KR20110012955A - Method of inspecting a solar cell module and method of manufacturing the solar cell module by using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양 전지 모듈의 리페어 방법 및 이를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 태양광을 전기 에너지로 전환시키는 태양 전지 모듈의 리페어 방법 및 이를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for repairing a solar cell module and a method for manufacturing a solar cell module using the same. More specifically, the present invention relates to a method for repairing a solar cell module for converting sunlight into electrical energy and a method for manufacturing a solar cell module using the same.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 에너지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다.Recently, as the prediction of depletion of existing energy sources such as oil and coal is increasing, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar energy is particularly attracting attention because of its abundant energy resources and no problems with environmental pollution.
태양 에너지의 이용 방법으로는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 에너지와 반도체의 성질을 이용하여 태양광(photons)을 전기 에너지로 변환시키는 태양광 에너지가 있다. 태양광 에너지라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하, '태양 전지'라 함)를 일컫는다. 이러한 태양 전지에 관해 미래의 에너지 수단으로서 다양한 연구들이 진행되고 있다.There are two methods of using solar energy: solar energy, which generates steam required to rotate a turbine using solar heat, and solar energy, which converts photons into electrical energy using the properties of semiconductors. Solar energy generally refers to solar cells (hereinafter, referred to as "solar cells"). Various studies are being conducted on such solar cells as future energy means.
이상, '배경 기술'에서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로 이 부분에서 설명된 기술이 반드시 종래 기술인 것은 아니며 본 발명의 보호범위에 속하는 기술과 같이 종래에 알려지지 않은 기술일 수 있다.As described above, the matters described in the "Background art" are intended to help the understanding of the background of the present invention, and the technology described in this part is not necessarily the prior art, and is not known in the art, such as the technology falling within the protection scope of the present invention. Can be.
본 발명의 일 실시예들은 태양 전지 모듈의 리페어 방법을 제공한다. One embodiment of the present invention provides a repair method of a solar cell module.
본 발명의 다른 실시예들은 상기 리페어 방법을 사용한 태양 전지 제조 방법을 제공한다.Other embodiments of the present invention provide a solar cell manufacturing method using the repair method.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 태양 전지 모듈 리페어 방법이 제공된다. 구체적으로 전면 전극 상에 PIN막 및 후면 전극을 형성한다. 그리고 PIN막 및 후면 전극에 레이저 스크라이빙 공정으로 상기 전면 전극을 노출시키는 그루브들을 형성하여 셀 단위를 구분한다. 이어서, 그루브들의 결함 여부를 판단하여 결함을 갖는 것을 선별한다. 그 후, 결함을 갖는 그루브가 포함된 셀에 한해서 결함을 갖는 그루브와 이격되는 보조 그루브를 상기 PIN막 및 상기 후면 전극에 형성한다. According to one embodiment of the present invention, a solar cell module repair method is provided. Specifically, a PIN film and a rear electrode are formed on the front electrode. Cells are divided by forming grooves on the PIN layer and the rear electrode to expose the front electrode by a laser scribing process. Subsequently, it is determined whether the grooves are defective and the one having the defect is selected. Thereafter, only the cells containing the defective grooves are formed in the PIN film and the rear electrode spaced apart from the defective grooves.
그루부의 결함 여부를 판단하기 위하여 그루브의 양측에 위치하는 부분들 위에 각각 탐침을 설치하여 저항을 측정할 수 있다. 그루부의 결함 여부를 판단하는 것은 셀 단위로 수행될 수 있다. 구체적으로 저항이 주변 셀보다 낮게 측정된 경우 불량으로 판단할 수 있다. 여기서 주변 셀보다 낮은 상기 저항의 값은 수 KΩ이하일 수 있다. 보조 그루브는 레이저 스크라이빙 공정을 통해서 형성될 수 있다. 레 이저 스크라이빙 공정은 532nm 파장의 레이저가 사용되며, 보조 그루브는 그루브로부터 0.0001 내지 1mm 이격될 수 있다.In order to determine whether the groove is defective, resistance may be measured by installing a probe on each of the grooves located at both sides of the groove. Determining whether the groove is defective may be performed in units of cells. In more detail, when the resistance is measured lower than the neighboring cells, it may be determined as defective. Here, the value of the resistance lower than the peripheral cell may be several KΩ or less. The auxiliary groove may be formed through a laser scribing process. The laser scribing process uses a laser of 532 nm wavelength, the auxiliary groove may be 0.0001 to 1mm away from the groove.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 태양 전지의 제조 방법이 제공된다. 구체적으로 투명 기판 위에 전면 전극을 형성한다. 이어서, 전면 전극에 제1 레이저 스크라이빙 공정을 수행하여 전면 전극에 제1 그루브를 형성하여 전면 전극을 셀 단위로 분리한다. 그리고 전면 전극 상에 제1 그루브를 매립하도록 PIN막을 형성한다. 이어서, PIN막에 제2 레이저 스크라이빙 공정을 수행하여 제1 그루브로부터 소정의 방향으로 이격되는 제2 그루브를 PIN막에 형성한다. 그리고 PIN막 상에 제2 그루브를 매립하도록 후면 전극을 형성한다. 이어서, 후면 전극 및 PIN막에 제3 레이저 스크라이빙 공정을 수행하여 제2 그루브로부터 상기 방향으로 이격되는 제3 그루브를 후면 전극 및 PIN막에 형성한다. 이어서, 후면 전극 중 제3 그루브의 양측에 위치하는 부분 사이의 저항을 측정하여 제3 그루브의 결함 여부를 판단한다.According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing a solar cell is provided. Specifically, the front electrode is formed on the transparent substrate. Subsequently, a first laser scribing process is performed on the front electrode to form a first groove on the front electrode, thereby separating the front electrode in units of cells. And a PIN film is formed so that a 1st groove may be embedded on a front electrode. Subsequently, a second laser scribing process is performed on the PIN film to form a second groove spaced in the predetermined direction from the first groove in the PIN film. And a back electrode is formed so that a 2nd groove may be embedded on a PIN film. Subsequently, a third laser scribing process is performed on the back electrode and the PIN film to form a third groove spaced in the direction from the second groove in the back electrode and the PIN film. Subsequently, the resistance between the parts located on both sides of the third groove among the rear electrodes is measured to determine whether the third groove is defective.
상기 제1 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판 쪽에서 제공되어 투명 기판을 통과하여 전면 전극에 입사될 수 있다. 제1 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판의 반대쪽에서 제공되어 전면 전극에 입사될 수 있다.The first laser scribing process may be provided on the transparent substrate side to pass through the transparent substrate to be incident on the front electrode. The first laser scribing process may be provided on the opposite side of the transparent substrate and incident on the front electrode.
전면 전극에 포함되는 물질은 산화 아연(ZnO), 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO), 인듐 주석 산화물(ITO), N형 불순물이 도핑된 탄화 실리콘(n-doped SIC), 산화 규소(SiO2) 또는 산화 질소(SiNx)일 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.Materials included in the front electrode include zinc oxide (ZnO), indium gallium zinc oxide (IGZO), indium tin oxide (ITO), silicon carbide (n-doped SIC) doped with N-type impurities, silicon oxide (SiO 2 ), or Nitrogen oxide (SiNx). These may be used alone or in combination.
상기 PIN막은 한 번 혹은 두 번 그리고 세 번 적층될 수 있다. PIN막은 P형 불순물이 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 P층, 진성 비정질 실리콘을 포함하는 I층 및 N형 불순물이 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 N층을 포함할 수 있다.The PIN film can be laminated once or twice and three times. The PIN film may include a P layer including amorphous silicon doped with P-type impurities, an I layer including intrinsic amorphous silicon, and an N layer including amorphous silicon doped with N-type impurities.
I층에 이용되는 물질은 예를 들어 비정질 실리콘(a-Si), 마이크로 크리스탈 실리콘(micro-crystal Si), 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe), 마이크로 크리스탈 실리콘 게르마늄(micro-crystal SiGe) 또는 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC) 일 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. The material used for the I layer is, for example, amorphous silicon (a-Si), micro-crystal Si, microcrystalline silicon germanium (a-SiGe), micro-crystal SiGe or amorphous silicon. Carbide (a-SiC). These may be used alone or in combination.
상기 제2 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판 쪽에서 제공되는 약 500 내지 약 600nm의 파장대의 레이저가 사용될 수 있다. 파장대는 약 532nm일 수 있다.The second laser scribing process may use a laser in the wavelength range of about 500nm to about 600nm provided on the transparent substrate side. The wavelength band may be about 532 nm.
상기 제3 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판 쪽에서 제공되며 약 500 내지 약 600nm의 파장대의 레이저가 사용될 수 있다. 파장대는 약 532nm일 수 있다.The third laser scribing process is provided on the transparent substrate side and a laser in the wavelength range of about 500 nm to about 600 nm may be used. The wavelength band may be about 532 nm.
상기 제3 그루브가 불량으로 판단되는 경우는 제3 레이저 스크라이빙 공정에서 발생하는 후면 전극의 파편이 전면 전극과 제3 그루브를 통해 연결되는 경우일 수 있다. 이와 다르게 제3 그루브가 불량으로 판단되는 경우는 제3 그루브의 깊이가 전면 전극의 상면에서 후면 전극의 상면까지 측정된 높이보다 낮고 제3 그루브의 안쪽에 제3 레이저 스크라이빙 공정에서 발생하는 후면 전극의 파편이 잔류하여 후면 전극이 제3 그루부에 의해서 절단되지 않은 경우일 수 있다.If it is determined that the third groove is defective, the fragment of the rear electrode generated in the third laser scribing process may be connected to the front electrode through the third groove. In contrast, when the third groove is judged to be defective, the depth of the third groove is lower than the height measured from the upper surface of the front electrode to the upper surface of the rear electrode, and the rear surface generated in the third laser scribing process inside the third groove. It may be the case that the fragments of the electrode remain so that the rear electrode is not cut by the third groove.
상기 제3 그루부의 결함 여부를 판단하는 단계는 제 3 그룹의 양측에 위치하는 부분들 위에 각각 탐침을 설치하여 저항을 측정하는 것일 수 있다. 제3 그루부의 결함 여부를 판단하는 단계는 셀 단위로 수행될 수 있다.The determining of whether the third groove is defective may be to measure resistance by installing probes on portions positioned at both sides of the third group. The determining of whether the third groove is defective may be performed in units of cells.
상기 저항이 주변 셀보다 낮게 측정된 경우 불량으로 판단할 수 있다. 주변 셀보다 낮은 저항의 값은 수 KΩ이하일 수 있다. 제3 그루브 중 불량으로 판단된 것과 상기 방향으로 이격되는 제4 그루브를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.If the resistance is measured lower than the surrounding cells it can be determined that the failure. The value of the resistance lower than the peripheral cell can be several KΩ or less. The method may further include forming a fourth groove spaced apart in the direction from the third groove.
상기 제4 그루브를 형성하는 단계는 제4 레이저 스크라이빙 공정을 통해서 수행되고, 제4 레이저 스크라이빙 공정은 제3 그루브 중 불량으로 판단된 것을 포함하는 셀에 한하여 수행될 수 있다. 제4 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판 쪽에서 제공되며 약 500 내지 약 600nm의 파장대의 레이저가 사용될 수 있다. 제4 레이저 스크라이빙 공정은 약 532nm 파장의 레이저가 사용되며, 제4 그루브는 제3 그루브로부터 약 0.0001 내지 약 1mm 이격될 수 있다.The forming of the fourth groove may be performed through a fourth laser scribing process, and the fourth laser scribing process may be performed only in a cell including a defective one of the third grooves. The fourth laser scribing process is provided on the transparent substrate side and lasers in the wavelength range of about 500 nm to about 600 nm may be used. The fourth laser scribing process uses a laser having a wavelength of about 532 nm, and the fourth groove may be about 0.0001 to about 1 mm away from the third groove.
그리고 전면 전극에 이용되는 물질은 산화 아연, 인듐 갈륨 아연 산화물, 인듐 주석 산화물, N형 불순물이 도핑된 탄화 실리콘, 산화 규소, 산화 질소로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The material used for the front electrode may be at least one selected from the group consisting of zinc oxide, indium gallium zinc oxide, indium tin oxide, silicon carbide doped with N-type impurities, silicon oxide, and nitrogen oxide.
본 발명에 따르면, 리페어 공정으로 레이저 스카리이빙 공정을 추가하여 효과적인 셀 간의 단락 현상을 방지할 수 있다. 또한, 리페어를 위한 레이저 스크라이빙 공정은 불량 셀로 판단된 셀에만 선택적으로 수행되기 때문에 공정 단계를 줄일 수 있으며 생산 수율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, a laser scavenging process may be added as a repair process to prevent an effective short circuit between cells. In addition, since the laser scribing process for repairing is selectively performed only on the cells determined as defective cells, process steps can be reduced and production yield can be improved.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 태양 전지 모듈 리페어 방법 및 이를 이용한 태양 전지 모듈의 제조 방법을 설명한다. 여기서 i) 첨부된 도면들에 도시된 형 상, 크기, 비율, 각도, 개수, 동작 등은 개략적인 것으로 다소 변경될 수 있다. ii) 도면은 관찰자의 시선으로 도시되기 때문에 도면을 설명하는 방향이나 위치는 관찰자의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다. iii) 도면 번호가 다르더라도 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다. iv) '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. v) 단수로 설명되는 경우 다수로도 해석될 수 있다. vi) 수치, 형상, 크기의 비교, 위치 관계 등이 '약', '실질적' 등으로 설명되지 않아도 통상의 오차 범위가 포함되도록 해석된다. vii) '~후', '~전', '이어서', '그리고', '여기서', '후속하여' 등의 용어가 사용되더라도 시간적 위치를 한정하는 의미로 사용되지는 않는다. viii) '제1', '제2' 등의 용어는 단순히 구분의 편의를 위해 선택적, 교환적 또는 반복적으로 사용되며 한정적 의미로 해석되지 않는다. ix) '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우 '바로'가 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 개재될 수도 있다. x) 부분들이 '~또는'으로 연결되는 경우 부분들 단독뿐만 아니라 조합도 포함되게 해석되나 '~또는 ~중 하나'로 연결되는 경우 부분들 단독으로만 해석된다.Hereinafter, a solar cell module repair method and a manufacturing method of a solar cell module using the same will be described with reference to the accompanying drawings. I) The shape, size, ratio, angle, number, operation, and the like shown in the accompanying drawings may be changed to be rough. ii) Since the drawings are shown with the eyes of the observer, the direction or position for describing the drawings may be variously changed according to the positions of the observers. iii) The same reference numerals may be used for the same parts even if the reference numbers are different. iv) When 'include', 'have', 'consist', etc. are used, other parts may be added unless 'only' is used. v) When described in the singular, the plural can also be interpreted. vi) Even if numerical values, shapes, sizes comparisons, positional relations, etc. are not described as 'about' or 'substantial', they are interpreted to include a normal error range. vii) The terms 'after', 'before', 'following', 'and', 'here', and 'following' are not used to limit the temporal position. viii) The terms 'first', 'second', etc. are merely used selectively, interchangeably or repeatedly, for convenience of distinction and are not to be interpreted in a limiting sense. ix) If the positional relationship between two parts is described as 'upper', 'upper', 'lower' or 'next', etc., one or more Other parts may be interposed. x) When parts are connected by '~', they are interpreted to include not only parts but also combinations, but only when parts are connected by 'or'.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 리페어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a repair method of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전면 전극 상에 PIN막 및 후면 전극을 형성한다(S100). Referring to FIG. 1, a PIN film and a rear electrode are formed on the front electrode (S100).
이어서, PIN막 및 후면 전극에 레이저 스크라이빙 공정으로 전면 전극을 노출시키는 그루브들을 형성하여 셀 단위를 구분한다(S200). 여기서 그루브들은 일 방향으로 연장하는 형상을 가지며 그루브들은 전면 전극을 노출시킨다.Subsequently, grooves are formed on the PIN layer and the rear electrode to expose the front electrode by a laser scribing process, thereby distinguishing the cell units (S200). The grooves have a shape extending in one direction and the grooves expose the front electrode.
여기서 형성된 그루브들은 다수의 결함을 가질 수 있다. 예를 들어, 그루브가 형성되었음에도 셀간 후면 전극이 연결된다거나 후면 전극이 전면 전극에 연결되는 경우를 들 수 있다.The grooves formed here may have a number of defects. For example, even if a groove is formed, a back electrode between cells is connected or a back electrode is connected to a front electrode.
따라서 그루브들의 결함 여부를 판단하여 결함을 갖는 것을 선별한다(S300). 그루부의 결함 여부를 판단하기 위해서는 그루브의 양측에 위치하는 후면 전극 부분들 위에 각각 탐침을 설치하여 저항을 측정하는 방법을 채택할 수 있다. 그리고 그루부의 결함 여부를 판단하는 단계는 셀 단위로 수행될 수 있다. 구체적으로 전체 셀에 대해서 결함 여부를 판단할 수도 있으나 소정의 선택된 셀에서만 그루브의 결함 여부가 판단될 수도 있다.Therefore, it is determined whether the grooves are defective by selecting the one having a defect (S300). In order to determine whether the groove is defective, a method of measuring resistance by installing a probe on each of the rear electrode portions positioned at both sides of the groove may be adopted. The step of determining whether the groove is defective may be performed in units of cells. In more detail, whether all the cells are defective may be determined. However, only a predetermined selected cell may determine whether the groove is defective.
여기서 저항이 주변 셀보다 낮게 측정된 경우는 후면 전극 사이 또는 후면 전극과 전면 전극 사이에 전기적 단락(short)이 발생한 경우인바 불량으로 판단될 수 있다. 예를 들어, 주변 셀보다 낮은 저항의 값은 수 KΩ이하일 수 있다.In this case, when the resistance is measured lower than the peripheral cells, it may be determined that the electrical short is generated between the rear electrodes or between the rear electrodes and the front electrodes. For example, the value of the resistance lower than the peripheral cell may be several KΩ or less.
이어서, 결함을 갖는 그루브가 포함된 셀에 한해서 결함을 갖는 그루브와 이격되는 보조 그루브를 PIN막 및 후면 전극에 형성한다(S400). 결함을 갖는 그루브가 달성할 수 없었던 후면 전극 사이 또는 후면 전극과 전면 전극 사이의 전기적 절연을 보조 그루브를 형성함으로써 실현할 수 있다.Subsequently, only a cell including a defective groove is formed with an auxiliary groove spaced apart from the defective groove on the PIN film and the rear electrode (S400). Electrical insulation between the back electrode or between the back electrode and the front electrode which could not be achieved by a defective groove can be realized by forming an auxiliary groove.
여기서 보조 그루브는 레이저 스크라이빙 공정을 통해서 수행될 수 있다. 예를 들어, 레이저 스크라이빙 공정은 약 532nm 파장의 레이저가 사용되며, 단위 셀 내에서 보조 그루브는 그루브로부터 약 0.0001 내지 약 1mm 이격되도록 형성될 수 있다.In this case, the auxiliary groove may be performed through a laser scribing process. For example, the laser scribing process uses a laser having a wavelength of about 532 nm, and the auxiliary groove in the unit cell may be formed to be spaced from about 0.0001 to about 1 mm from the groove.
도 2 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.2 to 12 are views showing a method of manufacturing a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 투명 기판(100)을 준비한다. 투명 기판(100)은 유리(glass) 물질을 포함할 수 있다. 이어서, 투명 기판(100) 상에 전면 전극(110)을 형성한다. 전면 전극(110)은 투명 기판(100) 위에 화학적 기상 증착(CVD: chemical vapor deposition) 방법 또는 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리 기상 증착(PVD: physical vapor deposition) 방법에 의해서 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2, a
전면 전극(110)은 투명한 전도성 산화물(TCO; transparent conductive oxide)을 포함할 수 있다. 여기서 투명한 전도성 산화물의 예로서는 주석 산화물(SnO2), 아연 알루미늄 산화물(ZAO), 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO), 인듐 주석 산화물(ITO), N형 불순물이 도핑된 탄화 실리콘(n-doped SIC), 산화 규소(SiO2), 산화 질소(SiNx)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The
도 3을 참조하면, 전면 전극(110)에 제1 레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정을 수행한다. 여기서 제1 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판(100)쪽에서 제공되어 투명 기판(100)을 통과하여 전면 전극(110)에 입사되나 투명 기판(100) 반대쪽에서 제공될 수도 있다.Referring to FIG. 3, a first laser scribing process is performed on the
제1 레이저 스크라이빙 공정에 의해서 전면 전극(110)에는 일 방향을 따라 연장하는 제1 그루브(G1)들이 형성된다. 제1 그루브(G1)들은 서로 평행하게 연장할 수 있으며 밑면에는 전면 전극(110)이 노출된다. 전면 전극(110)들은 인근한 두 개의 제1 그루브(G1)들에 의해서 셀 영역으로 구분된다.First grooves G1 extending in one direction are formed in the
도 4를 참조하면, 투명 기판(100) 및 전면 전극(110) 위에 제1 그루브(G1)를 매립하는 PIN막(120)을 형성한다. PIN막(120)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)법과 같은 화학 증착법을 사용하여 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 4, a
PIN막(120)은 P형 불순물(P-typed)이 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 P층, 진성(intrinsic) 비정질 실리콘을 포함하는 I층 및 N형 불순물(N-typed)이 도핑된 비정질 실리콘을 포함하는 N층을 가질 수 있다. PIN막(120)에 태양광이 가해지는 경우 제P층과 제N층 사이에 전위차가 발생하여 전류가 제P층에서 I층을 통해 N층으로 흐르게 된다.The
PIN막(120)은 다양하게 변경될 수 있다. PIN막(120)은 두 번 적층될 수도 있으며 세 번 적층될 수도 있다. 그리고 I층에 이용되는 물질은 예를 들어 비정질 실리콘(a-Si), 마이크로 크리스탈 실리콘(micro-crystal Si), 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe), 마이크로 크리스탈 실리콘 게르마늄(micro-crystal SiGe) 또는 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC) 일 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. The
도 5를 참조하면, PIN막(120)에 제2 레이저 스크라이빙 공정을 수행한다. 여기서 제2 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판(100) 쪽에서 제공되며 약 500 내지 약 600nm의 파장대의 레이저가 사용될 수 있다. 바람직하게 약 532nm 파장의 레이 저가 사용될 수 있다.Referring to FIG. 5, a second laser scribing process is performed on the
제2 레이저 스크라이빙 공정에 의해서 PIN막(120)에는 제2 그루브(G2)가 형성된다. 제2 그루브(G2)는 제1 그루브(G1)로부터 수십 마이크로미터 떨어진 곳에 위치한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 그루브(G2)는 제1 그루브(G1)의 우측에서 제1 그루브(G1)와 실질적으로 평행하게 연장할 수 있다. 그리고 제2 그루브(G2)의 밑면에는 전면 전극(110)이 노출된다.A second groove G2 is formed in the
도 6을 참조하면, PIN막(120) 및 전면 전극(110) 위에 제2 그루브(G2)를 매립하는 후면 전극(130)을 형성한다. 후면 전극(130)은 화학적 기상 증착 방법 또는 스퍼터링과 같은 물리 기상 증착 방법에 의해서 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 6, a
도 7을 참조하면, 후면 전극(130) 및 PIN막(120)에 제3 레이저 스크라이빙 공정을 수행한다. 여기서 제3 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판(100) 쪽에서 제공되며 약 500 내지 약 600nm의 파장대의 레이저가 사용될 수 있다. 바람직하게 약 532nm 파장의 레이저가 사용될 수 있다.Referring to FIG. 7, a third laser scribing process is performed on the
제3 레이저 스크라이빙 공정에 의해서 후면 전극(130) 및 PIN막(120)에는 제3 그루브(G3)가 형성된다. 제3 그루브(G3)는 제2 그루브(G2)로부터 수십 마이크로미터 떨어진 곳에 위치한다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 제3 그루브(G3)는 제2 그루브(G2)의 우측에서 제2 그루브(G2)와 실질적으로 평행하게 연장할 수 있다.A third groove G3 is formed on the
제3 그루브(G3)의 안쪽에는 후면 전극(130)이 남아있지 않아야 태양전지 모 듈의 정상적인 동작이 가능하다. 만약 도 7의 "A" 부분과 이를 촬영한 도 8에 나타난 바와 같이 후면 전극(130)의 파편이 전면 전극(110)과 연결되는 경우 후면 전극(130)과 전면 전극(110) 간에 전기적 단락(short)가 발생하여 불량 셀이 된다. 이로 인해 직렬 연결된 셀들의 전체 전류와 전체 전압이 줄어들게 된다.Normal operation of the solar cell module is possible only when the
구체적으로 도 7 및 8에서처럼 제3 그루브(G3)가 불량으로 판단되는 경우는 제3 레이저 스크라이빙 공정에서 발생하는 후면 전극(130)의 파편이 정전기적 인력에 의해 전면 전극(110)에 제3 그루브(G3)를 통해 붙어버리는 경우이다.In detail, when the third groove G3 is determined to be defective as shown in FIGS. 7 and 8, fragments of the
도 9는 이와 다른 불량 셀의 모양을 나타내는 도면이다. 구체적으로 불량 셀은 도 9의 "A" 부분에 도시되어 있으며 이를 촬영한 사진은 도 10에 도시된다. 도 9의 "A" 부분 및 도 10을 참조하면, 제3 레이저 스크라이빙 공정을 수행하는 과정에서 파장의 중첩 등으로 인해서 파장의 세기가 작아지는 경우 제3 그루브(G3)의 하부에 PIN막(120)이 잔류하는 경우가 발생한다.9 is a view showing the shape of another defective cell. In detail, the defective cell is illustrated in part “A” of FIG. 9, and a photograph photographing the defective cell is illustrated in FIG. 10. Referring to part “A” of FIG. 9 and FIG. 10, in the process of performing the third laser scribing process, when the intensity of the wavelength decreases due to the overlapping of the wavelength, the PIN film is disposed below the third groove G3. There is a case where 120 remains.
구체적으로 도 9 및 10에 도시된 제3 그루브(G3)의 불량은 제3 그루브(G3)의 깊이(D1)가 전면 전극(110)의 상면에서 후면 전극(130)의 상면까지 측정된 높이(H)보다 낮고, 제3 그루브(G3)의 안쪽에 제3 레이저 스크라이빙 공정에서 발생하는 후면 전극(130)의 파편이 잔류하여 후면 전극(130)이 제3 그루부(G3)에 의해서 절단되지 않은 경우이다.In detail, the defect of the third groove G3 illustrated in FIGS. 9 and 10 may include the height (D1) of the third groove G3 measured from the upper surface of the
이 경우 제3 그루브(G3)의 폭이 좁아지거나 높이가 낮아지기 때문에 제3 그루브(G3)에 의해 후면 전극(130)이 셀 단위로 완벽하게 분리되지 않아 셀간 단락이 일어난다. 이 경우도 직렬 연결된 셀들의 전체 전류와 전체 전압이 줄어들게 된다.In this case, since the width of the third groove G3 is narrowed or the height is lowered, the
도 11을 참조하면, 이러한 불량 셀을 판단하기 위하여 셀마다 검사 공정을 수행한다. 구체적으로 후면 전극(130)의 제3 그루브(G3) 양측으로 위치하는 부분들에 각각 탐침(1a, 1b)을 설치한다. 그리고 탐침(1a, 1b)을 통해 저항을 측정한다. Referring to FIG. 11, an inspection process is performed for each cell to determine such defective cells. In detail, the
저항 측정 결과 주변 탐침(1a, 1b)들보다 저항이 낮게 측정된 경우는 전기적인 단락이 발생한 경우이기 때문에 불량 셀로 분류한다. 이러한 저항 측정은 셀마다 수행될 수 있다. 여기서 불량 셀로 간주되는 저항은 약 수 KΩ이하인 경우일 수 있다.When the resistance is measured to be lower than the
도 12를 참조하면, 도 7 및 9의 "A" 영역에 도시된 제3 그루부(G3)가 형성된 불량 셀에 선택적으로 제4 레이저 스크라이빙 공정을 수행한다. 여기서 제4 레이저 스크라이빙 공정은 모든 셀에 수행되는 것이 아닌 불량 셀에만 수행된다. Referring to FIG. 12, a fourth laser scribing process is selectively performed on the defective cells in which the third grooves G3 shown in regions “A” of FIGS. 7 and 9 are formed. Herein, the fourth laser scribing process is performed only on the defective cells, not on all the cells.
제4 레이저 스크라이빙 공정은 투명 기판(100) 쪽에서 제공되며 약 500 내지 약 600nm의 파장대의 레이저가 사용될 수 있다. 바람직하게 약 532nm 파장의 레이저가 사용될 수 있다.The fourth laser scribing process is provided on the
제4 레이저 스크라이빙 공정에 의해서 PIN막(120) 및 후면 전극(130)에는 제4 그루브(G4)가 형성된다. 제4 그루브(G4)는 제3 그루브(G3)와 연통할 수 있다. 이와 다르게 제4 그루브(G4)는 제3 그루브(G3)로부터 약 0.0001 내지 약 1mm 이격될 수 있다.A fourth groove G4 is formed on the
예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 제4 그루브(G4)는 제3 그루브(G3)의 우측에서 제3 그루브(G3)와 실질적으로 평행하게 연장할 수 있다. 제4 그루브를 형성하였을 경우에도 불량 셀로 될 확률은 극히 작다.For example, as illustrated in FIG. 12, the fourth groove G4 may extend substantially parallel to the third groove G3 at the right side of the third groove G3. Even when the fourth groove is formed, the probability of becoming a defective cell is extremely small.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제4 그루브(G4)가 형성된 불량 셀에 도 11에서 설명된 저항 측정을 다시 수행한 후에도 결함이 치유되지 않은 경우 도 12에서 설명된 제4 레이저 스크라이빙 공정을 다시 수행하는 과정을 반복할 수도 있다.However, according to an embodiment of the present invention, if the defect is not cured even after performing the resistance measurement described in FIG. 11 again on the defective cell in which the fourth groove G4 is formed, the fourth laser scribe described in FIG. 12. The process of performing the ice process again may be repeated.
이상, 본 발명의 실시예들을 설명하였지만 실시예들은 단지 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 보호범위를 설명하기 위한 '예'들이며 본 발명의 보호범위를 한정하지 않는다. 또한, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위와 기술적으로 균등한 범위까지 확대될 수 있다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described, the examples are merely examples for describing the protection scope of the present invention described in the claims and do not limit the protection scope of the present invention. In addition, the protection scope of the present invention can be extended to the technically equivalent range of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 리페어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a repair method of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.2 to 12 are views showing a method of manufacturing a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
Claims (20)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020090070888A KR20110012955A (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Method of inspecting a solar cell module and method of manufacturing the solar cell module by using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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