액상의 레진(Resin)으로 이루어진 충진재를 상온에서 유브이(UV) 경화 방식에 의해 고체상태로 변환함으로써 제조시간을 단축하고, 고온에 의한 솔라셀의 불량을 방지할 수 있도록 한 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지(PV; photo voltaic)는 태양광을 포집하여 전기 에너지를 생성할 수 있는 발전장치이다.
태양 전지는 보통 태양광을 수직으로 전달받을 수 있도록 건물의 옥상이나 지붕 등에 일정 각도로 설치되는 데, 요즘 같이 다세대로 이루어진 고층 빌딩은 건물의 옥상이나 지붕 등의 공간이 한정되어 있어 태양전지를 설치하기에는 무리가 있다.
따라서 근래에는 태양전지를 건물의 외장재로 활용하려는 노력이 이루어지고 있으며, 이러한 노력의 일환으로 대두한 것이 건물 일체형 태양광 모듈인 BIPV(Bliding Integrated Photo Voltaic) 모듈이다.
BIPV 모듈에 대해 종래에 제안된 기술이 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 은 건물의 외벽이나 창가 등에 장착되어 외부로부터 복사되는 태양광 에너지를 전달받아 전기 에너지를 생성할 수 있게 하는 고효율 BIPV 모듈에 관한 것이다. 태양 전지의 일 측에 프리즘을 결합하여 프리즘으로 전달된 태양광을 태양 전지로 굴절시킬 수 있을 뿐만 아니라 프리즘으로 전달된 태양광의 일부를 건물 내부로 전달하여, 발전 효율을 높인다.
그러나 상기와 같은 일반적인 BIPV 모듈이나 종래기술은 태양광의 투과율을 높여 발전 효율을 높이는 것은 가능하나, 태양전지를 건물 외장재로 활용할 경우 심미성이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 일반적인 BIPV 모듈이나 종래기술의 BIPV 모듈은 태양광 모듈을 미디어 매체로 활용하는 것이 불가능하다.
또한, 일반적인 BIPV 모듈이나 종래기술은 충진재를 라미네이팅 등의 방식으로 결합할 때 충진재의 녹는점이 150℃ 이상의 고온이기 때문에, 솔라셀이 손상될 위험성이 높이고, 이로 인해 탸양광 모듈의 불량률이 높아지는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 BIPV 모듈 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 액상의 레진(Resin)으로 이루어진 충진재를 상온에서 유브이(UV) 경화 방식에 의해 고체상태로 변환함으로써 제조시간을 단축하고, 고온에 의한 솔라셀의 불량을 방지할 수 있도록 한 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈"의 제1 실시 예는,
태양광을 전달받는 전방 강화 유리;
상기 전방 강화 유리의 후방에 장착된 후방 구조체;
상기 후방 구조체의 상부에 형성되며, 상기 전방 강화 유리를 통해 투과된 태양광 에너지를 전달받아 전기 에너지를 생성할 수 있는 솔라셀;
충진재를 저온 저압 큐어링(curing) 공정으로 처리하여 상기 전방 강화 유리 및 후방 구조체의 사이에 위치한 상기 솔라셀을 고정 및 밀봉하는 충진층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 솔라셀은 실리콘-페로브스카이트 탠덤구조를 갖는 솔라셀 또는 페로브스카이트 구조를 갖는 솔라셀인 것을 특징으로 한다.
상기에서 후방 구조체는 강화 유리 또는 플라스틱 또는 인쇄회로기판 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 충진층은 틀 안에 충진재인 액상의 레진(Resin)을 투입하고, 유브이(UV) 경화 방식에 의해 상온에서 고체상태로 변환시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 레진은 주제로서의 모노머(Monomer)와, 경화제로서의 올리고머(Oligomer), 첨가제인 광개시제(Photoinitiator)를 배합하여 구성되고,
상기 올리고머는 아크릴레이트를 사용하고, 광개시제는 장파장(395~445nm)에 반응하는 것과 단파장(320~390nm)에 반응하는 것을 혼합 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 모노머는 실리콘계 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 무발포 우레탄 수지 또는 UV수지 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈"의 제2 실시 예는,
태양광을 전달받는 전방 강화 유리;
상기 전방 강화 유리의 하부에 형성되어 컬러를 구현하는 컬러층;
상기 컬러층의 하부에 형성되어 상기 컬러층을 보호하는 보호층;
상기 보호층의 후방에 장착되는 후방 구조체;
상기 후방 구조체의 상부에 형성되며, 상기 전방 강화 유리를 통해 투과된 태양광 에너지를 전달받아 전기 에너지를 생성할 수 있는 솔라셀;
충진재를 저온 저압 큐어링(curing) 공정으로 처리하여 상기 전방 강화 유리 및 후방 구조체의 사이에 위치한 상기 솔라셀을 고정 및 밀봉하는 충진층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 솔라셀을 저온 저압 큐어링(curing) 공정을 통해 상기 전방 강화 유리 및 후방 구조체에 고정하는 충진층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 솔라셀은 실리콘-페로브스카이트 탠덤구조를 갖는 솔라셀 또는 페로브스카이트 구조를 갖는 솔라셀인 것을 특징으로 한다.
상기에서 후방 구조체는 강화 유리 또는 플라스틱 또는 인쇄회로기판 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 충진층은 틀 안에 충진재인 액상의 레진(Resin)을 투입하고, 유브이(UV) 경화 방식에 의해 상온에서 고체상태로 변환하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 레진은 주제로서의 모노머(Monomer)와, 경화제로서의 올리고머(Oligomer), 첨가제인 광개시제(Photoinitiator)를 배합하여 구성되고,
상기 올리고머는 아크릴레이트를 사용하고, 광개시제는 장파장(395~445nm)에 반응하는 것과 단파장(320~390nm)에 반응하는 것을 혼합 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 모노머는 실리콘계 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 무발포 우레탄 수지 또는 UV수지 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 태양광 모듈에 따르면, 충진재를 상온에서 저온 및 저압에 의해 고체로 경화할 수 있기 때문에 BIPV 모듈의 제조시간을 대폭 단축할 수 있으며, 온도에 의한 영향이 솔라셀에 미치지 않아 태양광 모듈의 불량 발생을 억제하고, 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 액상의 레진을 사용하여 경화함으로써 상부 강화 유리와 하부 구조체 간을 견고하게 밀착시켜 수분의 유입을 완벽히 차단할 수 있으며, 외부의 충격으로부터 솔라셀을 보호하고, 전체적인 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈의 제1 실시 예 구조도,
도 2는 본 발명에 적용된 실리콘-페로브스카이트 탠덤구조의 솔라셀 구조도,
도 3은 본 발명에 적용된 페로브스카이트 구조의 솔라셀 구조도,
도 4는 본 발명에 따른 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈의 제2 실시 예 구조도이다.
도 2는 본 발명에 적용된 실리콘-페로브스카이트 탠덤구조의 솔라셀 구조도,
도 3은 본 발명에 적용된 페로브스카이트 구조의 솔라셀 구조도,
도 4는 본 발명에 따른 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈의 제2 실시 예 구조도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈의 제1 실시 예 평면도로서, 전방 강화 유리(10), 후방 구조체(20), 솔라셀(30) 및 충진층(40)으로 이루어진다.
이러한 구조를 갖는 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 미디어 건물 일체형 태양광모듈의 제1 실시 예는, 맨 상부에 태양광을 전달받는 전방 강화 유리(10)가 위치한다.
상기 전방 강화 유리(10)는 태양광의 투과율을 높일 수 있을 뿐 아니라 전방 강화 유리(10)를 거쳐 솔라셀(30)로 전달된 태양광이 솔라셀(30)에 반사되어 전방 강화 유리(10)를 통해 방출되지 않도록 철분 요소를 제거하고 사용하는 것이 바람직하다. 필요에 따라 상기 솔라셀(30)과 마주보는 전방 강화 유리(10)의 일측면을 엠보싱 처리할 수도 있다.
또한, 전방 강화 유리(10)는 전달되는 외부 충격(풍압, 우박, 적설 하중 등)이 솔라셀(30)에 미치지 않도록 외부 충격에도 견딜 수 있는 충분한 강도로 구현하는 것이 바람직하다. 아울러 파손 시 큰 조각으로 깨어지지 않는 안전유리로서, 단위 면적당 깨진 파편의 개수가 일정 수치 이상인 것이 바람직하다.
상기 전방 강화 유리(10)의 하부에는 전방 강화 유리(10)를 통해 투과된 태양광 에너지를 전달받아 전기 에너지를 생성할 수 있는 솔라셀(30)이 위치한다.
솔라셀(30)은 상기 전방 강화 유리(10)와 후방 구조체(20)의 사이에 소정 간격(예를 들어, 2 - 8mm)을 두고 위치할 수 있다.
본 발명에서 솔라셀(30)은 32셀로 이루어진 하프 솔라셀(Half Solar Cell)을 이용한 것으로 가정하나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 적용되는 솔라셀(30)은 도 2에 도시한 바와 같이, ITO(101), a-Si: H(P)(102), a-Si: H(I)(103), C-Si(104), a-Si: H(I)(105), a-Si: H(n)(106), 중간 반사층(107), 정공 수송층(108), 페로브스카이트(CH3WH3PBI3)(109), 전자 수송층(110), 투명전극(111), 반사 방지막(112)의 구조로 이루어진 실리콘-페로브스카이트 텐덤구조를 갖는 솔라셀을 이용할 수 있다.
또한, 상기 솔라셀(30)은 도 3에 도시한 바와 같이, ITO(201), a-Si: H(P)(202), a-Si: H(I)(203), a-Si: H(n)(204), 중간 반사층(205), 정공 수송층(206), 페로브스카이트(207), 전자 수송층(208), 투명전극(209), 반사 방지막(210)의 구조로 이루어진 페로브스카이트 구조를 갖는 솔라셀을 이용할 수 있다.
상기 실리콘-페로브스카이트 탠덤구조의 솔라셀이나, 페로브스카이트 구조의 솔라셀은 모두 당해 분야에 알려진 솔라셀이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 태양광 모듈의 맨 후방에는 상기 솔라셀(30)을 장착할 수 있는 후방 구조체(20)가 위치한다.
여기서 후방 구조체(20)는 강화 유리 또는 플라스틱 또는 인쇄회로기판(PCB) 중 어느 하나로 구현할 수 있다.
후방 구조체(20)는 강화 유리로 구현할 경우, 상기 전방 강화 유리(10)와 동일한 특성을 갖는 강화유리로 구현할 수 있다.
상기 솔라셀(30)을 상기 전방 강화 유리(10)와 상기 후방 구조체(20)의 사이 적절한 곳에 위치시키고(안착시키고), 레진을 이용한 저온 저압 큐어링(curing) 공정을 통해 상기 전방 강화 유리(10) 및 후방 구조체(20)의 사이에 위치한 솔라셀(30)을 고정함과 동시에 솔라셀(30)을 밀봉하여, 외부의 환경 영향을 배제시키는 충진층(40)을 형성시켜, 태양광 모듈의 제조를 완료한다.
여기서 충진층(40)은 프레임인 틀 안에 충진재인 액상의 레진(Resin)을 투입하고, 유브이(UV) 경화 방식에 의해 상온(25±5℃)에서 고체상태로 변환시키는 저온 저압 큐어링 공정을 이용하여 형성하여, 내구성을 강화할 수 있다.
상온에서 레진을 이용하여 고체상태로 변화시키는 저온 저압 큐어링 공정을 이용하여 충진층(40)을 형성함으로써, 열에 취약한 페로브스카이트의 손상을 방지할 수 있어, 솔라셀의 손상을 억제하고, 이를 통해 태양광 모듈의 불량을 최소화할 수 있게 된다.
상기 레진은 유기화합물 및 그 유도체로 이루어진 비결정성 고체 또는 반고체로 천연수지와 합성수지(플라스틱)로 구분되는데, 주제와 경화제 및 광개시제를 혼합하여 사용하게 된다.
예를 들어, 레진은 주제로서의 모노머(Monomer)와, 경화제로서의 올리고머(Oligomer), 첨가제인 광개시제(Photoinitiator)를 배합하여 구성되되, 상기 올리고머는 아크릴레이트를 사용하고, 광개시제는 장파장(395~445nm)에 반응하는 것과 단파장(320~390nm)에 반응하는 것을 혼합 사용한다.
이때, 상기 모노머는 실리콘계 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 무발포 우레탄 수지 또는 UV 수지 등 경화가 가능한 다양한 제품 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
종래의 충진재인 EVA는 열경화성 수지로써, lamination 할 경우 pumping, press, curing, colling 4단계를 거처 encapsulation하며, 상기 PVB의 열가소성 수지로 curing 소건 필요 없이, pumping, press 2단계의 공정 조건에서 encapsulation 하게 된다. 이때, EVA의 경우 encapsulation 후 투명도가 PVB 보다 떨어지며, 진공상태에서 press할 경우에는 모듈 배열의 뒤틀림 현상이 발생할 수 있어 제조공정상 어려움이 있다.
또한, 종래의 충진재인 PVB를 사용하여 lamination 할 경우 EVA 보다 온도 조건이 높고, press 시간도 약 2배 이상이 걸려 생산성의 문제가 야기 된다.
이와는 달리, 본 발명에 적용되는 레진의 경우에는 소재의 장기 보관성이 떨어지지만, 고온 안정성이 우수하여 솔라셀(30)에 온도에 의한 악영향을 가하지 않는 장점이 있다.
본 발명에 사용되는 레진(Resin)의 핵심 구성 성분은 올리고머(Oligomer), 모노머(Monomer), 광개시제(Photoinitiator) 성분의 조합에 따른 물성에 영향을 미치게 된다.
본 발명의 일 실시 예로, 경화제인 올리고머는 고신율, 부착, 내후성 향상을 위해 아크릴레이트를 사용하였으며, 모노머는 Hard한 것부터 Soft한 것을 적절히 혼합 사용하였다.
또한, 각각의 모노머의 반응성 및 Tg, 수축성을 고려하였으며, 광개시제는 효율성을 위하여 장파장(395 ~ 445nm)에 반응하는 것과 단파장(320 ~ 390nm)에 반응하는 것을 혼합 사용하였다.
이와 같이 구성된 본 발명은 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 레진을 충진재로 사용하여, 상온에서 저온 및 저압에 의해 고체로 경화할 수 있기 때문에, 태양광모듈의 제조시간을 대폭 단축할 수 있으며, 온도에 의한 영향이 솔라셀에 미치지 않아 태양광 모듈의 불량률을 최소화하고 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 액상의 레진을 사용하여 경화함으로써, 전방 강화 유리(10)와 후방 구조체(20)의 사이에 위치한 솔라셀(30)을 견고하게 고정 및 밀봉하여, 수분의 유입을 완벽히 차단할 수 있으며, 외부의 충격으로부터 솔라셀을 보호하고, 전체적인 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 저온 저압 큐어링을 이용한 태양광모듈의 구조도로서, 전방 강화 유리(10), 후방 구조체(20), 솔라셀(30) 및 충진층(40)의 구성 및 작용, 공정은 본 발명의 제1 실시 예와 동일하다.
본 발명의 제1 실시 예와의 차이점은, 상기 전방 강화 유리(10)의 하부에 컬러를 구현하는 컬러층(50)을 구비하고, 그 하부에 컬러층(50)을 보호하는 보호층(60)을 추가로 더 구비시킨 것이다.
부가된 컬러층(50)은 특정 파장대역의 광 투과율이 높은 무기 안료나 염료에 고분자 수지가 결합된 형태의 물질로 구성될 수 있다. 컬러층(50)의 두께는 100μm 이하로 형성되어 광 투과율 저하를 최소화할 수 있다.
본 발명에서는 컬러 파우더를 이용하였다.
공정은 전방 강화 유리(10)의 하부에 컬러 파우더를 소정 두께로 뿌리고, 보호 필름이나 membrane을 이용하여 컬러 파우더를 고정시킨다.
이후 태양광 모듈이 형성된 후방 구조체(20)의 상부에 전방 강화 유리(10)를 덮고, 그 사이를 레진과 같은 충진재를 이용한 충진 공정을 수행하여, 전방 강화 유리(10)를 접합한다.
상기 보호층(60)은 보호 필름을 이용하거나 0.5 ~ 1.2mm 정도의 아주 얇은 막인 멤브레인(membrane)을 이용할 수 있다.
이러한 컬러층(50)을 태양광 모듈에 적용하면 컬러 태양광 모듈을 구현할 수 있어, 심미감 향상으로 건물 외장재로 활용할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
10: 전방 강화 유리
20: 후방 구조체
30: 솔라셀
40: 충진층
50: 컬러층
60: 보호층
20: 후방 구조체
30: 솔라셀
40: 충진층
50: 컬러층
60: 보호층
Claims (7)
- 태양광을 전달받는 전방 강화 유리;
상기 전방 강화 유리의 후방에 장착된 후방 구조체;
상기 후방 구조체의 상부에 형성되며, 상기 전방 강화 유리를 통해 투과된 태양광 에너지를 전달받아 전기 에너지를 생성할 수 있는 솔라셀; 및
충진재를 저온 저압 큐어링(curing) 공정으로 처리하여 상기 전방 강화 유리 및 후방 구조체의 사이에 위치한 상기 솔라셀을 고정 및 밀봉하는 충진층을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈.
- 태양광을 전달받는 전방 강화 유리;
상기 전방 강화 유리의 하부에 형성되어 컬러를 구현하는 컬러층;
상기 컬러층의 하부에 형성되어 상기 컬러층을 보호하는 보호층;
상기 보호층의 후방에 장착되는 후방 구조체;
상기 후방 구조체의 상부에 형성되며, 상기 전방 강화 유리를 통해 투과된 태양광 에너지를 전달받아 전기 에너지를 생성할 수 있는 솔라셀; 및
충진재를 저온 저압 큐어링(curing) 공정으로 처리하여 상기 전방 강화 유리 및 후방 구조체의 사이에 위치한 상기 솔라셀을 고정 및 밀봉하는 충진층을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈.
- 청구항 1 또는 청구항 2에서, 상기 솔라셀은 실리콘-페로브스카이트 탠덤구조를 갖는 솔라셀 또는 페로브스카이트 구조를 갖는 솔라셀인 것을 특징으로 하는 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈.
- 청구항 1 또는 청구항 2에서, 상기 후방 구조체는 강화 유리 또는 플라스틱 또는 인쇄회로기판 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈.
- 청구항 1 또는 청구항 2에서, 상기 충진층은 틀 안에 충진재인 액상의 레진(Resin)을 투입하고, 유브이(UV) 경화 방식에 의해 상온에서 고체상태로 변환시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈.
- 청구항 5에서, 상기 레진은 주제로서의 모노머(Monomer)와, 경화제로서의 올리고머(Oligomer), 첨가제인 광개시제(Photoinitiator)를 배합하여 구성되고,
상기 올리고머는 아크릴레이트를 사용하고, 광개시제는 장파장(395~445nm)에 반응하는 것과 단파장(320~390nm)에 반응하는 것을 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈.
- 청구항 6에서, 상기 모노머는 실리콘계 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 무발포 우레탄 수지 또는 UV수지 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210056706A KR102620224B1 (ko) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210056706A KR102620224B1 (ko) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220149274A true KR20220149274A (ko) | 2022-11-08 |
| KR102620224B1 KR102620224B1 (ko) | 2024-01-03 |
Family
ID=84041347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210056706A KR102620224B1 (ko) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102620224B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116948410A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-10-27 | 上海品诚控股集团有限公司 | 一种封装光伏组件的复合材料及其制备方法 |
| KR102659555B1 (ko) * | 2023-04-24 | 2024-04-22 | 주식회사 에스아이 | Uv레진을 이용한 태양전지 모듈 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170079468A (ko) * | 2015-12-30 | 2017-07-10 | 주성엔지니어링(주) | 태양 전지를 이용한 구조물 |
| KR101917533B1 (ko) | 2017-08-31 | 2018-11-09 | 주식회사 포스코 | 컬러 태양광 모듈 |
| KR20190023019A (ko) * | 2017-08-25 | 2019-03-07 | 쏠라테크(주) | 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 경량 비아이피브이 모듈 |
| JP2019169615A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 三菱ケミカル株式会社 | 太陽電池 |
| KR20190136445A (ko) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | 엘지전자 주식회사 | 페로브스카이트 태양전지를 포함하는 태양전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| KR102087127B1 (ko) * | 2019-09-09 | 2020-03-10 | (주)동신폴리켐 | 보호층을 구비하고 굴곡성과 강인성을 갖는 태양광 패널 |
| KR102137258B1 (ko) * | 2020-01-13 | 2020-07-22 | 부경대학교 산학협력단 | 양면 망점인쇄를 이용한 가변컬러태양광모듈, 그리고 이의 제조방법 |
-
2021
- 2021-04-30 KR KR1020210056706A patent/KR102620224B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170079468A (ko) * | 2015-12-30 | 2017-07-10 | 주성엔지니어링(주) | 태양 전지를 이용한 구조물 |
| KR20190023019A (ko) * | 2017-08-25 | 2019-03-07 | 쏠라테크(주) | 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 경량 비아이피브이 모듈 |
| KR101917533B1 (ko) | 2017-08-31 | 2018-11-09 | 주식회사 포스코 | 컬러 태양광 모듈 |
| JP2019169615A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 三菱ケミカル株式会社 | 太陽電池 |
| KR20190136445A (ko) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | 엘지전자 주식회사 | 페로브스카이트 태양전지를 포함하는 태양전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| KR102087127B1 (ko) * | 2019-09-09 | 2020-03-10 | (주)동신폴리켐 | 보호층을 구비하고 굴곡성과 강인성을 갖는 태양광 패널 |
| KR102137258B1 (ko) * | 2020-01-13 | 2020-07-22 | 부경대학교 산학협력단 | 양면 망점인쇄를 이용한 가변컬러태양광모듈, 그리고 이의 제조방법 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102659555B1 (ko) * | 2023-04-24 | 2024-04-22 | 주식회사 에스아이 | Uv레진을 이용한 태양전지 모듈 |
| CN116948410A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-10-27 | 上海品诚控股集团有限公司 | 一种封装光伏组件的复合材料及其制备方法 |
| CN116948410B (zh) * | 2023-07-07 | 2024-03-26 | 上海品诚控股集团有限公司 | 一种封装光伏组件的复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102620224B1 (ko) | 2024-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101275651B1 (ko) | Ｃｉｓ계 박막 태양 전지 모듈 및 이의 제조방법 | |
| KR102620224B1 (ko) | 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 건물 일체형 태양광모듈 | |
| CN101911306A (zh) | 用于光伏组件的光致发光背板 | |
| Pern | Module encapsulation materials, processing and testing (presentation) | |
| CN102272945A (zh) | 无框太阳能电池板及其制造方法 | |
| US20110214717A1 (en) | Light curable photovoltaic cell encapsulant | |
| CN108611025A (zh) | 一种超快速固化太阳能封装胶膜及其制备方法 | |
| CN115274900B (zh) | 一种量子点光伏背板和双面光伏组件 | |
| KR20180025381A (ko) | 봉지재를 사용하지 않는 비아이피브이 모듈 및 그 제조방법 | |
| US20130199607A1 (en) | Hail resistant photovoltaic modules | |
| JP4703231B2 (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 | |
| KR20190023019A (ko) | 저온 저압 큐어링 공정을 이용한 경량 비아이피브이 모듈 | |
| CN217881539U (zh) | 一种新型量子点光伏背板及双面光伏组件 | |
| CN104465827B (zh) | 高效率太阳能电池模组结构 | |
| CN102231407A (zh) | 一种太阳能电池封装方法 | |
| KR101172559B1 (ko) | 굴절유리를 이용한 태양전지 모듈 | |
| DK178881B1 (en) | A method for manufacturing a solar cell panel and a solar cell panel manufactured using such a method | |
| US20140326291A1 (en) | Solar cell module and method of fabricating the same | |
| CN204834650U (zh) | 一种光伏组件 | |
| CN210110807U (zh) | 一种双面光伏组件及光伏发电系统 | |
| CN102244130A (zh) | 轻量化的太阳能光伏组件 | |
| KR101017191B1 (ko) | 태양전지용 봉지필름 | |
| JPS61274373A (ja) | 太陽電池用裏面保護シ−ト | |
| WO2019128085A1 (zh) | 太阳能电池板 | |
| JP2006278708A (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |