KR20160140771A - 바이패스 다이오드들을 가지는 광전지 모듈 - Google Patents

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에버트 외젠 벤드
마르꾸스 요한 얀센
요하네스 아드리아누스 마리아 반 루즈마엔
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쉬티흐틴크 에네르지온데르조크 센트룸 네델란드
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Abstract

후면 전도성 기판(10)을 가지는 광전지 모듈 및 후면 전극을 가지고, 상기 후면 전도성 기판(10)의 상단 표면의 어레이에서 정렬되는 복수의 광전지 셀들(2). 직렬 및/또는 병렬 연결된 상기 광전지 셀들(2)의 회로는 후면 전극들과 상기 후면 전도성 기판(10) 간의 연결들(8)에 의해 형성된다. 복수의 바이패스 다이오드들(5)은 직렬 및/또는 병렬 연결된 상기 광전지 셀들(2)의 회로와 전기적으로 접촉된 상기 후면 전극들(6a,6b)을 가지고, 상기 바이패스 다이오드들(5)은 상기 후면 전도성 기판(10)의 상단 표면의 빈 부분에 위치된다. 각각의 상기 바이패스 다이오드는 다이오드 기반의 웨이퍼이고, 하나 이상의 광전지 셀들(2)과 병렬로 연결된다.

Description

바이패스 다이오드들을 가지는 광전지 모듈{PHOTOVOLTAIC MODULE WITH BYPASS DIODES}
본 발명은 후면 전도성 기판(back side conductive substrate) 및 후면 전극들을 가지고 후면 전도성 기판의 상단 표면의 어레이에서 정렬되는 복수의 광전지 셀(PV-cell)들을 포함하는 광전지 모듈에 연관되고, 직렬 및/또는 병렬 연결된 광전지 셀들의 회로는 후면 전극(back contact)들과 후면 전도성 기판들 간의 연결들에 의해 형성된다.
국제 특허 공개 WO2006/027225는 솔라셀 어셈블리(solar cell assembly) 및 상단 표면 및 하단 표면에 3개의 전극들을 가지는 바이패스 다이오드들(by-pass diode)을 포함하는 솔라셀들의 스트링을 연결하기 위한 방법을 개시하고 있다. 이것은 다른 솔라셀(직렬 연결)에 전극을 제공할 뿐만 아니라 바이패스 다이오드(병렬)와 연관된 솔라셀에 접촉하는 것을 허용한다.
국제 특허 공개 WO2010/135801은 차광 보호(shading protection)가 실시된 광전지 모듈 스트링(photovataic module string) 정렬을 개시하고 있다. 컨덕터들(conductor) 및 바이패스 다이오드는 광전지 모듈의 주변 마진(perimeter margin)제공되고, 셀들의 스트링들에 연결된다.
국제 특허 공개 WO2011/050367은 후면 전극들이 제공된 하나의 실리콘 기판에 배치된 도핑 영역(doped region)의 형태에서 복수의 솔라셀들을 가지는 광전지 모듈(PV module)을 개시하고 있다. 일실시예에서, 다른 셀들의 반대편에서의 2개의 연결로 배선된 하나 이상의 셀들을 가지는 셀들의 서브셋들(subset)은 병렬 연결되어 제공된다. 반대편의 셀들은 바이패스 다이오드처럼 행동하고 에너지 생성(및 광전지 모듈의 유효한 표면을 감소시키는 것)에는 기여하지 못한다.
US 특허 공개 US 2014/060610은 바이패스 스위치(bypass switch)와 같은 온셀 전자 구성요소(on-cell electronic component)를 가지고, 광전지 모듈의 후면에서 제공되는 후면 전극 솔라셀들(back contact solar cell)을 포함하는 광전지 모듈을 개시하고 있다. US 특허 공개 US 2014/060610은 쇼트키 다이오드(Schottky diode) 또는 pn-정션 다이오드와 같은 것을 포함하는 바이패스 스위치를 개시하고 있다.
US 특허 공개 US 6,536,289는 솔라셀의 2개의 상호 직교면들의 보호에 의해 구속된 영역의 내부의 경사진 측면에 배치된 바이패스 다이오드를 포함하는 솔라셀 정렬을 개시하고 있다. 다이오드는 연관된 셀을 가로질러, 전방 상호 연결 및 후방 상호 연결에 의해 전기적으로 연결된다.
본 발명은 그림자 성능(shadow performance), 광전지 모듈(photovoltaic module)의 전면의 사용 및 광전지 모듈의 균일한 외관의 측면에서, 더 효과적인 광전지 모듈을 제공하는 것을 찾는다.
본 발명에 따르면, 서두의 정의에 따른 직렬 및/또는 병렬 연결된 광전지 셀들의 회로와 전기적으로 접촉된 후면 전극들을 가지는 복수의 바이패스 다이오드들을 더 포함하는 광전지 모듈이 제공되고, 각각의 바이패스 다이오드는 다이오드 기반의 웨이퍼(wafer)이고, 하나 이상의 광전지 셀들과 병렬로 연결되고, 바이패스 다이오드들은 후면 전도성 기판의 상단 표면의 빈 부분들에 위치하고, 빈 부분들은 복수의 광전지 셀들 중 인접한 것의 코너들 가까이에 위치한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하고 다수의 실시예들을 사용하여 아래에서 좀 더 구체적으로 논의될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광전지 모듈을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에서 실시되는 회로 형태의 회로 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에서 실시되는 다른 회로 형태의 회로 다이어그램이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 광전지 모듈을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 바이패스 다이오드들을 사용하는 광전지 모듈을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 6x10 모듈에 적용된 본 발명의 실시예들이다.
도 7a 및 도 7b는 랜드스케이프(landscape) 지향된 6x10 모듈에 적용된 본 발명의 실시예들이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예들에 적용된 바이패스 다이오드 변형의 교차 구역의 바이(vie)다.
도 9는 일반적인 n-형태 광전지 셀의 암전류-전압 그래프이다.
도 10은 본 발명의 대안적인 일실시예에 따른 광전지 모듈을 도시한 도면이다.
본 발명의 (세미 스퀘어(semi-square)) 후면 접촉 셀들 및 바이패스 다이오드들(by-pass diode)에 기반한 후면 접촉 웨이퍼(wafer)의 어셈블리(assembly)를 실시예들은 포함하고, 바이패스 다이오드들은 세미 스퀘어 솔라셀(solar cell)들 사이의 다이아몬드 형태 공간들에 위치하고, 셀들과 바이패스 다이오드들은 1개 또는 2개의 패턴된 전도성 포일들(patterned conductive foil)에 장착되고, 전도성 포일들은 각각 분리된다. 이것은 도 1에 나타난 본 발명에 따른 광전지 모듈(photovoltaic module)의 일실시예의 전방에서 보여질 수 있다. 복수의 광전지 셀들(2)(PV-cell)은 후면 전도성 기판(10)(back side conductive substrate)에 위치될 수 있다. 광전지 셀들(2)은 2개의 광전지 셀들 사이의 외부 엣지들 뿐만 아니라, 4개의 광전지 셀들(2)의 가운데에서 빈 부분들(4)을 제공하는 세미 렉탱귤러(semi-rectangular) 형태를 가질 수 있다. 바이패스 다이오드들(5)은 빈 부분들(4)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 세미 렉탱귤러 형태는 20츠의 직경을 가지는 실린더 형태의 잉곳(ingot)의 엣지들을 절단하고, 15.6x15.6cm2의 세미 스퀘어 웨이퍼들을 얻기 위해 잉곳을 슬라이싱(slicing)함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, Cz(Czochralski) 단결정 실린더형 잉곳을 사용할 때, 슬라이스들은 길이 방향으로 절단 될 수 있다. 둥근 슬라이스들로부터 10cm 반지름 곡률을 가지는 상호 연결 코너가 곡선인 4개의 직선 엣지들을 가지는 웨이퍼가 절단될 수 있다.
대신에, 광전지 셀(2)의 세미 스퀘어 형태는 2개 또는 4개의 동일한 부분들에서의 세미 스퀘어 형태를 슬라이싱하고, 1개 (또는 2개)의 경사진 코너들을 가지는 광전지 셀들(2)을 획득함으로써 얻어질 수 있다.
다시 말해, 광전지 모듈 기반의 전도성 포일은 셀들 사이의 공간이 바이패스 다이오드들 기반의 웨이퍼를 위해 사용되는 세미 스퀘어(고효율) 후면 접촉 솔라셀들이 제공될 수 있다. 이런 방식으로, 모듈은 더 일관적인 외관과 향상된 차광 성능으로 제조될 수 있다. 차광에 대한 가능한 최고의 응답을 위해, 모든 종류의 트랙은 뒤얽힌 전자 회로들을 생성하는 전도성 포일에서 만들어질 수 있다.
제1 측면에서, 본 발명은 후면 전도성 기판(10)(전도성 레이어 또는 (패턴된) 포일의 형태), 직렬 및/또는 병렬 연결된 광전지 셀들(2)의 회로가 후면 전극들과 후면 전도성 기판(10)간의 연결들(8)에 의해 형성되는 후면 전도성 기판(10)의 상단 표면의 어레이에서 정렬되고, 후면 전극들을 가지는 복수의 광전지 셀들(2) 및 각각의 바이패스 다이오드(5)가 다이오드 기반의 웨이퍼이고 하나 이상의 광전지 셀들(2)과 병렬로 연결된, 직렬 및/또는 병렬 연결된 광전지 셀들(2)의 회로와 전기적으로 접촉되는 후면 전극들(6a,6b)을 가지는 복수의 바이패스 다이오드들(5)을 포함하는 광전지 모듈에 연관될 수 있고, 바이패스 다이오드들(5)은 복수의 광전지 셀들(2) 중 인접한 하나의 가까운 코너들에 위치한 빈 부분들(4)에 위치될 수 있다.
언급된 바와 같이, 복수의 바이패스 다이오드들(5)은 다이오드들 기반의 웨이퍼를 포함할 수 있다. 이것은 광전지 셀(2)과 유사하게 선택될 수 있는 두께 또는 (바이패스 다이오드를 통해 더 많은 전류가 흐르는 것을 허용하는) 약간 더 두꺼운 두께를 가지는 납작한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 바이패스 다이오드들(5)은 광전지 셀(2)을 제공하는 것과 매우 비슷한 프로세스를 허용하는 다결정 웨이퍼로부터 얻어질 수 있다. 다수의 바이패스 다이오드들(5)은 처리된 15.6x15.6cm(표준 크기)의 셀에서 절단될 수 있다. 바이패스 다이오드(5)는 MWT(Metal Wrap Through), EWT(Emitter Wrap Through), IBC(Interdigitated Back Contact), 또는 MWA(Metal Wrap Around)와 같은, 후면 전극 광전지 셀들(2)을 얻기 위해 사용되는 것과 유사한 기술을 사용하여 얻어질 수 있다. 본 발명의 실시예들에서 사용가능한 바이패스 다이오드들(5)의 특정 실시예들은 도 8a 내지 도 8f를 참조하여, 아래에서 더 구체적으로 논의될 수 있다. 예를 들어, 바이패스 다이오드들(5) 기반의 8x8 웨이퍼가 15.6x15.6cm2 셀에서 절단되는 것과 같은, 표준의 잘 알려진 기술들은 효율적일 수 있다.
다른 일실시예에서, 사용은 광전지 모듈의 일관된 외관을 제공하는 광전지 셀들(2)의 둥근 코너들에 의해 에워싸인 빈 부분들(4)에 위치되는 바이패스 다이오드들(5) 기반의 더미 웨이퍼(dummy wafer)에서 만들어질 수 있다.
위에서 언급되고 도 1의 일실시예를 참조하여 설명된 바와 같이, 복수의 바이패스 다이오드들(5)은 복수의 광전지 셀들(2) 중 인접한 하나의 코너들 가까이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 인접한 광전지 셀들(2)은 바이패스 다이오드(5)를 정확히 위치시키기에 충분한(예를 들어 1.9x1.9cm) 2x2cm의 정사각형(다이아몬드)형태의 빈 공간(4)을 형성 할 수 있다.
바이패스 다이오드(5)는 매우 효율적인 보호 기능을 허용하는 각각의 복수의 광전지 셀들(2)을 위한 것일 수 있다.
도 9는 n-형태 솔라셀(2)의 전형적인 암전류-전압 곡선을 보여줄 수 있다. 파선은 STC(Standard Test Condition)에서의 모듈들의 조명 아래 정격 단락 전류의 0.1%-값을 나타낼 수 있다. 그래프는 실선의 전류-전압 특성을 가지는 솔라셀이 정격 단락 전류의 0.1% 값을 초과하지 않기 위해 -4V까지 사용될 수 있다는 것을 보여줄 수 있다. 이것은 솔라셀이 불투명하게 만들어지고, 바이패스 다이오드(5)처럼 사용되며, 일반적으로 각각 0.65V의 개방 전압을 가지는 직렬 연결로 연결된 솔라셀들(2)에 대해 바이패스 다이오드(5)가 병렬로 연결된다면, 바이패스 다이오드(5)의 누설 전류는 수용 가능한, 모듈의 단락 전류의 0.1% 아래에 머문다는 것을 의미할 수 있다. 차광 조건과 동시에, 바이패스 다이오드(5) 위의 양의 바이어스(positive bias)는 전류의 지수 증가(exponential increase)를 이끌고, 9A는 +0.5V와 +1V 사이의 전압에서 쉽게 수용될 수 있다. 그래프는 -10V까지 모두 추가하는 훨씬 많은 솔라셀들(2)을 바이패싱 하는 것은 정격 (비차광) 조건에서 1%-누설 이상을 초과한다는 것을 보여줄 수 있다.
종래의 모듈에서, 바이패스 다이오드(5)는 일반적으로 20개의 광전지 셀들(2)과 병렬로 연결될 수 있다. 이것은 일반적으로 비차광 조건에서 바이패스 다이오드(5)는 20x-0.5=-10V의 음의 바이어스 된다는 것을 의미 할 수 있다. 이것은 바이패스 다이오드(5) 전류-전압 특성에 엄격한 요구 조건을 둘 수 있다. 정방향 바이어스(차광의 경우)에서, 바이패스 다이오드(5)는 +0.5V와 +1V 사이의 전압에서 9A의 전류가 흐르게 하는 것이 가능해야 할 수 있다. 동시에, 비차광 조건에서, 바이패스 다이오드들(5)은 -10V에서 상당한 누설 전류를 나타내지 않아야 할 수 있다. 이 경우, 누설 전류는 광전지 모듈의 일반적인 단락 전류 9A의 0.1%보다 적어야 할 수 있다. 종래의 모듈들에서, 더 비싼 바이패스 다이오드들(5)은 이러한 요구를 충족하는 것이 필요할 수 있다. 그러나 다수의 솔라셀들(2)은 언급된 -10V에서 이보다 더 높은 암전류를 얻고, 따라서 20개의 셀들을 바이패싱 하기에 적절하지 않을 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예들은 모든 광전지 셀들(2)이 바이패스 다이오드(5)기반의 웨이퍼에 의해 바이패싱 되고, 누설전류가 충분히 낮은 회로들을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 더 많은 솔라셀(2) 당 바이패스 다이오드들(5)을 적용하는 것은 바이패스 다이오드들(5)에 대한 덜 엄격한 요구 조건들이 필요하고, 솔라셀은 반대로 만들어져서 바이패스 다이오드들(5)과 같이 행동할 수 있는, 솔라셀들 기반의 웨이퍼에 의지할 수 있다. 이것은 솔라셀이 종래 모듈들에서 사용되는, 대게 모듈의 뒤쪽에 장착된 바이패스 다이오드 박스에 위치하는 비싼 고품질의 바이패스 다이오드들의 사용을 방지 할 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 이것은 'mother' 솔라셀로부터 솔라셀을 절단함으로써, 바이패스 다이오드들 기반의 웨이퍼를 제조할 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 이것은 절단 프로세스(예를 들어, 레이저 사용)에 의해 악영향을 받는 베어 엣지(bare edge)를 가지는 바이패스 다이오드들(5)을 야기할 수 있다. 가능하게 데미지를 입은 베어 엣지들은 증가된 캐리어들(carrier)의 재조합 및 바이패스 다이오드(5)의 전압 V의 함수이고, n은 일반적으로 1과 2사이의 이상계수이며, vth가 열전압(vth=k B*T/q) 즉, 상온에서 근사적으로 00.257V이고, I가 바이패스 다이오드(5)를 통한 전류인 근사식 I=I0*exp(V/n/vth)에서의 더 높은 I0 값을 야기할 수 있다. 더 높은 I0값들은 음의 바이어스(비차광된 모듈 조건)에서의 더 높은 누설 전류 및 (차광 조건의) 정방향 바이어스에서의 더 높은 전류들을 의미할 수 있다. 더 많은 솔라셀(2)당 바이패스 다이오드들(5)은 더 높은 I0값을 허용하고, 따라서 베어 엣지를 가지는 'mother' 셀들에서 절단된 바이패스 다이오드들(5) 기반의 웨이퍼를 가능하게 할 수 있다. 엣지들에서 엣지 패시베이션(edge passivation)(예를 들어, Al2O3, SiNx, SiO2의 코팅)을 적용함으로써, I0 값들은 더 감소될 수 있고, 바이패스 다이오드들(5) 기반의 웨이퍼는 일반적으로 20개의 솔라셀까지 병렬로 연결될 수 있는 회로들을 위해 사용될 수 있다. 트레이드 오프(trade-off)는 바이패스 다이오드(5)의 품질(낮은 I0)과 그것들을 제조하는 비용 사이에 존재할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 다수의 바이패스 다이오드 회로 해답들 중, 선호 되는 차광에 대한 가장 가격 대비 효과가 좋은 해답을 선택하는 것을 허용할 수 있다.
바이패스 다이오드들(5) 및 광전지 셀들(2)은 제조 공정에서 동일한 집고 놓는 도구를 가지는 후면 포일(후면 전도성 기판(10))에 장착될 수 있다. 이것은 모듈의 쉬운 제조를 허용하고, 모듈에서 쌓이는 스트레스 문제를 방지할 수 있다. 이것은 모듈 뒷부분의 바이패스 다이오드 박스의 장착을 방지하고, 어플리케이션들(더 납작한 패널들)에 있어 더 많은 유연성을 줄 수 있다. 예를 들어, 전도성 접착제는 바이패스 다이오드들(5)을 후면 전도성 기판(10)에 위치시키고 붙일 뿐만 아니라, 광전지 셀들(2)을 위치 시키고 붙이는 것에 사용될 수 있다.
본 발명은 작은 차광 영역 및 큰 차광 영역에 대한 차광 내성 모듈을 야기할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션들은 차광이 많이 된 환경에서 이점을 가질 수 있다. 필드 또는 납작한 루프에서 더 밀집되게 위치하는 것은(더 짧은 내부 모듈 거리) 자체 차광을 야기할 수 있다. 모듈들은 차광에 더 내성이 있기 때문에, 모듈들은 밀집된 패키징(packaging)을 허용할 수 있다. 겨울에, 낮은 태양 고도에서, 자체 차광이 더 많이 야기될 수 있지만, 모듈들은 이 차광들에 더 내성이 있고, 여름에는 가까운 패킹(packing)에 의한 영역의 유닛당 납작한 루프에서 더 많은 전력이 얻어 질 수 있다.
언급된 바와 같이, 본 발명의 실시예들의 바이패스 다이오드들(5)은 광전지 셀들(2)이 장착되는 것과 동일한 방식으로 (후면 전도성 기판에 의해 형성되거나 후면 전도성 기판의 부분인)전도성 포일에 장착될 수 있다. 이것은 솔라셀들과 SMD와 같은 다른 형태의 디바이스들을 장착하는 것보다 기술적으로 더 쉬울 수 있다. 동일하거나 유사한 놓고 집는 동일한 장치에서 로봇은 사용될 수 있다. 동일한 접촉 프로세스(예를 들어 패턴된 구리 포일에서 전도성 접착제를 공판 인쇄하는 것)가 이용될 수 있다.
예를 들어, 종래의 모듈들은 직렬로 연결된 광전지 셀들의 3개의 스트링들을 가지고, 각각의 스트링은 바이패스 다이오드를 가질 수 있다. 모듈들은 최적이 아닌 차광을 가질 수 있다. 1개의 셀을 차광하는 것은 1개의 스트링 전체 즉, 광전지 패널의 1/3을 끌어 내릴 수 있다. 순서대로 3개의 스트링들 위에 분산된 6개 셀들의 수평 차광은 모듈 전체를 끌어 내릴 수 있다. 또한, 스트링이 차지하는 영역은 길게 늘어진 스트링 영역에 모듈의 수직 연장선을 가지는 차광에 대하여 모듈이 취약하게, 길게 늘어질 수 있다.
또한, 바이패스 다이오드들은 모듈의 비용에 추가될 수 있다. 추가적으로, 바이패스 다이오드들은 바이패스 다이오드 박스에 수용되는 것이 필요할 수 있다. 바이패스 다이오드 박스는 모듈의 뒷부분에 놓여질 수 있고, 이것은 특히 틀이 없는 모듈들에서 바이패스 다이오드 박스의 크기에 의해 방해되는 평평한 인루프 장착 등과 같은, 모듈 어플리케이션들의 제한을 가져올 수 있다.
종래 3개의 바이패스 다이오드들보다 더 많이 통합하는 것은 대안적인 해답일 수 있다. 그러나, 다이오드 박스에 모든 바이패스 다이오드들을 수용하는 것은 점점 더 어려울 수 있다. 이것은 바이패스 다이오드 박스를 향하는 거대한 양의 전도성 리드(버싱)를 요구할 수 있다. 또한, 바이패스 다이오드의 수는 버싱의 토폴로지 때문에 제한될 수 있다(버싱 및 태빙(tabbing)의 크로스오버는 다루기 힘들고, 버스-탭 분리 및 더 큰 셀 공간을 요구할 수 있다). 더 많은 바이패스 다이오드들과 더 많은 (복잡한) 태빙 및 버싱은 비용이 문제될 수 있다.
대신에, 바이패스 다이오드들은 광전지 셀들과 함께 라미네이트(laminate)될 수 있다. 그러나 9A의 전류를 흐르게 할 수 있는 종래 바이패스 다이오드의 크기로 인해 이것은 라미네이션(lamination)의 어려움(스트레스/장력)을 가져올 수 있다. 또한, 바이패스 다이오드들은 광전지 패널의 비용을 추가할 수 있다. (위에서 논의된 WO2010/135801의 공개 참조)
본 발명의 일실시예에 따른 광전지 모듈은 좁은 차광 영역과 넓은 차광 영역 모두를 허용할 수 있다. 전형적으로 36cm2까지로, 15.6cm의 높은 분기 저항을 가지는 세미 스퀘어 셀(2)에서 15%의 불투명도를 가지는 좁은 차광 영역에 대해, 광전지 모듈은 종래 모듈처럼 동작하고, 반면에 더 넒은 차광영역에 대해, 종래의 모듈에서 차광된 광전지 셀들(2)의 큰 그룹(예를 들어 20개의 셀 스트링들)보다는 차광된 광전지 셀들(2)의 작은 그룹만 바이패싱 함으로써, 바이패스 다이오드들(5)의 높은 수는 좋은 차광을 가진다.
광전지 셀들(2) 사이의 빈 부분(4) 또는 빈 공간은 광전지 셀(2)(또는 복수의 더 작은 광전지 셀들의 서브 모듈(sub-module))의 외부 원주 모양에 따라 어떠한 형태를 가질 수 있고, 1개, 2개 또는 그 이상의 (세미 다이아몬드 형태의)바이패스 다이오드들(5)을 위한 충분한 공간을 제공할 수 있다. 일실시예에서, 복수의 광전지 셀들(2)은 각각 세미 스퀘어 형태를 가지고, 바이패스 다이오드들(5)은 인접한 광전지 셀들(2)의 코너들 사이의 열린 공간(4)에 위치 될 수 있다. 다른 일실시예에서, 바이패스 다이오드들은 삼각형 형태를 가질 수 있다. 두개의 바이패스 다이오드들(5)은 4개의 인접한 광전지 셀들(2) 사이의 다이아몬드 형태의 공간(4)에 위치 될 수 있고, 하나의 삼각형 형태의 바이패스 다이오드(5)는 광전지 모듈의 엣지에서 2개의 인접한 광전지 셀들(2) 사이의 공간(4)에 적합 할 수 있다.
도 10에서 보여지는 대안적인 일실시예에서, 복수의 광전지 셀들(2)은 셀 기반의 평범한 웨이퍼를 절단함으로써 만들어지는 것처럼, 적어도 하나의 경사진 코너를 가지는 직사각형일 수 있다. 복수의 광전지 셀들(2)은 서로를 마주보고 바이패스 다이오드들(5)을 위한 후면 전도성 기판(10)의 상단 표면의 빈 부분들(4)을 형성하는 각각 적어도 하나의 반대편 코너를 가지는 2개 또는 4개의 그룹들에서 정렬될 수 있다. 그 결과, 엣지들에 광전지 셀들(2)의 직선 직사각형 모양의 면들이 있는 광전지 모듈을 제공하는 것이 가능할 수 있다.
(후면 전도성 기판(10)의 전도성 구리 포일이 공간(4)에 도달하게 하는 것이 매우 쉬운, 본 발명의 실시예들은 광전지 셀들(2) 또는 광전지 모듈들 사이의 공간(4)에서 바이패스 다이오드들(5)을 위치시키는 몇몇 모듈 기술들에 사용되는 웨이퍼의 세미 스퀘어 특성을 활용할 수 있다. 정사각형 웨이퍼들(광전지 셀들(2))은 다른 컨셉들에서 사용될 수 있다. 이 경우, 정션 박스에서 바이패스 다이오드들(5) 기반의 웨이퍼를 통합하는 것이 유익할 수 있다. 이러한 이유 때문에, 회로에서 바이패스 다이오드들(5) 기반의 웨이퍼들의 통합을 허용하기 위해서, 정사각형 웨이퍼들(2)의 부분들은 절단되거나, 광전지 셀들(2)의 사이 또는 모듈의 엣지들에서 인식되는 추가적인 공간에 위치될 수 있다. 이 경우, 그 형태는 정사각형보다는 직사각형(예를 들어, 완전한 웨이퍼의 길이를 가지는)이 선호된다. 예를 들어, 바이패스 다이오드(5) 기반의 웨이퍼의 크기는 흐르게 하는 것이 필요한 전류에 일치될 수 있다. 바이패스 다이오드(5)를 통해 최적화된 전류를 허용하기 위해서, 바이패스 다이오드들(5)을 처리하기 위해 사용되는 웨이퍼들은 표준 웨이퍼들 보다 광전지 모듈의 라미네이트에서 견딜 수 있는 두께만큼 두껍게 만들어질 수 있다.
다이오드들 기반의 웨이퍼와 같은 바이패스 다이오드들(5)을 제공하는 것은 복수의 바이패스 다이오드들(5)의 적어도 6A(예를 들어 9A)와 같은 충분히 높은 전류 정격을 허용할 수 있다. (바이패스 모드의 활성상태 때) 2x2cm 웨이퍼 다이오드(5)에서, 이것은 2.12A/cm2의 전류 밀도 또는 4.5W의 손실 전력을 야기할 수 있다. 물론 광전지 셀(2)당 몇몇 바이패스 다이오드들(5)을 사용하는 다른 회로들이 사용된다면, 전류 정격의 요구 조건들은 다를 수 있다. 더 작은 크기의 광전지 셀들(2)(또는 서브 모듈들(2))이 사용된다면, 예를 들어 1/4크기의 서브 모듈(2)의 경우, 바이패스 다이오드들(5)에 연관된 전류 정격은 적어도 2.25A, 1/2크기의 서브 모듈(2)의 경우 적어도 4.5A 정도로 더 낮을 수 있다.
다른 실시예들에서, 외부 엣지들과 같은 광전지 모듈에서 사용 가능한 다른 빈 부분들(4)에서, 1개, 다수 또는 모든 바이패스 다이오드들(5)을 제공하는 것이 가능할 수 있다. 길게 늘어진 모양 등을 가지는 광전지 셀(2)에 연관된 엣지 가까이에 위치할 때, 바이패스 다이오드들(5)은 광전지 모듈의 특정 부분에 대한 더 좋은 전류-전압 특성을 가지도록 효율적으로 위치될 수 있다.
위에서 설명된 실시예들에서, 광전지 셀(2)이라는 용어가 사용될 수 있다. 그러나, 이 용어는 서브 모듈들 또는 (더 작은 크기의) 광전지 셀들의 그룹들을 포함하는 것이 의도될 수 있다. 예를 들어, 일실시예에서, 표준 크기(5"x5" 또는 6"x6")의 세미 스퀘어 'mother' 광전지 셀(2)은 m x n의 동일한 영역의 솔라셀들로 절단될 수 있다. 이것은 전류를 감소시키고 전압을 증가 시킬 수 있으며, 효과로, 더 낮은 전류는 바이패스 다이오드(5)에 연관된 손실의 감소를 의미할 수 있다.
특정 일실시예에서, 복수의 광전지 셀들(2)은 단결정 Cz(Czochralski)형태 재료와 같은 반도체 재료의 웨이퍼들로부터 만들어질 수 있다. 이 재료는 실린더 모양의 실리콘 로드(silicon rod)로부터의 4개의 엣지들을 절단함으로써 생성되고, 직경이 일반적으로 20cm이고 엣지간 거리가 일반적으로 15.6cm인 4개의 직선면과 4개의 곡선 코너들을 야기할 수 있다. 조합될 때, 이것은 4개의 인접한 광전지 셀들(2) 사이에서 열린 다이아몬드 모양의 표면 부분을 야기할 수 있다. 다른 일실시예에서, 세미 스퀘어 광전지 셀들(2)은 광전지 셀들(2) 사이의 공간들(4)에 위치된 2.06cm x 2.06 cm의 정사각형 바이패스 다이오드들(5)을 포함하는 좌우 거리 15.6cm, 대각선 거리 20cm로 사용될 수 있다.
대안적인 일실시예에서, 얻어진 각각의 웨이퍼들은 4개의 동일한 부분들로 분할될 수 있고, 도 10의 일실시예에서 보여지는 것처럼, 각각 오직 하나의 반대편 코너를 가지는 더 작은 광전지 셀들(2)을 야기할 수 있다. 스트링 당 4개의 광전지 셀들(2)을 가지는(60개의 웨이퍼로부터 절단된 모듈당 240개의 광전지 셀들(2)) 60개의 스트링들로 된 광전지 모듈을 만드는 것이 가능할 수 있다. 동작 매개 변수들은 Vmpp=132V; Imp=2.1A; Ploss _foil~0.85W(종래의 포일 모듈: ~3.4W)이고, 최대 손실은 P=0.6V x 3 x 2.1 = 3.8W(종래의 모듈 : Pmd=90W)(스트링 당 20개의 셀들, 9A)일 수 있다. 이 모듈에서의 60개의 바이패스 다이오드들(5)은 0.04W를 소비하고, 전도시, 하나의 바이패스 다이오드는 오직 1.7W를 소비할 수 있다. 종래의 모듈보다 약간 더 적은 비용이 가능하고, 짧은 스트링들과 낮은 전류 덕분에 더 적은 손실의 추가적인 이익이 차광된 셀들에서 발생될 수 있다. 공칭 조건에서의 바이패스 다이오드들(5)의 손실은 무시할 수 있다(반대 조건에서의 바이패스 다이오드들(5)에서의 손실은 1.7W(즉 ~0.5W/cm2)).
20cm 직경의 웨이퍼에서 라인들을 절단하는 조심스러운 선택은 반도체 잉곳 재료의 효율적인 사용을 향상 시킬 수 있다. 많이 사용되는 표준 형태에서, 76%의 웨이퍼 재료가 사용되면, 광전지 셀들은 가장 긴 크기로 15.6cm를 가질 수 있다.
광전지 셀(2)(8.4cm의 가장 긴 광전지 셀(2)을 야기하는 4개로 분리될 때, 가장 긴 크기로 16.8cm)약간 큰 기본 형태를 취할 때, 충분한 웨이퍼 재료는 본 발명의 실시예들에서 이용되기에 충분한 용량을 제공하는 충분한 크기를 가지는 4개의 바이패스 다이오드들(5)(예를 들어 삼각형 형태)을 절단하기 위해 남을 수 있다. 이것은 사용되는 웨이퍼 표면의 86%를 야기하고, 바이패스 다이오드들(5)은 추가적인 반도체 재료 비용 없이 얻어질 수 있다.
광전지 모듈을 조립할 때, (더 작은) 광전지 셀들(2)은 (적절한 위치선정을 위해 회전을 사용하는) 후면 전도성 기판(10)에 개별적으로 위치될 수 있고, 또는 4개의 더 작은 광전지 셀들(2)은 개별적으로 위치된 광전지 모듈의 엣지들에서 (일반적으로 더 큰 크기의 광전지 셀(2)처럼) 광전지 셀들(2)과 함께 동시에 위치될 수 있다.
다른 실시예들에서, 광전지 모듈들(2)의 수에 연관된 바이패스 다이오드들(5)의 수는 광전지 모듈에서 형성된 회로의 형태에 따라 다양할 수 있다. 회로는 광전지 셀들(2)과 바이패스 다이오드들(5)의 직렬 그룹들 및 비틀어진 그룹들 및/또는 다단계 그룹들을 포함할 수 있다.
광전지 셀들(2)과 바이패스 다이오드들(5)의 다단계 회로의 예는 도 2에서 보여질 수 있다. 각각의 광전지 셀(2)은 병렬 연결된 바이패스 다이오드에 제공되고, 각각의 광전지 셀들(2)의 2개의 그룹은 2개의 추가적인 바이패스 다이오드들(5)에 병렬로 연결될 수 있다(4개의 광전지 셀들(2)을 위한 총 6개의 바이패스 다이오드들. 트랙들(8)을 적절하게 연결하는 것은 후면 전도성 기판(10)(전도성 포일)에서 만들어 질 수 있다.). 직렬 연결된 하나 이상의 솔라셀들(2)과 같이 솔라셀 또는 광전지 셀(2)은 스트링에 속할 수 있고, 직렬 연결된 스트링은 바이패스 다이오드(5)를 가질 수 있다. 직렬로 연결된 다수의 스트링들은 상위 레벨 바이패스 다이오드(5)와 함께 바이패스될 수 있다.
대신에, 솔라셀(2) 및 바이패스 다이오드(5)가 각각 병렬로 연결되는 경우에 트랙들(8)이 만들어 질 수 있다. 여기서, 솔라셀(2)과 바이패스 다이오드(5)는 병렬로 연결되고, 이 병렬 연결은 솔라셀(2) 및 바이패스 다이오드(5)와 다시 병렬로 연결된 턴(turn)일 수 있다. 새로이 형성된 회로는 다시 솔라셀(2) 및 바이패스 다이오드(5)와 병렬로 연결될 수 있다. 이것은 n번 반복될 수 있다.
도 3에서, 광전지 셀들(2) 및 바이패스 다이오드들(5)의 회로는 비틀어지거나 십자형 회로의 형태로 보여질 수 있다. 여기서, 솔라셀(2)은 다른 바이패스 다이오드들(5)에 의해 바이패스될 수 있다. 다수의 솔라셀들(2)은 3개의 서브셋들 2a, 2b; 2b, 2c; 2c, 2d로 분할될 수 있고, 각각의 서브셋은 적어도 하나의 솔라셀(2)의 직렬 연결이며, 서브셋들은 각각 직렬 연결될 수 있다. 첫번째 서브셋 2a, 2b는 첫번째 바이패스 다이오드(5a)에 병렬로 연결되고, 두번째 서브셋 2b, 2c는 바이패스 다이오드(5b)에 연결되며, 세번째 서브셋 2c, 2d는 바이패스 다이오드(5c)에 연결될 수 있다.
또한, 이러한 비틀어진 회로는 도 4의 일실시예에서 사용될 수 있다. 광전지 모듈은 4개의 서브 모듈들(2a 내지 2d)을 포함할 수 있고, 4개의 서브 모듈들(2a 내지 2d)에 의해 남겨진 빈 부분들에서, 3개의 바이패스 다이오드들(5a 내지 5c)은 제공될 수 있다. 후면 전도성 기판(10)에서 스크라이브 라인들(4)을 만드는 것과 같은 것들에 의해 후면 전도성 포일은 5개의 상호 연결 표면들로 분배될 수 있다(예를 들어, 각각의 서브 모듈들(2a 내지 2d)의 미니셀의 양극 단자와 음극 단자의 연결에 의한 영역들(4a 내지 4e)). 또한, 영역들(4a 내지 4e)은 바이패스 다이오드들(5a 내지 5c)에 연결들을 제공하는 것에 사용될 수 있다.
도 5에서, 미엔더링 라인(meandering line)처럼 표시된 연결들(8)을 가지는 일실시예는 광전지 셀들(2)의 6개의 셀 간격 어레이로 보여질 수 있다. 바이패스 다이오드들(5)은 광전지 셀들의 4개의 셀 그룹들 가운데에서(즉, 도 5에 보여지는 그리드(grid)의 크로스 라인에서) 제공될 수 있고, 이 경우, 4개, 8개, 및 12개의 광전지 셀들의 스트링들과의 병렬 미엔더링 연결(8)과 함께 연결들은 만들어질 수 있다. 바이패스 다이오드들(5)의 몇몇은 2개의 인접한 셀들(2) 사이의 코너와 같은 그리드의 엣지에서 제공될 수 있다.
도 6a 및 6b는 일반적인 형태의 광전지 모듈을 형성하는 광전지 셀들(2)의 6x10 어레이를 보여줄 수 있다. 60개의 광전지 셀들(2) 모두를 연결하는 미엔더링 연결(8)뿐만 아니라 광전지 모듈의 양극 단자와 음극 단자가 나타날 수 있다. 바이패스 다이오드들(5)은 4개의 광전지 셀들(2)의 코너 또는 2개의 광전지 셀들(2)의 엣지들에서 지역적으로 다시 위치 될 수 있다. 도 6a는 바이패스 다이오드들(5)을 사용하는 비틀어진 회로의 가능한 실행을 보여줄 수 있다. 도 6b에서, 3개 또는 6개의 광전지 셀들(2)의 각각의 스트링은 바이패스 다이오드(5)에 병렬로 연결될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 표준 크기의 6x10 광전지 모듈(랜드스케이프 방향에서)에 대한 또 다른 실시예를 보여줄 수 있다. 바이패스 다이오드들(5)은 코너들 또는 광전지 셀들(2)의 스트링에 대한 엣지들에 위치할 수 있다. 실행들 모두 기준과 같은 광전지 셀들의 5개의 셀 스트링 및 비틀어진 회로를 사용할 수 있다.
후면 전도성 기판(10)은 주로 광전지 셀들(2)과 광전지 모듈의 다른 구성 요소들 사이에서 전극들을 제공하는 것을 위해 사용될 수 있다. 그러나 또한, 후면 전도성 기판(10)은 가벼운 패널을 사용하는 것과 같은 구조적 기능을 수행하는 재료를 포함할 수 있다. 다른 일실시예에서, 후면 전도성 기판(10)은 하나 이상의 전도성 시트들(conductive sheet)을 포함할 수 있다. 다수의 시트들은 원하는 대로 회로들을 상호 연결하는 더 쉬운 배치를 허용함으로써 이로울 수 있다. 광전지 셀들(2)의 훨씬 더 복잡한 회로를 정의하기 위해서, 하나 이상의 전도성 시트들은 각각으로부터 분리되고, 원하는 전도성 시트들을 상호 연결하는 것을 허용하는 구멍들에 제공될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 실시에서 사용되는 복수의 바이패스 다이오드들(5)은 광전지 셀들(2)의 전면과 비슷한 질감 및 색깔을 가지는 전면(22)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광전지 셀(2)과 동일한 외관의 바이패스 다이오드(5)를 주기 위해, 일반적인 솔라셀들과 같은 질감과 SiNx 상단 레이어가 제공될 수 있다. 이것은 미적인 측면과 광전지 모듈의 통합의 용이성 등을 향상 시키는, 실제 동작 중에 볼 수 있는 광전지 모듈의 다수의 구성 요소들의 유사한 외관을 위해 제공할 수 있다.
도 8a 내지 8f의 단면도에서 보여지는 예시들인, 바이패스 다이오드들(기반의 웨이퍼)의 몇몇 형태들은 사용될 수 있다. 실시예들 같은 바이패스 다이오드(5)의 부분들 또는 구성요소들은 도 8a 내지 8f에서 동일한 참조 부호로 나타날 수 있다. 광전류 생성을 방지하기 위해서, 모든 바이패스 다이오드들(5)은 불투명한 전면(22)과 함께 제공될 수 있다. 바이패스 다이오드(5)의 뒷쪽 표면은 동일한 이유를 위해 불투명한 레이어와 함께 제공될 수 있다.
도 8a는 불투명한(어떤한 색의 페인트, 불투명 테이프, 증가된 산란을 위한 TiO2코팅) 전면을 가지는 후면 정션 후면 전극 바이패스 다이오드를 보여줄 수 있다. 단면도는 후면 전도성 기판(10)을 형성하는 (회로를 만들기 위한)전도성 포일 부분들(4)을 보여줄 수 있다. 실제 바이패스 다이오드(5)는 (전도성 접착제(13)를 사용하는 전도성 포일에 연결된) (금속) 전극 패드들(12) 과 p 도트된 재료(11)를 포함할 수 있다. 이미터(emitter)(15)뿐만 아니라 후면 필드(16)도 형성될 수 있다.
도 8b는 바이패스 다이오드(5)의 전방 정션 후면 전극 형태를 보여줄 수 있다. 이미터(15)는 전방에 제공되고, MWT(metal wrap through) 연결 또는 금속화(18)를 통해, 바이패스 다이오드(5)의 후면으로의 전기적 연결이 만들어 질 수 있다.
도 8c는 후면 정션 MWT 다이오드(5)와 같은 변형을 보여줄 수 있다. 1개의 전극은 SWT(silver wrap through)연결을 가지는 조합에서 은(silver) 레이어(18)를 사용하는 것으로 만들어 지는 반면, 다른 1개의 전극은 n+ 영역(17)으로 향한다. 도 8d는 전면이 (불투명한) 전면(full-area) 알루미늄 금속인 변형을 보여줄 수 있다. 금속 바이아(via)(18)는 알루미늄(20)을 사용하여 p+ 도트된 영역(19)을 통해 차례차례 p 도트된 영역(11)에 접촉하는 전극을 만들 수 있다.
도 8e 및 도 8f는 바이패스 다이오드(5)의 실행들 주위의, 전방에서 후방으로 전극이 접촉 매체(14)에 의해 제공되는, 땜납 또는 전도성 접착제와 같은 메탈 랩(metal wrap)을 보여줄 수 있다. 접촉 매체(14)는 바이패스 다이오드(5)의 전방에서 차례로 p 영역(11)에 접촉되는 일렉트로드(electrode) 레이어(21)에 접촉할 수 있다. 도 8f의 일실시예에서, p 영역(11) 및 n+ 영역(17)은 후방에서 전방으로 반전될 수 있다(전방에서의 정션vs후방에서의 정션).
불투명 레이어(22)에 대한 다른 대안적인 일실시예와 같이, 빛의 큰 부분이 내부 반사율을 통해 광전지 모듈 내부에서 머물 수 있도록(예를 들어 유리-공기 인터페이스), 빛이 레이어 22에 의해 반사되거나 산란되게 하기 위해서, 일실시예는 구조화된 상단 표면(22)(예를 들어, Lambertian 반사를 가지는 흰색 페인트, TiO2 구(spheres) 코팅 또는 창살 구조)을 가지는 바이패스 다이오드들(5)에서 제공될 수 있다. 다시 말해, 복수의 바이패스 다이오드들(5)은 인접한 광전지 셀들(2)을 향하는 바이패스 다이오드(5)의 전면에서 충돌하는 빛의 방향에 대해 정렬된 광 전환 상단 레이어를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 위의 도면에서 보여지는 다수의 실시예들의 참조하여 설명될 수 있다. 수정 및 몇몇 부분 또는 구성의 대안적인 실행이 가능하고, 첨부된 청구항에서 정의된 보호 범위의 범위에 포함될 수 있다.
2: 광전지 셀
5: 바이패스 다이오드
10: 후면 전도성 기판

Claims (16)

  1. 광전지 모듈에 있어서,
    후면 전도성 기판(back side conductive substrate)(10), 복수의 광전지 셀들(photovoltaic cell)(2), 복수의 바이패스 다이오드들(by-pass diode)(5)을 포함하고,
    상기 복수의 광전지 셀들은,
    후면 전극들(back contact)을 가지고,
    상기 후면 전도성 기판(10)의 상단 표면의 어레이(array)에서 정렬되고,
    상기 복수의 바이패스 다이오드들(5)은,
    상기 회로와 전기적으로 접촉된 후면 전극들(6a,6b)을 가지고,
    각각이 다이오드 기반의 웨이퍼(wafer)이고,
    하나 이상의 상기 광전지 셀들(2)에 병렬로 연결되고,
    상기 후면 전도성 기판(10)의 상기 상단 표면의 빈 부분에 위치하고,
    직렬 및/또는 병렬 연결된 상기 광전지 셀들(2)의 회로는,
    상기 후면 전극과 후면 전도성 기판 간의 연결들(8)에 의해 형성되고,
    상기 빈 부분은,
    복수의 광전지 셀들(2)의 인접한 하나의 가까운 코너에 위치하는
    광전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다이오드 기반의 웨이퍼는 다결정(multi-crystalline) 웨이퍼로부터 얻어진 광전지 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 바이패스 다이오드들(5)은 MWT(metal wrap through) 구성, EWT(emitter wrap through) 구성 또는 IBC(interdigitated back contact) 구성을 포함하는 광전지 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 광전지 셀들(2) 각각은 세미스퀘어(semi-square) 형태를 가지는 광전지 모듈.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 광전지 셀들(2)은,
    적어도 하나의 경사진 코너(oblique corner)를 가지는 직사각형이고,
    각각 적어도 하나의 서로 경사진 코너를 가지는 2 또는 4개의 그룹으로 정렬되고,
    상기 경사진 코너는,
    서로 마주보고,
    상기 바이패스 다이오드들(5)을 위한 후면 전도성 기판(10)의 상단 표면의 빈 부분을 형성하는
    광전지 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 다이오드들(5)은 삼각형 형태를 가지는 광전지 모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 다이오드(5)는 복수의 광전지 셀들(2)의 각각을 위한 것인 광전지 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 바이패스 다이오드들(5)의 전류 정격은 적어도 6A, 예를 들어 9A인 광전지 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 바이패스 다이오드들(5)은 연관된 상기 광전지 셀(2)의 엣지 가까이에 위치한 광전지 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전지 셀들(2)은 복수의 상기 광전지 셀들(2)을 가지는 서브 모듈(sub-module)을 포함하는 광전지 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 광전지 셀들(2)은 예를 들어, 단결정 Cz 형태 재료와 같은, 반도체 재료의 웨이퍼들로부터 만들어진 광전지 모듈.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 바이패스 다이오드들(5)은,
    전면을 포함하고,
    상기 전면은,
    상기 광전지 셀들(2)의 전면과 유사한 질감과 색깔을 가지는 광전지 모듈.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 다이오드들(5)은 불투명한 전면(22)을 포함하는 광전지 모듈.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 다이오드들(5)은,
    광 전환 상단 레이어를 포함하고,
    상기 광 전환 상단 레이어는,
    인접한 상기 광전지 셀들(2)을 향하는 상기 바이패스 다이오드(5)의 상기 전면에서 빛 충돌 방향을 위해 정렬된 광전지 모듈.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후면 전도성 기판(10)은 하나 이상의 전도성 시트들을 포함하는 광전지 모듈.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회로는,
    상기 광전지 셀들(2)과 상기 바이패스 다이오드들(5)의 직렬 그룹들, 상기 광전지 셀들(2)과 상기 바이패스 다이오드들(5)의 엇갈린 그룹들, 및/또는 상기 광전지 셀들(2)과 상기 바이패스 다이오드들(5)의 다중 그룹들을 포함하는 광전지 모듈.
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