KR101542007B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents

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KR101542007B1
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양혜영
김민표
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판 및 반도체 기판의 후면에 서로 이격되어 형성되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 서로 바로 인접하여 배치되는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지; 제1, 2 태양 전지가 서로 전기적으로 직렬 연결되도록 제1 전극 또는 제2 전극 중 어느 하나의 셀 전극에 중첩되어 접속되는 인터커넥터 배선; 및 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판의 후면 중 제1, 2 전극이 위치하지 않는 에지(edge) 부분에 배치되는 에지 배선;을 포함한다.

Description

태양 전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
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.
이와 같이 반도체 기판을 사용하는 태양 전지는 구조에 따라 컨벤셔널 타입, 후면 컨텍 타입 등 다양한 종류로 나눌 수 있다.
여기서, 컨벤셔널 타입은 에미터부가 기판의 전면에 위치하고, 에미터부에 연결된 전극이 기판의 전면에, 기판에 연결되는 전극이 기판의 후면에 위치하며, 후면 컨텍 타입은 에미터부가 기판의 후면에 위치하며, 전극이 모두 기판의 후면에 위치한다.
여기서, 후면 컨텍 타입의 태양 전지는 전극이 모두 기판의 후면에 형성되므로, 기판의 후면에 형성된 전극을 인터커넥터나 별도의 도전성 금속을 통해 인접한 태양 전지의 전극에 직렬 연결하여 태양 전지 모듈을 형성할 수 있다.
본 발명은 효율이 보다 향상된 태양 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판 및 반도체 기판의 후면에 서로 이격되어 형성되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 서로 바로 인접하여 배치되는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지; 제1, 2 태양 전지가 서로 전기적으로 직렬 연결되도록 제1 전극 또는 제2 전극 중 어느 하나의 셀 전극에 중첩되어 접속되는 인터커넥터 배선; 및 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판의 후면 중 제1, 2 전극이 위치하지 않는 에지(edge) 부분에 배치되는 에지 배선;을 포함한다.
여기서, 제1, 2 태양 전지의 제1, 2 전극 각각의 길이 방향은 제1 방향으로 형성되고, 제1, 2 태양 전지는 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열될 수 있고, 인터커넥터 배선의 길이 방향은 제2 방향으로 배치될 수 있다.
여기서, 인터커넥터 배선은 제1 태양 전지의 제1 전극과 제2 태양 전지의 제2 전극을 서로 전기적으로 연결하거나 제1 태양 전지의 제2 전극과 제2 태양 전지의 제1 전극을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 인터커넥터 배선은 제1 태양 전지의 제1 전극 및 제2 태양 전지의 제2 전극에 전기적으로 접속되고, 인터커넥터 배선은 제1 태양 전지의 제2 전극 및 제2 태양 전지의 제1 전극과 전기적으로 절연될 수 있다.
아울러, 에지 배선은 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판에서 제1 방향 또는 제2 방향과 동일한 방향의 에지 부분에 위치할 수 있다.
구체적으로, 에지 배선은 반도체 기판의 후면 상에서 어느 하나의 셀 전극과 중첩되지 않고, 이격되어 위치할 수 있다.
일례로, 에지 배선은 반도체 기판의 후면 상에서 인터커넥터 배선의 길이 방향과 나란한 방향의 제1 에지 부분에 위치하고, 제1 에지 부분에 위치한 에지 배선은 인터커넥터 배선과 이격될 수 있다.
또한, 이와 다르게, 에지 배선은 반도체 기판의 후면 상에서 인터커넥터 배선의 길이 방향과 교차하는 방향의 제2 에지 부분에 위치하고, 제2 에지 부분에 위치한 에지 배선은 인터커넥터 배선에 전기적으로 접속될 수 있다.
이때, 인터커넥터 배선 및 에지 배선 중 적어도 하나는 도전성 와이어 형태 또는 도전성 리본(Ribbon) 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판의 후면 중 인터커넥터 배선 외에 셀 전극이 위치하지 않는 에지 부분에 에지 배선을 더 배치하여, 반도체 기판의 에지 부분의 파손을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에 적용 가능한 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3a는 도 2에 도시된 태양 전지의 후면에 인터커넥터 배선(CW)과 에지 배선(EW)을 부착하기 위해 도전성 접착 페이스트(CAP)와 절연 페이스트가 도포된 일례를 도시한 것이다.
도 3b는 도 3a의 태양 전지 후면에 인터커넥터 배선(CW)과 에지 배선(EW)이 부착된 일례를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 에지 배선(EW)이 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 제1 방향(x)으로 형성된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 각 태양 전지에서 반도체 기판(110)의 후면에 제1 방향(x)으로 에지 배선(EW)이 형성된 태양 전지 모듈의 제3 실시예를 설명하기 위한 도이다.
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.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 제1 태양 전지(C1)와 제2 태양 전지(C2)를 포함하는 복수의 태양 전지, 복수의 태양 전지를 서로 직렬로 연결하는 인터커넥터 배선(CW1, CW2) 및 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 각 반도체 기판(110)의 에지 부분에 위치하는 에지 배선(EW)을 포함한다.
여기서, 복수의 태양 전지 각각은 반도체 기판(110), 복수의 제1 전극(C141)과 복수의 제2 전극(C142)을 포함한다.
여기서, 반도체 기판(110)은 결정질 실리콘 또는 비정질 실리콘을 포함하여 형성될 수 있으며, 이와 같은 반도체 기판(110)에는 입사된 빛으로부터 전기가 생성되도록 p-n 접합이 형성될 수 있다.
아울러, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)은 반도체 기판(110)의 후면에 서로 이격되어 형성될 수 있다. 이와 같은 태양 전지에 대해서는 이하의 도 4에서 보다 구체적으로 설명한다.
인터커넥터 배선(CW1, CW2)은 제1, 2 태양 전지(C1, C2)를 포함하는 복수의 태양 전지가 서로 전기적으로 직렬 연결시키며, 각 태양 전지의 제1 전극(C141) 또는 제2 전극(C142) 중 어느 하나의 셀 전극(C141 or C142)에 도전성 접착제(CA)에 의해 접속될 수 있다.
여기서, 도전성 접착제(CA)는 전도성 물질이면, 특별한 제한이 없으나, 상대적으로 낮은 온도인 140℃ ~ 180℃에서 녹는점이 형성되는 도전성 물질이 더 바람직하다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 녹는점은 달라질 수도 있다.
일례로, 도전성 접착제(CA)는 솔더 페이스트 또는 도전성 금속 입자가 절연성 수지 내에 포함되는 도전성 패이스트(conductive paste)나 도전성 접착 필름(conductive adhesive film)과 같은 도전성 재질이 등이 이용될 수 있다.
아울러, 인터커넥터 배선(CW1, CW2)은 리본이나 와이어 형태로 구비될 수 있다. 인터커넥터 배선(CW)이 리본이나 와이어 형태로 구비되는 경우, 태양 전지 모듈의 공정이 간단하고, 재료 비용이 저렴하여 태양 전지 모듈의 제조 비용을 보다 절감할 수 있다.
이와 같은 인터커넥터 배선(CW1, CW2)은 구리(Cu) 또는 은(Ag)과 같이 전도성이 좋은 물질을 포함하여 형성될 수 있다.
이와 같은 태양 전지 모듈에서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 각각의 제1, 2 전극(C141, C142)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배열될 수 있다. 일례로, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 태양 전지의 제1, 2 전극(C141, C142)의 길이 방향은 제1 방향(x)일 수 있고, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제2 방향(y)으로 배열될 수 있다.
아울러, 복수의 인터커넥터 배선(CW1, CW2)의 길이 방향은 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 각각의 제1, 2 전극(C141, C142)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 형성될 있다. 일례로, 복수의 인터커넥터 배선(CW1, CW2)의 길이 방향은 제2 방향(y)일 수 있다.
여기서, 복수의 인터커넥터 배선(CW1, CW2)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(C141)에 접속하는 제1 인터커넥터 배선(CW1)과 제1 태양 전지(C1)의 제2 전극(C142)에 접속하는 제2 인터커넥터 배선(CW2)을 포함할 수 있다.
제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 직렬 연결을 위하여, 제1 인터커넥터 배선(CW1)은 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(C142)에 접속되거나, 제2 인터커넥터 배선(CW2)은 제2 태양 전지(C2)의 제1 전극(C141)에 접속될 수 있다.
아울러, 제1 인터커넥터 배선(CW1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)의 제2 전극(C142)과 교차하는 부분은 절연성 물질의 절연층(IL)에 의해 제1 인터커넥터 배선(CW1)과 제1 태양 전지(C1)의 제2 전극(C142)이 서로 절연될 수 있다.
또한, 제2 인터커넥터 배선(CW2)은 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(C141)과 교차하는 부분은 절연층(IL)에 의해 제2 인터커넥터 배선(CW2)과 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(C141)이 서로 절연될 수 있다.
여기서, 절연층(IL)은 에폭시(epoxy)와 같은 절연성 수지를 포함하여 형성될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 따른 태양 전지 모듈에서는 복수 개의 태양 전지를 직렬 연결하기 위하여 하나의 인터커넥터 배선(CW1, CW2)이 서로 인접한 두 개의 태양 전지의 전극에 직접 접속되는 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게 인터커넥터 배선(CW1, CW2)은 각 태양 전지마다 별도로 구비될 수도 있으며, 이와 같은 경우, 별도의 인터커넥터(미도시)가 구비될 수도 있다.
즉, 각 태양 전지의 후면에는 각각의 인터커넥터 배선(CW1, CW2)이 구비되고, 각 인터커넥터 배선(CW1, CW2)은 별도의 인터커넥터에 접속되어, 복수의 태양 전지가 직렬 연결되는 것도 가능하다.
아울러, 도 1 및 도 2에 따른 태양 전지 모듈에서는 태양 전지의 배열 방향이 각 태양 전지에 형성된 셀 전극(C141 or C142)의 길이 방향과 교차하도록 배열되고, 인터커넥터 배선(CW1, CW2)의 길이 방향도 각 태양 전지에 형성된 셀 전극(C141 or C142)의 길이 방향과 교차하여 배치되는 경우를 일례로 설명하였다.
그러나, 이와 다르게, 태양 전지의 배열 방향과 인터커넥터 배선(CW1, CW2)의 길이 방향이 셀 전극(C141 or C142)의 길이 방향과 동일한 방향으로 배열되거나 배치되는 것도 가능하다.
에지 배선(EW)은 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 각각의 반도체 기판(110)의 후면 중 제1, 2 전극(C141, C142)이 위치하지 않는 에지(edge) 부분에 위치한다.
이때, 에지 배선(EW)은 각 반도체 기판(110)의 후면 중에서 제1, 2 전극(C141, C142)이 위치하지 않는 에지 부분에 위치하므로, 셀 전극(C141 or C142)과 교차하는 방향으로 길게 형성되더라고, 반도체 기판(110)의 후면 상에서 셀 전극(C141 or C142)과 중첩되지 않고, 이격되어 위치할 수 있다.
일례로, 도 1에 도시된 바와 같이, 에지 배선(EW)은 반도체 기판(110)의 후면 에지 부분 중에서 인터커넥터 배선(CW1, CW2)의 길이 방향, 즉 제2 방향(y)과 나란한 방향의 제1 에지 부분에 제2 방향(y)으로 길게 위치할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 이때, 제1 에지 부분에 위치한 에지 배선(EW)은 인터커넥터 배선(CW1, CW2)과 이격되며, 전기적으로 절연되어 형성될 수 있다.
이와 같은 에지 배선(EW)은 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 에지 부분에 위치하여, 공정 중에 발생할 수 있는 반도체 기판(110)의 에지 부분의 크랙(crack) 및 파손을 최소화할 수 있다.
도 1에서는 에지 배선(EW)이 반도체 기판(110)에서 제2 방향(y)과 동일한 방향의 에지 부분에 배치되는 경우만을 도시하였으나, 도 1과 다르게 에지 배선(EW)은 반도체 기판(110)에서 제1 방향(x)과 동일한 방향의 에지 부분에 배치될 수도 있다.
이에 대해서는 본 발명의 태양 전지 모듈에 적용 가능한 태양 전지의 일례에 대해 설명한 이후, 도 1과 다른 실시예에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에 적용 가능한 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 3a는 도 2에 도시된 태양 전지의 후면에 인터커넥터 배선(CW)과 에지 배선(EW)을 부착하기 위해 도전성 접착 페이스트(CAP)와 절연 페이스트가 도포된 일례를 도시한 것이고, 도 3b는 도 3a의 태양 전지 후면에 인터커넥터 배선(CW)과 에지 배선(EW)이 부착된 일례를 도시한 것이다.
도 2를 참고로 하면, 본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 반도체 기판(110), 반사 방지막(130), 에미터부(121), 후면 전계부(back surface field;BSF, 172), 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)을 포함할 수 있다.
여기서, 반사 방지막(130)과 후면 전계부(172)는 생략될 수도 있으나, 이하에서는 도 2에 도시된 바와 같이 반사 방지막(130)과 후면 전계부(172)가 포함된 것을 일례로 설명한다.
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판(110)일 수 있다. 이와 같은 반도체 기판(110)은 결정질 실리콘 재질로 형성되는 반도체 웨이퍼에 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑되어 형성될 수 있다.
에미터부(121)는 전면과 마주보고 있는 반도체 기판(110)의 후면 내에 서로 이격되어 위치하며, 서로 나란한 방향으로 뻗어 있다. 이와 같은 에미터부(121)는 복수 개일 수 있으며, 복수의 에미터부(121)는 반도체 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 일례로 p형 도전성 타입의 불순물이 포함될 수 있다.
이에 따라 반도체 기판(110)과 에미터부(121)에 의해 p-n 접합이 형성될 수 있다.
후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)의 후면 내부에 복수 개가 위치할 수 있으며, 복수의 에미터부(121)와 나란한 방향으로 이격되어 형성되며 복수의 에미터부(121)와 동일한 방향으로 뻗어 있다. 따라서, 도 2에 도시한 것처럼, 반도체 기판(110)의 후면에서 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)는 교대로 위치할 수 있다.
복수의 후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 함유한 불순물, 예를 들어 n++ 부일 수 있다.
복수의 제1 전극(C141)은 에미터부(121)와 각각 물리적 및 전기적으로 연결되어 에미터부(121)를 따라서 반도체 기판(110)의 후면에 형성될 수 있다.
또한, 복수의 제2 전극(C142)은 복수의 후면 전계부(172)를 따라서 반도체 기판(110)의 후면에 형성되며, 후면 전계부(172)를 통하여 반도체 기판(110)과 각각 물리적 및 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 반도체 기판(110)의 후면 상에서 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)은 서로 물리적 및 공간적으로 이격되어, 전기적으로 격리될 수 있다.
이와 같은 구조로 제조된 본 발명에 따른 태양 전지에서 제1 전극(C141)을 통하여 수집된 정공과 제2 전극(C142)을 통하여 수집된 전자는 외부의 회로 장치를 통하여 외부 장치의 전력으로 이용될 수 있다.
여기서, 복수의 제1 전극(C141)의 각각은 앞선 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 방향(x)으로 뻗어 있을 수 있으며, 복수의 제1 전극(C141) 각각은 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다.
아울러, 복수의 제2 전극(C142) 각각도 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 방향(x)으로 뻗어 있을 수 있으며, 복수의 제2 전극(C142) 각각은 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다.
아울러, 복수의 제1, 2 전극(C141, C142)은 서로 이격될 수 있으며, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 서로 교번하여 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용된 태양 전지는 반드시 도 2에만 한정하지 않으며, 태양 전지에 구비되는 제1, 2 전극(C141, C142)이 반도체 기판(110)의 후면에만 형성되는 점을 제외하고 다른 구성 요소는 얼마든지 변경이 가능하다.
일례로, 각각의 제1, 2 전극(C141, C142)은 제1 방향(x)으로 뻗어 있지 않고, 제1 방향(x)으로 서로 이격되어 도트 형태로 배열되는 것도 가능하고, 아울러, 반도체 기판(110)의 후면에서 제1 방향(x)의 어느 한 끝단에는 복수의 제1 전극(C141) 모두와 공통으로 연결되도록 제2 방향(y)으로 뻗어 있는 제1 버스바(미도시)가 더 구비되는 것도 가능하며, 반도체 기판(110)의 후면에서 제1 방향(x)의 나머지 한 끝단에는 복수의 제2 전극(C142) 모두와 공통으로 연결되도록 제2 방향(y)으로 뻗어 있는 제2 버스바(미도시)가 더 구비되는 것도 가능하다.
도 2와 같이 형성된 태양 전지에서, 도 1에서 전술한 인터커넥터 배선(CW)과 에지 배선(EW)을 반도체 기판(110)의 후면에 부착하기 위하여, 도 3a에 도시된 바와 같이, 도전성 접착 페이스트(CAP)나 절연성 페이스트(ILP)를 도포할 수 있다.
예를 들어, 제1, 2 인터커넥터 배선(CW1, CW2)을 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 복수의 제1 전극(C141)이나 복수의 제2 전극(C142)에 접속시키기 위하여, 도전성 접착 페이스트(CAP)와 절연성 페이스트(ILP)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 방향(x)으로 뻗어 있는 복수의 제1, 2 전극(C141, C142) 상에 교번하여 위치하도록 도포될 수 있다.
아울러, 에지 배선(EW)을 반도체 기판(110)의 후면에 부착하기 위하여, 도 3a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)에서 제2 방향(y)과 동일한 방향의 에지 부분에 절연성 페이스트(ILP)가 더 도포할 수 있다.
이후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1, 2 인터커넥터 배선(CW1, CW2)과 에지 배선(EW)을 각각 반도체 기판(110)의 후면에 얼라인하여 배치하고, 열처리 공정이 수행될 수 있다.
이때의 열처리 공정의 온도는 도전성 접착 페이스트(CAP)나 절연성 페이스트(ILP)의 형성 물질에 따라 변화될 수 있으나, 일례로, 130℃ ~ 300℃ 사이의 범위에서 수행될 수 있다.
이와 같은 열처리 공정에 의해 도전성 접착 페이스트(CAP)와 절연성 페이스트(ILP)가 각각 경화되면서, 제1, 2 인터커넥터 배선(CW1, CW2)과 에지 배선(EW) 각각은 도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 부착시킬 수 있다.
이와 같은 열처리 공정은 복수 개의 태양 전지를 미리 배치한 상태에서 복수의 태양 전지에 대해 한 번에 수행될 수도 있고, 태양 전지 각각에 대해 개별적으로 수행될 수도 있다. 이에 따라, 도 1에서 설명한 태양 전지 모듈이 형성될 수 있다.
지금까지는, 에지 배선(EW)이 각각의 태양 전지에 포함된 반도체 기판(110)의 에지 부분에 제2 방향(y)으로 형성되며, 각각의 태양 전지에 형성된 에지 배선(EW)이 서로 이격된 경우만을 일례로 설명하였으나, 이와 같은 에지 배선(EW)은 도 1이나 도 3b에서 설명한 바와 다르게 형성될 수도 있다.
이하에서는 이와 같은 에지 배선(EW)이 지금까지 전술한 바와 다르게 형성되는 여러 가지 일례에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 4에서는 앞선 도 1 내지 도 3b에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
앞선, 도 1에서는 각 태양 전지의 반도체 기판(110)에 부착된 에지 배선(EW)이 서로 이격된 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 같은 에지 배선(EW)은 각 태양 전지의 반도체 기판(110)에 부착된 에지 배선(EW)은 서로 연결되어 형성될 수도 있다.
일례로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)의 반도체 기판(110)의 후면에 부착된 에지 배선(EW)은 제2 태양 전지(C2)의 반도체 기판(110)의 후면에도 부착될 수 있다.
그러나, 도 4와 다르게, 제1 태양 전지(C1)에 부착된 에지 배선(EW)과 제2 태양 전지(C2)에 부착된 에지 배선(EW) 사이에 별도의 도전체(미도시)가 배치되어, 별도의 도전체(미도시)를 통하여 제1 태양 전지(C1)의 에지 배선(EW)과 제2 태양 전지(C2)의 에지 배선(EW)이 서로 연결되는 것도 가능하다.
아울러, 이와 같은 별도의 도전체(미도시)를 통해 제1 태양 전지(C1)의 인터커넥터 배선(CW)과 제2 태양 전지(C2)의 인터커넥터 배선(CW)이 연결될 수도 있다.
지금까지는 본 발명에 따른 에지 배선(EW)이 반도체 기판(110)의 후면 중에 제2 방향(y)과 나란한 방향의 제1 에지 부분에 형성된 경우만을 일례로 설명하였으나, 이와 다르게 에지 배선(EW)은 반도체 기판(110)의 후면 중에 제1 방향(x)과 나란한 방향의 제2 에지 부분에 형성될 수도 있다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 에지 배선(EW)이 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 제1 방향(x)으로 형성된 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 6은 각 태양 전지에서 반도체 기판(110)의 후면에 제1 방향(x)으로 에지 배선(EW)이 형성된 태양 전지 모듈의 제3 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 5 및 도 6에서는 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 에지 배선(EW)은 도 5에 도시된 바와 같이, 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면 에지 부분 중에서 제1 방향(x)과 동일한 방향의 제2 에지 부분에 위치할 수도 있다.
이와 같은 경우, 에지 배선(EW)은 인터커넥터 배선(CW)과 교차하는 제1 방향(x)으로 형성되므로, 인터커넥터 배선(CW)과 교차하는 부분에서 인터커넥터 배선(CW)에 전기적으로 접속될 수 있다.
이와 같이, 에지 배선(EW)이 인터커넥터 배선(CW)과 교차하는 제1 방향(x)으로 형성되는 경우, 에지 배선(EW)은 도 5에 도시된 바와 같이, 복수 개의 제1 인터커넥터 배선(CW1)과 접속하는 제1 에지 배선(EW1)과 복수 개의 제2 인터커넥터 배선(CW2)과 접속하는 제2 에지 배선(EW2)을 포함할 수 있다.
이와 같이 도 5에 도시된 바와 같이, 에지 배선(EW)이 인터커넥터 배선(CW)에 접속되어 고정되는 경우, 에지 배선(EW)이 인터커넥터 배선(CW)의 위치를 고정하게 되므로, 태양 전지 모듈의 형성 과정 중 최종 열처리 단계인 라미네이션 공정 중에 인터커넥터 배선(CW)의 위치가 흐트러지거나 얼라인이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 하나의 에지 배선(EW)에 복수 개의 인터커넥터 배선(CW)이 접속되므로, 이와 같은 에지 배선(EW)은 복수 개의 인터커넥터 배선(CW)으로부터 유입되는 전류가 합쳐지게 되고, 인접한 태양 전지에 연결된 인터커넥터 배선(CW)으로 전류가 균일하게 전달되도록 할 수 있다.
따라서, 복수 개의 인터커넥터 배선(CW) 중 어느 하나의 인터커넥터 배선(CW)과 일부 셀 전극(C141 or C142) 사이에 접속 불량이 발생하거나, 어느 하나의 인터커넥터 배선(CW)이 단선되더라도, 에지 배선(EW)이 전류 우회 경로를 제공하여, 태양 전지 모듈의 효율 저하를 최소화할 수 있다.
아울러, 도 5에서는 하나의 반도체 기판(110)에 제1 에지 배선(EW1)과 제2 에지 배선(EW2)이 모두 형성된 경우를 일례로 도시하였으나, 제1 에지 배선(EW1)과 제2 에지 배선(EW2) 중 어느 하나는 생략이 가능하다.
일례로, 도 5에서 제1 에지 배선(EW1)이 생략되는 경우, 태양 전지 모듈은 도 6에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
이와 같은 경우에도 도 5에서 설명한 효과가 거의 동일하게 유지될 수 있다.
아울러, 도 5 및 도 6과 같은 에지 배선(EW)은 앞선 도 1 내지 도 4에서 설명한 에지 배선(EW)과 결합되어 사용될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면 중에서 제1, 2 전극(C141, C142)이 위치하지 않는 에지 부분에 에지 배선(EW)이 형성되도록 함으로써, 반도체 기판(110)의 에지 부분에 발생할 수 있는 크랙이나 파손을 최소화할 수 있으며, 아울러, 도 5 및 도 6과 같이, 에지 배선(EW)이 인터커넥터 배선(CW)의 위치를 고정하거나 우회 경로를 형성하도록 함으로써, 태양 전지 모듈의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
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.

Claims (10)

  1. 반도체 기판 및 상기 반도체 기판의 후면에 서로 이격되어 형성되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 서로 바로 인접하여 배치되는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지;
    상기 제1, 2 태양 전지가 서로 전기적으로 직렬 연결되도록 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 하나의 셀 전극에 중첩되어 접속되는 인터커넥터 배선; 및
    상기 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판의 후면 중 상기 제1, 2 전극이 위치하지 않는 에지(edge) 부분에 상기 제1, 2 전극과 이격되어 배치되는 에지 배선;을 포함하는 태양 전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 태양 전지의 제1, 2 전극 각각의 길이 방향은 제1 방향으로 형성되고,
    상기 제1, 2 태양 전지는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 태양 전지 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 인터커넥터 배선의 길이 방향은 상기 제2 방향으로 위치되는 태양 전지 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 인터커넥터 배선은
    상기 제1 태양 전지의 제1 전극과 상기 제2 태양 전지의 제2 전극을 서로 전기적으로 연결하거나 상기 제1 태양 전지의 제2 전극과 상기 제2 태양 전지의 제1 전극을 서로 전기적으로 연결하는 태양 전지 모듈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 인터커넥터 배선은 제1 태양 전지의 제1 전극 및 제2 태양 전지의 제2 전극에 전기적으로 접속되고,
    상기 인터커넥터 배선은 제1 태양 전지의 제2 전극 및 상기 제2 태양 전지의 제1 전극과 전기적으로 절연되는 태양 전지 모듈.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 에지 배선은 상기 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판에서 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향과 동일한 방향의 에지 부분에 위치하는 태양 전지 모듈.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 에지 배선은 상기 반도체 기판의 후면 상에서 상기 어느 하나의 셀 전극과 중첩되지 않고, 이격되어 위치하는 태양 전지 모듈.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 에지 배선은 상기 반도체 기판의 후면 상에서 상기 인터커넥터 배선의 길이 방향과 나란한 방향의 제1 에지 부분에 위치하고,
    상기 제1 에지 부분에 위치한 에지 배선은 상기 인터커넥터 배선과 이격되는 태양 전지 모듈.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 에지 배선은 상기 반도체 기판의 후면 상에서 상기 인터커넥터 배선의 길이 방향과 교차하는 방향의 제2 에지 부분에 위치하고,
    상기 제2 에지 부분에 위치한 에지 배선은 상기 인터커넥터 배선에 전기적으로 접속되는 태양 전지 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 인터커넥터 배선 및 상기 에지 배선 중 적어도 하나는 도전성 와이어 형태 또는 도전성 리본(Ribbon) 형태로 형성되는 태양 전지 모듈.
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