KR20240000830A - Light transmitting solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투광형 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 투광형 태양전지는 유리 기판; 상기 유리 기판 상에 배치되는 박막 태양전지; 및 상기 박막 태양전지가 배치되는 상기 유리 기판을 수용하는 투명 하우징;을 포함하고, 상기 투명 하우징은 단면이 원형, 반원형 또는 다각형인 튜브 형태로 구성된다.The present invention relates to a transmissive solar cell and a method of manufacturing the same. The transmissive solar cell according to the present invention includes a glass substrate; a thin film solar cell disposed on the glass substrate; and a transparent housing accommodating the glass substrate on which the thin film solar cell is disposed, wherein the transparent housing has a tube shape with a circular, semicircular or polygonal cross section.
Description
본 발명은 투광형 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광의 수집 효율을 대폭 향상시킨 투광형 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light-transmitting solar cell and a method of manufacturing the same, and more specifically, to a light-transmitting solar cell and a manufacturing method thereof that significantly improve the collection efficiency of sunlight.
지구 환경 문제와 화석에너지 고갈, 원자력발전의 폐기물처리 및 신규발전소 건설에 따른 위치 선정 등의 문제로 인해 신재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있다.Interest in new and renewable energy is increasing due to issues such as global environmental issues, depletion of fossil energy, waste disposal from nuclear power generation, and location selection for new power plant construction.
그 중에서 친환경적이며 지속 가능한 청정에너지인 태양전지에 대한 관심이 날로 증가하고 있다.Among them, interest in solar cells, which are eco-friendly and sustainable clean energy, is increasing day by day.
또한, 최근 환경문제, 탄소 중립 정책 등을 기반으로 태양전지 시장은 꾸준하게 성장할 것으로 예상되며, 제로에너지 건축물 의무화 등 기후 위기에 대응하는 세계각국의 움직임기 가속화되는 실정에서 태양전지의 필요성은 나날이 증가할 것으로 예상된다.In addition, the solar cell market is expected to grow steadily based on recent environmental issues and carbon neutral policies, and as countries around the world accelerate their efforts to respond to the climate crisis, such as mandating zero-energy buildings, the need for solar cells will increase day by day. It is expected that
현재, 박막 태양전지를 응용한 투명태양전지에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 50% 이상의 투과율을 갖는 태양전지는 겨우 5% 수준의 에너지 전환 효율을 보이고 있다.Currently, research on transparent solar cells using thin film solar cells is actively underway, but solar cells with a transmittance of more than 50% show an energy conversion efficiency of only 5%.
따라서, 태양광의 수집 효율을 향상시킨 투광형 태양전지에 대한 요구가 높아지고 있다.Accordingly, the demand for transmissive solar cells with improved solar collection efficiency is increasing.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 집광된 태양 빛을 이용하여 태양전지의 전류발생량을 증가시키고, 전기 생산과 동시에 빛을 투과시킴으로써, 건물 외벽과 온실등에 적용이 가능한 투광형 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.The present invention was developed to solve the above-described problem. It increases the amount of current generated by solar cells using concentrated solar light and transmits light at the same time as producing electricity, so it can be applied to the exterior walls of buildings and greenhouses. We would like to provide a photovoltaic power generation device.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지는, 유리 기판; 상기 유리 기판 상에 배치되는 박막 태양전지; 및 상기 박막 태양전지가 배치되는 상기 유리 기판을 수용하는 투명 하우징;을 포함하고, 상기 투명 하우징은 단면이 원형, 반원형 또는 다각형인 튜브 형태로 구성된다.A transmissive solar cell according to an embodiment of the present invention to solve the above-described problem includes a glass substrate; a thin film solar cell disposed on the glass substrate; and a transparent housing accommodating the glass substrate on which the thin film solar cell is disposed, wherein the transparent housing has a tube shape with a circular, semicircular or polygonal cross section.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채우는 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재;를 더 포함하고, 상기 보호 부재는 광 경화성 수지 또는 열 경화성 수지로 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, it further includes a protective member that is a transparent adhesive liquid insulating material that fills the interior space of the transparent housing, wherein the protective member is made of a photo-curable resin or a thermo-curable resin. You can.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 박막 태양전지의 상부를 덮는 필름으로 구성되는 보호 부재;를 더 포함하여 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, it may further include a protective member made of a film that covers the top of the thin film solar cell.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 투명 하우징은 유리, 석영, 플라스틱 또는 폴리카보네이트의 재료로 구성되어, 노출되는 외부 표면 또는 상기 박막 태양전지를 향하는 내부 표면에 표면 처리부를 더 포함하여 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the transparent housing is made of a material of glass, quartz, plastic, or polycarbonate, and may further include a surface treatment portion on the exposed outer surface or the inner surface facing the thin film solar cell. You can.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 투명 하우징이 단면이 반원형인 튜브 형태로 구성되는 경우, 상기 유리 기판과 상기 박막 태양전지가 배치되고, 상기 투명 하우징과 결합되어 상기 유리 기판과 상기 박막 태양전지를 수용하는 투명 백시트;를 더 포함하여 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, when the transparent housing is configured in the form of a tube with a semicircular cross-section, the glass substrate and the thin film solar cell are disposed, and are combined with the transparent housing to form the glass substrate and the thin film solar cell. It may further include a transparent back sheet that accommodates the battery.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 박막 태양전지는 CIGS(Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), 페로브스카이트 태양 전지(Perovskite Solar Cell) 또는 페로브스카이트-CIGS 텐덤 태양 전지(Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell)로 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the thin film solar cell is a CIGS (Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), a perovskite solar cell, or a perovskite-CIGS tandem solar cell. It can be composed of a battery (Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell).
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 박막 태양전지는 양극(+) 전극 및 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 양단에 각각 배치되거나, 양극(+) 전극이 상기 유리 기판의 일단에 배치되고 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 타단에 배치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the thin film solar cell has an anode (+) electrode and a cathode (-) electrode disposed at both ends of the solar cell, respectively, or the anode (+) electrode is disposed at one end of the glass substrate. and a cathode (-) electrode may be disposed at the other end of the solar cell.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 제조 방법은 유리 기판 상에 박막 태양전지를 배치하는 제1 단계; 투명 하우징이 상기 박막 태양전지가 배치되는 상기 유리 기판을 수용하는 제2 단계; 및 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재로 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채우는 제3 단계; 상기 투명 하우징은 단면이 원형, 반원형 또는 다각형인 튜브 형태로 구성된다.In addition, the method of manufacturing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention includes a first step of disposing a thin film solar cell on a glass substrate; a second step in which a transparent housing accommodates the glass substrate on which the thin film solar cell is disposed; and a third step of filling the interior space of the transparent housing with a protective member that is a transparent, adhesive liquid insulating material. The transparent housing is formed in the form of a tube with a circular, semicircular or polygonal cross section.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 투명 하우징은 유리, 석영, 플라스틱 또는 폴리카보네이트의 재료로 구성되어, 노출되는 외부 표면 또는 상기 박막 태양전지를 향하는 내부 표면에 표면 처리부가 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the transparent housing may be made of glass, quartz, plastic, or polycarbonate, and a surface treatment portion may be formed on the exposed external surface or the internal surface facing the thin film solar cell.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 단계는 상기 투명 하우징이 단면이 반원형인 튜브 형태로 구성되는 경우, 상기 유리 기판과 상기 박막 태양전지가 배치되는 투명 백시트를 덮어 상기 유리 기판과 상기 박막 태양전지를 수용할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the second step, when the transparent housing is configured in the form of a tube with a semicircular cross-section, the transparent back sheet on which the glass substrate and the thin film solar cell are disposed is covered to cover the glass substrate and the thin film solar cell. The thin film solar cell can be accommodated.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 박막 태양전지는 양단에 전도성 테잎 구조의 전극이 접합되도록 구성되거나, 초음파 접합 또는 열접합에 의해 전극이 접합되고, 정렬된 상기 박막 태양전지의 양끝단의 전극이 상호간에 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the thin film solar cell is configured to have electrodes of a conductive tape structure bonded to both ends, or the electrodes are bonded by ultrasonic bonding or thermal bonding, and both ends of the thin film solar cell are aligned. Electrodes may be connected to each other in parallel or in series.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 박막 태양전지는 CIGS(Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), 페로브스카이트 태양 전지(Perovskite Solar Cell) 또는 페로브스카이트-CIGS 텐덤 태양 전지(Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell)로 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the thin film solar cell is a CIGS (Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), a perovskite solar cell, or a perovskite-CIGS tandem solar cell. It can be composed of a battery (Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell).
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 박막 태양전지는 양극(+) 전극 및 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 양단에 각각 배치되거나, 양극(+) 전극이 상기 유리 기판의 일단에 배치되고 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 타단에 배치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the thin film solar cell has an anode (+) electrode and a cathode (-) electrode disposed at both ends of the solar cell, respectively, or the anode (+) electrode is disposed at one end of the glass substrate. and a cathode (-) electrode may be disposed at the other end of the solar cell.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제3 단계는 상기 액상형 절연물질을 탈포기를 이용해 탈포한 보호 부재로 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채울 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the third step, the space inside the transparent housing may be filled with a protective member obtained by defoaming the liquid insulating material using a defoamer.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제3 단계는 상기 투명 하우징의 내부를 진공 상태 또는 가압 상태에서 상기 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재로 채울 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the third step, the interior of the transparent housing may be filled with the protection member, which is the light-transmitting, adhesive liquid insulating material, in a vacuum or pressurized state.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제3 단계는 상기 투명 하우징의 내부에 열 또는 초음파를 인가한 상태에서 상기 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재로 채울 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the third step, the inside of the transparent housing can be filled with a protective member that is a transparent, adhesive liquid insulating material while applying heat or ultrasonic waves.
본 발명에 따르면 투광형 태양전지 및 그 제조 방법에 따르면, 태양전지에 입사되는 빛의 양을 증가시켜 에너지 전환 효율을 증가시키고, 일부 확산된 빛이 투광부를 통하여 확산될 수 있도록 하여, 전기 생산과 동시에 빛을 활용할 수 있는 농지 또는 방음벽, 방음 터널등에 적용이 가능하다.According to the present invention, the light-transmitting solar cell and its manufacturing method increase the energy conversion efficiency by increasing the amount of light incident on the solar cell, and allow some of the diffused light to diffuse through the light transmitting part, thereby producing electricity and At the same time, it can be applied to farmland, soundproof walls, and soundproof tunnels that can utilize light.
또한, 본 발명에 따른 투광형 태양전지는 투명 하우징을 튜브 형태로 구성하고 각도 조절이 용이하도록 구성하여, 에너지 전환 효율 변화를 최소화하면서도 투과되는 빛의 양을 조절할 수 있도록 하여 다양한 작물 재배등에 활용할 수 있다.In addition, the light-transmitting solar cell according to the present invention has a transparent housing in the form of a tube and is configured to easily adjust the angle, so that the amount of light transmitted can be adjusted while minimizing changes in energy conversion efficiency, so it can be used for various crop cultivation, etc. there is.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 설치 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11 및 도 12는 종래 기술에 따른 태양전지와 본 발명의 투광형 태양전지의 특징을 비교하기 위한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a light-transmitting solar cell according to another embodiment of the present invention.
3 to 5 are diagrams showing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
Figures 6 to 8 are diagrams showing a light-transmitting solar cell according to another embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram for explaining a method of installing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are diagrams for comparing the characteristics of a solar cell according to the prior art and a transmissive solar cell of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.However, in describing the embodiments, if it is determined that specific descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. Additionally, the size of each component in the drawings may be exaggerated for explanation and does not mean the actual size.
또한, 명세서 전체에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a component is referred to as "connected" or "connected" to another component, the component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular Unless there is a contrary description, it should be understood that it may be connected or connected through another component in the middle. In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
이후부터는 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 설명하기로 한다.From now on, a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지(100)는 유리 기판(110), 박막 태양전지(120), 투명 하우징(130) 및 보호 부재(140)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a transmissive
상기 박막 태양전지(120)는 상기 유리 기판(110) 상에 배치된다.The thin film
본 발명의 일실시예에 따른 상기 투명 하우징(130)은 상기 박막 태양전지(120)가 배치되는 상기 유리 기판(110)을 수용하도록 구성되며, 보다 구체적으로 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 단면이 원형의 튜브 형태로 구성될 수 있으며, 또 달리 반원형 또는 다각형인 튜브 형태로 구성될 수도 있다.The
또한, 상기 투명 하우징(130)은 유리, 석영, 플라스틱 또는 폴리카보네이트의 재료로 구성될 수 있으며, 노출되는 외부 표면 또는 상기 박막 태양전지(120)를 향하는 내부 표면에는 표면 처리부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the
상기 보호 부재(140)는 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채워 밀봉하도록 구성되는 투광형의 접착성의 액상형 절연물질을 포함하도록 구성될 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 보호 부재(140)는 수분과 산소의 유입으로 부터 태양전지를 보호하기 위하여 배선된 태양전지에 물리적, 화학적으로 접합되며, 투광성 및 접착성을 갖도록 액상형 절연물질을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 상기 보호 부재(140)로는 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 액상형 절연물질로 구성될 수 있다.More specifically, the
또 다른 일실시예에 따르면 상기 보호 부재(140)는 상기 박막 태양전지(120)의 상부를 덮는 필름으로 구성되거나, 또는 상기 투명 하우징(130)의 내측의 표면에 부착될 수 있다.According to another embodiment, the
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.Figure 2 is a diagram showing a light-transmitting solar cell according to another embodiment of the present invention.
이후부터는 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 설명하기로 한다.From now on, a light-transmitting solar cell according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.
도 2를 참조하면 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투광형 태양전지(100)는 유리 기판(110), 박막 태양전지(120), 투명 하우징(130), 보호 부재(140) 및 투명 백시트(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a transmissive
상기 박막 태양전지(120)는 상기 유리 기판(110) 상에 배치된다.The thin film
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 투명 하우징(130)은 상기 박막 태양전지(120)가 배치되는 상기 유리 기판(110)을 수용하도록 구성되며, 보다 구체적으로 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 단면이 반원형의 튜브 형태로 구성될 수 있으며, 또 달리 원형 또는 다각형인 튜브 형태로 구성될 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, the
또한, 상기 투명 하우징(130)은 유리, 석영, 플라스틱 또는 폴리카보네이트의 재료로 구성될 수 있으며, 노출되는 외부 표면 또는 상기 박막 태양전지(120)를 향하는 내부 표면에는 표면 처리부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the
이때, 도 2의 실시예에서와 같이 상기 투명 하우징(130)이 단면이 반원형인 튜브 형태로 구성되는 경우에는, 상기 투명 백시트(150)가 상기 투명 하우징(130)과 결합되어 상기 유리 기판(110)과 상기 박막 태양전지(120)를 수용하도록 구성된다.At this time, when the
즉, 상기 투명 백시트(150)에는 상기 유리 기판(110)과 상기 박막 태양전지(120)가 배치되고, 상기 투명 백시트(150)가 상기 투명 하우징(130)과 결합되어 상기 유리 기판(110)과 상기 박막 태양전지(120)를 수용하도록 구성될 수 있다.That is, the
한편, 상기 보호 부재(140)는 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채워 밀봉하도록 구성되는 투광형의 접착성의 액상형 절연물질을 포함하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the
보다 구체적으로, 상기 보호 부재(140)는 수분과 산소의 유입으로 부터 태양전지를 보호하기 위하여 배선된 태양전지에 물리적, 화학적으로 접합되며, 투광성 및 접착성을 갖도록 액상형 절연물질을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 상기 보호 부재(140)로는 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 액상형 절연물질로 구성될 수 있다.More specifically, the
또 다른 일실시예에 따르면 상기 보호 부재(140)는 상기 박막 태양전지(120)의 상부를 덮는 필름으로 구성되거나, 또는 상기 투명 하우징(130)의 내측의 표면에 부착될 수 있다.According to another embodiment, the
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.Figures 3 to 5 are diagrams showing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention, and Figures 6 to 8 are diagrams showing a light-transmitting solar cell according to another embodiment of the present invention.
보다 구체적으로, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 박막 태양전지의 투명 하우징 내에 삽입 방법과 전극의 배치 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.More specifically, Figure 3 is a cross-sectional view of a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 illustrates a method of inserting a thin film solar cell into a transparent housing and a method of placing electrodes according to an embodiment of the present invention. This is a drawing for the following, and Figures 5 (a) and (b) are diagrams showing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 박막 태양전지의 투명 하우징 내에 삽입 방법과 전극의 배치 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 8의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 도시한 도면이다.In addition, Figure 6 is a cross-sectional view of a light-transmitting solar cell according to another embodiment of the present invention, and Figure 7 illustrates a method of inserting a thin film solar cell into a transparent housing and a method of placing electrodes according to another embodiment of the present invention. This is a drawing for the following, and Figures 8 (a) and (b) are diagrams showing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
이후부터는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 설명하고, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투광형 태양전지를 설명하기로 한다.From now on, a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5, and a light-transmitting solar cell according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8. Do this.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지(100)는 유리 기판(110), 박막 태양전지(120), 투명 하우징(130) 및 보호 부재(140)를 포함하여 구성될 수 있다.As described above, the transmissive
상기 박막 태양전지(120)는 상기 유리 기판(110) 상에 배치되며, 보다 구체적으로 상기 박막 태양전지(120)는 CIGS(Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), 페로브스카이트 태양 전지(Perovskite Solar Cell) 또는 페로브스카이트-CIGS 텐덤 태양 전지(Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell)로 구성될 수 있다.The thin film
이때, 도 3 내지 도 5의 실시예에서는 상기 박막 태양전지(120)의 양극(+) 전극 및 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 양단에 각각 배치될 수 있으며, 도 6 내지 도 8의 실시예에서는 상기 박막 태양전지(120)의 양극(+) 전극 및 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 일단에만 배치될 수 있다.At this time, in the embodiment of FIGS. 3 to 5, the anode (+) electrode and the cathode (-) electrode of the thin film
상기 박막 태양전지(120) 폭은 5~10mm로 형성될 수 있으며 실시예에 따라 변경될 수있다. 또한, 일체형(Monolithic) 구조의 박막 태양전지(120)의 절단 방향에 따라 고전압(Voc) 또는 고전류(Isc)를 특성을 갖는 태양전지로 구성할 수 있다.The width of the thin film
또한, 상기 박막 태양전지(120)의 전극을 형성시에는 접촉저항 개선을 위해 양극(+) 전극과 음극(-) 전극 모두 하부전극(몰리브데늄(Mo))을 노출시키는 것이 바람직하나, 최대한의 전류밀도(Jsc) 향상을 위해 양극(+) 만 노출시킬 수 있다. In addition, when forming the electrode of the thin film
이때, 양극(+) 전극과 음극(-) 전극은 전도성 테잎 또는 전선등을 이용할 수 있으며, 초음파등을 이용하여 전극용 리본(121)에 부착시킬 수 있다.At this time, the anode (+) electrode and the cathode (-) electrode can be made using conductive tape or wire, and can be attached to the
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 설치 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 9 is a diagram for explaining a method of installing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 다수의 투광형 태양전지(100)는 프레임(200)에 설치될 수 있으며, 각각의 상기 투광형 태양전지(100)에는 각도 조절부(101)가 포함되어, 상기 투광형 태양전지(100)의 박막 태양전지(120)의 방향을 조절할 수 있다.A plurality of transmissive
즉, 상기 각도 조절부(101)를 이용해 상기 투광형 태양전지(100)의 박막 태양전지(120)의 방향을 태양광의 입사각도에 상응하도록 조절하여 태양광 발전 효율을 보다 향상시킬 수 있다.That is, the angle adjustment unit 101 can be used to adjust the direction of the thin film
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 10 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention.
이후부터는 도 10을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 제조 방법을 설명하기로 한다.From now on, a method of manufacturing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10.
본 발명의 일실시예에 따른 투광형 태양전지의 제조 방법에 의하면, 먼저 유리 기판(110) 상에 박막 태양전지(120)를 배치한다(S210).According to the method of manufacturing a light-transmitting solar cell according to an embodiment of the present invention, the thin film
이때, 상기 박막 태양전지(120)는 CIGS(Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), 페로브스카이트 태양 전지(Perovskite Solar Cell) 또는 페로브스카이트-CIGS 텐덤 태양 전지(Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell)로 구성될 수 있다.At this time, the thin film
보다 구체적으로, 상기 박막 태양전지(120)의 양극(+) 전극 및 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 양단에 각각 배치되거나, 상기 박막 태양전지(120)의 양극(+) 전극 및 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 일단에만 배치될 수 있다.More specifically, the anode (+) electrode and cathode (-) electrode of the thin film
또한, 상기 박막 태양전지(120)의 폭은 5~10mm로 형성될 수 있으며 실시예에 따라 변경될 수있다. 또한, 일체형(Monolithic) 구조의 박막 태양전지(120)의 절단 방향에 따라 고전압(Voc) 또는 고전류(Isc)를 특성을 갖는 태양전지로 구성할 수 있다.Additionally, the width of the thin film
이때, 상기 박막 태양전지(120)는 양단에 전도성 테잎 구조의 전극이 접합되도록 구성되거나, 초음파 접합 또는 열접합에 의해 전극이 접합될 수 있으며, 정렬된 상기 박막 태양전지의 양끝단의 전극이 상호간에 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다.At this time, the thin film
이를 위하여, 상기 박막 태양전지(120)의 전극을 형성시에는 접촉저항 개선을 위해 양극(+) 전극과 음극(-) 전극 모두 하부전극(몰리브데늄(Mo))을 노출시키는 것이 바람직하나, 최대한의 전류밀도(Jsc) 향상을 위해 양극(+) 만 노출시키도록 구성될 수 있다. 이때, 양극(+) 전극과 음극(-) 전극은 전도성 테잎 또는 전선등을 이용할 수 있으며, 초음파등을 이용하여 전극용 리본(121)에 부착시킬 수 있다.To this end, when forming the electrodes of the thin film
이후에는 상기 박막 태양전지(120)가 배치되는 상기 유리 기판(110)을 투명 하우징(130) 내에 수용한다(S220).Afterwards, the
상기 투명 하우징(130)은 단면이 원형, 반원형 또는 다각형인 튜브 형태로 구성될 수도 있다.The
또한, 상기 투명 하우징(130)은 유리, 석영, 플라스틱 또는 폴리카보네이트의 재료로 구성될 수 있으며, 노출되는 외부 표면 또는 상기 박막 태양전지(120)를 향하는 내부 표면에는 표면 처리부를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 표면 처리부의 형성은 화학적 또는 물리적인 방식을 사용할 수 있다.In addition, the
이때, 상기 투명 하우징(130)의 내경은 상기 박막 태양전지(120)의 폭과 동일하거나 보다 크게 형성될 수 있으며, 상기 투명 하우징(130)의 두께는 입사되는 빛의 투과율 감소를 최소화하기 위하여 1mm 이하로 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the inner diameter of the
한편, 상기 투명 하우징(130)이 단면이 반원형인 튜브 형태로 구성되는 경우에는, 상기 투명 백시트(150)가 상기 투명 하우징(130)과 결합되어 상기 유리 기판(110)과 상기 박막 태양전지(120)를 수용하도록 구성된다.On the other hand, when the
즉, 상기 투명 백시트(150)에는 상기 유리 기판(110)과 상기 박막 태양전지(120)가 배치되고, 상기 투명 백시트(150)가 상기 투명 하우징(130)과 결합되어 상기 유리 기판(110)과 상기 박막 태양전지(120)를 수용하도록 구성될 수 있다.That is, the
이후에는, 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재(140)로 상기 투명 하우징(130)의 내부의 공간을 채워 밀봉한다(S230).Afterwards, the inner space of the
상기 보호 부재(140)는 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채워 밀봉하도록 구성되는 투광형의 접착성의 액상형 절연물질을 포함하도록 구성될 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 보호 부재(140)는 수분과 산소의 유입으로 부터 태양전지를 보호하기 위하여 배선된 태양전지에 물리적, 화학적으로 접합되며, 투광성 및 접착성을 갖도록 액상형 절연물질을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 상기 보호 부재(140)로는 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 액상형 절연물질로 구성될 수 있다.More specifically, the
또 다른 일실시예에 따르면 상기 보호 부재(140)는 상기 박막 태양전지(120)의 상부를 덮는 필름으로 구성될 수 있으며, 또 달리 상기 투명 하우징(130)의 내측의 표면에 부착될 수 있다.According to another embodiment, the
이때, 상기 액상형 절연물질을 탈포기를 이용해 탈포한 보호 부재(140)로 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채울 수 있다.At this time, the space inside the transparent housing can be filled with the
즉, 액상형 수지를 탈포기에 넣어 충분히 탈포한 후, 투명 하우징(130) 내로 주입하며, 주입 전 투명 하우징(130)의 한쪽 끝은 주입된 액이 새어나오지 않도록 충분히 마감처리 한다.That is, the liquid resin is placed in a deaerator to sufficiently degas it, and then injected into the
또한, 상기 투명 하우징(130)의 내부를 진공 상태 또는 가압 상태에서 상기 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재(140)로 채울 수 있으며, 이때 상기 투명 하우징(130)의 내부에 열 또는 초음파를 인가한 상태에서 상기 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재(140)로 채울 수 있다.In addition, the inside of the
즉, 투명 하우징(130) 내의 불순물은 최대한 제거하고, 수분과 산소의 유입을 최소로 하기 위하여 진공상태를 유지한 후, 주입기에 의해 서서히 상기 보호 부재(140)를 주입시키는 것이 바람직하나, 가압 상태에서도 주입할 수 있으며, 기포 생성을 억제하기 위하여 열 또는 초음파 등을 사용할 수 있다.That is, it is preferable to remove impurities in the
도 11 및 도 12는 종래 기술에 따른 태양전지와 본 발명의 투광형 태양전지의 특징을 비교하기 위한 도면이다.11 and 12 are diagrams for comparing the characteristics of a solar cell according to the prior art and a transmissive solar cell of the present invention.
보다 상세하게 설명하면, 도 11은 종래 기술에 따른 태양전지의 전류 발생량을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 투광형 태양전지의 전류 발생량을 설명하기 위한 도면이다.In more detail, FIG. 11 is a diagram for explaining the current generation amount of a solar cell according to the prior art, and FIG. 12 is a diagram for explaining the current generation amount for a light-transmitting solar cell according to the present invention.
도 11 및 도 12에서는 길이가 동일한 종래 기술의 태양전지와 본 발명의 투광형 태양전지의 전류(Isc)를 비교하였으며, 오차를 감안하여 각각 2개의 종래 기술의 태양전지와 본 발명의 투광형 태양전지의 전류(Isc)를 측정하였다.In Figures 11 and 12, the current (Isc) of the conventional solar cell and the transmissive solar cell of the present invention, which have the same length, are compared. Considering the error, the current (Isc) of the two conventional solar cells and the transmissive solar cell of the present invention are compared, respectively. The current (Isc) of the battery was measured.
도 11에서와 같이 종래 기술의 태양전지는 6.82mA, 6.81mA가 측정되었으며, 도 12에서와 같이 본 발명의 투광형 태양전지는 9.41mA, 9.38mA로 되었으므로, 종래 기술의 태양전지 대비하여 본 발명의 투광형 태양전지는 약 38% 높은 전류량을 나타냄을 알 수 있다.As shown in FIG. 11, the solar cell of the prior art measured 6.82 mA and 6.81 mA, and as shown in FIG. 12, the transmissive solar cell of the present invention measured 9.41 mA and 9.38 mA. Therefore, compared to the solar cell of the prior art, the values of the present invention It can be seen that the transmissive solar cell shows a current amount that is about 38% higher.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention as described above, specific embodiments have been described. However, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined not only by the claims but also by equivalents to the claims.
100: 투광형 태양전지
101: 각도 조절부
110: 유리 기판
120: 박막 태양전지
130: 투명 하우징
140: 보호 부재
150: 투명 백시트
200: 프레임100: Light-transmitting solar cell
101: Angle adjustment unit
110: glass substrate
120: Thin film solar cell
130: transparent housing
140: absence of protection
150: Transparent backsheet
200: frame
Claims (16)
상기 유리 기판 상에 배치되는 박막 태양전지; 및
상기 박막 태양전지가 배치되는 상기 유리 기판을 수용하는 투명 하우징;을 포함하고,
상기 투명 하우징은,
단면이 원형, 반원형 또는 다각형인 튜브 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 투광형 태양전지.
glass substrate;
a thin film solar cell disposed on the glass substrate; and
A transparent housing accommodating the glass substrate on which the thin film solar cell is disposed,
The transparent housing,
A light-transmitting solar cell characterized in that it is composed of a tube shape with a circular, semicircular, or polygonal cross-section.
상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채우는 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재;를 더 포함하고,
상기 보호 부재는 광 경화성 수지 또는 열 경화성 수지로 구성되는 투광형 태양전지.
In claim 1,
It further includes a protective member that is a light-transmitting adhesive liquid insulating material that fills the interior space of the transparent housing,
A light-transmitting solar cell in which the protection member is made of a photo-curable resin or a thermo-curable resin.
상기 박막 태양전지의 상부를 덮는 필름으로 구성되는 보호 부재;
를 더 포함하는 투광형 태양전지.
In claim 1,
a protective member made of a film that covers the top of the thin film solar cell;
A transmissive solar cell further comprising:
상기 투명 하우징은,
유리, 석영, 플라스틱 또는 폴리카보네이트의 재료로 구성되어, 노출되는 외부 표면 또는 상기 박막 태양전지를 향하는 내부 표면에 표면 처리부를 더 포함하는 투광형 태양전지.
In claim 1,
The transparent housing,
A transmissive solar cell made of glass, quartz, plastic, or polycarbonate, and further comprising a surface treatment portion on the exposed outer surface or the inner surface facing the thin film solar cell.
상기 투명 하우징이 단면이 반원형인 튜브 형태로 구성되는 경우, 상기 유리 기판과 상기 박막 태양전지가 배치되고, 상기 투명 하우징과 결합되어 상기 유리 기판과 상기 박막 태양전지를 수용하는 투명 백시트;
를 더 포함하는 투광형 태양전지.
In claim 1,
When the transparent housing is configured in the form of a tube with a semicircular cross-section, the glass substrate and the thin film solar cell are disposed, and a transparent back sheet is coupled to the transparent housing to accommodate the glass substrate and the thin film solar cell;
A transmissive solar cell further comprising:
상기 박막 태양전지는,
CIGS(Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), 페로브스카이트 태양 전지(Perovskite Solar Cell) 또는 페로브스카이트-CIGS 텐덤 태양 전지(Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell)로 구성되는 투광형 태양전지.
In claim 1,
The thin film solar cell,
Transmissive solar consisting of CIGS (Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), Perovskite Solar Cell, or Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell battery.
상기 박막 태양전지는,
양극(+) 전극 및 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 양단에 각각 배치되거나,
양극(+) 전극이 상기 유리 기판의 일단에 배치되고 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 타단에 배치되는 투광형 태양전지.
In claim 1,
The thin film solar cell,
An anode (+) electrode and a cathode (-) electrode are disposed at both ends of the solar cell, respectively,
A transmissive solar cell in which an anode (+) electrode is disposed at one end of the glass substrate and a cathode (-) electrode is disposed at the other end of the solar cell.
투명 하우징이 상기 박막 태양전지가 배치되는 상기 유리 기판을 수용하는 제2 단계; 및
투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재로 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채우는 제3 단계;
상기 투명 하우징은,
단면이 원형, 반원형 또는 다각형인 튜브 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 투광형 태양전지의 제조 방법.
A first step of placing a thin film solar cell on a glass substrate;
a second step in which a transparent housing accommodates the glass substrate on which the thin film solar cell is disposed; and
A third step of filling the inner space of the transparent housing with a protective member that is a transparent, adhesive liquid insulating material;
The transparent housing,
A method of manufacturing a light-transmitting solar cell, characterized in that it is composed of a tube shape with a circular, semi-circular, or polygonal cross-section.
상기 투명 하우징은,
유리, 석영, 플라스틱 또는 폴리카보네이트의 재료로 구성되어, 노출되는 외부 표면 또는 상기 박막 태양전지를 향하는 내부 표면에 표면 처리부가 형성되는 투광형 태양전지의 제조 방법.
In claim 8,
The transparent housing,
A method of manufacturing a light-transmitting solar cell made of a material of glass, quartz, plastic, or polycarbonate, and forming a surface treatment on the exposed outer surface or the inner surface facing the thin film solar cell.
상기 제2 단계는,
상기 투명 하우징이 단면이 반원형인 튜브 형태로 구성되는 경우, 상기 유리 기판과 상기 박막 태양전지가 배치되는 투명 백시트를 덮어 상기 유리 기판과 상기 박막 태양전지를 수용하는 투광형 태양전지의 제조 방법.
In claim 8,
The second step is,
When the transparent housing is configured in the form of a tube with a semicircular cross-section, a transparent back sheet on which the glass substrate and the thin film solar cell are disposed is covered to accommodate the glass substrate and the thin film solar cell.
상기 박막 태양전지는,
양단에 전도성 테잎 구조의 전극이 접합되도록 구성되거나, 초음파 접합 또는 열접합에 의해 전극이 접합되고,
정렬된 상기 박막 태양전지의 양끝단의 전극이 상호간에 병렬 또는 직렬로 연결되는 투광형 태양전지의 제조 방법.
In claim 8,
The thin film solar cell,
It is configured to have conductive tape-structured electrodes bonded to both ends, or the electrodes are bonded by ultrasonic bonding or thermal bonding,
A method of manufacturing a light-transmitting solar cell in which electrodes at both ends of the aligned thin film solar cells are connected to each other in parallel or in series.
상기 박막 태양전지는,
CIGS(Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), 페로브스카이트 태양 전지(Perovskite Solar Cell) 또는 페로브스카이트-CIGS 텐덤 태양 전지(Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell)로 구성되는 투광형 태양전지의 제조 방법.
In claim 8,
The thin film solar cell,
Transmissive solar consisting of CIGS (Copper, Indium, Gallium, Selenium Thin Film Solar Cell), Perovskite Solar Cell, or Perovskite-CIGS Tandem Solar Cell Method of manufacturing a battery.
상기 박막 태양전지는,
양극(+) 전극 및 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 양단에 각각 배치되거나,
양극(+) 전극이 상기 유리 기판의 일단에 배치되고 음극(-) 전극이 상기 태양전지의 타단에 배치되는 투광형 태양전지의 제조 방법.
In claim 8,
The thin film solar cell,
An anode (+) electrode and a cathode (-) electrode are disposed at both ends of the solar cell, respectively,
A method of manufacturing a transmissive solar cell in which an anode (+) electrode is disposed on one end of the glass substrate and a cathode (-) electrode is disposed on the other end of the solar cell.
상기 제3 단계는,
상기 액상형 절연물질을 탈포기를 이용해 탈포한 보호 부재로 상기 투명 하우징의 내부의 공간을 채우는 투광형 태양전지의 제조 방법.
In claim 8,
The third step is,
A method of manufacturing a light-transmitting solar cell, wherein the space inside the transparent housing is filled with a protective member obtained by defoaming the liquid insulating material using a deaerator.
상기 제3 단계는,
상기 투명 하우징의 내부를 진공 상태 또는 가압 상태에서 상기 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재로 채우는 투광형 태양전지의 제조 방법.
In claim 14,
The third step is,
A method of manufacturing a light-transmitting solar cell in which the interior of the transparent housing is filled with a protective member that is the light-transmitting adhesive liquid insulating material in a vacuum or pressurized state.
상기 제3 단계는,
상기 투명 하우징의 내부에 열 또는 초음파를 인가한 상태에서 상기 투광형의 접착성의 액상형 절연물질인 보호 부재로 채우는 투광형 태양전지의 제조 방법.
In claim 15,
The third step is,
A method of manufacturing a light-transmitting solar cell by filling the inside of the transparent housing with a protective member that is an adhesive liquid insulating material while applying heat or ultrasonic waves.
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