KR102084854B1 - 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 및 그의 제조방법 - Google Patents

2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

광투과도 손실이 개선되어 고효율의 태양전지 셀 스트링을 제조할 수 있고, 셀간접합기술이 간소화되어 공정비용이 감소된 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 및 그의 제조방법이 제안된다. 본 발명에 따른 이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링은 제 1 태양전지 셀 및 제 1 태양전지 셀에 인접한 제 2 태양전지 셀을 포함하는 2이상의 태양전지 셀; 제 1 태양전지 셀의 제 1 면에 형성되어 제 2 태양전지 셀과 전기적으로 연결되는 투명 평면 전극층; 및 제 1 태양전지 셀 및 제 2 태양전지 셀을 접착하는 투명 절연 접착층;을 포함한다.

Description

2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 및 그의 제조방법{solar cell string and manufacturing method thereof}
본 발명은 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 광투과도 손실이 개선되어 고효율의 태양전지 셀 스트링을 제조할 수 있고, 셀간접합기술이 간소화되어 공정비용이 감소된 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
석탄이나 석유와 같은 화학에너지의 고갈 및 화학에너지 사용에 따른 환경오염 문제로 인해 근래 들어서는 대체에너지의 개발에 노력을 기울이고 있는데, 그 중에 하나가 태양에너지를 이용한 태양광 발전시스템이다.
태양광 발전이라 함은 태양에너지(태양열 또는 태양광)를 전기에너지로 변환시키는 일련의 기술이다. 기본 원리는 p-n 접합 반도체로 구성된 태양전지 셀(photovoltaic cell)에 태양광이 조사되면 광 에너지에 의한 전자, 정공 쌍이 생겨나고, 전자가 이동하여 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생함으로써 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르는 결과를 이용한다. 태양광발전을 하기 위해서는 태양전지 셀을 복수개 연결한 태양전지 셀 스트링을 이용하여야 하는데, 어레이를 제조하기 위해서는 태양전지 셀 간 전기적 연결 및 셀간 접합이 필요하다.
결정질 태양전지 셀의 경우, 태양전지 셀 내의 전면 전극 형성은 스크린 프린팅 공정 등을 이용하여 전극을 인쇄한 후, 소결 공정을 통하여 은(Ag)과 에미터 층의 오믹컨택을 형성하여 수행된다. 스크린 프린팅 공정의 경우, 인쇄 속도와 압력에 따라 은전극 불균일 또는 스크린 프린터에 셀 조각 등의 입자 유입으로 인한 태양전지 셀 크랙 또는 전극이 제대로 인쇄되지 않는 문제점이 있다.
또한, 전극이 형성된 태양전지 셀은 태빙 공정을 이용하여 각 태양전지 셀을 리본 또는 와이어 접합하여 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링을 제작하게 된다. 그러나, 태빙 공정의 경우, 리본과 태양전지 셀을 부착하기 위해서 온도와 압력이 가해지며, 이에 따라 제작 공정에서 태양전지 셀에 크랙이 발생할 수 있는 문제점이 지적되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 광투과도 손실이 개선되어 고효율의 태양전지 셀 스트링을 제조할 수 있고, 셀간접합기술이 간소화되어 공정비용이 감소된 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링은 제 1 태양전지 셀 및 제 1 태양전지 셀에 인접한 제 2 태양전지 셀을 포함하는 2이상의 태양전지 셀; 제 1 태양전지 셀의 제 1 면에 형성되어 제 2 태양전지 셀과 전기적으로 연결되는 투명 평면 전극층; 및 제 1 태양전지 셀 및 제 2 태양전지 셀을 접착하는 투명 절연 접착층;을 포함한다.
투명 평면 전극층은 제 1 태양전지 셀의 제 1 면 및 제 2 태양전지 셀의 제 1 면에 위치할 수 있다.
투명 절연 접착층은 제 1 태양전지 셀의 제 1 면 및 제 2 태양전지 셀의 제 2 면을 접착시키는 것일 수 있다.
투명 평면 전극층은 제 1 태양전지 셀의 제 1 면에 위치하는 제 1 투명 평면 전극층 및 제 2 태양전지 셀의 제 2 면에 위치하는 제 2 투명 평면 전극층일 수 있다.
투명 절연 접착층은 제 1 태양전지 셀의 측면 및 제 2 태양전지 셀의 제 1 태양전지 셀과 인접한 측면을 접착시키는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 셀 스트링은 투명 절연 접착층을 통과하여 제 1 투명 평면 전극층 및 제 2 투명 평면 전극층을 연결시키는 연결부;를 더 포함할 수 있다.
태양전지 셀은 결정질 Si 태양전지, a-Si 태양전지, GaAs 태양전지, Ge 태양전지 및 CIGS 태양전지 중 어느 하나일 수 있다.
투명 평면 전극층은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 금속나노와이어 및 금속 메쉬 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 기판; 기판 상의 제 1 봉지층; 제 1 봉지층 상의, 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링층; 태양전지 셀 스트링층 상의 제 2 봉지층; 및 투명보호층;을 포함하는 태양전지 모듈이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법으로서, 2이상의 태양전지 셀 중 어느 하나인 제 1 태양전지 셀의 제 1 면 일부 및 측면에 제 1 투명 절연 접착층을 형성하는 단계; 제 1 태양전지 셀의 제 1 면 및 제 1 투명 절연 접착층을 덮도록 투명 평면 전극층을 형성하는 단계; 투명 평면 전극층 표면 일부에 투명 평면 전극층이 제 2 태양전지 셀의 측면과 전기적으로 접촉하지 않도록 제 2 투명 절연 접착층을 형성하는 단계; 및 제 2 태양전지 셀을, 투명 평면 전극층과 전기적으로 연결될 수 있도록, 제 1 투명 절연 접착층 및 제 2 투명 절연 접착층으로 제 1 태양전지 셀과 접착시키는 단계;를 포함하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법으로서, 2이상의 태양전지 셀 중 어느 하나인 제 1 태양전지 셀 및 제 1 태양전지 셀에 인접하는 제 2 태양전지 셀을 투명 절연 접착층으로 측면에서 접착시키는 단계; 제 1 태양전지 셀의 상면에 제 1 투명 평면 전극층 및 제 2 태양전지 셀의 하면에 제 2 투명 평면 전극층을 형성하는 단계; 투명 절연 접착층을 관통하여 제 1 투명 평면 전극층 및 제 2 투명 평면 전극층을 연결시키는 연결부를 형성하는 단계;를 포함하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법이 제공된다.
연결부는 제 1 투명 평면 전극층 또는 제 2 투명 평면 전극층 중 적어도 어느 한 층의 형성시 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 태양전지 셀 스트링 제조시 태양전지 셀의 전면전극을 스크린 프린팅 및 소결 공정으로 형성되는 버스바전극 또는 핑거전극에서 투명평면전극으로 대체하고, 태양전지 셀 간의 접합을 태빙공정을 통하여 셀과 셀을 연결한 것과 달리 절연접착시트를 이용하고 있어 태양전지 셀 스트링 공정이 간소화되고, 불량률이 감소하며, 제조된 태양전지 셀 스트링의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 버스바 전극 또는 핑거전극과 같이 금속을 이용하는 경우의 쉐이딩 감소 및 광투과도 손실을 방지하여 태양전지 셀 스트링의 광효율을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 셀 스트링 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 셀 스트링의 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양전지 셀 스트링 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 셀 스트링 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 본 실시예에 따른 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링(100)은 제 1 태양전지 셀(111) 및 인접한 제 2 태양전지 셀(112)을 포함하는 2이상의 태양전지 셀; 제 1 태양전지 셀(111)의 제 1 면에 형성되어 제 2 태양전지 셀(112)과 전기적으로 연결되는 투명 평면 전극층(131, 132); 및 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)을 접착하는 투명 절연 접착층(121, 122);을 포함한다.
본 실시예에서는 태양전지 셀 스트링(100)내에 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)만 포함되어 있는 것으로 도시 및 설명하였으나, 3이상의 태양전지 셀이 동일한 방식으로 연결되어 있는 실시예도 포함한다. 즉, 3이상의 태양전지 셀이 연결되어 태양전지 셀 스트링(100)를 형성하는 경우, 제 2 태양전지 셀(112)에 투명 절연 접착층이 더 포함될 수 있다.
투명 평면 전극층은 제 1 태양전지 셀의 제 1 면 및 제 2 태양전지 셀의 제 1 면에 위치할 수 있다. 투명 절연 접착층은 제 1 태양전지 셀의 제 1 면 및 제 2 태양전지 셀의 제 2 면을 접착시키는 것일 수 있다.
본 실시예에 따른 태양전지 셀 스트링(100)은 2이상의 태양전지 셀 중 어느 하나인 제 1 태양전지 셀(111)의 제 1 면 일부 및 측면에 제 1 투명 절연 접착층(121)을 형성하는 단계; 제 1 태양전지 셀(111)의 제 1 면 및 제 1 투명 절연 접착층(121)을 덮도록 제 1 투명 평면 전극층(131)을 형성하는 단계; 제 1 투명 평면 전극층(131) 표면 일부에 제 1 투명 평면 전극층(131)이 제 2 태양전지 셀(112)의 측면과 전기적으로 접촉하지 않도록 제 2 투명 절연 접착층을 형성하는 단계; 및 제 2 태양전지 셀(112)을, 제 1 투명 평면 전극층(131)층과 전기적으로 연결될 수 있도록, 제 1 투명 절연 접착층(121) 및 제 2 투명 절연 접착층으로 제 1 태양전지 셀(111)과 접착시키는 단계;를 포함하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 이하 도면을 참조하여 더 설명하기로 한다.
2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링을 제조하기 위하여, 먼저 제 1 태양전지 셀(111)의 제 1 면의 일부 및 측면에 제 1 투명 절연 접착층(121)을 형성한다. 도 1에서, 제 1 면을 상면이라고 하면 제 1 투명 절연 접착층(121)은 제 1 태양전지 셀(111)의 상면 일부와 측면에 형성된다. 제 1 투명 평면 전극층(131)은 제 1 태양전지 셀(111)과 제 2 태양전지 셀(112)을 접착시키기 위한 접착력을 보유하고 있다.
이후, 제 1 태양전지 셀(111)의 상면을 덮을 수 있도록 제 1 투명 평면 전극층(131)이 형성된다. 도 2를 참조하면, 제 1 투명 평면 전극층(131)은 제 1 태양전지 셀(111)의 상면을 덮으면서, 제 1 태양전지 셀(111)의 상면에 형성된 제 1 투명 절연 접착층(121)도 덮도록 형성된다.
제 1 투명 평면 전극층(131)에는 제 2 태양전지 셀(112)과의 절연을 위하여, 제 2 투명 절연 접착층이 형성되고(도 3), 제 2 태양전지 셀(112)은 제 1 투명 평면 전극층(131)과 직접 접촉되도록 위치하게 된다(도 4). 제 2 태양전지 셀(112)의 하면은 제 1 투명 절연 접착층(121)에 의해 제 1 태양전지 셀(111)과 접착된다. 또한, 제 2 태양전지 셀(112)의 측면은 제 2 투명 절연 접착층에 의해 제 1 태양전지 셀(111)의 제 1 투명 평면 전극층(131)과 접착된다. 따라서, 별도의 연결커넥터없이 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)의 전기적 연결과 동시에 2개의 태양전지 셀이 접합된다.
전술한 방법을 수회반복하면 도 5와 같이 3이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링(100)을 얻을 수 있다. 절연층을 이용하여 태양전지 셀을 접합하는 방식을 이용하는 본 실시예에 따르면, 종래의 태빙공정을 이용한 태양전지 셀 접합방식과 달리 고온, 고압공정이 필요없어 태양전지 셀접합공정에서 태양전지 셀의 손상 등이 발생하지 않게 된다.
태양전지 셀은 예를 들어, 태양전지 셀은 결정질 Si 태양전지, a-Si 태양전지, GaAs 태양전지, Ge 태양전지 및 CIGS 태양전지 중 어느 하나일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 투명 평면 전극층은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide) 와 같은 투명전도성산화물이나, 금속나노와이어(Ag), 그래핀 또는 금속메쉬 등과 같은 평면전극을 형성할 수 있는 투명전도성소재를 포함할 수 있다. 투명 평면 전극층은 투명전도성 소재를 태양전지 셀의 적어도 일면에 증착공정 등을 이용하여 평면전극으로 형성할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 셀 스트링 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 본 실시예에 따른 태양전지 셀 스트링(100)은 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)을 제 1 투명 절연 접착층(121)으로 측면에서 접착시키는 단계; 제 1 태양전지 셀(111)의 상면에 제 1 투명 평면 전극층(131) 및 제 2 태양전지 셀(112)의 하면에 제 2 투명 평면 전극층(132)을 형성하는 단계; 제 1 투명 절연 접착층(121)을 관통하여 제 1 투명 평면 전극층(131) 및 제 2 투명 평면 전극층(132)을 연결시키는 연결부(140)를 형성하는 단계;를 수행하여 제조될 수 있다.
본 실시예에서는 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)을 제 1 투명 절연 접착층(121)을 이용하여 먼저 접착시킨다. 도 6에서 제 1 투명 절연 접착층(121)은 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)의 측면을 접착시키도록 하면서, 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)의 상면과 하면 각각의 일부까지 덮도록 형성되는데, 이는 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)간의 접착을 유지시킬 수 있도록 실시한 것일 뿐이고, 제 1 투명 절연 접착층(121)은 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)의 측면의 일부라도 접착시키도록 형성되면 이후 공정이 가능하다.
제 1 태양전지 셀(111)의 상면에는 제 1 투명 평면 전극층(131)이 형성되고, 제 2 태양전지 셀(112)의 하면에는 제 2 투명 평면 전극층(132)이 형성된다(도 7). 도 4의 태양전지 셀 스트링(100)에서는 제 1 태양전지 셀(111) 및 제 2 태양전지 셀(112)의 상면에 모두 투명 평면 전극층이 위치하였으나, 본 실시예에서는 서로 다른면에 투명 평면 전극층이 형성된다. 이에 의해, 제 1 투명 절연 접착층(121)을 관통하여 형성된 연결부(140)에 의해 상면 및 하면에 위치한 제 1 투명 평면 전극층(131) 및 제 2 투명 평면 전극층(132)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다(도 8).
도면에서는 더 도시하지 않았으나, 제 2 태양전지 셀(112) 이후에 다른 태양전지 셀, 즉 제3태양전지 셀(미도시)을 더 연결시키는 경우, 제3태양전지 셀과의 사이에 측면을 접착시키는 투명 절연 접착층이 위치하고, 제3태양전지 셀의 상면에 투명 평면 전극층이 형성되어 투명 절연 접착층 내의 연결부에 의해 제 2 태양전지 셀과 제3태양전지 셀을 전기적으로 연결되는 동시에 서로 접착되어 하나의 태양전지 셀 스트링로 접합될 수 있다.
연결부(140)는 제 1 투명 절연 접착층(121)에 관통부를 형성하고, 관통부 내부를 전도성 소재로 채워 형성될 수 있다. 또는, 연결부(140)는 형성된 관통부 내부를 채울 때, 제 1 투명 평면 전극층(131) 또는 제 2 투명 평면 전극층(132) 형성공정시 동시에 수행하여 투명 평면 전극층을 연장한 것일 수 있다. 또는, 연결부(140)는 제 1 투명 절연 접착층(121)에 전도성 물체를 이용하여 관통시켜 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈의 사시도이다. 본 실시예에서는 기판(200); 기판(200) 상의 제 1 봉지층(300); 제 1 봉지층(300) 상의, 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링층(100); 태양전지 셀 스트링층(100) 상의 제 2 봉지층(400); 및 투명보호층(500);을 포함하는 태양전지 모듈이 제공된다.
본 발명에 따라 평면전극과 절연접착층을 이용하여 제조된 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링은 종래의 리본전극을 태빙공정을 통해 접합된 상태의 태양전지 셀 스트링과 달리 평면전극이 태양전지 셀과 접합되어 있으므로 보다 안정적으로 태양전지 모듈(1000) 제조공정에 적용가능하다. 이에 따라, 제조된 태양전지 모듈(1000)의 신뢰성이 향상되고, 불량률이 감소하는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 태양전지 셀 스트링
111: 제 1 태양전지 셀
112: 제 2 태양전지 셀
121: 제 1 투명 절연 접착층
122: 제 2 투명 절연 접착층
131: 제 1 투명 평면 전극층
132: 제 2 투명 평면 전극층
140: 연결부
200: 기판
300: 제 1 봉지층
400: 제 2 봉지층
500: 투명보호층
1000: 태양전지 모듈

Claims (12)

  1. 제 1 태양전지 셀 및 제 1 태양전지 셀에 인접한 제 2 태양전지 셀을 포함하는 2이상의 태양전지 셀;
    제 1 태양전지 셀의 제 1 면에 형성되어 제 2 태양전지 셀과 전기적으로 연결되는 투명 평면 전극층; 및
    제 1 태양전지 셀 및 제 2 태양전지 셀을 접착하는 투명 절연 접착층;을 포함하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링으로서,
    투명 평면 전극층은 제 1 태양전지 셀의 제 1 면에 위치하는 제 1 투명 평면 전극층 및 제 2 태양전지 셀의 제 2 면에 위치하는 제 2 투명 평면 전극층이고,
    투명 절연 접착층은 제 1 태양전지 셀의 측면 및 제 2 태양전지 셀의 제 1 태양전지 셀과 인접한 측면의 일부 또는 전부를 접착시키도록 제 1 태양전지 셀의 측면 및 제 2 태양전지 셀의 제 1 태양전지 셀과 인접한 측면 사이에 위치하여, 제 1 태양전지 셀 및 제 2 태양전지 셀의 상면을 덮지 않도록 하며,
    투명 절연 접착층을 통과하여 제 1 투명 평면 전극층 및 제 2 투명 평면 전극층을 연결시키는 연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    태양전지 셀은 결정질 Si 태양전지, a-Si 태양전지, GaAs 태양전지, Ge 태양전지 및 CIGS 태양전지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링.
  8. 청구항 1에 있어서,
    투명 평면 전극층은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 금속나노와이어 및 금속 메쉬 중 적어도 하나를 포함하는 것을 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링.
  9. 기판;
    기판 상의 제 1 봉지층;
    제 1 봉지층 상의, 청구항 1에 따른 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링층;
    태양전지 셀 스트링층 상의 제 2 봉지층; 및
    투명보호층;을 포함하는 태양전지 모듈.
  10. 삭제
  11. 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법으로서,
    2이상의 태양전지 셀 중 어느 하나인 제 1 태양전지 셀 및 제 1 태양전지 셀에 인접하는 제 2 태양전지 셀을 투명 절연 접착층으로 측면의 일부 또는 전부를 접착시키는 단계;
    제 1 태양전지 셀의 상면에 제 1 투명 평면 전극층 및 제 2 태양전지 셀의 하면에 제 2 투명 평면 전극층을 형성하는 단계;
    투명 절연 접착층을 관통하여 제 1 투명 평면 전극층 및 제 2 투명 평면 전극층을 연결시키는 연결부를 형성하는 단계;를 포함하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법으로서,
    투명 절연 접착층은 제 1 태양전지 셀 및 제 2 태양전지 셀의 상면을 덮지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    연결부는 제 1 투명 평면 전극층 또는 제 2 투명 평면 전극층 중 적어도 어느 한 층의 형성시 형성되는 것을 특징으로 하는 2이상의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 셀 스트링 제조방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010251611A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Fujifilm Corp 太陽電池及びその製造方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9530926B2 (en) * 2011-12-07 2016-12-27 NuvoSun, Inc. Automated flexible solar cell fabrication and interconnection utilizing rolls expanded metallic mesh

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013102179A (ja) * 2004-06-01 2013-05-23 Merck Patent Gmbh 太陽電池モジュール
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