KR101350749B1 - 광기전력 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 광기전력 모듈은 적층된 복수의 단위전지를 포함하고 봉지재로 봉지되며, 상기 광기전력 모듈의 공칭 태양전지 동작 온도에 따라 표준시험조건에서의 광기전력 모듈의 초기 단락전류가 상기 복수의 단위전지 중 상층전지 또는 하층전지의 초기 단락전류에 의해 결정되도록 설계된다.

Description

광기전력 모듈{Photovoltaic Module}
본 발명은 광기전력 모듈에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 적층형 다중접합 광기전력 모듈에 있어서 전류 매칭에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지원에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양광 에너지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목받고 있다.
태양광 에너지를 전기 에너지로 직접 변환시켜주는 장치가 광기전력 장치, 즉 태양전지이다. 광기전력 장치는 주로 반도체 접합의 광기전력 현상을 이용한다. 즉, p형과 n형 불순물로 각각 도핑된 반도체 pn 접합에 빛이 입사되어 흡수되면 빛의 에너지가 반도체 내부에서 전자와 홀을 발생시키고 내부 전계에 의해 이들이 분리됨으로써 pn 접합 양단에 광기전력이 발생된다. 이때 접합 양단에 전극을 형성하고 도선을 연결하면 전극 및 도선을 통하여 외부로 전류가 흐르게 된다.
한편, 단일접합(single-junction) 광기전력 장치는 달성할 수 있는 성능의 한계가 있기 때문에, 복수의 단위전지를 적층한 이중접합 광기전력 장치나, 삼중접합 광기전력 장치가 개발되어 고 효율의 달성을 추구하고 있다. 이중접합 또는 삼중접합 광기전력 장치를 적층형 다중접합 광기전력 장치라고 한다.
적층형 다중접합 광기전력 장치의 경우, 단위전지 사이에 전류 매칭 설계에 따라 광기전력 모듈의 열화율, 안정화 효율 및 필팩터가 영향을 받을 수 있다. 따라서, 적층형 다중접합 광기전력 장치의 효율을 최적화할 수 있는 전류 매칭 설계가 요구된다.
한국 공개 공보 제10-2010-0002312호
본 발명은 설치되는 환경을 고려하여 적층형 다중접합 광기전력 모듈의 전류 매칭을 설계함으로써 실제 환경에서 필요한 효율을 갖는 광기전력 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈은 적층된 복수의 단위전지를 포함하고 봉지재로 봉지된 광기전력 모듈로서, 상기 광기전력 모듈의 공칭 태양전지 동작 온도가 소정값 이상이고, 그리고 표준시험조건에서의 상기 광기전력 모듈의 초기 단락전류는 상기 복수의 단위전지 중 상층전지의 초기 단락전류에 의해 결정되도록 설계된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광기전력 모듈은 적층된 복수의 단위전지를 포함하고 봉지재로 봉지된 광기전력 모듈로서, 상기 광기전력 모듈의 공칭 태양전지 동작 온도가 소정값 미만이고, 표준시험조건에서의 상기 광기전력 모듈의 초기 단락전류는 상기 복수의 단위전지 중 하층전지의 초기 단락전류에 의해 결정되도록 설계된다.
상기 소정값의 공칭 태양전지 동작 온도는 40°C 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광기전력 모듈이 실제 설치되는 환경에 따라 광기전력 모듈의 전류 매칭을 설계함으로써 실제 환경에서 필요한 효율을 갖는 광기전력 모듈을 제공할 수 있다. 이에 따라, 광기전력 모듈의 효율 및/또는 필팩터를 환경에 따라 최적화하여 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 다중접합 광기전력 모듈을 나타낸다.
도 2는 표준기준환경(SRE)에서 본 발명의 실시예에 따른 적층형 다중접합 광기전력 모듈에 대한 공칭 태양전지 동작 온도 측정예를 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 표시됨을 유의해야 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 다중접합 광기전력 모듈(100)을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈은 적층된 복수의 단위전지(110, 120, 130)를 포함할 수 있다. 비록 도1에는 3개의 단위전지(110, 120, 130)가 도시되었지만 이는 단지 예시일 뿐이며 2개 또는 3개 이상의 단위전지가 포함될 수 있다. 상기 적층된 각각의 단위전지는 광전변환을 수행하는 기본 단위이다.
복수의 단위전지(110, 120, 130) 각각은 입사된 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 임의의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 단위전지(110, 120, 130) 각각은 박막 실리콘 계열, 화합물 계열, 유기물 계열 및 염료 감응형 태양전지와 같은 박막형 광기전력 모듈을 형성할 수 있는 광전변환 물질을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 단위전지(110, 120, 130) 각각은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 태양전지와 같은 벌크형 광기전력 모듈을 형성할 수 있는 광전변환 물질을 포함할 수 있다.
광기전력 모듈(100)로 하여금 광전변환을 수행할 수 있도록 하는 빛이 입사되는 측에서 가장 가까운 단위전지는 상층전지라고 지칭하고, 그리고 빛이 입사되는 측에서 가장 먼 단위전지는 하층전지라고 지칭된다. 도1에서 3개의 단위전지(110, 120, 130) 중에서 빛 입사측에서 가장 가까운 단위전지(110)는 상층전지이고, 그리고 빛 입사측에서 가장 먼 단위전지(130)는 하층전지이다.
따라서, 광기전력 모듈(100)이 적층된 두 개의 단위전지를 포함하는 경우에, 광기전력 모듈의 광전변환층은 상층전지(110)와 하층전지(130)로 구성될 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 광기전력 모듈(100)이 적층된 3개의 단위전지를 포함하는 경우에, 광기전력 모듈의 광전변환층은 상층전지(110), 하층전지(130), 및 상기 상층전지(110)와 상기 하층전지(130) 사이에 위치하는 중층전지(120)를 포함한다.
적층된 단위전지(110, 120, 130) 각각은 광전변환을 수행하기 위해 입사되는 빛을 흡수하는 수광층을 포함한다. 이때, 빛이 입사되는 측에서 가까울수록 단위전지에 포함된 수광층의 광학적 밴드갭이 큰 것이 바람직하다. 예컨대, 상층전지(110)에 포함된 수광층의 광학적 밴드갭은 중층전지(120)에 포함된 수광층의 광학적 밴드갭보다 크고, 중층전지(120)에 포함된 수광층의 광학적 밴드갭은 하층전지(130)에 포함된 수광층의 광학적 밴드갭보다 클 수 있다. 이는, 에너지 밀도가 높은 단파장의 빛은 투과 거리가 짧으며, 광학적 밴드갭이 큰 물질일수록 단파장의 빛을 잘 흡수하기 때문이다.
적층형 다중접합 광기전력 모듈(100)에서, 광기전력 모듈(100)의 개방전압(Open Voltage)은 적층된 단위전지(110, 120, 130)들의 개방전압의 합이고, 상기 광기전력 모듈(100)의 단락전류(Short circuit current)는 상기 적층된 단위전지(110, 120, 130)들의 단락전류 중 최소의 단락전류 값을 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 적층형 다중접합 광기전력 모듈(100)은 광전변환에 의해 생성된 전류를 수집 및 전달하기 위한 전극(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 기판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 적층된 단위전지(110, 120, 130) 사이에는 내부 반사를 강화하여 빛가둠 효과를 극대화하기 위하여 중간 반사막(미도시)이 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 적층형 다중접합 광기전력 모듈(100)은 집적된 다중접합 태양전지들의 장기 신뢰성 및 내구성을 위해서 봉지재(encapsulant)로 봉지(encapsulation)된 것을 대상으로 한다. 일반적으로, 박막 태양전지의 봉지는 전극들 및 광전변환층(복수의 단위전지 포함)을 포함하는 셀 부분을 EVA(ethylvinyl acetate) 필름(film)과 프런트 시트(front sheet) 또는 백 시트(back sheet) 등으로 덮은 후 라미네이션(lamination)에서 코팅하는 방법이 주로 사용되며, 프런트 시트(front sheet) 또는 백 시트(back sheet) 대신 커버유리를 사용하여 모듈을 제작하기도 한다. 모서리(edge) 부분은 실리콘(silicone), 테이프(tape), 부틸 고무(butyl rubber) 등으로 실링(sealing)해서 수분침투를 막는다. 벌크 태양전지 모듈의 봉지에 쓰이는 백 시트(back sheet)의 경우는 PVF(Poly-Vinyl Fluoride) 필름, PET(Poly-Ethylen Terephthalate) 필름, PVF(Poly-Vinyl Fluoride) 필름이 순서대로 적층되어 샌드위치 구조로 형성된 TPT가 일반적으로 사용되고 있다. 최근에는 TPT 구조의 PVF(Poly-Vinyl Fluoride)를 PVDF(Poly-VinyliDene Fluoride)로 대체하기도 한다. 박막 태양전지 모듈의 경우에는 내습성의 향상을 위해서 기본적인 TPT 구조에서 특별히 알루미늄 포일(Al foil)이 삽입되어있는 백 시트(back sheet)를 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 광기전력 모듈(100)에 대한 봉지재 및 봉지 방법은 단지 예시일뿐이며 실시예에 따라 다른 물질의 봉지재 및/또는 봉지방법이 사용될 수 있다.
일반적으로 적층형 다중접합 광기전력 모듈(100)에 포함된 복수의 단위전지(110, 120, 130) 사이의 전류 매칭(current matching) 설계는 광기전력 모듈의 동작 온도가 중요한 요인으로 작용한다.
예를 들어, 동작 온도가 높은 광기전력 모듈의 경우, 광기전력 모듈에 포함된 복수의 단위전지 중 빛이 입사되는 측에서 가장 가까운 단위전지, 즉 상층전지의 단락전류에 따라 광기전력 모듈의 단락전류가 결정되도록 광기전력 장치가 설계된다. 상층전지의 단락전류에 따라 광기전력 모듈의 단락전류가 결정되도록 설계된 경우, 광기전력 모듈의 온도 계수(temperature coefficient: 온도 1 ℃ 상승 시 광기전력 장치의 효율 저하 비율)가 작으므로 광기전력 모듈의 온도가 상승하더라도 효율 저하가 작기 때문이다.
반면에 동작 온도가 낮은 광기전력 모듈의 경우, 상기 광기전력 모듈에 포함된 복수의 단위전지 중 빛이 입사되는 측에서 가장 먼 단위전지, 즉 하층전지의 단락전류에 따라 광기전력 모듈의 단락전류가 결정되도록 광기전력 모듈이 설계된다. 하층전지의 단락전류에 따라 광기전력 모듈의 단락전류가 결정되도록 설계된 경우, 광기전력 모듈의 온도 계수(temperature coefficient: 온도 1 ℃ 상승 시 광기전력 장치의 효율 저하 비율)는 크지만 열화율이 작다. 동작 온도가 낮은 광기전력 모듈의 경우 온도 계수에 상대적으로 영향을 덜 받으므로 하층전지의 단락전류에 따라 광기전력 모듈의 단락전류가 결정되도록 설계된다.
이와 같이 설계되는 광기전력 모듈의 정격 출력(효율)은 표준시험조건(STC; Standard Test Conditions)에 따라 실내에서 측정되며, 표준시험조건은 다음의 조건들을 포함한다.
AM 1.5(AIR MASS 1.5)
일사강도 1000 W·m-2
광기전력 모듈의 온도: 25 ℃
그러나 옥외에 광기전력 모듈이 설치되어 광기전력 모듈의 온도가 25 ℃ 보다 높으면, 광기전력 모듈의 온도계수로 인하여 광기전력 모듈의 효율은 표준시험조건에 따른 광기전력 모듈의 정격 효율에 비해서 낮게 나타난다.
즉, 광기전력 모듈이 동작할 때 흡수한 빛에너지의 대부분이 열에너지로 변환되며, 이에 따라 광기전력 모듈의 실제 동작 온도는 표준시험조건에서의 광기전력 모듈의 온도 25 ℃보다 쉽게 높아진다. 따라서 광기전력 모듈의 온도계수로 인하여 광기전력 모듈의 효율은 표준시험조건에 따른 광기전력 모듈의 정격 효율에 비해서 낮게 나타난다.
이와 같은 문제점 때문에 표준시험조건의 광기전력 모듈의 온도 25℃를 기준으로 적층형 다중접합 광기전력 모듈의 전류 매칭을 설계할 경우 실제 환경에서 원하는 모듈의 효율을 얻기가 매우 어렵다. 따라서, 전루 매칭을 설계할 경우에 적층형 광기전력 모듈의 동작 온도도 고려되어야 한다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈의 전류 매칭 설계는 표준시험조건에서의 초기 단락전류들을 비교하지만, 광기전력 모듈의 실제 설치 조건과 유사한 표준기준환경(SRE: Standard Reference Environment) 하에서 얻어지는 공칭 태양전지 동작 온도(NOCT: Nominal Operating Cell Temperature)를 함께 고려하여 이루어진다. 표준기준환경(SRE)은 다음의 조건들을 포함한다.
광기전력 모듈의 경사각(tilt angle): 수평을 기준으로 45 ˚
경사면 일조 강도(irradiance): 800 W·m-2
주위 온도(ambient temperature): 20 ℃
풍속(wind speed): 1m·s-1
전기적 부하(electric load): 없음(회로 개방 상태)
도 2는 표준기준환경에서 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈(100)에 대한 공칭 태양전지 동작 온도 측정예를 나타낸다. 공칭 태양전지 동작 온도는 개방형 선반형 가대(open rack)에 설치되어 있는 광기전력 모듈(100)이 표준기준환경(SRE) 하에서 동작할 때의 온도이다. 광기전력 모듈(100)은 다양한 실제 환경에서 사용되므로 광기전력 모듈(100)의 실제 설치 조건과 유사한 표준기준환경 하에서 측정된 공칭 태양전지 동작 온도를 고려하여 적층형 다중접합 광기전력 모듈(100)의 전류 매칭이 설계될 경우 설치 환경에 맞는 광기전력 모듈의 제조가 가능하다.
이와 같은 이유로 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈(100)에서는 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도가 소정값 이상인 경우, 표준시험조건에서의 상층전지의 초기 단락전류에 따라 상기 광기전력 모듈(100)의 초기 단락전류가 결정되도록 설계될 수 있다. 즉, 상층전지의 초기 단락전류가 나머지 단위전지의 초기 단락전류보다 같거나 작도록 설계된다. 또한, 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도가 소정값 미만인 경우, 표준시험조건에서의 하층전지의 초기 단락전류에 따라 상기 광기전력 모듈(100)의 초기 단락전류가 결정되도록 설계될 수 있다. 즉, 하층전지의 초기 단락전류가 나머지 단위전지의 초기 단락전류보다 같거나 작도록 설계된다.
이때, 상기 소정값의 공칭 태양전지 동작 온도는 광기전력 모듈의 실제 환경에서의 동작 온도를 나타내는 지표이며 온도계수에 따른 영향 및 빛에 의한 열화율의 영향을 고려하여 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 소정값의 공칭 태양전지 동작 온도는 40°C일 수 있다. 공칭 태양전지 동작 온도가 40°C 이상이면 비교적 열 발생이 크거나 열 방출이 적은 모듈이고, 공칭 태양전지 동작 온도가 40°C 미만이면 열 발생이 작거나 열 방출이 큰 모듈이다.
즉, 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도가 40°C 이상인 경우에는 온도 계수가 광기전력 모듈(100)의 효율에 미치는 영향이 크다. 따라서, 상층전지의 초기 단락전류에 따라 광기전력 모듈(100)의 초기 단락전류가 결정되도록 함으로써 온도 계수의 영향을 줄일 수 있다. 이에 따라 광기전력 모듈(100)의 온도가 높아지더라도 온도 계수에 따른 효율 감소가 작아질 수 있다.
또한, 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도가 40°C 미만인 경우에는 온도 계수가 효율에 미치는 영향이 작다. 따라서, 하층전지의 초기 단락전류에 따라 광기전력 모듈(100)의 초기 단락전류가 결정되도록 함으로써 빛에 의한 열화율을 줄여 안정화 효율을 높일 수 있다. 즉, 광기전력 모듈(100)의 실제 동작온도가 상대적으로 낮기 때문에 온도계수에 의한 발전성능 저하보다는 열화율 감소에 의한 발전성능 개선이 가능하다. 특히, 필팩터(Fill Factor)의 열화가 작기 때문에 주위 온도가 표준시험조건의 25°C 보다 낮은 환경에서는 옥외 발전성능이 뛰어나다.
본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도가 40°C 이상이고 그리고 광기전력 모듈(100)의 광전변환층이 적층된 두개의 단위전지를 가질때, 표준시험조건에서의 상층전지의 초기 단락전류가 하층전지의 초기 단락전류보다 같거나 작아야 한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면 표준시험조건에서의 상층전지의 초기 단락전류 밀도는 하층전지의 초기 단락전류 밀도보다 작은 것이 바람직하다(JSC , initial top <JSC , initial bottom). 특히, 하층전지의 초기 단락전류 밀도와 상층전지의 초기 단락전류 밀도의 차이는 0.2mA/cm2 이상 및 1.5mA/cm2 이하인 것이 바람직하다.
상층전지의 초기 단락전류에 의해 광기전력 모듈(100)의 초기 단락전류가 결정되어 온도계수가 낮은 특성이 보장되기 위해서 상기 차이값이 0.2mA/cm2 이상으로 유지될 필요가 있다. 또한, 상기 차이값이 1.5mA/cm2 이하로 유지되는 경우에 광기전력 모듈(100)의 안정화 효율이 지나치게 감소하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도가 40°C 미만이고 그리고 광기전력 모듈(100)의 광전변환층이 적층된 두개의 단위전지를 가질 때, 표준시험조건에서의 하층전지의 초기 단락전류가 상층전지의 초기 단락전류보다 같거나 작아야 한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 하층전지의 초기 단락전류 밀도는 상층전지의 초기 단락전류 밀도와 같거나 작을 수 있으며(JSC , initial top ≥JSC , initial bottom), 상층전지의 초기 단락전류 밀도와 하층전지의 초기 단락전류 밀도 사이의 차이값은 2mA/cm2 이하인 것이 바람직하다. 상기 차이값을 2mA/cm2 이하로 유지함으로써, 심각한 단락전류 불일치에 의해서 광기전력 모듈(100)의 개방전압(VOC) 및 필팩터가 지나치게 감소하는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도가 40°C 이상이고 그리고 광기전력 모듈(100)의 광전변환층이 적층된 세개의 단위전지를 가질때, 표준시험조건에서의 상층전지의 초기 단락전류가 중층전지 및 하층전지의 초기 단락전류보다 같거나 작아야 한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면 상층전지의 초기 단락전류 밀도는 하층전지 및 중층전지의 초기 단락전류 밀도와 비교하여 가장 작은 것이 바람직하다(JSC , initial top <JSC , initial bottom OR JSC , initial middle). 여기서 중층전지와 하층전지의 단락전류는 상층전지의 단락전류에 비해서 빛에 대한 열화가 작으므로, 중층전지와 하층전지의 초기 단락전류 사이의 대소는 중요하지 않다. 특히, 상기 가장 큰 초기 단락전류 밀도와 상층전지의 초기 단락전류 밀도의 차이는 0.2mA/cm2 이상 및 1.5mA/cm2 이하인 것이 바람직하다.
상층전지의 초기 단락전류에 의해 광기전력 모듈(100)의 단락전류가 결정되어 온도계수가 낮은 특성이 보장되기 위해서 상기 차이값이 0.2mA/cm2 이상으로 유지될 필요가 있다. 또한, 상기 차이값이 1.5mA/cm2 이하로 유지되는 경우에 광기전력 모듈(100)의 안정화 효율이 지나치게 감소하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도가 40°C 미만이고 그리고 광기전력 모듈(100)의 광전변환층이 적층된 세개의 단위전지를 가질 때, 표준시험조건에서의 하층전지의 초기 단락전류가 상층전지 및 중층전지의 초기 단락전류보다 같거나 작아야 한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 하층전지의 초기 단락전류 밀도는 중층전지의 초기 단락전류 밀도와 같거나 작고, 상기 중층전지의 초기 단락전류 밀도는 상층전지의 초기 단락전류 밀도보다 작은 것이 바람직하다(JSC , initial bottom ≤JSC , initial middle <JSC , initial top). 상층전지의 단락전류의 빛에 의한 열화가 중층전지의 단락전류의 빛에 의한 열화보다 크므로, 상기 상층전지의 초기 단락전류 밀도가 가장 큰 것이 바람직하다. 여기서, 상층전지의 초기 단락전류 밀도와 하층전지의 초기 단락전류 밀도 사이의 차이값은 0.2mA/cm2 이상 및 2mA/cm2 이하인 것이 바람직하다.
하층전지의 초기 단락전류에 의해 광기전력 모듈(100)의 초기 단락전류가 결정되어 빛에 의한 열화율이 작은 특성이 보장되기 위해서 상기 차이값이 0.2mA/cm2 이상으로 유지될 필요가 있다. 또한, 상기 차이값을 2mA/cm2 이하로 유지함으로써, 심각한 단락전류 불일치에 의해서 광기전력 모듈(100)의 개방전압(VOC) 및 필팩터가 지나치게 감소하는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈(100)의 전류 매칭 설계를 위한 광기전력 모듈(100)의 단락전류는 표준시험조건 하에서 측정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈(100)에서 전류 매칭을 위해 각 단위전지의 단락전류가 조절될 필요가 있다. 이때, 각 단위전지의 단락전류는 각 단위전지에 포함된 수광층의 두께 및/또는 광학적 밴드갭을 조정함으로써 조절될 수 있다. 예컨대, 수광층의 두께가 클수록 그리고 광학적 밴드갭이 작을수록 단위전지의 단락전류는 증가할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 광기전력 모듈(100)이 실제 설치되는 환경과 유사한 표준기준환경에서 측정되는 광기전력 모듈(100)의 공칭 태양전지 동작 온도에 따라 전류 매칭 설계를 함으로써, 실제 환경에서 필요한 효율을 갖는 광기전력 모듈(100)을 제공할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 광기전력 모듈
110: 상층전지
120: 중층전지
130: 하층전지

Claims (8)

  1. 적층된 복수의 단위전지를 포함하고 봉지재로 봉지된 광기전력 모듈에 있어서,
    상기 광기전력 모듈의 공칭 태양전지 동작 온도가 소정값 이상이고, 그리고
    표준시험조건에서의 상기 광기전력 모듈의 초기 단락전류는 상기 복수의 단위전지 중 상층전지의 초기 단락전류에 의해 결정되도록 설계되며,
    상기 복수의 단위전지는 상기 상층전지 및 하층전지로 구성되고,
    상기 하층전지의 초기 단락전류 밀도는 상기 상층전지의 초기 단락전류 밀도보다 0.2mA/cm2 이상 및 1.5mA/cm2 이하 만큼 큰 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정값은 40°C 인 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지는 상기 상층전지 상기 하층전지 사이에 중층전지를 더 포함하고,
    상기 중층전지의 초기 단락전류 밀도와 상기 하층전지의 초기 단락전류 밀도 중 가장 큰 초기 단락전류 밀도는 상기 상층전지의 초기 단락전류 밀도보다 0.2mA/cm2 이상 및 1.5mA/cm2 이하 만큼 큰 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈.
  5. 적층된 복수의 단위전지를 포함하고 봉지재로 봉지된 광기전력 모듈에 있어서,
    상기 광기전력 모듈의 공칭 태양전지 동작 온도가 소정값 미만이고, 그리고
    표준시험조건에서의상기 광기전력 모듈의 초기 단락전류는 상기 복수의 단위전지 중 하층전지의 초기 단락전류에 의해 결정되도록 설계되며,
    상기 복수의 단위전지는 상기 하층전지 및 상층전지로 구성되고,
    상기 상층전지의 초기 단락전류 밀도는 상기 하층전지의 초기 단락전류 밀도보다 0.2mA/cm2 이상 및 2mA/cm2 이하만큼 큰 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소정값은 40°C인 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈.
  7. 삭제
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지는 상기 상층전지 상기 하층전지 사이에 중층전지를 더 포함하고,
    상기 상층전지의 초기 단락전류 밀도는 상기 중층전지의 초기 단락전류보다 크고, 그리고 상기 상기 상층전지의 초기 단락전류 밀도는 상기 하층전지의 초기 단락전류 밀도보다 0.2mA/cm2 이상 및 2mA/cm2 이하만큼 큰 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈.
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