KR102298447B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 제1 방향으로 이격되어 배열되고, 반도체 기판의 후면에 극성이 서로 다른 제1, 2 전극이 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 구비되는 복수의 태양 전지; 및 복수의 태양 전지 각각의 반도체 기판의 후면 위에 제1 방향으로 길게 배치되고, 복수의 제1 전극과 교차되는 부분에서 복수의 제1 도전성 접착제층을 통해 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 복수의 제2 전극과의 교차되는 부분에서 복수의 제1 도전성 접착제층을 통해 접속되는 복수의 제2 도전성 배선;을 포함하고, 복수의 제1 도전성 배선 중 제2 방향으로 외곽에 위치하는 제1 최외곽 배선은 제1 최외곽 배선보다 내측에 위치하는 복수의 제1 내측 배선들 중 제1 최외곽 배선과 인접한 제1 내측 배선과 반도체 기판 상에서 서로 전기적으로 접속되고, 복수의 제2 도전성 배선 중 제2 방향으로 외곽에 위치하는 제2 최외곽 배선은 제2 최외곽 배선보다 내측에 위치하는 복수의 제2 내측 배선들 중 제1 최외곽 배선과 인접한 제2 내측 배선과 반도체 기판 상에서 서로 전기적으로 접속된다.

Description

태양 전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 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 셀간 커넥터에 의해 서로 연결되어 모듈로 형성될 수 있다.
한편, 이와 같은 태양 전지 중 전극이 모두 후면에 접속되는 후면 컨텍 태양 전지는 반도체 기판의 후면에 위치한 전극에 금속 배선이 도전성 접착제를 통해 접속되고, 금속 배선은 태양 전지 사이에 위치하는 셀간 커넥터에 접속될 수 있다.
여기서, 금속 배선이 셀간 커넥터에 접속되는 구조를 가지는 태양 전지 모듈에서, 셀간 커넥터에 접속되는 금속 배선의 개수가 상대적으로 증가하는 경우, 셀간 커넥터에 접속된 금속 배선 개수의 증가로 인하여, 모듈의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
특히, 셀간 커넥터에 연결하기 위해, 반도체 기판의 모따기된 측면으로 금속 배선이 돌출되는 경우, 반도체 기판의 모따기된 측면이 쉽게 파손되거나 손상을 일으킬 수 있다.
본 발명은 신뢰성이 보다 향상된 태양 전지 모듈을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 제1 방향으로 이격되어 배열되고, 반도체 기판의 후면에 극성이 서로 다른 제1, 2 전극이 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 구비되는 복수의 태양 전지; 및 복수의 태양 전지 각각의 반도체 기판의 후면 위에 제1 방향으로 길게 배치되고, 복수의 제1 전극과 교차되는 부분에서 복수의 제1 도전성 접착제층을 통해 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 복수의 제2 전극과의 교차되는 부분에서 복수의 제1 도전성 접착제층을 통해 접속되는 복수의 제2 도전성 배선;을 포함하고, 복수의 제1 도전성 배선 중 제2 방향으로 외곽에 위치하는 제1 최외곽 배선은 제1 최외곽 배선보다 내측에 위치하는 복수의 제1 내측 배선들 중 제1 최외곽 배선과 인접한 제1 내측 배선과 반도체 기판 상에서 서로 전기적으로 접속되고, 복수의 제2 도전성 배선 중 제2 방향으로 외곽에 위치하는 제2 최외곽 배선은 제2 최외곽 배선보다 내측에 위치하는 복수의 제2 내측 배선들 중 제1 최외곽 배선과 인접한 제2 내측 배선과 반도체 기판 상에서 서로 전기적으로 접속된다.
여기서, 제1 내측 배선들은 반도체의 측면 중 제2 방향과 나란한 제1 측면 밖으로 돌출되고, 제2 내측 배선들은 제1 측면의 반대편의 위치하는 제2 측면 밖으로 돌출되고, 제1, 2 최외곽 배선의 양끝단은 반도체 기판의 측면 밖으로 돌출되지 않고, 반도체 기판의 제1, 2 측면 각각에서 사선 방향으로 연장되는 제1, 2 모따기된 측면(chamfered side surface) 각각에 인접한 에지 부분에 위치할 수 있다.
아울러, 제1 최외곽 배선과 제1 내측 배선은 제1 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 제1 도전체에 의해 서로 접속되고, 제2 최외곽 배선과 제2 내측 배선은 제2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 제2 도전체에 의해 서로 접속될 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전체는 반도체 기판의 제1, 2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분 위에 제1, 2 도전성 배선과 동일한 선폭 및 동일한 재질로 형성되고, 태양 전지의 후면과 이격되어 구비될 수 있다.
여기서, 제1 도전체는 제1 최외곽 배선 및 제1 내측 배선 각각과 중첩되어 제1 도전성 접착제층을 통해 연결되고, 제2 도전체는 제1 최외곽 배선 및 제2 내측 배선 각각과 중첩되어 제1 도전성 접착제층를 통해 연결될 수 있다.
또한, 제1 도전체 및 제2 도전체는 제2 방향과 동일한 방향으로 길게 뻗어 있거나, 제1, 2 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 구비될 수 있다.
일례로, 제1 도전체는 제1 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 제1 최외곽 배선과 제1 내측 배선 사이에 위치하는 제2 도전성 배선과 중첩되지 않도록 제1 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치하고, 제2 도전체는 제2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 제2 최외곽 배선과 제2 내측 배선 사이에 위치하는 제1 도전성 배선과 중첩되지 않도록 제1, 2 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치할 수 있다.
여기서, 제1 도전체는 제1 모따기된 측면에 인접한 에지 부분 위에서 제1 최외곽 배선의 끝단과 제1 내측 배선을 서로 연결하고, 제2 도전체는 제2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분 위에서 제2 최외곽 배선의 끝단과 제2 내측 배선을 서로 연결할 수 있다.
변경례로, 제1 도전체는 제1 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 제1 최외곽 배선과 제1 내측 배선 사이에 위치하는 제2 도전성 배선과 중첩되어 제2 방향 또는 제1 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치하고,제2 도전체는 제2 측면에 인접한 에지 부분에서 제2 최외곽 배선과 제2 내측 배선 사이에 위치하는 제1 도전성 배선과 중첩되어, 제2 방향 또는 제2 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치할 수 있다.
여기서, 제1 도전체와 제2 도전성 배선이 중첩되는 부분에서 제1 도전체와 제2 도전성 배선 사이에는 절연층이 위치하고, 제2 도전체와 제1 도전성 배선이 중첩되는 부분에서 제2 도전체와 제1 도전성 배선 사이에는 절연층이 위치할 수 있다.
또한, 다른 일례로, 제1, 2 도전체는 제1, 2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에 제1, 2 전극과 동일한 재질로 태양 전지의 후면에 접촉되어 구비될 수 있다.
이때, 제1, 2 도전체는 태양 전지의 후면 상에서 제1, 2 전극과 이격될 수 있다.
또한, 제1 도전성 배선은 제1 전극과 교차되는 부분에서 제1 도전성 접착제층에 의해 제1 전극에 접속되고, 제2 전극과 교차되는 부분에서 절연층에 의해 제2 전극과 절연되고, 제2 도전성 배선은 제2 전극과 교차되는 부분에서 제1 도전성 접착제층에 의해 제2 전극에 접속되고, 제1 전극과 교차되는 부분에서 절연층에 의해 제1 전극과 절연될 수 있다.
여기서, 복수의 태양 전지 중 서로 인접하여 배치되는 제1, 2 태양 전지 사이에 제2 방향으로 길게 배치되어, 제1 태양 전지에 접속된 복수의 제1 도전성 배선과 제2 태양 전지에 접속된 복수의 제2 도전성 배선이 제2 도전성 접착제층을 통해 공통으로 접속되는 셀간 커넥터;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 셀간 커넥터는 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판과 공간적으로 이격될 수 있다.
아울러, 복수의 제1 도전성 배선 중 제1 최외곽 배선을 제외한 제1 내측 배선들은 반도체 기판의 제1 측면 밖으로 돌출되어, 셀간 커넥터와 중첩되어 접속되고, 복수의 제2 도전성 배선 중 제2 최외곽 배선을 제외한 제2 내측 배선들은 반도체 기판의 제2 측면 밖으로 돌출되어, 셀간 커넥터와 중첩되어 접속될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 제1, 2 최외곽 배선과 제1, 2 내측 배선을 서로 전기적으로 접속시켜, 셀간 커넥터에 접속되는 제1, 2 도전성 배선들의 개수를 줄여, 모듈 사용 중 제1, 2 도전성 배선과 셀간 커넥터 사이의 단선 가능성을 더욱 줄일 수 있고, 모듈의 신뢰성을 더욱 확보할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 전면 전체 평면 모습을 설명하기 위한 도이다.
도 2는 도 1에서 제1 방향(x)으로 서로 인접하여, 셀간 커넥터(300)에 의해 연결된 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 단면을 개략적으로 도시한 일례이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 직렬 연결 구조를 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명에 적용되는 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 도 4에 도시된 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b) 사이의 연결하는 제1, 2 도전체(410, 420)의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
도 9는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b) 사이의 연결하는 제1, 2 도전체(410, 420)의 구조의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 10은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b) 사이의 연결하는 제1, 2 도전체(410, 420) 구조의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 제1, 2 도전체(143, 144)가 전극과 동일한 재질로 반도체 기판(110) 상에 형성된 일례를 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 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, 어떤 구성의 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면 쪽으로 향하는 방향일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면 쪽으로 향하는 방향일 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 실질적으로 동일함을 의미한다.
도 1는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 전면 전체 평면 모습을 설명하기 위한 도이고, 도 2은 도 1에서 제1 방향(x)으로 서로 인접하여, 셀간 커넥터(300)에 의해 연결된 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 단면을 개략적으로 도시한 일례이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200) 및 셀간 커넥터(300)을 포함한다.
아울러, 이에 더하여, 복수의 태양 전지가 서로 직렬 연결된 셀 스트링을 캡슐화하는 전면 투명 기판(10), 밀봉재(20, 30), 후면 시트(40) 및 프레임(50)을 더 구비할 수 있다.
여기서, 복수의 태양 전지는 반도체 기판(110)과 반도체 기판(110)의 후면에 복수의 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 구비할 수 있다. 이와 같은 복수의 태양 전지에 대해서는 도 6 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지 각각의 후면에 접속될 수 있다.
이와 같이, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)이 접속된 복수의 태양 전지는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 셀간 커넥터(300)에 의해 제1 방향(x)으로 직렬 연결될 수 있다.
일례로, 셀간 커넥터(300)는 복수의 태양 전지 중 제1 방향(x)으로 서로 인접하여 배치되는 제1 태양 전지(C1)와 제2 태양 전지(C2)를 서로 직렬 연결할 수 있다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)에 접속된 복수의 제1 도전성 배선(210)의 전면과 제2 태양 전지(C2)에 접속된 복수의 제2 도전성 배선(220)의 전면이 셀간 커넥터(300)의 후면에 접속될 수 있고, 이에 따라, 복수의 태양 전지가 직렬 연결되는 셀 스트링이 형성될 수 있다.
이와 같은 셀 스트링은 도 2에 도시된 바와 같이, 전면 투명 기판(10)과 후면 시트(40) 사이에 배치된 상태에서 열압착되어 라미네이팅될 수 있다.
일례로, 복수의 태양 전지는 전면 투명 기판(10)과 후면 시트(40) 사이에 배치되고, EVA 시트와 같이 투명한 밀봉재(20, 30)가 복수의 태양 전지 전체의 전면 및 후면에 배치된 상태에서, 열과 압력이 동시에 가해지는 라미네이션 공정에 의해 일체화되어 캡슐화될 수 있다.
아울러, 도 1에 도시된 바와 같이, 라미네이션 공정으로 캡슐화된 전면 투명 기판(10), 후면 시트(40) 및 밀봉재(20, 30)는 프레임(50)에 의해 가장 자리가 고정되어 보호될 수 있다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 태양 전지 모듈의 전면에는 전면 투명 기판(10)과 밀봉재(20, 30)를 투과하여, 복수의 태양 전지와 복수의 제1, 2 도전성 배선(200), 셀간 커넥터(300), 후면 시트(40) 및 프레임(50)이 보여질 수 있다.
더불어, 셀 스트링 각각은 제1 방향(x)으로 길게 위치하고, 제2 방향(y)으로 이격되어 배열될 수 있고, 이와 같은 복수의 셀 스트링은 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 있는 버싱바(310)에 의해 제2 방향(y)으로 직렬 연결 될 수 있다.
여기서, 전면 투명 기판(10)은 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 형성될 수 있다.
후면 시트(40)는 태양 전지들(C1, C2)의 후면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양 전지를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 이러한 후면 시트(40)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
이와 같은 후면 시트(40)는 FP (fluoropolymer) / PE (polyeaster) / FP (fluoropolymer)와 같은 절연 물질로 이루어진 얇은 시트로 이루어지지만, 다른 절연 물질로 이루어진 절연 시트일 수 있다.
이와 같은 라미네이션 공정은 전면 투명 기판(10)과 태양 전지 사이 및 태양 전지와 후면 기판 사이에 면 형상의 밀봉재(20, 30)가 배치된 상태에서 진행될 수 있다.
여기서, 밀봉재(20, 30)의 재질은 절연층(252)의 재질과 다른 재질로 형성될 수 있으며, 습기 침투로 인한 부식을 방지하고 태양 전지 (C1, C2)를 충격으로부터 보호하고, 이를 위해 충격을 흡수할 수 있는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 형성될 수 있다.
따라서, 전면 투명 기판(10)과 태양 전지 사이 및 태양 전지와 후면 기판 사이에 배치된 면 형상의 밀봉재(20, 30)는 라미네이션 공정 중에 열과 압력에 의해 연화 및 경화될 수 있다.
이하에서는 도 1, 2 에 도시된 태양 전지 모듈에서, 복수의 태양 전지가 제1, 2 도전성 배선(200) 및 셀간 커넥터(300)에 의해 직렬 연결되는 구조를 보다 구체적으로 설명한다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 직렬 연결 구조를 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 3은 도 1에서 제1 방향(x)으로 서로 인접하여, 셀간 커넥터(300)에 의해 연결된 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 전면을 도시한 일례이고, 도 4는 도 3에 도시된 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 후면을 도시한 일례이고, 도 5는 도 3 및 도 4 에서 X1-X1 라인에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서, 제1, 2 도전성 배선(200)은 제1, 2 태양 전지(C1, C2)에 구비된 반도체 기판(110)의 후면에 접속될 수 있다.
여기서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1 방향(x)으로 이격되어 배열될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 각각은 적어도 반도체 기판(110) 및 반도체 기판(110)의 후면에 서로 이격되어 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 형성되는 복수의 제1 전극(141)과 복수의 제2 전극(142)을 구비할 수 있다.
아울러, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 배열 방향인 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 배치되고, 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 각각에 접속될 수 있다.
이와 같은, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 복수의 제1 전극(141)에 교차 및 중첩되어 접속되는 복수의 제1 도전성 배선(210)과 복수의 제2 전극(142)에 교차 및 중첩되어 접속되는 복수의 제2 도전성 배선(220)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 도전성 배선(210)은 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 제1 전극(141)과 교차되는 부분에서 도전성 재질의 제1 도전성 접착제층(251)를 통하여 제1 전극(141)에 접속되고, 제2 전극(142)과 교차되는 부분에서 절연성 재질의 절연층(252)에 의해 제2 전극(142)과 절연될 수 있다.
아울러, 제2 도전성 배선(220)은 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 제2 전극(142)과 교차되는 부분에서 제1 도전성 접착제층(251)를 통하여 제2 전극(142)에 접속되고, 제1 전극(141)과 교차되는 부분에서 절연층(252)에 의해 제1 전극(141)과 절연될 수 있다.
이와 같은 제1, 2 도전성 배선(200)은 도전성 금속 재질로 형성되되, 금(Au), 도전성 코어와, 코어의 표면을 코팅하는 도전성 코팅층을 포함할 수 있다.
여기서, 코팅층은 주석(Sn)을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, SnPb, Sn, Ag 또는 SnBiAg 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같은 제1 도전성 배선(210)의 양단 중 셀간 커넥터(300)와 접속하는 일단은 반도체 기판(110)의 제1 측면(100S1) 밖으로 돌출된 돌출 부분을 포함하고, 제2 도전성 배선(220)의 양단 중 셀간 커넥터(300)와 접속하는 일단은 반도체 기판(110)의 제2 측면(100S2) 밖으로 돌출된 돌출 부분을 포함할 수 있다.
여기서, 반도체 기판(110)의 제1 측면(100S1)과 제2 측면(100S2)은 반도체 기판(110)을 중심으로 서로 마주보는 반대쪽에 위치하고, 제1 측면(100S1)과 제2 측면(100S2)은 반도체 기판(110)의 4 측면 중에서 제1, 2 도전성 배선(200)의 길이 방향과 교차하는 제2 방향(y)과 나란한 방향의 측면을 의미한다.
이에 따라, 제1 도전성 배선(210) 및 제2 도전성 배선(220)은 반도체 기판(110)의 투영 영역 밖으로 돌출된 돌출 부분의 끝단이 셀간 커넥터(300)에 접속될 수 있으며, 제1, 2 도전성 배선(200)의 돌출 부분 반대쪽 타단은 반도체 기판(110)의 투영 영역 내에 위치할 수 있다.
여기서, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 단면이 원형을 갖는 도전성 와이어 형태이거나 폭이 두께보다 큰 리본 형태를 가질 수 있다.
여기서, 도 4 및 도 5에 도시된 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 선폭은 도전성 배선의 선저항을 충분히 낮게 유지하면서, 제조 비용이 최소가 되도록 고려하여, 0.5mm ~ 2.5mm 사이로 형성될 수 있으며, 제1 도전성 배선(210)과 제2 도전성 배선(220) 사이의 간격은 제1, 2 도전성 배선(200)의 총 개수를 고려하여, 태양 전지 모듈의 단락 전류가 훼손되지 않도록 4mm ~ 6.5mm 사이로 형성될 수 있다.
이와 같이 제1, 2 도전성 배선(200) 각각이 하나의 태양 전지에 접속되는 개수는 10개 ~ 20개일 수 있다. 따라서, 제1, 2 도전성 배선(200)이 하나의 태양 전지에 접속되는 총 개수의 합은 20개 ~ 40개일 수 있다.
여기서, 제1 도전성 접착제층(251)는 도전성 금속 재질로 형성될 수 있으며, 솔더 패이스트(solder paste), 에폭시 솔더 패이스트(epoxy solder paste) 또는 도전성 패이스트(Conductive psate) 중 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 솔더 페이스트는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금으로 형성되고, 에폭시 솔더 페이스트는 에폭시에 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
여기서, 절연층(252)은 절연성 재질이면 어떠한 것이든 상관 없으며, 일례로, 에폭시 계열, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 아크릴 계열 또는 실리콘 계열 중 어느 하나의 절연성 재질이 사용될 수 있다.
이와 같은 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)은 각각의 일단이 셀간 커넥터(300)에 연결되어, 복수의 태양 전지를 서로 직렬 연결할 수 있다.
보다 구체적으로, 셀간 커넥터(300)는 제1 태양 전지(C1)와 제2 태양 전지(C2) 사이에 위치하고, 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 있을 수 있다.
여기서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 태양 전지를 평면에서 봤을 때, 셀간 커넥터(300)는 제1 태양 전지(C1)의 반도체 기판(110) 및 제2 태양 전지(C2)의 반도체 기판(110)과 공간적으로 이격되어 배치될 수 있다.
아울러, 이와 같은 셀간 커넥터(300)에 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)에 접속된 제1 도전성 배선(210)의 일단과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)에 접속된 제2 도전성 배선(220)의 일단이 공통으로 접속되어, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1 방향(x)으로 서로 직렬 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)가 제1 방향(x)으로 배열된 상태에서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1, 2 도전성 배선(200)과 셀간 커넥터(300)에 의해 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 직렬 연결되는 하나의 스트링을 형성할 수 있다.
여기서, 일례로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전성 배선(200) 각각의 일단은 셀간 커넥터(300)와 중첩되어, 제2 도전성 접착제(350)를 통해 셀간 커넥터(300)에 접착될 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선(200)과 셀간 커넥터(300)를 서로 접착시키는 제2 도전성 접착제(350)는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 금속 재질로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 도전성 접착제(350)는 제1 도전성 접착제층(251)보다 용융점이 높을 수 있으며, (1) 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 솔더 페이스트(solder paste) 형태로 형성되거나, (2) 에폭시에 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금이 포함된 에폭시 솔더 페이스트(epoxy solder paste) 또는 도전성 페이스트(Conductive psate) 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 태양 전지 모듈은 별도의 셀간 커넥터(300)를 구비하므로, 복수 개의 태양 전지 중 제1, 2 도전성 배선(200)과 제1, 2 전극(200) 사이에 접속 불량이 발생한 태양 전지가 있는 경우, 셀간 커넥터(300)과 복수의 제1, 2 도전성 배선(200) 사이의 접속을 해제하여, 해당 태양 전지만 보다 용이하게 교체할 수 있다.
한편, 이와 같은 본 발명의 태양 전지 모듈에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 도전성 배선(210)은 제1 최외곽 배선(210a)과 제1 내측 배선들(210b)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 최외곽 배선(210a)은 복수의 제1 도전성 배선(210) 중 제2 방향(y)으로 최외곽 내지 최외곽에 인접하여 위치하고, 양끝단이 반도체 기판(110) 위에 위치하는 적어도 하나의 제1 도전성 배선(210)을 의미한다.
아울러, 제1 내측 배선들(210b)은 제1 최외곽 배선(210a)보다 내측, 즉 제1 최외곽 배선(210a) 보다 반도체 기판(110)의 중심에 보다 인접하여 위치하고, 양끝단 중 어느 하나가 반도체 기판(110)의 제1 측면(100S1) 밖으로 돌출된 복수의 제1 도전성 배선(210)을 의미한다.
따라서, 제1 내측 배선들(210b)은 반도체 기판(110)의 측면 중 제2 방향(y)과 나란한 제1 측면(100S1) 밖으로 돌출되고, 제1 최외곽 배선(210a)은 반도체 기판(110)의 측면 밖으로 돌출되지 않을 수 있다.
따라서, 복수의 제1 도전성 배선(210) 중 제1 최외곽 배선(210a)을 제외한 제1 내측 배선들(210b)만 반도체 기판(110)의 제1 측면(100S1) 밖으로 돌출되어, 셀간 커넥터(300)와 중첩되어 접속될 수 있고, 제1 최외곽 배선(210a)의 양끝단은 반도체 기판(110)의 제1 측면(100S1)에서 사선 방향으로 연장되는 제1 모따기된 측면(100CS1, chamfered side surface)에 인접한 에지 부분에 위치할 수 있다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 최외곽 배선(210a)은 복수의 제1 내측 배선들(210b) 중 제1 최외곽 배선(210a)과 인접한 제1 내측 배선(210b)과 반도체 기판(110) 상에서 제1 도전체(410)에 의해 서로 전기적으로 접속될 수 있다.
아울러, 복수의 제2 도전성 배선(220)은 제2 최외곽 배선(220a)과 제2 내측 배선들(220b)을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 최외곽 배선(220a)은 복수의 제2 도전성 배선(220) 중 제2 방향(y)으로 최외곽 내지 최외곽에 인접하여 위치하고, 양끝단이 반도체 기판(110) 위에 위치하는 적어도 하나의 제2 도전성 배선(220)을 의미한다.
아울러, 제2 내측 배선들(220b)은 제2 최외곽 배선(220a)보다 내측에 위치하고, 양끝단 중 어느 하나가 반도체 기판(110)의 제2 측면(100S2) 밖으로 돌출된 복수의 제2 도전성 배선(220)을 의미한다.
따라서, 제2 내측 배선들(220b)은 제1 측면(100S1)의 반대편의 위치하는 제2 측면(100S2) 밖으로 돌출되고, 제2 최외곽 배선(220a)은 반도체 기판(110)의 측면 밖으로 돌출되지 않을 수 있다.
따라서, 복수의 제2 도전성 배선(220) 중 제2 최외곽 배선(220a)을 제외한 제2 내측 배선들(220b)은 반도체 기판(110)의 제2 측면(100S2) 밖으로 돌출되어, 셀간 커넥터(300)와 중첩되어 접속될 수 있고, 제2 최외곽 배선(220a)의 양끝단은 반도체 기판(110)의 제2 측면(100S2)에서 사선 방향으로 연장되는 제2 모따기된 측면(100CS2) 각각에 인접한 에지 부분에 위치할 수 있다.
여기서, 제2 최외곽 배선(220a)은 복수의 제2 내측 배선들(220b) 중 제2 최외곽 배선(220a)과 인접한 제2 내측 배선(220b)과 반도체 기판(110) 상에서 제2 도전체(420)에 의해 서로 전기적으로 접속될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 제1, 2 도전성 배선(200) 중 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)이 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2) 밖으로 돌출되지 않도록 하여, 모듈 제조 공정 중 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b) 각각을 제1, 2 내측 배선(210b, 220b)에 연결되도록 하고, 제1, 2 내측 배선들(210b, 220b)만 반도체 기판(110)의 제1, 2 측면(100S1, 100S2) 밖으로 돌출되어 셀간 커넥터(300)에 접속되도록 하여, 셀간 커넥터(300)에 접속되는 제1, 2 도전성 배선들(200)의 개수를 줄일 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 셀간 커넥터(300)에 접속되는 제1, 2 도전성 배선들(200)의 개수를 줄여, 모듈 사용 중 제1, 2 도전성 배선(200)과 셀간 커넥터(300) 사이의 단선 가능성을 더욱 줄일 수 있고, 모듈의 신뢰성을 더욱 확보할 수 있다.
이하에서는 이와 같은 제1, 2 태양 전지(C1, C2)로 적용 가능한 태양 전지의 구체적인 구조의 일례에 대해서 설명한다.
도 6 내지 도 7은 본 발명에 적용되는 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 6은 본 발명에 적용되는 태양 전지의 일례를 나타내는 일부 사시도이고, 도 7은 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1, 2 전극(200)의 패턴을 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 반사 방지막(130), 반도체 기판(110), 제어 패시베이션층(180), 제1 반도체부(121), 제2 반도체부(172), 진성 반도체부(150), 패시베이션층(190), 복수의 제1 전극(141) 및 복수의 제2 전극(142)을 구비할 수 있다.
반도체 기판(110)은 제 1 도전성 타입 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 일례로, 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다.
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 형성될 수 있다.
제어 패시베이션층(180)은 반도체 기판(110)의 후면 전체에 직접 접촉하여 배치되며, 유전체 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 제어 패시베이션층(180)은 도 6에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)에서 생성되는 캐리어를 통과시킬 수 있다.
제1 반도체부(121)는 도 6에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 배치되되, 일례로, 제어 패시베이션층(180)의 후면의 일부에 직접 접촉하여 배치될 수 있다.
아울러, 이와 같은 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 형성되어, 에미터부로 역할을 수행할 수 있다.
제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)의 후면에 제1 반도체부(121)와 나란한 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 배치되며, 일례로 제어 패시베이션층(180)의 후면 중에서 전술한 제1 반도체부(121) 각각과 이격된 일부 영역에 직접 접촉하여 형성될 수 있다.
이와 같은 제2 반도체부(172)는 제2 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑되는 다결정 실리콘 재질로 형성되어, 후면 전계부로서 역할을 수행할 수 있다.
진성 반도체부(150)는 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172) 사이에 노출된 제어 패시베이션층(180)의 후면에 형성될 수 있고, 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 방지하는 역할을 할 수 있다.
복수의 제1 전극(141)은 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 반도체부(121)에 접속하고, 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제1 전극(141)은 제1 반도체부(121) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어 정공을 수집할 수 있다.
복수의 제2 전극(142)은 제2 반도체부(172)에 접속하고, 제1 전극(141)과 나란하게 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제2 전극(142)은 제2 반도체부(172) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어, 전자를 수집할 수 있다.
이와 같은 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 제2 방향(y)으로 길게 형성되며, 제1 방향(x)으로 이격될 수 있다. 아울러, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 제1 방향(x)으로 교번하여 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용된 태양 전지는 반드시 도 6 및 도 7에만 한정하지 않으며, 태양 전지에 구비되는 제1, 2 전극(200)이 반도체 기판(110)의 후면에만 형성되는 점을 제외하고 다른 구성 요소는 얼마든지 변경이 가능하다.
이하에서는 전술한 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b) 사이의 연결 구조 및 그 변경례에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 8은 도 4에 도시된 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b) 사이의 연결하는 제1, 2 도전체(410, 420)의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 8의 (a)는 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b) 사이의 연결 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위한 평면도이고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에서 제1 도전체(410)의 길이 방향에 따른 단면을 도시한 것이다.
아울러, 도 8에서는 이해의 편의상 제1, 2 전극(141, 142)에 대한 도시는 생략하였다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 최외곽 배선(210a)과 제1 내측 배선(210b)은 제1 모따기된 측면(100CS1)에 인접한 에지 부분에서 제1 도전체(410)에 의해 서로 접속되고, 제2 최외곽 배선(220a)과 제2 내측 배선(220b)은 제2 모따기된 측면(100CS2)에 인접한 에지 부분에서 제2 도전체(420)에 의해 서로 접속될 수 있다.
여기서, 제1 도전체(410) 및 제2 도전체(420)는 제2 방향(y)과 동일한 방향으로 길게 뻗어 있거나, 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2)과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 구비될 수 있다.
도 8의 (a)에서는 일례로, 제1 도전체(410) 및 제2 도전체(420) 각각이 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2)과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 구비된 경우를 일례로 도시하였다.
여기서, 제1 도전체(410)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 모따기된 측면(100CS1)에 인접한 에지 부분에서 제1 최외곽 배선(210a)과 제1 내측 배선(210b) 사이에 위치하는 제2 도전성 배선(220)[즉 제2 최외곽 배선(220a)]과 중첩되지 않도록 제1 모따기된 측면(100CS1)과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치하여, 제1 도전체(410)가 제1 모따기된 측면(100CS1)에 인접한 에지 부분 위에서 제1 최외곽 배선(210a)의 끝단과 제1 내측 배선(210b)을 서로 연결할 수 있다.
이때, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 도전체(410)는 제1 최외곽 배선(210a) 및 제1 내측 배선(210b) 각각과 중첩되어 제1 도전성 접착제층(251)을 통해 연결될 수 있다.
아울러, 제2 도전체(420)는 제2 모따기된 측면(100CS2)에 인접한 에지 부분에서 제2 최외곽 배선(220a)과 제2 내측 배선(220b) 사이에 위치하는 제1 도전성 배선(210)[즉, 제1 최외곽 배선(210a)]과 중첩되지 않도록 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2)과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치하여, 제2 도전체(420)가 제2 모따기된 측면(100CS2)에 인접한 에지 부분 위에서 제2 최외곽 배선(220a)의 끝단과 제2 내측 배선(220b)을 서로 연결할 수 있다.
이때, 제2 도전체(420)는 제1 최외곽 배선(210a) 및 제2 내측 배선(220b) 각각과 중첩되어 제1 도전성 접착제층(251)를 통해 연결될 수 있다.
아울러, 제1, 2 도전체(410, 420)는 반도체 기판(110)의 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2)에 인접한 에지 부분 위에 제1, 2 도전성 배선(200)과 동일한 선폭 및 동일한 재질로 형성될 수 있다.
일례로, 제1, 2 도전체(410, 420)는 제1, 2 도전성 배선(200)과 동일한 선폭을 갖는 도전성 리본으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전체(410, 420)는 태양 전지(100)의 후면과 이격되어 구비될 수 있다.
한편, 도 8에서는 단락을 방지하기 위해서, 제1 도전체(410)가 인접한 제2 최외곽 배선(220a)과 중첩되지 않도록 위치하거나, 제2 도전체(420)가 인접한 제1 최외곽 배선(210a)과 중첩되지 않도록 위치하는 경우를 일례로 도시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 제1 도전체(410)가 제2 최외곽 배선(220a)과 중첩되거나, 제2 도전체(420)가 제1 최외곽 배선(210a)과 중첩하여 위치할 수도 있다.
도 9는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b) 사이의 연결하는 제1, 2 도전체(410, 420)의 구조의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 9의 (a)는 제1, 2 도전체(410, 420)가 단락이 되어서는 않될 최외곽 배선과 중첩되도록 위치하되, 사선 방향으로 길게 형성된 경우의 평면도이고, 도 9의 (b)는 제1, 2 도전체(410, 420)가 단락이 되어서는 않될 최외곽 배선과 중첩되도록 위치하되, 제2 방향(y)으로 길게 형성된 경우의 평면도이다.
아울러, 도 9의 (c)는 도 9의 (a) 및 (b)에서 제1 도전체(410)의 길이 방향에 따른 단면을 도시한 것이다.
아울러, 도 9에서 이해의 편의상 제1, 2 전극(141, 142)에 대한 도시는 생략하였다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 도전체(410)는 제1 모따기된 측면(100CS1)에 인접한 에지 부분에서 제1 최외곽 배선(210a)과 제1 내측 배선(210b) 사이에 위치하는 제2 도전성 배선(220)과 중첩되어 제1 모따기된 측면(100CS1)과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치할 수 있다.
아울러, 제2 도전체(420)는 제2 측면(100S2)에 인접한 에지 부분에서 제2 최외곽 배선(220a)과 제2 내측 배선(220b) 사이에 위치하는 제1 도전성 배선(210)과 중첩되어, 제2 모따기된 측면(100CS2)과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치할 수 있다.
또는 도 9의 (a)와 달리, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 도전체(410)는 제1 모따기된 측면(100CS1)에 인접한 에지 부분에서 제1 최외곽 배선(210a)과 제1 내측 배선(210b) 사이에 위치하는 제2 도전성 배선(220)과 중첩되어 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 위치하고, 제2 도전체(420)는 제2 측면(100S2)에 인접한 에지 부분에서 제2 최외곽 배선(220a)과 제2 내측 배선(220b) 사이에 위치하는 제1 도전성 배선(210)과 중첩되어, 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 위치하는 것도 가능하다.
이때, 제1, 2 도전체(410, 420)와 단락되어야 할 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b) 사이에는 절연층(252)이 위치할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 도전체(410)와 제2 도전성 배선(220)[즉, 제2 최외곽 배선(220a)]이 중첩되는 부분에서 제1 도전체(410)와 제2 도전성 배선(220) 사이에는 절연층(252)이 위치할 수 있다.
아울러, 도시되지는 않았지만, 도 9의 (c)와 동일한 방식으로, 제2 도전체(420)와 제1 도전성 배선(210)이 중첩되는 부분에서 제2 도전체(420)와 제1 도전성 배선(210) 사이에는 절연층(252)이 위치할 수 있다.
지금까지는 각각의 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2)에 인접한 에지 부분에서 제1, 2 도전체(410, 420)가 하나씩 형성된 경우만을 일례로 설명하였으나, 제1, 2 도전체(410, 420) 각각은 복수 개로 형성되는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에서 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b) 사이의 연결하는 제1, 2 도전체(410, 420) 구조의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2)에 인접한 에지 부분에서 제1, 2 도전체(410, 420)는 각각 복수 개로 형성되는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 도전성 배선(210) 중 제2 방향(y)으로 외곽에 위치하고, 양끝단이 반도체 기판(110)과 중첩하여 위치하는 제1 최외곽 배선(210a1, 210a2)은 두 개일 수 있으며, 복수의 제2 도전성 배선(220) 중 제2 방향(y)으로 외곽에 위치하고, 양끝단이 반도체 기판(110)과 중첩하여 위치하는 제2 최외곽 배선(220a1, 220a2)은 두 개일 수 있다.
아울러, 도 10에 도시된 바와 같이, 두 개의 제1 도전체(410a, 410b) 각각은 두 개의 제1 최외곽 배선(210a1, 210a2) 각각을 제1 내측 배선(210b)에 연결시킬 수 있으며, 두 개의 제2 도전체(420a, 420b) 각각은 두 개의 제2 최외곽 배선(220a1, 220a2) 각각을 제2 내측 배선(220b)에 연결시키는 것도 가능하다.
지금까지는 제1, 2 도전체(410, 420)가 제1, 2 도전성 배선(200)과 동일한 선폭을 갖는 도전성 리본으로 형성된 경우를 일례로 설명하였으나, 제1, 2 도전체(410, 420)는 리본과 다른 형태로도 형성될 수 있다.
일례로, 제1, 2 도전체(410, 420)는 반도체 기판(110) 상에 전극과 동일한 재질로 형성되는 것도 가능하다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 제1, 2 도전체(143, 144)가 전극과 동일한 재질로 반도체 기판(110) 상에 형성된 일례를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 11은 본 발명의 다른 일례에 따라, 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1, 2 전극(141, 142)과 제1, 2 도전체(143, 144)의 패턴을 도시한 것이고, 도 12는 도 11과 같은 반도체 기판(110)의 후면에 제1, 2 도전성 배선(200)이 접속된 패턴을 도시한 것이고, 도 13은 도 12에서 제1 도전체(143)의 길이 방향에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제1, 2 도전체(143, 144)는 제1, 2 모따기된 측면(100CS1, 100CS2)에 인접한 에지 부분에 제1, 2 전극(141, 142)과 동일한 재질로 태양 전지의 반도체 기판 후면에 접촉되어 구비될 수 있다.
즉, 제1, 2 도전체(143, 144)는 반도체 기판(110)의 전극 형성 공정 중에 도 11에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110) 상에 물리적으로 접촉되어 형성될 수 있다.
여기서, 전극과 동일한 재질로 형성된 제1 도전체(143)는 반도체 기판(110)의 제1 측면(100S1)에서 연장되는 제1 모따기된 측면(100CS1)에 인접하여 사선 방향으로 형성될 수 있으며, 전극과 동일한 재질로 형성된 제2 도전체(144)는 반도체 기판(110)의 제2 측면(100S2)에서 연장되는 제2 모따기된 측면(100CS2)에 인접하여 사선 방향으로 형성될 수 있다.
이때, 제1, 2 도전체(143, 144)는 인접한 제1, 2 전극(141, 142)과의 단락을 방지하기 위하여, 태양 전지의 후면 상에서 제1, 2 전극(141, 142)과 이격될 수 있다.
이와 같이, 반도체 기판(110) 상에 제1, 2 도전체(143, 144)가 미리 형성된 상태에서, 제1, 2 도전성 배선(200)이 반도체 기판(110)에 접속될 수 있다.
이때, 전극과 동일한 재질로 형성된 제1 도전체(143)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 최외곽 배선(210a)과 제1 내측 배선(210b) 사이를 서로 전기적으로 연결시킬 수 있으며, 전극과 동일한 재질로 형성된 제2 도전체(144)는 제2 최외곽 배선(220a)과 제2 내측 배선(220b) 사이를 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
여기서, 제1 도전체(143)는 제1 최외곽 배선(210a) 및 제1 내측 배선(210b) 각각과 중첩되어, 제1 도전성 접착제층(251)을 통하여 서로 접속할 수 있으며, 제2 도전체(144) 역시 제2 최외곽 배선(220a) 및 제2 내측 배선(220b) 각각과 중첩되어, 제1 도전성 접착제층(251)을 통하여 서로 접속할 수 있다.
아울러, 도 11 및 도 12에서는 제1, 2 도전체(143, 144)의 선폭이 제1, 2 전극(141, 142)의 선폭과 동일하게 도시되었지만, 제1, 2 도전체(143, 144)의 선폭은 저항을 고려하여, 제1, 2 전극(141, 142)의 선폭보다 크게 형성될 수 있으며, 일례로, 제1, 2 도전성 배선(200)의 선폭과 동일하게 형성되는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 제1, 2 최외곽 배선(210a, 210b)과 제1, 2 내측 배선(210b, 220b)을 서로 전기적으로 접속시켜, 셀간 커넥터(300)에 접속되는 제1, 2 도전성 배선들(200)의 개수를 줄여, 모듈 사용 중 제1, 2 도전성 배선(200)과 셀간 커넥터(300) 사이의 단선 가능성을 더욱 줄일 수 있고, 모듈의 신뢰성을 더욱 확보할 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 (16)

  1. 제1 방향으로 이격되어 배열되고, 반도체 기판의 후면에 극성이 서로 다른 제1, 2 전극이 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 구비되는 복수의 태양 전지; 및
    상기 복수의 태양 전지 각각의 상기 반도체 기판의 후면 위에 상기 제1 방향으로 길게 배치되고, 상기 복수의 제1 전극과 교차되는 부분에서 복수의 제1 도전성 접착제층을 통해 접속되는 복수의 제1 도전성 배선과 상기 복수의 제2 전극과의 교차되는 부분에서 상기 복수의 제1 도전성 접착제층을 통해 접속되는 복수의 제2 도전성 배선;을 포함하고,
    상기 복수의 제1 도전성 배선 중 상기 제2 방향으로 외곽에 위치하는 제1 최외곽 배선은 상기 제1 최외곽 배선보다 내측에 위치하는 복수의 제1 내측 배선들 중 상기 제1 최외곽 배선과 인접한 제1 내측 배선과 상기 반도체 기판 상에서 서로 전기적으로 접속되고,
    상기 복수의 제2 도전성 배선 중 상기 제2 방향으로 외곽에 위치하는 제2 최외곽 배선은 상기 제2 최외곽 배선보다 내측에 위치하는 복수의 제2 내측 배선들 중 상기 제1 최외곽 배선과 인접한 제2 내측 배선과 상기 반도체 기판 상에서 서로 전기적으로 접속되는 태양 전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내측 배선들은 상기 반도체의 측면 중 상기 제2 방향과 나란한 제1 측면 밖으로 돌출되고,
    상기 제2 내측 배선들은 상기 제1 측면의 반대편의 위치하는 제2 측면 밖으로 돌출되고,
    상기 제1, 2 최외곽 배선의 양끝단은 상기 반도체 기판의 측면 밖으로 돌출되지 않고, 상기 반도체 기판의 제1, 2 측면 각각에서 사선 방향으로 연장되는 제1, 2 모따기된 측면(chamfered side surface) 각각에 인접한 에지 부분에 위치하는 태양 전지 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 최외곽 배선과 상기 제1 내측 배선은 상기 제1 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 제1 도전체에 의해 서로 접속되고,
    상기 제2 최외곽 배선과 상기 제2 내측 배선은 상기 제2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 제2 도전체에 의해 서로 접속되는 태양 전지 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전체는 상기 반도체 기판의 제1, 2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분 위에 상기 제1, 2 도전성 배선과 동일한 선폭 및 동일한 재질로 형성되고, 상기 태양 전지의 후면과 이격되어 구비되는 태양 전지 모듈.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 도전체는 상기 제1 최외곽 배선 및 상기 제1 내측 배선 각각과 중첩되어 상기 제1 도전성 접착제층을 통해 연결되고,
    상기 제2 도전체는 상기 제1 최외곽 배선 및 상기 제2 내측 배선 각각과 중첩되어 상기 제1 도전성 접착제층를 통해 연결되는 태양 전지 모듈.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 도전체 및 상기 제2 도전체는 상기 제2 방향과 동일한 방향으로 길게 뻗어 있거나, 상기 제1, 2 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 구비되는 태양 전지 모듈.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 도전체는 상기 제1 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 상기 제1 최외곽 배선과 상기 제1 내측 배선 사이에 위치하는 상기 제2 도전성 배선과 중첩되지 않도록 상기 제1 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치하고,
    상기 제2 도전체는 상기 제2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 상기 제2 최외곽 배선과 상기 제2 내측 배선 사이에 위치하는 상기 제1 도전성 배선과 중첩되지 않도록 상기 제1, 2 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치하는 태양 전지 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 도전체는 상기 제1 모따기된 측면에 인접한 에지 부분 위에서 상기 제1 최외곽 배선의 끝단과 상기 제1 내측 배선을 서로 연결하고,
    상기 제2 도전체는 상기 제2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분 위에서 상기 제2 최외곽 배선의 끝단과 상기 제2 내측 배선을 서로 연결하는 태양 전지 모듈.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 도전체는 상기 제1 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에서 상기 제1 최외곽 배선과 상기 제1 내측 배선 사이에 위치하는 상기 제2 도전성 배선과 중첩되어 상기 제2 방향 또는 상기 제1 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치하고,
    상기 제2 도전체는 상기 제2 측면에 인접한 에지 부분에서 상기 제2 최외곽 배선과 상기 제2 내측 배선 사이에 위치하는 상기 제1 도전성 배선과 중첩되어, 상기 제2 방향 또는 상기 제2 모따기된 측면과 나란한 사선 방향으로 길게 뻗어 위치하는 태양 전지 모듈.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 도전체와 상기 제2 도전성 배선이 중첩되는 부분에서 상기 제1 도전체와 상기 제2 도전성 배선 사이에는 절연층이 위치하고,
    상기 제2 도전체와 상기 제1 도전성 배선이 중첩되는 부분에서 상기 제2 도전체와 상기 제1 도전성 배선 사이에는 상기 절연층이 위치하는 태양 전지 모듈.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전체는 상기 제1, 2 모따기된 측면에 인접한 에지 부분에 상기 제1, 2 전극과 동일한 재질로 상기 태양 전지의 후면에 접촉되어 구비되는 태양 전지 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1, 2 도전체는 상기 태양 전지의 후면 상에서 상기 제1, 2 전극과 이격되는 태양 전지 모듈.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전성 배선은 상기 제1 전극과 교차되는 부분에서 상기 제1 도전성 접착제층에 의해 상기 제1 전극에 접속되고, 상기 제2 전극과 교차되는 부분에서 절연층에 의해 상기 제2 전극과 절연되고,
    상기 제2 도전성 배선은 상기 제2 전극과 교차되는 부분에서 상기 제1 도전성 접착제층에 의해 상기 제2 전극에 접속되고, 상기 제1 전극과 교차되는 부분에서 상기 절연층에 의해 상기 제1 전극과 절연되는 태양 전지 모듈.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 태양 전지 중 서로 인접하여 배치되는 제1, 2 태양 전지 사이에 상기 제2 방향으로 길게 배치되어, 상기 제1 태양 전지에 접속된 상기 복수의 제1 도전성 배선과 상기 제2 태양 전지에 접속된 상기 복수의 제2 도전성 배선이 제2 도전성 접착제층을 통해 공통으로 접속되는 셀간 커넥터;를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 셀간 커넥터는 제1, 2 태양 전지 각각의 반도체 기판과 공간적으로 이격되는 태양 전지 모듈.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 도전성 배선 중 상기 제1 최외곽 배선을 제외한 상기 제1 내측 배선들은 상기 반도체 기판의 제1 측면 밖으로 돌출되어, 상기 셀간 커넥터와 중첩되어 접속되고,
    상기 복수의 제2 도전성 배선 중 상기 제2 최외곽 배선을 제외한 상기 제2 내측 배선들은 상기 반도체 기판의 제2 측면 밖으로 돌출되어, 상기 셀간 커넥터와 중첩되어 접속되는 태양 전지 모듈.
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