KR102044465B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 유리 기판; 전면 유리 기판의 후면에 이격되어 배치되는 후면 기판; 전면 유리 기판과 후면 기판 사이에 서로 이격되어 배치되는 복수의 태양 전지를 포함하고, 전면 유리 기판 중 적어도 복수의 태양 전지가 서로 이격되는 공간과 중첩되는 부분에는 함몰부가 형성된다.

Description

태양 전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성되어 있다.
특히, 태양전지의 효율을 높이기 위해 실리콘 기판의 수광면에 전극을 형성하지 않고, 실리콘 기판의 이면 만으로 n 전극 및 p 전극을 형성한 이면 전극 형 태양 전지 셀에 대한 연구 개발이 진행되고 있다. 이와 같은 이면 전극 형 태양전지 셀을 복수 개 연결하여 전기적으로 접속하는 모듈화 기술도 진행되고 있다.
모듈과 기술에는 복수 개의 태양전지 셀을 금속 인터커넥터로 전기적으로 연결하는 방법과, 미리 배선이 형성된 배선기판을 이용해 전기적으로 연결하는 방법이 대표적이다.
본 발명은 태양 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 유리 기판; 전면 유리 기판의 후면에 이격되어 배치되는 후면 기판; 전면 유리 기판과 후면 기판 사이에 서로 이격되어 배치되는 복수의 태양 전지를 포함하고, 전면 유리 기판 중 적어도 복수의 태양 전지가 서로 이격되는 공간과 중첩되는 부분에는 함몰부가 형성된다.
여기서, 함몰부는 전면 유리 기판의 전면에 형성될 수 있으며, 함몰부는 복수의 태양 전지 사이의 이격된 공간을 따라 길게 형성될 수 있다.
이때, 함몰부는 복수 개이며, 복수 개의 함몰부 각각은 복수의 태양 전지 사이의 이격된 공간을 따라 길게 형성될 수 있다.
아울러, 함몰부의 경사면과 전면 유리 기판의 전면이 이루는 각은 20°~ 40°사이일 수 있다.
또한, 복수 개의 함몰부에서 함몰부와 함몰부 사이의 꼭대기 부분은 곡면을 포함할 수 있다. 아울러, 함몰부의 골짜기 부분도 곡면을 포함할 수 있다.
또한, 전면 유리 기판 중 적어도 함몰부가 형성된 부분 위에는 코팅층이 형성될 수 있다.
여기서, 코팅층은 공기의 굴절률보다 높고 전면 유리 기판의 굴절률보다 낮을 수 있으며, 일례로, 코팅층의 굴절률은 1.1 ~ 1.4 사이일 수 있다.
이때, 코팅층의 재질은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함할 수 있고, 코팅층에는 티타늄 산화물(TiOx)을 더 포함할 수 있다.
아울러, 코팅층은 함몰부가 형성된 부분을 포함하여, 전면 유리 기판의 전체면에 형성될 수도 있다.
여기서, 복수의 태양 전지 사이의 이격된 공간은 복수의 태양 전지 각각에 포함되는 반도체 기판과 반도체 기판 사이의 이격된 공간일 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 유리 기판에 특정 부분에 특정 패턴의 함몰부가 형성되도록 하여, 태양 전지 모듈의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 대한 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 전면 유리 기판(FG)에 형성된 함몰부(DP)가 곡면을 포함하는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에 코팅층(CL)이 형성된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에 적용되는 태양 전지(CE)의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 도 5에 도시된 태양 전지(CE)가 적용되는 경우, 인터커넥터(20)와 중첩되는 전면 유리 기판(FG)의 영역(DA2)에 함몰부(DP)가 더 형성된 예를 설명하기 위한 도이다.
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 다양한 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 부여하였다.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면 또는 전면 유리 기판의 일면 일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면 또는 전면 유리 기판의 반대면일 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 및 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 대한 일례를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에서 F2 영역의 단면을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 유리 기판(FG), 제1 봉지재(EC1), 복수 개의 태양 전지(CE), 제2 봉지재(EC2), 및 후면 시트(BS)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전면 유리 기판(FG)은 복수 개의 태양 전지(CE)의 전면 위에 위치할 수 있으며, 투과율이 높고 파손을 방지하기 위해 강화 유리 등으로 이루어질 수 있다.
제1 봉지재(EC1)는 전면 유리 기판(FG)과 복수 개의 태양 전지(CE) 사이에 위치할 수 있으며, 제2 봉지재(EC2)는 복수 개의 태양 전지(CE)와 후면 시트(BS) 사이에 위치할 수 있다.
이와 같은 제1 봉지재(EC1) 및 제2 봉지재(EC2)는 습기 침투로 인한 금속의 부식 등을 방지하고 태양 전지 모듈(100)을 충격으로부터 보호하는 재질로 형성될 수 있다.
이러한 제1 봉지재(EC1) 및 제2 봉지재(EC2)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(CE)의 전면 및 후면에 각각 배치된 상태에서 라미네이션 공정(lamination process) 시에 복수의 태양 전지(CE)와 일체화될 수 있다.
이러한 제1 봉지재(EC1) 및 제2 봉지재(EC2)는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate) 등으로 이루어질 수 있다.
아울러, 후면 시트(BS)는 시트 형태로 제2 봉지재(EC2)의 후면에 위치하고, 태양 전지 모듈의 후면으로 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 후면 시트(BS)이 시트 형태로 형성된 경우, EP/PE/FP (fluoropolymer/polyeaster/fluoropolymer)와 같은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
다음, 복수 개의 태양 전지(CE) 각각은 외부로부터 빛을 입사받아 전기를 생산하는 태양광 소자이면 어떠한 구조를 갖더라도 무방하다.
즉, 복수 개의 태양 전지(CE) 각각은 적어도 빛을 생산하기 위하여 p-n 접합이 형성된 웨이퍼 형태의 반도체 기판을 포함할 수 있으며, 전극이 반도체 기판의 후면이나 전면에 형성될 수 있다. 이와 같은 태양 전지(CE)의 일례에 대해서는 도 5이하에서 설명하나, 반드시 도 5와 같은 태양 전지(CE)의 구조에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 복수 개의 태양 전지(CE) 각각은 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 이격될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전면 유리 기판(FG) 중 적어도 복수의 태양 전지(CE)가 서로 이격되는 공간(DA1)과 중첩되는 부분에는 함몰부(DP)가 형성될 수 있다.
여기서, 복수의 태양 전지(CE)가 서로 이격되는 공간(DA1)은 서로 인접한 두 개의 태양 전지(CE)에서 반도체 기판과 반도체 기판 사이의 이격된 공간(DA1)일 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 전면 유리 기판(FG)은 복수의 태양 전지(CE)가 서로 이격되는 공간(DA1)과 중첩되는 영역에 함몰부(DP)가 형성되어, 이격 공간(DA1)으로 입사되는 빛을 함몰부(DP)로 굴절시켜, 이격 공간(DA1)으로 빛이 입사되는 것을 최소화하고, 태양 전지(CE)에 포함되는 반도체 기판으로 보다 많은 빛이 입사되도록 할 수 있다. 이에 따라, 태양 전지 모듈의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이와 같은 함몰부(DP)는 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에 형성될 수 있다. 이와 같은 함몰부(DP)는 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에서 이격 공간(DA1)과 중첩될 영역을 레이저로 식각하여 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전면 유리 기판(FG)의 함몰부(DP)는 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)으로부터 일정 깊이만큼 함몰되는 패턴을 의미할 수 있다.
그러나, 반드시 이와 같은 방법에 한정되는 것은 아니고, 다른 방법도 이용될 수 있다.
이때, 함몰부(DP)의 단면은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)으로부터 일정 깊이만큼 함몰되어, 폭이 점진적으로 감소하는 역삼각형 형태일 수 있다.
이때, 함몰부(DP)의 패턴은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(CE) 사이의 이격 공간(DA1)을 따라 길게 형성될 수 있다.
즉, 함몰부(DP)의 패턴은 복수의 태양 전지(CE) 사이의 이격 공간(DA1)을 따라 태양 전지 모듈의 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)으로 길게 형성될 수 있다. 여기서, 제1 방향(x)과 제2 방향(y)은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 교차하는 방향일 수 있다.
따라서, 함몰부(DP)는 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)으로 길게 형성되며, 전면 유리 기판(FG) 중 제1 방향(x)과 제2 방향(y)이 교차하는 영역(CA)에는 피라미드 형상의 요철이 형성될 수 있다. 이때, 피라미드 형상의 요철의 꼭대기 부분(DT)은 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)과 높이가 동일하거나 더 낮을 수 있다.
이에 따라, 복수의 태양 전지(CE) 사이의 이격 공간(DA1) 중에서 제1 방향(x)과 제2 방향(y)의 이격 공간(DA1)이 서로 교차하는 영역으로 입사되는 빛을 최소화하고, 줄어든 빛을 태양 전지(CE)로 입사시킬 수 있다.
이때, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 함몰부(DP)는 복수 개일 수 있다.
여기서, 각 함몰부(DP)의 경사면(DS)과 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)이 이루는 각(θ)은 20°~ 40°사이일 수 있다. 여기서, 전면 유리 기판(FG) 중 함몰부(DP)가 형성된 영역으로 입사되는 빛의 굴절각은 함몰부(DP)의 경사면(DS)과 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)이 이루는 각에 의해 결정되므로, 함몰부(DP)의 경사면(DS)과 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)이 이루는 각(θ)은 매우 중요할 수 있다.
각 함몰부(DP)의 경사면(DS)과 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)이 이루는 각(θ)이 20°~ 40°사이가 되도록 하여, 함몰부(DP)로 입사되는 빛이 이격 공간(DA1)으로 입사되는 빛의 양을 최소화하고, 보다 많은 양의 빛이 태양 전지(CE)의 전면으로 입사되도록 할 수 있다. 따라서, 함몰부(DP)의 경사면(DS)과 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)이 이루는 각(θ)이 20°~ 40°사이를 벗어나면 빛이 태양 전지로 입사되는 양이 상대적으로 감소하고, 전면 유리 기판(FG) 내부에서 소실될 수 있다. 그러나, 이와 같은 경사각은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 태양 전지 모듈의 전면 유리 기판(FG)과 입사되는 빛이 이루는 각도 및 태양 전지 모듈이 설치되는 위도에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.
아울러, 도 1 및 도 2에서는 전면 유리 기판(FG) 중에서 함몰부(DP)가 형성된 부분의 폭과 이격 공간(DA1)의 폭이 동일한 것을 일례로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 전면 유리 기판(FG) 중 적어도 이격 공간(DA1)과 중첩되는 부분(DA1)에 함몰부(DP)가 형성되는 것으로 족하고, 이때, 함몰부(DP)가 형성된 부분의 폭은 이격 공간(DA1)의 폭보다 작을 수도 있고, 클 수도 있다.
아울러, 전면 유리 기판(FG) 중 이격 공간(DA1)과 중첩되는 부분(DA1) 이외의 나머지 부분에도 함몰부(DP)가 형성될 수도 있다. 즉, 태양 전지(CE)의 전면 영역 중 실질적으로 광전 변환에 기여하지 않는 영역과 중첩되는 부분에도 함몰부(DP)가 형성될 수 있다. 이에 대한 일례는 도 6에서 설명한다.
아울러, 이와 같은 함몰부(DP)의 단면은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 다르게 곡면을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 전면 유리 기판(FG)에 형성된 함몰부(DP)가 곡면을 포함하는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복수 개의 함몰부(DP)에서 함몰부(DP)와 함몰부(DP) 사이의 꼭대기 부분(DT)은 곡면을 포함할 수 있다. 아울러, 함몰부(DP)의 골짜기 부분(DV)도 곡면을 포함할 수 있다.
이와 같이, 함몰부(DP)에 곡면이 형성되도록 하면, 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs) 중에서 함몰부(DP)가 형성된 영역에 이물질이 쌓이는 것을 보다 방지할 수 있다.
즉, 태양 전지 모듈이 동작할 때에, 전면 유리 기판(FG)은 야외 환경에 노출된다. 따라서, 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에는 먼지 같은 이물질이 많이 쌓이는데, 이때, 함몰부(DP)의 골짜기 부분(DV)과 꼭대기 부분(DT)에 곡면이 형성되지 않은 경우, 이물질이 한번 쌓이면, 이물질이 잘 제거되지 않을 수 있으나, 본 발명과 같이, 함몰부(DP)에 곡면이 형성되면 이물질이 쉽게 제거될 수 있다.
아울러, 이와 같이 함몰부(DP)에 곡면이 형성된 경우, 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에 코팅층이 형성되는 경우, 코팅층의 두께가 보다 균일하게 형성되도록 할 수 있다. 이에 대해 다음의 도 4를 통하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에 코팅층(CL)이 형성된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에는 반사 방지 기능을 하는 코팅층(CL)이 형성될 수 있다. 이와 같은 코팅층(CL)은 전면 유리 기판(FG)의 굴절률과 공기의 굴절률 차이를 감소시켜, 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)으로 입사되는 빛이 전면 유리 기판(FG)에 의해 반사되는 것을 최소화할 수 있다.
따라서, 이를 위해, 전면 유리 기판(FG) 중 적어도 함몰부(DP)가 형성된 부분(DA1) 위에는 코팅층(CL)이 형성될 수 있다. 따라서, 코팅층(CL)이 도 4에 도시된 바와 같이, 함몰부(DP)가 형성된 부분(DA1)에만 형성될 수도 있으나, 이와 다르게, 함몰부(DP)가 형성된 부분(DA1)을 포함하여, 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs) 전체면에 형성될 수도 있다.
이때, 함몰부(DP)가 형성된 부분(DA1) 위에 형성된 코팅층(CL)의 두께(TCL)는 함몰부(DP)의 깊이보다 작을 수 있다. 따라서, 코팅층(CL)은 함몰부(DP)의 함몰 형상을 따라 형성될 수 있다.
따라서, 코팅층(CL)의 두께(TCL)는 함몰부(DP)의 골짜기 부분(DV)과 꼭대기 부분(DT)에서 대략 동일할 수 있다.
이때, 코팅층(CL)은 전면 유리 기판(FG)에 의한 광반사를 최소화하기 위하여, 코팅층(CL)의 굴절률이 공기의 굴절률보다 높고 전면 유리 기판(FG)의 굴절률보다 낮게 할 수 있다. 일례로, 공기의 굴절률이 1이고, 전면 유리 기판(FG)의 굴절률이 대략 1.52인 점을 고려하여, 코팅층(CL)의 굴절률은 1.1 ~ 1.4 사이로 형성될 수 있다.
이를 위하여, 코팅층(CL)의 재질은 굴절률이 대략 1.2인 실리콘 산화물(SiOx)을 주로 포함할 수 있다.
아울러, 코팅층(CL)에는 티타늄 산화물(TiOx)이 더 포함될 수 있다. 이와 같은 티타늄 산화물(TiOx)은 비록 굴절률이 대략 1.7로 전면 유리 기판(FG)의 굴절률보다 높지만, 티타늄 산화물(TiOx)은 자외선(UV)에 대한 내성이 강하고, 코팅층(CL)의 막강도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 자외선에 의한 코팅층(CL)의 황변을 방지하고, 코팅층(CL)을 보다 단단하게 하기 위하여, 코팅층(CL)에는 티타늄 산화물(TiOx)이 포함될 수 있다.
그러나, 이와 같은 티타늄 산화물(TiOx)이 코팅층(CL)에 과도하게 포함되는 경우, 코팅층(CL)의 반사 방지 기능이 저하될 수 있다. 따라서, 코팅층(CL)의 반사 방지 기능을 확보하기 위하여, 코팅층(CL)에 포함되는 실리콘 산화물(SiOx)의 양은 티타늄 산화물(TiOx)의 양보다 많을 수 있다.
따라서, 코팅층(CL)에서 실리콘 산화물(SiOx) 대비 티타늄 산화물(TiOx)의 비는 대략 1.1 ~ 5 : 1 사이일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에 적용되는 태양 전지(CE)의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지(CE)는 반도체 기판(110), 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)을 구비할 수 있다.
여기서, 반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하며, 제1 도전성 타입의 불순물과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 에미터부(120)를 포함할 수 있다.
이와 같은 반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘 웨이퍼 기판으로 형성될 수 있다. 이와 같은 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘 및 다결정 실리콘 중 적어도 하나일 수 있다.
반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.
그러나 이와는 반대로, 반도체 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 반도체 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.
에미터부(120)는 반도체 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물이 도핑(doping)된 영역으로서, 반도체 기판(110)와 p-n 접합을 이룬다.
에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.
이에 따라, 반도체 기판(110)에 입사된 빛에 의해 반도체 내부의 전자가 에너지를 받으면 전자는 n형 반도체 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체 쪽으로 이동한다. 따라서, 반도체 기판(110)이 p형이고 에미터부(120)가 n형일 경우, 분리된 정공은 반도체 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120)쪽으로 이동할 수 있다.
에미터부(120)는 반도체 기판(110)와 p-n접합을 형성하게 되므로, 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우 에미터부(120)는 p형의 도전성 타입을 가질 수 있다.
반사 방지막(130)은 반도체 기판(110)의 에미터부(120) 위에 배치되며, 태양 전지(CE)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜 태양 전지(CE)의 효율을 높인다.
후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)의 후면 위에 형성되며, 반도체 기판(110)와 동일한 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, p+ 영역이다.
그러나, 도 5에 도시된 바와 다르게, 반사 방지막(130)이나 후면 전계부(172)는 생략될 수도 있다.
제1 전극(140)은 반도체 기판(110)의 전면에 위치하며, 복수의 제1 핑거 전극(141)과 복수의 제1 핑거 전극(141)을 서로 연결하는 제1 버스바 전극(142)을 구비할 수 있다.
복수의 제1 핑거 전극(141)은 에미터부(120) 위에 형성되어 에미터부(120)와 전기적 및 물리적으로 연결되고, 인접하는 제1 핑거 전극(141)과 서로 이격된 상태로 제1 방향(x)으로 형성될 수 있다.
제1 버스바 전극(142)은 복수의 제1 핑거 전극(141)과 교차하는 제2 방향(y)으로 뻗어 있으며, 복수의 제1 핑거 전극(141)으로 수집된 전하를 수집하여, 인터커넥터(20)로 이동시키는 역할을 한다.
제2 전극(150)은 반도체 기판(110)(100)의 후면에 배치되며, 후면 전극층(151)과 제2 버스바 전극(152)을 구비할 수 있다.
후면 전극층(151)은 후면 전계부(172) 위에 형성되어 있으며, 반도체 기판(110)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다.
제2 버스바 전극(152)은 일부 영역이 후면 전극층(151)과 중첩하여 제1 핑거 전극(141)과 교차하는 제2 방향(y)으로 형성되며, 후면 전극층(151)과 전기적으로 연결된다.
아울러, 이와 같은 태양 전지(CE)에는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(20)가 연결될 수 있다.
이때, 인터커넥터(20)는 제1 버스바 전극(142) 및 제2 버스바 전극(152)의 진행 방향과 동일한 제2 방향(y)으로 길게 배치될 수 있다.
이와 같은 인터커넥터(20)에 의해 복수의 태양 전지(CE)들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 이와 같은 인터커넥터(20)의 폭은 저항을 충분히 낮게 확보하기 위하여 제1 핑거 전극(141) 수십 개를 합친 폭보다 크게 형성될 수 있다.
따라서, 인터커넥터(20)가 형성된 부분으로 입사되는 빛은 태양 전지(CE)의 광전 변환에 사용되지 못할 수 있다. 따라서, 인터커넥터(20)로 입사되는 빛을 광전 변환에 사용하기 위하여, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 함몰부(DP)를 인터커넥터(20)와 중첩되는 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에 더 형성할 수도 있다.
구체적으로, 설명하면 다음과 같다.
도 6은 도 5에 도시된 태양 전지(CE)가 적용되는 경우, 인터커넥터(20)와 중첩되는 전면 유리 기판(FG)의 영역(DA2)에 함몰부(DP)가 더 형성된 예를 설명하기 위한 도이다.
도 6에서 반도체 기판(110)에 형성되는 반사 방지막(130), 에미터부(120), 후면 전계부(172)에 대한 도시는 생략되었다. 그러나, 반도체 기판(110)에는 도 5에 도시된 바와 같이 반사 방지막(130), 에미터부(120), 후면 전계부(172) 등으로 구성된 경우를 전제로 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전면 유리 기판(FG)의 전면(FG-fs)에는 이격 공간(DA1)과 중첩되는 영역(DA1)뿐만 아니라, 인터커넥터(20)와 중첩되는 영역(DA2)에도 함몰부(DP)가 형성될 수 있다.
이때, 인터커넥터(20)와 중첩되는 영역(DA2)에 형성되는 함몰부(DP)의 패턴은 인터커넥터(20)의 길이 방향인 제2 방향(y)으로 길게 형성될 수 있다. 아울러, 도 4에서 전술한 코팅층(CL)도 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 유리 기판(FG)에서, 함몰부(DP)가 형성되도록 함으로써, 이격 공간(DA1)과 중첩되는 영역과 인터커넥터(20)와 중첩되는 영역(DA2)에 함몰부(DP)가 형성되도록 함으로써, 태양 전지 모듈의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
아울러, 도 5에서는 태양 전지(CE)의 일례로 반도체 기판(110)의 전면에 제1 전극, 후면에 제2 전극이 형성되는 컨벤셔널 태양 전지(CE)에 대해서만 설명하였으나, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에는 반드시 이와 같은 태양 전지(CE)만 사용 가능한 것은 아니고, 반도체 기판(110)의 후면에 에미터에 연결되는 전극과 후면 전계부에 연결되는 전극이 모두 형성되는 경우에도 적용이 얼마든지 가능하고, 이외에도, 반도체 기판(110)이 구비되어 반도체 기판(110)과 반도체 기판(110) 사이가 이격되는 어떠한 구조의 태양 전지(CE)에도 적용이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 전면 유리 기판;
    상기 전면 유리 기판의 후면에 이격되어 배치되는 후면 기판;
    상기 전면 유리 기판과 상기 후면 기판 사이에 서로 이격되어 배치되는 복수의 태양 전지를 포함하고,
    상기 전면 유리 기판 중 적어도 상기 복수의 태양 전지가 서로 이격되는 공간과 중첩되는 부분에는 함몰부가 형성되는 태양 전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 함몰부는 상기 전면 유리 기판의 전면에 형성되는 태양 전지 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 함몰부는 상기 복수의 태양 전지 사이의 이격된 공간을 따라 길게 형성된 태양 전지 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 함몰부는 복수 개이며, 상기 복수 개의 함몰부 각각은 상기 복수의 태양 전지 사이의 이격된 공간을 따라 길게 형성된 태양 전지 모듈.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 함몰부의 경사면과 상기 전면 유리 기판의 전면이 이루는 각은 20°~ 40°사이인 태양 전지 모듈.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 복수 개의 함몰부에서 함몰부와 함몰부 사이의 꼭대기 부분은 곡면을 포함하는 태양 전지 모듈.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 함몰부의 골짜기 부분은 곡면을 포함하는 태양 전지 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전면 유리 기판 중 적어도 상기 함몰부가 형성된 부분 위에는 코팅층이 형성되는 태양 전지 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 코팅층은 공기의 굴절률보다 높고 상기 전면 유리 기판의 굴절률보다 낮은 태양 전지 모듈.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 코팅층의 굴절률은 1.1 ~ 1.4 사이인 태양 전지 모듈.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 코팅층의 재질은 실리콘 산화물(SiOx)을 포함하는 태양 전지 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 코팅층에는 티타늄 산화물(TiOx)을 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 함몰부가 형성된 부분을 포함하여, 상기 전면 유리 기판의 전체면에 형성되는 태양 전지 모듈.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 태양 전지 사이의 이격된 공간은 상기 복수의 태양 전지 각각에 포함되는 반도체 기판과 반도체 기판 사이의 이격된 공간인 태양 전지 모듈.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011040430A (ja) 2009-08-06 2011-02-24 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
WO2011055446A1 (ja) 2009-11-06 2011-05-12 トヨタ自動車株式会社 太陽電池モジュール
JP2011124510A (ja) 2009-12-14 2011-06-23 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
JP2012119467A (ja) 2010-11-30 2012-06-21 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池裏面シート及びこれを備えた太陽電池モジュール

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110079107A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 주식회사 효성 박막 태양전지 기판용 글라스 및 그를 포함하는 박막 태양전지의 제조방법
KR20110033914A (ko) * 2011-03-16 2011-04-01 최영환 태양전지용 글래스 기판의 텍스처링 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011040430A (ja) 2009-08-06 2011-02-24 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
WO2011055446A1 (ja) 2009-11-06 2011-05-12 トヨタ自動車株式会社 太陽電池モジュール
JP2011124510A (ja) 2009-12-14 2011-06-23 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
JP2012119467A (ja) 2010-11-30 2012-06-21 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池裏面シート及びこれを備えた太陽電池モジュール

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