KR102626360B1 - G2g 태양광 모듈의 라미네이팅 방법 및 그에 사용되는 라미네이팅 장치 - Google Patents

G2g 태양광 모듈의 라미네이팅 방법 및 그에 사용되는 라미네이팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전면과 후면에 유리가 위치하는 G2G 태양광 모듈을 제조하는 과정에서 상부에 위치한 멤브레인을 팽창시켜서 가압하는 라미네이팅 방법으로서, G2G 태양광 모듈의 가장자리 옆에 서포트 프레임을 설치한 상태에서 멤브레인을 팽창시켜서 가압하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 하는 과정에서 모듈의 주변에 서포트 프레임을 설치함으로써, 팽창하는 멤브레인에 의해서 유리의 가장자리가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 라미네이팅 과정에서 파손되지 않더라도 전면 유리와 후면 유리의 가장자리가 휘어진 상태로 제조되어 내구성이 감소하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법 및 그에 사용되는 라미네이팅 장치{LAMINATING METHOD AND DEVICE FOR G2G SOLAR MODULE}
본 발명은 태양광 발전을 수행하는 태양광 모듈을 라미네이팅 하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 양면이 유리로 구성된 G2G(glass to glass) 태양광 모듈을 라미네이팅 하는 방법에 관한 것이다.
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
과제고유번호: 1425145050
과제번호: S3026817
부처명: 중소벤처기업부
과제관리기관: 중소기업기술정보진흥원
연구사업명: 중소기업지원선도연구기관협력기술개발사업(R&D)
연구과제명: 고심미성 컬러 BIPV 모듈 제조 기술 개발
기여율: 1/3
과제수행기관명: 한국에너지기술연구원
연구기간: 2020.11.01.~2021.10.31.
과제고유번호: 1711128276
과제번호: 2016M1A2A2936753
부처명: 과학기술정보통신부
과제관리기관: 한국연구재단
연구사업명: 기후변화대응 기초원천기술개발과제
연구과제명: 폴리머기판 적용 R2R 공정기반 고효율 플렉서블 CIGS 박막 태양전지 개발
기여율: 1/3
과제수행기관명: 한국에너지기술연구원
연구기간: 2016.11.01.~2021.10.31(당해년도 2021.03.01.~2021.10.31.)
과제번호: C1-2403
부처명: 과학기술정보통신부
과제관리기관: 한국에너지기술연구원
연구사업명: 기본사업
연구과제명: 비실리콘계 다중접합 유연 태양전지 개발
기여율: 1/3
과제수행기관명: 한국에너지기술연구원
연구기간: 2021.01.01.~2023.12.31. (당해년도 2021.01.01.~2021.12.31.)
일반적으로 태양전지는 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 광전변환소자로서, P-N 접합 계면에서 발생하는 전하의 생성과 분리에 따른 전기에너지를 수집하여 외부에 공급한다.
이러한 태양전지는 빛에너지를 흡수하기 위하여 외부 환경에서 사용되기 때문에, 광전변환이 수행되는 태양전지와 전기를 전달하는 도선 등이 열화되면서 발전효율이 점차 감소하는 문제가 발생한다. 이러한 문제로 인하여 태양전지를 그대로 사용하지 않고, 태양전지 셀의 외부를 여러 가지 물질로 감싸는 패키징(packaging)을 통해 보호하고 있으며, 이러한 구조를 태양광 모듈이라고 표현한다. 그리고 태양광 모듈에 설치된 복수의 태양전지 소자 각각을 태양광 모듈과 구분하기 위하여 태양전지 셀로 표현한다.
도 7은 태양광 모듈의 구성 및 라미네이팅 공정을 설명하기 위한 도면이다.
앞서 설명한 것과 같이, 태양광 모듈(100)은 복수의 태양전지 셀(110)을 포함하는 구성이다. 이때, 태양광 모듈(100)은 복수의 태양전지 셀(110)을 리드선(120)을 통해 전기적으로 연결하여 1줄로 구성한 복수의 스트링과 이들 스트링을 전기적으로 연결한 전극(130) 등을 포함하고, 상기한 구성요소들이 봉지재(140)에 의해 밀봉된 상태이며, 상면과 하면에는 전면 유리(150)와 백시트(160)가 위치한다.
이러한 태양광 모듈(100)을 제조하는 과정은, 미리 제조된 스트링의 양면에 봉지재(140)와 전면 유리(150) 및 백시트(160)를 위치시켜 적층한 뒤에, 가열 및 가압하여 봉지재(140)가 스트링과 전면 유리(150) 및 백시트(160) 사이를 밀봉하도록 하는 라미네이팅 공정으로 수행된다.
도 8과 도 9는 일반적인 태양광 모듈의 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 과정을 설명하기 위한 도면이다.
라미네이팅 공정은 시트 형태로 적층된 봉지재에 열을 가하여 화학반응을 일으키면서, 봉지재가 스트링 주면을 완전히 채우도록 상부에서 가압하여야 한다. 따라서 태양광 모듈의 라미네이팅 장치는 하부에 가열수단(200)을 배치하고 상부에는 가압수단(300)을 구비한 형태이다. 구체적으로는 태양광 모듈(100)을 전면유리가 아래쪽에 위치하도록 뒤집어서 가열수단(200)의 상부에 위치시키고, 가압수단(300)은 위쪽에 위치한 백시트 쪽에서 아래로 눌러서 압력을 가한다. 이때, 봉지재가 스트링의 전체를 감싸는 과정에서 틈이나 공극이 형성되지 않도록, 태양광 모듈(100)을 진공 또는 감압 상태에서 가열 및 가압해야한다. 따라서 가압수단(300)은 아래에 위치한 태양광 모듈(100)의 진공 또는 감압 상태에 영향을 미치지 않도록, 유연성의 멤브레인(310)(또는 다이어프램)을 팽창시켜서 태양광 모듈(100)을 가압하도록 구성하는 것이 일반적이다.(대한민국 공개특허 제10-2017-0131179호, 대한민국 공개특허 제10-2008-0016473호)
한편, 최근에는 발전 효율을 높이고 설치 장소를 확대할 수 있는 양면모듈에 대한 수요가 증가하고 있다. 도 7에 도시된 것과 같이 전면유리와 백시트로 구성된 태양광 모듈(G2B(glass to backsheet) 태양광 모듈)은 전면유리가 설치된 전면을 통해서 입사된 빛만을 이용하여 발전을 수행할 수 있기 때문에 단면모듈로 평가할 수 있으며, 불투명한 백시트로 인하여 설치 장소에 제약이 있다. 양면모듈은 전면으로 입사된 빛과 함께 후면으로 입사된 빛을 모두 이용할 수 있도록 구성된 태양광 모듈이며, 전면과 후면이 모두 유리로 구성된 G2G(glass to glass) 태양광 모듈의 수요가 증가하고 있다. 다만, G2G 태양광 모듈의 경우에 라미네이팅 공정 및 그 이후에 파손이 발생하는 경우가 많아서 문제가 되고 있다.
도 10은 G2G 태양광 모듈에 종래의 라미네이팅 방법을 적용하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 11은 종래의 라미네이팅 방법으로 제조된 G2G 태양광 모듈의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 8과 도 9에서 설명한 종래의 라미네이팅 장치를 이용하여 G2G 태양광 모듈을 제조하는 경우, 멤브레인(310)에 의해서 가압되는 후면유리(170)의 가장자리에서 봉지재(140)가 외부로 빠져나가면서, 후면유리(170)의 가장자리가 과도하게 휘어지는 문제가 발생한다. 이로 인하여 라미네이팅 과정에서 후면유리(170)가 파손되는 문제가 자주 발생한다. 또한, 라미네이팅 과정에서의 파손은 피한 경우라도, 제조된 태양광 모듈(100)의 전면 유리(150)와 후면유리(170)가 가장 자리에서 휘어진 형태가 된다. 이러한 태양광 모듈(100)은 사용과정에서 전면 유리(150) 또는 후면유리(170)가 쉽게 파손되기 때문에, 태양광 모듈의 사용 수명을 낮추는 문제가 있다.
따라서 양면에 유리를 사용한 G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 하기 위한 새로운 방법과 장치가 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0131179호 대한민국 공개특허 제10-2008-0016473호
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 양면에 유리를 사용한 G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 하기 위한 새로운 방법과 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법은, 전면과 후면에 유리가 위치하는 G2G 태양광 모듈을 제조하는 과정에서 상부에 위치한 멤브레인을 팽창시켜서 가압하는 라미네이팅 방법으로서, G2G 태양광 모듈의 가장자리 옆에 서포트 프레임을 설치한 상태에서 멤브레인을 팽창시켜서 가압하는 것을 특징으로 한다.
상기 서포트 프레임은 G2G 태양광 모듈의 가장자리 4곳 옆에 모두 설치되는 것이 바람직하다.
상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값 이상일 수 있다.
상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈의 두께 이상인 것이 바람직하다.
상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값보다 1mm 이상 높은 것이 바람직하다.
상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값보다 2mm 이상 높은 것이 보다 바람직하다.
상기 서포트 프레임과 G2G 태양광 모듈의 가장자리 사이의 간격이 4mm 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 형태에 의한 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 장치는, 전면과 후면에 유리가 위치하는 G2G 태양광 모듈을 라미네이팅하기 위한 장치로서, 배치된 G2G 태양광 모듈을 가열하기 위한 가열 수단; 배치된 G2G 태양광 모듈을 가압하기 위하여, G2G 태양광 모듈의 상부에 위치하며 아래쪽으로 팽창되는 멤브레인을 구비한 가압 수단; 및 배치된 G2G 태양광 모듈의 주변에 설치된 서포트 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서포트 프레임은 G2G 태양광 모듈의 가장자리 4곳 옆에 모두 설치된 것이 바람직하다.
상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값 이상일 수 있다.
상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈의 두께 이상인 것이 바람직하다.
상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값보다 1mm 이상 높은 것이 바람직하다.
상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값보다 2mm 이상 높은 것이 보다 바람직하다.
상기 서포트 프레임과 G2G 태양광 모듈 사이의 간격이 4mm 이하인 것이 바람직하다.
G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 위치로 이송하기 위한 투입장치를 더 포함하고, 상기 투입장치를 통해 G2G 태양광 모듈을 이송하는 경로에 위치한 서포트 프레임이 이송을 방해하지 않도록 서포트 프레임을 움직이는 서포트 프레임 이동 수단을 구비할 수 있다.
G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 위치에서 밖으로 이송하기 위한 배출장치를 더 포함하고, 상기 배출장치를 통해 G2G 태양광 모듈을 이송하는 경로에 위치한 서포트 프레임이 이송을 방해하지 않도록 서포트 프레임을 움직이는 서포트 프레임 이동 수단을 구비할 수 있다.
본 발명의 마지막 형태에 따른 G2G 태양광 모듈은 상기한 방법으로 제조되어, 태양광 모듈 자체에 별도의 프레임 구조를 적용하지 않고도 모듈의 가장자리에서 전면 유리와 후면 유리 사이의 간격이 적절하게 유지됨으로써, 유리 가장자리의 휘어짐에 의한 파손이 발생하지 않는다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 하는 과정에서 모듈의 주변에 서포트 프레임을 설치함으로써, 팽창하는 멤브레인에 의해서 유리의 가장자리가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 라미네이팅 과정에서 파손되지 않더라도 전면 유리와 후면 유리의 가장자리가 휘어진 상태로 제조되어 내구성이 감소하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법을 적용하는 모습을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법에서 적절한 서포트 프레임의 높을 도출하기 위하여 수행된 실험을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 서포트 프레임이 설치된 라미네이팅 장치를 촬영한 사진이다.
도 5는 서포트 프레임의 높이를 달리하여 라미네이팅을 수행한 1차 결과를 촬영한 사진이다.
도 6은 서포트 프레임의 높이를 달리하여 라미네이팅을 수행한 2차 결과를 촬영한 사진이다.
도 7은 태양광 모듈의 구성 및 라미네이팅 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8과 도 9는 일반적인 태양광 모듈의 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 G2G 태양광 모듈에 종래의 라미네이팅 방법을 적용하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 11은 종래의 라미네이팅 방법으로 제조된 G2G 태양광 모듈의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.
또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명은 내부에 봉지재로 밀봉된 태양전지 셀을 포함하고 양면에 유리가 배치된 G2G 태양광 모듈을 제조하기 위한 방법에 대한 것으로서, 양면에 유리가 배치된 G2G 태양광 모듈이면 태양전지 셀의 종류나 봉지재의 종류 및 내부 구조 등에 무관하게 모두 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법을 적용하는 모습을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명에 따른 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법은, 태양광 모듈의 상부에 위치한 멤브레인(310)을 팽창시켜서 태양광 모듈을 가압하는 라미네이팅 방법을 적용함에 있어서, 태양광 모듈의 옆에 서포트 프레임(400)을 위치시킨 상태에서 라미네이팅 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
따라서 서포트 프레임(400)을 추가하는 특징을 해치지 않는 범위에서, 종래에 G2B 태양광 모듈의 라미네이팅에 적용하였던 방법과 장치가 제한 없이 적용될 수 있다.
G2G 태양광 모듈이 위치하는 하부에 가열수단(200)이 설치되는 것도 종래의 일반적인 라미네이팅 방법 및 장치와 동일하며, 종래의 라미네이팅 방법 및 장치에서 사용되던 가열수단의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
서포트 프레임(400)은 G2G 태양광 모듈의 가장자리 4곳을 모두 보호하도록 4개가 설치되는 것이 바람직하다. 이때, G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 위치로 이송하고 배출하는 과정에서 서포트 프레임이 방해가 될 수 있기 때문에, 필요에 따라서는 G2G 태양광 모듈의 가장자리 중에서 한쪽 또는 마주보는 양쪽을 비우도록 구성할 수 있다. 다만, 유연성의 멤브레인(310)을 팽창시켜서 가압하는 멤브레인 방법 및 장치의 특성에 의해서, 서포트 프레임이 설치되지 않은 가장자리는 다른 서포트 프레임의 설치와 무관하게 휘어짐이 발생할 수 있다. 서포트 프레임을 전혀 사용하지 않는 경우에 비해서는 휘어짐과 파손으로부터 보호가 되지만, 4개의 서포트 프레임을 사용한 경우에 비하여 파손의 위험이 높음으로 4개 미만의 서포트 프레임을 사용하는 경우는 신중을 기하여야 한다. 한편, 서포트 프레임(400)이 G2G 태양광 모듈의 이동을 방해하는 것을 방지하는 방법으로는 서포트 프레임(400)을 이동식으로 구성하는 것도 가능하다. G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 위치로 이동할 때에는 G2G 태양광 모듈의 이동 경로에 있는 1개 또는 그 이상의 서포트 프레임이 위 또는 옆으로 이동하여 G2G 태양광 모듈이 이동할 수 있는 공간을 마련하고, 라미네이팅 공정을 수행하기 전에 서포트 프레임을 다시 원래 자리로 배치한 뒤에 라미네이팅 공정을 수행할 수도 있다. 이를 위해서, 바닥을 통해서 라미네이팅 위치로 G2G 태양광 모듈을 이송하는 투입장치를 구비한 라미네이팅 장치에서는 투입장치를 통해 G2G 태양광 모듈을 이송하는 경로에 위치한 서포트 프레임을 움직이는 서포트 프레임 이동 수단을 구비하는 것이 좋다. 또한 바닥을 통해서 라미네이팅 위치에서 G2G 태양광 모듈을 밖으로 이송하는 배출장치를 구비한 라미네이팅 장치에서는 투입장치를 통해 G2G 태양광 모듈을 이송하는 경로에 위치한 서포트 프레임을 움직이는 서포트 프레임 이동 수단을 구비하는 것이 좋다.
서포트 프레임(400)은 배치의 용이성과 멤브레인(310)의 압력을 분산시키기 용이하도록 단면을 사각형으로 구성하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
서포트 프레임(400)은 G2G 태양광 모듈에 사용되는 봉지재가 묻어도 달라붙지 않고 쉽게 떼어낼 수 있도록 재질을 선택하거나 표면 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 압력을 견딜 수 있도록 Al 등의 금속 재질로 서포트 프레임을 구성하되, 표면에 테프론 처리 또는 테프론 시트를 부착하여 EVA 재질의 봉지재가 표면에 묻어도 달라붙지 않도록 할 수 있다. 서포트 프레임의 재질과 표면 처리 방법은 라미네이팅 과정의 압력과 봉지재의 종류 등에 따라서 변경이 가능하다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법에서 적절한 서포트 프레임의 높을 도출하기 위하여 수행된 실험을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 서포트 프레임(400)의 높이가 G2G 태양광 모듈의 두께보다 낮은 경우이고, 도 3은 서포트 프레임(400)의 높이가 G2G 태양광 모듈의 두께와 거의 유사한 경우이며, 앞서 살펴본 도 1은 서포트 프레임(400)의 높이가 G2G 태양광 모듈의 두께보다 높은 경우이다.
본 발명의 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법에 있어서 적절한 서포트 프레임의 높을 도출하기 위하여, 서포트 프레임(400)의 높이를 다르게 구성하여 라미네이팅을 수행하였다.
전면 유리와 후면 유리로는 5mm 두께의 강화유리를 사용하였고, 태양전지 셀을 연결한 스트링의 양면으로 EVA 시트 2장을 겹쳐 전/후면 2중 EVA 구조를 적용하였다. 전면 유리와 후면 유리의 크기는 1400mmX700mm 이다. 서포트 프레임(400)의 높이는 8mm, 10mm 및 12mm로 다르게 구성하여, 각각 2회씩 라미네이팅 공정을 수행하였다. 라미네이팅 공정은 진공 배기를 250초 동안 진행한 뒤에, 140℃의 온도에서 400초 동안 수행하였다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 서포트 프레임이 설치된 라미네이팅 장치를 촬영한 사진이다.
도 5는 서포트 프레임의 높이를 달리하여 라미네이팅을 수행한 1차 결과를 촬영한 사진이고, 도 6은 서포트 프레임의 높이를 달리하여 라미네이팅을 수행한 2차 결과를 촬영한 사진이다.
도 5와 도 6은 각각 왼쪽부터 서포트 프레임의 높이가 8mm, 10mm, 12mm인 경우이다.
상기한 조건으로 라미네이팅을 수행한 결과, 8mm 높이의 서포트 프레임을 적용한 경우에 1차에서는 가장자리에서 발생된 크랙이 확산하면서 유리 전체에 크랙이 발생하였고 2차에서는 가장자리에만 일부 크랙이 발생하였다.
10mm 높이의 서포트 프레임을 적용한 경우, 1차와 2차에서 모두 크랙 등의 파손이 발생하지는 않았지만, 가장자리에 버블이 형성되었다.
12mm 높이의 서포트 프레임을 적용한 경우, 1차와 2차에서 모두 크랙이나 버블이 발생하지 않았다.
우선, 전면유리와 후면유리 각각의 두께를 합한 10mm보다 낮은 8.0mm 높이의 서포트 프레임을 사용하는 경우에는 거의 크랙이 발생하기 때문에 적용할 수 없다.
한편, EVA 시트는 각각의 두께가 500㎛ 정도이고, 태양전지의 두께는 200㎛ 정도이며, 리드선의 두께가 150㎛ 정도이기 때문에, 라미네이팅을 수행하기전에 적층된 두께는 약 1.5mm 정도이다. 하지만, 라미네이팅 공정을 수행하면 EVA가 퍼지면서 압착되기 때문에 전면유리와 후면유리 사이의 간격은 약 1.0mm 수준이다.
이는 전면유리와 후면유리의 두께에 비하여 상대적으로 얇은 수준이기 때문에, 본 발명의 발명자들은 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 10mm 높이의 서포트 프레임으로도 파손을 방지할 수 있을 것으로 생각하였다.
그래서 두 번째 실험예로서 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 10mm 높이의 서포트 프레임을 적용하여 라미네이팅을 수행하였다. 발명자들의 생각과 같이 10mm 높이의 서포트 프레임을 적용한 경우에 유리는 파손되지 않았지만 가장자리에 버블이 형성되어 품질면에서 문제가 발생하였다. 그러나 추가의 반복적인 라미네이팅 공정에서는 문제가 없이 제조되기도 하였고, 이는 라미네이팅 과정서 전면유리와 후면유리 사이의 간격을 특정한 값으로 고정할 수 없기 때문인 것으로 보인다.
마지막으로 실험예로서 라미네이팅 이후의 태양광 모듈의 두께(전면유리와 후면유리의 두께를 합한 10mm와 전면유리와 후면유리 사이의 약 1.0mm을 합한 두께)보다 높은 12mm의 서포트 프레임을 적용하여 라미네이팅을 수행하였다. 앞서 설명한 것과 같이, 전면유리와 후면유리 사이의 두께는 완전히 조절이 어렵기 때문에 태양광 모듈의 예상두께인 11mm보다 두꺼운 12mm 높이의 서포트 프레임을 사용하였고, 예상과 같이 12mm 높이의 서포트 프레임을 사용한 경우에는 파손이 일어나지도 않았고 가장자리에 버블이 형성되지 않았다.
이상의 결과에서, 서포트 프레임의 높이는 최소한 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께와 같거나 이보다 두꺼워야 한다. 바람직하게는 G2G 태양광 모듈의 두께와 같거나 이보다 두꺼워야 하며, 이때, G2G 태양광 모듈의 두께는 라미네이팅 이후에 최종 완성된 모듈(도 7의 위쪽 그림 상태)의 두께를 의미한다. G2G 태양광 모듈에서 전면유리와 후면유리 사이의 두께가 1mm 전후임을 고려하면, G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께보다 서포트 프레임이 1mm 이상 높은 것이 좋다. 전면유리와 후면유리 사이의 두께가 1mm 보다 두꺼울 수 있음을 고려하면 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께보다 서포트 프레임이 2mm 이상 높은 것이 좋다.
라미네이팅 과정에서 G2G 태양광 모듈과 서포트 프레임 사이의 간격은 멤브레인이 유리의 가장자리를 과도하게 눌러서 휘어지지 않도록 하는 범위에서 조절될 수 있다. G2G 태양광 모듈과 서포트 프레임 사이의 간격이 너무 넓으면, 서포트 프레임의 설치에 따른 효과가 발생하지 않으므로, 적어도 4mm를 초과하지 않도록 조절하는 것이 바람직하다. 구체적인 G2G 태양광 모듈과 서포트 프레임 사이의 간격은 멤브레인의 특성 및 서포트 프레임의 높이 등을 고려하여 다양하게 조절될 수 잇을 것이다.
상기한 방법과 장치를 통해서 라미네이팅된 G2G 태양광 모듈은, 태양광 모듈 자체에 별도의 프레임 구조를 적용하지 않고도 모듈의 가장자리에서 전면 유리와 후면 유리 사이의 간격이 적절하게 유지됨으로써, 유리 가장자리의 휘어짐에 의한 파손이 발생하지 않는다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 태양광 모듈 110: 태양전지 셀
120: 리드선 130: 전극
140: 봉지재 150: 전면 유리
160: 백시트 170: 후면유리
200: 가열수단 300: 가압수단
310: 멤브레인 400: 서포트 프레임

Claims (15)

  1. 전면과 후면에 유리가 위치하는 G2G 태양광 모듈을 제조하는 과정에서 상부에 위치한 멤브레인을 팽창시켜서 가압하는 라미네이팅 방법으로서,
    G2G 태양광 모듈의 가장자리 옆에 서포트 프레임을 설치한 상태에서 멤브레인을 팽창시켜서 가압하며,
    상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값보다 1mm 이상 높은 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 프레임은 G2G 태양광 모듈의 가장자리 4곳 옆에 모두 설치되는 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값 이상인 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값보다 2mm 이상 높은 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 프레임과 G2G 태양광 모듈의 가장자리 사이의 간격이 4mm 이하인 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 방법.
  8. 전면과 후면에 유리가 위치하는 G2G 태양광 모듈을 라미네이팅하기 위한 장치로서,
    배치된 G2G 태양광 모듈을 가열하기 위한 가열 수단;
    배치된 G2G 태양광 모듈을 가압하기 위하여, G2G 태양광 모듈의 상부에 위치하며 아래쪽으로 팽창되는 멤브레인을 구비한 가압 수단; 및
    배치된 G2G 태양광 모듈의 주변에 설치되며, 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값보다 1mm 이상 높은 서포트 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 서포트 프레임은 G2G 태양광 모듈의 가장자리 4곳 옆에 모두 설치된 것을 특징으로 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값 이상인 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 서포트 프레임의 높이가 G2G 태양광 모듈에 사용된 전면유리와 후면유리의 두께를 합한 값보다 2mm 이상 높은 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 장치.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 서포트 프레임과 G2G 태양광 모듈 사이의 간격이 4mm 이하인 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 장치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 8에 있어서,
    G2G 태양광 모듈을 라미네이팅 위치로 이송하기 위한 투입장치를 더 포함하고,
    상기 투입장치를 통해 G2G 태양광 모듈을 이송하는 경로에 위치한 서포트 프레임이 이송을 방해하지 않도록 서포트 프레임을 움직이는 서포트 프레임 이동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 G2G 태양광 모듈의 라미네이팅 장치.
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