JP6240267B2 - 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。
最近石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予測されながらこれらを取り替える代替エネルギーに対する関心が高くなり。これにより、太陽エネルギーから電気エネルギーを生産する太陽電池が注目されている。
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）によってｐ−ｎ接合を形成する半導体部、そして互いに異なる導電型の半導体部にそれぞれ接続された電極を備える。
このような太陽電池に光が入射されれば半導体部で複数の電子―正孔対が生成され、生成された電子―正孔対は電荷である電子と正孔にそれぞれ分離され、電子はｎ型の半導体部の方向に移動し正孔はｐ型の半導体部の方向に移動する。移動した電子と正孔はそれぞれｎ型の半導体部とｐ型の半導体部に接続された互いに異なる電極によって収集され、この電極を電線で接続することにより電力を得る。
このような太陽電池は、複数個がインターコネクタによって互に接続されてモジュールに形成することができる。
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。
本発明の太陽電池モジュールは、第１導電性の不純物がドーピングされた半導体基板と、第１導電性と反対の第２導電性の不純物がドーピングされるエミッタ部と、半導体基板より第１導型の不純物を高濃度にドーピングされる背面電界部と、エミッタ部に接続する第１電極と、背面電界部に接続する第２電極と、複数の太陽電池を互いに直列接続するために、第1電極または第２電極の内、いずれか１つの電極に導電性接着剤を介して接続し、他の１つの電極とは、絶縁層によって絶縁される導電性配線とを含み、いずれか１つの電極と導電性の配線の間に位置する導電性接着剤の厚さは、他の１つの電極と導電性の配線の間に位置する絶縁層の厚さより大きく形成される。
ここで、絶縁層と導電性配線の間は、互いに離隔することができる。
さらに、絶縁層と導電性配線との間の離隔された空間には、外部の衝撃から半導体基板を保護する充填材をさらに位置することができる。
ここで、絶縁層は、エポキシ、ポリイミドまたはシリコンの内、少なくともいずれか１つを含むことができる。この時、充填材の材質は、絶縁層の材質とは異なることがある。
一例として、充填材は、ＥＶＡ（ＥＶＡ、ethylene vinyl acetate）で有り得る。
さらに、導電性接着剤の材質は、スズ（Ｓｎ）を含むことができ、導電性接着剤は、ソルダーペースト（solder paste）、エポキシソルダーペースト（epoxy solder paste）または導電性ペースト（Conductive psate）の内、いずれか１つから形成することができる。
また、第１、第２電極のそれぞれは、導電性接着剤と他の金属材質を含むことができる。
一例として、第1、第２電極のそれぞれは、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル−バナジウム合金（ＮｉＶ）、ニッケル、ニッケル−アルミニウム合金（ＮｉｘＡｌｙ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）の内、少なくとも１つの材質が少なくとも１つの層で形成することができる。
また、導電性配線は、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）の内、少なくとも１つの材質を含むコアとコアの表面にコーティングされており、スズ（Ｓｎ）を含むコーティング層を含むことができる。
一例として、コーティング層は、ＳｎＰｂ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＢｉ、ＳｎまたはＳｎＡｇの内、少なくとも１つを含むことができ、コアの厚さは、５０μｍ〜２５０μｍの間であり、コーティング層の厚さは、１μｍ〜３０μｍの間で有り得る。
また、導電性接着剤の厚さは、１０μｍ〜１００μｍの間であり、絶縁層の厚さは１μｍ〜５０μｍの間で有り得る。
本発明に係る太陽電池モジュールは、いずれか１つの電極と導電性の配線の間に位置する導電性接着剤の厚さを前記他の１つの電極と前記導電性の配線の間に位置する絶縁層の厚さよりも厚く形成して、太陽電池モジュールの短絡を防止し、耐久性をさらに向上させることができる。
本発明に係る太陽電池モジュールに適用されるストリングを背面から見た形状の一例である。 図１に適用される太陽電池の一例を示す一部の斜視図である。 図２に示された太陽電池の第２方向（ｙ）の断面を示したものである。 図１においてＣＳｘ１−ＣＳｘ１ラインに沿った断面図を示すものである。 図１及び図４において説明した導電性接着剤(ＣＡ)の厚さ（ＴＣＡ）と絶縁層（ＩＬ）の厚さ（ＴＩＬ）について、さらに具体的に説明するための図である。 導電性接着剤と絶縁層の平面形状を説明するために、図１においてＫ１の部分を拡大して示した図である。 本発明に係る太陽電池モジュールがラミネート工程によってカプセル化された断面図を示したものである。 ラミネート工程により絶縁層（ＩＬ）と導電性配線との間の離隔された空間に充填材（ＥＶＡ）が満たされた構造を詳細に示したものである。
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。
図面で複数の層と領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“上に”あるとする時、これは他の部分“真上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆にどの部分が他の部分“真上に”あるとするときは、中間に他の部分がないことを意味する。また、どの部分が他の部分の上に“全体的”に形成されているとするときは、他の部分の全体面に形成されているものだけでなく、端の一部には形成されないことを意味する。
以下において、前面とは、直射光が入射される半導体基板１１０の一面で有り得、背面とは、直射光が入射されないか、直射光ではなく、反射光が入射することができる半導体基板１１０の反対面で有り得る。
図１〜図６は、本発明に係る太陽電池モジュールの一例を説明するための図である。
ここで、図１は、本発明に係る太陽電池モジュールに適用されるストリングを背面から見た形状の一例である。
図１に示すように、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）の背面に形成された複数の第1、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）に接続される複数の第１導電性配線（ＣＷ１）と、複数の第２導電性配線（ＣＷ２）、及び複数の第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）に接続され、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を直列接続するセル間コネクタ（ＩＣ）を含む。
ここで、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれは、少なくとも半導体基板１１０と半導体基板１１０の背面に互いに離隔され、第１方向（ｘ）に長く伸びて形成される複数の第１電極（Ｃ１４１）と、複数の第２電極（Ｃ１４２）を備える。
さらに、複数の導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）は、複数の太陽電池の内、互いに隣接する２つの太陽電池の内、いずれか１つの太陽電池に備えられた複数の第１電極（Ｃ１４１）と、残りの１つの太陽電池に備えた複数の第２電極（Ｃ１４２）を互いに電気的に直列接続することができる。
そのために、複数の導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）は、第1、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の長さ方向の第１方向（ｘ）と交差する第２方向（ｙ）に長く伸び、複数の太陽電池のそれぞれに接続することができる。
一例として、複数の導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）は、第１導電性配線（ＣＷ１）と第２導電性配線（ＣＷ２）を含むことができ、図１に示すように、第１導電性配線（ＣＷ１）は、各太陽電池に備えられた第１電極（Ｃ１４１）に導電性接着剤(ＣＡ)を介して接続され、絶縁性材質の絶縁層（ＩＬ）によって第２電極（Ｃ１４２）と絶縁することができる。
さらに、第２導電性配線（ＣＷ２）は、各太陽電池に備えられた第２電極（Ｃ１４２）に導電性接着剤(ＣＡ)を介して接続され、絶縁性材質の絶縁層（ＩＬ）によって第１電極（Ｃ１４１）と絶縁することができる。
併せて、このような第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）それぞれは、複数の太陽電池との間に第１方向（ｘ）に長く伸びて配置されるセル間コネクタに接続することができる。これにより、複数の太陽電池は、第２方向（ｙ）に互いに直列接続することができる。
このような複数の第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）は、断面が円形を有する導電性ワイヤの形態であるか、線幅が厚さより大きいリボンの形を有することができる。
一例として、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）がリボンの形を有する場合、第１、第２導電性配線（２１０、２２０）のそれぞれの線幅は、導電性配線の線抵抗を十分に低く維持しながら、製造コストが最小になるように考慮し、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）それぞれの線幅は、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの間で形成されることがあり、厚さは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの間で形成され得る。
さらに、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）の総個数を考慮し、太陽電池モジュールの短絡電流が損なわれないようにするために、第１導電性配線（ＣＷ１）と第２導電性配線（ＣＷ２）との間の間隔は４ｍｍ〜６．５ｍｍの間で形成され得る。
さらに、図１では、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）それぞれの個数が３つの場合を一例として示したが、実質的に、このように、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）それぞれが１つの太陽電池に接続される個数は、１０個〜２０個で有り得る。したがって、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）が１つの太陽電池に接続される総個数 の合は、２０個〜４０個で有り得る。
このような本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、いずれか１つの電極と導電性配線の間に位置する導電性接着剤(ＣＡ)の厚さは、他の１つの電極と導電性の配線の間に位置する絶縁層（ＩＬ）の厚さより厚くすることができる。
このようにすることで、複数の導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）の一部、導電性の配線が電気的に接続されるべき電極と接続されない断線を予め予防することができ、太陽電池モジュールの不良をさらに下げることができる。これについてさらに詳細な説明は後述する。
さらに、本発明の一例に係る太陽電池モジュールでは、セル間のコネクタが含まれている場合を一例として示し、これについて説明しているが、セル間のコネクタは省略されることもあり、このようにセル間コネクタが省略された場合には、第１導電性配線（ＣＷ１）と第２導電性配線（ＣＷ２）が直接接続されるか一体に形成され、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）を直列接続することもできる。
ここで、複数の太陽電池のそれぞれについて、さらに具体的に説明すると、次の通りである。
図２は図１に適用される太陽電池の一例を示す一部斜視図であり、図３は、図２に示された太陽電池の第２方向（ｙ）の断面を示したものである。
図２及び図３に示すように、本発明に係る太陽電池の一例は、反射防止膜１３０、半導体基板１１０、トンネル層１８０、エミッタ部１２１、背面電界部（１７２、back surface field、ＢＳＦ）、真性半導体層１５０、パッシベーション層１９０、第１電極（Ｃ１４１）と第２電極（Ｃ１４２）を備えることができる。
ここで、反射防止膜１３０、真性半導体層１５０、トンネル層１８０とパッシベーション層１９０は省略されることもあるが、備えた場合、太陽電池の効率がさらに向上されるため、以下では、備えられた場合を一例として説明する。
半導体基板１１０は、第１導電型の不純物を含有する単結晶シリコン、多結晶シリコンのうち、少なくともいずれか1つで形成することができる。一例として、半導体基板１１０は、単結晶シリコンウエハに形成することができる。
ここで、第１導電型は、ｎ型またはｐ型導電型のいずれか１つで有り得る。
半導体基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）のような３価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピング（doping）される。しかし、半導体基板１１０がｎ型の導電型を有する場合、りん（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのように５価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピングすることができる。
以下では、このような半導体基板１１０の第１導電型がｎ型である場合を例として説明する。
このような半導体基板１１０の前面に複数の凹凸面を有することができる。これにより、半導体基板１１０の前面上に位置したエミッタ部１２１もまた凹凸面を有することができる。
このために、半導体基板１１０の前面から反射される光の量が減少して、半導体基板１１０の内部に入射される光の量が増加することができる。
反射防止膜１３０は、外部から半導体基板１１０の前面に入射される光の反射を最小化するために、半導体基板１１０の前面の上に位置し、アルミニウム酸化膜（alｕｍinｕｍ oxide：ＡｌＯｘ）、シリコン窒化膜（silicon nitride：ＳｉＮｘ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）とシリコン酸化窒化膜（silicon oxynitride：ＳｉＯｘＮｙ）の内、少なくとも１つで形成することができる。
トンネル層１８０は、半導体基板１１０の背面全体に直接接触して配置され、誘電体材質を含むことができる。したがって、トンネル層１８０は、図２及び図３に示すように、半導体基板１１０で生成されるキャリアを通過させることができる。
このようなトンネル層１８０は、半導体基板１１０で生成されたキャリアを通過させ、半導体基板１１０の背面のパッシベーションの機能を実行することができる。
さらに、トンネル層１８０は、６００℃以上の高温工程にも耐久性が強いＳｉＣｘまたはＳｉＯｘで形成される誘電体材質で形成することができる。しかし、この他にもシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、水素化されたシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、アルミニウム酸化膜（ＡｌＯｘ）、シリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）または水素化されたＳｉＯｘＮｙで形成が可能であり、このようなトンネル層１８０の厚さは、０．５ｎｍ〜２．５ｎｍの間で形成され得る。
エミッタ部１２１は、半導体基板１１０の背面に配置され、一例として、トンネル層１８０の背面の一部に直接接触して、複数個が第１方向（ｘ）に長く配置され、第１導電型と反対の第２導電型を有する多結晶シリコン材質で形成することができ、エミッタ部１２１は、トンネル層１８０を間に置いて、半導体基板１１０とｐ−ｎ接合を形成することができる。
各エミッタ部１２１は、半導体基板１１０とｐ−ｎ接合を形成するので、エミッタ部１２１は、ｐ型の導電型を有することができる。しかし、本発明の一例とは異なり、半導体基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２１は、ｎ型の導電型を有する。この場合、分離された電子は、複数のエミッタ部１２１の方向に移動し、分離された正孔は、複数の背面電界部１７２の方向に移動することができる。
複数のエミッタ部１２１がｐ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２１には、３価元素の不純物がドーピングされることがあり、逆に複数のエミッタ部１２１がｎ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２１には、５価元素の不純物がドーピングされ得る。
背面電界部１７２は、半導体基板１１０の背面に配置され、一例として、トンネル層１８０の背面の中で、前述した複数のエミッタ部１２１のそれぞれと離隔された一部の領域に直接接触して、複数個がエミッタ部１２１と並行する第１方向（ｘ）に長く位置するように形成することができる。
このような背面電界部１７２は、第１導電型の不純物が半導体基板１１０より高濃度にドーピングされる多結晶シリコン材質で形成することができる。したがって、例えば、基板がｎ型タイプの不純物でドーピングされる場合、複数の背面電界部１７２は、ｎ+の不純物領域で有り得る。
このような背面電界部１７２は、半導体基板１１０と背面電界部１７２との不純物濃度の差に起因する電位障壁によって、電子の移動方向である背面電界部１７２の方向にの正孔移動を妨害する一方、背面電界部１７２の方向にのキャリア（例えば、電子）の移動を容易にすることができる。
したがって、背面電界部１７２とその付近又は第１及び第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）で電子と正孔の再結合で失われる電荷の量を減少させ、電子の移動を加速化させて、背面電界部１７２への電子移動量を増加させることができる。
ここでの図２及び図３では、エミッタ部と背面電界部がトンネル層の背面に多結晶シリコン材質で形成された場合を一例として説明したが、これと違って、トンネル層が省略された場合、エミッタ部と背面電界部は半導体基板１１０の背面内に不純物が拡散されてドーピングすることもできる。このような場合、エミッタ部と背面電界部は半導体基板１１０と同じ単結晶シリコン材質で形成することもできる。
真性半導体層１５０は、エミッタ部と背面電界部の間に露出したトンネル層の背面に形成されることができ、このような真性半導体層１５０は、エミッタ部１２１と背面電界部１７２とは異なるように第１導電型の不純物または第２導電型の不純物がドーピングされない真性多結晶シリコン層で形成することができる。
さらに、図２及び図３に示すように、真性半導体層１５０の両側面のそれぞれは、エミッタ部１２１の側面と背面電界部１７２の側面に直接接触する構造を有することができる。
パッシベーション層１９０は、背面電界部１７２、真性半導体層１５０とエミッタ部１２１に形成される多結晶シリコン材質の層の背面に形成されたダングリングボンド（dangling bond）による欠陥を除去し、半導体基板１１０から生成されたキャリアがダングリングボンド（dangling bond）によって再結合されて消滅することを防止する役割をすることができる。
このために、パッシベーション層１９０は、真性半導体層１５０の背面を完全に覆って、エミッタ部１２１の背面の内、第１電極（Ｃ１４１）が接続された部分を除外した残りの部分を覆って、背面電界部１７２の背面の内、第２電極（Ｃ１４２）が接続された部分を除外した残りの部分を覆うように形成することができる。
このようなパッシベーション層１９０は、誘電体層に形成されることができ、例えば、水素化されたシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン窒化酸化膜（ＳｉＮｘＯｙ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ）、水素化された非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の内、少なくともいずれか１つで形成することができる。
第１電極（Ｃ１４１）は、エミッタ部に接続し、第１方向（ｘ）に長く伸びて形成することができる。このような、第１電極（Ｃ１４１）は、エミッタ部１２１の方向に移動したキャリア、例えば、正孔を収集することができる。
第２電極（Ｃ１４２）は、背面電界部に接続し、第１電極（Ｃ１４１）と並行するように第１方向（ｘ）に長く伸びて形成することができる。このような、第２電極（Ｃ１４２）は、背面電界部１７２の方向に移動したキャリア、例えば、電子を収集することができる。
このような図１に示すように、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）のそれぞれは、第１方向（ｘ）に長く伸びて形成されることができ、第１電極（Ｃ１４１）と第２電極（ Ｃ１４２）が第２方向（ｙ）に交互して配置することができる。
さらに、第１電極（Ｃ１４１）の厚さ（ＴＥ１）は、第２電極（Ｃ１４２）の厚さ（ＴＥ２）と同じであることができ、半導体基板１１０の背面から第１電極（Ｃ１４１）の背面までの高さ（ＨＥ１）は、半導体基板１１０の背面から第２電極（Ｃ１４２）の背面までの高さ（ＨＥ２）と同じであることがある。
このような複数の第１及び第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）は、導電性配線と導電性接着剤(ＣＡ)と他の金属材質を含みから形成することができる。一例として、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）のそれぞれは、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル−バナジウム合金（ＮｉＶ）、ニッケル、ニッケル−アルミニウム合金（ＮｉｘＡｌｙ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）の内、少なくとも１つの材質が少なくとも１つの層で形成することができる。
このような第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）は、スパッタリング（sputtering）方法、電子ビーム蒸着装置（Electron Beam evaporator）、または無電解/電解めっき法の内、いずれか１つを用いて形成することができる。
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電極（Ｃ１４１）を介して収集された正孔と第２電極（Ｃ１４２）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利用することができる。
本発明に係る太陽電池モジュールに適用された太陽電池は、必ず図２及び図３にのみ限定せず、太陽電池に備えられる第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）が半導体基板１１０の背面のみ形成される点を除外して、他の構成要素は、いくらでも変更が可能である。
例えば、本発明の太陽電池モジュールには、第１電極（Ｃ１４１）の一部とエミッタ部１２１が半導体基板１１０の前面に位置し、第１電極（Ｃ１４１）の一部が半導体基板１１０に形成されたホールを介して半導体基板１１０の背面に形成された第１電極（Ｃ１４１）の残りの一部と接続されるＭＷＴタイプの太陽電池も適用が可能である。
このような太陽電池が、図１のように、導電性配線とセル間のコネクタを使用して、直列接続された断面構造は次の図４と同じである。
図４は、図１においてＣＳｘ１−ＣＳｘ１ラインに沿った断面図を示すものである。
図４に示すように、第１太陽電池（Ｃ１）と第２太陽電池（Ｃ２）を含む複数の太陽電池は、複数個が第２方向（ｙ）に配列することができる。
このとき、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）に備えられる複数の第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の長さ方向が第１方向（ｘ）に向くように配置することができる。
このように、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）が第２方向（ｙ）に配列された状態で、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）は、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）とセル間コネクタ（ＩＣ）により第２方向（ｙ）に長く伸びて直列接続される１つのストリングを形成することができる。
ここで、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）とセル間コネクタ（ＩＣ）は、導電性金属材質で形成され、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）は、各太陽電池の半導体基板１１０の背面に接続され、太陽電池の直列接続のために、各半導体基板１１０に接続された第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）は、セル間コネクタ（ＩＣ）に接続することができる。
併せて、複数の第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）は、断面が円形を有する導電性ワイヤの形態であるか、幅が厚さより大きいリボンの形を有することができる。
具体的には、複数の第１導電性配線（ＣＷ１）は、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれに備えられた複数の第１電極（Ｃ１４１）に重畳されて、導電性接着剤(ＣＡ)を介して接続され、絶縁性材質の絶縁層（ＩＬ）により複数の第２電極（Ｃ１４２）と絶縁することができる。
このとき、複数の第１導電性配線（ＣＷ１）それぞれは、図１及び図４に示すように、第１、第２太陽電池との間に配置されたセル間のコネクタ方向の半導体基板１１０の外に突出して配置することができる。
併せて、複数の第２導電性配線（ＣＷ２）は、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）のそれぞれに備えられた複数の第２電極（Ｃ１４２）に重畳されて、導電性接着剤(ＣＡ)を介して接続され、絶縁性材質の絶縁層（ＩＬ）により複数の第１電極（Ｃ１４１）と絶縁することができる。
このとき、複数の第２導電性配線（ＣＷ２）のそれぞれは、図１及び図４に示すように、第１、第２太陽電池との間に配置されたセル間のコネクタの向き側の半導体基板１１０の外に突出して配置することができる。
ここで、導電性接着剤(ＣＡ)は、スズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金を含む金属材質で形成することができる。併せて、このような導電性接着剤(ＣＡ)は、スズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金を含む、ソルダーペースト（solder paste）、エポキシにスズ（Ｓｎ）またはスズ（Ｓｎ）を含む合金が含まれたエポキシソルダーペースト（epoxy solder paste）または導電性ペースト（Conductive psate）の内、いずれか１つの形で形成することができる。
一例として、導電性接着剤(ＣＡ)がソルダーペーストの形で適用された場合、ソルダーペーストには、Ｓｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＰｂ、ＳｎＢｉＣｕＣｏ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＰｂＡｇまたはＳｎＡｇの内、少なくとも１つの金属材質を含むことができ、導電性接着剤(ＣＡ)がエポキシソルダーペーストの形で適用された場合、エポキシ樹脂内にＳｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＰｂ、ＳｎＢｉＣｕＣｏ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＰｂＡｇまたはＳｎＡｇの内、少なくとも１つの金属材質を含みから形成することができる。
さらに、導電性接着剤(ＣＡ)が導電性ペーストの形で適用された場合、エポキシのような樹脂内にＳｎ、ＳｎＢｉ、Ａｇ、ＡｇＩｎまたはＡｇＣｕの内、少なくとも１つの金属材質を含みから形成することができる。
ここで、絶縁層（ＩＬ）は、絶縁性材質であればどのようなものでも構わず、一例として、エポキシ系の樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、アクリル系の樹脂やシリコン系の樹脂の内、いずれか１つの絶縁材質が使用されることができる。
このように、各太陽電池の背面に接続された複数の第１導電性配線（ＣＷ１）及び複数の第２導電性配線（ＣＷ２）の内、各半導体基板１１０の外に突出する部分が図１及び図４に示すように、第１、第２太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）との間に配置されるセル間コネクタ（ＩＣ）の背面に接続することができ、これにより、複数の太陽電池（Ｃ１、Ｃ２）が第２方向（ｙ）に直列接続された１つのストリングに形成することができる。
このような構造を有する太陽電池モジュールは、複数個の太陽電池の内、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）と、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）との間に接続不良が発生した太陽電池がある場合、セル間コネクタ（ＩＣ）と、複数の第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）との間の接続を解除して、その太陽電池だけ、さらに容易に交替 することができる。
以下では、前述した導電性接着剤(ＣＡ)と絶縁層（ＩＬ）の厚さに対しさらに具体的に説明する。
図５は、図１及び図４で説明した導電性接着剤(ＣＡ)の厚さ（ＴＣＡ）と絶縁層（ＩＬ）の厚さ（ＴＩＬ）に対して、さらに具体的に説明するための図であり、図６は、導電性接着剤と絶縁層の平面形状を説明するために、図１でＫ１の部分を拡大して示した図である。
本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、電極と導電性の配線の間に位置する導電性接着剤(ＣＡ)の厚さ（ＴＣＡ）は、電極と導電性の配線の間に位置する絶縁層（ＩＬ）の厚さ（ＴＩＬ）より大きく形成することができる。
さらに、電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の背面から導電性接着剤(ＣＡ)の背面までの高さ（ＨＣＡ）は、電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の背面から絶縁層（ＩＬ）背面までの高さ（ＨＩＬ）より大きくなることがある。
したがって、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の厚さが同じである場合、半導体基板１１０の背面から電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の上に位置する導電性接着剤(ＣＡ)の背面までの高さ（ＨＣＡ）は、半導体基板１１０の背面から電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の上に位置する絶縁層（ＩＬ）の背面までの高さ（ＨＩＬ）より高くなることができる。
ここで、導電性接着剤(ＣＡ)の背面や絶縁層（ＩＬ）の背面が図５に示されたように異なり均一でない場合、導電性接着剤(ＣＡ)の高さ（ＨＣＡ）は、電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の背面から導電性接着剤(ＣＡ)の背面までの高さの中で最高の高さであることがあり、絶縁層の高さ（ＨＩＬ）は、電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の背面から絶縁層（ＩＬ）の背面までの高さの内、最高の高さで有り得る。
一例として、太陽電池で導電性接着剤(ＣＡ)は、第１電極（Ｃ１４１）と第１導電性配線（ＣＷ１）との間、または第２電極（Ｃ１４２）と第２導電性配線（ＣＷ２）との間に位置することができ、絶縁層（ＩＬ）は、第１電極（Ｃ１４１）と第２導電性配線（ＣＷ２）の間、または第２電極（Ｃ１４２）と第１導電性配線（ＣＷ１）との間に位置することができる。
この時、一例として、第１電極（Ｃ１４１）と第１導電性配線（ＣＷ１）との間に塗布される導電性接着剤(ＣＡ)の厚さ（ＴＣＡ）は、第２電極（Ｃ１４２）と第１導電性配線（ＣＷ１）との間に塗布される絶縁層（ＩＬ）の厚さ（ＴＩＬ）より大きいことがあり、逆に、第２電極（Ｃ１４２）と第２導電性配線（ＣＷ２）との間に塗布される導電性接着剤(ＣＡ)の厚さ（ＴＣＡ）は、第１電極（Ｃ１４１）と第２導電性配線（ＣＷ２）との間に塗布される絶縁層（ＩＬ）の厚さ（ＴＩＬ）より大きくなることができる。
併せて、図５に示すように、各電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）と、各導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）との間の間隔は、導電性接着剤(ＣＡ)の厚さ（ＴＣＡ）と同一であるので、絶縁層（ＩＬ）と導電性配線の間には、互いに一定間隔（ＤＰ）だけ離隔することができる。
ここで、導電性接着剤(ＣＡ)は、図６に示すように、半導体基板１１０の背面の内、第1、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）が位置しない領域には、位置せず、導電性配線と重畳される電極一部分のみを覆うようにいずれか１つの電極上にのみ位置することができる。
すなわち、導電性接着剤(ＣＡ)は、第１導電性配線（ＣＷ１）と接続する第１電極（Ｃ１４１）の一部分の上にのみ位置するか、第２導電性配線（ＣＷ２）と接続する第２電極（Ｃ１４２）の一部分の上にのみ位置することができる。
しかし、絶縁層（ＩＬ）は、第２電極（Ｃ１４２）の内、第１導電性配線（ＣＷ１）と交差されて、重畳される一部分の上だけでなく、第２電極（Ｃ１４２）の一部分の周りの半導体基板１１０背面の上にも位置することができ、併せて、第１電極（Ｃ１４１）の内、第２導電性配線（ＣＷ２）と交差されて、重畳される一部分の上だけでなく、第１電極（Ｃ１４１）の一部分の周りの半導体基板１１０背面の上にも位置することができる。
ここで、一例として、電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の上に位置する導電性接着剤(ＣＡ)の平均厚さ（ＴＣＡ）は、電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の上に位置する絶縁層（ＩＬ）の平均厚さ（ＴＩＬ）の２倍乃至１０倍の間の範囲で形成することができる。
ここで、絶縁層（ＩＬ）の厚さ（ＴＩＬ）は、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）と交差する第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の一部分の上に位置する絶縁層（ＩＬ）の厚さ（ＴＩＬ）を意味する。
一例として、絶縁層（ＩＬ）の平均厚さ（ＴＩＬ）は１μｍ〜５０μｍの間に形成されることがあり、導電性接着剤(ＣＡ)の平均厚さ（ＴＣＡ）は、絶縁層（ＩＬ）の平均厚さ（ＴＩＬ）の２倍〜１０倍の範囲内で１０μｍ〜１００μｍの間に形成することができる。
さらに、絶縁層（ＩＬ）の面積は、導電性接着剤(ＣＡ)の面積より大きく形成することができる。
さらに具体的には、図６に示すように、導電性接着剤(ＣＡ)は、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）と第１、第２導電性配線と交差する地点で、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の上に、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の長さ方向に沿って位置することができる。
この時、導電性接着剤(ＣＡ)の第１方向（ｘ）への幅（ＣＡｘ）は、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）の線幅と同じか大きく、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）の各線幅の１．２倍以下で有り得る。
さらに、導電性接着剤(ＣＡ)の第２方向（ｙ）への幅（ＣＡｙ）は、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の線幅より狭いか同じであることがある。
しかし、絶縁層（ＩＬ）は、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）と第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）との間の絶縁をさらに確実にするために、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）と交差する第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の一部分の上だけでなく、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の一部分の周りの半導体基板１１０背面の上にも位置することができる。
この時、絶縁層（ＩＬ）の第１方向（ｘ）への幅（ＩＬｘ）は、導電性接着剤(ＣＡ)の第１方向（ｘ）への幅（ＣＡｘ）より大きく、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）それぞれの線幅の３倍より小さいことがある。
さらに、絶縁層（ＩＬ）の第２方向（ｙ）への幅（ＩＬｙ）は、第１、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）の線幅より大きく、互いに離隔した２つの第１電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）との間の間隔や、互いに離隔された２つの第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）との間の間隔より小さく形成することができる。
これにより、太陽電池モジュール内で絶縁が必要な電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）と導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）との間の短絡を防止し、太陽電池モジュールの耐久性をさらに向上させることがある。
この時、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）のそれぞれはコア（ＣＲ）とコーティング層（ＣＴ）を含むことができる。
ここで、コア（ＣＲ）は、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）の内、少なくとも１つの材質を含む形成されることがあり、コーティング層（ＣＴ）は、スズ（Ｓｎ）を含んで形成することができる。一例として、コーティング層（ＣＴ）は、ＳｎＰｂ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＢｉ、ＳｎまたはＳｎＡｇの内、少なくとも１つを含んで形成することができる。
ここで、コア（ＣＲ）の厚さは、５０μｍ〜２５０μｍの間であり、コーティング層（ＣＴ）の厚さは、１μｍ〜３０μｍの間で有り得る。
このような太陽電池モジュールは、複数の太陽電池をカプセル化するラミネート工程中に、絶縁層（ＩＬ）と導電性配線との間の離隔された空間に充填材が満たされ得る。以下では、これに対して、さらに具体的に説明する。
図７は、本発明に係る太陽電池モジュールが、ラミネート工程によってカプセル化された断面図を示したものであり、図８は、ラミネート工程により絶縁層（ＩＬ）と導電性配線との間の離隔された空間に充填材（ＥＶＡ）が満たされた構造を詳細に示したものである。
図７に示すように、太陽電池は、前面透明基板（ＦＧ）と背面シート（ＢＳ）との間に配置された状態で、熱と圧力が同時に加わるラミネート工程によって一体化されてカプセル化することができる。
ここで、前面透明基板（ＦＧ）は、透過率が高く、破損防止機能に優れた強化ガラスなどで形成することができる。
背面シート（ＢＳ）は、太陽電池の背面において湿気が浸透することを防止して太陽電池を外部環境から保護することができる。このような背面シート（ＢＳ）は、水分と酸素の浸透を防止する層、化学的腐食を防止する層のような多層構造を有することができる。
このような背面シート（ＢＳ）は、ＦＰ（fluoropolymer）/ＰＥ（polyeaster）/ＦＰ（fluoropolymer）のような絶縁材質からなる薄いシートで形成されるが、他の絶縁物質からなる絶縁シートで有り得る。
このようなラミネート工程は、前面透明基板（ＦＧ）と太陽電池との間、及び太陽電池と背面シート（ＢＳ）との間にシート状の充填材（ＥＶＡ）が配置された状態で行われることができる。
ここで、充填材（ＥＶＡ）の材質は、絶縁層（ＩＬ）の材質とは異なるように形成することができ、水分の浸透による腐食を防止し、太陽電池１０を衝撃から保護し、そのために衝撃を吸収することができるエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ、ethylene vinyl acetate）のような物質で形成することができる。
したがって、前面透明基板（ＦＧ）と太陽電池との間、及び太陽電池と背面基板との間に配置されたシート状の充填材（ＥＶＡ）は、ラミネーション工程中の熱と圧力により溶融されて、図8に示すように、第1、第２電極（Ｃ１４１、Ｃ１４２）との間の空きスペース、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）との間の空きスペース、および絶縁層（ＩＬ）と、第１、第２導電性配線（ＣＷ１、ＣＷ２）との間の離隔された空間に満たすことができる。
これにより、太陽電池モジュールは、耐久性はさらに向上することができる。
以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求の範囲で定義している本発明の基本的な概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態また、本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (14)

  1. 第１導電性の不純物がドーピングされた半導体基板と、
    前記第１導電性と反対の第２導電性の不純物がドーピングされるエミッタ部と、
    前記半導体基板より前記第１導電性の不純物を高濃度にドーピングされる背面電界部と、
    前記エミッタ部に接続する第１電極と、
    前記背面電界部に接続する第２電極と、
    それぞれが前記第１、第２電極と交差する方向に長く形成され、前記複数の第１電極と導電性接着剤を介して接続され、前記複数の第２電極と絶縁層によって絶縁される複数の第１導電性配線と、前記複数の第２電極と前記導電性接着剤を介して接続され、前記複数の第１電極と前記絶縁層によって絶縁される複数の第２導電性配線を含み、
    前記第１導電性配線と前記第１電極との間及び前記第２導電性配線と前記第２電極との間に位置する前記導電性接着剤の厚さは、前記第１導電性配線と前記第２電極との間及び前記第２導電性配線と前記第１電極との間に位置する前記絶縁層の厚さより厚い、太陽電池モジュール。
  2. 前記絶縁層と、前記第１及び第２導電性配線の間は、互いに離隔されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記絶縁層と、前記第１及び第２導電性配線との間の離隔された空間には、外部の衝撃から前記半導体基板を保護する充填材がさらに位置する、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記絶縁層は、エポキシ、ポリイミドまたはシリコンのうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記充填材の材質は、前記絶縁層の材質と異なる、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
  6. 前記充填材は、ＥＶＡ（ＥＶＡ、ethylene vinyl acetate）である、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
  7. 前記導電性接着剤の材質は、スズ（Ｓｎ）を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  8. 前記導電性接着剤は、ソルダーペースト（solder paste）エポキシソルダーペースト（epoxy solder paste）または導電性ペースト（Conductive psate）の内、いずれか１つで形成される、請求項７に記載の太陽電池モジュール。
  9. 前記第１、第２電極のそれぞれは、前記導電性接着剤と他の金属材質を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  10. 前記第１、第２電極のそれぞれは、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル−バナジウム合金（ＮｉＶ）、ニッケル、ニッケル−アルミニウム合金（ＮｉｘＡｌｙ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）の内、少なくとも１つの材質が少なくとも１つの層で形成される、請求項９に記載の太陽電池モジュール。
  11. 前記第１、第２導電性配線は、
    銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）の内、少なくとも１つの材質を含むコアと、
    前記コアの表面にコーティングされており、スズ（Ｓｎ）を含むコーティング層を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  12. 前記コーティング層は、ＳｎＰｂ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＢｉ、ＳｎまたはＳｎＡｇの内、少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の太陽電池モジュール。
  13. 前記コアの厚さは５０μｍ〜２５０μｍの間であり、前記コーティング層の厚さは１μｍ〜３０μｍの間である、請求項１１に記載の太陽電池モジュール。
  14. 前記導電性接着剤の厚さは、１０μｍ〜１００μｍの間であり、前記絶縁層の厚さは１μｍ〜５０μｍの間である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
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