KR102357660B1 - Hit 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
버스바 형성 구조를 생략하고 슁글드 태양 전지를 제작할 수 있어 전극 형성 공정을 생략할 수 있는 HIT 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, (a) 상부 및 하부에 각각 다수의 전도층이 형성된 HIT(Hetrojunction with Intrinsic Thin lyaer)로 이루어진 웨이퍼를 마련하는 단계, (b) 상부 전도층 상에 전도성 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계, (c) 상기 접착층이 형성된 웨이퍼를 다수의 스트립으로 분할하는 단계, (d) 상기 분할된 스트립 중 접착층이 마련된 영역에 다른 스트립의 하부 전도층을 중첩하여 스트링을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 스트립의 각각의 상부 전도층 및 하부 전도층은 상기 접착층만을 경유하여 전기적으로 접합되는 구성을 마련하여, 저렴하게 슁글드 태양전지 모듈을 마련할 수 있다.
Description
본 발명은 HIT(Hetrojunction with Intrinsic Thin lyaer) 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 버스바 형성 구조를 생략하고 슁글드 태양 전지를 제작할 수 있어 전극 형성 공정을 생략할 수 있는 HIT 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 에너지원으로서의 화석 연료의 사용이 감소하고 있는 추세에 있다. 예를 들어, 석유(oil), 석탄 및 천연가스와 같은 화석 연료 기반의 에너지 옵션을 사용하면 가스가 생성되고, 오염은 대기로부터 쉽게 제거될 수 없다는 점이 오랫동안 인식되었다. 그뿐만 아니라, 더욱 많은 화석 연료 기반의 에너지가 소비됨에 따라, 인접한 생활에 해로운 영향을 미치는 더욱 많은 오염원이 대기 중으로 배출된다. 이러한 결과에도 불구하고, 화석 연료 기반의 에너지 옵션은 여전히 빠른 속도로 고갈되고 있으며, 그 결과 석유와 같은 이들 화석 연료 자원의 일부 비용이 상승하고 있다. 또한, 많은 화석 연료 저장부가 정치적으로 불안정한 지역에 위치하고 있기 때문에, 화석 연료의 공급 및 비용이 예측할 수 없게 되었다.
이를 해결하기 위한 청정에너지의 한 형태인 태양 에너지의 인기가 상승하고 있다. 또 반도체 기술의 진보로 인하여, 보다 효율적이고 보다 큰 효율을 얻을 수 있는 태양광 모듈 및 태양광 패널의 설계가 가능하게 되었다. 또한, 태양광 모듈 및 태양광 패널을 제조하기 위해 사용되는 물질이 상대적으로 저렴하게 되면서, 태양광 발전의 생산 비용 감소에 기여하고 있다. 2019년 우드 맥켄지(Wood Mackenzie)에 의하면, 세계 태양광 모듈 시장이 마침내 100GW를 돌파할 것으로 예측하고 있으며, 세계 20위권 태양광 시장 규모는 2023년까지 전 세계 신규 수요의 83%를 차지할 것으로 전망되고, 중동과 지중해(사우디아라비아, 이란, 이집트, 이탈리아)에서 가장 빠르게 성장하고 있다.
이러한 태양광 발전은 무한정, 무공해의 태양 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술이다. 태양광 발전의 기본 원리는 반도체 PN 접합으로 구성된 태양전지(solar cell)에 태양광이 조사되면 광에너지에 의한 전자, 정공 쌍이 생겨나고, 전자와 정공이 이동하여 n 층과 p 층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르게 된다.
또 태양전지 모듈은 태양전지를 외부환경으로부터 보호하기 위하여 다층 구조로 이루어진다. 태양전지 모듈 프레임은 태양전지 모듈의 기계적인 강도를 유지하고, 태양전지와 태양전지의 전면 및 후면에 적층되는 재료들을 강하게 접합시키는 역할을 수행한다.
한편, 태양광 모듈은 다수의 스트링(string)이 직렬 연결되어 구성된다. 예를 들어, 4개의 스트링이 하나의 태양광 모듈을 구성하며, 이들 각각은 독립적으로 태양광 발전 기능을 갖는다. 상술한 스트링은 도 1에 도시된 바와 같이, 분할된 스트립(10)의 하부 및 상부 상에 각각 버스바(20)를 제작하고, 이 버스바(20)를 ECA(30)로 연결하여 접합한다. 따라서, 별도의 전극을 형성하는 공정을 마련하고 이에 따라 전극 형성에 필요한 재료도 마련해야 한다.
이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 전면 및 후면을 가지는 기판, 상기 기판의 상기 전면 상에 배치되는 금속화 패턴으로서, 상기 금속화 패턴은 다수의 전면 버스바를 포함하고, 각각의 전면 버스바는 각각의 전면 버스바에서 연장되는 핑거를 포함하는 금속화패턴 및 상기 기판의 상기 후면 상에 배치되는 다수의 후면 버스바를 포함하고, 상기 기판의 상기 전면 상에, 상기 다수의 전면 버스바 중에서 하나의 전면 버스바가 상기 기판의 전면 에지를 따라 형성되어 있으며, 상기 다수의 전면 버스바 중에서 나머지 전면 버스바는 상기 기판을 가로질러 균일하지 않게 이격되어 있으며, 상기 기판의 후면 상에 상기 다수의 후면 버스바 중에서 단지 하나의 후면 버스바가 상기 기판의 상기 후면의 에지를 따라 형성되어 있으며, 상기 다수의 후면 버스바 중에서 나머지 후면 버스바는 상기 기판을 가로질러 균일하지 않게 이격되어 있는 태양 전지에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 접착성 고분자 화합물이 그리드리스 PV 구조에 부착하는데 사용될 수 있고, 고출력 레이저빔을 사용하여 원하는 위치에서 광전지의 표면을 소정의 깊이로 스크라이브 한 후, 스크라이브된 광전지를 다수의 작은 셀로 절단하기 위해 적절한 힘을 인가하며, 더 작은 셀들의 형성 후에, 다수의 더 작은 셀들이 직렬연결은 인접한 더 작은 셀들과 부분적으로 중첩하여 광전지 셀 스트링을 형성하는 그리드 없는 태양전지 셀 및 이를 이용한 스트링 제조방법에 대해 개시되어 있다.
한편, 하기 특허문헌 3에는 금속 유연 기판의 상부에 복수의 단위 셀을 포함하는 태양 전지를 형성하는 태양 전지 형성 단계, 상기 복수의 단위 셀 각각에 전도성 접착층을 형성하는 전도성 접착층 형성단계, 상기 복수의 단위 셀을 서로 분리하여 복수의 태양 전지 셀을 형성하는 싱귤레이션 단계 및 상기 복수의 태양 전지 셀을 서로 직렬로 접속하여 태양 전지 모듈을 형성하는 직렬접속 단계를 포함하고, 상기 전도성 접착층 형성 단계에서는 상기 투명 전극의 상면에서 단위 셀의 일단에 제1 전도성 접착층을 형성하고, 상기 금속 유연 기판의 하면에서 단위 셀의 타단에 제2 전도성 접착층을 형성하는 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대해 개시되어 있다.
상술한 바와 같은 특허문헌 1 및 3에 개시된 기술에서는 도전성 접착제(ECA)를 이용하여 분할된 각 셀의 전면 전극과 후면 전극을 서로 직렬로 연결하여 슁글드 모듈 방식의 태양전지 스트링을 제작하는 것에 대해 기재되어 있지만, 버스바를 마련하므로 고가의 재료를 사용하여 제조비용이 증가하고, 또한 이에 따라 제조 공정이 번잡하게 된다는 문제가 있었다.
한편, 특허문헌 2에 개시된 기술에서는 고출력 레이저빔을 사용하여 표면에서만 스크라이브를 실행하므로, 스트립의 형성과정에서 절단 부분에서 스트립의 불량이나 버가 발생한다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 다수의 태양 전지 스트립이 서로 부분적으로 중첩(슁글드 구조)되어 스트링을 형성할 때, 별도의 버스바 형성을 하지 않고, 스트립에 전도성 접착제만을 도포하여 전기적으로 연결할 수 있는 HIT 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 버스바의 형성 과정을 생략하여 저렴하게 슁글드 태양전지 모듈을 마련할 수 있는 HIT 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필요에 따라 정해진 오버랩 간격 이외에도 유사시 스트립의 오버랩 구간을 제어하여 슁글드 태양전지 모듈을 형성할 수 있는 HIT 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법은 (a) 상부 및 하부에 각각 다수의 전도층이 형성된 HIT(Hetrojunction with Intrinsic Thin lyaer)로 이루어진 웨이퍼를 마련하는 단계, (b) 상부 전도층 상에 전도성 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계, (c) 상기 접착층이 형성된 웨이퍼를 다수의 스트립으로 분할하는 단계, (d) 상기 분할된 스트립 중 접착층이 마련된 영역에 다른 스트립의 하부 전도층을 중첩하여 스트링을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 스트립의 각각의 상부 전도층 및 하부 전도층은 상기 접착층만을 경유하여 전기적으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법에서, 상기 단계 (b)에서 전도성 접착제의 도포는 스크린 프린팅 방법에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법에서, 상기 접착층은 N-1개(여기서, N은 스트립의 갯수)로 마련되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법에서, 상기 단계 (c)에서 다수의 스트립은 상기 접착층의 일측을 따라 상기 웨이퍼의 상부 및 하부에서 낮은 에너지 수준의 레이저로 스크라이빙하는 것에 의해 분할되어 마련되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법에서, 상기 레이저의 스크라이빙에 의해 상기 웨이퍼의 상부는 웨이퍼 두께의 60% 미만으로 홈이 형성되고, 상기 웨이퍼의 하부는 웨이퍼 두께의 40% 미만으로 홈이 형성되며, 상기 다수의 스트립은 상부에서 하부를 향한 기계적 분할에 의해 마련되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법에서, 상기 단계 (c)에서 분할된 스트립의 에지 부분에 전도성 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈은 상술한 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 HIT 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 버스바가 형성되지 않고 접착층만 마련되므로, 필요에 따라 정해진 오버랩 간격 이외에도 유사시에 스트립의 오버랩 구간을 제어하여 슁글드 태양 전지를 용이하게 형성할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또 본 발명에 따른 HIT 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 고가의 재료를 사용하는 버스바의 형성 과정을 생략하므로, 저렴하게 슁글드 태양전지 모듈을 마련할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 종래의 슁글드 태양전지 모듈의 모식도,
도 2는 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈에 적용되는 접착제가 도포된 웨이퍼의 평면도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 스트립을 형성하는 과정을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도,
도 5는 본 발명에 따라 마련된 스트립의 사시도,
도 6은 본 발명에 따라 스트링을 형성하는 과정을 설명하기 위한 공정도,
도 7은 본 발명에 적용되는 일반적인 HIT 태양전지의 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈에 적용되는 접착제가 도포된 웨이퍼의 평면도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 스트립을 형성하는 과정을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도,
도 5는 본 발명에 따라 마련된 스트립의 사시도,
도 6은 본 발명에 따라 스트링을 형성하는 과정을 설명하기 위한 공정도,
도 7은 본 발명에 적용되는 일반적인 HIT 태양전지의 모식도.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본원에서 사용하는 용어 "웨이퍼"는 태양전지용 웨이퍼로서 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어지고, "태양전지 셀"은 P-형의 실리콘 기판에 전극이 스크린 프린트(screen print)된 형태로 마련되며, p-PERC(Passivated Emitter and Rearside Contact), n-HIT(Hetrojunction with Intrinsic Thin lyaer), n-PERT (Passivated Emitter and Rear Totally diffused), CSC(Charge Selective Contact)로 형성될 수 있다.
또 본원에서 사용하는 용어로서, "태양전지 구조(photovoltaic structure)"는 빛을 전기로 변환할 수 있는 장치로서, 다수의 반도체 또는 다른 유형의 물질을 포함할 수 있는 것을 의미하며, "태양전지(solar cell)" 또는 "셀"은 빛을 전기로 변환할 수 있는 광전지(PV) 구조로서, 다양한 크기 및 형태를 가질 수 있으며, 다양한 재료로 제조될 수 있으며, 반도체(예를 들어, 실리콘) 웨이퍼 또는 기판상에 제조된 PV 구조 또는 기판(예를 들어, 유리, 플라스틱, 금속 또는 광전지 구조를 지지할 수 있는 임의의 다른 물질) 상에 제조된 하나 이상의 박막일 수 있다.
또한, "핑거 라인(finger line)", "핑거 전극(finger electrode)", "핑거 스트립(finger strip)" 또는 "핑거"는 캐리어를 수집하기 위한 광전지 구조물의 연장된 전기 전도성(예를 들어, 금속) 전극을 의미하며, "버스바(busbar)", "버스 라인(bus line)" 또는 "버스 전극(bus electrode)"은 2개 이상의 핑거 라인에 의해 수집된 전류를 모으기 위한 PV 구조의 연장된 전기 전도성(예를 들어 : 금속) 전극으로, 일반적으로 핑거 라인보다 넓으며 광전지 구조물 위나 내부에 배치될 수 있으며, 단일 광전지 구조물에는 하나 이상의 버스바가 마련될 수 있다.
한편, "금속 그리드(grid)" 또는 "그리드"는 대표적으로 핑거 라인 또는 버스바의 모음으로서, 광전지 구조물 상에 금속 재료 층을 증착하여 형성된 것을 의미하며, "태양전지 스트립(strip)", "광전지 스트립" 또는 "스트립"은 태양전지와 같은 PV 구조의 일부 또는 세그먼트로서, PV 구조는 다수의 스트립으로 분리할 수 있으며, 이 스트립의 폭 및 길이는 서로 동일하거나 상이하게 마련될 수 있다.
또 용어 "슁글드(shingled) 어레이 구조"는 태양전지 모듈의 단위당 변환 효율과 출력을 높이기 위해 전면 전극과 후면 전극이 마련된 태양전지 셀을 절단하여 복수의 스트립을 형성하고 이 전면 전극과 후면 전극을 전도성 접착제로 접착하여 연결된 스트링 구조를 의미한다.
또 "태양전지 모듈"은 프레임 상에서 다수개의 슁글드 어레이 구조의 태양전지 스트링이 전기적으로 연결되고, 전면에 유리가 위치하고, 후면에는 EVA 시트가 형성되고, 중간에 충진재 등이 배치되어 태양전지 패널을 형성하는 것을 의미한다.
본원에서 사용하는 용어 "전도성 접착제(Electroconductive Adhesive; ECA)"는 전기 전자 제품이나 회로의 배선 접합에 사용하는 전기 전도성을 가진 접착제로, 에폭시 수지에 은 입자를 배합한 것을 사용한다. 또 전도성 접착제는 스크린 프린팅 방식 또는 마이크로 디스펜서를 이용하여 도포할 수 있으며, 니들로부터의 토출량이 일정해야 하고 흘러내리지 않게 한다. 전도성 충진제로는 금, 백금, 은, 구리, 니켈 등의 금속분말, 카본 또는 카본 섬유, 흑연 및 복합 분말 등이 사용할 수 있다.
먼저, 본 발명에 적용되는 HIT(Hetrojunction with Intrinsic Thin lyaer) 태양전지에 대해 도 7에 따라 설명한다. 도 7은 본 발명에 적용되는 일반적인 HIT 태양전지의 모식도이다.
본 발명에 적용되는 HIT 태양전지는 일반적인 결정질 실리콘 태양전지와 같이, N형 결정질 실리콘 기판(1)의 양쪽 표면을 습식 또는 건식 식각하여 표면 텍스처를 형성한 뒤에, 양면에 진성의 a-Si:H 패시베이션층(21, 22)을 형성하고, 두 개의 패시베이션층(21, 22)에 P형 a-Si:H층(31)과 N형 a-Si:H층(32)을 형성하며, 표면에 ITO 재질의 투명전도층(TCO)(41, 42)을 형성한 뒤에 상부 전극(50)과 하부 전극(60)을 형성하여 제조된 것을 사용할 수 있다. 그러나 도 7에 도시된 바와 같은 구조에 한정되는 것은 아니고, 다양한 기술 발전에 따라 박형화, 고출력화된 HIT 태양전지를 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈에 적용되는 접착제가 도포된 웨이퍼의 평면도 이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 스트립을 형성하는 과정을 설명하기 위한 웨이퍼의 단면도 이며, 도 5는 본 발명에 따라 마련된 스트립의 사시도 이다.
먼저, 본 발명에 따른 슁글드 태양전지 모듈을 제조하기 위해 4 모서리 부분이 테이퍼진 사각 형상(pseudo-squared) 또는 사각 형상(full-squared)으로 이루어진 태양전지용 웨이퍼를 마련한다.
본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 사각 형상으로 이루어진 태양전지용 웨이퍼(100)를 적용하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 4 모서리 부분이 테이퍼진 사각 형상을 적용할 수도 있다. 또 상기 웨이퍼(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부에 각각 다수의 전도층으로서 상부 전극(50)과 하부 전극(60)이 형성된 HIT(Hetrojunction with Intrinsic Thin lyaer) 구조를 적용할 수 있다. 즉 웨이퍼 상에는 다수의 스트립(200)의 각각 대응하여 다수의 전도층이 마련된다.
다음에 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100)의 상부 전도층 상에 전도성 접착제(ECA)를 도포하여 접착층(300)을 형성한다. 상기 접착층(300)은 웨이퍼(100)가 N 개의 스트립 예를 들어, 4개, 5개, 6개 등으로 분할될 스트립(200)에 따라 (N-1) 개로 마련된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100)가 4개의 스트립(200)으로 분할될 경우, 3개의 접착층(300)이 마련되고, 또는 5개의 스트립(200)으로 분할될 경우, 4개의 접착층(300)이 마련되고, 6개의 스트립(200)으로 분할될 경우, 5개의 접착층(300)이 웨이퍼(100)의 내부에만 마련된다.
상술한 전도성 접착제의 도포는 스크린 프린팅에 의해 일괄적으로 마련된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 마이크로 디스펜서를 이용하여 도포하는 것에 의해 이루어질 수도 있다.
이러한 전도성 접착제로서는 시장에 나와 있는 전도성 접착제 중에 본 발명에 적합한 높은 전도성과 알맞은 점도를 가진 제품으로서, 예를 들어 SKC Panacol의 EL-3012, EL-3556, EL-3653, EL-3655과 Henkel의 CE3103WLV, CA3556HF을 적용할 수 있으며, 예를 들어, 25℃에서의 점도 28,000~35,000 mPa·s(cP), 전기적 특성으로서, 체적 저항률 0.0025 Ω·cm, 경화 온도 130~150℃, 경화 시간 25~35초의 특성이 있는 접착제를 적용한다. 또 전도성 접착제에서 전도성 충진제는 Au, Pt, Pd, Ag, Cu, Ni 및 카본 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 그러나 전도성 접착제의 경화 시간 및 온도는 사용되는 접착제의 종류, 접착제 도포 범위 및 두께 등에 따라 변경 가능하다.
다음에 상기 접착층(300)이 형성된 웨이퍼(100)를 다수의 스트립(200)으로 분할한다. 이하의 설명에서는 도 2를 참조하여 4개의 스트립(200)으로 분할되는 과정을 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 스크라이빙 과정에서 웨이퍼의 표면 버닝 및 버의 생성을 최소화되도록, 상기 접착층(300)의 일측(도 3에서는 접착층(300)의 우측)을 따라 상기 웨이퍼의 상부에서 낮은 에너지 수준의 UV&그린 레이저로 스크라이빙한다. 상기 낮은 에너지 수준의 레이저로서는 파장 335nm, 442nm 또는 532nm인 UV&그린 레이저를 적용할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(100) 상에 마련된 접착층(300)은 스크라이빙 과정에서 레이저의 이동 방향을 안내하는 기준으로 사용될 수도 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(100)의 상부(110)에 웨이퍼 두께의 60% 미만, 바람직하게는 약 50%의 깊이를 갖는 홈(101)을 형성하고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼(100)의 하부(120)에는 웨이퍼 두께의 40% 미만의 홈(102)을 형성한다. 또 상기 웨이퍼(100)에서 홈(101)과 홈(102)의 형성은 동시에 실행할 수도 있다.
다음에 홈(101)과 홈(102)의 형성된 웨이퍼에 대해 상부에서 하부를 향한 기계적 분할에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 4개의 스트립이 마련된다. 이와 같은 기계적 분할은 통상의 태양전지 셀을 사용되는 기기를 적용하여 용이하게 실현할 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트립(200)에는 버스바가 마련되지 않으므로, 버스바 형성 프로세스를 생략하여 제조 공정을 단순화 화며, 또 버스바를 형성하기 위한 고가의 재료를 절감할 수 있다.
다음에 상술한 바와 같이 마련된 스트립을 사용하여 스트링을 형성하는 과정에 대해 도 6에 따라 설명한다.
도 6은 본 발명에 따라 스트링을 형성하는 과정을 설명하기 위한 공정도 이다. 또 도 6에서의 설명은 도 5에 도시된 바와 같은 4개의 스트립(200)으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 5개의 스트립 또는 6개의 스트립에도 적용 가능하다.
본 발명에서는 버스바를 사용하지 않고, 분할된 스트립(200) 중 접착층(300)이 마련된 영역에 다른 스트립의 하부 전도층을 중첩하여 도 6에 도시된 바와 같은 스트링을 형성한다.
즉 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 도 5에 도시된 4개의 스트립(200)을 나열하고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 4개의 스트립 중 최우측의 4번째 스트립을 3번째 스트립 상에 중첩한다. 이와 같은 중첩은 4번째 스트립의 하부에 마련된 전도층이 3번째 스트립에 마련된 접착층(300) 상에 위치 맞춤하여 실행된다.
이후, 3번째 스트립을 2번째 스트립 상에 중첩한다. 이와 같은 중첩은 3번째 스트립의 하부에 마련된 전도층이 2번째 스트립에 마련된 접착층(300) 상에 위치 맞춤하여 실행된다.
계속해서 2번째 스트립을 1번째 스트립 상에 중첩한다. 이와 같은 중첩은 2번째 스트립의 하부에 마련된 전도층이 1번째 스트립에 마련된 접착층(300) 상에 위치 맞춤하여 실행하는 것에 의해 도 6의 (c)에 도시된 바와 같은 스트링이 완성된다. 따라서 상기 다수의 스트립의 상부 전도층 및 하부 전도층은 상기 접착층(300)만을 경유하여 전기적으로 접합된다.
이어서, 상술한 바와 같이 마련된 각각의 스트링을 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결하여 태양전지 모듈을 형성한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 종래의 기술과 같은 버스바로 한정되지 않으므로, 스트립 중첩 폭을 용이하게 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 버스바가 형성되지 않고 접착층(300)만 마련되므로, 필요에 따라 정해진 오버랩 간격 이외에도 유사시에 스트립(200)의 오버랩 구간을 제어하여 슁글드 태양 전지를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 스트링의 형성 전에 도 5에 도시된 바와 같이, 분할된 스트립의 에지 부분, 예를 들어 접착층(300)이 마련된 부분에 전도성 접착제를 추가로 도포할 수도 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 HIT 셀을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 사용하는 것에 의해 저렴하게 슁글드 태양전지 모듈을 마련할 수 있다.
100 : 웨이퍼
200 : 스트립
300 : 접착층
200 : 스트립
300 : 접착층
Claims (7)
- (a) 상부 및 하부에 각각 다수의 전도층이 형성된 HIT(Hetrojunction with Intrinsic Thin lyaer)로 이루어진 웨이퍼를 마련하는 단계,
(b) 상기 웨이퍼의 상부 전도층 상에만 전도성 접착제를 도포하여 다수의 접착층을 형성하는 단계,
(c) 상기 다수의 접착층이 형성된 웨이퍼를 다수의 스트립으로 분할하는 단계,
(d) 상기 분할된 스트립 중 접착층이 마련된 영역에 다른 스트립의 하부 전도층을 중첩하여 스트링을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 다수의 접착층은 스크린 프린팅에 의해 일괄적으로 마련되고,
상기 다수의 스트립의 각각의 상부 전도층 및 하부 전도층은 상기 접착층만을 경유하여 전기적으로 접합되고,
상기 접착층은 N-1개(여기서, N은 스트립의 개수)로 마련되고, N 번째 스트립 상에는 상기 접착층이 마련되지 않고,
상기 접착층은 상기 단계 (c)에서의 분할 과정에서 레이저의 이동 방향을 안내하는 기준으로 사용되고,
상기 단계 (c)에서 상기 웨이퍼의 상부는 웨이퍼 두께의 60% 미만의 깊이로 제1 홈이 형성되고, 상기 웨이퍼의 하부는 웨이퍼 두께의 40% 미만의 깊이로 제2 홈이 형성되며, 상기 제1 홈 및 제2 홈의 형성은 동시에 실행되어 다수의 스트립으로 분할되는 것을 특징으로 하는 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에서,
상기 단계 (c)에서 다수의 스트립은 상기 접착층의 일측을 따라 상기 웨이퍼의 상부 및 하부에서 낮은 에너지 수준의 레이저로 스크라이빙하는 것에 의해 분할되어 마련되는 것을 특징으로 하는 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법. - 삭제
- 제1항에서,
상기 단계 (c)에서 분할된 스트립의 에지 부분에 전도성 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 태양전지 모듈의 제조방법. - 삭제
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