KR20120053239A - 태양전지 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전도성 테이프로 버스바를 대체함과 함께 전도성 테이프를 통해 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결시킴으로써 공정 단순화시킴과 함께 종래의 납땜으로 인한 불량 발생을 미연에 방지할 수 있는 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 핑거라인을 구비한 복수의 태양전지 셀과, 상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비됨과 함께 상기 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결하는 버스바 겸용 직렬연결부재 및 상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비된 버스바 겸용 직렬연결부재를 전기적으로 연결시키는 금속 리본을 포함하여 이루어지며, 상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비되는 버스바 겸용 직렬연결부재는 상기 태양전지 셀 상의 핑거라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지 모듈 및 그 제조방법{Solar cell module and method for fabricating the same}
본 발명은 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도성 테이프로 버스바를 대체함과 함께 전도성 테이프를 통해 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결시킴으로써 공정 단순화시킴과 함께 종래의 납땜으로 인한 불량 발생을 미연에 방지할 수 있는 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(diode)라 할 수 있다. 태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지에 태양광이 입사되면 전자-정공(쌍)이 생성되고, 생성된 전자와 정공은 확산하다가 p-n 접합부에 형성되는 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다.
이와 같이 p-n 접합 다이오드를 구비하는 태양전지 구조를 태양전지 셀(cell)이라 하며, 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결한 형태를 태양전지 모듈(module)이라 한다.
도 1을 참고하여 태양전지 셀의 구조를 살펴보면, 전면과 후면에 각각 전면전극과 후면전극이 구비되며, 전면전극은 버스바(bus bar)(110)와 핑거라인(finger)(120)으로 구성된다. 핑거라인(120)은 태양전지 셀(100)의 전면 상에 고르게 배치되어 광전변환된 전하를 수집하는 역할을 하며, 버스바(110)는 수집된 전하를 외부의 전지로 전송하는 역할을 한다. 이와 같은 버스바(110)와 핑거라인(120)은 통상, 도전성 페이스트를 기판 상에 인쇄한 후 소성(firing) 공정을 거쳐 형성된다.
또한, 태양전지 모듈(100)은 전술한 바와 같이 복수의 태양전지 셀이 직렬 연결된 구조를 이루는데, 각각의 태양전지 셀은 금속 리본(130)을 매개로 연결된다. 구체적으로, 금속 리본은 각각의 태양전지 셀의 버스바 상에 구비되며, 금속 리본과 버스바는 납땜(131)을 통해 전기적으로 연결된다.
종래의 태양전지 모듈의 경우, 도전성 페이스트를 스크린 프린팅하는 등의 공정을 통해 버스바를 필수적으로 구비시켜야 하며, 금속 리본과의 전기적 연결을 위해 버스바와 금속 리본 사이의 납땜 공정이 요구되는 등 공정상 복잡성이 있으며, 그에 따른 재료 소비가 많은 단점과 함께 전기적 단락과 같은 불량을 야기할 소지가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 전도성 테이프로 버스바를 대체함과 함께 전도성 테이프를 통해 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결시킴으로써 전극 형성 재료의 소비량을 절감하고, 종래의 납땜으로 인한 불량 발생을 방지할 수 있는 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 핑거라인을 구비한 복수의 태양전지 셀과, 상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비됨과 함께 상기 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결하는 버스바 겸용 직렬연결부재 및 상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비된 버스바 겸용 직렬연결부재를 전기적으로 연결시키는 금속 리본을 포함하여 이루어지며, 상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비되는 버스바 겸용 직렬연결부재는 상기 태양전지 셀 상의 핑거라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 버스바 겸용 직렬연결부재는 열경화성 수지계열의 전도성 테이프로 구성되거나, 이방성 도전필름(anisotropic conductive film)으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 핑거라인이 구비된 복수의 태양전지 셀을 준비하는 제 1 단계와, 버스바 겸용 직렬연결부재를 상기 핑거라인과 직교하는 형태로 상기 태양전지 셀 상에 배치시킨 상태에서, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재를 압착하여 태양전지 셀 상에 부착, 고정시키는 제 2 단계 및 상기 태양전지 셀 상에 고정된 버스바 겸용 직렬연결부재 상에 금속 리본을 구비시킨 후 열압착하여 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 단계에서 상기 버스바 겸용 직렬연결부재를 태양전지 셀에 부착, 고정하는 공정은 각각의 태양전지 셀에 대하여 순차적으로 진행하거나 동시에 진행할 수 있다. 또한, 상기 금속 리본의 열압착은 150?200℃의 온도 하에서 1.5?2.5MPa의 압력으로 5?20초간 진행할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
태양전지 모듈을 구성함에 있어서, 버스바 겸용 직렬연결부재로 하여금 각각의 태양전지 셀의 버스바 역할을 수행하도록 함과 함께 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결하도록 함으로써 종래의 버스바 형성 공정을 생략할 수 있게 되며, 또한 버스바와 금속 리본 사이의 납땜 공정이 요구되지 않아 납땜으로 인한 불량 발생을 근본적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양전지 모듈의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 설명하기 위한 공정 참고도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈(200)은 복수의 태양전지 셀(210)을 구비하며, 상기 각각의 태양전지 셀(210)의 전면 상에는 태양전지 셀(210)에 의해 광전변환된 전하를 수집하는 복수의 핑거라인(201)이 일정 간격을 두고 구비된다.
한편, 상기 복수의 태양전지 셀(210)은 버스바 겸용 직렬연결부재(202)에 의해 직렬 연결된다. 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)는 복수의 태양전지 셀(210)을 전기적으로 직렬 연결하는 역할을 함과 함께 각각의 태양전지 셀(210)에 있어서 버스바의 역할을 수행한다. 구체적으로, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)는 각각의 태양전지 셀(210)의 전면 상에 부착, 고정되는데, 이 때 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)는 태양전지 셀(210)의 전면 상에 구비된 모든 핑거라인(201)과 전기적으로 접촉하여 상기 핑거라인(201)에 의해 수집된 전하를 외부의 전지 등으로 전송하는 역할을 한다. 즉, 상기 태양전지 셀(210)의 전면 상에 구비되는 버스바 겸용 직렬연결부재(202)는 종래의 버스바 기능을 수행함과 함께 복수의 태양전지 셀(210)을 직렬 연결하는 역할을 한다. 여기서, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)와 핑거라인(201)은 직교하는 형태로 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같은 버스바의 역할 및 셀들 간의 연결 역할을 수행하기 위해, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)는 열경화성 수지계열의 전도성 테이프를 이용하는 것이 바람직하며, 일 실시예로 이방성 도전필름(anisotropic conductive film)이 이용될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈(200)의 제조방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도 3에 도시한 바와 같이 핑거라인(201)이 구비된 복수의 태양전지 셀(210)을 준비한다(S301). 그런 다음, 버스바 겸용 직렬연결부재(202)를 상기 핑거라인(201)과 직교하는 형태로 상기 태양전지 셀(210) 상에 배치시킨 상태에서, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)를 압착하여 태양전지 셀(210) 상에 부착, 고정시킨다(S302). 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)로는 열경화성 수지계열의 전도성 테이프 예를 들어, 이방성 도전필름이 사용될 수 있다. 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)를 태양전지 셀(210)에 부착, 고정하는 공정은 각각의 태양전지 셀(210)에 대하여 순차적으로 진행하거나 동시에 진행할 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상기 태양전지 셀(210) 상에 고정된 버스바 겸용 직렬연결부재(202) 상에 금속 리본(203)을 구비시킨다(도 4a 참조). 그런 다음, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(2003) 및 금속 리본(203)을 열압착한다(S303)(도 4b 참조). 이 때, 상기 직렬연결부재(202) 및 금속 리본(203)의 열압착은 150?200℃의 온도 하에서 1.5?2.5MPa의 압력으로 5?20초간 진행할 수 있다.
상기 금속 리본(203)의 열압착이 완료되면, 각각의 태양전지 셀(210) 상에는 버스바 역할을 수행하는 버스바 겸용 직렬연결부재(202)가 구비됨과 함께 상기 버스바 겸용 직렬연결부재(202)가 금속 리본(203)을 통해 복수의 태양전지 셀(210)을 직렬 연결하는 형태의 태양전지 모듈(200)이 완성된다.
200 : 태양전지 모듈
201 : 핑거라인 202 : 버스바 겸용 직렬연결부재
203 : 금속 리본 210 : 태양전지 셀

Claims (6)

  1. 핑거라인을 구비한 복수의 태양전지 셀;
    상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비됨과 함께 상기 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결하는 버스바 겸용 직렬연결부재; 및
    상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비된 버스바 겸용 직렬연결부재를 전기적으로 연결시키는 금속 리본을 포함하여 이루어지며,
    상기 각각의 태양전지 셀 상에 구비되는 버스바 겸용 직렬연결부재는 상기 태양전지 셀 상의 핑거라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재는 열경화성 수지계열의 전도성 테이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재는 이방성 도전필름(anisotropic conductive film)인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  4. 핑거라인이 구비된 복수의 태양전지 셀을 준비하는 제 1 단계;
    버스바 겸용 직렬연결부재를 상기 핑거라인과 직교하는 형태로 상기 태양전지 셀 상에 배치시킨 상태에서, 상기 버스바 겸용 직렬연결부재를 압착하여 태양전지 셀 상에 부착, 고정시키는 제 2 단계; 및
    상기 태양전지 셀 상에 고정된 버스바 겸용 직렬연결부재 상에 금속 리본을 구비시킨 후 열압착하여 복수의 태양전지 셀을 직렬 연결하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 단계에서 상기 버스바 겸용 직렬연결부재를 태양전지 셀에 부착, 고정하는 공정은 각각의 태양전지 셀에 대하여 순차적으로 진행하거나 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 금속 리본의 열압착은 150?200℃의 온도 하에서 1.5?2.5MPa의 압력으로 5?20초간 진행하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441156A (zh) * 2013-09-06 2013-12-11 英利集团有限公司 一种太阳能电池组件及其太阳能电池片
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