KR20190111397A - 태양 전지 패널 - Google Patents
태양 전지 패널 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190111397A KR20190111397A KR1020180033458A KR20180033458A KR20190111397A KR 20190111397 A KR20190111397 A KR 20190111397A KR 1020180033458 A KR1020180033458 A KR 1020180033458A KR 20180033458 A KR20180033458 A KR 20180033458A KR 20190111397 A KR20190111397 A KR 20190111397A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- semiconductor substrate
- wiring member
- layer
- disposed
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 76
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 137
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 23
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 20
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 9
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011370 conductive nanoparticle Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 2
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004012 SiCx Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 1
- 229910008433 SnCU Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007116 SnPb Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUGMVQZJYQVQJS-UHFFFAOYSA-N [B+3].[O-2].[Zn+2] Chemical compound [B+3].[O-2].[Zn+2] JUGMVQZJYQVQJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJNDGEMSSGQZAN-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[In+3].[Cs+] Chemical compound [O--].[O--].[In+3].[Cs+] CJNDGEMSSGQZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYYBDUVEZRFROU-UHFFFAOYSA-N [W].[In] Chemical compound [W].[In] LYYBDUVEZRFROU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- -1 indium Chemical class 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATFCOADKYSRZES-UHFFFAOYSA-N indium;oxotungsten Chemical compound [In].[W]=O ATFCOADKYSRZES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
- H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지를 포함하는 복수의 태양 전지를 포함하고, 상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 제1 면 상에 배치된 제1 도전형 영역; 상기 반도체 기판의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면 상에 배치된 제2 도전형 영역; 상기 제1 도전형 영역 상에 배치된 제1 투명 전극층; 및 상기 제2 도전형 영역 상에 배치된 제2 투명 전극층을 포함하고, 상기 제1 투명 전극층 상에 일정한 피치로 이격되어 일 방향으로 연장되는 복수 개의 배선재를 포함하고, 상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은, 상기 반도체 기판 상에서 상기 복수 개의 배선재들과 교차되는 금속 전극을 미포함한다.
Description
본 발명은 태양 전지 패널에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 전기적으로 연결된 복수의 태양 전지를 포함하는 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 전지에서는 다양한 층 및 전극을 설계에 따라 형성하는 것에 의하여 제조될 수 있다. 그런데 이러한 다양한 층 및 전극의 설계에 따라 태양 전지 효율이 결정될 수 있다. 태양 전지의 상용화를 위해서는 태양 전지의 효율을 최대화하고 제조 비용을 최소화하는 것이 요구된다.
추가로, KR 2010-0022394를 참고하면, 복수의 태양 전지 패널들이 리본에 의해 연결되어 있는 구조를 개시하고 있다.
본 발명은 출력을 향상할 수 있는 태양 전지 패널을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널은, 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지를 포함하는 복수의 태양 전지를 포함하고, 상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 제1 면면 상에 배치된 제1 도전형 영역; 상기 반도체 기판의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면 상에 배치된 제2 도전형 영역; 상기 제1 도전형 영역 상에 배치된 제1 투명 전극층; 및 상기 제2 도전형 영역 상에 배치된 제2 투명 전극층을 포함하고, 상기 제1 투명 전극층 상에 일정한 피치로 이격되어 일 방향으로 연장되는 복수 개의 배선재를 포함하고, 상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은, 상기 반도체 기판 상에서 상기 복수 개의 배선재들과 교차되는 금속 전극을 미포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 얇은 폭을 가지는 배선재를 많은 개수로 포함하여 광학적 전기적 손실을 감소시켜 태양 전지 패널의 출력을 향상할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 핑거 전극을 포함하지 않으므로, 태양 전지 패널의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 태양 전지 패널에 포함되며 배선재에 의하여 연결되는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 선에 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지와 이에 형성된 배선재를 도시한 부분 단면도이다.
도 6은 도 1의 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 1의 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지와 이에 연결된 배선재를 도시한 평면도이다.
도 8은 종래 기술에 따른 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지를 도시한 평면도이다.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 12은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 태양 전지 패널에 포함되며 배선재에 의하여 연결되는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 선에 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지와 이에 형성된 배선재를 도시한 부분 단면도이다.
도 6은 도 1의 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 1의 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지와 이에 연결된 배선재를 도시한 평면도이다.
도 8은 종래 기술에 따른 태양 전지 패널에 포함된 태양 전지를 도시한 평면도이다.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 12은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는 바, 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 실시예에 따른 태양 전지 패널을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와, 복수의 태양 전지(150)를 전기적으로 연결하는 배선재(142)를 포함한다. 그리고 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와 이를 연결하는 배선재(142)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(130)와, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 전면에 위치하는 전면 기판(110)과, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 후면 기판(120)을 포함한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
본 실시예에서 복수 개의 태양 전지(150)는 배선재(142)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 배선재(142) 및 태양 전지(150)에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.
그리고 버스 리본(145)은 배선재(142)에 의하여 연결되어 하나의 열(列)을 형성하는 태양 전지(150)(즉, 태양 전지 스트링)의 배선재(142)의 양끝단을 교대로 연결한다. 버스 리본(145)은 태양 전지 스트링의 단부에서 이와 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 버스 리본(145)은, 서로 인접하는 태양 전지 스트링들을 연결하거나, 태양 전지 스트링 또는 태양 전지 스트링들을 전류의 역류를 방지하는 정션 박스(미도시)에 연결할 수 있다. 버스 리본(145)의 물질, 형상, 연결 구조 등은 다양하게 변형될 수 있고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
밀봉재(130)는, 배선재(142)에 의하여 연결된 태양 전지(150)의 전면에 위치하는 제1 밀봉재(131)와, 태양 전지(150)의 후면에 위치하는 제2 밀봉재(132)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 수분과 산소의 유입되는 것을 방지하며 태양 전지 패널(100)의 각 요소들을 화학적으로 결합한다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)는 투광성 및 접착성을 가지는 절연 물질로 구성될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)를 이용한 라미네이션 공정 등에 의하여 후면 기판(120), 제2 밀봉재(132), 태양 전지(150), 제1 밀봉재(131), 전면 기판(110)이 일체화되어 태양 전지 패널(100)을 구성할 수 있다.
전면 기판(110)은 제1 밀봉재(131) 상에 위치하여 태양 전지 패널(100)의 전면을 구성하고, 후면 기판(120)은 제2 밀봉재(132) 상에 위치하여 태양 전지(150)의 후면을 구성한다. 전면 기판(110) 및 후면 기판(120)은 각기 외부의 충격, 습기, 자외선 등으로부터 태양 전지(150)를 보호할 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 그리고 전면 기판(110)은 광이 투과할 수 있는 투광성 물질로 구성되고, 후면 기판(120)은 투광성 물질, 비투광성 물질, 또는 반사 물질 등으로 구성되는 시트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전면 기판(110) 또는 후면 기판(120)이 다양한 형태(예를 들어, 기판, 필름, 시트 등) 또는 물질을 가질 수 있다.
도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지 및 배선재를 좀더 상세하게 설명한다.
도 3은 도 1에 도시한 태양 전지 패널(100)에 포함되며 배선재(142)에 의하여 연결되는 제1 태양 전지(151)와 제2 태양 전지(152)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV 선에 따라 잘라서 본 단면도이다. 도 5는 도 1에 도시한 태양 전지 패널(100)에 포함되는 태양 전지(150)와 이에 형성된 배선재(142)를 도시한 부분 단면도이다. 간략하고 명확한 도시를 위하여 도 3 및 도 4에서는 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)에 대해서는 반도체 기판(160)과 제1 및 제2 투명 전극층(420, 440), 제1 및 제2 전극 라인(423, 443)을 위주로 개략적으로만 도시하였다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 복수 개의 태양 전지(150) 중에서 서로 이웃한 두 개의 태양 전지(150)(일 예로, 제1 태양 전지(151)와 제2 태양 전지(152))가 배선재(142)에 의하여 연결될 수 있다. 이때, 배선재(142)는, 제1 태양 전지(151)의 전면에 위치한 제1 전극 라인(423)과 제1 태양 전지(151)의 일측(도면의 좌측 하부)에 위치하는 제2 태양 전지(152)의 후면에 위치한 제2 전극 라인(443)을 연결한다. 그리고 다른 배선재(1420a)가 제1 태양 전지(151)의 후면에 위치한 제2 전극 라인(443)과 제1 태양 전지(151)의 다른 일측(도면의 우측)에 위치할 다른 태양 전지의 전면에 위치한 제1 전극 라인(423)을 연결한다. 그리고 또 다른 배선재(1420b)가 제2 태양 전지(152)의 전면에 위치한 제1 전극 라인(423)과 제2 태양 전지(152)의 일측(도면의 좌측)에 위치할 또 다른 태양 전지의 후면에 위치한 제2 전극 라인(443)을 연결한다. 이에 의하여 복수 개의 태양 전지(150)가 배선재(142, 1420a, 1420b)에 의하여 서로 하나의 열을 이루도록 연결될 수 있다. 이하에서 배선재(142)에 대한 설명은 서로 이웃한 두 개의 태양 전지(150)를 연결하는 모든 배선재(142, 1420a, 1420b)에 각기 적용될 수 있다.
배선재(142)가 제1 태양 전지(151)의 제1 전극 라인(423)이 위치한 영역에서 제1 태양 전지(151)를 가로지른 후에 제2 태양 전지(152)의 제2 전극 라인(443)이 위치한 영역에서 제2 태양 전지(152)를 가로질러 위치할 수 있다. 이와 같이 배선재(142)가 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)보다 작은 폭(W1)으로(일 예로, 전극 라인(도 6의 참조부호 423))에 대응하는 작은 면적으로) 제1 및 제2 태양 전지(151, 152)를 효과적으로 연결할 수 있다.
각 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 볼 때 배선재(142)는 복수 개 구비되어 이웃한 태양 전지(150)의 전기적 연결 특성을 향상할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 배선재(142)가 기존에 사용되던 상대적으로 넓은 폭(예를 들어, 1mm 내지 2mm)을 가지는 리본보다 작은 폭(W1)을 가지면서 길게 이어지는 와이어로 구성되어, 각 태양 전지(150)의 일면 기준으로 기존의 리본의 개수(예를 들어, 2개 내지 5개)보다 많은 개수의 배선재(142)를 사용한다.
일 예로, 배선재(142)는 금속으로 이루어진 코어층(142a)과, 코어층(142a)의 표면에 얇은 두께로 코팅되며 솔더 물질을 포함하여 전극(42, 44)과 솔더링이 가능하도록 하는 솔더층(142b)을 포함할 수 있다. 일 예로, 코어층(142a)은 Ni, Cu, Ag, Al을 주요 물질(일 예로, 50wt% 이상 포함되는 물질, 좀더 구체적으로 90wt% 이상 포함되는 물질)로 포함할 수 있다. 솔더층(142b)은 주석, 납, 은, 비스무스, 인듐 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 구성될 수 있다. 일 예로, 솔더층(142b)이 Pb, Sn, SnIn, SnBi, SnBiPb, SnPb, SnPbAg, SnCuAg, SnCu 등으로 구성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 코어층(142a) 및 솔더층(142b)이 다양한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 배선재(142)는 솔더층(142b)를 포함하지 않고, 금속을 포함하는 코어층(142a)만을 포함할 수도 있다.
한편, 배선재(142)가 인듐을 포함하는 주석 화합물을 포함하는 솔더층(142b)를 포함하는 경우, 제1 제1 전극 라인(423) 없이 제1 투명 전극층(420) 상에 바로 올라 갈 수 있다. 상세한 내용은 후술한다.
이와 같이 기존의 리본보다 작은 폭(W1)을 가지는 와이어를 배선재(142)로 사용하면 재료 비용을 크게 절감할 수 있다. 그리고 배선재(142)가 리본보다 작은 폭(W1)을 가지므로 배선재(142)를 충분한 개수로 구비하여 캐리어의 이동 거리를 최소화함으로써 태양 전지 패널(100)의 출력을 향상할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 배선재(142)를 구성하는 와이어는 라운드진 부분을 포함할 수 있다. 즉, 배선재(142)를 구성하는 와이어가 원형, 타원형, 또는 곡선으로 이루어진 단면 또는 라운드진 단면을 가질 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)가 반사 또는 난반사를 유도할 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)를 구성하는 와이어의 라운드진 면에서 반사된 광이 태양 전지(150)의 전면 또는 후면에 위치한 전면 기판(110) 또는 후면 기판(120) 등에 반사 또는 전반사되어 태양 전지(150)로 재입사되도록 할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지 패널(100)의 출력을 효과적으로 향상할 수 있다. 그리고 이러한 형상의 배선재(142)를 쉽게 제조할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 배선재(142)를 구성하는 와이어가 사각형 등의 다각형의 형상을 가질 수 있으며 그 외의 다양한 형상을 가질 수 있다.
한편, 본 실시예에서 배선재(142)는 폭(또는 직경)(W1)이 100um 내지 300um일 수 있고, 예를 들어, 150 내지 200㎛일 수 있다.
본 명세서에서 배선재(142)의 폭(W1)이라 함은, 배선재(142)의 중심을 지나면서 태양 전지(150)의 두께 방향과 수직한 면에서 배선재(142) 또는 코어층(142a)의 폭 또는 직경을 의미할 수 있다. 참고로, 배선재(142)가 전극 라인(423, 443)에 부착된 이후에는 코어층(142a)의 중심에 위치한 부분에서 솔더층(142b)이 매우 얇은 두께를 가지므로 솔더층(142b)이 배선재(142)의 폭(W1)에 큰 의미를 가지지 않는다.
이러한 폭(W1)을 가지는 와이어 형태의 배선재(142)에 의해서 태양 전지(150)에서 생성한 전류를 외부 회로(예를 들어, 버스 리본 또는 정션 박스의 바이패스 다이오드) 또는 또 다른 태양 전지(150)로 효율적으로 전달할 수 있다. 배선재(142)의 폭(W1)이 100um 미만이면, 배선재(142)의 강도가 충분하지 않을 수 있고, 전극(42, 44)의 연결 면적이 매우 적어 전기적 연결 특성이 좋지 않고 부착력이 낮을 수 있다. 배선재(142)의 폭(W1)이 300um를 초과하면, 배선재(142)의 비용이 증가하고 배선재(142)가 태양 전지(150)의 전면으로 입사되는 광의 입사를 방해하여 광 손실(shading loss)이 증가할 수 있다.
또한, 배선재(142)에서 전극 라인(423, 443)과 이격되는 방향으로 가해지는 힘이 커져 배선재(142)와 전극 라인(423, 443)사이의 부착력이 낮을 수 있고 전극 라인(423, 443) 또는 반도체 기판(160)에 균열 등의 문제를 발생시킬 수 있다. 부착력 등을 좀더 고려하여 배선재(142)의 폭(W1)을 150um 내지 200um로 할 수 있다. 이러한 범위에서 전극 전극 라인(423, 443)과의 부착력을 높이면서 출력을 향상할 수 있다.
본 실시예에서는 배선재(142)가 별도의 층, 필름 등에 삽입되거나 덮여지지 않은 상태로 태양 전지(150)의 전극 라인(423, 443) 위에 솔더층(142b)에 의하여 각기 개별적으로 부착되어 고정될 수 있다. 이에 의하여 배선재(142)를 전극 라인(423, 443)에 부착한 후에 전극 라인(423, 443) 위에 위치한 솔더층(142b)이 특정한 형상을 가지게 되는데, 이에 대해서는 추후에 상세하게 설명한다.
본 실시예에 있어서, 일 방향으로 연장되는 복수의 배선재(142)가 일정 간격으로 배치되고, 배선재(142)의 개수가 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 12 내지 30개(일 예로, 25 내지 30개)일 수 있다. 배선재(142)의 개수가 12개 미만이면, 출력 향상을 크게 기대하기 어려울 수 있다. 그리고 배선재(14)의 개수가 일정 개수를 초과하여도 태양 전지 패널(100)의 출력이 더 이상 증가하기 어려울 수 있고 배선재(142)의 개수가 많아지면 태양 전지(150)에 부담을 줄 수 있다. 이를 고려하여 배선재(142)의 개수가 30개 이하일 수 있다. 이때, 태양 전지 패널(100)의 출력을 좀더 향상하기 위하여 배선재(142)의 개수가 25개 이상일 수 있고, 배선재(142)에 의한 부담을 줄일 수 있도록 배선재(142)가 30개 이하일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 전극 라인(423)은 제1 전극 라인(423)만을 포함하고, 제1 전극 라인(423)와 교차되는 핑거 전극을 별도로 포함하지 않으므로, 배선재(142)의 개수는 종래 기술과 비교하여 상대적으로 많을 수 있다. 보다 상세한 내용은 후술한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지(150)는, 베이스 영역(10)을 포함하는 반도체 기판(160)과, 반도체 기판(160)의 전면 위에 형성되는 제1 패시베이션막(52)과, 반도체 기판(160)의 후면 위에 형성되는 제2 패시베이션막(54)과, 반도체 기판(160)의 전면 쪽에서 제1 패시베이션막(52) 위에 형성되는 제1 도전형 영역(20)과, 반도체 기판(160)의 후면 쪽에서 제2 패시베이션막(54) 위에 형성되는 제2 도전형 영역(30)과, 제1 도전형 영역(20)에 전기적으로 연결되는 제1 투명 전극층(420)과제1 전극 라인(423)과, 제2 도전형 영역(30)에 전기적으로 연결되는 제2 투명 전극층(440)과 제2 전극 라인(443)을 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
반도체 기판(160)은 베이스 도펀트인 제1 또는 제2 도전형 도펀트가 낮은 도핑 농도로 도핑되어 제1 또는 제2 도전형을 가지는 결정질 반도체로 구성될 수 있다. 일 예로, 반도체 기판(160)은 단결정 또는 다결정 반도체(일 예로, 단결정 또는 다결정 실리콘)로 구성될 수 있다. 특히, 반도체 기판(160)은 단결정 반도체(예를 들어, 단결정 반도체 웨이퍼, 좀더 구체적으로는, 단결정 실리콘 웨이퍼)로 구성될 수 있다. 이와 같이 높은 결정성을 가지며 결함이 적은 반도체 기판(160)을 기반으로 하므로 태양 전지(150)가 우수한 전기적 특성을 가질 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 반도체 기판(160)은 추가적인 도핑 등에 의하여 형성되는 도핑 영역을 구비하지 않는 베이스 영역(10)만으로 구성될 수 있다. 이에 의하여 도핑 영역에 의한 반도체 기판(160)의 패시베이션 특성 저하를 방지할 수 있다.
반도체 기판(160)의 전면 및/또는 후면은 반사를 방지할 수 있도록 텍스쳐링(texturing)에 의한 요철을 가질 수 있다. 일 예로, 요철은 특정한 결정면들로 구성될 수 있다. 예를 들어, (111)면인 4개의 외면에 의하여 형성되는 대략적인 피라미드 형상을 가질 수 있다. 반도체 기판(160)의 표면에 텍스쳐링에 의한 요철이 형성되면 반도체 기판(160)으로 입사하는 광의 반사를 방지할 수 있어 광 손실을 효과적으로 감소할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 기판(160)의 표면에 요철이 형성되지 않을 수도 있다.
반도체 기판(160)의 전면 위에는 제1 패시베이션막(52)이 형성(일 예로, 접촉)되고, 반도체 기판(160)의 후면 위에는 제2 패시베이션막(54)이 형성(일 예로, 접촉)된다. 이에 의하여 패시베이션 특성을 향상할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)은 반도체 기판(160)의 전면 및 후면에 각기 전체적으로 형성될 수 있다. 이에 따라 우수한 패시베이션 특성을 가지면서 별도의 패터닝 없이 쉽게 형성될 수 있다. 캐리어가 제1 또는 제2 패시베이션막(52, 54)을 통과하여 제1 또는 제2 도전형 영역(20, 30)에 전달되므로, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)의 각각의 두께는 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 각각의 두께보다 작을 수 있다.
일 예로, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 진성 비정질 반도체(예를 들어, 진성 비정질 실리콘(i-a-Si))층으로 이루어질 수 있다. 그러면, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 반도체 기판(160)과 동일한 반도체 물질을 포함하여 유사한 특성을 가지기 때문에 패시베이션 특성을 좀더 효과적으로 향상할 수 있다. 이에 의하여 패시베이션 특성을 크게 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제1 및/또는 제2 패시베이션막(52, 54)이 진성 비정질 실리콘 탄화물(i-a-SiCx)층 또는 진성 비정질 실리콘 산화물(i-a-SiOx)층을 포함할 수도 있다. 이에 의하면 넓은 에너지 밴드갭에 의한 효과가 향상될 수 있으나, 패시베이션 특성은 진성 비정질 실리콘(i-a-Si)층을 포함하는 경우보다 다소 낮을 수 있다.
제1 패시베이션막(52) 위에는 제1 도전형 도펀트를 포함하거나 제1 도전형을 가지며 반도체 기판(160)보다 높은 도핑 농도를 가지는 제1 도전형 영역(20)이 위치(일 예로, 접촉)할 수 있다. 그리고 제2 패시베이션막(54) 위에는 제1 도전형과 반대되는 제2 도전형을 가지는 제2 도전형 도펀트를 포함하거나 제2 도전형을 가지는 제2 도전형 영역(30)이 위치(일 예로, 접촉)할 수 있다. 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 각기 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30)에 접촉하면, 캐리어 전달 경로를 단축하고 구조를 단순화할 수 있다.
제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30)이 반도체 기판(160)과 별개로 형성되므로, 반도체 기판(160) 위에서 쉽게 형성될 수 있도록 반도체 기판(160)과 다른 물질 및/또는 결정 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 각각은 증착 등의 다양한 방법에 의하여 쉽게 제조될 수 있는 비정질 반도체 등에 제1 또는 제2 도전형 도펀트를 도핑하여 형성될 수 있다. 그러면 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30)이 간단한 공정에 의하여 쉽게 형성될 수 있다.
이때, 반도체 기판(160)이 제1 도전형을 가질 수 있다. 그러면, 제1 도전형 영역(20)이 반도체 기판(160)과 동일한 도전형을 가지면서 높은 도핑 농도를 가지는 전면 전계 영역을 구성하고, 제2 도전형 영역(30)이 반도체 기판(160)과 반대되는 도전형을 가져 에미터 영역을 구성할 수 있다. 제1 또는 제2 도전형 도펀트로 사용되는 p형 도펀트로는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 들 수 있고, n형 도펀트로는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 들 수 있다. 이 외에도 다양한 도펀트가 제1 또는 제2 도전형 도펀트로 사용될 수 있다.
일 예로, 반도체 기판(160) 및 제1 도전형 영역(20)이 n형을 가질 수 있고, 제2 도전형 영역(30)이 p형을 가질 수 있다. 이에 의하면, 반도체 기판(160)이 n형을 가져 캐리어의 수명(life time)이 우수할 수 있다. 일 예로 반도체 기판(160)과 제1 도전형 영역(20)이 n형 도펀트로 인(P)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 영역(30)이 p형 도펀트로 보론(B)을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 도전형이 p형이고 제2 도전형이 n형일 수도 있다.
본 실시예에서 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30)은 각기 비정질 실리콘(a-Si)층, 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx)층, 비정질 실리콘 탄화물(a-SiCx)층, 인듐-갈륨-아연 산화물(indium-gallium-zinc oxide, IGZO)층, 티타늄 산화물(TiOx)층 및 몰리브덴 산화물(MoOx)층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 비정질 실리콘(a-Si)층, 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx)층, 비정질 실리콘 탄화물(a-SiCx)층은 제1 또는 제2 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다.
인듐-갈륨-아연 산화물층, 티타늄 산화물층 및 몰리브덴 산화물층은 도펀트 없이 그 자체로 전자 또는 정공을 선택적으로 수집하여 n형 또는 p형 도전형 영역과 동일한 역할을 수행할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30)이 비정질 실리콘층을 포함할 수 있다. 이에 의하면 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30)이 반도체 기판(160)과 동일한 반도체 물질(즉, 실리콘)을 포함하여 반도체 기판(160)과 유사한 특성을 가질 수 있다. 이에 의하여 캐리어의 이동이 좀더 효과적으로 이루어지고 안정적인 구조를 구현할 수 있다.
제1 도전형 영역(20) 위에는 이에 전기적으로 연결되는 제1 투명 전극층(420)과 제1 전극 라인(423)이 위치(일 예로, 접촉)하고, 제2 도전형 영역(30) 위에는 이에 전기적으로 연결되는 제1 투명 전극층(440)과 제2 전극 라인(443)이 위치(일 예로, 접촉)한다.
제1 전극 라인(423)에는 배선재(142) 또는 솔더층(142b)이 접합될 수 있다.
여기서, 제1 투명 전극층(420)은 제1 도전형 영역(20) 위에서 전체적으로 형성(일 예로, 접촉)될 수 있다. 전체적으로 형성된다고 함은, 빈 공간 또는 빈 영역 없이 제1 도전형 영역(20)의 전체를 덮는 것뿐만 아니라, 불가피하게 일부 부분이 형성되지 않는 경우를 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 투명 전극층(420)이 제1 도전형 영역(20) 위에 전체적으로 형성되면, 캐리어가 제1 투명 전극층(420)을 통하여 쉽게 제1 전극 라인(423)까지 도달할 수 있어, 수평 방향에서의 저항을 줄일 수 있다. 비정질 반도체층 등으로 구성되는 제1 도전형 영역(20)의 결정성이 상대적으로 낮아 캐리어의 이동도(mobility)가 낮을 수 있으므로, 제1 투명 전극층(420)을 구비하여 캐리어가 수평 방향으로 이동할 때의 저항을 저하시키는 것이다.
이와 같이 제1 투명 전극층(420)이 제1 도전형 영역(20) 위에서 전체적으로 형성되므로 광을 투과할 수 있는 물질(투과성 물질)로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 투명 전극층(420)은 인듐-틴 산화물(indium tin oxide, ITO), 알루미늄-아연 산화물(aluminum zinc oxide, AZO), 보론-아연 산화물(boron zinc oxide, BZO), 인듐-텅스텐 산화물(indium tungsten oxide, IWO) 및 인듐-세슘 산화물(indium cesium oxide, ICO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 투명 전극층(420) 그 외의 다양한 물질을 포함할 수 있다.
이때, 본 실시예의 제1 투명 전극층(420)은 상술한 물질을 주요 물질로 하면서 수소를 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 투명 전극층(420)이 수소를 포함하면 전자 또는 정공의 이동도(mobility)가 개선될 수 있으며 투과도가 향상될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 투명 전극층(420, 440) 상에는 전도성 나노 와이어(예를 들어, 실버 나노 와이어(silver nanowire)), 전도성 나노 파티클 또는 탄소 나노 튜브(carbon nano tube)를 포함하는 전도성 나노 입자가 분산될 수 있다. 상기 전도성 나노 입자는 제1 및 제2 투명 전극층(420, 440)의 전면 상에 균일하게 분산될 수 있다. 이를 통해, 제1 및 제2 투명 전극층(420, 440)의 전도성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 제1 투명 전극층(420) 위에 일방향으로 연장되는 형상을 가지는 제1 전극 라인(423)이 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 투명 전극층(420) 위에 위치하며 배선재(142)가 연결되는 제1 전극 라인(423)은 금속과 가교 수지를 포함할 수 있다. 제1 전극 라인(423)은 금속을 포함하여 캐리어 수집 효율, 저항 저감 등의 특성을 향상할 수 있다.
이와 같이 제1 전극 라인(423)은 금속을 포함하여 광의 입사를 방해할 수 있으므로 쉐이딩 손실(shading loss)를 최소화할 수 있도록 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 이에 의하여 제1 전극 라인(423)이 형성되지 않은 부분으로 광이 입사할 수 있도록 한다. 제1 전극 라인(423)의 평면 형상은 도 6을 참조하여 추후에 좀더 상세하게 설명한다.
제2 투명 전극층과 제2 전극 라인(443)은 제2 도전형 영역(30) 위에 위치한다는 점을 제외하고는 제2 투명 전극층(440) 및 제2 전극 라인(443)의 역할, 물질, 형상 등이 제1 투명 전극층(420)과 제1 전극 라인(423)의 역할, 물질, 형상 등과 동일하므로 이에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다.
이때, 본 실시예에서 배선재(142) 또는 솔더층(142b)에 접합되는 전극 라인(423, 443)전극 라인(423, 443)은 솔더층(142b)의 침투를 방지하면서 저온 소성(일 예로, 300℃ 이하의 공정 온도의 소성)에 의하여 소성될 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 전극 라인(423, 443)전극 라인(423, 443)은 일정한 금속 화합물(일 예로, 산소를 포함하는 산화물, 탄소를 포함하는 탄화물, 황을 포함하는 황화물) 등으로 구성되는 유리 프릿(glass frit)을 구비하지 않고, 전도성을 제공하는 금속 입자과 가교 수지를 포함하고, 그 외에 다른 수지(일 예로, 경화제, 첨가제)만을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 전극 라인(423, 443)이 각기 제1 및 제2 투명 전극층(420, 440)에 접촉하여 형성되므로, 절연막 등을 관통하는 파이어 스루(fire-through)가 요구되지 않는다. 이에 전극 라인(423, 443)이 유리 프릿을 제거한 저온 소성 페이스트를 도포(일 예로, 인쇄)한 후에 이를 열처리하여 형성될 수 있다. 이와 같이 저온 소성 페이스트 또는 전극 라인(423, 443)이 유리 프릿을 구비하지 않으면, 전극 라인(423, 443)의 금속이 소결(sintering)되는 것이 아니라 서로 접촉하여 응집(aggregation)되어 단순히 경화(curing)되는 것에 의하여 전도성을 가지게 된다.
상술한 전극 라인(423, 443)의 형상 및 이에 접합되는 배선재(142) 및/또는 솔더층(142b)의 형상을 도 5와 함께 도 6 및 도 7을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 6은 도 1의 태양 전지 패널(100)에 포함된 태양 전지(150)를 도시한 평면도이다. 도 7은 도 1의 태양 전지 패널(100)에 포함된 태양 전지(150)와 이에 연결된 배선재(142)를 도시한 평면도이다. 도 6 및 도 7에서는 반도체 기판(160)과 전극 라인(423, 443)을 위주로 도시하였다. 이하에서는 제1 전극 라인(423)을 위주로 하여 설명하나, 후술하는 설명은 제2 전극 라인(443)에도 그대로 적용될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에서 제1 전극 라인(423)은 도면의 세로 방향으로 연장되어 배선재(142)가 연결 또는 부착될 수 있다. 제1 전극 라인(423)는 배선재(142)에 일대일 대응하여 배치될 수 있으므로 제1 전극 라인(423)의 개수, 피치 등에 대해서는 배선재(142)의 개수, 피치 등에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다. 본 실시예에서 배선재(142)가 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 복수 개(일 예로, 20개 이상) 구비되므로 제1 전극 라인(423)도 이에 대응하도록 복수 개(일 예로, 20개 이상) 구비될 수 있다.
구체적으로, 제1 전극 라인(423)의 개수가 태양 전지(150)의 일면을 기준으로 12 내지 30개(일 예로, 25개 내지 30개)일 수 있다. 제1 전극 라인(423)의 개수가 12개 미만이면, 출력 향상을 크게 기대하기 어려울 수 있다. 그리고 제1 전극 라인(423)의 개수가 일정 개수를 초과하여도 태양 전지 패널(100)의 출력이 더 이상 증가하기 어려울 수 있고 제1 전극 라인(423)의 개수가 많아지면 태양 전지(150)에 부담을 줄 수 있다. 이를 고려하여 제1 전극 라인(423)의 개수가 30개 이하일 수 있다. 이때, 태양 전지 패널(100)의 출력을 좀더 향상하기 위하여 제1 전극 라인(423)의 개수가 25개 이상일 수 있고, 제1 전극 라인(423)에 의한 부담을 줄일 수 있도록 제1 전극 라인(423)가 30개 이하일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 전극 라인(423)은 제1 전극 라인(423)과 교차되는 별도의 전극, 예를 들어 핑거 전극 등을 포함하지 않는다. 즉, 본 실시예에 따른 태양 전지는 일방향으로 연장하는 제1 전극 라인(423)만을 이용하여, 반도체 기판(160)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 태양 전지는 반도체 기판(160) 상에서, 복수 개의 제1 전극 라인(423)은 인접한 제1 전극 라인(423)과 제1 투명 전극층(420)만을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 제1 전극 라인(423)의 피치(PA)는 이전의 태양 전지와 비교하여 상대적으로 좁을 수 있다. 제1 전극 라인(423)의 피치(PA)는 3 내지 11mm일 수 있다. 제1 전극 라인(423)의 피치(PA)가 3mm 미만인 경우에는 태양 전지(150)에 부담을 줄 수 있고, 제1 전극 라인(423)의 피치(PA)가 11mm 초과인 경우에는 태양 전지 패널(100)의 출력이 더 이상 증가하기 어려울 수 있다. 다만, 제1 전극 라인(423)의 피치(PA)는 이에 제한되는 것이 아니며, 태양 전지(150)의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 제1 전극 라인(423)의 피치(PA)는 태양 전지(150)의 직경(IA)의 2 내지 7% 일 수 있다. 여기서, 태양 전지(150)의 직경(IA)이란, 제1 전극 라인(423)이 연장되는 방향과 수직하는 방향을 따라 태양 전지(423)의 길이를 측정한 것을 의미한다.
제1 전극 라인(423)의 피치(PA)가 태양 전지(150)의 직경(IA)의 2% 미만인 경우에는, 제1 전극 라인(423)로 인해 광이 손실되는 면적이 늘어나서 쉐이딩 손실이 커져 태양 전지(150)의 효율이 감소할 수 있고, 7% 초과인 경우에는 태양 전지(150)의 출력이 더 이상 증가하기 어려울 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 전극 라인(423)은 제1 전극 라인(423)와 교차하는 전극 예를 들어 핑거 전극을 포함하지 않는다. 따라서, 핑거 전극을 형성하기 위한 별도의 공정 및 재료가 필요하지 않으므로 경제적이다. 또한, 제1 전극 라인(423)의 적절한 배치를 통해 태양 전지(150)의 출력을 4 내지 6% 정도 향상시킬 수 있다.
한편, 제1 전극 라인(423)와 배선재(142)가 서로 연결 또는 부착하는 부분에서 제1 전극 라인(423)는 솔더층(142b)보다 넓은 폭(W2)을 가지는 패드부(424)를 포함할 수 있다. 패드부(424)는 상대적으로 넓은 폭(W2)을 가져 배선재(142)가 안정적으로 부착될 수 있도록 하고 접촉 저항을 저감할 수 있다. 패드부(424)는 각 배선재(142)에 대응하여 일정 간격을 두고 서로 이격된 복수의 패드부(424a, 424b)로 구성될 수 있다. 일 예로, 복수의 패드부(424a, 424b)는 제1 전극 라인(423)의 양 단부 쪽에 각기 인접하여 위치하는 제1 패드(424a)와, 제1 패드(424a) 이외의 제2 패드(424b)를 포함할 수 있다. 제1 패드(424a)는 배선재(142)를 태양 전지(150)로부터 분리하는 방향으로 힘이 많이 작용될 수 있는 부분에 위치하므로, 제2 패드(424b)보다 큰 길이 및/또는 폭을 가질 수 있다.
여기서, 솔더층(142b)의 두께가 코어층(142a)의 폭의 20% 이하로 작은 편이다. 이때, 솔더층(142b)의 두께가 2um 미만이면 태빙 공정이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 그리고 솔더층(142b)의 두께가 20um를 초과하면 재료 비용이 증가하고 코어층(142a)의 폭이 작아져서 배선재(142)의 강도가 저하될 수 있다. 참조로, 제1 및 제2 금속 전극층(421, 441)의 두께가 솔더층(142b)의 두께보다 클 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 금속 전극층(421, 441)의 두께가 20 내지 40um일 수 있다. 이에 의하여 제1 및 제2 금속 전극층(421, 441)의 저항을 저감하고 배선재(142)가 안정적으로 제1 및 제2 금속 전극층(421, 441)에 부착되도록 할 수 있다.
각 배선재(142)의 솔더층(142b)은 다른 배선재(142) 또는 다른 솔더층(142b)과 개별적으로 위치하게 된다. 태빙 공정에 의하여 배선재(142)가 태양 전지(150)에 부착되면, 각 솔더층(142b)이 전극 라인(423, 443) (좀더 구체적으로, 패드부(424)) 쪽으로 전체적으로 흘러내려 각 패드부(424)에 인접한 부분 또는 패드부(424)와 코어층(142a) 사이에 위치한 부분에서 솔더층(142b)의 폭이 패드부(424)를 향하면서 점진적으로 커질 수 있다. 일 예로, 솔더층(142b)에서 패드부(424)에 인접한 부분은 코어층(142a)의 직경(W1)과 같거나 그보다 큰 폭(W3)을 가질 수 있다. 좀더 구체적으로, 솔더층(142b)은 코어층(142a)의 상부에서 코어층(142a)의 형상에 따라 태양 전지(150)의 외부를 향하여 돌출된 형상을 가지는 반면, 코어층(142b)의 하부 또는 패드부(424)에 인접한 부분에는 태양 전지(150)의 외부에 대하여 오목한 형상을 가지는 부분을 포함한다. 이에 의하여 솔더층(142b)의 측면에서는 곡률이 변하는 변곡점(CP)이 위치하게 된다. 솔더층(142b)의 이러한 형상으로부터 배선재(142)가 별도의 층, 필름 등에 삽입되거나 덮여지지 않은 상태로 솔더층(142b)에 의하여 각기 개별적으로 부착되어 고정되었음을 알 수 있다. 별도의 층, 필름 등의 사용 없이 솔더층(142b)에 의하여 배선재(142)를 고정하여 단순한 구조 및 공정에 의하여 태양 전지(150)와 배선재(142)를 연결할 수 있다.
한편, 태빙 공정 이후인 경우에도 두 개의 태양 전지(150)의 사이에 위치한 배선재(142)의 부분은 태빙 공정 이전과 동일 또는 유사한 형상을 그대로 유지할 수 있다.
이와 같이 솔더층(142b)의 폭(W3)이 패드부(424)의 폭(W2)과 같거나 그보다 작으므로 솔더층(142b)은 패드부(424)에서 반도체 기판(160)의 반대면에 위치한 면(도 5의 확대원에서 상부면)에만 형성되고 패드부(424)의 측면에는 형성되지 않는다. 이와 달리 패드부(424)의 측면에도 솔더층(142b)이 위치하게 되면, 투명 전극층(420, 440)을 손상시키거나 제1 및 제2 투명 전극층(420, 440)과 전극 라인(423, 443) 사이로 파고 들어 제1 및 제2 투명 전극층(420, 440)과 전극 라인(423, 443)의 접합 특성을 저하시킬 수 있다.
일 예로, 배선재(142)의 폭(W1) : 패드부(424)에 인접한 부분에서 솔더층(142b)의 폭(W3)의 비율(W1:W3)이 1:1 내지 1:3.33일 수 있다. 그리고 패드부(424)에 인접한 부분에서 솔더층(142b)의 폭(W3) : 패드부(424)의 폭(W2)의 비율(W3:W2)이 1:1 내지 1:4.5(일 예로, 1:1.1 내지 1:4.5)일 수 있다. 상기 비율(W3:W2)이 1:1 미만이면, 배선재(142)와 패드부(424)의 접착 특성이 우수하지 않을 수 있다. 상기 비율(W3:W2)이 1:4.5를 초과하면, 패드부(424)의 면적이 커져 광 손실이 증가하고 제조 비용이 증가할 수 있다. 상기 비율(W3:W2)이 1:1.1 이상이면, 패드부(424)에 인접한 솔더층(142b)의 폭(W3)이 패드부(424)의 폭(W2)보다 작아 솔더층(142b)이 패드부(424)의 측면으로 흘러내리지 않고 패드부(424) 위에서 안정적으로 위치할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 배선재(142)의 폭(W1), 패드부(424)의 폭(W2) 및 솔더층(142b)의 폭(W3)이 다양한 값을 가질 수 있다. 또한, 라인부(425)와 패드부(424)를 별도로 구비하지 않고, 라인부(425) 또는 패드부(424)로 전체적으로 형성되는 것도 가능하다.
그리고 제1 전극 라인(423)는 패드부(424) 사이를 연결하며 패드부(424)보다 작은 폭을 가지는 라인부(425)를 포함할 수 있다. 라인부(425)에 의하여 제1 전극 라인(423)가 끊이지 않고 연속적으로 형성될 수 있다. 좁은 폭의 라인부(425)에 의하여 태양 전지(150)로 입사하는 광을 막는 면적을 최소화할 수 있다.
본 실시예에서 배선재(142)에 대응하도록 제1 전극 라인(423)의 라인부(425)가 구비되는 것을 예시하였다.
또는, 라인부(425)의 폭이 배선재(142)의 폭(W1)과 같거나 이보다 작을 수 있다. 배선재(142)가 원형, 타원형 또는 라운드진 형상을 가지는 경우에 배선재(142)의 하부에서 라인부(425)에 접촉하는 폭 또는 면적이 크지 않으므로, 라인부(425)의 폭을 배선재(142)의 폭(W1)과 같거나 이보다 작게 할 수 있기 때문이다. 이와 같이 라인부(425)의 폭을 상대적으로 작게 하면 제1 전극 라인(423)의 면적을 줄여 제1 전극 라인(423)의 재료 비용을 절감할 수 있다.
또는, 라인부(425)의 폭이 30um 내지 300um일 수 있다. 라인부(425)의 폭이 30um 미만이면, 라인부(425)의 폭이 너무 적어 전기적 특성 등이 저하될 수 있다. 라인부(425)의 폭이 300um를 초과하면, 라인부(425)과의 접촉 특성 등을 크게 향상하지 못하면서 제1 전극(42)의 면적만을 늘려 광 손실 증가, 재료 비용 증가 등의 문제가 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 라인부(425)의 폭은 광전 변환에 의하여 생성된 전류를 효과적으로 전달하면서도 쉐이딩 손실을 최소화하는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
그리고 패드부(424)의 폭(W2)은 라인부(425)의 폭보다 크고, 배선재(142)의 폭(W1)과 같거나 그보다 클 수 있다. 패드부(424)는 배선재(142)와의 접촉 면적을 늘려 배선재(142)와의 부착력을 향상하기 위한 부분이므로, 라인부(425)보다 큰 폭을 가지고 배선재(142)의 폭(W1)와 같거나 이보다 큰 폭을 가지는 것이다.
또는, 일 예로, 패드부(424)의 폭이 0.2mm 내지 2.5mm(일 예로, 0.2mm 내지 2.0mm)일 수 있다. 패드부(424)의 폭이 0.2mm 미만이면, 배선재(142)와의 접촉 면적이 충분하지 않아 패드부(424)와 배선재(142)의 부착력이 충분하지 않을 수 있다. 패드부(424)의 폭이 2.5mm를 초과하면, 패드부(424)에 의하여 광이 손실되는 면적이 늘어나서 쉐이딩 손실이 클 수 있다. 일 예로, 패드부(424)의 폭이 0.8mm 내지 1.5mm일 수 있다.
패드부(424)의 길이가 1mm 내지 5mm일 수 있다. 패드부(424)의 길이가 1mm 미만이면, 배선재(142)와의 접촉 면적이 충분하지 않아 패드부(424)와 배선재(142)의 부착력이 충분하지 않을 수 있다. 패드부(424)의 길이가 5mm를 초과하면, 패드부(424)에 의하여 광이 손실되는 면적이 늘어나서 쉐이딩 손실이 클 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 패드부(424)의 폭 및 길이는 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 서로 다른 폭을 가지는 패드부(424)와 라인부(425)를 모두 구비하지 않고, 제1 전극 라인(423)가 동일한 폭을 가지는 라인부(425) 또는 패드부(424)로만 구성될 수도 있다.
상술한 설명에서는 도 5의 확대원 및 도 6 및 도 7을 참조하여 제1 전극 라인(423) 을 위주로 하여 설명하였다. 제1 전극 라인(423)에 제2 전극 라인(443)도 실질적으로 대응될 수 있다.다. 이때, 제1 전극 라인(423)의 폭, 피치 등은 제2 전극 라인(443)의 전극 라인의 폭, 피치 등과 같은 값을 가질 수도 있고 서로 다른 값을 가질 수 있다.
일 예로, 광 손실을 고려하여 제1 전극 라인(423)의 폭이 제2 전극 라인(443)의 폭보다 작고, 및/또는 제1 전극 라인(423)의 피치가 제2 전극 라인(443)의 피치보다 클 수 있다. 이 경우에도, 제1 전극 라인(423)의 개수 및 피치는 각기 제2 전극 라인(443)의 개수 및 피치와 동일할 수 있다. 또는, 전극 라인(423, 443)의 평면 형상이 서로 다른 것도 가능하다. 예를 들어, 제2 전극 라인(443)이 반도체 기판(160)의 후면에 전체적으로 형성되는 것도 가능하다. 그 의 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이 본 실시예에서는 태양 전지(150)의 전극 라인(423, 443)이 일방향으로 연장되는 형상을 가져 반도체 기판(160)의 전면 및 후면으로 광이 입사될 수 있는 양면 수광형(bi-facial) 구조를 가진다. 이에 의하여 태양 전지(150)에서 사용되는 광량을 증가시켜 태양 전지(150)의 효율 향상에 기여할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 전극 라인(443)이 반도체 기판(160)의 후면 쪽에서 전체적으로 형성되는 구조를 가지는 것도 가능하다.
본 실시예에 따르면,제1 전극 라인(423)을 위주로 전극을 형성하므로, 제1 전극 라인(423)와 교차하는 추가적인 전극(예를 들어, 핑거 전극) 형성 시에 소모되는 공정 시간 및 재료 등을 절감할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널을 상세하게 설명한다. 상술한 설명과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상술한 설명이 그대로 적용될 수 있으므로 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 8은 종래 기술에 따른 태양 전지를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 종래 기술에 따른 태양 전지의 전극(44)는 전극 라인(44a)와 전극 라인(44a)와 교차하는 핑거 전극(44b)를 포함하고, 전극 라인(44a) 상에 배선재(43)가 배치된다. 이경우, 전극 라인(44a)와 교차하는 핑거 전극(44b)으로 인해, 전극 라인(44a)과 핑거 전극(44b)이 교차하는 지점에서는 배선재(43)의 솔더가 표면 장력에 의해 퍼지는 현상이 나타나는 쉐이딩 영역(a)이 나타날 수 있다.
이와 달리, 본 발명의 도 6 및 도 7을 다시 참조하면, 본 발명에 있어서 전극 라인(423)은 핑거 전극을 포함하지 않기 때문에, 핑거 전극과 전극 라인이 교차하는 지점이 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 태양 전지는 쉐이딩 영역을 최소화하여 효율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 핑거 전극을 형성하기 위한 재료 (예를 들어, 은(ag))을 절감할 수 있으므로, 보다 경제적인 공정으로 본 실시예에 따른 태양 전지를 제조할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널을 상세하게 설명한다. 상술한 설명과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상술한 설명이 그대로 적용될 수 있으므로 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 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다. 명확하고 간략한 도면을 위하여 도 9에서는 도 5의 확대원에 대응하는 부분만을 도시하였다.
도 9를 참조하면, 배선재(142)는 제1 투명 전극층(420) 상에 솔더층(142b)를 통해 바로 연결될 수 있다. 이 경우, 솔더층(142b)는 상대적으로 융점이 낮은 인듐을 포함하는 주석화합물로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 전극 라인 없이, 배선재(142)를 반도체 기판(110) 상에 바로 형성할 수 있으므로, 제조 공정이 용이하다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다. 명확하고 간략한 도면을 위하여 도 10에서는 도 5의 확대원에 대응하는 부분만을 도시하였다.
도 10을 참조하면, 배선재(142)는 도전성 접착제(142c)를 통해 패드부(424) 상에 형성될 수 있다. 도전성 접착제(142c)는 ECA(electrically conductive adhesive)와 같이 도전성 필러와 접착제 수지를 포함할 수 있다. 이 경우, 배선재(142)는 솔더층을 포함하지 않고, 금속을 포함하는 코어층으로만 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 실시예에 있어서, 배선재(142)는 도전성 접착제(142c)를 통해 반도체 기판(110) 상에 형성할 수 있으므로, 제조 공정이 상대적으로 용이하며, 솔더로 인한 부작용을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 일부를 도시한 부분 확대 단면도이다. 명확하고 간략한 도면을 위하여 도 11에서는 도 5의 확대원에 대응하는 부분만을 도시하였다.
도 11을 참조하면, 제1 전극 라인(423)은 도전성 테이프(conductive tape) 일 수 있다. 구체적으로 제1 전극 라인(423)은 도전층(423a)와 도전성 접착층(423c)를 포함할 수 있다. 도전층(423a)는 알루미늄 또는 구리와 같은 금속을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 주석 도금된 구리를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에서 도전층(423a)는 인접한 태양 전지와 연결되기 위하여, 연성을 가지는 금속으로 형성될 수 있다. 도전층(423a)는 도전성 접착층(423c)을 통해 제1 투명 전극층(420)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 접착층(423c)는 ECA(electrically conductive adhesive)와 같이 도전성 필러와 접착제 수지를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 도전성 테이프인 제1 전극 라인(423)은 제1 전극 라인(423) 상에 배치될 배선재(142)와 비교하여, 동일하거나 넓은 폭을 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 본 실시예에 따른 제1 전극 라인(423)은 필요에 따라 다양한 폭을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 전극 라인(423)는 도전성 테이프일 수 있으므로, 금속층을 패터닝하는 공정 없이, 반도체 기판(110) 상에 바로 형성할 수 있으므로, 제조 공정이 용이하며 제조 시간이 단축될 수 있다.도 12은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 패널에 포함되는 태양 전지의 단면도이다.
도 12을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 반도체 기판(160)의 전면과 후면 상에 투명 시트(146)을 더 포함할 수 있다. 투명 시트(146)는 반도체 기판(160)의 전면 및 후면 상에 배치되어, 배선재(142), 제1 및 제2 전극(42, 44)를 전체적으로 덮을 수 있다.
투명 시트(146)는 수지 등을 포함하는 고분자 물질로 형성될 수 있으며, 태양 전지를 외부로부터 보호할 수 있고, 배선재(142)의 접착력을 강화시킬 수 있다.
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 태양 전지 패널
150: 태양 전지
142: 배선재
142a: 코어층
142b: 솔더층
420: 제1 투명 전극층
423: 제1 전극 라인
443: 제2 전극 라인
440: 제2 투명 전극층
150: 태양 전지
142: 배선재
142a: 코어층
142b: 솔더층
420: 제1 투명 전극층
423: 제1 전극 라인
443: 제2 전극 라인
440: 제2 투명 전극층
Claims (19)
- 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지를 포함하는 복수의 태양 전지를 포함하고,
상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은,
반도체 기판;
상기 반도체 기판의 제1 면 상에 배치된 제1 도전형 영역;
상기 반도체 기판의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면 상에 배치된 제2 도전형 영역;
상기 제1 도전형 영역 상에 배치된 제1 투명 전극층; 및
상기 제2 도전형 영역 상에 배치된 제2 투명 전극층을 포함하고,
상기 제1 투명 전극층 상에 일정한 피치로 이격되어 일 방향으로 연장되는 복수 개의 배선재를 포함하고,
상기 제1 및 제2 투명 전극층과 상기 복수 개의 배선재 사이에 각각 배치된 복수 개의 전극 라인을 포함하고,상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은, 상기 반도체 기판 상에서 상기 복수 개의 배선재들과 교차되는 금속 전극을 미포함하며,
상기 배선재는 금속을 포함하는 코어층과 상기 코어층 표면을 코팅하는 솔더층을 포함하고,
상기 배선재의 단면적이 원형이며 상기 솔더층의 측면에는 곡률이 변하는 변곡점을 형성하고,
상기 제1 면 및 제2 면에 각각 배치된 상기 전극 라인은 폭 및 상기 전극 라인들간의 간격이 동일하고, 서로 대칭되는 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 배선재의 개수는 12 내지 30개인 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 배선재는 일정한 피치를 가지고 서로 이격되고, 상기 피치는 3 내지 11mm인 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 배선재는 일정한 피치를 가지고 서로 이격되고, 상기 피치는 상기 태양 전지 직경의 2 내지 7%인 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 배선재의 직경은 100 내지 300㎛인 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 배선재는 상기 솔더층을 통해 상기 제1 투명 전극층과 연결되는 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 솔더층은 인듐을 포함하는 주석 화합물인 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 전극 라인은 서로 이격된 복수 개의 패드부와 상기 패드부를 연결하는 라인부를 포함하고,
상기 패드부의 폭은 상기 배선재의 폭보다 크고, 상기 라인부의 폭은 상기 배선재의 폭보다 작은 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 배선재는 상기 솔더층을 통해 상기 전극 라인과 연결되는 태양 전지 패널. - 제 9항에 있어서,
상기 솔더층은, 상기 패드부와 상기 제1 투명 전극층이 서로 마주보는 면과 대향하는 면 상에 배치되고, 상기 패드부의 측면 상에는 미배치되는 태양 전지 패널 - 제 1항에 있어서,
상기 반도체 기판 상에서, 상기 복수 개의 전극 라인 각각은 인접한 전극 라인과 상기 제1 투명 전극층만을 통해 전기적으로 연결되는 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 배선재는 상기 전극 라인 상에 도전성 접착제를 통해 연결되는 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 복수의 배선재를 덮는 투명 접착 시트를 더 포함하는 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 반도체 기판 상에서, 상기 복수 개의 배선재 각각은 인접한 배선재와 상기 제1 투명전극층으로만 전기적으로 연결되는 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 제1 투명전극층 및 상기 제2 투명 전극층 중 적어도 하나는 상면에 분산된 나노 크기의 전도성 입자를 포함하는 태양 전지 패널 - 제 15항에 있어서,
상기 나노 크기의 전도성 입자는 전도성 나노 와이어, 전도성 나노 파티클 또는 탄소 나노 튜브를 포함하는 태양 전지 패널. - 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지를 포함하는 복수의 태양 전지를 포함하고,
상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은,
반도체 기판;
상기 반도체 기판의 제1 면 상에 배치된 제1 도전형 영역;
상기 반도체 기판의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면 상에 배치된 제2 도전형 영역;
상기 제1 도전형 영역 상에 배치된 제1 투명 전극층; 및
상기 제2 도전형 영역 상에 배치된 제2 투명 전극층을 포함하고,
상기 제1 투명 전극층 상에 일정한 피치로 이격되어 일 방향으로 연장되는 복수 개의 배선재를 포함하고,
상기 제1 투명 전극층과 상기 복수 개의 배선재 사이에 각각 배치된 제1 전극 라인 및
상기 제2 투명 전극층과 상기 복수 개의 배선재 사이에 각각 배치된 제2 전극 라인을 포함하고,
상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은, 상기 반도체 기판 상에서 상기 복수 개의 배선재들과 교차되는 금속 전극을 미포함하며,
상기 제1 및 제2 전극 라인은 서로 이격된 복수 개의 패드부와 상기 패드부를 연결하는 라인부를 포함하고,
상기 패드부의 폭은 상기 배선재의 폭보다 크고, 상기 라인부의 폭은 상기 배선재의 폭보다 작은 태양 전지 패널 - 제 17항에 있어서 상기 제1 및 제2 태양 전지 각각은,
상기 반도체 기판과 상기 제1 도전형 영역 사이에 배치된 제1 패시베이션막과, 상기 반도체 기판과 상기 제2 도전형 영역 사이에 배치된 제2 패시베이션막을 더 포함하는 태양 전지 패널. - 제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 배선재는 금속을 포함하는 코어층과 상기 코어층 표면을 코팅하는 솔더층을 포함하고,
상기 솔더층에 의하여 상기 제1 태양 전지의 상기 반도체 기판의 제1 도전형 영역 상에 배치된 제1 전극 라인과 상기 제2 태양 전지의 상기 반도체 기판의 제2 도전형 영역 상에 배치된 상기 제2 전극 라인에 연결되는 태양 전지 패널.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180033458A KR102496629B1 (ko) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 태양 전지 패널 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180033458A KR102496629B1 (ko) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 태양 전지 패널 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190111397A true KR20190111397A (ko) | 2019-10-02 |
| KR102496629B1 KR102496629B1 (ko) | 2023-02-06 |
Family
ID=68423138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180033458A KR102496629B1 (ko) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 태양 전지 패널 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102496629B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160038694A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 |
| KR20170017576A (ko) * | 2015-08-07 | 2017-02-15 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 패널 |
| KR20170055945A (ko) * | 2017-05-11 | 2017-05-22 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 패널 |
| KR20170112971A (ko) * | 2016-03-28 | 2017-10-12 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 패널 |
-
2018
- 2018-03-22 KR KR1020180033458A patent/KR102496629B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160038694A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 |
| KR20160038717A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 |
| KR20170017576A (ko) * | 2015-08-07 | 2017-02-15 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 패널 |
| KR20170112971A (ko) * | 2016-03-28 | 2017-10-12 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 패널 |
| KR20170055945A (ko) * | 2017-05-11 | 2017-05-22 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 패널 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102496629B1 (ko) | 2023-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102005572B1 (ko) | 태양 전지 패널 | |
| KR101989091B1 (ko) | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 | |
| KR101739404B1 (ko) | 태양 전지 패널 | |
| JP6526157B2 (ja) | 太陽電池パネル | |
| KR20140003691A (ko) | 태양 전지 모듈 및 이에 적용되는 리본 결합체 | |
| US11476377B2 (en) | Solar cell and solar cell panel including the same | |
| US10510908B2 (en) | Solar cell panel | |
| JP6392307B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| KR20210032360A (ko) | 태양 전지 패널의 제조 방법 | |
| KR102244597B1 (ko) | 태양 전지 모듈 | |
| CN110931587B (zh) | 太阳能电池和包括该太阳能电池的太阳能电池板 | |
| JP6321099B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| CN111200035A (zh) | 太阳能电池模块及其制造方法 | |
| KR101909142B1 (ko) | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 | |
| KR101838969B1 (ko) | 태양 전지 패널 | |
| KR101744535B1 (ko) | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 | |
| KR102496629B1 (ko) | 태양 전지 패널 | |
| KR102474476B1 (ko) | 태양 전지 모듈 | |
| KR101816154B1 (ko) | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 | |
| KR20180048521A (ko) | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 | |
| US20240072181A1 (en) | A solar cell assembly | |
| CN116830278A (zh) | 电极总成 | |
| KR20180044445A (ko) | 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |