KR20170136806A - Solar cell module and manufacturing method threof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다. Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체부에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형의 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 n형의 반도체부와 p형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결함으로써 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor portion, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes, respectively, so that the electrons move toward the n- Type semiconductor portion. The transferred electrons and holes are collected by different electrodes connected to the n-type semiconductor portion and the p-type semiconductor portion, respectively, and electric power is obtained by connecting these electrodes with electric wires.
본 발명은 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a solar cell module and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 각각이 반도체 기판 및 반도체 기판의 후면에 서로 이격되어 길게 뻗은 제1, 2 전극을 구비하고, 제1 방향으로 배열되는 제1, 2 태양 전지; 및 복수의 금속 포일이 제1 방향으로 길게 패터닝된 절연 기판;을 포함하고, 절연 기판에 패터닝된 복수의 금속 포일은 제1 태양 전지의 제1 전극과 제2 태양 전지의 제2 전극에 공통으로 접속된다.A solar cell module according to an exemplary embodiment of the present invention includes first and second solar cells each having first and second electrodes spaced apart from each other on a rear surface of a semiconductor substrate and a semiconductor substrate, the first and second solar cells being arranged in a first direction; And a plurality of metal foils patterned on the insulating substrate, the plurality of metal foils patterned in common in the first electrode of the first solar cell and the second electrode of the second solar cell, Respectively.
여기서, 금속 포일은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)층과 구리(Cu)층이 적층된 형태의 금속 포일 중 어느 하나일 수 있다.The metal foil may be any one of a metal foil in which a layer of aluminum (Al), copper (Cu), or aluminum (Al) and a layer of copper (Cu) are laminated.
일례로, 금속 포일은 알루미늄층과 구리층이 순차적으로 적층되어 형성되되, 구리층이 제1 태양 전지의 제1 전극과 제2 태양 전지의 제2 전극에 접속될 수 있다.For example, the metal foil may be formed by sequentially stacking an aluminum layer and a copper layer, and a copper layer may be connected to the first electrode of the first solar cell and the second electrode of the second solar cell.
아울러, 절연 기판은 제1 태양 전지의 후면 일부 영역 및 제2 태양 전지의 후면 일부 영역에 걸쳐 위치하며, 투명할 수 있다.Further, the insulating substrate is located over a part of the rear surface area of the first solar cell and a part of the rear surface part of the second solar cell, and can be transparent.
이와 같은 절연 기판은 폴리에틸렌 텔레프타레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN) 재질 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.The insulating substrate may be formed of at least one of polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN).
또한, 제1, 2 전극은 제1 방향으로 길게 뻗어 있을 수 있다.In addition, the first and second electrodes may be elongated in the first direction.
또한, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법은 각각이 반도체 기판 및 반도체 기판의 후면에 서로 이격되어 길게 뻗은 제1, 2 전극을 구비하는 제1, 2 태양 전지를 제1 방향으로 배열하는 셀 배열 단계; 복수의 금속 포일이 제1 방향으로 길게 패터닝된 절연 기판을 제1 태양 전지의 후면 일부 영역 및 제2 태양 전지의 후면 일부 영역에 걸치도록 배치하되, 복수의 금속 포일이 제1 태양 전지의 제1 전극과 제2 태양 전지의 제2 전극과 중첩시키는 절연 기판 얼라인 단계; 및 금속 포일이 제1 태양 전지의 제1 전극과 중첩되는 영역과 제2 태양 전지의 제2 전극과 중첩되는 영역을 열처리하는 금속 포일 접속 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a solar cell module according to an embodiment of the present invention includes arranging first and second solar cells each having first and second electrodes extending in a long direction on a rear surface of a semiconductor substrate and a semiconductor substrate in a first direction ; An insulating substrate having a plurality of metal foils patterned in a long direction in a first direction is disposed over a rear partial area of the first solar cell and a rear partial area of the second solar cell, An insulating substrate aligning step of overlapping the electrode with the second electrode of the second solar cell; And a metal foil connecting step of heat treating a region where the metal foil overlaps with the first electrode of the first solar cell and a region overlapping with the second electrode of the second solar cell.
여기서, 금속 포일은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)층과 구리(Cu)층이 적층된 형태의 금속 포일 중 어느 하나일 수 있다.The metal foil may be any one of a metal foil in which a layer of aluminum (Al), copper (Cu), or aluminum (Al) and a layer of copper (Cu) are laminated.
일례로, 금속 포일은 알루미늄층과 구리층이 순차적으로 적층되어 형성되되, 얼라인 단계에서 금속 포일의 구리층이 적어도 하나의 전극에 마주보도록 배치될 수 있다.For example, the metal foil may be formed by sequentially stacking an aluminum layer and a copper layer, and the copper layer of the metal foil may be arranged to face the at least one electrode in the aligning step.
아울러, 제1, 2 전극은 제1 방향으로 길게 뻗어 있으며, 절연 기판 얼라인 단계에서 제1 방향으로 길게 패터닝된 금속 포일과 제1 태양 전지의 제1 전극 및 제1 방향으로 길게 금속 포일과 제2 태양 전지의 제2 전극은 서로 중첩되어 얼라인될 수 있다.In addition, the first and second electrodes are elongated in the first direction, and the metal foil patterned in the first direction in the insulating substrate alignment step, the first electrode of the first solar cell, and the first electrode of the first solar cell, The second electrodes of the two solar cells can overlap and be aligned with each other.
또한, 금속 포일 접속 단계에서는 절연 기판의 배면에 레이저를 조사하여 절연 기판의 전면에 패터닝된 금속 포일을 열처리하여, 제1, 2 전극에 접속시킬 수 있다.In addition, in the metal foil connecting step, the metal foil patterned on the entire surface of the insulating substrate may be thermally treated by irradiating a laser beam to the back surface of the insulating substrate to connect the first and second electrodes.
보다 구체적으로, 금속 포일 접속 단계는 절연 기판의 배면 중에서 금속 포일이 제1 태양 전지의 제1 전극과 중첩되는 영역 및 제2 태양 전지의 제2 전극과 중첩되는 영역을 레이저로 선택적으로 조사할 수 있다.More specifically, the metal foil connecting step may selectively irradiate a region where the metal foil overlaps with the first electrode of the first solar cell and a region where the metal foil overlaps with the second electrode of the second solar cell, have.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법은 복수의 태양 전지를 서로 전기적으로 연결함에 있어, 복수의 금속 포일이 패터닝된 절연 기판을 이용하므로, 태양 전지 모듈의 제조 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.A solar cell module and a manufacturing method thereof according to an exemplary embodiment of the present invention use an insulating substrate having a plurality of metal foils patterned to electrically connect a plurality of solar cells to one another, .
도 1 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 설명하기 위한 도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도이다.1 to 6 are views for explaining a solar cell module according to a first embodiment of the present invention.
7 to 9 are views for explaining a method of manufacturing a solar cell module according to an example of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 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. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Further, when a certain portion is formed as "whole" on another portion, it means not only that it is formed on the entire surface of the other portion but also that it is not formed on the edge portion.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판(110)의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.Hereinafter, the front surface may be one surface of the
도 1 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 설명하기 위한 도이다. 1 to 6 are views for explaining a solar cell module according to a first embodiment of the present invention.
여기서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 전면에서 바라본 형상의 일례이다.Here, FIG. 1 is an example of a shape of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention viewed from the front side.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈은 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 및 절연 기판(400)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the solar cell module according to the first embodiment of the present invention may include first and second solar cells C1 and C2 and an
여기서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1 방향(x)을 따라 배열되며, 각각이 반도체 기판(110) 및 반도체 기판(110)의 후면에 서로 이격되어 길게 뻗은 제1, 2 전극(141, 142)을 구비할 수 있다. 이와 같은 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 구체적인 구조에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.The first and second solar cells C1 and C2 are arranged along the first direction x and are arranged on the rear surface of the
아울러, 절연 기판(400)은 전면에 제1 방향(x)으로 길게 패터닝된 복수의 금속 포일(300)을 구비하여, 절연 기판(400)에 패터닝된 복수의 금속 포일(300)을 통해 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)이 서로 직렬 연결될 수 있다.The
여기서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈에 적용되는 태양 전지의 구체적인 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a specific structure of the solar cell applied to the solar cell module according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
도 2는 본 발명의 태양 전지 모듈에 적용되는 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 태양 전지의 후면에 구비되는 제1, 2 전극(141, 142) 패턴의 일례이다.FIG. 2 is a partial perspective view of a solar cell applied to the solar cell module of the present invention, and FIG. 3 is an example of patterns of the first and
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 반사 방지막(130), 반도체 기판(110), 터널층(180), 제1 반도체부(121), 제2 반도체부(172), 진성 반도체부(200), 패시베이션층(190), 복수의 제1 전극(141) 및 복수의 제2 전극(142)을 구비할 수 있다. 2 and 3, an example of a solar cell according to the present invention includes an
여기서, 반사 방지막(130), 터널층(180), 진성 반도체부(200) 및 패시베이층(190)은 생략될 수도 있으나, 구비된 경우 태양 전지의 효율이 더 향상되므로, 이하에서는 구비된 경우를 일례로 설명한다.Here, the
반도체 기판(110)은 제 1 도전성 타입 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 일례로, 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다.The
여기서, 반도체 기판(110)에 함유된 제 1 도전성 타입의 불순물 또는 제2 도전성 타입의 불순물은 n형 또는 p형 도전성 타입 중 어느 하나일 수 있다. Here, the impurity of the first conductive type contained in the
반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑될 수 있다.When the
이하에서는 이와 같은 반도체 기판(110)의 함유된 불순물이 제2 도전성 타입의 불순물이고, n형인 경우를 일례로 설명한다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the case where the impurity contained in the
이러한 반도체 기판(110)의 전면에 복수의 요철면을 가질 수 있다. 이로 인해 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 제1 반도체부(121) 역시 요철면을 가질 수 있다. The
이로 인해, 반도체 기판(110)의 전면에서 반사되는 빛의 양이 감소하여 반도체 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 증가할 수 있다.Accordingly, the amount of light reflected from the front surface of the
반사 방지막(130)은 외부로부터 반도체 기판(110)의 전면으로 입사되는 빛의 반사를 최소화하기 위하여, 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치하며, 알루미늄 산화막(AlOx), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 산화질화막(SiOxNy) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. The
터널층(180)은 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면 전체에 직접 접촉하여 배치되며, 유전체 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 터널층(180)은 반도체 기판(110)에서 생성되는 캐리어를 통과시킬 수 있으며, 반도체 기판(110)의 후면에 대한 패시베이션 기능을 수행할 수 있다.The
아울러, 터널층(180)은 600℃ 이상의 고온 공정에도 내구성이 강한 SiCx 또는 SiOx로 형성되는 유전체 재질로 형성될 수 있다. In addition, the
제1 반도체부(121)는 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 배치되되, 일례로, 터널층(180)의 후면의 일부에 직접 접촉하여 배치될 수 있다.2, the
아울러, 이와 같은 제1 반도체부(121)는 반도체 기판(110)의 후면에 배치되되, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 배치되며, 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다.The
여기서, 제1 반도체부(121)는 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑될 수 있으며, 반도체 기판(110)에 함유된 불순물이 제2 도전성 타입의 불순물인 경우, 제1 반도체부(121)는 터널층(180)을 사이에 두고 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성할 수 있다.Here, the
각 제1 반도체부(121)는 반도체 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 제1 반도체부(121)는 p형의 도전성 타입을 가질 수 있으며, 복수의 제1 반도체부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 제1 반도체부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.The
제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)의 후면에 배치되며, 일례로 터널층(180)의 후면 중에서 전술한 제1 반도체부(121) 각각과 이격된 일부 영역에 직접 접촉하여, 제1 반도체부(121)와 나란한 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 배치될 수 있다. The
이와 같은 제2 반도체부(172)는 제2 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑되는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 반도체 기판(110)이 제2 도전성 타입의 불순물인 n형 타입의 불순물로 도핑되는 경우, 복수의 제2 반도체부(172)는 n+의 불순물 영역일 수 있다.The
이러한 제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)과 제2 반도체부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 제2 반도체부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 제2 반도체부(172) 쪽으로의 캐리어(예, 전자) 이동을 용이하게 할 수 있다. The
따라서, 제2 반도체부(172) 및 그 부근 또는 제1, 2 전극(141, 142)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 제2 반도체부(172)로의 전자 이동량을 증가시킬 수 있다. Therefore, the amount of charges lost by recombination of electrons and holes in the
지금까지의 도 2에서는 반도체 기판(110)이 제2 도전성 타입의 불순물인 경우를 일례로 설명하면서, 제1 반도체부(121)가 에미터부로서 역할을 하고, 제2 반도체부(172)가 후면 전계부로서 역할을 하는 경우를 일례로 설명하였다. 2, the case where the
그러나, 이와 다르게, 반도체 기판(110)이 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 경우, 제1 반도체부(121)가 후면 전계부로서 역할을 하고, 제2 반도체부(172)가 에미터부로서 역할을 할 수도 있다.Alternatively, when the
아울러, 여기의 도 2에서는 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172)가 터널층(180)의 후면에 다결정 실리콘 재질로 형성된 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게, 터널층(180)이 생략된 경우, 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)의 후면 내에 불순물이 확산되어 도핑될 수도 있다. 이와 같은 경우, 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172)는 반도체 기판(110)과 동일한 단결정 실리콘 재질로 형성될 수도 있다.2, the
진성 반도체부(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 반도체부(121)와 제2 반도체부(172) 사이에 노출된 터널층의 후면에 형성될 수 있고, 이와 같은 진성 반도체부(200)은 제1 반도체부(121) 및 제2 반도체부(172)와 다르게 제1 도전성 타입의 불순물 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되지 않은 진성 다결정 실리콘층으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the
아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 진성 반도체부(200)의 양측면 각각은 제1 반도체부(121)의 측면 및 제2 반도체부(172)의 측면에 직접 접촉되는 구조를 가질 수 있다.2, each of the opposite side surfaces of the
패시베이션층(190)은 제1 반도체부(121), 제2 반도체부(172) 및 진성 반도체부(200)에 형성되는 다결정 실리콘 재질의 층의 후면에 형성된 뎅글링 본드(dangling bond)에 의한 결함을 제거하여, 반도체 기판(110)으로부터 생성된 캐리어가 뎅글링 본드(dangling bond)에 의해 재결합되어 소멸되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.The
복수의 제1 전극(141)은 제1 반도체부(121)에 접속하고, 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제1 전극(141)은 제1 반도체부(121) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어 정공을 수집할 수 있다.The plurality of
복수의 제2 전극(142)은 제2 반도체부(172)에 접속하고, 복수의 제1 전극(141)과 나란하게 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제2 전극(142)은 제2 반도체부(172) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어, 전자를 수집할 수 있다.The plurality of
이와 같은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 제2 방향(y)으로 교번하여 배치될 수 있다.As shown in FIG. 1, the
이와 같은 구조로 제조된 본 발명에 따른 태양 전지에서 제1 전극(141)을 통하여 수집된 정공과 제2 전극(142)을 통하여 수집된 전자는 외부의 회로 장치를 통하여 외부 장치의 전력으로 이용될 수 있다.The holes collected through the
본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용된 태양 전지는 반드시 도 2에만 한정하지 않으며, 태양 전지에 구비되는 제1, 2 전극(141, 142)이 반도체 기판(110)의 후면에만 형성되는 점을 제외하고 다른 구성 요소는 얼마든지 변경이 가능하다. The solar cell applied to the solar cell module according to the present invention is not necessarily limited to FIG. 2 except that the first and
예를 들어 본 발명의 태양 전지 모듈에는 제1 전극(141)의 일부 및 제1 반도체부(121)가 반도체 기판(110)의 전면에 위치하고, 제1 전극(141)의 일부가 반도체 기판(110)에 형성된 홀을 통해 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 전극(141)의 나머지 일부와 연결되는 MWT 타입의 태양 전지도 적용이 가능하다.For example, in the solar cell module of the present invention, a part of the
이와 같은 태양 전지의 후면에 접속되는 절연 기판(400)에 대해 도 4를 통하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The insulating
도 4는 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 절연 기판(400)과 금속 포일(300)에 대해 설명하기 위한 도로서, 도 4의 (a)는 절연 기판(400)을 전면에서 바라본 모습이고, 도 4의 (b)는 절연 기판(400)의 단면 모습이다.4 is a view for explaining the insulating
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양 전지 모듈에 적용되는 절연 기판(400)은 전면에 복수의 금속 포일(300)이 패터닝되어 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4 (a), the insulating
여기서, 절연 기판(400)은 폴리에틸렌 텔레프타레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN) 재질 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 공정의 편의상 투명할 수 있다.Here, the insulating
아울러, 금속 포일(300)은 서로 이격된 복수 개가 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 그러나 금속 포일(300)의 평면 패턴은 반드시 도 4의 (a)에 한정되는 것은 아니며, 태양 전지의 제1, 2 전극(141, 142) 패턴이나, 제1, 2 전극(141, 142)의 위치를 고려하여, 도 4의 (a)에 도시된 바와 다르게 패터닝될 수도 있다.In addition, the plurality of metal foils 300 may be formed to extend in a first direction (x). However, the planar pattern of the
이와 같은 금속 포일(300)의 선폭은 제1, 2 전극(141, 142)의 선폭과 대략 동일할 수 있으며, 금속 포일(300) 사이의 간격은 제1 전극(141)과 제2 전극(142) 사이의 간격과 동일할 수 있다.The line width of the
아울러, 이와 같은 금속 포일(300)은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)층과 구리(Cu)층이 적층된 형태의 금속 포일(300) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.The
일례로, 금속 포일(300)은 알루미늄층(303)과 구리층(301)이 순차적으로 적층되어 형성되는 경우, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 알루미늄층(303)이 절연 기판(400)과 접하여 형성되고, 구리층(301)은 알루미늄층(303) 위에 형성될 수 있으며, 절연 기판(400)이 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 후면에 접속될 때, 구리층(301)은 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)에 접속될 수 있다.For example, when the
이와 같이 금속 포일(300)이 패터닝된 절연 기판(400)은 전술한 바와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 후면에 접속될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The insulating
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 후면에서 바라본 형상이고, 도 6은 도 5에서 C6-C6 라인에 따른 단면을 도시한 것이다.FIG. 5 is a rear view of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line C6-C6 in FIG.
도 5에 도시된 바와 같이, 절연 기판(400)은 제1 태양 전지(C1)의 후면 일부 영역 및 제2 태양 전지(C2)의 후면 일부 영역에 걸쳐서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 각각의 후면에 접속될 수 있다.5, the insulating
이때, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 절연 기판(400)에 패터닝된 복수의 금속 포일(300)은 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)에 중첩되어 공통으로 접속될 수 있다.5 and 6, a plurality of metal foils 300 patterned on the insulating
이때, 금속 포일(300)이 알루미늄층(303)과 구리층(301)을 포함하여 형성되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 구리층(301)은 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)에 접속될 수 있다.When the
이와 같은 구조의 태양 전지 모듈은 금속 포일(300)이 미리 패터닝된 절연 기판(400)을 이용하여, 복수의 태양 전지를 직렬 연결하므로, 태양 전지 모듈의 제조가 용이할 수 있다.A plurality of solar cells are connected in series by using the insulating
이하에서는 이와 같은 태양 전지 모듈을 제조하는 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing such a solar cell module will be described.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도로서, 도 7은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대한 플로우 차트이고, 도 8은 도 7에서 셀 배열 단계(S1) 및 절연 기판 얼라인 단계(S2)를 설명하기 위한 도이고, 도 9는 도 7에서 금속 포일 접속 단계(S3)를 설명하기 위한 도이다.FIGS. 7 to 9 are diagrams for explaining a manufacturing method of a solar cell module according to an example of the present invention, FIG. 7 is a flowchart of a manufacturing method of a solar cell module according to an example of the present invention, 7 is a view for explaining a cell array step S1 and an insulating substrate aligning step S2, and FIG. 9 is a view for explaining the metal foil connecting step S3 in FIG.
도 7에 기재된 바와 같이, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법은 셀 배열 단계(S1), 절연 기판 얼라인 단계(S2) 및 금속 포일 접속 단계(S3)를 포함한다.As shown in Fig. 7, a method of manufacturing a solar cell module according to an example of the present invention includes a cell array step S1, an insulating substrate align step S2, and a metal foil connection step S3.
여기서, 셀 배열 단계(S1)에서는 앞선 도 2 및 도 3에서 설명한 태양 전지, 즉 반도체 기판(110) 및 반도체 기판(110)의 후면에 서로 이격되어 제1 방향(x)으로 길게 뻗은 제1, 2 전극(141, 142)을 구비하는 제1, 2 태양 전지(C1, C2)를 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 방향(x)으로 배열할 수 있다.Here, in the cell arrangement step S1, the first, second, and third semiconductor layers 110 and 120 are separated from each other on the back surface of the solar cell, that is, the
이후, 절연 기판 얼라인 단계(S2)에서는 도 4에서 설명한 복수의 금속 포일(300)이 제1 방향(x)으로 길게 패터닝된 절연 기판(400)을 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)의 후면 일부 영역 및 제2 태양 전지(C2)의 후면 일부 영역에 걸치도록 배치하되, 복수의 금속 포일(300)이 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)과 중첩시킬 수 있다.In the insulating substrate aligning step S2, the insulating
이때, 복수의 금속 포일(300)과 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)은 서로 마주보며, 복수의 금속 포일(300)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)도 서로 마주보는 상태일 수 있다. At this time, the plurality of metal foils 300 and the
이때, 금속 포일(300)은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)층과 구리(Cu)층이 적층된 형태의 금속 포일(300) 중 어느 하나일 수 있다.At this time, the
일례로, 금속 포일(300)이 알루미늄층(303)과 구리층(301)이 순차적으로 적층되어 형성되는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 얼라인 단계에서 금속 포일(300)의 구리층(301)이 전극에 마주보도록 배치될 수 있다.For example, in the case where the
이때, 전술한 바와 같이 투명한 절연 기판(400)을 이용하는 경우, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)의 제1, 2 전극(141, 142)과 절연 기판(400) 상에 패터닝된 금속 포일(300)의 얼라인이 훨씬 용이해질 수 있다.In this case, when the transparent insulating
이에 따라, 제1, 2 전극(141, 142)이 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 배치되는 제1, 2 태양 전지(C1, C2)에 절연 기판(400)이 배치되되, 도 9에 도시된 바와 같이, 절연 기판(400) 상에 제1 방향(x)으로 길게 패터닝된 금속 포일(300)과 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141) 및 제1 방향(x)으로 길게 금속 포일(300)과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)은 서로 중첩되어 얼라인될 수 있다. Thereby, the insulating
이와 같이 제1, 2 태양 전지(C1, C2)와 절연 기판(400)이 얼라인 된 상태에서, 금속 포일 접속 단계(S3)가 수행될 수 있다.As described above, in the state where the first and second solar cells C1 and C2 and the insulating
금속 포일 접속 단계(S3)는 도 9에 도시된 바와 같이, 금속 포일(300)이 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 중첩되는 영역과 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)과 중첩되는 영역(AL1)을 열처리하여 수행될 수 있다.9, the metal foil connecting step S3 is performed in a region where the
금속 포일 접속 단계(S3)에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 절연 기판(400)의 배면에 레이저(L1)를 조사하여 절연 기판(400)의 전면에 패터닝된 금속 포일(300)을 열처리하여, 제1, 2 전극(141, 142)에 접속시킬 수 있다. 9, the
이때, 레이저(L1)가 조사되는 영역은 절연 기판(400)의 배면 중에서 금속 포일(300)이 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 중첩되는 영역(AL1) 및 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)과 중첩되는 영역(AL1)일 수 있다.The region irradiated with the laser L1 is divided into a region AL1 where the
이때, 전술한 바와 같이 투명한 절연 기판(400)을 이용하는 경우, 절연 기판(400)의 배면 중에서 금속 포일(300)이 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 중첩되는 영역(AL1) 및 제2 태양 전지(C2)의 제2 전극(142)과 중첩되는 영역을 시각적으로 용이하게 구분할 수 있어, 금속 포일 접속 단계(S3)를 훨씬 용이하게 수행할 수 있다.In this case, when the transparent insulating
도 9에서는 일례로, 절연 기판(400)의 배면 중에서 금속 포일(300)과 제1 태양 전지(C1)의 제1 전극(141)과 중첩되는 영역(AL1)을 도시하였다.In FIG. 9, for example, a region AL1 overlapping the
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 금속 포일(300)이 미리 패터닝된 절연 기판(400)을 이용하여, 복수의 태양 전지를 전기적으로 연결함으로써, 태양 전지 모듈의 제조 공정을 보다 단순화할 수 있다.As described above, the solar cell module according to the present invention can simplify the manufacturing process of the solar cell module by electrically connecting a plurality of solar cells using the insulating
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 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.
Claims (13)
복수의 금속 포일이 상기 제1 방향으로 길게 패터닝된 절연 기판;을 포함하고,
상기 절연 기판에 패터닝된 복수의 금속 포일은 상기 제1 태양 전지의 제1 전극과 상기 제2 태양 전지의 제2 전극에 공통으로 접속되는 태양 전지 모듈.First and second solar cells each having a semiconductor substrate and first and second electrodes spaced apart from each other on a rear surface of the semiconductor substrate, the first and second solar cells being arranged in a first direction; And
And an insulating substrate on which a plurality of metal foils are patterned in a long direction in the first direction,
Wherein a plurality of metal foils patterned on the insulating substrate are commonly connected to a first electrode of the first solar cell and a second electrode of the second solar cell.
상기 금속 포일은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)층과 구리(Cu)층이 적층된 형태의 금속 포일 중 어느 하나인 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the metal foil is any one of a metal foil in which a layer of aluminum (Al), copper (Cu), or aluminum (Al) and a layer of copper (Cu) are stacked.
상기 금속 포일은 상기 알루미늄층과 구리층이 순차적으로 적층되어 형성되되, 상기 구리층이 상기 제1 태양 전지의 제1 전극과 상기 제2 태양 전지의 제2 전극에 접속되는 태양 전지 모듈.3. The method of claim 2,
Wherein the metal foil is formed by sequentially stacking the aluminum layer and the copper layer, and the copper layer is connected to the first electrode of the first solar cell and the second electrode of the second solar cell.
상기 절연 기판은 상기 제1 태양 전지의 후면 일부 영역 및 상기 제2 태양 전지의 후면 일부 영역에 걸쳐 위치하는 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the insulating substrate is located over a partial rear region of the first solar cell and a partial rear region of the second solar cell.
상기 절연 기판은 투명한 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the insulating substrate is transparent.
상기 절연 기판은 폴리에틸렌 텔레프타레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN) 재질 중 적어도 하나로 형성되는 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the insulating substrate is formed of at least one of polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN).
상기 제1, 2 전극은 상기 제1 방향으로 길게 뻗어 있는 태양 전지 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the first and second electrodes are elongated in the first direction.
복수의 금속 포일이 상기 제1 방향으로 길게 패터닝된 절연 기판을 상기 제1 태양 전지의 후면 일부 영역 및 상기 제2 태양 전지의 후면 일부 영역에 걸치도록 배치하되, 상기 복수의 금속 포일이 상기 제1 태양 전지의 제1 전극과 상기 제2 태양 전지의 제2 전극과 중첩시키는 절연 기판 얼라인 단계; 및
상기 금속 포일이 상기 제1 태양 전지의 제1 전극과 중첩되는 영역과 상기 제2 태양 전지의 제2 전극과 중첩되는 영역을 열처리하는 금속 포일 접속 단계;를 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법. Arranging first and second solar cells in the first direction, the first and second solar cells having a first substrate and a second substrate, the first and second electrodes being spaced apart from each other on a rear surface of the semiconductor substrate;
An insulating substrate having a plurality of metal foils patterned in a long direction in the first direction is disposed over a rear area of the first solar cell and a rear area of the second solar cell, An insulating substrate aligning step of overlapping the first electrode of the solar cell and the second electrode of the second solar cell; And
And a metal foil connecting step of heat treating a region where the metal foil overlaps with the first electrode of the first solar cell and a region overlapping with the second electrode of the second solar cell.
상기 금속 포일은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)층과 구리(Cu)층이 적층된 형태의 금속 포일 중 어느 하나인 태양 전지 모듈의 제조 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the metal foil is any one of a metal foil in which a layer of aluminum (Al), copper (Cu), or aluminum (Al) and a layer of copper (Cu) are laminated.
상기 금속 포일은 상기 알루미늄층과 구리층이 순차적으로 적층되어 형성되되,
상기 얼라인 단계에서 상기 금속 포일의 구리층이 상기 적어도 하나의 전극에 마주보도록 배치되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the metal foil is formed by sequentially stacking the aluminum layer and the copper layer,
And a copper layer of the metal foil is disposed facing the at least one electrode in the aligning step.
상기 제1, 2 전극은 상기 제1 방향으로 길게 뻗어 있으며,
상기 절연 기판 얼라인 단계에서 상기 제1 방향으로 길게 패터닝된 금속 포일과 상기 제1 태양 전지의 제1 전극 및 상기 제1 방향으로 길게 금속 포일과 상기 제2 태양 전지의 제2 전극은 서로 중첩되어 얼라인 되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the first and second electrodes are elongated in the first direction,
The metal foil patterned in the first direction and the first electrode of the first solar cell, and the metal foil and the second electrode of the second solar cell are overlapped with each other in the first direction in the insulating substrate aligning step A method of manufacturing a solar cell module to be aligned.
상기 금속 포일 접속 단계에서는 상기 절연 기판의 배면에 레이저를 조사하여 상기 절연 기판의 전면에 패터닝된 금속 포일을 열처리하여, 상기 제1, 2 전극에 접속시키는 태양 전지 모듈의 제조 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step of connecting the metal foil irradiates a laser beam on the back surface of the insulating substrate to heat the patterned metal foil on the front surface of the insulating substrate to connect the first and second electrodes.
상기 금속 포일 접속 단계는 상기 절연 기판의 배면 중에서 상기 금속 포일이 상기 제1 태양 전지의 제1 전극과 중첩되는 영역 및 상기 제2 태양 전지의 제2 전극과 중첩되는 영역을 상기 레이저로 선택적으로 조사하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The metal foil connecting step may include a step of selectively irradiating a region where the metal foil overlaps with the first electrode of the first solar cell and a region where the metal foil overlaps with the second electrode of the second solar cell, Wherein the method comprises the steps of:
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