KR20190143080A - Stencil Mask for Front Electrode of Solar Cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지용 스텐실 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중간 지지대 영역을 통해 지지력과 내구성을 강화할 수 있는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a stencil mask for a solar cell, and more particularly, to a stencil mask for a front electrode of a solar cell capable of enhancing bearing capacity and durability through an intermediate support region.
태양전지는 태양 에너지를 전기로 직접 변환하는 전자소자로서, 일반적으로 실리콘 태양전지가 사용된다. 실리콘 태양전지의 기본적인 구조는 반도체 PN 접합이다. 실리콘 웨이퍼 상에 은 페이스트(Ag paste)나 알루미늄 페이스트(Al paste) 등의 금속 페이스트를 이용하여 전극을 인쇄한 후 열처리를 수행함으로써, 전면전극과 후면전극을 형성한다.Solar cells are electronic devices that directly convert solar energy into electricity. Generally, silicon solar cells are used. The basic structure of a silicon solar cell is a semiconductor PN junction. The front electrode and the back electrode are formed by printing an electrode using a metal paste such as silver paste or aluminum paste on a silicon wafer and then performing heat treatment.
전면전극은 핑거(Finger) 전극과 버스 바(Bus bar) 전극으로 구성되는데, 전면전극의 인쇄는 일반적으로 스크린 인쇄 기술을 이용하여 이루어지고 있다.The front electrode is composed of a finger electrode and a bus bar electrode. Printing of the front electrode is generally performed by screen printing technology.
도 1은 스크린 인쇄 장비의 예를 보인 것으로서, 지지 하우징(1)이 구비되고, 지지 하우징(1) 위에 실리콘 웨이퍼(2)가 안착된다.1 shows an example of a screen printing equipment, in which a support housing 1 is provided, and a
실리콘 웨이퍼(2)의 윗면, 즉 태양광을 수광하는 면에는 스크린 마스크(3)가 놓이게 된다. 스크린 마스크(3)에는 핑거 전극과 버스 바 전극으로 이루어지는 전면전극을 형성하기 위하여 핑거 전극 패턴 및 버스 바 전극 패턴이 형성되어 있다.The
도 2는 스크린 마스크(3)의 예를 보인 것으로서, 마스크 프레임(4) 상에 핑거 전극 개구부(5)와 버스 바 전극 개구부(6)가 형성되어 있다. 스크린 마스크(3)에는 금속 페이스트(7)가 놓이며, 스퀴즈(8)가 이동하면서 실리콘 웨이퍼(2)에 금속 페이스트를 제공하여 핑거 전극과 버스 바 전극이 인쇄되도록 한다.2 shows an example of the
도 3은 실리콘 웨이퍼(2)에 핑거 전극(11)과 버스바 전극(12)이 인쇄된 예를 보인 것으로서, 도 2의 각 전극 개구부 위치에 핑거 전극(11)과 버스 바 전극(12)이 인쇄된다.3 illustrates an example in which the
도 4는 메쉬(3-1) 위에 에멀전(3-2)으로 버스 바 전극과 핑거 전극 개구부가 형성된 예를 보인 것으로서, 금속 페이스트는 메쉬(3-1)의 와이어 사이에 있는 공간을 통과하여 흘러 전극을 형성하게 된다.4 shows an example in which a bus bar electrode and a finger electrode opening are formed as an emulsion 3-2 on the mesh 3-1, and the metal paste flows through the space between the wires of the mesh 3-1. The electrode is formed.
즉, 스크린 인쇄 기술은 기본적으로 와이어가 서로 교차하여 격자 구조를 이루는 와이어 메쉬(3-1, Wire Mesh)가 지지층 역할을 하고, 포토 리소그라피(Photo-lithography Process) 방법에 의해 패터닝된 에멀전(3-2, Emulsion)으로 각 전극의 개구부가 이루어진다.That is, in screen printing technology, a wire mesh (3-1), in which a wire crosses each other and forms a lattice structure, serves as a support layer, and an emulsion patterned by a photo-lithography process method (3--1). 2, Emulsion) the opening of each electrode is made.
그런데, 이와 같이 메쉬(3-1)를 사용하는 스크린 인쇄 기술은 적지 않은 문제점을 가지고 있다.However, the screen printing technique using the mesh 3-1 as described above has many problems.
즉, 와이어로 직조된 구조로 인하여 토출부의 개구율이 50~60%에 불과하므로 인쇄가 잘 되지 않는 영역이 존재하고, 이를 개선하기 위하여 와이어의 직경을 줄이고자 하면 스크린의 제조 비용이 증가한다. That is, due to the structure of the wire woven, the opening ratio of the discharge portion is only 50 ~ 60%, so there is an area that is difficult to print, and if you want to reduce the diameter of the wire to improve this, the manufacturing cost of the screen increases.
뿐만 아니라, 스크린을 사용하여 인쇄된 전극의 높이가 상대적으로 높지 않아 종횡비가 낮아져 핑거 전극의 선저항이 증가하여 태양전지의 발전 효율에 적합한 전기 전도도를 제공하기 어렵다.In addition, since the height of the electrode printed using the screen is not relatively high, the aspect ratio is lowered, so that the line resistance of the finger electrode is increased, so that it is difficult to provide electrical conductivity suitable for the power generation efficiency of the solar cell.
스크린을 사용한 인쇄 전극의 높이가 균일하지 않으며, 와이어로 인해 저점도 페이스트를 사용해야 하므로 퍼짐성이 증가하여 은 페이스트(silver paste)의 소모량이 필요 이상으로 증가할 수 있고, 인쇄 후 전면전극의 도포면적이 증가하여 광 흡수 면적이 감소하는 문제점이 있다. The height of the printed electrode using the screen is not uniform, and the low viscosity paste must be used due to the wire, so that the spreadability increases, so that the consumption of silver paste can be increased more than necessary. There is a problem that the light absorption area is reduced to increase.
이러한 스크린 인쇄 기술의 단점을 개선하기 위하여 메쉬를 사용하지 않는 스텐실 인쇄 기술이 사용될 수 있다.In order to improve the disadvantage of the screen printing technique, a stencil printing technique without using a mesh may be used.
그런데 일부 스텐실 마스크의 제조 방법으로 시도되었던 전기주조법(Electroforming)은 긴 제조 시간과 복잡한 제조 공정, 초기 투자비 등의 문제가 있고, 화학적 에칭 방법은 제조 공정이 복잡하고 앞뒷면의 부정합이 발생할 우려가 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로 레이저를 이용하여 직접 전극 개구부를 가공하는 방법이 사용될 수 있다.However, electroforming, which has been attempted as a method of manufacturing some stencil masks, has problems such as long manufacturing time, complicated manufacturing process, and initial investment cost, and chemical etching method is complicated in manufacturing process and there is a possibility of inconsistency in front and back. . As a method for solving such a problem, a method of processing an electrode opening directly using a laser may be used.
한편, 종래의 스크린 인쇄 기술은 메쉬(3-1)에 에멀전(3-2)이 고착되는 방식이기 때문에 메쉬(3-1)가 모든 영역을 지지해주므로, 도 5a에 도시된 예와 같이 자유롭게 패턴을 형성할 수 있다.Meanwhile, in the conventional screen printing technique, since the emulsion 3-2 is fixed to the mesh 3-1, the mesh 3-1 supports all the regions, and thus, as shown in FIG. Patterns can be formed.
그러나, 스텐실 인쇄 기술의 경우에는 도 5b에 도시된 예와 같이 개구부로 둘러싸인 영역 중 주변과 연결되지 않고는 독립적으로 존재할 수 없는 영역(51)이 존재한다. 즉, 'A' 모양의 내부 삼각형 모양(51)은 지지해주는 곳이 없기 때문에 독립적으로 존재할 수 없다. 이 때문에 스텐실 인쇄 기술을 사용할 때는 도 5c에 도시된 예와 같이 개구부로 고립된 영역이 발생하는 경우 주변 기판을 연결할 수 있도록 처리해야 한다.However, in the case of the stencil printing technique, there is a
또한, 모든 영역을 지지해주는 메쉬(3-1)가 없으므로, 다수의 전극 개구부들로 인해 마스크의 지지력이 약해진다.In addition, since there is no mesh 3-1 supporting all the regions, the supporting force of the mask is weakened due to the plurality of electrode openings.
그러므로, 스텐실 마스크에 전면전극 패턴을 설계할 때는 연결 관계를 적절히 설계하여 고립된 영역이 나타나지 않도록 함과 아울러 지지력과 내구성을 확보해야 할 필요가 있다.Therefore, when designing the front electrode pattern on the stencil mask, it is necessary to properly design the connection relationship so that the isolated region does not appear, and also to secure the bearing capacity and durability.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 핑거 전극 개구부 패턴과 관련된 중간 지지대 영역을 구비하도록 하여, 지지력과 내구성을 향상시킬 수 있는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a stencil mask for a solar cell front electrode that can be provided to meet the needs as described above, to have an intermediate support region associated with the finger electrode opening pattern, to improve the bearing capacity and durability. There is a purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스텐실 마스크의 일 실시예는, 복수 개의 버스 바 전극 개구부; 및 각각의 인접한 두 버스 바 전극 개구부의 사이에 형성되는 복수 개의 핑거 전극 개구부 열을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, an embodiment of the stencil mask according to the present invention, a plurality of bus bar electrode openings; And a plurality of rows of finger electrode openings formed between each adjacent two bus bar electrode openings.
이때 상기 각 핑거 전극 개구부 열에서 일부 핑거 전극 개구부는 중앙 부분이 개구되지 않은 상태로 형성되어 중간 지지대 영역을 구성한다.In this case, some of the finger electrode openings in the row of finger electrodes openings are formed without a central portion to form an intermediate support region.
상기 각 버스 바 전극 개구부는 서로 일정 거리만큼 떨어져서 형성되는 다수의 서브 개구부들의 집합으로 이루어질 수 있다.Each of the bus bar electrode openings may be formed of a set of a plurality of sub-openings spaced apart from each other by a predetermined distance.
본 발명에 따른 스텐실 마스크의 또 다른 실시예는, 핑거 전극 개구부 열이 복수 개 구비되고, 상기 각 핑거 전극 개구부 열에서 일부 핑거 전극 개구부는 중앙 부분이 개구되지 않은 상태로 형성되어 중간 지지대 영역을 구성한다.In another embodiment of the stencil mask according to the present invention, a plurality of finger electrode opening rows are provided, and some finger electrode openings in the respective finger electrode opening rows are formed without a central portion to constitute an intermediate support region. do.
상기 각 핑거 전극 개구부는 이웃한 핑거 전극 개구부 열의 핑거 전극 개구부와 세로 방향으로 일정 간격만큼 어긋나게 배치될 수 있다.Each of the finger electrode openings may be disposed to be offset by a predetermined interval in the longitudinal direction from the finger electrode openings of the adjacent row of finger electrodes.
여기서, 상기 일정 간격은 같은 핑거 전극 개구부 열에서 상/하로 인접한 두 핑거 전극 개구부들 사이 간격의 '1/2'로 구성될 수 있다.Here, the predetermined interval may be configured as '1/2' of the interval between two finger electrode openings adjacent up and down in the same column of finger electrode openings.
상기 중간 지지대 영역은 같은 핑거 전극 개구부 열에서 인접한 복수 핑거 전극 개구부들의 묶음 단위로 구성될 수 있다.The intermediate support region may be configured as a bundle unit of a plurality of adjacent finger electrode openings in the same row of finger electrode openings.
상기 중간 지지대 영역은 상기 각 핑거 전극 개구부 열의 상단과 하단의 일부에 형성될 수 있다.The intermediate support region may be formed at a portion of the top and bottom of each of the row of finger electrode openings.
상기 중간 지지대 영역은 상기 핑거 전극 개구부 열의 상단과 하단으로부터 각 열의 중심부를 향하여 점차 그 넓이가 좁아지도록 구성될 수 있다.The intermediate support region may be configured such that its width gradually narrows from the top and bottom of the row of finger electrode openings toward the center of each row.
상기 중간 지지대 영역은 상기 핑거 전극 개구부 열의 상단에서 하단에 이르기까지 반복해서 나타나도록 구성될 수 있다.The intermediate support region may be configured to appear repeatedly from the top to the bottom of the row of finger electrode openings.
이때 인접한 핑거 전극 개구부 열의 중간 지지대 영역은 상/하로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.In this case, the intermediate support regions of adjacent row of finger electrode openings may be alternately arranged up and down.
본 발명에 따른 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크는 각 핑거 전극 개구부 열의 적어도 일부에 중간 지지대 영역을 구비한다.The stencil mask for a front electrode of a solar cell according to the present invention includes an intermediate support region in at least a portion of each row of finger electrode openings.
중간 지지대 영역은 핑거 전극 개구부가 개구되지 않은 상태로 유지되는 영역으로서, 조밀한 개구부로 구성된 전극 패턴에 기계적 지지력을 제공하기 때문에 개구부 패턴이 찢어지거나 처지는 등의 왜곡 및 파손을 방지할 수 있다.The intermediate support region is a region in which the finger electrode opening is kept unopened, and provides a mechanical support force to the electrode pattern composed of the dense opening, thereby preventing distortion and breakage such as tearing or sagging of the opening pattern.
즉, 중간 지지대 영역은 스텐실 마스크에서 개구부 패턴의 장력 유지와 내구성을 증가시킨다. 특히, 각 핑거 전극 개구부 열의 일부에 대해서 중간 지지대 영역을 구비해도 전체적인 지지력을 향상시킬 수 있다.That is, the intermediate support area increases the tension retention and durability of the opening pattern in the stencil mask. In particular, even if the intermediate support region is provided for a part of each row of finger electrode openings, the overall supporting force can be improved.
중간 지지대 영역의 크기, 모양, 배치 방법 등은 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 필요에 따라 다양한 중간 지지대 영역을 배치하여, 적응적으로 지지력 강화를 도모할 수 있다.The size, shape, arrangement method, and the like of the intermediate support region can be variously configured, and various intermediate support regions can be arranged as needed to adaptively strengthen the bearing capacity.
도 1은 스크린 인쇄 장비의 예,
도 2는 스크린 마스크의 예,
도 3은 태양전지에 인쇄된 전면전극의 예,
도 4는 메쉬와 에멀전으로 패턴이 형성된 예,
도 5는 스텐실 인쇄에서 발생할 수 있는 고립 영역을 설명하는 예,
도 6은 스텐실 마스크의 예,
도 7은 버스 바 전극 개구부를 포함하는 예,
도 8은 버스 바 전극 개구부가 없는 스텐실 마스크의 예,
도 9는 태양전지의 직렬 연결을 보인 예,
도 10은 중간 지지대 영역의 제1 실시예,
도 11은 중간 지지대 영역의 제2 실시예,
도 12는 중간 지지대 영역의 제3 실시예,
도 13은 제1 실시예의 중간 지지대 영역이 형성된 스텐실 마스크의 예,
도 14는 제2 실시예의 중간 지지대 영역이 형성된 스텐실 마스크의 예,
도 15는 제3 실시예의 중간 지지대 영역이 형성된 스텐실 마스크의 예,
도 16은 반복적으로 형성되는 중간 지지대 영역과 서로 어긋나게 배치되는 중간 지지대 영역에 관한 실시예이다.1 is an example of a screen printing equipment,
2 is an example of a screen mask,
3 is an example of a front electrode printed on a solar cell;
4 is an example in which a pattern is formed of a mesh and an emulsion,
5 illustrates an example of an isolated region that may occur in stencil printing;
6 is an example of a stencil mask,
7 illustrates an example including a bus bar electrode opening;
8 is an example of a stencil mask without bus bar electrode openings,
9 is an example showing a series connection of a solar cell,
10 shows a first embodiment of an intermediate support region,
11 shows a second embodiment of an intermediate support region,
12 shows a third embodiment of the intermediate support region,
13 is an example of a stencil mask in which an intermediate support region of the first embodiment is formed;
14 is an example of a stencil mask in which an intermediate support region of the second embodiment is formed;
15 is an example of a stencil mask in which an intermediate support region of the third embodiment is formed;
FIG. 16 illustrates an embodiment of an intermediate support region repeatedly formed and an intermediate support region disposed to be offset from each other.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
도 6은 스텐실 마스크(100)에 관한 예를 보인 것으로서, 도전성 페이스트를 이용하여 태양전지의 전면전극을 인쇄할 수 있도록 핑거 전극 개구부 열(130)이 여러 개 구비된다.6 illustrates an example of the
즉, 상부에서 하부로 다수의 핑거 전극 개구부(131)들이 모여 핑거 전극 개구부 열(130)을 이루고, 이러한 핑거 전극 개구부 열(130)이 여러 개 형성된다.That is, a plurality of
스텐실 마스크(00)에 형성되는 핑거 전극 개구부(131)의 개수, 크기, 모양, 간격 등의 형태는 다양하게 구성될 수 있다.The number, size, shape, spacing, etc. of the
도 6에는 각 핑거 전극 개구부 열(130)의 각 핑거 전극 개구부가 같은 수평 위치에 형성된 예가 도시되어 있으나, 다음에 설명하는 실시예와 같이 인접한 핑거 전극 개구부 열의 각 핑거 전극 개구부는 수평 배치에 있어서 상/하로 서로 어긋나게 형성될 수도 있다.FIG. 6 shows an example in which each finger electrode opening of each finger
한편, 태양전지의 전면 전극은 버스 바 전극을 포함하도록 구현될 수도 있고, 버스 바 전극이 없이 구현될 수도 있다.Meanwhile, the front electrode of the solar cell may be implemented to include a bus bar electrode, or may be implemented without the bus bar electrode.
도 6에서 참조부호 '110'은 버스 바 전극이 포함되는 태양전지를 위한 스텐실 마스크의 경우, 버스 바 전극 개구부가 형성되는 부분이다. 또한, 버스 바 전극이 없이 구현되는 태양전지를 위한 스텐실 마스크의 경우에는, 전극이 인쇄된 후 리본(와이어 또는 버스 와이어라고도 불림)이 연결될 곳과 관련된 개구부가 형성되는 부분이다.In FIG. 6,
버스 바 전극을 위한 개구부와 리본이 연결될 곳을 위한 개구부는 다양하게 구성될 수 있다.The opening for the bus bar electrode and the opening for the place where the ribbon is to be connected may be variously configured.
도 7은 버스 바 전극이 구비되는 태양전지를 위한 스텐실 마스크에 관한 예로서, 버스 바 전극 개구부(111)는 서로 일정 거리만큼 떨어져서 형성되는 다수의 서브 개구부(111-1)들의 집합으로 이루어질 수 있다. 그리고, 각 핑거 전극 개구부 열은 인접한 두 버스 바 전극 개구부 사이에 형성된다.FIG. 7 illustrates an example of a stencil mask for a solar cell having a bus bar electrode. The bus
도 7에는 원형으로 이루어지는 서브 개구부(111-1)가 도시되어 있으나, 서브 개구부(111-1)의 모양, 크기, 개수 등은 다양하게 구성될 수 있다. 인쇄가 이루어지면, 인접한 서브 개구부들을 통해 흐른 페이스트가 서로 합쳐져서 버스 바 전극을 형성하게 된다. 이를 위하여, 서브 개구부들 사이의 간격은 서브 개구부들의 크기와 페이스트의 점성 등을 고려하여 다양하게 구성될 수 있다.7 illustrates a circular sub opening 111-1, the shape, size, number, etc. of the sub openings 111-1 may be variously configured. When printing is done, the pastes flowing through adjacent sub-openings merge with each other to form a bus bar electrode. To this end, the spacing between the sub-openings may be configured in various ways in consideration of the size of the sub-openings and the viscosity of the paste.
버스 바 전극 개구부(111)를 서로 일정 거리만큼 떨어진 다수의 서브 개구부의 집합으로 구성하는 이유는 위에서 설명한 바와 같이 스텐실 마스크에서는 메쉬처럼 마스크 전체를 지지해주는 부분이 없기 때문에 독립적으로 존재할 수 없는 영역을 만들지 않아야 하기 때문이다.The reason why the bus
그런데, 버스 바 전극은 핑거 전극에 비해 상대적으로 많은 은(Ag) 페이스트가 사용되고, 버스 바 전극으로 인해 빛의 흡수 면적이 감소하여 수집 전류의 손실이 발생하며, 전극 인쇄 중 단차로 인한 전극 연결부의 끊김 현상이 나타나는 등 여러 가지 문제점이 나타날 수 있다. 이에 따라, 근래 들어 버스 바 전극이 없는 태양전지가 개발되고 있다.However, the bus bar electrode has a relatively large amount of silver (Ag) paste compared to the finger electrode, and the absorption area of light decreases due to the bus bar electrode, resulting in a loss of collection current. Various problems can occur, such as dropping out. Accordingly, recently, solar cells without bus bar electrodes have been developed.
버스 바 전극이 없는 태양전지를 위한 스텐실 마스크에서, 도 6의 참조부호 '110'으로 표시된 부분에는 버스 바 전극 개구부가 형성되는 것이 아니라, 전면 전극이 인쇄된 후 리본이 잘 부착될 수 있도록 하는 개구부들이 형성된다.In a stencil mask for a solar cell without a bus bar electrode, the bus bar electrode opening is not formed at the portion indicated by reference numeral '110' in FIG. 6, but an opening that allows the ribbon to adhere well after the front electrode is printed. Are formed.
도 8a은 버스 바 전극이 없는 태양전지를 위한 스텐실 마스크에 관한 예로서, 인접한 핑거 전극 개구부 열의 각 핑거 전극 개구부(132, 133)는 세로 방향으로 일정 간격만큼 어긋나게 배치되고, 각 핑거 전극 개구부(132, 133)의 말단 일부는 상/하로 서로 겹쳐지게 형성되어 있다.FIG. 8A illustrates an example of a stencil mask for a solar cell without a bus bar electrode, in which each of the
이때 인접한 핑거 전극 개구부 열의 핑거 전극 개구부들(132, 133) 사이의 상/하 간격은 다양하게 구성될 수 있다.In this case, an upper / lower distance between the
구체적인 예로서, 이웃한 핑거 전극 개구부 열의 각 핑거 전극 개구부(132, 133) 사이의 상/하 간격은 같은 열에서 상/하로 인접한 핑거 전극 개구부(132, 134) 사이 간격의 '1/2'이 되도록 구성될 수 있다.As a specific example, the top / bottom spacing between the
버스 바 전극은 각 핑거 전극을 통해 수집된 전류를 모아 운반하는 역할을 수행하는데, 버스 바 전극이 없는 태양전지에서 이러한 역할은 각 핑거 전극이 태양전지의 표면에 인쇄된 후 부착되는 리본이 수행한다.The bus bar electrode collects and carries current collected through each finger electrode. In a solar cell without the bus bar electrode, this role is performed by a ribbon that is attached after each finger electrode is printed on the surface of the solar cell. .
도 8b는 버스 바 전극의 역할을 수행하는 리본(210)을 함께 도시한 것으로서, 이 리본(210)은 스텐실 마스크에 실제 존재하는 것이 아니라 설명의 이해를 돕기 위하여 함께 도시한 것이다.FIG. 8B shows a
즉, 리본(210)은 페이스트가 인쇄된 후 태양전지의 전극에 부착되는 것이다,That is, the
리본은 '와이어' 또는 '버스 와이어' 등으로 불리기도 하며, 각 전극에 전기적으로 접촉되는 것으로서, 전기 전도성이 좋은 재질로 구성된다.The ribbon is also called a "wire" or "bus wire," and is in electrical contact with each electrode, and is made of a material having good electrical conductivity.
도 9는 전면전극이 인쇄된 각 태양전지(200)가 리본(210)을 통해 직렬 연결되는 예를 보인 것으로서, 각 태양전지의 전면전극과 다음 태양전지의 후면전극이 리본을 통해 연결되어 직렬 연결을 이루는 것을 나타내고 있다.9 shows an example in which each
위에서 버스 바 전극이 있는 태양전지를 위한 스텐실 마스크와 버스 바 전극이 없는 태양전지를 위한 스텐실 마스크의 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 본 발명에 따른 스텐실 마스크에서 버스 바 전극을 위한 개구부와 리본이 연결될 곳을 위한 개구부는 다양하게 구성될 수 있다.Examples of the stencil mask for a solar cell with a bus bar electrode and the stencil mask for a solar cell without a bus bar electrode are described above, but the present invention is not limited thereto. In the stencil mask according to the present invention, the opening for the bus bar electrode and the opening for the place where the ribbon is to be connected may be variously configured.
한편, 스텐실 마스크는 금속재 등의 얇은 판을 레이저로 가공하여 제작되는데, 스크린 마스크의 메쉬와 같은 별도의 지지수단이 없으므로, 다수의 개구부들로 인해 내구성이 약해지지 않도록 하고, 전면전극 인쇄가 이루어지는 과정에서 물리적으로 손상되지 않도록 하기 위하여, 가능한 견고하게 설계될 필요가 있다.On the other hand, the stencil mask is manufactured by laser processing a thin plate such as a metal material, there is no separate support means such as the mesh of the screen mask, so that the durability is not weakened due to a plurality of openings, the front electrode printing process In order not to be physically damaged, the design needs to be as robust as possible.
도 8에 보인 예에서 이웃한 핑거 전극 개구부 열의 각 핑거 전극 개구부를 어긋나게 배치하는 것도 스텐실 마스크의 내구성과 견고성을 향상시킬 수 있는 하나의 좋은 방안이 될 수 있다.In the example shown in FIG. 8, disposing the finger electrode openings of the adjacent finger electrode opening rows may be a good way to improve durability and robustness of the stencil mask.
본 발명에 따른 스텐실 마스크는 각 핑거 전극 개구부 열에서 일부 핑거 전극 개구부가 중앙 부분이 개구되지 않은 상태로 형성되며, 이 부분들은 중간 지지대 영역을 구성한다. 본 발명은 버스 바 전극의 존재 여부와 관계없이 핑거 전극 개구부 열이 존재하는 모든 스텐실 마스크에 적용될 수 있다.In the stencil mask according to the present invention, some finger electrode openings in each row of finger electrode openings are formed without the central portion opening, and these portions constitute the intermediate support region. The present invention can be applied to all stencil masks having a finger electrode opening row regardless of the presence of bus bar electrodes.
이제 본 발명에 따른 스텐실 마스크의 중간 지지대 영역에 관하여 상세히 설명하기로 한다.The middle support area of the stencil mask according to the present invention will now be described in detail.
중간 지지대 영역은 각 핑거 전극 개구부 열(130)에서 핑거 전극 개구부가 이어지지 않고 중간에 단절된 부분을 말한다. 즉, 각 핑거 전극 개구부 열(130)에서 일부 핑거 전극 개구부는 중앙 부분이 개구되지 않은 상태로 형성되고, 개구되지 않은 상태로 형성된 부분은 스텐실 마스크의 지지력을 강화시키는 중간 지지대 영역의 역할을 수행한다.The middle support region refers to a portion of each finger
도 10에 도시된 예와 같이, 중간 지지대 영역(171)은 핑거 전극 개구부 열(130)의 상단부터 하단까지 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 즉, 핑거 전극 개구부 열(130)의 모든 핑거 전극 개구부들은 중간이 일정 길이만큼 단절되어 있다.As in the example illustrated in FIG. 10, the
도 13a은 도 8에 도시된 예와 같이 버스 바 전극 개구부 없이 구성되는 스텐실 마스크(311)에서, 중간 지지대 영역(171)이 핑거 전극 개구부 열의 상단부터 하단까지 전체에 걸쳐 형성된 예를 보인 것이다.FIG. 13A illustrates an example in which a
도 13b는 도 7에 도시된 예와 같이 버스 바 전극 개구부가 있는 스텐실 마스크(312)에서, 중간 지지대 영역(171)이 핑거 전극 개구부 열의 상단부터 하단까지 전체에 걸쳐 형성된 예를 보인 것이다.FIG. 13B illustrates an example in which a
중간 지지대 영역은 핑거 전극 개구부 열의 일부에만 형성될 수도 있다.The intermediate support region may be formed only in a portion of the finger electrode opening row.
중간 지지대 영역을 핑거 전극 개구부 열의 일부에 형성하는 방법은 다양하게 구성될 수 있다. 하나의 예로서, 각 핑거 전극 개구부마다 교대로 중간 지지대 영역이 나타나도록 구성될 수 있다.The method of forming the intermediate support region in a part of the finger electrode opening row may be variously configured. As one example, the intermediate support region may be alternately shown for each finger electrode opening.
또한, 중간 지지대 영역은 같은 핑거 전극 개구부 열에서 복수 개의 인접한 핑거 전극 개구부의 묶음 단위로 형성될 수도 있다.In addition, the intermediate support region may be formed in a bundle unit of a plurality of adjacent finger electrode openings in the same row of finger electrode openings.
도 11은 12개의 핑거 전극 개구부 묶음으로 중간 지지대 영역(173)을 구성하는 예로서, 각 핑거 전극 개구부에서 중간이 단절된 길이가 모두 같으므로, 중간 지지대 영역(173)이 사각형 모양을 나타낸다.FIG. 11 illustrates an example of configuring the
도 14a는 도 8에 도시된 예와 같이 버스 바 전극 개구부 없이 구성되는 스텐실 마스크(321)에서, 각 핑거 전극 개구부 열의 상단과 하단에 중간 지지대 영역(173)이 사각형 모양으로 형성된 예를 보인 것이다.FIG. 14A illustrates an example in which a
도 14b는 도 7에 도시된 예와 같이 버스 바 전극 개구부가 있는 스텐실 마스크(322)에서, 각 핑거 전극 개구부 열의 상단과 하단에 중간 지지대 영역(173)이 사각형 모양으로 형성된 예를 보인 것이다.FIG. 14B illustrates an example in which a
도 12를 참조하자면, 중간 지지대 영역(175)은 각 핑거 전극 개구부 열(130)의 상단과 하단으로부터 핑거 전극 개구부 열(130)의 중심부를 향하여 점차 그 넓이가 좁아지도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 중간 지지대 영역(175)은 삼각형 모양으로 나타난다.Referring to FIG. 12, the
도 15a는 도 8에 도시된 예와 같이 버스 바 전극 개구부 없이 구성되는 스텐실 마스크(331)에서, 각 핑거 전극 개구부 열의 상단과 하단에 중간 지지대 영역(175)이 삼각형 모양으로 형성된 예를 보인 것이다.FIG. 15A illustrates an example in which the
도 15b는 도 7에 도시된 예와 같이 버스 바 전극 개구부가 있는 스텐실 마스크(332)에서, 각 핑거 전극 개구부 열의 상단과 하단에 중간 지지대 영역(175)이 삼각형 모양으로 형성된 예를 보인 것이다.FIG. 15B illustrates an example in which a
또한, 중간 지지대 영역은 각 핑거 전극 개구부 열의 상단으로부터 하단에 이르기까지 반복해서 나타나도록 구성될 수도 있다.Further, the intermediate support region may be configured to appear repeatedly from the top to the bottom of each row of finger electrode openings.
도 16a는 사각형 모양의 중간 지지대 영역이 각 핑거 전극 개구부 열의 상단으로부터 하단에 이르기까지 반복해서 나타나는 스텐실 마스크(341-1)의 예를 보인 것이다.FIG. 16A shows an example of a stencil mask 341-1 in which a rectangular intermediate support region appears repeatedly from the top to the bottom of each row of finger electrode openings.
또한, 도 6b에 도시된 스텐실 마스크(341-2)의 예와 같이, 중간 지지대 영역은 각 핑거 전극 개구부 열의 상단으로부터 하단에 이르기까지 반복해서 나타나되, 인접한 핑거 전극 개구부 열의 중간 지지대 영역은 상/하 방향으로 서로 엇갈리게 배치될 수도 있다.Also, as in the example of the stencil mask 341-2 shown in FIG. 6B, the intermediate support regions are repeatedly displayed from the top to the bottom of each row of finger electrode openings, while the middle support areas of the adjacent finger electrode opening rows are shown as top / bottom. It may be arranged to cross each other in the downward direction.
위에서 다양한 중간 지지대 영역의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 그러한 실시예 이외에도 얼마든지 다양하게 구성될 수 있다.While various embodiments of the intermediate support region have been described above, the present invention may be configured in various ways in addition to such embodiments.
즉, 중간 지지대 영역의 길이(함께 중간 지지대 영역을 형성하는 핑거 전극 개구부들의 개수), 폭, 모양 등은 다양하게 구성될 수 있다.That is, the length of the intermediate support region (the number of finger electrode openings that together form the intermediate support region), the width, and the like may be variously configured.
또한, 핑거 전극 개구부 열의 상단부터 하단에 이르기까지 나타나는 중간 지지대 영역의 개수, 상/하로 인접한 중간 지지대 영역 사이에 존재하는 핑거 전극 개구부의 개수 등도 다양하게 구성될 수 있다.In addition, the number of intermediate support regions appearing from the upper end to the lower end of the row of finger electrode openings, the number of finger electrode openings existing between upper and lower adjacent intermediate support regions, and the like may also be variously configured.
본 발명에 따른 스텐실 마스크는 다양한 재질로 구성될 수 있으며, 구체적으로 금속재로 구성될 수 있다.The stencil mask according to the present invention may be made of various materials, and specifically, may be made of a metal material.
스텐실 마스크의 두께는 다양하게 구성될 수 있으며, 스크린 인쇄 방법과의 호환성을 고려하는 경우 20μm ~ 50μm 정도로 구성될 수 있다.The thickness of the stencil mask may be configured in various ways, and may be configured in a range of 20 μm to 50 μm in consideration of compatibility with the screen printing method.
핑거 전극 개구부의 폭은 다양하게 구성될 수 있으며, 구체적인 예로서 5μm ~ 50μm 정도로 구성될 수 있다.The width of the finger electrode opening may be configured in various ways, and as a specific example, may be configured to about 5μm ~ 50μm.
중간 지지대 영역의 폭과 길이도 다양하게 구성될 수 있다.The width and length of the intermediate support area can also vary.
구체적인 예로서, 전체 전면전극 패턴의 크기가 150mm ~ 160mm인 예에서, 중간 지지대 영역의 폭은 200μm ~ 1,500μm 정도로 구성될 수 있고, 중간 지지대 영역의 길이는 1,000μm ~ 50,000μm 정도로 구성될 수 있다.As a specific example, in an example in which the size of the entire front electrode pattern is 150 mm to 160 mm, the width of the intermediate support region may be configured to about 200 μm to 1,500 μm, and the length of the intermediate support region may be configured to about 1,000 μm to 50,000 μm. .
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다. While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, it will be understood that the invention may be modified and modified in various ways without departing from the spirit or scope of the invention provided by the following claims. It will be apparent to one of ordinary skill in the art.
100: 스텐실 마스크
111: 버스 바 전극 개구부
111-1: 서브 개구부
130: 핑거 전극 개구부 열
131~134: 핑거 전극 개구부
171, 173, 175: 중간 지지대 영역
200: 태양전지
210: 리본
311, 312, 321, 322, 331, 332, 341-1, 341-2: 스텐실 마스크100: stencil mask 111: bus bar electrode opening
111-1: sub-opening 130: finger electrode opening row
131 to 134: finger electrode openings
171, 173, 175: middle support area
200: solar cell 210: ribbon
311, 312, 321, 322, 331, 332, 341-1, 341-2: stencil mask
Claims (10)
복수 개의 버스 바 전극 개구부; 및
각각의 인접한 두 버스 바 전극 개구부의 사이에 형성되는 복수 개의 핑거 전극 개구부 열을 포함하고,
상기 각 핑거 전극 개구부 열에서 일부 핑거 전극 개구부는 중앙 부분이 개구되지 않은 상태로 형성되어 중간 지지대 영역을 구성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.As a stencil mask for the front electrode of a solar cell,
A plurality of bus bar electrode openings; And
A plurality of finger electrode opening rows formed between each adjacent two bus bar electrode openings,
Stencil mask for a front electrode of a solar cell, characterized in that some of the finger electrode openings in the row of finger electrodes openings are formed without a central portion thereof to form an intermediate support region.
상기 각 버스 바 전극 개구부는 서로 일정 거리만큼 떨어져서 형성되는 다수의 서브 개구부들의 집합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.The method of claim 1,
And each bus bar electrode opening is a set of a plurality of sub-openings spaced apart from each other by a predetermined distance.
핑거 전극 개구부 열이 복수 개 구비되고,
상기 각 핑거 전극 개구부 열에서 일부 핑거 전극 개구부는 중앙 부분이 개구되지 않은 상태로 형성되어 중간 지지대 영역을 구성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.As a stencil mask for the front electrode of a solar cell,
A plurality of finger electrode opening columns are provided,
Stencil mask for a front electrode of a solar cell, characterized in that some of the finger electrode openings in the row of finger electrodes openings are formed without a central portion thereof to form an intermediate support region.
상기 각 핑거 전극 개구부는 이웃한 핑거 전극 개구부 열의 핑거 전극 개구부와 세로 방향으로 일정 간격만큼 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.The method of claim 3, wherein
Each of the finger electrode openings is disposed to be offset by a predetermined interval in the vertical direction from the finger electrode openings in the adjacent column of finger electrode openings.
상기 일정 간격은 같은 핑거 전극 개구부 열에서 상/하로 인접한 두 핑거 전극 개구부들 사이 간격의 '1/2'인 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.The method of claim 4, wherein
The predetermined interval is a stencil mask for a front electrode of a solar cell, characterized in that '1/2' of the interval between two finger electrode openings adjacent up / down in the same row of finger electrode openings.
상기 중간 지지대 영역은 인접한 복수 핑거 전극 개구부들의 묶음 단위로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.The method according to any one of claims 1 to 5,
The intermediate support region is a stencil mask for a front electrode of a solar cell, characterized in that composed of a bundle unit of a plurality of adjacent finger electrode openings.
상기 중간 지지대 영역은 상기 각 핑거 전극 개구부 열의 상단과 하단의 일부에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.The method according to any one of claims 1 to 5,
The intermediate support region is a stencil mask for a front electrode of a solar cell, characterized in that formed on a portion of the top and bottom of each row of finger electrode openings.
상기 중간 지지대 영역은 상기 핑거 전극 개구부 열의 상단과 하단으로부터 각 열의 중심부를 향하여 점차 그 넓이가 좁아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.The method according to any one of claims 1 to 5,
The intermediate support region is a stencil mask for a front electrode of a solar cell, characterized in that the width is gradually narrowed toward the center of each row from the top and bottom of the row of finger electrode openings.
상기 중간 지지대 영역은 상기 핑거 전극 개구부 열의 상단에서 하단에 이르기까지 반복해서 나타나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.The method according to any one of claims 1 to 5,
The intermediate support region is a stencil mask for a front electrode of a solar cell, characterized in that it is configured to appear repeatedly from the top to the bottom of the row of finger electrode openings.
인접한 핑거 전극 개구부 열의 중간 지지대 영역은 상/하로 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면전극용 스텐실 마스크.The method of claim 9,
Stencil mask for the front electrode of the solar cell, characterized in that the middle support region of the adjacent row of finger electrode openings are alternately arranged up and down.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180070589A KR20190143080A (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Stencil Mask for Front Electrode of Solar Cell |
| PCT/KR2018/012224 WO2019078598A1 (en) | 2017-10-20 | 2018-10-17 | Stencil mask for solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180070589A KR20190143080A (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Stencil Mask for Front Electrode of Solar Cell |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190143080A true KR20190143080A (en) | 2019-12-30 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180070589A KR20190143080A (en) | 2017-10-20 | 2018-06-20 | Stencil Mask for Front Electrode of Solar Cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190143080A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210152661A (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | 한빅솔라(주) | Stencil mask for printing front electrode of solar cell and manufacturing method thereof |
| KR102369179B1 (en) * | 2020-09-14 | 2022-03-03 | 한빅솔라(주) | Fabricating method of stencil mask for printing electrode of solar cell |
| KR20220026838A (en) * | 2020-08-26 | 2022-03-07 | 한빅솔라(주) | Stencil mask for printing electrode of solar cell |
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2018
- 2018-06-20 KR KR1020180070589A patent/KR20190143080A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20210152661A (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | 한빅솔라(주) | Stencil mask for printing front electrode of solar cell and manufacturing method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |