KR102319120B1 - Photovoltaic/Solar Power Generating Apparatus Containing Phosphors and Method for Manufacturing therof - Google Patents

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Abstract

형광체를 포함하는 태양광/태양열 발전장치 및 그의 제조방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 제1 태양전지 셀과 상기 제1 태양전지 셀 상에 기 설정된 간격마다 배치되는 제2 태양전지 셀 및 형광체와 형광체 접착물질을 포함하며, 각 제2 태양전지 셀 사이에 도포되는 패시베이션 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치를 제공한다.Disclosed are a photovoltaic/solar thermal power generation device including a phosphor and a method for manufacturing the same.
According to an aspect of the present embodiment, the first solar cell and the second solar cell disposed at predetermined intervals on the first solar cell, and a phosphor and an adhesive material are included, and between each second solar cell It provides a solar photovoltaic power generation device, characterized in that it comprises a passivation layer applied to.

Description

형광체를 포함하는 태양광/태양열 발전장치 및 그의 제조방법{Photovoltaic/Solar Power Generating Apparatus Containing Phosphors and Method for Manufacturing therof}Photovoltaic/Solar Power Generating Apparatus Containing Phosphors and Method for Manufacturing therof

본 발명은 형광체를 포함하는 태양광·태양열 발전장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic/solar thermal power generation device including a phosphor and a method for manufacturing the same.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute the prior art.

최근 들어, 전통적인 화석연료의 매장량이 줄어들고 화석연료로 인한 환경오염이 심각해지면서, 친환경적인 대체 에너지의 활용에 관심이 증가하고 있다. 특히, 태양광을 이용한 태양전지모듈은 오랜 연구를 거치며 축적된 기술로 인해 향후 전통적인 에너지를 대체할 가장 유력한 대체에너지로 각광받고 있다.In recent years, as the reserves of traditional fossil fuels decrease and environmental pollution due to fossil fuels becomes serious, interest in the use of eco-friendly alternative energy is increasing. In particular, the solar cell module using sunlight is spotlighted as the most promising alternative energy to replace traditional energy in the future due to the technology accumulated through long research.

이러한 태양전지모듈의 설치용량은 2010년까지 약 30GW에 이르고 있으며, 2020년에는 100GW에 이를 것으로 전망된다. 또한, 국내에서는 태양전지모듈에 관한 수요가 1년에 약 100MW 정도 발생하고 있으며, 태양전지모듈을 이용한 전기 생산 능력은 약 1GW에 달하고 있다. 이러한 국내외 상황을 감안할 때, 태양광 산업은 향후 지속적으로 성장할 것으로 예상된다.The installed capacity of such solar cell modules has reached about 30GW by 2010, and is expected to reach 100GW by 2020. In addition, in Korea, the demand for solar cell modules is about 100MW a year, and the electricity production capacity using the solar cell module reaches about 1GW. Considering these domestic and international circumstances, the solar power industry is expected to grow continuously in the future.

태양에너지를 이용하는 발전 장치는 태양광을 입사받아 전기에너지로 변환하는 태양전지 셀을 포함하여, 이를 이용해 발전한다. 다만, 태양전지 셀의 발전 효율(입사받은 태양광을 전기에너지로 변환하는 효율)은 이미 기술의 개발이 충분히 이루어진 점에서, 현 시점에서 태양전지 셀의 발전 효율의 증가를 더 이상 기대하기는 곤란하다. 따라서, 태양광·태양열 발전장치의 발전 효율을 향상시킬 다른 방안에 대한 필요성이 존재한다.A power generation device using solar energy includes a solar cell that receives sunlight and converts it into electrical energy, and generates electricity using the same. However, since the technology has already been sufficiently developed for the power generation efficiency of solar cells (the efficiency of converting incident sunlight into electric energy), it is difficult to expect any further increase in the power generation efficiency of solar cells at this time. do. Therefore, there is a need for another method for improving the power generation efficiency of the solar photovoltaic power generation device.

본 발명의 일 실시예는, 입사되는 태양광 중 태양전지 셀이 흡수하지 않는 파장대역의 광을 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역의 광으로 변환하여 태양전지 셀로 추가로 제공함으로써 발전효율을 향상시킨 태양광·태양열 발전장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.One embodiment of the present invention is to improve the power generation efficiency by converting light in a wavelength band that is not absorbed by the solar cell among incident sunlight into light in the wavelength band absorbed by the solar cell and additionally provided to the solar cell. An object of the present invention is to provide a solar photovoltaic power generation device.

본 발명의 일 측면에 의하면, 제1 태양전지 셀과 상기 제1 태양전지 셀 상에 기 설정된 간격마다 배치되는 제2 태양전지 셀 및 형광체와 형광체 접착물질을 포함하며, 각 제2 태양전지 셀 사이에 도포되는 패시베이션 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, a first solar cell and a second solar cell disposed at predetermined intervals on the first solar cell, and a phosphor and an adhesive material are included, and between each second solar cell It provides a solar photovoltaic power generation device, characterized in that it comprises a passivation layer applied to.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 태양전지 셀은 실리콘으로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the first solar cell is characterized in that it is implemented with silicon.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 태양전지 셀은 3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the second solar cell is characterized in that it is implemented with a group 3(III)-5(V) compound.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 형광체는 상기 제1 태양전지 셀 또는 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역이 아닌 파장대역의 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the phosphor absorbs light in a wavelength band other than the wavelength band absorbed by the first solar cell or the second solar cell.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 형광체는 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역이 아닌 파장대역의 광을 흡수한 후, 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역의 광을 방출하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the phosphor absorbs light in a wavelength band other than the wavelength band absorbed by the second solar cell, and then emits light in the wavelength band absorbed by the second solar cell. characterized.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 태양전지 셀은 상기 상기 형광체로부터 방출되는 광을 수광함에 따라, 발전 효율이 증가하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, as the second solar cell receives the light emitted from the phosphor, power generation efficiency is increased.

본 발명의 일 측면에 의하면, 제1 태양전지 셀 상에 제2 태양전지 셀을 배치하는 배치과정 및 형광체와 형광체 접착물질을 포함하는 패시베이션 층으로 상기 제1 태양전지 셀을 도포하는 도포과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, a disposing process of disposing a second solar cell on the first solar cell and a coating process of applying the first solar cell with a passivation layer including a phosphor and a phosphor adhesive material It provides a method of manufacturing a solar photovoltaic power generation device, characterized in that.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 태양전지 셀은 실리콘으로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the first solar cell is characterized in that it is implemented with silicon.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 태양전지 셀은 3-5족 화합물로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the second solar cell is characterized in that it is implemented as a group 3-5 compound.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 패시베이션 층은 상기 제2 태양전지 셀이 배치된 부분을 제외한 나머지 부분에 도포되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the passivation layer is characterized in that it is applied to the remaining portion except for the portion where the second solar cell is disposed.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 형광체는 상기 제1 태양전지 셀 또는 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역이 아닌 파장대역의 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the phosphor absorbs light in a wavelength band other than the wavelength band absorbed by the first solar cell or the second solar cell.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 형광체는 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역이 아닌 파장대역의 광을 흡수한 후, 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역의 광을 방출하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the phosphor absorbs light in a wavelength band other than the wavelength band absorbed by the second solar cell, and then emits light in the wavelength band absorbed by the second solar cell. characterized.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 입사되는 태양광 중 태양전지 셀이 흡수하지 않는 파장대역의 광을 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역의 광으로 변환하여 태양전지 셀로 추가로 제공함으로써 발전효율을 향상시킨 장점이 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, light in a wavelength band that is not absorbed by a solar cell among incident sunlight is converted into light in a wavelength band absorbed by the solar cell and additionally provided as a solar cell This has the advantage of improving the power generation efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광·태양열 발전장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광·태양열 발전장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체가 흡수하거나 흡수하지 못하는 파장대역을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.
도 6은 제2 태양전지 셀의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 태양전지 셀 상에 제2 태양전지 셀과 반사부가 배치되는 공정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 태양전지 셀 상에 패시베이션 층이 도포되는 공정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 태양전지 셀 상에 도포된 패시베이션 층을 확대한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a solar photovoltaic power generation device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a photovoltaic/solar thermal power generation device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a wavelength band that a fluid absorbs or does not absorb according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a solar cell module according to another embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a solar cell module according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a second solar cell.
7 is a diagram illustrating a process in which a second solar cell and a reflector are disposed on the first solar cell according to another embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating a process in which a passivation layer is applied on a first solar cell according to another embodiment of the present invention.
9 is an enlarged view of the passivation layer applied on the first solar cell according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. It should be understood that terms such as “comprise” or “have” in the present application do not preclude the possibility of addition or existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification in advance. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.In addition, each configuration, process, process or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a range that does not technically contradict each other.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광·태양열 발전장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a solar photovoltaic power generation device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광·태양열 발전장치(100)는 프레넬 렌즈(110), 제2 태양전지 셀(120), 제1 태양전지 셀 (130), 보호부(140) 및 통로(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a photovoltaic/solar thermal power generation device 100 according to an embodiment of the present invention includes a Fresnel lens 110 , a second solar cell 120 , a first solar cell 130 , and protection. It includes a portion 140 and a passageway 150 .

프레넬 렌즈(110)는 장치(100)로 입사되는 태양광을 제2 태양전지 셀(120)로 집광한다. 프레넬 렌즈(110)는 태양광이 입사되는 방향으로의 최상단에 배치되어, 태양광을 제2 태양전지 셀(120)로 집광한다. 이때, 프레넬 렌즈(110)는 입사되는 위치에 따라 굴절시키는 정도를 달리함으로써, 프레넬 렌즈(110)로 입사하는 대부분의 광을 제2 태양전지 셀(120)로 점집광 또는 그에 준하는 수준으로 집광한다.The Fresnel lens 110 condenses sunlight incident on the device 100 to the second solar cell 120 . The Fresnel lens 110 is disposed at the uppermost end in the direction in which sunlight is incident, and condenses the sunlight to the second solar cell 120 . At this time, the Fresnel lens 110 varies the degree of refracting according to the incident position, so that most of the light incident on the Fresnel lens 110 is focused on the second solar cell 120 or at a level equivalent thereto. condensed

제2 태양전지 셀(120)은 기판(도 2를 참조하여 후술할 220) 상에 기 설정된 간격마다 배치되어, 프레넬 렌즈(110)에 의해 집광되는 태양광을 이용해 전기 에너지를 생성한다. 제2 태양전지 셀(120)은 상대적으로 높은 전기에너지 생성 효율을 갖는 3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현된다. 다만, 제2 태양전지 셀(120)은 높은 효율을 가지나 고가의 재료인 3-5족 화합물로 구현되기에, 제1 태양전지 셀(110)과 같이 넓은 면적에 배치되기는 곤란하고 일정 간격마다 상대적으로 작은 면적으로 배치된다. 제2 태양전지 셀(120)은 프레넬 렌즈(110) 또는 프레넬 렌즈(110)와 보호부(140)에 의해 태양광을 온전히 수광할 수 있다.The second solar cells 120 are disposed on a substrate (220, which will be described later with reference to FIG. 2 ) at preset intervals, and generate electrical energy using sunlight collected by the Fresnel lens 110 . The second solar cell 120 is implemented with a group 3(III)-5(V) compound having a relatively high electrical energy generation efficiency. However, since the second solar cell 120 has high efficiency but is implemented with an expensive material of Group 3-5, it is difficult to be disposed in a large area like the first solar cell 110 and is relatively difficult to be disposed at regular intervals. placed in a small area. The second solar cell 120 may completely receive sunlight by the Fresnel lens 110 or the Fresnel lens 110 and the protection unit 140 .

제1 태양전지 셀(130)은 제2 태양전지 셀(120)이 수광하지 못한 나머지 광을 수광하여 전기 에너지를 생성한다. 장치(100)로 입사되는 태양광 중 프레넬 렌즈(110)에서 온전히 광 경로가 굴절되지 못해 제2 태양전지 셀(120)로 입사되지 못하는 태양광이 존재한다. 예를 들어, 프레넬 렌즈(110)의 내부 구조로 인해 프레넬 렌즈(110)로 입사된 광 중 온전하게 굴절되지 못하는 광이나, 애초에 장치(100)로 직사광선 형태로 입사하지 않는 광들은 프레넬 렌즈(110)를 거치더라도 제2 태양전지 셀(120)로 수광될 수 없다. 이와 같은 광들은 제1 태양전지 셀(130)로 입사되어 전기에너지로 변환된다. 제1 태양전지 셀(130)은 제2 태양전지 셀(120)보다 상대적으로 변환 효율은 낮으나 가격이 저렴한 실리콘 등의 재료로 구현되기에, 넓은 면적에 걸쳐 배치된다.The first solar cell 130 generates electric energy by receiving the remaining light that the second solar cell 120 does not receive. Among the sunlight incident on the device 100 , there is sunlight that is not incident on the second solar cell 120 because the light path is not completely refracted by the Fresnel lens 110 . For example, the light that is not completely refracted among the light incident to the Fresnel lens 110 due to the internal structure of the Fresnel lens 110 or the light that is not initially incident in the form of direct sunlight into the device 100 is a Fresnel lens. Even through the lens 110 , light cannot be received by the second solar cell 120 . Such light is incident on the first solar cell 130 and is converted into electrical energy. The first solar cell 130 has relatively lower conversion efficiency than the second solar cell 120 , but is implemented with a material such as silicon, which is inexpensive, and is disposed over a large area.

보호부(140)는 제2 태양전지 셀(130)의 외곽에 배치되어, 통로(150)를 흐르는 유체로부터 제2 태양전지 셀(130)을 보호한다. 통로(150)는 프레넬 렌즈(110)와 제1 태양전지 셀(130) 사이에 형성되어, 전술한 공간 상으로 유체가 흐르게 된다. 이때, 유체가 전해질 성분을 포함한 물질일 경우, 제2 태양전지 셀(130)이 별도의 (보호) 구성없이 유체에 그대로 노출된다면, 유체에 부식되거나 유체와의 이온 교환 등으로 제2 태양전지 셀(130)의 내구도가 떨어지게 되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해소하고자, 보호부(140)는 제2 태양전지 셀(130)의 외곽에 배치되어, 유체와 제2 태양전지 셀(130)의 접촉을 차단한다. The protection unit 140 is disposed outside the second solar cell 130 to protect the second solar cell 130 from the fluid flowing through the passage 150 . The passage 150 is formed between the Fresnel lens 110 and the first solar cell 130 , and the fluid flows into the space described above. At this time, when the fluid is a material including an electrolyte component, if the second solar cell 130 is directly exposed to the fluid without a separate (protection) configuration, the second solar cell is corroded by the fluid or ion exchange with the fluid. (130) There is a problem that the durability of the drop occurs. To solve this problem, the protection unit 140 is disposed outside the second solar cell 130 to block contact between the fluid and the second solar cell 130 .

나아가, 보호부(140)는 광을 굴절시키는 성분을 포함하여, 프레넬 렌즈(110)를 거친 광이 보다 제2 태양전지 셀(120)에 수직하게 입사되도록 한다. Furthermore, the protection unit 140 includes a component that refracts light so that the light passing through the Fresnel lens 110 is more perpendicularly incident on the second solar cell 120 .

통로(150)는 장치 내로 유체를 유·출입시킨다. 전술한 대로, 통로(1500는 프레넬 렌즈(110)와 제1 태양전지 셀(130) 사이에 형성되어, 전술한 공간 상으로 유체를 유입시킨다. 여기서, 유체는 열 저장능력이 우수한 액체일 수도 있고, 기체일 수도 있다. 통로(150)는 입사되는 태양광을 통과시키는 투명한 재질로 구현되어, 통로(150)를 따라 유입되는 유체는 프레넬 렌즈(110)를 거치며 입사되는 태양광에 의해 가열되거나 각 태양전지 셀(120, 130)에서 발생하는 열을 흡수하여 가열된다. 가열된 유체는 난방용 또는 온수용으로 재사용될 수 있다. 또한, 유체는 각 태양전지 셀(120, 130)에서 발생하는 열을 흡수함으로써 각 태양전지 셀(120, 130)을 냉각시키기에, 발전 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.The passage 150 allows fluid to flow into and out of the device. As described above, the passage 1500 is formed between the Fresnel lens 110 and the first solar cell 130 to introduce a fluid into the above-described space. Here, the fluid may be a liquid having excellent heat storage capacity. The passage 150 is made of a transparent material that allows incident sunlight to pass therethrough, so that the fluid flowing in the passage 150 passes through the Fresnel lens 110 and is heated by the incident sunlight. or it is heated by absorbing the heat generated in each solar cell 120, 130. The heated fluid can be reused for heating or hot water. In addition, the fluid generated by each solar cell 120, 130 is heated. Since the respective solar cells 120 and 130 are cooled by absorbing heat, it is possible to prevent a decrease in power generation efficiency.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광·태양열 발전장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a photovoltaic/solar thermal power generation device according to an embodiment of the present invention.

전술한 대로, 프레넬 렌즈(110)는 태양광이 입사되는 방향으로의 최상단에 배치되어, 태양광을 제2 태양전지 셀(120)로 집광한다.As described above, the Fresnel lens 110 is disposed at the uppermost end in the direction in which the sunlight is incident, and collects the sunlight to the second solar cell 120 .

프레넬 렌즈(110)와 제2 태양전지 셀(120)/제1 태양전지 셀(130) 사이에는 통로(150)가 형성되어 유체가 흐르도록 한다. 통로(150)를 흐르는 유체는 주로 입사되는 태양광에 의해 가열되며, 유체를 투과한 광은 제2 태양전지 셀(120)로 입사하여 발전에 이용된다.A passage 150 is formed between the Fresnel lens 110 and the second solar cell 120/first solar cell 130 to allow the fluid to flow. The fluid flowing through the passage 150 is mainly heated by the incident sunlight, and the light passing through the fluid is incident on the second solar cell 120 and used for power generation.

제2 태양전지 셀(120)은 프레넬 렌즈(110)를 거친 태양광을 입사받아 전기에너지로 변환한다. The second solar cell 120 receives sunlight passing through the Fresnel lens 110 and converts it into electrical energy.

제2 태양전지 셀(120)은 3-5족 화합물로 구현되어, 특정 파장대역의 광을 수광하여 전기에너지를 생성한다. 전술한 대로, 제2 태양전지 셀(120)은 통로(150)를 흐르는 유체를 투과한 광을 입사받는다. 이때, 유체가 물일 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 대부분의 파장대역에서는 물에 광이 흡수되며, 특정 파장대역에서만 물이 흡수하지 못한다.The second solar cell 120 is implemented as a group 3-5 compound, and generates electric energy by receiving light in a specific wavelength band. As described above, the second solar cell 120 receives the light passing through the fluid flowing through the passage 150 . In this case, when the fluid is water, as shown in FIG. 3 , light is absorbed by water in most wavelength bands, and water cannot absorb only in a specific wavelength band.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체가 흡수하거나 흡수하지 못하는 파장대역을 도시한 그래프이다.3 is a graph illustrating a wavelength band that a fluid absorbs or does not absorb according to an embodiment of the present invention.

전술한 대로, 유체가 물일 경우, 물은 가시광 대역을 포함한 특정 파장대역(310)의 광은 흡수율이 저조한 반면, 특정 파장대역 이외의 광에 대해서는 흡수율이 우수하다. As described above, when the fluid is water, water has a low absorptivity for light in a specific wavelength band 310 including a visible light band, while excellent absorptivity for light other than a specific wavelength band.

다시 도 2를 참조하면, 유체가 물일 경우 흡수되지 않는 파장대역(310)에서의 광에 대해 발전효율이 우수한 물질로 제2 태양전지 셀(120)이 구현되어야 한다. 이에, 제2 태양전지 셀(120)은 InGaP/InGaAs 화합물이나 AlGaAs/GaAs 화합물로 구현될 수 있다. 전술한 화합물로 구현됨으로서, 제2 태양전지 셀(120)은 해당 파장대역(310)의 광에 대해 우수한 발전 효율을 가질 수 있다. Referring back to FIG. 2 , when the fluid is water, the second solar cell 120 should be implemented with a material having excellent power generation efficiency for light in the wavelength band 310 that is not absorbed. Accordingly, the second solar cell 120 may be implemented with an InGaP/InGaAs compound or an AlGaAs/GaAs compound. As implemented with the above-described compound, the second solar cell 120 may have excellent power generation efficiency for light in the corresponding wavelength band 310 .

제2 태양전지 셀(120)로 태양전지 셀과 수직하는 방향으로 광이 입사할 경우에 가장 높은 발전 효율이 나타난다. 이를 만족시키기 위해, 제2 태양전지 셀(120)은 플렉서블(Flexible) 특성을 가져, 반원형으로 구현된다. 종래와 같이, 제2 태양전지 셀(120)이 평평한 모양으로 구현될 경우, 프레넬 렌즈(110)를 거친 태양광이 제2 태양전지 셀(120)로 모두 입사되는 동시에, 우수한 발전효율을 갖기 위해 태양전지 셀과 수직하는 방향으로 입사되도록 하기 위해서는, 프레넬 렌즈(110)와 제2 태양전지 셀(120) 간 간격(y축 상 거리)이 아주 멀어져야 하는 문제가 존재하였다. 이에 따라, 종래의 태양광·태양열 발전장치는 고 효율의 발전 효율을 확보하기 위해서는 커져야 하는 문제가 있었다. 반면, 제2 태양전지 셀(120)은 플렉서블 특성을 가져 반원형 구현된다. 제2 태양전지 셀(120)이 반원형으로 구현될 경우, 프레넬 렌즈(110)의 중앙을 거쳐 입사되는 태양광 뿐만 아니라 양 끝단을 거쳐 입사되는 태양광이라 하더라도 제2 태양전지 셀(120)에 최대한 수직한 방향으로 입사하게 된다. 이러한 특성으로 인해, 장치(100)는 종래의 장치와 동일한 발전효율을 확보하면서도, 프레넬 렌즈(110)와 제2 태양전지 셀(120) 간 간격을 종래의 그것에 비해 현저히 줄일 수 있다. When light is incident on the second solar cell 120 in a direction perpendicular to the solar cell, the highest power generation efficiency appears. To satisfy this, the second solar cell 120 has a flexible characteristic and is implemented in a semicircular shape. As in the prior art, when the second solar cell 120 is implemented in a flat shape, all of the sunlight passing through the Fresnel lens 110 is incident on the second solar cell 120 while having excellent power generation efficiency. In order to be incident in a direction perpendicular to the solar cell, there was a problem that the distance (distance on the y-axis) between the Fresnel lens 110 and the second solar cell 120 had to be very far. Accordingly, the conventional solar photovoltaic power generation device has a problem in that it has to increase in order to secure high-efficiency power generation efficiency. On the other hand, the second solar cell 120 has a flexible characteristic and is implemented in a semicircular shape. When the second solar cell 120 is implemented in a semi-circular shape, not only the sunlight incident through the center of the Fresnel lens 110 but also the sunlight incident through both ends is applied to the second solar cell 120 . incident in the vertical direction as much as possible. Due to these characteristics, the device 100 can significantly reduce the distance between the Fresnel lens 110 and the second solar cell 120 compared to that of the related art while securing the same power generation efficiency as that of the conventional device.

제2 태양전지 셀(120)의 외곽에는 제2 태양전지 셀(120)와 동일한 모양의 보호부(140)가 배치되어, 제2 태양전지 셀(120)과 유체의 접촉을 차단한다. 또한, 보호부(140)는 굴절률을 갖는 재질을 포함하여, 입사하는 광을 제2 태양전지 셀(120)로 보다 집광한다. 프레넬 렌즈(110)가 배치된다 하더라도, 모든 광이 제2 태양전지 셀(120)의 표면에 수직하게 입사하지 않을 수 있다. 특히, 프레넬 렌즈(110)의 중심으로부터 멀어질수록 더욱 이러한 현상이 발생할 우려가 존재한다. 광이 제2 태양전지 셀(120)의 표면에 수직하게 입사하지 않는 경우 발전 효율이 떨어지기에, 보호부(140)는 굴절률을 갖는 재질을 포함한다. 제2 태양전지 셀(120)과 동일한 모양을 가지며 굴절률을 갖기 때문에, 태양광은 보호부(140)를 거치며 제2 태양전지 셀(120)과 최대한 수직한 방향으로 굴절된다. 이에 따라, 제2 태양전지 셀(120)의 발전효율은 보다 상승할 수 있다.A protection unit 140 having the same shape as that of the second solar cell 120 is disposed outside the second solar cell 120 to block the fluid contact with the second solar cell 120 . In addition, the protection unit 140 includes a material having a refractive index and more condenses incident light to the second solar cell 120 . Even if the Fresnel lens 110 is disposed, all the light may not be incident perpendicularly to the surface of the second solar cell 120 . In particular, as the distance from the center of the Fresnel lens 110 increases, there is a risk that such a phenomenon may occur. When light is not perpendicularly incident on the surface of the second solar cell 120 , power generation efficiency is reduced, and thus the protection unit 140 includes a material having a refractive index. Since it has the same shape as the second solar cell 120 and has a refractive index, sunlight passes through the protection unit 140 and is refracted in a direction perpendicular to the second solar cell 120 as much as possible. Accordingly, the power generation efficiency of the second solar cell 120 may be further increased.

제2 태양전지 셀(120)의 내측에는 제2 태양전지 셀(120)로부터 생성된 전기 에너지를 저장하고, 제2 태양전지 셀(120)의 상태를 파악하고 동작을 제어하는 PCB(210)가 배치된다. PCB(210)도 마찬가지로, 제2 태양전지 셀(120)과 동일한 형태로 구현되어 제2 태양전지 셀(120) 내측에 배치되어, 제2 태양전지 셀(120)로부터 생성되는 전기 에너지를 유입받아 다른 저장매체(미도시)로 저장하도록 한다. 또한, 인접한 제2 태양전지 셀(120)의 상태를 파악하고 제2 태양전지 셀(120)의 동작을 제어한다.Inside the second solar cell 120 is a PCB 210 that stores electrical energy generated from the second solar cell 120, grasps the state of the second solar cell 120, and controls the operation. are placed The PCB 210 is also implemented in the same shape as the second solar cell 120 and disposed inside the second solar cell 120 to receive electrical energy generated from the second solar cell 120 . Save it to another storage medium (not shown). In addition, the state of the adjacent second solar cell 120 is determined and the operation of the second solar cell 120 is controlled.

제2 태양전지 셀(120)이 배치되지 않은 나머지 부분에는 제1 태양전지 셀(130)이 배치되어, 태양광을 유입받아 전기 에너지를 생성한다. 전술한 대로, 제1 태양전지 셀(130)은 프레넬 렌즈(110)의 내부 구조로 인해 온전히 굴절되지 않거나, 직사광선 형태로 유입되지 않는 태양광을 유입받아 전기 에너지를 생성한다.The first solar cell 130 is disposed in the remaining portion where the second solar cell 120 is not disposed, and receives sunlight to generate electric energy. As described above, the first solar cell 130 generates electric energy by receiving sunlight that is not completely refracted due to the internal structure of the Fresnel lens 110 or is not introduced in the form of direct sunlight.

제1 태양전지 셀(130)과 제2 태양전지 셀(120)을 지지하기 위해, 제1 태양전지 셀(130)과 제2 태양전지 셀(120)의 하부(-y축 방향)에 기판(220)이 배치된다. 기판(220)은 하부에서 각 태양전지 셀(120, 130)을 지지한다. 제2 태양전지 셀(120)은 기판(220) 상에 기 설정된 간격을 가지며 배치되고, 제1 태양전지 셀(130)은 기판 상에서 제2 태양전지 셀(120)이 배치된 부분을 제외한 나머지 부분에 배치된다.In order to support the first solar cell 130 and the second solar cell 120 , a substrate ( 220) is placed. The substrate 220 supports each of the solar cells 120 and 130 from the bottom. The second solar cell 120 is disposed on the substrate 220 with a predetermined interval, and the first solar cell 130 is a portion other than the portion where the second solar cell 120 is disposed on the substrate. is placed on

기판(220) 내 제2 태양전지 셀(120)이 배치된 공간으로 냉매가 흐르는 통로(230)가 형성된다. 해당 통로(230)로는 냉매가 흘러, 주로, 제2 태양전지 셀(120)을 냉각시킨다. 제2 태양전지 셀(120)을 냉각시켜 가열된 냉매는 유체와 유사하게 난방용 또는 온수용으로 재사용될 수 있다. A passage 230 through which a refrigerant flows is formed in a space in which the second solar cell 120 is disposed in the substrate 220 . A refrigerant flows through the passage 230 to mainly cool the second solar cell 120 . The refrigerant heated by cooling the second solar cell 120 may be reused for heating or hot water similarly to a fluid.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.4 is a view illustrating a solar cell module according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a plan view of the solar cell module according to another embodiment of the present invention.

도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 모듈(400)은 제2 태양전지 셀(120), 제1 태양전지 셀(130), 패시베이션 층(410) 및 반사부(420)를 포함한다. 태양전지 모듈(400)은 태양광·태양열 발전장치(100) 내 포함되는 일 구성으로서, 태양전지 모듈(400)의 동작에 불필요한 나머지 구성은 생략한 것으로 장치(100) 내 포함되지 않은 것이 아니다.4 and 5 , a solar cell module 400 according to another embodiment of the present invention includes a second solar cell 120 , a first solar cell 130 , a passivation layer 410 , and a reflector. (420). The solar cell module 400 is a component included in the solar photovoltaic power generation device 100 , and the remaining components unnecessary for the operation of the solar cell module 400 are omitted and are not included in the device 100 .

제2 태양전지 셀(120)은 제1 태양전지 셀(130) 상에 기 설정된 간격으로 배치된다. 각각의 제2 태양전지 셀(120)은 다음과 같은 구조를 갖는다. The second solar cells 120 are disposed on the first solar cells 130 at predetermined intervals. Each of the second solar cells 120 has the following structure.

도 6은 제2 태양전지 셀의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a second solar cell.

도 6을 참조하면, 일반적인 제2 태양전지 셀(120)은 탑셀(Top Cell, 610), 미들 셀(Middle Cell, 620), 바텀 셀(Bottom Cell, 630) 및 각 셀 간 정션(Junction, 615)을 포함한다.Referring to FIG. 6 , a typical second solar cell 120 includes a top cell 610 , a middle cell 620 , a bottom cell 630 , and a junction 615 between each cell. ) is included.

제2 태양전지 셀(120) 내 포함된 셀(610 내지 630)은 탑셀(610)로 향할수록 상대적으로 에너지 밴드 갭(Energy Band Gap)이 큰 물질로 구현되고, 바텀 셀(630)로 향할수록 상대적으로 에너지 밴드갭이 작은 물질로 구현된다.The cells 610 to 630 included in the second solar cell 120 are implemented with a material having a relatively large energy band gap toward the top cell 610 , and toward the bottom cell 630 . It is implemented with a material with a relatively small energy bandgap.

이에, 탑셀(610)에서 생성되는 전류량은 적은 반면, 전압량(탑셀(610) 사이 양 정션에 인가되는 전압)은 많다. 반대로, 바텀 셀(630)에서 생성되는 전류량은 많은 반면, 전압량(탑셀(610) 사이 양 정션에 인가되는 전압)은 적다. Accordingly, while the amount of current generated by the top cell 610 is small, the amount of voltage (voltage applied to both junctions between the top cells 610) is large. Conversely, while the amount of current generated by the bottom cell 630 is large, the amount of voltage (voltage applied to both junctions between the top cells 610 ) is small.

이때, 제2 태양전지 셀(120)의 발전 효율은 다음과 같이 정해진다.In this case, the power generation efficiency of the second solar cell 120 is determined as follows.

Figure 112019123401926-pat00001
Figure 112019123401926-pat00001

여기서, 면적은 태양전지 셀 전체의 면적, P는 입사되는 광의 파워를, Imax은 태양전지 셀에서 생성되는 전류의 최대값을, Vmax은 태양전지 셀에서 생성되는 전압의 최대값을 의미한다. 태양전지 셀 전체의 면적은 이미 고정된 인자이며 입사되는 광이 태양광일 경우 입사되는 광의 파워는 조정할 수 없는 인자이기 때문에, 제2 태양전지 셀(120)의 발전 효율에 영향을 주는 인자 중 실질적으로 조정할 수 있는 인자는 태양전지 셀에서 생성되는 전류와 전압값이 된다.Here, the area is the total area of the solar cell, P is the power of incident light, I max is the maximum value of the current generated in the solar cell, and V max is the maximum value of the voltage generated in the solar cell . Since the total area of the solar cell is already a fixed factor and the power of the incident light cannot be adjusted when the incident light is sunlight, it is substantially among the factors affecting the power generation efficiency of the second solar cell 120 . The tunable factors are the current and voltage values generated by the solar cell.

제2 태양전지 셀(120) 내 각 셀(610, 620, 630)은 정션(615)에 의해 연결되어 있어 직렬 연결된 것과 동일하다. 이에, 제2 태양전지 셀(120)에서 생성되는 전압값은 각 셀에서 생성되는 전압값의 총합인 반면, 제2 태양전지 셀(120)에서 생성되는 전류값은 각 셀에서 생성되는 전류값 중 최소값이 된다. 전압값은 각 셀에서 생성되는 전압값의 총합이기에 특정 셀에서의 생산량에 큰 영향을 받지는 않으나, 전류값은 각 셀에서 생성되는 전류값 중 최소값이기에 탑셀에서 생성되는 전류량에 큰 영향을 받는다. 이에, 태양전지 셀의 발전 효율이 향상되기 위해서는 해당 태양전지 셀 내 포함된 각 셀에서 생성되는 전압의 양이 증가하는 것 뿐만 아니라, 해당 태양전지 셀 내 탑셀에서 생성되는 전류의 양이 증가하여야 한다.Each of the cells 610 , 620 , and 630 in the second solar cell 120 are connected by a junction 615 , and thus are identical to those in series connection. Accordingly, the voltage value generated in the second solar cell 120 is the sum of the voltage values generated in each cell, whereas the current value generated in the second solar cell 120 is one of the current values generated in each cell. becomes the minimum. Since the voltage value is the sum of the voltage values generated in each cell, it is not greatly affected by the amount of production in a specific cell. However, the current value is the minimum value among the current values generated in each cell, so it is greatly affected by the amount of current generated in the top cell. Accordingly, in order to improve the power generation efficiency of the solar cell, not only the amount of voltage generated by each cell included in the corresponding solar cell should increase, but also the amount of current generated by the top cell in the corresponding solar cell should increase. .

다시 도 4 및 5를 참조하면, 제2 태양전지 셀(120)은 특정 화합물(3-5족)로 구현되어, 기 설정된 파장대역의 광을 수광하여 전기 에너지를 생성한다. Referring again to FIGS. 4 and 5 , the second solar cell 120 is implemented with a specific compound (group 3-5), and receives light of a preset wavelength band to generate electrical energy.

제1 태양전지 셀(130)은 제2 태양전지 셀(120)을 지지하며, 제2 태양전지 셀(120)로 입사하지 않은 태양광을 입사받아 전기에너지를 생성한다.The first solar cell 130 supports the second solar cell 120 , and receives sunlight that is not incident on the second solar cell 120 to generate electrical energy.

패시베이션 층(410)은 제2 태양전지 셀(120) 간 간격에 도포되어, 외부로 제1 태양전지 셀(130)이 노출되어 훼손되는 것을 방지한다. The passivation layer 410 is applied to the gap between the second solar cells 120 to prevent the first solar cell 130 from being exposed and damaged.

나아가, 패시베이션 층(410)은 수광되는 태양광 중 기 설정된 파장대역 이외의 광을 기 설정된 파장대역으로 변환하는 형광체(미도시)와 형광체 접착물질(미도시)을 포함하여, 변환한 기 설정된 파장대역의 광을 제2 태양전지 셀(120)로 전달한다. 태양전지 모듈(400)로 입사되는 태양광에는 기 설정된 파장대역 뿐만 아니라 나머지 파장대역도 포함되어 있다. 그러나 제2 태양전지 셀(120)은 기 설정된 파장대역의 광만을 이용하여 전기 에너지를 생성하기에, 나머지 파장대역이 전기 에너지 생성에 이용되지 못하고 있는 상황이다. 발명의 배경이 되는 기술 부분에서 언급한 대로, 태양전지 셀 자체의 발전 효율은 이미 포화단계에 있기 때문에, 태양전지 모듈(400)은 발전 효율을 향상시키고자 패시베이션 층(410)에 전술한 형광체와 그것을 접착시키기 위한 접착물질을 포함한다. 형광체는 기 설정된 파장대역 이외의 어떠한 파장대역이든 기 설정된 파장대역으로 변환하는 물질이면 어떠한 것이어도 무방하다. 이와 같은 형광체가 포함됨으로써, 패시베이션 층(410)으로 입사하는 광 중 나머지 파장대역의 광이 기 설정된 파장대역으로 변환되어 (형광체) 외부로 조사된다. 형광체 접착물질은 패시베이션 층(410) 내에 형광체를 고정시키며, 형광체 접착물질이 패시베이션 층(410)에 포함됨으로써 패시베이션 층(410)의 굴절률은 패시베이션 층(410) 외부(주로, 공기)의 굴절률보다 커진다. 형광체 접착물질의 포함으로 인해, 패시베이션 층(410)의 굴절률이 외부보다 커짐에 따라, 형광체에서 변환된 기 설정된 파장대역의 광은 패시베이션 층(410)을 따라 전반사되며 제2 태양전지 셀(120)로 입사된다. 패시베이션 층(410)은 형광체와 형광제 접착물질을 포함함으로써, 각 제2 태양전지 셀(120)의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.Furthermore, the passivation layer 410 includes a phosphor (not shown) and a phosphor adhesive material (not shown) for converting light other than a preset wavelength band among the received sunlight into a preset wavelength band, the converted preset wavelength The band of light is transmitted to the second solar cell 120 . The sunlight incident on the solar cell module 400 includes not only a preset wavelength band but also the remaining wavelength bands. However, since the second solar cell 120 generates electrical energy using only light of a preset wavelength band, the remaining wavelength band is not used for generating electrical energy. As mentioned in the technical part that is the background of the invention, since the power generation efficiency of the solar cell itself is already in the saturation stage, the solar cell module 400 is formed with the above-described phosphor in the passivation layer 410 to improve the power generation efficiency. and an adhesive material for adhering it. The phosphor may be any material that converts any wavelength band other than the preset wavelength band into the preset wavelength band. By including such a phosphor, light of the remaining wavelength band among the light incident on the passivation layer 410 is converted into a preset wavelength band and irradiated to the outside (phosphor). The phosphor adhesive material fixes the phosphor in the passivation layer 410, and since the phosphor adhesive material is included in the passivation layer 410, the refractive index of the passivation layer 410 is greater than the refractive index of the passivation layer 410 outside (mainly, air). . Due to the inclusion of the phosphor adhesive material, as the refractive index of the passivation layer 410 becomes larger than the outside, light of a preset wavelength band converted from the phosphor is totally reflected along the passivation layer 410 and the second solar cell 120 is entered into The passivation layer 410 may include a phosphor and an adhesive material, thereby improving the power generation efficiency of each of the second solar cells 120 .

반사부(420)는 각 제2 태양전지 셀의 양측면에 배치되어, 패시베이션 층(410)을 따라 전달(전반사)되는, 기 설정된 파장대역의 광을 각 제2 태양전지 셀으로 반사시킨다. 반사부(420)에 대한 상세한 구성은 도 9에 도시되어 있다.The reflector 420 is disposed on both sides of each second solar cell, and reflects light of a preset wavelength band transmitted (total reflection) along the passivation layer 410 to each second solar cell. A detailed configuration of the reflector 420 is shown in FIG. 9 .

도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 태양전지 셀 상에 도포된 패시베이션 층을 확대한 도면이다.9 is an enlarged view of the passivation layer applied on the first solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 반사부(420)는 제2 태양전지 셀(120)의 양 측면에 배치된다. 이때, 반사부(420)는 패시베이션 층(410)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 물질이거나, 아예 빛을 반사시키는 물질로 구현될 수 있다. 이에 따라, 패시베이션 층(410)과 반사부(420)가 접하는 표면에서도 광에 투과 또는 굴절이 일어나지 않고 (전)반사될 수 있도록 한다. 반사부(420)는 탑셀(610)과 미들셀(420) 사이에 위치한 정션(615a)까지만 형성되어, 패시베이션 층(410) 또는 패시베이션 층(410)과 반사부(420)를 따라 반사되어 오는 광(형광체에서 변환된 기 설정된 파장대역의 광)이 모두 탑셀(610)로 유입되도록 한다. 전술한 대로, 각 태양전지 셀의 광 효율은 전류의 최대값과 전압의 최대값에 비례하는데, 각 태양전지 셀에서의 전류값은 전류의 최소값이기 때문에 탑셀(610)에서 생성되는 전류값이 각 태양전지 셀에서의 전류값에 해당한다. 따라서, 탑셀(610)에서 생성되는 전류값이 커지면 커질수록 해당 태양전지 셀의 발전 효율을 향상되게 된다. 따라서 반사부(420)는 패시베이션 층(410)을 따라 반사되는 광을 오롯이 탑셀(610)로만 전달함으로써, 탑셀에서 생성되는 전류값이 커지도록 한다.Referring to FIG. 9 , the reflectors 420 are disposed on both sides of the second solar cell 120 . In this case, the reflector 420 may be made of a material having a lower refractive index than that of the passivation layer 410 or a material that reflects light at all. Accordingly, even on the surface where the passivation layer 410 and the reflective part 420 contact each other, light is not transmitted or refractioned and can be (pre)reflected. The reflection unit 420 is formed only up to the junction 615a located between the top cell 610 and the middle cell 420 , and the light reflected along the passivation layer 410 or the passivation layer 410 and the reflection unit 420 . All of (light of a preset wavelength band converted by the phosphor) flows into the top cell 610 . As described above, the light efficiency of each solar cell is proportional to the maximum value of the current and the maximum value of the voltage. Since the current value in each solar cell is the minimum value of the current, the current value generated in the top cell 610 is each Corresponds to the current value in the solar cell. Accordingly, as the current value generated by the top cell 610 increases, the power generation efficiency of the corresponding solar cell is improved. Accordingly, the reflector 420 transmits only the light reflected along the passivation layer 410 only to the top cell 610 , thereby increasing the current value generated in the top cell.

다시 도 4 및 5를 참조하면, 태양전지 모듈(400)은 각 제2 태양전지 셀(120)간 간격에 도포되는 패시베이션 층에 형광체와 형광체 접착물질 및 탑셀의 하부정션(615a)까지의 높이를 갖는 반사부(420)를 포함함에 따라, 발전 효율을 현저히 상승시켰다.Referring back to FIGS. 4 and 5 , the solar cell module 400 includes a phosphor and a phosphor adhesive material on the passivation layer applied to the gap between each second solar cell 120 and the height up to the lower junction 615a of the top cell. By including the reflector 420 having, the power generation efficiency is significantly increased.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 태양전지 셀 상에 제2 태양전지 셀과 반사부가 배치되는 공정을 도시한 도면이다. 7 is a diagram illustrating a process in which a second solar cell and a reflector are disposed on the first solar cell according to another embodiment of the present invention.

기 설정된 간격을 가지며 제2 태양전지 셀(120)이 제1 태양전지 셀(130) 상으로 배치된다. 이후, 제2 태양전지 셀(120)의 양 측면으로 반사부(420)가 배치된다.The second solar cells 120 are disposed on the first solar cells 130 with a preset interval. Thereafter, the reflectors 420 are disposed on both sides of the second solar cell 120 .

도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 태양전지 셀 상에 패시베이션 층이 도포되는 공정을 도시한 도면이다. 8 is a view showing a process of applying a passivation layer on the first solar cell according to another embodiment of the present invention.

반사부(420)가 배치된 상태에서의 제2 태양전지 셀(120)간 간격마다 패시베이션 층(410)이 도포된다.A passivation layer 410 is applied at every interval between the second solar cells 120 in a state in which the reflector 420 is disposed.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of this embodiment, and various modifications and variations will be possible by those skilled in the art to which this embodiment belongs without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are intended to explain rather than limit the technical spirit of the present embodiment, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

100: 태양광·태양열 발전장치
110: 프레넬 렌즈
120: 제2 태양전지 셀
130: 제1 태양전지 셀
140: 보호부
150, 230: 통로
210: PCB
220: 기판
230: 제어부
310: 기 설정된 파장대역
400: 태양전지 모듈
410: 패시베이션 층
420: 반사부
610: 탑셀
615: 정션
620: 미들셀
630: 바텀 셀100: photovoltaic/solar thermal power generation device
110: Fresnel lens
120: second solar cell
130: first solar cell
140: protection unit
150, 230: passage
210: PCB
220: substrate
230: control unit
310: preset wavelength band
400: solar cell module
410: passivation layer
420: reflector
610: top cell
615: junction
620: middle cell
630: bottom cell

Claims (12)

실리콘으로 구현되는 제1 태양전지 셀;
상기 제1 태양전지 셀 상에 기 설정된 간격마다 배치되고, 3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현되는 제2 태양전지 셀;
형광체와 형광체 접착물질을 포함하며, 각 제2 태양전지 셀 사이에 도포되는 패시베이션 층;
각 제2 태양전지 셀의 양측면에 배치되어, 상기 패시베이션 층을 따라 전달되는 기 설정된 파장 대역의 광을 각 제2 태양전지 셀로 반사시키는 반사부; 및
상기 제2 태양전지 셀의 외곽에 배치되어, 상기 반사부와 제1 태양전지 셀 사이에 형성된 통로 상에 흐르는 유체와 상기 제2 태양전지 셀의 접촉을 차단하여 상기 제2 태양전지 셀을 보호하는 보호부를 포함하되,
상기 제1 태양전지 셀은 상기 제2 태양전지 셀을 지지하며, 상기 제2 태양전지 셀로 입사하지 못한 나머지 태양광을 수광하여 전기 에너지를 생성하고,
상기 보호부는 광을 굴절시키는 성분을 포함하여, 상기 반사부를 거친 광이 상기 제2 태양전지 셀에 수직하게 입사되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치.a first solar cell made of silicon;
a second solar cell disposed on the first solar cell at predetermined intervals and implemented as a group 3(III)-5(V) compound;
a passivation layer comprising a phosphor and a phosphor adhesive material, the passivation layer being applied between each second solar cell;
a reflection unit disposed on both sides of each second solar cell to reflect light of a preset wavelength band transmitted along the passivation layer to each second solar cell; and
It is disposed outside the second solar cell and blocks the contact between the second solar cell and the fluid flowing on the passage formed between the reflector and the first solar cell to protect the second solar cell. including protection,
The first solar cell supports the second solar cell, and receives the remaining sunlight that is not incident on the second solar cell to generate electrical energy,
The protection unit includes a component that refracts light, and the light passing through the reflection unit is vertically incident on the second solar cell. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 형광체는,
상기 제1 태양전지 셀 또는 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역이 아닌 파장대역의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치.According to claim 1,
The phosphor is
A photovoltaic/solar power generation device, characterized in that it absorbs light in a wavelength band other than the wavelength band absorbed by the first solar cell or the second solar cell. 제4항에 있어서,
상기 형광체는,
상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역이 아닌 파장대역의 광을 흡수한 후, 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치.5. The method of claim 4,
The phosphor is
After absorbing light in a wavelength band other than the wavelength band absorbed by the second solar cell, the second solar cell emits light in a wavelength band absorbed. 제5항에 있어서,
상기 제2 태양전지 셀은,
상기 상기 형광체로부터 방출되는 광을 수광함에 따라, 발전 효율이 증가하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치.6. The method of claim 5,
The second solar cell,
As the light emitted from the phosphor is received, power generation efficiency is increased. 실리콘으로 구현되는 제1 태양전지 셀 상에 3-5족 화합물로 구현되는 제2 태양전지 셀을 배치하고, 상기 제2 태양전지 셀의 양측면으로 반사부를 배치하는 배치과정; 및
상기 반사부가 배치된 상태에서 형광체와 형광체 접착물질을 포함하는 패시베이션 층을 상기 제2 태양전지 셀이 배치된 부분을 제외한 나머지 부분에 해당하는 상기 제1 태양전지 셀을 도포하는 도포과정을 포함하되,
상기 배치 과정은, 상기 제2 태양전지 셀의 외곽에 배치되어, 상기 반사부와 제1 태양전지 셀 사이에 형성된 통로 상에 흐르는 유체와 상기 제2 태양전지 셀의 접촉을 차단하여 상기 제2 태양전지 셀을 보호하는 보호부를 배치하는 과정을 더 포함하고,
상기 보호부는 광을 굴절시키는 성분을 포함하여, 상기 반사부를 거친 광이 상기 제2 태양전지 셀에 수직하게 입사되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치 제조방법.a disposing process of disposing a second solar cell formed of a group 3-5 compound on a first solar cell formed of silicon, and arranging reflectors on both sides of the second solar cell; and
A passivation layer comprising a phosphor and a phosphor adhesive material in a state in which the reflective part is disposed, including the application process of applying the first solar cell corresponding to the remaining portion except for the portion on which the second solar cell is disposed,
In the disposing process, the second solar cell is disposed outside the second solar cell to block contact between the second solar cell and the fluid flowing on the passage formed between the reflector and the first solar cell. Further comprising the process of disposing a protection unit to protect the battery cell,
The protection unit includes a component that refracts light, and the light passing through the reflection unit is vertically incident on the second solar cell. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 형광체는,
상기 제1 태양전지 셀 또는 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역이 아닌 파장대역의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치 제조방법.8. The method of claim 7,
The phosphor is
A method of manufacturing a photovoltaic/solar thermal power generation device, characterized in that the first solar cell or the second solar cell absorbs light in a wavelength band other than that absorbed by the solar cell. 제11항에 있어서,
상기 형광체는,
상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역이 아닌 파장대역의 광을 흡수한 후, 상기 제2 태양전지 셀이 흡수하는 파장대역의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 태양광·태양열 발전장치 제조방법.12. The method of claim 11,
The phosphor is
After absorbing light in a wavelength band other than the wavelength band that the second solar cell absorbs, the method for manufacturing a photovoltaic/solar thermal power generation device, characterized in that the light in the wavelength band absorbed by the second solar cell is emitted .
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