KR102231903B1 - 태양전지 리본 접합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지 리본 접합장치에 관한 것으로, 복수개의 리본을 태양전지 셀에 별도의 구동수단 없이 압착시킴으로써, 복수개의 리본이 태양전지 셀에 효과적으로 솔더링되도록 복수개의 리본을 태양전지 셀 상면에 압착하는 특징으로 한다.

Description

태양전지 리본 접합장치{JOINING APPARATUS FOR SOLAR CELL AND RIBBON}

본 발명은 태양전지 리본 접합장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 발전을 위한 태양전지는 실리콘이나 각종 화합물에서 출발, 솔라셀(Solar cell) 형태가 되면 전기를 낼 수 있게 된다. 그러나 하나의 셀로는 충분한 출력을 얻지 못하므로 각각의 셀을 직렬 혹은 병렬상태로 연결해야 하는데 이렇게 연결된 상태를 태양광 모듈이라 부른다.

태양광 모듈의 제작 과정 중에서, 가장 중요한 공정은 태빙공정이다.

태빙공정이란, 태양전지 셀 각각을 직렬 혹은 병렬상태로 배열한 상태에서, 태양전지 셀의 전면과 후면에 도체인 리본을 엇갈리도록 접합시키는 공정을 의미한다. 상세히, 태빙공정은 복수개의 태양전지 셀을 (+)극성과 (-)극성을 직렬 또는 병렬로 연결하는 것으로, 어느 하나의 태양전지 셀의 (+)극과 다음 태양전지 셀의 (-)극을 리본으로 순차적이면서 연속적으로 연결하여, 리본이 중간에 끊어지지 않고 각 태양전지 셀에 접합하도록 하는 공정이다.

일반적으로, 태양전지 셀 상에 태빙되는 리본의 수가 많을수록 태양전지의 효율이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 기존의 태양광 모듈은 직사각기둥 형태의 리본이 태양전지 셀 상에 3 가닥으로 태빙되는 것이 일반적이었다. 하지만 기존의 태양광 모듈은 리본이 직사각기둥 형태로 형성되어 많은 수의 리본을 태양전지 셀 상에 접합시킬 수 없는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 최근 리본의 형태가 원기둥형태로 형성되어, 10가닥 이상의 원기둥형태 리본이 태빙된 태양광 모듈이 제조되고 있다.

그런데 기존의 직사각기둥 형태의 리본을 태양전지 셀에 태빙하는 장치는 최근에 제조되는 원기둥 형태의 리본을 태양전지 셀에 태빙을 하기 위해서는 아래와 같은 문제점 때문에 사용할 수 없었다.

첫째, 기존의 태양광 모듈은 태양전지 상에 세 줄의 리본이 접합되기 때문에, 기존의 리본 접합 장치 역시 3개의 접합부를 포함하고 있다. 하지만, 10가닥 이상의 리본이 접합된 최근의 태양광 모듈에 사용하기 위해서는 접합부를 더 추가시켜야 하는데 설계 상 각 접합부의 구성을 하나의 리본 접합 장치에 10개 이상 형성할 수 없는 문제점이 있다.

둘째, 기존의 접합부가 원기둥형태의 리본을 태양전지 셀에 접합시키기 위해 리본을 상부에서 압착시키는 경우, 접합부가 리본의 중심에서 미끄러져 벗어난 상태로 태양전지 셀에 리본을 압착시킴으로써, 리본이 태양전지 셀에 제대로 접합되지 않아 태양전지의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다.

본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치는 태양 전지 셀의 상면에서 서로 평행하게 배치되는 다수 개의 리본을 상기 셀에 압착시키는 압착부를 포함하고, 상기 압착부는 상기 리본의 연장 방향과 교차하는 방향으로 놓이는 압착바와, 상기 압착바의 저면에서 연장되는 다수의 압착편을 포함하며, 상기 다수의 압착편들은 상기 다수 개의 리본들의 간격에 대응하는 간격으로 이격 배치되며, 상기 다수의 압착편들 각각은 절곡 또는 라운드지게 형성되어 소정의 탄성력을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 10줄 이상의 리본을 각 태양전지 셀에 압착하여 리본을 태양전지 셀에 접합시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 원기둥형태의 리본의 상부에서 아래로 수직한 힘을 일정하게 제공하여 리본을 압착함에 따라, 리본이 태양전지 셀에 일정간격으로 정밀하게 접합되는 효과가 있다.

도 1은 태양전지 셀에 리본이 접합된 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치의 상면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치의 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치를 이용하여 태양전지 셀에 리본을 접합시키는 상태의 상면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치를 이용하여 태양전지 셀에 리본을 접합시키는 제1 접합상태의 측면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치를 이용하여 태양전지 셀에 리본을 접합시키는 제2 접합상태의 측면도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구조나 방법에 한정되지 않는다.

도 1은 태양전지 셀에 리본이 접합된 상태를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 다수개의 태양전지 셀(100)이 일렬로 배치되어 있다. 또한, 상기 태양전지 셀(100)이 배치된 일렬과 동일한 방향으로 다수개의 리본(200)이 상기 태양전지 셀(100)에 접합되어 있다.

상세히, 고정된 리본릴(미도시)에서 10가닥 이상의 리본(200)이 공급되어, 적당한 크기로 일정하게 절단되어 태양전지 셀(100)의 상면 일정부위에 놓여지게 된다. 이 경우, 상기 리본(200)은 원기둥형태의 리본으로, 외면에 솔더링(Soldering)을 위한 솔더가 코팅되어 있다. 또한, 상기 리본(200)에 코팅된 솔더의 외면에는 플럭스(Flux)가 코팅되어 있다. 상기 플럭스는 솔더링 되는 부분의 산화막을 제거하고, 솔더링 작업 중 금속의 재산화를 방지하며, 솔더링의 퍼짐성을 좋게 하는 장점이 있다.

또한, 상기 태양전지 셀(100)의 상면 일정부위에 놓여진 상기 리본(200)은 태양전지 리본 접합장치와 별도의 솔더링장치(예를 들어, 핫에어(Hot Air) 방식의 솔더링 장치)에 의해 태양전지 셀(100)의 상면에 태빙되며, 다음 태양전지 셀(100)의 하면 일정부위에 놓여지게 된다. 즉, 태양전지 셀(100)의 상면과 하면에 상기 리본(200)이 태빙되어 상기 복수의 태양전지 셀(100)이 상기 리본(200)에 의해 연결된 태양광 모듈을 형성할 수 있다.

위에서는 다수개의 상기 태양전지 셀(100)이 직렬로 상기 리본(200)에 의해 연결된 구조를 설명하였지만, 다수개의 상기 태양전지 셀(100)은 병렬로 상기 리본(200)에 의해 연결될 수 있다.

아래에서는, 상기 리본(200)을 상기 태양전지 셀(100) 상면에 태빙하기 위한 장치중에서 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치에 대해 자세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치의 상면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치의 구성의 측면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치는 상기 태양전지 셀(100)에 상기 리본(200)을 압착시키는 다수개의 압착부(310) 및 다수개의 상기 압착부(310)에 연결되어 다수개의 상기 압착부(310)를 고정하는 고정부(320)를 포함할 수 있다.

상기 압착부(310)는 상기 태양전지 셀(100) 상면에 배치된 다수개의 상기 리본(200)을 상기 리본(200)의 상측에서 압착한다. 상기 압착부(310)가 상기 리본(200)의 상부를 압착한 상태에서 솔더링 장치가 상기 리본(200)을 상기 태양전지 셀(100)을 솔더링하여 상기 리본(200)을 상기 태양전지 셀(100)에 접착시킨다.

상세히, 상기 압착부(310)는 상기 태양전지 셀(100) 상면에 배치된 다수개의 리본(200)의 연장방향과 교차하는 방향으로 놓인 압착바(311)와 상기 압착바(311)의 저면에 결합되는 다수개의 압착편(312)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 압착편(312)은 상기 태양전지 셀(100)에 접착되는 리본(200)의 줄 수와 동일한 수만큼 상기 압착바(311)에 일렬로 고정될 수 있다. 또한, 탄성력을 가지도록 탄성부재로 이루어질 수 있고, 상기 탄성부재의 예로 구리, 알루미늄 등의 금속일 수 있다. 상세히, 상기 다수개의 압착편(312)은 상기 압착바(311)의 저면에서 상기 다수개의 리본(200) 사이의 간격에 대응하는 간격으로 이격되도록 연결되어 있을 수 있다.

또한, 상기 다수의 압착편(312) 각각은 절곡 또는 라운드지게 형성되어 소정의 탄성력을 가질 수 있으며, 이 경우 절곡 또는 라운드 형상은 ㄷ형상일 수 있다. 상세히, 상기 압착편(312)은 상기 압착바(311)의 저면에 고정되는 일단(312a)과, 상기 리본(200)의 일측에 접촉하여 상기 리본(200)과 상기 태양전지 셀(100)을 압착하는 타단(312b)과, 상기 일단(312a)와 상기 타단(312b)을 연결하고, 어느 한 부분 이상이 절곡 또는 라운드되어 상기 절곡 또는 라운드된 각도는 90도 이하인 절곡부(312c)를 포함할 수 있다. 상기 타단(312b)은 편평한 형태로 연장되어 형성되어 질 수 있으며, 상기 리본(200)에 접촉되는 타단(312b)의 접촉면에는 절연물질이 도포 되거나 부착되어 질 수 있다.

또한, 사용자는 상기 태양전지 셀(100)에 상기 리본(200)을 고정시키기 위한 압력에 따라 상기 압착편(312)의 길이를 조절할 수 있다. 일 예로, 상기 리본(200)에 적용되는 압착력을 줄이기 위해서는 상기 압착편(312)의 길이를 길게 하거나, 또 다른 예로, 상기 리본(200)에 적용되는 압착력을 증가시키기 위해 상기 압착편(312)의 길이를 짧게 할 수 있다.

상기 압착바(311)은 금속으로 이루어진 바 형상으로, 저면에 상기 압착편(312)이 일렬로 배치되도록 상기 압착편(312)이 연결될 수 있다. 일 예로, 상기 압착편(312)의 일단(312a) 이 상기 압착바(311)의 저면에 결합되거나, 또 다른 예로, 상기 압착편(312)과 상기 압착바(311)가 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 압착편(312) 간의 간격은 상기 태양전지 셀(100) 상면에 배치된 다수개의 상기 리본(200) 간의 간격과 동일할 수 있다. 이 경우, 상기 압착편(312)은 상기 리본(200) 각각을 압착할 수 있도록, 상기 리본(200)의 배치위치에 대응되는 상부에 위치할 수 있다.

상기 고정부(320)는 다수개의 상기 압착부(310)가 서로 각각 평행하도록 상기 다수개의 압착바(311)를 고정할 수 있다. 상세히, 상기 고정부(320)는 일직선상의 프레임 형태로 형성되어, 상기 다수개의 압착바(311)가 평행하도록 상기 압착바(311)의 방향에 수직한 방향으로 배치되어, 상기 고정부(320)의 상면에 상기 다수개의 압착바(311) 양 끝단이 각각 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 압착바(311) 간의 간격은 상기 리본(200)이 상기 태양전지 셀(100)에 압착될 수 있도록 하는 설정간격만큼 이격되어 있다.

또한, 상기 고정부(320) 및 다수개의 상기 압착바(311)는 상기 압착편(312)이 상기 리본(200)을 상기 태양전지 셀(100)의 상면에 압착시킬 정도의 무게를 가질 수 있다. 즉, 상기 고정부(320) 및 다수개의 상기 압착바(311)의 자중에 의해, 상기 압착편(312)이 상기 리본(200)을 압착할 수 있다. 이 때, 상기 압착편(312)은 상기 리본(200)의 상면을 2단계의 압력을 가하는데 이에 대해서는 아래에서 설명한다.

아래에서는, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치의 동작을 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치를 이용하여 태양전지 셀에 리본을 접합시키는 상태의 상면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치를 이용하여 태양전지 셀에 리본을 접합시키는 제1 압착상태의 측면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치를 이용하여 태양전지 셀에 리본을 접합시키는 제2 압착상태의 측면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치(300)는 상기 태양전지 셀(100) 상면에 배치된 다수개의 상기 리본(200) 상부에 배치될 수 있다.

상세히, 상면에 다수개의 상기 리본(200)이 위치하고, 일렬로 배치된 다수개의 상기 태양전지 셀(100) 중 하나가 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치(300) 하부로 이송되면, 상기 태양전지 셀(100) 상면에 위치한 다수개의 상기 리본(200)을 상기 태양전지 셀(100)에 압착하기 위해 상기 태양전지 리본 접합장치(300)가 하강한다. 이 경우, 상기 태양전지 리본 접합장치(300)는 그 자체가 가지는 무게에 따른 자중에 의해 하강한다. 또한, 상기 태양전지 리본 접합장치(300)의 상기 압착부(310)는 리본(200)의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어, 상기 압착편(312) 각각이 상기 리본(200) 각각의 상면에 압착할 수 있다.

이 경우, 상기 태양전지 리본 접합장치(300)의 무게에 따른 자중에 의해, 상기 압착부(310) 중 상기 압착편(312)의 타단(312b)이 상기 일단(312a)끼리 간섭되기 전까지 상기 리본(200)의 상면을 1차적으로 각각 압착한다. 이 경우, 상기 압착단(312b)은 상기 리본(200)의 상면과 평행한 형태로 형성되어 있기 때문에, 상기 리본(200)에 상기 태양전지 셀(100)의 상면에 수직한 압착력을 제공할 수 있다.

그 뒤, 상기 태양전지 리본 접합장치(300)의 무게에 따른 자중력이 유지되면, 상기 압착편(312)의 상기 절곡부(312c)가 탄성에 의해 탄성 변형한다. 상기 절곡부(312c)가 탄성변형 하면서, 각 압착편(312)의 상기 일단(312a) 부근에서 인접한 압착편(312)끼리 서로 간섭하게 된다. 상기 압착편(312)이 서로 간섭됨으로써, 상기 압착편(312) 각각은 더 이상 탄성변형이 일어나지 않고, 전체가 연결된 하나의 형태로 다수개의 상기 리본(200) 상면을 각각 2차적으로 압착하게 된다. 이 경우에도, 상기 압착편(312)은 상기 리본(200)에 상기 태양전지 셀(100)의 상면에 수직한 압착력을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 태양전지 리본 접합장치(300)가 다수개의 상기 리본(200)을 상기 태양전지 셀(100)에 압착하고 있는 상태에서, 솔더링 장치가 작동한다. 상세히, 다수개의 상기 압착편(312)이 상기 리본(200)을 압착하고 있는 상태에서 상기 솔더링 장치가 핫에어(Hot Air)를 분사하면, 상기 리본(200)의 표면에 코팅된 솔더와 플럭스가 녹으면서 상기 리본(200)이 솔더링되어 상기 태양전지 셀(100) 상면에 상기 리본(200)이 접합된다.

다만, 위의 실시예에 한정하지 않고, 본원 발명의 사상이 허용되는 범위 내에서는 본원 발명의 각 구성이 독립적으로 작용되거나, 전체적으로 작용될 수 있음을 밝혀둔다.

Claims (7)

1. 태양 전지 셀의 상면에서 서로 평행하게 배치되는 다수 개의 리본을 상기 셀에 압착시키는 압착부를 포함하는 태양전지 리본 접합 장치에 있어서,
   상기 압착부는,
   상기 리본의 연장 방향과 교차하는 방향으로 놓이는 압착바와,
   상기 압착바의 저면에서 연장되는 다수의 압착편을 포함하고,
   상기 다수의 압착편은 상기 다수 개의 리본들의 간격에 대응하는 간격으로 일렬로 이격 배치되며,
   상기 다수의 압착편 각각은 절곡 또는 라운드지게 형성되어 소정의 탄성력을 갖고,
   상기 다수의 압착편 각각은
   상기 압착바의 저면에 고정되는 일단과,
   수평하게 형성되어 상기 리본의 상면을 가압하는 타단 및
   상기 일단과 상기 타단을 연결하고, 절곡 또는 라운드되어 탄성 변형되는 절곡부를 포함하고,
   상기 다수의 압착편 각각은 상기 압착바의 하강시, 상기 절곡부가 탄성 변형하면서, 인접한 타 압착편과 간섭되는
   태양전지 리본 접합장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 절곡부는 C 형태로 절곡 또는 라운드지는 것을 특징으로 하는 태양전지 리본 접합장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 절곡부의 절곡 또는 라운드진 각도는 90도 이하인 태양전지 리본 접합장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 압착바는 다수 개가 제공되어, 서로 평행하게 배치되고,
   상기 압착부는,
   상기 다수의 압착바를 일체로 연결하는 프레임 형태의 고정부를 더 포함하는, 태양전지 리본 접합장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 압착편 및 상기 압착바는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는, 태양전지 리본 접합장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 압착편은 상기 압착바의 저면에 착탈 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는, 태양전지 리본 접합장치.
   
   

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