KR101975577B1 - 양면 수광형 태양 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양면 수광형 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 양면 수광형 태양 전지 모듈은 복수의 도전성 배선에 의해 제1 방향으로 길게 연결되어 각각의 셀 스트링을 형성하는 복수의 태양 전지; 복수의 태양 전지로부터 발생된 전력을 수집하여 외부로 공급하는 정션 박스(junction box); 및 일단 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 복수의 도전성 배선에 접속되고, 타단이 정션 박스에 접속되는 복수의 도선; 정션 박스와 복수의 도선은 복수의 태양 전지의 투영 영역 밖에 위치하고, 복수의 도선은 투영 영역 밖에서 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 뻗은 제2 방향 부분을 포함하고, 복수의 도선 중 적어도 하나의 도선에 구비된 제2 방향 부분은 정션 박스와 중첩된다.

Description

양면 수광형 태양 전지 모듈{Double-sided light receiving solar module}
본 발명은 양면 수광형 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체부에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형의 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 n형의 반도체부와 p형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결함으로써 전력을 얻는다.
이와 같은 태양 전지는 복수 개가 인터커넥터에 의해 서로 연결되어 셀 스트링을 형성할 수 있고, 셀 스트링의 끝단에는 셀스트링과 태양 전지 모듈의 외부에 위치하는 졍선 박스(junction box)를 서로 연결하는 도선이 접속된다.
한편, 종래의 태양 전지 모듈 중 특히 양면 수광형 태양 전지 모듈은 빛을 모듈의 전면뿐만 아니라 후면으로 수광하기 때문에, 모듈 내부의 전후면에서 태양 전지가 수광하는 영역을 가리지 않기 위해 정션 박스를 태양 전지의 위치와 중첩되지 않는 영역에 위치시켰다.
그러나, 이와 같은 경우, 발전과 무관한 태양 전지 모듈의 면적이 상대적으로 커져, 모듈의 효율이 상대적으로 감소하고, 모듈의 면적이 넓어짐으로 인하여, 모듈의 무게가 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 발전과 무관한 면적의 증가를 최소화한 양면 수광형 태양 전지 모듈을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 양면 수광형 태양 전지 모듈은 복수의 도전성 배선에 의해 제1 방향으로 길게 연결되어 각각의 셀 스트링을 형성하는 복수의 태양 전지; 복수의 태양 전지로부터 발생된 전력을 수집하여 외부로 공급하는 정션 박스(junction box); 및 일단 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 복수의 도전성 배선에 접속되고, 타단이 정션 박스에 접속되는 복수의 도선; 정션 박스와 복수의 도선은 복수의 태양 전지의 투영 영역 밖에 위치하고, 복수의 도선은 투영 영역 밖에서 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 뻗은 제2 방향 부분을 포함하고, 복수의 도선 중 적어도 하나의 도선에 구비된 제2 방향 부분은 정션 박스와 중첩된다.
여기서, 복수의 도전성 배선은 제1 방향으로 길게 뻗어 있고, 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 복수의 도전성 배선은 복수의 도선에 포함된 제2 방향 부분에 접속될 수 있다.
이와 같은 복수의 도선은 각 셀 스트링 중 최외곽에 위치한 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 도전성 배선에 접속되는 외측 도선과 최외곽 셀 스트링의 내측에 위치한 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 도전성 배선에 접속되는 내측 도선을 포함할 수 있다.
여기서, 외측 도선과 내측 도선 각각은 제2 방향 부분을 포함하고, 외측 도선의 제2 방향 부분과 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지 사이의 제1 간격은 내측 도선의 제2 방향 부분과 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지 사이의 제2 간격보다 클 수 있다.
구체적으로, 제1 간격과 제2 간격 사이의 차이는 내측 도선의 선폭보다 크고, 내측 도선의 선폭의 2배보다 작을 수 있다.
이를 위해, 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 도전성 배선의 최외곽 돌출 길이는 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 도전성 배선의 내측 돌출 길이보다 길 수 있다.
일례로, 최외곽 돌출 길이는 내측 돌출 길이의 1.5배보다 크고, 내측 돌출 길이의 3배보다 작을 수 있다.
아울러, 복수의 도선 각각의 선폭은 도전성 배선 각각의 선폭보다 클 수 있다.
일례로, 도전성 배선 각각의 선폭 대비 복수의 도선 각각의 선폭의 비율은 1: 15 ~ 25 사이일 수 있다.
아울러, 복수의 도선 각각은 제2 방향 부분의 끝단에서 제2 방향 부분과 교차하는 제1 방향으로 연장되는 제1 방향 부분을 더 포함하고, 제1 방향 부분 대 제2 방향 부분의 비율은 1: 6 ~ 15 사이일 수 있다.
또한, 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지의 전면에 위치하는 전면 투명 부재; 복수의 태양 전지의 후면에 위치하는 후면 부재; 복수의 태양 전지와 전면 투명 부재 사이 및 복수의 태양 전지와 후면 부재 사이에 위치하는 밀봉재; 및 전면 투명 부재, 밀봉재 및 후면 부재의 외곽을 감싸는 프레임;을 더 포함하고, 후면 부재는 투명할 수 있다.
또한, 정션 박스는 태양 전지 모듈의 후면 외부 상측부에 위치하고, 태양 전지 모듈을 전면에서 봤을 때, 태양 전지 모듈의 상측부에 위치하는 프레임으로부터 정션 박스까지의 거리는 태양 전지 모듈의 하측부에 위치하는 프레임으로부터 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지까지의 거리보다 클 수 있다.
아울러, 프레임은 전면 투명 부재의 전면 에지 부분을 덮는 제1 부분, 제1 부분의 끝단으로부터 연장되어 전면 투명 부재, 봉지배 및 후면 부재의 측면을 덮는 제2 부분, 제2 부분으로부터 연장되어 후면 부재의 후면 에지 부분을 덮는 제3 부분을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 도선 각각에 포함된 제1 방향 부분은 후면 부재를 뚫고 정션 박스에 구비된 단자에 접속될 수 있다.
또한, 전면 투명 부재는 유리 재질을 포함하고, 후면 부재는 유리 재질보다 가벼운 수지 재질을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 각 셀 스트링 내에서 복수의 태양 전지는 제1 방향으로 이격되고, 복수의 태양 전지가 제1 방향으로 이격된 간격은 제2 간격보다 작을 수 있다.
또한, 태양 전지 모듈을 전면에서 봤을 때, 태양 전지 모듈의 상측부에 위치하는 프레임으로부터 정션 박스까지의 거리(B1)는 내측 리드선의 제2 방향 부분과 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지 사이의 제2 간격(A2)보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 도선이 태양 전지와 중첩되지 않으면서, 도선에서 셀 스트링의 길이 방향과 교차하는 방향으로 구비되는 제2 방향 부분이 정션 박스와 중첩되도록 하여, 모듈에서 발전과 무관한 면적의 증가를 최소화할 수 있다.
도 1의 (a)는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 전면 모습을 도시한 것이고, 도 1의 (b)는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 후면 모습을 도시한 것이다.
도 2는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 분해 사시도를 도시한 것이다.
도 3은 셀 스트링을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 각 태양 전지(100)와 도전성 배선(300)의 연결 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 5의 (a)는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 상부 전면 모습을 보다 상세하게 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 하부 전면 모습을 보다 상세하게 도시한 것이다.
도 6은 외측 도선(410, 420)과 내측 도선(430, 440) 각각의 제2 방향 부분과 제1 방향 부분을 확대 도시한 것이다.
도 7은 도 5의 (a)에서 CS-CS 라인의 단면을 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.
또한, 어떤 구성 부분의 두께나 폭이 다른 구성 부분의 두께나 폭과 동일하다는 의미는 공정 오차를 포함하여, 10%의 범위 내에서 동일함을 의미한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일례에 따른 양면 수광형 태양 전지 모듈을 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 1의 (a)는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 전면 모습을 도시한 것이고, 도 1의 (b)는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 후면 모습을 도시한 것이고, 도 2는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 셀 스트링을 설명하기 위한 도이다.
아울러, 도 4는 각 태양 전지(100)와 도전성 배선(300)의 연결 구조를 설명하기 위한 도로서, 도 4의 (a)는 태양 전지(100)에 도전성 배선(300)이 연결된 구조를 태양 전지(100)의 전면에서 바라본 모습이고, 도 4의 (b)는 태양 전지(100)에 도전성 배선(300)이 연결된 구조를 태양 전지(100)의 단면에서 바라본 모습이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 전면 투명 부재(10), 밀봉재(20, 30), 후면 부재(40), 프레임(50), 복수의 태양 전지(100) 및 도선(410, 420, 430, 440)을 포함할 수 있다.
전면 투명 부재(10)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(100)의 전면에 위치하고, 투명한 유리 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 전면 투명 부재(10)은 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 형성될 수 있다.
밀봉재(20, 30)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(100)와 전면 투명 부재(10) 사이에 위치하는 전면 밀봉재(20)와 복수의 태양 전지(100)와 후면 부재(40) 사이에 위치하는 후면 밀봉재(30)를 포함할 수 있다.
이와 같은 밀봉재(20, 30)의 재질은 전면 투명 부재(10)을 통하여 입사되는 빛과 후면 부재(40)를 통하여 입사되는 빛이 복수의 태양 전지(100)에 입사되도록 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 습기 침투로 인한 부식을 방지하고 태양 전지(100)를 충격으로부터 보호하고, 이를 위해 충격을 흡수할 수 있고, 투명한 에바(EVA, Ethylene Vinyl Acetate) 또는 폴리 올레핀(POE, Polyolefin) 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있으며, 제조 공정의 편의를 위해 시트(sheet) 형태로 형성될 수 있다.
아울러, 이와 같은 시트 형상의 밀봉재(20, 30)는 전면 투명 부재(10)과 태양 전지(100) 사이 및 태양 전지(100)와 후면 부재(40) 사이에 배치되어, 라미네이션 공정 중에 열과 압력에 의해 연화 및 경화될 수 있다.
후면 부재(40)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(100)의 후면에 위치하고, 모듈의 후면으로 빛이 수광되도록 하기 위하여, 투명한 재질이 이용될 수 있으며, 모듈의 무게를 저감하기 위하여, 후면 부재(40)는 유리 재질보다 가벼운 수지 재질을 포함하는 시트로 형성될 수 있다.
그러나, 후면 부재(40)는 수지 재질의 시트에만 한정되는 것은 아니고, 유리 로 형성되는 것도 가능하다.
이와 같은 후면 부재(40)는 태양 전지(100)들의 후면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양 전지(100)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 이러한 후면 부재(40)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
이와 같은 후면 부재(40)는 일례로, FP (fluoropolymer) / PE (polyeaster) / FP (fluoropolymer)와 같은 절연 물질로 이루어진 얇은 시트로 이루어질 수 있다.
프레임(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전면 투명 부재(10), 밀봉재(20, 30) 및 후면 부재(40)의 외곽 에지 부분을 감싸도록 위치하고, 외부의 충격으로부터 전면 투명 부재(10), 밀봉재(20, 30) 및 후면 부재(40)를 보호할 수 있다.
이와 같은 프레임(50)은 강화 플라스틱, 강철 또는 스테인레스 중 적어도 하나의 재질로 형성될 수 있다.
이와 같은 프레임(50)의 구조에 대해서는 도 7에서 보다 구체적으로 설명한다.
복수의 태양 전지(100)는 전면 밀봉재(20)와 후면 밀봉재(30) 사이에 위치하고, 입사된 빛으로부터 전력을 생산할 수 있다.
이와 같은 복수의 태양 전지(100) 각각은 전압을 향상시키기 위하여, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 도전성 배선(300)에 의해 제1 방향(x)으로 길게 연결되어 각각의 셀 스트링을 형성할 수 있다.
이와 같은 복수의 태양 전지(100) 각각은 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 태양 전지(100)의 전면에 제1 전극(140)이 위치하고, 태양 전지(100)의 후면에 제1 전극(140)과 극성이 다른 제2 전극(150)이 위치할 수 있다.
여기서, 태양 전지(100)의 제1, 2 전극(140, 150) 각각은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 도전성 배선(300)의 길이 방향과 교차하는 제2 방향(y)으로 길게 스트라이프 형태로 위치할 수 있다.
아울러, 복수의 도전성 배선(300)은 제1 방향(x)으로 길게 배치되어, 제1 전극(140) 또는 제2 전극(150)에 솔더 패이스트와 같은 도전성 접착제(미도시)를 통해 접속될 수 있다.
아울러, 이와 같은 복수의 도전성 배선(300)은 구리와 같은 코어에 솔더 물질을 포함하는 코팅층이 코어 표면에 코팅되어 제1 전극(140) 또는 제2 전극(150)에 접속될 수 있다.
이와 같은 복수의 도전성 배선(300)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 방향(x)으로 서로 인접한 각 태양 전지(100)의 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)에 접속되어, 각각의 셀 스트링을 형성할 수 있다.
이와 같은 각각의 셀 스트링은 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 방향(x)으로 길게 배치될 수 있으며, 제2 방향(y)으로 이격될 수 있다.
복수의 도선(410, 420, 430, 440) 각각은 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 일단 모듈의 상부에 위치한 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100)에 접속된 복수의 도전성 배선(300)에 접속되고, 타단이 후면 부재(40)를 뚫고 정션 박스(600)에 접속될 수 있다.
아울러, 도 1에 도시된 바와 같이, 모듈의 하부에는 각 셀 스트링을 제2 방향(y)으로 직렬 연결하는 버싱바(350)가 더 구비될 수 있다.
이와 같은 전면 투명 부재(10), 밀봉재(20, 30), 후면 부재(40), 복수의 태양 전지(100), 버싱바(350) 및 복수의 도선(410, 420, 430, 440)은 도 2에 도시된 바와 같이 순차적으로 배치되어, 라미네이션 공정 중에 열압착되어 일체화될 수 있으며, 일체화된 전면 투명 부재(10), 밀봉재(20, 30), 후면 부재(40), 복수의 태양 전지(100) 및 복수의 도선(410, 420, 430, 440)은 프레임(50)에 의해 패키징될 수 있다.
정션 박스(600)는 복수의 태양 전지(100)로부터 발생된 전력을 수집하여 외부로 공급하는 기능을 수행할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 모듈의 후면, 즉 후면 부재(40)의 후면 중 상부에 위치할 수 있다.
구체적으로, 정션 박스(600)는 모듈의 후면 상부 중에서 복수의 태양 전지(100)의 투영 영역 밖에 위치할 수 있다. 즉, 보다 구체적으로, 정션 박스(600)는 모듈의 후면 상부 중 프레임(50)과 태양 전지(100) 사이의 영역에 위치할 수 있다.
이와 같이, 정션 박스(600)를 모듈의 후면 상부 중에서 복수의 태양 전지(100)의 투영 영역 밖에 위치시킴으로써, 모듈의 후면으로 빛이 입사될 때, 정션 박스(600)에 의해 빛이 가려지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이와 같은 본 발명의 양면 수광형 태양 전지 모듈에서, 복수의 도선(410, 420, 430, 440)은 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(100)의 투영 영역 밖에 위치하되, 프레임(50)과 태양 전지(100) 사이의 영역에 위치할 수 있고, 이와 같은 복수의 도선(410, 420, 430, 440) 중 제2 방향(y)으로 길게 뻗은 부분이 모듈에서 발전과 무관한 면적의 증가를 최소화하기 위하여 정션 박스(600)와 중첩될 수 있다.
이에 따라, 양면 수광형 태양 전지 모듈의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이하에서는 전술한 복수의 도선(410, 420, 430, 440)의 구체적인 구조에 대해 도 5 내지 도 7을 통해 보다 구체적으로 설명한다.
도 5의 (a)는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 상부 전면 모습을 보다 상세하게 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 양면 수광형 태양 전지 모듈의 하부 전면 모습을 보다 상세하게 도시한 것이다.
도 6은 외측 도선(410, 420)과 내측 도선(430, 440) 각각의 제2 방향 부분과 제1 방향 부분을 확대 도시한 것이다.
도 7은 도 5의 (a)에서 CS-CS 라인의 단면을 도시한 것이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복수의 도선(410, 420, 430, 440)은 외측 도선(410, 420)과 내측 도선(430, 440)을 포함할 수 있다.
여기서, 외측 도선(410, 420)은 각 셀 스트링 중 최외곽에 위치한 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 도전성 배선(300)에 접속될 수 있고, 내측 도선(430, 440)은 최외곽 셀 스트링의 내측에 위치한 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 도전성 배선(300)에 접속될 수 있다.
여기서, 최외곽 셀 스트링은 제2 방향으로 이격된 복수의 셀 스트링 중 최외곽 가장 자리에 위치한 셀 스트링을 의미하고, 내측 셀 스트링은 복수의 셀 스트링 중 제2 방향으로 최외곽 셀 스트링의 내측에 위치한 셀 스트링을 의미한다.
이와 같은 복수의 도선(410, 420, 430, 440)은 복수의 태양 전지(100)의 투영 영역 밖에 위치하되, 프레임(50)과 태양 전지(100) 사이의 영역에 위치할 수 있다.
아울러, 이와 같은 복수의 도선(410, 420, 430, 440)은 복수의 태양 전지(100)의 투영 영역 밖, 즉 프레임(50)과 태양 전지(100) 사이의 영역에서 제2 방향(y)으로 길게 뻗은 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)을 포함하고, 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)의 끝단에서 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)과 교차하는 제1 방향(x)으로 연장되는 제1 방향 부분(410b, 420b, 430b, 440b)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 외측 도선(410, 420)과 내측 도선(430, 440) 각각은 제2 방향(y)으로 제2 방향(y)으로 길게 뻗은 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)과 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)의 끝단에서 제1 방향(x)으로 연장되는 제1 방향 부분(410b, 420b, 430b, 440b)을 포함할 수 있다.
여기서, 각 도선(410, 420, 430, 440)의 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)에는 모듈의 상부에 위치한 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 복수의 도전성 배선(300)에 접속될 수 있다.
아울러, 각 도선(410, 420, 430, 440)의 제1 방향 부분(410b, 420b, 430b, 440b)은 일부가 후면 부재(40)를 뚫고 정션 박스(600)의 접속 단자에 접속될 수 있다.
이와 같은 복수의 도선(410, 420, 430, 440) 중 적어도 하나의 도선(410, 420, 430, 440)에 구비된 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)이 정션 박스(600)와 중첩될 수 있다.
일례로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 외측 도선(410, 420)의 제2 방향 부분(410a, 420a)과 내측 도선(430, 440)의 제2 방향 부분(430a, 440a) 모두가 정션 박스(600)와 중첩되어 위치할 수 있다.
그러나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 이와 다르게 외측 도선(410, 420)의 제2 방향 부분(410a, 420a)만 정션 박스(600)와 중첩되어 위치하고, 내측 도선(430, 440)의 제2 방향 부분(430a, 440a)은 정션 박스(600)와 중첩되지 않고, 정션 박스(600)와 태양 전지(100) 사이의 영역에 위치하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명은 복수의 도선(410, 420, 430, 440) 중 제2 방향(y)으로 길게 뻗은 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)이 정션 박스(600)와 중첩되도록 위치함으로써, 모듈에서 발전과 무관한 면적의 증가를 최소화할 수 있다.
이와 같은 구조를 구현하기 위해, 외측 도선(410, 420)의 제2 방향 부분(410a, 420a)과 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC) 사이의 제1 간격(A1)은 내측 도선(430, 440)의 제2 방향 부분(430a, 440a)과 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC) 사이의 제2 간격(A2)보다 크게 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 간격(A1)과 제2 간격(A2) 사이의 차이는 내측 도선(430, 440)의 선폭(W400)보다 크고, 내측 도선(430, 440)의 선폭(W400)의 2배보다 작게 형성될 수 있다.
여기서, 일례로, 내측 도선(430, 440)의 선폭(W400)과 외측 도선(410, 420)의 선폭(W400)은 서로 동일할 수 있다.
이에 따라, 외측 도선(410, 420)의 제2 방향 부분(410a, 420a)과 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC) 사이에 내측 도선(430, 440)의 제2 방향 부분(430a, 440a)이 위치할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
아울러, 이를 위하여, 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 도전성 배선(300)은 외측 도선(410, 420)의 방향으로 돌출되고, 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 도전성 배선(300)은 내측 도선(430, 440) 방향으로 돌출될 수 있다.
여기서, 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 도전성 배선(300)의 최외곽 돌출 길이(K1)는 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 도전성 배선(300)의 내측 돌출 길이(K2)보다 길게 형성될 수 있다.
즉, 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 도전성 배선(300)은 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)에 접속된 도전성 배선(300)보다 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)로부터 제1 방향(x)으로 더 돌출될 수 있다.
일례로, 최외곽 돌출 길이(K1)는 내측 돌출 길이(K2)의 1.5배보다 크고, 내측 돌출 길이(K2)의 3배보다 작을 수 있다.
또한, 각 셀 스트링 내에서 복수의 태양 전지는 제1 방향(x)으로 이격되고, 복수의 태양 전지가 제1 방향(x)으로 이격된 간격은 제2 간격(A2)보다 작을 수 있다.아울러, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 각 도선(410, 420, 430, 440)에는 복수의 도전성 배선(300)이 접속될 수 있다. 일례로, 각 도선(410, 420, 430, 440)에는 10개 ~ 30개 사이의 도전성 배선(300)이 접속될 수 있다.
이와 같은 경우, 도선(410, 420, 430, 440)의 선폭(W400)이 도전성 배선(300)의 선폭(W300)과 동일한 경우, 도선(410, 420, 430, 440)의 직렬 저항이 증가하여, 모듈의 효율이 저하될 수 있는데, 이를 방지하기 위하여, 복수의 도선(410, 420, 430, 440) 각각의 선폭(W400)은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 도전성 배선(300) 각각의 선폭(W300)보다 크게 형성될 수 있다.
일례로, 도전성 배선(300) 각각의 선폭(W300) 대비 복수의 도선(410, 420, 430, 440) 각각의 선폭(W400)의 비율은 1: 15 ~ 25 사이로 형성될 수 있다.
아울러, 도 6에 도시된 바와 같이, 외측 도선(410, 420)의 제2 방향 부분(410a, 420a) 길이(L1)는 내측 도선(430, 440)의 제2 방향 부분(430a, 440a) 길이(L3)보다 길 수 있고, 외측 도선(410, 420)의 제1 방향 부분(410b, 420b) 길이(L2)는 내측 도선(430, 440)의 제1 방향 부분(430b, 440b) 길이(L4)보다 짧을 수 있다.
일례로, 외측 도선(410, 420)의 제2 방향 부분(410a, 420a)의 길이(L1)는 내측 도선(430, 440)의 제2 방향 부분(430a, 440a) 길이(L3)의 1.3배 ~ 1.7배 정도 사이일 수 있으며, 외측 도선(410, 420)의 제1 방향 부분(430b, 440b) 길이(L2)는 내측 도선(430, 440)의 제1 방향 부분(430b, 440b) 길이(L4)의 0.75배 ~ 0.85배 사이일 수 있다.
아울러, 각 도선(410, 420, 430, 440)의 제1 방향 부분(410b, 420b, 430b, 440b) 길이(L2 or L4) 대 각 도선(410, 420, 430, 440)의 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)의 길이(L1 or L3) 비율은 1: 6 ~ 15 사이에서 형성될 수 있다.
일례로, 외측 도선(410, 420)의 제1 방향 부분 길이(L2) 대 외측 도선(410, 420)의 제2 방향 부분 길이(L1)의 비율은 1: 12 ~ 15 사이일 수 있으며, 내측 도선(430, 440)의 제1 방향 부분 길이(L4) 대 내측 도선(430, 440)의 제2 방향 부분 길이(L3)의 비율은 1: 6 ~ 9 사이일 수 있다.
아울러, 태양 전지 모듈을 전면에서 봤을 때, 태양 전지 모듈의 상측부에 위치하는 프레임(50)으로부터 정션 박스(600)까지의 거리(B1)는 내측 도선(430, 440)의 제2 방향 부분(430a, 440a)과 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC) 사이의 제2 간격(A2)보다 클 수 있다.
또한, 태양 전지 모듈을 전면에서 봤을 때, 도 5의 (a)에 도시된 태양 전지 모듈의 상측부에 위치하는 프레임(50)으로부터 정션 박스(600)까지의 거리(B1)는 도 5의 (b)에 도시된 태양 전지 모듈의 하측부에 위치하는 프레임(50)으로부터 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)까지의 거리(B2)보다 클 수 있다.이는 모듈 제조 공정 중 정션 박스(600)를 모듈 후면의 상부에 위치시킬 때, 프레임(50)과의 간섭을 최소화하기 위함이다.
즉, 프레임(50)은 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 부분(50a), 제2 부분(50b), 제3 부분(50c) 및 제4 부분(50d)을 포함할 수 있다.
여기서, 프레임(50)의 제1 부분(50a)은 전면 투명 부재(10)의 전면 에지 부분을 덮도록 위치할 수 있다.
제2 부분(50b)은 제1 부분(50a)의 끝단으로부터 제1 부분(50a)의 폭 방향(x)과 교차하는 모듈의 두께 방향(z)으로 연장되어 전면 투명 부재(10), 봉지배 및 후면 부재(40)의 측면을 덮도록 위치할 수 있다.
제3 부분(50c)은 제2 부분(50b)으로부터 제1 부분(50a)의 폭 방향(x)과 동일한 방향으로 연장되어 후면 부재(40)의 후면 에지 부분을 덮도록 위치할 수 있다.
아울러, 제4 부분(50d)은 제2 부분(50b)의 끝단으로부터 제2 부분(50b)의 폭 방향(x)과 교차하고, 제1, 2 부분(50a, 50b)과 나란하게 모듈의 내측방향(x)으로 연장될 수 있다.
여기서, 제4 부분(50d)은 모듈을 건물 지붕이나 벽면의 특정 위치에 고정하는 모듈 지지부의 기능을 수행하며, 모듈의 고정을 위하여, 제4 부분(50d)의 폭(L50d)은 제1 부분(50a)의 폭보다 길 수 있다.
이와 같은 경우, 프레임(50)의 제4 부분(50d)으로 인하여, 정션 박스(600)를 모듈의 후면 상부 중에서 프레임(50)과 태양 전지(100) 사이에 위치시킬 때, 모듈의 상측부에 위치하는 프레임(50)의 제1 부분(50a)으로부터 정션 박스(600)까지의 거리를 태양 전지 모듈의 하측부에 위치하는 프레임(50)의 제1 부분(50a)으로부터 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)까지의 거리보다 크게 함으로써, 모듈 제조 공정 중 프레임(50)의 제4 부분(50d)으로 인한 간섭을 최소화할 수 있다.
이와 같은 모듈 구조로 인하여, 모듈 제조 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
그러나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 모듈 상측부에 위치하는 프레임(50)의 제4 부분(50d) 중 정션 박스(600)와 인접한 제4 부분(50d)의 폭(L50d)이 제1 부분(50a)의 폭과 동일하게 형성된 경우에는 모듈의 상측부에 위치하는 프레임(50)의 제1 부분(50a)으로부터 정션 박스(600)까지의 거리(B1)가 태양 전지 모듈의 하측부에 위치하는 프레임(50)의 제1 부분(50a)으로부터 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지(100EC)까지의 거리(B2)보다 작아질 수도 있다.
이와 같은 경우, 모듈의 면적을 더욱 작게 할 수 있어, 모듈의 효율을 더 향상시킬 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 양면 수광형 모듈은 빛이 모듈의 전후면으로 입사되는 특징을 고려하여, 도선(410, 420, 430, 440)의 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a)이 정션 박스(600)와 중첩되도록 형성함으로써, 모듈의 효율을 극대화할 수 있다.
참고로, 도 7에서 400은 도선(410, 420, 430, 440)을 의미하고, 400a는 제2 방향 부분(410a, 420a, 430a, 440a), 400b는 제1 방향 부분(410b, 420b, 430b, 440b)을 의미한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 도선(410, 420, 430, 440)의 제1 방향 부분(410b, 420b, 430b, 440b)이 후면 부재(40)를 뚫고 정션 박스(600)에 접속될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 복수의 도전성 배선에 의해 제1 방향으로 길게 연결되어 각각의 셀 스트링을 형성하는 복수의 태양 전지;
    상기 복수의 태양 전지의 전면에 위치하는 전면 투명 부재;
    상기 복수의 태양 전지의 후면에 위치하는 후면 부재;
    상기 복수의 태양 전지와 상기 전면 투명 부재 사이 및 상기 복수의 태양 전지와 상기 후면 부재 사이에 위치하는 밀봉재;
    상기 전면 투명 부재, 상기 밀봉재 및 상기 후면 부재의 외곽을 감싸는 프레임;
    상기 복수의 태양 전지로부터 발생된 전력을 수집하여 외부로 공급하는 정션 박스(junction box); 및
    일단 상기 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 상기 복수의 도전성 배선에 접속되고, 타단이 정션 박스에 접속되는 복수의 도선(conducting wire);을 포함하고,
    상기 정션 박스와 상기 복수의 도선은 상기 복수의 태양 전지의 투영 영역 밖에 위치하고,
    상기 복수의 도선은 상기 투영 영역 밖에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 뻗은 제2 방향 부분을 포함하고,
    상기 복수의 도선 중 적어도 하나의 도선에 구비된 상기 제2 방향 부분은 상기 정션 박스와 중첩되고,
    상기 정션 박스는 상기 프레임 중 상기 전면 투명 부재의 전면 에지 부분을 감싸는 제1 부분 및 상기 후면 부재의 후면 에지 부분을 감싸는 제3 부분과 이격되어 위치하고,
    상기 각각의 셀 스트링을 형성하기 위해 복수의 태양 전지를 직렬 연결하기 위해 각 태양 전지의 어느 한 면에 접속되는 상기 복수의 도전성 배선은 상기 복수의 도선의 선폭보다 작은 선폭을 가지고, 10개 ~ 30개 사이로 구비되고,
    상기 10개 ~ 30개 사이의 복수의 도전성 배선이 상기 복수의 도선에 접속하기 위해 상기 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지로부터 연장되는 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 도전성 배선은 상기 제1 방향으로 길게 뻗어 있고,
    상기 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 상기 복수의 도전성 배선은 상기 복수의 도선에 포함된 상기 제2 방향 부분에 접속되는 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 도선은 상기 각 셀 스트링 중 최외곽에 위치한 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 도전성 배선에 접속되는 외측 도선과
    상기 최외곽 셀 스트링의 내측에 위치한 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 도전성 배선에 접속되는 내측 도선을 포함하는 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 외측 도선과 내측 도선 각각은 상기 제2 방향 부분을 포함하고,
    상기 외측 도선의 제2 방향 부분과 상기 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지 사이의 제1 간격은 상기 내측 도선의 제2 방향 부분과 상기 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지 사이의 제2 간격보다 큰 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 간격과 상기 제2 간격 사이의 차이는 상기 내측 도선의 선폭보다 크고, 상기 내측 도선의 선폭의 2배보다 작은 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 최외곽 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 도전성 배선의 최외곽 돌출 길이는 상기 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지에 접속된 도전성 배선의 내측 돌출 길이보다 긴 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 최외곽 돌출 길이는 상기 내측 돌출 길이의 1.5배보다 크고, 상기 내측 돌출 길이의 3배보다 작은 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 도선 각각의 선폭은 상기 도전성 배선 각각의 선폭보다 큰 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 도전성 배선 각각의 선폭 대비 상기 복수의 도선 각각의 선폭의 비율은 1: 15 ~ 25 사이인 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 도선 각각은 상기 제2 방향 부분의 끝단에서 상기 제2 방향 부분과 교차하는 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 방향 부분을 더 포함하고,
    상기 제1 방향 부분 대 상기 제2 방향 부분의 비율은 1: 6 ~ 15 사이인 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 후면 부재는 투명한 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 정션 박스는 상기 태양 전지 모듈의 후면 외부 상측부에 위치하고,
    상기 태양 전지 모듈을 전면에서 봤을 때, 상기 태양 전지 모듈의 상측부에 위치하는 상기 프레임으로부터 상기 정션 박스까지의 거리는 상기 태양 전지 모듈의 하측부에 위치하는 상기 프레임으로부터 상기 각 셀 스트링의 마지막 태양 전지까지의 거리보다 큰 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 전면 투명 부재의 전면 에지 부분을 덮는 상기 제1 부분,
    상기 제1 부분의 끝단으로부터 연장되어 상기 전면 투명 부재, 상기 밀봉재 및 상기 후면 부재의 측면을 덮는 제2 부분,
    상기 제2 부분으로부터 연장되어 상기 후면 부재의 후면 에지 부분을 덮는 상기 제3 부분을 포함하는 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 복수의 도선 각각에 포함된 상기 제1 방향 부분은 상기 후면 부재를 뚫고 상기 정션 박스에 구비된 단자에 접속되는 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 전면 투명 부재는 유리 재질을 포함하고, 상기 후면 부재는 상기 유리 재질보다 가벼운 수지 재질을 포함하여 형성되는 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  16. 제4 항에 있어서,
    상기 각 셀 스트링 내에서 복수의 태양 전지는 상기 제1 방향으로 이격되고, 상기 복수의 태양 전지가 상기 제1 방향으로 이격된 간격은 상기 제2 간격보다 작은 양면 수광형 태양 전지 모듈.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 태양 전지 모듈을 전면에서 봤을 때, 상기 태양 전지 모듈의 상측부에 위치하는 상기 프레임으로부터 상기 정션 박스까지의 거리는 상기 내측 도선의 제2 방향 부분과 상기 내측 셀 스트링의 마지막 태양 전지 사이의 제2 간격보다 큰 양면 수광형 태양 전지 모듈.
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