KR102042270B1 - 태양전지 모듈의 수리 방법과 그에 따른 태양 전지 모듈 - Google Patents

태양전지 모듈의 수리 방법과 그에 따른 태양 전지 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에서는 복수의 태양전지 후면에 형성된 각각의 제1 전극과 제2 전극에 선택적으로 연결된 복수의 도전성 배선을 셀간 커넥터로 연결시켜 복수의 태양전지가 선형으로 연결된 태양전지 모듈에서, 하자가 있는 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리하는, 수리 셀 분리 단계, 상기 셀간 커넥터가 양측에 연결된 신규 셀을 상기 수리 셀이 배치되었던 자리에 위치시키고, 상기 수리 셀에 연결되었던 도전성 배선을 상기 신규 셀에 연결된 셀간 커넥터에 연결시키는, 신규 셀 연결 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 수리 방법을 제공한다.

Description

태양전지 모듈의 수리 방법과 그에 따른 태양 전지 모듈{METHODS FOR REPAIRING A SOLAR CELL MODULE AND SOLAR CELL MODULE THEREBY}
본 발명은 후면 접촉형 태양전지 모듈의 수리 방법과 그에 따른 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 구비해 만들어진다. 이 같은 구성의 태양전지는 여러 장을 연결시켜 만든 태양전지 모듈을 이용해 발전하고 전력을 얻는다. 이 명세서에서 태양전지 모듈은 여러 장의 태양전지를 물리적 수단을 이용해 전기적으로 연결시킨 형태를 말한다.
여러 장의 태양전지를 연결하는 모듈화의 일반적인 방법은 솔더가 코팅된 구리 리본(copper ribbon)을 이용하는 것이다. 각 태양전지에 마련된 전하 수집용 버스 바에 이 구리 리본을 접합시켜 이웃한 여러 장의 태양전지를 연결한다.
그런데, 구리 리본은 버스 바보다 더 넓은 폭을 가지고 있어, 구리 리본에 의해 가려지는 면적이 많아 태양전지의 발전 효율을 떨어트리는 문제가 있다.
이 같은 문제를 해결하는 방법 중 하나가, 전하를 수집하는 전극이 모두 후면에 위치하는 후면 접촉형 태양 전지를 이용해 태양전지 모듈을 구성하는 것이다.
후면 접촉형 태양전지는 전극이 모두 기판의 후면에 위치하고 있기 때문에, 버스 바 때문에 입사면이 가려지는 문제를 완화할 수 있다.
다만, 후면 접촉형 태양전지의 경우는 기판의 후면에 전극이 모두 위치하고 있기 때문에 버스 바를 이용해서 여러 장의 태양전지를 연결할 때 버스 바와 전극 사이에 간섭이 생겨 배선 문제가 발생한다.
또한, 또한 이웃한 태양전지 사이의 배선이 복잡하기 때문에, 태양전지 모듈의 제조 공정 중 일부 태양 전지에 결함이 발견되었을 때, 결함이 있는 태양 전지만 교체하기 까다로운 문제점이 있다.
주지하는 바처럼, 태양전지 모듈은 셀 사이를 모두 연결한 후에, 제작된 태양전지 모듈이 정상적으로 잘 동작하는지, 물리적인 하자는 없는 지에 대한 검사가 진행되고, 이 검사 과정에서 하자가 발견되면 수리하고자 하는 셀(이하, 수리 셀)만 선택적으로 새로운 셀(이하, 신규 셀)로 교체하는 수리 작업이 이뤄진다.
본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 후면 접촉형 태양전지를 모듈화할 때, 결함이 발견된 태양 전지를 쉽게 교체할 수 있는 태양전지 모듈의 수리 방법과 그에 따른 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 복수의 태양전지 후면에 형성된 각각의 제1 전극과 제2 전극에 선택적으로 연결된 복수의 도전성 배선을 셀간 커넥터로 연결시켜 복수의 태양전지가 선형으로 연결된 태양전지 모듈에서, 하자가 있는 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리하는, 수리 셀 분리 단계, 상기 셀간 커넥터가 양측에 연결된 신규 셀을 상기 수리 셀이 배치되었던 자리에 위치시키고, 상기 수리 셀에 연결되었던 도전성 배선을 상기 신규 셀에 연결된 셀간 커넥터에 연결시키는, 신규 셀 연결 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 수리 방법을 제공한다.
상기 수리 셀 분리 단계는, 상기 수리 셀과 상기 셀간 커넥터 사이에 연결된 상기 복수의 도전성 배선을 물리적으로 잘라 상기 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리한다.
상기 수리 셀 분리 단계는, 상기 수리 셀에 연결된 복수의 도전성 배선을 상기 셀간 커넥터에 접합시키고 있는 도전성 접착제를 열처리해서 상기 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리한다.
상기 신규 셀 연결 단계는, 상기 신규 셀에 연결된 셀간 커넥터가 상기 수리 셀에 연결되었던 셀간 커넥터에 포개어지게 위치시키는 단계, 포개어진 두 셀간 커넥터를 접합시키는 단계를 포함한다.
상기 수리 방법은 상기 포개어진 두 셀간 커넥터 사이로 도전성 접착제를 공급하는 단계를 더 포함한다.
상기 수리 셀 분리 단계는, 상기 수리 셀의 양측에서 상기 수리 셀에 각각 연결된 상기 셀간 커넥터를 도전성 배선과 완전히 분리시켜 상기 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리한다.
상기 수리 셀에 연결된 셀간 커넥터는 상기 수리 셀의 제1 전극과 제2 전극에 선택적으로 연결된 도전성 배선과 일체로 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에서는 반도체 기판의 후면에 제1 전극과 제2 전극이 배치되고, 선형으로 배열된 복수의 태양전지들, 상기 복수의 태양전지들 각각의 후면에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 선택적으로 연결된 복수의 도전성 배선들, 상기 복수의 태양전지들 사이에 위치하고, 양 측으로 이웃하게 배치된 각 태양전지에 연결된 다수의 도전성 배선들이 공통으로 접합되어 있는 복수의 셀간 커넥터들을 포함하고, 상기 복수의 태양전지들 중 적어도 하나는 교체된 신규 셀을 포함하고, 상기 신규 셀의 도전성 배선과 연결된 셀간 커넥터는, 상기 신규 셀에 연결된 도전성 배선과 일체로 형성된 태양전지 모듈을 제공한다.
상기 태양전지 모듈은, 상기 신규 셀에 연결된 도전성 배선과 일체로 형성된 셀간 커넥터에 마주하게 접합되고, 상기 신규 셀에 이웃한 태양전지에 연결된 다수의 도전성 배선들이 연결된 다른 셀간 커넥터를 더 포함한다.
상기 신규 셀에 이웃한 태양전지에 연결된 다수의 도전성 배선들은 상기 다른 셀간 커넥터와 상기 신규 셀에 연결된 도전성 배선과 일체로 형성된 셀간 커넥터 사이에서 샌드위치된다.
상기 다른 셀간 커넥터로는 상기 신규 셀에 이웃하게 배치된 태양전지와 연결된 도전성 배선과 도전성 배선의 조각이 동일 면에 접합되어 있다.
상기 다른 셀간 커넥터는 도전성 접착제에 위해 상기 도전성 배선과 일체로 형성된 셀간 커넥터에 접합된다.
상기 도전성 접착제의 녹는점은 상기 복수의 도전성 배선들을 상기 복수의 셀간 커넥터에 접합시키고 있는 도전성 접착제의 녹는점과 같거나 낮다.
상기 도전성 접착제의 조성은 상기 복수의 배선들을 선택적으로 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 연결시키고 있는 도전성 접착제의 조성과 다르다.
상기 도전성 배선을 상기 보조 셀간 커넥터에 접합시키는 도전성 접착제의 조성은 상기 복수의 도전성 배선들을 상기 복수의 셀간 커넥터에 접합시키고 있는 도전성 접착제의 조성과 동일하다.
상기 신규 셀에 연결된 도전성 배선과 연결된 셀간 커넥터와 상기 신규 셀에 연결된 도전성 배선은 동일 물질로 형성된다.
상기 신규 셀에 이웃한 태양전지에 연결된 다수의 도전성 배선들은 상기 신규 셀에 연결된 도전성 배선과 일체로 형성된 셀간 커넥터에 도전성 접착제에 의해 접합되어 있다.
상기 신규 셀에 연결된 복수의 도전성 배선들을 제외한 나머지 도전성 배선들은 도전성 접착제에 의해 상기 복수의 셀간 커넥터에 접합된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수리 방법에 따르면, 수리 전 셀간 커넥터와 수리 후 셀간 커넥터를 같이 사용해서 도전성 배선을 연결시키므로 간단하면서도 견고하게 태양전지를 쉽게 수리할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수리 방법이 적용되는 후면 접촉형 태양전지 모듈의 전면 전체 평면 모습을 간략히 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A′선에 따른 단면 모습을 간략히 보여주는 도면이다.
도 3은 셀간 커넥터에 의해 연결된 제1, 2 태양 전지의 전면을 간략히 보여준다.
도 4는 도 3에 도시된 태양전지 모듈의 후면을 보여준다.
도 5는 도 4의 B-B′선을 따른 단면을 간략히 보여준다.
도 6은 후면 접촉형 태양전지의 전체 모습을 개략적으로 보여준다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수리방법을 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 8은 제2 도전성 배선(220E)을 절단한 후의 셀간 커넥터(300L)의 모습을 보여준다.
도 9는 열처리 방법으로 제2 도전성 배선을 좌측 셀간 커넥터(300L)에서 분리한 후의 모습을 보여준다.
도 10은 신규 셀에 사용되는 제1 및 제2 도전성 배선과 신규 셀간 커넥터의 일 예를 보여준다
도 11은 신규 셀편 셀간 커넥터를 제1 태양전지편 셀간 커넥터에 포개어 접합한 모습을 간략히 예시하는 도면이다.
도 12는 도 11의 C-C′선에 따른 단면 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 S113 방법에 의해 수리 셀을 분리한 후에 진행된 신규 셀을 연결한 후의 모습을 예시한다.
도 14는 S115 방법에 의해 수리 셀을 분리한 후에 진행된 신규 셀을 연결한 후의 모습을 예시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수리 방법에 맞춰 수리 셀을 교체할 때 사용하는 리페어 장치를 간략히 보여주는 도면이다.
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.
아울러, 이하에서 셀 스트링이라 함은 복수의 태양 전지가 서로 직렬 연결된 구조나 형태를 의미한다.
또한, 어떤 구성 부분의 두께나 폭이 다른 구성 부분의 두께나 폭과 동일하다는 의미는 공정 오차를 포함하여, 10%의 범위 내에서 동일함을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수리 방법이 적용되는 후면 접촉형 태양전지 모듈의 전면 전체 평면 모습을 간략히 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A′선에 따른 단면 모습을 간략히 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 후면접촉형 태양전지로 이뤄진 태양전지 모듈은 복수의 태양 전지, 태양 전지의 후면에 접합되는 복수의 제1, 2 도전성 배선(200), 복수의 태양 전지를 제1 방향(x)으로 서로 직렬 연결하는 셀간 커넥터(300)를 포함한다.
이 같은 태양전지 모듈은 태양 전지 모듈의 디자인을 좋게 하는 쉴드(400)와, 전면 투명 기판(10), 충진재(20, 30), 후면 시트(40) 및 프레임(50)과 함께 도 1과 같은 태양전지 패널을 구성한다.
복수의 태양 전지는 도 1에 도시된 바와 같이, 각각이 제1 방향(x)으로 길게 배열되며, 반도체 기판(110)과 반도체 기판(110)의 후면에 복수의 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 구비한다. 이와 같은 복수의 태양 전지에 대해서는 도 6 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 제1 전극(141)과 제2 전극(142)이 형성된 방향과 교차하는 방향에서 제1 전극(141)끼리 또는 제2 전극(142)끼리를 연결시킨다. 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 각 도전성 배선이 연결하는 제1 전극(141) 또는 제2 전극(142)에 따라 제1 도전성 배선(210) 또는 제2 도전성 배선(220)으로 나눌 수 있다.
복수의 태양 전지 각각에서 제1 전극(141)과 제2 전극(142)에 선택적으로 접합된 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 태양전지(C1, C2) 사이에서 셀간 커넥터(300)에 공통으로 연결되어, 선형으로 배열된 태양전지들이 제1 방향(x)으로 직렬 연결될 수 있다.
쉴드(400)는 셀간 커넥터(300)의 전면에 위치해, 태양 전지 사이로 노출되는 셀간 커넥터(300)와 이에 연결된 복수의 도전성 배선이 보이지 않도록 해 태양전지 모듈의 디자인을 좋게 한다.
쉴드(400)의 전면(입사면 방향) 색상은 셀 스트링 사이에 보여지는 후면 시트(BS)의 색상과 동일하거나 동일한 계열일 수 있다. 이에 따라, 쉴드(400)와 후면 시트가 시각적으로 구별되지 않고, 유사하거나 동일한 색상을 가지도록 할 수 있다.
이처럼 도전성 배선(200)에 의해 연결된 태양전지 모듈은 전면 투명 기판(10)과 후면 시트(40) 사이에 배치되고, EVA 시트와 같이 투명한 충진재(20, 30)가 복수의 태양 전지 전체의 전면 및 후면에 배치된 상태에서, 열과 압력이 동시에 가해지는 라미네이션 공정에 의해 일체화된다.
전면 투명 기판(10)은 입사면 방향에 배치되므로, 빛의 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 형성된다.
후면 시트(40)는 후면에서 습기가 들어오는 것을 방지한다. 이러한 후면 시트(40)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
이 후면 시트(40)는 FP (fluoropolymer) / PE (polyeaster) / FP (fluoropolymer)와 같은 절연 물질로 이루어진 얇은 시트이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
태양전지와 전면 투명기판(10), 태양전지와 후면 시트(40) 사이로는 충진재(20, 30)가 위치해 태양전지 모듈을 봉지한다.
충진재(20, 30)는 범용적으로 많이 사용되는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
충진재는 태양전지 모듈, 후면 시트, 전면 투명 기판을 충진재와 일체화하는 라미네이션 과정에서 열과 압력에 의해 연화 및 경화된다. 이에 따라, 복수의 도전성 배선(200)과 셀간 커넥터(300)의 후면에도 충진재(30)가 형성될 수 있고, 쉴드(400)의 전면에도 충진재(20)가 형성될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도5 를 참조로 이웃한 후면 접촉형 태양전지가 도전성 배선(200)과 셀간 커넥터(300)에 의해 직렬 연결된 구조를 자세히 설명한다.
도 3은 도 1에서 제1 방향(x)으로 서로 인접하여 셀간 커넥터(300A)에 의해 연결된 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 전면을 간략히 보여주며, 도 4는 후면을, 도 5는 도 4의 B-B′선을 따른 단면을 간략히 보여준다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각은 제1, 2 태양 전지(C1, C2)에 구비된 반도체 기판(110)의 후면에 위치해, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 선택적으로 연결한다.
여기서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1 방향(x)으로 떨어져 배열되며, 각각은 후면에 서로 이격되어 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 형성된 복수의 제1 전극(141)과 복수의 제2 전극(142)을 구비한다(도 4 참조).
도전성 배선(200)은 각 태양전지(C1, C2)에서 제1 전극(141)하고만 접합된 복수 개의 제1 도전성 배선(210), 제2 전극(142)하고만 접합된 복수 개의 제2 도전성 배선(220)을 포함한다.
각 태양전지(C1, C2)에서 제1 도전성 배선(210)은 제1 전극들(141)과 교차되는 교차점에서 도전성의 제1 도전성 접착제(251)에 의해 제1 전극들(141)에 접합되고, 제2 전극들(142)과 교차되는 복수의 교차점에서 절연성의 절연층(252)에 의해 제2 전극(142)과 절연된다.
반대로, 제2 도전성 배선(220)은 제2 전극들(142)과 교차되는 복수의 교차점에서 제2 전극들(142)에 제1 도전성 접착제(251)에 의해 접합되고, 제1 전극들(141)과 교차되는 복수의 교차점에서 절연층(252)에 의해 제1 전극들(141)과 절연된다.
이와 같은 제1, 2 도전성 배선(200)은 도전성 금속 재질로 형성되되, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나를 포함하는 도전성 코어와, 코어(CR)의 표면에 코팅된 주석(Sn) 또는 주석(Sn) 합금의 솔더로 이뤄진 코팅층을 포함할 수 있다. 바람직한 일례로, 코어는 구리(Cu), 코팅층은 주석(Sn)을 포함한 합금인 SnBiAg이다.
각 도전성 배선(200)의 선 폭은 선저항과 제조 비용을 감안해 0.5mm ~ 2.5mm 이며, 제1 도전성 배선(210)과 제2 도전성 배선(220) 사이의 간격은 전하의 수집 효율 및 단락 전류를 고려해 4mm ~ 6.5mm이다.
제1, 2 도전성 배선(210, 220) 각각이 1장의 태양 전지에 접합되는 개수는 10개 ~ 20개이고, 1장의 태양전지에 접합된 도전성 배선(200)의 총수는 20개 ~ 40개이다.
그리고, 제1 도전성 접착제(251)는 바람직한 형태에서 솔더(solder)를 포함한 솔더 패이스트(solder paste), 에폭시 솔더 패이스트(epoxy solder paste) 또는 도전성 패이스트(Conductive psate) 중 어느 하나이고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
절연층(252)은 절연성 재질을 갖는 다양한 물질이 범용적으로 사용될 수 있고, 일례로 에폭시 계열, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 아크릴 계열 또는 실리콘 계열 중 어느 하나의 절연성 재질이 사용될 수 있다.
제1 태양전지(C1)에서 제1 도전성 배선(210)의 일단은 반도체 기판(110)의 우 측면 밖으로 돌출해 제1 태양전지(C1)와 제2 태양전지(C2) 사이에 위치한 셀간 커넥터(300A)와 중첩되게 위치하고, 제2 태양전지(C2)에서 제2 도전성 배선(220)의 일 단은 반도체 기판(110)의 좌 측면 밖으로 돌출해 셀간 커넥터(300A)와 중첩되게 위치하고, 이 상태로 셀간 커넥터(300A)에 접합해 제1 태양전지(C1)와 제2 태양전지(C2)가 직렬 연결된다.
여기서, 일례로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전성 배선(210, 220) 각각의 일단은 셀간 커넥터(300A)에 제2 도전성 접착제(350)에 의해 접합된다. 바람직한 한 형태에서, 이 제2 도전성 접착제(350)는 제1 도전성 접착제(251)와 동일한 것이 사용되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이상 설명한 태양전지 모듈은 후면 접촉형 태양전지를 셀간 커넥터와 도전성 배선을 이용해 쉽게 모듈화를 할 수가 있고, 수리시에도 셀간 커넥터에 연결된 수리 셀의 도전성 배선 만을 잘라 쉽게 수리할 수 있는 이점이 있다.
이하, 상술한 태양전지 모듈에 사용되는 태양전지의 일 예를 설명한다. 도 6은 후면 접촉형 태양전지의 전체 모습을 개략적으로 보여준다.
도 6을 참조하면, 후면 접촉형 태양전지는 반사 방지막(130), 반도체 기판(110), 터널층(180), 제1 반도체부(121), 제2 반도체부(172), 진성 반도체부(150), 패시베이션층(190), 복수의 제1 전극(141) 및 복수의 제2 전극(142)을 구비한다.
여기서, 반사 방지막(130), 터널층(180) 및 패시베이층(190)은 생략될 수도 있으나, 구비된 경우 태양 전지의 효율이 더 향상되므로, 이하에서는 구비된 경우를 일례로 설명한다.
반도체 기판(110)은 제 1 도전성 타입 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 중 어느 하나로 만들어진다. 일례로, 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘 웨이퍼이다.
여기서, 반도체 기판(110)에 함유된 제 1 도전성 타입의 불순물 또는 제2 도전성 타입의 불순물은 n형 또는 p형 도전성 타입 중 어느 하나이다. 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑(doping)된다. 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑된다.
이하에서는 이와 같은 반도체 기판(110)의 함유된 불순물이 제2 도전성 타입의 불순물이고, n형인 경우를 일례로 설명한다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 반도체 기판(110)의 전면에 복수의 요철면을 가질 수 있다. 이로 인해 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 제1 반도체부(121) 역시 요철면을 가질 수 있다. 이로 인해, 반도체 기판(110)의 전면에서 반사되는 빛의 양이 감소하여 반도체 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 증가된다.
반사 방지막(130)은 외부로부터 반도체 기판(110)의 전면으로 입사되는 빛의 반사를 최소화하기 위하여, 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치하며, 알루미늄 산화막(AlOx), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 산화질화막(SiOxNy) 중 적어도 하나로 만들어진다.
터널층(180)은 반도체 기판(110)의 후면 전체에 직접 접촉하여 배치되며, 얇은 두께의 SiCx 또는 SiOx와 같은 유전체 재질로 만들어져 반도체 기판(110)에서 생성되는 캐리어가 통과될 수 있다.
이와 같은 터널층(180)은 반도체 기판(110)에서 생성된 캐리어를 통과시키며, 반도체 기판(110)의 후면에 대한 패시베이션 기능을 수행한다.
제1 반도체부(121)는 반도체 기판(110)의 후면에 배치되되, 일례로, 터널층(180)의 후면의 일부에 직접 접촉하여 배치된다.
이 제1 반도체부(121)는 반도체 기판(110)의 후면에 제2 방향(y)으로 길게 배치되며, 제2 도전성 타입과 반대인 제1 도전성 타입을 갖는 다결정 실리콘 재질로 만들어진다.
여기서, 제1 반도체부(121)는 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑될 수 있으며, 반도체 기판(110)에 함유된 불순물이 제2 도전성 타입의 불순물인 경우, 제1 반도체부(121)는 터널층(180)을 사이에 두고 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성한다.
각 제1 반도체부(121)는 반도체 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 제1 반도체부(121)는 p형의 도전성 타입을 가질 수 있으며, 복수의 제1 반도체부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 제1 반도체부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑된다.
제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)의 후면에 제1 반도체부(121)와 나란한 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 배치되며, 일례로 터널층(180)의 후면 중에서 전술한 제1 반도체부(121) 각각과 이격된 일부 영역에 직접 접촉하여 형성된다.
이 제2 반도체부(172)는 제2 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑되는 다결정 실리콘 재질로 형성된다. 따라서, 예를 들어, 반도체 기판(110)이 제2 도전성 타입의 불순물인 n형 타입의 불순물로 도핑되는 경우, 복수의 제2 반도체부(172)는 n+의 불순물 영역이다.
이러한 제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)과 제2 반도체부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 제2 반도체부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 제2 반도체부(172) 쪽으로의 캐리어(예, 전자) 이동을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 제2 반도체부(172) 및 그 부근 또는 제1, 2 전극(200)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 제2 반도체부(172)로의 전자 이동량을 증가시킨다.
진성 반도체부(150)는 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172) 사이에 노출된 터널층(180)의 후면에 형성되고, 이와 같은 진성 반도체부(150)은 제1 반도체부(121) 및 제2 반도체부(172)와 다르게 제1 도전성 타입의 불순물 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되지 않은 진성 다결정 실리콘층으로 형성될 수 있다.
패시베이션층(190)은 제1 반도체부(121), 제2 반도체부(172) 및 진성 반도체부(150)에 형성되는 다결정 실리콘 재질의 층의 후면에 형성된 뎅글링 본드(dangling bond)에 의한 결함을 제거하여, 반도체 기판(110)으로부터 생성된 캐리어가 뎅글링 본드(dangling bond)에 의해 재결합되어 소멸되는 것을 방지한다.
복수의 제1 전극(141)은 제1 반도체부(121)에 접합하고, 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 있다. 이와 같은, 제1 전극(141)은 제1 반도체부(121) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어 정공을 수집한다.
복수의 제2 전극(142)은 제2 반도체부(172)에 접합하고, 제1 전극(141)과 나란하게 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 있다. 이와 같은, 제2 전극(142)은 제2 반도체부(172) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어, 전자를 수집한다.
이와 같은 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 제2 방향(y)으로 길게 형성되며, 제1 방향(x)으로 이격되고, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 제1 방향(x)으로 교번하여 배치된다.
이하, 상술한 구조의 태양전지 모듈을 수리하는 방법에 대해 자세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수리방법을 모식적으로 설명하는 도면으로, 설명의 편의를 위해 후면이 위를 향하도록 도시하였다.
이 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수리방법은 수리 셀을 분리하는 단계(SS11)와 신규 셀을 연결하는 단계(S13)를 포함한다.
도 7에는 3장의 후면 접촉형 태양전지(C1∼C3)가 선형으로 연결된 태양전지 모듈이 예시되어 있으며, 이중 두 번째 배치된 태양전지(C2)가 수리해야 하는 수리 셀인 것으로 가정한다. 제1 내지 제3 태양전지(C1∼C3)는 상술한 바와 동일한 구조로 셀간 커넥터(300L, 300R)에 의해 서로 연결되어 있다.
수리 셀 제거 단계(S11)에서, 수리 셀(C2)이 태양전지 모듈에서 제거되는데, 이때 3가지 다른 방법이 사용될 수 있다.
첫 번째 방법(S111)은 수리 셀(C2)과 좌, 우측 셀간 커넥터(300L, 300R) 사이에 각각 연결된 제1 및 제2 도전성 배선(210E, 220E)을 물리적 수단을 이용해서 절단해, 태양전지 모듈에서 수리 셀(C2)을 분리시키는 것이다.
여기서, 물리적 수단은 물리적으로 제1 및 제2 도전성 배선(210E, 220E)을 절단할 수 있는 것이라면 어떤 것을 사용하여도 무방하다. 대표적으로 자동화된 설비에서 절삭 공구를 이용해 제1 및 제2 도전성 배선(210E, 220E)만을 선택적으로 절단할 수 있다.
수리 셀(C2)의 제2 도전성 배선(220E)은 제1 태양전지(C1)와 수리 셀(C2) 사이에 배치된 셀간 커넥터(300L)에 접합되어 있는데, 분리할 때 수리 셀(C2)의 측면과 셀간 커넥터(300L) 사이의 임의의 지점에서 제2 도전성 배선(220E)을 절단해 분리한다.
바람직하게, 외관적인 면과 안전성을 고려해 셀간 커넥터(200L)에 최대한 가까운 위치에서 제2 도전성 배선(220E)을 절단한다.
도 8은 제2 도전성 배선(220E)을 절단한 후의 셀간 커넥터(300L)의 모습을 보여준다.
도 8에서 예시하는 바처럼, 셀간 커넥터(300L)에는 제1 태양전지(C1)의 제1 전극에 접합된 제1 도전성 배선(210)이 셀간 커넥터(300L)의 길이 방향으로 다수 개가 접합되어 있다.
그리고, 그 사이로 제2 태양전지(C2)의 제2 전극에 연결되었던 제2 도전성 배선(22OE)의 일부가 조각 형태로 잔존해 접합되어 있다. 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)과 수리 셀(C2)편 제2 도전성 배선(22OE)의 조각(220R)은 셀간 커넥터(300L)의 동일 표면 상에 접합되어 있다.
이상의 설명에서는 수리 셀(C2)의 좌측 편에 연결된 셀간 커넥터(300L)를 대상으로 수리 셀을 분리하는 방법에 대해 설명했으며, 수리 셀(C2)의 우측 편에 연결된 셀간 커넥터(300L) 역시 이와 동일한 방법에 의해 수리 셀을 분리시킬 수 있다.
두 번째 방법(S113)은 수리 셀(C2)과 좌, 우측 셀간 커넥터(300L, 300R) 사이에 각각 연결된 제1 및 제2 도전성 배선(210E, 220E)을 열처리해서 태양전지 모듈에서 수리 셀(C2)을 분리시킨다.
바람직한 한 형태에서, 수리 셀(C2)편 제2 도전성 배선(220E)은 좌측 셀간 커넥터(200L)에 도전성 접착제에 의해 접합되어 있다. 도전성 접착제는 일정 온도 이상에서 녹기 때문에, 도전성 접착제에만 선택적으로 열을 가해 수리 셀(C2)편 제2 도전성 배선(220E)을 좌측 셀간 커넥터(200L)에서 분리할 수가 있다.
다만, 이처럼 열처리를 통해 수리 셀(C2)편 제2 도전성 배선(220E)을 좌측 셀간 커넥터(200L)에서 분리하는 경우, 분리시키고자 하는 제2 도전성 배선(220E)에 바로 이웃해서는 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)이 접합되어 있어, 짧은 시간 내 빠른 열처리가 요구된다.
도 9는 열처리 방법으로 제2 도전성 배선을 좌측 셀간 커넥터(300L)에서 분리한 후의 모습을 보여준다.
도 9에서 예시하는 바처럼, 좌측 셀간 커넥터(300L)에는 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)이 좌측 셀간 커넥터(300L)의 길이 방향으로 다수 개만이 접합되어 있다.
열처리 방법으로 제2 도전성 배선(220E)을 좌측 셀간 커넥터(300L)에서 분리하면, 물리적 수단에 의한 방법처럼 제2 도전성 배선(22OE) 조각을 남기지 않고 깔끔하게 제2 도전성 배선(220E)을 좌측 셀간 커넥터(300L)에서 제거할 수가 있다.
세 번째로, 수리 셀(C2)을 태양전지 모듈에서 분리하는 방법(S115)은 셀간 커넥터(300L, 300R)를 태양전지 모듈에서 완전히 제거하는 형태로 이뤄질 수도 있다.
좌측 셀간 커넥터(300L)로는 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)과 수리 셀(C2)편 제2 도전성 배선(220E)이 접합되어 있고, 우측 셀간 커넥터(300R)로는 수리 셀(C2)편 제1 도전성 배선(210E)과 제3 태양전지(C3)편 제2 도전성 배선(220)이 접합되어 있다.
따라서, 좌측 셀간 커넥터(300L)와 우측 셀간 커넥터(300R)를 분리시켜 수리 셀(C2)을 태양전지 모듈에서 제거할 수가 있다. 분리할 때, 바람직한 방법은 셀간 커넥터(300L, 300R)와 도전성 배선(210E, 220) 사이를 각각 접합시키고 있는 제2 도전성 접착제를 열처리하는 것이다.
열처리 방법의 일 예로, 펄스 히터가 이용될 수 있다. 이 펄스 히터는 히터는 작동시 순간적으로 높은 열을 방출하고, 작동하지 않는 경우에는 낮은 온도를 유지해서 부재에 열적 스트레스를 최소화시킬 수 있다.
이 펄스 히터를 이용해, 좌측 셀간 커넥터(300L)와 우측 셀간 커넥터(300R)를 각각 수초 내지 수십초 동안 약 100℃ ∼ 약 400℃의 온도로 가열한다. 이에, 좌측 셀간 커넥터(300L)와 우측 셀간 커넥터(300R)에 각각 도전성 배선들을 접합시키고 있던 도전성 접착제들이 녹으면서 수리 셀(C2)을 분리할 수가 있다.
이상과 같은 방법으로 수리 셀(C2)을 분리한 다음으로는 신규 셀(N2)을 수리 셀(C2)이 배치되었던 자리에 동일하게 위치시키고, 연결시켜 수리한다.
이 수리 방법에서 신규 셀(N2)은 수리를 쉽게 하기 위해서 제1 및 제2 도전성 배선(201N, 220N)과 제1 및 제2 도전성 배선(201N, 220N)을 양측 편에서 각각 연결하고 있는 신규 셀간 커넥터(301N, 203N)가 이미 설치되어 있다.
이를 위해, 본 발명의 수리 방법은 이처럼 제1 및 제2 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)를 포함하는 신규 셀(N2)을 준비하는, 신규 셀 준비 단계를 더 포함할 수 있다.
도 10은 신규 셀 (N2)에 사용되는 제1 및 제2 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)의 일 예를 보여준다.
도 10에서, 신규 셀(N2)에 사용되는 제1 및 제2 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)는 상술한 구조와 다르게 하나로 합쳐진 일체형으로 형성된다.
신규 셀(N2)의 제1 및 제2 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)는 일체로 만들어져 있기 때문에 층(layer) 상으로도 완벽한 하나의 층만을 가진다.
이 일체형 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)는 도전성 금속판, 일 예로 구리 호일(foil)을 기계로 펀칭(punching)해 일체로 제작한 것일 수 있다.
상술한 셀간 커넥터 및 도전성 배선(210N, 220N)과 비교해서, 도 10에서 예시하는 제1 및 제2 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)는 일체로 형성된다는 점을 제외하고 구조적 구성은 모두 동일하다.
다만, 도 10에서 예시하는 제1 및 제2 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)는 일체로 형성되므로, 그 형성 물질이 동일할 수 있다.
일 예로, 제1 도전성 배선(210N) 및 이에 연결된 제2 도전성 배선(220)은 동일하게 상술한 도전성 배선의 구조로 형성되는 것이 가능하다.
다시 말해, 도전성 금속 재질로 형성되되, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나를 포함하는 도전성 코어와, 코어(CR)의 표면에 코팅된 주석(Sn) 또는 주석(Sn) 합금의 솔더로 이뤄진 코팅층을 포함한 구조로 형성되는 것이 가능하다.
마찬가지로, 제2 도전성 배선(220N) 및 이에 연결된 제1 도전성 배선(210) 역시 이 같은 구조로 형성될 수 있다.
신규 셀(N2)에 사용되는 일체형 제1 및 제2 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)는 상술한 것과 동일한 구조로 신규 셀(N2)의 제1 전극(141)과 제2 전극(143)에 각각 접합된다. 이에 따라, 제1 도전성 배선(210N)은 신규 셀(N2)의 제2 전극(143)에만 선택적으로 접합되고, 제2 도전성 배선(220N)은 제1 전극(141)에만 선택적으로 접합된다.
신규 셀(N2)의 연결은 신규 셀 양측에 이미 연결되어 있는 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)를 제1 태양전지(C1)와 제3 태양전지(C3) 각각에 연결된 셀간 커넥터(300L, 300R)와 포개어지게 위치시킨 상태에서 이들을 접합시키는 방식으로 이뤄진다.
그리고, 바람직한 다른 형태에서는 이 일체형 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)를 폴리머 필름에 일부가 노출되도록 실장해, 이 일체형 도전성 배선(210N, 220N)과 신규 셀간 커넥터(201N, 220N)를 빠르고 간편하게 접합시킬 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.
도 11은 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)를 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L)에 포개어 접합한 모습을 간략히 예시하는 도면이고, 도 12는 도 11의 C-C′선에 따른 단면 모습을 보여주는 도면이다.
참고로, 이 도면들은 상술한 수리 셀 제거 단계(S11)에서 S111 방법에 의해 수리 셀을 분리한 후에 진행된 신규 셀을 연결한 후의 모습이다.
이 도면들을 참조하면, 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)는 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L) 위에 위치하는데, 바람직하게는 신규 셀편 커넥터(301N)는 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L)와 면끼리 마주하게 위치한다. 이에 따라, 둘 사이의 접합면이 늘어나 접합시 충분한 결합 강도를 가지면서 접합될 수가 있다.
또한, 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)는 셀간 커넥터가 태양전지 사이에 위치할 때 전면으로는 쉴드가 부착되므로, 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L)의 후면, 즉 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)과 제2 도전성 배선(22OE)의 조각(220R)이 남아 있는 면과 접합이 이뤄진다.
이때, 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)에 일체로 형성된 제2 도전성 배선(220N)이 수리 셀(C2)에 연결되었던 제2 도전성 배선(220E)을 대신하므로, 제2 도전성 배선(220N)은 제2 도전성 배선(22OE)의 조각(220R)과 동일 선 상에 위치한 형태로 접합이 이뤄지는 것이 바람직하다.
이에, 제2 도전성 배선(22OE)의 조각(220R)은 신규 셀간 커넥터(301N)의 접합 공정시 얼라인 키(align key)로 작용할 수가 있다.
한편, 이처럼 제2 도전성 배선(22OE)의 조각(220R)이 남아있더라도 신규 셀간 커넥터(301N)에 도전성 배선이 일체로 형성되어 있기 때문에, 그 위로 신규 셀간 커넥터(301N)를 접합시킬 수가 있어, 작업 공수를 줄이며 수리 작업을 편히 할 수 있도록 한다.
한편, 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)와 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L) 접합시, 도전성 접착제(NA)가 이들 사이로 공급될 수도 있다.
이때 공급되는 도전성 접착제(NA)는 상술한 태양전지 모듈의 제작 과정에서 사용되는 제2 도전성 접착제(350)와 동일한 것이거나, 다를 수 있다.
바람직한 한 형태에서, 도전성 접착제(NA)는 제1 도전성 접착제(251)보다는 높고, 제2 도전성 접착제(350)와 같거나 낮은 온도에서 용융되는 솔더를 포함하는 물질로 형성된다. 그래야, 부품의 일체화를 위한 라미네이션 공정 중 도전성 접착제가 용융되는 것을 방지할 수 있고, 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)와 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L) 접합시 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L)에 접합되어 있는 제1 도전성 배선(210)이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
이상의 설명은 신규 셀의 좌측에 배치된 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)와 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L) 사이의 접합을 설명한 것이고, 신규 셀의 우측에 배치된 신규 셀편 셀간 커넥터(303N)와 제3 태양전지편 셀간 커넥터(300R) 사이의 접합 역시 동일하게 이뤄진다.
도 13은 상술한 수리 셀 제거 단계(S11)에서 S113 방법에 의해 수리 셀을 분리한 후에 진행된 신규 셀을 연결한 후의 모습을 예시한다.
상술한 신규 셀 연결 단계(S13)과 동일한 방법에 의해 신규 셀(N2)이 연결되므로, 그 연결 방법에 대한 설명은 생략한다.
이 도면을 참조하면, 상술한 도 12와 비교해서, 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)와 제1 태양전지편 셀간 커넥터(300L) 사이로 제2 도전성 배선(22OE) 조각(220R)이 존재하지 않는다는 점에서만 차이가 있다.
도 14는 상술한 수리 셀 제거 단계(S11)에서 S115 방법에 의해 수리 셀을 분리한 후에 진행된 신규 셀을 연결한 후의 모습을 예시한다. 이 S115 방법은 셀간 커넥터를 완전히 제거하는 방식으로 이뤄지기 때문에, 도 12 및 도 13과 다르게 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)에 의해서만 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)과 신규 셀(N2)편 제2 도전성 배선(220)을 연결시킨다.
제2 도전성 배선(220)이 일체화된 신규 셀편 셀간 커넥터(301N)를 수리 셀(C2)이 있던 자리에 위치시키고, 도전성 접착제(NA)를 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)이 접합하는 위치로 도포한다. 이때, 도전성 접착제(NA)는 디스펜서를 이용해서 원하는 접합 위치에만 선택적으로 도포하는 것이 바람직하다.
이후, 도전성 접착제(NA)가 도포된 위치에 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)을 위치시킨 후 열처리를 실시해서 도전성 접착제(NA)를 경화시킨다. 이때 열처리 역시 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)이 위치하는 곳에 대해서만 선택적으로 이뤄지는 것이 바람직하다.
또한, 디스펜서를 이용해서 도전성 접착제(NA)를 별도로 도포하지 않고, 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)을 접합시키는데 사용되었던 잔존하는 도전성 접착제를 재사용하는 것도 가능하다.
이에 따라, 도 14에서 예시하는 바처럼 신규 셀편 셀간 커넥터(301N) 위에 제1 태양전지(C1)편 제1 도전성 배선(210)이 도전성 접착제(NA)에 의해 접합된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수리 방법은 수리 전 셀간 커넥터와 수리 후 셀간 커넥터를 같이 사용해서 도전성 배선을 연결시키므로 간단하면서도 견고하게 셀간 커넥터에 의해 연결된 태양전지를 쉽게 수리할 수가 있다.
한편, 도 15는 상술한 수리 방법을 따라 수리 셀을 교체할 때 사용하는 리페어 장치를 간략히 보여주는 도면이다.
도 15를 참조하면, 이 리페어 장치는 프레임(710), 지지부(720), 회전축(730), 회전바(740) 및 고정부(750)를 포함한다.
프레임(710)은 태양전지 모듈이 배치되는 공간을 제공하며, 바닥면에는 각 태양 전지가 위치하는 지지부(720)가 구비된다.
지지부(720)는 개구홀(760)을 구비하고, 개구홀(760)은 인접한 두 태양 전지 사이에 배치되는 셀간 커넥터(300)와 쉴드(400)의 위치와 중첩된 부분에 위치해 이들을 노출시켜 수리 작업시 쉽게 이들을 분리할 수 있도록 한다.
고정부(750)는 프레임(710)에 배치된 태양전지 모듈을 고정시킨다. 이 고정부(750)는 프레임(710)의 한 쪽이 힌지 회동 가능하게 결합되어 있어, 연결 축을 기준으로 회전(화살표 방향)해서 셀간 커넥터 위를 덮도록 구성되어 있다.
회전축(730)은 프레임(710)를 회전시키는 역할을 하며, 회전축(730)에 연결된 회전바(740)를 회전시켰을 때, 프레임(710)을 360도 회전시킬 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 (18)

  1. 후면으로 각각 나란하게 제1 전극과 제2 전극이 형성된 복수의 태양전지들, 상기 복수의 태양전지들 각각에서 상기 제1 및 제2 전극과 교차하는 방향으로 배열되며 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극하고만 전기적으로 연결된 제1 도전성 배선과 제2 도전성 배선을 포함하는 복수의 도전성 배선들, 상기 복수의 태양전지들 사이에 위치해 양 측으로 이웃하게 배치된 각 태양전지에 연결된 상기 제1 도전성 배선 및 상기 제2 도전성 배선에 공통으로 접합된 복수의 셀간 커넥터를 포함해 구성되고, 상기 복수의 태양전지들 중 각 태양전지에 연결된 도전성 배선의 개수는 20~40개이고, 상기 도전성 배선은 선폭이 0.5mm ~ 2.5mm인 태양전지 모듈에서,
    하자가 있는 수리 셀에 연결된 상기 제1 및 제2 도전성 배선을 상기 수리 셀 양측에 배치된 제1 셀간 커넥터로부터 분리해 상기 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리하는, 수리 셀 분리 단계; 그리고,
    제2 셀간 커넥터가 양측에 연결된 신규 셀을 상기 수리 셀이 배치되었던 자리에 위치시키고, 상기 수리 셀 양측에 배치된 태양전지에 연결된 상기 제1 및 제2 도전성 배선을 상기 제2 셀간 커넥터에 연결시키는, 신규 셀 연결 단계,
    를 포함하는 태양전지 모듈의 수리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수리 셀 분리 단계는,
    상기 수리 셀과 상기 제1 셀간 커넥터 사이에 연결된 상기 제1 및 제2 도전성 배선을 물리적으로 잘라 상기 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리하는 태양전지 모듈의 수리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수리 셀 분리 단계는,
    상기 수리 셀에 연결된 제1 및 제2 도전성 배선과, 상기 제1 셀간 커넥터를 연결하는 도전성 접착제를 열처리해서 상기 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리하는 태양전지 모듈의 수리 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 신규 셀 연결 단계는,
    상기 제2 셀간 커넥터가 상기 수리 셀에 연결되었던 제1 셀간 커넥터에 포개어지게 위치시키는 단계; 그리고,
    포개어진 상기 제2 및 제1 셀간 커넥터를 접합시키는 단계;
    를 포함하는 태양전지 모듈의 수리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 포개어진 제2 및 제1 셀간 커넥터 사이로 도전성 접착제를 공급하는 단계;를 더 포함하는 태양전지 모듈의 수리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수리 셀 분리 단계는,
    상기 제1 셀간 커넥터를 상기 제1 및 제2 도전성 배선과 완전히 분리시켜 상기 수리 셀을 상기 태양전지 모듈에서 분리하는 태양전지 모듈의 수리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 셀간 커넥터는 상기 신규 셀의 제1 전극과 제2 전극에 선택적으로 연결된 제1 도전성 배선 또는 제2 도전성 배선과 일체로 형성된 태양전지 모듈의 수리 방법.
  8. 반도체 기판의 후면에 제1 전극과 제2 전극이 나란하게 배치되고, 선형으로 배열된 복수의 태양전지들;
    상기 복수의 태양전지들 각각의 후면에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 교차하는 방향으로 배열되며, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극하고만 전기적으로 연결된 제1 도전성 배선과 제2 도전성 배선을 포함하는 복수의 도전성 배선들; 및,
    상기 복수의 태양전지들 사이에 위치하고, 양 측으로 이웃하게 배치된 각 태양전지에 연결된 상기 제1 도전성 배선 및 상기 제2 도전성 배선에 공통으로 접합된 복수의 제1 셀간 커넥터들을 포함하고,
    상기 복수의 태양전지들 중 적어도 하나는 교체된 신규 셀을 포함하고,
    상기 신규 셀에 연결된 상기 복수의 도전성 배선들과, 상기 신규 셀과 이웃한 태양전지 사이에 배치된 제2 셀간 커넥터는 상기 신규 셀에 연결된 복수의 도전성 배선들과 일체로 형성되며,
    상기 복수의 태양전지들 중 각 태양전지에 연결된 도전성 배선의 개수는 20~40개이고, 상기 도전성 배선은 선폭이 0.5mm ~ 2.5mm인 태양전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 셀간 커넥터에 마주하게 접합되고, 상기 신규 셀에 이웃한 태양전지에 연결된 다수의 도전성 배선들이 연결된 제1 셀간 커넥터를 더 포함하는 태양전지 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신규 셀에 이웃한 태양전지에 연결된 다수의 도전성 배선들은 상기 제1 셀간 커넥터와 상기 제2 셀간 커넥터 사이에 샌드위치된 태양전지 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 셀간 커넥터로는 상기 신규 셀에 이웃하게 배치된 태양전지와 연결된 도전성 배선과 도전성 배선의 조각이 동일 면에 접합되어 있는 태양전지 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 셀간 커넥터는 제1 도전성 접착제에 의해 상기 제2 셀간 커넥터에 접합된 태양전지 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 도전성 접착제의 녹는점은 상기 복수의 도전성 배선들을 상기 복수의 제1 셀간 커넥터들에 접합시키는 제2 도전성 접착제의 녹는점과 같거나 낮은 태양전지 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 도전성 접착제의 조성은 상기 제1 및 제2 도전성 배선을 선택적으로 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 연결시키고 있는 제3 도전성 접착제의 조성과 다른 태양전지 모듈.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 도전성 접착제의 조성은 상기 제1 및 제2 도전성 배선을 선택적으로 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 연결시키고 있는 제3 도전성 접착제의 조성과 동일한 태양전지 모듈.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제2 셀간 커넥터와, 상기 신규 셀에 연결된 도전성 배선은 동일 물질로 형성된 태양전지 모듈.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 신규 셀에 이웃한 태양전지에 연결된 다수의 도전성 배선들은 상기 제2 셀간 커넥터에 제4 도전성 접착제에 의해 접합된 태양전지 모듈.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 신규 셀에 연결된 복수의 도전성 배선들을 제외한 나머지 도전성 배선들은 제2 도전성 접착제에 의해 상기 복수의 셀간 커넥터들에 접합된 태양전지 모듈.
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