WO2020166999A1 - 태양 전지 패널 - Google Patents

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WO2020166999A1
WO2020166999A1 PCT/KR2020/002052 KR2020002052W WO2020166999A1 WO 2020166999 A1 WO2020166999 A1 WO 2020166999A1 KR 2020002052 W KR2020002052 W KR 2020002052W WO 2020166999 A1 WO2020166999 A1 WO 2020166999A1
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exterior forming
cover
solar cell
solar panel
transmittance
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김충의
최정훈
김정규
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엘지전자 주식회사
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar panel, and more particularly, to a solar panel having a building-integrated structure.
  • Compound semiconductors operate as semiconductors by combining two or more elements rather than a single element such as silicon or germanium. Various types of these compound semiconductors are currently being developed and used in various fields.
  • the solar panel having an integrated building structure in order to be applied to the outer wall of a building, it is necessary to have excellent aesthetic characteristics even after the solar panel having an integrated building structure is installed, and thus it is required to diversify the color or improve the appearance of the solar panel having the integrated building structure.
  • the solar cell and the wiring connected thereto can be seen from the outside as it is, or can have only a blue color, which is the color of the solar cell, to improve aesthetics and appearance. There were difficulties.
  • yellowing may occur and the appearance of the solar panel may deteriorate.
  • a glare phenomenon may be generated by the glass substrate located in front of the solar panel having the integrated building structure by being installed perpendicular to the floor surface.
  • An object of the present invention is to provide a solar panel that has an excellent appearance, can prevent glare, and can have excellent output.
  • the present invention is to provide a solar panel capable of improving the appearance and preventing glare by using a front glass substrate in a solar panel having a front glass substrate, and maintaining high output by excellent light transmittance. do.
  • an object of the present invention is to provide a solar panel capable of improving an appearance by preventing a solar cell from being recognized in a solar panel having a rear glass substrate.
  • a solar panel includes a first base member and a first cover member or a glass substrate formed therein and including an exterior forming portion, a coloring portion, or a cover portion formed of an oxide ceramic composition do.
  • the first transmittance which is an average light transmittance of the exterior forming part, to light in the infrared region in the exterior forming part, may be equal to or greater than the second transmittance, which is an average light transmittance of the exterior forming part, to light in the visible light region.
  • the solar panel may further include a solar cell, a sealing material for sealing the solar cell, and a second cover member or a glass substrate. At this time, the first cover member may be positioned on one surface of the solar cell on the sealing material, and the second cover member may be positioned on the other surface of the solar cell on the sealing material.
  • the exterior forming portion may be composed of an oxide ceramic composition having an amorphous glass structure.
  • the first transmittance in the exterior forming part may be greater than the second transmittance.
  • the first transmittance in the exterior forming part may be 2% or more greater than the second transmittance.
  • the third transmittance which is an average light transmittance of the exterior forming part, for light in the ultraviolet region may be smaller than the first and second transmittances in the exterior forming part, respectively.
  • the first difference between the first transmittance and the second transmittance in the exterior forming part may be greater than the second difference between the second transmittance and the third transmittance.
  • the exterior forming portion may have air bubbles to have porosity. Bubbles may have a size of 0.1 ⁇ m or more.
  • the surface roughness of the boundary portion of the first base member and the exterior forming portion in the portion where the exterior forming portion is formed may be greater than that of other portions of the first base member in which the exterior forming portion is not formed.
  • the refractive index of the exterior forming part may be greater than the refractive index of the first base member or the sealing material, and the thickness of the exterior forming part may be 1 ⁇ m or more.
  • the exterior forming portion may be formed on a part or all of the first base member.
  • the exterior forming part may be formed on a part or all of the cover area recognized as one.
  • the first cover member, the first base member, or the glass substrate included therein may include a tempered or semi-tempered glass substrate.
  • the exterior forming part includes a ceramic frit as a main material, and the exterior forming part may be composed of an integrated part constituting a part of the reinforced or semi-reinforced glass substrate by mixing the ceramic frit into the interior of the reinforced or semi-reinforced glass substrate .
  • the first cover member may include a semi-reinforced glass substrate having a surface compressive stress of 60 MPa or less.
  • the color difference ( ⁇ E * ab) level between the solar cell and the second cover member in the International Lighting Commission (CIE) Lab color coordinate, D65 standard light source may be 11 or less.
  • the second cover member may include a second base member made of a glass substrate, and a cover portion located on the second base member at least in an ineffective region where no solar cell is located.
  • the cover portion may be composed of an oxide ceramic composition, or may include a plurality of cover layers each including a dielectric material or an insulating material.
  • the cover portion may have the same material and laminate structure as a silicon layer including silicon constituting a photoelectric conversion unit of a solar cell, and an antireflection layer positioned on the silicon layer and positioned on one surface of the solar cell.
  • the solar panel described above may have a building-integrated structure in which the building is integrated.
  • Such an exterior forming portion is made of an oxide ceramic composition, so that glare that may occur when the first cover member includes a glass substrate can be effectively prevented.
  • the second cover member is colored to have a color such that the solar cell, the interconnector, and the like are not recognized by the cover portion, so that the appearance of the solar panel may be further improved.
  • FIG. 1 is a view schematically showing an example of a building to which a solar panel according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a solar panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view schematically illustrating a first cover member and a second cover member included in the solar panel shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a method of manufacturing a first cover member included in a solar panel according to an embodiment of the present invention.
  • 6A to 6D are cross-sectional views illustrating each step of the method of manufacturing the first cover member shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a graph showing light transmittance according to a wavelength of an exterior forming part included in a solar panel according to an embodiment of the present invention according to color.
  • SR spectral response
  • QE 9 is a graph showing quantum efficiency (QE) of a solar cell based on single crystal silicon according to wavelength.
  • SEM 10 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of examples of a first cover member included in a solar panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating light diffusion in an exterior portion of a first cover member included in a solar panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view illustrating various examples of a second cover member included in a solar panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating an example of a first cover member included in a solar panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 13.
  • FIG. 15 is a plan view showing various examples of a first cover member included in a solar panel according to a modified example of the present invention.
  • 16 is a plan view illustrating an example of a second cover member included in a solar panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a photograph of a part of an example of a solar panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a plan view showing other examples of a second cover member included in a solar panel according to another modified example of the present invention.
  • FIG. 19 is a plan view illustrating a first cover member included in a solar panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a plan view illustrating a first cover member included in a solar panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a building 1 to which a solar panel 100 according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the solar panel 100 is, for example, a building-integrated structure applied to the outer wall surface (eg, vertical wall 3, roof surface, etc.) It may be a solar panel having. However, the present invention is not limited thereto, and the solar panel 100 may be installed on the roof of the building 1 or in a place other than the building 1.
  • the solar panel 100 may generate electric power by using sunlight supplied from the sun, including a solar cell (reference numeral 150 in FIG. 2 ).
  • the solar panel 100 may have a certain color, image, pattern, feel, and texture. At this time, the aesthetics of the building 1 is improved by having a certain color, image, pattern, feeling, and texture, while reducing the loss of sunlight to minimize or prevent a decrease in solar light conversion efficiency.
  • the solar panel 100 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4 along with FIG. 1.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the solar panel 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the first cover member 110 and the second cover member 120 included in the solar panel 100 shown in FIG. 2.
  • the first cover member 110 and the second cover member 120 are briefly illustrated, and the exterior forming portion 114 and the cover member 124 are not illustrated.
  • the structure of the solar cell 150 is not illustrated in detail in FIG. 3, and only the antireflection film 152 formed on the front surface is schematically illustrated.
  • the solar panel 100 includes a solar cell 150, a sealing material 130 surrounding and sealing the solar cell 150, and on the sealing material 130
  • a second cover member (or rear member) 120 located on one side (for example, the front) of the solar cell 150, and on the other side (eg, rear) of the solar cell 150 on the sealing material 130
  • a second cover member (or rear member) 120 located on one side (for example, the front) of the solar cell 150, and on the other side (eg, rear) of the solar cell 150 on the sealing material 130
  • a second cover member (or rear member) 120 located on one side (for example, the front) of the solar cell 150, and on the other side (eg, rear) of the solar cell 150 on the sealing material 130
  • a second cover member (or rear member) 120 located on one side (for example, the
  • the solar cell 150 may include a photoelectric conversion unit that converts the solar cell into electrical energy, and an electrode that is electrically connected to the photoelectric conversion unit to collect and transmit current.
  • the solar cell 150 may be a solar cell generating electric energy from light in a wavelength range of at least 100 nm to 1400 nm (eg, 100 nm to 1200 nm).
  • the photoelectric conversion unit is formed of a crystalline silicon substrate (for example, a silicon wafer), and a conductive type region including a dopant or a conductive type region formed on or on the crystalline silicon substrate. I can.
  • the solar cell 150 based on the crystalline silicon substrate having high crystallinity and low defects has excellent electrical characteristics.
  • a plurality of solar cells 150 are provided while being spaced apart from each other, and a plurality of solar cells 150 may be electrically connected in series, parallel, or serially parallel by the interconnectors 142 and 145.
  • a plurality of solar cells 150 may be connected in series to form a solar cell string extending in one direction.
  • the interconnectors 142 and 145 various structures and shapes capable of connecting the solar cell 150 such as ribbons and wires may be applied.
  • the present invention is not limited to the number, structure, shape, etc. of the interconnectors 142 and 145 used in each solar cell 150.
  • the present invention is not limited thereto, and the structure and method of the solar cell 150 may be variously modified.
  • the solar cell 150 may have various structures such as a compound semiconductor solar cell, a silicon semiconductor solar cell, and a dye-sensitized solar cell. And it is possible that only one solar cell 150 is provided.
  • an antireflection film 152 for preventing the incidence of light is positioned on the front surface of the solar cell 150, and the solar cell 150 has a certain color (for example, due to constructive interference by the antireflection film 152). For example, it may have blue, black, etc.).
  • the interconnectors 142 and 145 may be made of metal. Accordingly, when the first cover member 110 is provided with only a glass substrate, the boundary between the effective area AA in which the solar cell 150 is located and the non-effective area NA in which the solar cell 150 is not located, the non-effective area ( The interconnectors 142 and 145 located at NA) can be easily recognized. Then, the aesthetics of the solar panel 100 may be deteriorated. Accordingly, in this embodiment, the first and second cover members 110 and 120 are provided with the exterior forming portion 114 or the cover portion 124, which will be described in detail later.
  • the antireflection layer 152 of the solar cell 150 includes an oxide, nitride, or carbide including silicon (eg, silicon oxide, silicon nitride, or silicon carbide), silicate, or amorphous silicon. It may have a structure in which a plurality of insulating layers are stacked. Alternatively, the antireflection layer 152 of the solar cell 150 may have a structure in which a plurality of insulating layers made of oxide or nitride oxide including silicon, titanium, aluminum, zirconium, zinc, antimony, and copper are stacked.
  • the anti-reflection layer 152 is composed of oxide or nitride oxide, a layer containing silicon nitride and/or a layer containing silicon carbide nitride is further provided inside or outside thereof to prevent problems caused by ultraviolet rays and moisture. I can.
  • the present invention is not limited thereto, and the antireflection layer 152 may have various materials, stacked structures, and the like.
  • the first cover member 110 is positioned on the sealing material 130 (for example, the first sealing material 131) to constitute one surface (for example, the front surface) of the solar panel 100, and the second cover member ( 120) is located on the sealing material 130 (for example, the second sealing material 132) to configure the other surface (for example, the rear surface) of the solar cell 150.
  • Each of the first cover member 110 and the second cover member 120 may be formed of an insulating material capable of protecting the solar cell 150 from external shock, moisture, ultraviolet rays, and the like. Detailed structures of the first and second cover members 110 and 120 will be described in detail later.
  • the sealing material 130 may include first and second sealing materials 131 and 132 respectively positioned on the front and rear surfaces of the solar cell 150.
  • the first sealing material 131 and the second sealing material 132 prevent the inflow of moisture and oxygen, and chemically couple the elements of the solar panel 100.
  • the first and second sealing materials 131 and 132 may be formed of an insulating material having light-transmitting and adhesive properties.
  • ethylene vinyl acetate copolymer resin (EVA), polyvinyl butyral, silicon resin, ester resin, olefin resin (for example, polyolefin), etc. Can be used as the first sealing material 131 and the second sealing material 132.
  • the sealing material 131 and the first cover member 110 may be integrated to constitute the solar panel 100.
  • first and second sealing materials 131 and 132 may include various materials other than those described above and may have various shapes.
  • the first and second cover members 110 and 120 allow the solar panel 100 to have a desired appearance such as a certain color, image, pattern, feel, texture, or the like, or the solar cell 150
  • the interconnectors 142 and 145 connected thereto may have a certain structure that can prevent clearly recognized.
  • the first cover member 110 may have light transmittance through which light may be transmitted so as not to block light incident on the solar cell 150. More specifically, the first cover member 110 includes a first base member 112 and an exterior forming portion 114 formed on the first base member 112 and formed of an oxide ceramic composition to form a desired appearance. Can include. The exterior forming part 114 may serve to prevent the solar cell 150 or the interconnectors 142 and 145 connected thereto from being clearly recognized while allowing the solar panel 100 to have a desired exterior.
  • the second cover member 120 may have excellent fire resistance and insulation. More specifically, the second cover member 120 may include a second base member 122 and a cover portion 124 formed on the second base member 122. The cover portion 124 may serve to prevent the solar cell 150 or the interconnectors 142 and 145 connected thereto from being clearly recognized.
  • the first base member 112 may be made of a material having excellent light transmittance (for example, transparent).
  • the first base member 112 may be a substrate, film, or sheet made of glass, resin (eg, polycarbonate, etc.).
  • the first base member 112 may be composed of a single layer or a plurality of layers.
  • the second base member 122 may be made of a material having excellent fire resistance, insulation, and the like.
  • the second base member 122 may be a substrate, film, or sheet made of glass or resin.
  • each of the first and second base members 112 and 122 may be formed of a glass substrate having excellent transparency, excellent insulating properties, stability, durability, and fire resistance.
  • the first and second base members 112 and 122 each have a light transmittance of 80% or more (eg, 85% or more) for light having a wavelength of 380 nm to 1200 nm, a low iron glass substrate (for example, It may be a low iron tempered glass substrate).
  • a low-iron glass substrate containing less iron is used as described above, reflection of sunlight can be prevented and transmittance of sunlight can be increased.
  • the use of a low iron tempered glass substrate can effectively protect the solar cell 150 from external impacts.
  • the first or second cover members 110 and 120 or the solar panel may withstand external shocks such as wind pressure, hail, and snow load. (100) should have sufficient strength.
  • the first or second cover members 110 and 120 or the first or second base members 112 and 122 have a deflection of 5 mm or less in the direction of receiving the force when a force of 2400 Nm 2 is applied. I can.
  • the above-described bending exceeds 5mm, durability against external impacts such as wind pressure and hail snow load is insufficient, and thus it may be difficult to use as an exterior material of the building 1.
  • the first or second base members 112 and 122 may have a thickness of 2.8 mm or more, for example, 2.8 mm to 12 mm (more specifically, 2.8 mm to 8 mm), and may have a thickness of 0.04 to 10 m 2 . It can have an area.
  • the thickness of the first or second base members 112 and 122 is less than 2.8 mm, it may be difficult for the solar panel 100 to withstand an external impact or to have sufficient durability to be applied to the building 1.
  • the thickness of the first or second base members 112 and 122 exceeds 12 mm, the weight of the solar panel 100 increases, and thus it may be difficult to apply to the building 1.
  • the areas of the first or second base members 112 and 122 described above are limited in consideration of structural stability and productivity of the solar panel 100.
  • the present invention is not limited thereto, and the value, thickness, area, etc. of the warpage of the first or second base members 112 and 122 may have various values.
  • the first base member 112 may be provided with an exterior forming portion 114.
  • the exterior forming part 114 is a part formed so that the solar panel 100 can have a desired color, image, pattern, feel, texture, and the like.
  • the exterior forming part 114 may have an achromatic color such as white, gray, black, or a chromatic color such as red, yellow, green, blue, etc., and thus may have a certain color.
  • the exterior forming part 114 may exhibit a transparent or translucent property, a matte or glossy property, or have a texture different from that of the first base member 112 made of a glass substrate or the like, so that glare may be prevented.
  • the exterior forming part 114 may also serve to prevent the solar cell 150 or the interconnectors 142 and 145 connected thereto from being clearly recognized from the outside.
  • a cover portion 124 may be formed on the second base member 122. The cover portion 124 may have a color that prevents the solar cell 150 or the interconnectors 142 and 145 connected thereto from being clearly recognized from the outside.
  • the exterior forming portion 114 and the cover portion 124 may be formed of an oxide ceramic composition.
  • the cover portion 124 will be described in detail.
  • the exterior forming part 114 may be formed of an oxide ceramic composition. More specifically, the oxide ceramic composition constituting the exterior forming part 114 may have an amorphous glass structure. For example, the exterior forming portion 114 may be composed of a glassy oxide ceramic composition.
  • the outer appearance forming portion 114 composed of an oxide ceramic composition having an amorphous glass structure is formed as a first base member ( 112) (that is, a method of manufacturing the first cover member 110 having the outer appearance forming portion 114 according to the present embodiment) is described in detail, and then the outer appearance forming portion 114 manufactured accordingly ) Will be described in detail.
  • FIGS. 6A to 6D are 1 are cross-sectional views showing each step of a method of manufacturing the cover member 110.
  • the method of manufacturing the first cover member 110 includes a substrate cleaning step (S10), a preheating step (S20), an exterior forming layer application step (S30), and a drying step (S40). , It may include a glass strengthening step (S50) and a finishing step (S60).
  • the first base member 112 made of a non-tempered glass substrate is cleaned and dried. Foreign substances or oil films of the first base member 112 may be removed by the substrate cleaning step S10.
  • the non-reinforced glass substrate may have a light transmittance of 80% or more (for example, 85% or more) for light having a wavelength of 380 nm to 1200 nm, and a thickness of 2.8 mm or more.
  • the non-reinforced glass substrate is an architectural non-reinforced glass substrate, and may be prepared by cutting, chamfering, or surface processing (etching).
  • a preheating step S20 of preheating the first base member 112 at a temperature lower than the drying step S40 or the glass strengthening step S50 may be performed.
  • the first base member 112 may be preheated to a temperature of 25 to 150° C. during a process in which the first base member 112 is supplied to an apparatus for applying the exterior forming layer (S30).
  • the preheating may be performed by directly heating the first base member 112 or may be performed using an infrared heating device or the like.
  • an exterior forming layer including a ceramic frit (glass frit) reference numeral 1144 in FIG. 6B
  • the like in the exterior forming layer application step (S30) reference numeral 1140 in FIG. 6B
  • a ceramic material layer (ceramic ink, ceramic paste, or ceramic solution) including the ceramic frit 1144, the pigment 1142, and the resin 1146 Etc.) is applied on the first base member 112 to form the exterior forming layer 1140.
  • the ceramic material layer may further include an additive or the like.
  • Various materials such as oxides and metals may be included as additives in consideration of desired properties.
  • it may further include wax, water, oil, an organic solvent, or a viscosity adjusting diluent for adjusting the viscosity as an additive.
  • the ceramic frit 1144 basically serves to stably bond the exterior forming part 114 to the first base member 112 (especially, a glass substrate), and selectively implement a specific color, texture, and feel. Can play a role.
  • the ceramic frit 1144 is a compound including a plurality of metals and a non-metal, and may be formed including a plurality of metal compounds.
  • the ceramic frit 1144 may be formed of a plurality of metals and an oxygen polyhedron having a glass structure or an irregular network structure including oxygen.
  • a plurality of metal compounds are each composed of a metal oxide, it is possible to easily and stably form an irregular network structure or a glass structure.
  • saying that it may be formed including a plurality of metal compounds means that a ceramic frit ( 1144) may mean that a compound structure including a plurality of metals and a non-metal (eg, oxygen), an irregular network structure, a glass structure, and the like are provided at least in part.
  • metal compounds for example, metal oxide
  • a ceramic frit may mean that a compound structure including a plurality of metals and a non-metal (eg, oxygen), an irregular network structure, a glass structure, and the like are provided at least in part.
  • the ceramic frit 1144 may be included.
  • the ceramic frit 1144 along with silicon oxide (SiOx, for example, SiO 2 ), aluminum oxide (AlOx, for example, Al 2 O 3 ), sodium oxide (NaOx, for example, Na 2 O), bismuth oxide (BiOx, for example, Bi 2 O 3 ), boron oxide (BOx, for example, B 2 O) and zinc oxide (ZnOx, for example, ZnO) based on at least one of It may be formed by including a material.
  • Ceramic frit 1144 is aluminum oxide, sodium oxide, bismuth oxide, boron oxide, zinc oxide, titanium oxide (TiOx, for example, TiO 2 ), zirconium oxide (ZrOx, for example, ZrO 2 ), potassium Oxide (KOx, for example, K 2 O), lithium oxide (LiOx, for example, Li 2 O), calcium oxide (CaOx, for example, CaO), cobalt oxide (CoOx), iron oxide (FeOx) It may be formed by further including.
  • the ceramic frit 1144 is a bismuth boro-silicate series ceramic material (for example, Bi 2 O 3 -Al 2 O) formed by including bismuth oxide, boron oxide, and silicon oxide.
  • the ceramic frit 1144 is composed of a NAOS-based ceramic material (for example, Na 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 -based material) formed including sodium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide. Can be.
  • the ceramic frit 1144 may be formed of a ceramic material (eg, a ZnO-SiO 2 -B 2 O 3 based material) formed of zinc oxide, silicon oxide, or boron oxide.
  • the present invention is not limited thereto, and the ceramic frit 1144 may be formed of various other materials.
  • the pigment 1142 is included so that the exterior forming portion 114 has a desired appearance.
  • a material capable of displaying a unique color by selectively absorbing or reflecting visible light in sunlight with the dye 1142 may be used.
  • the pigment 1142 may be a pigment.
  • the pigment is a pigment composed of an inorganic component that is not dissolved in water and most organic solvents, and covers the surface of the first base member 112 to exhibit color. Pigments are excellent in chemical resistance, light resistance, weather resistance and hiding power. In other words, the pigment is resistant to bases and acids, does not discolor or fade when exposed to ultraviolet rays, and can withstand the climate well.
  • the molecular structure may be easily broken by sunlight, which may deteriorate stability, and a protective layer or the like must be formed to protect it.
  • the manufacturing process can be complicated.
  • the dye 1142 may not include a dye.
  • the present invention is not limited thereto, and the dye 1142 may include various substances such as dyes.
  • the pigment 1142 may be made of a material in consideration of the appearance of the desired exterior forming part 114.
  • the dye 1142 is shown to be provided separately from the ceramic frit 1144, but the present invention is not limited thereto.
  • a desired appearance of the exterior forming portion 114 may be realized by a material constituting the ceramic frit 1144 and thus the pigment 1142 may not be provided separately from the ceramic frit 1144.
  • the distinction between the ceramic frit 1144 and the pigment 1142 may not be clear.
  • the metal of the material included as the dye 1142 may be included by partially substituting a metal of an irregular network structure or a glass structure (eg, an oxygen polyhedron) constituting the ceramic frit 1144.
  • the metal included in the dye 1142 may be located in an irregular network structure, a glass structure, or an interstitial site of an oxygen polyhedron of the ceramic frit 1144.
  • the exterior forming portion 114 may have a white color due to a metal compound (eg, metal oxide) included in the ceramic frit 1144.
  • a metal compound eg, metal oxide
  • the ceramic frit 1144 is formed to include at least one of lead oxide (PbOx, for example, PbO), titanium oxide, aluminum oxide, and bismuth oxide
  • the appearance forming part 114 is white Can have
  • the exterior forming part 114 may further include a material such as boron oxide in addition to the above-described material.
  • the ceramic frit 1144 is formed of a ceramic material (BiOx-SiOx-B 2 O-based material) including bismuth oxide, silicon oxide, and boron oxide, and lead oxide.
  • a ceramic material formed including silicon oxide and boron oxide PbOx-SiOx-B 2 O-based material
  • a ceramic material formed including titanium oxide, silicon oxide, and boron oxide TiOx-SiOx-B 2 O-based material
  • lead oxide may not be included in the exterior forming portion 114 or the ceramic frit 1144 according to the present exemplary embodiment in consideration of environmental issues.
  • various pigments 1142 may be included so that the exterior forming part 114 has a color other than white. That is, in consideration of a desired color, one or two or more substances corresponding thereto may be used as the pigment 1142.
  • the material constituting the pigment 1142 may be formed of a metal or an oxide, carbide, nitride, sulfide, chloride, silicate, or the like containing a metal.
  • the pigment 1142 For example, containing at least one of copper (Cu), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr), uranium (U), and vanadium (V) to represent a series of red, yellow, etc.
  • a substance or the like can be used as the pigment 1142.
  • a material including at least one of titanium (Ti), magnesium (Mg), and rutile may be used as the pigment 1142 in order to represent a series of green or blue colors.
  • the dye 1142 is cobalt oxide, iron oxide, copper oxide (CuOx), chromium oxide (CrOx), nickel oxide (NiOx), manganese oxide (MnOx), tin oxide (SnOx), antimony oxide (SbOx), vanadium.
  • Oxide (VOx) may be included.
  • CoAl 2 O 4 may be used to implement cyan
  • Co 2 SiO 4 may be used to implement blue
  • green may be used.
  • CoCr 2 O 4 etc. can be used for spherical shape
  • Ti(Cr, Sb)O 2 can be used for yellow color
  • CoFe 2 O 4 for black color
  • Co-Cr-Fe-Mn Spinel or the like can be used.
  • the exterior forming part 114 has a certain color.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the exterior forming part 114 may have a transparent or translucent color, may be glossy or matte, may be used to express a specific texture, or to prevent glare.
  • the exterior forming portion 114 may include the pigment 1142, but may not include the pigment 1142.
  • the ceramic frit 1144 may not contain lead oxide, aluminum oxide, or the like, which may represent white, in order to prevent the exterior forming part 114 from having white.
  • the ceramic frit 1144 is a ceramic material formed of sodium oxide, silicon oxide, and boron oxide (NaOx-SiOx-B 2 O-based material) And the like. Titanium oxide and bismuth oxide are materials that can be used to implement white color, but even if some are included, the exterior forming part 114 may be kept transparent or translucent. However, even when the exterior forming part 114 has a transparent or translucent color, a small amount of a pigment or pigment 1142 may be included for a slight color development (for example, a red translucent, green translucent, etc.) .
  • the resin 1146 is a material used to uniformly mix the pigment 1142 and the ceramic frit 1144 to have an appropriate viscosity and fluidity when applying the ceramic material layer, and may be a volatile material that can be volatilized. .
  • the resin 1146 may include various known materials.
  • an organic resin such as an acrylic resin or a cellulose resin may be used, or an inorganic resin such as a silicone resin may be included.
  • the ceramic material layer or the exterior forming layer 1140 contains the ceramic frit 1144 in the largest amount, and even when the pigment 1142 is included, the pigment 1142 may be included in a smaller amount than the ceramic frit 1144.
  • the ceramic frit 1144 is 40 to 90 parts by weight (for example, 50 to 90 parts by weight) based on 100 parts by weight of the ceramic material layer or the exterior forming layer 1140. It includes, and may include 5 to 50 parts by weight of the pigment 1142, and 0 to 20 parts by weight of the resin 1146 and/or additives.
  • the ceramic frit 1144 is included in an amount of 50 to 100 parts by weight (for example, 60 to 100 parts by weight) based on 100 parts by weight of the ceramic material layer or the exterior forming layer 1140.
  • the resin 1146 and/or the additive may be included in an amount of 0 to 50 parts by weight (eg, 0 to 40 parts by weight).
  • the present invention is not limited thereto, and the ceramic material layer or the exterior forming layer 1140 may have various compositions.
  • the exterior forming layer 1140 may be applied to the first base member 112 by a spray process, a printing process, or a sol-gel process.
  • a printing process inkjet printing (for example, digital inkjet printing) , Lithography printing, laser printing, screen printing, and the like can be applied.
  • the exterior forming layer 1140 can be stably formed to have a desired thickness through a simple process.
  • the present invention is not limited thereto, and the exterior forming layer 1140 may be applied by various other methods.
  • the drying step (S40) heat is applied to dry the exterior forming layer 1140, while the resin 1146 is volatilized.
  • the resin 1146 and the like are first volatilized so that the dye 1142 and the ceramic frit 1144 can be effectively mixed together with the first base member 112.
  • all of the resin 1146 may be removed, or a part of the resin 1146 may remain.
  • bubbles (pores) reference numeral 114V in FIG. 6D) composed of empty spaces may remain in the portion from which at least a portion of the portion from which the resin 1146 is removed.
  • the exterior forming layer 1140 may be dried at a temperature of 50 to 200°C.
  • the drying step S40 may be performed using an infrared heating device, ultraviolet curing, or the like.
  • the present invention is not limited thereto, and the drying temperature, drying method, and the like may be variously changed.
  • the non-reinforced glass substrate constituting the first base member 112 is strengthened or semi-strengthened by thermal strengthening in heat treatment or annealing.
  • ceramic frit 1144, pigment 1142, etc. included in the exterior forming layer 1140 are mixed into the reinforced or semi-reinforced glass substrate in order to match the phase equilibrium, forming an exterior that forms part of the reinforced or semi-reinforced glass substrate A portion 114 is formed.
  • the exterior forming layer 1140 may have a greater specific gravity than the first base member 112 due to a high mass ratio.
  • the exterior forming layer 1140 is fused and sticky due to the high temperature in the glass reinforcing step S50. As it is, it may be more easily incorporated into the interior of the first base member 112 made of a glass substrate.
  • the glass strengthening step (S50) it may be performed at a temperature capable of strengthening or semi-strengthening the non-tempered glass substrate.
  • the heat treatment temperature of the glass reinforcing step (S50) may be 500 to 800°C (for example, 500 to 750°C, for example, 650 to 750°C), and in a state that is not subjected to high pressure (for example, normal pressure In the vicinity) can be heat treated.
  • high pressure for example, normal pressure In the vicinity
  • the present invention is not limited to the temperature of the glass strengthening step (S50).
  • the non-reinforced glass substrate constituting the first base member 112 may be semi-reinforced.
  • the first base member 112 or the first cover member 110 may be formed of a heat strengthened glass substrate (heat strengthened glass). Accordingly, the transmittance of the first cover member 110 can be maintained high.
  • the first cover member 110 made of semi-tempered glass may have a surface compressive stress of 60 MPa or less (eg, 24 to 52 MPa).
  • the edge stress of the first cover member 110 may be about 30 to 40 MPa.
  • the semi-tempered glass may be formed by slow cooling after heat treatment at a temperature slightly lower than the softening point.
  • the fully tempered glass may be formed by quenching after heat treatment at a temperature higher than the softening point, and the surface compressive stress is 70 to 200 MPa.
  • the light transmittance of the exterior forming part 114 may be maintained high by controlling the heat treatment temperature and cooling rate in the glass reinforcing step (S50). In particular, by keeping the heat treatment temperature within a certain range and lowering the cooling rate to a certain level so that the exterior forming part 114 has an amorphous glass structure, the average light transmittance for light in the infrared region can be maintained relatively high. . This will be described in more detail later.
  • the heat treatment temperature is less than a certain level (for example, less than 650°C)
  • the possibility that the exterior forming part 114 may be peeled off from the base member 112 may increase, and the heat treatment temperature exceeds a certain level (for example, 750° C.)
  • a certain level for example, 750° C.
  • the first cover member 110 on which the glass reinforcing step S50 has been performed is washed and dried. Then, the manufacturing of the first cover member 110 having the integrated exterior forming portion 114 is completed.
  • the content of sodium or potassium in the ceramic material layer, the exterior forming layer 1140, or the exterior forming part 114 may be similar to or lower than the sodium or potassium content of the first base member 112.
  • the content of sodium and potassium in the ceramic material layer, the exterior forming layer 1140, or the exterior forming portion 114 may be respectively lower than the sodium and potassium content of the first base member 112.
  • the ceramic material layer, the exterior forming layer 1140, or the exterior forming portion 114 may contain sodium and potassium in an amount of 10 X 10 18 /cc or less.
  • the ceramic material layer, the exterior forming layer 1140, or the exterior forming portion 114 contains sodium or potassium in excess of the above-described range, a potential-induced degradation (PID) phenomenon occurs due to leakage current. Accordingly, the reliability of the solar panel 100 may be deteriorated. Further, since the ceramic material layer, the exterior forming layer 1140, or the exterior forming portion 114 does not contain lead and/or chromium (for example, lead oxide and/or chromium oxide), environmental problems may not occur. For example, the amount of sodium, potassium, and lead contained in the ceramic material layer, the exterior forming layer 1140, or the exterior forming portion 114 may be measured or determined by secondary ion mass spectrometry (SIMS).
  • SIMS secondary ion mass spectrometry
  • the first cover member 110 formed by such a manufacturing process is reinforced, including a first base member 112 composed of a reinforced or semi-tempered glass substrate, and a ceramic frit 1144 in a reinforced or semi-strengthened glass substrate.
  • it may include an exterior forming portion 114 composed of an integrated portion constituting a part of the semi-tempered glass substrate. That is, the exterior forming part 114 is composed of a part of a reinforced or semi-reinforced glass substrate constituting the first base member 112, but a material different from the first base member 112 (for example, having a glass structure in an amorphous state) It may be a part including a ceramic oxide composition).
  • the ceramic frit 1144, the dye 1142, etc. in the process of strengthening or semi-strengthening the glass substrate constituting the first base member 112, the ceramic frit 1144, the dye 1142, etc. It can be formed by diffusing and penetrating into the furnace and mixing with the material of the glass substrate. According to this, the exterior forming portion 114 is formed integrally with the first base member 112 so that physical durability and chemical durability may be excellent.
  • the exterior forming portion 114 is composed of an oxide ceramic composition having an amorphous glass structure, as described above.
  • the exterior forming part 114 includes a metal compound (eg, a metal oxide) including a plurality of metals and a non-metal (eg, oxygen) included in the ceramic frit 1144 and/or the pigment 1142. It is formed to include a plurality of, and may have an oxygen polyhedron having an irregular network structure including a plurality of metals and oxygen, a glass structure, an irregular network structure, and the like.
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the oxide ceramic composition having such an amorphous glass structure may be formed by heat treatment at a temperature lower than a temperature for forming a general oxide ceramic to have an amorphous glass structure. That is, the oxide ceramic composition having an amorphous glass structure may not include a crystalline portion or may include only partially.
  • the amorphous portion may be the same as or more than the crystalline portion, and in particular, the amorphous portion may be included more than the crystalline portion.
  • the oxide ceramic composition having an amorphous glass structure may have a crystallinity of 50% or less (more specifically, less than 50%, for example, 20% or less).
  • the conventional oxide ceramic refers to an inorganic non-metallic material produced at high temperature and high pressure as an oxide in which ionic bonds, covalent bonds, or bonds thereof are mixed. These oxide ceramics are heat-treated under a high temperature of 850° C. or higher (eg, around 1400° C.) and high pressure to have a crystallized state.
  • the exterior forming part 114 may include the ceramic frit 1144 as a basic material (eg, the most included material, 50 parts by weight or more).
  • the exterior forming part 114 may further include a pigment 1142, an additive, etc. added as necessary.
  • the resin 1146 may be volatilized during the heat treatment in the glass reinforcing step (S50)
  • the exterior forming part 114 may or may not include the resin 1146. Even when the pigment 1142 is included in the exterior forming portion 114, the distinction between the ceramic frit 1144 and the pigment 1142 of the exterior forming portion 114 may not be clear.
  • the metal of the material included as the pigment 1142 may exist in a form including metal such as an oxygen polyhedron constituting the ceramic frit 1144, a glass structure, and an irregular network structure.
  • the ceramic frit 1144 included in the exterior forming part 114 may be determined by various component analysis methods (eg, scanning electron microscope-energy dispersion spectroscopy (SEM-EDX), etc.).
  • the first cover member 110 may implement a desired appearance by the exterior forming portion 114.
  • the appearance and transmittance of the first cover member 110 may be adjusted by adjusting the etc.
  • the exterior forming part 114 is lower than the first base member 112, but has a certain light transmittance, so that a part of sunlight can be transmitted. Then, sunlight can be transmitted through the exterior forming portion 114 as well, so that light loss caused by the exterior forming portion 114 can be prevented or minimized.
  • the outer appearance forming portion 114 or the first cover member 110 having the same has a light transmittance of 10% or more for light having a wavelength of 380 nm to 1200 nm (for example, 10% to 95%, more specifically , 20% to 95%).
  • the present invention is not limited thereto. Accordingly, the light transmittance may have various values depending on the color, material, and area of the exterior forming part 114.
  • the exterior forming part 114 is made of an oxide ceramic composition (especially, an oxide ceramic composition having an amorphous glass structure), and has a specific light transmittance shape according to wavelength, bubbles (114V), surface roughness, etc.
  • an oxide ceramic composition especially, an oxide ceramic composition having an amorphous glass structure
  • the light transmittance is slightly lowered by the exterior forming part 14, it is possible to prevent or minimize the output of the solar panel 100 from being lowered. This will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 11 along with FIG. 3.
  • FIG. 7 is a graph showing light transmittance according to a wavelength of the exterior forming part 114 included in the solar panel 100 according to an embodiment of the present invention according to color.
  • 8 is a graph showing the spectral response of the solar cell 150 based on single crystal silicon according to the wavelength
  • FIG. 9 is a graph showing the quantum efficiency of the solar cell 150 based on single crystal silicon according to the wavelength to be.
  • 10 is a scanning electron microscope photograph of examples of the first cover member 110 included in the solar panel 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the first transmittance which is the average light transmittance for light in the infrared region
  • the second transmittance which is the average light transmittance for light of.
  • the exterior forming part 114 made of an oxide ceramic composition having an amorphous glass structure may have a first transmittance greater than a second transmittance.
  • the outer appearance forming part 114 composed of an oxide ceramic composition having an amorphous glass structure is an average light for light in the ultraviolet region than the first and second transmittances, which are average light transmittances for each of the infrared and visible light.
  • the third transmittance which is the transmittance, may be smaller.
  • light in the ultraviolet region may be defined as light having a wavelength of 100 nm to 380 nm
  • light in the visible region may be defined as light having a wavelength of 380 nm to 760 nm
  • light in the infrared region may be defined as light having a wavelength of 760 nm to 1200 nm.
  • the average light transmittance may be defined as an average of normalized transmittance so as not to reflect the light transmittance of the first base member 112.
  • the tendency of the second transmittance to be greater than the third transmittance and the first transmittance to be equal to or greater than the second transmittance remains as it is.
  • This tendency may be implemented by the heat treatment temperature and cooling rate in the glass reinforcing step (S50).
  • the first transmittance is equal to or greater than the second transmittance, the light in the infrared region among the light passing through the first cover member 110 and reaching the solar cell 150 even if the exterior forming part 114 is provided.
  • the amount may be equal to or greater than the amount of light in the visible region. Accordingly, even when the light transmittance is slightly lowered by the exterior forming part 114, a lot of light in the infrared region reaches the solar cell 150 and can be used effectively. Accordingly, even if the light transmittance is slightly lowered by the exterior forming part 114, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 150 or the output of the solar cell panel 100 may be prevented or minimized.
  • the first and second transmittances may be greater than the third transmittance, respectively.
  • the exterior forming part 114 has a higher refractive index than the first base member 112 composed of a glass substrate including ceramic frit 1144, a pigment 1142, and additives, and a first base composed of a glass substrate depending on the material. This is because it has a higher absorption coefficient than the member 112. Light in the ultraviolet region does not have a large contribution to the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 150 and the output of the solar panel 100, and has high photon energy, so the solar cell 150 and the sealing material 130 It can cause deformation of the back, change of characteristics, etc.
  • the exterior forming part 114 serves to reduce the transmittance of light in the ultraviolet region by scattering, blocking, or absorbing light in the ultraviolet region. Accordingly, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 150, the deformation of the solar cell 150, the sealing material 130, etc., which may be generated by ultraviolet rays without having a large influence on the output of the solar cell panel 100, change in characteristics, etc. Can be minimized.
  • the exterior forming part 114 may have a first transmittance greater than the second transmittance by 2% or more.
  • the first difference between the first transmittance and the second transmittance may be greater than the second difference between the second transmittance and the third transmittance.
  • the solar panel 100 may more effectively use light in the infrared region.
  • the above-described light transmittance may be measured by various methods, and it may be measured by a method capable of measuring both the transmittance of vertical light (normal transmittance) and the transmittance of scattered light (diffused transmittance).
  • the light transmittance can be measured by a standard measurement method such as ISO 9050:2003, BS EN 14500:2008, and the like.
  • the spectral response (ie, short-circuit current density (Isc) or output generated at a specific wavelength of light) of the solar cell 150 based on single crystal silicon in light in the infrared region is high.
  • the quantum efficiency of the solar cell 150 based on single crystal silicon is high in light in the infrared region.
  • the light transmittance is slightly lowered by the exterior forming part 114 that implements a specific color, feel, texture, etc. Even in the case, it is possible to effectively use light in the infrared region.
  • the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 150 or the output of the solar panel 100 can be maintained at a high value. Since light in the ultraviolet region has a very low spectral response and quantum efficiency, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 150 or the output of the solar panel 100 according to the third transmittance of the exterior forming part 114 is low. It doesn't have a big impact.
  • the exterior forming portion 114 may have air bubbles 114V to have porosity.
  • a heat treatment process for example, a glass reinforcing process (S40) for forming the exterior forming part 114
  • the ceramic material layer or the resin 1146 provided in the exterior forming layer 1140 volatilizes and bubbles (114V) in the corresponding part. May remain.
  • bubbles 114V having a size of 0.1 ⁇ m or more may be provided. In the size of the bubbles 114V, the effect of the bubbles 114V can be maximized.
  • the size of the air bubbles 114V may vary depending on the method of forming the exterior forming portion 114. For example, air bubbles 114V having a size of 0.1 ⁇ m or more may be provided in the exterior forming portion 114 formed by inkjet printing, and the exterior forming portion 114 formed by scrolling may have a size of 0.5 ⁇ m or more. Branches may be provided with bubbles (114V). The maximum size of the bubble 114V may correspond to the thickness of the exterior forming part 114.
  • the bubble (114V) may have a size of 0.1um to 15um, more specifically, the bubble (114V) in the outer appearance forming portion 114 formed by inkjet printing may have a size of 0.1 to 7um, and the screen Bubbles 114V in the outer appearance forming portion 114 formed by printing may have a size of 0.5um to 15um.
  • the total area ratio of the air bubbles 114V may be 4% or more.
  • the total area ratio of the air bubbles 114V in the exterior forming portion 114 formed by inkjet printing is 4% or more, and the total area ratio of the air bubbles 114V in the exterior forming portion 114 formed by screen printing is 7.5 May be greater than or equal to %.
  • the size and area ratio of the above-described bubbles 114V are the ceramic material layer, the exterior forming layer 1140, or the exterior forming portion 114 (or, the dye 1142 contained therein, the ceramic frit 1144), and the resin ( 1146), etc.), a ceramic material layer, an exterior forming layer 1140, or a method of manufacturing the exterior forming part 114, a process condition, and the like.
  • a cross-sectional photograph of the first cover member 110 having an exterior forming portion 114 formed by inkjet printing is attached to (a) of FIG. 10, and formed by screen printing in (b) and (c) of FIG.
  • a cross-sectional photograph and a plan photograph of the first cover member 110 including the exterior forming portion 114 are attached. As shown in FIG. 10, it can be seen that air bubbles 114V of a predetermined size or more are distributed throughout the exterior forming part 114.
  • a part of the light that may be lost toward the area between the solar cells 150 can be used by directing it to the solar cell 150 or reused by the interface between the exterior forming part 114 and the base member 112. . Accordingly, even when the exterior forming part 114 is provided, the amount of light used for photoelectric conversion can be maximized to maintain the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 150 and the output of the solar panel 100 high.
  • at least a part of the exterior forming part 114 may be located in a portion corresponding to an area between the solar cells 150. And, as shown by the dashed-dotted line in FIG.
  • the air bubbles 114V0 of the exterior forming part 114 scatter light to have a hemispherical transmission form toward the outside of the solar panel 100 to prevent glare (anti-glare).
  • the exterior forming portion 114 does not have the bubbles 114V, the diffusion transmission does not occur sufficiently compared to the case with the bubbles 114V, so that the light transmittance may be relatively low.
  • the surface roughness of the boundary portion between the first base member 112 and the exterior forming portion 114 (that is, the interface between the exterior forming portion 114) in the portion where the exterior forming portion 114 is formed is
  • the surface roughness of the other portion of the first base member 112 in which the portion 114 is not formed may be greater. That is, as shown in the enlarged circle of FIG. 3, the surface roughness of the boundary portion constituted by the outer appearance forming part 114 and one surface of the first base member 112 in the first cover member 110 is the first base member It may be greater than the surface roughness of the other side or side of (112). This is because when the exterior forming part 114 is formed, the ceramic frit 1144, the pigment 1142, etc. are mixed into the inside of the first base member 112, or the material moves for the other phase equilibrium. This is because the surface roughness may be relatively large at the interface portion with (112).
  • the light diffusion unit LD is located on the other surface where the exterior forming part 114 is not formed.
  • the light diffusion unit LD diffuses light to prevent recognition of the solar cell 150 as much as possible, and improves uniformity such as color by the exterior forming unit 114.
  • the light diffusion part LD may serve to improve adhesion by increasing an adhesion area with the sealing material 130.
  • the light diffusion unit LD may have a size of 10 to 500 ⁇ m, and may have various shapes such as a rounded shape (eg, a shape corresponding to a part of a sphere), an angled shape, and a pyramid shape.
  • the above-described light diffusion unit LD may have a protruding shape in an embossed shape, or may have a concave shape in an intaglio shape.
  • the size of the light diffusion unit LD may be equal to or greater than the surface roughness of the boundary portion in which the exterior forming unit 114 is formed (for example, it may be larger).
  • the size of the light diffusion unit LD may mean a distance between the uppermost end and the lowermost end of the light diffusion unit LD. Accordingly, the diffusion effect by the light diffusion unit LD may be improved.
  • the surface roughness of the boundary portion in which the exterior forming portion 114 is formed may be equal to or greater than the surface roughness of the light diffusion unit LD (for example, it may be greater).
  • the surface roughness of the light diffusion unit LD may mean a surface roughness on the outer surface constituting the shape of the light diffusion unit LD. This is because the light diffusion unit LD has a relatively small surface roughness since the light diffusion unit LD is formed through a specific processing process to have a certain shape.
  • the outer surface of the exterior forming portion 114 is illustrated to be flat, but the present invention is not limited thereto.
  • the outer surface of the outer surface forming portion 114 may be provided with irregularities, bent portions, etc. so as to correspond to irregularities and bent portions of the boundary portion between the outer surface forming portion 114 and the first base member 112, and the outer surface forming portion 114
  • the outer surface of the first base member 112 may have the same or similar surface roughness as the surface roughness of the boundary portion between the exterior forming portion 114 and the first base member 112 and may be greater than the surface roughness of other portions of the first base member 112.
  • the exterior forming portion 114 can effectively induce light scattering. That is, when high surface roughness is provided at the interface between the air bubbles 114V in the exterior forming portion 114 and the exterior forming portion 114 together, light scattering can be effectively induced.
  • the exterior forming portion 114 is located in the corresponding portion between the solar cells 150 (that is, the non-effective area NA)
  • light by scattering from the exterior forming portion 114 is transmitted to the solar cell ( 150) can be used for photoelectric conversion. Accordingly, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 150 and the output of the solar cell panel 100 can be maintained high.
  • the exterior forming part 114 described above may have a refractive index greater than that of the first base member 112 or the sealing material 130 (for example, a refractive index of 1.48 or more).
  • the exterior forming part 114 may have a thickness of 1 ⁇ m or more (for example, 1 ⁇ m to 15 ⁇ m).
  • the thickness of the exterior forming part 114 may vary according to the manufacturing process of the exterior forming part 114. For example, when the exterior forming part 114 is formed by scroll printing, it may have a thickness of 1um to 15um, and when formed by inkjet printing, it may have a thickness of 1um to 7um.
  • the thickness of the exterior forming part 114 is less than 1 ⁇ m, it may be difficult to implement a desired appearance, and when the pigment 1142 is included, the density of the pigment 1142 may be reduced, and thus it may be difficult to display a desired color.
  • the thickness of the exterior forming portion 114 exceeds 15 ⁇ m (for example, 7 ⁇ m)
  • the light transmittance may be reduced as a whole, and phenomena such as peeling or cracking of the exterior forming portion 114 may occur.
  • the thickness of the exterior forming part 114 may be 1um to 3um (for example, 1um to 2um), but the present invention is limited thereto. It does not become.
  • the thickness of the exterior forming part 114 can be adjusted according to the color. For example, when the exterior forming part 114 has a white color having a relatively low light transmittance, It can have a small thickness.
  • the conventional layer formed on the first cover member 110 has a low light transmittance in the infrared region, so that the amount of light in the infrared region is less than that in the visible region in the light reaching the solar cell. It was difficult to use.
  • the antireflection layer for preventing reflection has the greatest light transmittance at a corresponding wavelength so as to prevent reflection of light having a short wavelength of about 600 nm, which has the strongest intensity of sunlight.
  • the antireflection layer has a refractive index of about 1.3, which is smaller than that of the first base member 112 and the sealing material 130, and has a thickness of 500 nm or less (for example, about 200 nm). Accordingly, characteristics are different from that of the exterior forming layer 114 of the present embodiment, and it is difficult to effectively use the light in the infrared region.
  • the layer (for example, an anti-reflection layer) provided on the first cover member 110 is formed by being stacked on the first cover member 112, the first cover member 110 The surface roughness at the interface of the provided layer (for example, the anti-reflection layer) does not differ from that of other portions.
  • the second cover member 120 may be formed of a colored glass substrate with a cover portion 124.
  • the cover portion 124 may be a portion displaying a certain color so that the solar cell 150, the interconnectors 142 and 145, and the like are not recognized from the outside.
  • the cover part 124 is located on the rear surface of the solar panel 100 having a building-integrated structure so that diffusion or scattering of light is not required, and thus may have a specific color.
  • the second cover member 120 or the cover portion 124 is a solar cell 150 in the International Lighting Commission (CIE) Lab (i.e., CIE L * a * b * ) color coordinate, D65 standard light source (noon solar light source).
  • CIE International Lighting Commission
  • the color difference ( ⁇ E * ab) level between the antireflection layer 152 of the solar cell 150 and the second cover member 120 may be 11 or less.
  • the solar cell 150, the interconnectors 142, 145, and the like may be prevented from being recognized outside a predetermined distance or more.
  • the luminance (L * ) of the D65 standard light source may have a relatively dark color of 50 or less. Then, the solar cell 150, the interconnectors 142, 145, and the like can be effectively prevented from being recognized from the outside.
  • the present invention is not limited thereto, and the luminance (L*) exceeds 50 in the International Lighting Commission (CIE) Lab (ie, CIE L*a*b*) color coordinate, D65 standard light source to have a relatively bright color. I can.
  • the color of the cover part 124 may be the same as or different from the color of the exterior forming part 114.
  • the cover portion 124 may not be formed as transparent or translucent, and may have an achromatic color other than white, an opaque color, or a color of the same series as the solar cell 150.
  • the cover portion 124 is black, gray, blue, green, brown, a color of the same series as the solar cell 150 (in particular, the anti-reflection layer 152 of the solar cell 150), or You can have mixed colors. Since white is a color having high brightness, it may be difficult to form the cover portion 124 using it.
  • the cover portion 124 when the cover portion 124 is formed in the same color as the solar cell 150, the solar panel 100 has uniform color as a whole, so that aesthetics may be further improved.
  • the present invention is not limited thereto. Even if it is a color other than the above-described color, various colors may be used as long as the color has a lower brightness than the exterior forming part 114 or a light transmittance lower than that of the base member 112 and/or the base portion 122.
  • the second cover member 120 has a certain color and prevents the solar cell 150 from being recognized, it is not necessary to change the color of the sealing material 130.
  • Including a pigment (eg, carbon black) for changing color in the sealing material 130 may cause problems such as deterioration of the insulating properties of the sealing material 130 undesirably.
  • the cover portion 124 may be made of an oxide ceramic composition.
  • the first and second cover members 110 and 120 may be formed by the same or similar manufacturing process, thereby simplifying the manufacturing process.
  • description of the oxide ceramic composition constituting the outer appearance forming portion 114 and the first cover member 110 described above This can be applied as it is.
  • the present invention is not limited thereto, and the cover portion 124 may be formed of a material other than the oxide ceramic composition. This will be described in detail later with reference to FIG. 12.
  • the second cover member 120 includes the second base member 122 and the cover portion 124 made of a glass substrate, but the present invention is not limited thereto.
  • the cover portion 124 may be formed of a metal film (eg, silver (Ag) or aluminum coated to have a black color), and may be deposited on the second base member 122 formed of a glass substrate.
  • the second cover member 120 may be configured as a single member that is integrated without the second base member 122 and the cover portion 124.
  • the second cover member 120 may be formed of a metal plate (for example, a steel plate).
  • the second cover member 120 or the second base member 122 is a resin (for example, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET)), ethylene tetrafluoroethylene (ethylene). Tetra fluoro ethylene (ETFE), polytetrafluoroethylene (poly tetra fluoro ethylene, PTFE), etc.) can be composed of a sheet containing, fiber reinforced plastic (fiber reinforced plastic).
  • a separate cover portion 124 may be formed on the second base member 122 made of such a sheet, or a pigment may be included in the second base member 122 to have a certain color.
  • the second base member 122 made of such a sheet or the like may be made of a single layer or a plurality of layers.
  • the second cover member 120 is formed of a colored member having a certain color.
  • the present invention is not limited thereto, and the second cover member 120 may have various characteristics of translucent, non-transmissive, or reflective properties. Other variations are possible.
  • the exterior forming part 114 is located on the outer surface side of the first cover member 110 and the cover part 124 is located on the outer surface side of the second cover member 120.
  • the exterior forming part 114 is positioned on the outer surface of the first cover member 110 to prevent or minimize glare that may occur when the solar panel 100 is applied to the building 1 by the exterior forming part 114 can do.
  • the cover portion 124 may be positioned on the outer surface side of the second cover member 120 and may be positioned close to the rear side of the solar panel 100.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the exterior forming portion 114 may be located on at least one of the inner and outer surfaces of the first cover member 112, and/or the cover portion 124 is at least one of the inner and outer surfaces of the second cover member 120. Can be located in one.
  • the light diffusion portion LD having irregularities, texturing, etc. formed on the other surface on which the exterior forming portion 114 or the cover portion 124 is not formed may be formed. Other variations are possible.
  • FIG. 4 it is exemplified that the exterior forming portion 114 and the cover portion 124 are formed while having one color in the entire regions of the first and second cover members 110 and 120, respectively.
  • cover area CA means an area recognized as having the same color, image, pattern, feel, texture, etc. so that a certain color, image, pattern, feel, texture, etc. can be realized.
  • the present invention is not limited thereto.
  • At least one of the exterior forming portion 114 and the cover portion 124 may be formed only on a portion of the first or second cover members 110 and 120.
  • at least one of the exterior forming portion 114 and the cover portion 124 may include a portion having two or more colors.
  • the cover area CA may be recognized as one area.
  • the exterior forming part 114 is made of an oxide ceramic composition, it is possible to effectively prevent glare that may occur when the first cover member 110 includes a glass substrate.
  • the color change or the exterior forming part 114 is not recognized, and a desired color, image, pattern, feel, texture, etc. can be maintained as it is.
  • the second cover member 120 is colored so that the solar cell 150, the interconnectors 142, 145, etc. are not recognized by the cover portion 124, so that the appearance of the solar panel 100 Can be further improved.
  • the conventional colored glass has very low light transmittance, and when applied to the first cover member 110 of the solar panel 100, the output of the solar panel 100 may be greatly reduced.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view illustrating various examples of a second cover member included in a solar panel according to another embodiment of the present invention.
  • the second cover member 120 included in the solar panel according to the present embodiment is formed on the second base member 122 and the second base member 122 and includes a plurality of cover layers. It may include a cover portion 124 consisting of (124a, 124b, 124c, 124d).
  • the plurality of cover layers 124a, 124b, 124c, 124d are formed in a number capable of implementing a specific color, and each of the cover layers 124a, 124b, 124c, 124d is made of various materials such as dielectric materials, insulating materials, semiconductor materials, etc. Can be configured.
  • the plurality of cover layers 124a, 124b, 124c, and 124d may be implemented with various number of layers, as shown in FIGS. 12A to 12C.
  • 12A to 12C illustrate that a plurality of cover layers 124a, 124b, 124c, and 124d are composed of 2 to 4 layers, but the present invention is not limited thereto, and may be composed of 5 or more layers. May be.
  • the cover portion 124 may implement the same or similar color as the anti-reflection layer (reference numeral 152 in FIG. 3, hereinafter the same) of the solar cell (reference numeral 150 in FIG. 3, the same hereinafter). have.
  • the cover portion 124 is a silicon layer comprising silicon constituting the photoelectric conversion unit of the solar cell 150, and a dielectric layer or insulating layer disposed on the silicon layer and having the same material and laminated structure as the antireflection layer 152 May include layers. Then, the cover portion 124 may have the same or similar color as the solar cell 150 and thus the same or similar color as the solar cell 150 may be implemented. Accordingly, it is possible to effectively prevent the solar cell 150, the interconnector (reference numerals 142 and 145 in FIG. 2, hereinafter the same) from being recognized by a simple structure.
  • the cover portion 124 may include a plurality of cover layers 124a, 124b, 124c, and 124d each composed of a metal compound (eg, metal oxide or metal nitride oxide).
  • a plurality of cover layers 124a, 124b, 124c, 124d have a structure in which a plurality of insulating layers composed of oxides or nitride oxides including silicon, titanium, aluminum, zirconium, zinc, antimony, and copper are stacked.
  • a plurality of insulating layers composed of oxides or nitride oxides including silicon, titanium, aluminum, zirconium, zinc, antimony, and copper are stacked.
  • the cover portion 124 is silicon nitride inside or outside the plurality of cover layers 124a, 124b, 124c, 124d.
  • the cover portion 124 is a first cover layer 124a composed of silicon oxide, a second cover layer 124b disposed thereon and composed of silicon nitride, and a third cover layer 124b disposed thereon and composed of silicon carbide nitride. If the cover layer 124c is included, the cover portion 124 may have a blue color.
  • the cover portion 124 is a first cover layer 124a composed of zirconium oxide, a second cover layer 124b disposed thereon and composed of silicon oxide, and a third cover layer 124c disposed thereon and composed of zirconium oxide. ), and the fourth cover layer 124d positioned thereon and including silicon oxide, the cover portion 124 may have a green color.
  • the cover portion 124 can be formed by a simple manufacturing process by evaporation or the like, so that the second cover member 120 having a desired color can be manufactured. 12 illustrates that the cover part 124 is located on the inner side of the second cover member 120, but the present invention is not limited thereto, and the cover part 124 is located on the outer side of the second cover member 120 can do.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating an example of a first cover member included in a solar panel according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 13.
  • 13(a) shows the actual shape of the first cover member 110 on which the exterior forming part 114 is formed
  • FIG. 13(b) the first cover member as viewed from a distance spaced apart by a predetermined distance The shape of (110) is shown.
  • the first cover member 110 is provided with an exterior forming portion 114 only in a part of the cover area CA, and when viewed from a distance separated by a predetermined distance, the cover area ( CA) can be recognized as having the same appearance by the exterior forming portion 114 throughout. More specifically, as shown in (a) of FIG. 13, dot-shaped exterior forming portions 114 are positioned at regular intervals over the entire area of the first base member 112, as shown in FIG. 13(b). As shown, when viewed from a certain distance apart, the first base member 112 or the cover area CA in which the exterior forming part 114 is located may be recognized as one color as a whole.
  • the plurality of exterior forming parts 114 when the plurality of exterior forming parts 114 are spaced apart from each other while having a certain distance and formed at a certain area ratio or more, when viewed from a certain distance, the plurality of exterior forming parts 114 with the light transmitting part LTA interposed therebetween. ) Can be recognized as one. That is, while the cover area CA in which the plurality of exterior forming parts 114 are located is recognized as a single color by the plurality of exterior forming parts 114, the high light transmittance located between the plurality of exterior forming parts 114 is controlled. 1 Solar light may be transmitted to the solar cell 150 by passing through the first cover member 110 without significant loss through the light transmitting part LTA composed of the base member 112.
  • the outer appearance forming portions 114 each have a width or size of 0.2 to 10 mm, and the ratio of the total area of the outer appearance forming portion 114 to the total area of the cover area CA is 0.01 or more (for example, 0.01 to 0.95, more specifically, may be 0.05 to 0.5).
  • the plurality of exterior forming portions 114 When looking at the plurality of exterior forming portions 114 at a certain distance (for example, 1m) within this range, it may be recognized as one color.
  • the ratio of the total area of the exterior forming portion 114 to the total area of the cover area CA is 0.5 or less (that is, the total area of the exterior forming portion 114 is equal to the area of the light transmitting portion LTA or If it is smaller than that), desired color, image, pattern, feel, texture, etc. can be implemented with little loss of light passing through the first cover member 110.
  • the present invention is not limited thereto, and the ratio of the total area of the exterior forming part 114 to the total area of the cover area CA may be more than 0.95 (ie, more than 0.95, less than 1).
  • the plurality of exterior forming portions 114 may be recognized as one.
  • the plurality of appearance forming portions 114 are formed in 40 to 300 dpi (dots per inch) (for example, 80 to 300 dip)
  • the plurality of appearance forming portions 114 are generally recognized as one, resulting in a desired shape and image. , Pattern, feel, texture, etc. can be configured.
  • the present invention is not limited thereto, and the density and distribution of the exterior forming part 114 may be variously modified.
  • the exterior forming portion 114 is formed to correspond to a portion of the first base member 112 in the thickness direction on one surface. More specifically, a part of the exterior forming part 114 is recessed into the inside of the first base member 112 and the other part is the substrate surface BS of the first base member 112 on which the exterior forming part 114 is not formed. ) Has a more protruding shape.
  • the outer surface of the exterior forming part 114 may have a rounded shape. In this case, the surface roughness at the boundary between the exterior forming portion 114 and the first base member 112 may be greater than the surface roughness of the substrate surface BS.
  • the present invention is not limited thereto, and the shape of the exterior forming portion 114 adjacent to the first base member 112 may have a different shape.
  • the exterior forming portion 114 may be formed flat while having a uniform thickness. Other variations are possible.
  • the outer appearance forming portion 114 constituting the cover area CA has a circular dot shape, and the portion where the dot-shaped outer appearance forming portion 114 is not located in the cover area CA is connected as a whole. It is illustrated that the transmission part (LTA) is formed.
  • the present invention is not limited thereto, and the exterior forming part 114 may be formed of a circle, an ellipse, a polygon (triangle, square, etc.), an irregular shape, or a combination thereof.
  • the exterior forming portions 114 may be elongated in one direction so that they have a straight shape so that the plurality of exterior forming portions 114 may form a stripe shape.
  • the exterior forming portion 114 includes a first portion extending in a first direction and a second portion extending in a second direction crossing the first direction It may have a checkered shape including a. Then, a portion surrounded by the first portion and the second portion and having a dot shape may constitute the light transmitting portion LTA.
  • the exterior forming part 114 may have various shapes.
  • the solar panel 100 when the solar panel 100 is viewed with the naked eye away from a certain distance or more (for example, 1 m or more), the solar panel 100 is formed with a certain color, image, and pattern by the first cover member 110. , Feel, texture, etc. can be uniformly overall. For example, when the solar panel 100 is viewed from a distance sufficient to view the exterior of a building (reference numeral 1 in FIG. 1, hereinafter the same), the appearance of the building 1 can be improved while the output is not significantly reduced. have.
  • first cover member 110 and the exterior forming part 114 included therein were described as a reference, but the exterior forming part included in the first and/or second cover members 110 and 120 (114) Or the cover portion 124 may have the above-described structure.
  • FIG. 16 is a plan view illustrating an example of a second cover member included in a solar panel according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 16(a) shows the actual shape of the second cover member 120 on which the cover part 114 is formed, and in Fig. 16(b), the second cover member when viewed from a distance separated by a predetermined distance ( 120) is shown.
  • the cover portion 124 formed on the second cover member 120 is formed only in a part of the cover area CA, and the cover area CA may be recognized as a whole.
  • the present invention is not limited thereto. That is, the cover part 124 only needs to play a role of preventing the solar cell 150 and the interconnectors 142 and 145 from being recognized, rather than forming the exterior by itself, so the cover area CA is recognized the same. It doesn't have to be.
  • 16 illustrates that the cover portion 124 has a circular dot shape, but the present invention is not limited thereto, and the cover portion 124 may have various shapes.
  • the cover portion 124 has a lower brightness than the exterior forming portion 114 or has a relatively low light transmittance, and/or the first cover ratio
  • the second cover ratio may be larger than that.
  • the brightness of the cover portion 124 is lower than that of the exterior forming portion 114, or the cover portion 124 has the same color as the exterior forming portion 114 or a color having a lower brightness than the first cover ratio. It can have a large second cover ratio. Then, it is possible to prevent the solar cell 150 and the interconnectors 142 and 145 from being recognized.
  • the first cover ratio means the ratio of the area of the exterior forming part 114 to the area of the cover area CA, and the second cover ratio is located in the non-effective area NA with respect to the area of the non-effective area NA. It may mean the ratio of the area occupied by the cover portion 124.
  • having a relatively low brightness may mean having a lower brightness than the exterior forming portion 114, and having a relatively low light transmittance means the first base member 112 and/or the second base member It may mean having a light transmittance lower than (122).
  • the outer appearance forming portion 114 of the first cover member 110 and the cover portion 124 of the second cover member 120 have the same or similar pattern, the design in the solar panel 100 can be changed. And can secure aesthetics.
  • the color by the exterior forming part 114 can be recognized, but the boundary of the solar cell 150 and the boundary of the interconnectors 142 and 145 are recognized to some extent.
  • the second cover member 120 having the cover portion 124 is put together as in FIG. 17(c)
  • the color of the exterior forming portion 114 is recognized while the exterior forming portion 114 and the cover Due to the interference of the portion 124, it is difficult to recognize the boundary of the solar cell 150, the interconnectors 142, 145, and the like.
  • a shield member having a shape covering the interconnectors 142 and 145 may be positioned between the solar cell 150 and the interconnectors 142 and 145 and the first sealing material 130.
  • a shield member is located between adjacent solar cells 10 and a first interconnector 142 and/or a second interconnector 145 connected thereto at the ends of the plurality of solar cell strings (for example, a bus Ribbon).
  • the shield member 50 may have a specific color (for example, black, gray, or the same or similar color as the solar cell 10), and has a different reflectivity than the interconnectors 142 and 145, so that the interconnector ( 142, 145) may be made of a material that prevents recognition but does not completely block light.
  • Such a shield member may be adhered to and positioned on the solar cell 150 or the like.
  • adhesion refers to the adhesive strength of the degree that two layers can be attached or separated from each other by physical force at room temperature.
  • adhesion When two layers are attached to each other through heat treatment to separate the two layers, either It has a different meaning from adhesion in which the layer of is damaged.
  • the shield member is fixed to the solar cell 150 or the like by adhesion, it is easy to adhere, separate, and position the shield member during the manufacturing process.
  • the shape, structure, and material of the shield member can be variously modified.
  • the interconnectors 142 and 145 having a certain color for example, black, gray, etc.
  • the second cover ratio may be 0.5 to 1. That is, the area ratio of the cover portion 124 formed therein to the total area of the non-effective area NA may be 0.5 to 1.
  • the second cover ratio it is possible to effectively prevent the boundary of the solar cell 150 from being recognized or the interconnectors 142 and 145 from being recognized.
  • the second cover member 120 may be formed as a whole to correspond to the effective area AA and the non-effective area NA, as shown in FIG. 16, and as shown in FIG. It may be formed only in a portion corresponding to the effective area NA and not formed in the effective area AA. If the cover portion 124 is not formed in the effective area AA, the cost for forming the cover portion 124 may be reduced.
  • FIG. 19 is a plan view illustrating a first cover member included in a solar panel according to another embodiment of the present invention.
  • a plurality of cover areas CA having different colors may be provided.
  • a plurality of cover areas CA having different colors may be positioned adjacent to each other or independently.
  • two first and second cover regions CA1 and CA2 having different colors are provided by the first and second exterior forming portions 114a and 114b having two colors.
  • the present invention is not limited to the shape, color, number, and arrangement of the cover area CA, and various modifications are possible.
  • FIG. 20 is a plan view illustrating a first cover member included in a solar panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the cover area CA is located only in a partial area of the first cover member 110 or the first base member 112, and that a certain color is not provided in the other areas.
  • the non-covered area NCA may be located.
  • two first and second cover regions CA1 and CA2 having different colors are provided by the first and second exterior forming portions 114a and 114b having two colors. Illustrated. However, the present invention is not limited to the shape, color, number, position, etc. of the cover area CA, and various modifications are possible.
  • FIG. 18 to 20 illustrate that the exterior forming portion 114 or the cover portion 124 is entirely formed in the cover area CA, but only a part of the cover area CA as shown in FIG. 16A When the exterior forming part 114 or the cover part 124 is located and viewed from a certain distance or more, it may be recognized as one cover area CA.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 제1 베이스 부재와, 이에 형성되며 산화물 세라믹 조성물로 구성되는 외관 형성부, 착색부, 또는 커버 부분을 포함하는 제1 커버 부재 또는 유리 기판을 포함한다.

Description

태양 전지 패널
본 발명은 태양 전지 패널에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널에 관한 것이다.
화합물 반도체는 실리콘이나 게르마늄과 같은 단일 원소가 아닌 2종 이상의 원소가 결합되어 반도체로서 동작한다. 이러한 화합물 반도체는 현재 다양한 종류가 개발되어 다양한 분야에서 사용되고 있다.
이 중에서일반적으로 태양 전지 패널을 건물에 적용하는 경우에는 옥상이나 지붕 등에 설치하였다. 그러나 아파트나 고층 건물 등에서는 옥상이나 지붕에 설치될 수 있는 태양 전지 패널의 크기가 한정되어 태양광을 효율적으로 활용하기 어려웠다. 이에 최근에는 주택, 건물 등의 외벽 등에 설치되어 주택, 건물 등과 일체화되는 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널을 적용하면 건물의 외벽의 넓은 면적에서 광전 변환이 이루어질 수 있어 태양광을 효과적으로 사용할 수 있다.
그런데, 건물의 외벽에 적용되기 위해서는 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널가 설치된 후에도 우수한 심미적 특성을 가져야 하는바, 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널의 색상을 다양화하거나 외관을 향상하는 것이 요구된다. 그러나 기존의 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널은, 태양 전지, 이에 연결되는 배선 등이 그대로 외부에서 보여지거나, 태양 전지의 색상인 푸른색 계열의 색상만을 가질 수 있어, 심미성, 외관 등을 향상하기에 어려움이 있었다. 더욱이, 태양 전지 패널의 장시간 사용 시 황변이 발생하여 태양 전지 패널의 외관이 저하될 수 있었다. 또한, 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널이 건물의 외벽, 특히 수직 벽체에 설치되면, 바닥면과 수직하게 설치되어 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널의 전면에 위치한 유리 기판에 의하여 눈부심 현상이 발생될 수 있었다.
이를 방지하기 위하여 태양 전지 패널의 전면에 일정 두께를 초과하여 착색을 하면 태양 전지 패널에 입사되는 광의 양이 줄어 태양 전지 패널의 출력이 크게 저하되었다. 다른 예로, 일본등록특허 제3717369호와 같이 착색 필름을 사용하면, 옆에서 보거나 밝을 경우에 착색 필름에 의한 색상이 다르게 인식되거나 다른 부재와 별도로 인식되어 심미성을 저하시킬 수 있었다.
한편, 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널에서 후면에 금속 호일(foil) 또는 수지로 구성되는 시트를 사용하면 화재에 취약한 문제가 있었다. 이에 화재 시 내화성을 높이기 위하여 태양 전지 패널의 후면에 유리 기판을 사용하였다. 그런데 종래에는 후면에 위치하는 유리 기판을 별도의 처리 없이 그대로 사용하여 태양 전지, 또는 이에 연결되는 배선 등이 쉽게 인식되어 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널의 외관을 향상하는 데 한계가 있었다.
본 발명은 우수한 외관을 가지며 눈부심 현상을 방지할 수 있으며 우수한 출력을 가질 수 있는 태양 전지 패널을 제공하고자 한다.
좀더 구체적으로, 본 발명은 전면 유리 기판을 구비하는 태양 전지 패널에서 전면 유리 기판에 의하여 외관을 향상하고 눈부심 현상을 방지할 수 있으며 우수한 광 투과도에 의하여 높은 출력을 유지할 수 있는 태양 전지 패널을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 후면 유리 기판을 구비하는 태양 전지 패널에서 태양 전지 등이 인식되는 것을 방지하여 외관을 향상할 수 있는 태양 전지 패널을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 제1 베이스 부재와, 이에 형성되며 산화물 세라믹 조성물로 구성되는 외관 형성부, 착색부, 또는 커버 부분을 포함하는 제1 커버 부재 또는 유리 기판을 포함한다. 외관 형성부에서 적외선 영역의 광에 대한 외관 형성부의 평균 광 투과도인 제1 투과도가 가시광선 영역의 광에 대한 외관 형성부의 평균 광 투과도인 제2 투과도와 같거나 그 보다 더 클 수 있다. 태양 전지 패널은, 태양 전지와, 태양 전지를 밀봉하는 밀봉재와, 제2 커버 부재 또는 유리 기판을 더 포함할 수 있다. 이때, 제1 커버 부재가 밀봉재 위에서 태양 전지의 일면 위에 위치할 수 있고, 제2 커버 부재가 밀봉재 위에서 태양 전지의 타면 위에 위치할 수 있다.
좀더 구체적으로, 외관 형성부가 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물로 구성될 수 있다.
일 예로, 외관 형성부에서 제1 투과도가 제2 투과도보다 클 수 있다. 그리고 외관 형성부에서 제1 투과도가 제2 투과도보다 2% 이상 더 클 수 있다. 외관 형성부에서 제1 및 제2 투과도 각각보다 자외선 영역의 광에 대한 외관 형성부의 평균 광 투과도인 제3 투과도가 더 작을 수 있다. 여기서, 외관 형성부에서 제1 투과도와 제2 투과도 사이의 제1 차이가 제2 투과도와 제3 투과도 사이의 제2 차이보다 클 수 있다.
외관 형성부가 기포를 구비하여 다공성을 가질 수 있다. 기포는 0.1um 이상의 크기를 가질 수 있다. 그리고 외관 형성부가 형성된 부분에서 제1 베이스 부재와 외관 형성부의 경계 부분의 표면 거칠기가 외관 형성부가 형성되지 않은 제1 베이스 부재의 다른 부분의 표면 거칠기보다 클 수 있다.
외관 형성부의 굴절률이 제1 베이스 부재 또는 밀봉재의 굴절률보다 크고, 외관 형성부의 두께가 1um 이상일 수 있다.
외관 형성부가 제1 베이스 부재의 일부 또는 전체에 형성될 수 있다. 또는, 외관 형성부가 하나로 인식되는 커버 영역의 일부 또는 전체에 형성될 수 있다.
제1 커버 부재, 제1 베이스 부재, 또는 이에 포함되는 유리 기판이 강화 또는 반강화 유리 기판을 포함할 수 있다. 이때, 외관 형성부는 세라믹 프릿을 주요 물질로 포함하고, 외관 형성부는 세라믹 프릿이 강화 또는 반강화 유리 기판의 내부에 혼합되어 강화 또는 반강화 유리 기판의 일부를 구성하는 일체화된 부분으로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 커버 부재가 표면 압축 응력이 60MPa 이하인 반강화 유리 기판을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 국제조명위원회(CIE) Lab 색좌표, D65 표준 광원에서 태양 전지와 제2 커버 부재의 색차(△E*ab) 수준이 11 이하일 수 있다. 예를 들어, 제2 커버 부재는, 유리 기판으로 구성되는 제2 베이스 부재와, 제2 베이스 부재 위에서 적어도 태양 전지가 위치하지 않은 비유효 영역에 위치하는 커버 부분을 포함할 수 있다. 여기서, 커버 부분이, 산화물 세라믹 조성물로 구성되거나, 각기 유전 물질 또는 절연 물질을 포함하는 복수의 커버층을 포함할 수 있다. 일 예로, 커버 부분이, 태양 전지의 광전 변환부를 구성하는 실리콘을 포함하는 실리콘층과, 실리콘층 위에 위치하며 태양 전지의 일면에 위치하는 반사 방지층과 동일한 물질 및 적층 구조를 가질 수 있다.
상술한 태양 전지 패널이 건물에 일체화되는 건물 일체형 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에 의하면, 적외선 영역의 평균 광 투과도인 제1 투과도가 가시광선 영역의 평균 광 투과도인 제2 투과도와 같거나 그보다 큰 외관 형성부가 제1 커버 부재에 구비되어 태양 전지 패널의 외관 및 심미성을 향상하면서도 태양 전지 패널의 출력을 높게 유지할 수 있다. 이러한 외관 형성부는 산화물 세라믹 조성물로 구성되어 제1 커버 부재가 유리 기판을 포함할 경우에 나타날 수 있는 눈부심 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 제2 커버 부재가 커버 부분에 의하여 태양 전지, 인터커넥터 등이 인식되지 않도록 하는 색상을 가지도록 착색되어 태양 전지 패널의 외관을 더욱 향상할 수 있다.
도 1도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널이 적용된 건물의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 패널을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 잘라서 본 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재 및 제2 커버 부재를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재의 제조 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시한 제1 커버 부재의 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 외관 형성부의 파장에 따른 광 투과도를 색상에 따라 도시한 그래프이다.
도 8은 파장에 따른 단결정 실리콘을 기반으로 하는 태양 전지의 스펙트럼 응답(spectral response, SR)을 도시한 그래프이다.
도 9는 파장에 따른 단결정 실리콘을 기반으로 하는 태양 전지의 양자 효율(quantum efficiency, QE)을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재의 예들을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재의 외관 형성부에서의 광 확산을 개략적으로 설명한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제2 커버 부재의 다양한 예를 도시한 부분 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 14는 도 13의 A-A 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 변형예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재의 다양한 예를 도시한 평면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제2 커버 부재의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널의 일 예의 일부를 촬영한 사진이다.
도 18은 본 발명의 다른 변형예에 따른 태양 전지 패널에 포함된 제2 커버 부재의 다른 예들을 도시한 평면도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재를 도시한 평면도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함된 제1 커버 부재를 도시한 평면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)이 적용된 건물(1)의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은, 일 예로, 건물(1)의 외벽면(예를 들어, 수직 벽체(3), 지붕면 등)에 적용되는 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 태양 전지 패널(100)이 건물(1)의 옥상, 또는 건물(1)이 아닌 다른 곳 등에 설치될 수도 있다. 이러한 태양 전지 패널(100)은 태양 전지(도 2의 참조부호 150)를 포함하여 태양으로부터 공급되는 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다.
본 실시예에서 태양 전지 패널(100)은 일정한 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 가질 수 있다. 이때, 일정한 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 가져 건물(1)의 심미성을 향상하면서도 태양광의 손실을 줄여 태양광 변환 효율의 감소를 최소화 또는 방지할 수 있도록 한다. 도 1과 함께 도 2 내지 도 4를 참조하여 태양 전지 패널(100)을 좀더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 잘라서 본 개략적인 단면도이다. 그리고 도 4는 도 2에 도시한 태양 전지 패널(100)에 포함되는 제1 커버 부재(110) 및 제2 커버 부재(120)를 개략적으로 도시한 평면도이다. 간략하고 명확한 도시를 위하여 도 2에서는 제1 커버 부재(110) 및 제2 커버 부재(120)를 간략하게 도시하여 외관 형성부(114) 및 커버 부재(124)를 도시하지 않았다. 그리고 도 3에서 태양 전지(150)의 구조를 상세하게 도시하지 않았으며 전면에 형성된 반사 방지막(152)만을 개략적으로 도시하였다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은, 태양 전지(150)와, 태양 전지(150)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(130)와, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 일면(일 예로, 전면)에 위치하는 제1 커버 부재(또는 전면 부재)(110)와, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 타면(일 예로, 후면)에 위치하는 제2 커버 부재(또는 후면 부재)(120)를 포함한다.
이때, 태양 전지(150)는, 태양 전지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 전기적으로 연결되어 전류를 수집하여 전달하는 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 태양 전지(150)는 적어도 100nm 내지 1400nm(일 예로, 100nm 내지 1200nm)의 파장대의 광으로부터 전기 에너지를 생성하는 태양 전지일 수 있다. 본 실시예에서는 일 예로, 광전 변환부가, 결정질 실리콘 기판(일 예로, 실리콘 웨이퍼)과, 결정질 실리콘 기판에 또는 그 위에 형성되며 도펀트를 포함하는 도전형 영역 또는 산화물을 포함하는 도전형 영역으로 구성될 수 있다. 이와 같이 결정성이 높아 결함이 적은 결정질 실리콘 기판을 기반으로 한 태양 전지(150)는 전기적 특성이 우수하다.
그리고 본 실시예에서는 태양 전지(150)가 서로 이격되면서 복수로 구비되며, 복수 개의 태양 전지(150)가 인터커넥터(142, 145)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 일 예로, 복수의 태양 전지(150)가 직렬로 연결되어 일 방향을 따라 길게 연장되는 태양 전지 스트링을 형성할 수 있다. 인터커넥터(142, 145)로는 리본, 와이어 등 태양 전지(150)를 연결할 수 있는 다양한 구조, 형상이 적용될 수 있다. 본 발명은 각 태양 전지(150)에 사용되는 인터커넥터(142, 145)의 개수, 구조, 형상 등에 한정되지 않는다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 태양 전지(150)의 구조, 방식 등은 다양하게 변형될 수 있다. 일 예로, 태양 전지(150)는 화합물 반도체 태양 전지, 실리콘 반도체 태양 전지, 염료 감응형 태양 전지 등의 다양한 구조를 가질 수 있다. 그리고 하나의 태양 전지(150)만이 구비되는 것도 가능하다.
본 실시예에서는 태양 전지(150)의 전면에는 광의 입사를 방지하기 위한 반사 방지막(152)이 위치하는데, 이러한 반사 방지막(152)에 의한 보강 간섭에 의하여 태양 전지(150)가 일정한 색상(예를 들어, 청색, 검은색 등)을 가질 수 있다. 그리고 인터커넥터(142, 145)는 금속으로 구성될 수 있다. 이에 따라 제1 커버 부재(110)가 유리 기판만으로 구비되면 태양 전지(150)가 위치한 유효 영역(AA)와 태양 전지(150)가 위치하지 않은 비유효 영역(NA)의 경계, 비유효 영역(NA)에 위치한 인터커넥터(142, 145) 등이 쉽게 인식될 수 있다. 그러면, 태양 전지 패널(100)의 심미성이 저하될 수 있다. 이에 본 실시예에서는 제1 및 제2 커버 부재(110, 120)에 외관 형성부(114) 또는 커버 부분(124)이 구비되는데, 이에 대해서는 추후에 상세하게 설명한다.
예를 들어, 태양 전지(150)의 반사 방지층(152)이 실리콘을 포함하는 산화물, 질화물, 또는 탄화물(예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 또는 실리콘 탄화물), 실리케이트, 또는 비정질 실리콘을 포함하는 절연층을 복수로 적층한 구조를 가질 수 있다. 또는, 태양 전지(150)의 반사 방지층(152)은 실리콘, 티타늄, 알루미늄, 지르코늄, 아연, 안티몬, 구리를 포함하는 산화물 또는 질화 산화물로 구성되는 절연층을 복수로 적층한 구조를 가질 수 있다. 반사 방지층(152)이 산화물 또는 질화 산화물로 구성될 경우에 그 내부 또는 외부에 실리콘 질화물을 포함하는 층 및/또는 실리콘 탄화 질화물을 포함하는 층을 더 구비하여, 자외선, 수분 등에 의한 문제를 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 반사 방지층(152)아 다양한 물질, 적층 구조 등을 가질 수 있다.
제1 커버 부재(110)는 밀봉재(130)(일 예로, 제1 밀봉재(131)) 상에 위치하여 태양 전지 패널(100)의 일면(일 예로, 전면)을 구성하고, 제2 커버 부재(120)는 밀봉재(130)(이 예로, 제2 밀봉재(132)) 상에 위치하여 태양 전지(150)의 타면(일 예로, 후면)을 구성한다. 제1 커버 부재(110) 및 제2 커버 부재(120)는 각기 외부의 충격, 습기, 자외선 등으로부터 태양 전지(150)를 보호할 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 제1 및 제2 커버 부재(110, 120)의 구체적인 구조에 대해서는 추후에 상세하게 설명한다.
밀봉재(130)는, 태양 전지(150)의 전면 및 후면에 각기 위치하는 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 수분과 산소의 유입되는 것을 방지하며 태양 전지 패널(100)의 각 요소들을 화학적으로 결합한다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)는 투광성 및 접착성을 가지는 절연 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지(예를 들어, 폴리올레핀) 등이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)를 이용한 라미네이션 공정 등에 의하여 제2 커버 부재(120), 제2 밀봉재(132), 인터커넥터(142, 145)에 의하여 연결된 태양 전지(150), 제1 밀봉재(131), 제1 커버 부재(110)가 일체화되어 태양 전지 패널(100)을 구성할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)가 상술한 설명 이외의 다양한 물질을 포함할 수 있으며 다양한 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에서는, 제1 및 제2 커버 부재(110, 120)가, 태양 전지 패널(100)이 일정한 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등의 원하는 외관을 가지도록 하거나, 태양 전지(150) 또는 이에 연결되는 인터커넥터(142, 145)가 명확하게 인식되는 것을 방지할 수 있는 일정한 구조를 가질 수 있다.
제1 커버 부재(110)는 태양 전지(150)로 입사되는 광을 차단하지 않도록 광이 투과할 수 있는 투광성을 가질 수 있다. 좀더 구체적으로, 제1 커버 부재(110)는, 제1 베이스 부재(112)와, 제1 베이스 부재(112)에 형성되며 산화물 세라믹 조성물로 구성되어 원하는 외관을 형성하는 외관 형성부(114)를 포함할 수 있다. 외관 형성부(114)는 태양 전지 패널(100)이 원하는 외관을 가지도록 하면서 태양 전지(150) 또는 이에 연결되는 인터커넥터(142, 145)가 명확하게 인식되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
그리고 제2 커버 부재(120)는 우수한 내화성 및 절연성을 가질 수 있다. 좀더 구체적으로, 제2 커버 부재(120)는, 제2 베이스 부재(122)와, 제2 베이스 부재(122)에 형성되는 커버 부분(124)을 포함할 수 있다. 커버 부분(124)은 태양 전지(150) 또는 이에 연결되는 인터커넥터(142, 145)가 명확하게 인식되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
이때, 제1 베이스 부재(112)는 우수한 광 투과도를 가지는(일 예로, 투명한) 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 부재(112)는 유리, 수지(일 예로, 폴리카보네이트(polycarbonate) 등) 등으로 구성되는 기판, 필름, 시트 등일 수 있다. 이러한 제1 베이스 부재(112)는 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 그리고 제2 베이스 부재(122)은 우수한 내화성, 절연성 등을 가지는 물질 등으로 구성될 수 있다. 제2 베이스 부재(122)는 유리, 수지 등으로 구성되는 기판, 필름, 시트 등일 수 있다.
특히, 제1 및 제2 베이스 부재(112, 122)가 각기 우수한 투명도, 우수한 절연 특성, 안정성, 내구성, 내화성 등을 가지는 유리 기판으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 베이스 부재(112, 122)가 각기 380nm 내지 1200nm의 파장을 가지는 광에 대한 광 투과도가 80% 이상(일 예로, 85% 이상)인 저철분 유리 기판(일 예로, 저철분 강화 유리 기판)일 수 있다. 이와 같이 철분을 적게 포함하는 저철분 유리 기판을 사용하면, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높일 수 있다. 그리고 저철분 강화 유리 기판을 사용하면 외부의 충격 등으로부터 태양 전지(150)를 효과적으로 보호할 수 있다.
이때, 태양 전지 패널(100)이 건물(1)의 외장재로 사용될 경우에는, 풍압, 우박, 적설 하중과 같은 외부 충격에도 견딜 수 있도록 제1 또는 제2 커버 부재(110, 120) 또는 태양 전지 패널(100)이 충분한 강도를 가져야 한다. 이를 위하여, 제1 또는 제2 커버 부재(110, 120) 또는 제1 또는 제2 베이스 부재(112, 122)는 2400Nm2의 힘을 가했을 때 힘을 받는 방향으로 발생하는 휨(deflection)이 5mm 이하일 수 있다. 상술한 휨이 5mm를 초과하여 발생하면, 풍압, 우박 적설 하중과 같은 외부 충격에 대한 내구성이 충분하지 않아 건물(1)의 외장재로 사용하기 어려울 수 있다.
일 예로, 제1 또는 제2 베이스 부재(112, 122)는 2.8mm 이상, 예를 들어, 2.8mm 내지 12mm(좀더 구체적으로, 2.8mm 내지 8mm)의 두께를 가질 수 있으며, 0.04 내지 10m2의 면적을 가질 수 있다. 제1 또는 제2 베이스 부재(112, 122)의 두께가 2.8mm 미만이면, 태양 전지 패널(100)이 외부 충격을 견디기 어렵거나 건물(1)에 적용되기에 충분한 내구성을 가지기 어려울 수 있다. 제1 또는 제2 베이스 부재(112, 122)의 두께가 12mm를 초과하면, 태양 전지 패널(100)의 무게가 증가하여 건물(1)에 적용되기 어려울 수 있다. 상술한 제1 또는 제2 베이스 부재(112, 122)의 면적은 태양 전지 패널(100)의 구조적 안정성, 생산성 등을 고려하여 한정된 것이다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 또는 제2 베이스 부재(112, 122)의 휨의 값, 두께, 면적 등은 다양한 값을 가질 수 있다.
본 실시예에서 제1 베이스 부재(112)에 외관 형성부(114)가 형성될 수 있다. 여기서, 외관 형성부(114)라 함은 태양 전지 패널(100)이 원하는 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 가질 수 있도록 형성된 부분이다. 외관 형성부(114)가 백색, 회색, 검은색 등의 무채색, 또는 빨간색, 노란색, 초록색, 파란색 등과 같은 유채색을 가져 일정한 색상을 가질 수 있다. 또는, 외관 형성부(114)가, 투명 또는 반투명 특성을 나타내거나, 무광택 또는 유광택 특성을 나타내거나, 유리 기판 등으로 구성된 제1 베이스 부재(112)과 다른 질감을 가져 눈부심을 방지할 수 있다. 이러한 외관 형성부(114)는 태양 전지(150), 또는 이에 연결되는 인터커넥터(142, 145) 등이 외부에서 명확하게 인식되는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다. 제2 베이스 부재(122) 위에 커버 부분(124)이 형성될 수 있다. 커버 부분(124)은 태양 전지(150), 또는 이에 연결되는 인터커넥터(142, 145) 등이 외부에서 명확하게 인식되는 것을 방지할 수 있는 색상을 가질 수 있다.
본 실시예에서 외관 형성부(114) 및 커버 부분(124)은 산화물 세라믹 조성물로 구성될 수 있다. 이하에서는 산화물 세라믹 조성물로 구성되는 외관 형성부(114)를 상세하게 설명한 후에, 커버 부분(124)에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에서 외관 형성부(114)가 산화물 세라믹 조성물로 구성될 수 있다. 좀더 구체적으로, 외관 형성부(114)를 구성하는 산화물 세라믹 조성물이 비정질 상태의 유리 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 외관 형성부(114)가 유리질 산화물 세라믹 조성물(glassy oxide ceramic composition)로 구성될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 4와 함께, 도 5, 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 상술한 바와 같이 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물로 구성된 외관 형성부(114)를 제1 베이스 부재(112)에 형성하는 방법(즉, 본 실시예에 따른 외관 형성부(114)를 구비하는 제1 커버 부재(110)를 제조하는 방법)을 상세하게 설명한 후에, 이에 따라 제조된 외관 형성부(114)을 상세하게 설명한다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)에 포함되는 제1 커버 부재(110)의 제조 방법의 일 예를 도시한 흐름도이고, 도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시한 제1 커버 부재(110)의 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도들이다.
도 5을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 커버 부재(110)의 제조 방법은, 기판 세정 단계(S10), 예비 가열 단계(S20), 외관 형성층 도포 단계(S30), 건조 단계(S40), 유리 강화 단계(S50) 및 마무리 단계(S60)를 포함할 수 있다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 기판 세정 단계(S10)에서는 비강화 유리 기판으로 구성된 제1 베이스 부재(112)를 세정하고 건조한다. 기판 세정 단계(S10)에 의하여 제1 베이스 부재(112)의 이물질 또는 유막 등이 제거될 수 있다.
이때, 비강화 유리 기판은 380nm 내지 1200nm의 파장을 가지는 광에 대한 광 투과도가 80% 이상(일 예로, 85% 이상)이고, 두께가 2.8mm이상일 수 있다. 일 예로, 비강화 유리 기판은 건축용 비강화 유리 기판이며, 절삭, 면취, 또는 표면 가공(etching) 등에 의하여 준비될 수 있다.
기판 세정 단계(S10) 이후에 건조 단계(S40) 또는 유리 강화 단계(S50)보다 낮은 온도에서 제1 베이스 부재(112)를 예비 가열하는 예비 가열 단계(S20)가 수행될 수 있다. 일 예로, 제1 베이스 부재(112)가 외관 형성층 도포 단계(S30)를 위한 장치로 공급되는 공정 중에 25 내지 150℃의 온도로 예비 가열될 수 있다. 이때, 예비 가열은, 제1 베이스 부재(112)를 직접 가열하는 것에 의하여 수행될 수도 있고, 적외선 가열 장치 등을 이용하여 수행될 수도 있다. 제1 베이스 부재(112)에 예비 가열을 수행하면, 외관 형성층 도포 단계(S30)에서 세라믹 프릿(유리 프릿)(도 6b의 참조부호 1144) 등을 포함하는 외관 형성층(도 6b의 참조부호 1140)이 균일하게 도포될 수 있으며 외관 형성층(1140)의 부착력을 향상할 수 있다.
이어서, 도 6b에 도시한 바와 같이, 외관 형성층 도포 단계(S30)에서는, 세라믹 프릿(1144), 색소(1142) 및 수지(1146)를 포함하는 세라믹 물질층(세라믹 잉크, 세라믹 페이스트, 또는 세라믹 용액 등)을 제1 베이스 부재(112) 위에 도포하여 외관 형성층(1140)을 형성한다. 그리고 세라믹 물질층은 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 원하는 특성을 고려하여 산화물, 금속 등 다양한 물질이 포함될 수 있다. 또는 첨가제로 점도를 조절하기 위한 왁스, 물, 오일, 유기 용매, 또는 점도 조절용 희석제 등을 더 포함할 수 있다.
여기서, 세라믹 프릿(1144)은 기본적으로 외관 형성부(114)를 제1 베이스 부재(112)(특히, 유리 기판)에 안정적으로 결합시키는 역할을 하며, 선택적으로 특정한 색상, 질감, 느낌 등을 구현하는 역할을 할 수 있다.
세라믹 프릿(1144)이라 함은 복수의 금속, 그리고 비금속을 포함하는 화합물로서, 복수의 금속 화합물을 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 세라믹 프릿(1144)은 복수의 금속, 그리고 산소를 포함하는 불규칙 망목 구조(random network structure) 또는 유리 구조를 가지는 산소 다면체로 구성될 수 있다. 복수의 금속 화합물이 각기 금속 산화물로 구성되면 불규칙 망목 구조 또는 유리 구조를 쉽고 안정적으로 형성할 수 있다. 본 명세서에서 복수의 금속 화합물(일 예로, 금속 산화물)을 포함하여 형성될 수 있다고 함은, 복수의 금속 화합물(일 예로, 금속 산화물)을 사용하여 세라밋 프릿(1144)을 제조하여 세라믹 프릿(1144)이 복수의 금속, 그리고 비금속(일 예로, 산소)를 포함하는 화합물 구조, 불규칙 망목 구조, 유리 구조 등을 적어도 일부 구비하여 형성된 것을 의미할 수 있다.
세라믹 프릿(1144)으로는 알려진 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세라믹 프릿(1144)은, 실리콘 산화물(SiOx, 예를 들어, SiO2)과 함께, 알루미늄 산화물(AlOx, 예를 들어, Al2O3), 나트륨 산화물(NaOx, 예를 들어, Na2O), 비스무스 산화물(BiOx, 예를 들어, Bi2O3), 보론 산화물(BOx, 예를 들어, B2O) 및 아연 산화물(ZnOx, 예를 들어, ZnO) 중 적어도 하나를 기본 물질로 포함하여 형성될 수 있다. 그 외 세라믹 프릿(1144)은 알루미늄 산화물, 나트륨 산화물, 비스무스 산화물, 보론 산화물, 아연 산화물, 티타늄 산화물(TiOx, 예를 들어, TiO2), 지르코늄 산화물(ZrOx, 예를 들어, ZrO2), 포타슘 산화물(KOx, 예를 들어, K2O), 리튬 산화물(LiOx, 예를 들어, Li2O), 칼슘 산화물(CaOx, 예를 들어, CaO), 코발트 산화물(CoOx), 철 산화물(FeOx) 등을 더 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 세라믹 프릿(1144)이 비스무스 산화물, 보론 산화물, 실리콘 산화물을 포함하여 형성되는 비스무스 보로-실리케이트 계열(bismuth boro-silicate) 계열 세라믹 물질(예를 들어, Bi2O3-Al2O-SiO2 계열 물질)로 구성될 수 있다. 또는, 세라믹 프릿(1144)이 나트륨 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물을 포함하여 형성되는 나오스(NAOS) 계열 세라믹 물질(예를 들어, Na2O-Al2O3-SiO2 계열 물질)로 구성될 수 있다. 또는, 세라믹 프릿(1144)이 아연 산화물, 실리콘 산화물, 보론 산화물을 포함하여 형성되는 세라믹 물질(예를 들어, ZnO-SiO2-B2O3 계열 물질)로 구성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 세라믹 프릿(1144)이 그 외 다양한 물질로 구성될 수 있다.
색소(1142)는 외관 형성부(114)가 원하는 외관을 가지도록 하기 위하여 포함된 것이다. 예를 들어, 외관 형성부(114)가 일정한 색상을 가지는 경우에는 색소(1142)로 태양광 중의 가시광선을 선택적으로 흡수 또는 반사하여 고유한 색상을 나타낼 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 일 예로, 색소(1142)는 안료(pigment)일 수 있다. 안료란 물 및 대부분의 유기 용매에 용해되지 않은 무기 성분으로 구성된 색소로서, 제1 베이스 부재(112)의 표면을 피복하여 색을 나타낸다. 안료는 내화학성, 내광성, 내후성 및 은폐력이 우수하다. 즉, 안료는 염기와 산에 강하고, 자외선에 노출되었을 때 변색, 퇴색이 잘 되지 않고, 기후에 잘 견딜 수 있다. 참조로, 유기 용매에 용해되는 유기 성분으로 구성된 염료(dyestuff)를 색소로 사용하면 태양광에 의하여 분자 구조가 쉽게 깨질 수 있어 안정성이 저하될 수 있으며, 이를 보호하기 위한 보호층 등을 형성하여야 해서 제조 공정이 복잡해질 수 있다. 이에 본 실시예에서 색소(1142)는 염료를 포함하지 않을 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 색소(1142)가 염료 등의 다양한 물질 등을 포함할 수도 있다.
색소(1142)는 원하는 외관 형성부(114)의 외관을 고려하여 물질로 구성될 수 있다. 도면에서는 색소(1142)가 세라믹 프릿(1144)과 별도로 구비된 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 세라믹 프릿(1144)을 구성하는 물질에 의하여 원하는 외관 형성부(114)의 외관이 구현되어 세라믹 프릿(1144)과 별도로 색소(1142)가 구비되지 않을 수 있다. 또는, 세라믹 프릿(1144)과 색소(1142)의 구별이 명확하지 않을 수 있다. 본 실시예에서 색소(1142)로 포함된 물질의 금속이 세라믹 프릿(1144)을 구성하는 불규칙 망목 구조 또는 유리 구조(일 예로, 산소 다면체)의 금속을 일부 치환하여 이에 포함될 수 있다. 또는, 색소(1142)에 포함된 금속은 세라믹 프릿(1144)의 불규칙 망목 구조, 유리 구조, 또는 산소 다면체의 침입형 자리에 위치할 수 있다.
예를 들어, 세라믹 프릿(1144)에 포함된 금속 화합물(일 예로, 금속 산화물)에 의하여 외관 형성부(114)가 백색을 가질 수 있다. 일 예로, 세라믹 프릿(1144)이 납 산화물(PbOx, 예를 들어, PbO), 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물 및 비스무스 산화물을 포함하는 군에서 적어도 하나 이상을 포함하여 형성되면 외관 형성부(114)가 백색을 가질 수 있다. 이때, 외관 형성부(114)가 백색을 가질 때 상술한 물질 외에도 보론 산화물 등의 물질을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 외관 형성부(114)가 백색을 가질 때 세라믹 프릿(1144)이, 비스무스 산화물, 실리콘 산화물 및 보론 산화물을 포함하여 형성되는 세라믹 물질(BiOx-SiOx-B2O 계열 물질), 납 산화물, 실리콘 산화물 및 보론 산화물을 포함하여 형성되는 세라믹 물질(PbOx-SiOx-B2O 계열 물질), 티타늄 산화물, 실리콘 산화물 및 보론 산화물을 포함하여 형성되는 세라믹 물질(TiOx-SiOx-B2O 계열 물질), 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물 및 보론 산화물을 포함하여 형성되는 세라믹 물질(AlOx-SiOx-B2O 계열 물질) 등으로 구성될 수 있다. 다만, 납 산화물은 환경 문제 등을 고려하여 본 실시예에 따른 외관 형성부(114) 또는 세라믹 프릿(1144) 등에 포함되지 않을 수 있다.
다른 예로, 외관 형성부(114)가 백색 이외의 색상을 가지도록 하기 위하여 다양한 색소(1142)가 포함될 수 있다. 즉, 원하는 색상을 고려하여 이에 대응하는 하나 또는 둘 이상의 물질을 색소(1142)로 사용할 수 있다. 색소(1142)를 구성하는 물질은 금속, 또는 금속을 포함하는 산화물, 탄화물, 질화물, 황화물, 염화물, 실리케이트 등의 형태로 구성될 수 있다.
예를 들어, 붉은 색, 노란색 등의 계열을 나타내기 위하여 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 우라늄(U), 바나듐(V) 중 적어도 하나를 포함하는 물질 등을 색소(1142)로 사용할 수 있다. 초록 색 또는 푸른 색 등의 계열을 나타내기 위하여 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 루타일(rutile) 중 적어도 하나를 포함하는 물질을 색소(1142)로 사용할 수 있다. 그 외에도 색소(1142)가 코발트 산화물, 철 산화물, 구리 산화물(CuOx), 크롬 산화물(CrOx), 니켈 산화물(NiOx), 망간 산화물(MnOx), 주석 산화물(SnOx), 안티몬 산화물(SbOx), 바나듐 산화물(VOx) 등을 포함할 수 있다.
좀더 구체적인 예로, 색소(1142)로, 청록색(cyan)을 구현하기 위하여 CoAl2O4를 사용할 수 있고, 청색(blue)을 구현하기 위하여 Co2SiO4 등을 사용할 수 있고, 녹색(green)을 구형하기 위하여 CoCr2O4 등을 사용할 수 있고, 노란색을 구현하기 위하여 Ti(Cr, Sb)O2를 사용할 수 있으며, 검은색을 구현하기 위하여 CoFe2O4를, Co-Cr-Fe-Mn 스피넬 등을 사용할 수 있다. 또는, 색소(1142)로, 녹색을 구현하기 위하여 NiO, Cr2O3 등을 사용할 수 있고, 분홍색을 구현하기 위하여 Cr-Al 스피넬, Ca-Sn-Si-Cr 스핀, Zr-Si-Fe 지르콘 등을 사용할 수 있고, 회색을 구현하기 위하여 Sn-Sb-V 루타일, 황색을 구현하기 위하여 Ti-Sb-Ni 루타일, Zr-V 바델라이트 등을 사용할 수 있고, 청색을 구현하기 위하여 Co-Zn-Al 스피넬, 갈색을 구현하기 위하여 Zn-Fe-Cr 스피넬, 녹색을 구현하기 위하여 Ca-Cr-Si 가넷 등을 사용할 수 있고, 어두운 청색을 구현하기 위하여 Co-Zn-Si 윌레마이트, Co-Si 감람석 등을 사용할 수 있으며, 갈색을 구현하기 위하여 Zn-Fe-Cr-Al 스피넬 등을 사용할 수 있으며, 심홍색(magenta)를 구현하기 위하여 Au 등을 사용할 수 있다. 이러한 물질은 일 예로 제시한 것에 불과할 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 설명은 외관 형성부(114)가 일정한 색상을 가지는 것을 예시한 것이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 외관 형성부(114)가 투명 또는 반투명 색상을 가지거나, 광택 또는 무광택을 나타내거나, 특정한 질감을 표현하거나, 눈부심을 방지하기 위한 것일 수 있다. 이 경우에는 외관 형성부(114)이 색소(1142)가 포함될 수도 있으나 색소(1142)가 포함되지 않을 수 있다. 이때, 외관 형성부(114)가 백색을 가지지 않도록 하기 위하여 세라믹 프릿(1144)은 백색을 나타낼 수 있는 납 산화물, 알루미늄 산화물 등을 포함하지 않을 수 있다. 일 예로, 외관 형성부(114)가 투명 또는 반투명 색상을 가지는 경우에는 세라믹 프릿(1144)이 나트륨 산화물, 실리콘 산화물 및 보론 산화물을 포함하여 형성되는 세라믹 물질(NaOx-SiOx-B2O 계열 물질) 등으로 구성될 수 있다. 티타늄 산화물, 비스무스 산화물은 백색을 구현하는 데 사용될 수 있는 물질이지만 일부 포함되어도 외관 형성부(114)가 투명 또는 반투명하게 유지될 수 있다. 다만, 외관 형성부(114)가 투명 또는 반투명 색상을 가지는 경우에도 약간의 발색 등을 위하여(예를 들어, 적색향 반투명, 녹색향 투명 등)을 위하여 안료 또는 색소(1142)가 소량 포함될 수도 있다.
수지(1146)는 세라믹 물질층을 도포할 때 적절한 점도, 유동성 등을 가지도록 하고 색소(1142)와 세라믹 프릿(1144)을 균일하게 혼합하게 사용되는 물질로서, 휘발될 수 있는 휘발성 물질일 수 있다. 수지(1146)로는 알려진 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수지(1146)로 아크릴계 수지, 셀룰로오스계 수지 등과 같은 유기계 수지를 사용할 수도 있고, 실리콘계 수지와 같이 무기계 수지를 포함할 수도 있다.
세라믹 물질층 또는 외관 형성층(1140)은 세라믹 프릿(1144)을 가장 많은 양으로 포함하고, 색소(1142)가 포함되는 경우에도 색소(1142)는 세라믹 프릿(1144)보다 작은 양으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 색소(1142)를 포함하는 경우에, 세라믹 물질층 또는 외관 형성층(1140) 100 중량부에 대하여 세라믹 프릿(1144)를 40 내지 90 중량부(일 예로, 50 내지 90 중량부)로 포함하고, 색소(1142)를 5 내지 50 중량부로 포함하고, 수지(1146) 및/또는 첨가제를 0 내지 20 중량부로 포함할 수 있다. 색소(1142)를 별도로 포함하지 않는 경우에는, 세라믹 물질층 또는 외관 형성층(1140) 100 중량부에 대하여 세라믹 프릿(1144)이 50 내지 100 중량부(일 예로, 60 내지 100 중량부)로 포함되고, 수지(1146) 및/또는 첨가제가 0 내지 50 중량부(일 예로, 0 내지 40 중량부)로 포함될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 세라믹 물질층 또는 외관 형성층(1140)이 다양한 조성을 가질 수 있다.
이러한 외관 형성층(1140)은 스프레이 공정, 프린팅 공정, 졸-겔 공정에 의하여 제1 베이스 부재(112)에 도포될 수 있는데, 예를 들어, 프린팅 공정으로는 잉크젯 프린팅(일 예로, 디지털 잉크젯 프린팅), 리소그래피 프린팅, 레이저 프린팅, 스크린 프린팅 등이 적용될 수 있다. 프린팅 공정에 의하면 간단한 공정에 의하여 외관 형성층(1140)이 원하는 두께를 가지도록 안정적으로 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 그 외 다양한 방법으로 외관 형성층(1140)을 도포할 수 있다.
이어서, 도 6c에 도시한 바와 같이, 건조 단계(S40)에서는 열을 가하여 외관 형성층(1140)을 건조하면서 수지(1146)를 휘발시킨다. 수지(1146) 등을 먼저 휘발시켜 색소(1142), 세라믹 프릿(1144) 등이 제1 베이스 부재(112)와 함께 효과적으로 혼합될 수 있도록 한다. 건조 단계(S40)에서 수지(1146)는, 모두 제거될 수도 있고, 일부가 잔류할 수도 있다. 이때, 수지(1146)가 제거된 부분의 적어도 일부가 제거된 부분에 빈 공간으로 구성된 기포(기공)(도 6d의 참조부호 114V)가 잔류할 수 있다. 일 예로, 건조 단계(S40)에서는 50 내지 200℃의 온도에서 외관 형성층(1140)을 건조할 수 있다. 건조 단계(S40)는 적외선 가열 장치, 자외선 경화 등을 이용하여 수행될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 건조 온도, 건조 방법 등은 다양하게 변화할 수 있다.
이어서, 도 6d에 도시한 바와 같이, 유리 강화 단계(S50)에서는 열처리 또는 어닐링(annealing)에 열강화에 의하여 제1 베이스 부재(112)를 구성하는 비강화 유리 기판을 강화 또는 반강화한다. 그때, 상평형을 맞추기 위하여 외관 형성층(1140)에 포함된 세라믹 프릿(1144), 색소(1142) 등이 강화 또는 반강화 유리 기판 내부로 혼입되면서 강화 또는 반강화 유리 기판의 일부를 구성하는 외관 형성부(114)가 형성된다. 여기서, 외관 형성층(1140)은 질량비가 높아서 제1 베이스 부재(112)보다 큰 비중을 가질 수 있는데, 그러면 유리 강화 단계(S50)에서의 높은 온도에 의하여 외관 형성층(1140)이 융착되면서 끈적 끈적하게 되면서 유리 기판로 구성된 제1 베이스 부재(112)의 내부로 더 쉽게 혼입될 수 있다.
유리 강화 단계(S50)에서는 비강화 유리 기판을 강화 또는 반강화할 수 있는 온도에서 수행될 수 있다. 일 예로, 유리 강화 단계(S50)의 열처리 온도는 500 내지 800℃(예를 들어, 500 내지 750℃, 일 예로, 650 내지 750℃)일 수 있으며, 고압 처리되지 않은 상태에서(일 예로, 상압 부근에서) 열처리될 수 있다. 그러나 본 발명이 유리 강화 단계(S50)의 온도에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 유리 강화 단계(S50)에서 제1 베이스 부재(112)를 구성하는 비강화 유리 기판을 반강화할 수 있다. 이에 따라 제1 베이스 부재(112) 또는 제1 커버 부재(110)가 열강화된 반강화 유리 기판(배강도 유리)(heat strengthened glass)으로 구성될 수 있다. 이에 의하면 제1 커버 부재(110)의 투과율을 높게 유지할 수 있다. 여기서, 반강화 유리로 구성된 제1 커버 부재(110)는 표면 압축 응력이 60MPa 이하(예를 들어, 24 내지 52Mpa)일 수 있다. 일 예로, 제1 커버 부재(110)의 에지 응력이 약 30 내지 40MPa 일 수 있다. 즉, 이러한 반강화 유리는 연화점보다 다소 낮은 온도에서 열처리한 후에 서냉하여 형성될 수 있다. 참조로, 완전 강화 유리는 연화점보다 높은 온도에서 열처리한 후에 급냉하여 형성될 수 있는데, 표면 압축 응력이 70 내지 200MPa이다.
이와 같이 본 실시예에서는 유리 강화 단계(S50)에서 열처리 온도, 냉각 속도 등을 조절하여 외관 형성부(114)의 광 투과도를 높게 유지할 수 있다. 특히, 열처리 온도를 일정 범위 이내로 유지하면서 냉각 속도를 일정 수준 이하로 하여 외관 형성부(114)가 비정질 상태의 유리 구조를 가지도록 하여 적외선 영역의 광에 대한 평균 광 투과도를 상대적으로 높게 유지할 수 있다. 이에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다. 이와 달리 열처리 온도가 일정 범위 내로 유지되지 않거나 및/또는 냉각 속도나 압력이 지나치게 큰 경우에는 외관 형성부인 산화물 세라믹 조성물의 화학 구조 변화로 비정질 유리 구조의 상변화 또는 유리 기판 사이의 계면 결합 변화로 적외선 영역의 광에 대한 평균 광 투과도가 가시광선 영역의 평균 광 투과도보다 높은 수준의 값을 가지기 어려울 수 있다. 그리고 열처리 온도가 일정 수준 미만(일 예로, 650℃ 미만)이면 외관 형성부(114)가 베이스 부재(112)로부터 박리될 수 있는 가능성이 높아질 수 있고, 열처리 온도가 일정 수준을 초과(일 예로, 750℃ 초과)하면, 외관 형성부(114)가 원하는 색상을 가지지 않거나 투과도 경향이 변하는 등 외관 형성부(114)가 원하는 특성을 가지기 어려울 수 있다.
이어서, 마무리 단계(S60)에서는 유리 강화 단계(S50)가 수행된 제1 커버 부재(110)를 세정, 건조한다. 그러면, 일체화된 외관 형성부(114)를 구비하는 제1 커버 부재(110)의 제조가 완료된다.
이때, 세라믹 물질층, 외관 형성층(1140), 또는 외관 형성부(114)는 나트륨 또는 칼륨의 함량이 제1 베이스 부재(112)의 나트륨 또는 칼륨의 함량과 유사하거나 이보다 낮을 수 있다. 특히, 세라믹 물질층, 외관 형성층(1140), 또는 외관 형성부(114)는 나트륨 및 칼륨의 함량이 제1 베이스 부재(112)의 나트륨 및 칼륨의 함량보다 각기 낮을 수 있다. 일 예로, 세라믹 물질층, 외관 형성층(1140), 또는 외관 형성부(114)가 나트륨 및 칼륨 각각을 10 X 1018개/cc 이하로 포함할 수 있다. 이와 반대로, 세라믹 물질층, 외관 형성층(1140), 또는 외관 형성부(114)가 상술한 범위를 초과하여 나트륨 또는 칼륨을 포함하면, 누설전류에 의한 열화(potential-induced degradation, PID) 현상이 발생하여 태양 전지 패널(100)의 신뢰성이 저하될 수 있다. 그리고 세라믹 물질층, 외관 형성층(1140), 또는 외관 형성부(114)가 납 및/또는 크롬(일 예로, 납 산화물 및/또는 크롬 산화물)을 포함하지 않아 환경 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다. 일 예로, 세라믹 물질층, 외관 형성층(1140), 또는 외관 형성부(114)에 포함된 나트륨, 칼륨, 납의 양은 이차이온질량분석(secondary ion mass spectrometry, SIMS) 등에 의하여 측정 또는 판별될 수 있다.
이러한 제조 공정에 의하여 형성된 제1 커버 부재(110)는, 강화 또는 반강화 유리 기판으로 구성된 제1 베이스 부재(112)와, 강화 또는 반강화 유리 기판 내부에 세라믹 프릿(1144) 등을 포함하여 강화 또는 반강화 유리 기판의 일부를 구성하는 일체화된 부분으로 구성되는 외관 형성부(114)를 포함할 수 있다. 즉, 외관 형성부(114)는 제1 베이스 부재(112)를 구성하는 강화 또는 반강화 유리 기판의 일부로 구성되되 제1 베이스 부재(112)와 다른 물질(일 예로, 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 세라믹 산화물 조성물)을 포함하는 부분일 수 있다. 이러한 외관 형성부(114)는, 제1 베이스 부재(112)를 구성하는 유리 기판을 강화 또는 반강화하는 공정에서 세라믹 프릿(1144), 색소(1142) 등이 제1 베이스 부재(112)의 내부로 확산 및 침투하여 유리 기판의 물질과 혼합되어 형성될 수 있다. 이에 의하면, 외관 형성부(114)가 제1 베이스 부재(112)과 일체화되어 형성되어 물리적 내구성 및 화학적 내구성이 우수할 수 있다.
본 실시예에서 외관 형성부(114)는, 상술한 바와 같이, 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물로 구성된다. 예를 들어, 외관 형성부(114)는 세라믹 프릿(1144) 및/또는 색소(1142)에 포함된 복수의 금속과 비금속(일 예로, 산소)를 포함하는 금속 화합물(일 예로, 금속 산화물)을 복수로 포함하여 형성되어, 복수의 금속과 산소를 포함하는 불규칙 망목 구조를 가지는 산소 다면체, 유리 구조, 불규칙 망목 구조 등을 가질 수 있다. 외관 형성부(114)가 산화물 세라믹 조성물 형태로 구비되었는지 여부는 광전자 분석(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 등에 의하여 판별할 수 있다.
이러한 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물은 일반적인 산화물 세라믹을 형성하는 온도보다 낮은 온도에서 열처리되어 형성되어 비정질 상태의 유리 구조를 가질 수 있다. 즉, 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물은 결정질 부분을 포함하지 않거나 부분적으로만 포함할 수 있다. 여기서, 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물에는, 비정질 부분이 결정질 부분과 같거나 그보다 많이 포함될 수 있고, 특히, 비정질 부분이 결정질 부분보다 많이 포함될 수 있다. 일 예로, 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물은 결정화도가 50% 이하(좀더 구체적으로, 50% 미만, 일 예로, 20% 이하)일 수 있다. 참조로, 기존에 사용하던 일반적인 산화물 세라믹이라 함은 이온 결합, 공유 결합, 또는 이들의 결합이 혼재된 산화물로서 고온 및 고압에서 생성된 무기질 비금속 재료를 의미한다. 이러한 산화물 세라믹은 850℃ 이상(예를 들어, 1400℃ 부근)의 높은 온도, 그리고 높은 압력 하에서 열처리되어 대부분이 결정화된 상태를 가진다.
이러한 외관 형성부(114)는 세라믹 프릿(1144)을 기본 물질(일 예로, 가장 많이 포함된 물질, 50 중량부 이상으로 포함된 물질)로 포함할 수 있다. 그리고 외관 형성부(114)는, 필요에 따라 첨가된 색소(1142), 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. 그리고 유리 강화 단계(S50)에서의 열처리 시 수지(1146)가 휘발될 수 있으므로 외관 형성부(114)는 수지(1146)를 포함하지 않거나 포함하지 않을 수 있다. 외관 형성부(114)에 색소(1142)가 포함되는 경우에도 외관 형성부(114)의 세라믹 프릿(1144)과 색소(1142)의 구별이 명확하지 않을 수 있다. 예를 들어, 색소(1142)로 포함된 물질의 금속이 세라믹 프릿(1144)을 구성하는 산소 다면체, 유리 구조, 불규칙 망목 구조 등의 금속으로 포함된 형태로 존재할 수 있다. 이와 같이 외관 형성부(114)에 포함된 세라믹 프릿(1144) 등은 다양한 성분 분석 방법(예를 들어, 주사전자현미경-에너지 분산형 분광 분석법(SEM-EDX) 등)에 의하여 판별될 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 커버 부재(110)는 외관 형성부(114)에 의하여 원하는 외관을 구현할 수 있다. 예를 들어, 외관 형성부(114)의 색상, 물질, 면적 비율, 두께 등, 또는 외관 형성부(114)에 포함되는 세라믹 프릿(1144), 색소(1142) 등의 물질, 크기, 농도, 밀집도 등을 조절하여 제1 커버 부재(110)의 외관 및 투과율을 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 외관 형성부(114)는 제1 베이스 부재(112)보다는 낮지만 일정한 광 투과도를 가져 태양광의 일부를 투과시킬 수 있다. 그러면, 외관 형성부(114)를 통하여서도 태양광이 투과될 수 있어, 외관 형성부(114)에 의한 광 손실을 방지 또는 최소화할 수 있다. 일 예로, 외관 형성부(114) 또는 이를 구비하는 제1 커버 부재(110)가 380nm 내지 1200nm의 파장을 가지는 광에 대한 광 투과도가 10% 이상(일 예로, 10% 내지 95%, 좀더 구체적으로, 20% 내지 95%)일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 외관 형성부(114)의 색상, 물질, 형성 면적 등에 따라 광 투과도가 다양한 값을 가질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 외관 형성부(114)는 산화물 세라믹 조성물(특히, 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물)로 구성되어 파장에 따른 특정한 광 투과도 형태, 기포(114V), 표면 거칠기 등을 가져 외관 형성부(14)에 의하여 광 투과도가 다소 낮아지더라도 태양 전지 패널(100)의 출력이 저하되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 이를 도 3과 함께 도 7 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)에 포함되는 외관 형성부(114)의 파장에 따른 광 투과도를 색상에 따라 도시한 그래프이다. 도 8은 파장에 따른 단결정 실리콘을 기반으로 하는 태양 전지(150)의 스펙트럼 응답을 도시한 그래프이고, 도 9는 파장에 따른 단결정 실리콘을 기반으로 하는 태양 전지(150)의 양자 효율을 도시한 그래프이다. 도 10는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)에 포함되는 제1 커버 부재(110)의 예들을 촬영한 주사전자현미경 사진이다.
본 실시예에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물로 구성된 외관 형성부(114)에서는, 적외선 영역의 광에 대한 평균 광 투과도인 제1 투과도가 가시광선 영역의 광에 대한 평균 광 투과도인 제2 투과도와 같거나 그보다 더 크다. 특히, 비정질 상태의 유리 구조를 가지는 산화물 세라믹 조성물로 구성된 외관 형성부(114)은, 제1 투과도가 제2 투과도보다 클 수 있다. 그리고 비정질 상태의 유리 구조를 산화물 세라믹 조성물로 구성된 외관 형성부(114)는, 적외선 영역 및 가시광선 영역의 광 각각에 대한 평균 광 투과도인 제1 및 제2 투과도보다 자외선 영역의 광에 대한 평균 광 투과도인 제3 투과도가 더 작을 수 있다. 여기서, 자외선 영역의 광은 100nm 내지 380nm의 파장을 가지는 광, 가시광선 영역의 광은 380nm 내지 760nm의 파장을 가지는 광, 적외선 영역의 광은 760nm 내지 1200nm의 파장을 가지는 광으로 정의될 수 있다. 그리고 평균 광 투과도는 제1 베이스 부재(112)의 광 투과도를 반영하지 않도록 정규화된 광 투과도(normalized transmittance)의 평균으로 정의될 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이 색상에 따라 차이가 있으나 제2 투과도가 제3 투과도보다 크고, 제1 투과도가 제2 투과도와 같거나 그보다 큰 경향성은 그대로 유지하는 것을 알 수 있다. 이러한 경향성은 유리 강화 단계(S50)에서의 열처리 온도, 냉각 속도 등에 의하여 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이 제1 투과도가 제2 투과도와 같거나 그보다 크면, 외관 형성부(114)가 구비되어도 제1 커버 부재(110)를 통과하여 태양 전지(150)에 도달하는 광 중에서 적외선 영역의 광의 양이 가시광선 영역의 광의 양과 같거나 그보다 클 수 있다. 이에 따라 외관 형성부(114)에 의하여 광 투과도가 다소 저하되는 경우에도 적외선 영역의 광이 태양 전지(150)에 많이 도달하여 이를 효과적으로 사용할 수 있다. 이에 따라 외관 형성부(114)에 의하여 광 투과도가 다소 저하되어도 태양 전지(150)의 광전 변환 효율 또는 태양 전지 패널(100)의 출력이 저하되는 것이 방지 또는 최소화될 수 있다.
그리고 상술한 바와 같이 제1 및 제2 투과도가 각기 제3 투과도보다 클 수 있다. 이는 외관 형성부(114)가 세라믹 프릿(1144), 색소(1142), 첨가제 등을 포함하여 유리 기판으로 구성된 제1 베이스 부재(112)보다 높은 굴절률을 가지며 물질에 따라 유리 기판으로 구성된 제1 베이스 부재(112)보다 높은 흡광 계수를 가지기 때문이다. 자외선 영역의 광은 태양 전지(150)의 광전 변환 효율, 그리고 태양 전지 패널(100)의 출력에 기여하는 바가 크지 않고, 높은 광자 에너지(photon energy)를 가져 태양 전지(150), 밀봉재(130) 등의 변형, 특성 변화 등을 일으킬 수 있다. 본 실시예에서는 외관 형성부(114)가 자외선 영역의 광을 산란, 차단, 또는 흡수하여, 자외선 영역의 광의 광 투과도를 낮추는 역할을 한다. 이에 따라 태양 전지(150)의 광전 변환 효율, 태양 전지 패널(100)의 출력에는 큰 영향을 미치지 않으면서 자외선에 의하여 발생할 수 있는 태양 전지(150), 밀봉재(130) 등의 변형, 특성 변화 등을 최소화할 수 있다.
예를 들어, 본 실시예에서 외관 형성부(114)는, 제1 투과도가 제2 투과도보다 2% 이상 더 클 수 있다. 또는, 제1 투과도와 제2 투과도 사이의 제1 차이가 제2 투과도와 제3 투과도 사이의 제2 차이보다 클 수 있다. 이러한 경우에 태양 전지 패널(100)에서 적외선 영역의 광을 좀더 효과적으로 사용할 수 있다. 상술한 광 투과도는 다양한 방법에 의하여 측정될 수 있는데, 수직광의 투과도(정상 투과도)(normal transmittance)와 산란광의 투과도(확산 투과도)(diffused transmittance)를 모두 측정할 수 있는 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들어, ISO 9050:2003, BS EN 14500:2008 등과 같은 표준 측정 방법에 의하여 광 투과도를 측정할 수 있다.
도 8을 참조하면, 적외선 영역의 광에서 단결정 실리콘을 기반으로 하는 태양 전지(150)의 스펙트럼 응답(즉, 광의 특정 파장에서 생성되는 단락 전류 밀도(Isc) 또는 출력)이 높은 것을 알 수 있다. 그리고 도 9를 참조하면, 적외선 영역의 광에서 단결정 실리콘을 기반으로 하는 태양 전지(150)의 양자 효율이 높은 것을 알 수 있다. 본 실시예에서는 이와 같이 높은 스펙트럼 응답 및 양자 효율을 가지는 적외선 영역에서의 광의 평균 광 투과도를 향상하여, 특정한 색상, 느낌, 질감 등을 구현하는 외관 형성부(114)에 의하여 광 투과도가 다소 저하되는 경우에도 적외선 영역의 광을 효과적으로 사용할 수 있다. 이에 의하여 외관 형성부(114)가 형성되어도 태양 전지(150)의 광전 변환 효율 또는 태양 전지 패널(100)의 출력이 높은 값을 유지할 수 있다. 자외선 영역의 광은 스펙트럼 응답 및 양자 효율이 매우 낮은 값을 가지므로 외관 형성부(114)의 제3 투과도가 낮아도 이에 따른 태양 전지(150)의 광전 변환 효율 또는 태양 전지 패널(100)의 출력에는 큰 영향을 미치지 않는다.
그리고 본 실시예에서 외관 형성부(114)가 기포(114V)를 구비하여 다공성을 가질 수 있다. 외관 형성부(114)를 형성하기 위한 열처리 공정(일 예로, 유리 강화 공정(S40))에서 세라믹 물질층 또는 외관 형성층(1140)에 구비된 수지(1146)가 휘발하여 해당 부분에 기포(114V)가 잔류할 수 있다.
일 예로, 0.1um 이상의 크기를 가지는 기포(114V)가 구비될 수 있다. 이러한 기포(114V)의 크기에서 기포(114V)에 의한 효과를 최대화할 수 있다. 기포(114V)의 크기는 외관 형성부(114)의 형성 방법에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린팅에 의하여 형성된 외관 형성부(114)에는 0.1um 이상의 크기를 가지는 기포(114V)가 구비될 수 있고, 스크링 프린팅에 의하여 형성된 외관 형성부(114)에는 0.5um 이상의 크기를 가지는 기포(114V)가 구비될 수 있다. 이러한 기포(114V)의 최대 크기는 외관 형성부(114)의 두께에 해당할 수 있다. 예를 들어, 기포(114V)가 0.1um 내지 15um의 크기를 가질 수 있고, 좀더 구체적으로 잉크젯 프린팅에 의하여 형성된 외관 형성부(114)에서 기포(114V)가 0.1 내지 7um의 크기를 가질 수 있고 스크린 프린팅에 의하여 형성된 외관 형성부(114)에서 기포(114V)가 0.5um 내지 15um의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 평면에서 볼 때 기포(114V)의 총 면적 비율이 4% 이상일 수 있다. 일 예로, 잉크젯 프린팅에 의하여 형성된 외관 형성부(114)에서 기포(114V)의 총 면적 비율이 4% 이상, 스크린 프린팅에 의하여 형성된 외관 형성부(114)에서 기포(114V)의 총 면적 비율이 7.5% 이상일 수 있다.
상술한 기포(114V)의 크기, 면적 비율 등은 세라믹 물질층, 외관 형성층(1140), 또는 외관 형성부(114)(또는, 이들에 포함된 색소(1142), 세라믹 프릿(1144), 수지(1146) 등)의 물질, 세라믹 물질층, 외관 형성층(1140), 또는 외관 형성부(114)의 제조 방법, 공정 조건 등에 달라질 수 있다. 도 10의 (a)에 잉크젯 프린팅에 의하여 형성된 외관 형성부(114)를 가지는 제1 커버 부재(110)의 단면 사진을 첨부하였고, 도 10의 (b) 및 (c)에 스크린 프린팅에 의하여 형성된 외관 형성부(114)를 포함하는 제1 커버 부재(110)의 단면 사진 및 평면 사진을 첨부하였다. 도 10에 도시한 바와 같이 외관 형성부(114)의 전체적으로 일정 크기 이상의 기포(114V)가 분포되어 있음을 알 수 있다.
이와 같이 외관 형성부(114)의 내부에 기포(114V)가 존재하면, 도 11에 도시한 바와 같이, 태양 전지 패널(100)로 입사되는 광이 기포(114V)에서 분산되어 넓게 확산된다. 좀더 구체적으로, 외관 형성부(114)가 기포(114V)를 구비하면 정상 투과(diffused transmittance)와 확산 투과(diffused transmittance)가 함께 일어나서 반구형 투과(hemispherical transmittance)가 일어난다. 이때, 도 11의 실선으로 도시한 바와 같이, 외관 형성부(114)의 기포(114V)가 태양 전지 패널(100)의 내부로 입사되는 반구형 투과 형태를 가지도록 광을 산란시킬 수 있다. 그러면, 태양 전지(150) 사이의 영역으로 향하여 소실될 수 있는 광의 일부를 태양 전지(150)로 향하게 하여 사용하거나, 외관 형성부(114)와 베이스 부재(112)의 계면에 의한 재사용할 수 있다. 이에 따라 외관 형성부(114)가 구비되는 경우에도 광전 변환에 사용되는 광의 양을 최대화하여 태양 전지(150)의 광전 변환 효율 및 태양 전지 패널(100)의 출력을 높게 유지할 수 있다. 일 예로, 외관 형성부(114)는 태양 전지(150)의 사이 영역에 대응하는 부분에 적어도 일부가 위치할 수 있다. 그리고 도 11의 일점 쇄선으로 도시한 바와 같이, 외관 형성부(114)의 기포(114V0가 태양 전지 패널(100)의 외부 쪽으로 반구형 투과 형태를 가지도록 광을 산란시켜 눈부심 방지(anti-glare) 특성을 향상할 수 있다. 반면, 외관 형성부(114)가 기포(114V)를 가지지 않는 경우에는 기포(114V)를 가지는 경우에 비하여 확산 투과가 충분하게 일어나지 않아 상대적으로 낮은 광 투과율을 가질 수 있다.
그리고 본 실시예에서 외관 형성부(114)가 형성된 부분에서 제1 베이스 부재(112)와 외관 형성부(114)의 경계 부분(즉, 외관 형성부(114)의 계면)의 표면 거칠기가 외관 형성부(114)가 형성되지 않은 제1 베이스 부재(112)의 다른 부분의 표면 거칠기보다 클 수 있다. 즉, 도 3의 확대원에서 도시한 바와 같이, 제1 커버 부재(110)에서 외관 형성부(114)와 제1 베이스 부재(112)의 일면이 구성하는 경계 부분의 표면 거칠기가 제1 베이스 부재(112)의 타면 또는 측면의 표면 거칠기보다 클 수 있다. 이는 외관 형성부(114)가 형성될 때 세라믹 프릿(1144), 색소(1142) 등이 제1 베이스 부재(112)의 내부로 혼입되거나 그 외 상평형을 위하여 물질 등이 이동하면서 제1 베이스 부재(112)와의 계면 부분에서 표면 거칠기가 상대적으로 커질 수 있기 때문이다.
일 예로, 도 3에서는 외관 형성부(114)가 형성되지 않은 타면에 광 확산부(LD)가 위치하는 것을 도시하였다. 광 확산부(LD)는 광을 확산시켜 태양 전지(150) 등의 인식을 최대한 방지하고 외관 형성부(114)에 의한 색상 등의 통일성을 개선할 수 있다. 일 예로, 광 확산부(LD)가 밀봉재(130)에 접하여 형성되면 밀봉재(130)와의 접착 면적의 증가시켜 접착력을 향상하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 광 확산부(LD)가 10 내지 500um의 크기를 가질 수 있으며, 라운드진 형상(일 예로, 구형의 일부에 대응하는 형상), 각진 형상, 피라미드 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 상술한 광 확산부(LD)는 양각 형상으로 돌출된 형상을 가질 수 있고, 음각 형상으로 오목한 형상을 가질 수도 있다.
이때, 광 확산부(LD)의 크기가 외관 형성부(114)가 형성된 경계 부분의 표면 거칠기와 같거나 그보다 클 수 있다(일 예로, 클 수 있다). 여기서, 광 확산부(LD)의 크기라 함은 광 확산부(LD)의 최상단과 최하단 사이의 거리를 의미할 수 있다. 이에 의하여 광 확산부(LD)에 의한 확산 효과를 향상할 수 있다. 그리고 외관 형성부(114)가 형성된 경계 부분의 표면 거칠기가 광 확산부(LD)의 표면 거칠기와 같거나 그보다 클 수 있다(일 예로, 클 수 있다). 여기서 광 확산부(LD)의 표면 거칠기는 광 확산부(LD)의 형상을 구성하는 외부 표면에서의 표면 거칠기를 의미할 수 있다. 이는 광 확산부(LD)는 일정한 형상을 가지도록 특정한 가공 공정을 거쳐서 형성된 것이기 때문에 광 확산부(LD)의 외부 표면이 상대적으로 작은 표면 거칠기를 가지기 때문이다.
그리고 도 3 등에서는 외관 형성부(114)의 외부 표면을 편평하게 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 외관 형성부(114)과 제1 베이스 부재(112)의 경계 부분의 요철, 굴곡부 등에 대응하도록 외관 형성부(114)의 외부 표면이 요철, 굴곡부 등을 구비할 수 있고, 외관 형성부(114)의 외부 표면이 외관 형성부(114)과 제1 베이스 부재(112)의 경계 부분의 표면 거칠기와 동일 또는 유사한 표면 거칠기를 가져 제1 베이스 부재(112)의 다른 부분의 표면 거칠기보다 클 수 있다.
이와 같은 외관 형성부(114)의 계면에서의 높은 표면 거칠기에 의하여 외관 형성부(114)가 광의 산란을 효과적으로 유도할 수 있다. 즉, 외관 형성부(114) 내의 기포(114V)와 외관 형성부(114)의 계면에서 높은 표면 거칠기가 함께 구비되면, 광의 산란을 효과적으로 유도할 수 있다. 특히, 태양 전지들(150) 사이에 대응하는 부분(즉, 비유효 영역(NA))에 외관 형성부(114)가 위치하면, 외관 형성부(114)에서의 산란에 의한 광이 태양 전지(150)로 향하여 광전 변환에 사용될 수 있다. 이에 따라 태양 전지(150)의 광전 변환 효율 및 태양 전지 패널(100)의 출력을 높게 유지할 수 있다.
상술한 외관 형성부(114)는 제1 베이스 부재(112) 또는 밀봉재(130)보다 큰 굴절률(일 예로, 1.48 이상의 굴절률)을 가질 수 있다. 그리고 외관 형성부(114)는 1um 이상의 두께(일 예로, 1um 내지 15um)의 두께를 가질 수 있다. 외관 형성부(114)의 제조 공정에 따라 외관 형성부(114)의 두께가 달라질 수 있다. 예를 들어, 외관 형성부(114)가 스크링 프린팅으로 형성된 경우에는 1um 내지 15um의 두께를 가질 수 있고, 잉크젯 프린팅으로 형성된 경우에는 1um 내지 7um의 두께를 가질 수 있다. 외관 형성부(114)의 두께가 1um 미만이면, 원하는 외관을 구현하는데 어려움이 있을 수 있고 색소(1142)를 포함하는 경우에 색소(1142)의 밀집도가 저하되어 원하는 색상을 나타내기 어려울 수 있다. 외관 형성부(114)의 두께가 15um(일 예로, 7um)를 초과하면, 광 투과도가 전체적으로 저하될 수 있으며 외관 형성부(114)의 박리, 균열 등의 현상이 발생할 수 있다. 일 예로, 외관 형성부(114)의 제조 공정을 단순화하고 재료 비용을 절감하기 위하여 외관 형성부(114)의 두께가 1um 내지 3um(일 예로, 1um 내지 2um)일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 색상에 따라 외관 형성부(114)의 두께를 조절할 수 있는데, 일 예로, 외관 형성부(114)가 상대적으로 낮은 광 투과도를 가지는 백색을 가지는 경우에는 다른 색상의 외관 형성부(114)보다 작은 두께를 가질 수 있다.
반면, 종래에 제1 커버 부재(110)에 형성되는 층은 적외선 영역의 광의 광 투과도가 낮아 태양 전지에 도달하는 광에서 가시광선 영역의 광보다 적외선 영역의 광의 양이 적어 적외선 영역의 광을 효과적으로 이용하는데 어려움이 있었다. 예를 들어, 반사를 방지하기 위한 반사 방지층은 태양광의 세기가 가장 강한 600nm 정도의 단파장을 가지는 광의 반사를 방지할 수 있도록 해당 파장에서 가장 큰 광 투과도를 가진다. 종래에 제1 커버 부재(110)에 구비되는 층(일 예로, 반사 방지층)이 외관 형성부(114)와 동일 또는 유사한 물질로 구성되는 경우에도 세라믹 형태를 구비하지 않는 경우에는 가시광선 영역의 광에 대한 평균 광 투과도보다 적외선 영역의 광에 대한 평균 광 투과도가 작다. 그리고 반사 방지층은 제1 베이스 부재(112) 및 밀봉재(130)보다 작은 1.3 정도의 굴절률을 가지고 500nm 이하(일 예로, 200nm 내외)의 두께를 가진다. 이에 따라 본 실시예의 외관 형성층(114)과는 특성이 다르며 적외선 영역의 광을 효과적으로 이용하기에는 어려움이 있다. 또한, 대부분의 경우에 제1 커버 부재(110)에 구비되는 층(일 예로, 반사 방지층)의 형성이 제1 커버 부재(112) 위에 적층되는 것에 의하여 이루어지므로, 제1 커버 부재(110)에 구비되는 층(일 예로, 반사 방지층)의 계면에서의 표면 거칠기가 다른 부분과 차이를 가지지 않는다.
본 실시예에서는 제2 커버 부재(120)가 커버 부분(124)을 구비하여 착색된 유리 기판으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 커버 부분(124)은 태양 전지(150), 인터커넥터(142, 145) 등이 외부에서 인식되지 않도록 일정한 색상을 나타내는 부분일 수 있다. 외관 형성부(114)와 달리, 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널(100)의 후면에 위치하여 커버 부분(124)은 광의 확산, 산란 등이 요구되지 않으므로 특정한 색상을 가질 수 있다.
제2 커버 부재(120) 또는 커버 부분(124)은, 국제조명위원회(CIE) Lab (즉, CIE L*a*b*) 색좌표, D65 표준 광원(정오 태양광원)에서 태양 전지(150)(특히, 태양 전지(150)의 반사 방지층(152))와 제2 커버 부재(120)의 색차(△E*ab) 수준이 11 이하가 되도록 하는 색상을 가질 수 있다. 상술한 색차(△E*ab) 수준이 11 이하가 되면, 태양 전지(150), 인터커넥터(142, 145) 등이 일정 거리 이상에서는 외부에서 인식되지 않도록 할 수 있다. 여기서, 국제조명위원회(CIE) Lab (즉, CIE L*a*b*) 색좌표, D65 표준 광원에서 휘도(L*)가 50 이하로 상대적으로 어두운 색상을 가질 수 있다. 그러면, 태양 전지(150), 인터커넥터(142, 145) 등이 외부에서 효과적으로 인식되지 않도록 할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 국제조명위원회(CIE) Lab (즉, CIE L*a*b*) 색좌표, D65 표준 광원에서 휘도(L*)가 50를 초과하여 상대적으로 밝은 색상을 가질 수 있다.
이때, 커버 부분(124)의 색상은 외관 형성부(114)의 색상과 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 특히, 커버 부분(124)은 투명, 반투명 등으로는 형성되지 않을 수 있고, 흰색을 제외한 무채색, 불투명한 색상, 또는 태양 전지(150)와 동일한 계열의 색을 가질 수 있다. 예를 들어, 커버 부분(124)이 검은색, 회색, 푸른색, 녹색, 갈색, 태양 전지(150)(특히, 태양 전지(150)의 반사 방지층(152))와 동일한 계열의 색, 또는 이들을 혼합한 색을 가질 수 있다. 흰색은 명도가 높은 색이므로 이를 이용하여 커버 부분(124)을 형성하기 힘들 수 있다. 일 예로, 커버 부분(124)이 태양 전지(150)와 동일한 계열의 색으로 형성되면 색상의 통일성을 가져 태양 전지 패널(100)이 전체적으로 색상의 통일성을 가지므로 심미성을 좀더 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 색 이외의 색이라도 외관 형성부(114)보다 낮은 명도 또는 베이스 부재(112) 및/또는 베이스 부분(122)보다 낮은 광 투과도를 가지는 색이라면 다양한 색을 사용할 수 있다.
이와 같이 제2 커버 부재(120)가 일정한 색상을 가져 태양 전지(150) 등이 인식되는 것을 방지하면 밀봉재(130)의 색상을 변화시키지 않아도 된다. 밀봉재(130)에 색상을 변화시키기 위한 색소(예를 들어, 카본 블랙) 등을 포함시키면 원하지 않게 밀봉재(130)의 절연 특성 등이 저하되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
일 예로, 본 실시예에서 커버 부분(124)은 산화물 세라믹 조성물로 구성될 수 있다. 그러면 동일 또는 유사한 제조 공정에 의하여 제1 및 제2 커버 부재(110, 120)를 형성할 수 있어 제조 공정을 단순화할 수 있다. 이 경우에 커버 부분(124)를 구성하는 산화물 세라믹 조성물 및 제2 커버 부재(120)에 대해서는, 앞서 설명한 외관 형성부(114)를 구성하는 산화물 세라믹 조성물 및 제1 커버 부재(110) 에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 커버 부분(124)이 산화물 세라믹 조성물 이외의 다른 물질로 구성될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 도 12를 참조하여 상세하게 설명한다.
그리고 상술한 설명에서는 제2 커버 부재(120)가 유리 기판으로 구성된 제2 베이스 부재(122)와 커버 부분(124)을 구비한 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 커버 부분(124)이 금속막(일 예로, 검은색을 가지도록 코팅된 은(Ag), 또는 알루미늄)으로 이루어져, 유리 기판으로 구성된 제2 베이스 부재(122)에 증착될 수 있다. 또는 제2 커버 부재(120)가 제2 베이스 부재(122)와 커버 부분(124)을 구비하지 않고 일체화된 하나의 부재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 커버 부재(120)가 금속 플레이트(일 예로, 강판)로 구성될 수 있다. 그 외에도 제2 커버 부재(120) 또는 제2 베이스 부재(122)가 수지(일 예로, 폴리카보네이트(poly carbonate, PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene terephthalate, PET), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ethylene tetra fluoro ethylene, ETFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(poly tetra fluoro ethylene, PTFE) 등)를 포함하는 시트, 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic) 등으로 구성될 수 있다. 이러한 시트 등으로 구성된 제2 베이스 부재(122) 위에 별도의 커버 부분(124)이 형성되거나, 제2 베이스 부재(122)의 내부에 안료 등이 포함되어 일정한 색상을 가질 수 있다. 이러한 시트 등으로 구성된 제2 베이스 부재(122)는 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다.
그리고 상술한 설명에서는 제2 커버 부재(120)가 일정한 색상을 가지는 착색된 부재로 구성된 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 커버 부재(120)가 투광성, 비투광성, 또는 반사 특성의 다양한 특성을 가질 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
도 3 등에서는 외관 형성부(114)가 제1 커버 부재(110)의 외면 쪽에 위치하고 커버 부분(124)이 제2 커버 부재(120)의 외면 쪽에 위치하는 것을 예시하였다. 외관 형성부(114)가 제1 커버 부재(110)의 외면 쪽에 위치하여 태양 전지 패널(100)이 건물(1)에 적용되었을 때 발생할 수 있는 눈부심을 외관 형성부(114)에 의하여 방지 또는 최소화할 수 있다. 커버 부분(124)이 제2 커버 부재(120)의 외면 쪽에 위치하여 태양 전지 패널(100)의 후면 측에 가깝게 위치할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 외관 형성부(114)가 제1 커버 부재(112)의 내면 및 외면 중 적어도 하나에 위치할 수 있고, 및/또는 커버 부분(124)이 제2 커버 부재(120)의 내면 및 외면 중 적어도 하나에 위치할 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 외관 형성부(114) 또는 커버 부분(124)이 형성되지 않은 다른 일면에 요철, 텍스쳐링 등이 형성된 광 확산부(LD)가 형성될 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다. 그리고 도 4에서는 외관 형성부(114) 및 커버 부분(124)이 각기 제1 및 제2 커버 부재(110, 120)의 전체 영역에서 하나의 색을 가지면서 형성된 것을 예시하였다. 그리고 하나의 외관 형성부(114) 및 커버 부분(124)가 각기 하나의 커버 영역(CA)을 형성하는 것을 예시하였다. 여기서, 커버 영역(CA)이라 함은 일정한 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 구현할 수 있도록 동일한 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 가진다고 인식되는 영역을 의미한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서 외관 형성부(114) 및 커버 부분(124) 중 적어도 하나가 제1 또는 제2 커버 부재(110, 120)의 일부에만 형성될 수 있다. 그리고 외관 형성부(114) 및 커버 부분(124) 중 적어도 하나가 두 개 이상의 색상을 가지는 부분을 포함할 수 있다. 그리고 커버 영역(CA)의 일부에만 외관 형성부(114) 또는 커버 부분(124)이 형성되어도 커버 영역(CA)이 하나의 영역으로 인식될 수도 있다. 이러한 예들에 대해서는 도 13 내지 도 16, 도 19 및 도 20을 참조하여 추후에 상세하게 설명한다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에 의하면, 적외선 영역의 평균 광 투과도인 제1 투과도가 가시광선 영역의 평균 광 투과도인 제2 투과도와 같거나 그보다 큰 외관 형성부(114)가 제1 커버 부재(110)에 구비되어 태양 전지 패널(100)의 외관 및 심미성을 향상하면서도 태양 전지 패널(100)의 출력을 높게 유지할 수 있다. 이러한 외관 형성부(114)는 산화물 세라믹 조성물로 구성되어 제1 커버 부재(110)가 유리 기판을 포함할 경우에 나타날 수 있는 눈부심 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고 태양 전지 패널(100)을 옆에서 보는 경우에도 색상 변화 또는 외관 형성부(114)가 인식되지 않고 원하는 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 그대로 유지할 수 있다. 또한, 제2 커버 부재(120)가 커버 부분(124)에 의하여 태양 전지(150), 인터커넥터(142, 145) 등이 인식되지 않도록 하는 색상을 가지도록 착색되어 태양 전지 패널(100)의 외관을 더욱 향상할 수 있다.
반면, 종래 기술로서 제1 또는 제2 베이스 부재(110, 120)와 일체화되지 않으면서 그 위에 별도로 형성되는 착색 부분을 위치시키는 경우에는 옆에서 보거나 밝을 경우에 착색 부분의 색상이 다르게 인식되거나 다른 부재와 별도로 인식되어 심미성을 저하시킬 수 있었다. 또한, 종래에 사용되던 색유리는 광 투과도가 매우 낮아 태양 전지 패널(100)의 제1 커버 부재(110) 등에 적용되면 태양 전지 패널(100)의 출력을 크게 저하시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널을 상세하게 설명한다. 상술한 설명과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다. 그리고 상술한 실시예 또는 이를 변형한 예와 아래의 실시예 또는 이를 변형한 예들을 서로 결합한 것 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제2 커버 부재의 다양한 예를 도시한 부분 단면도이다.
*도 12을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제2 커버 부재(120)는, 제2 베이스 부재(122)와, 제2 베이스 부재(122) 위에 형성되며 복수의 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)으로 구성된 커버 부분(124)을 포함할 수 있다. 복수의 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)은 특정한 색상을 구현할 수 있는 개수로 형성되며 각 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)은 유전 물질, 절연 물질, 반도체 물질 등과 같은 다양한 물질로 구성될 수 있다. 복수의 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)은, 도 12의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 다양한 층수로 구현될 수 있다. 도 12의 (a) 내지 (c)에는 복수의 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)이 2층 내지 4층으로 구성된 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 5층 이상으로 구성될 수도 있다.
예를 들어, 본 실시예에서 커버 부분(124)은, 태양 전지(도 3의 참조부호 150, 이하 동일)의 반사 방지층(도 3의 참조부호 152, 이하 동일)과 동일 또는 유사한 색을 구현할 수 있다.
일 예로, 커버 부분(124)이, 태양 전지(150)의 광전 변환부를 구성하는 실리콘을 포함하는 실리콘층과, 실리콘층 위에 위치하며 반사 방지층(152)과 동일한 물질 및 적층 구조를 가지는 유전층 또는 절연층을 포함할 수 있다. 그러면, 커버 부분(124)이 태양 전지(150)와 동일한 동일 또는 유사한 색을 가질 수 있어 태양 전지(150)와 동일 또는 유사한 색을 구현할 수 있다. 이에 의하여 간단한 구조에 의하여 태양 전지(150), 인터커넥터(도 2의 참조부호 142, 145, 이하 동일) 등이 인식되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
다른 예로, 커버 부분(124)이 각기 금속 화합물(일 예로, 금속 산화물 또는 금속 질화 산화물)로 구성되는 복수의 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)이 실리콘, 티타늄, 알루미늄, 지르코늄, 아연, 안티몬, 구리를 포함하는 산화물 또는 질화 산화물로 구성되는 절연층을 복수로 적층한 구조를 가질 수 있다. 그리고 복수의 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)이 산화물 또는 질화 산화물로 구성될 경우에 커버 부분(124)은 복수의 커버층(124a, 124b, 124c, 124d)의 내부 또는 외부에 실리콘 질화물을 포함하는 층 및/또는 실리콘 탄화 질화물을 포함하는 층을 더 구비하여, 자외선, 수분 등에 의한 문제를 방지할 수 있다.
예를 들어, 커버 부분(124)이 실리콘 산화물로 구성된 제1 커버층(124a), 그 위에 위치하며 실리콘 질화물로 구성된 제2 커버층(124b), 그리고 그 위에 위치하며 실리콘 탄화 질화물로 구성된 제3 커버층(124c)을 포함하면, 커버 부분(124)이 청색을 가질 수 있다. 또는, 커버 부분(124)이 지르코늄 산화물로 구성된 제1 커버층(124a), 그 위에 위치하며 실리콘 산화물로 구성된 제2 커버층(124b), 그 위에 위치하며 지르코늄 산화물로 구성된 제3 커버층(124c), 그리고 그 위에 위치하며 실리콘 산화물을 포함하는 제4 커버층(124d)을 포함하면, 커버 부분(124)이 초록색을 가질 수 있다.
본 실시예에 의하면, 증착 등에 의한 간단한 제조 공정에 의하여 커버 부분(124)을 형성할 수 있어 원하는 색상을 구비한 제2 커버 부재(120)를 제조할 수 있다. 도 12에서는 커버 부분(124)이 제2 커버 부재(120)의 내면 쪽에 위치하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 커버 부분(124)이 제2 커버 부재(120)의 외면 쪽에 위치할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재의 일 예를 도시한 평면도이고, 도 14는 도 13의 A-A 선을 따라 잘라서 본 단면도이다. 도 13의 (a)에는 외관 형성부(114)가 형성된 제1 커버 부재(110)의 실제 형상을 도시하였고, 도 13의 (b)에서는 일정 거리만큼 이격된 거리에서 봤을 때의 제1 커버 부재(110)의 형상을 도시하였다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 실시예에서는 제1 커버 부재(110)에서 커버 영역(CA)의 일부에만 외관 형성부(114)가 구비되며, 일정 거리만큼 이격된 거리에서 보면 커버 영역(CA)의 전체에 걸쳐 외관 형성부(114)에 의한 동일한 외관을 가진다고 인식될 수 있다. 좀더 구체적으로, 도 13의 (a)에 도시한 같이 제1 베이스 부재(112)의 전체 영역에 도트 형상의 외관 형성부(114)가 일정 간격으로 위치하여, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이 일정한 거리만큼 떨어져서 보면 외관 형성부(114)가 위치한 제1 베이스 부재(112) 또는 커버 영역(CA)이 전체적으로 하나의 색으로 인식될 수 있다.
좀더 구체적으로, 복수의 외관 형성부(114)가 일정한 거리를 가지면서 서로 이격되면서 일정 면적 비율 이상 형성되면, 일정 거리에서 보는 경우에 광 투과부(LTA)를 사이에 둔 복수의 외관 형성부(114)가 하나로 인식될 수 있다. 즉, 복수의 외관 형성부(114)에 의하여 복수의 외관 형성부(114)가 위치한 커버 영역(CA)이 하나의 색으로 인식되면서도 복수의 외관 형성부(114) 사이에 위치한 높은 광 투과도의 제1 베이스 부재(112)로 구성된 광 투과부(LTA)를 통하여 태양광은 큰 손실 없이 제1 커버 부재(110)를 통과하여 태양 전지(150)에 전달될 수 있다.
일 예로, 외관 형성부(114)가 각기 0.2 내지 10mm의 폭 또는 크기를 가지고, 커버 영역(CA)의 총 면적에 대한 외관 형성부(114)의 총 면적의 비율이 0.01 이상(예를 들어, 0.01 내지 0.95, 좀더 구체적으로, 0.05 내지 0.5)일 수 있다. 이러한 범위에서 일정 거리(일 예로, 1m)를 두고 복수의 외관 형성부(114)를 바라보면 하나의 색으로 인식될 수 있다. 이때, 커버 영역(CA)의 총 면적에 대한 외관 형성부(114)의 총 면적의 비율이 0.5 이하이면(즉, 외관 형성부(114)의 총 면적이 광 투과부(LTA)의 면적과 같거나 그보다 작으면), 제1 커버 부재(110)를 통과하는 광의 손실이 거의 없이 원하는 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 구현할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 커버 영역(CA)의 총 면적에 대한 외관 형성부(114)의 총 면적의 비율이 0.95 초과(즉, 0.95 초과, 1 이하)일 수도 있다.
또는, 복수의 외관 형성부(114)가 서로 일정 간격으로 위치하면 복수의 외관 형성부(114)를 하나로 인식할 수 있다. 일 예로, 복수의 외관 형성부(114)가 40 내지 300 dpi(dots per inch)(일 예로, 80 내지 300dip)로 형성되면, 복수의 외관 형성부(114)가 전체적으로 하나로 인식되어 원하는 형상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 구성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 외관 형성부(114)의 밀도, 분포 등이 다양하게 변형될 수 있다.
본 실시예에서 외관 형성부(114)는 제1 베이스 부재(112)의 일면에서 두께 방향에서의 일부분에 대응하도록 형성된다. 좀더 구체적으로, 외관 형성부(114)의 일부분이 제1 베이스 부재(112)의 내부로 함몰되고 다른 부분이 외관 형성부(114)가 형성되지 않은 제1 베이스 부재(112)의 기판면(BS)보다 돌출된 형상을 가진다. 이러한 외관 형성부(114)의 외면이 라운드진 형상을 가질 수 있다. 이때, 외관 형성부(114)와 제1 베이스 부재(112)의 경계에서의 표면 거칠기가 기판면(BS)의 표면 거칠기보다 클 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 베이스 부재(112)에 인접한 외관 형성부(114)의 형상이 다른 형상을 가질 수도 있다. 일 예로, 외관 형성부(114)가 균일한 두께를 가지면서 편평하게 형성될 수도 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
도 13에서는 커버 영역(CA)을 구성하는 외관 형성부(114)가 원형의 도트 형상을 가지고, 커버 영역(CA)에서 도트 형상의 외관 형성부(114)가 위치하지 않는 부분이 전체적으로 연결되어 광 투과부(LTA)를 형성하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 외관 형성부(114)가 원형, 타원형, 다각형(삼각형, 사각형 등), 불규칙한 형상, 또는 이들의 조합으로 구성될 수도 있다. 다른 예로, 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이, 외관 형성부(114)가 일자 형상을 가지도록 일 방향으로 길게 이어져서 복수의 외관 형성부(114)가 스트라이프 형상을 형성할 수도 있다. 그러면, 복수의 외관 형성부(114)와 평행한 광 투과부(LTA)가 복수의 외관 형성부(114) 사이에 위치하여, 상기 일 방향과 교차하는 방향에서 외관 형성부(114)와 광 투과부(LTA)가 교번하여 위치할 수 있다. 또 다른 예로, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 외관 형성부(114)가, 제1 방향으로 연장되는 제1 부분과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 부분을 포함하는 체크 무늬 형상을 가질 수도 있다. 그러면, 제1 부분과 제2 부분에 의하여 둘러싸여 도트 형상을 가지는 부분이 광 투과부(LTA)를 구성할 수 있다. 그 외에도 외관 형성부(114)가 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서는 태양 전지 패널(100)을 일정 거리 이상(일 예로, 1m 이상)에서 떨어져서 육안으로 볼 경우에 제1 커버 부재(110)에 의하여 태양 전지 패널(100)이 일정한 색상, 이미지, 패턴, 느낌, 질감 등을 전체적으로 균일하게 가질 수 있다. 일 예로, 건물(도 1의 참조부호 1, 이하 동일)의 외관을 조망하기에 충분한 거리에서 태양 전지 패널(100)을 본 경우에 건물(1)의 외관을 향상하면서도 출력은 크게 줄지 않도록 할 수 있다.
도 13 내지 도 15에서는 제1 커버 부재(110) 및 이에 포함된 외관 형성부(114)를 기준으로 설명하였으나, 그러나 제1 및/또는 제2 커버 부재(110, 120)에 포함되는 외관 형성부(114) 또는 커버 부분(124)이 상술한 구조를 가질 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제2 커버 부재의 일 예를 도시한 평면도이다. 도 16의 (a)에는 커버 부분(114)이 형성된 제2 커버 부재(120)의 실제 형상을 도시하였고, 도 16의 (b)에서는 일정 거리만큼 이격된 거리에서 봤을 때의 제2 커버 부재(120)의 형상을 도시하였다.
도 16에 도시한 바와 같이, 제2 커버 부재(120)에 형성된 커버 부분(124)이 커버 영역(CA)의 일부에만 형성되고 커버 영역(CA)이 전체적으로 동일하게 인식될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 아니다. 즉, 커버 부분(124)은 그 자체로 외관을 형성하는 역할보다는 태양 전지(150), 인터커넥터(142, 145) 등이 인식되지 않도록 하는 역할만을 수행하면 되므로 커버 영역(CA)이 동일하게 인식되지 않아도 된다. 도 16에서는 커버 부분(124)이 원형의 도트 형상을 가지는 것을 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 커버 부분(124)이 다양한 형상을 가질 수 있다.
상술한 실시예들 및 후술한 실시예들에서, 일 예로, 커버 부분(124)이 외관 형성부(114)보다 낮은 명도를 가지거나 상대적으로 낮은 광 투과도를 가지거나, 및/또는 제1 커버 비율보다 제2 커버 비율이 더 클 수 있다. 일 예로, 외관 형성부(114)보다 커버 부분(124)의 명도가 낮거나, 커버 부분(124)이 외관 형성부(114)와 동일한 색 또는 이보다 낮은 명도의 색을 가지면서 제1 커버 비율보다 큰 제2 커버 비율을 가질 수 있다. 그러면, 태양 전지(150), 인터커넥터(142, 145) 등이 인식되는 것을 방지할 수 있다. 제1 커버 비율은 커버 영역(CA)의 면적에 대한 외관 형성부(114)의 면적 비율을 의미하고, 제2 커버 비율은 비유효 영역(NA)의 면적에 대하여 비유효 영역(NA)에 위치한 커버 부분(124)이 차지하는 면적 비율을 의미할 수 있다.
여기서, 상대적으로 낮은 명도를 가진다 함은 외관 형성부(114)보다 낮은 명도를 가지는 것을 의미할 수 있고, 상대적으로 낮은 광 투과도를 가진다 함은 제1 베이스 부재(112) 및/또는 제2 베이스 부재(122)보다 낮은 광 투과도를 가지는 것을 의미할 수 있다. 일 예로, 제1 커버 부재(110)의 외관 형성부(114)와 제2 커버 부재(120)의 커버 부분(124)이 동일 또는 유사한 패턴을 가지면 태양 전지 패널(100) 내에서 디자인을 통일성을 가지며 심미성을 확보할 수 있다.
즉, 도 17의 (a)에서와 같은 태양 전지(150)와 인터커넥터(142, 145) 위에, 도 17의 (b)에서와 같이 외관 형성부(114)를 가지는 제1 커버 부재(110)를 놓으면 외관 형성부(114)에 의한 색은 인식될 수 있으나 태양 전지(150)의 경계 및 인터커넥터(142, 145)의 경계가 어느 정도 인식된다. 이 상태에서 도 17의 (c)에서와 같이 커버 부분(124)을 가지는 제2 커버 부재(120)를 함께 놓으면, 외관 형성부(114)에 의한 색이 인식되면서도 외관 형성부(114)와 커버 부분(124)의 간섭에 의하여 태양 전지(150), 인터커넥터(142, 145) 등의 경계를 인식하기 어렵게 된다.
본 실시예에서 인터커넥터(142, 145)를 가리는 형상의 쉴드 부재가 태양 전지(150) 및 인터커넥터(142, 145)와 제1 밀봉재(130) 사이에 위치될 수 있다. 일 예로, 쉴드 부재가 인접한 태양 전지(10) 사이에 위치한 제1 인터커넥터(142) 및/또는 복수의 태양 전지 스트링의 단부에서 이들에 연결되는 제2 인터커넥터(145)(예를 들어, 버스 리본)을 가리는 위치에 위치할 수 있다. 이러한 쉴드 부재(50)는 특정한 색상(일 예로, 검은색, 회색, 또는 태양 전지(10)와 동일 또는 유사한 색상)을 가질 수 있고, 인터커넥터(142, 145)와 다른 반사도를 가져 인터커넥터(142, 145)가 인식되는 것을 방지하되 광을 완전하게 차단하지는 않는 물질로 구성될 수 있다. 이러한 쉴드 부재는 태양 전지(150) 등에 점착되어 위치할 수 있다. 여기서, 점착이라 함은 상온에서 물리적 힘에 의해 두 개의 층이 서로 부착되거나 분리될 수 있는 정도의 접착력을 의미하는 것으로, 열처리를 통해 두 개의 층이 서로 부착되어 두 개의 층을 분리할 때 어느 하나의 층이 손상되는 접착(adhesion)과는 다른 의미이다. 이와 같이 쉴드 부재가 점착에 의하여 태양 전지(150) 등에 고정되면 제조 공정 중 쉴드 부재의 점착, 분리, 위치 조정 등이 용이하다. 쉴드 부재의 형상, 구조, 물질 등은 다양하게 변형될 수 있다. 또는, 일정한 색상(일 예로, 검은색, 회색 등)을 가지는 인터커넥터(142, 145)가 사용될 수 있다. 그러면, 인터커넥터(142, 145) 등의 경계가 인식되는 것을 좀더 효과적으로 방지할 수 있다. 일 예로, 제2 커버 비율이 0.5 내지 1일 수 있다. 즉, 비유효 영역(NA)의 전체 면적에 대하여 이에 형성된 커버 부분(124)의 면적 비율이 0.5 내지 1일 수 있다. 이러한 제2 커버 비율을 가질 때 태양 전지(150)의 경계가 인식되거나 인터커넥터(142, 145) 등이 인식되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
일 예로, 제2 커버 부재(120)가, 도 16에 도시한 바와 같이, 유효 영역(AA) 및 비유효 영역(NA)에 대응하도록 전체적으로 형성될 수도 있고, 도 18에 도시한 바와 같이, 비유효 영역(NA)에 대응하는 부분에서만 형성되고 유효 영역(AA)에는 형성되지 않을 수 있다. 유효 영역(AA)에 커버 부분(124)이 형성되지 않으면 커버 부분(124)의 형성을 위한 비용이 절감될 수 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 제1 커버 부재를 도시한 평면도이다.
도 19에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 서로 다른 색을 가지는 복수의 커버 영역(CA)이 구비될 수 있다. 서로 다른 색을 가지는 복수의 커버 영역(CA)이 서로 인접하거나 독립하여 위치할 수 있다. 도 19에서는, 일 예로, 두 가지 색을 가지는 제1 및 제2 외관 형성부(114a, 114b)에 의하여 서로 다른 색을 가지는 두 개의 제1 및 제2 커버 영역(CA1, CA2)이 구비된 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 커버 영역(CA)의 형상, 색상, 개수, 배치 등에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함된 제1 커버 부재를 도시한 평면도이다.
도 20에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 커버 부재(110) 또는 제1 베이스 부재(112)의 일부 영역에만 커버 영역(CA)이 위치하고, 다른 영역은 일정한 색상 등이 구비되지 않는다고 인식되는 비커버 영역(NCA)이 위치할 수 있다. 도 20에서는, 일 예로, 두 가지 색을 가지는 제1 및 제2 외관 형성부(114a, 114b)에 의하여 서로 다른 색을 가지는 두 개의 제1 및 제2 커버 영역(CA1, CA2)이 구비된 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 커버 영역(CA)의 형상, 색상, 개수, 위치 등에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
도 18 내지 도 20에서는 외관 형성부(114) 또는 커버 부분(124)이 커버 영역(CA)에 전체적으로 형성된 것을 예시하였으나, 도 16의 (a)에 도시한 바와 같이 커버 영역(CA)의 일부에만 외관 형성부(114) 또는 커버 부분(124)이 위치하고 일정 거리 이상에 보면 하나의 커버 영역(CA)으로 인식되는 것일 수도 있다.
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 태양 전지;
    상기 태양 전지를 밀봉하는 밀봉재;
    상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 일면 위에 위치하는 제1 커버 부재; 및
    상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 타면 위에 위치하는 제2 커버 부재
    를 포함하고,
    상기 제1 커버 부재는, 상기 태양전지와 마주하는 제1 베이스 부재와, 상기 제1 베이스 부재에 형성되며 산화물 세라믹 조성물로 구성되는 외관 형성부(114)를 포함하고,
    상기 외관 형성부에서 적외선 영역의 광에 대한 상기 외관 형성부의 평균 광 투과도인 제1 투과도가 가시광선 영역의 광에 대한 상기 외관 형성부의 평균 광 투과도인 제2 투과도와 같거나 그 보다 더 큰 태양 전지 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외관 형성부가 비정질 상태의 유리 구조를 포함하는 태양 전지 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외관 형성부에서 상기 제1 투과도가 상기 제2 투과도보다 큰 태양 전지 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외관 형성부에서 상기 제1 투과도가 상기 제2 투과도보다 2% 이상 더 큰 태양 전지 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외관 형성부에서 상기 제1 및 제2 투과도 각각보다 자외선 영역의 광에 대한 상기 외관 형성부의 평균 광 투과도인 제3 투과도가 더 작은 태양 전지 패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 외관 형성부에서 상기 제1 투과도와 상기 제2 투과도 사이의 제1 차이가 상기 제2 투과도와 상기 제3 투과도 사이의 제2 차이보다 큰 태양 전지 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외관 형성부가 기포를 구비하여 다공성을 가지는 태양 전지 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기포는 0.1um 이상의 크기를 가지는 태양 전지 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베이스 부재는 상기 외관 형성부와 마주하는 제1 표면과 상기 제1 표면의 반대면인 제2 표면을 가지고,
    상기 외관 형성부는 상기 제1 베이스 부재의 제2 표면 상에 존재하지 않고,
    상기 외관 형성부가 형성된 부분에서 상기 제1 베이스 부재의 상기 제1 표면과 상기 외관 형성부의 경계의 표면 거칠기가 상기 외관 형성부가 형성되지 않은 상기 제1 베이스 부재의 다른 부분의 표면 거칠기보다 큰 태양 전지 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 외관 형성부의 굴절률이 상기 제1 베이스 부재의 굴절률 또는 상기 밀봉재의 굴절률보다 크고,
    상기 외관 형성부의 두께가 1um 이상인 태양 전지 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 외관 형성부가 적어도 상기 제1 베이스 부재의 일부에 형성되거나; 또는
    상기 외관 형성부가 하나로 인식되는 적어도 커버 영역의 일부에 형성되는 태양 전지 패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버 부재가 강화 유리 기판 또는 반강화 유리 기판을 포함하는 태양 전지 패널.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 외관 형성부는 세라믹 프릿을 주요 물질로 포함하고,
    상기 외관 형성부는 상기 세라믹 프릿이 상기 강화 유리 기판 또는 반강화 유리 기판의 내부에 혼합되어 상기 강화 유리 기판 또는 반강화 유리 기판의 일부를 구성하는 일체화된 부분으로 구성되는 태양 전지 패널.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 커버 부재가 표면 압축 응력이 60MPa 이하인 상기 반강화 유리 기판을 포함하는 태양 전지 패널.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버 부재의 일면에 상기 외관 형성부가 형성되고, 상기 제1 커버 부재의 다른 일면에 광 확산부가 형성되는 태양 전지 패널.
  16. 태양 전지;
    상기 태양 전지를 밀봉하는 밀봉재;
    상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 일면 위에 위치하는 제1 커버 부재; 및
    상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 타면 위에 위치하는 제2 커버 부재
    를 포함하고,
    국제조명위원회(CIE) Lab 색좌표, D65 표준 광원에서 상기 태양 전지와 상기 제2 커버 부재의 색차(△E*ab) 수준이 11 이하인 태양 전지 패널.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제2 커버 부재는, 유리 기판으로 구성되는 제2 베이스 부재와, 상기 제2 베이스 부재 위에서 적어도 상기 태양 전지가 위치하지 않은 비유효 영역에 위치하는 커버 부분을 포함하는 태양 전지 패널.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 커버 부분이, 복수의 커버층을 포함하고, 상기 복수의 커버층 각각은 산화물 세라믹 조성물, 유전 물질 또는 절연 물질 중 적어도 하나로 만들어지는태양 전지 패널.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 커버 부분이, 상기 태양 전지의 광전 변환부를 구성하는 실리콘을 포함하는 실리콘층과, 상기 실리콘층 위에 위치하며 상기 태양 전지의 일면에 위치하는 반사 방지층과 동일한 물질 및 적층 구조를 가지는 태양 전지 패널.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 태양 전지 패널이 건물에 일체화되는 건물 일체형 구조를 가지는 태양 전지 패널.
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