KR101806986B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판, 반도체 기판의 표면에 제1 전극과 제2 전극을 각각 구비하고, 제1 방향으로 서로 인접하여 위치하는 복수의 태양 전지; 복수의 태양 전지 각각에 제1 방향을 따라 형성되며, 제1 전극에 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 제2 전극에 접속되는 복수의 제2 도전성 배선;을 포함하고, 제1, 2 도전성 배선 각각은 제1, 2 도전성 배선 각각의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 갖는다.

Description

태양 전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
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 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 복수 개가 인터커넥터에 의해 서로 연결되어 모듈로 형성될 수 있다.
1. 국제공개공보 WO2014/155418(2014.10.02.) 2. 일본 공개특허공보 특개2011-108985호(2011.06.02.) 3. 일본 공개특허공보 특개2008-135652호(2008.06.12.) 4. 공개특허공보 제10-2015-0145148호(2015.12.29.)
본 발명은 태양 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판, 반도체 기판의 표면에 제1 전극과 제2 전극을 각각 구비하고, 제1 방향으로 서로 인접하여 위치하는 복수의 태양 전지; 복수의 태양 전지 각각에 제1 방향을 따라 형성되며, 제1 전극에 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 제2 전극에 접속되는 복수의 제2 도전성 배선;을 포함하고, 제1, 2 도전성 배선 각각은 제1, 2 도전성 배선 각각의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 갖는다.
여기서, 제1 도전성 배선은 균일한 선폭을 가지면서, 제1 도전성 배선의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가지고, 제2 도전성 배선은 균일한 선폭을 가지면서, 제2 도전성 배선의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가질 수 있다.
일례로, 제1, 2 도전성 배선 각각은 각각의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측으로 지그재그 형상을 가질 수 있다.
아울러, 지그 재그 형상을 가지는 제1, 2 도전성 배선 각각이 홀을 구비할 수 있다.
이때, 제1, 2 도전성 배선 각각의 선폭은 1mm ~ 3mm 사이이고, 제1, 2 도전성 배선 각각이 지그재그되는 폭은 2mm ~ 4mm 사이일 수 있다.
또한, 다른 일례로 제1, 2 도전성 배선 각각은 홀을 구비하고, 홀의 위치나 형상은 제1 방향 중심축을 기준으로 비대칭일 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선 각각의 폭은 제1 방향을 따라 주기적으로 증가되거나 감소할 수 있다.
또한, 제1, 2 전극 각각은 반도체 기판의 후면에 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 배치되고, 제1, 2 도전성 배선 각각은 반도체 기판의 후면에 제1, 2 전극에 교차하는 제1 방향을 따라 배치될 수 있다.
또한, 제1 도전성 배선은 제1 전극과 교차되는 부분에서 도전성 접착제에 의해 제1 전극에 접속되고, 제2 전극과 교차되는 부분에서 절연층에 의해 제2 전극과 절연되고, 제2 도전성 배선은 제2 전극과 교차되는 부분에서 도전성 접착제에 의해 제2 전극에 접속되고, 제1 전극과 교차되는 절연층에 의해 제1 전극과 절연될 수 있다.
아울러, 복수의 태양 전지 중 서로 인접한 제1, 2 태양 전지 사이에 배치되며, 제1 태양 전지에 접속된 복수의 제1 도전성 배선과 제2 태양 전지에 접속된 복수의 제2 도전성 배선이 공통으로 접속되는 인터커넥터;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 태양 전지에 접속된 복수의 제1 도전성 배선의 끝부분과 제2 태양 전지에 접속된 복수의 제2 도전성 배선의 끝부분 각각은 반도체 기판의 투영 영역 밖으로 돌출되어, 인터커넥터에 공통으로 접속될 수 있다.
이때, 인터커넥터는 제1, 2 태양 전지의 각 반도체 기판과 이격될 수 있다.
여기의 제1, 2 도전성 배선 각각에서 반도체 기판의 투영 영역 밖으로 돌출된 끝부분은 제1, 2 방향과 교차하는 제3 방향으로 굴곡진 부분을 포함할 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선의 끝부분에 형성된 굴곡진 부분은 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판과 인터커넥터 사이에 위치할 수 있다.
이때, 제1, 2 도전성 배선의 끝부분에 형성된 굴곡진 부분은 태양 전지 모듈의 후면 방향으로 돌출될 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 제1, 2 도전성 배선 각각은 상기 제1, 2 도전성 배선 각각의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 갖도록 함으로써, 제1, 2 도전성 배선의 열팽창 스트레스를 완화시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈을 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제3 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제4 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제5 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 10은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제6 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 11은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 전면 전체 모습을 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 기판의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.
아울러, 이하에서 셀 스트링이라 함은 복수의 태양 전지가 서로 직렬 연결된 구조나 형태를 의미한다.
도 1 내지 도 4 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈을 설명하기 위한 도이다. 여기서, 도 1은 태양 전지 모듈의 후면을 도시한 일례이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지(C1, C2), 복수의 제1, 2 도전성 배선(200) 및 인터커넥터(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 태양 전지(C1, C2)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 방향(x)으로 서로 이격되어 배열될 수 있으며, 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각은 적어도 반도체 기판(110) 및 반도체 기판(110)의 후면에 서로 이격되어 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 형성되는 복수의 제1 전극(141)과 복수의 제2 전극(142)을 구비할 수 있다.
아울러, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 제1, 2 태양 전지(C1, C2)를 포함한 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각의 반도체 기판(110)의 후면에 제1 방향(x)을 따라 배치되어 접속될 수 있다.
이와 같은, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 복수의 제1 전극(141)에 교차 및 중첩되어 접속되는 복수의 제1 도전성 배선(210)과 복수의 제2 전극(142)에 교차 및 중첩되어 접속되는 복수의 제2 도전성 배선(220)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1의 확대된 부분에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 배선(210)은 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 제1 전극(141)에 도전성 재질의 제1 도전성 접착제(251)를 통하여 접속되고, 절연성 재질의 절연층(252)에 의해 제2 전극(142)과 절연될 수 있다.
아울러, 도 1의 확대된 부분에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 배선(220)은 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 제2 전극(142)에 제1 도전성 접착제(251)를 통하여 접속되고, 절연층(252)에 의해 제1 전극(141)과 절연될 수 있다.
이와 같은 제1, 2 도전성 배선(200)은 도전성 금속 재질로 형성되되, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나를 포함하는 도전성 코어와, 코어(CR)의 표면을 코팅하고, 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 도전성 코팅층을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 도전성 접착제(251)는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 금속 재질로 형성될 수 있다. 아울러, 이와 같은 제1 도전성 접착제(251)는 (1) 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 솔더 패이스트(solder paste) 형태로 형성되거나, (2) 에폭시에 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금이 포함된 에폭시 솔더 패이스트(epoxy solder paste) 또는 도전성 패이스트(Conductive paste) 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 절연층(252)은 절연성 재질이면 어떠한 것이든 상관 없으며, 일례로, 에폭시 계열, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 아크릴 계열 또는 실리콘 계열 중 어느 하나의 절연성 재질이 사용될 수 있다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 배선(210)과 제2 전극(142) 사이의 교차점 또는 제2 도전성 배선(220)과 제1 전극(141) 사이의 교차점에서, 절연층(252)이 제1, 2 전극(141, 142) 각각의 위에 도포되는 제2 방향(y)으로의 폭은 제1 도전성 배선(210)과 제1 전극(141) 사이의 교차점 또는 제2 도전성 배선(220)과 제2 전극(142) 사이의 교차점에서, 제1 도전성 접착제(251)가 제1, 2 전극(141, 142) 각각의 위에 도포되는 제2 방향(y)으로의 폭보다 크게 형성될 수 있다.
아울러, 절연층(252)의 제1 방향(x)으로의 최대폭은 제1 도전성 접착제(251)의 제1 방향(x)으로의 최대폭 보다 크게 형성될 수 있다. 일례로, 절연층(252)의 제1 방향(x)으로의 최대폭은 제1, 2 전극(141, 142)의 선폭보다 크고 제1, 2 전극(141, 142) 사이의 간격보다 작을 수 있으며, 제1 도전성 접착제(251)의 제1 방향(x)으로의 최대폭은 제1, 2 전극(141, 142)의 선폭과 동일하거나 작게 형성될 수 있다.
아울러, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 단면이 원형을 갖는 도전성 와이어 형태이거나 폭이 두께보다 큰 리본 형태를 가질 수 있다.
여기서, 도 1에 도시된 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 선폭은 도전성 배선(200)의 선저항을 충분히 낮게 유지하면서, 제조 비용이 최소가 되도록 고려하여, 1mm ~ 3mm 사이로 형성될 수 있으며, 제1 도전성 배선(210)과 제2 도전성 배선(220) 사이의 간격은 제1, 2 도전성 배선(200)의 총 개수를 고려하여, 태양 전지 모듈의 단락 전류가 훼손되지 않도록 4mm ~ 6.5mm 사이로 형성될 수 있다.
이와 같이 제1, 2 도전성 배선(200) 각각이 하나의 태양 전지에 접속되는 개수는 10개 ~ 20개일 수 있다. 따라서, 제1, 2 도전성 배선(200)이 하나의 태양 전지에 접속되는 총 개수의 합은 20개 ~ 40개일 수 있다.
이와 같은 각 태양 전지에 접속된 제1 도전성 배선(210)과 제2 도전성 배선(220) 각각이 인터커넥터(300)와 접속하는 끝부분은 반도체 기판(110)의 투영 영역 밖으로 돌출될 수 있다.
일례로, 제1 태양 전지(C1)에 접속된 복수의 제1 도전성 배선(210)의 끝부분과 제2 태양 전지(C2)에 접속된 복수의 제2 도전성 배선(220)의 끝부분 각각은 반도체 기판(110)의 투영 영역 밖으로 돌출될 수 있고, 이와 같이, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 각각의 끝부분이 동일한 인터커넥터(300)에 공통으로 접속되어, 복수의 태양 전지를 서로 직렬 연결할 수 있다.
여기서, 인터커넥터(300)는 제1, 2 태양 전지(C1, C2)를 포함한 복수의 태양 전지 각각의 반도체 기판(110)과 이격될 수 있으며, 각 태양 전지 사이에 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 배치될 수 있다.
여기서, 인터커넥터(300)의 선폭(W300)은 1mm ~ 3mm 사이로 형성될 수 있고, 이와 같은 인터커넥터(300)의 선폭(W300)은 제1, 2 도전성 배선(200)의 선폭과 동일하게 형성될 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)가 복수의 태양 전지 각각의 반도체 기판(110)과 이격되는 간격은 1mm ~ 1.5mm 사이일 수 있다.
아울러, 인터커넥터(300)에 접속되는 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 끝부분은 인터커넥터(300)에 공통으로 접속되되, 인터커넥터(300)의 제2 방향(y)을 따라 서로 엇갈려 접속될 수 있다.
한편, 이와 같은 태양 전지 모듈에서 제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 제1 방향(x) 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가질 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 태양 전지 모듈의 다른 구성 부분에 대해 먼저 설명한 이후, 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 제1 방향(x) 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), 제1 반도체부(121), 제2 반도체부(172), 진성 반도체부(150), 패시베이션층(190), 복수의 제1 전극(141) 및 복수의 제2 전극(142)을 구비할 수 있다.
여기서, 반사 방지막(130), 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 타입 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 일례로, 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다.
여기서, 반도체 기판(110)에 함유된 제 1 도전성 타입의 불순물 또는 제2 도전성 타입의 불순물은 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 함유된 불순물이 제2 도전성 타입의 불순물이고, n형인 경우를 일례로 설명한다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 반도체 기판(110)의 전면에 복수의 요철면을 가질 수 있다. 이로 인해 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 제1 반도체부(121) 역시 요철면을 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.
제1 반도체부(121)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 배치되되, 일례로, 터널층(180)의 후면의 일부에 직접 접촉하여 배치될 수 있다.
아울러, 이와 같은 제1 반도체부(121)는 반도체 기판(110)의 후면에 제2 방향(y)으로 배치되며, 제2 도전성 타입과 반대인 제1 도전성 타입을 갖는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 반도체부(121)는 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑될 수 있으며, 반도체 기판(110)에 함유된 불순물이 제2 도전성 타입의 불순물인 경우, 제1 반도체부(121)는 터널층(180)을 사이에 두고 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성할 수 있다.
각 제1 반도체부(121)는 반도체 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 제1 반도체부(121)는 p형의 도전성 타입을 가질 수 있으며, 복수의 제1 반도체부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 제1 반도체부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.
제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)의 후면에 제1 반도체부(121)와 나란한 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 배치되며, 일례로 터널층(180)의 후면 중에서 전술한 제1 반도체부(121) 각각과 이격된 일부 영역에 직접 접촉하여 형성될 수 있다.
이와 같은 제2 반도체부(172)는 제2 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑되는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 반도체 기판(110)이 제2 도전성 타입의 불순물인 n형 타입의 불순물로 도핑되는 경우, 복수의 제2 반도체부(172)는 n+의 불순물 영역일 수 있다.
이러한 제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)과 제2 반도체부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 제2 반도체부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 제2 반도체부(172) 쪽으로의 캐리어(예, 전자) 이동을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 제2 반도체부(172) 및 그 부근 또는 제1, 2 전극(141, 142)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 제2 반도체부(172)로의 전자 이동량을 증가시킬 수 있다.
지금까지의 도 2 내지 도 3에서는 반도체 기판(110)이 제2 도전성 타입의 불순물인 경우를 일례로 설명하면서, 제1 반도체부(121)가 에미터부로서 역할을 하고, 제2 반도체부(172)가 후면 전계부로서 역할을 하는 경우를 일례로 설명하였다.
그러나, 이와 다르게, 반도체 기판(110)이 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 경우, 제1 반도체부(121)가 후면 전계부로서 역할을 하고, 제2 반도체부(172)가 에미터부로서 역할을 할 수도 있다.
아울러, 여기의 도 2 및 도 3에서는 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172)가 터널층(180)의 후면에 다결정 실리콘 재질로 형성된 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게, 터널층(180)이 생략된 경우, 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)의 후면 내에 불순물이 확산되어 도핑될 수도 있다. 이와 같은 경우, 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)과 동일한 단결정 실리콘 재질로 형성될 수도 있다.
진성 반도체부(150)은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172) 사이에 노출된 터널층(180)의 후면에 형성될 수 있고, 이와 같은 진성 반도체부(150)은 제1 반도체부(121) 및 제2 반도체부(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 반도체부(150)의 양측면 각각은 제1 반도체부(121)의 측면 및 제2 반도체부(172)의 측면에 직접 접촉되는 구조를 가질 수 있다.
패시베이션층(190)은 제1 반도체부(121), 제2 반도체부(172) 및 진성 반도체부(150)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 제1 반도체부(121)에 접속하고, 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제1 전극(141)은 제1 반도체부(121) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어 정공을 수집할 수 있다.
복수의 제2 전극(142)은 제2 반도체부(172)에 접속하고, 제1 전극(141)과 나란하게 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제2 전극(142)은 제2 반도체부(172) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어, 전자를 수집할 수 있다.
이와 같은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 제1 방향(x)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 제1 반도체부(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 제1, 2 도전성 배선(200)과 인터커넥터(300)를 이용하여 직렬 연결된 단면 구조는 다음의 도 4와 같다.
도 4는 도 1 및 도 1 에서 X1-X1 라인에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지는 제1 방향(x)으로 직렬 연결될 수 있다.
여기서, 각 태양 전지에 제1, 2 도전성 배선(200)이 앞선 도 1 내지 도 1에서 설명한 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 접속되고, 앞에서 설명한 바와 같이, 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1, 2 전극(141, 142)에 제1 도전성 접착제(251)를 통해 접속되거나 절연층(252)에 의해 절연될 수 있다.
이와 같이, 복수의 태양 전지(C1, C2)가 제1 방향(x)으로 배열된 상태에서, 각 태양 전지(C1, C2)는 제1, 2 도전성 배선(200)과 인터커넥터(300)에 의해 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 직렬 연결되는 하나의 스트링을 형성할 수 있다.
이와 같이 하나의 스트링을 형성하기 위하여, 일례로, 제1 태양 전지에 접속된 복수의 제1 도전성 배선(210)의 끝부분과 제2 태양 전지에 접속된 복수의 제2 도전성 배선(220)의 끝부분은 각 반도체 기판(110)의 투영 영역 밖으로 돌출되고, 돌출된 제1, 2 도전성 배선(200)의 끝부분이 인터커넥터(300)에 공통으로 접속될 수 있다.
이때, 인터커넥터(300)는 제1, 2 도전성 배선(200)이 각 반도체 기판(110)에 접속된 면과 동일한 면에 접속될 수 있다. 즉, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 전면이 각 반도체 기판(110)에 접속되고, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 전면이 인터커넥터(300)에 접속될 수 있다.
이와 같이, 인터커넥터(300)가 제1, 2 도전성 배선(200)의 전면에 접속됨으로써, 인터커넥터(300)를 통해 각 태양 전지 사이로 입사되는 빛을 반사할 수 있어, 태양 전지 모듈의 광이득을 보다 향상시킬 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각에서 반도체 기판(110)의 투영 영역 밖으로 돌출된 끝부분은 제1, 2 방향(x, y)과 교차하는 제3 방향(z)으로 굴곡진 부분(200p)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200)의 끝부분에 굴곡진 부분(200p)을 포함함으로써, 제1, 2 도전성 배선(200)을 열처리하여 인터커넥터(300)에 접속할 때에, 열처리 공정에 발생하는 제1, 2 도전성 배선(200)의 열팽창 스트레스를 완화할 수 있다.
즉, 제1, 2 도전성 배선(200)을 열처리하여 인터커넥터(300)에 접속할 때, 열처리 공정 중에 제1, 2 도전성 배선(200)을 제1 방향(x)으로 열팽창될 수 있고, 이로 인하여, 제1, 2 도전성 배선(200)의 열팽창 스트레스가 제1, 2 도전성 배선(200)과 제1, 2 전극(141, 142)을 서로 접속시키는 제1 도전성 접착제(251)에 전달될 수 있다.
이와 같은 경우, 제1 도전성 접착제(251)의 물리적 접속력이 약화되어, 제1 도전성 배선(210)과 제1 전극(141)이 단선되거나 제2 도전성 배선(220)과 제2 전극(142)이 단선될 수 있다.
그러나, 제1, 2 도전성 배선(200)의 끝부분에 형성된 굴곡진 부분(200p)에 굴곡진 부분(200p)이 포함된 경우, 제1, 2 도전성 배선(200)이 제3 방향(z)으로 열팽창되도록 하여, 제1 방향(x)으로의 열팽창 스트레스를 완화할 수 있다.
이에 따라, 제1 도전성 배선(210)과 제1 전극(141)이 단선되거나 제2 도전성 배선(220)과 제2 전극(142)이 단선되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 제1, 2 도전성 배선(200)의 끝부분에 형성된 굴곡진 부분(200p)은 굴곡진 부분(200p)의 중심이 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판(110)과 인터커넥터(300) 사이에 위치할 수 있고, 태양 전지 모듈의 후면 방향으로 돌출될 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200)의 끝부분에 형성된 굴곡진 부분(200p)이 반도체 기판(110)이 위치한 모듈의 전면 방향으로 돌출되지 않고, 태양 전지 모듈의 후면 방향으로 돌출되도록 함으로써, 제1, 2 도전성 배선(200)이 제3 방향(z)으로 열팽창되더라도, 반도체 기판(110)과 반대 방향인 태양 전지 모듈의 후면 방향으로 열팽창되도록 유도할 수 있다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 끝부분은 인터커넥터(300)와 중첩되어, 제2 도전성 접착제(350)를 통해 인터커넥터(300)에 접착될 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선(200)과 인터커넥터(300)를 서로 접착시키는 제2 도전성 접착제(350)는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 금속 재질로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 도전성 접착제(350)는 (1) 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 솔더 패이스트(solder paste) 형태로 형성되거나, (2) 에폭시에 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금이 포함된 에폭시 솔더 패이스트(epoxy solder paste) 또는 도전성 패이스트(Conductive psate) 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 제1, 2 도전성 배선(200)과 인터커넥터(300)를 서로 접착시키는 제2 도전성 접착제(350)는 제1 도전성 접착제(251)와 동일한 재질로 형성되거나 다른 재질로 형성될 수 있다.
즉, 서로 다른 재질로 형성되는 경우, 일례로, 제2 도전성 접착제(350)는 주석(Sn)을 포함하는 솔더 패이스트(solder paste) 형태로 형성될 수 있고, 제1 도전성 접착제(251)는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 에폭시 솔더 패이스트(epoxy solder paste) 또는 도전성 패이스트(Conductive psate) 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 태양 전지 모듈은 별도의 인터커넥터(300)를 구비하므로, 복수 개의 태양 전지 중 제1, 2 도전성 배선(200)과 제1, 2 전극(141, 142) 사이에 접속 불량이 발생한 태양 전지가 있는 경우, 인터커넥터(300)과 복수의 제1, 2 도전성 배선(200) 사이의 접속을 해제하여, 해당 태양 전지만 보다 용이하게 교체할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서는 인터커넥터(300)가 구비된 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게 인터커넥터(300)는 생략되는 것도 가능하다.
따라서, 인터커넥터(300)가 생략된 경우, 제1 태양 전지의 제1 도전성 배선(210)과 제2 태양 전지의 제2 도전성 배선(220)은 제2 방향(y)으로 길게 뻗은 별도의 인터커넥터(300) 없이 제2 도전성 접착제를 통해 서로 접속되거나 직접 접속될 수 있으며, 하나의 도전성 배선(200)이 제1 태양 전지의 제1 전극(141) 및 제2 태양 전지의 제2 전극(142)에 공통으로 접속될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 태양 전지 모듈은 제1, 2 도전성 배선(200)의 열팽창 스트레스를 완화시키기 위하여, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 제1 방향(x) 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 갖도록 할 수 있다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 제1 방향 중심축(Ax1, Ax2)을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가질 수 있다.
일례로, 제1 도전성 배선(210)은 균일한 선폭(w200)을 가지면서, 제1 도전성 배선(210)의 제1 방향 중심축(Ax1)을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가질 수 있고, 제2 도전성 배선(220)도 균일한 선폭(w200)을 가지면서, 제2 도전성 배선(220)의 제1 방향 중심축(Ax2)을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가질 수 있다.
보다 구체적 일례로, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 각각의 제1 방향 중심축(Ax1, Ax2)을 기준으로 양측이 지그재그 형상을 가질 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 제1 방향 중심축(Ax1, Ax2)을 기준으로 제1, 2 방향(x, y)에 사선 방향으로 교차하되, 제1 사선 방향(S1)으로 뻗어 있는 제1 부분(200P1)과 제1 사선 방향(S1)과 다른 제2 사선 방향(S2)으로 뻗어 있는 제2 부분(200P2)을 포함할 수 있다.
즉, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 제1, 2 부분(200P1, 200P2)이 제1, 2 방향(x, y)에 사선 방향으로 형성되도록 하여, 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 지그재그 형상을 구성할 수 있고, 이에 따라, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 제1 방향 중심축(Ax1, Ax2)을 기준으로 양측이 비대칭 형상을 가질 수 있다.
아울러, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 제1, 2 부분(200P1, 200P2)이 서로 연결되는 부분의 각도는 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 동일할 수 있고, 제1, 2 부분(200P1, 200P2) 각각의 길이는 동일할 수 있다.
이때, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각에서 제1, 2 부분(200P1, 200P2)의 선폭(W200)은 1mm ~ 3mm 사이로 형성될 수 있고, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각이 지그재그되는 폭은 2mm ~ 4mm 사이로 형성될 수 있다.
이와 같은 제1, 2 도전성 배선(200) 각각에 제1, 2 전극(141, 142)이 교차하는 부분을 열처리하여 제1 도전성 접착제(251)에 의해 접속될 수 있다.
일례로, 제1 도전성 배선(210)과 제1 전극(141)은 제1, 2 부분(200P1, 200P2)의 중앙에서 서로 교차하여 제1 도전성 접착제(251)를 통해 서로 접속되고, 제2 도전성 배선(220)과 제2 전극(142)은 제1, 2 부분(200P1, 200P2)이 서로 연결되는 부분에서 서로 교차하여 제1 도전성 접착제(251)를 통해 접속될 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 제1 도전성 접착제(251)를 열처리하여 제1, 2 전극(141, 142) 각각에 접속될 수 있는데, 열처리 공정 중 제1, 2 도전성 배선(200)은 열팽창되고, 열처리 공정 후 냉각되면서 제1, 2 도전성 배선(200)을 열수축할 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200)이 열팽창 및 열수축하는 과정 중에 제1, 2 도전성 배선(200)에는 열팽창 스트레스가 발생되고, 이로 인하여 제1, 2 도전성 배선(200)과 제1, 2 전극(141, 142) 사이가 단선될 수 있거나, 반도체 기판(110)이 밴딩될 수 있다.
그러나, 본 발명은 전술한 바와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200)이 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 갖도록 하여, 제1, 2 도전성 배선(200)의 열팽창 스트레스가 제1 방향(x)으로 집중되는 것을 방지하고, 제1, 2 사선 방향(S1, S2)으로 분산시켜, 전술한 바와 같은 단선이나 반도체 기판(110)의 밴딩을 최소화할 수 있다.
도 5에서는 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 제1, 2 부분(200P1, 200P2)이 서로 연결되는 부분의 각도가 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 다르고, 제1, 2 부분(200P1, 200P2) 각각의 길이가 서로 다른 경우를 일례로 설명하였지만, 이와 다르게 제1, 2 부분(200P1, 200P2)이 서로 연결되는 부분의 각도가 제1 방향 중심축(Ax1, Ax2)을 기준으로 양측이 서로 다르게 형성되거나 제1, 2 부분(200P1, 200P2) 각각의 길이가 서로 다르게 형성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 6 이하에서는 설명과 이해의 편의를 위해 제1, 2 전극(141, 142) 및 제1 도전성 접착제(251)와 절연층(252)에 대한 도시를 생략하였다. 아울러, 도 6 이하에서는 하나의 도전성 배선(200)만 도시하였지만, 이와 같은 하나의 도전성 배선(200)은 제1, 2 도전성 배선(200) 각각에 공통으로 적용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도전성 배선(200)은 지그 재그 형상을 갖되, 지그 재그 형상의 제1 부분(200P1)과 제2 부분(200P2)이 서로 연결되는 부분에서의 각도가 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 다를 수 있다.
보다 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 어느 한 측에서 제1 부분(200P1)과 제2 부분(200P2)에 의해 형성되는 제1 각(θ1)은 다른 한 측에서 제1 부분(200P1)과 제2 부분(200P2)에 의해 형성되는 제2 각(θ2)과 다를 수 있으며, 제1 부분(200P1)의 길이(LS1)는 제2 부분(200P2)의 길이(LS2)와 다를 수 있다.
도 5 및 도 6에서는 도전성 배선(200)이 지그 재그 형상으로 구성되는 제1, 2 부분(200P1, 200P2)만을 구비한 예를 설명하였지만, 전술한 바와 같은 도전성 배선(200)의 열팽창 스트레스를 보다 분산시키기 위하여, 도전성 배선(200)에 제1 방향(x)으로 뻗어 있는 부분이 더 구비될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제3 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 도전성 배선(200)은 지그 재그 형상을 구성하는 제1, 2 부분(200P1, 200P2)에 제1 방향(x)과 나란한 제3, 4 부분(200P3, 200P4)을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 도전성 배선(200)은 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 어느 한 측에는 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 있는 제3 부분(200P3), 다른 한 측에는 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 있는 제4 부분(200P4)을 더 구비할 수 있다.
여기서, 제3, 4 부분(200P3, 200P4) 각각은 제1 부분(200P1)과 제2 부분(200P2) 사이에 위치하여 제1, 2 부분(200P1, 200P2)에 양끝단이 연결되고, 도 7에 도시된 바와, 제3 부분(200P3)의 길이(La)는 제4 부분(200P4)의 길이(Lb)와 다를 수 있다. 도 7에서는 제3 부분(200P3)의 길이(La)가 제4 부분(200P4)의 길이(Lb)보다 큰 것으로 도시하였으나, 이와 반대일 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 도전성 배선(200)은 전술한 열팽창 스트레스를 보다 완화하기 위하여, 지그 재그 형상을 갖는 도전성 배선(200)에 홀(200H)을 더 구비할 수 있다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제4 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 도전성 배선(200)은 각각의 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 비대칭 형상을 갖도록 지그재그 형상으로 형성되되, 지그 재그 형상을 갖는 도전성 배선(200)은 홀(200H)을 구비할 수 있다.
여기서, 홀(200H)의 위치는 지그 재그 형상을 갖는 도전성 배선(200)과 전기적으로 접속되는 전극이 위치하는 영역(A140)과 교차하는 이외의 부분에 형성될 수 있다.
이는 홀(200H)의 위치가 지그 재그 형상을 갖는 도전성 배선(200)과 전기적으로 접속되는 전극이 위치하는 영역(A140)과 교차하는 부분에 형성될 경우, 제1 도전성 접착제(251)의 물리적 접착력이 약화될 수 있으며, 도전성 배선(200)과 전극 사이의 저항이 상승할 수 있기 때문이다.
따라서, 이를 방지하기 위해, 홀(200H)의 위치는 도전성 배선(200) 중에서 도전성 배선(200)과 전극이 접속되는 이외의 부분에 형성될 수 있다.
여기서, 도전성 배선(200)과 전기적으로 접속되는 전극에 대한 의미는 다음과 같다.
제1 도전성 배선(210)은 제1 전극(141)과 전기적으로 접속하고, 제2 전극(142)과는 절연되므로, 도 8에 도시된 도전성 배선(200)이 제1 도전성 배선(210)인 경우, 전기적으로 접속되는 전극은 제1 전극(141)을 의미하고, 도 8에 도시된 도전성 배선(200)이 제2 도전성 배선(220)인 경우, 전기적으로 접속되는 전극은 제2 전극(142)을 의미한다.
지금까지는 제1, 2 도전성 배선(200)이 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상으로 형성되는 경우의 예로, 제1, 2 도전성 배선(200)이 지그 재그 형상으로 형성된 예를 설명하였지만, 이와 다르게, 제1, 2 도전성 배선(200)이 균일한 선폭을 가지고 제1 방향(x)으로 길게 형성되되, 제1, 2 도전성 배선(200)에 홀(200H)이 구비되고, 홀(200H)의 위치나 형상이 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭될 수 있다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제5 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 도전성 배선(200)은 제1 방향(x)을 따라 길게 균일한 선폭으로 형성될 수 있으며, 홀(200H1, 200H2)을 구비할 수 있다.
여기서, 홀(200H1, 200H2)의 위치는 지그 재그 형상을 갖는 도전성 배선(200)과 전기적으로 접속되는 전극이 위치하는 부분(A140)과 교차하는 이외의 부분에 형성될 수 있다.
여기서, 도전성 배선(200)의 홀(200H1, 200H2)은 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭되는 부분에 위치할 수 있으며, 아울러, 홀(200H1, 200H2)의 형상은 일례로, 제1 방향(x)으로 길게 형성되거나 제2 방향(y)으로 길게 형성되되, 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭으로 형성될 수 있다.
이와 같은 경우에도, 제1, 2 도전성 배선(200)은 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가지므로, 제1, 2 도전성 배선(200)의 열팽창 스트레스를 보다 완화할 수 있다.
도 9에서는 도전성 배선(200)이 홀(200H1, 200H2)을 구비하고, 제1 방향(x)으로 길게 형성되되, 균일한 폭을 가지는 경우를 일례로 설명하였으나, 폭이 제1 방향(x)을 따라 주기적으로 변화될 수도 있다. 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서, 도전성 배선(200)의 비대칭 형상에 대한 제6 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 도전성 배선(200)은 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭으로 형성된 홀(200H1, 200H2)을 구비하되, 도전성 배선(200)의 폭(Wa200, Wb200)은 제1 방향(x)을 따라 주기적으로 증가되거나 감소할 수 있다.
여기서, 홀(200H1, 200H2)의 위치나 형상이 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭일 수 있다.
도 10에서는 홀(200H1, 200H2)의 형상이 제1 방향 중심축(Ax)을 기준으로 양측이 서로 비대칭인 경우를 일례로 도시하였다.
아울러, 도전성 배선(200)의 폭은 제1 방향(x)을 따라 주기적으로 증가되거나 감소하되, 도전성 배선(200)과 전기적으로 접속하는 전극이 위치하는 부분(A140)과 교차하는 부분의 폭(Wb200)은 도전성 배선(200)과 전기적으로 접속하는 전극이 위치하는 부분(A140)과 교차하지 않는 부분의 폭(Wa200)보다 크게 형성될 수 있다.
이에 따라, 도전성 배선(200)의 열팽창 스트레스를 완화하면서, 도전성 배선(200)에서 전기적으로 접속될 전극이 위치하는 부분(A140)과 교차하는 부분에서의 폭(Wb200)을 상대적으로 더 크게 함으로써, 도전성 배선(200)과 전극 사이의 접촉 저항을 보다 낮출 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 제1, 2 도전성 배선 각각이 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 갖도록 하여, 도전성 배선에 의한 열팽창 스트레스를 보다 완화할 수 있다.
이와 같이, 각 태양 전지의 후면에 제1, 2 도전성 배선 각각이 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭으로 형성된 태양 전지 모듈의 전체 평면 모습은 다음과 같다.
도 11은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 전면 전체 모습을 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지가 라미네이션 공정에 의해 캡슐화될 수 있다.
일례로, 복수의 태양 전지는 전면 투명 기판(미도시)과 후면 시트(미도시) 사이에 배치되고, EVA 시트와 같이 투명한 충진재(미도시)가 복수의 태양 전지 전체의 전면 및 후면에 배치된 상태에서, 열과 압력이 동시에 가해지는 라미네이션 공정에 의해 일체화되어 캡슐화될 수 있다.
아울러, 도 11에 도시된 바와 같이, 라미네이션 공정으로 캡슐화된 전면 투명 기판(미도시), 후면 시트(BS) 및 충진재(미도시)는 프레임(500)에 의해 가장 자리가 고정될 수 있다.
따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 태양 전지 모듈의 전면에는 전면 투명 기판(미도시)과 충진재(미도시)를 투과하여, 복수의 태양 전지와 복수의 제1, 2 도전성 배선(210, 220), 인터커넥터(300), 후면 시트(미도시) 및 프레임(500)이 보여질 수 있다.더불어, 인터커넥터(300)에 의해 복수의 태양 전지가 직렬 연결된 셀 스트링 각각은 제1 방향(x)으로 길게 위치하고, 제2 방향(y)으로 이격되어 배열될 수 있고, 이와 같은 복수의 셀 스트링은 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 있는 버싱바(350)에 의해 제2 방향(y)으로 직렬 연결 될 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)

  1. 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 후면에 제1 전극과 제2 전극을 각각 구비하고, 제1 방향으로 서로 인접하여 위치하는 복수의 태양 전지;
    상기 복수의 태양 전지 각각에 상기 제1 방향을 따라 형성되며, 상기 제1 전극에 도전성 접착제에 의해 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 상기 제2 전극에 상기 도전성 접착제에 의해 접속되는 복수의 제2 도전성 배선; 및
    상기 복수의 태양 전지 중 서로 인접한 제1, 2 태양 전지 사이에 배치되는 인터커넥터;를 포함하고,
    상기 제1 도전성 배선은 상기 제1 전극과 교차되는 부분에서 상기 도전성 접착제에 의해 상기 제1 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 제2 전극과 교차되는 부분에서 절연층에 의해 상기 제2 전극과 절연되고,
    상기 제2 도전성 배선은 상기 제2 전극과 교차되는 부분에서 상기 도전성 접착제에 의해 상기 제2 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 전극과 교차되는 상기 절연층에 의해 상기 제1 전극과 절연되고,
    상기 제1 태양 전지에 접속된 복수의 제1 도전성 배선의 끝부분과 상기 제2 태양 전지에 접속된 복수의 제2 도전성 배선의 끝부분 각각은 상기 제1, 2 태양 전지의 반도체 기판 밖으로 돌출되어 상기 인터커넥터에 공통으로 접속되고, 상기 제1, 2 도전성 배선 각각은 상기 제1, 2 도전성 배선 각각의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 갖는 태양 전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전성 배선은 균일한 선폭을 가지면서, 상기 제1 도전성 배선의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가지고,
    상기 제2 도전성 배선은 균일한 선폭을 가지면서, 상기 제2 도전성 배선의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측이 서로 비대칭 형상을 가지는 태양 전지 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전성 배선 각각은 각각의 제1 방향 중심축을 기준으로 양측으로 지그재그 형상을 갖는 태양 전지 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 지그 재그 형상을 가지는 제1, 2 도전성 배선 각각은 홀을 구비하는 태양 전지 모듈.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전성 배선 각각의 선폭은 1mm ~ 3mm 사이이고,
    상기 제1, 2 도전성 배선 각각이 지그재그되는 폭은 2mm ~ 4mm 사이인 태양 전지 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전성 배선 각각은 홀을 구비하고, 상기 홀의 위치나 형상은 상기 제1 방향 중심축을 기준으로 비대칭인 태양 전지 모듈.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전성 배선 각각의 폭은 상기 제1 방향을 따라 주기적으로 증가되거나 감소하는 태양 전지 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 전극 각각은 상기 반도체 기판의 후면에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 배치되고,
    상기 제1, 2 도전성 배선 각각은 상기 반도체 기판의 후면에 상기 제1, 2 전극에 교차하는 제1 방향을 따라 배치되는 태양 전지 모듈.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 인터커넥터는 상기 제1, 2 태양 전지의 각 반도체 기판과 이격되는 태양 전지 모듈.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전성 배선 각각에서 상기 반도체 기판의 투영 영역 밖으로 돌출된 끝부분은 상기 제1, 2 방향과 교차하는 제3 방향으로 굴곡진 부분을 포함하는 태양 전지 모듈.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전성 배선의 끝부분에 형성된 굴곡진 부분은 상기 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판과 상기 인터커넥터 사이에 위치하는 태양 전지 모듈.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전성 배선의 끝부분에 형성된 굴곡진 부분은 상기 태양 전지 모듈의 후면 방향으로 돌출되는 태양 전지 모듈.
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