KR20150091629A - 태양전지 - Google Patents
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Abstract
실시에에 따른 태양전지 패널은, 제 1 관통홈에 의해 서로 이격하는 제 1 태양전지 셀 및 제 2 태양전지 셀; 및 상기 제 1 관통홈에 삽입되어 상기 제 1 태양전지 셀과 상기 제 2 태양전지 셀을 연결하는 제 1 금속층을 포함한다.
Description
실시예는 태양전지에 관한 것이다.
최근 심각한 환경 오염 문제와 화석 에너지 고갈로 인해, 신재생에너지에 대한 필요성 및 관심이 고조되고 있다. 그 중에서도 태양전지는 공해가 적고, 자원이 무한하며 반 영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 무공해 에너지 원으로 기대되고 있다.
태양전지는 p-n 접합 다이오드에 빛을 쪼이면 전자가 생성 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자로 정의할 수 있다. 태양전지는 접합 다이오드로 사용되는 물질에 따라, 실리콘 태양전지, I-III-VI족 또는 III-V족 화합물로 대표되는 화합물 반도체 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기물 태양전지로 나눌 수 있다.
I-III-VI족 Chalcopyrite계 화합물 반도체 중 하나인 CIGS(CuInGaSe) 태양전지는 광 흡수가 뛰어나고, 얇은 두께로도 높은 광전 변환효율을 얻을 수 있으며, 전기 광학적 안정성이 매우 우수하여 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 태양전지로 부각되고 있다.
이러한 태양전지는 복수의 태양전지 셀들이 직렬 또는 병렬로 연결되어 하나의 태양전지 패널을 구성할 수 있다.
이때, 태양전지 셀들은 일정한 폭을 가지며 형성되고, 각각의 태양전지 셀들을 분리 및 연결하기 위해 태양전지 셀들 내에 홈들이 형성될 수 있다.
이러한 홈들은 태양전지 내에서 발전이 이루어지지 않는 영역으로서, 이러한 홈들의 면적이 커질수록 태양전지의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 태양전지 셀들의 폭을 증가시키면 셀들의 수를 감소시킬 수 있어, 데드존 영역을 감소시킬 수 있으나, 면저항이 증가하여 효율이 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 태양전지가 요구된다.
실시예는 향상된 효율을 가지는 태양전지를 제공하고자 한다.
실시에에 따른 태양전지 패널은, 제 1 관통홈에 의해 서로 이격하는 제 1 태양전지 셀 및 제 2 태양전지 셀; 및 상기 제 1 관통홈에 삽입되어 상기 제 1 태양전지 셀과 상기 제 2 태양전지 셀을 연결하는 제 1 금속층을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지 패널은 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 태양전지 패널 내에서 발전이 이루어지지 않는 영역 즉, 데드존 영역(Dead Zone ,DZ) 영역을 감소시킬 수 있다.
실시예에 따른 태양전지 패널은 태양전지 셀들을 서로 분리하는 홈들에 금속층을 배치하여, 태양전지 셀들을 연결함으로써, 태양전지 셀들을 연결하기 위한 홈들을 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 이에 따라, 데드존 영역을 감소시킬 수 있으므로 전체적인 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 태양전지 패널은 각각의 태양전지 셀들의 폭을 증가시킬 수 있다. 상기 태양전지 셀의 폭이 커질수록 저전압 고전류의 태양전지를 구현할 수 있으나, 셀의 폭이 커지는 경우 전면 전극층의 면저항에 의해 오히려 효율이 감소되는 문제점이 있었다.
이에 따라, 실시예에 따른 태양전지 패널은 태양전지 셀들을 연결하기 위한 홈을 형성하지 않고, 관통홈에 1 금속층을 배치하고, 이에 따라, 전류의 흐름이 금속층을 따라 흐르게 되므로, 태양전지 셀의 폭에 크기에 따른 저항을 받지 않으므로, 태양전지 셀의 폭을 넓게할 수 있다. 이에 따라, 태양전지 셀의 폭을 크게하여 보다 적은 태양전지 셀들을 배치할 수 있으므로, 태양전지 셀들을 이격하는 홈의 수를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 데드존 영역을 감소시킬 수 있고, 저전압을 구현할 수 있어, 전체적인 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 태양전지 패널의 평면도 및 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 태양전지 패널을 평면을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 A 부분의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 B 부분의 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 태양전지 패널이 적용되는 태양전지 모듈의 사시도를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 태양전지 패널을 평면을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 A 부분의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 B 부분의 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 태양전지 패널이 적용되는 태양전지 모듈의 사시도를 도시한 도면이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 실시예에 따른 태양전지 패널을 설명한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 패널은, 제 1 태양전지 셀(100) 및 제 2 태양전지 셀(200)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)은 약 8㎜ 이하의 폭으로 형성될 수 있다. 자세하게. 상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)은 약 4㎜ 내지 약 8㎜의 폭으로 형성될 수 있다. 더 자세하게. 상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)은 약 6㎜ 내지 약 8㎜의 폭으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)의 폭이 약 4㎜ 미만으로 형성되는 경우 데드존 영역이 증가하여 효율이 저하될 수 있고, 약 8㎜을 초과하여 형성되는 경우 면저항이 상승하여 효율이 저하될 수 있다,
상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)은 서로 이격하여 배치될 수 있다, 자세하게, 상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)은 제 1 관통홈(TH1)에 의해 서로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 관통홈(TH1)에는 제 1 금속층(410)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 금속층(410)은 상기 제 1 관통홈(TH1)에 삽입될 수 있다. 상기 제 1 금속층(410)은 상기 제 1 관통홈에 삽입되어, 상기 제 1 태양전지 셀(100) 및 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 접촉할 수 있다, 자세하게, 상기 상기 제 1 금속층(410)은 상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 제 1 금속층(410)은 알루미늄, 니켈 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 제 1 태양전지 셀(100)은, 제 1 후면 전극층(110), 제 1 광 흡수층(120), 제 1 버퍼층(130) 및 제 1 전면 전극층(140)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 태양전지 셀(200)은 제 2 후면 전극층(210), 제 2 광 흡수층(220), 제 2 버퍼층(230) 및 제 2 전면 전극층(240)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 후면 전극층(110) 및 상기 제 2 후면 전극층(210)은 지지기판(10) 상에 배치될 수 있다.
상기 지지기판(10)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 제 1 태양전지 셀(100) 및 상기 제 2 태양전지 셀(200)들을 지지할 수 있다.
상기 지지기판(10)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(10)은 유리 기판, 플라스틱 기판 또는 금속 기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(10)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 이와는 다르게, 상기 지지기판(10)의 재질로 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 유연성이 있는 고분자 등이 사용될 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지 기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다.
상기 제 1 후면 전극층(110) 및 상기 제 2 후면 전극층(210)은 몰리브덴(Mo), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스템(W) 및 구리(Cu) 중 어느 하나의 금속으로 형성될 수 있다. 이 가운데, 특히 몰리브덴은 다른 원소에 비해 상기 지지기판(100)과 열팽창 계수의 차이가 적기 때문에, 접착성이 우수하여 박리 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 1 후면 전극층(110)과 상기 제 2 후면 전극층(210) 사이에는 홈(P)이 형성되어, 상기 제 1 후면 전극층(210)과 상기 제 2 후면 전극층(220)은 상기 홈의 폭 만큼 이격하여 배치될 수 있다. 일례로, 상기 홈의 폭은 약 80㎛ 내지 약 200㎛ 일 수 있다.
상기 제 1 광 흡수층(120)과 상기 제 2 광 흡수층(220)은 각각 상기 제 1 후면 전극층(110)과 상기 제 2 후면 전극층(210) 상에 배치될 수 있다.
상기 제 1 광 흡수층(120) 및 상기 제 2 광 흡수층(220)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 계 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 광 흡수층(120) 및 상기 제 2 광 흡수층(220)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 제 1 버퍼층(130)과 상기 제 2 버퍼층(230)은 각각 상기 제 1 광 흡수층(120)과 상기 제 2 광 흡수층(220) 상에 배치될 수 있다.
상기 제 1 버퍼층(130) 및 상기 제 2 버퍼층(230)은 황화카드뮴 또는 황화 아연 등을 스퍼터링 공정 또는 용액성장법(chemical bath depositon;CBD) 등에 의해서 증착하여 형성할 수 있다.
상기 제 1 전면 전극층(140)과 상기 제 2 전면 전극층(240)은 각각 상기 제 1 버퍼층(130) 및 상기 제 2 버퍼층(230) 상에 배치될 수 있다.
상기 제 1 전면 전극층(140) 및 상기 제 2 전면 전극층(240)은 투명하며 도전층일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전면 전극층(140) 및 상기 제 2 전면 전극층(240)은 산화물을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 전면 전극층(140) 및 상기 제 2 전면 전극층(240)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnC;AZO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide;IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide;ITO) 등을 들 수 있다.
상기 제 1 전면 전극층(140)과 상기 제 2 전면 전극층(240)은 상기 제 1 관통홈(TH1)에 의해 서로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 관통홈은, 상기 1 전면 전극층(140)과 상기 제 2 전면 전극층(240), 상기 제 1 버퍼층(130)과 상기 제 2 버퍼층(230), 상기 제 1 광 흡수층(130)과 상기 제 2 광 흡수층(230)을 서로 이격시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1 관통홈(TH1)은 전면 전극층, 버퍼층 및 광 흡수층을 관통하는 홈일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 관통홈(TH1)에 의해 후면 전극층의 상면이 노출될 수 있다.
상기 제 1 금속층(410)은 전면 전극층, 버퍼층 및 광 흡수층을 관통하는 제 1 관통홈(TH1) 내에 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 제 1 금속층(410)은 상기 제 1 관통홈(TH1) 내에 삽입되어 상기 제 1 태양전지 셀(100) 및 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 각각 접촉하며 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 금속층(410)은 상기 제 1 태양전지 셀(100)과 부분적으로 접촉되며 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 금속층(410)은 상기 제 1 관통홈에 의해 노출되는 상기 제 1 후면 전극층(110)의 상면과 접촉하며 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 관통홈(TH1)에 의해 노출되는 상기 제 1 광 흡수층(120)의 측면, 상기 버퍼층(130)의 측면 및 상기 제 1 전면 전극층(140)의 측면과 접촉하며 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 전면 전극층(140)의 상면과 접촉하며 배치될 수 있다.
상기 제 1 후면 전극층(110), 상기 제 1 광 흡수층(120), 상기 제 1 버퍼층(130) 및 상기 제 1 전면 전극층(140)에 접촉되며 배치되는 상기 제 1 금속층(410)은 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 금속층(410)은 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 부분적으로 접촉되며 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 금속층(410)은 상기 제 2 전면 전극층(240)의 상면과 접촉하며 배치될 수 있다.
상기 제 1 태양전지 셀(100)과 접촉하며 배치되는 상기 제 1 금속층(410)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 접촉하며 배치되는 상기 제 1 금속층(410)은 서로 분리되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 금속층(410)에 의해 상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 자세하게, 도 4의 화살표에 방향과 같이 상기 태양전지 패널을 통해 흐르는 전류는, 상기 제 1 후면 전극층(110), 상기 제 1 광 흡수층(120), 상기 제 1 버퍼층(130) 및 상기 제 1 전면 전극층(140)을 통해 이동하고, 상기 제 1 전면 전극층(140)에서 상기 제 1 전면 전극층(140) 상면에 배치되는 상기 제 1 금속층(410)을 통해 상기 제 2 후면 전극층(210)으로 이동하고, 다시 상기 제 2 후면 전극층(210), 상기 제 2 광 흡수층(220), 상기 제 2 버퍼층(230) 및 상기 제 2 전면 전극층(240)을 통해 이동하여, 상기 제 2 전면 전극층(240) 상면에 배치되는 상기 제 1 금속층(410)을 통해 다른 태양전지 셀과 연결될 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 태양전지 패널은 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 태양전지 패널 내에서 발전이 이루어지지 않는 영역 즉, 데드존 영역(Dead Zone ,DZ) 영역을 감소시킬 수 있다.
종래에는, 도 1에 도시되어 있듯이, 제 1 태양전지 셀(1000)과 제 2 태양전지 셀(2000)은 복수 개의 홈들(P1, P2, P3)에 의해 분리되어 형성되었다. 즉, 각각의 후면 전극층을 분리하는 제 1 홈(P1) 상기 제 1 태양전지 셀(1000)과 상기 제 2 태양전지 셀(200)을 연결하기 위한 제 2 홈(P2) 및 상기 제 1 태양전지 셀(100)과 상기 제 2 태양전지 셀(2000)을 분리하기 위한 제 3 홈(P3)가 형성될 수 있다. 이러한 제 1 홈, 제 2 홈 및 제 3 홈은 각각 발전이 이루어지지 않는 영역으로서, 홈의 폭이 넓어질수록 태양전지의 효율이 저하될 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 태양전지 패널은 종래, 상기 제 1 태양전지 셀과 상기 제 2 태양전지 셀을 연결하기 위한 제 2 홈을 형성하지 않고, 종래의 제 3 홈 즉, 실시예의 제 1 관통홈에 금속층을 배치하여, 상기 제 1 태양전지 셀과 제 2 태양전지 셀을 연결함으로써, 제 2 홈을 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 이에 따라, 데드존 영역을 감소시킬 수 있으므로 전체적인 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 태양전지 패널은 각각의 태양전지 셀들의 폭을 증가시킬 수 있다. 상기 태양전지 셀의 폭이 커질수록 저전압 고전류의 태양전지를 구현할 수 있으나, 셀의 폭이 커지는 경우 전면 전극층의 면저항에 의해 오히려 효율이 감소되는 문제점이 있었다.
즉, 도 2에 도시되어 있듯이, 태양전지 패널에서 전류가 흐를 때, 도 2의 화살표 방향으로 전류가 흐르게 되므로, 셀 폭이 넓어질수록 전면 전극층의 면저항에 따라 저항 손실을 많이 받게되어 오히려 효율이 저하되므로, 태양전지 셀의 폭을 넓히는 것에 한계가 있었다,
그러나, 실시예에 따른 태양전지 패널은 제 2 홈을 형성하지 않고, 제 1 관통홈에 제 1 금속층을 배치하고, 이에 따라, 도 3에 도시되어 있듯이, 전류의 흐름이 화살표 방향 즉, 금속층을 따라 흐르게 되므로, 태양전지 셀의 폭에 크기에 따른 저항을 받지 않으므로, 태양전지 셀의 폭을 넓게할 수 있다. 이에 따라, 태양전지 셀의 폭을 크게하여 보다 적은 태양전지 셀들을 배치할 수 있으므로, 태양전지 셀들을 이격하는 제 3 홈의 수를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 데드존 영역을 감소시킬 수 있고, 저전압을 구현할 수 있어, 전체적인 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 패널은 제 3 태양전지 셀(300)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 태양전지 셀(300)은 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 서로 이격하여 배치될 수 있다, 자세하게, 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 상기 제 3 태양전지 셀(300)은 제 2 관통홈(TH2)에 의해 서로 이격하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 관통홈(TH2)에는 제 2 금속층(420)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 2 관통홈(TH2)에 삽입될 수 있다. 상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 2 관통홈(TH2)에 삽입되어, 상기 제 2 태양전지 셀(200) 및 상기 제 3 태양전지 셀(300)과 접촉할 수 있다, 자세하게, 상기 상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 상기 제 3 태양전지 셀(300)을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 1 금속층(410)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 금속층(410) 및 상기 제 2 금속층(420)은 알루미늄, 니켈 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
도 5는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 상기 제 3 태양전지 셀(300)은, 제 3 후면 전극층(310), 제 3 광 흡수층(320), 제 3 버퍼층(330) 및 제 3 전면 전극층(340)을 포함할 수 있다.
상기 제 3 후면 전극층(310), 상기 제 3 광 흡수층(320), 상기 제 3 버퍼층(330) 및 상기 제 3 전면 전극층(340)은 앞서 설명한 제 1 태양전지 셀(100) 및 제 2 태양전제 셀(200)과 동일한 형상 및 물질을 포함할 수 있다.
상기 제 2 전면 전극층(240)과 상기 제 3 전면 전극층(340)은 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해 서로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 관통홈(TH2)은, 상기 2 전면 전극층(240)과 상기 제 3 전면 전극층(340), 상기 제 2 버퍼층(230)과 상기 제 3 버퍼층(330), 상기 제 2 광 흡수층(220)과 상기 제 3 광 흡수층(320)을 서로 이격시킬 수 있다. 즉, 상기 제 2 관통홈(TH2)은 전면 전극층, 버퍼층 및 광 흡수층을 관통하는 홈일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해 후면 전극층의 상면이 노출될 수 있다.
상기 제 2 금속층(420)은 전면 전극층, 버퍼층 및 광 흡수층을 관통하는 제 2 관통홈(TH2) 내에 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 2 관통홈(TH2) 내에 삽입되어 상기 제 2 태양전지 셀(200) 및 상기 제 3 태양전지 셀(300)과 각각 접촉하며 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 부분적으로 접촉되며 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 2 관통홈에 의해 노출되는 상기 제 2 후면 전극층(210)의 상면과 접촉하며 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해 노출되는 상기 제 2 광 흡수층(220)의 측면, 상기 제 2 버퍼층(230)의 측면 및 상기 제 2 전면 전극층(240)의 측면과 접촉하며 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전면 전극층(240)의 상면과 접촉하며 배치될 수 있다.
상기 제 2 후면 전극층(210), 상기 제 2 광 흡수층(220), 상기 제 2 버퍼층(230) 및 상기 제 2 전면 전극층(240)에 접촉되며 배치되는 상기 제 2 금속층(420)은 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 3 태양전지 셀(300)과 부분적으로 접촉되며 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 금속층(420)은 상기 제 3 전면 전극층(340)의 상면과 접촉하며 배치될 수 있다.
상기 제 2 태양전지 셀(200)과 접촉하며 배치되는 상기 제 2 금속층(420)과 상기 제 3 태양전지 셀(300)과 접촉하며 배치되는 상기 제 2 금속층(420)은 서로 분리되어 배치될 수 있다.
상기 제 2 금속층(420)에 의해 상기 제 2 태양전지 셀(200)과 상기 제 3 태양전지 셀(300)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 자세하게, 도 5의 화살표에 방향과 같이 상기 태양전지 패널을 통해 흐르는 전류는, 상기 제 2 후면 전극층(210), 상기 제 2 광 흡수층(220), 상기 제 2 버퍼층(230) 및 상기 제 2 전면 전극층(240)을 통해 이동하고, 상기 제 2 전면 전극층(240)에서 상기 제 2 전면 전극층(240) 상면에 배치되는 상기 제 2 금속층(420)을 통해 상기 제 3 후면 전극층(310)으로 이동하고, 다시 상기 제 3 후면 전극층(310), 상기 제 3 광 흡수층(320), 상기 제 3 버퍼층(330) 및 상기 제 3 전면 전극층(340)을 통해 이동하여, 상기 제 3 전면 전극층(340) 상면에 배치되는 상기 제 2 금속층(420)을 통해 다른 태양전지 셀과 연결될 수 있다.
상기 제 1 금속층(410)과 상기 제 2 금속층(420)은 일정한 높이 및 폭으로 형성될 수 있다. 일레로, 상기 제 1 금속층(410)과 상기 제 2 금속층(420)은 약 0.1㎜ 내지 약 1㎜의 폭 및 약 0.3㎜ 내지 약 1㎜의 높이로 형성될 수 있다. 상기 제 1 금속층(410)과 상기 제 2 금속층(420)이 상기 폭 및 높이 범위를 초과형 형성되는 경우, 제 1 태양전지 셀과 제 2 태양전지 셀의 연결이 불안전하여 단락이 발생될 수 있다.
또한, 상기 제 1 금속층(410)과 상기 제 2 금속층(420)은 일정한 간격으로 이격하여 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 금속층(410)과 상기 제 2 금속층(420)은 약 5㎜ 내지 약 20㎜의 간격으로 이격하여 배치될 수 있다.
상기 제 1 금속층(410)과 상기 제 2 금속층(420)이 약 5㎜ 미만으로 형성되는 경우, 상기 제 1 금속층(410)과 상기 제 2 금속층(420)이 촘촘하게 형성되어 오히려 데드존 영역이 증가할 수 있고, 약 20㎜를 초과하여 형성되는 경우, 면저항에 따른 영향을 받을 수 있어 태양전지의 효율이 저하될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 실시예들에 따른 태양전지 패널 적용되는 태양전지 모듈에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 태양전지 패널(20), 상기 태양전지 패널(20)를 수용하는 복수 개의 프레임(50)들, 상기 태양전지 패널(20) 상에 배치되는 보호층(30) 및 상기 보호층(30) 상에 배치되는 상부 기판(40)을 포함할 수 있다.
상기 보호층(30)은 태양전지 패널(20)의 상부에 배치된 상태에서 라미네이션 공정에 의해 태양전지 패널(20)과 일체화되는 것으로, 습기 침투로 인한 부식을 방지하고 태양전지 패널(20)을 충격으로부터 보호할 수 있다. 이러한 보호층(30)은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어질 수 있다.
상기 보호층(30) 위에 위치하는 상부 기판(40)은 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저(low) 철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (14)
- 제 1 관통홈에 의해 서로 이격하는 제 1 태양전지 셀 및 제 2 태양전지 셀; 및
상기 제 1 관통홈에 삽입되어 상기 제 1 태양전지 셀과 상기 제 2 태양전지 셀을 연결하는 제 1 금속층을 포함하는 태양전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 금속층은 알루미늄, 니켈 및 이들의 합금을 포함하는 태양전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 태양전지 셀은,
지지기판, 상기 지지기판 상에 배치되는 제 1 후면 전극층, 제 1 후면 전극층 상에 배치되는 제 1 광 흡수층 및 상기 제 1 광 흡수층 상에 배치되는 제 1 전면 전극층을 포함하고,
상기 제 2 태양전지 셀은,
지지기판, 상기 지지기판 상에 배치되는 제 2 후면 전극층, 제 2 후면 전극층 상에 배치되는 제 2 광 흡수층 및 상기 제 2 광 흡수층 상에 배치되는 제 2 전면 전극층을 포함하고,
상기 제 1 전면 전극층과 상기 제 2 전면 전극층은 상기 제 1 관통홈에 의해 서로 이격되는 태양전지 패널. - 제 3항에 있어서,
상기 제 1 금속층은,
상기 제 1 관통홈에 의해 노출되는 상기 제 1 후면 전극층의 상면, 상기 제 1 관통홈에 의해 노출되는 상기 제 1 광 흡수층의 측면, 상기 제 1 관통홈에 의해 노출되는 상기 제 1 전면 전극층의 측면, 상기 제 1 전면 전극층의 상면 및 상기 제 2 전면 전극층의 상면에 배치되는 태양전지 패널. - 제 3항에 있어서,
상기 제 1 금속층은 0.1㎜ 내지 1㎜의 폭을 가지는 태양전지 패널. - 제 5항에 있어서,
상기 제 1 금속층은 0.3㎜ 내지 1㎜의 높이를 가지는 태양전지 패널. - 제 3항에 있어서,
상기 제 2 태양전지 셀과 제 2 관통홈에 의해 서로 이격되는 제 3 태양전지 셀을 더 포함하고,
상기 제 2 관통홈에 삽입되어 상기 제 2 태양전지 셀과 상기 제 3 태양전지 셀을 연결하는 제 2 금속층을 포함하는 태양전지 패널. - 제 7항에 있어서,
상기 제 1 금속층 및 상기 제 2 금속층은 알루미늄, 니켈 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 태양전지 패널. - 제 7항에 있어서,
상기 제 2 금속층은 0.1㎜ 내지 1㎜의 폭 및 0.3㎜ 내지 1㎜의 높이를 가지는 태양전지 패널. - 제 7항에 있어서,
상기 제 3 태양전지 셀은,
지지기판, 상기 지지기판 상에 배치되는 제 3 후면 전극층, 제 3 후면 전극층 상에 배치되는 제 3 광 흡수층 및 상기 제 3 광 흡수층 상에 배치되는 제 3 전면 전극층을 포함하고,
상기 제 2 전면 전극층과 상기 제 3 전면 전극층은 상기 제 2 관통홈에 의해 서로 이격되는 태양전지 패널. - 제 10항에 있어서,
상기 제 2 금속층은,
상기 제 2 관통홈에 의해 노출되는 상기 제 2 후면 전극층의 상면, 상기 제 2 관통홈에 의해 노출되는 상기 제 2 광 흡수층의 측면, 상기 제 2 관통홈에 의해 노출되는 상기 제 2 전면 전극층의 측면, 상기 제 2 전면 전극층의 상면 및 상기 제 3 전면 전극층의 상면에 배치되는 태양전지 패널. - 제 11항에 있어서,
상기 제 1 금속층과 상기 제 2 금속층의 간격은 5㎜ 내지 20㎜인 태양전지 패널. - 제 7항에 있어서,
상기 제 1 태양전지 셀, 상기 제 2 태양전지 셀 및 상기 제 3 태양전지 셀은 4㎜ 내지 8㎜의 폭을 가지는 태양전지 패널. - 제 7항에 있어서,
상기 제 1 태양전지 셀, 상기 제 2 태양전지 셀 및 상기 제 3 태양전지 셀은 6㎜ 내지 8㎜의 폭을 가지는 태양전지 패널.
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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2014
- 2014-02-03 KR KR1020140012076A patent/KR20150091629A/ko not_active Application Discontinuation
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