KR101921237B1 - Building intergrated photovoltaics module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건물 일체형 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈은 서로 마주 보며 위치하는 제1 투명 기판과 제2 투명 기판; 및 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이에 위치하는 복수의 태양 전지 셀;을 포함하고, 복수의 태양 전지 셀 각각은 제1 투명 기판의 후면에 접촉하여 위치하는 제1 전극; 복수의 제1 전극의 후면에 위치하고, 적어도 하나의 p형 반도체층, i형(진성) 반도체층, n형 반도체층을 포함하는 광전 변환부; 및 광전 변환부의 후면에 위치하는 제2 전극;를 포함하고, 복수의 태양 전지 셀에서 상기 광전 변환부는 제1 전극의 후면에 위치하는 제1 광전 변환층과, 제1 광전 변환층의 후면에 위치하는 제2 광전 변환층을 포함하고, 제1 광전 변환층과 제2 광전 변환층 사이에는 중간 반사층을 더 포함하며, 여기서, 중간 반사층은 산소(O)를 함유한 미세 결정질 실리콘(μc-SiOx) 재질을 포함할 수 있다.The present invention relates to a building integrated solar cell module.
A building integrated solar cell module according to the present invention includes a first transparent substrate and a second transparent substrate facing each other; And a plurality of solar cells positioned between the first transparent substrate and the second transparent substrate, wherein each of the plurality of solar cells has a first electrode positioned in contact with a rear surface of the first transparent substrate; A photoelectric conversion section located on the rear surface of the plurality of first electrodes and including at least one p-type semiconductor layer, an i-type (intrinsic) semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer; And a second electrode located on a rear surface of the photoelectric conversion unit, wherein in the plurality of solar cells, the photoelectric conversion unit includes a first photoelectric conversion layer located on the rear surface of the first electrode, and a second photoelectric conversion layer located on the rear surface of the first photoelectric conversion layer Wherein the intermediate reflective layer is made of microcrystalline silicon (μc-SiOx) containing oxygen (O), wherein the intermediate reflective layer comprises a second photoelectric conversion layer between the first photoelectric conversion layer and the second photoelectric conversion layer, Materials may be included.
Description
본 발명은 건물 일체형 태양 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a building integrated solar cell module.
일반적으로 태양 전지란 태양 광을 포집하여 전기 에너지를 생성할 수 있는 발전 장치로서 최근 고유가에 따라 그 수요가 크게 증가 되고 있는 실정이다.Generally, a solar cell is a power generating device capable of collecting sunlight to generate electric energy, and the demand for solar cell has been greatly increased according to recent high oil prices.
이러한, 통상적인 태양 전지는 보통 태양 광을 수직으로 전달받을 수 있도록 건물의 옥상이나 지붕 등에 일정각도로 설치되는데, 요즘 같이 다세대로 이루어진 고층 빌딩의 경우 건물의 옥상이나 지붕 등의 공간이 한정되어 있어 태양 전지를 설치하기에 무리가 있었다.Such a conventional solar cell is installed at a certain angle on a roof or a roof of a building so that the sunlight can be vertically transmitted. However, in the case of a multi-generation high-rise building these days, There was a difficulty in installing solar cells.
한편, 한국은 태양광에너지의 공급비중이 적고 건물에 적용된 태양광 발전시스템은 더욱 미비한 상태였으나, 국제사회의 관심과 전력수요의 증가 등으로 태양광 분야에서의 건물 적용 태양광 발전시스템 설치사례가 점차 늘어나고 있다.In Korea, on the other hand, the supply of solar energy is small and the solar power generation system applied to the building is less. However, due to the interest of the international community and the increase of electric power demand, It is gradually increasing.
2001년부터 에너지기술연구소 주관으로 BIPV 기술개발을 위한 '중대규모 건축환경에서의 태양광발전시스템 적용요소 기술개발 연구'를 시작하였다. 사업내용은 BIPV용 건자재일체형 태양전지모듈 개발, String/Unit형 파워 컨디셔너 개발, 최적설계와 시공기술 개발 및 실증적용시험 등이며, 이를 통하여 BIPV 연구를 위한 기반을 확보하고 기초연구를 하여 국내 최초로 태양전지모듈을 개발하였다.Since 2001, the institute has started to study the technology of applying photovoltaic power generation system in large scale construction environment for the development of BIPV technology under the supervision of the Institute of Energy Technology. The business contents include the development of integrated solar cell module for BIPV, the development of string / unit type power conditioner, the development of optimal design and construction technology, and the verification test. Through this, the foundation for BIPV research has been secured, Battery module was developed.
건물 일체형 태양 전지 모듈(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)은 태양광 에너지로 전기를 생산하여 소비자에게 공급하는 것 외에 건축물 외장재로 사용하는 태양 전지 모듈을 말한다.Building Integrated Photovoltaic (BIPV) is a photovoltaic module used as a building exterior material in addition to supplying electricity to the consumer by producing solar energy.
이와 같은 건물 일체형 태양 전지 모듈은 통상적으로 채광 효과를 강화하기 위하여, 태양 전지 셀의 일부를 상대적으로 큰 폭으로 패터닝하여 제거하는 경우가 일반적이었다.In general, in such a building integrated solar cell module, a part of the solar cell is generally patterned and removed with a relatively large width in order to enhance the mining effect.
그러나, 이와 같은 경우, 건물의 외장재로 사용되는 건물 일체형 태양 전지 모듈의 특성을 고려하였을 때에, 외관상 줄무늬가 있어 수려하지 못하고, 상대적으로 태양 전지 모듈의 광전 변환 효율이 떨어지는 단점이 있었다. However, in such a case, there is a disadvantage that the photovoltaic conversion efficiency of the solar cell module is inferior due to the appearance of streaks, and the solar cell module is relatively inferior in consideration of the characteristics of the solar cell module integrated with the building used as the exterior material of the building.
본 발명은 외관이 수려하고, 광전 변환 효율이 보다 뛰어난 건물 일체형 태양 전지 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a solar cell module with a built-in type solar cell module which is excellent in appearance and has a higher photoelectric conversion efficiency.
본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈은 서로 마주 보며 위치하는 제1 투명 기판과 제2 투명 기판; 및 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이에 위치하는 복수의 태양 전지 셀;을 포함하고, 복수의 태양 전지 셀 각각은 제1 투명 기판의 후면 위에 위치하는 제1 전극; 복수의 제1 전극의 후면에 위치하고, 적어도 하나의 p형 반도체층, i형(진성) 반도체층, n형 반도체층을 포함하는 광전 변환부; 및 광전 변환부의 후면에 위치하는 제2 전극;를 포함하고, 복수의 태양 전지 셀에서 상기 광전 변환부는 제1 전극의 후면에 위치하는 제1 광전 변환층과, 제1 광전 변환층의 후면에 위치하는 제2 광전 변환층을 포함하고, 제1 광전 변환층과 제2 광전 변환층 사이에는 중간 반사층을 더 포함하며, 여기서, 중간 반사층은 산소(O)를 함유한 미세 결정질 실리콘(μc-SiOx) 재질을 포함할 수 있다.A building integrated solar cell module according to the present invention includes a first transparent substrate and a second transparent substrate facing each other; And a plurality of solar cells positioned between the first transparent substrate and the second transparent substrate, wherein each of the plurality of solar cells has a first electrode located on a rear surface of the first transparent substrate; A photoelectric conversion section located on the rear surface of the plurality of first electrodes and including at least one p-type semiconductor layer, an i-type (intrinsic) semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer; And a second electrode located on a rear surface of the photoelectric conversion unit, wherein in the plurality of solar cells, the photoelectric conversion unit includes a first photoelectric conversion layer located on the rear surface of the first electrode, and a second photoelectric conversion layer located on the rear surface of the first photoelectric conversion layer Wherein the intermediate reflective layer is made of microcrystalline silicon (μc-SiOx) containing oxygen (O), wherein the intermediate reflective layer comprises a second photoelectric conversion layer between the first photoelectric conversion layer and the second photoelectric conversion layer, Materials may be included.
여기서, 복수의 태양 전지 셀은 입사되는 빛 중에서 300nm ~ 800nm 이하의 빛은 70% 이상 흡수하고, 800nm ~ 1100 nm 사이의 빛은 70% 이상 투과할 수 있다. Here, a plurality of solar cell cells can absorb 70% or more of light of 300 nm to 800 nm or less and 70% or more of light of 800 nm to 1100 nm in incident light.
또한, 복수의 태양 전지 셀 각각에 포함된 제1 전극, 광전 변환부, 및 제2 전극은 제1 방향으로 형성된 복수의 제1 방향 스크라이빙 패턴에 의해 구분되고, 복수의 태양 전지 셀 각각은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되며, 복수의 태양 전지 셀 각각에 포함된 광전 변환부의 일부 영역을 제거하는 복수의 제2 방향 스크라이빙 패턴을 포함하지 않을 수 있다.The first electrode, the photoelectric conversion portion, and the second electrode included in each of the plurality of solar cells are divided by a plurality of first direction scribe patterns formed in the first direction, and each of the plurality of solar cells And may not include a plurality of second directional scribing patterns formed in a second direction intersecting the first direction and removing a portion of the photoelectric conversion unit included in each of the plurality of solar cell units.
아울러, 복수의 태양 전지 셀에서 광전 변환부는 제1 전극의 후면에 위치하는 제1 광전 변환층과, 제1 광전 변환층의 후면에 위치하는 제2 광전 변환층을 포함 수 있다. In addition, in the plurality of solar cells, the photoelectric conversion unit may include a first photoelectric conversion layer located on the rear surface of the first electrode and a second photoelectric conversion layer located on the rear surface of the first photoelectric conversion layer.
여기서, 제1 광전 변환층은 비정질 실리콘(a-Si) 재질을 포함하고, 제2 광전 변환층은 게르마늄(Ge)이 함유된 비정질 실리콘(a-SiGe) 재질을 포함할 수 있다.Here, the first photoelectric conversion layer may include amorphous silicon (a-Si), and the second photoelectric conversion layer may include amorphous silicon (a-SiGe) including germanium (Ge).
이때, 제1 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)는 제2 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)보다 높고, 제1 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)은 상기 제2 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)과 중첩되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)는 1.7eV ~ 1.8eV 사이일 수 있으며, 제2 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)는 1.4eV ~ 1.6eV 사이일 수 있다. 이를 위해, 제2 광전 변환층의 게르마늄(Ge)이 함유량은 10at%(원자량 퍼센트) ~ 53at% 사이로 형성할 수 있다.At this time, the band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer is higher than the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer, and the band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer is higher than the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer. And may not overlap with the band gap energy Eg. For example, the band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer may be between 1.7 eV and 1.8 eV, and the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer may be between 1.4 eV and 1.6 eV. For this purpose, the content of germanium (Ge) in the second photoelectric conversion layer can be set between 10 at% (atomic percent) and 53 at%.
아울러, 제1 광전 변환층과 제2 광전 변환층 사이에는 중간 반사층을 더 포함하고, 중간 반사층은 산소(O)를 함유한 미세 결정질 실리콘(μc-SiOx) 재질을 포함할 수 있다.Further, the intermediate reflection layer may further include a microcrystalline silicon (μc-SiOx) material containing oxygen (O), between the first photoelectric conversion layer and the second photoelectric conversion layer.
또한, 건물 일체형 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지 셀의 양쪽 최외곽 셀과 전기적으로 연결되는 정션 박스;를 더 포함하고, 정션 박스는 제2 투명 기판의 후면 영역 중 가장 자리에 위치할 수 있다.The building integrated solar cell module may further include a junction box electrically connected to both outermost cells of the plurality of solar cells, and the junction box may be located at the edge of the rear surface region of the second transparent substrate.
본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈은 복수의 제2 방향 스크라이빙 패턴을 포함하지 않으면서 반투과형으로 모듈을 형성함으로써, 모듈의 외관을 보다 수려하게 하고 태양 전지의 광전 변환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.The integrated monolithic solar cell module according to the present invention forms a module in a transflective manner without including a plurality of second directional scribing patterns, thereby enhancing the appearance of the module and further improving the photoelectric conversion efficiency of the solar cell .
도 1은 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(BIPV)의 일례를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 건물 일체형 태양 전지 모듈이 프레임에 의해 결합된 일례를 도시한 도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 건물 일체형 태양 전지 모듈이 사용되는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 도 1에 도시된 건물 일체형 태양 전지 모듈에서 제1 투명 기판 위에 위치하는 복수의 태양 전지 셀을 위에서 바라본 평면도이다.
도 5는 도 4에서 Ⅴ-Ⅴ 라인에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명과 구별되는 비교예를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈에서 복수의 태양 전지 셀에 포함되는 광전 변환부에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 광전 변환부의 게르마늄(Ge) 함유량에 대해 설명하기 위한 도이다.1 is a perspective view for explaining an example of a building integrated solar cell module (BIPV) according to the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating an example in which the building-integrated solar cell module shown in FIG. 1 is coupled by a frame.
FIG. 3 is a view for explaining an example in which the building integrated type solar cell module shown in FIGS. 1 and 2 is used.
FIG. 4 is a top plan view of a plurality of solar cells positioned on a first transparent substrate in the building integrated solar cell module shown in FIG. 1; FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in Fig.
6 is a diagram for explaining a comparative example distinguishing from the present invention.
7 is a view for explaining a photoelectric conversion unit included in a plurality of solar cells in a building integrated solar cell module according to the present invention.
8 is a diagram for explaining the germanium (Ge) content of the photoelectric conversion portion according to the present invention.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
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 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, when a part is formed as "whole" on the other part, it means not only that it is formed on the entire surface (or the front surface) of the other part but also not on the edge part.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈에 대해 설명한다.Hereinafter, a thin film solar cell module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(BIPV)의 일례를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 건물 일체형 태양 전지 모듈이 프레임에 의해 결합된 일례를 도시한 도이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 건물 일체형 태양 전지 모듈이 사용되는 일례를 설명하기 위한 도이다.FIG. 1 is a perspective view for explaining an example of a building integrated solar cell module (BIPV) according to the present invention, FIG. 2 is a view showing an example of a building integrated solar cell module shown in FIG. FIG. 3 is a view for explaining an example in which the building integrated type solar cell module shown in FIGS. 1 and 2 is used.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 서로 마주 보며 위치하는 제1 투명 기판(100)과 제2 투명 기판(200), 복수의 태양 전지 셀(10), 복수의 태양 전지 셀(10)과 제2 투명 기판(200) 사이에 위치하는 투명 봉지재(40), 및 복수의 태양 전지 셀(10)의 양쪽 최외곽 셀(10)과 전기적으로 연결되는 정션 박스(70)를 더 포함할 수 있다.1, a
여기서, 제1 투명 기판(100)과 제2 투명 기판(200)은 투명한 글래스 기판 또는 투명한 시트일 수 있다.Here, the first
이와 같은 제1 투명 기판(100)과 제2 투명 기판(200) 사이에는 복수의 태양 전지 셀(10)이 위치할 수 있다. 이와 같은 복수의 태양 전지 셀(10)은 제1 투명 기판(100) 위에 접촉하여 형성될 수 있다. 일례로, 복수의 태양 전지 셀(10)은 제1 전극(미도시), 광전 변환부(미도시) 및 제2 전극(미도시)를 포함할 수 있다.A plurality of
이와 같은 복수의 태양 전지 셀(10)들은 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있어, 복수의 태양 전지 셀(10)에 포함되는 양쪽 최외곽 셀(10)을 서로 연결하면 전류가 흐르게 된다. The plurality of
투명 봉지재(40)는 복수의 태양 전지 셀(10)에 포함되는 제2 전극과 제2 투명 기판(200) 사이에 위치하며, 투명하고 절연성 물질을 포함한 재질을 포함할 수 있고, 일례로, 에바(ethylene vinyl acetate, EVA)를 포함할 수 있다.The
정션 박스(70)(junction box)는 전술한 바와 같이, 복수의 태양 전지 셀(10)의 양쪽 최외곽 셀(10)과 전기적으로 연결되며, 복수의 태양 전지 셀(10)로부터 생산된 전기를 수집하여 모듈의 외부 전력 계통으로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.The
아울러, 이와 같은 정션 박스(70)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 투명 기판(200)의 후면 영역 중 가장 자리에 위치할 수 있고, 이에 따라, 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)로 입사되는 빛 중에서 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)을 투과하는 장파장 대역의 빛이 차단되는 것을 최소화할 수 있다.2, the
이와 같은 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은, 일례로 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지 셀(10)과 투명 봉지재(40)가 제1 투명 기판(100)과 제2 투명 기판(200) 사이에 위치한 상태에서 합착되고, 제1 투명 기판(100)과 제2 투명 기판(200) 사이의 영역 중에서 복수의 태양 전지 셀(10)과 중첩되지 않는 가장 자리 영역을 실링재(60)로 밀봉하고, 제1 투명 기판(100) 및 제2 투명 기판(200)의 외곽 테두리를 프레임(50)으로 고정하여 형성될 수 있다. 그러나, 여기서, 프레임(50)은 필수적인 것은 아니며, 프레임(50) 이외에 다른 고정 수단이 있다면, 생략될 수도 있다.2, a plurality of
이와 같은 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 도 3에 도시된 바와 같이, 건물이나 온실의 외벽, 예를 들어, 창문이나 지붕에 설치되어, 입사되는 300nm ~ 1100nm 파장 대역의 빛 중에서 예를 들어, 단파장 대역에 속하는 파장 대역의 빛(예를 들어, 300nm ~ 800nm 대역의 빛)은 대부분 흡수(예를 들어, 70% 이상 흡수)하여 태양광 발전에 이용하고, 장파장 대역에 속하는 파장의 빛(예를 들어, 800nm ~ 1100 nm 파장 대역의 빛)은 대부분 투과(예를 들어, 70% 이상 투과)하여 건물 내부의 채광에 기여하거나, 온실 내의 식물에 에너지원으로 사용되도록 할 수 있다.As shown in FIG. 3, the building-integrated
이와 같이, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 입사되는 빛을 반투과함으로써, 광전 변환 효율이 뛰어난 800nm 이하의 빛은 태양 전지에서 흡수되도록하여 발전하고, 상대적으로 광전 변환 효율이 낮은 800nm ~ 1100 nm 사이의 빛은 투과되도록 하여 농작물을 재배하는데 사용될 수 있다. 이에 따라, 태양광 발전과 농작물 재배 또는 채광이 동시에 최적으로 이루어지도록 할 수 있다.As described above, the
이와 같은 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The building integrated
도 4는 도 1에 도시된 건물 일체형 태양 전지 모듈에서 제1 투명 기판 위에 위치하는 복수의 태양 전지 셀을 위에서 바라본 평면도이고, 도 5는 도 4에서 Ⅴ-Ⅴ 라인에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명과 구별되는 비교예를 설명하기 위한 도이다.FIG. 4 is a plan view of a plurality of solar cells located on the first transparent substrate in the building integrated solar cell module shown in FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view taken along line V-V in FIG. Fig. 8 is a view for explaining a comparative example distinguishing from the present invention.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 건물 일체형 태양 전지 모듈에서 복수의 태양 전지 셀은 제1 투명 기판 위에 접하여 위치할 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, in the integrated solar cell module, a plurality of solar cells may be placed on the first transparent substrate.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)의 일례는 제1 투명 기판(100) 위에 복수의 태양 전지 셀(10)이 배치되어 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, an example of the integrated building-type
대면적의 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 통상 1.1×1.3 ㎡, 1.1×1.4 ㎡, 2.2×2.6㎡의 크기로 시장에서 유통되고 있으며, 1.1×1.3 ㎡ 및 1.1×1.4 ㎡의 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 100개 이상의 태양 전지 셀(10)을 포함할 수 있다. A large-area integrated
여기서, 제1 투명 기판(100) 위의 부분 중에서 복수의 태양 전지 셀(10)이 배치되지 않는 영역(S1)은 광전 변환을 일으키지 않는 무효 영역으로 정의될 수 있고, 에지 제거 영역(edge deletion region)일 수 있고, 복수의 태양 전지 셀(10)이 배치되는 영역(S2)은 실질적으로 광전 변환을 일으키는 유효 영역으로 정의일 수 있다. Here, the region S1 on which the plurality of
이와 같은 복수의 태양 전지 셀(10)은 제1 방향(Y)으로 형성된 복수의 제1 방향 스크라이빙 패턴(SL1)에 의해 구분될 수 있다.The plurality of
여기서, 이와 같은 복수의 태양 전지 셀(10) 각각은 태양 전지 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 투명 기판(100) 위에 접촉하여 위치하는 복수의 태양 전지 셀(10)은 각각 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110), 광전 변환부(PV), 및 제2 전극(140)을 포함할 수 있다. 아울러, 도 5에는 도시되지는 않았지만, 중간 반사층(미도시) 및 후면 반사층(미도시)이 더 포함될 수 있다.Here, each of the plurality of
이와 같은 복수의 태양 전지 셀(10)은 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 태양 전지 셀(10)의 제1 전극(110)과 제2 전극(140)이 서로 접촉하여 전기적으로 직렬 연결될 수 있다.5, the
이와 같은 복수의 태양 전지 셀(10) 중에서 양쪽 최외곽에 위치하는 최외곽 셀(10)은 앞서 설명한 바와 같이, 정션 박스(70)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 제1 전극(110)은 제1 투명 기판(100)의 후면에 접촉하여 배치되고, 입사되는 광의 투과율을 높이기 위해 실질적으로 투명하면서도 전기 전도성을 갖는 재질을 포함할 수 있다.Here, the
예컨대, 제1 전극(110)은 대부분의 빛이 통과하며 전기가 통할 수 있도록 높은 광 투과도와 높은 전기 전도도를 구비하기 위해 인듐주석산화물(indium tin oxide: ITO), 주석계 산화물(SnO2 등), AgO, ZnO-(Ga2O3 또는 Al2O3), 플루오린 틴 옥사이드(fluorine tin oxide: FTO), 알루미늄을 함유한 아연 산화물(ZnO:Al, AZO), 붕소를 함유한 아연 산화물(ZnO:B, BZO) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것으로 형성될 수 있다. 바람직하게, 제1 전극(110)은 알루미늄을 함유한 아연 산화물(ZnO:Al, AZO)을 포함하여 형성될 수 있다.For example, the
이러한 제1 전극(110)은 광전변환부(PV)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(110)은 입사되는 광에 의해 생성된 캐리어 중 하나, 예컨대 정공을 수집하여 출력할 수 있다.The
아울러, 도 5에는 도시되지는 않았지만, 제1 전극(110)의 상부 표면에는 랜덤(random)한 피라미드 구조를 갖는 복수 개의 요철이 형성될 수 있다. 즉, 제1 전극(110)의 후면은 텍스처링 표면(texturing surface)을 구비할 수 있다. 이와 같이, 제1 전극(110)의 표면을 텍스처링하게 되면, 입사되는 광의 반사를 저감시키고, 광의 흡수율을 높일 수 있어서 태양전지(10)의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.Although not shown in FIG. 5, a plurality of irregularities having a random pyramid structure may be formed on the upper surface of the
광전변환부(PV)는 제1 전극(110) 위에 위치하며, 외부로부터 입사되는 광으로 전력을 생산하는 기능을 한다. 이와 같은 광전변환부(PV)는 도 5에는 도시되지는 않았지만, p형 반도체층(미도시), i형(또는 진성) 반도체층(미도시), 및 n형 반도체층(미도시)을 포함할 수 있다.The photoelectric conversion unit PV is located on the
이와 같은 광전변환부(PV)는 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)과 같은 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)에 의해 형성될 수 있는 것이다.Such a photoelectric conversion unit PV can be formed by chemical vapor deposition (CVD) such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).
제2 전극(140)은 광전 변환부(PV)의 후면 위에 위치하며, 광전변환부(PV)가 발생시킨 전력의 회수 효율을 높이기 위해 투명한 전기 전도성 재질을 포함할 수 있다. 일례로 제2 전극(140)은 알루미늄 아연 산화물(ZnO:Al) 또는 붕소 아연 산화물(ZnO:B)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 제2 전극(140)은 또는 붕소 아연 산화물(ZnO:B)을 포함하여 형성될 수 있다.The
이와 같은, 제2 전극(140)은 광전변환부(PV)와 전기적으로 연결되어 입사되는 광에 의해 생성된 캐리어 중 하나, 예컨대 전자를 수집하여 출력할 수 있다.The
이러한 구조에서, p형 반도체층(PV-p) 쪽으로 광이 입사되면 i형 반도체층(PV-i)의 내부에서는 상대적으로 높은 도핑 농도를 갖는 p형 반도체층(PV-p)과 n형 반도체층(PV-n)에 의해 공핍(depletion)이 형성되고, 이에 따라 전기장이 형성될 수 있다. 이때, 외부에서 입사된 빛은 i형 반도체층(PV-i)에서 전자와 정공으로 분리되어 서로 다른 방향으로 이동된다. 예를 들어, 정공은 p형 반도체층(PV-p)을 통해 제1 전극(110)쪽으로 이동하고, 전자는 n형 반도체층(PV-n)을 통해 제2 전극(140)쪽으로 이동할 수 있다. 이러한 방식으로 전력이 생산될 수 있는 것이다.In this structure, when light is incident on the p-type semiconductor layer (PV-p), the p-type semiconductor layer (PV-p) having a relatively high doping concentration and the n-type semiconductor layer A depletion is formed by the layer (PV-n), whereby an electric field can be formed. At this time, the light incident from the outside is separated into electrons and holes in the i-type semiconductor layer (PV-i) and moved in different directions. For example, holes may move toward the
여기서, 본 발명에 따른 복수의 태양 전지 셀(10)은 앞서 언급한 바와 같이, 제1 방향(Y)으로 형성된 복수의 제1 방향 스크라이빙 패턴(SL1)에 의해 구분될 수 있다.Here, the plurality of
이와 같은 복수의 제1 방향 스크라이빙 패턴(SL1)은 도 5에 도시된 바와 같이, 각각 제1 방향(Y)으로 형성된 P1, P2, P3 라인을 포함할 수 있다.The plurality of first directional scribing patterns SL1 may include lines P1, P2, and P3 formed in the first direction Y, respectively, as shown in FIG.
여기서, 제1 방향(Y)으로 형성된 P1 라인은 복수의 태양 전지 셀(10) 각각에 포함되는 제1 전극(110)을 구분하고, 제1 방향(Y)으로 형성된 P2 라인은 복수의 태양 전지 셀(10) 각각에 포함되는 광전 변환부(PV)를 구분하고, 서로 인접한 태양 전지 셀(10)의 제1 전극(110)과 제2 전극(140)이 서로 직렬 연결되는 통로를 제공하며, 제1 방향(Y)으로 형성된 P3 라인은 복수의 태양 전지 셀(10) 각각에 포함되는 제2 전극(140)을 구분할 수 있다.The P1 line formed in the first direction Y separates the
이와 같은 복수의 제1 방향 스크라이빙 패턴(SL1)은 P1, P2, P3 라인 각각의 폭이 상대적으로 좁아 수십 마이크로미터(μm) 단위로 형성되며, 모듈의 채광 효과에는 거의 기여하지 않고, 육안으로도 거의 확인되지 않을 수 있다. 따라서, 모듈의 외관에 거의 영향을 주지 않을 수 있다.The plurality of first directional scribing patterns SL1 are formed in units of several tens of micrometers (μm) with relatively narrow widths of P1, P2, and P3 lines, and contribute little to the mining effect of the module, It can be hardly confirmed. Therefore, the appearance of the module may be hardly affected.
한편, 이와 같은 본 발명에 따른 복수의 태양 전지 셀(10)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 방향(Y)과 교차하는 제2 방향(X)으로 형성되며, 복수의 태양 전지 셀(10) 각각에 포함된 광전 변환부(PV)의 일부 영역을 제거하는 복수의 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)을 포함하지 않을 수 있다.4, the plurality of
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 비교예에서는 복수의 태양 전지 셀(10)이 제1 방향(Y)으로 형성되는 복수의 제1 방향 스크라이빙 패턴(SL1)과, 제1 방향(Y)과 교차하는 제2 방향(X)으로 형성된 복수의 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)을 포함할 수 있다.6, in the comparative example, the plurality of first directional scribing patterns SL1 in which the plurality of
이와 같은, 복수의 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)은 제1 방향 스크라이빙 패턴(SL1)과 달리, 복수의 태양 전지의 직렬 연결 구조와 무관하며, 단지 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)의 개구율을 확보하기 위한 것이다.Unlike the first directional scribing pattern SL1, the plurality of second directional scribing patterns SL2 are independent of the series connection structure of a plurality of solar cells, To secure the aperture ratio of the light emitting diode.
즉, 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 일반 태양 전지 모듈과 달리, 광전 변환 기능뿐만 아니라 채광 기능도 중요한 요소가 되는데, 이때, 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)의 채광 기능을 강화하기 위해서 제2 방향(X)으로 형성된 복수의 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)을 포함할 수 있다.In other words, unlike the general solar cell module, the building-integrated
이와 같은 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)은 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지 셀(10) 각각에 포함된 광전 변환부(PV) 및 제2 전극(140)의 일부 영역을 패터닝하여 제거함으로써 형성될 수 있다.6, the second directional scribing pattern SL2 is formed in such a manner that a part of the photoelectric conversion unit PV and the
그러나, 채광 기능을 강화하기 위한 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)의 폭은 육안으로 확인될 정도로 제1 방향 스크라이빙 패턴(SL1)의 폭보다 상대적으로 매우 커서, 모듈의 외관을 수려하게 하지 못하게 하고, 상대적으로 폭이 큰 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)으로 인하여, 태양 전지 모듈의 광전 변환 효율이 상대적으로 저하될 수 있다.However, the width of the second direction scribing pattern SL2 for enhancing the mining function is relatively larger than the width of the first direction scribing pattern SL1 so as to be visually confirmed, And the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module can be relatively lowered due to the second direction scribing pattern SL2 having a relatively large width.
그러나, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 도 6에 도시된 바와 다르게, 제2 방향(X)으로 형성된 복수의 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)을 포함하지 않아, 보다 수려한 외관을 형성할 수 있고, 아울러, 태양 전지 모듈의 광전 변환 효율을 상대적으로 더 증가시킬 수 있다.However, the building integrated
본 발명은 전술한 바와 같은 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)을 포함하지 않고도 입사되는 빛 중에서 800nm 이하의 빛은 70% 이상 흡수하고 800nm ~ 1100 nm 사이의 빛은 70% 이상 투과하는 반투과형 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)을 형성하기 위하여, 광전 변환부(PV)가 제1 광전 변환층(미도시)과 제2 광전 변환층(미도시)을 구비하되, 제1 광전 변환층(미도시) 및 제2 광전 변환층(미도시)의 밴드갭을 다르게 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention is not limited to the above-described second direction scribing pattern SL2 but may include a semi-transmissive type in which light of 800 nm or less is absorbed by 70% or more and light of 800 nm to 1100 nm is transmitted by 70% In order to form the
도 7은 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈에서 복수의 태양 전지 셀에 포함되는 광전 변환부에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이고, 도 8은 본 발명에 따른 광전 변환부의 게르마늄(Ge) 함유량에 대해 설명하기 위한 도이다.FIG. 7 is a view for explaining a photoelectric conversion unit included in a plurality of solar cells in the solar cell module according to the present invention, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the germanium (Ge) content Fig.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)에 포함되는 복수의 태양 전지 셀(10)에서 광전 변환부(PV)는 제1 전극(110)의 후면에 위치하는 제1 광전 변환층(PV1)과, 제1 광전 변환층(PV1)의 후면에 위치하는 제2 광전 변환층(PV2)을 포함할 수 있다.7, in the plurality of
여기서, 광전변환부(PV)의 제1 광전 변환층(PV1)과 제2 광전 변환층(PV2) 각각은 p형 반도체층(PV1-p, PV2-p), i형(진성) 반도체층(PV1-i, PV2-i), 및 n형 반도체층(PV1-n, PV2-n)을 포함할 수 있다.Here, the first photoelectric conversion layer PV1 and the second photoelectric conversion layer PV2 of the photoelectric conversion portion PV are formed of the p-type semiconductor layers PV1-p and PV2-p, the i-type (intrinsic) PV1-i, PV2-i, and n-type semiconductor layers PV1-n, PV2-n.
여기서, p형 반도체층(PV1-p, PV2-p)은 실리콘(Si)에 제1 도전성 타입의 불순물, 예를 들어 3가 원소의 불순물과 같은 p타입의 불순물을 함유할 수 있고, n형 반도체층(PV1-n, PV2-n)은 p형 반도체층(PV1-p, PV2-p) 위에 위치하며, 실리콘(Si)에 제1 도전성 타입의 불순물과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물, 예를 들어 5가 원소의 불술물가 같은 n타입의 불순물을 함유할 수 있다.Here, the p-type semiconductor layers PV1-p and PV2-p may contain impurities of the first conductivity type in the silicon (Si), for example, p-type impurities such as impurities of the trivalent element, The semiconductor layers PV1-n and PV2-n are located on the p-type semiconductor layers PV1-p and PV2-p and are doped with impurities of the second conductivity type opposite to impurities of the first conductivity type, For example, an n-type impurity such as a pentavalent element.
아울러, i형 반도체층(PV1-i, PV2-i)은 p형 반도체층(PV1-p, PV2-p)과 n형 반도체층(PV1-n, PV2-n) 사이에 각각 위치할 수 있으며, 실리콘(Si) 재질로 형성될 수 있으며, 전술한 제1 및 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하지 않을 수 있다. The i-type semiconductor layers PV1-i and PV2-i may be located between the p-type semiconductor layers PV1-p and PV2-p and the n-type semiconductor layers PV1-n and PV2-n, respectively , Silicon (Si), and may contain no impurities of the above-described first and second conductivity types.
도 7에 도시된 바와 같이, 광전 변환부(PV)의 제1 광전 변환층(PV1)과 제2 광전 변환층(PV2) 각각은 제1 투명 기판(100)의 입사면으로부터 p-i-n 구조, 즉 각각의 p형 반도체층(PV1-p, PV2-p), 진성(i형) 반도체층(PV1-i, PV2-i), n형 반도체층(PV1-n, PV2-n)이 순차적으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 이와 다르게, 광전 변환부(PV)의 제1 광전 변환층(PV1)과 제2 광전 변환층(PV2) 각각이 n-i-p와 같은 구조로 형성되는 것도 가능하다.7, each of the first photoelectric conversion layer PV1 and the second photoelectric conversion layer PV2 of the photoelectric conversion portion PV has a pin structure from the incident surface of the first
보다 구체적으로 설명하면, p형 반도체층(PV1-p, PV2-p)은 실리콘(Si)을 포함한 원료 가스에 붕소, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 이용하여 형성할 수 있다. More specifically, the p-type semiconductor layers PV1-p and PV2-p are formed by using a gas containing an impurity of a trivalent element such as boron, gallium, or indium in a source gas containing silicon (Si) .
n형 반도체층(PV1-n, PV2-n)은 실리콘(Si)을 포함한 원료 가스에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함한 가스를 이용하여 형성할 수 있다.The n-type semiconductor layers PV1-n and PV2-n may be formed by using a gas containing an impurity of a pentavalent element such as phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb) .
진성(i) 반도체층(PV-i)은 캐리어의 재결합율을 줄이고 광을 흡수할 수 있다. 이러한 i형 반도체층(PV1-i, PV2-i)은 입사되는 광을 흡수하여, 전자와 정공과 같은 캐리어를 생성할 수 있다. The intrinsic (i) semiconductor layer (PV-i) can reduce the recombination rate of carriers and absorb light. The i-type semiconductor layers PV1-i and PV2-i absorb the incident light and can generate carriers such as electrons and holes.
여기서, 제1 광전 변환층(PV1)의 밴드갭 에너지(Eg)는 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지(Eg)보다 높고, 광전 변환 효율을 보다 향상시키기 위하여 제1 광전 변환층(PV1)의 밴드갭 에너지(Eg)은 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지(Eg)과 중첩되지 않도록 할 수 있다. Here, the band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer PV1 is higher than the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer PV2, and the first photoelectric conversion layer The band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer PV1 can be prevented from overlapping with the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer PV2.
이와 같이, 제1 광전 변환층(PV1)의 밴드갭 에너지(Eg)은 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지(Eg)과 중첩되지 않도록 하는 것은, 밴드갭 에너지가 중첩될 경우, 광흡수 대역이 겹쳐져 출력이 상대적으로 낮아질 수 있기 때문이다.The reason why the band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer PV1 is not overlapped with the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer PV2 is that when the band gap energy is overlapped, The absorption bands overlap and the output can be relatively lowered.
이를 위해, 제1 광전 변환층(PV1)의 밴드갭 에너지(Eg)는 1.7eV ~ 1.8eV 사이, 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지(Eg)는 1.4eV ~ 1.6eV 사이로 형성시킬 수 있다.For this, the band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer PV1 is between 1.7 eV and 1.8 eV and the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer PV2 is between 1.4 eV and 1.6 eV .
여기서, 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지(Eg)를 1.4eV 이상으로 하는 것은 장파장 대역의 빛을 최대한 투과시켜, 장파장 대역에 대한 광투과도를 극대화하기 위함이고, 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지(Eg)를 1.6eV 이하로 하는 것은 광흡수 대역이 제1 광전 변환층(PV1)과 겹쳐지지 않도록 하기 위함이다.Here, the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer PV2 is set to 1.4 eV or more in order to maximally transmit the light of the long wavelength band and maximize the light transmittance to the long wavelength band, The band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer PV2 is set to 1.6 eV or less in order to prevent the light absorption band from overlapping with the first photoelectric conversion layer PV1.
이와 같이, 제1 광전 변환층(PV1)의 밴드갭 에너지를 1.7eV ~ 1.8eV 사이로 형성하면, 모듈로 입사되는 300nm ~ 1100nm 파장 대역의 빛 중에서 300nm ~ 600nm 단파장 대역의 빛을 대부분(70% 이상) 흡수할 수 있고, 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지(Eg)는 1.4eV ~ 1.6eV 사이로 형성하면, 모듈로 입사되는 300nm ~ 1100nm 파장 대역의 빛 중에서 500nm ~ 800nm 중파장 대역의 빛을 대부분(70% 이상) 흡수할 수 있고, 아울러, 800nm ~ 1100nm 장파장 대역의 빛은 대부분(70% 이상) 투과시킬 수 있다.When the band gap energy of the first photoelectric conversion layer PV1 is set to be between 1.7 eV and 1.8 eV, most of the light of 300 nm to 600 nm in the wavelength band of 300 nm to 600 nm And the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer PV2 is set to be between 1.4 eV and 1.6 eV, the light of the wavelength band of 500 nm to 800 nm in the wavelength band of 300 nm to 1100 nm It absorbs most of the light (more than 70%), and can transmit most (more than 70%) light in the long wavelength band of 800nm ~ 1100nm.
이에 따라, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 입사되는 빛 중에서 300nm ~ 800nm 이하의 빛은 70% 이상 흡수하고, 800nm ~ 1100 nm 사이의 빛은 70% 이상 투과시킬 수 있다.Accordingly, the
이를 위해, 제1 광전 변환층(PV1)은 비정질 실리콘(a-Si) 재질을 포함하고, 제2 광전 변환층(PV2)은 게르마늄(Ge)이 함유된 비정질 실리콘(a-SiGe) 재질을 포함할 수 있다.The first photoelectric conversion layer PV1 includes an amorphous silicon (a-Si) material and the second photoelectric conversion layer PV2 includes an amorphous silicon (a-SiGe) material containing germanium (Ge) can do.
여기서, 게르마늄(Ge)을 제2 광전 변환층(PV2)에 함유시키는 이유는 비정질 실리콘(a-Si) 재질을 포함하는 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지를 낮추기 위함이다.Here, the reason why germanium (Ge) is contained in the second photoelectric conversion layer PV2 is to lower the band gap energy of the second photoelectric conversion layer PV2 including the amorphous silicon (a-Si) material.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 비정질 실리콘(a-Si) 재질을 포함하는 제2 광전 변환층(PV2)에 게르마늄(Ge)을 함유시키면, 게르마늄의 함유량에 따라 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지가 변화되는 것을 확인할 수 있다.8, when germanium (Ge) is contained in the second photoelectric conversion layer PV2 including the amorphous silicon (a-Si) material, the second photoelectric conversion layer PV2 ) Of the band gap energy of the GaAs layer is changed.
즉, 게르마늄(Ge)의 함유량이 증가하면, 밴드갭 에너지가 감소하고, 게르마늄(Ge)의 함유량이 감소하면, 밴드갭 에너지가 증가하는 것을 확인할 수 있다.That is, it is confirmed that when the content of germanium (Ge) increases, the band gap energy decreases, and when the content of germanium (Ge) decreases, the band gap energy increases.
이와 같은 특징을 이용하여, 제2 광전 변환층(PV2)의 게르마늄(Ge)이 함유량은 10at%(원자량 퍼센트) ~ 53at% 사이로 형성하면, 제2 광전 변환층(PV2)의 밴드갭 에너지(Eg)는 1.4eV ~ 1.6eV 사이로 형성할 수 있다.When the content of germanium (Ge) of the second photoelectric conversion layer PV2 is set to 10 at% (atomic weight percentage) to 53 at%, the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer PV2 ) Can be formed between 1.4 eV and 1.6 eV.
아울러, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)에서 제1 광전 변환층(PV1)과, 제2 광전 변환층(PV2) 사이에는 중간 반사층(150a)이 더 포함될 수 있다.In addition, the
이와 같은 중간 반사층(150a)은 산소(O)를 함유한 미세 결정질 실리콘(μc-SiOx) 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 이와 같은 중간 반사층(150a)은 제1 광전 변환층(PV1)과 제2 광전 변환층(PV2)을 서로 오믹 컨텍(ohmic contact)시키며, 동시에 제1 광전 변환층(PV1)에서 흡수되지 않은 단파장 대역의 빛을 반사시켜 제1 광전 변환층(PV1)이 재흡수할 수 있도록 광을 트랩핑(trapping)하는 역할을 할 수 있다.The intermediate
또한, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 광전 변환부(PV)의 제2 광전 변환층(PV2)과 제2 전극(140) 사이에도 산소(O)를 함유한 미세 결정질 실리콘(μc-SiOx) 재질을 포함하는 후면 반사층(150b)을 더 포함할 수 있다.The integrated
이와 같은 후면 반사층(150b)은 광전 변환부(PV)의 제2 광전 변환층(PV2)과 제2 전극(140)을 서로 오믹 컨텍(ohmic contact)시키며, 동시에 제2 광전 변환층(PV2)에서 흡수되지 않은 중파장 대역의 빛을 반사시켜 제2 광전 변환층(PV2)이 재흡수할 수 있도록 광을 트랩핑(trapping)하는 역할을 할 수 있다.The rear
이와 같이, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양 전지 모듈(1)은 제2 방향 스크라이빙 패턴(SL2)을 포함하지 않고도 입사되는 빛 중에서 800nm 이하의 빛은 70% 이상 흡수하고 800nm ~ 1100 nm 사이의 빛은 70% 이상 투과하도록 하여, 모듈의 광전 변환 기능뿐만 아니라 채광 기능을 최적화하면서, 모듈의 외관을 보다 수려하게 할 수 있다.As described above, the
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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
Claims (10)
상기 제1 투명 기판의 후면 위에 위치하는 제1 전극;
상기 제2 투명 기판의 전면에 위치하는 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 복수의 태양 전지 셀;을 포함하고,
상기 복수의 태양 전지 셀 각각은
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하고, 적어도 하나의 p형 반도체층, i형(진성) 반도체층, n형 반도체층을 포함하는 광전 변환부를 포함하고,
상기 복수의 태양 전지 셀에서 상기 광전 변환부는
상기 제1 전극의 후면에 위치하는 제1 광전 변환층과, 상기 제1 광전 변환층과 상기 제2 전극 사이에 제2 광전 변환층을 포함하고, 상기 제1 광전 변환층과 상기 제2 광전 변환층 사이에는 중간 반사층을 더 포함하며, 상기 중간 반사층은 산소(O)를 함유한 미세 결정질 실리콘(μc-SiOx) 재질을 포함하고,
상기 복수의 태양 전지 셀은
입사되는 빛 중에서 300nm ~ 800nm 이하의 빛은 70% 이상 흡수하고, 800nm ~ 1100 nm 사이의 빛은 70% 이상 투과하고,
상기 제1 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)는 1.7eV ~ 1.8eV 사이이고,
상기 제2 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)는 1.4eV ~ 1.6eV 사이인 건물 일체형 태양 전지 모듈.
A first transparent substrate and a second transparent substrate facing each other; And
A first electrode located on a rear surface of the first transparent substrate;
A second electrode located on a front surface of the second transparent substrate;
And a plurality of solar cells positioned between the first electrode and the second electrode,
Each of the plurality of solar cells
And a photoelectric conversion portion located between the first electrode and the second electrode and including at least one p-type semiconductor layer, an i-type (intrinsic) semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer,
In the plurality of solar cells, the photoelectric conversion unit
A first photoelectric conversion layer disposed on a rear surface of the first electrode, and a second photoelectric conversion layer between the first photoelectric conversion layer and the second electrode, wherein the first photoelectric conversion layer and the second photoelectric conversion Further comprising an intermediate reflective layer between the layers, wherein the intermediate reflective layer comprises a microcrystalline silicon (μc-SiOx) material containing oxygen (O)
The plurality of solar cells
In the incident light, light of 300 nm to 800 nm is absorbed by 70% or more, light of 800 nm to 1100 nm is transmitted by 70% or more,
The band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer is between 1.7 eV and 1.8 eV,
And the band gap energy (Eg) of the second photoelectric conversion layer is between 1.4 eV and 1.6 eV.
상기 복수의 태양 전지 셀 각각에 포함된 상기 제1 전극, 상기 광전 변환부, 및 상기 제2 전극은 제1 방향으로 형성된 복수의 제1 방향 스크라이빙 패턴에 의해 구분되고,
상기 복수의 태양 전지 셀 각각은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되며, 상기 복수의 태양 전지 셀 각각에 포함된 상기 광전 변환부의 일부 영역을 제거하는 복수의 제2 방향 스크라이빙 패턴을 포함하지 않는 건물 일체형 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode, the photoelectric conversion unit, and the second electrode included in each of the plurality of solar cells are divided by a plurality of first direction scribe patterns formed in a first direction,
Wherein each of the plurality of solar cells is formed in a second direction intersecting the first direction and includes a plurality of second directional scribing patterns for removing a portion of the photoelectric conversion unit included in each of the plurality of solar cells The solar cell module according to claim 1,
상기 제1 광전 변환층은 비정질 실리콘(a-Si) 재질을 포함하고, 상기 제2 광전 변환층은 게르마늄(Ge)이 함유된 비정질 실리콘(a-SiGe) 재질을 포함하는 건물 일체형 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the first photoelectric conversion layer comprises an amorphous silicon (a-Si) material and the second photoelectric conversion layer comprises an amorphous silicon (a-SiGe) material containing germanium (Ge).
상기 제1 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)는 상기 제2 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)보다 높고, 제1 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)은 상기 제2 광전 변환층의 밴드갭 에너지(Eg)과 중첩되지 않는 건물 일체형 태양 전지 모듈.5. The method of claim 4,
The band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer is higher than the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer and the band gap energy Eg of the first photoelectric conversion layer is higher than the band gap energy Eg of the second photoelectric conversion layer, Integrated solar cell module that does not overlap the band gap energy (Eg).
상기 제2 광전 변환층의 게르마늄(Ge)이 함유량은 10at%(원자량 퍼센트) ~ 53at% 사이인 건물 일체형 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
And the content of germanium (Ge) in the second photoelectric conversion layer is between 10 at% (atomic percent) and 53 at%.
상기 건물 일체형 태양 전지 모듈은
상기 복수의 태양 전지 셀의 양쪽 최외곽 셀과 전기적으로 연결되는 정션 박스;를 더 포함하고,
상기 정션 박스는 상기 제2 투명 기판의 후면 영역 중 가장 자리에 위치하는 건물 일체형 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
The building integrated solar cell module
And a junction box electrically connected to both outermost cells of the plurality of solar cells,
Wherein the junction box is located at the edge of a rear surface region of the second transparent substrate.
상기 제2 전극은 투명한 전기 전도성 재질을 포함하는 건물 일체형 태양 전지 모듈. The method according to claim 1,
Wherein the second electrode comprises a transparent electrically conductive material.
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