KR20230162427A - Color photovoltaic module and manufacturing method for the same - Google Patents

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KR20230162427A
KR20230162427A KR1020220062302A KR20220062302A KR20230162427A KR 20230162427 A KR20230162427 A KR 20230162427A KR 1020220062302 A KR1020220062302 A KR 1020220062302A KR 20220062302 A KR20220062302 A KR 20220062302A KR 20230162427 A KR20230162427 A KR 20230162427A
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이재형
김주휘
지홍섭
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한국전력공사
성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 투과율을 확보하면서 모듈 내부의 은폐 및 컬러색 발현을 구현할 수 있는 컬러 태양광 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 컬러 태양광 모듈은 전면에 표면개질층이 형성된 전면유리와, 상기 전면유리의 후면에 적층된 컬러층과, 상기 컬러층에 적층되고 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부, 그리고 상기 태양전지부를 보호하도록 상기 태양전지부에 적층된 후면시트를 포함한다. 이러한 구성으로, 모듈 내부의 구성을 은폐하는 광학적 성질이 우수하고 컬러색의 발현이 우수한 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a color solar module that can conceal the inside of the module and realize color expression while ensuring transmittance, and a manufacturing method thereof, wherein the color solar module includes a front glass with a surface modification layer formed on the front, and the front. It includes a color layer laminated on the back of the glass, a solar cell unit that is laminated on the color layer and generates electrical energy using incident sunlight, and a back sheet laminated on the solar cell unit to protect the solar cell unit. do. With this configuration, it is possible to achieve excellent optical properties that conceal the internal configuration of the module and excellent color expression.

Description

컬러 태양광 모듈 및 그 제조방법{COLOR PHOTOVOLTAIC MODULE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}Color solar module and its manufacturing method {COLOR PHOTOVOLTAIC MODULE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 컬러 태양광 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투과율을 확보하면서 모듈 내부의 은폐 및 컬러색 발현을 구현할 수 있는 컬러 태양광 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color solar module and a method of manufacturing the same, and more specifically, to a color solar module and a method of manufacturing the same that can conceal the interior of the module and realize color expression while ensuring transmittance.

태양광 발전분야가 기존 발전용에서 가정용, 상업용으로 확대되고 있으며, 향후 건물 일체형 BIPV(Bliding Integrated PhotoVoltaic) 시장이 증가할 전망이다.The solar power generation field is expanding from existing power generation to home and commercial use, and the building-integrated BIPV (Bliding Integrated PhotoVoltaic) market is expected to increase in the future.

이러한 건물용 태양광 모듈은 효율도 중요하지만 무엇보다도 외관이 미려하고 심미적 효과가 크게 좌우하게 된다.Efficiency is important for these solar modules for buildings, but more than anything, their appearance is beautiful and their aesthetic effect is greatly influenced.

그러나, 일반적인 태양광 모듈은 강화유리와 태양광 셀이 봉지재로 결합된 구조로, 무색 투명한 유리내부로 태양광 셀과 리본 등이 그대로 노출되어 외관상 보기 좋지 않다.However, a typical solar module has a structure in which tempered glass and solar cells are combined with an encapsulation material, and the solar cells and ribbons are exposed inside the colorless transparent glass, making it unattractive in appearance.

일반적으로 색상을 구현하는 기술로는 태양광 셀에 산화막 증착을 통한 컬러셀을 만드는 기술과 컬러유리를 만드는 기술로 분류할 수 있다. In general, technologies for realizing color can be categorized into technologies for making color cells through deposition of oxide films on solar cells and technologies for making colored glass.

여기서, 컬러셀은 셀부분만 색상이 구현되고 셀 내부의 리본과, 셀과 셀을 연결하는 리본이 여전히 노출되는 문제가 있다. Here, color cells have a problem in that only the cell part is colored, and the ribbon inside the cell and the ribbon connecting the cells are still exposed.

그리고, 컬러유리를 이용하는 기술은 내부 은폐를 위해 색상을 짙게 하면 투과율이 낮아져 효율이 떨어지고 색상을 옅게 하면 투과율은 높아져서 효율은 좋지만 심미성이 떨어지는 문제가 있다.Additionally, the technology using colored glass has the problem that if the color is darkened to hide the interior, the transmittance is lowered and thus ineffective, and if the color is lightened, the transmittance is increased, which is good for efficiency but has poor aesthetics.

한국공개특허 제2021-0121693호(2021.10.08)Korean Patent Publication No. 2021-0121693 (2021.10.08) 한국등록특허 제10-2294564호(2021.08.23)Korean Patent No. 10-2294564 (2021.08.23) 한국등록특허 제10-2247520호(2021.04.27)Korean Patent No. 10-2247520 (2021.04.27)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 투과율을 확보하면서 모듈 내부의 은폐 및 컬러색 발현을 구현할 수 있는 컬러 태양광 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. The present invention was created to solve the above problems, and its purpose is to provide a color solar module and a manufacturing method thereof that can conceal the inside of the module and realize color expression while ensuring transmittance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러 태양광 모듈은, 전면에 표면개질층이 형성된 전면유리; 상기 전면유리의 후면에 적층된 컬러층; 상기 컬러층에 적층되고, 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부; 및 상기 태양전지부를 보호하도록 상기 태양전지부에 적층된 후면시트;를 포함하여 이루어질 수 있다.In order to achieve the above object, a color solar module according to a preferred embodiment of the present invention includes a front glass having a surface modification layer formed on the front; A color layer laminated on the back of the windshield; a solar cell unit stacked on the color layer and generating electrical energy using incident sunlight; and a back sheet laminated on the solar cell unit to protect the solar cell unit.

특히, 상기 컬러층은, 상기 전면유리의 후면에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 형성된 제1 증착층; 상기 제1 증착층에 이산화규소(SiO2)를 증착하여 형성된 제2 증착층; 및 상기 제2 증착층에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 형성된 제3 증착층;을 포함하여 이루어질 수 있다. In particular, the color layer includes a first deposition layer formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the back of the windshield; a second deposition layer formed by depositing silicon dioxide (SiO 2 ) on the first deposition layer; and a third deposition layer formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the second deposition layer.

그리고, 상기 제1 증착층과 상기 제3 증착층은, 산화 니오비움(Nb2O5)을 50~250nm의 두께를 가지도록 증착하여 형성될 수 있다. In addition, the first deposition layer and the third deposition layer may be formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) to a thickness of 50 to 250 nm.

또한, 상기 제2 증착층은, 이산화규소(SiO2)를 10~20nm의 두께를 가지도록 증착하여 형성될 수 있다. Additionally, the second deposition layer may be formed by depositing silicon dioxide (SiO 2 ) to a thickness of 10 to 20 nm.

상기 태양전지부는, 충진재층; 및 상기 충진재층의 내부에 구비된 슁글드 태양전지 패널;을 포함하여 이루어질 수 있다. The solar cell unit includes a filler layer; and a shingled solar cell panel provided inside the filler layer.

그리고, 상기 슁글드 태양전지 패널은, 복수의 태양전지 단위셀; 및 복수의 상기 태양전지 단위셀은 이웃하는 태양전지 단위셀과 단부가 오버랩되고, 오버랩되는 부분에 도포되어 태양전지 단위셀 간을 전기적으로 결합하는 전도성 접착제;를 포함하여 이루어질 수 있다. And, the shingled solar cell panel includes a plurality of solar cell unit cells; And the plurality of solar cell unit cells have ends that overlap with neighboring solar cell unit cells, and a conductive adhesive is applied to the overlapped portion to electrically couple the solar cell unit cells.

특히, 상기 슁글드 태양전지 패널은, 상기 태양전지 단위셀 간에 오버랩되는 부분의 폭이 1.0~4.0mm가 되도록 이루어질 수 있다. In particular, the shingled solar cell panel may be made such that the width of the overlapped portion between the solar cell unit cells is 1.0 to 4.0 mm.

본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈은 상기 컬러층과 상기 태양전지부 사이에 적층되고, 태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 광파장변환층;을 더 포함하여 이루어질 수 있다. The color solar module according to an embodiment of the present invention further includes an optical wavelength conversion layer that is laminated between the color layer and the solar cell unit and converts light in the near-infrared wavelength region of sunlight into light in the visible wavelength region. It can be done.

이때, 상기 광파장변환층과 상기 태양전지부 사이에 적층되는 제1 보조 충진재층;을 더 포함하여 이루어질 수 있다. At this time, it may further include a first auxiliary filler layer stacked between the optical wavelength conversion layer and the solar cell unit.

그리고, 상기 태양전지부와 상기 후면시트 사이에 적층되는 제2 보조 충진재층;을 더 포함하여 이루어질 수 있다. And, it may further include a second auxiliary filler layer laminated between the solar cell unit and the back sheet.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러 태양광 모듈의 제조방법은, 전면유리의 후면에 컬러층을 형성하는 컬러층 형성단계; 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부를 상기 컬러층에 적층하는 태양전지부 적층단계; 및 상기 태양전지부를 보호하는 후면시트를 상기 태양전지부에 적층하는 후면시트 적층단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. In order to achieve the above object, a method of manufacturing a color solar module according to a preferred embodiment of the present invention includes a color layer forming step of forming a color layer on the back of the front glass; A solar cell unit stacking step of stacking solar cell units that generate electrical energy using incident sunlight onto the color layer; And a back sheet stacking step of laminating a back sheet that protects the solar cell unit to the solar cell unit.

특히, 상기 컬러층 형성단계는, 상기 전면유리의 후면에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 제1 증착층을 형성하는 제1 증착단계; 상기 제1 증착층에 이산화규소(SiO2)를 증착하여 제2 증착층을 형성하는 제2 증착단계; 및 상기 제2 증착층에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 제3 증착층을 형성하는 제3 증착단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. In particular, the color layer forming step includes a first deposition step of depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the back of the front glass to form a first deposition layer; A second deposition step of depositing silicon dioxide (SiO 2 ) on the first deposition layer to form a second deposition layer; And a third deposition step of depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the second deposition layer to form a third deposition layer.

여기서, 상기 제1 증착단계와 상기 제3 증착단계는, 산화 니오비움(Nb2O5)을 50~250nm의 두께를 가지도록 상기 제1 증착층과 상기 제3 증착층을 형성하도록 이루어질 수 있다. Here, the first deposition step and the third deposition step may be performed to form the first deposition layer and the third deposition layer of niobium oxide (Nb 2 O 5 ) to have a thickness of 50 to 250 nm. .

그리고, 상기 제2 증착단계는, 이산화규소(SiO2)를 10~20nm의 두께를 가지도록 상기 제2 증착층을 형성하도록 이루어질 수 있다. And, the second deposition step may be performed to form the second deposition layer of silicon dioxide (SiO 2 ) to have a thickness of 10 to 20 nm.

본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법은 상기 태양전지부를 제조하는 태양전지부 제조단계;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention may further include a solar cell unit manufacturing step of manufacturing the solar cell unit.

상기 태양전지부 제조단계는, 복수의 태양전지 단위셀이 서로 오버랩되게 적층된 슁글드 태양전지 패널을 제조하는 슁글드 태양전지 패널 제조단계; 및 슁글드 태양전지 패널을 감싸도록 충진재층을 형성하는 충진재층 형성단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. The solar cell unit manufacturing step includes manufacturing a shingled solar cell panel in which a plurality of solar cell unit cells are stacked to overlap each other; and a filler layer forming step of forming a filler layer to surround the shingled solar cell panel.

그리고, 상기 슁글드 태양전지 패널 제조단계는, 태양전지 단위셀의 단부에 전도성 접착제를 도포하는 접착제 도포단계; 및 접착제가 도포된 태양전지 단위셀을 이웃하는 태양전지 단위셀과 단부가 오버랩되게 적층하는 태양전지 단위셀 적층단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the shingled solar panel manufacturing step includes an adhesive application step of applying a conductive adhesive to the end of the solar cell unit cell; and a solar cell unit cell stacking step of stacking the solar cell unit cells to which the adhesive is applied so that the ends overlap with neighboring solar cell unit cells.

특히, 상기 태양전지 단위셀 적층단계는, 상기 태양전지 단위셀 간에 오버랩되는 부분의 폭이 1.0~4.0mm가 되도록 적층할 수 있다. In particular, in the solar cell unit cell stacking step, the solar cell unit cells may be stacked so that the width of the overlapped portion is 1.0 to 4.0 mm.

본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법은 태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 광파장변환층을 상기 컬러층과 상기 태양전지부 사이에 위치하도록 적층하는 광파장변환층 적층단계;를 더 포함하여 이루어질 수 있다. The method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention includes stacking an optical wavelength conversion layer that converts light in the near-infrared wavelength region of sunlight into light in the visible wavelength region so that it is positioned between the color layer and the solar cell unit. It may further include a step of stacking an optical wavelength conversion layer.

이때, 상기 광파장변환층과 태양전지부 사이에 제1 보조 충진재층을 적층하는 제1 보조 충진재층 적층단계;를 더 포함하여 이루어질 수 있다. At this time, a first auxiliary filler layer stacking step of stacking a first auxiliary filler layer between the optical wavelength conversion layer and the solar cell unit may be further included.

그리고, 상기 태양전지부와 상기 후면시트 사이에 제2 보조 충진재층을 적층하는 제2 보조 충진재층 적층단계;를 더 포함하여 이루어질 수 있다. And, it may further include a second auxiliary filler layer stacking step of laminating a second auxiliary filler layer between the solar cell unit and the back sheet.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법은 면유리의 전면에 표면개질층을 형성하는 표면개질층 형성단계;를 더 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention may further include a surface modification layer forming step of forming a surface modification layer on the entire surface of the surface glass.

또는, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러 태양광 모듈의 제조방법은, 전면유리의 전면에 표면개질층을 형성하는 표면개질층 형성단계; 상기 전면유리의 후면에 컬러층을 형성하는 컬러층 형성단계; 후면시트에 제2 보조 충진재층을 적층하는 제2 보조 충진재층 적층단계; 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부를 상기 제2 보조 충진재층에 적층하는 태양전지부 적층단계; 상기 태양전지부에 제1 보조 충진재층을 적층하는 제1 보조 충진재층 적층단계; 태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 광파장변환층을 상기 제1 보조 충진재층에 적층하는 광파장변환층 적층단계; 및 상기 광파장변환층에 상기 컬러층이 안착되게 상기 전면유리를 적층하는 전면유리 적층단계;를 포함하여 이루어질 수도 있다. Alternatively, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a color solar module according to a preferred embodiment of the present invention includes a surface modification layer forming step of forming a surface modification layer on the entire surface of the front glass; A color layer forming step of forming a color layer on the back of the windshield; A second auxiliary filler layer laminating step of laminating a second auxiliary filler layer on the back sheet; A solar cell unit stacking step of stacking a solar cell unit that generates electrical energy using incident sunlight on the second auxiliary filler layer; A first auxiliary filler layer stacking step of laminating a first auxiliary filler layer on the solar cell unit; An optical wavelength conversion layer laminating step of laminating an optical wavelength conversion layer that converts light in the near-infrared wavelength region of sunlight into light in the visible wavelength region on the first auxiliary filler layer; and a front glass laminating step of laminating the front glass so that the color layer is seated on the optical wavelength conversion layer.

본 발명에 의한 컬러 태양광 모듈 및 그 제조방법에 따르면, 모듈 내부의 구성을 은폐하는 광학적 성질이 우수하고 컬러색의 발현이 우수한 효과를 얻을 수 있다.According to the color solar module and its manufacturing method according to the present invention, the optical properties of hiding the internal structure of the module are excellent and the effect of excellent color expression can be obtained.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈을 가로 방향으로 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈을 세로 방향으로 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈에서 전면유리에 컬러층이 적층된 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈에서 태양전지 단위셀 간에 오버랩되는 부분의 폭에 따른 효율을 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법에서 컬러층 형성단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법에서 태양전지부 제조단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈에 광파장변환층이 추가되는 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a color solar module according to an embodiment of the present invention cut in the horizontal direction;
Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a color solar module according to an embodiment of the present invention cut in the longitudinal direction;
Figure 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which color layers are laminated on the front glass in a color solar module according to an embodiment of the present invention;
4 and 5 are graphs showing efficiency according to the width of the overlapped portion between solar cell unit cells in a color solar module according to an embodiment of the present invention;
6 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 is a flow chart schematically showing the color layer forming step in the manufacturing method of a color solar module according to an embodiment of the present invention;
Figure 8 is a flowchart schematically showing the solar cell unit manufacturing steps in the method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention;
Figure 9 is a flowchart schematically showing a manufacturing method of adding an optical wavelength conversion layer to a color solar module according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. This is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be interpreted as including all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly indicates 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 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries can be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of related technologies, and unless clearly defined in this application, are interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. It may not work.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈을 가로 방향 및 세로 방향으로 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도이고, 도 3은 상기 컬러 태양광 모듈에서 전면유리에 컬러층이 적층된 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도이다. 그리고, 도 4 및 도 5는 상기 컬러 태양광 모듈에서 태양전지 단위셀 간에 오버랩되는 부분의 폭에 따른 효율을 나타낸 그래프이다.Figures 1 and 2 are schematic cross-sectional views of a color solar module according to an embodiment of the present invention cut horizontally and vertically, and Figure 3 shows a color layer laminated on the front glass of the color solar module. This is a cross-sectional view schematically showing the state. And, Figures 4 and 5 are graphs showing the efficiency according to the width of the overlapped portion between solar cell unit cells in the color solar module.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈(100)은 전면에 표면개질층(210)이 형성된 전면유리(200)와, 상기 전면유리(200)의 후면에 적층된 컬러층(300)과, 상기 컬러층(300)에 적층되고 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부(500), 그리고 상기 태양전지부(500)를 보호하도록 상기 태양전지부(500)에 적층된 후면시트(600)를 포함하여 이루어진다. Referring to Figures 1 to 5, the color solar module 100 according to an embodiment of the present invention includes a front glass 200 with a surface modification layer 210 formed on the front, and a rear surface of the front glass 200. A laminated color layer 300, a solar cell unit 500 that is laminated on the color layer 300 and generates electrical energy using incident sunlight, and the solar cell unit 500 to protect the solar cell unit 500. It includes a back sheet 600 laminated on the battery unit 500.

본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈(100)은 투과율을 확보하면서 모듈 내부의 은폐 및 컬러색 발현을 구현할 수 있도록 상기 컬러층(300)을 구비하고 있다. The color solar module 100 according to an embodiment of the present invention is provided with the color layer 300 to conceal the inside of the module and realize color expression while securing transmittance.

이러한, 상기 컬러층(300)은 상기 전면유리(200)의 후면에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 형성된 제1 증착층(310)과, 상기 제1 증착층(310)에 이산화규소(SiO2)를 증착하여 형성된 제2 증착층(320), 그리고 상기 제2 증착층(320)에 다시 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 형성된 제3 증착층(330)을 포함하여 이루어질 수 있다. The color layer 300 is formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the back of the front glass 200, and a first deposition layer 310 formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the back of the front glass 200. It includes a second deposition layer 320 formed by depositing silicon (SiO 2 ), and a third deposition layer 330 formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the second deposition layer 320. This can be done.

여기서, 상기 제1 증착층(310)과 상기 제2 증착층(320) 그리고 상기 제3 증착층(330)은 플라즈마 진공 증착방식을 이용하여 증착될 수 있다. Here, the first deposition layer 310, the second deposition layer 320, and the third deposition layer 330 may be deposited using a plasma vacuum deposition method.

상기 제1 증착층(310)과 상기 제3 증착층(330)은 산화 니오비움(Nb2O5)을 50~250nm의 두께를 가지도록 증착하여 형성될 수 있다. The first deposition layer 310 and the third deposition layer 330 may be formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) to a thickness of 50 to 250 nm.

그리고, 상기 제2 증착층(320)은 이산화규소(SiO2)를 10~20nm의 두께를 가지도록 증착하여 형성될 수 있다. Additionally, the second deposition layer 320 may be formed by depositing silicon dioxide (SiO 2 ) to a thickness of 10 to 20 nm.

상기 태양전지부(500)는 고효율 출력을 위하여 슁글드(shingled) 구조로 이루어질 수 있다. The solar cell unit 500 may have a shingled structure for high efficiency output.

이를 위하여, 상기 태양전지부(500)는 충진재층(520)과, 상기 충진재층(520)의 내부에 구비된 슁글드 태양전지 패널(510)로 이루어질 수 있다. To this end, the solar cell unit 500 may be composed of a filler layer 520 and a shingled solar cell panel 510 provided inside the filler layer 520.

그리고, 상기 슁글드 태양전지 패널(510)은 복수의 태양전지 단위셀(511)과, 상기 태양전지 단위셀(511)이 오버랩되게 결합시키는 전도성 접착제(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the shingled solar cell panel 510 may include a plurality of solar cell unit cells 511 and a conductive adhesive (not shown) that overlaps and bonds the solar cell unit cells 511.

즉, 상기 슁글드 태양전지 패널(510)은 상기 태양전지 단위셀(511)이 이웃하는 태양전지 단위셀(511)과 단부가 오버랩 되게 적층되고, 오버랩 되는 부분에 상기 전도성 접착제를 도포하여 상기 태양전지 단위셀(511) 간을 전기적으로 연결하면서 결합할 수 있다. That is, the shingled solar cell panel 510 is stacked so that the solar cell unit cells 511 overlap the adjacent solar cell unit cells 511 at their ends, and the conductive adhesive is applied to the overlapped portion to The battery unit cells 511 can be electrically connected and combined.

이때, 상기 슁글드 태양전지 패널(510)은 상기 태양전지 단위셀(511) 간에 오버랩되는 부분의 폭(d)이 1.0~4.0mm가 되도록 적층된다. At this time, the shingled solar cell panel 510 is stacked so that the width (d) of the overlapped portion between the solar cell unit cells 511 is 1.0 to 4.0 mm.

본 발명에서는 상기 태양전지 단위셀(511) 간에 오버랩되는 부분의 폭(d)을 1.0~10.0mm가 되도록 시험편을 제작한 후에 태양전지 효율을 측정하였다.In the present invention, the solar cell efficiency was measured after producing a test piece so that the width (d) of the overlapped portion between the solar cell unit cells 511 was 1.0 to 10.0 mm.

도 4에는 상기 태양전지 단위셀(511) 간에 오버랩되는 부분의 폭(d)을 2mm, 4mm, 6mm, 8mm, 10mm로 시험편을 제작하여 태양전지 효율을 측정하여 나타내었다. Figure 4 shows the solar cell efficiency measured by manufacturing test pieces with widths (d) of the overlapped portion between the solar cell unit cells 511 of 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, and 10 mm.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 단위셀(511) 간에 오버랩되는 부분의 폭(d)이 4mm를 초과하는 경우에는 태양전지 효율이 급격히 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 이에 본 발명에서는 상기 태양전지 단위셀(511) 간에 오버랩되는 부분의 폭(d)을 최대 4mm로 한정하였다. As shown in FIG. 4, when the width (d) of the overlapped portion between the solar cell unit cells 511 exceeds 4 mm, it can be seen that solar cell efficiency drops rapidly. Accordingly, in the present invention, the width (d) of the overlapped portion between the solar cell unit cells 511 is limited to a maximum of 4 mm.

그리고, 도 5에는 상기 태양전지 단위셀(511) 간에 오버랩되는 부분의 폭(d)을 1.3mm, 1.5mm, 1.7mm, 1.9mm로 시험편을 제작하여 태양전지 효율을 측정하여 나타내었다. In addition, in Figure 5, the solar cell efficiency is measured by manufacturing test pieces with widths (d) of the overlapping portions between the solar cell unit cells 511 of 1.3 mm, 1.5 mm, 1.7 mm, and 1.9 mm.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 단위셀(511) 간에 오버랩되는 부분의 폭(d)이 1.5mm가 될 때 최대 태양전지 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 5, it can be seen that the maximum solar cell efficiency is achieved when the width (d) of the overlapped portion between the solar cell unit cells 511 is 1.5 mm.

따라서, 본 발명에서는 상기 태양전지 단위셀(511) 간에 오버랩되는 부분의 폭(d)을 1.0~4.0mm를 만족하도록 한정하고, 보다 높은 태양전지 효율을 위해서는 1.3~1.7mm를 만족하도록 한정하고, 최대 태양전지 효율을 위해서는 1.5mm가 되도록 한정할 수 있다. Therefore, in the present invention, the width (d) of the overlapped portion between the solar cell unit cells 511 is limited to 1.0 to 4.0 mm, and for higher solar cell efficiency, it is limited to 1.3 to 1.7 mm, For maximum solar cell efficiency, it can be limited to 1.5mm.

그리고, 상기 태양전지부(500)는 상기 태양전지 단위셀(511)을 상호 전기적으로 접속시키는 연결리본(530)을 더 포함하여 구비된다. In addition, the solar cell unit 500 is further provided with a connection ribbon 530 that electrically connects the solar cell unit cells 511 to each other.

상기 전면유리(200)는 투과성을 가지는 유리로 이루어 지고, 일 예로 강화유리, 반강화 유리, 일반 판유리, 색유리 등 이 분야에서 통상적으로 사용되는 다양한 유리가 적용될 수 있다.The front glass 200 is made of glass having transparency, and for example, various glasses commonly used in this field, such as tempered glass, semi-tempered glass, general plate glass, and colored glass, can be applied.

상기 전면유리(200)의 두께는 강도나 투과성을 고려하여 적정 두께를 가지도록 이루어진다. 일 예로, 상기 전면유리(200)의 두께는 0.5~10mm의 두께를 가지도록 이루어질 수 있다. 물론, 상기 전면유리(200)의 두께가 이에 한정되는 것은 아니고 사용환경 전면유리의 크기 등에 따라 다양한 두께로 제작되어 적용될 수 있다. The thickness of the front glass 200 is made to have an appropriate thickness considering strength and transparency. As an example, the front glass 200 may have a thickness of 0.5 to 10 mm. Of course, the thickness of the front glass 200 is not limited to this, and may be manufactured and applied at various thicknesses depending on the usage environment, size of the front glass, etc.

그리고, 상기 전면유리(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전면에 표면개질층(210)이 형성될 수 있다.And, as shown in FIG. 1, the front glass 200 may have a surface modification layer 210 formed on the front surface.

상기 표면개질층(210)은 미세 요철 형상으로 형성되어 상기 전면유리(200)를 통과하여 상기 태양전지부(500)로부터 반사되어 돌아가는 태양광을 상기 태양전지부(500) 방향으로 재반사 시킴으로써 은폐성을 증대시킬 수 있다. The surface modification layer 210 is formed in a fine concavo-convex shape and hides sunlight that passes through the front glass 200 and is reflected from the solar cell unit 500 by re-reflecting it in the direction of the solar cell unit 500. performance can be increased.

이러한, 상기 표면개질층(210)은 반구형, 반타원형, 원기둥형, 별기둥형, 삼각기둥형, 사각기둥형, 육면체형, 사면체형, 피라미드형 또는 이들의 혼합형 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 3차원 구조로 형성될 수 있다. 이러한 형상을 가지는 표면개질층(210)은 상기 전면유리(200)의 전면에 나노 요철 구조(nano embossing structure)가 도입되는 효과를 가져오게 되며, 이에 따라 본 발명에 따른 컬러 태양광 모듈(100)의 은폐성 및 발전효율을 상승시킬 수 있다.The surface modification layer 210 is one or two or more selected from the group consisting of a hemisphere, a semi-oval, a cylinder, a star, a triangular pillar, a square pillar, a hexahedron, a tetrahedron, a pyramid, or a mixture thereof. It can be formed into a dimensional structure. The surface modification layer 210 having this shape has the effect of introducing a nano embossing structure to the front of the front glass 200, and thus the color solar module 100 according to the present invention. Concealment and power generation efficiency can be increased.

상기 표면개질층(210)을 형성하는 방법은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 습식 또는 건식 에칭법을 사용할 수 있고, 보다 구체적으로 실크 스크린 방식의 화학 에칭, 레이저 에칭, 폴리싱 에칭, 샌드 블라스팅 등 공지된 다양한 방법으로 상기 표면개질층(210)을 형성할 수 있다. The method of forming the surface modification layer 210 may use wet or dry etching methods commonly used in this field, and more specifically, known methods such as silk screen chemical etching, laser etching, polishing etching, and sand blasting. The surface modification layer 210 can be formed in various ways.

일 예로, 상기 표면개질층(210)은 표면거칠기(Ra)가 0.1~3㎛를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 표면거칠기(Ra)의 범주를 만족하는 경우, 상기 태양전지부(500)로부터 반사되어 돌아가는 태양광을 상기 태양전지부(500) 방향으로의 재반사율을 향상시킬 수 있다. 물론, 상기 표면개질층(210)의 표면거칠기(Ra)가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 표면개질층(210)의 형상 상기 전면유리(200)의 두께 등에 따라 달라질 수 있다. As an example, the surface modification layer 210 may be formed to have a surface roughness (Ra) of 0.1 to 3 ㎛. If the surface roughness (Ra) satisfies the scope, the re-reflectivity of sunlight reflected from the solar cell unit 500 toward the solar cell unit 500 can be improved. Of course, the surface roughness (Ra) of the surface modification layer 210 is not limited to this, and may vary depending on the shape of the surface modification layer 210 and the thickness of the front glass 200.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈(100)은 광파장변환층(400)과, 보조 충진재층(710, 720)을 더 포함하여 구성될 수 있다. In addition, the color solar module 100 according to an embodiment of the present invention may be configured to further include an optical wavelength conversion layer 400 and auxiliary filler layers 710 and 720.

상기 광파장변환층(400)은 상기 컬러층(300)과 상기 태양전지부(500) 사이에 적층되고, 태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 층이다. The optical wavelength conversion layer 400 is laminated between the color layer 300 and the solar cell unit 500 and is a layer that converts light in the near-infrared wavelength region of sunlight into light in the visible light wavelength region.

이러한, 상기 광파장변환층(400)은 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 형광체가 첨가된 코팅용 페이스트를 사용하여 제작할 수 있다. 일 예로, 코팅용 페이스트는 실리콘 바인더 80~90중량%, 형광체 10~20중량%로 조성될 수 있다. The optical wavelength conversion layer 400 can be manufactured using a coating paste added with a phosphor that converts light in the near-infrared wavelength range into light in the visible light wavelength range. As an example, the coating paste may be composed of 80 to 90% by weight of silicone binder and 10 to 20% by weight of phosphor.

여기서, 형광체로 무기 형광체를 이용할 수 있다. 이러한 형광체로 불소계 형광체, 가령 NaYF4:Nd3+, NaYF4:Yb3+, NaYF4:Er3+ 중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다. 이러한 불소계 형광체는 약 800nm 이상의 파장영역을 갖는 적외선광을 가시광 영역으로 파장을 변환시킨다.Here, an inorganic phosphor can be used as the phosphor. As such a phosphor, any one selected from a fluorine-based phosphor, such as NaYF 4 :Nd 3+ , NaYF 4 :Yb 3+ , or NaYF 4 :Er 3+ may be used. These fluorine-based phosphors convert infrared light with a wavelength range of about 800 nm or more into the visible light range.

통상적으로 태양광 모듈의 경우에는 약 600~800nm 파장 대역을 가지는 가시광선 영역의 광만을 흡수하고, 적외선 영역을 포함하는 장파장 영역의 광은 흡수하지 못하여 효율이 낮은 문제점이 있다. Typically, solar modules only absorb light in the visible light range having a wavelength range of about 600 to 800 nm, and cannot absorb light in the long wavelength range including the infrared range, resulting in low efficiency.

하지만, 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈(100)은 상기 광파장변환층(400)을 통하여 900~1,200nm의 근적외선 파장의 광을 흡수한 후 이를 파장 변환시켜 400~800nm 파장의 광으로 변환시킴으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있다.However, the color solar module 100 according to an embodiment of the present invention absorbs light with a near-infrared wavelength of 900 to 1,200 nm through the optical wavelength conversion layer 400 and then converts the light into light with a wavelength of 400 to 800 nm. By converting, power generation efficiency can be improved.

그리고, 상기 광파장변환층(400)과 상기 태양전지부(500) 사이에 적층되는 제1 보조 충진재층(710)과, 상기 태양전지부(500)와 상기 후면시트(600) 사이에 적층되는 제2 보조 충진재층(720)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. And, a first auxiliary filler layer 710 laminated between the optical wavelength conversion layer 400 and the solar cell unit 500, and a first auxiliary filler layer laminated between the solar cell unit 500 and the back sheet 600. 2 It may further include an auxiliary filler layer 720.

상기 제1 보조 충진재층(710)과 상기 제2 보조 충진재층(720)은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), POE(Poly Olefin Elastomer) 또는 PVB(PolyVinyl Butyral) 중 어느 하나를 포함하는 충진재에 해당할 수 있다. 즉, 상기 제1 보조 충진재층(710)과 상기 제2 보조 충진재층(720)은 태양광 모듈에서 일반적으로 사용되는 충진재가 적용될 수 있다. The first auxiliary filler layer 710 and the second auxiliary filler layer 720 may correspond to a filler containing any one of EVA (Ethylene Vinyl Acetate), POE (Poly Olefin Elastomer), or PVB (PolyVinyl Butyral). there is. That is, the first auxiliary filler layer 710 and the second auxiliary filler layer 720 may be filled with fillers commonly used in solar modules.

상기 후면시트(600)는 강화유리나 입사된 태양광의 반사나 유출을 줄이고 라이트 트래핑(Light Trapping)을 위한 백시트(Back Sheet)로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 백시트에는 태양광이 반사되거나 유출되는 것을 방지하기 위해 표면 조직화(Texturing)된 TCO(Transparent Conductive Oxide)층이 갖추어져 거친 면을 통해 태양 광이 굴절되고 그 경로가 연장되어 태양전지부(500)에 빛을 가둘 수 있도록 마련될 수 있다. The rear sheet 600 may be composed of tempered glass or a back sheet for light trapping and to reduce reflection or leakage of incident sunlight. In this case, the backsheet is equipped with a TCO (Transparent Conductive Oxide) layer whose surface is textured to prevent sunlight from being reflected or leaked, so that sunlight is refracted through the rough surface and its path is extended to the solar cell unit. It can be arranged to confine light at (500).

또는, 상기 후면시트(600)는 소다-라임 유리(soda-lime glass, SLG)를 포함하는 유리 기재, 세라믹 기재, 스테인리스강을 포함하는 금속 기재, 또는 폴리머 기재가 적용될 수도 있다.Alternatively, the back sheet 600 may be a glass substrate including soda-lime glass (SLG), a ceramic substrate, a metal substrate including stainless steel, or a polymer substrate.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 7은 상기 컬러 태양광 모듈의 제조방법에서 컬러층 형성단계를 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 8은 상기 컬러 태양광 모듈의 제조방법에서 태양전지부 제조단계를 개략적으로 나타낸 순서도이다.Figure 6 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a flowchart schematically showing the color layer forming step in the method of manufacturing a color solar module, and Figure 8 is This is a flowchart schematically showing the solar cell part manufacturing steps in the color solar module manufacturing method.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법은 전면유리의 후면에 컬러층을 형성하는 컬러층 형성단계(S200)와, 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부를 상기 컬러층에 적층하는 태양전지부 적층단계(S500), 그리고 상기 태양전지부를 보호하는 후면시트를 상기 태양전지부에 적층하는 후면시트 적층단계(S700)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIGS. 6 to 8, the method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention includes a color layer forming step (S200) of forming a color layer on the back of the front glass, and using incident sunlight to A solar cell unit stacking step (S500) of laminating a solar cell unit that generates electrical energy to the color layer, and a back sheet stacking step (S700) of laminating a back sheet that protects the solar cell unit to the solar cell unit. It can be done.

보다 구체적으로, 상기 컬러층 형성단계(S200)는 상기 전면유리의 후면에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 제1 증착층을 형성하는 제1 증착단계(S210)와, 상기 제1 증착층에 이산화규소(SiO2)를 증착하여 제2 증착층을 형성하는 제2 증착단계(S220), 그리고 상기 제2 증착층에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 제3 증착층을 형성하는 제3 증착단계(S230)를 포함하여 이루어질 수 있다. More specifically, the color layer forming step (S200) includes a first deposition step (S210) of depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the back of the front glass to form a first deposition layer, and the first deposition step (S210) of forming a first deposition layer. A second deposition step (S220) of depositing silicon dioxide (SiO 2 ) on the deposition layer to form a second deposition layer, and depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the second deposition layer to form a third deposition layer. It may be performed including a third deposition step (S230) of forming.

여기서, 제1 증착단계(S210)와 제2 증착단계(S220) 그리고 제3 증착단계(S230)는 플라즈마 진공 증착방식을 이용하여 상기 제1 내지 제3 증착층을 증착할 수 있다. Here, in the first deposition step (S210), the second deposition step (S220), and the third deposition step (S230), the first to third deposition layers may be deposited using a plasma vacuum deposition method.

상기 제1 증착단계(S210)와 상기 제3 증착단계(S230)는 산화 니오비움(Nb2O5)을 50~250nm의 두께를 가지도록 상기 제1 증착층과 상기 제3 증착층을 형성할 수 있다. The first deposition step (S210) and the third deposition step (S230) are to form the first deposition layer and the third deposition layer of niobium oxide (Nb 2 O 5 ) to have a thickness of 50 to 250 nm. You can.

그리고, 상기 제2 증착단계(S220)는 이산화규소(SiO2)를 10~20nm의 두께를 가지도록 상기 제2 증착층을 형성하도록 이루어질 수 있다. And, the second deposition step (S220) may be performed to form the second deposition layer of silicon dioxide (SiO 2 ) to have a thickness of 10 to 20 nm.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법은 상기 태양전지부 적층단계(S500)에서 사용되는 태양전지부를 제조하는 태양전지부 제조단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention may further include a solar cell unit manufacturing step of manufacturing the solar cell unit used in the solar cell unit stacking step (S500).

상기 태양전지부 제조단계는 태양전지부를 제조하는 것으로 상기 태양전지부 적층단계(S500)에서 이루어지거나 상기 컬러층 형성단계(S200) 이전에 미리 진행하여 태양전지부를 제작해둘 수 있다. The solar cell unit manufacturing step is to manufacture the solar cell unit, and may be performed in the solar cell unit stacking step (S500) or may be performed in advance before the color layer forming step (S200) to manufacture the solar cell unit.

이러한, 상기 태양전지부 제조단계는 복수의 태양전지 단위셀이 서로 오버랩되게 적층된 슁글드 태양전지 패널을 제조하는 슁글드 태양전지 패널 제조단계(S510, S520)와, 슁글드 태양전지 패널을 감싸도록 충진재층을 형성하는 충진재층 형성단계(S530)를 포함하여 이루어질 수 있다. This solar cell unit manufacturing step includes a shingled solar cell panel manufacturing step (S510, S520) of manufacturing a shingled solar cell panel in which a plurality of solar cell unit cells are stacked to overlap each other, and surrounding the shingled solar cell panel. It may be performed including a filler layer forming step (S530) of forming a filler layer.

그리고, 상기 슁글드 태양전지 패널 제조단계는 태양전지 단위셀의 단부에 전도성 접착제를 도포하는 접착제 도포단계(S510)와, 접착제가 도포된 태양전지 단위셀을 이웃하는 태양전지 단위셀과 단부가 오버랩되게 적층하는 태양전지 단위셀 적층단계(S520)를 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the shingled solar cell panel manufacturing step includes an adhesive application step (S510) of applying a conductive adhesive to the end of the solar cell unit cell, and the end of the solar cell unit cell to which the adhesive is applied overlaps with the neighboring solar cell unit cell. It may be accomplished by including a step of stacking solar cell unit cells (S520).

즉, 상기 슁글드 태양전지 패널(510)은 상기 태양전지 단위셀(511)이 이웃하는 태양전지 단위셀(511)과 단부가 오버랩 되게 적층되고, 오버랩 되는 부분에 상기 전도성 접착제를 도포하여 상기 태양전지 단위셀(511) 간을 전기적으로 연결하면서 결합되어 고효율 출력할 수 있는 슁글드(shingled) 구조로 제작된다.That is, the shingled solar cell panel 510 is stacked so that the solar cell unit cells 511 overlap the adjacent solar cell unit cells 511 at their ends, and the conductive adhesive is applied to the overlapped portion to The battery unit cells 511 are electrically connected and combined to produce a shingled structure capable of producing high-efficiency output.

그리고, 상기 태양전지 단위셀 적층단계는 상기 태양전지 단위셀 간에 오버랩되는 부분의 폭이 1.0~4.0mm가 되도록 적층할 수 있다. 또는, 보다 높은 태양전지 효율을 위해서는 1.3~1.7mm가 되도록 적층될 수도 있고, 최대 태양전지 효율을 위해서는 1.5mm가 되도록 적층될 수도 있다. In addition, in the solar cell unit cell stacking step, the solar cell unit cells may be stacked so that the width of the overlapped portion between the solar cell unit cells is 1.0 to 4.0 mm. Alternatively, for higher solar cell efficiency, they may be stacked to be 1.3 to 1.7 mm, and for maximum solar cell efficiency, they may be stacked to be 1.5 mm.

그리고, 상기 컬러층 형성단계(S200) 이전에 상기 전면유리의 전면에 표면개질층을 형성하는 표면개질층 형성단계(S100)가 우선 이루어질 수 있다. In addition, before the color layer forming step (S200), a surface modification layer forming step (S100) of forming a surface modification layer on the entire surface of the windshield may be performed first.

상기 표면개질층 형성단계(S100)는 상기 전면유리의 전면에 미세 요철 형상을 가지는 표면개질층을 형성하여 상기 전면유리를 통과하여 상기 태양전지부로부터 반사되어 돌아가는 태양광을 상기 태양전지부 방향으로 재반사 시킴으로써 은폐성을 증대시키는 공정이다. In the surface modification layer forming step (S100), a surface modification layer having a fine concave-convex shape is formed on the front surface of the windshield to direct sunlight that passes through the front glass and is reflected from the solar cell unit in the direction of the solar cell unit. This is a process that increases concealment by re-reflecting.

이러한, 상기 표면개질층 형성단계(S100)는 반구형, 반타원형, 원기둥형, 별기둥형, 삼각기둥형, 사각기둥형, 육면체형, 사면체형, 피라미드형 또는 이들의 혼합형 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 3차원 구조로 상기 표면개질층을 형성할 수 있다. 이러한 형상을 가지는 표면개질층은 상기 전면유리의 전면에 나노 요철 구조(nano embossing structure)가 도입되는 효과를 가져오게 되며, 이에 따라 본 발명에 따른 컬러 태양광 모듈의 은폐성 및 발전효율을 상승시킬 수 있다.The surface modification layer forming step (S100) is one or two selected from the group consisting of a hemisphere, a semi-oval, a cylinder, a star, a triangle, a square, a hexahedron, a tetrahedron, a pyramid, or a mixture thereof. The surface modification layer can be formed with the above three-dimensional structure. The surface modification layer having this shape has the effect of introducing a nano embossing structure to the front of the windshield, thereby increasing the concealment and power generation efficiency of the color solar module according to the present invention. You can.

상기 표면개질층 형성단계(S100)는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 습식 또는 건식 에칭법을 사용할 수 있고, 보다 구체적으로 실크 스크린 방식의 화학 에칭, 레이저 에칭, 폴리싱 에칭, 샌드 블라스팅 등 공지된 다양한 방법이 적용될 수 있다. The surface modification layer forming step (S100) may use wet or dry etching methods commonly used in this field, and more specifically, various known methods such as silk screen chemical etching, laser etching, polishing etching, and sand blasting. This can be applied.

일 예로, 상기 표면개질층 형성단계(S100)는 표면거칠기(Ra)가 0.1~3㎛를 가지도록 상기 표면개질층을 형성할 수 있다. 상기 표면거칠기(Ra)의 범주를 만족하는 경우, 상기 태양전지부로부터 반사되어 돌아가는 태양광을 상기 태양전지부 방향으로의 재반사율을 향상시킬 수 있다. 물론, 상기 표면개질층 형성단계(S100)에서 형성되는 상기 표면개질층의 표면거칠기(Ra)가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 표면개질층의 형상 상기 전면유리의 두께 등에 따라 달라질 수 있다. For example, in the surface modification layer forming step (S100), the surface modification layer may be formed to have a surface roughness (Ra) of 0.1 to 3 μm. If the surface roughness (Ra) satisfies the scope, the re-reflectivity of sunlight reflected from the solar cell unit toward the solar cell unit can be improved. Of course, the surface roughness (Ra) of the surface modification layer formed in the surface modification layer forming step (S100) is not limited to this, and may vary depending on the shape of the surface modification layer and the thickness of the front glass.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈에 광파장변환층이 추가되는 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.Figure 9 is a flowchart schematically showing a manufacturing method of adding an optical wavelength conversion layer to a color solar module according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈의 제조방법은 광파장변환층 적층단계(S300)와, 제1 보조 충진재층 적층단계(S400), 그리고 제2 보조 충진재층 적층단계(S600)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to Figure 9, the method of manufacturing a color solar module according to an embodiment of the present invention includes an optical wavelength conversion layer stacking step (S300), a first auxiliary filler layer stacking step (S400), and a second auxiliary filler layer stacking step. It may be further included (S600).

상기 광파장변환층 적층단계(S300)는 태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 광파장변환층을 상기 컬러층과 상기 태양전지부 사이에 위치하도록 적층하는 단계이다. The optical wavelength conversion layer stacking step (S300) is a step of stacking an optical wavelength conversion layer that converts light in the near-infrared wavelength region of sunlight into light in the visible wavelength region so that it is positioned between the color layer and the solar cell unit.

그리고, 상기 제1 보조 충진재층 적층단계(S400)는 상기 광파장변환층과 태양전지부 사이에 제1 보조 충진재층을 적층하는 단계이고, 상기 제2 보조 충진재층 적층단계(S600)는 상기 태양전지부와 상기 후면시트 사이에 제2 보조 충진재층을 적층하는 단계이다. In addition, the first auxiliary filler layer stacking step (S400) is a step of laminating a first auxiliary filler layer between the optical wavelength conversion layer and the solar cell unit, and the second auxiliary filler layer stacking step (S600) is a step of stacking the solar cell unit. This is the step of laminating a second auxiliary filler layer between the branch and the back sheet.

즉, 도 9를 참조하면, 전면유리의 전면에 표면개질층을 형성(S100)하고, 상기 전면유리의 후면에 컬러층을 형성(S200)하고, 상기 컬러층에 광파장변환층을 적층(S300)하고, 상기 광파장변환층에 제1 보조 충진재층을 적층(S400)하고, 상기 제1 보조 충진재층에 태양전지부를 적층(S500)를 적층하고, 상기 태양전지부에 제2 보조 충진재층을 적층(S600)하고, 마지막으로 상기 제2 보조 충진재층에 후면시트를 적층(S700)하여 컬러 태양광 모듈을 제조하도록 이루어질 수 있다. That is, referring to FIG. 9, a surface modification layer is formed on the front side of the windshield (S100), a color layer is formed on the back side of the front glass (S200), and an optical wavelength conversion layer is laminated on the color layer (S300). Then, a first auxiliary filler layer is laminated on the optical wavelength conversion layer (S400), a solar cell part is laminated on the first auxiliary filler layer (S500), and a second auxiliary filler layer is laminated on the solar cell part (S500). S600), and finally, a back sheet can be laminated on the second auxiliary filler layer (S700) to manufacture a color solar module.

물론, 본 발명의 실시예에 의한 컬러 태양광 모듈을 제조하기 위한 순서가 이에 한정되는 것은 아니고, 일부 적층되는 순서가 달라질 수도 있다. Of course, the order for manufacturing the color solar module according to the embodiment of the present invention is not limited to this, and the stacking order may be partially different.

예를 들어, 우선 전면유리의 전면에 표면개질층을 형성하는 표면개질층 형성단계와, 상기 전면유리의 후면에 컬러층을 형성하는 컬러층 형성단계를 진행할 수 있다. 여기서, 상기 표면개질층 형성단계와 상기 컬러층 형성단계는 형성되는 순서가 서로 바뀔 수 있다. For example, first, a surface modification layer forming step of forming a surface modification layer on the front of the windshield, and a color layer forming step of forming a color layer on the back of the front glass may be performed. Here, the formation order of the surface modification layer forming step and the color layer forming step may be changed.

그리고, 후면시트에 제2 보조 충진재층을 적층하는 제2 보조 충진재층 적층단계와, 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부를 상기 제2 보조 충진재층에 적층하는 태양전지부 적층단계와, 상기 태양전지부에 제1 보조 충진재층을 적층하는 제1 보조 충진재층 적층단계와, 태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 광파장변환층을 상기 제1 보조 충진재층에 적층하는 광파장변환층 적층단계, 그리고 상기 광파장변환층에 상기 컬러층이 안착되게 상기 전면유리를 적층하는 전면유리 적층단계 순으로 적층이 이루어질 수 있다. And, a second auxiliary filler layer lamination step of laminating a second auxiliary filler layer on the back sheet, and a solar cell part lamination step of laminating a solar cell part that generates electrical energy using incident sunlight on the second auxiliary filler layer. A first auxiliary filler layer laminating step of laminating a first auxiliary filler layer on the solar cell unit, and a first auxiliary light wavelength conversion layer that converts light in the near-infrared wavelength range of sunlight into light in the visible light wavelength range. Lamination may be performed in the following order: an optical wavelength conversion layer lamination step of laminating a filler layer, and a front glass lamination step of laminating the front glass so that the color layer is seated on the optical wavelength conversion layer.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for detailed explanation of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and the present invention is intended to be understood by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. It is clear that modifications and improvements are possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다. All simple modifications or changes of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

100 : 컬러 태양광 모듈 200 : 전면유리
210 : 표면개질층 300 : 컬러층
310 : 제1 증착층 320 : 제2 증착층
330 : 제3 증착층 400 : 광파장변환층
500 : 태양전지부 510 : 슁글드 태양전지 패널
511 : 태양전지 단위셀 520 : 충진재층
530 : 연결리본 600 : 후면시트
710 : 제1 보조 충진재층 720 : 제2 보조 충진재층
100: Color solar module 200: Front glass
210: Surface modification layer 300: Color layer
310: first deposition layer 320: second deposition layer
330: third deposition layer 400: optical wavelength conversion layer
500: solar cell unit 510: shingled solar cell panel
511: solar cell unit cell 520: filler layer
530: Connecting ribbon 600: Rear sheet
710: first auxiliary filler layer 720: second auxiliary filler layer

Claims (22)

전면에 표면개질층이 형성된 전면유리;
상기 전면유리의 후면에 적층된 컬러층;
상기 컬러층에 적층되고, 입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부; 및
상기 태양전지부를 보호하도록 상기 태양전지부에 적층된 후면시트;
를 포함하는 컬러 태양광 모듈.
Front glass with a surface modification layer formed on the front;
A color layer laminated on the back of the windshield;
a solar cell unit stacked on the color layer and generating electrical energy using incident sunlight; and
A back sheet laminated on the solar cell unit to protect the solar cell unit;
A colored solar module containing a.
제1항에 있어서,
상기 컬러층은,
상기 전면유리의 후면에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 형성된 제1 증착층;
상기 제1 증착층에 이산화규소(SiO2)를 증착하여 형성된 제2 증착층; 및
상기 제2 증착층에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 형성된 제3 증착층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to paragraph 1,
The color layer is,
A first deposition layer formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the back of the front glass;
a second deposition layer formed by depositing silicon dioxide (SiO 2 ) on the first deposition layer; and
A third deposition layer formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the second deposition layer;
A color solar module comprising:
제2항에 있어서,
상기 제1 증착층과 상기 제3 증착층은,
산화 니오비움(Nb2O5)을 50~250nm의 두께를 가지도록 증착하여 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to paragraph 2,
The first deposition layer and the third deposition layer,
A color solar module formed by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) to a thickness of 50 to 250 nm.
제2항에 있어서,
상기 제2 증착층은,
이산화규소(SiO2)를 10~20nm의 두께를 가지도록 증착하여 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to paragraph 2,
The second deposition layer is,
A color solar module formed by depositing silicon dioxide (SiO 2 ) to a thickness of 10 to 20 nm.
제1항에 있어서,
상기 태양전지부는,
충진재층; 및
상기 충진재층의 내부에 구비된 슁글드 태양전지 패널;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to paragraph 1,
The solar cell unit,
Filler layer; and
A shingled solar cell panel provided inside the filler layer;
A color solar module comprising:
제5항에 있어서,
상기 슁글드 태양전지 패널은,
복수의 태양전지 단위셀; 및
복수의 상기 태양전지 단위셀은 이웃하는 태양전지 단위셀과 단부가 오버랩되고, 오버랩되는 부분에 도포되어 태양전지 단위셀 간을 전기적으로 결합하는 전도성 접착제;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to clause 5,
The shingled solar panel is,
A plurality of solar cell unit cells; and
The plurality of solar cell unit cells have ends that overlap with neighboring solar cell unit cells, and a conductive adhesive is applied to the overlapped portion to electrically couple the solar cell unit cells.
A color solar module comprising:
제6항에 있어서,
상기 슁글드 태양전지 패널은,
상기 태양전지 단위셀 간에 오버랩되는 부분의 폭이 1.0~4.0mm인 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to clause 6,
The shingled solar panel is,
A color solar module, characterized in that the width of the overlapped portion between the solar cell unit cells is 1.0 to 4.0 mm.
제1항에 있어서,
상기 컬러층과 상기 태양전지부 사이에 적층되고, 태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 광파장변환층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to paragraph 1,
An optical wavelength conversion layer laminated between the color layer and the solar cell unit and converting light in the near-infrared wavelength region of sunlight into light in the visible wavelength region;
A color solar module further comprising:
제8항에 있어서,
상기 광파장변환층과 상기 태양전지부 사이에 적층되는 제1 보조 충진재층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to clause 8,
a first auxiliary filler layer laminated between the optical wavelength conversion layer and the solar cell unit;
A color solar module further comprising:
제1항에 있어서,
상기 태양전지부와 상기 후면시트 사이에 적층되는 제2 보조 충진재층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈.
According to paragraph 1,
a second auxiliary filler layer laminated between the solar cell unit and the back sheet;
A color solar module further comprising:
전면유리의 후면에 컬러층을 형성하는 컬러층 형성단계;
입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부를 상기 컬러층에 적층하는 태양전지부 적층단계; 및
상기 태양전지부를 보호하는 후면시트를 상기 태양전지부에 적층하는 후면시트 적층단계;
를 포함하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
A color layer forming step of forming a color layer on the back of the windshield;
A solar cell unit stacking step of stacking solar cell units that generate electrical energy using incident sunlight onto the color layer; and
A back sheet stacking step of laminating a back sheet that protects the solar cell unit to the solar cell unit;
A method of manufacturing a color solar module comprising.
제11항에 있어서,
상기 컬러층 형성단계는,
상기 전면유리의 후면에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 제1 증착층을 형성하는 제1 증착단계;
상기 제1 증착층에 이산화규소(SiO2)를 증착하여 제2 증착층을 형성하는 제2 증착단계; 및
상기 제2 증착층에 산화 니오비움(Nb2O5)을 증착하여 제3 증착층을 형성하는 제3 증착단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 11,
The color layer forming step is,
A first deposition step of depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the back of the front glass to form a first deposition layer;
A second deposition step of depositing silicon dioxide (SiO 2 ) on the first deposition layer to form a second deposition layer; and
A third deposition step of forming a third deposition layer by depositing niobium oxide (Nb 2 O 5 ) on the second deposition layer;
A method of manufacturing a color solar module comprising:
제12항에 있어서,
상기 제1 증착단계와 상기 제3 증착단계는,
산화 니오비움(Nb2O5)을 50~250nm의 두께를 가지도록 상기 제1 증착층과 상기 제3 증착층을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 12,
The first deposition step and the third deposition step are,
A method of manufacturing a color solar module, characterized in that the first deposition layer and the third deposition layer are formed of niobium oxide (Nb 2 O 5 ) to have a thickness of 50 to 250 nm.
제12항에 있어서,
상기 제2 증착단계는,
이산화규소(SiO2)를 10~20nm의 두께를 가지도록 상기 제2 증착층을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 12,
The second deposition step is,
A method of manufacturing a color solar module, characterized in that the second deposition layer is formed of silicon dioxide (SiO 2 ) to have a thickness of 10 to 20 nm.
제11항에 있어서,
상기 태양전지부를 제조하는 태양전지부 제조단계;를 더 포함하고,
상기 태양전지부 제조단계는,
복수의 태양전지 단위셀이 서로 오버랩되게 적층된 슁글드 태양전지 패널을 제조하는 슁글드 태양전지 패널 제조단계; 및
슁글드 태양전지 패널을 감싸도록 충진재층을 형성하는 충진재층 형성단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 11,
It further includes a solar cell unit manufacturing step of manufacturing the solar cell unit,
The solar cell manufacturing step is,
A shingled solar cell panel manufacturing step of manufacturing a shingled solar cell panel in which a plurality of solar cell unit cells are stacked to overlap each other; and
A filler layer forming step of forming a filler layer to surround the shingled solar cell panel;
A method of manufacturing a color solar module comprising:
제15항에 있어서,
상기 슁글드 태양전지 패널 제조단계는,
태양전지 단위셀의 단부에 전도성 접착제를 도포하는 접착제 도포단계; 및
접착제가 도포된 태양전지 단위셀을 이웃하는 태양전지 단위셀과 단부가 오버랩되게 적층하는 태양전지 단위셀 적층단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 15,
The shingled solar panel manufacturing step is,
An adhesive application step of applying a conductive adhesive to the end of a solar cell unit cell; and
A solar cell unit cell stacking step of stacking solar cell unit cells coated with adhesive so that the ends overlap with neighboring solar cell unit cells;
A method of manufacturing a color solar module comprising:
제16항에 있어서,
상기 태양전지 단위셀 적층단계는,
상기 태양전지 단위셀 간에 오버랩되는 부분의 폭이 1.0~4.0mm가 되도록 적층하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 16,
The solar cell unit cell stacking step is,
A method of manufacturing a color solar module, characterized in that stacking the solar cell unit cells so that the width of the overlapped portion is 1.0 to 4.0 mm.
제11항에 있어서,
태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 광파장변환층을 상기 컬러층과 상기 태양전지부 사이에 위치하도록 적층하는 광파장변환층 적층단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 11,
An optical wavelength conversion layer laminating step of stacking an optical wavelength conversion layer that converts light in the near-infrared wavelength region of sunlight into light in the visible wavelength region so as to be positioned between the color layer and the solar cell unit;
A method of manufacturing a color solar module further comprising:
제18항에 있어서,
상기 광파장변환층과 태양전지부 사이에 제1 보조 충진재층을 적층하는 제1 보조 충진재층 적층단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 18,
A first auxiliary filler layer stacking step of laminating a first auxiliary filler layer between the optical wavelength conversion layer and the solar cell unit;
A method of manufacturing a color solar module further comprising:
제11항에 있어서,
상기 태양전지부와 상기 후면시트 사이에 제2 보조 충진재층을 적층하는 제2 보조 충진재층 적층단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 11,
A second auxiliary filler layer laminating step of laminating a second auxiliary filler layer between the solar cell unit and the back sheet;
A method of manufacturing a color solar module further comprising:
제11항에 있어서,
전면유리의 전면에 표면개질층을 형성하는 표면개질층 형성단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
According to clause 11,
A surface modification layer forming step of forming a surface modification layer on the front surface of the windshield;
A method of manufacturing a color solar module further comprising:
전면유리의 전면에 표면개질층을 형성하는 표면개질층 형성단계;
상기 전면유리의 후면에 컬러층을 형성하는 컬러층 형성단계;
후면시트에 제2 보조 충진재층을 적층하는 제2 보조 충진재층 적층단계;
입사된 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 태양전지부를 상기 제2 보조 충진재층에 적층하는 태양전지부 적층단계;
상기 태양전지부에 제1 보조 충진재층을 적층하는 제1 보조 충진재층 적층단계;
태양광 중 근적외선 파장 영역의 광을 가시광 파장 영역의 광으로 변환시키는 광파장변환층을 상기 제1 보조 충진재층에 적층하는 광파장변환층 적층단계; 및
상기 광파장변환층에 상기 컬러층이 안착되게 상기 전면유리를 적층하는 전면유리 적층단계;
를 포함하는 컬러 태양광 모듈의 제조방법.
A surface modification layer forming step of forming a surface modification layer on the front surface of the windshield;
A color layer forming step of forming a color layer on the back of the windshield;
A second auxiliary filler layer laminating step of laminating a second auxiliary filler layer on the back sheet;
A solar cell unit stacking step of stacking a solar cell unit that generates electrical energy using incident sunlight on the second auxiliary filler layer;
A first auxiliary filler layer stacking step of laminating a first auxiliary filler layer on the solar cell unit;
An optical wavelength conversion layer laminating step of laminating an optical wavelength conversion layer that converts light in the near-infrared wavelength region of sunlight into light in the visible wavelength region on the first auxiliary filler layer; and
A front glass laminating step of laminating the front glass so that the color layer is seated on the optical wavelength conversion layer;
A method of manufacturing a color solar module comprising.
KR1020220062302A 2022-05-20 2022-05-20 Color photovoltaic module and manufacturing method for the same KR20230162427A (en)

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