KR20150083748A - 인터커넥터 및 이를 구비한 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 인터커넥터는 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 도전성 금속을 포함하는 인터커넥터에 있어서, 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및 제2 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 제2 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)를 포함하고, 탭부는 후면 접합 태양전지와 중첩하는 한 쌍의 중첩 영역 및 중첩 영역 사이에 위치하는 브릿지 영역을 포함한다. 이때, 후면 접합 태양전지와 마주하는 상기 인터커넥터의 적어도 전면(front surface)에 있어서, 브릿지부 및 브릿지 영역이 착색층인 것을 특징으로 한다.

Description

인터커넥터 및 이를 구비한 태양전지 모듈{INTERCONNECTOR AND SOLAR CELL MODULE WITH THE SAME}
본 발명은 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지를 전기적으로 연결하는 인터커넥터 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 제조 원가가 절감되고 효율 및 심미성이 향상된 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 인터커넥터는 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 도전성 금속을 포함하는 인터커넥터에 있어서, 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및 제2 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 제2 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)를 포함하고, 탭부는 후면 접합 태양전지와 중첩하는 한 쌍의 중첩 영역 및 중첩 영역 사이에 위치하는 브릿지 영역을 포함한다.
이때, 후면 접합 태양전지와 마주하는 상기 인터커넥터의 적어도 전면(front surface)에 있어서, 브릿지부 및 브릿지 영역이 착색층인 것을 특징으로 한다.
착색층은 인터커넥터의 전체 표면에 위치할 수 있다.
착색층은 인터커넥터의 표면에 적층될 수 있다.
착색층은 백색(white color) 또는 흑색(black color)일 수 있다.
중첩 영역은 해당 전극부와 접합되는 접합 영역 및 상기 해당 전극부와 접합되지 않는 미접합 영역을 포함할 수 있다.
착색층은 백색 금속으로 이루어지거나, 백색 산화막으로 이루어질 수 있다.
백색 금속은 니켈, 팔라듐, 로듐, 및 백금을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 중첩 영역에 더 위치할 수 있다.
이때, 중첩 영역 중 미접합 영역의 백색 금속 위에는 절연층이 위치할 수 있다.
백색 산화막은 수지 및 수지 내에 분산된 백색 안료를 포함하는 백색 수지 조성물로 이루어질 수 있으며, 백색 안료는 산화티탄, 산화지르코늄, 산화칼슘, 산화규소, 산화아연, 산화알루미늄, 황화아연, 황산칼슘, 황산바륨, 탄산납, 수산화납, 염기성몰리브덴산아연, 염기성몰리브덴산칼슘아연, 몰리브덴화이트 및 리토폰으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
백색 수지 조성물의 백색 안료의 함유율은 10 내지 70 중량%일 수 있다.
백색 수지 조성물의 백색도는 70 이상일 수 있다.
백색 산화막은 백색 수지 조성물의 유기용제 분산액을 도전성 금속에 도포한 후 용제를 증발시켜 형성하거나, 미리 제조한 백색 수지 조성물 필름에 도전성 금속을 겹치고 가열 압착하여 형성할 수 있으며, 중첩 영역 중 접합 영역에는 위치하지 않을 수 있다.
전술한 구성의 인터커넥터를 구비한 태양전지 모듈은 복수의 후면 접합 태양전지의 전면 쪽에 위치하는 광 투과성의 전면 기판; 및 복수의 후면 접합 태양전지의 후면 쪽에 위치하는 후면 시트(back sheet)를 더 포함할 수 있으며, 후면 시트는 인터커넥터의 착색층과 동일한 색상, 예를 들면 백색으로 형성될 수 있다.
이러한 특징에 의하면, 인터커넥터의 적어도 전면 중 브릿지부 및 브릿지 영역에 착색층이 위치하고, 후면 시트가 착색층과 동일한 색상, 예를 들어 백색으로 형성되므로, 태양전지 모듈의 심미성이 우수하다.
그리고 후면 접합 태양전지의 사이 공간을 통해 인터커넥터에 입사된 빛이 착색층에 의해 반사되므로, 후면 접합 태양전지에 입사되는 빛의 양이 증가하여 태양전지 모듈의 출력이 향상된다.
또한, 백색 산화막으로 착색층을 형성한 경우에는 후면 접합 태양전지와 인터커넥터 사이에서 발생화는 션트(shunt)를 억제하기 위한 종래의 절연 시트(insulation sheet)를 제거할 수 있다. 따라서, 태양전지의 모듈화 공정을 단순화할 수 있으며, 태양전지 모듈의 제조 원가를 낮출 수 있다.
도 1은 후면 접합 태양전지의 후면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 제2 방향 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인터커넥터를 구비한 태양전지 모듈의 주요부 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 인터커넥터의 정면도이다.
도 5는 도 4의 주요부 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터커넥터의 주요부 단면도이다.
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 제1 실시예에 따른 인터커넥터를 구비한 태양전지 모듈의 주요부 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 인터커넥터의 정면도이며, 도 5는 도 4의 주요부 확대도이다.
먼저 도 1 및 도 2를 참고하여 후면 접합 태양전지에 대해 설명하면, 후면 접합 태양전지(100)는 제1 도전성 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 도전성 타입의 불순물이 고농도로 도핑된 제1 도핑부(141), 제1 도핑부(141)와 이웃한 위치에서 반도체 기판(110)의 후면에 형성되고 제1 도전성 타입과 반대 타입인 제2 도전성 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 제1 방향(X-X')으로 좌측에 위치하는 모서리를 말하고, 제2 모서리(E2)는 제1 방향(X-X')으로 우측에 위치하는 모서리를 말한다.
따라서, 제1 모서리(E1)와 제2 모서리(E2)는 각각 제1 방향(X-X')에 직교하는 제2 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 제1 방향(X-X')으로 연장되며, 복수의 제2 전극(170)은 제1 모서리(E1) 및 제2 모서리(E2)의 길이 방향(Y-Y'), 즉 제2 방향(Y-Y')을 따라 제1 전극(160)과 교대로 위치하며 복수의 제1 전극(160)과 동일한 방향, 즉 제1 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 도전성 타입, 예를 들어 n형의 단결정질 실리콘으로 이루어진다. 하지만 이와는 달리, 반도체 기판(110)은 p형의 도전성 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 제2 방향(Y-Y')으로 연장된 집전 전극(160a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있고, 복수의 제2 전극용 패드(170b)는 제2 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)와, 후면 접합 태양전지를 밀봉하는 밀봉재(300), 광 투과성의 전면 기판(310) 및 후면 시트(320)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 도전성 금속(210)을 포함하며, 제1 방향(X-X')에 직교하는 제2 방향(Y-Y')으로 일정한 간격을 두고 위치하며 후면 접합 태양전지(100)의 해당 패드부(160b, 170b)와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion, 220) 및 제2 방향(Y-Y')으로 이격된 적어도 2개의 탭부(220)를 연결하도록 제2 방향(Y-Y')으로 연장된 브릿지부(bridge portion, 230)를 구비한다.
도 4는 3개의 탭부를 구비한 인터커넥터(200)를 도시하고 있으며, 3개의 탭부는 제2 방향(Y-Y')으로 인터커넥터(200)의 양쪽 단부에 각각 위치하는 제1 탭부(220-1) 및 제2 탭부(220-2)과, 제1 탭부(220-1)와 제2 탭부(220-2)의 사이에 위치하는 제3 탭부(220-3)를 포함한다.
이때, 제3 탭부(220-3)는 인터커넥터(200)의 길이방향(Y-Y') 중심에 위치할 수 있다.
즉, 제3 탭부(220-3)는 제1 탭부(220-1) 및 제2 탭부(220-2)와 각각 동일한 간격으로 이격될 수 있다.
이와는 달리, 제3 탭부(220-3)와 제1 탭부(220-1) 사이의 간격은 제3 탭부(220-3)와 제2 탭부(220-2) 사이의 간격보다 크거나 작을 수 있다.
탭부(220)는 후면 접합 태양전지(110A, 110B)와 중첩하는 한 쌍의 중첩 영역(OA, overlap area)과, 중첩 영역(OA)의 사이에 위치하는 브릿지 영역(BA, bridge area)을 포함하며, 중첩 영역(OA)은 해당 패드부(160b, 170b)와 접합되며 제1 방향(X-X')으로 이격된 2개의 접합 영역(OA-1)과, 해당 패드부(160b, 170b)와 접합되지 않으며 제1 방향(X-X')으로 이격된 2개의 미접합 영역(OA-2)을 포함한다.
그리고 브릿지 영역(BA, bridge area)은 미접합 영역(OA-2)의 사이에 위치하며, 미접합 영역(OA-2)은 접합 영역(OA-1)과 브릿지 영역(BA) 사이에 위치한다.
이러한 구성의 인터커넥터(200)에 있어서, 후면 접합 태양전지(100)와 마주하는 인터커넥터(200)의 적어도 전면(front surface) 중 브릿지부(230) 및 브릿지 영역(BA)에는 착색층(240)이 위치한다.
즉, 착색층(240)은 후면 접합 태양전지(100)와 마주하는 인터커넥터(200)의 전면 전체에 위치할 수도 있고, 인터커넥터(200)의 전체 표면, 예컨대 전면, 후면 및 측면에 위치할 수도 있다.
본 실시예에서, 착색층(240)은 수지 및 수지 내에 분산된 백색 안료를 포함하는 백색 수지 조성물로 이루어진 백색 산화막(240A)을 포함하며, 백색 산화막(240A)은 인터커넥터(200)의 표면에 적층된다.
백색 안료는 산화티탄, 산화지르코늄, 산화칼슘, 산화규소, 산화아연, 산화알루미늄, 황화아연, 황산칼슘, 황산바륨, 탄산납, 수산화납, 염기성몰리브덴산아연, 염기성몰리브덴산칼슘아연, 몰리브덴화이트 및 리토폰으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
백색 안료의 입경은 바람직하게는 0.05 내지 5㎛, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1㎛이다.
입경이 0.05㎛보다 작은 경우에는 빛 반사율이 저하하고, 5㎛를 넘는 경우에는 수지 조성물층 표면의 요철이 눈에 띄어서 외관 불량을 일으키거나, 기계적 성질, 특히 파단연신의 저하가 커지므로 바람직하지 않다.
백색 수지 조성물의 수지에 대한 백색 안료의 함유율은 고형분 기준으로 바람직하게는 10 내지 70 중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 50 중량%이다. 함유율이 70 중량%를 넘는 경우는 기계적 성질, 특히 파단 강도가 저하되거나 충분한 접착 강도를 얻을 수 없게 되어 바람직하지 않다. 또한, 함유율이 10 중량%보다 작은 경우에는 충분한 반사율과 백색도를 얻을 수 없게 되어 바람직하지 않다.
백색 수지 조성물의 백색도는 70 이상인 것이 바람직하다. 백색도 70 미만에서는 빛의 흡수에 의해 착색층(240)의 색상이 변할 수 있으므로 바람직하지 않다.
백색 안료가 분산되는 수지는 지방족 테트라 카르본산 구조를 가지는 반복 단위를 가지는 폴리이미드일 수 있다.
이러한 구성의 백색 산화막(240A)은 백색 수지 조성물의 유기용제 분산액을 도전성 금속(210)에 도포한 후 용제를 증발시켜 형성하거나, 미리 제조한 백색 수지 조성물 필름에 도전성 금속(210)을 겹치고 가열 압착하여 형성할 수 있다.
백색 산화막(240A)의 제1 방향(X-X') 폭(W1)은 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지(100A, 100B) 사이의 간격(D1)과 동일하게 형성될 수 있다.
이 경우, 도 3에 실선으로 도시한 바와 같이, 백색 산화막(240A)은 브릿지부(230)의 전체 영역과 탭부(220)의 브릿지 영역(BA)에만 위치한다.
이와는 달리, 백색 산화막(240A)의 제1 방향 폭(W1)은 제1 방향으로 이웃한 후면 접합 태양전지(100A, 100B) 사이의 간격(D1)보다 크게 형성될 수 있다.
이 경우, 백색 산화막(240A)은 도 3에 점선으로 도시한 바와 같이, 탭부(220)의 미접합 영역(OA-2) 및 브릿지 영역(BA)과 탭부(220)를 연결하는 브릿지부(230) 위에 위치할 수 있다.
백색 수지 조성물로 형성된 백색 산화막(240A)은 절연성을 갖는다. 따라서, 도 3에 점선으로 도시한 바와 같이 탭부(220)의 미접합 영역(OA-2)에도 백색 산화막(240A)이 위치하면, 후면 접합 태양전지(100)와 인터커넥터(200) 사이에서 발생화는 션트(shunt)는 미접합 영역(OA-2)에 위치하는 백색 산화막(240A)에 의해 억제된다.
따라서, 후면 접합 태양전지(100)와 인터커넥터(200) 사이에서 발생화는 션트(shunt)를 억제하기 위한 종래의 절연 시트(insulation sheet)를 제거할 수 있으므로, 태양전지의 모듈화 공정을 단순화할 수 있으며, 태양전지 모듈의 제조 원가를 낮출 수 있다.
한편, 백색 산화막(240A)은 탭부(220)의 중첩 영역(OA) 중 접합 영역(OA-1)에는 위치하지 않을 수 있으며, 이 경우, 백색 산화막(240A)이 위치하지 않는 접합 영역(OA-1)에는 탭부(220)와 해당 패드부(160b, 170b)의 접합을 위한 접착제(250), 예컨대, 주석(Sn) 계열의 솔더 페이스트 또는 은(Ag) 계열의 도전성 페이스트로 형성되는 접착제(250)가 미리 도포될 수 있다. 하지만, 접착제(250)는 태양전지의 모듈화 공정에서 인터커넥터(200)의 접합 영역(OA-1)에 도포될 수도 있다.
도전성 금속(210)의 적어도 전면(front surface)에는 주석(Sn) 계열의 솔더(solder)를 포함하는 코팅층(260)이 형성될 수 있다. 한 예로, 코팅층(260)은 도전성 금속(210)의 전면, 후면 및 측면에 위치할 수 있으며, 이때, 백색 산화막(240A)은 도 3에 도시한 바와 같이 코팅층(260) 위에 위치할 수 있다.
그리고 접착제(250)가 접합 영역(OA-1)에 미리 도포된 경우, 접착제(250)는 백색 산화막(240A)와 마찬가지로 코팅층(260) 위에 위치할 수 있다.
한편, 복수의 후면 접합 태양전지를 구비한 태양전지 모듈은 도 3에 도시한 바와 같이 광 투과성의 전면 기판(310), 후면 시트(320), 및 전면 기판(310)과 후면 시트(320)의 사이에 위치하여 복수의 후면 접합 태양전지(100)를 밀봉하는 밀봉재(300)를 구비한다.
이때, 전면 기판(310)은 저철분 강화 유리로 형성될 수 있으며, 후면 시트(320)는 티피티(TPT; Tedlar/PET/Tedlar), 티피이(TPE; Tedlar/PET/EVA), 티에이티(TAT; Tedlar/Al foil/Tedlar), 티피에이티(TPAT; Tedlar/PET/Al foil/Tedalr), 티피오티(TPOT; Tedlar/PET/Oxide/Tedlar), 페이에피(PAP; PEN/Al foil/PET) 또는 피이티(Polyester) 중 하나로 형성될 수 있다.
그리고 후면 시트(320)는 인터커넥터(200)의 백색 산화막(240)과 동일한 색상, 예컨대 백색을 갖는다. 따라서, 태양전지 모듈의 전방에서 태양전지 모듈을 볼 때 인터커넥터(200)를 육안으로 관측하기 어려우므로, 태양전지 모듈의 심미성이 향상된다.
이와는 달리, 후면 시트(320)가 흑색인 경우, 착색층(240)은 흑색으로 형성될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 인터커넥터에 대해 설명한다.
본 실시예의 인터커넥터에 있어서, 착색층(240)은 백색 금속(240B)으로 형성된다.
백색 금속(240B)은 니켈, 팔라듐, 로듐, 및 백금을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 인터커넥터(200)의 전면 전체에 위치할 수 있다.
즉, 본 실시예의 백색 금속(240B)은 탭부(220)의 중첩 영역(OA) 및 브릿지 영역(BA)과, 브릿지부(230)에 위치할 수 있다.
그리고, 중첩 영역(OA) 중 미접합 영역(OA-2)의 백색 금속(240B) 위에는 절연층(270)이 위치할 수 있으며, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 접착제(250)는 중첩 영역(OA) 중 접합 영역(OA-1)의 백색 금속(240B) 위에 미리 도포되거나, 태양전지의 모듈화 공정에서 접합 영역(OA-1)에 도포될 수 있다.
하지만, 백색 금속(240B)은 탭부(220) 중 브릿지 영역(BA)과, 탭부(220)를 연결하는 브릿지부(230)에만 위치할 수도 있다.
즉, 백색 금속(240B)은 탭부(220)의 중첩 영역(OA)에는 위치하지 않을 수도 있다.
절연층(270)은 전술한 제1 실시예에서 미접합 영역(OA-2) 위에 위치한 백색 산화막(240A)과 마찬가지로 후면 접합 태양전지(100)와 인터커넥터(200) 사이에서 발생화는 션트(shunt)를 억제하는 작용을 한다.
한편, 도전성 금속(210)의 적어도 전면(front surface)에는 주석(Sn) 계열의 솔더(solder)를 포함하는 코팅층(260)이 형성될 수 있다. 한 예로, 코팅층(260)은 도전성 금속(210)의 전면, 후면 및 측면에 위치할 수 있으며, 이때, 백색 금속(240B)은 코팅층(260) 위에 위치할 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
200: 인터커넥터 210: 도전성 금속
220: 탭부 230: 브릿지부
240: 착색층 240A: 백색 산화막
240B: 백색 금속 250: 접착제
260: 코팅층 OA: 중첩 영역
OA-1: 접합 영역 OA-2: 미접합 영역
BA: 브릿지 영역

Claims (23)

  1. 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극부를 다른 한 태양전지의 제2 전극부에 연결하는 도전성 금속을 포함하는 인터커넥터에 있어서,
    상기 인터커넥터는,
    상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며, 상기 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion); 및
    상기 제2 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 상기 제2 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)
    를 포함하고,
    상기 탭부는 후면 접합 태양전지와 중첩하는 한 쌍의 중첩 영역 및 상기 중첩 영역 사이에 위치하는 브릿지 영역을 포함하며,
    후면 접합 태양전지와 마주하는 상기 인터커넥터의 적어도 전면(front surface)에 있어서, 상기 브릿지부 및 상기 브릿지 영역이 착색층인 것을 특징으로 하는 인터커넥터.
  2. 제1항에서,
    상기 착색층은 상기 인터커넥터의 전체 표면에 위치하는 것을 특징으로 하는 인터커넥터.
  3. 제1항에서,
    상기 착색층은 상기 인터커넥터의 표면에 적층되는 것을 특징으로 하는 인터커넥터.
  4. 제1항에서,
    상기 착색층은 백색 또는 흑색인 것을 특징으로 하는 인터커넥터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 중첩 영역은 해당 전극부와 접합되는 접합 영역 및 상기 해당 전극부와 접합되지 않는 미접합 영역을 포함하는 인터커넥터.
  6. 제5항에서,
    상기 착색층은 백색 금속으로 이루어지는 인터커넥터.
  7. 제6항에서,
    상기 백색 금속이 니켈, 팔라듐, 로듐, 및 백금을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 인터커넥터.
  8. 제6항에서,
    상기 백색 금속은 상기 중첩 영역에 더 위치하는 인터커넥터.
  9. 제8항에서,
    상기 중첩 영역 중 상기 미접합 영역의 상기 백색 금속 위에는 절연층이 위치하는 인터커넥터.
  10. 제5항에서,
    상기 착색층은 수지 및 상기 수지 내에 분산된 백색 안료를 포함하는 백색 수지 조성물에 의해 형성된 백색 산화막으로 이루어지는 인터커넥터.
  11. 제10항에서,
    상기 백색 안료가 산화티탄, 산화지르코늄, 산화칼슘, 산화규소, 산화아연, 산화알루미늄, 황화아연, 황산칼슘, 황산바륨, 탄산납, 수산화납, 염기성몰리브덴산아연, 염기성몰리브덴산칼슘아연, 몰리브덴화이트 및 리토폰으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 인터커넥터.
  12. 제10항에서,
    상기 백색 수지 조성물의 상기 백색 안료의 함유율이 10 내지 70 중량%인 인터커넥터.
  13. 제10항에서,
    상기 백색 수지 조성물의 백색도가 70 이상인 인터커넥터.
  14. 제10항에서,
    상기 백색 산화막은 상기 백색 수지 조성물의 유기용제 분산액을 상기 도전성 금속에 도포한 후 용제를 증발시켜 형성한 것인 인터커넥터.
  15. 제10항에서,
    상기 백색 산화막이 미리 제조한 상기 백색 수지 조성물 필름에 상기 도전성 금속을 겹치고 가열 압착하여 형성한 것인 인터커넥터.
  16. 제10항에서,
    상기 백색 산화막은 상기 중첩 영역 중 상기 접합 영역에는 위치하지 않는 인터커넥터.
  17. 제1 방향으로 각각 연장된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극, 상기 복수의 제1 전극이 연결된 제1 전극용 패드, 및 상기 복수의 제2 전극이 연결된 제2 전극용 패드를 반도체 기판의 후면에 구비하는 복수의 후면 접합 태양전지;
    상기 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 후면 접합 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제1 전극용 패드를 다른 한 태양전지의 제2 전극용 패드에 연결하는 인터커넥터;
    상기 복수의 후면 접합 태양전지의 전면 쪽에 위치하는 광 투과성의 전면 기판; 및
    상기 복수의 후면 접합 태양전지의 후면 쪽에 위치하는 후면 시트(back sheet)
    를 포함하고,
    상기 인터커넥터는 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 일정한 간격을 두고 위치하며 상기 후면 접합 태양전지의 해당 전극부와 접합되는 적어도 2개의 탭부(tap portion) 및 상기 제2 방향으로 이격된 적어도 2개의 탭부를 연결하도록 상기 제2 방향으로 연장된 브릿지부(bridge portion)를 포함하는 도전성 금속을 구비하며,
    상기 탭부는 상기 후면 접합 태양전지와 중첩하는 한 쌍의 중첩 영역 및 상기 중첩 영역 사이에 위치하는 브릿지 영역을 포함하고,
    상기 후면 접합 태양전지와 마주하는 상기 인터커넥터의 적어도 전면(front surface)에 있어서, 상기 브릿지부 및 상기 브릿지 영역이 상기 후면 시트와 동일한 색상의 착색층인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  18. 제17항에서,
    상기 착색층은 니켈, 팔라듐, 로듐, 및 백금을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 백색 금속으로 이루어지는 태양전지 모듈.
  19. 제18항에서,
    상기 중첩 영역은 해당 전극부와 접합되는 접합 영역 및 상기 해당 전극부와 접합되지 않는 미접합 영역을 포함하며, 상기 백색 금속은 상기 중첩 영역에 더 위치하고, 상기 중첩 영역 중 상기 미접합 영역의 상기 백색 금속 위에는 절연층이 위치하는 태양전지 모듈.
  20. 제17항에서,
    상기 착색층은 수지 및 상기 수지 내에 분산된 백색 안료를 포함하는 백색 수지 조성물에 의해 형성된 백색 산화막으로 이루어지며, 상기 백색 안료는 산화티탄, 산화지르코늄, 산화칼슘, 산화규소, 산화아연, 산화알루미늄, 황화아연, 황산칼슘, 황산바륨, 탄산납, 수산화납, 염기성몰리브덴산아연, 염기성몰리브덴산칼슘아연, 몰리브덴화이트 및 리토폰으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 태양전지 모듈.
  21. 제20항에서,
    상기 백색 수지 조성물의 백색도가 70 이상인 태양전지 모듈.
  22. 제20항에서,
    상기 백색 산화막은 상기 백색 수지 조성물의 유기용제 분산액을 상기 도전성 금속에 도포한 후 용제를 증발시켜 형성하거나, 미리 제조한 상기 백색 수지 조성물 필름에 상기 도전성 금속을 겹치고 가열 압착하여 형성한 것인 태양전지 모듈.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에서,
    상기 중첩 영역은 해당 전극부와 접합되는 접합 영역 및 상기 해당 전극부와 접합되지 않는 미접합 영역을 포함하며, 상기 백색 산화막은 상기 접합 영역에는 위치하지 않는 태양전지 모듈.
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