KR101630130B1 - 태양 전지 및 태양 전지 모듈 - Google Patents

태양 전지 및 태양 전지 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양 전지 및 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 반도체 기판; 반도체 기판의 일면에 형성되는 제1 전극; 반도체 기판의 반대면에 형성되는 후면 전계부 라인; 및 복수의 후면 전계부 라인에 중첩하여 접속된 복수의 핑거 전극과 복수의 연결 전극을 구비하는 제2 전극;을 포함하고, 복수의 후면 전계부 라인은 서로 이웃한 두 개의 연결 전극 사이에 이격부를 구비하는 복수의 단선 전계부 라인을 포함하고, 복수의 단선 전계부 라인은 제1 방향에서 제1 위치에 중심이 위치하는 제1 이격부를 구비하는 제1 단선 전계부 라인과, 제1 방향에서 제1 위치와 다른 제2 위치에 중심이 위치하는 제2 이격부를 구비하는 제2 단선 전계부 라인을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례는 전술한 구조를 가지는 제1, 2 태양 전지; 및 복수의 인터커넥터;를 포함하고, 복수의 인터커넥터 각각은 제2 방향으로 길게 뻗어, 제1 태양 전지의 제1 전극 및 제2 태양 전지의 제2 전극에 접속되고, 복수의 인터커넥터의 개수는 6개 ~ 33개 사이일 수 있다.

Description

태양 전지 및 태양 전지 모듈{SOLAR CELL AND SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양 전지 및 태양 전지 모듈에 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 반도체부에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형의 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 n형의 반도체부와 p형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결함으로써 전력을 얻는다.
이와 같은 태양 전지는 인터커넥터에 의해 서로 연결될 수 있다.
본 발명은 태양 전지 및 태양 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑된 반도체 기판; 반도체 기판의 일면에 형성되는 제1 전극; 반도체 기판의 반대면에 제1 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판보다 고농도로 도핑되고, 제1 방향으로 길게 형성되며, 서로 나란한 복수의 후면 전계부 라인; 및 복수의 후면 전계부 라인에 중첩하여 접속되고, 제1 방향으로 서로 나란하게 이격되어 형성된 복수의 핑거 전극과 복수의 핑거 전극을 제2 방향으로 전기적으로 연결하는 복수의 연결 전극을 구비하는 제2 전극;을 포함하고, 복수의 후면 전계부 라인은 복수의 연결 전극 중 서로 이웃한 두 개의 연결 전극 사이에 이격부를 구비하는 복수의 단선 전계부 라인을 포함하고, 복수의 단선 전계부 라인은 제1 방향에서 제1 위치에 중심이 위치하는 제1 이격부를 구비하는 제1 단선 전계부 라인과, 제1 방향에서 제1 위치와 다른 제2 위치에 중심이 위치하는 제2 이격부를 구비하는 제2 단선 전계부 라인을 포함한다.
여기서, 이격부에 함유된 제1 도전성 타입의 불순물 도핑 농도는 후면 전계부에 도핑된 제1 도전성 타입의 불순물 농도보다 낮고, 반도체 기판에 도핑된 제1 도전성 타입의 불순물 도핑 농도와 동일하거나 높을 수 있다.
아울러, 제1 이격부 길이 또는 제2 이격부의 길이는 복수의 핑거 전극 피치의 0.3배 ~ 3배이거나 1mm 내지 5mm 사이일 수 있다.
또한, 제1 이격부의 길이는 제2 이격부의 길이와 동일하거나 20% 이내의 편차를 가질 수 있다.
여기서, 후면 전계부 라인의 선폭은 핑거 전극의 선폭의 2배 ~ 5배 사이이거나 200um ~ 500um 사이일 수 있으며, 복수의 후면 전계부 라인의 피치는 복수의 핑거 전극의 피치와 동일하거나 1.2mm ~ 2.8mm 사이일 수 있다.
아울러, 복수의 핑거 전극은 복수의 후면 전계부 라인과 중첩하여 길게 형성되되, 제1, 2 이격부에서 이격될 수 있다.
또한, 복수의 후면 전계부 라인은 제1 단선 전계부 라인과 제2 단선 전계부 라인 사이에 제1, 2 이격부가 형성되지 않는 제3 전계부 라인을 포함할 수 있다.
또한, 제2 전극은 연결 전극의 선폭보다 제1 방향으로의 폭이 큰 패드부를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 후면 전계부 라인은 복수의 연결 전극 라인 중 적어도 하나와 중첩하는 부분에 제3 이격부를 구비할 수 있다. 이와 같은 제3 이격부는 제1, 2 단선 전계부 라인 및 제3 전계부 라인에 구비될 수 있다.
이때, 제3 이격부의 길이는 제1, 2 이격부의 길이보다 좁을 수 있다.
또한, 반도체 기판의 제2 방향 가장 자리 부분에 위치하는 복수의 후면 전계부 라인은 연결 전극의 끝단에서 길이가 점진적으로 증가하는 제4 이격부를 구비할 수 있다. 이와 같은 제4 이격부에서 핑거 전극은 이격될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례는 전술한 구조를 가지며, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 제1, 2 태양 전지; 및 제1, 2 태양 전지를 서로 전기적으로 연결하는 복수의 인터커넥터;를 포함하고, 복수의 인터커넥터 각각은 제2 방향으로 길게 뻗어, 제1 태양 전지의 제1 전극 및 제2 태양 전지의 제2 전극에 접속되고, 복수의 인터커넥터의 개수는 6개 ~ 33개 사이일 수 있다.
이때, 복수의 인터커넥터 각각의 폭은 250um 내지 500um 사이일 수 있으며, 복수의 인터커넥터 각각은 복수의 연결 전극 각각에 접속될 수 있다.
아울러, 복수의 연결 전극 각각의 선폭은 복수의 인터커넥터 각각의 선폭과 동일하거나 작을 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 및 태양 전지 모듈은 복수의 후면 전계부 라인이 서로 이웃한 연결 전극 사이에 이격부를 구비하는 복수의 단선 전계부 라인을 포함함으로써, 태양 전지의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양 전지가 적용된 태양 전지 모듈의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 도 1의 태양 전지 모듈에 적용되는 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 일부 사시도이다.
도 5 내지 도 8b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 후면 전계부(172) 및 제2 전극(150) 패턴의 일례를 설명하기 도이다.
도 9 내지 도 11b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 후면 전계부(172) 및 제2 전극(150) 패턴의 일례를 설명하기 도이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 후면 전계부(172) 및 제2 전극(150) 패턴의 일례를 설명하기 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 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.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판(110)의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판(110)의 반대면일 수 있다.
아울러, 이하의 설명에서, 서로 다른 두 구성 요소의 길이나 폭이 동일하다는 의미는 10%의 오차 범위 이내에서 서로 동일한 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양 전지가 적용된 태양 전지 모듈의 일례를 설명하기 위한 도이고, 여기서, 도 1은 태양 전지 모듈을 전면에서 바라본 형상이고, 도 2는 도 1에서 CS1-CS1 라인에 따른 단면을 도시한 것이고, 도 3는 도 1에서 CS2-CS2 라인에 따른 단면을 도시한 것이다. 아울러, 도 4는 도 1에 적용되는 본 발명에 따른 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 일부 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지(C1, C2)와 각각의 태양 전지(C1, C2)에 접속되는 복수의 인터커넥터(300)를 포함한다.
여기서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 반도체 기판(110)의 전면에 제1 전극(140)과 후면에 제2 전극(150)을 구비할 수 있다.
이와 같은 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 배열되며, 제2 방향(y)으로 길게 뻗은 복수의 인터커넥터(300)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
일례로, 복수의 인터커넥터(300) 각각은 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(140) 및 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(150)에 접속되어, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)를 서로 직렬 연결할 수 있다.
이때, 복수의 인터커넥터(300)의 개수는 태양 전지의 일면을 기준으로 6개 내지 33개일 수 있다. 아울러, 복수의 인터커넥터(300) 각각의 폭은 250um 내지 500um 사이일 수 있다.
일례로, 인터커넥터(300)의 선폭이 250um 이상, 300um 미만일 때, 인터커넥터(300)의 개수가 15개 내지 33개일 수 있다. 아울러, 인터커넥터(300)의 선폭이 300um 이상, 350um 미만일 때, 인터커넥터(300)의 개수가 10개 내지 15개일 수 있고, 인터커넥터(300)의 선폭이 350um 이상, 400um 미만일 때, 인터커넥터(300)의 개수가 8개 내지 10개일 수 있고, 인터커넥터(300)의 선폭이 400um 내지 500um일 때, 인터커넥터(300)의 개수가 6개 내지 8개일 수 있다.
아와 같이, 인터커넥터(300)의 선폭에 따라 인터커넥터(300)의 개수를 다르게 배치함으로써, 태양 전지의 수광면에서 인터커넥터(300)에 의해 가려지는 총 쉐이딩(shading) 면적이 증가하지 않도록 하면서, 인터커넥터(300)의 자체 저항을 적절하게 조절할 수 있고, 이로 인하여, 인터커넥터(300)에 의해 감소되는 출력을 최소화할 수 있고, 태양 전지 모듈의 출력을 보다 향상시킬 수 있다.
앞에서 설명한 인터커넥터(300)의 선폭에 따른 개수의 관계는 최적화된 하나의 일례이고, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
아울러, 이와 같은 서로 인접한 두 개의 인터커넥터(300) 사이의 피치(300P)는 인터커넥터(300)의 선폭과 개수를 고려하여 4.75mm ~ 25.13mm 사이로 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용되는 태양 전지의 일례는 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110), 에미터부(120), 반사 방지막(130), 제1 전극(140), 후면 전계부(172)(172, back surface field, BSF), 후면 보호막(180) 및 제2 전극(150)을 구비할 수 있다.
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 또는 n 형 도전성 타입을 가질 수 있으며, 이와 같은 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다. 일례로, 반도체 기판(110)은 결정질 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다.
구체적으로, 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소도 2, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 이와는 달리, 반도체 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있다. 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑될 수 있다.
이러한 반도체 기판(110)의 전면은 복수의 요철면을 갖는다. 편의상 도 4에서, 반도체 기판(110)의 가장자리 부분만 요철면으로 도시하였으나, 실질적으로 반도체 기판(110)의 전면 전체가 요철면을 갖고 있으며, 이로 인해 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 에미터부(120) 및 반사 방지막(130) 역시 요철면을 가질 수 있다.
에미터부(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 도전성 타입의 반도체 기판(110)의 입사면인 전면에 형성되며, 제 1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑된 영역으로, 빛이 입사되는 면, 즉, 반도체 기판(110)의 전면 내부에 위치할 수 있다. 따라서 제2 도전성 타입의 에미터부(120)는 반도체 기판(110) 중 제1 도전성 타입 부분과 p-n 접합을 이룬다.
이와 같은 반도체 기판(110)에 입사된 빛은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동할 수 있다. 따라서, 반도체 기판(110)이 p형이고 에미터부(120)가 n형일 경우, 분리된 정공은 반도체 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120) 쪽으로 이동할 수 있다.
에미터부(120)는 반도체 기판(110), 즉, 반도체 기판(110)의 제1 도전성 부분과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 p형의 도전성 타입을 가질 수 있다. 이 경우, 분리된 전자는 반도체 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동할 수 있다.
에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 5가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.
반사 방지막(130)은 반도체 기판(110)의 입사면에 상부에 위치하며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 에미터부(120)가 반도체 기판(110)의 입사면에 위치하는 경우, 반사 방지막(130)은 에미터부(120) 상부에 위치할 수 있다.
이와 같은 반사 방지막(130)은 수소화된 실리콘 질화막(SiNx:H), 수소화된 실리콘 산화막(SiOx:H), 수소화된 실리콘 질화산화막(SiNxOy:H), 및 수소화된 비정질실리콘(a-Si:H) 중 적어도 어느 하나가 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
이와 같이 함으로써, 반사 방지막(130)의 패시베이션 기능을 보다 강화할 수 있어 태양 전지의 광전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
복수의 제1 전극(140)은 도 4에 도시된 바와 같이 반도체 기판(110)의 전면에 위치하며, 반도체 기판(110)의 전면 위에 서로 이격되어 위치하며, 각각이 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 위치할 수 있다.
이때, 복수의 제1 전극(140)은 반사 방지막(130)을 뚫고 에미터부(120)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 복수의 제1 전극(140)은 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져, 에미터부(120) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집할 수 있다.
후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)의 전면의 반대면인 후면에 위치할 수 있으며, 반도체 기판(110)과 동일한 제1 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역일 수 있다.
이와 같은 후면 전계부(172)는 후술할 제2 전극(150) 패턴과 중첩 접속되어 제1 방향(x)으로 길게 형성되되, 제2 방향(y)으로 이격된 복수의 라인 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 후면 전계부(172)는 복수의 후면 전계부 라인(172)으로 구성될 수 있다.
이러한 반도체 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 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 반도체 기판(110)의 후면 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 원하는 전하(예, 정공)의 이동을 가속화시켜 제2 전극(150)으로의 전하 이동량을 증가시킬 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 후면 전계부(172)가 전체적으로 형성되는 것이 아니라, 후면 전계부(172)를 제2 전극(150)과 중첩 접속되는 부분을 중심으로 라인 형태로 구성하면, 후면 전계부 라인(172)과 제2 전극(150) 사이의 접촉 저항을 최소화시켜 후면 전계부 라인(172)으로 수집된 캐리어의 손실을 최소화하면서, 제2 전극(150)이 없는 부분에는 후면 전계부(172)를 형성하지 않아, 후면 전계부(172)의 고농도 불순물에 의해 캐리어가 재결합되는 양을 최소화하여, 태양 전지의 단락 전류(Jsc) 및 개방 전압(Voc)을 크게 향상시킬 수 있다. 이에 따라 태양 전지 및 모듈의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
후면 보호막(180)은 제2 전극(150)이 형성된 부분을 제외한 반도체 기판(110) 후면 전체를 덮도록 형성될 수 있고, 반도체 기판(110)의 후면에 대한 패시베이션 기능과 절연 기능을 수행할 수 있다. 이와 같은 후면 보호막(180)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 산화질화물(SiNxOy) 중 적어도 하나가 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있다.
제2 전극(150)은 반도체 기판(110)의 일면과 반대면인 후면에 제1 방향(x)으로 길게 서로 나란하게 형성되고, 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 이격되어 형성될 수 있다.
이와 같은 제2 전극(150)은 전술한 후면 전계부(172)와 중첩되어 전기적으로 연결되어, 후면 전계부(172)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집할 수 있다.
이때, 제2 전극(150)은 반도체 기판(110)보다 높은 불순물 농도로 유지하는 후면 전계부(172)와 접촉하고 있으므로, 즉 후면 전계부(172)와 제2 전극(150) 사이의 접촉 저항이 감소하여 반도체 기판(110)으로부터 제2 전극(150)으로의 전하 전송 효율이 향상될 수 있다.
이와 같은 제2 전극(150)에는 인터커넥터(300)가 접속되어, 제2 전극(150)에 수집된 전하(예, 정공)가 인터커넥터(300)를 통하여 인접한 다른 태양 전지로 전달될 수 있다.
이와 같은 제2 전극(150)은 양호한 전도도를 갖는 금속 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질을 함유할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지의 동작은 다음과 같다.
태양 전지로 빛이 조사되어 에미터부(120)를 통해 반도체부인 에미터부(120)와 반도체 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체부에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이와 같은 전자-정공 쌍은 반도체 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n 접합에 의해 서로 분리되어 전자와 정공은, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(120)와 후면 전계부(172) 쪽으로 각각 이동한다. 이처럼, 에미터부(120) 쪽으로 이동한 전자는 제1 전극(140)에 의해 수집되어 인터커넥터(300)로 전달되고, 후면 전계부(172) 쪽으로 이동한 정공은 제2 전극(150)에 의해 수집되어 인터커넥터(300)로 전달될 수 있다.
이하에서는 도 4에 도시된 태양 전지에서 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 후면 전계부(172) 및 제2 전극(150)의 패턴에 대해 설명한다.
도 5 내지 도 8의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 후면 전계부(172) 및 제2 전극(150) 패턴의 일례를 설명하기 도이다. 구체적으로, 도 5는 제1 실시예에 따른 후면 전계부 라인(172)의 전체 패턴의 일례를 도시한 것이고, 도 6은 도 5에 도 5에서 A 부분을 확대 도시한 도이고, 도 7은 후면 전계부(172)와 제1, 2 이격부(DP1, DP2)의 불순물 도핑 농도를 설명하기 위한 도이고, 도 8a는 제1 실시예에 따른 후면 전계부 라인(172)과 제2 전극(150)이 형성된 패턴의 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 8b는 후면 전계부 라인(172)과 제2 전극(150)이 형성된 패턴의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
이와 같은 도 5 내지 도 8b에서는 앞선 도 1 내지 도 4에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하고, 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 후면 전계부(172)는 제1 방향(x)으로 길게 형성되되, 제2 방향(y)으로 이격된 복수의 라인 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 복수의 후면 전계부 라인(172)은 이격부를 구비하는 복수의 단선 전계부 라인을 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 단선 전계부 라인은 제1 방향(x)에서 제1 위치(150P1)에 중심이 위치하는 제1 이격부(DP1)를 구비하는 제1 단선 전계부 라인(172L1)과, 제1 단선 전계부 라인(172L1)과 이격되되, 제1 위치(150P1)와 다른 제2 위치(P2)에 중심이 위치하는 제2 이격부(DP2)를 구비하는 제2 단선 전계부 라인(172L2)을 포함할 수 있다.
여기서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 이격부(DP1)는 제1 단선 전계부 라인(172L1)에서 중심이 제1Y 방향 라인(LY1) 선상인 제1 위치(150P1)에 중심이 위치하고, 제2 이격부(DP2)는 제2 단선 전계부 라인(171L2)에서 중심이 제2Y 방향 라인(LY2) 선상인 제2 위치(P2)에 중심이 위치할 수 있다.
이와 같은 제1 이격부(DP1)는 제1 단선 전계부 라인(172L1) 상에 복수 개 위치할 수 있고, 제2 이격부(DP2)는 제2 단선 전계부 라인(172L2) 상에 복수 개 위치할 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 이격부(DP1, DP2) 각각은 서로 다른 후면 전계부 라인(172)에 엇갈려 위치할 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 단선 전계부 라인(172L1, 172L2)이 제1, 2 이격부(DP1, DP2)를 각각 구비하도록 함으로써, 반도체 기판(110)의 후면에서 후면 전계부(172)가 형성되는 영역을 보다 최소화할 수 있고, 이로 인하여, 태양 전지의 단락 전류(Jsc) 및 개방 전압(Voc)을 보다 더 향상시킬 수 있다.
아울러, 제1 단선 전계부 라인(172L1)의 제1 이격부(DP1)의 제1 위치(150P1)와, 제2 단선 전계부 라인(172L2)의 제2 이격부(DP2)의 제2 위치(P2)가 서로 다른 제1Y 방향 라인(LY1)과 제2Y 방향 라인(LY2) 위에 각각 엇갈리도록 위치함으로써, 후면 전계부(172)로 수집되는 캐리어의 이동 거리를 최소화할 수 있어, 태양 전지의 출력이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같은 제1 이격부(DP1) 및 제2 이격부(DP2)에서의 제1 도전성 타입의 불순물 도핑 농도는 도 7에 도시된 바와 같이, 후면 전계부(172)에 도핑된 제1 도전성 타입의 불순물 농도(K2)보다 낮을 수 있고, 반도체 기판(110)에 도핑된 제1 도전성 타입의 불순물 도핑 농도(K1)와 동일하거나 높을 수 있다.
일례로, 후면 전계부(172)에 함유된 제1 도전성 타입의 불순물 농도(K2)는 대략 2*1020 atoms/cm3의 값을 가지며, 반도체 기판(110) 에 함유된 제1 도전성 타입의 불순물 농도(K1)는 약 1*1016 atoms/cm3의 값을 가질 수 있다.
이때, 제1, 2 이격부(DP1, DP2)에서의 제1 도전성 타입의 불순물 농도는 역 가우시안 분포로 변화될 수 있으며, 후면 전계부(172)에 인접할수록 높아질 수 있다.
그러나, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1, 2 이격부(DP1, DP2)에서의 제1 도전성 타입의 불순물 농도가 반드시 역 가우시안 분포로 변화되지 않고, 급격하게 변화될 수도 있다.
아울러, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이와 같은 복수의 후면 전계부 라인(172)은 제1 단선 전계부 라인(172L1)과 제2 단선 전계부 라인(172L2) 사이에 제1, 2 이격부(DP1, DP2)가 형성되지 않은 제3 전계부 라인(172L3)을 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 단선 전계부 라인(172L1, 172L2) 사이에 제1, 2 이격부(DP1, DP2)가 형성되지 않은 제3 전계부 라인(172L3)을 더 구비함으로써, 제1, 2 이격부(DP1, DP2)를 구비한 경우에도 캐리어의 이동 거리를 최소화할 수 있어, 태양 전지의 출력이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 5 및 도 6에서는 이와 같은 제3 전계부 라인(172L3)이 제1, 2 단선 전계부 라인(172L1, 172L2) 사이에 하나만 형성된 경우를 일례로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제3 전계부 라인(172L3)은 제1, 2 단선 전계부 라인(172L1, 172L2) 사이에 복수 개가 형성되는 것도 가능하다.
이와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 복수의 후면 전계부 라인(172)이 형성된 상태에서, 앞선 도 4에서 전술한 제2 전극(150)이 반도체 기판(110)의 후면에 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제2 전극(150)은 핑거 전극(150F)과 연결 전극(150C) 및 제1 패드부(150P1)를 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 핑거 전극(150F)은 제1 방향(x)으로 길게 형성되고, 제2 방향(y)으로 서로 나란하게 이격되어 복수 개로 형성될 수 있다. 이와 같은 복수의 핑거 전극(150F)은 복수의 후면 전계부 라인(172) 각각에 중첩되어 접속될 수 있다.
연결 전극(150C)은 제2 방향(y)으로 길게 형성되고, 제1 방향(x)으로 이격되어 복수 개로 형성될 수 있고, 복수의 핑거 전극(150F)을 제2 방향(y)으로 연결할 수 있다.
아울러, 이와 같은 복수의 연결 전극(150C)은 복수의 후면 전계부 라인(172)과 교차할 수 있고, 제1 단선 전계부 라인(172L1)의 제1 이격부(DP1)와 제2 단선 전계부 라인(172L2)의 제2 이격부(DP2)는 도 8a에 도시된 바와 같이, 복수의 연결 전극(150C) 중 서로 이웃한 두 개의 연결 전극(150C) 사이에 구비될 수 있다.
일례로, 도 8a에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 두 개의 연결 전극(150C) 사이에 제1 이격부(DP1)의 중심인 제1 위치(150P1)는 어느 하나의 연결 전극(150C)(도면에서 왼 쪽)에 보다 치우쳐 위치할 수 있으며, 제2 이격부(DP2)의 중심인 제2 위치(P2)는 다른 하나의 연결 전극(150C) (도면에서 오른 쪽)에 보다 치우쳐 위치할 수 있다.
여기서, 어느 하나의 연결 전극(150C)으로부터 제1 위치(150P1)까지의 거리(L1)는 다른 하나의 연결 전극(150C)으로부터 제2 위치(P2)까지의 거리(L2)와 동일할 수 있으며, 따라서, 어느 하나의 연결 전극(150C)으로부터 제1 위치(150P1)까지의 거리는 어느 하나의 연결 전극(150C)으로부터 제1 위치(150P1)까지의 거리와 다를 수 있다.
아울러, 후면 전계부 라인(172)은 연결 전극(150C)과 교차할 수 있는 있으나, 연결 전극(150C)의 길이 방향인 제2 방향(y)으로는 후면 전계부 라인(172)이 형성되지 않을 수 있다. 이에 따라, 반도체 기판(110)의 후면에서 후면 전계부(172)가 형성되는 영역을 더욱 줄 일 수 있고, 이에 따라 단락 전류 및 개방 전압을 보다 향상시킬 수 있다.
아울러, 도 1 내지 도 3에서 설명한 복수의 인터커넥터(300) 각각은 도 8a에 도시된 바와 같이, 복수의 연결 전극(150C) 각각에 중첩되어 접속될 수 있다. 따라서, 복수의 연결 전극(150C)의 개수는 인터커넥터(300)의 개수와 동일할 수 있으며, 서로 인접한 연결 전극(150C) 사이의 피치(150PP)는 4.75mm ~ 26.13mm 사이로 형성될 수 있다.
이와 같은 연결 전극(150C)의 선폭은 핑거 전극(150F)의 선폭과 동일하거나 더 크게 형성될 수 있으며, 인터커넥터(300)의 선폭과 동일하거나 더 작게 형성될 수 있다.
아울러, 제1 패드부(150P1)는 인터커넥터(300)와 접속을 용이하게 하고, 인터커넥터(300)와의 물리적 접촉력 및 전기적 접촉 저항을 보다 향상시키기 위해, 핑거 전극(150F)과 연결 전극(150C)이 서로 교차하는 복수의 교차점 중 일부에 주기적으로 형성될 수 있다.
이와 같은 제1 패드부(150P1)의 제1 방향(x)으로의 폭은 연결 전극(150C)의 선폭보다 크거나, 인터커넥터(300)의 선폭보다 클 수도 있으나, 제1 패드부(150P1)에 의해 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 쉐이딩 면적을 고려하여, 인터커넥터(300)의 선폭의 2배 이하로 형성될 수 있다.
또한, 제1 패드부(150P1)의 제2 방향(y)으로의 폭(WYP1)은 핑거 전극(150F)의 선폭보다 크게 형성되고, 인접한 두 개의 핑거 전극(150F) 사이의 피치보다 작게 형성될 수 있다.
이와 같은 제1 패드부(150P1)는 제2 전극(150)과 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있고, 제2 전극(150)과 동일한 층에 형성될 수 있다.
이와 같은 제2 전극(150)과 전술한 본 발명의 후면 전계부 라인(172)을 서로 비교하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 따른 후면 전계부 라인(172)의 선폭은 도 8a에 도시된 바와 같이, 핑거 전극(150F)의 선폭보다 더 크게 형성되되, 핑거 전극(150F) 선폭의 2 ~ 5 배 이하에서 형성될 수 있다.
여기서, 2배 이상이 되도록 하는 것은 핑거 전극(150F)을 후면 전계부 라인(172) 위에 형성할 때, 핑거 전극(150F)을 후면 전계부 라인(172)상에 얼라인시키기 위한 최소한의 공정 마진을 확보하기 위함이고, 5배 이하가 되도록 하는 것은 후면 전계부 라인(172)의 선폭이 과도하게 커질 경우, 후면 전계부 라인(172)과 핑거 전극(150F) 사이의 접촉 저항을 더 이상 감소시키지 못하면서, 후면 전계부 라인(172)에서 캐리어가 재결합되어 소멸되는 양이 증가될 수 있는데, 이를 방지하여, 단락 전류 및 개방 전압을 보다 향상시킬 수 있다.
일례로, 후면 전계부(172)의 선폭은 200um ~ 500um 사이로 형성될 수 있으며, 핑거 전극(150F)의 선폭은 90um - 120um 사이로 형성될 수 있다.
아울러, 후면 전계부 라인(172)의 피치(172P)는 후면 전계부 라인(172) 선폭의 4배 ~ 8배 사이로 형성될 수 있다.
여기서 4배 이상이 되도록 하는 것은 단락 전류 및 개방 전압을 보다 향상시키기 위함이고, 8배 이하가 되도록 하는 것은 캐리어의 이동거리가 과도하게 커지는 것을 방지하기 위함이다.
일례로, 후면 전계부 라인(172)의 피치(172P)는 전술한 바와 같은 사항을 고려하여, 일례로, 1.2mm ~ 2.8mm 사이로 형성될 수 있고, 보다 바람직하게는 1.2mm ~ 1.8mm 사이로 형성될 수 있다. 이때, 복수의 핑거 전극(150F) 사이의 피치는 복수의 후면 전계부 라인(172)의 피치(172P)와 동일하게 형성될 수 있다.
아울러, 제1 이격부(DP1)의 길이(CL1) 또는 제2 이격부(DP2)의 길이(CL2)는 복수의 핑거 전극(150F) 피치의 0.3배 ~ 3배로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 이격부(DP1) 길이(CL1) 또는 제2 이격부(DP2)의 길이(CL2)가 0.3배 이상이 되도록 하는 것은 단락 전류(Jsc) 및 개방 전압(Voc)을 보다 더 향상시키기 위함이고, 3배 이하가 되도록 하는 것은 캐리어의 이동 거리가 과도하게 길어져, 오히려 태양 전지의 효율이 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 일례로, 제1 이격부(DP1) 길이(CL1) 또는 제2 이격부(DP2)의 길이(CL2)는 1mm 내지 5mm 사이일 수 있다.
이때, 제1 이격부(DP1)의 길이(CL1)는 제2 이격부(DP2)의 길이(CL2)는 서로 동일하게 형성될 수 있으나, 다르게 형성되더라도, 서로 20% 이내의 편차를 가지고 형성될 수 있다.
아울러, 복수의 핑거 전극(150F)은 복수의 후면 전계부(172)와 중첩하여 길게 형성되되 제1, 2 이격부(DP1, DP2)에서 각각 이격될 수 있다. 따라서, 선폭을 제외한 핑거 전극(150F)의 전체적인 패턴은 후면 전계부(172)의 전체적인 패턴과 동일할 수 있다.
이때, 핑거 전극(150F)이 제1 방향(x)에서 이격되는 길이와 위치는 제1, 2 이격부(DP1, DP2)가 형성되는 위치 및 길이(CL1, CL2)와 동일할 수 있다.
그러나, 핑거 전극(150F)이 이격된 길이나 위치는 공정 오차에 의해 제1, 2 이격부(DP1, DP2)의 길이나 위치와 달라질 수도 있다.
일례로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 공정 오차에 의해 제1 방향(x)에서 핑거 전극(150F)이 이격된 부분의 끝단의 위치는 제1 이격부(DP1)나 제2 이격부(DP2)가 형성된 제1, 2 단선 전계부 라인(172L1, 172L2)의 끝단의 위치와 다를 수 있다.
도 8b에서는 제1, 2 이격부(DP1, DP2)의 길이(CL1, CL2)와 핑거 전극(150F)이 이격된 부분의 길이가 서로 동일하되, 끝단의 위치가 조금 다른 경우를 일례로 도시하였으나, 이에 더하여, 제1, 2 이격부(DP1, DP2)의 길이(CL1, CL2)와 핑거 전극(150F)이 이격된 부분의 길이가 서로 달라질 수도 있다.
따라서, 제1 이격부(DP1)에서 핑거 전극(150F)의 끝단은 제1 단선 전계부 라인(172L1)의 끝단보다 NP1 만큼 더 돌출되거나 더 짧게 형성될 수 있으며, 제2 이격부(DP2)에서 핑거 전극(150F) 끝단은 제2 단선 전계부 라인(172L2)의 끝단보다 NP2 만큼 더 돌출되거나 더 짧게 형성될 수 있다. 이때, NP1 이나 NP2의 길이는 제1, 2 이격부(DP1, DP2)의 길이의 20% 이하일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지는 반도체 기판(110)의 후면에 후면 전계부(172)가 전체적으로 형성되지 않고, 핑거 전극(150F)에만 중첩되도록 형성함으로써 반도체 기판(110)의 후면에서 후면 전계부(172)가 형성되는 영역을 최소화할 수 있고, 이와 같이, 후면 전계부(172)가 형성되는 영역을 최소화함으로써, 태양 전지의 필 팩터(F.F) 및 단락 전류(Jsc)를 보다 향상시킬 수 있다.
지금까지는 후면 전계부 라인(172)이 제1, 2 이격부(DP1, DP2)을 포함하는 제1, 2 단선 전계부 라인(172L1, 172L2)을 구비하는 경우를 일례로 설명하였지만, 후면 전계부 라인(172)은 제1, 2 이격부(DP1, DP2) 이외에 제3 이격부(DP3)를 더 포함할 수 있다.
이에 대해 보다 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 후면 전계부(172) 및 제2 전극(150) 패턴의 일례를 설명하기 도이다. 구체적으로, 도 9는 제2 실시예에 따른 후면 전계부 라인(172)의 전체 패턴을 도시한 것이고, 도 10은 도 9에서 B 부분을 확대 도시한 도이고, 도 11a는 제2 실시예에 따른 후면 전계부 라인(172)과 제2 전극(150)의 패턴을 설명하기 위한 도이고, 도 11b는 제3 이격부(DP3)의 길이(CL3)에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위하여 도 11a에서 C 부분을 확대 도시한 도이다.
이와 같은 도 9 내지 도 11에서는 앞선 도 1 내지 도 8에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하고, 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 후면 전계부 라인(172)은 제1, 2 이격부(DP1, DP2) 이외에 제3 이격부(DP3)을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 제3 이격부(DP3)는 제1, 2 단선 전계부 라인(172L1, 172L2) 및 제3 전계부 라인(172L3)에 구비될 수 있으며, 일례로, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제3 이격부(DP3)는 제1, 2 이격부(DP1, DP2)가 형성되는 제1Y 방향 라인(LY1) 및 제2Y 방향 라인(LY2)의 위치와 다른 제3Y 방향 라인(LY3) 선상에 위치하고, 복수의 후면 전계부 라인(172) 전체에 형성될 수 있다.
이와 같은 제3 이격부(DP3)는 반도체 기판(110)의 후면에 후면 전계부 라인(172)이 보다 정교하게 형성되도록 도와주는 역할을 할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명과 같은 복수의 후면 전계부 라인(172)을 반도체 기판(110)의 후면에 형성하려면, 복수의 후면 전계부 라인(172)을 형성하기 위한 매우 정교한 홀이 구비된 마스크를 이용해야 한다.
일례로, 후면 전계부 라인(172)에 대응되는 홀이 마스크에 구비되어야 하고, 이와 같은 경우 마스크를 반도체 기판(110)의 후면 위에 이격시킨 상태에서, 제1 도전성 타입의 불순물을 마스크의 홀을 통해 반도체 기판(110)의 후면에 이온 임플레이팅시켜 반도체 기판(110)의 후면에 후면 전계부 라인(172)을 형성할 수 있다.
그런데, 이와 같이, 마스크에 제1 방향(x)으로 길게 뻗은 홀이 매우 많이 형성된 경우, 반도체 기판(110) 위에 이격된 마스크는 무게에 의하여 중앙 부분이 반도체 기판(110) 방향으로 쳐질 수 있고, 이와 같은 경우, 반도체 기판(110)과 마스크 사이의 간격이 일정하지 않아, 반도체 기판(110)의 중앙 부분과 가장 자리 부분에 형성되는 후면 전계부 라인(172)의 패턴이 부정확 해질 수 있다.
그러나, 본 발명과 같이, 후면 전계부 라인(172) 전체에 제3 이격부(DP3)를 구비하도록 하면, 마스크의 중앙 부분이 쳐지지 것을 최소화되도록 마스크를 구성할 수 있어, 보다 정교한 후면 전계부 라인(172)을 형성할 수 있다.
이와 같은 제3 이격부(DP3)에서 제1 도전성 타입의 불순물의 도핑 농도는 앞선 도 7에서 설명한 바와 같이, 후면 전계부(172)보다 낮고 반도체 기판(110)과 동일하거나 클 수 있다.
이와 같은 제3 이격부(DP3)의 길이(CL3)는 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 이격부(DP1) 및 제2 이격부(DP2)의 길이(CL1, CL2)보다 좁게 형성될 수 있다.
아울러, 이와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 후면 전계부 라인(172)에 제2 전극(150)이 형성되는 경우, 제3 이격부(DP3)는 복수의 연결 전극(150C) 중 적어도 하나와 중첩되는 부분에 위치할 수 있다.
일례로, 도 11a에 도시된 바와 같이, 복수의 연결 전극(150C) 중 어느 하나의 연결 전극(150C)(도면에서 왼 쪽)을 따라서, 복수 개의 제3 이격부(DP3)가 중첩될 수 있고, 다른 하나의 연결 전극(150C)(도면에서 오른 쪽)에는 제3 이격부(DP3)가 형성되지 않을 수 있다.
일례로, 도 9에서와 같이 후면 전계부 라인(172) 전체 각각에 제3 이격부(DP3)가 4개가 형성될 수 있으며, 이와 같은 4개의 제3 이격부(DP3)는 도 11a에서와 같이 복수의 연결 전극(150C) 중 4개의 연결 전극(150C)과 중첩될 수 있다. 그리고, 나머지 연결 전극(150C)에는 제3 이격부(DP3)가 형성되지 않을 수 있다.
아울러, 제3 이격부(DP3)의 길이(CL3)는 도 11a에서와 같이, 제1 이격부(DP1) 및 제2 이격부(DP2)의 길이(CL1, CL2)보다 좁게 형성되되, 도 11b의 (a)에서와 같이, 인터커넥터(300)의 선폭(W300)과 동일할 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제3 이격부(DP3)의 길이(CL3)는 도 11의 (b)에서와 같이, 인터커넥터(300)의 선폭(W300)보다 작게 형성되되, 연결 전극(150C)의 선폭보다 크게 형성될 수 있고, 또는 도 11의 (c)에서와 같이, 제1 이격부(DP1) 및 제2 이격부(DP2)의 길이(CL1, CL2)보다 좁게 형성되되, 인터커넥터(300)의 선폭(W300)보다 크게 형성될 수 있다. 이와 같이, 제3 이격부(DP3)의 길이(CL3)가 인터커넥터(300)의 선폭(W300)보다 크게 형성되는 경우에도, 인터커넥터 선폭(W300)의 2배보다 작게 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 후면 전계부(172) 패턴은 전술한 후면 전계부(172) 패턴에 반도체 기판(110)의 제2 방향(y) 끝단에서 후면 전계부 라인(172)을 제1 방향(x)으로 서로 이격시키는 제4 이격부(DP4)을 더 포함할 수 있다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 후면 전계부(172) 및 제2 전극(150) 패턴의 일례를 설명하기 도이다. 구체적으로, 도 12는 제3 실시예에 따른 후면 전계부(172) 패턴을 설명하기 위한 도이고, 도 13은 도 12에서 D 부분을 확대 도시한 도이고, 도 14 및 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 후면 전계부(172) 패턴 위에 위에 형성되는 제2 전극(150)의 패턴을 설명하기 위한 도이다.
이와 같은 도 12 내지 도 15에서는 앞선 도 1 내지 도 11에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하고, 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 후면 전계부 라인(172)에는 제4 이격부(DP4)이 더 포함될 수 있다.
이와 같은 제4 이격부(DP4)은 전체 후면 전계부 라인(172) 중 반도체 기판(110)의 제2 방향(y) 끝단에 가까이 인접한 복개의 후면 전계부 라인(172)에 형성될 수 있다. 도 12 및 도 13에서는 제4 이격부(DP4)를 구비하는 후면 전계부 라인(172)이 6개인 경우를 일례로 도시하였지만, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
이와 같은 제4 이격부(DP4)는 반도체 기판(110)의 제2 방향(y) 끝단에 인접할수록 후면 전계부 라인(172)의 이격 길이가 CL4f에서 CL4a로 점진적으로 증가되도록 형성될 수 있다.
이와 같은 제4 이격부(DP4)의 위치는 제1Y 방향 라인(LY1) 및 제2Y 방향 라인(LY2)과 다른 제4Y 방향 라인(LY4) 선상에 위치할 수 있으며, 이 중에서 일부 제4 이격부(DP4)는 제3 이격부(DP3)가 형성되는 제3Y 방향 라인(LY3)과 중첩될 수 있다.
아울러, 이와 같은 제4 이격부(DP4)는 후술할 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 연결 전극(150C)의 끝단에 위치할 수 있다.
이와 같은 제4 이격부(DP4)에서 최소 길이(CL4f)는 제3 이격부(DP3)의 길이와 동일하거나 클 수 있고, 제4 이격부(DP4)의 최대 길이(CL4a)는 제1, 2 이격부(DP1, DP2)의 길이(CL1, CL2)와 동일하거나 작을 수 있다.
이와 같은 후면 전계부(172) 패턴 위에는 다음의 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 전극(150)이 형성될 수 있다.
여기서, 도 14는 반도체 기판(110)의 제2 방향(y) 끝단에 위치한 후면 전계부 라인(172) 및 제2 전극(150)의 패턴을 도시한 것이고, 도 15는 반도체 기판(110)의 모서리 부분에 위치한 후면 전계부 라인(172) 및 제2 전극(150)의 패턴을 도시한 것이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제4 이격부(DP4) 각각의 위치는 반도체 기판(110)의 제2 방향(y) 가장 자리 부분에 위치하는 복수의 후면 전계부 라인(172)에 형성되되, 연결 전극(150C)의 끝단에 위치하여 형성될 수 있으며, 각각의 인터커넥터(300)와 중첩될 수 있다.
또한, 각각의 핑거 전극(150F)은 제4 이격부(DP4)에서 이격될 수 있다.
아울러, 반도체 기판(110)의 제2 방향(y) 끝단에 위치한 제4 이격부(DP4)에서 이격되는 각 핑거 전극(150F)의 끝단에는 제4 이격부(DP4)의 가장 자리를 따라 사선 방향으로 가장 자리 전극(S150)이 형성되고, 가장 자리 전극(S150)에 각 핑거 전극(150F)의 끝단이 공통으로 접속될 수 있다.
이와 같은 가장 자리 전극(S150)의 선폭은 핑거 전극(150F)의 선폭과 동일할 수 있다.
아울러, 각 연결 전극(150C)의 끝단에는 제2 패드부(150P2)가 형성될 수 있다.이와 같은 제2 패드부(150P2)의 제2 방향(y)으로의 폭(WYP2)은 제1 패드부(150P1)의 제2 방향(y)으로의 폭(WYP1)보다 클 수 있다. 일례로, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 패드부(150P2)의 제2 방향(y) 폭(WYP2)은 핑거 전극(150F) 사이의 피치와 동일하거나 더 크게 형성될 수 있다.
아울러, 제2 패드부(150P2)의 제1 방향(x)으로의 폭은 제1 패드부(150P1)의 제1 방향(x)으로의 폭과 동일할 수 있다.
아울러, 전술한 가장 자리 전극(S150)은 도 15에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 제2 방향(y)과 나란한 측면에 가장 인접한 핑거 전극(150F)의 끝단 및 반도체 기판(110)의 모서리에 위치하는 핑거 전극(150F)의 끝단이 서로 연결되도록 형성될 수 있다.
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 (19)

  1. 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑된 반도체 기판;
    상기 반도체 기판의 일면에 상기 제1도전성과 반대인 제2도전성 타입의 불순물이 도핑된 에미터부 ;
    상기 에미터부에 연결되고 제1 방향으로 길게 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극;
    상기 반도체 기판의 반대면에 상기 제1 도전성 타입의 불순물이 상기 반도체 기판보다 고농도로 도핑된 후면 전계부가 제1 방향으로 길게 형성된 복수의 후면 전계부 라인; 및
    상기 복수의 후면 전계부 라인에 중첩하여 접속되고, 복수 개가 서로 나란하게 이격되어 상기 제1 방향으로 길게 형성된 복수의 핑거 전극과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성된 연결 전극을 구비하는 제2 전극;을 포함하고,
    상기 복수의 후면 전계부 라인은 상기 복수의 연결 전극 중 서로 이웃한 두 개의 연결 전극 사이에서 상기 후면 전계부가 이격된 이격부를 구비하는 복수의 단선 전계부 라인을 포함하고,
    상기 복수의 단선 전계부 라인은 상기 제1 방향에서 제1 위치에 중심이 위치하는 제1 이격부를 구비하는 제1 단선 전계부 라인과, 상기 제1 방향에서 상기 제1 위치와 다른 제2 위치에 중심이 위치하는 제2 이격부를 구비하는 제2 단선 전계부 라인을 포함하는 태양 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 단선 전계부 라인의 이격부에서 상기 제1 도전성 타입의 불순물 도핑 농도는 상기 반도체 기판의 불순물 도핑 농도 이상이고, 상기 후면 전계부의 불순물 농도보다 낮은 태양 전지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이격부 길이 또는 상기 제2 이격부의 길이는 상기 복수의 핑거 전극 피치의 0.3배 ~ 3배이거나 1mm 내지 5mm 사이인 태양 전지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 이격부의 길이는 상기 제2 이격부의 길이와 동일하거나 20% 이내의 편차를 갖는 태양 전지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 후면 전계부 라인의 선폭은 상기 핑거 전극의 선폭의 2배 ~ 5배 사이이거나 200um ~ 500um 사이인 태양 전지.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 후면 전계부 라인의 피치는 상기 복수의 핑거 전극의 피치와 동일하거나 1.2mm ~ 2.8mm 사이인 태양 전지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 핑거 전극은 상기 복수의 후면 전계부 라인과 중첩하여 길게 형성되되, 상기 제1, 2 이격부에서 이격되는 태양 전지.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 후면 전계부 라인은 상기 제1 단선 전계부 라인과 상기 제2 단선 전계부 라인 사이에 상기 제1, 2 이격부가 형성되지 않는 제3 전계부 라인을 포함하는 태양 전지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 연결 전극의 선폭보다 상기 제1 방향으로의 폭이 큰 패드부를 포함하는 태양 전지.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 후면 전계부 라인은 상기 복수의 연결 전극 라인 중 적어도 하나와 중첩하는 부분에 제3 이격부를 구비하는 태양 전지.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 이격부는 상기 제1, 2 단선 전계부 라인 및 상기 제3 전계부 라인에 구비되는 태양 전지.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 이격부의 길이는 상기 제1, 2 이격부의 길이보다 좁은 태양 전지.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 반도체 기판의 제2 방향 가장 자리 부분에 위치하는 상기 복수의 후면 전계부 라인은 상기 연결 전극의 끝단에서 길이가 점진적으로 증가하는 제4 이격부를 구비하는 태양 전지.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제4 이격부에서 상기 핑거 전극은 이격되는 태양 전지.
  15. 제1 항에 기재된 구조를 가지는 복수의 태양 전지들; 및
    상기 복수의 태양 전지를 서로 전기적으로 연결하는 복수의 인터커넥터;를 포함하고,
    상기 복수의 인터커넥터 각각은 서로 이웃한 두 개의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 전극과, 제2 태양 전지의 제2 전극에 중첩되도록 연결되고,
    상기 복수의 인터커넥터의 개수는 6개 ~ 33개 사이인 태양 전지 모듈.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 복수의 인터커넥터 각각의 폭은 250um 내지 500um 사이인 태양 전지 모듈.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 복수의 인터커넥터 각각은 상기 복수의 연결 전극 각각에 접속되는 태양 전지 모듈.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 복수의 연결 전극 각각의 선폭은 상기 복수의 인터커넥터 각각의 선폭과 동일하거나 작은 태양 전지 모듈.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 인터커넥터의 단면은 원형인 태양 전지 모듈.
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