KR20180136278A

KR20180136278A - 태양 전지, 태양전지 모듈과 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20180136278A
Application number: KR1020170075019A
Authority: KR
Inventors: 장재원; 김진성; 윤필원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2018-12-24
Also published as: EP3416196A1; US20180366596A1; JP2019004135A; JP7300245B2; KR102459719B1

Abstract

본 발명의 실시예에서는 제1 방향의 단변과 제2 방향의 장변을 갖는 반도체 기판과, 상가 반도체 기판의 어느 한 면에 형성된 복수의 전극들을 포함하고, 상기 복수의 전극들은, 상기 제2 방향에서 이웃한 것과 물리적으로 떨어져 나란하게 배치되고, 전기적 물리적 연결을 위한 도전성 물질이 제공되는 접합부를 갖는 태양 전지를 개시한다.

Description

태양 전지, 태양전지 모듈과 그 제조 방법{SOLAR CELL, SOLAR CELL MODULE AND FABRICATING METHODS THEREOF}

본 발명은 태양전지를 쉽게 모듈화하고 비용을 줄일 수 있도록 전극의 형상을 개선한 태양 전지, 태양전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적인 태양전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 pn 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비해 만들어진다. 이 같은 구성의 태양전지는 여러 장을 연결시켜 만든 태양전지 모듈을 이용해 발전하고 전력을 얻는다.

태양전지의 발전 효율을 좋게 하기 위한 하나의 방법으로 규격화된 태양전지, 예로 웨이퍼로부터 만들어진 태양전지 하나를 여러 개로 분할해 컷 셀을 만들고, 이 컷 셀들을 일부 겹쳐 전기적으로 연결시킨 슈퍼 셀이 제안되었다.

이처럼 컷 셀로 태양전지 모듈을 구성하는 이유는 출력 손실을 줄일 수 있기 때문이다. 출력 손실은 태양 전지에서 전류의 제곱에 저항을 곱한 값을 가지는데, 태양 전지의 전류 중에는 태양 전지의 면적 자체에 의하여 발생되는 전류가 있어, 태양 전지의 면적이 커지면 해당 전류도 커지고 태양 전지의 면적이 작아지면 해당 전류도 작아지게 된다. 따라서, 태양전지의 면적이 줄어들수록 출력 손실이 줄어들게 된다.

다수의 컷 셀들은 일부가 중첩 영역에서 겹쳐 배열하고, 이를 도전성 접착제로 접합시켜 직렬 연결된 모듈을 구성하게 된다.

이를 위해, 일반적으로 컷 셀의 전면과 후면에 각각 배치된 핑거 전극을 연결하고 있는 버스 바 또는 전극과 별도로 형성된 패드가 중첩 영역에 배치되고, 이웃한 두 컷 셀의 버스 바 또는 패드가 도전성 접착제 또는 솔더 등을 통해 연결된다.

그런데, 이 같은 종전 방식은 버스 바 또는 패드를 전극과 별도로 형성해야 하기 때문에, 제조 시간과 비용을 상승시키는 문제가 있다.

또한, 이 같은 종전 방식은 컷 셀들을 서로 연결시킬 때 패드 또는 버스 바를 일치시켜야 하는 얼라인 공정을 반드시 필요로 하기 때문에, 이 역시 제조 시간과 비용을 상승시키는 문제가 있다.

본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 태양전지를 쉽고 간단히 모듈화하고, 또한 제조 비용을 줄이는데 있다.

본 발명은 이외에도 다양한 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는데, 여기서 기재되어 있지 않은 과제들은 본 발명을 설명하면서 같이 설명이 되거나, 아니면 당업자라면 본 발명의 설명을 통해 쉽게 예측할 수가 있다.

상기 접합부는 상기 장변에 가까운 상기 복수의 전극들의 한쪽 끝에 위치할 수 있다.

상기 복수의 전극들은 상기 접합부의 단위 면적이 상기 접합부를 제외한 부분의 단위 면적보다 크게 형성될 수 있다.

상기 복수의 전극들은 상기 한 면의 전체 면적 중 5% 이하의 면적 만을 차지하도록 형성될 수 있다.

상기 복수의 전극들은 상기 장변으로부터 200(um)∼300(um)만큼 떨어져 배치될 수 있다.

상기 복수의 전극들의 개수는 80∼120개이고, 상기 제2 방향에서 상기 복수의 전극들 사이의 거리는 1∼2(mm)일 수가 있다. 그리고, 상기 제2 방향에서 상기 복수의 전극들 사이의 거리는 일정할 수가 있다.

상기 복수의 전극들 중 상기 제2 방향에서 이웃한 두 전극 사이의 거리는 점진적으로 줄어들며, 상기 제2 방향에서 이웃한 접합부 사이의 거리가 최소일 수 있고, 상기 복수의 전극들의 최대 선폭은 최소 선폭 대비 3∼5배일 수가 있다

상기 복수의 전극들은 제1 방향으로 선폭이 점진적으로 줄어드는 바늘 모양을 가질 수 있다.

상기 복수의 전극들 중 상기 제2 방향에서 이웃한 두 전극을 물리적으로 연결하는 버싱부를 더 포함하고, 상기 버싱부는 상기 접합부에서 먼 다른 장변에 가깝게 위치할 수 있다.

상기 접합부는 종횡비(제2 방향의 길이/제1 방향의 길이)가 1/26 ∼ 3/10일 수가 있다.

상기 복수의 전극들은 상기 접합부에서 제1 방향으로 연장 형성되고, 상기 접합부의 선폭보다 작은 선폭을 갖는 핑거부를 더 포함할 수 있다.

상기 접합부는 상기 복수의 전극들이 부분적으로 제거된 오픈 패턴을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 제1 방향의 단변과 제2 방향의 장변을 가지며, 중첩 영역에서 상기 장변이 부분적으로 겹치게 배열된 복수의 태양전지들을 포함하고, 상기 복수의 태양전지들 중 이웃한 제1 태양전지의 제2 면에 위치한 제2 전극과 제2 태양전지의 제1 면에 위치한 제1 전극은 상기 중첩 영역에 제공된 도전성 접착제에 의해 전기적 물리적으로 직접 연결되며, 상기 제1 전극은, 상기 제2 방향으로 이웃한 것과 물리적으로 떨어져 나란하게 배치되고, 또한 상기 중첩 영역에 배치되는 접합부를 가지며, 상기 도전성 접착제는 상기 제2 방향에서 상기 제1 전극 사이를 전기적으로 연결하도록 제공된 태양전지 모듈을 개시한다.

상기 도전성 접착제는 상기 중첩 영역 전체에 제공될 수 있다.

상기 제1 전극은 상기 접합부의 단위 면적이 상기 접합부를 제외한 부분의 단위 면적보다 크게 형성될 수 있다.

상기 제2 태양전지에 형성된 상기 제1 전극의 접합부는 상기 제1 태양전지에 의해 시각적으로 보이지 않게 가려질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 접합부가 일단에 형성되고, 제2 방향에서 나란하게 배치된 복수의 전극들을 갖는 제2 태양전지에 도전성 접착제를 제공하는 단계, 상기 도전성 접착제가 제공된 상기 제2 태양전지와 중첩 영역에서 포개어지도록 제1 태양전지를 위치시키는 단계, 상기 도전성 접착제를 경화시켜 상기 제1 태양전지와 상기 제2 태양전지를 물리적 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하고, 상기 접합부는 상기 제1 태양전지와 상기 제2 태양전지가 포개어진 중첩 영역에 배치되고, 상기 도전성 접착제는 상기 중첩 영역에서 상기 복수의 전극들의 접합부가 상기 제2 방향에서 이웃한 것과 연결되도록 제공된 태양전지 모듈의 제조 방법을 개시한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지의 일부를 겹쳐 모듈화될 때 도전성 접착제를 이용해 태양전지의 일면에 형성된 물리적으로 떨어지게 배치된 전극들을 서로 전기적으로 연결시키는 한편, 이웃한 두 태양전지를 기계적으로 접합시킴으로써 제조 비용과 시간을 줄일 수 있다.

도 1은 컷 셀로 만들어진 태양전지 모듈의 개략적인 평면 모습을 보여준다.
도 2는 도 1의 A-A′선에 따른 단면 모습을 보여준다.
도 3 및 도 4는 모 셀로부터 컷 셀이 만들어지는 과정을 간단히 설명하는 모식도이다.
도 5 내지 도 17은 다양한 형상의 전극을 갖는 태양전지들을 보여주는 도면들이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 19는 바늘 모양으로 전극을 만들 때 사용되는 마스크 패턴을 예시하는 도면이다.
도 20은 S11 및 S13 단계를 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 21은 도 20의 B-B'선에 따른 단면 모습을 보여주는 도면이다.

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 간단히 하거나 생략될 수 있다. 또한, 도면에서 도시하고 있는 다양한 실시예들은 예시적으로 제시된 것이고, 설명의 편의를 위해 실제 축척에 맞춰 도시되지 않을 수 있고. 형상이나 구조 역시 단순화해서 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 개략적인 평면 모습이고, 도 2는 도 1의 A-A′ 선에 따른 단면 모습을 보여준다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 복수의 태양전지들은 이웃한 것과 일부 겹쳐지게 위치하고, 겹쳐진 중첩 영역(100)에 제공된 도전성 접착제(미도시)에 의해 전기적 기계적으로 연결 및 접합되어 스트링(ST)을 형성한다.

바람직한 한 형태에서, 태양전지(10)는 전면으로 위치하고 한 방향(도면의 x축 방향)을 향하도록 배열된 복수의 전극들(13)을 포함해 구성될 수 있다. 일 예에서 전면으로 형성된 복수의 전극들(13)은 제2 방향(도면의 y축 방향)에서 이웃한 것과 떨어지게 배열되어 있으며, 제1 방향(도면의 x축 방향)으로는 이웃한 다른 태양전지의 전극들과 동일 선 상에 위치하도록 배열될 수 있다. 이에 따라 복수의 태양전지들이 중첩 영역(100)에서 겹쳐 배열되면, 전극들(13)이 제1 방향(도면의 x축 방향)에서 하나의 전극으로 형성된 것처럼 보여 디자인을 좋게 할 수가 있다.

중첩 영역(100)에 제공된 도전성 접착제에 의해 이웃하고 있는 제1 및 제2 태양전지(10a, 10b)는 전기적 기계적으로 연결 및 접합될 뿐만 아니라, 태양전지 상에 배치된 전극들(13)이 전기적으로 연결된다. 여기서, 도전성 접착제는 유기/고분자 매트릭스와 금속 필러로 조성되어, 금속 필러는 전기적 특성을 제공하며, 고분자 매트릭스는 물리적, 기계적 특성을 제공하도록 구성된 것을 통칭하는 의미로 사용된다.

제1 태양전지(10a)의 일부는 중첩 영역(100)에서 제2 태양전지(10b)의 전면 위로 배치되어 중첩 영역(100)에서 제1 태양전지(10a)의 후면 일부와 제2 태양전지(10b)의 전면 일부가 겹쳐 위치한다. 이에 따라 제1 태양전지(10a)의 후면에 배치된 전극과 제2 태양전지(10b)의 전면에 배치된 전극은 중첩 영역(100)에서 마주하게 되고, 중첩 영역(100)에 제공된 도전성 접착제에 의해 전기적으로 연결될 수가 있다. 이에 따라, 제1 태양전지(10a)와 제2 태양전지(10b)는 전기적으로 직렬 연결되며, 또한 중첩 영역(100)에 도전성 접착제에 의해 기계적으로도 접합될 수가 있다.

바람직하게, 도전성 접착제의 접착력을 고려할 때 중첩 영역(100)의 너비(도면의 x축 방향으로)는 태양전지(10)의 너비(도면의 x축 방향으로) 대비 1/20 ∼ 1/15의 크기를 가질 수 있다. 중첩 영역의 너비가 1/20보다 작으면 중첩 영역이 너무 작아 충분한 기계적 접합 강도를 얻기가 힘들고, 1/15보다 커지면 중첩 영역이 너무 커져 태양전지의 발전 효율이 기대보다 떨어지는 문제가 있다. 이러한 점을 고려해서 본 발명의 일 예에서, 중첩 영역의 너비는 1 ∼ 2.5(mm)가 될 수 있다.

스트링(ST)은 도 2에 도시된 바와 같이, 전면 투명 기판(10)과 후면 시트(40) 사이에 배치된 상태에서 라미네이팅되어 모듈로 구성될 수 있다.

일례로, 스트링(ST)은 전면 투명 기판(30)과 후면 시트(40) 사이에 배치되고, 폴리머 시트(예로, EVA)와 같이 투명한 충진재(20)가 스트링(ST)의 전면 및 후면에 배치된 상태에서, 열과 압력이 동시에 가해지는 라미네이션 공정에 의해 일체화되어 캡슐화될 수 있다.

여기서, 전면 투명 기판(10)은 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 형성될 수 있다.

후면 시트(40)는 스트링(ST)의 후면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양 전지를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 이러한 후면 시트(40)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.

이와 같은 후면 시트(40)는 FP(fluoropolymer), PE(polyeaster), FP (fluoropolymer)와 같은 절연 물질로 이루어진 얇은 시트로 이루어지지만, 다른 절연 물질로 이루어진 절연 시트일 수 있다.

바람직한 한 형태에서, 라미네이션 공정은 전면 투명 기판(30)과 스트링(ST) 사이 및 스트링(ST)과 후면 시트(40) 사이에 시트 형상을 갖는 충진재(20)가 배치된 상태에서 진행될 수 있다.

여기서, 충진재(20)의 재질은 습기 침투로 인한 부식을 방지하고 스트링(ST)을 충격으로부터 보호하고, 이를 위해 충격을 흡수할 수 있는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 형성될 수 있다.

상술한 태양전지 모듈을 구성하는 태양전지는 컷 셀로 구현될 수 있다. 이 컷 셀(10)은 도 3 및 도 4에서 예시하는 바처럼, 웨이퍼로부터 만들어진 규격화된 태양전지(이하, 모 셀)(1) 하나를 다수로 분할해 만들 수 있는데 도면에서는 1개의 모 셀(1)이 6개로 나눠져 6개의 컷 셀(10)이 만들어진 것으로 예시한다.

모 셀(1)은 태양전지를 분할하기 편하도록 분할된 다수의 전극들(13)을 포함해 구성될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 전극들(13)은 스크라이빙 선(SL)을 따라 쉽게 분리가 될 수 있도록 스크라이빙 선(SL)을 기준으로 다수 개로 나눠져 있다. 도시된 바에 따르면 모 셀(1)은 6개의 컷 셀(10)로 나눠지므로, 전극(16)들 역시 그 길이 방향에서 6개로 나눠져 있다.

또한, 그 길이 방향(도면의 x축 방향)에서 전극들(13)은 동일한 선상에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 모 셀(1)을 다수의 컷 셀(10)로 분할한 경우에도 각 컷 셀(10) 별로 배치된 전극은 모두 같은 형상 및 같은 위치에 배치될 수가 있어, 이후 컷 셀(10)을 서로 겹쳐 배열할 때 전극의 위치를 쉽게 맞출 수가 있다.

한편, 모 셀(1)에 배치되는 전극은 도시된 바처럼 그 길이 방향으로만 길게 형성되어 있다. 전극이 이처럼 단순한 형상을 가지기 때문에, 전극을 형성하는 제조 과정을 단순화해 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한 모 셀(1)을 다수의 컷 셀(10)로 분할 한 후에 이를 겹쳐 배열하는 경우에도 각 컷 셀에 배치된 전극의 위치를 그 길이 방향에서 동일한 선 상에 위치하도록 배치하기가 쉽다.

또한, 디자인 관점에서, 모 셀(10)의 전극 배치 모양이, 컷 셀로 제작된 모듈의 전극 배치 모양과 실질적으로 동일하기 때문에, 컷 셀로 제작된 모듈과 모셀 사이의 디자인 차이를 줄일 수 있는 장점이 있다.

바람직하게, 모 셀(1)은 3 개 내지 12개로 분할되는 것이 바람직하다. 만일 모 셀(1)이 3 개 미만으로 분할되는 경우에는 효과적으로 출력 손실을 줄이기가 어렵고, 12개 보다 커지면 모 셀(1)을 분할하는 과정에서 발생하는 셀의 데미지로 인해 오히려 출력이 줄어들 수가 있다.

컷 셀은 이처럼 모 셀(1)을 분할해 만들기 때문에, 모 셀(1)과 다르게 단변과 장변을 갖는 직사각형 형상을 가지며, 종횡비(단변의 길이/장변의 길이)는 분할하는 개수에 따라 결정되나, 바람직하게 1/3 ∼ 1/12이다. 종횡비가 이 같은 범위의 값을 가질 때, 컷 셀을 모듈화할 때 중첩 영역이 충분히 확보되어 요구되는 충분한 기계적 결합 강도를 얻을 수 있었다.

모 셀(1)은 전기 발전에 필요한 구성인 pn 접합을 이루는 반도체 기판, 후면전계부, 패시베이션막, 전하를 수집하는 전극들 등을 모두 포함해 이미 구성된 것으로, 도면들에서는 설명의 편의를 위해서 생략하였다. 이 모 셀(1)은 특별한 제한 없이 다양한 종류의 태양전지, 예를 들어, 이종접합 태양전지, 양면 수광형 태양전지, 후면 접촉형 태양전지와 같이 현재까지 개발된 다양한 종류의 태양전지가 모두 사용될 수 있다. 모 셀(1)은 스크라이빙 선(SL)을 따라 레이저를 조사해 분할될 수 가 있다

레이저(LA)는 모 셀(1) 중 빛을 받는 수광면의 반대면에 조사되는 것이 바람직하다. 레이저를 모 셀(1)에 조사하는 경우, 레이저에 의해 태양전지의 표면이 용융되었다 식으면서 분할 홈을 형성한다. 그런데, 이때 레이저의 높은 열로 인해 분할 홈 형성 주변이 같이 열에너지를 받게 되고, 이 과정에서 안정화된 결합을 이루고 있던 실리콘(Si) 사이의 결합이 깨지면서 재결합 사이트(recombination site)가 늘어나게 된다. 때문에, 레이저가 태양전지에 조사될 때, 모 셀(1)의 수광면보다는 반대면에 조사되는 것이 바람직하다.

또한, 레이저(LA)는 바람직하게 pn 접합을 이루는 영역을 벗어나 조사되는 것이 바람직하다. 주지하는 바처럼, 태양전지(1)는 반도체 기판과 에미터 사이의 pn 접합에 의해 전기를 생산한다. 그런데, 에미터가 형성된 영역에 레이저가 조사되면, 레이저에 의해 pn 접합 영역이 손상되므로 태양 전지의 발전 효율이 떨어질 수 밖에 없다.

일 예로, 에미터가 태양전지(1)의 전면에 형성되고, 이에 맞춰 전극이 태양전지의 전면과 후면에 나눠 형성된 일반적 구조의 태양전지에서, 레이저는 에미터가 형성되지 않은 태양전지의 후면에 조사될 수 있다.

그리고, 에미터와 후면 전계부(BSF)가 모두 반도체 기판의 후면에 형성된 후면 접촉형 태양전지에서, 레이저는 수광면의 반대면인 후면으로 조사되나, 에미터가 형성된 영역을 벗어나도록 조사될 수 있다.

이처럼, 레이저는 캐리어가 생산되는 pn 접합을 벗어난 위치로 조사해서 태양전지의 발전 효율이 줄어드는 것을 방지한다.

스크라이빙 선(SL)을 따라 레이저가 조사됨에 따라, 모 셀(1) 중 레이저(LA)가 조사된 면(1a)으로는 분할 홈(SH)이 스크라이빙 선(SL)을 따라서 만들어진다. 여기서, 스크라이빙 선(SL)은 모 셀(1)을 분할하기 위해서 레이저가 태양전지에 조사되는 방향을 알려주는 가상의 선이다. 레이저는 바람직한 형태에서 레이저에 의한 손상(damage)을 줄이기 위해 펄스 타입 레이저가 이용될 수 있다. 펄스 타입 레이저는 펄스에 동기화해 레이저가 조사되므로, 레이저가 모 셀(1)을 스캔하는 동안 연속적으로 조사되지 않고 간헐적으로 조사가 되기 때문에 레이저가 연속적으로 조사되는 선형 레이저보다 태양전지에 가해지는 열적 손상을 줄일 수 있다. 또한, 바람직하게 레이저(LA)는 각각의 스크라이빙 선(SL)을 따라 1회 조사되어 분할 홈(SH)을 형성하는 것보다는 수 회로 나눠 조사되는 것이 바람직하고, 조사 횟수는 레이저의 세기, 분할 홈(SH)의 깊이(D1) 등을 고려해서 조절될 수 있다. 이에 의하면, 레이저의 세기를 줄여 레이저를 조사할 수 있어, 스크라이빙 과정에서 태양전지에 가해지는 손상을 효과적으로 줄일 수 있다.

분할 홈(SH)의 깊이(D1)는 바람직한 한 형태에서 모 셀(1)의 두께(T1) 대비 50% ∼ 70% 인 것이 바람직하다. 분할 홈(SH)이 형성된 후에, 모 셀(1)은 물리적인 힘을 받아 다수의 컷 셀(10)로 나눠진다. 그런데, 분할 홈(SH)의 깊이(D1)가 50% 보다 작으면 분할 홈(SH)을 따라 모 셀(10) 나눠지지 못하고, 크랙과 같은 결함이 모 셀(1)에 발생할 수가 있다. 그리고, 분할 홈(SH)의 깊이(D1)가 70% 이상이 되면, 모 셀(1)에 전달되는 열적 스트레스가 높아져 컷 셀(10)의 효율을 떨어트릴 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 실시예들에 따라 다양한 형상의 전극을 갖는 태양전지들에 대해 자세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에에 따른 태양전지의 평면 모습을 보여준다. 바람직한 한 형태에서, 태양전지(10)는 pn 접합을 형성하는 반도체 기판과 반도체 기판의 제1 면과 제2 면에 각각 형성되는 제1 전극과 제2 전극을 포함해 구성될 수 있다. 여기서, 일 예로 제1 면은 빛이 수광되는 면으로 제1 전극이 위치하고, 후면은 전면의 반대면으로 제2 전극이 위치할 수 있다.

한편, 이하의 실시예에들에서는 제1 전극과 제2 전극 중 제1 전극을 예로 들어 다양한 실시예를 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 전극 또는 제2 전극 중 어느 하나 또는 모두가 아래에서 설명되는 제1 전극과 같은 형상을 가질 수 있다.

반도체 기판(11)은 제1 방향(도면의 x축 방향)의 단변(11a)과 제2 방향(도면의 y축 방향)의 장변(11b)을 가질 수 있다. 바람직한 한 형태에서, 반도체 기판(11)의 종횡비는 1/3 ∼ 1/12일 수 있다.

제1 전극(13)은 반도체 기판(11)의 전면으로 위치하며, 제2 방향에서 이웃한 것과 물리적으로 떨어져 스프라이프 배열을 갖도록 형성될 수 있다. 이 제1 전극(13)은 전면으로 입사되는 빛을 최대한 차단하지 않도록 반도체 기판(11)의 전면 면적 중 5% 이하의 면적만을 차지하도록 형성되는 것이 바람직하다. 제1 전극(13)이 형성된 면적이 5% 이상이 되면, 제1 전극(13)으로 인해 빛의 수광 면적이 줄어들어 원하는 출력이 나오지 않을 뿐만 아니라, 제조 비용이 상승해 가격 경쟁력이 떨어질 수가 있다.

보다 바람직하게, 제1 전극(13)이 형성되는 면적은 반도체 기판(11)의 전면 면적 대비 3%이하이다.

실시예들에서 제1 전극(13)은 종전과 다르게 버스 전극이 없는 구조를 갖도록 형성된다. 당 업계에서, 제1 또는 제2 전극은 전하를 수집하는 복수의 핑거 전극들과 이 핑거 전극들을 서로 연결하며, 태양전지 사이를 연결하는 리본에 연결되는 버스 전극을 포함해 구성되는 것이 일반적이었다. 그런데, 버스 전극은 리본과 연결되어야 했기 때문에 핑거 전극보다 큰 선폭을 갖도록 형성됐고, 결과적으로 제조 원가를 상승시키며 또한 수광 면적을 줄이는 요인으로 작용하였다.

본 발명의 실시예들에서는 이러한 점을 고려해 전면에 배치되는 제1 전극(13)은 버스 전극이 형성되지 않는 대신에, 제1 전극(13)의 일부로 구성되는 접합부(13a)를 갖도록 구성된다.

접합부(13a)는 태양전지(10)가 장변(11b)이 이웃한 것과 겹쳐 스트링될 때, 전기적 기계적 연결을 위한 도전성 접착 물질이 제공되어 제2 방향에서 이웃하고 있는 제1 전극(13) 사이를 전기적으로 연결할 수 있도록 한다.

바람직한 한 형태에서, 접합부(13a)는 제1 전극(13)의 일부로 형성되고, 제1 전극(13)마다 각각 개별적으로 형성될 수 있다. 도 5의 실시예에서 접합부(13a)는 장변(11b)에 이웃하고 있는 제1 전극(13)의 단부(13a1)를 포함하는 일부 영역이 접합부(13a)로 구성될 수가 있다. 그리고, 접합부(13a)의 단위 면적은 이 접합부(13a)를 제외한 제1 전극(13)의 단위 면적보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 단위 면적은 정해진 면적에서 전극이 형성된 면적을 의미하며, 일 예로 1(mm²)당 전극이 형성된 면적을 의미할 수 있다.

도 5에서, 접합부(13a)를 포함하는 제1 전극(13)은 제1 방향으로 선폭이 점진적으로 줄어드는 끝이 뾰족한 바늘 모양을 갖도록 형성될 수가 있다. 제1 전극(13)의 단부(13a1) 일부로 이뤄진 접합부(13a)는 다른 곳보다 단위 면적이 상대적으로 크고, 이에 따라 접합부를 중심으로 태양전지가 겹쳐 위치하면, 겹쳐진 두 태양전지의 전극이 충분한 면적을 갖고 접합될 수가 있다. 따라서, 종전처럼 패드나 버스 전극을 이용하지 않아도 겹쳐진 두 태양전지의 전극을 서로 접합시킬 수가 있다.

이 실시예에서, 제1 전극(13)은 선폭이 점진적으로 줄어드는 바늘 모양을 갖기 때문에, 제1 전극(13)이 형성되는 면적을 반도체 기판의 전면, 즉 수광면 대비 5% 이하로 구성할 수가 있다.

바람직한 한 형태, 일 예로 산업 현장에서 사용하는 M4 사이즈(161.7(mm) × 161.7(mm))의 모 셀을 6분할 하는 경우에, 제1 전극(13)의 개수는 80개 이상이고 120개보다 작게 형성되는 것이 바람직하며, 이때 제1 전극(13) 사이의 간격(또는 피치)(D2)은 약 1(mm) ∼2.0(mm)인 것이 바람직하다. 제1 전극(13) 사이의 간격이 1(mm)보다 작으면 전극 사이의 간격이 너무 조밀해 그림자 효과로 인해 발전 효율이 떨어지고, 또한 제조 비용이 상승해 가격 경쟁력이 떨어질 수가 있다. 그리고, 제1 전극(13) 사이의 간격이 2.0(mm)보다 커지면 전극 사이의 간격이 너무 넓어 빛에 의해 생성된 전하를 수집하기가 어렵다. 또한, 제1 전극(13)의 단부(13a1)는 장변(11b)으로부터 200(um)∼300(um) 만큼 떨어져 배치되는 것이 바람직하다. 상술한 바처럼, 모 셀을 분할해 형성되는 태양전지는 레이저 스크라이빙 공정을 통해 모 셀이 다수의 컷 셀로 분할된다. 이때, 레이저의 해상도와 작업 마진을 고려해서 제1 전극(13)은 장변(11b)으로부터 200(um)∼300(um)만큼 떨어져 형성되는 것이 바람직하다.

바람직한 형태에서, 제1 전극(13)의 단부(13a1), 즉 최대 선폭이 120(um) ∼ 200(um)인 것이 바람직하다. 상술한 바처럼 단부(13a1)는 접합부(13a)를 이루고 있기 때문에, 최소한의 접합 면적을 확보하기 위해서는 단부(13a1)가 120(um) 이상이어야 하며, 2000(um)보다 크게 되면 제1 전극(13)의 형성되는 면적이 지나치게 켜져 제조 비용이 커지는 문제가 있다.

또한, 제1 전극(13)의 최소 선폭은 40(um)인 것이 바람직하다. 만약 제1 전극(13)의 최소 선폭이 40(um)보다 작게 되면, 전극을 인쇄하고 소성하는 과정에서 전극을 스크린 인쇄하고 소성하는 과정에서 그 끝이 말려 올라가는 컬(curl) 현상이 발생할 수 있다.

이상과 같은 점을 고려할 때, 제1 전극(13)의 최대 선폭은 상기 제1 전극의 최소 선폭 대비 3∼5배가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 이와 같이 제1 전극(13)이 바늘 모양을 갖도록 형성되면, 제2 방향(도면의 y축 방향)에서 제1 전극(13) 사이가 점진적으로 넓어지게 된다. 이에, 이 부분에서 생산된 전하가 정상적으로 제1 전극(13a1)으로 수집되기가 힘들 수가 있다. 이 같은 점을 고려해, 도 6에서 예시하는 바와 같이 제1 전극(13) 사이를 연결하는 버싱부(15)를 더 포함해 구성될 수도 있다. 이 버싱부(15)는 좌측 장변(11b)보다는 이 좌측 장변(11b)과 마주하는 우측 장변(11b')에 가깝도록 배치될 수 있다.

바람직한 한 형태에서, 버싱부(15)의 선폭은 제조 공정과 제조 비용, 그리고 제1 전극(13)이 전면에 형성되는 면적 등을 고려해 50(um) 내외의 선폭을 갖는 것이 바람직하다.

또한 버싱부(15)는 제1 전극(13)과 비교해 제1 전극의 평균 선폭보다는 작게 형성될 수 있다, 버싱부(15)의 선폭이 제1 전극의 평균 선폭보다 크면, 제1 전극(13)이 5% 이하의 면적을 갖도록 형성하기가 어렵다. 여기서 평균 선폭은 제1 전극의 최대 선폭과 최소 선폭의 평균값을 의미한다.

도 6에서 예시하는 바에 따르면, 버싱부(15)는 제1 전극(13)의 연장 방향(도면의 x축 방향)과 교차하는 방향(도면의 y축 방향)에서 우측 장변(11b')과 나란하게 연장 형성되어 복수의 제1 전극(13) 전체와 연결되어 있다.

한편, 도 6의 실시예에서는 복수의 제1 전극(13) 전체가 버싱부(15)에 의해 연결되는 것으로 설명했으나, 반드시 이처럼 형성될 필요는 없다. 제조 비용과 수광 면적을 고려해, 버싱부(15)는 도 7에서 예시하는 바처럼 부분적으로 형성되는 것도 가능하다. 도 7에 도시된 바에 따르면 버싱부(151)는 제2 방향(도면의 y축 방향)에서 이웃하고 있는 2개의 제1 전극(13)만을 연결하도록 배치되나, 수광 면적과 제조 비용 등의 상관 관계를 고려해 버싱부(151)가 형성될 수 있다.

이하, 도 8을 참조한다. 이 실시예에서, 제1 전극(13)은 제2 방향(도면의 y축 방향)에서 물리적으로 떨어져 스트라이프 배열을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 제1 전극(13) 각각은 장변(11b)에 이웃한 접합부(13a)와 접합부(13a)에서 제1 방향(도면의 x축 방향)으로 연장된 핑거부(13b)를 포함해 구성될 수 있다.

접합부(13a)는 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 가로(도면의 x축 방향)는 0.5(mm) ∼ 1.3mm, 세로(도면의 y축 방향)는 50(um) ∼ 150(um) 중 핑거부(13b)보다는 큰 값을 갖도록 형성될 수 있다. 이에, 접합부(13a)는 종횡비(가로/세로)가 1/26 ∼ 3/10 일수가 있다. 접합부(13a)의 종횡비 1/26보다 작으면 접합부(13a)가 너무 얇아져 제1 및 제2 태양전지가 연결될 때 충분한 접합 면적을 확보하기가 어렵고, 접합부(13a)의 종횡비가 3/10보다 크면 접합부(13a)가 불필요하게 두꺼워져 제조 비용만을 높일 뿐이다.

접합부(13a)가 이처럼 세로보다는 가로로 긴 형상을 갖는 이유는 제1 및 제2 태양전지가 겹쳐 배열될 때 제1 태양전지의 제1 전극이 제2 태양전지의 제2 전극에 효과적으로 접촉할 수 있도록 하기 위함이다.

바람직한 형태에서, 제1 태양전지와 제2 태양전지는 약 1.5mm 내외 정도로 접합되는 것이 바람직하다. 이때, 제2 태양전지의 후면에 형성된 제2 전극은 제1 전극과 동일한 형상을 가질 수 있는데, 접합부(13a)가 길이 방향으로 긴 형상을 가지고 있어 제1 전극과 제2 전극이 겹쳐질 때 그 길이 방향(도면의 x축 방향)에서 충분한 접촉 면적을 가질 수가 있고, 이에 따라 제1 전극과 제2 전극이 연결될 때 접합부분에서 라인 저항을 효과적으로 줄일 수가 있다.이처럼 형성되는 접합부(13a)는 도전성 접착제가 제공되는 면적을 키우는 한편, 제1 전극(13)이 일 예로 스크린 프린팅법에 위해 형성될 때 페이스트를 소성하는 과정에서 열이 쉽게 배출될 수 있도록 하는 오픈 패턴(131)을 더 포함해 구성될 수가 있다.

이 오픈 패턴(131)은 또한 접합부(13a)의 표면적을 넓혀 이웃한 두 태양전지를 스트링할 때 도전성 접착제의 도포면적을 키워 접합부(13a)에 도전성 접착제가 충분히 도포될 수 있도록 하며, 또한 점성을 갖는 도전성 접착제가 흘러 퍼지는 것을 방지할 수 있도록 한다.

일 예에서, 이 오픈 패턴(131)은 접합부(13a)의 일부가 제거된 오픈 공간으로 형성될 수가 있다.

이 같은 오픈 패턴(131)은 특별한 제한 없이 다양한 모양을 가지도록 형성될 수가 있는데, 그 다양한 실시예들을 도 9 내지 도 14에서 예시하고 있다.

먼저, 도 9를 참조하면, 오픈 패턴(131)은 접합부(13a) 내부에 위치하고 대략 사각형 형상을 갖도록 형성될 수가 있다. 이에 따라 접합부(13a)는 전체적으로 "ㅁ"자 형상을 갖는다.

이와 비교해서, 도 10에서 예시하는 오픈 패턴(131)은 구획된 적어도 2 이상의 공간을 갖도록 구성된다는 점에서 도 9에 도시한 오픈 패턴(131)가 차이가 있다.

오픈 패턴(131)이 이처럼 형성되면, 도전성 접착제를 도포하는 과정에서 오픈 패턴(131)에 도전성 접착제를 가둬 놓을 수 있어, 제1 태양전지와 제2 태양전지를 접합할 때 보다 큰 접합력을 얻을 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 이 실시예의 오픈 패턴(131)은 이전 실시예의 오픈 패턴과 다르게 오픈된 공간으로 형성된다는 점에서 차이가 있다. 도 11에 도시된 바처럼, 이 실시예의 오픈 패턴(131)은 말발굽 모양을 갖도록 형성될 수 있다.

도 11에서 예시하는 오픈 패턴(131)은 왼쪽이 오픈된 형상을 가지며, 도 12에서 예시하는 오픈 패턴(131)은 오른쪽이 오픈된 형상을 갖는다는 점에 차이가 있다.

이에 따르면, 접합부(13a)에 제공된 도전성 접착제를 경화시키는 과정에서는 열과 가스가 발생할 수가 있는데, 이 경화 과정에서 발생되는 가스나 열을 용이하게 배출할 수가 있다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 이 실시예의 오픈 패턴(131)은 위 아래로는 열려 있으나, 좌/우로는 닫힌 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이 같은 형상의 오픈 패턴(131)을 갖도록 접합부(13a)는 제1 방향(도면의 x축 방향)에서 이격되어 마주하는 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

이 같은 오픈 패턴(131)에 따르면, 도전성 접착제를 오픈 영역에 도포하기가 쉬운 장점이 있다. 일 실시예에서 도전성 접착제는 제2 방향(도면의 y축 방향)으로 길게 형성될 수 있는데, 접합부(13a)에 형성된 오픈 패턴(131)이 위 아래로는 열려 있는 반면, 좌/우로는 닫혀 있다. 따라서 접합부(13a)에 공급된 도전성 접착제는 접합부(13a)와 오픈 패턴(131)의 가이드를 받아 제2 방향으로 길게 도전성 접착제가 도포될 수 있다.

한편, 상술한 오픈 패턴의 실시예에서는 오픈 패턴(131)이 사각 형상의 접합부(13a)에 형성되는 것을 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 상술한 실시예들과, 이하에서 설명되는 실시예의 전극들 전체에도 동일하게 형성될 수 있다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 평면 모습을 보여준다.

도 15를 참조하면, 이 실시예에서 제1 전극(13)은 제1 전극(13) 각각은 장변(11b)에 이웃한 접합부(13a)와 접합부(13a)에서 제1 방향(도면의 x축 방향)으로 연장된 핑거부(13b)를 포함해 구성될 수 있다.

여기서, 핑거부(13b)는 지그재그 형상(또는 물결 문양)을 가질 수 있다. 이처럼 핑거부(13b)가 지그재그 형상을 갖도록 형성되면 반도체 기판(11)의 종횡비가 1/3 ∼ 1/12가 되도록 형성되어 단변이 짧게 형성된 태양전지에서 단변의 길이 방향으로 형성된 핑거부(13b)의 길이를 직선인 경우보다 길게 형성할 수가 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 평면 모습을 보여준다.

도 16을 참조하면, 이 실시예에서 제1 전극(13)은 제2 방향에서 이웃한 것과 나란하게 배열된다. 이에 따라, 제2 방향에서 제1 전극(13) 사이의 거리는 일정할 수가 있다.

이 실시예에서, 제1 전극 사이의 거리는 1∼2(mm)이고, 제1 전극(13)의 개수는 80∼120개일 수 있고, 선폭은 50∼ 120(um) 일 수가 있다. 선폭이, 50(um)보다 작게 되면 전극의 선폭이 너무 얇아 전하를 수집하기가 힘들고, 선폭이 120(um)보다 커지면 그림자 효과(shadow effect)로 인해 수광 면적이 줄어들 수가 있다.

접합부(13a)는 제1 전극(13)의 일부로 구성이 되며, 바람직하게 제1 전극(13)의 단부(13a1)를 포함하는 일부 영역이 접합부(13a)로 구성될 수가 있다. 바람직하게, 접합부(13a)는 장변(11b)에 이웃하게 위치한다.

한편, 상술한 바처럼 이웃한 두 태양전지를 스트링할 때 장변(11b)을 따라 도전성 접착제가 도포되어, 제2 방향에서 물리적으로 떨어져 있는 제1 전극(13) 사이를 전기적 물리적으로 연결시키게 된다.

따라서, 접합부(13a)가 제1 전극(13)의 일부로 구성되어 선폭이 얇더라도 도전성 접착제에 의해 이웃한 제1 전극(13) 사이가 물리적 전기적으로 연결되며, 또한 다른 태양전지의 전극과도 물리적 전기적으로 연결될 수가 있어, 얼라인 등의 문제없이 손쉽게 이웃한 두 태양전지를 스트링할 수가 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 평면 모습을 보여준다.

이 실시예에서 제1 전극(13)은 접합부의 크기가 다른 제1 전극부(135)와 제2 전극부(137)를 포함해 구성될 수가 있다.

제1 전극부(135)와 제2 전극부(137)는 제2 방향에서 서로 나란하게 배열되며, 각각 일단으로 접합부(1351, 1371)를 포함해 구성된다. 여기서, 각각의 접합부(1351, 1371)는 모두 동일한 장변(11b)에 이웃하도록 형성된다.

도시된 바에 따르면, 제1 전극부(135)는 바늘 모양을 가지는 반면, 제2 전극부(137)는 직선 모양을 가져, 제1 전극부(135)의 접합부(1351)가 제2 전극부(137)의 접합부(1371)보다 큰 면적을 가지도록 구성될 수가 있다.

이 같은 구성에 따르면 모두 제1 전극부(135)와 같이 형성되는 경우와 제2 전극부(137)로만 구성되는 경우에 있어서의 문제점은 줄이고, 장점은 높일 수가 있다. 예를 들어서, 제1 전극부(135) 만으로 구성되는 경우는 제2 전극부(137)만으로 구성되는 경우보다 제1 전극이 차지하는 면적이 크게 된다. 결과적으로 제조 비용이 상승하게 되고, 수광면은 줄어들게 되나, 충분한 접합 면적을 확보할 수가 있는 장점이 있다.

이와 비교해서, 제2 전극부(137) 만으로 구성되는 경우는 제1 전극부(135) 만으로 구성되는 경우보다 제1 전극이 차지하는 면적이 줄어 제조 비용은 줄이고 및 수광면은 넓힐 수가 있으나, 접합 면적이 줄어들 수가 있다.

이에, 이 실시예에서는 접합부의 크기가 다른 제1 전극부(135)와 제2 전극부(137)를 포함하도록 제1 전극(13)을 구성해 효과적으로 접합 면적과 제조 비용의 균형을 맞출 수 있도록 한다.

이하, 도 18 내지 도 21을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈과 이의 제조 방법에 대해 설명한다.

이 도면들과 상술한 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 제1 방향의 단변(도면의 x축 방향)과 제2 방향(도면의 y축 방향)의 장변을 가지며, 중첩 영역(11a)에서 상기 장변이 부분적으로 겹치게 배열된 복수의 태양전지들(10)을 포함하도록 구성된다.

그리고, 복수의 태양전지들 중 이웃한 제1 태양전지(10a)의 제2 면에 위치한 제2 전극(15)과 제2 태양전지(10b)의 제1 면에 위치한 제1 전극(13)은 중첩 영역(100)에 제공된 도전성 접착제(501)에 의해 전기적 물리적으로 직접 연결된다.

이때, 제1 전극(13)은 제2 방향으로 이웃한 것과 물리적으로 떨어져 나란하게 배치되나. 중첩 영역(100)에 제공된 도전성 접착제(501)에 의해 서로 물리적 전기적으로 연결될 수가 있다. 이에 따라, 제1 전극(13)이 패드나 버스 전극을 포함해 구성되지 않더라도 제1 태양전지(10a)의 제2 전극(15)과 충분한 접합 면적을 확보할 수가 있다.

또한 일 예로 제1 태양전지(10a)의 제2 전극(15)이 제1 전극(13)과 마찬가지로 제2 방향으로 이웃한 것과 물리적으로 떨어져 나란하게 형성된다고 가정했을 때, 중첩 영역(100)에서 제1 전극(13)과 제2 전극(15)이 어긋난 위치로 배치되더라도 도전성 접착제(501)에 의해 둘 사이는 전기적으로 연결될 수가 있다. 따라서, 제1 태양전지(10a)와 제2 태양전지(10b)를 정 위치시키는 얼라인 과정을 생략해 제조 공정을 단순화할 수가 있다.

바람직한 한 형태에서, 도전성 접착제(501)는 중첩 영역(100) 전체에 제공되는 것이 바람직하고, 또한 도전성 접착제(501)는 제1 전극(13)의 접합부(13a)와 충분히 접촉할 수 있도록 도전성 접착제(501)의 두께가 제1 전극(13)의 두께보다 큰 것이 바람직하다.

제1 태양전지(10a)가 제2 태양전지(10b) 위로 포개어질 때, 바람직한 한 형태에서 제1 태양전지(10a)는 접합 영역(100)에 배치된 제2 태양전지(10b)의 접합부(13a)가 전면에서 보이지 않도록 위치하는 것이 바람직하다.

이 같은 점을 고려해, 접합부(13a)는 제1 태양전지(10a)와 제2 태양전지(10b)의 접합 영역(100) 내에만 존재할 수 있도록 접합부(13a)의 최대 길이(도면의 x축 방향으로)가 제1 태양전지(10a)와 제2 태양전지(10b)가 겹쳐진 너비와 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다.

이처럼 제1 태양전지(10a)와 제2 태양전지(10b)가 위치하면, 제1 태양전지(10a)의 제2 전극(15)과 이와 마주하게 위치하는 접합부(13a) 사이로 충분한 접합 면적을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 접합부(13a)가 전면에서 보이지 않으므로 태양전지 모듈의 디자인을 좋게 할 수가 있다.

바람직한 한 형태에서, 제1 방향(도면의 x축 방향)에 따른 중첩 영역(100)의 폭은 1∼2(mm)이다. 만약. 중첩 영역(100)의 폭이 1(mm)보다 작게 되면 중첩 영역(100)에 제공된 도전성 접착제의 양이 작아 충분한 접합력을 얻기가 힘들고, 중첩 영역(100)의 폭이 2(mm)보다 커지게 되면 중첩 영역(100)으로 인해 수광면이 너무 많이 줄어들어 원하는 태양전지의 출력을 생산하기가 어렵다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법은, 접합부(13a)가 일단에 형성되고, 제1 면으로 제2 방향에서 나란하게 배치된 복수의 제1 전극(13)을 갖는 제2 태양전지(10b)에 도전성 접착제(501)를 제공하는 단계(S11), 도전성 접착제(501)가 제공된 제2 태양전지(10b)와 중첩 영역(100)에서 포개어지도록 제1 태양전지(10a)를 위치시키는 단계(S13), 도전성 접착제(501)를 경화시켜 제1 태양전지(10a)와 제2 태양전지(10b)를 물리적 전기적으로 연결시키는 단계(S15)를 포함한다.

이때, 상술한 바처럼, 접합부(13a)는 제1 태양전지(10a)와 상기 제2 태양전지(10b)가 포개어진 중첩 영역(100)에 배치되고, 도전성 접착제(501)는 중첩 영역(100)에서 상기 제1 전극(13)의 접합부(13a)가 제2 방향에서 이웃한 다른 접합부와 연결되도록 제공될 수가 있다.

S11 단계에서, 도전성 접착제(501)는 디스펜싱법과 같은 잘 알려진 방법에 의해 제2 태양전지(10b) 위로 도포될 수 있다. 보다 바람직하게 도전성 접착제(501)는 제2 태양전지(10b)의 전면 위로 디스펜싱 장치를 통해 도포되는데, 이때 도전성 접착제(501)는 접합 영역(100) 전체에 도포되며 접합부(13a)를 충분히 덮도록 공급되는 것이 바람직하다.

선택적으로, 도전성 접착제(501)는 제1 태양전지(10a)의 접합 영역(100) 또는 제1 및 제2 태양전지 각각의 접합 영역에 도포될 수도 있다.

S13 단계에서, 제1 태양전지(10a)는 제2 면이 제2 태양전지(10b) 향하도록 위치해, 접합 영역(100) 도전성 접착제(501)를 사이에 두고 제2 태양전지의 접합부(13a)와 제1 태양전지(10a)의 제2 전극이 마주하도록 위치시킨다.

S15 단계에서, 도전성 접착제는 열원으로 열 또는 UV(ultraviolet)에 의해 경화될 수 있다. 도전성 접착제가 경화되면서 제1 태양전지(10a)와 제2 태양전지(10b)는 물리적으로 접합되며, 또한 전기적으로 연결될 수가 있다.

한편, 도 19는 바늘 모양으로 전극을 만들 때 사용되는 마스크 패턴을 예시하는 도면이다.

일반적으로 전극(13)은 스크린 인쇄법을 이용해 만들어질 수 있는데, 이때 전극 형성용 물질로 페이스트가 사용된다. 페이스트는 점성을 가지고 있으며, 소성에 의해 열 경화된다. 그런데, 전극을 스크린 인쇄하는 과정에서 전극 모양과 동일하게 페이스를 인쇄하게 되면, 페이스트는 소성하는 과정에서 열 변형을 일으키기 때문에 인쇄된 모양과 동일하게 소성되지 않을 수 있다. 특히 본 발명의 일 실시예처럼 전극이 바늘 모양을 갖는 경우에는 소성 과정에서 발생하는 페이스트의 변형이 크기 때문에 바늘 모양을 갖도록 전극을 만들기가 더욱 어렵다.

이 같은 점을 고려해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에서, 스크린 인쇄할 때 사용되는 마스크 패턴(SP)은 단차진 형상을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 일 예로, 마스크 패턴(SP)은 도 12에서 예시하는 바와 같이 전극(13)의 길이 방향으로 폭이 점진적으로 줄어드는 탑 모양을 갖도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 인쇄된 페이스트와 전극(13) 사이로 단차로 인해 빈 공간이 존재하지만, 페이스트가 소성되는 과정에서 옆으로 퍼지면서 이 공간을 메우게 되고, 전체적으로는 전극(13)과 동일한 빗변을 갖도록 형성될 수가 있다.

여기서, 단차의 개수는 전극의 크기, 페이스트이 점도 및 조성, 공정 온도 등을 변수로 조절될 수가 있는데, 일 예로 단차의 개수는 3 ∼ 5개 일 수가 있다.

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.

Claims

제1 방향의 단변과 제2 방향의 장변을 갖는 반도체 기판과,
상가 반도체 기판의 어느 한 면에 형성된 복수의 전극들을 포함하고,
상기 복수의 전극들은, 상기 제2 방향에서 이웃한 것과 물리적으로 떨어져 나란하게 배치되고, 전기적 물리적 연결을 위한 도전성 물질이 제공되는 접합부를 갖는 태양 전지.
제1항에 있어서,
상기 접합부는 상기 장변에 가까운 상기 복수의 전극들의 한쪽 끝에 위치하는 태양 전지.
제1항에 있어서,
상기 복수의 전극들은 상기 한 면의 전체 면적 중 5% 이하의 면적 만을 차지하도록 형성된 태양 전지.
제1항에 있어서,
상기 복수의 전극들은 상기 장변으로부터 200(um)∼300(um)만큼 떨어져 배치된 태양 전지.
제1항에 있어서,
상기 복수의 전극들의 개수는 80∼120개이고, 상기 제2 방향에서 상기 복수의 전극들 사이의 거리는 1∼2(mm)인 태양 전지.
제5항에 있어서,
상기 제2 방향에서 상기 복수의 전극들 사이의 거리는 일정한 태양 전지.
제1항에 있어서,
상기 복수의 전극들 중 상기 제2 방향에서 이웃한 두 전극 사이의 거리는 점진적으로 줄어들며, 상기 제2 방향에서 이웃한 접합부 사이의 거리가 최소인 태양 전지.
제7항에 있어서,
상기 복수의 전극들의 최대 선폭은 최소 선폭 대비 3∼5배인 태양 전지.
제7항에 있어서,
상기 복수의 전극들은 제1 방향으로 선폭이 점진적으로 줄어드는 바늘 모양을 갖는 태양 전지.
제5항에 있어서,
상기 복수의 전극들 중 상기 제2 방향에서 이웃한 두 전극을 물리적으로 연결하는 버싱부를 더 포함하고,
상기 버싱부는 상기 접합부에서 먼 다른 장변에 가깝게 위치하는 태양 전지.
제1항에 있어서,
상기 접합부는 종횡비(제2 방향의 길이/제1 방향의 길이)가 1/26 ∼ 3/10인 태양 전지.
제11항에 있어서,
상기 복수의 전극들은 상기 접합부에서 제1 방향으로 연장 형성되고, 상기 접합부의 선폭보다 작은 선폭을 갖는 핑거부를 더 포함하는 태양 전지.
제1항에 있어서,
상기 접합부는 상기 복수의 전극들이 부분적으로 제거된 오픈 패턴을 더 포함하는 태양 전지.
제1항에 있어서,
상기 복수의 전극들은 상기 접합부의 단위 면적이 상기 접합부를 제외한 부분의 단위 면적보다 큰 태양전지.
제1 방향의 단변과 제2 방향의 장변을 가지며, 중첩 영역에서 상기 장변이 부분적으로 겹치게 배열된 복수의 태양전지들을 포함하고,
상기 복수의 태양전지들 중 이웃한 제1 태양전지의 제2 면에 위치한 제2 전극과 제2 태양전지의 제1 면에 위치한 제1 전극은 상기 중첩 영역에 제공된 도전성 접착제에 의해 전기적 물리적으로 직접 연결되며
상기 제1 전극은, 상기 제2 방향으로 이웃한 것과 물리적으로 떨어져 나란하게 배치되고, 또한 상기 중첩 영역에 배치되는 접합부를 가지며,
상기 도전성 접착제는 상기 제2 방향에서 상기 제1 전극 사이를 전기적으로 연결하도록 제공된 태양전지 모듈.
제15항에 있어서,
상기 도전성 접착제는 상기 중첩 영역 전체에 제공된 태양전지 모듈.
제15항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 접합부의 단위 면적이 상기 접합부를 제외한 부분의 단위 면적보다 큰 태양전지 모듈.
제15항에 있어서,
상기 제2 태양전지에 형성된 상기 제1 전극의 접합부는 상기 제1 태양전지에 의해 시각적으로 보이지 않게 가려진 태양전지 모듈.
접합부가 일단에 형성되고, 제2 방향에서 나란하게 배치된 복수의 전극들을 갖는 제2 태양전지에 도전성 접착제를 제공하는 단계;
상기 도전성 접착제가 제공된 상기 제2 태양전지와 중첩 영역에서 포개어지도록 제1 태양전지를 위치시키는 단계; 그리고,
상기 도전성 접착제를 경화시켜 상기 제1 태양전지와 상기 제2 태양전지를 물리적 전기적으로 연결시키는 단계,
를 포함하고,
상기 접합부는 상기 제1 태양전지와 상기 제2 태양전지가 포개어진 중첩 영역에 배치되고,
상기 도전성 접착제는 상기 중첩 영역에서 상기 복수의 전극들의 접합부가 상기 제2 방향에서 이웃한 것과 연결되도록 제공된 태양전지 모듈의 제조 방법.
제19항에 있어서,
상기 도전성 접착제는 상기 중첩 영역 전체에 제공된 태양전지 모듈의 제조 방법.