KR102108913B1 - 태양 전지를 위한 땜납 접합부 두께 및 평면성 제어 특징부를 형성하고 개선하는 방법 및 구조물 - Google Patents

태양 전지를 위한 땜납 접합부 두께 및 평면성 제어 특징부를 형성하고 개선하는 방법 및 구조물 Download PDF

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Abstract

복수의 태양 전지를 접속하는 방법 및 개선된 상호접속부가 개시된다. 이 방법은 땜납 패드들을 갖는 복수의 태양 전지에 상호접속부를 정렬시키는 단계 - 상호접속부는 본체 및 그로부터 연장되는 탭들을 갖고, 탭들 각각은 하향 함몰부를 가지며, 탭들이 태양 전지들 사이에서 땜납 패드들 위에 위치됨 -, 및 상호접속부의 본체에 대하여 홀드 다운 핀을 가압함으로써 작업면에 대하여 상호접속부를 피닝하여, 상호접속부 탭들의 하부면이 땜납 패드들의 상부면들과 평행하게 유지되도록 하고, 탭들 각각의 함몰부가 땜납 패드들과 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 본체로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들을 포함하여 탭 하부면과 땜납 패드 상부면 사이에 제어된 스프링력을 제공할 수 있다.

Description

태양 전지를 위한 땜납 접합부 두께 및 평면성 제어 특징부를 형성하고 개선하는 방법 및 구조물{METHODS AND STRUCTURES FOR FORMING AND IMPROVING SOLDER JOINT THICKNESS AND PLANARITY CONTROL FEATURES FOR SOLAR CELLS}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 그 개시 내용 전체가 모든 목적을 위해 본 명세서에 참조로서 포함된, 명칭이 "태양 전지를 위한 땜납 접합부 두께 및 평면성 제어 특징부를 형성하고 개선하는 방법 및 구조물(METHODS AND STRUCTURES FOR FORMING AND IMPROVING SOLDER JOINT THICKNESS AND PLANARITY CONTROL FEATURES FOR SOLAR CELLS)"이고, 2012년 9월 28일에 출원된 미국 가특허 출원 제61/707,851호의 우선권을 주장한다.
본 명세서에 기술된 요지의 실시예들은 일반적으로 태양 전지, 광기전 모듈, 및 관련 전자 구성요소들을 포함한 광기전 조립체(photovoltaic assembly)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명들의 하나 이상의 실시예들은 광기전 모듈들 내에 설치하기 위한 준비로 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 것에 관한 것이다.
태양 전지는 태양 방사선을 전기 에너지로 변환시키기 위한 주지된 장치이다. 여러 개의 태양 전지가 태양 전지 어레이를 형성하기 위해 하나 이상의 상호접속부를 사용하여 서로 전기적으로 접속될 수 있다. 태양 전지 어레이는 다양한 공정들 및 봉지재 재료들을 사용하여 광기전(PV) 모듈로 패키징될 수 있다.
태양 전지들을 전기적으로 접속하는 것과 관련된 제조 공정들을 개선하는 기술들은, 이들이 표준 광기전(PV) 모듈 제조 공정의 고유 부분(intrinsic part)이기 때문에, 유익하다. 그러한 기술들은 땜납 접합부(solder joint) 형성 동안에 태양 전지 균열을 방지하고, 땜납 잔류물로부터의 오염을 방지하며, 태양 전지 상의 땜납 접합부의 위치설정 정확성을 개선할 수 있다.
본 명세서에 개시된 발명들의 적어도 하나의 태양은, 상호접속부들을 태양 전지들과 전기적으로 접속시키는 박막 땜납의 영역들이 열 피로(thermal fatigue) 또는 다른 메커니즘들의 영향 때문에 고장날 수 있더라도, 상호접속부들을 태양 전지들과 전기적으로 접속시키는 데 사용되는 방법 및/또는 하드웨어를 수정함으로써 고장률이 감소될 수 있는 실현을 포함한다. 예를 들어, 일부 공지된 태양 전지 어레이들에서, 상호접속부들은 일부분이 얇은 쐐기형(wedge-shaped) 땜납 층을 생성하는 납땜 기술들을 이용해 태양 전지들에 전기적으로 접속될 수 있다. 고장난 태양 전지 어레이들에 대한 검사는, 땜납 층의 고장이 쐐기형 땜납 층의 이 얇은 영역들에서부터 나오는 것으로 보인다는 것을 밝혔다.
본 명세서에서 개시된 발명들 중 적어도 하나의 태양은, 얇은 땜납 층 주위에 더 두꺼운 땜납 층을 형성함으로써 얇은 땜납 층이 고장나는 것을 방지하는 데 도움을 줄 수 있는 실현을 포함한다. 예를 들어, 얇은 땜납 층을 더 두꺼운 땜납 층으로 둘러쌈으로써, 동일한 땜납 층으로부터 나올 수 있는 균열의 성장이 감소되거나, 느려지거나, 또는 제거될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들의 적어도 하나에 따르면, 태양 전지들을 접속하는 방법은 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드를 갖는다. 이 방법은 또한, 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부는 본체 및 그로부터 연장되는 탭들을 갖고, 탭들 각각은 하향 함몰부(downward depression)를 가지며, 탭들의 하부면들이 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면 위에 위치되도록 한다. 이 방법은 또한, 제1 상호접속부의 본체에 대하여 홀드 다운 핀(hold down pin)을 가압함으로써 작업면(work surface)에 대하여 제1 상호접속부를 피닝하여(pinning), 상호접속부 탭들의 하부면들이 땜납 패드들의 상부면들과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들 각각의 함몰부가 땜납 패드들 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 태양 전지들을 접속하기 위한 방법은 땜납 페이스트를 상호접속부 탭들과 땜납 패드들 사이에서 함몰부 주위에 균일하게 퍼진 액체 상태로 형성함으로써, 제1 및 제2 태양 전지 사이의 전기적 접속을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 이 방법은 각각의 태양 전지 상의 땜납 패드들이 2개의 대향하는 에지를 따라 2개의 행으로 형성되도록 허용하는 단계를 포함할 수 있으며, 땜납 패드들의 각각의 행은 태양 전지의 양극 또는 음극 전극에 대응하고 그에 전기적으로 결합되며, 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계는 제1 태양 전지의 제1 전극의 땜납 패드들을 제2 태양 전지의 대향 전극의 땜납 패드들에 근접하여 위치시키는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계는 제1 태양 전지의 땜납 패드들을 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그에 수직으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계는 제1 태양 전지의 땜납 패드들을 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그와 평행하게 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 방법은 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계 이전에 복수의 땜납 패드 상에 땜납 페이스트를 침착시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이 방법은 또한, 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계 이전에 상호접속부 탭들의 하부면 상에 땜납 페이스트를 예비-적용하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 작업면에 대하여 제1 상호접속부를 피닝하는 단계는 탭의 하부면과 땜납 패드의 상부면 사이에 0 내지 1 뉴턴(Newton) 범위의 접촉력을 허용한다. 또 다른 실시예에서, 이 방법은, 제3 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 제3 태양 전지를 제2 태양 전지에 접속시키기 위해 제2 상호접속부가 사용되어, 제1, 제2 및 제3 태양 전지와 제1 및 제2 상호접속부를 갖는 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지를 형성하게 된다. 또 다른 실시예에서, 이 방법은 전기적으로 접속된 태양 전지들의 태양 어레이를 생성하기 위해 임의의 수의 태양 전지와 상호접속부를 포함할 수 있다.
복수의 태양 전지를 접속하는 다른 방법은 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드를 포함하고, 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계는 제1 태양 전지의 땜납 패드들을 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그에 수직으로 위치시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부는 본체 및 그로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들을 갖고, 탭들 각각은 탭 에지 부근에서 중심에 위치된 10 내지 50 마이크로미터 범위의 높이를 갖는 하향 함몰부를 가지며, 탭들의 하부면들이 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면 위에 위치도록 한다. 이 방법은, 제1 상호접속부의 본체에 대하여 홀드 다운 핀을 가압함으로써 작업면에 대하여 제1 상호접속부를 피닝하여, 상호접속부 탭들의 하부면들이 땜납 패드들의 상부면들과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들 각각의 함몰부가 땜납 패드들 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 방법은 땜납 페이스트를 상호접속부 탭들과 땜납 패드들 사이에서 함몰부 주위에 균일하게 퍼진 액체 상태로 형성함으로써, 제1 및 제2 태양 전지 사이의 전기적 접속을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 땜납 페이스트를 액체 상태로 형성하는 단계는 유도 납땜(induction soldering)을 사용해 땜납 페이스트를 액체 상태로 형성하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 이 방법은 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계 이전에 복수의 땜납 패드 상에 땜납 페이스트를 침착시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
복수의 태양 전지를 접속하는 또 다른 방법은 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드를 갖고, 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계는 제1 태양 전지의 땜납 패드들을 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그와 평행하게 위치시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부는 본체 및 그로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들을 갖고, 탭들 각각은 탭 에지 부근에서 중심에 위치된 10 내지 50 마이크로미터 범위의 높이를 갖는 하향 함몰부를 가지며, 탭들의 하부면들이 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면 위에 위치되도록 한다. 이 방법은 또한, 제1 상호접속부의 본체에 대하여 아래로 가압함으로써 작업면에 대하여 제1 상호접속부를 피닝하여, 상호접속부 탭들의 하부면들이 땜납 패드들의 상부면들과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들 각각의 함몰부가 땜납 패드들 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 땜납 페이스트를 상호접속부 탭들과 땜납 패드들 사이에서 함몰부 주위에 균일하게 퍼진 액체 상태로 형성함으로써, 제1 및 제2 태양 전지 사이의 전기적 접속을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 방법은 땜납 페이스트를 액체 상태로 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 고온 납땜(hot soldering)을 사용해 땜납 페이스트를 액체 상태로 형성하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 이 방법은 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계 이전에 상호접속부 탭들의 하부면 상에 땜납 페이스트를 예비-적용하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지는 제2 태양 전지에 인접한 제1 태양 전지를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 땜납 패드들을 갖는다. 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지는 또한, 제1 및 제2 태양 전지에 정렬된 상호접속부를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부는 본체 및 본체로부터 연장되는 복수의 탭을 갖고, 탭들 각각은 하향 함몰부를 가지며, 탭들의 하부면들이 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면 위에 위치되게 한다. 일부 실시예들에서, 하향 함몰부의 높이는 10 내지 50 마이크로미터 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 탭의 두께는 50 내지 150 마이크로미터 범위 내에 있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 탭의 폭은 2 내지 10 밀리미터 범위 내에 있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 탭의 길이는 2 내지 10 밀리미터 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서, 함몰부는 원형 함몰부, 장방형(oblong) 함몰부, 삼각형 함몰부, 정사각형 함몰부, 다각형 함몰부, 직사각형 함몰부, 둥근-에지의 직사각형 함몰부, 딤플형(dimple) 함몰부, 부분적으로 중공형(hollowed) 함몰부, 스탬프아웃된(stamped out) 함몰부 및 오목 함몰부를 포함하는 군으로부터 선택되는 함몰부일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상호접속부 탭들은 상호접속부의 본체로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 복수의 탭은 본체의 단일 측부로부터 연장된다. 또 다른 실시예들에서, 각각의 태양 전지 상의 땜납 패드들은 2개의 대향하는 에지를 따라 2개의 행으로 형성되고, 땜납 패드들의 각각의 행은 태양 전지의 양극 또는 음극 전극에 대응하고 그에 전기적으로 결합되며, 제1 태양 전지의 제1 전극의 땜납 패드들은 제2 태양 전지의 대향 전극의 땜납 패드들에 근접하여 있다.
일부 실시예들에서, 제1 태양 전지의 땜납 패드들은 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그와 평행하게 있다. 다른 실시예들에서, 제1 태양 전지의 땜납 패드들은 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그에 수직으로 있다. 또 다른 실시예들에서, 땜납 페이스트는 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면들 상에 침착될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 땜납 페이스트는 상호접속부 탭들의 하부면들 상에 예비-적용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 태양 전지는 후방-접촉 태양 전지, 전방-접촉 태양 전지, 단결정 규소 태양 전지, 다결정 규소 태양 전지, 비정질 규소 태양 전지, 박막 규소 태양 전지, 구리 인듐 갈륨 셀레늄화물(CIGS) 태양 전지, 및 카드뮴 텔룰라이드 태양 전지를 포함하는 군으로부터 선택되는 복수의 태양 전지일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제3 태양 전지가 제2 태양 전지에 접속될 수 있으며, 제3 태양 전지를 제2에 접속시키기 위해 제2 상호접속부가 사용되어 제1, 제2 및 제3 태양 전지와 제1 및 제2 상호접속부를 갖는 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지를 형성하게 된다.
또 다른 실시예에 따르면, 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지는 제2 태양 전지에 인접한 제1 태양 전지를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 땜납 패드들을 갖고, 제1 태양 전지의 땜납 패드들은 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그에 수직으로 있다. 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지는 제1 및 제2 태양 전지에 정렬된 제1 상호접속부를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부는 본체 및 본체로부터 아래쪽으로 연장되는 복수의 캔틸레버식 탭을 갖고, 탭들 각각은 탭 에지 부근에서 중심에 위치된 10 내지 50 마이크로미터 범위의 높이를 갖는 하향 함몰부를 포함하며, 탭들의 하부면들이 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면 위에 위치되도록 한다. 일부 실시예들에서, 땜납 페이스트는 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면들 상에 침착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 복수의 태양 전지는 후방-접촉 태양 전지, 전방-접촉 태양 전지, 단결정 규소 태양 전지, 다결정 규소 태양 전지, 비정질 규소 태양 전지, 박막 규소 태양 전지, 구리 인듐 갈륨 셀레늄화물(CIGS) 태양 전지, 및 카드뮴 텔룰라이드 태양 전지를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지는 제2 태양 전지에 인접한 제1 태양 전지를 포함할 수 있으며, 태양 전지들 각각은 땜납 패드들을 갖고, 제1 태양 전지의 땜납 패드들은 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그와 평행하게 있다. 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지는 또한, 제1 및 제2 태양 전지에 정렬된 제1 상호접속부를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부는 본체 및 본체의 단일 측부로부터 아래쪽으로 연장되는 복수의 캔틸레버식 탭을 포함하고, 탭들 각각은 탭 에지 부근에서 중심에 위치된 10 내지 50 마이크로미터 범위의 높이를 갖는 하향 함몰부를 포함하며, 탭들의 하부면들이 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면 위에 위치되도록 한다. 일부 실시예들에서, 땜납 페이스트는 상호접속부 탭들의 하부면들 상에 예비-적용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 복수의 태양 전지는 후방-접촉 태양 전지, 전방-접촉 태양 전지, 단결정 규소 태양 전지, 다결정 규소 태양 전지, 비정질 규소 태양 전지, 박막 규소 태양 전지, 구리 인듐 갈륨 셀레늄화물(CIGS) 태양 전지, 및 카드뮴 텔룰라이드 태양 전지를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
다른 실시예들에서, 상호접속부를 제조하는 방법은 표준 기계가공 공정을 사용해 본체 및 복수의 탭을 갖는 상호접속부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한, 탭의 리세스된 영역 내의 상부면 및 돌출(extruding) 영역 상의 하부면을 갖는 하향 함몰부들을 형성하기 위해 상호접속부 탭들의 에지들을 스탬핑하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한, 탭들의 하부면에 땜납 페이스트를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 땜납 페이스트는 함몰부의 하부면 상에 스크린 인쇄될 수 있다. 다른 실시예들에서, 함몰부의 하부면 상에 땜납 페이스트를 적용하는 단계 후에, 탭들은 제1 상호접속부의 본체로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들을 형성하기 위해 구부러질 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 함몰부는 원형 함몰부, 장방형 함몰부, 삼각형 함몰부, 정사각형 함몰부, 다각형 함몰부, 직사각형 함몰부, 둥근-에지의 직사각형 함몰부, 딤플형 함몰부, 부분적으로 중공형 함몰부, 스탬프아웃된 함몰부 및 오목 함몰부를 포함하는 군으로부터 선택되는 함몰부로 형성될 수 있다.
도면 전체에 걸쳐 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 지칭하는 하기 도면과 관련하여 고려될 때, 상세한 설명 및 청구범위를 참조함으로써 발명 요지의 보다 완전한 이해가 얻어질 수 있다.
도 1은 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 작업에 사용되는 자동 태양 전지 스트링거(stringer)의 개략적 단면도.
도 2는 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정에 따른 복수의 태양 전지의 개략적 평면도.
도 3 및 도 4는 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정에 따른 도 2의 복수의 태양 전지의 개략적 평면도.
도 5는 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정에 따른 도 4의 복수의 태양 전지의 개략적 사시도.
도 6 내지 8은 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정에 따른 도 2 내지 도 5의 상호접속부 탭의 개략적 단면도.
도 9는 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정에 따른 도 2 내지 도 8의 작업들 후의 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지의 개략적 평면도.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 복수의 태양 전지의 개략적 평면도.
도 12는 일 실시예에 따른 도 11의 복수의 태양 전지의 개략적 사시도.
도 13 내지 도 16은 일 실시예에 따른 도 10 내지 도 12의 상호접속부 탭의 개략적 단면도.
도 17은 일 실시예에 따른 도 10 내지 도 16의 작업들 후의 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지의 개략적 평면도.
도 18은 본 발명들의 다른 실시예에 따른 복수의 태양 전지의 개략적 평면도.
도 19 및 도 20은 본 발명들의 다른 실시예에 따른 도 18의 복수의 태양 전지의 개략적 평면도.
도 21은 본 발명들의 다른 실시예에 따른 도 20의 복수의 태양 전지의 개략적 사시도.
도 22 내지 도 25는 다른 실시예에 따른 도 18 내지 도 21의 상호접속부 탭의 개략적 단면도.
도 26은 다른 실시예에 따른 도 18 내지 도 25의 작업들 후의 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지의 개략적 평면도.
도 27은 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정에 따른 상호접속부의 개략적 사시도.
도 28은 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정에 따른 도 27의 상호접속부의 개략적 단면도.
도 29는 일 실시예에 따른 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 상호접속부의 개략적 사시도.
도 30 및 도 31은 일 실시예에 따른 도 29의 상호접속부의 개략적 단면도.
도 32는 다른 실시예에 따른 태양 전지들을 전기적으로 접속하기 위한 상호접속부의 개략적 평면도.
도 33은 또 다른 실시예에 따른 태양 전지들을 전기적으로 접속하기 위한 상호접속부의 개략적 평면도.
도 34 및 도 35는 또 다른 실시예에 따른 도 33의 상호접속부의 개략적 단면도.
도 36은 또 다른 실시예에 따른 태양 전지들을 전기적으로 접속하기 위한 상호접속부의 개략적 평면도.
도 37은 일 실시예에 따른 태양 전지들을 전기적으로 접속하기 위한 상이한 상호접속부 탭들의 개략적 사시도.
도 38은 일 실시예에 따른 태양 전지들을 전기적으로 접속하기 위한 상이한 상호접속부 탭들의 단면도.
도 39 내지 도 42는 일 실시예에 따른 태양 전지들을 전기적으로 접속하는 방법들을 예시하는 흐름도.
하기 상세한 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 발명 요지 또는 출원의 실시예 및 그러한 실시예의 사용을 제한하고자 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 사례 또는 구현예로서 제공하는"을 의미한다. 본 명세서에 예시적인 것으로 기술된 임의의 구현예는 다른 구현예들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되는 것은 아니다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 발명의 내용 또는 하기 상세한 설명에서 제시되는 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 제한되고자 하는 의도는 없다.
게다가, 소정의 용어는 단지 참조의 목적을 위해 하기 설명에 또한 사용될 수 있고, 따라서 제한하고자 의도되지 않는다. 예를 들어, "상부", "중간" 및 "하부"와 같은 용어들은 참조되는 도면에서의 방향을 지칭한다. "전방" 및 "후방"과 같은 용어들은 논의 중인 구성요소를 기술하는 본문 및 연관 도면을 참조함으로써 명확해지는 일관된, 하지만 임의적인 기준틀 내에서 구성요소의 부분들의 배향 및/또는 위치를 기술한다. 그러한 용어는 위에서 구체적으로 언급된 단어, 이의 파생어 및 유사한 의미의 단어를 포함할 수 있다. 유사하게, 구조물을 지칭하는 "제1", "제2"라는 용어 및 다른 그러한 수치 용어는, 문맥에 의해 명확하게 지시되지 않는 한, 차례 또는 순서를 암시하지 않는다.
태양 전지들을 접속하기 위한 방법, 시스템 및 하드웨어가 하기에 개시된다.
도 1은 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 표준 공정에 사용되는 공지된 자동 태양 전지 스트링거를 도시한다. 자동 태양 전지 스트링거(100)는 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위해 요구되는 상이한 장비를 수용하기 위한 인클로저(130), 복수의 태양 전지를 로딩(131), 가공 및 언로딩(133)하기 위한 컨베이어(132), 제1 및 제2 태양 전지(102, 104) 상에 땜납 페이스트(116)를 분배하는 데 사용되는 디스펜서 튜브들(136)을 갖는 땜납 페이스트 적용기(134), 땜납 페이스트(116) 완전성을 검사하기 위한 시각 검사 시스템(138), 제3 및 제4 태양 전지(105, 106)의 땜납 패드들 상에 상호접속부(120)를 위치시키는 데 사용되는 로봇 암(robotic arm)(140), 제5 및 제6 태양 전지(107, 108)의 땜납 패드들에 상호접속부(120)를 아래로 피닝하기 위한 홀드 다운 핀들의 세트(150)를 포함할 수 있으며, 홀드 다운 핀들(150)은 또한 땜납 페이스트(116)를 액체 상태(117)로 가열하기 위한 납땜 메커니즘(152)을 포함한다. 작업 중에, 그리고 납땜 공정 후에, 땜납 페이스트(117)는 냉각되어 땜납 접합부(118)를 형성하도록 허용된다. 상기 장비를 사용하여 가공한 결과, 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지(110)가 형성된다. 복수의 태양 전지(110)는 컨베이어(132)에 의해 인클로저(130)로부터 언로딩(133)될 수 있다.
도 2 내지 도 5는 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정에서의 작업들을 도시한다. 작업은 제1 태양 전지(102)를 제2 태양 전지(104)에 인접하게 위치시키는 단계를 포함하며, 각각의 태양 전지는 복수의 양극 땜납 패드들(112) 및 음극 땜납 패드(114)를 가지며, 땜납 패드들(112, 114) 각각은 땜납 페이스트(116)을 수용하도록 구성된다. 복수의 태양 전지(103)는 땜납 페이스트(116)의 적용 이전에 카메라 및 정렬 척(chuck)을 사용해 정렬될 수 있다. 작업은 또한, 제1 및 제2 태양 전지(102, 104)의 땜납 패드들(112, 114)과 정렬되도록 상호접속부(120)를 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 상호접속부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(122), 및 땜납 패드들(112, 114) 위에 위치되는 탭들(124)를 갖는다. 작업은 또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 탭들(124) 상에 접촉력을 가하기 위한 준비로 탭들(124) 위에 홀드 다운 핀들의 세트(150)를 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 도 5는 도 4의 개략적 사시도를 도시한다.
도 6 내지 도 8은 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 표준 공정의 연속으로 상호접속부 탭의 단면도를 도시한다. 명확성을 위해, 단지 단일의 상호접속부 탭(120), 제2 태양 전지(104), 홀드 다운 핀(150) 및 작업면(142)만이 도시되어 있으며, 하기 논의되는 작업들은 앞서 언급된 모든 유사한 구조물에 적용가능하다.
작업은 상호접속부 탭(124) 위에 홀드 다운 핀(150)을 정렬하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 탭(124)은 제2 태양 전지(104)의 땜납 패드 상부면(119) 위에 위치되는 하부면(129)를 갖는다. 땜납 페이스트(116)는 탭 하부면(129)과 땜납 패드 상부면(119) 사이에 배치될 수 있으며, 작동 거리(190)는 상부면(119)으로부터 하부면(129)을 분리시킨다.
작업은 또한, 하향 방향(154)으로 홀드 다운 핀을 낮추어서, 땜납 패드 상부면(119) 상에 탭 하부면(129)을 피닝하는 단계를 포함할 수 있다. 홀드 다운 핀(150)은 땜납 페이스트(116) 상에 열(156)을 전도함으로써 땜납 페이스트(116)를 액체 상태(117)로 가열하는 데 사용될 수 있다. 땜납 페이스트가 액체 상태(117)인 동안, 홀드 다운 핀(150)으로부터의 접촉력은 또한 땜납 패드 상부면(119)에 상호접속부 탭 하부면(129)을 피닝할 수 있으며, 탭(124)은 도 7에 보여지는 바와 같이 아래쪽으로 쐐기형으로 구부러져 태양 전지(104)와 접촉한다.
작업은 또한 땜납 페이스트(117)가 냉각되어 땜납 접합부(118)를 형성하도록 허용하는 단계를 포함한다. 작업의 표준 방법의 일부 변형들에서, 땜납 페이스트를 액체 상태(117)로 형성하는 단계는 표준 납땜 공정들을 사용해 수행된다. 상호접속부 탭(124) 상의 홀드 다운 핀(150)으로부터의 접촉력은, 도 8에 도시된 바와 같이 상향 방향(155)으로 홀드 다운 핀(150)을 올림으로써 해제된다.
도 9는 도 2 내지 도 8에 기술된 표준 공정들을 수행한 후의 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지를 도시한다. 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지(110)는 제1 및 제2 태양 전지(102, 104), 땜납 접합부들(118)을 통해 두 태양 전지(102, 104)를 전기적으로 접속하는 탭들(124) 및 본체(122)를 갖는 상호접속부(120)를 포함한다.
앞서 논의된 태양 전지들을 전기적으로 접속하는 표준 방법은 얇은 땜납 접합부들을 형성하고, 쐐기형 땜납 접합부를 생성할 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 액체 상태의 땜납 페이스트(117)는 탭(124)의 하부면(129)과 땜납 패드(114)의 상부면(119) 사이에서 고르지 않게(uneven) 유동하여, 형성된 땜납 접합부(118)가 얇은 땜납 접합부가 될 수 있다. 얇은 땜납 접합부는 기계적 스트레인들에 대하여 약할 수 있고, 짧은 열 피로 수명을 가지며 따라서 균일하게 형성된 땜납 접합부들에 비해 더욱 자주 고장이 날 수 있다. 땜납 페이스트는 용융될 때에 상대적으로 낮은 점도를 가지므로 그것은 보통 구조적 접합부로 단독으로 사용되지 않는다.
앞서 언급된 자동 태양 전지 스트링거들(100)에 있어서, 앞서 언급된 표준 공정 동안에 갭 및 평면성에서의 반복가능한 작은 공차로 부품들을 빠르게 가공하고 유지하는 것은 어려운 과제이다. 홀드 다운 핀(150)은 각각의 땜납 패드들(112, 114) 위에서 그리고 상호접속부 탭(124) 상에 직접 작용하므로, 홀드 다운 핀(150) 접촉력 또는 정렬에서의 약간의 변형은 다양한 결함으로 이어질 수 있다.
예를 들어, 홀드 다운 핀(150)으로부터의 접촉력이 너무 낮으면, 땜납 페이스트(116, 117) 내의 공간들 또는 기포들은 결국 땜납 접합부(118) 내부의 마이크로-보이드(micro-void)를 형성할 수 있다. 마이크로-보이드는 땜납 접합부의 저항을 증가시켜, 태양 전지로부터 수집된 전체 전류를 감소시킬 수 있다. 너무 높은 접촉력은 땜납 패드들(112, 114) 상의 접촉 압력을 증가시켜 땜납 패드들의 균열로 이어질 수 있고 태양 전지에 손상을 줄 수 있다. 대안적인 기술들은 홀드 다운 핀(150), 상호접속부 탭(120) 및 땜납 패드(112, 114) 사이의 수동 정렬을 포함한다. 그러나 더 좁거나 더 작은 탭들의 경우, 작업자는 더이상 홀드 다운 핀을 요구되는 공차로 정확하고 반복적으로 위치시킬 수 없어서, 비용이 더 많이 드는 진보한 정렬 도구들을 요구할 수 있다.
홀드 다운 핀(150)은 미세한 정렬 제어, 정교하고 제어된 홀드 다운 힘 및 핀 팁(pin tip)의 잦은 세척을 요구하므로, 광기전(PV) 모듈 제조에 사용될 개선된 해결책에 대한 필요성이 있다. 대안적인 해결책들은 엄격한 정렬, 제어된 접촉력 및 부품들의 평면성을 유지하도록 자동화 도구를 수정하는 것을 포함할 수 있다. 이 해결책은 처리량에 있어서 상당한 병목현상을 야기하고, 추가 투자 비용이 들 복잡한 처리 메커니즘을 요구할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 방법을 도시한다. 이 방법은, 제1 태양 전지(202)를 제2 태양 전지(204)에 인접하여 위치시키는 단계 - 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드(212, 214)를 가짐 -, 및 제1 태양 전지(202)의 땜납 패드들(212)을 제2 태양 전지(204)의 땜납 패드들(214)에 근접하고 그에 수직으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 태양 전지(202, 204)의 정렬은 도 2의 표준 작업에서 제1 및 제2 태양 전지(102, 104)의 정렬의 그것과 유사하다.
이 방법은 또한, 제1 및 제2 태양 전지(202, 204)에 제1 상호접속부(220)를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부(220)는 본체(222) 및 그로부터 연장되는 탭들(224)를 갖고, 탭들 각각은 하향 함몰부(226)를 가지며, 탭들(224)이 도 10에 보여지는 바와 같이 제1 및 제2 태양 전지(202, 204) 둘 모두의 양극 및 음극 땜납 패드들(212, 214) 위에 위치되도록 한다. 이 방법은 또한, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 상호접속부 본체(222) 상에 접촉력을 가하기 위한 준비로 홀드 다운 핀들의 세트(250)를 탭들(224) 위에 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 도 12는 도 11의 개략적 사시도를 도시한다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 도 10 내지 도 12의 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 방법의 연속으로 상호접속부 탭의 단면도가 도시되어 있다. 상기와 유사하게, 단지 단일의 상호접속부 탭(220), 제2 태양 전지(204), 홀드 다운 핀(250) 및 작업면(242)만이 도시되어 있으며, 하기에 논의되는 작업들은 앞서 언급된 모든 유사한 구조물에 적용가능하다.
이 방법은 상호접속부 본체(222) 위로 홀드 다운 핀(250)을 정렬시키는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상호접속부 탭 하부면(229)은 도 13에 도시된 바와 같이 태양 전지(204)의 땜납 패드 상부면(219)과 평행하게 위치된다. 일부 실시예들에서, 상호접속부 탭은 도 14에서와 같이 약간 각이 있을 수 있으며, 상호접속부 탭은 제1 상호접속부(220)의 본체로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭(225)이다. 제1 작동 거리(280, 282)는 작업면(242)으로부터 본체(222)를 분리시킬 수 있고, 제2 작동 거리(290, 292)는 땜납 패드 상부면(219)으로부터 탭들(224, 225)을 분리시킬 수 있다.
이 방법은 또한, 하향 방향(254)으로 홀드 다운 핀(250)을 낮춤으로써 작업면(242)에 대하여 제1 상호접속부(220)를 피닝하고, 본체(222)에 대하여 홀드 다운 핀(250)을 가압하여, 탭 하부면(229)이 땜납 패드 상부면(219)과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 함몰부(226)가 도 15에 도시된 바와 같이 땜납 패드 상부면(219)과 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한, 홀드 다운 핀(250)을 사용하여 열(256)을 전도시켜 땜납 페이스트(216)를 액체 상태(217)로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 액체 상태의 땜납 페이스트(217)는 고온 납땜 또는 유도 납땜과 같은 임의의 표준 납땜 공정들을 사용하여 형성될 수 있다. 땜납 페이스트가 액체 상태(217)인 동안 탭(224, 225)은 제3 작동 거리(294)에 있을 수 있으며, 홀드 다운 핀(250)으로부터의 접촉력은 또한 상호접속부 탭(224, 225)이 태양 전지(204)를 향해 아래쪽으로 이동하는 것을 허용할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 하부면(229)이 아래쪽으로 이동함에 따라, 땜납 페이스트(217)는 바깥쪽으로 압착되고(squeeze), 그렇게 함으로써 하부면(229)의 주변부 주위에 두꺼워진 영역을 형성하게 된다. 이 공정을 사용하여, 땜납 페이스트(217)의 이러한 두꺼워진 영역은, 하부면(229)과 태양 전지(204)의 상부면(219) 사이에 직접적으로 배치되는 땜납 페이스트(217)의 훨씬 더 얇은 부분의 주변부와, 대체로, 실질적으로, 또는 연속적으로 접촉 상태에 있을 수 있다. 그와 같이, 생성된 두꺼워진 땜납은, 냉각 후에, 피로에 의해 생성된 변형 동안에 야기된 미끄럼면(slip plane) 내로 유동하는 재료의 공급원을 제공하며, 그렇게 함으로써 하부면(229)과 태양 전지(204)의 상부면(219) 사이에 직접적으로 있는 냉각된 땜납 층의 얇은 부분의 균열 성장을 방지할 수 있다. 리세스된 부분(226)이 하부면(229)에서 둥근 실시예들에서, 땜납 페이스트(217)의 두꺼워진 영역은 대략 도넛형이거나 환상면(toroidal)일 수 있다. 리소스 부분(226)의 하부면(229)이 정사각형, 직사각형, 별 형상과 같은 상이한 형상들인 다른 실시예들에서, 액체 땜납 페이스트(217)는 그러한 형상들과 연관된 윤곽 주위로 유동하여, 하부면(229)의 대응하는 형상 주위에 땜납 페이스트(217)의 대체로, 실질적으로, 또는 연속적으로 두꺼워진 영역을 또한 생성하게 될 수 있다.
이 방법은 또한, 땜납 페이스트(217)가 냉각되도록 허용하여, 상기와 유사한 땜납 접합부(218)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한, 상향 방향(255)으로 홀드 다운 핀(250)을 올림으로써 홀드 다운 핀(250)과 상호접속부 본체(222) 사이의 접촉력을 해제하는 단계를 포함할 수 있으며, 탭(224, 225)은 도 16에 도시된 바와 같이 땜납 패드 상부면(219)으로부터 제4 작동 거리(296)에 있다.
다른 실시예들에서, 도 14의 상호접속부 탭(225)은 상호접속부(220)의 본체(222)가 홀드 다운 핀(250)에 의해 작업면(242)에 대하여 가압될 때 공정 동안 제어된 스프링력을 제공하여, 제3 작동 거리를 최소화한다. 또 다른 실시예들에서, 캔틸레버식 탭(225)은 앞서 언급된 표준 방법의 홀드 다운 핀(150)으로부터의 접촉력과 비교할 때 더욱 미세한 홀드 다운 힘을 제공하여, 땜납 패드의 균열 및 태양 전지(204)에의 손상을 방지한다. 또 다른 실시예들에서, 캔틸레버식 탭(225)의 크기를 감소시키는 것은 땜납 패드 상부면(219) 상의 접촉 응력에 대하여 유연성을 제공하여, 태양 전지 균열을 또한 방지할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상호접속부(220)의 본체(222)에 대하여 홀드 다운 핀(250)을 피닝하는 단계는, 탭 하부면(229)과 땜납 패드 상부면(219) 사이에 0 내지 1.0 뉴턴 범위의 접촉력을 허용한다. 또 다른 실시예들에서, 하향 함몰부(226)의 깊이는 땜납 메니스커스(meniscus)를 형성하며, 하향 함몰부(226)는 땜납 플럭스 확산을 제어한다.
도 17은 도 10 내지 도 16의 방법을 수행한 후의 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지의 개략적 사시도를 도시한다. 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지(210)는 제1 및 제2 태양 전지(202, 204), 땜납 접합부들(218)을 통해 두 태양 전지(202, 204)를 전기적으로 접속하는 탭들(224) 및 본체(222)를 갖는 상호접속부(220)를 포함한다. 다른 실시예에서, 복수의 태양 전지(210)를 전기적으로 접속하는 것은, 후방-접촉 태양 전지, 전방-접촉 태양 전지, 단결정 규소 태양 전지, 다결정 규소 태양 전지, 비정질 규소 태양 전지, 박막 규소 태양 전지, 구리 인듐 갈륨 셀레늄화물(CIGS) 태양 전지, 및 카드뮴 텔룰라이드 태양 전지를 포함하는 군으로부터 선택되는, 복수의 태양 전지(210)를 전기적으로 접속하는 것을 포함한다.
도 18 내지 도 21을 참조하면, 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 추가적인 방법들이 도시되어 있다. 이 방법들의 일부 실시예들은 제1 태양 전지(302)를 제2 태양 전지(304)에 인접하게 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 복수의 양극 및 음극 땜납 패드들(312, 214)를 갖는다. 이 방법은 또한, 제1 태양 전지(302)의 땜납 패드들(312)을 제2 태양 전지(304)의 땜납 패드들(314)에 근접하고 그와 평행하게 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 태양 전지(303)는 땜납 페이스트(316)의 적용 전에 카메라 및 정렬 척을 사용해 정렬될 수 있다. 이 방법은 또한, 제1 및 제2 태양 전지(302, 304)에 제1 상호접속부(320)를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부는 본체(322) 및 캔틸레버식 탭들(324)을 갖고, 탭들(324) 각각은 도 19에 보여지는 바와 같이 탭 에지 부근에서 중심에 위치된 하향 함몰부(326)를 갖는다. 이 방법은 도 20 및 도 21에 도시되는 바와 같이 본체(322) 상에 접촉력을 가하는 것에 대한 준비로 본체(322) 위에 홀드 다운 핀들의 세트(350)를 위치시키는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 도 21은 도 20의 개략적 사시도를 도시한다.
도 22 내지 도 25는 도 18 내지 도 21의 태양 전지들을 전기적으로 접속하는 방법에 연속하여 상호접속부 탭의 단면도를 도시한다. 상기와 유사하게, 단지 단일의 상호접속부 탭(320), 제2 태양 전지(304), 홀드 다운 핀(350) 및 작업면(342)만이 도시되어 있으며, 하기에 논의되는 작업들은 앞서 언급된 모든 유사한 구조물에 적용가능하다. 이 방법은 상호접속부 본체(322) 위에 홀드 다운 핀(350)을 정렬시키는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상호접속부 탭 하부면(329)은 도 22에 도시된 바와 같이 땜납 패드 상부면(319)과 평행하게 위치된다. 일부 실시예들에서, 상호접속부 탭은 도 23에서와 같이 약간 각이 있을 수 있으며, 상호접속부 탭은 제1 상호접속부(320)의 본체로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭(325)이다. 앞서 논의된 바와 같이, 제1 작동 거리(380, 382)는 작업면(342)으로부터 본체(322)를 분리시킬 수 있고, 제2 작동 거리(390, 392)는 땜납 패드 상부면(319)로부터 탭들(324, 325)을 분리시킬 수 있다.
이 방법은 또한, 하향 방향(354)으로 홀드 다운 핀(350)을 낮춤으로써 작업면(342)에 대하여 제1 상호접속부(320)를 피닝하고, 본체(322)에 대하여 홀드 다운 핀(350)을 가압하여, 탭 하부면(329)이 땜납 패드 상부면(319)과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 함몰부(326)가 도 24에 도시된 바와 같이 땜납 패드 상부면(219)과 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한, 홀드 다운 핀(350)을 사용해 열(356)을 전도하여 예비-형성된 땜납 페이스트(316)를 액체 상태(317)로 용융시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 유사한 일부 실시예들에서, 액체 상태의 땜납 페이스트(317)는 고온 납땜 또는 유도 납땜과 같은 임의의 표준 납땜 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 땜납 페이스트가 액체 상태(317)에 있는 동안 탭(224, 225)은 제3 작동 거리(394)에 있을 수 있으며, 홀드 다운 핀(350)으로부터의 접촉력은 또한 하향 함몰부(326)가 태양 전지(204)와 접촉되도록 허용할 수 있다. 이 방법은 또한, 땜납 페이스트(317)가 냉각되도록 허용하여, 땜납 접합부(318)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한, 상향 방향(355)으로 홀드 다운 핀(350)을 올림으로써 홀드 다운 핀(350)과 상호접속부 본체(322) 사이의 접촉력을 해제하는 단계를 포함할 수 있으며, 탭(324, 325)은 도 25에 도시된 바와 같이 땜납 패드 상부면(319)으로부터 제4 작동 거리(396)로 떨어져 있다.
일부 실시예들에서, 상호접속부(320)의 본체(322)가 홀드 다운 핀(250)에 의해 작업면(342)에 대하여 가압될 때 공정 동안 도 23의 상호접속부 탭(325)은 제어된 스프링력을 제공하여, 상기와 유사한 제3 작동 거리(394)를 최소화한다. 또 다른 실시예들에서, 캔틸레버식 탭(325)은 앞서 언급된 표준 방법의 홀드 다운 핀(150)으로부터의 접촉력과 비교할 때 보다 미세한 홀드 다운 힘을 제공하여, 땜납 패드의 균열 및 태양 전지(304)에 대한 손상을 방지한다. 또 다른 실시예들에서, 캔틸레버식 탭(325)의 크기를 감소시키는 것은 땜납 패드 상부면(319) 상의 접촉 응력에 대해 유연성을 제공하여, 태양 전지 균열을 또한 방지할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상호접속부(320)의 본체(322)에 대하여 홀드 다운 핀(350)을 피닝하는 단계는, 탭 하부면(329)과 땜납 패드 상부면(319) 사이에 0 내지 1.0 뉴턴 범위의 접촉력을 허용한다. 또 다른 실시예들에서, 하향 함몰부(326)의 깊이는 땜납 메니스커스를 형성하며, 하향 함몰부(326)는 땜납 플럭스 확산을 제어한다.
도 26은 도 18 내지 도 25의 방법을 수행한 후의 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지의 개략적 사시도를 도시한다. 복수의 전기적으로 접속된 태양 전지(310)는 제1 및 제2 태양 전지(302, 304), 땜납 접합부들(318)을 통해 두 태양 전지(302, 304)를 전기적으로 접속하는 탭들(324) 및 본체(322)를 갖는 상호접속부(320)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 복수의 태양 전지(310)를 접속하는 것은, 후방-접촉 태양 전지, 전방-접촉 태양 전지, 단결정 규소 태양 전지, 다결정 규소 태양 전지, 비정질 규소 태양 전지, 박막 규소 태양 전지, 구리 인듐 갈륨 셀레늄화물(CIGS) 태양 전지, 및 카드뮴 텔룰라이드 태양 전지를 포함하는 군으로부터 선택되는, 복수의 태양 전지(310)를 접속하는 것을 포함한다.
도 27 및 도 28을 참조하면, 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 표준 공정에 사용되는 상호접속부가 도시되어 있다. 상호접속부(120)는 본체(122) 및 복수의 탭(124)를 포함할 수 있다.
도 29는 도 2 내지 도 17의 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 방법에 사용되는 상호접속부를 도시한다. 일부 실시예들에서, 상호접속부는 50 내지 200 밀리미터 범위의 길이(261) 및 5 내지 20 밀리미터 범위의 폭(269)을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 상호접속부는 구리, 은, 금 및 알루미늄을 포함하는 군으로부터 선택되는 금속으로 제조될 수 있다. 실시예에서, 상호접속부는 니켈 또는 주석의 얇은 코팅을 가질 수 있다. 상호접속부(220)는 본체(222) 및 본체로부터 연장되는 복수의 탭(224)을 포함하며, 탭들 각각은 하향 함몰부(226)를 갖는다. 일 실시예에서, 탭들(224)의 폭(260)은 2 내지 10 밀리미터 범위 내에 있을 수 있고 탭의 길이(262)는 2 내지 10 밀리미터 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 탭들 사이의 거리(263)는 5 내지 50 밀리미터 범위 내에 있을 수 있다.
도 30 및 도 31을 참조하면, 도 29의 상호접속부 탭의 단면도가 도시되어 있다. 도 30은 도 13의 실시예에 따른 탭(224)을 갖는 상호접속부(220)를 도시하고 도 31은 도 14의 실시예에 따른 탭(225)을 갖는 상호접속부(220)를 도시한다. 일부 실시예들에서, 상호접속부는 50 내지 150 마이크로미터 범위의 두께(268)를 가질 수 있고 상호접속부 탭은 50 내지 150 마이크로미터 범위의 두께(264)를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 함몰부의 폭(267)은 2 내지 10 밀리미터 범위 내에 있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 함몰부는 10 내지 50 마이크로미터 범위의 상부 캐비티 두께(265) 및 10 내지 50 마이크로미터 범위의 하부 두께(266)를 가질 수 있다.
도 32는 도 29 내지 도 31로부터의 상호접속부의 실시예를 도시한다. 상호접속부(270)는 본체(272), 탭들(274), 하향 함몰부들(276) 및 완화 특징부(relief feature)들(278)을 가질 수 있다. 일부 환경들에서, 상호접속부(270)는 선파워 코포레이션(SunPower Corporation) ⓒ에서 제조된 태양 전지들을 전기적으로 접속하는 데 사용되는 상호접속부일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상호접속부(270)는, 후방-접촉 태양 전지, 전방-접촉 태양 전지, 단결정 규소 태양 전지, 다결정 규소 태양 전지, 비정질 규소 태양 전지, 박막 규소 태양 전지, 구리 인듐 갈륨 셀레늄화물(CIGS) 태양 전지, 및 카드뮴 텔룰라이드 태양 전지를 포함하는 군으로부터 선택되는, 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 데 사용될 수 있다.
도 33을 참조하면, 도 18의 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 방법에 사용되는 상호접속부가 도시되어 있다. 일 실시예에서, 상호접속부(320)는 50 내지 200 밀리미터 범위의 길이(361) 및 8 내지 20 밀리미터 범위의 폭(369)을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 상호접속부(320)는 구리, 은, 금 및 알루미늄을 포함하는 군으로부터 선택되는 금속으로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 상호접속부는 니켈 또는 주석의 얇은 코팅을 가질 수 있다. 상호접속부(320)는 본체(322) 및 본체(322)로부터 연장되는 복수의 탭(324)을 포함하며, 탭들(324) 각각은 하향 함몰부(326)를 갖는다.
일부 실시예들에서, 탭들(324)의 폭(360)은 2 내지 10 밀리미터 범위 내에 있을 수 있고 탭의 길이(362)는 2 내지 10 밀리미터 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 탭들 사이의 거리(363)는 5 내지 50 밀리미터 범위 내에 있을 수 있다.
도 34 및 도 35를 참조하면, 도 33의 상호접속부 탭의 단면도가 도시되어 있다. 도 30은 도 22의 실시예에 따른 탭(324)를 갖는 상호접속부(320)를 도시하고 도 23은 도 14의 실시예에 따른 탭(325)을 갖는 상호접속부(320)를 도시한다. 일부 실시예들에서 상호접속부(320)는 50 내지 150 마이크로미터 범위의 두께(368)를 가질 수 있고 상호접속부(320) 탭(324)은 50 내지 150 마이크로미터 범위의 두께(364)를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 함몰부(326)의 폭(367)은 2 내지 10 밀리미터 범위 내에 있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 함몰부(326)는 10 내지 50 마이크로미터 범위의 상부 캐비티 두께(365) 및 10 내지 50 마이크로미터 범위의 하부 두께(366)를 가질 수 있다.
도 36은 도 33 내지 도 35로부터의 상호접속부의 실시예를 도시한다. 상호접속부(370)는 본체(372), 탭들(374, 379), 돌출 특징부들(375), 하향 함몰부들(376), 완화 특징부들(377) 및 정렬 특징부들(378)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상호접속부(370)는 선파워 코포레이션 ⓒ에서 제조된 태양 전지들을 전기적으로 접속하는 데 사용되는 상호접속부일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상호접속부(370)는, 후방-접촉 태양 전지, 전방-접촉 태양 전지, 단결정 규소 태양 전지, 다결정 규소 태양 전지, 비정질 규소 태양 전지, 박막 규소 태양 전지, 구리 인듐 갈륨 셀레늄화물(CIGS) 태양 전지, 및 카드뮴 텔룰라이드 태양 전지를 포함하는 군으로부터 선택되는, 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하는 데 사용될 수 있다.
도 37은 앞서 논의된 발명들의 실시예에 따른 개략적 사시도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 하향 함몰부(226, 326)는 원형 함몰부(400), 장방형 함몰부(402), 삼각형 함몰부(404), 정사각형 함몰부(406), 다각형 함몰부(408), 직사각형 함몰부(410), 및 둥근-에지의 직사각형 함몰부(412)일 수 있다. 다른 실시예들에서 탭들(224, 324)은 대신에, 도 38의 하부에서 434에 또한 도시된 바와 같이 탭들(224, 324)의 하부면 상의 돌출부(extrusion)(414)를 가질 수 있다.
도 38을 참조하면, 도 37의 복수의 하향 함몰부의 단면도가 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 하향 함몰부(226, 326)는 부분적으로 중공형 함몰부(420), 규칙적으로 중공형 함몰부(422), 딤플형 함몰부(424), 오목 함몰부(426), 정사각형 또는 직사각형 함몰부(428), 부분적으로 중공형인 둥근-에지의 직사각형 함몰부(430), 및 둥근-에지의 직사각형 함몰부(432)일 수 있다. 다른 실시예들에서 탭들(224, 324)은 대신에, 탭들(224, 324)의 하부면 상의 돌출부(434)를 가질 수 있다.
도 39는 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다. 전술된 바와 같이, 제1 작업(500)은 제1 및 제2 태양 전지(202, 204)를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 작업(502)은 제1 태양 전지(202)를 제2 태양 전지(204)에 인접하여 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드(212, 214)를 갖는다. 제3 작업(504)은 제1 및 제2 태양 전지(202, 204)에 제1 상호접속부(220)를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부(220)는 본체(222) 및 그로부터 연장되는 탭들(224)을 갖고, 탭들(224) 각각은 하향 함몰부(226)를 가지며, 탭들(224)의 하부면들(229)이 제1 및 제2 태양 전지(202, 204) 둘 모두의 땜납 패드들(212, 214)의 상부면(219) 위에 위치되도록 한다. 마지막 작업(506)은 제1 상호접속부(220)의 본체(222)에 대하여 홀드 다운 핀(250)을 가압함으로써 작업면(242)에 대하여 제1 상호접속부(220)를 피닝하여, 상호접속부 탭들(224)의 하부면들(229)이 땜납 패드들(212, 214)의 상부면들(219)과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들(224) 각각의 함몰부(226)가 땜납 패드들(212, 214) 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마지막 작업(506)은 액체 땜납으로 하여금 함몰부(226)의 하부면으로부터 바깥쪽으로 함몰부(226)의 주변부를 향해 유동하게 하여 함몰부(226)의 하부면의 주변부 주위에서 제2 땜납 층 내에 수집되게 하기에 충분한 힘으로 본체(222)를 아래로 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
도 40을 참조하면, 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 다른 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 제1 작업(510)은 제1 및 제2 태양 전지(202, 204)를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 작업(512)은 제1 태양 전지(202)를 제2 태양 전지(204)에 인접하여 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 2개의 대향하는 에지를 따라 2개의 행으로 형성된 복수의 땜납 패드(212, 214)를 가지며, 땜납 패드들(212, 214)의 각각의 행은 태양 전지(202, 204)의 양극 또는 음극 전극에 대응하고 그에 전기적으로 결합되며, 제1 태양 전지(202)의 제1 전극의 땜납 패드들(212)은 제2 태양 전지(204)의 대향 전극의 땜납 패드들(214)에 근접하여 위치된다. 제3 작업(514)은 제1 및 제2 태양 전지(202, 204)에 제1 상호접속부(220)를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부(220)는 본체(222) 및 그로부터 연장되는 탭들(224)를 갖고, 탭들(224) 각각은 하향 함몰부(226)를 가지며, 탭들(226)의 하부면들(219)이 제1 및 제2 태양 전지(202, 204) 둘 모두의 땜납 패드들(212, 214)의 상부면(319) 위에 위치되도록 한다. 제4 작업(516)은 제1 상호접속부(220)의 본체(222)에 대하여 홀드 다운 핀(250)을 가압함으로써 작업면(242)에 대하여 제1 상호접속부(220)를 피닝하여, 상호접속부 탭들(224)의 하부면들(229)이 땜납 패드들(212, 214)의 상부면들(219)과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들(224) 각각의 함몰부가 땜납 패드들(212, 214) 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 마지막 작업(518)은 땜납 페이스트(216)를 상호접속부 탭들(224)과 땜납 패드들(212, 214) 사이에서 함몰부(226) 주위에 균일하게 퍼진 액체 상태(217)로 형성함으로써, 제1 및 제2 태양 전지(202, 204) 사이의 전기적 접속을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 추가로, 작업(506)에 관하여 앞서 언급된 바와 같이, 마지막 작업(518)은 액체 땜납으로 하여금 함몰부(226)의 하부면으로부터 바깥쪽으로 함몰부(226)의 주변부를 향해 유동하게 하여 함몰부(226)의 하부면의 주변부 주위에서 제2 땜납 층 내에 수집되게 하기에 충분한 힘으로 본체(222)를 아래로 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
도 41은 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 방법의 또 다른 실시예의 흐름도를 도시한다. 앞서 논의된 바와 같이, 제1 작업(520)은 제1 및 제2 태양 전지(202, 204)를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 작업(522)은 제1 태양 전지(202)를 제2 태양 전지(204)에 인접하여 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드(212, 214)를 가지고, 제1 태양 전지(202)의 땜납 패드들(212)은 제2 태양 전지(204)의 땜납 패드들(214)에 근접하고 그에 수직으로 위치된다. 제3 작업(524)은 제1 및 제2 태양 전지(202, 204)에 제1 상호접속부(220)를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부(220)는 본체(222) 및 그로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들(225)를 갖고, 탭들(225) 각각은 탭(225) 에지 부근에서 중심에 위치된 10 내지 50 마이크로미터 범위의 높이를 갖는 하향 함몰부(226)를 가지며, 탭들(225)의 하부면들(229)이 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들(212, 214)의 상부면(219) 위에 위치되도록 한다. 제4 작업(526)은 제1 상호접속부(220)의 본체(222)에 대하여 아래로 가압함으로써 작업면(242)에 대하여 제1 상호접속부(220)를 피닝하여, 상호접속부 탭들(225)의 하부면들(229)이 땜납 패드들(212, 214)의 상부면들(219)과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들(225) 각각의 함몰부(226)가 땜납 패드들(212, 214) 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 마지막 작업(528)은 땜납 페이스트(217)를 상호접속부 탭들(225)과 땜납 패드들(212, 214) 사이에서 함몰부(226) 주위에 균일하게 퍼진 액체 상태로 형성함으로써 제1 및 제2 태양 전지(202, 204) 사이의 전기적 접속을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 캔틸레버식 탭들(225)은 대신에, 앞서 논의된 상호접속부 탭들(224)일 수 있다. 추가적으로, 작업(506)에 관하여 앞서 언급된 바와 같이, 마지막 작업(528)은 액체 땜납으로 하여금 함몰부(226)의 하부면으로부터 바깥쪽으로 함몰부(226)의 주변부를 향해 유동하게 하여 함몰부(226)의 하부면의 주변부 주위에서 제2 땜납 층 내에 수집되게 하기에 충분한 힘으로 본체(222)를 아래로 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
도 42를 참조하면, 복수의 태양 전지를 전기적으로 접속하기 위한 또 다른 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 제1 작업(530)은 제1 및 제2 태양 전지(302, 304)를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 작업(532)은 제1 태양 전지(302)를 제2 태양 전지(304)에 인접하여 위치시키는 단계를 포함할 수 있으며, 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드(312, 314)를 갖고, 제1 태양 전지(302)의 땜납 패드들(312)은 제2 태양 전지(304)의 땜납 패드들(314)에 근접하고 그와 평행하게 위치된다. 제3 작업(534)은 제1 및 제2 태양 전지(302, 304)에 제1 상호접속부(320)를 정렬시키는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 상호접속부(320)는 본체(322) 및 그로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들(325)을 갖고, 탭들(325) 각각은 탭 에지 부근에서 중심에 위치된 10 내지 50 마이크로미터 범위의 높이를 갖는 하향 함몰부(326)를 가지며, 탭들(325)의 하부면들(329)이 제1 및 제2 태양 전지(302, 304) 둘 모두의 땜납 패드들(312, 314)의 상부면(319) 위에 위치되도록 한다. 제4 작업(534)은 제1 상호접속부(320)의 본체(322)에 대하여 홀드 다운 핀(350)을 가압함으로써 작업면(342)에 대하여 제1 상호접속부(320)를 피닝하여, 상호접속부 탭들(325)의 하부면들(329)이 땜납 패드들(312, 314)의 상부면들(319)과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들(325) 각각의 함몰부(226)가 땜납 패드들(312, 314) 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 마지막 작업(538)은 땜납 페이스트를 상호접속부 탭들(325)과 땜납 패드들(312, 314) 사이에서 함몰부(326) 주위에 균일하게 퍼진 액체 상태(317)로 형성함으로써 제1 및 제2 태양 전지(302, 304) 사이에 전기적 접속을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 캔틸레버식 탭들(325)은 대신에, 앞서 논의된 상호접속부 탭들(324)일 수 있다. 추가적으로, 작업(506)에 관하여 앞서 언급된 바와 같이, 마지막 작업(538)은 액체 땜납으로 하여금 함몰부(226)의 하부면으로부터 바깥쪽으로 함몰부(226)의 주변부를 향해 유동하게 하여 함몰부(226)의 하부면의 주변부 주위에서 제2 땜납 층 내에 수집되게 하기에 충분한 힘으로 본체(222)를 아래로 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 상세한 설명에서 적어도 하나의 예시적인 실시예가 제시되었지만, 매우 많은 수의 변형례가 존재한다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예 또는 실시예들이 청구된 발명 요지의 범주, 적용가능성, 또는 구성을 어떠한 방식으로도 제한하도록 의도되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 오히려, 전술한 상세한 설명은 기술된 실시예 또는 실시예들을 구현하기 위한 편리한 지침을 당업자에게 제공할 것이다. 본 특허 출원의 출원 시점에 공지된 등가물 및 예측가능한 등가물을 포함하는 청구범위에 의해 한정되는 범주를 벗어나지 않고서 요소들의 기능 및 배열에 다양한 변경이 행해질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 복수의 태양 전지를 접속하는 방법으로서,
    제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계 - 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드(solder pad)를 포함함 -;
    제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계 - 제1 상호접속부는 본체 및 그로부터 연장되는 탭들을 갖고, 탭들 각각은 하향 함몰부(downward depression)를 가지며, 탭들의 하부면들은 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면 위에 위치되도록 하고, 상기 본체 및 상기 탭들 사이의 접속 부분은 상기 본체에서 상기 탭들을 향해 위쪽으로 연장하고, 상기 탭들은 상기 접속 부분으로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들임 -; 및
    제1 상호접속부의 본체에 대하여 홀드 다운 핀(hold down pin)을 가압함으로써 작업면(work surface)에 대하여 제1 상호접속부를 피닝하여(pinning), 상호접속부 탭들의 하부면들이 땜납 패드들의 상부면들과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들 각각의 하향 함몰부가 땜납 패드들 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 복수의 태양 전지를 접속하는 방법으로서,
    제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계 - 각각의 태양 전지는 복수의 땜납 패드를 포함함 -;
    제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계 - 제1 상호접속부는 본체 및 그로부터 연장되는 탭들을 갖고, 탭들 각각은 하향 함몰부를 가지며, 탭들의 하부면들은 제1 및 제2 태양 전지 둘 모두의 땜납 패드들의 상부면 위에 위치되도록 하고, 상기 본체 및 상기 탭들 사이의 접속 부분은 상기 본체에서 상기 탭들을 향해 위쪽으로 연장하고, 상기 탭들은 상기 접속 부분으로부터 아래쪽으로 연장되는 캔틸레버식 탭들임 -; 및
    제1 상호접속부의 본체에 대하여 아래로 가압함으로써 작업면에 대하여 제1 상호접속부를 피닝하여, 상호접속부 탭들의 하부면들이 땜납 패드들의 상부면들과 실질적으로 평행하게 유지되도록 하고, 탭들 각각의 하향 함몰부가 땜납 패드들 중 하나의 땜납 패드와 실질적으로 평평하게 접촉하도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    땜납 페이스트 층을, 상호접속부 탭들과 땜납 패드들 사이에서 하향 함몰부의 주변부 주위에 균일하게 퍼진 액체 상태로 형성함으로써, 제1 및 제2 태양 전지 사이의 전기적 접속을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 태양 전지 상의 땜납 패드들은 2개의 대향하는 에지를 따라 2개의 행으로 형성되고, 땜납 패드들의 각각의 행은 태양 전지의 양극 또는 음극 전극에 대응하고 그에 전기적으로 결합되며, 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계는 제1 태양 전지의 제1 전극의 땜납 패드들을 제2 태양 전지의 대향 전극의 땜납 패드들에 근접하여 위치시키는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계는 제1 태양 전지의 땜납 패드들을 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그와 평행하게 위치시키는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 태양 전지를 제2 태양 전지에 인접하여 위치시키는 단계는 제1 태양 전지의 땜납 패드들을 제2 태양 전지의 땜납 패드들에 근접하고 그에 수직으로 위치시키는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 태양 전지를 접속하는 것은, 후방-접촉 태양 전지, 전방-접촉 태양 전지, 단결정 규소 태양 전지, 다결정 규소 태양 전지, 비정질 규소 태양 전지, 박막 규소 태양 전지, 구리 인듐 갈륨 셀레늄화물(CIGS) 태양 전지, 및 카드뮴 텔룰라이드 태양 전지로 이루어진 군으로부터 선택되는 복수의 태양 전지를 접속하는 것을 포함하는, 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계 이전에 복수의 땜납 패드 상에 땜납 페이스트를 침착시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 태양 전지에 제1 상호접속부를 정렬시키는 단계 이전에 상호접속부 탭들의 하부면 상에 땜납 페이스트를 예비-적용하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 작업면에 대하여 제1 상호접속부를 피닝하는 단계는 탭의 하부면과 땜납 패드의 상부면 사이에 0 내지 1 뉴턴(Newton) 범위의 접촉력을 허용하는, 방법.
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