CN103779434A - 太阳能电池模块 - Google Patents

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金泰润
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Abstract

本发明讨论了一种太阳能电池模块。所述太阳能电池模块由有效区和无效区限定并且包括：太阳能电池；以及基板，该基板设置在所述太阳能电池的一个表面上。所述基板包括被形成为与所述无效区对应的光折射图案。

Description

太阳能电池模块
技术领域
本发明的实施方式涉及太阳能电池模块，更具体地，涉及具有改进结构的太阳能电池模块。
背景技术
近来，随着预期诸如石油和煤炭的现有能源将耗尽，对替代能源的关注日益增加。具体地，直接将太阳能转换成电能的太阳能电池突出地成为下一代替代能源。
可通过在半导体基板上形成导电区域并且在半导体基板上形成要电连接到各个导电区域的电极来形成这种太阳能电池。为了增强太阳能电池的特性，额外地形成用于使导电区域钝化的钝化膜和用于抗反射的抗反射膜。
然而，在传统的太阳能电池中，难以充分利用入射到太阳能电池上的光。为此原因，太阳能电池表现出劣化的效率。为此目的，需要设计一种表现出更高效率的太阳能电池。
发明内容
因此，本发明的实施方式是依据以上问题提出的，本发明的实施方式的目的在于提供一种能够将光损失降到最低从而实现效率增强的太阳能电池模块。
根据本发明的一方面，以上和其它目的可通过提供一种由有效区和无效区限定的太阳能电池模块来实现，所述太阳能电池模块包括：太阳能电池；以及基板，其设置在所述太阳能电池的一个表面上，所述基板包括被形成为对应于所述无效区的光折射图案。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，本发明的以上和其它目的、特征和其它优点将更清楚，附图中：
图1是根据本发明的示例实施方式的太阳能电池模块的分解立体图；
图2是沿着图1的II-II线截取的太阳能电池模块的截面图；
图3是沿着图1的III-III线截取的太阳能电池模块的截面图；
图4是示出图1所示的太阳能电池模块的正面的平面图；
图5通过立体图示出可应用于根据本发明的实施方式的太阳能电池模块的各种形状的不规则体；
图6是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图；
图7是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图；
图8是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图；
图9是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图；
图10是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的立体图；
图11是部分示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的平面图；
图12是沿着图11的II-II线截取的截面图；
图13是示出根据本发明的另一个实施方式的第三折射图案的平面形状的视图；
图14是示出根据本发明的另一个实施方式的第三折射图案的平面形状的视图；
图15是示出根据本发明的另一个实施方式的第三折射图案的横截面形状的视图；
图16是示出根据本发明的另一个实施方式的第三折射图案的横截面形状的视图；
图17是部分示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的平面图；
图18是沿着图17的VIII-VIII线截取的截面图；
图19是部分示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的立体图；
图20是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图；
图21示出示意性示出用于制造图20所示的太阳能电池模块的前基板的工艺的截面图；
图22是示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图；
图23是示出图22所示的太阳能电池模块的修改形式的截面图；以及
图24示出示意性示出用于制造图22所示的太阳能电池模块的前基板的工艺的截面图。
具体实施方式
现在，将详细参照本发明的实施方式，附图中示出这些实施方式的示例。这些实施方式不旨在限制本发明。还可提供其它实施方式。
为了清楚地进行描述，在附图中省略了除构成本发明的必要特征以外的构成元件。类似的附图标号始终表示类似的元件。在附图中，为了清楚和方便地图示，可夸大或减小构成元件的宽度、厚度等。本发明的实施方式不限于图示的厚度、宽度等。
将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当用在本说明书中时指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的集合。另外，在对实施方式的描述中，将理解的是，当层（或膜）、区域、垫片、图案或结构被称为设置在另一层、区域、垫片、图案或基板“上/上方/之上”时，它可直接接触另一层、区域、垫片、图案或基板，或者还可存在一个或更多个中间层、区域、垫片、图案或结构。另外，将进一步理解的是，当层（或膜）、区域、垫片、图案或结构被称为设置在两个层、两个区域、两个垫片、两个图案或两个结构“之间”时，它可以是这两个层、两个区域、两个垫片、两个图案和两个结构之间的唯一的层、区域、垫片、图案或结构，或者还可存在一个或更多个中间层、区域、垫片、图案或结构。
图1是根据本发明的示例实施方式的太阳能电池模块的分解立体图。图2是沿着图1的II-II线截取的太阳能电池模块的截面图。
参照图1和图2，用附图标号“100”指定的根据本发明的实施方式的太阳能电池模块可包括：太阳能电池150；第一基板110，其设置在太阳能电池150的前方（下文中，被称为“前基板”）；以及第二基板200，其设置在太阳能电池150的后方（下文中，被称为“后基板”）。太阳能电池模块100还可包括：第一密封层131，其插置在太阳能电池150与前基板110之间；以及第二密封层132，其插置在太阳能电池150与后基板200之间。
各个太阳能电池150包括：光电转换元件，其用于将太阳能转换成电能；以及电极，其电连接到光电转换元件。在本发明的图示实施方式中，例如，可采用包括半导体基板和杂质层的光电转换元件。随后，将参照图3描述光电转换元件的具体结构。当然，本发明的实施方式不限于上述结构。例如，光电转换元件可具有使用化学半导体或染料敏化材料的各种结构。
各个太阳能电池150包括带（ribbon）142。因此，太阳能电池150可按串联、并联或串联/并联方式电连接。详细地，各个太阳能电池150的带142可通过带式自动焊接工艺（tabbing process）连接太阳能电池150的光接收表面上形成的前电极和与之前的太阳能电池150相邻布置的另一个太阳能电池150的背面上形成的后电极。可通过将助熔剂涂敷在太阳能电池150的一个表面上，在涂敷有助熔剂的太阳能电池150上设置带142并且使所得结构固化来执行带式自动焊接工艺。采用助熔剂去除干扰焊接的氧化物膜。可根据需要或期望省去这种助熔剂。
可通过在各个太阳能电池150的一个表面与太阳能电池150的带142之间插置导电膜，然后对所得到的结构进行热压，来将多个太阳能电池150串联或并联连接。导电膜可以是由环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂等制成同时其中分散有金、银、镍、铜等的导电颗粒以赋予优异导电性的膜。当在向导电膜施加热的状况下对导电膜施压时，导电颗粒会被暴露到膜的外部，这样，带142可电连接到太阳能电池150中的相关太阳能电池。当如上所述多个太阳能电池通过导电膜连接以形成模块化结构时，可以降低工艺温度。结果，可避免太阳能电池150弯曲。
另外，汇流带（bus ribbon）145交替地连接由带142连接的太阳能电池150的相邻线的带端部。各个汇流带145可布置在与相邻端部交叉的方向上的相邻太阳能电池线的相邻端部。汇流带145连接到接线盒，接线盒在防止电的反流的同时处理太阳能电池150产生的电。
第一密封层131可设置在太阳能电池150的光接收表面上，而第二密封层132可设置在太阳能电池150的背面上。第一密封层131和第二密封层132通过层压而结合，以阻挡在太阳能电池150中造成干扰的水分或氧气，同时使得太阳能电池150的元件能够化学耦合。
第一密封层131和第二密封层132可由乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硅树脂、酯系树脂、烯烃系树脂等制成。当然，本发明的实施方式不限于这些材料。可按照层压以外的方法，使用上述材料以外的各种材料形成第一密封材料131和第二密封材料132。
前基板110设置在第一密封层131上，以使得阳光能够穿过。为了保护太阳能电池150不受外部冲击等的影响，前基板110可包括由玻璃（例如，钢化玻璃）制成的透明基板部分110a。更具体地，透明基板部分110a由低铁钢化玻璃制成，以防止或减少阳光的反射，同时实现光学透射率的增强。在本发明的图示实施方式中，在前基板110的预定区域中形成光折射图案112，以使光的损失最少。随后，将参照图3和其它附图对此进行描述。
后基板200是在太阳能电池150的背面侧的用于保护太阳能电池150的层。后基板200具有防水、绝缘和阻挡紫外光的功能。后基板200可采取膜或片的形式。例如，后基板200可以是聚氟乙烯聚合物（tedlar/PET/tedlar，TPT）类型。当然，本发明的实施方式不限于这种结构。例如，后基板200可由具有高刚性的材料制成。
后基板200可由表现出优异反射性的材料制成，以反射从前基板100侧入射的阳光，从而重新利用经反射的光。当然，本发明的实施方式不限于这种材料。例如，后基板200可由能够透射阳光的透明材料制成，这样，可实现双面太阳能电池模块。
下文中，将参照图3至图5描述根据本发明的图示实施方式的太阳能电池150和前基板110的详细结构。已经描述了除太阳能电池150和前基板110的构造之外的构造，这样，将不再给出其详细描述。
图3是沿着图1的III-III线截取的太阳能电池模块的截面图。图4是示出图1所示的太阳能电池的正面的平面图。
参照图3，根据本发明的图示实施方式的各个太阳能电池150包括具有层10、20的光电转换元件和电连接到光电转换元件的电极24和34。随后将描述的太阳能电池150的结构纯粹是示例性的，这样，本发明的实施方式不限于此。因此，如上所述，可实现具有各种结构的太阳能电池。
更详细地，根据本发明的图示实施方式的太阳能电池150可包括：半导体基板10；杂质层20和30，其形成在半导体基板10中；以及电极24和34，其分别电连接到杂质层20和30。杂质层20和30可分别包括发射极层和背面场层。将分别用附图标号20和30来指定发射极层和背面场层。电极24和34可包括电连接到发射极层20的第一电极和电连接到背面场层30的第二电极34。将分别用附图标号24和34来指定第一电极和第二电极。设置在太阳能电池150上的带142连接到第一电极24或第二电极34，以将太阳能电池150连接到相邻的太阳能电池150。太阳能电池150还可包括抗反射膜22、钝化膜32等。将对此进行更详细的描述。
半导体基板10可包含各种半导体材料。例如，半导体基板10可包含含有第二导电类型杂质的硅。对于硅，可使用单晶硅或多晶硅。第二导电类型可以是n型。也就是说，半导体基板10可由掺杂有诸如磷（P）、砷（As）、铋（Bi）或锑（Sb）的V族元素的单晶硅或多晶硅制成。
当半导体基板10具有n型导电性时，形成在半导体基板10的正面上的发射极层20具有p型导电性，这样，形成了pn结。当用光照射pn结时，根据光电效应产生的电子向着半导体基板10的背面迁移，从而被第二电极34收集。此外，根据光电效应产生的空穴向着半导体基板10的正面迁移，从而被第一电极24收集。结果，产生电能。然后，迁移速率比电子低的空穴没有向着半导体基板10的背面迁移，而是向着半导体基板10的正面迁移。因此，实现转换效率的增强。
当然，本发明的实施方式不限于上述结构。半导体基板10和背面场层20具有p型导电性，而发射极层20可具有n型导电性。
半导体基板10的正面和/或背面可根据纹理化工艺设置有具有棱锥形图案的不规则体。当半导体基板10因（例如）其正面上形成了不规则体而具有增大的表面粗糙度时，可以降低半导体基板10的正面的反射率。因此，可以增大到达半导体基板10与发射极层20之间的界面处形成的pn结的光量，从而使光的损失最少。
形成在半导体基板10的正面上的发射极层20含有第一导电类型的杂质。发射极层20可含有作为第一导电类型的杂质的p型杂质，包括诸如硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）和铟（In）的III族元素。
抗反射膜22和第一电极24可形成在半导体基板10上，更详细地，形成在半导体基板10的正面上的发射极层20上。
抗反射膜22可基本上形成在半导体基板10的除了形成有第一电极24的区域之外的整个正面上。抗反射膜22减少了通过半导体基板10的正面入射的光的反射。抗反射膜22还可用于使发射极层20的表面或体中存在的缺陷失效。
通过减少入射到半导体基板10的正面上的光的反射，可以增加到达半导体基板10与发射极层20之间的界面处形成的pn结的光的量。因此，太阳能电池150的短路电流Isc可增大。通过使半导体基板10的背面上存在的缺陷失效，可以去除少数载流子的重新复合部位。因此，可以增大太阳能电池150的开路电压Voc。可通过用抗反射膜22增大太阳能电池150的开路电压和短路电流来增强太阳能电池150的效率。
抗反射膜22可由各种材料制成。例如，抗反射膜22可以具有用从基本上由氮化硅膜、含有氢的氮化硅膜、氧化硅膜、硅氮氧化物膜、MgF2膜、ZnS膜、TiO2膜和CeO2膜组成的组中选择的一种膜形成的单层膜结构，或者可具有通过组合从所述组中选择的两种或更多种膜形成的多层结构。当然，本发明的实施方式不限于这种材料，这样，抗反射膜22可含有各种材料。可进一步在半导体基板10与抗反射膜22之间设置前钝化膜，用于进行钝化。此结构也落入本发明的实施方式的范围内。
第一电极24经由穿过抗反射膜22形成的开口（也就是说，根据第一电极24穿过抗反射膜22的延伸）电连接到发射极层20。可使用各种材料将第一电极24形成为具有各种形状。随后将对此进行描述。
比半导体基板10含有更高掺杂浓度的第二导电类型的杂质的背面场层30形成在半导体基板10的背面上。对于背面场层30的第二导电类型杂质，可使用含有诸如磷（P）、砷（As）、铋（Bi）或锑（Sb）的V族元素的n型杂质。
钝化膜32和第二电极34可形成在半导体基板10的背面上。
钝化膜32可基本上形成在半导体基板10的除了形成有第二电极34的区域之外的整个背面上。钝化膜32可使得半导体基板10的背面上存在的缺陷失效，从而去除少数载流子的重新复合部位。因此，可以增大太阳能电池100的开路电压。
钝化膜32可由透明绝缘材料制成，以允许光从中穿过。因此，光可穿过钝化膜32入射到半导体基板10的背面上，这样，可增强太阳能电池150的效率。钝化膜32可具有用从基本上由氮化硅膜、含有氢的氮化硅膜、氧化硅膜、硅氮氧化物膜、MgF2膜、ZnS膜、TiO2膜和CeO2膜组成的组中选择的一种膜形成的单层膜结构，或者可具有通过组合从所述组中选择的两种或更多种膜形成的多层结构。当然，本发明的实施方式不限于这种结构。钝化膜32可包含各种材料。
第二电极34经由穿过抗反射膜32形成的开口（也就是说，根据第一电极34穿过钝化膜32的延伸）电连接到背面场层30。可使用各种材料将第二电极34形成为具有各种形状。
尽管第一电极24和第二电极34可具有不同的宽度或节距，但是其基本形状可能是近似的。因此，将主要结合第一电极24来给出下面的描述，并且将不再给出对第二电极34的描述。下面的描述可同等地应用于第一电极24和第二电极34。
例如，参照图4，第一电极24可包括并联布置并具有第一节距P1的多个指状电极。另外，第一电极24可包括汇流条电极24b，汇流条电极24b被形成为在与指状电极24a交叉的方向上延伸。第一电极24可包括一个汇流条电极24b。另选地，如图4所示，第一电极24可包括并联布置同时具有第二节距P2的多个汇流条电极24b，第二节距P2大于第一节距P1。在此情形下，各个汇流条电极24b可具有比各个指状电极24a大的宽度。当然，本发明的实施方式不限于这些宽度。例如，汇流条电极24b可具有与指状电极24a相同的宽度。也就是说，各个第一电极24的形状只是示例性的，本发明的实施方式不限于此。
当从横截面观察时，指状电极24a和汇流条电极24b可被形成为穿过抗反射膜22延伸（就第二电极34而言，穿过钝化膜32延伸）。另选地，指状电极24a可延伸穿过抗反射膜22，而汇流条电极24b可形成在抗反射膜22上。
第一电极24和第二电极34可被形成为具有包括银（Ag）、镍（Ni）、铜（Cu）、铝（Al）、锡（Sn）、锌（Zn）、铟（In）、钛（Ti）、金（Au）或其合金的单层或多层结构。当然，本发明的实施方式不限于这种结构或这种材料。
带142分别电连接到第一电极24和第二电极34（具体地，汇流条电极24b），以将太阳能电池连接到相邻的太阳能电池。带142可被形成为具有包括银（Ag）、镍（Ni）、铜（Cu）、铝（Al）、锡（Sn）、锌（Zn）、铟（In）、钛（Ti）、金（Au）、铅（Pb）或其合金的单层或多层结构。当然，本发明的实施方式不限于这种结构或这种材料。
另外，参照图1，如上所述的太阳能电池模块100包括有效区EA和无效区DA，在有效区EA中，根据光的入射出现光电转换，在无效区DA中，尽管有光入射，但光不能进入或者不能出现光电转换。例如，无效区DA可包括遮蔽区（shaded area）SA和外围区PA，在遮蔽区SA中，由于存在布置在太阳能电池150中的电极24和34、带142等，导致光不可进入，在外围区PA中，没有设置太阳能电池150，这样，即使有光进入，也不能出现光电转换。有效区EA包括太阳能电池150的除遮蔽区SA之外的内部区域。形成在前基板110上的光折射图案112对应于无效区DA的至少一部分。
参照图1和图3，光折射图案112被形成为对应于形成有带142和汇流带145的区域，带142连接多个太阳能电池150，汇流带145连接到带142。也就是说，光折射图案112可具有沿着形成有带142和汇流带145的区域伸长的形状。带142对应于电极24和34的汇流条电极，并且形成遮蔽区SA。因为光折射图案112被形成为对应于遮蔽区SA，所以可以通过光折射图案112将光向着有效区EA折射。由于入射到遮蔽区SA上的光被向着有效区EA折射，所以光损失可降到最低。结果，可以使太阳能电池150中利用的光量最大。
可通过去除前基板110的所需部分以具有特定形状来形成光折射图案112。例如，可以通过使用压辊根据干蚀刻或湿蚀刻或凹刻前基板110的所需部分，去除前基板110的所需部分，从而形成光折射图案112。
图1示出光折射图案112具有倒棱锥形状的情形。在此情形下，光被从前基板110的表面倾斜的各个光折射图案112的倾斜表面折射，这样，可容易地被向着有效区EA折射。因此，光折射图案112用作聚光器。因此，由于入射到遮蔽区SA上而导致难以被光电转换利用的光因其通过折射而入射到有效区EA上可被用于光电转换。因此，光损失可降到最低，这样，可实现太阳能电池150的光电转换效率的增强。
光折射图案112应该对准遮蔽区SA，使得它们彼此相符。为此目的，可在前基板110上形成对准掩模116，以用于上述对准。对准掩模116可具有各种结构、形状和材料。例如，可按在形成光折射图案112的过程中形成光折射图案112的方式相同的方式来形成对准掩模116。在此情形下，可简化工艺。
光折射图案112可具有能够折射光的各种形状。也就是说，如图5的（a）中所示，可以形成具有圆形形状（例如，半球形形状）的光折射图案112a。在此情形下，因为光折射图案112a没有尖锐部分，所以实现了前基板110a的结构完整性的增强。另选地，如图5的（b）中所示，可以形成具有截面带有凹口的棱柱形状（或凹槽形状）的光折射图案112b。在此情形下，光折射图案112b可通过简单结构将入射到遮蔽区SA上的光向着有效区EA有效地折射。另外，光折射图案112可具有各种形状。
在本发明的图示实施方式中，光折射图案112（例如，112a和112b）形成在前基板110的透明基板部分110a上。当如上所述光折射图案112直接形成在透明基板部分110a上时，不必形成单独的膜。因此，在此情形下，光折射图案112可容易地应用于现有的太阳能电池模块。具体地，由于光折射图案112布置在前基板110的外表面上，因此可以有效地避免在前基板110的外表面上出现问题，例如反射。
在本发明的图示实施方式中，可以通过在前基板110的对应于无效区DA的区域中形成光折射图案112，来将入射到无效区DA上的光向着有效区EA折射。因此，可实现太阳能电池模块100的效率增强。另外，因为光折射图案112没有形成在前基板110的整个部分上，而是形成在前基板110的对应于无效区DA的部分上，所以保证了前基板110的优异的结构稳定性。
下文中，将参照图6至图10描述根据本发明的其它实施方式的太阳能电池模块。将不再给出对与上述实施方式的构造相同或非常类似的构造的详细描述。将只给出对不同构造的详细描述。可应用于上述实施方式的变形形式也可应用于下面的实施方式。
图6是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图。
参照图6，根据此实施方式，光折射图案112形成在与太阳能电池150相邻布置的前基板110的一个表面（具体地，透明基板部分110a的内表面）上。当如上所述光折射图案112形成在透明基板部分110a的内表面上时，相比于光折射图案112被暴露于外部的情形，保证了增强的结构稳定性。具体地，第一密封层131填充光折射图案112的内部部分，这样，可进一步增强结构稳定性。
图7是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图。
参照图7，根据此实施方式，光折射图案112形成在构成前基板110的透明基板部分110a的外表面上。保护膜114可形成在透明基板部分110a上，覆盖光折射图案112。保护膜114形成在太阳能电池模块100的外部，这样，当太阳能电池模块100暴露于外部环境时，可提供增强的耐久性。保护膜114可包含各种树脂（例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯）。作为保护膜114，可采用具有抗反射功能的抗反射膜，以在保护太阳能电池模块100的同时得到抗反射特性。
图8是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图。
参照图8，根据此实施方式，太阳能电池模块包括：前基板110，其包括透明基板部分110a；以及光折射图案形成膜110b，其形成在透明基板部分110a上并且设置有光折射图案112。在此实施方式中，光折射图案形成膜110b被单独地设置为形成光折射图案112。因此，在此情形下，可以避免当光折射图案112形成在透明基板部分110a上时出现问题，例如，其强度降低。
光折射图案形成膜110b可由各种材料（例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯）制成。当前基板110包括功能材料膜时，光折射图案112可形成在功能材料膜上，这样，功能材料膜可用作光折射图案形成膜110b。例如，对于光折射图案形成膜110b，可使用钝化膜、抗反射膜等。光折射图案形成膜110b可以是氧化物、氮化物等。
在此情形下，可通过根据涂敷方法等形成膜，在膜上形成光折射图案112并且对所得到的结构进行退火和固化，来形成可以是（例如）抗反射膜的光折射图案形成膜110b。另外，可使用各种方法形成具有光折射图案112的光折射图案形成膜110b。在此情形下，可另外地形成保护膜114来覆盖光折射图案形成膜110b，如图9所示。
图10是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的立体图。
参照图10，根据此实施方式，光折射图案112沿着无效区DA的外围区PA形成。另外，光折射图案112可具有多个太阳能电池150设置在光折射图案112内的格子状平面形状。在此情形下，入射到外围区PA上的光被向着太阳能电池150的内部折射，这样，可有效增强太阳能电池模块100的效率。在此情形下，为了进一步增强太阳能电池模块100的效率，如图1所示，光折射图案112还可形成在无效区DA的遮蔽区SA中。
在以上的描述和附图中，形成有光折射图案112的基板被描述为前基板110。因此，在此情形下，可以使前基板110上的光损失降到最低。然而，本发明的实施方式不限于这种状况。例如，当太阳能电池模块是双面型时，因为光还入射到太阳能电池模块100的背面上，所以光折射图案112可形成在后基板200上。也就是说，根据本发明的实施方式，光折射图案112可形成在太阳能电池模块100中的前基板110和后基板200中的至少一个上。
图11是部分示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的平面图。图12是沿着图11的II-II线截取的截面图。
参照图11和图12，根据此实施方式的太阳能电池模块包括多个太阳能电池150，这多个太阳能电池150布置成具有多行和多列的矩阵形式同时彼此间隔开。因此，在此情形下，太阳能电池模块中的无效区DA的外围区PA包括：第一外围区A1，其各自被限定在分别布置在太阳能电池150的相邻行中的相邻太阳能电池150之间；以及第二外围区A2，其各自被限定在分别布置在太阳能电池150的相邻列中的相邻太阳能电池150之间。外围区PA还包括第三外围区A3，第三外围区A3被分别限定在第一外围区A1和第二外围区A2彼此交叉的空间中。也就是说，如图12所示，各个第三外围区A3由四个相邻的太阳能电池150限定。
此实施方式中形成的光折射图案112被图示为包括第三折射图案112c，第三折射图案112c分别形成在与第三外围区A3交叠的位置。当然，本发明的实施方式不限于这种构造。例如，各个光折射图案112可包括形成在与对应第一外围区A1交叠的位置处的第一折射图案、形成在与对应第二外围区A2交叠的位置处的第二折射图案以及形成在与对应第三外围区A3交叠的位置处的第三折射图案112c中的至少一个。随后，将参照图17描述第一折射图案和第二折射图案。
在此实施方式中，第三折射图案112c可设置在前基板110的外表面（更详细地，构成前基板110的透明部分110a的外表面）上。在此情形下，通过在与前基板110的内表面相对的方向上从前基板110的外表面突出的突起，构成第三折射图案112c。第三折射图案112c可具有与对应第三外围区A3对应的半球透镜形状。因此，此实施方式的第三折射图案112c具有圆形平面形状。如图12所示，具有上述结构的第三折射图案112c折射入射到第三外围区A3上的光。
将对此进行更详细的描述。以0°的入射角入射到第三外围区A3上的光，即，垂直入射到前基板110上的光被第三折射图案112c折射。然后，被折射的光入射到后基板200上，同时以相对于0°入射角的特定倾斜角度θ倾斜。因此，被后基板200反射的光再次被前基板110的内表面反射，然后入射到太阳能电池150的前表面。因此，入射到太阳能电池150上的光量增加，这样，太阳能电池模块的效率增强。
在以上描述中，第三折射图案112c被描述和图示为设置在构成前基板110的透明基板部分110a的外表面上。然而，本发明的实施方式不限于这种状况。可应用各种变形形式，如图6至图9所示。另外，如图6至图9所示的各种变形形式可应用于将参照图13至图16描述的第三折射图案的各种变形形式以及将参照图17和图18描述的第一折射图案和第二折射图案的各种变形形式。
第三折射图案112c可具有各种平面形状。也就是说，如图13所示，第三折射图案112c可具有菱形形状。如图14所示，第三折射图案112c可具有方形形状。另外，第三折射图案112c可具有各种平面形状。另外，如图12和图14所示，第三折射图案112c可具有与对应太阳能电池150不交叠的大小。另选地，如图13所示，第三折射图案112c可部分地与对应太阳能电池150的拐角部分交叠。
在以上描述中，第三折射图案112c被描述为是由具有半球形截面形状的突起构成的。然而，第三折射图案112c可具有各种形状。例如，如图15所示，第三折射图案112c可具有梯形截面形状。在此情形下，第三折射图案112c表现出增强的结构稳定性。另选地，如图16所示，第三折射图案112c可形成为从前基板110的外表面向着前基板110的内表面凹陷的凹槽形式。在此情形下，第三折射图案112c的所有侧面都具有倾斜表面，这样，光被第三折射图案112c的所有表面折射。因此，借助折射被再次利用的光量可增加。在图16中，第三折射图案112c被图示为是由具有三角形截面形状的凹槽构成的。然而，本发明的实施方式不限于这种结构。例如，第三折射图案112c可具有梯形截面形状。另外，第三折射图案112c可具有各种截面形状。
图17是部分示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的平面图。图18是沿着图17的VIII-VIII线截取的截面图。
在此实施方式中，形成了第一折射图案112d、第二折射图案112e和第三折射图案112c。各个第一折射图案112d形成在与对应的第一外围区A1交叠的位置处，第一外围区A1各自通过分别布置在太阳能电池150的相邻行中的相邻太阳能电池150之间的空间限定。各个第二折射图案112e形成在与对应的第二外围区A2交叠的位置处，第二外围区A2各自通过分别布置在太阳能电池150的相邻列中的相邻太阳能电池150之间的空间限定。第三折射图案112c形成在分别与第三外围区A3交叠的位置处，第三外围区A3被分别限定在第一外围区A1和第二外围区A2彼此交叉的空间中。如有必要，为了方便描述，将结合一个第一折射图案112d、一个第二折射图案112e和一个第三折射图案112c给出下面的描述。
第一折射图案112d和第二折射图案112e可具有线性平面形状同时具有三角形截面形状。当然，与上述第三折射图案112c类似，第一折射图案112d和第二折射图案112e可具有各种截面形状，例如，半圆形形状或菱形形状。第一折射图案112d和第二折射图案112e可具有突起结构。第一折射图案112d和第二折射图案112e中的至少一个可部分与对应的太阳能电池150交叠。
为了避免串联电阻增大，第一外围区A1可具有比第二外围区A2小的宽度。因此，第二折射图案112e可具有比第一折射图案112d大的宽度。
如图17所示，第一折射图案112d和第二折射图案112e可与第三折射图案112c连接。当然，可省去第一折射图案112d和第二折射图案112e中的至少一个。另外，第一折射图案112d和第二折射图案112e中的至少一个可不与第三折射图案112c连接。
当第一折射图案112d和第二折射图案112e中的至少一个不与第三折射图案112c连接时，不与第三折射图案112c连接的折射图案的长度可基本上等于太阳能电池150一侧的长度。
也就是说，当第一折射图案112d不与第三折射图案112c连接时，第一折射图案112d的长度可基本上等于太阳能电池150上侧或下侧的长度。另外，在此情形下，多个间隔开的第一折射图案112d可形成在各个第一外围区A1中。
另一方面，当第二折射图案112e不与第三折射图案112c连接时，第二折射图案112e的长度可基本上等于太阳能电池150左侧或右侧的长度。另外，在此情形下，多个间隔开的第二折射图案112e可形成在各个第二外围区A2中。
此外，前基板110（更详细地，透明基板部分110a）的内表面可形成有包括微不规则体的纹理化表面。当前基板110的内表面形成有纹理化表面时，凭借纹理化表面上产生的散射效应，入射到太阳能电池150上的光的量可进一步增加。
可通过在构成前基板110的玻璃或树脂上直接形成凹槽或突起来形成第一折射图案112d、第二折射图案112e和第三折射图案112c。在此情形下，前基板110的厚度可为0.8mm至5mm。
例如，当使用将玻璃或树脂通过一对辊之间限定辊隙的工艺来制造前基板110时，在一个辊上可形成用于形成凹槽或突起的图案。在此情形下，当将玻璃或树脂通过辊之间的辊隙时通过图案化的辊在前基板110的一个表面上形成第一折射图案112d、第二折射图案112e和第三折射图案112c。
因此，可不进行用于形成第一折射图案112d、第二折射图案112e和第三折射图案112c的单独的额外任务，这样，可有效地制造太阳能电池模块的前基板110。
当在另一个辊上形成用于形成纹理化表面的微不规则体的图案时，可以在前基板的外表面上形成第一折射图案112d、第二折射图案112e和第三折射图案112c的同时，在前基板的内表面上形成纹理化表面。图19是部分示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的立体图。
参照图19，根据此实施方式的太阳能电池模块与上述实施方式的太阳能电池模块的不同之处在于第二电极34的结构方面。也就是说，在此实施方式中，第二电极34可包括汇流条电极34a和后电极层34c，后电极层34c形成在没有形成汇流条电极34a的区域上。后电极层34c和汇流条电极34a可彼此交叠。另选地，后电极层34c和汇流条电极34a可被形成为使得其侧面彼此接触。背面场层30可被形成为对应于形成有后电极层34c的区域。另外，可实现各种变形形式。
图20是根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图。图21示出示意性示出用于制造图20所示的太阳能电池模块的前基板的工艺的截面图。
参照图20，在此实施方式中，用附图标号“110”指定的前基板包括透明基板部分110a和光折射图案形成膜110b，光折射图案形成膜110b形成在透明基板部分110a上同时包括光折射图案112。前基板110还包括保护膜110c。在此实施方式中，提供用于形成光折射图案112的光折射图案形成膜110b。因此，在此情形下，可以避免当在透明基板部分110a上形成光折射图案112时出现问题，例如，形成有光折射图案112的区域中的强度降低。光折射图案形成膜110b可包含（例如）热塑性聚合物材料。在此实施方式中，可以容易地且简单地形成光折射图案形成膜110b和保护膜110c，使得通过在保护膜110c设置在光折射图案形成膜110b上的状况下执行形成光折射图案112的步骤，能够避免光折射图案形成膜110b受污染。
将参照图21详细描述用于制造具有上述结构的前基板110的工艺。
首先，如图21的（a）中所示，制备透明基板部分110a。
此后，如图21的（b）中所示，在透明基板部分110a上设置光折射图案形成膜110b和保护膜110c。在此状态下，在使用包括不规则体图案122的模具120对光折射图案形成膜110b和保护膜110c施压的同时对其进行加热，其中，不规则体图案122具有与光折射图案112的所需形状对应的形状。
根据此工艺，包含热塑性聚合物材料的光折射图案形成膜110b被固化，这样，光折射图案形成膜110b和保护膜110c连接到透明部分110a，形成一体化结构，如图21的（c）中所示。还在光折射图案形成膜110b和保护膜110c上形成光折射图案112。
根据此实施方式，可以使用简单方法制造具有光折射图案112的前基板110。还可以凭借保护膜110c来防止或减少光折射图案形成膜110b受污染。由于可在透明基板部分110a设置在太阳能电池150上的状况下执行上述工艺，因此光折射图案112可形成在所需位置，这样，可具有优异的对准特性。
图22是示出根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的截面图。图23是示出图22所示的太阳能电池模块的修改形式的截面图。图24示出示意性示出用于制造图22所示的太阳能电池模块的前基板的工艺的截面图。
参照图22，在此实施方式中，用附图标号“110”指定的前基板包括透明基板部分110a、光折射图案形成膜110b和凸形部分，光折射图案形成膜110b形成在透明基板部分110a上同时包括光折射图案112，凸形部分设置在透明基板部分110a与光折射图案形成膜110b之间。凸形部分110d由表现出与光折射图案形成膜110b的折射率不同的折射率的材料制成，这样，可以根据凸形部分110d与光折射图案形成膜110b之间的折射率差异来更有效地折射光。考虑到光折射图案的位置、所需的光折射方向等，凸形部分110d可具有各种折射率。凸形部分110d被形成为分别对应于形成有光折射图案112的区域。光折射图案形成膜110b形成在透明基板部分110a上，以覆盖凸形部分110d。光折射图案形成膜110b可以是（例如）抗反射膜。
在此实施方式中，如上所述，提供了用于形成光折射图案112的光折射图案形成膜110b，这样，可以避免当在透明基板部分110a上形成光折射图案112时出现问题，例如，形成有光折射图案112的区域表现出的强度降低。还可以根据提供了折射率与光折射图案形成膜110b的折射率不同的凸形部分110d来有效地折射光。由于凸形部分110d形成在透明基板部分110a的选定部分上，并且光折射图案形成膜110b被形成为覆盖凸形部分110d，所以凸形部分110d可稳定地设置在透明基板部分110a与光折射图案形成膜110b之间，这样，即使在长时间暴露于外部之后，也不会与透明基板部分110a分开。在此实施方式中，凸形部分110d被图示为具有平滑弯曲的表面，以具有圆形截面。然而，本发明的实施方式不限于这种结构。例如，如图23所示，凸形部分110d可具有宽度在向外方向上逐渐减小的三角形截面。在此情形下，凸形部分110d可具有棱柱形状或棱锥形状。另外，凸形部分110d可具有各种形状。
将参照图24描述用于制造具有上述结构的前基板110的工艺。
首先，如图24的（a）中所示，制备透明基板部分110a。
此后，如图24的（b）中所示，在透明基板部分110a上形成凸形部分110d。可使用各种方法实现形成凸形部分110d的步骤。例如，可使用丝网印刷、凹版印刷等。
随后，如图24的（c）中所示，可在透明基板部分110a上形成光折射图案形成膜110b，同时光折射图案形成膜110b覆盖凸形部分110d。如上所述，光折射图案形成膜110b可由抗反射膜构成。在此情形下，可通过使用各种方法涂敷可用于抗反射膜的材料来形成光折射图案形成膜110b。
在此实施方式中，可以通过在透明基板部分110a与光折射图案形成膜之间插置凸形部分110d来容易且简单地制造具有稳定结构的前基板，凸形部分110d的折射率不同于透明基板部分110a和光折射图案形成膜的折射率。
在本发明的此实施方式中，太阳能电池模块100被图示为包括多个太阳能电池150。然而，本发明的实施方式不限于这种结构。例如，太阳能电池模块100可包括可具有各种结构的至少一个太阳能电池150。
在本发明的实施方式中，光折射图案112可局部地形成，因此是离散的，或者可连续地延伸。另外，如各种图示实施方式中所示的，光折射图案112可对准电极24或34，或者对准太阳能电池150之间的间隙。
虽然出于示例性目的公开了本发明的实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离如所附权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2012年10月23日提交的韩国专利申请No.10-2012-0117783和2013年2月28日提交的韩国专利申请No.10-2013-0022148的优先权权益，其公开内容以引用方式并入本文。

Claims (20)

1.一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块由有效区和无效区限定，该太阳能电池模块包括：
太阳能电池；以及
基板，该基板设置在所述太阳能电池的一个表面上，该基板包括被形成为与所述无效区对应的光折射图案。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，
所述无效区包括布置在所述太阳能电池内被防止接收光的遮蔽区以及没有设置所述太阳能电池的外围区；并且
所述光折射图案被形成为与所述遮蔽区和所述外围区中的至少一个对应。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池模块包括多个太阳能电池以及用于连接所述多个太阳能电池的带，并且
其中，所述遮蔽区包括分别形成有所述带的区域。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池模块，其中，所述光折射图案具有沿着形成有所述带的区域延伸的形状。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池模块，其中，
所述多个太阳能电池彼此间隔开；并且
所述外围区包括位于所述多个太阳能电池中的相邻太阳能电池之间的区域以及位于所述多个太阳能电池的外围的区域。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池模块包括多个光折射图案，该多个光折射图案被布置为形成格子状，使得所述多个太阳能电池分别设置在所述光折射图案内。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其中，
所述多个太阳能电池被布置为具有多行和多列的矩阵形式；
所述外围区包括第一外围区、第二外围区和第三外围区，所述第一外围区各自被分别限定在所述多个太阳能电池的多行中的相邻行中布置的所述多个太阳能电池中的相邻太阳能电池之间，所述第二外围区各自被分别限定在所述多个太阳能电池的多列中的相邻列中布置的所述多个太阳能电池中的相邻太阳能电池之间，所述第三外围区被分别限定在所述第一外围区与所述第二外围区彼此交叉的空间中；并且
所述光折射图案包括至少第一折射图案、第二折射图案或第三折射图案，所述第一折射图案分别形成在与对应的所述第一外围区交叠的位置处，所述第二折射图案分别形成在与对应的所述第二外围区交叠的位置处，所述第三折射图案分别形成在与对应的所述第三外围区交叠的位置处。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池模块，其中，所述第三折射图案分别设置在所述第三外围区中。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池模块，其中，至少所述第一折射图案、所述第二折射图案或所述第三折射图案被设置为分别与所述多个太阳能电池交叠。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述光折射图案包括形成在所述基板上的凹槽或突起。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，通过去除所述基板的一部分来形成所述光折射图案。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，
所述基板包括透明基板部分；并且
所述光折射图案形成在所述透明基板部分上。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，
所述基板包括与所述太阳能电池相邻的第一表面以及与该第一表面相对的第二表面；并且
所述光折射图案形成在所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上。
14.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，
所述基板包括与所述太阳能电池相邻的第一表面以及与该第一表面相对的第二表面；
所述光折射图案形成在所述第二表面上；并且
所述太阳能电池模块还包括形成在所述第二表面上的保护膜。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池模块，其中，所述保护膜包括抗反射膜。
16.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述基板包括透明基板部分和光折射图案形成膜，该光折射图案形成膜形成在具有所述光折射图案的所述透明基板部分上。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括：
保护膜和凸形部分中的至少一个，该保护膜形成在所述光折射图案形成膜上，该凸形部分设置在所述光折射图案形成膜与所述透明基板部分之间并且具有表现出与所述光折射图案形成膜的折射率不同的折射率的材料。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池模块，其中，所述保护膜包括抗反射膜。
19.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述基板形成有对准标记，该对准标记用于将所述光折射图案与所述无效区对准。
20.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述基板包括设置在所述太阳能电池的前表面上的前基板。
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