WO2021107334A1 - 오토 클레이브를 이용한 프리프레그를 포함하는 태양전지패널 제조방법 - Google Patents

오토 클레이브를 이용한 프리프레그를 포함하는 태양전지패널 제조방법 Download PDF

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WO2021107334A1
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solar cell
prepreg
mold
cell module
manufacturing
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홍성민
정종철
김보성
강수환
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주식회사 에디슨모터스
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present disclosure relates to a method of manufacturing a solar cell panel including a prepreg using an autoclave, and more particularly, to a solar cell panel having a light weight and high rigidity so as to be installed on an upper part of a vehicle.
  • a solar cell is a device that converts solar light energy into electrical energy, and is a core component of a solar power generation system.
  • For solar power generation several solar cells are connected in series to produce a panel-type module, and these modules are installed by connecting them in series and parallel.
  • a solar cell panel is mounted on the upper surface of a vehicle body.
  • One aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a solar cell panel having high rigidity so as to be lightweight so that it can be applied to the upper part of a vehicle without installing a separate fixed structure, and to withstand external impact.
  • the present invention for achieving this object is a method of manufacturing a solar cell panel using an autoclave, (a) disposing one or more solar cell modules on a mold on which a release material layer is formed, (b) the solar cell Laminating a prepreg to a predetermined thickness on a mold while wrapping the module, (c) wrapping the stacked structure of the solar cell module and the prepreg with a bagging film, and sealing the inner space of the bagging film from the outside, ( d) after making the inner space of the bagging film in a vacuum state, putting a mold in the chamber of an autoclave and applying heat and pressure to compress and harden the prepreg, wherein in step (b), the mold has a solar panel A seating space is provided for forming the prepreg, and the prepreg can be stacked in a state in which the solar cell module is inserted and disposed in the fixing groove formed on the seating surface of the seating space.
  • the seating surface of the mold may have a structure that has a constant curvature and is convex upward.
  • the seating surface may have a concave structure with a constant curvature.
  • the fixing groove is recessed to a depth at which a part of the solar cell module can be exposed to the outside, and the prepreg is formed to surround the exposed part. can be stacked in the form.
  • the prepreg may include a first area corresponding to the solar cell module and a second area formed in a periphery of the first area along the inner circumference of the seating space.
  • the prepreg may be stacked thicker in the second region than in the first region.
  • an autoclave method is used to By manufacturing, it is possible to provide a lightweight solar cell panel with high rigidity.
  • the solar cell panel manufactured by this method can be installed on the upper part of the vehicle without a separate fixing structure, and can be used as a body part having rigidity to withstand external impact.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method of manufacturing a solar cell panel according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a process of a method for manufacturing a solar cell panel according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a first mold for manufacturing a solar panel according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a process of a method for manufacturing a solar cell panel according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a second mold for manufacturing a solar panel according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the first solar panel according to the first embodiment and the second solar panel according to the second embodiment are connected to each other at the top of the vehicle.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a solar cell panel according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the progress of a method for manufacturing a solar panel according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. It is a schematic diagram of a first mold for manufacturing a solar cell panel according to a first embodiment of the present invention.
  • the method for manufacturing a solar panel according to an embodiment of the present invention includes a solar cell module arrangement step (S100), a prepreg lamination step (S200), a sealing step (S300), and a pressing and curing step (S400). ) may be included.
  • a first mold 100 capable of forming a solar cell panel including a prepreg having a predetermined curvature and having a curved shape may be prepared by manufacturing the metal.
  • the metal may be aluminum or steel.
  • the solar cell module 10 may be disposed on the first mold 100 prepared for manufacturing the solar cell panel.
  • the solar cell module 10 has a solar cell 11 and an encapsulation layer encapsulating an outer surface of the solar cell 11 in a state in which electrode terminals (not shown) of the solar cell 11 are exposed.
  • EVA sheet, 12 and a light-transmitting layer 13 provided on one side of the encapsulation layer 12 may be included.
  • the first mold 100 may include a first seating space 110 capable of molding a solar cell panel having a curved surface.
  • the first seating space 110 may be formed in a rectangular shape in plan view, and the first seating surface 110a may have a constant curvature on the xy plane and be convexly curved upward.
  • a first fixing groove 112 for increasing the arrangement accuracy of the solar cell module 10 may be formed in the first seating surface 110a.
  • the first fixing groove 112 may be formed in a shape recessed to a predetermined depth while forming a step with the first seating surface 110a of the first seating space 110 . .
  • the first fixing groove 112 may have a shape in which the first fixing bottom surface 112a is convexly curved upward on the xy plane, and the first fixing bottom surface 112a is the first fixing bottom surface 112a of the first seating space 110 . It may have the same curvature as the seating surface 110a and may have a convex shape.
  • the solar cell module 10 may be inserted and disposed in the first fixing groove 112, and the first fixing groove 112 is the solar cell module 10 in the first mold ( 100) performs a function of guiding so that it can be accurately placed.
  • the depth at which the first fixing groove 112 is recessed may be formed to be smaller than the thickness of the solar cell module 10 .
  • a part of the outer surface of the solar cell module 10 is in contact with the prepreg 20 , and is integrated in the manufactured solar panel in order to be formed as
  • a release material layer 5 may be formed on the outer surface of the first mold 100 before disposing the solar cell module 10 in the first mold 100 .
  • the release material layer 5 may be entirely formed on the outer surfaces of the first seating space 110 and the first fixing groove 112 of the first mold 100 .
  • the release material layer 5 may be formed to prevent the resin contained in the prepreg 20 to be compressed and laminated in a later step from being discharged and adhering to the first mold 100 , and the release material layer (5) can be formed by attaching a release film or applying a release agent.
  • the solar cell module 10 in the solar cell module arrangement step (S100), can be inserted into the first fixing groove 112 of the first mold 100 in which the release material layer 5 is formed on the outer surface.
  • the solar cell module 10 may be fixed in position in the first fixing groove 112 .
  • the prepreg 20 may be stacked and the exposed portion of the solar cell module 10 may be wrapped.
  • the prepreg 20 is manufactured in the form of a fibrous fabric prepared by pre-impregnating the fibers with resin, and a user may laminate several layers of the prepreg to have a desired thickness at a desired location.
  • the prepreg 20 is an exposed portion of the outer surface of the first mold 100 on which the release material layer 5 is formed and the solar cell module 10, for example, the upper surface and the outer surface It may be laminated with a thickness while enclosing a part.
  • the prepreg 20 may be stacked to have different thicknesses t1 and t2 in the first region S1 and the second region S2.
  • the first region S1 is a region spaced apart from the inner surface of the first seating space 110 by a predetermined distance and corresponds to the solar cell module 10
  • the second region S2 is the first seating space 110 . It may be a region formed with a predetermined width around the inner surface of the .
  • the prepreg 20 may have a first thickness t1 in the first region S1, a second thickness t2 in the second region S2, and the second thickness t2. may be greater than the first thickness t1.
  • a sealing step (S300) and a pressing and curing step (S400) for vacuum bag molding may be performed.
  • the sealing step (S300) it may be wrapped with a bagging film 6 so as to surround the laminate structure having a curved shape of the solar cell module 10 and the prepreg 20 .
  • the bagging film 6 may be attached to the outer surface of the first mold 100 by a sealant 7 provided along the edge to seal the inner space of the bagging film 6 from the outside.
  • a connector 8 communicating with the inside of the bagging film 6 is provided, and the connector 8 is a vacuum pump through a vacuum hose 9 (not shown) can be connected to the bagging film 6 by applying a vacuum pressure inside the vacuum state.
  • the first mold 100 may be placed in an autoclave chamber, and heat and pressure may be supplied to compress and harden the solar panel including the prepreg.
  • the temperature and pressure in the autoclave chamber can be adjusted as needed for pressing the prepreg.
  • the portion where the light transmitting layer 13 is provided is concave, and the prepreg
  • the first solar cell panel 150 having a convex shape may be manufactured in the portion where the legs 20 are provided (refer to FIG. 6 ).
  • the solar cell panel manufactured in this way can be provided as a high-rigidity, lightweight body part, and can generate solar power by itself when applied to the roof of the body.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the progress of a method for manufacturing a solar panel according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a second mold for manufacturing a solar panel according to the second embodiment of the present invention .
  • the solar panel according to the second embodiment of the present invention may be manufactured using a second mold 200 having a different shape as compared with the first mold used to manufacture the solar panel according to the first embodiment. have.
  • the second mold 200 may include a second seating space 210 capable of forming a solar cell panel having a curved surface, and the second seating space 210 ) may be formed in a quadrangle when viewed in a plan view, and the second seating surface 210a may have a concavely curved shape with a constant curvature on the xy plane.
  • a second fixing groove 212 in which the solar cell module 10 can be inserted may be formed in the second seating surface 210a, and the second fixing groove 212 is a second seating space 210 . It may be formed in a shape recessed to a predetermined depth while forming a step with the second seating surface 210a of the .
  • the second fixing groove 212 may have a shape in which the second fixing bottom surface 212a is concavely curved on the xy plane, and the second fixing bottom surface 212a is the second seating space 210 in the second fixing groove 212 . It may have the same curvature as the surface 210a and may have a concave shape, but may have different curvatures depending on the degree of bending of the solar cell module. According to an embodiment of the present invention, the solar cell module 10 may be inserted and disposed in the second fixing groove 212, and the second fixing groove 212 is the solar cell module 10 in the second mold ( 200) can increase the placement accuracy.
  • the depth at which the second fixing groove 212 is recessed may be formed to be smaller than the thickness of the solar cell module 10 .
  • the portion provided with the light transmitting layer 13 is convex, and the portion provided with the prepreg 20 is concave.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the first solar panel according to the first embodiment and the second solar panel according to the second embodiment are connected to each other at the top of the vehicle.
  • a first solar cell panel 150 having a solar cell module 10 concavely formed at the top is disposed in a recessed portion at the top of the vehicle, and a second solar cell module 10 is formed convexly in the upper convex portion.
  • a solar panel 250 may be disposed.
  • the degree of curvature of the solar cell panel which is a curved laminate structure, by forming the seating space of the mold and the shape of the fixing groove differently.

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Abstract

본 발명은 오토 클레이브를 이용하여 태양전지패널을 제조하는 방법에 관한 것으로, (a) 이형물질층이 형성된 금형 위에 하나 이상의 태양전지모듈을 배치하는 단계, (b) 상기 태양전지모듈을 감싸면서 금형 위에 프리프레그를 소정의 두께로 적층하는 단계, (c) 상기 태양전지모듈과 프리프레그의 적층 구조체를 배깅필름으로 감싸고, 상기 배깅필름의 내부 공간을 외부로부터 밀폐시키는 단계, 및 (d) 상기 배깅필름 내부 공간을 진공 상태로 만든 후, 금형을 오토 클레이브의 챔버 내에 넣고 열과 압력을 가하여 프리프레그를 압착 및 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 단계(b)에서 상기 금형에는 태양전지패널을 성형하기 위한 안착공간이 마련되고, 상기 안착공간의 안착면에 형성된 고정 홈에 태양전지모듈을 삽입 배치시킨 상태에서 프리프레그를 적층하는 태양전지패널 제조방법에 관한 것이다.

Description

오토 클레이브를 이용한 프리프레그를 포함하는 태양전지패널 제조방법
본 기재는, 오토 클레이브를 이용한 프리프레그를 포함하는 태양전지패널 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 차량의 상부에 설치할 수 있도록 경량화되고 높은 강성을 가지는 태양전지패널에 관한 것이다.
최근에는 에너지 문제를 해결하기 위하여 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 대체 에너지원에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히, 풍력이나 태양광 등의 자연 에너지를 활용하기 위한 광범위한 연구가 진행되고 있으며, 이들 중 태양광을 이용한 태양전지는 자원량이 무한하고 환경 친화적이므로 대체 에너지원으로서 각광받고 있다.
태양전지는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 전환하는 장치로, 태양광 발전 시스템의 핵심부품이며, 태양광 발전을 위해서는 태양전지셀 여러 장을 직렬로 연결하여 패널 형태의 모듈로 제작하고, 이러한 모듈을 직병렬로 연결하여 설치된다.
이러한 태양전지를 자동차 분야에 적용시키기 위해, 태양전지 장착에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 일부 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle)이나 전기자동차(EV)의 경우 차체의 상면에 태양전지패널이 장착된다.
그러나, 태양전지모듈을 차량의 상부에 적용하기 위해서는, 태양전지패널을 선제작하고, 기구적인 고정 구조물을 이용하여 차량에 고정하는 방식을 이용하여 왔는데, 이러한 방식은 차량에 태양전지모듈을 고정 설치하기 위한 별도의 구조물의 설치를 필요로 할 뿐만 아니라, 차체의 무게를 증가시키는 문제점이 존재하였다.
따라서, 이러한 태양전지모듈의 설치문제를 해결하고, 태양전지모듈의 설치면적을 확보하여 효율을 높이기 위한 태양전지패널을 제조하는 방법에 관한 기술개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 일 측면은, 별도의 고정 구조물을 설치하지 않고도 차량의 상부에 적용시킬 수 있도록 경량화 되고, 외부의 충격에 견딜 수 있도록 높은 강성을 갖는 태양전지패널을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오토 클레이브를 이용하여 태양전지패널을 제조하는 방법으로서, (a) 이형물질층이 형성된 금형 위에 하나 이상의 태양전지모듈을 배치하는 단계, (b) 상기 태양전지모듈을 감싸면서 금형 위에 프리프레그를 소정의 두께로 적층하는 단계, (c) 상기 태양전지모듈과 프리프레그의 적층 구조체를 배깅필름으로 감싸고, 상기 배깅필름의 내부 공간을 외부로부터 밀폐시키는 단계, (d) 상기 배깅필름 내부 공간을 진공 상태로 만든 후, 금형을 오토 클레이브의 챔버 내에 넣고 열과 압력을 가하여 프리프레그를 압착 및 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 단계(b)에서 상기 금형에는 태양전지패널을 성형하기 위한 안착공간이 마련되고, 상기 안착공간의 안착면에 형성된 고정 홈에 태양전지모듈을 삽입 배치시킨 상태에서 프리프레그를 적층할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금형에서 안착면은 일정한 곡률을 가지며 위로 볼록하게 형성되는 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금형에서 상기 안착면은 일정한 곡률을 가지며 오목하게 형성되는 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단계(b)에서, 상기 고정홈은 태양전지모듈의 일 부분이 외부로 노출될 수 있는 깊이로 함몰 형성되고, 상기 프리프레그는, 상기 노출된 부분을 감싸는 형태로 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프레프레그는 상기 태양전지모듈에 대응하는 제1 영역과, 상기 안착공간의 내측면 둘레를 따라 제1 영역의 주변부에 형성되는 제2 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 영역에서보다 제2 영역에서 프리프레그를 두껍게 적층할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 금형의 안착공간에 고정 홈을 형성하여 태양전지모듈의 배치 정확도를 높인 상태에서 여러 겹의 프리프레그를 적층시켜 곡면 구조체를 형성한 후, 오토 클레이브 공법을 이용하여 제조함으로써 고강성의 경량화 태양전지패널을 제공할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 제조된 태양전지패널은 별도의 고정 구조물 없이도 차량의 상부에 설치할 수 있으며, 외부의 충격에 견딜 수 있는 강성을 갖는 차체 부품으로서 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지패널의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지패널의 제조방법의 진행 과정을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지패널의 제조를 위한 제1 금형의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지패널의 제조방법의 진행 과정을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지패널의 제조를 위한 제2 금형의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 태양전지패널과 제2 실시예에 따른 제2 태양전지패널이 차량의 상부에서 서로 연결된 상태를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지패널 제조방법에 대한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지패널 제조방법의 진행 과정을 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지패널의 제조를 위한 제1 금형의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지패널 제조방법은, 태양전지모듈 배치단계(S100), 프리프레그 적층단계(S200), 밀폐단계(S300) 및 압착 및 경화단계(S400)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 일정한 곡률을 가지며, 굴곡된 형상으로 이루어지는 프리프레그를 포함하는 태양전지패널을 성형할 수 있는 제1 금형(100)을 금속으로 제작하여 준비할 수 있다. 여기서, 금속은 알루미늄 또는 스틸을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈 배치단계(S100)에서는, 태양전지패널 제조를 위해 마련된 제1 금형(100) 위에 태양전지모듈(10)을 배치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 태양전지모듈(10)은 태양전지셀(11)과, 상기 태양전지셀(11)의 전극단자(도시하지 않음)를 노출시킨 상태로 외측면을 감싸는 봉지층(EVA 시트, 12), 상기 봉지층(12)의 일 측에 마련되는 광투과층(13)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 금형(100)은, 곡면을 갖는 태양전지패널을 성형할 수 있는 제1 안착공간(110)을 포함할 수 있다.
상기 제1 안착공간(110)은 평면으로 볼 때 사각형으로 형성될 수 있으며, 제1 안착면(110a)이 xy 평면 상에서 일정한 곡률을 가지며 위로 볼록하게 굴곡된 형상일 수 있다.
상기 제1 안착면(110a)에는 태양전지모듈(10)의 배치 정확도를 높이기 위한 제1 고정 홈(112)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 고정 홈(112)은, 제1 안착공간(110)의 제1 안착면(110a)과 단차를 이루며 소정의 깊이로 함몰된 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 고정 홈(112)은 제1 고정 바닥면(112a)이 xy 평면 상에서 위로 볼록하게 굴곡된 형상일 수 있으며, 제1 고정 바닥면(112a)은 제1 안착공간(110)의 제1 안착면(110a)과 동일한 곡률을 가지며 볼록하게 형성된 형상일 수 있다.
본 명세서의 도면은, 제1 고정 바닥면(112a)과 제1 안착면(110a)이 동일한 곡률을 가지는 것으로 도시하고 있으나, 태양전지패널의 제조에 사용되는 태양전지모듈의 형상이 변형되는 경우에는 곡률을 서로 다르게 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 고정 홈(112)에 태양전지모듈(10)을 삽입 배치할 수 있으며, 제1 고정 홈(112)은 태양전지모듈(10)이 제1 금형(100)에 정확하게 배치될 수 있도록 안내하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 고정 홈(112)이 함몰된 깊이는, 태양전지모듈(10)의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 이러한 구조는, 태양전지모듈(10)이 제1 고정 홈(112)에 삽입되었을 때, 태양전지모듈(10)의 외측면 일부가 프리프레그(20)와 접촉하고, 제조된 태양전지패널에서 일체로서 형성될 수 있도록 하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 금형(100)에 태양전지모듈(10)을 배치하기 전, 제1 금형(100)의 외면에 이형물질층(5)을 형성할 수 있다. 상기 이형물질층(5)은 제1 금형(100)의 제1 안착공간(110)과 제1 고정 홈(112)의 외면에 전부 형성될 수 있다.
상기 이형물질층(5)은, 이후 단계에서 압착 및 적층될 프리프레그(20)에 함유되어 있던 수지가 배출되어 제1 금형(100)에 달라붙는 것을 방지하기 위해 형성할 수 있으며, 이형물질층(5)은 이형필름을 부착하거나, 이형제를 도포하는 방식으로 형성할 수 있다.
정리하면, 상기 태양전지모듈 배치단계(S100)에서는, 외면에 이형물질층(5)이 형성된 제1 금형(100)의 제1 고정 홈(112)에 태양전지모듈(10)을 삽입 배치할 수 있고, 태양전지모듈(10)은 제1 고정 홈(112)에서 위치 고정될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 적층단계(S200)에서는, 프리프레그(20)를 적층시키고, 태양전지모듈(10)의 노출된 부분을 감쌀 수 있다.
상기 프리프레그(20)는, 레진(resin)이 섬유에 미리 함침되어 제조된 섬유직물 형태로 제조된 것으로서, 사용자는 원하는 위치에 원하는 두께를 갖도록 프리프레그를 여러 겹을 적층할 수 있다.
이에 따라, 상기 프리프레그(20)는, 이형물질층(5)이 형성된 제1 금형(100)의 외면과 태양전지모듈(10)의 노출된 일 부분, 예를 들면, 상부면과 외측면의 일부를 감싸면서 두께를 가지며 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프리프레그(20)는 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)에서 서로 다른 두께(t1, t2)를 가지도록 적층될 수 있다.
상기 제1 영역(S1)은 제1 안착공간(110)의 내측면으로부터 일정 거리만큼 이격되며 태양전지모듈(10)에 대응하는 영역이고, 제2 영역(S2)은 제1 안착공간(110)의 내측면 둘레를 소정의 폭을 가지며 형성되는 영역일 수 있다.
상기 프리프레그(20)는 제1 영역(S1)에서 제1 두께(t1)를 가질 수 있고, 제2 영역(S2)에서는 제2 두께(t2)를 가질 수 있으며, 상기 제2 두께(t2)는 제1 두께(t1)보다 클 수 있다.
다음으로, 진공 백 성형을 위한 밀폐단계(S300)와 압착 및 경화단계(S400)가 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐단계(S300)에서는, 태양전지모듈(10)과 프리프레그(20)의 곡면 형상을 갖는 적층 구조체를 감싸도록 배깅필름(6)으로 감쌀 수 있다. 상기 배깅필름(6)은 가장자리를 따라 구비되는 실런트(7)에 의해 제1 금형(100)의 외면에 부착되어 배깅필름(6)의 내부 공간을 외부로부터 밀폐시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압착 및 경화단계(S400)에서는, 상기 배깅필름(6)의 내부와 연통되는 커넥터(8)가 마련되고, 커넥터(8)는 진공호스(9)를 통해 진공펌프(도시하지 않음)에 연결되어 배깅필름(6) 내부에 진공압을 가하여 진공 상태로 만들 수 있다.
진공 상태가 된 이후, 상기 제1 금형(100)을 오토 클레이브 챔버 내에 넣고, 열과 압력을 공급하여 프리프레그를 포함하는 태양전지패널을 압착하고, 경화시킬 수 있다. 오토 클레이브 챔버 내의 온도와 압력은, 프리프레그의 압착을 위해 필요에 따라 조절이 가능하다.
상기 압착 및 경화 단계(S400)가 완료된 이후, 제1 금형(100)으로부터 프리프레그를 포함하는 제1 태양전지패널(150)을 꺼내어 내면, 광투과층(13)이 마련된 부분은 오목하고, 프리프레그(20)가 마련된 부분은 볼록한 형상을 가지는 제1 태양전지패널(150)이 제조될 수 있다(도 6을 참조).
이와 같은 방법으로 제조되는 태양전지패널은 고강성의 경량화 차체 부품으로 제공될 수 있으며, 차체의 루프에 적용 시 자체적으로 태양광 발전할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지패널 제조방법의 진행 과정을 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지패널의 제조를 위한 제2 금형의 모식도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지패널은, 제1 실시예에 따른 태양전지패널을 제조하는데 사용되는 제1 금형과 비교할 때, 형상이 다른 제2 금형(200)을 이용하여 제조될 수 있다.
도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 상기 제2 금형(200)은, 곡면을 갖는 태양전지패널을 성형할 수 있는 제2 안착공간(210)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 안착공간(210)은 평면으로 볼 때, 사각형으로 형성될 수 있으며, 제2 안착면(210a)이 xy 평면 상에서 일정한 곡률을 가지며 오목하게 굴곡된 형상일 수 있다.
상기 제2 안착면(210a)에는 태양전지모듈(10)이 삽입 배치될 수 있는 제2 고정 홈(212)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 고정 홈(212)은 제2 안착공간(210)의 제2 안착면(210a)과 단차를 이루며 소정의 깊이로 함몰된 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 고정 홈(212)은 제2 고정 바닥면(212a)이 xy 평면 상에서 오목하게 굴곡된 형상일 수 있으며, 제2 고정 바닥면(212a)은 제2 안착공간(210)의 제2 안착면(210a)과 동일한 곡률을 가지며 오목하게 형성된 형상일 수 있으나, 태양전지모듈이 휘어진 정도에 따라 곡률을 서로 다르게 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 고정 홈(212)에 태양전지모듈(10)을 삽입 배치할 수 있으며, 제2 고정 홈(212)은 태양전지모듈(10)이 제2 금형(200)에 대한 배치 정확성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 고정 홈(212)이 함몰된 깊이는, 태양전지모듈(10)의 두께보다 작게 형성될 수 있다.
이러한 제2 금형(200)을 이용하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지패널을 제조하기 위한 순서는, 제1 실시예에 따른 태양전지패널을 제조하기 위한 순서와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 제2 태양전지패널(250)은, 광투과층(13)이 마련된 부분은 볼록하고, 프리프레그(20)가 마련된 부분은 오목한 형상일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 태양전지패널과 제2 실시예에 따른 제2 태양전지패널이 차량의 상부에서 서로 연결된 상태를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
차량의 상부에서 움푹 들어가는 부분에는 태양전지모듈(10)이 상부에서 오목하게 형성된 제1 태양전지패널(150)을 배치시키고, 위로 볼록한 부분에는 태양전지모듈(10)이 상부에서 볼록하게 형성된 제2 태양전지패널(250)을 배치시킬 수 있다.
이와 함께, 금형의 안착공간과 고정 홈의 형상을 다르게 형성하여 곡면 적층 구조체인 태양전지패널의 휘어진 정도를 조절할 수 있다.
따라서, 서로 다른 형상의 태양전지패널들을 조합하여 차량의 상부 형상에 맞추어 배치시키는 것이 가능하다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 오토 클레이브를 이용하여 태양전지패널을 제조하는 방법으로서,
    (a) 이형물질층이 형성된 금형 위에 하나 이상의 태양전지모듈을 배치하는 단계;
    (b) 상기 태양전지모듈을 감싸면서 금형 위에 프리프레그를 소정의 두께로 적층하는 단계;
    (c) 상기 태양전지모듈과 프리프레그의 적층 구조체를 배깅필름으로 감싸고, 상기 배깅필름의 내부 공간을 외부로부터 밀폐시키는 단계;
    (d) 상기 배깅필름 내부 공간을 진공 상태로 만든 후, 금형을 오토 클레이브의 챔버 내에 넣고 열과 압력을 가하여 프리프레그를 압착 및 경화시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 단계(b)에서,
    상기 금형에는 태양전지패널을 성형하기 위한 안착공간이 마련되고,
    상기 안착공간의 안착면에 형성된 고정 홈에 태양전지모듈을 삽입 배치시킨 상태에서 프리프레그를 적층하는 태양전지패널 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금형에서,
    상기 안착면은 일정한 곡률을 가지며 위로 볼록하게 형성되는 태양전지패널 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금형에서
    상기 안착면은 일정한 곡률을 가지며 오목하게 형성되는 태양전지패널 제조방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 단계(b)에서,
    상기 고정홈은 태양전지모듈의 일 부분이 외부로 노출될 수 있는 깊이로 함몰 형성되고,
    상기 프리프레그는, 상기 노출된 부분을 감싸는 형태로 적층되는 태양전지패널 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프레프레그는,
    상기 태양전지모듈에 대응하는 제1 영역과, 상기 안착공간의 내측면 둘레를 따라 제1 영역의 주변부에 형성되는 제2 영역을 포함하며,
    상기 단계(b)에서,
    상기 제1 영역에서보다 제2 영역에서 프리프레그를 두껍게 적층하는 태양전지패널 제조방법.
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