KR101919024B1 - A structure of front grid in solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양 전지에 관한 것으로, 구체적으로는 태양 전지를 구성하는 기판 상에 형성된 전면 전극의 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell, and more particularly, to a structure of a front electrode formed on a substrate constituting a solar cell.
환경의 문제가 심각하게 대두되면서, 친환경적인 에너지 생산 소자에 관한 관심이 증대되고 있다. 그 중 하나가 태양 전지이며, 여러 가지 타입의 태양 전지가 개발되고 있지만, 가장 일반적으로 사용하고 있는 것은 실리콘 웨이퍼를 이용한 결정질 실리콘 태양 전지로서 현재 16%이상의 상용화 효율을 나타내고 있다. 구조적으로, 태양 전지는 태양 에너지를 흡수하는 p-n접합 에미터층과 전면의 Ag 전극, 그리고 Al 후면 전극으로 이루어져 있으며 태양 전지의 효율을 높이는 요소에는 전극의 재료 및 전극 패턴 등이 있다. As environmental problems become more serious, interest in environmentally friendly energy production devices is increasing. One of them is a solar cell, and various types of solar cells are being developed, but the most commonly used is a crystalline silicon solar cell using a silicon wafer and has a commercialization efficiency of 16% or more. Structurally, the solar cell consists of a p-n junction emitter layer that absorbs solar energy, an Ag electrode on the front side, and an Al back electrode. Elements such as the electrode material and the electrode pattern increase the efficiency of the solar cell.
본 발명은 저항을 최소화하여 효율을 개선할 수 있는 태양 전지의 전면 전극 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 다만, 본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a front electrode structure of a solar cell capable of improving the efficiency by minimizing the resistance. It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 관점에 따르면 태양 전지의 전면 전극 구조가 제공된다. According to one aspect of the present invention, a front electrode structure of a solar cell is provided.
상기 태양 전지의 전면 전극 구조는 태양광이 입사되는 셀 전면부에 배치되며, 전자를 수집하도록 다각형의 단위전극이 복수개로 어레이 배열되어 구성하는, 핑거 전극부; 상기 핑거 전극부와 연결되어 상기 핑거 전극부의 일측에 배치되되, 복수개로 어레이 배열된 상기 다각형의 단위전극들의 각각의 한 변이 서로 연결되어 형성된 패턴을 구비하는, 버스바 전극부; 를 포함한다. Wherein the front electrode structure of the solar cell is arranged on a front surface portion of a cell through which solar light is incident and is configured by arraying a plurality of poly electrode unit electrodes arrayed to collect electrons; A bus bar electrode unit connected to the finger electrode unit and disposed on one side of the finger electrode unit, the bus bar electrode unit having a pattern formed by connecting one side of each of the polygonal unit electrodes arrayed in a plurality; .
상기 태양 전지의 전면 전극 구조에 있어서, 복수개로 어레이 배열된 상기 다각형의 단위전극들의 선폭은 상기 버스바 전극부로부터 멀어질수록 상대적으로 더 작아질 수 있다. In the front electrode structure of the solar cell, the line width of the polygonal unit electrodes arranged in a plurality of arrays may be relatively small as the electrodes are away from the bus bar electrode unit.
상기 태양 전지의 전면 전극 구조에 있어서, 상기 다각형은 삼각형, 사각형 및 육각형을 포함할 수 있다. In the front electrode structure of the solar cell, the polygons may include triangles, squares, and hexagons.
상기 태양 전지의 전면 전극 구조에 있어서, 상기 핑거 전극부는 정육각형의 단위전극이 복수개로 어레이 배열되어 벌집(honeycomb) 형태를 구성하는 것일 수 있다. In the front electrode structure of the solar cell, the finger electrode unit may be configured such that a plurality of square unit electrodes are arrayed to form a honeycomb shape.
상기 태양 전지의 전면 전극 구조에 있어서, 상기 버스바 전극부는 서로 이격되어 배치된 제 1 버스바 전극과 제 2 버스바 전극을 포함하되, 상기 제 1 버스바 전극과 제 2 버스바 전극 사이에 배치되어 상기 핑기 전극부의 적어도 일부를 구성하는 상기 다각형의 단위전극들의 선폭은 상기 제 1 버스바 전극과 제 2 버스바 전극 사이의 중앙에서 최소이며 상기 버스바 전극에 인접할수록 커질 수 있다. In the front electrode structure of the solar cell, the bus bar electrode unit includes a first bus bar electrode and a second bus bar electrode spaced apart from each other, and disposed between the first bus bar electrode and the second bus bar electrode The line width of the polygonal unit electrodes constituting at least a part of the finger electrode portion is minimum at the center between the first bus bar electrode and the second bus bar electrode and may become larger as it is adjacent to the bus bar electrode.
상기 태양 전지의 전면 전극 구조에 있어서, 상기 다각형의 중심에서부터 상기 중심에서 가장 가까운 한 변까지의 최단 거리는 태양광을 받아 생성되는 엑시톤(exciton)으로부터 생성된 전자의 확산거리보다 작게 설정될 수 있다. In the front electrode structure of the solar cell, the shortest distance from the center of the polygon to one side closest to the center may be set to be smaller than a diffusion distance of electrons generated from excitons generated by receiving sunlight.
상기 태양 전지의 전면 전극 구조에 있어서, 상기 다각형의 중심에서부터 상기 중심에서 가장 가까운 한 변까지의 최단 거리는 734㎛ 보다 작은 값일 수 있다. In the front electrode structure of the solar cell, the shortest distance from the center of the polygon to one side closest to the center may be a value smaller than 734 탆.
상기 태양 전지의 전면 전극 구조에 있어서, 상기 단위전극을 구성하는 다각형의 마주보는 두 변 사이의 거리 또는 하나의 꼭지점과 상기 꼭지점과 마주보는 한 변 사이의 거리는 1mm 내지 2.5mm이며, 상기 핑거 전극부의 선폭은 20㎛ 내지 60㎛이며, 상기 버스바 전극부의 선폭은 1mm 내지 2mm인 것일 수 있다. In the front electrode structure of the solar cell, the distance between two opposing sides of the polygon constituting the unit electrode or the distance between one vertex and one side facing the vertex is 1 mm to 2.5 mm, The line width may be 20 占 퐉 to 60 占 퐉, and the line width of the bus bar electrode portion may be 1 mm to 2 mm.
본 발명에 따르면, 버스바 전극과 핑거 전극이 수직으로 교차하는 기존의 직교 패턴과는 달리 셀의 전면에 육각형 구조와 같은 다각형 구조의 패턴을 형성하게 함으로써 패턴의 밀집화를 통해 전자의 수집거리를 최소화하여 효율을 개선시킨 태양 전지를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the present invention, unlike a conventional orthogonal pattern in which a bus bar electrode and a finger electrode cross each other vertically, a pattern having a polygonal structure such as a hexagonal structure is formed on the entire surface of the cell, It is possible to realize a solar cell having an improved efficiency by minimizing the number of solar cells. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부의 단위전극을 도해하는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 A 영역의 구체적인 일 예를 확대한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 A 영역의 구체적인 다른 예를 확대한 평면도이다.
도 5는 버스바로부터의 거리와 핑거 선폭의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부의 평면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부의 단위전극을 도해하는 평면도이다. 1 is a plan view of a front electrode part constituting a solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view illustrating a unit electrode of a front electrode unit constituting a solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged plan view of a specific example of the area A shown in FIG.
4 is an enlarged plan view of another specific example of the area A shown in FIG.
5 is a graph showing the relationship between the distance from the bus bar and the finger line width.
6 is a plan view of a front electrode part constituting a solar cell according to a comparative example of the present invention.
7 and 8 are plan views illustrating unit electrodes of a front electrode unit constituting a solar cell according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 적어도 일부의 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면들에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, at least some of the components may be exaggerated or reduced in size for convenience of explanation. Like numbers refer to like elements throughout the drawings.
본 발명의 명세서에 기재된 핑거 전극과 버스바 전극은 태양 전지 기술 분야에서 널리 사용되는 용어이므로 이에 대한 기능이나 용도에 대한 구체적인 설명은 생략한다. The finger electrode and the bus bar electrode described in the specification of the present invention are widely used in the solar cell technology, so that a detailed description of functions and uses thereof will be omitted.
본 발명의 명세서에 기재된 정육각형이라는 용어는 수학적으로 엄밀하게 정의되는 정육각형에 한정되지 않으며, 벌집 형상을 어느 정도 구현할 수 있는 육각형이라면 이를 포함하는 용어로 확장하여 해석될 수 있다. 즉, 본 발명의 명세서에 기재된 정육각형이라는 용어는 6개의 모든 변이 반드시 같은 길이를 가지는 육각형에만 한정되지 않으며, 제조 공정의 한계로 초래되는 비대칭적인 육각형인 경우를 포함할 수 있다. The term hexagonal shape described in the specification of the present invention is not limited to a regular hexagonal shape that is strictly defined mathematically, and may be expanded to include a hexagonal shape that can realize a honeycomb shape to some extent. That is, the term hexagonal shape described in the specification of the present invention is not limited to hexagons having all six sides necessarily having the same length, and may include asymmetric hexagons which are caused by limitations of the manufacturing process.
본 발명의 기술적 사상은 셀의 전면에 다각형 구조의 패턴을 형성하게 함으로써 패턴의 밀집화를 통해 전자의 수집거리를 최소화하여 효율을 개선시킨 태양 전지를 제공하는 것이다. The technical idea of the present invention is to provide a solar cell in which a pattern of a polygonal structure is formed on the entire surface of a cell, thereby minimizing the collecting distance of electrons through patterning and improving the efficiency.
이러한 본 발명의 기술 사상을 구현하기 위해서 선택될 수 있는 다각형 구조는 대표적으로 육각형을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 삼각형 또는 사각형 등 본 발명의 기술 사상을 구현할 수 있는 어떠한 기하학적 구조도 선택될 수 있다. The polygonal structure that can be selected to implement the technical idea of the present invention may include hexagons, but not limited thereto, any geometric structure capable of realizing the technical idea of the present invention such as a triangle or a square can be selected have.
예를 들어, 결정성 실리콘 기판의 전면에 선폭이 일정한 다수의 정육각형 모양을 구비한 태양 전지 전극 구조로서, 다수의 정육각형 모양이 벌집 모양 구조로 밀집되어 있으며, 이 중에서 정육각형의 한 변들에 의해 연결되어 형성된 패턴을 버스바로 하는 전극 구조를 제공한다. 이하에서는 전면 전극의 구조가 정육각형을 가지는 경우에 대해서 예시적으로 설명한다. For example, in a solar cell electrode structure having a plurality of regular hexagonal shapes with a constant line width on the entire surface of a crystalline silicon substrate, a plurality of regular hexagonal shapes are densely arranged in a honeycomb structure, and are connected by one side of a regular hexagon Thereby providing an electrode structure that buses the formed pattern. Hereinafter, a case where the structure of the front electrode has a regular hexagon will be described as an example.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부의 단위전극을 도해하는 평면도이다. FIG. 1 is a plan view of a front electrode unit constituting a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view illustrating a unit electrode of a front electrode unit constituting a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부(1a)는 태양광이 입사되는 셀 전면부에 배치되며, 전자를 수집하도록 정육각형의 단위전극(25)이 복수개로 어레이 배열되어 벌집 형태를 구성하는, 핑거 전극부(20); 및 상기 핑거 전극부(20)와 연결되어 상기 핑거 전극부(20)의 일측에 배치되되, 복수개로 어레이 배열된 상기 정육각형의 단위전극(25)들의 각각의 한 변이 서로 연결되어 형성된 패턴을 구비하는, 버스바 전극부(10);를 포함한다. 상기 전면 전극부(1a)는 태양 전지를 구성하는 실리콘 기판 상에 배치될 수 있으며, 태양광이 입사되는 셀 전면부에 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, a
전면 전극부(1a)는 은(Ag)을 포함하는 재질로 구성될 수 있다. 이하에서는 Ag 전극을 예시하여 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 전기전도도를 가지는 다른 금속 재질 혹은 탄소 계열의 전도체 재질, 예를 들어 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 카본파이버(carbon fiber) 등도 사용될 수 있다. The
정육각형 형상을 가지는 단위전극(25)을 구성하는 정육각형의 마주보는 두 변 사이의 거리(L)는 1mm 내지 2.5mm이며, 핑거 전극부(20)의 선폭은 20㎛ 내지 60㎛이며, 버스바 전극부(10)의 선폭은 1mm 내지 2mm일 수 있다. The distance L between two opposing sides of a regular hexagon constituting the
태양광을 받아 생성되는 엑시톤(exciton)이 생성되면 전자가 핑거 전극으로 수집되어 버스바를 통하여 외부 회로로 흐르게 된다. 이 때 전자의 이동경로는 크게 실리콘 결정 내부에서의 이동과 Ag 전극에서의 이동으로 나눌 수 있다. Ag 전극에서도 저항의 편차가 존재하지만, 실리콘의 저항은 은(Ag)의 저항에 비해 비교적 크므로, 전자가 외부로 수집되는 과정에서 가장 큰 영향을 주는 이동경로는 엑시톤(exciton)이 생성된 실리콘의 어느 한 지점에서 핑거 전극까지의 경로이다. When an exciton generated by sunlight is generated, electrons are collected as finger electrodes and flow to the external circuit through the bus bar. In this case, the movement path of electrons can be roughly divided into the movement in the silicon crystal and the movement in the Ag electrode. Since the resistance of silicon is relatively large compared to the resistance of silver (Ag), there is a variation in resistance even at the Ag electrode. Therefore, the migration path that has the greatest effect in the process of collecting electrons to the outside is silicon To the finger electrode.
전자가 실리콘 내에서 핑거로 바로 수집이 효율적으로 될 수 있는 패턴을 최적화하기 위하여 엑시톤(exciton)이 실리콘 내에서 갖는 라이프타임(lifetime)과 확산 거리(diffusion length)를 고려해 보면 다음과 같다. Considering the lifetime and diffusion length of the exciton in the silicon in order to optimize the pattern in which electrons can be efficiently collected in the silicon directly by the fingers,
τ = Δn/R = 150μs τ = Δn / R = 150 μs
(τ : 라이프타임(life time), Δn : 여분의 캐리어 농도(excess carrier concentration), R : 재결합율(recombination rate))(τ: life time, Δn: excess carrier concentration, R: recombination rate)
L = (Dτ)1/2= 734μm L = (D?) 1/2 = 734? M
(L : 확산 거리(diffusion length), D : 확산 계수(diffusion coefficient)) (L: diffusion length, D: diffusion coefficient)
엑시톤(exciton)이 깨지면서 생성된 전자의 평균적인 확산 거리가 734㎛ 라는 점을 고려하여 패턴을 최척화 한다. 전자가 입계(grain boundary)에 방해를 받지 않는다고 가정하면, 생성된 위치에서 최단거리에 있는 전극으로 수집이 될 것이다. The pattern is optimized in consideration of the fact that the average diffusion distance of electrons generated when the excitons are broken is 734 탆. Assuming that the electrons are not disturbed by grain boundaries, they will be collected into the electrode at the shortest distance from the generated location.
예를 들어, 도 2를 참조하면 정육각형 구조 한가운데에서 전자가 발생한다고 하였을 때, 정육각형의 한변까지 도달하는 최단거리가 전자의 확산 거리(diffusion length)보다 더 작도록 설정하면 전자가 수집되는 효율이 증가할 것이다.For example, referring to FIG. 2, when electrons are generated in the middle of the hexagonal structure, if the shortest distance reaching one side of the regular hexagon is set to be smaller than the diffusion length of electrons, something to do.
예시로, 상기 정육각형 밀집구조의 정 중앙에서 한 핑거까지의 거리를 상기 계산을 통해 도출된 734㎛ 보다 작은 값, 예를 들어 700㎛로 가정하면, 마주보고 있는 평행한 핑거 사이의 거리가 1.4mm가 되는 정육각형 모양의 패턴이 만들어지게 된다. 이러한 정육각형 구조를 도 2와 같이 단위셀로 하여 확장하면 도 1과 같은 전면 전극의 구조가 제공된다. For example, assuming that the distance from the center of the regular hexagonal densely arranged structure to one finger is smaller than 734 mu m derived from the above calculation, for example, 700 mu m, the distance between the parallel fingers facing each other is 1.4 mm Shaped pattern is formed. If such a hexagonal structure is extended as a unit cell as shown in FIG. 2, the structure of the front electrode as shown in FIG. 1 is provided.
도 1에서와 같이, 정육각형의 한 변들에 의해 연결된 톱니모양 패턴을 버스바로 하는 전극 구조를 제공하며, 버스바의 선폭은 모듈화 할 경우를 위하여 1.5 내지 2.5mm범위 내로 한다. As in FIG. 1, an electrode structure is provided to bus-tighten a serrated pattern connected by one side of a regular hexagon, and the line width of the bus bar is in the range of 1.5 to 2.5 mm for modularization.
버스바 사이에 분포된 정육각형의 한 변을 이루고 있는 핑거바의 선폭은 15㎛ 내지 65㎛ 값의 범위를 갖게 된다. The line width of the finger bar constituting one side of the regular hexagon distributed between the bus bars has a value ranging from 15 to 65 mu m.
핑거바의 선폭이 15㎛ 미만일 경우에는 선폭이 너무 좁아 너무 높은 저항 값을 나타낼 수 있다. 반면, 65㎛를 초과하게 되면 고가의 전극제조용 페이스트의 사용량이 불필요하게 증가되는 문제점이 있다.When the line width of the finger bar is less than 15 mu m, the line width is too narrow and can exhibit an extremely high resistance value. On the other hand, when the thickness exceeds 65 μm, there is a problem that the amount of expensive paste for electrode production is increased unnecessarily.
도 3은 도 1에 도시된 A 영역의 구체적인 일 예를 확대한 평면도이다. 3 is an enlarged plan view of a specific example of the area A shown in FIG.
도 3을 참조하면, 핑거 전극부(20)를 구성하는 모든 단위전극의 선폭은 모두 동일할 수 있다. 예를 들어, 버스바 전극부(10)가 서로 이격되어 배치된 제 1 버스바 전극(10a)과 제 2 버스바 전극(10b)을 포함하는 경우, 제 1 버스바 전극(10a)과 제 2 버스바 전극(10b) 사이에 배치되어 핑거 전극부(20)의 적어도 일부(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g)를 구성하는 정육각형의 단위전극(25)들의 선폭은 모두 동일할 수 있다. Referring to FIG. 3, the line widths of all the unit electrodes constituting the
도 4는 도 1에 도시된 A 영역의 구체적인 다른 예를 확대한 평면도이다. 4 is an enlarged plan view of another specific example of the area A shown in FIG.
도 4를 참조하면, 핑거 전극부(20)를 구성하는 단위전극의 선폭은 버스바 전극부(10)로부터의 거리에 따라 다를 수 있으며, 예를 들어, 복수개로 어레이 배열된 정육각형의 단위전극(25)들의 선폭은 버스바 전극부(10)으로부터 멀어질수록 상대적으로 더 작아질 수 있다. 구체적으로, 버스바 전극부(10)가 서로 이격되어 배치된 제 1 버스바 전극(10a)과 제 2 버스바 전극(10b)을 포함하는 경우, 제 1 버스바 전극(10a)과 제 2 버스바 전극(10b) 사이에 배치되어 핑거 전극부(20)의 적어도 일부(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g)를 구성하는 정육각형의 단위전극(25)들의 선폭은 제 1 버스바 전극(10a)과 제 2 버스바 전극(10b) 사이의 중앙에서 최소이며 제 1 버스바 전극(10a)과 제 2 버스바 전극(10b)에 인접할수록 커질 수 있다. 가령, 제 1 버스바 전극(10a)과 제 2 버스바 전극(10b) 사이의 최중앙에 위치한 제 1 핑거 전극(20d)의 선폭이 가장 작으며, 제 2 핑거 전극(20c, 20e)의 선폭이 그 다음으로 작으며, 제 3 핑거 전극(20b, 20f)의 선폭이 그 다음으로 작으며, 제 1 버스바 전극(10a)과 제 2 버스바 전극(10b)와 각각 접하는 제 4 핑거 전극(20a, 20g)의 선폭이 가장 클 수 있다. 4, the line width of the unit electrodes constituting the
버스바 사이 정중앙에서의 핑거의 선폭이 최소가 되며, 정중앙에서 버스바로 가까워질수록 핑거의 선폭이 두꺼워지도록 설계함으로써 저항을 최소화 하는 구조를 갖도록 한다. 이는 저항에 따른 파워 손실(power loss)를 최소화하는 전극 구조를 제공할 뿐만 아니라 수광 면적의 감소와 도포량 증가를 최소화하기 위함이다. The line width of the finger in the middle of the bus bar is minimized and the line width of the finger is designed to be thicker as the bus gets closer to the bus in the center, thereby minimizing the resistance. This not only provides an electrode structure that minimizes the power loss due to the resistance but also minimizes the decrease of the light receiving area and the increase of the application amount.
그 범위는, 예를 들어, 버스바에서 가장 가까운 정육각형의 선폭을 65㎛, 버스바 정중앙에 위치하는 정육각형의 선폭을 15㎛로 고정하고 그 사이의 정육각형 패턴들의 선폭은 그 사이 범위로 지정할 수 있다. For example, the line width of the hexagon closest to the bus bar is fixed to 65 mu m, the line width of the regular hexagon located at the center of the bus bar is fixed to 15 mu m, and the line width of the hexagon patterns therebetween can be designated as the range between them .
도 5는 버스바로부터의 거리와 핑거 선폭의 관계를 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing the relationship between the distance from the bus bar and the finger line width.
도 5를 참조하면, 버스바에서 멀어질수록 정육각형 한 변의 선폭이 연속적으로 줄어들게 되며, 선폭이 줄어드는 변화정도는 15㎛~65㎛ 사이에서 여러 가지 형태의 감소함수 그래프로 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 5, as the distance from the bus bar increases, the line width of one side of the regular hexagon is continuously decreased, and the degree of change of line width decreases can be represented by various types of decreasing function graphs between 15 μm and 65 μm.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부의 평면도이다. 6 is a plan view of a front electrode part constituting a solar cell according to a comparative example of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부 패턴은 버스바 라인(10)에 핑거(20)가 수직으로 배치되어 있는 직선 라인의 패턴이다. 이에 따르면, 임의의 위치에서 전자가 발생하는 경우 핑거(20)에 도달하는 최단거리가 전자의 확산 거리 보다 작지 않는 경우가 발생할 수 있으므로 전자가 수집되는 효율이 상대적으로 낮다. Referring to FIG. 6, the front electrode pattern of the solar cell according to the comparative example of the present invention is a straight line pattern in which the
이에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴 구조에 따르면, 생성된 위치에서 최단거리에 있는 전극으로 수집이 될 것이다. 육각형 구조 한가운데에서 전자가 발생한다고 하더라도, 정육각형까지 도달하는 최단거리가 전자의 확산 거리(diffusion length)보다 더 작도록 설정하는 것이 용이하므로 전자가 수집되는 효율이 증가하는 유리한 효과를 기대할 수 있다. On the other hand, according to the electrode pattern structure according to the embodiment of the present invention, the electrode will be collected at the shortest distance from the generated position. Even if electrons are generated at the center of the hexagonal structure, it is easy to set the shortest distance to the hexagonal shape to be smaller than the diffusion length of the electrons, so that an advantageous effect of increasing the efficiency of collecting electrons can be expected.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 구성하는 전면 전극부를 설명하였다. 상기 실시예는 전면 전극부의 패턴이 정육각형으로 이루어진 경우이나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. Up to now, a front electrode unit constituting a solar cell according to an embodiment of the present invention has been described. In the above embodiment, the pattern of the front electrode portion is a regular hexagon, but the present invention is not limited thereto.
도 7 및 도 8에는 본 발명의 다른 실시예를 따르는 태양 전지의 전면 전극부의 구조가 예시되어 있다. 7 and 8 illustrate the structure of the front electrode portion of a solar cell according to another embodiment of the present invention.
도 7에는 전면 전극부의 패턴이 삼각형으로 구성된 경우가 나타나 있다. 도 7의 경우 하나의 삼각형 패턴에서 꼭지점과 상기 꼭지점과 마주보는 한 변 사이의 길이(L)는 1.0 내지 2.5mm를 만족할 수 있다. FIG. 7 shows a case where the pattern of the front electrode portion is formed of a triangle. In the case of FIG. 7, the length L between one vertex and one side facing the vertex in one triangular pattern may satisfy 1.0 to 2.5 mm.
도 8에는 전면 전극부의 패턴이 사각형으로 구성된 경우가 나타나 있다. 8 shows a case where the pattern of the front electrode part is formed of a quadrangle.
이러한 다른 실시들은 패턴의 형상의 차이를 제외하고 나머지는 모두 패턴의 형상이 정육각형인 경우와 실질적으로 동일한 구성을 가진다. These other embodiments have substantially the same configuration as the case where the shape of the pattern is a regular hexagon, except for the difference in shape of the pattern.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (8)
상기 핑거 전극부와 연결되어 상기 핑거 전극부의 일측에 배치되되, 복수개로 어레이 배열된 상기 다각형 단위전극들의 각각의 한 변이 서로 연결되어 형성된 패턴을 구비하는, 버스바 전극부;
를 포함하며,
상기 다각형의 중심에서부터 상기 중심에서 가장 가까운 한 변까지의 최단 거리는 태양광을 받아 생성되는 엑시톤(exciton)으로부터 생성된 전자의 확산거리보다 작게 설정되는,
태양 전지의 전면 전극 구조.A finger electrode unit arranged on a front surface of a cell to which sunlight is incident and having a plurality of poly electrode unit electrodes arrayed to collect electrons;
A bus bar electrode unit connected to the finger electrode unit and disposed on one side of the finger electrode unit, the bus bar electrode unit having a pattern formed by connecting one side of each of the plurality of arrayed polygonal unit electrodes to each other;
/ RTI >
Wherein a shortest distance from a center of the polygon to one side nearest to the center is set to be smaller than a diffusion distance of electrons generated from an exciton generated by receiving sunlight,
Front electrode structure of solar cell.
복수개로 어레이 배열된 상기 다각형의 단위전극들의 선폭은 상기 버스바 전극부로부터 멀어질수록 상대적으로 더 작아지는 것을 특징으로 하는,
태양 전지의 전면 전극 구조.The method according to claim 1,
Wherein a line width of the unit electrodes of the polygonal array arranged in a plurality is relatively smaller as the electrodes are away from the bus bar electrode portion.
Front electrode structure of solar cell.
상기 다각형은 삼각형, 사각형 및 육각형을 포함하는 것을 특징으로 하는,
태양 전지의 전면 전극 구조.The method according to claim 1,
Characterized in that said polygons comprise triangles, squares and hexagons.
Front electrode structure of solar cell.
정육각형의 단위전극이 복수개로 어레이 배열되어 벌집(honeycomb) 형태를 구성하는 것을 특징으로 하는,
태양 전지의 전면 전극 구조.The finger electrode unit according to claim 1,
Wherein a plurality of unit electrodes of regular hexagonal shape are arrayed to form a honeycomb shape.
Front electrode structure of solar cell.
상기 버스바 전극부는 서로 이격되어 배치된 제 1 버스바 전극과 제 2 버스바 전극을 포함하되, 상기 제 1 버스바 전극과 제 2 버스바 전극 사이에 배치되어 상기 핑거 전극부의 적어도 일부를 구성하는 상기 다각형의 단위전극들의 선폭은 상기 제 1 버스바 전극과 제 2 버스바 전극 사이의 중앙에서 최소이며 상기 버스바 전극에 인접할수록 커지는 것을 특징으로 하는,
태양 전지의 전면 전극 구조.The method according to claim 1,
Wherein the bus bar electrode unit includes a first bus bar electrode and a second bus bar electrode spaced apart from each other and disposed between the first bus bar electrode and the second bus bar electrode to form at least a part of the finger electrode unit Wherein a line width of the unit electrodes of the polygonal shape is minimum at a center between the first bus bar electrode and the second bus bar electrode and becomes larger as the electrode is adjacent to the bus bar electrode.
Front electrode structure of solar cell.
상기 다각형의 중심에서부터 상기 중심에서 가장 가까운 한 변까지의 최단 거리는 734㎛ 보다 작은 값인 것을 특징으로 하는,
태양 전지의 전면 전극 구조.The method according to claim 1,
Wherein the shortest distance from the center of the polygon to one side nearest to the center is a value smaller than 734 占 퐉.
Front electrode structure of solar cell.
상기 단위전극을 구성하는 다각형의 마주보는 두 변 사이의 거리 또는 하나의 꼭지점과 상기 꼭지점과 마주보는 한 변 사이의 거리는 1mm 내지 2.5mm이며,
상기 핑거 전극부의 선폭은 20㎛ 내지 60㎛이며,
상기 버스바 전극부의 선폭은 1mm 내지 2mm인 것을 특징으로 하는,
태양 전지의 전면 전극 구조.
The method according to claim 1,
A distance between two opposing sides of the polygon forming the unit electrode or a distance between one vertex and one side facing the vertex is 1 mm to 2.5 mm,
The line width of the finger electrode portion is 20 占 퐉 to 60 占 퐉,
Wherein a line width of the bus bar electrode portion is 1 mm to 2 mm.
Front electrode structure of solar cell.
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|---|---|---|---|
| KR1020170104942A KR101919024B1 (en) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | A structure of front grid in solar cell |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109390418A (en) * | 2018-11-27 | 2019-02-26 | 盐城阿特斯协鑫阳光电力科技有限公司 | PERC battery passivation film is opened figure, PERC solar battery and PERC solar components |
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2017
- 2017-08-18 KR KR1020170104942A patent/KR101919024B1/en active IP Right Grant
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