KR101733687B1 - 태양전지 모듈 - Google Patents

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히로유키 오츠카
타케노리 와타베
나오키 이시카와
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

수광면 및 비수광면을 갖는 제 1 도전형 기판과, 이들 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 1 태양전지셀과, 수광면 및 비수광면을 갖는 제 2 도전형 기판과, 이들 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 2 태양전지셀이 번갈아 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.

Description

태양전지 모듈{SOLAR BATTERY MODULE}
본 발명은 반도체 디바이스인 태양전지셀을 사용한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
결정계 태양전지셀을 사용하여 제작되는 태양전지 모듈은, 일반적으로 1종류의 도전형 기판만을 사용한 태양전지셀을 사용하여, 전압을 높일 목적으로 셀끼리 직렬연결로 하여 제작되고 있다. 이 때, 수광면측에 제 1 극성의 전극을 갖고, 비수광면측에 제 1 극성의 전극과는 상이한 제 2 극성의 전극을 갖는 셀을 사용한 경우, 직렬연결로 하기 위해서는, 수광면측의 제 1 극성의 전극과, 비수광면측의 제 2 극성의 전극을, 땜납 성분 등을 포함하는 도선(탭선이라고 불림) 등으로 접속하지 않으면 안 된다. 이 탭선으로 접속하는 부분의 전극은 비교적 폭이 굵은 전극(1∼3mm 정도)로, 일반적으로 버스바 전극이라고 불리고 있다.
상기 일반적인 태양전지 모듈에서는, 모듈 변환 효율을 높이기 위하여, 태양전지셀끼리를 최대한 근접시켜 배치하려고 한다. 그런데, 수광면측과 비수광면측의 전극을 연결하는 탭선이 있기 때문에, 셀의 간격을 3.0mm 이하의 거리까지 근접시키려고 하면 탭선의 굽힘 응력에 의해, 셀의 에지가 파손되는 등의 문제가 있어, 태양전지 모듈의 면적에 대한 태양전지셀의 충전율을 저하시키는 원인이 되고 있다.
이에 반해, 단순히 탭선에 의한 굽힘 응력을 줄이기 위하여, 탭선 자체의 두께를 줄이는 등 하면, 배선저항이 증대하는 등의 문제가 있다. 그 밖의 방법으로서, 예를 들면, 일본 특개 2008-147260호 공보(특허문헌 1)에는, 미리 굴곡부를 갖는 탭선을 준비하고, 이웃하는 셀 사이에 굴곡부가 오도록 탭선을 접속함으로써 탭선의 굽힘 응력을 줄여, 셀의 에지가 파손되지 않도록 한 태양전지 모듈이 제안되었다.
그러나, 이 방법에서는 특수한 굴곡부를 갖는 탭선을 준비하지 않으면 안 되고, 또 굴곡부가 있기 때문에, 탭선에 의한 배선길이가 길어지는 만큼, 태양전지 모듈의 필 팩터가 악화된다고 하는 결점이 있다.
일본 특개 2008-147260호 공보
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 태양전지 모듈의 면적에 대한 태양전지셀의 충전율을 향상시킴으로써, 모듈 변환 효율을 개선한 태양전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 수광면 및 비수광면을 갖는 제 1 도전형 기판과, 이들 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 상이한 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 1 태양전지셀과, 수광면 및 비수광면을 갖는 제 1 도전형과는 상이한 제 2 도전형 기판과, 이들 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 상이한 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 2 태양전지셀을 번갈아 배치함으로써 동일면 위에, 제 1 극성의 전극을 갖는 제 1 태양전지셀과, 이것과는 상이한 제 2 극성의 전극을 갖는 제 2 태양전지셀과이 나란히 존재하게 되어, 수광면끼리 및 비수광면끼리의 전극을 탭선으로 연결함으로써 직렬연결이 가능하게 되고, 셀끼리를 3.0mm 이하에 근접시켜 배치할 수 있어, 태양전지 모듈의 면적 에 대한 태양전지셀의 충전율 향상에 의해 모듈 변환 효율이 개선되는 것을 발견함과 아울러, 탭선의 부착이 용이하게 되고, 탭선에 의한 응력이 걸리지 않게 되기 때문에, 셀의 에지가 파손되지 않게 되어, 제조 수율이 상승하고, 신뢰성이 높은 태양전지 모듈을 제조할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 이루게 되었다.
또한, 수광면 및 비수광면상의 전극 중, 버스바 전극과 교차하는 형태로 출력을 모으기 위하여 태양전지셀 표면에 형성되는 미세 전극으로, 선폭 50∼200㎛ 정도의 것을 핑거 전극이라고 하고, 핑거 전극으로 집전한 출력을 외부로 취출하기 위한 1∼3mm 정도의 약간 굵은 전극을 버스바 전극이라고 한다.
따라서, 본 발명은 하기의 태양전지 모듈을 제공한다.
청구항 1:
수광면 및 비수광면을 갖는 제 1 도전형 기판과, 이들 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 상이한 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 1 태양전지셀과, 수광면 및 비수광면을 갖는 제 2 도전형 기판과, 이들 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 상이한 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 2 태양전지셀이 번갈아 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
청구항 2:
제 1 및 제 2 태양전지셀이 직렬로 접속된 부분을 갖고, 이 직렬접속 부분에서, 제 1 태양전지셀의 사용 매수가 5할 이상 7할 이하의 비율이며, 제 2 태양전지셀의 사용 매수가 3할 이상 5할 이하의 비율인 청구항 1 기재의 태양전지 모듈.
청구항 3:
제 1 도전형 기판이 N형 반도체 기판이며, 제 2 도전형 기판이 P형 반도체 기판인 청구항 1 또는 2 기재의 태양전지 모듈.
청구항 4:
태양전지셀끼리의 간격이 0.1mm 이상 3.0mm 이하인 청구항 1, 2 또는 3 기재의 태양전지 모듈.
청구항 5:
제 1 및 제 2 태양전지셀의 단락전류 밀도의 차가 20% 이하인 청구항 1 내지 4 중 어느 1 항에 기재된 태양전지 모듈.
본 발명에 의한 태양전지셀의 배치 및 배선 방법을 사용함으로써, 태양전지 모듈의 면적에 대한 태양전지셀의 충전율을 개선하는 것이 가능하여, 모듈 변환 효율을 개선할 수 있다. 또한 종래의 방법에 비해, 태양전지셀의 에지에 걸리는 탭선의 응력을 줄일 수 있기 때문에, 생산 수율이 개선되어, 신뢰성이 높은 태양전지 모듈을 제작할 수 있다.
도 1은 종래의 태양전지 모듈에 있어서의 태양전지셀의 직렬연결 배선예를 도시한다. a는 단면도이며, b는 수광면측의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 태양전지 모듈에 있어서의 태양전지셀의 직렬연결 배선의 1 예를 도시한다. a는 단면도이며, b는 수광면측의 평면도이다.
도 3은 종래의 태양전지 모듈 전체의 배선예를 도시하는 수광면측의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 태양전지 모듈 전체의 배선의 1 예를 도시하는 수광면측의 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명하는데, 본 발명은 하기의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙여, 그 반복 설명은 생략한다. 알아 쉽게 하기 위하여, 태양전지셀의 간격이나, 두께를 강조하여 도시했다. 또한 간단하게 하기 위해 핑거 전극은 생략했다.
본 발명의 태양전지 모듈은 수광면 및 비수광면을 갖는 제 1 도전형 기판과, 이들 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 상이한 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 1 태양전지셀과, 수광면 및 비수광면을 갖는 제 2 도전형 기판과, 이들 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 상이한 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 2 태양전지셀이 번갈아 배치되어 이루어지는 것이다. 이 태양전지 모듈은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 도전형 기판을 갖는 태양전지셀(1)과, 제 2 도전형 기판을 갖는 태양전지셀(2)이 번갈아 배열되고, 버스바 전극(3)이 탭선(4)으로 접속된 구조를 하고 있다. 이 경우, 제 1 태양전지셀의 기판의 도전형과 제 2 태양전지셀의 기판의 도전형은 상이한 것이며, 예를 들면, 전자를 N형으로 한 경우, 후자는 P형이 된다. 또한 제 1 태양전지셀의 기판의 수광면의 전극의 극성과 제 2 태양전지셀의 기판의 비수광면의 전극의 극성은 동일하며, 제 1 태양전지셀의 기판의 비수광면의 전극과 제 2 태양전지셀의 수광면의 전극은 동일한 극성이다. 그리고, 본 발명에 있어서는, 예를 들면, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제 1 태양전지셀의 기판의 수광면을 상측으로 하여 배치한 경우, 제 2 태양전지셀의 기판의 수광면을 상측으로 하여 배치하고, 상기 제 1 태양전지셀의 수광면의 전극과 제 2 태양전지셀의 수광면의 전극을 절곡부를 갖지 않고 동일면 위로 직선상으로 접속한다.
이 경우, 본 발명에서 사용하는 태양전지셀을 구성하는 기판의 도전형, 불순물 확산층, 반사방지막 등은 공지의 태양으로 할 수 있고, 일본 특개 2001-77386호 공보 등에 기재된 공지의 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 태양전지셀을 구성하는 반도체 기판으로서는, 예를 들면, P형 또는 N형 단결정 실리콘 기판, P형 또는 N형 다결정 실리콘 기판, 비실리콘계의 화합물 반도체 기판 등을 사용할 수 있다. 단결정 실리콘 기판을 사용하는 경우, 고순도 실리콘에 붕소, 갈륨 등의 III족 원소를 도핑하고, 비저항 0.1∼5Ω·cm로 한 애즈컷 단결정 {100} P형 실리콘 기판 등을 사용할 수 있다. 또한 인, 안티몬, 비소 등의 V족 원소를 도핑한 동일한 N형 실리콘 기판 등을 사용할 수 있다.
이 경우, 본 발명에서 사용하는 단결정 실리콘 기판의 순도로서는 철, 알루미늄, 티탄 등의 금속 불순물 농도가 적은 편이 고라이프 타임 기판을 사용함으로써 고효율의 태양전지셀을 제작할 수 있다고 하는 점에서 바람직하다. 이 단결정 실리콘 기판은 CZ법, FZ법 등 어느 방법에 의해 제작된 것이어도 되고, 이 경우, 미리 금속 그레이드 실리콘을 시멘스법 등의 공지의 방법에 의해 정제한 것을 상기 방법에 사용할 수도 있다.
반도체 기판의 두께는 기판의 비용과 수율 및 변환 효율의 균형의 점에서 100∼300㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 150∼250㎛이다. 또한 반도체 기판의 비저항이 상기 범위보다 작으면 태양전지셀의 변환 효율의 분포가 작아지지만, 잉곳의 끌어올림에 있어서 제한되기 때문에, 결정 비용이 높아지는 경우가 있고, 크면 태양전지셀의 변환 효율의 분포가 커지지만 결정 비용은 낮아지는 경우가 있다.
본 발명에서는, 제 1 도전형은 N형이어도 되고, P형이어도 된다. 제 2 도전형은 제 1 도전형으로 N형을 선택한 경우에는 P형, 제 1 도전형으로 P형을 선택한 경우에는 N형을 선택하면 된다.
또한 상기 기판 표면은 텍스처라고 불리는 미소한 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 텍스처는 태양전지의 표면 반사율을 저하시키기 위한 유효한 방법이다. 이 텍스처는 가열한 수산화나트륨 등의 알카리 수용액 중에 침지함으로써 용이하게 제작된다.
불순물 확산층으로서는 불순물원으로서 인, 비소, 안티몬 등의 V족 원소나, 붕소, 알루미늄, 갈륨 등의 III족 원소를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 인의 확산에는 옥시염화인 등을 사용한 기상확산법에 의해 불순물 확산층을 형성할 수 있다. 이 경우, 옥시염화인 등의 분위기하에서, 850∼900℃로 20∼40분간 열처리하는 것이 바람직하다. 또한 불순물 확산층의 두께는 0.1∼3.0㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼2.0㎛이다. 지나치게 두꺼우면 발생한 전자와 정공이 재결합하는 사이트가 늘어나, 변환 효율이 저하되는 경우가 있고, 지나치게 얇으면 발생한 전자와 정공이 재결합하는 사이트는 감소하지만, 집전 전극까지 기판 내를 흐르는 전류의 부정 유출 저항이 증대하여, 변환 효율이 저하되는 경우가 있다. 예를 들면, 붕소의 확산에는, 시판되고 있는 붕소 들이 도포제를 도포하고, 건조시킨 후, 900∼1050℃에서 20∼60분간 열처리함으로써 형성할 수 있다.
일반적인 실리콘 태양전지는 PN 접합을 수광면에만 형성할 필요가 있고, 이것을 달성하기 위하여 기판끼리 2장 포갠 상태에서 확산하거나, 확산 전에 이면에 SiO2막이나 SiNx막 등을 확산 마스크로 하여 형성하고, 이면에 PN 접합을 할 수 없는 것과 같은 연구를 시행하는 것이 바람직하다. 기상확산법 이외에도 스크린 인쇄법, 스핀 도포법 등에 의해 불순물 확산층을 형성할 수 있다.
반사방지막은 플라즈마 CVD 장치 등을 사용하여 형성되는 SiNx막, 열산화막에 의한 SiO2막과 상기 SiNx막의 다층막 등이 바람직하고, 막 두께는 70∼100nm가 바람직하다.
이렇게 하여 얻어진 반도체 기판에 스크린 인쇄법 등을 사용하여 전극을 형성하지만, 전극의 형상은 특별히 제한되지 않고, 버스바 전극의 굵기는 통상 1∼3mm가 바람직하고, 편면에 1∼4개, 특히 2∼3개 형성하는 것이 바람직하다. 또한 일방의 면에 복수개 형성하는 경우, 이들 전극이 서로 평행하게 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
스크린 인쇄법에서는, 알루미늄 분말, 은 분말 등의 도전성 입자, 유리 프리트, 유기물 바인더 등을 혼합한 도전성 페이스트를 스크린 인쇄한다. 인쇄 후, 5∼30분간, 700∼800℃에서 소성하여, 전극이 형성된다. 전극 형성은 인쇄법에 의해 행하는 것이 바람직하지만, 증착법, 스퍼터링법 등으로 제작하는 것도 가능하다. 또한 수광면 및 비수광면의 전극의 소성은, 한번에 행하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 제 1 도전형 기판을 갖는 제 1 태양전지셀의 수광면 위로 제 1 극성을 갖는 전극이, 비수광면 위에는 제 1 극성의 전극과는 상이한 제 2 극성을 갖는 전극이 형성된다. 마찬가지로, 제 2 도전형 기판을 갖는 제 2 태양전지셀의 수광면 위에 제 2 극성을 갖는 전극이, 비수광면 위에 제 1 극성을 갖는 전극이 형성된다. 예를 들면, 제 1 도전형 기판으로서 N형 반도체 기판을, 제 2 도전형 기판으로서 P형 반도체 기판을 선택한 경우, 제 1 극성의 전극은 부극이며, 제 2 극성의 전극은 정극이 된다.
본 발명의 태양전지 모듈은 상기한 제 1 태양전지셀과 제 2 태양전지셀을 각각 1장 이상 사용하여 이것들을 번갈아 접속하는 것으로, 직렬 및/또는 병렬로 접속하고, 이 접속한 태양전지셀을 EVA(에틸렌-아세트산비닐 공중합체) 등의 투명 수지로 밀봉하여 태양전지 모듈로 할 수 있다. 또한 밀봉 수지와 함께 일반적인 모듈에 사용되는 기판이나, 일반적인 모듈에 사용되는 필름을 사용한 보호 구조로 해도 되고, 수퍼 스트레이트 구조, 서브 스트레이트 구조, 유리 패키지 구조 등의 어느 구조로 해도 된다. 또한 모듈 주변을 보호하는 프레임을 부착해도 된다. 이러한 태양전지 모듈은, 예를 들면, 일본 특개 평9-51117호 공보 기재의 방법 등 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 태양전지 모듈의 적합한 태양에 대하여 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 도 1에 일반적인 태양전지 모듈에 있어서의 태양전지셀의 직렬연결 배선예를, 도 2에 본 발명의 태양전지 모듈에 있어서의 태양전지셀의 직렬연결 배선예를 도시한다. 각각, a는 단면도이며, b는 수광면측에서 본 평면도이다. 또한 도 1, 2에 있어서, 1은 제 1 도전형 기판을 사용한 제 1 태양전지셀, 2는 제 2 도전형 기판을 사용한 제 2 태양전지셀, 3은 버스바 전극, 4는 탭선이다.
도 1의 일반적인 태양전지 모듈에서는 제 1 도전형 기판을 사용한 태양전지셀만을 사용하여 모듈이 만들어지고 있다. 따라서, 수광면측의 버스바 전극과, 비수광면측의 버스바 전극을 탭선으로 연결함으로써, 직렬연결이 행해지고 있다. 모듈 변환 효율을 높이기 위하여, 태양전지셀끼리를 최대한 근접시켜 배치하려고 하면, 탭선의 굽힘 응력에 의해, 셀의 에지가 파손된다.
한편, 도 2의 본 발명의 태양전지 모듈에서는, 제 1 도전형 기판을 사용한 태양전지셀(1)과, 제 2 도전형 기판을 사용한 태양전지셀(2)을 번갈아 배치함으로써 동일면 위에 제 1 극성의 전극을 갖는 셀과 제 2 극성의 전극을 갖는 셀이 나란히 존재하게 되고, 수광면끼리 및 비수광면끼리의 탭선을 연결함으로써 직렬연결이 행해지고 있다. 그 결과, 인접하는 셀끼리를 3.0mm 이하, 특히 1.0mm 이하로 근접시켜 배치할 수 있다. 셀끼리의 간격이 지나치게 길면 태양전지 모듈의 면적에 대한 태양전지셀의 충전율이 저하되어, 모듈 변환 효율이 저하되는 경우가 있다. 셀끼리의 간격은 짧은 편이 바람직하지만, 지나치게 짧으면 셀끼리 접촉하여, 균일이나 파손의 원인이 되기 때문에, 0.1mm 이상인 것이 바람직하다. 또한 외주 프레임을 설치하는 경우, 외주 프레임과 모듈 단부(최외측열)의 태양전지셀과의 간격은 0.1∼3.0mm, 특히 0.1∼1.0mm가 바람직하다. 이 간격이 지나치게 좁으면 태양전지셀과 프레임이 겹쳐, 셰도우 로스로 되어 모듈 변환 효율이 저하되는 경우가 있고, 지나치게 넓으면 태양전지 모듈의 면적에 대한 태양전지셀의 충전율이 저하되어, 모듈 변환 효율이 저하되는 경우가 있다. 또한, 탭선의 접속방법은 상법에 따라 납땜 등으로 접속하면 된다.
다음에 도 3에 일반적인 태양전지 모듈 전체의 배선예를, 도 4에 본 발명의 태양전지 모듈 전체의 배선예를 도시한다. 여기에서는 태양전지셀을 4장×4장의 복수열로 줄지어 직렬로 접속한 예를 도시했다. 도 3, 4에서, 1은 제 1 도전형 기판을 사용한 제 1 태양전지셀, 2는 제 2 도전형 기판을 사용한 제 2 태양전지셀, 5는 제 1 극성의 전극의 종단, 6은 제 2 극성의 전극의 종단, 7은 외주 프레임을 나타낸다. 도 3과 도 4를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 일반적인 태양전지 모듈에 비해, 본 발명의 태양전지 모듈은 모듈 면적에 대한 셀의 충전율이 높은 것을 알 수 있다.
여기에서, 본 발명의 태양전지 모듈은 제 1 및 제 2 태양전지셀이 직렬로 접속된 부분을 가지고 있는 것이 바람직하고, 이 직렬접속 부분에 있어서, 제 1 도전형 기판을 사용한 제 1 태양전지셀의 사용 매수는 5할 이상 7할 이하의 비율인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5할 이상 6할 이하의 비율이며, 제 2 도전형 기판을 사용한 제 2 태양전지셀의 사용 매수는 3할 이상 5할 이하의 비율인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4할 이상 5할 이하의 비율이다. 제 1 혹은 제 2 태양전지셀의 어느 하나가 극단적으로 많아지면 본 발명에 의한 메리트를 살릴 수 있는 직렬 이음 배선을 할 수 없게 되는 경우가 있다.
또한 제 1 태양전지셀과 제 2 태양전지셀의 단락전류 밀도의 차는 20% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10% 이하이다. 단락전류 밀도의 차가 지나치게 크면 태양전지 모듈의 단락전류 밀도는 직렬연결된 셀 중에서 단락전류 밀도가 작은 것에 제한되는 경우가 있다.
(실시예)
이하, 실시예 및 비교예를 제시하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 하기 실시예에 있어서, 태양전지셀 및 태양전지 모듈의 특성은, 솔라 시뮬레이터(광 강도: 1kW/m2, 스펙트럼: AM 1.5 글로벌)을 사용하여, 단락전류 밀도, 개방전압, 필 팩터, 변환 효율을 측정했다.
[실시예 1]
실시예로서 도 4 기재의 구조의 태양전지 모듈을 하기와 같이 제작했다.
제 1 도전형 기판으로서 N형 실리콘 단결정 기판을, 제 2 도전형 기판으로서 P형 실리콘 단결정 기판을 사용한 태양전지셀을 준비했다. 준비한 셀의 사이즈는 모두 가로세로 100mm 사이즈이었다.
N형 기판을 사용한 태양전지셀의 평균 특성은 단락전류 밀도 35.1mA/cm2, 개방전압 0.619V, 필 팩터 78.3%, 변환 효율 17.0%이었다.
P형 기판을 사용한 태양전지셀의 평균 특성은 단락전류 밀도 35.1mA/cm2, 개방전압 0.618V, 필 팩터 78.5%, 변환 효율 17.0%이었다.
태양전지 모듈에서는 태양전지셀을 직렬연결로 하기 위하여, 셀을 준비할 때, 특성은 단락전류 밀도를 동일한 정도로 맞추었다.
상기 2종류의 태양전지셀을 사용하여, 4×4의 16장을 사용하여 본 발명의 태양전지 모듈을 제작했다. 이 때, 태양전지셀끼리의 간극은 0.5mm로 하고, 모듈 외주의 셀과 프레임의 간극은 1.0mm로 하고, 프레임의 폭은 5.0mm의 것을 사용했다. 버스바 방향에서의 모듈의 단이 되는 셀로부터는 탭선을 3.0mm 뛰어나오는 형태로, 다음 열의 버스바 전극과 배선을 접속했다.
제작한 모듈은 프레임을 포함하여 세로 413.5mm×가로 419.5mm의 사이즈이었다.
얻어진 태양전지 모듈의 특성은 단락전류 3.50A, 개방전압 9.88V, 필 팩터 77.9%, 변환 효율 15.5%이었다.
또한, 태양전지셀끼리의 간극을 0.5mm로 했지만, 셀의 에지에 파손은 없었다.
[비교예 1]
비교예로서 도 3 기재의 일반적인 구조의 태양전지 모듈을 하기와 같이 제작했다.
태양전지셀은, 상기 실시예의 제 1 도전형 기판을 사용한 셀만을 사용하여, 4×4의 16장을 사용했다. 이 때, 태양전지셀끼리의 간극은, 버스바 방향에서 탭선에 의한 배선의 간극은 4.0mm로 하고, 탭선에 의한 배선이 없는 간극은 0.5mm로 했다. 그 외에, 모듈 외주의 셀과 프레임의 간극, 프레임의 폭, 버스바 방향에서의 모듈의 단이 되는 셀로부터의 탭선의 돌출폭은 상기 실시예와 동일하게 했다.
제작한 모듈은 프레임을 포함하여 세로 413.5mm×가로 430mm의 사이즈이었다.
비교예에서 제작한 태양전지 모듈의 특성은 단락전류 3.51A, 개방전압 9.90V, 필 팩터 77.4%, 변환 효율 15.2%이었다.
1 제 1 도전형 기판을 사용한 제 1 태양전지셀
2 제 2 도전형 기판을 사용한 제 2 태양전지셀
3 버스바 전극
4 탭선
5 제 1 극성의 전극의 종단
6 제 2 극성의 전극의 종단
7 외주 프레임

Claims (5)

  1. 수광면 및 비수광면을 갖는 N형 단결정 실리콘 기판으로 이루어지고, 이 기판의 수광면에, PN 접합을 형성하는 III족 원소의 불순물 확산층을 갖는 제 1 도전형 기판과, 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 1 태양전지셀과, 수광면 및 비수광면을 갖는 P형 단결정 실리콘 기판으로 이루어지고, 이 기판의 수광면에 PN 접합을 형성하는 V족 원소의 불순물 확산층을 갖는 제 2 도전형 기판과, 수광면 및 비수광면 위에 각각 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 전극을 구비하는 제 2 태양전지셀이 번갈아 배치되고, 인접하는 제 1 태양전지셀과 제 2 태양전지셀 각각의 수광면의 전극끼리 및 비수광면의 전극끼리가 절곡부를 갖지 않고 동일면 위에 직선 형상으로 탭선으로 접속되어 있고,
    상기 모든 N형 단결정 실리콘 기판 및 P형 단결정 실리콘 기판이 동일 사이즈의 정방형임과 아울러, 이 N형 단결정 실리콘 기판 및 P형 단결정 실리콘 기판 두께가 각각 150∼250㎛이고, 상기 N형 단결정 실리콘 기판 및 P형 단결정 실리콘 기판에서의 불순물 확산층의 두께가 각각 0.5∼2㎛이며, 제 1 및 제 2 태양전지셀의 단락전류 밀도의 차가 10% 이하로 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 태양전지셀끼리의 간격이 0.1mm 이상 3.0mm 이하인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, N형 단결정 실리콘 기판 및 P형 단결정 실리콘 기판의 비저항이 각각 0.1∼5Ω·cm인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, N형 단결정 실리콘 기판은 고순도 실리콘에 V족 원소를 도핑한 것으로, P형 단결정 실리콘 기판은 고순도 실리콘에 III족 원소를 도핑한 것인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  5. 삭제
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