KR101890291B1 - 태양 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에서는 반도체 기판, 상기 반도체 기판에 제1 방향으로 제1 간격을 이루며 이웃한 것과 나란하게 배열된 제1 핑거 전극, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되어 상기 제1 핑거 전극을 서로 연결시키며, 이웃한 것과 상기 제1 간격보다 큰 제2 간격을 이루며 떨어져 있는 제1 버스바 전극을 포함하고, 상기 제1 버스바 전극은, 상기 제1 방향으로 길게 형성된 제1 버스부와, 상기 제1 버스부에서 상기 제1 간격보다 좁은 제3 간격을 이루며 떨어져 있는 제2 버스부를 포함하는 태양전지를 개시한다.

Description

태양 전지{SOLAR CELL}
본 발명은 태양 전지에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 태양전지를 절단하기 쉽도록 개선한 태양전지에 관한 것이다.
일반적인 태양전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비해 만들어진다. 이 같은 구성의 태양전지는 여러 장을 연결시켜 만든 태양전지 모듈을 이용해 발전하고 전력을 얻는다.
태양전지의 발전 효율을 좋게 하기 위한 하나의 방법으로 규격화된 태양전지, 예로 의사 사각형(Pseudo square type) 반도체 기판을 사용한 156 × 156(mm) 사이즈의 태양전지 하나를 여러 개로 분할해 컷 셀을 만들고, 이 컷 셀들을 모아 연결시켜 만든 슈퍼 셀이 제안되었다. 이처럼 컷 셀로 태양전지 모듈을 구성하는 이유는 출력 손실을 줄일 수 있기 때문이다. 출력 손실은 태양 전지에서 전류의 제곱에 저항을 곱한 값을 가지는데, 태양 전지의 전류 중에는 태양 전지의 면적 자체에 의하여 발생되는 전류가 있어, 태양 전지의 면적이 커지면 해당 전류도 커지고 태양 전지의 면적이 작아지면 해당 전류도 작아지게 된다. 따라서, 태양전지의 면적이 줄어들수록 출력 손실이 줄어들게 된다.
한편, 태양전지를 분할하기 위해서 스크라이빙 공정이 실시되는데, 스크라이빙 공정은 태양전지의 표면에 레이저를 조사해 홈을 형성하는 일련의 과정을 말한다. 그런데 스크라이빙 공정에서 태양전지의 표면에 레이저를 조사할 때, 태양전지의 전면과 후면, 또는 후면에 각각 전극이 형성되어 있어 전극에 레이저가 쏘여지게 되면, 레이저의 높은 열로 인해 레이저가 맞은 부분은 일시적으로 용융되었다 굳어지면서 전극이 원치 않게 기판과 션트(shunt)가 되는 문제가 발생한다.
본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 태양전지를 쉽게 분할할 수 있도록 전극의 모양을 개선하는데 있다.
본 발명은 이외에도 다양한 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는데, 여기서 기재되어 있지 않은 과제들은 본 발명을 설명하면서 같이 설명이 되거나, 아니면 당업자라면 본 발명의 설명을 통해 쉽게 예측할 수가 있다.
본 발명의 실시예에서는 반도체 기판, 상기 반도체 기판에 제1 방향으로 제1 간격을 이루며 이웃한 것과 나란하게 배열된 제1 핑거 전극, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되어 상기 제1 핑거 전극을 서로 연결시키며, 이웃한 것과 상기 제1 간격보다 큰 제2 간격을 이루며 떨어져 있는 제1 버스바 전극을 포함하고, 상기 제1 버스바 전극은, 상기 제1 방향으로 길게 형성된 제1 버스부와, 상기 제1 버스부에서 상기 제1 간격보다 좁은 제3 간격을 이루며 떨어져 있는 제2 버스부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지는 버스바 전극이 나눠져 있어 버스바 전극이나 핑거 전극으로 레이저가 조사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 컷 셀의 전면과 후면에 각각 패드가 좌우 대칭하게 위치하고 있어, 컷 셀을 스트링할 때 패드의 위치에 관계없이 컷 셀을 스트링할 수 있는 편리함이 있다.
도 1은 컷 셀로 만들어진 태양전지 모듈의 개략적인 평면 모습을 보여준다.
도 2는 도 1의 단면 모습을 보여준다.
도 3은 모 셀을 전달하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A′선에 따른 단면 모습을 보여준다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지로 제1 면을 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 "A" 부분을 확대해서 보여주는 도면이다.
도 7은 패드부가 선택적으로 형성되는 것을 보여주는 도면이다.
도 8과 도 9는 각각 도 5의 "B" 및 "C" 부분을 확대해서 보여주는 도면이다.
도 10은 버스바 전극이 버스라인으로만 이뤄진 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 도 5에 도시한 태양전지를 절단해 만든 컷 셀을 보여주는 도면이다.
도 12 내지 도 14는 태양전지의 제2 면에 형성된 제2 전극의 다양한 실시예를 보여주는 평면도이다.
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 간단히 하거나 생략될 수 있다. 또한, 도면에서 도시하고 있는 다양한 실시예들은 예시적으로 제시된 것이고, 설명의 편의를 위해 실제 축척에 맞춰 도시되지 않을 수 있고. 형상이나 구조 역시 단순화해서 도시될 수 있다.
도 1은 컷 셀로 만들어진 태양전지 모듈의 개략적인 평면 모습이고, 도 2는 도 1의 단면 모습을 보여준다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 태양전지 모듈은 이웃한 컷 셀(10) 일부를 겹쳐 배열하고, 겹쳐진 부분에서 이웃하고 있는 컷 셀(10)이 전기적으로 연결된 구성을 갖는다.
컷 셀(10)은 전기적 연결을 위해 패드부(11)를 더 포함해 구성될 수 있다. 패드부(11)는 이웃하고 있는 두 컷 셀이 겹쳐지는 부분에 대응하게 위치하며, 각 컷 셀(10)의 전극에 전기적으로 연결되어 있다. 패드부(11)는 컷 셀(10)의 제1 면(101)에 위치하는 제1 패드부(111)와 제2 패드부(113), 그리고 컷 셀(10)의 제2 면(103)에 위치하는 제3 패드부(115)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 면(101)은 컷 셀(10)로 빛이 입사되는 전면 또는 반대면인 후면 중 어느 하나로, 태양전지의 구조에 따라 제1 면(101)은 전면이 될 수도, 후면이 될 수도 있다. 제2 면(103)은 제1 면(101)에 의해 결정되며, 제1 면(101)이 전면이면 제2면(103)은 후면이고, 제1 면(101)이 후면이면 제2 면(103)은 전면이 될 수 있다.
제1 패드부(111)와 제2 패드부(113)는 컷 셀(10)의 제1 면 상에 위치하고, 제3 패드부(115)는 컷 셀(10)의 제2 면상에 위치한다. 제1 패드부(111)와 제2 패드부(113)는 컷 셀(10)의 제1 면 상에서 일정 거리 떨어져, 제1 패드부(111)는 컷 셀(10)의 단부 중 어느 한 쪽에 제2 패드부(113)는 다른 단부에 각각 위치할 수 있다. 제3 패드부(115)는 제1 패드부(111) 또는 제2 패드부(113) 중 어느 하나와 마주하는 곳에 위치할 수 있고, 제3 패드부(115)는 모든 컷 셀에서 마주하는 패드부는 동일하다. 일 예로, 제3 패드부(115)는 제1 패드부(111)하고만 또는 제2 패드부(113)하고만 마주하는 곳에 위치할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2를 통해서는 컷 셀(10)의 제2 면(103)에 제3 패드부(115)만 형성되는 것을 설명하고 도시하였으나, 제3 패드부(115)에서 일정 거리 떨어져 위치하는 제4 패드부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우에, 제3 패드부(115)는 제1 또는 제2 패드부(111, 113)과 마주하고, 제4 패드부는 다른 나머지와 마주하는 곳에 위치할 수 있다.
이웃하고 있는 두 컷 셀은 서로의 패드부가 겹쳐지도록 위치하고, 도전성 접착제에 의해 이 두 패드부는 솔더링(soldering)될 수 있다. 다른 형태로, 패드부와 패드부를 전기적으로 연결하는 인터커넥터가 이용될 수 있고, 패드부(11)를 사용하지 않고 인터커넥터를 이용해서 전극을 바로 연결시키거나, 또는 전극을 접촉시켜 직접적으로 연결하는 것도 가능하다.
바람직한 한 형태에서, 전극과 패드는 은(Ag)과 같은 금속 물질로 형성될 수 있고, 동일한 금속 물질 또는 다른 금속 물질로 형성될 수 있다. 일 예로 전극과 패드는 동일한 공정을 통해 만들어져 같은 물질로 형성되거나, 패드부 사이의 높은 결합력을 얻기 위해 패드부는 도전성 접착제(또는, 인터커넥터)에 잘 접합이 될 수 있도록 도전성 접착제(또는, 인터커넥터)에 포함된 솔더 물질중 적어도 하나와 동일한 금속 물질을 포함해 구성될 수 있다.
컷 셀(10)은 도 3 및 도 4에서 예시하는 바처럼, 규격화된 태양전지(이하, 모 셀)(1), 예로 사각형 웨이퍼(square type)를 사용한 156 × 156(mm) 사이즈의 태양전지 하나를 다수로 분할해 만들 수 있는데 도면에서는 하나의 태양전지가 4개로 분할된 것을 예시한다. 또한 도면에서는 모 셀(1)이 사각 형상을 갖는 것을 예시하나, 이에 한정되는 것은 아니고 의사 사각형 웨이퍼(Pseudo square type)를 사용한 태양전지 역시 포함될 수가 있다. 분할에 사용되는 모 셀(1)은 전기 발전에 필요한 구성인 결정질 실리콘 반도체(예로, 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 단결정 실리콘등)로 이뤄진 반도체 기판, 반도체 기판과 p-n 접합을 이루는 에미터, 후면전계부, 패시베이션막, 전하를 수집하는 전극들 등을 모두 포함해 이미 구성된 것으로, 도면들에서는 설명의 편의를 위해서 생략하였다. 이 모 셀(1)은 특별한 제한 없이 다양한 종류의 태양전지, 예를 들어, 이종접합 태양전지, 양면 수광형 태양전지, 후면 접촉형 태양전지, 에미터 또는 후면 전계부 중 적어도 하나는 금속 산화물로 만들어진 태양전지와 같이 현재까지 개발된 다양한 형태의 태양전지가 이용될 수 있다.모 셀(1)은 스크라이빙 선(L1, L2, L3)을 따라 레이저를 조사해 분할될 수 가 있다
레이저는 모 셀(1) 중 빛을 받는 수광면의 반대면에 조사되는 것이 바람직하다. 레이저를 모 셀(1)에 조사하는 경우, 레이저에 의해 태양전지의 표면이 용융되었다 식으면서 분할 홈을 형성한다. 그런데, 이때 레이저의 높은 열로 인해 분할 홈 형성 주변이 같이 열에너지를 받게 되고, 이 과정에서 안정화된 결합을 이루고 있던 실리콘(Si) 사이의 결합이 깨지면서 재결합 사이트(recombination site)가 늘어나게 된다. 때문에, 레이저가 태양전지에 조사될 때, 모 셀(1)의 수광면보다는 반대면에 조사되는 것이 바람직하다.
또한, 레이저(LA)는 바람직하게 pn 접합을 이루는 영역을 벗어나 조사되는 것이 바람직하다. 주지하는 바처럼, 태양전지(1)는 반도체 기판과 에미터 사이의 pn 접합에 의해 전기를 생산한다. 그런데, 에미터가 형성된 영역에 레이저가 조사되면, 레이저에 의해 pn 접합 영역이 손상되므로 태양 전지의 발전 효율이 떨어질 수 밖에 없다.
일 예로, 에미터가 태양전지(1)의 전면에 형성되고, 이에 맞춰 전극이 태양전지의 전면과 후면에 나눠 형성된 일반적 구조의 태양전지에서, 레이저는 에미터가 형성되지 않은 태양전지의 후면에 조사될 수 있다.
그리고, 에미터와 후면 전계부(BSF)가 모두 반도체 기판의 후면에 형성된 후면 접촉형 태양전지에서, 레이저는 수광면의 반대면인 후면으로 조사되나, 에미터가 형성된 영역을 벗어나도록 조사될 수 있다.
이처럼, 레이저는 캐리어가 생산되는 pn 접합을 벗어난 위치로 조사해서 태양전지의 발전 효율이 줄어드는 것을 방지한다.
스크라이빙 선(L1, L2, L3)을 따라 레이저가 조사됨에 따라, 태양전지(1) 중 레이저가 조사된 면(13)으로는 분할 홈(SH)이 스크라이빙 선(L1, L2, L3)을 따라서 만들어진다. 여기서, 스크라이빙 선(L1, L2, L3)은 태양전지(1)을 분할하기 위해서 레이저가 태양전지에 조사되는 방향을 알려주는 가상의 선이다. 레이저는 바람직한 형태에서 레이저에 의한 손상(damage)을 줄이기 위해 펄스 타입 레이저가 이용될 수 있다. 펄스 타입 레이저는 펄스에 동기화해 레이저가 조사되므로, 레이저가 태양전지(1)를 스캔하는 동안 연속적으로 조사되지 않고 간헐적으로 조사가 되기 때문에 레이저가 연속적으로 조사되는 선형 레이저보다 태양전지에 가해지는 열적 손상을 줄일 수 있다. 또한, 바람직하게 레이저는 각각의 스크라이빙 선(L1, L2, L3)을 따라 1회 조사되어 분할 홈(SH)을 형성하는 것보다는 수 회로 나눠 조사되는 것이 바람직하고, 조사 횟수는 레이저의 세기, 분할 홈(SH)의 깊이(D1) 등을 고려해서 조절될 수 있다. 이에 의하면, 레이저의 세기를 줄여 레이저를 조사할 수 있어, 스크라이빙 과정에서태양전지에 가해지는 손상을 효과적으로 줄일 수 있다.
분할 홈(SH)의 깊이(D1)는 바람직한 한 형태에서 태양전지(1)의 두께(T1) 대비 50% ∼ 70% 인 것이 바람직하다. 분할 홈(SH)이 형성된 후에, 태양전지(1)는 물리적인 힘을 받아 다수의 컷 셀로 분할된다. 그런데, 분할 홈(SH)의 깊이(D1)가 50% 보다 작으면 분할 홈(SH)을 따라 태양전지가 나눠지지 못하고, 크랙과 같은 결함이 태양전지에 발생할 수가 있다. 그리고, 분할 홈(SH)의 깊이(D1)가 70% 이상이 되면, 태양전지에 전달되는 열적 스트레스가 높아져 태양전지의 효율을 떨어트릴 수 있다. 도시된 바에 따르면, 컷 셀(10)은 정사각형 모양의 태양전지(1)로부터 만들어지므로, 장변과 단변을 갖는 대략 직사각형 형상을 갖는다. 바람직한 형태에서, 컷 셀(10)은 장변이 겹쳐지도록 배열되며, 겹쳐진 영역(11a)에 각 컷 셀(10)의 패드부(115)가 위치해 도전성 접착제를 사이에 두고 서로 맞닿아 솔더링된다. 이때, 도전성 접착제는 모 셀(1)을 컷 셀(10)로 분할 한 후에 컷 셀(10)을 서로 겹쳐 배열하기 전에 패드부(115)에 도포되거나, 컷 셀로 분할되기 전 모 셀에 도포되는 것도 가능하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지를 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지로 제1 면을 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 "A" 부분을 확대해서 보여주는 도면이다. 상술한 바처럼 태양전지(1)의 제1 면(101)은 전면 또는 후면 중 하나이다. 태양전지(1)의 제1 면(101) 위로는 제1 전극(40)이 형성되어 있다.
제1 전극(40)은 제1 방향(도면의 y축 방향)으로 제1 간격(D1)을 이루며 이웃한 것과 나란하게 배열된 제1 핑거 전극(44)과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향(도면의 x축 방향)으로 형성되어 상기 제1 핑거 전극(44)을 서로 연결시키며 이웃한 것과 상기 제1 간격(D1)보다 큰 제2 간격(D2)을 이루며 떨어져 있는 제1 버스바 전극(42)을 포함할 수 있다.
바람직하게 제1 핑거 전극(44)은 60(um) 전후의 선폭을 가지며, 제1 핑거 전극(44) 사이의 거리인 피치는 제1 간격(D1)과 동일하고, 0.5(mm) ∼ 3(mm) 전후의 값을 가질 수 있다. 여기서 설명하는 선폭과 피치는 일반적인 범위를 제시하며, 다양한 변수, 예로, 선폭은 전극을 제조하는 방법, 전극의 형성 물질 등을 변수로 조정될 수가 있고, 피치는 선폭, 형성물질 등을 변수로 조정될 수 있다.
제1 버스바 전극(42)은 제1 방향에서 이웃하고 있는 제1 핑거 전극(44) 사이를 연결하고 있다. 제1 버스바 전극(42)은 상기 제1 방향으로 길게 형성된 제1 버스부(42a)와, 상기 제1 버스부(42a)에서 상기 제1 간격(D1)보다 좁은 제3 간격(D3)을 이루며 떨어져 있는 제2 버스부(42b)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 버스바 전극(42)의 내측으로는 제1 방향으로 긴 직선 모양의 개구(51)가 형성될 수 있다. 바람직한 한 형태에서, 개구(51)의 폭에 해당하는 제3 간격(D3)은 제1 핑거 전극(44)의 선폭보다는 크고 제1 핑거 전극(44)의 피치(D1)보다는 작은 것이 바람직하다.
개구(51)의 폭(D3)이 제1 핑거 전극(44)의 선폭보다 작게 되면, 제1 버스부(42a)와 제2 버스부(42b) 사이의 간격이 너무 작아 스크라이빙 선(L1, L2. L3)을 따라 레이저를 조사했을 때 제1 버스부(42a)나 제2 버스부(42b) 중 적어도 하나로 레이저가 조사될 수 있어 바람직하지 못하다. 또한, 개구(51)의 폭(D3)이 핑거 전극(44)이 피치(D1)보다 크면, 제1 버스부(42a)와 제2 버스부(42b) 사이의 간격이 너무 벌어져, 제1 면(101)으로 제1 전극(40)이 형성되는 면적이 줄어 바람직하지 못하다. 바람직하게 개구(51)의 폭(D3)은 250(um) ∼ 500(um)이나, 스크라이빙 공정에서 사용되는 레이저에 따라 개구(51)의 폭은 변경될 수 있다.
이처럼 제1 버스부(42a)와 제2 버스부(42b) 사이로 개구(51)가 형성됨에 따라 테양진지(1)에 레이저를 조사할 때 이 개구(51)를 따르는 스크라이빙 선(L1 ∼ L3)에 맞춰 레이저를 조사할 수가 있고, 결과적으로 레이저를 태양전지(1)에 조사할 때 레이저가 제1 전극(40)에 조사되는 것을 방지할 수가 있다.
제1 버스부(42a)는 제1 패드부(421)와 이 제1 패드부(421) 사이를 제1 방향에서 연결하는 제1 버스라인(427)을 포함하고, 제2 버스부(42b)는 제2 패드부(423)와 이 제2 패드부(423)를 제1 방향에서 연결하는 제2 버스라인(425)를 포함할 수 있다. 도면에서는 제1 패드부(421)가 사각형상인 것을 예시하나, 특별히 형상에 제한되지 않고 반원형, 삼각형, 타원형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.
바람직하게, 제1 패드부(421)는 제1 핑거 전극(44)과 제1 버스라인(427)과 만나는 위치를 따라 형성될 수 있고, 제2 패드부(423)는 제1 핑거 전극(44)과 제2 버스라인(425)가 만나는 위치를 따라 형성될 수 있다.
바람직하게, 패드부(421, 423)의 개수는 제1 핑거전극의 개수 대비 0.9 ∼ 1.0 개일 수 있는데, 패드부의 개수가 제1 핑거전극의 개수 대비 0.9 미만이면 패드부((421, 423)의 개수가 부족해 컷셀을 서로 연결시킬 때 충분한 결합력을 얻기가 어렵다. 보다 바람직하게 패드부(421, 423)는 제1 핑거전극(44)과 버스라인(425, 427)이 만나는 위치마다 형성될 수 있다. 이에 의해 컷셀을 패드부(421, 423)를 통해 서로 연결시킬 때, 제1 핑거 전극끼리 1대1로 매칭시켜 연결시킬 수 있어 태양전지의 효율을 향상시키는 것이 가능하다. 바람직한 한 형태에서, 패드부(421, 423)의 가로 × 세로의 크기는 각각 0.3(mm) ∼ 0.9(mm)이다. 한편, 패드부(421, 423)는 제1 핑거전극(44)과 버스라인(425, 427)이 만나는 위치마다 형성됨에 따라 버스라인(425, 427)의 길이는 제1 핑거전극(44)의 피치와 동일할 수가 있다.
그리고, 버스 라인(425, 427)의 선폭은 패드부(421, 423)보다는 작은 30(um) ∼ 500(um)이다. 버스 라인(425, 427)의 선폭이 30(um)보다 작으면 선폭이 너무 가늘어 형성하기 힘들 뿐만 아니라 패드부(421, 423) 사이를 전기적으로 연결하기보단 저항이 더 커져 효율이 떨어질 수가 있고, 500(um)보다 커지면 저항은 줄어들 수가 있으나 비용이 상승할 뿐 아니라 제1 면(101)을 지나치게 가려 빛의 입사를 줄일 수 있다.
도 6에서는 패드부(421, 423)가 제1 핑거전극(44)과 제1 버스부(42a) 또는 제1 핑거전극(44)과 제2 버스부(42b)가 만나는 위치마다 형성되는 것을 예시하나, 도 7에서는 이와 다르게 패드부(421, 423)가 선택적으로 형성되는 것도 가능하다. 패드부(421, 423) 사이의 간격은 제1 핑거 전극의 선폭, 제1 또는 제2 버스부의 선폭 등을 변수로 다양하게 결정될 수가 있다. 도 7에서는 패드부(421, 423)가 3의 배수에 해당하는 핑거 전극마다 위치하는 것으로 예시한다.
한편, 도 8과 도 9는 각각 도 5의 "B" 및 "C" 부분을 확대한 것으로, 태양전지(1)의 세로변(1a)에 각각 이웃하게는 연결 라인(431)이 위치해 핑거 전극의 끝을 서로 연결시키고 있다. 연결 라인(431)은 버스 라인(425, 427)과 동일하며, 단순히 위치에 있어서만 차이가 있다. 또한 연결 라인(431)과 버스 라인(425, 427)이 만나는 지점을 따라서는 상술한 패드부와 동일한 패드부가 위치할 수 있다. 이에 의하면, 도 5에서 예시하는 제1 전극(40)은 전체적으로 다수의 사다리 모양을 갖는 전극으로 구성되고, 이웃한 것과는 개구(51)를 사이에 두고 떨어져 위치한다.
이 실시에의 태양전지는 제1 전극(40)을 이처럼 사다리 모양을 갖도록 구성하고, 그 사이의 개구(51)에 레이저를 조사해서 태양전지를 다수의 컷 셀(10)로 만든다.
이상의 설명에서는 버스바 전극(42)이 패드부(421, 423)를 포함해 구성되는 것을 설명하나, 도 10에서 예시하는 바처럼 버스바 전극(42)을 구성하는 제1 버스부()와 제2 버스부 각각은 버스 라인(4251)으로만 구성되는 것도 가능하다. 이 경우에는 패드부가 없기 때문에 컷셀끼리 접합할 때 이 버스 라인(4251)이 패드부를 대신하게 된다. 때문에 버스 라인(4251)의 선폭은 적어도 핑거 전극(44)의 선폭보다는 두꺼운 것이 바람직하다.
한편, 도 11은 도 5에 도시한 태양전지를 개구(51)를 따라 절단해 만든 컷셀의 제1 면 모습을 보여준다.
도 11을 참조하면, 컷셀(10)은 장변(10a)과 단변(10b)을 갖는 직사각형 형상을 가지며, 장변(10a)을 따라서는 제1 버스부(42a)와 제2 버스부(42b)가 각각 위치해 서로 나란하게 배열되어 있다. 그리고 제1 버스부(42a)와 제2 버스부(42b) 사이에 핑거 전극(11)이 배치돼 이 둘 사이를 연결한다.
그리고, 제1 버스부(42a)와 핑거 전극(11)이 만나는 위치와 제2 버스부(42b)와 핑거 전극(11)이 만나는 위치로 각각 제1 패드부(421) 및 제2 패드부(423)가 위치해 있다. 여기서 제1 패드부(421)는 도 2에서 예시하는 제1 패드부(111)와 대응하며, 제2 패드부(423)는 제2 패드부(113)에 대응한다.
이에 따라, 컷 셀(10)의 장변 양측으로는 각각 패드부(421, 423)가 각각 배치가 될 수 있다. 상술한 바처럼, 컷 셀(10)은 장변의 일부를 서로 겹쳐 모듈화하기 때문에, 이처럼 컷 셀(10)의 양측 장변을 따라 패드부(421, 423)를 각각 형성함으로써 방향에 상관없이 다른 컷 셀과 연결할 수가 있다. 이와 달리, 패드부를 장변의 어느 한쪽에만 형성한 경우에는 컷 셀을 스트링할 때마다 패드부의 방향을 일정하게 맞춰야 하는 번거로움이 있다.
도 12 내지 도 14는 태양전지(1)의 제2 면(103)에 형성된 제2 전극(50)의 다양한 실시예를 보여주는 평면도이다.
제2 전극(50)은 제2 핑거 전극(54)과 제2 버스바 전극(52)을 포함해서 구성될 수 있다.
제2 핑거 전극(54)은 제1 방향으로 불연속적으로 형성되며, 제2 방향(도면의 y축 방향)으로는 제1 간격(D1)을 이루며 이웃한 것과 나란하게 배열될 수 있다. 그리고, 제2 버스바 전극(52)은 제2 방향으로 길게 형성돼 제2 핑거 전극(54)을 서로 연결시킬 수 있도록 구성된다. 선택적으로, 제2 버스바 전극(52)은 도 12 또는 도 13에서 예시하는 바처럼 제2 핑거 전극(54)의 한쪽 끝을 연결시키도록 형성되거나, 도 14에서 예시하는 바처럼 제2 핑거 전극(54)의 양쪽 끝을 연결시키도록 형성될 수 있다.
제2 버스바 전극(52)은 상술한 제1 버스부(42a) 또는 제2 버스부(42b) 중 하나와 동일한 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 또한 제1 버스부(42a) 또는 제2 버스부(42b)와 오버랩되는 위치로 형성되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도 12에서는 제2 버스바 전극(52)이 제1 버스부(42a)와 오버랩되는 위치로 형성되는 경우를 예시하며, 이 경우에 바람직하게 제2 버스바 전극(52)의 형상은 제1 버스부(42a)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 또한 도 13에서는 제2 버스바 전극(52)이 제2 버스부(42b)와 오버랩되는 위치로 형성되는 경우를 예시하며, 이 경우에 바람직하게 제2 버스바 전극(52)의 형상은 제2 버스부(42b)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 또한 도 14에서는 제2 버스바 전극(521)이 제21 버스바 전극(521a)와 제22 버스바 전극(521b)를 포함하는 것을 예시한다. 도 14의 실시예에서 제21 버스바 전극(521a)과 제22 버스바 전극(521b)은 일정한 거리 떨어져 위치하며 이 둘은 제2 핑거 전극(54)에 의해 연결되며, 각각 제1 버스부(42a)와 제2 버스부(42b) 각각과 대응하는 위치로 형성되는 경우를 예시한다.
또한, 제2 버스바 전극(52)과 제2 핑거 전극(54)이 만나는 위치를 따라서는 도 12 및 도 13에서 예시하는 바처럼 제3 및 제4 패드부(521, 523) 중 하나만 형성될 수 있고, 이 경우에 제3 및 제4 패드부(521, 523)는 각각 제1 패드부 및 제2 패드부와 동일한 위치로 위치할 수가 있다. 도 14에서 예시하는 바처럼 제3 및 제4 패드부(521, 523)가 모두 형성될 수도 있다. 바람직한 한 형태에서, 제3 및 제4 패드부(521, 523)는 제1 및 제2 패드부와 각각 동일한 위치에 위치할 수 있다.
이상의 제2 전극(50)의 설명은 상술한 제1 전극(40)과 동일하게 형성되는 경우를 실시예로 설명한 것이다. 따라서 여기서 설명되지 않았지만 상술한 제1 전극(40)에서 설명된 것은 제2 전극(50)에도 동일하게 사용될 수가 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 (17)

  1. 반도체 기판;
    상기 반도체 기판에 제1 방향으로 제1 간격을 이루며 이웃한 것과 나란하게 배열되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 복수 개로 나눠 배치된 제1 핑거 전극; 및
    상기 제1 핑거 전극을 연결시키는 제1 버스바 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 버스바 전극은,
    상기 제1 방향으로 길게 형성되어 상기 제1 핑거 전극의 한쪽 끝을 연결시키는 제1 버스부; 및
    상기 제1 버스부에서 상기 제1 간격보다 좁은 제3 간격을 이루며 떨어져 상기 제1 버스부와 나란하게 배치되고, 상기 제1 핑거 전극의 다른 쪽 끝을 연결시키는 제2 버스부,
    상기 제1 버스부와 상기 제2 버스부 사이로 형성되고 상기 제1 방향으로 길게 형성된 분할 홈을 포함하고,
    상기 제3 간격은 상기 제1 핑거 전극의 선폭보다 크고 상기 제1 핑거 전극의 피치보다 작고,
    상기 제1 버스부 및 제2 버스부의 선폭은 상기 제1 핑거 전극의 선폭보다 두꺼운 태양전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 핑거 전극과 상기 제1 버스부 또는 상기 제2 버스부가 만나는 위치로 형성된 패드부를 더 포함하는 태양전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패드부는 상기 제1 핑거 전극과 상기 제1 버스부가 만나는 위치로 형성된 제1 패드부, 상기 제1 핑거 전극과 상기 제2 버스부가 만나는 지점으로 형성된 제2 패드부를 포함하는 태양전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 방향에서 상기 제1 패드부 사이, 그리고 상기 제2 패드부 사이를 연결하는 버스라인을 포함하는 태양전지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 패드부와 상기 제2 패드부의 개수는 각각 상기 제1 핑거 전극의 개수 대비 0.9 ∼ 1 개인 태양전지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 버스라인의 길이는 상기 핑거 전극의 피치와 동일한 태양전지
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스부와 상기 제2 버스부 각각은. 선 폭이 일정한 태양전지.
  10. 삭제
  11. 제1항, 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 핑거 전극과 상기 제1 버스바 전극은 상기 반도체 기판의 제1 면에 형성된 태양전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반도체 기판의 제2 면에 상기 제1 방향으로 이웃한 것과 나란하게 배치되고, 상기 제2 방향으로 복수 개로 나눠 배치된 제2 핑거 전극과, 상기 제2 핑거 전극의 양 단 중 적어도 하나를 연결시키는 제2 버스바 전극을 포함하는 태양전지.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 버스바 전극은, 상기 제1 버스부 또는 제2 버스부 중 적어도 하나와 오버랩되는 위치로 형성되는 태양전지.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2 핑거 전극은, 상기 제1 핑거 전극과 동일한 형상을 가지며,
    상기 제2 버스바 전극은, 상기 제1 버스부 또는 상기 제2 버스부 중 적어도 하나와 동일한 형상을 갖는 태양전지.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제2 핑거 전극의 양단 중 하나와 상기 제2 버스바 전극이 만나는 위치로 형성된 제3 패드부를 더 포함하는 태양전지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 핑거 전극의 양단 중 다른 하나와 상기 제2 버스바 전극이 만나는 위치로 형성된 제4 패드부를 더 포함하고,
    상기 제4 패드부는 제3 패드부와 상기 제2 핑거 전극의 길이만큼 떨어져 있는 태양전지.

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