JP6139581B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。
一般的な太陽電池は、p型とn型のように、互いに異なる導電型(conductive type)の半導体からなる基板(substrate)とエミッタ部(emitter)、そして基板とエミッタ部にそれぞれ接続された電極を備える。この時、基板とエミッタ部の界面にはp−n接合が形成されている。
特に、太陽電池の効率を高めるために、シリコン基板の受光面に電極を形成することなく、シリコン基板の裏面だけでn電極およびp電極を形成した裏面電極型太陽電池セルの研究開発が進められてある。このような裏面電極型太陽電池セルを複数本接続して電気的に接続するモジュール化技術も進んでいる。
このようなモジュールと技術には、複数の太陽電池セルを金属インターコネクタで電気的に接続する方法と、あらかじめ配線が形成された配線基板を用いて電気的に接続する方法が代表的である。
本発明の目的は、太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明に係る太陽電池モジュールは、半導体基板の背面に互いに離隔して形成される複数の第1電極と複数の第2電極と、複数の第1電極と接続される第1導電性配線と、複数の第2電極と接続される第2導電性配線とを含む第1太陽電池と第2太陽電池と、第1太陽電池の第1導電性配線と第2太陽電池の第2導電性配線を電気的に接続するインターコネクタとを含み、インターコネクタと第1太陽電池の第1導電性配線の間の重畳領域の面積、接続領域の面積と接続位置及び接続形状の内の少なくとも一つは、インターコネクタと第2太陽電池の第2導電性配線との間の重畳領域、接続領域と接続位置及び接続形状の内の少なくとも一つと異なる。
ここで、インターコネクタと第1、2太陽電池の第1、2導電性配線は、互いに重畳され、インターコネクタと第1導電性配線が重畳される領域で第1接続領域は、互いに離隔して複数本形成され、インターコネクタと第2導電性配線が重畳される領域で第2接続領域は、互いに離隔して複数本形成することができる。この時、複数本の第1接続領域の総面積は、複数本の第2接続領域の総面積と異なることがある。
また、インターコネクタと第1、2太陽電池の第1、2導電性配線は、導電性材質のインターコネクタ接着剤によって互に接続されることがあるが、この時にも、インターコネクタと第1導電性配線が重畳される領域でインターコネクタ接着剤の第1塗布領域の面積は、インターコネクタと第2導電性配線が重畳される領域でインターコネクタ接着剤の第2塗布領域の面積と異なることがある。
一例として、インターコネクタと第1導電性配線が重畳される領域で第1塗布領域は、第1方向と交差する第2方向に互いに離隔して複数本形成され、インターコネクタと第2導電性配線が重畳される領域で第2塗布領域は、第2方向に互いに離隔して複数本形成されることがあり、この時にも、複数本の第1塗布領域の総面積と、複数本の第2塗布領域の総面積は異なることがある。
さらに、インターコネクタは、第1方向と交差する第2方向に長く形成され、複数本の第1接続領域のいずれか一つの面積は、第2方向と並行するインターコネクタの中心線に基づいて互いに対称する部分に位置する複数本の第2接続領域の内のいずれか一つの面積と異なることがある。
また、インターコネクタは、第1太陽電池の第1導電性配線及び第2太陽電池の第2導電性配線と重畳され、インターコネクタと第1導電性配線との間の第1重畳面積はインターコネクタと第2導電性配線との間の第2重畳面積と異なることがある。
一例として、第1太陽電池と第2太陽電池は、インターコネクタの接続により、第1方向に配列され、インターコネクタと第1導電性配線が重畳される第1方向の第1重畳幅はインターコネクタと第2導電性配線の間に重畳される第1方向への第2重畳幅と異なることがある。この時、インターコネクタと第1導電性配線が第1方向と交差する第2方向に重畳される長さは、インターコネクタと第2導電性配線が第2方向に重畳する長さと同じで有り得る。
さらに、第1、2太陽電池それぞれにおいて、第1導電性配線は、第1電極と接続される第1接続部と一端が第1接続部の端に接続され、他端がインターコネクタと接続される第1パッド部を含み、第2導電性配線は、第2電極と接続される第2接続部と一端が第2接続部の端に接続され、他端がインターコネクタと接続される第2パッド部を含むことができる。
また、第1、2太陽電池それぞれにおいて、第1、2導電性配線のそれぞれは、複数本のワイヤで形成され、第1太陽電池に複数本のワイヤで備えた第1導電性配線がインターコネクタに接続する複数本の第1接続領域の面積の合計は、第2太陽電池に複数本のワイヤで備えた第2導電性配線がインターコネクタに接続する複数本の第2接続領域の面積の合計と異なることがある。
このとき、第1、2太陽電池のそれぞれにおいてインターコネクタに接続する複数本の第1接続領域の内の少なくとも一つの第1接続領域の接続位置または接続面積は、残りの第1接続領域の接続位置または接続面積と異なることがある。
さらに、第1、2太陽電池のそれぞれにおいてインターコネクタに接続する複数本の第2接続領域の内の少なくとも一つの第1接続領域の接続位置または接続面積も、残りの第2接続領域の接続位置または接続面積と異なることがある。
本発明の他の一例に従った太陽電池は、半導体基板の背面に互いに離隔して形成される複数の第1電極と複数の第2電極、複数の第1電極と接続される複数の第1導電性配線、複数の第2電極と接続される複数の第2導電性配線を含む第1太陽電池と第2太陽電池及び第1太陽電池の複数の第1導電性配線と第2太陽電池の複数の第2導電性配線を電気的に接続するインターコネクタとを含み、第1、2太陽電池のそれぞれにおいて複数の第1、2電極のそれぞれは、第1方向に長く伸びていて、複数の第1、2導電性配線は、第1方向と交差する第2方向に長く伸びている。
ここで、インターコネクタと第1太陽電池の第1導電性配線との間の重畳領域の面積、接続領域の面積、接続位置及び接続形状の内の少なくとも一つはインターコネクタと第2太陽電池の第2導電性配線の間の重畳領域の面積、接続領域の面積、接続位置及び接続形状の内の少なくとも一つと異なることがある。
さらに、複数の第1導電性配線は、電極接着剤を介して、複数の第1電極に接続され、複数の第2導電性配線は、電極接着剤を介して、複数の第2電極に接続することができる。
また、複数の第1導電性配線と複数の第2電極との間及び複数の第2導電性配線と複数の第1電極との間には、絶縁層が位置することができる。
このとき、インターコネクタは、第1方向に長く伸びており、第1、2太陽電池は、インターコネクタによって第2方向に直列接続することができる。
このように、本発明に係る太陽電池モジュールは、インターコネクタが第1太陽電池に接続する第1接続領域の面積とインターコネクタが第2太陽電池に接続する第2接続領域の面積を互いに異なるようにすることにより、インターコネクタが受けることができる熱膨張ストレスを最小化することができる。
さらに、第1、2電極の長さ方向と、第1、2導電性配線の長さ方向が互いに交差して接続される太陽電池モジュールは、半導体基板の熱膨張ストレスをさらに緩和することができ、これにより、半導体基板のバンディング(banding)現象をさらに緩和することができる。
併せて、本発明に係る太陽電池モジュールは、インターコネクタが、隣接する太陽電池と離隔され、隣接する太陽電池に接続された第1、第2導電性配線がインターコネクタに接続されて、第1、第2接続領域が位置し、隣接する太陽電池の間に離隔されてインターコネクタ上に位置するようにすることで、導電性配線をインターコネクタに接続させるとき、これにより半導体基板に与えることができる熱膨張ストレスを最小化することができる。
本発明に係る太陽電池モジュールの第1の実施の形態の平面形状である。 図1に示された2−2ラインに沿った断面の一例を説明するための図である。 図1に示された2−2ラインに沿った断面の他の一例を説明するための図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの第2の実施の形態の平面形状である。 図3の4−4ラインに沿った断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの第3の実施の形態を説明するための図である。 本発明の一例に係る太陽電池の一部斜視図の一例である。 図6に示した太陽電池を7−7ラインに沿って切って示した断面図である。 図6及び図7で説明した太陽電池において、それぞれ個々に接続される半導体基板110と絶縁性部材200の電極パターンの一例を説明するための図である。 図8に示された半導体基板110と絶縁性部材200が互に接続された状態を説明するための図である。 図9において10a−10aラインの断面を示したものである。 図9において10b−10bラインの断面を示したものである。 図9において10c−10cラインの断面を示したものである。 第1、2導電性配線が複数本のワイヤで形成された太陽電池モジュールについて説明するための図である。 第1、2導電性配線が複数本のワイヤで形成された太陽電池モジュールについて説明するための図である。 第1、2導電性配線が複数本のワイヤで形成された太陽電池モジュールについて説明するための図である。 第1、2導電性配線が複数本のワイヤで形成された太陽電池モジュールについて説明するための図である。 第1、2導電性配線が複数本のワイヤで形成された太陽電池モジュールについて説明するための図である。 第1、2導電性配線が複数本のワイヤで形成された太陽電池モジュールについて説明するための図である。
添付した図面を参考にして本発明の実施の形態について詳細に説明する。
以下では、添付した図面を参考にして本発明の実施の形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、さまざまな形で実現することができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて類似の部分には同様の符号を付与した。
以下において、前面とは、直射光が入射される半導体基板の一面または前面ガラス基板の一面で有り得、背面とは、直射光が入射されないか、または、直射光ではない、反射光が入射することができる半導体基板及び前面ガラス基板の一面の反対面で有り得る。
以下では、本発明に係る太陽電池モジュールとそれに適用される太陽電池について説明する。
図1は本発明に係る太陽電池モジュールの第1の実施の形態の平面形状であり、図2Aは、図1に示された2−2ラインに沿った断面の一例を説明するための図であり、図2Bは、図1に示された2−2ラインに沿った断面の他の一例を説明するための図である。
図1〜図2Aに示すように、本発明に係る太陽電池モジュールの一例は、第1太陽電池(CE1)と第2太陽電池(CE2)及びインターコネクタ(IC)を含む。
ここの図1〜図2Aにおいては、インターコネクタ(IC)と、第1、2太陽電池(CE1、CE2)との間の重畳面積が同じ状態で接続面積が互いに異なる場合を一例として説明する。
ここで、第1、2太陽電池(CE1、CE2)のそれぞれは、半導体基板110と半導体基板110の背面に互いに離隔して形成される複数の第1電極(C141)と、複数の第2電極(C142)、複数の第1電極(C141)と接続される第1導電性配線(P141)、複数の第2電極(C142)と接続される第2導電性配線(P142)を含み、併せて、図1〜図2Bでは示されないが、図6以下に示すように、第1、2導電性配線(P141、P142)の背面には、絶縁性部材(図示せず)をさらに含むこともある。
このような第1、2太陽電池(CE1、CE2)のそれぞれに適用される太陽電池については図6以下でさらに詳細に説明する。
このような第1、2太陽電池(CE1、CE2)はインターコネクタ(IC)によって、第1方向(x)に直列接続され配列することができる。参考に、ここで、第1方向(x)は、第1、2太陽電池(CE1、CE2)のそれぞれで形成された複数の第1、2電極(C141、C142)の長さ方向に基づき、第2方向(y)は、複数の第1、2電極(C141、C142)の長さ方向と交差する方向に基づいて説明する。
ここで、インターコネクタ(IC)は、第1太陽電池(CE1)と第2太陽電池(CE2)を互いに電気的に直列接続する機能をし、一例として、図1に示すように、第1太陽電池(CE1)の第1導電性配線(P141)と第2太陽電池(CE2)の第2導電性配線(P142)を互いに電気的に接続することができる。しかし、これと反対に、第1太陽電池(CE1)の第2導電性配線(P142)と第2太陽電池(CE2)の第1導電性配線(P141)を互いに電気的に接続することもできる。
このようなインターコネクタ(IC)は、導電性材質を含んで形成することができ、一例として、銅(Cu)を含んで形成することができ、銅(Cu)の酸化の防止のために、表面には、スズ(Sn)で形成される酸化防止層が形成することができる。
ここで、本発明に係る太陽電池モジュールにおいては、図2Aに示すように、インターコネクタ(IC)が第1太陽電池(CE1)の第1導電性配線(P141)及び第2太陽電池(CE2)の第2導電性配線(P142)に別のインターコネクタ接着剤(ICA)なしで直接接続することができる。
一例として、インターコネクタ(IC)は、レーザーやインダクション(induction)のような局部的で選択的な熱処理方法または超音波接合工法(sonic welding)と同様の方法により第1、2太陽電池(CE1、CE2)に直接接続することができる。
ここで、本発明に係る太陽電池モジュールは、インターコネクタ(IC)と、第1太陽電池(CE1)の第1導電性配線(P141)との間の重畳領域の面積(OS1)と接続領域の面積(CS1)、接続位置及び接続形状の内の少なくとも一つは、インターコネクタ(IC)と第2太陽電池(CE2)の第2導電性配線(P142)との間の重畳領域の面積(OS2)、接続領域の面積(CS2)と接続位置と接続形状の少なくとも一つと異なることがある。
一例として、図1に示すように、インターコネクタ(IC)が第1太陽電池(CE1)の第1導電性配線(P141)に接続される領域を第1接続領域(CS1)、インターコネクタ(IC)が第2太陽電池(CE2)の第2導電性配線(P142)に接続される領域を第2接続領域(CS2)とすると、本発明においては、第1接続領域(CS1)の面積が第2接続領域(CS2)の面積と異なることがある。本発明の実施の形態においては、第1接続領域(CS1)と第2接続領域(CS2)のような接続領域のそれぞれは、インターコネクタ(IC)と、第1、2導電性配線(P141、P142)との間に接着または付着が発生する接着場所を意味する。それで、接続領域は、実際の接着または実際の付着される領域やポイントを意味し、単純接触された点や領域を意味するものではない。
さらに具体的に説明すると、図1に示すように、インターコネクタ(IC)は、第1、2太陽電池(CE1、CE2)の第1、2導電性配線(P141、P142)のそれぞれと重畳することができる。一例として、インターコネクタ(IC)と、第1太陽電池(CE1)の第1導電性配線(P141)と第1方向(x)に重畳される第1重畳幅(OS1)はインターコネクタ(IC)と第2太陽電池(CE2)の第2導電性配線(P142)と第1方向(x)に重畳される第2重畳幅(OS2)と同一で有り得る。しかし、示されたことと違って重畳幅が互いに異なることも可能である。
このとき、インターコネクタ(IC)と、第1導電性配線(P141)が互いに重畳される領域において第1接続領域(CS1)は、第2方向(y)に互いに離隔して複数本(CS1a、CS1b、CS1c)で形成することができ、インターコネクタ(IC)と第2導電性配線(P142)が互いに重畳される領域で第2接続領域(CS2)も第2方向(y)に互いに離隔して複数本(CS2a、CS2b 、CS2c)で形成することができる。
このようにインターコネクタ(IC)と、第1太陽電池(CE1)との間で形成された複数本の第1接続領域(CS1)でインターコネクタ(IC)に加わる熱膨張ストレスをさらに緩和するために、CS1a接続領域の面積は、直接隣接するCS1b接続領域の面積と異なることがあり、CS1b接続領域の面積は、直接隣接するCS1c接続領域の面積と異なることがある。
さらに、インターコネクタ(IC)と第2太陽電池(CE2)との間で形成された複数本の第2接続領域(CS2)においても、互いに直接隣接するCS2a接続領域とCS2b接続領域の面積は互いに異なることが有り、さらに、互いに直接隣接したCS2b接続領域の面積とCS2c接続領域の面積は互いに異なることがある。
さらに、複数本の第1接続領域(CS1)の総面積も複数本の第2接続領域(CS2)の総面積と異なることがある。
さらに、この時、インターコネクタ(IC)は、第1方向(x)と交差する第2方向(y)に長く配置することができ、複数本の第1接続領域(CS1)の内のいずれか一つ(例えば、CS1a)の面積は、第2方向(y)と並行するインターコネクタ(IC)の中心線に基づいて互いに対称な部分に位置する複数本の第2接続領域(CS2)の内のいずれか一つ(例えば、CS2a)の面積と異なることができる。本発明の実施の形態においては、接続領域の部分は、第1方向(x)及び第2方向の内の少なくとも一つの方向に互いに隣接する接続領域と面積が異なることがある。一例として、図1において、第1接続領域(CS1)の内のCS1a部分の観点から見ると、第2接続領域(CS2)のCS2a部分は、CS1a部分と、第1方向(x)に隣接し、第1接続領域(CS1)の内のCS1b部分は、CS1a部分と第2方向(y)に隣接する。それで、図1においては接続領域の各部分が第1方向(x)及び第2方向(y)の全てに隣接する接続領域の部分と面積が異なることを示す。
さらに、図1においては一例として、第1接続領域(CS1)の一部であるCS1aと第2接続領域(CS2)の一部であるCS2aが第1方向(x)に同一線上に位置する場合を一例として示したが、他の線上に位置し、接続位置が互いに異なることもある。
また、図1に示すように、第1接続領域(CS1)の一部であるCS1aは楕円形で形成され、第2接続領域(CS2)の一部であるCS2aは円形で形成され、接続形状が互いに異なることもある。併せて、図1においては接続形状が楕円形または円形である場合を一例として示したが、第1接続領域(CS1)及び第2接続領域(CS2)の各部分は四角形、長方形または多角形で形成することができ、第1接続領域(CS1)の少なくとも一部分の接続形状は、第2接続領域(CS2)の少なくとも一部分の接続形状と異なることがある。
したがって、図2Aに示すように、CS1a接続領域の第1方向(x)にの幅(WCS1a)はCS2a接続領域の第1方向(x)にの幅(WCS2a)と異なることがある。一例として、CS1a接続領域の幅(WCS1a)はCS2a接続領域の幅(WCS2a)より大きいことがある。
図2Aにおいては、インターコネクタ(IC)が第1、2太陽電池(CE1、CE2)の第1、2導電性配線(P141、P142)に直接接続される場合を一例として説明ましたが、これと違って、インターコネクタ(IC)は、図2Bに示すように、インターコネクタ(IC)と、第1、2太陽電池(CE1、CE2)の第1、2導電性配線(P141、P142)は、導電性材質のインターコネクタ接着剤(ICA)によって互に接続することができる。
このような場合、インターコネクタ接着剤(ICA)は、半田ペースト(solder paste)、絶縁性樹脂内に金属粒子が含まれる導電性ペースト(conductive paste)または導電性フィルム(conductive film)などを用いることができる。この他にも、カーボン・ナノ・チューブ(carbon nano tube:CNT)、カーボン(carbon)を含む導電性パーティクル(particle)、ワイヤ(wire)、ニードル(needle)などを用いられることができる。
このような場合にも、インターコネクタ(IC)と、第1導電性配線(P141)が重畳される領域(OS1)でインターコネクタ接着剤(ICA)の第1塗布領域(CS1)の面積は、インターコネクタ(IC)と第2導電性配線(P142)が重畳される領域(OS2)でインターコネクタ接着剤(ICA)の第2塗布領域(CS2)の面積と異なることがある。
したがって、インターコネクタ接着剤(ICA)を介してインターコネクタ(IC)が第1、2太陽電池(CE1、CE2)の第1、2導電性配線(P141、P142)に接続された場合にも、第1、2接続領域(CS1、CS2)は、図1と同一で有り得る。
したがって、インターコネクタ(IC)と、第1導電性配線(P141)が重畳される領域(OS1)で第1塗布領域(CS1)は、第1方向(x)と交差する第2方向(y)に互いに離隔して複数本で形成され、インターコネクタ(IC)と第2導電性配線(P142)が重畳される領域(OS2)で第2塗布領域(CS1)は、第2方向(y)に互いに離隔して複数本で形成することができ、このような場合にも、複数本の第1塗布領域(CS1)の総面積と、複数本の第2塗布領域(CS1)の総面積は異なることがある。
このように、本発明に係る太陽電池モジュールは、第1接続領域(CS1)と第2接続領域(CS2)の面積が互いに異なるように形成されるが、第1、2接続領域(CS1、CS2)が複数本で互いに離隔して分散されて形成されるようすることにより、インターコネクタ(IC)が各太陽電池に接続される際に、インターコネクタ(IC)に加わる熱膨張ストレスをさらに緩和することができる。
さらに、図1に示すように、インターコネクタ(IC)の第2方向(y)に配置された複数本の第1、2接続領域(CS1、CS2)のそれぞれの面積が互いに異なるように形成することにより、インターコネクタ(IC)に加わる熱膨張ストレスをさらに緩和することができる。
さらに、第1接続領域(CS1)と第2接続領域(CS2)の面積を互いに同一にするために整列する必要がないので、設計の自由度をさらに向上させ、インターコネクタ(IC)接続工程をさらに容易にすることができる。
図1においてはインターコネクタ(IC)と、第1、2導電性配線(P141、P142)との重畳幅が互いに同様な場合を一例として説明したが、ここで、重畳幅が必ずしも同じである必要はない。
図3及び図4は、本発明に係る太陽電池モジュールの第2の実施の形態を説明するための図である。
図3は本発明に係る太陽電池モジュールの第2の実施の形態の平面形状であり、図4は、図3において4−4ラインに沿った断面図である。以下の図3及び図4においては、図1〜図2Bで前述した内容と異なる部分について説明する。
ここの図3〜図4においてはインターコネクタ(IC)と、第1、2太陽電池(CE1、CE2)との間の重畳された面積が互いに異なる状態で接続面積が互いに異なる場合を一例として説明する。
図3に示すように、インターコネクタ(IC)と、第1導電性配線(P141)との間の第1重畳面積(OS1)はインターコネクタ(IC)と第2導電性配線(P142)との間の第2重畳面積(OS2)とは異なることがある。
例えば、図3に示すように、インターコネクタ(IC)と第1導電性配線(P141)との間の第1重畳面積(OS1)が、インターコネクタ(IC)と第2導電性配線(P142)との間の第2重畳面積(OS2)より大きいことがある。
一例として、インターコネクタ(IC)と、第1導電性配線(P141)との間の第2方向(y)への重畳された長さとインターコネクタ(IC)と第2導電性配線(P142)との間の第2方向(y)への重畳された長さは互いに同様にすることができるが、図4に示すように、インターコネクタ(IC)と、第1導電性配線(P141)との間の第1方向(x)への第1重畳幅(OS1)は、インターコネクタ(IC)と第2導電性配線(P142)との間の第1方向(x)への第2重畳幅(OS2)と違って、一例として、第1重畳幅(OS1)が第2重畳幅(OS2)より大きいことがある。
一例として、第1重畳幅(OS1)または第2重畳幅(OS2)は、0.5mm〜3mmの間の範囲で形成されることができるが、このような範囲内で、第1重畳幅(OS1)と第2重畳幅(OS2)が互いに異なるように形成することができる。
さらに、ここで、インターコネクタ(IC)と、第1太陽電池(CE1)に含む半導体基板110との間の第1離隔間隔(DCI1)もインターコネクタ(IC)と第2太陽電池(CE2)に含まれた半導体基板110との間の第2離隔間隔(DCI2)と異なることがある。
また、インターコネクタ(IC)と、第1、2太陽電池(CE1、CE2)は、互いに重畳される領域全体でインターコネクタ接着剤(ICA)によって互に接続することができる。したがって、インターコネクタ(IC)が第1太陽電池(CE1)との間に接続する第1接続領域(CS1)の面積は、第1重畳面積(OS1)と同様にすることがあり、インターコネクタ(IC)が第2太陽電池(CE2)との間に接続する第2接続領域(CS2)の面積は、第2重畳面積(OS2)と同一で有り得る。これにより、第1接続領域(CS1)の面積と第2接続領域(CS2)の面積も異なることがある。
このように、第1重畳面積(OS1)と第2重畳面積(OS2)が、異なる状態において、図1〜図2Bに示すように、第1、2接続領域(CS1、CS2)のそれぞれを複数本で形成することができる。これに対して、図5を介して説明すると、次の通りである。
図5は、本発明に係る太陽電池モジュールの第3の実施の形態を説明するための図である。
ここで、図5においては、インターコネクタ(IC)と、第1、2太陽電池(CE1、CE2)との間の重畳された面積が互いに異なる状態で接続面積が複数本で形成された場合について説明する。
図5に示すように、本発明に係る第3の実施の形態は、インターコネクタ(IC)と、第1、2太陽電池(CE1、CE2)との間の第1、2重畳面積(OS1、OS2)が互いに異なる状態で、第1、2接続領域(CS1、CS2)のそれぞれが複数本で形成されることができ、ここで、複数本の第1接続領域(CS1)の総面積は、複数本の第2接続領域(CS2)の総面積と異なることができる。
さらに、ここで、第1重畳領域(OS1)において複数本の第1接続領域(CS1)のそれぞれの面積は、第2重畳領域(OS2)において複数本の第2接続領域(CS2)のそれぞれの面積より大きくなることがある。本発明の実施の形態において、接続領域の部分は、第1方向(x)及び第2方向(y)の内の少なくとも一つの方向に隣接する接続領域の部分と異なることがある。一例として、図5においては、第1接続領域(CS1)の内、CS1a部分の観点から見ると、第2接続領域(CS2)のCS2a部分は、CS1a部分と、第1方向(x)に隣接し、第1接続領域(CS1)の内、CS1b部分は CS1a部分と第2方向(y)に隣接する。それで、図1では接続領域の各部分が第1方向(x)にのみ隣接する接続領域の部分と面積が異なることを示し、第2方向(y)に隣接する接続領域の部分は、そうでないことを示す。
以下では、このような太陽電池モジュールに適用される太陽電池の一例について、さらに詳細に説明する。
図6及び図7は、図1〜図5に示された太陽電池モジュールに適用される太陽電池の一例を説明するための図である。
図6は、本発明の一例に従った太陽電池の一部斜視図の一例であり、図7は、図6に示した太陽電池を7−7ラインに沿って切断した断面図であり、図8は、図6及び図7で説明した太陽電池において、それぞれ個々に接続される半導体基板110と絶縁性部材200の電極パターンの一例を説明するための図である。
ここで、図8の(a)は、半導体基板110の背面に配置される第1電極(C141)と第2電極(C142)のパターンの一例を説明するための図であり、図8の(b)は、図8の(a)で8(b)−8(b)ラインに沿った断面図であり、図8の(c)は、絶縁性部材200の前面に配置される第1導電性配線(P141)と第2導電性配線(P142)のパターンの一例を説明するための図であり、図8の(d)は、図8の(c)で8(d)−8(d)ラインに沿った断面図である。
図6及び図7を参考にすれば、本発明に係る太陽電池の一例は、半導体基板110、反射防止膜130、エミッタ部121、背面電界部(back surface field; BSF、172)、複数の第1電極(C141)、複数の第2電極(C142)、第1導電性配線(P141)及び第2導電性配線(P142)及び絶縁性部材200を含むことができる。
ここで、反射防止膜130と背面電界部172は、省略されることもあり、さらに、反射防止膜130と、光が入射される半導体基板110との間に位置し、半導体基板110と同じ導電型の不純物が半導体基板110より高い濃度で含有された不純物部である前面電界部(図示せず)をさらに備えることも可能である。
以下では、図6及び図7に示すように反射防止膜130と背面電界部172を含むことを一例として説明する。
半導体基板110は、第1導電型、例えば、n型導電型のシリコンからなるバルク型半導体基板110で有り得る。このような半導体基板110は、シリコン材質で形成されるウエハに第1導電型の不純物をドーピングして形成することがある。
このような半導体基板110の上部表面は、テクスチャリングされ凹凸面であるテクスチャリング表面(textured surface)を有することができる。反射防止膜130は、半導体基板110の入射面の上部に位置し、一層、または複数層からなることができ、水素化されたシリコン窒化膜(SiNx:H)などでなることができる。併せて、さらに半導体基板110の前面に前面電界部などがさらに形成することも可能である。
エミッタ部121は、前面と向き合っている半導体基板110の背面の内に互いに離隔して位置しており、互いに並行する方向に伸びている。このようなエミッタ部121は、複数本で有り得、複数のエミッタ部121は、半導体基板110の導電型と反対の第2導電型で有り得る。
このような複数のエミッタ部121は、結晶質シリコン半導体基板110の導電型と反対の第2導電型であるp型の不純物が拡散工程を介して高濃度で含有され形成することができる。
複数の背面電界部172は、半導体基板110の背面の内部に複数本位置することができ、複数のエミッタ部121と並行する方向に離隔されて形成され、複数のエミッタ部121と同じ方向に伸びている。したがって、図6及び図7に示すように、半導体基板110の背面で複数のエミッタ部121と、複数の背面電界部172は、交互に位置する。
複数の背面電界部172は、半導体基板110と同じ導電型の不純物が半導体基板110より高濃度で含有した不純物、例えばn++部である。このような複数の背面電界部172は、結晶質シリコン半導体基板110と同じ導電型の不純物(n++)が拡散または蒸着工程を介して高濃度で含有されて形成することができる。
複数の第1電極(C141)は、エミッタ部121と、それぞれ物理的及び電気的に接続されてエミッタ部121に沿って互いに離隔され延長される。したがって、エミッタ部121が第1方向(x)に延長された場合、第1電極(C141)も、第1方向(x)に延長することができ、エミッタ部121が第2方向(y)に延長された場合、第1電極(C141)も第2方向(y)に延長することができる。
また、複数の第2電極(C142)は、背面電界部172を介して半導体基板110と、それぞれ物理的及び電気的に接続され複数の背面電界部172に沿って延長される。
したがって、背面電界部172が第1方向(x)に延長された場合、第2電極(C142)も、第1方向(x)に延長することができ、背面電界部172が第2方向(y)に延長された場合、第2電極(C142)も第2方向(y)に延長することができる。
ここで、半導体基板110の背面上で第1電極(C141)と第2電極(C142)は、互いに物理的に離隔され、電気的に絶縁されている。
したがって、エミッタ部121上で形成された第1電極(C141)は、当該エミッタ部121の方向に移動した電荷、例えば、正孔を収集し、背面電界部172上で形成された第2電極(C142)は、その背面電界部172の方向に移動した電荷、例えば、電子を収集することができる。
第1導電性配線(P141)は、図8に示すように、第1接続部(PC141)と、第1パッド部(PP141)を含み、図6及び図7に示すように、第1接続部(PC141)は、複数の第1電極(C141)と接続され、第1パッド部(PP141)は、図8に示すように、一端が第1接続部(PC141)の端に接続され、他端がインターコネクタ(IC)と接続することができる。
このような第1接続部(PC141)は、複数本で形成され、それぞれが複数本の第1電極(C141)に接続されることもあり、これと違って一つのシート電極(sheet electrode)で形成されて、一つのシート電極に複数本の第1電極(C141)が接続されることもある。
さらに、第1接続部(PC141)が複数本形成された場合、第1接続部(PC141)は、複数の第1電極(C141)と同じ方向で形成されることもあり、交差する方向で形成することもできる。この時、このような第1接続部(PC141)は、第1電極(C141)と重畳する部分で互いに電気的に接続することができる。
第2導電性配線(P142)は、図8に示すように、第2接続部(PC142)と第2パッド部(PP142)を含むことができる。図6及び図7に示すように、第2接続部(PC142)は、複数の第2電極(C142)と接続され、第2パッド部(PP142)は、図8に示すように、一端が第2接続部(PC142)の端に接続され、他端がインターコネクタ(IC)と接続することができる。
このような第2接続部(PC142)も示されているように、複数本形成され、それぞれが複数本の第2電極(C142)に接続されることもあり、示されたことと違って一つのシート電極で形成され、一つのシート電極に複数本の第2電極(C142)が接続されることもある。
ここで、第2接続部(PC142)が複数本形成された場合、第2接続部(PC142)は、複数の第2電極(C142)と同じ方向で形成されることもあり、交差する方向で形成することもある。このとき、第2接続部(PC142)は、第2電極(C142)と重畳する部分で互いに電気的に接続することができる。
このような第1導電性配線(P141)及び第2導電性配線(P142)の材質はCu、Au、Ag、Alの内の少なくともいずれか一つを含みから形成することができる。
さらに、図7に示すように、第1導電性配線(P141)は、導電性材質の電極接着剤(ECA)を介して第1電極(C141)に電気的に接続することができ、第2導電性配線(P142)は、導電性材質の電極接着剤(ECA)を介して第2電極(C142)に電気的に接続することができる。
このような電極接着剤(ECA)の材質は、伝導性材質であれば、特別な制限がないが、相対的に低い温度である140℃〜180℃の融点をもつ導電性物質がさらに好ましい。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、融点は異なることがある。
一例として、電極接着剤(ECA)は、導電性金属粒子が絶縁性樹脂内に含まれる導電性ペースト(conductive paste)が用いられることがあり、この他にも、半田ペーストまたは導電性接着フィルム(conductive adhesive film)のような導電性材質などを用いることができる。
また、前述した第1電極(C141)と第2電極(C142)との間及び第1導電性配線(P141)と第2導電性配線(P142)との間には、短絡を防止する絶縁層(IL)が位置することができる。このような絶縁層(IL)は、エポキシ(epoxy)のような絶縁性樹脂を含むことができる。
さらに、図6及び図7においては、第1電極(C141)と第1導電性配線(P141)の第1接続部(PC141)が互いに重畳され、第2電極(C142)と第2導電性配線(P142)の第2接続部(PC142)が重畳される場合のみ示しているが、これと違って第1電極(C141)と第2接続部(PC142)が互いに重畳されることができ、第2電極(C142)と第1接続部(PC141)が互いに重畳することもできる。このような場合には、第1電極(C141)と第2接続部(PC142)との間及び第2電極(C142)と第1接続部(PC141)との間にも短絡を防止する絶縁層(IL)が位置することができる。
絶縁性部材200は、第1導電性配線(P141)と第2導電性配線(P142)の背面に配置することができる。
このような絶縁性部材200の材質は、絶縁性材料であれば特に制限はないが、相対的に融点が高いことが望ましく、例えば、高温に耐熱性のあるポリイミド(polyimide)、エポキシ・ガラス(epoxy-glass)、ポリエステル(polyester)、BT(bismaleimide triazine)レジンの内少なくとも一つの材質を含みから形成することができる。
このような絶縁性部材200は、柔軟な(flexible)フィルム状で形成されるか、または柔軟性がなく硬いプレート(plate)形態で形成することができる。
このような本発明に係る太陽電池は、絶縁性部材200の前面に第1導電性配線(P141)と第2導電性配線(P142)が予め形成され、半導体基板110の背面に複数の第1電極(C141)及び複数の第2電極(C142)が予め形成された状態で、絶縁性部材200と半導体基板110がそれぞれ個々に接続されて一つの個別素子で形成することができる。
つまり、一つの絶縁性部材200に付着され接続される半導体基板110は、一つで有り得、このような一つの絶縁性部材200と一つの半導体基板110は、互いに付着され一つの一体型個別素子で形成され一つの太陽電池セルを形成することができる。
さらに具体的に説明すると、一つの絶縁性部材200と一つの半導体基板110を互いに付着して一つの一体型個別素子で形成する工程により、一つの半導体基板110の背面で形成された複数の第1電極(C141)と、複数の第2電極(C142)のそれぞれは、一つの絶縁性部材200の前面で形成された第1導電性配線(P141)及び第2導電性配線(P142)と付着され電気的に互いに接続することができる。
このような本発明に係る太陽電池において、第1導電性配線(P141)及び第2導電性配線(P142)のそれぞれの厚さ(T2)は第1電極(C141)及び第2電極(C142)のそれぞれの厚さ(T1)より大きくなることがある。
このように、第1接続部(PC141)と第2接続部(PC142)のそれぞれの厚さ(T2)を第1電極(C141)及び第2電極(C142)のそれぞれの厚さ(T1)より大きくすることにより、太陽電池の製造工程の時間をさらに短縮することができ、第1電極(C141)と第2電極(C142)を半導体基板110の背面に直接形成することにより、基板の熱膨張ストレスをさらに減少させ、太陽電池の効率をさらに向上させることができる。
このような絶縁性部材200は、第1導電性配線(P141)と第2導電性配線(P142)を半導体基板110の背面に形成された第1電極(C141)と第2電極(C142)に接着させる際に、工程をさらに容易に助ける役割をする。
すなわち、半導体製造工程で、第1電極(C141)と第2電極(C142)が形成された半導体基板110の背面に第1導電性配線(P141)と第2導電性配線(P142)が形成された絶縁性部材200の前面を付着させ接続させる際に、絶縁性部材200は、整列工程や接続段階をさらに容易に助けることができる。
したがって、このような絶縁性部材200は、接続段階により、第1、2電極(C141、C142)に第1、2導電性配線(P141、P142)がそれぞれ接続された後に、除去することができる。したがって、太陽電池の最終素子では、絶縁性部材200が省略されることができる。以下では、今までと同じように、絶縁性部材200が備えられた場合を一例として説明する。
このような構造で製造された本発明に係る太陽電池において、第1導電性配線(P141)を介して収集された正孔と第2導電性配線(P142)を介して収集された電子は、外部の回路装置を介して外部装置の電力として用いられることができる。
これまでは、半導体基板110が結晶質シリコン半導体基板110であり、エミッタ部121と背面電界部172が拡散工程を介して形成された場合を例に説明した。
しかし、これと違って非晶質シリコン材質で形成されたエミッタ部121と背面電界部172が、結晶質半導体基板110と接合する異種接合の太陽電池や、エミッタ部121が、半導体基板110の前面に位置し、半導体基板110に形成された複数のビアホールを介して半導体基板110の背面で形成された第1電極(C141)と接続される構造の太陽電池でも、本発明が同様に適用することができる。
このような構造を有する太陽電池は、インターコネクタ(IC)によって互いに隣接する太陽電池を接続することができ、これにより、複数本の太陽電池が直列に接続することができる。
一方、このような構造で、半導体基板110の背面で形成される第1電極(C141)と第2電極(C142)のパターンと、絶縁性部材200の前面で形成される第1導電性配線(P141)及び第2導電性配線(P142)のパターンにさらに具体的に説明すると、次の通りである。
図8の(a)及び(b)に示された一つの半導体基板110の背面に図8の(c)及び(d)に示された一つの絶縁性部材200の前面が付着され接続されることにより、一つの一体型個別素子を形成することができる。つまり、絶縁性部材200と半導体基板110は、1:1で結合または付着することができる。
このとき、図8の(a)及び(b)に示すように、半導体基板110の背面には、複数本の第1電極(C141)と、複数本の第2電極(C142)が互いに離隔して第1方向(x)に長く形成することができる。
さらに、図8の(c)及び(d)に示すように、本発明に係る絶縁性部材200の 前面には、第1導電性配線(P141)と第2導電性配線(P142)が形成されることができる。
ここで、前述したように、第1導電性配線(P141)は、第1接続部(PC141)と、第1パッド部(PP141)が含み、図8の(c)に示すように、第1接続部(PC141)は、第1方向(x)に長く形成され得、第1パッド部(PP141)は、第2方向(y)に長く形成され、一端が第1接続部(PC141)の端に接続され、他端はインターコネクタ(IC)に接続することができる。
さらに、第2導電性配線(P142)も第2接続部(PC142)と第2パッド部(PP142)を含み、図8の(c)に示すように、第2接続部(PC142)は、第1接続部(PC141)と離隔して、第1方向(x)に長く形成され得、第2パッド部(PP142)は、第2方向(y)に長く形成され、一端が第2接続部(PC142)の端に接続され、他端はインターコネクタ(IC)に接続することができる。
ここで、第1接続部(PC141)と第2パッド部(PP142)は、互いに離隔され、第2接続部(PC142)と、第1パッド部(PP141)も互いに離隔することができる。
したがって、絶縁性部材200の前面において、第1方向(x)の両端の内一端には、第1パッド部(PP141)が形成され、他端には、第2パッド部(PP142)が形成されることができる。
このように、本発明に係る太陽電池は、一つの半導体基板110に一つの絶縁性部材200のみ結合され、一つの一体型個別素子を形成することにより、太陽電池モジュールの製造工程をさらに容易にすることができ、太陽電池モジュールの製造工程の内のいずれか一つの太陽電池に含む半導体基板110が破損したり、欠陥が発生しても一つの一体型個別素子で形成される当該太陽電池のみを交替することができ、工程の歩留まりをさらに向上させることができる。
さらに、このように、一つの一体型個別素子で形成される太陽電池は、製造工程時の半導体基板110に加えられる熱膨張ストレスを最小化することができる。
ここで、絶縁性部材200の面積を半導体基板110の面積と同じにするか大きくすることにより、太陽電池と太陽電池を互に接続する際に、絶縁性部材200の前面にインターコネクタ(IC)が付着することができる領域を十分に確保することができる。このため、絶縁性部材200の面積は、半導体基板110の面積より大きくなることがある。
このため、絶縁性部材200の第1方向(x)の長さを、半導体基板110の第1方向(x)への長さより長くすることができる。
このような半導体基板110の背面と絶縁性部材200の前面は互いに付着され、第1電極(C141)と第1導電性配線(P141)が互いに接続され、第2電極(C142)と第2導電性配線(P142)が互いに接続することができる。
図9は、図8に示された半導体基板110と絶縁性部材200が互に接続された状態を説明するための図であり、図10Aは、図9で10a−10aラインの断面を示したものであり、図10Bは、図9で10b−10bラインの断面を示したものであり、図10Cは、図9で10c−10cラインの断面を示したものである。
図9に示すように、一つの半導体基板110が一つの絶縁性部材200に完全に重畳され一つの太陽電池の個別素子が形成されることができる。
例えば、図10Aに示すように、半導体基板110の背面で形成された第1電極(C141)と絶縁性部材200の前面で形成された第1接続部(PC141)は、互いに重畳され、電極接着剤(ECA)によって互いに電気的に接続することができる。
さらに、半導体基板110の背面で形成された第2電極(C142)と絶縁性部材200の前面で形成された第2接続部(PC142)も互いに重畳され、電極接着剤(ECA)によって互いに電気的に接続することができる。
また、第1電極(C141)と第2電極(C142)との間の互いに離隔された空間には、絶縁層(IL)が満たされることができ、第1接続部(PC141)と第2接続部(PC142)との間の離隔された空間にも絶縁層(IL)を満たすことができる。
さらに、図10Bに示すように、第2接続部(PC142)と、第1パッド部(PP141)との間の離隔された空間にも絶縁層(IL)を満たすことができ、図10Cに示すように、第1接続部(PC141)と第2パッド部(PP142)との間の離隔された空間にも絶縁層(IL)を満たすことができる。
さらに、図9に示すように、第1パッド部(PP141)と第2パッド部(PP142)のそれぞれは、半導体基板110と重畳される第1領域(PP141−S1、PP142−S1)と、半導体基板110と重畳しない第2領域(PP141−S2、PP142−S2)を含むことができる。
このように、インターコネクタ(IC)と接続することができる空間を確保するために設けられた第1パッド部(PP141)の第2領域(PP141−S2)及び第2パッド部(PP142)の第2領域(PP142−S2)にインターコネクタ(IC)を接続することができる。
本発明に係る第1パッド部(PP141)と第2パッド部(PP142)のそれぞれは、第2領域(PP141−S2、PP142−S2)を備えることにより、インターコネクタ(IC)をさらに容易に接続することができ、併せて、インターコネクタ(IC)を接続する際に、半導体基板110の熱膨張ストレスを最小化することができる。
さらに、前述したように、複数の太陽電池を接続するためにこのような第1パッド部(PP141)または第2パッド部(PP142)にインターコネクタ(IC)を接続することができる。
これまでは、半導体基板110で形成された第1電極(C141)及び第2電極(C142)が絶縁性部材200で形成された第1接続部(PC141)及び第2接続部(PC142)と並行する方向に重畳され接続される場合について説明したが、これと違って、半導体基板110で形成された第1電極(C141)と第2電極(C142)が絶縁性部材200で形成された第1接続部(PC141)及び第2接続部(PC142)と交差する方向に重畳されて接続することもできる。
また、示されたことと違って、第1接続部(PC141)と第2接続部(PC142)が複数本形成されず、一つのシート電極で形成されることがあり、一つのシート電極で形成される第1接続部(PC141)には、複数本の第1電極(C141)が接続されることがあり、一つのシート電極で形成される第2接続部(PC142)には、複数本の第2電極(C142)を接続されることができる。
これまでは、第1パッド部(PP141)と第2パッド部(PP142)がそれぞれ一つだけ形成された場合を一例として説明したが、これと違って、第1パッド部(PP141)と第2パッド部(PP142)がそれぞれ複数本形成することもできる。複数本形成された第1パッド部(PP141)または第2パッド部(PP142)のそれぞれに複数本の第1接続部(PC141)または複数本の第2接続部(PC142)が接続されることもある。
さらに、図6〜図10Cにおいては、本発明に係る太陽電池で絶縁性部材200が備えられた場合を一例として示して説明したが、これと違って、絶縁性部材200は、第1、2電極(C141、C142)と第1、2導電性配線(P141、P142)が互に接続された後に除去することができ、このように、絶縁性部材200が除去された状態で、インターコネクタ(IC)が第1導電性配線(P141)または第2導電性配線(P142)に接続されることができる。
また、これまでの図1〜図10Cにおいては、各太陽電池の第1、2電極(C141、C142)の長さ方向と、第1、2導電性配線(P141、P142)の長さ方向[即ち、第1、2接続部(PC141、PC142)の長さ方向]が互いに同様に接続される場合のみ一例として説明した。
しかし、以下では、第1、2電極(C141、C142)の長さ方向と、第1、2導電性配線(PC141、PC142)の長さ方向が互いに交差して接続される太陽電池モジュールについて説明する。
図11〜図15は、第1、2導電性配線(P141、P142)が複数本のワイヤで形成された太陽電池モジュールについて説明するための図である。
以下の図11〜図15においては、図1〜図10Cで説明したものと同じ内容については具体的な説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
ここで、図11及び図12は、本発明に係る太陽電池モジュールの第1、2導電性配線(P141、P142)が複数本のワイヤで形成される場合に適用される太陽電池の一例を説明するための図であって、図11は、太陽電池の一部斜視図を示したものであり、図12は、図11に示された太陽電池の背面で形成された第1、2電極(C141、C142)のパターンを示したものである。
図13は、図11及び図12に示された各太陽電池の背面に複数本のワイヤで形成された第1、2導電性配線(P141、P142)がインターコネクタ(IC)を介して接続された一例を示したものであり、図14は、図13において、第1、2導電性配線(P141、P142)とインターコネクタ(IC)との間の接続領域の面積の違いを説明するための図である。
さらに、図15は、第1、2導電性配線(P141、P142)に備えられた複数本のワイヤとインターコネクタとの間の接続領域及び接続位置を説明するための図である。
図11に示すように、本発明の一例に従った太陽電池モジュールに適用可能な太陽電池は、反射防止膜130、半導体基板110、エミッタ部121、背面電界部172、及び複数の第1、2電極(C141、C142)を含むことができる。
さらに、複数の第1、2電極(C141、C142)は、図12に示すように、互いに交互にされ、第1方向(x)に長く伸びて形成することができる。ここで、反射防止膜130、半導体基板110、エミッタ部121、背面電界部172及び複数の第1、2電極(C141、C142)の説明は、先に説明した図6〜図10Cで説明したものと同じで有り得る。
第1、2導電性配線(P141、P142)は、先に説明した図6〜図10Cで説明したものと違って、図13に示すように、複数本のワイヤの形を備えることができる。
ここで、複数本のワイヤの形で備えた第1、2導電性配線(P141、P142)のそれぞれは、図13に示すように、太陽電池の背面で形成される第1、2電極(C141、C142)の長さ方向と交差する方向である、第2方向(y)に長く配置されて形成されることができる。しかし、第1、2導電性配線(P141、P142)のそれぞれの長さ方向が必ずしもこれに限定されるものではない。
このとき、第1、2太陽電池(CE1、CE2)のそれぞれに含まれる複数本の第1、2電極(C141、C142)のそれぞれは、第1方向(x)に長く形成され、第1、2太陽電池(CE1、CE2)は、第1方向(x)と交差する第2方向(y)に沿って一列に配列することができる。さらに、複数本のワイヤの形で備えた第1、2導電性配線(P141、P142)のそれぞれは、第2方向(y)に長く位置することができる。
したがって、第1、2導電性配線(P141、P142)と、各第1、2電極(C141、C142)は、互いに交差して、重畳される部分の内、第1、2太陽電池(CE1、CE2)の直列接続のために必要な部分で互に接続されるか、または絶縁することができる。
このとき、第1、2導電性配線(P141、P142)と、各第1、2電極(C141、C142)との間の接続は、電極接着剤(ECA)によって行うことができる。さらに具体的には、図13において、第1、2太陽電池(CE1、CE2)のそれぞれで、電極接着剤(ECA)は、第1導電性配線(P141)と、第1電極(C141)との間及び第2導電性配線(P142)と第2電極(C142)との間にそれぞれ位置し、第1導電性配線(P141)は、第1電極(C141)に電極接着剤(ECA)を介して接続され、第2導電性配線(P142)は、第2電極(C142)に電極接着剤(ECA)を介して接続されることができる。ここで、電極接着剤(ECA)の材質は、図6〜図10Cで説明したものと同じで有り得る。
さらに、第1、2導電性配線(P141、P142)と、それぞれの第1、2電極(C141、C142)の間は、絶縁層(IL)によって絶縁することができる。さらに具体的には、図13で、第1、2太陽電池(CE1、CE2)のそれぞれにおいて、絶縁層(IL)は、第1導電性配線(P141)と第2電極(C142)との間及び第2導電性配線(P142)と第1電極(C141)との間にそれぞれ位置し、第1導電性配線(P141)は、絶縁層(IL)によって第2電極(C142)から絶縁され、第2導電性配線(P142)は、絶縁層(IL)により第1電極(C141)から絶縁することができる。ここで、絶縁層(IL)は、電極接着剤(ECA)で、図6〜図10Cで説明したものと同じで有り得る。
ここで、第1、2太陽電池のそれぞれに備えられた第1、2導電性配線(P141、P142)は、図13に示すように、第1方向(x)に長く伸びた別のインターコネクタ(IC)によって接続することができる。
一例として、第1太陽電池の第1導電性配線(P141)と第2太陽電池の第2導電性配線(P142)は、インターコネクタ(IC)を挟んで、インターコネクタ(IC)接着剤(ICA)によって互いに電気的に接続することができる。したがって、図13で、第1、2太陽電池(CE1、CE2)はインターコネクタ(IC)によって第2方向(y)に長く直列接続することができる。ここで、インターコネクタ(IC)接着剤(ICA)の材質は、図1〜図5で説明したものと同じで有り得る。
図13で示すように、第1、2電極(C141、C142)の長さ方向と、第1、2導電性配線(PC141、PC142)の長さ方向が互いに交差して接続される太陽電池モジュールの場合、図1〜図10Cで説明した太陽電池モジュールに比べて太陽電池の熱膨張ストレスをさらに緩和することができる。
すなわち、第1、2電極(C141、C142)の長さ方向と、第1、2導電性配線(PC141、PC142)の長さ方向が互いに交差する場合、第1、2電極(C141、C142)の熱収縮方向と第1、2導電性配線(PC141、PC142)の熱収縮方向が互いに交差するので、半導体基板110が受ける熱膨張ストレスをさらに緩和することができ、これにより、半導体基板110のバンディング現象をさらに緩和することができる。
このような図13に従った太陽電池モジュールの場合にも、インターコネクタ(IC)と、第1太陽電池(CE1)の第1導電性配線(P141)との間の重畳領域の面積、接続領域の面積、接続位置及び接続形状の内の少なくとも一つは、インターコネクタ(IC)と第2の太陽電池(CE2)の第2導電性配線(P142)との間の重畳領域の面積、接続領域の面積、接続位置及び接続形状の内の少なくとも一つと異なることができる。
一例として、図14に示すように、第1太陽電池に複数本のワイヤで備えられた第1導電性配線(P141)がインターコネクタ(IC)に接続する複数本の第1接続領域(CS1a〜CS1c)の面積の合計は、第2太陽電池の複数本のワイヤで備えられた第2導電性配線(P142)がインターコネクタ(IC)に接続する複数本の第2接続領域(CS2a〜CS2c)の面積の合計と異なることがある。
一例として、図14に示すように、複数本の第1接続領域(CS1a〜CS1c)のそれぞれの面積の合計は、複数本の第2接続領域(CS2a〜CS2c)それぞれの面積の合計より大きくなることができる。しかし、これと反対に複数本の第2接続領域(CS2a〜CS2c)のそれぞれの面積の合計は、複数本の第1接続領域(CS1a〜CS1c)のそれぞれの面積の合計より大きいことも可能である。
さらに、複数本の第1接続領域(CS1a〜CS1c)のそれぞれがインターコネクタ(IC)と重畳される長さ(OS1)は、複数本の第2接続領域(CS2a〜CS2c)のそれぞれがインターコネクタ(IC)と重畳される長さ(OS2)と異なることがある。一例として、図14に示すように、第1接続領域(CS1a〜CS1c)の重畳された長さ(OS1)が第2接続領域(CS2a〜CS2c)の重畳された長さ(OS2)より大きいことがある。しかし、これと反対に第2接続領域(CS2a〜CS2c)の重畳された長さ(OS2)が第1接続領域(CS1a〜CS1c)の重畳された長さ(OS1)より大きいことも可能である。
このように、第1接続領域(CS1a〜CS1c)の面積や重畳された長さが、第2接続領域(CS2a〜CS2c)の面積や重畳された長さと異なるようにすることで、複数の太陽電池を直列接続させる工程の時複数本のワイヤで備えられた第1、2導電性配線(P141、P142)の整列工程をさらに容易にすることができる。
さらに、図14においては、複数の第1接続領域(CS1a〜CS1c)のそれぞれの重畳された長さがOS1で互いに同一であり、複数の第2接続領域(CS2a〜CS2c)のそれぞれの重畳された長さがOS2で互いに同じである場合を一例として示したが、これと違って複数の第1接続領域(CS1a〜CS1c)の内のいずれか一つ、(例えば、CS1a)とインターコネクタ(IC)との重畳された長さが、残り(CS1bまたはCS1c)とインターコネクタ(IC)との重畳された長さと異なることがあり、併せて、複数の第2接続領域(CS2a〜CS2c)のいずれか一つ、(例えば、CS2a)とインターコネクタ(IC)との重畳された長さが、残り(CS2bまたはCS2c)とインターコネクタ(IC)との重畳された長さと異なることがある。
さらに、本発明は、第1、2太陽電池それぞれにおいてインターコネクタ(IC)に接続する複数本の第1接続領域(CS1a〜CS1c)の内の少なくとも一つの第1接続領域(CS1a〜CS1c)の接続位置または接続面積を、残りの第1接続領域(CS1a〜CS1c)の接続位置または接続面積と異なるようにすることがある。
さらに、第1、2太陽電池のそれぞれにおいてインターコネクタ(IC)に接続する複数本の第2接続領域(CS2a〜CS2c)の内の少なくとも一つの第2接続領域(CS2a〜CS2c)の接続位置または接続面積を残りの第2接続領域(CS2a〜CS2c)の接続位置または接続面積と異なるように形成することもできる。
一例として、図15の(a)に示すように、複数本の第1接続領域(CS1a〜CS1c)[または第2接続領域(CS2a〜CS2c)]のそれぞれの面積が互いに異なるように形成されることがある。
さらに、図15の(b)に示すように、複数本の第1接続領域(CS1a〜CS1c)[または第2接続領域(CS2a〜CS2c)]の内CS1b(またはCS2b)の接続位置は、第1導電性配線(P141)[又は第2導電性配線(P142)]の端からD1に位置することができ、CS1a及びCS1c(またはCS2aとCS2c)の接続位置は、第1導電性配線(P141)[又は第2導電性配線(P142)]の端からD1より小さいD2に位置することができる。
併せて、図14においては、第1接続領域(CS1)の各部分(CS1a〜CS1c)が四角形に形成され、第2接続領域(CS2)の各部分(CS2a〜CS2c)が四角形に形成される場合を一例で示したが、第1接続領域(CS1)の各部分の接続形状と第2接続領域(CS2)の各部分の接続形状は、互いに異なることがある。
一例として、第1接続領域(CS1)の各部分(CS1a〜CS1c)の接続形状は、図14に示すように、四角形に形成され、第2接続領域(CS2)の各部分(CS2a〜CS2c)の接続形状は図15Aまたは図15Bに示すように、円形または楕円形に形成することができる。またはこれと反対に、第1接続領域(CS1)の各部分の接続形状は、円形または楕円形に形成され、第2接続領域(CS2)の各部分の接続形状は、四角形に形成することができる。
または第1接続領域(CS1)の各部分(CS1a〜CS1c)の接続形状が異なることができ、第2接続領域(CS2)の各部分(CS2a〜CS2c)の接続形状が異なることもある。
このように、本発明は、第1、2導電性配線(P141、P142)とインターコネクタ(IC)との接続面積や接続位置が互いに異なるように形成し、太陽電池を直列接続する工程をさらに容易にすることができる。
さらに、図11〜図15においては、第1、2導電性配線(P141、P142)が複数本のワイヤで形成された場合を一例として説明したが、第1、2導電性配線(P141、P142)が複数本のリボン(ribbon)で形成された場合にも同様に適用可能である。
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な修正、変更、及び置換が可能である。したがって、本発明に開示された実施の形態及び添付された図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施の形態及び添付された図面によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、以下の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
110 半導体基板
121 エミッタ部
130 反射防止膜
172 背面電界部
200 絶縁性部材
C141 第1電極
C142 第2電極
CE1 第1太陽電池
CE2 第2太陽電池
CS1 第1接続領域
CS2 第2接続領域
ECA 電極接着剤
IC インターコネクタ
ICA インターコネクタ接着剤
IL 絶縁層
P141 第1導電性配線
P142 第2導電性配線

Claims (25)

  1. 半導体基板の背面に互いに離隔して形成される複数の第1電極と複数の第2電極と、前記複数の第1電極と接続される第1導電性配線と、前記複数の第2電極と接続される第2導電性配線とを含み、第1方向に接続される第1太陽電池と第2太陽電池と、
    前記第1太陽電池の第1導電性配線と前記第2太陽電池の第2導電性配線を電気的に接続するインターコネクタとを含み、
    前記インターコネクタは前記第1、2太陽電池のそれぞれの半導体基板と離隔され、
    前記インターコネクタが前記第1太陽電池の第1導電性配線に接続する第1接続領域の面積は前記インターコネクタが前記第2太陽電池の第2導電性配線に接続する第2接続領域の面積と異なり、
    前記第1接続領域と前記第2接続領域は前記第1太陽電池と前記第2太陽電池のそれぞれの半導体基板の外部領域に位置する、太陽電池モジュール。
  2. 前記インターコネクタと、前記第1、2太陽電池の前記第1、2導電性配線は、互いに重畳され、
    前記インターコネクタと前記第1導電性配線が重畳される領域において前記インターコネクタが前記第1太陽電池の第1導電性配線に接続する第1接続領域は、互いに離隔して複数本で形成され、
    前記インターコネクタと前記第2導電性配線が重畳される領域で前記インターコネクタが前記第2太陽電池の第2導電性配線に接続する第2接続領域は、互いに離隔して複数本で形成された、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記複数本の第1接続領域の総面積は、前記複数本の第2接続領域の総面積と異なる、請求項2に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記インターコネクタと、前記第1、2太陽電池の前記第1、2導電性配線は、導電性材質のインターコネクタ接着剤によって互に接続される、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記インターコネクタと前記第1導電性配線が重畳される領域における、前記インターコネクタ接着剤の第1塗布領域の面積は、前記インターコネクタと前記第2導電性配線が重畳される領域における、前記インターコネクタ接着剤の第2塗布領域の面積と異なる、請求項4に記載の太陽電池モジュール。
  6. 前記インターコネクタと前記第1導電性配線が重畳される領域で前記第1塗布領域は、前記第1方向と交差する第2方向に互いに離隔して複数本で形成され、
    前記インターコネクタと前記第2導電性配線が重畳される領域で前記第2塗布領域は、前記第2方向に互いに離隔して複数本で形成される、請求項5に記載の太陽電池モジュール。
  7. 前記複数本の第1塗布領域の総面積と前記複数本の第2塗布領域の総面積は、異なる、請求項6に記載の太陽電池モジュール。
  8. 前記インターコネクタは、前記第1方向と交差する第2方向に長く形成され、
    前記複数本の第1接続領域の内いずれか一つの面積は、前記第2方向と並行する前記インターコネクタの中心線を基準に互いに対称な部分に位置する複数本の第2接続領域の内のいずれか一つの面積と異なる、請求項2に記載の太陽電池モジュール。
  9. 前記インターコネクタは、前記第1太陽電池の第1導電性配線及び前記第2太陽電池の第2導電性配線と重畳され、
    前記インターコネクタと前記第1導電性配線との間の第1重畳面積は、前記インターコネクタと前記第2導電性配線との間の第2重畳面積と異なる、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  10. 前記第1太陽電池と、前記第2太陽電池は、前記インターコネクタ接続により、第1方向に配列され、
    前記インターコネクタと前記第1導電性配線が重畳される前記第1方向の第1重畳幅は、前記インターコネクタと前記第2導電性配線の間に重畳される前記第1方向の第2重畳幅と異なる、請求項9に記載の太陽電池モジュール。
  11. 前記インターコネクタと前記第1導電性配線が、前記第1方向と交差する第2方向に重畳される長さは、前記インターコネクタと前記第2導電性配線が前記第2方向に重畳する長さと同じである、請求項10に記載の太陽電池モジュール。
  12. 前記第1、2太陽電池それぞれにおいて、
    前記第1導電性配線は、
    前記第1電極と接続される第1接続部と一端が前記第1接続部の端に接続され、他端が前記インターコネクタと接続される第1パッド部を含み、
    前記第2導電性配線は、
    前記第2電極と接続される第2接続部と一端が前記第2接続部の端に接続され、他端が前記インターコネクタと接続される第2パッド部を含む、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  13. 前記第1、2太陽電池それぞれにおいて、
    前記第1、2導電性配線のそれぞれは、複数本のワイヤで形成され、
    前記第1太陽電池に複数本のワイヤを備えた第1導電性配線が、前記インターコネクタに接続する複数本の第1接続領域の面積の合計は、前記第2太陽電池に複数本のワイヤで備えた第2導電性配線が前記インターコネクタに接続する複数本の第2接続領域の面積の合計と異なる、請求項2に記載の太陽電池モジュール。
  14. 前記第1、2太陽電池のそれぞれにおいて、
    前記インターコネクタに接続する複数本の第1接続領域の内の少なくとも一つの第1接続領域の接続位置または接続面積は、残りの第1接続領域の接続位置または接続面積と異なる、請求項13に記載の太陽電池モジュール。
  15. 前記第1、2太陽電池それぞれにおいて前記インターコネクタに接続する複数本の第2接続領域の内の少なくとも一つの第1接続領域の接続位置または接続面積は、残りの第2接続領域の接続位置または接続面積と異なる、請求項13に記載の太陽電池モジュール。
  16. 半導体基板の背面に互いに離隔し、第1方向に伸びて形成される複数の第1電極と複数の第2電極を有する複数の太陽電池、前記複数の太陽電池に備えられた第1電極と交差する第2方向に延長して形成され、前記第1電極と電気的に接続され、前記第2電極と絶縁される複数の第1導電性配線と、
    前記複数の太陽電池に備えられた第2電極と交差して前記第2方向に延長して形成され、前記第2電極と電気的に接続され、前記第1電極と絶縁される複数の第2導電性配線と、
    前記複数の太陽電池の内、互いに隣接した第1太陽電池と第2太陽電池の間に位置するが、前記第1太陽電池と、前記第2太陽電池と、それぞれ離隔され、前記第1方向に延長して配置し、前記第1太陽電池に接続された複数の第1導電性配線と、前記第2太陽電池に接続された複数の第2導電性配線とそれぞれ接合して前記第1太陽電池と第2太陽電池を電気的に接続するインターコネクタを含
    前記インターコネクト上には前記第1太陽電池の複数の第1導電性配線にそれぞれ接続する複数の第1接続領域と、インターコネクトが前記太陽電池の複数の第2導電性配線にそれぞれ接続する複数の第2接続領域が形成され
    前記第1接続領域と前記第2接続領域は、すべて前記第1太陽電池と前記第2太陽電池の間に離隔されて位置する、太陽電池モジュール。
  17. 前記第1導電性配線は、前記第1電極との交差領域に位置する導電性接着層によって電気的に接続され、前記第2電極との交差領域に位置する絶縁層によって絶縁され、
    前記第2導電性配線は、前記第2電極との交差領域に位置する導電性接着層によって電気的に接続され、前記第1電極との交差領域に形成された絶縁層によって絶縁される、請求項16に記載の太陽電池モジュール。
  18. 前記絶縁層の塗布面積は、導電性接着層の塗布面積より大きい、請求項16に記載の太陽電池モジュール。
  19. 前記複数の第1電極は、互いに並行するように離隔され、前記複数の第2電極は、互いに並行するように離隔される、請求項16に記載の太陽電池モジュール。
  20. 前記第1電極と前記第2電極は、互いに交互して位置する。請求項16に記載の太陽電池モジュール。
  21. 前記第1導電性配線と、前記インターコネクタとの間には、前記第1導電性配線と、前記インターコネクタが互いに接続する第1接続領域を有し、
    前記第2導電性配線と、前記インターコネクタとの間には、前記第2導電性配線と、前記インターコネクタが互いに接続する第2接続領域を有し、前記第1、第2接続領域は、前記インターコネクタの上に位置する、請求項16に記載の太陽電池モジュール。
  22. 前記第1接続領域の面積と前記第2接続領域の面積は互いに異なるか、
    前記第1導電性配線と、前記インターコネクタが互いに重畳される第1重畳長さと、前記第2導電性配線と、前記インターコネクタが互いに重畳される第2重畳長さが互いに異なる、請求項21に記載の太陽電池モジュール。
  23. 前記第1接続領域と前記第2接続領域のそれぞれは、複数の第1接続部分と、複数の第2接続部分を含み、
    前記複数の第1接続部分のそれぞれと、又は前記複数の第2接続部分のそれぞれは、互いに異なる面積を有し、接続部分の位置が互いに異なる、請求項21に記載の太陽電池モジュール。
  24. 前記複数の第1接続部分の内、少なくとも一つは、前記複数の第1接続部分の内、少なくとも一つと、第1方向及び第2方向のそれぞれの方向に配置される隣接する第1接続部分と隣接する第2接続部分の全てと異なる面積を有する、請求項23に記載の太陽電池モジュール。
  25. 前記第1、第2導電性配線は、リボンまたはワイヤの形態である、請求項16に記載の太陽電池モジュール。
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