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KR20150107530A - Solar power system and solar power generating method using the same - Google Patents

Solar power system and solar power generating method using the same Download PDF

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Publication number
KR20150107530A
KR20150107530A KR1020140030627A KR20140030627A KR20150107530A KR 20150107530 A KR20150107530 A KR 20150107530A KR 1020140030627 A KR1020140030627 A KR 1020140030627A KR 20140030627 A KR20140030627 A KR 20140030627A KR 20150107530 A KR20150107530 A KR 20150107530A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
reflector
solar
incident
solar power
Prior art date
Application number
KR1020140030627A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102274301B1 (en
Inventor
송명곤
유일혁
이상두
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
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
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Priority to KR1020140030627A priority Critical patent/KR102274301B1/en
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

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Abstract

For improving the efficiency of a solar cell by increasing an amount of an incident light from the solar cell, a solar power system according to an embodiment of the present invention can generate by receiving a solar light at both sides, and can includes: a solar cell in which both sides are facing in an east-west direction; a first reflection plate, and second reflection plate which are spaced from the solar cell, and are arranged to face both side of the solar cell; and a side reflection plate arranged at one side of the first reflection plate, second reflection plate, and solar cell.

Description

태양광 발전장치 및 이를 이용한 태양광 발전 방법 {SOLAR POWER SYSTEM AND SOLAR POWER GENERATING METHOD USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a solar power generation apparatus and a solar power generation method using the solar power generation apparatus.

실시 예는 태양광 발전장치에 관한 것이고, 더욱 자세하게는 양면으로 태양광을 흡수하여 발전할 수 있는 태양전지가 설치된 태양광 발전장치 및 이를 이용한 태양광 발전 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic power generation apparatus, and more particularly, to a photovoltaic power generation apparatus provided with a solar cell capable of generating power by absorbing sunlight on both sides and a solar power generation method using the same.

태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. Solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the properties of semiconductors.

태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 된다. The solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) semiconductor and a N (negative) semiconductor are bonded to each other. When sunlight is incident on the solar cell having such a structure, Holes and electrons are generated in the p-type semiconductor layer. At this time, the holes (+) move toward the p-type semiconductor due to the electric field generated at the PN junction and the electrons (- So that power can be produced.

이와 같은 태양전지는 일반적으로 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. Such a solar cell generally can be classified into a substrate type solar cell and a thin film type solar cell.

상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. The substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material itself such as silicon as a substrate, and the thin film type solar cell is formed by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass to manufacture a solar cell.

상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수한 장점이 있고, 상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비하여 제조비용이 감소되는 장점이 있다. The substrate-type solar cell has an advantage that it is somewhat more efficient than the thin-film solar cell, and the thin-film solar cell has an advantage in that the manufacturing cost is reduced as compared with the substrate-type solar cell.

태양전지를 이용하여 태양광 발전을 함에 있어서, 생산되는 전력량을 증가시키기 위해서는 입사되는 태양광을 전기로 변환하는 효율이 높을수록 더 경제성이 있다. 또한 태양전지로 입사되는 빛의 양을 증가시키는 방법이 있다. 다만, 태양전지로 입사되는 태양광의 모든 파장대를 광변환하지 못하므로 광변환 효율을 증가시키는 데는 한계가 있다. 이에 따라서 태양전지로 입사되는 태양광의 양을 증가시키거나 입사된 태양광의 반사되는 비율을 낮추는 방법들이 연구되고 있다.In order to increase the amount of power generated in the solar power generation using the solar cell, the higher the efficiency of converting incident solar light into electricity, the more economical it is. There is also a method of increasing the amount of light incident on a solar cell. However, since all wavelengths of sunlight incident on the solar cell can not be photo-converted, there is a limit to increase the light conversion efficiency. Accordingly, methods for increasing the amount of sunlight incident on the solar cell or lowering the reflection ratio of incident sunlight have been researched.

따라서 본 발명은 태양전지로 입사하는 태양광의 양을 증가시켜 태양전지의 광변환 효율을 향상시키는 태양광 발전장치와 이를 이용한 태양광 발전방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to a solar power generation device for increasing the amount of sunlight incident on a solar cell to improve the light conversion efficiency of the solar cell, and a solar power generation method using the same.

본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치는 양면에서 태양 빛을 받아 발전할 수 있고, 양면이 동서방향으로 대향되는 태양전지; 상기 태양전지와 이격되고, 상기 태양전지의 양면에 대향되게 배치되는 제 1 반사판 및 제 2 반사판; 및 상기 제 1 반사판, 상기 제 2 반사판 및 상기 태양전지의 일측면에 배치되는 측면반사판을 포함할 수 있다.A solar cell device according to an embodiment of the present invention includes a solar cell capable of generating sunlight on both surfaces thereof and facing both sides in the east-west direction; A first reflection plate and a second reflection plate spaced apart from the solar cell and disposed opposite to both sides of the solar cell; And a side reflector disposed on one side of the first reflector, the second reflector, and the solar cell.

본 발명에 따른 태양광 발전장치는 양면에서 입사되는 태양광을 광변환 할 수 있어서 단위 시간당 더 많은 전력을 생산할 수 있다. The solar photovoltaic device according to the present invention can photo-convert sunlight incident on both surfaces, and can produce more electric power per unit time.

또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 태양전지 또는 태양전지패널의 설치면적 당 더 많은 전력을 생산할 수 있다.In addition, the photovoltaic device according to the present invention can produce more electric power per installed area of the solar cell or the solar cell panel.

또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 태양광 입사량이 적은 시간대에도 더 많은 전력을 생산할 수 있어서, 태양광 발전장치를 이용한 태양광 발전 시스템의 가동시간을 늘일 수 있다.Further, the photovoltaic device according to the present invention can produce more electric power even in a time period when the incident amount of sunlight is small, so that the operation time of the photovoltaic power generation system using the photovoltaic power generation device can be extended.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 3a은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 3b은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 3c은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치에서 제 1 반사판 및 제 2 반사판의 배치 유무에 따른 효율의 차이를 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a perspective view illustrating a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2B is a perspective view illustrating a solar power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.
3C is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a difference in efficiency depending on the arrangement of the first reflector and the second reflector in the photovoltaic device according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the orientation shown in the drawings, terms that include different orientations of the device during use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element. Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The elements can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다. In the drawings, dimensions are exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of illustration. Also, the size and area of each component do not entirely reflect actual size or area.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 태양광 발전장치의 일 실시예에 따른 태양전지(30)의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell 30 according to an embodiment of the photovoltaic device of the present invention.

도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(30)는, 반도체 웨이퍼(100), 제1 버퍼층(150), 제1 반도체층(200), 제1 투명도전층(300), 제1 전극(400), 제2 버퍼층(450), 제2 반도체층(500), 제2 투명도전층(600), 및 제2 전극(700)을 포함하여 이루어진다. 1, a solar cell 30 according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor wafer 100, a first buffer layer 150, a first semiconductor layer 200, a first transparent conductive layer 300, A first electrode 400, a second buffer layer 450, a second semiconductor layer 500, a second transparent conductive layer 600, and a second electrode 700.

상기 반도체 웨이퍼(100)는 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있으며, 구체적으로는, N형 실리콘 웨이퍼 또는 P형 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다. 이와 같은 반도체 웨이퍼(100)는 상기 제1 반도체층(200) 및 상기 제2 반도체층(500) 중 어느 하나의 반도체층과 동일한 극성으로 이루어진다. The semiconductor wafer 100 may be made of a silicon wafer, specifically, an N-type silicon wafer or a P-type silicon wafer. The semiconductor wafer 100 has the same polarity as any one of the first semiconductor layer 200 and the second semiconductor layer 500.

상기 제1 버퍼층(150)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성되어 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 결함(Defect)이 발생하는 것을 방지하는 기능을 한다. The first buffer layer 150 is formed on the upper surface of the semiconductor wafer 100 to prevent a defect from being formed on the upper surface of the semiconductor wafer 100.

상기 제1 반도체층(200)은 상기 제1 버퍼층(150)의 상면에 박막의 형태로 형성된다. 만약, 상기 제1 버퍼층(150)이 생략된 경우 상기 제1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성될 것이다. The first semiconductor layer 200 is formed on the upper surface of the first buffer layer 150 in the form of a thin film. If the first buffer layer 150 is omitted, the first semiconductor layer 200 may be formed on the upper surface of the semiconductor wafer 100.

상기 제1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)와 함께 PN접합을 형성할 수 있으며, 따라서, 상기 반도체 웨이퍼(100)가 N형 실리콘 웨이퍼로 이루어진 경우 상기 제1 반도체층(200)은 P형 반도체층으로 이루어질 수 있다. The first semiconductor layer 200 may form a PN junction together with the semiconductor wafer 100. Accordingly, when the semiconductor wafer 100 is an N-type silicon wafer, And a P-type semiconductor layer.

일반적으로, 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도 보다 낮기 때문에 입사광에 의한 정공의 수집효율을 극대화하기 위해서는 P형 반도체층을 수광면에 가깝게 형성하는 것이 바람직하고, 따라서, 수광면에 가까운 상기 제1 반도체층(200)이 P형 반도체층으로 이루어진 것이 바람직하다. In general, since the drift mobility of holes is lower than the drift mobility of electrons, it is preferable to form the P-type semiconductor layer close to the light receiving surface in order to maximize the efficiency of collecting holes due to incident light, It is preferable that the first semiconductor layer 200 close to the surface is made of a P-type semiconductor layer.

상기 제1 투명도전층(300)은 상기 제1 반도체층(200)의 상면에 박막의 형태로 형성된다. 상기 제1 투명도전층(300)은 상기 반도체 웨이퍼(100)에서 생성된 캐리어, 예로서 정공을 수집하고 상기 수집한 캐리어를 상기 제1 전극(400)으로 이동시키는 역할을 한다. The first transparent conductive layer 300 is formed on the upper surface of the first semiconductor layer 200 in the form of a thin film. The first transparent conductive layer 300 collects carriers generated in the semiconductor wafer 100, for example, holes, and moves the collected carriers to the first electrode 400.

상기 제1 전극(400)은 상기 제1 투명도전층(300) 상에 형성되어 태양전지(30)의 전면(前面)을 구성하게 된다. 따라서, 태양전지(30) 내부로 태양광이 투과될 수 있도록 상기 제1 전극(400)은 소정 형태로 패턴 형성된다. The first electrode 400 is formed on the first transparent conductive layer 300 to form a front surface of the solar cell 30. Accordingly, the first electrode 400 is pattern-formed in a predetermined shape so that solar light can be transmitted into the solar cell 30.

상기 제2 버퍼층(450)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성되어, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 결함(Defect)이 발생하는 것을 방지하는 기능을 한다. The second buffer layer 450 is formed on the lower surface of the semiconductor wafer 100 to prevent defects on the lower surface of the semiconductor wafer 100.

전술한 제1 버퍼층(150)과 마찬가지로, 상기 제2 버퍼층(450)도 반드시 적용되어야 하는 것은 아니고, 경우에 따라서, 상기 제2 버퍼층(450)이 생략될 수도 있다. Like the first buffer layer 150, the second buffer layer 450 is not necessarily applied. In some cases, the second buffer layer 450 may be omitted.

상기 제2 반도체층(500)은 상기 제2 버퍼층(450)의 하면에 박막의 형태로 형성된다. 만약, 상기 제2 버퍼층(450)이 생략된 경우 상기 제2 반도체층(500)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성될 것이다. The second semiconductor layer 500 is formed on the lower surface of the second buffer layer 450 in the form of a thin film. If the second buffer layer 450 is omitted, the second semiconductor layer 500 may be formed on the bottom surface of the semiconductor wafer 100.

상기 제2 반도체층(500)은 상기 제1 반도체층(200)과 극성이 상이하게 형성되는데, 상기 제1 반도체층(200)이 붕소(B)와 같은 3족 원소로 도핑된 P형 반도체층으로 이루어진 경우, 상기 제2 반도체층(500)은 인(P)과 같은 5족 원소로 도핑된 N형 반도체층으로 이루어진다. The second semiconductor layer 500 has a polarity different from that of the first semiconductor layer 200. The first semiconductor layer 200 may be a P-type semiconductor layer doped with a Group III element such as boron (B) The second semiconductor layer 500 is formed of an N-type semiconductor layer doped with a Group 5 element such as phosphorus (P).

상기 제2 투명도전층(600)은 상기 제2 반도체층(500)의 하면에 박막의 형태로 형성된다. 상기 제2 투명도전층(600)은 상기 반도체 웨이퍼(100)에서 생성된 캐리어, 예로서 전자를 수집하고 상기 수집한 캐리어를 상기 제2 전극(700)으로 이동시키는 역할을 한다. The second transparent conductive layer 600 is formed on the lower surface of the second semiconductor layer 500 in the form of a thin film. The second transparent conductive layer 600 collects electrons generated by the semiconductor wafer 100, for example electrons, and moves the collected carriers to the second electrode 700.

상기 제2 전극(700)은 상기 제2 투명도전층(600)의 하면 상에 형성된다. 상기 제2 전극(700)은 태양전지(30)의 맨 후면(後面)에 형성되기 때문에 상기 제2 투명도전층(600)의 하면 전체에 형성될 수도 있지만, 반사되는 태양광이 태양전지(30)의 후면을 통해 입사될 수 있도록 하기 위해서, 도시된 바와 같이, 패턴 형성될 수 있다.
The second electrode 700 is formed on the lower surface of the second transparent conductive layer 600. The second electrode 700 may be formed on the entire lower surface of the second transparent conductive layer 600 because the second electrode 700 is formed on the rear surface of the solar cell 30, So that the light can be incident through the rear surface of the light guide plate 100. [

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다. FIGS. 2A and 2B are perspective views illustrating a photovoltaic power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하면, 태양전지(30)는 제 1 면(31)과 제 2 면(32)을 포함할 수 있다. 본 발명의 태양광 발전장치의 실시예에 따른 태양전지(30)는 제 1 면(31)과 제 2 면(32)을 포함한 양면에서 태양광을 받아 발전에 사용할 수 있다. 태양광을 일면에서만 수광하여 광변환을 하는 종래 태양전지에 비해 효율이 향상될 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B, the solar cell 30 may include a first surface 31 and a second surface 32. The solar cell 30 according to the embodiment of the photovoltaic device of the present invention can receive solar light on both surfaces including the first surface 31 and the second surface 32 and use it for power generation. The efficiency can be improved as compared with a conventional solar cell that receives light by receiving sunlight only on one side.

태양전지(30)는 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)의 사이에 위치하고 제 1 반사판(10)과 이격되고, 제 2 반사판(20)과도 이격되어 배치될 수 있다. 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)은 지면과 수직을 형성하도록 배치될 수 있으나 이에 한정되지 아니한다. The solar cell 30 may be disposed between the first reflector 10 and the second reflector 20 and spaced apart from the first reflector 10 and the second reflector 20. The first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30 may be arranged to form a perpendicular to the ground surface, but are not limited thereto.

태양전지(30) 또는 태양전지모듈이 고정되고 설치각도가 변경되지 않는 경우, 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)이 지면과 수직으로 형성될 수 있다. 태양전지(30)의 제 1 면(31)에 태양광이 입사되는 경우, 상기 태양전지(30)의 제 2 면(32)에는 제 2 반사판(20)에서 반사된 태양광이 입사될 수 있다. 또한 태양전지(30)의 제 2 면(32)에 태양광이 입사되는 경우, 상기 태양전지(30)의 제 1 면(31)에는 제 1 반사판(10)에서 반사된 태양광이 입사될 수 있다. 따라서, 제 1 면(31)와 제 2 면(32)에서 모두 광변환이 일어나므로, 동일한 크기를 가지는 태양전지 경우와 같이 한 면만으로 광변환하는 경우보다 더 많은 전력을 생산할 수 있다.The first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30 may be formed perpendicular to the paper surface when the solar cell 30 or the solar cell module is fixed and the installation angle is not changed. The solar light reflected by the second reflector 20 may be incident on the second surface 32 of the solar cell 30 when the sunlight is incident on the first surface 31 of the solar cell 30 . When sunlight is incident on the second surface 32 of the solar cell 30, sunlight reflected by the first reflector 10 may be incident on the first surface 31 of the solar cell 30 have. Therefore, since the light is converted on the first surface 31 and the second surface 32, more electric power can be produced than when the light is converted on one side only, such as a solar cell having the same size.

또한, 태양전지(30)와 제 1 반사판(10) 사이와 태양전지(30)와 제 2 반사판(20) 사이에 바닥반사판(50)이 설치될 수 있다. 태양전지(30)가 바닥반사판(50)에 수직으로 형성되는 경우 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)에서 반사된 태양광이 바닥반사판(50)에서 재반사되어 태양전지(30)의 제 1 면과 제 2 면으로 입사될 수 있다. 이런 경우는 제 1 반사판(10)이나 제 2 반사판(20)에서 반사되어 상기 태양전지(30)에 도달하지 못하는 태양광도 바닥반사판(50)에서 다시 반사되어 상기 태양전지(30)로 입사될 수 있으므로, 상기 태양전지(30) 제 1 면(31)과 제 2 면(32)에 입사되는 태양광의 양을 증가시킬 수 있게 된다. 이에 따라 태양전지(30)의 효율이 향상될 수 있다. A bottom reflector 50 may be provided between the solar cell 30 and the first reflector 10 and between the solar cell 30 and the second reflector 20. [ When the solar cell 30 is vertically formed on the bottom reflector 50, the sunlight reflected by the first reflector 10 and the second reflector 20 is reflected by the bottom reflector 50, The first surface and the second surface of the substrate. In this case, the sunlight reflected by the first reflector 10 or the second reflector 20 and not reaching the solar cell 30 may be reflected again by the bottom reflector 50 and be incident on the solar cell 30 Therefore, the amount of sunlight incident on the first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30 can be increased. Thus, the efficiency of the solar cell 30 can be improved.

한편, 태양전지(30)는 측면반사판(60)에 수직으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 태양전지(30)는 측면반사판(60)에 반사된 빛이 입사하여 태양전지(30)의 효율이 향상될 수 있다. 특히 북반구의 경우 태양이 동쪽에서 남쪽을 지나 서쪽으로 이동하므로 측면반사판(60)은 태양전지(30)의 일측, 즉 북측에만 형성될 수 있다. 측면반사판(60)이 태양전지(30)의 남측에 형성되는 경우 오히려 그림자가 생겨 태양전지(30)에 입사되는 빛을 막을 수 있으므로 북측에만 측면반사판(60)을 형성하는 것이 바람직하다.On the other hand, the solar cell 30 may be formed perpendicular to the side reflector 60, but is not limited thereto. The efficiency of the solar cell 30 can be improved by reflecting the light reflected by the side reflector 60 into the solar cell 30. Particularly in the Northern Hemisphere, since the sun moves from the east side to the west side, the side reflector 60 can be formed only on one side of the solar cell 30, that is, on the north side. When the side reflector 60 is formed on the south side of the solar cell 30, it is preferable to form the side reflector 60 only on the north side since a shadow may be formed and the light incident on the solar cell 30 may be blocked.

태양전지(30) 또는 태양전지패널은 복수 개가 태양전지 지지부(40) 내부에 지지될 수 있다. 복수의 태양전지(30)는 태양전지 지지부(40) 내부에 각각 지지되어 태양의 고도에 따라서 회전할 수 있다. 태양전지(30)가 지지부 내부에 지지되어 회전하는 경우 태양이 이동하는 시간에 따라서 태양전지(30)의 양면이 태양을 향하여 배치될 수 있으므로 태양전지(30)의 효율이 향상될 수 있다.A plurality of solar cells 30 or solar panels may be supported inside the solar cell support 40. The plurality of solar cells 30 can be respectively supported within the solar cell supporting portion 40 and can rotate according to the altitude of the sun. When the solar cell 30 is supported and rotated within the support portion, both sides of the solar cell 30 can be disposed toward the sun depending on the time of the sun's movement, and thus the efficiency of the solar cell 30 can be improved.

태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)은 동서방향에 대향하여 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)이 동서방향에 대향하여 형성되는 경우, 아침과 저녁에 태양이 동쪽으로 떠서 서쪽으로 지기 때문에 아침과 저녁 특히 태양의 고도가 낮은 경우 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)에 입사되는 빛의 양을 증가시켜 태양전지(30)의 효율을 향상시킬 수 있다. The first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30 may be formed facing each other in the east-west direction, but are not limited thereto. When the first side 31 and the second side 32 of the solar cell 30 are formed facing each other in the east-west direction, since the sun rises to the east in the morning and evening, The efficiency of the solar cell 30 can be improved by increasing the amount of light incident on the first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30.

또한, 태양의 고도가 낮은 시간 대에는 태양전지(30)에 입사되는 태양광의 양이 적어서, 태양광 발전에 필요한 전력을 생산하기 어렵다. 따라서 태양이 뜨고 질때까지 전체 일조시간 중에서 태양광 발전을 실제 할 수 있는 시간은 이보다 작게 된다. 특히 태양광 발전을 할 수 있는 시간은 위도가 높아질수록 작아질 수 밖에 없다.In addition, since the amount of sunlight incident on the solar cell 30 is small in a time zone in which the altitude of the sun is low, it is difficult to produce electric power required for solar power generation. Therefore, the time to realize photovoltaic power during the entire daylight hours is much smaller than when the sun rises. Especially, the time for solar power generation is getting smaller as the latitude increases.

본 발명의 태양광 발전장치의 실시예의 경우, 상기 일조시간 중에서 태양광 발전을 할 수 없는 상황에서 태양전지(30)의 제 1 면(31)과 제 2 면(32)를 모두 사용하여 더 큰 전력을 생산하게 되므로, 실제 태양광 발전을 할 수 있는 전력을 생산할 수 있는 시간을 더 늘일 수 있게 된다.
In the embodiment of the photovoltaic device according to the present invention, both the first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30 are used in a situation where solar power generation can not be performed during the above-mentioned daylight hours, As a result, it is possible to further increase the time required to produce electric power for actual solar power generation.

한편, 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)은 아침과 저녁에는 동서방향에 대향하여 형성될 수 있고, 낮에는 태양이 남쪽으로 이동함에 따라서 태양전지 지지부(40)의 회전부재(미도시)를 따라서 태양전지(30)의 제 1 면(31) 또는 제 2 면(32)이 남쪽을 향하도록 회전할 수 있다.On the other hand, the first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30 can be formed to face in the east-west direction in the morning and evening, and in the daytime, as the sun moves to the south, The first surface 31 or the second surface 32 of the solar cell 30 can be rotated so as to face the south along the rotating member (not shown) of the solar cell 30.

도 2a는 아침과 저녁에 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)이 동서방향에 대향되어 있는 것을 나타낸 것이고, 도 2b는 태양이 남쪽으로 이동하였을 때 태양전지(30)가 태양전지 지지부(40)의 회전부재(미도시)를 따라서 회전하는 것을 나타낸 것이다. 태양전지(30)는 시간에 따라서, 즉 태양의 위치에 따라서 연속적으로 회전할 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 본 발명의 도면에 도시한 바처럼 시간대를 나누어 2~3회만 회전할 수도 있다.2A shows that the first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30 are opposed to each other in the east-west direction in the morning and evening, and FIG. 2B shows the solar cell 30 30 rotate along a rotating member (not shown) of the solar cell supporting portion 40. [ The solar cell 30 can rotate continuously according to time, that is, the position of the sun. However, the present invention is not limited to this, and the solar cell 30 may be rotated two or three times by dividing the time zone as shown in the drawings of the present invention.

제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 태양전지(30)를 사이에 배치하여 형성될 수 있다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 복수개가 형성되어 도 2a의 태양광 발전장치가 반복적으로 형성될 수 있다.
The first reflector 10 and the second reflector 20 may be formed by arranging the solar cell 30 therebetween. A plurality of the first reflector 10 and the second reflector 20 may be formed so that the photovoltaic device of FIG. 2A may be repeatedly formed.

제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 지면에 소정의 각도를 형성하며 배치될 수 있다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 지면과 이루는 각은 서로 동일할 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 서로 상이하게 배치될 수 있다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 지면과 이루는 각은 시간에 따라, 즉 태양의 위치에 따라 변할 수 있다.The first reflector 10 and the second reflector 20 may be disposed at a predetermined angle on the ground. The angles of the first reflector 10 and the second reflector 20 with respect to the ground may be the same, but are not limited thereto and may be different from each other. The angle formed by the first reflector 10 and the second reflector 20 with respect to the ground can be changed with time, that is, depending on the position of the sun.

제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 측면반사판(60)과 수직으로 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)에 입사한 빛이 측면반사판(60)으로 반사되고, 측면반사판(60)에서 반사된 빛은 태양전지(30)로 입사되어 태양전지(30)의 효율이 향상될 수 있다.The first reflector 10 and the second reflector 20 may be disposed perpendicularly to the side reflector 60 but are not limited thereto. Light incident on the first reflector 10 and the second reflector 20 is reflected by the side reflector 60 and light reflected by the side reflector 60 is incident on the solar cell 30, Can be improved.

제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 거울로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 태양광을 반사시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 반사율이 큰 재질로 형성되는 경우 입사되는 태양광의 반사율을 크게하여 태양전지(30)의 효율을 향상시킬 수 있다.The first reflection plate 10 and the second reflection plate 20 may be formed of mirrors, but not limited thereto, and may be formed of a material capable of reflecting sunlight. When the first reflector 10 and the second reflector 20 are formed of a material having a high reflectance, the efficiency of the solar cell 30 can be improved by increasing the reflectance of incident sunlight.

바닥반사판(50)은 지면과 평행하게 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 바닥반사판(50)은 태양전지(30)와 수직하게 배치될 수 있고, 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과는 소정의 각도를 가지고 배치될 수 있다. 바닥반사판(50)이 태양전지(30)와 수직하게 배치되는 경우 바닥반사판(50)에 직접 입사된 빛이 태양전지(30)로 들어갈 수 있고, 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)에서 반사된 빛이 태양전지(30)로 재입사 할 수 있다.The bottom reflector 50 may be disposed parallel to the ground, but is not limited thereto. The bottom reflector 50 may be disposed perpendicular to the solar cell 30 and may be disposed at a predetermined angle with respect to the first reflector 10 and the second reflector 20. When the bottom reflector 50 is disposed perpendicular to the solar cell 30, light directly incident on the bottom reflector 50 can enter the solar cell 30 and the first reflector 10 and the second reflector 20 May be re-incident on the solar cell 30.

바닥반사판(50)은 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과 동일한 재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고 반사율이 큰 재질로 형성될 수 있다. 바닥반사판(50)이 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과 동일한 재질로 형성되는 경우 재료 및 가공비를 줄일 수 있다. The bottom reflector 50 may be formed of the same material as the first reflector 10 and the second reflector 20. However, the bottom reflector 50 may be formed of a material having a high reflectance. When the bottom reflector 50 is formed of the same material as the first reflector 10 and the second reflector 20, the material and the processing cost can be reduced.

바닥반사판(50)은 측면반사판(60)과 소정의 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 바닥반사판(50)은 측면반사판(60)과 예각을 이루고, 태양전지(30) 쪽으로 기울여져 형성될 수 있다. 상기와 같이 측면반사판(60)이 태양전지(30) 쪽으로 기울여져 배치되는 경우 측면반사판(60)에 입사된 빛의 각도가 상부가 아닌 하부쪽으로 향할 수 있기 때문에 태양전지(30)로 입사되는 빛의 양이 증가될 수 있다. The bottom reflector 50 may be formed to have an angle with the side reflector 60. That is, the bottom reflector 50 forms an acute angle with the side reflector 60 and may be formed by inclining toward the solar cell 30. When the side reflector 60 is inclined toward the solar cell 30 as described above, the angle of the light incident on the side reflector 60 may be directed downward rather than upward so that the light incident on the solar cell 30 Can be increased.

측면반사판(60)은 태양전지(30), 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과는 수직으로 배치될 수 있고, 바닥반사판(50)과는 소정의 각도를 가지고 배치될 수 있다. 이 때 측면반사판(60)은 바닥반사판(50)에 대해서 태양전지(30)측으로 기울여져 배치될 수 있다. 측면반사판(60)은 도면에는 투명한 것처럼 도시하였으나 실제로는 투명하지 않고, 태양광을 반사시킬 수 있는 재질로 형성된다.The side reflector 60 may be disposed perpendicular to the solar cell 30, the first reflector 10 and the second reflector 20 and may be disposed at a predetermined angle with respect to the bottom reflector 50 . At this time, the side reflector 60 may be disposed inclined toward the solar cell 30 with respect to the bottom reflector 50. Although the side reflector 60 is shown as being transparent in the figure, it is not actually transparent and is formed of a material that can reflect sunlight.

측면반사판(60)은 상술한 바와 같이 태양전지(30)의 북측에만 배치될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 남반구에 설치되어 태양이 북쪽으로 이동하는 경우에는 태양전지(30)의 남측에 배치될 수 있다. 이에 따라 측면반사판(60)은 태양전지(30)의 일측에만 배치되는 것이 바람직하다. The side reflector 60 may be disposed only on the north side of the solar cell 30, as described above, but may be disposed on the south side of the solar cell 30 when the sun moves north, have. Accordingly, it is preferable that the side reflector 60 is disposed only on one side of the solar cell 30.

태양전지 지지부(40)는 태양전지(30) 또는 태양전지(30)가 설치된 태양전지패널을 지지하도록 형성될 수 있다. 태양전지 지지부(40)는 태양전지(30)를 복수개 지지할 수 있도록 형성될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 하나의 태양전지(30)만을 지지할 수도 있다. 태양전지 지지부(40)는 회전부재(미도시)가 형성되어 태양전지(30)를 회전시킬 수 있다. 태양전지 지지부(40)는 태양전지(30)를 회전시켜 태양의 고도 또는 위치에 따라서 태양전지(30)의 제 1 면(31) 또는 제 2 면(32)이 태양광을 마주하도록 할 수 있다. The solar cell supporting portion 40 may be formed to support the solar cell 30 or the solar cell having the solar cell 30 installed therein. The solar cell supporting portion 40 may be formed to support a plurality of solar cells 30, but not limited thereto, and may support only one solar cell 30. The solar cell supporting portion 40 may rotate the solar cell 30 by forming a rotating member (not shown). The solar cell support unit 40 may rotate the solar cell 30 so that the first surface 31 or the second surface 32 of the solar cell 30 faces the sunlight according to the altitude or position of the sun .

태양전지 지지부(40)는 지면과 수직하게 형성되어 태양전지(30)가 지면과 수직하게 배치되도록 할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The solar cell support portion 40 may be formed perpendicular to the paper surface so that the solar cell 30 is disposed perpendicular to the paper surface, but is not limited thereto.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.FIGS. 3A, 3B and 3C are cross-sectional views illustrating a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.

각각 도 3a는 태양이 동쪽에 있는 아침, 도 3b는 태양이 남쪽에 있는 점심, 도 3c는 태양이 서쪽에 있는 저녁시간을 나타낸다. 아침과 저녁의 경우에는 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)이 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과 대향하도록 배치될 수 있고, 점심의 경우에 태양전지 지지부(40)의 회전부재(미도시)에 의해 태양전지(30)가 남향으로 회전할 수 있다. Respectively, FIG. 3A shows the morning with the sun on the east, FIG. 3B shows the lunch with the sun on the south, and FIG. 3C shows the evening with the sun on the west. In the case of morning and evening, the first surface 31 and the second surface 32 of the solar cell 30 may be arranged to face the first reflector 10 and the second reflector 20, The solar cell 30 can be rotated toward the south direction by a rotating member (not shown) of the solar cell supporting portion 40. [

태양전지(30)와 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)까지의 거리는 태양의 고도에 따라서 결정될 수 있다. 태양전지(30)와 제 1 반사판(10)까지의 거리를 L 이라고 하고, 태양전지(30)의 높이를 χ, 태양의 고도를 α, 제 1 반사판(10)이 지면과 이루는 각 중 예각을 ω 라고 하면, 다음 식에 의해서 최적의 태양전지(30)와 제 1 반사판(10)까지의 거리를 결정할 수 있다.The distance between the solar cell 30 and the first reflector 10 and the second reflector 20 can be determined according to the altitude of the sun. The distance between the solar cell 30 and the first reflector 10 is L, the height of the solar cell 30 is χ, the altitude of the sun is α and the acute angle of the angle between the first reflector 10 and the ground the distance to the first reflector 10 and the optimum solar cell 30 can be determined by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기의 식에 따라 태양전지(30)와 제 1 반사판(10)까지의 거리가 결정될 수 있으나 이에 한정되지 아니한다.
The distance from the solar cell 30 to the first reflector 10 may be determined according to the above equation, but is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치에서 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)의 배치 유무에 따른 생산 전력의 차이를 나타낸 그래프이다.
4 is a graph showing differences in production power depending on whether the first reflector 10 and the second reflector 20 are arranged in the photovoltaic device according to the embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여 설명하면, x 라인은 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 배치되지 않았을 때 태양전지(30)의 효율을 나타낸 것이고, y 라인은 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 배치되었을 때의 태양전지(30)의 효율을 나타낸 것이다. 그래프를 통하여 알 수 있듯이 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 배치되었을 때 태양전지(30)의 효율이 향상되는 것을 확인할 수 있다.4, the x line represents the efficiency of the solar cell 30 when the first reflector 10 and the second reflector 20 are not disposed, the y line represents the efficiency of the first reflector 10 and the second reflector 20, Shows the efficiency of the solar cell 30 when the second reflector 20 is disposed. As can be seen from the graph, the efficiency of the solar cell 30 is improved when the first reflector 10 and the second reflector 20 are disposed.

이상에서는 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

10 : 제 1 반사판
20 : 제 2 반사판
30 : 태양전지
31 : 제 1 면
32 : 제 2 면
40 : 태양전지 지지부
50 : 바닥반사판
60 : 측면반사판10: first reflector
20: second reflector
30: Solar cell
31: first side
32: second side
40: solar cell support
50: bottom reflector
60: side reflector

Claims (2)

양면에서 태양광을 받아 발전할 수 있고, 양면이 동서방향으로 대향되는 태양전지;
상기 태양전지와 이격되고, 상기 태양전지의 양면에 대향되게 배치되는 제 1 반사판 및 제 2 반사판; 및
상기 제 1 반사판, 상기 제 2 반사판 및 상기 태양전지의 일측면에 배치되는 측면반사판을 포함하는 태양광 발전장치.A solar cell capable of generating sunlight on both sides and capable of generating electricity on both sides and facing both sides in the east-west direction;
A first reflection plate and a second reflection plate spaced apart from the solar cell and disposed opposite to both sides of the solar cell; And
And a side reflector disposed on one side of the first reflector, the second reflector, and the solar cell. 제 1 항에 있어서,
지면과 평행하게 배치되고, 상기 태양전지에 수직으로 배치되는 바닥반사판을 더 포함하는 태양광 발전장치.The method according to claim 1,
And a bottom reflector disposed parallel to the ground and disposed perpendicularly to the solar cell.
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