KR20150054563A - 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 전자용 집전부 및 정공용 집전부를 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 태양전지; 제2 방향으로 연장되며 미접합부를 형성하는 주 몸체 및 주 몸체에 연결된 접합부로 구성되는 도전성 금속을 포함하고, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 전자용 집전부를 다른 한 태양전지의 정공용 집전부에 연결하는 연결 부재; 도전성 금속의 접합부에 위치하며, 해당 집전부를 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재를 포함한다.

Description

태양전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 서로 인접한 2개의 태양전지를 전기적으로 연결하는 연결 부재 및 이를 구비한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 신 재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지가 주목 받고 있다.
일반적인 태양전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 각각 이루어지는 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성된다.
이러한 태양전지에 빛이 입사되면 반도체 내부의 전자가 광전 효과(photoelectric effect)에 의해 자유전자(free electron)(이하, '전자'라 함)가 되고, 전자와 정공은 p-n 접합의 원리에 따라 n형 반도체와 p형 반도체 쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판 쪽으로 각각 이동한다. 그리고 이동한 전자와 정공은 기판 및 에미터부에 전기적으로 연결된 각각의 전극에 의해 수집된다.
한편, 근래에는 전자용 집전부 및 정공용 집전부를 기판의 후면, 즉 빛이 입사되지 않는 후면에 형성함으로써 수광 면적을 증가시켜 태양전지의 효율을 향상시키는 후면 접합(interdigitated back contact) 태양전지가 개발되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 효율이 향상된 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 전자용 집전부 및 정공용 집전부를 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 태양전지; 제2 방향으로 연장되며 미접합부를 형성하는 주 몸체 및 주 몸체에 연결된 접합부로 구성되는 도전성 금속을 포함하고, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 전자용 집전부를 다른 한 태양전지의 정공용 집전부에 연결하는 연결 부재; 도전성 금속의 접합부에 위치하며, 해당 집전부를 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재를 포함한다.
빛 반사 부재는 제2 방향에 직교하는 제1 방향으로 연장된 테이프로 형성될 수 있으며, 테이프는 제1 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분에 비해 크게 형성될 수 있다.
주 몸체의 미접합부는 적어도 하나의 슬릿(slit)을 구비할 수 있으며, 슬릿에는 밀봉재가 채워질 수 있다.
빛 반사 부재는 도전성 금속의 주 몸체와 접촉할 수 있다.
태양전지 모듈은 어느 한 태양전지의 전자용 집전부와 다른 한 태양전지의 정공용 집전부 사이에 위치하며 제2 방향으로 연장된 절연 필름을 더 포함할 수 있으며, 이 경우, 빛 반사 부재는 절연 필름과 접촉할 수 있다.
도전성 금속은 주 몸체의 길이방향 양쪽 단부에 각각 연결된 제1 접합부 및 주 몸체의 길이방향 중심부에 연결된 제2 접합부를 포함할 수 있으며, 제1 접합부와 제2 접합부는 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 전극 및 제1 방향으로 연장되며 제1 전극 사이에 위치한 제2 전극을 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 태양전지; 해당 전극과 접합되는 접합부 및 전극과 접합되지 않는 미접합부가 제1 방향으로 번갈아 가며 교대로 위치하는 띠 모양의 도전성 금속을 포함하며, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극을 다른 한 태양전지의 제2 전극에 연결하는 연결 부재; 도전성 금속의 접합부에 위치하며, 제1 전극 및 제2 전극을 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재를 포함한다.
이러한 구성의 태양전지 모듈에서, 어느 한 태양전지는 제1 도전형 기판을 포함하고, 다른 한 태양전지는 제1 도전형의 반대인 제2 도전형 기판을 포함하며, 어느 한 태양전지의 제1 전극과 다른 한 태양전지의 제2 전극은 일직선으로 배치된다.
빛 반사 부재는 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 테이프로 형성될 수 있으며, 테이프는 제2 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분에 비해 크게 형성될 수 있다.
도전성 금속의 미접합부는 적어도 하나의 슬릿(slit)을 구비할 수 있으며, 슬릿에는 밀봉재가 채워질 수 있다.
빛 반사 부재는 도전성 금속의 미접합부와 접촉할 수 있다.
태양전지 모듈은 어느 한 태양전지의 제1 전극과 다른 한 태양전지의 제2 전극 사이에 위치하며 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 절연 필름을 더 포함할 수 있으며, 이 경우, 빛 반사 부재는 절연 필름과 접촉할 수 있다.
도전성 금속의 접합부는 미접합부에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 전극 및 제1 방향으로 연장되며 제1 전극 사이에 위치한 제2 전극을 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 태양전지; 해당 전극과 접합되는 접합부 및 전극과 접합되지 않는 미접합부가 제1 방향으로 번갈아 가며 교대로 위치하는 2개의 띠 모양의 주 몸체 및 제1 방향에 경사진 방향으로 굴곡되어 2개의 주 몸체를 일체로 연결하는 굴곡부를 구비한 도전성 금속을 포함하며, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극을 다른 한 태양전지의 제2 전극에 연결하는 연결 부재; 주 몸체의 접합부에 위치하며, 제1 전극 및 제2 전극을 주 몸체의 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재를 포함한다.
이러한 구성의 태양전지 모듈에서, 어느 한 태양전지 및 다른 한 태양전지는 서로 동일한 도전형 기판을 각각 포함하고, 어느 한 태양전지의 제1 전극과 다른 한 태양전지의 제1 전극은 일직선으로 배치된다.
빛 반사 부재는 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 테이프로 형성될 수 있고, 테이프는 제2 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분에 비해 크게 형성될 수 있다.
주 몸체의 미접합부는 적어도 하나의 슬릿(slit)을 구비할 수 있으며, 슬릿에는 밀봉재가 채워질 수 있다.
빛 반사 부재는 도전성 금속의 미접합부와 접촉할 수 있다.
태양전지 모듈은 어느 한 태양전지의 제1 전극과 다른 한 태양전지의 제2 전극 사이에 위치하며 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 절연 필름을 더 포함할 수 있으며, 이 경우, 빛 반사 부재는 절연 필름과 접촉할 수 있다.
주 몸체의 접합부는 미접합부에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 제1 방향으로 각각 연장된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극을 반도체 기판의 후면에 구비하며, 제2 전극은 제1 전극 사이에 위치하는 복수의 태양전지; 해당 전극과 접합되는 접합부 및 전극과 접합되지 않는 미접합부가 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 번갈아 가며 교대로 위치하는 띠 모양의 도전성 금속을 포함하며, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극을 다른 한 태양전지의 제2 전극에 연결하는 연결 부재; 접합부에 위치하며, 어느 한 태양전지의 제1 전극과 다른 한 태양전지의 제2 전극을 도전성 금속의 상기 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재를 포함하고, 도전성 금속의 접합부는 미접합부에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출 형성된다.
이때, 어느 한 태양전지 및 다른 한 태양전지는 서로 동일한 도전형 기판을 각각 포함하거나, 서로 반대의 도전형 기판을 각각 포함한다.
빛 반사 부재는 제1 방향으로 연장된 테이프로 형성될 수 있으며, 테이프는 제1 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분에 비해 크게 형성될 수 있다.
도전성 금속의 미접합부는 적어도 하나의 슬릿(slit)을 구비할 수 있으며, 슬릿에는 밀봉재가 채워질 수 있다.
빛 반사 부재는 도전성 금속의 미접합부와 접촉할 수 있다.
태양전지 모듈은 어느 한 태양전지의 제1 전극과 다른 한 태양전지의 제2 전극 사이에 위치하는 절연 필름을 더 포함할 수 있으며, 절연 필름은 제1 방향으로 연장될 수 있다.
그리고 빛 반사 부재는 절연 필름과 접촉할 수 있다.
이러한 특징에 의하면, 서로 인접한 2개의 태양전지의 사이 공간으로 입사되는 빛이 빛 반사 부재의 표면에서 반사 및 산란되므로, 태양전지에 입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. 따라서, 태양전지 모듈의 효율이 향상된다.
그리고, 주 몸체의 접합부가 미접합부에 비해 돌출 형성된 경우, 모듈화 공정에서 주 몸체에 가해지는 스트레스(stress)를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이다.
도 2는 도 1의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지의 후면을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 제2 방향(Y-Y') 부분 단면도이다.
도 4는 도 1의 태양전지 모듈에 사용되는 연결 부재의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이다.
도 6은 도 5의 태양전지 모듈에 사용되는 연결 부재의 한 실시예에 따른 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이다.
도 8은 도 7의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지의 한 실시예에 따른 후면을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 태양전지 모듈에 사용되는 연결 부재의 평면도를 나타내는 실시예들이다.
도 10은 도 7의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지의 다른 실시예에 따른 후면을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10의 후면 접합 태양전지를 구비한 태양전지 모듈에 사용되는 연결 부재의 평면도를 나타내는 실시예들이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이다.
도 13은 도 12의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지의 한 실시예에 따른 후면을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 대하여 설명한다.
이하의 실시예에서는 정공용 전극, 전자용 전극, 정공용 집전부 및 전자용 집전부가 모두 반도체 기판의 후면에 위치한 후면 접합 태양전지에 대해 설명하지만, 본 발명은 정공용 전극(또는 전자용 전극)이 반도체 기판의 전면에 위치하고 전자용 전극(또는 정공용 전극), 정공용 집전부 및 전자용 집전부가 반도체 기판의 후면에 위치하는 MWT(Metal Wrap Through) 구조의 태양전지에도 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이고, 도 2는 도 1의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지의 후면을 나타내는 도면이다. 그리고 도 3은 도 2의 제2 방향(Y-Y') 부분 단면도이고, 도 4는 도 1의 태양전지 모듈에 사용되는 연결 부재의 평면도이다.
먼저 도 2 및 도 3을 참고하여 후면 접합 태양전지에 대해 설명하면, 후면 접합 태양전지(100)는 제1 전도성 타입의 반도체 기판(110), 반도체 기판(110)의 수광면, 예컨대 전면(front surface)에 형성된 전면 유전층(120), 전면 유전층(120) 위에 형성된 반사 방지막(130), 반도체 기판(110)의 다른 면, 즉 후면(back surface)에 형성되어 있고 제1 전도성 타입의 불순물이 고농도로 도핑된 제1 도핑부(141), 제1 도핑부(141)와 인접한 위치에서 반도체 기판(110)의 후면에 형성되고 제1 전도성 타입과 반대 타입인 제2 전도성 타입의 불순물이 고농도로 도핑된 제2 도핑부(142), 제1 도핑부(141)와 제2 도핑부(142)의 일부를 노출하는 후면 유전층(150), 후면 유전층(150)에 의해 노출된 제1 도핑부(141)와 전기적으로 연결되는 복수의 전자용 전극(160), 후면 유전층(150)에 의해 노출된 제2 도핑부(142)와 전기적으로 연결되는 복수의 정공용 전극(170), 복수의 전자용 전극(160)들의 한쪽 단부를 연결하는 전자용 집전부(180), 그리고 복수의 정공용 전극(170)들의 한쪽 단부를 연결하는 정공용 집전부(190)을 포함한다.
반도체 기판(110)의 수광면은 복수 개의 요철(111)을 구비한 텍스처링 표면(texturing surface)으로 형성된다. 따라서, 전면 유전층(120) 및 반사 방지막(130)도 텍스처링 표면으로 형성된다.
반도체 기판(110)은 제1 전도성 타입, 예를 들어 n형의 단결정질 실리콘으로 이루어진다. 하지만 이와는 달리, 반도체 기판(110)은 p형의 전도성 타입을 가질 수 있고, 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한 반도체 기판(110)은 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다.
반도체 기판(110)의 수광면이 복수의 요철(111)을 구비하는 텍스처링(texturing) 표면으로 형성되므로, 빛의 흡수율이 증가되어 태양전지의 효율이 향상된다.
복수의 요철(111)이 형성된 반도체 기판(110)의 수광면에 형성된 전면 유전층(120)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)보다 높은 고농도로 도핑된 막일 수 있으며, BSF(back surface field)와 유사한 FSF(front surface field)로 작용할 수 있다. 따라서 입사되는 빛에 의해 분리된 전자와 정공이 반도체 기판(110)의 수광면 표면에서 재결합되어 소멸하는 것이 방지된다.
전면 유전층(120)의 표면에 형성된 반사 방지막(130)은 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiO2) 등으로 이루어진다. 반사 방지막(130)은 입사되는 태양 광의 반사율을 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양전지의 효율을 높인다.
반도체 기판(110)의 후면에 형성된 복수의 제1 도핑부(141)에는 n형 불순물이 반도체 기판(110)보다 높은 고농도로 도핑되어 있으며, 복수의 제2 도핑부(142)에는 p형 불순물이 고농도로 도핑되어 있다. 따라서 제2 도핑부(142)는 n형의 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성한다.
제1 도핑부(141)와 제2 도핑부(142)는 캐리어(전자와 정공)들의 이동 통로로서 작용한다.
제1 도핑부(141)와 제2 도핑부(142)의 일부분을 노출하는 후면 유전층(150)은 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 조합 등으로 형성될 수 있다.
후면 유전층(150)은 전자와 정공으로 분리된 캐리어가 재결합되는 것을 방지하고 입사된 빛이 외부로 손실되지 않도록 태양전지 내부로 반사시켜 외부로 손실되는 빛의 양을 감소시키는 BSF로 작용할 수 있다.
후면 유전층(150)은 단일막으로 형성될 수 있지만, 이중막 또는 삼중막과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
후면 유전층(150)으로 덮여지지 않은 제1 도핑부(141)와 이 제1 도핑부(141)에 인접한 후면 유전층(150) 부분 위에는 전자용 전극(160)이 형성되고, 후면 유전층(150)으로 덮여지지 않은 제2 도핑부(142)와 이 제2 도핑부(142)에 인접한 후면 유전층(150) 부분 위에는 정공용 전극(170)이 형성된다.
이때, 전자용 전극(160)과 정공용 전극(170)은 제1 방향(X-X')으로 각각 연장되며, 정공용 전극(170)은 제1 방향(X-X')과 직교하는 제2 방향(Y-Y')으로 전자용 전극(160)과 교대로 위치한다. 따라서, 정공용 전극(170)은 전자용 전극(160)의 사이에 위치한다.
그리고, 후면 유전층(150)으로 덮여지지 않은 제1 도핑부(141) 중 도 1의 세로 방향으로는 복수의 전자용 전극(160)의 한쪽 단부를 전기적으로 연결하는 전자용 집전부(180)가 형성되고, 후면 유전층(150)으로 덮여지지 않은 제2 도핑부(142) 중 도 1의 세로 방향으로는 복수의 정공용 전극(170)을 전기적으로 연결하는 정공용 집전부(190)가 형성된다.
따라서 전자용 전극(160) 및 전자용 집전부(180)는 제1 도핑부(141)와 전기적으로 연결되고, 정공용 전극(170) 및 정공용 집전부(190)는 제2 도핑부(142)와 전기적으로 연결된다.
이때, 전자용 전극(160) 및 정공용 전극(170)은 일정 간격을 두고 제2 방향(Y-Y')으로 서로 평행하게 뻗어 있으며, 전자용 집전부(180)와 정공용 집전부(190)는 반도체 기판(110)의 좌우 양쪽에 나란히 형성된다.
이와 같이, 전자용 전극(160) 및 정공용 전극(170)의 일부가 후면 유전층(150)의 일부와 중첩되므로, 도핑부와의 접촉 저항 및 시리즈 저항이 줄어들어 셀 효율이 높아진다.
이러한 구성의 후면 접합 태양전지를 구비한 도 1의 태양전지 모듈은 서로 인접한 2개의 후면 접합 태양전지를 전기적으로 연결하기 위한 연결 부재를 포함한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 서로 인접한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지를 제1 태양전지(100A)라 하고, 다른 한 태양전지를 제2 태양전지(100B)라 한다.
연결 부재는 서로 인접한 제1 태양전지(100A)의 전자용 집전부(180)를 제2 태양전지(100B)의 정공용 집전부(190)에 연결하기 위해 사용된다.
본 실시예에서, 연결 부재(200)는 해당 전극부와 접합되는 접합부(BP) 및 전극부와 접합되지 않는 미접합부(NBP)를 포함하는 도전성 금속(CM; Conductive Metal)을 구비한다.
도전성 금속(CM)은 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 방향(Y-Y')으로 연장되며 미접합부(NBP)를 형성하는 주 몸체(MB; Main Body)과, 주 몸체(MB)의 양쪽 단부에 위치하며 제1 방향(X-X')으로 연결된 2개의 제1 접합부(FBP; First Bonding Portion), 및 주 몸체(MB)의 길이방향 중심부에 위치하며 주 몸체(MB)과 직교하는 제2 접합부(SBP; Second Bonding Portion)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 접합부(FBP)와 제2 접합부(SBP)는 제2 방향(Y-Y')으로 연장된다.
도시하지는 않았지만, 도전성 금속(CM)의 접합부(FBP, SBP)에는 복수의 미세 요철을 포함하는 요철부가 형성될 수 있고, 도전성 금속의 미접합부(NBP)에는 요철부가 형성되지 않을 수 있다.
그리고 요철부의 주위에는 돌출부가 위치할 수 있다. 이때, 돌출부는 요철부를 접합부(BP)의 표면으로부터 몰입된 상태로 형성하는 것에 따라 형성할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 도전성 금속(CM)은 구리 코어(Cu core) 및 구리 코어의 적어도 한쪽 면에 위치하는 솔더(solder)를 포함할 수 있다.
제1 태양전지(100A)의 전자용 집전부(180)와 제2 태양전지(100B)의 정공용 집전부(190) 사이에는 절연 필름(IF)이 위치할 수 있다.
절연 필름(IF)은 도전성 금속(CM)의 주 몸체(MB)와 동일하게 제2 방향(Y-Y')으로 연장될 수 있다.
절연 필름(IF)은 도전성 접착제(CA)와 집전부(180 또는 190)의 두께를 합한 두께로 형성될 수 있지만, 도전성 접착제(CA)와 집전부(180 또는 190)의 두께를 합한 두께보다 두껍게 형성될 수도 있다.
절연 필름(IF)의 두께가 도전성 접착제(CA)와 집전부(180 또는 190)의 두께를 합한 두께와 동일하게 형성될 경우, 절연 필름(IF)의 측면은 도전성 접착제(CA)와 집전부(180 또는 190)와 접촉하고, 절연 필름(IF)의 후면은 도전성 금속(CM)의 주 몸체(MB)와 접촉한다.
이와는 달리, 절연 필름(IF)의 두께가 도전성 접착제(CA)와 집전부(180 또는 190)의 두께를 합한 두께보다 두껍게 형성될 경우, 절연 필름(IF)의 측면은 기판(110), 도전성 접착제(CA) 및 집전부(180 또는 190)의 측면과 접촉하고, 절연 필름(IF)의 후면은 도전성 금속(CM)의 주 몸체(MB)와 접촉한다.
절연 필름(IF)은 태양전지 모듈의 모듈화 공정이 진행되는 온도, 예컨대 300℃ 이상의 온도, 바람직하게는 200℃ 이상의 온도에서도 변형되지 않는 재질의 수지(resin)로 이루어질 수 있다.
절연 필름(IF) 위에는 빛 반사 부재로 기능하는 테이프(400)가 위치한다. 테이프(400)는 제2 방향(Y-Y')으로 연장되며, 피라미드 형상으로 형성된 복수의 요철(410)이 형성된 요철 표면을 구비한다. 따라서, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)의 사이 공간으로 입사된 빛은 테이프(400)의 요철 표면에서 반사된 후 태양전지(100A, 100B)로 입사된다.
테이프(400)에 의한 빛 반사 효과를 극대화하기 위해, 테이프(400)는 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분, 예컨대 길이방향 중심부에 비해 크게 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 태양전지(100A, 100B)에 입사되는 빛의 양이 증가하고, 이에 따라 태양전지 모듈의 효율이 향상된다.
위에서는 빛 반사 부재가 테이프(400)로 형성된 것을 예로 들어 설명하였지만, 빛 반사 부재는 절연 필름(IF)의 표면에 코팅된 코팅막으로 형성될 수도 있다.
코팅막은 서로 다른 입도 분포를 갖는 동종 내지 이종의 나노 분말을 양쪽성 용제에 균일하게 분산시킨 혼합액과 바인더 성분을 포함한 조성물로 형성될 수 있다.
서로 다른 입도 분포를 갖는 동종 내지 이종의 나노 분말의 혼합 비율은 입도 분포의 평균치가 최대인 나노 분말을 이등분 내지 삼등분으로 나눈 후 각 등분에 해당하는 나노 분말의 평균치 입도 분포를 갖는 나노 분말을 일정 비율로 혼합하여 형성할 수 있다.
이때, 나노 분말의 입도 크기가 큰 쪽을 투명도가 높은 것을 배치하고, 나노 분말의 입도 크기가 작은 쪽을 투과율이 떨어지는 재료로 사용할 수 있다.
나노 분말은 조성물의 총 중량%에 대해 0.001 중량% 내지 20 중량%로 함유될 수 있다.
나노 분말은 실리카(SiO2), 알루미나(Al2o3), 산화마그네슘(MgO), 이산화티탄(TiO2), 지르코니아(ZrO2), 산화아연(ZnO), 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화안티몬(Sb2O5), 황화아연(ZnS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
양쪽성 용매는 디메틸 포름아마이드, 디메틸 아세트아마이드, 디메틸 설폭사이드, 헥사메틸 포스포릭산 트리 아마이드, 디에틸 아세트아마이드, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르를 포함할 수 있다.
코팅막은 반투명한 막으로 형성될 수 있으며, 반사시키고자 하는 파장대역에 따라 나노 분말의 입경을 조절할 수 있다. 이때, 나노 분말의 입경은 반사시키고자 하는 파장의 대략 0.5배 정도로 선택할 수 있다.
이러한 구성의 코팅막은 페인트(paint) 방법 또는 스프레이(spray) 방법에 의해 절연 필름(IF)의 상부 표면에 코팅될 수 있다.
한편, 태양전지 모듈은 절연 필름(IF)을 구비하지 않을 수도 있다. 이 경우, 테이프(400)는 도전성 금속(CM)의 주 몸체(MB)와 접촉할 수 있다.
이러한 구성의 연결 부재를 이용하여 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)를 전기적으로 연결할 때, 도 4에서 주 몸체(MB)의 좌측에 위치하는 제1 접합부(FBP)과 제2 접합부(SBP)는 제1 태양전지(100A)의 전자용 집전부(180)에 전기적으로 연결되고, 주 몸체(MB)의 우측에 위치하는 제1 접합부(FBP)과 제2 접합부(SBP)는 제2 태양전지(100B)의 정공용 집전부(190)에 전기적으로 연결된다.
주 몸체(MB)의 제1 접합부(FBP) 및 제2 접합부(SBP)를 해당 집전부(180 또는 190)에 전기적으로 연결하기 위해, 본 실시예에서는 도전성 접착제(CA)가 사용되며, 도전성 접착제(CA)는 접합부(FBP, SBP)에 구비된 요철부(CAC)에 도포된다.
도시하지는 않았지만, 도전성 접착제(CA)는 열 경화성 수지 및 수지 내에 분산된 복수의 도전성 입자를 포함할 수 있다.
이때, 도전성 접착제(CA)의 열 경화성 수지는 접합부(FBP, SBP)를 해당 집전부(180 또는 190)와 접합하는데 사용되고, 복수의 도전성 입자는 접합부(FBP, SBP)와 해당 집전부(180 또는 190)를 전기적으로 연결하는데 사용된다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)는 제1 태양전지(100A)의 전자용 집전부(180)→도전성 접착제(CA)→제1 및 제2 접합부(FBP, SBP)→주 몸체(MB)→제1 및 제2 접합부(FBP, SBP)→도전성 접착제(CA)→제2 태양전지(100B)의 정공용 집전부(190)의 전류 경로(current path)에 따라 전기적으로 연결된다.
한편, 도 3에서, 도면부호 200은 태양전지 모듈의 후면에 위치하는 후면 시트(back sheet)를 나타내고, 도면부호 300은 태양전지와 후면 시트 사이에 위치하는 밀봉재를 나타낸다.
전술한 제1 실시예에서는 집전부(180, 190)가 도전성 접착제(CA)에 의해 도전성 금속(CM)의 접합부(BP)에 접합되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 태양전지는 접합부(BP)가 접합되는 패드를 별도로 구비할 수도 있다. 이 경우, 접합부(BP)는 패드와 접합된다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지 모듈에 대해 설명한다.
도 5는 태양전지 모듈의 주요부 단면도이고, 도 6은 도 7의 태양전지 모듈에 사용되는 연결 부재의 실시예에 따른 평면도이다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 연결 부재에 있어서, 도전성 금속(CM)의 주 몸체(MB)는 적어도 1개의 슬릿(SL)을 구비할 수 있다.
이와 같이, 도전성 금속(CM)이 슬릿(SL)을 구비하면, 모듈화 공정에서 도전성 금속(CM)의 열 팽창이 슬릿(SL)이 없는 경우에 비해 적게 발생된다.
그리고, 슬릿(SL)에는 밀봉재(300)가 채워진다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)는 전술한 도 1의 실시예와 동일한 전류 경로(current path)에 따라 전기적으로 연결된다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양전지 모듈에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이고, 도 8은 도 7의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지의 한 실시예에 따른 후면을 나타내는 도면이다. 그리고 도 9는 도 7의 태양전지 모듈에 사용되는 연결 부재의 평면도를 나타내는 실시예들이다.
먼저, 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지에 대해 설명하면, 도 8에 도시한 후면 접합 태양전지는 도 2에 도시한 후면 접합 태양전지와는 달리 전자용 집전부(180)와 정공용 집전부(190)를 구비하지 않는다.
또한, 제1 태양전지(100A)는 제1 도전형, 예를 들면 N형 기판으로 형성되고, 제2 태양전지(100B)는 제1 도전형의 반대인 제2 도전형, 예를 들면 P형 기판으로 형성된다.
따라서, 제1 태양전지(100A)와 동일한 공정을 이용하여 생산된 제2 태양전지(100B)에는 제1 태양전지(100A)와는 달리, 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160) 위치에 정공용 전극(170)이 형성되며, 제1 태양전지(100A)의 정공용 전극(170) 위치에 전자용 전극(160)이 형성된다.
이에 따라, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)를 교대로 배치한 경우, 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)은 제2 태양전지(100B)의 정공용 전극(170)과 일직선으로 배치되고, 제1 태양전지(100A)의 정공용 전극(170)은 제2 태양전지(100B)의 전자용 전극(160)과 일직선으로 배치된다.
따라서, 전술한 실시예들에서 설명한 연결 부재를 이용하여 2개의 태양전지를 전기적으로 연결할 수 없다.
이와 같이, 전자용 집전부(180)와 정공용 집전부(190)가 제거된 논-버스(non-Bus) 구조의 후면 접합 태양전지를 사용하여 태양전지 모듈을 제조할 경우, 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)을 일직선으로 배치된 제2 태양전지(100B)의 정공용 전극과 연결하고, 제1 태양전지(100A)의 정공용 전극(170)을 일직선으로 배치된 제2 태양전지(100B)의 전자용 전극(160)과 연결하기 위해, 연결 부재는 제1 방향으로 연장된 띠 모양의 도전성 금속(CM)을 구비한다.
이때, 도전성 금속(CM)에는 접합부(BP)와 미접합부(NBP)가 제1 방향(X-X')으로 번갈아 가며 교대로 위치한다.
그리고 도 7에 도시한 바와 같이 도전성 금속(CM)의 접합부(BP)는 미접합부(NBP)에 비해 해당 전극(160 또는 170) 쪽으로 돌출 형성될 수 있다.
이와 같이, 접합부(BP)가 미접합부(NBP)에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출 형성되면, 모듈화 공정에서 도전성 금속(CM)에 가해지는 스트레스(stress)를 줄일 수 있다.
도시하지는 않았지만, 도전성 금속(CM)의 접합부(BP)에는 복수의 미세 요철을 포함하는 요철부가 형성될 수 있고, 도전성 금속(CM)의 미접합부(NBP)에는 요철부가 형성되지 않을 수 있다.
그리고 요철부의 주위에는 돌출부가 위치할 수 있다. 이때, 돌출부는 요철부를 접합부(BP)의 표면으로부터 몰입된 상태로 형성하는 것에 따라 형성할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 도전성 금속(CM)은 구리 코어(Cu core) 및 구리 코어의 적어도 한쪽 면에 위치하는 솔더(solder)를 포함할 수 있다.
도 9의 (a)는 슬릿(SL)을 구비하지 않는 도전성 금속(CM)을 도시하고 있고, 도 9의 (b)는 슬릿(SL)을 구비한 도전성 금속(CM)을 도시하고 있다. 도전성 금속(CM)이 슬릿(SL)을 구비하는 경우, 도 5의 실시예에서 설명한 바와 같이 슬릿(SL)에는 밀봉재(300)가 채워진다.
한편, 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)과 제2 태양전지(100B)의 정공용 전극(170) 사이에는 절연 필름(IF)이 위치할 수 있다.
절연 필름(IF)은 도전성 금속(CM)과 직교하는 제2 방향(Y-Y')으로 연장될 수 있다.
절연 필름(IF)은 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)의 두께를 합한 두께로 형성될 수 있지만, 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)의 두께를 합한 두께보다 두껍게 형성될 수도 있다.
절연 필름(IF)의 두께가 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)의 두께를 합한 두께와 동일하게 형성될 경우, 절연 필름(IF)의 측면은 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)와 접촉하고, 절연 필름(IF)의 후면은 도전성 금속(CM)의 미접합부(NBP)와 접촉한다.
이와는 달리, 절연 필름(IF)의 두께가 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)의 두께를 합한 두께보다 두껍게 형성될 경우, 절연 필름(IF)의 측면은 기판(110), 도전성 접착제(CA) 및 전극(160 또는 170)의 측면과 접촉하고, 절연 필름(IF)의 후면은 도전성 금속(CM)의 미접합부(NBP)와 접촉한다.
절연 필름(IF) 위에는 빛 반사 부재로 기능하는 절연 재질의 테이프(400)가 위치한다. 테이프(400)는 제2 방향(Y-Y')으로 연장되며, 피라미드 형상으로 형성된 복수의 요철(410)이 형성된 요철 표면을 구비한다. 따라서, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)의 사이 공간으로 입사된 빛은 테이프(400)의 요철 표면에서 반사된 후 태양전지(100A, 100B)로 입사된다.
따라서, 태양전지(100A, 100B)에 입사되는 빛의 양이 증가하고, 이에 따라 태양전지 모듈의 효율이 향상된다.
테이프(400)에 의한 빛 반사 효과를 극대화하기 위해, 테이프(400)는 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분, 예컨대 길이방향 중심부에 비해 크게 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 테이프(400) 대신에 전술한 실시예에서 설명한 코팅막을 형성하는 것도 가능하다.
그리고 태양전지 모듈이 절연 필름(IF)을 구비하지 않는 경우, 테이프(400)는 도전성 금속(CM)의 미접합부(NBP)와 접촉할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)는 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)→도전성 접착제(CA)→도전성 금속(CM)→도전성 접착제(CA)→제2 태양전지(100B)의 정공용 전극(170)의 전류 경로(current path)에 따라 전기적으로 연결된다.
이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈에 대해 설명한다.
도 10은 도 7의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지의 다른 실시예에 따른 후면을 나타내는 도면이고, 도 11은 도 10의 후면 접합 태양전지를 구비한 태양전지 모듈에 사용되는 연결 부재의 평면도를 나타내는 실시예들이다.
본 실시예의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지는 도 8에 도시한 후면 접합 태양전지와 마찬가지로 전자용 집전부(180)와 정공용 집전부(190)를 구비하지 않는다.
하지만, 도 8에 도시한 후면 접합 태양전지와는 달리, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)가 서로 동일한 도전형, 예를 들면 N형 기판으로 각각 형성된다.
따라서, 제1 태양전지(100A)와 동일한 공정을 이용하여 생산된 제2 태양전지(100B)에는 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160) 위치에 전자용 전극(160)이 형성되며, 제1 태양전지(100A)의 정공용 전극(170) 위치에 정공용 전극(170)이 형성된다.
이에 따라, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)를 교대로 배치한 경우, 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)은 제2 태양전지(100B)의 전자용 전극(160)과 일직선으로 배치되고, 제1 태양전지(100A)의 정공용 전극(170)은 제2 태양전지(100B)의 정공용 전극(170)과 일직선으로 배치된다.
그런데, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)를 직렬로 연결하기 위해서는 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)을 제2 태양전지(100B)의 정공용 전극(170)에 연결해야 하고, 제2 태양전지(100B)의 정공용 전극(170)을 제2 태양전지(100B)의 전자용 전극에 연결해야 한다.
따라서, 본 실시예에서와 같이 서로 동일한 도전형의 기판을 사용한 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)를 교대로 배치한 태양전지 모듈에서는 도 9에 도시한 연결 부재를 이용하여 2개의 태양전지를 전기적으로 연결할 수 없다.
따라서, 본 실시예의 태양전지 모듈에서 사용되는 연결 부재는 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)을 제2 태양전지(100B)의 정공용 전극(170)과 연결하기 위해, 또는 제1 태양전지(100A)의 정공용 전극(170)을 제2 태양전지(100B)의 전자용 전극(160)과 연결하기 위해, 제1 방향으로 연장된 2개의 띠 모양의 주 몸체(MB) 및 제1 방향(X-X')에 일정한 각도(θ)로 경사진 방향으로 굴곡되어 2개의 주 몸체(MB)를 일체로 연결하는 굴곡부(BDP; Bending Portion)로 구성된 도전성 금속(CM)을 구비한다.
이때, 2개의 주 몸체(MB)에는 접합부(BP)와 미접합부(NBP)가 제1 방향(X-X')으로 번갈아 가며 교대로 위치한다.
그리고 도 7에 도시한 바와 같이 주 몸체(MB)의 접합부(BP)는 미접합부(NBP)에 비해 해당 전극(160 또는 170) 쪽으로 돌출 형성될 수 있다.
이와 같이, 접합부(BP)가 미접합부(NBP)에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출 형성되면, 모듈화 공정에서 주 몸체(MB)에 가해지는 스트레스(stress)를 줄일 수 있다.
도시하지는 않았지만, 도전성 금속(CM)의 접합부(BP)에는 복수의 미세 요철을 포함하는 요철부가 형성될 수 있고, 도전성 금속(CM)의 미접합부(NBP)에는 요철부가 형성되지 않을 수 있다.
그리고 요철부의 주위에는 돌출부가 위치할 수 있다. 이때, 돌출부는 요철부를 접합부(BP)의 표면으로부터 몰입된 상태로 형성하는 것에 따라 형성할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 도전성 금속(CM)은 구리 코어(Cu core) 및 구리 코어의 적어도 한쪽 면에 위치하는 솔더(solder)를 포함할 수 있다.
도 11의 (a)는 슬릿(SL)을 구비하지 않는 도전성 금속(CM)을 도시하고 있고, 도 11의 (b)는 슬릿(SL)을 구비한 도전성 금속(CM)을 도시하고 있다. 도전성 금속(CM)이 슬릿(SL)을 구비하는 경우, 도 5의 실시예에서 설명한 바와 같이 슬릿(SL)에는 밀봉재(300)가 채워진다.
한편, 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)과 제2 태양전지(100B)의 전자용 전극(160) 사이에는 절연 필름(IF)이 위치할 수 있다.
절연 필름(IF)은 도전성 금속(CM)의 주 몸체(MB)와 직교하는 제2 방향(Y-Y')으로 연장될 수 있다.
절연 필름(IF)은 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)의 두께를 합한 두께로 형성될 수 있지만, 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)의 두께를 합한 두께보다 두껍게 형성될 수도 있다.
절연 필름(IF)의 두께가 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)의 두께를 합한 두께와 동일하게 형성될 경우, 절연 필름(IF)의 측면은 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)과 접촉하고, 절연 필름(IF)의 후면은 도전성 금속(CM)의 미접합부(NBP), 특히 굴곡부(BDP)와 접촉한다.
이와는 달리, 절연 필름(IF)의 두께가 도전성 접착제(CA)와 전극(160 또는 170)의 두께를 합한 두께보다 두껍게 형성될 경우, 절연 필름(IF)의 측면은 기판(110), 도전성 접착제(CA) 및 전극(160 또는 170)의 측면과 접촉하고, 절연 필름(IF)의 후면은 도전성 금속(CM)의 미접합부(NBP), 특히 굴곡부(BDP)와 접촉한다.
절연 필름(IF) 위에는 빛 반사 부재로 기능하는 테이프(400)가 위치한다. 테이프(400)는 피라미드 형상으로 형성된 복수의 요철(410)이 형성된 요철 표면을 구비한다. 따라서, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)의 사이 공간으로 입사된 빛은 테이프(400)의 요철 표면에서 반사된 후 태양전지(100A, 100B)로 입사된다.
따라서, 태양전지(100A, 100B)에 입사되는 빛의 양이 증가하고, 이에 따라 태양전지 모듈의 효율이 향상된다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 테이프(400) 대신에 전술한 실시예에서 설명한 코팅막을 형성하는 것도 가능하다.
그리고 태양전지 모듈이 절연 필름(IF)을 구비하지 않는 경우, 테이프(400)는 도전성 금속(CM)의 미접합부(NBP)와 접촉할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)는 제1 태양전지(100A)의 전자용 전극(160)→도전성 접착제(CA)→도전성 금속(CM)→도전성 접착제(CA)→제2 태양전지(100B)의 정공용 전극(170)의 전류 경로(current path)에 따라 전기적으로 연결된다.
전술한 제3 실시예에서는 연결 부재가 전극의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장되어 제1 태양전지의 제1 전극을 제2 태양전지의 제2 전극과 연결하는 것에 대해 설명하였다.
그러나, 연결 부재는 제1 전극 및 제2 전극과 직교하는 방향으로 연장되어 제1 태양전지의 제1 전극과 제2 태양전지의 제2 전극을 연결할 수도 있다.
이러한 실시예에 대해 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다. 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이고, 도 13은 도 12의 태양전지 모듈에 사용되는 후면 접합 태양전지의 한 실시예에 따른 후면을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 태양전지 모듈에 사용되는 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)는 도 8에 도시한 후면 접합 태양전지와 같이 서로 반대 도전형의 기판으로 각각 형성될 수도 있고, 도 10에 도시한 후면 접합 태양전지와 같이 서로 동일한 도전형의 기판으로 각각 형성될 수도 있다.
하지만, 본 실시예의 태양전지 모듈에 있어서, 제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)는 전술한 도 8 및 도 10에 도시한 것과는 달리 제1 전극(160)과 제2 전극(170)이 제2 방향(Y-Y')으로 연장되도록 각각 배치된다.
제1 태양전지(100A)와 제2 태양전지(100B)가 위에서 설명한 바와 같이 배치된 경우, 도 9에 도시한 바와 같이 제1 방향(X-X')으로 연장되며 접합부(BP)가 미접합부(NBP)에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출된 띠 모양의 도전성 금속(CM)을 포함하는 연결 부재를 이용하여 제1 태양전지(100A)의 제1 전극(160)을 제2 태양전지(100B)의 제2 전극(170)과 연결할 수 있다.
즉, 도전성 금속(CM)은 제1 태양전지(100A)와 중첩하는 영역에서는 제1 태양전지(100A)의 제2 전극(170)과 중첩하는 위치에 접합부(BP)를 구비하고, 제2 태양전지(100B)와 중첩하는 영역에서는 제2 태양전지(100B)의 제1 전극(160)과 중첩하는 위치에 접합부(BP)를 구비한다.
따라서, 제1 태양전지(100A)의 제1 전극(160)과 제2 태양전지(100B)의 제2 전극(170)은 각각 밀봉재(300)과 접촉하므로, 도전성 금속(CM)과 전기적으로 연결되지 않는다.
이러한 방식에 따라, 제1 태양전지(100A)의 제2 전극(170)이 제2 태양전지(100B)의 제1 전극(160)과 전기적으로 연결된다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈도 전술한 실시예들과 마찬가지로 절연 필름을 구비하거나, 구비하지 않을 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
100A: 제1 태양전지 100B: 제2 태양전지
CM: 도전성 금속 CA: 도전성 접착제
MB: 주 몸체 BP: 접합부
FBP: 제1 접합부 SBP: 제2 접합부
NBP: 미접합부 IF: 절연 필름
400; 빛 반사 부재

Claims (30)

  1. 전자용 집전부 및 정공용 집전부를 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 태양전지;
    제2 방향으로 연장되며 미접합부를 형성하는 주 몸체 및 상기 주 몸체에 연결된 접합부로 구성되는 도전성 금속을 포함하고, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 전자용 집전부를 다른 한 태양전지의 정공용 집전부에 연결하는 연결 부재;
    상기 접합부에 위치하며, 해당 집전부를 상기 도전성 금속의 상기 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및
    상기 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재
    를 포함하는 태양전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 제2 방향에 직교하는 제1 방향으로 연장된 테이프로 형성되며, 상기 테이프는 상기 제1 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분에 비해 크게 형성되는 태양전지 모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 주 몸체의 상기 미접합부는 적어도 하나의 슬릿(slit)을 구비하며, 상기 슬릿에는 밀봉재가 채워지는 태양전지 모듈.
  4. 제1항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 도전성 금속의 상기 주 몸체와 접촉하는 태양전지 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 어느 한 태양전지의 상기 전자용 집전부와 상기 다른 한 태양전지의 상기 정공용 집전부 사이에 위치하는 절연 필름을 더 포함하는 태양전지 모듈.
  6. 제5항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 절연 필름과 접촉하는 태양전지 모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,
    상기 도전성 금속은 상기 주 몸체의 길이방향 양쪽 단부에 각각 연결된 제1 접합부 및 상기 주 몸체의 길이방향 중심부에 연결된 제2 접합부를 포함하며, 상기 제1 접합부와 상기 제2 접합부는 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 연결 부재.
  8. 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 전극 및 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제1 전극 사이에 위치한 제2 전극을 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 태양전지;
    해당 전극과 접합되는 접합부 및 전극과 접합되지 않는 미접합부가 상기 제1 방향으로 번갈아 가며 교대로 위치하는 띠 모양의 도전성 금속을 포함하며, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극을 다른 한 태양전지의 제2 전극에 연결하는 연결 부재;
    상기 접합부에 위치하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 상기 도전성 금속의 상기 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및
    상기 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재
    를 포함하는 태양전지 모듈.
  9. 제8항에서,
    상기 어느 한 태양전지는 제1 도전형 기판을 포함하고, 상기 다른 한 태양전지는 상기 제1 도전형의 반대인 제2 도전형 기판을 포함하며,
    상기 어느 한 태양전지의 제1 전극과 상기 다른 한 태양전지의 제2 전극은 일직선으로 배치되는 태양전지 모듈.
  10. 제9항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 테이프로 형성되며, 상기 테이프는 상기 제2 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분에 비해 크게 형성되는 태양전지 모듈.
  11. 제9항에서,
    상기 도전성 금속의 상기 미접합부는 적어도 하나의 슬릿(slit)을 구비하며, 상기 슬릿에는 밀봉재가 채워지는 태양전지 모듈.
  12. 제9항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 도전성 금속의 상기 미접합부와 접촉하는 태양전지 모듈.
  13. 제9항에서,
    상기 어느 한 태양전지의 상기 제1 전극과 상기 다른 한 태양전지의 상기 제2 전극 사이에 위치하는 절연 필름을 더 포함하며, 상기 절연 필름은 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장되는 태양전지 모듈.
  14. 제13항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 절연 필름과 접촉하는 태양전지 모듈.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에서,
    상기 도전성 금속의 상기 접합부는 상기 미접합부에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출 형성되는 태양전지 모듈.
  16. 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 전극 및 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제1 전극 사이에 위치한 제2 전극을 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 태양전지;
    해당 전극과 접합되는 접합부 및 전극과 접합되지 않는 미접합부가 상기 제1 방향으로 번갈아 가며 교대로 위치하는 2개의 띠 모양의 주 몸체 및 상기 제1 방향에 경사진 방향으로 굴곡되어 상기 2개의 주 몸체를 일체로 연결하는 굴곡부를 구비한 도전성 금속을 포함하며, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극을 다른 한 태양전지의 제2 전극에 연결하는 연결 부재;
    상기 접합부에 위치하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 상기 주 몸체의 상기 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및
    상기 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재
    를 포함하는 태양전지 모듈.
  17. 제16항에서,
    상기 어느 한 태양전지 및 상기 다른 한 태양전지는 서로 동일한 도전형 기판을 각각 포함하고,
    상기 어느 한 태양전지의 제1 전극과 상기 다른 한 태양전지의 제1 전극은 일직선으로 배치되는 태양전지 모듈.
  18. 제17항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장된 테이프로 형성되며, 상기 테이프는 상기 제2 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분에 비해 크게 형성되는 태양전지 모듈.
  19. 제17항에서,
    상기 주 몸체의 상기 미접합부는 적어도 하나의 슬릿(slit)을 구비하며, 상기 슬릿에는 밀봉재가 채워지는 태양전지 모듈.
  20. 제17항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 도전성 금속의 상기 미접합부와 접촉하는 태양전지 모듈.
  21. 제17항에서,
    상기 어느 한 태양전지의 상기 제1 전극과 상기 다른 한 태양전지의 상기 제2 전극 사이에 위치하는 절연 필름을 더 포함하며, 상기 절연 필름은 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장되는 태양전지 모듈.
  22. 제21항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 절연 필름과 접촉하는 태양전지 모듈.
  23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에서,
    상기 주 몸체의 상기 접합부는 상기 미접합부에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출 형성되는 태양전지 모듈.
  24. 제1 방향으로 각각 연장된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극을 반도체 기판의 후면에 구비하며, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극 사이에 위치하는 복수의 태양전지;
    해당 전극과 접합되는 접합부 및 전극과 접합되지 않는 미접합부가 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 번갈아 가며 교대로 위치하는 띠 모양의 도전성 금속을 포함하며, 서로 인접한 2개의 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극을 다른 한 태양전지의 제2 전극에 연결하는 연결 부재;
    상기 접합부에 위치하며, 상기 어느 한 태양전지의 제1 전극과 상기 다른 한 태양전지의 제2 전극을 상기 도전성 금속의 상기 접합부에 접합하는 도전성 접착제; 및
    상기 서로 인접한 2개의 태양전지 사이에 위치하는 빛 반사 부재
    를 포함하고,
    상기 도전성 금속의 상기 접합부는 상기 미접합부에 비해 해당 전극 쪽으로 돌출 형성되는 태양전지 모듈.
  25. 제24항에서,
    상기 어느 한 태양전지 및 상기 다른 한 태양전지는 서로 동일한 도전형 기판을 각각 포함하거나, 서로 반대의 도전형 기판을 각각 포함하는 태양전지 모듈.
  26. 제25항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 제1 방향으로 연장된 테이프로 형성되며, 상기 테이프는 상기 제1 방향의 양쪽 단부의 폭이 다른 부분에 비해 크게 형성되는 태양전지 모듈.
  27. 제25항에서,
    상기 도전성 금속의 상기 미접합부는 적어도 하나의 슬릿(slit)을 구비하며, 상기 슬릿에는 밀봉재가 채워지는 태양전지 모듈.
  28. 제25항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 도전성 금속의 상기 미접합부와 접촉하는 태양전지 모듈.
  29. 제25항에서,
    상기 어느 한 태양전지의 상기 제1 전극과 상기 다른 한 태양전지의 상기 제2 전극 사이에 위치하는 절연 필름을 더 포함하며, 상기 절연 필름은 상기 제1 방향으로 연장되는 태양전지 모듈.
  30. 제29항에서,
    상기 빛 반사 부재는 상기 절연 필름과 접촉하는 태양전지 모듈.
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