KR100543532B1 - 모듈일체형 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모듈일체형 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, p-형 실리콘기판(120)에 피라미드 표면구조를 형성하는 단계와; p-형 실리콘기판(120)의 전,후면에 산화막을 형성하는 단계와; 후면절연박막층(130)에 베이스전극(170)을 형성하는 단계와; 후면절연박막층(130)에 n++형 에미터층(150)을 형성하는 단계와; 단위 태양전지(100')간에 절연박막(160)을 형성하는 단계와; 베이스전극(170)에 p++형 후면전계층(140)을 형성하는 단계와; 에미터전극(180)과, 출력전극(190a)(190b), 절연박막(160)상에 연결용 전극으로 은을 형성하는 단계와; p-형 실리콘기판(120)의 후면에 밀봉층(200)을 형성하는 단계와; 전기적 특성을 검사하는 단계;를 포함한 방법으로 태양전지(100)를 제조한다.
모듈일체형, 태양전지, 반사방지, 실리콘기판, 절연박막, 에미터, p++, n++
Description
도 1은, 태양전지를 연결함에 따른 V-I 특성곡선을 나타낸 도면으로서, 도 1a는 태양전지를 직렬연결함에 따른 V-I 특성곡선을 도시한 도면이고, 도 1b는 태양전지를 병렬연결함에 따른 V-I 특성곡선을 도시한 도면이다.
도 2는, 종래의 태양전지 모듈을 도시한 도면으로서, 도 2a는 종래의 태양전지 모듈을 도시한 구성도이고, 도 2b는 결합단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 태양전지를 도시한 구성도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 태양전지에 사용되는 기판을 도시한 도면으로서, 도 4a는 단결정 실리콘 기판의 종류를 도시한 도면이고, 도 4b는, 다결정 실리콘 기판의 종류를 도시한 도면이다.
도 5는, 본 발명에 따른 태양전지의 전극부위를 평면으로 도시한 도면으로서, 도 5a는 출력전압 3V급의 전극구조를 도시한 평면도이고, 도 5b는 출력전압 12V급의 전극구조를 도시한 평면도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 태양전지 20 : 연결탭
30 : 열경화성 수지 40 : 모듈뒷판
50 : 강화유리
100 : 태양전지 100' : 단위 태양전지
110 : 전면반사방지막층 120 : p-형 실리콘기판
130 : 후면절연박막층 140 : p++형 후면전계층
150 : n++형 에미터층 160 : 절연박막
170 : 베이스전극 180 : 에미터전극
190a,190b : 출력전극 200 : 밀봉층
본 발명은 모듈일체형 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지의 양극과 음극을 절연막으로 분리하고, 이 절연막 위에 집적화된 연결전극을 형성하여 집적화한 모듈일체형 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지를 특정시스템에 적용하기 위해서는 특정부하의 수요전 력량을 계산하고, 태양전지와 태양전지 모듈에서 발생하는 전력량을 부하의 필요전력량으로 공급하고, 추가로 여유전력량을 더한 값을 태양전지 모듈의 용량으로 결정한다. 실리콘 태양전지의 경우 태양전지 1개에서 얻을 수 있는 특성은 전압이 0.5V 정도로 고정되고, 전류는 면적의 변화에 따라서 단위 면적당 약 30mA의 정도의 전류를 생산할 수 있다.
따라서, 모듈의 필요 전압을 높이기 위해서는 직렬로 태양전지를 연결하고, 필요전류 용량에 따라서 태양전지의 면적을 가변시킨다. 이때 기존의 상용 축전지용량 때문에 4개, 8개, 12개, 16개, 24개, 36개, 54개 등으로 직렬 연결하여 태양전지 모듈을 구성한다.
첨부도면 도 1은, 태양전지를 연결함에 따른 V-I 특성곡선을 나타낸 도면으로서, 도 1a는 두 개의 태양전지를 직렬연결함에 따른 V-I 특성곡선을 도시한 도면이고, 도 1b는 두 개의 태양전지를 병렬연결함에 따른 V-I 특성곡선을 도시한 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 두 개의 태양전지를 같은 일사조건에서 서로 직렬로 연결했을 경우, 양단전압은 한 개의 전지전압의 두 배가 되고, 전류는 한 개의 전지에서 발생된 전류의 크기와 같게 되어 V = Vc1 + Vc2, I = Ic1
= Ic2 가 된다. 따라서 여러 개의 태양전지가 직렬로 연결된 경우에 태양전지의 출력전류는 한 개의 전지에서 발생된 전류의 크기와 같고, 출력전압은 식(1)와 같이 나타낼 수 있다.
Va = Ns ×Vc (1)
Va : 태양전지 출력전압
Ns : 직렬 연결된 태양전지의 수
Vc : 태양전지 한 개의 출력전압
또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 병렬 연결된 태양전지의 특성은 태양전지가 서로 똑같은 일사조건이나 재질의 특성이 물성적으로나 전기적으로 같은 특성을 갖고 있는 경우에는, V = Vc1 = Vc2, I = Ic1 + Ic2 가 된다. 그러므로 여러개의 태양전지가 병렬로 연결된 경우, 태양전지의 출력전류는 식(2)와 같이 나타낼 수 있다.
Ia(V) = Np ×I(V) (2)
Ia(V) : 태양전지의 출력전류
Np : 병렬 연결된 태양전지의 수
I(V) : 태양전지 한 개의 출력전류
한편, 위와 같은 태양전지 제조와 검사가 끝나면, 첨부도면 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 10와트(Watt) 미만급의 태양전지 모듈을 제조한다.
먼저, 응용제품의 전력 용량에 따라서 필요한 전류용량에 맞추어 태양전지(10)를 절단하고, 절단한 태양전지(10)를 각각 전기적으로 직렬로 연결하도록 외부배선재료인 연결탭(20)을 달아서 상기 태양전지(10)를 모두 연결하는 회로를 구성한다.
그리고, 상기 회로가 구성되면, 그 전면에 외부의 빛은 잘 투과하면서도 전기적으로는 절연 특성을 가지는 강화유리(50)로서 회로를 봉인한다. 여기서, 본 실시예에서는 강화유리(50)로 봉인하였지만, 절연막이 코팅된 알루미늄 호일이나 플라스틱으로 봉인하여도 무방하다.
또한, 상기 강화유리(50)와 회로 사이에는 고분자 화합물인 에폭시 수지에 각종 배합제를 가하여 제조한 투명도가 높은 열경화성 수지(EVA)(30)를 도포하여 태양전지(10)를 밀봉하고, 밀봉된 태양전지(10)는 접착공정이나 모듈화공정에서 발생된 손상여부 등을 검사하는 최종 검사가 끝나면 모든 제조과정이 완료된다.
여기서, 미설명부호 "40"은 모듈뒷판을 도시한 것이다.
그러나, 이와 같은 종래의 태양전지는, 태양전지 모듈을 제조하기 위해서 태양전지(10) 앞면과 뒷면에 형성된 전극에 별도의 연결탭(20)을 설치하여 서로 연결하는 과정에서 태양전지(10)를 정위치로 정열함에 있어 많은 어려움이 있고, 태양전지(10)와 연결탭(20)간의 접촉 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
그리고, 태양전지 모듈에서 필수적으로 사용되는 밀봉 및 접착을 위한 열경화성 수지(30)는, 태양광에 노출시에 일정기간 즉, 대략 10년 이내에 변색과 성능 저하가 야기되고, 그로 인해 결국에는 태양전지 모듈 자체의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 태양전지의 양극과 음극을 절연막으로 분리하고, 이 절연막 위에 집적화된 연결전극을 형성하여, 태양전지 모듈 제조에 있어 가격상승 요인인 절단과 직렬연결에 소요되던 추가공정 인력, 시간, 모듈제조 소모품 등이 필요없게 되어 제조원가를 절감시킬 수 있는 모듈일체형 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모듈일체형 태양전지는, 피라미드 표면구조를 갖는 p-형 실리콘기판과; 상기 p-형 실리콘기판의 전,후면에 각각 산화된 전면반사방지막층 및 후면절연박막층과; 상기 후면절연박막층에 매설되어 형성된 집적화된 베이스전극 및 에미터전극과; 상기 양 전극에 태양전지 에미터와 베이스에 오옴성 접촉을 위해 각각 도핑되어 형성된 고농도 p++형 후면전계층 및 n++형 에미터층과; 하나의 빗살모양으로 공통된 베이스전극과 다른 하나의 빗살모양으로 공통된 에미터전극으로 이루어진 단위 태양전지를 서로 연결할 때 전기적으로 절연시키는 절연박막과; 일측의 베이스전극과 일측의 에미터전극에 각각 연결된 양극출력전극 및 음극출력전극과; 상기 베이스전극과 에미터전극을 외부와 절연시키는 밀 봉층;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 베이스전극은, 알루미늄(Al) 금속으로 이루어지고, 상기 절연박막은, 산화티타늄(TiO2) 또는 산화규소(SiO2) 중 어느 하나로 이루어진다.
또한, 상기 에미터전극과, 출력전극, 절연박막에는, 은(Ag)이 스크린 인쇄된다.
한편, 본 발명의 모듈일체형 태양전지 제조방법은, p-형 실리콘기판을 가열 세척하여 그 표면구조를 피라미드형으로 형성하는 단계와; 상기 p-형 실리콘기판에 고온 열처리하여 전,후면에 각각 산화된 전면반사방지막층과 후면절연박막층을 형성하는 단계와; 상기 후면절연박막층에 베이스전극을 스크린 인쇄하여 건조시키는 단계와; 상기 후면절연박막층에 n++형 에미터층을 스크린 인쇄하여 건조시키는 단계와; 상기 n++형 에미터층에 형성된 하나의 빗살모양으로 공통된 에미터전극과 다른 하나의 빗살모양으로 공통된 베이스전극으로 이루어진 단위 태양전지간의 연결부에 절연박막을 스크린 인쇄하여 건조시키는 단계와; 상기 p-형 실리콘기판을 고온 열처리하여 베이스전극상에 p++형 후면전계층을 형성하는 단계와; 상기 일측의 베이스전극과 에미터전극에 각각 연결되어 모듈출력에 사용되는 출력전극과, 에미터전극, 절연박막상에 연결용 전극으로 은을 스크린 인쇄하여 건조시키고 소성시키는 단계와; 상기 p-형 실리콘기판의 후면에 밀봉을 위한 잉크를 스크린 인쇄하여 건조시키는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 p-형 실리콘기판은, 수산화나트륨(NaOH)과 이소-프로필 알코올(IPA : Iso-Propyl Alcohol)과 물(H2O)의 혼합용액속에서 70도로 가열되고 25분간 세척된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도 3 내지 도 5는, 본 발명에 따른 태양전지를 도시한 도면이다.
본 발명의 모듈일체형 태양전지(100)는 도시된 바와 같이, 피라미드 표면구조를 갖는 p-형 실리콘기판(120)의 전,후면에 전면반사방지막층(110)과, 후면절연박막층(130)을 각각 산화시켜 형성하고, 상기 후면절연박막층(130)에 집적화된 베이스전극(170)과 에미터전극(180)을 형성하며, 상기 양 전극(170)(180)에 태양전지 에미터와 베이스에 오옴성 접촉을 위한 고농도 p++형 후면전계층(140)과 n++형 에미터층(150)을 각각 도핑하여 형성하고, 빗살모양으로 하나의 공통된 베이스전극(170)과 하나의 공통된 에미터전극(180)으로 이루어진 단위 태양전지(100')를 서로 연결할 때 전기적으로 절연시키기 위한 절연박막(160)을 형성하며, 일측의 베이스전극(170)과 일측의 에미터전극(180)에 양극출력전극(190a)과 음극출력전극(190b)을 각각 연결하고, 상기 베이스전극(170)과 에미터전극(180)을 외부와 절연시키기 위한 밀봉층(200)을 형성하여 구성된다.
그리고, 상기 베이스전극(170)은, 알루미늄(Al) 금속으로 이루어지고, 상기 절연박막(160)은, 산화티타늄(TiO2) 또는 산화규소(SiO2) 중 어느 하나로 이루어진 다.
또한, 상기 에미터전극(180)과, 출력전극(190a)(190b), 절연박막(160)에는, 은(Ag)이 스크린 인쇄되어 형성된다.
한편, 상기 태양전지(100)의 기판재료로 사용한 실리콘기판(120)은 p-형으로, 비저항 0.1 ohm-cm에서 10 ohm-cm까지의 범위 값을 가지고, 그 전면부의 면적의 크기범위는 도 4a에 도시한 바와 같이 4" , 5" , 6" , 8" , 12" 등이 전형적인 크기이다. 도 4b에서는 다결정 실리콘기판(120)의 면적을 도시하였고, 비저항 0.5 ohm-cm에서 3 ohm-cm까지의 범위 값을 가진다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 모듈일체형 태양전지는 다음과 같은 공정에 의해 제조된다.
첨부도면 도 6은, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 블록도이다.
본 발명의 모듈일체형 태양전지(100) 제조는 도시된 바와 같이, p-형 실리콘기판(120)에 피라미드 표면구조를 형성하는 단계와; p-형 실리콘기판(120)의 전,후면에 산화막을 형성하는 단계와; 후면절연박막층(130)에 베이스전극(170)을 형성하는 단계와; 후면절연박막층(130)에 n++형 에미터층(150)을 형성하는 단계와; 단위 태양전지(100')간에 절연박막(160)을 형성하는 단계와; 베이스전극(170)에 p++형 후면전계층(140)을 형성하는 단계와; 에미터전극(180)과, 출력전극(190a)(190b), 절연박막(160)상에 연결용 전극으로 은을 형성하는 단계와; p-형 실리콘기판(120) 의 후면에 밀봉층(200)을 형성하는 단계와; 전기적 특성을 검사하는 단계;를 통해 완성된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, p-형 실리콘기판(120)을 수산화나트륨(NaOH)과 이소-프로필 알코올(IPA : Iso-Propyl Alcohol)과 물(H2O)의 혼합용액속에서 70도로 가열하고 25분간 세척하여 그 표면구조를 피라미드형으로 형성한다.
이때, 가열온도가 70도를 초과할 경우에는, 스크린 인쇄시에 형성되는 피라미드 구조물의 높이가 높아져 스크린 인쇄기의 스크린 손상이 가속화되고, 화학물의 휘발성이 증가되어 제조비용의 상승을 초래하는 단점이 있고, 70도 미만인 경우에는, 피라미드 구조물이 형성되는 시간이 길어져 생산성이 저하되는 단점이 있다.
또한, 세척시간이 25분를 초과할 경우에는, 피라미드 구조물의 높이가 증가하고, 제조시간이 길어져 생산성이 저하되는 단점이 있고, 25분 미만인 경우에는, 피라미드 구조물의 형성함에 있어 생산성과 빛 포획이 가장 적합한 높이인 3∼4 마이크로미터(Micrometer)를 형성하기가 어렵다.
이후, 상기 p-형 실리콘기판(120)에 850도 이상의 고온 튜브로에서 열처리하여 전,후면에 각각 산화된 전면반사방지막층(110)과 후면절연박막층(130)을 형성한다.
그리고, Nd YAG 레이져를 이용하여 후면절연박막층(130)에 전극(170)(180)을 형성하기 위한 홈을 25 마이크로미터(Micrometer)의 깊이와, 100 마이크로미터의 폭으로 형성한다.
상기와 같이 형성된 빗살모양으로 하나의 공통된 홈에 알루미늄 금속을 스크린 인쇄하여 250도의 벨트 퍼니스(Furnace)에서 건조함으로써 베이스전극(170)을 형성하고, 상기 다른 하나의 빗살모양으로 공통된 하나의 홈에 n++형 에미터층(150)을 스크린 인쇄용 페이스트(Paste)를 이용하여 형성하고 250도의 벨트 퍼니스에서 건조시킨다.
그리고, 상기 하나의 공통된 베이스전극(170)과 다른 하나의 공통된 n++형 에미터층(150)위에 형성한 에미터전극(180)으로 이루어진 단위 태양전지(100')가 서로 연결되는 연결부에 산화티타늄(TiO2) 또는 산화규소(SiO2) 중 어느 하나의 페이스트를 이용하여 절연박막(160)을 스크린 인쇄하고, 250도의 벨트 퍼니스에서 건조시킨 후, IR 램프 고온 벨트형 확산로에서 850도의 고온으로 열처리하면, 베이스전극(170)층에서 p++형 후면전계층(140)이 형성되고, n++형 에미터층(150)은 0.7 마이크로미터의 깊이까지 침투하여 확산된다.
이후, 상기 n++형 에미터층(150)에 연결되는 에미터전극(180)과, 모듈출력에 사용되는 출력전극(190a)(190b)과, 단위 태양전지(100') 사이의 절연박막(160) 위에 연결용 전극으로 은(Ag) 페이스트를 스크린 인쇄하여 250도의 벨트 퍼니스에서 건조하고, 동일 벨트 퍼니스에서 740도로서 소성한다.
그리고, 마지막으로 태양전지(100)의 베이스전극(170)과 에미터전극(180)의 노출로 인한 누전을 방지함과 아울러 기계적인 파손을 방지하는 후면 밀봉층(200) 을 스크린 인쇄 가능한 잉크를 사용하여 40 마이크로미터 이상의 두께로 스크린 인쇄하고, 200도의 벨트 퍼니스에서 건조한다. 최종적으로 모듈의 전기적 특성을 검사하여 모듈일체형 태양전지(100)의 제조를 완성한다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 모듈일체형 태양전지(100)는, 태양전지(100) 자체에서 모듈까지 집적화됨으로써 정열과 접촉으로 인해 발생되던 손실을 방지하고, 접촉저항이 기존보다 저하되어 에너지 변환 효율을 높일 수 있다.
그리고, 종래 태양전지(10) 전면의 밀봉용 열경화성 수지(30)가 제거되어 태양전지(100) 모듈의 수명이 3배 이상 연장된다.
한편, 도 5a에는 출력전압 3V급 단결정 실리콘 모듈일체형 태양전지의 전극부위 평면구조를 도시한 것이다. 크게 4개의 단위 태양전지를 직렬로 연결하여 구성한 예이다. 도 5b에는 출력전압 24V급 다결정 실리콘 모듈일체형 태양전지의 전극부위 평면구조를 도시한 것이다. 단위 태양전지를 직렬로 36개 연결하여 구성한 예이다.
또한, 하기의 표 1은 상기의 공정을 통해서 완성된 단결정 실리콘 모듈일체형 태양전지의 출력 10와트 미만급의 다양한 종류별 제원 즉, 출력 와트, 웨이퍼 직경, 면적, 단위 태양전지 수, 단위 태양전지 면적, 출력전류를 나타내었다. 표 2는 완성된 다결정 실리콘 모듈일체형 태양전지의 출력 와트, 웨이퍼 직경, 면적, 단위 태양전지 수, 단위 태양전지 면적, 출력전류를 나타내었다.
| 모듈 출력 와트 | 전지 (W) | 웨이퍼직경 (inch) | 면적 (㎠) | 단위 태양전지 수(개) | 단위 태양전지 면적(㎠) | 출력전류 (A) |
| 1W | 1W | 4 | 70 | 4 | 19 | 0.57 |
| 1.5W | 1.5W | 5 | 120 | 4 | 30 | 0.9 |
| 8 | 15 | 0.45 | ||||
| 2.5W | 2.5W | 6 | 170 | 4 | 42.5 | 1.275 |
| 8 | 21.25 | 0.6375 | ||||
| 12 | 14.16 | 0.4248 | ||||
| 4.5W | 4.5W | 8 | 310 | 4 | 77.5 | 2.325 |
| 8 | 38.7 | 1.161 | ||||
| 12 | 25.8 | 0.774 | ||||
| 16 | 19.4 | 0.582 | ||||
| 10W | 10W | 12 | 700 | 4 | 175 | 5.25 |
| 8 | 87.5 | 2.625 | ||||
| 12 | 58.3 | 1.749 | ||||
| 16 | 43.7 | 1.311 | ||||
| 24 | 29.1 | 0.873 | ||||
| 36 | 19.4 | 0.582 |
| 모듈 출력 와트 | 전지 (W) | 웨이퍼직경 (㎜*㎜) | 면적 (㎠) | 단위 태양전지 수(개) | 단위 태양전지 면적(㎠) | 출력전류 (A) |
| 1.4W | 1.4W | 100*100 | 100 | 4 | 25 | 0.75 |
| 2.1W | 2.1W | 125*125 | 156 | 4 | 39 | 1.17 |
| 8 | 19.5 | 0.585 | ||||
| 3.2W | 3.2W | 150*150 | 225 | 4 | 56.25 | 1.6875 |
| 8 | 28.125 | 0.84375 | ||||
| 12 | 18.75 | 0.5625 | ||||
| 5.6W | 5.6W | 200*200 | 400 | 4 | 100 | 3 |
| 8 | 50 | 1.5 | ||||
| 12 | 33.3 | 0.999 | ||||
| 16 | 25 | 0.75 | ||||
| 8.75W | 8.75W | 250*250 | 625 | 4 | 156.25 | 4.6875 |
| 8 | 78.125 | 2.34375 | ||||
| 12 | 52.08 | 1.5624 | ||||
| 16 | 39.06 | 1.1718 | ||||
| 24 | 26.04 | 0.7812 | ||||
| 36 | 17.36 | 0.5208 |
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 모듈일체형 태양전지 및 그 제조방법에 의하면, 종래의 태양전지 절단, 별도의 연결탭 부착, 모듈회로 구성, 열경화성 수지를 이용한 밀봉 등과 같은 작업이 생략되므로 제조원가가 절감된다.
그리고, 종래에 태양광의 자외선에 장기간 노출되면, 변색, 갈라짐 등의 노화현상으로 태양전지 모듈의 수명에 한계를 주던 주요원인인 수지계열 접착제(열경화성 수지)가 제거되므로 태양전지의 수명이 3배 이상 연장된다.
또한, 본 발명에서는 단위 태양전지간의 연결이 태양전지 자체에서 일어남으로써 자동정열되고, 접촉저항도 저하되어 효율이 향상된다.
또한, 본 발명에서는 10watt 미만급 모듈에서 성능개선, 가격하락, 제조공정 소요시간 단축, 모듈 수명시간 장시간 신뢰도 등에서 기존의 한계를 극복하여 태양전지 산업에 활성화를 가지고 올 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (9)
- 피라미드 표면구조를 갖는 p-형 실리콘기판(120)과;상기 p-형 실리콘기판(120)의 전,후면에 각각 산화된 전면반사방지막층(110) 및 후면절연박막층(130)과;상기 후면절연박막층(130)에 매설되어 형성된 집적화된 베이스전극(170) 및 에미터전극(180)과;상기 양 전극(170)(180)에 태양전지 에미터와 베이스에 오옴성 접촉을 위해 각각 도핑되어 형성된 고농도 p++형 후면전계층(140) 및 n++형 에미터층(150)과;하나의 공통된 베이스전극(170)과 다른 하나의 공통된 에미터전극(180)으로 이루어진 단위 태양전지(100')를 서로 연결할 때 전기적으로 절연시키는 절연박막(160)과;일측의 베이스전극(170)과 일측의 에미터전극(180)에 각각 연결된 양극출력전극(190a) 및 음극출력전극(190b)과;상기 베이스전극(170)과 에미터전극(180)을 외부와 절연시키는 밀봉층(200);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모듈일체형 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 베이스전극(170)은, 알루미늄(Al) 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하 는 모듈일체형 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 절연박막(160)은, 산화티타늄(TiO2) 또는 산화규소(SiO2) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 모듈일체형 태양전지.
- 제 3 항에 있어서,상기 에미터전극(180)과, 출력전극(190a)(190b), 절연박막(160)에는, 은(Ag)이 스크린 인쇄된 것을 특징으로 하는 모듈일체형 태양전지.
- p-형 실리콘기판(120)을 가열 세척하여 그 표면구조를 피라미드형으로 형성하는 단계와;상기 p-형 실리콘기판(120)에 고온 열처리하여 전,후면에 각각 산화된 전면반사방지막층(110)과 후면절연박막층(130)을 형성하는 단계와;상기 후면절연박막층(130)에 베이스전극(170)을 스크린 인쇄하여 건조시키는 단계와;상기 후면절연박막층(130)에 n++형 에미터층(150)을 스크린 인쇄하여 건조시키는 단계와;상기 n++형 에미터층(150)에 형성된 하나의 공통된 에미터전극(180)과 다른 하나의 공통된 베이스전극(170)으로 이루어진 단위 태양전지(100')간의 연결부에 절연박막(160)을 스크린 인쇄하여 건조시키는 단계와;상기 p-형 실리콘기판(120)을 고온 열처리하여 베이스전극(170)상에 p++형 후면전계층(140)을 형성하는 단계와;상기 일측의 베이스전극(170)과 에미터전극(180)에 각각 연결되어 모듈출력에 사용되는 출력전극(190a)(190b)과, 에미터전극(180), 절연박막(160)상에 연결용 전극으로 은(Ag)을 스크린 인쇄하여 건조시키고 소성시키는 단계와;상기 p-형 실리콘기판(120)의 후면에 밀봉을 위한 잉크를 스크린 인쇄하여 건조시키는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모듈일체형 태양전지의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 p-형 실리콘기판(120)은, 수산화나트륨(NaOH)과 이소-프로필 알코올(IPA : Iso-Propyl Alcohol)과 물(H2O)의 혼합용액속에서 가열 및 세척된 것 을 특징으로 하는 모듈일체형 태양전지의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 후면절연박막층(130)에 베이스전극(170)과 에미터전극(180)을 형성하기 위한 홈을 25 마이크로미터의 깊이와, 100 마이크로미터의 폭으로 형성한 것을 특징으로 하는 모듈일체형 태양전지의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 베이스전극(170)은, 스크린 인쇄된 알루미늄(Al) 금속으로 이루어지고, 상기 절연박막(160)은, 산화티타늄(TiO2) 또는 산화규소(SiO2) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 모듈일체형 태양전지의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 태양전지(100)의 베이스전극(170)과 에미터전극(180)의 노출로 인한 누전을 방지함과 아울러 기계적인 파손을 방지하는 후면 밀봉층(200)을 스크린 인쇄 가능한 잉크를 사용하여 40 마이크로미터 이상의 두께로 스크린 인쇄하고, 200도의 벨트 퍼니스에서 건조한 것을 특징으로 하는 모듈일체형 태양전지의 제조방법.
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