(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の太陽電池セルからなり、一側にバスバーが形成された太陽電池パネルと、
前記バスバーに連結された外部接続用ケーブルと、
前記太陽電池パネル及び外部接続用ケーブルが収納される空間が形成されたケースと、
を含み、
前記外部接続用ケーブルにはバイパスダイオードが備えられ、
前記ケースは太陽電池パネルが収納される第１空間と外部接続用ケーブルが収納される第２空間とで形成され、前記第１空間及び第２空間を区画するようにケースの内部には隔壁が形成され、
前記第２空間が形成されたケースの内側にはバイパスダイオードを収納するための収納部が形成され、
前記収納部の両側には外部接続用ケーブルが通過できるようにホールが形成されることを特徴とする、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記隔壁にはバスバーが通過される貫通ホールが形成され、
前記貫通ホールは、バスバーが形成された太陽電池セルに対応する位置に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第２空間が形成されたケースの一側には外部接続用ケーブルが挿入される挿入部が形成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第２空間が形成されたケースの内側には外部接続用ケーブルを固定させる固定部が形成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記固定部は環状に形成され、多数個が離隔設置されたことを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記収納部の両側にはケースの外部と連通される連結通路が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記連結通路の下部には隔壁に形成された貫通ホールと対応するホールがさらに形成されたことを特徴とする、請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エネルギー及び環境問題によって太陽電池に対する関心が高まっており、特に建築物の外壁に使用することができる建物一体型太陽電池モジュール（ＢＩＰＶ）に対する研究が活発に進められている。
【０００３】
太陽電池モジュールは電力を安定的に生産して供給しなければならない前提条件により良好な太陽光の日射条件が優先され、太陽電池モジュールの設置面積確保及び設置の容易性、影の干渉程度、電力幹線との設置性などの条件を満たさなければならない。
【０００４】
前記のような太陽電池モジュールは、生産された電気を外部システムに連結させるためにジャンクションボックスを必要とし、ジャンクションボックスを通じて直列または並列に多数個の太陽電池モジュールと接続される。
【０００５】
しかしながら、従来のジャンクションボックスは太陽電池モジュールと別途に太陽電池モジュールの一側に付着され、これによって、ジャンクションボックスを付着するための組立空間及び組立に必要な部品を必要とするようになって、構造的に不安定な特性を有する問題点が発生する。
【０００６】
また、ジャンクションボックス（junction box）は外部に突出して施工及び取扱が難しく、前記ジャンクションボックスと連結された外部接続用ケーブルは外部環境に直接的に露出して損傷される虞がある。
【０００７】
そして、外部に突出したジャンクションボックスは太陽光発電モジュールの外観を損傷させ、太陽光発電モジュールのスリム化を妨害する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、太陽電池モジュールの構造的な安定性を増大させるための太陽電池モジュールを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態に従う太陽電池モジュールは、一側にバスバーが形成された太陽電池パネルと、前記バスバーに連結され、バイパスダイオードが備えられた外部接続用ケーブルと、前記太陽電池パネル及び外部接続用ケーブルが収納される内部空間が形成されたケースを含む。
【００１０】
他の実施形態に従う太陽電池モジュールは、多数個の太陽電池セルを含む太陽電池パネル、前記太陽電池セルのうちの１つと接続され、前記太陽電池パネルの上に配置されるバスバー、前記太陽電池パネルを囲み、前記太陽電池パネルを収容し、少なくとも１つのホールが形成されたケース、前記ケースの内側に配置され、前記ホールを通じて外部に露出する外部接続用ケーブル、及び前記ケースの内側に配置され、前記バスバー及び前記外部接続用ケーブルを連結する接続部材を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に従う太陽電池モジュールは、ジャンクションボックスを除去することによって、太陽電池モジュールの構造的な安定性を増大させることができる効果がある。
【００１２】
一方、他の実施形態に従う太陽電池モジュールは、外部接続用ケーブルをケースの内側に挿入し、前記ケースの内側に配置された接続部材を通じて、前記外部接続用ケーブルを前記バスバーと連結させる。
【００１３】
したがって、他の実施形態に従う太陽電池モジュールは、前記外部接続用ケーブルと前記バスバーを連結するためのジャンクションボックス（junction box）などのような端子ボックスが外部に突出しない。
【００１４】
したがって、本発明に従う太陽電池モジュールは、向上した外観を有し、スリムで、かつ簡単な構造を有することができ、外部接続用ケーブルがフレームにより外部環境から保護されるので、モジュールの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に従う太陽電池モジュールの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に従う太陽電池モジュールに備えられた太陽電池パネルを示す平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に従う太陽電池モジュールの断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に従う太陽電池モジュールの断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に従う太陽電池モジュールを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第４実施形態に従う太陽電池モジュールに備えられた太陽電池パネルを示す平面図である。
【図７】従来の太陽電池モジュールを示す斜視図である。
【図８】本発明の第４実施形態に従う太陽電池モジュールを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を説明するに当たって、各パネル、配線、電池、装置、面、またはパターンなどが、各パネル、配線、電池、面、またはパターンなどの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の構成要素を介して（indirectly）”形成されるものを全て含む。また、各構成要素の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。図面において、各構成要素のサイズは説明のために誇張することがあり、実際に適用されるサイズを意味するものではない。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に従う太陽電池モジュールの断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に従う太陽電池モジュールに備えられた太陽電池パネルを示す平面図である。図３は、本発明の第２実施形態に従う太陽電池モジュールの断面図である。図４は、本発明の第３実施形態に従う太陽電池モジュールの断面図である。
【００１８】
図１を参照すると、第１実施形態に従う太陽電池モジュール１は、一側にバスバー１６０が形成された太陽電池パネル１００と、前記バスバー１６０に連結され、バイパスダイオード３００が備えられた外部接続用ケーブル２００と、前記太陽電池パネル１００及び外部接続用ケーブル２００が収納される内部空間が形成されたケース４００とを含む。
【００１９】
太陽電池パネル１００は太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させて電気を生産する役割をし、多数の太陽電池セルが直列または並列をなして形成される。太陽電池パネル１００の一側にはバスバー（bus bar）１６０が形成され、バスバー１６０を通じて電気エネルギーが外部に供給される。
【００２０】
より具体的に、図２に示すように、太陽電池パネル１００は第１太陽電池セル乃至第４太陽電池セル１２２、１２４、１２６、１２８から構成され、第１太陽電池セル乃至第４太陽電池セル１２２、１２４、１２６、１２８は各々多数の太陽電池がグループをなして形成される。
【００２１】
第１太陽電池セル乃至第４太陽電池セル１２２、１２４、１２６、１２８は別途の線１４０を通じて直列に連結形成され、第１太陽電池セル１２２と第４太陽電池セル１２８には各々バスバー１６０が連結される。バスバー１６０は第１太陽電池セル乃至第４太陽電池セル１２２、１２４、１２６、１２８で変換された電気エネルギーを外部に供給することができる。ここで、第１太陽電池セル乃至第４太陽電池セル１２２、１２４、１２６、１２８は別途の支持基板１２０に固定できる。
【００２２】
前記では太陽電池セルが４個で形成されたものを図示したが、これに限定されず、１つまたは２つ以上のセルで形成できることは勿論である。
【００２３】
前記では１つの太陽電池セルに多数の太陽電池がグループをなして形成されたが、これに限定されず、１つの太陽電池セルに１つの太陽電池が形成されることもできる。
【００２４】
前記では多数の太陽電池セルが直列に連結されたが、これに限定されず、並列に形成されることができ、直列及び並列が混合されて使用されることもできる。
【００２５】
前記ではバスバー１６０が２つで形成されたものを図示したが、これに限定されず、３個以上に形成されることもできる。
【００２６】
図１に戻って、太陽電池パネル１００に形成されたバスバー１６０には外部接続用ケーブル２００が連結され、これによって、太陽電池パネル１００で生産された電気エネルギーを外部に供給することができる。
【００２７】
外部接続用ケーブル２００には太陽電池パネル１００で生産された電気エネルギーが一方向に流れることができるようにバイパスダイオード３００が備えられ、バイパスダイオード３００はバスバー１６０の間に連結された外部接続用ケーブル２００に形成できる。
【００２８】
前記のような太陽電池パネル１００とバイパスダイオード３００が備えられた外部接続用ケーブル２００を同時に収納するために本発明に従うケース４００が備えられることができる。
【００２９】
本発明に従うケース４００は内部に所定の空間が形成され、前記ケース４００の内に形成された所定の空間は第１空間４１０及び第２空間４２０に区画されて形成される。このために、ケース４００の内部には第１空間４１０及び第２空間４２０からなるように隔壁４３０が形成される。
【００３０】
第１空間４１０が形成されたケース４００は四角枠形状に形成され、太陽電池パネル１００の側面を支持することによって、太陽電池パネル１００を収納する。
【００３１】
第２空間４２０にはバイパスダイオード３００及び外部接続用ケーブル２００が収納される。このために、第２空間４２０が形成されたケース４００は密閉された空間をなす四角ボックス形状に形成できる。
【００３２】
第１空間４１０と第２空間４２０とを区画する隔壁４３０には、太陽電池パネル１００に形成されたバスバー１６０が通過することができるように貫通ホール４４０が形成できる。
【００３３】
貫通ホール４４０はバスバー１６０の個数に対応するように形成されることが好ましく、貫通ホール４００はバスバー１６０が形成された第１太陽電池セル１２２及び第４太陽電池セル１２８の上部に形成されることが好ましい。
【００３４】
これによって、第１太陽電池セル１２２及び第４太陽電池セル１２８に形成されたバスバー１６０は両側から中央に延長形成されず、直ちに貫通ホール４４０を通じて第２空間４２０に延長できる。
【００３５】
従来にはバスバーが中央に長く形成された後、中央に形成されたホールを通じてジャンクションボックスに連結される。上記のようにバスバーが長くなれば、バスバーの内に抵抗損失が発生して太陽電池の効率が落ちる問題点が発生する。
【００３６】
一方、本発明は従来に比べてバスバーの長さを縮めることによって、抵抗損失を減らすと共に、バスバーのコスト低減効果を有するようになる。
【００３７】
ケース４００の第２空間４２０にはバスバー１６０と連結される外部接続用ケーブル２００とバイパスダイオード３００が収納され、外部接続用ケーブル２００が第２空間４２０に引込できるように第２空間４２０が形成されたケース４００の両側には挿入部４５０が形成できる。
【００３８】
これによって、外部接続用ケーブル２００はケース４００の両側に形成された挿入部４５０を通じて第２空間４２０が引込及び引出され、第２空間４２０でバスバー１６０と連結されて太陽電池パネル１００で形成された電気エネルギーを外部に供給する。
【００３９】
前記では挿入部４５０を第２空間４２０が形成されたケース４００の両側に形成したが、これに限定されず、ケース４００のどの一側またはケース４００の上部に形成できることは勿論である。
【００４０】
上記のように、本発明に従うケース構造は、太陽電池パネルと外部接続用ケーブルを収納できるように形成することによって、ジャンクションボックスを除去して太陽電池モジュールの構造的な安定をなすことができる効果がある。
【００４１】
前記では本発明に従うケースを単純に多数の内部空間を形成する構造で構成したが、これに限定されず、図３及び図４に示すように構成できる。
【００４２】
図３に示すように、第２実施形態に従う太陽電池モジュール２のケース４００は、太陽電池パネル１００を収納する第１空間４１０と外部接続用ケーブル２００を収納する第２空間４２０とが形成され、第１空間４１０と第２空間４２０とを区画するようにケース４００の内部には隔壁４３０が形成できる。
【００４３】
隔壁４３０には太陽電池パネル１００の一側に形成されたバスバー１６０が通過するように貫通ホール４４０が離隔して形成され、第２空間４２０が形成されたケース４００の両側には外部接続用ケーブル２００が挿入できるように挿入部４５０が形成できる。
【００４４】
第２空間４２０が形成されたケース４００の内側には第２空間４２０に収納された外部接続用ケーブル２００を固定するための多数の固定部５００が形成できる。固定部５００はリングの内部に外部接続用ケーブル２００が挟まれるように環状に形成され、このような固定部５００は多数個が離隔形成できる。
【００４５】
固定部５００は第２空間４２０が形成されたケース４００の内側から突出して形成されることができ、第２空間４２０に向ける隔壁４３０の表面から突出して形成できる。これによって、外部接続用ケーブル２００は第２空間４２０の内で安定的に支持できる。
【００４６】
前記では固定部５００を使用して外部接続用ケーブル２００を第２空間４２０の内に固定したが、これに限定されず、クリップ、接着テープを使用してケース４００の内側に固定させることができる。
【００４７】
第２空間４２０が形成されたケース４００の内側にはバイパスダイオード３００を収納するための収納部６００がさらに形成できる。このような収納部６００は内部に所定の空間が設けられるように多角ボックス形状に形成されることができ、収納部６００の両側には外部接続用ケーブル２００が通過できるようにホール６２０がさらに形成できる。
【００４８】
前記では、収納部６００が第２空間４２０が形成されたケース４００の内側に形成されたことと図示されたが、これに限定されず、第２空間４２０の一面をなす隔壁４３０に形成されることもできる。
【００４９】
また、収納部６００の内部にはバイパスダイオード３００の温度を収集することができる温度検出センサー７００をさらに含むことができる。温度検出センサー７００はバイパスダイオード３００の温度を収集して太陽電池モジュールの温度を検出することができ、これは太陽光の発電時、故障診断の情報として使用できる。
【００５０】
また、図４に示すように、第３実施形態に従う太陽電池モジュール３のケース４００は内部に所定の空間が設けられ、ケース４００の内部には第１空間４１０及び第２空間４２０に区画されるように隔壁４３０が形成される。
【００５１】
隔壁４３０にはバスバー１６０が通過できるように貫通ホール４４０が形成され、第２空間４２０が形成されたケース４００の両側には外部接続用ケーブル２００が挿入できる挿入部４５０が形成される。
【００５２】
また、第２空間４２０が形成されたケース４００の内側にはバイパスダイオード３００を収納することができる収納部６００が形成される。
【００５３】
一方、収納部６００の両側には外部接続用ケーブル２００が通過できるように連結通路８００が形成される。連結通路８００は収納部６００の両側からケース４００の両側に形成された挿入部４５０と連通するように形成され、これによって収納部６００はケース４００の外部と連通できる。ここで、連結通路８００の直径は外部接続用ケーブル２００の直径より若干大きいものが好ましい。
【００５４】
これによって、外部接続用ケーブル２００は連結通路８００を通じて収納部６００に収納されたバイパスダイオード３００と連結されることができ、ケース４００の内部で安定的に支持できる。また、連結通路８００の下部にはバスバー１６０が通過できるようにホール８２０がさらに形成できる。
【００５５】
上記のように、本発明に従う太陽電池モジュール３のケース４００は太陽電池パネルとバイパスダイオード３００が形成された外部接続用ケーブル２００を同時に収納すると共に、バイパスダイオード３００及びケーブル２００を安定的に支持することができるので、太陽電池モジュール３の組立信頼度を高めることができる効果がある。
【００５６】
以下、図５乃至図８を参照して、第４実施形態に従う太陽電池モジュールを詳細に説明する。
【００５７】
図５は、本発明の第４実施形態に従う太陽電池モジュールを示す分解斜視図である。図６は、本発明の第４実施形態に従う太陽電池モジュールに備えられた太陽電池パネルを示す平面図である。図７は、従来の太陽電池モジュールを示す斜視図である。図８は、本発明の第４実施形態に従う太陽電池モジュールを示す斜視図である。
【００５８】
図５乃至図８を参照すると、第４実施形態に従う太陽電池モジュール４は、ケース１０、太陽電池パネル２０、保護基板３０、緩衝シート４０、バスバー５０、外部接続用ケーブル６０、及び接続部材７０を含む。
【００５９】
前記ケース１０は、前記太陽電池パネル２０の外側に配置される。前記ケース１０は、前記太陽電池パネル２０、前記保護基板３０、前記緩衝シート４０、及び前記外部接続用ケーブル６０を収容する。より詳しくは、前記ケース１０は前記太陽電池パネル２０の側面を囲む。
【００６０】
前記ケース１０は、例えば、金属ケース１０でありうる。例えば、前記ケース１０は、アルミニウム、ステンレススチール、または鉄などを含むことができる。
【００６１】
前記太陽電池パネル２０は、前記ケース１０の内側に配置される。前記太陽電池パネル２０はプレート形状を有し、多数個の太陽電池２１を含む。
【００６２】
前記太陽電池２１は、例えば、ＣＩＧＳ系太陽電池、シリコン系列太陽電池、燃料感応系列太陽電池、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池、またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体太陽電池でありうる。
【００６３】
また、前記太陽電池２１はガラス基板などのような透明な基板の上に配置できる。
【００６４】
前記太陽電池２１はストライプ（stripe）形態に配置できる。また、前記太陽電池２１はマトリックス（matrix）形態などの多様な形態に配置できる。
【００６５】
前記保護基板３０は、前記太陽電池パネル２０の上に配置される。より詳しくは、前記保護基板３０は前記太陽電池パネル２０に対向して配置される。
【００６６】
前記保護基板３０は透明で、かつ高い強度を有する。前記保護基板３０に使われる物質の例としては、強化ガラスなどを挙げることができる。
【００６７】
前記緩衝シート４０は、前記保護基板３０及び前記太陽電池パネル２０の間に介される。前記緩衝シート４０は、前記太陽電池パネル２０を外部の物理的な衝撃から保護する。また、前記緩衝シート４０は、前記保護基板３０及び前記太陽電池パネル２０の間の衝突を防止する。
【００６８】
前記緩衝シート４０は、前記太陽電池パネル２０に一層多い光が入射されように反射防止機能を遂行することができる。
【００６９】
前記緩衝シート４０に使われる物質の例としては、エチレンビニールアセテート樹脂（ethylenevinylacetate resin；EVA resin）などを挙げることができる。
【００７０】
前記保護基板３０及び前記緩衝シート４０は、前記ケース１０の内側に配置される。より詳しくは、前記太陽電池パネル２０、前記保護基板３０、及び前記緩衝シート４０の側面は前記ケース１０に挿入されて固定される。
【００７１】
前記バスバー５０は、前記太陽電池パネル２０の上に配置される。前記バスバー５０は前記太陽電池２１のうちの２つの上面に接触し、前記太陽電池２１と電気的に連結される。
【００７２】
例えば、前記バスバー５０は第１バスバー５１及び第２バスバー５２を含む。
【００７３】
前記第１バスバー５１は前記太陽電池２１のうちの一端の太陽電池２１ａの上面と接触し、前記第２バスバー５２は前記太陽電池２１のうちの他端の太陽電池２１ｂの上面と接触する。
【００７４】
前記バスバー５０は導電体であり、前記バスバー５０に使われる物質の例としては銅などを挙げることができる。
【００７５】
前記外部接続用ケーブル６０は、前記接続部材７０及び前記バスバー５０を通じて前記太陽電池パネル２０と電気的に接続される。即ち、前記外部接続用ケーブル６０は、前記太陽電池パネル２０から生成された電気エネルギーを整流装置及び／または蓄電装置などに伝達する。
【００７６】
また、前記外部接続用ケーブル６０は隣接する太陽電池モジュールと連結できる。即ち、多数個の太陽電池モジュールが互いにケーブルにより連結できる。
【００７７】
前記接続部材７０は、前記ケース１０の内側に配置される。前記接続部材７０は、前記バスバー５０及び前記外部接続用ケーブル６０を連結する。即ち、前記バスバー５０は前記接続部材７０の一端に連結され、前記外部接続用ケーブル６０は前記接続部材７０の他端に連結される。前記接続部材７０は導電体及び絶縁体を含み、バイパスダイオード（Bypass Diode）を含むことができる。
【００７８】
前記バスバー５０及び前記外部接続用ケーブル６０は、前記接続部材７０にソルダペーストなどにより接続できる。
【００７９】
前記外部接続用ケーブル６０は前記ケース１０の内側に挿入され、前記ケース１０の内側に配置された前記接続部材７０を通じて前記バスバー５０と連結される。
【００８０】
したがって、実施形態に従う太陽電池モジュールは、前記外部接続用ケーブル６０と前記バスバー５０とを連結するためのジャンクションボックス（junction box）などのような端子ボックスを備える必要がない。
【００８１】
したがって、実施形態に従う太陽電池は向上した外観を有し、スリムな構造を有することができ、簡単な構造を有する。
【００８２】
図７は、従来の太陽電池モジュールを示す斜視図である。図示したように、ケース１０の外部に接続部材７０が形成され、前記接続部材７０と連結される外部接続用ケーブル６０もケース１０の外部に形成されるので、外部環境に直接的に露出する。
【００８３】
したがって、モジュールの取扱が難しく、外観が損傷され、ケーブルが外部環境に露出して信頼性の面で改善の余地がある。
【００８４】
一方、図８に示すように、接続部材７０及び外部接続用ケーブル６０がケース１０の内部に形成されるので、向上した外観を有し、スリムで、かつ簡単な構造を有することができ、外部接続用ケーブル６０がケース１０により外部環境から保護されるのでモジュールの信頼性が向上する。
【００８５】
前記接続部材７０は、前記ケース１０の内で前記太陽電池パネル２０と平行な位置に形成できる。即ち、前記接続部材７０は前記太陽電池パネル２０の側面に形成されてバスバー５０を通じて電気的に連結できる。
【００８６】
そして、前記接続部材７０は前記太陽電池パネル２０の下に形成されることもできる。即ち、前記太陽電池パネル２０とケース１０との間のエアーギャップ（air gap）の間に形成されることもできる。そして、前記ケース１０の下面にも保護基板が形成できる。
【００８７】
また、前記外部接続用ケーブル６０はホール６５を通じて外部のシステムと電気的に連結できる。
【００８８】
そして、モジュールの形態及び構造によって接続部材７０は複数個形成されることもできる。
【００８９】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示していない多様な変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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