KR20180102634A - 태양전지를 상호연결시키기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
광전지 모듈은 그 상부에 복수의 전도성 상호 연결부를 갖는 후방 기판을 포함한다. 전도성 상호 연결부는 제1 접촉 영역 및 제2 접촉 영역을 포함한다. 광전지 모듈은 지지 기판 상부에서 후방 전극 상부의 광전지 층의 프런트에 배치된 프런트 전극을 포함하는 복수의 광전지를 더 포함한다. 제1 셀의 지지 기판을 통해 연장되는 복수의 후방 비아는 후방 전극과 제2 접촉 영역 사이에 전기 접촉부를 형성하고, 지지 기판, 후방 전극 및 제2 셀의 광전지 층을 통해 연장되는 복수의 프런트 비아는 프런트 전극과 제1 접촉 영역 사이에 전기 접촉부를 형성하며, 후방 전극 및 광전지 층의 P 면과의 전기 접촉으로부터 절연된다.
Description
본 출원은 2016년 1월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/994,889호(발명의 명칭:"태양 전지의 상호 연결 방법")를 우선권을 주장한다. 이 선출원의 개시 내용은 그 전체가 본원에 참고로 원용된다.
본 발명은 광전지 셀에 관한 것이고, 특히 광전지 모듈 내로 광전지를 상호 연결시킴에 대한 것이다.
태양 전지는 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 널리 사용되는 기술이되었다. 태양 전지 어레이는 개별 태양 전지에 의해 생성된 집계된 전류 및 전압을 달성하기 위해 태양 전지 모듈 또는 태양 전지 패널에 상호 연결되고 조립 될 수있다. 태양 전지를 상호 연결하는 하나의 널리 보급된 접근법은 두 개의 태양 전지, 예를 들어 상부 셀과 하부 셀을 겹쳐서 전기적 연결을 실현하는 것이다. 전형적인 태양 전지 구성에서, 상부 셀의 후방 전극은 하부 셀의 프런트 전극과 전기적으로 연결된다. 이러한 방식으로, 다수의 태양 전지가 직렬로 상호 연결된다.
보다 구체적으로, 태양 전지의 광전지(PV) 층의 프런트 및 후방 측면에 배치 된 금속 접촉부는 프런트 전극 및 후방 전극을 각각 형성한다. 후방 전극은 PV 층과 비 전도성 기판 층 사이에 배치된다. 따라서, 2 개의 셀이 부분적으로 서로 겹치면, 비 전도성 기판이 상부 셀의 후방 전극과 하부 셀의 프런트 전극 사이에 배치된다. 두 개의 겹치는 셀 사이에 전기적 연속성을 제공하기 위해, 비아가 기판 상에 형성되고, 충진 프로세스 동안 수지, 페이스트 또는 잉크의 형태인 전도성 재료로 충전되며, 경화 프로세스 후에 경화된다.
실제로, 후방 비아는 일반적으로 전도성 재료로 과충전되어 잠재적으로 접촉 불량을 야기 할 수 있는 비아 내부의 보이드 형성을 방지하도록 한다. 그러나, 과도한 전도성 재료로 후방 비어를 채우는 것은, 특히 2 개의 태양 전지가 적층되어 함께 집적 될 때, 비아로부터 전도성 재료의 제어되지 않은 측면 오버 플로우(또는 스미어)를 야기하는 경향이 있다. 전도성 재료의 오버 플로우는 바람직하지 않게 다른 태양 전지(예를 들어, 하부 태양 전지)의 프런트 및 후방 전극에 도달하여 브리지를 할 수 있으며 단락을 일으킬 수 있다.
통상적으로, 이 문제를 해결하기 위해, 절연 재료가 태양 전지의 둘레 주위에 증착되고 이어서 경화 과정이 진행된다. 태양 전지 모듈의 기계적 완전성을 위해 중첩 태양 전지를 결합하고 전술한 전도성 재료 오버 플로우가 단락을 일으키지 않도록 절연 접착제가 도포될 수 있다.
또한, 태양 전지 모듈의 일련의 태양 전지는 상호 연결된 태양 전지의 특성에서의 불일치로부터 보호하여 상호 연결된 태양 전지의 에너지 생성 능력이 소산되지 않도록해야한다. 태양 전지가 중첩 구조로 배열 될 때, 한 가지 방법은 태양 전지의 수에 상응하는 위치에 리본 도체를 배치하여 태양 전지 모듈의 태양 전지 그룹에 바이 패스 다이오드라고도하는 다이오드를 연결하는 것이다. 상기 리본 도체는 다이오드의 접촉 단자와 일련의 태양 전지의 접촉 단자 사이의 전기적 접촉을 제공하여 바이 패스하도록 한다.
따라서, 태양 전지와 개별 태양 전지의 관련된 절연 사이의 중첩을 제거하여, 태양 전지와 이에 관련된 절연의 중첩에 의해 발생된 태양 전지 패널의 전체 두께를 줄이도록 하고, 다이오드를 태양 전지 모듈의 직렬 연결 태양 전지로 편리하게 연결할 필요가 있다.
본 발명에 따른 한 실시 예에서, 광전지 셀이 광 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성된 광전지 층(photovoltaic layer); 상기 광전지 층의 제1 측면 상에 배치된 프런트 전도성 층; 그리고 상기 광전지 층의 제2 측면 상에 배치된 후방 전도성 층을 포함한다. 상기 제2 측면은 제1 측면 반대편(opposite to)에 배치되며, 프런트 전도성 층과 후방 전도성 층은 광전지 층으로부터 외부 회로로 전류가 흐르도록 구성된다. 상기 후방 전도성 층 아래 배치된 지지 기판 층을 포함하며, 후방 비아(back via)가 후방 전도성 층과 전기적 접촉을 형성하는 전도성 재료로 디스펜스된, 지지 기판을 통하여 연장되고, 그리고 프런트 비아(front via)가 전도성 재료와 절연 재료로 디스펜스된, 지지 기판 층, 후방 전도성 층 및 광전지 층을 통하여 연장된다. 상기 절연 재료가 후방 전도성 층과의 전기적 접촉으로부터 그리고 광전지 층의 P 측면으로부터 상기 전도성 재료를 절연하고, 상기 전도성 재료가 프런트 전도성 층과의 전기적 접촉을 형성한다.
본 발명에 따른 또 다른 예시적인 실시 예에서, 광전지 모듈이 후방 기판; 그리고 후방 기판의 표면 상부에 배치된 복수의 전도성 상호 연결부를 포함한다. 전도성 상호 연결부는 제1 접촉 영역 및 제2 접촉 영역을 포함한다. 상기 광전지 모듈은 또한 지지 기판의 표면 상부에서 서로 전기적으로 연결된 복수의 광전지 셀을 더욱 포함한다. 광전지 셀은 지지 기판의 상부에서 후방 전극(back electrodes) 상부 광전지 층의 프런트 표면상에 배치된 프런트 전극을 포함한다. 상기 광전지 셀은 또한 복수의 후방 비아와 복수의 프런트 비아를 포함하며, 복수의 후방 비아가 상기 후방 전극과 전기적 접촉을 형성하는 지지 기판을 관통하여 연장되며, 복수의 프런트 비아가 지지 기판, 후방 전극 및 광전지 층을 관통하고, 프런트 전극과 전기적 접촉을 형성하고 후방 전극과의 전기적 접촉 및 광전지 층의 P 측면으로부터 절연된다. 복수의 전도성 상호 연결부의 제1 접촉 영역은 복수의 광전지 셀의 제1 광전지 셀 복수의 프런트 셀에 전기적으로 연결되고, 상기 전도성 상호 연결부의 제2 접촉 영역은 복수의 광전지 셀의 제2 광전지 셀 복수의 후방 셀에 전기적으로 연결된다.
본 발명에 따른 또 다른 실시 예에 따라, 광전지 셀들을 상호 연결 시키기 위한 방법이 제공된다. 광전지 셀이 지지 기판상의 후방 전극에 배치된 광전지 층상에 배치된 프런트 전극을 포함하고, 지지 기판을 관통하여 연장된 복수의 후방 비아가 후방 전극과 전기적 접촉을 형성하며, 그리고 복수의 프런트 비아가 지지 기판을 관통하여 연장되고, 후방 전극과 광전지 층이 프런트 전극과의 전기적 접촉을 형성하고 후방 전극과의 전기적 접촉으로부터 절연되며 광전지 층의 P 측면으로부터 절연된다. 상기 방법은 후방 기판의 표면상에 전도성 상호 연결부를 접속하는(attaching) 단계를 포함하며, 상기 전도성 상호 연결부가 제1 접촉 영역 및 제2 접촉 영역을 포함한다. 상기 방법은 전도성 상호 연결부의 제1 접촉 영역과 겹쳐지도록 제1 광전지 셀을 접속하는 단계포함하며, 제1 광전지 셀의 복수의 프런트 비아가 전도성 상호 연결부의 제1 접촉 영역과 제1 광전지 셀의 프런트 전극 사이에서 전기적으로 연결된다. 상기 방법은 전도성 상호 연결부의 제2 접촉 영역과 겹쳐지도록 제2 광전지 셀을 접속하는 단계를 포함하며, 제2 광전지 셀의 복수의 후방 비아가 전도성 상호 연결부의 제2 접촉 영역과 제2 광전지 셀의 후방 전극 사이에서 전기적으로 연결된다.
본 발명의 실시가 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 읽음으로써보다 잘 이해될 것이며, 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각각의 비아 구조를 통해 전도성 상호 연결부에 각각 전기적으로 결합된 2개의 예시적인 광전지의 통합 구성의 평면도. 도 1b는 도 1a의 A-A 선 통합 구성의 단면도.
도 1c는 도 1a의 B-B 선 통합 구성의 단면도.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PV 셀의 프런트로부터의 복수의 프런트 비아 및 복수의 후방 비아를 갖는 예시적인 PV 셀의 평면도.
도 2b는 도 2a의 A-A 선 PV 셀 단면도.
도 2c는 도 2a의 B-B 선 PV 셀 단면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연 재료로 절연된 프런트 비아를 도시하는 예시적인 PV 셀의 일부 단면도.
도 3b-3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연 재료로 절연된 프런트 비아를 도시하는 다른 예시적인 PV 셀 일부의 단면도.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 재료로 디스펜스된 절연 프런트 비어를 도시하는 예시적인 PV 셀 일부의 단면도.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 재료로 디스펜스된 후면 비어를 보여주는 예시적인 PV 셀 일부의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 재료로 디스펜스된 상이하게 절연된 프런트 비아를 도시하는 예시적인 PV 셀 일부의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 프런트 비아 및 복수의 후방 비아를 도시 한 PV 셀의 후방에서 본 평면도.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 전도성 상호 연결부를 도시하는 후방 기판의 평면도.
도 7b는 본 발명의 실시 예에 따라 도 7a의 후방 기판의 상부 상의 전도성 상호 연결부에 결합되는 제1 및 제2 PV 셀을 도시한 도면.
도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 7a의 복수의 전도성 상호 연결부에 의해 상호 연결된 복수의 PV 셀을 도시하는 예시적인 PV 모듈 평면도.
도 7d는 본 발명의 실시 예에 따라 상호 연결부 연장 부에 전기적으로 결합 된 다이오드를 도시하는 예시적인 PV 모듈의 평면도.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각각의 비아 구조를 통해 전도성 상호 연결부에 각각 전기적으로 결합된 2개의 예시적인 광전지의 통합 구성의 평면도. 도 1b는 도 1a의 A-A 선 통합 구성의 단면도.
도 1c는 도 1a의 B-B 선 통합 구성의 단면도.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PV 셀의 프런트로부터의 복수의 프런트 비아 및 복수의 후방 비아를 갖는 예시적인 PV 셀의 평면도.
도 2b는 도 2a의 A-A 선 PV 셀 단면도.
도 2c는 도 2a의 B-B 선 PV 셀 단면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연 재료로 절연된 프런트 비아를 도시하는 예시적인 PV 셀의 일부 단면도.
도 3b-3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연 재료로 절연된 프런트 비아를 도시하는 다른 예시적인 PV 셀 일부의 단면도.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 재료로 디스펜스된 절연 프런트 비어를 도시하는 예시적인 PV 셀 일부의 단면도.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 재료로 디스펜스된 후면 비어를 보여주는 예시적인 PV 셀 일부의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 재료로 디스펜스된 상이하게 절연된 프런트 비아를 도시하는 예시적인 PV 셀 일부의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 프런트 비아 및 복수의 후방 비아를 도시 한 PV 셀의 후방에서 본 평면도.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 전도성 상호 연결부를 도시하는 후방 기판의 평면도.
도 7b는 본 발명의 실시 예에 따라 도 7a의 후방 기판의 상부 상의 전도성 상호 연결부에 결합되는 제1 및 제2 PV 셀을 도시한 도면.
도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 7a의 복수의 전도성 상호 연결부에 의해 상호 연결된 복수의 PV 셀을 도시하는 예시적인 PV 모듈 평면도.
도 7d는 본 발명의 실시 예에 따라 상호 연결부 연장 부에 전기적으로 결합 된 다이오드를 도시하는 예시적인 PV 모듈의 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명은 바람직한 실시 예와 관련하여 설명될 것이나, 이들은 본 발명을 이들 실시 예로 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 한정된 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함될 수 있는 대안, 변형 및 등가물을 포함하도록 의도된다. 또한, 본 발명의 실시 예에 대한 이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 특정 세부 사항들 없이 실시될 수 있음을 이해 할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 방법들, 절차들, 구성 요소들 및 회로들은 본 발명의 실시 예들을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세하게 설명되지 않았다. 방법은 명료성을 위해 일련의 번호가 매겨진 단계로 기재될 수 있지만 번호 매기기는 반드시 단계의 순서를 지정하지는 않는다. 일부 단계는 건너 띄거나, 병렬로 수행되거나, 엄격한 순서의 순서를 유지할 필요 없이 수행될 수 있음을 알아야 한다. 본 발명의 실시 예를 도시하는 도면은 반 도식적이며 실제 크기에 비례하지 않으며, 특히 치수의 일부는 제시의 명료성을 위한 것이고 도면에서 과장되게 도시되어있다. 유사하게, 설명의 용이함을 위한 도면의 견해는 일반적으로 유사한 방위를 일반적으로 나타내지만, 도면에서의 이러한 표현은 대부분 부분적으로 임의적이다. 일반적으로, 본 발명은 임의의 방향으로 동작 될 수 있다.
표기법 및 명명법:
그러나 명세서 기재의 모든 용어와 유사한 용어는 적절한 물리량과 관련되어 있으며 그와 같은 양에 적용되는 편리한 표시 일뿐이다. 다음의 논의로부터 명백한 바와 같이 달리 명시하지 않는 한, "처리", "액세스" 또는 "실행" 또는 "저장" 또는 "렌더링" 등과 같은 용어를 사용하는 논의는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및 처리를 나타내는 것이며, 이 같은 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치는 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 및 다른 컴퓨터 판독 가능 매체 내의 물리적(전자) 양으로서 표현되는 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리 또는 레지스터 또는 다른 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치 내의 물리량으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및 변환한다. 하나의 구성 요소가 몇몇 실시 예들에 나타나면, 동일한 참조 번호의 사용은 그 구성 요소가 원래의 실시 예에서 설명된 것과 동일한 구성 요소임을 의미한다.
태양 전지 상호 연결 방법
본 발명의 실시 예는 태양 전지를 태양 전지 모듈로 또는 태양 서브 모듈로 상호 연결과 관련하여 설명된다. 이러한 태양 전지의 예는 광전지 소자, 광학 전자 소자, 반도체 소자, 및 임의의 전자 소자(예를 들어, 다이오드, 발광 다이오드(LED) 등)를 포함 하나 이에 한정되지는 않는다. 광학 전자 소자의 이러한 금속 접촉부 예는 핑거 버스 바 구성을 포함하지만 이에 제한되지 않는 광학 전자 소자의 전극 패턴을 포함한다.
본원 명세서에서, "태양 전지 모듈" 및 "광전지(PV) 모듈"이라는 용어는 서로 바꿔서 사용될 수 있다; "태양 전지" 및 "PV 셀"이라는 용어는 같은 의미로 사용된다. 본원 명세서에서, "프런트" "후방" "상부" 및 "하부"라는 용어는 에너지 변환을 위해 PV 셀이 설치될 때 의도된 방위와 관련하여 사용된다. 예를 들어, PV 셀의 프런트 앞면은 햇빛을 향하게 된다.
본 발명은 임의의 특정 구성, 구조, 치수, 기하학적 구조, 재료 조성, 제조 공정 또는 태양 전지의 적용에 제한되지 않는다. 일부 실시 예에서, 태양 전지의 PV 층은 GaAs, 구리 인듐 갈륨 셀렌 화물(CIGS), 텔루르 화 카드뮴(CdTe), 비정질 실리콘, 비정질 미결정 탠덤, 박막 다 결정 실리콘 등을 기초로 한 하나 이상의 박막 서브 층을 포함한다. 태양 전지의 기판은 가요성 또는 강성일 수 있고 중합체, 실리콘, 유리 등으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 기판은 가요 성이고 감압 접착제(PSA) 층 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 층을 포함한다.
일부 실시 예에서, PV 셀들의 어레이는 직렬로 전기적으로 결합되어 더 높은 전력 발생을 달성하며, 여기서 각각의 PV 셀의 프런트 전극은 다른 PV 셀의 후방 전극과 연결된다. 도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 상호 연결부(130)에 각각 전기적으로 결합된 2개의 예시적인 PV 셀(110 및 120)의 통합 구성을 나타내는 평면도이다. PV 셀(110) 및 PV 셀(120)은 각각 상부 표면 및 후방 표면(도시되지 않음)을 갖는다.
전도성 상호 연결부(130)는 또한 상부 표면(130-1) 및 후방 표면(도시되지 않음)을 갖는다. PV 셀(110 및 120)은 상호 연결부(130)와 부분적으로 중첩됨으로써 후방에서 전도성 상호 연결부(130)의 상부 표면(130-1)에 결합된다. PV 셀(110)과 상호 연결부(130) 사이의 전기적 접촉은 PV 셀(110)의 복수의 후방 비아에 디스펜스된 전도성 재료에 의해 제공되며, PV 셀(120)과 상호 연결부(130) 사이의 전기 접촉은 PV 셀(120)의 복수의 프런트 비아에 디스펜스된 전도성 재료에 의해 제공된다.
도 1b는 도 1a의 A-A 선을 따라 도시한 단면도이다. PV 셀(110)은 프런트 금속 층(111), PV 층(112), 후방 금속 층(113) 및 비 전도성 지지 기판 층(114)을 포함한다. PV 셀(110)은 지지 기판 층(114) 내의 복수의 후방 비아(115)를 포함한다. 후방 비아(115)는 기판 층(114)을 통과하여 연장되며 PV 셀(110)의 후방 금속 층(113) 일부에 노출된다. 후방 비아(115)는 PV 셀(110)의 후방 금속 층(113)과 상호 연결부(130) 사이의 전기적 연결을 제공하는 전도성 재료로 만들어진다.
도 1c는 도 1a의 라인 B-B를 따라 취한 통합 구성 단면도이다. PV 셀(120)은 프런트 금속 층(121), PV 층(122), 후방 금속 층(123) 및 비 전도성 지지 기판 층(124)을 포함한다. PV 셀(120)은 복수의 프런트 비아(126)를 더 포함한다. 프런트 비아(126)는 기판 층(124), 후방 금속 층(123) 및 PV 층(122)을 관통하여 연장되며, PV 셀(120)의 프런트 금속 층(121)의 일부에 노출된다. 프런트 비아(126)는 PV 셀(120)의 프런트 금속 층(121)과 상호 연결부(130) 사이의 전기적 연결을 제공하는 전도성 재료로 만들어 져서 PV 셀(110)과 전기적으로 직렬 연결된다. 프런트 비아(126)는 또한 후방 금속 층(123) 및 PV 층(122)과의 임의의 전기 접촉으로부터 전도성 재료를 전기적으로 절연시키는 절연 재료(도시되지 않음)로 만들어 지기도 한다.
통상적으로, 전도성 재료는 후방 금속 층(113)이 기판(114)과 통합된 후에 기판(114)의 후방(118)으로부터 후방 비아(115) 내로 디스펜스된다. 프런트 비아의 벽 주위에 있는 전도성 재료 및 절연 재료은 또한 후방 금속(123)이 지지 기판(124)과 통합된 후에 기판(124)의 후방(128)으로부터 프런트 비아(126) 내로 디스펜스된다. 비아를 통한 보이드-프리 전기 접촉을 보장하기 위해, 비아에 충분한 양의 전도성 재료를 디스펜스하는 것이 좋다. 전도성 재료는 또한 PV 셀(110)과 PV 셀(120)을 상호 연결부(130)에 연결하는 접착제 일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 PV 셀의 각 구성 층은, 다양한 적절한 물질 조성을 가질 수 있고, 당 업계에 잘 알려진 임의의 적절한 방식으로 PV 셀 내에 만들어지거나 통합될 수 있다. 또한, 다양한 구성 층들을 통합하는 순서는 특정 실시 예에 따라 변한다. 또한, 지지 기판 층은 지지 기판을 후방 금속 층에 결합시키는 하나 이상의 접착 재료 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 층을 후방 금속 층에 접착하는 PSA 층이 있을 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 프런트 비아 및 복수의 후방 비아를 갖는 예시적인 PV 셀의 평면도이다. PV 셀(200)의 프런트 표면(202)에는 버스 바(201A)와 복수의 핑거(201B)를 포함하는 콤(comb) 형상의 프런트 전극이 도시되어있다. 복수의 프런트 비아(203)는 측면 방향 열의 버스 바아(201A) 아래에 배치되고 PV 셀(200) 후방 표면(도시되지 않음)에 복수의 개개의 개구(점선 원으로 도시됨)를 갖는다. 측면 방향 열의 핑거 전극들 사이에 배치되고, PV 셀(200)의 후방(도시되지 않음)에서 복수의 각각의 개구(점선 원으로 도시 됨)를 갖는다.
도 2b는 전방 비아 구조를 도시하는 도 2a의 A-A 선를 따라 도시한 PV 셀 일부의 단면도이다. 후방에서 프런트로, PV 셀(200)은 지지 기판 층(212), 후방 금속 층(210), PV 층(208) 및 프런트 금속 층(201A)을 포함한다. 지지 기판 층(212)은 PSA 층(212B) 및 PET 층(212A)을 포함하는 것으로 도시된다. 프런트 비아(203)는 프런트 기판의 일부를 노출 시키기 위해 지지 기판 층(212), 후방 금속 층(210) 및 PV 층(208)의 스택을 통해 연장된다. 이 예에서, 노출된 프런트 금속 층은 버스 바아(201A)의 일부이다.
도 2c는 후방 비아 구조를 도시하는 도 2a의 B-B 선을 따라 도시한 PV 셀 일부의 단면도이다. 후방에서 프런트로, PV 셀(200)은 지지 기판 층(212), 후방 금속 층(210), PV 층(208) 및 프런트 금속 층(201B)을 포함한다. 지지 기판 층(212)은 PSA 층(212B) 및 PET 층(212A)을 포함하는 것으로 도시된다. 후방 비아(204)는 후방 금속 층(210) 일부를 노출 시키기 위해 지지 기판 층(212)을 통해 연장된다.
후방 비아(204)는 레이저 어블레이션 또는 당 업계에 공지된 임의의 적합한 기술에 의해 지지 기판 층(212)을 관통하여 형성될 수 있다. 프런트 비아(203)는 레이저 어블 레이션에 의해 지지 기판 층(212)을 천공하고 후방 금속 층(210) 및 PV 층(208)을 통해 연장되는 습식 에칭 또는 본 발명 기술 분야에 공지된 임의의 적절한 기술에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시 예에서, 레이저는 지지 기판 층 (212) 및 후방 금속 층(210)의 일부를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 그런 다음 습식 에칭을 사용하여 잔여 후방 금속 층(210)을 제거하고 PV 층(208)을 통해 연장 시킬 수 있다. 본 명세서에 설명된 프런트 비아 및 후방 비아의 형상, 치수, 패턴 및 수는 단지 예시적이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연 재료가 디스펜스된 예시적인 프런트 비아의 단면도이다. 본원 명세서에서 도시된 바와 같이, PV 셀(300)의 프런트 비아 (304)는 PV 셀(300)의 지지 기판, 후방 금속 층 및 PV 층의 스택(302)에 의해 둘러싸인 내부 표면(306)을 갖는다. 내부 스택(302)의 전체 높이를 덮는 절연 벽(308)이 형성되고 절연 벽(308)에 의해 둘러싸인 프런트 비아(304) 내부에 보이드(307)가 형성되도록 절연 재료이 내부 표면(306) 위해 디스펜스된다.
절연 벽(308)은 후방 금속 층 및 PV 층의 P 측면이 보이드(304) 내부의 전도성 접촉과의 전기 접촉을 형성하는 것을 막도록 한다. 절연 벽(308)의 두께는 프런트 비아(304)에 노출된 프런트 금속 층(303)의 일부분(305)은 커버하지만, 상기 노출된 프런트 금속 층(303) 일부(305)는 절연 재료에 의해 커버되지 않도록 남긴다.
도 3b 및 3c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 절연 재료로 디스펜스된 예시적인 프런트 비아의 단면도이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, PV 셀(350)의 프런트 비아(352)는 프런트 비아(352)의 내부 표면(356)이 절연 재료(360)에 의해 덮 이도록 절연 재료(360)로 채워진다. 절연 재료(360)는 프런트 비아(352)에 의해 노출된 프런트 금속 층(353) 일부 또는 전체를 커버한다. 보이드(354)는 도 3c에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 절연 재료(360)를 통해 레이저로 제거하여 절연 재료의 중심부를 제거하고 프런트 금속 층(353)의 일 부(355)를 노출 시킨다. 절연 재료(360)의 나머지는 절연 벽(358)을 형성하여 보이드(354) 내의 전도성 접촉부가 PV 셀(350)의 PV 층 후방 금속 층 및 P 측면과의 전기 접촉을 형성하지 않도록 한다.
도 4a는 본 발명의 한 실시 예에 따라 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 절연된 후 전도성 재료로 디스펜스된 예시적인 프런트 비아의 단면도이다. 전도성 재료 (406)는 PV 셀(400)의 프런트 비아(402)의 절연 벽(404) 내부에 디스펜스되고, 부분(408)에서 프런트 금속 층(416)과 전기적 접촉을 한다. 전도성 재료(406)는 일측에서 프런트 금속 층(416)과 기판 층(410)을 향한 타측에서 전도성 접촉부(미도시) 사이의 전기적 접속을 제공한다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따라 전도성 재료가 디스펜스된 도 2c에서 도시된 바와 같은 예시적인 후방 비아의 단면도이다. 전도성 재료(456)는 PV 셀(400)의 후방 비아(452) 내부에 디스펜스되며 부분(458)에서 후방 금속 층(412)과 전기적으로 접촉한다. 전도성 재료(456)는 일측에서 후방 금속 층(412)과 기판 층(410)을 향한 타측에서 전도성 접촉부(도시되지 않음) 사이의 전기적 연결을 제공한다. 전도성 재료(406 및 456)는 동일하거나 상이한 재료 일 수 있다. 전도성 재료는 주입, 증착, 증발 또는 당 업계에 공지된 임의의 다른 적합한 디스펜싱 공정에 의해 후방 비아와 프런트 비아 내로 디스펜스될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전도성 재료로 디스펜스되고 절연 재료로 절연된 예시적인 프런트 비아의 단면도이다. 절연 재료는 후방 금속층 및 PV 층의 P 측면과의 전기적 접촉으로부터 프런트 비아 내부로 디스펜스된 전도성 재료를 절연시키기 때문에, 그리고 지지 기판 층은 비 전도성 재료로 만들어지므로, 전도성 재료가 후방 금속 층 및 PV 층의 P 측면으로부터 절연되어 있는 한, 프런트 비아 내부로 디스펜스된 전도성 재료는 지지 기판 층과 접촉할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, PV 셀(500)의 프런트 비아(502)는 PV 층(514)을 관통하여 후방 금속 층(512)을 지나 기판 층(510)으로 연장되는 절연 벽(504)을 갖는다. 이 실시 예에서, 절연 벽(504)은 PV 층(514), 후방 금속 층(512) 및 지지 기판 층(510) 전체 스택으로 연장되지 않으며, PV 층(514) 및 후방 금속 층(512), 선택적으로 지지 기판 층(510)의 일부만을 커버 한다. 전도성 재료(506)는 절연 벽(504)에 의해 절연된 프런트 비아(502) 내부로 디스펜스되며 일부분(508)에서 프런트 금속 층(516)과 전기적으로 접촉한다. 전도성 재료(506)는 일측에서 프런트 금속 층(516)과 기판 층(510)을 향한 타측에서 전도성 접촉부(도시되지 않음) 사이에서 전기 접속을 제공한다.
층, 프런트 비아 및 후방 비아의 두께의 크기 및 종횡비는 태양광 전지의 구성뿐만 아니라 상호 접속 공정의 필요성에 기초하여 결정된다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 기판은 약 100㎛의 두께를 가지며; 후방 금속 층은 약 3㎛ 내지 20㎛ 범위의 두께를 가지며; PV 층은 약 2㎛ 내지 약 5㎛ 범위의 두께를 가지며; 후방 비아의 직경은 약 300 ㎛ 내지 약 400 ㎛의 범위이고; 그리고 프런트 비아의 직경은 필요에 따라 약 1mm 이하이다.
그러나, 본 발명은 각 PV 셀의 프런트 전극 또는 후방 전극의 재료 조성, 구성 및 배치에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 프런트 전극은 예를 들어 Cu 및 약 5㎛ 두께로 주로 구성되는 금속 스트립으로 만들어진다. PV 층은 통상적으로 10㎛보다 훨씬 작은 총 두께를 갖는 단일 층 또는 박막의 스택을 포함한다.
일부 실시 예에서, 전도성 재료는 PV 셀과 전도성 상호 연결부 사이의 전기적 접촉 및/또는 기계적 결합을 제공하기 위해 사용되는 전도성 접착제이다. 전도성 재료는 잉크, 페이스트 또는 수지의 형태 일 수 있으며, Ag- 에폭시로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명은 프런트 비아 및 후방 비아에 디스펜스된 재료의 임의의 특정 조성으로 제한되지 않는다.
일부 실시 예에서, 절연 재료는 PSA 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)이다. 예를 들어, PSA는 액체 상태로 가열된 다음 프런트 비아의 내부 측벽에 디스펜스되어 절연 벽을 형성하고 절연 벽 내부에 보이드(void)를 남길 수 있다. 액체 PSA는 또한 프런트 비아의 전체 공간 내에 디스펜스되어서 프런트 내부 측면 벽이 커버되도록 할 수 있다. PSA는 자외선 또는 열을 사용하는 경화 공정에 의해 경화될 수 있다.
도 6은 복수의 프런트 비아 및 복수의 후방 비아를 갖는 예시적인 PV 셀 (600)의 후방 표면(602) 평면도이다. PV 셀(600)의 대향 측면에 배치된 복수의 핑거 및 버스 바아는 점선으로 도시되어있다. 프런트 비아(604)는 원형 형상을 가지며, 절연 벽(604-2)으로 둘러싸인 내부 전도성 재료(604-1)를 포함한다. 후방 표면(602)에서 외부 상호 연결부(도시되지 않음)에 PV 셀(600)을 본딩하기 위해 복수의 본딩 접착 영역(608)이 복수의 프런트 비아(604) 사이에 형성될 수 있다. 후방 비아(606)는 또한 원형 형상을 하며 그 내부에 디스펜스된 전도성 재료(606-1)를 포함한다. 후방 표면(602)에서 PV 셀(600)을 외부 상호 연결부(도시되지 않음)에 본딩하기 위해 복수의 본딩 접착제 영역(608)이 복수의 후방 비아(606)들 사이에 구성될 수도 있다.
프런트 비아(604) 및 후방 비아(606) 내부에 디스펜스되는 전도성 재료는 전도성 접착제 일 수 있으며, PV 셀(600)을 다른 전도성 접촉부로 전기적으로 연결시킬 뿐만 아니라 PV 셀(600)을 전도성 접촉부에 기계적으로 결합시키도록 한다. 일부 실시 예에서, 프런트 비아(604) 및 후방 비아(606)의 일부는 비 전도성일 수 있고 주로 셀들 사이에 기계적 본딩(결합)을 제공하는데 사용되는 본딩 접착 재료로 디스펜스될 수 있다. 일부 다른 실시 예에서, 본딩 접착제를 수용하기 위한 일부 프런트 비아 및 후방 비아는 프런트 금속 층 또는 후방 금속 층으로 연장될 필요가 없을 수 있다. 프런트 비아, 후방 비아, 본딩 접착 영역, 버스 바 및 전도성 핑거의 형상, 크기, 패턴 및 수는 단지 예시적인 것이며, 후방 표면에서 PV 셀을 상호 접속하기에 적합한 임의의 형상, 크기, 패턴 또는 수로 구성될 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 상호 연결부를 도시하는 후방 기판의 평면도이다. 후방 기판(700)은 PV 모듈에 상호 연결된 복수의 PV 셀을 수용하기 위한 프런트 표면(701)을 갖는다. 복수의 전도성 상호 연결부(702)들이 표면 (701) 상에 배치된다. 후방 기판(700)의 상부 측면 및 하부 측면에서, 커넥터(704)들은 PV 모듈 전체에 대한 단부 커넥터들로서 배치될 수 있다. 선택적으로, 상호 연결부(704)는 PV 모듈의 단부 커넥터로서 구성될 수도 있다.
도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 후방 기판(700)의 표면(701)상에서 제 2 PV 셀(720)로의 전도성 상호 연결부에 결합된 제1 PV 셀(710)을 도시한다. 상호 연결부(702)는 그 하부에 제1 접촉 영역(702-a) 및 상부에 제2 접촉 영역(702-b)을 갖는다. 제1 PV 셀(710)은 프런트 표면(714) 및 후방 표면(712), 상부 측면(716) 및 하부 측면(718)을 갖는다. 후방 표면(712)은 복수의 프런트 비아(도시되지 않음) 및 복수의 후방 비아(도시되지 않음)의 복수의 오프닝을 수용한다. 상부 측면(716)은 버스 바가 프런트 표면(714) 상에 배치되고 대응하는 프런트 비아가 버스 바 아래에 구성되는 측면이다. 바닥 측면(718)은 복수의 후방 비아가 형성된 측면이다.
제 2 PV 셀(720)은 제 1 PV 셀과 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 제 2 PV 셀(720)은 프런트 표면(724), 후방 표면(722), 상부 측면(726) 및 하부 측면(728)을 가질 수 있다. 후방 표면(722)은 복수의 프런트 비아(도시되지 않음) 및 복수의 후방 비아(도시되지 않음)의 복수의 오프닝을 수용한다. 상부 측면(726)은 버스 바가 프런트 표면(724) 상에 배치되고 대응하는 프런트 비아가 버스 바 아래에 구성되는 측면이다. 하부 측면(728)은 복수의 후방 비아가 형성되는 측면이다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 제1 PV 셀(710)의 후방 표면(712)상의 후방 기판(700)의 표면(701) 위에 배치된 제1 PV 셀(710)은, PV 셀(710)의 상부 측면(716)에서 상호 연결부(702)의 제1 접촉 영역(702-a) 상부에서 상부 측면(716)에서의 상호 연결부(702)와 부분적으로 겹쳐지도록 방향이 정해진다. 제2 PV 셀 (720)은 후방 기판(700)의 표면(701) 상부에 배치되고 PV 셀(720)의 후방 표면(722)상에 배치되는 것으로 도시된다. 제 2 PV 셀(720)은 상호 연결부(702)의 제 2 접촉 영역(702-b) 상부에서 저부 측면(728)에서의 상호 연결부(702)와 부분적으로 중첩되도록 방향이 정해진다.
접촉시, 복수의 프런트 비아 내에 디스펜스된 전도성 재료는 제1 PV 셀 (710)의 프런트 금속(도시되지 않음)과 전도성 상호 연결부(702)의 제 1 접촉 영역 (702-a) 사이의 전기 접속을 형성한다. 접촉시, 복수의 후방 비아 내 디스펜스된 전도성 금속이 제2 PV 셀(720)의 후방 금속(도시되지 않음)과 전도성 상호 연결부(702)의 제 2 접촉 영역(702-b) 사이의 전기적 연결을 형성한다. 따라서, 제 1 PV 셀(710)의 프런트 금속은 전도성 상호 연결부(702)를 통해 제 2 PV 셀(720)의 후방 금속에 전기적으로 연결되어, 제 1 PV 셀(710)과 제 2 PV 셀(720) 사이의 직렬연결을 달성한다.
상호 연결부(702)는 PV 셀들을 연결하기에 적합한 임의의 전도성 재료일 수 있다. 예를 들어, 상호 연결부(702)는 Cu, Au, Al 또는 화합물 금속으로 이루어질 수 있다. 일부 실시 예에서, 상호 연결부(702)의 스트립은 TPU와 같은 접착제를 본딩함으로써 후방 기판(700)의 표면(701)에 결합 될 수 있다. 다른 실시 예에서, 상호 연결부(702)는 후방 기판(700)의 표면(701) 상부에서 Cu, Au, Al 또는 그 화합물 재료의 전도성 페이스트의 도포에 의해 형성될 수 있다. 통상적으로, 상호 연결부는 약 20㎛의 두께를 갖는다.
후방 기판(700)은 PV 모듈에 대한 지지체를 제공하기에 적합한 임의의 재료 일 수 있다. 후방 기판(700)은 또한 PV 모듈의 복수의 PV 셀이 후방 기판의 표면에 기계적으로 결합되도록 열 플라스틱 또는 복합 플라스틱 일 수 있다. 예를 들어, 후방 기판(700)은 PVB, PVE 또는 PE, 또는 당업계에 공지된 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.
도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 전도성 상호 연결부에 의해 상호 연결된 복수의 PV 셀에 의해 형성된 예시적인 PV 모듈의 평면도이다. 이 예시적인 PV 모듈(750)에서, 수평 방향을 따라, 전도성 상호 연결부(702)의 제 1 접촉 영역 및 제 2 접촉 영역은 각각 동일한 방향으로 2개의 PV 셀과 중첩된다. 수직 방향을 따라 PV 셀은 각각의 상부 측면(프런트 비아 측면)과 저부 측면(후방 비아 측면)에서 두 개의 상호 연결부에 연결된다. 이 예에서, 2개의 커넥터(704)는 PV 모듈(750)의 p-접촉 커넥터 및 n-접촉 커넥터로서 각각 배치된다. 커넥터(704)는 PV 모듈(750)의 경계에서 한 접촉 영역에서만 PV 셀에만 결합 되기 때문에 커넥터(704)는 상호 연결부(702) 폭 절반이다.
도 7d는 본 발명의 실시 예에 따라 PV 모듈에 전기적으로 결합 된 다이오드를 갖는 예시적인 PV 모듈의 평면도이다. 이 예에서, PV 모듈(760)의 상호 연결부 (702)는 다이오드(762)의 한 말단부(n 형 단부)를 상호 연결부(702)에 전기적으로 연결하기 위한 연장 탭(764)을 갖는 것으로 도시되어있다. 다이오드(762)의 다른 한 말단부(p 형 단부)는 PV 모듈(760)의 상부 측면에서 커넥터(704-1)에 전기적으로 접속된다. 다이오드(762)는 커넥터(704-1)와 상호 연결부(702) 사이에 접속된 하나 이상의 PV 셀이 음영 또는 기타 불일치의 영향으로 인해 리버스 바이어스된다. 다이오드(762)는 연장 탭(extension tab)(764)을 다이오드에, 다이오드를 커넥터(704-1)에 전기적으로 연결하는 납땜 또는 전도성 접착제, 또는 중간 전도성 스트립 또는 재료에 의해, 또는 당업계에서 공지된 임의의 적절한 기술에 의해 연장 탭(764) 및 커넥터(704-1)와 전기적으로 결합 될 수 있다. 연장 탭(764)은 전도성 상호 연결부가 후방 기판에 결합 되는 것과 동일한 방식으로 PV 모듈(760)의 후방 기판의 표면 (761)에 결합 될 수 있다. 연장 탭 및 다이오드의 수는 음영 손상으로부터 PV 셀을 보호하는 데 적합한 수로 구성할 수 있다.
또한, 도 7d가 커넥터(704-1)와 커넥터(704-2) 사이에 원하는 전압을 제공하도록 PV 셀과 직렬로 연결된 PV 모듈을 도시하고 있으나, 상호 연결부(702)는 PV 셀들이 원하는 전류를 제공하기 위해 병렬로 또는 직렬 병렬 조합으로 연결을 형성하도록 제공할 수 있기도 하다. 후방 기판 위에 PV 모듈용으로 구성된 전도성 상호 연결부의 모양, 상대적 크기 및 수는 PV 모듈을 조립하는 데 적합한 형상, 크기 또는 수가 될 수 있다. 또한, 외부 회로에 대한 PV 셀의 p-접점 및 n-접점은 모두 PV 셀의 후방 측면, 즉 PV 셀의 비 입사광 측면에 있기 때문에, PV 셀과 상호 연결부의 접촉 영역 사이의 보다 큰 중첩 영역의 보다 큰 허용오차가 달성될 수 있다. 중첩 영역이 클수록 상호 연결부가 더 얇아지고 PV 셀을 전도성 상호 연결부에 배치하는 관점에서 시프트 허용 오차 정도가 더욱 커진다.
소정의 바람직한 실시 예 및 방법이 본원 명세서에서 개시되었지만, 상기 실시 예 및 방법의 변형 및 수정이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명은 첨부된 청구 범위 및 적용 가능한 법칙의 규칙 및 원리에 의해 요구되는 범위 내에서만 제한 되어야한다.
Claims (20)
- 광 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성된 광전지 층(photovoltaic layer);
상기 광전지 층의 제1 측면 상에 배치된 프런트 전도성 층;
상기 광전지 층의 제2 측면 상에 배치된 후방 전도성 층으로서, 제2 측면은 제1 측면 반대편(opposite to)에 배치되며, 프런트 전도성 층과 후방 전도성 층은 광전지 층으로부터 외부 회로로 전류가 흐르도록 구성되는 상기 후방 전도성 층; 그리고
상기 광전지 층 아래 배치된 지지 기판 층을 포함하며,
후방 비아(back via)가 후방 전도성 층과 전기적 접촉을 형성하는 전도성 재료로 디스펜스된, 지지 기판을 통하여 연장되고, 그리고
프런트 비아(front via)가 전도성 재료와 절연 재료로 디스펜스된, 지지 기판 층, 후방 전도성 층 및 광전지 층을 통하여 연장되며, 상기 절연 재료가 후방 전도성 층과의 전기적 접촉으로부터 그리고 광전지 층의 P 측면으로부터 상기 전도성 재료를 절연하고, 상기 전도성 재료가 프런트 전도성 층과의 전기적 접촉을 형성함을 특징으로하는 광전지 셀. - 제1 항에 있어서, 상기 절연 재료가 광전지 층의 측면 벽, 후방 전도성 층 그리고 프런트 비아의 지지 기판 층으로 디스펜스되어서 절연 벽을 형성하도록 하며, 상기 전도성 재료가 상기 절연 벽 내측으로 디스펜스됨을 특징으로 하는 광전지 셀.
- 제2 항에 있어서, 상기 절연 벽이 광전지 층 및 후방 전도성 층 영역에서 프런트 비아 측면 벽을 커버함을 특징으로하는 광전지 셀.
- 제1 항에 있어서, 상기 프런트 비아가 후방 전도성 층으로 지지 기판 층을 관통하여 레이저 어블레이션(ablation)에 의해 그리고 광전지 층을 관통하여 습식 에칭에 의해 형성됨을 특징으로하는 광전지 셀.
- 후방 기판;
후방 기판의 표면 상부에 배치된 복수의 전도성 상호 연결부로서, 각각의 전도성 상호 연결부가 제1 접촉 영역 및 제2 접촉 영역을 포함하는 상기 복수의 전도성 상호 연결부;
서로 전기적으로 연결된 복수의 광전지 셀로서, 각각의 광전지 셀이 지지 기판의 상부에서 후방 전극(back electrodes) 상부 광전지 층의 프런트 표면상에 배치된 프런트 전극을 포함하며,
복수의 후방 비아가 상기 후방 전극과 전기적 접촉을 형성하는 지지 기판을 관통하여 연장되며, 복수의 프런트 비아가 지지 기판, 후방 전극 및 광전지 층을 관통하고, 프런트 전극과 전기적 접촉을 형성하고 후방 전극과의 전기적 접촉 및 광전지 층의 P 측면으로부터 절연되며,
복수의 전도성 상호 연결부의 제1 접촉 영역이 복수의 광전지 셀의 제1 광전지 셀 복수의 프런트 셀에 전기적으로 연결되고, 상기 전도성 상호 연결부의 제2 접촉 영역이 복수의 광전지 셀의 제2 광전지 셀 복수의 후방 셀에 전기적으로 연결됨을 특징으로하는 광전지 모듈. - 제5항에 있어서, 전도성 상호 연결부의 제1 접촉 영역이 프런트 비아 내에 디스펜스된 전도성 재료에 의해 복수의 프런트 비아에 전기적으로 연결됨을 특징으로하는 광전지 모듈.
- 제5항에 있어서, 전도성 상호 연결부의 제2 접촉 영역이 복수의 후방 비아 내에 디스펜스된 전도성 재료에 의해 복수의 후방 비아로 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 광전지 모듈.
- 제5항에 있어서, 복수의 프런트 비아 중 한 프런트 비아가 후방 전극으로 지지 기판을 관통하는 레이저 어블레이션에 의해 그리고 광전지 층을 관통하는 습윤 에칭에 의해 형성됨을 특징으로하는 광전지 모듈.
- 제5항에 있어서, 한 절연 재료가 광전지 층, 후방 전극 그리고 복수의 광전지 셀 중 한 광전지 셀의 프런트 비아의 지지 기판 한 측면 벽에 디스펜스되어서 절연 벽을 형성하도록 하며, 상기 전도성 재료가 상기 절연 벽 내측으로 디스펜스됨을 특징으로 하는 광전지 모듈.
- 제9항에 있어서, 절연 벽이 광전지 층 및 후방 전극 영역 내 프런트 비아의 측면 벽을 커버함을 특징으로 하는 광전지 모듈.
- 제5항에 있어서, 복수의 전도성 상호 연결부 중 한 전도성 상호 연결부가 한 다이오드에 전기적으로 연결된 연장부를 포함함을 특징으로 하는 광전지 모듈.
- 제5항에 있어서, 후방 기판이 복수의 광전지 셀을 후방 기판의 표면으로 결합시키는 열 플라스틱임을 특징으로 하는 광전지 모듈.
- 광전지 셀들을 상호 연결 시키기 위한 방법으로서, 상기 광전지 셀이 지지 기판 상의 후방 전극에 배치된 광전지 층상에 배치된 프런트 전극을 포함하고,
복수의 후방 비아가 지지 기판을 관통하여 연장되어 후방 전극과 전기적 접촉을 형성하며, 그리고 복수의 프런트 비아가 지지 기판을 관통하여 연장되고, 후방 전극과 광전지 층이 프런트 전극과의 전기적 접촉을 형성하고 후방 전극과의 전기적 접촉으로부터 절연되며 광전지 층의 P 측면으로부터 절연되고, 상기 방법이:
후방 기판의 표면상에 전도성 상호 연결부를 접속하는(attaching) 단계로서, 상기 전도성 상호 연결부가 제1 접촉 영역 및 제2 접촉 영역을 포함하는 단계;
전도성 상호 연결부의 제1 접촉 영역과 겹쳐지도록 제1 광전지 셀을 접속하는 단계로서, 제1 광전지 셀의 복수의 프런트 비아가 전도성 상호 연결부의 제1 접촉 영역과 제1 광전지 셀의 프런트 전극 사이에서 전기적으로 연결되는 단계,
전도성 상호 연결부의 제2 접촉 영역과 겹쳐지도록 제2 광전지 셀을 접속하는 단계로서, 제2 광전지 셀의 복수의 후방 비아가 전도성 상호 연결부의 제2 접촉 영역과 제2 광전지 셀의 후방 전극 사이에서 전기적으로 연결되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법. - 제13항에 있어서, 전도성 상호 연결부의 제1 접촉 영역이 복수의 프런트 비아 내에 디스펜스된 전도성 재료에 의해 복수의 프런트 비아에 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 전도성 상호 연결부의 제2 접촉 영역이 복수의 후방 비아 내에 디스펜스된 전도성 재료에 의해 복수의 후방 비아로 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 복수의 프런트 비아 중 한 프런트 비아가 후방 전극으로 지지 기판을 관통하는 레이저 어블레이션에 의해 그리고 광전지 층을 관통하는 습윤 에칭에 의해 형성됨을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 한 절연 재료가 광전지 층, 후방 전극 그리고 복수의 광전지 셀 중 한 광전지 셀의 프런트 비아의 지지 기판 한 측면 벽에 디스펜스되어서 절연 벽을 형성하도록 하며, 상기 전도성 재료가 상기 절연 벽 내측으로 디스펜스됨을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 절연 벽이 광전지 층 및 후방 전극 영역 내 프런트 비아의 측면 벽을 커버함을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 전도성 상호 연결부의 연장 부를 형성함을 더욱 포함하고 한 다이오드를 상기 연장 부로 전기적으로 연결함을 특징으로 하는 방법.
- 제13항에 있어서, 후방 기판이 복수의 광전지 셀을 후방 기판의 표면으로 결합시키는 열 플라스틱임을 특징으로 하는 방법.
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