KR20080107434A - 고전압 태양전지 및 태양전지 모듈 - Google Patents

고전압 태양전지 및 태양전지 모듈 Download PDF

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KR20080107434A
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solar cell
semiconductor
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wafer
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레오니드 비. 루빈
조지 엘. 루빈
안드리스 쉬나이더
알렉산더 에스. 오스피오브
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데이4 에너지 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 전방측 표면, 금속화된 후방측 표면 및 상기 전방측 표면과 상기 금속화된 후방측 표면 사이에 형성되는 반도체 p/n 접합부를 갖는 반도체 웨이퍼를 포함하는 태양전지 장치 및 이를 제조하고 사용하기 위한 방법에 관한 것이다.
적어도 하나의 전방측 차단부가 상기 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하고 상기 웨이퍼 내부를 통해 상기 반도체 p/n 접합부를 차단하기에 충분한 깊이로 연장하도록 하여 상기 웨이퍼 내에 다수의 별도의 p/n 접합부를 한정함은 물론, 상기 각각의 별도의 p/n 접합부와 연결되는 별도의 전방측 표면부를 한정한다. 후방측 차단부가 상기 전방측 차단부에 대향하여 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하여 상기 각각의 p/n 접합부와 연결되고 상기 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부를 한정한다.
반도체 웨이퍼, p/n 접합부, 태양전지 장치, 고전압 태양전지 모듈, 태양전지 시스템, 전기도체, 전극

Description

고전압 태양전지 및 태양전지 모듈{HIGH VOLTAGE SOLAR CELL AND SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 고정압 태양전지, 고전압 태양전지를 형성하기 위한 장치, 상기 장치를 형성하기 위한 방법 및 상기 장치를 사용하기 위한 방법에 관한 것이다.
광 조명하에서 태양광 전지(photovoltaic (PV) solar cells)가 일정 전압에서 직류 전류(DC)를 발생시킨다는 것은 잘 알려져 있다. 결정질 실리콘 반도체 소재를 이용한 표준 태양광 전지 제조방법에 의해 제조된 최근의 태양 전지는 1000 W/㎡의 표준 조명하에서 약 32-36 mA/㎠의 단락 회로 전류밀도[electrical short circuit current density (Jsc)] 및 600-620 mV의 개방 회로 전압[open circuit voltage (Voc)]을 발생시킨다. 보다 높은 고전압의 출력을 달성하기 위해서는 몇 개의 태양광 전지가 직렬로 상호 연결되어 PV 모듈을 생성해야 한다.
최근, 대부분의 PV 모듈은 한 변이 4 내지 6 인치인 정방형 또는 반정방형(semi-square)의 PV 전지를 이용한다. 이들 전지는 약 600 mV 내지 620 mV의 개방회로 전압(Voc)에서 4-인치 전지에 대해 약 3.5A 내지 6-인치 전지에 대해 약 620 mV의 단락회로 전류(Isc)를 각각 발생시킨다. 최근에 도입된 8-인치 PV 전지의 경우, 최대 약 15A에 달하는 높은 단락회로 전류(Isc)를 발생시킨다. 이들 대 형의 8-인치 전지는 여러 가지 장점을 갖는다. 그 중 한 가지 장점은 발전 전력의 와트당 달러로 환산된 제조비용이 종래의 소형 전지에 비해 저렴하다는 점이다. 또한, 이들 대형 전지는 면적 대비 가장자리 길이의 비율이 낮기 때문에 잠재적 효율(potential efficiency)이 크다.
그러나, 이들 장점에도 불구하고, PV 모듈 제조업체들은 여전히 모듈 생산에서 8-인치 전지를 사용하는 것을 꺼리고 있는데, 그 이유는 8-인치 전지의 경우 저전압에서 매우 높은 전류를 발생시키며 이는 전압 강하를 최소화하기 위해서는 저지의 전방측 상에서 매우 낮은 저항 전류 집전(resistance current collection)에 대한 준비가 필요하기 때문이다. 이러한 문제점은 종래 2 버스-바아(bus-bars) 대신 3 버스-바아와 같은 다수의 집전 버스-바아(current collecting bus-bars)를 사용함으로써 해결될 수 있다. 그러나, 3 버스-바아를 사용하는 경우 새로운 툴링 및 장비가 요구됨으로써 이들 전지의 제조비용을 상승시킨다. 또한, 표준 PV 모듈의 크기는 제조공정에 의해 제한되고, 그에 따라 PV 모듈에서 사용되는 전지의 면적이 크면 클수록, 모듈속에 삽입되는 전지의 수가 줄어들어, 모든 전지가 직렬로 상호 연결되더라도 모듈의 출력전압을 제한하게 된다. 인버터를 이용하여 DC 전력을 AC 전력으로 변환할 필요성이 커짐에 따라, 비용 면에서 효과적인 변환 효율(conversion efficiency)을 달성하기 위해서는 DC 입력전압이 약 300V가 되어야 한다. 이 범위 내의 전압은 적어도 600개의 종래 PV 전지가 직렬로 상호 연결될 때만 달성될 수 있다. 따라서, PV 모듈속에 포함된 PV 전지의 크기가 커질수록, 전지의 개수는 적어지고, 그에 따라 작은 면적을 갖는 PV 전지를 이용한 동일 면적 의 PV 모듈에 대해 모듈에 의해 발생된 전압은 낮아진다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 해결방안은 전지가 하나 이상의 전지와 같이 전기적으로 기능을 수행하면서 기계적 건전성(mechanical integrity)이 보존되는 방식으로 PV 전지들을 분할하는 방법을 포함한다. 이를 달성하는 방법에는 여러 가지가 있다.
"Monolithic Series-Connected Solar Cells having Improved Cell Insulation and Process of Making the Same(전지 절연성이 향상된 모노리식 직렬 연결 태양전지 및 이의 제조 방법"이라는 발명의 명칭으로 Sinton에게 특허 허여된 미국 특허 제 5,164,019 호는 모노리식 반도체 기판속에 내장되고 전지 표면의 홈(grooves)에 의해 상호 전기적으로 절연되는 직렬 연결 PV 서브 셀 어레이를 개시하고 있다. 이들 서브 셀을 분리시키는 홈은 반도체 기판의 전면 또는 후면 상에 형성되고, 이 홈의 깊이는 반도체 벌크 소재 내부의 크랙(crack)을 생성시켜 서브 셀 간의 반도체 기판을 완전하게 파손하도록 제어된다. 기계적 건전성은 PV 서브 셀들을 상호 연결하는 금속화(metallization)에 의해 제공된다. 이 기술은 기판의 완전한 파손을 필요로 하기 때문에, 최종 제품은 매우 깨지기 쉽다. 이 기술은 상당히 복잡하고 비용이 많이 들고, PV 전지 및 PV 모듈을 대형으로 제조하는데 있어 비용적으로 효과적이지 못할 수 있다.
"Monolithic Series-Connected Solar Cells Employing Shorted p/n Junctions for Electrical Insulation(전기 절연을 위한 단락 p/n 접합을 이용한 모노리식 직렬 연결 태양전지)"라는 발명의 명칭으로 Swanson에게 특허 허여된 미 국 특허 제 4,933,021 호는 인접 서브 셀 간의 기판에 다수의 p/n 접합부를 형성하고 인접 서브 셀을 직렬 연결하는 금속화에 의해 p/n 접합부들을 단락시킴으로써 단일 기판상의 PV 서브 셀 간의 전기 절연의 사용에 대해 개시하고 있다. 반복하지만, 이 기술은 상당한 비용이 들고 대형 PV 장치에 비용적으로 효과적이지 못할 수 있다.
"High voltage V-groove solar cell(고전압의 V-홈 태양전지)"이라는 발명의 명칭으로 Evans 등에게 특허 허여된 미국 특허 제 4,376,872 호는 단일반도체 웨이퍼에 형성되고 함께 연결되어 각각의 전지의 전압이 가산되는 단위 셀(unit cells) 또는 다수의 이산 전압 발생 영역(discrete voltage generating regions)을 포함하는 고전압 다중접합 태양전지를 개시하고 있다. 이 단위 셀은 간극(gap)에 의해 분리된 대향 전도성 타입(opposite conductivity types)의 도핑 영역을 포함한다. V-형상의 홈들이 웨이퍼에 형성되고 이 홈들은 단일 전도성 타입의 이온들이 홈의 일 측면에서 이동 가능하되 타 측면은 차단되도록 구성된다. 이 V-형상의 홈들은 단위 셀들을 분리시키기 보다는 단위 셀들을 직렬로 상호연결시키는 기능을 수행한다. 이러한 과정은 복잡하고 태양광 전지(photovoltaic cells)의 대량생산을 함에 있어 비용적으로 효과적이지 못할 수 있다.
"Monolithic Series-Connected Solar Cell(모노리식 직렬 연결 태양전지)"라는 발명의 명칭으로 Borden에게 특허 허여된 미국 특허 제 4,278,473 호는 상부면으로부터 반도체 기판속을 통과하여 절연 기판까지 연결된 전기화학적으로 생성된 홈(grooves)에 의해 분리된 서브 셀로서 정의되는 모노리식 직렬 연결 태양 전지를 개시하고 있다. 이 홈들은 서브 셀 간에 상호 연결되는 벽(walls)을 갖고 있고, 셀의 상부로부터 인접 셀의 베이스 영역에 형성된 접촉 선반(contact ledge)까지 연장되는 연결부를 제공함으로써 형성된다. 이 기술은 복잡하고 비용이 많이 들며, 소형 전자 및 태양광 장치에만 적용가능하다.
"Integrated Solar Cell Array(통합 태양전지 어레이)"라는 발명의 명칭으로 Chiang등에게 특허 허여된 미국 특허 제 4,173,496 호는 셀 간의 절연으로 인해 셀의 직렬 연결이 가능하여 단위 셀의 전압의 합과 동일한 어레이 출력전압이 제공되는 태양전지의 통합 모노리식 어레이를 개시하고 있다. 금속화, 산화층 및 선택적 도핑으로 피복되어 P+ 및 P- 영역을 생성하여 셀간에 전기 접속이 제공됨은 물론 셀 간의 의사 션트 전류(spurious shunt current)가 제거되는 벽을 구비한 홈(grooves) 패턴에 의해 인접 셀 사이에는 절연이 제공된다. 이 기술은 복잡하고 비용이 많이 들며, 태양전지의 통합 모노리식 어레이에만 적용가능하고 대형 PV 전지 및 모듈에 대해서는 잠재적으로 비효율적이다.
"Method of Making Plurality of Series Connected Solar Cells Using Multiple Groove Forming Processes(다중 홈 형성 방법을 이용하여 다수의 직렬 연결 태양전지를 제조하는 방법)"이라는 발명의 명칭으로 Yamazaki에게 특허 허여된 미국 특허 제 4,603,470 호는 기판의 금속화층에 다수의 홈(grooves)을 형성하여 다수의 비단일 결정 반도체 태양전지를 상호연결하기 위한 방법을 개시하고 있다. 이들 홈은 기판의 벌크속으로 통과하도록 눈에는 보이지 않는다. 이 기술은 결정질 실리콘 반도체에는 적용될 수 없기 때문에 대량 생산된 PV 전지 및 모듈에 적용 될 가능성이 없다.
"Series Connected Solar Cells and Process of Formation(직렬 연결 태양전지 및 그 형성 방법)"이라는 발명의 명칭으로 Morel등에게 특허 허여된 미국 특허 제 4,517,403 호는 다수의 이격된 태양광 발전 영역이 표면에 형성된 연속 박막 및 각각의 태양광 발전 영역에 연결된 전방 및 후방 전극부를 구비하는 태양광 발전 장치(photovoltaic device)를 개시하고 있다. 이들 태양광 발전 영역간의 전기접속은 박막 자체를 통해 각 후방 전극부로부터 인접 태양광 발전 영역의 전방 전극부까지 직접 제공된다. 따라서, 이들 태양광 발전 영역중 적어도 두 개 영역은 직렬로 연결됨으로써 태양광 발전 장치의 출력전압을 증가시킨다. 이 기술은 박막 반도체 소재에 적용가능하고 PV 전지 및 모듈의 대량 생산에는 사용되지 못할 수도 있다.
"Monolithically Series-Connected Crystalline Si Wafer Cells for Portable Electronic Devices(휴대용 전자기기용의 모노리식 직렬 연결 결정질 Si 웨이퍼 셀)"(Adam Hammud, Barbara Terheiden, Richard Auer 및 Rolf Brendel: 31차 IEEE 태양광 발전 전문가 회의 2005, IEEE 카탈로그 번호: 05CH37608C, ISBN: 0-7803-7808-5)이라는 제목의 기사에는 결정질 Si 웨이퍼로 부터 태양 전지 소형 모듈을 제조하기 위한 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 p/n 접합 형성, 플라즈마 개선 화학 증착에 의한 패시베이션(passivation), 선택적 플라즈마 식각(etching)알루미늄 증발에 의한 반도체 에미터와 베이스 간의 전기접속, 유리 기판상에서의 웨이퍼 고정 및 다이싱(dicing) 및 후속 플라즈마 식각에 의한 분리된 태양 PV 서 브 셀의 생성을 포함한다. 11%의 효율과 3.624 V의 개방 회로 전압(Voc)을 제공하기 위해 6 개의 직렬 연결된 PV 서브 셀로 구성되는 30 개의 PV 모듈중 최상의 모듈이 설명된다. 이 기술은 유리 기판상에 각각의 서브 셀을 고정하고 다이싱함으로써 완전한 서브 셀들을 분리시키는 것과 관련하여 제시된다. 저자들은 이 기술이 간단하다고 주장하지만, 너무 복잡할 수 있고 PV 산업 요건을 충족시키기에 비용이 많이 들 수 있다.
"Integrated series-connected solar cell(통합 직렬 연결 태양전지)"라는 발명의 명칭으로 Geotzberger에게 특허 허여된 미국 특허 제 4,330,680 호는 높은 오믹 저항(high ohmic resistance)을 갖는 반도체 기판의 각각의 두 개 표면상에 배열된 띠(strip) 형상의 반도체 접합 열(row)을 개시하고 있다. 이들 접합(conjunctions)은, 예컨대 반도체 기판의 일 측면 상에 p+ 전도 특성을 갖는 반도체 접합이 반도체 기판의 타 측면 상에 n+ 전도 특성을 갖는 반도체 접합에 대향하는 방식으로, p+ 및 n+ㅡ 전도 특성을 가짐에 있어 교호적이고 상호 평행하게 이격되어 있다. 기판상에 인쇄 회로 트랙이 배열되어 각 경우에 태양전지 접합의 한 세트를 인접 접합 세트와 직렬 연결 방식으로 연결한다. 기본적으로, 이 기술은 반도체 기판상에 p+ 및 n+ 전도 영역을 적절히 형성함으로써 태양전지들을 직렬로 상호 연결하는 방법을 제공한다. 이 기술은 복잡하고 값비싼 마이크로전자 장비에 매우 의존적이고 PV 산업 요건을 충족시키기에 비용면에서 비효율적이다.
"Solar Cell Arrangement(태양전지 장치)"라는 발명의 명칭으로 Keller등에게 특허 허여된 미국 특허 제 6,441,297 호는 직렬 연결 태양 PV 서브 셀을 포함하 는 태양전지 장치를 개시하고 있다. 반도체 웨이퍼는 다수의 PV 서브 셀을 위한 공통 기본 소재의 역할을 수행한다. 각각의 직렬 연결된 PV 서브 셀의 경계를 정하기 위해 리세스(recesses)가 웨이퍼에 제공된다. 이들 리세서의 일부는 반도체 웨이퍼 자체를 통해 웨이퍼의 상부면으로부터 하부면까지 연장 형성되고, 서브 셀들을 기계적으로 상호연결시키기 위해 웨이퍼 가장자리까지 리세스들이 연속되도록 일부 가교 단편들(bridge segments)이 남아 있게 된다. 이 기술은 반도체 웨이퍼를 약화시키는 다이싱을 필요로 함으로써 최종 제품이 깨지기 쉽게 되며 고체 기판상에서의 장착이 요구된다.
일반적으로, 전술한 인용 특허들은 반도체 기판 자체 위에 직렬 연결된 PV 서브 셀을 생성하기 위해 공통 반도체 기판을 기계적으로 및/또는 마이크로전자적으로 처리하는 방법을 이용한다. 그러나, 그 각각의 인용 특허는 일반적으로 복잡하고 비용이 많이 드는 기술로서 대형 웨이퍼를 이용한 대형 PV 모듈의 제조에는 실용적이지 못하다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 태양전지 장치가 제공된다. 이 태양전지 장치는 전방측 표면, 금속화된 후방측 표면, 및 상기 전방측 표면과 상기 금속화된 후방측 표면 사이에 형성되는 반도체 p/n 접합부를 갖는 반도체 웨이퍼를 구비한다. 상기 반도체 웨이퍼는 상기 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하여 상기 웨이퍼 내부를 통해 상기 반도체 p/n 접합부를 차단하기에 충분한 깊이로 연장하여 상기 웨이퍼 내에 다수의 별도의 p/n 접합부를 한정함은 물론, 상기 각각의 별도의 p/n 접합부와 연결되는 별도의 전방측 표면부를 한정하는 적어도 하나의 전방측 차단부를 추가로 구비한다. 상기 웨이퍼는 상기 전방측 차단부에 대향하여 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하여 상기 각각의 p/n 접합부와 연결되고 상기 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부를 한정하는 후방측 차단부를 추가로 구비한다.
반도체 웨이퍼는 반도체 p/n 접합부를 차단하는 적어도 하나의 전방측 리세스를 구비할 수도 있다. 이 적어도 하나의 리세스는 전방측 표면에 전방측 홈을 구비할 수도 있다.
웨이퍼는 주변 가장자리부를 가질 수 있고, 전방측 홈은 주변 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장할 수도 있다. 이 두 지점은 웨이퍼의 대향하는 가장자리부에 위치할 수도 있다.
후방측 차단부는 금속화된 후방측 표면에 웨이퍼의 후방측 표면의 노출부를 노출시키는 적어도 하나의 금속화 리세스를 구비할 수도 있다. 금속화 리세스는 금속화 홈을 구비할 수 있고, 전방측 홈과 금속화 홈은 상호 평행하게 배치될 수도 있다. 금속화 홈은 전방측 홈의 폭보다 큰 폭을 가질 수도 있다.
후방측 차단부는 후방측 표면의 상기 노출부에 후방측 홈을 추가로 구비할 수도 있다. 전방측 홈과 상기 후방측 홈은 전방측 표면에 대해 경사 각도로 연장하는 평면에 놓여있는 축을 가질 수도 있다. 금속화 홈과 상기 후방측 홈은 평행하게 이격된 축을 가질 수도 있다.
전방측 차단부는 반도체 p/n 접합부를 차단하는 p/n 접합 장벽을 구비할 수도 있다. 이 p/n 접합 장벽은 p/n 접합부가 형성되지 않은 웨이퍼의 부분을 구비할 수도 있다. 웨이퍼는 주변부 가장자리부를 구비하고, 상기 p/n 접합 장벽은 상기 주변부 가장자리부상의 두 지점 사이에서 연장할 수도 있다. 두 지점은 웨이퍼의 대향하는 가장자리부 상에 형성될 수도 있다.
후방측 차단부는 금속화 후방측 표면에 웨이퍼의 상기 후방측 표면의 노출부를 노출시키는 적어도 하나의 금속화 리세스를 구비할 수도 있다. 금속화 리세스는 금속화 홈을 구비할 수도 있다. p/n 접합 장벽 및 금속화 홈은 상호 평행하게 배치될 수도 있다.
금속화 홈 및 p/n 접합 장벽은 폭을 갖되, 금속화 홈의 폭은 p/n 접합 장벽의 폭 보다 더 클 수도 있다. 후방측 차단부는 후방측 표면의 노출부에 형성된 후방측 홈을 구비할 수도 있다. p/n 접합 장벽 및 후방측 홈은 전방측 표면에 대해 경사각으로 연장하는 평면에 놓여 있는 축을 가질 수도 있다. 금속화 홈 및 후방측 홈은 평행하게 이격되어 있는 축을 가질 수도 있다.
상기 태양전지 장치는 각각의 전방측 표면부 상에 각각의 집전체 세트를 추가로 포함할 수도 있고, 각각의 집전체 세트는 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉한다. 각 세트의 집전체는 전방측 표면에 형성된 별도의 전기 접점을 구비할 수도 있다. 집전체는 어레이로 배열되고/되거나 다수의 평행 이격된 핑거를 구비할 수도 있다.
상기 태양전지 장치는 각각의 집전체 세트에 연결되는 전방측 전극을 추가로 구비할 수도 있고, 각각의 전방측 전극은 해당 반도체 p/n 접합부를 회로에 연결하기 위해 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 전방측 종료부를 구비한다.
각각의 전방측 전극은 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 부분을 갖는 적어도 하나의 도체를 구비할 수도 있고, 각각의 전방측 전극과 연결된 전방측 종료부는 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 적어도 하나의 도체의 각각의 부분들을 구비할 수도 있다.
각각의 전방측 종료부는 각각의 전방측 버스를 포함하고, 상기 각각의 전방측 전극은 공통 전방측 버스에 각각 연결되는 다수의 이격된 전기 도체들을 구비할 수도 있다.
다수의 도체의 도체들은 반도체 웨이퍼의 주변부 가장자리를 지나 연장하는 종료부를 구비하고, 도체들은 공통 전방측 버스에 연결되는 부분들을 구비한다.
전방측 전극들은 표면을 갖는 전기절연 광학 투명 필름, 및 필름의 표면상에 형성되어 필름을 웨이퍼의 전방측 표면부에 고정하기 위한 접착층을 구비할 수도 있다. 다수의 이격된 전기도체는 접착층에 내장될 수도 있고, 각각의 전기도체는 접착층으로부터 돌출하는 도체 표면 및 전기도체를 전기 접점들 중 적어도 일부 접점에 접착함으로써 전기 접점들에 의해 태양전지로부터 집전되는 전류가 전기도체에 의해 집전되도록 하는 합금을 가질 수도 있다.
각각의 별개의 금속화 후방측 표면부는 해당 p/n 접합부와 동일한 공간에 걸쳐있고 상기 접합부에 인접하며 전기 접촉하는 금속화부를 구비할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 전술한 형태의 상기 태양전지 장치를 포함하고 각각의 금속화 후방측 표면부에 연결된 후방측 전극들을 추가로 포함하되, 각 후방측 전극은 해당 반도체 p/n 접합부를 상기 회로에 연결하기 위해 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 후방측 종료부를 포함하는, 고전압 태양전지 모듈이 제공된다.
각각의 후방측 전극은 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 부분을 갖는 적어도 하나의 도체를 구비할 수도 있고, 각각의 후방측 전극과 연결된 후방측 종료부는 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 각각의 부분들을 구비할 수도 있다.
각각의 후방측 종료부는 각각의 후방측 버스를 구비할 수도 있고, 각각의 후방측 전극은 공통 후방측 버스에 각각 연결되는 다수의 이격된 전기 도체들을 구비할 수도 있다.
다수의 도체의 도체들은 반도체 웨이퍼의 주변부 가장자리를 지나 연장하는 종료부를 구비하고, 도체들은 후방측 버스에 연결되는 부분들을 구비할 수도 있다.
후방측 전극은 제 2 표면을 갖는 전기절연 필름, 및 필름의 제 2 표면상에 형성되어 필름을 금속화 후방측 표면부에 고정하기 위한 제 2 접착층을 구비할 수도 있고, 적어도 하나의 전기도체는 제 2 접착층에 내장되고, 적어도 하나의 전기도체는 제 2 접착층으로부터 돌출하는 제 2 도체 표면 및 적어도 하나의 전기도체를 금속화 외표면부에 접착함으로써 태양전지에 인가된 전류가 적어도 하나의 전기도체에 의해 금속화 외표면에 공급되도록 하는 합금을 가질 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 전술한 형태의 상기 태양전지 모듈을 포함하고 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결된 전방측 종료부를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 종료부와 전기적으로 연결하여 제 1 및 제 2 반도체 p/n 접합부들을 전기적으로 직렬 연결시키기 위한 수단을 추가로 구비하는 태양전지 시스템이 제공된다.
제 1 반도체 p/n 접합부와 연결된 전방측 종료부를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 종료부와 전기적으로 연결하기 위한 수단은 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결된 전방측 종료부를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 종료부와 직접 연결하도록 작동가능하게 구성될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 전술한 형태의 상호 인접하게 배치되는 제 1 및 제 2 태양전지 장치를 구비하고 제 1 태양전지 장치상의 반도체 p/n 접합부와 연결된 전방측 종료부를 제 2 태양전지 장치상의 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 종료부와 전기적으로 연결하기 위한 수단을 추가로 구비하는 태양전지 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 전방측 표면, 금속화된 후방측 표면 및 상기 전방측 표면과 상기 금속화된 후방측 표면 사이에 형성되는 반도체 p/n 접합부를 구비한 반도체 웨이퍼로부터 태양전지 장치를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 전방측 차단부가 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하여 웨이퍼 내부를 통해 반도체 p/n 접합부를 차단하기에 충분한 깊이로 연장하여 웨이퍼 내에 다수의 별도의 p/n 접합부를 한정함은 물론, 각각의 별도의 p/n 접합부와 연결되는 별도의 전방측 표면부를 한정하도록 하는 단계; 및 후방측 차단부가 전방측 차단부에 대향하여 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하여 각각의 p/n 접합부와 연결되고 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부를 한정하도록 하는 단계를 포함한다.
전방측 차단부가 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 전방측 표면에 적어도 하나의 전방측 리세스를 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 리세스를 형성하는 단계는 전방측 표면에 전방측 홈을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
웨이퍼는 주변 가장자리부를 가질 수도 있고, 전방측 홈을 형성하는 단계는 전방측 홈이 주변 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계를 포함할 수도 있다. 전방측 홈이 주변 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계는 전방측 홈이 상기 웨이퍼의 대향하는 가장자리부에 위치하는 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계를 포함할 수도 있다.
후방측 차단부가 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 금속화된 후방측 표면에 웨이퍼의 후방측 표면의 노출부를 노출시키는 적어도 하나의 금속화 리세스를 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 후방측 리세스를 형성하는 단계는 금속화 후방측 표면에 금속화 홈을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 전방측 홈과 금속화 홈을 형성하는 단계는 전방측 홈과 금속화 홈이 상호 평행하게 배치되도록 하는 단계를 포함할 수도 있다. 전방측 홈과 금속화 홈을 형성하는 단계는 금속화 홈이 전방측 홈의 폭보다 큰 폭을 갖도록 하는 단계를 포함할 수도 있다.
후방측 차단부가 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 후방측 표면의 노출부에 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 후방측 홈을 형성하는 단계는 전방측 홈과 후방측 홈이 전방측 표면에 대해 경사 각도로 연장하는 평면에 놓여있는 축을 갖도록 전방측 홈과 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 후방측 홈을 형성하는 단계는 금속화 홈과 후방측 홈이 평행하게 이격된 축을 갖도록 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
전방측 차단부가 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 전방측 표면에 p/n 접합 장벽을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
p/n 접합 장벽을 형성하는 단계는 p/n 접합 장벽 역할을 수행하는 상기 웨이퍼의 일부가 p/n 접합부 형성으로부터 차단되도록 하는 단계를 것을 구비할 수도 있다.
웨이퍼는 주변부 가장자리부를 구비하고, p/n 접합 장벽이 라인 형태로 연장되도록 하는 단계는 p/n 접합 장벽이 주변부 가장자리부상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계를 포함할 수도 있다. p/n 접합 장벽이 주변부 가장자리부상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계는 웨이퍼의 대향하는 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계를 포함할 수도 있다.
후방측 차단부가 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 금속화 후방측 표면에 웨이퍼의 후방측 표면의 노출부를 노출시키는 적어도 하나의 금속화 리세스를 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 금속화 리세스를 형성하는 단계는 금속화 홈을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 금속화 홈을 형성하는 단계는 p/n 접합 장벽 및 금속화 홈이 상호 평행하게 연장하도록 하는 단계를 포함할 수도 있다. 금속화 홈을 형성하는 단계는 금속화 홈이 상기 p/n 접합 장벽의 폭 보다 더 큰 폭을 갖도록 하는 단계를 포함할 수도 있다.
후방측 차단부가 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 후방측 표면의 노출부에 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 후방측 홈을 형성하는 단계는 p/n 접합 장벽 및 후방측 홈이 전방측 표면에 대해 경사각으로 연장하는 평면에 놓여 있는 축을 갖도록 하는 단계를 포함할 수도 있다. 후방측 홈을 형성하는 단계는 금속화 홈 및 후방측 홈이 평행하게 이격되어 있는 축을 갖도록 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
상기 방법은 각각의 전방측 표면부 상에 각각의 집전체 세트를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있는데, 각각의 집전체 세트는 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉한다. 각각의 집전체 세트를 형성하는 단계는 전방측 표면에 형성된 별도의 전기 접점을 상기 집전체 세트에 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 전기 접점을 형성하는 단계는 전기 접점이 어레이로 배열되도록 하는 단계를 포함할 수도 있다. 집전체를 형성하는 단계는 다수의 평행 이격된 핑거를 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
상기 방법은 각각의 집전체 세트에 전방측 전극을 연결하는 단계를 추가로 포함할 수도 있고, 각각의 전방측 전극은 해당 반도체 p/n 접합부를 회로에 연결하기 위해 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 전방측 종료부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 전술한 방법들 중 어느 하나를 포함하고 각각의 금속화 후방측 표면부에 후방측 전극을 연결하는 단계를 추가로 포함하되, 각각의 후방측 전극은 해당 반도체 p/n 접합부를 회로에 연결하기 위해 반도체 웨이퍼의 주변부 외측에 형성된 후방측 종료부를 포함하는, 고전압 태양전지 모듈 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 태양전지 시스템을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 전방측 및 후방측 전극을 갖는 태양전지 장치를 제조하기 위한 전술한 방법들 중 어느 한 방법을 포함하고 웨이퍼의 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 전극의 전방측 종료부를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결되는 후방측 전극의 후방측 종료부와 전기적으로 연결하여 제 1 및 제 2 반도체 p/n 접합부들을 전기적으로 직렬 연결시키는 단계를 추가로 포함한다.
제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 종료부를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 종료부와 전기적으로 연결하는 단계는 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 종료부를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 종료부와 직접 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 전방측 표면 및 금속화된 후방측 표면; 전방측 표면과 금속화된 후방측 표면 사이에 형성되는 반도체 p/n 접합부; 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하여 웨이퍼 내부를 통해 반도체 p/n 접합부를 차단하기에 충분한 깊이로 연장하여 웨이퍼 내에 다수의 별도의 p/n 접합부를 한정함은 물론, 각각의 별도의 p/n 접합부와 연결되는 별도의 전방측 표면부를 한정하는 적어도 하나의 전방측 차단부; 전방측 차단부에 대향하여 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하여 각각의 p/n 접합부와 연결되고 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부를 한정하는 후방측 차단부; 각각의 전방측 표면부 상에 형성되되, 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉하는 각각의 집전체 세트; 각각의 집전체 세트에 연결되되, 해당 반도체 p/n 접합부를 회로에 연결하기 위해 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 전방측 종료부를 각각 포함하는 전방측 전극들; 각각의 금속화 후방측 표면부에 연결되되, 해당 반도체 p/n 접합부를 회로에 연결하기 위해 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 후방측 종료부를 각각 포함하는 후방측 전극들;을 구비하는 반도체 웨이퍼를 포함하는 태양전지 모듈을 이용하여 고전압 태양전지 시스템을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 종료부 들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 후방측 종료부 들 중 하나에 연결하는 단계를 포함한다.
제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 종료부 들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 후방측 종료부 들 중 하나에 연결하는 단계는 동일한 웨이퍼 상에서 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 종료부들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 후방측 종료부들 중 하나에 연결하는 단계를 포함할 수도 있다.
제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 종료부 들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 후방측 종료부 들 중 하나에 연결하는 단계는 서로 다른 웨이퍼 상에서 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 종료부들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 상기 후방측 종료부들 중 하나에 연결하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 양태 및 특징들은 첨부도면과 관련하여 본 발명의 특정 실시예에 대한 하기 설명의 이해를 통해 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 고전압 태양전지 모듈 및 고전압 태양전지 시스템을 제조하기 위한 방법을 위한 시작 소재로서 사용되는 반도체 웨이퍼의 사시도이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방측 표면에 전방측 홈(front side groove)에 형성된 도 1의 웨이퍼를 도시한 사시도이고;
도 3은 본 발명의 대체 실시예에 따른 전방측 표면에 전방측 p/n 접합이 형성된 도 1의 웨이퍼를 도시한 사시도이고;
도 4는 도 2에 도시된 웨이퍼의 각각의 반도체 p/n 접합부 상에 집전체(current collector) 세트가 형성된 후의 도 2의 웨이퍼를 도시한 사시도이고;
도 5는 본 발명의 대체 실시예에 따른 홈 형성 이전에 별도의 집전체 세트가 형성된 반도체 웨이퍼를 도시한 사시도이고;
도 6은 후방측 금속화부 및 전방측 홈이 형성된 도 4의 웨이퍼를 도시한 측시도이고;
도 7은 후방측 금속화부에 금속화 홈이 형성된 도 6의 웨이퍼를 도시한 측면도이고;
도 8은 금속화 홈이 내부에 형성된 전방측 및 후방측 금속화부 상에 p/n 접합 장벽(junction barrier)을 구비한 도 5의 웨이퍼를 도시한 측면도이고;
도 9는 금속화 홈이 확대되고 후방측 홈이 전방측 홈에 대해 평행하게 일정 각도로 인접 배치되어 있는 도 7의 웨이퍼를 도시한 측면도이고;
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 완성된 태양전지 장치의 사시도이고;
도 11은 도 10의 태양전지 장치에 전극들을 연결하기 위한 방법을 도시한 사시도이고;
도 12는 전방측 전극들이 연결된 후의 도 11에 도시된 태양전지 장치의 평면도이고;
도 13은 명료화를 위해 전방측 전극들이 제거되고 후방측 전극들이 도시된 도 12의 태양전지 장치의 저면도이고;
도 14는 도 11에 도시된 방법에 의해 형성된 태양전지 모듈의 평면도이고;
도 15는 전방측 전극 및 후방측 전극이 별도의 이격 평면에 배치되는, 도 14의 태양전지 모듈을 도시하는 도 14의 선 15-15을 따라 절취한 단면도이고;
도 16은 도 14 및 도 15에 도시된 태양전지의 전방측 전극을 인접한 유사 태양전지 모듈의 후방측 전지에 연결함으로써 형성된 태양전지 시스템의 단면도이고;
도 17은 함께 전기적으로 직렬 연결된, 도 14에 도시된 타입의 다수의 태양전지 모듈을 포함하는 태양전지 시스템의 개략도이고;
도 18은 모듈 아래에 접혀진 상태로 측면 연결부가 도시된 도 17에 도시된 태양전지 시스템의 단면도이고;
도 19는 본 발명의 대체 실시예에 따라 태양전지 장치가 후방측 전극을 구비하는 도 10의 태양전지 장치의 저면도이고;
도 20은 반도체 p/n 접합부가 4개의 반도체 p/n 접합부로 분할되고 반도체 p/n 접합부들이 함께 직렬로 연결되는 도 1에 도시된 태양전지 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 웨이퍼는 참조부호 10으로 도시되고 웨이퍼속으로 확산되어 사이에 반도체 p/n 접합부(16)가 형성된 n-타입 영역(12)과 p-타입 영역(14)을 구비한다. 이와는 달리, n-타입 영역(12) 및 p-타입 영역(14)이 바뀔 수도 있다. 도시된 실시예에서, n-타입 영역(12)은 약 0.3 내지 0.6 마이크로미터의 두께를 갖고, p-타입 영역(14)은 약 200 내지 600 마이크로미터의 두께를 갖는다.
반도체 웨이퍼(10)는 전방측 표면(18) 및 금속화된 후방측 표면(61)을 갖는다. 반도체 p/n 접합부(16)는 전방측 표면(18) 및 금속화된 후방측 표면(61) 사이에 배치된다. 이 반도체 웨이퍼(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 방법을 위한 시작 소재이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 태양전지를 제조하기 위한 방법은, 전방측 차단부(34)가 전방측 표면(18)의 적어도 일부를 따라 연장하여 웨이퍼(10) 내부를 통해 반도체 p/n 접합부를 차단하여 웨이퍼 내에 예컨대, 22 및 24와 같은 다수의 별도의 p/n 접합부를 한정하기에 충분한 깊이로 연장하도록 하는 단계를 포함한다. 또한, 전방측 차단부(34)는 각각의 별도의 p/n 접합부(22,24)와 연결되는 별도의 전방측 표면부(26,30)를 한정한다.
또한, 상기 방법은 도 2에서 참조부호 62로 도시된 후방측 차단부가 전방측 차단부(34)에 대향하여 금속화된 후방측 표면(61)의 일부를 따라 연장하여 예컨대, p/n 접합부(22,24)중 각각의 접합부와 연결되고 이들 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부(64,66)를 한정하도록 하는 단계를 포함한다.
전방측 차단부가 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 반도체 웨이퍼(10)의 전방측 표면(18)에 도 2에서 참조부호 34로 도시된 적어도 하나의 전방측 리세스를 형성함으로써 달성될 수 있다. 본 실시예에서 리세스(34)는 전체 웨이퍼(10)의 전방측 표면(18)에 전방측 홈(36)을 포함한다.
전방측 홈(36)은 전방측 표면(18)을 홈이 반도체 p/n 접합부(16) 속으로 연장하여 관통하는 충분한 깊이로 레이저 절단하여 형성될 수 있다. 일반적으로, 전방측 홈(36)의 깊이를 가능한 한 깊게 형성하는 것이 바람직하지만, 웨이퍼(10)의 기계적 건전성이 저하될 정도로 깊게 형성하는 것은 바람직하지 않다. 표시된 바와 같이 홈을 형성함으로써 반도체 웨이퍼(10)의 인접부들을 연결하는 얇은 벌크 접촉부(75)만이 남게 되고, 물론, 이 얇은 벌크 접촉부가 작으면 작을수록 이 영역에서 웨이퍼 파손 가능성은 커진다는 것을 이해하게 될 것이다. 전방측 홈(36)의 레이저 절단은 웨이퍼(10)에 최소한의 손상을 주고 동작중에 홈의 가장자리에 의해 야기된 가장자리 효과(edge effects)로 인한 에너지 손실을 최소화함에 따라 홈을 형성하는 바람직한 방법이다.
도시된 실시예에서, 전방측 리세스(34)(즉, 홈(36))는 웨이퍼(10)의 주변 가장자리부(45), 특히 웨이퍼의 대향 가장자리부 상의 두 지점(41,43) 사이에서 연장한다. 따라서, 이 홈은 전방측 표면(18)을 제 1 및 제 2 표면부(26,30)로 분리시 킨다.
이와는 달리, 전방측 홈(36)은 예컨대, 습식 식각 또는 기계적 쏘 다이싱(mechanical saw dicing)pd 의해 형성될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 반도체 p/n 접합부(16)를 차단하기 위한 대체 방법은 웨이퍼(10)의 전방측 표면(18)에 p/n 접합 장벽(38)을 형성하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, p/n 접합 장벽(38)을 형성하는 단계는 전방측 표면상에 이산화규소를 배치하기 위해 종래의 마이크로전자 기술을 이용하는 단계를 포함할 수 있다. p/n 접합부가 형성되기 전에 적어도 의도된 접합부의 깊이만큼 두꺼운 이산화규소의 좁은 선이 벌크 반도체 소재(이 경우, p-타입 소재(14) 위에 형성될 수 있고, 이 경우 이산화규소의 좁은 선이 웨이퍼의 주변 가장자리부 상의 두 지점, 특히 본 실시예에서 웨이퍼의 대향하는 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장한다. 이때, 웨이퍼(10)의 표면상에 이산화규소의 좁은 선이 형성된 채, 반도체 웨이퍼(10)는 p/n 접합부를 형성하는 통상의 도핑 공정을 거친다. 이산화규소의 좁은 선은 이 선 아래에서 도펀트가 반도체 소재(45) 속으로 직접 확산되는 것을 차단함으로써, 이 영역에서 p/n 접합 형성을 방지한다. 효과적으로는, 이산화규소의선 바로 아래에 있는 반도체 소재(45)는 그 원래 상태로 남아 있고, p/n 접합 장벽(38)의 역할을 수행하면서, 별도의 p/n 접합부(40,42)가 장벽(38)의 대향 측면 상에 있는 벌크 소재에 형성된다. 이들 별도의 p/n 접합부(40,42)는 웨이퍼의 전방측 표면과 후방측 표면 사이의 평면에서 연장한다. 사실상, p/n 접합부(40,42)는 반도체 웨이퍼(10)에 형성될 수도 있는 또 다른 연속 p/n 접합부(16)의 별도의 p/n 접합부의 역할을 수행한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 도핑되지 않은 벌크 소재(45)의 단일 전방측 홈(36) 또는 일부만이 반도체 p/n 접합부(16)를 별도의 p/n 접합부로 분리하는데 사용된다. 도핑되지 않은 벌크 소재의 추가 홈 및/또는 추가 부분이 도 20에 도시된 바와 같이, 반도체 p/n 접합부를 다수의 별도의 p/n 접합부로 추가로 분할하는데 사용될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 태양전지를 제조하기 위한 방법은, 웨이퍼(10)의 각각의 전방측 표면부(26,30) 상에 집전체 세트를 형성하되 각 세트를 해당 p/n 접합부(22,24)에 인접하면서 해당 p/n 접합부와 전기 접촉하도록 하면서 형성하는 단계를 포함한다. 도 4에서, 접점(52)을 구비하는 제 1 세트의 집전체(50)는 제 1 반도체 p/n 접합부(22)와 연결되는 제 1 전방측 표면부(26) 상에 형성되고, 접점(56)을 구비하는 제 2 세트의 집전체(54)는 예컨대, 제 2 반도체 p/n 접합부(24)와 연결되는 제 2 전방측 표면부(30) 상에 형성된다.
본 실시예에서, 제 1 및 제 2 세트의 집전체(50,54)는, 예컨대 전방측 표면(26,30) 상에 도전성 페이스트를 선으로 스크린 인쇄한 다음, 이 페이스트가 p/n 접합부(22,24)에 도달하지만 이 접합부를 관통하지 않을 때 까지 전방측 표면 속으로 확산되도록 하여 접점(52,55)이 p/n 접합부(22,24)와 각각 전기 접촉하도록 함으로써 형성되는 핑거로 알려진 다수의 이격된 라인 형태의 접점들을 구비한다. 이들 세트의 집전체(50,54)는 각각 p/n 접합부(22,24)로부터 전류를 집전하는 역할을 한다.
접점(52,56)은 도 4에 도시된 바와 같이, 예컨대 핑거들이 균일 간격으로 평행하게 이격 배치되는 어레이로 형성될 수 있다.
유사한 세트의 집전체가 웨이퍼에 형성된 모든 다른 각각의 반도체 p/n 접합부와 연결된 전방측 표면상에 형성된다.
이와는 달리, 도 5에 도시된 바와 같이, 집전체 세트(51,53)는 반도체 p/n 접합부(16)를 차단하기 위해 전방측 홈(37)의 형성에 의해 차단되는 단일 세트의 이격된 라인형태의 접점으로서, 이미 도 1에 도시된 반도체 웨이퍼의 전방측 표면(18) 상에 형성되었을 수도 있다.
또 다른 대체 집전체의 상세가 2005년 12월 23일자 출원된 미국 특허 출원 제 11/317,530 호에 개시되어 있고, 이는 참고로 본 명세서에 포함된다.
도 6을 참조하면, 웨이퍼(10)는 웨이퍼(10)의 후방측 표면(20) 전체에 걸쳐 연장되는 균일한 금속화층(60)을 초기에 구비할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 방법이 일부로서, 후방측 차단부는, 본 실시예에서 금속화층(60)에 홈(groove)을 구비하되 이 홈이 전방측 표면(18)의 전방측 홈(36)에 평행하게 연장되도록 구비하는 금속화 리세스(62)를 형성함으로써, 금속화층(60)에 형성된다. 따라서, 이 금속화 홈(62)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 해당 p/n 접합부(22,24)와 인접 접촉하면서 동일 공간에 걸쳐있는 제 1 및 제 2 금속화 외표면부(64,66)를 형성한다.
이와는 달리, 웨이퍼의 후방측 표면을 금속화하기 이전에, 금속화 홈(62) 또는 제 1 및 제 2 금속화 영역(64,66) 사이의 다른 분리부가 놓여있는 영역에 마스크(도시생략)가 배치된 다음, 웨이퍼(10)의 후방측 표면 상에 금속화 영역(64,66) 을 별도로 형성할 수도 있다. 어떤 방법이든, 금속화 리세스는 금속화가 이루어지지 않고 p+ 또는 n+ 소재의 고농도 도핑 영역이 존재하지 않는 후방측 표면(20)의 노출부(69)를 노출시킨다.
도시된 실시예에서, 금속화 홈(62)은 전방측 표면(18)의 전방측 홈(36) 바로 아래에 위치함으로써, 전방측 홈(36) 및 금속화 홈(62)은 대체로 상호 평행하고 가장자리부로부터 대향 가장자리부 까지 전체 웨이퍼에 걸쳐 연장한다. 금속화 홈(62)은 전방측 홈(36)의 폭(70)보다 큰 폭(68)을 갖는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 전방측 홈(36)은 차단된 p/n 접합부(22,24) 아래로 반도체 웨이퍼(10) 내부, 특히 벌크(p-타입) 소재(14)의 깊이(74)로 연장하는 가장 깊은 지점(72)을 갖는다는 것이 이해될 것이다. 가장 깊은 지점(72)과 후방측 표면(20)간의 간격(76)은, 전술한 바와 같이, 최소로 유지되는 것이 바람직하지만, 웨이퍼(10)의 기계적 건전성을 심각하게 저하시키지 않도록 너무 작지 않은 벌크 접촉부(75)를 한정한다. 이 간격(76)은 인접 p/n 접합부 간에 인가되는 전류의 흐름을 방지하도록 최소로 유지되는 것이 바람직하다.
도 8을 참조하면, p/n 접합 장벽(38)이 반도체 p/n 접합부를 차단하여 제 1 및 제 2 p/n 접합부(22,24)를 형성하는 경우, 반도체 웨이퍼의 전방측 표면(18)과 후방측 표면(20) 간의 간격(78)은 벌크 접촉부(75)를 한정한다.
도 9를 참조하면, 도 7에 도시된 실시예에서 인접 p/n 접합부 간의 전류 흐름을 더 줄이기 위해, 후방측 표면(20)의 노출부(69)에 후방측 홈(82)을 형성함으로써 벌크 접촉부(75)를 저항성이 강하게 제조할 수도 있다. 이를 위해, 예컨대, 레이저 절단, 습식 식각 또는 기계적 쏘 다이싱에 의해 후방측 홈(82)이 후방측 표면(20)에 형성되도록 폭(68)을 크게 형성하는 방식으로 금속화 홈(62)의 폭이 확대된다. 이러한 후방측 홈(82)은 전방측 홈(36)과 상쇄되게끔 형성됨으로써, 전방측 홈(36) 및 후방측 홈(82)의 축(84,86)은 각각 경사각(90)으로 전방측 표면(18)으로 연장하는 평면(88)에 놓이게 되고, 금속화 리세스(62) 및 후방측 홈(82)의 축은 평행하게 이격 배치된다. 이러한 방식으로, p/n 접합부의 전방측 표면부 및 인접 p/n 접합부의 금속화된 후방측 표면부 상의 핑거들 간의 비교적 높은 저항의 전기접속을 제공하는 수축부(92)가 벌크 소재 내부에 형성됨으로써, 각각의 p/n 접합부(22,24)가 상호간에 보다 독립적으로 기능하도록 한다.
도 10을 참조하면, 전술한 방법의 결과로서, 전방측 표면(18) 및 금속화된 후방측 표면(61); 전방측 표면과 상기 금속화된 후방측 표면 사이에 형성되는 반도체 p/n 접합부(16); 및 상기 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하여 웨이퍼(10) 내부를 통해 반도체 p/n 접합부(16)를 차단하여 상기 웨이퍼 내에 다수의 별도의 p/n 접합부(22,24)를 한정하기에 충분한 깊이로 연장함은 물론, 각각의 별도의 p/n 접합부와 연결되는 별도의 전방측 표면부(26,30)를 한정하도록 연장하는 적어도 하나의 전방측 차단부(36)을 구비하는 반도체 웨이퍼(10)를 포함하는 태양전지 장치(100)가 제조된다. 상기 태양전지 장치는 전방측 차단부(36)에 대향하여 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하여 각각의 p/n 접합부(22,24)와 연결되고 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부(64,66)를 한정하는 후방측 차단부(62)를 추가로 포함한다. 사실상, 제 1 및 제 2 서브 셀(23,25)은 각각 웨이퍼 상에 한정된다. 또한, 도시된 실시예에서, 태양전지 장치(100)는, 본 실시예에서 해당 p/n 접합부(22,24)에 인접하되 이들 접합체와 전기 접촉되는 제 1 및 제 2 전방측 집전체 세트(50,54)를 구비하는 집전체 세트를 포함한다.
도 10에 도시된 태양전지 장치는 도 9에 도시된 전방측 홈(36), 금속화 리세스(62) 및 후방측 홈(82)을 구비하지만, 일반적으로 이 장치는 대체 구성으로서 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 구성이나 다른 등가 구성을 구비할 수도 있고/있거나 도 10에 도시된 두 개 이상의 p/n 접합부를 구비하는 다수개의 별도의 p/n 접합부를 한정하기 위해 다수의 전방측 및 후방측 차단부(36,82)를 구비할 수도 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 양태에 따른, 고전압 태양전지에 사용하기 위한 태양전지 모듈을 제조하기 위한 방법이 참조부호 120으로 도시된다. 방법(120)은, 전방측 전극들, 이 경우 제 1 및 제 2 전방측 전극(122,124)을 각각의 서브 셀(23,25)의 전방측 표면부(26,30) 상의 집전체 세트(50,54)에 연결하는 단계를 포함한다. 각각의 전방측 전극(122,124)은, 반도체 웨이퍼(10)의 주변부(130) 외측에, 즉, 웨이퍼와 떨어져 위치하여 해당 서브 셀(23,25)을 예컨대, 인접 반도체 웨이퍼의 또 다른 서브 셀이나 또 다른 태양전지 모듈 또는 또 다른 태양전지와 같은 기타 다른 전지 장비를 포함하는 회로에 연결하기 위한 전방측 종료부(126,128)를 구비한다.
또한, 이 방법(120)은 도 11에서 참조부호 140으로 도시되는 제 1 후방측 전극 및 도 11에서 참조부호 142로 도시되는 제 2 후방측 전극을 추가로 구비하는 데, 이들 후방측 전극은 반도체 웨이퍼(10)의 후면상의 제 1 및 제 2 금속화 후방측 표면부(64,66)에 연결됨은 물론 각 서브 셀(23,25)과 연결된다. 각 후방측 전극(140,142)은 도 13에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼(10)의 주변부(130) 외측에 배치되어 해당 서브 셀을 예컨대, 또 다른 서브 셀이나 또 다른 태양전지 모듈 또는 또 다른 태양전지와 같은 기타 다른 전지 장비에 연결하기 위한 후방측 종료부(144,146)를 구비한다.
도시된 실시예에서, 각각의 전방측 전극(122,124) 및 후방측 전극(144,146)은 표면(152) 및 이 표면상에 형성된 접착층(154)을 갖는 전기 절연 광학 투명 필름(150)을 포함한다. 또한, 이 전극은 접착층(154)에 내장되는 적어도 하나의 전기 도체(156)를 구비하되, 이 전기 도체(156)가 접착층으로부터 돌출되는 도체 표면(158)을 갖는다. 전방측 전극(122, 124)의 경우, 도체 표면(258)에 합금(160)이 도포되어 적어도 하나의 전기 도체(156)를 해당 서브 셀과 연결되는 집전체 세트의 집전체(52)의 적어도 일부에 접착하도록 구성된다. 후방측 전극(140,142)의 경우, 합금(160)은 적어도 하나의 전기 도체를 금속화 후방측 표면부(64 또는 66)에 접착하도록 구성된다. 이때, 전극(122,124,140 및 142)이 표면에 형성된 반도체 웨이퍼(10)가 가열되어 합금(160)으로 하여금 적어도 하나의 전기 도체(156)를 각각의 집전체 세트 또는 금속화 후방측 표면부에 접착하도록 할 수 있다.
도시된 실시예에서, 전기 도체(156)를 집전체들 중 적어도 일부에 접착시키는 합금(160)은 전기 도체(156)를 응고시켜 전기 도체를 집전체(52)의 세트(50)에 전기적으로 접착 및 연결시키도록 가열될 수도 있는 물질을 포함할 수 있다. 이 합금은 예컨대, 도체 표면(158)상의 코팅재일 수도 있다. 이 합금은 예컨대, 땜납(solder)일 수도 있다.
도 11에 도시된 실시예에서, 전극(122)은 도체(156,170,172 및 174)를 구비하는 전기 도체들을 포함한다. 이 실시예에서, 도체(156,170,172 및 174)는 전극(122)의 접착층(154) 상에 평행하면서 균일간격으로 이격 배치된다. 전기 도체의 개수가 많을수록, 전극(122)의 전류 전달 능력이 커진다.
초기에, 전방측 전극(122)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 전극의 후방 가장자리부(162)가 반도체 웨이퍼(10)의 후방 가장자리부(164)와 정렬되도록 둥글게 감아 올려질 수도 있는데, 이때 도체(156,170,172 및 174)가 내장된 접착층(154)이 하방으로 제 1 서브 셀(23)의 전방측 표면(26) 상으로 눌려져서 전극(122)이 압연동작으로 펼져지고 접착층이 전방측 표면(26)에 고정됨으로써, 전기 도체(156,170,172 및 174)가 집전체(52)와 접촉하게 된다.
이와는 달리, 만약, 집전체(52)가 도시된 방향에 대해 직각인 방향으로 연장하도록 형성된다면, 후방 가장자리부(162)는 반도체 웨이퍼(10)의 우측 가장자리부(76)와 정렬되어, 도체(156,170,172 및 174)가 집전체(52)와 접촉하는 방식으로 반도체 웨이퍼(10)의 전방측 표면(26)을 가로질러 압연동작으로 펼쳐진다.
도시된 실시예에서, 전기 도체(156,170,172 및 174)는 광학 투명 필름(150)을 지나 연장되고, 예컨대 전방측 종료부(126) 역할을 수행하는 구리와 같은 금속 호일로 형성가능한 공통 버스(178)에서 종료된다.
후방측 전극(140.142)은 모든 면에서 전방측 전극(122)과 유사하고 전술한 다수의 전극은 예비 제조되고, 필요에 따라, 각각 해당 전극들은 각각의 전방측 표면(26,30) 및 후방측 전기 접점(64,66)에 적용된다. 그러나, 후방측 전극(140,142)은, 웨이퍼(10)의 후방측 표면이 빛을 수신하도록 의도되지 않았기 때문에, 전방측 전극(122,124)과 같이 광학적으로 투명할 필요는 없다.
전방측 전극(122,124) 및 후방측 전극(140,142)에 대한 일반적인 대체 구성의 상세는 참고로 본 명세서에도 포함되어 있는 국제 공개 번호 WO2004/021455A1하에서 공개된 본 출원인의 국제 특허출원으로부터 얻어질 수 있다.
도 12를 참조하면, 도 11을 참조하여 설명한 바와 같은 전극들(122,124,140,142)을 연결한 후에, 반도체 웹(10)은 그 전방측 표면(18)상의 제 1 서브 셀(23)의 전방측 표면부(26)상에 제 1 전방측 전극(122)을 구비하고, 제 2 서브 셀(25)의 전방측 표면부(30)상에 제 2 전방측 전극(124)을 구비한다. 제 1 및 제 2 전방측 전극(122,124)은 그 각각의 종료부(126,128)가 웨이퍼(10)의 대향면상에 위치하도록 배치된다.
이와 마찬가지로, 도 13을 참조하면, 제 1 및 제 2 후방측 전극(140,142)은, 각각 제 1 및 제 2 금속화 표면부(64,66) 상에 배치됨으로써, 각각의 종료부(144,146)이 반도체 웨이퍼(10)의 대향면 상에서 연장한다. 전극(122,124,140 및 142)이 표면상에 형성된 웨이퍼(10)는 도 14의 평면도에서 참조부호 180으로 도시된 태양전지 모듈로 간주될 수 있다.
도 15를 참조하면, 제 1 전방측 종료부(126)는 제 1 서브 셀(23)의 전방측 표면(26)의 평면에서 연장하고, 제 1 후방측 종료부(144)는 제 1 금속화 후방측 표 면부(64)의 평면에서 연장한다는 것을 이해해야 한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 이렇게 함으로써 전방측 종료부(126)는 동일한 타입의 인접 모듈의 후방측 종료부(144)와 편리하고 용이하게 접촉이 가능함으로써, 서로 다른 웨이퍼의 두 개의 인접 서브 셀들(181,183)이 직렬로 연결되어 태양전지 시스템이 제조된다. 따라서, 도 16에는 함께 전기적으로 직렬 연결되는 도 14 및 도 15에 도시된 타입의 두 개의 인접 모듈로 구성된 태양전지 시스템(185)이 도시된다.
일 실시예에서, 소정 웨이퍼상에 형성된 서브 셀용의 전방측 종료부들은 모두 동일 평면에서 연장하는 한편, 동일 웨이퍼상에 형성된 서브 셀용의 후방측 종료부들은 상기 전방측 종료부들이 연장하는 평면으로부터 평행하게 이격 배치된 공통 평면에서 연장한다. 이것은 전방측 종료부들이 도 16에 도시된 바와 같은 인접 모듈의 후방측 종료부들과 중첩되도록 제조될 수 있기 때문에 전술한 타입의 인접 태양전지 모듈간의 전기적 연결을 용이하게 해준다. 이들 전방측 종료부(126) 및 후방측 종료부(144)는 예컨대, 용융점이 낮은 함금으로 코팅처리가 가능하고 인가 압력에 의해 함께 힘을 받으면서 가열되어 함께 납땜된다. 이것은 자동화 기계에 의해 매우 용이하게 수행될 수 있으므로, 본 명세서에서 개시된 모듈을 이용하여 태양전지 시스템의 제조단가를 줄일 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 4 개의 태양전지 모듈(302,304,306 및 308)을 포함하는 태양전지 시스템이 제조될 수 있다. 이들 태양전지 모듈은 두 개의 서브 셀을 갖는 도 14 및 도 15에 도시된 타입으로 구성된다. 인접 모듈(302,304)을 나란히 연결하기 위해, 제 2 모듈(304)의 전방측 종료부(310)는 제 1 모듈(302)의 후 방측 종료부(312)와 중첩되고, 이들 전방측 종료부 및 후방측 종료부는 함께 납땜처리되어 측면 연결부(313)가 형성된다.
도 18을 참조하면, 측면 연결부(313)는 모듈(302,304) 아래에서 접혀져서 이들 모듈이 함께 밀접하게 접함으로써 모듈간의 비활성 또는 비전기 발생 영역(non-electricity producing areas)을 줄일 수 있다.
도 17을 재 참조하면, 상부 및 하부 인접 모듈의 인접 서브 셀들을 연결하고 동일 모듈상에 있는 상부 및 하부 인접 서브 셀들을 직렬로 연결하기 위해, 와이어(320,322 및 324)가 인접 종료부(326과 328, 330과 332, 및 334와 336)에 각각 연결될 수 있다. 종료부(338 및 340)는 태양전지 시스템(300)을 위해 각각 정(+) 및 부(-)의 종료부를 형성한다.
태양전지 시스템(300)은 단일 엔클로저(single enclosure) 내부에 수납될 수 있고, 도시된 방식 또는 다른 연결 방법으로 함께 직렬 연결되는 경우, 단일 태양전지에 의해 제공되는 출력전압 보다 훨씬 높은 출력전압을 갖는 태양전지 시스템을 제공한다. 예컨대, 도 17에 도시된 각 서브 셀은 최대 출력 약 500 밀리볼트의 출력전압에서 전류를 발생시킨다. 도 17에는 8개의 반도체 구획부가 도시되고, 따라서, 태양전지 시스템(313)의 종료부(338 및 340)의 양단에 인가되는 전압출력은 4.0 볼트이다. 도시된 타입의 다수의 모듈이 직렬 연결되어 500 밀리볼트의 원하는 배수의 출력전압을 달성할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 19를 참조하면, 대체 실시예에 따른 태양전지 모듈은 참조부호 200으로 도시되고, 전술한 실시예와 관련하여 설명된 것과 유사한 방식으로 형성된 제 1 및 제 2 서브 셀을 포함한다. 이 모듈은 제 1 서브 셀(202)과 연결된 금속화 후방측 표면(206) 상에 제 1 후방측 전극(203)을 갖는다. 전극(203)은 모듈(200)의 주변부(210)를 지난 연장하는 후방측 종료부(208)를 갖는다. 또한, 제 1 서브 셀(202)은 전방측 종료부(214)가 모듈(200)의 대향면 상에서 모듈의 주변부(210)를 지나 연장하도록 전방측 전극(212)이 전기적으로 연결되는 전방측 표면(도시생략)을 갖는다.
이와 마찬가지로, 제 2 서브 셀(204)은 그 전방측 표면상에 전방측 전극(2165)을 구비하고 제 1 서브 셀(202)의 후방측 종료부(208)와 동일한 측면 상의 모듈(200)의 주변부(210)를 지나 연장하는 종료부(218)를 구비한다. 그러나, 본 실시예에서, 제 2 서브 셀(204)은 다수의 도체들, 그중 하나는 224로 도시되고 제 1 서브 셀(202)에 연결된 후방측 전극(204)의 도체(205)의 방향에 수직인 방향으로 연장하는 도체들을 갖는 전극(222)이 연결되는 물리적으로 격리된 금속화 외표면부(220)를 갖는다. 이들 도체(224)는 모듈(200)의 긴 가장자리부(228)에 평행하게 연장하는 긴 제 2 후방측 종료부(226)에서 종료된다. 특히, 제 2 후방측 종료부(226)는 모듈의 다른 종료부들에 대해 직각으로 향한다. 이 제 2 후방측 종료부(226)는 도시된 방위설정으로 예컨대, 태양전지 시스템에서 일련의 모듈 중 최종 모듈로서 사용하기 위해 모듈(200)을 도 14에 도시된 모듈 보다 더 적절하게 해줄 수도 있다.
제 1 서브 셀(202)의 후방측 종료부(208)는 와이어(209)에 의해 제 2 서브 셀(204)의 전방측 종료부(218)에 연결되어 두 개의 서브 셀이 함께 직렬로 연결된 다. 따라서, 제 1 서브 셀(202)이 전방측 종료부(214)는 모듈의 양(+) 단자로서 작용하고 제 2 서브 셀(204)의 후방측 종료부(226)는 모듈의 음(-) 단자로서 작용한다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈은 참조부호 250으로 도시되고, 단일 반도체 웨이퍼(268)의 전방측 표면(266)상에서 평행하게 균일한 간격으로 이격되게 연장하는 홈(260,262 및 264)과 같은 제 1, 제 2 및 제 3 전방측 차단부에 의해, 그리고 후방측 표면상의 후방측 차단부에 의해 상호 차단되거나 분리되는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 서브 셀(252,254,256 및 258)을 구비한다. 예컨대, 270 및 272로 도시되는 전방측 및 후방측 전극들은 각 서브 셀(252,254,256 및 258)의 전방측 및 후방측에 각각 연결되고, 그 각각은 전방측 종료부(274) 및 후방측 종료부(276)를 갖는다. 전방측 종료부(274) 및 후방측 종료부(276)는 도시된 바와 같은 와이어(251,253 및 255)에 의해 함께 연결되어 각각의 서브 셀(252,254,256 및 258)이 직렬 연결됨으로써 단일 서브 셀의 전압출력의 약 4배인 종료부(278 및 274)의 인가 전압출력을 갖는 단일 모듈이 제공된다.
전술한 바와 같이, 상기한 모든 실시예의 각 서브 셀은, 웨이퍼 자체의 주변부 외측으로 연장하는 종료부를 이용하여 인접 또는 다른 서브 셀 또는 다른 전자 장비에 연결된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 웨이퍼 자체의 주변부 외측으로 연장하는 종료부를 구비한 전극들을 이용함으로써, 종래기술의 실시예에서와 같이, 동일한 웨이퍼 상에 인접 서브 셀들을 함께 연결하기 위한 반도체 제조 기술에 대한 필요성 없이 태양전지 모듈의 용이한 제조를 가능하게 한다. 이러한 태양전지 모듈의 제조에서의 단순화는 제조단가를 낮출 수 있다.
본 실험은, 반도체 웨이퍼의 가장자리와 최근접한 홈 또는 리세스 간의 간격, 또는 서브 셀의 경계를 정하는 웨이퍼의 동일 측면상의 인접 리세스들 간의 간격이 인접 서브 셀 간의 벌크 접촉영역을 통한 션트(shunting)를 방지하기 위해서는 적어도 3 센티미터가 바람직하다는 것을 보여주었다. 이 간격은 3 센티미터 이하가 됨에 따라, 서브 셀의 효율은 웨이퍼가 더 이상 경제적으로 실용적이지 못하다는 측면으로 감소하는 경향이 있는 것으로 보인다. 그러나, 만약, 경제적 실현성이 우려할 만 것이 아니라면, 전방측 표면의 가장자리부 또는 인접 리세스들 간의 간격 또는 후방측 표면의 인접 리세스들 간의 간격은 3 밀리미터 이하가 될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 소정 영역의 반도체 웨이퍼가 일정한 출력으로 전기를 발생시킨다는 것이 확인되었다. 또한, 동일한 반도체 웨이퍼가 전술한 것과 같은 차단된 p/n 접합부 및 차단된 후방측 금속화부를 구비하더라도, 전체 웨이퍼의 출력은 사실상 p/n 접합부 및 후방측 금속화부가 차단되기 이전의 출력과 동일하다는 것이 확인되었다. 예컨대, 만약, 단일 웨이퍼가 전술한 바와 같이 두 개의 동일한 서브 셀로 분할되고, 이 두 개의 서브 셀이 함께 직렬로 연결되면, 전체 모듈의 전류 출력은 이들 서브 셀이 형성되기 이전의 웨이퍼의 전류 출력의 약 1/2이 되고 개방회로 전압은 서브 셀들이 형성되기 이전의 웨이퍼의 개방회로 전압의 2배가 된다.
지금까지 본 발명의 특정 실시예가 설명되고 예시되었지만, 이들 실시예는 단지 본 발명의 예시적인 것에 불과한 것으로서 첨부된 특허청구의 범위에 따라 해 석되는 대로 본 발명을 제한하는 것으로서 간주되어서는 안 된다.

Claims (77)

  1. 전방측 표면 및 금속화된 후방측 표면;
    상기 전방측 표면과 상기 금속화된 후방측 표면 사이에 형성되는 반도체 p/n 접합부;
    상기 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하고 상기 웨이퍼 내부를 통해 상기 반도체 p/n 접합부를 차단하기에 충분한 깊이로 연장하여 상기 웨이퍼 내에 다수의 별도의 p/n 접합부를 한정함은 물론, 상기 각각의 별도의 p/n 접합부와 연결되는 별도의 전방측 표면부를 한정하는 적어도 하나의 전방측 차단부; 및
    상기 전방측 차단부에 대체로 대향하여 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하여 상기 각각의 p/n 접합부와 연결되고 상기 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부를 한정하는 후방측 차단부;를 구비하는 반도체 웨이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전방측 차단부는 적어도 하나의 전방측 리세스(recess)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 리세스는 상기 전방측 표면에 전방측 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 웨이퍼는 주변 가장자리부를 갖고 상기 전방측 홈은 상기 주변 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 두 지점은 상기 웨이퍼의 대향하는 가장자리부에 위치하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  6. 제3에 있어서, 상기 후방측 차단부는 상기 금속화된 후방측 표면에 상기 웨이퍼의 상기 후방측 표면의 노출부를 노출시키는 적어도 하나의 금속화 리세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 금속화 리세스는 금속화 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전방측 홈과 상기 금속화 홈은 대체로 상호 평행한 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 금속화 홈은 상기 전방측 홈의 폭보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 후방측 차단부는 상기 후방측 표면의 상기 노출부에 후방측 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전방측 홈과 상기 후방측 홈은 상기 전방측 표면에 대해 경사각으로 연장하는 평면에 놓여있는 축을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 금속화 홈과 상기 후방측 홈은 평행하게 이격된 축을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 전방측 차단부는 p/n 접합 장벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 p/n 접합 장벽은 p/n 접합부가 형성되지 않은 상기 웨이퍼의 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 p/n 접합 장벽은 라인(line) 형태로 연장되는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 웨이퍼는 주변부 가장자리부를 구비하고, 상기 p/n 접합 장벽은 상기 주변부 가장자리부상의 두 지점 사이에서 연장하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 두 지점은 상기 웨이퍼의 대향하는 가장자리부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 후방측 차단부는 상기 금속화 후방측 표면에 상기 웨이퍼의 상기 후방측 표면의 노출부를 노출시키는 적어도 하나의 금속화 리세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 금속화 리세스는 금속화 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 p/n 접합 장벽 및 상기 금속화 홈은 대체로 상호 평행한 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 금속화 홈 및 상기 p/n 접합 장벽은 폭을 갖되, 상기 금속화 홈의 폭은 상기 p/n 접합 장벽의 폭 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  22. 제18항에 있어서, 상기 후방측 차단부는 상기 후방측 표면의 상기 노출부에 형성된 후방측 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 p/n 접합 장벽 및 상기 후방측 홈은 상기 전방측 표면에 대해 경사각으로 연장하는 평면에 놓여 있는 축을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 금속화 홈 및 상기 후방측 홈은 평행하게 이격되어 있는 축을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  25. 제1항에 있어서, 각각의 전방측 표면부 상에 각각의 집전체 세트를 포함하되, 상기 각각의 집전체 세트는 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 각 세트의 상기 집전체는 상기 전방측 표면에 형성된 별도의 전기 접점을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 집전체는 어레이로 배열되는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 집전체는 다수의 평행 이격된 핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  29. 제25항에 있어서, 상기 각각의 집전체 세트에 연결되는 전방측 전극을 추가로 포함하되, 각각의 전방측 전극은 상기 해당 반도체 p/n 접합부를 회로에 연결하기 위해 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 외측에 전방측 종료부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 각각의 전방측 전극은 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 부분을 갖는 적어도 하나의 도체를 포함하고, 상기 각각의 전방측 전극과 연결된 상기 전방측 종료부는 상기 반도체 웨이퍼의 상기 주변부 외측으로 연장하는 상기 각각의 부분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  31. 제29항에 있어서, 상기 각각의 전방측 종료부는 각각의 전방측 버스를 포함하고, 상기 각각의 전방측 전극은 공통 전방측 버스에 각각 연결되는 다수의 이격된 전기 도체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 다수의 도체는 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 가장자리를 지나 연장하는 종료부를 구비하고, 상기 도체들은 상기 전방측 버스에 연결되는 부분들을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 각각의 전방측 전극은 표면을 갖는 전기절연 광학 투명 필름, 및 상기 필름의 상기 표면상에 형성되어 상기 필름을 해당 전방측 표면부에 고정하기 위한 접착층을 포함하고, 상기 다수의 이격된 전기도체는 상기 접착층에 내장되고, 상기 각각의 전기도체는 상기 접착층으로부터 돌출하는 도체 표면 및 상기 전기도체를 상기 전기 접점들 중 적어도 일부 접점에 접착함으로써 상기 전기 접점들에 의해 상기 태양전지로부터 집전되는 전류가 상기 전기도체에 의해 집전되도록 하는 합금을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  34. 제29항에 있어서, 상기 각각의 별개의 금속화 후방측 표면부는 해당 p/n 접합부와 동일한 공간에 걸쳐있고 상기 접합부에 인접하며 전기 접촉하는 금속화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 장치.
  35. 제34항에 따른 태양전지 장치를 포함하는 고전압 태양전지 모듈로서, 상기 각각의 금속화 후방측 표면부에 연결된 후방측 전극들을 추가로 포함하되, 각 후방측 전극은 상기 해당 반도체 p/n 접합부를 상기 회로에 연결하기 위해 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 외측의 후방측 종료부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 태양전지 모듈.
  36. 제35항에 있어서, 상기 각각의 후방측 전극은 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 외측으로 연장하는 부분을 갖는 적어도 하나의 도체를 포함하고, 상기 각각의 후방측 전극과 연결된 상기 후방측 종료부는 상기 반도체 웨이퍼의 상기 주변부 외측으로 연장하는 상기 각각의 부분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 태양전지 모듈.
  37. 제35항에 있어서, 상기 각각의 후방측 종료부는 각각의 후방측 버스를 포함하고, 상기 각각의 후방측 전극은 공통 후방측 버스에 각각 연결되는 다수의 이격된 전기 도체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 태양전지 모듈.
  38. 제37항에 있어서, 상기 다수 도체의 도체들은 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 가장자리를 지나 연장하는 종료부를 구비하고, 상기 도체들은 상기 후방측 버스에 연결되는 부분들을 구비하는 것을 특징으로 하는 고전압 태양전지 모듈.
  39. 제35항에 있어서, 상기 후방측 전극은 제 2 표면을 갖는 전기절연 필름, 및 상기 제 2 표면상에 형성되어 상기 필름을 해당 금속화 후방측 표면부에 고정하기 위한 제 2 접착층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 전기도체는 상기 제 2 접착층에 내장되고, 상기 적어도 하나의 전기도체는 상기 제 2 접착층으로부터 돌출하는 제 2 도체 표면 및 상기 적어도 하나의 전기도체를 상기 금속화 외표면부에 접착함으로써 상기 태양전지에 인가된 전류가 상기 적어도 하나의 전기도체에 의해 상기 금속화 외표면에 공급되도록 하는 합금을 갖는 것을 특징으로 하는 고전압 태양전지 모듈.
  40. 제35항에 따른 태양전지 모듈을 포함하는 태양전지 시스템으로서, 웨이퍼의 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결된 전방측 종료부를 제 2 반도체 p/n 접합부의 후방측 종료부와 전기적으로 연결하여 상기 제 1 및 제 2 반도체 p/n 접합부들을 전기적으로 직렬 연결시키기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 시스템.
  41. 제40항에 있어서, 상기 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결된 상기 전방측 종료부를 상기 제 2 반도체 p/n 접합부의 상기 후방측 종료부와 전기적으로 연결하기 위한 상기 수단은 상기 하나의 반도체 p/n 접합부와 연결된 상기 전방측 종료부를 상기 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 상기 후방측 종료부와 직접 연결하도록 작동가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 시스템.
  42. 상호 인접하게 배치되는 제35항에 따른 제 1 및 제 2 태양전지 장치를 포함하는 태양전지 시스템으로서, 상기 제 1 태양전지 장치상의 반도체 p/n 접합부와 연결된 전방측 종료부를 상기 제 2 태양전지 장치상의 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 종료부와 전기적으로 연결하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 시스템.
  43. 전방측 표면, 금속화된 후방측 표면 및 상기 전방측 표면과 상기 금속화된 후방측 표면 사이에 형성되는 반도체 p/n 접합부를 구비한 반도체 웨이퍼로부터 태양전지 장치를 제조하기 위한 방법으로서,
    전방측 차단부가 상기 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하고 상기 웨이퍼 내부를 통해 상기 반도체 p/n 접합부를 차단하기에 충분한 깊이로 연장하여 상기 웨이퍼 내에 다수의 별도의 p/n 접합부를 한정함은 물론, 상기 각각의 별도의 p/n 접합부와 연결되는 별도의 전방측 표면부를 한정하도록 하는 단계; 및
    후방측 차단부가 상기 전방측 차단부에 대체로 대향하여 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하여 상기 각각의 p/n 접합부와 연결되고 상기 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부를 한정하도록 하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 전방측 차단부가 상기 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 상기 전방측 표면에 적어도 하나의 전방측 리세스를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 적어도 하나의 리세스를 형성하는 단계는 상기 전방측 표면에 전방측 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 웨이퍼는 주변 가장자리부를 갖고 상기 전방측 리세 스를 형성하는 단계는 상기 전방측 리세스가 상기 주변 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제46에 있어서, 상기 전방측 리세스가 상기 주변 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계는 상기 전방측 리세스가 상기 웨이퍼의 대향하는 가장자리부에 위치하는 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제45에 있어서, 상기 후방측 차단부가 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 상기 금속화된 후방측 표면에 상기 웨이퍼의 상기 후방측 표면의 노출부를 노출시키는 적어도 하나의 금속화 리세스를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 후방측 리세스를 형성하는 단계는 상기 금속화된 후방측 표면에 금속화 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 전방측 홈을 형성하는 단계와 상기 금속화 홈을 형성하는 단계는 상기 전방측 홈과 상기 금속화 홈이 대체로 상호 평행하게 배치되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제49항에 있어서, 상기 전방측 홈과 상기 금속화 홈을 형성하는 단계는 상기 금속화 홈이 상기 전방측 홈의 폭보다 큰 폭을 갖도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제48항에 있어서, 상기 후방측 차단부가 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 상기 후방측 표면의 상기 노출부에 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 후방측 홈을 형성하는 단계는 상기 전방측 홈과 상기 후방측 홈이 상기 전방측 표면에 대해 경사 각도로 연장하는 평면에 놓여있는 축을 갖도록 상기 전방측 홈과 상기 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제52항에 있어서, 상기 후방측 홈을 형성하는 단계는 상기 금속화 홈과 상기 후방측 홈이 평행하게 이격된 축을 갖도록 상기 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제43항에 있어서, 상기 전방측 차단부가 상기 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 상기 전방측 표면에 p/n 접합 장벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제55항에 있어서, 상기 p/n 접합 장벽을 형성하는 단계는 상기 p/n 접합 장벽 역할을 수행하는 상기 웨이퍼의 일부가 p/n 접합부 형성으로부터 차단되도록 하는 단계를 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제55항에 있어서, 상기 p/n 접합 장벽을 형성하는 단계는 상기 p/n 접합 장벽이 라인 형태로 연장되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 웨이퍼는 주변부 가장자리부를 구비하고, 상기 p/n 접합 장벽이 라인 형태로 연장되도록 하는 단계는 상기 p/n 접합 장벽이 상기 주변부 가장자리부상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 제58항에 있어서, 상기 p/n 접합 장벽이 상기 주변부 가장자리부상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계는 상기 웨이퍼의 대향하는 가장자리부 상의 두 지점 사이에서 연장하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  60. 제55항에 있어서, 상기 후방측 차단부가 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 상기 금속화된 후방측 표면에 상기 웨이퍼의 상기 후방측 표면의 노출부를 노출시키는 적어도 하나의 금속화 리세스를 형성하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 금속화 리세스를 형성하는 단계는 금속화 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  62. 제61항에 있어서, 상기 금속화 홈을 형성하는 단계는 상기 p/n 접합 장벽 및 상기 금속화 홈이 대체로 상호 평행하게 연장하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  63. 제61항에 있어서, 상기 금속화 홈을 형성하는 단계는 상기 금속화 홈이 상기 p/n 접합 장벽의 폭 보다 더 큰 폭을 갖도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  64. 제60항에 있어서, 상기 후방측 차단부가 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하도록 하는 단계는 상기 후방측 표면의 상기 노출부에 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  65. 제64항에 있어서, 상기 후방측 홈을 형성하는 단계는 상기 p/n 접합 장벽 및 상기 후방측 홈이 상기 전방측 표면에 대해 경사각으로 연장하는 평면에 놓여 있는 축을 갖도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  66. 제64항에 있어서, 상기 후방측 홈을 형성하는 단계는 상기 금속화 홈 및 상기 후방측 홈이 평행하게 이격되어 있는 축을 갖도록 상기 후방측 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  67. 제43항에 있어서, 각각의 전방측 표면부 상에 각각의 집전체 세트를 형성하는 단계를 추가로 포함하되, 상기 각각의 집전체 세트는 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉하는 것을 특징으로 하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, 각각의 집전체 세트에 상기 집전체를 형성하는 단계는 상기 전방측 표면에 형성된 별도의 전기 접점을 상기 집전체 세트에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  69. 제68항에 있어서, 상기 전기 접점을 형성하는 단계는 상기 전기 접점이 어레이로 배열되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  70. 제69항에 있어서, 상기 집전체를 형성하는 단계는 다수의 평행 이격된 핑거를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  71. 제67항에 있어서, 상기 각각의 집전체 세트에 전방측 전극을 연결하는 단계 를 추가로 포함하되, 각각의 전방측 전극은 상기 해당 반도체 p/n 접합부를 회로에 연결하기 위해 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 외측의 전방측 종료부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  72. 고전압 태양전지 모듈을 제조하기 위한 방법으로서, 제71항에 따른 방법을 포함하고 상기 각각의 금속화된 후방측 표면부에 후방측 전극을 연결하는 단계를 추가로 포함하되, 각각의 후방측 전극은 상기 해당 반도체 p/n 접합부를 상기 회로에 연결하기 위해 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 외측에 형성된 후방측 종료부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  73. 태양전지 시스템을 제조하기 위한 방법으로서, 제72항에 따른 방법을 포함하고 상기 웨이퍼의 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 전방측 종료부를 상기 웨이퍼의 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 종료부와 전기적으로 연결하여 상기 제 1 및 제 2 반도체 p/n 접합부들을 전기적으로 직렬 연결시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  74. 제73항에 있어서, 상기 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 상기 전방측 종료부를 상기 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 상기 후방측 종료부와 전기적으로 연결하는 단계는 상기 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 상기 전방측 종료부를 상기 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 상기 후방측 종료부와 직접 연결하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  75. 전방측 표면 및 금속화된 후방측 표면; 상기 전방측 표면과 상기 금속화된 후방측 표면 사이에 형성되는 반도체 p/n 접합부; 상기 전방측 표면의 적어도 일부를 따라 연장하고 상기 웨이퍼 내부를 통해 상기 반도체 p/n 접합부를 차단하기에 충분한 깊이로 연장하여 상기 웨이퍼 내에 다수의 별도의 p/n 접합부를 한정함은 물론, 상기 각각의 별도의 p/n 접합부와 연결되는 별도의 전방측 표면부를 한정하는 적어도 하나의 전방측 차단부; 상기 전방측 차단부에 대체로 대향하여 상기 금속화된 후방측 표면의 일부를 따라 연장하여 상기 각각의 p/n 접합부와 연결되고 상기 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉되는 다수의 별도의 금속화된 후방측 표면부를 한정하는 후방측 차단부; 각각의 전방측 표면부 상에 형성되되, 각각의 p/n 접합부와 전기 접촉하는 각각의 집전체 세트; 상기 각각의 집전체 세트에 연결되되, 상기 해당 반도체 p/n 접합부를 회로에 연결하기 위해 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 외측에 형성된 전방측 종료부를 각각 포함하는 전방측 전극들; 상기 각각의 금속화 후방측 표면부에 연결되되, 상기 해당 반도체 p/n 접합부를 상기 회로에 연결하기 위해 상기 반도체 웨이퍼의 주변부 외측에 형성된 후방측 종료부를 각각 포함하는 후방측 전극들;을 구비하는 반도체 웨이퍼를 포함하는 태양전지 모듈을 이용하여 고전압 태양전지 시스템을 제조하기 위한 방법으로서,
    제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 상기 전방측 종료부들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 상기 후방측 종료부들 중 하나에 연결 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  76. 제75항에 있어서, 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 상기 전방측 종료부 들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 상기 후방측 종료부 들 중 하나에 연결하는 단계는 동일한 웨이퍼 상에서 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 상기 전방측 종료부들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 상기 후방측 종료부들 중 하나에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  77. 제75항에 있어서, 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 상기 전방측 종료부 들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 상기 후방측 종료부 들 중 하나에 연결하는 단계는 서로 다른 웨이퍼 상에서 제 1 반도체 p/n 접합부와 연결되는 상기 전방측 종료부들 중 하나를 제 2 반도체 p/n 접합부와 연결된 후방측 전극의 상기 후방측 종료부들 중 하나에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011040783A3 (ko) * 2009-09-30 2011-10-27 엘지이노텍주식회사 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
KR101125341B1 (ko) * 2009-10-30 2012-03-27 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
KR101384467B1 (ko) * 2010-04-01 2014-04-14 조몬트 게엠베하 태양 전지 및 그 제조 방법
KR20210107830A (ko) * 2018-12-27 2021-09-01 솔라페인트 엘티디. 강화된 반도체 기판들, 강화된 반도체 기판들로 제조된 디바이스들, 및 이를 제조하는 방법들

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8816191B2 (en) * 2005-11-29 2014-08-26 Banpil Photonics, Inc. High efficiency photovoltaic cells and manufacturing thereof
JP5252472B2 (ja) 2007-09-28 2013-07-31 シャープ株式会社 太陽電池、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
EP2220687A1 (en) 2007-11-19 2010-08-25 Applied Materials, Inc. Solar cell contact formation process using a patterned etchant material
US20100000602A1 (en) * 2007-12-11 2010-01-07 Evergreen Solar, Inc. Photovoltaic Cell with Efficient Finger and Tab Layout
EP2232567A2 (en) * 2007-12-11 2010-09-29 Evergreen Solar, Inc. Photovoltaic panel and cell with fine fingers and method of manufacture of the same
US8212139B2 (en) 2008-01-18 2012-07-03 Tenksolar, Inc. Thin-film photovoltaic module
US20090183764A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Tenksolar, Inc Detachable Louver System
US8933320B2 (en) 2008-01-18 2015-01-13 Tenksolar, Inc. Redundant electrical architecture for photovoltaic modules
US8748727B2 (en) * 2008-01-18 2014-06-10 Tenksolar, Inc. Flat-plate photovoltaic module
CN102405531B (zh) * 2009-02-23 2016-03-02 腾克太阳能公司 高效可再生能源系统
KR101135591B1 (ko) 2009-03-11 2012-04-19 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 태양 전지 모듈
US20120048336A1 (en) * 2009-04-27 2012-03-01 Kyocera Corporation Solar cell element, and solar cell module including the same
IN2012DN00387A (ko) 2009-06-15 2015-08-21 Tenksolar Inc
WO2011001842A1 (en) * 2009-07-03 2011-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
US20110023952A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Evergreen Solar, Inc. Photovoltaic cell with semiconductor fingers
US8796060B2 (en) 2009-11-18 2014-08-05 Solar Wind Technologies, Inc. Method of manufacturing photovoltaic cells, photovoltaic cells produced thereby and uses thereof
US8586862B2 (en) * 2009-11-18 2013-11-19 Solar Wind Technologies, Inc. Method of manufacturing photovoltaic cells, photovoltaic cells produced thereby and uses thereof
US20110114147A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 Solar Wind Ltd. Method of manufacturing photovoltaic cells, photovoltaic cells produced thereby and uses thereof
KR101627377B1 (ko) * 2009-12-09 2016-06-03 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
US8759664B2 (en) 2009-12-28 2014-06-24 Hanergy Hi-Tech Power (Hk) Limited Thin film solar cell strings
KR20110082372A (ko) * 2010-01-11 2011-07-19 삼성전자주식회사 태양 전지 모듈 및 이의 제조 방법
EP2348539B1 (en) * 2010-01-19 2019-05-29 SolarWorld Industries GmbH Photovoltaic cell electrode and method for electrically connecting a photovoltaic cell
US9773933B2 (en) 2010-02-23 2017-09-26 Tenksolar, Inc. Space and energy efficient photovoltaic array
US9299861B2 (en) 2010-06-15 2016-03-29 Tenksolar, Inc. Cell-to-grid redundandt photovoltaic system
KR101425136B1 (ko) 2010-08-10 2014-08-04 텐케이솔라 인코포레이티드 고효율 태양전지판
CN102683437A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 陕西众森电能科技有限公司 一种太阳电池电极结构、以及太阳电池串联方法
CN104412357B (zh) 2012-04-17 2017-09-22 环球太阳能公司 积体薄膜太阳能晶胞电池的互连
WO2013161023A1 (ja) * 2012-04-25 2013-10-31 三菱電機株式会社 太陽電池および太陽電池の製造方法、太陽電池モジュール
ITTO20120095U1 (it) 2012-05-22 2013-11-23 Domenico Gustavo Gioco Pannello fotovoltaico flessibile.
US9102422B2 (en) 2012-06-28 2015-08-11 Solaero Technologies Corp. Solar cell assembly, solar cell panel, and method for manufacturing the same
US9515217B2 (en) 2012-11-05 2016-12-06 Solexel, Inc. Monolithically isled back contact back junction solar cells
WO2014117138A1 (en) 2013-01-28 2014-07-31 Global Solar Energy, Inc. Photovoltaic interconnect systems, devices, and methods
US9510478B2 (en) * 2013-06-20 2016-11-29 Honeywell International Inc. Cooling device including etched lateral microchannels
DE102013010691A1 (de) * 2013-06-27 2014-12-31 Nb Technologies Gmbh Solarzelle
DE112014004468B4 (de) * 2013-09-25 2022-02-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solarzelle, Solarzellenmodul und Solarzellen-Herstellungsverfahren
GB201405662D0 (en) * 2014-03-28 2014-05-14 Big Solar Ltd Apparatus and method
KR101820103B1 (ko) * 2014-10-27 2018-01-18 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈, 그 리페어 방법 및 리페어 장치
JP6380181B2 (ja) * 2015-03-18 2018-08-29 トヨタ自動車株式会社 太陽電池モジュール
FR3039706B1 (fr) * 2015-07-31 2018-02-16 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un module photovoltaique ayant des pertes resistives faibles
KR101747339B1 (ko) * 2015-09-15 2017-06-14 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
CN105336817B (zh) * 2015-11-12 2017-03-15 江苏东昇光伏科技有限公司 一种晶体硅太阳能电池片串及其制备方法
US11145774B2 (en) * 2018-05-30 2021-10-12 Solar Inventions Llc Configurable solar cells
CN108987533B (zh) * 2018-07-23 2020-10-16 英利能源（中国）有限公司 太阳能电池组件的制备方法及太阳能电池组件
CN109037375B (zh) * 2018-07-23 2020-04-03 英利能源（中国）有限公司 太阳能电池及太阳能电池组件
CN108963009B (zh) * 2018-07-23 2020-04-03 英利能源（中国）有限公司 太阳能电池的制备方法及太阳能电池组件
CN108963010A (zh) * 2018-07-25 2018-12-07 英利能源（中国）有限公司 抗载荷太阳能电池组件及制备方法
CN108735831A (zh) * 2018-07-27 2018-11-02 英利能源（中国）有限公司 太阳能电池、太阳能电池串及叠瓦光伏组件
CN109192816B (zh) * 2018-09-04 2019-11-29 苏州元联科技创业园管理有限公司 太阳能电池的制造方法及太阳能电池
CN109216480B (zh) * 2018-09-04 2019-11-29 苏州元联科技创业园管理有限公司 一种p型单晶硅电池及其制造方法
JP7317479B2 (ja) * 2018-09-28 2023-07-31 パナソニックホールディングス株式会社 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
JP2021193695A (ja) * 2018-09-28 2021-12-23 パナソニック株式会社 太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
US11978815B2 (en) 2018-12-27 2024-05-07 Solarpaint Ltd. Flexible photovoltaic cell, and methods and systems of producing it

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3966067A (en) * 1974-07-24 1976-06-29 Frodsham, E. Dale Disposal vehicle
US3982964A (en) 1975-01-17 1976-09-28 Communications Satellite Corporation (Comsat) Dotted contact fine geometry solar cell
US3996067A (en) 1975-12-30 1976-12-07 The United States Of America As Represented By The National Aeronautics And Space Administration Silicon nitride coated, plastic covered solar cell
US4173496A (en) 1978-05-30 1979-11-06 Texas Instruments Incorporated Integrated solar cell array
US4200472A (en) 1978-06-05 1980-04-29 The Regents Of The University Of California Solar power system and high efficiency photovoltaic cells used therein
DE2926754A1 (de) 1979-07-03 1981-01-15 Licentia Gmbh Solarzellen-anordnung
US4278473A (en) 1979-08-24 1981-07-14 Varian Associates, Inc. Monolithic series-connected solar cell
US4320154A (en) 1980-07-18 1982-03-16 Westinghouse Electric Corp. Method of forming solar cells by grid contact isolation
US4315096A (en) * 1980-07-25 1982-02-09 Eastman Kodak Company Integrated array of photovoltaic cells having minimized shorting losses
US4380112A (en) 1980-08-25 1983-04-19 Spire Corporation Front surface metallization and encapsulation of solar cells
US4330680A (en) 1980-10-28 1982-05-18 Fraunhofer Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Integrated series-connected solar cell
US4341918A (en) * 1980-12-24 1982-07-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High voltage planar multijunction solar cell
US4376872A (en) 1980-12-24 1983-03-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High voltage V-groove solar cell
JPS59115576A (ja) 1982-12-22 1984-07-04 Sharp Corp 太陽電池の配線方法
US4517403A (en) 1983-05-16 1985-05-14 Atlantic Richfield Company Series connected solar cells and method of formation
US4594471A (en) 1983-07-13 1986-06-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device
US4499658A (en) * 1983-09-06 1985-02-19 Atlantic Richfield Company Solar cell laminates
US4630470A (en) * 1984-11-16 1986-12-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Remote sensing of vehicle tire pressure
US4697041A (en) * 1985-02-15 1987-09-29 Teijin Limited Integrated solar cells
US4735662A (en) 1987-01-06 1988-04-05 The Standard Oil Company Stable ohmic contacts to thin films of p-type tellurium-containing II-VI semiconductors
US5000972A (en) * 1989-06-21 1991-03-19 Del Monte Corporation Method of making dried fruits
JPH01206671A (ja) 1988-02-15 1989-08-18 Sharp Corp 太陽電池
US4933021A (en) 1988-11-14 1990-06-12 Electric Power Research Institute Monolithic series-connected solar cells employing shorted p-n junctions for electrical isolation
DE68923061T2 (de) 1988-11-16 1995-11-09 Mitsubishi Electric Corp Sonnenzelle.
US5389158A (en) 1989-04-17 1995-02-14 The Boeing Company Low bandgap photovoltaic cell with inherent bypass diode
JPH036867A (ja) 1989-06-05 1991-01-14 Mitsubishi Electric Corp 光発電素子の電極構造、形成方法、及びその製造装置
US5078803A (en) 1989-09-22 1992-01-07 Siemens Solar Industries L.P. Solar cells incorporating transparent electrodes comprising hazy zinc oxide
EP0440869A1 (de) 1990-02-09 1991-08-14 Bio-Photonics, Inc. Photovoltaisches Bauelement zur Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom und photoelektrische Batterie
JP2593957B2 (ja) 1990-11-09 1997-03-26 シャープ株式会社 バイパスダイオード付太陽電池
JP2703673B2 (ja) 1991-05-17 1998-01-26 三菱電機株式会社 半導体装置
US5164019A (en) 1991-07-31 1992-11-17 Sunpower Corporation Monolithic series-connected solar cells having improved cell isolation and method of making same
JP2912496B2 (ja) 1991-09-30 1999-06-28 シャープ株式会社 太陽電池モジュール
US6541695B1 (en) 1992-09-21 2003-04-01 Thomas Mowles High efficiency solar photovoltaic cells produced with inexpensive materials by processes suitable for large volume production
US5391236A (en) * 1993-07-30 1995-02-21 Spectrolab, Inc. Photovoltaic microarray structure and fabrication method
AU695669B2 (en) 1994-05-19 1998-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic element, electrode structure thereof, and process for producing the same
JPH07321351A (ja) 1994-05-19 1995-12-08 Canon Inc 光起電力素子の電極構造及びその製造方法
US5457057A (en) 1994-06-28 1995-10-10 United Solar Systems Corporation Photovoltaic module fabrication process
JP2992464B2 (ja) 1994-11-04 1999-12-20 キヤノン株式会社 集電電極用被覆ワイヤ、該集電電極用被覆ワイヤを用いた光起電力素子及びその製造方法
AUPM996094A0 (en) 1994-12-08 1995-01-05 Pacific Solar Pty Limited Multilayer solar cells with bypass diode protection
US6177242B1 (en) * 1994-12-14 2001-01-23 Institut Pasteur Genomic DNA fragments containing regulatory and coding sequences for the β2-subunit of the neuronal nicotinic acetylcholine receptor and transgenic animals made using these fragments or mutated fragments
JP2992638B2 (ja) 1995-06-28 1999-12-20 キヤノン株式会社 光起電力素子の電極構造及び製造方法並びに太陽電池
US5616185A (en) 1995-10-10 1997-04-01 Hughes Aircraft Company Solar cell with integrated bypass diode and method
CN1103124C (zh) 1996-05-17 2003-03-12 佳能株式会社 光电装置及其制造方法和太阳能电池组件
US6091021A (en) 1996-11-01 2000-07-18 Sandia Corporation Silicon cells made by self-aligned selective-emitter plasma-etchback process
US5871591A (en) 1996-11-01 1999-02-16 Sandia Corporation Silicon solar cells made by a self-aligned, selective-emitter, plasma-etchback process
JP3722326B2 (ja) 1996-12-20 2005-11-30 三菱電機株式会社 太陽電池の製造方法
US6552414B1 (en) 1996-12-24 2003-04-22 Imec Vzw Semiconductor device with selectively diffused regions
DE19741832A1 (de) 1997-09-23 1999-03-25 Inst Solarenergieforschung Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und Solarzelle
US6441297B1 (en) 1998-03-13 2002-08-27 Steffen Keller Solar cell arrangement
US6248948B1 (en) 1998-05-15 2001-06-19 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module and method of producing the same
JP3754841B2 (ja) 1998-06-11 2006-03-15 キヤノン株式会社 光起電力素子およびその製造方法
DE19845658C2 (de) 1998-10-05 2001-11-15 Daimler Chrysler Ag Solarzelle mit Bypassdiode
US6635507B1 (en) 1999-07-14 2003-10-21 Hughes Electronics Corporation Monolithic bypass-diode and solar-cell string assembly
NL1012961C2 (nl) 1999-09-02 2001-03-05 Stichting Energie Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting.
JP2001326370A (ja) 2000-05-12 2001-11-22 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池の製造方法及びその太陽電池
DE10046170A1 (de) 2000-09-19 2002-04-04 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Metallkontaktes durch eine dielektrische Schicht
US6620645B2 (en) 2000-11-16 2003-09-16 G.T. Equipment Technologies, Inc Making and connecting bus bars on solar cells
KR100378016B1 (ko) 2001-01-03 2003-03-29 삼성에스디아이 주식회사 태양 전지용 반도체 기판의 텍스처링 방법
US6638820B2 (en) 2001-02-08 2003-10-28 Micron Technology, Inc. Method of forming chalcogenide comprising devices, method of precluding diffusion of a metal into adjacent chalcogenide material, and chalcogenide comprising devices
WO2002075816A1 (fr) 2001-03-19 2002-09-26 Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. Pile solaire et son procede de fabrication
US6774300B2 (en) 2001-04-27 2004-08-10 Adrena, Inc. Apparatus and method for photovoltaic energy production based on internal charge emission in a solid-state heterostructure
US6815818B2 (en) 2001-11-19 2004-11-09 Micron Technology, Inc. Electrode structure for use in an integrated circuit
US6690041B2 (en) 2002-05-14 2004-02-10 Global Solar Energy, Inc. Monolithically integrated diodes in thin-film photovoltaic devices
US6803513B2 (en) 2002-08-20 2004-10-12 United Solar Systems Corporation Series connected photovoltaic module and method for its manufacture
DE10239845C1 (de) 2002-08-29 2003-12-24 Day4 Energy Inc Elektrode für fotovoltaische Zellen, fotovoltaische Zelle und fotovoltaischer Modul
US6784358B2 (en) 2002-11-08 2004-08-31 The Boeing Co. Solar cell structure utilizing an amorphous silicon discrete by-pass diode
DE102004036734A1 (de) 2004-07-29 2006-03-23 Konarka Technologies, Inc., Lowell Kostengünstige organische Solarzelle und Verfahren zur Herstellung
US7375378B2 (en) 2005-05-12 2008-05-20 General Electric Company Surface passivated photovoltaic devices

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011040783A3 (ko) * 2009-09-30 2011-10-27 엘지이노텍주식회사 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
KR101125341B1 (ko) * 2009-10-30 2012-03-27 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
KR101384467B1 (ko) * 2010-04-01 2014-04-14 조몬트 게엠베하 태양 전지 및 그 제조 방법
KR20210107830A (ko) * 2018-12-27 2021-09-01 솔라페인트 엘티디. 강화된 반도체 기판들, 강화된 반도체 기판들로 제조된 디바이스들, 및 이를 제조하는 방법들

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