KR20140098305A - 태양 전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 광전 변환부 및 전극을 포함하는 복수의 태양 전지; 상기 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결하는 배선부를 포함하는 회로 배선층; 상기 회로 배선층 위에 위치하며 상기 복수의 태양 전지에 해당하는 영역을 구획하는 격벽부; 및 상기 복수의 태양 전지, 상기 회로 배선층 및 상기 격벽부를 접합하여 밀봉하는 밀봉재를 포함한다.
Description
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 구조를 개선한 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
이러한 태양 전지는 복수 개가 리본에 의하여 직렬 또는 병렬로 연결되고, 복수의 태양 전지를 보호하기 위한 패키징(packaging) 공정에 의하여 모듈 형태로 제조된다. 리본으로 복수의 태양 전지를 연결할 때 불필요한 단락을 방지하기 위하여 절연 필름을 사용한다.
이때, 리본 및 절연 필름을 두 개의 태양 전지 사이에 각기 하나씩 위치시켜 부품의 개수가 많아지고 얼라인(align)에 많은 시간 및 비용이 소요되는 문제가 있었다.
본 실시예는 얼라인 공정을 단순화할 수 있으며 안정성 및 내구성을 향상할 수 있는 태양 전지 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 광전 변환부 및 전극을 포함하는 복수의 태양 전지; 상기 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결하는 배선부를 포함하는 회로 배선층; 상기 회로 배선층 위에 위치하며 상기 복수의 태양 전지에 해당하는 영역을 구획하는 격벽부; 및 상기 복수의 태양 전지, 상기 회로 배선층 및 상기 격벽부를 접합하여 밀봉하는 밀봉재를 포함한다.
실시예에 따르면 각 태양 전지에 대응하는 공간을 구획하는 격벽부에 의하여 회로 배선층에 태양 전지를 위치할 때 격벽부가 얼라인 마크로 이용될 수 있다. 이에 의하여 태양 전지의 얼라인 특성을 향상할 수 있으며, 얼라인 공정을 단순화하고 비용을 절감할 수 있다. 또한, 격벽부가 태양 전지를 물리적으로 보호하는 역할을 하여 태양 전지 모듈의 안정성 및 내구성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 태양 전지 모듈에서 하나의 태양 전지를 잘라서 본 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 태양 전지의 후면 평면도이다.
도 4는 도 1의 태양 전지 모듈을 IV-IV 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 격벽부 및 회로 배선층을 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 격벽부 및 회로 배선층을 포함한 태양 전지 모듈을 결합하여 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 태양 전지 모듈에서 하나의 태양 전지를 잘라서 본 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 태양 전지의 후면 평면도이다.
도 4는 도 1의 태양 전지 모듈을 IV-IV 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 격벽부 및 회로 배선층을 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 격벽부 및 회로 배선층을 포함한 태양 전지 모듈을 결합하여 도시한 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)은, 배선부(도 4의 참조부호 12, 이하 동일)를 가지는 회로 배선층(10)과, 회로 배선층(10) 위에 위치하는 격벽부(20)와, 격벽부(20)에 의하여 구획된 공간 내에 각기 위치하는 복수의 태양 전지(30)와, 회로 배선층(10), 격벽부(20) 및 복수의 태양 전지(30)를 결합하여 밀봉하는 밀봉재(40)를 포함한다. 또한, 태양 전지 모듈(100)은, 밀봉재(40) 위에 위치하는 전면 기판(110) 및 회로 배선층(10)의 후면에 위치하는 후면 기판(120)을 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
회로 배선층(10)은 배선부(12)를 포함한다. 배선부(12)를 이용하여 이웃한 태양 전지(30)의 전극(도 2 및 도 3의 참조부호 36, 37, 이하 동일)들을 전기적으로 연결하한다. 회로 배선층(10)의 구체적인 구조에 대해서는 추후에 도 4를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.
본 실시예에서는 회로 배선층(10)에 각 태양 전지(30)가 놓여질 공간에 해당하는 부분으로 공간을 구획하는 격벽부(20)가 위치하게 된다. 따라서, 각 태양 전지(30)는 격벽부(20)에 의하여 구획된 공간에 각기 놓여지는 것에 의하여 회로 배선층(10)의 배선부(12)와 쉽게 얼라인 될 수 있다. 즉, 격벽부(20)가 태양 전지(30)를 얼라인할 때 사용하는 얼라인 마크과 같이 기능하게 된다. 또한, 격벽부(20)는 각 태양 전지(30)의 가장자리를 따라 형성되어 태양 전지(30)를 물리적으로 보호하는 역할도 할 수 있다. 본 실시예에서는 공간을 효과적으로 구획하며 태양 전지(30)를 효과적으로 보호할 수 있도록 격벽부(20)가 서로 교차하는 제1 격벽 부분(20a)과 제2 격벽 부분(20b)을 구비하는 매트릭스 형상을 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 격벽부(20)가 다양한 구조를 가질 수 있음은 물론이다.
격벽부(20)는 회로 배선층(10)과 일체의 구조로 함께 형성될 수도 있고, 회로 배선층(10)과는 별개로 형성되어 회로 배선층(10)에 일체로 결합될 수도 있다. 이러한 회로 배선층(10) 및 격벽부(20)의 구조는 추후에 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
격벽부(20)에 의하여 구획된 공간에 각기 놓여지는 태양 전지(30)는 회로 배선층(10)의 배선부(20)에 의하여 일면에서 전기적으로 연결될 수 있는 구조(즉, 후면 전극형 구조)를 가질 수 있다. 즉, 본 실시예의 태양 전지(30)는 광전 변환부에 연결되는 두 개의 전극(36, 37)이 광전 변환부의 후면에 서로 이격하여 위치하는 후면 전극형 구조를 가질 수 있다. 이러한 후면 전극형 구조를 가지는 태양 전지(30)의 일 예를 도 2 및 도 3을 참조하여 추후에 상세하게 설명한다.
회로 배선층(10), 격벽부(20) 및 태양 전지(30)는 밀봉재(40)에 의하여 함께 접합되어 밀봉될 수 있다. 즉, 회로 배선층(10)에 격벽부(20)가 위치한 상태에서, 격벽부(20)에 의하여 구획된 공간 내에 태양 전지(30)을 넣고, 밀봉재(40)를 격벽부(20) 및 태양 전지(30) 상에 위치시킨다. 이때, 전면 기판(110) 및 후면 기판(120)도 함께 적층된 상태일 수 있다.
이 상태에서 열을 가하면서 압착시키면, 밀봉재(40)가 연화되면서 태양 전지(30)와 격벽부(20) 사이로 충진되게 된다. 그러면, 밀봉재(40)가 회로 배선층(10)의 위에서 태양 전지(30)와 격벽부(20) 사이를 채우면서 태양 전지(30)와 격벽부(20) 위까지 위치하게 된다. 이에 의하여 회로 배선층(10), 격벽부(20) 및 태양 전지(30)(전면 기판(110) 및/또는 후면 기판(120)이 함께 적층된 상태인 경우에는 전면 기판(110) 및/또는 후면 기판(120)을 포함함)를 물리적 및 화학적으로 결합시킨다. 그리고 내부에는 별도의 공기가 위치하지 않도록 밀봉하여 태양 전지(30)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소를 효과적으로 차단할 수 있다.
밀봉재(40)는 다양한 구성들을 접합하면서 밀봉할 수 있는 다양한 물질로 구성될 수 이다. 일례로, 밀봉재(40)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 밀봉재(40)는 상술한 바와 같은 라미네이션 방법 이외의 방법으로 회로 배선층(10), 격벽부(20) 및 태양 전지(30)를 결합하면서 밀봉할 수 있고, 상술한 물질 외의 다양한 물질을 사용할 수 있다.
전면 기판(110)은 태양광을 투과하도록 밀봉재(40) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양 전지(30)를 보호하기 위해 강화유리인 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
후면 기판(120)은 태양 전지(30)의 이면에서 태양 전지(30)를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 한다. 후면 기판(120)은 시트 형태로 구비되어 비용, 부피, 무게 등을 줄일 수 있다. 일례로, 후면 기판(120)은 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 후면 기판(120)은 전면 기판(110) 측으로부터 입사된 태양광을 반사하여 재이용될 수 있도록 반사율이 우수한 재질일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 후면 시트(120)가 태양광이 입사될 수 있는 투명 재질로 형성되어 양면형 구조를 가지는 태양 전지 모듈(100)을 구현할 수도 있다. 그러나 후면 기판(120)은 필수적인 것은 아니며, 필요에 따라 제거할 수도 있다.
상술한 바와 같이 태양 전지(30)는 후면 전극형 구조를 가지는데, 이러한 구조의 태양 전지(30)의 일 예를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예의 태양 전지(30)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 실리콘 태양 전지(silicon solar cell)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 본 실시예의 태양 전지(30)의 광전 변환부는 서로 다른 도전형의 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)이 반도체 기판(31)의 후면에 위치한 구조를 가질 수 있다. 이를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 후술한다.
도 2는 도 1의 태양 전지 모듈에서 하나의 태양 전지를 잘라서 본 부분 단면도이고, 도 3은 도 2의 태양 전지의 후면 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서 태양 전지(30) 각각은, 반도체 기판(31)과, 반도체 기판(31)의 일면(이하 "후면")에서 서로 평면 상으로 이격되는 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)과, 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)에 각기 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극(36, 37)을 포함한다. 그리고 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)을 패시베이션하는 패시베이션 막(312)을 더 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
반도체 기판(31)은 다양한 반도체 물질을 포함할 수 있는데, 일례로 제1 도전형 불순물을 포함하는 실리콘을 포함할 수 있다. 실리콘으로는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘이 사용될 수 있으며, 제1 도전형은 일례로 n형일 수 있다. 즉, 반도체 기판(31)은 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 포함하는 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 반도체 기판(31)이 p형일 수도 있다.
반도체 기판(31)의 전면 및 후면은, 텍스쳐링(texturing)되어 피라미드 등의 형태의 요철을 가질 수 있다. 이와 같은 텍스쳐링에 의해 반도체 기판(31)의 전면 등에 요철이 형성되어 표면 거칠기가 증가되면, 반도체 기판(31)의 전면 등을 통하여 입사되는 광의 반사율을 낮출 수 있다. 따라서 pn 접합까지 도달하는 광량을 증가시킬 수 있어, 광 손실을 최소화할 수 있다.
도면에서는 반도체 기판(31)의 전면 쪽에만 텍스쳐링이 된 것을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 전면 및 후면 중 적어도 어느 하나의 면이 텍스쳐링될 수 있다.
본 실시예에서는 반도체 기판(31)의 후면 쪽에 서로 다른 도전형 도펀트를 가지는 p형의 제1 도전형 영역(33) 및 n형의 제2 도전형 영역(34)이 형성된다. 이러한 제1 도전형 영역(33)과 제2 도전형 영역(34)은 션트를 방지할 수 있도록 서로의 사이에 아이솔레이션 영역(318)을 두고 서로 이격될 수 있다. 아이솔레이션 영역(318)에 의하여 제1 도전형 영역(33)과 제2 도전형 영역(34)이 서로 일정 간격(일례로, 수십㎛~ 수백㎛)만큼 이격될 수 있다. 그리고 제1 도전형 영역(33)과 제2 도전형 영역(34)의 두께는 서로 동일할 수도 있고, 서로 다른 두께를 가질 수도 있다. 본 발명이 상술한 간격 또는 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)의 두께에 한정되는 것은 아니다.
이러한 제1 도전형 영역(33)은 p형 불순물을 도핑(일례로, 이온 주입)하여 형성될 수 있고, 제2 도전형 영역(34)은 n형의 불순물을 도핑(일례로, 이온 주입)하여 형성될 수 있다. p형 도펀트로 3족 원소(B, Ga, In 등)을 사용할 수 있고, n형 도펀트로 5족 원소(P, As, Sb 등) 등을 사용할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, p형 불순물을 가지는 비정질 실리콘으로 구성된 층 및 n형 불순물을 가지는 비정질 실리콘으로 구성된 층을 각기 반도체 기판(31)의 후면 상에 형성하여 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)을 형성할 수도 있다. 이 외에도 다양한 방법에 의하여 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)을 형성할 수 있음은 물론이다.
이러한 제1 도전형 영역(33) 및 제2 도전형 영역(34)의 평면 형상을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)과 제1 및 제2 전극(36, 37)을 도시한 후면 평면도이다. 도 3에서는 명확한 도시를 위하여 패시베이션 막(312)의 도시를 생략하였다.
제1 도전형 영역(33)은, 반도체 기판(31)의 제1 가장자리(도면의 하부 가장자리)를 따라 형성되는 제1 줄기부(33a)와, 이 줄기부(33a)로부터 제1 가장자리와 반대되는 제2 가장자리(도면의 상부 가장자리)를 향해 연장되는 복수의 제1 가지부(33b)를 포함할 수 있다. 그리고 제2 도전형 영역(34)은 반도체 기판(31)의 제2 가장자리를 따라 형성되는 제2 줄기부(34a)와, 이 제2 줄기부(34a)로부터 제1 가장자리를 향해 제1 가지부(33b) 사이로 연장되는 복수의 제2 가지부(34b)를 포함할 수 있다. 제1 도전형 영역(33)의 제1 가지부(33b)와 제2 도전형 영역(34)의 제2 가지부(34b)는 서로 교번하여 위치할 수 있다. 이러한 형상에 의하여 pn 접합되는 면적을 증가시킬 수 있다.
이때, p형인 제1 도전형 영역(33)의 면적은 n형인 제2 도전형 영역(34)의 면적보다 클 수 있다. 일례로, 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)의 면적은 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)의 제1 및 제2 줄기부(33a, 34a) 및/또는 제1 및 제2 가지부(33b, 34b)의 폭을 다르게 하여 조절될 수 있다.
본 실시예에서는 캐리어가 후면 쪽으로만 수집되어 반도체 기판(31)의 두께에 비하여 반도체 기판(31)의 수평 방향으로의 거리가 상대적으로 크다. 그런데, 전자보다 정공의 이동 속도가 상대적으로 낮기 때문에 이를 고려하여 p형인 제1 도전형 영역(33)의 면적을 n형인 제2 도전형 영역(34)보다 크게 할 수 있다. 이때, 전자의 이동 속도 : 정공의 이동 속도가 약 3 : 1임을 고려하여, 제1 도전형 영역(33)의 면적을 제2 도전형 영역(34)의 면적의 2배~6배로 할 수 있다. 즉, 이러한 면적 비율은 전자 및 정공의 이동 속도를 고려하여 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)의 설계를 최적화하기 위한 것이다.
다시 도 2를 참조하면, 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34) 상에는 패시베이션 막(312)이 형성될 수 있다. 이러한 패시베이션 막(312)은 반도체 기판(31)의 후면(즉, 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)의 표면)에 존재하는 결함을 부동화하여 소수 캐리어의 재결합 사이트를 제거할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(30)의 개방 전압(Voc)을 증가시킬 수 있다.
본 실시예에서 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)에 대응하는 패시베이션 막(312)이 동일한 물질을 포함하는 단일층으로 구비되어 한 종류의 패시베이션 막(312)이 형성된 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며 제1 및 제2 도전형 영역(33, 34)에 각기 대응하는 물질을 포함하는 복수의 패시베이션 막을 포함할 수도 있다. 이러한 패시베이션 막(312)으로는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화 질화물, 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 적어도 하나 사용할 수 있다.
패시베이션 막(312) 상에는 제1 도전형 영역(33)에 연결되는 제1 전극(36)과 제2 도전형 영역(34)에 연결되는 제2 전극(37)이 형성될 수 있다. 좀더 구체적으로, 제1 전극(36)은 패시베이션 막(312)을 관통하는 제1 관통홀(312a)에 의하여 제1 도전형 영역(33)에 연결되고, 제2 전극(37)은 패시베이션 막(312)을 관통하는 제2 관통홀(312b)에 의하여 상기 제2 도전형 영역(34)에 연결될 수 있다.
이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 전극(36)은 제1 도전형 영역(33)의 줄기부(33a)에 대응하여 형성되는 줄기부(36a)와, 제1 도전형 영역(33)의 가지부(33b)에 대응하여 형성되는 가지부(36b)를 구비할 수 있다. 유사하게, 제2 전극(37)은 제2 도전형 영역(34)의 줄기부(34a)에 대응하여 형성되는 줄기부(37a)와, 제2 도전형 영역(34)의 가지부(34b)에 대응하여 형성되는 가지부(37b)를 구비할 수 있다. 제1 전극(36)(좀더 상세하게는 제1 전극(36)의 줄기부(36a))는 반도체 기판(31)의 일측(도면의 하측)에 위치하고, 제2 전극(37)(좀더 상세하게는 제2 전극(37)의 줄기부(37a))는 반도체 기판(31)의 다른 일측(도면의 상측)에 위치한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 전극(36) 및 제2 전극(37)이 다양한 평면 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
제1 및 제2 전극(36, 37)은 다양한 물질을 포함할 수 있는데, 일례로 단일 또는 복수의 금속층이 적층된 형태를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 반도체 기판(31)의 전면에는 전면 전계층(314)이 형성될 수 있다. 이러한 전면 전계층(314)은 반도체 기판(31)보다 높은 농도로 불순물이 도핑된 영역으로, 후면 전계층(back surface field, BSF)와 유사하게 작용한다. 즉, 입사되는 태양 광에 의해 분리된 전자와 정공이 반도체 기판(31)의 전면에서 재결합되어 소멸되는 것을 방지한다.
그리고 전면 전계층(314) 위에는 반사 방지막(316)이 형성될 수 있다. 반사 방지막(316)은 반도체 기판(31)의 전면에 전체적으로 형성될 수 있다. 반사 방지막(316)은 반도체 기판(31)의 전면으로 입사되는 광의 반사율을 감소시키고, 전면 전계층(314)의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화 시킨다.
반도체 기판(31)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사율을 낮추는 것에 의하여 반도체 기판(31)과 제1 또는 제2 도전형 영역(33, 34)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달되는 광량을 증가할 수 있다. 이에 따라 태양 전지(30)의 단락 전류(Isc)를 증가시킬 수 있다. 그리고 결함을 부동화하여 소수 캐리어의 재결합 사이트를 제거하여 태양 전지(30)의 개방 전압(Voc)을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 반사 방지막(316)에 의해 태양 전지(30)의 개방 전압과 단락 전류를 증가시켜 태양 전지(30)의 변환 효율을 향상할 수 있다.
이러한 반사 방지막(316)은 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 반사 방지막(316)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 반사 방지막(316)이 다양한 물질을 포함할 수 있음은 물론이다.
이와 같은 후면 전극형 구조의 태양 전지(30)는 전면 쪽에 전극(36, 37)을 구비하지 않으므로 쉐이딩 손실(shading loss)을 최소화하여, 태양 전지(30)의 효율을 크게 향상할 수 있다.
회로 배선층(10)의 구조, 회로 배선층(10)을 이용하여 태양 전지(30)를 전기적으로 연결하는 구조, 격벽부(20)의 형상 등을 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 4는 도 1의 태양 전지 모듈을 IV-IV 선을 따라 잘라서 본 단면도이다. 명확한 설명 및 간단한 도시를 위하여, 도 4에서는 태양 전지(30)를 단순하게 도시하여 태양 전지(30)의 반도체 기판(31) 및 전극(36, 37)만을 도시하였다
회로 배선층(10)은, 절연 필름(14)과, 절연 필름(14) 상에 형성되며 복수의 태양 전지(30)를 전기적으로 연결하는 배선부(12)를 포함할 수 있다.
절연 필름(14)은 절연 특성을 가지며 배선부(12)이 안정적으로 형성될 수 있는 수지로 구성될 수 있다. 일례로, 절연 필름(14)은 폴리이미드, 폴리에스테르 등과 같은 다양한 수지로 구성될 수 있다.
배선부(12)는 절연 필름(14) 상에 형성된 금속층을 패터닝하여 형성될 수 있다. 이때, 이러한 배선부(12)는 전기 전도성을 가지는 금속을 포함하여 이웃한 태양 전지(30)의 전기적 연결이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 배선부(12)로는 금, 은, 티타늄, 백금, 니켈, 크롬, 알루미늄, 구리 등의 다양한 금속을 사용할 수 있는데, 일례로, 전기 전도성이 우수하며 가격이 저렴한 구리를 사용할 수 있다.
그리고 배선부(12) 상에 전도성 필름(16)이 위치하여 태양 전지(30)의 전극(36, 37)과 전기적 및 물리적인 연결이 되도록 할 수 있다. 전도성 필름(16))은 도전성이 우수한 금, 은, 니켈, 구리 등으로 형성된 도전성 입자가 에폭시, 아크릴, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 등으로 형성된 필름 내에 분산된 것일 수 있다. 이러한 전도성 필름(16)을 이용하여 열을 가하면서 압착하면 도전성 입자가 필름의 외부로 노출되고, 노출된 도전성 입자에 의해 태양 전지(30)의 전극(36, 37)과 배선부(12)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 전도성 필름(16)을 이용하면, 공정 온도가 낮아져 태양 전지(30)의 휘어짐이 방지될 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전도성 필름(16) 외의 다양한 방법에 의하여 배선부(12)와 태양 전지(30)의 전극(36, 37)을 전기적 및 물리적으로 연결할 수 있음은 물론이다.
이때, 하나의 태양 전지(30)의 제1 전극(36)(또는 제2 전극(37))과 이웃한 태양 전지(30)의 제2 전극(37)(또는 제1 전극(36))은 회로 배선층(10)의 배선부(12)에 의하여 전기적으로 연결된다. 이에 의하여 복수의 태양 전지(30)가 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라 직렬로 연결될 수 있다. 그리고 직렬로 연결되어 하나의 열을 구성하는 태양 전지(30)는 양 단부에서 서로 교번하여 연결될 수 있다. 그러면, 태양 전지(30)가 전체적으로 직렬로 연결될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 태양 전지(30)가 병렬 또는 직병렬 등 다양한 방식에 의하여 연결될 수 있다.
본 실시예의 격벽부(20)는, 회로 배선층(10)의 배선부(12)에 일체로 형성되는 금속 부분(21)과, 금속 부분(21)을 감싸면서 형성되는 절연 부분(23)을 포함할 수 있다. 이러한 회로 배선층(10)의 배선부(12) 및 격벽부(20)의 금속 부분(21)은 절연 필름(14) 상에 위치한 금속층을 패터닝하여 식각하는 것에 의하여 일체로 형성될 수 있다. 그리고 금속 부분(21)이 형성된 다음에 금속 부분(21)을 감싸도록 인쇄 등의 방법으로 절연 물질을 도포하여 절연 부분(23)을 형성할 수 있다.
이와 같이 금속 부분(21)이 절연 부분(23)의 내부에 위치하게 되면 격벽부(20)의 물리적 강도를 향상할 수 있다. 또한, 금속 부분(21)이 광전 변환에 기여하지 않는 부분으로 입사되는 광을 반사시켜 광전 변환에 기여하는 태양 전지(30) 쪽으로 향하도록 할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(30)로 입사되는 광의 양을 증가시켜 태양 전지(30)의 효율을 향상할 수 있다. 이러한 반사 효과를 위하여 금속 부분(21)(또는 격벽부(20))의 측면이 경사지게 형성될 수 있다. 일례로, 금속 부분(21)의 면적이 전면 기판(110)을 향하면서 점진적으로 작아지게 형성되어 금속 부분(21)에서의 반사가 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다. 금속 부분(21)의 경사진 측면 등은 금속층의 식각 시 공정 조건 등을 제어하여 쉽게 형성할 수 있다.
절연 부분(23)의 상면에는 텍스쳐링에 의한 요철(23a)이 형성되어 절연 부분(23)을 통과하여 태양 전지(30)로 향하는 광의 반사도를 낮추도록 할 수 있다. 이러한 요철(23a)은 화학적 식각, 물리적 식각 등의 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있으며, 그 형상은 피라미드 형상, 노치 형상, 라운드진 형상 등 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 격벽부(20)가 배선부(12)와 일체로 형성된 금속 부분(21)과 이를 감싸는 절연 부분(23)을 구비한 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 격벽부(20)가 절연 부분(23)만을 구비하며, 절연 부분(23)이 회로 배선층(10)과 일체로 형성될 수도 있다. 이러한 구조의 회로 배선층(10) 및 격벽부(20)는, 금속층 및 절연층이 적층 형성된 절연 필름(14)에서 절연층을 패터닝하여 절연 부분(23)을 형성한 다음, 금속층을 패터닝하여 금속 부분(21)을 형성하는 것에 의하여 형성될 수 있다. 그 외의 다양한 구조 및 형성 방법이 적용될 수 있다.
본 실시예에서 격벽부(20)의 높이(H)가 태양 전지(30)의 두께(T)와 같거나 이보다 클 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(30)의 측면을 전체적으로 보호할 수 있고, 태양 전지(30)가 흔들림 없이 격벽부(20)에 의하여 구획된 공간으로 삽입될 수 있다. 일례로, 태양 전지(30)의 두께(T)에 대한 격벽부(20)의 높이(H)의 비율(H/T)는 1.0 내지 1.3일 수 있다. 상기 비율이 1.3을 초과하면, 격벽부(20)의 높이가 너무 커져서 격벽부(20)의 안정성이 저하될 수 있고 격벽부(20)를 제조하는 데 어려움이 있을 수 있다.
일례로, 격벽부(20)의 높이(H)는 10㎛ 내지 200㎛일 수 있다. 격벽부(20)의 높이(H)가 200㎛를 초과하면, 격벽부(20)의 높이가 너무 커져서 격벽부(20)의 안정성이 저하될 수 있고 격벽부(20)를 제조하는 데 어려움이 있을 수 있다. 격벽부(20)의 높이(H)가 10㎛ 미만이면 태양 전지(30)의 두께(T)보다 작아지거나 또는 태양 전지(30)의 보호 기능 및/또는 얼라인 마크의 기능을 충분하게 발휘하기 어려울 수 있다. 그러나 이러한 격벽부(20)의 높이(H)는 태양 전지(30)의 두께 등에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
그리고 태양 전지(30)의 폭(W2)에 대한 격벽부(20)의 폭(W1)의 비율(W1/W2)은 0.3 이하일 수 있다. 상기 비율(W1/W2)이 0.3을 초과하면 광전 변환에 기여하지 않는 격벽부(20)의 면적이 지나치게 넓어져서 태양 전지 모듈(100)의 효율을 저하시킬 수 있다. 본 발명에서 상기 비율(W1/W2)의 하한을 일정 수치로 한정되지 않는다. 그리고 격벽부(20)의 폭(W1)은 태양 전지(30)의 전극(36, 37)의 선폭보다 클 수 있다. 격벽부(20)의 폭(W1)이 전극(36, 37)의 선폭보다 작아지면 물리적 안정성이 저하될 수 있다. 일례로, 격벽부(20)의 폭(W1)은 10mm 이하(좀더 구체적으로는, 5mm 이하, 일례로 2mm 이하)이고, 0.05mm 이상일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 격벽부(20)의 폭(W1)은 격벽부(20)의 높이, 태양 전지(30)의 폭(W2) 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 각 태양 전지(30)에 대응하는 공간을 구획하는 격벽부(20)에 의하여 회로 배선층(10)에 태양 전지(30)를 위치할 때 격벽부(20)가 얼라인 마크로 이용될 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(30)의 얼라인 특성을 향상할 수 있으며, 얼라인 공정을 단순화하고 비용을 절감할 수 있다. 또한, 격벽부(20)가 태양 전지(30)를 물리적으로 보호하는 역할을 하여 태양 전지 모듈(100)의 안정성 및 내구성을 향상할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 다른 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100a)의 격벽부(201)는, 금속 부분(211)이 복수 개로 구비되고 있으며, 복수 개의 금속 부분(211) 사이에는 중간 부분(212)이 위치하고 있다. 중간 부분(212)은 후막을 형성하기 쉬운 수지 등으로 구성되는 절연층으로 구성될 수 있다. 이에 의하여 격벽부(201)의 높이를 크게 하여야 할 경우에도 충분하게 원하는 높이의 격벽부(201)를 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 격벽부 및 회로 배선층을 도시한 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 격벽부 및 회로 배선층을 포함한 태양 전지 모듈을 결합하여 도시한 단면도이다. 명확한 설명 및 간단한 도시를 위하여 도 7에서는 회로 배선층(10) 및 태양 전지(30)를 개략적으로만 도시하였다. 그 구체적인 구조는 도 4에 도시한 바와 유사하다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예들에 따른 태양 전지 모듈(100b)의 격벽부(203)는 회로 배선층(10)과 별개로 형성되되, 회로 배선층(10)에 일체로 결합된다. 일례로, 격벽부(203)은 매트릭스 형상을 가지는 구조를 가질 수 있다. 이때, 도 6에 도시한 바와 같이, 격벽부(203)가 절연 물질로만 이루어질 수도 있다. 또는, 도 4의 실시예와 유사하게, 격벽부(203)의 내부에 금속 부분이 위치하고 그 외부를 절연 물질이 감쌀 수 있다. 또는, 도 5의 실시예와 유사하게, 격벽부(203)의 내부에 금속 부분과 중간 부분이 교번하여 적층되고, 그 외부를 절연 물질이 감쌀 수 있다.
이렇게 제조된 격벽부(203)에는 회로 배선층(10)에 결합되는 결합 돌출부(203a)가 형성되고, 회로 배선층(10)에는 이에 대응하는 결합 홈(10a)이 위치한다. 결합 돌출부(203a)를 결합 홈(10a)에 끼움 결합하는 것에 의하여 격벽부(203)를 회로 배선층(10)에 예비적으로 고정한다. 그 후에, 태양 전지(30)를 넣고, 밀봉재(40)를 이용하여 전체적으로 밀봉하게 되면, 회로 배선층(10), 격벽부(203) 및 태양 전지(30)를 쉽게 결합 및 밀봉할 수 있다.
본 실시예들에서는 격벽부(203)를 회로 배선층(10)과 별개로 형성하므로, 격벽부(203)가 두꺼운 두께를 가지는 경우에도 쉽게 제조하여 회로 배선층(10)과 일체로 결합할 수 있다. 이에 따라 제조 공정을 단순화하고 제조 경비를 효과적으로 절감할 수 있다.
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 회로 배선층
20: 격벽부
30: 태양 전지
40: 밀봉재
100: 태양 전지 모듈
110: 전면 기판
120: 후면 기판
20: 격벽부
30: 태양 전지
40: 밀봉재
100: 태양 전지 모듈
110: 전면 기판
120: 후면 기판
Claims (16)
- 광전 변환부 및 전극을 포함하는 복수의 태양 전지;
상기 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결하는 배선부를 포함하는 회로 배선층;
상기 회로 배선층 위에 위치하며 상기 복수의 태양 전지에 해당하는 영역을 구획하는 격벽부; 및
상기 복수의 태양 전지, 상기 회로 배선층 및 상기 격벽부를 접합하여 밀봉하는 밀봉재
을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부는 서로 교차하는 제1 격벽 부분 및 제2 격벽 부분을 구비하여 상기 복수의 태양 전지 각각에 대응하도록 상기 영역을 구획하는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부의 상면에 텍스쳐링에 의한 요철이 형성된 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부는, 금속 부분과, 상기 금속 부분을 감싸면서 형성되는 절연 부분을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 금속 부분은 상기 인쇄 배선층의 배선부와 일체로 형성되는 태양 전지 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 금속 부분이 복수 개 구비되고, 상기 금속 부분 사이에 절연층으로 구성되는 중간 부분이 위치하는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부의 측면이 경사지게 형성되는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부의 높이는 상기 태양 전지의 두께와 같거나 이보다 큰 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 태양 전지의 두께에 대한 상기 격벽부의 높이 비율이 1.0 내지 1.3인 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부의 높이가 10㎛ 내지 200㎛인 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 태양 전지의 폭에 대한 상기 격벽부의 폭 비율이 0.3 이하인 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부의 폭이 10mm 이하이고, 상기 격벽부의 폭이 상기 태양 전지의 전극의 선폭보다 큰 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부가 상기 회로 배선층에 끼움 결합에 의하여 고정되는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 격벽부에 결합 돌출부가 형성되고,
상기 회로 배선층에 상기 결합 돌출부가 끼워지는 결합 홈이 위치하며,
상기 결합 돌출부와 상기 결합 홈의 결합에 의하여 상기 격벽부가 상기 회로 배선층에 고정되는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 태양 전지는, 반도체 기판 및 상기 반도체 기판의 후면에 형성되는 제1 및 제2 도전형 영역을 더 포함하고,
상기 전극은 상기 반도체 기판의 후면에 위치하며 상기 제1 및 제2 도전형 영역에 각기 연결되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 전극과 상기 배선부 사이에 상기 전극과 상기 배선부를 접합하면서 전기적으로 연결하는 전도성 필름이 위치하는 태양 전지 모듈.
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| JP6709977B2 (ja) * | 2015-03-13 | 2020-06-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池モジュール |
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Family Cites Families (8)
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| US6008449A (en) * | 1997-08-19 | 1999-12-28 | Cole; Eric D. | Reflective concentrating solar cell assembly |
| US5994641A (en) * | 1998-04-24 | 1999-11-30 | Ase Americas, Inc. | Solar module having reflector between cells |
| US20080000517A1 (en) * | 2003-06-10 | 2008-01-03 | Gonsiorawski Ronald C | Photovoltaic module with light reflecting backskin |
| US20090032087A1 (en) * | 2007-02-06 | 2009-02-05 | Kalejs Juris P | Manufacturing processes for light concentrating solar module |
| JP5152858B2 (ja) * | 2008-08-22 | 2013-02-27 | シャープ株式会社 | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
| US20100206352A1 (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | Applied Materials, Inc. | Low-concentration flat profile photovoltaic modules |
| US20110138599A1 (en) * | 2010-07-29 | 2011-06-16 | John Bellacicco | Mounting system supporting slidable installation of a plurality of solar panels as a unit |
| JP5842170B2 (ja) * | 2011-06-23 | 2016-01-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池モジュール |
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-
2014
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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