KR101661762B1 - 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 모듈에 관한 것으로, 상기 태양 전지 모듈은 기판, 상기 기판에 형성되는 에미터부, 상기 에미터부에 전기적으로 연결되는 복수의 제1 전극, 상기 기판에 전기적으로 연결되는 제2 전극, 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되는 복수의 제1 집전부, 그리고 상기 제2 전극에 전기적으로 연결되는 복수의 제2 집전부를 각각 구비하는 복수의 태양 전지, 그리고 상기 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 집전부와 상기 복수의 태양 전지 중 제2 태양 전지의 제2 집전부를 직선으로 연결하는 복수의 제1 연결부를 포함하고, 행 방향으로 인접한 두 태양 전지는 정해진 거리만큼 세로 방향으로 어긋나 있다. 이로 인해, 인접한 태양 전지의 연결을 위한 연결 동작이 용이하므로 태양 전지 모듈의 제조 시간이 줄어들고, 태양 전지의 휨 현상(bowing)이 완화되어 태양 전지 모듈의 불량율이 줄어든다.
MWT, 태양전지, 리본, 태양전지모듈, 직렬연결, 집전부

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 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 전지로서, 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 주목 받고 있다.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성되어 있다.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공쌍은 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어 전자와 정공은 n형의 반도체와 p형 반도체쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판쪽으로 이동하고, 기판과 에미터부와 전기적으로 연결된 전극에 의해 수집되며, 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.
이때, 에미터부와 기판 위에는, 에미터부와 기판에 전기적으로 연결된 전극과 각각 연결되는 버스 바(bus bar)와 같은 적어도 하나의 집전부를 위치시켜, 해당 전극에서 수집된 전하가 인접한 집전부를 통해 외부에 연결된 부하로 이동할 수 있도록 한다.
하지만, 이 경우, 빛이 입사되지 않은 기판 위뿐만 아니라 빛이 입사되는 면, 즉, 입사면에 형성된 에미터부 위에도 집전부가 위치하므로, 집전부로 인해 빛의 입사 면적이 감소하여 태양 전지의 효율이 떨어진다.
따라서 집전부로 인한 태양 전지의 효율 감소를 줄이기 위해, 에미터부와 연결되는 집전부를 입사면의 반대편에 위치한 기판의 후면에 위치시킨 금속 포장 투과형(metal wrap through, MWT) 태양 전지나 전자와 정공을 전달하는 전극을 모두 기판의 후면에 위치시킨 후면 접촉(back contact) 태양 전지 등이 개발되어 있다.
이러한 구조들의 태양 전지를 복 수개 연결하여 태양 전지 모듈(solar cell module)을 형성한다. 이때, 연결부를 이용하여 각 태양 전지에 형성된 집전부를 직렬 또는 병렬 형태로 연결하여 태양 전지간의 전기적으로 연결을 완성한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 제조 시간을 줄이는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 생산 효율을 향상시키는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 제1 도전성 타입의 기판, 상기 1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부, 상기 에미터부에 전기적으로 연결되는 복수의 제1 전극, 상기 기판에 전기적으로 연결되는 제2 전극, 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되는 복수의 제1 집전부, 그리고 상기 제2 전극에 전기적으로 연결되는 복수의 제2 집전부를 구비하고, 상기 복수의 제1 집전부 각각은 각 제2 집전부에 의해 에워싸여져 있다.
각 제2 집전부는 각 제1 접전부와 이격되어 상기 각 제1 접진부와 평행하게 뻗어 있는 두 개의 연장부, 그리고 상기 두 개의 연장부와 반대 방향으로 뻗어 있고, 상기 두 개의 연장부를 서로 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제1 집전부와 인접한 두 연장부 간의 두 간격은 실질적으로 동일한 것이 좋다.
상기 제1 집전부의 일부는 상기 연결부의 일부와 중첩할 수 있다.
본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 상기 제1 집전부와 상기 제1 집전부 와 중첩하는 상기 연결부 사이에 절연부를 더 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 상기 복수의 제1 전극 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되어 있는 적어도 하나의 더미 전극부를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 더미 전극부는 상기 복수의 제1 집전부와 중첩하지 않는 것이 좋다.
상기 적어도 하나의 더미 전극부는 상기 제1 전극과 평행하게 뻗어 있는 적어도 하나의 더미 전극, 그리고 상기 더미 전극으로부터 뻗어 나와 있고, 상기 더미 전극과 상기 제1 전극을 연결하는 적어도 하나의 더미 연결부를 포함할 수 있다.
상기 더미 전극의 폭은 상기 더미 연결부의 폭보다 작은 것이 좋다.
상기 제2 집전부는 "ㄷ"자 형상을 가질 수 있다.
인접한 두 제1 집전부의 가로 중심선간의 간격은 제1 집전부의 가로 중심선과 상기 제1 집전부와 인접한 상기 기판의 단부 간의 간격의 약 2배일 수 있다.
상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제1 집전부는 서로 다른 방향으로 뻗어 있고, 상기 태양 전지는 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제1 집전부가 교차하는 상기 기판의 부분에 복수의 비아홀을 더 포함하고, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제1 집전부는 상기 비아홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 복수의 제1 집전부와 상기 복수의 제2 집전부는 빛이 입사되지 않는 상기 기판의 면에 위치하는 것이 좋다.
본 발명의 다른 특징에 따른 태양 전지 모듈은 기판, 상기 기판에 형성되는 에미터부, 상기 에미터부에 전기적으로 연결되는 복수의 제1 전극, 상기 기판에 전기적으로 연결되는 제2 전극, 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되는 복수의 제1 집전부, 그리고 상기 제2 전극에 전기적으로 연결되는 복수의 제2 집전부를 각각 구비하는 복수의 태양 전지, 그리고 상기 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 집전부와 상기 복수의 태양 전지 중 제2 태양 전지의 제2 집전부를 직선으로 연결하는 복수의 제1 연결부를 포함하고, 행 방향으로 인접한 두 태양 전지는 정해진 거리만큼 길이 방향으로 어긋나 있다.
상기 복수의 제1 연결부는 상기 복수의 제1 집전부 및 상기 복수의 제2 집전부와 평행한 것이 좋다.
상기 복수의 제1 연결부는 상기 기판 위에서 평행하게 연장하는 것이 좋다.
상기 특징에 따른 태양 전지 모듈은 각 태양 전지의 제1 집전부 또는 제2 집전부에만 연결되어 있는 제2 연결부와 상기 열 방향으로 인접한 두 태양 전지에 각각 위치하는 상기 제2 연결부를 연결하는 제3 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 열 방향으로 인접한 두 태양 전지에 각각 위치하는 상기 제2 연결부는 서로 다른 집전부에 연결되는 것이 좋다.
상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부는 도전성 테이프로 형성될 수 있다.
이러한 특징에 따라, 인접한 태양 전지의 연결을 위한 연결 동작이 용이하므로 태양 전지 모듈의 제조 시간이 줄어들고, 태양 전지의 휨 현상(bowing)이 완화되어 태양 전지 모듈의 불량율이 줄어든다.
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. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 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 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 및 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 4와 도 5a 및 도 5b를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 개략적인 배치도이고, 도 4는 도 3에 도시한 태양 전지를 IV-IV선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 또한, 도 5a 및 도 5b는 도 3에 도시한 태양 전지의 전면에 배치된 전면 전극과 후면에 배치된 전면전극용 집전부와 후면전극용 집전부를 각각 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(1)는 복수의 비아 홀(via hole)(181)을 구비하고 있는 기판(110), 기판(110)에 위치한 에미터부(120), 빛이 입사되는 기판(110)의 면[이하, '전면(front surface)'라 함]의 에미터부(120) 위에 위치하는 반사 방지막(130), 반사 방지막(130)이 위치하지 않는 기판(110) 전면의 에미터부(120) 위에 위치한 복수의 전면 전극(front electrode)(141), 빛이 입사되지 않고 전면과 마주보고 있는 기판(110)의 면[이하, '후면(rear surface)'라 함]에 위치하는 후면 전극(rear electrode)(151), 비아 홀(181)과 비아 홀(181) 주변에 위치한 기판(110) 후면의 에미터부(120)에 위치하고 전면 전극(141)과 전기적으로 연결되어 있는 복수의 전면전극용 집전부(161), 기판(110)의 후면에 위치하고 후면 전극(151)과 전기적으로 연결되어 있는 복수의 후면전극용 집전부(162), 복수의 전면전극용 집전부(161)와 복수의 후면 전극용 집전부(162)가 중첩하는 부분에 위치한 복수의 절연부(190), 그리고 후면 전극(151)과 기판(110) 사이에 위치하는 후면 전계(back surface field, BSF)부(171)를 구비한다.
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘으로 이 루어진 반도체 기판이다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 기판 또는 비정질 실리콘일 수 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유한다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.
이러한 기판(110)은 자신을 관통하는 복수의 비아 홀(181)을 구비하고 있고, 표면이 텍스처링(texturing)되어 요철면인 텍스처링 표면(texturing surface)을 갖는다.
기판(110)에 형성된 에미터부(120)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물부로서, 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 이룬다.
이러한 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 p형이고 에미터부(120)가 n형일 경우, 분리된 정공은 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120)쪽으로 이동하여, 기판(110)에서 정공은 다수 캐리어가 되며, 에미터부(120)에서 전자는 다수 캐리어가 된다.
에미터부(120)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)은 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동한다.
에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 에미터부(120)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.
기판(110) 전면의 에미터부(120) 위에 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx) 등으로 이루어진 반사 방지막(130)이 형성되어 있다. 반사 방지막(130)은 태양 전지(1)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(1)의 효율을 높인다. 반사 방지막(130)은 단일막 구조 또는 이중막과 같은 다층막 구조를 가질 수 있고, 필요에 따라 생략될 수 있다.
반사 방지막(130)과 그 하부의 에미터부(120)에는 기판(110) 전면의 가장자리 일부를 드러내는 노출부(182)가 형성되어 있다. 따라서, 노출부(182)에 의해 기판(110)의 전면에 형성된 에미터부(120)와 기판(110)의 후면에 형성된 에미터부(120)가 전기적으로 분리된다.
복수의 전면 전극(141)은 기판(110) 전면에 형성된 에미터부(120) 위에 위치하여 에미터부(120)와 전기적으로 연결되어 있다. 복수의 전면 전극(141)은 서로 이격되어 있고, 서로 평행하게 정해진 방향으로 뻗어 있으며, 하부에 위치하는 비아홀(181)을 덮고 있다.
각 전면 전극(141)은 에미터부(120)쪽으로 이동한 전하, 예를 들면 전자를 수집하여 비아홀(181)을 통해 전기적으로 연결되어 있는 전면전극용 집전부(161)로 전달한다.
복수의 전면 전극(141)은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있고, 이들 도전성 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다.
기판(110)의 후면에는 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있는 복수의 전면전극용 집전부(161)가 위치한다. 복수의 전면전극용 집전부(161)는 버스 바(bus bar)라고도 불리며 기판(110)의 전면에 위치한 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 방향으로 길게 뻗어 있다.
따라서 복수의 전면 전극(141) 및 이들 복수의 전면 전극(141)과 각각 교차하는 복수의 전면전극용 집전부(161)를 전기적으로 연결하는 복수의 비아홀(181)은 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면전극용 집전부(161)가 교차하는 부분의 기판(110)에 형성되어 있다.
이러한 복수의 전면전극용 집전부(161)는 전기적으로 연결된 복수의 전면 전극(141)으로부터 전달되는 전하를 외부 장치로 출력한다.
도전성 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다.
후면 전극(151)은 기판(110)의 후면 위에 인접한 전면전극용 집전부(161)와 이격되게 위치하여 기판(110)과 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 후면 전극(151)은 기판(110)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다.
후면 전극(151)과 복수의 전면전극용 집전부(161) 사이에 형성된 에미터부(120)는 기판(110)의 후면 일부를 노출하는 복수의 노출부(183)를 구비하고 있다.
이러한 노출부(183)에 의해 전자 또는 정공을 수집하는 전면전극용 집전부(161)와 정공 또는 전자를 수집하는 후면 전극(151) 간의 전기적인 연결이 끊어져 전자와 정공의 이동이 원활해진다.
후면 전극(151)은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있다. 도전성 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
기판(110)의 후면에는 도전성 물질로 이루어져 있고 후면 전극(151)과 전기적으로 연결되어 있는 복수의 후면전극용 집전부(162)가 위치한다. 이때, 후면전극용 집전부(162)위에는 에미터부(120)의 일부가 존재하지만 이에 한정되지 않는다.
각 후면전극용 집전부(162)는, 도 3 및 도 5b에 도시한 것처럼, 전면전극용 집전부(161)를 사이에 두고, 인접한 전면전극용 집전부(161)를 따라서 길게 연장하는 막대형인 두 개의 연장부(1621, 1622)와 두 개의 연장부(1621, 1622) 사이에 위치하는 진면전극용 집전부(161)를 가로 질러 두 개의 연장부(1621, 1622)를 서로 연결하는 연결부(1623)를 가지고 있다. 따라서, 본 실시예에서, 각 후면전극용 집전부(162)는 "ㄷ"자 형상을 갖고 있고, 전면전극용 집전부(161)는 각 후면전극용 집전부(162)의 가운데 부분에서 후면전극용 집전부(162)와 평행하게 후면전극용 집전부(162)의 연결부(1623) 일부와 중첩하면서 뻗어 있다. 이로 인해, 전면전극용 집전부(161)는 후면전극용 집전부(162)에 의해 일부를 제외하고 에워싸여져 있다.
도전성 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다.
이러한 복수의 후면전극용 집전부(162)는 전기적으로 연결된 후면 전극(151)으로부터 전달되는 전하, 예를 들어 정공을 외부 장치로 출력한다.
본 실시예에서, 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)의 개수는 2개 이상일 수 있으며, 이들의 개수는 필요에 따라 변경 가능하다.
또한 대안적인 실시예에서, 후면 전극(151)과 후면전극용 집전부(162)는 일부 중첩될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 것처럼, 복수의 절연부(190)는 그 아래의 후면전극용 집전부(162)와 그 위의 전면전극용 집전부(161) 사이에만 존재하며, 이들 사이를 전기적으로 절연시킨다. 결국, 복수의 절연부(190)는 각 전면전극용 집전부(161)와 이 전면전극용 집전부(161)와 중첩하는 각 후면전극용 집전부(162)의 연결부(1623) 사이에 위치한다. 도 3 및 도 4를 참고로 하면, 복수의 절연부(190)는 노출부(183) 안쪽에 위치하지만, 이에 한정되지 않고, 노출부(183)를 넘어서까지 위치할 수 있다.
후면 전극(151)과 기판(110) 사이에 후면 전계부(171)가 위치한다. 후면 전계부(171)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역이다.
기판(110)과 후면 전계부(170)와의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되어 기판(110) 후면쪽으로의 전자 이동이 방해되어, 기판(110)의 표면 근처에서 전자와 정공이 재결합하여 소멸되는 것을 감소시킨다.
다음, 기판(110)의 후면에 위치하는 복수의 전면전극용 집전부(161)와 복수의 후면전극용 집전부(162)에 대하여 좀더 자세히 설명한다.
도 3 및 도 5b에 도시한 것처럼, 본 실시예에서, 전면전극용 집전부(161)와 후면 전극용 집전부(162)의 개수는 각각 3개이지만, 2개 또는 4개 이상일 수 있다.
즉, 기판(110)의 세로축 중심선(L1)과 자신의 가로축 중심선이 일치하도록 하나의 전면전극용 집전부(161)가 위치하고, 기판(110)의 중심선(L1)에 배치된 전면전극용 집전부(161)를 중심으로 아래와 위에 각각 전면전극용 집전부(161)가 위치한다.
이때, 가운데 위치한 전면전극용 집전부(161)의 가로축 중심선과 이 가운데 위치한 전면전극용 집전부(161)를 중심으로 각각 위와 아래에 위치한 전면전극용 집전부(161)간의 간격(d2)은 서로 동일하다.
또한 기판(110)의 상부쪽 단부와 이 단부와 인접한 전면전극용 집전부(161)의 가로축 중심선 간의 간격(d1)과 기판(110)의 하부쪽 단부와 이 단부와 인접한 전면전극용 집전부(161)의 가로축 중심선 간의 간격(d1) 또한 동일하다.
이들 간격(d1, d2)은 전면 전극(141)을 통해 이동하는 전하의 이동 거리에 기초하여 정해진다. 본 실시예에서, 간격(d2)의 크기는 간격(d1)의 크기보다 약 2배이다. 따라서 인접한 두 전면전극용 집전부(161) 사이에 존재하는 전하가 인접한 전면 전극(141)을 통해 이동하여 해당 비아홀(181)을 통해 전면전극용 집전부(161)로 이동할 때, 이동 거리가 멀어 인접한 중간에서 소멸되는 현상을 방지한다. 하지만, 이들 간격(d1, d2)간의 크기 관계는 이에 한정되지 않고 변경 가능하다.
각 전면전극용 집전부(161)의 가로축 중심선과 이 전면전극용 집전부(161)의 아래와 위에 각각 위치한 해당 후면전극용 집전부(162)의 연장부(1621, 1622) 간의 거리(L2)는 서로 동일하다. 따라서, 전면전극용 집전부(161)와 이 전면전극용 집전부(161)의 위와 아래에 각각 위치한 후면전극용 집전부(162) 간의 간격(L21) 역시 동일하다.
전면전극용 집전부(161)의 폭(w1)은 모두 동일하고, 후면전극용 집전부(161)의 폭(w2) 또한 모두 동일하다. 본 실시예에서, 전면 전극용 집전부(161)의 폭(w1)이 후면전극용 집전부(162)의 폭(w2)보다 넓지만 이에 한정되지 않는다.
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)는 전면 전극(141)과 연결되는 전면전극용 집전부(161)를 빛이 입사되지 않은 기판(110)의 후면에 위치시킨 태양 전지로서, 그 동작은 다음과 같다.
태양 전지(1)로 빛이 조사되어 에미터부(120)를 통해 반도체의 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체의 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 기판(110)의 표면이 텍스처링 표면이므로 기판(110) 전면에서의 빛 반사도가 감소하고, 텍스처링 표면에서 입사와 반사 동작이 행해져 태양 전지 내부에 빛이 갇히게 되고 이로 인해 빛의 흡수율이 증가되므로, 태양 전지의 효율이 향상된다. 이어 더하여, 반사 방지막(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱더 증가한다.
이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n접합에 의해 서로 분리되어 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(120)쪽으로 이동하고, 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 기판(110)쪽으로 이동한다. 이처럼, 에미터부(120)쪽으로 이동한 전자는 전면 전극(141)에 의해 수집되어 비아 홀(181)을 통해 전기적으로 연결된 전면전극용 집전부(161)로 이동하고, 기판(110)쪽으로 이동한 정공은 후면 전계부(171)를 통해 후면 전극(151)에 의해 수집되어 후면전극용 집전부(162)로 이동한다. 이러한 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)를 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.
이러한 태양 전지(1)는 단독으로도 이용 가능하지만, 좀더 효율적인 사용을 위해, 동일한 구조는 갖는 복수의 태양 전지(1)를 연결하여 태양 전지 모듈을 형성 한다.
다음, 도 6 및 7을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지를 이용한 태양 전지 모듈을 설명한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략적인 사시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지를 이용한 태양 전지 어레이의 개략적인 연결 상태를 도시한 도면이다.
도 6을 참고로 하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 모듈(20)은 후면 시트(back sheet)(210), 후면 시트(210) 위에 위치하는 하부 충전재(220), 하부 충진재(220) 위에 위치하는 태양 전지 어레이(10), 태양 전지 어레이(10) 위에 위치하는 상부 충진재(230), 상부 충진재(230) 위에 위치하는 투명 부재(240), 그리고 이들의 구성요소를 수납하는 프레임(250)을 구비한다.
후면 시트(210)는 태양 전지 모듈(20)의 후면에서 침투하는 습기를 방지하여 내장된 태양 전지(1)를 외부 환경으로부터 보호한다.
이러한 후면 시트(210)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
하부 및 상부 충진재(220, 230)는 습기 침투로 인한 금속의 부식을 방지하고 태양 전지 모듈(20)을 충격으로부터 보호하기 위한 밀봉재(encapsulate material)이다. 이러한 충진재(220, 230)는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어질 수 있다.
상부 충진재(230) 위에 위치하는 투명 부재(230)는 투과율이 높고 파손을 방 지하기 위해 강화 유리 등으로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다. 이러한 투명 부재(230)는 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면은 엠보싱(embossing)처리가 행해질 수 있다.
태양 전지 어레이(10)는, 도 7에 도시한 것처럼, 행렬 구조로 배열된 복수의 태양 전지(1)를 구비하고 있고, 각 태양 전지(1)는 복수의 연결부(21-24)에 의해 직렬로 연결되어 있다. 도 7에서, 태양 전지 어레이(10)는 4×4 행렬 구조를 가지지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 행과 열 방향으로 각각 배치되는 태양 전지(1)의 개수는 조정 가능하다.
첫 번째 행 및 마지막 행의 첫 번째 열에 위치한 태양 전지(1)를 제외하고, 서로 인접한 두 태양 전지(1)에 각각 형성된 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)는 일직선으로 연결되어 있다.
다음, 도 7을 참고로 하여, 복수의 연결부(21-24)를 이용한 태양 전지(1)의 연결 관계를 좀더 자세히 설명한다.
먼저, 도 7에 도시한 것처럼, 태양 전지 어레이(10)에 배치된 복수의 태양 전지(1)의 배치 형태를 살펴보면, 행 방향으로 인접한 태양 전지(1)를 위쪽 또는 아래쪽으로 정해진 거리만큼 이동시켜, 행 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)의 각 전면전극용 집전부(161)과 각 후면전극용 집전부(162)가 일직선으로 수평한 연장선 상에 위치하도록 한다. 본 실시예에서, 도 7에 도시한 것처럼, 행 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)는 "L3"(=L21+W2))의 거리만큼 어긋나 있다.
이때, 각 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161)는 행 방향으로 인접한 태양 전지(1)의 후면전극용 집전부(162)의 연장부(1621) 또는 연장부(1622)와 교대로 동일한 연장선 상에 위치한다.
이처럼, 도 7에 도시한 것처럼, 행렬 구조로 배치된 복수의 태양 전지(1)는 복수의 연결부(21-24)에 의해 직렬로 연결된다.
복수의 제1 연결부(21)는 행 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)에 각각 위치하지만, 일적선으로 수평하게 위치한 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162) 위에 위치하여 행 방향으로 인접한 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)를 굴곡없이 직선으로 수평하게 연결한다. 이들 복수의 제1 연결부(21)는 태양 전지(1)[또는 기판(110)]에서 평행하게 뻗어 있다.
이때, 제1 연결부(21)의 양 끝단은 서로 연결되는 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)가 각각 위치하는 태양 전지(1)를 벗어나지 않는다.
각 연결부(21)의 폭은 각 전면전극 및 후면전극용 집전부(161, 162)의 폭보다 크거나 동일하여, 전면전극 및 후면전극용 집전부(161, 162)와의 접촉력과 전하의 전송 능력을 향상시킨다. 하지만, 이에 한정되지 않고 제1 연결부(21)의 폭은 전면전극 및 후면전극용 집전부(161, 162)의 폭보다 작을 수 있다.
제1 연결부(21)에 의해 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)가 서로 연결될 때, 동일한 행에 존재하는 복수의 태양 전지(1)의 연결 형태(순서)는 동일하고, 인접한 두 행에 존재하는 복수의 태양 전지(1)의 연결 형태(순서)는 서로 상이하다.
즉, 홀수 번째 행의 인접한 두 태양전지(1)에서, 앞쪽에 위치한 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161)와 뒤쪽에 위치한 태양 전지(1)의 후면전극용 집전부(162)가 제1 연결부(21)에 의해 연결되는 반면, 짝수 번째 행의 인접한 두 태양전지(1)에서, 앞쪽에 위치한 태양 전지(1)의 후면전극용 집전부(162)와 뒤쪽에 위치한 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161)가 제1 연결부(21)에 의해 연결된다.
또한, 동일한 행에서, 전면전극 집전부(161)는 후면전극용 집전부(162)의 제1 및 제2 연장부(1621, 1622) 중 하나와 번갈아 연결된다.
이러한 제1 연결부(21)에 의해 동일한 행에 위치하는 태양 전지(1)는 직렬로 연결된다.
복수의 제2 연결부(22)는 첫 번째 열과 마지막 열에 위치하는 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161) 또는 후면전극용 집전부(162) 위에 위치한다.
각 제2 연결부(22)의 한쪽 단부는 해당 태양 전지(1)의 좌측 단면 또는 우측 단면을 벗어나 위치한다.
이처럼, 제2 연결부(22)는 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162) 중 하나의 집전부(161, 162) 위에만 위치하므로, 제2 연결부(22)의 길이는 하나의 전면전극용 집전부(161)와 하나의 후면전극용 집전부(162) 위에 위치하는 제1 연결부(21)의 길이보다 짧고, 대략 제1 연결부(21) 길이의 절반 크기를 갖는다.
또한, 제1 연결부(21)과 마찬가지로, 전면전극용 집전부(161) 또는 후면전극용 집전부(162)와의 접촉력과 전하의 전송 능력을 향상시키기 위해, 각 제2 연결 부(21)의 폭은 각 전면전극 집전부(161) 또는 각 후면전극용 집전부(162)의 폭보다 크거나 동일하지만, 이에 한정되지 않는다.
복수의 제3 연결부(23)는 첫 번째와 마지막 행의 첫 번째 열에 위치하는 태양 전지(1)의 복수의 제2 연결부(22)에 연결되어 있고 주로 세로 방향으로 뻗어 있다. 이들 제3 연결부(23)는 별도의 배선(도시하지 않음)을 통해 외부 장치와 연결된다. 도 11에 도시한 것과는 달리, 외부 장치와의 연결을 용이하게 하기 위해, 제3 연결부(23)의 적어도 한쪽 끝단이 길게 연장될 수 있다.
복수의 제4 연결부(24)는 서로 다른 행에 위치하는 태양 전지(1)를 직렬로 연결하기 위한 것으로서, 첫 번째 열과 마지막 열에서, 열 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)에 각각 위치하는 제2 연결부(22)에 연결되어 있고, 주로 세로 방향으로 뻗어 있다.
따라서 제4 연결부(24)는 제3 연결부(23)와 연결된 태양 전지(1)를 제외한 첫 번째 열과 마지막 열에 배치된 태양 전지(1), 즉, 태양 전지 어레이(10)의 최외각부에 배치된 태양 전지(1) 중에서, 세로 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)의 제2 연결부(22)와 연결된다. 이때, 세로 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)의 제2 연결부(22)는 서로 다른 집전부(161, 162) 위에 위치한다.
이러한 제1 내지 제4 연결부(21-24)는 일반적으로 리본(ribbon)으로 불리는, 도전성 물질을 구비하고 스트링(string) 형상을 갖는 얇은 금속판 띠인 도전성 테이프로 이루어진다. 도전성 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
결국, 제1 내지 제4 연결부(21-24)에 의해 태양 전지 모듈(20)에 배치된 복수의 태양 전지(1)는 직렬로 연결되어 태양 전지 어레이(10)를 형성한다.
도 7의 경우, 첫 번째 행의 첫 번째 열에 위치한 태양 전지(1)에서부터 마지막 행의 첫 번째 열에 위치한 태양 전지(1)로 지그재그 형태로 직렬 연결되지만, 이와는 달리, 제3 및 제4 연결부(23, 24)의 연결 위치만 변경하여, 첫 번째 행의 마지막 열에 위치한 태양 전지(1)에서부터 마지막 행의 마지막 열에 위치한 태양 전지(1)로 지그재그 형태로 직렬 연결될 수 있다.
또한, 이미 설명한 것처럼, 후면 시트(210) 등에 별도로 형성된 배선(도시하지 않음) 등을 통해 제3 연결부(23)는 외부 장치(도시하지 않음)와 연결된다.
이와 같이, 도전성 테이프인 복수의 제1 연결부(21)에 의해 행과 열 별로 전면전극용 집전부(161)와 후면 전극용 집전부(162)간의 연결 형태가 변하므로, 도전 테이프로 인한 장력(tension)이 태양전지 어레이(10)에서 여러 방향으로 분산되는 효과가 얻어진다. 따라서, 태양 전지(1)의 휨 현상이 줄어들어 태양 전지(1)의 파손율이 줄어든다.
정해진 거리만큼 위쪽 또는 아래쪽으로 서로 어긋하게 행 방향으로 인접한 태양 전지(1)를 배치하여, 행 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)가 동일 기판면에서 일직선으로 위치하므로, 제1 연결부(21)의 형성 시간이 크게 줄어들다. 또한, 제1 내지 제4 연결부(21-24) 모 두가 실질적으로 태양 전지(1)의 후면인 동일면에 부착되므로, 제1 내지 제4 연결부(21-24)의 형성 시간 역시 줄어든다. 이로 인해, 전면전극 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)의 연결이 용이해져 태양 전지 어레이(10)의 제조 시간과 불량율이 줄어든다.
다음, 도 8와 도 9 및 도 10a 및 도 10b를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.
본 실시예에의 태양 전지(1a)에서, 도 1 내지 도 5b를 참고로 하여 설명한 태양 전지(1)와 동일한 구성요소에 대해서는 같은 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명 또한 생략한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 개략적인 배치도이고, 도 9는 도 8에 도시한 태양 전지를 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 또한, 도 10a 및 도 10b는 도 8에 도시한 태양 전지의 전면에 배치된 전면 전극과 후면에 배치된 전면전극용 집전부와 후면전극용 집전부를 각각 도시한 도면이다.
도 8에 도시한 본 실시예에 따른 태양 전지(1a)는 도 1 내지 도 3에 도시한 태양 전지(1)와 유사한 구조를 갖고 있다.
즉, 도 8에 도시한 태양 전지(1a)는 복수의 비아 홀(181)을 구비하고 있는 기판(110), 기판(110)에 위치한 에미터부(120), 에미터부(120) 위에 위치하는 반사 방지막(130), 기판(110) 전면의 에미터부(120)와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 전면 전극(141), 기판(110) 후면과 전기적으로 연결되어 있는 후면 전극 (151), 비아홀(181)을 통해 전면 전극(141)과 전기적으로 연결되어 있는 복수의 전면전극용 집전부(161), 후면 전극(151)과 전기적으로 연결되어 있는 복수의 후면전극용 집전부(162), 그리고 후면 전극(151)과 기판(110) 사이에 위치하는 후면 전계부(171)를 구비한다.
하지만, 도 1 내지 도 3에 도시한 태양 전지(1)와는 달리, 본 실시예에 따른 태양 전지(1a)에서, 각 전면전극용 집전부(161)는 각 후면전극용 집전부(162)와 중첩하지 않는다. 즉 도 8 및 도 10b에 도시한 것처럼, 전면전극용 집전부(161)는 한 면을 제외하고 "ㄷ"자 형상의 후면전극용 집전부(162)에 의해 대부분 에워싸여져 있다.
이로 인해, 본 실시예의 태양 전지(1a)는 기판(110)의 전면에 위치하는 더미 전극부(143)를 구비한다. 따라서, 도 8에 도시한 것처럼, 더미 전극부(143)는 전면전극용 집전부(161)와 중첩하지 않으므로, 전면전극용 집전부(161)가 형성되지 않은 기판(110) 부분에 위치한다.
도 8 및 도 10a에서, 더미 전극부(143)는 기판(110)[태양전지(1a)]의 좌측부에 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 기판(110)[태양전지(1a)]의 우측부 또는 좌측부와 우측부 각각에도 형성될 수 있다.
더미 전극부(143)은 전면 전극(141)과 동일한 방향으로 뻗어 있는 복수의 더미 전극(143a)과 복수의 더미 전극(143a)과 교차하는 방향으로 연장하여 인접한 전면 전극(141)을 연결하는 복수의 더미 연결부(143b)를 구비한다.
복수의 더미 전극(143a)은 전면전극용 집전부(161)와 중첩하지 않는다.
복수의 더미 연결부(143b)는 각 더미 전극(143a)으로부터 뻗어 나와 더미 전 극(143a)과 교차하는 방향으로 연장한다. 이러한 더미 연결부(143b)에 의해, 복수의 더미 전극(143a)은 모두 물리적.전기적으로 연결되어 있고, 또한 복수의 더미 전극(143a)은 인접한 전면 전극(141)과 물리적.전기적으로 연결되어 있다.
본 실시예에서, 각 더미 전극(143a)의 폭은 각 더미 연결부(143b)의 폭보다 작지만, 이와는 달리 동일하거나 작을 수 있다.
각 더미 전극(143a)은, 전면 전극(141)과 동일하게, 에미터부(120)쪽으로 이동한 전하를 수집한 후 연결부(143b)로 전달하고, 연결부(143b)는 수집된 전하를 인접한 전면 전극(141)으로 전달하여 인접한 비아홀(181)을 통해 해당 전면전극용 집전부(161)로 전달되도록 한다.
이와 같이, 복수의 더미 전극(143a)은 전면전극용 집전부(161)와 교차하지 않으므로, 복수의 더미 전극(143a)에 대응하는 부분의 기판(110)에는 비아홀(181)이 형성되지 않지만, 각 더미 연결부(143b)를 통해, 복수의 더미 전극(143a)은 전면전극용 집전부(161)와 전기적으로 연결된다.
도 8 및 도 10a에 도시한 더미 전극(143a)과 더미 연결부(143b)의 개수는 단지 예시를 위한 것이므로, 이에 한정되지 않다.
따라서, 대안적인 실시예에서, 더미 전극부(143)의 개수는 한 개일 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 더미 연결부(143b)의 개수는 전면전극용 집전부(161)의 개수와 동일하지만, 대안적인 실시예에서 더미 연결부(143b)의 개수는 전면전극용 집전부(161)의 개수보다 많을 수 있다.
본 실시예에서, 더미 연결부(143b)는 인접한 비아홀(181)의 형성 위치에 기 초하여 형성되지만, 이에 한정되지 않는다.
이와 같이, 태양 전지(1a)를 형성할 경우, 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)가 서로 중첩되지 않으므로, 별도의 절연부가 필요없어 태양 전지(1a)의 제조 공정이 용이해진다.
이러한 태양 전지(1a)를 행렬 구조로 배치한 후, 제1 내지 제4 연결부(21-24)를 이용해 형성한 태양 전지 어레이(10a)가 도 11에 도시되어 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지를 이용한 태양 전지 어레이의 개략적인 연결 상태를 도시한 도면이다.
도 11에 도시한 것처럼, 각 태양 전지(1a)의 전면전극용 집전부(161) 구조를 제외하면, 도 7에 도시한 태양 전지 어레이(10)와 동일하게 복수의 태양 전지(1a)를 직렬 연결하여 태양 전지 어레이(10a)를 형성한다.
즉, 도 7과 동일하게, 행 방향으로 인접한 두 태양 전지(1a)가 소정 거리만큼 위쪽 또는 아래쪽으로 어긋나게 위치하여, 인접한 두 태양 전지(1a)에 각각 형성된 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)가 일직선으로 수평한 연장선 상에 위치하도록 한다.
그런 다음, 제1 내지 제4 연결부(21-24)를 이용하여, 행 방향과 열 방향으로 인접한 태양 전지(1a)의 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)를 직렬로 연결하여, 태양 전지 어레이(10a)를 완성한다.
따라서, 태양 전지 어레이(10)를 기초하여 이미 설명한 것과 동일하게, 태양 전지 어레이(10a)를 형성할 때, 제1 내지 제4 연결부(21-24)에 의해 전면전극용 집 전부(161)와 후면전극용 집전부(162)간의 연결 상태가 행과 열 별로 바뀌므로, 태양 전지(1a)의 휨 현상이 줄어들어 태양 전지(1a)의 파손율이 줄어든다. 또한, 전면전극용 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)가 동일 기판면에서 일직선으로 배치되므로, 제1 내지 제4 연결부(21-24)의 형성 시간이 크게 줄어들고, 전면전극 집전부(161)와 후면전극용 집전부(162)의 연결이 용이해져 태양 전지 어레이(10) 제조 시간과 불량율이 줄어든다.
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.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 개략적인 배치도이다.
도 4는 도 3에 도시한 태양 전지를 IV-IV선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 도 3에 도시한 태양 전지의 전면에 배치된 전면 전극과 후면에 배치된 전면전극용 집전부와 후면전극용 집전부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지를 이용한 태양 전지 어레이의 개략적인 연결 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 개략적인 배치도이다.
도 9는 도 8에 도시한 태양 전지를 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 도 8에 도시한 태양 전지의 전면에 배치된 전면 전극과 후면에 배치된 전면전극용 집전부와 후면전극용 집전부를 각각 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지를 이용한 태양 전지 어레이의 개략적인 연결 상태를 도시한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 간단한 설명*
1, 1a: 태양 전지 10, 10a: 태양 전지 어레이
20: 태양 전지 모듈 21-24: 연결부
110: 기판 120: 에미터부
141: 전면 전극 143: 더미 전극부
143a: 더미 전극 143b: 더미 연결부
151: 후면 전극 161: 전면전극용 수집부
162: 후면전극용 수집부 171: 후면 전계부
190: 절연부 210: 후면 시트
220, 230: 충진재 240: 투명 부재
250: 프레임 310: 절연부

Claims (19)

  1. 제1 도전성 타입의 기판, 상기 기판의 후면에 위치하고 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부, 상기 에미터부에 전기적으로 연결되도록 제1 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 집전부, 그리고 상기 기판의 후면에 전기적으로 연결되도록 상기 복수의 제1 집전부와 나란하게 상기 제1 방향으로 뻗어 있는 복수의 제2 집전부를 구비하고,
    상기 복수의 제1 집전부 각각은 한 쌍의 상기 제2 집전부 사이에 위치하고 상기 한 쌍의 제2 집전부의 한쪽 끝단은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 뻗어 연결되는 복수의 태양 전지를 포함하고,
    상기 복수의 태양 전지 중 이웃한 두 개의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 집전부와 상기 복수의 태양 전지 중 제2 태양 전지의 제1 집전부가 서로 어긋나게 배치되고,
    상기 제1 태양 전지의 상기 제1 집전부와 상기 제2 태양 전지의 한 쌍의 제2 집전부가 직선형의 도전성 연결부에 의해 연결되는 태양전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 한 쌍의 제2 집전부는 상기 제1 집전부와 이격되어 상기 제1 집전부의 위와 아래에 각각 상기 제1 방향으로 뻗어 있는 두 개의 연장부, 그리고 상기 두 개의 연장부와 상기 제2 방향으로 뻗어 상기 두 개의 연장부를 서로 연결하는 연결부
    를 포함하는 태양 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 집전부의 가로 중심선과 상기 두 연장부 간의 두 간격은 실질적으로 동일한 태양 전지 모듈.
  4. 제2항에서,
    상기 제1 집전부의 일부는 상기 연결부의 일부와 중첩하는 태양 전지 모듈.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 집전부와 상기 제1 집전부와 중첩하는 상기 연결부 사이에 절연부를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 기판의 전면에 위치하는 복수의 제1 전극을 더 포함하고,
    상기 복수의 제1 전극 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되어 있는 적어도 하나의 더미 전극부를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 적어도 하나의 더미 전극부는 상기 복수의 제1 집전부와 중첩하지 않는 태양 전지 모듈.
  8. 제6항에서,
    상기 적어도 하나의 더미 전극부는,
    상기 제1 전극과 평행하게 뻗어 있는 적어도 하나의 더미 전극, 그리고
    상기 더미 전극으로부터 뻗어 나와 있고, 상기 더미 전극과 상기 제1 전극을 연결하는 적어도 하나의 더미 연결부
    를 포함하는 태양 전지 모듈.
  9. 제8항에서,
    상기 더미 전극의 폭은 상기 더미 연결부의 폭보다 작은 태양 전지 모듈.
  10. 제2항에서,
    상기 제2 집전부는 "ㄷ"자 형상을 갖는 태양 전지 모듈.
  11. 제1항에서,
    인접한 두 제1 집전부의 가로 중심선간의 간격은 제1 집전부의 가로 중심선과 상기 제1 집전부와 인접한 상기 기판의 단부 간의 간격의 2배인 태양 전지 모듈.
  12. 제1항에서,
    상기 기판의 전면에 위치하는 복수의 제1 전극을 더 포함하고,
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제1 집전부는 서로 다른 방향으로 뻗어 있고,
    상기 태양 전지는 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제1 집전부가 교차하는 상기 기판의 부분에 복수의 비아홀을 더 포함하고,
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제1 집전부는 상기 비아홀을 통해 전기적으로 연결되어 있는
    태양 전지 모듈.
  13. 제1항에서,
    상기 기판의 후면은 빛이 입사되지 않는 면인 태양 전지 모듈.
  14. 제2항에서,
    상기 도전성 연결부는
    상기 제1 태양 전지의 상기 제1 집전부와 상기 제2 태양 전지의 상기 제2 집전부의 두 개의 연장부 중 하나의 하나의 연장부를 직선으로 연결하는 복수의 제1 연결부
    를 포함하는 태양 전지 모듈.
  15. 제14항에서,
    상기 복수의 제1 연결부는 상기 복수의 제1 집전부 및 상기 복수의 제2 집전 부와 평행한 태양 전지 모듈.
  16. 제14항에서,
    상기 복수의 제1 연결부는 상기 기판 위에서 평행하게 연장하는 태양 전지 모듈.
  17. 제14항에서,
    상기 도전성 연결부는
    각 태양 전지의 제1 집전부 또는 제2 집전부에만 연결되어 있는 제2 연결부와 열 방향으로 인접한 두 태양 전지에 각각 위치하는 상기 제2 연결부를 연결하는 제3 연결부를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  18. 제17항에서,
    상기 열 방향으로 인접한 두 태양 전지에 각각 위치하는 상기 제2 연결부는 서로 다른 집전부에 연결되어 있는 태양 전지 모듈.
  19. 제1항에서,
    상기 도전성 연결부는 도전성 테이프로 형성된 태양 전지 모듈.
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