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KR101474354B1 - 태양광 모듈의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

태양광 모듈의 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

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KR101474354B1
KR101474354B1 KR1020137000094A KR20137000094A KR101474354B1 KR 101474354 B1 KR101474354 B1 KR 101474354B1 KR 1020137000094 A KR1020137000094 A KR 1020137000094A KR 20137000094 A KR20137000094 A KR 20137000094A KR 101474354 B1 KR101474354 B1 KR 101474354B1
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디륵 알브레히트
위르겐 리페르트
미햐엘 뷔힐러
루돌프 후버
토마스 쿠글러
페터 킴스테트
Original Assignee
쿠카 시스템스 게엠베하
디륵 알브레히트
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Abstract

본 발명은 멀티레이어(3, 4, 5, 6, 7) 모듈, 특히 하나 이상의 광 투과성 플레이트 형태의 층(3, 6) 및 하나 이상의 태양광 또는 광 활성 소자를 구비한 태양광 모듈(1)을 형성하기 위한 제조 장치(2) 및 방법에 관한 것이다. 이 제조 장치(2)는 층 구조를 형성하고, 상기 층(3, 4, 6)의 접합 층(5, 7)을 위한 도포 장치(33)를 구비한다. 또한, 상기 제조 장치는 층을 적용할 때 플레이트 형태의 층(3, 6)의 벤딩 및 롤링을 위한 조절가능한 커브 성형 장치(17)를 구비한다.

Description

태양광 모듈의 제조 장치 및 제조 방법{PRODUCTION DEVICE AND METHOD}
본 발명은 독립 청구항 전제부의 특징을 갖는 멀티레이어 태양광 모듈의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
DE 10 207 038 240 A1은 이러한 제조 장치 및 제조 방법을 공지하고 있다. 흡입구를 갖는 캐스팅 테이블(casting table) 위에 태양 전지가 설치되어 있고, 낮은 압력으로 단단하게 고정되어 있다. 캐스팅 테이블의 낮은 압력을 통해 태양 전지를 단단하게 고정하기 위해 설치된 태양 전지 하단 영역의 캐스팅 테이블에 흡입구가 형성되어 있다. 이어서 상기 캐스팅 테이블은 출입구(portal)의 캐스팅 장치에서 진행되며, 상기 캐스팅 장치로부터 유동성 접합 재료가 폴리올레핀-플라스티졸 형태로 상기 태양 전지에 도포 된다. 또한, 외부 레이어를 구비한 태양 전지 배열이 코팅된다. 이것은 소위 커튼 코팅(curtain coating) 또는 스퀴지(squeegee)를 통해 실시되므로, 태양 전지 배열은 캐스팅 장치를 관통할 때 광범위하게 코팅된다. 다음 단계에서, 로봇이 유리판을 운반한다. 상기 유리판은 높낮이 조절 가능한 흡입 홀더를 통해 사전에 제조된 코팅과 태양 전지 배열을 감싸고 있는 코팅 위에 곡선 형태 및 기포 없이 놓이게 되거나 또는 롤링 된다. 상기 유리판이 점차 -곡선 형태로- 쌓임으로써 폴리올레핀-플라스티졸-층과 유리판 사이의 기포 형성이 억제된다. 이로 인해 형성된 세 겹의 모듈 요소는 컨베이어를 통해 히터 및 회전 장치로 계속해서 운반되며, 이어서 유리판 접합 장치(glass plate doubling device)를 통해 커버 층은 접착제가 도포 된 두 번째 유리판의 형태로 도포 되고, 완성된 모듈은 히터에 고정되고 접착제는 경화된다.
EP 1 0302 988 A2 역시 플레이트 형태의 광 투과성 레이어를 위한 커브 성형 장치(curve-forming device)를 이용하며 삽입된 태양 전지를 구비한 멀티레이어(multi layer) 태양광 모듈의 제조를 위한 제조 장치 및 제조 방법을 공지하고 있다. 이 경우, 상기 커브 성형 장치는 롤 라미네이터(roll laminator)의 구성 요소이다.
US 2003/0005954 A1은 만곡된 커브의 멀티레이어 태양광 모듈을 공지하고 있으며, 또한 유리판도 만곡 되어 있다. 이것은 다이(die) 위에서 평평한 유리판 가열을 통해 실시되며, 상기 유리판은 자체 무게로 인해 상기 다이로 변형되고 상기 다이의 만곡된 커브에 삽입된다. 상기 만곡된 커브는 유지되고 다시 복원되지 않는다.
본 발명의 목적은 멀티레이어 모듈, 특히 태양광 모듈 및 상기 태양광 모듈의 베이스 요소를 위한 개선된 제조 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 독립항의 특징을 통해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태는 종속항의 대상이다.
본 발명은 광 투과성 플레이트 형태의 레이어 및 하나 이상의 태양광 활성 소자를 구비한 멀티레이어 태양광 모듈 또는 멀티레이어 베이스 요소를 위한 제조 기술에 관한 것이며, 제조 장치는 레이어 구조를 형성하고 접합 층을 위한 도포 장치 및 플레이트 형태의 층, 특히 유리판을 벤딩하기 위해 조절 가능한 커브 성형 장치를 구비한다. 상기 커브 성형 장치는 지지대, 특히 가장자리 측면 고정 장치 및 높이 조절 가능한 압력 부재(pressure element)를 구비한 플레이트 형태의 층을 위한 테이블을 구비하며, 상기 지지대는 플레이트 형태의 층에 연결되어 있다.
청구된 제조 기술은 서로 다른 장점을 갖는다. 특히 잘 조절될 수 있고 복원될 수 있는 플레이트 형태의 층, 특히 멀티레이어 태양광 모듈의 지지체의 잘 조절될 수 있고 복원될 있는 만곡된 커브로 인해 페이스트(paste) 또는 액체 형태의 유연한 접합 화합물(connection compound)의 균일하고 확실한 분포가 달성될 수 있다. 접합 될 층이 반대 방향 가압 되고 만곡된 커브가 복원됨으로써 이미 도포 된 접합 화합물에 대한 롤링 효과 및 분포 효과가 달성될 수 있다. 또한, 접합 화합물의 변위로 인해 태양광 활성 소자의 삽입 및 밀봉이 순조롭게 진행될 수 있다.
플레이트 형태의 층, 특히 투명 유리판 또는 플라스틱 플레이트의 기계적 휨 및 만곡된 커브는 압력 부재의 리프팅 운동(lifting motion) 및 수직 운동을 통해 특히 원활하게 조절될 수 있다. 상기 만곡된 커브는 바람직하게는 고정 지지 영역 및 거의 적용 지점과 접합 지점에서 형성될 수 있다. 상기 만곡된 커브는 플레이트 형태 층의 고유한 유연성과 압력 부재의 유연성으로 인해 복원될 수 있다. 과정은 압력 부재, 예를 들어 회전 가능하고 상기 플레이트 형태의 층을 따라 이동된 롤러를 통해 지지 될 수 있으며, 내부 층 접합을 위해 압착력이 더욱 증가 될 수 있다. 상기 압력 부재의 전방 이동은 액체 또는 페이스트 접합 재료의 균일한 분포 및 잔여 공기 축출을 위해 조절된 메싱 공정(meshing process)에 적합하도록 압력 부재의 후면 운동 또는 하강 운동과 일치될 수 있다. 그러한 커브 성형 장치는 이동형 흡입 장치보다 더 우수하고 정확하게 조절될 수 있으며, 또한 상기 메싱 공정은 선행 기술의 경우처럼 서로 간격을 두고 있는 흡입 홀더보다 더 균일하게 실시된다. 또한, 압력 증가가 높고 균일하게 진행되는 장점을 갖는다.
또한, 청구된 제조 기술의 장점은 전체 태양광 모듈이 전적으로 한 스테이션(station)에서 그리고 한 지지대에서 제조될 수 있다는 것이다. 선택적으로 개별 단계를 실시하기 위해 서로 겹쳐진 다수의 스테이션을 갖는 생산 라인도 가능하다.
또한, 바람직하게는 제조된 태양광 소자, 특히 스트링(string) 또는 전체 태양 전지 배열은 이미 제공된 접합 라인과 함께 공급되고 다른 모듈 층 사이에 삽입될 수 있는 장점을 갖는다. 이를 위해, 너트 또는 이와 유사한 것을 구비한 테이블의 지지 플레이트에 있는 가이딩 장치가 경우에 따라 조절 가능한 흡입력을 통해 정확한 위치 설정 및 고정을 위해 사용되는 장점을 갖는다.
동일한 만곡 성형 기술 및 롤러 기술은 서로 다른 플레이트 형태의 레이어, 특히 전방 및 후방 유리판에 사용될 수 있다. 유사한 방식으로 만곡된 커브를 구비한 유연한 백 시트(back sheet) 또는 이와 유사한 것이 커버 층으로서 제공될 수도 있다.
또한, 바람직하게는 액체 또는 페이스트 또는 필름 형태의 접합 재료로 구성된 접합 층이 선택적으로 하나 또는 다수의 태양광 소자 또는 플레이트 형태의 층, 특히 유리판에 제공될 수도 있다. 또한, 제조 공정의 안정을 기하기 위해 고정 지지대 및 테이블 형태의 지지대에서 서로 다른 가공 단계를 미리 실시할 수 있는 장점을 갖는다. 이것은 무엇보다도 조작 장치의 정확한 위치 설정과 관련하여 장점을 갖는다. 또한, 상기 지지대에 배열된 더욱 정확하고 높은 재생산성을 갖는 도포 장치 및 계량 장치가 전술한 접합 재료를 도포할 수 있다.
서로 다른 레이어의 공급은 적합한 조작 장치, 특히 멀티 축 조작기, 바람직하게는 다관절 로봇을 통해 실시될 수 있다. 상기 조작 장치는 필요할 경우 압착력을 증가시킬 수도 있다.
상기 조작 장치를 통해 제조 장치 내에서 조작 과정이 단순화될 수 있고 가속화될 수 있다. 또한, 그러한 조작 장치를 통해 경우에 따라 부가 기능, 특히 태양광 활성 소자의 컨트롤 및 점검과 상기 소자의 접합 및 필요할 경우 납땜 또는 이와 유사한 것을 통해 형성된 그러한 도전성 결합이 실시될 수 있다.
광 투과성 플레이트 형태의 층, 특히 접합 화합물을 통해 삽입 및 접합 된 태양광 활성 소자를 구비한 전술한 지지체는 태양광 모듈의 서로 다른 유형을 제조하기 위한 베이스 요소일 수 있다. 이를 위해 사용된 제조 기술은 항상 동일하므로, 모듈 구성 시스템의 종류에 따라 많은 개체수와 높은 산업성에 도달될 수 있다. 또 다른 제조 과정은 모듈 특성일 수 있고 태양광 활성 소자의 종류에 따라 진행될 수 있다.
또한, 또 다른 제조 단계에 있어서 도포 기술 및 롤러 공정을 통해 하나 또는 다수의 또 다른 층을 베이스 요소에 도포하는 도포 장치를 사용하는 장점이 있다. 예를 들어 탄성과 유연성을 갖는 커버 층은 필름 형태로 얇게 도포 될 수 있으며, 롤 거싯(roll gusset) 또는 롤러 갭(gap)에 유체형 접착제가 공급되고 동시에 분포된다.
태양광 활성 소자, 특히 태양 전지 또는 하이브리드 시스템을 삽입하기 위한 접합 화합물은 상기 접합 화합물이 EVA-필름을 대체할 수 있고, 투명 지지체와 하나 이상의 태양광 활성 소자, 예를 들어 광 활성 태양 전지 또는 하이브리드 시스템 사이의 확실한 광 투과성 연결을 형성할 수 있는 장점을 갖는다. 하나 또는 다수의 태양광 활성 소자는 상기 접합 화합물에 삽입될 수 있고, 상기 접합 화합물에 의해 여러 측면으로 감싸질 수 있다. 이것은 주변 영향, 특히 공기 및 습기 유입으로부터 태양광 활성 소자의 밀봉을 가능하게 한다. 이것은 무엇보다도 지금까지의 경우보다 더 나은 밀봉 및 실링 될 수 있는 태양광 모듈의 가장 자리 영역에서 장점을 갖는다.
상기 접합 화합물은 처음에는 유연하고 투명할 수 있거나 또는 압축될 수 있으며, 이를 위해 예를 들어 페이스트 또는 액체 점조도가 장점을 갖는다. 상기 태양광 활성 소자를 삽입하고 난 후에 예를 들어 상기 접합 화합물이 멀티 성분 재료의 성분 반응, UV-경화를 통해 응고됨으로써 접합 화합물이 응고될 수 있거나 또는 다른 방법으로도 가능하다. 상기 응고로 인해 전체 층 복합물이 안정화되고 상기 접합 화합물의 접착 효과가 발생하거나 또는 안정화된다.
상기 접합 화합물은 유연한 점조도로 인해 용이하고 안전하게 기포 없이 도포 될 수 있다. 특히 태양광 활성 소자와 투명 지지체 사이의 에어 갭(air gap)이 억제될 수 있다. 이것은 반드시 필요하지 않지만 장점을 갖는다. 특히, 상기 접합 화합물은 완전히 평평하고 매우 얇은 접촉 층을 접합 영역에서 형성할 수 있다. 이것은 반사 능력을 감소시키는 것을 억제하거나 또는 투사된 광선(light beam)을 차단하는 장점을 가질 수 있다.
또 다른 층의 다양한 유형 및 구성이 가능할 수 있다. 예를 들어 커버 층은 전술한 것과 유연한 필름일 수 있다. 선택적으로 안정적인 플레이트, 예를 들어 유리판일 수 있다.
청구된 제조 기술은 태양광 모듈의 또 다른 유형에도 사용될 수 있으며, 상기 유형은 예를 들어 열을 흡수하는 층 또는 태양광 활성 소자 또는 상기 소자의 추가물로서 바디와 함께 제공된다. 또한. 증발된 또는 압축된 태양광 활성 소자가 투명 지지체에서 처리될 수 있고, 제조 기술을 통해 커버 층의 만곡된 커브 및 접합 화합물의 삽입을 수단으로 상기 플레이트 형태의 커버 층과 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 멀티레이어 모듈, 특히 태양광 모듈을 위한 다수의 태양광 활성 소자 또는 태양광 활성 소자를 구비한 레이어 배열을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 아래의 단계, 즉:
- 태양광 활성 소자가 지지대 위에 위치함으로써 흡입구와 함께 형성된 지지대에 태양광 활성 소자 배열을 형성,
- 액체 또는 페이스트 접합 화합물을 상기 태양광 활성 소자의 배열에 제공,
- 태양광 활성 소자 및 플레이트 형태의 레이어 배열을 구비한 접착된 층 복합체의 형성,
- 만곡 또는 벤딩된 형태를 갖는 커브 성형 장치를 통해 플레이트 형태의 층을 태양광 활성 소자 배열 위에 놓으며,
- 상기 지지대 위에 위치한 태양광 활성 소자 사이의 중간 공간 안으로 영향을 주는 흡입력이 흡입구를 통해 전달되고,
- 플레이트 형태의 층의 만곡된 커브가 태양광 활성 소자 위에 도포 된 접합 화합물을 갖는 태양광 활성 소자의 배열에서 복원되고, 상기 접합 화합물이 흡입력으로 인해 적어도 중간 공간으로 삽입됨으로써 상기 태양광 활성 소자의 적어도 일부가 접합 화합물에 의해 커버 되도록 태양광 활성 소자가 접합 화합물로 기포 없이 삽입되는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면은 멀티레이어 모듈, 특히 태양 전지를 구비한 태양광 모듈을 제조하기 위한 방법을 적용하는 것이다.
상기 방법을 통해 기포 유입 없이 태양광 활성 소자 또는 태양광 활성 소자를 접합 화합물 또는 코팅 화합물로 삽입할 수 있다. 일반적으로 접합 화합물 자체에서 및/또는 상기 접합 화합물 및 태양광 활성 소자의 외부면 또는 접합 화합물 및 플레이트 형태의 층 표면이 맞붙어 있는 영역에서 가스 유입이 억제된다. 지지대 위의 태양광 활성 소자 사이의 중간 공간으로 흡입구를 통해 유입된 흡입력은 한편으로는 상기에 있는 에어가 접합 화합물 삽입시 흡수되도록 한다. 또한, 접착된 레이어 배열 형성시에도 마찬가지로 상기 접합 화합물에서 발생하는 기포가 흡입력을 통해 상기 중간 공간에서 흡수된다(서서히).
태양광 활성 소자의 경우, 태양 전지, 즉 전기 에너지를 생성하기 위한 광선을 흡수하는 소자가 중요하다. 다른 실시 형태에서 레이어 배열에 삽입을 위해 발광 소자, 특히 발광소자 다이오드 형태가 사용될 수도 있다.
접착된 층 복합체 형성시 상기 플레이트 형태의 층의 만곡된 커브 또는 벤딩의 복원이 의미하는 것은 처음에 국부적으로 또는 전체적으로 만곡된 플레이트 형태의 층이 공정이 끝날 무렵 평평한 플레이트 형태로 복원되어 태양광 활성 소자 배열을 평평하게 커버한다는 것을 의미한다. 또한, 상기 복원은 일회적인 과정일 수 있으며, 이것은 예를 들어 처음부터 플레이트 형태의 층이 전체적으로 만곡 또는 벤딩된 경우에 해당하고 층 복합체 형성시 복원된 경우에 해당한다. 또한, 만곡 또는 벤딩된 형태가 복원될 때 우선 플레이트의 국부 영역에서만 벤딩/만곡이 형성되며, 상기 벤딩/만곡된 커브는 롤링시 상기 태양광 활성 소자 배열에 의해 속행되므로, 상기 접합 화합물이 서서히 삽입되고 결국에는 태양광 활성 소자의 삽입이 진행된다. 상기 플레이트 형태의 층의 벤딩/만곡된 커브는 제조될 층 복합체에 따라 서로 다른 반경(radius)으로 형성될 수 있다. 또한, 플레이트 형태의 층의 국부 영역을 위한 복원 과정이 진행되는 동안 상기 벤딩/만곡된 커브의 초반 반경은 서로 다르게 제공될 수도 있다. 전체적으로, 플레이트 형태의 층의 조절된 복원이 실시되므로, 상기 플레이트 층은 결국 평평해 진다.
액체 또는 페이스트 접합 화합물의 도포는 만곡/벤딩된 플레이트 형태의 층을 태양광 활성 소자 배열에 적용하기 전 및/또는 적용하는 동안에 실시될 수 있다. 상기 접합 화합물은 바람직하게는 계량 장지를 통해 제공되며, 상기 계량 장치의 경우 접합 화합물이 노즐 공급기로 도포 되며, 상기 노즐 공급기의 경우 태양광 활성 소자 시스템의 확장과 비교하여 도포 너비는 무시될 수 있다. 이러한 방식으로 접합 화합물은 플레이트 형태의 층에 도포하기 전에 태양광 활성 소자 배열을 통해 분포될 수 있다. 도포 라인은 임의적인 라인 형태를 구비할 수 있다. 슬롯 너비로 태양광 활성 소자 배열의 너비를 가능하면 포괄적으로 포함하는 슬롯 노즐을 사용하는 선행 기술과의 차이에서 본 발명의 방법은 특히 플레이트 형태의 층이 복원될 때 접합 화합물의 주름이 형성되고 유지되도록 도포 된 접합 화합물의 최적의 분포를 가능하게 한다.
실시 형태에서 플레이트 형태의 층을 올려놓기 전에 태양광 활성 소자 배열 쪽을 향해 있는 플레이트 형태의 층 표면에 접합 화합물이 도포 되는 것이 바람직한 것으로 입증되었다. 또한, 이것은 전술한 계량 장치를 통해 실시될 수 있다.
만곡/벤딩된 형태를 갖는 플레이트 형태의 층을 태양광 활성 소자 배열에 적용하고 난 후에 예를 들어 또 다른 접합 화합물이 이미 도포 된 접합 화합물에 대해 추가로 도포 되는 것과 관련하여 접합 화합물의 도포가 제공될 수 있다.
실시 형태에서 상기 플레이트 형태의 층의 만곡/벤딩의 형성 및 복원은 층이 탄성과 유연성을 갖는 재료로 구성됨으로써 가능하게 된다.
접착된 층 복합체 형성시 또 다른 실행 단계, 예를 들어 접합 화합물 경화를 위한 히터(heater)로 처리하는 단계가 제공될 수 있다.
흡입구를 구비한 사용된 지지대는 흡입구 시스템을 구비하며, 상기 흡입구는 지지대의 작업 면, 즉 태양광 활성 소자가 놓여 있는 영역을 통해 분포되어 있다. 작업 면 영역의 배출구는 홀 개구(hole opening)로서 실시될 수 있다. 또한 에어 채널(air channel)이 상기 지지대의 작업 면 쪽. 특히 예를 들어 홈으로 실시되어 있는 표면 채널 형태로도 확장되는 지지대 사용이 제공될 수도 있다. 이러한 방식으로 개별 압력 분포 형성이 공정이 진행되는 동안 지지대의 작업 면을 통해 실시된다. 상기 지지 영역의 다수의 흡입구는 지지대의 재료 속에서 채널을 통해 서로 연결되도록 제공될 수 있다. 국부적으로 분리된 지지대의 영역에서 서로 다른 압력 비율 형성을 가능하게 하는 채널 구조를 갖는 지지대가 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 플레이트 형태의 층의 현 상태의 만곡된 커브/벤딩 영역에서 그리고/또는 상기 지지대의 떨어져 있는 영역의 경우보다 흡입구를 위한 흡입력이 더 크도록 흡입력은 시간이 경과 함에 따라 복원된 만곡/벤딩된 형태에 맞게 조절될 수 있다. 만곡된 커브의 영역/벤딩된 영역 또는 플레이트 형태의 층의 복원 영역이 태양광 활성 소자 배열, 즉 지지대를 통해 진행될 경우, 증가한 흡입력의 영역은 흡입구가 대응하여 조절됨으로써 함께 움직이게 된다. 사용에 따라 흡입구를 개별적으로 및/또는 그룹으로 조절하기 위한 조절 기술은 자체로 서로 다른 실시 형태에 공지되어 있다.
다음에서는 멀티레이어 모듈을 위한 다수의 태양광 활성 소자를 구비한 코팅 배열 제조를 위한 방법의 바람직한 실시 형태가 상세하게 설명된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시 형태는 중간 공간의 흡입력이 흡입구를 통해 생성되도록 제공되며, 상기 흡입구는 중간 공간 영역의 지지대 및/또는 놓여 있는 태양광 활성 소자의 하단에 배열되어 있다. 흡입구를 상기 태양광 활성 소자 하단에 제공하는 것은 예를 들어 상기 태양광 활성 소자가 사전에 벤딩되어 있을 경우 지지대에 있는 태양광 활성 소자의 평평한 지지대를 위해 이러한 흡입구가 추가로 제공될 수 있다. 또한 겹쳐 있는 소자의 레이어 응고가 달성된다. 흡입구의 배열이 겹쳐서 놓여 있는 태양광 활성 소자의 하단에 있는 흡입구만을 구비할 경우, 겹쳐 있는 태양광 활성 소자 사이의 중간 영역에까지 흡입력이 미치도록 제공된다.
이것은 예를 들어 상기 태양광 활성 소자가 겹쳐서 놓여 있는 지지대의 작업 면이 거칠게 형성됨으로써 달성되며, 이러한 거칠음(roughness)은 중간 공간 또는 중간 영역에서 흡입력을 형성할 수 있게 한다.
본 발명의 실시 형태의 경우, 접합 화합물은 흡입력으로 인해 적어도 순환하는 태양광 활성 소자의 가장 자리 영역에서 기포 없는 영역에까지 도달하도록 제공될 수 있으며, 상기 기포 없는 영역에서 지지대의 표면 및 배열된 태양광 활성 소자의 표면이 서로 반대 방향으로 배열된다. 이러한 방식으로 예를 들어 태양광 활성 소자의 에지 영역이 상기 지지대 쪽을 향해 있는 태양광 활성 소자의 한 면에서 부분적으로 또는 완전하게 상기 접합 화합물로 삽입된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태는 접착된 층 복합체가 형성되고 난 후 접착된 층 복합체를 상기 지지대로부터 분리되도록 하기 위해 하나 또는 다수의 흡입구는 초과 압력으로 실시된다.
본 발명의 바람직한 형태는 국부적으로 서로 다른 압력 비율을 조절하기 위해 배열된 흡입력/초과 압력과 관련하여 흡입구는 개별적 및/또는 그룹으로 조절된다. 압력 비율과 관련하여 지지대의 국부 영역은 특히 서로 다른 진행 단계에서 개별적으로 실시될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태의 경우, 상기 태양광 활성 소자 배열 형성시 전면 및/후면으로 접촉된 태양광 활성 소자가 지지대 위에 놓이도록 제공되며, 전면으로 접촉된 소자의 경우 태양 전지에 놓일 때 접촉 케이블은 상기 지지대의 표면 홈에 배열된다. 태양 전지의 경우, 전면 접촉은 예를 들어 전술한 접촉 스레드를 통해 실시된다.
본 발명에 따른 바람직한 실시 형태의 경우, 플레이트 형태의 층의 만곡 또는 벤딩이 복원될 경우 지지대 위의 태양광 활성 소자의 배열과 태양광 활성 소자 배열 쪽 플레이트 형태의 층의 표면 사이의 틈새에서 태양광 활성 소자 배열을 지나 뻗어 있는 접합 화합물의 주름이 생겨나도록 제공될 수 있다. 상기 접합 화합물의 주름은 상기 태양광 활성 소자 배열을 지나 뻗어 있는 일종의 불룩한 부분으로서 간주 될 수 있다. 이것은 바람직하게는 접합 화합물로 공기가 유입되는 것을 억제한다. 또한, 상기 접합 화합물이 태양광 활성 소자 배열에 놓이기 전에 많은 양의 접합 화합물이 플레이트 형태의 층에 도포 되는 것이 바람직한 것으로 입증되었다. 이로 인해, 특히 상기 플레이트 형태의 층이 복원되면서 겹쳐지기 시작할 초반에 주름 형성이 실시된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태는 상기 플레이트 형태의 층의 만곡 또는 벤딩된 형태가 계량 장치를 통해 복원될 때 선택적으로 사전에 도포 된 접합 화합물에 대해 보충적으로 접합 화합물이 지지대 위의 태양광 활성 소자 배열과 태양광 활성 소자 배열 쪽을 향해 있는 플레이트 형태의 층의 표면 사이 틈새에서 삽입되도록 제공된다. 특히, 만곡 또는 벤딩된 형태가 복원될 때 주름 형성 및/또는 유지를 위한 틈새에 접합 화합물 계량이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시 형태의 경우, 접착된 층 복합체 형성시 플레이트 형태의 층은 압력 장치를 통해 가압 되도록 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태는 상기 플레이트 형태의 층으로서 광 투과성 재료로 구성된 플레이트가 사용되도록 제공된다. 상기 광 투과성 재료의 경우, 예를 들어 유리 또는 플라스틱이 사용될 수 있다. 또한, 접착된 층 복합체에서 필름 층을 형성하기 위해 공지된 방법이 사용될 수 있다. 상기 플레이트 형태의 층을 수단으로 전면 또는 후면 커버 층이 제조될 수 있다. 또한, 층 복합체를 위한 중간층이 형성되며, 이것은 특히 층 형성을 위한 또 다른 진행 절차와 연관될 경우에 해당한다. 공지된 방법은 태양광 활성 소자 배열을 제조할 때 다수의 층을 플레이트 형태의 층을 수단으로 제조하기 위해 여러 번 사용될 수 있다.
바람직하게는 본 발명에 따른 형태는 상기 플레이트 형태의 층을 전체가 아닌 국부적으로 포함하는 만곡된 커브 또는 벤딩된 형태, 선택적으로 변경된 만곡된 커브의 반경/벤딩된 형태의 반경을 구비한 플레이트 형태의 층이 태양광 활성 소자 배열에 놓이도록 제공되며, 국부적으로 만곡된 커브 또는 벤딩은 상기 플레이트 형태의 층이 복원될 때 상기 태양광 활성 소자 배열을 지나 뻗어 있다. 또한, 실시 형태에서 초반 만곡된 커브는 두 면 뒤에 동시에 동일한 형태 또는 서로 다른 형태로 복원되도록 제공될 수도 있다. 이런 실시 형태 또는 또 다른 실시 형태에서 상기 만곡 또는 벤딩된 형태를 구비한 플레이트 형태의 층을 태양광 활성 소자 배열에 올려놓는 것이 의미하는 것은 플레이트 형태의 층과 태양광 활성 소자 사이의 직접적인 접촉이 바람직한 것이 아니라, 오히려 플레이트 형태의 층을 도포 된 접합 화합물의 일부에 설치하는 것이다. 또한, 구체적인 경우, 즉 전술한 것이 공정 기술적인 측면에서 바람직하다면 제조 공정의 중간 단계에서 상기 플레이트 형태의 층과 태양광 활성 소자의 배열 사이의 직접적인 접촉도 배제도리 수 없다. 그러나 제조된 층 복합체의 특징은 규칙적으로 상기 플레이트 형태의 층 쪽을 향해 있는 태양광 활성 소자의 표면과 태양광 활성 소자에 배열된 플레이트 형태의 층의 표면 사이에 접합 화합물이 평평하게 배열된다는 것이다.
본 발명에 따른 바람직한 실시 형태의 경우, 액체 또는 페이스트 형태의 접합 화합물으로서 실리콘 계열의 접합 화합물이 사용된다.
본 발명에 따른 바람직한 실시 형태의 경우, 상기 플레이트 형태의 층은 만곡 또는 벤딩 형성과 복원시 가장 자리 측면의 고정 장치 및 높이 조절 가능한 압력 부재로 벤딩 된다.
본 발명에 따른 바람직한 실시 형태는 접착된 층 복합체는 플레이트 형태의 층을 따라 압력 부재의 전방 이동 및 만곡 또는 벤딩된 형태의 조절된 복원을 위해 압력 부재의 후방 이동(retraction movement)은 서로 일치되어 조절된다.
바람직하게는 실시 형태에서 공지된 방법은 다수의 태양광 활성 소자를 구비한 멀티레이어 모듈 제조 공정, 특히 태양광 활성 소자가 태양 전지로서 실시되는 멀티레이어 태양광 모듈의 제조를 위해 사용된다. 다수의 태양광 활성 소자를 구비한 층 배열 제조 방법은 멀티레이어 모듈 형성을 위한 전체 제조 공정에 통합된다. 또한, 보충적으로 사용된 진행 단계는 자체로 서로 다른 실시 형태에 공지되어 있다. 태양광 모듈과 관련하여 제조 공정은 실시 형태에서 전면뿐 아니라 후면 커버 층의 형성을 포함한다. 하나 또는 두 개의 커버 층 제조를 위해 공지된 전술한 공정이 사용될 수 있다. 전면의 커버 층은 예를 들어 유리판 또는 플라스틱 플레이트를 통해 제조될 수 있다. 후면 커버 층의 경우 예를 들어 필름 재료가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 바람직한 실시 형태는 종속항에 기재되어 있다.
본 발명은 도면을 통해 아래와 같이 개략적으로 설명된다:
도 1은 태양광 모듈을 위한 셀 형태의 제조 장치의 사시도,
도 2는 태양광 모듈의 개략적 평면도,
도 3 및 도 4는 서로 다른 구성 단계에 있는 제조 장치의 종 단면도,
도 5 내지 도 8은 서로 다른 공정에 있는 제조 장치의 측면도,
도 9는 태양광 모듈 일부의 선택적 구성의 종단면도,
도 10은 접합 화합물의 인접해 있는 층을 가압하고 분포할 때 만곡된 커브 효과 및 롤러 효과를 부분적으로 도시한 도면,
도 11 내지 도 13은 태양광 모듈의 후면 층을 위한 도포 장치를 구비한 제조 장치의 변형예를 도시한 도면,
도 14는 도 1에 따른 제조 장치의 지지대 및 커브 성형 장치의 확대 사시도,
도 15는 다른 층 구조와 관련된 도 1에 따른 제조 장치의 측면도,
도 16 및 도 17은 도포 장치 및 압력 부재의 평면도 및 측면도,
도 18은 제조 장치의 지지대 위를 도시한 사시도,
도 19는 도 18에 따른 지지대의 롤러 공정 및 태양광 활성 소자, 특히 태양 전지 배열을 구비한 층 배열 제조를 위한 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 광 활성 소자, 특히 멀티레이어 태양광 모듈(1)을 구비한 멀티레이어 모듈의 기술에 관한 것이다. 본 발명은 멀티레이어 태양광 모듈(1), 멀티레이어 베이스 요소(1'), 층 모듈 또는 태양광 모듈(1)의 제조를 위한 제조 장치(2) 및 제조 방법에 관한 것이다.
상기 태양광 모듈(1)은 상이하게 구성될 수 있고, 태양 에너지 또는 다른 빛 에너지 또한 태양 복사(solar radiation)의 변환을 위한 서로 다른 기능을 구비할 수 있다. 특히, 전기 생성을 위한 광전지 모듈이 제공될 수 있다. 하이브리드 모듈이 선택될 수도 있으며, 이러한 하이브리드 모듈은 추가로 태양광 변환시 생성되는 열을 흡수하고 이용한다. 마지막으로 열 생성을 위한 복합 모듈이 제공될 수 있다. 태양광 모듈(1)은 평평하고 플레이트 형태일 수 있다. 선택적으로 다른 형태, 즉 만곡된 커브일 수 있다.
상기 태양광 모듈(1)은 투사된 태양 에너지 또는 태양 복사 흡수 및 변환을 위해 태양광 활성 소자(4)를 구비하며, 이러한 태양광 활성 소자는 다수 개가 존재할 수 있고, 태양광 모듈(1) 내부에 층을 형성할 수 있다. 태양광 활성 소자(4)는 여러가지 다른 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어 도 3 및 4에 따른 태양 전지(8)가 그것이며, 이러한 태양 전지는 단일 면 또는 두 개의 면으로 제공된 전기 케이블(15)을 구비한 실리콘 또는 이와 유사한 것으로 구성된 결정체 형태의 태양광 활성 부품(10)을 구비한다. 다른 실시예에서 상기 태양광 활성 소자(4)는 하이브리드 시스템(9)일 수 있으며, 이러한 하이브리드 시스템은 한편으로는 투사 면에 케이블(15)을 구비한 태양광 활성 부품(10)을 구비하고, 다른 한편으로는 다수의 후면 태양광 활성 소자(4)를 덮고 있는 열 부품(11)을 구비한다. 이것은 예를 들어 열을 흡수하는 층일 수 있으며, 이 층은 태양광 활성 부품(10) 안 또는 밖에서 발생하는 열을 흡수하고 필요에 따라 방열한다. 이것은 열 케이블, 롤링된 액체를 구비한 열 교환기를 통해 또는 다른 방법으로 실시될 수 있다.
상기 태양광 모듈(1)은 일반적으로 여러 개가 서로 하나의 층 또한 평면에 나란히 배열된 태양광 활성 소자(4)를 구비한다. 태양광 소자는 예를 들어 하나 하나의 열(row) 또한 소위 스트링(12)에서 잇달아 서로 간격 또는 갭(14)을 두고 배열될 수 있다. 다수의 스트링(12)은 서로 평평한 매트릭스(13)를 형성할 수 있으며, 다시 측면 간격 또는 갭(14)이 존재한다. 상기 스트링(12) 내에 전기 케이블(15)을 구비한 태양광 활성 소자(4)가 일 열로 잇달아 작동되며, 적합한 케이블 부품, 소위 밴드(16)를 통해 연결되고, 상기 밴드는 적합한 방식, 예를 들어 납땜을 통해 케이블(15)과 연결된다. 이를 위해 도 3, 4 및 9는 서로 다른 실시예의 절단되고 확대된 종단면을 도시하고 있다. 상기 스트링(12)과 케이블(15)은 끝에서 서로 횡 방향으로 전기 연결되고 바깥쪽으로부터 접근할 수 있는 접촉 위치와 연결되어 있다. 도 2는 이러한 태양광 모듈(1)의 형성을 개략적으로 도시하고 있다.
태양광 모듈(1)은 겹쳐진 다수의 층(3, 4, 5, 6, 7)을 구비하며, 이 층들은 서로 연결되어 있다. 이러한 층 구조는 예를 들어 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 태양광 모듈(1)의 투사 면에는 투명하고 광 투과성 지지체가 제 1 층(3)으로서 배열되어 있다. 이 지지체(3)는 플레이트 형태를 가질 수 있고, 전체 태양광 모듈(1)의 형태를 감싸는 정해진 안정적인 견고성을 가질 수 있다. 지지체는 이에 대응하는 두께를 가질 수 있다. 선택적으로, 지지체의 두께 및 지지력이 적고 다른 층(6)이 함께 지지할 수 있다. 지지체(3)는 예를 들어, 유리, 플라스틱, 특히 폴리카보네이트 또는 이와 유사한 것 또는 다른 적합한 광 투과성 재료로 구성될 수 있다.
지지체(3) 위에는 하나 또는 다수의 태양광 활성 소자로 형성된 다음 층(4)이 놓인다. 이러한 층들(3, 4) 사이에 접합 화합물(5)이 놓이며, 접합 화합물은 광 투과성 재료로 구성되고, 상기 층들(3, 4)의 평행한 표면 사이에 얇은 필름이 형성되어 있다. 상기 접합 화합물(5)은 접착 또는 상기 층들(3, 4) 사이의 접착 연결을 제공하고 층들(3, 4)과 완전히 평평한 접촉을 한다. 마찬가지로 태양광 모듈(1)의 층 구조에서 층을 형성하는 접합 화합물(5)은 각 태양광 활성 소자(4) 사이의 간격 또는 갭(4)을 적어도 부분적으로 채운다. 접합 화합물은 갭(14)을 완전히 채울 수 있고 태양광 활성 소자(4)의 후방 상단 면에까지 도달할 수 있다.
태양광 활성 소자(4)는 접합 화합물(5)에 삽입되어 있고, 접합 화합물에 의해 태양광 활성 면 또한 표면 및 밀봉 연결부의 가장자리 에지가 둘러싸여 있다.
처음에 접합 화합물(5)은 연성이고 태양광 활성 소자(4)가 삽입될 수 있다. 후에 접합 화합물(5)은 응고되며, 이는 여러 다른 방법으로 실행될 수 있다. 예를 들어 경화를 통해 굳어질 수 있다. 경화는 고온 경화 또는 저온 경화일 수 있고, 조사 또는 복사를 통해 또는 다른 방법으로도 실시될 수 있다. 접합 화합물(5)은 태양광 모듈(1)을 제조할 때 초기 상태에서 페이스트 상태 또는 액체 점도를 가진다. 이러한 유동 특성은 접합 화합물의 연성 및 균일한 분포를 가능하게 하고, 하나 또는 다수의 태양광 활성 소자(4)의 삽입을 위한 갭(14) 형성을 가능하게 한다.
접합 화합물(5)은 여러 다른 방법으로 형성될 수 있다. 접합 화합물은 한 개, 두 개, 세 개 또는 그 이상의 성분으로 구성될 수 있다. 두 개, 세 개 또는 그 이상의 성분일 경우 접합 화합물을 혼합할 때 서로 반응하고 접합 화합물(5)의 경화 또는 응고가 야기될 수 있다. 도시되지 않은 변형된 형태에서 접합 화합물(5)은 트랙 또는 필름 형태로 놓일 수 있고, 압착될 수 있는 점조도를 가지며, 점조도는 재료 압착을 통해 전술한 삽입을 가능하게 한다. 접합 화합물(5)은 접착 특성을 가질 수 있다. 접합 화합물은 특히 실리콘 또는 실리콘을 함유한 연결부를 구비할 수 있다. 실리콘의 장점은 광 투과성 및 노화방지에 있다.
접합 화합물(5) 및 하나 또는 다수의 삽입된 태양광 활성 소자(4)를 구비한 상기 지지체(3)는 태양광 모듈(1)의 베이스 요소(1')를 나타내며, 이 베이스 요소는 서로 다른 모듈 유형의 경우 균등하게 존재한다. 또 다른 층 구성 및 경우에 따라 상기 층 구성으로부터 야기되는 태양광 모듈(1)의 기능은 가변적일 수 있다. 특히 태양광 모듈(1)은 후면 외부 커버 층(6)을 구비할 수 있으며, 이 커버 층은 광 투과성 또는 방광(light-tight)일 수 있다. 커버 층(6)은 예를 들어 탄성과 유연성을 갖는 얇은 트랙, 특히 필름으로 구성될 수 있다. 커버 층은 선택적으로 플레이트 형태일 수 있고, 예를 들어 광 투과성 유리판 또는 플라스틱 플레이트로 구성될 수 있다.
커버 층(6)과 베이스 요소(1'), 특히 하나 또는 다수의 태양광 활성 소자를 구비한 층의 후면 사이에 접합 층(7)이 배열될 수 있다. 마찬가지로 접합 층은 예를 들어 유동적 접지로 구성될 수 있고, 예를 들어 플라스틱일 수 있다. 선택적으로 EVA-필름 또는 다른 접착 필름 또는 접합 필름이 배열될 수도 있다. 접합 층(7)은 특히 접합 화합물(5)과 동일한 재료로 구성될 수 있고, 접합 화합물과 함께 밀봉, 특히 전체 면을 완벽하게 밀봉, 밀폐 및 하나 또는 다수의 태양광 활성 소자(4)의 결합을 위해 제공된다.
일 실시예에서, 태양광 모듈(1)은 서로 겹쳐진 5개의 층(3, 4, 5, 6, 7)으로 구성된다. 층의 수는 다를 수 있고 특히 많을 수 있다. 층의 수가 적을 수도 있으며, 예를 들어 과다하게 제공된 접합 화합물(5)이 갭(14)을 통해 가압 되고 태양광 활성 층(4)의 후면을 적어도 부분적으로 덮을 수 있다. 이 경우 접합 층(7)은 생략될 수 있다.
도 1, 5 내지 8, 11 내지 13, 14 내지 18은 전술한 태양광 모듈(1)을 위한 제조 장치(2)의 서로 다른 변형예를 도시하고 있다. 이러한 제조 장치(2)는 태양광 모듈(1)의 또 다른 실시 형태를 위해 사용될 수도 있다.
상기 제조 장치(2)는 태양광 모듈(1)의 멀티레이어 구조를 형성하기 위한 장치이고 접합 화합물(5)의 도포 및 균일한 분포를 위한 장치를 구비한다. 이러한 분포는 만곡된 커브(22)의 형성을 통해 연결부에 연결된 층(3, 4, 6) 가운데 하나 이상의 층에서 실시된다. 만곡된 커브(22)는 가역적이고 또는 복원될 수 있으며 접합 영역 쪽을 향해 볼록한 형태를 취하고 있다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 층(3, 4)은 예를 들어 중간에 있는 접합 화합물(5)과 함께 압착되어 있으며, 층(3)의 만곡된 커브(22)는 점점 위로 들어 올려지거나 또는 복원되고 연결부에 있는 다른 층(4)의 층 및 방향에 대해 평행하게 배열된다. 다른 층(4)은 도시된 실시예에서 평평하고 적합한 방식으로 안정된 층을 갖는다. 만곡된 커브 복원을 통해 다른 층(3)도 점점 평평한 층으로 된다.
만곡된 커브(22)는 예를 들어 층(3, 6)의 중앙에 배열되며, 단 한 번 존재한다. 만곡된 커브는 다수 개로 존재할 수도 있다. 상기 층들(3, 4)이 함께 압착될 때 우선 층 접근은 만곡된 커브(22)의 수관 영역(crown area)에서 실시되며, 여기서 접합 화합물(5)이 압축되고 커브 축에 대해 횡 방향으로 압축된다. 상기 만곡된 커브(22)에 의해 형성된 갭(23, 45)에서 접합 화합물(5)의 비드(bead, (24))가 형성되며, 점진적인 복원과 함께 측면 및 모듈 에지 쪽으로 연장된다. 만곡된 커브의 복원으로 인해 화합물 압축 및 동시에 균일한 접합 화합물(5)의 분포가 실시되며, 상기 분포는 유동적 특성 때문에 약간 빈 곳까지 채울 수 있고 폐쇄한다. 또한, 상기 접합 화합물(5)은 갭(14)으로 스며들고 갭을 적어도 부분적으로 채운다. 만곡된 커브 복원을 통해 롤러 공정이 실시되며, 롤러 공정을 통해 에어 쿠션 또는 다른 가스 쿠션이 압축되고, 상기 층(3, 4) 사이의 접합 영역으로부터 제거된다. 결국, 인접한 층(3, 4) 사이, 특히 지지체(3)와 하나 또는 다수의 태양광 활성 소자(4) 사이의 얇은 필름 형태의 폐쇄된 층 또는 접합 화합물(5)의 층이 생겨난다. 도시되어 있지 않은, 고정 또는 이동되는 측면 경계(page boundary)는 만곡된 커브가 복원될 때 측면 거싯(side gusset) 영역으로부터 접합 화합물의 원치 않는 배출을 경우에 따라 억제할 수 있다.
복원 가능한 만곡된 커브(22)를 구비한 이러한 롤러 기술 및 분포 기술은 태양광 모듈(1)의 다른 형태 및 다른 층에도 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서 플레이트 형태의 층 또한 지지체(3)는 벤딩 및 만곡된 커브로 제공되어 있으며, 태양광 활성 소자의 층(4)은 평평한 층을 형성한다. 도시되어 있지 않은 또 다른 실시예에서 상기 만곡된 커브(22)가 층(4) 및 태양광 활성 소자에 제공될 수 있으며, 상기 층(3) 또한 광 투과성 지지체는 평평한 층을 형성할 수 있다. 또 다른 변형예에서 두 층(3, 4)은 서로 맞대고 있는 볼록한 만곡된 커브(22)를 구비할 수 있으며, 이러한 만곡된 커브는 반대 면으로 조정되어 복원된다. 또한, 예를 들어 도시되어 있지 않은 모듈 변형예에서 광 투과성 지지체(3)에 하나 또는 다수의 태양광 활성 소자(4)가 특히 액체가 증발되어 제공되어 있을 수 있으며, 전술한 제조 장치 및 연결 장치는 이러한 베이스 요소를 커버 층 사이에 제공된 접합 화합물(5)을 통해 후면 커버 층과 연결하기 위해 이용된다. 예를 들어 플레이트 형태의 커버 층(6)이 마찬가지로 만곡된 커브일 수 있고, 평평한 지지체(3)는 가압되고 롤링될 수 있다. 또 다른 변형예에서 두 지지체 층과 커버 층이 만곡 형태로 형성되고 롤러 공정 및 접지 분포 공정이 복원될 수 있다. 또한, 만곡된 커브(22)는 또 다른 형태 및 방향을 가질 수 있으며, 완전한 대칭이 아니어도 된다.
도 1 및 14는 제조 셀 형태의 제조 장치(2)를 도시하고 있다. 도시되어 있지 않은 변형예에서 셀은 잇달아 배열된 다수의 스테이션을 구비한 플로우 시스템(flow through system)으로 변형될 수 있다.
상기 제조 장치(2)는 층(3, 4, 6)을 위해 조절가능한 커브 성형 장치(17)를 구비한다. 커브 성형 장치(17)는 임의의 적합한 방식으로 하나 이상의 전술한 만곡된 커브(22)을 형성할 수 있다. 이것은 특히 플레이트 형태의 층(3, 6)의 벤딩을 통해 실시될 수 있으며, 커브 성형 장치(17)는 벤딩 장치로서 형성된다. 커브 성형 장치(17)는 층(3, 4, 6)의 변경될 수 있고 복원될 수 있는 전술한 만곡된 커브(22) 또는 벤딩을 제조한다. 도 5 내지 7에는 커브 성형 장치(17)와 그 기능이 상세하게 설명되어 있다.
또한, 제조 장치(2)는 접합 화합물(5)을 위한 도포 장치(33)를 구비한다. 또한, 압력 장치(25)가 제공되며, 압력 장치로 결합 될 층(3, 4, 6)은 상기 층들 사이의 접합 화합물(5, 7)과 함께 가압된다.
상기 도포 장치(33) 및 압력 장치(25)는 서로 다른 방법으로 형성될 수 있다. 도 5 내지 8의 도시된 실시 형태에서 압력 장치(25)는 핸들링 장치(26)와 결합 되어 있으며, 핸들링 장치는 층 구조를 형성하기 위한 공급 목적 및 핸들링 목적을 충족시킨다. 다른 변형예의 경우, 핸들링 장치는 압력 부재(39)에 의해 형성될 수 있다.
핸들링 장치(26)는 예를 들어 조작기(27)를 구비하며, 조작기는 하나 또는 다수의 운동 축을 구비한다. 바람직하게는 조작기(27)는 두 개 또는 그 이상의 회전 및/또는 이동(translation) 운동 축을 적합하게 구성하고 있고 작업 공간을 구비한다. 도시된 실시예에서는 6개의 회전 축을 갖는 다관절 로봇이 사용되며, 다관절 로봇은 고정된 축 또는 하나 또는 다수의 추가 축에 움직일 수 있도록 배열될 수 있다. 산업용 로봇(27)은 하나 이상의 운동 축, 바람직하게는 두 개 또는 세 개의 회전 운동 축을 갖는 손(28)을 구비한다. 손(28)에는 필요할 경우 교환 커플링(exchange coupling)의 연결을 통해 고정되거나 또는 분리될 수 있는 지지 수단(29)이 배열되어 있다. 지지 수단(29)은 필요한 경우 교환될 수도 있다.
핸들링 장치(26)의 작업 공간에는 모듈 부품, 특히 플레이트 형태의 지지체(3)와 태양광 활성 소자(4)를 위한 공급부가 배열되어 있으며, 상기 공급부는 층 구성을 위한 장치(26)에 의해 조작된다. 상기 제조 장치(2)는 예를 들어 스트링 선반(47)을 구비할 수 있으며, 외부 생산 위치로부터 스트링 선반 쪽으로 스트링(12)이 공급된다. 핸들링 장치(26)는 지지 수단(29)을 통해 스트링(12)을 수용할 수 있고 매트릭스 선반(48)으로 운반할 수 있으며 매트릭스 선반에 다수의 스트링(12)으로 구성된 매트릭스(13)가 더욱더 많이 구축된다.
매트릭스 형성은 다른 방법 및 다른 장치를 통해서도 실시될 수 있다. 핸들링 장치(26)는 지지 수단(29)을 통해 매트릭스(13)를 수용하고 매트릭스를 특히 플레이트 형태의 지지체(3) 형태로 이전에 커브 성형 장치(17)에 위치된 층(3) 위에 위치시킨다. 상기 층(3)의 공급은 마찬가지로 핸들링 장치(26)를 통해 이전 또는 이후의 작업 단계에 영향을 미칠 수 있다.
지지 수단(29)은 예를 들어 평평한 기능면을 구비한 지지 플레이트(30)를 구비하며, 지지 플레이트는 접합 화합물(5)을 위해 삽입된 재료, 예를 들어 테플론 또는 이와 유사한 것으로 구성된다. 지지 플레이트(30)에는, 각 층(3, 4, 6) 및 그 부품 조절을 위해 적합한 다수의 그리핑 요소(31)가 배열되어 있다.
도 5 내지 8에 도시된 실시예에서, 그리핑 요소(31)는 전방 면에 흡입구(32)를 구비한 흡입기로 형성되어 있다. 상기 흡입구(32)는 태양광 활성 소자(4)와 동일한 수 및 동일한 분포로 스트링(12) 또는 매트릭스(13)에 배열될 수 있으며, 상기 소자(4)를 바람직하게는 중앙에서 그리핑된다. 각 소자(4)당 하나 또는 다수의 흡입구(32)가 존재할 수 있다. 흡입기(31)는 스위칭 작동될 수 있고 필요할 경우 흡입 케이블 및 홀딩력(holding force)이 조절될 수 있다. 갭(14)은 후면 지지 플레이트(30)를 통해 커버 되며, 여기서 경우에 따라 깊은 홈 및/또는 다른 개구가 초과 접합 화합물(5)의 수용을 위해 플레이트 표면에 배열될 수 있다.
커브 성형 장치(17)는, 조절될 수 있고 도 5 내지 8의 실시예에서 중심 압력 부재(19) 및 가장자리 고정 장치(20)를 구비한 층(3)을 위한 지지대(18)를 구비한다. 지지대(18)는 예를 들어 평평한 지지 테이블로 형성될 수 있다. 지지대는 히터(21)를 통해 유지되며, 히터는 편의상 상세하게 설명되어 있지 않다. 압력 부재(19)는 예를 들어 지지대 표면에 대해 수직 방향 또는 표준 방향으로 연장될 수 있는 적합한 구동 장치 및 라운딩 표면을 갖는 스탬프 헤드(19″)를 구비한 스탬프(19′)로서 형성되어 있다. 고정 장치(20)는 예를 들어 서로 반대 쪽에 놓여 있는 지지대의 에지(18′, 18″)에 배열되어 있고, 조절 구동 장치를 구비한 가장 자리 측면 죔쇠로서 형성되어 있다. 고정 장치는 연장된 스탬프(19')에 대해 층 에지 또는 지지체 에지를 고정한다. 예를 들어 중앙 압력 부재(19)를 통해 상기 지지체(3)는 도시된 만곡된 커브(22)을 얻을 수 있다. 압력 부재 또는 스탬프(19, 19')의 조절 가능한 구동 장치를 통해 만곡된 커브(22)가 복원될 수 있다. 구동 장치는 예를 들어 실린더, 기어 장치를 구비한 모터 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 핸들링 장치(26)는 압력 장치(25)로서 기능 하고 지지 플레이트(30)와 함께 층(4) 또는 하나 또는 다수의 태양광 활성 소자를 위쪽으로부터 만곡된 지지체 표면과 이전에 지지체 표면에 제공된 접합 화합물(5) 쪽으로 압력을 가한다. 만곡된 커브(22)의 복원과 지지 수단(29) 및 층(4)의 대응하는 트랙킹을 통해 전술한 롤러 공정과 접합 공정이 실시되며, 마지막으로 접합된 층(3, 4, 5)은 도 7에 도시되어 있는 평평한 층으로 수용되고 압력 부재(19)로 삽입된다.
도포 장치(33)는 도시된 실시 형태에서 유동적이고 예를 들어 페이스트 형태의 접합 화합물(5), 특히 실리콘 접속을 층 또는 지지체(3)에 도포한다. 이것은 평평하게 놓여 있거나 또는 만곡된 커브의 지지체(3)에서 실시될 수 있다. 도포 장치(33)는 혼합할 때 접합 화합물(5) 또는 접합 화합물의 개별 구성 성분을 위한 하나 또는 다수의 저장 탱크(36)를 구비한다. 또한 계량 장치(34)가 제공되어 있으며, 계량 장치는 상기 층(3)에서 접합 화합물(5)의 발생량과 분포를 측정한다. 계량 장치(34)는 화합물 도포를 위해 하나 또는 다수의 노즐(35)을 구비할 수 있다. 이러한 노즐은 적합한 핸들링 장치 및 이동 장치를 통해 하나 또는 다수, 특히 두 개의 이동 축에서 층(3)에 대해 상대적으로 움직일 수 있다.
화합물 도포는 트랙 또는 무한궤도에서 실시될 수 있으며, 만곡된 커브의 복원은 트랙 재료의 압축 및 분포를 위해 제공된다. 변형된 실시예에서 화합물 도포는 스크래퍼 또는 이와 유사한 것으로 실시될 수 있으며, 접합 화합물의 균일한 층(5)이 형성된다. 도시되지 않은 또 다른 변형된 형태에서 도포 장치(33)는 압축될 수 있는 필름 또는 다른 종류의 연결된 접지 트랙을 층(3)에 도포할 수 있다.
태양광 모듈(1)의 베이스 요소(1')에 또 다른 층(6, 7)의 도포는 임의적인 적합한 방식으로 실시될 수 있다. 예를 들어 핸들링 장치(26)에 의해 접합 필름(7) 및 이어서 플레이트 형태의 커버 층(6)이 도포 될 수 있다.
도 11 내지 13은 전술한 것을 위해 사용된 도포 장치(37)를 공지하고 있으며 도포 장치를 통해 플레이트 형태 또는 필름 형태의 커버 층(6)이 베이스 요소(1') 및 층(4)의 후면에서 도포 된다.
도 11의 실시예에는 플레이트 형태 및 만곡된 커브 또는 벤딩될 수 있는 커버 층(6)이 도포되며, 상기 커버 층은 유리, 플라스틱 또는 다른 적합한 재료로 구성될 수 있다. 계량 장치(41)를 통해 우선 접합 층(7), 예를 들어 페이스트 형태의 접착제(42)가 태양광 활성 소자의 층(4)의 상단 면 또는 후면에 도포 되어 있다. 이것은 우선 표면 도포에서 무한궤도 또는 이와 유사한 것 또는 다른 방법으로도 실시될 수 있다. 이어서 커버 층이 예를 들어 전술한 실시예의 핸들링 장치(26)를 통해 도포된다. 밴드(16)는 사전에 커버 층(6)을 통해 관통될 수 있다. 커버 층(6)을 도포할 때 경우에 따라 커브 성형 장치(17)의 변형된 형태가 사용되며, 상기 커브 성형 장치를 통해 커버 층(6)은 만곡된 커브(22)를 획득하게 된다. 커브 성형 장치(17)는 지지대(18)의 에지 영역(18″)에서 고정 장치(46)를 구비할 수 있으며, 고정 장치는 커버 층(6)의 단부 또는 에지를 고정한다. 고정 장치(46)는 전술된 고정 장치(20)처럼 형성될 수 있다. 하부 구조(18)의 또 다른 에지 영역(18')에 배열된 압력 부재(19)는 반대 쪽에 놓여 있는 커버 층(6)의 단부 또는 에지에 위치할 수 있고, 지지 표면에 대해 수직 방향 또는 횡 방향으로 연장될 수 있는 스탬프(19') 및 스탬프 헤드(19″) 또는 이와 유사한 것으로부터 구성되며, 상기 스탬프 헤드 위에 층 에지가 놓여 있다. 이를 통해 층 에지가 리프팅 되고 만곡된 커브(22)가 고정된 에지(46)로부터 벤딩된다. 고정 장치(46) 및 압력 부재(19)는 반대 쪽에 있는 층 표면, 특히 상단 면 및 하단 면에 삽입되어 있다. 압력 부재(19)는 선택적으로 다른 방법으로 형성될 수 있고 압력 대신 장력이 생길 수 있다.
이 경우 도포 장치(37) 또는 커브 성형 장치(17)는 압력 부재(39)를 구비하며, 압력 부재는 커버 층(6)의 후면에 영향을 주고 예를 들어 회전할 수 있고 경우에 따라 회전하면서 작동되는 롤러로서 형성되어 있다. 이동 장치(40)를 통해 압력 부재(39)가 고정된 층 에지 및 에지 영역(18″)으로부터 지지대(18) 및 커버 층(6)을 따라 다른 에지 영역(18')으로 이동될 수 있고 동시에 층 후면 반대쪽으로 압력이 가해 질 수 있다. 커버 층(6)의 복원은 압력 부재(39)의 전방 이동 및 상기 전방 이동에 일치하여 압력 부재 또는 스탬프(19, 19')의 후방 이동이 실시된다. 측면 경계(44), 예를 들어 압력 부재(39)와 함께 이동된 측면 표지판(44)의 형태로 접착제 압축을 제한할 수 있다.
도시된 실시예의 변형에서 계량 장치(41)가 함께 이동될 수 있고 접합 층(7)의 재료는 커버 층(6)과 롤러 영역에 있는 층(4) 사이의 갭(23, 45)으로 삽입할 수 있다.
접합 층(7)은 전술한 접합 화합물(5)과 대응하는 방식으로 형성될 수 있고 도포 될 수 있다. 또한 실리콘 계열의 접착제가 제공될 수 있다. 실리콘 계열의 접착제는 광 투과성 및 경우에 따라 투명할 수 있으며, 물론 절대적으로 필요한 것은 아니다. 계량 장치(41)는 상기 계량 장치(34)에 추가하여 제공되거나 또는 상기 계량 장치(34)에 의해 형성될 수 있다.
도 12에 따른 변형된 형태에서 마찬가지로 벤딩될 수 있는 플레이트 형태의 커버 층(6)이 베이스 요소(1')에 도포 되며, 커브 성형 장치(17)사 사용되기도 한다. 상기 커브 성형 장치는 도 11의 변형된 형태에서 유연한 지지 수단(29)으로서 형성되어 있으며, 핸들링 장치(26), 특히 여려 축의 조작기 또는 전술한 방식의 로봇에 고정된다. 상기 지지 수단(29)은 상기 지지 플레이트에 배열된 조절 가능한 그리핑 요소(31)를 갖는 단단한 지지 플레이트(30)를 구비하며, 상기 그리핑 요소의 흡입 면 또는 작동 면은 연장될 수 있는 스탬프 또는 이와 유사한 것을 통해 상기 지지 플레이트(30)에 대한 간격을 변경시킬 수 있다. 연장 길이가 길수록 이로 인해 다른 그리핑 윤곽이 생겨나고, 상기 그리핑 윤곽은 도시된 아치(22)의 형성을 위해 확장된다. 만곡된 커브(22) 및 커버 층(6)의 복원을 위해 상기 그리핑 요소(31)가 조절되어 연장될 수 있다. 층 에지 가운데 하나의 층 에지는 여기서 필요할 경우 고정 장치(46)에 의해 받침대에 고정된다. 측면 경계(44)는 는 고정되어 배열되거나 또는 복원 또는 그리핑 작동과 일치하면서 함께 이동될 수 있다.
도 11 및 12에 도시된 커브 성형 장치(17)는 도포 장치(37)와 커버 층(6) 뿐만 아니라, 도 14 내지 18에 따라 층(3, 4)을 위한 전술한 실시 예의 변형된 형태로서도 사용된다.
도 11 및 12에 따른 변형된 또 다른 실시 형태에서 상기 커버 층(6)은 높은 유연성 및 경우에 따라 얇은 두께를 구비할 수 있으며, 상기 커버 층은 예를 들어 필름 단면 또는 이와 유사한 것으로서 형성되어 있다.
도 13은 페이스트 및 접착제로 형성된 접합 층(7)을 통해 탄성과 유연성을 갖고 특히 필름 형태로 제공된 커버 층(6)을 베이스 요소(1') 및 층(4)의 후면에 도포하기 위한 세 번째 변형된 형태를 도시하고 있다. 커버 층(6)은 예를 들어 롤 필름(38)에 의해 공급되고 고정 장치(46)를 통해 지지체(3) 또는 태양광 모듈(1)의 에지에 고정된다. 밴드(16)는 사전에 커버 층(6)을 통해 관통될 수 있다. 커버 층(6)은 이동 장치(40)를 이용한 베이스 요소(1')를 통해 이동된 압력 부재(39)에 의해 공급되고 가압 된다. 압력 부재(39)는 스크래퍼 또는 롤러 효과를 발생시키는 회전 롤러일 수 있다. 사전 도포 또는 롤러 갭(45)에는 계량 장치(41)를 통해 유동성 접착제(42)가 삽입되고, 접착제는 여기서 비드(43)를 형성하고 균일하게 층(4) 위에 분포된다. 측면 경계(44)는 예를 들어 압력 부재(39)와 함께 이동된 측면 표지판(44)의 형태로 접착제 압축을 제한할 수 있다. 롤러(39)는 조절 가능한 회전 구동 장치를 구비할 수 있고 또한 흡입 장치를 포함할 수 있으며, 흡입 장치는 개략적으로 도시된 흡입구를 통해 롤러 외피에 표시되어 있다. 이동 장치(40)는 커버 층(6)의 수직 압축 및 슬라이드 또는 다른 적합한 이동 수단을 통해 종 방향 또는 전방 이동 방향으로 롤러 운반하기 위해 제공된다.
도 13에 도시된 롤러 기술 및 도포 기술은 도 1 내지 7의 변형된 형태에서 유연한 베이스 요소(1')의 형성을 위해 사용될 수 있다. 또한 접합 화합물(5)을 통한 탄성을 갖고 유연한 필름 형태의 실시 형태에서 광 투과성 또는 투명한 지지 층(3)이 태양광 활성 소자의 전방 측면 층(4)에 도포 된다.
접지 층(5, 7)을 통해 다른 층(3, 4, 6)의 고정된 반대 면 접지가 실시된다.추가로 합판 또는 이와 유사한 것에서 열처리가 실시될 수 있다. 유동 접지(5, 6)는 모듈 에지에서 밀봉 연결부를 위해 제공될 수 있고 여기서 경우에 따라 절단된다.
히터(21)는 도포 이후에 접합 화합물(5)의 경화 및 층 복합물의 경화를 위해 사용될 수 있다. 히터는 조절될 수 있고 경우에 따라 히터의 출력이 변경될 수도 있다. 히터는 특히 도포된 접합 화합물(5)을 가열하고 접합 화합물의 유동성과 접지 분포를 개선하기 위해 사용될 수 있다. 또한 출력이 감소될 수 있다. 이어지는 경화 및 특히 접합 화합물(5)의 열 경화를 위해 히터의 출력이 증가될 수 있다. 동일하게 접지 층(7)의 이어지는 경화를 위해서도 히터(21)가 다시 사용될 수 있다.
이어서 제조된 태양광 모듈(1)이 핸들링 장치(26)에 의해 운반될 수 있다. 또한 핸들링 장치(26)는 추가 기능을 포함할 수 있다. 핸들링 장치는 한편으로는 스트링(12)에 전압을 가하는 적합한 광학 테스트 장치에서 스트링(12) 수용 및 점검하기 위해 사용될 수 있다. 핸들링 장치는 예를 들어 밴드(16)를 후면 라인(15)에 납땜하거나 또는 스트링(12)의 케이블(15)을 서로 횡 방향으로 연결하고 납땜하는 통합 납땜 장치가 경우에 따라 전기 케이블 연결부를 만들기 위해서도 사용될 수 있다. 또한 납땜 또는 다른 접합 기술 대신 용접도 가능하다.
도 14 내지 18은 도 5 내지 8의 실시예의 제조 장치(2) 및 제조 방법의 변형된 형태를 도시하고 있다. 이러한 변형된 형태는 특히 지지대(18)와 커브 성형 장치(17) 및 층 구조에 관한 것이다.
제조 과정은 전술한 실시예의 경우처럼 단 하나의 지지대 및 바람직하게는 고정 지지대(18)를 통해 단 하나의 스테이션 내에서 실시될 수 있다. 커브 성형 장치(17)는 압력 부재(19)를 구비하며, 상기 압력 부재는 이 실시예에서 지지 플레이트(54)의 에지 영역(18')에 배열되어 있다. 또 다른, 특히 반대 쪽에 놓여 있는 에지 영역(18″)에는 고정 장치(20) 또는 고정 장치(46)가 놓여 있다. 이러한 배열은 도 11의 전술한 실시예에 대응하며, 이동 장치(40)를 구비한 압력 부재(39)와 도포 장치 또는 도포 장치(33) 및 계량 장치(34, 41)가 대응하는 방식으로 형성될 수도 있다.
도 14 내지 18의 변형된 형태에서 적어도 하나의 태양광 활성 소자(4), 바람직하게는 하나의 스트링 또는 이미 접합된 전기 케이블(15) 또는 밴드(16)가 제공되어 있는 태양 전지의 하나의 매트릭스가 지지 플레이트(54) 위에 놓여 있다. 이것은 전술한 핸들링 장치(26) 및 지지 수단(29)을 통해 실시될 수 있다. 이 경우 케이블(15) 또는 밴드(16)는 지지 플레이트(54)에 대해 아래쪽으로 향해 있다. 상기 지지 플레이트(54)는 태양광 활성 소자(4)를 위한 가이딩 장치(57)를 구비하며, 태양광 활성 소자는 이를 통해 정확하게 위치 선정될 수 있다. 가이딩 장치(57)는 예를 들어 너트 망(net)으로 구성될 수 있으며, 너트는 케이블(15)의 주변 형태에 대응하고 케이블을 형상 끼워 맞춤 또는 과대한 직경으로 수용하고 있다. 지지 플레이트(54)는 가이딩 장치(57)에 이르기까지 평평하게 기능 하는 표면(61)을 구비할 수 있으며, 이 표면은 접합 화합물(5)을 위해 삽입되었고 접착되지 않는 재료, 예를 들어 테플론 또는 이와 유사한 것으로부터 구성된다.
태양 전지(8)는 너트 사이의 평평한 표면 또는 지지 영역(60)에 평평하게 놓일 수 있다. 태양 전지는 선택적으로 쉘 형태의 홈에 수용될 수 있고, 홈은 가이딩 장치(57)의 구성요소일 수 있다.
지지 플레이트(54)는 적어도 태양 전지(8)의 지지 영역(60)에 프로파일된(profiled) 플레이트 표면(61)을 가지며, 플레이트 표면은 태양 전지(8)의 에지 영역의 자유 영역(14)으로부터 공기 흡입을 가능하게 한다. 프로파일링은 상기 플레이트 표면(61)의 대응하는 표면 거칠기를 통해 또는 다른 방법으로 형성될 수 있다. 태양 전지(8)와 그 지지 영역(60), 특히 플레이트 표면(61) 사이에 태양 전지 가장자리(64)로부터 흡입구(56) 방향으로 기류(63)를 관통시키기 위한 다수의 작은 에어 채널(62)이 형성된다. 자유 공간(14)에 있는 접합 화합물(5, 7)은 마찬가지로 전지 가장 자리(64)에서 흡입되고, 경우에 따라 상기 에어 채널(62)로 약간 흡입될 수 있으며, 접합 화합물은 도 11 내지 13에 따른 실시예에서 전지 가장자리(64)를 후방에서 그리핑 할 수 있다.
흡입 장치(55)는 조절될 수 있고 이를 위해 고정 제어 장치, 특히 로봇 제어장치와 연결될 수 있다. 플레이트 표면(61)의 흡입구(56)는 흡입력 및/또는 흡입 방향에서 서로 분리되어 조절될 수 있다. 특히, 접합된 층(3, 5, 5)을 용이하게 분리시키기 위해 유동 방향이 역으로 진행될 수 있다.
이러한 실시예에서 층 형성(4, 5, 3)의 순서는 전술한 예에 대해 바뀔 수 있다. 우선, 태양광 활성 층(4)이 지지대(18) 또는 지지 플레이트(54) 위에 놓이고, 이어서 전술한 것 위에 투명 접합 층(5) 및 경우에 따라 광투과성 플레이트 형태의 층 또는 지지체(3)가 제공된다.
일반적으로, 제조 장치(2) 및 전지의 형성은 도 1과 동일할 수 있다. 이러한 실시 형태에서 도포 장치(33)는 계량 장치(34, 41)를 위한 이송 장치(50)를 구비한다. 이를 위해, 태양광 활성 소자(4)에 대해 상대적으로 계량 장치(41)의 싱글 축 또는 멀티 축 이동을 위한 가이딩 장치(51)가 제공될 수 있고, 예를 들어 가이딩 장치는 싱글 축으로 이동된 슬라이드 또는 2 층으로 이동된 교차 슬라이드로서 형성되어 있으며, 교차 슬라이드는 지지대(18)를 따라 레일 및 경우에 따라 지지대에 대해 횡 방향의 슬라이드 빔에서 하나 또는 다수의 구동 장치(52)를 통해 에지 영역(18'')으로부터 또 다른 에지 영역(18') 방향으로 이동될 수 있다. 상기 도포 장치(33)는 평판 도포 또는 구불구불한 무한궤도의 형태에서 실시될 수 있는 페이스트 또는 액체 또는 경우에 따라 압축될 수 있는 필름 형태의 접합 화합물(5)을 상기 태양광 활성 소자(4) 위에 도포한다.
커브 성형 장치(17)는 이동 장치(40)를 통해 지지대(18)를 따라 이동된 압력 부재(39)를 구비하며, 압력 부재는 압력 장치(25) 및 커버 층(6)을 위한 추가 도포 장치(37)로서 이중 기능을 수행한다.
핸들링 장치(26)는 도 15에 따라 지지 수단(29)과 경우에 따라 교체될 수 있고 각각의 층에 부착될 수 있는 지지 플레이트(30)와 함께 플레이트 형태의 층(3), 특히 광 투과성 유리판 또는 플라스틱 플레이트를 상기 지지대(18)로 공급하고, 커브 성형 장치(17)에 인도한다. 이것은 삽입 또는 빠져나온 압력 부재(19)에서 발생할 수 있다. 상기 플레이트 형태의 층(3)은 적어도 지지대(18)의 에지 영역(18'')의 에지와 함께 지지 플레이트(54) 또는 사전에 도포 된 층(4, 5) 가운데 하나의 층에 놓이고 조절될 수 있는 고정 장치(46) 또는 고정 장치(20)로 고정된다. 반대 쪽에 놓여 있는 또 다른 층(3)의 에지 영역은 스탬프 헤드(19'') 위에 놓인다. 도 15는 이미 빠져나온 위치에서 장치의 개별 구성 요소를 더욱 잘 구분하기 위한 스탬프 헤드(19'')를 도시하고 있다. 바람직하게는 선반은 삽입된 스탬프 헤드(19'') 위에서 실시되며, 상기 스탬프 헤드는 핸들링 장치(26) 및 지지 수단(29)이 해체되고 난 후 탈착되고, 플레이트 형태의 층(3)을 도 11에 도시된 방법으로 벤딩하며 상기 층의 만곡된 커브(22)를 만든다.
바람직하게는 회전가능하고 경우에 따라 구동될 수 있는 롤러로서 형성된 압력 부재(39)는 전술한 방법에서 만곡된 플레이트 형태의 층(3)을 따라 에지 영역(18') 쪽으로 이동되고 상기 층을 접합 층(5) 쪽으로 압력을 가하며, 동시에 롤러의 전방 이동에 일치하는 이동으로 압력 부재(19)가 줄어든다.
이로 인해 형성된 층(3, 4, 5)을 구비한 베이스 요소(1')는 이어서 핸들링 장치(26)에 의해 방향 전환되고, 커버 층(6) 및 경우에 따라 또 다른 접합 층(7)이 제공된다. 이것은 다시 도 11, 12 또는 13에 도시된 방법으로 실시될 수 있다. 하나 또는 다수의 접합 층(5, 7)은 전술한 방법으로 고정될 수 있고, 특히 경화될 수 있다. 이것은 특히 지지대(18)에 통합된 히터(21)를 통해 실시될 수 있다.
제조된 멀티레이어 태양광 모듈(1)은 핸들링 장치(26)에 의해 운반될 수 있으며, 그 후에 제조 서클이 다시 시작된다. 설정 시간과 운반 시간을 단축하기 위해 상기 핸들링 장치(26)는 다수의 로봇(27)으로 구성될 수 있다. 상기 핸들링 장치는 경우에 따라 다수의 시간 간격을 두고 층(3, 4, 5, 6, 7)으로 코팅된 지지대(18)를 사용할 수도 있다.
전술한 도 14 내지 18의 변형된 실시 형태에서 층 구조는 변경될 수 있고 지지 플레이트(54) 위에 놓여 있는 태양광 활성 소자(4)에 접합 화합물(7) 및 커버 층(6)이 공지된 방법으로 도포 될 수 있다.
도 16 및 17은 이동 장치(40) 및 도포 장치 또는 도포 장치(33)를 위한 이송 장치(50) 형성을 상세하게 도시하고 있다. 상기 장치들은 연결될 수 있고 단독으로 또는 함께 이동될 수 있다. 연결 및 접합을 위해 필요할 경우 조절 가능한 여러 개의 커플링(49)이 존재할 수 있다. 그러한 커플링의 경우 지지대(18)를 따라 이동하기 위해 싱글 구동 장치(52)로 충분하며, 이러한 구동 장치(52)는 예를 들어 상기 이송 장치(50)에 배열되어 있다. 연결된 상태에서 상기 압력 부재(39)가 함께 움직이며, 동시에 한정된 간격이 만들어진다. 도 1 및 14에 따른 유닛은 플레이트 형태의 층(3)을 도포할 때와 만곡된 커브(22)이 형성될 때 상기 지지 플레이트(54) 후방 및 바깥에 위치할 수 있다.
도 19는 태양광 활성 소자, 특히 멀티레이어 모듈용 태양 전지(8)를 구비한 층 배열 제조를 위한 장치 및 방법에 대한 전술한 실시 형태를 설명하기 위한 것이다.
태양 전지(8)는 지지대(18) 위에 배열되어 있으며, 상기 지지대와 함께 작업 플레이트 또는 작업 면이 형성되어 있다. 상기 지지대에는 흡입구(56)가 형성되어 있으며, 일부 또는 전체의 흡입구가 도시되어 있지 않은 압축공기 조절 시스템과 연결되어 있다. 상기 흡입구(56)는 상기 지지대(18)의 x 방향 및 y 방향으로 연장된 배열로 만들어진다.
도 19는 태양 전지(8) 배열 위에서 플레이트 형태의 층(6)의 복원 과정을 도시하고 있다. 상기 만곡된 커브(22)은 만곡된 커브된 플레이트 형태의 층(6)이 단지 상기 태양 전지(8)의 배열에서만 복원되도록 좌측에서 우측으로 상기 태양 전지(8) 배열을 통해 뻗어 있다. 이러한 과정의 경우, 갭(23)에서 정상 파장(65)이 비드(24)의 형태로 태앙 전지(8)를 통해 뻗어 있다. 액체 또는 페이스트 형태의 접합 화합물(7)을 태양 전지(8) 사이의 중간 공간(14)에 삽입하는 것은 플레이트 형태의 층(6)이 복원되는 동안 흡입구(56)가 낮은 압력으로 진행됨으로써 전술한 방법으로 실시된다. 이러한 방법으로 공기가 중간 공간(14)으로부터 흡입되고, 이것은 도 19에 화살표로 개략적으로 도시되어 있다. 동시에 흡입력으로 실시되는 흡입구(56)는 태양 전지(8)에 삽입된 접합 화합물(7)에서 기포가 형성되는 것을 억제한다. 또한 상기 접합 화합물을 삽입할 때 경우에 따라 형성되는 공기 유입은 낮은 압력으로 다시 해결된다.
도 19는 상기 접합 화합물(7)이 태양 전지(8)의 에지(64) 주변에서 발생하는 흡입력으로 인해 지지대(18)와 태양 전지(8) 사이의 영역(66)으로 침투되는 것을 도시하고 있다. 이러한 방법으로 상기 태양 전지(8)의 가장자리 영역 및 에지 영역(64)도 마찬가지로 상기 접합 화합물(7)으로 삽입된다.
층 복합체가 태양 전지(8)의 배열, 접합 화합물(7) 및 완전히 복원된 상태이며 평평한 형태로 변형된 상태의 플레이트 형태의 층(6)으로 제조될 경우 제조된 층 복합체를 지지대(18)로부터 분리시키기 위해 흡입구(65)는 초과 압력으로 실시될 수 있다.
저압의 경우뿐 아니라 초과 압력의 경우에도 지지대(18)의 작업 표면 영역에서 국부적으로 서로 다른 압력 비율을 형성하기 위해 싱글 또는 다수의 흡입구(56)이 서로 다른 압력으로 실시되도록 제공될 수 있다. 그러한 국부적 분포는 제조 과정 동안에 한 번 또는 여러 번 변경될 수도 있다. 이를 위해 싱글 또는 다수의 상기 흡입구(55)가 전술한 것에 대응하여 조절된다.
도시 및 전술한 실시 형태의 변경된 형태는 서로 다른 방법으로 가능하다. 한편, 커브 성형 장치(17)는 다른 방법으로 형성될 수 있고 기능 할 수 있다. 만곡된 커브(22)은 기계적 벤딩 대신 다른 방법으로 제조될 수 있으며, 이것은 만곡된 커브된 층(3, 4, 6)의 종류 및 형성에 좌우된다. 특히, 지지 플레이트(30)는 자체로 멀티 멤버 및 이동 가능할 수 있고 커브 성형 장치(17)를 나타낼 수 있다. 벤딩은 틈새 영역 및 밴드 또는 그 밖의 연결 요소(16)에서 실시될 수 있다.
전술한 발명의 상세한 설명, 청구항 및 도면에 기재된 본 발명의 특징은 본 발명을 구현하기 위해 개별 결합뿐 아니라 임의의 결합으로 서로 다른 실시에서도 가치를 지닐 수 있다.
1: 태양광 모듈
1': 베이스 요소
2: 제조 장치
3: 층, 지지체, 유리판
4: 층, 태양광 활성 소자
5: 층, 접합 화합물, 실리콘층
6: 층, 커버 층, 유리판
7: 층, 접합 층
8: 태양 전지
9: 하이브리드 시스템
10: 태양광 활성 부품
11: 열 부품, 열 흡수 장치
12: 스트링, 열(row)
13: 매트릭스
14: 간격, 갭
15: 케이블
16: 밴드
17: 커브 성형 장치, 벤딩 장치
18: 지지대, 테이블
18': 가장 자리 영역
18″: 가장 자리 영역
19: 압력 부재
19': 스탬프
19″: 스탬프 헤드
20: 고정 장치
21: 히터
22: 만곡된 커브
23: 갭
24: 비드
25: 압력 장치
26: 핸들링 장치
27: 조작기, 로봇
28: 손
29: 지지 수단
30: 지지 플레이트
31: 그리핑 요소
32: 흡입구
33: 도포 장치
34: 계량 장치
35: 노즐
36: 저장 탱크
37: 도포 장치
38: 롤 필름
39: 압력 부재, 롤러
40: 이동 장치
41: 계량 장치
42: 접착제
43: 비드
44: 측면 경계
45: 롤러 틈새
46: 고정 장치, 고정 장치
47: 스트링 선반
48: 매트릭스 선반
49: 커플링, 조절 가능한 커플링
50: 이송 장치
51: 가이딩 장치, 계량 장치용 슬라이드
52: 구동 장치
53: 가이딩 장치, 압력 부재용 슬라이드
54: 지지 플레이트
55: 지지대용 흡입 장치
56: 지지 플레이트의 흡입구
57: 태양광 소자용 가이드 장치, 너트
58: 압력 부재용 흡입 장치
59: 압력 부재의 흡입구
60: 지지 영역
61: 플레이트 표면
62: 에어 채널
63: 기류
64: 태양 전지의 가장 자리
65: 정상 파장
66: 지지대와 태양 전지 사이의 영역

Claims (67)

  1. 광투과성 플레이트 형태의 층(3, 6) 및 태양광 활성 소자(4)들 사이에 중간 공간을 갖는 태양광 활성 소자(4)의 배열을 구비한 멀티레이어 모듈(1)의 제조 장치(2)로서, 액체 또는 페이스트 형태의 접합 화합물(5, 7)의 도포 장치(33) 및 플레이트 형태의 층(3, 6)을 벤딩하기 위한 커브 성형 장치(17)를 구비하며, 상기 커브 성형 장치(17)는 태양광 활성 소자(4)의 배열 및 가장 자리 측면의 고정 장치(20, 46) 및 상기 플레이트 형태의 층(3, 6)에 맞물리는 높이 조절이 가능한 압력 부재(19)를 구비한 플레이트 형태의 층(3, 6)을 위한 지지대(18)를 구비하고, 상기 지지대(18)는 태양광 활성 소자(4)의 지지 영역(60)에 있는 흡입구(56)를 구비한 조절될 수 있는 흡입 장치(55)를 구비하고, 상기 태양광 활성 소자(4)는 외부면의 적어도 일부가 상기 접합 화합물(5, 7)에 의해 커버 되도록 상기 접합 화합물(5, 7)에 기포가 생기지 않도록 삽입되고, 벤딩된 플레이트 형태의 층(3, 6)이 접합 화합물(5, 7)이 도포된 태양광 활성 소자(4)의 배열 위에서 복원될 수 있는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커브 성형 장치(17)는 플레이트 형태의 층(3, 6)을 가변적으로 벤딩하고 복원시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압력 부재(19)는, 상기 지지대(18)의 가장 자리 영역(18′)에 배열되고, 상기 고정 장치(20, 46)는 특히 반대쪽에 놓인 상기 지지대(18)의 가장 자리 영역(18″)에 배열되는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커브 성형 장치(17)는 플레이트 형태의 층(3, 6)의 후면에 작용하는 압력 부재(39)를 구비하며, 만곡된 커브(22)의 조절된 복원을 위하여, 상기 플레이트 형태의 층(3, 6)을 따라 압력 부재(39)의 전방 이동 및 커브 성형 장치(17)의 압력 부재(19)의 후방 이동이 맞추어 조절되는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커브 성형 장치(17)의 압력 부재(39)를 위해 이동 장치(40)가 제공되며, 상기 이동 장치에 의해 상기 압력 부재(39)가 플레이트 형태의 층(3, 6)을 따라 이동될 수 있고, 동시에 상기 플레이트 형태의 층의 후면이 가압되는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포 장치(33)는 페이스트 또는 액체 형태의 접합 화합물(5, 7)을 위한 계량 장치(44)를 구비하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조 장치(2)는 모듈(1)의 층들(3, 4, 5, 6, 7)을 위한 히터(21)를 구비하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조 장치(2)는 멀티레이어 베이스 요소(1')의 다른 면에 추가 층(6, 7)을 위한 도포 장치(37)를 구비하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조 장치는 멀티레이어 태양광 모듈(1)을 제조하기 위한 것으로, 상기 태양광 활성 소자(4)는 태양 전지로 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조 장치는 멀티레이어 모듈(1)을 제조하기 위한 것으로, 상기 태양광 활성 소자(4)는 발광 다이오드로 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  11. 멀티레이어 모듈을 위한 다수의 태양광 활성 소자를 구비한 층 배열을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    - 태양광 활성 소자를 지지대 위에 배치함으로써 흡입구(56)를 가진 지지대(18)에 태양광 활성 소자 배열을 형성하는 단계,
    - 액체 또는 페이스트 접합 화합물을 상기 태양광 활성 소자의 배열에 제공하는 단계,
    - 태양광 활성 소자 및 플레이트 형태의 층 배열을 구비한 접착된 층 복합체를 형성하는 단계,
    - 커브 성형 장치(17)를 통해 만곡된 또는 벤딩된 커브를 갖는 플레이트 형태의 층을 태양광 활성 소자 배열 위에 배치하는 단계,
    - 상기 지지대(18) 위에 위치한 태양광 활성 소자 사이의 중간 공간에 영향을 주는 흡입력을 흡입구(56)를 통해 적용하는 단계,
    - 플레이트 형태의 층의 만곡된 커브가 태양광 활성 소자 위에 도포된 접합 화합물을 갖는 태양광 활성 소자의 배열에서 복원되고, 상기 접합 화합물이 흡입력으로 인해 적어도 중간 공간으로 삽입됨으로써 상기 태양광 활성 소자의 적어도 일부가 접합 화합물에 의해 커버 되도록 태양광 활성 소자가 접합 화합물로 기포 없이 삽입되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 흡입력으로 인해 상기 접합 화합물은 적어도 태양광 활성 소자의 가장 자리 영역에서 지지대의 표면 및 태양광 활성 소자의 표면이 서로 반대 방향으로 놓인 영역에 이르기까지 기포 없이 도달되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    태양광 활성 소자의 배열이 형성될 때 접촉된 태양광 활성 소자가 전면 또는 후면으로 지지대 위에 놓이며, 전면에 접촉된 태양광 활성 소자의 경우 접촉 케이블은 태양광 활성 소자가 쌓여서 포개질 때 지지대의 표면 홈에 배열되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 플레이트 형태의 층의 만곡된 또는 벤딩된 커브가 복원될 때, 지지대(18)의 태양광 활성 소자 배열과 태양광 활성 소자 쪽의 플레이트 형태의 층 표면 배열 사이의 틈새에서, 태양광 활성 소자 배열을 지나 뻗어 있는 접합 화합물의 정상 파장이 생겨나는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 한에 있어서,
    액체 또는 페이스트 형태의 접합 화합물로서 실리콘 또는 실리콘을 함유한 화합물을 함유하는 접합 화합물이 사용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 한에 있어서,
    접착된 층 복합체가 형성될 때, 만곡된 커브 또는 벤딩의 조절된 복원을 위해 플레이트 형태의 층을 따라 압력 부재(39)의 전방 이동 및 압력 부재(19)의 후방 이동이 서로 맞추어 조절되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 한에 있어서,
    상기 멀티레이어 모듈(1)은 멀티레이어 태양광 모듈이며, 상기 태양광 활성 소자(4)로서 태양 전지가 사용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  18. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 한에 있어서,
    상기 태양광 활성 소자(4)로서 발광 다이오드가 사용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.

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