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슁글드 모듈의 수작업을 자동화로 대체…품질 상승 가져와

신성이엔지가 5일 발표한 '고효율 태양광 모듈 제조 방법 및 제조 장치 특허'의 도면 일부.

신성이엔지가 고효율 태양광 모듈 관련 특허를 취득하며 고효율 태양광 모듈 경쟁력을 높일 수 있는 발판을 확보했다.

신성이엔지 관계자는 6일 "고효율 태양전지 제조 과정에서 불량을 줄이고 품질도 높일 수 있는 자동화 설비 관련 특허를 취득했다"고 밝혔다.

신성이엔지가 전날 공시를 통해 발표한 특허명은 '고효율 태양광 모듈 제조 방법 및 제조 장치 특허'다.

이는 산업통상자원부의 신재생에너지핵심기술개발 과제인 '고효율 Advanced PERC 태양광 모듈 핵심기술개발'의 결과물로 약 3년에 걸쳐 개발했고 2020년 1월 2일 특허를 출원했다.

해당 특허는 고효율 모듈의 제조 및 공정 개선을 위해 연결된 태양전지 조각들을 배열에 따라 전기적으로 직·병렬로 연결하는 자동화 설비와 관련돼 있다.

특히 이번 특허의 핵심은 슁글링(Shingling) 기술을 적용한 슁글드 모듈의 제조 기술력을 높였다는 것이다.

슁글드 모듈은 기존의 태양전지를 레이저로 절단한 뒤 전도성 접착제로 직렬로 연결한 스트링을 만드는 방식으로 고출력 태양광 모듈 제조기술로 분류된다.

동일한 면적에서 더 높은 출력값을 낼 수 있어 예전부터 태양광을 동력으로 사용하는 우주선 등에 적용해왔다.

전면 리본(태양전지 표면에 있는 전극에 납땜으로 연결하기 위해 사용하는 얇은 금속판 띠)을 사용하는 방식의 태양전지는 전류 수집에 손실을 일으킨다. 또 솔더링(Soldering; 연납땜) 과정에서 태양전지에 국부적인 열전달과 압력으로 인한 스트레스로 미세 균열을 일으킬 수 있다. 여러 태양전지에서 출력되는 전류들이 리본을 통해 이동하면서 리본 저항에 의한 전류 손실이 발생할 수 있다는 점도 단점이다.

반면 슁글드 구조는 스트립(Strip; 금속 접촉 띠)의 단부 상면을 접합하는 방식으로 통전이 이뤄진다. 이를 통해 음영에 따른 출력 저하와 리본 솔더링으로 인한 스트레스를 제거할 수 있다. 또 리본의 저항으로 인한 전기적 손실이 줄어 면적당 에너지 생산량이 증가해 효율도 높아지게 된다.

신성이엔지는 이번 특허 취득을 통해 고효율 태양광 모듈 제품 시장의 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 내다봤다.

신성이엔지 관계자는 "이번 발명은 수작업으로 진행하던 전기적 연결 공정을 자동화해 공정 시간을 감소시키고 수작업으로 인한 품질 저하를 개선해 생산성 향상을 효과를 가져올 것으로 예상된다"며 "향후 고효율 태양광 모듈 시장 및 태양광 응용 제품 시장 상황에 따라 제품 생산 기술에 적용해 당사 고효율 태양광 모듈 제품의 경쟁력을 강화하는데 기여할 것으로 예상한다"고 말했다.

출처 : 전기신문(https://www.electimes.com)