KR20160045502A - Back contact solar cell module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 후면 전극형 태양전지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rear electrode type solar cell module and a manufacturing method thereof.
이방도전성접착제는 고분자 매트릭스에 도전볼이 고르게 분산되어 있는 구조로, 접착 시 기판에 수평방향으로는 전기가 통하지 않고 수직방향으로는 도전볼을 매개로 하여 전기가 통하게 되어 기존에 모바일 기기나 디스플레이를 중심으로 사용이 되고 있다. 이방도전성접착제는 범프(bump) 또는 피치가 작은 회로를 접속하는 경우라도 단락현상이 발생하지 않고 회로 패턴에 손상을 주지 않으면서 높은 도전성과 절연신뢰성 때문에 액정디스플레이 등의 미세회로의 전기적 접합에 있어 필수적인 재료이다.The anisotropic conductive adhesive is a structure in which the conductive balls are uniformly dispersed in the polymer matrix. When the adhesive is applied to the substrate, electricity does not pass horizontally to the substrate, but electricity passes through the conductive balls in the vertical direction. It is mainly used. The anisotropic conductive adhesive is not required to have a short circuit phenomenon and does not cause damage to the circuit pattern even when a circuit having a small bump or pitch is connected, Material.
후면 전극형 태양전지 모듈은 후면기판, 배선을 갖는 배선기판, 전극이 형성된 전지 셀, 그리고 전면기판이 순차적으로 적층되고, 배선과 전극은 전기가 통할 수 있도록 연결되어 있다. 기존의 납땜 방식을 이용하여 후면 전극형 태양전지 셀 간을 연결 하였을 때 공정온도가 높고, 응력에 의한 셀 파손 가능성이 높았으나 후면 전극형 태양전지 셀과 배선기판의 연결에 이방도전성접착제를 적용함으로써 납땜 공정이 생략되어 셀 파손 가능성이 줄어들고, 납이 사용되지 않기 때문에 친환경적인 장점이 있다. 따라서 이방도전성접착제를 이용하여 고효율의 후면 전극형 태양전지를 제작할 필요성이 있다. The rear electrode type solar cell module has a rear substrate, a wiring substrate having wiring, a battery cell having electrodes formed thereon, and a front substrate sequentially laminated, and the wiring and the electrode are electrically connected to each other. When the back electrode type solar cells are connected by using the conventional soldering method, the process temperature is high and the possibility of cell breakage due to stress is high. However, by applying an anisotropic conductive adhesive to the connection between the back electrode type solar cell and the wiring board The soldering process is omitted, the possibility of cell breakage is reduced, and there is an advantage that it is environmentally friendly because lead is not used. Therefore, there is a need to fabricate a back electrode type solar cell with high efficiency using an anisotropic conductive adhesive.
본 발명은 종래와 다른 도전볼을 적용하여 제작원가를 낮추고, 출력을 최대화할 수 있는 후면 전극형 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention provides a rear electrode type solar cell module and a method of manufacturing the same that can reduce production cost and maximize output by applying conductive balls different from conventional ones.
본 발명의 한 실시예에 따른 후면 전극형 태양전지 모듈은 후면기판, 배선, 도전볼을 갖는 이방도전성접착제, 전극을 갖는 전지 셀 및 전면기판이 차례대로 적층되어 있고, 상기 도전볼은 상기 배선과 상기 전극을 전기적으로 연결하고 있으며, 상기 배선과 상기 전극 사이에 고정된 상기 도전볼은 구 형상에서 타원 구 형상으로 변형된 것이며, 상기 도전볼의 변형된 타원의 단축 직경이 변형 전 구 직경의 25 내지 95%이다.A back electrode type solar cell module according to an embodiment of the present invention includes a rear substrate, a wiring, an anisotropic conductive adhesive having conductive balls, a battery cell having electrodes, and a front substrate are stacked in order, Wherein the conductive ball fixed between the wiring and the electrode is deformed into an elliptic sphere from a spherical shape and the minor axis diameter of the deformed ellipse of the conductive ball is 25 To 95%.
상기 후면기판, 상기 배선, 상기 도전볼을 갖는 이방도전성접착제, 상기 전극을 갖는 전지 셀 및 상기 전면기판을 차례로 적층한 구조체를 진공상태로 밀폐된 공간에서 둔 채 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력을 가하여 상기 도전볼의 직경을 변화시킨 것일 수 있다.A pressure of 0.05 MPa to 0.5 MPa was applied while keeping the vacuum chamber in a closed space with the back substrate, the wiring, the anisotropic conductive adhesive having the conductive balls, the battery cell having the electrode, and the front substrate laminated in this order The diameter of the conductive ball may be changed.
상기 도전볼은 100mN 이하의 힘에서 50 내지 95%의 변형률을 가질 수 있다.The conductive balls may have a strain of 50 to 95% at a force of 100 mN or less.
상기 도전볼은 몸체 및 상기 몸체를 감싸는 도전층을 포함하고, 상기 도전층은 니켈로 이루어질 수 있다.The conductive ball may include a body and a conductive layer surrounding the body, and the conductive layer may be made of nickel.
상기 도전볼의 크기는 8㎛ 내지 40㎛일 수 있다.The size of the conductive balls may be 8 μm to 40 μm.
본 발명의 한 실시예에 따른 후면 전극형 태양전지 모듈 제조방법은 후면기판, 배선, 도전볼을 갖는 이방도전성접착제, 전극을 갖는 전지 셀 및 전면기판을 차례대로 적층하여 구조체를 형성하는 단계, 상기 구조체를 진공상태에 놓는 단계, 그리고 진공상태에 놓인 상기 구조체에 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력과 열을 가하는 단계를 포함하고, 상기 배선과 상기 전극이 마주한 도전영역에 놓인 도전볼은 상기 압력에 의해 형상이 변형되고, 변형된 도전볼의 단축 직경은 변형 전 대응되는 직경의 25 내지 95%이다.A method of fabricating a back electrode type solar cell module according to an embodiment of the present invention includes forming a structure by sequentially laminating an anisotropic conductive adhesive having a back substrate, wiring, conductive balls, a battery cell having electrodes, and a front substrate, Placing the structure in a vacuum state and applying a pressure and a pressure of 0.05 MPa to 0.5 MPa to the structure placed in a vacuum state, wherein the conductive ball placed in the conductive region where the wiring and the electrode face each other, The shape is deformed, and the minor axis diameter of the deformed conductive ball is 25 to 95% of the diameter before deformation.
상기 도전볼은 20 내지 100mN의 힘에서 25 내지 95%의 변형률을 가질 수 있다.The conductive balls may have a strain of 25 to 95% at a force of 20 to 100 mN.
본 발명의 실시예에 따르면, 기존 모듈 라미네이션 공정 조건의 변화 없이 고효율의 후면 전극형 태양전지를 제작할 수 있고 셀 제조 공정의 단순화를 실현시킬 수 있으며 더불어 제작 원가를 낮출 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a rear electrode type solar cell with high efficiency without changing the existing module lamination process conditions, to simplify the cell manufacturing process, and to reduce the manufacturing cost.
본 발명의 실시예에 따르면 후면기판, 배선, 8㎛ 내지 40㎛ 크기의 구 형태 도전볼을 갖는 이방도전성접착제, 전극을 갖는 전지 셀 및 전면기판을 차례로 적층한 구조체를 진공상태로 밀폐된 공간에서 둔 채 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력을 가하여 구 형태의 도전볼을 타원 구 형태로 변화시켜 전극과 배선을 연결하는 바, 전극과 배선의 접촉면적이 증가되어 후면 전극형 태양전지 모듈의 출력이 최대가 된다.According to the embodiment of the present invention, a structure in which a back substrate, a wiring, an anisotropic conductive adhesive having spherical conductive balls of 8 to 40 탆 in size, a battery cell having electrodes, and a front substrate are stacked in order, And the electrode and the wiring are connected by changing the spherical conductive balls into an elliptic spherical shape by applying a pressure of 0.05 MPa to 0.5 MPa. The contact area between the electrode and the wiring is increased, so that the output of the rear electrode type solar cell module is maximized .
본 발명의 실시예에 따르면, 100mN 이하의 힘에서 50% 이상의 변형률을 갖는 도전볼 또는 20 내지 100mN의 힘에서 25 내지 95%의 변형률 갖는 도전볼을 적용하여 충전율을 최대화하였다. According to an embodiment of the present invention, a conductive ball having a strain of 50% or more at a force of 100 mN or less or a conductive ball having a strain of 25 to 95% at a force of 20 to 100 mN is applied to maximize the filling rate.
그리고 위의 조건으로 전극과 배선을 연결할 경우 도전볼의 도전층을 금 대신 니켈로 형성하여도 충전율의 차이가 발생하지 않는다. 따라서 도전층을 값비싼 금 대신 저렴한 니켈로 형성할 수 있어 이방도전성접착제의 원가를 절감할 수 있고 나아가 후면 전극형 태양전지 모듈의 제작원가를 낮출 수 있다.When the electrode and the wiring are connected with each other under the above conditions, even if the conductive layer of the conductive ball is formed of nickel instead of gold, there is no difference in the filling rate. Therefore, the conductive layer can be formed of inexpensive nickel instead of expensive gold, so that the cost of the anisotropic conductive adhesive can be reduced and the manufacturing cost of the rear electrode type solar cell module can be reduced.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 후면 전극형 태양전지 모듈 구조체.
도 2는 도 1에 도시한 구조체를 결합하여 형성된 후면 전극형 태양전지 모듈의 단면도.
도 3은 도 2에 도시한 A부분 확대도.
도 4는 도 3에 도시한 변형 도전볼을 나타낸 단면도.1 is a rear electrode type solar cell module structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view of a rear electrode type solar cell module formed by combining the structure shown in FIG.
3 is an enlarged view of a portion A shown in Fig.
4 is a cross-sectional view of the deformed conductive ball shown in Fig. 3;
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 후면 전극형 태양전지 모듈에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.A back electrode type solar cell module according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 후면 전극형 태양전지 모듈 구조체이고, 도 2는 도 1에 도시한 구조체를 결합하여 형성된 후면 전극형 태양전지 모듈의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시한 A부분 확대도 이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a rear electrode type solar cell module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a rear electrode type solar cell module formed by combining the structure shown in FIG. 1, An enlarged view of a portion A is shown.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 후면 전극형 태양전지 모듈은, 후면기판(10), 배선기판(30), 전지 셀(50), 이방도전성접착제(40) 및 전면기판(60)을 포함한다. 나아가 본 실시예는 충전부(20)를 더 포함할 수 있다.1 to 3, the rear electrode type solar cell module according to the present embodiment includes a
후면기판(10)과 전면기판(60)은 간격을 두고 마주하며, 후면기판(10)과 전면기판(60) 사이에는 충전부(20), 배선기판(30), 전지 셀(50) 및 이방도전성접착제(40)가 위치한다. 후면기판(10)과 전면기판(60)은 먼지, 빗물 등의 이물질, 충격 등으로부터 배선기판(30), 전지 셀(50) 등을 보호한다.The
후면기판(10)은 배선기판(30), 전지 셀(50) 등을 지지하며, 플라스틱, 유리, 금속, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET) 등으로 만들어질 수 있다. 전면기판(60)은 태양광이 투과할 수 있는 투명 재질로 만들어질 수 있다.The
충전부(20)는 후면기판(10)과 전면기판(60)을 연결하고, 후면기판(10)과 전면기판(60) 사이에 위치한 배선기판(30), 전지 셀(50)이 움직이지 않도록 고정하는 동시에 이물질 등으로부터 보호한다. 충전부(20)는 후면기판(10)과 연결된 제1 충전재(21) 및 전면기판(60)과 연결된 제2 충전재(22)를 포함하며, 제1 충전재(21)와 제2 충전재(22)는 연결되어 있고, 제1 충전재(21)와 제2 충전재(22) 사이에 배선기판(30), 전지 셀(50) 등이 위치한다. 충전부(20)를 제1 충전재(21) 및 제2 충전재(22)로 설명하고 있지만, 후면 전극형 태양전지 모듈 제조 공정 중 라미네이션 공정 등을 진행하면 제1 충전재(21)와 제2 충전재(22)는 서로 결합되어 하나의 부재로 형성된다.The
충전부(20)는 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리비닐부티랄(Poly Vinyl Butyral) 등으로 만들어질 수 있다.The
배선기판(30)은 제1 충전재(21)와 연결된 배선시트(31) 및 배선시트(31) 일면에 형성된 복수의 배선(32)을 포함한다. 배선(32)들은 배선시트(31)의 일측에서 서로 연결되어 있다. 배선시트(31)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET), 폴리이미드(polyimide; PI) 등으로 만들어질 수 있다. 배선(32)은 전기가 통할 수 있는 구리, 알루미늄, 금 등의 금속으로 만들어질 수 있다.The
그러나 배선시트(31)는 생략될 수 있으며, 이 경우 배선(32)은 후면기판(10)의 일면에 직접 형성될 수 있다. 이때 후면기판(10)과 배선(32) 사이에 절연층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.However, the
전지 셀(50)은 본체(51) 및 전극(52)을 포함한다. 본체(51)는 제2 충전재(22)에 의해 전면기판(60)과 연결되어 있고, 배선기판(30)과 마주한다. 본체(51)는 전면기판(60)을 투과한 태양광을 수집하여 광전효과에 의해 전자와 정공이 발생하여 전기를 생산한다.The battery cell (50) includes a main body (51) and an electrode (52). The
전극(52)은 배선기판(30)과 마주하는 본체(51) 일면에 형성되어 배선(32)과 전기적으로 연결되어 있다. 본체(51)에서 생산된 전기는 전극(52)으로 흐를 수 있다.The
도 1 및 도 2에서 전지 셀(50)을 1개만 도시하였지만, 배선기판(30)의 길이 방향을 따라 복수 배열될 수 있다. 전지 셀(50)의 개수는 후면 전극형 태양전지 모듈(1)의 설계 조건에 따라 달라질 수 있다.Although only one
이방도전성접착제(40)는 배선기판(30)과 전지 셀(50) 사이에 배치되어 있으며, 배선기판(30)과 전지 셀(50)을 연결한다. 이방도전성접착제(40)는 수지층(41)과 도전볼(42a, 42b)을 포함한다.The anisotropic conductive adhesive 40 is disposed between the
수지층(41)은 접착성을 가지며 전지 셀(50)과 배선기판(30)을 연결한다. 또한 수지층(41)은 전극(52)과 배선(32)을 연결하여 서로 결합한다. 수지층(41)은 에폭시, 우레탄, 아크릴 등으로 만들어질 수 있다.The
도전볼(42a, 42b)은 미립자 형태로 형성되어 수지층(41) 내에 배치되어 있으며, 배선(32)과 전극(52) 사이인 도전영역(B)에 집중적으로 배치되어 있다. 도전영역(B) 및 이웃한 도전영역(B) 사이인 절연영역(C)에 위치한 도전볼(42b)의 개수는 도전영역(B)의 도전볼(42a)의 개수보다 적다. 나아가 절연영역(C)에는 도전볼(42b)이 위치하지 않을 수도 있다.The
도전영역(B)의 도전볼(42a)이 배선(32)과 전극(52)을 전기적으로 연결하게 되어, 본체(51)에서 전극(52)으로 흐른 전기는 배선(32)으로 흐르며 배선(32)과 연결된 정션박스에 모일 수 있다.The
전지 셀(50)이 배선기판(30)에 복수 배열된 경우, 모든 전지 셀(50)에서 생산된 전기는 배선시트(31)를 통해 정션박스에 모일 수 있다.When a plurality of
도전볼(42a, 42b)의 직경은 수지층(41)의 두께보다는 작고, 배선(32)과 전극(52)의 사이 간격보다는 크다. 또한 도전볼(42a, 42b)의 직경은 절연영역(C)의 폭보다 작다. 도전영역(B)에 위치한 도전볼(42a)은 배선(32)과 전극(52)이 가압되면서 구형에서 타원 구 형상으로 변형된다. 그리고 절연영역(C)에 위치한 도전볼(42b)은 변형되지 않으며, 배선(32) 및 전극(52)과 연결되어 있지 않다. 따라서 이웃한 전극(52)과 전극(52), 배선(32)과 배선(32)이 서로 통전되지 않는다.The diameter of the
도 3에서 도전영역(B)에는 도전볼(42a)이 2개 위치하고, 절연영역(C)에는 도전볼(42b)이 1개 위치한 것으로 도시하였으나, 도전볼(42a, 42b)의 개수는 후면 전극형 태양전지 모듈(1)의 설계 조건에 따라 달라질 수 있다. 도전영역(B)의 단위면적당 배치된 도전볼(42a)의 개수는 절연영역(C)의 단위면적당 배치된 도전볼(42b)의 개수보다 많다. 그러나 절연영역(C)에는 도전볼(42b)이 배치되지 않을 수 있다.3, two
도전볼(42a, 42b)은 수지계열로 만들어진 몸체(421a, 421b) 및 몸체(421a, 421b)를 감싸고 있고 통전될 수 있는 도전층(422a, 422b)을 포함한다. 도전볼(42a, 42b)의 강도는 전극(52) 및 배선(32)의 강도보다 작아 외부에서 압력이 가해지면 도전볼(42a)은 전극(52)과 배선(32)에 의해 눌리어 변형될 수 있다.The
도전볼(42a, 42b)은 8㎛ 내지 40㎛ 크기로 형성된다. 대기압 상태에서 도전볼(42a, 42b)은 100mN 이하의 힘에서 50% 이상의 변형률을 가지거나, 20 내지 100mN의 힘에서 25 내지 95%의 변형률을 가질 수 있다.The
도 1과 같이 후면기판(10), 충전부(20), 배선기판(30), 이방도전성접착제(40), 전지 셀(50) 및 전면기판(60)이 적층된 구조체에 압력을 가하기 전의 도전볼(42a, 42b)은 구 형상이다. 그러나, 라미네이션(Lamination) 등의 방식으로 진공상태로 밀폐된 공간에서 구조체에 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력을 가하면, 충전부(20) 및 이방도전성접착제(40)는 압착되고, 도전영역(B)에 위치한 도전볼(42a)은 배선(32)과 전극(52)에 접촉되어 눌리어 타원 구 형상으로 변형된다. 구조체에는 압력 이외에도 열이 함께 가해질 수 있다.As shown in Fig. 1, a conductive ball (not shown) is applied to a structure in which a
이때 도전볼(42a)의 변형률은 25 내지 95%이다. 위 변형률은, 변형된 타원 구 형상의 단축 직경(D1)이 변형 전 구 형상의 직경(D2)의 25 내지 95%임을 의미한다(도 4 참조).At this time, the strain of the
도전볼(42a)의 변형률이 25% 미만일 경우 배선과 전극의 접촉면적이 미약하여 연결저항이 커지게 되며, 연결저항이 크면 충전율이 낮고 이로 인하여 출력이 낮아진다.When the strain of the
도전볼(42a)의 변형률이 95%를 초과하면 도전볼(42a)의 표면에 균열이 발생할 수 있다. 도전볼(42a)이 압력을 받아 변형되면 초기에는 수직방향의 균열이 주로 발생하나, 심하게 눌리는 경우 수평방향의 균열이 발생하게 된다. 균열의 방향이 수직인 경우 전하의 이동방향과 평행하므로 큰 문제가 되지 않지만, 수평방향의 균열이 발생하게 되면 전하의 이동을 가로막는 방향이므로 저항의 증가 혹은 단락이 발생한다.If the strain of the
본 실시예에 적용된 도전볼은 구조체를 진공상태로 밀폐된 공간에 둔채 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력을 가했을 때 25 내지 95%의 변형률을 가지는 무른 것이다. 그러나 상대적으로 강도가 단단한 도전볼은 위의 압력을 가할 때 변형률이 거의 없거나 크지 않아 전극과 배선에 접촉되는 면적이 줄어든다. 접촉면적이 줄어들면 충전률이 감소되어 출력이 낮아진다. 이에 도전볼을 25%이상의 변형시켜야 충전율이 증가하여 출력이 높아진다. 바람직하게는 도전볼의 변형율이 50 내지 95%일 때 충전율이 더욱 향상된다.The conductive balls applied to the present embodiment are those having a strain of 25 to 95% when a pressure of 0.05 MPa to 0.5 MPa is applied with the structure placed in a closed space in a vacuum state. However, a relatively hard conductive ball has little or no strain when applied with the above pressure, which reduces the contact area between the electrode and the wiring. As the contact area decreases, the charge rate decreases and the output decreases. Therefore, when the conductive ball is deformed by 25% or more, the filling rate is increased and the output is increased. Preferably, when the deformation rate of the conductive ball is 50 to 95%, the filling rate is further improved.
절연영역(C)에 위치한 도전볼(42b)은 배선시트(31)와 배선(32), 본체(51)와 전극(52) 등과 접촉되지 않으므로 변형되지 않는다.The
구조체에 압력과 열을 가하는 방식은 라미네이션 이외의 다른 방법에 의해 구현될 수 있다.The manner of applying pressure and heat to the structure can be realized by a method other than lamination.
타원 구 형상으로 변형된 도전볼(42a)은 구형일 때보다 전극(52)과 배선(32)에 접촉되는 면적이 증가하게 된다. 이에 따라 압력을 받기 전의 도전볼(42a)은 배선(32)과 전극(52)에 점 접촉되어 있었다면, 변형된 도전볼(42a)은 배선(32)과 전극(52)에 면 형태로 접촉되어 접촉면적이 증가하게 된다.The contact area of the
접촉면적 증가로 전극(52)과 배선(32)의 접촉면적이 적어짐으로 증가할 수 있는 연결저항을 감소시켜 충전율(FILL FACTOR; FF)을 향상할 수 있다. 충전율은 배선(32)과 전극(52)이 전기적으로 얼마나 잘 연결되어 있는지를 나타내는 척도이다. 도전볼(40)로 인해 배선(32)과 전극(52)의 연결이 잘 되어 있다면 충전율이 높아진다.As the contact area increases, the contact area between the
아래 [표 1] 및 [표 2]를 살펴보면, 도전볼에 가해지는 힘의 크기 및 그에 따른 변형 정도에 따라 충전율에 영향이 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1 and Table 2, it can be seen that the charging rate is influenced by the magnitude of the force applied to the conductive balls and the degree of deformation thereof.
[표 1]은 강도가 다른 도전볼의 변형률에 따른 충전율을 비교한 실험결과이다.[Table 1] shows the results of the comparison of the filling rates according to the strains of the conductive balls having different strengths.
위의 표 1은 도전볼에 100mN 또는 120mN의 힘을 가해 도전볼의 변형률을 50%로 만들어 충전율을 비교한 것이다.Table 1 above compares the filling rate by making a strain of the
도전볼이 100mN 이하의 힘에서 변형률이 50%이면 강도가 무른 것이고, 100mN 초과된 힘에서 변형률이 50%이면 상대적으로 강도가 단단한 것으로 볼 수 있다.If the conductive ball has a strain of 50 mN or less at a force of 100 mN or less, the strength is loose. If the strain exceeds 50 mN at a force of 100 mN or less, the strength is relatively strong.
위의 실험에 따르면 도전볼의 강도는 모듈 효율에 영향을 미친다. 본 실시예와 같이 도전볼의 크기가 이웃한 도전영역의 전극간 거리보다 작고, 이러한 크기의 도전볼이 100mN 이하의 힘에서 50% 이상의 변형률을 가진 무른 것이라면 고효율 후면 전극형 모듈을 제작할 수 있다. 그러나 120mN의 힘에서 50%의 변형률을 가진 도전볼을 사용하면 효율이 떨어짐을 알 수 있다.According to the above experiment, the strength of the conductive ball affects the module efficiency. If the size of the conductive balls is smaller than the interelectrode distance of the neighboring conductive regions and the conductive ball of this size is a soft one having a strain of 50% or more at a force of 100 mN or less, a highly efficient rear electrode type module can be manufactured. However, it can be seen that using a conductive ball having a strain of 50% at a force of 120 mN degrades the efficiency.
[표 2]는 도전볼의 개수가 동일할 때 도전볼 변형률에 따른 충전율을 상대적으로 비교한 실험결과이다.[Table 2] shows the results of an experiment in which the filling rates according to the conductive ball strain were relatively compared when the number of the conductive balls was the same.
위의 실험에서는 100mN 이하의 힘에서 50%이상의 변형되는 강도의 도전볼을 사용하였다.In the above experiment, a conductive ball having a deformation strength of 50% or more was used at a force of 100 mN or less.
[표 2]를 보면 도전볼의 개수와 강도가 동일할 때, 도전볼 변형률이 25% 이상부터 충전율이 증가하는 것을 알 수 있다. 변형률이 50% 이상에서는 0.5% 내로 충전율에 큰 차이가 없지만 변형률이 커질수록 충전율이 조금씩 증가하는 것을 알 수 있다. 이에 도전볼의 바람직한 변형률은 50 내지 95%로 볼 수 있다. 즉 도전볼의 변형률이 클수록 연결저항이 감소하여 충전율이 우수하며, 이로 인하여 출력이 높아짐을 알 수 있다.In Table 2, it can be seen that when the number and the strength of the conductive balls are the same, the filling rate increases from the conductive ball strain of 25% or more. When the strain exceeds 50%, there is no significant difference in the filling rate within 0.5%, but the filling rate increases slightly as the strain increases. The preferable strain of the conductive balls is 50 to 95%. That is, the greater the strain of the conductive ball, the lower the connection resistance, the better the filling rate, and the higher the output.
아래 [표 3]을 살펴보면, 도전볼의 크기에 따라 충전율의 변화를 실험한 결과이다. 본 실험에서 도전볼의 강도 및 변형률이 본 실시예의 범위에 속하는 것을 사용하였다. As shown in Table 3 below, the results of the experiment of changing the filling rate according to the size of the conductive balls. In this experiment, the strength and strain of the conductive balls belonging to the range of this embodiment were used.
[표 3]을 보면, 도전볼의 크기가 8㎛ 내지 40㎛인 후면 전극형 태양전지 모듈의 충전율을 비교하였을 때 도전볼의 크기가 대략 8㎛ 이상일 때 충전율이 높아지고 20㎛일 때 충전율이 가장 높음을 알 수 있다. 그러나 도전볼의 크기가 8㎛ 미만이거나 40㎛를 초과하면 충전율이 감소함을 알 수 있다.In Table 3, when the filling rate of the rear electrode type solar cell module having the conductive ball size of 8 to 40 m was compared, when the size of the conductive ball was about 8 μm or more, the filling rate was high. High. However, it can be seen that the filling rate decreases when the size of the conductive balls is less than 8 탆 or exceeds 40 탆.
아울러, 도전볼의 개수가 동일할 때 크기가 8㎛ 미만인 경우 전극(52)과 배선(32)과의 접촉면적이 작아 충전율이 급격하게 감소하고, 도전볼의 크기가 40㎛를 초과한 경우 도전볼의 단위면적당 가해지는 압력이 작아져 덜 눌리게 되어 접촉면적의 감소로 충전율이 감소된 것을 알 수 있다.In addition, when the number of conductive balls is the same, when the size is less than 8 m, the contact area between the
모듈의 설계 조건에 따라 8㎛ 내지 40㎛ 크기의 도전볼을 사용하는 것이 바람직하고, 도전볼의 크기가 작아질수록 도전볼의 개수를 증가시킬 수 있다.It is preferable to use a conductive ball having a size of 8 to 40 탆 according to the design conditions of the module, and the smaller the size of the conductive ball, the more the number of conductive balls can be increased.
[표 4]는 본 실시예와 같은 강도 및 크기를 가진 도전볼을 사용하였고, 다만 도전층의 재질을 변화시켜 충전율을 비교한 실험결과이다. [표 4]를 보면, 도전볼의 도전층이 금으로 형성된 것과 니켈로 형성된 것에 있어 충전율을 비교하였을 때 차이가 거의 없는 것을 알 수 있다. Table 4 shows the results of experiments in which the conductive balls having the same strength and size as those of the present embodiment were used, but the filling rate was compared by changing the material of the conductive layer. In Table 4, it can be seen that there is almost no difference when the filling rate is compared in the case where the conductive layer of the conductive ball is formed of gold and that of the nickel is formed.
즉 8㎛ 내지 40㎛ 크기의 구 형태 도전볼이 적용된 구조체를 진공상태로 밀폐된 공간에서 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력을 가해 도전볼을 25 내지 95%의 변형률로 타원 구 형상으로 변형시켜 전극과 배선이 연결된 후면 전극형 태양전지 모듈을 형성할 때 도전볼의 도전층 재질을 니켈로 형성하여도 금일 때에 비해 충전율이 거의 차이가 나지 않음을 알 수 있다.That is, a structure to which a spherical conductive ball having a size of 8 to 40 탆 is applied is subjected to a pressure of 0.05 MPa to 0.5 MPa in a closed space to form a conductive ball 25 To 95% strain to form an elliptical sphere shape, thereby forming the rear electrode type solar cell module in which the electrode and the wiring are connected to each other, the conductive layer material of the conductive ball is formed of nickel, Able to know.
이에 도전층을 값비싼 금 대신 저렴한 니켈로 형성하여도 된다. 이렇게 하면 이방도전성접착제(40)의 원가를 낮출 수 있고, 이와 더불어 후면 전극형 태양전지 모듈의 원가를 낮출 수 있다.The conductive layer may be formed of cheap nickel instead of expensive gold. In this way, the cost of the anisotropic conductive adhesive 40 can be reduced, and the cost of the rear electrode type solar cell module can be reduced.
출력은 = Isc x Voc x 충전율이다. 충전율은 주로 저항성분에 의해 변화이고, Isc는 주로 빛의 양에 따라 변화이며, Voc: 주로 기판의 종류, 불순물의 양, p-n 접합 특성, 온도 등에 따라 변화이다. 즉 모듈을 구성하는 태양전지의 전기적 연결이 잘 되었는지를 확인하기 위하여 충전율을 확인하며, 이는 모듈의 특성이나 측정시의 온도 등의 다른 변수에 의한 영향을 제거하기 위함이다. 열 사이클 신뢰성 시험에는 출력을 측정하여 신뢰성 결과를 확인할 수 있다.The output is = Isc x Voc x charge rate. The filling rate is mainly changed by the resistance component, and Isc is mainly a change depending on the amount of light, and Voc is a change mainly depending on the kind of the substrate, the amount of the impurity, the p-n junction property, That is, the charge rate is checked in order to confirm whether the solar cell constituting the module is electrically connected. This is to remove the influence of other parameters such as the characteristics of the module or the temperature at the time of measurement. In the thermal cycle reliability test, the output can be measured to confirm the reliability result.
아래 [표 5]를 살펴보면, 도전볼의 도전층 재질을 금과 니켈로 하여 8㎛ 내지 40㎛ 크기의 구 형태 도전볼이 적용된 구조체를 진공상태로 밀폐된 공간에 둔 채 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력을 가해 도전볼을 25 내지 95%의 변형률로 타원 구 형상으로 변형시켜 전극과 배선을 연결하는 조건하에서 모듈에 빛을 주었을 때 발생하는 에너지의 출력 차이가 거의 발생하지 않음을 알 수 있다.Referring to Table 5 below, a structure in which a spherical conductive ball having a size of 8 to 40 μm was applied to a conductive ball made of gold and nickel was placed in a closed space in a vacuum state, It can be seen that there is hardly any difference in energy output when light is given to the module under the condition that the conductive ball is deformed into an elliptical sphere shape with a strain of 25 to 95% by applying pressure to connect the electrode and the wiring.
[표 5]는 도전층의 재질에 따른 열 사이클 경과에 따른 출력 감소율을 비교한 것이다.[Table 5] compares the output reduction rate with the passage of the heat cycle according to the material of the conductive layer.
열 사이클 신뢰성(Thermal Cycling Reliability; T/C신뢰성) 확인 결과 출력 감소율에 있어 200cycle 경과 시 금과 니켈의 차이는 1% 이내의 감소율을 보이는 것을 알 수 있다. 이에 따라 금으로 만든 도전볼과 니켈로 만든 도전볼의 신뢰성 차이가 없는 것을 알 수 있다. As a result of checking the thermal cycling reliability (T / C reliability), the difference between gold and nickel is less than 1% after 200 cycles. Accordingly, it can be seen that there is no difference in reliability between the conductive ball made of gold and the conductive ball made of nickel.
따라서 본 실시예의 조건에 맞는 도전볼의 경우, 그 도전층을 금 대신 니켈로 형성할 수 있기 때문에 할 수 있어 이방도전성접착제의 원가를 절감할 수 있고, 이는 결국 후면 전극형 태양전지 모듈의 제작원가를 낮추게 결과가 된다.Therefore, in the case of the conductive balls meeting the conditions of the present embodiment, the conductive layer can be formed of nickel instead of gold, so that the cost of the anisotropic conductive adhesive can be reduced, .
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
1: 후면 전극형 태양전지 모듈 10: 후면기판
20: 충전부 21: 제1 충전재
22: 제2 충전재 30: 배선기판
31: 배선시트 32: 배선
40: 이방도전성접착제 41: 수지층
42a, 42b: 도전볼 421a, 421b: 몸체
422a, 422b: 도전층 50: 전지 셀
51: 본체 52: 전극
60: 전면기판1: Rear electrode type solar cell module 10: Rear substrate
20: live part 21: first filler
22: second filler 30: wiring board
31: wiring sheet 32: wiring
40: Anisotropic conductive adhesive 41: Resin layer
42a, 42b:
422a, 422b: conductive layer 50: battery cell
51: main body 52: electrode
60: front substrate
Claims (7)
상기 후면기판, 상기 배선, 상기 도전볼을 갖는 이방도전성접착제, 상기 전극을 갖는 전지 셀 및 상기 전면기판을 차례로 적층한 구조체를 진공상태로 밀폐된 공간에 둔 채 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력을 가하여 상기 도전볼의 직경을 변화시킨 것인 후면 전극형 태양전지 모듈.The method of claim 1,
A pressure of 0.05 MPa to 0.5 MPa was applied while keeping the vacuum cleaned space between the rear substrate, the wiring, the anisotropic conductive adhesive having the conductive balls, the battery cell having the electrode, and the front substrate in this order Wherein the diameter of the conductive balls is changed.
상기 도전볼은 100mN 이하의 힘에서 50 내지 95%의 변형률을 갖는 후면 전극형 태양전지 모듈.The method of claim 1,
Wherein the conductive balls have a strain of 50 to 95% at a force of 100 mN or less.
상기 도전볼은 몸체 및 상기 몸체를 감싸는 도전층을 포함하고, 상기 도전층은 니켈로 이루어진 후면 전극형 태양전지 모듈.The method of claim 1,
Wherein the conductive ball includes a body and a conductive layer surrounding the body, and the conductive layer is made of nickel.
상기 도전볼의 크기는 8㎛ 내지 40㎛인 후면 전극형 태양전지 모듈.The method of claim 1,
And the size of the conductive balls is 8 to 40 m.
상기 구조체를 진공상태에 놓는 단계, 그리고
진공상태에 놓인 상기 구조체에 0.05MPa 내지 0.5MPa의 압력과 열을 가하는 단계
를 포함하고,
상기 배선과 상기 전극이 마주한 도전영역에 놓인 도전볼은 상기 압력에 의해 형상이 변형되고, 변형된 도전볼의 단축 직경은 변형 전 대응되는 직경의 25 내지 95%인
후면 전극형 태양전지 모듈의 제조방법.A step of forming a structure by laminating a back substrate, a wiring, an anisotropic conductive adhesive having conductive balls, a battery cell having electrodes, and a front substrate in this order,
Placing the structure in a vacuum state, and
Applying a pressure and a pressure of 0.05 MPa to 0.5 MPa to the structure placed in a vacuum state
Lt; / RTI >
Wherein the conductive ball placed in the conductive region where the wiring and the electrode face each other is deformed by the pressure and the minor axis diameter of the deformed conductive ball is 25 to 95%
A method of manufacturing a back electrode type solar cell module.
상기 도전볼은 20 내지 100mN의 힘에서 25 내지 95%의 변형률을 갖는 후면 전극형 태양전지 모듈의 제조방법.The method of claim 6,
Wherein the conductive balls have a strain of 25 to 95% at a force of 20 to 100 mN.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |