KR102570348B1 - 후면 접촉 전지용 전극 구조, 전지, 모듈 및 전지 시스템 - Google Patents

후면 접촉 전지용 전극 구조, 전지, 모듈 및 전지 시스템 Download PDF

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융첸 왕
신챵 양
강 천
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광둥 아이코 솔라 에너지 테크놀로지 컴퍼니., 리미티드.
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Abstract

본 발명은 태양 전지의 기술분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 후면 접촉 전지의 전극 구조, 후면 접촉 전지, 후면 접촉 전지 모듈 및 후면 접촉 전지 시스템에 관한 것이다. 전극의 구조는 제1 극성 영역을 수집하는 제1 핑거 라인; 제2 극성 영역을 수집하는 제2 핑거 라인; 후면 접촉 전지의 제1 에지에 가까운 한쪽에 배치되고, 제1 핑거 라인과 연결되는 제1 버스 바(bus bar); 제1 패드부; 제1 버스 바와 제1 패드부에 각각 연결된 제1 연결 전극;을 포함하되, 그 중 제1패드부와 제1 에지 사이의 거리는 제1 버스 바와 제1 에지 사이의 거리보다 멀다. 상기 전극 구조는 신뢰성을 높이고, 원가를 절감하며, 제품 수율을 개선하는 동시에 탁월한 광전 변환 효율을 보장할 수 있다.

Description

후면 접촉 전지용 전극 구조, 전지, 모듈 및 전지 시스템{ELECTRODE STRUCTURE OF BACK CONTACT CELL, BACK CONTACT CELL, BACK CONTACT CELL MODULE, AND BACK CONTACT CELL SYSTEM}
본 발명은 태양 전지의 기술분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 후면 접촉 전지의 전극 구조, 후면 접촉 전지, 후면 접촉 전지 모듈 및 후면 접촉 전지 시스템에 관한 것이다.
태양 전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자로, 태양 전지 산업은 낮은 생산 비용과 높은 에너지 변환 효율을 목표로 한다. 기존 태양 전지는 에미터 접촉 전극과 베이스 접촉 전극이 전지의 정면과 이면에 각각 위치한다. 전지의 정면은 수광면이고, 전면 금속 에미터 접촉 전극을 덮으면 필연적으로 입사광의 일부가 금속 전극에 의해 반사되어 차단되면서 일부 광 손실이 발생한다. 일반 결정질 실리콘 태양전지의 정면 금속 전극의 커버리지 면적은 약 7%이며, 금속 전극의 정면 커버리지를 줄이면 전지의 에너지 변환 효율을 직접적으로 향상시킬 수 있다.
이러한 점을 고려하여 업계에서는 후면 접촉 태양 전지가 도입되었다. 후면 접촉 태양 전지는 에미터와 베이스 접촉 전극이 모두 전지의 후면(비수광면)에 배치된 전지이다. 이 전지의 수광면은 금속 전극에 의해 차폐되지 않아 전지의 단락 전류를 더욱 효과적으로 증가시키고, 동시에 후면은 더 넓은 금속 핑거 라인으로 직렬 저항을 감소시키면서 충전율을 향상시킨다. 이러한 정면 비차폐 전지는 변환 효율이 높을 뿐만 아니라 미관상으로도 더 좋고, 전체 후면 전극 모듈의 조립도 용이해진다.
후면 접촉 태양 전지의 경우, 전극 패턴 설계가 전지의 핵심 기술이다. 기존의 후면 접촉 태양 전지의 전극 패턴 설계는 다음과 같은 세 가지 유형이 있다.
1. 도 1을 참조하면, 반대 전극에 절연 접착제(3)를 인쇄하여 절연체를 형성하되, 동일 전극을 노출시킨 후 패드부(1)와 메인 그리드(2)를 인쇄하여 동일 전극이 접촉하도록 한다. 그러나 절연 접착제(3)는 고온을 견딜 수 없고, 패드부(1)와 버스 바(2)는 후인쇄로 형성된다. 따라서 패드부(1)와 메인 그리드(2)는 저온 페이스트만 선택할 수 있어 비용이 상승하고, 신뢰성에도 문제가 생긴다. 우수한 절연성을 확보하기 위해서는 절연 접착제(3)의 높이가 30um보다 높아야 하고, 단락되지 않기 위해서는 패드부(1)와 버스 바(2)의 높이가 30um보다 높아야 한다. 이를 위해 고가의 페이스트를 사용해야 하기 때문에 비용은 더욱 높아진다. 또한, 절연 접착제(3)와 일부 페이스트는 접착력이 좋지 않은 문제 등이 있어 대량 생산에 상당한 장애가 된다.
2. 도 2를 참조하면, 미세 그리드(4)는 반대편 패드부(5)와 메인 그리드(6)에서 단락되고, 에지의 패드부(5)와 메인 그리드(6)는 실리콘 웨이퍼의 가장 에지에 위치한다. 패드부(5)와 메인 그리드(6)는 실리콘 웨이퍼의 에지에 있고, 모듈 제조 과정에서 리본(Ribbon)도 실리콘 웨이퍼의 에지를 덮어야 한다. 실리콘 웨이퍼의 에지에는 많은 미세 균열이 있어 리본의 용접 과정에서 응력 집중이 일어나 균열 문제가 발생하면 부품 수율이 감소하고 부품 신뢰성이 저하된다.
3. 도 3을 참조하면, 미세 그리드(7)는 반대쪽 패드부(8)와 버스 바(9)에서 단락된다. 외측 패드부(8)와 메인 그리드(9)는 실리콘 웨이퍼의 에지로부터 일정 거리 떨어져 위치하고, 외측 패드부(8)와 메인 그리드(9)의 외부 주위(Outer surrounding)는 동일 극성으로 설정된다. 상기 1차 설계와 2차 설계의 문제는 3차 설계로 해결되었으나, 광 발생 전자 정공은 반대 영역으로 확산시켜야 효과적인 수집을 형성할 수 있다. 3차 설계의 경우, 외측의 광 발생 전자 정공은 반대 영역에 도달하기 위해 mm 또는 cm의 거리에 걸쳐 있어야 한다. 장거리 확산 과정에서의 복합 손실은 단락 전류를 감소시키고 직렬 저항을 증가시켜 충전율 손실을 일으키고, 이 때문에 광전 변환 성능이 매우 저하된다.
따라서, 상기 문제를 해결하기 위한 후면 접촉 전지의 전극 구조, 후면 접촉 전지, 후면 접촉 전지 모듈 및 후면 접촉 전지 시스템의 설계는 당업자의 주요 연구 과제가 되었다.
본 발명은 기존 후면 접촉 태양 전지의 높은 비용과 낮은 신뢰성, 열악한 광전 변환 성능과 같은 기술적 문제를 해결하는 후면 접촉 전지의 전극 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명 목적은
제1 극성 영역을 수집하는 제1 핑거 라인;
제2 극성 영역을 수집하는 제2 핑거 라인;
후면 접촉 전지의 제1 에지에 가까운 한쪽에 배치되고 제1 핑거 라인과 연결되는 제1 버스 바;
제1 패드부;
제1 버스 바와 제1 패드부에 각각 연결된 제1 연결 전극;
을 포함하되, 상기 제1 패드부와 상기 제1 에지 사이의 거리는 상기 제1 버스 바와 상기 제1 에지 사이의 거리보다 더 먼 것을 특징으로 하는 전극 구조를 제공함에 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제2 핑거 라인은 상기 제1 버스 바와 상기 제1 패드부 사이에 위치하는 제1 만곡형 핑거 라인을 포함하되, 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 버스 바 및 상기 제1 패드부를 향해 각각 만곡되어 있으면서 상기 제1 버스 바와 상기 제1 패드부와는 모두 접촉하지 않거나, 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 제1 버스 바 방향으로 만곡되어 있으면서 제1 버스 바와는 접촉하지 않거나, 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 패드부를 향해 만곡되어 있으면서 제1 패드부와는 접촉하지 않는다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 핑거 라인 중 적어도 하나를 관통한다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 연결 전극의 중심선과 상기 제1 패드부의 중심선은 동일한 직선상에 있지 않다.
더욱 상세하게는, 상기 전극 구조는 상기 제1 버스 바와 상기 제1 패드부에 각각 연결된 제3 핑거 라인을 더 포함한다. 상기 제3 핑거 라인은 상기 제1 연결 전극에 인접하게 배치되고, 상기 제3 핑거 라인의 폭은 상기 제1 연결 전극의 폭보다 좁다.
더욱 상세하게는, 상기 제2 핑거 라인은 상기 제1 패드부의 중심선에 위치하는 일부 영역에서 제1 절연 물질로 덮인다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 버스 바와 상기 제1 에지 사이의 거리는 0.01mm 내지 3mm이다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 패드부와 상기 제1 에지 사이의 거리는 1mm 내지 20mm이다.
더욱 상세하게는, 상기 전극 구조는
후면 접촉 전지의 제2 에지에 가까운 한쪽에 배치되고 제2 핑거 라인과 연결되는 제2 버스 바를 포함하되, 상기 제2 에지와 상기 제1 에지는 상호 대립하고;
제2 패드부;
상기 제2 버스 바와 상기 제2 패드부에 각각 연결된 제2 연결 전극을 포함하되;
그중 상기 제2 패드부와 상기 제2 에지 사이의 거리는 상기 제2 버스 바와 상기 제2 에지 사이의 거리보다 멀다.
더 상세하게는, 상기 제1 핑거 라인은 상기 제2 버스 바와 상기 제2 패드부 사이에 위치하는 제2 만곡형 핑거 라인을 포함하되, 상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 버스 바와 상기 제2 패드부를 향해 각각 만곡되어 있으면서 상기 제2 버스 바 및 상기 제2 패드부와는 접촉하지 않거나, 상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 버스 바를 향해 만곡되어 있으면서 상기 제2 버스 바와는 접촉하지 않거나, 상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 패드부를 향해 만곡되어 있으면서 상기 제2 패드부와는 접촉하지 않는다.
더 상세하게는, 상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 핑거 라인 중 적어도 하나를 관통한다.
더욱 상세하게는, 상기 제2 연결 전극의 중심선과 상기 제2 패드부의 중심선은 동일한 직선상에 있다.
더욱 상세하게는, 상기 전극 구조는 상기 제2 버스 바와 상기 제2 패드부에 각각 연결된 제4 핑거 라인을 더 포함한다. 상기 제4 핑거 라인은 상기 제2 연결 전극에 인접하게 배치되고, 상기 제4 핑거 라인의 폭은 상기 제2 연결 전극의 폭보다 좁다.
더욱 상세하게는, 상기 제1 핑거 라인은 상기 제2 패드부의 중심선에 위치하는 일부 영역에서 제2 절연 물질로 덮인다.
더욱 상세하게는, 상기 제2 버스 바와 상기 제2 에지 사이의 거리는 0.01mm 내지 3mm이다.
더욱 상세하게는, 상기 제2 패드부와 상기 제2 에지 사이의 거리는 1mm 내지 20mm이다.
본 발명은 또한 후면 접촉 전지의 제공을 목적으로 한다. 상기 후면 접촉 전지는 상기 전극 구조를 포함하고, 상기 전극 구조는 후면 접촉 전지의 후광면에 배치된다.
본 발명은 또한 후면 접촉 전지 모듈의 제공을 목적으로 한다. 상기 후면 접촉 전지 모듈은 상기 후면 접촉 전지를 포함한다.
본 발명은 또한 후면 접촉 전지 시스템의 제공을 목적으로 한다. 상기 후면 접촉 전지 시스템은 상기 후면 접촉 전지 모듈을 포함한다.
본 발명은 전극 구조가 제1 핑거 라인, 제2 핑거 라인, 제1 버스 바, 제1 패드부가 제1 버스 바 및 제1 패드부와 각각 연결되는 제1 연결 전극이 포함되어 전류를 수집할 수 있는 효과를 제공한다. 전극 구조는 넓은 영역에 절연 접착제를 인쇄할 필요가 없으며, 제1 패드부는 후면 접촉 전지의 제1 에지에 있는 제1 버스 바와 함께 배치되지 않는다. 또한, 광 발생 전자 정공은 장거리를 가로 지르지 않고도 반대 영역에 도달할 수 있으므로, 전극 구조의 신뢰성이 향상되고, 비용이 절감되며, 제품 수율을 높이고, 매우 우수한 광전 변환 효율을 보장할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 제1 전극 패턴 설계의 개략도이다.
도 2은 종래 기술의 제2 전극 패턴 설계의 개략도이다.
도 3은 종래 기술의 제3 전극 패턴 설계의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전극 구조의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패드부와 버스 바를 향해 각각 연장되는 만곡형 핑거 라인이 있는 전극 구조의 개략도이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 버스 바를 향해 연장된 만곡형 핑거 라인이 있는 전극 구조의 개략도이다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 패드부를 향해 연장된 만곡형 핑거 라인이 있는 전극 구조의 개략도이다.
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 후면 접촉 전지의 양단에 상이한 핑거 라인 설계를 갖춘 전극 구조의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제3 핑거 라인과 제4핑거 라인이 배치된 전극 구조의 개략도이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 제1 절연 물질 및 제2 절연 물질을 갖춘 전극 구조의 개략도이다.
도 11은 종래 기술의 제2 전극 패턴 설계의 에지 모델 다이어그램이다.
도 12는 종래 기술의 제3 전극 패턴 설계의 에지 모델 다이어그램이다.
도 13은 도 4의 전극 구조에 따른 에지 모델 다이어그램이다.
도 14는 도 5 내지 도 9의 전극 구조에 따른 에지 모델 다이어그램이다.
이하에서는 본 발명의 목적, 기술적 방안 및 장점을 보다 명확하게 하기 위하여, 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 특정 실시예는 본 발명을 설명하기 위해 예시된 것일 뿐, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다.
본 발명은 후면 접촉 전지의 전극 구조를 제공하며, 전극 구조는 제1 핑거 라인, 제2 핑거 라인, 제1 버스 바, 제1 패드부와 제1 버스 바 및 제1 패드부에 각각 연결된 제1 연결 전극을 포함한다. 제1 핑거 라인은 제1 극성 영역의 전류를 수집하고, 제1 패드부 및 제1 연결 전극을 통해 제1 버스 바에 수집되어 집전이 완성된다. 전극 구조는 넓은 영역에 절연 접착제를 인쇄할 필요가 없으며, 제1 패드부는 후면 접촉 전지의 제1 에지에 있는 제1 버스바와 함께 배치되지 않는다. 또한, 광 발생 전자 정공은 장거리를 가로 지르지 않고도 반대 영역에 도달할 수 있으므로, 전극 구조의 신뢰성이 향상되고, 비용이 절감되며, 제품 수율을 높이고, 매우 우수한 광전 변환 효율을 보장할 수 있다.
실시예 1
도 4를 참조하면, 본 실시예 1은 후면 접촉 전지의 전극 구조를 제공하고, 상기 전극 구조는
제1 극성 영역을 수집하는 제1 핑거 라인(10);
제2 극성 영역을 수집하는 제2 핑거 라인(20);
후면 접촉 전지의 제1 에지에 가까운 한쪽에 배치되고 제1 핑거 라인(10)과 연결되는 제1 버스 바(51);
제1 패드부(31);
제1 버스 바(51)와 제1 패드부(31)에 각각 연결된 제1연결 전극(41);
을 포함하되, 상기 제1 패드부(31)와 상기 제1 에지 사이의 거리는 상기 제1 버스 바(51)와 상기 제1 에지 사이의 거리보다 더 멀다.
본 발명의 실시예에서, 제1 핑거 라인(10)은 제1 극성 영역의 전류를 수집하는 데 사용되고, 제2 핑거 라인(20)은 제2 극성 영역의 전류를 수집하는 데 사용된다. 제1 핑거라인 (10)과 제2 핑거 라인(20)의 극성이 반대이므로, 제1 극성 영역과 제2 극성 영역의 극성도 반대이다. 예를 들어, 제1 핑거 라인(10)은 양극 영역에서 양극 전류를 수집하기 위한 양극 핑거 라인이면, 제2 핑거 라인(20)은 음극 영역에서 음극 전류를 수집하기 위한 음극 핑거 라인이다. 또는 제1 핑거 라인(10)이 음극 영역에서 음극 전류를 수집하기 위한 음극 핑거 라인이면, 제2 핑거 라인(20)은 양극 영역에서 양극 전류를 수집하기 위한 양극 핑거 라인이다. 그중, 양극 핑거 라인은 후면 접촉 전지의 P형 도핑 영역에 배치되고, 음극 핑거 라인은 후면 접촉 전지의 N형 도핑 영역에 배치된다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 식별의 편의를 위해 검게 칠해진 부분의 제1 핑거 라인(10)의 극성은 동일하고, 검게 칠하지 않은 부분의 제2 핑거 라인(20)의 극성은 동일하며, 제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)의 극성은 반대이다. 검게 칠한 부분의 제1패드부(31), 제1 연결 전극(41)은 제1 버스 바(51) 및 제1 핑거 라인(10)의 극성과 동일하다.
제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)은 교대로 배치되며, 제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)은 모두 후면 전지의 에지 라인에 대해 수평이다. 예를 들어 도 4를 참고하면 제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)은 교대로 배치되며, 제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)은 모두 후면 전지의 에지 라인에 대해 수평이다. 후면 접촉 전지는 실질적으로 직사각형이며, 여기서 실질적인 직사각형 후면 접촉 전지는, 예를 들어 정사각형 또는 다른 종류의 직사각형일 수도 있고, 실제 생산의 필요에 따라 표준 모서리, 절단 모서리 또는 둥근 모서리를 가질 수 있다. 여기서 구체적으로 제한하지 않는다. 또한, 제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)의 개수는 후면 접촉 전지의 실제 면적, 제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)의 폭과 거리에 따라 결정되나, 여기에서 특별히 제한하지 않는다.
또한, 제1 핑거 라인(10) 혹은 제2 핑거 라인(20)은 알루미늄 핑거 라인, 은 핑거라인, 은 코팅 구리 핑거 라인이다. 본 발명의 실시예에서, 제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)은 동일하거나 상이한 금속 유형의 핑거 라인이 될 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 제1 핑거 라인(10)과 제2 핑거 라인(20)은 모두 알루미늄 핑거 라인으로 선택되거나, 제1 핑거 라인(10)은 알루미늄 핑거 라인, 제2 핑거 라인(20)은 은(Silver) 핑거라인으로 선택될 수 있다. 여기서, 상기 제1 핑거 라인(10) 또는 제2 핑거 라인(20)이 알루미늄 핑거 라인 또는 은 핑거 라인인 경우, 상기 알루미늄 핑거 라인 또는 은 핑거 라인은 실크스크린 인쇄 방식으로 알루미늄 핑거 라인 혹은 은 핑거 라인을 후면 접촉 전지의 도핑 영역에 인쇄하고; 제1 핑거 라인(10) 또는 제2 핑거 라인(20)이 구리 핑거 라인인 경우, 전기 도금 또는 증착 도금 방식으로 후면 접촉 전지의 도핑 영역에 도금된다.
여기서, 제1 패드부(31)와 제1 에지 사이의 거리는 상기 제1 버스 바(51)와 상기 제1 에지 사이의 거리보다 멀다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 제1 패드부(31)의 최좌측과 후면 접촉 전지의 최좌측 에지 사이의 거리는 제1 버스 바(51)의 최좌측과 후면 접촉 전지의 최좌측 에지 사이의 거리보다 멀다.
본 실시예에서, 상기 제1 버스 바(51)와 상기 제1 에지 사이의 거리는 0.01mm 내지 3mm로, 이는 제1 에지에 가까운 제1 버스바(51)의 에지와 제1 에지 사이의 거리를 의미한다. 예를 들어, 제1 버스 바(51)와 제1 에지 사이의 거리는 0.05mm, 1mm, 2mm, 3mm 또는 0.01mm에서 3mm 사이의 다른 매개변수 값이 될 수 있다. 상기 제1 패드부(31)와 상기 제1 에지 사이의 거리는 1mm 내지 20mm로, 이는 제1 에지에 가까운 제1 패드부(31)의 에지와 제1 에지 사이의 거리를 의미한다. 예를 들어, 제1 패드부(31)와 제1 에지 사이의 거리는 1mm, 5mm, 10mm, 20mm 또는 1mm 내지 20mm까지의 다른 매개변수 값이지만, 제1 패드부(31)와 제1 에지 사이의 거리는 제1 버스 바(51)와 제1 에지 사이의 거리보다 멀다.
본 발명의 실시예에서 제1 패드부(31)는 제1 버스 바(51)와 이격되게 배치되고, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 연결은 제1 연결전극(41)의 연결 기능을 통해 구현된다. 제1 버스 바(51)가 후면 접촉 전지의 제1 에지에 배치되면, 제1 패드부(31)는 후면 접촉 전지의 제1 에지에서 이격된다. 전류 수집 과정에서 제1 핑거 라인(10)은 제1 극성 영역의 전류를 수집하고, 제1 핑거 라인(10)은 수집된 전류를 제1 패드부(31)로 전달한 다음, 제1 연결 전극(41)을 통해 제1 패드부(31)에서 제1 버스 바(51)로 전달하여 전류 수집을 완성한다. 배경기술의 제1 전극 패턴 설계에 비해 본 발명의 전극 구조는 넓은 면적에 절연접착제를 인쇄할 필요가 없으므로, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)에 고온 페이스트를 선택할 수 있어, 비용을 절감하고, 신뢰성을 담보할 수 있다. 또한, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 높이가 너무 높을 필요가 없어 페이스트 사용량을 낮출 수 있고, 넓은 면적에 절연 접착제를 인쇄할 필요가 없기 때문에 일부 페이스트와의 접착 불량 문제도 존재하지 않아 대량 생산이 용이하다. 배경기술의 제2 전극 패턴 설계와 비교하여, 제1 버스 바(51)는 후면 접촉 전지의 제1에지에 위치하고, 제1패드부(31)는 후면 접촉 전지의 제1 에지와 이격되어 용접 과정에서의 응력 집중 문제를 피할 수 있고, 부품의 수율을 높이며, 부품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 배경기술의 제3 전극 패턴 설계와 비교하여, 광 발생 전자 정공은 장거리를 건너지 않고도 반대 영역에 도달하여 전류를 수집할 수 있어 높은 수준의 광전 변환효율을 보장한다.
실시예 2
실시예 1에 따라, 본 실시예 2의 상기 제2 핑거 라인(20)은 상기 제1 버스 바(51)와 상기 제1 패드부(31) 사이에 위치하는 제1 만곡형 핑거 라인을 포함하되, 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 버스 바(51) 및 상기 제1 패드부(31)를 향해 각각 만곡되어 있으면서 상기 제1 버스 바(51) 및 상기 제1 패드부(31)와는 모두 접촉하지 않거나, 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 제1 버스 바(51) 방향으로 만곡되어 있으면서 상기 제1 버스 바(51)와는 접촉하지 않거나, 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 패드부(31)를 향해 만곡되어 있으면서 상기 제1 패드부(31)와는 접촉하지 않는다.
도 5를 참조하면, 제1 만곡형 핑거 라인은 제1 서브 만곡형 핑거 라인(21)으로 정의되고, 제1 핑거 라인(10)은 제1 패드부(31)를 연결하는 제1 패드부 연결 핑거 라인(11)과 제1 버스 바(51)를 연결하는 제1 버스 바 연결 핑거 라인(12)을 포함한다. 제1 패드부 연결 핑거 라인(11)과 제1 버스 바 연결 핑거 라인(12)은 인접하여 배치되고, 이들 사이에 간격이 형성된다. 제1 서브 만곡형 핑거 라인(21)은 이 간격을 관통하고, 제1 버스 바(51) 및 제1 패드부(31)를 향해 각각 만곡되어 있으면서 제1 버스 바(51) 및 제1 패드부(31)와는 접촉하지 않는다. 또 다른 구현 방식에서, 제1 패드부 연결 핑거 라인(11) 및/또는 제1 버스 바 연결 핑거 라인(12)은 생략될 수 있지만, 제1 패드부 연결 핑거 라인(11) 및/혹은 제1 버스 바 연결 핑거 라인(12)을 배치함으로써 핑거 라인을 보다 균일하게 배치할 수 있고, 특정 좁은 영역에서 전류 수집이 안 되는 문제를 피할 수 있다.
도 6를 참조하면, 제1 만곡형 핑거 라인은 제2 서브 만곡형 핑거 라인(24)으로 정의되고, 제1 핑거 라인(10)은 제1 버스 바(51)를 연결하는 제2 버스 바 연결 핑거 라인(14)을 포함한다. 제2 버스 바 연결 핑거 라인(14)과 제1 패드부(31) 사이에 간격이 형성되는데, 제2 서브 만곡형 핑거 라인(24)은 이 간격을 관통하고, 제1 버스 바(51)를 향해 만곡되어 있으면서 제1 버스 바(51)와는 접촉하지 않는다. 또 다른 구현 방식에서, 패드부 연결 핑거 라인을 추가 배치하여 핑거 라인을 보다 균일하게 배치할 수 있고, 특정 좁은 영역에서 전류 수집이 안 되는 문제를 피할 수 있다.
도 7를 참조하면, 제1 만곡형 핑거 라인은 제3 서브 만곡형 핑거 라인(27)으로 정의되고, 제1 핑거 라인(10)은 제1 패드부(31)를 연결하는 제2 패드부 연결 핑거 라인(16)을 포함한다. 제2 패드부 연결 핑거 라인(16)과 제1 버스 바(51) 사이에 간격이 형성되는데, 제3 서브 만곡형 핑거 라인(27)은 이 간격을 관통하고, 제1 패드부(31)를 향해 만곡되어 있으면서 제1 패드부(31)와는 접촉하지 않는다. 또 다른 구현 방식에서, 버스 바 연결 핑거 라인을 추가 배치함으로써 핑거 라인을 보다 균일하게 배치할 수 있고, 특정 좁은 영역에서 전류 수집이 안 되는 문제를 피할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 배치 가능한 영역의 크기에 따라 제1 만곡형 핑거 라인의 길이가 결정된다. 제1 만곡형 핑거 라인은 발산성 확산(divergent extension)을 형성하며, 집전 영역을 최대한 활용하여, 집전 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 구현 방식에 따라, 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 핑거 라인(10) 중 적어도 하나를 관통한다. 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51) 사이의 영역 또는 그 부근에 복수의 제1 핑거 라인(10)이 배치될 수 있고, 제1 핑거 라인(10)의 배치에 의해 복수의 간격이 형성될 수 있다. 제1 만곡형 핑거 라인은 간격을 순차적으로 관통할 수 있고, 매번 간격을 관통한 후 발산성 확산을 형성하여 집전 능력을 더욱 향상시킨다.
실시예 3
도 5 내지 도 7을 참조하면, 실시예 2에 따라, 본 실시예 5의 상기 제1 연결 전극(41)의 중심선과 상기 제1 패드부(31)의 중심선은 동일한 직선상에 있지 않다.
본 발명의 실시예에서, 제1 패드부(31)의 중심선은 제2 핑거 라인(20)의 설정선 상에 위치하고, 제1 패드부(31)와 제2 핑거 라인(20)의 극성은 상반된다. 예를 들어, 제1 패드부(31)가 양극이면, 제2 핑거 라인(20)은 음극이다. 따라서, 제1 연결 전극(41)의 중심선은 제1 패드부(31)의 중심선에서 벗어나게 된다. 즉 제1 연결 전극(41)의 중심선은 제2 핑거 라인(20)의 설정선에서 벗어나 제1 연결 전극(41)의 중심선이 제1 핑거 라인(10)의 설정선에 설정되고, 제1 연결 전극(41)의 극성은 제1 핑거 라인(10)과 동일하므로, 제1 패드부(31)에 인접한 영역에서 반대 극성의 핑거 라인이 더 균일하게 분포되어 집전 능력을 더욱 향상시킨다.
실시예 4
도 9를 참조하면, 실시예 2에 따라, 본 실시예 4의 상기 전극 구조는 상기 제1 버스 바(51)와 상기 제1 패드부(31)에 각각 연결된 제3 핑거 라인(18)을 더 포함한다. 상기 제3 핑거 라인(18)은 상기 제1 연결 전극(41)에 인접하게 배치되고, 상기 제3 핑거 라인(18)의 폭은 상기 제1 연결 전극(41)보다 좁다.
본 발명의 실시예에서는 정상적인 상황에서 제1 연결 전극(41)은 후면 접촉 전지의 기판과 접촉하지 않지만, 이때 제1 연결 전극(41)이 접하는 영역에 광 발생 전자 정공이 효과적으로 수집되지 않는다. 따라서, 제1 연결 전극(41) 부근의 영역에 제3 핑거 라인(18)을 배치하면, 제3 핑거 라인(18)은 기판과 접촉할 수 있어 집전 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
실시예 5
도 10을 참조하면, 실시예 1에 따라, 본 실시예 5의 상기 제2 핑거 라인(20)은 상기 제1 패드부(31)의 중심선에 위치하는 일부 영역에서 제1 절연 물질(62)로 덮인다.
제1 절연 물질(62)은 절연 접착제로 덮는 방식을 채택할 수 있다. 여기서 제2 핑거 라인(20)은 제1 패드부(31) 중심선의 일부 영역만을 절연 접착제로 덮으므로, 제품 원가를 지나치게 높이지 않을 것이다. 물론, 제1 절연 물질(62)은 절연 목적만 달성할 수 있다면 다른 구현 방식을 채택할 수도 있다.
리본을 용접할 때, 제1 절연 물질(62)의 절연효과로 제1패드부(31) 중심선의 일부 영역에서 제2 핑거 라인(20)이 리본에 접촉되는 것을 방지하여 단락의 발생을 효과적으로 피할 수 있다. 또한, 제1 절연 물질(62)은 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)가 형성된 이후에 만들어지며, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 전극 물질 선택에 영향을 미치지 않는다.
실시예 6
도 4를 참조하면, 실시예 1에 따라, 본 실시예 6의 전극 구조는
후면 접촉 전지의 제2 에지에 가까운 한쪽에 배치되고 상기 제2 핑거 라인(20)과 연결되는 제2 버스 바(52)를 포함하되, 상기 제2 에지와 상기 제1 에지는 상호 대립하고;
제2 패드부(32);
상기 제2 메인 핑거 라인(52) 및 상기 제2 패드부(32)와 각각 연결된 제2 연결 전극(42)을 포함하되;
제2 패드부(32)와 제2 에지 사이의 거리는 제2 버스 바(52)와 제2 에지 사이의 거리보다 멀다.
여기서, 도 4를 참조하면, 제1 에지는 후면 접촉 전지의 최좌측을 의미하고, 제2 에지는 후면 접촉 전지의 최우측을 의미한다. 제1 패드부(31)와 제2 패드부(32) 사이에도 복수의 패드부가 존재하며, 이 부분의 패드부는 동일한 극성의 버스 바와 동일한 직선상에 배치될 수 있다.
여기서 제2 패드부(32)와 제2 에지 사이의 거리는 제2 버스 바(52)와 제2 에지 사이의 거리보다 멀다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 제2 패드부(32)의 최좌측과 후면 접촉 전지의 최좌측 에지 사이의 거리는 제2 버스 바(52)의 최좌측과 후면 접촉 전지 최좌측의 에지 사이의 거리보다 멀다.
본 실시예에서, 상기 제2 버스 바(52)와 상기 제2 에지 사이의 거리는 0.01mm 내지 3mm로, 이는 제2 에지에 가까운 제2 버스 바(52)의 에지와 제2 에지 사이의 거리를 의미한다. 예를 들어, 제2 버스 바(52)와 제2 에지 사이의 거리는 0.05mm, 1mm, 2mm, 3mm 또는 0.01mm 내지 3mm의 다른 매개변수 값이 될 수 있다. 상기 제2 패드부(32)와 상기 제2 에지 사이의 거리는 1mm 내지 20mm로, 이는 제2 에지에 가까운 제2 패드부(32)의 에지와 제2 에지 사이의 거리를 의미한다. 예를 들어, 제2 패드부(32)와 제2 에지 사이의 거리는 1mm, 5mm, 10mm, 20mm 또는 1mm 내지 20mm의 다른 매개변수 값이지만, 제2 패드부(32)와 제2 에지 사이의 거리는 제2 버스 바(52)와 제2 에지 사이의 거리보다 멀다.
본 발명의 실시예에서, 제2 패드부(32)는 제2 버스 바(52)와 이격되게 배치되고, 제2 패드부(32)와 제2 버스 바(52)의 연결은 제2 연결 전극(42)의 연결 기능을 통해 구현된다. 제2 버스 바(52)가 후면 접촉 전지의 제2 에지에 배치되면, 제2 패드부(32)는 후면 접촉 전지의 제2에지로부터 이격된다. 전류 수집 과정에서 제2 핑거 라인(20)은 제2 극성 영역의 전류를 수집하고, 제2 핑거 라인(20)이 수집된 전류를 제2 패드부(32)로 전달하면, 제2 연결 전극(42)을 통해 제2 패드부(32)에서 제2 버스 바(52)로 전달하여 전류 수집이 완성된다. 후면 접촉 전지의 양단 에지에는 패드부, 버스 바 및 패드부와 버스 바에 각각 연결된 연결 전극이 모두 배치된다. 배경기술의 제1 전극 패턴 설계에 비해, 넓은 면적에 절연 접착제를 인쇄할 필요가 없으므로, 패드부와 버스 바에 고온 페이스트를 사용할 수 있어 비용을 절감하고, 신뢰성을 담보할 수 있다. 또한, 패드부와 버스 바의 높이가 너무 높을 필요가 없어 페이스트 사용량을 줄인다. 또한, 넓은 면적에 절연 접착제를 인쇄할 필요가 없기 때문에 일부 페이스트와의 접착 불량 문제가 존재하지 않아 대량 생산이 용이하다. 배경기술의 제2 전극 패턴 설계와 비교하여, 버스 바는 후면 접촉 전지의 에지에 위치하고, 패드부는 후면 접촉 전지의 에지와 이격되어 용접 과정에서의 응력 집중 문제를 피할 수 있고, 부품의 수율을 높이며, 부품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 배경기술의 제3 전극 패턴 설계와 비교하여, 광 발생 전자 정공은 장거리를 건너지 않고도 반대 영역에 도달하여 전류를 수집할 수 있어 높은 수준의 광전 변환 효율을 보장한다.
실시예 7
실시예 6에 따라, 본 실시예 7의 상기 제1 핑거 라인(10)은 상기 제2 버스 바(52)와 상기 제2 패드부(32) 사이에 위치하는 제2 만곡형 핑거 라인을 포함한다. 상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 버스 바(52)와 상기 제2 패드부(32)를 향해 각각 만곡되어 있으면서 상기 제2 버스 바(52) 및 상기 제2 패드부(32)와는 접촉하지 않거나, 상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 버스 바(52)를 향해 만곡되어 있으면서 상기 제2 버스 바(52)와 접촉하지 않거나, 상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 패드부(32)를 향해 만곡되어 있으면서 상기 제2 패드부(32)와는 접촉하지 않는다.
도 5를 참조하면, 제2 만곡형 핑거 라인은 제4 서브 만곡형 핑거 라인(13)으로 정의되고, 제2 핑거 라인(20)은 제2 패드부(32)를 연결하는 제3 패드부 연결 핑거 라인(22)과 제2 버스 바(52)를 연결하는 제3 버스 바 연결 핑거 라인(23)을 포함한다. 제3 패드부 연결 핑거 라인(22)과 제3 버스 바 연결 핑거 라인(23)은 인접하여 배치되고, 이들 사이에 간격이 형성된다. 제4 서브 만곡형 핑거 라인(13)은 이 간격을 관통하고, 제2 버스 바(52) 및 제2 패드부(32)를 향해 각각 만곡되어 있으면서 제2 버스 바(52) 및 제2 패드부(32)와는 접촉하지 않는다. 또 다른 구현 방식에서, 제3 패드부 연결 핑거 라인(22) 및/또는 제3 버스 바 연결 핑거 라인(23)은 생략될 수 있지만, 제3 패드부 연결 핑거 라인(22) 및/혹은 제3 버스 바 연결 핑거 라인(23)을 배치함으로써 핑거 라인을 보다 균일하게 배치하고, 특정 좁은 영역에서 전류 수집이 안 되는 문제를 피할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 만곡형 핑거 라인은 제5 서브 만곡형 핑거 라인(15)으로 정의된다. 제2 핑거 라인(20)은 제2 패드부(32)를 연결하는 제4 패드부 연결 핑거 라인(25) 및 제2 버스 바(52)를 연결하는 제4 버스 바 연결 핑거 라인(26)을 포함한다. 제4 패드부 연결 핑거 라인(25)과 제4 버스 바 연결 핑거 라인(26)은 인접하여 배치되고, 이들 사이에 간격이 형성된다. 제5 서브 만곡형 핑거 라인(15)은 이 간격을 관통하고, 제2 버스 바(52)를 향해 만곡되어 있으면서 제2 버스 바(52)와는 접촉하지 않는다. 또 다른 구현 방식에서, 제4 패드부 연결 핑거 라인(25) 및/또는 제4 버스 바 연결 핑거 라인(26)은 생략될 수 있지만, 제4 패드부 연결 핑거 라인(25) 및/혹은 제4 버스 바 연결 핑거 라인(26)을 배치함으로써 핑거 라인을 보다 균일하게 배치할 수 있고, 특정 좁은 영역에서 전류 수집이 안 되는 문제를 피할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 만곡형 핑거 라인은 제6 서브 만곡형 핑거 라인(17)으로 정의된다. 제2 핑거 라인(20)은 제2 패드부(32)를 연결하는 제5 패드부 연결 핑거 라인(28)을 포함하고, 제5 패드부 연결 핑거 라인(28)과 제2 버스 바(52) 사이에 간격이 형성된다. 제6 서브 만곡형 핑거 라인(17)은 이 간격을 관통하고, 제2 패드부(32)를 향해 만곡되어 있으면서 제2 패드부(32)와는 접촉하지 않는다. 또 다른 구현 방식에서, 버스 바 연결 핑거 라인을 추가 배치함으로써 핑거 라인을 보다 균일하게 배치할 수 있고, 특정 좁은 영역에서 전류 수집이 안 되는 문제를 피할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 배치 가능한 영역의 크기에 따라 제2 만곡형 핑거 라인의 길이가 결정되는데 제2 만곡형 핑거 라인은 발산성 확산(divergent extension)을 형성하고, 집전 영역을 최대한 활용하여, 집전 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 구현 방식에 따라, 상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 핑거 라인(20) 중 적어도 하나를 관통한다. 제2 패드부(32)와 제2 버스 바(52) 사이의 영역 또는 그 부근에 복수의 제2 핑거 라인(20)이 배치될 수 있다. 제2 핑거 라인(20)의 배치에 의해 복수의 간격이 형성되면 제2 만곡형 핑거 라인은 간격을 순차적으로 관통할 수 있고, 매번 간격을 관통한 후 발산성 확산을 형성하여 집전 능력을 더욱 향상시킨다.
실시예 2와 결합하여, 후면 접촉 전지의 양단 에지에 있는 제1 만곡형 핑거 라인과 제2 만곡형 핑거 라인의 배치 방식은 다를 수 있고, 실제 상황에 따라 제1 만곡형 핑거 라인과 제2 만곡형 핑거 라인의 배치 방식을 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 후면 접촉 전지의 제1 에지에는 제1 만곡형 핑거 라인이 배치되지 않고, 후면 접촉 전지의 제2 에지에 제2 곡선 핑거 라인이 배치되며, 제2 만곡형 핑거 라인은 제2 버스 바(52) 및 제2 패드부(32)를 향해 각각 만곡된다.
실시예 8
도 5 내지 도 7을 참조하면, 실시예 7에 따라, 본 실시예 8의 상기 제2 연결 전극(42)의 중심선과 상기 제2 패드부(32)의 중심선은 동일한 직선상에 있다.
본 발명의 실시예에서, 제2 패드부(32)의 중심선은 제2 핑거 라인(20)의 설정선 상에 위치하고, 제2 패드부(32)와 제2 핑거 라인(20)의 극성은 상반된다. 예를 들어, 제2 패드부(32)가 양극이면, 제2 핑거 라인(20)은 음극이다. 따라서, 제2 연결 전극(42)의 중심선과 제2 패드부(32)의 중심선은 동일한 직선상에 배치되어, 제2 연결 전극(42)의 중심선이 제2 핑거 라인(20)의 설정선 상에 배치된다. 제2 연결 전극(42)과 제2 핑거 라인(20)의 극성이 동일하므로, 제2 패드부(32)에 인접한 영역에서 반대 극성의 핑거 라인이 더 균일하게 분포되어 집전 능력을 더욱 향상시킨다.
실시예 9
실시예 7에 따라, 본 실시예 9의 상기 전극 구조는 상기 제2 버스 바(52)와 상기 제2 패드부(32)에 각각 연결된 제4 핑거 라인(29)을 더 포함한다. 상기 제4 핑거 라인(29)은 상기 제2 연결 전극(42)에 인접하게 배치되고, 상기 제4 핑거 라인(29)의 폭은 상기 제2 연결 전극(42)의 폭보다 좁다.
본 발명의 실시예에서는 정상적인 상황에서 제2 연결 전극(42)은 후면 접촉 전지의 기판과 접촉하지 않아, 이때 제2 연결 전극(42)이 접하는 영역에 광 발생 전자 정공이 효과적으로 수집되지 않는다. 따라서, 제2 연결 전극(42) 부근의 영역에 제4 핑거 라인(29)을 배치하면, 제4 핑거 라인(29)이 기판과 접촉할 수 있어 집전 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
실시예 10
실시예 6에 따라, 본 실시예 10의 상기 제1 핑거 라인(10)은 상기 제2 패드부(32)의 중심선의 일부 영역에서 제2 절연 물질(61)로 덮인다.
제2 절연 물질(61)은 절연 접착제로 덮는 방식을 채택할 수 있다. 여기서 제1 핑거 라인(10)은 제2 패드부(32) 중심선의 일부 영역만을 절연 접착제로 덮으므로, 제품 원가를 지나치게 높이지 않을 것이다. 물론, 제2 절연 물질(61)은 절연 목적만 달성할 수 있다면 다른 구현 방식을 채택할 수도 있다.
리본을 용접할 때, 제2 절연 물질(61)의 절연효과로 제2패드부(32) 중심선의 일부 영역에서 제1 핑거 라인(10)이 리본에 접촉되는 것을 방지하여 단락의 발생을 효과적으로 피할 수 있다. 또한, 제2 절연 물질(61)은 제2 패드부(32)와 제2 버스 바(52)가 형성된 이후에 만들어지며, 제2 패드부(32)와 제2 핑거 라인의 전극 물질 선택에 영향을 미치지 않는다.
상기 실시예 1 내지 10에 따라, 모델링 계산을 할 수 있다.
도 11은 도 2의 전극 구조에 따른 에지 모델 다이어그램을 도시하고, 도 12는 도 3의 전극 구조에 따른 에지 모델 다이어그램을 도시하며, 도 13은 도 4의 전극 구조에 따른 에지 모델 다이어그램을 도시한다. 도 14는 도 5 내지 도 9의 전극 구조에 따른 에지 모델 다이어그램을 도시한다.
다음의 표 1과 같이 도표화할 수 있다.
방안 Voc（mV） Jsc（mA/cm2） FF（%） 전환 요율(%) 에지 영역이 전체 영역의 10%를 차지한다고 가정했을 때 효율 손실 값(%)
도 2 방안 744.1 42.28 83.24 26.18 ―
도 3 방법 743.8 30.56 80.48 18.30 0.789
도 4 방안 744.2 40.82 82.26 24.99 0.120
도 5 내지 도 9 방안 744.5 42.19 83.26 26.15 0.003
전지의 변환 효율은 후면 접촉 전지의 핵심 성능 평가 지표이다. 변환 효율이 높을수록 성능이 우수한 것이며, 0.1% 높일 때마다 업계의 혁신이 되고 있다. 도 3 방안을 채택하면 모듈단의 수율 및 신뢰성 문제를 해결할 수는 있지만, 성능은 대폭 저하되는데, 저하율이 0.789%에 이르는 것으로 나타났다. 본 발명의 도 4 방안을 채택하면 호환 가능한 모듈단의 수율 및 신뢰성을 담보하면서 효율 손실을 0.12%까지 줄일 수 있다. 본 발명의 도 5 내지 도 9의 최적화 방안을 채택하면 효율 손실은 0.003%까지 떨어진다. 현재 후면 접촉 전지의 변환 효율 테스트 반복성은 ~±0.05%이므로, 효율 손실은 이미 감지할 수 없을 정도로 낮아 무시할 수 있다. 실시예 11
본 실시예 11은 후면 접촉 전지를 제공한다. 상기 후면 접촉 전지는 실시예 1 내지 실시예 10와 같은 상기 전극 구조를 포함하고, 상기 전극 구조는 후면 접촉 전지의 후광면에 배치된다.
본 발명의 실시예가 제공하는 전극 구조 중, 제1 패드부(31)는 제1 버스 바(51)와 이격되게 배치되고, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 연결은 제1 연결 전극(41)의 연결 기능을 통해 구현된다. 제1 버스 바(51)가 후면 접촉 전지의 제1 에지에 배치되면, 제1 패드부(31)는 후면 접촉 전지의 제1에지에서 이격된다. 전류 수집 과정에서 제1 핑거 라인(10)은 제1 극성 영역의 전류를 수집하고, 제1 핑거 라인(10)은 수집된 전류를 제1 패드부(31)로 전달한 다음, 제1 연결 전극(41)을 통해 제1 패드부(31)에서 제1 버스 바(51)로 전달하여 전류 수집을 완성한다. 배경기술의 제1 전극 패턴 설계에 비해 본 발명의 전극 구조는 넓은 면적에 절연접착제를 인쇄할 필요가 없으므로, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)에 고온 페이스트를 선택할 수 있어, 비용을 절감하고, 신뢰성을 담보할 수 있다. 또한, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 높이가 너무 높을 필요가 없어 페이스트 사용량을 낮출 수 있고, 넓은 면적에 절연 접착제를 인쇄할 필요가 없기 때문에 일부 페이스트와의 접착 불량 문제도 존재하지 않아 대량 생산이 용이하다. 배경기술의 제2 전극 패턴 설계와 비교하여, 제1 버스 바(51)는 후면 접촉 전지의 제1에지에 위치하고, 제1패드부(31)는 후면 접촉 전지의 제1 에지와 이격되어 용접 과정에서의 응력 집중 문제를 피할 수 있고, 부품의 수율을 높이며, 부품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 배경기술의 제3 전극 패턴 설계와 비교하여, 광 발생 전자 정공은 장거리를 건너지 않고도 반대 영역에 도달하여 전류를 수집할 수 있어 높은 수준의 광전 변환효율을 보장한다.
실시예 12
본 실시예 12는 후면 접촉 전지 모듈을 제공한다. 상기 후면 접촉 전지 모듈은 실시예 11의 상기 후면 접촉 전지를 포함한다.
본 발명의 실시예가 제공하는 전극 구조 중, 제1 패드부(31)는 제1 버스 바(51)와 이격되게 배치되고, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 연결은 제1 연결 전극(41)의 연결 기능을 통해 구현된다. 제1 버스 바(51)가 후면 접촉 전지의 제1 에지에 배치되면, 제1 패드부(31)는 후면 접촉 전지의 제1에지에서 이격된다. 전류 수집 과정에서 제1 핑거 라인(10)은 제1 극성 영역의 전류를 수집하고, 제1 핑거 라인(10)은 수집된 전류를 제1 패드부(31)로 전달한 다음, 제1 연결 전극(41)을 통해 제1 패드부(31)에서 제1 버스 바(51)로 전달하여 전류 수집을 완성한다. 배경기술의 제1 전극 패턴 설계에 비해 본 발명의 전극 구조는 넓은 면적에 절연접착제를 인쇄할 필요가 없으므로, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)에 고온 페이스트를 선택할 수 있어, 비용을 절감하고, 신뢰성을 담보할 수 있다. 또한, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 높이가 너무 높을 필요가 없어 페이스트 사용량을 낮출 수 있고, 넓은 면적에 절연 접착제를 인쇄할 필요가 없기 때문에 일부 페이스트와의 접착 불량 문제도 존재하지 않아 대량 생산이 용이하다. 배경기술의 제2 전극 패턴 설계와 비교하여, 제1 버스 바(51)는 후면 접촉 전지의 제1에지에 위치하고, 제1패드부(31)는 후면 접촉 전지의 제1 에지와 이격되어 용접 과정에서의 응력 집중 문제를 피할 수 있고, 부품의 수율을 높이며, 부품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 배경기술의 제3 전극 패턴 설계와 비교하여, 광 발생 전자 정공은 장거리를 건너지 않고도 반대 영역에 도달하여 전류를 수집할 수 있어 높은 수준의 광전 변환효율을 보장한다.
실시예 13
본 실시예 13는 후면 접촉 전지 시스템을 제공한다. 상기 후면 접촉 전지 시스템은 실시예 12의 상기 후면 접촉 전지 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예가 제공하는 전극 구조 중, 제1 패드부(31)는 제1 버스 바(51)와 이격되게 배치되고, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 연결은 제1 연결 전극(41)의 연결 기능을 통해 구현된다. 제1 버스 바(51)가 후면 접촉 전지의 제1 에지에 배치되면, 제1 패드부(31)는 후면 접촉 전지의 제1에지에서 이격된다. 전류 수집 과정에서 제1 핑거 라인(10)은 제1 극성 영역의 전류를 수집하고, 제1 핑거 라인(10)은 수집된 전류를 제1 패드부(31)로 전달한 다음, 제1 연결 전극(41)을 통해 제1 패드부(31)에서 제1 버스 바(51)로 전달하여 전류 수집을 완성한다. 배경기술의 제1 전극 패턴 설계에 비해 본 발명의 전극구조는 넓은 면적에 절연접착제를 인쇄할 필요가 없으므로, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)에 고온 페이스트를 선택할 수 있어, 비용을 절감하고, 신뢰성을 담보할 수 있다. 또한, 제1 패드부(31)와 제1 버스 바(51)의 높이가 너무 높을 필요가 없어 페이스트 사용량을 낮출 수 있고, 넓은 면적에 절연 접착제를 인쇄할 필요가 없기 때문에 일부 페이스트와의 접착 불량 문제도 존재하지 않아 대량 생산이 용이하다. 배경기술의 제2 전극 패턴 설계와 비교하여, 제1 버스 바(51)는 후면 접촉 전지의 제1에지에 위치하고, 제1패드부(31)는 후면 접촉 전지의 제1 에지와 이격되어 용접 과정에서의 응력 집중 문제를 피할 수 있고, 부품의 수율을 높이며, 부품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 배경기술의 제3 전극 패턴 설계와 비교하여, 광 발생 전자 정공은 장거리를 건너지 않고도 반대 영역에 도달하여 전류를 수집할 수 있어 높은 수준의 광전 변환효율을 보장한다.
이상의 설명은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 사상 및 원리 내에서 이루어진 모든 수정, 균등물 치환 및 변경은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 있어야 한다.

Claims (19)

  1. 후면 접촉 전지용 전극 구조로서,
    후면 접촉 전지의 제1형 도핑 영역에 위치하고, 제1 방향을 따라 연장되고, 제1 극성 영역을 수집하는 제1 핑거 라인들;
    상기 후면 접촉 전지의 제2형 도핑 영역에 위치하고, 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 제2 극성 영역을 수집하는 제2 핑거 라인들;
    상기 후면 접촉 전지의 상기 제1 방향측 제1 에지에 인접하여 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 핑거 라인들과 연결되는 제1 버스 바;
    제1 패드부;
    상기 제1 버스 바와 상기 제1 패드부를 연결하는 제1 연결 전극;
    을 포함하되,
    상기 제1 핑거 라인들과 상기 제2 핑거 라인들은 교대로 배치되고, 상기 제1 패드부와 상기 제1 방향측 제1 에지 사이의 거리는 상기 제1 버스 바와 상기 제1 방향측 제1 에지 사이의 거리보다 더 먼 것을 특징으로 하는 전극 구조.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 핑거 라인들 중 적어도 하나는 상기 제1 버스 바와 상기 제1 패드부 사이에 위치하는 제1 만곡형 핑거 라인에 연결되고,
    상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 버스 바 및 상기 제1 패드부를 향해 각각 만곡되어 있으면서 상기 제1 버스 바와 상기 제1 패드부와는 모두 접촉하지 않거나, 제1 만곡형 핑거 라인은 제1 버스 바를 향해 만곡되어 있으면서 제1 버스 바와는 접촉하지 않거나, 또는 상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 패드부를 향해 만곡되어 있으면서 제1 패드부와는 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 만곡형 핑거 라인은 상기 제1 핑거 라인들 중 상기 제1 방향으로 이격된 두 개의 제1 핑거 라인들 사이의 간격에 위치하는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 연결 전극의 중심선과 상기 제1 패드부의 중심선이 동일한 직선상에 있지 않은 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전극 구조는 상기 제1 버스 바와 상기 제1 패드부에 각각 연결된 제3 핑거 라인을 더 포함하되, 상기 제3 핑거 라인이 상기 제1 연결 전극에 인접하게 배치되고, 상기 제3 핑거 라인의 폭은 상기 제1 연결 전극의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 핑거 라인은 상기 제1 패드부의 중심선에 위치하는 일부 영역에서 제1 절연 물질로 덮이는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스 바와 상기 제1 에지 사이의 거리가 0.01mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 패드부와 상기 제1 에지 사이의 거리가 1mm 내지 20mm인 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 구조는,
    상기 후면 접촉 전지의 상기 제1 에지에 대향하는 제2 에지에 인접하여 배치되고, 상기 제2 핑거 라인들과 연결되는 제2 버스 바,
    제2 패드부;
    상기 제2 버스 바와 상기 제2 패드부를 연결하는 제2 연결 전극
    을 포함하되;
    상기 제2 패드부와 상기 제2 에지 사이의 거리는 상기 제2 버스 바와 상기 제2 에지 사이의 거리보다 먼 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지 전극 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 핑거 라인들 중 하나는 상기 제2 버스 바와 상기 제2 패드부 사이에 위치하는 제2 만곡형 핑거 라인에 연결되고,
    상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 버스 바와 상기 제2 패드부를 향하여 각각 만곡되어 있으면서 상기 제2 버스 바 및 상기 제2 패드부와는 접촉하지 않거나, 상기 제2 만곡형 핑거 라인이 상기 제2 버스 바를 향해 만곡되어 있으면서 상기 제2 버스 바와 접촉하지 않거나, 또는 상기 제2 만곡형 핑거 라인이 상기 제2 패드부를 향해 만곡되어 있으면서 상기 제2 패드부와는 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지 전극 구조.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 만곡형 핑거 라인은 상기 제2 핑거 라인들 중 상기 제1 방향으로 이격된 두 개의 제2 핑거 라인들 사이의 간격에 위치하는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극의 중심선과 상기 제2 패드부의 중심선이 동일한 직선상에 있는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 전극 구조는 상기 제2 버스 바와 상기 제2 패드부에 각각 연결되어 있는 제4 핑거 라인을 더 포함하되, 상기 제4 핑거 라인은 제2 연결 전극에 인접하여 배치하고, 상기 제4 핑거 라인의 폭은 상기 제2 연결 전극의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 핑거 라인은 상기 제2 패드부의 중심선에 위치하는 일부 영역에서 제2 절연 물질로 덮이는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제2 버스 바와 상기 제2 에지 사이의 거리가 0.01mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 패드부와 상기 제2 에지 사이의 거리가 1mm 내지 20mm인 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지의 전극 구조.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 전극 구조를 포함하되, 상기 전극 구조는 후면 접촉 전지의 후광면(後光面)에 배치되는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지.
  18. 제17항에 따른 후면 접촉 전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지 모듈.
  19. 상기 후면 접촉 전지 시스템이 제18항에 따른 후면 접촉 전지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 접촉 전지.
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