KR20190123523A - 태양 전지 셀 어레이, 태양 전지 모듈, 그리고 이의 제조 방법 - Google Patents

태양 전지 셀 어레이, 태양 전지 모듈, 그리고 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20190123523A
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Abstract

태양 전지 셀 어레이가 제공된다. 상기 태양 전지 셀 어레이는, 다수의 단위 태양 전지, 및 상기 다수의 단위 태양 전지의 버스 전극에 전기적으로 연결되는 리본을 포함한다. 이때, 상기 리본 및 상기 버스 전극 사이에 저온 솔더링이 가능한 전기 전도성 접착제층이 생성되는 것을 특징으로 한다.

Description

태양 전지 셀 어레이, 태양 전지 모듈, 그리고 이의 제조 방법{Solar cell array, Solar cell module and Method for manufacturing the same}
본 발명은 태양전지 기술에 관한 것으로서, 태빙(tabbing) 공정시 태양전지에 스트레스를 최소화하는 태양 전지 셀 어레이, 태양 전지 모듈, 그리고 이의 제조 방법에 대한 것이다.
일반적인 결정질 실리콘 단위 태양 전지의 전면부(미도시)는 음극 전극이, 후면부(미도시)는 양극 전극이 배치된다.
그런데, 단위 태양 전지 하나의 전압은 약 0.65 V정도이기 때문에 배터리들을 직렬로 연결시켜 전압을 높이듯이 단위 태양 전지들을 직렬로 연결시켜 출력전압을 높인다. 부연하면, 단위 태양 전지의 전면 버스 전극과, 그 다음에 위치한 태양 전지의 후면 버스전극을 직렬로 연결시키는 작업을 태빙(tabbing)이라고 한다.
태빙되어 있는 단위 태양 전지들을 기차와 같이 길게 일렬로 연결한 것을 스트링(string)이라 하며, 스트링들을 상호 연결하여 태양 전지 모듈을 제작한다.
이러한 태빙 기술로는 리본(Cu 등)의 외피를 감싸는 솔더(SnPb,SnCu 등)를 고온의 인두로 접촉하거나 적외선 램프를 이용하여 열을 가함으로써 솔더가 녹아서 Ag와 합금(alloy)을 형성하고 이를 통해 리본과 태양전지가 결합되는 방식을 들 수 있다. 이러한 방식의 경우, 고온 공정에 따른 스트레스로 태양전지가 파손된다. 또한, 납(SnPb) 기반 솔더로 환경에 유해하다는 단점이 있다.
다른 태빙 기술로는 ECA(Electric Conductive Adhesive)를 이용하는 방식을 들 수 있다. 즉, 고온 태빙 공정을 제거하기 위해 ECA를 적용한다. ECA는 전도체(약 1-100 ㎛크기의 도전성 물질 입자)와 고분자(예를 들면 에폭시)로 구성된다. 즉, 전도체의 융점이 높아서 마이크로입자가 녹지 않고 고분자로만 연결된다. 이 경우, ECA가 들어감에도 불구하고, 솔더가 포함된 리본을 사용한다는 문제점이 있다. 또한, 가격 상승 및 장기 안전성에 문제가 있다. 또한, 납 사용에 따른 환경적 문제점이 있다.
1. 한국공개특허번호 제10-2013-0074599호 2. 한국공개특허번호 제10-2012-0081417호 3. 한국공개특허번호 제10-2017-0026682호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 태빙(tabbing) 공정시 태양전지에 스트레스를 최소화하는 태양 전지 셀 어레이, 태양 전지 모듈, 그리고 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기존 ECA(Electric Conductive Adhesive) 공정 대비 리본과 태양전지를 결합하기에 강력한 본딩형성이 가능하고 안전성이 뛰어난 태양 전지 셀 어레이, 태양 전지 모듈, 그리고 이의 제조 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 리본의 솔더 코팅을 제거할 수 있는 태양 전지 셀 어레이, 태양 전지 모듈, 그리고 이의 제조 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 태빙(tabbing) 공정시 태양전지에 스트레스를 최소화하는 태양전지 모듈을 제공한다.
상기 태양전지 모듈은,
다수의 단위 태양 전지; 및
상기 다수의 단위 태양 전지의 버스 전극에 전기적으로 연결되는 리본;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 리본 및 상기 버스 전극 사이에 저온 솔더링이 가능한 전기 전도성 접착제층이 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기 전도성 접착제층은 저온 융점을 갖는 마이크로볼 및 전도성 페이스트로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 마이크로볼은 SnBiAg, SnPb, SnPbCu, SnPbSb, SnBiPb, InAg, InPb, InSn, InSnPbCd, SnPbIn, SnPbAg, SnZn, PbSnZn, SnZnBi, SnZnInBi, BiSn, BiPb, InPbAg, SnPbCd, SnInAg, InCd, InBiCd, BiPbSnCdIn, BiPbSnIn, CdSn, In 등인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 리본은 Cu, Ni, Ag, Au, Pt, Al, W, Zn, Fe, Pt, Sn, Pb , Ca, Li, Ga 등인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전도성 페이스트는 셀롤로오스, 아크릴 계열 고분자, 우레탄 기반 고분자, PVP(Poly Vinyl Pirrolidone), PMMA(polymethyl methacrylate), PVB (polyvinyl butyral), 부틸카르비톨 및 터피네올로 군에서 어느 하나 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 마이크로볼은 상기 저온 온도 솔더링에서 자체가 녹는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 리본은 솔더 코팅이 없는 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전기 전도성 접착제층은 전기 전도성 접착제의 도포에 의해서 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 저온 솔더링은 150℃보다 작은 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 단위 태양 전지는 상기 리본에 의해 직렬 또는 병렬 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 위에 기술된 태양 전지 셀 어레이; 상기 태양 전지 셀 어레이를 밀봉하기 위해 상단에 배치되는 상단 봉지재; 상기 태양 전지 셀 어레이를 밀봉하기 위해 하단에 배치되는 하단 봉지재; 상기 상단 봉지재의 표면에 배치되는 투명 유리판; 및 상기 하단 봉지재의 표면에 배치되어 장파장의 적외선을 반사하는 백시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 태양 전지 모듈은 외관을 형성하는 프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상단 봉지재 및 하단 봉지재는 EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer) 시트 또는 2액형 액상 실리콘인 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, (a) 다수의 단위 태양 전지를 준비하는 단계; (b) 상기 다수의 단위 태양 전지의 버스 전극에 저온 솔더링이 가능한 전기 전도성 접착제층을 형성하는 단계; (c) 상기 전기 전도성 접착제층에 리본을 배치하는 단계; 및 (d) 상기 저온 솔더링을 통해 상기 리본을 상기 버스 전극에 전기적으로 연결하는 단계;를 갖는 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 위에서 기술된 태양 전지 셀 어레이를 제작하는 단계; (b) 장파장의 적외선을 반사하는 백시트를 작업대 상부에 배치하는 단계; (c) 하단 봉지재를 백시트의 상단에 배치하는 단계; (d) 상기 태양 전지 셀 어레이를 상기 하단 봉지재의 상부에 배치하는 단계; (e) 상기 태양 전지 셀 어레이를 밀봉하기 위해 상단 봉지재를 상기 태양 전지 셀 어레이의 상부에 배치하는 단계; (f) 상기 상단 봉지재의 표면에 투명 유리판을 배치하는 단계; 및 (g) 미리 정해진 진공압으로 상기 백시트 및 투명 유리판을 합착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 융점이 낮아서 리본(Ribbon) 과 태양전지가 결합되는 태빙(Tabbing) 공정시 태양전지에 대한 스트레스를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 기존 ECA(Electric Conductive Adhesive) 공정 대비 마이크로볼(Microball) 자체가 녹아서 리본(Ribbon)과 태양전지를 결합하기에 강력한 본딩(Bonding) 형성이 가능하고, 안정성이 뛰어나다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 리본(Ribbon)의 솔더 코팅(Solder coating)의 제거가 가능하여 구조가 단순해 짐을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈(100)의 일부를 절개한 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 태양전지 어레이 부분(20)을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 태양전지 어레이 부분(20)에서 단위 태양전지들을 리본으로 연결하는 하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 단위 태양전지에 리본을 결합하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 단위 태양전지에 리본을 결합하는 공정도이다.
도 7은 도 6에 도시된 접착제 도포 공정(S630)을 보여주는 현미경 촬영 사진이다.
도 8은 도 6에 도시된 솔더링 공정(S650)후의 현미경 촬영 사진이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 모듈과 일반적인 공지기술에 따른 태양전지 모듈의 특성을 비교한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 모듈과 일반적인 공지기술에 따른 태양전지 모듈의 안정성을 비교한 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 태양 전지 셀 어레이, 태양 전지 모듈, 그리고 이의 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)의 외관 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 태양 전지 모듈(100)의 일부를 절개한 개념도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 태양 전지 모듈(100)은, 태양 전지 셀 어레이(230), 상기 태양 전지 셀 어레이(230)를 밀봉하기 위해 상단에 배치되는 상단 봉지재(220-2), 상기 태양 전지 셀 어레이(230)를 밀봉하기 위해 하단에 배치되는 하단 봉지재(220-1), 상기 상단 봉지재(220-2)의 표면에 배치되는 투명 유리판(240), 상기 하단 봉지재(220-1)의 표면에 배치되어 장파장의 적외선을 반사하는 백시트(210), 외관을 형성하는 프레임(250) 등을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
태양 전지 셀 어레이(230)는 다수개의 단위 태양 전지를 리본을 이용하여 서로 연결된 형태이다. 물론, 다수개의 단위 태양 전지는 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다.
하단 및 상단 봉지재(220-1,220-2)는 태양 전지를 환경적 요인으로부터 보호하기 위해 태양 전지 셀 어레이의 아래 및 위에 배치된다. 즉, 태양전지 모듈의 수명을 길게 유지하기 위한 필수소재로 단위 태양 전지의 전 후면에 위치하여 단위 태양 전지의 파손을 막는 완충재 역할 및 전면의 투명 유리판(240)과 후면의 백 시트(Back sheet)(210)를 접착해 봉입하는 역할을 한다. 봉지재(220-1,220-2)의 재질로는 EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer) 시트, 2액형 액상 실리콘 등이 사용될 수 있다. 2액형 액상 실리콘의 경우 약 80(℃) 이하의 온도에서 낮은 진공압으로 합착을 하여 태양 전지 모듈을 완성한다. 박형 웨이퍼를 사용할 경우 파손의 위험때문에 낮은 진공압으로 모듈을 합착하는 것이 선호된다.
투명 유리판(240)은 상단 봉지재(220-2)의 상단 표면에 배치되며, 외부의 태양광을 투과하도록 가장 전면부에 배치된다. 투명 유리판(240)은 저철분 유리 등이 될 수 있다.
백시트(210)는 태양 전지에 흡수되지 않은 장파장의 적외선을 반사시켜 태양 전지에 흡수할 수 있도록 반사판의 기능을 수행한다. 백시트(Back sheet)는 불소수지 계열의 TPT(Tedlar/PET/Tedlar), PET(poly-ethylene terephthalate) 타입의 합성 수지가 사용될 수 있으며, 방수, 절연 및 자외선 차단 등의 기능을 한다.
특히, 상기 투명 유리판(240), 백시트(210)가 배치된 후 약 160도 정도에서 미리 정해진 진공압으로 합착을 수행하여 태양 전지 모듈(100)을 완성한다.
또한, 저온에서 합착을 하고자 할 경우 EVA 시트 대신에 2액형 액상 실리콘을 이용하여 약 80도 이하의 온도에서 미리 정해진 진공압으로 합착을 수행하여 태양 전지 모듈(100)을 완성한다.
또한, 상기 태양 전지 모듈(100)은 상기 투명 유리판(240), 봉지재(220-1,220-2), 태양 전지 셀 어레이, 백시트(210)를 합착시킨 후 프레임 외관을 형성하는 프레임(250)을 조립한다. 물론, 태양 전지 셀 어레이에서 생성되는 전기를 외부를 출력하기 위한 정션 박스(미도시)가 조립된다.
도 3은 도 2에 도시된 태양전지 어레이 부분(20)을 보여주는 사시도이다. 도 3을 참조하면, 일반적인 결정질 실리콘 단위 태양 전지의 전면부(미도시)는 음극 전극이, 후면부(미도시)는 양극 전극이 배치된다.
그런데, 단위 태양 전지 하나의 전압은 약 0.65 V정도이기 때문에 단위 태양 전지들을 직렬로 연결시켜 출력전압을 높인다. 부연하면, 단위 태양 전지의 전면 버스 전극과, 그 다음에 위치한 태양 전지의 후면 버스전극을 직렬로 연결시키는 태빙(tabbing) 작업을 통해 태양 전지 어레이(230)가 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단위 태양 전지(310)들이 기차와 같이 길게 일렬로 연결한 것을 스트링(string)이라 하며, 스트링들을 상호 연결하여 태양 전지 모듈을 제작한다. 물론, 도 3에서는 직렬 연결로만 기술하였으나, 병렬 연결도 가능하다. 즉, 단위 태양 전지(310)의 음극 전극은 음극 전극끼리 연결하고, 양극 전극은 양극 전극끼리 연결될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 태양전지 어레이 부분(20)에서 단위 태양전지들을 리본으로 연결하는 하는 단면도이다. 부연하면, 도 4는 도 3을 단면으로 절개한 경우, 단위 태양 전지(310)들이 서로 연결되는 개념도이다. 단위 태양 전지(310)의 상단 및 하단에는 각각 버스 전극이 형성된다. 이 전극들을 리본으로 인터커넥팅한다. 부연하면, 단위 태양 전지(310)의 상단 버스 전극이 다음에 위치하는 단위 태양 전지의 하단 버스 전극에 연결된다. 즉, "+" 전극이 리본을 통해 "-" 전극에 연결된다.
리본은 단위 태양 전지들 간을 연결해 줌과 동시에 단위 태양 전지에서 발생된 전자들이 움직일 수 있는 일종의 통로 역할을 하며 태빙(tabbing)을 통해 단위 태양 전지의 양면 위에 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 단위 태양전지에 리본을 결합하는 개념도이다. 도 5를 참조하면, 단위 태양 전지(310)의 표면상에 상단 버스 전극(420)이 형성되며, 이 버스 전극(420)상에 전기 전도성 접착제층(420)이 형성되고, 이 전기 전도성 접착제층(420)상에 리본(530)이 배치된다.
상단 버스 전극(420)은 Ag 패드로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 구리(Cu)를 포함하는 도금전극, 구체적으로 니켈(Ni)/구리(Cu)/주석(Sn), 또는 니켈(Ni)/구리(Cu)/은(Ag)의 합금 패드도 가능하다.
전기 전도성 접착제층(420)은 저온 융점을 갖는 마이크로볼 및 전도성 페이스트로 이루어진다. 이때, 마이크로볼은 SnBiAg, SnPb, SnPbCu, SnPbSb, SnBiPb, InAg, InPb, InSn, InSnPbCd, SnPbIn, SnPbAg, SnZn, PbSnZn, SnZnBi, SnZnInBi, BiSn, BiPb, InPbAg, SnPbCd, SnInAg, InCd, InBiCd, BiPbSnCdIn, BiPbSnIn, CdSn, In등이 될 수 있다.
즉, 마이크로볼은 융점이 약 150℃보다 작기 때문에 저온 솔더링(soldering)이 가능하다.
또한, 전도성 페이스트의 조성은 필러 및 캐리어 비히클로 이루어진다. 이들 조성비는 예를 들면 필러(즉 마이크로볼): 10~90 중량%, 캐리어 비히클: 10~90 중량%가 된다.
캐리어 비히클은 외력이 주어지지 않을 경우 흐름성이 없고, 외력이 가해졌을 때만 흐름성을 가지는, 즉 항복응력을 유동성 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
캐리어 비히클은 다시 산포제(dispersant), 바인더, 유변물성 조절제(rheological modifier), 솔벤트(co-solvent)로 이루어지며 이들 조성비도 액체 금속 페이스트 전체 중량 대비 산포제: 0.5~1.0 중량%, 바인더: 1~5 중량%, 유변물성 조절제: 4 중량%, 솔벤트: 0.3~1 중량%가 된다.
예를 들면, 마이크로 볼: 90 중량%, 페이스트: 9 중량%, Solvent: 1중량% 내외 가 될 수 있다. 여기서, 페이스트는 산포제(dispersant), 바인더, 유변물성 조절제(rheological modifier)의 혼합물이다.
본 발명의 바인더 및 솔벤트는 특별히 한정되지 않지만, 테르피네올, 부틸카비톨, 부틸카비톨아세테이트, 텍사놀, 에틸렌글리콜, 아세톤, 파인오일, 이소프로필알콜 및 에탄올 중에서 선택된 하나 이상의 용매를 사용하거나, 상기 용매 중에 에틸셀룰로스, 메틸셀룰로스, 니트로셀룰로스 등의 셀룰로스계 수지, 아크릴산 에스테르 등의 아크릴계 수지 및 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 부티랄 등의 폴리비닐계 수지 중에서 선택된 하나 이상의 수지를 첨가하여 사용할 수 있다.
또한, 유변물성 조절제로는 로진(Rosin), 로진에스테르(Rosin ester), 폴리실록산, 사이클로실록산(Cyclosiloxane) 등의 실록산계 화합물(Siloxane compounds), 실리카(Silica) 분말, 지방족 아민(Aliphatic amine), 카르복실산 아마이드(carboxylic acid amide), 이들의 조합 등을 예시할 수 있다.
리본(530)의 재질로는 Cu, Ni, Ag, Au, Pt, Al, W, Zn, Fe, Pt, Sn, Pb , Ca, Li, Ga 등인 것을 특징으로 할 수 있다.
리본(530)은 구리 그 자체로 솔더링 코팅이 제거된 상태이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 단위 태양전지에 리본을 결합하는 공정도이다. 도 6을 참조하면, 단위 태양 전지를 준비하고, 준비된 단위 태양 전지의 상단면에 버스 전극(즉 버스바)(420)을 위한 패드층을 형성한다(단계 S610,S620). 물론, 이후 하단면에 패드층을 형성한다. 이와 달리, 양단면에 동시에 버스 전극을 위한 패드층을 형성하는 것도 가능하다.
이후, 단위 태양 전지의 버스 전극(410,420)상에 전기 전도성 접착제를 도포하여 전기 전도성 접착제층(420)을 형성한다(단계 S620).
이후, 전기 전도성 접착제층(420)상에 리본(530)을 적층하고, 가열하여 솔더링을 수행한다(단계 S640,S650).
도 7은 도 6에 도시된 접착제 도포 공정(S630)을 보여주는 현미경 촬영 사진이다. 도 7을 참조하면, 버스 전극(410)상에 전기 전도성 접착제층(420)이 도포된 상태이다. 전기 전도성 접착제층에는 마이크로볼(SnBiAg), 전도성 페이스트(CP: Conductive Paste)가 분포된다. 단위 태양 전지(310)는 결정질 실리콘 태양전지(c-Si)가 될 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 솔더링 공정(S650)후의 현미경 촬영 사진이다. 도 8을 참조하면, 가열에 따른 솔더링이 이루어지면, 마이크로볼이 완전히 녹아서 안정적으로 리본(530)이 버스 전극(420)에 결합가능하다. 즉, 마이크로볼 자체가 녹아서 리본(530)과 버스 전극(310)을 강력한 본딩(bonding)이 형성되므로 안정적으로 결합된다. 따라서, 기존의 에폭시만 녹아서 결합된 경우와 대비하여 안정성이 뛰어나다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 모듈과 일반적인 공지기술에 따른 태양전지 모듈의 특성을 비교한 그래프이다. 도 9를 참조하면, 일반적인 공지기술에 따른 태양전지 모듈의 특성(910)과 유사하게 본 발명의 일실예에 따른 태양 전지 모듈의 특성(920)을 보인다. 즉, 솔더가 코팅된 구리 리본을 고온에서 접착한 태양 전지 모듈과 동등한 수준이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 모듈과 일반적인 공지기술에 따른 태양전지 모듈의 안정성을 비교한 그래프이다. 도 10을 참조하면, 열 사이클을 400회 실행한후 전압-전류의 관계 그래프이다. 실험은 -40~85℃/1cycle=5시간으로 400회의 열 사이클이 수행된다. 일반적인 공지기술에 따른 태양전지 모듈의 특성(1020)과 유사하게 본 발명의 일실예에 따른 태양 전지 모듈의 특성(1010)을 보인다. 즉, 2000시간후 효율은 3% 저하에 불과하다.
100: 태양 전지 모듈
210: 백 시트
220-1: 하단 봉지재
220-2: 상단 봉지재
230: 단위 태양 전지
240: 투명 유리판
250: 프레임

Claims (15)

  1. 다수의 단위 태양 전지; 및
    상기 다수의 단위 태양 전지의 버스 전극에 전기적으로 연결되는 리본;을 포함하며,
    상기 리본 및 상기 버스 전극 사이에 저온 솔더링이 가능한 전기 전도성 접착제층이 생성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.

  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접착제층은 저온 융점을 갖는 마이크로볼 및 전도성 페이스트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로볼은 SnBiAg, SnPb, SnPbCu, SnPbSb, SnBiPb, InAg, InPb, InSn, InSnPbCd, SnPbIn, SnPbAg, SnZn, PbSnZn, SnZnBi, SnZnInBi, BiSn, BiPb, InPbAg, SnPbCd, SnInAg, InCd, InBiCd, BiPbSnCdIn, BiPbSnIn, CdSn, 및 In으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 혹은 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 리본은 Cu, Ni, Ag, Au, Pt, Al, W, Zn, Fe, Pt, Sn, Pb , Ca, Li, 및 Ga 중 하나인 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 전도성 페이스트는 셀롤로오스, 아크릴 계열 고분자, 우레탄 기반 고분자, PVP(Poly Vinyl Pirrolidone), PMMA(polymethyl methacrylate), PVB (polyvinyl butyral), 부틸카르비톨 및 터피네올로으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로볼은 상기 저온 온도 솔더링에서 자체가 녹는 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 리본은 솔더 코팅이 없는 구조인 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접착제층은 전기 전도성 접착제의 도포에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 저온 솔더링은 150℃보다 작은 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 단위 태양 전지는 상기 리본에 의해 직렬 또는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 태양 전지 셀 어레이;
    상기 태양 전지 셀 어레이를 밀봉하기 위해 상단에 배치되는 상단 봉지재;
    상기 태양 전지 셀 어레이를 밀봉하기 위해 하단에 배치되는 하단 봉지재;
    상기 상단 봉지재의 표면에 배치되는 투명 유리판; 및
    상기 하단 봉지재의 표면에 배치되어 장파장의 적외선을 반사하는 백시트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    외관을 형성하는 프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 상단 봉지재 및 하단 봉지재는 EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer) 시트 또는 2액형 액상 실리콘인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  14. (a) 다수의 단위 태양 전지를 준비하는 단계;
    (b) 상기 다수의 단위 태양 전지의 버스 전극에 저온 솔더링이 가능한 전기 전도성 접착제층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 전기 전도성 접착제층에 리본을 배치하는 단계; 및
    (d) 상기 저온 솔더링을 통해 상기 리본을 상기 버스 전극에 전기적으로 연결하는 단계;
    를 갖는 것을 특징으로 하는 태양 전지 셀 어레이의 제조 방법.
  15. (a) 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 태양 전지 셀 어레이를 제작하는 단계;
    (b) 장파장의 적외선을 반사하는 백시트를 작업대 상부에 배치하는 단계;
    (c) 하단 봉지재를 백시트의 상단에 배치하는 단계;
    (d) 상기 태양 전지 셀 어레이를 상기 하단 봉지재의 상부에 배치하는 단계;
    (e) 상기 태양 전지 셀 어레이를 밀봉하기 위해 상단 봉지재를 상기 태양 전지 셀 어레이의 상부에 배치하는 단계;
    (f) 상기 상단 봉지재의 표면에 투명 유리판을 배치하는 단계; 및
    (g) 미리 정해진 진공압으로 상기 백시트 및 투명 유리판을 합착하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
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