KR102468703B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 각각이 반도체 기판, 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 형성되고, 극성이 서로 다른 복수의 제1, 2 전극을 구비하는 복수의 태양 전지; 및 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 전극 및 제1 태양 전지에 인접한 제2 태양 전지의 제2 전극에 접속하고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치되어 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결하는 복수의 도전성 배선;을 포함하고, 반도체 기판의 표면 상에 위치한 복수의 제1, 2 전극 중 마지막으로 위치한 최외곽 전극과 반도체 기판의 끝단 사이에는 복수의 도전성 배선과 교차하는 제1 방향으로 길게 배치되어, 복수의 도전성 배선의 끝단을 반도체 기판의 표면에 고정하는 절연성 재질의 배선 고정부를 구비한다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 각각이 반도체 기판, 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 형성되고, 극성이 서로 다른 복수의 제1, 2 전극을 구비하는 복수의 태양 전지; 및 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 전극 및 제1 태양 전지에 인접한 제2 태양 전지의 제2 전극에 접속하고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치되어 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결하는 복수의 도전성 배선;을 포함하고, 반도체 기판의 표면 상에 위치한 복수의 제1, 2 전극 중 마지막으로 위치한 최외곽 전극과 반도체 기판의 끝단 사이에는 복수의 도전성 배선과 교차하는 제1 방향으로 길게 배치되어, 복수의 도전성 배선의 끝단을 반도체 기판의 표면에 고정하는 절연성 재질의 배선 고정부를 구비한다.
Description
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 상호간의 연결을 위해 도전성 배선에 의해 서로 연결될 수 있다.
본 발명은 태양 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 각각이 반도체 기판, 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 형성되고, 극성이 서로 다른 복수의 제1, 2 전극을 구비하는 복수의 태양 전지; 및 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 전극 및 제1 태양 전지에 인접한 제2 태양 전지의 제2 전극에 접속하고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치되어 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결하는 복수의 도전성 배선;을 포함하고, 반도체 기판의 표면 상에 위치한 복수의 제1, 2 전극 중 마지막으로 위치한 최외곽 전극과 반도체 기판의 끝단 사이에는 복수의 도전성 배선과 교차하는 제1 방향으로 길게 배치되어, 복수의 도전성 배선의 끝단을 반도체 기판의 표면에 고정하는 절연성 재질의 배선 고정부를 구비한다.
여기서, 배선 고정부는 반도체 기판 위에 위치하는 복수의 도전성 배선의 끝단을 덮을 수 있다.
아울러, 배선 고정부의 길이는 복수의 도전성 배선 중 양끝단에 위치하는 양쪽 최외곽 도전성 배선 사이의 간격보다 크고, 반도체 기판의 길이보다 짧을 수 있다.
또한, 배선 고정부의 선폭은 최외곽 전극과 반도체 기판의 끝단 사이의 간격보다 작을 수 있고, 배선 고정부의 두께는 10um ~ 100um 사이일 수 있다.
또한, 배선 고정부는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 (PET, polyethylene terephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리 이미드(PI, polyimide), 폴리올레핀(PO, polyolefin), 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA), 아크릴, 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 배선 고정부는 기재층을 구비하는 단일층으로 형성되거나, 기재층과 기재층을 반도체 기판의 표면에 점착시키는 점착층을 구비하는 복수의 층으로 형성될 수 있다.
여기서, 배선 고정부의 기재층은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 (PET, polyethylene terephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리 이미드(PI, polyimide), 폴리올레핀(PO, polyolefin) 또는 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA) 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
아울러, 배선 고정부의 점착층은 아크릴, 실리콘 및 에폭시 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 복수의 태양 전지의 전면에 배치되는 전면 투명 기판; 복수의 태양 전지의 후면에 배치되는 후면 기판; 및 전면 투명 기판과 복수의 태양 전지 사이 및 후면 기판과 복수의 태양 전지 사이에 배치되는 충진 시트;를 더 포함하고, 충진 시트는 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA)를 포함하고, 배선 고정부는 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA)를 포함하고, 충진 시트의 에바와 배선 고정부의 에바는 서로 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 다를 수 있다.
일례로, 충진 시트의 에바는 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 28wt% ~ 32wt% 사이이고, 배선 고정부의 에바는 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 28wt% 미만이거나 32wt%를 초과할 수 있다.
또한, 복수의 태양 전지 각각에서 제1 전극은 반도체 기판의 전면에 위치하고, 제2 전극은 반도체 기판의 후면에 위치하고, 배선 고정부는 반도체 기판의 후면에 위치한 제2 전극에 접속되는 복수의 도전성 배선의 끝단을 고정할 수 있다.
또한, 이와 다르게, 복수의 태양 전지 각각에서 제1 전극과 제2 전극은 반도체 기판의 후면에 위치하고, 복수의 도전성 배선은 제1 전극에 교차하여 전기적으로 접속하는 제1 도전성 배선과, 제2 전극에 교차하여 전기적으로 접속하는 제2 도전성 배선을 포함하고, 배선 고정부는 제1, 2 도전성 배선 중 적어도 어느 하나의 도전성 배선 끝단을 고정할 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 절연성 재질의 배선 고정부(400)를 구비하여, 도전성 배선의 끝단의 위치가 흔들리지 않도록 하여, 모듈의 외관이 보다 깔끔하게 보이도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈을 설명하기 위한 분해 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시되 복수의 태양 전지의 연결 구조 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 각 태양 전지의 구조의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서 배선 고정부(400)의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈이 라미네이션 상태에서의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 배선 고정부(400)의 층구조를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일례에 따른 태양 전지 구조의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 도 7에 도시된 태양 전지에 복수의 도전성 배선(200)이 접속되고, 각 도전성 배선(200)의 끝단에 절연성 재질의 배선 고정부(400)가 형성된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 2는 도 1에 도시되 복수의 태양 전지의 연결 구조 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 각 태양 전지의 구조의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서 배선 고정부(400)의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈이 라미네이션 상태에서의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 배선 고정부(400)의 층구조를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일례에 따른 태양 전지 구조의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 도 7에 도시된 태양 전지에 복수의 도전성 배선(200)이 접속되고, 각 도전성 배선(200)의 끝단에 절연성 재질의 배선 고정부(400)가 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.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판(110)의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판(110)의 반대면일 수 있다.
아울러, 이하의 설명에서, 서로 다른 두 구성 요소의 길이나 폭이 동일하다는 의미는 10%의 오차 범위 이내에서 서로 동일한 것을 의미한다.
또한, 이하의 각 도에서 동일한 부분에 대한 중복된 설명은 생략한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈을 설명하기 위한 분해 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 투명 기판(40), 제1 충진 시트(30a), 복수의 태양 전지, 제2 충진 시트(30b) 및 후면 기판(50)를 포함할 수 있다.
전면 투명 기판(40)은 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 이루어질 수 있다. 일례로, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저(low) 철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다.
복수 개의 태양 전지 각각은 입사되는 태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 기능을 하고, 이를 위해 불순물이 도핑된 반도체 기판(110)과 여러 기능층들 및 전극을 구비할 수 있다.
후면 기판(50)은 태양 전지들의 후면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양 전지들을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
이러한 후면 기판(50)은 태양 전지를 사이에 배치한 상태에서, 전면 투명 기판(40)에 대향하여 전면 투명 기판(40)의 후면에 배치될 수 있다.
이와 같은 후면 기판(50)은 시트 형태이거나 유리 기판일 수 있으며, 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
충진 시트(30)는 전면 투명 기판(40)과 복수의 태양 전지 사이에 위치하는 제1 충진 시트(30a)와 복수의 태양 전지와 후면 기판 사이에 위치하는 제2 충진 시트(30b)를 포함할 수 있다.
이와 같은 충진 시트(30)은 습기 침투로 인한 부식을 방지하고 태양 전지를 충격으로부터 보호할 수 있다. 이러한 충진 시트(30)은 에바(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어질 수 있다.
더불어, 이와 같은 충진 시트(30)는 태양 전지들의 상부 및 하부에 각각 배치된 상태에서 라미네이션 공정에 의해 태양 전지들과 일체화되어, 태양 전지들의 사이 공간에 채워지게 되며, 열처리를 통해 경화될 수 있다.
이와 같은 태양 전지 모듈에서 복수의 태양 전지 각각의 구조와 복수의 태양 전지가 연결되는 연결 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시되 복수의 태양 전지의 연결 구조 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 3은 각 태양 전지의 구조의 일례를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 2의 (a)는 복수의 태양 전지가 복수의 도전성 배선(200)에 의해 연결된 평면 구조를 도시한 것이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에서 CS1-CS1 라인에 따른 단면을 도시한 것이고, 도 2의 (c)는 도 2의 (a)에서 CS2-CS2 라인에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지 각각은 반도체 기판(110)과 반도체 기판(110)의 전면에 제1 방향(x)으로 길게 복수의 제1 전극(140)을 구비하고, 반도체 기판(110)의 후면에 제2 전극(150)을 구비할 수 있다.
이와 같은 복수의 태양 전지(C1, C2)는 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 이격되어 배열되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 방향(y)으로 서로 인접한 제1, 2 태양 전지(C1, C2)를 포함할 수 있다.
복수의 도전성 배선(200)은 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 배치되어, 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(140)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(150)에 각각에 접속할 수 있다. 이에 따라, 제2 방향(y)으로 서로 인접한 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 복수의 도전성 배선(200)에 의해 스트링(string)을 형성할 수 있다.
이와 같은 도전성 배선(200)은 단면이 원형 또는 타원형 형상을 가지며, 길이가 긴 형태의 와이어일 수 있다.
이때, 복수의 도전성 배선(200)의 개수(N200)는 태양 전지의 일면을 기준으로 6개 내지 33개일 수 있다. 아울러, 복수의 도전성 배선(200) 각각의 폭(W200)은 250um 내지 500um 사이일 수 있다.
일례로, 도전성 배선(200)의 선폭(W200)이 250um 이상, 300um 미만일 때, 도전성 배선(200)의 개수(N200)가 15개 내지 33개일 수 있다.
아울러, 도전성 배선(200)의 선폭(W200)이 300um 이상, 350um 미만일 때, 도전성 배선(200)의 개수(N200)가 10개 내지 15개일 수 있고, 도전성 배선(200)의 선폭(W200)이 350um 이상, 400um 미만일 때, 도전성 배선(200)의 개수(N200)가 8개 내지 10개일 수 있고, 도전성 배선(200)의 선폭(W200)이 400um 내지 500um일 때, 도전성 배선(200)의 개수(N200)가 6개 내지 8개일 수 있다.
아와 같이, 도전성 배선(200)의 선폭(W200)에 따라 도전성 배선(200)의 개수(N200)를 다르게 배치함으로써, 태양 전지의 수광면에서 도전성 배선(200)에 의해 가려지는 총 쉐이딩(shading) 면적이 증가하지 않도록 하면서, 도전성 배선(200)의 자체 저항을 적절하게 조절할 수 있고, 이로 인하여, 도전성 배선(200)에 의해 감소되는 출력을 최소화할 수 있고, 태양 전지 모듈의 출력을 보다 향상시킬 수 있다.
앞에서 설명한 도전성 배선(200)의 선폭(W200)에 따른 개수의 관계는 최적화된 하나의 일례이고, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
아울러, 이와 같은 서로 인접한 두 개의 도전성 배선(200) 사이의 피치는 도전성 배선(200)의 선폭(W200)과 개수를 고려하여 4.75mm ~ 25.13mm 사이로 형성될 수 있다.
이와 같은 복수의 태양 전지 각각은 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110), 제1 도전형 영역(120), 반사 방지막(130), 제1 전극(140), 제2 도전형 영역(172), 후면 보호막(180) 및 제2 전극(150)을 구비할 수 있다.
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 함유될 수 있다. 예를 들어 p형 또는 n 형 도전성 타입의 불순물이 함유될 수 있다.
이와 같은 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다. 일례로, 반도체 기판(110)은 결정질 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다.
구체적으로, 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소도 2, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑(doping)될 수 있다.
그러나 이와 다르게, 반도체 기판(110)은 n형 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑될 수 있다.
이러한 반도체 기판(110)의 전면은 복수의 요철면을 갖는다. 편의상 도 3에서, 반도체 기판(110)의 가장자리 부분만 요철면으로 도시하였으나, 실질적으로 반도체 기판(110)의 전면 전체가 요철면을 갖고 있으며, 이로 인해 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 제1 도전형 영역(120) 및 반사 방지막(130) 역시 요철면을 가질 수 있다.
제1 도전형 영역(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1, 2 도전성 타입의 불순물 중 어느 하나의 불순물을 함유하여, 반도체 기판(110)의 입사면인 전면에 형성될 수 있다.
일례로, 제1 도전형 영역(120)은 반도체 기판(110)에 함유된 불순물과 반대인 불순물이 열 확산되어 함유되어 형성될 수 있으며, 에미터부로서 역할을 하여, 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 이룰 수 있다.
또는 이와 반대로, 제1 도전형 영역(120)은 반도체 기판(110)에 함유된 불순물과 동일한 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 함유되어, 후면 전계부로 역할을 할 수 있다.
이하에서는 제1 도전형 영역(120)이 에미터부로 역할을 하고, 제2 도전형 영역(172)이 후면 전계부로서 역할을 수행하는 경우를 일례로 설명한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 도전형 영역(120)은 반도체 기판(110), 즉, 반도체 기판(110)의 제1 도전성 부분과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 제1 도전형 영역(120)은 p형의 도전성 타입을 가질 수 있다. 이 경우, 분리된 전자는 반도체 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 정공은 제1 도전형 영역(120)쪽으로 이동할 수 있다.
제1 도전형 영역(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 제1 도전형 영역(120)은 5가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.
반사 방지막(130)은 반도체 기판(110)의 입사면에 상부에 위치하며, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 영역(120)가 반도체 기판(110)의 입사면에 위치하는 경우, 반사 방지막(130)은 제1 도전형 영역(120) 상부에 위치할 수 있다.
이와 같은 반사 방지막(130)은 유전체 재질로 형성될 수 있으며, 일례로 수소화된 실리콘 질화막(SiNx:H), 수소화된 실리콘 산화막(SiOx:H) 및 수소화된 실리콘 질화산화막(SiNxOy:H) 중 적어도 어느 하나가 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
이와 같이 함으로써, 반사 방지막(130)의 패시베이션 기능을 보다 강화할 수 있어 태양 전지의 광전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
복수의 제1 전극(140)은 도 3에 도시된 바와 같이 반도체 기판(110)의 전면에 위치하며, 반도체 기판(110)의 전면 위에 서로 이격되어 위치하며, 각각이 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 위치할 수 있다.
그러나, 이와 같은 제1 전극(140)의 패턴은 일례이고, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라서는 제1 방향(x)으로 길게 연장된 제1 전극(140)에 교차하는 방향으로 형성되어, 복수의 제1 전극(140)을 서로 연결하는 연결 전극(141)이 더 형성될 수도 있다.
이때, 복수의 제1 전극(140)은 반사 방지막(130)을 뚫고 제1 도전형 영역(120)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 복수의 제1 전극(140)은 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져, 제1 도전형 영역(120) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집할 수 있다.
아울러, 이와 같은 복수의 제1 전극(140) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 도전성 배선(200)과 중첩되어 교차되는 교차점에서 끊어져 있는 제1 부분(P1)을 포함할 수 있다.
즉, 제1 방향(x)으로 길게 뻗은 복수의 제1 전극(140) 각각은 도 3과 같이, 복수의 도전성 배선(200)과 교차하는 교차점에서 제1 전극(140)이 형성되지 않고, 제1 도전형 영역(120)가 반사 방지막(130)으로 덮여 있는 제1 부분(P1)을 포함할 수 있다.
아울러, 복수의 도전성 배선(200)은 이와 같은 복수의 제1 전극(140) 각각의 제1 부분(P1)에 중첩하여 교차하여 배치된 상태에서, 솔더와 같은 도전성 접착제를 통해 제1 전극(140)에 전기적으로 접속될 수 있다.
그러나, 제1 방향(x)으로 길게 뻗은 제1 전극(140)이 도전성 배선(200)과 중첩되어 교차되는 교차점에서 끊어지지 않고, 경우에 따라서는 도전성 배선(200)과 중첩되어 교차되는 교차점에서도 제1 전극(140)이 제1 방향(x)으로 길게 연결되어 형성될 수도 있다.
제2 도전형 영역(172)는 반도체 기판(110)의 전면의 반대면인 후면에 위치할 수 있으며, 제1 도전형 영역(120)에 함유된 불순물과 반대인 불순물이 함유될 수 있다. 일례로, 제2 도전형 영역(172)은 후면 전계부로서 역할을 수행할 수 있다.
이와 같은 제2 도전형 영역(172)는 후술할 제2 전극(150) 패턴과 중첩 접속되어 제1 방향(x)으로 길게 형성되되, 제2 방향(y)으로 이격된 복수의 라인 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 제2 도전형 영역(172)는 복수의 후면 전계부 라인(172)으로 구성될 수 있다.
이러한 반도체 기판(110)의 제1 도전성 영역과 제2 도전형 영역(172)간의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이로 인해, 정공의 이동 방향인 제2 도전형 영역(172) 쪽으로 전자 이동을 방해하는 반면, 제2 도전형 영역(172) 쪽으로의 정공 이동을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 반도체 기판(110)의 후면 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 원하는 전하(예, 정공)의 이동을 가속화시켜 제2 전극(150)으로의 전하 이동량을 증가시킬 수 있다.
후면 보호막(180)은 제2 전극(150)이 형성된 부분을 제외한 반도체 기판(110) 후면 전체를 덮도록 형성될 수 있고, 반도체 기판(110)의 후면에 대한 패시베이션 기능과 절연 기능을 수행할 수 있다. 이와 같은 후면 보호막(180)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 산화질화물(SiNxOy) 중 적어도 하나가 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있다.
제2 전극(150)은 반도체 기판(110)의 일면과 반대면인 후면에 제1 방향(x)으로 길게 서로 나란하게 형성되고, 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 이격되어 형성될 수 있다. 그러나, 이와 같은 제2 전극(150)의 패턴은 일례이고, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 제2 전극(150)은 전술한 제2 도전형 영역(172)와 중첩되어 전기적으로 연결되어, 제2 도전형 영역(172)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집할 수 있다.
이때, 제2 전극(150)은 반도체 기판(110)보다 높은 불순물 농도로 유지하는 제2 도전형 영역(172)와 접촉하고 있으므로, 즉 제2 도전형 영역(172)와 제2 전극(150) 사이의 접촉 저항이 감소하여 반도체 기판(110)으로부터 제2 전극(150)으로의 전하 전송 효율이 향상될 수 있다.
이와 같은 제2 전극(150)에는 도전성 배선(200)가 접속되어, 제2 전극(150)에 수집된 전하(예, 정공)가 도전성 배선(200)를 통하여 인접한 다른 태양 전지로 전달될 수 있다.
이와 같은 제2 전극(150)은 양호한 전도도를 갖는 금속 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질을 함유할 수 있다.
한편, 이와 같은 태양 전지 모듈은 복수의 도전성 배선(200) 끝단의 위치를 고정하기 위한 절연성 재질의 배선 고정부(400)를 더 구비할 수 있다.
이에 대해, 다음의 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서 배선 고정부(400)의 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 5는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈이 라미네이션 상태에서의 구조를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 4의 (a)는 제2 전극(150)이 형성된 반도체 기판(110)의 후면에 복수의 도전성 배선(200)이 접속된 형상을 도시한 것이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 도시된 도전성 배선(200)의 끝단 부분의 제1 방향(x) 단면을 도시한 것이고, 도 4의 (c)는 도 4의 (a)에 도시된 도전성 배선(200)의 끝단 부분의 제2 방향(y) 단면을 도시한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 도전성 배선(200)의 끝단을 반도체 기판(110)의 표면에 고정하는 절연성 재질의 배선 고정부(400)를 구비할 수 있다.
여기서, 배선 고정부(400)는 반도체 기판(110)의 표면 상에 위치한 복수의 제1, 2 전극(140, 150) 중 마지막으로 위치한 최외곽 전극과 반도체 기판(110)의 끝단 사이에 위치하고, 복수의 도전성 배선(200)과 교차하는 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 배치될 수 있다.
일례로, 배선 고정부(400)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 표면 중 제2 전극(150)이 위치하는 후면에 위치할 수 있다. 그러나, 본 발명의 배선 고정부(400)가 반드시 반도체 기판(110)의 후면에만 위치하는 것이 아니라, 전면에 위치하는 것도 가능하다.
아울러, 여기서, 최외곽 전극은 복수의 제1, 2 전극(140, 150) 중 마지막 최외곽에 위치한 전극을 의미할 수 있다.
일례로, 도 4의 (a)와 같이, 배선 고정부(400)가 복수의 제2 전극(150)이 위치한 반도체 기판(110)의 후면에 위치하는 경우, 복수의 제2 전극(150) 중 가장 가장자리에 위치하는 최외곽 제2 전극(150e)과 반도체 기판(110)의 끝단 사이에서 복수의 도전성 배선(200)과 교차하는 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 위치할 수 있다.
여기서, 반도체 기판(110)의 끝단은 복수의 도전성 배선(200)과 교차하는 방향과 나란한 제1 방향(x)으로 길게 뻗은 끝단들(110S1, 110S2) 중에 복수의 도전성 배선(200) 끝단이 인접하여 위치하는 끝단(110S1)을 의미할 수 있다.
따라서, 도 4의 (a)에서 제1 방향(x)으로 길게 뻗은 반도체 기판(110)의 끝단들(100S1, 100S2) 중에서 복수의 도전성 배선(200) 끝단이 인접하여 위치하는 끝단(100S1)을 의미할 수 있다.
이와 같은 배선 고정부(400)의 제1 방향(x) 길이(L400)는 반도체 기판(110)의 후면에 접속된 복수의 도전성 배선(200) 중 양끝단에 위치하는 양쪽 최외곽 도전성 배선(200) 사이의 간격보다 크고, 반도체 기판(110)의 제1 방향(x)길이보다 짧을 수 있다.
아울러, 배선 고정부(400)의 제2 방향(y) 선폭(W400)은 최외곽 제2 전극(150e)과 반도체 기판(110)의 끝단 사이의 간격보다 작을 수 있다.
이와 같이, 배선 고정부(400)의 길이와 폭을 한정함으로써, 배선 고정부(400)를 반도체 기판(110)의 표면에 점착시키는 공정을 보다 용이하고 단순화시킬 수 있다.
아울러, 이와 같은 배선 고정부(400)는 도 4의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110) 위에 위치하는 복수의 도전성 배선(200)의 끝단을 덮을 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 절연성 재질의 배선 고정부(400)는 도전성 배선(200)의 끝단의 위치가 흔들리지 않도록 하여, 모듈의 외관이 보다 깔끔하게 보이도록 할 수 있고, 복수의 도전성 배선(200)을 반도체 기판(110)의 표면에 전기적으로 접속시킬 때에, 도전성 배선(200)의 한쪽 끝단을 고정시켜 줌으로써, 도전성 배선(200)의 정렬이 흔들리지 않도록 하여 모듈 제조 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
또한, 배선 고정부(400)는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 (PET, polyethylene terephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리 이미드(PI, polyimide), 폴리올레핀(PO, polyolefin), 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA), 아크릴, 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다.
여기서, 배선 고정부(400)가 에바를 포함하여 형성되는 경우, 충진 시트의 에바와 배선 고정부(400)의 에바는 서로 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 다르게 형성될 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지가 전면 투명 기판(40)의 후면에 위치한 제1 충진 시트(30a)와 후면 기판의 전면에 위치한 제2 충진 시트(30b) 사이에 배치되어 라미네이션되어 열압착될 수 있다.
이와 같은 경우, 충진 시트와 배선 고정부(400) 모두 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA)를 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 본 발명의 배선 고정부(400)에 포함된 에바는 충진 시트(30)의 에바와 비교하여 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 다르게 형성되어 서로 구별될 수 있다.
일례로, 충진 시트(30)의 에바는 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 28wt% ~ 32wt% 사이로 형성될 수 있고, 본 발명에 따른 배선 고정부(400)의 에바는 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 28wt% 미만이거나 32wt%를 초과할 수 있다.
이와 같은 비닐 아세테이트의 함량 비율이 달라져, 배선 고정부(400)의 융점은 충진 시트(30)의 융점보다 높거나 낮을 수 있다.
이하에서는 이와 같은 절연성 배선 고정부(400)의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 배선 고정부(400)의 층구조를 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 일례에 따른 배선 고정부(400)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 기재층(400a)만을 구비하는 단일층으로 형성되거나, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 기재층(400a)과 기재층(400a)을 반도체 기판(110)의 표면에 점착시키는 점착층(400b)을 구비하는 복수의 층으로 형성될 수 있다.
배선 고정부(400)의 기재층(400a)은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 (PET, polyethylene terephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리 이미드(PI, polyimide), 폴리올레핀(PO, polyolefin) 또는 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA) 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
아울러, 배선 고정부(400)의 점착층(400b)은 아크릴, 실리콘 및 에폭시 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 배선 고정부(400)가 기재층(400a)만을 구비하는 단일층으로 형성된 경우, 배선 고정부(400)의 두께는 10um ~ 70um 사이로 형성될 수 있다.
아울러, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 배선 고정부(400)가 기재층(400a)과 기재층(400a)을 반도체 기판(110)의 표면에 점착시키는 점착층(400b)을 구비하는 복수의 층으로 형성되는 경우, 배선 고정부(400)의 총두께는 60um ~ 100um 사이로 형성될 수 있다.
이때, 배선 고정부(400)의 총두께가 60um ~ 100um 사이로 형성되는 범위 안에서 기재층(400a)의 두께는 10um ~ 70um 사이로 형성되고, 점착층(400b)의 두께는 20um ~ 90um 사이로 형성될 수 있다.
이와 같이, 배선 고정부(400)가 점착층(400b)을 구비하는 경우, 배선 고정부(400)를 복수의 배선의 끝단을 덮도록 반도체 기판(110)의 표면에 점착시켜, 복수의 도전성 배선(200) 끝단을 고정할 수 있으며, 배선 고정부(400)의 위치가 잘못된 경우, 배선 고정부(400)를 떼었다 다시 붙일 수 있어, 모듈의 제조 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
지금까지는 본 발명에 따른 배선 고정부(400)가 반도체 기판(110)의 전면에 제1 전극(140)을 구비하고, 후면에 제2 전극(150)이 구비되는 컨벤셔널 태양 전지 모듈에 적용되는 경우를 일례로 설명하였으나, 배선 고정부(400)는 반드시 이와 같은 컨벤셔널 태양 전지 모듈에만 적용되는 것이 아니라, 반도체 기판(110)의 후면에 제1, 2 전극(140, 150)이 모두 구비된 경우에도 적용이 가능하다. 이하에서는 이에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 일례에 따른 태양 전지 구조의 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 8은 도 7에 도시된 태양 전지에 복수의 도전성 배선(200)이 접속되고, 각 도전성 배선(200)의 끝단에 절연성 재질의 배선 고정부(400)가 형성된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7 이하에서는 앞선 도 3에서 설명한 바와 중복되는 내용에 대한 기재는 생략하고 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지의 다른 일례는 반사 방지막(130), 반도체 기판(110), 제어 패시베이션막(180), 제1 도전형 영역(120’), 제2 도전형 영역(172’), 진성 반도체부(155), 패시베이션층(190), 복수의 제1 전극(140’) 및 복수의 제2 전극(150’)을 구비할 수 있다.
여기서, 반사 방지막(130), 제어 패시베이션막(180) 및 패시베이층(190)은 생략될 수도 있으나, 구비된 경우 태양 전지의 효율이 더 향상되므로, 이하에서는 구비된 경우를 일례로 설명한다.
반도체 기판(110)은 도 3에서 설명한 바와 동일하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제어 패시베이션막(180)은 반도체 기판(110)의 후면 전체에 직접 접촉하여 배치되며, 유전체 재질을 포함할 수 있다.
이와 같은 제어 패시베이션막(180)은 반도체 기판(110)에서 생성된 캐리어를 통과시키며, 반도체 기판(110)의 후면에 대한 패시베이션 기능을 수행할 수 있다.
아울러, 제어 패시베이션막(180)은 600℃ 이상의 고온 공정에도 내구성이 강한 SiCx 또는 SiOx로 형성되는 유전체 재질로 형성될 수 있다.
제1 도전형 영역(120’)는 도 7에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 배치되되, 일례로, 제어 패시베이션막(180)의 후면의 일부에 직접 접촉하여 배치될 수 있다.
아울러, 이와 같은 제1 도전형 영역(120’)는 반도체 기판(110)의 후면에 제1 방향(x)으로 배치되며, 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 도전형 영역(120’)은 제 1, 2 도전성 타입의 불순물 중 어느 하나의 불순물을 함유할 수 있다.
제2 도전형 영역(172’)은 반도체 기판(110)의 후면에 제1 도전형 영역(120’)와 나란한 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 배치될 수 있다.
일례로, 제2 도전형 영역(172’)은 제어 패시베이션막(180)의 후면 중에서 전술한 제1 도전형 영역(120’) 각각과 이격된 일부 영역에 직접 접촉하여 형성될 수 있다.
이와 같은 제2 도전형 영역(172’)은 제1 도전형 영역(120’)에 함유된 불순물과 반대인 불순물이 함유될 수 있으며, 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다.
진성 반도체부(155)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 영역(120’)와 제2 도전형 영역(172’) 사이에 노출된 제어 패시베이션막(180)의 후면에 형성될 수 있다.
이와 같은 진성 반도체부(155)는 제1 도전형 영역(120’) 및 제2 도전형 영역(172’)와 다르게 제1 도전성 타입의 불순물 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되지 않은 진성 다결정 실리콘층으로 형성될 수 있다.
아울러, 도 7에 도시된 바와 같이, 진성 반도체부(155)의 양측면 각각은 제1 도전형 영역(120’)의 측면 및 제2 도전형 영역(172’)의 측면에 직접 접촉되는 구조를 가질 수 있다.
패시베이션층(190)은 제1 도전형 영역(120’), 제2 도전형 영역(172’) 및 진성 반도체부(155)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(140’)은 제1 도전형 영역(120’)에 접속하고, 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다.
복수의 제2 전극(150’)은 제2 도전형 영역(172’)에 접속하고, 제1 전극(140’)과 나란하게 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다.
이와 같은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극(140’)과 제2 전극(150’)은 제2 방향(y)으로 교번하여 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용된 태양 전지는 반드시 도 7에만 한정하지 않으며, 태양 전지에 구비되는 제1 전극(140’)과 제2 전극(150’)이 반도체 기판(110)의 후면에만 형성되는 점을 제외하고 다른 구성 요소는 얼마든지 변경이 가능하다.
예를 들어 본 발명의 태양 전지 모듈에는 제1 전극(140’)의 일부 및 제1 도전형 영역(120’)이 반도체 기판(110)의 전면에 위치하고, 제1 전극(140’)의 일부가 반도체 기판(110)에 형성된 홀을 통해 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 전극(140’)의 나머지 일부와 연결되는 MWT 타입의 태양 전지도 적용이 가능하다.
아울러, 도 8에 도시된 바와 같이, 도 7에 도시된 태양 전지의 후면에는 복수의 도전성 배선(200)이 접속될 수 있으며, 이와 같은 복수의 도전성 배선(200)은 제1 전극(140’)에 전기적으로 접속되는 제1 도전성 배선(210)과 제2 전극(150’)에 전기적으로 접속되는 제2 도전성 배선(200)을 구비할 수 있다.
여기서, 복수의 제1, 2 도전성 배선(210, 220)은 제1, 2 전극(140’, 150’)의 길이 방향인 제1 방향(x)과 교차하는 방향인 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 배치될 수 있다.
여기서, 복수의 제1 도전성 배선(210)은 복수의 제1 전극(140’)에 도전성 재질의 제1 도전성 접착제(251)를 통하여 접속되고, 절연성 재질의 절연층(252)에 의해 복수의 제2 전극(150’)과 절연될 수 있다.
아울러, 복수의 제2 도전성 배선(220)은 복수의 제2 전극(150’)에 제1 도전성 접착제(251)를 통하여 접속되고, 절연층(252)에 의해 복수의 제1 전극(140’)과 절연될 수 있다.
이와 같은 제1, 2 도전성 배선(210, 220)은 도전성 금속 재질로 형성되되, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나를 포함하는 도전성 코어와, 코어(CR)의 표면을 코팅하고, 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 도전성 코팅층을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 전극(140’)에 접속된 제1 도전성 배선(210)의 양단 중 한쪽 끝단은 반도체 기판(110)의 후면 중 제1 에지 영역 위에 위치하고, 나머지 끝단은 반도체 기판(110)의 투영 영역 밖에 위치하여, 반도체 기판(110)의 제2 에지 영역 밖으로 돌출될 수 있다.
아울러, 제2 전극(150’)에 제2 도전성 배선(220)의 양단 중 한쪽 끝단은 반도체 기판(110)의 후면 중 제2 에지 영역 위에 위치하고, 나머지 끝단은 반도체 기판(110)의 투영 영역 밖에 위치하여, 반도체 기판(110) 제1 에지 영역 밖으로 돌출될 수 있다.
여기서, 상기 배선 고정부(400)는 상기 제1, 2 도전성 배선(200) 중 적어도 어느 하나의 도전성 배선(200) 끝단을 고정할 수 있다.
일례로, 도 8에 도시된 바와 같이, 배선 고정부(400)는 반도체 기판(110)의 제1 에지 영역에 제1 방향(x)으로 길게 위치하여, 제1 도전성 배선(200)의 한쪽 끝단을 덮으면서, 반도체 기판(110)의 제1 에지 영역에 점착될 수 있으며, 또 다른 배선 고정부(400)가 반도체 기판(110)의 제2 에지 영역에 제1 방향(x)으로 길게 위치하여, 제2 도전성 배선(200)의 한쪽 끝단을 덮으면서, 반도체 기판(110)의 제2 에지 영역에 점착될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 절연성 재질의 배선 고정부(400)는 제1, 2 도전성 배선(200)의 끝단의 위치가 흔들리지 않도록 하여, 모듈의 외관이 보다 깔끔하게 보이도록 할 수 있고, 복수의 제1, 2 도전성 배선(200)을 반도체 기판(110)의 표면에 전기적으로 접속시킬 때에, 도전성 배선(200)의 한쪽 끝단을 고정시켜 줌으로써, 제1, 2 도전성 배선(200)의 정렬이 흔들리지 않도록 하여 모듈 제조 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
아울러, 위에서 설명한 각 실시예들은 반드시 각각 독립적으로 적용되는 것은 아니고, 각 실시예에서 설명한 내용이 서로 상반 또는 상충되지 않는 이상 서로 병합되어 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 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 (13)
- 각각이 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 형성되고, 극성이 서로 다른 복수의 제1, 2 전극을 구비하는 복수의 태양 전지; 및
상기 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 전극 및 상기 제1 태양 전지에 인접한 제2 태양 전지의 제2 전극에 접속하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치되어 상기 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결하는 복수의 도전성 배선; 및
상기 도전성 배선을 상기 제1 태양 전지의 제1 전극 및 상기 제1 태양 전지에 인접한 제2 태양 전지의 제2 전극에 각각 접속하는 도전성 접착제;를 포함하고,
상기 반도체 기판의 표면 상에 위치한 상기 복수의 제1, 2 전극 중 마지막으로 위치한 최외곽 전극과 상기 반도체 기판의 끝단 사이에는 상기 복수의 도전성 배선과 교차하는 제1 방향으로 길게 배치되어, 상기 복수의 도전성 배선의 끝단을 상기 반도체 기판의 표면에 고정하는 절연성 재질의 배선 고정부를 구비하고,
상기 배선 고정부는, 상기 최외곽 전극과 이격하며, 상기 복수의 제1, 2 전극과 중첩하지 않는 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 배선 고정부는 상기 반도체 기판 위에 위치하는 상기 복수의 도전성 배선의 끝단을 덮는 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 배선 고정부의 길이는 상기 복수의 도전성 배선 중 양끝단에 위치하는 양쪽 최외곽 도전성 배선 사이의 간격보다 크고, 상기 반도체 기판의 길이보다 짧은 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 배선 고정부의 선폭은 상기 최외곽 전극과 상기 반도체 기판의 끝단 사이의 간격보다 작은 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 배선 고정부의 두께는 10um ~ 100um 사이인 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 배선 고정부는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 (PET, polyethylene terephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리 이미드(PI, polyimide), 폴리올레핀(PO, polyolefin), 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA), 아크릴, 실리콘 및 에폭시 중 적어도 하나의 재질을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 배선 고정부는 기재층을 구비하는 단일층으로 형성되거나, 상기 기재층과 상기 기재층을 상기 반도체 기판의 표면에 점착시키는 점착층을 구비하는 복수의 층으로 형성되는 태양 전지 모듈. - 제7 항에 있어서,
상기 배선 고정부의 기재층은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 (PET, polyethylene terephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리 이미드(PI, polyimide), 폴리올레핀(PO, polyolefin) 또는 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA) 중 어느 하나를 포함하여 형성되는 태양 전지 모듈. - 제7 항에 있어서,
상기 배선 고정부의 점착층은 아크릴, 실리콘 및 에폭시 중 어느 하나를 포함하여 형성되는 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 복수의 태양 전지의 전면에 배치되는 전면 투명 기판;
상기 복수의 태양 전지의 후면에 배치되는 후면 기판; 및
상기 전면 투명 기판과 상기 복수의 태양 전지 사이 및 상기 후면 기판과 상기 복수의 태양 전지 사이에 배치되는 충진 시트;를 더 포함하고,
상기 충진 시트는 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA)를 포함하고,
상기 배선 고정부는 에바(ethylene-vinyl acetate, EVA)를 포함하고,
상기 충진 시트의 에바와 상기 배선 고정부의 에바는 서로 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 다른 태양 전지 모듈. - 제10 항에 있어서,
상기 충진 시트의 에바는 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 28wt% ~ 32wt% 사이이고,
상기 배선 고정부의 에바는 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량 비율이 28wt% 미만이거나 32wt%를 초과하는 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 복수의 태양 전지 각각에서 상기 제1 전극은 상기 반도체 기판의 전면에 위치하고, 상기 제2 전극은 상기 반도체 기판의 후면에 위치하고,
상기 배선 고정부는 상기 반도체 기판의 후면에 위치한 상기 제2 전극에 접속되는 복수의 도전성 배선의 끝단을 고정하는 태양 전지 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 복수의 태양 전지 각각에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 반도체 기판의 후면에 위치하고,
상기 복수의 도전성 배선은 상기 제1 전극에 교차하여 전기적으로 접속하는 제1 도전성 배선과, 상기 제2 전극에 교차하여 전기적으로 접속하는 제2 도전성 배선을 포함하고,
상기 배선 고정부는 상기 제1, 2 도전성 배선 중 적어도 어느 하나의 도전성 배선 끝단을 고정하는 태양 전지 모듈.
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JP2015053366A (ja) | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 株式会社ブリヂストン | 太陽電池用封止膜及びこれを用いた太陽電池 |
KR101542002B1 (ko) * | 2014-04-21 | 2015-08-04 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 모듈 |
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