KR100973028B1 - 배선이 개선된 솔라 패널 제조 및 확장형 광전지 - Google Patents

배선이 개선된 솔라 패널 제조 및 확장형 광전지 Download PDF

Info

Publication number
KR100973028B1
KR100973028B1 KR1020077023419A KR20077023419A KR100973028B1 KR 100973028 B1 KR100973028 B1 KR 100973028B1 KR 1020077023419 A KR1020077023419 A KR 1020077023419A KR 20077023419 A KR20077023419 A KR 20077023419A KR 100973028 B1 KR100973028 B1 KR 100973028B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
manufacturing
substrates
solar module
module assembly
solar
Prior art date
Application number
KR1020077023419A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070119684A (ko
Inventor
로버트 바치라치
웬델 티. 브로니간
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20070119684A publication Critical patent/KR20070119684A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100973028B1 publication Critical patent/KR100973028B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0516—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

대형 PV 전지 및 솔라 모듈/패널을 제조하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 그 제조 방법은 다수의 PV 전지를 위한 PV 전지 배선 설계를 디자인하는 단계 및 대형 실리콘 시트상에 다수의 피쳐를 패터닝하는 단계를 포함한다. 다수의 PV 전지를 구비하는 다수의 대형 실리콘 시트가 배선 판에 접합되어 솔라 모듈/패널로 제조될 수 있다. 이어서, 솔라 모듈상의 각 PV 전지가 격리된다. 본 발명의 방법은 솔라 모듈/패널 및 PV 셀 조립체의 제조 비용을 상당히 절감한다.

Description

배선이 개선된 솔라 패널 제조 및 확장형 광전지{SCALABLE PHOTOVOLTAIC CELL AND SOLAR PANEL MANUFACTURING WITH IMPROVED WIRING}
본 발명의 실시예는 전체적으로 광전지/태양전지 및 솔라 패널 제조에 관한 것이다.
광전지(PV) 또는 태양 전지는 태양광을 직류(DC) 전력으로 변환시키는 물질 접합 소자들이다. 접합부(junction)는 광-전압을 생성하는 한편, 소자의 면적(area) 및 다른 파라미터는 이용가능한 전류를 결정한다. 실제적인 솔라 패널(solar panel)은 필요한 양의 전력을 공급하도록 그리고 다른 적용 파라미터들을 최적화하도록 그 면적이 결정된다. 솔라 패널은 제조 비용의 최소화를 위한 다양한 제조상의 제한을 통해 최적화된 크기를 가지는 다수의 태양 전지를 함께 타일작업(tiling)함으로써 구성된다. 사용되는 각 태양 전지의 개체수는 패널 작동 전압과 전류(I) 사이의 상쇄 효과에 의해 결정되는데, 이는 배선이 저항(R)을 생성하고 그에 따라 PL=I2·R의 식으로 주어지는 전력 손실에 기여하게 된다.
PV 시스템의 일 예는 일반적으로 직접적인 사용을 위해 전력을 공급하거나 로컬 스토리지(local storage)를 구비하는 독립형(stand-alone) 시스템을 포함한 다. 다른 타입의 PV 시스템은 임의의 종래 유틸리티 그리드(utility grid)와 양립(compatible)할 수 있는 교류(AC)를 생성하기 위해 적절한 전력 변환 장비를 가지는 종래의 유틸리티 그리드에 연결된다. 전체적으로, PV 시스템은 원격지 용도, 항해를 위한 배터리 충전, 원격통신 장비, 그리고 계산기, 시계, 라디오 등의 사용자 전자 장치와 같은 다양한 용도를 위한 전력을 생성할 수 있다.
통상적인 PV 전지는, n-타입 실리콘을 상부에 구비함으로써 전기장을 형성하는 p-n 접합부를 형성하고 두께가 통상적으로 약 0.3 mm 미만인 p-타입 실리콘 웨이퍼 또는 시트를 포함한다. 태양광(광자로부터의 에너지로 이루어진)에 노출되었을 때, PV 전지의 p-n 접합부는 자유 전자 및 홀(hole)의 쌍을 생성한다. p-n 접합부의 전기장은 자유 전자 및 홀들을 분리하여, 전압을 생성한다. n-측(side)으로부터 p-측으로의 회로는, PV 전지가 전기 로드(load)에 연결되었을 때, 전자의 흐름을 허용한다. 전력은 전자 및 홀이 재결합함으로써 생성되는 전류에 전압을 곱한 것이다. 일반적으로, 최적화된 태양 전지는 최소 비용으로 최대 전력을 생산하는 것을 의미한다.
최종 사용 용도에 따라, 다양한 파라미터들이 고려된다. 예를 들어, p-n 접합부 형성 후에 PV 전지의 하나의 표면 또는 양 표면이 적절한 유전체로 코팅된다. 유전체 층들은 표면 재결합을 최소화하는데 이용되고, 광자의 반사 손실을 감소시키기 위한 반사방지 코팅을 전방에 제공한다. 일반적으로, PV 전지의 바닥은 높은 반사율 및 양호한 전도도의 콘택(contact)을 제공하는 배면 금속(back metal)으로 덮여진다. PV 전지의 전방면 또는 태양과 마주하는 면은 실리콘 층을 통한 저항으 로 인한 전류 손실을 최소화하면서 전류를 전달하기 위한 최소화된 면적의 금속제 콘택 그리드로 덮여진다. 콘택 그리드에 의한 태양광 또는 광자의 일부 차단은 불가피한 것이나 최소화될 수 있을 것이다. 전도성 금속 라인들의 패턴을 가지는 금속 그리드를 이용하여 전류를 수집한다. 최종 단계는 PV 전지를 보호하고 구조적 보강을 제공하는 유리 덮개판이다.
현재, 태양 전지 및 PV 패널들은 물질 유닛으로서 다수의 소형 실리콘 시트 또는 웨이퍼로 시작하여 제조되고 다양한 콘택 또는 배선 설계(contact or wiring schemes)에 따라 PV 모듈 및 솔라 패널으로 조립되기에 앞서서 개별적인 광전지로 프로세싱된다. 일반적으로, 이러한 실리콘 시트들은 사용되는 크기 및 치수로, 예를 들어 10 cm x 10 cm 또는 21 cm x 21 cm로 미리 절단된, 톱-절단형(saw-cut) p-타입 보론 도핑 실리콘 시트이다. 원칙적으로, 이러한 크기는 이용가능한 단결정 웨이퍼 크기에서 유래되나, 주조된(cast) 다결정 실리콘 및 리본(ribbon) 기술의 출현으로 인해 전지(cell) 형성 및 생산 최적화를 위한 시트 크기를 선택하는데 있어서 보다 자유롭게 되었다.
절단(소우잉; sawing) 또는 리본 형성 작업은 미리 절단된 실리콘 시트의 표면에 손상부를 남기며, 하나 이상의 에칭 프로세스를 실리콘 시트의 양 표면에 대해 실시하여 각 표면으로부터 약 10 내지 20 미크론의 두께를 에칭으로 제거하고 표면 텍스쳐(textures)를 제공한다. 이어서, n-타입 도핑된 실리콘이 열적으로 또는 급속 열적 확산에 의해, 예를 들어 약 0.5 미크론의 최대 깊이까지 침투된 인(phosphorus) 확산에 의해 형성된다. 다음에, 샌드 블래스팅, 플라즈마 에칭 또 는 레이저 컷팅에 의해, p-n 접합부 격리(isolation)가 실리콘 시트의 엣지(edge)에서 실시된다. 추가적으로, 실리콘 기판의 전방면은, 역시 표면 재결합에 대한 장벽을 제공하는 실리콘 디옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 또는 실리콘 나이트라이드와 같은 유전체 물질로 이루어진 반사방지 코팅의 증착 층으로 덮여진다. 현재, 실리콘 나이트라이드는 선호되는 주요 유전체 필름이다.
일반적으로, PV 전지 산업에서 스크린 프린팅 후박-필름(screen printing thick-film) 기술을 이용하여 예를 들어 은과 같은 금속 물질의 전도성 페이스트를 원하는 패턴의 층으로 만들고 실리콘 시트/기판의 표면에 금속 물질 층을 부착하여 금속 콘택 핑거(finger) 또는 배선 채널을 형성한다. 콘택을 형성하거나 전극을 형성하는 프로세스에서 다른 박막-필름 기술을 이용할 수 있을 것이다. 콘택으로 형성되는 부착된 금속 층을 고온에서 열처리(fired) 또는 소결하여 하부의 실리콘 물질과 직접 접촉하는 양호한 전도체를 형성하고, 단일 PV 전지가 제조된다.
솔라 모듈(solar module)은, 원하는 전력 출력을 위해 적절한 크기를 가지며 원하는 작동 전압 및 전류를 달성하기 위해 배선된 솔라 패널(solar panel)을 형성하기 위해 보호 필름 및 캐리어 유리에 정렬되고 접합된 다수의 PV 전지를 타일작업함으로써, 형성된다. 현재, 콘택 패터닝 및 전류 수집을 위해 여러 가지 배선/인터커넥트(interconnect) 설계를 이용할 수 있으며; 예를 들어, 전방면 및 후방면 배선 모두를 이용하는 설계, 모든 컨택들을 후방면에 위치시키고 전방면 전류 수집을 이용하는 설계; 그리고 기타 배선 설계를 이용할 수 있다. 일반적으로, 전방면은 태양광과 마주하는 측면을 지칭한다.
도 1a-1e는 PV 전지를 위한 기본 PV 모듈 제조 공정을 도시한다. 일반적으로, 도 1a에 도시된 바와 같이, 단일 PV 전지(110)가 완료되면, 금속 탭(104)이 PV 전지 표면상의 버스 바아(bus bar; 102)에 납땜된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 전지 마다 둘 이상의 금속 탭(104)을 이용하여 각 PV 전지(110)상의 금속 콘택 또는 금속 핑거(108)를 배선할 수 있으며, PV 전지(110)들 사이의 인터커넥트 링크를 제공할 수 있으며, 열 팽창을 허용할 수 있다. 크기와 관계 없이, 일반적으로, 단일 PV 전지는 약 0.5-0.6 볼트 DC 전압을 생산한다.
도 1c에서, 몇 개의 PV 전지(110)이 직렬 또는 병렬 전기 회로내에서 PV 모듈로 상호연결되어 보다 높은 전압, 전류 및 전력 레벨을 생산한다. 각 PV 전지(110)를 스트링(string; 106) 또는 모듈(120)로 상호연결하는 배선은, 다양한 배선 설계를 이용하여, 금속 탭(104)들 및 보조적인 탭들을 서로 납땜하고 연결함으로써 이루어진다. 일반적인 구성은, 주요 전자제품들과 양립될 수 있으며 12 볼트 배터리 충전에도 적합한 최대 약 15 볼트를 위한 약 36 개의 연결된 PV 전지들을 이용한다.
도 1d 및 1e에 도시된 바와 같이, 일반적으로, PV 모듈(120)은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 시트(122)와 같은 캡슐화 물질(encapsulant materials)을 이용하여 적층되며, 전방 유리판(140) 및 후방 유리판(130)으로 덮여진다. PV 모듈(120)은 보호용 라미네이트 또는 배리어로 추가적으로 밀봉될 수 있다. 다수의 PV 모듈(120)이 또한 미리-배선된 패널(150) 또는 어레이(160)로 조립될 수 있다. 모듈 구성중에 활성(active) PV 소자를 보호하는 것은 최종 PV 시스템의 성능 및 수명에 직접적으로 영향을 미친다.
PV 모듈 또는 솔라 패널은 주로 수작업 조립, 배선 및 납땜으로 완성된다. 태빙작업(tabbing), 라미네이팅(laminating), 및 경화(curing)를 위한 기계들이 존재하나, 자동화가 추가적으로 이루어져야 할 필요성이 있다. 전체적으로, 제조 프로세스는 대형 유닛 배선 조립체를 취급하는데 있어서 상대적으로 비효율적인 제조 부피를 초래한다. 현재, 설치된 PV 시스템을 제조하기 위한 전체적인 제조 프로세스는 비용이 많이 소요된다.
그에 따라, 제조 프로세스의 확장성(scalability)을 개선하기 위한 요구가 있고, 또 제조 비용을 절감하기 위한 다양한 방법이 모색되고 있다.
본원 발명은 배선이 개선된 다수의 광전지 및 솔라 모듈을 제조하기 위한 대량 생산 방법을 제공하는 것이다. 일 측면에서, 솔라 모듈 조립체를 제조하기 위한 방법이 제공되며, 그 방법은 하나 이상의 기판을 배선 판(wiring plane)에 접합하여 솔라 모듈 조립체를 형성하는 단계를 포함하며, 이때 각 기판은 다수의 광전지로 분할되도록 디자인된다. 그 방법은, 하나 이상의 기판을 솔라 모듈 조립체에 접합한 후에, 솔라 모듈 조립체상의 하나 이상의 접합된 기판으로부터 각각의 개별적인 크기의(individually sized) 광전지를 분리하는 단계를 포함한다.
다른 측면에서, 솔라 모듈 조립체는 하나 이상의 기판이 접합된 배선 판 및 하나 이상의 기판들의 각각에 위치하는 다수의 광전지를 포함한다. 다수의 광전지가 각 기판상에서 분리되고 격리되기에 앞서서, 하나 이상의 기판이 배선 판상에 접합된다.
또 다른 측면에서, 솔라 모듈 조립체를 제조하기 위한 방법은 전도체 패턴을 가지는 배선 판 상에 하나 이상의 기판을 접합하는 단계, 하나 이상의 기판과 다수의 광전지를 위한 전도체 패턴을 정렬시켜 솔라 모듈 조립체를 형성하기 위해 배선 판 상에서 하나 이상의 기판을 정렬시키는 단계, 그리고 솔라 모듈 조립체 상에서 개별적인 각각의 광전지를 분리하는 단계를 포함한다. 각 기판은 다수의 광전지를 제조하기 위해 미리-할당된다(pre-assigned). 접합은 하나 이상의 기판상의 비아(via)와 같은 피쳐(features)들을 배선 판에 전기적으로 연결하는 것과, 기계적 지지부에 대한 접착제 접합을 포함한다.
또 다른 측면에서, 솔라 모듈 조립체 제조 방법은 다수의 피쳐를 하나 이상의 기판상에 패터닝하는 단계, 하나 이상의 기판의 전방면 또는 후방면에 다수의 콘택을 형성하는 단계, 하나 이상의 기판상에 전류 수집 금속 배선을 형성하는 단계, 다수의 광전지를 제조하기 위해 각각 디자인된 하나 이상의 기판을 배선 판에 접합하여 솔라 모듈 조립체를 형성하는 접합 단계, 및 상기 솔라 모듈 조립체 상의 개별적인 광전지의 각각을 분리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 전술한 특징들을 보다 구체적으로 이해할 수 있도록, 첨부 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 본원 발명에 대한 보다 특정적인 설명을 이하에 기재한다. 그러나, 첨부 도면들은 단지 본원 발명의 통상적인 실시예를 도시한 것이며, 그에 따라 본원 발명의 범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명은 다른 균등한 실시예들도 포함한다는 것을 주지하여야 한다.
도 1a-1e는 단일 PV 전지로부터 시작하여, 배선된 PV 모듈, 패널 및 어레이로 조립하는 것을 포함하는 종래의 제조 프로세스를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 포함하는 예시적인 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 다수의 PV 전지를 상부에 제조하기 위한 예시적인 기판의 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 예시적인 배선 판 상에 정렬된 도 3의 예시적인 기판의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 전도성 배선 패턴을 가지는 예시적인 배선 판의 일 측면을 도시한 도면이다.
본 발명은 크기가 정해진(sized) 솔라 모듈 또는 솔라 패널내에 다수의 PV 전지를 직접 제조 및 제작하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예는 대형 크기/스케일(scale) 기판의 이용을 포함함으로써, 둘 이상의 PV 전지가 프로세스될 수 있고 그러한 프로세스에서 추후에 서로 격리될 수 있다. 개별적인 PV 전지의 크기는, 예를 들어, 약 10 cm x 10 cm 내지 약 21 cm x 21 cm, 예를 들어, 15.6 cm x 15.6 cm일 수 있다. 그러나, 그보다 크거나 작은 크기/치수도 이용될 수 있다. 대조적으로, 종래의 방법은, 프로세싱된 PV 전지를 솔라 모듈 또는 패널로 개별적으로 조립하기에 앞서서, 단일 PV 전지로 프로세싱하기 위해 하나의 실리 콘 기판을 통상적으로 이용한다.
본 발명의 기판은 PV 전지 및 솔라 모듈 제조에 적합한 어떠한 타입의 기판도 될 수 있으며, 예를 들어 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 실리콘 리본 시트, 카드뮴 텔룰라이드(cadmium telluride), 갈륨 아세나이드(gallium arsenide) 등이 될 수 있다. 기판의 형상은 다양할 수 있으며, 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형 등으로 제한되지 않는다. 각 기판은 단일 p-n 접합부, 듀얼 접합부, 트리플 접합부, 터널 접합부, p-i-n 접합부, 또는 솔라 셀 제조에 적합한 반도체 물질로 제조된 다른 타입의 p-n 접합부를 포함할 수 있다. 예를 들어, p-타입 보론 도핑 실리콘 기판 시트상에 p-n 접합부를 형성하기 위해 인 확산을 이용할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 하나의 예시적인 방법(200)을 도시한 프로세스 흐름도를 도시한다. 그 방법(200)은 단계(210)에서 둘 이상의 PV 전지를 위해 다수의 피쳐를 대형 기판상에 패터닝하는 단계를 포함한다. 적절한 피쳐들은 비아, 콘택, 콘택 윈도우, 트렌치 등을 포함한다. 다수의 피쳐들은 어떠한 적절한 패터닝 기술로도 패턴화될 수 있으며, 그러한 패터닝 기술은 예를 들어 건식 에칭, 습식 에칭, 레이저 드릴링, 화학적 기계적 제트 에칭, 및 그들의 조합을 포함한다. 화학적 기계적 제트 에칭 프로세스의 일 예가 Bachrach 등에게 허여되고 Applied Materials Inc.에게 양도된 "Method and Apparatus for Chemical Mechanical Jet Etching of Semiconductor Structures" 라는 명칭의 미국 특허 제 6,699,356 호에 개시되어 있으며, 그 특허는 본 명세서에서 참조된다. 선택적으로, 전체 기판상에 피쳐들을 패터닝하기에 앞서서, 전체 크기 기판상에서 프로세싱되는 다수의 PV 전지에 대해 PV 전지 배선 설계가 가상적으로(virtually) 디자인된다. 배선 설계의 가상적 디자인은 이들 PV 전지가 솔라 패널내로 어떻게 제조되는 지를 나타내고, 또 PV 전지들의 콘택 연결을 통해 유동 전류를 배선 배면(wiring backplane)에 수집하기 위해 PV 전지들 사이의 배선을 어떻게 이용하는지를 나타낸다.
단계(220)에서, 추가적인 층들이 기판상에 부착(deposit; 증착)될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 부동태화(passivation) 층 또는 반사방지 코팅 층이 기판의 전방면 및/또는 후방면에 부착될 수 있다. 태양 광속(solar flux)에 노출되는 PV 전지에 이용하기에 적합한, 예를 들어, 실리콘 나이트라이드, 티타늄 옥사이드, 비정질 탄소 물질 등과 같은 여러가지 유전체 물질을 포함하는 다양한 반사방지 코팅 물질을 이용할 수 있을 것이다. 반사방지 코팅 물질의 흡수 계수는 최소화되어야 하나, 이는 가변적이다. 일 예에서, 두께가 약 70 nm 내지 약 80 nm 인 실리콘 나이트라이드 층이 기판의 전방면 및 후방면에 그리고 비아 벽에 부착될 수 있고, 또 배리어 층, 캡슐화 층, 및/또는 반사방지 층으로서 제공된다. 선택적으로, 제 2 전방면 유전체 반사방지 코팅 층과 같은 반사방지 코팅의 추가적인 층들이 보다 양호한 인덱스 매칭(index matching)을 위해 부착될 수도 있다.
단계(230)에서, 잘 정립된 반도체 프로세싱 방법에 의해서 적절한 반도체 콘택이 형성될 수 있도록, 전극과 같은 콘택, 콘택 윈도우, 배선 채널, 등이 기판의 전방면 및/또는 후방면에 형성된다. 예를 들어, 전방면 및 후방면 콘택이 PV 전지를 위한 기판상에 형성될 수 있고, 다양한 타입의 비아들이 전류 수집 및 전기 전도를 위해 전방면 및 후방면 콘택들을 연결하도록 형성될 수 있다. 그 대신에, 모든 후방 콘택들을 이용하여 전류를 수집하고 전기를 전도할 수 있으며, 그에 따라 PV 전지의 전방면이 빛의 흡수에 이용될 수 있게 하고 성능을 개선할 수 있게 된다.
단계(240)에서, 적절한 배선 메탈라이제이션(wiring metallization) 기술을 이용하여 전류 수집 배선들이 기판의 전방면 및 후방면에 형성될 수 있다. 은이 일반적으로 이용되나, 알루미늄이나 구리 배선이 비용 및 성능상의 이점을 가지며 본 명세서에서 설명되는 프로세스에서 용이하게 구현될 수 있을 것이다.
예로서, 도 3은 본 발명의 예시적인 하나의 기판 프로세싱을 도시하며, 그러한 도면은 전방에서 수집된 전류를 기판(300)의 후방면으로 유동시키는 하나 이상의 비아(302)를 구비하는 하나 이상의 PV 전지(310)으로 프로세싱하기 위해 가상적으로 디자인된 본 발명의 기판(300)을 포함한다. 기판(300)의 가상적 디자인은 또한 배선 배면에 형성되는 전도성 본딩 패드를 위한 여러 위치를 포함할 수 있다. 본드 패드(bond pad)는 하나 이상의 비아(302)와 같은 피쳐들 사이의 전기적 연결을 제공하는데 이용된다. 또한, 가상 PV 전지(310)를 가지는 기판(300)이 기판(300)의 전방면 또는 후방면에 위치되는 가상 PV 전지(310)의 각각에 대한 하나 이상의 콘택 또는 전류 수집 배선(304)을 포함하며, 그에 따라 각 PV 전지(310)가 형성되기에 앞서서 전류 수집 배선(304)이 가상적으로 디자인된다. 또한, 각각의 PV 전지(310)는 하나 이상의 하위(sub)-전지(306)로 가상적으로 디자인될 수 있다. 각 PV 전지(310)가 실제로 형성되었을 때 최대 전력 생성을 위해 최적화되도록, 기 판이 PV 전지(310) 및 하위-전지(306)로 가상적으로 구성된다.
도 3의 예에서, 기판(300)은 총 20 개의 PV 전지를 포함하도록 약 400 mm x 500 mm의 크기를 가질 수 있으며, 각각의 PV 전지는 약 100 mm x 100 mm의 크기를 가질 것이다. 다른 예에서, 기판(300)은 총 4 개의 PV 전지를 포함하도록 약 200 mm x 200 mm의 크기를 가질 수 있으며, 이때 각각의 PV 전지는 약 100 mm x 100 mm의 크기를 가질 것이다. 또 다른 예에서, 기판(300)은 총 6 개의 PV 전지를 포함하도록 약 600 mm x 600 mm의 크기를 가질 수 있으며, 이때 각각의 PV 전지는 약 150 mm x 150 mm의 크기를 가질 것이다. 본 발명의 일 실시예는 각 PV 전지(310)가 형성되기에 앞서서 둘 이상의 PV 전지(310) 및 하위-전지(306)를 수용하기 위한 큰 크기까지 확대된 기판(300)상에 하나 이상의 비아(302)를 패터닝하는 것을 제공한다.
도 2를 참조하면, 단계(250)에서, 다른 타입의 PV 전지에 필요한 추가적인 메탈라이제이션 및 필름 부착이 실시되며, 이때 그러한 추가적인 메탈라이제이션 및 필름 부착은 실험실적인 또는 산업적인 이용을 위해 이용되는 여러가지 용도에 따라 달라질 것이다. 박막 필름 실리콘 전지, PERL(Passivated Emitter Rear Locally diffused (PERL) 전지, PRET(Passivated Emitter Rear Totally diffused) 전지, ZMR(Zone-Melting Recrystallization) 전지, STAR(Surface Texture and enhanced Absorption with a back Reflector) 전지 등을 포함하는 여러 가지 타입의 PV 전지가 솔라 패널의 제조에 바람직할 것이다. 예를 들어, 몇몇 경우에, 기판의 후방면에서 메탈라이제이션 프로세싱을 선택적으로 실시하여 높은 반사율 물 질을 부착할 수도 있을 것이다. 이어서, 그러한 기판은 솔라 모듈 또는 패널로의 제조를 위한 준비 완료 상태가 된다.
단계(260)에서, 예를 들어 배선 판 상에 하나의 또는 다수의 본 발명의 기판을 타일작업함으로써, 전술한 바와 같이 본 발명의 하나 이상의 단계에 의해 프로세싱된 하나 이상의 기판이 배선 후방면상에 정렬되어 솔라 모듈/패널로 제조된다. 배선 판은 PV 모듈 제조에 적합한 어떠한 절연 배선 배면도 될 수 있으며, 예를 들어 적절한 절연 및 배리어 특성을 가지는 플라스틱 필름 상의 두꺼운 금속 필름 또는 금속 호일이 될 수 있다. 일반적으로, 여러가지 확장된 크기를 가지는 실리콘 시트가 다양한 크기의 솔라 패널 및 솔라 모슐로 타일작업될 수 있다. 예를 들어, 크기가 1200 mm x 2000 mm 인 솔라 모듈이 배선 판상에 400 mm x 500 mm 크기의 실리콘 기판을 12개 타일작업하여 형성될 수 있으며; 그 대신에 200 mm x 200 mm 크기의 실리콘 기판을 60개 타일작업하여 형성될 수 있다. 각 실리콘 기판은 먼저 가상적으로 디자인된 하위-전지 및 PV 전지를 원하는 수 만큼 포함할 수 있다.
또한, 배선 배면은 최소한의 저항 손실로 PV 전지들 사이에서 전류를 전도하기 위한 적절한 전도체 패턴을 포함할 수 있다. 배면 전도체 패턴은 각 PV 전지 및 본 발명의 기판에 대한 배선 설계의 가상 디자인과 매칭(match)되도록 디자인된다. 배선 배면 상에 금속 전도체 층을 패터닝하는 것 또는 형성하는 것은 필요한 배선을 생성한다. 배선 패턴은 각각의 최종 PV 전지에 대한 필요 연결부를 반영한다. 배선 전도체 패턴은, 특정 작업 전압 및 전류를 달성하기 위한 최종 솔라 패널의 의도된 용도 및 디자인에 따라서, 임의의 적절한 직렬-병렬 오거나이제이션(organization)/인터커넥션을 포함할 수 있다.
하나의 예가 도시된 도 4는, 각 기판(300)상의 PV 전지(310)가 추후에 제조될 수 있도록, 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세싱된 하나 이상의 기판(300)을 배선 판(400)의 일 측면상에 정렬시킨 것이 도시되어 있다. PV 전지(310)들은 도 4 에서 하나의 기판(300)상에 가상적으로 표시되어 있는데, 이는 그 단계에서 각 PV 전지가 아직 기판상에 형성되지 않았기 때문이다. 하나 또는 그 이상의 기판(300)이, 본 발명의 실시예에 따라, 배선 판(400)의 전방면 및/또는 후방면상에 위치되는 전도체 패턴과 정렬되고 매칭되도록 배치된다. 예를 들어, 배선 판(400)의 후방면은, 도 5에 도시된 바와 같이, 전류 수집을 위해 배선/인터커넥트될 수 있다.
도 5에서, 전도체 패턴은, 예를 들어, 기판이 배선 판(400)상에 정렬되기 전에, 그 후에 또는 그와 동시에 패선 판(400)상에 형성되는 다수의 금속 탭(510) 및 버스 바아(540)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 하나의 예시적인 배선 설계는 배선 판(400)상에 제조된 하나 이상의 네거티브 출력 리드(negative output lead)(520) 및 하나 이상의 포지티브 출력 리드(530)를 가지는 배선 판(400)의 전도체 패턴을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 배선 판(400) 엣지 상의 다수의 출력 리드의 위치가 최적화되고, 예를 들어, 하나 이상의 전압 출력 세트가 단일 패널내에 사용될 수 있다. 전체적인 설계는 배선 저항을 낮추도록 그리고 다양한 전류 출력, 바람직하게는 보다 큰 전류 출력을 제공하도록 여러가지 확장가능한 크기 및 개체수의 PV 전지가 단일 PV 패널에 형성되게 허용한다. 하나 이상의 기판들 중 각각의 기판상에 다수의 PV 전지, 하위-전지의 위치는 전도체 패턴과 정렬되고 매칭되어 배선 저항을 최소화시키고 또 출력 전압을 최적화하여야 한다.
다시 도 2를 참조하면, 단계(270)에서, 하나 이상의 기판, 예를 들어 본 발명의 대형 실리콘 시트가 배선 배면상에 접합되어 솔라 모듈 조립체를 형성할 수 있다. 또한, 배선 판과 PV 전지의 피쳐들 사이의 전기 연결부가 형성된다. 예를 들어, PV 전지의 비아 및 피쳐에 대한 실리콘 시트/기판상에 위치된 본드 패드가 배선 판으로의 접합을 위해 이용될 수 있다.
배선 판에 하나 이상의 기판을 접합하는 것은, 예를 들어 납(Pb)을 이용한 또는 납을 이용하지 않는 납땜(soldering), 에폭시, 열적 어닐링, 초음파 어닐링 등과 같이 반도체 패키징 분야에 공지되어 있는 적절한 기술에 의해 실시될 수 있다. 단계(280)에서, 기계적 강도 및 안정성을 부여하기 위해 솔라 패널 조립체가 추가적인 보호 필름에 접합될 수 있다. 그러한 하나의 예시적인 보호 필름으로서 DuPontTM Tedlar®PVF(poly-vinyl fluoride)가 있다. 전체 구조물을 경량화하면서도 전도체 패턴 및 전기 출력 리드를 환경적 부식 또는 기타 손상으로부터 보호하기 위해, 보호 필름이 배선 배면의 후방면에 접합될 수 있을 것이다.
단계(290)에서, 솔라 패널 조립체상의 개별적인 PV 전지들이 배선 면의 절단 없이 분리 또는 격리된다. 본 발명의 일 측면에서, PV 전지들이 배선 판에 접합된 후에 PV 전지들의 격리가 제공되며, 그에 따라 PV 전지들의 제조 프로세스를 원하는 대로 확장할 수 있어 셀 조립체 제조 비용을 상당히 절감할 수 있게 된다.
몇몇 용도에서 보다 작은 솔라 패널 크기가 요구되는 경우에 탄력적인 해결책을 제공하는 본 발명의 다른 실시예에서, 제조 비용 절감을 위해 솔라 패널을 대형으로 제조하고 배선 판을 원하는 치수로 절단하여 다양한 원하는 크기의 PV 모듈로 배선 및 제조할 수도 있을 것이다.
각 PV 전지가 솔라 패널 조립체상에서 격리된 후에, 테스트를 위해 출력 리드가 추가로 적절히 연결될 수 있고, 또 하나 이상의 솔라 그레이드(solar grade) 접착제를 이용하여 솔라 패널 조립체를 기계적 지지를 위한 적절한 솔라 그레이드 커버 유리에 접합할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 접착제를 이용하여 솔라 패널 조립체를 태양광이 통과하는 유리와 같은 적절한 솔라 패널 지지부에 결합시킬 수 있다. 또한, 솔라 패널 조립체의 용이한 설치 및 환경으로부터의 보호를 위해 솔라 패널 조립체의 엣지를 적절히 밀봉할 필요가 있을 수도 있다. 또한, 본 발명의 하나의 주요한 실시예는 상호 연결된 배선 배면의 큰 전류 취급 용량을 제공하는데, 이는 배선 배면상에 많은 수의 PV 전지를 확대(scale-up) 제조하기 때문이다. 다른 실시예에서, 전류 수집 배선이 배선 배면의 후방면상에 위치될 때, 두꺼운 전방 표면 전도체 또는 전방 콘택에 대한 필요성을 제거하며, 이러한 해결책은 전방 표면 활성 개구부(active aperture)가 최대의 태양광 수집을 위해 최적화될 수 있게 허용한다. 대형 실리콘 시트를 공기 격리(air isolated) PV 전지들로 분리하는 것, 적절한 크기의 PV 전지들로 분리된 전체 솔라 패널 조립체, 및 전류 수집을 위한 후방면 배선/전도체 패턴 등을 포함하는 본 발명의 여러 특징들은, 사용되는 배선 패턴들 및 전류 전도 패턴들에 의한 전력의 저항 손실을 최소화하면서 원하는 작업 전압 및 출력 전류가 달성될 수 있게 보장한다. 또한, 본 발명의 하나의 이점은, 실리콘 기판상에 PV 전지를 확대 형성하는 것이 자동화된 PV 모듈/패널 제조와 양립될 수 있어 대량 생산을 위한 보다 간편하고 효율적인 방식을 제공할 수 있다는 것이다.
작업 중에, 예시적인 확대가능한 PV 전지 및 솔라 패널 제조 설계가 전방면 전류 수집 및 후방면 콘택 및 배선을 이용하여 약 20개의 광전지로 프로세싱될 수 있는 400 mm x 500 mm의 대향 실리콘 시트를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같은 낮은 저항의 접합 및 연결 기술을 이용하여 이러한 대형 실리콘 시트를 인터커넥션 배면상에 타일작업하고 접합함으로써 실리콘 시트들이 솔라 패널로 패키지화된다. 인터커넥션 배면은 PV 전지 제조를 위한 배면 콘택 및 다수의 PV 전지를 위한 실리콘 시트의 격리 패턴과 정렬된 일련의 병렬 배선 패턴을 제공한다.
대형 기판상에 다수의 PV 전지를 타일작업하는 것의 일 예가 Bachrach 등에게 허여되고 Applied Materials, Inc.로 양도된 "Apparatus and Method for Forming a Silicon Film across the Surface of a Glass Substrate,"라는 명칭의 미국 특허 제 6,818,529 에 개시되어 있으며, 그 특허는 본 명세서에서 참조된다. 또한, 이하의 표 1 내지 표 4는 솔라 패널을 제조하기 위해 다수의 PV 전지를 포함하는 다양한 크기의 실리콘 시트의 예시적인 타일작업 및 그들의 결과적인 출력 전력(Watt)을 기재하고 있다.
즉, 표 1은 여러 가지 확장가능한 크기의 실리콘 시트를 이용한 솔라 패널 타일 작업의 예 및 그 결과적인 출력 전력(Watt)를 나타내고, 표 2는 150 mm x 150 mm 실리콘 시트를 이용하여 여러 크기의 솔라 모듈 타일작업의 예 및 그 결과적인 출력 전력(Watt)를 나타내며, 표 3은 200 mm x 200 mm 실리콘 시트를 이용하여 여러 크기의 솔라 모듈 타일작업의 예 및 그 결과적인 출력 전력(Watt)를 나타내며, 표 4는 400 mm x 500 mm 실리콘 시트를 이용하여 여러 크기의 솔라 모듈 타일작업의 예 및 그 결과적인 출력 전력(Watt)를 나타낸다.
Figure 112007073214570-pct00001
Figure 112007073214570-pct00002
Figure 112007073214570-pct00003
Figure 112007073214570-pct00004
이상에서 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명의 기본적인 범위내에서도 본 발명의 다른 추가적인 실시예들을 이해할 수 있을 것이며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의해 결정된다.

Claims (28)

  1. 솔라 모듈 조립체를 제조하기 위한 방법으로서:
    다수의 광전지를 각각 제조하기 위한 하나 이상의 기판을 배선 판에 접합하여 솔라 모듈 조립체를 형성하는 접합 단계;
    상기 솔라 모듈 조립체상의 각각의 개별적인 광전지들을 분리하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 기판의 전방면 및 후방면에 다수의 콘택을 형성하는 단계를 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합 단계가 상기 하나 이상의 기판상에 위치된 본드 패드와 배선 판 사이의 전기적 접합 단계를 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 본드 패드와 배선 판 사이의 전기적 접합 단계가 납(Pb)을 이용한 납땜, 납을 이용하지 않는 납땜(soldering), 에폭시, 열적 어닐링, 초음파 어닐링 및 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기술에 의해 실시되는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합 단계가 보호 필름을 상기 배선 판의 후방면에 접합하는 단계를 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배선 판이 전도체 패턴을 포함하고, 상기 하나 이상의 기판을 배선 판에 접합하는 접합 단계는 상기 하나 이상의 기판을 상기 전도체 패턴과 정렬시키기 위해 상기 하나 이상의 기판을 상기 배선 판상에 정렬시키는 단계를 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기판을 상기 배선 판상에 정렬시키는 단계는 하나 이상의 기판의 각각에 대해 미리 할당된 다수의 가상 광전지를 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기판의 후방면에 다수의 콘택을 형성하는 단계를 더 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기판상에 전류 수집 금속 배선을 형성하는 단계를 더 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 기판상에 다수의 피쳐를 패터닝하는 단계를 더 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 피쳐가 건식 에칭, 습식 에칭, 레이저 드릴링, 화학적 기계적 제트 에칭, 및 그 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 기술에 의해 패터닝되는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배선 판이 금속 호일, 금속 후박 필름, 및 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 제조되는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔라 모듈 조립체상의 상기 개별적인 광전지들의 각각이 배선 판의 절단 없이 분리되는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔라 모듈 조립체를 하나 이상의 보호 필름과 접합하는 단계를 더 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 보호 필름이 Tedlar를 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔라 모듈 조립체를 하나 이상의 접착 층과 접합하고 상기 솔라 모듈 조립체를 솔라 그레이드 커버 유리로 덮는 단계를 더 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기판을 상기 배선 판에 접합하는 접합 단계가 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 포함하는 접착 층을 이용하는 단계를 포함하는
    솔라 패널 조립체 제조 방법.
  18. 솔라 모듈 조립체로서:
    하나 이상의 기판이 접합된 배선 판; 및
    하나 이상의 기판들의 각각에 위치하는 다수의 광전지를 포함하며,
    상기 다수의 광전지가 각 기판상에서 분리되고 격리되기에 앞서서, 하나 이상의 기판이 상기 배선 판상에 접합되는
    솔라 모듈 조립체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 광전지들 사이에서 전류를 전도하기 위한 상기 배선 판 상의 전도체 패턴을 더 포함하는
    솔라 모듈 조립체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 다수의 광전지를 위한 전도체 패턴을 상기 하나 이상의 기판상에 정렬시키기 위해 상기 하나 이상의 기판이 상기 배선 판 상에 정렬되는
    솔라 모듈 조립체.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기판상에 형성된 다수의 콘택을 더 포함하는
    솔라 모듈 조립체.
  22. 솔라 모듈 조립체를 제조하기 위한 방법으로서:
    다수의 광전지를 각각 제조하기 위한 하나 이상의 기판을 전도체 패턴을 포함하는 배선 판 상에 접합하는 접합 단계;
    상기 하나 이상의 기판을 상기 다수의 광전지를 위한 전도체 패턴과 정렬시켜 솔라 모듈 조립체를 형성하기 위해, 상기 하나 이상의 기판을 상기 배선 판 상에 정렬시키는 정렬 단계; 및
    상기 솔라 모듈 조립체 상에서 개별적인 각각의 광전지를 분리하는 단계를 포함하는
    솔라 모듈 조립체 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기판을 정렬하는 정렬 단계는 상기 하나 이상의 기판의 각각에 대해 미리-할당된 다수의 가상 광전지를 더 포함하는
    솔라 모듈 조립체 제조 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기판상에 다수의 콘택을 형성하는 단계를 더 포함하는
    솔라 모듈 조립체 제조 방법.
  25. 솔라 모듈 조립체 제조 방법으로서:
    다수의 피쳐를 하나 이상의 기판상에 패터닝하는 단계;
    상기 하나 이상의 기판상에 다수의 콘택을 형성하는 단계;
    상기 하나 이상의 기판상에 전류 수집 금속 배선을 형성하는 단계;
    다수의 광전지를 각각 제조하기 위한 하나 이상의 기판을 배선 판에 접합하여 솔라 모듈 조립체를 형성하는 접합 단계; 및
    상기 솔라 모듈 조립체 상에서 개별적인 광전지의 각각을 분리하는 단계를 포함하는
    솔라 모듈 조립체 제조 방법.
  26. 삭제
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 솔라 모듈 조립체를 하나 이상의 보호 필름과 접합하는 단계를 더 포함하는
    솔라 모듈 조립체 제조 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 솔라 모듈 조립체를 하나 이상의 접착 층과 접합하고 상기 솔라 모듈 조립체를 솔라 그레이드 커버 유리로 덮는 단계를 더 포함하는
    솔라 모듈 조립체 제조 방법.
KR1020077023419A 2005-03-22 2006-03-09 배선이 개선된 솔라 패널 제조 및 확장형 광전지 KR100973028B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US66432005P 2005-03-22 2005-03-22
US60/664,320 2005-03-22
US11/367,068 US7759158B2 (en) 2005-03-22 2006-03-03 Scalable photovoltaic cell and solar panel manufacturing with improved wiring
US11/367,068 2006-03-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070119684A KR20070119684A (ko) 2007-12-20
KR100973028B1 true KR100973028B1 (ko) 2010-07-30

Family

ID=37024309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077023419A KR100973028B1 (ko) 2005-03-22 2006-03-09 배선이 개선된 솔라 패널 제조 및 확장형 광전지

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7759158B2 (ko)
EP (1) EP1869760A2 (ko)
JP (1) JP2008535216A (ko)
KR (1) KR100973028B1 (ko)
CN (1) CN101204004B (ko)
TW (1) TWI298953B (ko)
WO (1) WO2006101741A2 (ko)

Families Citing this family (102)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7759158B2 (en) * 2005-03-22 2010-07-20 Applied Materials, Inc. Scalable photovoltaic cell and solar panel manufacturing with improved wiring
JP5252472B2 (ja) * 2007-09-28 2013-07-31 シャープ株式会社 太陽電池、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
US8748727B2 (en) 2008-01-18 2014-06-10 Tenksolar, Inc. Flat-plate photovoltaic module
US8212139B2 (en) * 2008-01-18 2012-07-03 Tenksolar, Inc. Thin-film photovoltaic module
US8933320B2 (en) 2008-01-18 2015-01-13 Tenksolar, Inc. Redundant electrical architecture for photovoltaic modules
WO2009094651A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Jacobs Gregory F Photovoltaic arrays, systems and roofing elements having parallel-series wiring architectures
JP5436805B2 (ja) * 2008-07-04 2014-03-05 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
US20100037933A1 (en) 2008-08-12 2010-02-18 Harold John Hovel Solar cell panels and method of fabricating same
KR101065752B1 (ko) * 2008-08-19 2011-09-19 주식회사 티지솔라 태양전지모듈 및 그 제조방법
DE102008046329A1 (de) * 2008-08-29 2010-03-04 Schmid Technology Systems Gmbh Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Solarzellen und Verbund aus mehreren Solarzellen
FR2939162A1 (fr) * 2008-12-01 2010-06-04 Saint Gobain Toiture solaire
EP2380207A4 (en) * 2009-01-22 2012-07-11 Du Pont POLY (VINYL BUTYRAL) -APPLICATION FUEL WITH CHELATINES FOR SOLAR CELL MODULES
US8664515B2 (en) * 2009-03-16 2014-03-04 National Cheng Kung University Solar concentrator
TWI475709B (zh) * 2009-03-31 2015-03-01 Xiaolin Sha 新型太陽能薄膜封裝生產工藝
CN104952943B (zh) * 2009-04-21 2017-07-18 泰特拉桑有限公司 高效率太阳能电池结构及制造方法
JP5242499B2 (ja) * 2009-05-25 2013-07-24 シャープ株式会社 太陽電池モジュールおよびその製造方法、ならびに当該太陽電池モジュールを搭載した電子機器
JP2010278358A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Nitto Denko Corp フレームレス太陽電池モジュール端部用粘着シール材、フレームレス太陽電池モジュールおよびその端部のシール構造
US9537032B2 (en) * 2009-06-02 2017-01-03 Solarcity Corporation Low-cost high-efficiency solar module using epitaxial Si thin-film absorber and double-sided heterojunction solar cell with integrated module fabrication
EP2911263A3 (en) 2009-06-15 2015-10-14 Tenksolar, Inc. Illumination agnostic solar panel
KR101072073B1 (ko) * 2009-06-30 2011-10-10 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치
KR102017558B1 (ko) * 2009-09-18 2019-09-03 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 태양전지, 그 제조방법 및 태양전지 모듈
US9012766B2 (en) 2009-11-12 2015-04-21 Silevo, Inc. Aluminum grid as backside conductor on epitaxial silicon thin film solar cells
KR101011025B1 (ko) * 2009-11-24 2011-01-28 주식회사 에프씨티 태양전지 미니모듈 및 태양전지 미니모듈 제조방법
JPWO2011065185A1 (ja) * 2009-11-27 2013-04-11 富士通株式会社 熱電変換モジュール及びその製造方法
KR101627377B1 (ko) * 2009-12-09 2016-06-03 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
US9773933B2 (en) 2010-02-23 2017-09-26 Tenksolar, Inc. Space and energy efficient photovoltaic array
SG183430A1 (en) 2010-03-19 2012-09-27 Solutia Inc Photovoltaic module with stabilized polymer
WO2011119910A2 (en) 2010-03-26 2011-09-29 Tetrasun, Inc. Shielded electrical contact and doping through a passivating dielectric layer in a high-efficiency crystalline solar cell, including structure and methods of manufacture
US9214576B2 (en) 2010-06-09 2015-12-15 Solarcity Corporation Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
US9299861B2 (en) 2010-06-15 2016-03-29 Tenksolar, Inc. Cell-to-grid redundandt photovoltaic system
WO2012015392A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Alliance For Sustainable Energy, Llc Solar energy systems
CN103155172B (zh) 2010-08-10 2016-04-06 腾克太阳能公司 高效太阳能电池阵列
US9773928B2 (en) 2010-09-10 2017-09-26 Tesla, Inc. Solar cell with electroplated metal grid
US8561878B2 (en) * 2010-09-27 2013-10-22 Banyan Energy, Inc. Linear cell stringing
US9800053B2 (en) 2010-10-08 2017-10-24 Tesla, Inc. Solar panels with integrated cell-level MPPT devices
US8604330B1 (en) 2010-12-06 2013-12-10 4Power, Llc High-efficiency solar-cell arrays with integrated devices and methods for forming them
AU2012229161A1 (en) 2011-03-11 2013-09-26 Avery Dennison Corporation Sheet assembly with aluminum based electrodes
US9054256B2 (en) 2011-06-02 2015-06-09 Solarcity Corporation Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application
US20140167677A1 (en) * 2011-07-13 2014-06-19 Harold E. Voelkner Long-lasting, high power density and flexible photovoltaic (pv) crystalline cell panel, a method for manufacturing the solar panel and integrated solar power generation and supply system
TWI478361B (zh) 2011-10-20 2015-03-21 Au Optronics Corp 太陽能電池模組
US9293619B2 (en) 2011-11-20 2016-03-22 Solexel, Inc. Smart photovoltaic cells and modules
US10181541B2 (en) 2011-11-20 2019-01-15 Tesla, Inc. Smart photovoltaic cells and modules
US20130153015A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for forming solar cells
TWI497731B (zh) 2011-12-15 2015-08-21 Au Optronics Corp 太陽能電池及太陽能發電模組
WO2013115851A1 (en) 2012-02-03 2013-08-08 Avery Dennison Corporation Laser patterning of photovoltaic backsheet
ES2438441B1 (es) * 2012-06-14 2014-10-22 Onyx Solar Energy, S.L. Suelo transitable fotovoltáico.
AU2013326971B2 (en) 2012-10-04 2016-06-30 Tesla, Inc. Photovoltaic devices with electroplated metal grids
US9865754B2 (en) 2012-10-10 2018-01-09 Tesla, Inc. Hole collectors for silicon photovoltaic cells
US9281436B2 (en) 2012-12-28 2016-03-08 Solarcity Corporation Radio-frequency sputtering system with rotary target for fabricating solar cells
US10074755B2 (en) 2013-01-11 2018-09-11 Tesla, Inc. High efficiency solar panel
US9412884B2 (en) 2013-01-11 2016-08-09 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US9219174B2 (en) 2013-01-11 2015-12-22 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US10784815B2 (en) 2013-04-13 2020-09-22 Sigmagen, Inc. Solar photovoltaic module remote access module switch and real-time temperature monitoring
DE102013103837A1 (de) * 2013-04-16 2014-10-16 Teamtechnik Maschinen Und Anlagen Gmbh Aufbringen von Leitkleber auf Solarzellen
US20150101761A1 (en) * 2013-05-12 2015-04-16 Solexel, Inc. Solar photovoltaic blinds and curtains for residential and commercial buildings
US9624595B2 (en) 2013-05-24 2017-04-18 Solarcity Corporation Electroplating apparatus with improved throughput
US9666739B2 (en) * 2013-06-28 2017-05-30 Sunpower Corporation Photovoltaic cell and laminate metallization
US9178104B2 (en) 2013-12-20 2015-11-03 Sunpower Corporation Single-step metal bond and contact formation for solar cells
CN112349794B (zh) * 2013-12-20 2023-07-14 太阳能公司 太阳能电池的金属结合部和触点的单步形成
US9653638B2 (en) 2013-12-20 2017-05-16 Sunpower Corporation Contacts for solar cells formed by directing a laser beam with a particular shape on a metal foil over a dielectric region
TW201547181A (zh) 2014-03-12 2015-12-16 Gtat Corp 具有可撓性電路之光伏打模組
US9231129B2 (en) * 2014-03-28 2016-01-05 Sunpower Corporation Foil-based metallization of solar cells
JP1676513S (ko) * 2014-05-27 2021-01-12
US10309012B2 (en) 2014-07-03 2019-06-04 Tesla, Inc. Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing
US9147875B1 (en) * 2014-09-10 2015-09-29 Cellink Corporation Interconnect for battery packs
US10211443B2 (en) 2014-09-10 2019-02-19 Cellink Corporation Battery interconnects
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
US9620661B2 (en) 2014-12-19 2017-04-11 Sunpower Corporation Laser beam shaping for foil-based metallization of solar cells
US20160226438A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Solaria Corporation Solar module with diode device for shading
US20160226439A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Solaria Corporation Solar module with diode device for shading
US9947822B2 (en) 2015-02-02 2018-04-17 Tesla, Inc. Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells
US9466777B2 (en) 2015-02-03 2016-10-11 Cellink Corporation Systems and methods for combined thermal and electrical energy transfer
US9673341B2 (en) 2015-05-08 2017-06-06 Tetrasun, Inc. Photovoltaic devices with fine-line metallization and methods for manufacture
US20160380127A1 (en) 2015-06-26 2016-12-29 Richard Hamilton SEWELL Leave-In Etch Mask for Foil-Based Metallization of Solar Cells
US9761744B2 (en) 2015-10-22 2017-09-12 Tesla, Inc. System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer
US10804422B2 (en) 2015-12-01 2020-10-13 Sunpower Corporation Multi-operation tool for photovoltaic cell processing
US9842956B2 (en) 2015-12-21 2017-12-12 Tesla, Inc. System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures
US9496429B1 (en) 2015-12-30 2016-11-15 Solarcity Corporation System and method for tin plating metal electrodes
CN105515504B (zh) * 2016-01-26 2017-11-14 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种离散聚光型太阳能电池板
US11424373B2 (en) 2016-04-01 2022-08-23 Sunpower Corporation Thermocompression bonding approaches for foil-based metallization of non-metal surfaces of solar cells
US10115838B2 (en) 2016-04-19 2018-10-30 Tesla, Inc. Photovoltaic structures with interlocking busbars
US10290763B2 (en) 2016-05-13 2019-05-14 Sunpower Corporation Roll-to-roll metallization of solar cells
US9882071B2 (en) 2016-07-01 2018-01-30 Sunpower Corporation Laser techniques for foil-based metallization of solar cells
USD810675S1 (en) * 2016-08-12 2018-02-20 Solaria Corporation Solar cell article
USD815029S1 (en) * 2016-08-12 2018-04-10 Solaria Corporation Solar cell article
USD817264S1 (en) * 2016-08-12 2018-05-08 Solaria Corporation Solar cell article
USD815028S1 (en) * 2016-08-12 2018-04-10 Solaria Corporation Solar cell article
USD810676S1 (en) * 2016-08-12 2018-02-20 Solaria Corporation Solar cell article
CN106784137B (zh) * 2016-11-30 2019-07-09 浙江晶科能源有限公司 一种电池片pn结边缘隔离的装置和方法
TWI628909B (zh) * 2016-12-21 2018-07-01 財團法人工業技術研究院 具可擴充性的太陽能電池次模組
US11908958B2 (en) 2016-12-30 2024-02-20 Maxeon Solar Pte. Ltd. Metallization structures for solar cells
US10672919B2 (en) 2017-09-19 2020-06-02 Tesla, Inc. Moisture-resistant solar cells for solar roof tiles
JP2019080007A (ja) * 2017-10-26 2019-05-23 シャープ株式会社 太陽電池モジュール、配線シートおよびその製造方法
US11190128B2 (en) 2018-02-27 2021-11-30 Tesla, Inc. Parallel-connected solar roof tile modules
WO2019195804A1 (en) 2018-04-06 2019-10-10 Sunpower Corporation Laser assisted metallization process for solar cell circuit formation
WO2019195803A1 (en) 2018-04-06 2019-10-10 Sunpower Corporation Laser assisted metallization process for solar cell fabrication
US11362234B2 (en) 2018-04-06 2022-06-14 Sunpower Corporation Local patterning and metallization of semiconductor structures using a laser beam
AU2019249270A1 (en) 2018-04-06 2020-11-05 Maxeon Solar Pte. Ltd. Laser assisted metallization process for solar cell stringing
CN112534589A (zh) 2018-04-06 2021-03-19 太阳能公司 使用激光束对半导体结构进行局部图案化和金属化
CN111277033A (zh) * 2020-03-04 2020-06-12 上海钧正网络科技有限公司 发电模块、发电装置和控制方法
DE102020203510A1 (de) 2020-03-19 2021-09-23 NICE Solar Energy GmbH Dünnschichtsolarmodul und Herstellungsverfahren
KR20230160239A (ko) 2021-03-24 2023-11-23 셀링크 코포레이션 다층 가요성 배터리 인터커넥트 및 이의 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06151932A (ja) * 1992-10-30 1994-05-31 Kyocera Corp 太陽電池モジュール及びその製造方法
KR19990067755A (ko) * 1998-01-06 1999-08-25 미따라이 하지메 태양 전지 모듈 및 태양 전지 일체형 외장체
JP2004040034A (ja) * 2002-07-08 2004-02-05 Hitachi Cable Ltd 光電変換素子モジュール
US20050125983A1 (en) * 2003-06-20 2005-06-16 Hidekazu Uehara Method of manufacturing axis seals, axis seals, axis seal members and rotary machine using axis seals

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5365093A (en) * 1976-11-24 1978-06-10 Toshiba Corp Production of semiconductor solar power generator
US4461922A (en) * 1983-02-14 1984-07-24 Atlantic Richfield Company Solar cell module
US4542257A (en) * 1984-04-27 1985-09-17 Hughes Aircraft Company Solar cell array panel and method of manufacture
US5125983A (en) * 1991-04-22 1992-06-30 Electric Power Research Institute, Inc. Generating electric power from solar radiation
US5460659A (en) * 1993-12-10 1995-10-24 Spectrolab, Inc. Concentrating photovoltaic module and fabrication method
US5478402A (en) * 1994-02-17 1995-12-26 Ase Americas, Inc. Solar cell modules and method of making same
US5476553A (en) * 1994-02-18 1995-12-19 Ase Americas, Inc. Solar cell modules and method of making same
JPH0823116A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Sunstar Eng Inc 太陽電池モジュールとその製造方法
US5716459A (en) * 1995-12-13 1998-02-10 Hughes Aircraft Company Monolithically integrated solar cell microarray and fabrication method
FR2743193B1 (fr) * 1996-01-02 1998-04-30 Univ Neuchatel Procede et dispositif de depot d'au moins une couche de silicium hydrogene microcristallin ou nanocristallin intrinseque, et cellule photovoltaique et transistor a couches minces obtenus par la mise en oeuvre de ce procede
US6552414B1 (en) * 1996-12-24 2003-04-22 Imec Vzw Semiconductor device with selectively diffused regions
TW366153U (en) 1997-12-29 1999-08-01 Inventec Corp Recharge using solar energy recharging type together
JP4208281B2 (ja) * 1998-02-26 2009-01-14 キヤノン株式会社 積層型光起電力素子
US6262358B1 (en) * 1999-02-18 2001-07-17 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell module and solar cell panel using the same
JP2001210849A (ja) * 2000-01-24 2001-08-03 Sumitomo Wiring Syst Ltd 太陽電池パネル用のコネクタ
DE10020541A1 (de) * 2000-04-27 2001-11-08 Univ Konstanz Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und Solarzelle
JP2002057351A (ja) * 2000-08-15 2002-02-22 Shin Etsu Handotai Co Ltd 太陽電池セルの製造方法および太陽電池セル
US6395972B1 (en) * 2000-11-09 2002-05-28 Trw Inc. Method of solar cell external interconnection and solar cell panel made thereby
DE10107600C1 (de) * 2001-02-17 2002-08-22 Saint Gobain Verfahren zum Betreiben eines photovoltaischen Solarmoduls und photovoltaischer Solarmodul
US6498290B1 (en) * 2001-05-29 2002-12-24 The Sun Trust, L.L.C. Conversion of solar energy
JP2002368247A (ja) * 2001-06-01 2002-12-20 Canon Inc 太陽電池構造体、太陽電池アレイ及び太陽光発電システム
US20030000568A1 (en) * 2001-06-15 2003-01-02 Ase Americas, Inc. Encapsulated photovoltaic modules and method of manufacturing same
US6815788B2 (en) * 2001-08-10 2004-11-09 Hitachi Cable Ltd. Crystalline silicon thin film semiconductor device, crystalline silicon thin film photovoltaic device, and process for producing crystalline silicon thin film semiconductor device
TW536063U (en) 2002-01-11 2003-06-01 Sino American Silicon Product Solar energy photoelectric module
US6844568B2 (en) * 2002-04-25 2005-01-18 Kyocera Corporation Photoelectric conversion device and manufacturing process thereof
US7759158B2 (en) * 2005-03-22 2010-07-20 Applied Materials, Inc. Scalable photovoltaic cell and solar panel manufacturing with improved wiring

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06151932A (ja) * 1992-10-30 1994-05-31 Kyocera Corp 太陽電池モジュール及びその製造方法
KR19990067755A (ko) * 1998-01-06 1999-08-25 미따라이 하지메 태양 전지 모듈 및 태양 전지 일체형 외장체
JP2004040034A (ja) * 2002-07-08 2004-02-05 Hitachi Cable Ltd 光電変換素子モジュール
US20050125983A1 (en) * 2003-06-20 2005-06-16 Hidekazu Uehara Method of manufacturing axis seals, axis seals, axis seal members and rotary machine using axis seals

Also Published As

Publication number Publication date
US20060213548A1 (en) 2006-09-28
TW200642102A (en) 2006-12-01
TWI298953B (en) 2008-07-11
KR20070119684A (ko) 2007-12-20
WO2006101741A3 (en) 2007-11-01
CN101204004B (zh) 2013-02-20
EP1869760A2 (en) 2007-12-26
CN101204004A (zh) 2008-06-18
US7759158B2 (en) 2010-07-20
WO2006101741A2 (en) 2006-09-28
JP2008535216A (ja) 2008-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100973028B1 (ko) 배선이 개선된 솔라 패널 제조 및 확장형 광전지
US20200279967A1 (en) Solar cell having a plurality of sub-cells coupled by a metallization structure
US9911875B2 (en) Solar cell metallization
US20170229591A1 (en) Systems and methods for monolithically isled solar photovoltaic cells and modules
US8975506B2 (en) Solar cell module and photovoltaic power generator using the same
US6441297B1 (en) Solar cell arrangement
CN105917472B (zh) 高效率太阳能面板
US20180019349A1 (en) Gridless photovoltaic cells and methods of producing a string using the same
US20150155398A1 (en) Photovoltaic monolithic solar module connection and fabrication methods
CN103999238A (zh) 通过薄单晶外延硅器件的光伏模组的制造
US20180013023A1 (en) Shade management of solar cells and solar cell regions
US20230044021A1 (en) Solar cells having junctions retracted from cleaved edges
JP2020509596A (ja) こけら板状ソーラーモジュールを製造する方法
KR20200101832A (ko) 버스 바가 없는 슁글드 어레이 태양 전지 및 태양광 모듈을 제조하는 방법
JP4953562B2 (ja) 太陽電池モジュール
US20160190365A1 (en) Photovoltaic solar module metallization and shade management connection and fabrication methods
KR20160094930A (ko) 모놀리식 태양 전지 어레이 및 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee