KR20160037984A - Laminated backplane for solar cells - Google Patents

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KR20160037984A
KR20160037984A KR1020167005028A KR20167005028A KR20160037984A KR 20160037984 A KR20160037984 A KR 20160037984A KR 1020167005028 A KR1020167005028 A KR 1020167005028A KR 20167005028 A KR20167005028 A KR 20167005028A KR 20160037984 A KR20160037984 A KR 20160037984A
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backplane
solar cell
resin
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KR1020167005028A
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톰 스탈컵
메흐르더드 엠. 모슬레히
카퍼 파완
멘테기 캄란
데이비드 듀톤
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솔렉셀, 인크.
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Abstract

태양광을 수용하는 전측 및 금속화된 후측을 포함하는 후면 접촉 태양 전지 구조체로서, 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판 후측 상의 베이스 및 이미터 영역에 전기적으로 연결된 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분을 포함한다. 수지 및 섬유로 구성되고, 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판의 열팽창 계수와 비교적 매칭되는 열팽창 계수를 갖는 백플레인 라미네이트층은, 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분 및 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분에 의해 커버되지 않은 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판의 부분에 부착된다.A back-contacting solar cell structure comprising a front side and a metallized back side for receiving sunlight, the rear side contact solar cell structure comprising an on-cell patterned base electrically connected to the base and emitter regions on the back side of the back- . The backplane laminate layer, which is composed of resin and fibers, and has a thermal expansion coefficient that is relatively matched to the thermal expansion coefficient of the back contact solar cell semiconductor substrate, has an on-cell base, an emitter metallization portion and an on- Contact solar cell semiconductor substrate that is not covered by the back-contacting solar cell semiconductor substrate.

Figure P1020167005028
Figure P1020167005028

Description

태양 전지의 적층된 백플레인{LAMINATED BACKPLANE FOR SOLAR CELLS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a laminated backplane,

관련 출원 상호 참조Relevant Application Cross Reference

본 출원은 2013년 6월 30일에 출원된 미국 가출원 제61/860,216호의 이익을 주장하고, 본원에 전체 참조로 포함되어 있다.This application claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 61 / 860,216, filed June 30, 2013, which is incorporated herein by reference in its entirety.

본 출원은 2011년 8월 9일에 출원된 미국 가출원 제61/521,743호 및 2011년 8월 9일에 출원된 미국 가출원 제61/521,754호의 이익을 주장하는, 2012년 12월 28일에 출원된 미국 특허 출원 제13/807,631호의 일부 계속 출원이고, 본원에 참조로 포함되어 있다.This application claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 61 / 521,743, filed on August 9, 2011, and U.S. Provisional Application No. 61 / 521,754, filed on August 9, 2011, This application is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 13 / 807,631, which is incorporated herein by reference.

본 출원은 2011년 3월 28일에 출원된 미국 가출원 제61/468,548호의 이익을 주장하는 2012년 3월 28일에 출원된 미국 특허 출원 제13/433,280호의 일부 계속 출원이고, 2010년 8월 5일에 출원된 미국 가출원 제61/370,956호의 이익을 주장하는 2011년 8월 5일에 출원된 미국 특허 출원 제13/204,626호의 일부 계속 출원이고, 본원에 참조로 포함되어 있다.This application is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 13 / 433,280, filed March 28, 2012, which claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 61 / 468,548, filed March 28, 2011, This application is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 13 / 204,626, filed on August 5, 2011, which claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 61 / 370,956, filed on even date herewith.

기술분야Technical field

본 개시내용은 일반적으로 태양 전지의 분야에 관한 것이고, 구체적으로 백플레인이 부착된 태양 전지에 관한 것이다.The present disclosure relates generally to the field of solar cells, and more specifically to solar cells with backplanes.

종래에, 결정질 실리콘(다결정질 실리콘 및 단결정질 실리콘)은, 태양광발전(PV) 산업 시장의 최대 점유율을 갖는 것으로서, 현재 전세계 PV 시장의 약 85%를 차지한다. 얇은 결정질 실리콘 태양 전지로의 변경 방법은, PV 비용을 줄이기 위한 가장 유력하고 효과적인 방법 중 하나인 것으로 오랫동안 이해되고 있지만(전체 PV 모듈의 일부분으로서 태양 전지에서 사용되는 결정질 실리콘 웨이퍼 재료의 비용이 비교적으로 비싸기 때문이다), 얇은 결정질 웨이퍼가 사용되면, 얇은 웨이퍼는, 웨이퍼 취급 및 전지 가공 중의 기계적 파손에 매우 취약하고, 얇고 취약한 실리콘 웨이퍼로 의한 생산 수율 감소와 같은 문제에 의해서 제한된다.Traditionally, crystalline silicon (polycrystalline silicon and monocrystalline silicon) has the largest market share in the PV industry and currently accounts for about 85% of the global PV market. While it has long been understood that changing to thin crystalline silicon solar cells is one of the most powerful and effective ways to reduce the cost of PV (the cost of crystalline silicon wafer materials used in solar cells as part of the overall PV module is relatively low Thin wafers are very susceptible to mechanical breakage during wafer handling and cell processing and are limited by problems such as reduced yields due to thin and fragile silicon wafers.

얇은 결정질 태양 전지는, 영구적인 백플레인 지지체로서 유리할 수 있지만, 태양 전지 제작 가공에는, 얇은 실리콘 태양 전지 기판 상에서 기계적 응력이 증가하고, 열팽창 미스매칭, 접착 불충분에 관한 문제를 강조하는 종종 고온 가공이 포함된다. 종래의 태양 전지는, 종종 태양 전지 패키지, 캡슐 재료, 모듈, 및 필드 내에서 태양 전지를 보호하고 지지하기 위한 씰링 시트를 포함하지만, 태양 전지 필드 사용 수명 내내 전지 가공 중에 지지하기 위해서 태양 전지 흡수체에 영구적으로 부착되고 결합된 층으로서 사용하기 위해서는 고유의 구조적 특성이 부족하다.Thin crystalline solar cells may be advantageous as permanent backplane supports, but solar cell fabrication often involves high temperature processing, which increases mechanical stresses on thin silicon solar cell substrates and underscores problems with thermal expansion mismatch, adhesion failure do. Conventional solar cells often include a solar cell package, a capsule material, a module, and a sealing sheet for protecting and supporting the solar cell within the field, The inherent structural properties are lacking for use as permanently adhered and bonded layers.

따라서, 후면 접촉 태양 전지에 향상된 구조적 지지체를 제공하는 태양 전지에 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양전지가 요구되고 있다. 개시된 주제에 따르면, 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지는, 종래에 개발된 태양 전지에 관한 단점 및 문제점이 제거되거나 줄어든 것을 제공한다.Therefore, there is a demand for a back-contacting solar cell having a backplane attached to a solar cell that provides an improved structural support to the back-contacting solar cell. According to the disclosed subject matter, a backplane-attached rear-facing solar cell provides that the disadvantages and problems associated with previously developed solar cells are eliminated or reduced.

개시된 주제의 일 형태에 따르면, 광 수용 전측 및 금속화 후측을 갖는 후면 접촉 태양 전지 구조체가 제공된다. 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분(On-cell patterned base and emitter metallization)은 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판 상의 베이스 및 이미터 영역에 전기적으로 연결된다. 수지 및 섬유로 구성되고 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판의 열팽창 계수와 비교적 매칭되는 열팽창 계수를 갖는 백플레인 라미네이트층은, 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분에 부착되고 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분에 의해서 커버되지 않은 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판의 일부에 부착된다.According to one aspect of the disclosed subject matter, there is provided a back contact solar cell structure having a photoreceptor front side and a metallized back side. The on-cell patterned base and emitter metallization are electrically connected to the base and emitter regions on the back-contacting solar cell semiconductor substrate. A backplane laminate layer composed of resin and fibers and having a thermal expansion coefficient that is relatively matched to the thermal expansion coefficient of the back contact solar cell semiconductor substrate is attached to the on-cell base and emitter metallization portions, Contact solar cell semiconductor substrate that is not covered by the portion of the back-contacting solar cell semiconductor substrate.

이러한 및 그 외의 형태의 개시된 주제 또한 추가의 새로운 특성은 본원에 제공된 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 이러한 요약은, 청구된 주제의 포괄적인 설명을 의도하는 것이 아니고, 오히려 주제의 기능의 일부의 간단한 고찰을 제공하는 것이다. 본원에 제공된 그 외의 시스템, 방법, 특성, 및 이점은 다음의 도면 및 상세한 설명의 검토시 당업자에게 명백하게 될 것이다. 본 발명의 설명에 포함되는 모든 이러한 추가의 시스템, 방법, 특성, 및 이점은, 임의의 청구범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.Further disclosed novel features of these and other forms of the disclosed subject matter will become apparent from the description provided herein. This summary is not intended to be a comprehensive description of the claimed subject matter, but rather to provide a brief review of some of the subject matter's functions. Other systems, methods, features, and advantages provided herein will become apparent to those skilled in the art upon examination of the following figures and detailed description. It is intended that all such additional systems, methods, features, and advantages be included within the scope of the present invention, as embodied within the claims.

개시된 주제의 특징, 특성, 및 이점은, 도면과 함께, 하기 기재된 설명으로부터 명백하게 될 수 있고, 동일한 참조 부호는 동일한 특성을 나타내고,
도 1은 섬유 및 수지 함량을 갖는 백플레인층을 포함하는 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이고;
도 2는 이중 레벨 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이고;
도 3은 섬유 및 수지 함량을 갖는 백플레인층을 포함하는 2 레벨 금속화 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양전지의 단면도이고;
도 4는 2 레벨 금속화 이중 레벨 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이고;
도 5는 20배 확대한 직포 아라미드 섬유 기판의 사진이고;
도 6은 20배 확대한 부직포 아라미드 섬유 기판의 사진이고;
도 7은 아라미드 섬유 프리프레그 재료에 대한 열팽창 계수(또는 CTE) 대 수지 함량의 데이터를 도시한 그래프이고;
도 8은 혼합된 수지 시스템의 레올로지 프로파일을 개략적으로 도시한 레올로지 그래프이고;
도 9는 수지 내에서 첨가제의 확산 및 산화 실리콘에 실란의 커플링을 도시한 다아이그램이고;
도 10a, 10b, 및 10c는 혼합된 수지 시스템의 적층 공정 프로파일을 도시한 그래프이고;
도 11은 혼합 수지를 갖는 샘플에 대해 일련의 실험 개요를 도시한 그래프이고;
도 12a, 및 12b 는 비-진공 적층 중에 발생하는 태양 전지 구조체 내에서 보이드를 강조한 SEM 사진이고;
도 13은 출발 결정질(단결정질 또는 다결정질)을 사용하는 높은 레벨 태양 전지 및 모듈 제작 공정 흐름 실시형태이고;
도 14는 개시된 주제에 따른 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The features, nature, and advantages of the disclosed subject matter, along with the drawings, will be apparent from the description set forth below, wherein like reference numerals designate like features,
1 is a cross-sectional view of a backplane-attached rear-facing solar cell comprising a backplane layer having fiber and resin content;
2 is a cross-sectional view of a back-contacting solar cell with a dual level backplane;
3 is a cross-sectional view of a back-contacting solar cell with a two-level metallization backplane attached comprising a backplane layer having fiber and resin content;
4 is a cross-sectional view of a back-contacting solar cell with a two-level metallized dual-level backplane;
5 is a photograph of a woven aramid fiber substrate 20-fold magnified;
6 is a photograph of a nonwoven aramid fiber substrate 20 times magnified;
FIG. 7 is a graph showing data on the coefficient of thermal expansion (or CTE) vs. resin content for an aramid fiber prepreg material;
Figure 8 is a rheological graph schematically illustrating the rheology profile of a mixed resin system;
Figure 9 is a diagram illustrating the diffusion of an additive in a resin and the coupling of silane to silicon oxide;
Figures 10a, 10b, and 10c are graphs illustrating the lamination process profile of a mixed resin system;
11 is a graph showing a series of experimental outlines for a sample with mixed resin;
Figs. 12A and 12B are SEM images emphasizing voids in a solar cell structure occurring during non-vacuum lamination; Fig.
Figure 13 is a high level solar cell and module fabrication process flow embodiment using starting crystalline (monocrystalline or polycrystalline);
14 is a cross-sectional view of a backplane-mounted back-contact solar cell according to the disclosed subject matter.

다음의 설명은 제한적인 것이 아니라 본 개시내용의 일반적인 원리를 설명하기 위한 것이다. 본 개시내용의 범위는 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다. 본 개시내용의 예시의 실시형태는 도면 내에서 도시되고, 유사한 수치는 다양한 도면의 동일한 부분 및 상응하는 부분을 지칭하기 위해서 사용된다. 중요하게, 실시형태에 개시된 예시의 치수 및 산출은 특정한 실시형태에 대해 상세한 설명으로서 제공되고 개시된 주제에 따라서 태양 전지를 형성하고 디자인하는 경우 일반적인 가이드라인으로서 사용된다.The following description is intended to be illustrative of the general principles of the disclosure, rather than of limitation. The scope of the present disclosure should be determined with reference to the claims. Exemplary embodiments of the present disclosure are shown in the figures, wherein like numerals are used to refer to the same and corresponding parts of the various figures. Importantly, exemplary dimensions and computations disclosed in the embodiments are provided as a detailed description of specific embodiments and are used as general guidelines when forming and designing solar cells according to the disclosed subject matter.

본 출원은, 대면적이고(예를 들면, 약 100 cm2 내지 수 제곱미터 이하의 범위의 영역을 갖는다), 얇고(예를 들면, 수 마이크론 내지 수백 마이크론의 두께 범위), 깨지기 쉬운 재료를, 수지 및 섬유를 포함하는 프리프레그 백플레인 구조체를 사용해서 지지하는 독특한 구조체 해결책을 제공한다. 개시된 유기 또는 폴리머 백플레인 구조체 및 제작 방법은, 특히 고효율 태양 전지에서 사용되는 태양 전지의 반도체 재료(예를 들면, 결정질 실리콘)의 열팽창 계수(CTE)와의 매칭을 위해 개발되었다.The present application is based on the finding that a brittle material can be used that is biocompatible (e.g., having an area ranging from about 100 cm 2 to less than a square meter), thin (e.g., ranging from a few microns to a few hundred microns) Providing a unique structure solution that supports using a prepreg backplane structure comprising fibers. The disclosed organic or polymer backplane structures and fabrication methods have been developed for matching with the thermal expansion coefficient (CTE) of semiconductor materials (e.g., crystalline silicon) of solar cells used in high efficiency solar cells.

(고효율 태양 전지를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 적용을 위한)혁신적인 백플레인 및 백플레인의 적층 공정 특성이 제공되고, 이는 당업자를 위한 제작 수행 재료 및 방법 설명을 포함한다. 본 개시내용은 단결정 실리콘 기판 및 그 외에 기재된 제작 재료를 사용해서 예를 들면, 상호 끼워 맞춘 후면 접촉(interdigitated back-contact, IBC) 태양 전지와 같은 특정한 실시형태에 대해서 기재되지만, 당업자는, 비-IBC 후면 접촉 태양 전지(예를 들면, 금속화 랩-쓰로우 또는 MWT 후면 접촉 태양 전지, 종래의 전면 접촉 전지)를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 그 외의 태양 전지, 또 다른 반도체 재료를 포함하는 그 외의 제작 재료(예를 들면, 실리콘, 갈륨 비소, 게르마늄, 갈륨 질화물, 그 외의 2원 및 3원 반도체 등), 기술 영역, 및/또는 지나친 실험 없는 실시형태에 본원에서 검토된 원리를 적용할 수 있다.Innovative backplane and backplane lamination process characteristics (for applications including, but not limited to, high-efficiency solar cells) are provided, which include material and method descriptions of manufacture for those skilled in the art. Although the present disclosure has been described with respect to particular embodiments, such as interdigitated back-contact (IBC) solar cells using, for example, monocrystalline silicon substrates and the fabrication materials described therein, Other solar cells, including but not limited to IBC back-contact solar cells (e.g. metallized wrap-throw or MWT back-contact solar cells, conventional front contact batteries) (Such as silicon, gallium arsenide, germanium, gallium nitride, other binary and ternary semiconductors, etc.), technological areas, and / or the principles discussed herein, have.

백플레인의 혁신적인 재료 특성 및 가공 요건은 유연한 반도체 전자제품 및 태양광 발전 장치의 제조에 사용되고, 특히 고효율 결정질 실리콘 태양 전지에 대해 바람직하다. 예시의 디자인 법칙은, 에픽택셜 성장 단결정 실리콘에 의해서 제조된 전지, 또는 CZ를 사용해서 제조된 결정질 실리콘 웨이퍼 또는 캐스트 다결정질 웨이퍼로부터 제조된 전지를 포함하는 후면 접촉/후면 접합 결정질 실리콘 태양 전지의 지지체에서 개발되었다. 그러나, 본원에 제공된 실시형태는 그 외의 결정질 반도체 태양 전지 및 모듈에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.The innovative material properties and processing requirements of the backplane are used in the manufacture of flexible semiconductor electronics and photovoltaic devices, particularly for high efficiency crystalline silicon solar cells. The example design rule is applicable to a back contact / rear bonded crystalline silicon solar cell support comprising a cell made of epitaxially grown single crystal silicon, or a cell made of a crystalline silicon wafer or a polycrystalline wafer made using CZ . However, it should be understood that the embodiments provided herein may be applied to other crystalline semiconductor solar cells and modules.

가장 간단한 실시형태 중 하나에서, 백플레인은, 얇은(예를 들면, 약 수 마이크론 내지 250 마이크론 이하의 두께 범위) 실리콘 웨이퍼 또는 실리콘 기판(또는 그 외의 반도체 재료, 예를 들면, GaAs, GaN, 등)에 직접 부착(예를 들면, 결합)되는, 단일 성분일 수 있다. 도 1은 섬유 및 수지 함량을 갖는 백플레인층을 포함하는 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이다. 도 2는 이중 레벨 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이다. 얇은 결정질 실리콘 흡수체를 사용해서 후면 접촉/후면 접합 태양 전지에 적용에 초점을 맞추고 있지만, 본 발명의 실시형태는 다양한 그 외의 태양 전지 디자인(예를 들면, 전면 접촉 태양 전지) 및 그 외의 반도체 흡수체 재료에 적용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In one of the simplest embodiments, the backplane is a silicon wafer or silicon substrate (or other semiconductor material such as GaAs, GaN, etc.) that is thin (e.g., in the range of a few microns to 250 microns thick) (E. G., Coupled) to a < / RTI > 1 is a cross-sectional view of a backplane mounted back-contacting solar cell comprising a backplane layer having fiber and resin content. 2 is a cross-sectional view of a back-contacting solar cell with a dual level backplane. Although the focus is on application to back contact / rear junction solar cells using thin crystalline silicon absorbers, embodiments of the present invention may be applied to various other solar cell designs (e.g., front contact solar cells) and other semiconductor absorber materials As will be understood by those skilled in the art.

백플레인 구조체는 2개의 주요한 기능을 수행할 수 있다. 첫째, 손상 또는 파손 없이 취급되고 가공되어야 하고, 손상 또는 파손 없이 최종 태양 전지 모듈 내에 적층될 수 있는 웨이퍼 또는 얇은 태양 전지 흡수체에 충분한 기계적 강도를 제공하는 웨이퍼 또는 얇은 반도체 흡수체의 전체 영역에 걸친 구조적 지지체이다. 둘째, 백플레인은, 실리콘 웨이퍼 또는 기판(온-셀) 상의 전지 레벨 접촉 금속화 부분(금속-1 또는 M1 또는 온-셀 금속화 부분으로 칭함)과 태양 전지 전력을 추출하고 모듈 내에 그 외의 태양 전지와 상호 연결하기 위해 사용되는, 제2 또는 최종 이상의 높은 전도성 금속화 부분(금속-2 또는 M2로 칭함) 사이에서 연결하는 유전층 또는 전기 절연층으로서 역할을 한다. 따라서, 백플레인은, 고효율 태양 전지 및 모듈의 저렴한 제조를 위해 후면 접촉/후면 접합 태양 전지의 2 레벨 금속화 부분의 구축을 수행할 수 있다. 도 3은 섬유 및 수지 함량을 갖는 백플레인층을 포함하는 2 레벨 금속화 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이다. 도 4는 2 레벨 금속화 이중 레벨 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이다. 개시된 주제는 프리프레그 백플레인이 지지된 후면 접촉 태양 전지 및 제작에 관한 것으로, 본원, 및 2012년 3월 28일에 출원된 미국 특허 출원 제13/433,280호(2013년 1월 3일에 공개된 미국 특허 공개 제2009/0000715호), 2012년 12월 28일에 출원된 제13/807,631호(2013년 2월 14일에 공개된 PCT 국제 공개 제2013022479호), 2013년 4월 2일에 출원된 제13/822,657호(2013년 8월 22일에 공개된 미국 특허 제2013/0213469호), 및 2013년 4월 24일에 출원된 제13/869,928호(2013년 9월 5일에 공개된 제2013/0228221호)에 제공되고, 본원에 참조로 포함되어 있다.The backplane structure can perform two primary functions. First, a wafer or thin wafer that can be handled and processed without damage or breakage and that can be laminated into the final solar cell module without damage or breakage, or a structural support over the entire area of the thin semiconductor absorber, to be. Second, the backplane can be fabricated by extracting the cell level power of the cell level contact metallization portion (referred to as metal-1 or M1 or on-cell metallization portion) on a silicon wafer or substrate (on-cell) And serves as a dielectric or electrically insulating layer connecting between the second or more highly conductive metallization portions (referred to as Metal-2 or M2), which are used to interconnect the first and second conductive metallization portions. Thus, the backplane can perform the construction of a two-level metallized portion of the back contact / back junction solar cell for inexpensive manufacture of high efficiency solar cells and modules. 3 is a cross-sectional view of a back-contacting solar cell with a two-level metallization backplane attached including a backplane layer having fiber and resin content. 4 is a cross-sectional view of a back-contacting solar cell with a two-level metallized double-level backplane. The disclosed subject matter relates to a back-contacting solar cell with a prepreg backplane supported and to fabrication thereof, and in U. S. Patent Application Serial No. 13 / 433,280, filed March 28, 2012 No. 2009/0000715), 13 / 807,631 filed on December 28, 2012 (PCT International Publication No. 2013022479, published February 14, 2013), filed on April 2, 2013 No. 13 / 822,657 (U.S. Patent No. 2013/0213469, published Aug. 22, 2013), and No. 13 / 869,928, filed Apr. 24, 2013 2013/0228221), which is incorporated herein by reference.

또한, 선택적으로 태양 전지 기판으로부터 열적 및 기계적으로 분리된 구조체로서 백플레인 구조체는 다양한 전지 레벨 적용을 위해 태양 전지당 전력 반도체 전자제품 부품을 배치할 수 있고, 예를 들면, 필드 내에서 다양한 작동 조건 하에서 태양 전지로부터 최대 전력을 추출하기 위한 분포된 쉐이드 관리 및 최대 출력점 트랙킹(MPPT) 전력 최적화 장치의 정류기 스위치이다.In addition, the backplane structure as a selectively and thermally and mechanically separated structure from the solar cell substrate can place power semiconductor electronics components per solar cell for various battery level applications, for example, Is a rectifier switch for distributed shade management and maximum output point tracking (MPPT) power optimization devices for extracting maximum power from solar cells.

개시된 주제에 따르면, 백플레인은, 얇은 실리콘 웨이퍼 또는 태양전지 흡수체의 후측에 직접 적층된 수지 함침된 섬유 기판이다(일반적으로, 약 25 마이크론 내지 약 250 마이크론 이하의 두께, 다른 고려사항 중에서 소망의 유연성에 따라 약 75 마이크론 내지 150 마이크론). 따라서, 간단하고, 내구성이 있으며, 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 태양 전지 디자인을 제공한다. 도 1 및 2는 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지의 단면도이다. According to the disclosed subject matter, the backplane is a resin-impregnated fiber substrate directly laminated to the back side of a thin silicon wafer or solar cell absorber (generally from about 25 microns to about 250 microns thick, among other considerations, About 75 microns to 150 microns). Thus, it provides a simple, durable, reliable and cost effective solar cell design. 1 and 2 are sectional views of a back-contacting solar cell to which a backplane is attached.

다음의 디자인 고려사항은, 백플레인의 제조 및 평가를 위해 설립되었고, 백플레인 재료 선택 및 시험을 위해 상세한 디자인 요건 및 가이드라인으로서 제공된다. 본원에 제공된 주요한 백플레인 실시형태는 최종 제품 인증 및 제품 시판을 위한 주요한 디자인 목적을 충족한다. 얇은(예를 들면, 수 마이크론 내지 250 마이크론 이하의 두께 범위) 태양 전지 반도체 흡수체 재료를 지지하기 위한 백플레인에 적합한 재료 범위는, 최종 태양 전지 적용 및 태양 전지/모듈 제조 공정과의 상용성을 보장하기 위해 일련의 요건(필수적으로 선택적인 요건)에 의해 정의될 수 있다. 경계 조건은 재료 선택 공정, 재료 개발(material developmet) 공정, 및 기술평가 공정을 정의하는 것을 돕는다. 백플레인 재료 및 수행에 대한 높은 레벨 기준은, 중요한 및 선택적 기준의 조합을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다:The following design considerations have been established for the manufacture and evaluation of backplanes and are provided as detailed design requirements and guidelines for backplane material selection and testing. The major backplane embodiments provided herein meet key design objectives for end product certification and product commercialization. Suitable material ranges for backplanes to support thin solar cell absorber materials (e.g., ranging from a few microns to 250 microns or less in thickness) can be used to ensure compatibility with final solar cell applications and solar cell / module manufacturing processes Can be defined by a set of requirements (essentially optional requirements). The boundary conditions help define the material selection process, the material developmet process, and the technology evaluation process. The high level criteria for backplane material and performance may include, but are not limited to, combinations of critical and selective criteria:

- 태양 전지 기판에 사용되는 광범위한 상이한 재료에 부착하기 위한 접착 시스템, 및 패시베이션, 금속화 부분, 및 모듈 캡슐 재료(예를 들면, 실리콘, 실리콘 산화물, 알루미늄, 알루미늄 산화물, 알루미늄/실리콘 소성 페이스트, 프릿 알루미늄 소성 페이스트, 주석), 및 모듈 캡슐 재료(예를 들면, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 또는 폴리올레핀) 또는 임의의 모듈 적층에 사용되는 임의의 그 외의 캡슐 재료를 포함한다. 접착 감소가 개선되고, 적층 공정 후 백플레인의 탈리 위험이 방지된다.A bonding system for attaching to a wide variety of different materials used in solar cell substrates and a passivation, metallization, and module encapsulation material (e.g., silicon, silicon oxide, aluminum, aluminum oxide, aluminum / silicon fired paste, Aluminum foil, tin), and any other encapsulating material used in module capsule materials (e.g., ethylene vinyl acetate (EVA) or polyolefin) or any module lamination. Adhesion reduction is improved, and the risk of tearing of the backplane after the laminating process is prevented.

- 모든 구성 백플레인 재료는 태양 전지 제조 흐름에서(태양 전지 공정 흐름에 따라) 다양한 환경에 적합해야 한다. 태양 전지 공정 환경은, 예를 들면, 높은 진공, 빠른 열 상승, 플라즈마 에칭, 열 어닐링(예를 들면, 약 300℃ 이하), 웨트 가공(이러한 웨트 공정이 예를 들면, 태양 전지 제조 공정 중에 백플레인 적층 후에 사용되는 경우 웨트 실리콘 에칭, 텍스처링, 세정, 및/또는 금속 도금)를 포함한다. 예를 들면, 일부 예에서, 태양 전지 공정 흐름은 적층 후 웨트 가공이 필요하지 않을 수 있고, 특정한 환경 상용성 요건이 특정한 공정 흐름에 적용되지 않을 수 있다.- All component backplane materials must be suitable for a variety of environments (depending on the solar cell process flow) in the solar cell manufacturing flow. Solar cell process environments include, for example, high vacuum, rapid heat rise, plasma etching, thermal annealing (e.g., below about 300 ° C), wet processing Wet silicon etching, texturing, cleaning, and / or metal plating when used after lamination). For example, in some instances, the solar cell process flow may not require wet processing after lamination, and certain environmental compatibility requirements may not apply to a particular process flow.

- 모든 구성 백플레인 재료는 약 250℃ 내지 300℃의 비교적 높은 가공 온도를 지지해야 한다. 일부 경우에서, 백플레인은 적어도 350℃ 이하의 가공 온도에서 수지가 열분해되지 않도록 디자인되어야 한다.- All constituent backplane materials must support relatively high processing temperatures of about 250 ° C to 300 ° C. In some cases, the backplane should be designed so that the resin is not pyrolyzed at a processing temperature of at least 350 캜.

- 모든 구성 백플레인 재료는 태양 전지 흡수층으로부터 열화된 에너지의 열 싱크를 용이하게 하기 위해서 합리적인 또는 충분한 열 전도성을 가져야 한다.- All constituent backplane materials must have reasonable or sufficient thermal conductivity to facilitate heat sinking of energy degraded from the solar cell absorbing layer.

- 모든 구성 백플레인 재료는 (예를 들면, 필요에 따라 적층 후 백플레인을 레이저 트리밍하기 위해, 및 패터닝된 M2 형성에 의해서 형성된 M2-M1 전도성 비아 플러그를 위해 적층된 백플레인 시트를 통해 비아 홀을 레이저 드릴링하기 위해)필요에 따라 레이저 절단 및 드릴링과 상용되어야 한다.- All constituent backplane materials can be subjected to laser drilling (e.g., laser drilling of the via holes through stacked backplane sheets for M2-M1 conductive via plugs formed by patterned M2 formation, for example, To be used with laser cutting and drilling as required.

- 전체 백플레인 시스템은, 반도체 기판의 CTE와 매칭하거나 비교적 가까운 CTE를 가져야 하고, 반도체 기판이, 예를 들면, CTE가 약 2.6 내지 2.8 ppm/℃를 갖는 결정질 실리콘 태양 전지의 경우, 결정질 실리콘이다. 즉, 백플레인 두께를 통한 평균 CTE 또는 백플레인의 팽창 조절층은, 반도체 기판의 CTE와 비교적 매칭되어야 한다. 또한, 2 레벨의 금속화 부분의 경우의 CTE 매칭은 특히 비아 보호를 위해 중요하다.The entire backplane system must have a CTE that matches or is comparably close to the CTE of the semiconductor substrate and the semiconductor substrate is crystalline silicon, for example, a crystalline silicon solar cell having a CTE of about 2.6 to 2.8 ppm / 占 폚. That is, the average CTE through the backplane thickness or the expansion control layer of the backplane should be relatively matched to the CTE of the semiconductor substrate. Also, the CTE matching in the case of two levels of metallized portions is particularly important for via protection.

- 모든 구성 백플레인 재료는 태양 전지 가공을 위해 필요에 따라 웨트 화학 재료과 비-반응성이어야 한다. 웨트 화학약품은, 예를 들면, 산, 염기, 용매 및 산화제를 포함한다. 또한, 필요한 또는 선택된 태양 전지 가공 방법에 따라, 이러한 요건은, 전지 제조 공정 흐름 실시형태에서 적층 후 웨트 가공을 사용하지 않으면(예를 들면, 모든 웨트 가공은 태양 전지 백플레인 적층 전에 수행되어야 하는 경우), 적용되지 않거나 완화될 수 있다.- All constituent backplane materials should be non-reactive with wet chemical materials as needed for solar cell processing. Wet chemicals include, for example, acids, bases, solvents and oxidizing agents. In addition, depending on the required or selected solar cell processing method, this requirement can be achieved without using wet processing after lamination in a cell manufacturing process flow embodiment (e.g., all wet processing must be performed prior to solar cell backplane lamination) , Can not be applied or can be mitigated.

- 전체 백플레인 시스템은, 함유된 수지 유동이 긴 범위의 수지 유동을 방지할 수 있기 때문에, 수지 유동을 함유해야 한다.- The entire backplane system must contain a resin flow, since the contained resin flow can prevent a long range of resin flow.

- 전체 백플레인 시스템은, 백플레인 적층 중 및 후에 ±3mm 중심 대 에지 기판 굽힘/휨 미만을 갖는 비교적 평평한 전지를 제공해야 한다. 작은 전지 굽힘은, 태양 전지를 제작하고 이어서 얻어진 백플레인에 부착된 태양 전지가 태양 모듈내에서 고수율 적층하기 위한 적층 후 태양 전지 가공을 용이하게 한다.The entire backplane system should provide a relatively flat battery with less than ± 3 mm center-to-edge substrate bend / deflection during and after backplane lamination. Small cell bending facilitates solar cell fabrication after lamination to fabricate solar cells and subsequently deposit solar cells attached to the backplane in a solar module.

- 전체 백플레인 시스템은, 상대적인 평탄성 또는 평면성이 거의 또는 전혀 변화되지 않도록, 온도 상승(예를 들면, 약 20℃로부터 약 250℃까지) 및 온도 감소(약 250℃로부터 약 20℃까지) 중에 비교적 치수가 안정해야 한다.The entire backplane system is designed to have a relative size (e.g., from about 20 캜 to about 250 캜) and a temperature reduction (from about 250 캜 to about 20 캜), such that relative planarity or planarity changes little or no change Should be stable.

- 전체 백플레인 시스템은 유전체 또는 상대적 전기절연성이 있어야 하고 태양 전지 금속화층 사이의 효율적인 전기 절연층으로서 역할을 해야 한다(예를 들면, M1-M2 스택을 갖는 2 레벨 태양 전지 금속화 구조체를 가능하게 하기 위해).- The entire backplane system should have a dielectric or relative electrical insulation and serve as an efficient electrical insulation layer between the solar cell metallization layers (eg, to enable a two-level solar cell metallization structure with M1-M2 stacks for).

- 전체 백플레인 시스템은 레이저 가공(예를 들면, 레이저 절단) 동안 IR 스펙트럼 내에 적어도 부분적으로 투명하게 되어야 한다The entire backplane system must be at least partially transparent in the IR spectrum during laser processing (e.g., laser cutting)

- 전체 백플레인 시스템은 전지 및 모듈 심미적 디자인이 개선되어야 한다. 적용에 대해 특히 중요한 고려사항은, 체류 또는 자동 루프탑 및 휴대/이동 가능한 태양 전력 적용과 같은 태양 전지 및 모듈의 심미적 외관에 유리할 수 있다.- The entire backplane system should have improved battery and module aesthetic design. Particularly important considerations for application may be advantageous to the aesthetic appearance of solar cells and modules such as residence or automatic roof tops and portable / movable solar power applications.

- 전체 백플레인 시스템은 태양 모듈의 필드 수명 요건을 충족시켜야 하고, 일반적으로 필드 내에서 태양 패널의 적어도 25년 필드 수명을 충족시켜야 한다. - The entire backplane system must meet the field life requirements of solar modules and generally meet the field life of solar panels within the field for at least 25 years.

- 전체 백플레인 시스템은 비용 효율적인 것으로, 예를 들면, 백플레인 시트 재료를 포함한 것은 와트당 약 $0.04 이하이어야 한다. - The entire backplane system is cost effective, for example, including backplane sheet material should be less than about $ 0.04 per watt.

제공되는 백플레인 용액은, 태양 전지 기판에 백플레인 시트를 적층한 후 함께 전지 구조체가 연결되는 백플레인 재료에서 접착제/결합제로서 수지 시스템을 이용한다. 이용 가능한 수지 시스템은, 예를 들면, 에폭시, 폴리이미드 및 모든 시판되는 혼합수지를 포함하고, 각각은 개시된 주제의 적용에서 사용하기 위한 의의 필수적 및/또는 선택적 기준을 충족하는 특성을 갖는다. 수지가 본원에 기재된 지지하는 섬유 기판과 함께 사용되지만, 독특하게 갭 충전에는 수지만 사용될 수 있고, 즉 갭 충전제로서 수지가 사용된다.The provided backplane solution uses a resin system as an adhesive / binder in a backplane material in which a battery structure is connected together after stacking backplane sheets on a solar cell substrate. Available resin systems include, for example, epoxies, polyimides and all commercially available mixed resins, each having properties that meet the requisite and / or optional criteria for use in the application of the disclosed subject matter. Although the resin is used together with the supporting fibrous substrate described herein, only the resin can be used for the gap filling uniquely, that is, the resin is used as the gap filler.

백플레인을 사용하는 얇은 결정질 실리콘 흡수체를 갖는 고효율 후면 접촉/후면 접합(또한 상호 끼워 맞춘 후면 접촉 또는 IBC로서 알려짐) 태양 전지는, 에폭시 및 혼합 수지 시스템과 함께 제조될 수 있고, 적절한 섬유 기판과 함께 혼합하는 경우 실행 가능하고, 비용 효율적인 백플레인 용액에 대해서 사용될 수 있고, 각각의 재료 시스템은 특정한 이점 및 단점이 고려된다.A high efficiency back contact / back joining (also known as inter-fitted back contact or IBC) solar cell with a thin crystalline silicon absorber using a backplane can be fabricated with an epoxy and mixed resin system and mixed with an appropriate fiber substrate , It can be used for a feasible, cost-effective backplane solution, and each material system takes into account certain advantages and disadvantages.

에폭시 기반 수지 시스템은 인쇄 회로 기판(PCB) 산업에서 일반적이다. 에폭시 기반 수지 시스템은 PCB 적용에 대해서 저가이며 유연한 해결책을 제공할 수 있고, 유연한 고효율의 태양 전지의 제조에서 효율적으로 사용될 수 있는 것을 입증했다. 에폭시는, 일반적으로 그 외의 태양 전지층에 대한 우수한 접착, 적층 온도 및 압력에 대한 넓은 적층 공정 공차, 비교적 우수한 화학약품 내성, 우수한 홀 드릴링 균일성, 및 종래의 솔더링 공정에서 국소 가열을 견디는 능력을 제공하는 이점이 있다. 그러나, 특정한 태양 전지 적용에 대한 모든 디자인 목표를 충분히 달성하기 위해서 에폭시의 능력을 제한할 수 있는 에폭시 단점은, (백플레인의 두께보다 훨씬 큰 수지 측면 유출 유동 스케일을 갖는) 적층 중에 상당한 수지 유동, 제한된 높은 온도 내성, 35 내지 45 ppm/℃의 비교적 높은 열팽창 계수(실리콘의 CTE보다 훨씬 높다), 적층 후 수지의 연속 경화(가교), 높은 수분 흡수, 및 일부 태양 전지층 표면에 접착을 개선하기 위해 에폭시 수지는 기계적으로 표면을 거칠게 하는 것이 필요할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 에폭시 수지 백플레인 시스템을 이용하여 제작된 태양 전지는, 최종 태양 전지 적용에서 모든 신뢰성 요건을 충족하는 것으로 증명되었다.Epoxy-based resin systems are common in the printed circuit board (PCB) industry. Epoxy-based resin systems have proven to be a cost-effective and flexible solution for PCB applications and can be used efficiently in the manufacture of flexible, high-efficiency solar cells. Epoxies are typically used to provide excellent adhesion to other solar cell layers, wide stacking process tolerances to lamination temperatures and pressures, relatively good chemical resistance, good hole drilling uniformity, and the ability to withstand localized heating in conventional soldering processes There is an advantage to provide. However, the epoxy drawback that can limit the ability of the epoxy to achieve all design goals for a particular solar cell application is the considerable resin flow during deposition (with a resin side outlet flow scale much larger than the thickness of the backplane) High temperature resistance, a relatively high coefficient of thermal expansion (much higher than the CTE of silicon) of 35 to 45 ppm / 占 폚, continuous curing (crosslinking) of the resin after lamination, high moisture absorption, and adhesion to some solar cell layer surfaces The epoxy resin may need to mechanically roughen the surface. Nonetheless, solar cells fabricated using epoxy resin backplane systems have proven to meet all reliability requirements in the final solar cell application.

높은 분자량 수지 및 열경화성, 예를 들면, 열가소성(예를 들면, 유기 또는 합성 열가소성 고무)을 사용하는 혼합 수지 시스템은 PCB 산업에서 사용되지만 덜 일반적이다. 혼합 수지는 종종 특정한 적용에서 사용하기 위해서 주문 제작되고, 특정 유연한 고효율 태양 전지에 적용하기 위해 에폭시 수지에 대해 이점을 제공할 수 있다. 본원에 제공된 혼합 수지 시스템은, "비-유동" 재료일 수 있고 상당히 확장된 온도 작동 윈도우를 갖고, 예를 들면, 고분자량 수지 및 열경화성을 갖는 혼합 수지 시스템이다. 이러한 혼합 수지 시스템은, 재가열 중에 재경화, 적층 중에 제한된 수지 유동(따라서 수지의 제한된 측면 면내 유출), 높은 열 버짓 수용력(budget capability), 저온 흡수, 전지 내 금속층(예를 들면, 패터닝된 알루미늄 접촉 금속화 부분와 같은 금속-1층)에 대한 우수한 접착, 에폭시 수지보다 낮은 CTE, 승온 시에 가교 제한된 추가의 수지, 및 우수한 화학적 내성을 제공하는 데에 이점이 있다. 에폭시 수지에 대해, 비-유동(또는 적은 유동) 수지는, 실리콘 산화물에 대한 접착을 달성하기 위해 접착 촉진제가 필요할 수 있고(접착 촉진제의 첨가에 의해 화학적 상용성 제한을 일으킬 수 있고), 필요에 따라 낮은 레이저 비아 홀 드릴링 균일성, 및 온도 및 압력에 대한 좁은 적층 공정 윈도우를 포함하는 단점을 갖는다. 그러나, 일부 태양 전지 백플레인 적용에서 열가소성 재료를 사용하는 혼합 수지 시스템의 추가의 이점은, 상기 재료의 열가소성에 의해 최종 부분에서 특정 굽은 타겟을 얻기 위해서 충분히 경화된 라미네이트가 가열되고 재성형되는 것이다. 혼합 수지 시스템으로 제조된 고효율 태양 전지(예를 들면, 열가소성 고무와 같은 열가소성 재료와 혼합된 수지)는, 모듈 구조체 내에 제조되고 조립되고, 포지티브 결과를 갖는다. 또한, 혼합된 수지 시스템은, 본원에 제공된 주요 실시형태 중에서 사용되고 대량 생산된 고효율 태양 전지의 주요 경로이다.Mixed resin systems using high molecular weight resins and thermosets, such as thermoplastics (e.g., organic or synthetic thermoplastic rubbers), are used in the PCB industry, but are less common. Mixed resins are often custom made for use in certain applications and can provide benefits for epoxy resins for application in certain flexible high efficiency solar cells. The mixed resin system provided herein is a mixed resin system that can be a "non-flowing" material and has a significantly extended temperature operating window, for example, high molecular weight resins and thermosetting properties. Such a mixed resin system can be used for re-curing during reheating, for limited resin flow during lamination (hence limited side-plane outflow of resin), high thermal budget capability, low temperature absorption, Metal-one layer, such as a metallized portion), CTE lower than epoxy resin, additional resin bridging limited at elevated temperatures, and good chemical resistance. For epoxy resins, a non-flowing (or less flowable) resin may require an adhesion promoter to achieve adhesion to the silicon oxide (which may cause chemical compatibility limitations by the addition of an adhesion promoter) Low laser via hole drilling uniformity, and a narrow laminating process window for temperature and pressure. However, a further advantage of mixed resin systems using thermoplastic materials in some solar cell backplane applications is that the thermoplastics of the material heat and re-mold the laminate sufficiently cured to obtain a particular curved target in the final part. High efficiency solar cells made of mixed resin systems (for example, resins mixed with thermoplastic materials such as thermoplastic rubber) are fabricated and assembled in a module structure and have positive results. In addition, the mixed resin system is the main pathway of high efficiency solar cells used and mass produced in the main embodiments provided herein.

수지 단독으로 사용하는 것은 제조에서 태양 전지 구조 지지체(예를 들면, 얇은 실리콘 태양 전지에 대한 지지체)에 대해 실행 가능한 해결책은 아니지만, 실제로 수지 재료가 섬유 기판에 함침되고 수지 및 섬유의 조합이 사용되어 소망의 최종 백플레인 재료 특성을 달성하는 것으로, 이는 프리프레그라고 하는 재료이다(부분적으로 경화된 수지가 함침된 섬유 기판에 대한 표준 PCB 산업 용어는 프리프레그이다). 본원에 제공된 주요한 실리콘 태양 전지 실시형태는 실리콘 기판의 CTE와 같거나 비교적 매칭되는 CTE 값을 갖는 프리프레그 백플레인을 사용한다.The use of the resin alone is not a viable solution for a solar cell structure support (for example, a support for a thin silicon solar cell) in manufacturing, but in reality a resin material is impregnated into the fiber substrate and a combination of resin and fiber is used To achieve the desired final backplane material properties, which is referred to as a prepreg (the standard PCB industry term for a partially cured resin impregnated fiber substrate is a prepreg). The primary silicon solar cell embodiments provided herein employ a prepreg backplane having a CTE value that is equal to or comparable to the CTE of the silicon substrate.

일반적으로, 프리프레그는 수지와 미리 함침된 강화 재료이고, 복합부를 생성하기 위해 사용 준비가 되어 있다(웨트 레이업 시스템(wet lay up system)보다 빠르고 용이하게 복합물을 생성하기 위해 프리프레그가 사용될 수 있다). 프리프레그는, 일관성을 보장하기 위해 디자인된 장비를 사용하고 특별하게 제형된 사전 촉진된 수지와 강화 섬유 또는 패브릭을 결합함으로써 제조될 수 있다. 유연한 백킹 종이(backing paper)로 커버된 프리프레그는, 용이하게 취급될 수 있고 실온에서 특정한 기간 동안 (아웃 라이프(out-life)) 동안 휘어져 있을 수 있다. 또한, 프리프레그의 발전에 따라, 저장 동안 냉장이 필요하지 않는 재료, 장수명 프리프레그, 및 낮은 온도에서 경화하는 제품이 얻어졌다. 프리프레그 라미네이트는 가압하에서 가열에 의해 경화될 수 있다. 종래의 프리프레그는 오토클레이브 경화를 위해 제형되지만, 저온 프리프레그는 훨씬 낮은 온도에서 진공 백 압력을 사용해서 충분히 경화될 수 있다. 프리프레그 시트는 인쇄 회로 기판의 빌딩 블록으로서 사용되고 수지와 CTE 감소 섬유 또는 입자의 조합으로부터 제조될 수 있다. 프리프레그 백플레인 재료는, 저렴하고, 태양 전지 기판으로서, CTE와 매칭된(일반적으로 CTE <10 ppm/℃, 또는 CTE <5 ppm/℃), 얇은(예를 들면, 50 내지 250 마이크론, 구체적으로 약 50 내지 150 마이크론) 프리프레그 시트로서 텍스처링 화학 약품에 화학적 내성이 있고, 적어도 180℃ 이하(또는 적어도 280℃ 이하)에서 열적으로 안정하다.In general, prepregs are pre-impregnated reinforcing materials with resin and are ready for use to create a composite part (a wet lay up system where a prepreg can be used to produce composites faster and easier have). Prepreg can be fabricated using equipment designed to ensure consistency and combining reinforced fibers or fabric with specially formulated pre-promoted resins. The prepregs covered with flexible backing paper can be handled easily and can be bent during a certain period of time (out-life) at room temperature. Further, with the development of the prepreg, a material that does not require refrigeration during storage, a long-life prepreg, and a product that is cured at low temperature were obtained. The prepreg laminate can be cured by heating under pressure. Conventional prepregs are formulated for autoclave curing, but the low temperature prepreg can be sufficiently cured using vacuum bag pressures at much lower temperatures. The prepreg sheet can be used as a building block of a printed circuit board and can be made from a combination of resin and CTE reducing fibers or particles. The prepreg backplane material is inexpensive and can be used as a solar cell substrate in a thin (e.g., 50 to 250 microns, specifically CTE < 10 ppm / About 50 to 150 microns) prepreg sheet that is chemically resistant to the texturing chemicals and is thermally stable at least 180 degrees Celsius (or at least 280 degrees Celsius).

섬유 기판은 프리프레그 재료의 일반적 기계적 특성을 달성하기 위해 사용된다. 섬유는 적층의 많은 특성을 결정하고, 이 특성은 경화된 시트 두께, 면내(X 및 Y 축) CTE, 기계적 강도, 및 유전체 특성을 포함한다. 섬유 기판은, 롤 스톡(roll-stock)으로 제조하는데, 이는 프리프레그가 연속적 롤러 및 딥 코팅 방법을 사용해서 높은 부피로 제조될 수 있다. 기판에 사용되는 섬유의 형태를 선택하는 것은, 최종 프리프레그 라미네이트의 최종 특성을 달성하기 위해서 중요하다. The fibrous substrate is used to achieve the general mechanical properties of the prepreg material. The fibers determine many properties of the laminate, which includes cured sheet thickness, in-plane (X and Y axis) CTE, mechanical strength, and dielectric properties. The fibrous substrate is made of roll-stock, which can be manufactured in high volume using continuous rollers and dip coating processes. Choosing the type of fiber used in the substrate is important to achieve the final properties of the final prepreg laminate.

아라미드 섬유 기판은, 응력을 받는 환경 조건에서 낮은 CTE 및 높은 완전한 어셈블리 신뢰성/수명을 필요로 하는 적용에서 PCB 산업의 니셰(niche)를 갖는다. 본원에 제공되는 백플레인층은 태양 전지에 영구적인 열 적층 동안 백플레인 시트 재료로서 비교적 낮은 얻어진 프리프레그 CTE (태양 전지 흡수체층의 것과 매칭하거나 가깝게 매칭하기 위해)를 갖는 아라미드 섬유와 수지의 독특하고 신규한 조합을 적용한다. 아라미드 섬유는 그 섬유가 반경 방향에서 포지티브 CTE 및 축방향에서 네가티브 CTE(-4.5 ppm/℃)를 갖는 독특한 특성을 갖는다. 실질적으로, 섬유는 온도 증가에 따라 길이가 감소한다. 따라서, 섬유 및 수지를 포함하는 프리프레그 시스템은 최종 적용(예를 들면, 결정질 반도체 태양 전지에서 백플레인으로서 적용)에 대한 요건에 따라 배열되는 특정 CTE 목표를 달성하기 위해 미세 조절될 수 있다. 아라미드는 본원에 제공되는 M1/M2 금속화 부분 실시형태와 같은 다단 금속화 부분을 갖는 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지에서 중요한 요건인, CO2 레이저 드릴링 및 절단과 상용 가능하다는 점에서 추가의 이점이 있을 수 있다. 일반적으로 아라미드 섬유 기판은 직포 및 부직포(종이) 기판으로서 이용될 수 있다.The aramid fiber substrate has a niche in the PCB industry in applications requiring low CTE and high total assembly reliability / lifetime under stressed environmental conditions. The backplane layer provided herein is a unique and novel (not surprising) example of aramid fibers and resins with a relatively low obtained prepreg CTE (to match or closely match that of the solar cell absorber layer) as the backplane sheet material during permanent thermal lamination to the solar cell Combinations are applied. The aramid fiber has a unique property that the fiber has a positive CTE in the radial direction and a negative CTE in the axial direction (-4.5 ppm / DEG C). Substantially, the fibers decrease in length with increasing temperature. Thus, prepreg systems, including fibers and resins, can be finely tuned to achieve specific CTE targets that are arranged according to requirements for final application (e.g., as a backplane in a crystalline semiconductor solar cell). The aramid is further advantageous in that it is compatible with CO 2 laser drilling and cutting, which is an important requirement in backplane-attached backplane solar cells with multistage metallized portions such as the M1 / M2 metallized sub- This can be. In general, aramid fiber substrates can be used as woven and nonwoven (paper) substrates.

직포 아라미드 섬유 기판은 번들 사이에서 정확히 90°를 갖는 천으로 섬유 번들 직포로 이루어진다. 이러한 배향은 X 및 Y 방향으로 면내 CTE의 밸런스를 이루게 하는 이점을 제공하고, 또한 우수한 기계적 강도를 제공한다. 그러나, 직포 아라미드는 백플레인에 부착된 태양 전지 적용에서 다수의 상당한 제한을 가질 수 있고, 이는, 비교적 높은 재료 비용, 잠재적인 미래 공급물 제한(재료가 미국 정부에 의해서 전략 재료로서 분류되고 할당될 수 있다), 올새(weave)를 통한 다양한 섬유 밀도에 의한 일관되지 않은 레이저 홀 드릴링, 및 섬유 번들 사이에 갭 및 보이드를 충진하기 위한 높은 수지 부피 요건을 포함한다. 도 5는 20배 확대한 직포 아라미드 섬유 기판의 사진이다.The woven aramid fiber substrate is made of fiber bundle woven with a fabric having exactly 90 degrees between bundles. This orientation provides the advantage of balancing the in-plane CTE in the X and Y directions and also provides excellent mechanical strength. However, the woven aramid may have a number of significant limitations in solar cell applications attached to the backplane, which may result in relatively high material costs, potential future supply limitations (materials may be classified and allocated as strategic materials by the US government Inconsistent laser hole drilling by various fiber densities through weaves, and high resin volume requirements to fill gaps and voids between fiber bundles. 5 is a photograph of a woven aramid fiber substrate 20 times magnified.

부직포 아리미드 섬유 기판은 X-Y 면 내에 랜덤 섬유 방향으로 종이 유사 재료로 가압된 단섬유로 이루어진다. 도 6은 20배 확대한 부직포 아라미드 섬유 기판의 사진이다. 부직포 아라미드 섬유는 또한 X 및 Y 방향으로 네거티브 CTE를 나타내지만, 섬유의 랜덤 방향으로 인해 수축량이 직포 재료의 것보다 다소 작다. 기계적 강도는 직포 재료보다 작을 수 있지만 본원에 제공되는 실시형태와 같은 백플레인에 부착된 태양 전지에 비해 충분히 높다. 직포 아라미드 재료에 기재된 모든 상술한 제한은, 부직포 구성을 사용하는 경우 해결될 수 있다. 그러나, 부직포 재료에 대한 독특한 제한은, 6 mils로의 최대 시트 두께 제한, 및 프리프레그 제조 중에 엄격한 공정(tighter process) 균일성 요건을 포함한다. 중요하게, 이러한 제한은, 얇은 백플레인(예를 들면, 2 내지 6 mils 또는 약 50 마이크론 내지 150 마이크론의 두께 범위)이 종종 바람직한 것으로 제공되는 태양전지 백플레인 적용에 대해 전혀 또는 최소한 영향을 미칠 수 있다.The nonwoven aramid fiber substrate is composed of short fibers pressed into a paper-like material in the direction of random fibers in the X-Y plane. 6 is a photograph of a 20-fold enlarged nonwoven fabric aramid fiber substrate. The nonwoven aramid fibers also exhibit negative CTE in the X and Y directions, but due to the random orientation of the fibers the shrinkage is somewhat less than that of the woven material. The mechanical strength may be less than the woven material but is sufficiently high compared to solar cells attached to a backplane such as the embodiment provided herein. All the above-mentioned limitations described in woven aramid materials can be resolved when using a nonwoven construction. However, a unique limitation to nonwoven materials includes the maximum sheet thickness limit to 6 mils, and tighter process uniformity requirements during prepreg manufacture. Significantly, such limitations may have no or minimal impact on solar cell backplane applications where thin backplanes (e.g., ranging from 2 to 6 mils or thicknesses from about 50 microns to 150 microns) are often provided as desirable.

또한, 부직포 아라미드 섬유로 제조된 프리프레그를 이용하는 비싼 실험은, 상용 가능한 수지 재료와 짝을 이루는 경우 직접 실리콘의 CTE와 매칭될 수 있는 것을 나타낸다. 부직포 아라미드 섬유 및 혼합된 수지 프리프레그를 포함하는 백플레인 사용하는 완료된 후면 접촉 실리콘 태양 전지는, 태양 전지 제품 신뢰성 요건을 충족시키는 것을 나타내고, 부직포 아라미드 섬유 기판을 사용하는 것은, 백플레인에 부착된 고효율 태양 전지의 대량 제조 및 시판하기 위한 주요한 섬유 프리프레그 옵션으로 여겨진다.In addition, expensive experiments using prepregs made of nonwoven aramid fibers indicate that they can be matched directly with the CTE of silicon when mated with compatible resin materials. A completed back contact silicon solar cell using a backplane comprising nonwoven aramid fibers and mixed resin prepregs indicates that it meets solar cell product reliability requirements and the use of a nonwoven aramid fiber substrate is a high efficiency solar cell attached to a backplane Is considered to be a major fiber prepreg option for mass production and commercialization.

또 다른 실시형태에서, 탄소 섬유가 사용될 수 있다. 탄소 섬유 기판은 고강도, 고강성, 고온 내구성 및 저중량을 필요로 하는 항공 우주 및 탑 앤드 소비자 제품(top end consumer products)에서 광범위하게 적용되지만, 탄소 섬유 기판은 일반적으로 PCB 산업에서 사용되지 않는다. 탄소 섬유 기판은 직포 구성에서만 이용 가능하고 매우 고가이며 비용 효율적인 태양 전지 적용에서 매우 많은 비용이 들 수 있다. 탄소섬유는 아라미드와 마찬가지로 매우 낮은 CTE(일반적으로 1-2 ppm/℃)를 갖고 상용가능한 수지 시스템과 짝을 이루는 경우 실리콘과 같은 반도체 흡수제에 필적할만한 CTE를 갖는 낮은 CTE 적층을 제공할 수 있다. 그러나, 직포 탄소 섬유 기판에서 보이드 및 갭을 충진하기 위해 필요로 되는 수지 부피의 양 때문에 실리콘의 CTE와 정확한 매칭을 얻는 것은 불가능할 수 있다. 탄소 섬유의 추가의 고려사항은, 전기적 전도성 또는 완전한 전기 절연성의 부족으로, 즉 탄소 섬유의 전기 전도성은 높지 않고 백플레인 적층된 태양 전지 디자인에서 얻을 수 있는 최대 효율에서의 제한 팩터일 수 있다.In yet another embodiment, carbon fibers may be used. Carbon fiber substrates are widely used in aerospace and top end consumer products requiring high strength, high rigidity, high temperature durability and low weight, but carbon fiber substrates are generally not used in the PCB industry. Carbon fiber substrates are only available in woven configurations and can be very costly for very expensive and cost-effective solar cell applications. Carbon fibers, like aramid, can have a very low CTE (typically 1-2 ppm / 占 폚) and provide a low CTE laminate with a CTE comparable to a semiconductor absorbent such as silicon when paired with a commercially available resin system. However, it may not be possible to obtain an exact match with the CTE of silicon due to the amount of resin volume required to fill the voids and gaps in the woven carbon fiber substrate. A further consideration of carbon fibers may be the limiting factor in the maximum efficiency achieved with backplane laminated solar cell designs due to the lack of electrical conductivity or complete electrical insulation, i.e. the electrical conductivity of the carbon fibers is not high.

일부 예에서 탄소섬유 백플레인 기판은 기재된 제한으로 인해, 특히 비용 관점으로부터 특정한 저비용의 고효율 태양 전지에 대한 우수한 피트(fit)로 고려되지 않는다. 그러나, 탄소섬유 백플레인 재료는, 매우 높은 강성을 갖는 매우 얇은(예를 들면, 약 20 내지 100 마이크론 두께 범위) 백플레인이 바람직한, 백플레인이 부착된 태양 전지에서 유용하고 적용할 수 있다.In some instances, the carbon fiber backplane substrate is not considered a good fit for a particular low cost, high efficiency solar cell due to the limitations described, especially from a cost standpoint. However, carbon fiber backplane materials are useful and applicable in backplane-attached solar cells where a very thin (e.g., about 20 to 100 micron thick) backplane with very high stiffness is desirable.

또 다른 실시형태에서, 유리 섬유 기판이 사용될 수 있다. 유리 섬유 기판은 PCB 산업에서 프리프레그에 대해 가장 일반적으로 사용되는 재료이다. 유리 섬유는 대부분의 적용에서 매력적인 비용 경쟁력 있는 해결책을 제공하고 많은 수지 시스템과 결합될 수 있다. 그러나, 고효율 백플레인에 부착된 태양 전지 적용에서 유리 섬유 프리프레그의 제한은, 약 5-7 ppm/℃의 범위의 비교적 높은 CTE(특히 실리콘에 대해)를 포함하고 (필요에 따라)레이저 홀 드릴링 균일성의 어려움을 포함한다. 이러한 제한에 의해, 유리 섬유 기판은 추가의 고려사항에 따라 고효율 태양 전지 구조체에서 백플레인으로서 적용에 대해 덜 바람직할 수 있다. 그러나, 일 실시형태에서, 유리 섬유에 의해 제조된 프리프레그는, CTE와 비교적 미스매칭되는 효과를 없애기 위해, 유리 섬유 프리프레그와 실리콘 사이에 상이한 재료의 추가의 층이 개재되는 경우, 태양전지 백플레인으로서 이용될 수 있다.In another embodiment, a glass fiber substrate may be used. Glass fiber substrates are the most commonly used material for prepregs in the PCB industry. Fiberglass offers attractive cost-competitive solutions in most applications and can be combined with many resin systems. However, limitations of glass fiber prepregs in solar cell applications attached to high efficiency backplanes include relatively high CTE (especially for silicon) in the range of about 5-7 ppm / 占 폚, and (if necessary) Includes difficulties of sexuality. With these limitations, glass fiber substrates may be less desirable for applications as backplanes in high efficiency solar cell structures according to additional considerations. However, in one embodiment, a prepreg produced by glass fibers, when an additional layer of different material is interposed between the glass fiber prepreg and the silicon, to eliminate the relatively mismatched effects with the CTE, As shown in FIG.

상기 기재된 바와 같이, 프리프레그는 코팅 작동 중에 부분적으로 "경화된" 수지 시스템과 포화되는 섬유 기판이다. 실제로, 섬유 기판은 코터 상에서 수지로 코팅한다. 구체적으로, 재료를, 용매 중의 수지 용액으로 충진된 팬을 통과시킨 후 일련의 "계량 바"를 통과시켜서 섬유 상에 증착된 수지의 양을 정확하게 조절한다. 수지 포화된 섬유를 일련의 온도 조절 오븐 존을 통과시킨 후 용매를 제거하고 수지를 부분적으로 반응시킨다(또는 "B-단계").As described above, prepregs are fiber substrates that are saturated with partially "cured" resin systems during coating operations. In practice, the fiber substrate is coated with a resin on a coater. Specifically, the material is passed through a fan filled with a resin solution in a solvent and then passed through a series of "metering bars" to precisely control the amount of resin deposited on the fibers. The resin-saturated fibers are passed through a series of temperature-controlled oven zones, then the solvent is removed and the resin is partially reacted (or "B-step").

본원에 기재된 바와 같이, 실리콘의 CTE와 매칭된(또는 실리콘의 CTE와 거의 매칭된) 프리프레그는, 얇은 결정질 실리콘 흡수체층을 사용해서 후면 접촉/후면 접합 태양 전지와 같은 얇은 결정질 반도체 태양 전지를 지지하기 위한 백플레인으로서 사용하기 위해 이상적인 재료로서 작용할 수 있다. 또한, 실리콘의 CTE와 매칭된 프리프레그는 얇은 실리콘 반도체층과 기계적으로 강화된 유연한 태양 전지를 허용하고 후면 접촉 태양 전지 상호 연결 디자인에서 2 레벨 금속화 부분을 형성한다. 프리프레그는 단지 부분적으로 경화되기 때문에, 후면 접촉 태양 전지의 후측에 직접 영구적으로 적층될 수 있고 적소에서(예를 들면, 진공 가열 적층 장치에서) 충분히 경화될 수 있다. 따라서, 프리프레그 수지는 태양 전지 후측 표면과의 영구적인 결합을 형성하고(이는 태양 전지 기판의 커버되지 않은 부분 또한 패터닝된 금속-1 또는 M1 접촉 금속화 부분을 포함한다), 추가의 접착제가 필요하지 않아서 비용이 감소하고 신뢰성이 개선된다. 최대 프리프레그 경화온도는 250℃ 미만이기 때문에, 태양전지 웨이퍼는 프리프레그 경화 중에 도달하는 온도에 의해서 영향을 받지 않는다. 적층 압력은, 적층 경화 중에 수지를 "유동시키기" 위해 사용될 수 있지만, 적절한 적층 고정 디자인은 압력으로 인해 웨이퍼 파손 위험이 줄어든다.As described herein, a prepreg that matches (or nearly matches the CTE of) the silicon's CTE supports a thin crystalline semiconductor solar cell, such as a back contact / back junction solar cell, using a thin crystalline silicon absorber layer. Lt; RTI ID = 0.0 &gt; backplane &lt; / RTI &gt; In addition, pre-matched with the CTE of silicon allows a thin silicon semiconductor layer and a mechanically enhanced flexible solar cell and forms a two-level metallized portion in a back-contacting solar cell interconnect design. Since the prepreg is only partially cured, it can be permanently laminated directly to the backside of the back-contacting solar cell and can be sufficiently cured in situ (e.g., in a vacuum heat lamination apparatus). Thus, the prepreg resin forms a permanent bond with the solar cell backside surface (which also covers the uncovered portion of the solar cell substrate also includes the patterned metal-1 or M1 contact metallization portion), additional adhesive is needed The cost is reduced and the reliability is improved. Since the maximum prepreg curing temperature is less than 250 占 폚, the solar cell wafer is not affected by the temperature reached during the prepreg curing. Lamination pressure can be used to "flow" the resin during lamination cure, but a suitable laminate fixing design reduces the risk of wafer breakage due to pressure.

백플레인 적층 품질에 영향을 미치는 프리프레그 제조 중에 다수개의 중요한 조절 파라미터가 고려되어야 한다. 가장 중요한 가이드라인은, 수지 함량(RC)이라고 하는, 수지의 양과 섬유의 양의 매우 특정한 비율을 얻고, 일반적으로 백분율로 기재된다. 프리프레그에서 RC 값의 달성될 수 있는 범위는 다수개의 팩터에 의해서 결정된다; 이는 수지의 형태, 섬유 기판의 형태, 낮은 RC 측 상에서 "건조 섬유"에 대해 감소된 결함 및 높은 RC 측 상에서 버블/리플에 대해 감소된 결함을 포함한다. 약 20% 내지 65%의 RC값을 갖는 얇은 (50 내지 200㎛) 프리프레그 시트를 사용하는 백플레인 부착 결정질 실리콘 태양 전지가 제작되었다. RC는 백플레인이 부착된 후면 접촉 태양 전지 적용에 필요한 일관성을 얻기 위해서, 프리프레그 시트의 폭(일반적으로 50 인치 이하) 및 롤의 프리프레그 롤의 길이(수백 야드)에 걸쳐서 비교적으로 균일하게 되어야 한다. 중요하게, 본원에 개시된 후면 접촉 실리콘 태양 전지에 대한 프리프레그 백플레인은 독특하고 종래의 PCB 산업 프리프레그와 상당히 다르다. 예를 들면, 태양 전지 백플레인 적용에 대한 프리프레그 결함 요건은 PCB 산업에 비해서 덜 엄격해서 제조 비용이 줄어들고 프리프레그 재료 비용이 감소한다. 그러나, 필요한 CTE 타겟을 얻기 위해서, RC 균일성은 프리프레그 제조시 ±5% 미만, 바람직하게 ±1% 보다 큰 허용치로 유지되어야 한다.A number of important control parameters must be considered during prepreg fabrication that affects the backplane lamination quality. The most important guideline is to obtain a very specific ratio of the amount of resin to the amount of resin, referred to as resin content (RC), and is generally expressed as a percentage. The range in which the RC value can be achieved in the prepreg is determined by a plurality of factors; This includes the shape of the resin, the shape of the fiber substrate, reduced defects for "dry fibers " on the low RC side, and reduced defects for bubbles / ripples on the high RC side. A crystalline silicon solar cell with a backplane using a thin (50-200 [mu] m) prepreg sheet having an RC value of about 20% to 65% was fabricated. RC must be relatively uniform over the width of the prepreg sheet (typically 50 inches or less) and the length of the prepreg roll (hundreds of yards) of the roll to obtain the consistency required for backplane-attached back-contact solar cell applications . Significantly, the prepreg backplane for the back-contact silicon solar cell described herein is quite different from the unique and conventional PCB industry prepregs. For example, the requirements for prepreg defects for solar cell backplane applications are less stringent than in the PCB industry, resulting in reduced manufacturing costs and reduced prepreg material costs. However, in order to obtain the required CTE target, the RC uniformity should be maintained at a tolerance of less than ± 5%, preferably greater than ± 1%, in the preparation of the prepreg.

백플레인 지지된 태양 전지에 대해 제조하는 프리프레그에서 제2 중요한 팩터는, 프리프레그 롤 제조 공정 중에서 코팅 장치를 통해서 인출될 때 섬유 기판 웨브 상에서 장력의 균일성이다. 균일하지 않은 장력은 프리프레그 재료 일관성에 대해 유해한 뒤틀림 및 올새 왜곡(distortion)을 일으킨다. 예를 들면, 과도한 뒤틀림을 포함하고 제조된 재료는 적층된 태양 전지 부분에서 허용되지 않은 축방향의 휨을 일으킬 것이다. 올새 왜곡을 갖는 재료는 적층된 부분에서 뒤틀려질 것이다. 휨 및 뒤틀림은 플래너가 있는 부분을 달성하는 데에 유해하다. 따라서, 백플레인에 부착된 태양 전지에서 백플레인 적용을 위해(후면 접촉 태양 전지를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다), 프리프레그 롤형 재료는 20% 내지 65%의 범위의 RC를 갖도록 제조되고, 불균일한 장력이 없으며 과도한 휨 및 뒤틀림 왜곡이 없다.The second important factor in the prepreg for making backplane supported solar cells is the uniformity of the tension on the fiber substrate web as it is drawn through the coating apparatus during the prepreg roll manufacturing process. Uneven tension causes harmful distortions and distortion of the prepreg material consistency. For example, materials that contain excessive warpage will cause unacceptable axial deflections in the stacked solar cell portions. The material with warpage will be twisted at the laminated part. Warping and twisting are detrimental to achieving the planar portion. Thus, for backplane applications in solar cells attached to backplanes (including, but not limited to, back-contact solar cells), prepreg roll-type materials are manufactured to have an RC in the range of 20% to 65%, and non- And there is no excessive bending and distortion.

백플레인 지지된 태양 전지를 제조하기 위한 프리프레그 롤에 관한 제3 중요한 팩터는 코팅 라인을 통해서 가공 전의 섬유 기판의 제조이다. 아라미드 재료는 코팅 및 B-단계 경화 공정에 유해한 수분 흡수에 민감할 수 있다. 실제로, 기판은 수지 코팅 전에 특정한 낮은 습도 조건 하에서 유지되어야 한다. 이러한 동일한 문제는, 태양 전지 후측에 적층 전의 프리프레그 시트에 적용한다. 부적절하게 저장된 프리프레그는, 아라미드 섬유가 적층 전에 환경 수분을 흡수하는 경우 적층 후 분리 결함을 일으킬 수 있다. 따라서, 백플레인에 부착된 태양 전지(후면 접촉 태양 전지를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다)를 위해, 프리프레그 롤은 섬유 기판의 수지 코팅 전에 특정한 낮은 습도 조건하에서 제조되어야 하고 프리프레그 재료는 태양 전지 적층 공정 전에 비교적 수분이 없는 채로 유지되어야 한다.A third important factor with regard to prepreg rolls for making backplane-supported solar cells is the production of fiber substrates prior to processing through coating lines. The aramid material may be sensitive to moisture absorption that is detrimental to the coating and B-step curing process. In practice, the substrate must be maintained under certain low humidity conditions prior to resin coating. This same problem is applied to the prepreg sheet before lamination on the rear side of the solar cell. Improperly stored prepregs can cause separation defects after lamination if the aramid fibers absorb environmental moisture prior to lamination. Thus, for solar cells (including, but not limited to, rear-facing solar cells) attached to the backplane, the prepreg rolls must be fabricated under certain low humidity conditions prior to resin coating of the fiber substrate, It should be kept relatively dry before the laminating process.

수지 대 섬유의 비(또는 수지 함량 RC)는 특정 적용, 특히 백플레인에 부착된 태양 전지의 경우 프리프레그 주문 제작에서 중요한 팩터이다. 종래의 PCB 적용에서, RC 값은, a) 갭 충진을 위한 총 수지 부피, 및 b) 최종 적층의 CTE 값의 균형을 이루기 위해서 선택될 수 있다. 50% 내지 75%의 RC 값은 PCB 제조에서 사용되는 프리프레그에 대해 일반적이다. 이러한 레벨에서, 보드 구조체에서 모든 갭 및 보이드를 충진하기 위해서 충분한 수지이다. 과잉의 수지는, 적층 중에 보드 어셈블리 밖으로 가압되고 보드 트리밍 중에 제거된다. 그러나, 7 내지 9 ppm/℃ 에폭시/직포 아라미드 프리프레그 범위에 대한 이러한 높은 RC 값에서의 일반적인 CTE 값은, 백플레인에 부착된 태양 전지 구조체에 대해서 너무 높다. 예를 들면, RC 51%의 값을 갖는 백플레인은 허용치 범위의 외에서 태양 전지 휨을 일으킬 수 있다.The ratio of resin to fiber (or resin content RC) is an important factor in certain applications, especially in prepreg customization for solar cells attached to backplanes. In conventional PCB applications, the RC value can be selected to balance a) the total resin volume for gap filling, and b) the CTE value of the final stack. RC values of 50% to 75% are common for prepregs used in PCB manufacture. At this level, it is enough resin to fill all the gaps and voids in the board structure. Excess resin is pressed out of the board assembly during lamination and removed during board trimming. However, the typical CTE value at this high RC value for the 7 to 9 ppm / C epoxy / woven aramid prepreg range is too high for the solar cell structure attached to the backplane. For example, a backplane with a value of RC 51% may cause solar cell warping outside the tolerance range.

에폭시/직포 아라미드 프리프레그에 대해, RC의 5% 감소는 CTE에서 약 1 ppm/℃ 감소와 일치한다. 따라서, 실리콘에 가까운 CTE 값을 달성하기 위해 에폭시/직포 아라미드 프리프레그에 대해 약 25%의 RC 값을 필요로 하고, 후측 토포그래피 (예를 들면, 적층 공정 전에 스프레이 코팅되거나 스크린 인쇄 코팅에 의해)가 실질적으로 평탄화되지 않는다면, 이값은 너무 작아서 태양 전지의 금속화된 후측 상에서 갭 및 보이드를 충진하는 데에 불충분한 수지인 것으로 고려될 수 있다For the epoxy / woven aramid prepreg, a 5% reduction in RC is consistent with a reduction in CTE of about 1 ppm / 占 폚. Thus, an RC value of about 25% for an epoxy / woven aramid prepreg is needed to achieve a near CTE value for silicon, and a backside topography (e.g., by spray coating or screen printing coating before the laminating process) This value is too small to be considered a resin insufficient to fill gaps and voids on the metallized rear side of the solar cell &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

상기 기재된 바와 같이, 본원에 제공되는 백플레인 구조체는 바람직하게 부직포 아라미드 섬유 기판에 결합된 "비-유동"(또는 적은 유동 또는 적은 유출) 수지 시스템을 사용하는 프리프레그에 초점을 맞추고 있다. 이러한 디자인에 의해, 경화된 프리프레그와 실리콘의 CTE가 비교적 가깝게 매칭되고, 비교적 평평한 적층된 백플레인에 부착된 유연한 태양 전지가 얻어진다. 약 30% 및 40%의 좁은 범위, 구체적으로 약 33%의 타겟 RC 값은, 프리프레그와 실리콘의 CTE가 비교적 매칭하기 위한 요건으로서 확립되었다. 실험적인 시험 및 제조에 따르면, 약 32% 이하의 RC 값이 네가티브 부분 휨이 얻어질 수 있고, 약 34% 이상의 RC 값은 포지티브 부분 휨이 얻어질 수 있는 것이 확인되었다. 일부 예에서 백플레인 부착 실리콘 태양 전지의 백플레인으로서 사용되는 아라미드 섬유 프리프레그 재료에 대한 RC의 최적 범위는 약 32% 내지 34%의 범위이고 적층 후 태양 전지 휨 허용치에 따라 넓은 범위(예를 들면, 30% 내지 45%)의 RC 값에 대해 허용될 수 있다. 도 7은 아리미드 섬유 프리프레그 재료에 대한 열 팽창 계수 또는 CTE 대 수지 함량을 나타내는 그래프이다. 경화된 33% RC 프리프레그는, 실리콘의 CTE와 필수적으로 또는 가깝게 매칭하는 CTE를 갖는 것을 주목한다.As described above, the backplane structures provided herein focus on prepregs that use a "non-flow" (or less flow or less flow) resin system, preferably bonded to a nonwoven aramid fiber substrate. With this design, the CTEs of the cured prepreg and silicon are matched relatively closely and a flexible solar cell attached to a relatively flat stacked backplane is obtained. A narrow range of about 30% and 40%, specifically about 33% of target RC values, has been established as a requirement for the CTE of the prepreg and silicon to be relatively matched. According to experimental testing and fabrication, RC values of less than or equal to about 32% were found to be able to obtain negative partial warpage, and RC values of greater than or equal to about 34% could achieve positive partial warpage. In some examples, the optimum range of RC for the aramid fiber prepreg material used as the backplane of the silicon solar cell with backplane is in the range of about 32% to 34%, and may be in a wide range (e.g., 30 &Lt; / RTI &gt; to 45%). 7 is a graph showing the thermal expansion coefficient or CTE versus resin content for the aramid fiber prepreg material. It is noted that the cured 33% RC prepreg has a CTE which essentially or closely matches the CTE of silicon.

경화된 프리프레그와 실리콘의 CTE가 사이의 가깝게 매칭하는 특정 RC 요건이 결정되고, 추가의 수지 함량 고려사항은 갭 충진 요건에 따라 적용할 수 있다. 아라미드 섬유 프리프레그 백플레인을 갖는 백플레인에 부착된 태양 전지는, 태양전지 후측에 최소 갭 충진이 요구되는 경우 및 태양 전지 후측에 상당한 갭 충진이 요구되는 경우 사용될 수 있다. The specific RC requirements for a close match between the CTE of the cured prepreg and silicon are determined, and additional resin content considerations can be applied according to gap fill requirements. A solar cell attached to a backplane having an aramid fiber prepreg backplane can be used when a minimum gap filling is required on the rear side of the solar cell and when a significant gap filling is required on the rear side of the solar cell.

예를 들면, 최소 갭 충진이 요구되는 경우, 예를 들면, 비교적 얇은 층의 패터닝된 금속화층(금속-1 또는 M1)은 적층 전에 태양전지의 후측에 형성되고, 및/또는 후측 표면이 예를 들면, 표면 평탄화를 위한 분무 코팅 유전체의 층 또는 스크린 인쇄 적용에 의해 실질적으로 평탄화되는 경우, 프리프레그 내에 수지의 총 부피가 사용되어 전체 구조체에 결합되고 프리프레그 섬유 기판 내에서 임의의 보이드를 충진한다. 혼합 수지 및 부직포 아라미드 섬유 기판의 프리프레그에 대한 타겟 33% RC는 1ply 및 2ply 프리프레그 구조체를 갖는 디자인 요건을 충전시키는 것으로 입증되었다. 본원에 제공되는 백플레인에 부착된 태양 전지는 단일 ply 또는 이중 ply 또는 다중 ply 프리프레그 구조체(2 ply 백플레인과 같은 다중 ply 의 경우 각각의 ply는 상이한 RC 값을 가질 수 있다)를 사용할 수 있다. 완전한 백플레인 적층 태양 전지로부터 단면적의 분석에 따르면, 균일한, 보이드 프리 및 비교적 평면 백플레인 적층 태양 전지 구조체를 나타낸다. 또한, 온도, 압력 및 경화 시간에 대한 프리프레그 적층 공정 윈도우는, 매우 넓어서 태양 전지 백플레인 적층에 대한 생산 적층 장치의 선택에 융통성이 있다.For example, if a minimum gap fill is desired, for example, a relatively thin layer of the patterned metallization layer (Metal-1 or M1) is formed on the back side of the solar cell prior to lamination, and / The total volume of resin in the prepreg may be used to fill the entire structure and fill any voids in the prepreg fiber substrate if it is substantially planarized by a layer of spray coating dielectric for surface planarization or by screen printing application . The target 33% RC for prepregs in mixed resin and nonwoven aramid fiber substrates proved to fill design requirements with 1ply and 2ply prepreg structures. Solar cells attached to the backplanes provided herein may use single ply or double ply or multiple ply prepreg structures (where each ply may have a different RC value for multiple ply such as a 2 ply backplane). Analysis of the cross-sectional area from a complete backplane laminated solar cell shows a uniform, void-free and relatively flat backplane laminated solar cell structure. In addition, the prepreg laminating process window for temperature, pressure and curing time is very wide and is flexible in the selection of production stacking equipment for solar cell backplane stacking.

상당한 갭 충진이 필요한 경우, 예를 들면, 두꺼운 패터닝된 M1에 의해 상당한 후측 표면 토포그래피의 경우, 수지의 총 부피는 태양 전지 후측 토포그래피 상의 갭 내에 "유출된" 수지와 섬유 기판 내의 수지 사이에서 밸런스를 이루어야 한다. 혼합 수지 및 부직포 아라미드 섬유 기판으로 이루어진 프리프레그를 갖는 태양 전지 백플레인 적층의 실험에 따르면, 프리프레그의 2ply로 이루어진 프리프레그 구조체는 각각 ply가 상이한 RC 값을 갖고, 디자인 요건을 충족하는 백플레인에 부착된 태양 전지를 제조하는 데에 사용될 수 있는 것을 나타낸다. 본 발명의 실시형태에 기초하면, 갭 충진을 필요로 하는 영역과 접촉하는 프리프레그 ply는 태양 전지 후측 구조체 내의 임의의 갭을 충진시키고 섬유 기판 내의 임의의 보이드를 충진시키기 위해서 충분한 수지 부피가 필요하다. 예를 들면, 높은 가로세로비 M1 접촉 금속화 부분 및 스크린 인쇄된 후면 접촉 전지 구조체에 적층하기 위해 갭 충진 ply에 대해 45% 내지 약 50%의 RC 값이 필요하다. 경화된 프리프레그 및 실리콘의 CTE가 비교적 매칭하기 위해서, 높은 RC ply는, 총 적층된 구조체가 최종 RC의 약 33%(또는 31% 내지 35%의 전체 범위)이도록 낮은 RC ply 함께 적층되어야 한다. 이는, 약 16% 내지 약21%의 RC 값을 갖는 2nd ply를 형성한다. 프리프레그 2nd 층은 보이드를 제거하고 개개의 아라미드 섬유를 캡슐화하기 위해 제1 기판을 "웨팅"하기 위해 및 신뢰성 있는 연속 수지를 제1 ply에 결합하기 위해 충분한 수지를 함유해야 한다. 완전한 백플레인에 부착된 태양 전지로부터 단면의 분석에 따르면, 이러한 2 ply 백플레인 적층 구성을 사용해서 균일한, 보이드가 없는 태양 전지 구조체가 달성되는 것을 나타낸다. 그러나, 온도, 압력 및 경화시간에 대한 적층 공정 윈도우는 이 실시형태에 비해 상당히 좁고, 적용하기 위해 생산 적층 장치의 선택에서 융통성이 줄어든다.If a significant gap fill is required, for example in the case of considerable backside surface topography by thick patterned M1, the total volume of resin is between the resin "leached" in the gap on the solar cell backside topography and the resin in the fiber substrate Balance must be achieved. According to experiments of solar cell backplane lamination having a prepreg consisting of a mixed resin and a nonwoven aramid fiber substrate, the prepreg structure consisting of 2 plits of the prepreg each had RC values of ply different from each other, Which can be used to manufacture solar cells. Based on an embodiment of the present invention, a prepreg ply in contact with a region requiring gap filling requires a sufficient resin volume to fill any gaps in the solar cell rear structure and fill any voids in the fiber substrate . For example, an RC value of 45% to about 50% for the gap fill ply is needed to laminate the high aspect ratio M1 contact metallized portion and the screen printed back contact cell structure. In order for the CTEs of the cured prepreg and silicon to be relatively matched, the high RC ply must be laminated together with the low RC ply such that the total stacked structure is about 33% (or the entire range of 31% to 35%) of the final RC. This forms a 2nd ply with an RC value of about 16% to about 21%. The prepreg second layer should contain sufficient resin to "wet" the first substrate to remove voids and encapsulate the individual aramid fibers and to bond the reliable continuous resin to the first ply. Analysis of the cross section from a solar cell attached to a complete backplane indicates that a uniform, void-free solar cell structure is achieved using this 2 ply backplane lamination configuration. However, the lamination process window for temperature, pressure and cure time is significantly narrower than this embodiment, and flexibility in selection of the product stacking device for application is reduced.

또한, 섬유 기판의 단일 ply는 상당한 갭 충진 적용을 위해 프리프레그측으로부터 일측으로의 두께에 걸쳐서 비대칭 또는 구배된 수지 코팅을 갖도록 제조될 수 있다. 전지 구조체와 접촉하는 프리프레그 측은 임의의 갭을 충진하는 데에 충분한 수지(높은 수지 함량 또는 수지 RC)를 가져야 하지만, 프리프레그 반대 측은 섬유가 충분히 캡슐화되는 것을 보장하는 데에 충분한 소수 수지(낮은 수지 함량 또는 낮은 RC)를 가질 것이다. 프리프레그 두께에 걸쳐 구배된 RC로 이러한 비대칭 수지로 코팅하면 평균(부피 평균) RC의 약 33%를 갖는 재료를 형성하고 상기 기재된 2ply 통로와 같은 동일한 비교적 좁은 가공 윈도우를 필요로 한다.In addition, a single ply of the fibrous substrate can be made to have an asymmetric or graded resin coating over the thickness from the prepreg side to one side for considerable gap fill applications. The side of the prepreg in contact with the cell structure should have sufficient resin (high resin content or resin RC) to fill any gaps, but the opposite side of the prepreg should be filled with a small amount of resin sufficient to ensure that the fibers are fully encapsulated Content or low RC). Coating with this asymmetric resin with RC graded over the prepreg thickness produces a material having about 33% of the average (volume average) RC and requires the same relatively narrow processing window as the 2ply pass described above.

중요하게, 갭 충진은, 적층 중에 고압 적층을 사용함으로써 프리프레그 기판으로부터 수지를 갭에 밀어넣고, 백플레인이 온-셀 금속화 부분과 아라미드 섬유 및 혼합 수지(예를 들면, 열가소성 고무와 같은 열경화성을 갖는 수지)를 함유하는 제2 프리프레그 부 사이를 유동하는 100% 수지 함량부를 갖도록 한다. 제2 프리프레그부는 28% 범위의 수지 함량을 갖고, 따라서 백플레인에 대한 총 수지 함량이 예를 들면, 수지 함량 39%와 밸런스를 이루게 한다. 따라서, 제2 프리프레그부는 반도체 기판, 예를 들면, 실리콘 반도체 기판과 함께 작용하는 팽창 조절층으로 작용한다. 이러한 백플레인 구조체는, 도 2 및 4의 백플레인 지지된 태양 전지 단면도에서 개략적으로 도시된다.Importantly, the gap filling can be accomplished by pushing the resin from the prepreg substrate into the gap using a high pressure lamination during lamination and allowing the backplane to be thermally cured with the on-cell metallization, the aramid fibers and the mixed resin Having a 100% resin content portion flowing between the second prepreg portion containing the resin The second prepreg portion has a resin content in the range of 28%, so that the total resin content for the backplane is in balance with, for example, 39% of the resin content. Thus, the second prepreg portion acts as an expansion control layer that cooperates with a semiconductor substrate, for example, a silicon semiconductor substrate. This backplane structure is shown schematically in the backplane supported solar cell cross section of FIGS. 2 and 4.

가장 넓은 레벨에서, 백플레인 적층된 태양 전지에서 사용되는 백플레인은 백플레인에 부착된 태양 전지의 얇은 실리콘 흡수체층의 구조적 지지체이다. 백플레인이 특정한 유전체 또는 전기적 절연 요건을 충족하면, 전지의 전기적 기능은 백플레인의 특정한 두께에 의존하지 않는다. 따라서, 타겟 백플레인 두께의 선택은, 태양 전지 기계적 내구성 및 백플레인 부착 제품 비용에 대한 목표에 따라서 주로 수행될 수 있다. 백플레인에 부착된 태양 전지의 최종 프리프레그 백플레인 두께는 약 2 mils(또는 약 50 마이크론) 내지 약 10 mil(또는 약 250 마이크론) 이하의 범위에 일 수 있고, 일부 예에서, 바람직한 프리프레그 두께는 약 3 mils 내지 8 mils의 범위(또는 약 75 마이크론 내지 200 마이크론의 범위)에 있다.At the widest level, the backplane used in backplane stacked solar cells is the structural support of a thin silicon absorber layer of a solar cell attached to the backplane. If the backplane meets certain dielectric or electrical isolation requirements, the electrical function of the cell does not depend on the specific thickness of the backplane. Thus, the choice of the target backplane thickness can be performed primarily in accordance with the goals of solar cell mechanical durability and backplane attachment product cost. The final prepreg backplane thickness of the solar cell attached to the backplane may range from about 2 mils (or about 50 microns) to about 10 mil (or about 250 microns), and in some instances, the preferred prepreg thickness is about In the range of 3 mils to 8 mils (or in the range of about 75 microns to 200 microns).

유연한(또는 구부릴 수 있는) 백플레인에 부착된 태양 전지는 약 8 mils(또는 약 200 마이크론)의 총 두께를 갖는 프리프레그(예를 들면, 두께 8 mils를 갖는 하나의 프리프레그 ply 또는 4 mils 두께에서 2개의 프리프레그 ply), 및 총 두께 4 mils(또는 약 100 마이크론)를 갖는 프리프레그(예를 들면, 4 mils 두께에서 1 ply)로 제조될 수 있다.A solar cell attached to a flexible (or bendable) backplane may be a prepreg having a total thickness of about 8 mils (or about 200 microns) (e.g., one prepreg ply having a thickness of 8 mils, Two prepregs ply), and prepregs having a total thickness of 4 mils (or about 100 microns) (e.g., 1 ply at 4 mils thickness).

또한, 태양전지 제조 공정 단계는 프리프레그 두께에 대해 최적화될 수 있다. 상기 8 mil 및 4 mil 프리프레그 ply에 대해서, 기계적 내구성의 관점으로부터 8 mil 두께 백플레인을 갖는 태양 전지는 반-강성이고 적절한 취급 프로토콜에 따라 전지 손상의 위험을 최소로 갖도록 단계적으로 수동 전달될 수 있다. 4 mil 두께 백플레인을 갖는 태양 전지는 비교적 플렉서블하고 유연하며, 가공 중에 전지 손상을 막기 위해서 엄격한 취급 프로토콜이 필요할 수 있고, 따라서 4 mil 디자인이 자동 취급 및 전달에 더 적합할 수 있다. 또 다른 고려사항은 재료의 비용으로서, 재료 비용을 줄이기 위해서 더 얇은 백플레인이 바람직할 수 있다. 상기 8 mil 및 4 mil 프리프레그 ply에 대해서, 백플레인 디자인은 원료 비용을 줄이기 위해서 4 mil 해결책을 사용할 수 있다. In addition, the solar cell manufacturing process steps can be optimized for prepreg thickness. For the 8 mil and 4 mil prepreg ply, solar cells having an 8 mil thickness backplane from a mechanical durability standpoint are semi-rigid and may be manually passaged stepwise to minimize the risk of cell damage according to appropriate handling protocols . Solar cells with a 4 mil thick backplane are relatively flexible and flexible, and strict handling protocols may be required to prevent damage to the cell during processing, and thus the 4 mil design may be more suitable for automated handling and delivery. Another consideration is the cost of materials, thinner backplanes may be desirable to reduce material costs. For the 8 mil and 4 mil prepreg ply, the backplane design can use a 4 mil solution to reduce raw material costs.

백플레인 부착에 대해서, 수지 시스템의 경화 특성은 온도 상승 및 적층 압력에 대한 최적 가공 조건을 결정하는 데에 중요하다. 도 8은 혼합 수지 시스템의 레올로지 프로파일을 개략적으로 도시하는 레올로지 그래프이다. 레올로지 곡선은, 재료가 B 단계로부터 수지 멜트를 통해 수지 겔라틴화를 통해 최종적으로 완전 경화로 진행하기 때문에 수지 시스템의 특정한 특성을 기재한다. 에폭시 수지 시스템이 잘 이해되고, 갭 충진, 보이드 제거, 및 태양 전지 적층 공정에 의한 균일한 적층 두께를 최적화하기 위한 특정한 공정이 조건이 최적화될 수 있다. 혼합 수지 시스템은 복잡한 경화 사이클을 수행하고 적층 공정 최적화하기 위해 레올로지 곡선이 중요하다.For backplane attachment, the curing properties of the resin system are important for determining the optimal processing conditions for temperature rise and lamination pressure. Figure 8 is a rheological graph that schematically illustrates the rheology profile of a mixed resin system. The rheology curve describes the specific properties of the resin system since the material proceeds from the B step through the resin melt to the resin through the resin gelatinization and finally to complete curing. The epoxy resin system is well understood and certain conditions can be optimized for specific processes to optimize uniform lamination thickness by gap fill, void removal, and solar cell laminating processes. Mixed resin systems require a rheological curve to perform complex curing cycles and to optimize the lamination process.

도 8에 대해서, 원 곡선(n* 원)은 수지 대 온도의 점도 변화를 도시한다. 이러한 시스템에서 최소 점도는 175℃에 도달한다. 사각형(G" 사각형) 및 삼각형(G' 삼각형) 곡선은 전단 저장 모듈러스(G') 및 전단 손실 모듈러스(G'')를 도시한다. 일반적으로 G' 및 G'' 라인의 크로스오버는 수지 시스템이 겔로 되기 시작하고 점도가 증가하는 점을 나타낸다. 특정한 혼합 수지 시스템의 경우, 크로스오버 점은 잘 정의되어 있지 않지만, 수지의 겔화가 최소 점도 보다 낮은 온도에서 시작하는 것을 도시한다. 이러한 정보를 사용하면, 적층 공정은 빠른 가열 승온 속도를 이용해서 전개되어 빠르게 최소 점도에 도달하고 수지는 수지 유동을 방지하는 데에 충분한 겔화 공정이 진행하기 전에 갭 및 보이드로 흐를 수 있다.8, the curved line (n * circle) shows the viscosity change of the resin to the temperature. The minimum viscosity in this system reaches 175 캜. The crossover of the G 'and G &quot; lines is generally referred to as the resin system (G') and the shear modulus (G ' The crossover point is not well defined but shows that the gelation of the resin starts at a temperature lower than the minimum viscosity. The lamination process is developed using a fast heating rate of temperature to quickly reach the minimum viscosity and the resin can flow into the gap and voids before the gelling process is sufficient to prevent resin flow.

유리 전이 온도는, 경화된 수지가 단단하고 깨지기 쉬운 상태로부터 부드럽고 고무와 유사한 상태로 전이하는 점이다. 이러한 파라미터는 PCB 산업에서 중요한 고려사항이지만, 백플레인에 부착된 태양 전지에서는 덜 중요하다. Tg 온도에 도달하는 경우, 대부분의 급격한 변화는 CTE가 Tg 포인트 미만의 값에 비해 3배 내지 4배 정도 증가하는 것이다. CTE 증가는 섬유 기판의 억제 효과 때문에 X-Y 면에서 중요한 고려사항인 것은 아니지만 Z 축에서 상당한 효과가 있다. 종래의 PCB 적용에서, 증가한 Z축 CTE에 의해, 도금된 쓰로우 비아에서 전기적으로 연결되지 않았다. 프리프레그의 Z 축 팽창으로 인해 도금 상의 응력은 연결을 파괴하는 데에 충분하다.The glass transition temperature is that the cured resin transitions from a hard, fragile state to a soft, rubber-like state. These parameters are important considerations in the PCB industry, but are less important for solar cells attached to the backplane. When the Tg temperature is reached, most abrupt changes are three to four times greater than the CTE below the Tg point. The increase in CTE is not an important consideration in the X-Y plane due to the suppression effect of the fiber substrate, but has a significant effect on the Z-axis. In conventional PCB applications, the increased Z-axis CTE did not electrically connect to the plated through vias. Due to the Z axis expansion of the prepreg, the stress on the plating is sufficient to break the connection.

그러나, 백플레인에 부착된 태양 전지에서 이러한 실패 모드가 방지될 수 있다. 예를 들면, 적층 후 태양 전지 제조 흐름에서 비교적 고온 단계(예를 들면, 약 300℃ 이하의 온도에서 PECVD 패시베이션 증착)이지만, 적층 후(따라서 M2 금속화 후) 최대 가공 온도는 약 300℃ 미만으로 제한된다. 또한, 완료된 백플레인에 부착된 태양 전지는 모듈 어셈블리 내의 적층 중에 Tg 포인트에 가까운 온도에 노출될 수 있다. 모듈 적층은 전지를 약 130℃ 이하까지 예를 들면, 모듈 구조체 내에서 열경화성 수지를 경화하기 위해서 가열에 노출할 수 있다. 그러나 이러한 비교적 낮은 가열 이벤트는 금속화 구조체(예를 들면, M2 구조체)의 실패를 일으키는 경향이 적다.However, this failure mode can be prevented in a solar cell attached to a backplane. For example, the maximum processing temperature after deposition (and thus after M2 metallization) is less than about 300 占 폚, although it is a relatively high temperature step (e.g., PECVD passivation deposition at temperatures below about 300 占 폚) Is limited. In addition, the solar cell attached to the completed backplane may be exposed to temperatures close to the Tg point during lamination within the module assembly. The module lamination can expose the cell to about 130 &lt; 0 &gt; C or less, for example, to heat the thermosetting resin in the module structure. However, this relatively low heating event is less prone to failure of metallized structures (e.g., M2 structures).

PCB 산업에서 수지 시스템의 첨가제의 사용은, 일반적이다. 예를 들면, 일반적인 첨가제는, 난연제, 접착 촉진제, 가교 억제제/촉진제, 안료, 특정한 CTE를 달성하기 위한 충진제, 전기적 또는 열 전도성 요건, UV 안정화제, 및 기타를 포함한다. 수지 시스템은 특정한 적용을 위한 첨가제에 의해 조절된다. 태양 전지 백플레인 요건은 첨가제 조절 가능한 일반적인 프리프레그 적용과 유례없이 상이하다.The use of additives in resin systems in the PCB industry is common. For example, common additives include flame retardants, adhesion promoters, crosslinking inhibitors / accelerators, pigments, fillers to achieve specific CTE, electrical or thermal conductivity requirements, UV stabilizers, and others. The resin system is controlled by additives for a particular application. The solar cell backplane requirements are unparalleled in the application of common prepregs with adjustable additives.

예를 들면, 부직포 아라미드 섬유 기판을 사용하면, 수지 시스템 내에서 충진제의 사용이 방지된다. 기판 섬유 밀도는 충진제로서 작용하고 충진제가 프리프레그 구조체 내로 균일하게 분산하는 것을 방지하는 데에 충분히 높다. 이러한 섬유 기판의 특성은, 백플레인과 태양 전지 기판(예를 들면, 실리콘)의 CTE를 매칭하기 위해 첨가제를 사용하는 옵션을 제한하고, 또한 백플레인의 열전도도를 조절하는 능력을 제한한다. 충진제는 본원에 제공되는 백플레인에 부착된 태양 전지에서 필요하지 않다.For example, the use of a nonwoven aramid fiber substrate prevents the use of fillers in the resin system. The substrate fiber density is high enough to act as a filler and prevent the filler from being evenly dispersed into the prepreg structure. The properties of such a fiber substrate limit the options of using additives to match the CTE of the backplane and the solar cell substrate (e.g., silicon), and also limit the ability to regulate the thermal conductivity of the backplane. Fillers are not required in solar cells attached to the backplane provided herein.

둘째, 최종 제품으로서 태양 전지가 모듈 캡슐 재료(예를 들면, EVA, 폴리올레핀, 또는 또 다른 적합한 캡슐 재료) 내에 충분히 캡슐화되고, 태양 전지 부분에서 기밀 씰링되고, 또한 원하지 않은 UV 광의 대부분을 차단하는 작용을 한다. 이러한 캡슐 재료는, 프리프레그에서 UV 안정제 및 난연제를 포함할 필요성을 제거한다. 본원에 제공된 백플레인에 부착된 태양 전지에서 난연제 또는 안정화제가 사용되지 않는다.Second, as a final product, solar cells are sufficiently encapsulated in a module encapsulant material (e.g., EVA, polyolefin, or other suitable encapsulating material), hermetically sealed in the solar cell area, and also blocking most unwanted UV light . Such a capsule material eliminates the need to include UV stabilizers and flame retardants in the prepreg. No flame retardant or stabilizer is used in the solar cell attached to the backplane provided herein.

셋째, 수지의 접착성은 수지의 극성, 및 그 외의 재료와 분자 레벨 결합을 형성하는 능력에 크게 의존한다. 에폭시형 수지는 높은 극성이고 강한 결합을 형성한다. 에폭시 수지 시스템을 이용하는 백플레인은, 백플레인에 부착된 태양 전지 디자인의 여러 세대에서 매우 성공적이었다. 혼합 수지 시스템을 사용하는 경우, 실리콘 및 실리콘 산화물의 접착에 관련해서 문제가 발생한다. 따라서, 추가의 고려사항 및 구조적 디자인에 의존하는 접착 문제를 해결하기 위해서, 선택적으로 실란 기반 접착 촉진제를 수지 시스템에 첨가할 수 있다. 특히 기판이 제공되는 후면 접촉 태양 전지 실시형태의 후측 표면의 경우에서와 같이 실리콘 또는 알루미늄을 함유하는 경우, 실란 커플링제는 실리콘 상의 무기 반응성 기를 함유하고 대부분의 무기 기판과 결합한다. 도 9는, 수지 내에서 첨가제의 확산 및 실리콘 산화물에 실란의 커플링을 도시하는 다이아그램이다. 실란을 사용한 경우 접착 문제가 해결되었다. 따라서, 하나의 백플레인에 부착된 태양 전지 실시형태에서, 실란 접착 촉진제는 금속화 태양 전지의 후측 표면 상에서 실리콘 산화물과 접촉하는 프리프레그에 첨가한다.Third, the adhesion of the resin is highly dependent on the polarity of the resin and its ability to form molecular level bonds with other materials. Epoxy-type resins are highly polar and form strong bonds. Backplanes using epoxy resin systems have been very successful in many generations of solar cell designs attached to backplanes. When a mixed resin system is used, a problem arises in connection with adhesion of silicon and silicon oxide. Thus, a silane-based adhesion promoter can optionally be added to the resin system to address adhesion problems that are dependent on additional considerations and structural design. The silane coupling agent contains inorganic reactive groups on the silicon and binds most inorganic substrates, especially when it contains silicon or aluminum, as in the case of the backside surface of a back contact solar cell embodiment in which the substrate is provided. 9 is a diagram showing diffusion of an additive in a resin and coupling of silane to a silicon oxide. The bonding problem was solved when silane was used. Thus, in a solar cell embodiment attached to one backplane, a silane adhesion promoter is added to the prepreg in contact with silicon oxide on the back surface of the metallized solar cell.

넷째, 최종 제품 태양 전지는 특정한 미관이 필요할 수 있다. 아라미드 섬유 기판의 천연 색을 부드럽게 하기 위해서 수지 시스템에 안료가 첨가될 수 있다. 예를 들면, 안료의 요건은, 적외선(IR) 스펙트럼에서의 투명성, CO2 레이저 절단 및 비아 드릴링과의 상용성, 및 태양 전지 제조 공정에서 사용되는 모든 화학 약품과의 상용성을 포함한다.Fourth, final product solar cells may require specific aesthetics. A pigment may be added to the resin system to soften the natural color of the aramid fiber substrate. For example, the requirements for pigments include transparency in the infrared (IR) spectrum, compatibility with CO 2 laser cutting and via drilling, and compatibility with all chemicals used in the solar cell manufacturing process.

따라서, 혼합 수지 시스템이 실란 접착 촉진제 및 안료를 첨가하여 조절될 수 있지만, 본원에 개시되는 백플레인에 부착된 태양 전지 구조체 및 적용 실시형태의 기능성 요건을 충족하기 위해서 그 외의 첨가제는 요구되지 않는다.Thus, although mixed resin systems can be controlled by the addition of silane adhesion promoters and pigments, other additives are not required to meet the solar cell constructs attached to the backplanes disclosed herein and the functional requirements of the application embodiments.

수지는 백플레인에 부착된 태양 전지의 후측 금속 구조체에서 갭을 충진하기 위해서 독립 성분으로서 사용될 수 있다. 이러한 전략은 후측에 M1 또는 접촉 금속화된 금속 구조체의 높이가 매우 두꺼워서(예를 들면, 약 20 마이크론과 50 마이크론 사이), 높은 가로세로비의 후면 접촉 태양 전지 표면 토포그래피를 형성하고, 갭 충진제에 대해서 프리프레그 내의 수지를 사용하는 것이 바람직하지 않은 경우, 가장 유용하다. 실제, 넓은 범위의 재료는 효과적인 갭 충진제, 예를 들면, 다양한 형태의 UV 경화성 수지/접착제로서 스크린 인쇄 또는 스텐실 기술을 직접 태양 전지에 사용하여 적용될 수 있는 매우 낮은 모듈러스 열경화성 수지에 의해 사용될 수 있다. 갭 충진 재료의 CTE 매칭은, 낮은 CTE 프리프레그의 시트가 백플레인에 부착된 태양 전지의 1차 구조 지지체로서 사용되기 때문에, 주요 고려사항인 것은 아니다. 프리프레그의 CTE는, 2개의 층(프리프레그 및 실리콘 태양 전지 기판)이 갭 충진 재료에 대한 억제층으로서 작용하는 것으로, 즉 프리프레그 시트 및 태양 전지 기판은, 갭 충진 재료 및 온-셀 금속화층을 개재하는 팽창 조절층으로서 작용하도록, 실리콘의 CTE와 비교적 매칭되어야 한다. 비용을 고려하면, 갭 충진제 및 단층 시트의 프리프레그를 사용하는 것이 또한 시판하기 위한 실행 가능한 옵션이다.The resin can be used as an independent component to fill the gaps in the back metal structure of the solar cell attached to the backplane. This strategy can be used to form a rear surface contact solar cell surface topography with a high aspect ratio due to the very thick (e.g., between about 20 microns and 50 microns) height of the M1 or contact metallized metal structure on the back side, It is most useful when it is not preferable to use the resin in the prepreg. Indeed, a wide range of materials can be used with very low modulus thermosetting resins that can be applied by using an effective gap filler, e.g., various forms of UV curable resin / adhesive using screen printing or stencil techniques directly on the solar cell. CTE matching of the gap fill material is not a major consideration since the sheet of low CTE prepreg is used as the primary structural support of the solar cell attached to the backplane. The CTE of the prepreg is such that the two layers (prepreg and silicon solar cell substrate) act as an inhibiting layer for the gap fill material, that is, the prepreg sheet and the solar cell substrate are the gap filling material and the on- To act as an inflation control layer interposed between the layers. Considering cost, it is also a viable option for the market to use gap fillers and prepregs of single-layer sheets.

중요하게, 주요 실시형태에서 프리프레그에서 사용되는 동일한 수지 시스템은 갭 충진제로서 사용될 수 있다. 이는 온-셀 금속화 부분 내에서 유동시키기 위해 프리프레그로부터 수지로부터 수지를 밀어내는 적층 공정의 최적화가 필요하다. 이러한 백플레인 구조체는 도 2 및 4의 백플레인 지지된 태양 전지 단면도에서 개략적으로 도시된다.Importantly, the same resin system used in the prepreg in the main embodiment can be used as a gap filler. This requires optimization of the lamination process to push the resin out of the resin from the prepreg in order to flow within the on-cell metallization portion. This backplane structure is schematically illustrated in the backplane supported solar cell cross-section of Figs. 2 and 4.

적층 공정은 태양 전지에 프리프레그를 결합하기 위해 사용될 수 있다. 적층은, 전지와 결합한 프리프레그 시트에서 수지의 경화를 종료하기 위해서 가열 및 가압한다. 도 10a, 10b, 및 10c는 혼합 수지 시스템의 적층 공정 프로파일을 도시하는 그래프이다. 도 10a는 온도 프로파일을 도시하는 그래프이고, 도 10b는 압력 프로파일을 도시하는 그래프이고 (적층 공정 중 온도 감소를 주목한다), 도 10c는 진공 조건을 도시하는 그래프이다. 다음은 허용가능한 적층 결과를 보장하기 위해서 공정 조건의 선택을 위한 주요 고려사항을 기재한다.The laminating process can be used to bond the prepreg to the solar cell. The laminate is heated and pressed to complete the curing of the resin in the prepreg sheet bonded with the cell. 10A, 10B, and 10C are graphs showing the lamination process profile of the mixed resin system. FIG. 10A is a graph showing the temperature profile, FIG. 10B is a graph showing the pressure profile (note the temperature decrease during the lamination process), and FIG. 10C is a graph showing the vacuum condition. The following describes key considerations for the selection of process conditions to ensure acceptable lamination results.

경화 프리프레그에 사용되는 최대 온도는 수지의 타겟 경화 레벨에 도달하고, 프리프레그 구조체의 열 이력을 확립하고, 효율적인 공정 사이클 시간을 달성하는 3개 주요 팩터에 의존한다.The maximum temperature used in the cured prepreg depends on three major factors that reach the target cure level of the resin, establish the thermal history of the prepreg structure, and achieve an efficient process cycle time.

에폭시 또는 혼합 수지 시스템에 대해, 최소 경화 온도(예를 들면, 대부분의 제조업자가 추천한 최소 경화 온도)는 종종 90분 동안 180℃ 내지 190℃의 범위 내에 있다. 에폭시 수지에 대해, 최대 약 220℃까지의 경화 온도는 프리프레그에 대한 손상없이 사용될 수 있다. 혼합 수지 시스템은 높은 온도에서 높은 내구성을 갖고 적층은 275℃ 이하까지 수행될 수 있다. 높은 온도에서, 적층은 산화에 의해 프리프레그 수지의 표면이 어둡게 되는 것을 방지하기 위해 진공 또는 비활성 기체 환경에서 수행되어야 한다. For epoxy or mixed resin systems, the minimum cure temperature (e.g., the minimum cure temperature recommended by most manufacturers) is often in the range of 180 ° C to 190 ° C for 90 minutes. For epoxy resins, a curing temperature of up to about 220 캜 can be used without damaging the prepreg. Mixed resin systems can have high durability at high temperatures and stacking can be performed to temperatures below 275 ° C. At higher temperatures, the lamination should be conducted in a vacuum or inert gas environment to prevent the surface of the prepreg resin from becoming dark by oxidation.

경화된 프리프레그에서 "열 이력"을 수립하는 단계는, 백플레인에 부착된 태양 전지에서 중요한 고려사항이다. 수지 경화 중에, 프리프레그 구조체 내에서 응력 조건은 도달된 열 프로파일 및 최대 온도에 기초하여 설정된다. 내부 응력은 200℃에서 적층된 부분 대 250℃에서 적층된 부분에 대해 상이하게 될 수 있다. 태양 전지는 적층 후 추가의 높은 온도 환경에 노출되기 때문에 적층 중에 이 부분을 높은 타겟 온도에 노출할 필요가 있을 수 있다. 엄지손가락의 일반적인 규칙은 이 부분을 적층 후 노출될 최대 온도보다 25℃ 높은 온도에서 적층되는 것이다.The step of establishing a "thermal history" in the cured prepreg is an important consideration in solar cells attached to the backplane. During resin curing, the stress conditions in the prepreg structure are set based on the reached thermal profile and the maximum temperature. The internal stress may be different for the laminated portion at 200 ° C versus the laminated portion at 250 ° C. Since the solar cell is exposed to an additional high temperature environment after lamination, it may be necessary to expose this part to a high target temperature during lamination. The general rule of thumb is to laminate this part at a temperature 25 ° C above the maximum temperature to be exposed after lamination.

높은 온도에서 적층하는 특정한 이점은 수지가 완전하게 경화하는 것이다. 수지의 열 가교의 양은 시간 및 온도의 함수이다. 높은 적층 온도에서 가공함으로써 이 부분을 제조 중에 상승한 온도에 노출하는 경우 적층 후 추가의 수지 경화가 적게 될 것이다. A particular advantage of laminating at high temperatures is that the resin is completely cured. The amount of thermal crosslinking of the resin is a function of time and temperature. By processing at higher lamination temperatures, this portion will be less cured after lamination when exposed to elevated temperatures during fabrication.

현재의 적층 공정 사이클 시간은 적층 압력 하중으로부터 하중이 제거될 때까지 110 내지 120 분에 설정될 수 있다. 이러한 사이클 기간은 250℃ (110분 사이클) 내지 275℃(120분 사이클)의 타겟 온도에서 수지를 충분히 경화하도록 디자인된다. 경화 시간 최적화는 현재 행해지고 있는 공정 엔지니어링에서 매우 유리하다.The current lamination process cycle time can be set from 110 to 120 minutes until the load is removed from the lamination pressure load. This cycle period is designed to cure the resin sufficiently at a target temperature of 250 占 폚 (110 min cycle) to 275 占 폚 (120 min cycle). Cure time optimization is very beneficial in the process engineering that is currently being done.

가열 승온 및 냉각 하강 속도는 PCB 산업에서 매우 다양하다. 일반적으로 가열 속도는, 용융된 수지 유동 대 수지 겔의 개시의 균형을 이루기 위해서 특정한 수지 시스템에 대해 조절된다. 냉각 속도는, 층들의 CTE 미스매칭으로 인해 다층 PCB에서 잔류 응력 축적을 관리하기 위해서 사용된다. 일반적으로 가열 승온 3℃ 내지 7℃/min 및 냉각 하강 3℃ 내지 5℃/min가 추천된다. 혼합 수지를 사용하는 백플레인에 부착된 태양 전지에서, 겔이 발생하기 전에 최대 수지 유동에 도달하기 위해서 급격한 가열 승온(aggressive heat up ramp)이 바람직할 수 있다. 10℃/min 정도의 높은 승온 속도에서 우수한 결과가 얻어졌다. 냉각에 관하여, 프리프레그와 실리콘의 CTE 매칭에 의해 냉각 중에 잔류 응력의 축적과 관련된 문제가 줄어든다. 따라서, 일부 예에서, 8℃/min의 급격한 냉각 하강(공정 장치에 의해서 제한됨)이 사용될 수 있다.The heating up and cooling down rates vary widely in the PCB industry. In general, the heating rate is adjusted for a particular resin system in order to balance the molten resin flow to the initiation of the resin gel. The cooling rate is used to manage residual stress buildup in the multi-layer PCB due to CTE mismatching of the layers. In general, a heating temperature rise of 3 ° C to 7 ° C / min and a cooling down temperature of 3 ° C to 5 ° C / min are recommended. In a solar cell attached to a backplane using a mixed resin, an aggressive heat up ramp may be desirable to reach the maximum resin flow before the gel develops. Excellent results were obtained at a high heating rate of about 10 캜 / min. With regard to cooling, CTE matching of the prepreg and silicon reduces the problems associated with the accumulation of residual stresses during cooling. Thus, in some instances, a rapid cooling down of 8 [deg.] C / min (limited by process equipment) may be used.

적층 중에 적용되는 압력은 갭 충진 및 보이드 감소를 위해서 구조체 내에서 수지를 분포시키는 역할을 한다. 매우 낮은 압력에서 작동하면, 프리프레그 구조 내에서 보이드 및 층 사이에서 낮은 접착력을 갖는 최종 구조체가 형성된다. 매우 높은 압력에서 작동하면, 균일한 구조체가 형성되지만, 잠재적으로 섬유 기판이 파괴되고/뒤틀릴 수 있고, 최종 구조체 내에서 잔류 응력이 증가하고, 웨이퍼가 파괴될 수 있다. 적층에서 사용되는 압력을 결정하는 경우 백플레인에 부착된 태양 전지에서, 3개의 중요한 파라미터인, 최소 압력, 최대 압력 및 적층 중 프로파일링된 압력이 균형을 이루어야 한다. The pressure applied during lamination serves to distribute the resin within the structure for gap fill and void reduction. Operating at very low pressures results in a void structure in the prepreg structure and a final structure with low adhesion between the layers. Operating at very high pressures can result in a uniform structure, but potentially destroys / warps the fiber substrate, increases residual stresses in the final structure, and can destroy the wafer. In determining the pressure used in the stack, in solar cells attached to the backplane, the three critical parameters, minimum pressure, maximum pressure, and profiled pressure during stacking must be balanced.

제1 중요한 최소 압력 파라미터는 갭 및 보이드의 제거이다. 갭 및 보이드는 어셈블리의 구조적 완전성을 열화시키고 제조 공정에서 수율 손실을 나타냈다. 필요한 최소 압력을 결정하는 것은, 프리프레그 재료 내에서 보이드를 막기 위해서 필요로 되는 압력을 찾아내는 것이 필요하고 적층 구조체 내에서 갭 내에 용융된 수지를 유동시키기 위해 필요한 압력을 찾아내는 것이 필요하다. The first important minimum pressure parameter is the elimination of gaps and voids. Gaps and voids deteriorate the structural integrity of the assembly and yield losses in the manufacturing process. Determining the minimum pressure required requires finding the pressure required to prevent voids in the prepreg material and it is necessary to find the pressure required to flow the molten resin within the gap within the laminate.

헬륨 누출 시험 방법은 프리프레그 내에서 보이드가 막힌 것을 보장하기 위한 최소 압력을 찾도록 전개되었다. 실제로, 프리프레그 재료의 단일 ply, 대면적 샘플(태양 전지의 표면적의 1.5 배)는 특정한 압력 및 온도 조건하에서 경화된다. 이어서, 경화된 샘플은 가압 헬륨 누출 시험을 사용해서 보이드에 대해 분석된다. 보이드가 존재하는 경우, 헬륨은 경화된 시트를 통해서 누출되고 검출된다. 유출량은 보이드의 심각성을 결정한다. 허용 기준은 0개의 보이드이다. 도 11은 혼합 수지 시스템과 샘플에 대해 수행되는 일련의 시험 결과를 도시하는 그래프이다. 이러한 특정 조사에 따르면, 경화된 라미네이트 내에 보이드가 없는 것을 보장하기 위해 80 psi의 최소 적층 압력이 필요한 것을 나타냈다.The helium leak test method was developed to find the minimum pressure to ensure voids were blocked in the prepreg. In practice, a single ply, large area sample (1.5 times the surface area of the solar cell) of the prepreg material is cured under certain pressure and temperature conditions. The cured sample is then analyzed for voids using a pressurized helium leak test. When voids are present, helium leaks through the cured sheet and is detected. The runoff determines the severity of voids. The acceptance criterion is zero voids. 11 is a graph showing the mixed resin system and a series of test results performed on the sample. This particular investigation indicated that a minimum lamination pressure of 80 psi is required to ensure voids are not present in the cured laminates.

제2 중요한 최소 압력 파라미터는 전지 구조체 내의 수지 유동이다. 후면 접촉 태양 전지 디자인은 전기적으로 접촉하고 전류를 모으기 위해서 패시베이팅된 실리콘 전지의 후측 표면 상에 금속 구조체(예를 들면, M1)를 사용한다. 이러한 금속 구조체(예를 들면, 상호 끼워 맞춘 M1 금속화 핑거)는 패시베이팅된 실리콘 후측 표면 위에서 약 1 마이크론 내지 약 50 마이크론의 높이 내에 있다. 프리프레그가 금속 구조체 상에만 접촉하기 때문에 적층 개시시 프리프레그는 전지 표면으로부터 멀리 떨어져서 매달려 있다. 공정 중에 적용되는 압력은 갭 내에 수지가 유동하도록 하고 보이드가 없는 최종 구조체를 보장해야 한다. 예를 들면, 10 마이크론 이하의 높이 범위에서 금속 구조체로 채워진 갭에 약 100 psi의 압력이 필요할 수 있고, 두꺼운 M1 금속 구조체로 채워진 약 200 psi의 압력이 (예를 들면, 50 마이크론 높이 범위 내) 필요로 할 수 있다.The second important minimum pressure parameter is the resin flow in the cell structure. The back contact solar cell design uses a metal structure (e.g., M1) on the backside surface of the passivated silicon cell to electrically contact and collect current. These metal structures (e. G., Interfitting M1 metallization fingers) are at a height of about 1 micron to about 50 microns above the passivated silicon back surface. Since the prepreg contacts only on the metal structure, the prepreg at the start of lamination hangs away from the cell surface. The pressure applied during the process should ensure that the resin flows into the gap and the void-free final structure. For example, a pressure of about 100 psi may be required in a gap filled with a metal structure in a height range of less than 10 microns, and a pressure of about 200 psi filled in a thick M1 metal structure (e.g., within a 50 micron height range) You may need it.

최대 압력 제한은 태양 전지 구조체의 다양한 부분의 손상 쓰레스홀드에 도달함으로써 결정될 수 있다. 예를 들면, a)백플레인 결합되는 얇은 반도체(예를 들면, 실리콘)층, b) 백플레인 적층 전에 얇은 층을 지지하기 위해서 사용되는 웨이퍼 담체(예를 들면, 에피택셜 성장된 얇은 실리콘 반도체층에 대한 실리콘 템플레이트 또는 실리콘 웨이퍼), 또는 c)태양 전지 금속 구조체에 대해 손상이 발생할 수 있다. 일부 경우에서, 금속 구조체에 대한 손상은 게이팅 또는 결정 팩터일 수 있다. 예를 들면, 후면 접촉 태양 전지 금속 구조체(예를 들면, 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분 M1)는, 탈리 실패 모드가 발생하기 전에 약 300 psi의 최대 적층 압력을 견딜 수 있다. 반면, 예시의 웨이퍼 담체 및 얇은 반도체(예를 들면, 실리콘 템플레이트 상에 에피택셜 성장한 실리콘층)에 대한 손상 임계값은 전혀 또는 제로 또는 최소 문제를 갖도록 800 psi 를 초과할 수 있다.The maximum pressure limit can be determined by reaching the damage threshold of various parts of the solar cell structure. For example, a) a thin semiconductor (e.g., silicon) layer coupled to a backplane, b) a wafer carrier used to support a thin layer prior to backplane deposition (e.g., for a thin epitaxially grown silicon semiconductor layer Silicon template or silicon wafer), or c) damage to the solar cell metal structure. In some cases, the damage to the metal structure may be a gating or crystal factor. For example, a back-contacting solar cell metal structure (e.g., an on-cell base and emitter metallization portion M1) can withstand a maximum stacking pressure of about 300 psi before a desorption failure mode occurs. On the other hand, the damage threshold for an exemplary wafer carrier and a thin semiconductor (e.g., a silicon layer epitaxially grown on a silicon template) may exceed 800 psi to have no or zero or minimal problems.

최종 부분에서 휨의 양 및 적층 사이클의 기간 중에 적용된 압력 사이의 강한 링크가 결정되었다. 이상적인 부분이 가공되는 경우, 압력이 적용되고 적층 사이클 내내 일정하게 유지되는 공정에 의해서 이 부분이 휘어질 것이다. 그러나, 압력이 인가되고 적층 사이클 중에 제거되는 공정에 의해서 이 부분이 휨 없이 형성될 것이다. 따라서, 적층 중에 다양한 압력에 의한 공정을 사용하는 것은, 도 10b에 개략적으로 도시된 적층 압력 강하에 의해 도시된 바와 같이 최종 태양 전지의 디자인 목표를 달성하기 위한 요건일 수 있다. A strong link between the amount of warpage in the final section and the pressure applied during the duration of the lamination cycle was determined. If the ideal part is to be machined, this part will be bent by a process in which the pressure is applied and remains constant throughout the stacking cycle. However, this part will be formed without warping by the process in which the pressure is applied and removed during the lamination cycle. Thus, using a process with varying pressures during lamination can be a requirement to achieve the design goals of the final solar cell, as illustrated by the stacking pressure drop schematically illustrated in FIG. 10B.

적층 중의 진공은 PCB 산업에서 선택적인 적층 파라미터이다. 보이드가 없는 구조체를 보장하기 위해 단지 적층 압력을 사용한 적층 공정에 의해 매일 수백의 PCB 어셈블리가 제조된다. 일반적으로, 충분한 양의 수지가 프리프레그 내에 쉽게 유동하도록 하고 수지 유동을 통해 어셈블리 밖으로 임의로 트랩핑된 공기를 버리는 경우, 비진공 공정이 사용된다.The vacuum in the stack is a selective stacking parameter in the PCB industry. Hundreds of PCB assemblies are manufactured each day by a lamination process using only lamination pressure to ensure a void free structure. In general, a non-vacuum process is used when a sufficient amount of resin readily flows into the prepreg and discards any trapped air outside the assembly through the resin flow.

"비 유동" 혼합 수지를 사용하는 백플레인에 부착된 태양 전지에서, 적층 중에 진공을 사용하는 것이 요구될 수 있다. 즉, 과잉의 공기가 진공을 사용해서 배기되도록 어셈블리 외부로 버블을 "밀어내는" 데에 불충분한 수지일 수 있다. 도 12a 및 12b는 비진공 적층 중에 발생하고, 트랩핑된 버블에 의해서 경화된 수지로부터 실리콘이 탈리되는 부분을 나타내는 태양 전지 구조체에서 보이드를 강조한 SEM사진이다. 상승하는 온도에서 이 부분을 고진공에 배치하는 적층 후의 제조 단계는, 적층 내에 충진된 임의의 공기 버블을 나오게 하기 위해서 사용될 수 있다. 도 12a 및 12b에 도시된 부분은 의도적으로 진공을 사용하지 않고 제조되고 적층 중에 공기가 실리콘과 프리프레그층 사이에 트랩핑되었다. 태양 전지에 프리프레그의 백플레인 적층을 위해, 적층 장치는 진공 능력을 갖고 이 부분은 적층 사이클의 전체 기간 동안 진공 하에서 유지된다.In a solar cell attached to a backplane using a "non-flowing" mixed resin, it may be desired to use a vacuum during the deposition. That is, the resin may be insufficient to "push " the bubble out of the assembly such that excess air is exhausted using a vacuum. 12A and 12B are SEM images emphasizing voids in a solar cell structure showing a portion generated during non-vacuum lamination and from which silicon is removed from a resin cured by trapped bubbles. The post-lamination preparation step in which this part is placed in a high vacuum at an elevated temperature can be used to bring out any air bubbles filled in the laminate. The portions shown in Figures 12A and 12B were intentionally made without the use of vacuum and air was trapped between the silicon and prepreg layers during deposition. For backplane lamination of a prepreg in a solar cell, the laminating apparatus has a vacuum capability and this portion is held under vacuum for the entire duration of the laminating cycle.

총 경화시간은 경화된 적층의 기계적 특성을 얻는 데에 중요한 파라미터이다. 경화 시간이 짧으면, 수지가 불완전하게 경화될 위험이 있고 이어서 최종 부품의 낮은 기계적 특성을 초래하고 추후 태양 전지 제조 단계에서 추가의 수지 경화 단계가 필요하다. 긴 경화 시간은 비효율적이어서 경화 온도가 최소(예를 들면, 최소 추천된 경화 온도)인 경우에만 필요하다. 후면 부착 태양 전지에 대해, 수지 및 최대 경화 온도를 선택하면, 60분의 경화 기간이 효율적이고, 이는 일반적인 적층보다 상당히 빠른 경화 시간이지만 모든 기계적 요건을 만족하는 전체 경화된 어셈블리를 제공하는 것으로 나타났다.The total curing time is an important parameter in obtaining the mechanical properties of the cured laminate. If the curing time is short, there is a risk that the resin will be incompletely cured, which in turn will result in a low mechanical property of the final part and a further resin curing step in the later solar cell manufacturing step. The long curing time is inefficient and is only necessary if the curing temperature is at a minimum (e. G., The minimum recommended curing temperature). For a backside solar cell, selecting a resin and a maximum curing temperature, it was shown that a 60 minute curing period was efficient, which provides a cured assembly that is substantially quicker than conventional lamination but meets all the mechanical requirements.

종래의 PCB 제조에서, 적층 사이클 중에 부품을 유지하기 위해 사용되는 압반은 일반적으로 스테인레스 스틸로 제조된다. 스테인레스 스틸의 이점은, 예를 들면, 낮은 CTE, 우수한 열전달 특성을 포함하고, 스테인레스 스틸은 높은 평탄 내구성을 갖도록 가공될 수 있다. 압반 이외에, 다양한 형태의 스페이서, 방출 시트 및 컨포멀 압력 전달층은 부품의 "북"을 형성하기 위해서 레이업 내에 첨가된다. 이러한 북은 적층 프레스 내에 배치되고 북 내의 모든 부품이 동시에 가공된다. In conventional PCB manufacturing, the platen used to hold parts during the lamination cycle is generally made of stainless steel. The advantages of stainless steel include, for example, low CTE, good heat transfer properties, and stainless steel can be machined to have high flat durability. In addition to the platen, various types of spacers, release sheets, and conformal pressure transfer layers are added within the layup to form the "drum" of the part. These drums are placed in a lamination press and all parts in the drum are machined simultaneously.

프리프레그 기판은 PCB 산업으로부터의 것과 매우 유사한 가공을 사용하여 후면 접촉 태양 전지에 적층될 수 있다. 하나의 주목할 만한 예외사항은 압반이 알루미늄 또는 스테인레스 스틸로 제조될 수 있다는 것이다. 알루미늄 압반을 갖는 대규모의 실험은, 우수한 열전달 특성을 제공하고 스테인레스 스틸보다 중량이 가벼운 것을 나타냈다. 북 내에서 층이 탈리되는 것이면, 최종 태양 전지 제품에 대한 디자인 요건을 충족시키는 데에 알루미늄의 높은 CTE 값은 결정적인 것이 아니다. 북을 형성하기 위한 스택 재료는, CTE 미스매칭을 설명하기 위해서 다양한 부품의 탈리를 보장하는 것이 중요하다.The prepreg substrate may be laminated to a back-contacting solar cell using a process very similar to that from the PCB industry. One notable exception is that the platen can be made of aluminum or stainless steel. Large scale experiments with aluminum platens showed excellent heat transfer properties and were lighter in weight than stainless steel. If the layer is desorbed in the north, the high CTE value of aluminum is not critical in meeting the design requirements for the final solar cell product. The stack material for forming the drum is important to ensure that various parts are removed to account for CTE mismatching.

방출 시트 및 컨포멀 압력 전달 재료의 선택은, 적층 중에 상당히 높은 온도를 설명하기 위해서 조절될 수 있다. 표준 재료는 제조 비용을 줄이는 것을 돕기 위해서 이러한 높은 온도층에 대해 PCB 산업으로부터 소싱될 수 있다.The choice of release sheet and conformal pressure delivery material can be adjusted to account for a significantly higher temperature during lamination. Standard materials can be sourced from the PCB industry for these high temperature layers to help reduce manufacturing costs.

결정질 실리콘으로 제조된 태양 전지는 깨지기 쉽고 잘못된 취급으로 인해 쉽게 손상될 수 있다. 그러나, 제공된 백플레인 디자인은, 내구성이 있고 구부릴 수 있고, 매우 얇은 실리콘층을 사용하는 완전한 태양 전지가 쉽게 취급되고, 손상 위험이 없거나 최소한으로 이동될 수 있다. 이러한 특징에 의해서, 제조시 간단한 장치 자동화 툴 및 간단한 카세트 전달 툴(cassette to cassette transfer tool)을 사용할 수 있다. 백플레인이 태양 전지의 실리콘층에 적층된 후 부품 파손에 의한 제조 수율 손실이 가장 적다. 백플레인의 두께가 감소함에 따라, 태양 전지는 매우 유연하게 된다. 취급 연습(handling practice)은 이 부품이 접히거나 주름지게 할 위험이 감소하도록 조절될 수 있고 취급 툴은 소프트 터치를 갖는 것을 보장하도록 하는 셋업이다.Solar cells made of crystalline silicon are fragile and can easily be damaged due to incorrect handling. However, the provided backplane design is durable and bendable, and a complete solar cell using a very thin silicon layer is easily handled, and there is no risk of damage or movement to a minimum. With this feature, a simple device automation tool and a simple cassette to cassette transfer tool can be used during manufacture. After the backplane is deposited on the silicon layer of the solar cell, the manufacturing yield loss is the smallest due to the component breakage. As the thickness of the backplane decreases, the solar cell becomes very flexible. Handling practice is a set-up that can be adjusted to reduce the risk of folding or wrinkling the part and ensure that the handling tool has a soft touch.

개시된 프리프레그 백플레인 지지된 태양 전지 구조체는, 온도 및 습도에 대해 태양 전지 최종 용도 작동 제한에서 신뢰성 및 내구성뿐 아니라 공정 제조 신뢰성이 우수한 것을 제공한다. 이러한 신뢰성 성능에 의해서 고효율 태양 전지에서 사용하는 태양 전지 디자인(백플레인 재료 및 적층 공정)의 실현 가능성을 지지한다. 예를 들면, 열 사이클링은 모듈의 열 미스매칭, 피로, 및 온도의 반복적인 변화에 의한 그 외의 응력을 견디는 능력을 결정하기 위해서 사용된다. 중요하게 특이한 요건에 따른 이스팅(esting)(IEC standard 61215, rev 2에서 International Electrotechnical Commission requirements 마다 처리된 예시의 열 사이클, 습도, 및 습도 냉각 시험)에 따르면, 프리프레그 백플레인이 지지된 태양 전지가 실질적으로 초과한 인증 요건을 갖는 것을 나타낸다. 예를 들면, 프리프레그 백플레인이 지지된 태양 전지는 10분의 최소 체류시간 동안 -40℃의 모듈 온도 및 10분의 최소 체류 시간동안 85℃의 모듈 온도를 필요로 하는 표준 시험의 400 열 사이클을 견뎌 냈다(최대 100℃/시간 온도 승온에 따라 변화한다). 습도 시험은 모듈의 습도의 장기간 침투 효과를 견디는 능력을 결정하기 위해서 사용된다. 프리프레그 백플레인이 지지된 태양 전지는, 모듈이 85℃±2℃의 온도에서 85%±5의 상대습도에서 수시간 동안 유지되는 1300℃ 시간 동안 흡수 시험을 견디는 것으로, 이는 에지 씰 없이 제조된 가장 나쁜 경우의 모듈 적층을 갖는 간단한 구성을 사용하고 장기간 높은 습도 조건에서 습도 침투를 허용하도록 알려진 백시트 재료를 사용한다. 습도 냉각 시험은 모듈의 높은 온도 및 습도 이어서 제로 미만의 온도의 효과를 견디는 능력을 결정하기 위해서 사용된다. 프리프레그 백플레인이 지지된 태양 전지는 이러한 IEC 인증 시험의 38 사이클동안 견뎌 내고 샘플은 약 4X 인증 요건 내에 문제를 일으키지 않았다.The disclosed prepreg backplane supported solar cell structures provide excellent process manufacturing reliability as well as reliability and durability in solar cell end-use operational limitations with respect to temperature and humidity. This reliability performance supports the feasibility of solar cell designs (backplane materials and lamination processes) used in high efficiency solar cells. For example, thermal cycling is used to determine the module's ability to withstand thermal mismatch, fatigue, and other stresses due to repeated changes in temperature. According to important and unusual requirements for esting (example thermal cycle, humidity, and humidity cooling test processed per International Electrotechnical Commission requirements in IEC standard 61215, rev 2), a solar cell with a prepreg backplane supported Indicating that they have substantially exceeded certification requirements. For example, a solar cell with a prepreg backplane supported may have 400 column cycles of a standard test requiring a module temperature of -40 ° C for a minimum residence time of 10 minutes and a module temperature of 85 ° C for a minimum residence time of 10 minutes (Maximum 100 ° C / h temperature changes with temperature). The humidity test is used to determine the ability of the module to withstand long-term penetration effects of humidity. The solar cell with the prepreg backplane supported is capable of withstanding the absorption test for a time period of 1300 ° C where the module is maintained at a relative humidity of 85% ± 5 at a temperature of 85 ° ± 2 ° C. for several hours, A backsheet material is used which is known to allow a simple configuration with modular lamination in the worst case and allow moisture penetration under long-term high humidity conditions. The humidity cooling test is used to determine the module's high temperature and humidity and therefore its ability to withstand the effects of temperatures below zero. The photovoltaic cell with the prepreg backplane supported lasted 38 cycles of this IEC certification test, and the sample did not cause problems within about 4X certification requirements.

PCB 산업으로부터 이해된 이력 실패 모드는 잠재적인 실패 모드를 평가하는 데에 사용되고, 이러한 샐패 모드는 프리프레그 백플레인이 지지된 태양 전지 디자인에 대해 발생할 수 있다. 태양 전지에 의해 발생되는 여러 타입의 실패는 성능에서 측정 가능한 손실을 통해서 결정될 수 있다. PCB의 단일 손실된 연결에서는 전체 어셈블리가 실패할 수 있고, 태양 전지에서 연결 손실에 의해서 전력 출력이 감소할 것이다. 신뢰성 시험은 실험 기간에 걸쳐 보여지는 전력 손실 양에 기초한다. PCB 및 태양 전지 적용에서 전기적 연결의 손실은 CTE 미스매칭, 열 또는 기계적 사이클링에 의한 피로 파괴, 또는 수분 침입에 의한 분리에 기인할 수 있는 조인트 실패에 의한 것이다. 이러한 실패 모드의 각각은 신뢰성 시험을 수행하는 과정에서 문제로서 조사되고 무시되었다. The hysteresis failure mode understood from the PCB industry is used to evaluate a potential failure mode, which can occur for a solar cell design in which the prepreg backplane is supported. Several types of failures caused by solar cells can be determined through measurable loss in performance. In a single lost connection of the PCB, the entire assembly may fail, and the power output by the connection loss in the solar cell will decrease. The reliability test is based on the amount of power loss seen over the duration of the experiment. The loss of electrical connections in PCB and solar cell applications is due to joint failures that can result from CTE mismatching, fatigue failure due to thermal or mechanical cycling, or segregation by moisture ingress. Each of these failure modes was investigated and neglected as a problem in performing the reliability test.

CTE 미스매칭을 해결하기 위해서, 제공되는 혁신적이 방법은, 실리콘 태양 전지와 프리프레그 백플레인의 CTE를 매칭시킨다. 이러한 CTE 매칭은, 온도 변화에 따라 전기적 연결에 대한 응력을 방지하고 이러한 종래의 PCB 실패 모드를 제거한다.To solve the CTE mismatch, the innovative method provided matches the CTE of the silicon solar cell with the prepreg backplane. This CTE matching prevents stresses on the electrical connection and removes this conventional PCB failure mode as temperature changes.

열 및 기계적 사이클링에 의한 실패는 태양 전지의 작동 범위를 초과하는 Tg 점에 의해 수지의 선택 및 매우 낮은 CTE의 조합을 통해 해결된다. 이러한 디자인 특성은 전기적 연결에서 장력 또는 전단력이 없는 것을 보장한다. 예를 들면, 구리 도금 및 그 외의 금속의 높은 CTE(약 17ppm/℃)은, 프리프레그의 낮은 CTE에 의해 제한되고 온도가 상승함에 따라 구리가 압축하에서 유지된다. 또한, 프리프레그 백플레인의 본연의 유연성은 층간 전단 응력의 축적을 방지하기 위해서 기계적 하중 동안 구부러지고 실패할 수 있다. 추가의 마진에 대해, 태양 전지에 대한 수천 개의 전기적 접촉 점(예를 들면, M1 에 대한 M2 전기적 연결)은 백플레인 내의 비아를 통해 제조될 수 있다. 아라미드 섬유 기판은, 비아 위치 주위에 마이크로 균열 형성을 방지하는 경우, 상당한 마진을 제공하기 위해 심각한 환경에서 수해 동안 서비스되는 것이 입증되었다. 높은 비아 카운트는, 소수의 연결에 의해 태양 전지의 25년 필드 기대 수명이 감소하는 경우, 리던던시(redundancy) 레벨을 제공하고 효과가 감소한다.Failure by thermal and mechanical cycling is solved through a combination of resin selection and a very low CTE by a Tg point that exceeds the operating range of the solar cell. This design feature ensures that there is no tension or shear in the electrical connection. For example, the high CTE (about 17 ppm / 占 폚) of copper plating and other metals is limited by the low CTE of the prepreg and the copper is kept under compression as the temperature rises. In addition, the inherent flexibility of the prepreg backplane can bend and fail during mechanical loading to prevent accumulation of interlaminar shear stresses. For additional margins, thousands of electrical contact points (e.g., M2 electrical connections to M1) for the solar cell can be fabricated through vias in the backplane. The aramid fiber substrate has been demonstrated to be serviced during floods in severe environments to provide significant margin when preventing micro-crack formation around the via location. The high via count provides a redundancy level and reduces the effect if the 25-year field life expectancy of the solar cell is reduced by a small number of connections.

수분 침입을 해결하기 위해서, 혼합 수지 시스템은 에폭시 수지 시스템의 팩터에 의해서 프리프레그의 수분 흡수를 줄일 수 있다. 그 결과 높은 습도 환경에 대한 감도가 적고 필드 설치에서 제품에 마진을 추가한 제품이다. 신뢰성 증명 동안 수행되는 2개의 높은 습도 시험은 습도가 문제되지 않는 것을 강하게 나타낸다.To solve water intrusion, the mixed resin system can reduce the moisture absorption of the prepreg by a factor of the epoxy resin system. As a result, it has less sensitivity to high humidity environments and has added margins to products in field installations. The two high humidity tests performed during the reliability demonstration strongly indicate that the humidity is not a problem.

따라서, PCB 산업으로부터 종래의 실패 모드는 태양 전지에서 프리프레그 재료 선택 및 전기적 접촉 리던던시를 통해 해결될 수 있다.Thus, conventional failure modes from the PCB industry can be solved through prepreg material selection and electrical contact redundancy in the solar cell.

작동 시, 우수하고 저렴한 프리프레그 백플레인을 사용하는 얇은 실리콘 기반 태양 전지를 지지하기 위해서 본원에서 제공되는 독특한 해결책은, 산업에 따라 변경된다. 프리프레그 백플레인은 매우 얇은 실리콘을 취급하고 가공에 대한 배리어를 제거하고 매우 경쟁적인 제품 비용에 이르게 하는 통로를 열였다. 또한, 이러한 기술에 대한 잠재적인 적용이 넓게 이르게 된다. 낮은 비용, 유연성, 단순한 제조 공정, 및 내구성 신뢰성의 핵심 백플레인 특징은, 다수의 상이한 태양 전지 원료와 사용하기 위해 용이하게 조절될 수 있다. 유연한 전지 능력은, 가정용 전자장치인 Building Integrated PV (BIPV) 제품, 및 자동차 적용을 포함하는 종래의 모듈 디자인의 외측에 다수의 잠재적인 적용을 시작한다.In operation, the unique solutions provided herein to support thin silicon-based solar cells using excellent and cheap prepreg backplanes vary from industry to industry. The prepreg backplane opened up a pathway that handles very thin silicon, eliminates barriers to processing and leads to very competitive product costs. In addition, the potential application of this technology is broad. The key backplane features of low cost, flexibility, simple manufacturing process, and durability reliability can be easily adjusted for use with a number of different solar cell materials. Flexible battery capability initiates a number of potential applications outside conventional module designs, including home electronics, Building Integrated PV (BIPV) products, and automotive applications.

본원에 기재된 M1 및 M2 금속화층은 유전체 프리프레그층에 의해 분리되고 프리프레그를 통해 전도성 비아에 의해서 연결되고, 또한 M1 및 M2 금속화층은 전도성 포스트에 의해서 전기적으로 연결된다. 도 3 및 4는 M1 및 M2 금속화 부분을 갖는 후면 접촉 태양 전지의 단면도이다. 태양 전지에 가까운 금속층(M1)은 물리적 방법(PVD, 페이스트 인쇄) 또는 화학적 기술(CVD)를 사용해서 적층될 수 있다. 프리프레그층은 혼합 수지와 함께 적층된다. 이어서 비아는 기계적, 화학적, 또는 레이저 드릴링 기술을 사용해서 백플레인 적층/부착으로 드릴링될 수 있다. 비아는 플라즈마 스퍼터링, 반응성 종 플라즈마 또는 웨트 화학약품을 사용해서 세정될 수 있다. 하나의 M2 제작 실시형태에서, PVD, 잉크젯 또는 스크린 인쇄를 사용해서 상부 레벨 금속층(M2)에 대한 씨드층이 증착된 후, 두꺼운 금속이 씨드층 위에 도금되어 비아 내의 저항 및 라인 저항을 줄인다. (예를 들면, 반사방지 코팅층 ARC층을 갖는)전지의 전측은 도금 및 에칭 배쓰로부터 보호되어야 한다. 일 실시형태에서, 일측 픽스처는, 도금 중 웨트 화학 약품 단계 중에 전지 전측에 부착된 후 M2 라인을 정의하기 위해 금속 에칭 패터닝한다.The M1 and M2 metallization layers described herein are separated by a dielectric prepreg layer and are connected by a conductive via through a prepreg and the M1 and M2 metallization layers are electrically connected by a conductive post. Figures 3 and 4 are cross-sectional views of a back contact solar cell having M1 and M2 metallization portions. The metal layer M1 close to the solar cell can be laminated using a physical method (PVD, paste printing) or chemical technique (CVD). The prepreg layer is laminated together with the mixed resin. The vias can then be drilled by backplane lamination / attachment using mechanical, chemical, or laser drilling techniques. The vias can be cleaned using plasma sputtering, reactive species plasma or wet chemistry. In one M2 fabrication embodiment, a seed layer is deposited for the upper level metal layer M2 using PVD, inkjet, or screen printing, then a thick metal is plated over the seed layer to reduce resistance and line resistance in the via. The front side of the cell (e.g. with anti-reflective coating ARC layer) must be protected from the plating and etch bath. In one embodiment, one side fixture is metal etched to define the M2 line after being attached to the front side of the cell during the wet chemical step during plating.

본원에 기재된 이중 레벨 금속화 후면 접촉 태양 전지는 에피택셜 성장 공정 또는 단결정질, 유사 단결정질 또는 다결정질 실리콘 CZ 웨이퍼를 사용해서 형성된 얇은 필름 실리콘 기판 상에 형성될 수 있다. 표 1 및 2는, 에피택셜 성장 기판(표1은 다공성 실리콘/에피택셜 기판 증착/방출 공정에서 다공성 층 형성에서 시작) 및 CZ 웨이퍼(표2)로부터 이중 레벨 금속화 부분에 의해 (약 5 내지 100㎛의 범위의 두께를 갖는)얇은 결정질 후면 접촉 후면 접합 태양 전지를 형성하기 위해서 2개의 공정의 흐름 실시형태 및 상응하는 가공 단계를 제시한다. The dual level metallized back-contacting solar cells described herein can be formed on a thin film silicon substrate formed using an epitaxial growth process or a monocrystalline, pseudocrystalline or polycrystalline silicon CZ wafer. Tables 1 and 2 demonstrate that the epitaxially grown substrate (starting from porous layer formation in a porous silicon / epitaxial substrate deposition / release process, Table 1) and the dual level metallization portion from CZ wafer (Table 2) Two-step flow embodiments and corresponding processing steps to form a thin crystalline rear-facing back-junction solar cell (having a thickness in the range of &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 100.

Figure pct00001
Figure pct00001

이중 레벨 금속화 공정 흐름을 갖는 에피택셜 기반 얇은 단결정질(5㎛ 내지 100㎛) 후면 접촉 후면 접합 태양 전지Epitaxial-based thin monocrystalline (5 탆 - 100 탆) rear-facing rear junction solar cell with dual level metallization process flow

Figure pct00002
Figure pct00002

이중 레벨 금속화 부분을 갖는 CZ 웨이퍼 기반 얇은 단결정질, 유사 단결정질, 또는 다결정질 후면 접촉 후면 접합 태양 전지에 대한 하모나이즈 공정 흐름Harmonize Process Flow for CZ Wafer Based Thin Monocrystalline, Pseudocrystalline, or Polycrystalline Back-Contact Rear Junction Solar Cells with Double-Level Metallization Portions

더 상세한 에피택셜 기반 후면 접촉 태양 전지 공정 흐름은 하기에 제공된다. 이러한 공정 흐름 및 구체적으로 금속화 부분에 관한 공정 흐름의 다수의 형태는 비-에피택셜 기반 후면 접촉 태양 전지에 적용 가능하다. 예를 들면, p 타입 단결정 실리콘 웨이퍼로 제조된 재사용가능한 실리콘 템플레이트를 시작하여, (예를 들면, 전기적 전류의 존재하에서 HF/IPA 웨트 화학약품에서 표면 개질 공정을 통해서 전기화학적 에칭 공정에 의해서) 다공성 실리콘의 얇은 희생층이 형성된다. 출발 재료 또는 재사용 가능한 템플레이트는 예를 들면, FZ, CZ, MCZ (자기 안정화 CZ)와 같은 결정 성장 방법을 사용해서 형성된 단결정질 실리콘 웨이퍼일 수 있고, 이러한 실리콘 웨이퍼 상에 성장하는 에피택셜층을 더 포함할 수 있다. 반도체 도핑 형태는 p 또는 n 및 웨이퍼 형상일 수 있고, 가장 일반적으로 사각형 형상은 유사 사각형 또는 둥근 형상과 같은 임의의 기하학적 형상 또는 비-기하학적 형상일 수 있다.A more detailed epitaxial based back-contacting solar cell process flow is provided below. Many of these process flows and specifically the process flow for metallization portions are applicable to non-epitaxial based back-contacting solar cells. For example, starting with a reusable silicon template made of a p-type single crystal silicon wafer, a porous silicon substrate can be fabricated that is porous (e.g., by an electrochemical etching process through a surface modification process in an HF / IPA wet chemical in the presence of an electrical current) A thin sacrificial layer of silicon is formed. The starting material or reusable template may be a monocrystalline silicon wafer formed, for example, using a crystal growth method such as FZ, CZ, MCZ (magnetostabilized CZ), and may further include an epitaxial layer growing on such a silicon wafer . The semiconductor doping form may be p or n and a wafer shape, and the most generally rectangular shape may be any geometric shape or non-geometric shape, such as a pseudo-square or round shape.

희생 다공성 실리콘층의 형성 시, 이는 고품질 에피택셜 씨드층 및 다음의 분리/리프트-오프층으로서 역할을 하고, 인시추 도핑된 단결정질 실리콘의 얇은 층(예를 들면, 수 마이크론 내지 약 70 마이크론 이하의 범위 또는 약 50 마이크론 미만의 범위의 층 두께)이 형성되고, 또한 에피택셜 성장이라고 한다. 인시추 도핑된 단결정질 실리콘층은, 예를 들면, 트리클로로실란(또는 TCS)와 같은 실리콘 가스 및 수소를 포함하는 대기에서 화학 증착 또는 CVD 공정을 사용해서 대기압 에피택시에 의해서 형성될 수 있다. At the formation of the sacrificial porous silicon layer, it acts as a high-quality epitaxial seed layer and the next separation / lift-off layer and forms a thin layer of in-situ doped monocrystalline silicon (e.g., from a few microns to less than about 70 microns Or a layer thickness in the range of less than about 50 microns) is formed and is also referred to as epitaxial growth. The in-situ doped monocrystalline silicon layer can be formed by atmospheric pressure epitaxy, for example, using a chemical vapor deposition or CVD process in an atmosphere comprising silicon gas and hydrogen, such as trichlorosilane (or TCS).

백플레인 적층 전에, 태양 전지 베이스 및 이미터 접촉 금속화 패턴은, 예를 들면, 스크린 인쇄 또는 스퍼터링(PVD) 또는 증발된 알루미늄(또는 알루미늄 실리콘 합금 또는 Al/NiV/Sn 스택) 재료층의 얇은 층을 사용해서 전지 후측 상에 직접 형성된다. 이러한 금속화 제1층(본원에 M1이라고 함)은 태양 전지 접촉 금속화 패턴을 정의하고, 예를 들면, 파인 피치 상호 끼워 맞춘 후면 접촉(IBC) 전도체 핑거는 IBC 전지의 베이스 및 이미터 영역을 정의한다. M1층은 태양 전지 전류 및 전압을 추출하고, M1 후에 형성된 고전도성 태양 전지 금속화 부분의 제2레벨/층(본원에 M2로 함)으로 태양 전지의 전기적 전력을 전달한다.Prior to backplane lamination, the solar cell base and emitter contact metallization pattern may be formed by a thin layer of, for example, screen printing or sputtering (PVD) or evaporated aluminum (or aluminum silicon alloy or Al / NiV / Sn stack) And is directly formed on the rear side of the battery. This metallized first layer (referred to herein as Ml) defines the solar cell contact metallization pattern and, for example, a fine pitch intertwined rear contact (IBC) conductor finger has a base and emitter area of the IBC cell define. The M1 layer extracts the solar cell current and voltage and transfers the electrical power of the solar cell to a second level / layer (referred to herein as M2) of the highly conductive solar cell metallization portion formed after M1.

대다수의 태양 전지 가공 단계의 완료 후, 매우 저렴한 백플레인층은, 태양 전지의 높은 전도성 전지 금속화 부분을 지지하기 위해서 뿐 아니라 영구적 전지의 지지 및 강화를 위해 얇은 epi층에 결합될 수 있다. 프리프레그 백플레인 재료는 얇고(예를 들면, 약 50 내지 250 마이크론의 범위, 일부 예에서 50 내지 150 마이크론의 범위), 유연하고, 전기절연성일 수 있다. 대부분 가공된 후면 접촉 후면 접합 백플레인 강화 대면적(예를 들면, 태양 전지 면적이 적어도 125 mm x 125 mm, 156 mm x 156 mm 이상) 태양 전지가 템플레이트로부터 기계적으로 약한 희생 다공성 실리콘층을 따라서(예를 들면, 기계적 방출 MR 공정을 통해서) 분리되고 리프트 오프되고, 템플레이트는 태양 전지 제조 비용을 줄이기 위해서 수회 재사용될 수 있다. 최종 전지 가공은 태양 전지 태양측 상에서 수행되고 태양 전지 태양측은 템플레이트로부터 방출된 후 노출된다. 태양측 가공은, 예를 들면, 전측 텍스처링 및 패시베이션 완료 후 반사방지 코팅 증착 공정 단계를 포함할 수 있다.After completion of the majority of solar cell processing steps, a very inexpensive backplane layer can be bonded to a thin epi layer for supporting and strengthening the permanent cell as well as for supporting the high conductive metal metallization portion of the solar cell. The prepreg backplane material may be thin (e.g., in the range of about 50 to 250 microns, in some instances in the range of 50 to 150 microns), flexible, and electrically insulating. (Eg solar cell area of at least 125 mm x 125 mm, 156 mm x 156 mm or more) Solar cell is mechanically weak from the template along the sacrificial porous silicon layer (eg, For example, through a mechanical emission MR process), and the template can be reused several times to reduce the manufacturing cost of the solar cell. The final cell processing is performed on the sun side of the solar cell and the solar side is exposed after being released from the template. The sun side processing may include, for example, antireflective coating deposition process steps after front side texturing and passivation.

(M1층 위 또는 내 및 주위)백플레인 형성 후, 이어서 기계적으로 약한 희생 다공성 실리콘층을 따라 템플레이트로부터 백플레인이 지지된 태양 전지를 분리하고, 전측 텍스처링 및 페시베이션 공정 완료 후, 백플레인 상에 높은 전도성 M2층이 형성된다. 비아 홀(일부 예에서 최대 수백 또는 수천의 비아 홀)은 (예를 들면, 레이저 드릴링에 의해)백플레인에 드릴링되고, 약 50 내지 500 마이크론 범위의 직경을 가질 수 있다. 이러한 비아 홀은, 패터닝된 M2와 M1층 사이에서 이러한 비아 홀 내에서 형성된 전도성 플러그를 통해서 전기적 연결을 위해서, M1의 소정의 영역 위에 배치된다. 비아 홀 충진 및 전도성 플러그 형성에 이어서 또는 함께, (예를 들면, 플라즈마 스퍼터링, 도금, 증발 또는 이들의 조합에 의해 알루미늄, Al/NIV, Al/NiV/Sn, 또는 구리를 포함하는 M2 재료를 사용해서)패터닝된 높은 전도성 금속화층 M2이 형성된다. M1 상의 미세한 피치 IBC 핑거를 갖는 상호 끼워 맞춘 후면 접촉(IBC) 태양 전지에 대해서 (예를 들면, 수백개의 핑거에 대해서), 패터닝된 M2층은 M1층에 대해 직교하도록 디자인될 수 있고, 즉 직사각형 또는 테이퍼진 M2 핑거들은 필수적으로 M1 핑거들에 대해 수직이다. 이러한 수직 변형으로 인해, M2층은 M1층보다 훨씬 더 많은 IBC 핑거를 가질 수 있다 (예를 들면, 약 10 내지 50 M2 핑거의 팩터에 의해). M2층은 M1층보다 더 넓은 IBC 핑거를 갖고 더 굵은 패턴으로 형성될 수 있다. 태양 전지 버스바는 M2층에 위치하고 M1층에는 위치하지 않으며(즉, M1에는 버스바가 없다), 온-셀 버스바와 관련된 전기적 쉐이딩 손실을 제거한다. 베이스 및 이미터 상호 연결 및 버스바가 태양 전지 후측 백플레인 상의 M2층 상에 위치하기 때문에, 전기적 접근은 태양 전지의 후측으로부터 백플레인 상의 태양 전지의 베이스 및 이미터 단자에 제공된다.After forming the backplane (above or within the M1 layer) backplane, the backplane supported solar cell is then removed from the template along the mechanically weak sacrificial porous silicon layer, and after completion of the front side texturing and passivation process, a high conductivity M2 Layer is formed. Via holes (up to hundreds or thousands of via holes in some instances) are drilled into the backplane (e.g., by laser drilling) and may have a diameter in the range of about 50 to 500 microns. This via hole is disposed over a predetermined area of M1 for electrical connection through a conductive plug formed in such a via hole between the patterned M2 and M1 layers. Al2O3, Al / NiV / Sn, or copper is then used (e. G., By plasma sputtering, plating, evaporation or a combination thereof) followed by or together with via hole filling and conductive plug formation Thereby forming a patterned highly conductive metallization layer M2. For an interfitted rear contact (IBC) solar cell with fine pitch IBC fingers on M1 (e.g., for hundreds of fingers), the patterned M2 layer may be designed to be orthogonal to the M1 layer, Or tapered M2 fingers are essentially perpendicular to the M1 fingers. Due to this vertical deformation, the M2 layer can have much more IBC fingers than the M1 layer (e.g., by a factor of about 10 to 50 M2 fingers). The M2 layer may be formed in a thicker pattern with IBC fingers wider than the M1 layer. The solar cell bus bar is located on the M2 layer and not on the M1 layer (i.e., there is no bus bar in M1), eliminating the electrical shading losses associated with the on-cell bus bar. Because the base and emitter interconnects and bus bars are located on the M2 layer on the solar cell backplane, electrical access is provided from the back of the solar cell to the base and emitter terminals of the solar cell on the backplane.

M1과 M2 사이에서 형성된 백플레인 재료는, 얇은 실리콘층 상의 과잉의 열 유도 응력을 일으키는 것을 방지하기 위해서 충분히 낮은 열 팽창률(CTE)를 갖고 얇은 시트의 프리프레그 재료일 수 있다. 또한, 프리프레그 백플레인은 후단 전지 제작 공정에 대해 공정 통합 요건을 충족해야 하고, 통합 요건은, 특히 전지 전측의 웨트 텍스처링 동안 화학적 내성, 및 전측 패시베이션 및 ARC층의 PECVD 증착 동안 열 안정성이다. 전기절연성 프리프레그 백플레인 재료는 모듈 레벨 적층 공정 및 장기간 신뢰성 요건을 충족해야 한다.The backplane material formed between M1 and M2 may be a thin sheet of prepreg material with a sufficiently low coefficient of thermal expansion (CTE) to prevent excessive thermal inductive stress on the thin silicon layer. In addition, the prepreg backplane must meet the process integration requirements for the post-stage battery fabrication process, and the integration requirements are thermal stability during PECVD deposition of the front passivation and ARC layers, especially chemical resistance during wet texturing of the front side of the cell. Electrical insulating prepreg backplane materials must meet the module level stacking process and long term reliability requirements.

도 13은 개시된 주제에 따르면, 출발 결정질(단결정질 또는 다결정질)실리콘 웨이퍼를 사용해서 높은 레벨 태양 전지 및 모듈 제작 공정 흐름 실시형태이다. 도 13은 2층의 금속화 부분(M1 및 M2)을 사용해서 백플레인이 부착된 후면 접촉/후면 접합(IBC)을 제조하기 위한 높은 레벨 아이셀 공정 흐름을 도시한다. 패터닝된 전지 금속화 부분 M1의 제1층 또는 레벨은 필수적으로 부분적으로 가공된 태양 전지에 백플레인 적층 전에 복수의 전단 전지 fab 공정 중에 마지막 공정 단계로서 형성된다. 도 14는 상기 공정 단계에 따라서 제조될 수 있고 개시된 주제에 따른 태양 전지의 단면도이다.Figure 13 is a high level solar cell and module fabrication process flow embodiment using starting crystalline (monocrystalline or polycrystalline) silicon wafers, according to the disclosed subject matter. 13 illustrates a high level Icel process flow for fabricating a backplane-attached back contact / backside junction (IBC) using two layers of metallized portions M1 and M2. The first layer or level of the patterned cell metallization portion M1 is formed as the last process step in a plurality of shear cell fab processes prior to backplane lamination in an essentially partially fabricated solar cell. 14 is a cross-sectional view of a solar cell according to the disclosed subject matter, which can be manufactured according to the process steps.

프리프레그 시트는 진공 적층 장치를 사용해서 (전지 리프트 오프 공정 전에) 템플레이트 상에 유지하면서 태양 전지 후측에 부착될 수 있다. 열 및 압력을 가하면서, 얇은 프리프레그 시트는 영구적으로 가공된 태양 전지의 후측에 적층되거나 부착된다. 그 다음에, 리프트 오프 방출 경계는 예를 들면, 펄스 레이저 스크라이빙 툴을 사용해서 (템플레이트 에지 근방에) 태양 전지의 주위에 정의되고, 이어서 백플레인 적층된 태양 전지는 기계적 방출 또는 리프트 오프 공정을 사용해서 재사용 가능한 템플레이트로부터 분리된다. 다음의 공정 단계는: (i) 태양 전지 태양측 상의 텍스처 및 페시베이션 공정의 완료, (ii) 태양 전지 완료 후, (태양 전지 백플레인의 부품을 포함할 수 있는)전지 후방측 상의 높은 전도성의 금속화 부분을 포함할 수 있다. 이미터 및 베이스 극성을 포함하는 (예를 들면, 알루미늄, 구리, 또는 은을 포함하는)높은 전도성 금속화 부분 M2층은 적층된 태양 전지 백플레인 상에 형성된다.The prepreg sheet can be attached to the rear side of the solar cell while being held on the template (before the battery lift-off process) using a vacuum laminator. While applying heat and pressure, the thin prepreg sheet is laminated or adhered to the back side of the permanently processed solar cell. The lift-off emission boundary is then defined around the solar cell (for example, near the edge of the template) using a pulsed laser scribing tool, followed by a backplane laminated solar cell with a mechanical emission or lift-off process And is separated from the reusable template. The following process steps are performed: (i) completion of the texture and passivation process on the sun side of the solar cell, (ii) after completion of the solar cell, a high conductive metal on the back side of the cell (which may include parts of the solar cell backplane) May include a text portion. A layer of high-conductivity metallization M2 (including, for example, aluminum, copper, or silver) containing emitter and base polarity is formed on the laminated solar cell backplane.

예시의 실시형태의 상기 설명은 당업자에게 청구된 주제를 제조하거나 사용할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시형태의 다양한 개질은 당업자에게 용이하게 명확하게 되고, 본원에 정의된 일반적인 원리는 혁신적인 시설을 사용하지 않고 그 외의 실시형태에 적용될 수 있다. 따라서, 청구된 주제는 본원에 표시된 실시형태에 제한하는 것으로 의도되지 않지만, 본원에 개시된 원리 및 새로운 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 따르는 것이다. The foregoing description of the exemplary embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the claimed subject matter. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without the use of innovative facilities. Accordingly, the claimed subject matter is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

Claims (35)

태양광을 수용하는 전측 및 금속화된 후측을 포함하는 후면 접촉 태양 전지 구조체로서,
후면 접촉 태양 전지 반도체 기판 후측의 베이스 및 이미터 영역에 전기적으로 연결된 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분, 및 상기 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분에 의해 커버되지 않은 상기 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판 후측 부분; 및,
상기 패터닝된 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분, 및 상기 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분에 의해서 커버되지 않은 상기 후면 접촉 태양 전지 기판 후측 영역에 부착된 백플레인 라미네이트층을 포함하고, 상기 백플레인 라미네이트는 수지 및 섬유로 구성되고, 상기 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판에 비교적 가깝게 매칭된 열 팽창 계수를 갖는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
A rear-facing solar cell structure comprising a front side and a metallized rear side for receiving sunlight,
Cell patterned base and emitter metallization portions electrically connected to the base and emitter regions on the rear side of the back-contacting solar cell semiconductor substrate, and an on-cell patterned base and emitter metallization portion electrically connected to the on- A back side contact solar cell semiconductor substrate rear portion; And
And a backplane laminate layer attached to the back-contacting solar cell substrate rear region that is not covered by the on-cell patterned base and emitter metallization portions Wherein the backplane laminate is comprised of a resin and fibers and has a thermal expansion coefficient that is matched relatively close to the back contact solar cell semiconductor substrate.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 섬유 강화 프리프레그층인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the backplane laminate layer is a fiber-reinforced prepreg layer.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 상기 섬유는 아라미드 섬유로 제조된, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the fibers in the backplane laminate layer are made of aramid fibers.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 상기 섬유는 부직포 아라미드 섬유를 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the fibers in the backplane laminate layer comprise nonwoven aramid fibers.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 상기 섬유는 직포 아라미드 섬유를 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the fibers in the backplane laminate layer comprise woven aramid fibers.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 약 75㎛ 내지 1000㎛ 범위의 두께를 갖는 반-강성 백플레인인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the backplane laminate layer is a semi-rigid backplane having a thickness in the range of about 75 [mu] m to 1000 [mu] m.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 약 50㎛ 내지 150㎛의 두께를 갖는 유연한 백플레인인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the backplane laminate layer is a flexible backplane having a thickness of about 50 [mu] m to 150 [mu] m.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 약 25㎛ 내지 100㎛ 범위의 두께를 갖는 유연한 백플레인인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the backplane laminate layer is a flexible backplane having a thickness ranging from about 25 [mu] m to about 100 [mu] m.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 상기 수지는 적어도 2개의 상이한 수지 성분을 포함하는 혼합 수지인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the resin in the backplane laminate layer is a mixed resin comprising at least two different resin components.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 수지는 적어도 하나의 열가소성 수지 성분을 포함하는 혼합 수지인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the resin in the backplane laminate layer is a mixed resin comprising at least one thermoplastic resin component.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 상기 수지는 에폭시 또는 열경화성 또는 B-단계 수지를 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the resin in the backplane laminate layer comprises an epoxy or thermosetting or B-staged resin.
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트는 실란 기반 접착 촉진제를 더 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the backplane laminate further comprises a silane-based adhesion promoter.
제1항에 있어서,
상기 후면 접촉 태양 전지 기판은 결정질 실리콘 후면 접촉 태양 전지 기판인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the rear contact solar cell substrate is a crystalline silicon back contact solar cell substrate.
제1항에 있어서,
상기 후면 접촉 태양 전지 기판은 서로 끼워 맞춘 후면 접촉 태양 전지 기판이고, 상기 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분은 서로 끼워 맞춘 베이스 및 이미터 금속화 핑거의 패턴으로 형성되는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the back-contacting solar cell substrate is a back-contacting solar cell substrate fitted to each other, and the on-cell base and the emitter metallization portion are formed in a pattern of a base and emitter metallization fingers fitted to each other, .
제1항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트 내에 드릴링된 복수의 비아 홀; 및
상기 백플레인 라미네이트 상에 형성되고 상기 백플레인 라미네이트 내의 상기 비아 홀을 통해 상기 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분에 전기적 연결을 제공하는 베이스 및 이미터 금속화 제2층;
를 더 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
A plurality of via holes drilled in the backplane laminate; And
A base and emitter metallization second layer formed on the backplane laminate and providing electrical connection to the on-cell base and the emitter metallization through the via holes in the backplane laminate;
Wherein the back-contacting solar cell structure further comprises:
태양광을 수용하는 전측 및 금속화된 후측을 포함하는 후면 접촉 태양 전지 구조체로서,
후면 접촉 태양 전지 반도체 기판의 베이스 및 이미터 영역에 전기적으로 연결된 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분, 및 상기 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분에 의해 커버되지 않은 상기 후면 접촉 태양 전지 기판 후측 부분; 및,
상기 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분, 및 상기 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분에 의해서 커버되지 않은 상기 후면 접촉 태양 전지 기판 후측 영역에 부착된 백플레인 라미네이트층을 포함하고, 상기 백플레인 라미네이트는 수지로 구성된 제1부분을 갖고, 상기 수지는 상기 패터닝된 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분들의 사이를 유동하고 상기 후면 접촉 태양 전지 기판 후측에 부착되고,
상기 백플레인 라미네이트는, 상기 제1부분 상에 수지 및 섬유로 구성된 제2부분을 갖고 상기 후면 접촉 태양 전지 반도체 기판에 비해서 충분히 낮은 열팽창 계수(CTE)를 갖는 열팽창 조절층을 함께 제공하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
A rear-facing solar cell structure comprising a front side and a metallized rear side for receiving sunlight,
An on-cell patterned base and emitter metallization portion electrically connected to the base and emitter regions of the back-contacting solar cell semiconductor substrate, and an on-cell patterned base and emitter metallization portion electrically connected to the backside A contact solar cell substrate rear portion; And
And a backplane laminate layer attached to the back-contacting solar cell substrate rear region that is not covered by the on-cell patterned base and emitter metallization portions, Wherein the backplane laminate has a first portion comprised of a resin and the resin flows between the patterned on-cell base and the emitter metallization portions and is attached to the rear side of the back-contacting solar cell substrate,
The backplane laminate having a second portion comprised of a resin and a fiber on the first portion and providing a thermal expansion control layer having a thermal expansion coefficient (CTE) sufficiently low as compared to the back contact solar cell semiconductor substrate, Battery structure.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 전기 절연층인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the backplane laminate layer is an electrically insulating layer.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층의 상기 제2부분 내의 상기 섬유는 아라미드 섬유인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the fibers in the second portion of the backplane laminate layer are aramid fibers.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층의 상기 제2부분 내의 상기 섬유는 부직포 아라미드 섬유인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the fibers in the second portion of the backplane laminate layer are nonwoven aramid fibers.
제16항에 있어서,
상기 백플레인층의 상기 제2부분 내의 상기 섬유는 직포 아라미드 섬유인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the fibers in the second portion of the backplane layer are woven aramid fibers.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 약 75㎛ 내지 1000㎛의 범위의 두께를 갖는 강성 백플레인인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the backplane laminate layer is a rigid backplane having a thickness ranging from about 75 [mu] m to about 1000 [mu] m.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 약 50㎛ 내지 150㎛ 범위의 두께를 갖는 유연한 백플레인인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the backplane laminate layer is a flexible backplane having a thickness in the range of about 50 [mu] m to 150 [mu] m.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 약 25㎛ 내지 100㎛ 범위의 두께를 갖는 유연한 백플레인인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the backplane laminate layer is a flexible backplane having a thickness ranging from about 25 [mu] m to about 100 [mu] m.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 상기 수지는 적어도 2개의 수지 성분을 포함하는 혼합 수지인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the resin in the backplane laminate layer is a mixed resin containing at least two resin components.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 상기 수지는 적어도 1개의 열가소성 수지 성분을 포함하는 혼합 수지인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the resin in the backplane laminate layer is a mixed resin comprising at least one thermoplastic resin component.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층 내의 상기 수지는 에폭시 또는 열경화성 또는 B 단계 수지를 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the resin in the backplane laminate layer comprises an epoxy or thermosetting or B-staged resin.
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트는 실란 기반 접착 촉진제를 더 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the backplane laminate further comprises a silane-based adhesion promoter.
제16항에 있어서,
상기 후면 접촉 태양 전지 기판은 결정질 실리콘 후면 접촉 태양 전지 기판인, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the rear contact solar cell substrate is a crystalline silicon back contact solar cell substrate.
제16항에 있어서,
상기 후면 접촉 태양 전지는 서로 끼워 맞춘 후면 접촉 태양 전지이고, 상기 온-셀 패터닝된 베이스와 이미터 금속화 부분은 서로 끼워 맞춘 베이스 및 이미터 금속화 핑거의 패턴으로 형성되는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the back-contacting solar cells are back-contact solar cells fitted to each other and the on-cell patterned base and the emitter metallization portions are formed in a pattern of a base and emitter metallization fingers interdigitated with each other, .
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트 내에 드릴링된 복수의 비아 홀; 및
상기 백플레인 라미네이트 상에 형성되고, 상기 백플레인 내의 상기 비아 홀을 통해 상기 온-셀 베이스와 이미터 금속화 부분에 전기적 연결을 제공하는 베이스 및 이미터 금속화 제2층;
를 더 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
A plurality of via holes drilled in the backplane laminate; And
A base and an emitter metallization second layer formed on the backplane laminate and providing electrical connection to the on-cell base and the emitter metallization through the via hole in the backplane;
Wherein the back-contacting solar cell structure further comprises:
제16항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트층은 30% 내지 45% 범위 내의 수지 함량을 갖는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the backplane laminate layer has a resin content in the range of 30% to 45%.
반도체 기판 상에 형성된 미세 전자 반도체 구조체로서,
상기 반도체 기판의 영역을 선택하기 위하여 전기적으로 연결된 패터닝된 금속화 제1층, 및 상기 패터닝된 금속화 제1층에 의해 커버되지 않은 상기 반도체 기판 부분; 및
상기 패터닝된 금속화 제1층, 및 상기 패터닝된 금속화 제1층에 의해 커버되지 않은 상기 반도체 기판 영역에 부착되는 백플레인 라미네이트층;을 포함하고, 상기 백플레인 라미네이트는 수지로 구성된 제1부분을 갖고, 상기 수지가 상기 패터닝된 금속화 제1층들의 사이를 유동하고 상기 반도체 기판에 부착되고, 상기 백플레인 라미네이트는, 상기 제1부분 상에 수지 및 섬유로 구성된 제2부분을 갖고 상기 반도체 기판에 비해 충분히 낮은 열팽창 계수(CTE)를 갖는 열팽창 조절층을 함께 제공하는, 미세 전자 반도체 구조체.
A fine electronic semiconductor structure formed on a semiconductor substrate,
A patterned metallized first layer electrically connected to select an area of the semiconductor substrate, and a portion of the semiconductor substrate not covered by the patterned metallized first layer; And
And a backplane laminate layer attached to the semiconductor substrate region that is not covered by the patterned metallized first layer, the backplane laminate having a first portion comprised of a resin Wherein the resin flows between the patterned metallized first layers and is attached to the semiconductor substrate, the backplane laminate having a second portion comprised of resin and fibers on the first portion, Together with a thermal expansion control layer having a sufficiently low coefficient of thermal expansion (CTE).
반도체 기판 상에 형성되는 반도체 장치 구조체로서,
상기 반도체 기판 영역을 선택하기 위하여 전기적으로 연결된 패터닝된 금속화 제1층, 및 상기 패터닝된 금속화 제1층에 의해 커버되지 않은 상기 반도체 기판 부분; 및
상기 패터닝된 금속화 제1층, 및 상기 패터닝된 금속화 제1층에 의해 커버되지 않은 상기 반도체 기판 영역에 부착되는 백플레인 라미네이트층;을 포함하고, 상기 백플레인 라미네이트는 수지로 구성된 제1부분을 갖고, 상기 수지가 상기 패터닝된 금속화 제1층들의 사이를 유동하고 상기 반도체 기판에 부착되고, 상기 백플레인 라미네이트는 상기 제1부분 상에 수지 및 섬유로 구성된 제2부분을 갖고, 상기 반도체 기판에 비해서 충분히 낮은 열팽창 계수(CTE)를 갖는 열팽창 조절층을 함께 제공하는, 반도체 장치 구조체.
1. A semiconductor device structure formed on a semiconductor substrate,
A patterned metallized first layer electrically connected to select the semiconductor substrate region, and a semiconductor substrate portion not covered by the patterned metallized first layer; And
And a backplane laminate layer attached to the semiconductor substrate region that is not covered by the patterned metallized first layer, the backplane laminate having a first portion comprised of a resin Wherein the resin flows between the patterned metallized first layers and is attached to the semiconductor substrate, the backplane laminate having a second portion comprised of resin and fibers on the first portion, Together with a thermal expansion control layer having a sufficiently low coefficient of thermal expansion (CTE).
반도체 기판 상에 형성되는 반도체 장치 구조체로서,
상기 반도체 기판 영역을 선택하기 위하여 전기적으로 연결된 패터닝된 금속화 제1층, 및 상기 패터닝된 금속화 제1층에 의해 커버되지 않은 상기 반도체 기판 부분; 및
상기 패터닝된 금속화 제1층, 및 상기 패터닝된 금속화 제1층에 의해 커버되지 않은 상기 반도체 기판의 영역에 부착되는 전기적 절연 백플레인 라미네이트층;을 포함하고,
상기 백플레인 라미네이트는, 상기 반도체 기판과 비교적 유사하게 매칭되는 열팽창 계수(CTE)를 갖는 수지와 조합하는, 반도체 장치 구조체.
1. A semiconductor device structure formed on a semiconductor substrate,
A patterned metallized first layer electrically connected to select the semiconductor substrate region, and a semiconductor substrate portion not covered by the patterned metallized first layer; And
An electrically insulated backplane laminate layer attached to an area of the semiconductor substrate that is not covered by the patterned metallized first layer and the patterned metallized first layer,
Wherein the backplane laminate is combined with a resin having a thermal expansion coefficient (CTE) matched relatively similar to the semiconductor substrate.
제34항에 있어서,
상기 백플레인 라미네이트 내에 드릴링된 복수의 비아 홀; 및
상기 백플레인 라미네이트 상에 형성되고, 상기 백플레인 라미네이트 내에 상기 비아 홀을 통해 패터닝된 금속화 제1층에 전기적 연결을 제공하는 패터닝된 금속화 제2층;
를 더 포함하는, 후면 접촉 태양 전지 구조체.
35. The method of claim 34,
A plurality of via holes drilled in the backplane laminate; And
A patterned metallized second layer formed on the backplane laminate and providing electrical connection to the metallized first layer patterned through the via hole in the backplane laminate;
Wherein the back-contacting solar cell structure further comprises:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021107334A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-03 주식회사 에디슨모터스 Method for manufacturing solar cell panel comprising prepreg by means of autoclave

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2106619A2 (en) * 2006-12-22 2009-10-07 Paul M. Adriani Structures for low cost, reliable solar modules
DE102009014348A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Bayer Materialscience Ag Lightweight, rigid and self-supporting solar module and a method for its production
WO2010025269A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Applied Materials, Inc. Back contact solar cell modules
US8552288B2 (en) * 2009-10-12 2013-10-08 Sunpower Corporation Photovoltaic module with adhesion promoter
EP2528104A1 (en) * 2010-01-22 2012-11-28 Sharp Kabushiki Kaisha Back contact solar cell, wiring sheet, solar cell having wiring sheet, solar cell module and production method for solar cell having wiring sheet
KR102015591B1 (en) * 2011-03-28 2019-08-28 솔렉셀, 인크. Active backplane for thin silicon solar cells
WO2013102181A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Solexel, Inc. Multi-level solar cell metallization
US20130104960A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 E I Du Pont De Nemours And Company Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021107334A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-03 주식회사 에디슨모터스 Method for manufacturing solar cell panel comprising prepreg by means of autoclave
KR20210067152A (en) * 2019-11-29 2021-06-08 에디슨모터스 주식회사 Method for Manufacturing Solar Cell Panel Comprising Prepreg Using Autoclave

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