WO2010140754A1 - 방열 특성을 갖는 eva층을 구비한 태양광발전용 모듈 - Google Patents

방열 특성을 갖는 eva층을 구비한 태양광발전용 모듈 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic module having a structure in which a back sheet is removed from a conventional photovoltaic module, having a heat dissipation function by adding a thermally conductive metal powder to the rear surface EVA.
  • Solar solar power generation module having an EVA layer having heat dissipation characteristics by maximizing the amount of solar power generated by cooling the module for photovoltaic generation and its peripheral devices by the heat dissipation effect of the back solar EVA It is about a module.
  • photovoltaic power generation is known to have a relatively high power generation efficiency in a high amount of sunshine, and the current solar power generation business area is also being closely connected to the amount of sunshine.
  • the conventional photovoltaic power plant should have high solar power generation in a season when the sunshine peaks, but in reality, as shown in FIG. 1, the sunshine is less than in June when the sunshine peaks.
  • the average solar power generation in April and November is cool, and the average solar power generation is maintained when the surface temperature of the photovoltaic module maintains a high temperature of approximately 60 to 80 ° C in August, when the atmospheric temperature is the highest. Efficiency drops to 12%.
  • the amount or efficiency of generation according to the surface temperature of the photovoltaic module is not significantly affected by the single crystal polysilicon or the polycrystalline silicon photovoltaic module, and the photovoltaic module itself and It can be seen that the heat of the peripheral device has a great effect on the amount of solar power generation.
  • a typical photovoltaic module is a glass substrate 10, the front surface as shown in FIG. EVA 20, the cell 30, the back side is composed of the EVA 40, the backsheet (Backsheet) 50, the solar cell module having such a structure by utilizing the EVA polymer material solar
  • the heat generated from the photovoltaic module itself and the heat dissipation effect of the peripheral devices are low, making it the biggest obstacle to solar power generation.
  • the structure is configured to effectively prevent overheating of the cell 120, but the cooling fluid
  • the weight of the module is not only limited to the installation place of the module, but also the complicated structure of the module is difficult to manufacture, and stores the cooling fluid There were problems such as having to provide a place for installing the tank separately.
  • Korean Patent Publication No. 2005-0094179 the solar cell 123 in the tempered glass plate 121 and the EVA resin 122 as shown in FIG.
  • the heat conduction plate 124 having a heat dissipation function is known, and mainly uses materials such as aluminum, copper, tin, stainless steel, etc. Corrosion may occur to the inside of the metal material of the heat conduction plate attached to the light emitting module, which may cause problems of deterioration of heat dissipation and durability of the heat conduction plate.
  • the current module for solar photovoltaic is made of materials with high moisture resistance.
  • the reason is that the crystalline polysilicon is very weak to moisture, and when it comes into contact with moisture, it turns into silica due to whitening phenomenon. Loss occurs, and even in the case of a metallic material sheet having a heat dissipation function, the inside of the metallic material is easily corroded by moisture in a high temperature and high humidity region. There is an urgent need for measures for the future.
  • the present invention is to propose a direction to maximize the power generation efficiency of the module by lowering the temperature inside the module by lowering the heat of the photovoltaic module and its peripherals through the back-sola EVA having a heat dissipation function.
  • the present invention removes the backsheet from the conventional solar module and added a heat-resistant material such as Al 2 O 3 , copper, brass, stainless steel, iron, CNT, silver, etc. in the solar EVA has a heat dissipation solar EVA function of the structure
  • a module for photovoltaic generation the internal temperature of the module for photovoltaic generation is lowered to maximize the power generation efficiency of the existing cell, and the structure is simpler than that of the conventional photovoltaic module to reduce the production cost.
  • An object of the present invention is to provide a photovoltaic module having an EVA layer having a heat dissipation characteristic.
  • the photovoltaic module is a laminated structure in the order of the glass substrate 10, the front solar EVA (20), the solar cell 30 and the rear solar EVA (40 '),
  • the solar cell EVA 40 ′ has a heat dissipating material powder, and has a solar power module having an EVA layer having heat dissipation characteristics.
  • the above-mentioned heat dissipating material powder added to the back surface EVA 40 ' is a material having excellent thermal conductivity, such as aluminum, copper, brass, steel sheet, stainless steel, CNT, iron, silver, and metals having emissivity performance equivalent to those of these materials. It is preferable to select and use 1 type or more from powder.
  • the present invention by the above problem solving means is a solar photovoltaic module having a structure to give a heat dissipation function by adding a thermally conductive powder to the back side EVA in a state in which the backsheet is removed from the conventional photovoltaic module, Due to the heat dissipation effect of the back side solar EVA, the temperature inside the module for solar power generation is lowered to maximize the power generation and generation efficiency, and the change in power generation to a certain level regardless of the surface temperature change of the module for solar power generation. As it can be maintained, it can achieve 3 ⁇ 5% increase in annual power generation and 5 ⁇ 10% in summer.
  • the solar photovoltaic module according to the present invention has the advantage that the structure is simple and the production cost can be lowered.
  • 1 is a graph showing the amount of photovoltaic power generation according to the amount of sunshine per month by a conventional photovoltaic module
  • FIG. 2 is a view showing a cross-sectional structure of a conventional photovoltaic module
  • FIG. 3 is a view showing a cross-sectional structure of a conventional solar module for solar
  • FIG. 4 is a view showing a cross-sectional structure of another conventional solar module for solar
  • FIG. 5 is a view showing a cross-sectional structure of a photovoltaic module for providing a heat dissipation function to remove the backsheet and backside EVA as an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a photograph taken a facility for measuring the heat dissipation effect
  • FIG. 7 is a graph showing an average value of measuring a temperature change with a surface temperature of a conventional solar module having a heat dissipation sheet and a solar power module having a heat dissipation function on the rear side solar EVA having a heat dissipation function;
  • Figure 8 relates to a graph showing the efficiency of the power generation according to the monthly standard heat dissipation effect of the solar module according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a cross-sectional structure of a photovoltaic module for providing a heat dissipation function to the back side EVA by removing the backsheet as an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 In accordance with an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1
  • the photovoltaic module is a laminated structure in the order of the glass substrate 10, the front solar EVA (20), the solar cell 30 and the rear solar EVA (40 '),
  • the back side solar EVA 40 ′ is related to a solar power generation module (hereinafter referred to as a “heat dissipation EVA type module”) having an EVA layer having heat dissipation characteristics characterized by containing a heat dissipating material powder.
  • a solar power generation module hereinafter referred to as a “heat dissipation EVA type module”
  • a typical solar photovoltaic module is a glass substrate 10, front surface EVA (20), solar cell (30), rear surface EVA (40), backsheet (50) as shown in FIG. Has a laminated structure, and thus the backsheet 50 itself made of a fluorine resin material serves to lower the heat dissipation or heat transfer function.
  • the existing photovoltaic module production process is not easy to change the process or change the material because each material at the same time using a vacuum crimping heat bonding method.
  • the heat dissipation EVA type module replaces the existing rear solar EVA with the rear solar EVA having a heat dissipation function in the solar photovoltaic module in which the existing back sheet is removed, thereby improving heat dissipation effect and simple structure. It is a feature.
  • the heat-dissipating material powder added to the back surface EVA 40 ' is a material having excellent thermal conductivity, and includes aluminum, copper, brass, steel, stainless steel, CNT, iron, silver, and metal powder having an emissivity performance equivalent to or higher than these materials. It is preferable to select and use 1 type or more among them.
  • the back side solar EVA (40 ') is generally located on the back of the solar cell 30 serves as a buffer to prevent damage to the solar cell 30 in the present invention is located on the back of the solar module, It also serves as a backsheet that protects the shell cell 30 from the external environment by preventing moisture from penetrating from the rear side.
  • the heat-dissipating EVA module having the structure as described above according to the present invention was obtained through experiments that fall within the maximum 10 °C compared to the ambient temperature of the conventional photovoltaic module.
  • the heat dissipation EVA module having the above structure removes the existing backsheet 50 from the structure of the conventional solar module as shown in FIG. 5 and provides heat dissipation function instead of the conventional rear-side EVA 40. It is a module of the structure replaced with the back solar EVA (40 ') having, and all the work is done in the basic equipment and process for the existing photovoltaic manufacturing. In addition, the process can be improved at once, and furthermore, since the existing backsheet 50 is removed, the module can be improved so that the heat dissipation can be made more smoothly.
  • the heat dissipating material powder added to the back side EVA 40 ' is preferably mixed 10 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the EVA resin. If the amount of the heat-dissipating material powder is less than 10 parts by weight, the thermal conductivity may not be properly expressed, and the heat-dissipating effect may not be properly exhibited. There is a fear that problems such as short circuits may occur due to weakening, resulting in problems with durability or adhesion, or low voltage resistance.
  • the heat dissipating metal powder is preferably a particle size of 10 ⁇ 1,000nm. If the particle size is less than 10nm, there is a fear that the heat dissipation is deteriorated or there is a problem in dispersibility, if the particle size exceeds 1,000nm, there is a fear that problems such as a drop in transparency, poor surface condition.
  • the thickness of the material constituting each layer is typically the thickness of the material applied to the module, the glass substrate 10, the front solar EVA 20, the solar cell 30,
  • the thickness of the back surface EVA 40 ' is preferably 1 to 5 mm, 0.1 to 2 mm, 0.15 to 0.3 mm, and 0.1 to 2 mm, respectively, and the thickness of each material is not necessarily limited to the thicknesses defined above. This can be adjusted appropriately to the needs of the consumer or the needs of the manufacturer.
  • each component material used in the photovoltaic module according to the present invention typically uses the same material as the material used in the conventional photovoltaic module, and briefly describes each component constituting the photovoltaic module. The description is as follows.
  • a transparent or translucent tempered glass substrate or a synthetic resin substrate As a substrate for injecting sunlight into the solar cell 30 and protecting the solar cell 30, it is preferable to use a transparent or translucent tempered glass substrate or a synthetic resin substrate, and typically, glass More preferably, the substrate 10 is used.
  • the front or rear solar EVA (20) (40 ') is an essential material for maintaining the life of the solar module for 20 to 30 years, located on the front and rear of the solar cell 30 damage of the solar cell (30)
  • a protective layer to act as a buffer to prevent the serves as an adhesive for bonding the glass substrate 10 which is a component to be bonded to the solar cell 30.
  • the solar EVA 20, 40 ′ used in the protective layer is used as a sheet, and the material may be selected from EVA, EEA, fluorocarbon resin, or a resin having a performance equivalent to or higher.
  • the solar cell 30 is a semiconductor device that converts light into electricity.
  • the minimum unit is called a cell, and since the voltage from one cell is usually 0.5 to 0.6 V, the voltage is very small.
  • Modules are manufactured in the form of panels that can be connected in series to obtain voltages from several volts to several hundreds of volts.
  • Conventional photovoltaic modules consisting of such parts are laminated by laminating the parts and then vacuum-compressed by a laminator by a conventional method, and then the edge of the photovoltaic module is aluminum by a conventional method. It is manufactured so that it can withstand external shocks and have waterproofness by finishing with a finish.
  • the method of manufacturing a module according to the present invention is manufactured by a vacuum pressing method which is the same method as a method of manufacturing a module in a conventional solar module manufacturing process.
  • the facility for measuring the heat dissipation effect of the module for photovoltaic generation is a self-produced facility by the company, two solar modules for installation in an acrylic chamber, and the surface temperature of the acrylic chamber It is equipped with a surface measuring thermometer to measure the temperature inside the acrylic chamber and a sensor attached temperature sensor to measure the temperature of the surface of the two solar modules.
  • Figure 6 is a photograph taken a facility for measuring the heat radiation effect.
  • the heat dissipation effect measuring equipment of the solar power module having the structure as described above is a facility having the structure as shown in the photograph of FIG. It is designed to control the internal temperature, and the measuring equipment used in the present invention is a surface temperature measuring apparatus at an experimental level.
  • the heat dissipation EVA module of the glass substrate 10, the front solar EVA 20, the solar cell 30, and the rear solar EVA 40 ' was laminated in this order.
  • the backside solar EVA 40 ' was prepared by adding 10 parts by weight of aluminum powder having a particle size of 20 ⁇ 10 nm to 100 parts by weight of EVA resin.
  • a heat-dissipating EVA type module having the same structure as in Example 1 was prepared, wherein the back-side EVA 40 'was prepared by adding 20 parts by weight of aluminum powder having a particle size of 20 ⁇ 10 nm to 100 parts by weight of EVA resin. One was used.
  • a heat-dissipating EVA type module having the same structure as in Example 1 was prepared, but the metal powder added to the rear surface EVA 40 ′ is made of stainless steel powder having a particle size of 20 ⁇ 10 nm based on 100 parts by weight of EVA resin. The thing prepared by adding a weight part was used.
  • a heat dissipating EVA module having the same structure as that of Example 1 was prepared, but the metal powder added to the rear surface EVA 40 ′ is made of stainless steel powder having a particle size of 20 ⁇ 10 nm based on 100 parts by weight of EVA resin. The thing prepared by adding a weight part was used.
  • the front surface EVA (20), the front cell 30, the back surface EVA (40) and the back sheet 50 as shown in FIG. Removing and replacing the aluminum heat dissipation sheet was manufactured as a conventional photovoltaic module having a structure and used as a control for comparison with the module of Example 1 above.
  • the thicknesses of the glass substrate 10, the front solar EVA 20, the solar cell 30, and the rear solar EVA 40, 40 ′ which are the laminated materials used in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, were used. Were 2 ⁇ 0.1 mm, 1.5 ⁇ 0.1 mm, 0.2 ⁇ 0.05 mm, and 1.5 ⁇ 0.1 mm, respectively, and the heat dissipation sheet of Comparative Example 1 was 0.3 ⁇ 0.1 mm.
  • Comparative Example 1 is a conventional photovoltaic module having a structure defined in 2 above, as a control module.
  • the results of the average value of the heat dissipation effect based on the relative temperature difference for the control module were measured after 10 days for each day (from 9 to 5 o'clock). The results are shown in Table 1 below.
  • Example 2 using the aluminum powder was shown that the heat dissipation effect is better by adding a lot of aluminum powder than Example 1, and falling further up to 4 ⁇ 5 °C compared to Comparative Example 1 It was confirmed through, and in the case of Example 4 to which the stainless steel powder was added, it was shown that the heat dissipation effect is better than Example 3.
  • Figure 7 is compared with the surface temperature of the photovoltaic modules of Examples 1 and 2, which are provided with a heat dissipation function in Comparative Example 1 and a solar cell back EVA having a heat dissipation function of Comparative Example 1 having a heat dissipation sheet It is related with the graph which shows the average value which measured the temperature change.
  • Comparative Example 1 which is a conventional solar module for applying a heat radiation sheet
  • Comparative Example 2 which is a conventional solar module for applying a heat radiation sheet
  • Comparative Example 2 As a graph showing the average value measured the temperature change with the surface temperature of the module over time for the photovoltaic modules of Example 1 and Example 2 equipped with a back solar EVA having a heat dissipation function, Comparative Example It can be seen that the surface temperature of 1 is the highest, the surface temperature of Example 1 is the next highest, and the surface temperature of Example 2 is the lowest.
  • the result of measuring the amount of power generation according to the monthly heat dissipation effect using the solar power module of Example 2 according to the present invention is the same as the contents of the graph shown in FIG. 8, and the monthly heat dissipation effect of the conventional solar power module
  • the temperature is cool, especially In the case of the high temperature of August, the surface temperature of the conventional module is 87.5 ° C., and the efficiency of photovoltaic power generation is only 12% as shown in the graph shown in FIG.
  • the graph shown in Figure 8 it can be seen that the temperature of the module surface is only 71.2 °C maximum, the photovoltaic generation efficiency also improved to 15%.
  • Figure 8 relates to a graph showing the efficiency of the power generation according to the monthly standard heat dissipation effect of the solar module according to the present invention.
  • the present invention is a laminated structure of a glass substrate, a front solar EVA, a solar cell, and a rear solar EVA, and the rear solar EVA is a solar cell having an EVA layer having heat dissipation characteristics, characterized in that it contains a heat dissipating material powder.
  • the power generation module is in a form for implementation.
  • the present invention is a solar photovoltaic module having a heat dissipation function by adding a thermally conductive powder to the rear surface EVA in the state that the backsheet is removed from the conventional solar photovoltaic module, maximizing the amount of power generation and generation efficiency Regardless of the surface temperature change of the photovoltaic module, the change in power generation can be maintained at a constant level. Also, the structure is simple and the production cost of the photovoltaic module can be lowered, so it is expected to be widely applied to industrial sites.

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Abstract

본 발명은 기존의 태양광발전용 모듈에서 백시트가 제거된 상태의 구조로서, 후면 쏠라 EVA에 열전도성 금속 분말을 첨가하여 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈에 관한 것으로, 방열 기능을 갖는 후면 쏠라 EVA의 방열 효과에 의해 태양광발전용 모듈 내부의 온도를 저하시켜 발전량 및 발전효율의 극대화시키고, 또한 태양광발전용 모듈의 표면온도변화에 관계없이 발전량의 변화를 일정한 수준으로 유지시킬 수가 있어 연간 발전량 기준 3~5% 상승효과와 여름철 기준 5~10%의 발전효과를 얻을 수 있다. 또한 본 발명에 따른 태양광발전용 모듈은 구조가 단순하여 생산 단가를 낮출 수 있는 것이 장점이다.

Description

방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈
본 발명은 기존의 태양광발전용 모듈에서 백시트가 제거된 상태의 구조로서, 후면 쏠라 EVA에 열전도성 금속 분말을 첨가하여 방열 기능을 갖도록 한 구조의 태양광발전용 모듈에 관한 것으로, 방열 기능을 갖는 후면 쏠라 EVA의 방열 효과에 의해 태양광발전용 모듈 및 그 주변기기를 냉각 시켜 태양광 발전량을 극대화하고, 모듈의 구조를 단순화시킨 것을 특징으로 하는 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전은 일조량이 높은 지역에서 발전효율이 상대적으로 높은 것으로 알려져 있고, 현재 건립되는 태양광발전 사업지역 또한 일조량에 밀접하게 연계시켜 건립되어지고 있다.
통상적인 태양광 발전시설은 상기의 이론에 의하면, 일조량이 최고조가 되는 계절에 태양광 발전량이 높아져야 하지만 실제로는 도 1에 도시되어진 바와 같이 일조량이 최고조에 달하는 6월보다 일조량은 적지만 대기의 기온이 선선한 4월과 11월에 태양광의 평균 발전량이 높고, 그리고 대기의 기온이 가장 높은 8월에 태양광발전용 모듈의 표면온도가 대략 60~80℃의 높은 온도를 유지할 경우에는 태양광 평균 발전 효율이 12% 수준으로 떨어진다. 즉, 이와 같은 사실은 일반적으로 알려진 바와 같이 태양광발전용 모듈의 표면온도에 따른 발전량 혹은 효율이 단결정폴리실리콘이나 또는 다결정 실리콘 태양광 모듈에 의한 큰 영향을 받지 아니하며, 태양광발전용 모듈 자체 및 주변기기의 열이 태양광 발전량에 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있다.
이와 같은 사실은 도 1에 도시된 바와 같이 계절별 태양광 발전량에서 나타난 바와 같이 대략 5~10% 수준의 발전량 효율의 차이가 분명히 생기며, 일반적으로 알려진 박막태양광발전용의 경우 표면온도의 변화에 따라 대략 5%이상의 발전량 차이를 보이는 것으로 일반적인 문헌에 나타나 있다. 즉 동일한 일조조건에서 모듈 및 주변의 온도변화에 따라 온도가 낮을수록 발전량이 증가되고 있다는 것을 알 수 있다. 일반적으로 일조량이 가장 높은 여름에 태양광발전이 가장 효율이 높을 것으로 알려진 것과는 달리 표면온도에 의해서 대체로 낮은 발전효율을 나타낸다. 이와 같은 현상은 비단 다결정 혹은 단결정의 결정질 실리콘 태양광발전용뿐만 아니라 박막태양광발전용에서도 동일하게 나타난다.
상기에서 상술한 바와 같이 태양광 발전량은 태양광발전용 모듈 및 그 주변기기의 온도 변화에 의해 크게 영향을 받지만 통상적인 태양광발전용 모듈은 도 2에 도시된 바와 같이 유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 셀(30), 후면 쏠라 EVA(40), 백시트(Backsheet)(50)의 구조로 이루어져 있고, 이와 같은 구조를 갖는 태양광발전용 모듈의 경우 EVA 고분자 소재를 활용함으로 태양광발전용 모듈 자체에서 발생하는 열과 주변기기의 방열 효과가 낮아 태양광 발전의 가장 큰 걸림돌로 작용하고 있다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 다양한 기술들이 개발되어 특허 출원되고 있으며, 대표적인 특허로서 국내 등록특허공보 제10-0867655호에는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(110)의 상부에 쏠라 셀(120) 및 유리판(130)이 장착되고, 이 쏠라 셀(120)과 본체(110)의 바닥면 사이의 이격 공간에는 단열재(160)가 충진된 구조의 태양광발전용 모듈이 공개되어 있다. 상기와 같은 구조를 갖는 태양광발전용 모듈에서 유리판(130)은 쏠라 셀(120)을 덮어 쏠라 셀이 오염되거나 또는 훼손되는 방지할 수 있도록 보호하는 역할을 하며, 그리고 흡열판(170)은 쏠라 셀(120)에서 발생하는 열을 전달받아 냉각파이프(150) 내에 흐르는 냉각용 유체에 의해 쏠라 셀(120)을 냉각하여 쏠라 셀(120)의 과열을 효과적으로 방지하기 위한 구조로 되어 있지만 냉각용 유체가 흐르는 냉각파이프(150)를 태양광발전용 모듈 내에 설치함으로써, 모듈의 무게가 무거워져서 모듈의 설치장소에 한정을 받을 뿐만 아니라 모듈의 구조가 복잡하여 제작이 까다롭고, 냉각용 유체를 저장하는 탱크를 별도로 설치하기 위한 장소를 마련해야하는 등과 같은 문제점들이 있었다.
또한 상기와 같은 문제점들이 보완된 간단한 구조를 갖는 기술의 특허로서, 국내 공개특허공보 제2005-0094179호에는 도 4에 도시된 바와 같이 강화유리판(121)과 EVA 수지(122) 내에 쏠라 셀(123)을 구비하고, EVA 수지(122)의 하부 면에 쏠라 셀(123)이 발생하는 모듈 내부의 열을 흡수하여 외부로 방출하기 위한 열전도판(124)이 구비된 구조의 태양광발전용 모듈이 알려져 있고, 방열기능을 갖는 상기 열전도판(124)은 주로 알루미늄, 동, 주석, 스테인리스 등의 소재를 사용함에 따라 해안가나 또는 강변 호수 등과 같이 고온 다습한 지역의 경우에는 일정 기간이 경과할 경우 태양광발전용 모듈에 부착된 열전도판의 금속 소재의 내부까지 부식현상이 발생하여 열전도판의 방열기능과 내구성이 저하하는 문제점들이 발생할 우려가 있다.
이와 같이 현재의 태양광발전용 모듈은 내습성이 강한 소재들로 이루어져 있다 그 이유는 결정형 폴리실리콘이 수분에 상당히 약해 수분과 접촉시 백화현상에 의해 실리카로 변함으로 인해 태양광발전용 기능 자체가 상실되는 현상이 발생하며, 방열기능을 갖는 금속성 소재 시트의 경우에도 고온 다습한 지역에서 수분에 의해 금속성 소재의 내부가 쉽게 부식되는 현상이 발생함에 따라 한번 설치시에 20년 이상의 높은 수명의 내구성 보장을 위한 강구책이 절실히 요구되고 있는 상황이다.
따라서, 본 발명은 방열기능을 갖는 후면 쏠라 EVA를 통해 태양광발전용 모듈 및 그 주변기기의 열을 낮추어 모듈 내부의 온도를 저하시킴으로써, 모듈의 발전효율을 극대화시키는 방향을 제시하고자 한다.
본 발명은 기존의 태양광발전용 모듈에서 백시트를 제거하고 쏠라 EVA 내에 Al2O3, 동, 황동, 스테인리스, 철, CNT, 은 등과 같은 방열성 물질을 첨가하여 방열 쏠라 EVA 기능을 갖는 구조의 태양광발전용 모듈로서, 태양광발전용 모듈의 내부 온도를 저하시켜 기존의 셀의 발전효율을 극대화시키고, 기존의 태양광발전용 모듈보다 구조가 간단하여 생산단가의 낮출 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈을 제공함을 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 태양광발전용 모듈에 있어서,
상기 태양광발전용 모듈은 유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 쏠라 셀(30) 및 후면 쏠라 EVA(40')의 순으로 적층된 구조이고,
상기 후면 쏠라 EVA(40')는 방열성 소재 분말을 함유한 것을 특징으로 하는 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈을 과제 해결 수단으로 한다.
단, 상기에서 후면 쏠라 EVA(40')에 첨가하는 방열성 소재 분말은 열전도율이 뛰어난 소재로서, 알루미늄, 동, 황동, 강판, 스테인리스, CNT, 철, 은 및 이들 소재와 동등 이상의 방사율 성능을 갖는 금속 분말 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명은 기존의 태양광발전용 모듈에서 백시트가 제거된 상태에서 후면 쏠라 EVA에 열전도성 분말을 첨가하여 방열 기능을 부여한 구조의 태양광발전용 모듈로서, 방열 기능을 갖는 후면 쏠라 EVA의 방열 효과에 의해 태양광발전용 모듈 내부의 온도를 저하시켜 발전량 및 발전효율의 극대화시키고, 또한 태양광발전용 모듈의 표면온도변화에 관계없이 발전량의 변화를 일정한 수준으로 유지시킬 수가 있어 연간 발전량 기준 3~5% 상승효과와 여름철 기준 5~10%의 발전효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따른 태양광발전용 모듈은 구조가 단순하여 생산 단가를 낮출 수 있는 것이 장점이다.
도 1은 통상적인 태양광발전용 모듈에 의해 월별 일조량에 따른 태양광 발전량을 나타낸 그래프,
도 2는 통상적인 태양광발전용 모듈의 단면 구조를 나타낸 도면,
도 3은 종래의 태양광발전용 모듈의 단면 구조를 나타낸 도면,
도 4는 종래의 다른 태양광발전용 모듈의 단면 구조를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 실시예로서, 백시트(Backsheet)를 제거하고 후면 쏠라 EVA에 방열기능을 부여한 태양광발전용 모듈의 단면 구조를 나타낸 도면,
도 6은 방열효과를 측정하기 위한 설비를 찍은 사진,
도 7은 방열시트를 구비한 기존의 태양광발전용 모듈과 방열기능을 갖는 후면 쏠라 EVA에 방열기능을 부여한 태양광발전용 모듈의 표면온도와의 온도변화를 측정한 평균값을 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 태양광발전용 모듈의 월별 기준 방열효과에 따른 발전량의 효율을 나타낸 그래프에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면인 도 5 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명하며, 상세한 설명 및 첨부된 도면에서 태양광발전용산업 관련 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성이나 또는 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 구성요소 및 작용에 대한 구체적인 설명은 생략하였다.
도 5는 본 발명에 실시예로서, 백시트(Backsheet)를 제거하고 후면 쏠라 EVA에 방열기능을 부여한 태양광발전용 모듈의 단면 구조를 나타낸 도면에 관한 것이다.
본 발명에 따른 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 태양광발전용 모듈에 있어서,
상기 태양광발전용 모듈은 유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 쏠라 셀(30) 및 후면 쏠라 EVA(40')의 순으로 적층된 구조이고,
상기 후면 쏠라 EVA(40')는 방열성 소재 분말을 함유한 것을 특징으로 하는 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈(이하, '방열 EVA형 모듈'이라 한다)에 관한 것이다.
일반적인 종래의 태양광발전용 모듈은 도 2에 도시되어진 바와 같이 유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 쏠라 셀(30), 후면 쏠라 EVA(40), 백시트(Backsheet)(50)가 적층된 구조로 이루어져 있고, 이와 같이 불소수지 소재로 제작된 백시트(50) 자체가 방열 또는 열전달 기능을 저하시키는 작용을 한다.
그리고, 기존의 태양광발전용 모듈 생산공정은 각 재료를 한꺼번에 진공 압착 열접착 방법을 사용하기 때문에 공정을 변경하거나 혹은 소재를 변경하는 것이 쉽지 않다.
따라서 본 발명에 따른 방열 EVA형 모듈은 기존의 백시트가 제거된 상태의 태양광발전용 모듈에서 기존의 후면 쏠라 EVA를 방열기능을 갖는 후면 쏠라 EVA로 대체함으로써, 방열효과가 향상되고, 간단한 구조인 것이 특징이다.
본 발명에서 후면 쏠라 EVA(40')에 첨가하는 방열성 소재 분말은 열전도율이 뛰어난 소재로서, 알루미늄, 동, 황동, 강판, 스테인리스, CNT, 철, 은 및 이들 소재와 동등 이상의 방사율 성능을 갖는 금속 분말 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 후면 쏠라 EVA(40')는 일반적으로는 쏠라 셀(30)의 후면에 위치해 쏠라 셀(30)의 파손을 방지하는 완충재의 역할을 하지만 본 발명에서는 태양광 발전용 모듈의 뒷면에 위치하며, 후면에서 침투하는 습기를 방지하여 쏠라 셀(30)을 외부의 환경으로부터 보호하는 백시트의 역할도 겸한다.
본 발명에 따른 상기와 같은 구조를 갖는 방열 EVA형 모듈은 종래의 태양광발전용 모듈의 주변온도에 비해 최고 10℃ 내외로 떨어지는 것을 실험을 통해서 얻을 수 있었다.
상기와 같은 구조를 갖는 방열 EVA형 모듈은 도 5에 도시되어진 바와 같이 통상적인 태양광발전용 모듈의 구조에서 기존의 백시트(50)를 제거하고 종전의 후면 쏠라 EVA(40) 대신 방열 기능을 갖는 후면 쏠라 EVA(40')로 대체한 구조의 모듈로서, 기존의 태양광발전용 제조를 위한 기본 장비와 공정에서 모든 작업이 이루어짐으로 추가 설비가 필요없게 되어 작업공정을 단축함을 통해 가격경쟁, 공정개선이 한꺼번에 이루어질 수 있으며 더 나아가 기존의 백시트(50)가 제거됨으로 더욱 원활하게 방열이 이루어지도록 모듈을 개선할 수 있도록 한 것이 특징이다.
상기와 같은 종래의 방열시트를 부착한 모듈의 경우에는 기존의 태양광발전용 모듈에 비해 10℃ 내외의 방열효과를 갖지만, 방열 EVA형 모듈의 경우에는 종래의 방열시트를 부착한 모듈에 비해 방열효과를 1.5배 이상 상승시켜 약 15℃이상 태양광발전용 모듈의 표면온도를 저하시키는 효과를 가져온다.
그리고 방열 EVA형 모듈에서, 후면 쏠라 EVA(40')에 첨가하는 방열성 소재 분말은 EVA 수지 100 중량부에 대하여 10~20 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합시키는 것이 바람직하다. 방열성 소재 분말의 첨가량이 10 중량부 미만이 될 경우에는 열전도성의 기능이 제대로 발현되지 아니하여 방열효과가 제대로 나타나지 않을 우려가 있고, 방열성 소재 분말의 첨가량이 20 중량부를 초과할 경우에는 수지의 결합력을 약화시켜 내구성이나 접착력에 상단한 문제를 발생하거나 혹은 내전압성이 떨어짐으로 인해 합선등의 문제가 발생할 우려가 있다.
상기 방열성 금속 분말은 입자의 크기가 10~1,000nm 것이 바람직하다. 입자의 크기가 10nm미만인 경우에는 방열성이 하락하거나 분산성에 문제가 발생할 우려가 있고, 1,000nm를 초과할 경우에는 투명성의 하락, 표면상태 불량 등의 문제가 발생할 우려가 있다.
본 발명에 따른 태양광발전용 모듈은 각 층을 구성하고 있는 소재의 두께는 통상적으로 모듈에 적용되는 소재의 두께로서, 유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 쏠라 셀(30), 후면 쏠라 EVA(40')의 두께가 각각 1~5 mm, 0.1~2 mm, 0.15~0.3 mm, 0.1~2 mm,인 것이 바람직하며, 각 소재의 두께는 상기에서 정한 두께에만 반드시 한정되지 아니하고, 소비자의 요구나 또는 제조자의 필요에 따라 적절히 조정되어 질 수 있다.
참고로 본 발명에 따른 태양광발전용 모듈에서 사용하는 각 부품소재들은 통상적으로 기존의 태양광발전용 모듈에서 사용하는 소재와 동일한 소재를 사용하며, 태양광발전용 모듈을 구성하는 각 부분품들을 간략히 설명하면 아래의 내용과 같다.
본 발명에서 기판은 내부의 쏠라 셀(30)에 태양광을 입사시키고, 쏠라 셀(30)을 보호하기 위한 판으로, 투명 또는 반투명 강화 유리기판 또는 합성수지 기판을 사용하는 것이 바람직하며, 통상적으로 유리기판(10)을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한 전면 또는 후면 쏠라 EVA(20)(40')는 태양광발전용 모듈의 수명을 20~30년까지 유지하기 위한 필수소재로 쏠라 셀(30)의 전후면에 위치해 쏠라 셀(30)의 파손을 방지하는 완충재의 역할을 하는 보호층으로서, 쏠라 셀(30)과 접합되는 부품인 유리기판(10)을 접합시키는 접착제의 역할을 한다. 본 발명에서 상기 보호층에 사용하는 쏠라 EVA(20)(40')는 시트의 형태로서 사용되며, 그 소재는 EVA, EEA, 불소수지 또는 이와 동등 이상의 성능을 갖는 수지 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
또한 쏠라 셀(30)은 빛을 전기로 변환하는 기능을 수행하는 반도체 소자로서, 최소단위를 셀(Cell)이라고 하며, 보통 한 개의 셀(Cell)로부터 나오는 전압이 0.5∼0.6V로 매우 작으므로 여러 개를 직렬로 연결하여 수V에서 수백V 이상의 전압을 얻을 수 있도록 패널형태로 제작한 것을 모듈이라고 하며, 이 모듈을 여러 개로 이어서 용도에 맞게 설치한 것을 어레이라고 한다.
상기와 같은 부분품들로 이루어진 기존의 태양광발전용 모듈은 상기 부분품들을 적층시킨 다음 통상적인 방법에 의해 라미네이터(Laminator)에 의해 진공 압착시킨 다음 태양광발전용 모듈의 테두리는 통상적인 방법에 의해 알루미늄 등으로 마감처리하여 외부의 충격에도 충분히 견디고, 방수성을 가질 수 있도록 제조한다.
참고로 본 발명에 따른 모듈의 제조방법은 기존의 태양광발전용 모듈 생산 공정에서 모듈을 제조하는 방법과 동일한 방법인 진공 압착방법에 의해 제조되어진다.
이하 본 발명의 구성을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 하기의 실시 예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
1. 태양광발전용 모듈의 방열효과 측정설비의 제작
도 6의 사진에 나타난 바와 같이 태양광발전용 모듈의 방열효과를 측정하기 위한 설비는 당사에서 자체 제작한 설비로서, 아크릴 쳄버 내에 두 개의 태양광발전용 모듈을 설치하고, 아크릴 쳄버의 표면온도를 측정하는 표면측정 온도계와 아크릴 쳄버 내부의 온도를 측정하는 쳄버 내부측정 온도계 및 두 개의 태양광발전용 모듈의 표면의 온도를 각각 측정할 수 있도록 한 센스부착형 온도측정기를 구비한다.
참고로 도 6은 방열효과를 측정하기 위한 설비를 찍은 사진이다.
상기와 같은 구조를 갖는 태양광발전용 모듈의 방열효과 측정설비는 도 6의 사진에 나타난 바와 같은 구조를 갖는 설비로서, 태양광 모듈 효율 장치를 이용하여 발전량 및 전압·전류를 동시에 측정할 수 있도록 되어져 있으며 내부온도 조절이 가능하도록 설계되어져 있으며, 본 발명에서 사용한 측정설비는 실험수준의 표면온도 측정설비이다.
2. 방열기능을 갖는 태양광발전용 모듈의 제작
(실시예 1)
유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 쏠라 셀(30) 및 후면 쏠라 EVA(40')의 순으로 적층된 구조의 방열 EVA형 모듈을 제작하였다.
상기 후면 쏠라 EVA(40')는 입자 크기가 20±10 nm인 알루미늄 분말을 EVA 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부를 첨가하여 제조한 것을 사용하였다.
(실시예 2)
상기 실시예 1과 동일한 구조를 갖는 방열 EVA형 모듈을 제작되, 상기 후면 쏠라 EVA(40')는 입자 크기가 20±10 nm 인 알루미늄 분말을 EVA 수지 100 중량부에 대하여 20 중량부를 첨가하여 제조한 것을 사용하였다.
(실시예 3)
상기 실시예 1과 동일한 구조를 갖는 방열 EVA형 모듈을 제작하되, 상기 후면 쏠라 EVA(40')에 첨가하는 금속 분말은 입자 크기가 20±10 nm인 스테인리스 분말을 EVA 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부를 첨가하여 제조한 것을 사용하였다.
(실시예 4)
상기 실시예 1과 동일한 구조를 갖는 방열 EVA형 모듈을 제작하되, 상기 후면 쏠라 EVA(40')에 첨가하는 금속 분말은 입자 크기가 20±10 nm인 스테인리스 분말을 EVA 수지 100 중량부에 대하여 20 중량부를 첨가하여 제조한 것을 사용하였다.
(비교예 1) : 방열시트를 구비한 기존 구조의 모듈 제작
도 2에 도시된 바와 같은 유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 쏠라 셀(30), 후면 쏠라 EVA(40) 및 백시트(50)의 구조를 갖는 모듈에서 백시트(50)를 제거하고 알루미늄 방열시트를 대체하여 부착한 구조의 종래 태양광발전용 모듈을 제작하여 상기 실시예 1의 모듈과 비교하기 위한 대조구로 사용하였다.
그리고 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1에서 사용한 각 적층 소재인 유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 쏠라 셀(30) 및 후면 쏠라 EVA(40)(40')의 두께는 각각 2±0.1 mm, 1.5±0.1 mm, 0.2±0.05 mm, 1.5±0.1 mm이고, 비교예 1의 방열시트는 0.3±0.1 mm이었다.
3. 태양광발전용 모듈의 방열효과 측정
상기 2에서 한정한 구조를 갖는 종래의 태양광발전용 모듈인 비교예 1을 대조 모듈로 하고, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 4의 태양광발전용 모듈의 표면온도를 4월 중 맑은 날을 선택하여 10일간씩 주간(9시부터 5시까지)에 각각 측정한 다음 대조 모듈에 대한 상대적인 온도 차이에 의해 방열효과를 환산한 평균값의 결과는 아래 [표 1]의 내용과 같다.
표 1 (단위 : ℃)
구분 실시예 비교예 비고
1 2 3 4 1
방열효과 -6 ~ -11 -8 ~ -14 -4 ~ -6 -5 ~ -9 -5 ~ -10 모듈기준온도20 ~ 90 ℃
상기 [표 1]의 내용에 의하면, 상기 [표 2]의 내용에 의하면, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우 모두 비교예 1에 비해 방열효과가 좋은 것으로 나타났다.
그리고 후면 쏠라 EVA(40')에 알루미늄 분말을 첨가한 실시예 1, 2가 스테인리스 분말을 첨가한 실시예 3, 4에 비해 방열효과는 더 우수하였다.
또한 알루미늄 분말을 사용한 실시예 2의 경우에는 실시예 1에 비해 알루미늄 분말을 많이 첨가함에 따라 방열효과가 더 좋은 것으로 나타났으며, 비교예 1에 비해 최고 4~5℃까지 더 떨어지는 것을 상기 실시예를 통해 확인할 수 있었으며, 스테인리스 분말을 첨가한 실시예 4의 경우에도 실시예 3에 비해 방열효과가 더 좋은 것으로 나타났다.
참고로 도 7은 방열시트를 구비한 기존의 태양광발전용 모듈인 비교예 1과 방열기능을 갖는 후면 쏠라 EVA에 방열기능을 부여한 실시예 1, 2의 태양광발전용 모듈의 표면온도와의 온도변화를 측정한 평균값을 나타낸 그래프에 관한 것이다.
방열시트를 적용한 종래의 태양광발전용 모듈인 비교예 1과 본 발명에 따라 방열기능을 갖는 후면 쏠라 EVA을 구비한 실시예 1 및 실시예 2의 태양광발전용 모듈을 대상으로 하여 시간 경과에 따른 모듈의 표면온도와의 온도변화를 측정한 평균값을 나타낸 그래프로서, 비교예 1의 표면온도가 가장 높고, 실시예 1의 표면온도가 다음으로 높고, 실시예 2의 표면온도가 가장 낮은 것을 알 수 있다.
4. 월별 태양광발전용 모듈의 방열효과에 따른 발전량의 측정
본 발명에 따른 실시예 2의 태양광발전용 모듈을 사용하여 월별 방열효과에 따른 발전량을 측정한 결과는 도 8에 도시된 그래프의 내용과 같고, 종래의 태양광발전용 모듈의 월별 방열효과에 따른 발전량을 측정한 결과를 나타낸 도 1의 그래프와 대비하여 본 결과 실시예 2의 경우에는 기온이 선선한 4월 및 11월의 경우 종래의 태양광 발전량과 동등하거나 또는 더 우수한 발전량을 나타내고 있으며, 특히 기온이 높은 8월의 경우에는 종래의 모듈 표면온도가 87.5℃로서 태양광 발전량 효율이 도 1에 도시된 그래프의 내용과 같이 12%에 지나지 않는데 반해 실시예 2의 경우에는 모듈에 방열시트를 적용시킴으로써 도 8에 도시된 그래프의 내용과 같이 모듈 표면의 온도가 최대 71.2℃에 지나지 않고, 태양광 발전량 효율도 15%로 향상되었음을 알 수 있었다.
참고로, 도 8은 본 발명에 따른 태양광발전용 모듈의 월별 기준 방열효과에 따른 발전량의 효율을 나타낸 그래프에 관한 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 유리기판, 전면 쏠라 EVA, 쏠라 셀 및 후면 쏠라 EVA의 순으로 적층된 구조이고, 상기 후면 쏠라 EVA는 방열성 소재 분말을 함유한 것을 특징으로 하는 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈을 실시를 위한 형태로 한다.
본 발명은 기존의 태양광발전용 모듈에서 백시트가 제거된 상태에서 후면 쏠라 EVA에 열전도성 분말을 첨가하여 방열 기능을 부여한 구조의 태양광발전용 모듈로서, 발전량 및 발전효율의 극대화와 함께 태양광발전용 모듈의 표면온도변화에 관계없이 발전량의 변화를 일정한 수준으로 유지시킬 수가 있고, 또한 구조가 단순하여 태양광발전용 모듈의 생산 단가를 낮출 수 있어 산업현장에 널리 적용될 것으로 기대된다.

Claims (3)

  1. 태양광발전용 모듈에 있어서,
    상기 태양광발전용 모듈은 유리기판(10), 전면 쏠라 EVA(20), 쏠라 셀(30) 및 후면 쏠라 EVA(40')의 순으로 적층된 구조이고,
    상기 후면 쏠라 EVA(40')는 방열성 소재 분말을 함유한 것을 특징으로 하는 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 방열성 소재 분말은 열전도율이 뛰어난 소재로서, 알루미늄, 동, 황동, 강판, 스테인리스, CNT, 철, 은 및 이들 소재와 동등 이상의 방사율 성능을 갖는 금속 분말 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈.
  3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열성 소재 분말은 EVA 수지 100 중량부에 대하여 10~20 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합시키는 것을 특징으로 하는 방열 특성을 갖는 EVA층을 구비한 태양광발전용 모듈.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011046787A1 (en) * 2009-10-13 2011-04-21 Bp Corporation North America Inc. Thermally conducting materials for solar panel components

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101232034B1 (ko) * 2011-04-01 2013-02-22 한국세라믹기술원 방열패키지 일체형 태양전지모듈
WO2015050307A1 (ko) 2013-10-02 2015-04-09 솔라시도코리아 주식회사 태양열 집열판

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003303990A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Shimizu Corp 太陽電池モジュール
JP3473605B2 (ja) * 2000-02-18 2003-12-08 株式会社ブリヂストン 太陽電池の製造方法
JP2004311455A (ja) * 2003-02-17 2004-11-04 Kyocera Corp 太陽電池モジュール
JP2006278709A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp 太陽電池モジュール

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259831A (ja) 2003-02-25 2004-09-16 Sekisui Jushi Co Ltd 太陽電池モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3473605B2 (ja) * 2000-02-18 2003-12-08 株式会社ブリヂストン 太陽電池の製造方法
JP2003303990A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Shimizu Corp 太陽電池モジュール
JP2004311455A (ja) * 2003-02-17 2004-11-04 Kyocera Corp 太陽電池モジュール
JP2006278709A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp 太陽電池モジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011046787A1 (en) * 2009-10-13 2011-04-21 Bp Corporation North America Inc. Thermally conducting materials for solar panel components

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