KR20090097777A - 태양 에너지 모듈, 이를 갖는 태양 에너지 어셈블리, 태양 에너지 모듈의 리페어 방법 및 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법 - Google Patents

태양 에너지 모듈, 이를 갖는 태양 에너지 어셈블리, 태양 에너지 모듈의 리페어 방법 및 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법 Download PDF

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Abstract

태양 에너지 모듈, 이를 갖는 태양 에너지 어셈블리, 태양 에너지 모듈의 리페어 방법 및 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에서, 태양 에너지 모듈은 직렬 연결된 복수의 단위셀들 및 바이패스 배선을 포함한다. 단위셀의 반도체층은 전면 전극층과 후면 전극층의 사이에 개재된다. 단위셀의 리페어 패드는 전면 전극층 또는 후면 전극층으로부터 일측으로 돌출되어 있다. 바이패스 배선은 리페어 패드들의 인근에 형성되며, 단위셀을 바이패스시키는 데 사용된다. 리페어 패드와 바이패스 배선을 연결하거나, 리페어 패드들을 직접 연결하여 불량한 단위셀을 바이패스할 수 있고, 태양 에너지 모듈들의 출력 전압들을 균일하게 조율할 수 있다.
태양 에너지, 셀, 리페어, 트리밍, 어셈블리

Description

태양 에너지 모듈, 이를 갖는 태양 에너지 어셈블리, 태양 에너지 모듈의 리페어 방법 및 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법{SOLAR ENERGY MODULE, SOLAR ENERGY ASSEMBLY HAVING THE SAME, METHOD OF REPAIRING THE SOLAR ENERGY MODULE AND METHOD OF TRIMMING THE SOLAR ENERGY ASSEMBLY}
본 발명은 태양 에너지 모듈, 이를 갖는 태양 에너지 어셈블리, 태양 에너지 모듈의 리페어 방법 및 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 직렬 연결된 복수의 박막형 단위셀들을 포함하는 태양 에너지 모듈, 이를 갖는 태양 에너지 어셈블리, 태양 에너지 모듈의 리페어 방법 및 태양 에너지 어셈블리의 조율방법에 관한 것이다.
일반적으로, 박막형 태양 에너지 모듈은 직렬로 연결된 복수의 단위셀들을 포함한다. 복수의 단위셀들은 하나의 유리 기판 상에 일괄 공정을 통해 형성된다. 복수의 단위셀들 중 어느 한 단위셀이 단선 또는 합선에 의해 기능을 상실하는 경우 박막형 태양 에너지 모듈의 성능이 전체적으로 떨어지거나 수명이 짧아지는 문제점이 있다. 이로 인해 신뢰성을 요구하는 부분에는 상기한 결함을 가진 박막형 태양 에너지 모듈을 사용할 수 없고, 결국 모듈 전체가 사용할 수 없게 된다. 따라 서 단 하나의 셀 손실이 곧 모듈 전체의 손실로 되는 것을 방지하기 위해 효과적인 태양 에너지 모듈에 대한 리페어 방법이 요구된다.
태양 에너지 모듈의 신뢰성에서, 태양 에너지 모듈들 간에 균일성이 또한 중요하다. 태양 에너지 모듈에서 복수의 단위셀들은 직렬 연결되어 있으며, 복수의 태양 에너지 모듈들을 병렬 연결시켜 태양 에너지 어셈블리를 구성하여 사용하기도 한다. 복수의 태양 에너지 모듈들로부터의 출력 전압들이 불균일한 경우, 병렬 연결된 회로로 인해 태양 에너지 모듈들의 장기 신뢰성이 저해되는 문제점이 있다.
구체적으로, 동일한 기판 위에 동일한 조건으로 공정이 진행이 되었다면 각 단위셀의 출력 전압 값들은 거의 일정한 값을 갖게 된다. 기판 상에서 50 내지 100개의 단위셀들이 직렬 연결되어 고전압 출력을 갖는 태양 에너지 모듈이 제조된다.
그런데 모듈을 제작하면서 공정 조건 상의 편차로 각 단위셀의 출력 값이 상하 5% 정도의 편차를 가질 수 있다. 비록 단위셀로는 작은 량의 편차이지만 다수의 셀이 직렬 연결되면 누적된 편차는 수 볼트(volt)에 이를 수도 있다.
태양 에너지 모듈들이 태양 에너지를 이용한 발전 시스템에 병렬 연결되어 있으므로, 태양 에너지 모듈들의 출력 전압이 균일해야 장기적인 신뢰성을 가질 수 있다. 따라서, 태양 에너지 모듈들의 편차를 방지거나 조정할 수 있는 방안이 요구된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점 및 요구를 해결하는 것 으로, 본 발명은 단위셀의 불량을 용이하게 리페어할 수 있는 태양 에너지 모듈을 제공한다.
본 발명은 상기 태양 에너지 모듈을 포함하는 태양 에너지 어셈블리를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 태양 에너지 모듈의 리페어 방법을 제공한다.
본 발명은 상기 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법을 제공한다.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 특징에 따른 태양 에너지 모듈은 복수의 단위셀들 및 상기 단위셀들의 인근에 형성된 바이패스 배선을 포함한다. 상기 단위셀은 전극층, 하나 이상의 반도체층 및 리페어 패드를 포함한다. 상기 전극층은 서로 마주보는 전면 전극층 및 후면 전극층을 포함한다. 상기 하나 이상의 반도체층은 상기 전면 전극층 및 상기 후면 전극층의 사이에 개재되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 상기 리페어 패드는 상기 전극층에 전기적으로 연결되어 상기 전극층의 일측으로 돌출된다. 상기 단위셀들은 상기 전극층을 통해 전기적으로 직렬 연결되어 단위셀 어레이를 형성한다. 상기 바이패스 배선은 상기 리페어 패드들의 인근에 형성되어 상기 단위셀 어레이의 리페어에 사용된다.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 특징에 따른 태양 에너지 어셈블리는 복수의 태양 에너지 모듈들, 제1 출력 배선 및 제2 출력 배선을 포함한다. 각 상기 태양 에너지 모듈은 단위셀 어레이, 제1 바이패스 배선 및 제2 바이패스 배선을 포함한다. 상기 단위셀 어레이는 전기적으로 직렬 연결된 복수의 단위셀들을 포함한다. 각 상기 단위셀은 전극층, 하나 이상의 반도체층 및 리페어 패드를 포함한다. 상기 전극층은 서로 대향하는 전면 전극층 및 후면 전극층을 포함한다. 상기 하나 이상의 반도체층은 상기 전면 전극층과 후면 전극층의 사이에 개재되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 상기 리페어 패드는 상기 전극층에 전기적으로 연결되어 상기 전극층의 일측으로 돌출된다. 상기 후면 전극층이 바로 옆의 단위셀의 전면 전극층과 전기적으로 연결되어 상기 단위셀 어레이가 형성된다. 상기 제1 바이패스 배선은 상기 단위셀 어레이의 고전압 출력단 인근에서 연장되며, 상기 제2 바이패스 배선은 상기 단위셀 어레이의 저전압 출력단 인근에서 연장된다. 상기 제1 출력 배선은 상기 태양 에너지 모듈들의 상기 고전압 출력단에 대응하는 단위셀의 리페어 패드들을 전기적으로 병렬 연결시킨다. 상기 제2 출력 배선은 상기 태양 에너지 모듈들의 상기 저전압 출력단에 대응하는 단위셀의 리페어 패드들을 전기적으로 병렬 연결시킨다.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 특징에 따른 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에서, 태양 에너지 모듈을 리페어한다. 상기 태양 에너지 모듈은 단위셀의 광-전 변환 반도체층 상부에 배치된 후면 전극층이 제1 방향으로 바로 다음의 단위셀의 광-전 변환 반도체층의 하부에 배치된 전면 전극층과 전기적으로 연결되어 형성된 단위셀 어레이를 갖는다. 상기 태양 에너지 모듈의 리페어를 위해 제1 바이패스 공정 및 제2 바이패스 공정 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 바이패스 공정에서, 제1 단위셀 및 제2 단위셀의 전면 적극층 또는 후면 전극층으로부터 연장된 리페어 패드들을 바이패스 배선에 연결하여 상기 제1 단위셀 또는 상기 제2 단위셀을 포함하는 하나 이상의 단위셀을 바이패스시킨다. 상기 제2 바이패스 공정에서, 제3 단위셀 및 제4 단위셀의 리페어 패드들을 직접 전기적으로 연결하여 상기 제3 단위셀 및 상기 제4 단위셀 중 적어도 하나를 바이패스시킨다.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 더욱 또 다른 특징에 따른 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에서, 태양 에너지 어셈블리를 조율한다. 상기 태양 에너지 어셈블리는 서로 연결된 복수의 태양 에너지 모듈들을 포함한다. 상기 태양 에너지 모듈은 단위셀의 광-전 변환 반도체층 상부에 배치된 후면 전극층이 제1 방향으로 바로 다음의 단위셀의 광-전 변환 반도체층의 하부에 배치된 전면 전극층과 전기적으로 연결되도록 배열되어 형성된 단위셀 어레이를 갖는다. 상기 태양 에너지 어셈블리의 조율을 위해, 복수의 태양 에너지 모듈들의 기준 출력 전압을 산출한다. 상기 각 태양 에너지 모듈들이 상기 기준 출력 전압을 갖도록 리페어한다. 리페어된 각 태양 에너지 모듈의 출력단을 출력 배선에 의해 전기적으로 병렬 연결한다.
상기한 태양 에너지 모듈 및 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에 의하면, 박막층착에 의한 태양 에너지 모듈을 형성하는 공정이 완료된 이후 불량한 단위셀이 발생된 경우, 불량한 단위셀을 바이패스 함으로써 제품의 수율을 높일 수 있다.
상기한 태양 에너지 어셈블리 및 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에 의하 면, 태양 에너지 어셈블리가 포함하는 복수의 태양 에너지 모듈들의 출력 전압값을 균일하게 만들어 제품의 수율을 높이고 태양 에너지 어셈블리의 장기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
실시예 1
도 1은 실시예 1에 따른 태양 에너지 모듈(1)의 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 태양 에너지 모듈(1)을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 태양 에너지 모듈(1)은 복수의 단위셀(5)들 및 바이패스 배선(70)을 포함한다.
상기 단위셀(5)들은 태양광을 입사 받아 전원을 발생시킨다. 상기 단위셀(5)들은 제1 방향(101)으로 배열되어 있고, 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있다. 본 실시예에서 상기 태양 에너지 모듈(1)은 박막형으로 형성될 수 있다. 태양 에너지 따라서 상기 태양 에너지 모듈(1)은 유리기판과 같은 투광성 기판(50)을 더 포함할 수 있다.
각 상기 단위셀(5)은 상기 기판(50) 상에 배치되는 전극층(10), 반도체층(20) 및 리페어 패드(30)를 포함한다.
상기 전극층(10)은 서로 대향하는 전면 전극층(11) 및 후면 전극층(15)을 포함한다.
상기 전면 전극층(11)은 상기 기판(50)의 상면에 형성되며 광투과성 및 전기 전도성을 갖는 물질, 예를 들어, TCO(Transparent conductive oxide)로 이루어질 수 있다.
상기 후면 전극층(15)은 상기 전면 전극층(11)의 상부에 상기 전면 전극층(11)과 대향하게 배치된다. 상기 후면 전극층(15)은 금속으로 이루어질 수 있다. 따라서 상기 후면 전극층(15)은 반사 전극으로 기능할 수 있다.
상기 반도체층(20)은 상기 전면 전극층(11) 및 상기 후면 전극층(15)의 사이에 개재된다. 상기 반도체층(20)은 상기 기판(50) 및 상기 전면 전극층(11)을 투과하여 입사된 광, 예를 들어, 태양광에 반응하여 기전력을 발생시킨다. 상기 기전력으로 인해 상기 전면 전극층(11)과 상기 후면 전극층(15) 간에는 전기장이 형성되며 전류가 발생될 수 있다.
상기 반도체층(20)은 다양한 타입으로 변경될 수 있다. 예들 들어, 상기 반도체층(20)은 PIN 접합 다이오드일 수 있다. 즉 상기 반도체층(20)은 P형 반도체층(21), I형 반도체층(23) 및 N형 반도체층(25)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 따라서 상기 반도체층(20)은 광을 흡수하여 전류를 발생시키는 광흡수 다이 오드로 볼 수 있다. 상기 단위셀(5)에 의해 발생된 전류는 상기 전면 전극층(11) 및/또는 상기 후면 전극층(15)에 각기 연결되는 출력 배선들을 통해 외부로 인출될 수 있다.
상기 전극층(10) 및 상기 반도체층(20)은, 예를 들어, 박막증착 공정을 통하여 상기 기판(50) 위에 전면적으로 증착될 수 있다. 상기 후면 전극층(15) 및 상기 반도체층(20)에는, 도 2에 도시된 것과 같이, 셀분할홈(27)이 상기 단위셀(5)의 길이 방향으로 형성될 수 있다. 상기 셀분할홈(27)에 의해 상기 단위셀(5)들은 서로 구분된다. 사익 셀분할홈(27)의 측면(7)에는 셀 사이의 절연을 위한 제1 절연층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.
상기 단위셀(5)들은 선폭이 대략 1cm 정도, 길이가 1m 정도의 사이즈를 가질 수 있다. 즉 상기 단위셀(5)들은 긴 막대 형상을 가질 수 있다. 상기 단위셀(5)들은 상기 단위셀(5)의 길이 방향과 직교하는 제1 방향(101)으로 전기적으로 직렬 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 어떤 단위셀(5)의 후면 전극층(15)이 상기 제1 방향(101)측으로 바로 옆에 배치된 단위셀(5)의 전면 전극층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반도체층(20)에는 상기 전면 전극층(11)의 일부를 노출시키는 접촉홀(26)이 형성되어 있다. 이웃한 단위셀(5)의 후면 전극층(15)이 상기 접촉홀(26)을 통해 연장되어 상기 전면 전극층(11)과 도통된다. 상기 접촉홀(26)의 내측면에는 상기 반도체층(20)과 상기 후면 전극층(15)을 서로 절연시키는 제2 절연층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.
상기 반도체층(20)은 이웃한 전면 전극층(11)들 사이의 전극 분할홈(8)으로 연장되어 있다. 상기 전극 분할홈(8)에는 이웃한 단위셀(5)들 간에 상기 전면 전극층(11)들 및 상기 반도체층(20)들을 서로 절연시키는 제3 절연층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 태양 에너지 모듈(1)을 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 리페어 패드(30)는 상기 전극층(10)으로부터 연장되어 상기 단위셀(5)의 일측으로 돌출되어 있다. 본 실시예에서, 상기 리페어 패드(30)는 상기 전면 전극층(11)과 동일한 물질로 형성되며, 상기 전면 전극층(11)으로부터 단위셀(5)의 길이 방향으로 연장되어 있다. 상기 리페어 패드(30)는 불량한 단위셀을 리페어하는 데 사용된다. 여기서 상기 리페어는 불량한 단위셀을 직렬 연결되는 단위셀들의 어레이로부터 오픈시켜 바이패스시킨다는 의미로 사용된다.
상기 바이패스 배선(70)은 상기 단위셀(5)들의 리페어 패드(30)들의 인근에 형성된다. 상기 바이패스 배선(70)은 상기 단위셀(5)들의 직렬 연결 방향과 나란한 상기 제1 방향(101)으로 연장될 수 있다. 상기 바이패스 배선(70)은 복수의 불량한 단위셀들을 우회하는 배선으로 사용된다. 상기 바이패스 배선(70)은 상기 리페어 패드(30)와 동일한 층으로 또는 서로 다른 층으로 상기 기판(50) 상에 형성될 수 있다. 상기 리페어 공정의 효율성을 고려하면, 상기 바이패스 배선(70)과 상기 리페어 패드(30)는 동일한 층으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 태양 에너지 모듈(1)은 제1 출력 배선(93) 및 제2 출력 배선(95)을 더 포함한다. 상기 제1 출력 배선(93)은 상기 태양 에너지 모듈(1)의 고전압 출력단에 대응하는 리페어 패드(30)에 연결되고, 상기 제2 출력 배선(95)은 상기 태양 에너지 모듈(1)의 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드(30)에 연결된다.
상기 단위셀 어레이의 끝에 배치된 단위셀(5)이 불량일 확률은 매우 작다. 따라서 상기 제1 출력 배선(93) 및 상기 제2 출력 배선(95) 상기 바이패스 배선(70)에 의하지 않고, 직접 상기 끝에 배치된 단위셀(5)에 연결해도 무방하다.
따라서 본 실시예에서는 상기 제1 출력 배선(93)은 상기 제1 방향(D1)의 반대 방향 끝에 배열된 단위셀(5)의 리페어 패드(30)에 직접 연결되어 있다. 상기 제2 출력 배선(95)은 상기 제1 방향(D1)의 끝에 배열된 단위셀(5)의 리페어 패드(30)에 직접 연결되어 있다.
도 4는 도 2에 도시된 단위셀(5)의 등가 회로도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 단위셀(5)에서 상기 반도체층(20)은 광을 흡수하여 기전력을 발생시키는 광흡수 다이오드(20)로 표시되어 있다. 따라서 상기 광흡수 다이오드(20)에 상기 반도체층(20)과 동일한 참조 번호를 사용한다.
상기 전면 전극층(11) 및 상기 P형 반도체층(21)의 경계면과, 상기 후면 전극층(15) 및 상기 N형 반도체층(25)의 경계면에는 접촉 저항(R-series)이 형성된다. 상기 접촉 저항(R-series)은 상기 단위셀(5)의 내부 저항으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광흡수 다이오드(20)에 직렬로 연결된다.
상기 접촉 저항(R-series)으로 인해 상기 전면 전극층(11) 및 상기 후면 전 극층(15)에는 상기 기전력보다 강하된 전압이 인가된다. 따라서 상기 단위셀(5)로부터 출력되는 전류(Ij)가 증가하기 위해서는 접촉 저항(R-series)이 작은 것이 바람직하며, 정상적인 단위셀(5)에서 상기 접촉 저항(R-series)은 매우 작은 값을 갖는다.
상기 단위셀(5)로부터 발생된 전류의 일부는 외부로 인출되지 못하고 손실된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 상기 셀분할홈(27)의 상기 측면(7)을 따라 전류가 누설될 수 있다. 또한, 서로 이웃한 상기 전면 전극층(11)들 사이의 상기 전극 분할홈(8)으로 연장된 상기 반도체층(20)을 통하여 누설 전류(Irsh)가 흐를 수 있다.
상기 셀분할홈(27)의 측면(7) 및 상기 전극 분할홈(8)의 측면은 전기적으로 저항이 매우 커서 실질적으로 절연된 곳으로 볼 수 있다. 도 4에는 상기 셀분할홈(27)의 측면(7) 및 상기 전극 분할홈(8)의 측면의 전기 저항이 누설 저항(R-shunt)으로 표시되어 있으며, 상기 누설 저항(R-shunt)은 상기 광흡수 다이오드(20)에 병렬 연결되어 있다.
상기 광흡수 다이오드(20)가 다이오드로서 전류 흐름의 방향성을 갖기 위해서는 상기 누설 저항(R-shunt)이 클수록 바람직하며, 정상적인 단위셀(5)에서는 상기 누설 저항(R-shunt)은 매우 큰 값을 갖는다.
본 발명에 따른 상기 태양 에너지 모듈(1)에 의하면 각 상기 단위셀(5)로부터 상기 리페어 패드(30)가 상기 단위셀(5)의 일측으로 돌출되어 있고, 상기 리페어 패드(30) 인근에 불량한 단위셀(5)을 바이패스시킬 수 있는 상기 바이패스 배선(70)이 배치되어 있다. 따라서 불량한 단위셀(5)만을 선별하여 리페어할 수 있기 때문에 상기 태양 에너지 모듈(1)의 수율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 실시예 1에 따른 태양 에너지 모듈의 리페어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 태양 에너지 모듈의 리페어 방법은, 예를 들어, 도 1 내지 도 4에서 설명된 태양 에너지 모듈(1)의 리페어에 적용될 수 있다. 상기 태양 에너지 모듈의 리페어를 위해 제1 바이패스 공정 및 제2 바이패스 공정 중 적어도 어느 하나가 수행된다. 상기 제1 바이패스 공정 및 상기 제2 바이패스 공정의 수행 순서는 임의로 하여도 무방하다.
먼저, 상기 제1 바이패스 공정에서, 제1 단위셀(5) 및 제2 단위셀(5)의 리페어 패드(30)들을 상기 바이패스 배선(70)에 연결한다(단계 S10). 이에 의해 상기 제1 단위셀(5) 또는 상기 제2 단위셀(5)을 포함하는 하나 이상의 단위셀(5)이 바이패스된다.
이를 위하여, 먼저 상기 단위셀(5)의 불량여부를 판별한다. 불량한 단위셀은 상기 광흡수 다이오드(20)로서의 특성을 갖지 못하는 단위셀로 정의된다. 상기 단위셀(5)이 양호한 다이오드인지 여부는 상기 단위셀(5)이 다이오드의 전압-전류 정류 특성 그래프를 따르는지 여부로 판별할 수 있다. 다이오드의 전압-전류 정류 특성 그래프는 상기 전면 전극층(11) 및 상기 후면 전극층(15) 사이에 형성된 전위차에 대하여 상기 단위셀(5)로부터 출력되는 전류의 관계를 도시한다.
도 6은 단위셀(5)의 불량 여부를 검사하는 방식의 일 예를 도시한 단면도이다. 도 7은 단위셀(5)의 불량 여부를 검사하는 방식의 다른 예를 도시한 단면도이 다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 단위셀(5)을 검사하기 위하여 탐침(probe)(104)을 사용할 수 있다. 일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 이웃한 단위셀(5)들의 후면 전극층(15)들에 각각 탐침(104)을 접촉시켜 시험 전압을 인가할 수 있다.
다른 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 서로 이웃한 단위셀(5)들의 전면 전극층(11)들에 각각 탐침(104)을 접촉시켜 시험 전압을 인가할 수 있다.
도 1 내지 도 4에서 설명된 태양 에너지 모듈(1)에서 어떤 단위셀(5)의 후면 전극층(15)과 제1 방향(101)으로 이웃한 단위셀(5)의 전면 전극층(11)은 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 도 6 또는 도 7에서 설명된 바와 같이 상기 단위셀(5)들에 상기 시험 전압을 인가하면 하나의 단위셀(5)의 전면 전극층(11)과 후면 전극층(15)에 시험 전압을 인가할 수 있다.
도 8은 단위셀(5)에 인가된 시험 전압(V)에 대하여 단위셀(5)의 전압-전류 특성 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 접촉 저항(R-series)이 매우 작고, 상기 누설 저항(R-shunt)이 매우 큰 경우, 상기 단위셀(5)은 기능이 정상인 단위셀로 간주된다. 상기 정상적인 단위셀(5)에서는 출력 전압(V)이 임계 전압(Voc)이 될 때 순방향 전류(I)가 출력된다. 이와 같은 정상 단위셀(5)로부터, 도 8에서 실선으로 표시된 것과 같이, 일반적인 다이오드의 정류 특성을 나타내는 전압-전류 특성 곡선을 얻을 수 있다.
도 8에서 삼각형 점이 표시된 곡선은 상기 접촉 저항(R-series)이 한계 값 이상으로 커서 단위셀(5)이 다이오드로서의 특성을 상실한 경우에 나타나는 결과이다.
상기 삼각형 점이 표시된 곡선은 상기 전면 전극층(11) 및 상기 반도체층(20)과 상기 후면 전극층(15) 및 상기 반도체층(20) 사이에 접촉이 불량한 경우에 발생된다. 상기 삼각형 점이 표시된 곡선을 참조하면, 상기 접촉 저항(R-series)이 매우 커서 전류 손실이 커지며, 그 결과, 동일한 출력 전압에 대해 출력전류가 정상적인 단위셀(5)에서보다 매우 작은 것을 알 수 있다.
도 8에서 원형 점이 표시된 곡선은 도 4에서 누설 저항(R-shunt)이 일정한 값 이하로 작아서 단위셀(5)이 다이오드로서의 특성을 상실한 경우에 나타나는 결과이다.
도 4에서 상기 누설 저항(R-shunt)이 작으면 출력(V) 전압이 상기 광흡수 다이오드(20)의 임계 전압(Voc)보다 작은 경우에도 상기 전면 전극층(11)과 상기 후면 전극층(15) 사이에 전류가 흘러서 상기 단위셀(5)이 정류 특성을 상실함을 알 수 있다.
전술한 방법으로 불량한 단위셀이 검출되면, 불량한 단위셀의 리페어 패드(30)를 상기 단위셀 바이패스 배선(70)에 전기적으로 연결시킨다.
도 9는 도 5 내지 도 8에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에 따라 리페어된 태양 에너지 모듈(1)의 평면도이다.
도 5 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에서, 상기 리페어 패드(30)는 상기 전 면 전극층(11)으로부터 연장되어 있다.
도 9의 우측부와 같이, 불량한 단위셀들 2 개(C4, C5)가 연속되게 배치된 경우, 상기 제1 방향(101)의 반대 방향으로 말단에 배치된 불량한 단위셀(C4)의 전면 전극층(11)으로부터 연장된 리페어 패드(30)와 상기 바이패스 배선(70)을 연결한다. 예를 들어, 상기 리페어 패드(30)와 상기 바이패스 배선(70)에 걸쳐지는 제1 브릿지(35)를 형성할 수 있다. 상기 제1 브릿지(35)는 부분적으로 도전층을 증착하는 방법 또는 상기 리페어 패드(30)와 상기 바이패스 배선(70)을 솔더링하는 방법으로 형성될 수 있다. 상기 불량한 단위셀(C1)은 태양광을 입사 받아도 전원이 발생시키는 못하는 단위셀로 정의될 수 있다.
이후, 상기 불량한 단위셀들(C4, C5)에 대하여 제1 방향(101)으로 옆에 배치된 양호한 단위셀(C6)의 전면 전극층(11)을 상기 바이패스 배선(70)에 전기적으로 연결한다. 연결 공정은, 부분적인 증착 방법 또는 솔더링 방법으로 수행할 수 있으며, 연결 공정 결과, 제2 브릿지(37)를 형성할 수 있다.
상기 제1 바이패스 공정의 마지막으로, 상기 불량한 단위셀(C4)과 상기 양호한 단위셀(C6)을 연결시키는 바이패스 배선(70)의 일부(72)를 바이패스 배선(70)의 나머지(74)로부터 분리하여 상기 불량한 단위셀들(C4, C5)을 바이패스시킨다(단계 S20).
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 불량한 단위셀(C4)과 상기 양호한 단위셀(C6)을 연결시키는 상기 바이패스 배선(70)의 일부(72)와 상기 바이패스 배선(70)의 나머지(74)의 경계 지점들(81, 82)을 레이저빔을 이용하여 절단할 수 있다.
한편, 상기 제2 리페어 공정에서는 상기 바이패스 배선(70)에 의하지 않고 이웃한 단위셀(5)들의 리페어 패드(30)들을 서로 전기적으로 연결한다(단계 S30).
예를 들어, 도 9의 좌측부를 참조하면, 양호한 단위셀들(C2, C3) 사이에 불량한 단위셀(C1)이 존재하는 경우, 상기 불량한 단위셀(C1)의 리페어 패드(30)와 상기 제1 방향(D1)으로 바로 옆의 양호한 단위셀(C2)의 전면 전극층(11)으로부터 연장된 리페어 패드(30)를 제3 브릿지(33)를 통하여 전기적으로 연결한다. 따라서, 상기 불량한 단위셀(C1)이 바이패스되고, 상기 양호한 단위셀들(C2, C3)이 전기적으로 서로 연결된다.
본 실시예에서, 상기 단위셀 어레이의 최상단 또는 최하단의 단위셀(5)이 불량인 경우, 상기 태양 에너지 모듈의 리페어를 위해 제3 바이패스 공정을 더 수행할 수 있다. 상기 제3 바이패스 공정에서 먼저, 상기 제1 출력 배선(93) 또는 상기 제2 출력 배선(95)을 상기 최상단 또는 최하단의 단위셀(5)의 리페어 패드(30)로부터 분리시킨다. 이후, 상기 제1 출력 배선(93) 및 상기 제2 출력 배선(95)을 상기 바이패스 배선(30)의 상단 또는 하단에 각각 연결시킨다. 이후, 상기 단위셀(5) 어레이에서 새로운 최상단 단위셀(5)로 선택된 단위셀(5)의 리페어 패드(30)와 상기 바이패스 배선(70)을 연결한다. 또한 새로운 최하단 단위셀(5)로 선택된 단위셀(5)의 리페어 패드(30)와 상기 바이패스 배선(70)을 연결한다. 따라서 불량인 최상단 단위셀(5) 또는 최하단 단위셀(5)이 바이패스될 수 있다. 도 5 내지 도 9에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법의 각 단계들(단계 S10, S20, S30)은 그 실행 순서를 임의로 하여도 무방하다.
도 10은 도 9에 도시된 태양 에너지 모듈(1)의 등가 회로도이다.
도 10을 참조하면, 불량한 단위셀(C1)과 양호한 단위셀(C2)이 인접한 경우, 전술한 제2 바이패스 공정에 의해 직접 연결시켜 양호한 단위셀(C2)을 다른 양호한 단위셀(C3)에 연결시킨다. 한편, 불량한 단위셀들(C4, C5)이 연속하여 배치된 경우는 전술한 제1 바이패스 공정에 의해 상기 바이패스 배선(70)을 통하여 양호한 단위셀(C6)에 우회적으로 연결시킬 수 있다. 도 10에서 연속하여 배치된 불량한 단위셀들(C4, C5)은 바이패스된 것을 알 수 있다. 즉 직렬 연결된 단위셀(5)들의 어레이에서 불량한 단위셀들(C4, C5)은 건너뛰어졌다.
도 11은 실시예 1에 따른 태양 에너지 어셈블리(3)의 평면도이다. 도 12는 도 11에 도시된 태양 에너지 어셈블리(3)의 등가 회로도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예의 태양 에너지 어셈블리(3)는 복수의 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3), 제1 출력 배선(93) 및 제2 출력 배선(95)을 포함한다.
태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)은 도 1 내지 도 4에서 설명된 태양 에너지 모듈(1)에서 상기 제1 출력 배선(93) 및 상기 제2 출력 배선(95)을 제외한 것과 실질적으로 동일하다. 따라서 대응하는 구성요소에 대해서는 대응하는 참조 부호를 사용하고 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에서 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)은 각각 바이패스 배선(70)을 포함하며, 상기 바이패스 배선(70)은 각각 제1 바이패스 배선(71) 및 제2 바이패스 배선(75)을 포함한다.
상기 제1 출력 배선(93)은 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 고전압 출력단에 대응하는 단위셀(305)의 리페어 패드(330)들을 전기적으로 병렬 연결시킨다.
상기 제2 출력 배선(95)은 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 저전압 출력단에 대응하는 단위셀(305)의 리페어 패드(330)들을 전기적으로 병렬 연결시킨다.
상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)은 서로 동일한 개수의 상기 단위셀(5)들을 포함한다. 상기 각 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)에서 동일한 개수의 상기 단위셀(205)들로부터 모듈 출력 전압을 인출하면 제조 공정의 편차로 인해 상기 각 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 상기 모듈 출력 전압들은 오히려 서로 다를 수 있다. 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 상기 모듈 출력 전압들이 서로 다르면 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3) 및 상기 태양 에너지 어셈블리(3)의 수명이 단축될 수 있다.
따라서, 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 상기 모듈 출력 전압들을 실질적으로 서로 동일하게 하기 위해, 상기 고전압 출력단과 상기 저전압 출력단의 사이에 배치된 상기 단위셀(5)의 개수는 동일하지만 전기적으로 직렬 연결된 상기 단위셀(305)들의 개수는 다른 것과 다른 태양 에너지 모듈이 있을 수 있다. 이와 같이 하면 상기 태양 에너지 어셈블리(3)는 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 모듈 출력 전압들이 서로 실질적으로 동일하도록 조율될 수 있다.
도 13은 태양 에너지 어셈블리를 조율하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 14는 도 13에 도시된 순서도에 따라 조율된 태양 에너지 어셈블리의 평면도이다. 도 15는 도 14에 도시된 제1 영역(A)의 확대도이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예의 태양 에너지 어셈블리의 조율방법은, 예를 들어, 도 11에 도시된 태양 에너지 어셈블리(3)를 조율하는데 적용될 수 있다.
태양 에너지 어셈블리(3)의 조율방법에서, 먼저 복수의 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 기준 출력 전압을 산출한다(단계 S40).
상기 복수의 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 기준 출력 전압을 산출하기 위하여, 도 6 또는 도 7에서 설명된 것과 같이, 탐침을 이용하여 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 각 상기 단위셀(305)들의 개별적인 단위 출력전압을 검출하고, 상기 각 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 모듈 출력 전압들을 검출할 수 있다. 검출된 상기 모듈 출력 전압들 중 가장 작은 값을 기준 출력 전압으로 설정할 수 있다.
이후, 상기 각 태양 에너지 모듈(M1, M2, M3)의 출력 전압이 상기 기준 출력 전압과 동일하게 되도록 상기 태양 에너지 모듈(M1, M2, M3)들을 리페어한다(단계 S50).
상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)을 리페어하는 방식은 도 5 내지 도 10에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법을 사용할 수 있다. 다만, 상기 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에서, 전기적으로 직렬 연결된 단위셀 어레이로부터 바이패스되는 단위셀은 불량한 단위셀뿐만 아니라 필요한 경우 양호한 단위셀도 일부 바이패스될 수 있다.
예를 들어, 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 각 모듈 출력 전압이 상기 기준 출력 전압보다 큰 경우, 적어도 하나의 상기 단위셀(5)이 전기적으로 직렬 연결된 단위셀 어레이로부터 바이패스될 수 있다.
도 14에서, 제1 태양 에너지 모듈(M1)에는 상기 제1 바이패스 공정 및 상기 제2 바이패스 공정이 수행되어 있다. 제2 태양 에너지 모듈(M2)에는 상기 제2 바이패스 공정이 수행되어 있다. 제3 태양 에너지 모듈(M3)에는 상기 제1 바이패스 공정이 수행되어 있다.
전술한 리페어 공정을 수행한 결과 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 모듈 출력 전압은 상기 기준 출력 전압으로 모두 동일하게 된다.
이후, 출력 배선에 의해 상기 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 출력단들을 전기적으로 병렬 연결한다(단계 S60). 예를 들어, 상기 각 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)에 형성되어 있는 출력 배선들을 연결하여 상기 태양 에너지 어셈블리(3)의 상기 제1 출력 배선(93) 및 제2 출력 배선(95)을 형성한다. 상기 출력단들을 병렬 연결하는 공정은 다른 공정들의 순서와 무관하게 임의의 순서로 수행할 수도 있다.
실시예 2
도 16은 실시예 2에 따른 태양 에너지 모듈(301)의 평면도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예의 태양 에너지 모듈(301)은 출력 배선이 바이패스 배선(370)에 연결된 것을 제외하고는 도 1 내지 도 4에서 설명된 태양 에너지 모듈(1)과 실질적으로 동일하다. 따라서 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조 번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다. 본 실시예에서, 제1 출력 배선(393) 및 제2 출력 배선(395)은 각각 상기 바이패스 배선(370)의 상단 및 하단에 직접 연결되어 있다.
도 16에서 단위셀 어레이의 최상단 및 최하단 단위셀(305)은 양호한 단위셀(305)이며, 각각 상기 고전압 출력단 및 저전압 출력단에 대응한다. 상기 제1 출력 배선(393) 및 제2 출력 배선(395)은 상기 바이패스 배선(70) 및 제1 브릿지(361) 및 제2 브릿지(362)를 통해 상기 태양 에너지 모듈(301)의 고전압 출력단 및 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드(330)에 연결되어 있다. 상기 고전압 출력단 및 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드(330)에 연결된 바이패스 배선(70)은 나머지 바이패스 배선(70)으로부터 분리되어 있다. 따라서 상기 단위셀 어레이, 상기 제1 출력 배선(93) 및 상기 제2 출력 배선(95)은 하나의 태양 에너지 모듈 회로를 형성한다.
이와 다르게, 상기 최상단 및/또는 최하단 단위셀(305)이 불량인 경우 상기 고전압 출력단 및 상기 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드(330)가 변경될 수 있다.
본 실시예의 태양 에너지 모듈의 리페어 방법은 상기 제3 리페어 공정이 불필요한 것, 상기 고전압 출력단 및 상기 저전압 출력단의 리페어 패드(30)와 상기 바이패스 배선(70)을 연결하는 공정이 추가되는 것, 출력단과 출력 배선을 연결하는 바이패스 배선(70)을 나머지 바이패스 배선(70)으로부터 분리시키는 공정이 추 가되는 것을 제외하고는 도 5 내지 도 10에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
도 16에서 제2 바이패스 공정이 수행되어 있고, 그 결과 제3 브릿지(363)에 의해 연결된 단위셀(305)들 중 하나가 바이패스되어 있다.
도 17은 실시예 2에 따른 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에 의해 조율된 태양 에너지 어셈블리(303)의 평면도이다. 도 18은 도 17에 도시된 제2 영역(B)의 확대도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 실시예의 태양 에너지 어셈블리(303)는 도 16에서 설명된 태양 에너지 모듈(301)을 포함하는 것을 제외하고는 도 11 및 도 12에서 설명된 태양 에너지 어셈블리(3)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예의 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법은 출력 배선에 의해 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 출력단들을 전기적으로 병렬 연결하는 방식을 제외하고는 도 13, 도 14 및 도 15에서 설명된 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법과 실질적으로 동일하다.
본 실시예에서 출력 배선에 의해 태양 에너지 모듈들의 출력단들 연결하는 방법은 도 16에서 설명된 방법과 동일하다. 각 태양 에너지 모듈들(M1, M2, M3)의 고전압 출력단 및 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드(303)는 상기 제1 브릿지(361) 및 상기 제2 브릿지(362)를 통해 바이패스 배선(70)에 연결된다. 제1 출력 배선(393) 및 제2 출력 배선(395)은 제1 바이패스 배선(375)의 상단 및 제2 바이패 스 배선(371)의 하단에 각각 직접 연결되어 있다.
실시예 3
도 19는 실시예 3에 따른 태양 에너지 모듈(501)의 평면도이다. 도 20은 도 19에 도시된 태양 에너지 모듈(501)을 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 실시예의 태양 에너지 모듈(501)은 리페어 패드(530)를 제외하고는 도 16 내지 도 18에서 설명된 태양 에너지 모듈(301)과 실질적으로 동일하다. 따라서 대응하는 구성 요소에 대해서는 대응하는 참조 번호를 사용하고 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에서, 상기 리페어 패드(530)는 단위셀(505)의 후면 전극층(515)으로부터 연장되어 일측으로 돌출된다. 바이패스 배선(570)도 상기 리페어 패드(530)와 동일한 층에 형성되어 있다.
본 실시예에 따른 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에서, 제1 바이패스 공정의 1단계로, 연속된 불량한 단위셀들(C5, C6) 중 제1 방향(101)의 말단에 배치된 불량한 단위셀(C6)의 후면 전극층(515)으로부터 연장된 리페어 패드(530)를 브릿지를 통해 제2 바이패스 배선(571)을 전기적으로 연결한다.
또한, 상기 제1 바이패스 공정의 2단계로, 상기 불량한 단위셀들(C5, C6)에 대하여 상기 제1 방향(101)의 반대 방향으로 이웃한 양호한 단위셀(C4)의 후면 전극층(515)으로부터 연장된 리페어 패드(530)를 브릿지를 통해 상기 제2 바이패스 배선(571)에 전기적으로 연결시킨다.
본 실시예에 따른 태양 에너지 모듈(501)의 리페어 방법은 전술한 사항을 제 외하고는 도 16 내지 도 18에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 태양 에너지 어셈블리는 도 19 및 도 20에서 설명된 태양 에너지 모듈(501)을 포함하는 것을 제외하고는 도 17 및 도 18에서 설명된 태양 에너지 어셈블리(303)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법은 본 실시예의 태양 에너지 모듈의 리페어 방법을 사용하여 수행하는 것을 제외하고는 도 16 내지 도 18에서 설명된 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
실시예 4
도 21은 실시예 4에 따른 태양 에너지 모듈(701)의 평면도이다.
도 21을 참조하면, 태양 에너지 모듈(701)은 단위셀(705)들의 전면 전극층(711)으로부터 연장된 리페어 패드(730)들이 모두 바이패스 배선(770)에 일체로 형성된 점을 제외하고는 도 16 내지 도 18에서 설명된 태양 에너지 모듈(301)과 실질적으로 동일하다. 따라서 대응하는 구성 요소에 대해서는 대응하는 참조 번호를 사용하고 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 태양 에너지 모듈(701)은 테스트 과정을 거쳐 모든 상기 단위셀(705)들이 정상으로 판정되면, 고전압 출력단에 대응하는 단위셀(CH)과, 저전압 출력단에 대응하는 단위셀(CL)을 제외한 나머지 상기 단위셀(705)들의 상기 리페어 패드(730)는 상기 바이패스 배선(770)으로부터 분리되어 사용된다.
상기 단위셀(705)들 중에는 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)이 발생할 수 있다. 도 21에는 불량한 단위셀들(C1, C3, C5) 상에 X 표시가, 양호한 단위셀(705) 상에 O 표시가 되어 있다. 도 21에서, 상기 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)이 바이패스되어 리페어된 태양 에너지 모듈(701)이 도시되어 있다.
도 22는 도 21에 도시된 태양 에너지 모듈(701)의 리페어 방법을 설명하는 순서도이다.
21 및 도 22를 참조하면, 본 실시예의 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에서, 양호한 단위셀(705)의 전극층(710)과 바이패스 배선(770)을 분리시킨다(단계 S710).
본 실시예에서, 양호한 단위셀(705)의 전면 전극층(711)으로부터 연장된 리페어 패드(730)에는 레이저빔에 의해 절단부(781)가 형성되어 상기 바이패스 배선(770)으로부터 분리된다. 다만 바이패스를 위해서, 상기 양호한 단위셀(705) 중 상기 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)에 대해 상기 제1 방향(101)으로 이웃한 양호한 단위셀들(C2, C4, C6)은 상기 바이패스 배선(770)과 일체로 형성된 상태를 유지한다.
이후, 불량한 단위셀들 및 이웃한 양호한 단위셀들에 일체로 형성된 바이패스 배선을 나머지 바이패스 배선으로부터 분리한다 (단계 S720
예들 들어, 도 21에서, 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)과 이들에 대해 상기 제1 방향(101)으로 이웃한 상기 양호한 단위셀들(C2, C4, C6)을 연결시키는 상기 바이패스 배선(770)의 제1 부분(772)이 상기 바이패스 배선(770)의 제2 부분(774)으 로부터 분리된다.
즉, 상기 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)의 전면 전극층(711)과 및 이들에 대해 제1 방향(101)으로 이웃한 상기 양호한 단위셀들(C2, C4, C6)의 전면 전극층(711)이 전기적으로 도통된다. 따라서, 상기 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)은 상기 태양 에너지 모듈(701)의 모듈 출력 전압에 기여할 수 없게 바이패스된다.
상기 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에서 태양 에너지 모듈(701)의 고전압 출력단에 대응하는 양호한 단위셀(CH)과 저전압 출력단에 대응하는 양호한 단위셀(CL)은 상기 바이패스 배선(770)과 단선시키는 대상에서 제외시킨다.
본 실시예에 따른 태양 에너지 어셈블리는 도 21에서 설명된 태양 에너지 모듈(701)을 포함하는 것을 제외하고는 도 16 및 도 18에서 설명된 태양 에너지 어셈블리(303)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법은 도 21 및 도22에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법을 사용하여 수행하는 것을 제외하고는 도 16 내지 도 18에서 설명된 태양 에너지 어셈블리의 조율방법과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
실시예 5
도 23은 실시예 5에 따른 태양 에너지 모듈의 평면도이다.
도 23을 참조하면, 본 실시예의 태양 에너지 모듈(901)은 리페어 패드(930)가 후면 전극층(915)으로부터 연장된 점을 제외하고는 도 21에서 설명된 태양 에너지 모듈(701)과 실질적으로 동일하다. 따라서 대응하는 구성 요소에 대해서는 대응 하는 참조 번호를 사용하고 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예의 본 실시예에 따른 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에서, 양호한 단위셀(905)의 후면 전극층(915)으로부터 연장된 리페어 패드(930)와 일체로 형성된 바이패스 배선(970)을 서로 분리시킨다. 다만, 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)에 대해 상기 제1 방향(101)의 반대 방향으로 이웃한 양호한 단위셀들(C2, C4, C6)은 상기 바이패스 배선(970)과 일체로 연결된 상태를 유지시킨다. 따라서, 상기 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)의 후면 전극층(915)과 및 이들에 대해 상기 제1 방향(101)의 반대 방향으로 이웃한 상기 양호한 단위셀들(C2, C4, C6)의 후면 전극층(911)이 전기적으로 도통된다. 따라서, 상기 불량한 단위셀들(C1, C3, C5)은 상기 태양 에너지 모듈(901)의 모듈 출력 전압에 기여할 수 없게 바이패스된다.
상기한 것을 제외한 나머지 사항은 도 21 및 도 22에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예의 태양 에너지 어셈블리는 도 23에서 설명된 태양 에너지 모듈(901)을 갖는 것을 제외하고는 도 16 내지 도 18에서 설명된 태양 에너지 어셈블리(303)와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예의 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법은 도 23에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법을 사용하는 것을 제외하고는 도 16 내지 도 18에서 설명된 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 태양 에너지 모듈 및 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에 의하면, 불량한 단위셀을 바이패스하여 제품의 수율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태양 에너지 어셈블리 및 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에 의하면, 복수의 태양 에너지 모듈들의 모듈 출력 전압값을 균일하게 만들에 장기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 직렬 연결된 박막형 단위셀들을 갖는 태양 에너지 모듈 및 복수의 태양 에너지 모듈을 결합시킨 태양 에너지 어셈블리의 제조 및 리페어에 적용될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 실시예 1에 따른 태양 에너지 모듈의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양 에너지 모듈을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 태양 에너지 모듈을 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 단위셀의 등가 회로도이다.
도 5는 실시예 1에 따른 태양 에너지 모듈의 리페어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 단위셀의 불량 여부를 검사하는 방식의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 7은 단위셀의 불량 여부를 검사하는 방식의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 8은 단위셀에 인가된 시험 전압(V)에 대하여 단위셀의 전압-전류 특성 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 5 내지 도 8에서 설명된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에 따라 리페어된 태양 에너지 모듈의 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 태양 에너지 모듈의 등가 회로도이다.
도 11은 실시예 1에 따른 태양 에너지 어셈블리의 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 태양 에너지 어셈블리의 등가 회로도이다.
도 13은 태양 에너지 어셈블리를 조율하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 도 13에 도시된 순서도에 따라 조율된 태양 에너지 어셈블리의 평면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 제1 영역(A)의 확대도이다.
도 16은 실시예 2에 따른 태양 에너지 모듈의 평면도이다.
도 17은 실시예 2에 따른 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에 의해 조율된 태양 에너지 어셈블리의 평면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 제2 영역(B)의 확대도이다.
도 19는 실시예 3에 따른 태양 에너지 모듈의 평면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 태양 에너지 모듈을 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 21은 실시예 4에 따른 태양 에너지 모듈의 평면도이다.
도 22는 도 21에 도시된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 23은 실시예 5에 따른 태양 에너지 모듈의 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5 : 단위셀 10 : 전극층
11 : 전면 전극층 15 : 후면 전극층
20 : 반도체층 30 : 리페어 패드
50 : 기판 70 : 바이패스 배선
1 : 태양 에너지 모듈 3 : 태양 에너지 어셈블리
71 : 제1 바이패스 배선 75 ; 제2 바이패스 배선
93 : 제1 출력 배선 95 : 제2 출력 배선

Claims (48)

  1. 서로 마주보는 전면 전극층 및 후면 전극층을 포함하는 전극층;
    상기 전면 전극층과 후면 전극층의 사이에 개재되며, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 하나 이상의 반도체층; 및
    상기 전극층에 전기적으로 연결되어 상기 전극층의 일측으로 돌출된 리페어 패드를 포함하며, 상기 전극층을 통해 전기적으로 직렬 연결되어 단위셀 어레이를 형성하는 복수의 단위셀들; 및
    상기 리페어 패드들의 인근에 형성되어 상기 단위셀 어레이의 리페어에 사용되는 바이패스 배선을 포함하는 태양 에너지 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단위셀들은 제1 방향을 따라 배열되며, 제1 단위셀의 후면 전극층이 상기 제1 방향으로 바로 다음의 제2 단위셀의 전면 전극층과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 방향의 반대 방향 끝에 배열된 단위셀의 상기 리페어 패드에 연결된 제1 출력 배선; 및
    상기 제1 방향의 끝에 배열된 단위셀의 리페어 패드에 연결된 제2 출력 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 리페어 패드는 상기 전면 전극층으로부터 연장된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  5. 제3항에 있어서, 상기 리페어 패드는 상기 후면 전극층으로부터 연장된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  6. 제3항에 있어서, 불량한 단위셀의 리페어 패드를 상기 바이패스 배선에 연결시키는 제1 브릿지; 및
    양호한 단위셀의 리페어 패드를 상기 바이패스 배선에 연결시키는 제2 브릿지를 더 포함하여, 상기 불량한 단위셀 또는 상기 제1 브릿지와 상기 제2 브릿지 사이의 불량한 단위셀을 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 브릿지 및 상기 제2 브릿지 사이의 바이패스 배선은 나머지 바이패스 배선으로부터 분리된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  8. 제3항에 있어서, 불량한 단위셀의 리페어 패드와 이웃한 양호한 단위셀의 리페어 패드를 직접 연결시켜 상기 단위셀 어레이로부터 상기 불량한 단위셀을 바이패스시키는 제3 브릿지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  9. 제2항에 있어서, 상기 바이패스 배선의 상기 제1 방향의 반대 방향 단부에 연결된 제1 출력 배선; 및
    상기 바이패스 배선의 상기 제1 방향의 단부에 연결된 제2 출력 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 태양 에너지 모듈의 고전압 출력단 및 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드들과 상기 제1 출력 배선 및 상기 제2 출력 배선을 각각 전기적으로 연결하는 바이패스 배선은 나머지 바이패스 배선으로부터 분리된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  11. 제9항에 있어서, 상기 리페어 패드는 상기 전면 전극층으로부터 연장된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  12. 제9항에 있어서, 상기 리페어 패드는 상기 후면 전극층으로부터 연장된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  13. 제9항에 있어서, 불량한 단위셀의 리페어 패드를 상기 바이패스 배선에 연결시키는 제4 브릿지; 및
    양호한 단위셀의 리페어 패드를 상기 바이패스 배선에 연결시키는 제5 브릿지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제4 브릿지 및 상기 제5 브릿지 사이의 바이패스 배선은 나머지 바이패스 배선으로부터 분리된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  15. 제9항에 있어서, 불량한 단위셀의 리페어 패드와 이웃한 양호한 단위셀의 리페어 패드를 직접 연결시켜 상기 단위셀 어레이로부터 상기 불량한 단위셀을 바이패스시키는 제6 브릿지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  16. 제9항에 있어서, 상기 불량한 단위셀의 리페어 패드들은 상기 바이패스 배선과 일체로 형성되며, 양호한 단위셀의 리페어 패드에는 절단부가 형성되어 상기 바이패스 배선과 분리된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  17. 제16항에 있어서, 상기 태양 에너지 모듈의 고전압 출력단 및 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드들과 일체로 형성된 바이패스 배선은 나머지 바이패스 배선으로부터 분리된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  18. 제16항에 있어서, 하나 또는 2이상 연속된 불량한 단위셀들의 세트에 양측으로 이웃한 양호한 단위셀들 중 어느 하나의 리페어 패드는 상기 바이패스 배선과 일체로 형성되어 있고, 나머지 하나에는 상기 절단부가 형성되어 상기 하나 또는 2이상 연속된 불량한 단위셀들의 세트를 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  19. 제18항에 있어서, 상기 하나 또는 2이상 연속된 불량한 단위셀들의 세트에 연결된 바이패스 배선은 나머지 바이패스 배선으로부터 분리된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  20. 서로 대향하는 전면 전극층 및 후면 전극층을 포함하는 전극층;
    상기 전면 전극층과 후면 전극층의 사이에 개재되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 하나 이상의 반도체층; 및
    상기 전극층에 전기적으로 연결되어 상기 전극층의 일측으로 돌출된 리페어 패드를 포함하며, 상기 후면 전극층이 바로 옆의 단위셀의 전면 전극층과 전기적으로 연결되어 전기적으로 직렬 연결된 복수의 단위셀들을 포함하는 단위셀 어레이;
    상기 단위셀 어레이의 고전압 출력단 인근에서 연장된 제1 바이패스 배선; 및
    상기 단위셀 어레이의 저전압 출력단 인근에서 연장된 제2 바이패스 배선을 포함하는 복수의 태양 에너지 모듈들;
    상기 태양 에너지 모듈들의 상기 고전압 출력단에 대응하는 단위셀의 리페어 패드들을 전기적으로 병렬 연결시키는 제1 출력 배선; 및
    상기 태양 에너지 모듈들의 상기 저전압 출력단에 대응하는 단위셀의 리페어 패드들을 전기적으로 병렬 연결시키는 제2 출력 배선을 포함하는 태양 에너지 어셈블리.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 출력 배선 및 상기 제2 출력 배선은 각각 상기 고전압 출력단 및 상기 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드들에 직접 연결된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제1 출력 배선은 상기 고전압 출력단에 대응하는 리페어 패드에 연결된 제1 바이패스 배선에 연결되고, 상기 제2 출력 배선은 상기 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드에 연결된 상기 제2 바이패스 배선에 연결된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  23. 제22항에 있어서, 상기 고전압 출력단에 대응하는 리페어 패드를 상기 제1 바이패스 배선에 연결하는 제1 브릿지; 및
    상기 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드를 상기 제2 바이패스 배선에 연결하는 제2 브릿지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  24. 제23항에 있어서, 상기 고전압 출력단에 대응하는 리페어 패드에 연결된 제1 바이패스 배선은 상기 제1 바이패스 배선의 나머지로부터 분리되고,
    상기 저전압 출력단에 대응하는 리페어 패드에 연결된 제2 바이패스 배선은 상기 제2 바이패스 배선의 나머지로부터 분리된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  25. 제20항에 있어서, 상기 리페어 패드는 상기 전면 전극층으로부터 연장된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈.
  26. 제20항에 있어서, 상기 리페어 패드는 상기 후면 전극층으로부터 연장된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  27. 제20항에 있어서, 각 상기 태양 에너지 모듈에서 상기 고전압 출력단과 상기 저전압 출력단의 사이에서 전기적으로 직렬 연결된 단위셀의 개수는 각 상기 태양 에너지 모듈들로부터의 모듈 출력 전압이 서로 동일하게 되도록 선택된 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  28. 제27항에 있어서, 적어도 하나의 상기 태양 에너지 모듈은 서로 이웃한 단위셀들의 리페어 패드들을 직접 연결시키는 제3 브릿지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제3 브릿지에 의해 연결된 단위셀들 중 적어도 어느 하나는 불량한 단위셀인 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  30. 제27항에 있어서, 적어도 하나의 상기 태양 에너지 모듈은 제1 리페어 패드 를 상기 제1 바이패스 배선에 직접 연결하는 제4 브릿지; 및
    제2 리페어 패드를 상기 제2 바이패스 배선에 직접 연결하는 제5 브릿지 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  31. 제30항에 있어서, 복수의 상기 제4 브릿지들에 각각 연결된 복수의 상기 제1 리페어 패드들 중 적어도 하나는 불량한 단위셀의 리페어 패드이고,
    복수의 상기 제5 브릿지들에 각각 연결된 복수의 상기 제2 리페어 패드들 중 적어도 하나는 불량한 단위셀의 리페어 패드인 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리.
  32. 단위셀의 광-전 변환 반도체층 상부에 배치된 후면 전극층이 제1 방향으로 바로 다음의 단위셀의 광-전 변환 반도체층의 하부에 배치된 전면 전극층과 전기적으로 연결되어 단위셀 어레이가 형성된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에서,
    제1 단위셀 및 제2 단위셀의 전면 적극층 또는 후면 전극층으로부터 연장된 리페어 패드들을 바이패스 배선에 연결하여 상기 제1 단위셀 또는 상기 제2 단위셀을 포함하는 하나 이상의 단위셀을 바이패스시키는 제1 바이패스 단계; 및
    제3 단위셀 및 제4 단위셀의 리페어 패드들을 직접 전기적으로 연결하여 상기 제3 단위셀 및 상기 제4 단위셀 중 적어도 하나를 바이패스시키는 제2 바이패스 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 제1 바이패스 단계 및 상기 제2 바이패스 단계에서, 불량한 단위셀의 전면 전극층으로부터 연장된 리페어 패드를 상기 제1 방향으로 이웃한 단위셀의 전면 전극층으로부터 연장된 리페어 패드에 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  34. 제32항에 있어서, 상기 제1 바이패스 단계 및 상기 제2 바이패스 단계에서, 불량한 단위셀의 후면 전극층으로부터 연장된 리페어 패드를 상기 제1 방향의 반대 방향으로 이웃한 단위셀의 후면 전극층으로부터 연장된 리페어 패드에 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  35. 제32항에 있어서, 상기 제1 바이패스 단계는 상기 제1 단위셀 및 상기 제2 단위셀의 리페어 패드들을 연결하는 바이패스 배선을 나머지 바이패스 배선으로부터 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  36. 제32항에 있어서, 부분 증착 공정 또는 솔더링 공정으로 상기 리페어 패드와 상기 바이패스 배선 또는 상기 리페어 패드들을 연결하는 브릿지를 형성하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  37. 제32항에 있어서, 출력 배선을 상기 단위셀 어레이의 말단에 배치된 단위셀 의 리페어 패드로부터 분리하는 단계;
    상기 출력 배선을 상기 바이패스 배선의 단부에 연결하는 단계; 및
    상기 출력 배선에 연결된 바이패스 배선을 나머지 바이패스 배선으로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  38. 단위셀의 광-전 변환 반도체층 상부에 배치된 후면 전극층이 제1 방향으로 바로 다음의 단위셀의 광-전 변환 반도체층의 하부에 배치된 전면 전극층과 전기적으로 연결되어 단위셀 어레이가 형성된 태양 에너지 모듈의 리페어 방법에서,
    양호한 단위셀의 전면 전극층 또는 후면 전극층으로부터 연장되어 바이패스 배선과 일체로 형성된 리페어 패드를 상기 바이패스 배선으로부터 분리시키는 단계; 및
    불량한 단위셀의 리페어 패드와 일체로 형성된 바이패스 배선을 나머지 바이패스 배선으로부터 분리시키는 단계를 포함하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  39. 제37항에 있어서, 상기 불량한 단위셀에 상기 제1 방향으로 이웃한 양호한 단위셀의 전면 전극층으로부터 연장된 리페어 패드는 상기 바이패스 배선과 일체로 형성된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  40. 제37항에 있어서, 상기 불량한 단위셀에 상기 제1 방향의 반대 방향으로 이웃한 양호한 단위셀의 후면 전극층으로부터 연장된 리페어 패드는 상기 바이패스 배선과 일체로 형성된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈의 리 페어 방법.
  41. 제37항에 있어서, 상기 단위셀 어레이의 출력단에 대응하는 단위셀의 리페어 패드와 일체로 형성되며 출력 배선에 연결된 바이패스 배선을 나머지 바이패스 배선으로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 모듈의 리페어 방법.
  42. 단위셀의 광-전 변환 반도체층 상부에 배치된 후면 전극층이 제1 방향으로 바로 다음의 단위셀의 광-전 변환 반도체층의 하부에 배치된 전면 전극층과 전기적으로 연결되도록 배열되어 단위셀 어레이를 형성하는 복수의 단위셀들을 갖는 태양 에너지 모듈들이 복수 개가 연결된 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법에서,
    복수의 태양 에너지 모듈들의 기준 출력 전압을 산출하는 단계;
    상기 각 태양 에너지 모듈들이 상기 기준 출력 전압을 갖도록 리페어하는 단계; 및
    리페어된 각 태양 에너지 모듈의 출력단을 출력 배선에 의해 전기적으로 병렬 연결하는 단계를 포함하는 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 기준 출력 전압을 산출하는 단계는
    탐침을 이용하여 상기 태양 에너지 모듈들의 각 단위셀들의 셀 출력 전압들을 검출하는 단계; 및
    상기 태양 에너지 모듈들의 상기 모듈 출력 전압들을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 태양 에너지 모듈들의 상기 출력단들을 전기적으로 병렬 연결하는 단계는
    고전압 출력단에 대응하는 상기 각 태양 에너지 모듈의 최상단 단위셀의 리페어 패드에 직접 연결된 제1 출력 배선들을 서로 연결하는 단계; 및
    저전압 출력단에 대응하는 상기 각 태양 에너지 모듈의 최하단 단위셀의 리페어 패드에 직접 연결된 제2 출력 배선들을 서로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법.
  45. 제43항에 있어서, 상기 태양 에너지 모듈들의 상기 출력단들을 전기적으로 병렬 연결하는 단계는
    상기 각 태양 에너지 모듈이 상기 기준 출력 전압을 갖도록 선택된 개수의 단위셀들의 최상단 리페어 패드를 제1 출력 배선에 연결된 제1 바이패스 배선에 연결하는 단계; 및
    상기 선택된 개수의 단위셀들의 최하단 리페어 패드를 제2 출력 배선에 연결된 제2 바이패스 배선에 연결하는 단계를 포함하는 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 최상단 리페어 패드 및 상기 제1 출력 배선을 연결하는 바이패스 배선과, 상기 최하단 리페어 패드 및 상기 제2 출력 배선을 연결하는 바이패스 배선을 나머지 바이패스 배선으로부터 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법.
  47. 제43항에 있어서, 상기 리페어하는 단계는 적어도 하나의 상기 태양 에너지 모듈에서 적어도 하나의 상기 단위셀을 바이패스시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 단위셀을 바이패스시키는 단계는
    제1 단위셀 및 제2 단위셀의 리페어 패드들을 바이패스 배선에 연결하여 상기 제1 단위셀 또는 상기 제2 단위셀을 포함하는 하나 이상의 단위셀을 바이패스시키는 제1 바이패스 단계; 및
    제3 단위셀 및 제4 단위셀의 리페어 패드들을 직접 연결하여 상기 제3 단위셀 및 상기 제4 단위셀 중 적어도 하나를 바이패스시키는 제2 바이패스 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 어셈블리의 조율 방법.
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