KR20190049215A - 태양 전지 패널 - Google Patents

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KR20190049215A
KR20190049215A KR1020170144809A KR20170144809A KR20190049215A KR 20190049215 A KR20190049215 A KR 20190049215A KR 1020170144809 A KR1020170144809 A KR 1020170144809A KR 20170144809 A KR20170144809 A KR 20170144809A KR 20190049215 A KR20190049215 A KR 20190049215A
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 전극을 가지는 태양 전지; 상기 태양 전지의 상기 전극에 전기적으로 연결되는 배선재; 상기 전극과 상기 배선재 사이에 위치하여 상기 전극과 상기 배선재를 전기적으로 연결하는 연결 부재; 상기 전극과 상기 배선재 사이에 위치하여 상기 전극과 상기 배선재를 절연시키는 절연 부재; 및 싱기 태양 전지 및 상기 배선재 위에 위치하며 상기 태양 전지 또는 상기 배선재를 고정하는 고정 부재를 포함한다. 상기 절연 부재는, 적어도 상기 고정 부재가 위치한 고정부에 위치한 상기 연결 부재를 전체적으로 둘러싸도록 형성되며 상기 태양 전지의 일부에 부분적으로 위치하는 제1 절연 부재를 포함한다.

Description

태양 전지 패널{SOLAR CELL PANEL}
본 발명은 태양 전지 패널에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 구조를 개선한 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 배선에 의하여 직렬 또는 병렬로 연결되고, 복수의 태양 전지를 보호하기 위한 패키징(packaging) 공정에 의하여 태양 전지 패널의 형태로 제조된다. 이때, 배선과 태양 전지를 필요한 부분에서 전기적으로 연결시키고 다른 부분에서 절연시켜야 하는데, 이를 위한 공정이 복잡할 수 있고 태양 전지 패널을 제조하기 위한 다양한 공정 중에 태양 전지와 배선의 연결 구조가 원하지 않게 변화하는 등의 문제가 있을 수 있다. 이에 따라 태양 전지의 내구성 및 장기 신뢰성이 우수하지 않을 수 있다.
본 발명은 우수한 내구성 및 장기 신뢰성을 가지는 태양 전지 패널을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 전극을 가지는 태양 전지; 상기 태양 전지의 상기 전극에 전기적으로 연결되는 배선재; 상기 전극과 상기 배선재 사이에 위치하여 상기 전극과 상기 배선재를 전기적으로 연결하는 연결 부재; 상기 전극과 상기 배선재 사이에 위치하여 상기 전극과 상기 배선재를 절연시키는 절연 부재; 및 싱기 태양 전지 및 상기 배선재 위에 위치하며 상기 태양 전지 또는 상기 배선재를 고정하는 고정 부재를 포함한다. 상기 절연 부재는, 적어도 상기 고정 부재가 위치한 고정부에 위치한 상기 연결 부재를 전체적으로 둘러싸도록 형성되며 상기 태양 전지의 일부에 부분적으로 위치하는 제1 절연 부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고정 부재가 위치하는 고정부에 위치하는 제1 절연 부재가 연결 부재를 둘러싸면서 형성되어 열처리 공정 중에 연결 부재가 원하지 않게 흘러내리는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지 패널의 내구성 및 장기 신뢰성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 패널을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지 패널에 포함된 두 개의 태양 전지와 이를 연결하는 배선부를 개념적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 태양 전지 패널에 포함된 두 개의 태양 전지, 절연 부재 및 연결 부재, 배선부 및 고정 부재를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다.
도 5는 도 4에서 하나의 태양 전지에서 전극, 이에 형성된 절연 부재 및 연결 부재만을 도시한 후면 평면도이다.
도 6은 도 4의 VI-VI 선에 따른 태양 전지, 절연 부재 및 연결 부재, 배선부 및 고정 부재를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 도 4의 VII-VII 선에 따른 태양 전지, 절연 부재 및 연결 부재, 배선부 및 고정 부재를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 변형예에 따른 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지, 절연 부재 및 연결 부재, 배선부 및 고정 부재를 개략적으로 도시한 부분 후면 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 변형예에 따른 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지, 배선부, 절연 부재 및 연결 부재, 고정 부재를 개략적으로 도시한 부분 후면 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도시한 태양 전지 패널에 포함되는 두 개의 태양 전지 스트링에 각기 포함된 두 개의 태양 전지, 배선부, 절연 부재 및 연결 부재, 고정 부재를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다.
도 11은 도 10에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지와 이에 위치한 고정 부재 및 제1 절연 부재의 위치를 간략하게 도시한 후면 평면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지와 이에 위치한 고정 부재 및 제1 절연 부재의 위치를 간략하게 도시한 후면 평면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지와 이에 위치한 고정 부재 및 제1 절연 부재의 위치를 간략하게 도시한 후면 평면도이다.
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 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지 패널(100)에 포함된 두 개의 태양 전지(10)와 이를 연결하는 배선부(20)를 개념적으로 도시한 부분 단면도이다. 그리고 도 3은 도 1에 도시한 태양 전지 패널(100)에 포함된 태양 전지(10)의 일 예를 도시한 단면도이다. 참조로, 도 2는 도 4의 II-II 선에 대응하는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은, 전극(142, 144)을 포함하는 태양 전지(10)와, 태양 전지(10)의 전극(142, 144)에 전기적으로 연결되는 배선부(20)와, 전극(142, 144)과 배선부(20) 사이에 위치하여 전극(142, 144)과 배선부(20)를 전기적으로 연결 또는 절연하는 연결 부재(도 4의 참조부호 32, 이하 동일) 및 절연 부재(도 4의 참조부호 34, 이하 동일)와, 태양 전지(10) 및 배선부(20) 위에 위치하여 태양 전지(10) 또는 배선부(20)를 고정하는 고정 부재(도 4의 참조부호 36, 이하 동일)를 포함한다. 이때, 절연 부재(34)는 적어도 고정 부재(36)가 위치하는 고정부(도 4의 참조부호 FA, 이하 동일)에서 연결 부재(32)를 전체적으로 둘러싸면서 형성되며 태양 전지(10)의 일부에 부분적으로 위치하는 제1 절연 부재(도 4의 참조부호 342, 이하 동일)를 포함할 수 있는데, 이에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.
그리고 태양 전지 패널(100)은, 태양 전지(10) 및 배선부(20)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(44)와, 밀봉재(44) 위에서 태양 전지(10)의 일면(일 예로, 전면)에 위치하는 제1 부재(42a)와, 밀봉재(44) 위에서 태양 전지(10)의 타면(일 예로, 후면)에 위치하는 제2 부재(42b)를 포함한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
먼저, 태양 전지(10)는, 반도체 기판(110)과, 반도체 기판(110)의 일면(일 예로, 후면)에 위치하는 전극(142, 144)(즉, 제1 및 제2 전극(142, 144))을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 추후에 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에서 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(10)를 구비하고, 복수의 태양 전지(10)는 배선부(20)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다.
구체적으로, 배선부(20)는 적어도 일부가 각 태양 전지(10)의 제1 및 제2 전극(142, 144)와 중첩되어 제1 및 제2 전극(142, 144)에 연결되는 배선재(22)와, 태양 전지(10) 사이에서 배선재(22)와 교차하는 방향으로 위치하여 배선재(22)에 연결되는 연결 배선(24)를 포함할 수 있다. 배선재(22)와 연결 배선(24)에 의하여 복수의 태양 전지(10)가 일 방향(도면의 x축 방향)으로 연결되어 하나의 열(列)(즉, 태양 전지 스트링)을 형성할 수 있다. 그리고 배선부(20)는, 태양 전지 스트링의 양 끝단에 위치하여 이를 또 다른 태양 전지 스트링 또는 정션 박스(미도시)에 연결하는 버스바 배선(26)을 더 포함할 수 있다.
배선재(22), 연결 배선(24), 버스바 배선(26)은 각기 도전성 물질(일 예로, 금속 물질)을 포함할 수 있다. 일 예로, 배선재(22), 연결 배선(24), 버스바 배선(26)이 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 중 어느 하나를 포함하는 도전성 코어와, 코어의 표면 위에 위치하며 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 도전성 코팅층을 포함할 수 있다. 일 예로, 코어는 구리(Cu)로 형성될 수 있으며, 도전성 코팅층은 주석(Sn)을 포함하는 합금인 SnBiAg로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 배선재(22), 연결 배선(24), 버스바 배선(26)의 물질, 형상, 연결 구조 등은 다양하게 변형될 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 쉴드 부재(50)가 인접한 태양 전지(10) 사이에 위치한 배선부(20)(즉, 배선재(22)와 연결 배선(24)) 및/또는 태양 전지 스트링을 연결하는 배선부(20)(즉, 버스바 배선(26))을 가리는 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 쉴드 부재(50)가, 인접한 태양 전지(10) 사이에 위치한 배선부(20)를 가리도록 이에 중첩되도록 위치하는 제1 쉴드 부재(52)와, 태양 전지 스트링을 연결하는 배선부(20)를 가리도록 이에 중첩되도록 위치하는 제2 쉴드 부재(54)를 포함할 수 있다. 쉴드 부재(50)는 배선부(20)를 가릴 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 이러한 쉴드 부재(50)는 특정한 색상을 가져서 배선부(20)가 외부에 보이지 않도록 하여 태양 전지 패널(100)의 외관을 향상할 수 있다. 이러한 쉴드 부재(50)는 배선부(20)와는 다른 반사도를 가져 배선부(20)가 외부로 보여지는 것을 방지하되 광을 완전하게 차단하지는 않는 물질로 구성될 수 있다. 그러면, 적은 양의 광이라도 투과시켜 쉴드 부재(50)를 구비하는 경우에도 태양 전지(10)에 충분한 광이 입사되도록 할 수 있다. 쉴드 부재(50)가 제2 부재(42b)와 동일 또는 유사한 색상을 가거나 동일한 계열의 색을 가져 태양 전지 패널(100)의 외관을 좀더 향상할 수 있다.
일 예로, 쉴드 부재(50)는, 베이스 부재(50a)와, 베이스 부재(50a)의 일면에 위치하는 점착층(cohesion layer)(50b)을 포함할 수 있다. 베이스 부재(50a)는 몸체를 구성하며, 쉴드 부재(50)에 필요한 특정한 색상을 가질 수 있다. 점착층(50b)은 쉴드 부재(50)를 태양 전지(10) 등에 점착시키는 층일 수 있다. 여기서, 점착이라 함은 상온에서 물리적 힘에 의해 두 개의 층이 서로 부착되거나 분리될 수 있는 정도의 접착력을 의미하는 것으로, 열처리를 통해 두 개의 층이 서로 부착되어 두 개의 층을 분리할 때 어느 하나의 층이 손상되는 접착(adhesion)과는 다른 의미이다. 이와 같이 쉴드 부재(50)가 점착층(50b)을 구비하므로 제조 공정 중 쉴드 부재(50)의 점착, 분리, 위치 조정 등이 용이하다.
여기서, 베이스 부재(50a)는 절연성 물질로 구성되고, 일 예로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)로 구성될 수 있다. 아울러, 점착층(50b)은 점착 특성을 가지는 다양한 수지로 구성될 수 있으며, 에폭시(epoxy) 계열 수지, 아크릴(acryl) 계열 수지, 또는 실리콘(silicone) 계열 수지 등으로 구성될 수 있다.
그러나 쉴드 부재(50)가 필수적인 것은 아니며, 쉴드 부재(50)의 적층 구조, 이들을 구성하는 물질 등이 상술한 바 이외의 다양한 물질을 포함할 수 있다.
밀봉재(44)는, 배선부(20)에 의하여 연결된 태양 전지(10)의 전면에 위치하는 제1 밀봉재(44a)와, 태양 전지(10)의 후면에 위치하는 제2 밀봉재(44b)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉재(44a)와 제2 밀봉재(44b)는 수분과 산소의 유입되는 것을 방지하며 태양 전지 패널(100)의 각 요소들을 화학적으로 결합한다. 제1 및 제2 밀봉재(44a, 44b)는 투광성 및 접착성을 가지는 절연 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 밀봉재(44a)와 제2 밀봉재(44b)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉재(44a, 44b)를 이용한 라미네이션 공정 등에 의하여 제2 부재(42b), 제2 밀봉재(44b), 태양 전지(10), 배선부(20), 쉴드 부재(50), 제1 밀봉재(44a), 제1 부재(42a)가 일체화되어 태양 전지 패널(100)을 구성할 수 있다.
제1 부재(42a)는 제1 밀봉재(44a) 상에 위치하여 태양 전지 패널(100)의 전면을 구성하고, 제2 부재(42b)는 제2 밀봉재(44b) 상에 위치하여 태양 전지(10)의 후면을 구성한다. 제1 부재(42a) 및 제2 부재(42b)는 각기 외부의 충격, 습기, 자외선 등으로부터 태양 전지(10)를 보호할 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 그리고 제1 부재(42a)는 광이 투과할 수 있는 투광성 물질로 구성되고, 제2 부재(42b)는 투광성 물질, 비투광성 물질, 또는 반사 물질 등으로 구성되는 시트로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 부재(42a)가 유리 기판 등으로 구성될 수 있고, 제2 부재(42b)가 필름 또는 시트 등으로 구성될 수 있다. 제2 부재(42b)는 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입을 가지거나, 또는 베이스 필름(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))의 적어도 일면에 형성된 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지층을 포함할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 및 제2 밀봉재(44a, 44b), 제1 부재(42a), 또는 제2 부재(42b)가 상술한 설명 이외의 다양한 물질을 포함할 수 있으며 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 부재(42a) 또는 제2 부재(42b)가 다양한 형태(예를 들어, 기판, 필름, 시트 등) 또는 물질을 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)에 적용될 수 있는 태양 전지(10)는, 반도체 기판(110)을 포함하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 연결되는 제1 및 제2 전극(142, 144)을 포함한다. 여기서, 제1 및 제2 전극(142, 144)은 서로 평행하게 형성된 부분을 포함할 수 있는데, 본 실시예에서는 서로 반대되는 극성의 캐리어를 수집하는 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)이 광전 변환부의 일면(일 예로, 후면)에 함께 위치하면서 서로 평행하게 형성될 수 있다. 이와 같이 태양 전지(10)가 후면 전극 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에서 광전 변환부는, 반도체 기판(110)과, 반도체 기판(110)에 또는 반도체 기판(110) 위에 위치하는 도전형 영역(132, 134)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 서로 반대되는 극성의 캐리어에 관여하는 제1 도전형 영역(132)과 제2 도전형 영역(134)이 반도체 기판(110)의 일면(일 예로, 후면) 쪽에 함께 위치할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 제어 패시베이션막(120)을 사이에 두고 반도체 기판(110)과 별개로 위치한 것을 예시하였다.
일 예로, 반도체 기판(110)은 제2 도전형 도펀트를 포함하는 결정질 반도체(예를 들어, 단결정 또는 다결정 반도체, 일 예로, 단결정 또는 다결정 실리콘 웨이퍼, 특히 단결정 실리콘 웨이퍼)로 구성된 베이스 영역(112)을 포함할 수 있다. 이와 같이 결정성이 높아 결함이 적은 베이스 영역(112) 또는 반도체 기판(110)을 기반으로 한 태양 전지(10)은 전기적 특성이 우수하다. 반도체 기판(110)의 전면에는 베이스 영역(112)과 동일한 도전형을 가지며 베이스 영역(112)보다 높은 도핑 농도를 가지는 전면 전계 영역(114)이 위치할 수 있다. 그리고 반도체 기판(110)의 전면에는 반사를 방지하기 위한 반사 방지 구조(일 예로, 반도체 기판(110)의 (111)면으로 구성된 피라미드 형상의 텍스쳐링 구조)를 구비할 수 있고, 반도체 기판(110)의 후면은 경면 연마된 면으로 구성되어 전면보다 표면 거칠기가 작을 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
제어 패시베이션막(120)은 산화막, 실리콘을 포함하는 유전막 또는 절연막, 질화 산화막, 탄화 산화막 등으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제어 패시베이션막(120)이 실리콘 산화막일 수 있다.
제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)은 비정질 반도체, 미세 결정 반도체, 또는 다결정 반도체(일 예로, 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘, 또는 다결정 실리콘) 등에 제1 또는 제2 도전형 도펀트가 도핑되어 형성될 수 있다. 특히, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 다결정 반도체를 가지면 높은 캐리어 이동도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 또는 제2 도전형 도펀트가 p형일 경우에는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있다. 제1 또는 제2 도전형 도펀트가 n형일 경우에는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 도전형 도펀트 중 하나가 보론(B)이고 다른 하나가 인(P)일 수 있다.
이때, 제1 도전형 영역(132)의 면적(일 예로, 폭)이 제2 도전형 영역(134)의 면적(일 예로, 폭)보다 클 수 있다. 이에 의하면 에미터 영역으로 기능하는 제1 도전형 영역(132)이 후면 전계 영역으로 기능하는 제2 도전형 영역(134)보다 넓은 면적을 가져 광전 변환에 유리할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 동일한 평면에 위치한 반도체층(130)에 함께 위치하며, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134) 사이에 도핑되지 않은 진성 반도체로 구성된 배리어 영역(136)이 구비될 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제어 패시베이션막(120)을 구비하지 않을 수 있다. 또는, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134) 중 적어도 하나가 반도체 기판(110)의 일부에 도펀트가 도핑되어 형성되어 반도체 기판(110)의 일부를 구성하는 도핑 영역으로 구성될 수도 있다. 그리고 배리어 영역(136)을 구비하지 않거나, 배리어 영역(136)이 반도체 물질 이외의 다른 물질을 포함할 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
그리고 반도체 기판(110)의 전면 위(좀더 정확하게는, 반도체 기판(110)의 전면에 형성된 전면 전계 영역(114) 위)에 전면 패시베이션막(124) 및/또는 반사 방지막(126)이 전체적으로 위치할 수 있다. 후면 패시베이션막(140)이 컨택홀(140a)을 제외하고 반도체층(130)의 후면 위에 전체적으로 위치할 수 있다. 일례로, 전면 패시베이션막(124), 반사 방지막(126) 또는 후면 패시베이션막(140)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 알루미늄 산화막, 실리콘 탄화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다.
그리고 제1 전극(142)이 컨택홀(140a)을 통하여 제1 도전형 영역(132)에 전기적으로 연결(일 예로, 접촉)되고, 제2 전극(144)이 컨택홀(140a)을 통하여 제2 도전형 영역(134)에 전기적으로 연결(일 예로, 접촉)될 수 있다. 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)은 전도성 물질(일 예로, 금속)으로 구성될 수 있다.
이러한 태양 전지(10)에는 배선재(22)를 포함하는 배선부(20)가 전기적으로 연결되어 다른 태양 전지(10) 또는 외부 회로와 전기적 연결이 가능하도록 한다. 이때, 전극(142)과 배선부(20)의 전기적인 연결 또는 절연을 위하여 이들 사이에 연결 부재(32) 및 절연 부재(34)가 구비되는데, 본 실시예에서는 고정 부재(36)가 위치한 고정부(FA)에서 절연 부재(34)가 특정한 형상 또는 배치를 가진다. 이를 도 4 내지 도 7을 함께 참조하여 이하에서 좀더 상세하게 설명한다.
도 4는 도 1에 도시한 태양 전지 패널(100)에 포함된 두 개의 태양 전지(10), 절연 부재(34) 및 연결 부재(32), 배선부(20) 및 고정 부재(36)를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다. 도 5는 도 4에서 하나의 태양 전지(10)에서 전극(142, 144), 이에 형성된 절연 부재(34) 및 연결 부재(32)만을 도시한 후면 평면도이다. 도 6은 도 4의 VI-VI 선에 따른 태양 전지(10), 절연 부재(34) 및 연결 부재(32), 배선부(20) 및 고정 부재(36)를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7은 도 4의 VII-VII 선에 따른 태양 전지(10), 절연 부재(34) 및 연결 부재(32), 배선부(20) 및 고정 부재(36)를 개략적으로 도시한 단면도이다. 명확하고 간략한 도시를 위하여 도 6 및 도 7에서는 태양 전지(10)와 관련하여 반도체 기판(110)과 제1 및 제2 전극(142, 144)만 도시하였다. 명확한 구별을 위하여 이하에서는 서로 인접한 두 개의 태양 전지(10)를 제1 태양 전지(10a) 및 제2 태양 전지(10b)라 칭한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 제1 태양 전지(10a)의 제1 전극(142)과 제2 태양 전지(10b)의 제2 전극(144)은 복수 개의 배선재(22) 및 연결 배선(24)에 의하여 연결될 수 있다.
본 실시예에서 전극(142, 144)은 제1 방향(도면의 y축 방향)으로 연장되는 복수의 전극(142, 144)을 포함한다. 좀더 구체적으로, 전극(142, 144)은 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)을 포함하며, 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)이 각기 복수로 구비되어 제1 방향과 교차하는 제2 방향(도면의 x축 방향)에서 제1 전극(142)과 제2 전극(144)이 서로 교번하여 위치할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 전극(142, 144)은 다양한 물질을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 금속을 포함할 수 있으며, 일 예로, 복수의 금속층을 포함할 수 있다.
이때, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)은 각기 제1 전극(142) 및 제2 전극(144)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 제1 도전형 영역(132)이 복수의 제1 전극(142)에 대응하도록 제1 방향으로 길게 이어지는 복수의 부분을 구비할 수 있다. 그리고 제2 도전형 영역(134)이 복수의 제2 전극(144)에 대응하도록 제1 방향으로 길게 이어지는 복수의 부분을 구비할 수 있다. 다만, 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 제1 및 제2 전극(142, 144)보다 큰 폭을 가질 수 있다. 그리고 제1 도전형 영역(132)과 제2 도전형 영역(134) 사이에는 배리어 영역(136)이 위치할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 및 제2 도전형 영역(132, 134)이 제1 및 제2 전극(142, 144)과 다른 형상을 가질 수도 있다.
그리고 배선재(22)는, 제2 방향으로 연장되며 제1 전극(142)에 전기적으로 연결되는 제1 배선(22a) 및 제2 방향으로 연장되며 제2 전극(144)에 전기적으로 연결되는 제2 배선(22b)를 포함할 수 있다. 제1 배선(22a)이 복수로 구비되고 제2 배선(22b)이 복수로 구비되며, 제1 방향에서 제1 배선(22a)과 제2 배선(22b)이 서로 교번하여 위치할 수 있다. 그러면, 복수의 제1 및 제2 배선(22a, 22b)이 균일한 간격을 가지면서 제1 및 제2 전극(142, 144)에 연결되어 캐리어를 효과적으로 전달할 수 있다.
이때, 제1 배선(22a)은 각 태양 전지(10)에 구비된 제1 전극(142)에 연결 부재(32)를 통하여 전기적으로 연결되고, 제2 배선(22b)은 각 태양 전지(10)에 구비된 제2 전극(144)에 연결 부재(32)를 통하여 전기적으로 연결된다. 그리고 절연 부재(34)에 의하여 제1 배선(22a)과 제2 전극(144), 그리고 제2 배선(22b)과 제1 전극(142)이 서로 절연될 수 있다.
좀더 구체적으로, 제1 배선(22a)과 제1 전극(142)의 일부가 중첩되고, 이와 같이 중첩된 부분에서 제1 배선(22a)과 제1 전극(142) 사이에 도전성을 가지는 연결 부재(32)가 위치하여 제1 배선(22a)과 제1 전극(142)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 배선(22b)과 제2 전극(144)의 일부가 중첩되고, 이와 같이 중첩된 부분에서 제2 배선(22b)과 제2 전극(144) 사이에 도전성을 가지는 연결 부재(32)가 위치하여 제2 배선(22b)과 제2 전극(144)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 부재(32)은 다양한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결 부재(32)는 제1 및 제2 전극(142, 144) 및/또는 배선재(22)에 포함되는 물질을 포함하는 물질 또는 이들의 혼합 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 연결 부재(32)는 배선재(22)를 제1 또는 제2 전극(142, 144) 위에 놓고 열을 가하는 공정 등에 의하여 제1 및 제2 전극(142, 144) 및/또는 배선재(22)의 물질을 포함할 수 있다. 또는, 연결 부재(32)가 주석(Sn) 또는 이를 포함하는 합금을 포함하는 솔더 페이스트층, 주석 또는 이를 포함하는 합금이 에폭시 수지 내에 포함되는 에폭시 솔더 페이스트층 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 연결 부재(32)가 녹는점이 서로 다른 솔더를 포함하는 제1 접착층(32a)과 제2 접착층(32b)을 함께 포함할 수 있다. 이때, 전극(142, 144) 위에 이에 인접하여 위치하는 제1 접착층(32a)의 녹는점이, 제1 접착층(32a) 위에 위치하는 제2 접착층(32b)의 녹는점이 더 낮을 수 있다. 일 예로, 제1 접착층(32a)의 녹는점이 라미네이션 공정의 온도와 같거나 그보다 크고, 제2 접착층(32b)의 녹는점이 라미네이션 공정의 온도와 같거나 그보다 작을 수 있다. 그러면, 제2 접착층(32b)이 라미네이션 공정 중에 녹아서 점성을 가지는 것에 의하여 배선부(20)와 우수한 부착성을 가지는 반면, 제1 접착층(32b)에 의하여 연결 부재(32)가 라미네이션 공정에 원하지 않게 다른 부분으로 흐르는 것을 저감할 수 있다. 이에 의하여 원하지 않는 단락을 방지하여 태양 전지 패널(100)의 불량을 줄일 수 있다.
여기서, 제1 접착층(32a)이 Sn, SnAgCu, SnPb, SnBiCuCo, SnBiAg, SnPbAg 또는 SnAg 중 적어도 하나의 금속 재질을 포함하는 솔더 페이스트 또는 에폭시 솔더 페이스트일 수 있고, 제2 접착층(32b)이 SnBi 또는 SnIn 중 적어도 하나의 금속 재질을 포함하는 솔더 페이스트 또는 에폭시 솔더 페이스트일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 및 제2 접착층(32a, 32b)이 이와 다른 물질을 포함할 수 있다.
절연 부재(34)는 전기적으로 서로 연결되지 않아야 할 전극(142, 144)과 배선재(22a, 22b) 사이에 위치하여 이들을 서로 절연시킬 수 있다. 좀더 구체적으로, 절연 부재(34)가 적어도 전기적으로 서로 연결되지 않아야 할 제1 배선(22a)과 제2 전극(144)이 서로 중첩되는 부분에서 이들 사이에 위치하여 이들을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 이와 유사하게, 절연 부재(34)가 적어도 전기적으로 서로 연결되지 않아야 할 제2 배선(22b)과 제1 전극(142)이 서로 중첩되는 이들 사이에 위치하여 이들을 전기적으로 절연시킬 수 있다.
절연 부재(34)는 다양한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연 부재(34)는 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 절연 부재(34)은 고정 부재(36)가 형성된 부분에서 각 연결 부재(32)를 전체적으로 둘러싸는 형상을 가지는 제1 절연 부재(342)를 포함하는데, 고정 부재(36)를 먼저 설명한 후에 절연 부재(34)의 형상을 좀더 상세하게 설명한다.
본 실시예에서는 태양 전지(10) 및 배선부(20) 위에 태양 전지(10) 또는 배선부(20)를 안정적으로 고정하기 위한 고정 부재(36)를 구비할 수 있다.
이때, 고정 부재(36)는 다양한 위치에서 다양한 형상을 가지도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 고정 부재(36)가 태양 전지(10) 내에서 배선부(20)의 위에서 배선부(20)를 태양 전지(10)에 좀더 안정적으로 고정하는 역할을 하는 제1 고정 부재(362)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 고정 부재(362)는 전극(142, 144)과 배선재(22)의 중첩 부분 또는 연결 부분을 덮으면서 형성될 수 있고, 일 예로, 제2 방향(도면의 x축 방향)에서 태양 전지(10)보다 작은 폭을 가지면서 제1 방향(도면의 y축 방향)으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 그러면, 제1 고정 부재(362)의 면적을 줄이면서도 제1 고정 부재(362)가 복수의 배선재(20)에 걸쳐서 형성되므로 배선재(20)의 고정 안정성을 향상할 수 있다. 이때, 제2 방향에 제1 고정 부재(362)가 복수로 구비될 수 있다. 그러면, 복수의 제1 고정 부재(362)에 의하여 각 배선재(20)를 고정할 수 있어 고정 안정성을 좀더 향상할 수 있다.
이러한 제1 고정 부재(362)는 제조 공정 중에 반도체 기판(100) 및 제1 및 제2 전극(142, 144)에 배선부(20)를 가고정하는 역할을 할 수 있다. 좀더 구체적으로, 제1 고정 부재(362)는 연결 부재(32)를 이용하여 배선부(20)를 제1 및 제2 전극(142, 144) 각각에 열처리 공정을 통하여 접속시키는 태빙 공정 전에, 배선부(20)를 태양 전지(10)의 후면에 각각 배치시킨 상태에서, 배선부(20)가 움직이지 않도록 태양 전지(10)의 후면에 임시로 고정시키는 기능을 할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지 패널(100)의 제조 공정을 용이하게 하며 태양 전지 패널(100)의 내구성을 향상하고 불량을 저감할 수 있다.
이때, 고정 부재(36)(또는 제1 고정 부재(362))는 배선부(20)를 고정할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 고정 부재(36)는, 베이스 부재(362a)와, 베이스 부재(362a)의 일면에 위치하며 배선부(20)에 연결되는 부착층(362b)을 포함하는, 절연성 테이프로 구성될 수 있다. 이와 같이 고정 부재(362)가 절연성 테이프로 구성되면 절연성 테이프를 부착하는 단순한 공정에 의하여 고정 부재(362)를 원하는 위치에 고정시킬 수 있다.
베이스 부재(362a)는 고정 부재(36)의 강도를 높이는 역할을 할 수 있다. 일 예로, 베이스 부재(362a)를 수지를 주성분으로 할 수 있는데, 예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 등을 포함할 수 있다.
그리고 부착층(362b)은 접착 물질 또는 점착 물질을 포함하여 배선재(22)에 접착 또는 점착에 의하여 고정될 수 있다. 여기서, 접착(adhesion)이라 함은 두 개의 층이 물리적으로 완벽하게 부착되어 두 개의 층을 분리할 때 적어도 하나의 층이 손상되는 것을 의미할 수 있고, 점착(cohesion)이라 함은 상온에서 일정한 물리적 힘에 의해 두 개의 층이 서로 손상 없이 서로 부착되거나 분리될 수 있도록 고정된 것을 의미한다. 부착층(362b)이 접착 물질을 포함하면 좀더 우수한 고정 특성을 가질 수 있다. 부착층(362b)이 점착 물질을 포함하면, 고정 부재(36)가 잘못 부착된 경우, 또는 태양 전지(10)의 교체, 수리 시에 쉽게 고정 부재(36)를 분리할 수 있다. 예를 들어, 부착층(362b)은 에폭시(epoxy) 계열, 아크릴(acryl) 계열 또는 실리콘(silicone) 계열의 접착 물질 또는 점착 물질을 포함할 수 있다.
이때, 베이스 부재(362a)의 두께가 부착층(362b)의 두께와 같거나 그보다 클 수 있다. 이에 의하여 고정 부재(36)의 강도를 향상할 수 있다. 예를 들어, 베이스 부재(362a)의 두께가 100um 이하(일 예로, 50um 내지 70um)일 수 있고, 부착층(362b)의 두께가 100um 이하(일 예로, 10um 내지 30um)일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 부재(362a)의 두께 및 부착층(362b)의 두께가 다양한 값을 가질 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 고정 부재(36)(또는 제1 고정 부재(362))가 전술한 태빙 공정에서 녹지 않아, 태빙 공정 이후에도 그 형태를 유지하며 잔존할 수 있다. 즉, 고정 부재(36)(또는 제1 고정 부재(362))가 태빙 공정 또는 다른 열처리 공정에 의하여 녹지 않는 비용융성(non-melting type) 절연성 테이프일 수 있다. 이와 같은 비용융성 절연성 테이프로 구성된 고정 부재(36)는 가격이 싸서 태양 전지 패널(100)의 원가를 절감할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 고정 부재(36)가 태빙 공정 등의 열처리 공정에 의하여 용융되는 용융성(melting type) 절연성 테이프로 구성될 수도 있다.
여기서, 본 실시예에서는 절연 부재(34)는 고정 부재(36)가 위치하는 부분에서 일정한 형상을 가진다. 일 예로, 고정 부재(36)가 위치하는 부분에 위치한 제1 절연 부재(342)는 고정 부재(36)가 위치한 고정부(FA)에서 위치한 연결 부재(32)(이하, 제1 연결 부재(322))를 전체적으로 둘러싸도록 형성된다. 즉, 제1 절연 부재(342)는 적어도 제1 배선(22a)과 제2 전극(144)의 중첩 부분, 그리고 제2 배선(22b)와 제1 전극(142)의 중첩 부분 이외에도 제1 연결 부재(322)를 둘러싸는 부분에 형성되는 부분에 형성된다. 일 예로, 평면으로 볼 때 제1 절연 부재(342)는 제1 연결 부재(322)의 전체 가장자리에 접촉하여 형성되는 부분을 포함할 수 있다. 즉, 평면으로 볼 때 제1 절연 부재(342)가 일종의 폐쇄된 공간(closed space)를 구비하고, 제1 연결 부재(322)가 제1 절연 부재(342)에 의하여 형성된 폐쇄된 공간 내를 채우면서 위치할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지 패널(100)의 신뢰성을 향상할 수 있다.
이를 좀더 상세하게 설명하면, 상술한 바와 같이 고정 부재(36)를 구비하면 제조 공정 단순화, 내구성 향상 등의 다양한 효과를 가질 수 있으나, 태빙 공정, 핫 스팟 시험(hot spot) 등의 열처리 공정 시 고정 부재(36)에 의하여 눌린 부분에서 제1 연결 부재(32)의 적어도 일부가 이웃한 다른 극성의 전극(142, 144)으로 흐를 수 있다. 특히, 연결 부재(32)가 상대적으로 낮은 녹는점을 가지는 제2 접착층(32b)을 구비하는 경우에 제2 접착층(32b)이 녹아서 흘러내릴 수 있다. 그러면, 원하지 않게 서로 이웃한 다른 극성의 전극(142, 144)이 연결 부재(32)에 의하여 원하지 않게 연결될 수 있어 쇼트가 발생할 수 있다. 이러한 문제는 제1 및 제2 전극(142, 144)이 후면에서 함께 위치하여 서로 교번하여 전극(142, 144)이 밀집하여 위치하는 본 실시예의 태양 전지(10)에서 쉽게 일어날 수 있다. 그리고 고정 부재(36)가 비용융성 절연성 테이프로 구성될 경우에 이러한 문제가 더 심하게 발생할 수 있다.
이를 고려하여 본 실시예에서는 고정 부재(36)가 위치한 부분에 위치한 제1 절연 부재(342)가 연결 부재(32)를 둘러싸도록 형성하여, 제1 절연 부재(342)가 연결 부재(32)가 흐르지 않도록 하는 일종의 배리어(barrier)를 구성하게 된다. 이에 의하여 제1 절연 부재(342)가 연결 부재(32)의 적어도 일부가 원하지 않는 곳으로 흘러서 원하지 않는 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
고정 부재(36)가 위치하는 고정부(FA) 내에는 제1 연결 부재(322)가 복수로 구비될 수 있는데, 제1 절연 부재(342)가 고정부(FA) 내에 위치하는 복수의 제1 연결 부재(322) 각각을 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
일 예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 절연 부재(342)가 각 고정 부재(36)가 위치하는 각 고정부(FA)에 대응하여 형성되는 하나의 제1 절연 부재(342)로 구성되어 복수의 제1 연결 부재(322) 전체를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이때, 각 제1 고정 부재(362)의 전체가 각 제1 절연 부분(342a)의 내부에 위치하도록, 제2 방향에서 제1 부분(342a)의 폭이 제1 고정 부재(362)의 폭과 같거나 그보다 크고, 제1 방향에서 제1 부분(342a)의 길이가 제1 고정 부재(362)의 길이와 같거나 그보다 클 수 있다. 그러면, 제1 절연 부재(342)가 제1 연결 부재(322)가 원하지 않게 흐르는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며 제1 연결 부재(342)의 구조를 단순화할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 변형예로, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 절연 부재(342)가, 고정부(FA) 내에 위치한 복수의 제1 연결 부재(322)를 각각 하나씩 둘러싸는 복수의 제1 절연 부재(342)를 포함할 수도 있다. 이때, 간략한 도시 및 명확한 이해를 위하여 도 8에서는 도 4의 확대 부분에 대응하는 부분만을 도시하였다. 도 8의 (a)에서와 같이, 제1 절연 부재(342)가 제1 연결 부재(322)를 둘러싸는 부분(3420)과 연결되지 않아야 할 배선(22a, 22b)와 전극(142, 144) 사이에 위치하는 부분(3422)이 서로 연결되어 일체의 구조를 가질 수도 있다. 또는, 도 8의 (b)에서와 같이, 제1 절연 부재(342)가 제1 연결 부재(322)를 둘러싸는 부분(3420)과 연결되지 않아야 할 배선(22a, 22b)와 전극(142, 144) 사이에 위치하는 부분(3422)을 각기 별개로 구비할 수도 있다.
다른 변형예로, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 절연 부재(342)가, 고정부(FA) 내에 위치한 복수의 제1 연결 부재(322) 중 적어도 두 개의 제1 절연 부재(342)를 둘러싸되, 서로 이격되도록 복수로 구비될 수 있다. 이때, 간략한 도시 및 명확한 이해를 위하여 도 9에서는 도 4의 일부에 대응하는 부분만을 도시하였다. 이와 같은 구조를 가지면 제1 연결 부재(322)가 원하지 않게 흐르는 것을 방지하면서도 제1 절연 부재(342)의 양을 크게 줄일 수 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다. 도 9에서는 제1 절연 부재(342)가 제1 연결 부재(322)를 둘러싸는 부분과 연결되지 않아야 할 배선(22a, 22b)와 전극(142, 144) 사이에 위치하는 부분이 서로 연결되어 일체의 구조를 가지는 것을 예시하였다. 그러나 도 8의 (b)에 도시한 부분과 같이 제1 절연 부재(342)가 제1 연결 부재(322)를 둘러싸는 부분과 이격되어 서로 연결되지 않아야 할 배선(22a, 22b)와 전극(142, 144) 사이에 위치하는 부분을 각기 별개로 구비할 수도 있다.
다시 도 1 내지 도 7을 참조하면, 연결 부재(32)를 둘러싸는 형상의 제1 절연 부재(342)는 태양 전지(10)의 전체에 걸쳐서 형성되지 않고 고정 부재(36)가 형성되는 부분을 포함하는 태양 전지(10)의 일부에만 부분적으로 형성될 수 있다. 이에 의하여 제1 절연 부재(342) 또는 절연 부재(34)를 태양 전지(10)에 전체적으로 형성할 경우에 비하여 재료 비용을 절감할 수 있다. 예를 들어, 각 태양 전지(10)에서 제1 절연 부재(342)의 총 면적이 태양 전지(10)의 면적의 50% 이하여서 재료 비용을 효과적으로 절감할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 절연 부재(34)는, 고정 부재(36)가 위치하지 않는 비고정부(NFA)에 위치하며 제1 연결 부재(342)와 다른 형상을 가지는 제2 절연 부재(344)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 비고정부(NFA)에 위치한 연결 부재(32)(이하, 제2 연결 부재(324))의 적어도 일부에는 제2 절연 부재(344)가 인접하지 않는 부분이 구비된다. 즉, 평면으로 볼 때 제2 연결 부재(324)의 일부의 가장자리는 제2 절연 부재(344)에 인접 또는 접촉되지 않아 외부로 개방된 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 제2 연결 부재(324)는 제1 배선(22a)과 제2 전극(144)의 중첩 부분 및 제2 배선(22b)과 제1 전극(144)의 중첩 부분에만 위치하고, 제2 절연 부재(344)는 제1 배선(22a)과 제2 전극(144)의 중첩 부분 및 제2 배선(22b)과 제1 전극(142)의 중첩 부분에만 위치하여 제2 연결 부재(342)와 이격될 수 있다. 이에 따라 비고정부(NFA)에 위치한 전극(142, 144)에서는 절연 부재(34) 및 연결 부재(32)가 서로 이격되어 위치할 수 있으며, 절연 부재(34) 및 연결 부재(32)에 의하여 덮이지 않은 부분이 존재할 수 있다.
도면에서는 제1 절연 부재(342)가 고정부(FA)의 내에 위치한 연결 부재(32)만을 둘러싸도록 위치하는 것을 예시하였으나, 비고정부(NFA) 내에 위치한 연결 부재(32) 중 일부를 둘러싸도록 위치할 수도 있다.
본 실시예에서는 제1 절연 부재(342)가 복수의 제1 고정 부재(362)가 형성된 부분에 형성되어 복수의 제1 고정 부재(362)에 일대일 대응하는 복수의 제1 절연 부분(342a)으로 구성된 것을 예시하였다. 이에 따라 제1 절연 부분(342a)이 제1 방향으로 길게 이어지면서 제2 방향에서 서로 이격되어 복수로 배치될 수 있다. 이에 의하여 복수의 제1 고정 부재(362)에 의하여 고정 안정성을 향상하면서 이에 의하여 발생할 수 있는 문제를 제1 절연 부분(342a)에 의하여 효과적으로 방지할 수 있다.
상술한 형상의 절연 부재(34)는 형성하는 공정의 조건 등을 일부 변경하는 것에 의하여 쉽게 제조될 수 있다. 일 예로, 절연 부재(34)를 인쇄 등을 형성하는 경우에는 절연 부재(34)를 형성하는 공정에서 사용하는 마스크 또는 마스크층의 형상을 변경하는 것에 의하여 쉽게 상술한 형상의 절연 부재(34)를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고정 부재(36)가 위치하는 고정부(FA)에 위치하는 제1 절연 부재(342)가 연결 부재(32)를 둘러싸면서 형성되어 열처리 공정 중에 연결 부재(32)가 원하지 않게 다른 전극(142, 144) 등으로 흘러내리는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지 패널(100)의 내구성 및 장기 신뢰성을 향상할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널을 상세하게 설명한다. 상술한 설명과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다. 그리고 상술한 실시예 또는 이를 변형한 예와 아래의 실시예 또는 이를 변형한 예들을 서로 결합한 것 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도시한 태양 전지 패널에 포함되는 두 개의 태양 전지 스트링에 각기 포함된 두 개의 태양 전지, 배선부, 절연 부재 및 연결 부재, 고정 부재를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다. 도 11은 도 10에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지와 이에 위치한 고정 부재 및 제1 절연 부재의 위치를 간략하게 도시한 후면 평면도이다. 간략한 도시 및 명확한 이해를 위하여 도 11에서는 고정 부재(36) 및 제1 절연 부재(342)의 위치만을 도시하였다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에서 고정 부재(36)는 복수의 태양 전지(10) 중 적어도 두 개의 태양 전지(10)에 걸쳐서 형성되어 이들 두 개의 태양 전지(10)를 고정하는 제2 고정 부재(364)를 더 포함한다. 이러한 제2 고정 부재(364)는 제1 방향(도면의 y축 방향)을 따라 제1 방향에서 인접한 두 개의 태양 전지(10)(즉, 두 개의 태양 전지 스트링에 포함된 두 개의 태양 전지(10))에 걸쳐서 위치하여, 두 개의 태양 전지 스트링의 위치 및 간격을 유지하는 역할을 할 수 있다. 이러한 제2 고정 부재(364)는 복수의 제1 고정 부재(362) 중 적어도 두 개 사이에서 제1 고정 부재(362)와 이격하여 제1 방향으로 연장될 수 있다. 이와 같이 제1 고정 부재(362)와 제2 고정 부재(364)가 서로 중첩되는 것을 방지하여 이들이 중첩되어 발생할 수 있는 문제를 방지할 수 있다.
이때, 제1 절연 부재(342)는 적어도 제2 고정 부재(364)가 위치한 부분에 형성되는 제2 절연 부분(342b)를 포함할 수 있다. 제2 절연 부분(342b)에서의 제1 절연 부재(342)의 형상 또는 배치는 도 4, 도 8 및 도 9을 참조하여 설명한 제1 절연 부재(342)의 형상 또는 배치 중 적어도 하나가 그대로 적용될 수 있다. 이러한 제2 절연 부분(342b)에서의 제1 절연 부재(342)의 형상 또는 배치는 제1 절연 부분(342a)에서의 제1 절연 부재(342)의 형상 또는 배치와 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
본 실시예에서는 제2 절연 부분(342b)이 제2 고정 부재(364)가 형성된 부분에 대응하여 부분적으로 형성될 수 있다. 이에 의하여 제2 절연 부분(342b) 또는 제1 절연 부재(342)의 면적을 최소화하여 재료 비용을 절감할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 변형예로, 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 절연 부분(342b)이 제2 고정 부재(364)가 부착될 수 있는 가장자리를 따라 제2 방향으로 연장되어 복수의 제1 절연 부분(342a)을 연결할 수도 있다. 제2 고정 부재(364)는 각 태양 전지(10)에서 정해진 위치에 부착되지 않고 태빙 공정 전에 태양 전지 스트링들의 고정을 위하여 필요한 부분에 선택적으로 부착되므로, 제2 고정 부재(364)의 위치를 미리 알기 어려운 경우가 있다. 이를 고려하여 제2 고정 부재(364)가 부착될 수 있는 부분을 따라 전체적으로 제2 절연 부분(342b) 또는 제1 절연 부재(342)를 형성하여 설계 자유도를 향상할 수 있다.
또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 고정 부재(362) 및 제1 절연 부분(342a)를 구비하지 않고 제2 고정 부재(364) 및 제2 절연 부분(342b)만을 구비할 수도 있다. 도 13에서는 제1 고정 부재(362)가 구비되지 않은 것을 도시하였는데, 제1 고정 부재(362)가 구비된 경우에도 제2 절연 부분(342b)만을 구비할 수도 있다. 이는 제1 고정 부재(362)를 용융성 절연성 테이프로 사용하고 제2 고정 부재(362)를 비용융성 절연성 테이프로 사용한 경우 등에 적용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제2 절연 부분(342b)이 제1 방향에서의 양 가장자리에서 제2 방향을 따라 길게 연장된 형상을 가지는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제2 절연 부분(342b)이 도 11과 같이 일부 부분에만 국부적으로 위치할 수도 있고, 제1 방향에서의 일측 가장자리에만 형성될 수도 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
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
10: 태양 전지
20: 배선부
22: 배선재
24: 연결 배선
32: 연결 부재
322: 제1 연결 부재
324: 제2 연결 부재
34: 절연 부재
342: 제1 절연 부재
342a: 제1 절연 부분
342b: 제2 절연 부분
344: 제2 절연 부재
36: 고정 부재
362: 제1 고정 부재
364: 제2 고정 부재

Claims (20)

  1. 전극을 가지는 태양 전지;
    상기 태양 전지의 상기 전극에 전기적으로 연결되는 배선재;
    상기 전극과 상기 배선재 사이에 위치하여 상기 전극과 상기 배선재를 전기적으로 연결하는 연결 부재;
    상기 전극과 상기 배선재 사이에 위치하여 상기 전극과 상기 배선재를 절연시키는 절연 부재; 및
    싱기 태양 전지 및 상기 배선재 위에 위치하며 상기 태양 전지 또는 상기 배선재를 고정하는 고정 부재
    를 포함하고,
    상기 절연 부재는, 적어도 상기 고정 부재가 위치한 고정부에 위치한 상기 연결 부재를 전체적으로 둘러싸도록 형성되며 상기 태양 전지의 일부에 부분적으로 위치하는 제1 절연 부재를 포함하는 태양 전지 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연 부재는, 상기 고정 부재가 위치하지 않는 비고정부에 위치하며 상기 제1 절연 부재와 다른 형상을 가지는 제2 절연 부재를 더 포함하는 태양 전지 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 부재가, 상기 고정부에 위치하는 제1 연결 부재와, 상기 고정 부재가 위치하지 않은 비고정부에 위치하는 제2 연결 부재를 포함하고,
    상기 제2 절연 부재는 상기 제2 연결 부재의 적어도 일부와 인접하지 않도록 배치되는 태양 전지 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 절연 부재가 상기 제1 연결 부재의 전체 가장자리에 접촉하여 형성되는 부분을 포함하고,
    상기 제2 절연 부재와 상기 제2 연결 부재가 서로 이격되는 태양 전지 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각 태양 전지에서, 상기 제1 절연 부재의 총 면적이 상기 각 태양 전지의 면적의 50% 이하인 태양 전지 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는 상기 고정부 내에 위치하는 복수의 연결 부재를 포함하고,
    상기 고정부 내에 위치한 상기 복수의 연결 부재는 상기 제1 절연 부재에 의하여 전체적으로 둘러싸이는 태양 전지 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 절연 부재가, 상기 고정부 내에 위치한 상기 복수의 연결 부재를 각각 하나씩 둘러싸거나 상기 복수의 연결 부재 중 적어도 두 개를 함께 둘러싸는 태양 전지 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 절연 부재가 상기 고정부 내에 위치한 상기 복수의 연결 부재 전체를 둘러싸도록 연결된 하나의 제1 절연 부재로 구성되고,
    상기 제1 절연 부재의 폭이 상기 고정 부재의 폭과 같거나 그보다 크고,
    상기 제1 절연 부재의 길이가 상기 고정 부재의 길이와 같거나 그보다 큰 태양 전지 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 태양 전지 내에서 상기 배선재를 상기 태양 전지에 고정하는 제1 고정 부재를 포함하고,
    상기 제1 절연 부재가 상기 제1 고정 부재에 대응하는 제1 절연 부분을 포함하는 태양 전지 패널.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전극이 제1 방향으로 연장되는 복수의 전극을 포함하고,
    상기 배선재가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 배선재를 포함하고,
    상기 제1 고정 부재가 상기 복수의 배선재에 걸쳐서 상기 제1 방향으로 길게 형성되며 상기 제2 방향에서 복수로 구비되고,
    상기 제1 절연 부분이 상기 복수의 제1 고정 부재에 각기 대응하는 복수의 제1 절연 부분을 포함하는 태양 전지 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지가 복수의 태양 전지를 포함하고,
    상기 고정 부재는, 상기 복수의 태양 전지 중 적어도 두 개의 태양 전지에 걸쳐서 형성되어 상기 두 개의 태양 전지를 고정하는 제2 고정 부재를 더 포함하고,
    상기 제1 절연 부재는 적어도 상기 제2 고정 부재가 위치한 부분에 형성되는 제2 절연 부분을 포함하는 태양 전지 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전극이 제1 방향으로 연장되는 복수의 전극을 포함하고,
    상기 배선재가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고,
    상기 제2 고정 부재가 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 방향에서 서로 인접한 상기 두 개의 태양 전지에 걸쳐서 형성되는 태양 전지 패널.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 태양 전지 내에서 상기 배선재를 상기 태양 전지에 고정하는 제1 고정 부재를 포함하고,
    상기 제1 고정 부재가 상기 복수의 배선재에 걸쳐서 상기 제1 방향으로 길게 형성되며 상기 제2 방향에서 복수로 구비되고,
    상기 제2 고정 부재가 상기 복수의 제1 고정 부재 중 적어도 두 개 사이에서 상기 제1 방향으로 연장되는 태양 전지 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 고정 부재와 상기 제2 고정 부재가 서로 이격되어 위치하는 태양 전지 패널.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 절연 부재가 상기 복수의 제1 고정 부재에 각기 대응하는 복수의 제1 절연 부분을 더 포함하고,
    상기 제2 절연 부분이 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 복수의 제1 부분을 연결하는 태양 전지 패널.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 고정 부재가 제1 방향으로 길게 형성되며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 복수로 구비되고,
    상기 제2 절연 부분이 상기 제1 절연 부분과 이격하여 형성되는 태양 전지 패널.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 절연 부재가 상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제2 절연 부분만을 포함하는 태양 전지 패널.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재가 제1 접착층 및 상기 제1 접착층보다 낮은 용융 온도를 가지는 제2 접착층을 포함하는 태양 전지 패널.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 고정 부재가 절연성 테이프인 태양 전지 패널.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 고정 부재가 비용융성(non-melting type) 절연성 테이프인 태양 전지 패널.
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