KR20150083745A - 태양전지 모듈용 인터커넥터 - Google Patents

태양전지 모듈용 인터커넥터 Download PDF

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KR20150083745A
KR20150083745A KR1020140003633A KR20140003633A KR20150083745A KR 20150083745 A KR20150083745 A KR 20150083745A KR 1020140003633 A KR1020140003633 A KR 1020140003633A KR 20140003633 A KR20140003633 A KR 20140003633A KR 20150083745 A KR20150083745 A KR 20150083745A
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양혜영
우태기
김민표
장대희
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 인터커넥터는, 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 인터커넥터로서, 제1 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며, 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및 제1 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 제1 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)를 포함하고, 탭부에는 비선형(nonlinear)의 평면 형상, 예컨대 방사형의 평면 형상을 갖는 홀(hole)이 구비된다.

Description

태양전지 모듈용 인터커넥터{INTERCONNECTOR FOR SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 복수의 후면 접합 태양전지를 구비한 태양전지 모듈에서 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지를 전기적으로 연결하는 인터커넥터에 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.
그리고 근래에는 전하 집전용 전극부를 빛이 입사되지 않는 기판의 후면에 형성함으로써 수광 면적을 증가시켜 태양전지의 효율을 향상시키는 후면 접합(interdigitated back contact) 태양전지가 개발되고 있다.
이러한 구성의 후면 접합 태양전지를 복수 개 구비한 태양전지 모듈은 서로 이웃한 2개의 태양전지를 전기적으로 연결하기 위한 인터커넥터를 더 구비하며, 통상적으로 인터커넥터는 전도성이 우수한 구리 또는 니켈 등의 전도성 금속과, 산화 방지를 위해 전도성 금속의 표면에 피복된 솔더를 포함한다.
그리고 인터커넥터는 납땜에 의한 용융 액상 접합에 의해 태양전지의 전하 집전용 전극부에 접합되는데, 인터커넥터를 전하 집전용 전극부에 접합하기 위하여, 인터커넥터 및 태양전지를 액상 접합 한 후에 실온으로 냉각하는 처리를 실시할 필요가 있다. 이 처리에 있어서, 태양전지의 주된 구조체인 실리콘의 열팽창계수와 인터커넥터를 구성하는 주된 구조체인 전도성 금속의 열팽창계수의 차이에 기인하여 열응력이 발생한다.
전도성 금속과 실리콘의 실온 근방에 있어서의 대표적인 선팽창계수는 구리(Cu)가 16.6×10-6(K-1), 은(Ag)이 19×10-6(K-1), 알루미늄(Al)이 25×10-6(K-1), 실리콘(Si)이 3×10-6(K-1)이다.
구리와 실리콘을 200℃에서 접합하였을 경우, 약 0.26%의 길이의 차이가 발생하며, 길이의 차이에 기인하여, 구리와 실리콘 사이에 열응력 및 휨이 발생한다.
앞에서 언급한 바와 같이, 구리의 열팽창계수와 실리콘의 열팽창계수의 비율은 약 5배로 크기 때문에, 발생하는 열응력에 의하여 태양전지가 변형되거나 파손될 가능성이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 인터커넥터를 구성하는 전도성 금속에 그의 길이 방향으로 슬릿을 형성하여 열적 스트레스를 감소시키고자 하고 있지만, 그 효과가 만족스럽지 못하며, 슬릿으로 인해 저항이 증가하여 전류 손실이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 후면 접합 태양전지를 구비한 태양전지 모듈에 사용되는 신규한 구조의 인터커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 인터커넥터는, 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 인터커넥터로서, 제1 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며, 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및 제1 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 제1 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)를 포함하고, 탭부에는 비선형(nonlinear)의 평면 형상을 갖는 홀(hole)이 구비된다.
적어도 2개의 탭부는 제1 방향으로 인터커넥터의 양쪽 단부에 각각 위치하는 제1 탭 및 제2 탭과, 제1 탭과 제2 탭의 사이에 위치하는 제3 탭을 포함할 수 있다.
한 예로, 홀의 평면 형상은 방사형으로 형성될 수 있다.
이때, 제1 탭과 제2 탭에는 적어도 2개의 방사형 홀이 각각 구비되고, 제3 탭에는 적어도 4개의 방사형 홀이 구비될 수 있으며, 제3 탭에 구비된 적어도 4개의 방사형 홀은 각각 짝수개의 방사형 홀이 서로 마주하도록 형성될 수 있다.
그리고 각각의 탭에 구비된 방사형 홀 간의 간격은 0.5 내지 5㎜로 형성될 수 있다.
다른 예로, 홀의 평면 형상은 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.
원형 또는 타원형 홀은 서로 다른 직경의 제1 홀 및 제2 홀을 포함할 수 있고, 제1 홀의 주변에는 복수의 제2 홀이 방사형으로 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인터커넥터는, 제1 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며, 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및 제1 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하는 브릿지부(bridge portion)를 포함하고, 브릿지부에는 홀(hole)이 구비된다.
적어도 2개의 탭부는 제1 방향으로 인터커넥터의 양쪽 단부에 각각 위치하는 제1 탭 및 제2 탭과, 제1 탭과 제2 탭의 사이에 위치하는 제3 탭을 포함할 수 있다.
홀의 평면 형상은 반원형, 반타원형, 삼각형 또는 사각형으로 형성될 수 있고, 탭부는 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면 형상을 구비할 수 있다.
인터커넥터는 서로 이웃한 탭부 사이에 위치하는 보조 탭부를 더 포함할 수 있으며, 보조 탭부는 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면 형상을 구비할 수 있다.
이러한 특징에 의하면, 탭부에 형성된 홀이 비선형의 평면 형상, 예컨대 방사형 또는 원형으로 형성된다.
따라서, 선형의 슬릿을 구비한 종래의 탭부에 비해 탭부에서의 전기적 흐름이 원활하게 이루어지므로 전기적 손실(electrical loss)이 감소하며, 열적 스트레스가 효과적으로 완화된다.
또한, 그리고 탭부를 연결하는 브릿지부에 반원형, 반타원형, 삼각형 또는 사각형의 평면 형상을 갖는 홀이 형성되어 있고, 탭부에 물결 모양의 단면 형상이 구비되므로 인터커넥터의 길이방향 및 폭방향으로 가해지는 열적 스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있으며, 또한 전기적 손실을 감소시킬 수 있다.
또한, 탭부가 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면 형상을 구비하므로, 탭부에 입사되는 빛을 효과적으로 반사시킬 수 있어 광학적 게인(optical gain)을 얻을 수 있다.
또한, 탭부 사이에 위치한 보조 탭부가 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면 형성을 구비하므로, 광학적 게인을 더 향상시킬 수 있다.
도 1은 후면 접합 태양전지의 후면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 제2 방향 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 인터커넥터의 제1 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시한 인터커넥터의 제2 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 3에 도시한 인터커넥터의 제3 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 7은 도 3에 도시한 인터커넥터의 제4 실시예를 나타내는 정면도이다.
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.
그리고 집전부 대신에 전극과 연결된 패드부를 구비한 태양전지에도 적용이 가능하다. 이때, 연결 부재의 탭부는 태양전지의 패드부에 접합된다.
도 1은 후면 접합 태양전지의 후면을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 제2 방향 부분 단면도이다.
그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 주요부 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시한 인터커넥터의 제1 실시예를 나타내는 정면도이다.
먼저 도 1 및 도 2를 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 이웃한 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, 이하, '제1 전극'이라 함), 후면 유전층(150)에 의해 노출된 제2 도핑부(142)와 전기적으로 연결되는 복수의 정공용 전극(170, 이하, '제2 전극'이라 함), 반도체 기판(110)의 후면 중 제1 모서리(E1) 쪽에 위치하는 복수의 전자용 패드(160b, 이하, '제1 전극용 패드'라 함), 그리고 반도체 기판(110)의 후면 중 제1 모서리(E1)와 마주하는 제2 모서리(E2) 쪽에 위치하는 복수의 정공용 패드(170b, 이하, '제2 전극용 패드'라 함)를 포함한다.
여기에서, 반도체 기판(110)의 제1 모서리(E1)는 도 1에서 제2 방향(X-X')으로 좌측에 위치하는 모서리를 말하고, 제2 모서리(E2)는 제2 방향(X-X')으로 우측에 위치하는 모서리를 말한다.
따라서, 제1 모서리(E1)와 제2 모서리(E2)는 각각 제2 방향(X-X')에 직교하는 제1 방향(Y-Y')으로 길게 형성된다.
복수의 제1 전극(160)은 반도체 기판(110)의 제1 모서리(E1) 및 제2 모서리(E2)와 직교하는 방향, 즉 제2 방향(X-X')으로 연장되며, 복수의 제2 전극(170)은 제1 모서리(E1) 및 제2 모서리(E2)의 길이 방향(Y-Y'), 즉 제1 방향(Y-Y')을 따라 제1 전극(160)과 교대로 위치하며 복수의 제1 전극(160)과 동일한 방향, 즉 제2 방향(X-X')으로 연장된다.
그리고 복수의 제1 전극(160)들의 왼쪽 단부들은 제1 모서리(E1) 쪽에서 제1 전극용 패드(160b)와 전기적으로 연결되고, 복수의 제2 전극(170)들의 오른쪽 단부들은 제2 모서리(E1) 쪽에서 제2 전극용 패드(170b)와 전기적으로 연결된다.
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 제1 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 제2 전극(170)이 형성된다.
그리고, 반도체 기판(110)의 후면 중 도 1의 좌측에 위치하는 제1 모서리(E1) 쪽에는 복수의 제1 전극과 전기적으로 연결된 복수의 제1 전극용 패드(160b)가 형성되고, 도 1의 우측에 위치하는 제2 모서리(E2) 쪽에는 복수의 제2 전극(170)과 전기적으로 연결된 복수의 제2 전극용 패드(170b)가 형성된다.
복수의 제1 전극용 패드(160b)는 제1 방향(Y-Y')으로 연장된 집전 전극(160a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있고, 복수의 제2 전극용 패드(170b)는 제1 방향으로 연장된 집전 전극(170a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 구성의 후면 접합 태양전지를 복수 개 구비한 태양전지 모듈은 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지를 전기적으로 연결하기 위한 인터커넥터(200)를 포함한다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지를 제1 태양전지(100A)라 하고, 다른 한 태양전지를 제2 태양전지(100B)라 한다.
인터커넥터(200)는 서로 이웃한 제1 태양전지(100A)의 제2 전극용 패드(170b)를 제2 태양전지(100B)의 제1 전극용 패드(160b)에 연결하기 위해 사용된다.
인터커넥터(200)는 전도성이 우수한 구리 또는 니켈 등의 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.
그러나, 전도성 금속의 표면에는 산화 방지를 위한 솔더(solder)가 코팅되거나 반사층이 코팅될 수도 있다.
이러한 구성의 인터커넥터(200)는 태양전지 모듈의 사용 중에 발생하는 반복적인 열 수축/팽창 및 라미네이션 공정 중에 발생하는 수축 등으로 인해 발생하는 열적 스트레스를 완화시킬 수 있도록 설계되어야 한다.
이하, 열적 스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있는 신규한 구조의 인터커넥터에 대해 설명한다.
본 실시예에 따른 인터커넥터(200)는 제1 방향(Y-Y')으로 일정한 간격을 두고 위치하며 해당 전극용 패드와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion, 210)와, 제1 방향(Y-Y')으로 이격된 적어도 2개의 탭부(210)를 연결하도록 제1 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion, 220)를 포함한다.
도 4는 3개의 탭부를 구비한 인터커넥터(200)를 도시하고 있으며, 3개의 탭부는 제1 방향(Y-Y')으로 인터커넥터(200)의 양쪽 단부에 각각 위치하는 제1 탭부(210-1) 및 제2 탭부(210-2)과, 제1 탭부(210-1)와 제2 탭부(210-2)의 사이에 위치하는 제3 탭부(210-3)를 포함한다.
인터커넥터(200)가 제1 탭부(210-1), 제2 탭부(210-2) 및 제3 탭부(210-3)를 구비하므로, 브릿지부(220)는 제1 탭부(210-1)와 제3 탭부(210-3)를 연결하는 제1 브릿지부(220-1)와, 제2 탭부(210-2)와 제3 탭부(210-3)를 연결하는 제2 브릿지부(220-2)로 구성될 수 있다.
이때, 제3 탭부(210-3)는 인터커넥터(200)의 길이방향(Y-Y') 중심에 위치할 수 있다.
즉, 제3 탭부(210-3)는 제1 탭부(210-1) 및 제2 탭부(210-2)와 각각 동일한 간격으로 이격될 수 있다. 따라서, 제1 브릿지부(220-1)와 제2 브릿지부(220-2)의 길이는 서로 동일하게 형성될 수 있다.
이와는 달리, 제3 탭부(210-3)와 제1 탭부(210-1) 사이의 간격은 제3 탭부(210-3)와 제2 탭부(210-2) 사이의 간격보다 크거나 작을 수 있다. 이 경우, 제1 브릿지부(220-1)와 제2 브릿지부(220-2)의 길이는 서로 다르게 형성될 수 있다.
이러한 구성의 인터커넥터(200)에 있어서, 제1 탭부(210-1), 제2 탭부(210-2) 및 제3 탭부(210-3)에는 각각 비선형(nonlinear)의 평면 형상을 갖는 홀(230)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 홀(230)의 평면 형상은 방사형으로 형성되며, 홀(230)은 인터커넥터에 가해지는 열 수축/팽창으로 인한 스트레스(stress)를 완화(relief)시키는 작용을 한다.
이때, 제1 탭부(210-1)과 제2 탭부(210-2)에는 적어도 2개의 방사형 홀이 각각 형성될 수 있고, 제3 탭부(210-3)에는 적어도 4개의 방사형 홀이 구비될 수 있으며, 제3 탭부(210-3)에 구비된 적어도 4개의 방사형 홀은 각각 짝수개의 방사형 홀이 서로 마주하도록 형성될 수 있다.
한 예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 탭부(210-1)에는 2개의 방사형 홀(230-1, 230-2)이 형성되고, 제2 탭부(210-2)에는 2개의 방사형 홀(230-3, 230-4)이 형성되며, 제3 탭부(210-3)에는 4개의 방사형 홀(230-1, 230-2, 230-3, 230-4)가 형성될 수 있다.
이때, 제3 탭부(210-3)에 구비된 4개의 방사형 홀(230-1, 230-2, 230-3, 230-4)은 2개씩 짝을 지어 서로 마주하도록 형성될 수 있다.
즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 브릿지(220-1)와 연결된 부분 쪽에는 제2 탭부(210-2)에 형성된 방사형 홀(230-3, 230-4)이 형성되고, 제2 브릿지(220-2)와 연결된 부분 쪽에는 제1 탭부(210-1)에 형성된 방사형 홀(230-1, 230-2)이 형성될 수 있다.
그리고 각각의 탭부(210-1, 210-2, 210-3)에 구비된 방사형 홀 간의 간격(D)은 0.5 내지 5㎜로 형성될 수 있다.
한편, 각 탭부의 형상은 다양하게 변형이 가능하며, 홀의 개수 또한 다양하게 변경할 수 있다.
이러한 구성의 인터커넥터(200)에 따르면, 인터커넥터(200)에 가해지는 스트레스는 방사형 홀(230-1, 230-2, 230-3, 230-4)에 의해 완화되며, 각 탭부 내에서의 전류 통로(current path)는 탭부 중에서 방사형 홀이 형성되지 않은 부분에 의해 형성된다.
인터커넥터(200)의 각각의 탭부(210-1, 210-2, 210-3)는 해당 전극용 패드(160b 또는 170b)에 접합되며, 탭부와 패드의 접합에는 접착제(CA)가 사용된다.
여기에서, 접착제(CA)로는 도전성 접착제를 사용할 수 있지만, 태양전지의 패드와 인터커넥터의 탭부를 전기적으로 연결할 수 있다면 접착제의 종류는 제한되지 않는다.
도시하지는 않았지만, 태양전지 모듈은 복수의 후면 접합 태양전지의 전면 쪽에 위치하는 광 투과성의 전면 기판, 복수의 후면 접합 태양전지의 후면 쪽에 위치하는 후면 기판, 및 전면 기판과 후면 기판의 사이에 위치하며 복수의 후면 접합 태양전지를 밀봉하는 밀봉재를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터커넥터의 구조에 대해 설명한다.
이하의 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 인터커넥터에 있어서, 탭부(210A)는 제1 탭부(210A-1)와 제2 탭부(210A-2) 및 제3 탭부(210A-3)로 구성되고, 브릿지부(220A)는 제1 브릿지부(220A-1)와 제2 브릿지부(220A-2)로 구성된다. 그리고 각각의 탭부에는 원형 또는 타원형의 평면 형상을 갖는 홀(230A)이 형성된다.
원형 또는 타원형 홀(230A)은 도면에 도시한 바와 같이 서로 다른 직경의 제1 홀(230A-1) 및 제2 홀(230A-2)을 포함할 수 있다.
이때, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 상대적으로 큰 직경의 제1 홀(230A-1)의 주변에 상대적으로 작은 직경의 복수의 제2 홀(230A-2)이 방사형으로 위치할 수 있다.
이와는 달리, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 제2 홀(230A-2)의 주변에 복수의 제1 홀(230A-1)이 방사형으로 위치할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 인터커넥터에 대해 설명한다.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 인터커넥터에 있어서, 탭부(210B)는 제1 탭부(210B-1), 제2 탭부(210B-2) 및 제3 탭부(210B-3)로 구성되며, 각각의 탭부는 해당 전극용 패드에 접합된다.
그리고 탭부(210B) 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 각각 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면을 구비한다.
따라서, 태양전지의 사이 공간을 통해 인터커넥터의 탭부(210B)에 입사된 빛이 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면에 의해 반사 및 산란되므로, 태양전지에 입사되는 빛의 양이 증가한다.
또한, 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면을 구비한 탭부(210B)는 제2 방향(X-X')으로 가해지는 열적 스트레스를 완화시키는 작용을 한다.
한편, 광학적 게인(optical gain)을 향상시키기 위해, 본 실시예의 인터커넥터는 탭부(210B)와 마찬가지로 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면을 구비한 보조 탭부(210B')를 더 포함하며, 보조 탭부(210B')는 제1 탭부(210B-1)와 제3 탭부(210B-3)의 사이에 위치하는 제1 보조 탭부(210B'-1)와, 제3 탭부(210B-3)와 제2 탭부(210B-2)의 사이에 위치하는 제2 보조 탭부(210B'-2)로 구성된다.
보조 탭부(210B')는 제1 탭부 내지 제3 탭부와는 달리 해당 전극용 패드에 접합되지 않는다.
본 실시예의 인터커넥터가 제1 탭부 내지 제3 탭부 외에 보조 탭부(210B')를 더 구비하므로, 브릿지부(220B)는 제1 탭부(210B-1)와 제1 보조 탭부(210B'-1)를 연결하는 제1 브릿지부(220B-1), 제1 보조 탭부(210B'-1)와 제3 탭부(210B-3)를 연결하는 제2 브릿지부(220B-2), 제3 탭부(210B-3)와 제2 보조 탭부(210B'-2)를 연결하는 제3 브릿지부(220B-3), 및 제2 보조 탭부(210B'-2)와 제2 탭부(210B-2)를 연결하는 제4 브릿지부(220B-4)로 구성된다.
한편, 제1 방향(Y-Y')으로 가해지는 열적 스트레스를 완화시키기 위해, 브릿지부(220B)는 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 반원형, 반타원형 또는 삼각형의 홀(240B)을 포함하며, 각각의 브릿지부에는 2개의 홀(240B)이 형성된다.
2개의 홀(240B)을 구비하도록 하기 위해, 각각의 브릿지부는 서로 마주하는 한 쌍의 브릿지(220B', 220B")를 포함할 수 있으며, 브릿지(220B', 220B")의 형상은 홀(240B)의 형상에 따라 변경할 수 있다.
일례로, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 반원형의 홀(240B)을 형성하기 위해 브릿지(220B', 220B")는 방사형으로 형성될 수 있다.
이와는 달리, 삼각형의 홀을 형성하기 위해 브릿지(220B', 220B")는 톱니 형상으로 형성될 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 인터커넥터에 대해 설명한다.
본 실시예의 인터커넥터는 탭부(210C)가 제1 탭부(210C-1), 제2 탭부(210C-2) 및 제3 탭부(210C-3)로 구성되고, 브릿지부(220C)가 제1 브릿지부(220C-1)와 제2 브릿지부(220C-2)로 구성된다.
그리고 제1 탭부(210C-1)와 제2 탭부(210C-2)는 종래의 인터커넥터와 마찬가지로 선형(linear)의 슬릿(slit, 230C)을 구비하며, 각각의 브릿지부는 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 1개의 직사각형 홀(240C)을 구비하거나, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 2개 이상, 예컨대 3개의 직사각형 홀(240C)을 구비할 수 있다.
이와는 달리, 본 실시예의 인터커넥터에 있어서 각각의 탭부는 선형의 슬릿(230C)을 구비하는 대신에, 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 비선형의 홀을 구비할 수도 있고, 제3 실시예에서 설명한 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면 형상을 구비할 수도 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.
200: 인터커넥터 210: 탭부
220: 브릿지부 230: 방사형 홀

Claims (14)

  1. 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 인터커넥터로서,
    제1 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며, 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및
    상기 제1 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 상기 제1 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)
    를 포함하고,
    상기 탭부에는 비선형(nonlinear)의 평면 형상을 갖는 홀(hole)이 구비되는 인터커넥터.
  2. 제1항에서,
    상기 적어도 2개의 탭부는 상기 제1 방향으로 상기 인터커넥터의 양쪽 단부에 각각 위치하는 제1 탭 및 제2 탭과, 상기 제1 탭과 상기 제2 탭의 사이에 위치하는 제3 탭을 포함하는 인터커넥터.
  3. 제2항에서,
    상기 홀의 평면 형상이 방사형으로 형성되는 인터커넥터.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 탭과 상기 제2 탭에는 적어도 2개의 방사형 홀이 각각 구비되고, 상기 제3 탭에는 적어도 4개의 방사형 홀이 구비되는 인터커넥터.
  5. 제4항에서,
    상기 제3 탭에 구비된 적어도 4개의 방사형 홀은 각각 짝수개의 방사형 홀이 서로 마주하도록 형성되는 인터커넥터.
  6. 제4항 또는 제5항에서,
    각각의 탭에 구비된 상기 방사형 홀 간의 간격은 0.5 내지 5㎜로 형성되는 인터커넥터.
  7. 제2항에서,
    상기 홀의 평면 형상이 원형 또는 타원형으로 형성되는 인터커넥터.
  8. 제7항에서,
    상기 원형 또는 타원형 홀은 서로 다른 직경의 제1 홀 및 제2 홀을 포함하며, 제1 홀의 주변에는 복수의 제2 홀이 방사형으로 위치하는 인터커넥터.
  9. 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 인터커넥터로서,
    제1 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며, 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및
    상기 제1 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하는 브릿지부(bridge portion)
    를 포함하고,
    상기 브릿지부에는 홀(hole)이 구비되는 인터커넥터.
  10. 제9항에서,
    상기 적어도 2개의 탭부는 상기 제1 방향으로 상기 인터커넥터의 양쪽 단부에 각각 위치하는 제1 탭 및 제2 탭과, 상기 제1 탭과 상기 제2 탭의 사이에 위치하는 제3 탭을 포함하는 인터커넥터.
  11. 제10항에서,
    상기 홀의 평면 형상이 반원형, 반타원형, 삼각형 또는 사각형으로 형성되는 인터커넥터.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에서,
    상기 탭부는 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면 형상을 구비한 인터커넥터.
  13. 제12항에서,
    서로 이웃한 탭부 사이에 위치하는 보조 탭부를 더 포함하는 인터커넥터.
  14. 제13항에서,
    상기 보조 탭부는 물결 모양 또는 톱니 모양의 단면 형상을 구비한 인터커넥터.
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EP4167299A4 (en) * 2020-08-31 2024-07-24 Longi Solar Tech Taizhou Co Ltd INTERCONNECTION PART AND PHOTOPILE ASSEMBLY

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