KR101760009B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판; 반도체 기판에 서로 다른 극성을 가지며, 제1 방향으로 길게 배치되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 각각 구비하는 복수의 태양 전지; 각각이 복수의 태양 전지 각각에 접속되되, 복수의 제1, 2 전극에 교차하는 제2 방향으로 길게 배치되며, 복수의 제1 전극에 중첩되어 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 복수의 제2 전극에 중첩되어 접속되는 복수의 제2 도전성 배선; 및 복수의 태양 전지 중 서로 인접한 두 개의 제1, 2 태양 전지 사이에 제1 방향으로 길게 배치되고, 두 개의 태양 전지 중 제1 태양 전지에 접속된 복수의 제1 도전성 배선과 두 개의 태양 전지 중 제2 태양 전지에 접속된 복수의 제2 도전성 배선이 공통으로 접속되는 인터커넥터;를 포함하고, 인터커넥터의 평면 형상은 인터커넥터에서 제1 방향과 나란한 방향의 중심선을 기준으로 비대칭 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판; 반도체 기판에 서로 다른 극성을 가지며, 제1 방향으로 길게 배치되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 각각 구비하는 복수의 태양 전지; 각각이 복수의 태양 전지 각각에 접속되되, 복수의 제1, 2 전극에 교차하는 제2 방향으로 길게 배치되며, 복수의 제1 전극에 중첩되어 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 복수의 제2 전극에 중첩되어 접속되는 복수의 제2 도전성 배선; 및 복수의 태양 전지 중 서로 인접한 두 개의 제1, 2 태양 전지 사이에 제1 방향으로 길게 배치되고, 두 개의 태양 전지 중 제1 태양 전지에 접속된 복수의 제1 도전성 배선과 두 개의 태양 전지 중 제2 태양 전지에 접속된 복수의 제2 도전성 배선이 공통으로 접속되는 인터커넥터;를 포함하고, 인터커넥터의 평면 형상은 인터커넥터에서 제1 방향과 나란한 방향의 중심선을 기준으로 비대칭 형상을 갖는다.
Description
본 발명은 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 주목받고 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.
삭제
본 발명은 태양 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판; 반도체 기판에 서로 다른 극성을 가지며, 제1 방향으로 길게 배치되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 각각 구비하는 복수의 태양 전지; 각각이 복수의 태양 전지 각각에 접속되되, 복수의 제1, 2 전극에 교차하는 제2 방향으로 길게 배치되며, 복수의 제1 전극에 중첩되어 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 복수의 제2 전극에 중첩되어 접속되는 복수의 제2 도전성 배선; 및 복수의 태양 전지 중 서로 인접한 두 개의 제1, 2 태양 전지 사이에 제1 방향으로 길게 배치되고, 두 개의 태양 전지 중 제1 태양 전지에 접속된 복수의 제1 도전성 배선과 두 개의 태양 전지 중 제2 태양 전지에 접속된 복수의 제2 도전성 배선이 공통으로 접속되는 인터커넥터;를 포함하고, 인터커넥터의 평면 형상은 인터커넥터에서 제1 방향과 나란한 방향의 중심선을 기준으로 비대칭 형상을 갖는다.
여기서, 제1 태양 전지에 접속된 제1 도전성 배선이 인터커넥터에 접속하는 제1 접속 부분과 제2 태양 전지에 접속된 제2 도전성 배선이 인터커넥터에 접속하는 제2 접속 부분은 인터커넥터의 길이 방향인 제1 방향을 따라 교번하여 위치하고, 인터커넥터는 제1 접속 부분에서 중심선을 기준으로 비대칭 형상을 가지며, 제2 접속 부분에서 중심선을 기준으로 비대칭 형상을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 인터커넥터의 평면 형상은 중심선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 슬릿, 홀, 돌출부, 함몰부, 또는 지그재그 형상 중 적어도 하나의 형상을 구비할 수 있다.
일례로, 인터커넥터의 평면 형상은 지그재그 형상을 구비하되, 지그재그 형상은 인터커넥터를 평면에서 보았을 때, 중심선을 기준으로 일측면은 돌출되고, 타측면은 함몰될 수 있다.
여기서, 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터는 제1 접속부분에서 제1 태양 전지와 바로 이웃한 제1 측면은 제1 태양 전지 방향으로 돌출되고, 중심선을 기준으로 대칭되고, 제2 태양 전지와 바로 이웃한 제2 측면은 중심선 방향으로 함몰되고, 제2 접속 부분에서 제2 측면은 제2 태양 전지 방향으로 돌출되고, 제1 측면은 중심선 방향으로 함몰될 수 있다.
여기서, 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터의 선폭은 1mm ~ 3mm 사이이고, 오차 범위 10% 이하의 범위에서 균일할 수 있다.
또한, 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터에서 돌출된 일측면에서 돌출된 타측면까지의 제2 방향 폭은 2mm ~ 4mm 사이일 수 있다.
또는, 인터커넥터의 평면 형상은 중심선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 돌출부 및/또는 함몰부를 구비하되, 제1 접속부분에서 제1 측면에는 돌출부가 구비되고, 제2 측면에는 돌출부가 구비되지 않거나 함몰부가 구비되고, 제2 접속부분에서 제2 측면에는 돌출부가 구비되고, 제1 측면에는 돌출부가 구비되지 않거나 함몰부가 구비될 수 있다.
여기서, 돌출부의 제1 방향으로의 폭은 1mm ~ 3mm 사이일 수 있다.
또는, 인터커넥터의 평면 형상은 중심선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 함몰부를 구비하되, 제1 접속부분에서 제2 측면에는 함몰부가 구비되고, 제2 측면과 대칭되는 제1 측면에는 함몰부가 구비되지 않고, 제2 접속부분에서 제1 측면에는 함몰부가 구비되고, 제2 측면에는 함몰부가 구비되지 않을 수 있다.
여기서, 함몰부의 제1 방향으로의 폭은 1mm ~ 3mm 사이일 수 있다.
또는, 인터커넥터의 평면 형상은 중심선을 기준으로 비대칭으로 위치하는 슬릿 또는 홀을 구비하되, 제1 접속부분에서 중심선을 기준으로 제1 측면에 인접한 영역에는 슬릿 또는 홀이 구비되고, 중심선을 기준으로 제2 측면에 인접한 영역에는 슬릿 또는 홀이 구비되지 않고, 제2 접속부분에서 중심선을 기준으로 제2 측면에 인접한 영역에는 슬릿 또는 홀이 구비되고, 중심선을 기준으로 제1 측면에 인접한 영역에는 슬릿 또는 홀이 구비되지 않을 수 있다.
또한, 제1 도전성 배선은 복수의 태양 전지 각각에서 제1 전극에 도전성 접착제를 통해 접속되고, 제2 전극에는 절연층에 의해 절연되고, 제2 도전성 배선은 제1 도전성 배선과 이격되며, 제2 전극에 도전성 접착제를 통해 접속되고, 제1 전극에는 절연층에 의해 절연될 수 있다.
또한, 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판은 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑되고, 제1 전극은 반도체 기판의 후면에 위치하고, 제1 도전성과 반대인 제2 도전성의 불순물이 도핑되는 에미터부에 접속되고, 제2 전극은 반도체 기판의 후면에 위치하고, 반도체 기판보다 제1 도전성 타입의 불순물이 고농도로 도핑되는 후면 전계부에 접속될 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 인터커넥터가 중심선을 기준으로 비대칭 형상을 갖도록 함으로써, 제1, 2 도전성 배선의 의해 인터커넥터에 열팽창 스트레스가 가해지더라도, 인터커넥터의 구조적 변형을 완화시키거나, 제1, 2 도전성 배선과 인터커넥터 사이의 접착력이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 비대칭 구조의 지그재그 형상을 갖는 일례를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 비대칭 구조의 함몰부를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 비대칭 구조의 돌출부를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 비대칭 구조의 돌출부 및 함몰부를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터에 슬릿 또는 홀이 비대칭으로 위치하여 구비된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 12는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 제1 방향에 따라 증가하거나 감소하도록 형성된 상태에서, 슬릿이 인터커넥터에 비대칭으로 위치하는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 비대칭 구조의 지그재그 형상을 갖는 일례를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 비대칭 구조의 함몰부를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 비대칭 구조의 돌출부를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 비대칭 구조의 돌출부 및 함몰부를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터에 슬릿 또는 홀이 비대칭으로 위치하여 구비된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 12는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터의 평면 형상이 제1 방향에 따라 증가하거나 감소하도록 형성된 상태에서, 슬릿이 인터커넥터에 비대칭으로 위치하는 일례를 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 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.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 1은 태양 전지 모듈을 후면에서 바라본 형상의 일례이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지(C1, C2), 복수의 도전성 배선들(200) 및 인터커넥터(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각은 적어도 반도체 기판(110) 및 반도체 기판(110)의 후면에 서로 이격되어 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성되는 복수의 제1 전극(141)들(141)과 복수의 제2 전극(142)들(142)을 구비할 수 있다.
아울러, 복수의 도전성 배선(200)은 제1, 2 전극(141, 142)의 길이 방향인 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 배치되고, 복수의 태양 전지 각각에 접속될 수 있다.
이와 같은, 복수의 도전성 배선(200)은 복수의 제1 전극(141)에 중첩되어 접속되는 복수의 제1 도전성 배선(210)과 복수의 제2 전극(142)에 중첩되어 접속되는 복수의 제2 도전성 배선(220)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 도전성 배선(210)은 각 태양 전지에 구비된 제1 전극(141)에 도전성 접착제(251)를 통하여 접속되고, 절연성 재질의 절연층(252)에 의해 제2 전극(142)과 절연될 수 있다.
아울러, 제2 도전성 배선(220)은 각 태양 전지에 구비된 제2 전극(142)에 도전성 접착제(251)를 통하여 접속되고, 절연성 재질의 절연층(252)에 의해 제1 전극(141)과 절연될 수 있다.
이와 같은 복수의 도전성 배선(200)은 복수의 태양 전지 중 서로 인접한 두 개의 태양 전지 중 어느 하나의 태양 전지, 일례로 제1 태양 전지(C1)에 구비된 복수의 제1 전극(141)과 나머지 하나의 태양 전지, 일례로 제2 태양 전지(C2)에 구비된 복수의 제2 전극(142)을 인터커넥터(300)를 통해 서로 전기적으로 직렬 연결할 수 있다.
보다 구체적으로, 인터커넥터(300)는 제1 태양 전지(C1)와 제2 태양 전지(C2) 사이에 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 배치될 수 있다. 일례로, 인터커넥터(300)는 제1 태양 전지(C1)의 반도체 기판(110) 및 제2 태양 전지(C2)의 반도체 기판(110)과 이격되어 배치될 수 있다.
아울러, 이와 같은 인터커넥터(300)에 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)에 접속된 제1 도전성 배선(210)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)에 접속된 제2 도전성 배선(220)이 공통으로 접속되어, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제2 방향(y)으로 서로 직렬 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에서 인터커넥터(300)의 평면 형상은 인터커넥터(300)에서 제1 방향(x)과 나란한 방향의 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 인터커넥터(300)는 평면 형상이 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭 형상을 갖도록 함으로써, 제1, 2 도전성 배선(210, 220)에 의해 발생되는 열 팽창 스트레스를 완화할 수 있다.
이와 같은 인터커넥터(300)의 평면 형상에 대해서는 도 5 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
이와 같은 태양 전지 모듈의 각 구성 부분에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 적용되는 태양 전지의 일례를 나타내는 일부 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 태양 전지의 제2 방향(y) 단면을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 반사 방지막(130), 반도체 기판(110), 터널층(180), 에미터부(121), 후면 전계부 (172, back surface field, BSF), 진성 반도체층(150), 패시베이션층(190), 복수의 제1 전극(141) 및 복수의 제2 전극(142)을 구비할 수 있다.
여기서, 반사 방지막(130), 진성 반도체층(150), 터널층(180) 및 패시베이층(190)은 생략될 수도 있으나, 구비된 경우 태양 전지의 효율이 더 향상되므로, 이하에서는 구비된 경우를 일례로 설명한다.
반도체 기판(110)은 제 1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 일례로, 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 도전성 타입은 n형 또는 p형 도전성 타입 중 어느 하나일 수 있다.
반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 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.
이하에서는 이와 같은 반도체 기판(110)의 제1 도전성 타입이 n형인 경우를 일례로 설명한다.
이러한 반도체 기판(110)의 전면에 복수의 요철(200P)면을 가질 수 있다. 이로 인해 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 에미터부(121) 역시 요철(200P)면을 가질 수 있다.
이로 인해, 반도체 기판(110)의 전면에서 반사되는 빛의 양이 감소하여 반도체 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 증가할 수 있다.
반사 방지막(130)은 외부로부터 반도체 기판(110)의 전면으로 입사되는 빛의 반사를 최소화하기 위하여, 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치하며, 알루미늄 산화막(AlOx), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 산화질화막(SiOxNy) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
터널층(180)은 반도체 기판(110)의 후면 전체에 직접 접촉하여 배치되며, 유전체 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 터널층(180)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)에서 생성되는 캐리어를 통과시킬 수 있다.
이와 같은 터널층(180)은 반도체 기판(110)에서 생성된 캐리어를 통과시키며, 반도체 기판(110)의 후면에 대한 패시베이션 기능을 수행할 수 있다.
아울러, 터널층(180)은 600℃ 이상의 고온 공정에도 내구성이 강한 SiCx 또는 SiOx로 형성되는 유전체 재질로 형성될 수 있다.
에미터부(121)는 반도체 기판(110)의 후면에 배치되며, 일례로, 터널층(180)의 후면의 일부에 직접 접촉하여, 복수 개가 제1 방향(x)으로 길게 배치되며, 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 에미터부(121)는 터널층(180)을 사이에 두고 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성할 수 있다.
각 에미터부(121)는 반도체 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 에미터부(121)는 p형의 도전성 타입을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 일례와 달리, 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 복수의 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동할 수 있다.
복수의 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 에미터부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있고, 반대로 복수의 에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)에는 5가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.
후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)의 후면에 배치되며, 일례로 터널층(180)의 후면 중에서 전술한 복수의 에미터부(121) 각각과 이격된 일부 영역에 직접 접촉하여, 복수 개가 에미터부(121)와 나란한 제1 방향(x)으로 길게 위치하도록 형성될 수 있다.
이와 같은 후면 전계부(172)는 제1 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑되는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 기판이 n형 타입의 불순물로 도핑되는 경우, 복수의 후면 전계부(172)는 n+의 불순물 영역일 수 있다.
이러한 후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)과 후면 전계부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 캐리어(예, 전자) 이동을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 후면 전계부(172) 및 그 부근 또는 제1 및 제2 전극(142)(141, 142)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 후면 전계부(172)로의 전자 이동량을 증가시킬 수 있다.
여기의 도 2 및 도 3에서는 에미터부와 후면 전계부가 터널층의 후면에 다결정 실리콘 재질로 형성된 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게, 터널층이 생략된 경우, 에미터부와 후면 전계부는 반도체 기판(110)의 후면 내에 불순물이 확산되어 도핑될 수도 있다. 이와 같은 경우, 에미터부와 후면 전계부는 반도체 기판(110)과 동일한 단결정 실리콘 재질로 형성될 수도 있다.
진성 반도체층(150)은 에미터부와 후면 전계부 사이에 노출된 터널층의 후면에 형성될 수 있고, 이와 같은 진성 반도체층(150)은 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 다르게 제1 도전성 타입의 불순물 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되지 않은 진성 다결정 실리콘층으로 형성될 수 있다.
아울러, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 진성 반도체층(150)의 양측면 각각은 에미터부(121)의 측면 및 후면 전계부(172)의 측면에 직접 접촉되는 구조를 가질 수 있다.
패시베이션층(190)은 후면 전계부(172), 진성 반도체층(150) 및 에미터부(121)에 형성되는 다결정 실리콘 재질의 층의 후면에 형성된 뎅글링 본드(dangling bond)에 의한 결함을 제거하여, 반도체 기판(110)으로부터 생성된 캐리어가 뎅글링 본드(dangling bond)에 의해 재결합되어 소멸되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
복수의 제1 전극(141)은 에미터부에 접속하고, 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제1 전극(141)은 에미터부(121) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어 정공을 수집할 수 있다.
복수의 제2 전극(142)은 후면 전계부에 접속하고, 제1 전극(141)과 나란하게 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제2 전극(142)은 후면 전계부(172) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어, 전자를 수집할 수 있다.
이와 같은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1, 2 전극(141, 142) 각각은 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있고, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)이 제2 방향(y)으로 교번하여 배치될 수 있다.
이와 같은 구조로 제조된 본 발명에 따른 태양 전지에서 제1 전극(141)을 통하여 수집된 정공과 제2 전극(142)을 통하여 수집된 전자는 외부의 회로 장치를 통하여 외부 장치의 전력으로 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용된 태양 전지는 반드시 도 2 및 도 3에만 한정하지 않으며, 태양 전지에 구비되는 제1, 2 전극(141, 142)이 반도체 기판(110)의 후면에만 형성되는 점을 제외하고 다른 구성 요소는 얼마든지 변경이 가능하다.
예를 들어 본 발명의 태양 전지 모듈에는 제1 전극(141)의 일부 및 에미터부(121)가 반도체 기판(110)의 전면에 위치하고, 제1 전극(141)의 일부가 반도체 기판(110)에 형성된 홀을 통해 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 전극(141)의 나머지 일부와 연결되는 MWT 타입의 태양 전지도 적용이 가능하다.
이와 같은 태양 전지가 도 1과 같이 도전성 배선(200)과 인터커넥터(300)를 이용하여 직렬 연결된 단면 구조는 다음의 도 4와 같다.
도 4는 도 1에서 X1-X1 라인에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)와 제2 태양 전지(C2)를 포함하는 복수의 태양 전지는 복수 개가 제2 방향(y)으로 배열될 수 있다.
이때, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)에 구비되는 복수의 제1, 2 전극(141, 142)의 길이 방향이 제1 방향(x)으로 향하도록 배치될 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)가 제2 방향(y)으로 배열된 상태에서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1, 2 도전성 배선(210, 220)과 인터커넥터(300)에 의해 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 직렬 연결되는 하나의 스트링을 형성할 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선(210, 220)과 인터커넥터(300)는 도전성 금속 재질로 형성되고, 제1, 2 도전성 배선(210, 220)은 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 접속되며, 태양 전지의 직렬 연결을 위하여 각 반도체 기판(110)에 접속된 제1, 2 도전성 배선(210, 220)은 인터커넥터(300)에 접속될 수 있다.
아울러, 복수의 제1, 2 도전성 배선(210, 220)은 단면이 원형을 갖는 도전성 와이어 형태이거나 폭이 두께보다 큰 리본 형태를 가질 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선(210, 220) 각각의 선폭은 도전성 배선의 선저항을 충분히 낮게 유지하면서, 제조 비용이 최소가 되도록 고려하여, 0.5mm ~ 2.5mm 사이로 형성될 수 있으며, 제1 도전성 배선(210)과 제2 도전성 배선(220) 사이의 간격은 도전성 배선(200)의 총 개수를 고려하여, 태양 전지 모듈의 단락 전류가 훼손되지 않도록 4mm ~ 6.5mm 사이로 형성될 수 있다.
아울러, 도전성 배선(200)의 두께는 0.05mm ~ 0.3mm 사이로 형성될 수 있다.
구체적으로, 복수의 제1 도전성 배선(210)은 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 복수의 제1 전극(141)에 중첩되어 도전성 접착제(251)를 통해 접속되고, 절연성 재질의 절연층(252)에 의해 복수의 제2 전극(142)과 절연될 수 있다.
아울러, 복수의 제2 도전성 배선(220)은 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 복수의 제2 전극(142)에 중첩되어 도전성 접착제(251)를 통해 접속되고, 절연성 재질의 절연층(252)에 의해 복수의 제1 전극(141)과 절연될 수 있다.
여기서, 도전성 접착제(251)는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 금속 재질로 형성될 수 있다. 아울러, 이와 같은 도전성 접착제(251)는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하하는 솔더 패이스트(solder paste), 에폭시에 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금이 포함된 에폭시 솔더 패이스트(epoxy solder paste) 또는 도전성 패이스트(Conductive psate) 중 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 절연층(252)은 절연성 재질이면 어떠한 것이든 상관 없으며, 일례로, 에폭시 계열의 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 아크릴 계열의 수지 또는 실리콘 계열의 수지 중 어느 하나의 절연성 재질이 사용될 수 있다.
이때, 복수의 제1 도전성 배선(210) 각각은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 사이에 배치된 인터커넥터(300) 방향 쪽의 반도체 기판(110) 밖으로 돌출되어 배치될 수 있다.
아울러, 복수의 제2 도전성 배선(220) 각각은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 사이에 배치된 인터커넥터(300) 방향 쪽의 반도체 기판(110) 밖으로 돌출되어 배치될 수 있다.
이와 같이, 각 태양 전지의 후면에 접속된 복수의 제1 도전성 배선(210) 및 복수의 제2 도전성 배선(220) 중 각 반도체 기판(110)의 밖으로 돌출되는 부분이 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 사이에 배치되는 인터커넥터(300)의 후면에 공통으로 접속될 수 있고, 이에 따라, 복수의 태양 전지(C1, C2)가 제2 방향(y)으로 직렬 연결된 하나의 스트링으로 형성될 수 있다.
이때, 일례로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전성 배선(210, 220)은 인터커넥터(300)와 중첩되는 접속 부분에서 인터커넥터(300)에 직접 접착될 수 있지만, 이와 다르게, 도시되지는 않았지만, 제1, 2 도전성 배선(210, 220)은 인터커넥터(300)와 중첩되는 접속 부분에서 도전성 접착제를 통해 인터커넥터(300)에 접착될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 태양 전지 모듈은 복수 개의 태양 전지 중 제1, 2 도전성 배선(210, 220)과 제1, 2 전극(141, 142) 사이에 접속 불량이 발생한 태양 전지가 있는 경우, 인터커넥터(300)과 복수의 제1, 2 도전성 배선(210, 220) 사이의 접속을 해제하여, 해당 태양 전지만 보다 용이하게 교체할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)에 접속된 제1 도전성 배선(210)이 인터커넥터(300)에 중첩하여 접속하는 제1 접속 부분과 제2 태양 전지(C2)에 접속된 제2 도전성 배선(220)이 인터커넥터(300)에 중첩하여 접속하는 제2 접속 부분은 인터커넥터(300)의 길이 방향인 제1 방향(x)을 따라 교번하여 위치할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 인터커넥터(300)의 평면 형상은 제1 접속 부분에서 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭 형상을 가지며, 제2 접속 부분에서 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭 형상을 가질 수 있다.
이와 같이, 제1 접속 부분과 제2 접속 부분이 제1 방향(x)을 따라 인터커넥터(300)의 후면에 교번하여 위치하는 경우, 태양 전지 모듈의 제조 공정 중 또는 태양 전지 모듈이 사용되는 과정에서, 제1, 2 도전성 배선(210, 220)에 열팽창이 발생할 수 있고, 이와 같은 제1, 2 도전성 배선(210, 220)의 열팽창 스트레스에 의해 인터커넥터(300)에 평면 형상은 제1, 2 도전성 배선(210, 220)의 길이 방향인 제2 방향(y)으로 휘어지는 변형이 발생될 수 있다.
이와 같이, 인터커넥터(300)에 변형이 발생되는 경우, 인터커넥터(300)와 제1, 2 도전성 배선(210, 220) 사이의 접착력이 저하될 수 있고, 인터커넥터(300)에 한 번 변형이 발생된 경우, 인터커넥터(300)의 형상이 원래 상태로 복원되는 것은 거의 불가능하므로, 접착력이 저하된 상태가 지속되어, 결국 태양 전지 모듈의 효율이 저하되거나 불량이 발생될 수 있다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(300)의 평면 형상이 제1, 2 접속 부분 각각에서 제1 방향(x)과 나란한 방향의 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭 형상을 갖도록 구비된 경우, 전술한 바와 같이 인터커넥터(300)의 형상이 변형되더라도 제1, 2 도전성 배선(210, 220)에 의해 발생되는 열팽창 스트레스를 완화할 수 있어 변형이 최소화되도록 할 수 있고, 변형되더라도 인터커넥터(300)와 제1, 2 도전성 배선(210, 220) 사이의 접착력이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
일례로, 본 발명에 따른 인터커넥터(300)는 평면에서 보았을 때, 인터커넥터(300)의 평면 형상은 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭으로 형성되는 폭보다 길이가 긴 슬릿, 폭과 길이가 동일한 홀, 돌출부, 함몰부, 또는 지그재그 형상 중 적어도 하나의 형상을 구비할 수 있다.
이와 같은 일례로, 도 1에서는 인터커넥터(300)의 평면 형상이 지그재그 형상인 경우를 일례로 도시하였지만, 이와 같은 인터커넥터(300)의 평면 형상은 이와 다르게 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭으로 위치하는 슬릿, 홀, 돌출부 또는 함몰부 중 적어도 하나의 형상이 구비될 수 있다.
이하에서는 이와 같은 비대칭 평면 형상을 가지는 인터커넥터(300)의 다양한 형상에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터(300)의 평면 형상이 비대칭 구조의 지그재그 형상을 갖는 일례를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
이와 같은 도 5는 태양 전지 모듈의 전면에서 바라본 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 사이의 인터커넥터(300)를 확대 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)에 접속된 제1 도전성 배선(210)이 인터커넥터(300)에 중첩하여 접속하는 제1 접속 부분(300a)과 제2 태양 전지(C2)에 접속된 제2 도전성 배선(220)이 인터커넥터(300)에 중첩하여 접속하는 제2 접속 부분(300b)은 인터커넥터(300)의 길이 방향인 제1 방향(x)을 따라 교번하여 위치할 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)는 평면에서 보았을 때, 제1 방향(x)과 나란한 방향의 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭 구조를 갖는 지그재그 형상일 수 있다. 즉, 이와 같은 지그재그 형상의 인터커넥터(300)는 평면 형상이 중심선(300CL)을 기준으로 일측면은 돌출되고, 타측면은 함몰되는 구조를 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터(300)는 제1 접속 부분(300a)에서 제1 태양 전지(C1)와 바로 이웃한 제1 측면(300S1)은 제1 태양 전지(C1) 방향으로 돌출되고, 중심선(300CL)을 기준으로 대칭되고, 제2 태양 전지(C2)와 바로 이웃한 제2 측면(300S2)은 중심선(300CL) 방향으로 함몰될 수 있고, 제2 접속 부분(300b)에서 제2 측면(300S2)은 제2 태양 전지(C2) 방향으로 돌출되고, 제1 측면(300S1)은 중심선(300CL) 방향으로 함몰될 수 있다.
따라서, 인터커넥터(300)는 제1 접속 부분(300a)에서 제1 태양 전지(C1)에 상대적으로 더 가까이 위치할 수 있고, 제2 접속 부분(300b)에서 제2 태양 전지(C2)에 상대적으로 더 가까이 위치할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 인터커넥터(300)가 비대칭 구조의 지그재그 형상을 갖도록 하되, 지그재그 형상의 인터커넥터(300)가 중심선(300CL)을 기준으로 제1 접속 부분(300a)에서는 제1 도전성 배선(210)이 접속된 제1 태양 전지(C1) 방향으로 돌출되고, 제2 접속 부분(300b)에서는 제2 도전성 배선(220)이 접속된 제2 태양 전지(C2) 방향으로 돌출되도록 함으로써, 제1, 2 도전성 배선(210, 220)에 의해 발생되는 열팽창 스트레스를 완화할 수 있어 인터커넥터(300)의 변형이 최소화되도록 할 수 있고, 변형되더라도 인터커넥터(300)와 제1, 2 도전성 배선(210, 220) 사이의 접착력이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
이때, 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터(300)의 선폭(W300)은 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 사이의 간격과 제1, 2 접속 면적(300a, 300b)의 크기를 고려하여, 1mm ~ 3mm 사이로 형성되되, 오차 범위 10% 이하의 범위에서 균일하게 형성될 수 있다.
아울러, 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터(300)에서 돌출된 일측면에서 돌출된 타측면까지의 제2 방향 폭(WP300)은 2mm ~ 4mm 사이로 형성될 수 있다.
도 1 및 도 5에서는 인터커넥터(300)의 평면 형상이 비대칭 구조의 지그재그 형상을 갖는 경우를 일례로 도시하였지만, 인터커넥터(300)의 평면 형상이 비대칭 형상을 갖는 경우는 이 외에도 여러 가지가 있을 수 있다.
이하에서는 이와 같이, 인터커넥터(300)의 평면 형상이 비대칭 형상을 갖는 다양한 일례에 대해 이하의 도 6 내지 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이하의 도 6 내지 도 12에서는 앞선 태양 전지 모듈과 동일한 부분에 대한 내용은 생략하고, 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터(300)의 평면 형상이 비대칭 구조의 함몰부(300R)를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(300)의 평면 형상은 제1 방향(x)으로 길게 형성되되, 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭으로 형성되는 함몰부(300R)를 구비할 수 있다.
보다 구체적으로, 인터커넥터(300)의 제1 접속 부분(300a)에서 제2 측면(300S2)에는 인터커넥터(300)의 중심선(300CL) 방향으로 함몰된 함몰부(300R)가 구비되고, 제2 측면(300S2)과 대칭되는 제1 측면(300S1)에는 함몰부(300R)가 구비되지 않을 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)의 제2 접속 부분(300b)에서 제1 측면(300S1)에는 인터커넥터(300)의 중심선(300CL) 방향으로 함몰된 함몰부(300R)가 구비되고, 제2 측면(300S2)에는 함몰부(300R)가 구비되지 않을 수 있다.
이와 같이 인터커넥터(300)에 구비되는 함몰부(300R)의 평면 형상은 도 6에 도시된 바와 같이 곡면 형태로 구비될 수 있으며, 일례로, 반원 또는 반 타원형일 수 있다.
그러나, 도 6에 도시된 바와 다르게 함몰부(300R)의 형태가 삼각형, 사각형 또는 다각형 형상일 수도 있다.
이때, 함몰부(300R)의 최대 함몰 깊이(H300R)는 인터커넥터 선폭(W300)의 1/2 이하일 수 있으며, 일례로, 0.5mm ~ 1.5mm 사이일 수 있다.
아울러, 함몰부(300R)의 제1 방향(x)으로의 최대 폭(W300R)은 제1, 2 도전성 배선(210, 220)의 선폭(W210, W220)과 실질적으로 동일하거나 클 수 있으며, 일례로, 1mm ~ 3mm 사이일 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터(300)의 평면 형상이 비대칭 구조의 돌출부(300P)를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(300)의 평면 형상은 제1 방향(x)으로 길게 형성되되, 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭으로 형성되는 돌출부(300P)를 구비할 수 있다.
보다 구체적으로, 인터커넥터(300)의 제1 접속 부분(300a)에서 제1 측면(300S1)에는 제1 태양 전지(C1) 방향으로 돌출된 돌출부(300P)가 구비되고, 제2 측면(300S2)에는 돌출부(300P)가 구비되지 않을 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)의 제2 접속 부분(300b)에서 제2 측면(300S2)에는 제2 태양 전지(C2) 방향으로 돌출된 돌출부(300P)가 구비되고, 제1 측면(300S1)에는 돌출부(300P)가 구비되지 않을 수 있다.
도 7에서는 돌출부(300P)의 형태가 사각형 형상으로 돌출된 경우를 일례로 도시하였지만, 이와 다르게 곡면 형태, 즉 반원 또는 타원형 형태일 수도 있고, 또는 삼각형 형태일 수도 있다.
이때, 돌출부(300P)의 최대 돌출 길이(H300P)는 인터커넥터 선폭(W300)의 1/2 이하일 수 있으며, 일례로, 0.5mm ~ 1.5mm 사이일 수 있다.
아울러, 돌출부(300P)의 제1 방향(x)으로의 최대 폭(W300P)은 제1, 2 도전성 배선(210, 220)의 선폭(W210, W220)과 실질적으로 동일하거나 클 수 있으며, 1mm ~ 3mm 사이일 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터(300)의 평면 형상이 비대칭 구조의 돌출부(300P) 및 함몰부(300R)를 갖는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(300)의 평면 형상은 제1 방향(x)으로 길게 형성되되, 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭으로 형성되는 돌출부(300P) 및 함몰부(300R)를 구비할 수 있다.
보다 구체적으로, 인터커넥터(300)의 제1 접속 부분(300a)에서 제1 측면(300S1)에는 제1 태양 전지(C1) 방향으로 돌출된 돌출부(300P)가 구비되고, 제2 측면(300S2)에는 인터커넥터(300)의 중심선(300CL) 방향으로 함몰된 함몰부(300R)가 구비될 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)의 제2 접속 부분(300b)에서 제2 측면(300S2)에는 제2 태양 전지(C2) 방향으로 돌출된 돌출부(300P)가 구비되고, 제1 측면(300S1)에는 인터커넥터(300)의 중심선(300CL) 방향으로 함몰된 함몰부(300R)가 구비될 수 있다.
여기서, 돌출부(300P) 및 함몰부(300R)의 형상은 사각형 형태인 경우를 일례로 도시하였지만, 곡면 형태일 수도 있고, 돌출부(300P) 및 함몰부(300R)의 제1 방향(x)으로의 폭이나 돌출 길이 또는 함몰 길이는 앞선 도 6 및 도 7에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
도 6 내지 도 8에서는 인터커넥터(300)의 제1 측면(300S1) 및 제2 측면(300S2)에 함몰부(300R)나 돌출부(300P)가 형성된 경우를 일례로 설명하였지만, 이와 다르게 인터커넥터(300)의 제1 측면(300S1) 및 제2 측면(300S2)은 직선으로 형성되되, 인터커넥터(300) 내에 비대칭으로 형성되는 슬릿이나 홀이 구비될 수도 있다.
이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터(300)에 슬릿(300SL) 또는 홀(300H)이 비대칭으로 위치하여 구비된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(300)의 평면 형상은 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭으로 위치하는 슬릿(300SL)을 구비할 수 있다.
여기서, 인터커넥터(300)의 제1, 2 측면(300S1, 300S2)은 직선 형태로 구비되고, 인터커넥터(300)의 선폭(W300)은 균일할 수 있으며, 인터커넥터(300)에 구비되는 슬릿(300SL)의 길이 방향은 제1 방향(x)일 수 있다.
이와 같은 슬릿(300SL)은 인터커넥터(300)의 제1 접속 부분(300a)에서 중심선(300CL)을 기준으로 제1 측면(300S1)에 인접하는 영역에 구비되고, 중심선(300CL)을 기준으로 제2 측면(300S2)에 인접한 영역에는 구비되지 않을 수 있다.
아울러, 슬릿(300SL)은 인터커넥터(300)의 제2 접속 부분(300b)에서 중심선(300CL)을 기준으로 제2 측면(300S2)에 인접한 영역에 구비되고, 중심선(300CL)을 기준으로 제1 측면(300S1)에 인접한 영역에는 구비되지 않을 수 있다.
이때, 슬릿(300SL)의 선폭(WSL)은 0.2mm ~ 0.5mm 사이일 수 있으며, 슬릿(300SL)의 제1 방향(x)으로의 길이(LSL)는 제1, 2 도전성 배선(210, 220)의 선폭(W210, W220)보다 작거나 클 수 있으며, 일례로, 1mm ~ 2mm 사이일 수 있다.
이와 같은 슬릿(300SL)은 인터커넥터(300)가 제1, 2 도전성 배선(210, 220)에 의해 열팽창 스트레스를 받더라도, 슬릿(300SL)에 의해 형성된 공간이 완충 작용을 하여, 인터커넥터(300)가 변형되는 것을 완화시켜 줄 수 있다.
아울러, 도 9에서는 제1, 2 접속 부분(300a, 300b) 각각에 형성된 슬릿(300SL)의 개수가 하나인 경우를 일례로 도시하였으나, 이와 다르게 제1, 2 접속 부분(300a, 300b) 각각에 형성된 슬릿(300SL)의 개수는 복수 개일 수도 있다.
아울러, 도 9에서는 슬릿(300SL)의 길이 방향이 제1 방향(x)인 경우를 일례로 도시하였으나, 이와 다르게 슬릿(300SL)은 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 방향(y)으로 길게 형성될 수도 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(300)는 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭으로 위치하는 폭과 길이가 같은 홀(300H)을 구비할 수 있다.
이와 같은 홀(300H)은 인터커넥터(300)의 제1 접속 부분(300a)에서 중심선(300CL)을 기준으로 제1 측면(300S1)에 인접하는 영역에 구비되고, 중심선(300CL)을 기준으로 제2 측면(300S2)에 인접한 영역에는 구비되지 않을 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)의 제2 접속 부분(300b)에서 중심선(300CL)을 기준으로 제2 측면(300S2)에 인접한 영역에 구비되고, 중심선(300CL)을 기준으로 제1 측면(300S1)에 인접한 영역에는 구비되지 않을 수 있다.
여기서, 홀(300H)의 폭 또는 길이(W300H)는 제1, 2 도전성 배선(210, 220)의 선폭(W210, W220)보다 작거나 클 수 있으며, 일례로, 1.5mm ~ 2.5mm 사이로 형성될 수 있다.
지금까지의 도 9 내지 도 11에서는 인터커넥터(300)의 선폭(W300)이 균일한 상태에서 인터커넥터(300)에 비대칭으로 위치하는 슬릿(300SL) 또는 홀(300H)이 구비된 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게, 인터커넥터(300)의 선폭(W300)이 제1 방향(x)에 따라 증가하거나 감소하도록 형성된 상태에서, 슬릿(300SL) 또는 홀(300H)이 인터커넥터(300)에 비대칭으로 위치할 수도 있다.
이에 대해, 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 12는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라봤을 때, 인터커넥터(300)의 평면 형상이 제1 방향(x)에 따라 증가하거나 감소하도록 형성된 상태에서, 슬릿(300SL)이 인터커넥터(300)에 비대칭으로 위치하는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인터커넥터(300)는 평면 형상이 제1 방향(x)에 따라 증가하거나 감소하도록 형성될 수 있고, 슬릿(300SL)이 인터커넥터(300)에 비대칭으로 위치할 수 있다.
여기서, 인터커넥터(300)의 제1 접속 부분(300a)에서 중심선(300CL)을 기준으로 제1 측면(300S1)에 인접하여 제1 방향(x)의 슬릿(300SL)이 구비되고, 중심선(300CL)을 기준으로 제2 측면(300S2)에 인접한 영역에는 슬릿(300SL)이 구비되지 않을 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)의 제2 접속 부분(300b)에서 중심선(300CL)을 기준으로 제2 측면(300S2)에 인접한 영역에는 제1 방향(x)의 슬릿(300SL)이 구비되고, 중심선(300CL)을 기준으로 제1 측면(300S1)에 인접한 영역에는 슬릿(300SL)이 구비되지 않을 수 있다.
또한, 인터커넥터(300)의 제1, 2 접속 부분(300a, 300b) 사이에는 제2 방향(y)의 슬릿(300SL)이 구비될 수 있다.
도 12에서는 인터커넥터(300)의 제1, 2 접속 부분(300a, 300b)에 슬릿(300SL)이 구비되는 경우를 일례로 도시하였으나, 이와 다르게 제1, 2 접속 부분(300a, 300b)에는 슬릿(300SL) 대신 홀(300H)이 구비될 수도 있다.
여기서, 각 슬릿(300SL)의 길이 및 폭은 앞선 도 9 및 도 10에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)의 최대 선폭(WM300)은 2mm ~ 3mm 사이일 수 있으며, 인터커넥터(300)의 최소 선폭(WS300)은 0.6mm ~ 1mm 사이일 수 있다.
또한, 인터커넥터(300)에서 최대 선폭(WM300)이 유지되는 길이(300X1)는 5mm ~ 7mm 사이일 수 있고, 인터커넥터(300)의 선폭(W300)이 증가하거나 감소하는 길이(300X2)는 1mm ~ 1.5mm 사이일 수 있고, 인터커넥터(300)에서 최소 선폭(WS300)이 유지되는 길이(300X3)는 3mm ~ 3.5mm 사이일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 인터커넥터(300)는 평면 형상이 중심선(300CL)을 기준으로 비대칭 형상을 갖도록 함으로써, 제1, 2 도전성 배선(210, 220)에 의해 발생되는 열 팽창 스트레스를 완화할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 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 (15)
- 반도체 기판; 상기 반도체 기판에 서로 다른 극성을 가지며, 제1 방향으로 길게 배치되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 각각 구비하는 복수의 태양 전지;
각각이 상기 복수의 태양 전지 각각에 접속되되, 상기 복수의 제1, 2 전극에 교차하는 제2 방향으로 길게 배치되며, 상기 복수의 제1 전극에 중첩되어 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 상기 복수의 제2 전극에 중첩되어 접속되는 복수의 제2 도전성 배선; 및
상기 복수의 태양 전지 중 서로 인접한 두 개의 제1, 2 태양 전지 사이에 상기 제1 방향으로 길게 배치되고, 상기 두 개의 태양 전지 중 상기 제1 태양 전지에 접속된 상기 복수의 제1 도전성 배선과 상기 두 개의 태양 전지 중 제2 태양 전지에 접속된 상기 복수의 제2 도전성 배선이 공통으로 접속되는 인터커넥터;를 포함하고,
상기 인터커넥터의 평면 형상은 상기 제1 방향과 나란한 상기 인터커넥터의 중심선을 기준으로 양측에 위치하는 부분이 비대칭 형상을 가지며,
상기 비대칭 형상을 갖는 인터커넥터는 상기 제1 및 2 태양전지의 반도체 기판과 이격되도록 위치하여 상기 제1 도전성 배선과의 접속영역 및 제2 도전성 배선과의 접속영역이 상기 제1 태양전지 및 상기 제2 태양전지 사이에 위치하고,
상기 인터커넥터에서 상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 접속 영역이 위치하는 제1 측면으로부터 상기 제1 태양 전지까지의 거리는 상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 접속 영역이 위치하는 제1 측면과 반대쪽에 위치하는 제2 측면으로부터 상기 제2 태양 전지까지의 거리보다 가깝고,
상기 인터커넥터에서 상기 제2 도전성 배선과 접속되는 접속 영역이 위치하는 제2 측면으로부터 상기 제2 태양 전지까지의 거리는 상기 제2 도전성 배선과 접속되는 접속 영역이 위치하는 제2 측면과 반대쪽에 위치하는 제1 측면으로부터 상기 제1 태양 전지까지의 거리보다 가까운 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 태양 전지에 접속된 제1 도전성 배선이 상기 인터커넥터에 접속하는 제1 접속 부분과 상기 제2 태양 전지에 접속된 제2 도전성 배선이 상기 인터커넥터에 접속하는 제2 접속 부분은 상기 인터커넥터의 길이 방향인 제1 방향을 따라 교번하여 위치하고,
상기 인터커넥터는 상기 제1 접속 부분에서 상기 중심선을 기준으로 비대칭 형상을 가지며, 상기 제2 접속 부분에서 상기 중심선을 기준으로 비대칭 형상을 갖는 태양 전지 모듈. - 제2 항에 있어서,
상기 인터커넥터의 평면 형상은 지그재그 형상을 가지고,
상기 인터커넥터에서 상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 접속 영역이 위치하는 제1 측면으로부터 상기 제1 태양 전지까지의 거리는 최소값을 가지고,
상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 접속 영역이 위치하는 제1 측면과 반대쪽에 위치하는 제2 측면으로부터 상기 제2 태양 전지까지의 거리는 최대값을 가지며,
상기 인터커넥터에서 상기 제2 도전성 배선과 접속되는 접속 영역이 위치하는 제2 측면으로부터 상기 제2 태양 전지까지의 거리는 최소값을 가지며,
상기 제2 도전성 배선과 접속되는 접속 영역이 위치하는 제2 측면과 반대쪽에 위치하는 제1 측면으로부터 상기 제1 태양 전지까지의 거리는 최대값을 가지는 태양 전지 모듈. - 제3 항에 있어서,
상기 지그재그 형상을 가지는 인터커넥터는 상기 인터커넥터를 평면에서 보았을 때, 상기 중심선을 기준으로 일측면이 돌출되는 돌출부와 상기 돌출부로부터 상기 중심선에 사선 방향으로 연장되는 사선부를 가지며,
상기 돌출부에 상기 제1 도전성 배선 또는 상기 제2 도전성 배선과 연결되는 접속 영역이 위치하는 태양 전지 모듈. - 제4 항에 있어서,
상기 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터는
상기 제1 접속부분에서 상기 제1 태양 전지와 바로 이웃하고, 상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 제1 측면은 상기 제1 태양 전지 방향으로 돌출되고, 상기 중심선을 기준으로 상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 제1 측면과 반대쪽에 위치하고, 상기 제2 태양 전지와 바로 이웃한 제2 측면은 상기 중심선 방향으로 함몰되고,
상기 제2 접속 부분에서 상기 제2 태양 전지와 바로 이웃하고, 상기 제2 도전성 배선과 중첩되는 상기 제2 측면은 상기 제2 태양 전지 방향으로 돌출되고, 상기 중심선을 기준으로 상기 제2 도전성 배선과 중첩되는 상기 제2 측면과 반대쪽에 위치하는 제1 측면은 상기 중심선 방향으로 함몰되는 태양 전지 모듈. - 제4 항에 있어서,
상기 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터의 선폭은 1mm ~ 3mm 사이이고, 오차 범위 10% 이하의 범위에서 균일한 태양 전지 모듈. - 제4 항에 있어서,
상기 지그재그 형상을 갖는 인터커넥터에서 돌출된 일측면에서 돌출된 타측면까지의 상기 제2 방향 폭은 2mm ~ 4mm 사이인 태양 전지 모듈. - 제2 항에 있어서,
상기 인터커넥터의 평면 형상은 상기 중심선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 돌출부 및/또는 함몰부를 구비하되,
상기 제1 접속부분에서 상기 제1 태양 전지와 바로 이웃하고, 상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 제1 측면에는 상기 돌출부가 구비되고, 상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 제1 측면과 반대쪽에 위치하고, 상기 제2 태양 전지와 바로 이웃한 제2 측면에는 상기 돌출부가 구비되지 않거나 상기 함몰부가 구비되고,
상기 제2 접속부분에서 상기 제2 측면에는 상기 돌출부가 구비되고, 상기 제1 측면에는 상기 돌출부가 구비되지 않거나 상기 함몰부가 구비되는 태양 전지 모듈. - 제8 항에 있어서,
상기 돌출부의 상기 제1 방향으로의 폭은 1mm ~ 3mm 사이인 태양 전지 모듈. - 제2 항에 있어서,
상기 인터커넥터의 평면 형상은 상기 중심선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 함몰부를 구비하되,
상기 제1 접속부분에서 상기 제1 태양 전지와 바로 이웃하고, 상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 제1 측면에는 상기 함몰부가 구비되지 않고,
상기 제1 도전성 배선과 중첩되는 제1 측면과 반대쪽에 위치하고, 상기 제2 태양 전지와 바로 이웃한 제2 측면에는 상기 함몰부가 구비되고,
상기 제2 접속부분에서 상기 제1 측면에는 함몰부가 구비되고, 상기 중심선을 기준으로 상기 제1 측면과 반대쪽에 위치하는 상기 제2 측면에는 상기 함몰부가 구비되지 않는 태양 전지 모듈. - 제10 항에 있어서,
상기 함몰부의 상기 제1 방향으로의 폭은 1mm ~ 3mm 사이인 태양 전지 모듈. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 도전성 배선은 상기 복수의 태양 전지 각각에서 상기 제1 전극에 도전성 접착제를 통해 접속되고, 상기 제2 전극에는 절연층에 의해 절연되고,
상기 제2 도전성 배선은 상기 제1 도전성 배선과 이격되며, 상기 제2 전극에 상기 도전성 접착제를 통해 접속되고, 상기 제1 전극에는 상기 절연층에 의해 절연되는 태양 전지 모듈. - 제13 항에 있어서,
상기 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판은 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑되고,
상기 제1 전극은 상기 반도체 기판의 후면에 위치하고, 상기 제1 도전성과 반대인 제2 도전성의 불순물이 도핑되는 에미터부에 접속되고
상기 제2 전극은 상기 반도체 기판의 후면에 위치하고, 상기 반도체 기판보다 상기 제1 도전성 타입의 불순물이 고농도로 도핑되는 후면 전계부에 접속되는 태양 전지 모듈.
- 삭제
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