KR101284278B1 - Solar cell module and interconnector used in solar cell module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양 전지 모듈 및 태양 전지 모듈에 사용되는 인터커넥터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례는 제 1 타입의 불순물을 함유하는 반도체 기판, 제 2 타입의 불순물을 함유하여 반도체 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부, 반도체 기판의 후면 상부에 형성되며 에미터부와 전기적으로 연결되는 복수의 제 1 전극, 및 반도체 기판의 후면 상부에 복수의 제 1 전극과 교대로 이격되어 형성되며 반도체 기판과 전기적으로 연결되는 복수의 제 2 전극을 포함하는 제 1 태양 전지와 제 2 태양 전지; 및 제 1 태양 전지의 복수의 제 1 전극과 제 2 태양 전지의 복수의 제 2 전극을 서로 전기적으로 직렬 연결하거나 제 1 태양 전지의 복수의 제 2 전극과 제 2 태양 전지의 복수의 제 1 전극을 서로 전기적으로 직렬 연결하되, 제 1 태양 전지 및 제 2 태양 전지와 접촉하는 면의 일부분에는 복수 개의 절연층을 포함한다.The present invention relates to a solar cell module and the interconnector used in the solar cell module.
One example of a solar cell module according to the present invention includes a semiconductor substrate containing a first type of impurity, an emitter part containing a second type of impurity to form a pn junction with a semiconductor substrate, and an emitter part formed on an upper surface of a rear surface of the semiconductor substrate. A first solar cell including a plurality of first electrodes electrically connected to each other, and a plurality of second electrodes formed on the rear surface of the semiconductor substrate and alternately spaced apart from the plurality of first electrodes and electrically connected to the semiconductor substrate; A second solar cell; And electrically connecting the plurality of first electrodes of the first solar cell and the plurality of second electrodes of the second solar cell to each other in series or to the plurality of first electrodes of the first solar cell and the plurality of first electrodes of the second solar cell. Are electrically connected in series with each other, and a plurality of insulating layers are formed on a portion of the surface in contact with the first solar cell and the second solar cell.
Description
본 발명은 태양 전지 모듈 및 태양 전지 모듈에 사용되는 인터커넥터에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell module and the interconnector used in the solar cell module.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.With the recent prediction of the depletion of existing energy resources such as oil and coal, there is a growing interest in alternative energy to replace them, and accordingly, solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성되어 있다.BACKGROUND ART A typical solar cell includes a substrate and an emitter made of semiconductors of different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to the substrate and the emitter, respectively. At this time, a p-n junction is formed at the interface between the substrate and the emitter.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어 전자와 정공은 n형의 반도체와 p형 반도체 쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판 쪽으로 각각 이동하고, 기판과 에미터부와 전기적으로 연결된 전극에 의해 수집되며, 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on the solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes charged by the photovoltaic effect, respectively, and the electrons and holes are n-type. Move toward the semiconductor and the p-type semiconductor, for example toward the emitter portion and the substrate, respectively, and are collected by electrodes electrically connected to the substrate and the emitter portion, which are connected by wires to obtain power.
본 발명은 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있는 태양 전지 모듈 및 태양 전지 모듈에 사용되는 인터커넥터을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a solar cell module and an interconnector used in the solar cell module that can improve the photoelectric conversion efficiency.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례는 제 1 타입의 불순물을 함유하는 반도체 기판, 제 2 타입의 불순물을 함유하여 반도체 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부, 반도체 기판의 후면 상부에 형성되며 에미터부와 전기적으로 연결되는 복수의 제 1 전극, 및 반도체 기판의 후면 상부에 복수의 제 1 전극과 교대로 이격되어 형성되며 반도체 기판과 전기적으로 연결되는 복수의 제 2 전극을 포함하는 제 1 태양 전지와 제 2 태양 전지; 및 제 1 태양 전지의 복수의 제 1 전극과 제 2 태양 전지의 복수의 제 2 전극을 서로 전기적으로 직렬 연결하거나 제 1 태양 전지의 복수의 제 2 전극과 제 2 태양 전지의 복수의 제 1 전극을 서로 전기적으로 직렬 연결하되, 제 1 태양 전지 및 제 2 태양 전지와 접촉하는 면의 일부분에는 복수 개의 절연층을 포함하는 인터커넥터를 포함한다.One example of a solar cell module according to the present invention includes a semiconductor substrate containing a first type of impurity, an emitter part containing a second type of impurity to form a pn junction with a semiconductor substrate, and an emitter part formed on an upper surface of a rear surface of the semiconductor substrate. A first solar cell including a plurality of first electrodes electrically connected to each other, and a plurality of second electrodes formed on the rear surface of the semiconductor substrate and alternately spaced apart from the plurality of first electrodes and electrically connected to the semiconductor substrate; A second solar cell; And electrically connecting the plurality of first electrodes of the first solar cell and the plurality of second electrodes of the second solar cell to each other in series or to the plurality of first electrodes of the first solar cell and the plurality of first electrodes of the second solar cell. The electrical connection in series with each other, the portion of the surface in contact with the first solar cell and the second solar cell includes an interconnector comprising a plurality of insulating layers.
여기서, 인터커넥터는 제 1 태양 전지와 제 2 태양 전지를 서로 전기적으로 직렬 연결하는 전기 전도성 물질의 도전층; 및 도전층의 측면 중 제 1 태양 전지 및 제 2 태양 전지와 접촉하는 면에 부분적으로 형성되어 서로 바로 인접한 제 1 전극과 제 2 전극이 서로 단락되는 것을 방지하는 복수 개의 절연층;포함할 수 있다.Here, the interconnector may include a conductive layer of an electrically conductive material electrically connecting the first solar cell and the second solar cell to each other in series; And a plurality of insulating layers partially formed on the side of the conductive layer in contact with the first solar cell and the second solar cell to prevent the first electrode and the second electrode immediately adjacent to each other from being shorted to each other. .
또한, 도전층은 복수 개의 제 1 전극 또는 복수 개의 제 2 전극과 각각 접촉하는 복수 개의 제 1 도전층과 복수 개의 제 1 도전층을 서로 전기적으로 연결하는 제 2 도전층을 포함할 수 있다.In addition, the conductive layer may include a plurality of first conductive layers in contact with the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes, and a second conductive layer electrically connecting the plurality of first conductive layers to each other.
또한, 복수 개의 절연층의 길이는 복수 개의 절연층 각각과 맞 닿는 제 1 전극 또는 제 2 전극의 폭보다 넓게 할 수 있다.In addition, the length of the plurality of insulating layers may be wider than the width of the first electrode or the second electrode in contact with each of the plurality of insulating layers.
제 1 태양 전지와 접촉하는 복수의 제 1 도전층 중 적어도 하나의 길이는 제 1 태양 전지와 접촉하는 복수의 절연층 중 적어도 하나의 길이보다 길고, 제 2 태양 전지와 접촉하는 복수의 제 1 도전층 중 적어도 하나의 길이는 제 2 태양 전지와 접촉하는 복수의 절연층 중 적어도 하나의 길이보다 짧을 수 있다. The length of at least one of the plurality of first conductive layers in contact with the first solar cell is longer than the length of at least one of the plurality of insulating layers in contact with the first solar cell, and the plurality of first conductive layers in contact with the second solar cell. The length of at least one of the layers may be shorter than the length of at least one of the plurality of insulating layers in contact with the second solar cell.
또한, 인터커넥터에서 복수 개의 제 1 도전층의 두께는 복수 개의 절연층의 두께와 동일할 수 있다.In addition, the thickness of the plurality of first conductive layers in the interconnector may be the same as the thickness of the plurality of insulating layers.
또한, 제 1 태양 전지 및 제 2 태양 전지에서 복수의 제 1 전극 각각은 제 1 폭을 가지는 제 1 부분과 제 1 폭보다 작은 제 2 폭을 가지는 제 2 부분을 하나이상 포함하고, 제 1 태양 전지 및 제 2 태양 전지에서 복수의 제 2 전극 각각은 제 3 폭을 가지는 제 3 부분과 제 3 폭보다 큰 제 4 폭을 가지는 제 4 부분을 하나이상 포함하며, 인터커넥터는 제 1 태양 전지의 제 1 부분과 제 2 태양 전지의 제 4 부분을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.Further, in the first solar cell and the second solar cell, each of the plurality of first electrodes includes at least one first portion having a first width and at least one second portion having a second width less than the first width, the first aspect In the cell and the second solar cell each of the plurality of second electrodes includes at least one third portion having a third width and at least one fourth portion having a fourth width greater than the third width, wherein the interconnector is connected to the first solar cell. The first portion and the fourth portion of the second solar cell can be electrically connected to each other.
또한, 인터커넥터에서 제 1 태양 전지의 제 1 부분 및 제 2 태양 전지의 제 4 부분과 접촉하는 복수 개의 제 1 도전층 각각의 길이는 제 1 태양 전지의 제 2 부분 및 제 2 태양 전지의 제 3 부분과 접촉하는 복수 개의 절연층 각각의 길이보다 길 수 있다.
In addition, the length of each of the plurality of first conductive layers in contact with the first portion of the first solar cell and the fourth portion of the second solar cell is equal to the length of the second portion of the first solar cell and the second solar cell. It may be longer than the length of each of the plurality of insulating layers in contact with the three portions.
또한, 복수의 태양 전지를 서로 전기적으로 연결하는 인터커넥터는 복수의 태양 전지를 서로 전기적으로 직렬 연결하는 전기 전도성 물질의 도전층; 및 도전층의 측면 중 일면에 부분적으로 형성되어 단락을 방지하는 복수 개의 절연층;포함한다.In addition, the interconnector electrically connecting the plurality of solar cells to each other may include a conductive layer of an electrically conductive material electrically connecting the plurality of solar cells to each other in series; And a plurality of insulating layers partially formed on one surface of the side of the conductive layer to prevent a short circuit.
여기서, 인터커넥터는 복수 개의 절연층이 형성되지 않은 도전층의 반대면에 형성되며, 절연성 물질로 이루어지는 베이스층을 더 포함할 수 있다.The interconnector may be formed on an opposite surface of the conductive layer on which the plurality of insulating layers are not formed, and may further include a base layer made of an insulating material.
또한, 도전층은 복수 개의 제 1 전극 또는 복수 개의 제 2 전극과 각각 접촉하는 복수 개의 제 1 도전층과 복수 개의 제 1 도전층을 서로 전기적으로 연결하는 제 2 도전층을 포함할 수 있다.In addition, the conductive layer may include a plurality of first conductive layers in contact with the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes, and a second conductive layer electrically connecting the plurality of first conductive layers to each other.
또한, 인터커넥터에서 복수 개의 제 1 도전층의 두께는 복수 개의절연층의 두께와 동일할 수 있다.In addition, the thickness of the plurality of first conductive layers in the interconnector may be the same as the thickness of the plurality of insulating layers.
또한, 복수의 제 1 도전층 중 적어도 하나의 길이는 복수의 절연층 중 적어도 하나의 길이보다 길 수 있다.In addition, the length of at least one of the plurality of first conductive layers may be longer than the length of at least one of the plurality of insulating layers.
다른 일례로, 인터커넥터 중 일부분에서 제 1 도전층의 길이는 절연층의 길이보다 길고, 인터커넥터의 나머지 부분 중 적어도 일부분에서 제 1 도전층의 길이는 절연층의 길이보다 짧을 수도 있다.In another example, the length of the first conductive layer in a portion of the interconnect may be longer than the length of the insulating layer, and in at least a portion of the remaining portions of the interconnect the length of the first conductive layer may be shorter than the length of the insulating layer.
이와 같이 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 인접한 전극들이 서로 단락되는 것을 방지하는 인터커넥터를 사용함으로써 태양 전지 모듈의 효율을 향상시키고, 공정을 용이하게 하여 공정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.As described above, the solar cell module according to the present invention has an effect of improving the efficiency of the solar cell module and shortening the process time by using an interconnector that prevents adjacent electrodes from being shorted to each other.
도 1은 본 발명에 따른 후면 접합 태양 전지(interdigitated back contact, IBC)의 일부 사시도의 일례이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 후면 접합 hybrid 태양 전지의 일부 사시도의 일례이다.
도 4는 도 3에 도시한 태양 전지를 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 MWT(Metal Wrap Through) 태양 전지의 일부 사시도의 일례이다.
도 6는 도 5에 도시한 태양 전지를 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 EWT (Emitter Wrap Through) 태양 전지의 일부 사시도의 일례이다.
도 8은 도 7에 도시한 태양 전지를 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 태양 전지에서 제 1 전극 및 제 2 전극의 패턴의 일례를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제 1 전극 및 제 2 전극과 비교 설명하기 위한 다른 패턴의 제 1 전극 및 제 2 전극을 간략하게 도시한 도이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 태양 전지가 도 9에 따른 제 1 전극 및 제 2 전극의 패턴을 가질 때, 태양 전지 모듈 및 인터커넥터의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 15는 본 발명에 따른 태양 전지에서 제 1 전극 및 제 2 전극의 패턴의 다른 일례를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
도 16은 본 발명에 따른 태양 전지가 도 15에 따른 제 1 전극 및 제 2 전극의 패턴을 가질 때, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례를 설명하기 위한 도이다.1 is an example of some perspective view of an interdigitated back contact (IBC) in accordance with the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 1 cut along the line II-II.
3 is an example of a partial perspective view of a back junction hybrid solar cell in accordance with the present invention.
4 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 3 taken along the line IV-IV.
5 is an example of a partial perspective view of a metal wrap through (MWT) solar cell according to the present invention.
6 is a cross-sectional view of the solar cell illustrated in FIG. 5 taken along the line VI-VI.
7 is an example of a partial perspective view of an emitter wrap through (EWT) solar cell in accordance with the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the solar cell illustrated in FIG. 7 taken along the line VII-VII.
9 is a view for explaining an example of the pattern of the first electrode and the second electrode in the solar cell according to the present invention in more detail.
FIG. 10 is a view schematically illustrating a first electrode and a second electrode of another pattern for comparison with the first electrode and the second electrode according to the present invention.
11 to 14 are views for explaining an example of the solar cell module and the interconnector when the solar cell according to the present invention has a pattern of the first electrode and the second electrode according to FIG.
15 is a view for explaining another example of the pattern of the first electrode and the second electrode in the solar cell according to the present invention in more detail.
16 is a view for explaining an example of the solar cell module according to the present invention, when the solar cell according to the present invention has a pattern of the first electrode and the second electrode according to FIG.
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 다양한 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 부여하였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention in the drawings, portions not related to the description are omitted, and like reference numerals are given to similar portions throughout the specification.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 및 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell and a solar cell module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참고로 하여 본 발명에 따른 여러 구조의 태양 전지에 대해 상세하게 설명한다.First, the solar cell of various structures according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
도 1은 본 발명에 따른 후면 접합 태양 전지(interdigitated back contact, IBC)의 일부 사시도의 일례이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.1 is an example of a partial perspective view of an interdigitated back contact (IBC) according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 1 taken along line II-II.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명에 따른 태양 전지의 제 1 예(1)는 반도체 기판(110), 반사 방지막(130), 에미터부(120), 후면 전계부(back surface field;BSF, 140), 복수의 제 1 전극(121), 및 복수의 제 2 전극(141)을 구비할 수 있다.1 and 2, a first example 1 of a solar cell according to the present invention includes a
여기서, 반사 방지막(130)과 후면 전계부(140)은 생략될 수도 있으며, 아울러, 반사 방지막(130)과 빛이 입사되는 반도체 기판(110) 사이에 위치하며, 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 높은 농도로 함유된 불순물부인 전면 전계부를 더 구비하는 것도 가능하다.Here, the
이하에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 반사 방지막(130)과 후면 전계부(140)가 포함된 것을 일례로 설명한다.Hereinafter, as illustrated in FIGS. 1 and 2, an
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 기판(100)이 n형의 도전성 타입을 가지므로, 반도체 기판(110)은 질소(N), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스머스(Bi) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다. The
하지만 이와는 달리, 반도체 기판(110)은 p형의 도전성 타입일 수 있고, 이 경우, 반도체 기판(110)은 붕소(B), 알루미늄(Na), 갈륨(Ga), 인듐(In), 티타늄(Ti) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유할 수 있다. Alternatively, the
이러한 반도체 기판(110)의 상부 표면은 텍스처링되어 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 가진다. 이로 인해, 반도체 기판(110)의 상부 표면에서의 빛 반사도가 감소하고, 요철면에서 복수 번의 입사와 반사 동작이 행해져 태양 전지(1) 내부에 빛이 갇히게 되고 이로 인해 빛의 흡수율이 증가되므로, 태양 전지(1)의 효율이 향상된다.The upper surface of this
반사 방지막(130)은 반도체 기판(110)의 입사면 상부에 위치하며, 수소화된 실리콘 질화막(SiNx:H) 등으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 반사 방지막(130)은 태양 전지(1)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(1)의 효율을 높인다. The
에미터부(120)는 반도체 기판(110)의 전면과 마주보고 있는 후면 내에 서로 이격되어 위치하며, 서로 나란한 방향으로 뻗어 있다. 이와 같은 에미터부(120)는 복수 개일 수 있으며, 복수의 에미터부(120)는 반도체 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 불순물(p++)이 고농도로 함유되어 있어, 기판(100)과 p-n 접합을 형성한다. 따라서, 에미터부(120)는 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함한다. 이와 같은 복수의 에미터부(120)는 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입인 p형의 불순물(p++)이 확산 공정을 통하여 고농도로 함유되어 형성될 수 있다.The
후면 전계부(140)는 반도체 기판(110)의 후면 내부에 복수 개가 위치할 수 있으며, 복수의 에미터부(120)와 나란한 방향으로 이격되어 형성되며 복수의 에미터부(120)와 동일한 방향으로 뻗어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 반도체 기판(110)의 후면에서 복수의 에미터부(120)와 복수의 후면 전계부(140)는 교대로 위치한다.The rear
복수의 후면 전계부(140)는 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 함유한 불순물, 예를 들어 n++ 부이다. 이와 같은 복수의 후면 전계부(140)는 결정질 실리콘 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물(n++)이 확산 공정을 통하여 고농도로 함유되어 형성될 수 있다. The plurality of rear
이로 인해, 반도체 기판(110)과 복수의 후면 전계부(140)와의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되어 후면 전계부(140) 쪽으로 이동한 정공이 제 2 전극(141)쪽으로 이동하는 것이 방지되어, 복수의 제 2 전극(141)의 근처에서 전자와 정공이 재결합되어 소멸되는 양이 감소한다.As a result, a potential barrier is formed due to a difference in impurity concentration between the
이와 같이 복수의 후면 전계부(140)가 태양 전지(1)에 포함될 경우, 복수의 제 2 전극(141)은 후면 전계부(140)를 경유하여 반도체 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.As such, when the plurality of rear
이와 같이 반도체 기판(110)과 복수의 에미터부(120) 간에 형성된 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 반도체 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 반도체 기판(110)이 n형이고 복수의 에미터부(120)가 p형일 경우, 분리된 정공은 각 에미터부(120)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 복수의 후면 전계부(140)쪽으로 이동한다.As such, electrons, which are charges generated by light incident on the
각 에미터부(120)는 반도체 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 복수의 에미터부(120)은 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 복수의 에미터부(120)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 복수의 후면 전계부(140) 쪽으로 이동한다.Since each
복수의 제 1 전극(121)은 복수의 에미터부(120)와 각각 물리적·전기적으로 연결되어 복수의 에미터부(120)를 따라서 연장된다. The plurality of
이와 같은 복수의 제 1 전극(121)의 패턴은 에미터부(120)의 패턴을 따라 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 전극(121)의 폭이 증가하는 부분에서는 에미터부(120)의 폭도 증가하며, 제 1 전극(121)의 폭이 감소하는 부분에서는 에미터부(120)의 폭도 감소할 수 있다.The patterns of the plurality of
또한, 복수의 제 2 전극(141)은 후면 전계부(140)를 통하여 반도체 기판(11)과 각각 물리적·전기적으로 연결되어 복수의 후면 전계부(140)를 따라서 연장된다. In addition, the plurality of
이와 같은 복수의 제 2 전극(141)의 패턴은 후면 전계부(140)의 패턴을 따라 형성될 수 있다. 제 2 전극(141)의 폭이 증가하는 부분에서는 후면 전계부(140)의 폭도 증가하며, 제 2 전극(141)의 폭이 감소하는 부분에서는 후면 전계부(140)의 폭도 감소할 수 있다.The patterns of the plurality of
여기서, 반도체 기판(110)의 후면 상에서 제 1 전극(121)과 제 2 전극(141)은 서로 물리적으로 이격되어, 전기적으로 격리되어 있다.Here, the
따라서, 에미터부(120) 상에 형성된 제 1 전극(121)은 해당 에미터부(120)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어, 정공을 수집하고, 후면 전계부(140) 상에 형성된 제 2 전극(141)은 해당 후면 전계부(140)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어, 전자을 수집한다. Accordingly, the
이와 같이, 제 1 전극(121)을 통하여 수집된 정공과 제 2 전극(141)을 통하여 수집된 전자는 외부의 회로 장치를 통하여 외부 장치의 전력으로 이용되는 것이다.As such, holes collected through the
이와 같이 후면 접합 구조의 태양 전지(1)는 제 1 전극(121)과 제 2 전극(141)이 빛이 입사되지 않은 반도체 기판(110)의 후면에 위치하는 태양 전지로서, 그 동작은 다음과 같다.As described above, the
태양 전지(1)로 빛이 조사되어 반사 방지막(130)을 통과하여 반도체 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 반도체 기판(110)의 표면이 텍스처링 표면이므로 반도체 기판(110) 전면에서의 빛 반사도가 감소하고, 텍스처링 표면에서 입사와 반사 동작이 행해져 빛의 흡수율이 증가되므로, 태양 전지(1)의 효율이 향상된다. 이에 더하여, 반사 방지막(130)에 의해 반도체 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 반도체 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱 더 증가한다.When light is irradiated to the
이들 전자-정공 쌍은 반도체 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n 접합에 의해 서로 분리되어 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 복수의 에미터부(120)쪽으로 이동하고, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 복수의 후면 전계부(140)쪽으로 이동하여, 각각 제1 전극(121)과 제2 전극(141)에 의해 수집된다. 이러한 제1 전극(121)과 제2 전극(141)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.These electron-hole pairs are separated from each other by the pn junction of the
이때, 반도체 기판(110)의 후면에 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물을 고농도로 함유한 후면 전계부(140)가 위치하므로, 반도체 기판(110)의 전면과 후면으로의 정공 이동이 방해된다. 이로 인해, 반도체 기판(110)의 후면에서 전자와 정공이 재결합되어 소멸되는 것이 줄어들어, 태양 전지(1)의 효율은 더욱 더 향상된다.In this case, since the rear
이와 같은 태양 전지(1)는 복수 개가 하나의 모듈에 형성될 수 있으며, 복수 개의 태양 전지(1)는 복수 개의 태양 전지를 서로 연결하는 연결부를 통하여 서로 전기적으로 직렬 연결될 수도 있으며, 병렬 연결될 수도 있다.A plurality of such
직렬로 연결된 경우, 복수 개의 태양 전지(1)로 형성된 하나의 태양 전지 모듈에서 출력되는 출력 전압을 높일 수 있으며, 병렬로 연결된 경우, 하나의 태양 전지 모듈에서 출력되는 출력 전류를 크게할 수 있는 것이다.When connected in series, it is possible to increase the output voltage output from one solar cell module formed of a plurality of solar cells (1), and when connected in parallel, it is possible to increase the output current output from one solar cell module. .
지금까지는 반도체 기판(110)이 단결정 실리콘 반도체 기판(110)이고, 에미터부(120)와 후면 전계부(140)가 확산 공정을 통하여 형성된 경우를 예로 설명하였으나, 이와 다르게 이하에서는 에미터부(120)와 후면 전계부(140)가 비정질 실리콘 층이 층착하여 형성된 후면 접합 hybrid 태양 전지(2)에 대해 설명한다.Up to now, the
그러나, 이와 같은 후면 접합 hybrid 태양 전지에서도 후면 접합 태양 전지(1)와 동일하게 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 제 1 전극(121)과 제 2 전극(141)의 배열 형태가 그대로 적용될 수 있다. However, in the back junction hybrid solar cell as described above, the arrangement of the
이하, 도 3 내지 도 8를 참고로 하여, 다양한 실시예를 설명한다. 이들 실시예에서도, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1 및 도 2에 도시한 구성요소와 같은 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.Hereinafter, various embodiments will be described with reference to FIGS. 3 to 8. In these embodiments, the same reference numerals are used to refer to the components shown in Figs. 1 and 2, and the detailed description thereof will be omitted.
도 3 및 도 4에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1 및 도 2에 도시한 구성요소와 같은 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시한 태양 전지(1)와 본 예의 태양 전지(2)의 차이점은 다음과 같다.본 예의 태양 전지(2)에서 복수의 에미터부(120) 및 복수의 후면 전계부(140)는 비정질 실리콘과 같이 도 1 및 도 2의 태양 전지(1)와 다른 재료로 이루어져 있다. 따라서, 에미터부(120)와 기판(110)는 도 1 내지 도 2의 태양 전지(1)와 달리 이종 접합을 이룬다. 3 and 4, the same reference numerals denote the same elements as those shown in FIGS. 1 and 2, and detailed descriptions thereof will be omitted. Therefore, the difference between the
따라서, 후면 접합 hybrid 태양 전지(2)의 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴은 IBC 구조의 태양 전지(1)의 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴과 동일하게 형성될 수 있다.Therefore, the pattern of the
이와 같은 MWT 태양 전지(3)의 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴에 대해서는 도 9 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.The pattern of the
도 5을 참고로 하면, MWT 태양 전지(3)의 반도체 기판(110)은 자신을 관통하는 복수의 비아 홀(181)을 구비하고 있다. 복수의 비아 홀(181)은 복수의 전면 전극(123)과 제 1 전극(121)이 교차하는 부분의 반도체 기판(110)에 형성되어 있다. Referring to FIG. 5, the
이와 같은 MWT 태양 전지(3)의 나머지 부분은 앞선 다른 예의 태양 전지와 유사하므로 이외에 다른 설명은 생략한다.Since the rest of the MWT
아울러, MWT 태양 전지(3)의 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴은 IBC 구조의 태양 전지(1) 및 후면 접합 hybrid 구조의 태양 전지(2)의 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴과 동일하게 형성될 수 있다.In addition, the patterns of the
이와 같은 MWT 태양 전지(3)의 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴에 대해서는 도 9 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.The pattern of the
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, EWT 태양 전지(4)는 MWT 태양 전지(3)와 동일하게 에미터부(120)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 입사면 내부, 비아 홀(181) 내의 반도체 기판(110) 내부, 및 반도체 기판(110)의 후면 내부에 형성될 수 있다. 이와 같은 에미터부(120)는 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 이룬다. As shown in FIGS. 7 and 8, the EWT
이와 같은 EWT 태양 전지(4)는 후면에 형성되는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 배열 형태가 반도체 기판(110)의 후면 상부에 길게 뻗어 있는 형태로 앞서 설명한 다른 구조의 태양 전지와 동일할 수 있다. The EWT
이하에서는 전술한 여러 구조의 태양 전지의 후면에 형성되는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)에 대해 설명한다.Hereinafter, the
도 9는 본 발명에 따른 태양 전지에서 제 1 전극 및 제 2 전극의 패턴의 일례를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이고, 도 10은 본 발명에 따른 제 1 전극 및 제 2 전극과 비교 설명하기 위한 다른 패턴의 제 1 전극 및 제 2 전극을 간략하게 도시한 도이다.9 is a view for explaining in more detail an example of the pattern of the first electrode and the second electrode in the solar cell according to the present invention, Figure 10 is for comparison with the first electrode and the second electrode according to the present invention Fig. 1 is a diagram briefly showing the first and second electrodes of different patterns.
이와 같이 도 9에 도시된 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴이 적용되는 태양 전지는 도 1 내지 도 8에서 설명한 태양 전지에 모두 적용될 수 있다. As described above, the solar cells to which the patterns of the
이 외에도, 도 9에 도시된 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴은 도 1 내지 도 8에서 설명한 태양 전지 이외에도 에미터부(120)가 반도체 기판(110)의 후면에 위치하는 경우에는 모두 적용될 수 있다.In addition, the patterns of the
따라서, 이하에서는 특별한 설명이 없어도 전술한 다양한 구조의 태양 전지에 모두 적용되는 것을 전제로 설명한다.Therefore, hereinafter, it will be described on the premise that all of the above-described solar cells of various structures are applied without any special description.
도 9와 같이 본 발명에 따른 태양 전지는 반도체 기판(110)의 후면에 복수의 제 1 전극(121)을 서로 전기적으로 연결하거나 복수의 제 2 전극(141)을 서로 전기적으로 연결하는 버스바 전극이 없다. 아울러, 복수의 제 1 전극(121)과 반도체 기판(110) 사이에는 복수의 제 1 전극(121)과 패턴이 동일하고, 복수의 제 1 전극(121)과 폭이 실질적으로 동일한 에미터부(120)가 형성되고, 복수의 제 2 전극(141)과 반도체 기판(110) 사이에는 복수의 제 2 전극(141)과 패턴이 동일하고, 복수의 제 2 전극(141)과 폭이 실질적으로 동일한 후면 전계부(140)가 형성된다.As shown in FIG. 9, a solar cell according to the present invention has a bus bar electrode electrically connecting a plurality of
즉, 본 발명에 따른 태양 전지는 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 제 1 전극(121)을 서로 전기적으로 연결하는 제 1 버스바 전극(125)이나 복수의 제 2 전극(141)을 서로 전기적으로 연결하는 제 2 버스바 전극(145)이 없다.That is, in the solar cell according to the present invention, as shown in FIG. 10, the first
본 발명과 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 복수의 제 1 전극(121) 또는 복수의 제 2 전극(141)을 서로 전기적으로 연결하는 버스바 전극이 없는 경우, 전기적 그림자 손실(electrical shadowing loss)을 감소시킬 수 있어 태양 전지의 광전 변환 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.As in the present invention, when there are no busbar electrodes electrically connecting the plurality of
여기서, 전기적 그림자 손실(electrical shadowing loss)이라 함은 외부로부터 입사된 빛에 의해 반도체 기판(110) 내에서 발생된 케리어와 에미터부(120) 사이의 이동 거리가 상대적으로 너무 큰 경우, 케리어가 에미터부(120)까지 제대로 이동하지 못하게 되어, 에미터부(120)와 연결된 제 1 전극(121)의 케리어 수집량이 저하됨으로써, 태양 전지의 광전 변환 효율이 저하되는 현상을 의미한다.Here, the electrical shadowing loss is referred to as an electric shadowing loss when the distance between the carrier generated in the
통상적으로 제 1 전극(121)은 에미터부(120)의 상부에 에미터부(120)와 동일한 패턴으로 형성되고, 제 2 전극(141)은 후면 전계부(140)의 상부에 후면 전계부(140)와 동일한 패턴으로 형성된다.Typically, the
따라서, 도 10과 같은 복수의 제 1 전극(121)과 제 1 버스바 전극(125)의 하부에는 제 1 전극(121)과 제 1 버스바 전극(125)과 동일한 패턴을 가진 에미터부(120)가 형성되고, 복수의 제 2 전극(141)과 제 2 버스바 전극(145)의 하부에는 제 2 전극(141)과 제 2 버스바 전극(145)과 동일한 패턴을 가진 후면 전계부(140)가 형성된다.Accordingly, the
제 1 버스바 전극(125)과 제 2 버스바 전극(145)을 도 10과 같이 형성하는 이유는 태양 전지를 서로 연결하는 인터커넥터와의 접촉 면적을 크게하여 인터커넥터와 각 태양 전지 사이의 접촉 저항을 최소화하기 위함이다.The reason why the
그러나, 도 10과 같이 인터커넥터와의 접촉 저항을 최소화하기 위해 상대적으로 면적이 넓고 에미터부(120)까지의 이동 거리가 먼 제 2 버스바 전극(145)이 형성된 경우, 제 2 버스바 전극(145)의 하부에 위치한 반도체 기판(110) 내에서 발생된 케리어는 에미터부(120)까지의 이동 거리가 상대적으로 멀어, 제 2 버스바 전극(145)의 하부에서 발생된 케리어는 재결합에 의해 소멸될 확률이 상대적으로 높아진다. However, in order to minimize contact resistance with the interconnector as shown in FIG. 10, when the
따라서, 도 10과 같이, 인터커넥터와의 접촉 저항을 최소화하기 위해 상대적으로 면적이 넓고 에미터부(120)까지의 이동 거리가 먼 제 2 버스바 전극(145)을 형성하는 경우, 제 2 버스바 전극(145)이 점유하는 면적만큼 광전 변환 효율이 저하되는 원인이 된다.Therefore, as shown in FIG. 10, when the
그러나, 도 9에 도시된 본 발명과 같이 에미터부(120) 및 후면 전계부(140)의 패턴이 서로 교번되도록 형성하고, 제 1 전극(121)과 제 2 전극(141)의 패턴 각각을 에미터부(120) 및 후면 전계부(140)의 패턴과 동일하게 형성하고, 제 1 전극(121)을 서로 연결하거나 제 2 전극(141)을 서로 연결하는 버스바 전극을 형성하지 않는 경우, 반도체 기판(110)의 대부분의 영역에서 캐리어가 이동할 거리를 최소화할 수 있어, 태양 전지의 광전 변환 효율이 보다 더 향상되는 효과가 있다.However, as shown in FIG. 9, the patterns of the
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복수의 제 1 전극(121)과 복수의 제 2 전극(141)은 서로 나란한 방향으로 반도체 기판(110)의 일측면을 향해 뻗어 있을 때, 복수의 제 1 전극(121)의 끝단으로부터 반도체 기판(110)의 일측면까지의 거리(D1)는 복수의 제 2 전극(141)의 끝단으로부터 반도체 기판(110)의 일측면까지의 거리(D1)와 동일할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9, when the plurality of
이와 같이, 버스바 전극을 형성하지 않고, 복수의 제 1 전극(121)과 복수의 제 2 전극(141)을 반도체 기판(110)의 일측면을 향해 서로 나란한 방향으로 형성하면서, 에미터부(120)에 연결된 제 1 전극(121)의 끝단으로부터 반도체 기판(110)의 일측면 끝단까지의 거리(D1)와 후면 전계부(140)에 연결된 제 2 전극(141)의 끝단으로부터 반도체 기판(110)의 일측면 끝단까지의 거리(D1)가 서로 동일하게 형성되는 경우, 반도체 기판(110)의 외곽 부분에서도 제 1 전극(121)이 수집하는 케리어 뿐만 아니라 제 2 전극(141)이 수집하는 케리어의 이동 거리를 최소화할 수 있어 태양 전지의 광전 변환 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the
여기서, 태양 전지의 광전 변환 효율에 더욱 영향을 미치는 케리어는 제 2 전극(141)이 수집하는 케리어보다 제 1 전극(121)이 수집하는 케리어이므로, 제 1 전극(121)의 폭(W121)을 제 2 전극(141)의 폭(W141)보다 넓게 형성할 수 있다.Here, the carrier which affects the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is a carrier collected by the
또한, 태양 전지의 광전 변환 효율을 극대화하기 위해서는 도 9에 도시된 바와 같이 제 1 전극(121)과 제 2 전극(141)이 교번하여 배치되는 것이 중요하며, 아울러 태양 전지의 광전 변환 효율은 하나의 제 1 전극(121)과 바로 인접한 하나의 제 2 전극(141)의 폭의 합(P1)이 작을수록 증가되며, 여기서, 바로 인접한 하나의 제 2 전극(141)의 폭(P2)이 작을수록 광전 변환 효율은 더욱 증가된다. In addition, in order to maximize the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, it is important that the
지금까지는 태양 전지의 구조와 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴에 대해서 설명하였으나, 이하에서는 본 발명에 따른 태양 전지가 인터커넥터를 통하여 서로 연결되는 구조에 대해서 설명한다.So far, the structure of the solar cell and the patterns of the
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 태양 전지가 도 9에 따른 제 1 전극 및 제 2 전극의 패턴을 가질 때, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈 및 인터커넥터의 일례를 설명하기 위한 도이다.11 to 14 are views for explaining an example of the solar cell module and the interconnector according to the present invention, when the solar cell according to the present invention has a pattern of the first electrode and the second electrode according to FIG.
도 11은 본 발명에 따른 제 1 태양 전지(S1) 및 제 2 태양 전지(S2)가 인터커넥터(200)에 의해 서로 연결된 태양 전지 모듈의 모습을 위에서 바라본 모습이고, 도 12는 본 발명에 따른 인터커넥터(200)의 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 13은 도 11에서 태양 전지 모듈을 ⅩⅢ-ⅩⅢ 라인에 따라 측면에서 바라본 모습이고, 도 14는 도 13에서 A와 B부분을 확대한 모습이다.FIG. 11 is a view of a solar cell module in which a first solar cell S1 and a second solar cell S2 according to the present invention are connected to each other by an
도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판(110S1, 110S2), 에미터부(미도시), 복수의 제 1 전극(121S1, 121S2) 및 복수의 제 2 전극(141S1, 141S2)을 포함하되, 복수의 제 1 전극(121S1, 121S2)을 서로 전기적으로 연결하거나 복수의 제 2 전극(141S1, 141S2)을 서로 전기적으로 연결하는 버스바 전극이 없는 제 1 태양 전지(S1)와 제 2 태양 전지(S2) 및 인터커넥터(200)를 포함한다.11 and 13, the solar cell module according to the present invention includes a semiconductor substrate 110S1 and 110S2, an emitter part (not shown), a plurality of first electrodes 121S1 and 121S2, and a plurality of second electrodes. A first solar cell including 141S1 and 141S2, but without a busbar electrode electrically connecting the plurality of first electrodes 121S1 and 121S2 to each other or electrically connecting the plurality of second electrodes 141S1 and 141S2 to each other; (S1), the second solar cell (S2) and the
여기서, 제 1 태양 전지(S1) 및 제 2 태양 전지(S2)는 앞서 설명한 다양한 구조의 태양 전지가 해당될 수 있으며, 각 태양 전지의 반도체 기판(110), 에미터부(120), 후면 전계부(140), 복수의 제 1 전극(121) 및 복수의 제 2 전극(141)에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Here, the first solar cell S1 and the second solar cell S2 may correspond to solar cells having various structures described above, and the
인터커넥터(200)는 도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 제 1 전극(121S1, 121S2) 및 복수의 제 2 전극(141S1, 141S2)에 교차하는 방향으로 형성되되, 도시된 바와 같이 제 1 태양 전지(S1)와 제 2 태양 전지(S2)를 서로 연결하는 인터커넥터(200)가 복수 개로 형성될 수도 있다.The
이와 같은 인터커넥터(200)는 제 1 태양 전지(S1)의 복수의 제 1 전극(121S1)과 제 2 태양 전지(S2)의 복수의 제 2 전극(141S2)을 서로 전기적으로 직렬 연결하거나 제 1 태양 전지(S1)의 복수의 제 2 전극(141S1)과 제 2 태양 전지(S2)의 복수의 제 1 전극(121S2)을 서로 전기적으로 직렬 연결하여, 제 1 태양 전지(S1)와 제 2 태양 전지(S2)가 서로 직렬로 연결되도록 하는 기능을 하며, 이와 같은 각각의 인터커넥터에서 제 1 태양 전지(S1) 및 제 2 태양 전지(S2)와 접촉하는 면의 일부분에 복수 개의 절연층이 형성된다.The
보다 구체적으로, 먼저 본 발명에 따른 인터커넥터(200)의 일례를 살펴보면, 다음의 도 12와 같다.More specifically, first look at an example of the
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인터커넥터(200)는 도전층(210)과 절연층(230) 및 베이스층(240)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 12, the
여기서, 도전층(210)은 제 1 태양 전지(S1)와 제 2 태양 전지(S2)를 서로 전기적으로 직렬 연결하는 기능을 하며, 전지 전도성 물질을 포함할 수 있다.Here, the
구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 도전층(210)은 제 1 태양 전지(S1)에서 복수의 제 1 전극(121S1)과 제 2 태양 전지(S2)에서 복수의 제 2 전극(141S2)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 아울러 도시되지는 않았지만, 도전층(210)은 제 1 태양 전지(S1)에서 복수의 제 2 전극(141S1)과 제 2 태양 전지(S2)에서 복수의 제 1 전극(121S2)을 서로 전기적으로 연결하는 것도 가능하다.Specifically, as shown in FIG. 13, the
이와 같은 도전층(210)은 도 12에 도시된 바와 같이 복수 개의 제 1 전극또는 복수 개의 제 2 전극과 각각 접촉하는 복수 개의 제 1 도전층(213)과 복수 개의 제 1 도전층(213)을 서로 전기적으로 연결하는 제 2 도전층(211)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 도전층(213)과 제 2 도전층(211)은 접촉 저항을 최소화하기 위해 동일한 재료의 전도성 물질을 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 12, the
여기서, 제 1 도전층(213)의 길이(D213)는 제 1 전극(121) 또는 제 2 전극(141)과 접촉할 때에, 접촉 면적이 최대가 되도록 하기 위하여 제 1 도전층(213)과 맞 닿는 제 1 전극 또는 제 2 전극의 폭과 동일하거나 넓게 형성될 수 있다.Here, the length D213 of the first
따라서, 도 14에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(200)와 제 1 태양 전지(S1)와 접촉하는 A 부분에서는 제 1 도전층(213)의 길이(D213A)는 제 1 도전층(213)과 맞 닿는 제 1 전극(121S1)의 폭(W121S1)보다 넓게 형성될 수 있으며, 인터커넥터(200)와 제 2 태양 전지(S2)와 접촉하는 B 부분에서는 제 1 도전층(213)의 길이(D213B)는 제 1 도전층(213)과 맞 닿는 제 2 전극(141S2)의 폭(W141S2)보다 넓게 형성될 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 14, in the portion A in contact with the
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 절연층(230)은 도전층(210)의 상부 일부, 예를 들면, 제 2 도전층(211) 상에 제 1 도전층(213)이 형성되지 않는 부분에 형성되어, 서로 바로 인접한 제 1 전극(121)과 제 2 전극(141)이 서로 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 기능을 한다. 여기서, 절연층(230)의 두께와 제 1 도전층(214)의 두께는 동일할 수있다.In addition, as shown in FIG. 12, the insulating
이를 위해, 절연층(230)의 길이(D230)는 절연층(230)과 맞 닿는 제 1 전극 또는 제 2 전극의 폭보다 넓게 형성될 수 있다.To this end, the length D230 of the insulating
따라서, 도 14에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(200)와 제 1 태양 전지(S1)와 접촉하는 A 부분에서는 절연층(230)의 길이(D230A)는 절연층(230)과 맞 닿는 제 2 전극(141S1)의 폭(W141S1)보다 넓게 형성될 수 있으며, 인터커넥터(200)와 제 2 태양 전지(S2)와 접촉하는 B 부분에서는 절연층(230)의 길이(D230B)는 절연층(230)과 맞 닿는 제 1 전극(121S2)의 폭(W121S2)보다 넓게 형성될 수 있다.Thus, as shown in FIG. 14, in the portion A in contact with the
아울러, 도 12에서는 인터커넥터(200)의 제 1 도전층(213)의 길이(D213)와 절연층(230)의 길이(D230)가 서로 동일한 것으로 도시되어 있지만, 이와 다르게 인터커넥터(200) 중 일부분에서 제 1 도전층(213)의 길이(D213)는 절연층(230)의 길이(D230)보다 길고, 인터커넥터(200)의 나머지 부분 중 적어도 일부분에서 제 1 도전층(213)의 길이(D213)는 절연층(230)의 길이(D230)보다 짧을 수 있다. 12, the length D213 of the first
일례로, 도 14에 도시된 바와 같이, 제 1 태양 전지(S1)와 접촉하는 복수의 제 1 도전층(213) 중 적어도 하나의 길이(D213A)는 제 1 태양 전지(S2)와 접촉하는 복수의 절연층(230) 중 적어도 하나의 길이(D230A)보다 길고, 제 2 태양 전지(S2)와 접촉하는 복수의 제 1 도전층(213) 중 적어도 하나의 길이(D213B)는 제 2 태양 전지(S2)와 접촉하는 복수의 절연층(230) 중 적어도 하나의 길이(D230B)보다 짧을 수 있다.또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 베이스층(240)은 절연층(230)이 형성되지 않은 도전층(210)의 반대면에 형성되며, 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 이와 같은 베이스층(240)은 인터커넥터(200)를 태양 전지 모듈에 형성한 상태에서는 생략될 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 14, a length D213A of at least one of the plurality of first
이와 같이 본 발명에 따른 인터커넥터(200)의 구조는 전술한 바와 같이 버스바 전극이 없는 구조의 태양 전지에 적용될 수 있는 최적의 구조라 할 수 있다. 또한 아울러 복수 개의 태양 전지를 일렬로 배치한 이후, 인터커넥터(200)를 연속적으로 태양 전지의 후면에 접착시킬 수 있어 공정이 단순하여 공정 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the structure of the
도 9 내지 도 14에서는 제 1 전극(121)이나 제 2 전극(141)이 동일한 폭으로 반도체 기판(110)의 후면 상부에서 연장되는 것을 일례로 설명하였으나, 인터커넥터(200)와의 접촉 저항을 고려하여 제 1 전극(121)이나 제 2 전극(141)이 길이에 따라 서로 다른 폭을 갖는 것도 가능하다.9 to 14 illustrate that the
도 15는 본 발명에 따른 태양 전지에서 제 1 전극 및 제 2 전극의 패턴의 다른 일례를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이고, 도 16은 본 발명에 따른 태양 전지가 도 15에 따른 제 1 전극 및 제 2 전극의 패턴을 가질 때, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례를 설명하기 위한 도이다.15 is a view for explaining another example of the pattern of the first electrode and the second electrode in the solar cell according to the present invention in more detail, Figure 16 is a solar cell according to the present invention the first electrode and the It is a figure for demonstrating an example of the solar cell module which concerns on this invention when it has a pattern of a 2nd electrode.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지에서 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴은 인터커넥터(200)와의 접촉 저항을 고려하여 제 1 전극(121)이나 제 2 전극(141)이 길이에 따라 서로 다른 폭을 가질 수도 있다.As shown in FIG. 15, in the solar cell according to the present invention, the patterns of the
도 15와 같은 태양 전지도 도 1 내지 도 8에서 설명한 태양 전지가 모두 적용될 수 있으며, 태양 전지의 구조도 이전에 설명한 바와 동일하다. 따라서, 이하에서는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 패턴을 제외한 나머지 부분에 대한 설명은 생략한다.15 may be applied to all of the solar cells described with reference to FIGS. 1 to 8, and the structure of the solar cell is the same as described above. Therefore, hereinafter, the description of the remaining portions except for the patterns of the
또한, 앞선 설명에서, 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141) 각각의 패턴은 에미터부(120)와 후면 전계부(140)의 각각의 패턴에 따라 형성된다고 하였으므로, 15에서는 도시되지는 않았지만, 에미터부(120)와 후면 전계부(140)의 각각의 패턴도 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141) 각각의 패턴과 동일한 것으로 전제하여 이하에서 설명한다. In addition, in the foregoing description, since the patterns of each of the
도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 제 1 전극(121) 각각은 제 1 폭을 가지는 제 1 부분(121a)과 제 1 폭보다 작은 제 2 폭을 가지는 제 2 부분(121b)을 하나이상 포함할 수 있다. As shown in FIG. 15, each of the plurality of
아울러, 복수의 제 2 전극(141) 각각은 제 3 폭을 가지는 제 3 부분(141a)과 제 3 폭보다 큰 제 4 폭을 가지는 제 4 부분(141b)을 하나이상 포함할 수 있다. 또한, 동일한 태양 전지 내에서 복수의 제 1 전극(121)에서 제 1 부분(121a)은 복수의 제 2 전극(141)에서 제 3 부분(141a)과 대응되는 부분에 형성되며, 복수의 제 1 전극(121) 각각에서 제 2 부분(121b)은 복수의 제 2 전극(141)에서 제 4 부분(141b)과 대응되는 부분에 형성될 수 있다.In addition, each of the plurality of
도 15와 같이, 버스바 전극을 생략하면서, 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 형성하는 것은 전술한 전기적 그림자 손실(electrical shadowing loss)을 최소화하면서, 아울러 인터커넥터(200)와의 접촉 저항도 최소화할 수 있어, 태양 전지의 광전 변환 효율을 더욱 향상시키는 효과가 있다.As shown in FIG. 15, the formation of the
보다 구체적으로, 복수의 제 1 전극(121) 각각에서 상대적으로 폭이 큰 제 1 부분(121a)에는 태양 전지를 서로 전기적으로 연결하는 인터커넥터(200)가 접촉할 수 있으며, 복수의 제 2 전극(141) 각각에서 상대적으로 폭이 큰 제 4 부분(141b)에는 태양 전지를 서로 전기적으로 연결하는 인터커넥터(200)가 접촉할 수 있는 것이다.More specifically, each of the plurality of
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 제 1 전극(121)에서 상대적으로 폭이 큰 제 1 부분(121a)의 길이(L121a)는 제 2 전극(141)에서 상대적으로 폭이 큰 제 4 부분(141b)의 길이(L141b)보다 크게 할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 태양 전지 후면의 전체 면적에서 에미터부가 차지하는 면적을 최대로 할 수 있어 태양 전지의 효율이 더욱 극대화될 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 15, the length L121a of the
여기서, 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141) 각각의 패턴이 도 15와 같은 경우에도, 태양 전지를 서로 연결하기 위해 도 12에서 설명한 인터커넥터(200)가 동일하게 사용될 수 있다.Here, even when the patterns of each of the
도 16의 (a)는 제 1 태양 전지(S1)와 제 2 태양 전지(S2)가 서로 연결된 모습을 위에서 바라본 것이고, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)에 사용되는 인터커넥터의 일례를 단면에서 바라본 일례이다.FIG. 16A illustrates the first solar cell S1 and the second solar cell S2 connected to each other, and FIG. 16B illustrates an interconnector used in FIG. 16A. An example is seen from the cross section.
보다 구체적으로 도 16의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 인터커넥터(200)는 제 1 태양 전지(S1)의 제 1 부분(121a)과 제 2 태양 전지(S2)의 제 4 부분(141b)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 이와 같은 인터커넥터(200)의 구조는 도 12에서 설명한 바와 동일하다. 다만, 제 1 태양 전지(S1)와 접촉하는 도전층(210) 및 절연층(230)의 길이나 제 2 태양 전지(S2)와 접촉하는 도전층(210) 및 절연층(230)의 길이는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(141)의 폭이 변화됨에 따라 변화될 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 16A, the
일례로, 도 16의 (a) 및 (b)와 같이 제 1 태양 전지(S1) 및 제 2 태양 전지(S2)와 접촉하는 복수의 제 1 도전층(213S1, 213S2)의 길이(L213S1, L213S2)는 제 1 태양 전지(S1) 및 제 2 태양 전지(S2)와 접촉하는 복수의 절연층(230S1, 230S2)의 길이(L230S1, L230S2)보다 길게 할 수 있다. For example, lengths L213S1 and L213S2 of the plurality of first conductive layers 213S1 and 213S2 in contact with the first solar cell S1 and the second solar cell S2, as shown in FIGS. 16A and 16B. ) May be longer than the lengths L230S1 and L230S2 of the plurality of insulating layers 230S1 and 230S2 in contact with the first solar cell S1 and the second solar cell S2.
구체적으로 도 16의 (a) 및 (b)와 같이, 인터커넥터(200)에서 제 1 태양 전지(S1)의 제 1 부분(121a) 및 제 2 태양 전지(S2)의 제 4 부분(141b)과 접촉하는 복수 개의 제 1 도전층(213S1, 213S2) 각각의 길이(L213S1, L213S2)는 제 1 태양 전지(S1)의 제 2 부분(121b) 및 제 2 태양 전지(S2)의 제 3 부분(141a)과 접촉하는 복수 개의 절연층(230S1, 230S2) 각각의 길이(L230S1, L230S2)보다 길게 할 수 있는 것이다.Specifically, as shown in FIGS. 16A and 16B, the
도 16의 (a)와 같은 태양 전지 모듈은 각 태양 전지 후면의 전체 면적에서 에미터부가 차지하는 면적을 최대하면서 인터커넥터(200)에 접촉하는 제 1 태양 전지(S1)의 제 1 전극(121S1) 및 제 2 태양 전지(S2)의 제 2 전극(141S2)의 면적을 극대화 함으로써, 전술한 전기적 그림자 손실(electrical shadowing loss) 최소화하면서, 태양 전지의 각 부분에서 에미터부(120)로 수집될 수 있는 케리어의 양을 극대화할 수 있으며, 아울러 인터커넥터(200)의 접촉 저항을 최소화할 수 있어 태양 전지의 효율을 더욱 극대화할 수 있는 효과가 있다.
In the solar cell module as shown in FIG. 16A, the first electrode 121S1 of the first solar cell S1 contacting the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (14)
상기 제 1 태양 전지의 상기 복수의 제 1 전극과 상기 제 2 태양 전지의 상기 복수의 제 2 전극을 서로 전기적으로 직렬 연결하거나 상기 제 1 태양 전지의 상기 복수의 제 2 전극과 상기 제 2 태양 전지의 상기 복수의 제 1 전극을 서로 전기적으로 직렬 연결하되, 상기 제 1 태양 전지 및 상기 제 2 태양 전지와 접촉하는 면의 일부분에는 복수 개의 절연층을 포함하는 인터커넥터;를 포함하고,
상기 인터커넥터는 상기 제 1 태양 전지와 상기 제 2 태양 전지를 서로 전기적으로 직렬 연결하는 전기 전도성 물질의 도전층;
상기 도전층의 측면 중 상기 제 1 태양 전지 및 상기 제 2 태양 전지와 접촉하는 면에 부분적으로 이격되어 형성되어 서로 바로 인접한 제 1 전극과 제 2 전극이 서로 단락되는 것을 방지하는 상기 복수 개의 절연층; 및
상기 복수 개의 절연층이 형성되지 않은 상기 도전층의 반대면에 형성되며, 절연성 물질을 함유하는 베이스층;을 포함하는 태양 전지 모듈.
A semiconductor substrate containing a first type of impurity, an emitter portion containing a second type of impurity to form a pn junction with the semiconductor substrate, and a plurality of emitter portions formed on an upper surface of the rear surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the emitter portion A first solar cell and a second solar cell including a first electrode and a plurality of second electrodes formed on the rear surface of the semiconductor substrate, the second electrodes being alternately spaced apart from the plurality of first electrodes, and electrically connected to the semiconductor substrate. ; And
The plurality of first electrodes of the first solar cell and the plurality of second electrodes of the second solar cell are electrically connected in series with each other, or the plurality of second electrodes and the second solar cell of the first solar cell. An interconnector comprising a plurality of insulating layers electrically connected in series to each other, wherein a portion of a surface in contact with the first solar cell and the second solar cell includes a plurality of insulating layers;
The interconnector may include a conductive layer of an electrically conductive material electrically connecting the first solar cell and the second solar cell to each other in series;
The plurality of insulating layers formed on the side of the conductive layer to be partially spaced apart from the surface in contact with the first solar cell and the second solar cell to prevent the first and second electrodes immediately adjacent to each other from being short-circuited with each other; ; And
And a base layer formed on an opposite surface of the conductive layer on which the plurality of insulating layers are not formed and containing an insulating material.
상기 도전층은
상기 복수 개의 제 1 전극 또는 복수 개의 제 2 전극과 각각 접촉하는 복수 개의 제 1 도전층과
상기 복수 개의 제 1 도전층을 서로 전기적으로 연결하는 제 2 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.The method of claim 1,
The conductive layer is
A plurality of first conductive layers in contact with the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes, respectively;
And a second conductive layer electrically connecting the plurality of first conductive layers to each other.
상기 복수 개의 절연층의 길이는 상기 복수 개의 절연층 각각과 맞 닿는 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.The method of claim 1,
The length of the plurality of insulating layers is larger than the width of the first electrode or the second electrode in contact with each of the plurality of insulating layers, the solar cell module.
상기 제 1 태양 전지와 접촉하는 상기 복수의 제 1 도전층 중 적어도 하나의 길이는 상기 제 1 태양 전지와 접촉하는 상기 복수의 절연층 중 적어도 하나의 길이보다 길고, 상기 제 2 태양 전지와 접촉하는 상기 복수의 제 1 도전층 중 적어도 하나의 길이는 상기 제 2 태양 전지와 접촉하는 상기 복수의 절연층 중 적어도 하나의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.The method of claim 1,
The length of at least one of the plurality of first conductive layers in contact with the first solar cell is longer than the length of at least one of the plurality of insulating layers in contact with the first solar cell and in contact with the second solar cell. The length of at least one of the plurality of first conductive layers is shorter than the length of at least one of the plurality of insulating layers in contact with the second solar cell.
상기 인터커넥터에서 상기 복수 개의 제 1 도전층의 두께는 상기 복수 개의절연층의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.The method of claim 1,
And a thickness of the plurality of first conductive layers in the interconnector is equal to a thickness of the plurality of insulating layers.
상기 제 1 태양 전지 및 상기 제 2 태양 전지에서 상기 복수의 제 1 전극 각각은 제 1 폭을 가지는 제 1 부분과 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭을 가지는 제 2 부분을 하나이상 포함하고,
상기 제 1 태양 전지 및 상기 제 2 태양 전지에서 상기 복수의 제 2 전극 각각은 제 3 폭을 가지는 제 3 부분과 상기 제 3 폭보다 큰 제 4 폭을 가지는 제 4 부분을 하나이상 포함하며,
상기 인터커넥터는 상기 제 1 태양 전지의 제 1 부분과 상기 제 2 태양 전지의 제 4 부분을 서로 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.The method of claim 3, wherein
Each of the plurality of first electrodes in the first and second solar cells includes a first portion having a first width and at least one second portion having a second width less than the first width,
Each of the plurality of second electrodes in the first solar cell and the second solar cell includes a third portion having a third width and at least one fourth portion having a fourth width greater than the third width,
And wherein the interconnector electrically connects the first portion of the first solar cell and the fourth portion of the second solar cell to each other.
상기 인터커넥터에서 상기 제 1 태양 전지의 제 1 부분 및 상기 제 2 태양 전지의 제 4 부분과 접촉하는 상기 복수 개의 제 1 도전층 각각의 길이는 상기 제 1 태양 전지의 제 2 부분 및 상기 제 2 태양 전지의 제 3 부분과 접촉하는 상기 복수 개의 절연층 각각의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.The method of claim 7, wherein
The length of each of the plurality of first conductive layers in contact with the first portion of the first solar cell and the fourth portion of the second solar cell is the second portion and the second portion of the first solar cell. And a length of each of the plurality of insulating layers in contact with the third portion of the solar cell.
상기 인터커넥터는 상기 복수의 태양 전지를 서로 전기적으로 직렬 연결하는 전기 전도성 물질의 도전층; 및
상기 도전층의 측면 중 일면에 부분적으로 이격되어 형성되어 단락을 방지하는 복수 개의 절연층; 및
상기 복수 개의 절연층이 형성되지 않은 상기 도전층의 반대면에 형성되며, 절연성 물질을 함유하는 베이스층;을 포함하는 인터커넥터.
An interconnector for electrically connecting a plurality of solar cells to each other,
The interconnector may include a conductive layer of an electrically conductive material electrically connecting the plurality of solar cells in series with each other; And
A plurality of insulating layers partially spaced apart on one surface of the conductive layer to prevent a short circuit; And
And a base layer formed on an opposite surface of the conductive layer on which the plurality of insulating layers are not formed, and containing an insulating material.
상기 도전층은
상기 복수 개의 제 1 전극 또는 복수 개의 제 2 전극과 각각 접촉하는 복수 개의 제 1 도전층과
상기 복수 개의 제 1 도전층을 서로 전기적으로 연결하는 제 2 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터커넥터.The method of claim 9,
The conductive layer is
A plurality of first conductive layers in contact with the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes, respectively;
And a second conductive layer electrically connecting the plurality of first conductive layers to each other.
상기 인터커넥터에서 상기 복수 개의 제 1 도전층의 두께는 상기 복수 개의절연층의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 인터커넥터.The method of claim 9,
The thickness of the plurality of first conductive layers in the interconnector is the same as the thickness of the plurality of insulating layers.
상기 복수의 제 1 도전층 중 적어도 하나의 길이는 상기 복수의 절연층 중 적어도 하나의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 인터커넥터.The method of claim 11,
At least one of the plurality of first conductive layers is longer than at least one of the plurality of insulating layers.
상기 인터커넥터 중 일부분에서 상기 제 1 도전층의 길이는 상기 절연층의 길이보다 길고, 상기 인터커넥터의 나머지 부분 중 적어도 일부분에서 상기 제 1 도전층의 길이는 상기 절연층의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 인터커넥터.The method of claim 11,
The length of the first conductive layer in a portion of the interconnector is longer than the length of the insulating layer, and in at least a portion of the remaining portion of the interconnector the length of the first conductive layer is shorter than the length of the insulating layer. Interconnect.
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