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KR-20260061976-A - Solar cell stability test Device and solar cell stability test system

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Abstract

본 발명은, 복수개로 구비되고 각 내부 공간에 시험 대상인 태양전지가 배치되는 복수의 챔버, 이웃하는 상기 챔버들을 연결하는 커넥터 튜브, 및 상기 커넥터 튜브에 연결된 어느 하나의 챔버에 연결되어 적어도 하나 이상의 기체를 주입하는 기체 공급 유닛을 포함하는 태양전지 안정성 시험 장치를 제공한다.

Inventors

  • 윤다은

Assignees

  • 한화솔루션 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (17)

  1. 복수개로 구비되고, 각 내부 공간에 시험 대상인 태양전지가 배치되는 복수의 챔버; 이웃하는 상기 챔버들을 연결하는 커넥터 튜브; 및 상기 커넥터 튜브에 연결된 어느 하나의 챔버에 연결되어, 적어도 하나 이상의 기체를 주입하는 기체 공급 유닛;을 포함하는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 챔버는 상기 태양전지와 마주보도록 상면에 배치되는 투과창;을 가지는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 챔버는 상기 내부 공간에 배치되고, 안착된 상기 태양전지의 높이가 조절되는 서포터;를 가지는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 기체 공급 유닛은 불활성의 제1 기체 및 수분을 포함하는 제2 기체 중 적어도 하나를 상기 어느 하나의 챔버에 공급하는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 커넥터 튜브는 어느 하나인 제1 챔버로부터 다른 하나인 제2 챔버로 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체 중 적어도 하나를 공급하는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버는 내부의 기체 분위기가 동일하게 설정되는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 기체 공급 유닛과 상기 챔버 사이에 연결되는 기체 혼합 챔버;를 더 포함하고, 상기 기체 혼합 챔버는 상기 기체 공급 유닛으로부터 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체를 공급받아 혼합 기체를 생성하고, 상기 혼합 기체를 상기 챔버로 전달하는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 챔버는 외측면에 장착되어 상기 태양전지와 전기적으로 연결되는 커넥터 패널;을 가지는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 챔버는 일측벽에 배치되고, 상기 기체가 주입되는 유입구; 및 타측벽에 상기 유입구와 어긋나게 배치되며, 상기 기체가 배출되는 유출구;를 가지는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 커넥터 튜브는 어느 하나의 챔버의 유출구와 다른 하나의 챔버의 유입구를 연결하는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  11. 제9 항에 있어서, 상기 챔버는 상기 유입구가 상기 유출구보다 낮은 높이에 배치되는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  12. 제9 항에 있어서, 상기 챔버의 내부 공간에 배치되는 서큘레이터;를 더 포함하는, 태양전지 안정성 시험 장치.
  13. 챔버의 내부 공간에 시험 대상인 태양전지가 배치되는 시험 장치; 상기 시험 장치의 챔버에 비활성의 제1 기체를 공급하는 제1 기체 공급부; 상기 시험 장치의 챔버에 수분을 포함하는 제2 기체를 공급하는 제2 기체 공급부; 및 상기 시험장치의 상부에 광을 조사하는 광원 유닛;을 포함하고, 상기 시험 장치는 제1 태양전지가 배치되는 제1 챔버; 상기 제1 챔버와 이격되며, 제2 태양전지가 배치되는 제2 챔버; 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 커넥터 튜브; 및 상기 제1 기체 공급부 및 상기 제2 기체 공급부 중 적어도 하나와 상기 제1 챔버를 연결하여, 상기 제1 기체와 상기 제2 기체 중 적어도 하나를 상기 제1 챔버에 공급하는 기체 공급 유닛;을 구비하는, 태양전지 안정성 시험 시스템.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제1 챔버는 상기 제1 태양전지와 마주보는 제1 투과창을 가지고, 상기 제2 챔버는 상기 제2 태양전지와 마주보는 제2 투과창을 가지되, 상기 광원 유닛은 상기 제1 투과창과 상기 제2 투과창의 상부에 배치되며, 서로 다른 광을 조사하는, 태양전지 안정성 시험 시스템.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버는 내부의 기체 분위기가 동일하게 설정되는, 태양전지 안정성 시험 시스템.
  16. 제13 항에 있어서, 상기 제1 챔버는 외측면에 장착되어 상기 제1 태양전지와 전기적으로 연결되는 제1 커넥터 패널을 가지고, 상기 제2 챔버는 외측면에 장착되어 상기 제2 태양전지와 전기적으로 연결되는 제2 커넥터 패널을 가지며, 상기 제1 커넥터 패널과 상기 제2 커넥터 패널과 연결되어, 각각 신호를 수신하고 비교하는 소스 미터; 를 더 포함하는, 태양전지 안정성 시험 시스템.
  17. 제13 항에 있어서, 상기 시험 장치는 상기 제1 챔버의 앞에 배치되는 기체 혼합 챔버;를 더 포함하고, 상기 기체 혼합 챔버는 일 측에 연결된 상기 제1 기체 공급부 및 상기 제2 기체 공급부로부터 상기 제1 기체 및 상기 제2 기체를 공급받아 혼합 기체를 생성하고, 타측에 연결된 상기 제1 챔버로 상기 혼합 기체를 전달하는, 태양전지 안정성 시험 시스템.

Description

태양전지 안정성 시험 장치 및 태양전지 안정성 시험 시스템{Solar cell stability test Device and solar cell stability test system} 본 발명은 태양전지 안정성 시험 장치 및 태양전지 안정성 시험 시스템에 관한 것이다. 태양전지는 옥외 설치되어 자연광 또는 집광된 태양광 아래에서 장기간 동안 지속적으로 사용되므로, 고온, 저온, 고온다습 등 가혹한 기상조건에서도 내구성 및 성능을 유지하여야 한다. 특히, 페로브스카이트 태양전지는 수분, 대기환경, 빛 등 다양한 외부 환경 요소에 민감한 특성을 갖기 때문에, 장기 품질 평가 및 수명 추정을 위한 안정성 시험이 필수적이다. 일반적으로, 태양전지의 안정성 시험은 태양전지에 다양한 환경적, 전기적 스트레스를 가하고, 최대출력전압, 전류, 효율 등을 측정하여 전기적 성능을 비교 평가하여서 확인할 수 있다. 그러나, 태양전지의 안정성 시험을 수행할 때마다, 챔버를 개방하여 설정된 분위기를 벗어나게 되므로, 어떠한 변수에 대한 비교 시험을 진행할 때, 동일한 분위기를 형성하도록 제어하는 것이 번거롭고, 또한 장치를 조작하는 동안 시험자의 인적 오류가 쉽게 발생할 수 있는 문제가 있었다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 안정성 시험 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 챔버의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2의 서포터에 안착된 태양전지와 커넥터 패널 사이의 전기적 연결을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 안정성 시험 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 5는 도 4의 태양전지 안정성 시험 시스템의 다른 구현예를 나타낸 도면이다. 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소들 중간에 다른 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 안정성 시험 장치(10)를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 챔버(100)의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 태양전지 안정성 시험 장치(10)는 환경적 또는 전기적 변수에 따른 태양전지(C)의 성능을 측정함으로써, 태양전지(C)의 안정성을 확인할 수 있다. 태양전지 안정성 시험 장치(10)는 복수의 챔버(100)를 포함하고, 각 챔버(100)의 내부 공간에 태양전지(C)를 배치할 수 있다. 태양전지 안정성 시험 장치(10)는 상기 챔버(100)를 밀폐하고, 그 내부를 기설정된 기체 조성으로 구비할 수 있다. 챔버(100)는 적어도 두 개 이상으로 구비될 수 있다. 챔버(100)가 두 개로 구비될 경우, 두 개의 챔버(100) 중에서 어느 하나는 제1 챔버(100A)이고, 다른 하나는 제2 챔버(100B)일 수 있다. 제1 챔버(100A)와 제2 챔버(100B)는 동일한 구조로 구비될 수 있다. 이에 따라, 제1 챔버(100A)를 기준으로 챔버(100)를 설명할 수 있으며, 설명의 편의상, 제1 챔버(100A)와 챔버(100)가 혼용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 태양전지 안정성 시험 장치(10)는 제1 챔버(100A)와 제2 챔버(100B), 기체 공급 유닛(200), 및 커넥터 튜브(300)를 포함할 수 있다. 제1 챔버(100A)는 제1 챔버 하우징(110A)을 가지어, 그 내측에 제1 내부 공간(S1)이 형성될 수 있다. 제1 챔버 하우징(110A)은 외부와 연통되도록 구비되는 유입구(120A)와 유출구(130A)를 가질 수 있다. 유입구(120A)를 통하여 제1 내부 공간(S1)으로 기체가 유입되고, 유출구(130A)를 통하여 제1 내부 공간(S1)으로부터 상기 기체가 배출될 수 있다. 제2 챔버(100B)는 제2 챔버 하우징(110B)을 가지어, 그 내측에 제2 내부 공간(S2)이 형성될 수 있다. 제2 챔버 하우징(110B)은 외부와 연통되도록 구비되는 유입구(120B)와 유출구(130B)를 가질 수 있다. 유입구(120B)를 통하여 제2 내부 공간(S2)으로 기체가 유입되고, 유출구(130B)를 통하여 제2 내부 공간(S2)으로부터 상기 기체가 배출될 수 있다. 기체 공급 유닛(200)은 제1 챔버(100A)와 제2 챔버(100B) 중 어느 하나에 연결되어, 적어도 하나 이상의 기체를 주입할 수 있다. 기체 공급 유닛(200)은 불활성의 제1 기체(G1) 및 수분을 포함하는 제2 기체(G2) 중 적어도 하나를 제1 챔버(100A)로 공급할 수 있다. 기체 공급 유닛(200)은 기설정된 기체 조성에 따라, 제1 기체(G1) 및 제2 기체(G2) 중에서 적어도 하나를 제1 챔버(100A)로 공급할 수 있다. 구체적인 예로, 기체 공급 유닛(200)은 제1 기체 공급 튜브(210)와 제2 기체 공급 튜브(220)를 포함할 수 있다. 기체 공급 유닛(200)은 제1 챔버(100A)의 유입구(120A)에 연결될 수 있고, 이때, 상기 유입구(120A)는 제1 기체 공급 튜브(210)가 연결되는 제1 기체 유입구(121A)와, 제2 기체 공급 튜브(220)가 연결되는 제2 기체 유입구(122A)로 구비될 수 있다. 제1 기체(G1)는 제1 기체 공급 튜브(210)를 통하여 제1 기체 유입구(121A)로 유입되고, 제2 기체(G2)는 제2 기체 공급 튜브(220)를 통하여 제2 기체 유입구(122A)로 유입될 수 있다. 제1 기체 공급 튜브(210)와 제2 기체 공급 튜브(220)는 각각 잠금 스위치를 가지어, 개별적으로 잠금 또는 잠금 해제될 수 있다. 예를 들어, 제1 기체 공급 튜브(210)는 잠금 해제되고, 제2 기체 공급 튜브(220)는 잠금될 때, 제1 챔버(100A)에는 제1 기체(G1)가 공급되고, 제2 기체(G2)는 공급되지 않을 수 있다. 커넥터 튜브(300)는 제1 챔버(100A)와 제2 챔버(100B)를 연결할 수 있다. 구체적으로, 커넥터 튜브(300)는 제1 챔버(100A)의 유출구(130A)와, 제2 챔버(100B)의 유입구(120B)를 연결할 수 있다. 커넥터 튜브(300)는 제1 챔버(100A)로부터 제2 챔버(100B)로 제1 기체(G1) 및 제2 기체(G2) 중 적어도 하나를 공급할 수 있다. 커넥터 튜브(300)에 의하여, 제1 챔버(100A)와 제2 챔버(100B)는 내부의 기체 분위기가 동일하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 챔버(100A)는 내부에 제1 기체(G1)를 저장하고, 커넥터 튜브(300)는 제1 챔버(100A)로부터 제2 챔버(100B)로 제1 기체(G1)를 공급할 수 있다. 소정의 시간이 경과한 후에, 제1 챔버(100A)와 제2 챔버(100A)는 동일한 기체 분위기를 가질 수 있다. 따라서, 기체 공급 유닛(200)은 제1 챔버(100A)에 연결되어, 제1 기체(G1) 및 제2 기체(G2) 중에서 하나를 공급할 수 있다. 커넥터 튜브(300)는 제1 기체(G1) 또는 제2 기체(G2)를 제1 챔버(100A)에서 제2 챔버(100B)로 전달할 수 있다. 제1 챔버(100A)와 제2 챔버(100B)는 내부에 동일한 기체 분위기가 형성될 수 있다. 설명의 편의상, 이하에서는 태양전지 안정성 시험 장치(10)에서 배출되는 기체를 제3 기체(G3)로 지칭하기로 한다. 제2 챔버(100B)의 유출구(130B)로는 제3 기체(G3)가 배출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 기체(G3)는 불활성 기체인 제1 기체(G1) 및 수증기인 제2 기체(G2) 중에서 하나를 포함하고, 제1 내부 공간(S1)과 제2 내부 공간(S2)을 거쳐서 배출되는 기체일 수 있다. 즉, 제3 기체(G3)는 유해한 성분을 포함하지 않으므로, 유출구(130B)를 개방 상태로 유지하여, 상기 제3 기체(G3)를 공기중으로 방출시킬 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 사용된 제1 기체(G1) 또는 제2 기체(G2)의 종류에 따라, 유출구(130B)가 별도의 배기 장치(미도시)와 연결되고, 제3 기체(G3)를 후속처리한 이후에 배기시킬 수 있다. 도면에서는, 제1 챔버(100A)와 제2 챔버(100B)만으로 도시되었으나, 태양전지 안정성 시험 장치(10)는 더 많은 수의 챔버를 연결할 수 있다. 또 다른 챔버는 제2 챔버(100B)의 유출구(130B)에 연결될 수 있고, 상기 또 다른 챔버의 내부에는 제1 챔버(100A) 및 제2 챔버(100B)와 동일한 기체 분위기가 형성될 수 있다. 선택적 실시