KR101846012B1 - 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치 - Google Patents

태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지에 개구율을 조율하는 과정에서 태양전지의 효율을 유지하면서도, 채광도 가능하며, 기호, 문자, 이미지 등의 패턴을 형성할 수 있어 건물 일체형 태양광 모듈을 건축물 외장재(BIPV: Building Integrated Photovoltaic System)에 적용할 경우 미려한 외관도 도모할 수 있는 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전체적인 획일적 선형 이외의 가공될 패턴을 로딩하고; 로딩된 패턴을 영상 이진화로 변환하고; 가공할 패턴을 형성하기 위한 피치에 대한 초기값을 설정하고; 태양전지에 형성되는 개구 면적을 계산하고; 상기 개구 면적의 계산에서 태양 전지의 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지 확인하며; 상기 개구율이 목표 값의 오차 범위 내에 있는 경우, 각 가공 라인의 스캐너 좌표를 계산하고; 상기 계산된 스캐너 좌표에 따라 레이저 가공하여 로딩된 패턴을 형성하는 태양전지 패턴 가공 방법을 제공하며, 이를 실행할 수 있는 태양전지 패턴 가공 장치를 제공한다.

Description

태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치{PATTERN FORMING METHOD FOR SOLAR CELL AND PATTERN FORMING APPARATUS FOR SOLAR CELL}
본 발명은 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지에 개구율을 조율하여 가공하는 과정에서 태양전지의 효율을 유지하면서도, 채광이 가능하고, 기호, 문자, 이미지 등의 패턴을 형성할 수 있는 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 태양광 발전 시스템에서 건물 일체형 태양광 모듈을 건축물 외장재(BIPV: Building Integrated Photovoltaic System)에 적용할 수 있어 태양광 발전 시스템의 본 기능을 제공함과 동시에 채광 및 미려한 외관을 제공할 수 있는 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치에 관한 것이다.
최근 친환경 에너지의 하나로서 태양광 에너지를 이용하는 태양전지가 개발되었다. 태양전지는 태양광의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치로서, P형 반도체와 N형 반도체를 사용하고, 빛을 비추면 내부에서 전하가 이동하고 P극과 N극 사이에 전위차가 생김으로써 전기에너지를 발생시키는 것이다.
이러한 태양전지는 태양광을 받을 수 있도록 실외에 설치된다. 근래에는 태양광 발전 시스템으로서, 태양광 에너지로 전기를 생산하여 소비자에게 공급하는 것 외에 건물 일체형 태양광 모듈을 건축물 외장재로 사용하는 BIPV 시스템(Building Integrated Photovoltaic System)이 이용되고 있다.
이러한 BIPV 시스템에 있어서 태양광 에너지를 저장하며 이와 동시에 채광까지 동시에 제공할 수 있도록 태양전지에 세밀한 틈(개구)을 형성하고 있다.
이하 태양전지 및 그의 가공 방법에 대한 개요를 도면을 참조하여 간략히 설명한다. 도 1은 태양전지에 개구를 형성하는 기술 개요를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 태양전지에 향상되는 개구(틈)는 소정 파장의 레이저(예를 들면, 532nm 파장)를 이용하여 금속층과 a-si층을 동시에 제거하는 레이저 공정을 통해 형성된다.
통상 레이저 빔은 200 ~ 220um 정도의 선폭을 가지며, 패턴 피치 조정으로 태양전지의 개구율을 조율한다. 박막 어블레이션에는 레이저 마이크로폭발(micro explosive) 리프트오프(lift-off) 원리를 이용하며, 레이저 리프트 오프 공정은 박막 경계면에서 작은 양의 재료를 기화시켜 전체 박막을 제거하는 고난위도 기술이다.
이와 같은 리프트 오프 원리를 이용하여 형성되는 태양전지의 개구율은 전체 유효 태양전지 면적 대비 불투명층이 제거된 영역(개구 영역)의 비를 의미하며, 가공 후 효율을 좌우하는 중요한 요소이다.
따라서, BIPV 가공을 위해서는 가공 조건에 따른 개구율의 계산 또는 특정 개구율을 달성하기 위한 레이저 가공 조건을 산정하는 기술이 필요하다.
도 2는 태양전지에 대한 종래 일반적인 가공 패턴을 나타내는 정면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 태양전지의 개구율에 영향을 미치는 가공 조건은 레이저 선폭, 가공되는 패턴의 형상이 있으며, 이들 조건에 따른 개구율의 계산은 다음과 같다.
[수학식 1]
개구율 = 개구 면적/유효 태양전지 면적
[수학식 2]
개구 면적 = w_d ×l_x×n
[수학식 3]
n(라인 수) = (l_y-w_d)/p+1
상기한 개구율의 계산을 고려하여 BIPV 가공 절차를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 일반적인 태양전지의 BIPV 가공 절차를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 먼저 개구율을 입력하고, 가공 패턴 계산 및 설정하며, 각 가공 라인의 스캐너 좌표를 계산하여 스캐너 가공함으로써 태양전지에 소정 라인 수의 개구를 형성하게 된다.
여기에서, 도 2에 나타낸 가공 패턴을 갖는 태양전지의 개구율을 계산하고 설정하는 경우를 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 2와 같은 가공 패턴을 형성하기 위한 가공 패턴 계산 및 설정하는 과정을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 먼저 개구율(α)을 구한다. 즉, 앞의 수학식 1 및 2를 이용하여, 개구 면적 = 유효 솔라셀 면적 × 개구율(α) 및 개구 면적 = w_d × l_x × n을 통해 개구율이 얻어진다.
그런 다음, 가공 라인 수(n)를 계산한다. 즉, 가공 라인 수(n)는 (유효 솔라셀 면적 × 개구율)/(w_d × l_x)에 의해 얻어진다.
마지막으로, 패턴 피치(p)를 계산한다. 즉, 앞의 수학식 3을 이용하여, 패턴 피치(p) = (l_y=w_d)/(n-1)을 통해 계산되며, 결국 도 2와 같은 소정 개구율을 갖는 단순 패턴의 태양전지(솔라셀)이 완성된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래에는, 태양전지에 세밀한 틈을 형성하는 것은 단순히 채광을 위하여 형성한 것에 불과한 것이고, 특히 BIPV 시스템에 적용할 경우, 외관이 단순 획일적이고 미려하지 못하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 실외에 설치되는 태양전지의 본래의 기능과 함께 기호, 문자, 이미지 등 다양한 패턴을 형성할 수 있도록 하여 외부에 설치되는 태양전지의 디자인의 다양성 및 미려한 외관을 제공할 수 있는 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 태양전지의 효율을 유지하면서도 채광까지 가능하고, 특히 개구율을 고려함과 동시에 다양한 기호, 문자, 이미지 등의 패턴을 형성할 수 있어 BIPV 시스템에 적합한 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 광고 효과를 위한 별도의 수단을 이용하지 않고 친환경적인 태양전지 자체를 이용하여 광고 효과를 도모할 수 있는 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면, 태양전지에 개구를 형성하기 위한 패턴을 가공하는 방법에 있어서, 상기 태양전지에 전체적으로 획일적인 선형 패턴 이외의 가공될 패턴을 형성하도록 레이저가공 하는 태양전지 패턴 가공 방법을 제공한다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 태양전지에 소정의 개구율을 갖도록 패턴을 가공 형성하는 태양전지 패턴 가공 방법에 있어서, 전체적인 획일적 선형 이외의 가공될 패턴을 로딩하고; 로딩된 패턴을 영상 이진화로 변환하고; 가공할 패턴을 형성하기 위한 피치에 대한 초기값을 설정하고; 태양전지에 형성되는 개구 면적을 계산하고; 상기 개구 면적의 계산에서 태양 전지의 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지 확인하며; 상기 개구율이 목표 값의 오차 범위 내에 있는 경우, 각 가공 라인의 스캐너 좌표를 계산하고; 상기 계산된 스캐너 좌표에 따라 레이저 가공하여 로딩된 패턴을 형성하는 태양전지 패턴 가공 방법을 제공한다.
상기 가공될 패턴은 이미지, 기호, 문자, 기하학적 도형, 인물 사진, 로고 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 개구 면적을 계산하는 단계는 상기 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산한 다음, 개구율을 계산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하는 것은 반복길이 부호화(RLE: Run Lenght encoding) 기법을 이용하여 백색 구간의 시작점과 끝점의 좌표를 구하는 것이 바람직하다.
상기 개구율을 계산하는 것은 가공될 패턴의 각 라인별로 구해진 백색 구간의 좌표를 이용하여 가공할 라인들의 길이를 구한 후, 선폭을 곱하여 각 라인별 개구 면적을 구하는 것을 특징으로 한다.
상기 개구 면적은 아래의 식에 의해 구해지고,
Figure 112012003465713-pat00001
상기 개구율은 개구 면적/유효 태양전지 면적을 통해 계산되어 얻어질 수 있다.
상기 태양 전지의 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지 확인하는 단계에서, 상기 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위를 벗어나는 경우, 패턴 피치를 변경하여 상기 개구 면적을 계산하는 제1 단계를 실행하거나, 이진화 문턱값을 변경하여 상기 영상 이진화 단계로 진행하는 제2 단계를 실행하는 것이 바람직하다.
상기 패턴 피치 변경의 제1 단계 및 상기 이진화 문턱값 변경의 제2 단계를 동시에 실행할 수 있다.
상기 패턴 피치 변경의 제1 단계는 상기 가공 라인의 피치를 변경하여 개구율을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 개구율을 조절하는 것은 상기 개구율이 초기 목표 값보다 작은 경우, 피치를 줄여서 가공 라인의 수를 증가시켜 개구율을 높이고, 개구율이 초기 목표 값보다 클 경우 피치를 증가시켜 가공 라인의 수를 줄여서 개구율을 줄이는 것을 특징으로 한다.
상기 이진화 문턱값 변경의 제2 단계는 흑백 이미지를 이진화 변환할 때의 임계값을 변경시켜 이미지 자체의 흑백 구간비를 조절하여 개구율을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지 확인하는 단계에서 오차 범위를 벗어난 경우에 오류를 외부에 디스플레이되도록 표시하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 가공될 패턴을 로딩하는 단계 이후 및 개구 면적 계산 단계 이전의 어느 단계 사이에서, 실제 태양전지의 사이즈에 맞춰 가공될 패턴의 스케일을 조정 또는 변환시키는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 스케일 조정 또는 변환 단계 이후에 가공될 패턴이 컬러 패턴 인지 판단하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 컬러 패턴 판단 단계에서, 상기 가공될 패턴이 컬러 패턴으로 판단되는 경우 이 컬러 패턴을 흑백 패턴으로 변환하여 상기 영상 이진화 단계로 진행하고, 상기 가공될 패턴이 컬러 패턴이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 영상 이진화 단계로 바로 진행하는 것을 특징으로 한다.
상기 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하는 단계는 실제 태양전지의 사이즈에 맞춰 가공될 패턴의 스케일을 조정 또는 변환시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 태양전지에 에지 아이솔레이션(edge isolation)이 부분적으로 형성되도록 상기 개구 면적 계산 단계 이전에 에지 아이솔레이션용 픽셀 좌표를 데이터화하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 레이저 가공 단계 바로 이전에, 태양전지에 형성될 패턴에 따른 개구율을 미리 계산하여 얻어진 값을 가시적으로 확인하기 위하여 가공될 패턴을 외부로 디스플레이하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 관점에 따르면, 태양전지에 소정의 개구율을 갖도록 패턴을 가공 형성하는 태양전지 패턴 가공 방법에 있어서, 가공될 태양전지 기재가 투입되고; 레이저 유닛에 의한 대면적 가공을 위하여 상기 기재를 틸팅(tilting)시키도록 수평상태로부터 소정 경사를 갖도록 틸팅하고; 전술한 제2 관점에 따른 패턴 가공 방법을 구현할 수 있는 알고리즘을 갖는 제어장치를 통해 가공될 패턴을 레이저 패터닝하고; 패터닝이 완료된 기재를 틸팅된 상태에서 다시 수평 상태로 복귀시키며; 수평 상태로 복귀된 패터닝된 기재를 외부로 배출하는 태양전지 패턴 가공 방법을 제공한다.
본 발명의 제4 관점에 따르면, 태양전지 패턴 가공 장치에 있어서, 태양전지 기재를 로딩하기 위한 로딩 유닛; 상기 태양전지 기재를 전달받고, 패터닝을 실행하는 패터닝 유닛; 상기 패터닝 유닛에 구비되어 패터닝할 태양전지 기재를 소정 패턴으로 패터닝하는 레이저 유닛; 상기 패터닝된 태양전지 기재를 전달받고 외부로 반송하기 위한 언로딩 유닛; 상기 로딩 유닛으로부터 패터닝할 기재를 패터닝 유닛으로 이송하고, 패터닝된 기재를 상기 패터닝 유닛으로부터 언로딩 유닛으로 이송하는 캐리어 유닛; 및 상기 각 유닛을 제어하며, 패터닝될 태양전지 기재의 개구율을 계산하고, 이에 근거하여 입력되는 이미지, 문자, 기호, 기하학적 도형, 사진을 포함하는 가공될 패턴을 패터닝하기 위한 알고리즘을 갖는 프로그램을 구비한 제어 장치를 포함하는 태양전지 패턴 가공 장치를 제공한다.
본 발명의 제5 관점에 따르면, 태양전지 패턴 가공 장치에 있어서, 태양전지 기재를 로딩하기 위한 로딩 유닛; 상기 태양전지 기재를 전달받고, 패터닝을 실행하는 패터닝 유닛; 상기 패터닝 유닛에 구비되어 패터닝할 태양전지 기재를 소정 패턴으로 패터닝하는 레이저 유닛; 상기 패터닝된 태양전지 기재를 전달받고 외부로 반송하기 위한 언로딩 유닛; 상기 로딩 유닛으로부터 패터닝할 기재를 패터닝 유닛으로 이송하고, 패터닝된 기재를 상기 패터닝 유닛으로부터 언로딩 유닛으로 이송하는 캐리어 유닛; 및 상기 각 유닛을 제어하며, 청구항 2에 따른 패턴 가공 방법을 구현할 수 있는 알고리즘을 갖는 제어장치를 포함하는 태양전지 패턴 가공 장치를 제공한다.
본 발명의 제6 관점에 따르면, 태양전지 패턴 가공 장치에 있어서, 태양전지 기재가 평면상에 놓이는 스테이지; 상기 평면상에 놓인 태양전지 기재에 소정 패턴을 갖도록 패터닝하는 레이저 유닛; 상기 스테이지 및 레이저 유닛 중 적어도 하나를 x, y, z의 3축으로 이동시키기 위한 이동 유닛; 및 전술한 제2 관점에 따른 패턴 가공 방법을 구현할 수 있는 알고리즘을 포함하며, 상기 이동 유닛을 제어하는 제어 장치를 포함하는 태양전지 패턴 가공 장치를 제공한다.
본 발명에 의한 태양전지 패턴 가공 방법 및 태양전지 패턴 가공 장치에 따르면, 실외에 설치되는 태양전지의 본래의 기능과 함께 기호, 문자, 이미지 등 다양한 패턴을 형성할 수 있도록 하여 외부에 설치되는 태양전지의 디자인의 다양성 및 미려한 외관을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양전지의 효율을 유지하면서도 채광까지 가능하고, 특히 채광을 위한 태양전지의 개구율을 고려함과 동시에 다양한 기호, 문자, 이미지 등의 패턴을 형성할 수 있어 BIPV 시스템에 적합한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 광고 효과를 위한 별도의 광고 장치를 이용하지 않고 친환경적인 태양전지 자체를 이용하여 광고 효과를 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 태양전지에 개구를 형성하는 기술 개요를 설명하기 위한 개략도.
도 2는 태양전지에 대한 종래 일반적인 가공 패턴을 나타내는 정면도.
도 3은 일반적인 태양전지의 BIPV 가공 절차를 개략적으로 나타내는 플로차트.
도 4는 도 2와 같은 가공 패턴을 형성하기 위한 가공 패턴 계산 및 설정하는 과정을 개략적으로 나타내는 플로차트.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법을 나타내는 플로차트.
도 6은 로딩된 이미지를 실제 태양전지의 사이즈에 맞춰 스케일을 조정하고, 스케일 조정된 이미지를 흑백 이미지로 변환(후술됨)하는 과정을 설명하기 위한 설명도.
도 7은 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법에서 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하는 과정을 설명하기 위한 설명도.
도 8은 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법에서 개구율 계산값과 목표값 간의 관계를 설명하기 위한 설명도.
도 9는 본 발명의 태양전지 패턴 가공 장치의 일 실시 형태를 나타내는 후방에서 바라본 사시도.
도 10은 본 발명의 태양전지 패턴 가공 장치의 일 실시 형태를 나타내는 패터닝부를 나타내는 측면도.
도 11은 도 9에 따른 본 발명의 태양전지 패턴 가공 장치에 의해 패턴 가공을 행하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정도.
도 12는 도 11에 따라 이미지 패턴 가공을 행하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정도.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
설명에 앞서, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시 예(들)에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며, 이와 다른 다양한 형태 및 공정으로 통해 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시 예(들)는 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않는다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시 예(들)를 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다.
통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시 예(들)는 본 발명의 이상적인 실시 예(들)의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시 예(들)는 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되는 것은 아니라, 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
이하, 본 발명의 실시 예들에 대한 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양전지 패턴 가공 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법을 나타내는 플로차트이다. 도 5에서는 이미지를 패터닝하는 것을 예시로 설명하고 있지만, 이미지뿐만 아니라 기호, 문자, 기하학적 형상 등을 적용할 수 있음은 명백한 것이다. 또한, 아래에서 설명되는 태양전지 패턴 가공장치의 제어장치(컴퓨터 등의 제어부)는 아래에서 설명되는 알고리즘을 포함하는 프로그램을 실행할 수 있게 구성된다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법은, 태양전지(솔라셀)를 레이저가공 하기 태양전지 패턴 가공장치의 제어장치(제어부)에 가공 이미지(즉, 획일적인 선형 패턴 이외의 패턴)를 로딩하고(S100), 로딩된 이미지를 영상 이진화하고(S200), 가공할 패턴을 형성하기 위한 피치(이하, '가공 패턴 피치(p)'라 함)에 대한 초기 값을 설정한다(S300), 그런 다음 태양전지에 형성되는 개구 면적을 계산하고(S400), 상기 개구 면적의 계산에서 태양 전지의 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지 확인하며(S500), 개구율이 목표 값의 오차 범위 내에 있는 경우, 각 가공 라인의 스캐너 좌표를 계산하고(S600), 레이저 가공(S700) 함으로써 초기 로딩된 이미지의 패턴이 가공되어 형성되게 된다.
태양전지 가공 장치를 구성하는 제어장치를 통해 상기 가공 이미지 로딩하는 단계(S100)에서는 앞서 설명하였지만, 이미지뿐만 아니라 기호, 문자, 기하학적 도형, 인물 사진 등 다양한 형태가 그 대상으로 될 수 있으며, 이러한 대상을 로딩하는 방법에 대해서는 예를 들면, 이미지 파일 등을 제어장치의 컴퓨터에 입력함으로써 로딩될 수 있는 것으로 그 방법은 여러 방법을 통해 행해질 수 때문에 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
여기에서, 상기 가공 이미지 로딩 단계(S100) 이후, 실제 태양전지의 사이즈에 맞춰 로딩된 이미지의 스케일을 조정 또는 변환시키는 단계(S110)를 더 포함할 수 있다. 도 6은 로딩된 이미지를 실제 태양전지의 사이즈에 맞춰 스케일을 조정하고, 스케일 조정된 이미지를 흑백 이미지로 변환(후술됨)하는 과정을 설명하기 위한 설명도이다.
한편, 도 5의 플로차트에는 나타내지 않았지만, 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법에서 상기 스케일 조정(또는 스케일 변환)(S110)은 태양전지가 BIPV에 적용되는 사이즈에서 최종적으로 조합되어 하나의 큰 이미지를 형성할 때 그에 맞는 스케일로 변환시키는 것을 포함하는 것도 의미하는 것임을 알 수 있다.
또한, 상기 스케일 조정(또는 스케일 변환)(S110) 단계 이후에는 로딩된 이미지가 컬러 이미지 인지 판단하는 단계(S120)를 더 포함한다.
상기 단계 S120에서 로딩된 이미지가 컬러 이미지로 판단되는 경우(단계 S120에서 "예"), 상기 단계 S120 이후에는 이 컬러 이미지를 흑백 이미지로 변환하는 단계(S130)를 더 포함한다. 상기 단계 S120에서 로딩된 이미지가 컬러 이미지가 아닌 것으로 판단되는 경우(단계 S120에서 "아니요"), 상기 S120 단계는 이진화 단계(S200)로 진행한다.
상기 이진화 단계(S200)는 영상을 검정색(0)과 흰색(255)의 두 색상으로 변환시키는 단계이다. 이러한 영상의 이진화에 대해서는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 아래에서 간략히 설명한다.
다음으로, 가공 패턴 피치(p)에 대한 초기값을 설정하는 단계(S300)에 대하여 설명한다. 상기 패턴 피치 초기 값은 크게 두 가지 경우로 나눌 수 있다.
첫째, 패턴 피치값이 특정 값으로 고정되어 있을 경우, 개구율은 이진화 변환의 문턱값(threshold value)을 변경시켜 개구율을 바꿀수 있다. 따라서, 패턴 피치값의 초기 값은 제조사 또는 클라이언트의 요구 나름의 값을 가질 수 있게 된다.
둘째, 패턴 피치로 개구율을 조절해야 하는 경우에는 패턴 피치 초기 값은 원하는 개구율을 찾기 위해서 반복 계산을 위한 첫 시작 위치를 나타내므로, 그 값에 따라서 최적의 개구율을 찾기 위해서 소정 회수 반복되어 결정된다. 이는 컴퓨터 프로그램으로 루프를 돌릴 경우 연산 시간은 아주 짧기 때문에 크게 의미 있는 값은 아니다.
한편, 상기 태양전지에 형성되는 개구 면적을 계산하는 단계(S400)는, 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하고(S410), 개구율을 계산하는(S420) 것을 포함한다.
도 7은 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법에서 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하는 과정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하는 단계(S410)는 반복길이 부호화(RLE: Run Lenght encoding) 기법을 이용하여 백색 구간의 시작점과 끝점의 좌표를 구함으로써 행해진다.
다음으로, 개구율을 계산하는 단계(S420)는 각 라인별로 구해진 백색 구간의 좌표를 이용하여 가공할 라인들의 길이를 구한 후, 선폭을 곱하면 각 라인별 개구 면적이 구해진다.
결과적으로, ∑라인길이 × 레이저 선폭을 Ai라 할 때,
Figure 112012003465713-pat00002
개구율 = 개구 면적/유효 태양전지 면적의 식을 통해 계산되어 얻어진다.
이와 같이 계산된 개구율은 단계 S500에서, 그 개구율 계산 값이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지, 즉 계산된 개구율 계산값이 목표값과의 차이가 스펙 이내에 있는지 판단하고, 그 차이가 스펙 이내이면 단계 S600으로 진행되어 각 가공 라인의 스캐너 좌표를 계산하고, 계산된 패턴으로 로딩된 이미지의 패턴 가공을 실행한다.
여기에서, 오차 범위는 5%이내, 바람직하게는 2%이며, 이러한 오차범위는 이에 한정되는 것은 아니며 태양전지의 발전 효율을 고려하여 적절히 선택될 수 있고, 고객의 요청에 의하여 자유롭게 설정할 수 있다.
다음으로, 본 발명은 상기 단계 S500에서 상기 개구율 계산값과 목표 값이 오차 범위를 벗어나는 경우, 다시 말해서 개구율 계산값과 목표값 차이가 스펙을 벗어나는 경우, 패턴 피치를 변경하여 상기 S400 단계로 진행하는 단계를 수행하거나(S800), 이진화 문턱값을 변경하여 상기 S200 단계로 진행하는 단계 수행함으로써(S900) 새로운 파라미터로 개구율을 계산하여 최적값을 찾는 과정을 거치게 된다.
여기에서, 상기 단계 S800 및 S900은 별개로 수행될 수 있지만, 동시에 수행될 수도 있다.
구체적으로, 도 8을 참조하여 개구율 계산값과 목표값 간의 관계를 설명한다. 도 8은 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법에서 개구율 계산값과 목표값 간의 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
상기 패턴 피치를 변경하여 상기 S400 단계로 진행하는 단계의 실행(S800)은, 가공 라인의 피치를 변경하여 개구율을 조절하는 과정으로서, 개구율 계산값이 목표값보다 작은 경우, 피치를 줄여서 가공 라인의 수를 증가시켜 개구율을 높이고, 개구율 계산값이 목표값보다 클 경우 피치를 증가시켜 가공 라인의 수를 줄여서 개구율을 줄이게 된다.
다음으로, 상기 이진화 문턱값을 변경하여 상기 S200 단계로 진행하는 단계의 실행(S900)은 흑백 이미지를 이진화 변환할 때의 임계값을 변경시켜 이미지 자체의 흑백 구간비를 조절하여 개구율을 제어하게 된다.
정리하자면, 상기 이진화 변환(이진화 과정)(S200)은 다음과 같이 표현될 수 있다.
G(x, y) ≥ 임계값(threshold value)이면, B(x, y) = 255로서 백점(흰색)으로 되고, G(x, y) ＜ 임계값이면, B(x, y) = 0으로서 흑점(흑색)으로 된다. 다시 말해서, G(x,y)는 흑백 이미지(이진화 변환 전의 영상) 상의 좌표 (x,y)에서의 그레이 값(gray value)을 의미한다. 그레이 값은 해당 픽셀의 밝기 값이다. 8 bit 대역의 흑백 영상의 경우, 0~255의 값을 가지며, 0은 검은색 255는 흰색이다. 물론 중간값은 다양한 레벨의 회색임을 알 수 있다. 또한, B(x,y)는 이진화 변환된 영상에서의 좌표 (x,y)에 해당하는 그레이 값(gray value)이다. 이진화 영상은 그레이 값이 0 또는 255만 존재하기 때문에 G(x,y)로 표시하지 않고 B(x,y)로 표현한다. 이는 해당 기술분야의 당업자에게 명백한 것이므로 이에 대한 상세하고 추가적인 설명은 생략한다.
여기에서 임계값이 커지면 백점이 감소하여 개구면적이 감소하게 된다.
결론적으로, 개구율 계산값이 목표 개구율보다 작으면, 임계값을 낮춰서 백색 구간을 늘리면 개구율이 증가하고(도 8의 (B)), 개구율 계산값이 목표 개구율보다 크면, 임계값을 높여서 백색 구간을 줄이면 개구율이 감소된다(도 8의 (C)).
또한, 개구율 계산값과 목표값을 확인하는 단계에서는 그 오차 범위를 벗어난 경우에 조작자로 하여금 그 오류를 확인할 수 있도록 외부로 디스플레이하도록 오류를 표시하는 단계(S510)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해서, 태양전지(솔라셀 기재)에 형성될 이미지 등의 패턴에 따른 개구율을 미리 계산하여, 즉 음영 값이 적용할 값에 맞는지 확인하는 과정에서 소정 개구율의 범위를 벗어난 경우에는 제어장치를 구성하는 디스플레이부에 오류를 표시하는 것을 포함하는 것이다.
이는 태양전지의 개구율과 태양전지의 효율은 매우 긴밀한 관계를 갖기 때문이며, 구매자가 요구하는 이미지 패턴 형성 시 태양전지의 개구율과 효율을 미리 고려하여 완제품 이전에 사전 검증할 수 있도록 하여 완제품의 폐기를 방지하고 태양전지의 효용성을 증진시킬 수 있다.
앞의 설명에서, 스케일 조정(스케일 변환) 단계(S110)는 도 5에서 가공 이미지 로딩 단계(S100) 이후에 행해지는 것으로 예시하여 나타내고 있지만, 개구 면적 계산 단계(예를 들면, 개구율 계산 단계(S420)) 또는 그 이전 단계에서 실행될 수 있다.
또한, 전술한 내용에서, 이미지 이진화 변환 단계(S200)는 도 5에서 흑백 이미지 변환(S130) 단계 이후에 별도의 독립 과정에서 실행되는 것으로 예시하여 나타내고 있지만, 개구 면적 계산 단계(S400)의 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하는 단계(S410) 과정에 포함되어 진행될 수도 있다.
한편, 상기한 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 방법은 그 패턴 가공 방법을 통해 가공한 태양전지를 건축물 외장재로 사용하는 BIPV 시스템(Building Integrated Photovoltaic System)에 적용할 수 있는데, 이때 각 태양전지에 형성되는 패턴이 조합되어 하나의 이미지 또는 기호 등의 패턴을 형성할 경우, 적용할 건축물의 외장에 따른 사이즈가 결정되게 된다.
따라서, 본 발명의 패턴 가공 방법에서, BIPV 시스템에서 조합되어 이루어질 태양전지에 에지 아이솔레이션(edge isolation)이 부분적으로 형성되도록 하기 위하여 에지 아이솔레이션용 픽셀 좌표를 데이터화하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 에지 아이솔레이션용 픽셀 좌표 데이터화 단계는 개구 면적 계산 단계(S400) 이전에 실행되도록 하는 알고리즘을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 패턴 가공 방법은 상기 레이저 가공 단계(S700) 이전에, 태양전지(솔라셀 기재)에 형성될 이미지 등의 패턴에 따른 개구율을 미리 계산하여, 즉 음영 값이 적용할 값에 맞는지 가시적으로 확인하기 위하여 가공 이미지를 디스플레이하는 단계(S610)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 가공 이미지 디스플레이 단계(S610)는 입력되는 가공 패턴이 태양전지에 레이저 가공되어 완료되기 전에 조작자로 하여금 패터닝될 이미지를 확인할 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 태양전지 패턴 가공 장치의 일 실시 형태를 나타내는 후방에서 바라본 사시도이고, 도 10은 본 발명의 태양전지 패턴 가공 장치의 일 실시 형태를 나타내는 패터닝부를 나타내는 측면도이다.
아래의 설명에서는 대면적 태양전지 기재를 대면적 스캐너(레이저 유닛)를 이용하여 신속하고 정확하게 레이저 패터닝 가공을 실현할 수 있는 일 실시 형태에 대해서 설명한 것이다.
본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 장치는 크게 패터닝할 대면적의 태양전지 기재(10)를 로딩하기 위한 로딩 유닛(100); 상기 패터닝할 대면적의 기재(10)를 전달받고, 패터닝을 실행하는 패터닝 유닛(200); 상기 패터닝 유닛(200)에 구비되어 패터닝할 기재(10)를 패터닝하는 레이저 유닛(210); 상기 패터닝된 대면적의 기재(10)를 전달받고 외부로 반송하기 위한 언로딩 유닛(미도시); 상기 로딩 유닛(100)으로부터 패터닝할 기재를 패터닝 유닛(200)으로 이송하고, 패터닝된 기재를 상기 패터닝 유닛(200)으로부터 언로딩 유닛(300)으로 이송하는 캐리어 유닛(400); 및 상기 각 유닛을 제어하며, 패터닝될 태양전지 기재의 개구율을 계산하고, 이에 근거하여 입력되는 이미지, 문자, 기호 등을 패터닝하도록 하는 알고리즘을 포함하는 프로그램을 갖는 컴퓨터와 같은 제어 장치(미도시)를 포함한다.
상기 각 유닛의 구성에 대한 상세한 내용은 본 출원인에 의해 2011.04.01자에 출원된 특허 출원 제2011-0030374호를 참조한다.
또한, 상기 제어 장치(미도시)에 포함되는 프로그램의 알고리즘은 앞서 패턴 가공 방법에서 상세히 설명하였으므로 이하에서는 생략한다.
상기와 같이, 도 9 및 도 10과 같은 태양전지 패턴 가공 장치에 의해 패턴 가공 과정을 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.
도 11은 도 9에 따른 본 발명의 태양전지 패턴 가공 장치에 의해 패턴 가공을 행하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정도이고, 도 12는 도 11에 대응하며 도 9에 따른 이미지 패턴 가공을 행하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 먼저 패턴 가공될 대면적의 태양전지 기재가 투입되고(a), 레이저 유닛(210)에 의한 대면적 가공을 위하여 기재를 틸팅(tilting)시키는(틸팅 업) 틸팅 수단(미도시)에 의해 수평상태로부터 틸팅된 다음(b), 제어장치를 통해 입력된 이미지 등을 전술한 알고리즘에 의하여 패턴을 레이저유닛(대면적 레이저 스캐너)(210)으로 레이저 패터닝하여 소정의 패턴을 형성한다(c). 이후, 이후 틸팅된 상태에서 다시 수평 상태로 복귀(틸팅 다운)시킨 다음(d), 외부로 배출된다(e).
여기에서, 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 장치와 관련하여, 문자, 기호, 이미지 등의 패턴은 제어장치를 구성하는 입력부(예를 들면, 키보드, 스캐너 등의 입력 유닛)을 통해 패터닝할 패턴을 입력하게 되고, 이후 제어장치의 프로그램의 알고리즘에 의해 실행되어 패터닝되는 것이며, 이러한 패터닝할 패턴의 입력과 알고리즘에 대해서는 다양한 변형과 여러 형태의 방식으로 채택될 수 있음은 명백한 것이다.
상기한 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 장치는 대면적 태양전지 기재를 정확하고 빠르게 진행하기 위하여 대면적 스캐너(레이저 유닛)를 이용함으로써 투입, 틸팅 업, 패터닝, 틸팅 다운 그리고 배출의 과정을 거치기 위한 장치를 예시하고 있다.
그러나 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 장치는 앞서 설명한 패턴 가공 장치는 단순한 일 실시 형태로서, 예를 들면, 기재를 평면상의 스테이지에 올려놓은 상태에서 x,y,z축으로 이동하는 레이저 패턴 장비 및 이를 제어하고 앞서 설명된 프로그램을 포함하는 제어 장치를 포함하는 가공 장치에 의해서도 달성될 수 있음을 알 수 있다.
다시 말해서, 본 발명에 따른 태양전지 패턴 가공 장치는 기본적으로 태양전지 기재와; 태양전지 기재를 패터닝하기 위한 레이저 장치와; 레이저 장치를 제어하며 앞서 설명한 알고리즘의 프로그램을 구비한, 즉 입력되는 기호, 문자, 이미지, 또는 각종 기하학적 형상을 입력받아 이를 태양전지의 개구율을 계산하고 이에 근거하여 개구 면적을 결정하고 해당 패터닝을 실행하도록 작동하는 제어장치를 포함하는 것이다.
이러한 기본적인 태양전지 패턴 가공 장치이면서 앞서 설명한 패턴 가공 방법을 실현할 수 있는 태양전지 패턴 가공 장치는, 예를 들면 태양전지 기재가 평면상에 놓이는 스테이지; 상기 평면상에 놓인 태양전지 기재에 소정 패턴을 갖도록 패터닝하는 레이저 유닛; 상기 스테이지 및 레이저 유닛 중 적어도 하나를 x, y, z의 3축으로 이동시키기 위한 이동 유닛; 및 상기 이동 유닛을 제어하며, 앞서 설명한 알고리즘의 프로그램을 구비한, 즉 입력되는 기호, 문자, 이미지, 또는 각종 기하학적 형상을 입력받고, 태양전지의 개구율을 계산하며 이에 근거하여 개구 면적을 결정하고 해당 패터닝을 실행하도록 작동하는 제어장치를 포함하는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경의 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 기재
100: 로딩 유닛
200: 패터닝 유닛
210: 레이저 유닛
400: 캐리어 유닛
S100: 가공 이미지 로딩 단계
S110: 스케일 조절 단계
S120: 컬러 이미지 확인 단계
S130: 흑백 이미지로의 변환 단계
S200: 영상 이진화 단계
S300: 패턴 피치 초기값 설정 단계
S400: 개구 면적 계산 단계
S410: 이진화 영상에 대한 가공 패턴 계산 단계
S420: 개구율 계산 단계
S500: 개구율과 목표값 확인 단계
S510: 오류 표시 단계
S600: 각 가공 라인 스캐너 좌표 계산 단계
S610: 디스플레이 단계
S700: 레이저 가공 단계
S800: 패턴 피치 변경 단계
S900: 이진화 문턱값 변경 단계

Claims (25)

  1. 삭제
  2. 태양전지에 소정의 개구율을 갖도록 패턴을 가공 형성하는 태양전지 패턴 가공 방법에 있어서,
    이미지, 기호, 문자, 기하학적 도형, 인물 사진 및 로고 중 적어도 하나의 가공될 패턴을 로딩하고;
    로딩된 패턴을 이진화 영상으로 변환하고;
    가공할 패턴을 형성하기 위한 피치에 대한 초기값을 설정하고;
    태양전지에 형성되는 개구 면적을 계산하고;
    상기 개구 면적의 계산에서 태양 전지의 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지 확인하며;
    상기 개구율이 목표 값의 오차 범위 내에 있는 경우, 각 가공 라인의 스캐너 좌표를 계산하고;
    상기 계산된 스캐너 좌표에 따라 레이저 가공하여 로딩된 패턴을 형성하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 개구 면적을 계산하는 단계는 상기 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산한 다음, 개구율을 계산하는 것을 포함하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하는 것은 반복길이 부호화(RLE: Run Lenght encoding) 기법을 이용하여 백색 구간의 시작점과 끝점의 좌표를 구하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 개구율을 계산하는 것은 가공될 패턴의 각 라인별로 구해진 백색 구간의 좌표를 이용하여 가공할 라인들의 길이를 구한 후, 선폭을 곱하여 각 라인별 개구 면적을 구하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 개구 면적은 아래의 식에 의해 구해지고,
    Figure 112017087789012-pat00003

    상기 개구율은 개구 면적/유효 태양전지 면적을 통해 계산되어 얻어지는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양 전지의 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지 확인하는 단계에서, 상기 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위를 벗어나는 경우, 패턴 피치를 변경하여 상기 개구 면적을 계산하는 제1 단계를 실행하거나, 이진화 문턱값을 변경하여 상기 이진화 영상 변환 단계로 진행하는 제2 단계를 실행하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 패턴 피치 변경의 제1 단계 및 상기 이진화 문턱값 변경의 제2 단계를 동시에 실행하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 패턴 피치 변경의 제1 단계는, 상기 가공 라인의 피치를 변경하여 개구율을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 개구율을 조절하는 것은 상기 개구율이 초기 목표 값보다 작은 경우, 피치를 줄여서 가공 라인의 수를 증가시켜 개구율을 높이고, 개구율이 초기 목표 값보다 클 경우 피치를 증가시켜 가공 라인의 수를 줄여서 개구율을 줄이는 것을 특징으로 하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 이진화 문턱값 변경의 제2 단계는, 흑백 이미지를 이진화 변환할 때의 임계값을 변경시켜 이미지 자체의 흑백 구간비를 조절하여 개구율을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  13. 제 2 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 개구율이 초기 목표 값의 오차 범위 내에 있는지 확인하는 단계에서 오차 범위를 벗어난 경우에 오류를 외부에 디스플레이되도록 표시하는 것을 더 포함하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 가공될 패턴을 로딩하는 단계 이후 및 개구 면적 계산 단계 이전의 어느 단계 사이에서, 실제 태양전지의 사이즈에 맞춰 가공될 패턴의 스케일을 조정 또는 변환시키는 것을 더 포함하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스케일 조정 또는 변환 단계 이후에 가공될 패턴이 컬러 패턴 인지 판단하는 것을 더 포함하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 컬러 패턴 판단 단계에서, 상기 가공될 패턴이 컬러 패턴으로 판단되는 경우 이 컬러 패턴을 흑백 패턴으로 변환하여 상기 이진화 영상 변환 단계로 진행하고, 상기 가공될 패턴이 컬러 패턴이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 이진화 영상 변환 단계로 바로 진행하는 것을 특징으로 하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  17. 제 4 항에 있어서,
    상기 이진화 영상에 대한 가공 패턴을 계산하는 단계는 실제 태양전지의 사이즈에 맞춰 가공될 패턴의 스케일을 조정 또는 변환시키는 것을 포함하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  18. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양전지에 에지 아이솔레이션(edge isolation)이 부분적으로 형성되도록 상기 개구 면적 계산 단계 이전에 에지 아이솔레이션용 픽셀 좌표를 데이터화하여 저장하는 단계를 더 포함하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  19. 제 2 항에 있어서,
    상기 레이저 가공 단계 바로 이전에, 태양전지에 형성될 패턴에 따른 개구율을 미리 계산하여 얻어진 값을 가시적으로 확인하기 위하여 가공될 패턴을 외부로 디스플레이하는 것을 더 포함하는,
    태양전지 패턴 가공 방법.
  20. 태양전지에 소정의 개구율을 갖도록 패턴을 가공 형성하는 태양전지 패턴 가공 방법에 있어서,
    가공될 태양전지 기재가 투입되고;
    레이저 유닛에 의한 대면적 가공을 위하여 상기 기재를 틸팅(tilting)시키도록 수평상태로부터 소정 경사를 갖도록 틸팅하고;
    청구항 2에 따른 패턴 가공 방법을 구현할 수 있는 알고리즘을 갖는 제어장치를 통해 가공될 패턴을 레이저 패터닝하고;
    패터닝이 완료된 기재를 틸팅된 상태에서 다시 수평 상태로 복귀시키며;
    수평 상태로 복귀된 패터닝된 기재를 외부로 배출하는
    태양전지 패턴 가공 방법.
  21. 삭제
  22. 태양전지 패턴 가공 장치에 있어서,
    태양전지 기재를 로딩하기 위한 로딩 유닛;
    상기 태양전지 기재를 전달받고, 패터닝을 실행하는 패터닝 유닛;
    상기 패터닝 유닛에 구비되어 패터닝할 태양전지 기재를 소정 패턴으로 패터닝하는 레이저 유닛;
    상기 패터닝된 태양전지 기재를 전달받고 외부로 반송하기 위한 언로딩 유닛;
    상기 로딩 유닛으로부터 패터닝할 기재를 패터닝 유닛으로 이송하고, 패터닝된 기재를 상기 패터닝 유닛으로부터 언로딩 유닛으로 이송하는 캐리어 유닛; 및
    상기 각 유닛을 제어하며, 청구항 2에 따른 패턴 가공 방법을 구현할 수 있는 알고리즘을 갖는 제어장치
    를 포함하는 태양전지 패턴 가공 장치.
  23. 태양전지 패턴 가공 장치에 있어서,
    태양전지 기재가 평면상에 놓이는 스테이지;
    상기 평면상에 놓인 태양전지 기재에 소정 패턴을 갖도록 패터닝하는 레이저 유닛;
    상기 스테이지 및 레이저 유닛 중 적어도 하나를 x, y, z의 3축으로 이동시키기 위한 이동 유닛; 및
    청구항 2에 따른 패턴 가공 방법을 구현할 수 있는 알고리즘을 포함하며, 상기 이동 유닛을 제어하는 제어 장치
    를 포함하는 태양전지 패턴 가공 장치.
  24. 삭제
  25. 삭제
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