KR20150084554A - 태양 전지 모듈 - Google Patents

태양 전지 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20150084554A
KR20150084554A KR1020140004681A KR20140004681A KR20150084554A KR 20150084554 A KR20150084554 A KR 20150084554A KR 1020140004681 A KR1020140004681 A KR 1020140004681A KR 20140004681 A KR20140004681 A KR 20140004681A KR 20150084554 A KR20150084554 A KR 20150084554A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reflector
solar cell
string
solar cells
triangular shape
Prior art date
Application number
KR1020140004681A
Other languages
English (en)
Inventor
박진희
이태영
김수현
황선태
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020140004681A priority Critical patent/KR20150084554A/ko
Publication of KR20150084554A publication Critical patent/KR20150084554A/ko

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 투명 기판; 전면 투명 기판과 마주보며 배치되는 후면 시트; 전면 투명 기판과 후면 시트 사이에 배치되며, 서로 바로 인접하며, 서로 이격된 제1 태양 전지와 제2 태양 전지; 제1 태양 전지와 제2 태양 전지 사이의 이격된 공간에는 입사되는 빛을 반사하는 반사체;를 포함하고, 반사체에서 가운데 부분의 두께가 가장 자리 부분의 두께보다 크다.

Description

태양 전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지 셀이 주목 받고 있다.
이러한 태양 전지 셀은 원하는 출력을 얻기 위해 여러 개가 직렬 또는 병렬로 연결된 후 패널(panel) 형태로 방수 처리된 형태의 태양 전지 모듈로 사용된다.
일반적으로, 태양 전지 셀들을 갖는 태양 전지 모듈은 일정한 간격을 두고 배치된 복수 개의 태양 전지 셀들, 인접한 태양 전지 셀들의 전극을 전기적으로 연결하는 인터커넥터, 태양 전지 셀들을 보호하는 상부 및 하부 보호막, 태양 전지 셀들의 수광면 쪽으로 보호막 위에 배치되는 투명 부재, 및 수광면 반대 쪽으로 하부 보호막의 하부에 배치되는 후면 시트(back sheet)를 포함한다.
본 발명은 태양 전지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 전면 투명 기판; 전면 투명 기판과 마주보며 배치되는 후면 시트; 전면 투명 기판과 후면 시트 사이에 배치되며, 서로 바로 인접하며, 서로 이격된 제1 태양 전지와 제2 태양 전지; 제1 태양 전지와 제2 태양 전지 사이의 이격된 공간에는 입사되는 빛을 반사하는 반사체;를 포함하고, 반사체에서 가운데 부분의 두께가 가장 자리 부분의 두께보다 크다.
보다 구체적으로, 반사체는 가운데 부분으로 갈수록 두께가 점진적으로 두꺼워질 수 있고, 반사체의 전면은 입사면 방향으로 돌출된 적어도 하나의 요철이 구비되고, 반사체의 후면은 평탄할 수 있다.
이때, 반사체는 가운데 부분이 가장 자리 부분보다 더 돌출될 수 있고, 반사체의 가운데 부분의 두께는 반사체의 후면 폭보다 작을 수 있다.
일례로, 반사체의 단면은 가운데 부분에 꼭지점이 형성되는 삼각형 형태를 가질 수 있으며, 반사체에서 삼각형 형태의 양쪽 경사면 각각은 제1, 2 태양 전지 방향으로 향하도록 배치될 수 있다.
이때, 삼각형 형태의 반사체에서 경사면과 후면이 이루는 각은 21°~ 30 ° 사이일 수 있고, 삼각형 형태의 반사체에서 가운데 부분 꼭지점의 높이는 후면폭의 0.19배 ~ 0.29배 사이일 수 있다.
또한, 이에 더하여, 반사체는 삼각형 형태의 경사면에 복수 개의 요철을 더 구비할 수도 있다. 이때에도, 복수 개의 요철에 의해 형성되는 경사면 각각은 제1, 2 태양 전지 방향으로 향할 수 있다.
여기서, 삼각형 형태의 경사면에 구비되는 복수 개의 요철은 복수 개의 꼭대기 부분과 복수 개의 골짜기 부분을 포함할 수 있으며, 반사체에서 삼각형 형태의 가운데 부분 꼭지점의 높이는 후면폭의 0.11배 ~ 0.17배 사이일 수 있다.
또한, 제1 태양 전지는 복수의 태양 전지가 제1 방향으로 직렬 연결되는 제1 스트링에 포함되고, 제2 태양 전지는 복수의 태양 전지가 제1 방향으로 직렬 연결되는 제2 스트링에 포함되며, 제1 스트링과 제2 스트링은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 위치하며, 반사체는 제1 스트링과 제2 스트링 사이에 제1 방향으로 길게 연장되어 배치될 수 있다.
즉, 반사체에서 가운데 부분이 제1 방향으로 길게 연장될 수 있으며, 반사체에서 삼각형 형태의 양쪽 경사면은 제2 방향으로 향할 수 있다.
아울러, 태양 전지 모듈은 전면 투명 기판과 제1, 2 태양 전지 사이에 배치되는 제1 봉지재; 및 제1, 2 태양 전지와 후면 시트 사이에 배치되는 제2 봉지재;를 더 포함하고, 전술한 반사체는 제1 봉지재와 제2 봉지재 사이에 배치되거나 제2 봉지재와 후면 시트 사이에 배치될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 각 스트링 사이에 반사체를 구비하고, 반사체의 경사면이 각 스트링에 배치된 태양 전지로 향하도록 함으로써, 태양 전지 모듈의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 도 3과 다른 형태의 반사체(RS2)에 대해 설명하기 위한 도이다.
도 6은 도 5에 도시된 반사체(RS2)가 태양 전지 모듈에 적용된 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 실시예 내지 제2 실시예에 적용 가능한 태양 전지의 일례를 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 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 단면 모습이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 평면 모습이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 반사쳬에 대해 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이, 전면 투명 기판(FG), 후면 시트(BS), 제1 봉지재(EC1), 제2 봉지재(EC2), 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 및 반사체(RS1)를 포함할 수 있다.
여기서, 전면 투명 기판(FG)은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3)의 전면 위에 위치할 수 있으며, 투과율이 높고 파손을 방지하기 위해 강화 유리 등으로 이루어질 수 있다.
제1 봉지재(EC1)는 투명 기판(FG)과 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 사이에 위치할 수 있으며, 제2 봉지재(EC2)는 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3)의 후면, 즉 후면 시트(BS)와 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 사이에 위치할 수 있다.
이와 같은 제1 봉지재(EC1) 및 제2 봉지재(EC2)는 습기 침투로 인한 금속의 부식 등을 방지하고 태양 전지 모듈을 충격으로부터 보호하는 재질로 형성될 수 있다.
이러한 제1 봉지재(EC1) 및 제2 봉지재(EC2) 각각은 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3)의 전면 및 후면에 각각 배치된 상태에서 라미네이션 공정(lamination process) 시에 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3)와 일체화될 수 있다.
이러한 제1 봉지재(EC1) 및 제2 봉지재(EC2)는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate) 등으로 이루어질 수 있다.
아울러, 후면 시트(BS)는 시트 형태로 제2 봉지재(EC2)의 후면에 위치하고, 태양 전지 모듈의 후면으로 습기가 침투하는 것을 방지할 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.
이와 같은 태양 전지 모듈의 단면에서 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3)는 전면 투명 기판(FG)과 후면 시트(BS) 사이에 배치될 수 있다.
이와 같은 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3)는 인터커넥터(IC)에 의해 서로 직렬로 연결되어, 도 2에 도시된 바와 같이, 전면 투명 기판(FG)의 후면 상에 제1 방향(x)으로 복수 개의 스트링(ST1, ST2, ST3)을 형성할 수 있다.
아울러, 반사체(RS1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 중에서 서로 바로 인접하며, 서로 이격된 제1 태양 전지(CE1)와 제2 태양 전지(CE2) 사이의 이격된 공간에 배치될 수 있으며, 입사되는 빛을 반사할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 반사체(RS1)는 제1, 2 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 사이의 이격된 공간에 위치하되, 태양 전지 모듈의 단면 구조에서 제1 봉지재(EC1)와 제2 봉지재(EC2) 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(CE1)는 복수의 태양 전지(CE)가 제1 방향(x)으로 직렬 연결되는 제1 스트링(ST1)에 포함되고, 제2 태양 전지(CE2)는 복수의 태양 전지(CE)가 제1 방향(x)으로 직렬 연결되는 제2 스트링(ST2)에 포함될 수 있다.
여기서, 제1, 2 스트링(ST2) 각각은 제1 방향(x)으로 길게 형성되고, 제1 스트링(ST1)과 제2 스트링(ST2)은 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 이격되어 위치할 수 있고, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 반사체(RS1)는 제1 스트링(ST1)과 제2 스트링(ST2) 사이에 제1 방향(x)으로 길게 연장되어 배치될 수 있다.
이와 같은 반사체(RS1)는 반사체(RS1)로 입사된 빛이 제1 스트링(ST1) 또는 제2 스트링(ST2)에 포함되는 각 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 방향으로 보다 많이 반사되도록 하기 위하여, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 가운데 부분의 두께가 가장 자리 부분의 두께보다 클 수 있다.
따라서, 반사체(RS1)는 가운데 부분으로 갈수록 두께가 점진적으로 두꺼워질 수 있으며, 반사체(RS1)의 가운데 부분을 중심으로 양쪽에 경사면이 형성될 수 있다.
즉, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 반사체(RS1)의 후면은 평탄하고, 반사체(RS1)의 전면은 입사면 방향으로 돌출된 적어도 하나의 요철이 구비될 수 있으며, 이때, 가운데 부분이 가장 자리 부분보다 더 돌출될 수 있다. 여기서, 일례로, 가운데 부분의 두께는 H1일 수 있다.
이와 같이, 반사체(RS1)의 전면에 경사면을 형성하는 것은 반사체(RS1)로 입사된 빛이 보다 효율적으로 각 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 방향으로 반사되도록 하기 위함이다. 따라서, 도 2의 (b)에서는 반사체(RS1)의 전체적인 단면 형상이 삼각형 형태인 경우를 일례로 도시하고, 삼각형 형태의 경사면의 단면이 직선으로 형성된 경우만을 일례로 도시하였으나, 이와 다르게 직선이 아니라 곡면으로 형성할 수도 있고, 경사면에 복수 개의 요철이 구비될 수도 있다.
아울러, 여기서, 반사체(RS1)의 가운데 부분의 두께(H1)는 반사체(RS1)의 후면 폭(W1)보다 작을 수 있다.
이와 같은 반사체(RS1)는 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 가운데 부분이 제1 방향(x)으로 길게 연장될 수 있다. 따라서, 반사체(RS1)에서 삼각형 형태의 양쪽 경사면이 향하는 방향이 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3)가 위치하는 제2 방향(y)으로 향하도록 할 수 있다.
아울러, 도 2의 (a)에서는 반사체(RS1)가 제1 스트링(ST1)과 제2 스트링(ST2) 사이의 이격된 공간에 배치된 경우만을 일례로 도시하였으나, 이에 더하여, 반사체(RS1)는 제1 스트링(ST1) 또는 제2 스트링(ST2) 각각에 포함된 각각의 태양 전지(CE) 사이에 더 배치될 수도 있다. 즉, 반사체(RS1)는 제1 스트링(ST1) 또는 제2 스트링(ST2)에 포함된 각각의 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 사이에 반사체(RS1)의 가운데 부분이 제2 방향(y)으로 길게 연장되도록 배치될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 사이에 반사체(RS1)가 구비되도록 함으로써, 반사체(RS1)를 사용하지 않을 경우와 비교하여, 태양 전지 모듈의 면적, 즉 전면 투명 기판(FG)의 면적이 동일한 경우, 태양 전지 모듈의 광전 효율을 거의 동일하게 유지하면서, 사용되는 태양 전지(CE)의 총 개수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 태양 전지 모듈의 제조 비용을 보다 절감할 수 있다.
아울러, 본 발명은 반사체(RS1)의 가운데 부분의 두께(H1)를 가장 자리의 두께보다 상대적으로 크게 하여, 양쪽 경사면이 각 스트링(ST1, ST2, ST3)에 포함되는 태양 전지(CE1, CE2, CE3)를 향하도록 함으로써, 반사체(RS1)에 의해 반사된 빛이 보다 많이 각 스트링(ST1, ST2, ST3)에 포함되는 태양 전지(CE1, CE2, CE3)로 입사되도록 할 수 있다.
이와 같은 반사체(RS1)에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반사체(RS1)는 단면이 가운데 부분에 꼭지점이 형성되는 삼각형 형태를 가질 수 있다.
이때, 반사체(RS1)에서 삼각형 형태의 양쪽 경사면 각(θ)은 전술한 바와 같이, 제1, 2 태양 전지(CE1, CE2) 방향으로 향할 수 있다.
이때, 삼각형 형태의 반사체(RS1)에서 경사면과 후면이 이루는 각(θ)은 21°~ 30 ° 사이일 수 있다.
이와 같이, 경사면과 후면이 이루는 각(θ)을 제한하는 것은 도 1에 도시된 바와 같이 반사체(RS1)에 의해 반사된 빛이 전면 투명 기판(FG)에서 최적으로 전반사를 일으키도록 하기 위함이다. 즉, 경사면과 후면이 이루는 각(θ)이 이와 같은 범위보다 작거나 큰 경우, 일부 빛은 전면 투명 기판(FG)에서 전반사를 일으키지 않고, 전면 투명 기판(FG) 내에서 트랩핑(trapping)되거나 전면 투명 기판(FG)에서 반사되지 않을 수도 있다.
그러나, 이와 같은 각(θ)의 범위는 반드시 21°~ 30 ° 사이로 한정되는 것은 아니며, 태양 전지 모듈의 설치 각도나 빛의 입사각에 따라 조금씩 변경될 수도 있다.
아울러, 삼각형 형태의 반사체(RS1)에서 가운데 부분 꼭지점(RS1-P)의 높이(H1)는 후면 폭(W1)의 0.19배 ~ 0.29배 사이일 수 있다. 이와 같은 꼭지점(RS1-P)의 높이(H1)에 의해 반사체(RS1)의 최대 두께(H1)가 결정될 수 있으며, 일례로, 반사체(RS1)의 최대 두께(H1)는 0.76 mm ~ 9.57 mm 사이로 형성될 수 있다.
이와 같이 반사체(RS1)의 꼭지점(RS1-P)의 높이(H1) 범위는 전술한 전반사를 형성하기 위한 각(θ) 및 전면 투명 기판(FG)과 후면 시트(BS) 사이의 간격을 모두 고려한 것이다.
즉, 반사체(RS1)의 꼭지점 높이(H1)가 전술한 범위 내로 포함되도록 하여, 앞서 설명한 전반사 조건을 충족시키면서, 스트링 사이의 이격 간격이 충분히 커지도록 함으로써, 동일 면적 내에서 태양 전지 모듈의 효율이 비슷하게 유지되도록 하면서 스트링의 총 개수를 줄일 수 있다.
이와 같은 반사체(RS1)는 반사체(RS1)의 제조 비용을 절감하기 위하여, 플라스틱 계열의 재질로 형성되는 반사체(RS1)의 몸통(RS1-B)의 표면에 반사율이 뛰어난 금속층(RS1-C)이 코팅되어 형성될 수 있다. 여기서, 금속층(RS1-C)에는 일례로, 은(Ag)이나 알루미늄(Al)이 사용될 수 있다.
여기서, 삼각형 형태를 가지는 반사체(RS1)의 몸통(RS1-B)은 roll-to-roll 방식에 의해 간단하게 형성될 수 있다.
지금까지는 도 1에 도시된 바와 같이, 반사체(RS1)가 제1 봉지재(EC1)와 제2 봉지재(EC2) 사이에 형성되는 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 같은 반사체(RS1)의 위치는 달라질 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지 모듈에는 전면과 후면으로 빛을 입사받아 전기를 생산하는 양면형 태양 전지(CE1, CE2, CE3)가 사용될 수 있다.
이와 같은 경우, 도 4에 도시된 바와 같은 태양 전지 모듈의 단면 구조에서, 반사체(RS1)는 제2 봉지재(EC2)와 후면 시트(BS) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 태양 전지 모듈을 전면에서 바라본 반사체(RS1)의 위치는 도 2에 도시된 바와 동일할 수 있다.
이와 같은 경우, 반사체(RS1)에 의해 반사되는 빛 중에서 일부는 태양 전지(CE1, CE2, CE3)의 후면을 빛이 입사되어 태양 전지(CE1, CE2, CE3)의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
지금까지는 삼각형 형태를 가지는 반사체(RS1)가 태양 전지 모듈에 적용된 경우를 일례로 설명하였으나, 이하에서는 도 3에 도시된 반사체(RS1)의 변경예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 도 3과 다른 형태의 반사체(RS2)에 대해 설명하기 위한 도이고, 도 6은 도 5에 도시된 반사체(RS2)가 태양 전지 모듈에 적용된 예이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 태양 전지 모듈에는 도 3에 도시된 반사체(RS1) 대신에 도 5의 (a)에 도시된 바와 같은 반사체(RS2)가 적용될 수 있다.
도 5의 (a)에 도시된 반사체(RS2)는 삼각형 형태의 경사면에 복수 개의 요철을 구비될 수 있다.
이때, 반사체(RS2)에서 복수 개의 요철의 단면 형상도 삼각형 형태를 가질 수 있으며, 아울러, 각 요철은 반사체(RS2)의 경사면에 제1 방향(x)으로 길게 형성될 수 있다.
아울러, 삼각형 형태의 경사면에 형성된 복수 개의 요철에 의해 반사체(RS2)는 도 5의 (b)와 같이, 복수 개의 꼭대기 부분(RS2-P2)과 복수 개의 골짜기 부분(RS2-V)을 포함할 수 있다.
아울러, 도 5의 (c)에서 반사체(RS2)에서 복수의 요철 각각의 경사면과 반사체(RS2)의 후면이 이루는 각각의 각(θ1, θ2, θ3)은 21°~ 30 ° 사이일 수 있다.
이때, 반사체(RS2)에서 삼각형 형태의 가운데 부분 꼭지점(RS2-P1)의 높이(H2)는 후면폭(W1)의 0.11배 ~ 0.17배 사이일 수 있으며, 일례로, 반사체(RS2)의 최대 두께(H1)는 0.44 mm ~ 5.61 mm 사이로 형성될 수 있다.
이와 같이, 반사체(RS2)가 삼각형 형태의 경사면에 복수 개의 요철을 구비하는 경우, 도 3에 도시된 반사체(RS1)와 비교하여 반사체(RS2)의 최대 두께(H2)를 보다 감소시킬 수 있다. 따라서, 스트링(ST1, ST2, ST3) 사이의 간격을 보다 크게 하더라도 반사체(RS2)의 두께(H2)가 상대적으로 커지지 않게 하여, 반사체(RS2)의 반사 효율을 보다 크게 할 수 있으며, 동일한 태양 전지 모듈의 면적에서 보다 많은 개수의 태양 전지를 줄일 수 있다.
이와 같은 도 5의 반사체(RS2)는 도 6에 도시된 바와 같이, 스트링(ST1, ST2, ST3) 사이의 이격된 공간에 복수의 요철에 의해 형성되는 복수의 경사면이 각 스트링(ST1, ST2, ST3)을 향하도록 길게 배치될 수 있다.
아울러, 도 5의 반사체(RS2)는 제1 실시예와 같이, 제1 봉지재(EC1)와 제2 봉지재(EC2) 사이에 위치하거나, 제2 실시예와 같이, 제2 봉지재(EC2)와 후면 시트(BS) 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 복수의 요철 각각에서 꼭대기 부분(RS2-P2)과 골짜기 부분(RS2-V)에 의해 형성된 각각의 경사면은 제1, 2 태양 전지(CE1, CE2, CE3) 방향으로 향할 수 있다.
아울러, 이와 같은 도 5의 반사체(RS2)도 도 3에 도시된 반사체(RS2)와 마찬가지로, 반사체 몸통(RS2-B)은 플라스틱 계열의 재질로 형성될 수 있으며, 반사체 몸통(RS2-B)의 표면에는 반사율이 뛰어난 금속층(RS2-C)이 코팅되어 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 태양 전지 모듈에 적용 가능한 태양 전지의 일례에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 실시예 내지 제2 실시예에 적용 가능한 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7을 참고로 하면, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용되는 태양 전지의 일례는 기판(110), 에미터부(120), 반사 방지막(130), 제1 전극(140), 후면 전계부(back surface field, BSF)(172), 그리고 제2 전극(150)를 구비할 수 있다. 여기서, 후면 전계부(172)는 생략될 수도 있으나, 후면 전계부(172)가 있는 경우 태양 전지의 효율이 더 향상되므로, 이하에서는 후면 전계부(172)가 포함되는 것을 일례로 설명한다.
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입을 가질 수 있으며, 이와 같은 기판(110)은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑될 수 있다.
에미터부(120)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 도전성 타입의 기판(110)의 입사면인 제1 면에 형성되며, 제 1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입의 불순물이 기판(110)에 도핑된 영역으로, 빛이 입사되는 면, 즉, 기판(110)의 제1 면 내부에 위치할 수 있다. 따라서 제2 도전성 타입의 에미터부(120)는 기판(110) 중 제1 도전성 타입 부분과 p-n 접합을 이룬다.
이와 같은 기판(110)과 에미터부(120)와의 p-n 접합에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 p형이고 에미터부(120)가 n형일 경우, 분리된 정공은 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120) 쪽으로 이동한다.
에미터부(120)는 기판(110), 즉, 기판(110)의 제1 도전성 부분과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동한다.
에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.
반사 방지막(130)은 기판(110)의 입사면에 상부에 위치하며, 도 7에 도시된 바와 같이, 에미터부(120)가 기판(110)의 입사면에 위치하는 경우, 반사 방지막(130)은 에미터부(120) 상부에 위치할 수 있다.
이와 같은 반사 방지막(130)은 수소화된 실리콘 질화막(SiNx:H), 실리콘 산화막(SiOx:H), 실리콘 질화산화막(SiNxOy:H), 및 비정질실리콘(a-Si:H) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 전극(140)은 도 7 및 도 2에 도시된 바와 같이 기판(110)의 제1 면에 위치하며, 반사 방지막(130)이 제1 전극(140)을 통과하여 에미터부(120)에 연결될 수 있다.
이와 같은 제1 전극(140)은 복수의 핑거 전극(141)과 복수의 핑거 전극(141)과 연결되어 있는 복수의 전면 버스바(142)를 구비할 수 있다.
복수의 핑거 전극(141)은 에미터부(120)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있고, 서로 이격되어 정해진 방향으로 나란히 뻗어있다. 복수의 핑거 전극(141)은 에미터부(120) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집한다.
복수의 전면 버스바(142)는 에미터부(120)와 전기적?물리적으로 연결되어 있고 복수의 핑거 전극(141)과 교차하는 방향으로 나란하게 뻗어 있다.
이때, 복수의 전면 버스바(142)는 복수의 핑거 전극(141)과 동일 층에 위치하여 각(θ) 핑거 전극(141)과 교차하는 지점에서 해당 핑거 전극(141)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.
따라서, 도 7에 도시한 것처럼, 복수의 핑거 전극(141)은 가로 또는 세로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 갖고, 복수의 전면 버스바(142)는 세로 또는 가로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있어, 제1 전극(140)은 기판(110)의 제1 면에 격자 형태로 위치한다.
복수의 전면 버스바(142)는 접촉된 에미터부(120)의 부분으로부터 이동하는 전하뿐만 아니라 복수의 핑거 전극(141)에 의해 수집되어 이동하는 전하를 수집한다. 이와 같은 복수의 전면 버스바(142)는 외부 장치와 연결되어 수집된 전하(예, 전자)를 외부 장치로 출력된다.
후면 전계부(172)는 기판(110) 제1 면의 반대면인 제2 면에 위치할 수 있으며, 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역이다.
제2 전극(150)은 후면 전극층(151)과 복수의 후면 버스바(152)를 구비한다. 후면 전극층(151)은 기판(110)의 제2 면에 위치한 후면 전계부(172)와 접촉하고 있고, 기판(110)의 제2 면 가장 자리와 후면 버스바(152)가 위치한 부분을 제외하면 실질적으로 기판(110)의 제2 면 전체에 위치할 수 있다. 후면 전극층(151)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질을 함유할 수 있다.
복수의 후면 버스바(152)는 후면 전극층(151)이 위치하지 않는 기판(110)의 제2 면 위에 위치하며 인접한 후면 전극층(151)과 연결되어 있다.
복수의 후면 버스바(152)는 복수의 전면 버스바(142)와 유사하게, 후면 전극층(151)으로부터 전달되는 전하를 수집할 수 있다. 아울러, 복수의 후면 버스바(152) 역시 외부 장치와 연결되어, 복수의 후면 버스바(152)에 의해 수집된 전하(예, 정공)는 외부 장치로 출력될 수 있다.
여기서, 서로 인접한 각 태양 전지의 전면 버스바(142)와 후면 버스바(152)에는 전술한 인터커넥터(IC)가 접속되어, 복수 개의 태양 전지가 서로 직렬로 연결될 수 있다.
도 7에서는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용 가능한 태양 전지의 예로 반도체 기판의 전면에 제1 전극이 위치하고, 후면에 제2 전극이 위치하는 컨베셔널(conventional) 타입의 태양 전지에 대해서 설명하였다.
그러나, 태양 전지 모듈에 적용 가능한 태양 전지는 이 외에도, 제1 전극과 제2 전극이 반도체 기판의 후면에 위치하는 후면 컨텍 태양 전지, 반도체 기판의 전면과 후면으로 빛을 입사받는 양면형 태양 전지, 또는 3족 화합물과 5족 화합물을 포함하는 화합물 태양 전지 등 다양한 태양 전지가 적용될 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 (17)

  1. 전면 투명 기판;
    상기 전면 투명 기판과 마주보며 배치되는 후면 시트;
    상기 전면 투명 기판과 상기 후면 시트 사이에 배치되며, 서로 바로 인접하며, 서로 이격된 제1 태양 전지와 제2 태양 전지;
    상기 제1 태양 전지와 상기 제2 태양 전지 사이의 이격된 공간에는 입사되는 빛을 반사하는 반사체;를 포함하고,
    상기 반사체에서 가운데 부분의 두께가 가장 자리 부분의 두께보다 큰 태양 전지 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 가운데 부분으로 갈수록 두께가 점진적으로 두꺼워지는 태양 전지 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 반사체의 전면은 입사면 방향으로 돌출된 적어도 하나의 요철이 구비되고, 상기 반사체의 후면은 평탄한 태양 전지 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 가운데 부분이 상기 가장 자리 부분보다 더 돌출되어 있는 태양 전지 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 반사체의 가운데 부분의 두께는 상기 반사체의 후면 폭보다 작은 태양 전지 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 반사체의 단면은 상기 가운데 부분에 꼭지점이 형성되는 삼각형 형태를 가지는 태양 전지 모듈.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 반사체에서 삼각형 형태의 양쪽 경사면 각각은 상기 제1, 2 태양 전지 방향으로 향하는 태양 전지 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 삼각형 형태의 상기 반사체에서 경사면과 후면이 이루는 각은 21°~ 30 ° 사이인 태양 전지 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 삼각형 형태의 상기 반사체에서 가운데 부분 꼭지점의 높이는 상기 후면폭의 0.19배 ~ 0.29배 사이인 태양 전지 모듈.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 삼각형 형태의 경사면에 복수 개의 요철을 더 구비하는 태양 전지 모듈.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수 개의 요철에 의해 형성되는 경사면 각각은 상기 제1, 2 태양 전지 방향으로 향하는 태양 전지 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 삼각형 형태의 경사면에 구비되는 상기 복수 개의 요철은 복수 개의 꼭대기 부분과 복수 개의 골짜기 부분을 포함하는 태양 전지 모듈.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 반사체에서 상기 삼각형 형태의 가운데 부분 꼭지점의 높이는 상기 후면폭의 0.11배 ~ 0.17배 사이인 태양 전지 모듈.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 태양 전지는 복수의 태양 전지가 제1 방향으로 직렬 연결되는 제1 스트링에 포함되고,
    상기 제2 태양 전지는 복수의 태양 전지가 상기 제1 방향으로 직렬 연결되는 제2 스트링에 포함되며,
    상기 제1 스트링과 상기 제2 스트링은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 위치하며,
    상기 반사체는 상기 제1 스트링과 상기 제2 스트링 사이에 상기 제1 방향으로 길게 연장되어 배치되는 태양 전지 모듈.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 반사체에서 상기 가운데 부분이 상기 제1 방향으로 길게 연장되는 태양 전지 모듈.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 반사체에서 삼각형 형태의 양쪽 경사면은 상기 제2 방향으로 향하는 태양 전지 모듈.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 태양 전지 모듈은
    상기 전면 투명 기판과 상기 제1, 2 태양 전지 사이에 배치되는 제1 봉지재; 및
    상기 제1, 2 태양 전지와 상기 후면 시트 사이에 배치되는 제2 봉지재;를 더 포함하고,
    상기 반사체는 상기 제1 봉지재와 상기 제2 봉지재 사이에 배치되거나 상기 제2 봉지재와 상기 후면 시트 사이에 배치되는 태양 전지 모듈.
KR1020140004681A 2014-01-14 2014-01-14 태양 전지 모듈 KR20150084554A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140004681A KR20150084554A (ko) 2014-01-14 2014-01-14 태양 전지 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140004681A KR20150084554A (ko) 2014-01-14 2014-01-14 태양 전지 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150084554A true KR20150084554A (ko) 2015-07-22

Family

ID=53874482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140004681A KR20150084554A (ko) 2014-01-14 2014-01-14 태양 전지 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150084554A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111446322A (zh) * 2020-03-25 2020-07-24 常州亚玛顿股份有限公司 一种高功率无热斑效应组件
KR102252066B1 (ko) * 2021-02-22 2021-05-14 주식회사 진일기술단 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111446322A (zh) * 2020-03-25 2020-07-24 常州亚玛顿股份有限公司 一种高功率无热斑效应组件
KR102252066B1 (ko) * 2021-02-22 2021-05-14 주식회사 진일기술단 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9947822B2 (en) Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells
US9379270B2 (en) Bifacial crystalline silicon solar panel with reflector
KR100990116B1 (ko) 태양전지 모듈
KR100993512B1 (ko) 태양 전지 모듈 및 투명 부재
KR20140003691A (ko) 태양 전지 모듈 및 이에 적용되는 리본 결합체
US20220278246A1 (en) Bifacial crystalline silicon solar panel with reflector
KR101223033B1 (ko) 태양 전지
KR102339975B1 (ko) 정션 박스 및 이를 포함하는 태양 전지 모듈
KR102065170B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101794948B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR20150035059A (ko) 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법
KR20150084554A (ko) 태양 전지 모듈
KR101819731B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101685350B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR20140011450A (ko) 양면 수광형 태양전지 모듈
KR102243640B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR102101728B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101739044B1 (ko) 태양전지 모듈 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템
KR20140109542A (ko) 태양 전지 모듈
KR101892277B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR20120100110A (ko) 태양 전지 모듈
KR102044465B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101680388B1 (ko) 태양전지 모듈
KR20140120436A (ko) 태양 전지 모듈
KR20120080886A (ko) 태양 전지 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application