KR101190751B1 - 태양 전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지의 한 예는 기판, 상기 기판에 위치하고 상기 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부, 상기 에미터부에 연결되어 있는 제1 전극, 상기 기판에 연결되어 있는 제2 전극, 그리고 상기 제2 전극과 연결되어 있는 버스바를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 제2 전극으로 에워싸여 있고, 상기 버스바가 위치하지 않는 복수의 제1 개구부를 구비한다. 제2 전극에 형성된 복수의 제1 개구부에 의해 제2 전극에 의한 태양 전지의 휨 현상이 감소하여, 태양 전지의 불량율 발생이 줄어든다.

Description

태양 전지{SOLAR CELL}

본 발명은 태양 전지에 관한 것이다.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.

일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.

이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 전자와 정공이 생성되고, p-n 접합에 의해 생성된 전하는 n형과 p형 반도체로 각각 이동하므로, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지의 불량율을 감소시키기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 기판, 상기 기판에 위치하고 상기 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부, 상기 에미터부에 연결되어 있는 제1 전극, 상기 기판에 연결되어 있는 제2 전극, 그리고 상기 제2 전극과 연결되어 있는 버스바를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 제2 전극으로 에워싸여 있고, 상기 버스바가 위치하지 않는 복수의 제1 개구부를 구비한다.

상기 복수의 제1 개구부는 상기 기판의 일부를 드러낼 수 있다.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 복수의 제1 개구부 중 동일한 방향으로 배치되어 있는 제1 개구부를 따라서 뻗어 있는 적어도 하나의 보조 전극을 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 보조 전극은 상기 제1 전극과 다른 방향으로 뻗어 있고, 상기 버스바와 연결될 수 있다.

상기 적어도 하나의 보조 전극은 상기 버스바와 동일한 재료로 이루어질 수 있다.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 제2 전극은 스트라이프 형상으로 뻗어 있고 상기 복수의 제1 개구부와 이격되어 있는 적어도 하나의 제2 개구부를 더 포함할 수 있고, 상기 버스바는 상기 적어도 하나의 제2 개구부에 위치할 수 있다.

상기 복수의 제1 개구부 각각의 최대 길이는 상기 적어도 하나의 제2 개구부의 최대 길이보다 작은 것이 좋다.

상기 버스바는 일체로 이루어지고 정해진 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 가질 수 있다.

상기 버스바는 서로 이격되어 있고 정해진 방향으로 배치되어 있는 복수의 도전체를 구비할 수 있다.

상기 제2 전극의 일부와 상기 버스바의 일부는 중첩될 수 있다.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 복수의 제1 개구부 중 동일한 방향으로 배치되어 있는 제1 개구부를 따라서 뻗어 있고, 상기 기판과 접해 있는 적어도 하나의 보조 전극을 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 제1 개구부는 상기 적어도 하나의 보조 전극의 일부를 드러낼 수 있다.

상기 버스바는 상기 적어도 하나의 보조 전극과 연결되어 있을 수 있다.

이러한 특징에 따르면, 기판과 연결된 제2 전극에 형성된 복수의 제1 개구부에 의해 제2 전극에 의한 태양 전지의 휨 현상이 감소하여, 태양 전지의 불량율 발생이 줄어든다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3의 (a)와 (b)는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 후면의 한 예에 대한 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 후면의 다른 예에 대한 개략적인 평면도로서, 도 4의 (a)는 기판의 후면에 후면 전극 형성 후 태양 전지의 후면에 대한 개략적인 평면도이고, 도 4의 (b)는 후면 전극 형성 후, 후면 버스바와 보조 전극이 형성된 다음 태양 전지의 후면에 대한 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 후면의 또 다른 예에 대한 개략적인 평면도로서, 도 5의 (a)는 기판의 후면에 후면 버스바와 보조 전극 형성 후 태양 전지의 후면에 대한 개략적인 평면도이고, 도 5의 (b)는 후면 버스바와 보조 전극 형성 후, 후면 전극이 형성된 다음 태양 전지의 후면에 대한 개략적인 평면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(11)는 기판(110), 빛이 입사되는 기판(110)의 면인 입사면[이하, '전면(front surface)'라 함]에 위치한 에미터부(emitter region)(121), 에미터부(121) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 에미터부(121) 위에 위치하고 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 전극(141)과 연결된 적어도 하나의 전면 버스바(142)를 구비한 전면 전극부(140), 입사면의 반대쪽 면인 기판(110)의 면[이하, '후면(back surface)'라 함]에 위치하는 후면 전계부(back surface field region)(172), 그리고 후면 전계부(172) 위와 기판(110) 위에 위치하고 후면 전극(151)과 후면 전극(151)과 연결된 적어도 하나의 후면 버스바(152)를 구비한 후면 전극부(150)를 구비한다.

기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘(silicon)과 같은 반도체로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 반도체는 다결정 실리콘 또는 단결정 실리콘과 같은 결정질 반도체이다.

기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑된다.

이러한 기판(110)의 전면은 텍스처링(texturing)되어 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 가질 수 있다. 이 경우, 기판(110)의 전면에 위치하는 반사 방지부(130) 역시 텍스처링 표면을 가질 수 있다.

이와 같이, 기판(110)의 전면이 텍스처링 표면을 가질 경우, 기판(110)의 표면적이 증가하여 빛의 입사 면적이 증가하고 기판(110)에 의해 반사되는 빛의 양이 감소하므로, 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가한다.

이러한 기판(110)에 빛이 입사되면, 입사된 빛의 에너지로 인해 전자와 정공이 발생하게 된다.

기판(110)에 위치한 에미터부(121)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물부이다. 따라서 기판(110)의 제1 도전성 타입 부분과 p-n 접합을 이룬다.

이러한 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자와 정공 중 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 p형이고 에미터부(121)가 n형일 경우, 정공은 기판(110) 쪽으로 이동하고 전자는 에미터부(121) 쪽으로 이동한다.

에미터부(121)는 기판(110), 즉 기판(110)의 제1 도전성 타입과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 전자는 기판(110)쪽으로 이동하고 정공은 에미터부(121)쪽으로 이동한다.

에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 에미터부(121)가 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의의 불순물이 도핑될 수 있다.

도 1 및 도 2에서, 기판(110)의 후면 일부, 예를 들어, 후면 버스바(152)와 바로 접하고 있는 기판(110)의 후면 부분에 에미터부(121)가 존재하지만, 이에 한정되지 않고 기판(110)의 후면에 에미터부(121)는 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, 에미터부(121) 형성 시 기판(110)의 후면에 에미터부(121)를 형성하지 않을 경우, 또는 후면 전극부(150)를 형성하기 전에 기판(110)의 후면에 형성된 에미터부(121)를 제거할 경우, 기판(110)의 후면에는 에미터부(121)가 존재하지 않는다.

에미터부(121) 위에 위치한 반사 방지부(130)는 투명한 물질로 이루어져 있고, 예를 들어, 수소화된 실리콘 질화막(SiNx), 수소화된 실리콘 산화막(SiOx), 또는 수소화된 실리콘 산화 질화막(SiOxNy) 등으로 이루어진다.

반사 방지부(130)는 태양 전지(11)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(11)의 효율을 높인다.

또한 반사 방지부(130)를 형성할 때 주입된 수소(H) 등을 통해 반사 방지부(130)는 기판(110)의 표면 및 그 근처에 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸어 결함에 의해 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 소멸되는 것을 감소시키는 패시베이션 기능(passivation function)을 수행한다. 따라서 결함에 의해 기판(110)의 표면 및 그 부근에서 손실되는 전하의 양이 감소하므로, 태양 전지(11)의 효율은 향상된다.

본 실시예에서, 반사 방지부(130)은 단일막 구조를 갖지만 이중막과 같은 다층막 구조를 가질 수 있고, 필요에 따라 생략될 수 있다.

복수의 전면 전극부(140)의 복수의 전면 전극(141)은 에미터부(121)와 연결되어 있고, 서로 이격되어 정해진 방향으로 나란히 뻗어있다. 복수의 전면 전극(141)은 에미터부(121) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집한다.

복수의 전면 전극부(140)의 전면 버스바(142)는 에미터부(121)와 연결되어 있고, 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 방향으로 나란하게 뻗어 있다.

이때, 전면 버스바(142)는 복수의 전면 전극(141)과 동일 층에 위치하여 각 전면 전극(141)과 교차하는 지점에서 해당 전면 전극(141)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.

따라서, 도 1에 도시한 것처럼, 복수의 전면 전극(141)은 가로 또는 세로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 갖고, 전면 버스바(142)는 세로 또는 가로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있어, 전면 전극부(140)는 기판(110)의 전면에 격자 형태로 위치한다.

각 전면 버스바(142)는 에미터부(121)로부터 이동하는 전하(예, 전자)뿐만 아니라 교차하는 복수의 전면 전극(141)에 의해 수집된 전하를 모아서 원하는 방향으로 이동시켜야 되므로, 각 전면 버스바(142)의 폭은 각 전면 전극(141)의 폭보다 크다.

전면 버스바(142)는 외부 장치와 연결되어, 수집된 전하를 외부 장치로 출력한다.

복수의 전면 전극(141)과 전면 버스바(142)를 구비한 전면 전극부(140)는 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전 물질로 이루어져 있다.

도 1에서, 기판(110)에 위치하는 전면 전극(141)과 전면 버스바(142)의 개수는 한 예에 불과하고, 경우에 따라 변경 가능하다.

후면 전계부(172)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역이다.

이러한 기판(110)의 제1 도전성 영역과 후면 전계부(172)간의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이로 인해, 정공의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로 전자 이동은 방해되는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동은 좀더 용이해진다. 따라서, 후면 전계부(172)는 기판(110)의 후면 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 원하는 전하(예, 정공)의 이동을 가속화시켜 후면 전극부(150)로의 전하 이동량을 증가시킨다.

후면 전극부(150)의 후면 전극(151)은 기판(110)의 후면에 위치한 후면 전계부(172)와 접촉하고 있고, 후면 버스바(152)가 위치한 부분을 제외하면 실질적으로 기판(110)의 후면 전체에 위치한다. 대안적인 예에서, 후면 전극(151)은 기판(110) 후면의 가장자리 부분에 위치하지 않을 수 있다.

후면 전극(151)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질을 함유하고 있다.

이러한 후면 전극(151)은 후면 전계부(172)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다.

이때, 후면 전극(151)이 기판(110)보다 높은 불순물 농도를 갖는 후면 전계부(172)와 접촉하고 있으므로, 기판(110), 즉 후면 전계부(172)와 후면 전극(151) 간의 접촉 저항이 감소하여 기판(110)으로부터 후면 전극(151)으로의 전하 전송 효율이 향상된다.

도 3의 (a)에 도시한 것처럼, 본 예에 따른 후면 전극(151)은 후면 전극(151) 중간 부분에 위치하여 후면 전극(151)으로 에워싸여 있고 기판(110)의 후면을 드러내는 복수의 개구부(181)를 구비하고 있다. 이러한 후면 전극(151)은 도 3의 (a)에 도시한 것처럼, 기판(110)의 후면 가장 자리 부분에는 위치하지 않지만, 이에 한정되지 않는다.

도 3의 (a)에서 각 개구부(181)는 직사각형과 같은 사각형 형상을 갖고 있지만, 이와는 달리 타원형이나 원형 형상을 가질 수 있고 또한 삼각형이나 오각형 등과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 또한, 개구부(181)은 일정한 간격으로 형성되거나 불규칙한 간격으로 형성될 수 있다.

이로 인해, 가장 자리 부분과 후면 버스바(152)의 형성 위치를 제외한 기판(110)의 후면 전체면에 후면 전극(151)이 위치하는 경우와 비교할 때, 본 예의 태양 전지(11)는 기판(110)의 후면 중간 중간에 후면 전극(151)이 위치하지 않은 부분(181)이 존재한다. 따라서, 기판(110)의 중간 부분에 후면 전극(151)이 존재하지 않은 개구부(181)에 의해 기판(110) 바로 위에 위치하는 후면 전극(151)에 의한 장력(tension)이 차단되어, 후면 전극(151)에 의한 태양 전지(11)의 휨(bowing) 현상이 줄어든다. 따라서, 태양 전지(11)의 휨 현상에 의해 태양 전지(11)가 파손되거나 정상적인 동작을 수행할 수 없는 불량품의 발생이 감소한다.

복수의 후면 버스바(152)는 후면 전극(151)이 위치하지 않는 기판(110)의 후면 위에 위치하며 인접한 후면 전극(151)과 연결되어 있다. 이때, 복수의 후면 버스바(152)과 후면 전극(151)은 기판(110)의 후면에서 동일 층에 위치하고 있다.

이러한 복수의 후면 버스바(152)는 복수의 전면 버스바(142)와 유사하게, 후면 전극(151)으로부터 전달되는 전하를 수집한다.

복수의 후면 버스바(152) 역시 외부 장치와 연결되어, 복수의 후면 버스바(152)에 의해 수집된 전하(예, 정공)는 외부 장치로 출력된다.

이러한 복수의 후면 버스바(152)는 후면 전극(151)보다 양호한 전도도를 갖는 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 후면 전극(151)과는 달리 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질을 함유한다.

이러한 후면 버스바(152)는 도 3의 (a)에 도시한 것처럼, 전면 버스바(142)의 연장 방향과 같은 방향으로 서로 이격되어 나란히 뻗어 있다. 이때, 복수의 후면 버스바(152)는 기판(110)을 중심으로 복수의 전면 버스바(141)와 대응되게 마주본다. 본 예에서, 후면 버스바(152)의 개수는 전면 버스바(142)의 개수와 동일하다.

각 후면 버스바(152)는 도 3의 (a)에 도시한 것처럼, 일체로 형성되어 끊김 없이 해당 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있지만, 도 3의 (b)에 도시한 거처럼, 다른 예에서, 각 후면 버스바(152)는 서로 이격되어 있는 복수의 도전체(52)로 이루어져 있다. 이때, 복수의 도전체(52) 각각은 직사각형과 같은 사각형 형상을 갖고 있지만 이와는 달리 삼각형 형상, 타원형 형상 또는 원형 형상과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다.

이럴 경우, 복수의 도전체(52) 사이에는 후면 전극(151)이 위치한다. 이처럼, 각 후면 버스바(152)가 복수의 도전체(52)로 이루어져 있을 경우, 후면 버스바(152)의 형성 면적이 감소한다. 따라서, 은(Ag)과 같이 후면 전극(151)보다 비싼 재료로 이루어진 후면 버스바(152)의 형성 위치가 감소하므로, 태양 전지(11)의 제조 비용이 절감된다.

이때, 후면 전극(151) 내에 위치하여 복수의 개구부(181)에는 후면 버스바(152)가 위치하지 않아, 복수의 개구부(181)를 통해 기판(110)의 후면이 드러난다.

도 3의 경우, 복수의 후면 버스바(152)는 인접한 후면 전극(151)과 접해 있어 서로 연결되어 있지만, 인접한 후면 전극(151)과 중첩한 부분은 구비하고 있지 않다.

하지만, 대안적인 예에서, 각 후면 버스바(152)의 가장 자리는 인접한 후면 전극(151)과 일부 중첩될 수 있다. 예를 들어, 후면 버스바(152)를 형성한 후, 후면 전극(151)을 형성할 경우, 후면 버스바(152)의 가장 자리 부분 위에 인접한 후면 전극(151)의 일부가 중첩되고, 반대로 후면 전극(151)을 형성한 후, 후면 버스바(152)를 형성할 경우, 후면 전극(151)의 가장 자리 부분 위에 인접한 후면 버스바(152)의 일부가 중첩된다. 이와 같은 후면 전극(151)과 후면 버스바(152)가 중첩되어 있으므로, 후며 전극(151)과 후면 버스바(152)와의 접촉 면적이 증가하여 후면 전극(151)에서 후면 버스바(152)로 이동하는 전하의 양이 좀더 증가한다.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(11)의 동작은 다음과 같다.

태양 전지(11)로 빛이 조사되어 반사 방지부(130)를 통해 반도체부인 에미터부(121)와 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체부에서 전자와 정공이 발생한다. 이때, 반사 방지부(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가한다.

이들 전자와 정공은 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해 예를 들어, n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)과 p형의 도전성 타입을 갖는 기판(110) 쪽으로 각각 이동한다. 이처럼, 에미터부(121) 쪽으로 이동한 전자는 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 버스바(142)에 의해 수집되어 복수의 전면 버스바(142)를 따라 이동하고, 기판(110) 쪽으로 이동한 정공은 인접한 후면 전극(151)와 복수의 후면 버스바(152)에 의해 수집되어 복수의 후면 버스바(152)를 따라 이동한다. 이러한 전면 버스바(142)와 후면 버스바(152)를 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.

가장 자리 부분을 제외한 기판(110)의 부분에 후면 전극(151)과 후면 버스바(152)가 존재하지 않은 복수의 개구부(181)가 존재한다. 따라서, 가장 자리 부분과 후면 버스바(152)가 위치한 부분을 제외한 기판(110)의 후면 전체에 후면 전극(151)이 형성될 경우에 비해, 후면 전극(151)의 형성 면적이 감소하고, 후면 전극(151) 중간 중간에 후면 전극(181)이 형성되지 않은 복수의 개구부(181)가 존재하므로, 후면 전극(151)에 의해 발생하는 기판(110)의 휨 현상이 방지된다.

이로 인해, 태양 전지(11)의 생산성이 향상된다.

다음, 도 4 및 도 5를 참고로 하여 본 실시예의 다른 예에 대하여 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시한 태양 전지는 기판(110)의 후면에 위치한 후면 전극부(150a)의 구조를 제외하면 도 1 및 도 2에 도시한 태양 전지(11)의 구조와 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시한 태양 전지(11)의 구성요소와 동일한 구조로 이루어져 있고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서와 같은 도면 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 4의 (a) 및 (b) 에 도시한 것처럼, 본 예의 태양 전지의 후면 전극부(150a)은 후면 전극(151)과 후면 전극(151)과 연결되어 있는 보수의 후면 버스바(152)를 구비하고 있다.

따라서, 도 4의 (a)에 도시한 태양 전지에서, 기판(110)의 후면에 위치한 후면 전극(151)은 도 3의 (a)에 도시한 것처럼, 기판(110)의 후면을 드러내는 복수의 개구부(181)와 후면 버스바(152)를 위한 복수의 개구부(182)를 구비하고 있다. 이미 설명한 것처럼, 후면 전극(151) 내에 복수의 개구부(181)가 위치하므로, 후면 전극(151)에 의한 기판(110)의 휨 현상이 감소한다.

이때, 각 개구부(181) 각각의 최대 길이는 각 개구부(182)의 최대 길이보다 짧고, 각 개구부(181) 각각의 최대 폭은 각 개구부(182)의 최대 폭과 같거나 작을 수 있다.

이때, 도 4의 (b)에 도시한 것처럼, 복수의 개구부(182)에는 복수의 후면 버스바(152)가 위치하여, 인접한 후면 전극(151)과 연결되어 있다.

하지만, 도 3의 (b)에 도시한 것처럼, 본 예의 태양 전지의 후면 전극부(150a)는 복수의 후면 버스바(142)와 교차하는 방향, 즉, 전면 전극(141)의 연장 방향과 같은 방향으로 서로 이격되어 나란히 뻗어 있는 복수의 보조 전극(154)을 더 구비하고 있다.

이러한 보조 전극(154) 각각은 도 4의 (b)에 도시한 것처럼, 일체로 형성되어 끊김 없이 해당 방향을 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있다.

보조 전극(154)은 복수의 후면 버스바(152)와 동일한 재료로 이루어져 있고, 각 보조 전극(154)은 복수의 후면 버스바(152)와 교차하는 부분에서 각 후면 버스바(152)와 연결되어 있다. 이때, 복수의 보조 전극(154)은 스크린 인쇄법 등을 통해 복수의 후면 버스바(152)와 함께 형성된다.

각 보조 전극(154)은 후면 전극(151)에 형성되고 보조 전극(154)의 연장 방향으로 같은 방향으로 나란히 배치되어 있는 복수의 개구부(181)를 따라 위치하여 개구부(181)를 통해 드러나는 기판(110) 위에 위치한다. 따라서, 개구부(181)에 보조 전극(154)이 위치하므로, 개구부(181)를 통해 기판(110)의 후면은 드러나지 않는다. 따라서, 기판(110)의 전면으로 입사된 후 기판(110)을 통과해 개구부(181)으로 출력되는 빛은 개구부(181)에 위치하고 은(Ag)과 같은 금속 물질을 함유한 보조 전극(154)에 의해 빛이 다시 기판(110) 쪽으로 반사된다. 이로 이해, 태양 전지(11)에 비해, 후면 전극(151)이 위치하지 않은 개구부(181)를 통해 손실되는 빛의 양이 감소하고, 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가하여, 태양 전지의 효율은 좀더 향상된다.

또한, 보조 전극(154)의 연장 방향을 따라 위치한 개구부(181) 사이에 위치한 후면 전극(151) 위에 보조 전극(154)이 위치하고, 이 보조 전극(154)은 후면 버스바(152)와 연결되어 있다. 따라서, 후면 전극(151)과 접하는 보조 전극(154) 부분을 통해 후면 전극(151)으로 이동한 전하가 보조 전극(154)을 따라 후면 버스바(152) 쪽으로 이동하게 된다. 이로 인해, 후면 전극(151)에서 후면 버스바(152)로 이동하는 전하의 양이 증가한다.

도 4에 도시한 후면 전극부(150a)는 기판(110) 후면의 해당 위치에 후면 전극(151)을 형성한 다음, 해당 위치에 동일한 재료로 이루어진 후면 버스바(152)와 보조 전극(154)을 형성한 경우이다. 따라서, 이미 설명한 것처럼, 보조 전극(154)의 연장 방향을 따라 위치한 개구부(181) 사이에 위치한 후면 전극(151) 위에 보조 전극(154)이 위치하게 된다. 도 4에서, 알루미늄(Al)으로 이루어진 후면 전극(151)이 형성된 후 은(Ag)으로 이루어진 후면 버스바(152)와 보조 전극(154)이 위치하므로, 후면 전극(151) 일부 위에 후면 버스바(152) 일부와 보조 전극(154) 일부가 위치한다. 따라서, 후면 전극(151)과 후면 버스바(152) 및 보조 전극(154)이 중첩하는 부분이 발생한다. 이로 인해, 후면 전극(151)과 후면 버스바(152) 및 보조 전극(154)과의 접촉 면적이 증가하여 후면 전극(151)에서 후면 버스바(152)로의 전하 이동량이 좀더 향상된다.

다음, 도 5를 참고로 하여 본 실시예의 또 다른 예를 설명한다.

도 4에 도시한 태양 전지와 유사하게, 도 5에 도시한 태양 전지의 후면 전극부(150a) 역시 후면 전극(151), 후면 전극(151)과 연결되어 있는 복수의 후면 버스바(152) 및 후면 버스바(152)와 연결되어 있는 복수의 보조 전극(154)을 구비하고 있다.

하지만, 도 4와는 달리, 은(Ag)을 함유한 재료를 이용하여 기판(110)의 후면의 해당 위치에 후면 버스바(152)와 보조 전극(154)을 형성한 후, 후면 전극(151)을 형성한 경우이다.

따라서, 도 5의 (a)에 도시한 것처럼, 기판(110)의 후면에 서로 교차하는 방향으로 뻗어 있는 복수의 후면 버스바(152)와 복수의 보조 전극(154)을 형성한다. 그런 다음, 도 5의 (b)에 도시한 것처럼, 후면 버스바(152)와 보조 전극(154)이 위치하지 않은 기판(110)의 후면 위 그리고 보조 전극(154) 일부 위에 후면 전극(151)을 형성한다. 이때, 후면 전극(151)은 후면 전극(151) 중간 부분에 위치하여 후면 전극(151)에 에워싸여 있는 복수의 개구부(181)를 형성한다. 이때, 복수의 개구부(181)는 보조 전극(154)이 형성된 위치에 각 보조 전극(154)을 따라서 형성되므로, 복수의 개구부(181)를 통해 보조 전극(154)이 노출된다.

이 경우, 보조 전극(154) 위에 후면 전극(151)의 개구부(181)가 위치하므로, 기판(110)의 전면으로 입사하여 기판(110)을 통과한 빛은 다시 보조 전극(154)에 의해 기판(110) 쪽으로 반사되므로, 개구부(181)를 통한 빛의 손실은 발생하지 않는다. 또한, 보조 전극(154)과 후면 전극(151)이 서로 접해 있는 영역이 존재하므로, 후면 전극(151)과 접해 있는 보조 전극(154)을 통해 후면 전극(151)에서 후면 버스바(152)로 전하의 수집이 이루어져, 후면 버스바(152)를 통해 수집되는 전하의 양이 증가한다.

도 5의 경우, 은(Ag)으로 이루어진 후면 버스바(152)와 보조 전극(154)이 형성된 후, 알루미늄(Al)으로 이루어진 후면 전극(151)이 위치하므로, 후면 버스바(152) 일부와 보조 전극(154) 일부 위에 후면 전극(151) 일부가 위치한다. 따라서, 후면 버스바(152) 및 보조 전극(154)과 후면 전극(151)이 중첩하는 부분이 발생하여, 후면 전극(151)에서 후면 버스바(152)로의 전하 이동량이 좀더 향상된다.

도 4 및 도 5에서 복수의 후면 버스바(152)는 끊김 없이 해당 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있지만, 이와는 달리, 도 3의 (b)에 도시한 것처럼, 복수의 도전체(52)로 이루어질 수 있다. 이럴 경우, 각 후면 버스바를 구성하는 복수의 도전체(52) 중 적어도 하나는 다른 방향으로 연장하는 보조 전극(154)과 연결되어, 각 보조 전극(154)은 복수의 후면 버스바(152)와 연결된다. 또한, 후면 전극(151)은 복수의 도전체(52) 형성을 위한 복수의 개구부를 더 구비할 수 있다. 이때, 개구부의 최대 길이는 개구부(181)의 최대 길이 보다 크고, 개구부의 최대 폭은 개구부(181)의 최대 폭보다 크거나 같을 수 있다.

대안적인 예에서, 후면 버스바(152)는 후면 전극(151) 위에 바로 위치할 수 있다. 이 경우, 후면 전극(151)는 후면 버스바(152)를 위한 복수의 개구부(182)를 구비하지 않는다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

1. 기판,
   상기 기판에 위치하고 상기 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부,
   상기 에미터부에 연결되어 있는 제1 전극,
   상기 기판에 연결되어 있는 제2 전극,
   상기 제2 전극과 연결되어 있는 적어도 하나의 버스바, 그리고
   상기 제2 전극과 연결되어 있는 적어도 하나의 보조 전극
   을 포함하고,
   상기 제2 전극은 상기 적어도 하나의 보조 전극이 위치하는 영역에 형성되는 적어도 하나의 제1 개구부와, 상기 버스바가 위치하는 영역에 형성되는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하며,
   상기 적어도 하나의 보조 전극은 상기 적어도 하나의 버스바와 연결되어 있는
   태양 전지.
2. 제1항에서,
   상기 적어도 하나의 제1 개구부 및 상기 적어도 하나의 제2 개구부는 상기 기판의 일부를 드러내는 태양 전지.
3. 제2항에서,
   상기 보조 전극이 위치하는 영역에는 상기 보조 전극의 길이 방향을 따라 복수의 제1 개구부가 위치하는 태양 전지.
4. 제3항에서,
   상기 보조 전극은 상기 버스바와 다른 방향으로 뻗어 있는 태양 전지.
5. 제3항에서,
   상기 보조 전극은 상기 버스바와 동일한 재료로 이루어져 있는 태양 전지.
6. 삭제
7. 제1항에서,
   상기 적어도 하나의 제1 개구부 각각의 최대 길이는 상기 적어도 하나의 제2 개구부의 최대 길이보다 작은 태양 전지.
8. 제1항에서,
   상기 버스바는 일체로 이루어지고 정해진 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 갖는 태양 전지.
9. 제1항에서,
   상기 버스바는 서로 이격되어 있고 정해진 방향으로 배치되어 있는 복수의 도전체를 구비하는 태양 전지.
10. 제1항에서,
    상기 제2 전극의 일부와 상기 버스바의 일부는 중첩되어 있는 태양 전지.
11. 삭제
12. 제1항에서,
    상기 적어도 하나의 제1 개구부는 상기 적어도 하나의 보조 전극의 일부를 드러내고, 상기 적어도 하나의 제2 개구부는 상기 적어도 하나의 버스바의 일부를 드러내는 태양 전지.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

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