KR20170017776A - 태양 전지 패널용 리본 및 이의 제조 방법, 그리고 태양 전지 패널 - Google Patents

태양 전지 패널용 리본 및 이의 제조 방법, 그리고 태양 전지 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 리본은, 리본 본체; 적어도 상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 적어도 일측에 위치하는 흑색층; 및 상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 상기 흑색층을 제외한 부분에 전체적으로 위치하며, 적어도 상기 일측과 반대되는 타측에 전체적으로 위치하는 솔더층을 포함한다.

Description

태양 전지 패널용 리본 및 이의 제조 방법, 그리고 태양 전지 패널{RIBBON FOR SOLAR CELL PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND SOLAR CELL PANEL}
본 발명은 태양 전지 패널용 리본 및 이의 제조 방법, 그리고 태양 전지 패널에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 구조를 개선한 태양 전지용 리본 및 이의 제조 방법, 그리고 태양 전지 패널에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
이러한 태양 전지는 복수 개가 리본에 의하여 직렬 또는 병렬로 연결되고, 복수의 태양 전지를 보호하기 위한 패키징(packaging) 공정에 의하여 모듈 형태로 제조된다. 태양 전지 패널의 특성을 향상하기 위해서는 리본의 구조 또한 최적화되어야 한다.
본 발명은 태양 전지 패널의 특성을 향상할 수 있는 태양 전지 패널용 리본 및 이의 제조 방법, 그리고 태양 전지 패널을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 리본은, 리본 본체; 적어도 상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 적어도 일측에 위치하는 흑색층; 및 상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 상기 흑색층을 제외한 부분에 전체적으로 위치하며, 적어도 상기 일측과 반대되는 타측에 전체적으로 위치하는 솔더층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본의 제조 방법은, 리본 본체 위에 부분적으로 수지 및 흑색 물질을 포함하는 흑색층을 형성하는 단계; 및 상기 흑색층이 형성된 상기 리본 본체를 솔더 물질에 침지하여 상기 흑색층을 제외한 부분에서 상기 리본 본체 위에 전체적으로 솔더층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 태양 전지; 및 상기 태양 전지를 외부 회로에 연결하는 버스 리본을 포함한다. 상기 버스 리본은, 버스 리본 본체; 적어도 상기 버스 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 적어도 전면(前面)에 위치하는 흑색층; 및 상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 상기 흑색층을 제외한 부분에 전체적으로 위치하며, 적어도 상기 전면과 반대되는 후면에 전체적으로 위치하는 솔더층을 포함한다.
본 실시예에 따른 리본 및 이를 포함하는 태양 전지 패널에서는, 흑색층을 구비하는 리본에 의하여 태양 전지 패널의 미관을 향상하고 절연 특성을 향상할 수 있다. 그리고 본 실시예에 따른 리본의 제조 방법에 의하면 흑색층 및 솔더층을 구비한 리본을 원하는 패턴으로 간단한 공정에 의하여 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 태양 전지 패널의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라서 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 태양 전지의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 버스 리본의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 8은 구리판 및 흑색층에 대한 솔더 물질의 젖음성을 보여주기 위한 사진이다.
도 9은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 태양 전지 패널에서 이웃한 두 개의 태양 전지와 인터 리본을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시한 이웃한 두 개의 태양 전지와 인터 리본을 도시한 단면도이다.
도 11은 도 9에 도시한 인터 리본을 펼쳐서 도시한 개략적인 평면도이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 13은 도 12의 VI-VI 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 14는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 15은 도 14의 VI-VI 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 태양 전지 패널용 리본 및 이의 제조 방법, 그리고 리본을 포함하는 태양 전지 패널을 상세하게 설명한다. 태양 전지 패널을 먼저 설명한 후에 이에 포함되는 리본 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 패널의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라서 잘라서 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은 복수 개의 태양 전지(150)와, 이웃한 태양 전지(150)를 전기적으로 연결하는 인터 리본(142)과, 이웃한 인터 리본(142)을 서로 연결하거나 인터 리본(142)과 외부 회로(예를 들어, 단자, 정션 박스, 바이패스 다이오드, 인버터 등의 회로부 또는 다른 태양 전지 패널(100))에 연결하는 버스 리본(145)을 포함한다. 본 명세서와 리본이라 함은 인터 리본(142)과 버스 리본(145)을 통칭하는 것이다. 그리고 태양 전지 패널(100)은 태양 전지(150)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(130)와, 밀봉재(130)의 위에서 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 후면 기판(120)과, 밀봉재(130)의 위에서 태양 전지(150)의 전면(前面)에 위치하는 전면 기판(110)을 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
먼저, 태양 전지(150)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 전기적으로 연결되는 전극을 포함하여 형성된다. 본 실시예에서는 일례로 반도체 기판(일례로, 실리콘 웨이퍼)과 도전형 영역을 포함하는 광전 변환부가 적용될 수 있다. 이러한 구조의 태양 전지(150)의 일 예를 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한 다음, 다시 도 1 및 도 2를 참조하여 태양 전지 패널(100)을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 태양 전지의 평면도이다. 도 4에서는 반도체 기판(160)과 제1 및 제2 전극(42, 44)을 위주로 도시하였다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지(150)는, 소정의 도전형을 가지는 불순물을 포함하는 베이스 영역(10)을 포함하는 반도체 기판(160)과, 상기 베이스영역의 도전형과 반대의 도전형을 가진 불순물로 도핑된 제1 도전형 영역(20), 상기 베이스영역의 도전형과 같은 도전형을 가진 불순물로 베이스영역의 불순물농도가 높게 도핑된 제2도전형 영역(30)를 갖는 도전형 영역(20, 30)과, 제1 도전형 영역 (20), 제2도전형 영역(30)에 각기 연결되는 전극(42, 44)을 포함한다. 제1, 제2 등의 용어는 서로 간의 구별을 위하여 사용한 것에 불과하고 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 제1 전극(42)은 제1 도전형 영역(20)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극(44)은 베이스 영역(10) 또는 제2 도전형 영역(30)에 전기적으로 연결된다. 그리고 패시베이션막(22, 32), 반사 방지막(24) 등이 더 형성될 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
반도체 기판(160)은, 도전형 영역(20, 30)이 형성되는 영역과 베이스 영역(10)을 포함한다.
본 실시예에서 반도체 기판(160)은 결정질 반도체로 구성될 수 있다. 일 예로, 반도체 기판(160)은 단결정 또는 다결정 반도체(일 예로, 단결정 또는 다결정 실리콘)로 구성될 수 있다. 특히, 반도체 기판(160)은 단결정 반도체(예를 들어, 단결정 반도체 웨이퍼, 좀더 구체적으로는, 반도체 실리콘 웨이퍼)로 구성될 수 있다. 이와 같이 반도체 기판(160)이 포함되면, 태양 전지(150)가 결정질 실리콘(단결정 실리콘) 태양 전지를 구성하게 된다. 이와 같이 결정질 반도체(단결정 반도체)를 가지는 반도체 기판(160)을 포함하는 태양 전지(150)는 결정성이 높아 결함이 적은 반도체 기판(160)을 기반으로 하므로 전기적 특성이 우수하다.
본 실시예에서 반도체 기판(160)의 일부를 구성하는 베이스 영역(10)과 도전형 영역(20, 30)은 포함되는 도펀트에 의하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 반도체 기판(160)에서 제1 도전형 도펀트를 포함하여 제1 도전형을 가지는 영역이 제1 도전형 영역(20)으로 정의되고, 제2 도전형 도펀트를 낮은 도핑 농도로 포함하여 제2 도전형을 가지는 영역이 베이스 영역(10)으로 정의되며, 제2 도전형 도펀트를 베이스 영역(10)보다 높은 도핑 농도로 포함하여 제2 도전형을 가지는 영역이 제2 도전형 영역(30)으로 정의될 수 있다. 즉, 베이스 영역(10), 도전형 영역(20, 30)은 반도체 기판(160)의 결정 구조를 가지면서 도전형, 도핑 농도가 다른 영역이다.
본 실시예에서는 도전형 영역(20, 30)이 반도체 기판(160)의 내부로 도펀트를 도핑하여 형성된 도핑 영역인 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 중 적어도 하나가 반도체 기판(160)의 전면 위에 별도의 층으로 구성되는 비정질, 미세 결정 또는 다결정 반도체층 등으로 구성될 수도 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
제1 도전형 영역(20)에 포함되는 제1 도전형 도펀트가 n형 또는 p형의 도펀트일 수 있고, 베이스 영역(10) 및 제2 도전형 영역(30)에 포함되는 제2 도전형 도펀트가 제1 도전형 영역(20)의 제1 도전형과 반대되는 p형 또는 n형의 도펀트일 수 있다. p형의 도펀트로는 3족 원소인 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있고, n형의 도펀트로는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있다. 베이스 영역(10)의 제2 도전형 도펀트와 제2 도전형 영역(30)의 제2 도전형 도펀트는 서로 동일한 물질일 수도 있고 서로 다른 물질일 수도 있다.
일 예로, 제1 도전형 영역(20)이 p형을 베이스 영역(10) 및 제2 도전형 영역(30)이 n형을 가질 수 있다. 제1 도전형 영역(20)과 베이스 영역(10)에 의하여 형성된 pn 접합에 광이 조사되면, 광전 효과에 의해 생성된 전자가 반도체 기판(160)의 후면 쪽으로 이동하여 제2 전극(44)에 의하여 수집되고, 정공이 반도체 기판(160)의 전면 쪽으로 이동하여 제1 전극(42)에 의하여 수집된다. 이에 의하여 전기 에너지가 발생한다. 그러면, 전자보다 이동 속도가 느린 정공이 반도체 기판(160)의 후면이 아닌 전면으로 이동하여 변환 효율을 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 영역(10) 및 제2 도전형 영역(30)이 p형을 가지고 제1 도전형 영역(20)이 n형을 가지는 것도 가능하다.
반도체 기판(160)의 전면 및/또는 후면은 텍스쳐링(texturing)되어 외면에 경사면(전면 기판(110) 또는 후면 기판(120)에 경사진 면)을 가지는 요철을 구비할 수 있다. 이때, 요철의 경사면은 반도체 기판(160)의 특정면(예를 들어, 실리콘의 (111)면)으로 이루어질 수 있고, 요철은 (111)면을 외면으로 하는 피라미드 형태를 가질 수 있다. 이와 같이 반도체 기판(160)의 전면 등에 텍스쳐링에 의한 요철이 위치하면, 반도체 기판(160)의 전면 등을 통하여 입사되는 광의 반사율을 낮출 수 있다. 따라서 베이스 영역(10)과 제1 도전형 영역(20)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달하는 광량을 증가시킬 수 있어, 광 손실을 최소화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 기판(160)의 전면 및 후면에 텍스쳐링에 의한 요철이 형성되지 않는 것도 가능하다.
반도체 기판(160)의 전면 쪽에는 제1 도전형 영역(20)이 형성될 수 있고, 반도체 기판(160)의 후면 쪽에는 제2 도전형 영역(30)이 형성될 수 있다. 이와 같이 제1 도전형 영역(20)과 제2 도전형 영역(30)은 베이스 영역(30)을 사이에 두고 위치할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 영역(10), 제1 도전형 영역(20), 그리고 제2 도전형 영역(30)의 배치는 다양한 변형이 가능하다.
제1 도전형 영역(20)은 베이스 영역(10)과 pn 접합을 형성하는 에미터 영역을 구성할 수 있다. 제2 도전형 영역(30)은 후면 전계(back surface field)를 형성하는 후면 전계 영역을 구성할 수 있다. 후면 전계 영역은 반도체 기판(160)의 표면(좀더 정확하게는, 반도체 기판(160)의 후면)에서 재결합에 의하여 캐리어가 손실되는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 실시예에서 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30)이 전체적으로 균일한 도핑 농도를 가지는 균일한 구조(homogeneous structure)를 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 실시예로, 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 중 적어도 하나가 선택적 구조(selective structure)를 가질 수 있다. 선택적 구조에서는 도전형 영역(20, 30) 중에서 전극(42, 44)과 인접한 부분에서 높은 도핑 농도 및 낮은 저항을 가지며, 그 외의 부분에서 낮은 도핑 농도 및 높은 저항을 가질 수 있다. 또 다른 실시예로, 제2 도전형 영역(30)이 국부적 구조(local structure)를 가질 수 있다. 국부적 구조에서는 제2 도전형 영역(30)이 제2 전극(44)이 형성된 부분에 대응하여 국부적으로 형성될 수 있다.
반도체 기판(160)의 표면 위에는 패시베이션막(22, 32), 반사 방지막(24) 등의 절연막이 형성될 수 있다. 이러한 절연막은 별도로 도펀트를 포함하지 않는 언도프트 절연막으로 구성될 수 있다.
좀더 구체적으로는, 반도체 기판(160)의 전면 위에, 좀더 정확하게는 반도체 기판(160)에 형성된 제1 도전형 영역(20) 위에 패시베이션막(22)이 형성(일 예로, 접촉)되고, 패시베이션막(22) 위에 반사 방지막(24)이 형성(일 예로, 접촉)될 수 있다. 그리고 반도체 기판(160)의 후면 위에, 좀더 정확하게는 반도체 기판(160)에 형성된 제2 도전형 영역(30) 위에 패시베이션막(32)이 형성될 수 있다.
패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)은 제1 전극(42)에 대응하는 부분(좀더 정확하게는, 제1 개구부(102)가 형성된 부분)을 제외하고 실질적으로 반도체 기판(160)의 전면 전체에 형성될 수 있다. 이와 유사하게 패시베이션막(32)은 제2 전극(44)에 대응하는 부분(좀더 정확하게는, 제2 개구부(104)가 형성된 부분)을 제외하고 실질적으로 반도체 기판(160)의 후면 전체에 형성될 수 있다.
패시베이션막(22, 32)은 제1 또는 제2 도전형 영역(20, 30)에 접촉하여 형성되어 도전형 영역(20, 30)의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화 시킨다. 이에 의하여 소수 캐리어의 재결합 사이트를 제거하여 태양 전지(150)의 개방 전압(Voc)을 증가시킬 수 있다. 반사 방지막(24)은 반도체 기판(160)의 전면으로 입사되는 광의 반사율을 감소시킨다. 이에 의하여 반도체 기판(160)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사율이 낮추는 것에 의하여 베이스 영역(10)과 제1 도전형 영역(20)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달되는 광량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 태양 전지(150)의 단락 전류(Isc)를 증가시킬 수 있다. 이와 같이 패시베이션막(32, 22) 및 반사 방지막(24)에 의해 태양 전지(150)의 개방 전압과 단락 전류를 증가시켜 태양 전지(150)의 효율을 향상할 수 있다.
일례로, 패시베이션막(22, 32) 또는 반사 방지막(24)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 알루미늄 산화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 패시베이션막(22, 32)은, 도전형 영역(20, 30)이 n형을 가지는 경우에는 고정 양전하를 가지는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등을 포함할 수 있으며, p형을 가지는 경우에는 고정 음전하를 가지는 알루미늄 산화막 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 반사 방지막(24)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 패시베이션막(22, 32), 그리고 반사 방지막(24)이 다양한 물질을 포함할 수 있다. 그리고 반도체 기판(160)의 전면 및/또는 후면 위에 적층되는 절연막의 적층 구조 또한 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상술한 적층 순서와 다른 적층 순서로 절연막이 적층될 수 있다. 또는, 상술한 패시베이션막(22, 32) 및 반사 방지막(24) 중 적어도 하나를 구비하지 않거나, 상술한 패시베이션막(22, 32) 및 반사 방지막(24) 이외의 다른 절연막을 구비할 수도 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
제1 전극(42)은 반도체 기판(160)의 전면에 위치한 절연막(예를 들어, 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24))에 형성된 제1 개구부(102)를 통하여 제1 도전형 영역(20)에 전기적으로 연결된다. 제2 전극(44)은 반도체 기판(160)의 후면에 위치한 절연막(예를 들어, 패시베이션막(32))에 형성된 제2 개구부(104)를 통하여 제2 도전형 영역(30)에 전기적으로 연결된다. 일 예로, 제1 전극(42)은 제1 도전형 영역(20)에 접촉하고, 제2 전극(44)은 제2 도전형 영역(30)에 접촉할 수 있다.
제1 및 제2 전극(42, 44)은 다양한 물질(일 예로, 금속 물질)로 구성되며 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 및 제2 전극(42, 44)은 일정한 피치를 가지면서 서로 이격되는 복수의 핑거 전극(42a, 44a)을 포함할 수 있다. 도면에서는 핑거 전극(42a, 44a)이 서로 평행하며 반도체 기판(160)의 가장자리에 평행한 것을 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 제1 및 제2 전극(42, 44)은 핑거 전극들(42a, 44a)과 교차하는 방향으로 형성되어 핑거 전극(42a, 44a)을 연결하는 버스바 전극(42b, 44b)을 포함할 수 있다. 이러한 버스 전극(42b, 44b)은 하나만 구비될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 핑거 전극(42a, 44a)의 피치보다 더 큰 피치를 가지면서 복수 개로 구비될 수도 있다. 이때, 핑거 전극(42a, 44a)의 폭보다 버스바 전극(42b, 44b)의 폭이 클 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 동일하거나 작은 폭을 가질 수 있다.
단면 상으로 볼 때, 제1 전극(42)의 핑거 전극(42a) 및 버스바 전극(42b)은 모두 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)을 관통하여 형성될 수도 있다. 즉, 개구부(104)가 제1 전극(42)의 핑거 전극(42a) 및 버스바 전극(42b)에 모두 대응하여 형성될 수 있다. 그리고 제2 전극(44)의 핑거 전극(44a) 및 버스바 전극(44b)은 모두 패시베이션막(32)을 관통하여 형성될 수도 있다. 즉, 개구부(102)가 제2 전극(44)의 핑거 전극(44a) 및 버스바 전극(44b)에 모두 대응하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 제1 전극(42)의 핑거 전극(42a)이 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24)을 관통하여 형성되고, 버스바 전극(42b)이 패시베이션막(22) 및 반사 방지막(24) 위에 형성될 수 있다. 그리고 제2 전극(44)의 핑거 전극(44a)이 패시베이션막(32)을 관통하여 형성되고, 버스바 전극(44b)은 패시베이션막(32) 위에 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 태양 전지(150)의 제1 및 제2 전극(42, 44)이 일정한 패턴을 가져 태양 전지(150)가 반도체 기판(160)의 전면 및 후면으로 광이 입사될 수 있는 양면 수광형(bi-facial) 구조를 가진다. 이에 의하여 태양 전지(150)에서 사용되는 광량을 증가시켜 태양 전지(150)의 효율 향상에 기여할 수 있다.
도면에서는 제1 전극(42)과 제2 전극(44)이 서로 동일한 형상을 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 전극(42)의 핑거 전극 및 버스바 전극의 폭, 피치 등은 제2 전극(44)의 핑거 전극(44a) 및 버스바 전극(44b)의 폭, 피치 등과 서로 다른 값을 가질 수 있다. 또한, 제1 전극(42)과 제2 전극(44)의 형상이 서로 다른 것도 가능하며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
상술한 설명에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 태양 전지(150)의 일 예를 설명하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 태양 전지(150)의 구조, 방식 등은 다양하게 변형될 수 있다. 일 예로, 태양 전지(150)는 화합물 반도체를 이용하거나, 염료 감응 물질을 이용하는 등의 다양한 구조를 가지는 광전 변환부가 적용될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 태양 전지 패널(100)은 태양 전지(150)가 복수 개 구비되며, 복수 개의 태양 전지(150)가 인터 리본(142)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 인터 리본(142)은 태양 전지(150)의 전면에 형성된 제1 전극(도 3 및 도 4의 참조부호 42)과, 인접한 다른 태양 전지(150)의 후면에 형성된 제2 전극(도 3 및 도 4의 참조부호 44)을 태빙(tabbing) 공정에 의하여 연결할 수 있다. 태빙 공정은 태양 전지(150)의 전극(42, 44)에 플럭스(flux)를 도포하고, 플럭스가 도포된 전극(42, 44) 위에 인터 리본(142)을 위치시킨 다음, 소성 과정을 하는 것에 수행될 수 있다. 플럭스는 솔더링을 방해하는 산화막을 제거하기 위한 것으로, 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다.
또는, 태양 전지(150)와 인터 리본(142) 사이에 전도성 필름 또는 페이스트(미도시)을 부착시킨 다음, 열 압착에 의해 복수의 태양 전지(150)를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다. 전도성 필름 또는 페이스트(미도시)은 도전성이 우수한 금, 은, 니켈, 구리 등으로 형성된 도전성 입자가 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지 등으로 형성된 필름 내에 분산된 것일 수 있다. 이러한 전도성 필름을 열을 가하면서 압착하면 도전성 입자가 필름의 외부로 노출되고, 노출된 도전성 입자에 의해 태양 전지(150)와 인터 리본(142)이 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 전도성 필름(미도시)에 의해 복수의 태양 전지(150)를 연결하여 모듈화하는 경우는, 공정 온도를 저하시킬 수 있어 태양 전지(150)의 휘어짐을 방지할 수 있다.
또한, 버스 리본(145)은 인터 리본(142)에 의하여 연결된 하나의 열(列)의 태양 전지(150)(즉, 태양 전지 스트링)을 연결하거나 외부 회로로 연결될 수 있다. 일 예로, 버스 리본(145)은 태양 전지(150)가 생산한 전기를 모으며 전기가 역류되는 것을 방지하는 정션 박스 등의 외부 회로와 연결될 수 있다.
버스 리본(145)은 하나의 열을 이루는 태양 전지 스트링의 단부에서 태양 전지 시이와 교차하는 방향으로 배치되는 부분을 포함할 수 있다. 버스 리본(145)에서 태양 전지(150)의 단부에서 태양 전지 스트링과 교차하는 방향으로 배치되는 부분이 태양 전지(150)에 중첩되지 않는 위치에 위치하여 태양 전지(150)에 가려지지 않고 외부에서 인식될 수 있다. 본 실시예에서는 적어도 태양 전지(150) 등에 의하여 가려지지 않고 외부에서 인식될 수 있는 부분에서는 버스 리본(145)이 흑색을 가질 수 있다. 이에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다. 도면에서는 일 예로, 버스 리본(145)이 태양 전지 스트링의 단부에서 복수의 태양 전지 스트링을 교대로 연결하는 것을 예시하였다. 그러나 이는 일 예로 제시된 것에 불과하며 버스 리본(145)과 태양 전지 스트링의 단부의 연결 구조 등은 다양하게 변형될 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 태양 전지(150) 사이의 연결 구조, 태양 전지(150)와 외부의 연결 구조 등은 다양하게 변형될 수 있다.
밀봉재(130)는, 태양 전지(150)의 전면에 위치하는 제1 밀봉재(131)와, 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 제2 밀봉재(132)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 수분과 산소의 유입되는 것을 방지하며 태양 전지 패널(100)의 각 요소들을 화학적으로 결합한다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)는 투광성 및 접착성을 가지는 절연 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)를 이용한 라미네이션 공정 등에 의하여 후면 기판(120), 제2 밀봉재(132), 태양 전지(150), 제1 밀봉재(131), 전면 기판(110)이 일체화되어 태양 전지 패널(100)을 구성할 수 있다.
전면 기판(110)은 제1 밀봉재(131) 상에 위치하여 태양 전지 패널(100)의 전면을 구성하고, 후면 기판(120)은 제2 밀봉재(132) 상에 위치하여 태양 전지(150)의 후면을 구성한다. 전면 기판(110) 및 후면 기판(120)은 각기 외부의 충격, 습기, 자외선 등으로부터 태양 전지(150)를 보호할 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 그리고 전면 기판(110)은 광이 투과할 수 있는 투광성 물질로 구성되고, 후면 기판(120)은 투광성 물질, 비투광성 물질, 또는 반사 물질 등으로 구성되는 후면 시트로 구성될 수 있다. 일 예로, 전면 기판(110)이 유리 기판 등으로 구성될 수 있고, 후면 기판(120)이 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입을 가지거나, 또는 베이스 필름(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))의 적어도 일면에 형성된 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지층을 포함하는 후면 시트로 구성될 수 있다. 일 예로, 본 실시예에서는 미관을 향상하기 위하여 후면 기판(120)이 검은색 또는 회색의 흑색을 가지는 흑색 후면 시트로 구성될 수 있다.
상술한 버스 리본(145) 및 이의 제조 방법을 도 5 내지 도 8을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 버스 리본(145)의 일단이 인터 리본(142)에 의하여 하나의 열을 이루도록 연결된 태양 전지 스트링의 단부에 위치한 인터 리본(142)에 연결되거나 태양 전지 스트링의 단부에 위치한 태양 전지(150)에 연결된다. 그리고 버스 리본(145) 중 적어도 일부가 제2 밀봉재(132)를 관통하고 해당 버스 리본(145)의 다른 일단이 외부 회로에 연결된다. 버스 리본(145)에서 태양 전지 스트링과 교차하는 방향으로 형성된 부분이 태양 전지(150)에 중첩되지 않는 위치에서 전면에서 인식될 수 있는 위치에 위치할 수 있다.
이때, 버스 리본(145)은, 버스 리본 본체(1450)와, 적어도 버스 리본 본체(1450)에서 길이 방향에 따른 면(즉, 도면의 xy면 및 yz면) 위에 일측에 위치하는 흑색층(1452)과, 버스 리본 본체(1450)의 길이 방향에 따른 면 위에서 흑색층(1452)을 제외한 부분에 전체적으로 위치하는 솔더층(1454)을 포함한다. 이때, 솔더층(1454)은 적어도 상기 일측에 반대되는 타측에 전체적으로 위치한다.
참조로, 버스 리본 본체(1450)의 길이 방향에서의 양단부를 구성하는 면(즉, 도면의 xz면)에는 흑색층(1452) 및/또는 솔더층(1454)이 구비될 수도 있고 구비되지 않을 수 있다. 즉, 버스 리본 본체(1450)가 원하는 길이로 잘린 상태로 흑색층(1452) 및 솔더층(1454)을 형성하는 공정을 형성한 경우에는 버스 리본 본체(1450)의 길이 방향에서 양단부를 구성하는 면에도 흑색층(1452) 및/또는 솔더층(1454)이 구비될 수 있다. 원하는 길이보다 긴 버스 리본 본체(1450)에 흑색층(1452) 및 솔더층(1454)을 형성한 후에 원하는 길이로 절단하는 경우에는 상술한 버스 리본 본체(1450)의 양단부에 흑색층(1452) 및/또는 솔더층(1454)이 일면에만 위치하거나 양면에 모두 위치하지 않을 수 있다.
버스 리본 본체(1450)는 전도성 물질(일 예로, 금속)을 포함하며 버스 리본(145) 내에서 가장 큰 부피를 가져 실질적으로 전기적인 연결을 하는 부분이다. 버스 리본 본체(1450)는 전기 전도성이 우수한 물질(일 예로, 금속)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 버스 리본 본체(1450)가 구리, 은, 금 등의 다양한 금속을 주성분(예를 들어, 50 중량부 이상 포함, 일 예로, 90 중량부 이상 포함, 좀더 구체적으로, 99 중량부 이상 포함)으로 포함할 수 있다. 특히, 버스 리본 본체(1450)가 구리를 주성분으로 하는 경우에는 낮은 재료 비용으로 우수한 전기 전도성 및 물리적 특성을 가질 수 있다. 그리고 버스 리본 본체(1450)는 상술한 물질에 의하여 높은 반사도를 가질 수 있다.
일 예로, 버스 리본 본체(1450)는 1um 내지 1000um의 두께를 가질 수 있다. 버스 리본 본체(1450)의 두께가 1um 미만이면, 버스 리본 본체(1450)의 전기 전도성이 낮을 수 있다. 버스 리본 본체(1450)의 두께가 1000um를 초과하면, 버스 리본 본체(1450)의 재료 비용이 증가할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 버스 리본 본체(1450)의 두께는 버스 리본 본체(1450)의 폭, 물질 등에 따라 다양한 값을 가질 수 있으며, 바람직하게 200~450um정도의 두께를 갖는다.
그리고 흑색층(1452)은 버스 리본 본체(1450)의 길이 방향에 따른 면 위에서 일측에 위치할 수 있다. 특히, 흑색층(1452)은 버스 리본 본체(1450)의 길이 방향에 따라 형성된 면 중 전면(前面)에 위치 또는 대향하는 면에 위치한다. 이에 따라 버스 리본(145)이 태양 전지 패널(100)에 위치한 상태에서 흑색층(1452)이 전면 기판(110) 및 제1 밀봉재(131) 쪽에 인접하여 위치할 수 있고, 좀더 구체적으로는, 버스 리본 본체(1450)와 제1 밀봉재(131) 사이에 위치할 수 있다.
흑색층(1452)을 구비하지 않으면 버스 리본(145)의 버스 리본 본체(1450) 또는 솔더층(1454)이 전면으로 노출되므로, 반사 특성을 가지는 버스 리본 본체(1450) 또는 솔더층(1454)에서 광이 반사될 수 있다. 이에 의하여 버스 리본 본체(1450)의 형태가 사용자에 의하여 인식될 수 있다. 특히, 심미성을 향상하기 위하여 후면 기판(120)이 흑색으로 구성되는 경우에 본 실시예와 달리 흑색층(1452)을 구비하지 않으면 버스 리본(145)이 위치한 부분에서만 반사가 일어나서 버스 리본(145)이 쉽게 인식될 수 있다. 이에 의하여 미관이 크게 저하될 수 있다.
반면, 본 실시예에서는 버스 리본 본체(1450)의 전면에 흑색층(1452)을 위치시켜 버스 리본(145)이 전면에서 인식되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여 버스 리본(145)에 의하여 태양 전지 패널(100)의 미관이 저해되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 흑색층(1452)이 수지를 주성분(예를 들어, 50 중량부 이상으로 포함되는 물질)으로 하여 절연 특성을 가지므로 태양 전지 패널(100)의 두께 방향에서의 절연 특성을 향상할 수 있다.
이때, 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)의 전면 전체를 덮도록 전체적으로 형성될 수 있다. 그러면, 버스 리본(145)이 외부에서 인식되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고 흑색층(1452)의 일면이 버스 리본 본체(1450)에 접촉될 수 있고, 흑색층(1452)의 타면 위에는 별도의 층이 위치하지 않아 흑색층(1452)의 타면이 버스 리본(145)의 외표면을 구성할 수 있다. 이에 따르면 버스 리본(145)의 구조를 단순화할 수 있고, 이러한 흑색층(1452)은 디스펜싱 등의 간단한 공정에 의하여 형성할 수 있다. 또한, 버스 리본 본체(1450)에서 흑색층(1452)이 인접한 면에 다른 층을 구비하지 않아 다른 층과의 적층에 의한 문제를 방지할 수 있다. 예를 들어, 버스 리본 본체(1450)와 흑색층(1452) 사이에 솔더층(1454)이 더 위치한 경우에는 흑색층(1452)이 안정적으로 형성되지 않을 수 있고 열 특성 차이 등에 의하여 흑색층(1452)이 손상되거나 깨질 수 있다. 그리고 흑색층(1452) 위에 금속 등을 포함하는 솔더층(1454)이 위치하면 흑색층(1452)에 의하여 외부 인식을 방지하는 효과를 구현할 수 없다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 흑색층(1452)의 타면 위에 투명 또는 흑색을 가져 흑색층(1452)에 의한 효과를 방해하지 않는 층이 위치하는 것도 가능하다.
여기서, 흑색층(1452)은 버스 리본 본체(1450)에서 길이 방향으로 연장된 면들 중에서 전면 전체와 함께, 전면과 후면을 연결하는 양 측면(즉, 도면의 zy면)에 위치할 수 있다. 일 예로, 흑색층(1452)은 양 측면에서 전면에 인접한 부분에 부분적으로 위치할 수 있다. 이는 흑색층(1452)의 형성 공정 중에 전면에 흑색층(1452)을 형성할 때 전면에 인접한 측면 일부에도 흑색층(1452)이 형성될 수 있기 때문이다. 일 예로, 흑색층(1452)은 버스 리본 본체(1450)의 양 측면에서 각기 40% 내지 60%의 면적 비율로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
일 예로, 흑색층(1452)의 타면(즉, 외표면)이 전체적으로 라운드진 형상을 가지는 곡면으로 이루어질 수 있다. 즉, 버스 리본(145)의 단면에서 흑색층(1452)의 타면이 전체적으로 라운드지게 형성될 수 있다. 이는 흑색층(1452)이 잉크(도 7의 참조부호 1452a, 이하 동일)를 도포한 후에 경화하는 것에 의하여 형성되기 때문이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 흑색층(1452)의 단면이 다양한 형상을 가질 수 있다.
흑색층(1452)은 흑색을 가져 버스 리본 본체(1450)가 외부로 노출되지 않도록 하지 않으면 된다. 여기서, 흑색이라 함은 검은색, 회색 등을 포함하는 색을 의미할 수 있다. 일 예로, 흑색은 국제 조명 위원회(Commission Internationale de l'Eclairage, CIE) 색좌표를 기준으로 L이 0 내지 70이고, a*이 -30 내지 +30이며, b*가 -30 내지 +30인 것을 의미할 수 있다.
본 실시예에서 흑색층(1452)은 흑색 물질과 수지를 포함하는 잉크(1452a)를 디스펜싱하고 경화하는 것에 의하여 형성될 수 있다.
수지로는 다양한 물질이 사용될 수 있는데, 열에 의하여 경화될 수 있는 열 경화성 유기 바인더를 포함할 수 있다. 그러면, 디스펜싱 후에 열을 가하는 것에 의하여 쉽게 경화될 수 있다. 일 예로, 열 경화성 유기 바인더로 아크릴계 바인더를 사용할 수 있다. 아크릴계 바인더는 비용이 저렴하며 쉽게 구할 수 있고 버스 리본 본체(1450) 위에 강한 접착력으로 접착될 수 있다. 또는, 수지로 에틸렌비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate, EVA), 올레핀 등을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 물질을 흑색층(1452)의 수지로 사용할 수 있다.
흑색 물질로는 흑색을 나타낼 수 있는 다양한 물질을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 카본 블랙을 사용할 수 있다. 카본 블랙은 가격이 저렴하며, 입경이 100nm 내지 200nm로 미세하여 체적에 비하여 표면적이 넓어 수지와의 접착 특성이 우수하여 수지 내에 균일하게 분산될 수 있다. 이에 의하여 흑색층(1452)에 고르게 분포하여 흑색층(1452)이 균일한 색을 가질 수 있도록 한다. 그리고 우수한 전기 절연 특성을 가질 수 있어 흑색층(1452)의 절연 특성을 향상할 수 있다. 또한, 솔더 물질과의 반응성이 매우 적어 흑색층(1452)이 형성된 부분에 솔더층(1454)이 형성되지 않도록 할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 흑색 물질로 다양한 물질을 사용할 수 있다.
일 예로, 흑색층(1452) 전체 100 중량부에 대하여 흑색 물질이 1 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 흑색 물질이 1 중량부 미만으로 포함되면, 버스 리본(145)이 인식되는 것을 방지하는 흑색층(1452)의 효과가 충분하지 않을 수 있다. 흑색 물질이 50 중량부를 초과하면, 수지의 양이 충분하지 않아 흑색층(1452)의 물리적 특성이 저하될 수 있다. 일 예로, 흑색 물질이 1 내지 30 중량부(좀더 구체적으로, 3 내지 10 중량부)로 포함되면, 흑색층(1452)의 효과를 충분히 구현하면서 흑색층(1452)의 물리적 특성 등을 좀더 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 흑색 물질의 함량이 다른 값을 가질 수 있다.
잉크(1452a)는 수지 및 흑색 물질 이외의 다른 물질을 포함할 수 있는데, 잉크(1452a)의 다른 물질 및 조성과, 잉크(1452a)를 이용한 흑색층(1452)의 구체적인 공정은 추후에 도 7을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.
일 예로, 흑색층(1452)의 두께는 1um 내지 100um일 수 있다. 흑색층(1452)의 두께가 1um 미만이면, 흑색층(1452)에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있다. 흑색층(1452)의 두께가 100um를 초과하면, 흑색층(1452)의 재료 비용, 공정 시간 등이 증가할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 흑색층(1452)의 두께가 다양한 값을 가질 수 있다. 바람직하게는 20~60um정도의 두께를 가질 수 있다
그리고 솔더층(1454)은 버스 리본 본체(1450)의 길이 방향에 따른 면에서 흑색층(1452)이 형성된 부분을 제외한 부분에 형성될 수 있다. 적어도 솔더층(1454)은 버스 리본 본체(1450)의 길이 방향에 따른 면에서 솔더층(1454)이 위치한 일측(즉, 전면)과 반대되는 타측(즉, 후면)에는 전체적으로 위치할 수 있다. 버스 리본 본체(1450)의 타측은 인터 리본(142) 또는 태양 전지(150)(좀더 구체적으로, 태양 전지(150)의 전극(42, 44))과 연결되는 부분이며 솔더층(1454)에 의하여 전기적 연결 특성을 향상하기 위함이다. 그리고 버스 리본 본체(1450)의 타측은 전면으로 노출되지 않는 부분이므로 흑색층(1452)을 구비하지 않아도 되는 면이기 때문이다.
본 실시예에서 부분적으로 흑색층(1452)이 형성된 버스 리본 본체(1450)를 솔더층(1454)을 구성하는 솔더 물질(도 7의 참조부호 1454a, 이하 동일)에 침지하여 솔더층(1454)을 형성한다. 이때, 솔더 물질(1454a)의 젖음성이 버스 리본 본체(1450)보다 흑색층(1452)에서 더 낮아 흑색층(1452)이 위치한 부분에서는 솔더층(1454)이 형성되지 않고 흑색층(1452)이 형성되지 않은 부분에 솔더층(1454)이 위치하게 된다. 이에 대해서는 추후에 도 7을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.
버스 리본(145)이 태양 전지 패널(100)에 장착된 상태에서 솔더층(1454)은 버스 리본 본체(1450)와 인터 리본(142) 사이에 위치하여, 버스 리본(145)을 인터 리본(142)에 물리적으로 고정하고 인터 리본(142)에 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 솔더층(1454)은 인터 리본(142)과의 물리적 고정 및 전기적 연결이 가능한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 솔더층(1454)이 주석(Sn)을 포함하고, 추가적으로 그 외 다양한 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 솔더층(1454)은 30 내지 100wt%의 주석을 포함하고, 0 내지 50 wt%의 납(Pb), 0 내지 20 wt%의 은(Ag), 0 내지 60 wt%의 비스무스(Bi), 0 내지 60 wt%의 아연(Zn), 0 내지 50 wt%의 구리를 포함할 수 있다. 이러한 솔더층(1454)의 조성은 버스 리본 본체(1452)와 인터 리본(142)를 우수한 접착력으로 접착할 수 있는 범위로 한정된 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 솔더층(1454)의 조성은 다양하게 변화될 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)에서 길이 방향에 따른 면 중에서 전면에 전체적으로 위치하므로, 솔더층(1454)은 버스 리본 본체(1450)에서 길이 방향에 따른 면 중에서 후면에 위치할 수 있다. 그리고 버스 리본 본체(1450)에서 길이 방향으로 연장된 면 중에서 양 측면에서는 솔더층(1454)이 흑색층(1452)이 형성되지 않은 부분, 즉, 후면에 인접한 부분에 형성될 수 있다. 이에 의하여 버스 리본 본체(1450)의 양 측면에서 각기 솔더층(1454)과 흑색층(1452)이 서로 다른 영역에서 혼재되어 형성되어 양 측면을 각기 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다. 일 예로, 솔더층(1454)은 버스 리본 본체(1450)의 양 측면에서 각기 40% 내지 60%의 면적 비율로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
일 예로, 솔더층(1454)의 외표면이 전체적으로 라운드진 형상을 가지는 곡면으로 이루어질 수 있다. 즉, 버스 리본(145)의 단면에서 솔더층(1454)의 외표면이 전체적으로 라운드지게 형성될 수 있다. 이는 솔더층(1454)이 페이스트 또는 잉크 등과 같이 유동성을 가지는 솔더 물질(1454a)을 도포한 후에 건조되는 것에 의하여 형성되기 때문이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 솔더층(1454)의 단면이 다양한 형상을 가질 수 있다.
그리고 솔더층(1454)의 일면이 버스 리본 본체(1450)에 접촉될 수 있고, 솔더층(1454)의 타면 위에는 별도의 층이 위치하지 않아 솔더층(1454)의 타면이 버스 리본(145)의 외표면을 구성할 수 있다. 이에 의하여 버스 리본 본체(1450)의 표면을 전체적으로 감싸도록 위치하는 솔더층(1454)과 흑색층(1452)의 표면이 전체적으로 버스 리본(145)의 길이 방향으로 연장된 면의 전체적인 외표면을 구성한다.
이에 따르면 버스 리본(145)의 구조를 단순화할 수 있고, 흑색층(1452)이 형성된 버스 리본 본체(1450)를 침지하는 간단한 공정에 의하여 솔더층(1454)을 형성할 수 있다. 또한, 버스 리본 본체(1450)에서 솔더층(1454)이 인접한 면에 다른 층을 구비하지 않아 다른 층과의 적층에 의한 문제를 방지할 수 있다. 예를 들어, 버스 리본 본체(1450)와 솔더층(1454) 사이에 별도의 층이 더 위치한 경우에는 솔더층(1454)이 안정적으로 형성되지 않을 수 있다. 그리고 솔더층(1454) 위에 별도의 층을 포함하면 인터 리본(142)과 버스 리본(145) 사이의 접착력을 저하시킬 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 버스 리본 본체(1450)와 솔더층(1454) 사이에 이들 사이의 접착력을 향상하는 별도의 층을 포함할 수도 있다.
솔더층(1454)의 두께는 흑색층(1452)의 두께보다 작을 수 있다. 이는 흑색층(1452)이 흑색이 확보될 수 있도록 충분한 두께를 가지도록 형성되기 때문이다. 일 예로, 솔더층(1454)의 두께는 0.5um 내지 50um일 수 있다. 솔더층(1454)의 두께가 0.5um 미만이면, 솔더층(1454)에 의한 접착력이 충분하지 않을 수 있다. 솔더층(1454)의 두께가 50um를 초과하면, 솔더층(1454)의 재료 비용, 공정 시간 등이 증가할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 솔더층(1454)의 두께가 다양한 값을 가질 수 있다. 바람직하게는 15~50um의 두께를 갖는다
이어서, 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본을 설명한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 13은 도 12의 VI-VI 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
본 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본은 도 5 및 도 6를 통해 설명한 태양 전지 패널용 버스 리본과 비교하여, 버스 리본 본체(1450)의 측면 상에 배치된 흑색층(1452)과 솔더층(1454)의 배치 형상을 제외하고 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 반복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 12와 도 13을 참조하면, 버스 리본(145)는 버스 리본 본체(1450)의 측면 상에 배치된 흑색층(1452)과 솔더층(1454)를 포함한다.
구체적으로, 버스 리본 본체(1450)의 측면 상에서, 흑색층(1452)의 하면과 솔더층(1454)의 상면이 맞닿을 수 있다. 흑색층(1452) 측면의 프로파일과 솔더층(1454) 측면의 프로파일은 연속적으로 연결될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 13에서, 흑색층(1452)의 하면과 솔더층(1454)의 상면이 완전히 맞닿아 있는 것으로 도시되었지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 흑색층(1452)과 솔더층(1454)이 버스 리본 본체(1450)의 측면 상에 배치된 상태에서, 흑색층(1452)의 하면의 일부가 솔더층(1454)의 상면과 맞닿을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 흑색층(1452)은 버스 리본 본체(1450)의 측면까지 연장되므로, 버스 리본 본체(1450)의 전면을 안정적으로 덮을 수 있다. 버스 리본(145)의 전면을 덮는 흑색층(1452)과 버스 리본 본체(1450)는 젖음성 (wetting) 차이가 존재한다. 즉, 흑색층(1452)을 형성하는 물질과 버스 리본 본체(1450)를 형성하는 물질의 젖음성(wetting) 차이가 존재하므로, 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)의 전면을 충분히 덮지 못하거나 측면이 노출될 수 있다. 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)의 전면을 충분히 덮지 못하는 경우에는 버스 리본 본체(1450)의 전면에서 솔더층(1454)이 노출될 수 있으므로, 태양 전지 패널(100)의 외관 품질이 저하될 우려가 있다. 또한 전면이 충분이 코팅되어도 측면이 충분히 커버되지 않으면 전면에서 측면에 형성된 솔더층이 노출되어 시인성이 저하된다
따라서, 태양 전지 패널(100)의 외관 품질이 저하를 방지하기 위하여, 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)의 측면의 일정 부분까지 연장될 수 있다.
흑색층(1452)은 버스 리본 본체(1450)의 측면 전체 길이의 30% 내지 70%를 덮을 수 있다. 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)의 측면 전체 길이의 30% 내지 70%를 덮는 경우에, 버스 리본(145)은 태양 전지 패널(100)에서 안정적인 부착력을 유지함과 동시에, 버스 리본 본체(1450)의 전면에서 솔더층(1454)이 노출되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)의 측면 전체 길이의 30% 미만을 덮는 경우에는 버스 리본 본체(1450)의 전면에서 솔더층(1454)이 노출될 우려가 있고, 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)의 측면 전체 길이의 70%를 초과하여 덮는 경우에는 버스 리본(145)의 접착성이 문제될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 흑색층(1452)이 버스 리본 본체(1450)의 측면 영역의 일정 범위까지 연장되므로, 버스 리본 본체(1450)의 상면 상에서 보다 안정적인 코팅률을 유지할 수 있다.
이어서, 도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본을 설명한다.
도 14는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 15은 도 5의 VI-VI 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
본 실시예에 따른 태양 전지 패널용 버스 리본은 도 12 및 도 13를 통해 설명한 태양 전지 패널용 버스 리본과 비교하여, 버스 리본 본체(1450)의 형태를 제외하고 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 반복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 12와 도 13을 참조하면, 버스 리본(145)는 버스 리본 본체(1450)의 측면 상에 배치된 흑색층(1452)과 솔더층(1454)를 포함한다. 또한, 버스 리본 본체(1450)는 버스 리본 본체(1450의 전면 상에 돌출된 돌출부(1453)과 돌출부(1453)를 포함하는 버스리본의 측면의 표면에 형성된 돌기(1453a)을 더 포함할 수 있다.상기 돌기는 리본의 길이방향을 따라 측면 에지부에 형성되며, 10~30um정도의 길이를 가지고 돌출된다.
돌출부(1453)와 돌출부(1453)의 표면 상에 형성된 돌기(1453a)는 버스 리본 본체(1450)의 제조 시의 절단과정에서 형성될 수 있다. 즉, 돌출부(1453)와 돌기(1453a)는 버스 리본 본체(1450)의 제조 시에 버스 리본 본체(1453)에 가해지는 물리적인 충격으로 인하여, 버스 리본 본체(1450)을 형성하는 물질이 늘어나서 생긴 구조물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 상기 돌기부는 버스리본의 다른 영역에 비해 러프니스(Roughness)가 커진 영역을 일컫는다. 따라서, 돌출부(1453)와 돌기(1453a)는 버스 리본 본체(1450)의 제조 후에, 추가적인 공정을 통해 형성되는 구조물일 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 흑색층(1452)은 버스 리본 본체(1450)의 전면에서는 돌출부(1453)의 내측면과 접촉하도록 형성되고, 버스 리본 본체(1450) 측면에서는, 돌기(1453a)가 형성된 영역 상에 형성될 수 있다. 이를 통해, 흑색층(1452)과 버스 리본 본체(1450) 사이의 젖음성 차이로 인한 흑색층(1452)의 코팅률 저하를 방지할 수 있다. 즉, 버스 리본 본체(1450)의 전면에서는 돌출부(1453)가 일종의 댐 역할을 하므로, 흑색층(1452)은 버스 리본 본체(1450)의 전면 상에 충분한 두께로 형성될 수 있다. 또한, 버스 리본 본체(1450) 측면에서는, 돌기(1453a)가 버스 리본 본체(1450)의 표면적을 증가시킴으로, 흑색층(1452)을 형성하는 물질과 버스 리본 본체(1450)의 측면과의 접착 면적을 증가 시킬 수 있고, 이에 따라, 흑색층(1452)을 형성하는 물질이 도포 후에 건조 시에 수축되어도, 흑색층(1452)과 버스 리본 본체(1450)는 안정적인 접착력을 유지할 수 있다.
한편, 버스 리본 본체(1450) 상에서 흑색층(1452) 사이의 안정적인 접착을 위하여, 흑색층(1452)를 형성하는 물질의 표면 장력은 20 내지 30 dyne/cm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 흑색층(1452)를 형성하는 물질의 표면 장력은 20 내지 30 dyne/cm인 경우에, 흑색층(1452)은 적절한 부착력과 코팅력을 확보할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 버스 리본 본체(1450)는 돌출부(1453) 및/또는 돌기(1453a)를 포함하므로, 버스 리본 본체(1450)의 전면 및 측면 상에 형성되는 흑색층(1452)의 접착력과 코팅률을 향상시킬 수 있다.
또한 버스리본의 돌출부가 태양전지 또는 인터리본를 향하게 되면 태양전지 셀 또는 인터리본과의 단차가 발생하여 접착력이 떨어지게 되지만, 본 발명은 돌출부가 형성된 면에 흑색층을 형성하고 그 반대면에 솔더층을 형성하므로 셀 또는 인터리본과의 접착력을 향상시키는 장점도 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 버스 리본(145)의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 이미 설명한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다.
도 7은 본 실시예에 따른 버스 리본(145)의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
먼저, 버스 리본 본체(1450)에 부분적으로 수지를 포함하는 흑색층(1452)을 형성한다. 이때, 흑색층(1452)은 수지 및 흑색 물질을 포함하는 잉크(1452a)를 디스펜싱하고 경화하는 것에 의하여 형성될 수 있다.
좀더 구체적으로, 잉크(1452a)는 수지, 흑색 물질, 열 경화제, 그리고 기타 첨가제 등을 포함할 수 있다. 수지 및 흑색 물질에 대해서는 앞서 이미 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략한다. 열 경화제는 열에 의하여 열 경화성 유기 바인더가 경화될 때 경화가 원활하게 일어나게 일어나도록 하는 역할을 한다. 열 경화제는 1핵형 또는 2핵형일 수 있으며, 열 경화를 가능하게 하는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 기타 첨가제는 필수적인 구성은 아니며 예를 들어 분산제 등과 같은 물질 등을 포함할 수 있다. 이 외에도 잉크(1452a)는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
이와 같이 잉크(1452a)를 도포한 후에 경화하는 것에 의하여 흑색층(1452)을 형성하면 원하는 패턴을 가지는 흑색층(1452)을 쉽고 간단한 공정에 의하여 형성할 수 있다. 그리고 흑색층(1452)은 수지를 주성분으로 하므로 건조되면서 버스 리본 본체(1450)에 단단하게 부착될 수 있다.
이때, 도 7에 도시한 바와 같이, 버스 리본 본체(1450)를 일 방향으로 진행시키면서 버스 리본 본체(1450)의 일면에서 잉크(1452a)를 디스펜싱한 다음에 에어 나이프 또는 블레이드(1456) 등을 지나 잉크(1452a)가 일정한 두께로 도포되도록 한 다음 열 건조기(1458)를 통과하도록 할 수 있다. 그러면, 흑색층(1452)을 형성하기 위한 잉크(1452a)가 디스펜싱된 버스 리본 본체(1450)가 열 건조기(1458) 내에서 건조 및 열 경화되어 버스 리본 본체(1450)의 적어도 전면 위에 흑색층(1452)이 형성된다. 이러한 공정에 의하면 흑색층(1452)의 형성 공정을 단순화할 수 있다. 이때, 버스리본의 측면에 까지 잉크가 도포되도록 충분한 두께와 면적를 가지도록 버스리본의 돌기부가 있는 면에 잉크를 도포할 수 있다.
열 건조기(1458)의 공정 조건은 열 경화가 이루어지는 공정 조건으로 흑색층(1452)을 열 경화하여 건조할 수 있다. 일 예로, 흑색층(1452)이 100℃도 내지 200℃의 온도에서 5분 내지 50분 유지되는 것에 의하여 형성될 수 있다. 이러한 범위 내에서 흑색층(1452)을 일정하게 균일하게 경화시켜 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이러한 온도 및 시간에 한정되는 것은 아니다.
이때 전 공정에서 충분한 도포면적을 가지고 잉크를 도포하였으므로 건조후에 수축되어도 버스리본의 측면에도 잉크가 남아있을 수 있다.
이어서 흑색층(1452)이 형성된 버스 리본 본체(1450)를 솔더층(1454)의 형성을 위한 솔더 물질(1454a)에 침지한다. 솔더 물질(1454a)은 상온보다 높은 온도로 가열된 상태이므로 일정한 유동성을 가지는 상태를 가져 버스 리본 본체(1450) 위에 자연스럽게 도포된다. 일 예로, 솔더 물질(1454a)은 200℃도 내지 300℃의 온도로 가열된 상태일 수 있다. 이러한 온도에서 솔더 물질(1454a)이 충분한 유동성을 가져 균일하게 도포될 수 있기 때문이다. 그러나 본 발명이 상술한 온도에 한정되는 것은 아니다.
이때, 솔더 물질(1454a)은 금속을 주성분으로 포함하는 버스 리본 본체(1450)에 큰 음성을 가지는 반면 수지를 주성분으로 포함하는 흑색층(1452)에서는 작은 젖음성을 가진다. 즉, 흑색층(1452)에 대한 솔더 물질(1454a)의 젖음섬이 버스 리본 본체(1450)에 대한 솔더 물질(1454a)의 젖음성보다 작다. 이에 따라, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 솔더 물질(1454a)이 버스 리본 본체(1450)를 구성하는 물질(도 8에서는 구리판) 위에서는 넓고 고르게 펴진다. 반면, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 솔더 물질(1454a)이 흑색층(1452) 위에서는 동그랗게 응집되어 퍼지지 않는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 솔더 물질(1454a)은 흑색층(1452)이 형성된 부분 위에는 형성되지 않고 흑색층(1452)이 형성되지 않은 부분에는 전체적으로 형성될 수 있다. 이에 의하여 간단한 공정에 의하여 흑색층(1452)을 제외한 부분에서 버스 리본 본체(1450) 위에 전체적으로 균일하게 솔더 물질(1454a)이 도포되도록 할 수 있다.
이렇게 흑색층(1452)이 형성되지 않는 버스 리본 본체(1450)에 도포된 도포 물질은 냉각되는 것에 의하여 솔더층(1454)을 형성하게 된다. 이때, 별도의 냉각 장치에 의하여 냉각이 이루어질 수도 있고, 또는 자연적으로 냉각이 될 수도 있다. 이에 의하여 흑색층(1452)을 제외한 부분에 고르게 솔더층(1454)을 형성할 수 있다.
이어서, 흑색층(1452) 및 솔더층(1454)이 형성된 버스 리본 본체(1450)를 일정한 길이로 절단하는 것에 의하여 버스 리본(145)의 제조를 완료할 수 있다.
본 실시예에 따르면 디스펜싱 및 경화에 의하여 흑색층(1452)을 버스 리본 본체(1450)에 형성하는 것에 의하여 원하는 부분에 쉽고 간단한 공정으로 흑색층(1452)을 형성할 수 있다. 그리고 흑색층(1452)이 형성된 버스 리본 본체(1450)를 솔더 물질(1454a)에 침지한 후에 냉각하면, 젖음성 특성이 흑색층(1452)이 형성된 부분과 흑색층(1452)이 형성되지 않는 부분에서 서로 다르기 때문에 자연스럽게 흑색층(1452)을 제외한 부분에 전체적으로 솔더층(1454)을 형성할 수 있다. 이에 의하여 솔더층(1454)을 형성하는 공정을 단순화할 수 있다.
반면, 종래에는 별도의 층이 형성되지 않은 버스 리본 본체(1450)를 솔더 물질(1454a)에 침지하는 것에 의하여 버스 리본 본체(1450)의 전체 표면 위에 솔더층(1454)이 형성되었다. 인터 리본(142)과의 연결에 이용되지 않는 버스 리본 본체(1450)의 전면에도 솔더층(1454)이 위치하므로 재료 비용이 상승되고 외부에서 버스 리본(145)이 인식되는 것을 방지할 수 없었다. 인터 리본(142)과의 연결에 이용되지 않는 버스 리본 본체(1450)의 전면에 흑색층(1452)을 형성하고 흑색층(1452)을 제외한 부분에 전체적으로 솔더층(1454)을 형성하기 위하여 별도의 패터닝 공정을 사용하면 공정이 복잡해질 수 있다. 솔더층(1454)을 인쇄, 디스펜싱 등으로 형성하면 버스 리본 본체(1450)의 전체 표면에 흑색층(1452) 및 솔더층(1454)을 고르게 형성하기 어려울 수 있다. 그러면 습도가 높은 환경에서 장시간 노출될 경우에 버스 리본 본체(1450)에서 흑색층(1452) 및/또는 솔더층(1454)에 의하여 덮여지지 않은 부분에 부식이 발생할 수 있다.
상술한 실시예에서는 버스 리본(145)이, 버스 리본 본체(1450)와, 이에 형성되는 솔더층(1454) 및 흑색층(1452)을 포함하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이웃한 태양 전지(150) 사이를 연결하는 인터 리본(142)이, 인터 리본 본체(1420)와, 이에 형성되는 솔더층(1424) 및 흑색층(1422)을 포함할 수 있다. 이를 도 9 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)에서 이웃한 두 개의 태양 전지(150)와 인터 리본(142)을 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시한 이웃한 두 개의 태양 전지(150)와 인터 리본(142)을 도시한 단면도이다. 간략하고 명확한 도시를 위하여 도 10에서는 태양 전지(150)에서 반도체 기판(160)과 제1 및 제2 전극(42, 44)만을 도시하였다. 그리고 도 11은 도 9에 도시한 인터 리본(142)을 펼쳐서 도시한 개략적인 평면도이다. 여기서, 도 11의 (a)는 인터 리본(142)의 전면 평면도이고, 도 11의 (b)는 인터 리본(142)의 후면 평면도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 태양 전지 패널(100)은 서로 이웃한 두 개의 태양 전지(150)(즉, 제1 태양 전지(151)와 제2 태양 전지(152)를 포함한다.
본 실시예에서 인터 리본(142)은, 전도성 물질(일 예로, 금속)을 포함하여 이웃한 태양 전지(150)를 전기적으로 연결하는 부분인 인터 리본 본체(1420)와, 인터 리본 본체(1420)의 길이 방향에 따른 면 위에서 적어도 일측에 위치하는 흑색층(1422)과, 인터 리본 본체(1420)와 전극(42, 44) 사이에서 인터 리본 본체(1420)와 전극(42, 44)을 전기적 및 물리적으로 연결하기 위한 솔더층(1424)을 포함한다. 이때, 솔더층(1424)은 인터 리본 본체(1420)의 길이 방향에 따른 면 위에서 흑색층(1422)을 제외한 부분에 전체적으로 위치하며, 적어도 상기 일측과 반대되는 타측에 전체적으로 위치한다.
인터 리본 본체(1420)는 전기 전도성이 우수한 물질(일 예로, 금속)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 인터 리본 본체(1420)가 구리, 은, 금 등의 다양한 금속으로 구성될 수 있다. 인터 리본(142)이 특히 구리를 주요 금속으로 하여 형성된 경우에는 낮은 재료 비용으로 우수한 전기 전도성, 물리적 특성 및 반사 특성을 가질 수 있다. 그리고 솔더층(1424)은 인터 리본 본체(1420) 상에 위치하여 태양 전지(150)에 접착되어 인터 리본(142)과 태양 전지(150)의 전극(42, 44)을 전기적으로 연결할 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 솔더층(1424)이 주석(Sn)을 포함하고, 추가적으로 그 외 다양한 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 솔더층(1424)은 30 내지 100wt%의 주석을 포함하고, 0 내지 50 wt%의 납(Pb), 0 내지 20 wt%의 은(Ag), 0 내지 60 wt%의 비스무스(Bi), 0 내지 60 wt%의 아연(Zn), 0 내지 50 wt%의 구리를 포함할 수 있다. 이러한 솔더층(1424)의 조성은 인터 리본 본체(1420)와 태양 전지(150)의 부착 특성을 향상할 수 있도록 제시된 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 솔더층(1424)의 조성은 다양하게 변화될 수 있다.
본 실시예에서 인터 리본 본체(1420)의 일측(일 예로, 전면)에는 제1 태양 전지(도 8의 참조부호 151, 이하 동일)에 부착될 영역에 대응하는 제1 영역(A1)과, 제1 영역(A1) 이외의 제2 영역(A2)이 정의될 수 있다. 좀더 구체적으로, 인터 리본 본체(1420)의 전면에서 제1 영역(A1)은 제1 태양 전지(151)의 후면(즉, 제1 태양 전지(151)의 제2 전극(44) 위에 부착 또는 고정되는 영역이고, 인터 리본 본체(1420)의 전면에서 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)을 제외한 부분을 의미할 수 있다. 제2 영역(A2)은, 제2 태양 전지(152)의 제1 전극(42) 위에 부착 또는 고정되는 제1 영역부(A21)와, 제1 태양 전지(151)의 제2 전극(44)과 제2 태양 전지(152)의 제1 전극(42) 사이에 위치하여 제1 영역(A1)과 제1 영역부(A21)를 연결하는 제2 영역부(A22)를 포함할 수 있다.
여기서, 인터 리본 본체(1420)의 전면에는 제1 영역(A1)에 솔더층(1424)이 위치하고 제2 영역(A2)에 흑색층(1422)이 위치할 수 있다. 그리고 인터 리본 본체(1420)의 타측(일 예로, 후면)에는 전체적으로 솔더층(1424)이 위치한다.
본 실시예에서는 인터 리본(142)은 태양 전지(150)의 폭보다 작은 폭을 가지는 스트립 또는 바 형상을 가질 수 있다. 좀더 구체적으로는, 제1 태양 전지(151)의 제2 전극(44)의 버스바 전극(도 4의 참조부호 44b)과 제2 태양 전지(152)의 제1 전극(42)의 버스바 전극(도 4의 참조부호 42b)에 대응하는 폭을 가지도록 길게 이어질 수 있다. 이에 따라 제1 태양 전지(151)의 제2 전극(44)에서 제2 태양 전지(152)와 멀리 위치하는 단부로부터 다른 단부까지 제2 전극(44)의 버스바 전극(44b)에 대응하면서(또는 겹쳐지면서) 이를 따라 길게 이어진 후에, 제2 태양 전지(152)의 제1 전극(42)에서 제1 태양 전지(151)와 멀리 위치하는 단부까지 연장되고, 그 후에 다시 제2 태양 전지(152)의 제1 전극(42)에서 제1 태양 전지(151)와 멀리 위치하는 단부부터 다른 단부까지 제1 전극(42)의 버스바 전극(42b)에 대응하면서(또는 겹쳐지면서) 이를 따라 길게 이어지는 형상을 가질 수 있다. 이에 의하여 인터 리본(142)이 제1 태양 전지(151)의 일부 영역에서 제1 태양 전지(151)를 가로지른 후에 제2 태양 전지(152)의 일부 영역에서 제2 태양 전지(152)를 가로질러 위치할 수 있다. 이와 같이 인터 리본(142)이 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)의 제1 및 제2 전극(42, 44)(특히, 버스바 전극(42b, 44b))에 대응하는 부분에서만 형성되어 작은 면적에 의해서도 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)를 효과적으로 연결할 수 있다. 제1 및 제2 전극(42, 44)이 버스바 전극(42b, 44b)을 구비하지 않는 경우에는 핑거 전극(도 4의 42a, 44a)를 가로지르면서 위치할 수 있다.
각 태양 전지(150)에서 제1 또는 제2 전극(42, 44)(특히, 버스바 전극(42b, 44b)이 복수 개 구비될 때 각각의 인터 리본(142)은 이에 대응하는 개수로 복수 개로 구비될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 인터 리본(142)의 전면에서 제1 영역(A1)이 제1 태양 전지(151)의 제2 전극(44) 위에서 제1 솔더층(1424a)에 의하여 제2 전극(44)에 부착되고, 인터 리본(142)의 후면에서 제2 영역부(A22)가 제2 태양 전지(152)의 제1 전극(42) 위에서 제2 솔더층(1424b)에 의하여 제1 전극(42)에 부착된다. 이때, 제1 태양 전지(151)의 제2 전극(44) 위에 인터 리본(142)의 제1 영역(A1)을 놓은 상태에서 열과 압력을 가하면, 제1 솔더층(1424a)에 의하여 제1 태양 전지(151)의 제2 전극(44)과 인터 리본(142)의 제1 영역(A1)이 서로 부착될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 태양 전지(152)의 제1 전극(42) 위에 인터 리본(142)의 제2 영역(A2)(특히, 제2 영역부(A22))을 놓은 상태에서 열과 압력을 가하면, 제2 솔더층(1422b)에 의하여 제2 태양 전지(152)의 제1 전극(42)과 인터 리본(142)의 제2 영역(A2)이 서로 부착될 수 있다.
이때, 인터 리본(142)의 전면에서 제2 영역(A2)은 제1 태양 전지(151)와 제2 태양 전지(152) 사이, 그리고 제2 태양 전지(152)의 전면 위에 위치할 수 있게 된다. 이렇게 전면으로 노출되는 제2 영역(A2)은 흑색층(1422)에 의하여 덮여 있으므로, 외부에서 볼 때 인터 리본(1422)이 인식되는 것이 방지될 수 있다. 흑색층(1422)의 이외의 부분에서는 솔더층(1424)이 인터 리본(1422)의 길이 방향으로 연장된 면에 전체적으로 형성되어 있으므로 인터 리본 본체(1420)의 산화를 효과적으로 방지할 수 있다.
인터 리본(142)에서 길이 방향으로 연장된 면에서 양 측면 각각에서 흑색층(1422) 및 솔더층(1424)이 혼재되어 위치할 수 있다. 좀더 구체적으로는, 인터 리본(142)의 측면에서 제1 영역(A1)에 대응하는 부분에서는 솔더층(1424)이 전체적으로 형성될 수 있다. 그리고 인터 리본(142)의 측면에서 제2 영역(A2)에 대응하는 부분에서 흑색층(1422)이 형성된 전면에 인접한 부분에서는 흑색층(1422)이 전면으로부터 연장되어 형성되고, 다른 부분에 솔더층(1424)이 위치한다. 제2 영역(A2)의 양 측면 각각에서 흑색층(1422)의 면적 비율이 30에서 70% 이고 , 바람직하게는 40% 내지 60%이고, 마찬가지로 솔더층(1424)의 면적 비율도 30~70%이고 바람직하게는 40% 내지 60%일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
인터 리본(142)의 인터 리본 본체(1420), 흑색층(1422) 및 솔더층(1424)에 대한 다른 설명은 버스 리본(145)의 인터 리본 본체(1420), 흑색층(1452) 및 솔더층(1454)에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다. 그리고 인터 리본(142)의 제조 방법은 흑색층(1422)을 인터 리본 본체(1420)의 전면 위에서 부분적으로 형성한다는 점을 제외하고는 버스 리본(145)의 제조 방법과 동일하다.
이와 같이 본 실시예에 따른 인터 리본(142)은 인터 리본 본체(1420)에서 전면으로 노출되는 부분에 흑색층(1422)을 형성하여, 외부에서 인터 리본(142)이 인식되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 태양 전지(150)와의 전기적 연결 및 부착에 관여하지 않는 인터 리본(142)의 전면 쪽에 절연 특성을 가지는 흑색층(1422)을 위치시켜 태양 전지 패널(100)의 절연 특성을 좀더 향상할 수 있다.
본 발명에서 상술한 구조의 버스 리본(145) 및 인터 리본(142) 중 하나만 구비될 수도 있고, 버스 리본(145) 및 인터 리본(142)이 함께 포함될 수 있다.
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 태양 전지 패널
150: 태양 전지
142: 인터 리본
145: 버스 리본
1420: 인터 리본 본체
1422: 흑색층
1424: 솔더층
1450: 버스 리본 본체
1452: 흑색층
1454: 솔더층

Claims (18)

  1. 전기 전도성을 가지는 리본 본체;
    적어도 상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 적어도 일측에 위치하는 흑색층; 및
    상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 상기 흑색층을 제외한 부분에 전체적으로 위치하며, 적어도 상기 일측과 반대되는 타측에 전체적으로 위치하는 솔더층을 포함하고,
    상기 흑색층과 상기 솔더층 각각은 상기 리본의 길이 방향을 따라, 상기 일측과 상기 타측을 연결하는 측면의 30 내지70%의 영역에 형성된태양 전지 패널용 리본.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흑색층의 일면이 상기 리본 본체에 접촉하고 상기 흑색층의 타면이 상기 리본 본체의 외표면을 구성하고,
    상기 솔더층의 일면이 상기 리본 본체에 접촉하고 상기 솔더층의 타면이 상기 리본 본체의 다른 외표면을 구성하는 태양 전지 패널용 리본.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흑색층은 검은색 또는 회색을 가지는 태양 전지 패널용 리본.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흑색층은 수지와 흑색 물질을 포함하고,
    상기 흑색 물질이 카본 블랙을 포함하는 태양 전지 패널용 리본.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흑색층 전체 100 중량부에 대하여 상기 흑색 물질이 1 내지 50 중량부로 포함되는 태양 전지 패널용 리본.
  6. 리본 본체 위에 부분적으로 수지 및 흑색 물질을 포함하는 흑색층을 형성하는 단계; 및
    상기 흑색층이 형성된 상기 리본 본체를 솔더 물질에 침지하여 상기 흑색층을 제외한 부분에서 상기 리본 본체 위에 전체적으로 솔더층을 형성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지 패널용 리본의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 흑색층을 형성하는 단계에서 상기 흑색층은 상기 수지 및 상기 흑색 물질을 포함하는 잉크를 디스펜싱하고 경화하여 형성되는 태양 전지 패널용 리본의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 흑색 물질이 카본 블랙을 포함하는 태양 전지 패널용 리본의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 흑색층 전체 100 중량부에 대하여 상기 흑색 물질의 중량부가 1 내지 50인 태양 전지 패널용 리본의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 잉크는 열 경화제를 더 포함하고,
    상기 수지는 열 경화성 유기 바인더를 포함하여,
    상기 잉크는 열 경화에 의하여 경화되는 태양 전지 패널용 버스 리본의 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 솔더 물질이 주석(Sn)을 포함하는 적어도 하나의 금속을 주성분으로 포함하고,
    상기 흑색층에 대한 상기 솔더 물질의 젖음성이 상기 리본 본체에 대한 상기 솔더 물질의 젖음성보다 작은 태양 전지 패널용 리본의 제조 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 태양 전지 패널용 리본은 이웃한 두 개의 태양 전지를 연결하는 인터 리본을 포함하고,
    상기 흑색층이 상기 인터 리본의 일측에서 부분적으로 위치하고,
    상기 솔더층이 상기 일측에서 상기 흑색층을 제외한 부분에 전체적으로 위치하고 상기 일측과 반대되는 타측에 전체적으로 위치하는 태양 전지 패널용 리본의 제조 방법.
  13. 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결한 복수의 태양전지 스트링;
    상기 태양 전지 스트링을 서로 전기적으로 연결하거나 외부 회로에 전기적으로 연결하는 버스 리본;
    상기 태양전지의 전면 상에 위치하는 전면보호기판;
    상기 태양전지의 후면 상에 위치하는 후면보호기판; 및
    상기 전면보호기판 및 상기 후면보호기판과 상기 태양전지 사이에 위치하는 봉지층을 포함하고,
    상기 버스 리본은,
    버스 리본 본체;
    적어도 상기 버스 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 적어도 상기 전면보호기판을 향하는 면에 위치하는 흑색층; 및
    상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 적어도 상기 태양전지 스트링을 향하는 면에 위치하는 솔더층을 포함하고,
    상기 리본 본체의 길이 방향에 따른 면 위에서 상기 리본 본체의 상기 전면보호기판을 향하는 면과 상기 태양전지 스트링을 향하는 면을 연결하는 측면 상에 상기 흑색층과 상기 솔더층이 각각 30~70% 형성된 태양 전지 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 흑색층이 상기 리본 본체의 상기 전면 위에 전체적으로 위치하는 태양 전지 패널.
  15. 복수의 태양 전지;
    상기 복수의 태양전지를 서로 전기적으로 연결하는 인터리본;
    상기 태양전지의 전면에 위치하는 전면보호기판;
    상기 태양전지의 후면에 위치하는 후면보호기판; 및
    상기 전면보호기판 및 후면보호기판과 상기 태양전지 사이에 위치하는 봉지층을 포함하고,
    상기 인터 리본은,
    길이 방향에 따른 제1 면과 상기 제1 면의 반대면인 제2 면 및 상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 측면을 가지는 리본 본체;
    적어도 상기 리본 본체의 제1 면 중 상기 전면보호기판을 향하는 제2 영역에 에 위치하는 흑색층;
    상기 리본 본체의 제1 면 중 상기 태양전지에 인접하는 제1 영역에 위치하는 제1 솔더층; 및
    상기 리본 본체의 제2 면에 적어도 상기 태양전지에 인접하는 면에 위치하는 제2 솔더층을 포함하고
    상기 리본 본체의 양측면에 상기 흑색층과 솔더층이 각각 30 내지 70% 형성된 태양 전지 패널.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 태양 전지 상에 고정되는 영역과 상기 복수의 태양 전지 사이에 위치하는 영역을 포함하고, 상기 제1 영역보다 긴 태양 전지 패널.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 솔더층은 상기 리본 본체의 상기 제2면 전체에 형성되는 태양 전지 패널.
  18. 제15항에 있어서
    상기 후면보호기판이 검은색 또는 회색을 가지는 태양 전지 패널.
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