KR20100088016A - 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20100088016A KR1020090007141A KR20090007141A KR20100088016A KR 20100088016 A KR20100088016 A KR 20100088016A KR 1020090007141 A KR1020090007141 A KR 1020090007141A KR 20090007141 A KR20090007141 A KR 20090007141A KR 20100088016 A KR20100088016 A KR 20100088016A
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이강희
김병동
정세진
전국일
이우수
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Abstract

태양 전지 모듈을 제공한다. 상기 태양 전지 모듈은 기판, 상기 기판 위에 차례로 적층되어 있는 제1 전극, 반도체층 및 제2 전극으로 구성된 복수의 단위셀, 각각 상기 복수의 단위셀들을 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈, 상기 제1 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제2 세로 패턴부, 상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈을 구획하는 가로 패턴부 그리고 상기 가로 패턴부 주변에 위치하며 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈 사이를 절연시키는 절연부를 포함한다. 여기서, 상기 제1 서브 모듈의 단위셀들은 제1 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고, 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들은 제2 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고, 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈은 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결된다.
제1 서브 모듈, 제2 서브 모듈, 단위셀, 가로 패턴부

Description

태양 전지 모듈 및 그 제조 방법{Solar cell module and method for manufacturing the same}
본 발명은 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
태양 전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것이다. 태양 전지는 기본적으로 PN 접합으로 구성된 다이오드로써, 광흡수층으로 사용되는 물질에 따라 다양한 종류로 구분된다.
광흡수층으로 실리콘을 이용하는 태양 전지는 결정질 기판(Wafer)형 태양 전지와 박막형(비정질, 다결정) 태양전지로 구분할 수 있다. 또한 CIGS(CuInGaSe2)나 CdTe를 이용하는 화합물 박막 태양전지, Ⅲ-Ⅴ족 태양전지, 염료 감응 태양 전지와 유기 태양 전지가 대표적인 태양 전지라고 할 수 있다.
태양 전지는 크기에 관계없이 개방 전압(Voc)이 일정하기 때문에 태양 전지 모듈 제작시에는 원하는 전압을 형성하기 위해서 단위셀들이 직렬 연결되도록 패터닝을 실시한다. 패터닝된 영역은 빛을 받아도 발전되지 않는 데드 영역(Dead area)으로 패터닝이 많을수록 태양 전지 모듈 전체의 발전량은 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 동일한 출력 전압을 유지하면서도 태양 전지 모듈의 데드 영역(Dead area)을 줄여서 효율을 높일 수 있는 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 기판, 상기 기판 위에 차례로 적층되어 있는 제1 전극, 반도체층 및 제2 전극으로 구성된 복수의 단위셀, 각각 상기 복수의 단위셀들을 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈, 상기 제1 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제2 세로 패턴부, 상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈을 구획하는 가로 패턴부 그리고 상기 가로 패턴부 주변에 위치하며 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈 사이를 절연시키는 절연부를 포함한다. 여기서, 상기 제1 서브 모듈의 단위셀들은 제1 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고, 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들은 제2 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고, 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈은 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결된다.
상기 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 세로 패턴부 각각은 상기 제1 전극을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제1 패턴 영역, 상기 반도체층을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제2 패턴 영역 그리고 상기 반도체층과 상기 제2 전극을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제3 패턴 영역을 포함할 수 있다.
상기 가로 패턴부는 상기 제1 전극을 관통하도록 가로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제4 패턴 영역, 상기 반도체층을 관통하도록 가로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제5 패턴 영역 그리고 상기 반도체층과 상기 제2 전극을 관통하도록 가로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제6 패턴 영역을 포함할 수 있다.
상기 절연부는 상기 제4 패턴 영역과 일직선 상에 위치하는 제1 절연부와 상기 제6 패턴 영역과 일직선 상에 위치하는 제2 절연부를 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 각각에서 상기 제1 패턴 영역, 상기 제2 패턴 영역 및 상기 제3 패턴 영역은 가로 방향을 따라 순차적으로 위치할 수 있다.
상기 제1 서브 모듈 가장자리의 제1 단위셀과 상기 제1 단위셀과 이격되어 있는 상기 제2 서브 모듈 가장자리의 제2 단위셀은 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결될 수 있다.
상기 제1 서브 모듈 가장자리의 제1 단위셀과 상기 제2 서브 모듈 가장자리의 제2 단위셀은 대각선 방향을 따라 서로 이격될 수 있다.
상기 제1 서브 모듈 가장자리의 제1 단위셀과 상기 제1 단위셀과 이웃하는 상기 제2 서브 모듈의 가장자리의 제2 단위셀은 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결될 수 있다.
상기 제1 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제1 내지 제N 단위셀을 포함하 고, 상기 제2 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제N+1 내지 제2N 단위셀을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 상기 제N 단위셀 및 상기 제N+1 단위셀 내지 상기 제2N 단위셀은 동일한 방향을 따라 순차적으로 위치하고, 상기 제N 단위셀과 상기 제N+1 단위셀이 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결될 수 있다.
상기 절연부는 상기 제1 서브 모듈에 근접하여 형성된 제1 절연부와 상기 제2 서브 모듈에 근접하여 형성된 제2 절연부를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연부는 상기 제1 단위셀부터 상기 제N-1 단위셀까지의 위치에 배치되고, 상기 제2 절연부는 상기 N+2 단위셀부터 2N 단위셀까지의 위치에 배치될 수 있다.
상기 복수의 단위셀들은 서로 면적이 동일할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 기판, 상기 기판 위에 차례로 적층되어 있는 제1 전극, 반도체층 및 제2 전극으로 구성된 복수의 단위셀, 각각 상기 복수의 단위셀들을 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈, 상기 제1 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제2 세로 패턴부, 상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 사이에 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈을 절연시키는 절연부 그리고 상기 제1 서브 모듈의 가장자리에 위치하는 제1 단위셀과 상기 제2 서브 모듈의 가장자리에 위치하는 제2 단위셀 사이를 연결하는 연결셀을 포함한다. 여기서, 상기 제1 서브 모듈의 단위셀들은 상기 제1 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고, 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들은 상기 제2 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결된다.
상기 연결셀은 상기 제2 단위셀에 이웃하여 평행하게 위치하고, 상기 연결셀의 일부가 상기 제1 단위셀에 이웃하도록 연장될 수 있다.
상기 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 세로 패턴부는 상기 제1 전극을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제1 패턴 영역, 상기 반도체층을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제2 패턴 영역 그리고 상기 반도체층과 상기 제2 전극을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제3 패턴 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 모듈에 포함된 상기 제1 내지 상기 제3 패턴 영역과 상기 제2 서브 모듈에 포함된 상기 제1 내지 상기 제3 패턴 영역은 서로 다른 방향을 따라 순차적으로 위치할 수 있다.
상기 제1 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제1 내지 제N 단위셀을 포함하고, 상기 제2 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제N+1 내지 제2N 단위셀을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 상기 제N 단위셀은 제1 방향을 따라 순차적으로 위치하고, 상기 제N+1 단위셀 내지 상기 제2N 단위셀은 상기 제1 방향과 반대 방향을 따라 순차적으로 위치하며, 상기 제N 단위셀과 상기 제N+1 단위셀은 상기 연결셀을 통해 서로 직렬 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 기판, 상기 기판 위에 차례로 적층되어 있는 제1 전극, 반도체층 및 제2 전극으로 구성된 복수의 단위셀, 각 각 상기 복수의 단위셀들을 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈, 상기 제1 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제2 세로 패턴부, 상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 사이에 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈을 절연시키는 절연부 그리고 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈을 직렬 연결하는 보조 패턴부를 포함한다. 여기서, 상기 제1 서브 모듈의 단위셀들은 제1 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고, 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들은 제2 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결된다.
상기 보조 패턴부는 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈 사이에 위치할 수 있다.
상기 보조 패턴부는 가로 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제1 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제1 내지 제N 단위셀을 포함하고, 상기 제2 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제N+1 내지 제2N 단위셀을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 상기 제N 단위셀 및 상기 제N+1 단위셀 내지 상기 제2N 단위셀은 동일한 방향을 따라 순차적으로 위치하고, 상기 제N 단위셀과 상기 제N+1 단위셀이 상기 보조 패턴부를 통해 서로 직렬 연결될 수 있다.
상기 보조 패턴부는 상기 제1 서브 모듈에 근접하여 형성된 제1 패턴 영역, 상기 제2 서브 모듈에 근접하여 형성된 제2 패턴 영역, 상기 제1 패턴 영역 및 상기 제2 패턴 영역 사이에 형성되어 있는 제3 패턴 영역을 포함하고, 상기 제1 패턴 영역은 상기 제1 단위셀부터 상기 제N 단위셀까지의 위치에 배치되며, 상기 제2 패턴 영역은 상기 제N+2 단위셀부터 상기 제2N 단위셀까지의 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1 패턴 영역 및 상기 제2 패턴 영역은 상기 제1 전극을 관통하도록 가로 방향으로 패터닝되어 있고, 상기 제3 패턴 영역은 상기 반도체층을 관통하도록 패터닝될 수 있다.
상기 절연부는 상기 제1 패턴 영역과 일직선 상에 위치하는 제1 절연부와 상기 제2 패턴 영역과 일직선 상에 위치하는 제2 절연부를 포함하고, 상기 제1 절연부는 상기 제1 단위셀부터 상기 제N-1 단위셀까지의 위치에 배치되고, 상기 제2 절연부는 상기 제N+2 단위셀부터 상기 제2N 단위셀까지의 위치에 배치될 수 있다.
상기 보조 패턴부는 상기 제1 서브 모듈의 가장자리에 위치하는 제1 단위셀 또는 상기 제2 서브 모듈의 가장자리에 위치하는 제2 단위셀 중의 하나에 형성되고, 상기 보조 패턴부는 상기 제1 단위셀과 상기 제2 단위셀을 직렬 연결할 수 있다.
상기 제1 단위셀과 상기 제2 단위셀은 서로 이웃하여 배치될 수 있다.
상기 제1 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제1 내지 제N 단위셀을 포함하고, 상기 제2 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제N+1 내지 제2N 단위셀을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 상기 제N 단위셀은 제1 방향을 따라 순차적으로 위치하고, 상기 제N+1 단위셀 내지 상기 제2N 단위셀은 상기 제1 방향과 반대 방향을 따라 순차적으로 위치하며, 상기 제N 단위셀과 상기 제N+1 단위셀이 상기 보조 패턴부를 통 해 서로 직렬 연결될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 패터닝 디자인을 변경하여 제1 서브 모듈과 제2 서브 모듈을 직렬 연결하여 광효율을 높일 수 있고, 제조 원가를 줄일 수 있다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 나타내는 배치도이다. 도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ' 및 Ⅱ'-Ⅱ'' 을 따라 자른 단면도이다.
박막형 태양 전지 모듈은 상부 전극과 하부 전극 사이에 P 타입의 반도체와 N 타입의 반도체로 이루어진 PN 접합으로 구성된 단위 셀에서 서로 이웃하는 하나의 단위 셀의 상부 전극과 다른 하나의 단위 셀의 하부 전극을 연결하여 만들 수 있다.
여러 차례의 패터닝 공정을 하여 상기 상부 전극과 상기 하부 전극을 연결할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판(100) 위에 제1 전극(110)이 위치한다. 제1 전극(110)을 관통하는 제1 그루브(G1)이 형성되어 있다. 제1 전극(110) 위에 제1 그루브(G1)를 채우고 있는 반도체층(140)이 위치할 수 있다. 반도체층(140)을 관통하는 제2 그루브(G2)가 형성되어 있다. 반도체층(140) 위에 제2 그루브(G2)를 채우고 있는 제2 전극(150)이 위치할 수 있다. 제2 전극(150) 및 반도체층(140)을 관통하는 제3 그루브(G3)가 형성되어 있다.
제1 전극(110)은 SnO2, ZnO:Al, ZnO:B, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 제1 그루브(G1)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제1 패턴 영역(P1) 및 가로 방향으로 뻗어 있는 제4 패턴 영역(P4)에 위치한다. 제2 그루브(G2)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제2 패턴 영역(P2) 및 가로 방향으로 뻗어 있는 제5 패턴 영역(P5)에 위치한다. 제3 그루브(G3)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제3 패턴 영역(P3) 및 가로 방향으로 뻗어 있는 제6 패턴 영역(P6)에 위치한다.
제1 그루브(G1)는 제1 전극(110)을 절연하는 역할을 하고, 제2 그루브(G2)는 상부 전극 및 하부 전극 각각에 해당하는 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 또한, 제3 그루브(G3)는 복수개의 단위셀(C1, C2, C3…)들을 갖는 태양 전지에서 서로 이웃하는 단위 셀을 절연하는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 제1 서브 모듈(SUB1) 및 제2 서브 모듈(SUB2)로 구획할 수 있다. 제1 서브 모듈(SUB1)에서 제1 패턴 영역(P1), 제2 패턴 영역(P2) 및 제3 패턴 영역(P3)은 제1 세로 패턴부(VP1)를 구성하고, 제2 서브 모듈(SUB2)에서 제1 패턴 영역(P1), 제2 패턴 영역(P2) 및 제3 패턴 영역(P3)은 제2 세로 패턴부(VP2)를 구성하고 있다. 제1 세로 패턴부(VP1) 및 제2 세로 패턴부(VP2) 각각에서 제1 패턴 영역(P1), 제2 패턴 영역(P2) 및 제3 패턴 영역(P3)은 동일한 방향을 향해 순차적으로 위치하고 있다.
제1 서브 모듈(SUB1) 및 제2 서브 모듈(SUB2)은 복수의 단위셀들(C1, C2,…, C100)을 포함하고 있다. 제1 서브 모듈의 단위셀들(C1,…,C50)은 제1 세로 패턴부(VP1)에 의해 구획되어 있고, 제2 서브 모듈의 단위셀들(C51,…,C100)은 제2 세로 패턴부(VP2)에 의해 구획되어 있다. 제1 서브 모듈(SUB1)와 제2 서브 모듈(SUB2)은 가로 패턴부(HP)에 의해 구획되어 있다. 제1 세로 패턴부(VP1)와 제2 세로 패턴부(VP2)는 서로 이격되어 있고, 그 사이에 가로 패턴부(HP)가 위치하고 있다.
제1 서브 모듈(SUB1)의 단위셀들(C1,…,C50)은 제1 세로 패턴부(VP1)를 통해 서로 직렬 연결되고, 제2 서브 모듈(SUB2)의 단위셀들(C51,…,C100)은 제2 세로 패턴부(VP2)를 통해 서로 직렬 연결되어 있다.
가로 패턴부(HP) 주위에 제1 절연 패턴(I1) 및 제2 절연 패턴(I2)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 절연 패턴(I1, I2)은 제1 서브 모듈(SUB1)과 제2 서브 모듈(SUB2) 사이를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 다만, 도 1에 나타낸 것처럼 제1 서브 모듈(SUB1) 가장자리의 단위셀(C50)에는 제1 절연 패턴(I1)이 형성되어 있지 않고, 제2 서브 모듈(SUB2) 가장자리의 단위셀(C51)에는 제2 절연 패턴(I2)이 형성되어 있지 않다. 따라서, 제1 서브 모듈(SUB1) 가장자리의 단위셀(C50)과 제2 서브 모듈(SUB2) 가장자리의 단위셀(C51)이 직렬 연결된다.
절연 패턴(I1, I2)에는 제2 전극(150), 반도체층(140) 및 제1 전극(110)을 관통하는 제4 그루브(G4)가 형성되어 있다.
반도체층(140)은 P 타입의 불순물을 갖는 P층(120)과 N 타입의 불순물을 갖는 N층(130)이 차례로 적층되어 있다. P층(120)은 CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS)로 형성될 수 있고, N층(130)은 CdS로 형성될 수 있다. 하지만 반도체층(140)은 본 발명의 실시예와 달리 P층(110)은 붕소가 도핑된 비정질 실리콘(Boron doped a-Si:H), 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC:H) 및 미세 결정 실리콘(mc-Si:H) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, N층(130)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 형성될 수 있다. 이 때, P층(120)과 N층(130) 사이에 비정질로 이루어진 I층이 더 포함될 수 있다.
도 3은 본 발명의 도 1에서 설명한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 나타내는 배치도이다. 도 4 내지 도 6은 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ' 및 Ⅳ'-Ⅳ'' 를 따라 자른 단면도들이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 기판(100) 위에 제1 전극(110)을 스퍼터링 등의 방법을 이용하여 적층한다. 그리고, 레이저 스크라이빙 또는 기계적 스크라이빙 방법을 이용하여 제1 전극(110)을 패터닝하여 제1 그루브(G1)를 형성한다. 제1 그루브(G1)는 제1 세로 패턴부(VP1) 및 제2 세로 패턴부(VP2) 각각의 제1 패턴 영역(P1)과 가로 패턴부의 제4 패턴 영역(P4)에 형성된다.
도 3 및 도 5를 참고하면, 제1 전극(110) 위에 제1 그루브(G1)를 채우도록 반도체층(140)을 형성한다. 그리고, 레이저 스크라이빙 또는 기계적 스크라이빙 방법을 이용하여 반도체층(140)을 패터닝하여 제2 그루브(G2)를 형성한다. 제2 그루브(G2)는 제1 세로 패턴부(VP1) 및 제2 세로 패턴부(VP2) 각각의 제2 패턴 영역(P2)과 가로 패턴부의 제5 패턴 영역(P5)에 형성된다.
도 3 및 도 6을 참고하면, 반도체층(140) 위에 제2 그루브(G2)를 채우도록 제2 전극(150)을 형성한다. 그리고, 레이저 스크라이빙 또는 기계적 스크라이빙 방법을 이용하여 제2 전극(150) 및 반도체층(140)을 패터닝하여 제3 그루브(G3)를 형성한다. 제3 그루브(G3)는 제1 세로 패턴부(VP1) 및 제2 세로 패턴부(VP2) 각각의 제3 패턴 영역(P3)과 가로 패턴부(HP)의 제6 패턴 영역(P6)에 형성된다.
다음, 도 3에 나타낸 점선(DL)을 따라 도 1에 나타낸 절연 패턴(I1, I2)을 형성한다. 절연 패턴(I1, I2)에 레이저 스크라이빙 또는 기계적 스크라이빙 방법을 이용하여 제2 전극(150), 반도체층(140) 및 제1 전극(110)을 패터닝하여 제4 그루브(G4)를 형성한다. 제1 서브 모듈(SUB1)과 제2 서브 모듈(SUB2) 사이에 직렬 연결을 하기 위해 제1 서브 모듈(SUB1) 가장자리 단위셀(C50)과 제2 서브 모듈(SUB2) 가장자리 단위셀(C51)에는 절연 패턴(I1, I2)를 형성하지 않는다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 동작을 설명하기 위한 배치도이다.
도 7을 참고하면, 제1 서브 모듈(SUB1)에 (+) 단자를 연결하고, 제2 서브 모듈(SUB2)에 (-) 단자를 연결한 경우, 화살표 방향(A)을 따라 전자가 이동한다. (+) 단자에 바로 연결된 제1 서브 모듈(SUB1)의 단위셀(C1)에서 출발한 전자는 제50 단위셀(C50)을 거쳐 가로 패턴부(HP)를 통해 제50 단위셀(C50)과 직렬 연결된 제2 서브 모듈(SUB2)의 제51 단위셀(C51)로 이동한다. 전자는 제2 서브 모듈(SUB2)을 통해 이동하다가 제100 단위셀(C100)을 지나 (-) 단자로 빠져나간다. 결국, 제1 단위셀(C1)부터 제100 단위셀(C100)까지 직렬 연결된다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 효과를 종래 기술과 비교하기 위한 배치도들이다. 구체적으로, 도 8은 종래의 태양 전지 모듈의 규격을 나타내고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 규격을 나타낸 것이다.
도 8을 참고하면, Voc가 0.6V인 태양 전지로 70*100cm 모듈을 제작하여 60V를 만들기 위해서는 상기 모듈을 100등분해야 한다. 이 때, 실제로 발전 가능한 면적은 전체 모듈 면적에서 패터닝에 의해 형성되는 데드 영역(Dead area)을 제외한 면적이 된다. 구체적으로, 도 8에 나타낸 태양 전지 모듈의 데드 영역은 0.05*100*99=495cm2 이고, 발전 가능한 면적은 전체 면적 7000cm2 에서 데드 영역(Dead area) 495cm2 를 뺀 6505cm2 이 된다. 대략 7.1%의 손실이 발생한다. 모 듈 크기가 커질수록 손실률은 더욱 커진다.
도 9를 참고하면, 도 8에 나타낸 모듈과 동일한 크기의 모듈을 패터닝할 때 모듈의 단위셀 사이의 간격을 도 8에 나타낸 모듈에서의 단위셀 간격보다 두배로 한다. 모듈의 중앙 부분에서 1mm 간격을 두고 가로 방향으로 패터닝하여 형성된 가로 패턴부(HP)를 통해 제50 단위셀(C50)과 제51 단위셀(C51)이 직렬 연결되도록 한다. 이렇게 하면 단위셀의 개수는 도 8에 나타낸 모듈과 동일하게 100개가 되어 전압은 동일하지만, 패턴 수는 대략 50% 정도 감소한다. 따라서 발전되는 전력이 증가한다.
구체적으로, 도 9에 나타낸 태양 전지 모듈의 데드 영역은 0.05*700+0.05*99.9*49=248cm2 이고, 발전 가능한 면적은 전체 면적 7000cm2 에서 데드 영역(Dead area) 248cm2 를 뺀 6752cm2 이 된다. 대략 3.5%의 손실이 발생하여 도 8에 나타낸 모듈에 비해 전체 출력이 3.5% 정도 증가한다. 그에 따라, 모듈을 제작하기 위한 단가도 감소한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 나타내는 배치도이다. 도 11은 도 10의 절단선 ⅩI-ⅩI' 를 따라 자른 단면도이다. 도 12는 도 10의 절단선 ⅩⅡ-ⅩⅡ' 를 따라 자른 단면도이다.
도 10 내지 도 12를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한 실시예와 대체적으로 유사하다. 하지만, 지금 설명하려는 실시예는 제1 서브 모듈(SUB1)과 제2 서브 모듈(SUB2) 사이에 가로 패턴부가 없고, 단지 절연 패턴(I)만 형성되어 있다. 또한, 제1 서브 모듈(SUB1) 의 단자 반대편 가장자리 단위셀(C50)에 보조 패턴부(SP)가 형성되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판(200) 위에 제1 전극(210)이 위치한다. 제1 전극(210)을 관통하는 제1 그루브(G1)이 형성되어 있다. 제1 전극(210) 위에 제1 그루브(G1)를 채우고 있는 반도체층(240)이 위치할 수 있다. 반도체층(240)을 관통하는 제2 그루브(G2)가 형성되어 있다. 반도체층(240) 위에 제2 그루브(G2)를 채우고 있는 제2 전극(250)이 위치할 수 있다. 제2 전극(250) 및 반도체층(240)을 관통하는 제3 그루브(G3)가 형성되어 있다.
구체적으로 설명하면, 제1 그루브(G1)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제1 패턴 영역(P1)에 위치한다. 제2 그루브(G2)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제2 패턴 영역(P2)에 위치한다. 제3 그루브(G3)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제3 패턴 영역(P3)에 위치한다.
제1 세로 패턴부(VP1)에 포함된 제1 내지 제3 패턴 영역(P1, P2, P3)과 제2 세로 패턴부(VP2)에 포함된 제1 내지 제3 패턴 영역(P1, P2, P3)은 서로 다른 방향을 향해 순차적으로 위치한다. 제1 서브 모듈(SUB1)의 가장자리 단위셀(C50)에 보조 패턴부(SP)가 형성되어 있고 보조 패턴부(SP)는 제4 패턴 영역(P4), 제5 패턴 영역(P5) 및 제6 패턴 영역(P6)을 포함한다.
제1 세로 패턴부(VP1)와 마찬가지로 세로 방향으로 뻗어 있는 제4 패턴 영역(P4)에 제1 그루브(G1)가 형성되어 있다. 세로 방향으로 뻗어 있는 제5 패턴 영역(P5)에 제2 그루브(G2)가 형성되어 있다. 세로 방향으로 뻗어 있는 제6 패턴 영 역(P6)에 제3 그루브(G3)가 형성되어 있다.
반도체층(240)은 P 타입의 불순물을 갖는 P층(220)과 N 타입의 불순물을 갖는 N층(230)이 차례로 적층되어 있다. P층(220)은 CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS)로 형성될 수 있고, N층(230)은 CdS로 형성될 수 있다. 하지만 반도체층(240)은 본 발명의 실시예와 달리 P층(220)은 붕소가 도핑된 비정질 실리콘(Boron doped a-Si:H), 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC:H) 및 미세 결정 실리콘(mc-Si:H) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, N층(230)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 형성될 수 있다. 이 때, P층(120)과 N층(130) 사이에 비정질로 이루어진 I층이 더 포함될 수 있다.
절연 패턴(I)은 제1 서브 모듈(SUB1)과 제2 서브 모듈(SUB2)이 나뉘는 부분에서 가로 방향을 따라 형성되어 있다. 절연 패턴(I)은 보조 패턴부(SP)의 제6 패턴 영역(P6)까지 절연시켜 제1 서브 모듈(SUB1)과 제2 서브 모듈(SUB2)을 분리한다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 특징은 제51 단위셀(C51)의 일부가 제1 서브 모듈(SUB1)까지 연장되어 형성되어 있다. 제51 단위셀(C51)은 연결셀의 역할을 하고, 상기 연결셀은 보조 패턴부(SP)를 통해 제50 단위셀(C50)과 직렬 연결된다.
전자(Electron) 는 도 10에 나타낸 화살표 방향(B)를 따라 이동한다. 제1 단위셀(C1)부터 제100 단위셀(C100)까지 직렬 연결되어 있다. 미도시 하였으나, 다른 실시예에 따르면, 보조 패턴부(SP)가 제51 단위셀(51)에 이웃하게 형성되어, 제50 단위셀(C50)이 연결 셀의 역할을 할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 나타내는 배치도이다. 도 14는 도 13의 절단선 ⅩIV-ⅩIV', 절단선 ⅩIV'-ⅩIV'' 및 절단선 ⅩIV''-ⅩIV''' 를 따라 자른 단면도이다.
도 13 내지 도 14를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판(300) 위에 제1 전극(310)이 위치한다. 제1 전극(310)을 관통하는 제1 그루브(G1)이 형성되어 있다. 제1 전극(310) 위에 제1 그루브(G1)를 채우고 있는 반도체층(340)이 위치한다. 반도체층(340)을 관통하는 제2 그루브(G2)가 형성되어 있다. 반도체층(340) 위에 제2 그루브(G2)를 채우고 있는 제2 전극(350)이 위치한다.
제2 전극(350) 및 반도체층(340)을 관통하는 제3 그루브(G3)가 형성되어 있다. 제3 그루브(G3)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제3 패턴 영역(P3) 및 가로 방향으로 뻗어 있는 제6 패턴 영역(P6)에 위치한다.
구체적으로 설명하면, 제1 그루브(G1)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제1 패턴 영역(P1) 및 가로 방향으로 뻗어 있는 제4 패턴 영역(P4)에 위치한다. 제4 패턴 영역(P4)은 제1 서브 모듈(SUB1) 및 제2 서브 모듈(SUB2) 각각에 하나씩 일정한 간격으로 형성되어 있다. 제2 서브 모듈(SUB2)에 형성된 제4 패턴 영역에 위치한 제1 그루브(G1)는 제51 단위셀(C51)에는 형성되어 있지 않다. 제2 그루브(G2)는 세로 방향으로 뻗어 있는 제2 패턴 영역(P2) 및 가로 방향으로 뻗어 있는 제5 패턴 영역(P5)에 위치한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 제1 서브 모듈(SUB1) 및 제2 서브 모듈(SUB2)로 구획할 수 있다. 제1 서브 모듈(SUB1)에서 제1 패턴 영역(P1), 제2 패턴 영역(P2) 및 제3 패턴 영역(P3)은 제1 세로 패턴부(VP1)를 구성하고, 제2 서브 모듈(SUB2)에서 제1 패턴 영역(P1), 제2 패턴 영역(P2) 및 제3 패턴 영역(P3)은 제2 세로 패턴부(VP2)를 구성하고 있다. 제1 세로 패턴부(VP1) 및 제2 세로 패턴부(VP2) 각각에서 제1 패턴 영역(P1), 제2 패턴 영역(P2) 및 제3 패턴 영역(P3)은 동일한 방향을 향해 순차적으로 위치하고 있다.
제1 서브 모듈(SUB1) 및 제2 서브 모듈(SUB2)은 복수의 단위셀들(C1, C2,…, C100)을 포함하고 있다. 제1 서브 모듈의 단위셀들(C1,…,C50)은 제1 세로 패턴부(VP1)에 의해 구획되어 있고, 제2 서브 모듈의 단위셀들(C51,…,C100)은 제2 세로 패턴부(VP2)에 의해 구획되어 있다.
제1 서브 모듈(SUB1)의 제4 패턴 영역(P4)은 제1 세로 패턴부(VP1)와 접해 있다. 그리고, 제2 서브 모듈(SUB2)의 제4 패턴 영역(P4)은 제2 세로 패턴부(VP2)와 접해 있다. 제1 서브 모듈(SUB1)의 제4 패턴 영역(P4)은 제1 서브 모듈(SUB1)의 모든 단위셀마다 형성되어 있으나, 제2 서브 모듈(SUB2)의 제4 패턴 영역(P4)은 제2 서브 모듈(SUB2) 가장자리의 단위셀(C51)에는 형성되어 있지 않다. 대신 제51 단위셀(C51)에는 가로 방향으로 제6 패턴 영역(P6)이 형성되어 있다. 추가적으로 제1 서브 모듈(SUB1) 및 제2 서브 모듈(SUB2) 각각의 제4 패턴 영역(P4)과 중첩하여 절연 패턴(I1,I2)(도15 표기)이 형성되어 있다. 절연 패턴(I1, I2)에는 제2 전극(350), 반도체층(340) 및 제1 전극(310)을 관통하는 제4 그루브(G4)가 위치한다. 다만, 제1 서브 모듈(SUB1)의 절연 패턴(I1)은 제1 서브 모듈(SUB1) 가장자리의 단위셀(C50)에는 형성되어 있지 않다. 제2 서브 모듈(SUB2)의 단위셀(C51)과 직렬 연결되도록 하기 위함이다.
반도체층(340)은 P 타입의 불순물을 갖는 P층(320)과 N 타입의 불순물을 갖는 N층(330)이 차례로 적층되어 있다. P층(320)은 CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS)로 형성될 수 있고, N층(330)은 CdS로 형성될 수 있다. 하지만 반도체층(340)은 본 발명의 실시예와 달리 P층(320)은 붕소가 도핑된 비정질 실리콘(Boron doped a-Si:H), 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC:H) 및 미세 결정 실리콘(mc-Si:H) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, N층(330)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 형성될 수 있다. 이 때, P층(320)과 N층(330) 사이에 비정질로 이루어진 I층이 더 포함될 수 있다.
도 15는 도 13에서 설명한 실시예를 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 배치도이다. 도 16은 도 15의 절단선 ⅩVI-ⅩVI', 절단선 ⅩVI'-ⅩVI'' 및 절단선 ⅩVI''-ⅩVI''' 를 따라 자른 단면도이다.
도 15 및 도 16을 참고하면, 기판(300) 위에 제1 전극(310)을 스퍼터링 등의 방법을 이용하여 적층한다. 그리고, 레이저 스크라이빙 또는 기계적 스크라이빙 방법을 이용하여 제1 전극(310)을 패터닝하여 제1 그루브(G1)를 형성한다. 제1 그루브(G1)는 제1 세로 패턴부(VP1) 및 제2 세로 패턴부(VP2) 각각의 제1 패턴 영역(P1)과 제1 서브 모듈(SUB1) 및 제2 서브 모듈(SUB2) 각각의 제4 패턴 영역(P4) 에 형성되어 있다. 제4 패턴 영역(P4)은 제1 세로 패턴부 및 제2 세로 패턴부와 거의 수직이 되도록 형성할 수 있다. 여기서, 제51 단위셀(C51)에는 제2 서브 모듈(SUB2)의 제4 패턴 영역(P4)을 형성하지 않도록 한다.
다음으로, 제1 그루브(G1)를 채우도록 반도체층(340)을 형성한다. 그리고, 레이저 스크라이빙 또는 기계적 스크라이빙 방법을 이용하여 반도체층(340)을 패터닝하여 제2 그루브(G2)를 형성한다. 제2 그루브(G2)는 제1 세로 패턴부(VP1) 및 제2 세로 패턴부(VP2) 각각의 제2 패턴 영역(P2)과 가로 패턴부(HP)의 제5 패턴 영역(P5)에 형성된다.
도 13 및 도 14를 다시 참고하면, 반도체층(340) 위에 제2 그루브(G2)를 채우도록 제2 전극(350)을 형성한다. 그리고, 레이저 스크라이빙 또는 기계적 스크라이빙 방법을 이용하여 제2 전극(350) 및 반도체층(340)을 패터닝하여 제3 그루브(G3)를 형성한다. 제3 그루브(G3)는 제1 세로 패턴부(VP1) 및 제2 세로 패턴부(VP2) 각각의 제3 패턴 영역(P3)과 가로 패턴부(HP)의 제6 패턴 영역(P6)에 형성된다.
여기서, 가로 방향의 제3 그루브(G3)를 형성하면서 동시에 제2 전극(350), 반도체층(340) 및 제1 전극(310)을 패터닝하여 제4 그루브(G4)를 형성한다. 제4 그루브(G4)는 제4 패턴 영역(P4)과 중첩하는 절연 패턴(I1, I2)에 형성된다. 제1 서브 모듈(SUB1)과 제2 서브 모듈(SUB2)을 직렬 연결되도록 하기 위해 제1 서브 모듈(SUB1) 가장자리 단위셀(C50)과 제2 서브 모듈(SUB2) 가장자리 단위셀(C51)에는 절연 패턴(I1, I2)이 형성되지 않도록 한다. 제4 그루브(G4)는 기판(300) 아래에 서 레이저를 조사하여 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 나타내는 배치도이다.
도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ' 및 Ⅱ'-Ⅱ'' 을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1에서 설명한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 나타내는 배치도이다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ' 및 Ⅳ'-Ⅳ'' 를 따라 자른 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 동작을 설명하기 위한 배치도이다.
도 8 및 도9는 본 발명의 실시예에 따른 효과를 종래 기술과 비교하기 위한 배치도들이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 나타내는 배치도이다.
도 11은 도 10의 절단선 ⅩI-ⅩI' 를 따라 자른 단면도이다.
도 12는 도 10의 절단선 ⅩⅡ-ⅩⅡ' 를 따라 자른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 나타내는 배치도이다.
도 14는 도 13의 절단선 ⅩIV-ⅩIV', 절단선 ⅩIV'-ⅩIV'' 및 절단선 ⅩIV''-ⅩIV''' 를 따라 자른 단면도이다.
도 15는 도 13에서 설명한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 설 명하기 위한 배치도이다.
도 16은 도 15의 절단선 ⅩVI-ⅩVI', 절단선 ⅩVI'-ⅩVI'' 및 절단선 ⅩVI''-ⅩVI''' 를 따라 자른 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 300 기판 110, 210, 310 제1 전극
120, 220, 320 P층 130, 230, 330 N층
140, 240, 340 반도체층 150, 250, 350 제2 전극
P1, P2, P3, P4, P5, P6 제1 내지 제3 패턴 영역
G1, G2, G3, G4 제1 내지 제4 그루브
SUB1, SUB2 제1 및 제2 서브 모듈 VP1, VP2 제1 및 제2 세로 패턴부
HP 가로 패턴부 SP 보조 패턴부

Claims (31)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 차례로 적층되어 있는 제1 전극, 반도체층 및 제2 전극으로 구성된 복수의 단위셀,
    각각 상기 복수의 단위셀들을 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈,
    상기 제1 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제2 세로 패턴부,
    상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈을 구획하는 가로 패턴부 그리고
    상기 가로 패턴부 주변에 위치하며 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈 사이를 절연시키는 절연부를 포함하고,
    상기 제1 서브 모듈의 단위셀들은 제1 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고,
    상기 제2 서브 모듈의 단위셀들은 제2 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고,
    상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈은 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 세로 패턴부 각각은
    상기 제1 전극을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제1 패턴 영역,
    상기 반도체층을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제2 패턴 영역 그리고
    상기 반도체층과 상기 제2 전극을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제3 패턴 영역을 포함하는 태양 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 가로 패턴부는
    상기 제1 전극을 관통하도록 가로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제4 패턴 영역,
    상기 반도체층을 관통하도록 가로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제5 패턴 영역 그리고
    상기 반도체층과 상기 제2 전극을 관통하도록 가로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제6 패턴 영역을 포함하는 태양 전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 절연부는 상기 제4 패턴 영역과 일직선 상에 위치하는 제1 절연부와 상기 제6 패턴 영역과 일직선 상에 위치하는 제2 절연부를 포함하는 태양 전지 모듈.
  5. 제2항에서,
    상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 각각에서 상기 제1 패턴 영역, 상기 제2 패턴 영역 및 상기 제3 패턴 영역은 가로 방향을 따라 순차적으로 위치하는 태양 전지 모듈.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 서브 모듈 가장자리의 제1 단위셀과 상기 제1 단위셀과 이격되어 있는 상기 제2 서브 모듈 가장자리의 제2 단위셀은 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 서브 모듈 가장자리의 제1 단위셀과 상기 제2 서브 모듈 가장자리의 제2 단위셀은 대각선 방향을 따라 서로 이격되어 있는 태양 전지 모듈.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 서브 모듈 가장자리의 제1 단위셀과 상기 제1 단위셀과 이웃하는 상기 제2 서브 모듈의 가장자리의 제2 단위셀은 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제1 내지 제N 단위셀을 포함하고, 상기 제2 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제N+1 내지 제2N 단위셀을 포함하는 태양 전지 모듈.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 내지 상기 제N 단위셀 및 상기 제N+1 단위셀 내지 상기 제2N 단위셀은 동일한 방향을 따라 순차적으로 위치하고, 상기 제N 단위셀과 상기 제N+1 단위셀이 상기 가로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
  11. 제10항에서,
    상기 절연부는 상기 제1 서브 모듈에 근접하여 형성된 제1 절연부와 상기 제2 서브 모듈에 근접하여 형성된 제2 절연부를 포함하는 태양 전지 모듈.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 절연부는 상기 제1 단위셀부터 상기 제N-1 단위셀까지의 위치에 배치되고, 상기 제2 절연부는 상기 N+2 단위셀부터 2N 단위셀까지의 위치에 배치되는 태양 전지 모듈.
  13. 제1항에서,
    상기 복수의 단위셀들은 서로 면적이 동일한 태양 전지 모듈.
  14. 기판,
    상기 기판 위에 차례로 적층되어 있는 제1 전극, 반도체층 및 제2 전극으로 구성된 복수의 단위셀,
    각각 상기 복수의 단위셀들을 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈,
    상기 제1 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제2 세로 패턴부,
    상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 사이에 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈을 절연시키는 절연부 그리고
    상기 제1 서브 모듈의 가장자리에 위치하는 제1 단위셀과 상기 제2 서브 모듈의 가장자리에 위치하는 제2 단위셀 사이를 연결하는 연결셀을 포함하고,
    상기 제1 서브 모듈의 단위셀들은 상기 제1 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고,
    상기 제2 서브 모듈의 단위셀들은 상기 제2 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
  15. 제14항에서,
    상기 연결셀은 상기 제2 단위셀에 이웃하여 평행하게 위치하고, 상기 연결셀의 일부가 상기 제1 단위셀에 이웃하도록 연장되는 태양 전지 모듈.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 세로 패턴부는
    상기 제1 전극을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제1 패턴 영역,
    상기 반도체층을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제2 패턴 영 역 그리고
    상기 반도체층과 상기 제2 전극을 관통하도록 세로 방향을 따라 패터닝되어 있는 제3 패턴 영역을 포함하는 태양 전지 모듈.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 서브 모듈에 포함된 상기 제1 내지 상기 제3 패턴 영역과 상기 제2 서브 모듈에 포함된 상기 제1 내지 상기 제3 패턴 영역은 서로 다른 방향을 따라 순차적으로 위치하는 태양 전지 모듈.
  18. 제14항에서,
    상기 제1 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제1 내지 제N 단위셀을 포함하고, 상기 제2 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제N+1 내지 제2N 단위셀을 포함하는 태양 전지 모듈.
  19. 제18항에서,
    상기 제1 내지 상기 제N 단위셀은 제1 방향을 따라 순차적으로 위치하고, 상기 제N+1 단위셀 내지 상기 제2N 단위셀은 상기 제1 방향과 반대 방향을 따라 순차 적으로 위치하며, 상기 제N 단위셀과 상기 제N+1 단위셀은 상기 연결셀을 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
  20. 기판,
    상기 기판 위에 차례로 적층되어 있는 제1 전극, 반도체층 및 제2 전극으로 구성된 복수의 단위셀,
    각각 상기 복수의 단위셀들을 포함하는 제1 서브 모듈 및 제2 서브 모듈,
    상기 제1 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제1 세로 패턴부 및 상기 제2 서브 모듈의 단위셀들을 구획하는 제2 세로 패턴부,
    상기 제1 서브 모듈 및 상기 제2 서브 모듈 사이에 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈을 절연시키는 절연부 그리고
    상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈을 직렬 연결하는 보조 패턴부를 포함하고,
    상기 제1 서브 모듈의 단위셀들은 제1 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되고,
    상기 제2 서브 모듈의 단위셀들은 제2 세로 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
  21. 제20항에서,
    상기 보조 패턴부는 상기 제1 서브 모듈과 상기 제2 서브 모듈 사이에 위치하는 태양 전지 모듈.
  22. 제21항에서,
    상기 보조 패턴부는 가로 방향으로 배치되는 태양 전지 모듈.
  23. 제20항에서,
    상기 제1 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제1 내지 제N 단위셀을 포함하고, 상기 제2 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제N+1 내지 제2N 단위셀을 포함하는 태양 전지 모듈.
  24. 제23항에서,
    상기 제1 내지 상기 제N 단위셀 및 상기 제N+1 단위셀 내지 상기 제2N 단위셀은 동일한 방향을 따라 순차적으로 위치하고, 상기 제N 단위셀과 상기 제N+1 단위셀이 상기 보조 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
  25. 제24항에서,
    상기 보조 패턴부는
    상기 제1 서브 모듈에 근접하여 형성된 제1 패턴 영역,
    상기 제2 서브 모듈에 근접하여 형성된 제2 패턴 영역,
    상기 제1 패턴 영역 및 상기 제2 패턴 영역 사이에 형성되어 있는 제3 패턴 영역을 포함하고,
    상기 제1 패턴 영역은 상기 제1 단위셀부터 상기 제N 단위셀까지의 위치에 배치되며,
    상기 제2 패턴 영역은 상기 제N+2 단위셀부터 상기 제2N 단위셀까지의 위치에 배치되는 태양 전지 모듈.
  26. 제25항에서,
    상기 제1 패턴 영역 및 상기 제2 패턴 영역은 상기 제1 전극을 관통하도록 가로 방향으로 패터닝되어 있고, 상기 제3 패턴 영역은 상기 반도체층을 관통하도록 패터닝되어 있는 태양 전지 모듈.
  27. 제26항에서,
    상기 절연부는 상기 제1 패턴 영역과 일직선 상에 위치하는 제1 절연부와 상기 제2 패턴 영역과 일직선 상에 위치하는 제2 절연부를 포함하고, 상기 제1 절연부는 상기 제1 단위셀부터 상기 제N-1 단위셀까지의 위치에 배치되고, 상기 제2 절연부는 상기 제N+2 단위셀부터 상기 제2N 단위셀까지의 위치에 배치되는 태양 전지 모듈.
  28. 제20항에서,
    상기 보조 패턴부는 상기 제1 서브 모듈의 가장자리에 위치하는 제1 단위셀 또는 상기 제2 서브 모듈의 가장자리에 위치하는 제2 단위셀 중의 하나에 형성되고, 상기 보조 패턴부는 상기 제1 단위셀과 상기 제2 단위셀을 직렬 연결하는 태양 전지 모듈
  29. 제28항에서,
    상기 제1 단위셀과 상기 제2 단위셀은 서로 이웃하여 배치되는 태양 전지 모듈.
  30. 제29항에서,
    상기 제1 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제1 내지 제N 단위셀을 포함하고, 상기 제2 서브 모듈은 순차적으로 위치하는 제N+1 내지 제2N 단위셀을 포함하는 태양 전지 모듈
  31. 제30항에서,
    상기 제1 내지 상기 제N 단위셀은 제1 방향을 따라 순차적으로 위치하고, 상기 제N+1 단위셀 내지 상기 제2N 단위셀은 상기 제1 방향과 반대 방향을 따라 순차적으로 위치하며, 상기 제N 단위셀과 상기 제N+1 단위셀이 상기 보조 패턴부를 통해 서로 직렬 연결되는 태양 전지 모듈.
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