KR20150049192A - 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례는 반도체 기판의 후면에 형성되고 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 복수의 제1 전극에 연결되는 제1 보조 전극, 복수의 제2 전극에 연결되는 제2 보조 전극을 포함하는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지; 및 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 전기적으로 서로 연결하는 인터커넥터;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법의 일례는 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극이 형성된 반도체 기판의 후면에 서로 나란하게 제1 보조 전극과 제2 보조 전극을 형성하여 각각의 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 형성하는 셀 형성 단계; 제1 태양 전지의 제1 보조 전극과 제2 태양 전지의 제2 보조 전극을 인터커넥터로 연결하는 셀 스트링 형성 단계; 셀 스트링을 전면 유리 기판 위에 배치하는 단계; 및 셀 스트링 위에 후면 시트를 배치하는 단계;를 포함한다.

Description

태양 전지 모듈 및 그 제조 방법{SOLAR CELL MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성되어 있다.
최근에는, 태양전지의 효율을 높이기 위해 실리콘 기판의 수광면에 전극을 형성하지 않고, 실리콘 기판의 이면 만으로 n 전극 및 p 전극을 형성한 이면 전극 형 태양 전지 셀에 대한 연구 개발이 진행되고 있다. 이와 같은 이면 전극 형 태양전지 셀을 복수개 연결하여 전기적으로 접속하는 모듈화 기술도 진행되고 있다.
상기 모듈과 기술에는 복수 개의 태양전지 셀을 금속 인터커넥터(IC)로 전기적으로 연결하는 방법과, 미리 배선이 형성된 배선기판을 이용해 전기적으로 연결하는 방법이 대표적이다.
본 발명은 광전 변환 효율을 향상시키고, 제조 방법을 보다 단순화할 수 있는 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례는 반도체 기판의 후면에 형성되고 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 복수의 제1 전극에 연결되는 제1 보조 전극, 복수의 제2 전극에 연결되는 제2 보조 전극을 포함하는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지; 및 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 전기적으로 서로 연결하는 인터커넥터;를 포함한다.
여기서, 인터커넥터와 제1, 2 태양 전지의 제1, 2 보조 전극은 서로 다른 재료를 포함할 수 있다.
아울러, 인터커넥터와 제1, 2 태양 전지의 제1, 2 보조 전극은 폭, 두께, 층구조 또는 평면 패턴 중 적어도 어느 하나가 다를 수 있다.
또한, 인터커넥터와 제1, 2 태양 전지의 제1, 2 보조 전극은 도전성 연결재에 의해 서로 접속될 수 있다.
또한, 제1 태양 전지의 제1, 2 보조 전극과 제2 태양 전지의 제1, 2 보조 전극은 서로 공간적으로 이격될 수 있다.
여기서, 태양 전지 모듈은 인터커넥터에 의해 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지가 서로 연결되는 셀 스트링의 전면 위에 위치하는 전면 유리 기판; 전면 유리 기판과 셀 스트링 사이에 위치하는 상부 봉지재; 셀 스트링의 후면에 위치하는 하부 봉지재; 및 하부 봉지재의 후면에 위치하는 후면 시트;를 더 포함할 수 있다.
여기의 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 각각에서, 제1 보조 전극은 인터커넥터와 연결되는 제1 보조 전극 패드;를 더 포함하고, 제2 보조 전극은 인터커넥터와 연결되는 제2 보조 전극 패드;를 더 포함할 수 있다.
또한, 제2 보조 전극 패드와 제1 보조 전극 패드 각각은 반도체 기판이 중첩되는 제1 영역과, 반도체 기판이 중첩되지 않는 제2 영역을 포함할 수 있다.
아울러, 제1 태양 전지에 포함되는 제1 보조 전극 패드와 제2 태양 전지에 포함되는 제2 보조 전극 패드는 서로 이격될 수 있다.
여기서, 인터커넥터는 제1 태양 전지에 포함되는 제1 보조 전극 패드와 제2 태양 전지에 포함되는 제2 보조 전극 패드를 서로 전기적으로 연결할 수 있으며, 일례로, 인터커넥터는 제1 태양 전지에 포함되는 제1 보조 전극 패드의 제2 영역과 제2 태양 전지에 포함되는 제2 보조 전극 패드의 제2 영역을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
이때, 인터커넥터와 제1 보조 전극 패드, 또는 인터커넥터와 제2 보조 전극 패드는 도전성 연결재에 의해 전기적으로 연결될 수도 있고, 이와 다르게, 인터커넥터와 제1 보조 전극 패드, 또는 인터커넥터와 제2 보조 전극 패드는 물리적으로 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수도 있다.
또한, 인터커넥터는 전면 표면에 요철이 형성되어 있고, 두께가 균일하지 않을 수 있으며, 이와 다르게, 인터커넥터는 두께가 균일하고, 지그재그(zigzag) 형태를 가질 수도 있다.
또한, 태양 전지 모듈은 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지가 인터커넥터에 의해 제1 방향으로 직렬로 연결되는 각각의 제1 셀 스트링과 제2 셀 스트링을 포함하고, 제1 셀 스트링과 제2 셀 스트링을 제2 방향으로 직렬로 연결시키는 도전성 리본(ribbon);을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법의 일례는 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극이 형성된 반도체 기판의 후면에 서로 나란하게 제1 보조 전극과 제2 보조 전극을 형성하여 각각의 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 형성하는 셀 형성 단계; 제1 태양 전지의 제1 보조 전극과 제2 태양 전지의 제2 보조 전극을 인터커넥터로 연결하는 셀 스트링 형성 단계; 셀 스트링을 전면 유리 기판 위에 배치하는 단계; 및 셀 스트링 위에 후면 시트를 배치하는 단계;를 포함한다.
여기서, 셀 형성 단계는 제1 보조 전극과 제2 보조 전극이 형성된 절연성 부재를 반도체 기판의 후면에 부착하는 부착 단계; 및 절연성 부재를 제1 보조 전극과 제2 보조 전극으로부터 분리하는 박리 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 보조 전극과 제2 보조 전극은 가교제에 의해 절연성 부재에 일시적으로 부착되어 있을 수 있으며, 가교제는 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
여기의 부착 단계에서, 제1 보조 전극과 복수의 제1 전극 사이, 및 제2 보조 전극과 복수의 제2 전극 사이는 도전성 연결재에 의해 서로 접착되어 연결될 수 있다.
또한, 박리 단계의 공정 온도는 부착 단계의 공정 온도보다 낮을 수 있으며, 일례로, 부착 단계의 공정 온도는 130℃ ~ 250℃ 사이이고, 박리 단계의 공정 온도는 80℃ ~ 130℃ 사일 수있다.
또한, 부착 단계에 의해 제2 보조 전극은 복수의 제2 전극에 부착된 후 냉각될 때, 박리 단계가 수행될 수 있고, 이와 다르게, 박리 단계는 부착 단계가 종료된 이후, 별도의 열처리 또는 UV 조사에 의해 수행되는 것도 가능하다.
아울러, 셀 스트링 형성 단계에서, 인터커넥터는 일측이 제1 태양 전지의 제1 보조 전극에 포함된 제1 보조 전극 패드에 부착되고, 타측이 제2 태양 전지의 제2 보조 전극에 포함된 제2 보조 전극 패드에 부착될 수 있다.
또한, 전술한 바와 다르게, 셀 형성 단계는 반도체 기판의 후면에 형성된 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 덮도록 반도체 기판의 후면에 전체적으로 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계; 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극이 노출되도록 절연층의 일부분을 국부적으로 오픈(open)시키는 오픈 단계; 절연층에서 오픈된 일부분을 통해 노출되는 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극 상부를 포함하여 절연층의 전체면 위에 금속층을 형성(코팅(coating)하는 금속층 형성 단계; 및 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극과 연결된 부분을 제외한 나머지 부분의 금속층을 제거하여 제1 보조 전극과 제2 보조 전극을 형성하는 보조 전극 형성 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 금속층 형성 단계는 스퍼터링 방법에 의해 수행되고, 금속층이 일부가 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극에 연결되어 일체로 형성될 수 있다.
또한, 보조 전극 형성 단계는 반도체 기판의 후면과 금속층 사이에 형성된 절연층을 제거하여 나머지 부분의 금속층을 함께 제거할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 각 반도체 기판에 후면에 상대적으로 두껍게 제1 보조 전극과 제2 보조 전극을 형성하여, 태양 전지 모듈의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법은 각 반도체 기판의 후면에 먼저 제1 보조 전극과 제2 보조 전극을 형성한 이후, 인터커넥터를 보조 전극에 연결하여 셀 스트링을 형성함으로써, 태양 전지 모듈의 제조시 공정 수율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 대한 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에 적용될 수 있는 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4 내지 도 5c는 도 1의 태양 전지 모듈에서 각 태양 전지의 반도체 기판의 후면에 제1 보조 전극과 제2 보조 전극이 형성된 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 6 내지 도 7d는 도 1의 태양 전지 모듈에서 각 태양 전지의 반도체 기판의 후면에 제1 보조 전극과 제2 보조 전극이 형성된 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 8 내지 도 9d는 도 1의 태양 전지 모듈에서 각 태양 전지의 반도체 기판의 후면에 제1 보조 전극과 제2 보조 전극이 형성된 제3 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 10 내지 도 11b는 도 1의 태양 전지 모듈에서 각 태양 전지의 반도체 기판의 후면에 제1 보조 전극과 제2 보조 전극이 형성된 제4 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 12 내지 도 14는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에서 인터커넥터(IC)를 통하여 각 태양 전지를 서로 연결하는 다양한 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 15a는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에서 광학적 게인을 높이기 위하여 제1 실시예에 따른 인터커넥터(IC) 를 설명하기 위한 도이다.
도 15b는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에서 광학적 게인 향상과 함께 절연성 부재의 열팽창 신축에 대응하기 위하여 제2 실시예에 따른 인터커넥터(IC)를 설명하기 위한 도이다.
도 16은 도 1에 도시된 태양 전지 모듈의 전체 평면 구조에 관한 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 17은 도 16의 (b)에서 17-17 라인에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 18a 내지 도 18i는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 19a 내지 도 19d는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에서 부착 단계의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 20a 내지 도 20f는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에서 셀을 형성하는 다른 방법에 대해 설명하기 위한 도이다.
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 다양한 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 부여하였다.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면 또는 전면 유리 기판의 일면 일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판 및 전면 유리 기판의 일면의 반대면일 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 및 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 대한 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 유리 기판(FG), 상부 봉지재(EC1), 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b)를 포함하는 복수의 태양 전지, 복수의 태양 전지를 전기적으로 서로 연결하는 인터커넥터(IC), 하부 봉지재(EC2), 및 후면 시트(BS)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b)를 포함하는 복수의 태양 전지 각각은 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 복수의 제1 전극(C141), 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 복수의 제2 전극(C142), 복수의 제1 전극(C141)에 연결되는 제1 보조 전극(P141), 복수의 제2 전극(C142)에 연결되는 제2 보조 전극(P142)을 포함한다. 여기의 도 1에서는, 복수의 태양 전지 각각에 포함되는 반도체 기판(110)에 에미터부(미도시)와 후면 전계부(미도시)에 대한 도시가 생략되었다. 그러나, 에미터부(미도시)와 후면 전계부(미도시)가 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 도 2 및 3에서 구체적으로 설명한다.
여기서, 제1 태양 전지(Cell-a)의 제1 보조 전극(P141) 또는 제2 보조 전극(P142) 중 어느 하나와 제2 태양 전지(Cell-b)의 제1 보조 전극(P141) 또는 제2 보조 전극(P142) 중 나머지 하나가 인터커넥터(IC)에 의해 서로 연결됨으로써, 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b)는 서로 직렬로 연결될 수 있다.
도 1에서는 일례로, 제1 태양 전지(Cell-a)의 제1 보조 전극(P141)과 제2 태양 전지(Cell-b)의 제2 보조 전극(P142)이 인터커넥터(IC)로 연결된 경우를 일례로 도시하였으나, 이와 다르게, 제1 태양 전지(Cell-a)의 제2 보조 전극(P142) 과 제2 태양 전지(Cell-b)의 제1 보조 전극(P141)이 인터커넥터(IC)에 의해 연결될 수도 있다.
이와 같이, 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b)를 포함하는 복수의 태양 전지 각각이 인터커넥터(IC)에 의해 서로 연결되어 셀 스트링으로 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전면 유리 기판(FG)은 인터커넥터(IC)에 의해 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b)가 서로 연결되는 셀 스트링의 전면 위에 위치할 수 있으며, 투과율이 높고 파손을 방지하기 위해 강화 유리 등으로 이루어질 수 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면은 엠보싱(embossing)처리가 행해질 수 있다.
상부 봉지재(EC1)는 전면 유리 기판(FG)과 셀 스트링 사이에 위치할 수 있으며, 하부 봉지재(EC2)는 셀 스트링의 후면, 즉 후면 시트(BS)와 셀 스트링 사이에 위치할 수 있다.
이와 같은 상부 봉지재(EC1) 및 하부 봉지재(EC2)는 습기 침투로 인한 금속의 부식 등을 방지하고 태양 전지 모듈(100)을 충격으로부터 보호하는 재질로 형성될 수 있다. 일례로, 상부 봉지재(EC1) 및 하부 봉지재(EC2)는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate) 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 상부 봉지재(EC1) 및 하부 봉지재(EC2)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지의 전면 및 후면에 각각 배치된 상태에서 라미네이션 공정(lamination process) 시에 복수의 태양 전지와 일체화될 수 있다.
이러한 상부 봉지재(EC1) 및 하부 봉지재(EC2)는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate) 등으로 이루어질 수 있다.
아울러, 후면 시트(BS)는 시트 형태로 하부 봉지재(EC2)의 후면에 위치하고, 태양 전지 모듈의 후면으로 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 후면 시트(BS) 대신 유리 기판이 사용될 수도 있으나, 후면 시트(BS)가 사용되는 경우, 태양 전지 모듈의 제조 비용 및 무게를 보다 경감할 수 있다.
이와 같이, 후면 시트(BS)이 시트 형태로 형성된 경우, EP/PE/FP (fluoropolymer/polyeaster/fluoropolymer)와 같은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
이하에서는 전술한 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b) 각각의 상세한 구조에 대해 설명한다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에 적용될 수 있는 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지의 일부 사시도의 일례이고, 도 3은 도 2에 도시한 태양 전지를 3-3 라인을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3를 참고로 하면, 본 발명에 따른 태양 전지의 일례(1)는 반도체 기판(110), 반사 방지막(130), 에미터부(121), 후면 전계부(back surface field;BSF, 172), 복수의 제1 전극(C141), 복수의 제2 전극(C142), 제1 보조 전극(P141), 제2 보조 전극(P142)를 구비할 수 있다.
여기서, 반사 방지막(130)과 후면 전계부(172)는 생략될 수도 있으며, 아울러, 반사 방지막(130)과 빛이 입사되는 반도체 기판(110) 사이에 위치하며, 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 높은 농도로 함유된 불순물부인 전면 전계부(미도시)를 더 구비하는 것도 가능하다.
이하에서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 반사 방지막(130)과 후면 전계부(172)가 포함된 것을 일례로 설명한다.
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판(110)일 수 있다. 이와 같은 반도체 기판(110)은 실리콘 재질로 형성되는 웨이퍼에 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑되어 형성될 수 있다.
이러한 반도체 기판(110)의 상부 표면은 텍스처링되어 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 가진다. 반사 방지막(130)은 반도체 기판(110)의 입사면 상부에 위치하며, 한층 또는 복수층으로 이루어질 수 있으며, 수소화된 실리콘 질화막(SiNx:H) 등으로 이루어질 수 있다. 아울러, 추가적으로 반도체 기판(110)의 전면에 전면 전계부 등이 더 형성되는 것도 가능하다.
에미터부(121)는 전면과 마주보고 있는 반도체 기판(110)의 후면 내에 서로 이격되어 위치하며, 서로 나란한 방향으로 뻗어 있다. 이와 같은 에미터부(121)는 복수 개일 수 있으며, 복수의 에미터부(121)는 반도체 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입일 수 있다.
이와 같은 복수의 에미터부(121)는 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입인 p형의 불순물이 확산 공정을 통하여 고농도로 함유되어 형성될 수 있다.
후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)의 후면 내부에 복수 개가 위치할 수 있으며, 복수의 에미터부(121)와 나란한 방향으로 이격되어 형성되며 복수의 에미터부(121)와 동일한 방향으로 뻗어 있다. 따라서, 도 2 및 도 3에 도시한 것처럼, 반도체 기판(110)의 후면에서 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)는 교대로 위치한다.
복수의 후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 함유한 불순물, 예를 들어 n++ 부이다. 이와 같은 복수의 후면 전계부(172)는 결정질 실리콘 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물(n++)이 확산 공정을 통하여 고농도로 함유되어 형성될 수 있다.
복수의 제1 전극(C141)은 복수의 에미터부(121)와 각각 물리적 및 전기적으로 연결되어 복수의 에미터부(121)를 따라서 연장된다.
따라서, 복수의 에미터부(121)가 제1 방향을 따라 형성된 경우, 복수의 제1 전극(C141)도 제1 방향을 따라 형성될 수 있으며, 복수의 에미터부(121)가 제2 방향을 따라 형성된 경우, 복수의 제1 전극(C141)도 제1 방향을 따라 형성될 수 있다.
또한, 복수의 제2 전극(C142)은 후면 전계부(172)를 통하여 반도체 기판(110)과 각각 물리적 및 전기적으로 연결되어 복수의 후면 전계부(172)를 따라서 연장된다.
여기서, 반도체 기판(110)의 후면 상에서 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)은 서로 물리적으로 이격되어, 전기적으로 격리되어 있다.
따라서, 복수의 제1 전극(C141)이 제1 방향으로 형성된 경우, 복수의 제2 전극(C142)은 복수의 제1 전극(C141)과 이격되어 제1 방향으로 형성될 수 있으며, 복수의 제1 전극(C141)이 제2 방향으로 형성된 경우, 복수의 제2 전극(C142)은 복수의 제1 전극(C141)과 이격되어 제2 방향으로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)의 폭은 서로 동일하거나 다를 수 있다.
따라서, 에미터부(121) 상에 형성된 제1 전극(C141)은 해당 에미터부(121)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어, 정공을 수집하고, 후면 전계부(172) 상에 형성된 제2 전극(C142)은 해당 후면 전계부(172)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어, 전자을 수집한다.
제1 보조 전극(P141)은 복수의 제1 전극(C141)의 후면에 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다. 이와 같은 제1 보조 전극(P141)은 복수 개로 형성될 수도 있고, 하나의 통 전극 형태로 형성될 수도 있다.
여기서, 제1 보조 전극(P141)이 복수 개로 형성된 경우, 제1 보조 전극(P141)은 복수의 제1 전극(C141)과 동일한 방향으로 형성될 수도 있고, 교차하는 방향으로 형성될 수도 있다.
이와 같은 제1 보조 전극(P141)은 제1 전극(C141)과 중첩되는 부분에서 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 보조 전극(P142)은 복수의 제2 전극(C142)의 후면에 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다.
이와 같은 제2 보조 전극(P142)도 복수 개로 형성될 수도 있고, 하나의 통 전극 형태로 형성될 수도 있다.
여기서, 제2 보조 전극(P142)이 복수 개로 형성된 경우, 제2 보조 전극(P142)은 복수의 제2 전극(C142)과 동일한 방향으로 형성될 수도 있고, 교차하는 방향으로 형성될 수도 있다.
이와 같은, 제2 보조 전극(P142)은 제2 전극(C142)과 중첩되는 부분에서 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
아울러, 이와 같은 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142) 각각은 끝단에 인터커넥터(IC)와의 연결을 위한 제1 보조 전극(P141) 패드(미도시)와 제2 보조 전극(P142) 패드(미도시)를 구비할 수 있는데, 이에 대해서는 도 4에서 보다 구체적으로 설명한다.
이와 같은 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)의 재질은 Cu, Au, Ag, Al 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
아울러, 전술한 제1 보조 전극(P141)은 제1 도전성 연결재(CA1)를 통하여 제1 전극(C141)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 보조 전극(P142)은 제1 도전성 연결재(CA1)를 통하여 제2 전극(C142)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같은 제1 도전성 연결재(CA1)의 재질은 전도성 물질이면, 특별한 제한이 없으나, 바람직하게는 상대적으로 낮은 온도인 130℃ ~ 250℃에서도 녹는점이 형성되는 도전성 물질이면 충분하고, 일례로, 솔더 페이스트(solder paste), 금속 입자를 포함하는 도전성 접착재, 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 탄소를 포함하는 전도성 입자, wire, needle 등이 이용될 수 있다.
그러나, 이와 같은 제1 도전성 연결재(CA1)는 필수적인 것은 아니며, 제조 방법에 따라 제1 도전성 연결재(CA1)가 생략될 수 도 있다. 그러나, 이하에서는 특별한 경우가 아닌 이상 제1 도전성 연결재(CA1)가 형성된 경우를 일례로 설명한다.
또한, 전술한 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142) 사이 및 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142) 사이에는 단락을 방지하는 절연층(IL)이 위치할 수 있다.
구체적으로, 도 2 및 도 3에서는 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141)이 중첩되고, 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)이 중첩되는 경우만 도시하고 있으나, 이와 다르게 제1 전극(C141)과 제2 보조 전극(P142)이 중첩될 수 있고, 제2 전극(C142)과 제1 보조 전극(P141)이 중첩되어 위치할 수도 있다. 이와 같은 경우, 제1 전극(C141)과 제2 보조 전극(P142) 사이 및 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142) 사이에는 단락을 방지하기 위하여 절연층(IL)이 위치할 수 있다.
이와 같은 절연층(IL)의 재질은 일례로, 에폭시 수지 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 또는 열가소성 폴리머(polymer) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 그러나, 절연층(IL)의 재질이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 아울러, 절연층(IL)도 필수적인 것은 아니며, 제조 방법에 따라 생략될 수 있다. 그러나, 이하에서는 특별한 경우가 아닌 이상 절연층(IL)이 형성된 경우를 일례로 설명한다.
아울러, 도 2 및 도 3에서는 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 복수 개인 경우를 일례로 도시하고 있으나, 이와 다르게, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 하나의 통 전극(sheet electrode)으로 형성될 수도 있다.
아울러, 도 2 및 도 3에는 도시되지는 않았지만, 제1 보조 전극(P141)은 인터커넥터(IC)와 연결되는 제1 보조 전극(P141) 패드를 포함할 수 있고, 제2 보조 전극(P142)도 인터커넥터(IC)와 연결되는 제2 보조 전극(P142) 패드를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 태양 전지에서, 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142) 각각의 두께(T2)는 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142) 각각의 두께(T1)보다 클 수 있다. 일례로, 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142) 각각의 두께(T2)는 10㎛ ~ 900㎛ 사이로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142) 각각의 두께(T2)를 10㎛보다 크게 하는 것은 적절한 최소 저항을 확보하기 위함이고, 900㎛보다 작게 하는 것은 적절한 최소 저항을 확보한 상태에서 필요 이상의 두께로 형성되지 않도록 하여, 제조 비용을 절감하기 위함이다.
이와 같이, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)의 두께(T2)를 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142) 각각의 두께(T1)보다 크게 함으로써, 태양 전지 제조 공정 시간을 보다 단축할 수 있고, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)을 반도체 기판(110)의 후면에 바로 형성하는 것보다 기판에 대한 열팽창 스트레스를 보다 감소시킬 수 있어, 태양 전지의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 에미터부, 후면 전계부(172), 에미터부에 연결되는 제1 전극(C141) 및 후면 전계부(172)에 연결되는 제2 전극(C142)은 반도체 공정에 의해 형성될 수 있고, 이와 같은 반도체 공정 중, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)은 반도체 기판(110)의 후면에 직접 접촉되거나 매우 근접하여 주로 도금, PVD 증착 또는 고온의 열처리 과정으로 형성될 수 있다.
이와 같은 경우, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)의 저항을 충분히 낮게 확보하기 위해서는 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)의 두께를 충분히 두껍게 형성하여야 한다.
그러나, 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)의 두께를 두껍게 형성하는 경우, 도전성 금속 물질을 포함하는 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)의 열팽창 계수가 반도체 기판(110)의 열팽창 계수보다 과도하게 커질 수 있다.
따라서, 반도체 기판(110)의 후면에 고온의 열처리 과정으로 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)을 형성하는 공정 중에, 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)이 수축할 때, 반도체 기판(110)이 열팽창 스트레스를 견디지 못하여, 반도체 기판(110)에 균열(fracture)이나 크렉(crack)이 발생할 가능성이 커지고, 이로 인하여 태양 전지 제조 공정의 수율이 저하되거나, 태양 전지의 효율이 저하될 수 있다.
아울러, 제1 전극(C141)이나 제2 전극(C142)을 도금이나 PVD 증착으로 형성할 경우, 제1 전극(C141)이나 제2 전극(C142)의 성장 속도가 매우 작아, 태양 전지의 제조 공정 시간이 과도하게 늘어날 수 있다.
그러나, 본원 발명에 따른 태양 전지(1)는 반도체 기판(110)의 후면에 상대적으로 작은 두께(T1)로 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)을 형성한 상태에서, 상대적으로 낮은 온도에서 수행되는 제조 공정을 통하여 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142) 각각의 후면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 형성하므로, 제조 공정 중에 반도체 기판(110)에 균열(fracture)이나 크렉(crack)이 발생할 가능성이 줄일 수 있고, 이로 인하여 공정 수율을 보다 향상시킬 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 후술한다.
이와 같은 본 발명에 따른 태양 전지(1)는 제1 보조 전극(P141)을 통하여 정공을 수집하고 제2 보조 전극(P142)을 통하여 전자를 수집할 수 있고, 이와 같이 태양 전지에서 발생된 전력은 외부의 회로 장치를 통하여 외부 장치의 전력으로 이용될 수 있다.
이와 같이 후면 접합 구조의 태양 전지의 동작은 다음과 같다.
태양 전지(1)로 빛이 조사되어 반사 방지막(130)을 통과하여 반도체 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다.
이들 전자-정공 쌍은 반도체 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해 서로 분리되어 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 복수의 에미터부(121)쪽으로 이동하고, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동하여, 각각 제1 보조 전극(P141)과 에 제2 보조 전극(P142)에 의해 수집된다. 이러한 제1 보조 전극(P141)과 에 제2 보조 전극(P142)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.
지금까지는 반도체 기판(110)이 단결정 실리콘 반도체 기판(110)이고, 에미터부(121)와 후면 전계부(172)가 확산 공정을 통하여 형성된 경우를 예로 설명하였다.
그러나, 이와 다르게 에미터부(121)와 후면 전계부(172)가 비정질 실리콘 재질로 형성된 후면 접합 hybrid 태양 전지나, 에미터부(121)가 반도체 기판(110)의 전면에 위치하고, 반도체 기판(110)에 형성된 복수의 비아홀을 통해 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 전극(C141)과 연결되는 MWT 구조의 태양 전지에서도 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다.
도 4 내지 도 5c는 도 1의 태양 전지 모듈에서 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성된 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 4 내지 도 5c에서는 앞서 설명한 바와 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 4는 제1 전극(C141)에 연결되는 제1 보조 전극(P141) 및 제2 전극(C142)에 연결되는 제2 보조 전극(P142)을 반도체 기판(110)의 후면에서 바라본 형상이고, 도 5a는 도 4에서 5a-5a 라인에 따른 단면도, 도 5b는 도 4에서 5b-5b 라인에 따른 단면도, 도 5c는 도 4에서 5c-5c 라인에 따른 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에는 복수 개의 제1 전극(C141)과 복수 개의 제2 전극(C142)이 서로 이격되어 제1 방향(x)으로 길게 형성될 수 있고, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 각각 복수 개로 형성되며, 서로 이격되어 제1 방향(x)으로 길게 형성되어, 복수 개의 제1 전극(C141)과 복수 개의 제2 전극(C142)의 후면에 중첩되어 접속될 수 있다.
아울러, 이와 같은 제1 보조 전극(P141)은 끝단에 인터커넥터(IC)와의 연결을 위한 제1 보조 전극 패드(PP141)를 구비하고, 제2 보조 전극(P142)도 끝단에 인터커넥터(IC)와의 연결을 위한 제2 보조 전극 패드(PP142)를 구비할 수 있다.
여기서, 제1 보조 전극 패드(PP141)는 제2 방향(y)으로 뻗어 있고, 복수 개의 제1 보조 전극(P141)의 끝단에 연결되며, 제2 보조 전극 패드(PP142)도 제2 방향(y)으로 뻗어 있고, 복수 개의 제2 보조 전극(P142)의 끝단에 연결될 수 있다.
여기서, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극 패드(PP142)는 서로 이격되고, 제2 보조 전극(P142)과 제1 보조 전극 패드(PP141)는 서로 이격될 수 있다.
따라서, 제1 보조 전극(P141)과 제1 보조 전극 패드(PP141)는 하나의 빗(comb) 모양을 형성하고, 제2 보조 전극(P142)과 제2 보조 전극 패드(PP142)는 다른 하나의 빗(comb) 모양을 형성하면서, 두 개의 빗이 서로 마주보고 있는 형태를 가질 수 있다.
따라서, 반도체 기판(110)의 후면에서, 제1 방향(x)의 양끝단 중 일단에는 제2 방향(y)으로 제1 보조 전극 패드(PP141)가 형성되고, 타단에는 제2 보조 전극 패드(PP142)가 각각 제2 방향(y)으로 형성될 수 있다. 이와 같은 제1 보조 전극 패드(PP141) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)에는 태양 전지를 서로 연결하기 위한 인터커넥터(IC)가 전기적으로 연결되거나, 복수의 태양 전지가 직렬 연결된 셀 스트링을 서로 연결하기 위한 리본이 전기적으로 연결될 수 있다.
아울러, 제1 보조 전극 패드(PP141) 및 제2 보조 전극 패드(PP142) 각각의 두께는 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142) 각각의 두께(T2)와 동일하거나 다를 수 있다.
이때, 제1 보조 전극 패드(PP141)와 제2 보조 전극 패드(PP142) 각각은 도 4, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)과 중첩되는 제1 영역(PP141-S1, PP142-S1)과, 반도체 기판(110)과 중첩되지 않는 제2 영역(PP141-S2, PP142-S2)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 보조 전극 패드(PP141)의 제1 영역(PP141-S1)에서는 복수의 제1 보조 전극(P141)과 연결되고, 제2 영역(PP141-S2)은 인터커넥터(IC)와 연결될 수 있는 공간을 확보하기 위하여 반도체 기판(110)과 중첩되지 않고 밖으로 노출될 수 있다.
아울러, 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제1 영역(PP142-S1)에서는 복수의 제2 보조 전극(P142)과 연결되고, 제2 영역(PP142-S2)은 인터커넥터(IC)와 연결될 수 있는 공간을 확보하기 위하여 반도체 기판(110)과 중첩되지 않고 밖으로 노출될 수 있다.
본 발명에 따른 제1 보조 전극 패드(PP141)와 제2 보조 전극 패드(PP142) 각각은 제2 영역(PP141-S2, PP142-S2)을 구비함으로써, 인터커넥터(IC)를 보다 용이하게 연결할 수 있으며, 아울러, 인터커넥터(IC)를 태양 전지에 연결할 때에, 반도체 기판(110)에 대한 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 태양 전지는 태양 전지 모듈을 제조하기 위해 복수의 태양 전지를 서로 연결하는 셀 스트링 제조 공정시, 반도체 기판(110)에 가해지는 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있다.
그러나, 이와 같은 제1 보조 전극 패드(PP141) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제2 영역은 필수적인 것은 아니고, 인터커넥터(IC)의 연결 형태에 따라 생략될 수 있다.
여기서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141)은 서로 중첩된 부분에서 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)도 서로 중첩된 부분에서 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142) 사이의 서로 이격된 공간과 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142) 사이의 이격된 공간에는 절연층(IL)이 채워질 수 있다.
아울러, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 보조 전극(P141)과 제2 전극(C142) 패드 사이의 이격된 공간에도 절연층(IL)이 채워질 수 있으며, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 보조 전극(P142)과 제1 전극(C141) 패드 사이의 이격된 공간에도 절연층(IL)이 채워질 수 있다.
한편, 이와 같은 본 발명의 태양 전지 모듈은 각각 태양 전지에서 전술한 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)의 후면에 절연성 부재가 형성되지 않고 생략될 수 있다.
즉, 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)을 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)에 일체로 접속시키기 위해서는 제조 공정을 보다 용이하게 하기 위해 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성된 절연성 부재를 이용할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 하나의 태양 전지 셀을 형성하는 공정 중에 절연성 부재를 제거할 수 있다. 이와 같이, 절연성 부재가 제거된 경우, 태양 전지 모듈의 무게를 보다 가볍게 할 수 있을 뿐만 아니라, 태양 전지 모듈의 제조 공정 중에서 복수의 셀 스트링을 보다 용이하게 리본으로 연결할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전술한 바와 같이, 절연성 부재가 제거된 태양 전지가 적용될 수 있다.
지금까지는 반도체 기판(110)에 형성된 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)이 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)과 나란한 방향으로 중첩되어 연결되는 경우에 대해 설명하였으나, 반도체 기판(110)에 형성된 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)은 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)과 교차하는 방향으로 중첩되어 연결될 수도 있다. 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 6 내지 도 7d는 도 1의 태양 전지 모듈에서 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성된 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 6 내지 도 6d에서는 앞서 설명한 바와 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 6은 제1 전극(C141)에 교차되도록 연결되는 제1 보조 전극(P141)과 제2 전극(C142)에 교차되도록 연결되는 제2 보조 전극(P142)을 반도체 기판(110)의 평면에서 바라본 형상이고, 도 7a는 도 6에서 7a-7a 라인의 단면을 도시한 것이고, 도 7b 도 6에서 7b-7b 라인의 단면을 도시한 것이고, 도 7c는 도 6에서 7c-7c 라인의 단면을 도시한 것이고, 도 7d는 도 6에서 7d-7d 라인의 단면을 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 평면에서 보았을 때에, 복수 개의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)은 제2 방향(y)으로 서로 이격되어 형성될 수 있고, 복수 개의 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 제1 방향(x)과 교차되는 제2 방향(y)으로 형성될 있다.
이에 따라, 제1 전극(C141), 제1 보조 전극(P141), 제2 전극(C142) 및 제2 보조 전극(P142)은 격자 형태를 형성할 수 있다.
이때에, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)이 서로 교차되어 중첩된 부분은 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제2 전극(C142)과 제1 보조 전극(P141)이 서로 교차되어 중첩된 부분은 절연층(IL)이 채워서 절연될 수 있다.
또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141)이 서로 교차되어 중첩된 부분은 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제1 전극(C141)과 제2 보조 전극(P142)이 서로 교차하여 중첩된 부분은 절연층(IL)이 채워서 서로 절연될 수 있다.
아울러, 도 7c에 도시된 바와 같이, 제2 보조 전극(P142)과 제1 보조 전극 패드(PP141) 사이의 이격된 공간에도 절연층(IL)이 채워질 수 있고, 제2 보조 전극 패드(PP142)에서 반도체 기판(110)과 중첩되지 않는 제2 영역이 외부로 노출될 수 있다. .
아울러, 도 7d에 도시된 바와 같이, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극 패드(PP142) 사이의 이격된 공간에도 절연층(IL)이 채워질 수 있고, 제1 보조 전극 패드(PP141)에서 반도체 기판(110)과 중첩되지 않는 제2 영역이 외부로 노출될 수 있다.
도 8 내지 도 9d는 도 1의 태양 전지 모듈에서 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성된 제3 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 8 내지 도 9d에서는 앞서 설명한 바와 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
여기서, 도 8은 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 통 전극(sheet electrode)으로 형성되었을 때, 제1 전극(C141)에 연결되는 제1 보조 전극(P141) 및 제2 전극(C142)에 연결되는 제2 보조 전극(P142)을 반도체 기판(110)의 후면에서 바라본 형상이고, 도 9a는 도 8에서 7a-7a 라인의 단면을 도시한 것이고, 도 9b 도 8에서 9b-9b 라인의 단면을 도시한 것이고, 도 9c는 도 8에서 9c-9c 라인의 단면을 도시한 것이고, 도 9d는 도 8에서 9d-9d 라인의 단면을 도시한 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 평면에서 보았을 때에, 복수 개의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)은 제1 방향(x)으로 서로 이격되어 형성될 수 있고, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142) 각각은 통 전극(sheet electrode)으로 형성될 수 있으며, 제2 방향(y)을 따라 GP1 간격만큼 서로 이격되어 있을 수 있다.
이와 같은 제1 보조 전극(P141)은 제1 보조 전극(P141)과 중첩될 제1 전극(C141) 위에는 제1 도전성 연결재(CA1), 제2 전극(C142) 위에는 절연층(IL)을 형성한 상태에서 금속층을 부착함으로써 형성될 수 있다.
아울러, 제2 보조 전극(P142)은 제2 보조 전극(P142)과 중첩될 제2 전극(C142) 위에는 제1 도전성 연결재(CA1), 제1 전극(C141) 위에는 절연층(IL)을 형성한 상태에서 금속층을 부착함으로써 형성될 수 있다.
따라서, 도 8에서 제2 보조 전극(P142)이 위치하는 부분에서는 도 9a에 도시된 바와 같이, 제2 보조 전극(P142)과 제2 전극(C142)이 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제2 보조 전극(P142)과 제1 전극(C141)은 절연층(IL)에 의해 서로 절연될 수 있다.
아울러, 도 8에서 제1 보조 전극(P141)이 위치하는 부분에서는 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 보조 전극(P141)과 제1 전극(C141)이 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 보조 전극(P141)과 제2 전극(C142)은 절연층(IL)에 의해 서로 절연될 수 있다.
아울러, 도 9c에 도시된 바와 같이, 제2 전극(C142)을 중심으로 봤을 때, 제2 전극(C142)에서 제2 보조 전극(P142)과 중첩되는 부분은 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 제2 보조 전극(P142)에 전기적으로 연결되고, 제1 보조 전극(P141)과 중첩되는 부분은 절연층(IL)에 의해 제1 보조 전극(P141)과 절연될 수 있다.
아울러, 도 9d에 도시된 바와 같이, 제1 전극(C141)을 중심으로 봤을 때, 제1 전극(C141)에서 제1 보조 전극(P141)과 중첩되는 부분은 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 제1 보조 전극(P141)에 전기적으로 연결되고, 제2 보조 전극(P142)과 중첩되는 부분은 절연층(IL)에 의해 제1 보조 전극(P141)과 절연될 수 있다.
이때, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142) 사이에도 절연층(IL)이 형성될 수 있다.
도 10 내지 도 11b는 도 1의 태양 전지 모듈에서 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성된 제4 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 10 내지 도 11b에서는 앞서 설명한 바와 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
여기서, 도 10은 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 통 전극(sheet electrode)으로 형성되었을 때, 제1 전극(C141)에 연결되는 제1 보조 전극(P141) 및 제2 전극(C142)에 연결되는 제2 보조 전극(P142)을 반도체 기판(110)의 후면에서 바라본 형상이고, 도 11a는 도 10에서 11a-11a 라인의 단면을 도시한 것이고, 도 11b는 도 10에서 11b-11b 라인의 단면을 도시한 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 제2 방향(y)으로 형성될 수 있으며, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)과 교차되도록 제1 방향(x)을 따라 하나의 통전극으로 형성될 수 있다.
이때, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142) 각각은 반도체 기판(110)의 가운데를 따라 제1 방향(x)과 나란하게 서로 GP2 간격만큼 이격되어 위치할 수 있다.
이와 같은 제1 보조 전극(P141)은 제1 보조 전극(P141)과 중첩될 제1 전극(C141) 위에는 제1 도전성 연결재(CA1), 제2 전극(C142) 위에는 절연층(IL)을 형성한 상태에서 금속층을 부착함으로써 형성될 수 있다.
아울러, 제2 보조 전극(P142)은 제2 보조 전극(P142)과 중첩될 제2 전극(C142) 위에는 제1 도전성 연결재(CA1), 제1 전극(C141) 위에는 절연층(IL)을 형성한 상태에서 금속층을 부착함으로써 형성될 수 있다.
따라서, 도 10에서 제2 보조 전극(P142)이 위치하는 부분에서는 도 11a에 도시된 바와 같이, 제2 보조 전극(P142)과 제2 전극(C142)이 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제2 보조 전극(P142)과 제1 전극(C141)은 절연층(IL)에 의해 서로 절연될 수 있다.
아울러, 도 10에서 제1 보조 전극(P141)이 위치하는 부분에서는 도 11b에 도시된 바와 같이, 제1 보조 전극(P141)과 제1 전극(C141)이 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 보조 전극(P141)과 제2 전극(C142)은 절연층(IL)에 의해 서로 절연될 수 있다.
이와 같이 각각의 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 하나의 통전극으로 형성되는 경우, 정교한 얼라인 요구하지 않고, 얼라인을 맞추기가 매우 용이하므로, 태양 전지의 제조 시간을 보다 단축할 수 있다.
지금까지는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈의 각 태양 전지에 대해 살펴보았지만, 이하에서는 각 태양 전지가 인터커넥터(IC)를 통하여 연결되는 구조에 대해 설명한다.
도 12 내지 도 14는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에서 인터커넥터(IC)를 통하여 각 태양 전지를 서로 연결하는 다양한 구조를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 12은 각각의 태양 전지가 인터커넥터(IC)를 통하여 서로 연결되는 셀 스트링 구조에 관한 제1 실시예를 설명하기 위한 도이고, 도 13는 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
먼저, 도 12에 도시된 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b)는 앞서 설명한 태양 전지 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
따라서, 도 12 내지 도 13에 도시된 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b) 각각은 비록 일부가 도시되지는 않았지만, 반도체 기판(110)에는 에미터부(121)와 후면 전계부(172)가 형성될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 이미 앞에서 설명하였으므로 생략한다.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용되는 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b) 각각은 반도체 기판(110)에 일체로 형성되는 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 포함하고, 인터커넥터(IC)가 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)에 접속하여 연결되므로, 태양 전지 모듈 제조 공정 중에 어느 하나의 태양 전지가 파손되거나 결함이 발생해도, 해당 태양 전지만 교체할 수 있어, 공정 수율을 보다 향상시킬 수 있다.
여기서, 인터커넥터(IC)와 제1, 2 태양 전지(Cell-1, Cell-b)의 제1, 2 보조 전극(P141, P142)은 서로 다른 재료를 포함할 수 있다.
즉, 일례로, 인터커넥터(IC)와 제1, 2 보조 전극(P141, P142)은 모두 도전성 금속 물질을 포함할 수 있으나, 서로 다른 재료의 금속 물질을 포함할 수 있다.
일례로, 제1, 2 보조 전극(P141, P142)은 구리(Cu)만을 포함할 수 있으나, 인터커넥터(IC)는 구리(Cu)뿐만 아니라, 은(Ag) 또는 주석(Sn)과 같은 물질도 포함할 수 있다.
아울러, 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b) 각각에 구비된 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142) 각각은 제1 보조 전극 패드(PP141)와 제2 보조 전극 패드(PP142)를 구비하고, 인터커넥터(IC)와 제1 보조 전극 패드(PP141)와 제2 보조 전극 패드(PP142)에 연결되므로, 인터커넥터(IC)를 적용되는 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b) 각각에 연결할 때에, 각 태양 전지의 반도체 기판(110)이 받을 수 있는 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있다.
일례로, 반도체 기판(110)에 대한 열팽창 스트레스를 더욱 줄이기 위해 도 12에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(IC)가 반도체 기판(110)으로부터 보다 멀리 이격된 제1 보조 전극 패드(PP141)의 제2 영역(PP141-S2) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제2 영역(PP142-S2)에 접속할 수 있다.
이때, 인터커넥터(IC)와 제1, 2 태양 전지(Cell-1, Cell-b)의 제1, 2 보조 전극(P141, P142)은 도전성 연결재, 즉, 제2 도전성 연결재(CA2)에 의해 서로 접속될 수 있다.
구체적으로, 인터커넥터(IC)와 제1 보조 전극 패드(PP141) 사이 및 인터커넥터(IC)와 제2 보조 전극 패드(PP142) 사이의 접촉 저항을 최소화하고, 접촉력을 보다 향상시키기 위해 인터커넥터(IC)와 제1 보조 전극 패드(PP141) 사이 및 인터커넥터(IC)와 제2 보조 전극 패드(PP142) 사이에 제2 도전성 연결재(CA2)가 구비될 수 있다.
여기서, 제2 도전성 연결재(CA2)는 앞서 설명한 제1 도전성 연결재(CA1)와 동일한 재질로 연결될 수 있다. 아울러, 인터커넥터(IC)는 도전성 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 일례로, Cu, Au, Ag 또는 Al 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 아울러, 제2 도전성 연결재(CA2)는 앞서 설명한 제1 도전성 연결재(CA1)와 동일한 재질이 이용될 수 있다.
이와 같은 제2 도전성 연결재(CA2)는 솔더 패이스트(solder paste), 패이스트 형태의 접착성 수지 내에 도전성 금속 입자를 포함하는 도전성 접착재(conductive paste), 또는 접착성 수지 내에 도전성 금속 입자를 포함하는 필름 형태의 도전성 필름(conductive film) 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
또는, 도 12과 다르게, 도 13에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(IC)와 제1 보조 전극 패드(PP141), 또는 인터커넥터(IC)와 제2 보조 전극 패드(PP142)는 열과 압력으로, 별도의 제2 도전성 연결재(CA2) 없이, 물리적으로 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수도 있다.
아울러, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 인터커넥터(IC)와 제1, 2 태양 전지(Cell-1, Cell-b)의 제1, 2 보조 전극(P141, P142)은 폭, 두께, 층구조 또는 평면 패턴 중 적어도 어느 하나가 다를 수 있다.
즉, 일례로, 인터커넥터(IC)의 두께는 제1, 2 보조 전극(P141, P142) 각각의 두께보다 두꺼울 수 있다. 일례로, 인터커넥터(IC)의 두께는 1mm 이상이 수 있으나, 제1, 2 보조 전극(P141, P142) 각각의 두께는 수십 ㎛ ~ 수백 ㎛ 사이의 범위일 수 있다.
아울러, 인터커넥터(IC)는 제2 도전성 연결재(CA2)로 제1, 2 보조 전극(P141, P142)에 접속되므로, 제2 도전성 연결재(CA2)와 다른 층에 형성될 수 있다.
또한, 인터커넥터(IC)의 제1, 2 방향(x, y)으로의 폭은 제1, 2 보조 전극(P141, P142)의 제1, 2 방향(x, y)으로의 폭과 다를 수 있으며, 평면 패턴 또한 다를 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 인터커넥터(IC)와 제1, 2 태양 전지(Cell-1, Cell-b)의 제1, 2 보조 전극(P141, P142)이 서로 공간적으로 이격될 수 있다. 즉, 제1 태양 전지(Cell-a)의 제1 보조 전극(P141)과 제2 태양 전지(Cell-b)의 제2 보조 전극(P142)이 인터커넥터(IC)를 통하여 서로 전기적으로 연결되므로, 제1 태양 전지(Cell-a)에 포함되는 제1 보조 전극 패드(PP141)와 제2 태양 전지(Cell-b)에 포함되는 제2 보조 전극 패드(PP142)는 서로 공간적으로 이격될 수 있다.
따라서, 도 12 및 도 13에서는 인터커넥터(IC)와 제1 태양 전지(Cell-a)의 반도체 기판(110) 사이 또는 인터커넥터(IC)와 제2 태양 전지(Cell-b)의 반도체 기판(110) 사이가 서로 이격될 수 있다.
이와 같이, 인터커넥터(IC)와 반도체 기판(110) 사이가 이격되는 경우, 반도체 기판(110)에 대한 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있고, 인터커넥터(IC)를 통하여, 태양 전지 모듈의 광학적 게인(optical gain)을 보다 증가시킬 수 있으므로, 이하에서는 인터커넥터(IC)와 반도체 기판(110) 사이가 이격되는 경우를 일례로 설명한다.
인터커넥터(IC)와 반도체 기판(110) 사이가 이격되는 경우, 도 12 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 인터커넥터(IC)와 제1 태양 전지(Cell-a)의 반도체 기판(110) 사이가 제1 간격(GSI1)만큼 이격되고, 인터커넥터(IC)와 제2 태양 전지(Cell-b)의 반도체 기판(110) 사이가 제2 간격(GSI2)만큼 이격될 수 있다. 여기서, 제1 간격(GSI1)과 제2 간격(GSI2)은 서로 동일할 수도 있고, 다를 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 인터커넥터(IC)를 통하여 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b)를 서로 연결하기 위해, 반도체 기판(110)에 직접 인터커넥터(IC)를 연결하지 않고, 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 통하여 인터커넥터(IC)를 연결하므로, 반도체 기판(110)에 직접적으로 열을 가할 필요가 없어, 각 태양 전지의 반도체 기판(110)에 대한 열팽창 스트레스를 최소로 할 수 있다.
또한, 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b) 사이의 거리를 보다 자유롭게 설정할 수 있어, 태양 전지 모듈의 크기에 따른 제약에서 보다 자유로울 수 있다.
아울러, 제1 태양 전지(Cell-a)의 반도체 기판(110)과 제2 태양 전지(Cell-b)의 반도체 기판(110) 사이로 입사되는 빛을 반사하고, 반사된 빛은 전면 유리 기판(FG)에 의해 다시 제1 태양 전지(Cell-a)의 반도체 기판(110)과 제2 태양 전지(Cell-b)의 반도체 기판(110)으로 입사되도록 하여, 광학적 게인(optical gain)을 보다 증가시킬 수 있다.
또한, 도 12 및 도 13에서는 인터커넥터(IC)와 제1 태양 전지(Cell-a)의 반도체 기판(110) 사이 또는 인터커넥터(IC)와 제2 태양 전지(Cell-b)의 반도체 기판(110) 사이가 서로 이격되는 경우를 일례로 도시하였지만, 이와 다르게, 도 14에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(IC)가 제1 보조 전극 패드(PP141) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)의 후면에 각각 연결되는 경우, 인터커넥터(IC)와 반도체 기판(110) 사이가 이격되지 않고, 인터커넥터(IC)가 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b)의 반도체 기판(110)과 중첩될 수도 있다.
일례로, 도 14에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(IC)는 제1 보조 전극 패드(PP141)의 제1 영역(PP141-S1) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제1 영역(PP142-S1)까지 접속되는 것도 가능하다. 이때 인터커넥터(IC)는 제1 보조 전극 패드(PP141) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)의 후면에 각각 연결될 수 있다.
지금까지는 인터커넥터(IC)의 입사면이 평평한 경우를 일례로 설명하였으나, 인터커넥터(IC)에 의한 반사광의 광경로를 보다 증가시켜 광학적 게인을 더욱 증가시키기 위해, 인터커넥터(IC)의 전면이 요철이 형성될 수도 있다. 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 15a는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에서 광학적 게인을 높이기 위하여 제1 실시예에 따른 인터커넥터를 설명하기 위한 도이다.
도 15a에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 인터커넥터(ICA)의 전면 표면에는 요철이 형성되어 있고, 두께가 균일하지 않을 수 있다. 이에 따라, 태양 전지 모듈의 전면 유리 기판(FG)을 통하여, 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b) 사이의 공간으로 입사되는 빛이 인터커넥터(ICA)의 전면에 구비된 요철과 전면 유리 기판(FG)에 의해 난반사되어, 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b)의 반도체 기판(110)으로 다시 입사되도록 할 수 있다.
이에 따라, 제1 태양 전지(Cell-a)와 제2 태양 전지(Cell-b)의 사이의 이격된 공간으로 입사되는 빛으로도 전력을 생산할 수 있어, 태양 전지 모듈의 광전 변환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 15b는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈에서 광학적 게인 향상과 함께 절연성 부재의 열팽창 신축에 대응하기 위하여 제2 실시예에 따른 인터커넥터(IC)를 설명하기 위한 도이다.
도 15b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터커넥터(ICB)의 단면은 지그재그(zigzag) 형태를 가질 수 있고, 이때, 인터커넥터(ICB)의 단면 두께는 균일할 수 있다.
이와 같은 경우, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터커넥터(ICB)는 도 14에서 설명한 반사 기능뿐만 아니라 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b) 각각에 포함되는 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)의 열팽창 및 열수축에 따른 신축에 대응할 수 있다.
구체적으로, 태양 전지 모듈이 동작 중에 태양 전지 모듈 내부의 온도가 상승하여, 제1 태양 전지(Cell-a) 및 제2 태양 전지(Cell-b) 각각에 포함되는 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)이 제1 방향(x)으로 열팽창하거나 수축할 수 있다.
따라서, 제1 태양 전지(Cell-a)의 제1 보조 전극(P141)과 제2 태양 전지(Cell-b)의 제2 보조 전극(P142) 사이의 이격된 간격이 줄어들거나 늘어날 수 있는데, 이와 같은 경우, 도 15b에 도시된 바와 같은 제1 태양 전지(Cell-a)의 제1 보조 전극(P141)과 제2 태양 전지(Cell-b)의 제2 보조 전극(P142)의 신축에 대응하여, 인터커넥터(ICB)의 길이가 제1 방향(x)으로 늘어나거나 감소할 수 있다. 이에 따라, 태양 전지 모듈의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 16은 도 1에 도시된 태양 전지 모듈의 전체 평면 구조에 관한 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 17은 도 16의(b)에서 17-17 라인에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 16의(a)는 셀 스트링(ST)의 후면을 도시한 것이고, 도 16의(b)는 복수 개의 셀 스트링(ST-1 ~ ST-3)이 전면 유리 기판(FG)의 후면 위에 배치된 모습이다.
도 16의(a)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 태양 전지 각각(Cell-a ~ Cell-d)은 각 태양 전지에 구비되는 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 인터커넥터(IC)를 통하여 서로 연결될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 태양 전지(Cell-a ~ Cell-d)는 제1 방향(x)으로 연결되어 하나의 셀 스트링(ST)을 형성할 수 있다.
여기서, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 모두 각 태양 전지(Cell-a ~ Cell-d)의 반도체 기판(110)의 후면에 위치하고, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)의 후면 위에는 별도의 다른 구성이 존재하지 아니하므로, 도 16의(a)에 도시된 바와 같이, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 셀 스트링(ST)의 후면에 자연스럽게 노출될 수 있다.
이와 같이 구성되는 복수 개의 셀 스트링(ST-1 ~ ST-3)은 도 16의(b)에 도시된 바와 같이, 전면 유리 기판(FG)의 후면 위에 배치될 수 있다.
구체적으로, 복수의 셀 스트링(ST-1, ST-2, ST-3)에 포함되는 각각의 반도체 기판(110)의 전면은 전면 유리 기판(FG)을 향하도록 배치될 때, 반도게 기판의 후면에 형성된 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 그대로 노출될 수 있다.
그리고, 복수의 셀 스트링(ST-1 ~ ST-3)을 서로 직렬로 연결하는 도전성 리본(RB1, RB2)이 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)의 후면에 자연스럽게 연결될 수 있다.
일례로, 도 16의(b)에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 리본(RB1)이 제1 방향(x)으로 뻗어 있는 제1 셀 스트링(ST-1)과 제2 셀 스트링(ST-2)을 제2 방향(y)으로 직렬로 연결시킬 수 있으며, 제2 도전성 리본(RB2)이 제1 방향(x)으로 뻗어 있는 제2 셀 스트링(ST-2)과 제3 셀 스트링(ST-3)을 제2 방향(y)으로 직렬로 연결시킬 수 있다.
이때, 제1 도전성 리본(RB1)은 제1 셀 스트링(ST-1)의 마지막 태양 전지(Cell-a)에 포함되는 제1 보조 전극 패드(PP141)와 제2 셀 스트링(ST-2)의 마지막 태양 전지(Cell-e)에 포함되는 제2 보조 전극 패드(PP142)를 서로 연결시킬 수 있고, 제2 도전성 리본(RB2)은 제2 셀 스트링(ST-2)의 반대쪽 마지막 태양 전지(Cell-h)에 포함되는 제1 보조 전극 패드(PP141)와 제3 셀 스트링(ST)의 마지막 태양 전지(Cell-l)에 포함되는 제2 보조 전극 패드(PP142)를 서로 연결시킬 수 있다.
따라서, 일례로, 도 16에 도시된 제1 셀 스트링(ST-1)의 마지막에 위치하는 태양 전지(Cell-a)의 17-17 라인에 따른 단면을 보면, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 리본(RB1)은 제2 보조 전극 패드(PP142)의 후면 위에 연결될 수 있다. 도 17에서는 제1 도전성 리본이 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제2 영역(PP142-S2)에 연결되는 것을 일례로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제1 영역(PP142-S1)과 중첩되어 연결될 수도 있다.
지금까지는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 각 구성 부분에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 이와 같은 태양 전지 모듈을 제조하는 방법에 대해서 설명한다.
도 18a 내지 도 18i는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈을 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법은 셀 형성 단계, 셀 스트링(ST) 형성 단계, 전면 유리 기판(FG)에 셀 스트링(ST)을 배치하는 단계 및 셀 스트링(ST) 위에 후면 시트(BS)를 배치한 후, 라미네이팅 공정을 통하여 태양 전지 모듈을 캡슐화하는 공정을 포함할 수 있다.
태양 전지 셀을 형성하는 단계에서는 도 18a 내지 도 18e에 도시된 바와 같이, 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극(C141)과 복수의 제2 전극(C142)이 형성된 반도체 기판(110)의 후면에 서로 나란하게 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 형성할 수 있다.
여기서, 반도체 기판(110)은 에미터부(121), 후면 전계부(172), 반사 방지막(130), 복수의 제1 전극(C141) 및 복수의 제2 전극(C142)이 반도체 제조 공정에 의해 형성된 상태일 수 있다.
여기서, 비록 도시되지는 않았으나, 복수의 제1 전극(C141)은 에미터부에 연결되어 형성되며, 복수의 제2 전극(C142)은 후면 전계부(172)에 연결되어 형성될 수 있다.
여기의 도 18a에서는 반도체 기판(110)에 형성되는 에미터부(121), 후면 전계부(172) 및 반사 방지막(130)에 대한 도시를 생략하였으나, 앞선 도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같이, 반도체 기판(110)에 에미터부(121), 후면 전계부(172) 및 반사 방지막(130)이 형성될 수 있다.
복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 형성된 반도체 기판(110)의 후면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 형성하기 위해, 먼저, 도 18a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)에 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 형성된 반도체 기판(110)의 후면에 절연층(IL)을 형성하기 위한 절연 재료(IL’)와 제1 도전성 연결재(CA1)를 형성하기 위한 제1 도전성 연결 재료(CA1’)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142) 각각의 후면 위에는 제1 도전성 연결 재료(CA1’)가 형성될 수 있으며, 절연 재료(IL’)는 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142) 사이의 이격된 공간에 형성될 수 있다. 여기서, 제1 도전성 연결 재료(CA1’)는 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142) 각각의 후면 위에 일정 간격으로 이격되어 배열될 수도 있으나, 연속적으로 형성될 수도 있다.
이때, 제1 도전성 연결 재료(CA1’)는 볼(ball) 타입 또는 스터드(stud) 타입의 형상일 수 있으며, Sn, Cu, Ag 및 Bi 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 일례로, 솔더 볼로 형성될 수 있다.
이때, 제1 도전성 연결 재료(CA1’) 각각의 크기는 제1 전극(C141)의 폭이나 제2 전극(C142)의 폭보다 작거나 같을 수 있으며, 일례로, 제1 도전성 연결 재료(CA1’) 각각은 제1 전극(C141)의 폭이나 제2 전극(C142)의 폭의 5% ~ 95% 범위일 수 있으며, 구체적으로는 5㎛ ~ 100㎛ 사이의 크기로 형성될 수 있다. 이와 같은, 제1 도전성 연결 재료(CA1’)의 녹는점은 130℃ ~ 250℃ 사이일 수 있다.
아울러, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142) 사이에 형성되는 절연 재료(IL’)는 에폭시 수지일 수 있다. 이와 같은 절연 재료(IL’)의 녹는점은 제1 도전성 연결 재료(CA1’)의 녹는점과 동일하거나 더 낮을 수 있다.
이와 같이, 복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 형성된 반도체 기판(110)의 후면에 전술한 제1 도전성 연결 재료(CA1’)와 절연 재료(IL’)를 형성한 후, 도 18b에 도시된 바와 같이, 일면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성된 절연성 부재(200)를 도 18c에 도시된 바와 같이 복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 형성된 반도체 기판(110)의 후면에 부착할 수 있고, 도 18d에 도시된 바와 같이, 절연성 부재(200)를 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)으로부터 분리할 수 있다.
구체적으로, 도 18b의(a) 및(b)에 도시된 바와 같이, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 가교제(TCA)에 의해 절연성 부재(200)에 일시적으로 부착되어 있을 수 있다. 여기서, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)의 패턴은 도 4와 같은 경우를 일례로 도시하였으나, 이와 다르게, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)의 패턴은 도 6, 8, 10에서 설명한 실시예 중 어느 하나인 경우에도 동일할 수도 있다.
이와 같은 가교제(TCA)는 상온(예를 들어, 25℃)에서 접착 기능을 가지고 있다가 온도가 상온 이상으로 증가하는 경우 접착 기능을 상실할 수 있다. 일례로, 가교제(TCA)가 접착력 있는 열가소성 수지를 포함하는 경우, 온도가 일정 수준 이상 상승하여 접착 기능을 상실할 수 있다.
이와 같은 가교제(TCA)는 실리콘(silicone)계 접착제, 열가소성 레진(thermoplastic resin) 접착제, 열가소성 에폭시 레진(thermoplastic epoxy resin) 접착제, 아크릴(acryl) 타입의 수지 접착체 및 왁스(wax)타입의 수지 접착제 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같은 가교제(TCA)의 연화 또는 용융 온도는 절연성 부재(200)의 녹는점보다 낮은 범위 내에서 80℃ ~ 130℃ 사이일 수 있다.
그러나, 이와 같은 가교제(TCA)에 대한 설명은 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 상온에서 접착 기능을 가지고 있다가 온도가 상온 이상으로 증가하거나 감소하는 경우 접착 기능을 상실하는 물질이라면 어떠한 물질도 가능하다. 일례로, 가교제(TCA)에는 온도가 상승하면 부피가 증가하는 열경화성 비드나 냉각시 부피가 증가하는 발포제가 포함될 수도 있다. 그러나, 설명의 편의상 이하에서는 가교제(TCA)가 열가소성 수지를 포함한 경우를 일례로 설명한다.
아울러, 절연성 부재(200)는 절연성 재질이면 특별한 제한이 없으나, 상대적으로 녹는점이 제1 도전성 연결재(CA1)보다 높은 것이 바람직할 수 있으며, 일례로, 절연성 부재(200)의 녹는점은 300℃ 이상이 되는 절연성 재질로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 일례로, 고온에 대해 내열성 있는 polyimide, epoxy-glass, polyester, BT(bismaleimide triazine) 레진 중 적어도 하나의 재질을 포함하여 형성될 수 있다.
이와 같은 절연성 부재(200)는 유연한(flexible) 필름 형태로 형성되거나 유연하지 않고 단단한 플레이트(plate) 형태로 형성될 수 있다.
도 18b에서 설명한 바와 같이, 가교제(TCA)에 의해 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 일면에 형성된 절연성 부재(200)를 도 18c에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 화살표 방향으로 얼라인(align)하여 부착할 수 있다.
구체적으로, 도 18c에 도시된 바와 같이, 절연 재료(IL’)과 제1 도전성 연결 재료(CA1’)가 형성된 반도체 기판(110)의 후면에 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141)이 서로 중첩하고, 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)이 서로 중첩되도록 얼라인하여, 반도체 기판(110)의 후면 위에 절연성 부재(200)의 전면을 부착하기 위한 부착 단계를 수행할 수 있다.
이와 같은 부착 단계시, 절연성 부재(200)에 130℃ ~ 250℃ 사이의 열처리 공정이 수행되면서, 적절한 압력을 가하는 가압 공정이 병행하여 가해질 수 있다.
이때, 열처리 공정은 고온의 공기를 지속적으로 제1 도전성 연결 재료(CA1’)에 가하거나, 반도체 기판(110)을 전술한 온도가 가해지는 플레이드(plate) 위에 위치시킨 상태에서 수행될 수 있다.
이에 따라, 도 18d에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 연결 재료(CA1’)는 130℃ ~ 250℃ 사이의 온도 환경에서 수행되는 부착 단계 의해 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141) 사이에 퍼지면서 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141)을 서로 연결할 수 있다. 아울러, 전술한 바와 동일하게 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)도 연결될 수 있다.
또한, 절연 재료(IL’)도 부착 단계에 의해 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142), 및 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142) 사이의 빈 공간을 채우면서 절연층(IL)이 형성될 수 있다.
이와 같은 방법은 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 반도체 기판(110)의 후면에 형성할 때에, 반도체 기판(110)에 대한 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 반도체 기판(110)에 균열(fracture)이나 크렉(crack)이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 동시에 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 전극의 저항을 크게 낮출 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 제조 방법은 반도체 기판(110)에 형성되는 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)의 두께를 상대적으로 작게 형성할 수 있어, 상대적으로 공정 시간이 긴 반도체 제조 공정 시간을 최소로 할 수 있다.
아울러, 한번의 열처리 공정으로 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141)을, 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)을 서로 연결시킬 수 있어, 태양 전지의 제조 공정 시간을 보다 단축할 수 있다.
이와 같은 부착 단계에 의해 제1 보조 전극(P141)과 복수의 제1 전극(C141) 사이, 및 제2 보조 전극(P142)과 복수의 제2 전극(C142) 사이가 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 접착되어 연결된 후, 절연성 부재(200)를 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)으로부터 분리하는 박리 단계가 수행될 수 있다.
이와 같은 박리 단계의 공정 온도는 부착 단계의 공정 온도보다 낮을 수 있으며, 일례로, 80℃ ~ 130℃ 사이일 수 있다.
이에 따라, 부착 단계에 의해 각각의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)을 각각의 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)에 부착하여 고정시킨 이후, 공정 온도를 냉각시키는 과정 중에, 공정 온도가 80℃ ~ 130℃ 사이일 때, 박리 단계가 수행될 수 있다.
또는 이와 달리, 박리 단계는 공정 온도가 상온으로 완전히 냉각된 이후, 별도의 과정을 통해, 도 18d에 도시된 바와 같이, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성되지 않은 절연성 부재(200)의 이면에 자외선(UV) 또는 열을 가함으로써 수행될 수 있다.
이와 같이 박리 단계를 별도의 공정을 통해 수행하는 경우, 부착 단계의 냉각이 완전히 종료된 이후, 부착 단계에 연속적으로 다시 별도의 자외선(UV) 처리 공정 또는 열처리 공정을 통해 수행될 수 있거나, 복수의 태양 전지를 인터커넥터(IC)를 통하여 서로 연결하는 셀 스트링(ST) 형성 단계가 종료된 이후 수행될 수 있다.
따라서, 정리하면 박리 단계는 (1) 부착 단계에서 공정 온도를 냉각시키는 도중에 수행되거나, (2) 부착 단계에 의한 냉각이 완료된 이후 연속하여 별도의 자외선(UV) 처리 공정 또는 열처리 공정을 통해 수행되거나, (3) 부착 단계 이후 셀 스트링(ST) 형성 공정이 완료된 상태에서 수행될 수 있다. 이와 같은 박리 단계의 순서는 가교제(TCA)의 특성에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.
도 18a 내지 도 18i에 따른 태양 전지 제조 방법은 박리 단계가 (2)의 순서로 수행되는 경우를 일례로 도시하였다.
이와 같이, 박리 단계를 별도의 자외선(UV) 처리 공정 또는 열처리 공정을 통해 수행하면, 가교제(TCA)의 접착력이 약화되어, 도 18e에 도시된 바와 같이, 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)으로부터 절연성 부재(200)가 분리될 수 있다.
이후, 도 18f에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지를 서로 연결시키는 셀 스트링(ST) 형성 단계가 수행될 수 있다. 구체적으로 이와 같은 셀 스트링(ST) 형성 단계에 의해 제1 태양 전지(Cell-a)의 제1 보조 전극(P141)과 제2 태양 전지(Cell-b)의 제2 보조 전극(P142)이 인터커넥터(IC)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
일례로, 도 18f에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(IC)를 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)의 전면에 부착하는 경우, 복수의 태양 전지 각각에서 반도체 기판(110) 밖으로 노출된 제1 보조 전극 패드(PP141) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제2 영역(PP142-S2)의 전면에 제2 도전성 연결재(CA2)를 도포한 후, 인터커넥터(IC)의 일측을 제1 태양 전지(Cell-a)에 포함된 제1 보조 전극 패드(PP141)의 제2 영역(PP141-S2)에 부착하고, 인터커넥터(IC)의 타측을 제2 태양 전지(Cell-b)에 포함된 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제2 영역(PP142-S2)에 부착할 수 있다.
여기의 도 18f에서는 태양 전지 모듈의 광학적 게인을 향상시키기 위하여 인터커넥터(IC)를 제1 보조 전극 패드(PP141) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)의 제2 영역(PP142-S2) 전면에 부착하는 것을 일례로 도시하였으나, 이와 다르게, 도 14에 도시한 바와 같이, 인터커넥터(IC)를 제1 보조 전극 패드(PP141) 및 제2 보조 전극 패드(PP142)의 후면에 부착하는 것도 가능하다.
여기서, 제2 도전성 연결재(CA2)는 앞서 설명한 제1 도전성 연결재(CA1)와 동일한 재질이거나 다른 재질일 수도 있다.
이와 같이, 복수개의 태양 전지를 인터커넥터(IC)를 통하여 연결하면, 도 18g에 도시된 바와 같은 셀 스트링(ST)을 형성할 수 있다.
도 18g의 (a)는 셀 스트링(ST)을 전면에서 바라본 형상이고, 도 18의 (b)는 셀 스트링(ST)을 후면에서 바라본 형상이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법의 일례는 셀 스트링(ST)의 후면을 보면 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)의 후면이 자연스럽게 노출될 수 있다. 이에 따라, 제1 방향(x)으로 형성된 복수의 셀 스트링(ST)을 제2 방향(y)으로 리본을 통해 서로 연결할 때에 보다 용이하게 셀 스트링(ST) 사이의 연결을 보다 용이하게 할 수 있다.
도 18g에 도시된 바와 같이, 셀 스트링(ST)을 형성한 후, 도 18h에 도시된 바와 같이, 전면 유리 기판(FG) 위에 상부 봉지재(EC1)를 도포하여 형성한 상태에서, 도 18i에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 전면이 상부 봉지재(EC1)를 도포된 전면 유리 기판(FG)을 향하도록 복수의 셀 스트링(ST)을 배치할 수 있다.
이에 따라, 도 16에서 전술한 바와 같이, 복수의 셀 스트링(ST)을 전면 유리 기판(FG) 배치할 수 있고, 복수의 셀 스트링(ST)에서 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)의 후면이 자연스럽게 노출되므로, 용이하게 리본(RB1, RB2)을 통해 복수의 셀 스트링(ST)을 서로 연결할 수 있다.
이와 같이, 도 18i에 도시된 바와 같이, 전면 유리 기판(FG) 위에 복수의 셀 스트링(ST)을 배치하고, 리본(RB1, RB2)으로 서로 연결한 이후, 셀 스트링(ST) 위에 하부 봉지재(EC2)를 도포하여 형성하고, 후면 시트(BS)를 배치한 상태에서, 라미네이팅 공정을 수행함으로써, 도 1에 전술한 태양 전지 모듈을 형성할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법은 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 전극의 두께를 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 통하여 보다 두껍게 형성하더라도, 반도체 기판(110)의 보잉(bowing) 현상을 최소화하여 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있고, 태양 전지 모듈의 광학적 게인을 보다 증가시켜 태양 전지 모듈의 효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 태양 전지 모듈의 제조 공정 시간 및 수율을 보다 향상시킬 수 있다.
이와 같은 태양 전지 모듈의 제조 방법에서, 셀 형성 단계에 포함되는 부착 단계에서 제1 도전성 연결재(CA1)가 일례로 솔더볼에 의해 형성되는 경우를 일례로 설명하였지만, 이와 다르게 부착 단계에서, 솔더볼 타입 대신 다른 형태의 제1 도전성 연결재(CA1)가 사용될 수도 있다.
도 19a 내지 도 19d는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에서 부착 단계의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
앞선, 방법과는 다르게, 복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 형성된 반도체 기판(110)의 후면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성된 절연성 부재(200)를 부착하기 위해, 솔더볼 타입의 제1 도전성 연결재(CA1) 대신 도 19a에 도시된 바와 같이, 도전성 접착 필름(PCA1+BIL)이 이용될 수 있다.
구체적으로, 이와 같은 도전성 접착 필름(PCA1+BIL)은 절연성 물질의 기지(BIL) 내에 복수의 도전성 금속 입자(PCA1)가 분포된 것일 수 있다. 이와 같은 도전성 금속 입자(PCA1)의 크기 내지 직경(RPCA1)은 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142) 사이의 간격(DCE)보다 작을 수 있으며, 및/또는 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142) 사이의 간격보다 작을 수 있다.
일례로, 도전성 금속 입자(PCA1)의 직경(RPCA1)은 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142) 사이의 간격(DCE) 또는 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142) 사이의 간격의 대략 5% 내지 50% 사이로 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 도전성 접착 필름(PCA1+BIL)은 도 19a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142) 위에 형성될 수 있다.
이후, 도 19b에 도시된 바와 같이, 절연성 부재(200)의 전면에 형성된 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)을 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)에 중첩되도록 얼라인하여 적절한 압력과 열을 가함으로써, 절연성 부재(200)을 반도체 기판(110)의 후면에 부착할 수 있다. 이때에, 가하는 열의 온도는 전술한 130℃ ~ 250℃ 사이이거나 이보다 낮을 수도 있다.
이때, 앞에서 설명한 바와 같이, 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)은 절연성 부재(200)에 가교제(TCA)에 의해 일시적으로 부착되어 있는 것일 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 앞서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
이에 따라, 도 19c에 도시된 바와 같이, 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141)이 중첩되는 부분 및 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)이 중첩되는 부분에서는 복수의 도전성 금속 입자(PCA1)가 서로 밀착되어 제1 도전성 연결재(CA1)를 형성할 수 있으며, 중첩되지 않는 부분에서는 절연성 물질의 기지(BIL) 내에서 도전성 금속 입자(PCA1)가 이격되어 있어 절연층(IL)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141), 및 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)은 복수의 도전성 금속 입자(PCA1)가 서로 밀착되어 형성되는 제1 도전성 연결재(CA1)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142), 및 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 절연성 물질의 기지(BIL) 내에서 도전성 금속 입자(PCA1)가 이격되어 형성되는 절연층(IL)에 의해 절연될 수 있다.
아울러, 이와 같이, 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141), 및 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142)이 도전성 접착 필름(PCA1+BIL)에 의해 부착된 이후, 도 19d에 도시된 바와 같이, 자외선(UV)이나 열을 가하여 전술한 박리 단계의(1) 내지(3)의 방법 중 어느 하나에 의해 절연성 부재(200)가 제1 보조 전극(P141) 및 제2 보조 전극(P142)으로부터 분리될 수 있다.
아울러, 도면에는 도시되지는 않았지만, 전술한 절연성 부재(200)는 플라즈마를 조사하여 제거할 수도 있고, 그라인더를 이용하여 제거하는 것도 가능하다.
지금까지는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에서 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)이 형성된 절연성 부재(200)를 반도체 기판(110)의 후면에 부착하여, 반도체 기판(110)의 후면에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 형성하는 방법에 대해서 설명하였으나, 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)은 이와 다른 방법으로도 형성될 수 있다.
도 20a 내지 도 20f는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에서 셀을 형성하는 다른 방법에 대해 설명하기 위한 도이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법은 절연층(IL) 형성 단계, 오픈 단계, 금속층 형성 단계, 및 보조 전극 형성 단계를 포함하는 셀 형성 단계가 이용될 수도 있다.
여기서, 먼저, 반도체 기판(110)의 후면에 절연층(IL)을 형성하기 위해, 도 20a에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 형성된 반도체 기판(110)의 후면을 위로 향하도록 하고, 도 20b에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 전극(C141)과 복수의 제2 전극(C142)을 덮도록 반도체 기판(110)의 후면에 전체적으로 절연층(IL)을 형성할 수 있다.
여기서, 절연층(IL)은 열가소성 폴리머(polymer) 재질로 구성되는 필름이나 페이스트일 수 있다. 일례로, 절연층(IL)은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), poly-olefin 및 poly stylene 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
이후, 복수의 제1 전극(C141)과 복수의 제2 전극(C142)이 노출되도록 절연층(IL)의 일부분(TS)을 국부적으로 오픈(open)시키는 오픈 단계가 수행될 수 있다.
이와 같은 오픈 단계는 (1) 레이저를 복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142) 상부에 형성된 절연층(IL)에 국부적으로 조사하여, 복수의 제1 전극(C141)과 복수의 제2 전극(C142)이 노출되도록 절연층(IL)의 일부를 선택적으로 제거하는 방법, (2) 복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 노출되도록 패턴이 형성된 마스크를 절연층(IL)의 상부에 배치한 다음, 자외선(UV)을 조사하여 복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 노출되도록 절연층(IL)의 일부를 선택적으로 제거하는 방법 등이 이용될 수 있다.
여기서, 일례로, 도 20c에서는 레이저를 이용하는 방법을 도시하였다.
이와 같이 레이저를 이용할 경우, 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142)의 상부에 형성된 절연층(IL)의 일부 영역(TS)에 레이저를 선택적으로 조사함으로써, 도 20d에 도시된 바와 같이, 절연층(IL)의 일부(TS)를 제거하여, 복수의 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 노출되도록 할 수 있다.
이후, 절연층(IL)에서 오픈된 일부분(TS)을 통해 노출되는 복수의 제1 전극(C141) 및 복수의 제2 전극(C142) 상부를 포함하여 절연층(IL)의 전체면 위에 금속층(ML)을 형성하는 금속층 형성 단계가 수행될 수 있다.
이에 따라, 도 20e에 도시된 바와 같이, 금속층(ML)은 복수의 제1 전극(C141) 및 복수의 제2 전극(C142) 상부를 포함한 절연층(IL)의 전체면 위에 형성될 수 있다. 여기서, 금속층(ML)의 재질은 일례로 구리(Cu)를 포함하여 형성될 수 있다.
이와 같은 금속층 형성 단계는 플라즈마 스퍼터링(sputtering) 방법이 이용될 수 있다. 이와 같은 경우, 복수의 제1 전극(C141)과 제1 보조 전극(P141), 및 복수의 제2 전극(C142)과 제2 보조 전극(P142) 사이를 서로 접착시키기 위한 별도의 도전성 접착제를 생략할 수 있다.
이와 같은 금속층 형성 단계에 의해, 도 20e에 도시된 바와 같이, 금속층(ML)이 일부가 복수의 제1 전극(C141) 및 복수의 제2 전극(C142)에 연결되어 일체로 형성될 수 있다.
이후, 도 20e에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 전극(C141) 및 복수의 제2 전극(C142)과 연결된 부분을 제외한 나머지 부분(DS)의 금속층(ML)을 제거하는 보조 전극 형성 단계가 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 이와 같은 보조 전극 형성 단계는 반도체 기판(110)의 후면과 금속층(ML) 사이에 형성된 절연층(IL)을 제거함으로써, 절연층(IL) 위에 형성된 금속층(ML)의 부분(DS)을 함께 제거할 수 있다.
이때, 절연층(IL)을 제거하는 방법은 절연층(IL) 에칭 용액을 이용하거나 자외선을 조사하여 제거할 수 있다.
일례로, 절연층(IL)이 EVA나 poly-olefin과 같은 재질로 형성된 경우, xylene이나 toluene을 포함하는 용액으로 절연층(IL)을 제거할 수 있으며, 절연층(IL)이 poly stylene과 같은 재질로 형성된 경우, d-limonene을 포함하는 용액으로 절연층(IL)을 제거할 수 있다.
이에 따라, 도 20f에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 복수의 제1 전극(C141) 및 제2 전극(C142) 각각의 후면 위에 제1 보조 전극(P141)과 제2 보조 전극(P142)을 형성할 수 있다.
이와 같은 셀 형성 방법은 도 18a 내지 도 18i 및 도 19a 내지 도 19d에서 설명한 방법과 다르게, 절연성 부재(200)를 이용하지 않을 수 있다. 따라서, 절연성 부재(200)를 태양 전지 모듈의 제조 방법에서, 절연성 부재(200)를 반도체 기판(110)의 후면에 부착하는 부착 단계와, 절연성 부재(200)를 제거하는 박리 단계를 생략할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (29)

  1. 반도체 기판의 후면에 형성되고 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 상기 복수의 제1 전극에 연결되는 제1 보조 전극, 상기 복수의 제2 전극에 연결되는 제2 보조 전극을 포함하는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지; 및
    상기 제1 태양 전지의 제1 보조 전극과 상기 제2 태양 전지의 제2 보조 전극을 전기적으로 서로 연결하는 인터커넥터;를 포함하는 태양 전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 인터커넥터와 상기 제1, 2 태양 전지의 제1, 2 보조 전극은 서로 다른 재료를 포함하는 태양 전지 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인터커넥터와 상기 제1, 2 태양 전지의 제1, 2 보조 전극은 폭, 두께, 층구조 또는 평면 패턴 중 적어도 어느 하나가 다른 태양 전지 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 인터커넥터와 상기 제1, 2 태양 전지의 제1, 2 보조 전극은 도전성 연결재에 의해 서로 접속되는 태양 전지 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 태양 전지의 제1, 2 보조 전극과 상기 제2 태양 전지의 제1, 2 보조 전극은 서로 공간적으로 이격되어 있는 태양 전지 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 태양 전지 모듈은
    상기 인터커넥터에 의해 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지가 서로 연결되는 셀 스트링의 전면 위에 위치하는 전면 유리 기판;
    상기 전면 유리 기판과 상기 셀 스트링 사이에 위치하는 상부 봉지재;
    상기 셀 스트링의 후면에 위치하는 하부 봉지재; 및
    상기 하부 봉지재의 후면에 위치하는 후면 시트;를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 각각에서,
    상기 제1 보조 전극은 상기 인터커넥터와 연결되는 제1 보조 전극 패드;를 더 포함하고,
    상기 제2 보조 전극은 상기 인터커넥터와 연결되는 제2 보조 전극 패드;를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 보조 전극 패드와 상기 제1 보조 전극 패드 각각은 상기 반도체 기판이 중첩되는 제1 영역과, 상기 반도체 기판이 중첩되지 않는 제2 영역을 포함하는 태양 전지 모듈.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 태양 전지에 포함되는 제1 보조 전극 패드와 상기 제2 태양 전지에 포함되는 제2 보조 전극 패드는 서로 이격되어 있는 태양 전지 모듈.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 인터커넥터는
    상기 제1 태양 전지에 포함되는 제1 보조 전극 패드와 상기 제2 태양 전지에 포함되는 제2 보조 전극 패드를 서로 전기적으로 연결하는 태양 전지 모듈.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 인터커넥터는
    상기 제1 태양 전지에 포함되는 제1 보조 전극 패드의 제2 영역과 상기 제2 태양 전지에 포함되는 제2 보조 전극 패드의 제2 영역을 서로 전기적으로 연결하는 태양 전지 모듈.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 인터커넥터와 상기 제1 보조 전극 패드, 또는 상기 인터커넥터와 상기 제2 보조 전극 패드는 도전성 연결재에 의해 전기적으로 연결되는 태양 전지 모듈.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 인터커넥터와 상기 제1 보조 전극 패드, 또는 상기 인터커넥터와 상기 제2 보조 전극 패드는 물리적으로 직접 접촉하여 전기적으로 연결되는 태양 전지 모듈.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 인터커넥터는 전면 표면에 요철이 형성되어 있고, 두께가 균일하지 않은 태양 전지 모듈.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 인터커넥터는 두께가 균일하고, 지그재그(zigzag) 형태를 갖는 태양 전지 모듈.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 태양 전지 모듈은
    상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지가 상기 인터커넥터에 의해 제1 방향으로 직렬로 연결되는 각각의 제1 셀 스트링과 제2 셀 스트링을 포함하고,
    상기 제1 셀 스트링과 상기 제2 셀 스트링을 제2 방향으로 직렬로 연결시키는 도전성 리본(ribbon);을 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  17. 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극이 형성된 반도체 기판의 후면에 서로 나란하게 제1 보조 전극과 제2 보조 전극을 형성하여 각각의 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 형성하는 셀 형성 단계;
    상기 제1 태양 전지의 상기 제1 보조 전극과 상기 제2 태양 전지의 상기 제2 보조 전극을 인터커넥터로 연결하는 셀 스트링 형성 단계;
    상기 셀 스트링을 전면 유리 기판 위에 배치하는 단계; 및
    상기 셀 스트링 위에 후면 시트를 배치하는 단계;를 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 셀 형성 단계는
    상기 제1 보조 전극과 상기 제2 보조 전극이 형성된 절연성 부재를 반도체 기판의 후면에 부착하는 부착 단계; 및
    상기 절연성 부재를 상기 제1 보조 전극과 상기 제2 보조 전극으로부터 분리하는 박리 단계;를 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극과 상기 제2 보조 전극은 가교제에 의해 상기 절연성 부재에 일시적으로 부착되어 있는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 가교제는 열가소성 수지를 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  21. 제18 항에 있어서,
    상기 부착 단계에서, 상기 제1 보조 전극과 상기 복수의 제1 전극 사이, 및 상기 제2 보조 전극과 상기 복수의 제2 전극 사이는 도전성 연결재에 의해 서로 접착되어 연결되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  22. 제18 항에 있어서,
    상기 박리 단계의 공정 온도는 상기 부착 단계의 공정 온도보다 낮은 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 부착 단계의 공정 온도는 130℃ ~ 250℃ 사이이고, 상기 박리 단계의 공정 온도는 80℃ ~ 130℃ 사이인 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  24. 제18 항에 있어서,
    상기 부착 단계에 의해 상기 제2 보조 전극이 상기 복수의 제2 전극에 부착된 후 냉각될 때, 상기 박리 단계가 수행되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  25. 제18 항에 있어서,
    상기 박리 단계는 상기 부착 단계가 종료된 이후, 별도의 열처리 또는 UV 조사에 의해 수행되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  26. 제17 항에 있어서,
    상기 셀 스트링 형성 단계에서,
    상기 인터커넥터는
    일측이 상기 제1 태양 전지의 상기 제1 보조 전극에 포함된 제1 보조 전극 패드에 부착되고, 타측이 상기 제2 태양 전지의 상기 제2 보조 전극에 포함된 제2 보조 전극 패드에 부착되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  27. 제17 항에 있어서,
    상기 셀 형성 단계는
    상기 반도체 기판의 후면에 형성된 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극을 덮도록 상기 반도체 기판의 후면에 전체적으로 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계;
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극이 노출되도록 상기 절연층의 일부분을 국부적으로 오픈(open)시키는 오픈 단계;
    상기 절연층에서 오픈된 일부분을 통해 노출되는 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 상부를 포함하여 상기 절연층의 전체면 위에 금속층을 형성하는 금속층 형성 단계; 및
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극과 연결된 부분을 제외한 나머지 부분의 금속층을 제거하여 상기 제1 보조 전극과 상기 제2 보조 전극을 형성하는 보조 전극 형성 단계;를 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 금속층 형성 단계는 스퍼터링 방법에 의해 수행되고, 상기 금속층이 일부가 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극에 연결되어 일체로 형성되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  29. 제27 항에 있어서,
    상기 보조 전극 형성 단계는
    상기 반도체 기판의 후면과 상기 금속층 사이에 형성된 상기 절연층을 제거하여 상기 나머지 부분의 금속층을 함께 제거하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784100A (zh) * 2015-10-08 2017-05-31 Lg电子株式会社 太阳能电池模块

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6220063B2 (ja) 2014-06-11 2017-10-25 信越化学工業株式会社 太陽電池及び太陽電池の製造方法
JP6199839B2 (ja) * 2014-09-30 2017-09-20 信越化学工業株式会社 太陽電池及びその製造方法
JP6701170B2 (ja) 2015-03-13 2020-05-27 シャープ株式会社 光電変換素子及び光電変換モジュール
KR101658733B1 (ko) * 2015-07-08 2016-09-21 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
JP6307131B2 (ja) * 2015-09-08 2018-04-04 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池モジュール及びその製造方法
KR101661859B1 (ko) * 2015-09-09 2016-09-30 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
EP3151288B1 (en) * 2015-10-02 2019-12-04 LG Electronics Inc. Apparatus for attaching interconnector of solar cell panel
CN107564985A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 比亚迪股份有限公司 电池片组件、电池片矩阵和太阳能电池组件
EP3480860B1 (en) * 2016-06-30 2020-11-11 BYD Company Limited Photovoltaic cell assembly
CN205944115U (zh) * 2016-06-30 2017-02-08 比亚迪股份有限公司 电池片、电池片组件、电池片矩阵及太阳能电池
US20190214518A1 (en) * 2016-09-20 2019-07-11 Kaneka Corporation Wiring member for solar cells and solar cell module
US11502213B2 (en) * 2016-12-30 2022-11-15 Sunpower Corporation Solar cell having a plurality of sub-cells coupled by cell level interconnection
JP7185252B2 (ja) 2018-01-31 2022-12-07 三国電子有限会社 接続構造体の作製方法
JP7160302B2 (ja) * 2018-01-31 2022-10-25 三国電子有限会社 接続構造体および接続構造体の作製方法
JP7046351B2 (ja) 2018-01-31 2022-04-04 三国電子有限会社 接続構造体の作製方法
CN108615792A (zh) * 2018-04-26 2018-10-02 徐州日托光伏科技有限公司 一种背接触太阳能电池组的制作方法
NL2021711B1 (en) * 2018-09-26 2020-05-07 Atlas Technologies Holding Bv A method of producing a solar panel curved in two directions.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070104742A (ko) * 2006-04-24 2007-10-29 엘지전자 주식회사 이방성 도전 필름 및 그 제조방법
WO2008090718A1 (ja) * 2007-01-25 2008-07-31 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池セル、太陽電池アレイおよび太陽電池モジュールならびに太陽電池アレイの製造方法
JP2009088145A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Sharp Corp 太陽電池、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
JP2013008785A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
KR20130034869A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5330585A (en) 1992-10-30 1994-07-19 Spectrolab, Inc. Gallium arsenide/aluminum gallium arsenide photocell including environmentally sealed ohmic contact grid interface and method of fabricating the cell
JP2005011869A (ja) 2003-06-17 2005-01-13 Sekisui Jushi Co Ltd 太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP5025135B2 (ja) * 2006-01-24 2012-09-12 三洋電機株式会社 光起電力モジュール
JP4974545B2 (ja) 2006-02-24 2012-07-11 シャープ株式会社 太陽電池ストリングの製造方法
JP2007281044A (ja) 2006-04-04 2007-10-25 Canon Inc 太陽電池
JP4294048B2 (ja) * 2006-11-29 2009-07-08 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
JP5196821B2 (ja) 2007-03-23 2013-05-15 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
JP2009290105A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Sharp Corp 太陽電池、太陽電池の製造方法および太陽電池モジュール
JP5306352B2 (ja) 2008-08-22 2013-10-02 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール、太陽電池及び太陽電池モジュールの製造方法
US20100051085A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Weidman Timothy W Back contact solar cell modules
CN102405534A (zh) * 2009-04-23 2012-04-04 夏普株式会社 布线板、带布线板的太阳能电池单元以及太阳能电池模块
JP2011003724A (ja) 2009-06-18 2011-01-06 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
EP2439784A1 (en) * 2009-07-02 2012-04-11 Sharp Kabushiki Kaisha Solar battery cell with wiring sheet, solar battery module, and method for producing solar battery cell with wiring sheet
JP2011049514A (ja) 2009-07-27 2011-03-10 Sekisui Chem Co Ltd 電極形成用転写シート及び太陽電池の製造方法
US8946547B2 (en) 2010-08-05 2015-02-03 Solexel, Inc. Backplane reinforcement and interconnects for solar cells
JP2012049390A (ja) 2010-08-27 2012-03-08 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
KR101642158B1 (ko) 2011-01-04 2016-07-22 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
WO2012128284A1 (ja) 2011-03-24 2012-09-27 三洋電機株式会社 裏面電極型太陽電池、裏面電極型太陽電池の製造方法及び太陽電池モジュール
KR20120108723A (ko) 2011-03-25 2012-10-05 삼성전기주식회사 태양전지모듈 및 그 제조방법
KR101254564B1 (ko) * 2011-05-18 2013-04-19 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
JP2013045950A (ja) 2011-08-25 2013-03-04 Sanyo Electric Co Ltd 裏面接合型太陽電池及び太陽電池モジュール
JP6213921B2 (ja) 2011-08-31 2017-10-18 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の製造方法及び太陽電池モジュール
JP5892584B2 (ja) 2011-09-26 2016-03-23 デクセリアルズ株式会社 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法
US9490376B2 (en) 2011-09-29 2016-11-08 Lg Electronics Inc. Solar cell module
JP5999527B2 (ja) 2012-04-26 2016-09-28 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及び太陽電池モジュールの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070104742A (ko) * 2006-04-24 2007-10-29 엘지전자 주식회사 이방성 도전 필름 및 그 제조방법
WO2008090718A1 (ja) * 2007-01-25 2008-07-31 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池セル、太陽電池アレイおよび太陽電池モジュールならびに太陽電池アレイの製造方法
JP2009088145A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Sharp Corp 太陽電池、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
JP2013008785A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
KR20130034869A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784100A (zh) * 2015-10-08 2017-05-31 Lg电子株式会社 太阳能电池模块
US10361322B2 (en) 2015-10-08 2019-07-23 Lg Electronics Inc. Solar cell module
US11114576B2 (en) 2015-10-08 2021-09-07 Lg Electronics Inc. Solar cell module

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