KR101286282B1 - 프레임리스 태양 전지 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이 프레임리스 태양 전지 패널은 단부(10a)를 가지고, 제1 기재(2), 발전부(3), 봉지층(4) 및 백시트(5) 또는 제2 기재(6)가 순서대로 적층되어 있는 적층체(10)와, 상기 적층체(10)의 상기 단부(10a)에 설치된 실리콘계 실런트재(11)를 포함한다.

Description

프레임리스 태양 전지 패널 및 그 제조 방법{Frameless solar cell panel and manufacturing method therefor}
본 발명은 프레임리스 태양 전지 패널 및 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2009년 3월 6일에 출원된 특원 2009-054253호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
최근 대체 에너지로서 태양 전지가 한층 더 주목받고 있다.
또한, 태양 전지의 비용 절감이 요구되어, 특히 아몰퍼스 실리콘 등의 박막 반도체 재료가 이용된 태양 전지가 주목받고 있다.
도 8은 종래의 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지 패널의 일례를 도시하는 단면도이다(예를 들면, 특허문헌 1).
도 8에 도시된 바와 같이, 태양 전지 패널(112)은 유리 기판(100)과 유리 기판(100)의 이면 상에 형성된 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지는 태양 전지층(발전층)(102)을 포함한다. 이 구성에서는, 유리 기판(100)에 입사된 태양 광이 태양 전지층(102)에 도입된다. 또, 태양 전지층(102) 상에는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)로 이루어지는 접착제층(104)이 설치되어 있다. 접착제층(104)은 태양 전지층(102)을 보호한다. 또한, 접착제층(104) 상에는 백 코팅에 의해 테들라(tedlar) 필름(106)이 설치되어 있다.
또한, 유리 기판(100)의 단면에서는, 유리 기판(100)의 표면의 일부와 테들라 필름면(106)의 일부를 덮는 프레임(108)이 배치되어 있다. 유리 기판(100)의 단면과 프레임(108) 사이에는 부틸 고무로 이루어지는 접착제(110)가 설치되어 있다. 이 구성에서는, 프레임(108)은 오목부를 가지고 있고, 유리 기판(100), 태양 전지층(102), 접착제층(104) 및 테들라 필름(106)으로 이루어지는 적층체가 접착제(110)를 개재하여 오목부에 끼워맞춤되어 있다.
이러한 구조를 가지는 태양 전지 패널(112)에서는, 접착제(110)에 의해 단면으로부터 물이 침입하는 것이 방지되고, 프레임(108)에 의해 태양 전지 패널(112)의 강성이 확보된다.
그런데, 태양 전지 패널의 경량화를 달성하기 위해, 또한 제조 비용을 저감하기 위해, 프레임이 이용되지 않은 프레임리스의 태양 전지 패널을 실현하는 것이 기대되고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 태양 전지 패널(112)에서 프레임리스 구조가 채용된 경우, 테들라 필름(106)과 유리 기판(100)의 간극으로부터 EVA수지 등의 수지가 태양 전지 패널(112)의 외부로 노출된다. 이 구조에서는 노출 부분을 통해 수분이 침입하기 쉬워진다.
또, EVA수지는 내후성이 떨어져 옥외에서 태양 광 또는 비바람에 장기간 노출되면 EVA수지는 열화된다. 이 때문에, EVA수지에서의 열화 부분으로부터 수분이 현저하게 침입한다. 이 경우, 서로 인접하는 태양 전지 소자가 합선하여 태양 전지 패널의 성능이 저하된다.
따라서, 상술한 프레임리스의 태양 전지 패널에서는 내후성을 향상시킬 필요가 있다.
상술한 바와 같이 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지 패널을 예로 들어 태양 전지의 문제점을 서술하였지만, 이 문제는 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지 패널에 한정되지 않는다. 이 문제는 단결정 실리콘을 이용한 태양 전지 또는 색소 증감형 태양 전지 등 다른 태양 전지 패널에서도 공통되어 있다.
특허문헌 1: 특개평9-331079호 공보
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 자외선 또는 수분에 대한 내후성을 확보하여 프레임리스 구조가 실현된 프레임리스 태양 전지 모듈을 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 자외선 또는 수분에 대한 내후성을 확보하여 프레임리스 구조가 실현된 프레임리스 태양 전지 모듈을 간편한 도포 방법에 의해 제조할 수 있는 프레임리스 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 태양의 프레임리스 태양 전지 패널은 단부를 가지고, 제1 기재, 발전부, 봉지층 및 백시트 또는 제2 기재가 순서대로 적층되어 있는 적층체; 상기 적층체의 상기 단부에 설치된 실리콘계 실런트재;를 포함한다.
본 발명의 제1 태양의 프레임리스 태양 전지 패널에서는, 상기 제1 기판은 제1 외면과 상기 제1 외면 상에 위치하는 제1 외연부를 가지고, 상기 백시트 또는 상기 제2 기재는 제2 외면과 상기 제2 외면 상에 위치하는 제2 외연부를 가지며, 상기 실리콘계 실런트재는 상기 적층체의 상기 단부, 상기 제1 기판의 상기 제1 외연부, 상기 백시트 또는 상기 제2 기재의 상기 제2 외연부를 적어도 덮고, 상기 실리콘계 실런트재는 상기 적층체의 단면에서 대략 U자 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 태양의 프레임리스 태양 전지 패널에서는, 상기 제1 기판은 제1 외면과 상기 제1 외면 상에 위치하는 제1 외연부를 가지고, 상기 실리콘계 실런트재는 상기 적층체의 상기 단부와 상기 제1 기판의 상기 제1 외연부를 적어도 덮으며, 상기 실리콘계 실런트재는 상기 적층체의 단면에서 대략 L자 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 태양의 프레임리스 태양 전지 패널에서는, 상기 실리콘계 실런트재와 상기 적층체 사이에 부틸 고무로 이루어지는 접착제층이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 태양의 프레임리스 태양 전지 패널에서는, 상기 적층체의 상기 단부에 배치된 금속 부재를 가지고, 상기 금속 부재를 덮도록 상기 실리콘계 실런트재가 상기 단부에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 태양의 프레임리스 태양 전지 패널에서는, 상기 봉지층은 실란 변성 폴리올레핀, 에틸렌·불포화 카르본산 공중합체와 그 아이오노머, 에틸렌·불포화 카르본산 에스테르 공중합체 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 태양의 프레임리스 태양 전지 패널에서는, 상기 봉지층은 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 폴리비닐 부티랄 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제2 태양의 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법은 단부를 가지고, 제1 기재, 발전부, 봉지층 및 백시트 또는 제2 기재가 순서대로 적층되어 있는 적층체를 준비하고, 상기 적층체의 상기 단부에 실리콘계 실런트재를 도포하며(제1 공정), 상기 실리콘계 실런트재를 경화시킨다(제2 공정).
본 발명의 제2 태양의 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에서는, 상기 실리콘계 실런트재를 도포한 후에, 상기 실리콘계 실런트재를 경화시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양의 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에서는, 상기 실리콘계 실런트재를 도포하면서 상기 실리콘계 실런트재를 경화시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양의 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에서는, 상기 실리콘계 실런트재를 경화시킬 때에는 상기 실리콘계 실런트재에 고습도의 공기를 뿜어 부착시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양의 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에서는, 상기 적층체의 상기 단부에 금속 부재를 배치하고, 상기 금속 부재를 덮도록 상기 실리콘계 실런트재를 상기 단부에 도포하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양의 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에서는, 상기 봉지층은 실란 변성 폴리올레핀, 에틸렌·불포화 카르본산 공중합체와 그 아이오노머, 에틸렌·불포화 카르본산 에스테르 공중합체 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양의 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에서는, 상기 봉지층은 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 폴리비닐 부티랄 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 태양에서는, 제1 기재, 발전부, 봉지층 및 백시트 또는 제2 기재가 순서대로 적층되어 있는 적층체의 단부에 실리콘계 실런트재가 배치되어 있다. 이 구성에서는, 자외선(UV) 또는 수분에 대한 내후성이 확보되어 상기 적층체를 보호하기 위한 충분한 강성이 얻어진다. 이에 의해, 본 발명에서는 프레임리스 구조를 실현할 수 있어 프레임리스 태양 전지 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 제2 태양에서는, 제1 기재, 발전부, 봉지층 및 백시트 또는 제2 기재가 순서대로 적층되어 있는 적층체의 단부에 실리콘계 실런트재가 도포되어 있다. 또, 이 실리콘계 실런트재는 경화되어 있다. 이 방법에서는, 자외선 또는 수분에 대한 내후성이 확보되어 상기 적층체를 보호하기 위한 충분한 강성이 얻어진 태양 전지 패널을 실현할 수 있다. 이에 의해, 본 발명에서는 간편한 도포 방법에 의해 적층체의 단부를 보호할 수 있어 프레임리스 구조가 실현된 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널을 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 제1 실시형태의 태양 전지 패널이 구비하는 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 제2 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널을 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 제3 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널을 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 제4 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널을 도시하는 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 제5 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널을 도시하는 개략 단면도이다.
도 7a는 본 발명에 관한 제6 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널을 도시하는 개략 단면도이다.
도 7b는 본 발명에 관한 제6 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널을 도시하는 개략 단면도로서, 도 7a에 도시된 프레임리스 태양 전지 패널의 일부를 도시하는 확대도이다.
도 8은 종래의 태양 전지 패널을 도시하는 개략 단면도이다.
이하, 본 발명에 관한 프레임리스 태양 전지 패널 및 프레임리스 태양 전지의 제조 방법의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 이하의 설명에 이용하는 각 도면에서는 각 구성 요소를 도면 상에서 인식할 수 있는 정도의 크기로 하기 때문에, 각 구성 요소의 치수 및 비율을 실제의 것과는 적절히 다르게 하고 있다.
이하에 나타내는 설명에서는 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지 패널을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 단결정 실리콘형 태양 전지 또는 색소 증감형 태양 전지 등 다른 종류의 태양 전지 패널에서도 본 발명을 적용할 수 있다.
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명에 관한 프레임리스 태양 전지 패널의 제1 실시형태를 도시하는 개략 단면도이다.
제1 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널(1A(1))은 적층체(10)와 실리콘계 실런트재(11)를 포함한다. 적층체(10)에서는 투명한 제1 기재(2), 발전부(3), 봉지층(4) 및 백시트(5)가 순서대로 적층되어 있다. 또한, 적층체(10)의 측면(10a)(단부)에 실리콘계 실런트재(11)가 배치되어 있다.
제1 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널(1A(1))에서는, 상기 적층체(10)의 측면(10a)에 실리콘계 실런트재(11)를 배치함으로써 자외선(UV) 또는 수분에 대한 내후성이 확보되어 적층체(10)를 보호하기 위한 충분한 강성이 얻어진다. 이에 의해, 제1 실시형태에서는 프레임리스 구조를 가지는 태양 전지 패널을 실현할 수 있다.
봉지재(4)의 재료로서는 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 폴리비닐 부티랄 등을 사용할 수 있지만, 수분의 투과가 보다 적은 고소수성 수지, 예를 들면 실란 변성 폴리올레핀, 에틸렌·불포화 카르본산 공중합체와 그 아이오노머, 에틸렌·불포화 카르본산 에스테르 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
이 프레임리스 태양 전지 패널(1A(1))에 있어서, 발전부(3)를 구성하는 태양 전지는 예를 들면 아몰퍼스 실리콘 태양 전지이다.
도 2는 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지(30)를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
이 태양 전지(30)는 유리 기판(31), 상부 전극(33), 톱 셀(35), 중간 전극(37), 보텀 셀(39), 버퍼층(40) 및 이면 전극(41)이 적층된 구조를 가진다. 유리 기판(31)은 프레임리스 태양 전지 패널(1A(1))의 표면을 구성한다. 상부 전극(33)은 유리 기판(31) 상에 설치되고, 산화 아연계의 투명 도전막으로 이루어진다. 톱 셀(35)은 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진다. 중간 전극(37)은 톱 셀(35)과 보텀 셀(39) 사이에 설치되고, 투명 도전막으로 이루어진다. 보텀 셀(39)은 미결정 실리콘으로 이루어진다. 버퍼층(40)은 투명 도전막으로 이루어진다. 이면 전극(41)은 금속막으로 이루어진다. 유리 기판(31)은 투명한 제1 기재(2)에 상당한다. 상부 전극(33), 톱 셀(35), 중간 전극(37), 보텀 셀(39), 버퍼층(40) 및 이면 전극(41)이 발전부(3)에 상당한다.
톱 셀(35)은 p층(35p), i층(35i) 및 n층(35n)의 3층 구조를 가진다. i층(35i)은 아몰퍼스 실리콘으로 형성되어 있다.
보텀 셀(39)은 톱 셀(35)과 같이 p층(39p), i층(39i) 및 n층(39n)의 3층 구조를 가진다. i층(39i)은 미결정 실리콘으로 형성되어 있다.
이러한 구조를 가지는 태양 전지(30)에 있어서, 유리 기판(31)에 입사된 태양 광은 상부 전극(33), 톱 셀(35)(p-i-n층), 보텀 셀(39)(p-i-n층) 및 버퍼층(40)을 통과하여 이면 전극(41)에서 반사된다.
그리고, 태양 광에 포함되는 광자라는 에너지 입자가 i층에 닿으면, 광기전력 효과에 의해 전자와 정공(hole)이 발생하여 전자는 n층으로 향하여 이동하고, 정공은 p층으로 향하여 이동한다.
이 광기전력 효과에 의해 발생된 전자 및 정공은 상부 전극(33) 및 이면 전극(41)에 의해 취출되고, 광 에너지가 전기 에너지로 변환된다.
태양 전지에서는, 광 에너지의 변환 효율을 향상시키기 위해 이면 전극(41)에서 태양 광을 반사시키는 구조가 채용되거나 또는 상부 전극(31)에 설치된 텍스처라고 불리는 구조가 채용되어 있다. 텍스처 구조에서는, 태양 광의 광로를 늘리는 프리즘 효과 및 광을 가두는 효과가 얻어진다. 버퍼층(40)은 이면 전극(41)에 이용되고 있는 금속막이 확산되는 것 등을 방지하기 위해 설치되어 있다.
제1 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널(1A(1))에서는 제1 기재(2), 발전부(3), 봉지층(4) 및 백시트(5)가 순서대로 적층되어 있는 적층체(10)의 측면(10a)에 실리콘계 실런트재(11)가 배치되어 있다.
봉지층(4)은 제1 기재(2) 상에 배치된 발전부(3)를 덮도록 배치되어 있다.
이에 따라, 발전부(3)를 온도 변화, 습도, 충격 등의 가혹한 외부 환경으로부터 지킬 수 있다. 따라서, 내습성 및 내후성이 뛰어난 프레임리스 태양 전지 패널(1A(1))을 실현할 수 있다.
봉지층(4)의 재료로서는 고소수성 수지(실란 변성 폴리올레핀, 에틸렌·불포화 카르본산 공중합체와 그 아이오노머, 에틸렌·불포화 카르본산 에스테르 공중합체 등)가 적합하게 이용된다. 고소수성 수지는 내습성, 내후성, 내한성, 내충격성 등을 가지고 있고, 태양 전지 용도로서 균형이 잡힌 물성을 가지는 재료이다.
실리콘계 실런트재(11)로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 신에츠 화학 주식회사의 「신에츠 실리콘」 RTV고무를 사용할 수 있다. RTV고무(Room Temperature Vulcanizable: 실온 가황 고무)는 저비용이고 용이하게 경화하기 때문에, 실런트재로서 적합하게 이용된다. 또한, RTV고무는 경화할 때에 부피가 변하지 않는 특성을 가지고, 경화함으로써 적층체(10)의 주연부에 응력이 걸리는 것을 회피할 수 있다.
도 1에 도시된 예에서는, 적층체(10)는 측면(10a)을 가진다. 제1 기판(2)은 외면(2a)(제1 외면)과 외면(2a) 상에 위치하는 외연부(2b)(제1 외연부)를 가진다. 백시트(5)는 외면(5a)(제2 외면)과 외면(5a) 상에 위치하는 외연부(5b)(제2 외연부)를 가진다.
실리콘계 실런트재(11)는 측면(10a), 외연부(2b), 외연부(5b)를 적어도 덮고 있다. 실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 단면에서 대략 U자 형상으로 형성되어 있다.
실리콘계 실런트재(11)가 대략 U자 형상으로 배치되어 있으므로, 적층체(10)의 측면(10a)으로부터 수분 등이 적층체(10) 내에 침입하는 것을 확실히 방지할 수 있고, 내후성을 확보할 수 있으며, 적층체(10)를 충분히 보호할 수 있다.
실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 측면(10a)과 광이 입사되는 기판(2)의 코너부(외연부(2b)의 근방)를 덮고 있으면 되고, 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다. 광이 입사되는 기판(도 1에서 제1 기판(2))은 통상 유리 기판이 사용된다. 이 때문에, 프레임리스 태양 전지 패널(1A(1))을 운반할 때에 작업자가 제1 기재(2)의 코너부에 접촉하여 버릴 위험을 방지하기 위해, 또는 충격에 의해 프레임리스 태양 전지 패널(1A(1))이 파손되어 버릴 것을 방지하기 위해, 제1 기재(2)의 코너부가 실리콘계 실런트재로 덮여 있는 것이 바람직하다.
(제2 실시형태)
도 3에서 제1 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략 또는 간략화한다.
도 3에 도시된 프레임리스 태양 전지 패널(1B(1))에서는, 실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 측면(10a)과 상기 제1 기판(2)의 외면(2a) 상의 외연부(2b)를 적어도 덮고 있다. 실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 단면에서 대략 L자 형상으로 형성되어 있다.
이러한 구성에서도 제1 실시형태와 같은 효과가 얻어진다.
(제3 실시형태)
도 4에서 제1 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략 또는 간략화한다.
도 4에 도시된 프레임리스 태양 전지 패널(1C(1))에서는, 실리콘계 실런트재(11)와 적층체(10) 사이에 부틸 고무로 이루어지는 접착제층(12)이 배치되어 있다. 부틸 고무는 내수증기 투과성이 뛰어나다. 접착제층(12)이 배치되어 있으므로, 적층체(10)의 측면(10a)으로부터 수분 등이 적층체(10) 내에 침입하는 것을 보다 확실히 방지할 수 있다. 이에 의해, 내습성이 더욱 뛰어난 프레임리스 태양 전지 패널(1C(1))을 실현할 수 있다.
(제조 방법)
다음에, 상술한 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에 대해 설명한다.
프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법에서는, 투명한 제1 기재(2), 발전부(3), 봉지층(4) 및 백시트(5)가 순서대로 적층되어 있는 적층체(10)를 준비하고, 적층체(10)의 측면(10a)에 실리콘계 실런트재(11)를 도포하며(제1 공정), 실리콘계 실런트재(11)를 경화시키고 있다(제2 공정).
이 제조 방법에서는, 적층체(10)의 측면(10a)에 실리콘계 실런트재(11)가 도포되고, 실리콘계 실런트재(11)가 경화되어 있다. 이에 따라, 자외선(UV) 또는 수분에 대한 내후성이 확보되어 적층체(10)를 보호하기 위한 충분한 강성이 얻어진 태양 전지 패널을 실현할 수 있다.
이에 의해, 이 제조 방법에서는 간편한 도포 방법을 이용함으로써 적층체(10)의 측면(10a)을 보호할 수 있고, 프레임리스 구조가 실현된 프레임리스 태양 전지 패널(1)을 제조할 수 있다.
(1)우선, 제1 기재(2), 발전부(3), 봉지층(4) 및 백시트(5)를 순서대로 적층하여 적층체(10)를 형성한다. 다음에, 적층체(10)의 측면(10a)에 실리콘계 실런트재(11)를 도포한다(제1 공정).
적층체(10)의 측면(10a)(측단부)에 대응하는 부분에 실리콘계 실런트재(11)를 도포한다.
실리콘계 실런트재(11)로서는, 예를 들면 신에츠 화학 주식회사의 「신에츠 실리콘」RTV고무가 사용된다. RTV고무로서는 일액(一液) 타입의 축합반응형, 일액 타입의 부가 반응형, 이액 타입의 부가 반응형 어떤 타입도 이용할 수 있다. 특히 일액형 RTV고무는 작업성이 양호하고 유리 기판과의 젖음성이 뛰어나 내열성 등의 특성도 뛰어나다.
실리콘계 실런트재(11)의 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 디스펜스법, 스크린 인쇄법 등의 방법이 이용된다. 특히, 양호하게 도포 작업을 할 수 있는 스크린 인쇄법을 이용하는 것이 바람직하다.
실리콘계 실런트재(11)의 도포 방법으로서는, 1번만 도포함으로써 실리콘계 실런트재(11)를 형성하는 방법(1번 칠함)을 채용해도 된다. 또한, 실리콘계 실런트재를 처음에 도포하여 제1막을 형성하고, 제1막 상에 실리콘계 실런트재를 도포하여 제2막을 형성하여 2층 구조를 가지는 실리콘계 실런트재(11)를 형성해도 된다(2번 칠함, 덧칠).
또한, 도포막의 막두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 1번 칠함의 경우, 0.1~5mm의 막두께를 가지는 도포막을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 2번 칠함(덧칠)의 경우, 합계로 0.1~10mm의 막두께를 가지는 도포막을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 적층체(10)의 측면(10a)에 실리콘계 실런트재(11)를 도포하기에 앞서서 적층체(10)의 측면(10a)에 부틸 고무로 이루어지는 접착제를 도포해도 된다.
(2)다음에, 실리콘계 실런트재(11)를 경화시킨다(제2 공정).
적층체(10)의 측면(10a)에 도포된 실리콘계 실런트재(11)를 경화시킨다. 이 때, 실리콘계 실런트재(11)에 고습도의 공기를 뿜어 부착시키면서 경화시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 실리콘계 실런트재(11)의 경화 속도가 빨라져 처짐을 방지할 수 있다.
실리콘계 실런트재(11)로서 일액 타입의 축합반응형을 사용하는 경우, 고온·고습도의 분위기에서 경화함으로써 경화 시간이 단축된다. 이 때문에, 고온·고습도의 분위기에서 실리콘계 실런트재(11)를 경화하는 것이 바람직하다. 온도는 20℃이상, 50℃미만이 바람직하고, 습도는 50% RH이상, 100% RH미만이 바람직하다.
실리콘계 실런트재(11)로서 일액 타입의 부가 반응형을 사용하는 경우, 고온의 분위기에서 경화함으로써 경화 시간이 단축된다. 이 때문에, 고온의 분위기에서 실리콘계 실런트재(11)를 경화하는 것이 바람직하다. 온도는 80℃이상, 150℃이하가 바람직하다.
실리콘계 실런트재(11)로서 이액 타입의 부가 반응형을 사용하는 경우, 고온의 분위기에서 경화함으로써 경화 시간이 단축된다. 이 때문에, 고온의 분위기에서 실리콘계 실런트재(11)를 경화하는 것이 바람직하다. 온도는 40℃이상, 80℃이하가 바람직하다.
이상의 설명에서는 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정을 순서대로 행하는 경우에 대해 설명하였지만, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정을 같은 기판(적층체(10))에 대해 동시에 행해도 된다. 이 경우, 실리콘계 실런트재(11)를 도포하는 도포 장치에 실리콘계 실런트재(11)를 경화시키는 경화 장치가 설치된 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 이 장치를 사용함으로써, 적층체(10)의 측면(10a)에 실리콘계 실런트재(11)를 도포하면서 그 도포된 실리콘계 실런트재(11)를 순차적으로 경화시켜도 된다.
(제4 실시형태)
도 5에서 제1 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략 또는 간략화한다.
도 5는 제4 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널(1D(1))을 도시하는 단면도이다.
제4 실시형태의 프레임리스 태양 전지 패널(1D(1))에서는, 백시트 대신에 제2 기재(6)가 배치되어 있다. 즉, 적층체(10)에서는 투명한 제1 기재(2), 발전부(3), 봉지층(4) 및 제2 기재(6)가 순서대로 적층되어 있다. 제2 기재(6)로서는 예를 들면 유리 기판 등이 이용된다. 제2 기재(6)가 배치되어 있으므로, 강성 및 내충격성이 더욱 뛰어난 프레임리스 태양 전지 패널(1D(1))을 실현할 수 있다.
도 5에 도시된 예에서는, 적층체(10)는 측면(10a)을 가진다. 제1 기판(2)은 외면(2a)(제1 외면)과 외면(2a) 상에 위치하는 외연부(2b)(제1 외연부)를 가진다. 제2 기재(6)는 외면(6a)(제2 외면)과 외면(6a) 상에 위치하는 외연부(6b)(제2 외연부)를 가진다.
실리콘계 실런트재(11)는 측면(10a), 외연부(2b), 외연부(6b)를 적어도 덮고 있다. 실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 단면에서 대략 U자 형상으로 형성되어 있다.
실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 측면(10a)과 광이 입사되는 기판(2)의 코너부(외연부(2b)의 근방)를 덮고 있으면 되고, 도 5에 도시된 예에 한정되지 않는다. 이러한 구성에서도 제1 실시형태와 같은 효과가 얻어진다.
(제5 실시형태)
도 6에서 제1 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략 또는 간략화한다.
도 6에 도시된 프레임리스 태양 전지 패널(1E(1))에서는, 실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 측면(10a)과 상기 제1 기판(2)의 외면(2a) 상의 외연부(2b)를 적어도 덮고 있다. 실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 단면에서 대략 L자 형상으로 형성되어 있다. 이러한 구성에서도 제1 실시형태와 같은 효과가 얻어진다.
(제6 실시형태)
도 7a 및 도 7b에서 제1 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략 또는 간략화한다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 프레임리스 태양 전지 패널(1F(1))에서는, 실리콘계 실런트재(11)와 적층체(10)의 측면(10a) 사이에 금속 부재가 배치되어 있다. 제6 실시형태에서는, 금속 부재로서 알루미늄으로 이루어지는 알루미늄 테이프(13)가 이용되고 있다. 알루미늄 테이프(13)는 접착제가 도포된 접착면을 가지고 있다. 알루미늄 테이프(13)의 접착면은 적층체(10)의 측면(10a)에 접촉하고 있기 때문에, 알루미늄 테이프(13)는 측면(10a)에 접착되어 있다. 이에 따라, 적층체(10)의 측면(10a)이 알루미늄 테이프(13)에 의해 덮여 있다. 구체적으로 알루미늄 테이프(13)는 제1 기재(2)와 봉지층(4) 간의 제1 접합부(20)를 덮도록, 또한 봉지층(4)과 백시트(5) 간의 제2 접합부(21)를 덮도록 배치되어 있다. 이에 따라, 제1 접합부(20) 및 제2 접합부(21)로부터 적층체(10) 내에 수분이 침입하는 것이 방지되어 있다. 또, 알루미늄 테이프(13)를 덮도록 실리콘계 실런트재(11)가 측면(10a)에 설치되어 있다. 이 실리콘계 실런트재(11)는 제1 실시형태에서 서술한 바와 같이 측면(10a), 외연부(2b), 외연부(5b)를 적어도 덮고 있다. 실리콘계 실런트재(11)는 적층체(10)의 단면에서 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이 측면(10a)에 알루미늄 테이프(13) 및 실리콘계 실런트재(11)가 배치되어 있는 봉지 구조에서는, 제1 실시형태에서 서술한 바와 같은 실리콘계 실런트재(11)에 의한 효과가 얻어질 뿐만 아니라, 알루미늄 테이프(13)에 의한 효과를 상승적으로 얻을 수 있다. 즉, 적층체(10)의 측면(10a)으로부터 수분 등이 적층체(10) 내에 침입하는 것을 확실히 방지할 수 있고, 내후성을 확보할 수 있으며, 적층체(10)를 충분히 보호할 수 있다. 또한, 알루미늄 테이프(13)는 가요성을 가지는 금속 테이프이다. 이 때문에, 적층체(10)의 측면(10a)의 형상을 따라 균일하게 알루미늄 테이프(13)를 측면(10a)에 배치할 수 있고, 따라서 알루미늄 테이프(13)와 측면(10a) 사이에 간극이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 이 간극을 통해 수분 등이 적층체(10) 내에 침입하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제6 실시형태에서는 금속 부재로서 알루미늄 테이프(13)가 채용된 구조에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이 구조에 한정되지 않는다. 알루미늄 테이프(13)에 대신하여 알루미늄 이외의 금속 테이프를 채용해도 된다. 또한, 공지의 성막 방법을 이용하여 측면(10a)에 금속 박막(금속 부재)을 형성해도 된다. 예를 들면, 금속 미립자를 포함하는 페이스트를 적층체(10)의 측면(10a)에 도포함으로써 금속 부재를 측면(10a)에 형성해도 된다.
또한, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 실리콘계 실런트재(11)가 적층체(10)의 단면에서 대략 L자 형상으로 형성되어 있는 구조에서도 금속 부재를 측면(10a)에 형성해도 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 실리콘계 실런트재(11)와 적층체(10) 사이에 접착제층(12)이 배치되어 있는 구조에서도 금속 부재를 측면(10a)에 형성해도 된다. 이 경우, 금속 부재를 덮도록 접착제층(12)이 배치되고, 접착제층(12)을 덮도록 실리콘계 실런트재(11)가 배치된다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 기재(6)를 포함하는 적층체(10)에서도 금속 부재를 측면(10a)에 형성해도 된다. 이 경우, 금속 부재는 봉지층(4)과 제2 기재(6) 사이의 접합부를 덮도록 배치된다.
이상, 본 발명의 프레임리스 태양 전지 패널 및 그 제조 방법에 대해 설명하였지만, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시형태에 한정되지 않고 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지의 변경을 가하는 것이 가능하다.
본 발명은 프레임리스 태양 전지 패널 및 그 제조 방법에서 널리 적용 가능하다.
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F(1) 프레임리스 태양 전지 패널, 2 제1 기재, 2a 외면(제1 외면), 2b 외연부(제1 외연부), 3 발전부, 4 봉지층, 5 백시트, 5a 외면(제2 외면), 5b 외연부(제2 외연부), 6 제2 기재, 6a 외면(제2 외면), 6b 외연부(제2 외연부), 10 적층체, 10a 측면(단부), 11 실리콘계 실런트재, 12 접착제층, 13 알루미늄 테이프(금속 부재), 30 아몰퍼스 실리콘형 태양 전지.

Claims (14)

  1. 프레임리스 태양 전지 패널로서,
    단부를 가지고, 제1 기재, 발전부, 봉지층 및 백시트 또는 제2 기재가 순서대로 적층되어 있는 적층체; 및
    상기 적층체의 상기 단부에 설치된 실리콘계 실런트재;를 포함하며,
    상기 적층체의 상기 단부에 배치된 금속 부재를 더 가지고,
    상기 금속 부재를 덮도록 상기 실리콘계 실런트재가 상기 단부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기재는 제1 외면과 상기 제1 외면 상에 위치하는 제1 외연부를 가지고,
    상기 백시트 또는 상기 제2 기재는 제2 외면과 상기 제2 외면 상에 위치하는 제2 외연부를 가지며,
    상기 실리콘계 실런트재는 상기 적층체의 상기 단부, 상기 제1 기재의 상기 제1 외연부, 상기 백시트 또는 상기 제2 기재의 상기 제2 외연부를 덮고,
    상기 실리콘계 실런트재는 상기 적층체의 단면에서 U자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기재는 제1 외면과 상기 제1 외면 상에 위치하는 제1 외연부를 가지고,
    상기 실리콘계 실런트재는 상기 적층체의 상기 단부와 상기 제1 기재의 상기 제1 외연부를 덮으며,
    상기 실리콘계 실런트재는 상기 적층체의 단면에서 L자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘계 실런트재와 상기 적층체 사이에 부틸 고무로 이루어지는 접착제층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지층은 실란 변성 폴리올레핀, 에틸렌·불포화 카르본산 공중합체와 그 아이오노머, 에틸렌·불포화 카르본산 에스테르 공중합체 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지층은 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 폴리비닐 부티랄 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널.
  8. 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법으로서,
    단부를 가지고, 제1 기재, 발전부, 봉지층 및 백시트 또는 제2 기재가 순서대로 적층되어 있는 적층체를 준비하고,
    상기 적층체의 상기 단부에 금속 부재를 배치하고,
    상기 금속 부재를 덮도록 실리콘계 실런트재를 상기 단부에 도포하며,
    상기 실리콘계 실런트재를 경화시키는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘계 실런트재를 도포한 후에, 상기 실리콘계 실런트재를 경화시키는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘계 실런트재를 도포하면서 상기 실리콘계 실런트재를 경화시키는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘계 실런트재를 경화시킬 때에는, 상기 실리콘계 실런트재에 고습도의 공기를 뿜어 부착시키는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지층은 실란 변성 폴리올레핀, 에틸렌·불포화 카르본산 공중합체와 그 아이오노머, 에틸렌·불포화 카르본산 에스테르 공중합체 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법.
  14. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지층은 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 폴리비닐 부티랄 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임리스 태양 전지 패널의 제조 방법.
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