柔性元件及包括其的柔性元件模块的制作方法

本发明涉及一种具有单位柔性元件间结合容易的柔性元件。

背景技术：

由于开发各种形态的设备，而且使用于各种领域，因此对柔性元件的要求逐渐增加，最近，随着智能玻璃等可穿戴设备(Wearable Device) 的出现以及开始被大众所认知，其重要性进一步增大。对于可穿戴设备，从信息与通信技术(Information&Communication Technology，ICT)领域的技术领先企业到体育用品企业，在各个领域出现创新性的产品。作为智能手机之后的新一代的智能设备，可穿戴设备被各个领域的各类从业人员选择为新的事业领域。

可穿戴设备如其名称所示，是指穿戴在身上的电子设备。但是，其并不是如配饰一样只是简单地穿戴在身上，而是在与用户身体最近的位置，能够与用户进行沟通的电子设备。可穿戴设备的优点是能够实时不间断地持续收集周围环境的详细信息或者个人的身体变化。但是，可穿戴设备通常穿戴或安装在身体的曲线部位或者建筑物的柱子等曲线部位，因此玻璃等定型化的形态的设备不容易使用，并且，由于柔性元件的形成工艺是在高温下实施，因此柔性元件用材料必须使用具有柔性及高耐热性的材料。具体地，广泛研究和使用的是，聚酰亚胺(Polyimide) 等高耐热性薄膜、形状容易变形的金属薄膜(Metal Foil)或者以高耐热性的玻璃纤维为基础在其外部进行树脂处理的形态等，近年来，一直在努力研究利用薄玻璃(Thin Glass)来制造柔性元件。

这对于新能源领域同样适用。近年来，太阳能电池作为减少CO₂和保护地球环境的替代新能源受到注目。尤其是，作为新的清洁能源，在日本、德国、欧洲以及美国通过大量的研发已商业应用。目前，商用的太阳能电池主要是以无机类半导体技术为基础的Si类、CdTe类、CIGS 类太阳能电池。但是，这种无机类太阳能电池虽然具有15％至20％的高能量转换效率的优点，但是还具有利用高温、真空的半导体工艺的高能量、高成本生产方式的缺点。并且，还可能存在半导体工艺中使用的物质的资源枯竭问题、稀缺性无机物质的确保问题、工艺有害物质的环境污染问题。

另外，聚合物太阳能电池可以在大气中在塑料薄膜上通过150℃以下的印刷工艺制造模块，因此能够实现大面积的既轻又能弯曲的结构。尤其是，通过利用印刷电子技术的核心的卷对卷连续工艺设备，能够降低生产所消耗的能源，且制造时间短，从而能够批量生产，大幅降低制造成本。并且，能够以定制的方式量产，因此能够自由地应用于便携式电子设备、服装类、休闲用品等，将个人转换成能源消耗和生产主体的生产者和消费者的混合体(Production+Consumer)，能够提高新能源的供给量。

如上所述，随着对各种柔性元件及其各种应用方案进行研发，需要根据应用的形态和位置、应用部位的面积，将柔性元件制成各种大小。此时，当根据应用形态、位置、应用部位的面积，分别制造单独的柔性元件时，必然会造成生产效率的下降。并且，为了使柔性元件的效率最大化，必须大面积吸收光，因此需要使柔性元件的面积很大。但是，这种情况下，根据不同的使用用途和目的，需要进行各种不同形态的定制型的制造，这必然会导致生产性下降、成本上升、维修困难等问题。

为了解决上述问题，近年来正在开发一种在制造单位柔性元件后通过将其连接来使面积变大的方法。这是因为通过单位柔性元件的制造，能够使生产性最大化，并且通过相互结合来能够使面积变大或者根据所需形态能够实现各种结合形态，使面积变大之后，如果特定单位元件的性能下降或者停止工作，则只要更换特定单位柔性元件就能够确保原有的性能。

但是，端子连接、螺栓连接等现有的单位柔性元件的结合方法，从外观上很容易看见结合部位，且结合部位的厚度变厚，因此以所需形态扩张结合的形态时不方便，而且为了形成结合部需在薄膜中形成孔，因此，对薄膜容易造成损伤，而且单位有机元件的结合部需要单独进行结合。

现有技术文献

(专利文献1)：韩国专利公开第2011-0037679号(2011年4月13 日公开)

技术实现要素：

需要解决的技术课题

本发明的目的在于提供一种具有柔性元件之间容易结合的结构的柔性元件。

本发明的另一目的在于提供一种所述柔性元件通过导电性附着连接两个以上的柔性元件模块(module)。

解决技术课题的技术方案

为了解决上述目的，根据本发明的一个具体实施例，提供一种柔性元件，所述柔性元件包括：基板；单元电池，位于所述基板上，用于产生电能；以及第一集电部和第二集电部，位于所述基板上的单元电池的外侧面，其中，所述第一集电部和第二集电部中的至少一个集电部具有导电性结合层，所述导电性结合层包括导电性物质以及附着用物质，所述附着用物质是粘接剂和粘结剂中的一种。

所述柔性元件中，所述导电性结合层可以位于第一集电部或第二集电部的上面。

并且，所述导电性结合层可以具有选自由薄膜、条形及岛状组成的组中的形态。

并且，所述导电性物质可以是选自由金属粉末、碳类物质、金属氧化物、导电性聚合物及其衍生物、磁性物质以及它们的混合物组成的组中的一种以上物质。

并且，所述附着用物质可以选自由环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛类树脂、乙烯树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、硅类树脂、聚氨酯类树脂、三聚氰胺尿素树脂以及它们的混合物组成的组中。

所述柔性元件中，所述集电部还可以包括导向电极，该导向电极附着在所述第一电极或第二电极的外侧面而延伸，这种情况下，导电性结合层可以形成在导向电极上。

并且，所述柔性元件中，在单元电池上还可以包括氧和水分渗透防止层，所述第一集电部和第二集电部可以从所述氧和水分渗透防止层露出。

并且，在所述柔性元件中，所述基板可以是选自由金属薄膜、无机薄膜、聚合物薄膜、纤维基材以及玻璃纤维和聚合物的复合材组成的组中的柔性基板。

根据本发明的另一个具体实施例，提供一种柔性元件模块，该模块包括两个以上的柔性元件，所述柔性元件通过导电性结合层电性结合。

在所述柔性元件模块中，所述柔性元件可以在第一集电部和第二集电部上分别包括导电性结合层，形成于所述第一集电部和第二集电部上的导电性结合层中的任一个导电性结合层包括磁性物质，另一个导电性结合层包括金属粉末或金属薄膜的导电性物质。

所述柔性元件可以在第一集电部和第二集电部上分别包括导电性结合层，形成于所述第一集电部和第二集电部上的导电性结合层中的任一个导电性结合层包括导电性物质和含有粘接剂或粘结剂的附着用物质，另一个导电性结合层包括导电性物质及离型剂。

并且，所述柔性元件模块中，所述柔性元件可以相互串联连接或并联连接。

并且，所述柔性元件间的结合可以是能够拆卸的临时结合。

其他本发明的具体实施例的具体内容包含在下面的详细说明中。

发明的效果

根据本发明的柔性元件通过形成于元件内的集电部上的导电性结合层，能够容易结合单位柔性元件。由此，通过单位柔性元件的标准化能够提高生产效率，且不存在根据利用柔性元件的各种电子设备的规格，重新制造电极图案、狭缝式模具缝或金属电极用筛板的麻烦，根据适用的部位或面积，能够附着或适用具有各种电压和电流的柔性元件模块。并且，由于容易拆卸，当特定柔性元件不工作或性能下降时，能够容易更换，而且结合部位与柔性元件的其他部分相比，厚度差相对小。因此，对于根据应用能够制造的模块的形态或设计的限制少，从而能够广泛应用于各领域。

附图说明

图1是概略示出形成于集电部上的太阳能电池的结构的剖面结构图以及与该剖面结构图相对应的俯视图。

图2a至图2c是分别示出本发明的一个具体实施例的柔性元件的以各种形态形成的导电性结合层的结构图。

图3是概略示出作为本发明的柔性元件模块的一个例子的太阳能电池通过各种方法结合的太阳能电池模块结构的结构图，图3(a)示出串联连接结构，图3(b)示出并联连接结构，图3(c)示出串联和并联混合的连接结构。

具体实施方式

本发明可以进行多种变形，而且可以具有多种实施例，在下面的说明中示例特定实施例，并对其进行详细说明。但是，这并不是将本发明限定在特定实施例，应理解包括在本发明的构思和技术范围的所有变换、等同物及替代物均包括在本发明。

本发明的特征在于，在制造柔性元件时，在位于基板的两侧端部的第一集电部和第二集电部上形成导电性结合层，从而通过电信号或电流来连接时才能将相互不同的两个单位柔性元件临时或永久结合。

即，本发明的一个具体实施例的柔性元件包括：基板；单元电池 (cell)，位于所述基板上，产生电能；以及第一集电部和第二集电部，位于所述基板上的单元电池的外侧面，其中，所述第一集电部和第二集电部中的至少一个集电部具有包括导电性物质和粘接剂及粘结剂中任一种附着用物质的导电性结合层。

具体地，所述导电性结合层可以位于第一集电部或第二集电部的上面，更加具体地，可以位于第一集电部或第二集电部上的整个面或部分面上。

图1是本发明的一个具体实施例的柔性元件的一个例子，是概略示出导电性结合层形成于集电部上的太阳能电池的结构的剖面结构图以及与该剖面结构图相对应的俯视图。图1仅仅是用于说明本发明的一个例子而已，本发明并不限定于此。

参照图1进行说明，本发明的柔性元件包括：基板10；单元电池20，位于所述基板上；第一集电部30和第二集电部40，位于所述基板上的单元电池的外侧面；以及导电性结合层50、60，位于所述第一集电部和第二集电部中的至少一个集电部上。

具体地，所述柔性元件中，所述基板10起到支承用于将光能转换成电能的单元电池和用于将经过转换的电能传递到外部的第一集电部和第二集电部的作用，因此，所述基板只要具有柔性且其形状可变形而通常适用于柔性元件的基板，则其使用不受特别的限制。

具体地，所述基板10可以包括：铝等金属薄膜(Metal Foil)；包括石英或玻璃等无机薄膜；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯 (PEN)、聚碳酸酯树脂(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯磺酸酯(PES)、聚甲醛(POM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)或聚醚酰亚胺(PEI)等聚合物薄膜；纤维基材；以及玻璃纤维和聚合物的复合材等，其中，优选可以包括柔软且具有高化学稳定性、机械强度及透明度并且容易变形为各种形态的聚合物薄膜或PET 薄膜。

并且，在所述柔性元件通过如太阳能电池等基板实现光的透射时，可能要求所述基板10具有透明性。在这种情况下，所述基板10在约380 至780nm的可见光波长范围内至少具有70％以上的透射率，优选具有 80％以上的透射率。

柔性元件的单元电池20位于所述基板10上。

柔性元件中，所述单元电池20是产生电能的最小单位体，不同的柔性元件可以具有各种不同的结构。

具体地，单元电池20包括：第一电极21和第二电极22，在所述基板10上相对配置；以及活性层23，位于所述第一电极与第二电极之间。所述第一电极及第二电极、活性层的形成物质只要是通常使用于柔性元件的物质，则其使用不受特别限制。

例如，所述柔性元件为太阳能电池的情况下，所述第一电极是使通过基板的光到达光活性层的路径，包括具有高透明性的同时具有约4.5eV 以上的高功函数及低电阻的导电性物质。作为具体例子，所述第一电极可以是掺锡氧化铟(ITO:tin-doped indium oxide)、掺氟氧化锡(FTO: fluorine-doped tin oxide)、ZnO-Ga₂O₃、ZnO-Al₂O₃、SnO₂-Sb₂O₃等透明氧化物、或者导电性聚合物、石墨烯(graphene)薄膜、石墨烯氧化物(graphene oxide)薄膜、碳纳米管薄膜等有机透明电极、金属结合的如碳纳米管薄膜等有机-无机结合透明电极。

并且，所述第二电极包括功函数低的物质，具体地，可以是镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、铝、银、锡、铅、不锈钢、铜、钨或硅等。

为了使光能转换成电能，太阳能电池要求p-n接合。当光照射到有机薄膜太阳能电池时，主要在供体物质中吸收光，形成作为激发状态的能量状态的电子空穴对(exciton)。该电子空穴对向任意方向扩散，遇到与受体物质的界面时，分离成电子和空穴。即，电子亲和度大的受体物质快速拉电子并引导电荷分离，留在供体层的空穴根据因两侧电极的功函数差而形成的内部电场和累积的电荷的浓度差向正极移动，电子沿着受体层内部向负极移动并聚集。聚集的电荷最终通过外部电路以电流的形式流动，这种现象称为光伏效应(photovoltaic effect)。如上所述，在有机太阳能电池的光活性层内部，光的吸收和电荷的分离通过供体物质和受体物质混合(blending)的体异质结(bulk heterojunction)结构产生，将供体物质与受体物质的区域大小在10nm以内的水平上进行混合，从而与供体和受体形成单一界面的双层(bi-layer)结构相比，具有供体/受体界面的面积增大数百倍以上的效果。因此相应地增加电荷分离的可能性，并且，还具有提高基于光散射的光吸收效率的作用。这种结构是与现有无机类太阳能电池的p-n接合结构具有明显区别的有机薄膜太阳能电池的独特的结构。

并且，所述活性层可以是包括p-接合层和n-接合层相互接合的p-n 接合结构(p-n junction)的光活性层。

在所述p-接合层中存在多个阴离子(anion)和电子(electron)载流子，在所述n-接合层中存在多个阳离子(cation)和空穴(hole)载流子。因此，通过所述p-n接合，p-接合层中的阴离子和n-接合层中的阳离子分别移动至所述p-n接合的界面。另外，所述光活性层由于基本上不存在自由电子(free electron)而具有绝缘体的特性，但是当从外部吸收光能时，被约束在原子核中的电子的自由能增加，从而电子被激发(excited)，这样被激发的电子变得自由。这种现象称为光伏效应。因此，当光能从外部传递到所述光活性层时，产生自由电子，所产生的自由电子经过p-n 接合的境界，聚集在n-接合层一侧。在电子聚集的状态下，如果将导线连接到p-接合层和n-接合层，则电流会通过。

因此，无机太阳能电池的情况下，一个太阳能电池模块的两侧端部所具有的第一电极层和第二电极层的极性分别根据光活性层中存在的p- 接合层和n-接合层的方向来确定。

上述的将第一电极21及第二电极22和活性层23作为一个单位的单元电池20在基板10上可以形成一个以上。

在这种情况下，具有一个单元电池的第二电极层与相邻的单元电池的第一电极层电连接的结构，由此，在一个柔性元件上形成的多个单元电池具有相互串联连接的结构。并且，由各单元电池产生的电能通过连接在各单元电池的上端部和下端部的电连接部件(图中未示出)向位于最外围的单元电池的外侧端部的第一集电部30和第二集电部40移动。

另外，所述单元电池10与氧或空气接触时可能会导致其性能下降，因此，还可以以覆盖所述单元电池的方式选择性地形成用于阻断单元电池与氧或空气接触的氧或空气渗透防止层(图中未示出)。

用于形成所述氧或空气渗透防止层的物质，只要是通常在柔性元件中用于形成防止单元电池和氧或空气接触的薄膜的物质，则其利用不受特别限制。具体地，可以是氧化硅、氧化铝等金属氧化物或者聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚合物等。

并且，所述氧或空气渗透防止层(图中未示出)可通过基于使用物质的普通的薄膜形成方法形成，具体地，当使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚合物时，可以通过卷对卷工艺(Roll to Roll Process)形成。

并且，所述柔性元件中，在基板10上具有第一集电部30和第二集电部40，所述第一集电部和第二集电部分别从最外围单元电池的第一电极21和第二电极22”延伸，且在形成有所述氧或水分渗透防止膜(图中未示出)时，从所述氧或水分渗透防止膜露出。这样露出的第一集电部和第二集电部根据延伸的电极的极性具有(+)或(-)的相互不同的电极性，并起到聚集由单元电池产生的电能并通过另设的电连接部件(图中未示出)传递至外部的作用。

所述第一集电部30和第二集电部40分别从构成单元电池的第一电极和第二电极延伸，因此可以包括与形成第一电极和第二电极的物质相同的物质。在上面的说明中，第一集电部30和第二集电部40从第一电极和第二电极延伸，但也可以是单独附着在第一电极和第二电极的外侧面而形成。将这种第一集电部和第二集电部附着在第一电极和第二电极的情况称为导向电极。所述导向电极可以具有各种不同的形态，考虑到与第一电极和第二电极的连接性以及与其他柔性元件结合时的结合性等，可以具有‘卜’形态。

如上所述的第一电极和第二电极中的至少一个电极上配置导电性结合层。

所述导电性结合层是相互不同的两个柔性元件电连接的层，电信号或电流在其中通过。由此，所述导电性结合层包括用于导电的导电性物质的同时可通过粘合、粘接或磁力来结合的附着用物质。

所述导电性物质可以是金属粉末(Powder)或薄板(例如，银、铜、铝、镍、铅等)；碳类物质(例如，碳黑(Carbon Black)、石墨(Graphite)、石墨烯(Graphene)、碳纳米管(CNT，Carbon Nano Tube)等)；金属氧化物(例如，氧化铟(In₂O₃)、氧化铟锡(ITO,Indum Tin Oxide)、氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锑锡(ATO,Antimony Tin Oxide)等)；导电性聚合物或其衍生物(例如，掺杂的聚乙烯(Polyethylene)、聚吡咯 (Polypyrole)、聚噻吩(Polythiophene)、掺杂的聚(3,4-亚乙二氧基噻吩) (poly(3,4-ethylenedioxythiophene,PEDOT)等)；或者磁性物质(例如，亚铁酸盐(铁素体，Ferrite)等)。

并且，所述附着用物质可以是环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、乙烯树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、硅类树脂、聚氨酯类树脂、三聚氰胺尿素树脂等的粘接剂或粘结剂。

所述导电性物质与附着用物质的含量比可以根据柔性元件的用途适当调整，具体地，相对于100重量份的附着用物质，可以优选使用20至 50重量份的导电性物质。

形成所述导电性结合层时，作为导电性物质的碳类物质虽然具有优异的导电性，但是当形成规定厚度以上时显示黑色。因此，对于需具有透明性的柔性元件，当使用碳类物质时，优选的是可以适当调节其含量。

并且，一般情况下，对于聚合物太阳能电池，使用掺杂的如PEDOT 等导电性聚合物，因此相比其他导电性物质，有利于形成导电性结合层的工艺。

并且，形成所述导电性结合层时，如果作为导电性物质使用如亚铁酸盐等磁性物质，或者作为附着用材料使用粘结剂，则能够形成可根据需要进行再分离的临时结合。

但是，对于所述粘结剂，如果在短时间内拆卸则能够容易拆卸，但是附着后经过长时间或者通过强压力附着时，或者结合之后受热或光而粘结剂已被固化时，可能会不容易拆卸。在这种情况下，要与使用粘结剂的柔性元件结合的另一柔性元件的导电性结合层中优选使用离型层，所述离型层是硅等离型剂成分(例如，BURIM化学GR-828等)中混合导电性物质而制造的，并且，在这种情况下，更优选的是将离型剂与导电性物质以相同的含量比进行混合，因为含量比相同时不仅粘接时能够得到容易的剥离性，而且能够减少附着部位的电流和电压的下降。这种方法也可以部分地使用于以附着后相对不发生再剥离为基准的粘接剂。

另外，利用磁性物质进行临时结合时，可以优选在一个柔性元件中形成包括磁性物质的导电层，在另一个柔性元件中使用包括金属粉末或金属薄膜的导电层，使得通过磁性能够结合和拆卸。

并且，使用粘结剂或粘接剂时，可以只在需要连接的两个单位的柔性元件的一侧的集电部形成导电性结合层，但是，使用磁性材料时，优选在作为结合对象的两个柔性元件的第一集电部和第二集电部都要形成导电性结合层。

所述导电性结合层可以是覆盖第一集电部和第二集电部的薄板或薄膜的形态，或者，也可以是覆盖一部分的条形或岛状形态，当其形态为岛状时可以具有钻石、圆等各种形态。但是，对于柔性元件，尤其是聚合物太阳能电池或OLED的情况，当单元电池与氧和水分接触时，受到致命的损伤，由此可能会导致寿命缩短，因此可能优选的是所述导电性结合层具有覆盖第一集电部和第二集电部的薄板或薄膜的形态，以便尽可能减少第一集电部和第二集电部向外部露出的部分，能够起到氧或水分渗透防止膜的作用。

图2a至图2c是分别示出本发明的一个具体实施例的柔性元件的以各种形态形成的导电性结合层的结构图。

如图2a所示，当薄膜形态的导电性结合层分别形成在第一集电部和第二集电部上时，单位柔性元件之间能够串联连接和并联连接。

并且，如图2b所示，导电性结合层可以在第一集电部30和第二集电部40上以横向的条形形态形成，在这种情况下，通过单位柔性元件的四个边角部分形成的导电性结合层50a、50c、60a、60c能够串联连接和并联连接，通过只在第一集电部和第二集电部的中心部分形成的导电性结合层50b、60b，单元电池之间能够串联连接。

图2c是包括形成有导电性结合层的导向电极的集电部以‘卜’形态形成，而且是导电性结合层仅形成在集电部的突出部上的情况。在这种情况下，根据导电性结合层的位置，单位柔性元件之间能够串联连接和并联连接。

如上所述，优选的是可以根据单位柔性元件之间的连接方法适当调节导电性结合层的位置和形态。

并且，所述导电性结合层可通过利用棒式涂布、辊式涂布、网纹涂布、丝网印刷等方法涂布将所述导电性物质和附着用物质混合而成的用于形成导电性结合层的组合物后，进行固化或干燥来形成。

具有如上所述的结构的柔性元件可通过如下方法制造，所述方法包括以下步骤：在基板上形成单元电池；以及在位于所述基板上的单元电池的两侧端部的第一集电部和第二集电部中的至少一个集电部上形成导电性结合层。

具体地，步骤1是在基板上形成柔性元件的单元电池的步骤。

所述基板和柔性元件的单元电池与前面说明的单元电池相同，而且基板上的单元电池的形成方法可以通过通常的单元电池的形成方法实施。并且，所述单元电池可以形成一个以上。

步骤2是形成导电性结合层的步骤。

详细地，在从所述基板上形成的最外围单元电池的第一电极和第二电极延伸而露出的第一集电部和第二集电部上形成导电性结合层。

在这种情况下，当所述柔性元件具有在单元电池上进一步包括氧和水分渗透防止膜的结构时，在形成所述导电性结合层之前，还可以实施在单元电池上形成氧和水分渗透防止膜的工艺。

详细地，在从所述基板上形成的最外围单元电池的第一电极和第二电极延伸而露出的第一集电部和第二集电部上形成离型薄膜，并形成氧和水分渗透防止膜，以覆盖形成有所述单元电池和离型薄膜的第一集电部和第二集电部。

在这种情况下，离型薄膜只要是对第一集电部和第二集电部具有适当的粘接性和离型性，则其使用不受特别限制。具体地，可以使用硅薄膜或涂布有硅的聚合物薄膜等。这样在第一集电部和第二集电部形成离型薄膜的情况下，柔性基板与氧和水分渗透防止膜接合时，在第一集电部和第二集电部的部位没有接合，之后在切割成单位柔性元件时，通过去除没有接合的氧和水分渗透防止膜部分，使得第一集电部和第二集电部向外部露出。

并且，所述氧和水分渗透防止膜只要是在柔性元件中通常作为防止氧和水分渗透而使用的，则其使用不受特别限制。其形成方法与前面说明的方法相同。

接着，按照只有所述第一集电部和第二集电部中的至少一个集电部露出的方式对单元电池利用遮蔽胶带等覆盖氧和水分渗透防止膜，然后涂布用于形成导电性结合层的组合物，并进行固化或干燥，由此能够形成导电性结合层。

通过如上所述的方法制造的柔性元件，通过形成于第一集电部和第二集电部中的至少一个集电部上的导电性结合层，能够容易将单位柔性元件之间进行结合。由此，通过单位柔性元件的标准化，能够提高生产效率，且不存在根据利用柔性元件的各种电子设备的规格，重新制造电极图案、狭缝式模具缝或金属电极用筛板的麻烦，根据适用的部位或面积，能够附着或适用具有各种电压和电流的柔性元件模块。并且，由于容易拆卸，当特定柔性元件不工作或性能下降时，能够容易更换，而且结合部位与柔性元件的其他部分相比，厚度差相对小。因此，对于根据应用能够制造的模块的形态或设计的限制少，从而广泛应用于各领域。

并且，根据本发明的另一个具体实施例，提供一种如上所述的柔性元件通过导电性结合层连接2个以上的柔性元件模块。

所述柔性元件之间的连接可以是对于作为基准的柔性元件串联连接或并联连接。

在这种情况下，根据电学特性，将单位有机元件之间串联连接时电压会增加，增加的程度是随着所连接的单位有机元件数量的增加而增加，此时，电流保持不变。另外，将单位元件之间并联连接时电流会增加，增加的程度是随着所连接的单位有机元件数量的增加而增加。此时，电压保持不变。

图3是概略示出作为柔性元件模块的一个例子的太阳能电池通过各种方法结合的太阳能电池模块的结构的结构图，图3(a)示出串联连接结构，图3(b)示出并联连接结构，图3(c)示出串联和并联混合的连接结构。

根据本发明的另一个具体实施例，提供一种利用导电性结合层的柔性元件的结合方法。

所述柔性元件和导电性结合层与前面说明的一样。

所述柔性元件的结合方法可以是永久结合或者根据需要能够进行拆卸的临时结合。

通过如上所述的结合方法，可以制造各种大小的柔性元件模块，并且，为了结合单位柔性元件，提供具有使用涂布方式的导电层的结合部位，从而需要结合时，仅通过施加压力来进行粘贴的简单的工艺能够结合，并且，在利用粘结剂或磁性材料时容易拆卸，因此在整个柔性元件模块中特定的单位柔性元件不正常工作时能够容易更换。

所述柔性元件的结合方法可以使用于包括逻辑集成电路(IC， Integrated Circuit)、中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、存储器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)、传感器、致动器(actuator)、通信元件以及半导体薄膜的至少一个半导体元件，例如，有机发光二极管、有机场效应晶体管、无机薄膜晶体管、有机太阳能电池或无机太阳能电池。

下面，对本发明的实施例进行详细说明，以使本发明所属领域的技术人员能够容易实施。但是，本发明还可以通过各种不同的方式实施，本发明并不限定于在此说明书的实施例。

[参照例1-1至1-3]

单位柔性元件使用由可隆工业株式会社制造的聚合物太阳能电池。

具体地，所述单位柔性元件的横向长度和纵向长度分别为10cm，而且柔性基板(Flexible substrate)使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

对于所述单位柔性元件的上部面，利用阻断氧和水分的阻挡膜 (Barrier Film)并通过卷对卷工艺形成PET薄膜。其中，通过冲压在所述单位柔性元件的第一导向电极和第二导向电极形成贯穿孔，并在第一导向电极和第二导向电极的贯穿孔形成具有凹凸结构的卡扣后，与具有相对应结合结构的单位柔性元件连接并结合。此时，单位柔性元件之间的结合方法、结合方向及结合数量是按照下述表1中记载的结合方法、结合方向及结合数量进行实施。

对于结合的柔性元件模块，利用太阳能模拟器(Solar Simulator)(由 Newport公司制造的Oriel Sol3A Class AAA Solar Simulator)分别测定电流和电压，在下述表1中表示其测定结果。

表1

[实施例1-1至1-15]

对除了包括用于通过吸收光而产生电能的有机活性物质且在单位柔性元件的需具备阻挡特性的各电池(cell)部分之外的第一导向电极部和第二导向电极部粘贴涂布有硅的离型薄膜。对于所述单位柔性元件的上部面，利用卷对卷工艺形成用于阻断氧和水分的PET阻挡膜。接着，切割为单位柔性元件，并去除没有接合的阻挡膜部分，从而使得第一导向电极和第二导向电极向外部露出。

接着，用遮蔽胶带盖住除导向电极部分之外的其余部分，然后对于露出的部分，分别棒式涂布(利用Mayer Bar#18)用于形成导电性接合层的组合物，所述组合物是相对于100重量份的UV固化型粘接剂 (BURIM化学BRP-UV-1000系列，固体含量40重量％)中分别混合20 重量份的银(Ag)、镍(Ni)、铜(Cu)、铅(Pb)、铝(Al)的金属粉末 (以上为由KLK公司制造)而制造的，然后，利用UV固化机进行干燥以形成导电性接合层。去除遮蔽胶带后，按照下述表2中所示的结合方法、结合方向及结合数量，将形成导电性接合层的单位柔性元件进行结合。

对于通过结合来制造的柔性元件模块，利用与上述参照例中使用的方法相同的方法测定电流和电压，在下述表2中表示其测定结果。

表2

预测与作为结合部将由100％金属形成的卡扣用作结合部的参照例相比，使用粘接剂的实施例1-1至1-15会显示更低的电流和电压，但是，如所述表2所示，显示了与使用卡扣的参照例相同水平的电流和电压特性。并且，实施例1-1至1-15中，接合层之间的距离近而电阻下降，没有发生卡扣与卡扣之间连接部位的高电阻。

[实施例2-1至2-15]

对除了包括用于吸收光而产生电能的有机活性物质且在单位柔性元件的需具备阻挡特性的各电池(cell)部分之外的第一导向电极部和第二导向电极部粘贴涂布有硅的离型薄膜。对于所述单位柔性元件的上部面，利用卷对卷工艺形成用于阻断氧和水分的PET阻挡膜。接着，切割为单位柔性元件，并去除没有接合的阻挡膜部分，使得第一导向电极和第二导向电极向外部露出。

接着，用遮蔽胶带盖住除导向电极部分之外的其余部分，然后对于露出的部分，分别棒式涂布(利用Mayer Bar#18)用于形成导电性接合层的组合物，所述组合物是相对于100重量份的水溶性粘结剂(BURIM 化学BAW-700系列，固体含量＝50重量％)中分别混合20重量份的银(Ag)、镍(Ni)、铜(Cu)、铅(Pb)、铝(Al)的金属粉末(以上为由 KLK公司制造)而制造的，然后，在85℃的烤炉中干燥10分钟，由此形成了导电性接合层。去除遮蔽胶带后，按照下述表3中所示的结合方法、结合方向及结合数量，将形成导电性接合层的单位柔性元件进行结合。

对于通过结合来制造的柔性元件模块，利用与上述参照例中使用的方法相同的方法测定电流和电压，在下述表3中表示其测定结果。

表3

如所述表3所示，使用粘结剂进行结合时，显示与参照例1相同水平的电流和电压特性。

[实施例3-1至3-9]

除了在所述实施例1-1中替代金属粉末使用氧化铟锡(ITO,Indum Tin Oxide)、氧化锑锡(ATO,Antimony Tin Oxide)、氧化铝(Alumina, Al₂O₃)的金属氧化物(以上为由KLK公司制造)之外，实施与所述实施例1-1相同的方法来制造出了包括导电性接合层的单位柔性元件，然后按照下述表4中所示的结合方法、结合方向及结合数量进行结合。

表4

如所述表4所示，在利用使用金属氧化物的导电层的结合方法中，由于与金属相比具有相对低的导电性的金属氧化物的特性，与利用金属粉末的实施例1-1至1-15相比，显示电流和电压的相对下降，但是显示了作为结合部的足够优异的电流和电压特性。

[实施例4-1至4-9]

除了在所述实施例1-1中替代金属粉末使用碳黑(Unipetrol公司的 AC90)、碳纳米管(KLK公司制造)或者石墨烯(Graphene，KLK公司制造)之外，实施与所述实施例1-1相同的方法来制造出了包括导电性接合层的单位柔性元件，然后按照下述表5中所示的结合方法、结合方向及结合数量进行结合。

表5

如所述表5所示，在使用导电性优异的碳结构物的情况下，同样显示优异的电流和电压特性。

[实施例5-1至5-3]导电性聚合物评价

除了在所述实施例2-1中按照下述方式形成导电性接合层外，实施与所述实施例2-1相同的方法来制造出了单位柔性元件，所述形成导电性接合层的方式如下：棒式涂布(利用Mayer Bar#12)用于形成导电性接合层的组合物，所述组合物是相对于100重量份的水溶性PEDOT：PSS溶液(Ditto Technology公司制造)中混合水溶性粘结剂(BURIM化学 BAW-700系列)而制造的。接着，按照下述表6中所示的结合方法、结合方向及结合数量，结合所制造的单位有机元件。

表6

如所述表6所示，在将使用导电性聚合物的导电层用作结合部的实施例5-1至5-3中，由于在与粘接剂的混合过程中掺杂的PEDOT的分子结构形态发生变化等原因，与作为结合部使用卡扣的参照例和使用金属粉末的实施例1-1至1-15相比，虽然确认到了电流和电压的下降，但是电流和电压的特性能够达到对于形成结合部足够的水平。

[实施例6-1至6-3]利用磁铁的结合

除了在所述实施例1-1中替代金属粉末使用亚铁酸盐(铁素体 (Ferrite)，CAD公司制造)之外，实施与所述实施例1-1相同的方法来制造出了单位有机元件。

接着，按照下述表7中所示的结合方法、结合方向及结合数量，结合所制造的单位有机元件。

表7

包括利用亚铁酸盐的导电性接合层的实施例6-1至6-3显示了与参照例和实施例相同水平的电流和电压特性。

以上，对本发明的一个实施例进行了说明，本领域技术人员应理解，在没有超出权利要求书记载的本发明的构思范围内，能够通过附加、变更、删除或增加构成要素来对本发明进行各种修改和变更，且这种修改和变更也应包括在本发明的权利范围内。

附图标记说明

100：太阳能电池

10：基板

20：单元电池

21、21’、21”：第一电极

22、22’、22”：第二电极层

23、23’、23”：活性层

30：第一集电部

40：第二集电部

50、60：导电性结合层

200、300、400：太阳能电池模块。