KR20230138711A - 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치는, 태양 전지 셀을 이송시키는 컨베이어; 상기 컨베이어 상에 거치된 태양 전지 셀의 표면에 배치되는 배선재가 솔더링 되도록 적외선을 상기 셀에 직접 조사할 수 있는 적외선 조사 장치가 내부에 배치된 솔더링 헤드; 및 상기 컨베이어와 상기 솔더링 헤드의 사이에 배치되고, 차광부 및 상기 차광부의 내측에 배치되는 투광부를 구비하는 과솔더링 방지 부재;를 포함하고, 상기 과솔더링 방지 부재는 상기 차광부 방향으로 상기 투광부가 연장된 구조의 개방부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양 전지 모듈 제조 과정에서 솔더링 대기중인 태양 전지 셀 및/또는 솔더링이 완료된 태양 전지 셀이 가열되어 과솔더링이 발생하는 것을 방지할 수 있는 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치에 관한 것이다.
전 세계적으로 새로운 에너지원 발굴에 박차를 가하고 있으며, 그러한 에너지원 중 무한정, 무공해의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전이 주목받고 있다. 태양광 발전을 위해서는 변환시키기 위해서는 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 역할을 하는 태양전지 셀이 필요하다.
이러한 태양전지 셀은 반도체 재료를 확산법에 의해 p-n접합시켜 제조되며, 빛을 받을 때 적은 양의 전류가 흐르게 되는 광전 효과를 이용한 것으로, 대부분 보통의 태양전지 셀은 대면적의 p-n 접합 다이오드로 이루어져 있으며, 상기 p-n 접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하면 단위 태양전지로서 작용을 하게 된다.
상기 태양전지 셀의 크기는 기존의 156mm x 156mm 에서 갈수록 커지는 추세에 있으며, 태양전지 셀의 크기가 커짐에 따라 태양전지 셀의 출력 또한 커지고 있다. 하지만, 아직까지 단일 태양전지 셀의 출력에는 한계가 있으며, 발전용으로 원하는 출력을 얻기 위해서는 일정 수량 이상의 태양전지를 직렬로 연결하여 태양 전지 모듈을 제조하여야 한다.
상기 태양 전지 모듈 제작 과정은 개략적으로 셀 테스트, 태빙-스트링, 레이업, 라미네이션, 모듈테스트의 공정으로 나눌 수 있다. 먼저, 셀 테스트 공정에서는 다양한 전기적 성질을 갖는 셀을 테스트 한 후에 비슷한 전기적 성질을 갖는 셀끼리 분류하며, 두번째 태빙-스트링 공정에서는 태양 전지를 직렬로 연결하기 위해 태양전지 전면과 후면에 엇갈리도록 도체인 배선재를 접합한다. 세번째 레이업 공정에서는 스트링 단계에서 제작된 일렬의 태양전지를 다시 가로방향으로 배열하여 원하는 모양을 만든 후, 저철분 강화유리, EVA, 백시트 등을 적층한다. 네번째 라미네이션 공정에서는 적층된 태양전지 모듈 자재들을 고온에서 진공 압착하여 태양전지 모듈이 충격에 견딜 수 있게 하는 동시에 방수성을 지닐 수 있게 한다. 마지막으로 모듈 테스트 공정에서는 완성된 태양전지 모듈이 정상적으로 출력을 구현할 수 있는지 검증을 한다.
이 때, 태빙 공정은, 여러 장 셀의 (+)극성과 (-)극성을 직렬로 연결하는 것으로서, 어느 하나의 셀의 (-)극과 그 다음 셀의 (+)극을 배선재로 순차적이면서 연속적으로 연결해야 하는데, 배선재가 중간에 끊기거나 제대로 접합되지 않으면 태양 전지 모듈 제품 전체의 불량으로 이어지게 되므로 태빙 공정이 모듈의 품질을 결정하는 중요한 단계이다. 상기 태빙 공정을 실시하기 위해서 원하는 출력을 구현할 수 있는 수량의 태양전지 셀을 열과 줄을 맞춰 사각판 형태로 태빙 장비의 상면에 배열하게 된다. 이때 상기 개별 전지마다 셀 상부와 셀 하부에서 부착될 부분에 용접용 솔더를 바르고 솔더를 바른 전극에는 배선재 전선을 올려놓게 된다. 이 상태에서 접촉 부위를 여러 가지 방식으로 솔더링을 하여 리본을 각 단위 태양전지 셀에 고정시키게 된다. 이 과정에서 솔더링은 사람에 의해 직접 이루어지거나, 기계에 의해 자동으로 이루어 질 수 있다. 기계에 의하여 자동으로 솔더링 되는 경우도, 그 방식에 따라 Hot Air, Laser, Induction, Lamp, 저항가열 방식으로 나뉠 수 있다.
솔더링 방법 중 Laser나 Induction, 저항 가열 방식은 열을 국부적으로 전달하여, 그 범위를 최소화 및 집적화할 수 있는 장점이 있으나, 이를 구현할 수 있는 공정 장비에 과도한 비용이 소모되는 문제점이 있다. 반면, Lamp방식은 램프에서 방출되는 복사열을 이용하여 솔더링하는 방법으로, 적은 비용으로 넓은 범위를 가열할 수 있는 장점이 있으나, 태양전지에 필요 이상의 열을 전달하는 문제점이 있다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 과솔더링을 방지할 수 있는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 국부적 가열이 가능한 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 솔더링 영역의 조절이 용이한 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치는, 솔더링 완료 셀, 작업 대상 셀 및 솔더링 대기 셀을 포함하는 태양 전지 셀을 순차 이송시키는 컨베이어; 상기 컨베이어 상에 거치된 태양 전지 셀의 표면에 배치되는 배선재가 솔더링 되도록 적외선을 상기 셀에 직접 조사할 수 있는 적외선 조사 장치가 내부에 배치된 솔더링 헤드; 및 상기 컨베이어와 상기 솔더링 헤드의 사이에 배치되고, 차광부 및 상기 차광부의 내측에 배치되는 투광부를 구비하는 과솔더링 방지 부재;를 포함하고, 상기 과솔더링 방지 부재는 상기 차광부 방향으로 상기 투광부가 연장된 구조의 개방부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 적외선 조사 장치에서 컨베이어 상에 위치하는 태양 전지 셀의 표면에 조사되는 적외선의 폭은 상기 태양 전지 셀에 부착되는 배선재의 폭 이상일 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 상기 적외선 조사 장치에서 컨베이어 상에 위치하는 태양 전지 셀의 표면에 조사되는 적외선의 길이는 상기 태양 전지 셀에 부착되는 배선재의 길이 이상일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 과솔더링 방지 부재의 차광부는 상기 적외선 조사 장치의 하부에 위치하는 태양 전지 셀 보다 상기 컨베이어의 이동 방향 측에 위치하는 솔더링 완료 셀로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 과솔더링 방지 부재의 차광부는 상기 적외선 조사 장치의 하부에 위치하는 태양 전지 셀 보다 상기 컨베이어의 이동 방향의 반대 방향 측에 위치하는 솔더링 대기 셀로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 과솔더링 방지 부재의 차광부는 상기 적외선 조사 장치의 하부에 위치하는 작업 대상 셀 이외의 영역으로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치되는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
본 발명의 일 측면에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 개방부는 상기 컨베이어의 이동 방향의 반대 방향 측으로 형성되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 개방부는 상기 차광부의 폭방향의 양쪽에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재는 상기 투광부의 길이를 조절할 수 있는 조절부를 추가로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 적외선 조사 장치는 적외선 램프 또는 할로겐 램프일 수 있다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 태양전지 모듈 제조 공정에서의 과솔더링을 방지할 수 있는 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 국소 부위에 대한 가열이 가능한 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치를 제공할 수 있는 것이다.
본 발명의 여러 효과 중 하나는 솔더링 영역의 조절이 용이한 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치를 제공할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 과솔더링 방지 부재의 변형 형태를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 종래 기술의 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 과솔더링 방지 부재의 변형 형태를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 종래 기술의 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이는 본 명세서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경 (modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물 (alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용될 수 있다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명할 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
본 명세서에서, "A 및/또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 및/또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 및 B 중 하나 또는 그 이상"은, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
도면에서, X 방향은 제1 방향, L 방향 또는 길이 방향, Y 방향은 제2 방향, W 방향 또는 폭 방향, Z 방향은 제3 방향, T 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다. 또한 본 명세서에서 후술하는 컨베이어의 이송 방향을 X 방향으로, 상기 X 방향과 수직이고 후술하는 작업 대상 셀로부터 적외선 조사 장치를 향하는 방향을 Z 방향, 상기 X 방향 및 Z 방향과 모두 수직인 방향을 Y 방향이라 정의할 수 있다.
본 발명은 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치에 관한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 일 예시에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치는 솔더링 완료 셀, 작업 대상 셀 및 솔더링 대기 셀을 포함하는 태양 전지 셀(21)을 이송시키는 컨베이어(20); 상기 컨베이어(20) 상에 거치된 태양 전지 셀(21)의 표면에 배치되는 배선재가 솔더링 되도록 적외선을 상기 셀에 직접 조사할 수 있는 적외선 조사 장치(11)가 내부에 배치된 솔더링 헤드(10); 및 상기 컨베이어(20)와 상기 솔더링 헤드(10)의 사이에 배치되고, 차광부(31) 및 상기 차광부(31)의 내측에 배치되는 투광부(32)를 구비하는 과솔더링 방지 부재(30);를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 과솔더링 방지 부재(30)는 상기 차광부 방향(31)으로 상기 투광부(32)가 연장된 구조의 개방부(33)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 「치광부」는 상기 적외선 조사 장치에서 방출되는 적외선을 차단할 수 있는 영역을 의미할 수 있으며, 「투광부」는 상기 적외선 조사 장치에서 방출되는 적외선이 전술한 컨베이어 상에 거치된 작업 대상 셀에 도달할 수 있도록 상기 과솔더링 방지 부재를 통과하는 영역을 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 「작업 대상 셀」이란 태양전지 모듈 제조를 위해 솔더링 대상이 된 셀을 의미할 수 있으며, 상기 적외선 조사 장치의 Z 방향의 하측에 위치하고 상기 적외선 조사 장치와 서로 대면하도록 배치된 셀을 의미할 수 있다. 그리고 본 명세서에서 「솔더링 대기 셀」은 아직 솔더링 작업이 수행되지 않은 태양전지 셀을 의미할 수 있으며, 상기 작업 대상 셀 보다 X 방향의 후단에 위치한 셀을 의미할 수 있고, 「솔더링 완료 셀」은 이미 솔더링 작업이 완료된 태양전지 셀을 의미할 수 있으며, 상기 작업 대상 셀 보다 X 방향의 전단에 위치한 셀을 의미할 수 있다.
도 1은 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 예시적인 형태를 나타내는 사시도이이고, 도 2는 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치는 솔더링 헤드(10) 및 컨베이어(20)를 포함할 수 있다.
태양전지 모듈을 제조하기 위해, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치에 적용되는 태양 전지 셀(21)은 개별 셀 단위로 컨베이어(20)에 실려 이송될 수 있다. 상기 컨베이어(20)는 태양전지 셀(21)을 이송시키는 장치로, 상부에 개별 태양전지 셀(21)이 거치되고, 컨베이어(20)의 이동에 따라 상기 태양전지 셀(21)은 솔더링 헤드(10) 방향으로 이송될 수 있다.
상기 개별 태양 전지 모듈 셀(21)의 표면에는 배선재 등과 전기적으로 연결할 수 있도록 납땜용 솔더가 도포되어 있다. 이러한 솔더는 열원에 의해 솔더링이 이루어지게 된다.
상기 솔더링 헤드(10)는 상기 솔더링되는 태양전지 셀(21)의 상측에 설치되고 이송되는 상기 태양전지 셀(21)에 코팅된 솔더를 솔더링하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 솔더링 헤드(10)의 내부에는 상기 컨베이어(20) 상에 거치된 태양전지 셀(21)의 표면에 배치되는 배선재가 솔더링 되도록 적외선을 상기 셀에 직접 조사할 수 있는 적외선 조사 장치(11)가 배치될 수 있다. 상기 적외선 조사 장치(11)는 작업 대상 셀을 적절한 온도로 가열할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 적외선 램프 또는 할로겐 램프일 수 있다.
상기 솔더링 헤드(10)에는 상기 적외선 조사 장치(11)가 복수개 구비될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 솔더링 헤드(10) 내에는 그 외 솔더링을 위한 많은 부품들이 설치되어 있으며 온도 조절을 위하여 내부에서 직접적으로 에어를 제공할 수 있도록 에어 노즐이 내부에 설치될 수도 있고, 통풍 장치가 설치될 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 적외선 조사 장치(11)와 상기 컨베이어(20)의 사이에는 과솔더링 방지 부재(30)가 배치될 수 있다. 상기 과솔더링 방지 부재(30)는 차광부(31) 및 상기 차광부(31)의 내측에 배치되는 투광부(32)를 포함할 수 있다
상기 차광부(31)는 상기 적외선 조사 장치(11)에서 방출되는 적외선의 적어도 일부를 차단할 수 있으며, 예를 들어 상기 적외선 조사 장치(11)에서 방출되어 상기 컨베이어(20) 방향으로 조사되는 적외선 중 적어도 일부를 차단할 수 있다. 상기 투광부(32)는, 상기 차광부(31)의 X축 방향 및 Y축 방향의 내측에 위치할 수 있으며, 예를 들어 상기 차광부(31)가 배치되지 않은 영역을 의미할 수 있다.
도 7은 종래의 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다. 도 7을 참조하면, 종래의 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치는 솔더링 헤드(100)의 내부에 배치되는 적외선 조사 장치(101)에서 방출되는 적외선을 이용하여 작업 대상 셀(201a)의 표면에 배치되는 배선재를 솔더링할 수 있다. 컨베이어(200) 위에 거치되는 상기 작업 대상 셀(201a)의 길이 방향의 전단에는 기 작업이 완료된 솔더링 완료 셀(201c)이 위치할 수 있고, 상기 작업 대상 셀(201a)의 길이 방향의 후단에는 솔더링되지 않은 솔더링 대기 셀(201b)이 위치할 수 있다.
이 때, 작업 대상 셀(201a)에 적외선을 조사하는 과정에서 이미 작업이 완료된 솔더링 완료 셀(201c) 및/또는 아직 작업이 수행되지 않은 솔더링 대기 셀(201b)에도 적외선이 조사될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 솔더링 완료 셀(201c)에 적외선이 조사되는 경우, 솔더링 과정에서 가열된 태양전지 셀이 냉각되지 못하고 추가 가열되는 영역(B)이 생길 수 있다. 이로 인해 솔더링 완료 셀(201c)의 표면 온도가 과도하게 높아질 수 있으며, 과솔더링이 발생할 수 있다. 또한 솔더링 대기 셀(201b)에 적외선이 조사되는 경우, 작업 전의 태양전지 셀의 표면의 온도가 올라가는 영역(A)이 발생할 수 있게 된다. 이 경우 이미 표면이 가열된 태양전지 셀이 작업 대상 셀(201a)의 위치로 이송되고, 표면이 가열된 태양전지 셀에 적외선이 조사됨으로써 목적했던 솔더링 온도 보다 높은 온도로 작업 대상 셀(201a)이 가열되어 과솔더링이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치는 전술한 과솔더링 방지 부재(30)를 구비하여 적외선 조사 장치(11)에서 방출되는 적외선이 조사되는 영역을 조절할 수 있으며, 이를 통해 국소적으로 가열 부위를 조절할 수 있다. 또한 상기 적외선 조사 장치(11)에서 방출되는 잉여 적외선이 솔더링 대기 셀(21b) 및/또는 솔더링 완료(21c) 셀에 조사되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 과솔더링을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재(30)의 차광부(31)는 적외선 조사 장치(11)에서 솔더링 완료 셀(21c)로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치될 수 있다. 상기 솔더링 완료 셀(21c)로 방출되는 적외선을 차단하도록 차광부(31)가 배치되었다는 것은, 상기 차광부(31)가 적외선 조사 장치(11)에 대하여 컨베이어(20)의 이동 방향 쪽에 배치된 것을 의미할 수 있으며, 적외선 조사 장치(11)로부터 X 방향 측에 위치한 것을 의미할 수 있다. 상기와 같이 차광부(31)가 배치되는 경우, 솔더링 헤드(10) 외부로 방출되는 적외선이 솔더링 완료 셀(21c)에 조사되는 것을 방지할 수 있으며, 솔더링 완료 셀(21c)의 과솔더링을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 예시에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재(30)의 차광부(31)는 적외선 조사 장치(11)에서 솔더링 대기 셀(21b)로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치될 수 있다. 상기 솔더링 대기 셀(21b)로 방출되는 적외선을 차단하도록 차광부(31)가 배치되었다는 것은, 상기 차광부(31)가 적외선 조사 장치(11)에 대하여 컨베이어(20)의 이동 방향의 반대 방향 쪽에 배치된 것을 의미할 수 있으며, 적외선 조사 장치(11)로부터 X 방향의 반대 방향 측에 위치한 것을 의미할 수 있다. 상기와 같이 차광부(31)가 배치되는 경우, 솔더링 헤드(10) 외부로 방출되는 적외선이 솔더링 대기 셀(21b)에 조사되는 것을 방지할 수 있으며, 솔더링 대기 셀(21b)이 작업 대상 셀(21a)의 위치로 이송되었을 때의 과솔더링을 방지할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재(30)의 차광부(31)는 적외선 조사 장치(11)에서 솔더링 헤드(10)의 외부로 방출되는 적외선 중 작업 대상 셀(21a) 이외의 영역으로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치될 수 있다. 상기 작업 대상 셀(21a) 이외의 영역으로 방출되는 적외선을 차단하도록 차광부(31)가 배치된다는 것은, 상기 적외선 조사 장치(11)에서 방출되는 적외선이 솔더링 대기 셀(21b) 및 솔더링 완료 셀(21c)에 도달하지 않도록 차광부(31)가 위치하는 것을 의미할 수 있다. 이를 통해 솔더링 대기 셀(21b) 및 솔더링 완료 셀(21c)에 대한 과솔더링을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 적외선 조사 장치(11)에서 컨베이어(20) 상에 위치하는 태양 전지 셀(21)의 표면에 조사되는 적외선의 폭은 상기 태양전지 셀(21)에 부착되는 배선재의 폭 보다 넓을 수 있다. 상기 배선재의 폭은 작업 대상 셀을 제외하고 상기 작업 대상 셀(21a)로부터 3번째까지의 솔더링 대기 셀과, 상기 작업 대상 셀(21a)로부터 3번째까지의 솔더링 완료 셀의 배선재의 폭의 산술 평균을 의미할 수 있다. 상기 적외선의 폭 및 배선재의 폭은 Y 방향과 평행한 방향에 대하여 측정한 값일 수 있다. 본 실시형태와 같이 적외선 조사 장치(11)에서 컨베이어(20) 상에 위치하는 태양 전지 셀의 표면에 조사되는 적외선의 폭이 상기 태양전지 셀(21)에 부착되는 배선재의 폭 보다 넓도록 하여 과솔더링을 방지하면서도 작업 대상 셀을 충분히 가열하여 미솔더링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 적외선 조사 장치(11)에서 컨베이어 상(20)에 위치하는 태양전지 셀(21)의 표면에 조사되는 적외선의 길이는 상기 태양전지 셀(21)에 부착되는 배선재의 길이 보다 길 수 있다. 상기 배선재의 길이는 작업 대상 셀(21a)을 제외하고 상기 작업 대상 셀(21a)로부터 3번째까지의 솔더링 대기 셀(21b)과, 상기 작업 대상 셀(21a)로부터 3번째까지의 솔더링 완료 셀(21c) 상에 위치하는 배선재의 길이의 산술 평균을 의미할 수 있다. 상기 적외선의 길이 및 배선재의 길이는 X 방향과 평행한 방향에 대하여 측정한 값일 수 있다. 본 실시형태와 같이 적외선 조사 장치(11)에서 컨베이어(20) 상에 위치하는 태양전지 셀(21)의 표면에 조사되는 적외선의 길이가 상기 태양전지 셀(21)에 부착되는 배선재의 길이 보다 길도록 하여 과솔더링을 방지하면서도 작업 대상 셀(21a)을 충분히 가열하여 미솔더링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 다른 변형예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 다른 변형예에 따른 태양 전지 모듈 제조용 태빙 장치의 솔더링 헤드(10')는 적외선 조사 장치(11')를 포함할 수 있으며, 상기 적외선 조사 장치(11')는 컨베이어(20') 상에 배치되는 복수의 작업 대상 셀(21a')에 적외선을 조사하도록 배치될 수 있다. 이 때, 과솔더링 방지 부재(30')는 전술한 바와 마찬가지로 솔더링 완료 셀(21c') 및/또는 솔더링 대기 셀(21b')에 상기 적외선 조사 장치(11')에서 방출되는 적외선이 도달하는 것을 방지하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재(30)는 개방부(33)를 포함할 수 있다. 상기 개방부(33)는 상기 투광부(32)와 연결된 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 상기 투광부(32)가 상기 차광부(31) 방향으로 연장되어 형성된 구조를 가질 수 있다. 상기 투광부(32)에서 상기 차광부(31) 방향으로 형성되는 개방부(33)의 X 방향의 끝단은 상기 투광부(32)의 X 방향의 끝단 보다 X 방향의 외측에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재(30)에 구비되는 개방부(33)는 컨베이어(20)의 이동 방향의 반대 방향으로 형성되어 배치될 수 있다. 상기 개방부(33)가 컨베이어(20)의 이동 방향의 반대 방향으로 형성된다는 것은, 상기 개방부(33)의 어느 한 끝단이 컨베이어(20)의 이동 방향의 반대 방향으로 돌출된 것을 의미할 수 있으며, 투광부(32)의 끝단 보다 상기 개방부(33)의 어느 한 끝단이 작업 대상 셀(21a)로부터 더 멀리 배치되는 것을 의미할 수 있다.
상기 개방부(33)는 본 발명에 따른 태양전지 모듕 제조용 태빙 장치에 있어서 미솔더링을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 솔더링 대기 셀(21b)이 작업 대상 셀(21a)의 위치로 이송되면 적외선 조사 장치(11)로부터 방출되는 적외선에 의해 작업 대상 셀(21a)이 가열된다. 이 때, 상기 작업 대상 셀(21a)의 중앙부는 상기 적외선 조사 장치(11)에서 조사되는 적외선에 의해 가열되고, 동시에 주변부에 조사되는 적외선에 의해 가열된 셀의 주변부의 사이에 위치하기 때문에 외부의 온도의 영향을 적게 받을 수 있다. 반면, 작업 대상 셀(21a)의 주변부는 Y 방향의 일 측면에 전술한 중앙부가 배치되지만, Y 방향의 반대 방향은 외부에 노출되어 냉각될 수 있으며, 이로 인해 미솔더링이 발생할 수 있다. 상기 개방부(33)는 솔더링 대기 셀(21b)이 작업 대상 셀(21a)의 위치로 이송되는 과정에서 셀의 주변부를 예열할 수 있으며, 이를 통해 작업 대상 셀(21a)의 주변부가 적절한 온도를 유지할 수 있도록 하여 작업 대상 셀(21a)의 미솔더링 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재(30)에 구비되는 개방부(33)는 컨베이어(20)의 이동 방향으로 형성되어 배치될 수 있다. 상기 개방부(33)가 컨베이어(20)의 이동 방향으로 형성된다는 것은, 상기 개방부(33)의 어느 한 끝단이 컨베이어(20)의 이동 방향으로 돌출된 것을 의미할 수 있으며, 투광부(32)의 끝단 보다 상기 개방부(31)의 어느 한 끝단이 작업 대상 셀(21a)로부터 더 멀리 배치되는 것을 의미할 수 있다.
상기 과솔더링 방지 부재(30)에 구비되는 개방부(33)는 예를 들어 컨베이어(20)의 이동 방향 및 컨베이어(20)의 이동 방향의 반대 방향 양쪽 모두 형성되어 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 개방부(33)는 차광부(31)의 폭방향의 양쪽에 배치될 수 있다. 본 발명에 따른 과솔더링 방지 부재(30)에 구비되는 개방부(33)는 태양전지 모듈의 제조 과정에서 작업 대상 셀(21a)의 주변부가 일찍 냉각되는 것을 방지하기 위해 배치되는 것으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 Y 방향의 양 측면에 위치할 수 있다. 상기 개방부(33)는 Y 방향으로 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 상기 개방부(33)의 형상은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 사각형 형상을 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 작업 대상 셀(21a)의 가열 속도, 컨베이어(20)의 이동 속도 및 적외선의 세기 등 다양한 요인에 의해 사각형 이외의 다각형 또는 곡선으로 이루어진 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 과솔더링 방지 부재(30)는 상기 투광부(31)의 길이를 조절할 수 있는 조절부(34)를 추가로 포함할 수 있다. 도 6은 본 실시형태에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치의 과솔더링 방지 부재(30)를 모식적으로 도시한 평면도이다. 도 6을 참조하면 상기 조절부(34)는 투광부(32)의 X 방향의 일 끝단의 위치를 조절하는 기능을 가질 수 있으며, 상기 조절부(34)를 통해 투광부(32)의 X 방향의 일 끝단의 위치를 조절하여 적외선 조사 장치(11)로부터 컨베이어(20)로 조사되는 적외선의 X 방향의 범위를 조절할 수 있다.
한편, 비제한적인 예시로, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치는 작업 대상 셀에 공기를 분사하여 냉각시킬 수 있도록 에어 노즐이 설치될 수 있다. 이때, 상기 에어 노즐은 솔더링 헤드(10)의 외부 측면에 설치되어 있고, 복수개의 관절들에 의해 펌프로 연결되어 작업자가 관절을 구부리거나 펴 분사 위치를 용이하게 조정할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10 : 솔더링 헤드
11 : 적외선 조사 장치
20 : 컨베이어 21 : 태양전지 셀
21a : 작업 대상 셀 21b : 솔더링 대기 셀
21c : 솔더링 완료 셀
30 : 과솔더링 방지 부재 31 : 차광부
32 : 투광부 33: 개방부
34 : 조절부
11 : 적외선 조사 장치
20 : 컨베이어 21 : 태양전지 셀
21a : 작업 대상 셀 21b : 솔더링 대기 셀
21c : 솔더링 완료 셀
30 : 과솔더링 방지 부재 31 : 차광부
32 : 투광부 33: 개방부
34 : 조절부
Claims (10)
- 솔더링 완료 셀, 작업 대상 셀 및 솔더링 대기 셀을 포함하는 태양 전지 셀을 순차 이송시키는 컨베이어;
상기 컨베이어 상에 거치된 태양 전지 셀의 표면에 배치되는 배선재가 솔더링 되도록 적외선을 상기 셀에 직접 조사할 수 있는 적외선 조사 장치가 내부에 배치된 솔더링 헤드; 및
상기 컨베이어와 상기 솔더링 헤드의 사이에 배치되고, 차광부 및 상기 차광부의 내측에 배치되는 투광부를 구비하는 과솔더링 방지 부재;를 포함하고,
상기 과솔더링 방지 부재는 상기 차광부 방향으로 상기 투광부가 연장된 구조의 개방부를 포함하는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 과솔더링 방지 부재의 차광부는 상기 적외선 조사 장치의 하부에 위치하는 상기 솔더링 완료 셀로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치되는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 과솔더링 방지 부재의 차광부는 상기 적외선 조사 장치의 하부에 위치하는 상기 솔더링 대기 셀로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치되는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 과솔더링 방지 부재의 차광부는 상기 적외선 조사 장치의 하부에 위치하는 작업 대상 셀 이외의 영역으로 방출되는 적외선을 차단하도록 배치되는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 적외선 조사 장치에서 컨베이어 상에 위치하는 태양 전지 셀의 표면에 조사되는 적외선의 폭은 상기 태양 전지 셀에 부착되는 배선재의 폭 보다 넓은 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 적외선 조사 장치에서 컨베이어 상에 위치하는 태양 전지 셀의 표면에 조사되는 적외선의 길이는 상기 태양 전지 셀에 부착되는 배선재의 길이 보다 긴 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 개방부는 상기 컨베이어의 이동 방향의 반대 방향 측으로 형성되어 배치되는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 개방부는 상기 차광부의 폭방향의 양쪽에 배치되는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 과솔더링 방지 부재는 상기 투광부의 길이를 조절할 수 있는 조절부를 추가로 포함하는 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 적외선 조사 장치는 적외선 램프 또는 할로겐 램프인 태양전지 모듈 제조용 태빙 장치.
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