KR20140053379A - 연결 소켓을 갖춘 태양광 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

연결 소켓을 갖춘 태양광 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140053379A
KR20140053379A KR1020147007931A KR20147007931A KR20140053379A KR 20140053379 A KR20140053379 A KR 20140053379A KR 1020147007931 A KR1020147007931 A KR 1020147007931A KR 20147007931 A KR20147007931 A KR 20147007931A KR 20140053379 A KR20140053379 A KR 20140053379A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contact
substrate
solar module
contact hole
electrode layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020147007931A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101645107B1 (ko
Inventor
마티아스 되흐
한스-베르너 쿠스터
Original Assignee
쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쌩-고벵 글래스 프랑스 filed Critical 쌩-고벵 글래스 프랑스
Publication of KR20140053379A publication Critical patent/KR20140053379A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101645107B1 publication Critical patent/KR101645107B1/ko
Assigned to 벵부 디자인 앤드 리서치 인스티튜트 포 글래스 인더스트리 reassignment 벵부 디자인 앤드 리서치 인스티튜트 포 글래스 인더스트리 권리의 전부이전등록 Assignors: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광 모듈, 특히 박막 태양광 모듈에 관한 것으로서, 직렬 연결되는 복수의 태양 전지를 형성하기 위해 전면 전극층, 이면 전극층 및 중간 반도체층을 가지는 층 구조물이 사이에 있는 두 개의 기판을 포함하는 적층 복합체; 전면 전극층 및/또는 이면 전극층에 전기 도전적으로 연결되고, 적어도 하나의 기판의 적어도 하나의 접촉 홀에 각각 배열되는 두 개의 접촉 요소; 적어도 하나의 접촉 홀이 마련되는 기판에 장착되고, 적어도 하나의 접촉 홀을 밀봉하는 적어도 하나의 외피 요소; 적어도 하나의 외피 요소에 연결되고, 두 접촉 요소 중 하나에 각각 전기 도전적으로 연결되는 두 개의 접촉 편; 적어도 하나의 외피 요소를 에워싸도록 적어도 하나의 접촉 홀이 마련되는 기판에 장착되고, 플러그 연결부 형태로 두 접촉 편 중 하나에 각각 전기 도전적으로 연결되는 두 개의 대응 접촉 편을 가지는 적어도 하나의 연결 소켓을 포함하는, 특히 박막 태양광 모듈인 태양광 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이런 태양광 모듈을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

연결 소켓을 갖춘 태양광 모듈 및 그 제조 방법{SOLAR MODULE WITH CONNECTION SOCKET, AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
태양광을 전기 에너지로 직접 변환하는 광기전 층 시스템은 널리 공지되어 있다. 이들 시스템은 대개 "태양 전지"로 지칭되는데, 용어 "박막 태양 전지"는 두께가 수 미크론에 불과하여 적절한 기계적 안정성을 위해 캐리어 기판을 필요로 하는 층 시스템을 가리킨다. 공지된 캐리어 기판으로는 무기 유리, 플라스틱(폴리머) 또는 금속, 특히 금속 합금이 있으며, 각각의 층 두께와 특유한 재료 특성에 따라 강성 판이나 가요성 필름으로 구성될 수 있다.
기술적 처리의 질과 효율성의 관점에서, 비정질, 미세형태(micromorphous) 또는 다결정질 규소, 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 갈륨 아세나이드(GaAs) 또는 칼코피라이트 화합물, 특히 화학식 Cu(In,Ga)(S,Se)2로 줄여 쓰는 구리-인듐/갈륨-디설퍼/디셀레나이드로 이루어진 반도체층을 갖춘 박막 태양 전지가 유리한 것으로 입증되었다. 특히 구리-인듐-디셀레나이드(CuInSe2 또는 CIS)는 태양광의 스펙트럼에 적합화된 밴드갭으로 인한 특히 높은 흡수 계수를 특징으로 한다.
통상적으로, 개별 태양 전지로는 1 볼트 미만의 전압 레벨만을 얻을 수 있다. 기술적으로 유용한 출력 전압을 얻기 위해 많은 태양 전지가 태양광 모듈 내에서 서로 직렬 연결된다. 이를 위해, 박막 태양광 모듈은 필름의 제조 중에 태양 전지가 일체화된 형태로 사전에 직렬 연결될 수 있다는 장점을 제공한다. 박막 태양광 모듈은 이미 누차에 걸쳐 특허 문헌에서 설명되었다. 단지 예로서, 특허 공개 DE 4324318 C1과 EP 2200097 A1을 들 수 있다.
통상적으로, 박막 태양 전지를 제조하기 위해, 층이 기판에 직접 적용되며 해당 기판은 다른 기판에 접착제로 접합되어 내후성 복합체를 형성한다. 두 기판 사이의 층 구조물은 이면 전극층과 광기전 활성 흡수층을 포함한다. 흡수층은 반도체층과 전면 전극층을 가진다. 외부와의 전기적 연결을 위해, 각각의 박막 태양광 모듈은 두 개의 전압 단자를 가진다. 이를 위해, 이면 전극층과 접촉하는 두 개의 버스바가 마련되는데, 이들 버스바는 예컨대 모듈의 이면으로 안내되는 포일 도체 또는 편평한 밴드 도체에 각각 전기 도전적으로 연결된다. 모듈의 이면에서는, 두 개의 포일 도체가 연결 케이블 또는 플러그 연결부가 마련된 하나 또는 복수의 연결 소켓에 연결된다. 이런 연결 소켓은 예컨대 DE 102005025632 A1을 통해 공지되어 있다. 연결 소켓에서, 태양광 모듈은 추가적인 태양광 모듈에 직렬로 연결되어 모듈 열을 형성하거나 전기 부하에 연결될 수 있는데, 이런 전기 부하는 생성된 DC 전압을 공공 전력망에 적절한 AC 전압으로 변환하는 인버터인 경우가 빈번하다.
산업적인 연속 생산시, 포일 도체는 연결 소켓에 수동으로 연결되는데, 이를 위해 예컨대 클램프 접점이 마련된다. 간단하고 경제적인 자동화가 불가능하여 태양광 모듈의 생산에는 비교적 높은 제조비가 결부된다.
또한, 박막 태양광 모듈의 경우에는 직렬 저항의 지속적인 증가가 관찰될 수 있는데, 이는 수천 시간의 가동 시간을 갖는 사용 수명 후에는 적어도 대략 일정한 값으로 점차 이행한다. 이 노화로 인해 태양광 모듈의 효율도가 바람직하지 않게 저하된다. 이 현상의 실질적인 원인은 물 분자가 태양 전지의 반도체 재료 내로 확산되는 데 있는 것으로 추정된다. 노화를 억제하기 위해, 확산 방벽 역할을 하는 밀봉 스트립을 사용하여 두 개의 적층된 기판 사이의 가장자리 간극을 수밀 및 기밀식으로 밀봉하는 방법이 공지되어 있다. 또한, 연결 소켓은 내부가 긴밀하게 밀봉되도록 예컨대 핫멜트 접착제를 사용하여 기판에 장착된다.
국제특허출원 WO 2009/129405 A2는 접점이 기부판의 컷아웃을 통해 포일 도체의 단부와 전기적으로 연결될 수 있는 태양광 모듈용 접합 박스를 설명한다. 포일 도체의 단부는 접합 박스의 기부판이 접촉 홀을 밀봉하지 않은 상태에서 접촉 홀을 통해 접촉될 수 있다. 그렇지 않을 경우 접점이 더 이상 포일 도체와 접촉할 수 없다는 것도 접촉 홀을 밀봉하지 못하는 이유이다.
이에 반해, 본 발명의 목적은 특히 연결 소켓의 설치 및 전기적 연결을 자동화하여 종래의 태양광 모듈을 유리하게 개선하는 데 있다. 또한, 물 또는 수증기가 연결 소켓에서 태양 전지 내로 침투하는 것을 확실하고 안정적으로 방지해야 한다.
이들 목적과 여타의 목적은 통합된 청구항의 특징을 갖는 태양광 모듈 또는 태양광 모듈 배열체 및 그 제조 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 하위청구항의 특징에 의해 명시된다.
본 발명에 따르면, 두 개의 기판으로 구성되는 적층 복합체를 갖춘 태양광 모듈이 제시된다. 직렬 연결된 복수의 태양 전지를 형성하도록 전면 전극층, 이면 전극층 및 두 전극층 사이에 배치되는 반도체 층을 가지는 층 구조물이 기판 사이에 배치된다. 태양광 모듈은 바람직하게는, 박막 태양 전지가 일체화된 형태로 연결된 박막 태양광 모듈이다. 특히, 반도체층은 예컨대 구리-인듐/갈륨 디설퍼/디셀레나이드(Cu(InGa)(SSE)2) 계열의Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 반도체, 예컨대 구리-인듐-디셀레나이드(CuInSe2 또는 CIS) 또는 관련 화합물일 수 있는 칼코피라이트 화합물로 제조된다. 두 기판은 예컨대 무기 유리, 폴리머 또는 금속 합금을 함유할 수 있고, 층 두께와 재료의 특성에 따라서는 강성 판이나 가요성 필름으로 구성될 수 있다.
태양광 모듈은 극성이 반대인 두 개의 전압 단자를 가지며, 전압 단자 상에는 전기 접점이 형성될 수 있다. 이를 위해, 태양광 모듈은 각각 전면 전극층 및/또는 이면 전극층에 전기 도전적으로 연결되는 두 개의 접촉 요소를 포함한다. 바람직하게는, 두 접촉 요소는 각각 이면 전측층에만 전기 도전적으로 연결된다.
바람직하게는, 각각의 두 접촉 요소는 스트립 형상 또는 밴드 형상 버스바를 통해 전면 전극층 및/또는 이면 전극층에 전기 도전적으로 연결된다. 따라서 각각의 접촉 요소는 버스바에 의해 전면 전극층 및/또는 이면 전극층에 전기 도전적으로 연결되는데, 접촉 요소와 버스바는 별개의 것이다. 특히, 접촉 요소는 버스바의 부분 또는 섹션, 특히 단부 섹션으로서 구현되지 않는다.
두 개의 버스바는 예컨대 스트립 형상 또는 밴드 형상 (금속) 포일 도체로 구현되고, 예컨대 알루미늄이나 주석 도금된 구리로 제조되지만 포일로 가공될 수 있는 다른 전기 도전재를 사용하는 것도 가능하다. 이런 도전재의 예로는 알루미늄, 금, 은 또는 주석 및 이들의 합금이 있다. 버스바는 예컨대 0.03 mm 내지 0.3 mm의 길이와 2 mm 내지 16 mm의 폭을 가진다.
버스바와 각각의 전극층 사이의 전기 도전적 연결은 예컨대 용접, 접합, 납땜, 클램핑 또는 전기 도전성 접착제를 사용하는 접착에 의해 이루어진다. 바람직하게는, 두 개의 버스바는 각각 이면 전극층에 장착되고 이면 전극층에 전기 도전적으로 연결된다.
두 개의 접촉 요소는 적어도 하나의 기판의 적어도 하나의 접촉 홀(구멍)에 배열되는데, 두 접촉 요소는 동일한 접촉 홀에 배열되거나 각각 별개의 접촉 홀에 배열될 수도 있다. 두 개의 접촉 홀이 마련되는 경우, 두 접촉 홀은 동일한 기판이나 상이한 기판에 구현될 수 있다. 두 접촉 요소는 적어도 하나의 접촉 홀에 의해 형성 또는 한정되는 공동 내부에 적어도 군데군데, 특히 전체적으로 배치된다.
여기서는 적어도 하나의 접촉 홀이 접촉 요소와 전면 전극층 및/또는 이면 전극층 사이의 전기적 연결을 가능하게 하도록 구현되어야 하는 것이 극히 중요하다. 두 개의 버스바가 마련되는 경우, 두 버스바에 대한 접근은 적어도 하나의 접촉 홀을 통해 이루어진다. 바람직하게는, 태양광 모듈은 두 버스바 중 하나에 각각 접근할 수 있도록 하는 두 개의 접촉 홀을 포함한다. 각각의 접촉 요소는 하나의 접촉 홀에 의해 형성 또는 한정되는 공동 내부에 적어도 군데군데, 특히 전체적으로 배치된다.
태양광 모듈은 적어도 하나의 접촉 홀을 밀봉하도록 접촉 홀이 형성된 기판에 장착되는 적어도 하나의 외피 요소를 추가로 포함한다. 외피 요소는 접촉 홀을 완전히 덮는다. 예컨대 태양광 모듈은 각각 별개의 접촉 홀을 완전히 덮거나 밀봉하고 기판에 장착되는 두 개의 외피 요소를 포함한다. 외피 요소는 예컨대 판 형태로 구현된다. 바람직하게는, 외피 요소는 접촉 홀이 외피 요소에 의해 기밀 및 수밀식으로 밀봉되도록 기판에 장착된다.
적어도 하나의 외피 요소는 각각 두 개의 접촉 요소 중 하나에 전기 도전적으로 연결되는 두 개의 접촉 편을 가진다. 적어도 하나의 외피 요소는 전기 도전재를 함유할 수 있으며, 외피 요소는 두 접촉 편이 각각 외피 요소를 통해 두 접촉 요소 중 하나에 전기 도전적으로 연결되도록 두 개의 접촉 요소에 전기 도전적으로 연결된다.
바람직하게는, 각각 두 접촉 요소 중 하나에 전기 도전적으로 연결되는 하나의 (관련) 접촉 편을 구비한 두 개의 외피 요소가 마련된다. 이 태양광 모듈 실시예에서, 외피 요소는 각각 적어도 부분적으로, 특히 전체적으로 전기 도전재로 제조되거나 이런 전기 도전재를 함유할 수 있으며, 외피 요소는 접촉 편이 외피 요소에 의해 접촉 요소에 전기 도전적으로 연결되도록 각각 (관련) 접촉 요소에 전기 도전적으로 연결된다. 예컨대 외피 요소와 접촉 편은 하나의 전기 도전재로 제조될 수 있고, 접촉 편은 외피 요소에 장착된다. 특히 외피 요소와 접촉 편은 단일체 또는 모놀리식으로 구현될 수 있다. 태양광 모듈은 적어도 하나의 연결 소켓을 추가로 포함하는데, 연결 소켓은 적어도 하나의 외피 요소를 에워싸도록 적어도 하나의 접촉 홀이 마련된 기판에 장착되며, 각각 플러그 연결부 형태로 두 접촉 편 중 하나에 전기 도전적으로 연결되는 두 개의 대응 접촉 편을 가진다. 예컨대 태양광 모듈은 두 개의 외피 요소와 두 개의 연결 소켓을 포함하며, 두 연결 소켓은 각각 별개의 외피 요소를 에워싸도록 장착되고, 플러그 연결부 형태로 두 접촉 편 중 하나에 전기 도전적으로 연결되는 대응 접촉 편을 가진다. 여기서는 적어도 하나의 접촉 홀이 마련된 기판에 적어도 하나의 연결 소켓을 장착할 때 두 대응 접촉 편이 자동으로 관련 접촉 편과 전기적으로 접촉하도록 두 대응 접촉 편을 구현하는 것이 극히 중요하다. 적어도 하나의 외피 요소는 적어도 하나의 연결 소켓의 부분이 아니고, 즉, 연결 소켓(들)과 외피 요소(들)는 서로 별개의 것이다.
적어도 하나의 연결 소켓은 커넥터 플러그 또는 커넥터 라인의 기부 역할을 할 수 있다. 또한, 연결 소켓은 다이오드나 제어 전자기기와 같은 다른 기능 요소를 수용할 수 있다. 적어도 하나의 연결 소켓은 예컨대 전기 절연재로 제조되며, 사출 성형에 의해 가공될 수 있는 열가소성 플라스틱과 엘라스토머가 산업적 생산용으로 이용 가능하다. 사용되는 열가소성 플라스틱과 엘라스토머는 예컨대 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 고무를 포함한다. 대안으로서, 아크릴레이트 수지 계나 에폭시 수지 계와 같은 핫멜트 재료가 적어도 하나의 연결 소켓의 제조를 위해 사용될 수도 있다. 그러나 전기 절연성 삽입물을 갖는 금속 또는 다른 전기 도전재로 적어도 하나의 연결 소켓을 제조하는 것도 가능하다.
따라서 태양광 모듈의 두 전압 단자는 전면 전극층 및/또는 이면 전극층에 전기 도전적으로 연결되는 접촉 요소와, 선택적으로는 전면 전극층 및/또는 이면 전극층과 접촉하는 버스바와, 접촉 요소에 전기 도전적으로 연결되는 접촉 편과, 접촉 편에 전기 도전적으로 연결되는 대응 접촉 편을 각각 포함한다. 대개, 연결 소켓의 커넥터 라인 또는 커넥터 플러그는 대응 접촉 편에 전기적으로 연결된다.
본 발명에 따른 태양광 모듈은 기판에 대한 적어도 하나의 연결 소켓의 조립과, 태양광 모듈의 두 전압 단자를 제공하기 위한 전면 전극층 및/또는 이면 전극층에 대한 해당 연결 소켓의 전기적 연결을 간단하고 경제적으로 자동화할 수 있도록 한다. 접촉 편과 대응 접촉 편 사이의 플러그 연결부는 연결 소켓에 플러그를 꼽음으로써 전기적 연결이 가능할 수만 있다면 원칙적으로 어떤 방식으로든 구현될 수 있다. 바람직하게는, 이를 위해, 접촉 편은 각각 접촉 핀으로서 구현되고 대응 접촉 편은 각각 접촉 핀을 클램핑하는 스프링 클램핑 요소로서 구현된다.
적어도 하나의 연결 소켓은 태양광 모듈의 전면 또는 이면에 위치한 적어도 하나의 접촉 홀이 마련된 기판에 예컨대 접착에 의해 장착될 수 있는데, 이는 접착 에 의해 연결 소켓의 내부가 가스, 물 또는 수분에 대해 긴밀하게 밀봉될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 특히 연결 소켓 내부의 전기 접점이 부식으로부터 보호된다. 접착을 위해, 아크릴 기재, 폴리우레탄 기재 또는 폴리이소부틸렌 기재 접착제를 함유한 접착 스트랜드 또는 접착 테이프가 제공될 수 있다. 기판에 대한 접착은 간단하게 자동화될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 연결 소켓은 모듈의 이면에 접착될 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 모듈의 유리한 실시예에서, 적어도 하나의 연결 소켓은 접촉 편과 대응 접촉 편 사이의 두 전기적 플러그 연결부를 통해 적어도 하나의 접촉 홀이 마련되는 기판에 장착된다. 연결 소켓이 기판에 더욱 견고하게 유지될 수 있도록, 예컨대 별도로 접착에 의해 연결 소켓을 기판에 장착하는 것에 추가하여 적어도 하나의 연결 소켓은 전기적 플러그 연결부를 통해 장착될 수 있다. 그러나, 대안으로서, 예컨대 접착에 의해 별도로 연결 소켓을 장착하지 않고 오직 두 개의 전기적 플러그 연결부에 의해서만 적어도 하나의 연결 소켓을 기판에 장착하는 것도 가능하다. 따라서 단지 접촉 편에 대응 접촉 편을 꼽음으로써 적어도 하나의 연결 소켓의 조립 및 전기적 연결이 특히 간단한 방식으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 단지 접촉 편에 대응 접촉 편을 꼽음으로써 각각 기판에 장착될 수 있는 두 개의 연결 소켓이 마련된다.
적어도 하나의 연결 소켓의 장착이 록킹될 수 있도록, 접촉 편과 대응 접촉 편 사이의 전기적 플러그 연결부가 각각 걸림 부재를 가지는 것이 유리할 수 있다. 접촉 편이 각각 접촉 핀으로서 구현되고 대응 접촉 편이 접촉 핀을 클램핑하는 스프링 클램핑 요소로서 각각 구현된다면, 이런 걸림 부재는 특히 간단하게, 예컨대 전기적 플러그 연결부의 타 구성요소(대응 접촉 편 또는 접촉 편)의 대응하는 함몰부에 결합될 수 있는 적어도 하나의 돌출부가 전기적 플러그 연결부의 일 구성요소에 마련되는 방식으로 실현될 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 모듈에서, 적어도 하나의 연결 소켓은 접착제를 사용한 접합에 의해 적어도 하나의 접촉 홀이 마련되는 기판에 장착될 수 있으며, 연결 소켓의 내부는 수밀 및 기밀식으로 차폐된다. 적어도 하나의 연결 소켓은 적어도 하나의 외피 요소를 에워싸며, 이 조치에 의해 적어도 하나의 접촉 홀 역시 수밀 및 기밀식으로 차폐될 수 있다. 외부 환경에 대해 태양 전지를 수밀 및 기밀식으로 밀봉하는 밀봉 화합물을 적어도 하나의 접촉 홀에 도입함으로써 수밀 및 기밀식 밀봉이 더욱 개선될 수 있다. 밀봉 화합물은 예컨대 아크릴 기재, 폴리우레탄 기재, 폴리이소부틸렌 기재 접착제일 수 있다. 밀봉 화합물은 자동 조립을 더욱 개선하기 위해 접촉 홀에 각각의 접촉 요소를 고정하는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 모듈에서, 적어도 하나의 외피 요소는 관련 기판에 장착된다. 바람직하게는, 장착은 물질 대 물질 접합에 의해, 특히 아크릴 기재, 폴리우레탄 기재 또는 폴리이소부틸렌 기재 접착제를 함유하는 접착 스트랜드 또는 접착 테이프에 의해 실현된다. 바람직하게는, 외피 요소와 기판 사이의 접합은 초음파 용접에 의해 이루어진다. 따라서 연속 생산시 기판에 대한 적어도 하나의 외피 요소의 조립이 간단하고 경제적으로 이루어질 수 있다. 자동화와 관련하여, 두 개의 접촉 편은 적어도 하나의 외피 요소를 기판에 장착할 때 접촉 편이 자동으로 접촉 요소와 전기적으로 접촉하도록 각각 구현되는 것이 유리하다. 기판에 대한 적어도 하나의 외피 요소의 장착은 바람직하게는, 적어도 하나의 접촉 홀이 기밀 및 수밀식으로 밀봉되도록 실행된다.
접촉 편이 (비파괴적으로) 탈착 가능하거나 제거 가능한 연결부, 예컨대 나사 연결부에 의해 각각 적어도 하나의 외피 요소에 연결되는 것이 유리할 수 있다. 따라서 접촉 편은 각각의 용례를 감안하여 선별적으로 적합화될 수 있는 한편, 외피 요소(의 잔여부)는 호환가능 부품으로서 제조될 수 있다. 또한, 접촉 편은 외피 요소의 잔여부와 상이한 재료로 제조될 수 있다.
본 발명은 또한 이상에서 설명한 태양광 모듈, 특히 박막 태양광을 자동으로 제조하는 방법으로서,
- 직렬 연결되는 복수의 태양 전지를 형성하기 위해 전면 전극층, 이면 전극층 및 중간 반도체층을 가지는 층 구조물이 사이에 배치되는 두 개의 기판으로 구성되는 적층 복합체를 제조하는 단계,
- 적어도 하나의 기판에 적어도 하나의 접촉 홀을 형성하는 단계,
- 적어도 하나의 접촉 홀에 두 개의 접촉 요소를 배열하고 전면 전극층 및/또는 이면 전극층에 전기 도전적으로 연결하는 단계,
- 두 접촉 요소 중 하나에 각각 전기 도전적으로 연결되는 두 개의 접촉 편을 가지며 적어도 하나의 접촉 홀을 (완전히) 특히 기밀 및 수밀식으로 피복하는 적어도 하나의 외피 요소를 기판에 장착하는 단계,
- 두 접촉 편 중 하나와 각각 전기 도전적으로 플러그 연결되는 두 개의 대응 접촉 편을 가지는 적어도 하나의 연결 소켓을 적어도 하나의 외피 요소를 에워싸도록 적어도 하나의 접촉 홀이 마련되는 기판에 장착하는 단계
를 포함하는 박막 태양광 모듈의 자동 제조 방법을 포함한다.
예컨대, 두 접촉 편이 각각 두 접촉 요소 중 하나에 전기 도전적으로 연결되도록 적어도 하나의 외피 요소에 의해 두 접촉 요소로 전기 접점이 형성된다. 특히, 각각 접촉 편을 가지는 두 개의 접촉 외피 요소가 마련될 수 있으며, 각각의 접촉 편은 (관련) 접촉 요소에 전기 도전적으로 연결된다. 예컨대, 접촉 편은 외피 요소에 의해 (관련) 접촉 요소에 전기 도전적으로 연결된다.
바람직하게는, 접촉 요소는 접촉 홀에 도입되어 외부 환경에 대해 태양 전지를 수밀 및 기밀식으로 밀봉하는 밀봉 화합물에 의해 각각 고정되며, 이에 의해 접촉 요소는 특히 간단하게 배치될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 연결 소켓은 접촉 편에 대응 접촉 편을 플러그인함으로써 적어도 하나의 접촉 홀이 마련되는 기판에 장착되며, 이에 의해 연결 소켓의 특히 간단한 조립이 가능해진다.
이하, 첨부도면을 참조하여 예시적인 실시예의 도움을 받아 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 박막 태양광 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 2는 연결 소켓의 영역을 대상으로 하는, 도 1의 박막 태양광 모듈의 다른 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 박막 태양광 모듈의 변형례의 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 박막 태양광 모듈의 다른 변형례의 개략도이다.
우선, 도 1을 참조하면, 참조부호 1로 일괄 표기된 본 발명에 따른 박막 태양광 모듈의 구조가 도시되어 있다. 이에 따르면, 박막 태양광 모듈(1)은 서로 직렬 연결되는 복수의 일체형 박막 태양 전지(2)를 포함하는데, 이 중 두 개가 예로서 도시되어 있다. 일반적으로, 박막 태양광 모듈은 상당한 수(예컨대 약 100개)의 박막 태양 전지(2)를 가진다.
본 명세서에서 박막 태양광 모듈(1)은 예컨대 소위 "기판 구성"을 토대로 한다. 이 경우, 박막 태양광 모듈은 전기 절연성 캐리어 기판(7)을 포함하는데, 캐리어 기판(7)의 광진입 전면(Ⅲ)에 배열되는 층 구조물(6)이 캐리어 기판 상에 설치된다. 본 명세서에서 캐리어 기판(7)은 예컨대 유리나 플라스틱으로 제조되지만, 수행되는 공정 단계에 대해 충분한 강도와 불활성 거동을 갖는 다른 절연재를 사용하는 것도 동등하게 가능하다. 각각의 층 두께와 특정한 재료 특성에 따라 캐리어 기판(7)은 강성 판 또는 가요성 필름으로 구성될 수 있다. 예컨대 캐리어 기판(7)은 광 투과율이 비교적 낮은 강성 유리판 형태로 구현된다.
층 구조물(6)은 예컨대 기상(gas phase)으로부터는 화학적 증착(CVD)이나 물리적 증착(PVD)에 의해 또는 스퍼터링(자계 보조 캐소드 스퍼터링)에 의해 캐리어 기판(7) 상에 기상 증착됨으로써 생성된다. 층 구조물(6)은 캐리어 기판(7)의 전면(Ⅲ)에 배열되는 이면 전극층(9)을 포함한다. 이면 전극층(9)은 예컨대 몰리브덴과 같은 불투명 금속층을 포함하며, 예컨대 캐소드 스퍼터링에 의해 캐리어 기판(7)에 적용된다. 이면 전극층(9)은 예컨대 대략 1 ㎛의 층 두께를 가진다. 다른 실시예에서, 이면 전극층(9)은 상이한 개별 층의 적층체를 포함한다. 바람직하게는, 적층체는 캐리어 기판(7)에서 나오는 나트륨이 이면 전극층(9)에 퇴적되는 광기전 활성 흡수층(8)을 형성하는 층으로 확산되는 것을 방지하는 확산 방벽을 포함한다.
흡수층(8)은 예컨대 p-도핑 반도체층(10), 특히 구리 인듐 디셀레나이드(CuInSe2) 군의 화합물, 특히 나트륨(Na)-도핑 Cu(InGa)(SSe)2와 같은 p-도전성 칼코피라이트 반도체를 포함한다. 반도체층의 다양한 금속은 급속 열처리로(RTP furnace)에서 가열됨으로써 반도체 재료로 변환된다. 반도체층(10)은 예컨대 500 nm 내지 5 ㎛, 특히 대략 2 ㎛의 층 두께를 가진다. 본 명세서에는 예컨대 개별 카드뮴 설파이드(CdS)층과 개별 진성 산화아연(i-ZnO)층을 포함하는 버퍼층(11)이 반도체층(10)에 퇴적된다. 전면 전극층(12)은 예컨대 증착에 의해 버퍼층(11)에 적용된다. 입사 태양광이 약간만 약화되도록 보장하기 위해 전면 전극층(12)은 반도체층(11)("윈도우층")에 민감한 스펙트럼 범위의 방사선에 대해 투명하다. 투명한 전면 전극층(12)은 일반적으로 TCO(투명 도전성 산화물)층으로 지칭할 수 있으며, 도핑된 금속 산화물, 예컨대 n-도전성 알루미늄 도핑 산화아연(AZO)에 기초한다. pn-이종접합이 전면 전극층(12), 버퍼층(11) 및 반도체층(10), 즉 반대 도체 유형의 층 연속체에 의해 형성된다. 전면 전극층(12)의 층 두께는 예컨대 300 nm이다.
층 시스템은 (박막) 태양광 모듈(1)을 제조하기 위한 공지된 방법을 사용하여 개별 광기전 활성 영역, 즉 박막 태양 전지(2)로 분할된다. 분할은 레이저 묘화 및 드로싱 또는 스크래칭에 의한 가공과 같은 적절한 구조화 기술을 사용하여 절개부(13)에 의해 이루어진다. 인접한 박막 태양 전지(2)는 이면 전극층(9)의 전극 영역(14)을 통해 서로 직렬 연결된다.
본 명세서에 도시된 예에서, 태양광 모듈(1)의 생성된 양극(+) 및 생성된 음극(-) 전압 단자(5)는 이면 전극층(9)을 지나 박막 태양광 모듈(1)의 이면(Ⅵ)으로 안내되고 거기에서 전기적으로 접촉되는데, 이에 대해서는 도 2에서 상세히 설명한다.
예컨대, 열가소성 접착제층으로서 구현되고 폴리비닐 부티랄(PVB) 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 함유하는 중간층(15)이 전면 전극층(12)에 적용된다. 중간층(15)의 두께는 예컨대 0.76 mm이다. 환경적 영향으로부터의 보호를 위해, 캐리어 기판(7), 이면 전극층(9) 및 광기전 활성 흡수층(8)으로 구성되는 층 구조물은 그 이면(Ⅱ)에 접착식으로 접합되는 피복 판유리로서 구현되는 커버 기판(16)에 의해 중간층(15)에 걸쳐 밀봉된다. 중간층(15)은 가열에 의해 소성 변형 가능하며, 냉각을 통해 두 기판(7, 16)을 서로 고정 접합한다. 커버 기판(16)은 태양광에 대해 투명하고 예컨대 철 함량이 낮은 경화 초백색 유리를 포함한다. 커버 기판(16)은 예컨대 1.6 m×0.7 m의 면적을 가진다. 박막 태양 전지(2)는 커버 기판(16)의 전면(Ⅰ)에 입사되는 광에 의해 조사될 수 있다. 특히, 커버 기판(16)은 플라스틱 필름으로 구현될 수도 있다. 일반적으로 말하자면, 커버 기판(16)은 층 구조물(6)을 밀봉하고 기계적으로 보호하는 역할을 한다.
부식에 민감한 광기전 활성 흡수층(8)을 대기중의 산소와 수분으로부터 보호하기 위해, 캐리어 기판(7)과 커버 기판(16) 사이의 가장자리 영역을 바람직하게는 플라스틱 재료, 예컨대 폴리이소부틸렌을 함유하는 증기 확산 방벽인 가장자리 시일로 밀봉하는 것이 유리하다.
이제, 도 2를 참조하면, 연결 소켓(3)의 영역을 대상으로 하는, 박막 태양광 모듈(1)의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 본 명세서에서 박막 태양광 모듈(1)은 예컨대 전압 단자(5)당 하나씩 두 개의 연결 소켓(3)을 가진다. 두 연결 소켓(3)은 예컨대 박막 태양광 모듈을 다른 박막 태양광 모듈에 연결하여 모듈 열을 형성하거나 전기 부하, 예컨대 인버터에 박막 태양광 모듈을 연결하기 위한 박막 태양광 모듈(1)의 전기 접점 역할을 한다. 이를 위해 연결 소켓(3)은 연결 케이블(4)을 가진다. 연결 소켓(3)에 연결 플러그를 마련하는 것도 동등하게 가능하다. 이 경우 연결 소켓(3)은 예컨대 플라스틱으로 제조되는 사출성형 부품으로서 제작된다.
박막 태양 전지(2)에 연결 소켓(3)을 전기적으로 연결하기 위해, 이면 전극층(9)에 전기 도전적으로 연결되는 버스바(18)에 대한 접근로를 창출하는 접촉 홀(17)이 캐리어 기판(7)에 포함된다. 버스바(18)는 유리하게는 적절한 위치에서의 접촉, 예컨대 모듈의 가장자리에서의 접촉을 가능하게 한다.
버스바(18)와 별개이고 전기 도전재, 예컨대 스프링강으로 제조되는 탄성적으로 변형가능한 스프링 접촉 요소(19)가 삽입된다. 스프링 접촉 요소(19)는 버스바(18)와 접선방향으로 접촉한다. 스프링 접촉 요소(19)는 접촉 홀(17) 내부에 적어도 부분적으로 배치된다. 스프링 접촉 요소(19)는 접촉 홀(17)의 내부 영역의 전체 표면에 걸쳐 분산 배열되는 밀봉 화합물(20)에 의해 접촉 홀(17)에 고정된다. 물 분자가 박막 태양광 모듈로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 버스바(18) 또는 박막 태양 전지(2)는 밀봉 화합물(20)에 의해 외부 환경에 대해 수밀 및 기밀식으로 밀봉된다. 원칙적으로, 스프링 요소(19)를 고정하고 물과 증기에 대한 방벽 역할을 하기에 적절한 임의의 재료가 밀봉 화합물(20)로서 선택될 수 있다. 예컨대, 폴리이소부틸렌으로 제조되는 밀봉 화합물이 본 목적을 위해 사용될 수 있다.
외피 요소(21)가 접촉 홀(17)의 영역에서 캐리어 기판(7)의 이면(Ⅳ)에 장착된다. 외피 요소(21)는 판형상 기부(22)와 그 위에 형성되는 접촉 핀(23)을 포함하는데, 접촉 핀은 접촉 홀(17)에 대면하지 않는 측의 기부(22)로부터 직각으로 대략 중심에서 돌출된다. 기부(22)는 접촉 홀(17)을 완전히 덮거나 밀봉하며, 이에 의해 접촉 홀(17)은 기밀 및 수밀식으로 밀봉된다. 외피 요소(21)는 캐리어 기판(7)에 기부(22)의 저면을 초음파 용접함으로써 캐리어 기판(7)의 이면(Ⅳ)에 장착되며, 이에 의해 환형 전방향(all round) 용접부(30)가 형성된다.
외피 요소(21)는 낮은 경성으로 인해 초음파 용접이 가능한 금속성 재료, 예컨대 본 명세서에서는 알루미늄을 사용하여 일체로 제조된다. 또한, 외피 요소(21)는 연결 소켓(3)과 별개의 것이다. 즉, 외피 요소는 연결 소켓(3)의 부분, 구성요소 또는 섹션이 아니다.
외피 요소(21)가 설치되지 않은 상태에서는, 외피 요소(21)의 기부(22)를 캐리어 기판(7)에 설치할 때 스프링 접촉 요소(19)가 탄성적으로 변형되도록 스프링 접촉 요소(19)는 접촉 홀(17) 외부로 어느 정도 돌출된다. 스프링이 장착된 구조에 의해, 외피 요소(21) 또는 접촉 핀(22)과 스프링 접촉 요소(19) 사이의 우수한 전기적 접촉이 보장될 수 있다. 외피 요소(21)의 조립 후에, 스프링 접촉 요소(19)는 완전히 접촉 홀(17) 내부에 배치된다.
클램핑 힘으로 그 사이에 접촉 핀(23)을 포착할 수 있도록 배열되는 두 개의 만곡형 금속 스프링(25)으로 구성되는 스프링 클램핑 요소(24)가 연결 소켓(3)의 내부에 마련된다. 캐리어 기판(7)의 이면(Ⅳ)에 연결 소켓(3)을 배치할 때 접촉 핀(23)은 두 개의 금속 스프링(25) 사이에 간단한 방식으로 삽입되어 스프링 사이에 클램핑될 수 있다. 이를 위해 캐리어 기판(7)에 대면하는 연결 소켓(3)의 저면에는 기부(22)를 수용하는 컷아웃(28)과, 접촉 핀(23)을 위해 내부에 형성되는 개구(27)가 마련된다. 바람직하게는, 두 금속 스프링(25)은 스프링 클램핑 요소(24)에 접촉 핀(23)을 삽입할 때 알루미늄 재질의 접촉 핀(23) 상에 형성된 산화막을 적어도 부분적으로 제거할 수 있는 클램핑힘을 인가한다. 그러나, 접촉 핀(23)을 나금속(bare metal) 상태로 두는 대신 산화 및 부식 방지를 위해 보호용 페인트 또는 플라스틱 필름층으로 코팅하는 것도 가능한데, 해당 보호층은 스프링 클램핑 요소(24)에 삽입시 제거된다.
연결 소켓(3)은 외피 요소(21)를 에워싼다. 스프링 클램핑 요소(24)는 도 2에 상세히 도시 안 된 연결 케이블(4)(또는 연결 플러그)에 전기 도전적으로 연결된다.
캐리어 기판(7)에 대한 연결 소켓(3)의 장착은 예컨대 아크릴레이트 또는 폴리우레탄 접착제로 제조되는 환형 전방향 접착제층(26)에 의해 연결 소켓(3)의 저면에서 수행된다. 간단하고 내구성 있는 연결을 실현하는 것 이외에도, 이들 접착제는 밀봉 기능을 수행하고 수분과 부식으로부터 전기 구성요소를 보호한다. 대안적인 실시예에서, 연결 소켓(3)은 접착제층(26) 없이 오로지 접촉 핀(23)과 스프링 클램핑 요소(24) 사이의 클램핑 작용에 의해서만 캐리어 기판(7)에 장착된다.
따라서 연결 소켓(3)은 자동화를 이용하여 간단한 방식으로 캐리어 기판(7)에 장착되고 버스바(18)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 스프링 접촉 요소(19)가 (접촉 홀(17)의 형성 후에) 먼저 접촉 홀(17)에 삽입되고, 버스바(18)와 전기적으로 접촉한 상태에서 밀봉 화합물(20)에 의해 접촉 홀에 고정된다. 이어서, 외피 요소(21)의 기부(22)가 캐리어 기판(7)의 이면(Ⅳ)에 배치되고 초음파 용접에 의해 고정된다. 이 과정에서, 외피 요소(21) 또는 접촉 핀(23)은 자동으로 스프링 접촉 요소(19)와 전기적으로 접촉한다. 이어서, 연결 소켓(3)이 캐리어 기판(7)의 이면(Ⅳ)에 배치되고, 접촉 핀(23)이 스프링 클램핑 요소(24)에 삽입된다. 연결 소켓(3)은 연결 소켓(3) 및/또는 캐리어 기판(7)의 이면(Ⅳ)에 미리 적용된 접착제층(26)에 의해 캐리어 기판(7)에 부착된다. 대안으로서, 접촉 핀(23)과 스프링 클램핑 요소(24) 사이의 플러그 연결부에 의해서만 장착이 이루어진다.
도 2에 도시된 구조는 물과 증기의 침투로부터 박막 태양 전지(2)를 보호하는 세 가지의 예방 조치를 포함한다. 이들 조치는 접촉 홀(17)의 밀봉 화합물(20)과, 기부(22)와 캐리어 기판(7) 사이의 용접부(30)와, 연결 소켓(3)과 캐리어 기판(7) 사이의 접착제층(26)이다. 이들 조치에 의해 물 분자의 침투를 확실하고 안정적으로 방지할 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 박막 태양광 모듈(1)은 각각 전압 단자와 연계되는 두 개의 연결 소켓(3)을 포함한다. 도 2에 도시되어 있지는 않지만, 두 전압 단자(5)를 위해 단 하나의 연결 소켓(3)을 마련하는 것도 동등하게 가능하다. 이 경우에는, 두 스프링 클램핑 요소(24) 사이에 전기 아크가 발생하는 것을 방지하는 조치를 취해야 하는데, 이는 예컨대 절연 디바이더에 의해 이루어질 수 있다. 각각 스프링 접촉 요소(19)와 연계되고 서로에 대해 전기적으로 절연되는 두 개의 섹션을 대응하여 가지는 단 하나의 외피 요소(21)만을 마련하는 것도 역시 가능하다. 서로에 대해 전기적으로 절연되는 두 전압 단자(5)의 두 스프링 접촉 요소(19)가 배열되는 단 하나의 접촉 홀(17)만을 마련하는 것도 가능하다.
도 3은 도 1 및 도 2의 박막 태양광 모듈(1)의 변형례를 도시한다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 이 박막 태양광 모듈의 차이점만을 설명하며, 그렇지 않을 경우에는 그에 대한 언급을 할 것이다.
이에 따르면, 외피 요소(21)의 기부(22)는 초음파 용접이 아니라 접착제(29)에 의해 캐리어 기판(7)에 장착된다. 접착제(29)는 예컨대 아크릴 기재, 폴리우레탄 기재 또는 폴리이소부틸렌 기재 접착제를 함유하는 접착제층 또는 양면 접착 테이프로서 구현된다.
도 4는 도 1 및 도 2의 박막 태양광 모듈(1)의 다른 변형례를 도시하는데, 여기서도 제1 예시적인 실시예와의 차이점만을 설명한다.
이 실시예에서, 외피 요소(21)는 단일편으로 구현되는 것이 아니라 접촉 핀(23)이 나사기부(32)에 의해 나사고정되는 나사홀(31)을 구비한 판형상 기부(22)로 구성된다. 이는 용례에 따라서는 접촉 핀(23)의 선별적 적합화를 가능하게 한다. 또한, 기부(22)와 접촉 핀(23)의 재료는 상이할 수 있다. 특히, 기부(22)는 전기 절연재로 제조될 수 있다. 기부(22)는 전방향 환형 접착제(29)(핫멜트 접착제)에 의해 캐리어 기판(7)에 접착된다. 캐리어 기판(7)에 기부(22)를 장착할 때, 접촉 핀(23)은 스프링 접촉 요소(19)와 직접 전기적으로 접촉한다.
본 발명은 산업적 연속 생산시 접촉 홀에 대한 연결 소켓의 조립과, 태양 전지의 전극층(들)에 대한 연결 소켓의 연결을 간단하고 경제적으로 자동화할 수 있도록 하는 태양광 모듈, 특히 박막 태양광 모듈을 제공한다. 접촉 홀에서 물 분자가 내향으로 확산되는 것을 확실하고 안정적으로 방지할 수 있다.
1: 박막 태양광 모듈
2: 박막 태양 전지
3: 연결 소켓
4: 연결 케이블
5: 전압 단자
6: 층 구조물
7: 캐리어 기판
8: 흡수층
9: 이면 전극층
10: 반도체층
11: 버퍼층
12: 전면 전극층
13: 절개부
14: 전극 영역
15: 중간층
16: 커버 기판
17: 접촉 홀
18: 버스바
19: 스프링 접촉 요소
20: 밀봉 화합물
21: 외피 요소
22: 기부
23: 접촉 핀
24: 스프링 클램핑 요소
25: 금속 스프링
26: 접착제층
27: 개구
28: 컷아웃
29: 접착제
30: 용접부
31: 나사홀
32: 나사기부

Claims (15)

  1. - 직렬 연결되는 복수의 태양 전지(2)를 형성하기 위해 전면 전극층(12), 이면 전극층(9) 및 중간 반도체층(10)을 갖는 층 구조물(6)이 사이에 배치되는 두 개의 기판(7, 16)으로 구성되는 적층 복합체,
    - 전면 전극층(12) 및/또는 이면 전극층(9)에 전기 도전적으로 연결되고, 적어도 하나의 기판(7, 16)의 적어도 하나의 접촉 홀(17)에 각각 배열되는 두 개의 접촉 요소(19),
    - 적어도 하나의 접촉 홀(17)이 마련된 기판(7)에 장착되고, 적어도 하나의 접촉 홀(17)을 밀봉하는 적어도 하나의 외피 요소(21),
    - 적어도 하나의 외피 요소(21)에 연결되고, 두 개의 접촉 요소(19) 중 하나에 각각 전기 도전적으로 연결되는 두 개의 접촉 편(23),
    - 적어도 하나의 외피 요소(21)를 에워싸도록 적어도 하나의 접촉 홀이 마련된 기판에 장착되고, 플러그 연결부 형태로 두 개의 접촉 편(23) 중 하나에 각각 전기 도전적으로 연결되는 두 개의 대응 접촉 편(24)을 갖는 적어도 하나의 연결 소켓(3)
    을 포함하는, 특히 박막 태양광 모듈인 태양광 모듈(1).
  2. 제1항에 있어서, 두 개의 접촉 요소(19)는 스트립 형상 버스바(18)를 통해 전면 전극층(12) 및/또는 이면 전극층(9)에 각각 전기 도전적으로 연결되는 태양광 모듈(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두 개의 접촉 요소(19)는 탄성적으로 변형가능한 스프링 접촉 요소로서 각각 구현되는 태양광 모듈(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 편(23)은 접촉 핀으로서 각각 구현되고, 대응 접촉 편(24)은 스프링 클램핑 요소로서 각각 구현되는 태양광 모듈(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 연결 소켓(3)은 접촉 편(23)과 대응 접촉 편(24) 사이의 전기적 플러그 연결부에 의해 적어도 하나의 접촉 홀(17)이 마련된 기판(7)에 장착되는 태양광 모듈(1).
  6. 제5항에 있어서, 접촉 편(23)과 대응 접촉 편(24) 사이의 전기적 플러그 연결부는 각각 걸림(latching) 부재를 갖는 태양광 모듈(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 환경에 대해 태양 전지(2)를 수밀 및 기밀 밀봉하는 밀봉 화합물(20)이 적어도 하나의 접촉 홀(17)에 도입되는 태양광 모듈(1).
  8. 제7항에 있어서, 접촉 요소(19)는 밀봉 화합물(20)에 의해 적어도 하나의 접촉 홀(17)에 고정되는 태양광 모듈(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 외피 요소(21)는 적어도 하나의 접촉 홀(17)이 마련된 기판(7)에 물질 대 물질 접합에 의해 장착되는 태양광 모듈(1).
  10. 제9항에 있어서, 외피 요소(21)와 기판(7) 사이의 물질 대 물질 접합은 접촉 홀(17)의 모든 주위에서 구현되는 태양광 모듈(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 편(23)은 적어도 하나의 접촉 홀(17)이 마련된 기판(7)에 적어도 하나의 외피 요소(21)를 장착할 때 접촉 편이 자동으로 접촉 요소(19)와 전기적으로 접촉하도록 각각 구현되는 태양광 모듈(1).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 편(23)은 착탈식 연결부, 예컨대 나사 연결부에 의해 적어도 하나의 외피 요소(21)에 각각 연결되는 태양광 모듈(1).
  13. - 직렬 연결되는 복수의 태양 전지(2)를 형성하기 위해 전면 전극층(12), 이면 전극층(9) 및 중간 반도체층(10)을 갖는 층 구조물(6)이 사이에 배치되는 두 개의 기판(7, 16)으로 구성되는 적층 복합체를 제조하는 단계,
    - 적어도 하나의 기판(7)에 적어도 하나의 접촉 홀(17)을 형성하는 단계,
    - 적어도 하나의 접촉 홀(17)에 두 개의 접촉 요소(19)를 배열하고 전면 전극층(12) 및/또는 이면 전극층(9)에 전기 도전적으로 연결하는 단계,
    - 적어도 하나의 접촉 홀(17)을 덮고, 두 개의 접촉 요소(19) 중 하나에 각각 전기적으로 연결되는 두 개의 접촉 편(23)을 갖는 적어도 하나의 외피 요소(21)를 기판에 장착하는 단계,
    - 두 개의 접촉 편(23) 중 하나와 각각 전기 도전적으로 플러그 연결되는 두 개의 대응 접촉 편(24)을 갖는 적어도 하나의 연결 소켓(3)을 적어도 하나의 외피 요소(21)를 에워싸도록 적어도 하나의 접촉 홀(17)이 마련된 기판(7)에 장착하는 단계
    를 포함하는, 특히 박막 태양광 모듈인 태양광 모듈(1)의 자동 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 접촉 요소(19)는 접촉 홀(17)에 도입되어 외부 환경에 대해 태양 전지(2)를 수밀 및 기밀 밀봉하는 밀봉 화합물(20)에 의해 각각 고정되는 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 적어도 하나의 연결 소켓(3)은 접촉 편(23)에 대응 접촉 편(24)을 플러그인함으로써 적어도 하나의 접촉 홀(17)이 마련된 기판(7)에 장착되는 방법.
KR1020147007931A 2011-09-30 2012-09-28 연결 소켓을 갖춘 태양광 모듈 및 그 제조 방법 Active KR101645107B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11183515.3 2011-09-30
EP11183515 2011-09-30
PCT/EP2012/069294 WO2013045682A1 (de) 2011-09-30 2012-09-28 Solarmodul mit anschlussdose, sowie verfahren zum herstellen desselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140053379A true KR20140053379A (ko) 2014-05-07
KR101645107B1 KR101645107B1 (ko) 2016-08-02

Family

ID=47076165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147007931A Active KR101645107B1 (ko) 2011-09-30 2012-09-28 연결 소켓을 갖춘 태양광 모듈 및 그 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9728664B2 (ko)
EP (1) EP2761673B1 (ko)
JP (1) JP5905108B2 (ko)
KR (1) KR101645107B1 (ko)
CN (1) CN103828229B (ko)
ES (1) ES2784850T3 (ko)
WO (1) WO2013045682A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10562274B1 (en) * 2016-02-22 2020-02-18 Apple Inc. Glass fastening and sealing systems
US9944186B1 (en) * 2017-03-24 2018-04-17 Ford Global Technologies, Llc Hybrid truck and hybrid truck accessory
EP3573110A1 (de) * 2018-05-25 2019-11-27 (CNBM) Bengbu Design & Research Institute for Glass Industry Co., Ltd. Solarmodul mit vergrösserter aperturfläche
CN112636672B (zh) * 2020-12-04 2022-01-07 保定爱廸新能源股份有限公司 一种太阳能发电板安装结构及其安装方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005057274A (ja) * 2003-07-31 2005-03-03 Harting Electric Gmbh & Co Kg 太陽電池電流モジュールのための接続装置
KR20070110330A (ko) * 2005-02-11 2007-11-16 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드 태양전지 모듈의 출력 배선용 접속함 및 이의 설치 방법
KR20100087008A (ko) * 2007-10-16 2010-08-02 쌩-고벵 글래스 프랑스 광 포착 소자용 접속 하우징에 대한 개선

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0521189A1 (de) * 1991-07-05 1993-01-07 Siemens Solar GmbH Elektrisches Anschlusselement für ein Solarmodul
DE4324318C1 (de) 1993-07-20 1995-01-12 Siemens Ag Verfahren zur Serienverschaltung einer integrierten Dünnfilmsolarzellenanordnung
US5503684A (en) * 1994-12-30 1996-04-02 Silicon Energy Corporation Termination system for solar panels
AU773619B2 (en) * 1998-12-04 2004-05-27 Scheuten Solar Technology Gmbh Photovoltaic solar module in plate form
DE20311183U1 (de) 2003-07-21 2004-07-08 Tyco Electronics Amp Gmbh Anschlussdose für ein Solarpaneel und Solarpaneel
JP2006202542A (ja) * 2005-01-18 2006-08-03 Matsushita Electric Works Ltd コンセント
DE102005025632B4 (de) 2005-06-03 2015-09-17 Te Connectivity Germany Gmbh Verbindungsvorrichtung für den Anschluss elektrischer Folienleiter
JP5004835B2 (ja) 2008-03-17 2012-08-22 シャープ株式会社 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
EP2279529A2 (en) * 2008-04-16 2011-02-02 Molex Incorporated Solar panel junction box
EP2200097A1 (en) 2008-12-16 2010-06-23 Saint-Gobain Glass France S.A. Method of manufacturing a photovoltaic device and system for patterning an object
JP5253249B2 (ja) * 2009-03-13 2013-07-31 三洋電機株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
DE102009033481B4 (de) * 2009-07-15 2012-07-05 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Anschluss- und Verbindungsvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005057274A (ja) * 2003-07-31 2005-03-03 Harting Electric Gmbh & Co Kg 太陽電池電流モジュールのための接続装置
KR20070110330A (ko) * 2005-02-11 2007-11-16 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드 태양전지 모듈의 출력 배선용 접속함 및 이의 설치 방법
KR20100087008A (ko) * 2007-10-16 2010-08-02 쌩-고벵 글래스 프랑스 광 포착 소자용 접속 하우징에 대한 개선

Also Published As

Publication number Publication date
KR101645107B1 (ko) 2016-08-02
WO2013045682A1 (de) 2013-04-04
JP5905108B2 (ja) 2016-04-20
CN103828229B (zh) 2016-10-12
JP2014534795A (ja) 2014-12-18
EP2761673B1 (de) 2020-01-22
ES2784850T3 (es) 2020-10-01
US20140216526A1 (en) 2014-08-07
US9728664B2 (en) 2017-08-08
EP2761673A1 (de) 2014-08-06
CN103828229A (zh) 2014-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101590685B1 (ko) 연결 소자를 구비한 태양광 모듈
US10425035B2 (en) Module connector for flexible photovoltaic module
US9331213B2 (en) Integrated power connectors for PV modules and their methods of manufacture
WO2010014941A1 (en) Solar modules, solar module junction boxes, and methods for mounting junction boxes to solar modules
US20120133012A1 (en) Composite system for photovoltaic modules
US20120152325A1 (en) Junction box attachment to solar module laminate
KR101645107B1 (ko) 연결 소켓을 갖춘 태양광 모듈 및 그 제조 방법
US20130153004A1 (en) Junction box with a support member for thin film photovoltaic devices and their methods of manufacture
WO2011039951A1 (en) Solar cell module
KR101055013B1 (ko) 태양전지 모듈
US8513516B2 (en) Intra-laminate disk layer for thin film photovoltaic devices and their methods of manufacture
WO2011024991A1 (ja) 太陽電池モジュール
US20120152329A1 (en) Solar cell module
TW200845406A (en) Solar cell module
EP2759401A1 (en) Thin film solar cell and method of manufacturing the same
US20140246074A1 (en) Solar module with ribbon cable, and a method for the manufacture of same
US20150228828A1 (en) Solar cell module and method of fabricating the same
CN114467185A (zh) 用于导电地接触具有至少一个保护层的光电部件的方法及具有这种接触的光电部件
US12317609B2 (en) Method of forming a device structure
US20130048055A1 (en) Sealing layer for thin film photovoltaic devices and their methods of manufacture
JP2001044475A (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2025180024A (ja) 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法
JP2009194115A (ja) 太陽電池モジュール
KR20130117160A (ko) 태양광 발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0105 International application

Patent event date: 20140326

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20150804

Patent event code: PE09021S01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20160128

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20160704

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20160727

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20160727

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200729

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210827

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220706

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240724

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250626

Start annual number: 10

End annual number: 10