KR101816155B1 - 태양 전지 패널 - Google Patents

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KR101816155B1 KR1020170019532A KR20170019532A KR101816155B1 KR 101816155 B1 KR101816155 B1 KR 101816155B1 KR 1020170019532 A KR1020170019532 A KR 1020170019532A KR 20170019532 A KR20170019532 A KR 20170019532A KR 101816155 B1 KR101816155 B1 KR 101816155B1
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 태양 전지; 상기 태양 전지를 다른 태양 전지와 전기적으로 연결하는 배선재; 및 상기 태양 전지 위에 위치하며 절연 물질을 포함하는 에지 부재를 포함한다. 상기 에지 부재가 상기 배선재와 이격되면서 상기 배선재와 평행한 상기 태양 전지의 가장자리 부근에서 상기 배선재와 평행한 방향으로 연장되는 제1 부분을 포함한다.

Description

태양 전지 패널{SOLAR CELL PANEL}
본 발명은 태양 전지 패널에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 구조를 개선한 태양 전지 패널에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
이러한 태양 전지는 복수 개가 리본에 의하여 직렬 또는 병렬로 연결되고, 복수의 태양 전지를 보호하기 위한 패키징(packaging) 공정에 의하여 태양 전지 패널의 형태로 제조된다. 태양 전지 패널은 다양한 환경에서 장기간 동안 발전을 하여야 하므로 장기 신뢰성이 크게 요구된다. 그런데, 온도의 변화 등에 의하여 리본의 팽창 및 수축이 반복되면 태양 전지에 스트레스가 가해져서 태양 전지 내에 존재하던 작은 균열(crack)이 전파되어 태양 전지의 일부가 찢어지거나 손상되는 문제가 발생할 수 있었다.
본 발명은 장기 신뢰성을 향상할 수 있는 태양 전지 패널은 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 태양 전지; 상기 태양 전지를 다른 태양 전지와 전기적으로 연결하는 배선재; 및 상기 태양 전지 위에 위치하며 절연 물질을 포함하는 에지 부재를 포함한다. 상기 에지 부재가 상기 배선재와 이격되면서 상기 배선재와 평행한 상기 태양 전지의 가장자리 부근에서 상기 배선재와 평행한 방향으로 연장되는 제1 부분을 포함한다.
이와 같이 본 실시예에서는 에지 부재를 구비하여 태양 전지의 사용 시에 발생할 수 있는 균열의 전파를 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지의 장기 신뢰성 및 안정성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 포함된 두 개의 태양 전지와 이를 연결하는 배선부를 개념적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 도 1에 포함되는 태양 전지의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 포함된 두 개의 태양 전지와 배선재, 연결 배선, 절연 부재, 연결 부재 및 에지 부재를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다.
도 5의 (a)는 도 4의 A-A 선을 따라 잘라서 본 단면도이고, 도 5의 (b)는 도 4의 B-B 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 부분 후면 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 부분 후면 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 부분 후면 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 부분 후면 평면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 포함된 두 개의 태양 전지와 이를 연결하는 배선부를 개념적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은, 태양 전지(10)와, 이웃한 태양 전지(10)를 전기적으로 연결하는 배선재(22)와, 태양 전지(10) 위에 위치하며 절연 물질을 포함하는 에지 부재(도 4의 참조부호 36, 이하 동일)를 포함한다. 이때, 에지 부재(36)는 배선재(22)와 이격 위치하도록 태양 전지(10)의 가장자리 부근에서 배선재(22)와 평행한 방향으로 배치되는 제1 부분(도 4의 참조부호 362, 이하 동일)을 포함한다. 에지 부재(36)는 제1 부분(362) 이외에 제2 부분(도 4의 참조부호 364, 이하 동일)을 더 포함할 수 있다. 그리고 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(10)와 이를 연결하는 배선재(22)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(44)와, 밀봉재(44) 위에서 태양 전지(10)의 전면에 위치하는 전면 기판(42a)과, 밀봉재(44) 위에서 태양 전지(10)의 후면에 위치하는 후면 기판(42b)을 포함한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
먼저, 태양 전지(10)는, 태양 전지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 전기적으로 연결되어 전류를 수집하여 전달하는 전극(142, 144)을 포함할 수 있다. 그리고 복수 개의 태양 전지(10)는 배선부(20)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 배선부(20)는 적어도 일부가 태양 전지(10)의 전극(42, 44)와 중첩되어 전극(142, 144)에 연결되는 배선재(22)와, 태양 전지(10) 사이에서 배선재(22)와 교차하여 위치하며 배선재(22)가 연결되는 연결 배선(24)를 포함할 수 있다. 배선재(22)와 연결 배선(24)에 의하여 복수의 태양 전지(100)가 연결되어 하나의 열(列)(즉, 태양 전지 스트링)을 형성할 수 있다. 그리고 배선부(20)는, 태양 전지 스트링의 양 끝단에 위치하여 이를 또 다른 태양 전지 스트링 또는 정션 박스(미도시)에 연결하는 버스바 배선(26)을 더 포함할 수 있다. 배선재(22), 연결 배선(24), 버스바 배선(26)은 각기 도전성 물질(일 예로, 금속 물질)을 포함할 수 있다. 일 예로, 배선재(22), 연결 배선(24), 버스바 배선(26)이 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나를 포함하는 도전성 코어와, 코어의 표면 위에 위치하며 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 도전성 코팅층을 포함할 수 있다. 일 예로, 코어는 구리(Cu)로 형성될 수 있으며, 도전성 코팅층은 주석(Sn)을 포함하는 합금인 SnBiAg로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 배선재(22), 연결 배선(24), 버스바 배선(26)의 물질, 형상, 연결 구조 등은 다양하게 변형될 수 있다.
밀봉재(44)는, 배선재(22)에 의하여 연결된 태양 전지(10)의 전면에 위치하는 제1 밀봉재(44a)와, 태양 전지(10)의 후면에 위치하는 제2 밀봉재(44b)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉재(44a)와 제2 밀봉재(44b)는 수분과 산소의 유입되는 것을 방지하며 태양 전지 패널(100)의 각 요소들을 화학적으로 결합한다. 제1 및 제2 밀봉재(44a, 44b)는 투광성 및 접착성을 가지는 절연 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 밀봉재(44a)와 제2 밀봉재(44b)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉재(44a, 44b)를 이용한 라미네이션 공정 등에 의하여 후면 기판(42b), 제2 밀봉재(44b), 태양 전지(10), 배선부(20), 제1 밀봉재(44a), 전면 기판(42a)이 일체화되어 태양 전지 패널(100)을 구성할 수 있다.
전면 기판(42a)은 제1 밀봉재(44a) 상에 위치하여 태양 전지 패널(100)의 전면을 구성하고, 후면 기판(42b)은 제2 밀봉재(44b) 상에 위치하여 태양 전지(10)의 후면을 구성한다. 전면 기판(42a) 및 후면 기판(42b)은 각기 외부의 충격, 습기, 자외선 등으로부터 태양 전지(10)를 보호할 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 그리고 전면 기판(42a)은 광이 투과할 수 있는 투광성 물질로 구성되고, 후면 기판(42b)은 투광성 물질, 비투광성 물질, 또는 반사 물질 등으로 구성되는 시트로 구성될 수 있다. 일 예로, 전면 기판(42a)이 유리 기판 등으로 구성될 수 있고, 후면 기판(42b)이 필름 또는 시트 등으로 구성될 수 있다. 후면 기판(42b)은 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입을 가지거나, 또는 베이스 필름(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))의 적어도 일면에 형성된 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지층을 포함할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 및 제2 밀봉재(44a, 44b), 전면 기판(42a), 또는 후면 기판(42b)이 상술한 설명 이외의 다양한 물질을 포함할 수 있으며 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 전면 기판(42a) 또는 후면 기판(42b)이 다양한 형태(예를 들어, 기판, 필름, 시트 등) 또는 물질을 가질 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)에 포함되는 태양 전지(10)의 일 예를 좀더 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1에 포함되는 태양 전지(10)의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지(10)는, 반도체 기판(110)을 포함하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 연결되는 복수의 전극(142, 144)을 포함한다. 여기서, 복수의 전극(142, 144)은 서로 평행하게 형성된 부분을 포함할 수 있는데, 본 실시예에서는 서로 반대되는 극성의 캐리어를 수집하는 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)이 광전 변환부의 일면(일 예로, 후면)에 함께 위치하면서 서로 평행하게 형성될 수 있다.
본 실시예에서 광전 변환부는, 반도체 기판(110)과, 반도체 기판(110)에 또는 반도체 기판(110) 위에 위치하는 도전형 영역(132, 134)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 서로 반대되는 극성의 캐리어에 관여하는 제1 도전형 영역(132)과 제2 도전형 영역(134)이 반도체 기판(110)의 일면(일 예로, 후면) 쪽에 함께 위치할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 제어 패시베이션막(120)을 사이에 두고 반도체 기판(110)과 별개로 위치한 것을 예시하였다.
일 예로, 반도체 기판(110)은 제2 도전형 도펀트를 포함하는 결정질 반도체(예를 들어, 단결정 또는 다결정 반도체, 일 예로, 단결정 또는 다결정 실리콘, 특히 단결정 실리콘)로 구성된 베이스 영역(112)을 포함할 수 있다. 이와 같이 결정성이 높아 결함이 적은 베이스 영역(112) 또는 반도체 기판(110)을 기반으로 한 태양 전지(100)은 전기적 특성이 우수하다. 반도체 기판(110)의 전면에는 베이스 영역(112)과 동일한 도전형을 가지며 베이스 영역(112)보다 높은 도핑 농도를 가지는 전면 전계 영역(114)이 위치할 수 있다. 그리고 반도체 기판(110)의 전면에는 반사를 방지하기 위한 반사 방지 구조(일 예로, 반도체 기판(110)의 (111)면으로 구성된 피라미드 형상의 텍스쳐링 구조)를 구비할 수 있고, 반도체 기판(110)의 후면은 경면 연마된 면으로 구성되어 전면보다 표면 거칠기가 작을 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
제어 패시베이션막(120)은 산화막, 실리콘을 포함하는 유전막 또는 절연막, 질화 산화막, 탄화 산화막 등으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제어 패시베이션막(120)이 실리콘 산화막일 수 있다.
제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)은 비정질 반도체, 미세 결정 반도체, 또는 다결정 반도체(일 예로, 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘, 또는 다결정 실리콘) 등에 제1 또는 제2 도전형 도펀트가 도핑되어 형성될 수 있다. 특히, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 다결정 반도체를 가지면 높은 캐리어 이동도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 또는 제2 도전형 도펀트가 p형일 경우에는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있다. 제1 또는 제2 도전형 도펀트가 n형일 경우에는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 도전형 도펀트 중 하나가 보론(B)이고 다른 하나가 인(P)일 수 있다.
이때, 제1 도전형 영역(132)의 면적(일 예로, 폭)이 제2 도전형 영역(134)의 면적(일 예로, 폭)보다 클 수 있다. 이에 의하면 에미터 영역으로 기능하는 제1 도전형 영역(132)이 후면 전계 영역으로 기능하는 제2 도전형 영역(134)보다 넓은 면적을 가져 광전 변환에 유리할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 동일한 평면에 위치한 반도체층(130)에 함께 위치하며, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134) 사이에 도핑되지 않은 진성 반도체로 구성된 배리어 영역(136)이 구비될 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제어 패시베이션막(120)을 구비하지 않을 수 있다. 또는, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134) 중 적어도 하나가 반도체 기판(110)의 일부에 도펀트가 도핑되어 형성되어 반도체 기판(110)의 일부를 구성하는 도핑 영역으로 구성될 수도 있다. 그리고 배리어 영역(136)을 구비하지 않거나, 배리어 영역(136)이 반도체 물질 이외의 다른 물질을 포함할 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
그리고 반도체 기판(110)의 전면 위(좀더 정확하게는, 반도체 기판(110)의 전면에 형성된 전면 전계 영역(144) 위)에 전면 패시베이션막(124) 및/또는 반사 방지막(126)이 전체적으로 위치할 수 있다. 후면 패시베이션막(140)이 컨택홀(140a)을 제외하고 반도체층(130)의 후면 위에 전체적으로 위치할 수 있다. 일례로, 전면 패시베이션막(124), 반사 방지막(126) 또는 패시베이션막(140)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 알루미늄 산화막, 실리콘 탄화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다.
그리고 제1 전극(142)이 컨택홀(140a)을 통하여 제1 도전형 영역(132)에 전기적으로 연결(일 예로, 접촉)되고, 제2 전극(144)이 컨택홀(140a)을 통하여 제2 도전형 영역(134)에 전기적으로 연결(일 예로, 접촉)될 수 있다. 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)은 전도성 물질(일 예로, 금속)으로 구성될 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134) 및/또는 배리어 영역(136), 그리고 제1 및 제2 전극(142, 144)이 각기 스트라이프 형상을 이루도록 길게 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134) 및/또는 배리어 영역(136), 그리고 제1 및 제2 전극(142, 144)이 각기 제1 방향(도면의 y축 방향)으로 길게 이어진다. 그리고 제1 방향과 교차하는 제2 방향(도면의 x축 방향)에서 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 서로 교번하여 위치하고 제1 및 제2 전극(142, 144)이 서로 교번하여 위치할 수 있다.
이러한 태양 전지(10)는 배선재(22)를 포함하는 배선부(20)에 의하여 다른 태양 전지(10)와 전기적으로 연결된다. 이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 태양 전지(10)와 배선재(22) 등의 연결 구조와 함께 에지 부재(36)를 좀더 상세하게 설명한다.
도 4는 도 1에 포함된 두 개의 태양 전지(10)와 배선재(22), 연결 배선(24), 절연 부재(34), 연결 부재(32) 및 에지 부재(36)를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다. 도 5의 (a)는 도 4의 A-A 선을 따라 잘라서 본 단면도이고, 도 5의 (b)는 도 4의 B-B 선을 따라 잘라서 본 단면도이다. 명확한 구별을 위하여 이하에서는 서로 인접한 두 개의 태양 전지(10)를 제1 태양 전지(10a) 및 제2 태양 전지(10b)라 칭한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 태양 전지(10a)의 제1 전극(142)과 제2 태양 전지(10b)의 제2 전극(144)은 복수 개의 배선재(22) 및 연결 배선(24)에 의하여 연결될 수 있다.
좀더 구체적으로, 배선재(22)는 각 태양 전지(10)에서 제1 전극(142)에 중첩되어 연결되는 제1 배선(22a)과 복수의 제2 전극(144)에 중첩되어 연결되는 제2 배선(22b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 배선(22a, 22b)은 제1 및 제2 전극(142, 144)과 교차하는 제2 방향(도면의 x축 방향)을 따라 길게 이어질 수 있다. 그리고 제1 방향(도면의 y축 방향)에서 제1 배선(22a)과 제2 배선(22b)이 교번하여 위치할 수 있다. 그러면, 제1 및 제2 전극(142, 144)과 제1 및 제2 배선(22a, 22b)은 서로 중첩되는 부분을 포함하게 된다.
이때, 제1 배선(22a)은 각 태양 전지(10) 각각에 구비된 제1 전극(142)에 연결 부재(32)를 통하여 전기적으로 연결되고, 절연 부재(34)에 의해 제2 전극(144)과 절연될 수 있다. 즉, 제1 배선(22a)과 제1 전극(142)이 중첩된 부분에서 제1 배선(22a)과 제1 전극(142) 사이에 도전성을 가지는 연결 부재(32)가 위치하고, 제1 배선(22a)과 제2 전극(144)이 중첩된 부분에서 제1 배선(22a)과 제2 전극(144) 사이에 절연 특성을 가지는 절연 부재(34)가 위치할 수 있다. 그리고 제2 배선(22b)은 각 태양 전지(10) 각각에 구비된 제2 전극(144)에 연결 부재(32)를 통하여 전기적으로 연결되고, 절연 부재(34)에 의해 제1 전극(142)과 절연될 수 있다. 즉, 제2 배선(22b)과 제2 전극(144)이 중첩된 부분에서 제2 배선(22b)과 제2 전극(144) 사이에 도전성을 가지는 연결 부재(32)가 위치하고, 제2 배선(22b)과 제1 전극(142)이 중첩된 부분에서 제2 배선(22v)과 제1 전극(142) 사이에 절연 특성을 가지는 절연 부재(34)가 위치할 수 있다.
연결 부재(32)은 다양한 도전성 물질을 포함하고, 절연 부재(34)는 다양한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결 부재(32)는 제1 및 제2 전극(142, 144) 및/또는 배선재(22)에 포함되는 물질을 포함하는 물질 또는 이들의 혼합 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 연결 부재(32)는 배선재(22)를 제1 또는 제2 전극(142, 144) 위에 놓고 열을 가하는 공정 등에 의하여 제1 및 제2 전극(142, 144) 및/또는 배선재(22)의 물질을 포함할 수 있다. 또는, 연결 부재(32)가 솔더 페이스트층, 에폭시 솔더 페이스트층 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 연결 부재(32)가 저온 솔더 페이스트층과 고온 솔더 페이스트층을 함께 포함할 수 있다. 그리고 절연 부재(34)는 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다.
그리고 제1 태양 전지(10a)의 제1 전극(142)에 연결된 제1 배선(22a)과 제2 태양 전지(10b)의 제2 전극(144)에 연결된 제2 배선(22b)은, 이와 교차하는 제1 방향(도면의 y축 방향)으로 길게 연장되는 연결 배선(24)에 중첩 및 연결된다. 이에 의하여 제1 태양 전지(10a)와 제2 태양 전지(10b)가 제2 방향(도면의 x축 방향)으로 직렬로 연결될 수 있다. 도면에서는 제1 및 제2 배선(22a, 22b)과 연결 배선(24)이 서로 별개로 형성되어 서로 전기적으로 연결된 것을 예시하였다. 이때, 제1 및 제2 배선(22a, 22b)과 연결 배선(24)은 도전성 물질층(도시하지 않음)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 도전성 물질층은 연결 부재(32)와 동일한 물질일 수도 있고 서로 다른 물질일 수도 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 연결 배선(24) 및 제1 및 제2 배선(22a, 22b)가 서로 이어진 일체의 구조로 형성될 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 태양 전지(10) 위에 위치하며 절연 물질을 포함하는 에지 부재(36)를 포함한다. 좀더 구체적으로, 에지 부재(36)는 배선재(22)와 이격 위치하면서 태양 전지(100)(또는 반도체 기판(10))의 가장자리 부근에서 배선재(22)와 평행한 제2 방향(도면의 x축 방향)으로 연장되는 제1 부분(362)을 포함할 수 있다. 이러한 에지 부재(36) 또는 제1 부분(362)은 균열(crack)의 전파에 따른 태양 전지(100)의 손상 또는 균열을 방지하는 역할을 한다.
좀더 구체적으로, 태양 전지 패널(10)이 위치한 환경에서 온도가 변화하게 되면 배선재(22)의 팽창 및 수축이 반복된다. 이때, 태양 전지(10)에 일정한 응력이 가해지는데, 이러한 응력에 의하여 균열이 전파되어 태양 전지(10)의 일부가 찢어질 수 있다. 특히, 불량이 아닌 반도체 기판(10)에도 미세한 치핑(chippin)이 균열로 존재하게 되는데, 이러한 치핑을 시작 지점으로 하여 균열이 전파될 수 있다. 이러한 찢어짐이 발생하면 태양 전지(10)가 외관 불량으로 판별될 수 있으며, 심할 경우에는 광전 변환 특성이 저하되는 등의 문제도 발생시킬 수 있다. 특히, 본 실시예에서와 같이 제1 및 제2 전극(142, 144) 및 배선재(22)가 태양 전지(10)의 일면에만 위치하는 구조에서는, 응력에 의한 균열 전파가 더 심각하게 나타날 수 있다. 이에 따라 본 실시예에서는 에지 부재(36)를 형성하여 균열이 전파되는 것을 방지하거나 균열이 전파되는 속도를 더디게 한다.
이때, 배선재(22)와 평행한 태양 전지(10)의 가장자리 부근에 위치한 균열에 배선재(22)의 팽창 및 수축에 의한 응력이 집중될 수 있는바, 에지 부재(36)가 적어도 배선재(22)와 평행한 방향으로 연장되는 제1 부분(362)을 포함하도록 할 수 있다. 이때, 제1 부분(362)이 배선재(22)와 평행한 양측 가장자리에 각기 대응하도록 하나씩 배치될 수 있다.
이러한 균열의 전파를 효과적으로 방지할 수 있도록 제1 부분(362)은 복수의 전극(142, 144)를 가로지르는 연속적인 라인 형상을 구비할 수 있다. 일 예로, 제1 부분(362)은 적어도 하나의 제1 전극(142) 및 적어도 하나의 제2 전극(144)을 가로질러 이들에 중첩(일 예로, 접촉)될 수 있다. 좀더 구체적으로, 제1 부분(362)은 배선재(22)와 평행한 방향으로 위치한 태양 전지(10)의 가장자리에 전체적으로 대응하도록 각기 길게 연장되어 복수의 전극(142, 144)에 중첩(일 예로, 접촉)될 수 있다. 일 예로, 제1 부분(362)이 복수의 전극(142, 144) 모두에 각기 중첩될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 제1 부분(362)은 제1 및 제2 전극(142, 144)이 위치하지 않은 부분에서는 절연막(즉, 후면 패시베이션막(140)) 위에 위치할 수 있다. 이때, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 부분(362)이 절연막에 형성된 컨택홀(140a)의 적어도 일부 또는 복수의 컨택홀(140a) 중 적어도 하나를 채우면서 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극(142, 144)은 제2 방향(도면의 x축 방향)에서 정밀하게 얼라인(align)되어야 하지만, 상대적으로 제1 방향(도면의 y축 방향)에서는 덜 정밀하게 얼라인된다. 이에 따라 제1 방향의 양측에 위치하여 제2 방향과 평행한 태양 전지(10)의 가장자리 부근에서 제1 및 제2 전극(142, 144)가 채우지 못한 컨택홀(140a)이 위치할 수 있다. 제1 부분(362)이 제1 및 제2 전극(142, 144)이 채우지 못한 컨택홀(140a)을 채울 수 있다. 이에 의하면 컨택홀(140a)이 도전형 영역(132, 134)을 노출한 상태로 남게 되는 것을 방지하여, 태양 전지(10)의 안정성을 향상할 수 있다.
그리고 에지 부재(36)는 태양 전지(10)의 다른 가장자리, 즉, 배선재(22)와 교차하는 방향으로 연장된 가장자리에서 제1 부분(362)과 교차하는 방향으로 형성되는 제2 부분(364)을 더 포함할 수 있다. 이때, 제2 부분(364)은, 제1 방향으로 연장된 가장자리에서 제1 방향을 따라 길게 이어지는 제1 에지부(364a)와, 제1 및 제2 방향과 경사진 제3 방향으로 형성되는 제2 에지부(364b)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 에지부(364a)는 제1 방향을 따라 길게 이어지는 태양 전지(10)의 가장자리에 전체적으로 대응하도록 길게 연장될 수 있다. 이때, 제1 에지부(364a)가 제1 방향을 따라 길게 이어지는 태양 전지(10)의 양측 가장자리에 각기 대응하도록 하나씩 배치될 수 있다. 제2 에지부(364b)는 제3 방향을 따라 이어지는 태양 전지(10)의 가장자리에 전체적으로 대응하도록 길게 연장될 수 있다. 이때, 제2 에지부(364b)가 제3 방향을 따라 길게 이어지는 태양 전지(10)의 가장자리(일 예로, 4개의 가장자리)에 각기 대응하도록 하나씩 배치될 수 있다. 이때, 제2 에지부(364b)는 제1 부분(362)과 제1 에지부(364a)를 연결할 수 있다.
이에 따라 에지 부재(36)가 태양 전지(10)의 전체 가장자리에 대응하여 연속적으로 형성되는 폐쇄 형상(closed shape)을 구비할 수 있다. 여기서, 폐쇄 형상이라 함은 끊어진 부분을 구비하지 않고 연속되어 형성되는 것을 의미할 수 있다. 이러한 에지 부재(36)는 태양 전지(10) 또는 반도체 기판(110)의 외곽 형상과 동일한 형상을 가지되, 에지 부재(36)의 외곽선으로 설정된 크기가 반도체 기판(110)의 외곽선으로 설정된 크기와 같거나 이보다 작을 수 있다.
제2 부분(364)(특히, 제1 에지부(362a))은 제1 및 제2 전극(142, 144)과 중첩되지 않고 제1 및 제2 전극(142, 144)과 이격하여 위치할 수 있다. 즉, 제2 부분(364)은 제1 및 제2 전극(142, 144) 중 가장 외측에 위치한 것과 태양 전지(10)의 가장자리 사이에 위치할 수 있다. 이에 의하여 제2 부분(364)을 구비하더라도 배선재(22)와 제1 및 제2 전극(142, 144)의 연결을 방해하지 않도록 할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 배선재(22)와 제1 및 제2 전극(142, 144)의 연결을 위한 부분을 제외한 부분에서 제2 부분(364)과 제1 및 제2 전극(142, 144)이 서로 중첩될 수도 있다.
그리고 제2 부분(364)은 배선재(22)와 중첩되는 부분을 구비할 수 있는데, 일 예로, 태양 전지(10)의 일측 가장자리에 위치한 제2 부분(364)은 제1 배선(22a)과 중첩되는 부분을 가지고 타측 가장자리에 위치한 제2 부분(364)은 제2 배선(22b)과 중첩되는 부분을 가진다. 이때, 제1 부분(364)은 태양 전지(10)와 배선재(22) 사이에 위치할 수 있다. 이에 의하여 제2 부분(364)을 구비하더라도 배선재(22)와 제1 및 제2 전극(142, 144)의 연결이 안정적인 구조로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
에지 부재(36)는 다양한 절연 물질로 구성될 수 있는데, 특히, 열 경화에 의하여 경화되어 일정 수준 이상의 강도 또는 경도를 가지는 절연 물질일 수 있다. 예를 들어, 에지 부재(36)는 수지를 포함할 수 있는데, 일 예로, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리올레핀, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 에지 부재(36)는 절연 부재(34)와 동일한 물질로 구성될 수 있다. 이에 의하면 에지 부재(36) 및 절연 부재(34)을 동일한 공정에서 함께 형성하여 제조 공정을 단순화할 수 있다. 이에 의하면 에지 부재(36)와 절연 부재(34)가 동일한 두께를 가질 수 있다.
또는, 에지 부재(36)가 절연 부재(34)와 다른 물질로 구성될 수 있다. 이 경우에는 에지 부재(36)는 절연 부재(34)보다 높은 열 경화도를 가지는 물질을 형성하여 높은 강도 또는 경도를 가지도록 할 수 있다. 그러면, 에지 부재(36)에 의한 균열 전파 방지 효과를 향상할 수 있다. 참조로, 열 경화도가 높은지 여부는 동일한 열을 제공하였을 때 경화되는 정도를 비교하여 판별할 수 있다. 그리고 절연 부재(34)가 에지 부재(36)보다 절연 특성이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 그러면, 배선재(22)와 연결되지 않아야 할 전극(142, 144)을 우수한 특성으로 절연할 수 있다. 또는, 절연 부재(34)가 에지 부재(36)보다 내열 특성이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 이에 의하면 배선재(22)와 전극(142, 144)의 접합 시 절연 부재(34)의 특성을 우수하게 유지할 수 있다. 일 예로, 에지 부재(36)가 열 경화도가 우수한 에폭시계 물질일 수 있고, 절연 부재(34)가 내열 특성 및 절연 특성이 우수한 우레탄계 물질일 수 있다. 특히, 에폭시계 물질은 인쇄에 의하여 쉽게 도포될 수 있는바, 에지 부재(36)의 제조 공정도 단순화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 의하면 에지 부재(36)와 절연 부재(34)가 동일한 두께를 가질 수도 있고 서로 다른 두께를 가질 수도 있다.
일 예로, 에지 부재(36)의 두께가 절연 부재(34)의 두께와 같거나 그보다 작을 수 있다. 절연 부재(34)는 일정한 두께만 형성되면 충분한 절연 특성을 나타낼 수 있는 반면, 에지 부재(36)는 두께가 커질수록 균열 방지 효과를 향상할 수 있기 때문이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 에지 부재(36)의 두께가 절연 부재(34)의 두께보다 작을 수도 있다.
그리고 에지 부재(36)의 선폭(W1, W2)은 배선재(22)의 선폭보다 작고 배선재(22)의 두께보다 클 수 있다. 에지 부재(36)의 선폭(W1, W2)이 작으면 에지 부재(36)에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있고, 에지 부재(36)의 선폭(W1, W2)이 크면 재료 비용이 증가하고 연결 부재(32) 등에 간섭할 수 있기 때문이다. 이때, 에지 부재(36)의 두께는 에지 부재(36)의 선폭(W1, W2)보다 작을 수 있다.
또는, 에지 부재(36)의 두께가 10㎛ 내지 40㎛일 수 있다. 에지 부재(36)의 두께가 40㎛를 초과하면, 재료 비용이 증가하고 에지 부재(36)에 의하여 휨(bowing) 현상이 발생할 수 있다. 에지 부재(36)의 두께가 10㎛ 미만이면, 에지 부재(36)에 의한 균열 전파 방지 효과가 충분하지 않을 수 있다. 그리고 에지 부재(36)의 선폭(W1, W2)이 0.3mm 내지 2mm 이하일 수 있다. 에지 부재(36)의 선폭(W1, W2)이 2mm를 초과하면 재료 비용이 증가하고 연결 부재(32) 등에 간섭할 수 있다. 에지 부재(36)의 선폭(W1, W2)이 0.3mm 미만이면, 에지 부재(36)에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있다.
이때, 제1 부분(362)의 선폭(W1)과 제2 부분(364)의 선폭(W2)은 서로 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 제1 부분(362)은 균열 전파 방지에 좀더 크게 기여하는 부분이므로 제1 부분(362)의 선폭(W1)이 제2 부분(364)의 선폭(W2)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(362)의 선폭(W1)이 0.8 내지 2mm일 수 있고, 제2 부분(364)의 선폭(W2)이 0.3 내지 0.6mm일 수 있다. 이러한 범위는 균열 전파 방지 효과, 재료 비용 등을 고려하여 한정된 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서 에지 부재(36)의 외곽선은 태양 전지(10)의 가장자리와 이격될 수도 있고 태양 전지(10)의 가장자리를 중첩하도록 위치할 수 있다. 이때, 얼라인 오차 등을 고려하여 에지 부재(36)를 태양 전지(10) 위에 안정적으로 형성할 수 있도록, 에지 부재(36)의 외곽선이 태양 전지(10)의 가장자리가 이격될 수 있다. 일 예로, 에지 부재(36)와 태양 전지(10)의 가장자리 사이의 거리가 0.5mm 이내(예를 들어, 0.2 내지 0.5mm)일 수 있다. 상술한 거리가 0.5mm를 초과하면, 연결 부재(32) 등에 간섭할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
이러한 에지 부재(36)는, 배선재(22)를 부착하는 공정 이전에, 절연 부재(34)와 동일한 공정 또는 다른 공정에 의하여 형성될 수 있다. 에지 부재(36) 또는 절연 부재(34)는 인쇄, 코팅 등의 다양한 방법에 의하여 태양 전지(10) 위에 도포될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 에지 부재(36)를 구비하여 태양 전지(10)의 사용 시에 발생할 수 있는 균열의 전파를 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(10)의 장기 신뢰성 및 안정성을 향상할 수 있다.
도면에서는 에지 부재(36)가 절연 부재(34)와 이격되어 위치한 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전극(142, 144)과 배선재(22)의 연결을 방지하지 않는 부분에서는 에지 부재(36)와 절연 부재(34)가 서로 중첩되거나 서로 연결되는 부분을 구비할 수도 있다. 특히, 태양 전지(10)의 가장자리 부분에 위치한 절연 부재(34)가 에지 부재(36)와 중첩 또는 연결될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지를 상세하게 설명한다. 상술한 설명과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다. 그리고 상술한 실시예 또는 이를 변형한 예와 아래의 실시예 또는 이를 변형한 예들을 서로 결합한 것 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 부분 후면 평면도이다. 명확하고 간략한 도시를 위하여 도 6에서는 태양 전지 패널에 포함된 두 개의 태양 전지와 배선재, 연결 배선, 절연 부재, 연결 부재 및 에지 부재를 개략적으로 도시하였다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에서 에지 부재(36)가 배선재(22)와 이격하며 배선재(22)와 평행한 제2 방향(도면의 x축 방향)으로 연장된 가장자리 부근에서 길게 이어지는 제1 부분(362)만을 구비한다. 이에 따라 배선재(22)와 교차하는 방향으로 연장된 가장자리 부근에 위치하는 제2 부분(도 4의 참조부호 364)이 구비되지 않는다. 이에 의하면 균열 전파에 큰 영향을 미치는 제1 부분(362)만을 구비하여 재료 비용을 절감할 수 있다. 도면에서는 제1 및 제2 에지부(364a, 364b)를 모두 구비하지 않는 것을 도시하였으나, 제1 및 제2 에지부(364a, 364b) 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
도 4의 실시예에서는 제1 부분(362)이 일자 형상을 가지도록 길게 이어지는 것을 예시하였다. 이와 달리 본 실시예에서는 제1 부분(362)이 굴곡부(362a)를 구비한다. 태양 전지(10)의 가장자리에는 태양 전지(10)와 배선재(22) 또는 태양 전지(10)와 다른 구성과의 얼라인을 위한 얼라인 마크(align mark)(38)가 위치할 수 있다. 이에 따라 제1 부재(362)가 얼라인 마크(38)를 가리지 않게 얼라인 마크(38)와 이격되도록 내부 방향 또는 외부 방향으로 돌출되는 굴곡부(362a)를 구비할 수 있다. 도면에서는, 일 예로, 굴곡부(362a)가 내부 방향으로 돌출되어 배선재(22)와 얼라인 마크(38) 사이에 위치한 것을 예시하였다. 이러한 굴곡부(362a)는 도 4 및 도 7에 도시된 실시예의 제1 부분(362) 및 제2 부분(364) 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. 또는, 에지 부재(36)가 일자 형상으로 형성되어도 얼라인 마크(38)와 겹치지 않는 위치에 위치할 수 있는 경우에는 에지 부재(36)가 일자 형상을 가질 수도 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 부분 후면 평면도이다. 명확하고 간략한 도시를 위하여 도 7에서는 태양 전지 패널에 포함된 두 개의 태양 전지와 배선재, 연결 배선, 절연 부재, 연결 부재 및 에지 부재를 개략적으로 도시하였다.
도 7을 참조하면, 본 실시에에서는 배선재(22)을 태양 전지(10)에 안정적으로 고정하는 접착 부재(40)를 더 포함한다. 접착 부재(40)는 배선재(22)이 배치된 반도체 기판(110)의 표면, 일례로, 후면에 위치한다. 좀더 구체적으로, 반도체 기판(110), 그리고 제1 및 제2 전극(142, 144), 배선재(22), 연결 부재(32) 및 절연 부재(34) 위에 위치(일 예로, 접촉)하여 태양 전지 패널(100)의 제조 공정 중에 배선재(22)을 태양 전지(10) 위에 가고정하는 역할을 한다. 즉, 접착 부재(40)는 배선재(22)를 제1 및 2 전극(142, 144) 각각에 열처리 공정을 통하여 접속시키는 태빙 공정이나 라미네이션 공정 전에, 배선재(22)를 태양 전지(10)의 후면에 배치시킨 상태에서 배선재(22)가 움직이지 않도록 임시로 고정시키는 기능을 한다.
이러한 접착 부재(40)는 절연 물질로 구성될 수 있다. 이때, 접착 부재(40)가 베이스 필름의 표면에 접착층이 도포된 절연성 테이프 형태를 가지면, 간단한 공정에 의하여 접착 부재(40)를 이용하여 임시로 배선재(22)를 고정할 수 있다. 여기서, 베이스 필름으로는 수지, 예를 들어, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 (PET, polyethylene terephthalate) 또는 폴리 이미드(PI, polyimide) 등을 사용할 수 있으며, 접착층은 아크릴, 실리콘 또는 에폭시 등을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 에지 부재(36)와 함께 접착 부재(40)가 위치하면 균열의 전파를 좀더 효과적으로 방지할 수 있다.
일 예로, 접착 부재(40)는 배선재(22)와 교차하는 제1 방향(도면의 y축 방향)으로 길게 이어지며, 이와 교차하는 제2 방향에서 서로 이격되도록 복수 개 구비될 수 있다. 그리고 각 접착 부재(40)는 복수의 전극(142, 144) 위에 위치하는 것을 예시하였다. 이에 의하여 복수 개의 배선재(22)를 안정적으로 고정할 수 있다.
이때, 접착 부재(40)는 에지 부재(36)와 이격되어 위치할 수 있다. 이는 에지 부재(36)가 태양 전지(10)의 가장자리에 인접하여 형성되므로 얼라인 시 공차 등을 고려하여 접착 부재(40)의 위치를 정하였기 때문이다. 즉, 이에 의하면 접착 부재(40)가 안정적으로 태양 전지(10)가 위치한 부분에 안정적으로 위치할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 접착 부재(40)의 일부가 에지 부재(36)에 중첩하여 위치할 수도 있다.
도 7에서는 에지 부재(36)가 도 4와 동일한 형상을 가지는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 에지 부재(36)가 도 6, 도 8 및 도 9과 동일한 형상을 가질 수도 있고, 또는 그 외의 다른 형상을 가질 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 부분 후면 평면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에서 일측 가장자리를 기준으로 제1 부분(362)이 복수 개 구비될 수 있다. 그러면, 복수의 제1 부분(362)에 의하여 균열의 전파를 좀더 효과적으로 방지할 수 있다. 복수의 제1 부분(362)은 서로 동일한 두께, 선폭 등을 가질 수도 있고, 서로 다른 두께, 선폭 등을 가질 수도 있다.
이때, 각 제1 부분(362)에 단선부(S)가 구비될 수 있는데, 복수의 제1 부분(362)에서 단선부(S)는 제2 방향(도면의 x축 방향)으로 볼 때 서로 겹치지 않도록 위치할 수 있다. 즉, 하나의 제1 부분(362a)에서 단선부(S)가 위치한 부분을 포함하도록 다른 하나의 제1 부분(362b)이 위치할 수 있다. 도면에 도시한 바와 같이 하나의 제1 부분(362a)의 단선부(S)가 위치한 부분에 대응하여 다른 하나의 제1 부분(362b)이 부분적으로 위치할 수 있다. 이와 같이 단선부(S)를 구비하면 제1 부분(362)을 복수로 형성하더라도 제1 부분(362)의 면적을 줄여 재료 비용을 절감할 수 있다. 그리고 단선부(S)를 구비하더라도 복수의 제1 부분(362)에 의하여 제2 방향에서 전체적으로 제1 부분(362)이 위치하도록 하여 균열의 전파를 효과적으로 방지할 수 있다. 일 예로, 제1 부분(362)이 제1 방향(도면의 y축 방향)에서 두 개 위치하여 제1 부분(362)의 개수를 최소화하면서 복수의 제1 부분(362)에 의한 효과를 최대화할 수 있다.
이에 대해서는 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 제1 부분(362)이 복수로 구비되더라도 단선부(S)를 구비하지 않을 수 있으며, 제1 부분(362)의 일부에 단선부(S)를 구비하더라도 제1 부분(362)이 하나만 구비될 수도 있다. 또한, 제1 부분(362)이 아닌 제2 부분(364) 또는 후술할 실시예의 제3 부분(366)이 단선부(S)를 구비하거나, 및/또는 복수의 제2 부분(364) 또는 복수의 제3 부분(366)을 포함할 수도 있다. 또한, 도면에서는 제1 방향의 일측에 위치한 제1 부분(362)만이 상술한 구조를 가지는 것을 도시하였으나, 제1 방향의 양측에 위치한 제1 부분(362)이 상술한 구조를 가질 수도 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널의 부분 후면 평면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에서는 에지 부재(36)가 태양 전지(10)의 내부 부분을 가로지르는 제3 부분(366)을 더 포함한다. 제3 부분(366)은 제2 방향(도면의 x축 방향)을 따라 배선재(22)와 평행한 방향으로 위치할 수 있으며 배선재(22)와 이격되어 위치할 수 있다. 이러한 제3 부분(366)에 의하여 균열 전파를 방지하는 효과를 크게 향상할 수 있다.
좀더 구체적으로는, 제3 부분(366)이 이웃한 두 개의 배선재(22)(즉, 제1 배선(22a)과 제2 배선(22b)) 사이에서 길게 이어지는 형상으로 각기 하나씩 위치할 수 있다. 이러한 제3 부분(366)은 양측에 위치한 제2 부분(364)(즉, 제1 에지부(364a) 또는 제2 에지부(364b))에 각기 연결되어 일종의 브릿지(bridge) 부분과 같은 형상을 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제3 부분(366)이 이웃한 두 개의 배선재(22) 사이에 복수 개 위치할 수도 있고, 제3 부분(366)이 이웃한 두 개의 배선재(22) 사이 중 일부에만 위치할 수도 있고, 제3 부분(366)이 제2 부분(364)에 연결되지 않고 제2 부분(364)과 이격되어 부분적으로 위치할 수도 있다.
이때, 제3 부분(366)의 두께 및 선폭에 대해서는 상술한 실시예의 에지 부재(36)의 두께 및 선폭에 관련된 내용이 그대로 적용될 수 있다. 다만, 제3 부분(366)이 태양 전지(10)의 내부 부분을 지나므로 제3 부분(366)의 선폭은 제1 및 제2 부분(362, 362)의 선폭보다 같거나 이보다 작을 수 있다. 특히, 제3 부분(366)의 선폭은 제1 및 제2 부분(362, 362)의 선폭보다 작을 수 있다. 일 예로, 그리고 제3 부분(366)의 선폭이 0.2mm 내지 1.3mm 이하일 수 있다. 제3 부분(366)의 선폭이 1.3mm를 초과하면 재료 비용이 증가하고 배선재(22) 등에 간섭할 수 있다. 제3 부분의 선폭(W3)이 0.2mm 미만이면, 제3 부분(366)에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있다.
이때, 제3 부분(366)은 연결 부재(32)와는 이격될 수 있다. 그리고 제3 부분(366)은 도면에서와 같이 절연 부재(34)와는 이격될 수도 있고, 다른 예로, 제3 부분(366)과 절연 부재(34)가 서로 연결되거나 일부가 중첩될 수도 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 설명에서는 태양 전지(10)가 후면 쪽에 제1 및 제2 전극(142, 144)이 위치하는 후면 전극 구조를 가지는 경우를 예시하였다. 그러나 본 발명이 태양 전지(10)의 구조에 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 전극(142, 144)이 서로 반대면에 위치한 태양 전지(10)에 적용될 수도 있다.
즉, 상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 태양 전지 패널
10: 태양 전지
110: 반도체 기판
120: 제어 패시베이션막
132: 제1 도전형 영역
134: 제2 도전형 영역
142: 제1 전극
144: 제2 전극
20: 배선부
22: 배선재
24: 연결 배선
26: 버스바 배선
32: 연결 부재
34: 절연 부재
36: 에지 부재
362: 제1 부분
364: 제2 부분
364a: 제1 에지부
364b: 제2 에지부

Claims (20)

  1. 태양 전지;
    상기 태양 전지를 다른 태양 전지와 전기적으로 연결하는 배선재; 및
    상기 태양 전지 위에 위치하며 절연 물질을 포함하는 에지 부재
    를 포함하고,
    상기 에지 부재가 상기 배선재와 평행한 상기 태양 전지의 가장자리에 인접한 상기 배선재의 외측에서 상기 배선재와 이격되면서 상기 배선재와 평행한 방향으로 연장되는 제1 부분을 포함하고,
    상기 태양 전지는 서로 평행한 부분을 포함하는 복수의 전극을 포함하고,
    상기 제1 부분이 상기 복수의 전극 위에서 상기 복수의 전극과 중첩되도록 상기 복수의 전극을 가로지르며,
    상기 복수의 전극은 동일한 면에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 배선재는 상기 제1 전극에 연결되는 제1 배선재와 상기 제2 전극에 연결되는 제2 배선재를 포함하고,
    상기 제1 배선재와 상기 제2 전극 사이 및 상기 제2 배선재와 상기 제1 전극 사이에 위치하는 절연 부재를 더 포함하고,
    상기 에지 부재가 상기 절연 부재와 다른 물질로 구성되며,
    상기 에지 부재는 상기 절연 부재보다 높은 열 경화도를 가지고,
    상기 절연 부재가 상기 에지 부재보다 내열 특성 또는 절연 특성이 우수한 태양 전지 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분이 상기 복수의 전극을 가로지르는 라인 형상을 가지는 태양 전지 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 복수의 제1 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극이 복수의 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 부분이 상기 복수의 제1 전극 중 적어도 하나 및 상기 복수의 제2 전극 중 적어도 하나를 가로지르는 태양 전지 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 배선재와 평행한 상기 태양 전지의 가장자리에 전체적으로 대응하도록 길게 연장되거나, 상기 태양 전지의 일 가장자리에서 복수로 위치하는 태양 전지 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에지 부재는 상기 배선재와 교차하는 방향으로 위치하는 상기 태양 전지의 다른 가장자리에 인접한 상기 전극의 외측에서 상기 제1 부분과 교차하는 방향으로 형성되는 제2 부분을 더 포함하는 태양 전지 패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 부분의 선폭이 상기 제2 부분의 선폭보다 큰 태양 전지 패널.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 부분은, 상기 제1 부분과 직교하는 제1 에지부 및 상기 제1 부분과 경사진 제2 에지부 중 적어도 하나를 포함하는 태양 전지 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 에지부는 상기 복수의 전극의 상기 평행한 부분과 중첩되지 않고 이에 이격되는 태양 전지 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배선재가 복수로 구비되며,
    상기 에지 부재는 상기 태양 전지의 내부 부분을 지나도록 상기 복수의 배선재 중 인접한 두 개의 배선재 사이에서 상기 배선재에 평행하는 방향으로 위치하는 제3 부분을 더 포함하는 태양 전지 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 에지 부재가 상기 태양 전지의 전체 가장자리에 대응하여 연속적으로 형성되는 폐쇄 형상(closed shape)을 구비하는 태양 전지 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 에지 부재가 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리올레핀, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 태양 전지 패널.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 에지 부재의 두께가 상기 절연 부재의 두께와 같거나 그보다 작은 태양 전지 패널.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 에지 부재가 상기 절연 부재와 동일한 물질로 구성되는 태양 전지 패널.
  15. 삭제
  16. 제1항에 있어서,
    상기 에지 부재가 에폭시계 물질을 포함하고,
    상기 절연 부재가 우레탄계 물질을 포함하는 태양 전지 패널.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 에지 부재의 선폭이 상기 배선재의 선폭보다 작고 상기 배선재의 두께보다 큰 태양 전지 패널.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 에지 부재의 두께가 10㎛ 내지 40㎛이고,
    상기 에지 부재의 선폭이 0.3 내지 2mm이고,
    상기 에지 부재와 상기 태양 전지의 가장자리 사이의 거리가 0.5mm 이내인 태양 전지 패널.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지는 일면에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 함께 위치하는 반도체 기판, 그리고 상기 반도체 기판의 일면 위에서 적어도 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하며 상기 제1 및 제2 전극과의 연결을 위한 컨택홀을 구비하는 절연막을 포함하고,
    상기 에지 부재가 상기 절연막 위에서 상기 컨택홀의 적어도 일부를 채우는 태양 전지 패널.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지 및 상기 배선재 위에 위치하여 상기 배선재를 상기 태양 전지에 고정하는 접착 부재를 더 포함하고,
    상기 접착 부재가 상기 에지 부재와 이격되는 태양 전지 패널.
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