KR101048059B1 - 경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents
경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101048059B1 KR101048059B1 KR1020110031046A KR20110031046A KR101048059B1 KR 101048059 B1 KR101048059 B1 KR 101048059B1 KR 1020110031046 A KR1020110031046 A KR 1020110031046A KR 20110031046 A KR20110031046 A KR 20110031046A KR 101048059 B1 KR101048059 B1 KR 101048059B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- cell module
- temperature
- cooling
- lightweight
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 26
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 26
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 22
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 22
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 claims description 8
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 6
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 claims description 3
- HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenyl acetate Chemical class C=C.CC(=O)OC=C HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009823 thermal lamination Methods 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- -1 acryl Chemical group 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013084 building-integrated photovoltaic technology Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 모듈 커버로 사용되는 유리 대신에 모듈의 일면을 폴리카보네이트(PC: polycarbonate)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Polymethylmethacrylate), 혹은 아크릴 계열의 플라스틱을 사용하여 가벼워진 경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 태양전지 셀을 분류하는 셀 분류 단계; 상기 태양전지 셀과 셀을 전극으로 연결하는 태빙 리본단계; 상기 연결된 셀을 기판 위에 순차적으로 적층하는 레이 업 단계; 적층된 소재를 열을 가하면서 압착하는 라미네이션 단계; 냉각틀을 이용하여 라미네이션된 모듈을 냉각 및 건조시키는 단계; 및 모듈의 외측에 프레임을 장착하는 단계로 구성된다. 본 발명에 따르면, PC(polycarbonate), PMMA (Polymethylmethacrylate), 아크릴 계열의 플라스틱을 사용하여 태양전지 모듈을 초경량으로 제조함으로써 종래의 유리와 같은 투과율과 내부 구조물의 보호 기능을 가지며 유리보다 더 우수한 내구성과 강도를 갖고, 특히 무게 부담감을 덜 수 있어 지붕 위나 BIPV 용으로 제조할 수 있고, 발전용으로 설치 시 설치과정과 구조물의 비용을 획기적으로 줄일 수 있으며, 자외선(UV)에 대한 내구성이 강해져 부서지거나 변형이 일어나지 않는다.
Description
본 발명은 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모듈 커버로 사용되는 유리 대신에 모듈의 일면을 폴리카보네이트(PC: polycarbonate)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Polymethylmethacrylate), 혹은 아크릴 계열의 플라스틱을 사용하여 가벼워진 경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
산업사회의 고도화와 인구의 증가로 많은 에너지를 필요로 하고 있다. 가장 많이 사용하고 있는 에너지원은 석탄이나 석유 천연가스와 같은 화석 에너지원이나 이 에너지원은 한정되어 있어 점차 고갈되어 가고 있으며, 석유는 배럴당 100달러를 넘어서고 있고, 지구온난화 규제 및 방지의 국제협약인 기후변화협약(교토의정서)의 구체적 이행 방안으로, 선진국의 온실가스 감축 목표치를 규정하여 석유 에너지를 대체할 대체 에너지원의 개발이 시급한 실정이다.
태양광은 석탄이나 석유 천연가스와 같은 화석 에너지원과는 달리 공해발생이 없는 청정 에너지원인 동시에 거의 무제한으로 공급되고 있어 오래전부터 태양열 에너지를 산업용이나 난방용 또는 자동차 등의 에너지원으로 활용하기 위한 꾸준한 연구와 더불어 제품화가 이루어지고 있다.
태양광을 이용하여 전기를 생성하기 위한 태양광 발전시스템은 독립형과 계통연계형으로 구분되는데, 태양전지 셀(Cell)들이 배열되어 전기를 생성하는 태양전지 모듈과, 전력을 안정적으로 공급하기 위한 전력 조정기, 축전지, 직류를 교류로 변환하기 위한 인버터 등으로 구성된다.
태양전지 모듈은 태양광이 가지고 있는 광 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 종래의 태양전지 모듈은 태양광이 입사하는 면에 투명한 커버재가 배치되고, 입사면과는 반대측에 이면 기판이 배치되어 있다. 투명한 커버재와 이면 기판 사이에는 투명한 충진재가 충진되어 있고, 태양전지 셀은 그 충진재의 속에 배치되며, 셀은 리드선에 의해 접속되어 있다. 투명한 커버재로서는 태양광선의 투과율이 높고, 기계적 강도에 비교적 우수한 강화 유리가 널리 사용된다.
현재의 태양전지 모듈은 벌크 계열의 모듈이 시장을 많이 차지하고 있다. 태양전지 모듈을 점점 대면적으로 하고 있지만 벌크 계열의 태양전지 모듈은 무거운 무게로 인해 지붕 위나 BIPV용으로 사용하기에는 부담이 되고, 발전용으로 설치 시 모듈의 거치대 역할을 하는 구조물 설치와 모듈 설치 작업에 어려움이 많이 있다. 이러한 태양전지 모듈의 무게 중 강화유리가 차지하는 부분은 90% 이상으로 가장 큰 무게를 차지한다. 또한 가벼운 박막 태양전지 모듈이 있지만 내구성과 효율성 측면에서 아직 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 실리콘 벌크 계열의 태양전지 모듈의 단점인 무거운 무게를 해결하여 기존 모듈의 무게를 절반 수준으로 줄일 수 있는 경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 태양전지 셀을 분류하는 셀 분류 단계; 상기 태양전지 셀과 셀을 전극으로 연결하는 태빙 리본단계; 상기 연결된 셀을 기판 위에 순차적으로 적층하는 레이 업 단계; 적층된 소재를 열을 가하면서 압착하는 라미네이션 단계; 냉각틀을 이용하여 라미네이션된 모듈을 냉각 및 건조시키는 단계; 및 모듈의 외측에 프레임을 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 태빙 리본 단계는 셀과 전극을 연결해 준 후 250~300℃의 열을 가열하여 셀과 셀을 연결하는 것이고, 상기 레이 업 단계는 PC(polycarbonate)나 PMMA(Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴계열의 플라스틱 전면판 위에 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA:Ethylene-Vinyl Acetate)와, 태빙(Tabbing)이 끝난 셀(Cell)을 적층시키고, 버스 바(Bus bar)를 연결한 후, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA:Ethylene-Vinyl Acetate) 위에 백 시트(Back Sheet)를 적층시킨 후 테프론 시트(Teflon Sheet)를 덮어주는 것이다.
또한 상기 라미네이션 단계는 라미네이터를 사용하여 100℃~200℃에서 10~20분 열 압착하고, 상기 건조 단계는 냉각틀을 이용하여 온도를 150℃ ~ 0℃(혹은 상온)까지 조정하면서 20분 ~ 1시간 냉각시키는 것이다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모듈은 폴리카보네이트(PC:polycarbonate)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴 계열의 플라스틱으로 이루어진 전면판과, 백 시트와, 전극으로 연결된 셀 어레이와, 높은 온도에서 겔이 되어 상기 셀 어레이를 충진시키고, 냉각 굳어지면서 접착제 역할을 하여 상기 전면판과 상기 백 시트를 접착시켜주는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)와, 모듈을 보호하기 위한 프레임으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 PC(polycarbonate), PMMA (Polymethylmethacrylate), 아크릴계열의 플라스틱을 사용하여 태양전지 모듈을 초경량으로 제조함으로써 종래의 유리와 같은 투과율과 내부 구조물의 보호 기능을 가지며 유리보다 더 우수한 내구성과 강도를 갖고, 특히 무게 부담감을 덜 수 있어 지붕 위나 BIPV 용으로 제조할 수 있고, 발전용으로 설치 시 설치과정과 구조물의 비용을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한 자외선(UV)에 대한 내구성이 강해져 부서지거나 변형이 일어나지 않는다.
또한 본 발명의 방법은 열처리 시간을 조절하여 PC(polycarbonate)나 PMMA(Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴계열의 플라스틱과 에틸렌 비닐 아세테이트(Eva)의 접촉을 촉진시키고, 냉각틀을 이용하여 PC(polycarbonate)나 PMMA(Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴 계열의 플라스틱과 에틸렌 비닐 아세테이트(Eva)의 박리와 휘는 현상을 방지하여 양호한 태양전지 모듈을 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈 제조공정을 개략적으로 도시한 제조 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 제조에 사용되는 냉각 틀 구조도,
도 3은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 측면 구조도,
도 4는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 저면도,
도 6은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 프레임의 분리도,
도 7은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 프레임의 결합도,
도 8은 일반적인 태양전지 모듈의 특성 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈 샘플 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 제조에 사용되는 냉각 틀 구조도,
도 3은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 측면 구조도,
도 4는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 저면도,
도 6은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 프레임의 분리도,
도 7은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 프레임의 결합도,
도 8은 일반적인 태양전지 모듈의 특성 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈 샘플 사진이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈 제조공정을 개략적으로 도시한 제조 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 제조에 사용되는 냉각틀 구조도이며, 도 8은 일반적인 태양전지 모듈의 전류-전압 특성 그래프이고, 도 9는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈 샘플 사진이다.
본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 제조 절차는 도 1에 도시된 바와 같이, 태양전지 셀을 분류하는 단계(S1), 태양전지 셀과 셀을 전극으로 연결하는 태빙 리본단계(S2), 연결된 셀을 기판 위에 적층하는 레이 업(Lay Up) 단계(S3), 적층된 소재를 열로 압착하는 라미네이션 단계(S4), 냉각틀을 이용하여 냉각 및 건조시키는 단계(S5), 모듈에 프레임을 장착하는 단계(S6), 완성된 태양전지 모듈의 전류-전압 특성을 검사하는 신뢰성 검사단계(S7)로 이루어진다.
도 1을 참조하면, 태양전지 셀(Cell)을 분류하는 단계(S1)에서는 각 회사별(예컨대, STX, 미리넷, 신성 등)로 태양전지 셀(Cell)을 전류-전압(I-V) 체크장치를 사용하여 셀을 분류한다.
태빙 리본(Tabbing Ribbon) 단계(S2)에서는 분류된 태양전지 셀을 태빙 머신(TOYAMA MACHINERIES.CO.,LTD 1-A)을 사용하여 셀과 셀을 전극으로 연결하는데, 태빙 머신은 셀과 전극을 연결해 준 후 250~300℃의 열을 가열하여 셀과 셀을 연결해준다.
연결된 셀 어레이를 기판 위에 적층하는 레이 업(Lay up) 단계(S3)에서는 PC(polycarbonate)나 PMMA(Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴 계열의 플라스틱 전면판(도 3의 14) 위에 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA: Ethylene-Vinyl Acetate)와 태빙(Tabbing)이 끝난 셀(Cell)을 적층시킨다. 그리고 버스 바(Bus bar)를 연결한 후, EVA(Ethylene-Vinyl Acetate) 위에 백 시트(Back Sheet)를 적층시킨 후 테프론 시트(Teflon Sheet)를 덮어준다. 테프론 시트(Teflon Sheet)는 라미네이팅(Laminating) 중 에틸렌 비닐 아세테이트(Eva)에 의해서 라미네이터(Laminator) 장비에 붙는 현상을 방지하기 위한 것이다.
라미네이션(Lamination; 열압착) 단계(S4)에서는 라미네이터(예컨대, NISSHINBO LAMINATOR 1734N)를 사용하여 100℃~200℃에서 10~20분 정도 라미네이팅(Laminating; 열 압착)한다.
PC(polycarbonate)나 PMMA(Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴 계열의 플라스틱은 자연 냉각 시 안쪽으로 휘어지는 현상이 나타난다. 본 발명에서는 건조단계(S5)에서 태양전지 모듈이 휘는 현상을 방지하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 열선(212,222)이 있고 바깥쪽으로 휘어지는 냉각틀(200)을 만든 후 20분 ~ 3시간 동안 열을 가하면서 천천히 냉각시킨다. 도 2를 참조하면, 냉각틀(200)은 내부에 발열선(212)이 연결되어 있으며 바깥쪽으로 휘어지고 금속으로 만들어진 제1 판(210)과, 내부에 발열선(222)이 연결되어 있으며 바깥쪽으로 휘어지고 금속으로 만들어진 제2 판(220)과, 제1 판(210)과 제2 판(220) 사이에 냉각시킬 태양전지 모듈(10)을 넣고 체결하기 위한 로킹 부재(230)와, 온도를 감지하기 위한 온도센서(214)와, 온도센서(214)로부터 감지된 신호로 온도를 검출하여 설정된 온도 프로파일에 따라 제 1 판(210)과 제 2 판(220)의 발열선(212,222)에 연결선(240)을 통해 전기를 인가하여 냉각온도를 제어하기 위한 온도 컨트롤러(250)로 구성된다.
건조단계(S5)에서는 냉각틀(200)의 하측판(220)에 라미네이션이 끝난 모듈(10)을 올린 후 냉각틀(200)의 상측판(210)을 덮고 LOCK 부재(230)로 고정시킨 후 온도 컨트롤러(250)를 가지고 발열선(212,222)을 조작하여 20분~3시간 동안 열을 가하면서 천천히 냉각한다. 이와 같이 본 발명에서는 발열선(212,222)이 있는 냉각틀(200)을 이용하여 모듈의 온도를 천천히 낮출 수 있다. 즉, 자연 냉각을 시키면 온도가 급격히 떨어져서 PC나 PMMA 혹은 플라스틱 기판과 Eva 부분이 박리되거나 안쪽으로 휘는 현상 때문에 온도를 천천히 낮추면서 냉각시킨다. 예컨대, 라미네이션이 끝난 후에 모듈의 온도는 약 150℃~130℃가 되는데, 이때 온도센서(214)가 감지한 온도가 150℃라고 하면 분당 1℃씩 떨어뜨리기 위해서 1분 뒤 149℃가 되어야 하나 자연냉각을 시키면 1분 뒤 140℃까지 떨어지므로, 발열선(212,222)으로 열을 주어 149도를 유지시켜준다. 이와 같이 본 발명에서는 냉각틀(200) 안에 발열선(212,222)이 있어서 냉각틀(200) 안의 온도를 조절하면서 서서히 냉각시킨다.
이어 프레임 작업 단계(S6)에서는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 만들어진 태양전지 모듈(10)을 Anodizing(Al 산화막 코팅)처리된 프레임(20)을 사용하여 내구성을 강화한 경량화 태양전지 모듈을 제작한다.
그리고 신뢰성 검사단계(S7)에서는 본 발명에 따라 제조된 경량화 태양전지 모듈(10)을 시뮬레이터(NISSHINBO SPI-SUN SIMULATOR 4600)로 전류-전압(I-V) 특성을 측정하여 완성된 제품의 특성을 검사한다. 다음 표 1은 본 발명에 따라 제조된 태양전지 모듈의 전류-전압(I-V) 특성을 측정한 결과이다.
| Isc[A] | Voc[V] | Pm[W] | Imp[A] | Vmp{V] | Eff[%] | FF[%] | 무게 감소율{%} |
| 7.946 | 19.246 | 112.053 | 7,2353 | 15.487 | 13.70 | 73.28 | 60~65 |
상기 표1에서 Isc(Short-Circuit Current)는 회로가 단락된 상태에서 태양전지 모듈(10)이 빛을 받았을 때 생성되는 전류이고, Voc(Open-Circuit Volt)는 태양전지 모듈(10)의 회로가 개방된 상태에서 태양전지 양단에 형성된 전위차이다.
또한, 태양전지 모듈(10)에서 나오는 전력(Pm)은 전류와 전압을 곱하여 얻을 수 있으며, 도 8에 도시된 I-V 그래프와 같이, 최대전류(Max Power Current : Imp)와 최대전압(Max. Power Volt : Vmp)이 만나는 최적의 동작점에서 발생한 전력이 태양전지의 최대 출력(Max. Power)값이다. FF(Fill Factor)는 빛이 가해지는 상태에서 I-V 곡선의 모양이 사각형에 얼마나 가까운 것인가를 나타내는 지수로서, 클수록 효율이 높게 된다.
태양전지의 효율은 다음 수학식1과 같이 전지에 의해 생산된 최대전력과 입사광 에너지 사이의 비율로 구해진다.
수학식 1에서 효율은 Isc*Voc*FF/Pin으로 구해지는데, FF가 결정되는 지점에서의 전압과 전류를 각각 Imax, Vmax로 볼 수 있어 Imax*Vmax = Isc*Voc*FF식이 되고, 만약 FF가 1이라면 도 8의 I-V 그래프는 직사각형이 되고 Isc=Imax, Voc=Vmax가 된다.
도 3은 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 측면 구조도이고, 도 4는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 정면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈의 저면도이다.
본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈(10)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 폴리카보네이트(PC: polycarbonate)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴 계열의 플라스틱으로 이루어진 전면판(14)과, 백 시트((Back Sheet:15)와, 전극(12)으로 연결된 셀 어레이(13)와, 높은 온도에서 겔이 되어 셀 어레이를 충진시키고 식어 굳어지면서 접착제 역할을 하여 전면판(14)과 백 시트(15)를 접착시켜주는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA;11)로 구성된다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 경량화 태양전지 모듈(10)은 셀(13)이 5 x 6으로 배열되어 있고, 백 시트(15)에는 셀 어레이에서 생성된 전기를 인출하기 위한 인출부(30)와 +/- 전선(32,34)이 부착되어 있으며, 신뢰성 시험단계(S7)에서는 이 전선(32,34)에 시물테이터를 연결하여 전류-전압(I-V) 특성을 측정한다.
또한 내구성을 향상시키고, 자외선(UV)에 의한 변형을 막기 위해 PC(polycarbonate)나 PMMA(Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴 계열의 플라스틱은 하드 코팅과 자외선(UV) 차단 처리된 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따라 제조된 경량화 태양전지 모듈(10)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 알루니늄 산화막 코팅된 프레임(20)에 의해 보호된다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 프레임(20)은 4 변을 형성하는 4개의 바(22)와 각 바(22)의 모서리를 연결하기 위한 연결핀(24)으로 이루어진다.
본 발명에 따른 경량화 태양전지 모듈(10)은 일반 보급형, 발전용으로 사용되어 청정 에너지 생산, 환경보호, 전기 자동차, 전기·전자분야 등 다양한 응용분야에 활용될 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10: 태양전지 모듈 11: 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)
12: 전극 13: 셀
14: PC 전면판 15: 백 시트
20: 프레임 22: 바
24: 연결핀 200: 냉각틀
210: 상측판 212,222: 발열선
214: 온도센서 220: 하측판
230: 로킹부재 240; 연결선
250: 온도 컨트롤러
12: 전극 13: 셀
14: PC 전면판 15: 백 시트
20: 프레임 22: 바
24: 연결핀 200: 냉각틀
210: 상측판 212,222: 발열선
214: 온도센서 220: 하측판
230: 로킹부재 240; 연결선
250: 온도 컨트롤러
Claims (7)
- 태양전지 셀을 분류하는 셀 분류 단계;
상기 태양전지 셀과 셀을 전극으로 연결하는 태빙 리본단계;
상기 연결된 셀을 기판 위에 순차적으로 적층하는 레이 업 단계;
적층된 소재에 열을 가하면서 압착하는 라미네이션 단계;
냉각틀을 이용하여 라미네이션된 모듈을 냉각시키면서 건조시키는 건조 단계; 및
모듈의 외측에 프레임을 장착하는 프레임 장착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화 태양전지 모듈 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 태빙 리본 단계는
셀과 전극을 연결해 준 후 250~300℃의 열을 가열하여 셀과 셀을 연결하는 것을 특징으로 하는 경량화 태양전지 모듈 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 레이 업 단계는
PC(polycarbonate)나 PMMA(Polymethylmethacrylate) 혹은 아크릴 계열의 플라스틱 전면판 위에 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA:Ethylene-Vinyl Acetate)와, 태빙(Tabbing)이 끝난 셀(Cell)을 적층시키고, 버스 바(Bus bar)를 연결한 후, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA:Ethylene-Vinyl Acetate) 위에 백 시트(Back Sheet)를 적층시키고, 테프론 시트(Teflon Sheet)를 덮어주는 것을 특징으로 하는 경량화 태양전지 모듈 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 라미네이션 단계는
라미네이터를 사용하여 100℃~200℃에서 10~20분 열 압착하는 것을 특징으로 하는 경량화 태양전지 모듈 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 건조 단계는
냉각틀을 이용하여 온도를 150℃ ~ 0℃(혹은 상온)까지 조정하면서 20분 ~ 1시간 냉각시키는 것을 특징으로 하는 경량화 태양전지 모듈 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 냉각틀은
내부에 발열선이 연결되어 있으며 바깥쪽으로 휘어지고 금속으로 만들어진 제1 판과,
내부에 발열선이 연결되어 있으며 바깥쪽으로 휘어지고 금속으로 만들어진 제2 판과,
상기 제1 판과 상기 제2 판 사이에 라미네이션된 태양전지 모듈을 넣고 체결하기 위한 로킹 부재와,
온도를 감지하기 위한 온도센서와,
상기 온도센서로부터 감지된 신호로 온도를 검출하면서 설정된 온도 프로파일에 따라 상기 제 1 판과 상기 제 2 판의 발열선에 연결선을 통해 전기를 인가하여 냉각 온도를 제어하기 위한 온도 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 하는 경량화 태양전지 모듈 제조방법.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110031046A KR101048059B1 (ko) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | 경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110031046A KR101048059B1 (ko) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | 경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101048059B1 true KR101048059B1 (ko) | 2011-07-08 |
Family
ID=44923395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110031046A KR101048059B1 (ko) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | 경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101048059B1 (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101172017B1 (ko) | 2011-12-09 | 2012-08-08 | (주)티앤솔라 | Ｐｃｂ 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법 |
| KR101390350B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2014-05-14 | 주식회사 우리에스텍 | 사막 및 열대 지역 전용 태양광 모듈, 그리고 이의 제조 공정 |
| KR101423574B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2014-07-30 | 주식회사 우리에스텍 | Ｕｖ 경화형 봉지재를 이용한 태양광 모듈, 그리고 이의 제조 공정 |
| KR101470065B1 (ko) * | 2012-03-05 | 2014-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 모듈 |
| WO2020122348A1 (ko) | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 주식회사 포스코 | 다공성 폴리실록산 필름 제조방법, 이에 의해 제조된 다공성 폴리실록산 필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005277187A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Sharp Corp | 太陽電池モジュール |
| KR20100027728A (ko) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | 이진근 | 건물 일체형 태양광 모듈 |
-
2011
- 2011-04-05 KR KR1020110031046A patent/KR101048059B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005277187A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Sharp Corp | 太陽電池モジュール |
| KR20100027728A (ko) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | 이진근 | 건물 일체형 태양광 모듈 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101172017B1 (ko) | 2011-12-09 | 2012-08-08 | (주)티앤솔라 | Ｐｃｂ 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법 |
| KR101470065B1 (ko) * | 2012-03-05 | 2014-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 모듈 |
| KR101390350B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2014-05-14 | 주식회사 우리에스텍 | 사막 및 열대 지역 전용 태양광 모듈, 그리고 이의 제조 공정 |
| KR101423574B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2014-07-30 | 주식회사 우리에스텍 | Ｕｖ 경화형 봉지재를 이용한 태양광 모듈, 그리고 이의 제조 공정 |
| WO2020122348A1 (ko) | 2018-12-11 | 2020-06-18 | 주식회사 포스코 | 다공성 폴리실록산 필름 제조방법, 이에 의해 제조된 다공성 폴리실록산 필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈 |
| KR20200071359A (ko) | 2018-12-11 | 2020-06-19 | 주식회사 포스코 | 다공성 폴리실록산 필름 제조방법, 이에 의해 제조된 다공성 폴리실록산 필름 및 이를 포함하는 태양광 모듈 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101715607B (zh) | 用于光电条的聚集模块和制造方法 | |
| Dupeyrat et al. | Improvement of PV module optical properties for PV-thermal hybrid collector application | |
| AU741432B2 (en) | Solar cell module and method for manufacturing same | |
| EP1726046B1 (en) | Electric energy generating modules with a two-dimensional profile and method of fabricating the same | |
| US20180309013A1 (en) | Single-cell encapsulation and flexible-format module architecture for photovoltaic power generation and method for constructing the same | |
| US20070095386A1 (en) | Method and system for integrated solar cell using a plurality of photovoltaic regions | |
| US20090314330A1 (en) | Photovoltaic module | |
| KR101048059B1 (ko) | 경량화 태양전지 모듈 및 그 제조방법 | |
| US20070012353A1 (en) | Electric energy generating modules with a two-dimensional profile and method of fabricating the same | |
| US20190326459A1 (en) | Single-cell encapsulation and flexible-format module architecture and mounting assembly for photovoltaic power generation and method for constructing, inspecting and qualifying the same | |
| CN106133920B (zh) | 具有对准的封装件的太阳能模块 | |
| WO2012176168A2 (en) | Photovoltaic power generation system | |
| US20090314329A1 (en) | Photovoltaic module | |
| CN201758128U (zh) | 具有叠层压花结构的可折叠式太阳能板与太阳能遮阳装置 | |
| US20090314327A1 (en) | Photovoltaic module | |
| US20140182651A1 (en) | Integrated junction insulation for photovoltaic module | |
| KR101057324B1 (ko) | 열가소성 수지를 이용한 건물일체형 경량 태양전지 모듈 및 그 제조방법 | |
| Mallick et al. | Electrical performance evaluation of low‐concentrating non‐imaging photovoltaic concentrator | |
| JP2014068005A (ja) | 太陽電池モジュール | |
| EP3598465A1 (en) | Photovoltaic cell with fiber mesh support and charger for portable electronics | |
| TWI780213B (zh) | 用於充電電子裝置的光伏充電器、製造該光伏充電器的方法及該光伏充電器作為充電電子裝置之用途 | |
| US20140332064A1 (en) | Solar cell module | |
| Reese et al. | Flexible glass in thin film photovoltaics | |
| KR102652131B1 (ko) | 방열 강판형 슁글드 태양광 모듈 및 그 제조방법 | |
| US20230231064A1 (en) | Lightweight solar power generation panel and method of preparing same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |