KR20100130910A - 태양 전지 및 태양 전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것으로, 상기 태양 전지 모듈은 제1 도전성 타입의 기판과 연결되는 제1 전극, 상기 1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부에 연결되는 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극에 연결되는 복수의 제1 집전부, 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 제2 집전부를 각각 구비하는 복수의 태양 전지, 그리고 상기 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 집전부와 상기 복수의 태양 전지 중 제2 태양 전지의 제2 집전부를 직선으로 연결하는 복수의 제1 연결부를 포함하고, 각 태양 전지에서, 제1 집전부의 개수는 상기 제2 집전부의 많다. 이로 인해, 인접한 태양 전지의 연결을 위한 연결 동작이 용이하므로 태양 전지 모듈의 제조 시간이 줄어들고, 여러 방향으로 형성된 배선 연결에 의해 태양 전지의 휨 현상(bowing)이 완화되어 태양 전지 모듈의 불량율이 줄어들어 태양 전지 모듈의 생산성이 향상된다.
MWT, 태양전지, 리본, 태양전지모듈, 직렬연결
Description
본 발명은 태양 전지 및 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 전지로서, 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 주목 받고 있다.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성되어 있다.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공쌍은 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어 전자와 정공은 n형의 반도체와 p형 반도체쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판쪽으로 이동하고, 기판과 에미터부와 전기적으로 연결된 전극에 의해 수집되며, 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.
이때, 에미터부와 기판 위에는, 에미터부와 기판에 연결된 전극과 각각 연결되는 버스 바(bus bar)와 같은 적어도 하나의 집전부를 위치시켜, 해당 전극에서 수집된 전하가 인접한 집전부를 통해 외부에 연결된 부하로 이동할 수 있도록 한다.
하지만, 이 경우, 빛이 입사되지 않은 기판 위뿐만 아니라 빛이 입사되는 면,즉, 수광면에 형성된 에미터부 위에도 집전부가 위치하므로, 집전부로 인해 빛의 입사 면적이 감소하여 태양 전지의 효율이 떨어진다.
따라서 집전부로 인한 태양 전지의 효율 감소를 줄이기 위해, 에미터부와 연결되는 집전부를 수광면의 반대편에 위치한 기판의 후면에 위치시킨 금속 포장 투과형(metal wrap through, MWT) 태양 전지나 전자와 정공을 전달하는 전극을 모두 기판의 후면에 위치시킨 후면 접촉(back contact) 태양 전지 등이 개발되어 있다.
이러한 구조들의 태양 전지를 복 수개 연결하여 태양 전지 모듈(solar cell module)을 형성한다. 이때, 연결부를 이용하여 각 태양 전지에 형성된 집전부를 직렬 또는 병렬 형태로 연결하여 태양 전지간의 전기적으로 연결을 완성한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 제조 시간을 줄이는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 생산 효율을 향상시키는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 제1 도전성 타입의 기판, 상기 1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부, 상기 에미터부에 연결되는 제1 전극, 상기 기판에 연결되는 제2 전극, 상기 제1 전극에 연결되어 있는 복수의 제1 집전부, 그리고 상기 기판에 연결되는 복수의 제2 집전부를 구비하고, 상기 복수의 제1 및 제2 집전부의 위치는 상기 기판의 세로축 중심선을 중심으로 상하 대칭인 태양 전지.
상기 복수의 제1 및 제2 집전부는 상기 기판의 복수 영역에 위치하며, 각 영역에 위치하는 제1 및 제2 집전부는 서로 다른 방향으로 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1 및 제2 집전부는 상기 기판의 중심부, 상부 및 하부에 위치하며, 상기 중심부에 위치하는 상기 제1 및 제2 집전부는 각각 상기 기판의 수평선과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 상부에 위치하는 상기 제1 및 제2 집전부와 상기 하부에 위치하는 상기 제1 및 제2 집전부는 서로 반대 방향으로 배치되어 있을 수 있다.
상기 상부 및 하부에 각각 위치하는 상기 제1 집전부는 상기 상부 및 하부에 각각 위치하는 복수의 제2 집전부 사이에 위치할 수 있다.
상기 태양 전지를 가로축을 중심으로 이등분하는 제1 영역과 제2 영역에 각각 위치하는 제1 집전부의 개수는 서로 상이할 수 있다.
상기 제1 영역과 제2 영역에 각각 위치하는 제2 집전부의 개수는 서로 상이할 수 있다.
상기 기판은 비아 홀을 구비하고 있고, 상기 제1 집전부는 상기 비아 홀을 통해 상기 제1 전극과 연결되는 것이 좋다.
상기 기판은 약 160㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 태양 전지 모듈은 제1 도전성 타입의 기판과 연결되는 제1 전극, 상기 1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부에 연결되는 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극에 연결되는 복수의 제1 집전부, 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 제2 집전부를 각각 구비하는 복수의 태양 전지, 그리고 상기 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 집전부와 상기 복수의 태양 전지 중 제2 태양 전지의 제2 집전부를 직선으로 연결하는 복수의 제1 연결부를 포함하고, 각 태양 전지에서, 제1 집전부의 개수는 상기 제2 집전부의 많다.
상기 복수의 태양 전지 중 행 방향으로 인접한 두 태양 전지의 상기 제1 집전부와 상기 제2 집전부의 형성 위치는 좌우 대칭일 수 있다.
상기 제1 집전부와 제2 집전부는 각 태양 전지의 상부, 중앙부 및 하부에 위치하고, 상기 복수의 태양 전지 중 행 방향으로 인접한 두 태양 전지에서, 상기 상 부와 하부에 각각 위치하는 상기 제1 집전부와 상기 제2 집전부는 좌우 대칭일 수 있다.
각 태양 전지의 상기 복수의 제1 집전부 중 상기 제1 연결부와 연결되지 않은 적어도 하나의 제1 집전부가 존재하는 것이 좋다.
상기 상부와 하부에 각각 위치하는 상기 제1 집전부의 개수는 2개일 수 있다.
동일한 행에 위치하는 복수의 태양 전지에서, 상기 상부에 위치하는 상기 제1 접전부는 교대로 상기 제1 연결부를 통해 행 방향으로 인접한 태양 전지의 제2 접전부와 연결되고, 상기 하부에 위치하는 상기 제1 접전부는 교대로 상기 제1 연결부를 통해 행 방향으로 인접한 태양 전지의 제2 접전부와 연결될 수 있다.
열 방향으로 인접한 두 태양 전지에 각각 위치하는 상기 제1 연결부를 연결하는 제2 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 열 방향으로 인접한 두 태양 전지에 각각 위치하는 상기 제1 연결부는 서로 다른 집전부에 연결되어 있는 것이 좋다.
상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부는 도전성 테이프로 형성될 수 있다.
상기 제2 태양 전지의 제2 접전부와 접촉하는 상기 제1 연결부의 일부와 접촉하는 상기 제2 태양 전지의 상기 제1 전극의 일부 사이에 위치하는 절연부를 더 포함할 수 있다.
이러한 특징에 따라, 인접한 태양 전지의 연결을 위한 연결 동작이 용이하므 로 태양 전지 모듈의 제조 시간이 줄어들고, 여러 방향으로 형성된 배선 연결에 의해 태양 전지의 휨 현상(bowing)이 완화되어 태양 전지 모듈의 불량율이 줄어들어 태양 전지 모듈의 생산성이 향상된다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 단면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 배면도이다.
도 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(1)는 약 160㎛ 이하의 얇은 두께를 가지고 있고, 복수의 비아 홀(via hole)(181)을 구비하고 있는 기판(110), 기판(110)에 위치한 에미터부(120), 빛이 입사되는 기판(110)의 입사면[이하, '전면(front surface)'라 함]의 일부 에미터부(120) 위에 위치한 복수의 전면 전극(front electrode)(141), 빛이 입사되지 않고 전면과 마주보고 있는 기판(110)의 면[이하, '후면(rear surface)'라 함]에 위치하는 후면 전극(rear electrode)(151), 후면 전극(150)과 이격되어 있고, 각 비아 홀(181)과 비아 홀(181) 주변에 위치한 에미터부(120)에 위치하며, 전면 전극(141)과 연결되어 있는 복수의 전면전극용 집전부(161a-161c), 후면 전극(151)과 연결되어 있고 일정 간격으로 위치하는 복수의 후면전극용 집전부(162a-162c), 그리고 각 후면 전극(151)과 그 하부의 기판(110) 사이에 위치하는 후면 전계(back surface field, BSF)부(170)를 구비한다.
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 기판 또는 비정질 실리콘일 수 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유한다. 하지만, 이와는 달 리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.
이러한 기판(110)은 자신을 관통하는 복수의 복수의 비아 홀(181)을 구비하고 있고, 표면이 텍스처링(texturing)되어 요철면인 텍스처링 표면(texturing surface)을 갖는다.
에미터부(120)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물부로서, 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 이룬다.
이러한 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 p형이고 에미터부(120)가 n형일 경우, 분리된 정공은 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120)쪽으로 이동하여, 기판(110)에서 정공은 다수 캐리어가 되며, 에미터부(120)에서 전자는 다수 캐리어가 된다.
에미터부(120)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)은 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동한다.
에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.
도 1에는 도시하지 않았지만, 복수의 전면 전극(141)이 형성되지 않은 기판 전면의 에미터부(120) 위에 반사 방지막이 더 형성될 수 있다. 반사 방지막은 태양 전지(1)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(1)의 효율을 높인다.
이들 노출부(182)에 의해 전자 또는 정공을 이동시키고 수집하는 에미터부(120)와 전면 전극(141) 그리고 정공 또는 전자를 수집하는 후면 전극(151) 간의 전기적인 연결이 끊어져 전자와 정공이 이동이 원활하게 이루어진다. 도 1에 도시하지 않았지만, 기판(110)의 측면 분리(edge isolation)를 위해 에미터부(120)는 기판(110)의 전면 일부를 노출하는 복수의 노출부(도시하지 않음)를 더 구비한다.
복수의 전면 전극(141)은 기판 전면에 형성된 에미터부(120) 위에 위치하여 에미터부(120)와 전기적으로 연결되어 있고, 서로 이격되게 정해진 방향으로 뻗어 이다. 복수의 전면 전극(141)은 에미터부(120)쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집하다.
복수의 전면 전극(141)은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있고, 이들 도전성 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있 다.
후면 전극(151)은 기판(110)의 후면 위에 위치하여 기판(110)과 전기적으로 연결되어 있고, 인접한 전면전극용 집전부(161a-161c)와 이격되게 위치한다. 이러한 후면 전극(151)은 기판(110)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다.
후면 전극(151)은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있다. 도전성 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
기판(110)의 후면에는 후면 전극(151)과 이격되게 복수의 전면전극용 집전부(161a-161c)가 위치하고 있다. 도 2에 도시한 것처럼, 복수의 전면 전극용 집전부(161a-161c)는 기판(110)의 수평선과 평행하게 일직선으로 연장되거나 수평선을 중심으로 각 정해진 각도만큼 위쪽 또는 아래쪽으로 기울어져 일직선으로 연장된 형상을 갖고, 버스 바(bus bar)라도 불리다. 이러한 복수의 전면전극용 집전부(161a-161c)는 기판(110)의 전면에 위치한 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 방향으로 연장되어 있다.
복수의 비아 홀(181)은 전면전극(141)과 전면전극용 집전부(161a-161c)가 교차하는 부분의 기판(110)에 형성되어 있다.
도 2에 도시한 것처럼, 복수의 전면전극용 집전부(161a-161c)는 태양 전지(1)의 세로축 중심선(CL) 부근인 중앙부, 중심선(CL)을 중심으로 위쪽인 상부, 중심선(CL)을 중심으로 아래쪽인 하부에 각각 위치한다.
전면 전극용 집전부(161a-161c) 또한 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있고, 전면 전극용 집전부(161a-161c)는 비아 홀(181)을 통해 교차하는 전면 전극(141)과 연결되어 있다. 따라서, 전면전극용 집전부(161a-161c)는 전면 전극(141)과 전기적으로 연결되어 있으므로, 전면 전극(141)으로부터 전달되는 전하를 외부 장치로 출력한다.
도전성 금속 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 복수의 전면전극용 집전부(161a-161c)는 전면 전극(141)과 동일한 물질을 포함하고 있지만, 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
후면 전극(151) 및 전면전극용 집전부(161a-161c)와 그 하부의 에미터부(120)는 기판(110)의 후면 일부를 노출하는 복수의 노출부(182)를 구비하고 있다. 복수의 노출부(182)는 주로 전면전극용 집전부(161a-161c) 주위에 형성되어 있다. 이러한 노출부(182)에 의해 전자 또는 정공을 이동시키고 수집하는 전면전극용 집전부(161a-161c)와 정공 또는 전자를 수집하는 후면 전극(151) 간의 전기적인 연결이 끊어져 전자와 정공이 이동이 원활하게 이루어진다.
기판(110) 위에는 전면전극용 집전부(161a-161c)와 이격되어 있고 후면 전극(151)과 연결되는 도전성 물질로 이루어져 있는 복수의 후면전극용 집전부(162a-162c)가 위치한다. 이때, 기판(110)과 후면전극용 집전부(162a-162c) 사이에 에미터부(120)의 일부가 존재하지만 이에 한정되지 않는다.
도전성 금속 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다.
각 후면전극용 집전부(162a-162c)는 일정 간격으로 배치된 복수의 패드(1621)를 구비한다.
각 패드(1621)는 도 2에 도시한 것처럼, 원형 형상을 갖지만, 이에 한정되지 않고 타원형 형상을 갖거나 사각형과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 도 2에서, 하나의 후면전극용 집전부(162a-162c)를 구성하는 패드(1621)의 개수는 5개이지만, 이는 하나의 예에 불과하고, 하나의 후면전극용 집전부(162a-162c)를 구성하는 패드(1621) 개수와 크기는 후면 전극(150)의 크기와 형상 등에 따라 변한다. 대안적인 실시예에서, 후면전극용 집전부(162a-162c)는 전면전극용 집전부(161a-161c)와 유사하게 정해진 방향으로 길게 연장하는 사각형 형상을 가질 수 있다.
도 2를 참고로 하면, 복수의 후면전극용 집전부(162a-162c)의 패드(1621)는 기판(110)의 수평선과 평행한 일직선 상에 일정 간격으로 배치되거나 수평선을 중심으로 각 정해진 각도만큼 위쪽 또는 아래쪽으로 기울어져 연장된 일직선 상에 일정 간격으로 배치되어 있다. 따라서, 복수의 전면전극용 집전부(161a-161c)와 유사하게, 각 후면전극용 집전부(162a-162c)의 패드(1621)의 중심점을 연결하면, 수평선을 중심으로 정해진 각도로 연장되는 일직선을 형성한다.
또한, 복수의 전면전극용 집전부(162a-162c)와 유사하게 복수의 후면 전극용 집전부(162a-162c) 역시 태양 전지(1)의 상부, 중앙부 및 하부에 각각 위치한다.
이러한 후면전극용 집전부(162a-162c)는 전기적으로 연결된 후면 전극(151)으로부터 전달되는 전하, 예를 들어 정공을 외부 장치로 출력한다.
후면 전극(151)과 기판(110) 사이에 후면 전계부(170)가 위치한다. 후면 전계부(170)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역이다.
기판(110)과 후면 전계부(170)와의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되어 기판(110) 후면쪽으로의 정공 이동이 방해되어, 기판(110)의 표면 근처에서 전자와 정공이 재결합하여 소멸되는 것이 줄어든다.
이와 같이 각각 정해진 크기의 기울기 각도를 갖고 연장하는 전면전극용 집전부(161a-161c)와 후면전극용 집전부(162a-162c)에 대해 도 2를 참고로 하여 좀더 자세히 설명한다.
도 2에 도시한 것처럼, 태양 전지(1)의 기판(110)의 세로축 중심선(CL) 부근에 각각 하나의 전면전극용 집전부(161c)와 후면전극용 집전부(162c)가 위치하며, 기판(110) 상부에는 두 개의 후면전극용 집전부(162a1, 162a2)과 이들 후면전극용 집전부(162a1, 162a2) 사이에 위치하는 하나의 전면전극용 집전부(161a)가 위치한다. 또한, 기판(110)의 하부에는 역시 두 개의 후면전극용 집전부(162b1, 162b2)과 이들 후면전극용 집전부(162b1, 162b2) 사이에 위치하는 하나의 전면전극용 집전부(161b)가 위치한다.
세로축 중심선(CL)에 부근에 위치하는 전면전극용 집전부(161c)와 후면전극 용 집전부(162c)는 실질적으로 중심선(CL)에 평행하고, 중심선(CL)으로부터 실질적으로 동일한 간격을 유지한다.
세로축 중심선(CL)을 중심으로 상부에 위치하는 전면전극용 집전부(161a)와 후면전극용 집전부(162a1, 162a2)와 하부에 위치하는 전면전극용 집전부(161c)와 후면전극용 집전부(162c1, 162c2)는 중심선(CL)을 중심으로 상하 대칭구조를 갖는다.
이로 인해, 도 2에 도시한 기판(110)의 좌측에서 우측으로 연장하는 상부의 전면전극용 집전부(161a) 및 후면전극용 집전부(162a1, 162a2)의 연장 방향과 하부의 전면전극용 집전부(161b) 및 후면전극용 집전부(162b1, 162b2)의 연장 방향으로 서로 반대이다. 예를 들어, 도 2에 도시한 것처럼, 기판(110)의 좌측 단부를 기준으로 전면전극용 집전부(161a)는 하강 방향을 따라서 위치하는 반면, 전면전극용 집전부(161b)은 상승 방향을 따라 위치하고, 후면전극용 집전부(162a1, 162a2)는 상승 방향을 따라 위치하는 반면 후면전극용 집전부(162b1, 162b2)는 하강 상승 방향을 따라 위치한다.
따라서, 서로 상하 대칭되는 전면전극용 집전부(161a)와 전면전극용 집전부(161b)는 중심선(CL)으로부터 동일한 간격(d1)을 유지하고, 서로 상하 대칭되는 후면전극용 집전부(162a1, 162a2)와 후면전극용 집전부(162b1, 162b2)도 각각 중심선(CL)으로부터 동일한 간격(d2, d3)을 유지한다.
결국, 세로축 중심선(CL)을 중심으로 전면전극용 집전부(161a-161c)와 후면전극용 집전부(162a-161c)가 위치하는 위치는 상하 대칭구조를 갖는다.
도 2에 도시한 것처럼, 후면전극용 집전부(162a-162c)의 개수는 전면전극용 집전부(161a-161c)의 개수보다 2개 많다. 이로 인해, 도 2에 도시한 것처럼, 중심선(CL)을 중심으로 상부 영역(UA)에 존재하는 전면전극용 집전부(161a)와 하부 영역(LA)에 존재하는 전면전극용 집전부(161c, 161b)는 서로 상이하고, 상부 영역(UA)에 존재하는 후면전극용 집전부(162a1, 162a2)와 하부 영역(LA)에 존재하는 후면전극용 집전부(162b1, 162b2)는 서로 상이하다.
따라서, 기판(110)의 상부에 위치한 두 개의 후면전극용 집전부(162a1, 162a2)중 하나만 행 방향 또는 열 방향으로 인접한 태양 전지의 전면전극용 집전부(161a)와 연결되고, 기판(110)의 하부에 위치한 두 개의 후면전극용 집전부(162b1, 162b2)중 하나만 행 방향 또는 열 방향으로 인접한 태양 전지의 전면전극용 집전부(161b)와 연결된다.
도 2에서, 전면전극용 집전부(161a-161c)의 개수는 총 3개이고, 후면전극용 집전부(162a-162c)의 개수는 총 5개이지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 가감할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)는 전면 전극(141)과 연결되는 전면전극용 집전부(161a-161c)를 빛이 입사되지 않은 기판(110)의 후면에 위치시킨 MWT형 태양 전지로서, 그 동작은 다음과 같다.
태양 전지(1)로 빛이 조사되어 에미터부(120)를 통해 반도체의 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체의 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 기판(110)의 표면이 텍스처링 표면이므로 기판(110)의 전면부에서의 빛 반사 도가 감소하고, 텍스처링 표면에서 입사와 반사 동작이 행해져 태양 전지 내부에 빛이 갇히게 되고 이로 인해 빛의 흡수율이 증가되므로, 태양 전지의 효율이 향상된다.
이들 전자-정공 쌍의 전자와 전공은 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n접합에 의해 n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(120)과 p형의 도전성 타입을 갖는 기판(110)쪽으로 각각 이동한다. 이처럼, 에미터부(120)쪽으로 이동한 전자는 전면 전극(141)에 의해 수집되어 비아 홀(181)을 통해 전기적으로 연결된 전면전극용 집전부(161a-161c)로 이동하고, 기판(110)쪽으로 이동한 정공은 인접한 후면 전계부(170)를 통해 해당 후면 전극(151)에 의해 수집되어 후면전극용 집전부(162a-162c)로 이동한다. 이러한 전면전극용 집전부(161a-161c)와 후면전극용 집전부(162a-162c)를 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.
이러한 태양 전지(1)는 단독으로도 이용 가능하지만, 좀더 효율적인 사용을 위해, 동일한 구조는 갖는 복수의 태양 전지(1)를 직렬로 연결하여 태양 전지 모듈을 형성한다.
다음, 도 3, 도 4 및 도 6을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 설명한다.
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 연결 상태를 도시한 도면이다. 또한, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 일부의 확대 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참고로 하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 모듈(20)은 후면 시트(back sheet)(210), 후면 시트(210) 위에 위치하는 하부 충전재(220), 하부 충진재(220) 위에 위치하는 태양 전지 어레이(10), 태양 전지 어레이(10) 위에 위치하는 상부 충진재(230), 상부 충진재(230) 위에 위치하는 투명 부재(240), 그리고 이들의 구성요소를 수납하는 프레임(250)을 구비한다.
후면 시트(210)는 태양 전지 모듈(20)의 후면에서 침투하는 습기를 방지하여 내장된 태양 전지(1)를 외부 환경으로부터 보호한다.
이러한 후면 시트(210)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
하부 및 상부 충진재(220, 230)는 습기 침투로 인한 금속의 부식을 방지하고 태양 전지 모듈(20)을 충격으로부터 보호하기 위한 밀봉재(encapsulate material)이다. 이러한 충진재(220, 230)는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어질 수 있다.
상부 충진재(230) 위에 위치하는 투명 부재(230)는 투과율이 높고 파손을 방지하기 위해 강화 유리 등으로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다. 이러한 투명 부재(230)는 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면은 엠보싱(embossing)처리가 행해질 수 있다.
태양 전지 어레이(10)는 행렬 구조로 배열된 복수의 태양 전지(1)를 구비하고 있고, 각 태양 전지(1)는 복수의 연결부(21-24)에 의해 직렬로 연결되어 있다. 도 4에서, 태양 전지 어레이(10)는 4X4 행렬 구조를 가지지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 행과 열 방향으로 배치되는 태양 전지(1)의 개수는 조정 가능하다.
첫 번째 및 마지막 행의 첫 번째 열에 위치한 태양 전지(1)를 제외하고, 각 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161a-161c)는 인접한 태양 전지(1)의 후면전극용 집전부(162a-162c)에 연결되어 있다.
다음, 도 4를 참고로 하여, 복수의 연결부(21-24)를 이용한 태양 전지(1)의 연결 관계를 좀더 자세히 설명한다.
먼저, 도 4를 참고로 하여, 태양 전지 어레이(10)에 배치된 태양 전지(1)의 배치 형태에 살펴보면, 행 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)는 180°회전 대칭이므로, 두 태양 전지(1)에 위치하는 전면전극용 집전부(161a-161c)과 후면전극용 집전부(162a-162c)의 배치 형상은 180°회전 대칭이다. 이로 인해, 동일한 행에서, 홀수 번째 열에 위치하는 태양 전지(1)의 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)의 배치 형성과 짝수 번째 열에 위치하는 태양 전지(1)의 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)의 배치 형상은 180°회전 대칭(좌우 대칭)이다.
이와 같이, 행 방향으로 인접한 태양 전지(1)의 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)의 배치 형상이 서로 180°회전 대칭이 되도록 태양 전지(1)를 배열함에 따라, 인접한 두 개의 태양 전지(1)에 각각 위치하는 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)은 동일 연장선 상에 위치한다.
이와 같이, 행 방향으로 인접한 두 태양전지(1)의 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)의 배치 형상이 180° 회전 대칭이 되게 복수의 태양 전지(1)를 행렬 구조로 배열한 후, 복수의 연결부(21-24)를 이용하여 행과 열 방향으로 인접한 태양 전지(1)를 직렬로 연결한다.
도 4에 도시한 것처럼, 복수의 연결부(21-24)는 행 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)에 각각 위치하는 후면전극용 집전부(162a-162c)와 전면전극용 집전부(161a-161c)위에 위치하여 행 방향으로 인접한 후면전극용 집전부(162a-162c)와 전면전극용 집전부(161a-161c)를 연결하는 가로 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 연결부(21), 첫 번째 열과 마지막 열에 위치하는 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161a-161c) 또는 후면전극용 집전부(162a-162c)위에 위치하고 가로 방향으로 뻗어 있는 복수의 제2 연결부(22), 첫 번째와 마지막 행의 첫 번째 열에 위치하는 태양 전지(1)의 복수의 제2 연결부(22)에 연결되어 있고 세로 방향으로 뻗어 있는 복수의 제3 연결부(23), 그리고 첫 번째 열과 마지막 열에서, 열 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)에 각각 위치하는 제2 연결부(22)에 연결되어 있고, 세로 방향으로 뻗어 있는 복수의 제4 연결부(24)를 구비한다.
복수의 제1 연결부(21)는 행 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)에 각각 위치하지만 동일선 상에 위치하는 후면전극용 집전부(162a-162c)와 전면전극용 집전부(161a-161c) 위에 위치한다. 이로 인해, 제1 연결부(21)는 동일선상에 위치하는 후면전극용 집전부(162a-162c)와 전면전극용 집전부(161a-161c)를 따라 위치하므로, 해당하는 후면전극용 집전부(162a-162c)와 전면전극용 집전부(161a-161c)의 기울기 각도에 의해 정해진 방향으로 방향 전환없이 직선으로 연장되어 있다. 이때, 제1 연결부(21)의 양 끝단은 서로 연결되는 후면전극용 집전부(162a-162c)와 전면전극용 집전부(161a-161c)가 각각 위치하는 태양 전지(1)를 벗어나지 않는다.
각 연결부(21)의 폭은 각 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)의 폭보다 크거나 동일하여, 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)와의 접촉력과 전하의 전송 능력을 향상시킨다. 하지만, 이에 한정되지 않고 제1 연결부(21)의 폭은 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)의 폭보다 작을 수 있다.
도 4에 도시한 것처럼, 열 방향으로 인접한 태양 전지 행의 제1 연결부(21)의 연결 구조는 서로 다르다. 예를 들어, 도 4에 도시한 것처럼, 제1 연결부(21)의 연결 구조는 열 방향으로 인접한 두 태양전지 행은 180°회전 대칭이다.
따라서, 도 4에 도시한 것처럼, 홀수 번째 태양전지 행에서, 제1 연결부(21)는 인접한 두 태양 전지(1) 중 전단 태양 전지(1)의 후면전극용 집전부(162a-162c)과 후단 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161a-161c)를 연결하는 반면, 짝수 번째 태양 전지 행에서, 제1 연결부(21)는 인접한 두 태양 전지(1) 중 전단 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161a-161c)과 후단 태양 전지(1)의 후면면전극용 집전부(162a-162c)를 연결한다.
또한, 동일한 태양전지 행에서, 태양전지의 상부에서 제1 연결부(21)에 의해 연결되는 후면전극용 집전부(161a1, 162a2)와 하부에서 제1 연결부(21)에 의해 연결되는 후면전극용 집전부(161b1, 162b2)는 위치에 따라 교대로 바뀐다.
예를 들어, 홀수 번째 태양전지 행의 경우, 홀 수번째 열에 위치하는 태양전 지(1)에서, 제1 연결부(21)는 후면전극용 집전부(162a2, 162b1)와 행 방향으로 인접한 짝수 번째 열의 태양전지(1)의 전면전극용 집전부(161a2, 161b) 위에 각각 위치하여 후면전극용 집전부(162a2, 162b1)와 전면전극용 집전부(161a, 161b)를 연결하지만, 짝 수번째 열에 위치하는 태양전지(1)에서, 제1 연결부(21)는 후면전극용 집전부(162a1, 162b2)와 행 방향으로 인접한 짝수 번째 열의 태양전지(1)의 전면전극용 집전부(161a, 161b) 위에 위치하여 후면전극용 집전부(162a1, 162b2)와 전면전극용 집전부(161a, 161b)를 연결한다.
또한, 짝수 번째 태양전지 행의 경우, 홀 수번째 열에 위치하는 태양전지(1)에서, 제1 연결부(21)는 전면전극용 집전부(161a, 161b)와 행 방향으로 인접한 짝수 번째 열의 태양전지(1)의 후면전극용 집전부(162a2, 162b1) 위에 각각 위치하여 전면전극용 집전부(161a, 161b)와 후면전극용 집전부(162a2, 162b1)를 연결하지만, 짝 수번째 열에 위치하는 태양전지(1)에서, 제1 연결부(21)는 전면전극용 집전부(161a, 161b)와 행 방향으로 인접한 짝수 번째 열의 태양전지(1)의 후면전극용 집전부(162a1, 162b2) 위에 각각 위치하여 전면전극용 집전부(161a, 161c)와 후면전극용 집전부(162a1, 162c2)를 연결한다.
이러한 제1 연결부(21)에 의해 동일한 행에 위치하는 태양 전지(1)는 직렬로 연결된다.
복수의 제2 연결부(22)는, 도 4에 도시한 것처럼, 첫 번째 열과 마지막 열에 위치하는 태양 전지(1)의 전면전극용 집전부(161a-161c) 또는 후면전극용 집전부(162a-162c) 위에 위치한다. 각 제2 연결부(22)의 한쪽 단부는 해당 태양 전 지(1)의 좌측 단면 또는 우측 단면을 벗어나 위치한다.
이처럼, 제2 연결부(22)는 전면전극용 집전부(161a-161c)와 후면전극용 집전부(162a-162c) 중 하나의 집전부(161a-161c, 162a-162c) 위에만 위치하므로, 제2 연결부(22)의 길이는 하나의 전면전극용 집전부(161a-161c)와 하나의 후면전극용 집전부(162a-162c) 위에 위치하는 제1 연결부(21)의 길이보다 짧고, 대략 제1 연결부(21) 길이의 절반 크기를 갖는다.
이러한 제2 연결부(22)는 복수의 제3 및 제4 연결부(23, 24)에 의해 서로 연결된다.
즉, 제3 연결부(23)는 동일한 태양 전지(1)에 위치하는 복수의 제2 연결부(22)를 연결하는 것으로, 도 4를 참고로 하면, 첫 번째와 마지막 행의 첫 번째 열에 위치하는 제2 연결부(22)를 연결한다. 이들 제3 연결부(23)는 별도의 배선(도시하지 않음)을 통해 외부 장치와 연결된다.
또한, 제4 연결부(24)는 서로 다른 행에 위치하는 태양 전지(1)를 직렬로 연결한다.
따라서 제4 연결부(24)는 제3 연결부(23)와 연결된 태양 전지(1)를 제외한 첫 번째 열과 마지막 열에 배치된 태양 전지(1), 즉, 태양 전지 모듈(20)의 최외각부에 배치된 태양 전지(1) 중에서, 세로 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)의 제2 연결부(22)와 연결된다. 이때, 세로 방향으로 인접한 두 태양 전지(1)의 제2 연결부(22)는 서로 다른 집전부(161a-161c, 162a-162c) 위에 각각 위치한다.
이러한 제1 내지 제4 연결부(21-24)는 일반적으로 리본(ribbon)으로 불리는, 도전성 물질을 구비하고 스트링(string) 형상을 갖는 얇은 금속판 띠인 도전성 테이프로 이루어진다. 도전성 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
이러한 제1 내지 제4 연결부(21-24)에 의해 태양 전지 모듈(20)에 배치된 복수의 태양 전지(1)는 직렬로 연결된다. 도 4의 경우, 첫 번째 행의 첫 번째 열에 위치한 태양 전지(1)에서부터 마지막 행의 첫 번째 열에 위치한 태양 전지(1)로 지그재그 형태로 직렬 연결된다. 또한, 이미 설명한 것처럼, 후면 시트(210) 등에 별도로 형성된 배선(도시하지 않음) 등을 통해 제3 연결부(23)는 외부 장치(도시하지 않음)와 연결된다.
이와 같이, 도전성 테이프인 복수의 제1 연결부(21)에 의해 전면전극용 집전부(161a-161c)와 연결되는 전면전극용 집전부(161a-161c)의 위치가 교대로 바뀌므로, 도전 테이프로 인한 장력(tension)이 태양전지 모듈에서 여러 방향으로 분산되는 효과가 얻어진다. 따라서, 태양 전지(1)의 휨 현상이 줄어들어 태양 전지(1)의 파손율이 줄어든다. 특히, 여러 방향으로 뻗어 있는 제1 연결부(21)는 약 160㎛ 이하의 두께를 갖는 얇은 태양 전지(1)의 휨 현상을 크게 감소시키므로, 제1 연결부(21)에 의한 효과는 얇은 두께의 태양 전지(1)에 더욱더 효율적이다.
대안적인 실시예에서, 도 4의 "A"부분처럼, 전면전극용 집전부(161a-161c)와 접촉하는 제1 연결부(21)의 일부와 후면 전극(151) 부분이 접촉하는 부분 사이에 별도의 절연부(310)등을 부착하거나 삽입하여 후면 전극(151)과 전면전극용 집전부(161a-161c)와 접촉하는 제1 연결부(21) 일부간의 절연 처리를 행한다(도 6). 이로 인해, 전면전극용 집전부(161a-161c)에 의해 수집된 전하(예, 전자)가 연결되는 제1 연결부(21)를 통해 이동할 때, 기판(110)과 연결되는 후면 전극(151)과 제1 연결부(21)와의 접촉부에서 재결합되어 소멸되는 양이 감소한다. 이때, 절연부(131)는 해당 부위에 절연 테이프를 부착하거나 절연 물질을 도포하여 형성되거나 절연 부재를 해당 부위에 삽입하여 형성될 수 있다.
다음, 도 5를 참고로 하여, 이러한 구조를 갖는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈(20)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법의 순서도이다.
먼저, 태양 전지 모듈(20)을 제조하기 위한 동작이 시작되면(S10), 복수의 태양 전지(1)를 행 방향으로 180°회전 대칭되게 원하는 행렬 구조로 배열하여 인접한 두 태양 전지(1)에 각각 위치하는 전면전극용 집전부(161a-161c)와 후면전극용 집전부(162a-162c)가 동일선 상에 위치하도록 한다(S110).
다음, 리본과 같은 도전성 테이프를 해당 위치에 부착하여 제1 내지 제4 연결부(21-24)를 형성하여, 직렬로 연결된 복수의 태양 전지(1)를 구비한 태양전지 어레이(10)를 형성한다(S120).
그런 다음, 후면 시트(210) 위에, 하부 충진재(220), 하부 충진재(220) 위에 제1 내지 제4 연결부(21-24)가 형성된 태양 전지 어레이(10), 태양 전지 어레 이(10) 위에 상부 충진재(230), 그리고 상부 충진재(230) 위에 투명 부재(240)를 순차적으로 위치시킨 후, 소정의 열과 압력 등을 가하는 라미네이팅 공정(laminating process)을 실시하여(S130) 태양 전지 모듈(20)을 형성한다.
다음, 태양 전지 모듈(20)의 가장자리에 프레임을 설치하여(S140), 태양 전지 모듈(20)을 완성한다.
본 실시예와 같이, 태양 전지(1)의 후면에 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)가 위치할 경우, 방향 전환 없이 직선으로 도전성 테이프를 부착하여 전면전극 및 후면전극용 집전부(161a-161c, 162a-162c)를 연결한다. 따라서, 인접한 태양 전지(1)의 전기적인 연결을 위한 제1 연결부(21)의 형성 시간이 크게 줄어들고, 제1 내지 제4 연결부(21-24) 모두가 실질적으로 태양 전지(1)의 후면인 동일면에 부착되므로, 제1 내지 제4 연결부(21-24)의 부착 시간 역시 줄어든다. 또한 전면전극 집전부(161a-161c)와 후면전극용 집전부(162a-162c)의 연결이 간편하고 용이하므로, 태양 전지 어레이(10) 형성 시 불량율이 크게 줄어든다.
도 4를 참고로 한 실시예와는 달리, 대안적인 실시예에서, 홀수 번째 태양 전지 행과 짝수 번째 태양 전지 행을 서로 바꿔 배치하여 태양 전지 모듈을 형성할 수 있거나 홀수 번째 태양 전지 열과 짝수 번째 태양 전지 열을 서로 바꿔 배치하여 태양 전지 모듈을 형성할 수 있다.
또한 대안적인 실시예에서, 제3 연결부(23)의 배치 위치는 첫 번째 행과 마지막 행의 마지막 열에 배치된 태양 전지(1)와 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 태양 전지 어레이(10)는 첫 번째 행의 마지막 열에 위치한 태양 전지(1)에서부 터 마지막 행의 마지막 열에 위치한 태양 전지(1)로 지그재그 형태로 직렬 연결된다.
또한, 각 태양 전지(1)에 형성되는 전면전극용 집전부(161a-161c)와 후면전극용 집전부(162a-162c)의 개수 또한 변경 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 배면도이다.
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 연결 상태를 도시한 도면이다.
도 5은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 일부의 확대 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 간단한 설명*
1: 태양 전지 10: 태양 전지 어레이
20: 태양 전지 모듈 21-24: 연결부
110: 기판 120: 에미터부
141: 전면 전극 151: 후면 전극
161a-161c: 전면전극용 수집부 162a-162c: 후면전극용 수집부
170: 후면 전계부 210: 후면 시트
220, 230: 충진재 240: 투명 부재
250: 프레임 310: 절연부
Claims (19)
- 제1 도전성 타입의 기판,상기 1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부,상기 에미터부에 연결되는 제1 전극,상기 기판에 연결되는 제2 전극,상기 제1 전극에 연결되어 있는 복수의 제1 집전부, 그리고상기 기판에 연결되는 복수의 제2 집전부를 구비하고,상기 복수의 제1 및 제2 집전부의 위치는 상기 기판의 세로축 중심선을 중심으로 상하 대칭인태양 전지.
- 제1항에서,상기 복수의 제1 및 제2 집전부는 상기 기판의 복수 영역에 위치하며,각 영역에 위치하는 제1 및 제2 집전부는 서로 다른 방향으로 배치되어 있는 태양 전지.
- 제2항에서,상기 복수의 제1 및 제2 집전부는 상기 기판의 중심부, 상부 및 하부에 위치 하며,상기 중심부에 위치하는 상기 제1 및 제2 집전부는 각각 상기 기판의 수평선과 평행하게 배치되어 있는 태양 전지.
- 제3항에서,상기 상부에 위치하는 상기 제1 및 제2 집전부와 상기 하부에 위치하는 상기 제1 및 제2 집전부는 서로 반대 방향으로 배치되어 있는 태양 전지.
- 제4항에서,상기 상부 및 하부에 각각 위치하는 상기 제1 집전부는 상기 상부 및 하부에 각각 위치하는 복수의 제2 집전부 사이에 위치하는 태양 전지.
- 제1항에서,상기 태양 전지를 가로축을 중심으로 이등분하는 제1 영역과 제2 영역에 각각 위치하는 제1 집전부의 개수는 서로 상이한 태양 전지.
- 제6항에서,상기 제1 영역과 제2 영역에 각각 위치하는 제2 집전부의 개수는 서로 상이한 태양 전지.
- 제1항에서,상기 기판은 비아 홀을 구비하고 있고, 상기 제1 집전부는 상기 비아 홀을 통해 상기 제1 전극과 연결되는 태양 전지.
- 제1항에서,상기 기판은 약 160㎛ 이하의 두께를 갖는 태양 전지.
- 제1 도전성 타입의 기판과 연결되는 제1 전극, 상기 1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부에 연결되는 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극에 연결되는 복수의 제1 집전부, 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 제2 집전부를 각각 구비하는 복수의 태양 전지, 그리고상기 복수의 태양 전지 중 제1 태양 전지의 제1 집전부와 상기 복수의 태양 전지 중 제2 태양 전지의 제2 집전부를 직선으로 연결하는 복수의 제1 연결부를 포함하고,각 태양 전지에서, 제1 집전부의 개수는 상기 제2 집전부의 많은태양 전지 모듈.
- 제10항에서,상기 복수의 태양 전지 중 행 방향으로 인접한 두 태양 전지의 상기 제1 집전부와 상기 제2 집전부의 형성 위치는 좌우 대칭인 태양 전지 모듈.
- 제11항에서,상기 제1 집전부와 제2 집전부는 각 태양 전지의 상부, 중앙부 및 하부에 위치하고,상기 복수의 태양 전지 중 행 방향으로 인접한 두 태양 전지에서, 상기 상부와 하부에 각각 위치하는 상기 제1 집전부와 상기 제2 집전부는 좌우 대칭인태양 전지 모듈.
- 제12항에서,각 태양 전지의 상기 복수의 제1 집전부 중 상기 제1 연결부와 연결되지 않은 적어도 하나의 제1 집전부가 존재하는 태양 전지 모듈.
- 제13항에서,상기 상부와 하부에 각각 위치하는 상기 제1 집전부의 개수는 2개인 태양 전지 모듈.
- 제14항에서,동일한 행에 위치하는 복수의 태양 전지에서, 상기 상부에 위치하는 상기 제1 접전부는 교대로 상기 제1 연결부를 통해 행 방향으로 인접한 태양 전지의 제2 접전부와 연결되고, 상기 하부에 위치하는 상기 제1 접전부는 교대로 상기 제1 연 결부를 통해 행 방향으로 인접한 태양 전지의 제2 접전부와 연결되는 태양 전지 모듈.
- 제10항에서,열 방향으로 인접한 두 태양 전지에 각각 위치하는 상기 제1 연결부를 연결하는 제2 연결부를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
- 제16항에서,상기 열 방향으로 인접한 두 태양 전지에 각각 위치하는 상기 제1 연결부는 서로 다른 집전부에 연결되어 있는 태양 전지 모듈.
- 제16항에서,상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부는 도전성 테이프로 형성된 태양 전지 모듈.
- 제10항에서,상기 제2 태양 전지의 제2 접전부와 접촉하는 상기 제1 연결부의 일부와 접촉하는 상기 제2 태양 전지의 상기 제1 전극의 일부 사이에 위치하는 절연부를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
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