KR20200101832A - 버스 바가 없는 슁글드 어레이 태양 전지 및 태양광 모듈을 제조하는 방법 - Google Patents

버스 바가 없는 슁글드 어레이 태양 전지 및 태양광 모듈을 제조하는 방법 Download PDF

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리송 쩌우
후아밍 쩌우
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플렉스 엘티디
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Abstract

태양광 모듈을 형성하는 방법. 사기 방법은 태양 전지를 식각하는 단계, 스트립을 형성하도록 전지를 싱귤레이션 하는 단계, 싱귤레이션 된 스트립의 적어도 일부에 도전성 접착제를 침착하는 단계를 포함한다. 이어서, 인접한 스트립 사이에서 결합을 형성하는 도전성 접착제를 사용하여, 각각의 스트립의 일부가 다음 스트립의 일부와 중첩할 수 있도록, 상기 도전성 접착제를 사용하여, 스트립은 슁글드 방식으로 스트립으로 이루어진 스트링을 형성한다. 이어서, 다수의 스트링은 전기적으로 병렬 연결되어 스트링 세트를 형성하고, 다수의 스트링 세트는 전기적으로 직렬로 연결된다. 다수의 스트링 세트는 전면 글라스와 배면 시트 사이에서 봉지되고, 프레임 내에 장착되어 태양광 모듈을 형성한다.

Description

버스 바가 없는 슁글드 어레이 태양 전지 및 태양광 모듈을 제조하는 방법
본 개시는 태양광 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 리본 상호연결 모듈보다 매우 높은 모듈 효율을 전달하는 슁글드 어레이 모듈(shingled array module, SAM)을 형성하는 태양광 모듈에 관한 것이다.
지난 몇 년 동안, 에너지원으로서의 화석 연료의 사용은 감소하고 있는 추세에 있다. 많은 인자들이 이러한 경향에 기여하였다. 예를 들면, 석유(oil), 석탄 및 천연가스와 같은 화석연료-기반의 에너지 선택을 사용하면 대기로부터 쉽게 제거될 수 없는 가스와 오염을 생성할 수 있다는 점이 오랫동안 인식되고 있다. 뿐만 아니라, 화석연료-기반의 에너지가 점점 더 많이 소비될수록, 보다 많은 오염이 대기 중으로 방출되어 인접한 생명체에 해로운 결과를 초래한다. 이러한 결과에도 불구하고, 화석연료-기반의 에너지 선택은 여전히 빠른 속도로 고갈되고 있으며, 그 결과, 석유와 같은 이들 화석연료 자원 중 일부의 비용은 상승하였다. 더욱이, 많은 화석연료 자원이 정치적으로 불안정한 지역에 위치하고 있기 때문에, 화석연료의 공급 및 비용은 예측할 수 없게 되었다.
부분적으로, 이러한 전통적인 에너지원이 직면하고 있는 많은 문제점으로 인하여, 대안적인 청정 에너지원(clean energy source)에 대한 수요가 급속하게 증가하고 있다. 태양 에너지 및 다른 청정 에너지의 사용을 더욱 독려하기 위하여, 몇몇 정부들은, 전통적인 에너지원을 청정 에너지원으로 변환하고자 하는 수요자들에게, 금전적 환급(monetary rebate)이나 세금 감면(tax relief)의 형태로 인센티브를 제공하고 있다. 다른 경우, 소비자들은, 청정 에너지원으로 변경에 따른 장기간의 절감 이익이 청정 에너지원을 구현할 때의 상대적으로 높은 선불 비용(upfront cost)보다 크다는 점을 알게 되었다.
청정 에너지의 한 형태인 태양 에너지는 지난 몇 년 동안에 인기가 상승하고 있다. 반도체 기술의 향상으로 인하여 더욱 효율적이며 더욱 큰 출력을 가능하게 하는 태양광 모듈 및 태양광 패널의 디자인이 가능하게 되었다. 또한, 태양광 모듈과 태양광 패널을 제조하기 위해 사용되는 소재가 상대적으로 저렴하게 되면서, 태양 에너지를 사용하는 비용을 절감시키는데 기여하고 있다. 개별 소비자에 대하여 태양 에너지가 점점 더 적절한 청정 에너지원이 됨에 따라, 태양광 모듈 및 태양광 패널 제조업체들은 주거용 구조에서 구현하기 위하여 미적이고 실용적인 매력을 가지는 쓸모 있는 제품들을 제조하고 있다. 이러한 이점의 결과, 태양 에너지는 범 세계적인 인기를 얻고 있다.
본 개시의 예시적인 실시형태에 대한 더욱 상세한 내용과 측면들은 첨부하는 도면을 참조하면서 하기에서 더욱 상세하게 설명된다.
본 개시의 일 측면은 일면에만 버스 바를 가지는 태양 전지를 스크라이빙(scribing)하는 단계, 스트립(strips)을 형성할 수 있도록 상기 태양 전지를 싱귤레이션 하는 (singulating)로서, 각각의 스트립은 일면에만 버스 바를 가지는 단계, 및 상기 싱귤레이션 된 스트립 중에서 적어도 일부의 스트립의 일부에 도전성 접착제를 침착하는(depositing) 단계를 포함하는 태양광 모듈을 형성하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 상기 스트립의 상기 버스 바와, 인접한 스트립에 형성된 배면 금속 배선 패턴 사이에 결합을 형성하는 상기 도전성 접착제를 사용하여, 적어도 1개의 스트립의 적어도 버스 바가 인접 스트립의 일부와 중첩할 수 있도록, 슁글드(shingled) 방식으로 상기 스트립을 정렬하여 스트립으로 이루어진 스트링을 형성하는 단계, 다수의 스트링 세트를 형성할 수 있도록, 다수의 스트링을 전기적으로 병렬 연결하는 단계, 상기 다수의 스트링 세트를 전기적으로 직렬로 연결하는 단계, 및 전면 시트와 배면 시트 사이에 상기 연결된 다수의 스트링 세트를 봉지하는 단계(encapsulating)를 포함한다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 태양 전지는, 상기 태양 전지의 전면에 형성된 제 1 금속 배선 패턴을 포함할 수 있고, 상기 제 1 금속 배선 패턴은 하나의 스트립 당 적어도 1개의 버스 바를 포함한다. 상기 제 1 금속 배선 패턴은 핑거 라인, 절단 라인을 포함할 수 있고, 상기 핑거 라인은 상기 태양 전지에 걸쳐서(across) 전체 폭(width)으로 연장될 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 태양 전지는, 상기 태양 전지의 배면에 형성된 제 2 금속 배선 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제 2 금속 배선 패턴은 핑거 라인 또는 절단 라인을 포함할 수 있고, 상기 핑거 라인은 상기 태양 전지에 걸쳐서 전체 폭(width)으로 연장될 수 있다. 아울러, 상기 제 2 금속 배선 패턴은 블랭크(blank) 금속 배선 패턴일 수 있다.
본 개시에 따르면, 상기 태양 전지는 사각형 전지이거나, 유사-사각형 전지일 수 있다. 아울러, 상기 스트링 세트는 분리 스트립에 의해 지지될 수 있으며, 상기 스트링 세트의 전기적 연결은, 상기 분리 스트립에 의해 지지되는 도전성 리본으로 형성될 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 버스 바를 가지지 않는 태양 전지를 스크라이빙(scribing)하는 단계, 스트립을 형성할 수 있도록 상기 태양 전지를 싱귤레이션 하는(singulating) 단계, 상기 싱귤레이션 된 스트립 중에서 적어도 일부의 스트립의 일부에 도전성 접착제를 침착하는(depositing) 단계, 및 제 1 스트립의 금속 배선 패턴과, 인접 스트립의 금속 배선 패턴 사이에 결합을 형성하는 상기 도전성 접착제를 사용하여, 각각의 스트립이 인접한 스트립의 일부와 중첩할 수 있도록, 슁글드(shingled) 방식으로 상기 스트립을 정렬하여 스트립으로 이루어진 스트링을 형성하는 단계를 포함하는 태양광 모듈을 형성하는 방법이 기술된다. 상기 방법은, 다수의 스트링 세트를 형성할 수 있도록, 다수의 스트링을 전기적으로 병렬 연결하는 단계, 상기 다수의 스트링 세트를 전기적으로 직렬로 연결하는 단계, 및 전면 시트와 배면 시트 사이에 상기 연결된 다수의 스트링 세트를 봉지하는 단계(encapsulating)를 더욱 포함한다.
본 개시의 이러한 측면에 따르면, 상기 태양 전지는 핑거 라인을 포함하는 상기 태양 전지의 전면에 제 1 금속 배선 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제 1 금속 배선 패턴은 절단 라인을 포함할 수 있거나, 상기 핑거 라인은 상기 태양 전지에 걸쳐서(across) 전체 폭(width)으로 연장될 수 있다.
상기 태양 전지는, 상기 태양 전지의 배면에 형성되는 제 2 금속 배선 패턴을 포함할 수 있는데, 제 2 금속 배선 패턴은 핑거 라인 및/또는 절단 라인을 포함하거나, 상기 핑거 라인은 상기 태양 전지에 걸쳐서 전체 폭으로 연장될 수 있다. 아울러, 상기 제 2 금속 배선 패턴은 블랭크(blank) 금속 배선 패턴일 수 있다.
본 개시의 다양한 측면들은, 상세한 설명의 일부에 편입되어 그 일부를 구성하는 도면을 참조하면서 하기에서 설명된다.
도 1은 공지된 태양 전지의 사시도이다.
도 2는 본 개시에 따른 태양 전지의 사시도이다.
도 3은 도 2의 태양 전지의 스트립의 정면도이다.
도 4는 제 1 구성을 가지는 도 2의 태양 전지의 배면도이다.
도 5는 제 2 구성을 가지는 도 2의 태양 전지의 배면도이다.
도 6은 태양 전지의 전면 및/또는 배면을 나타내는 태양 전지를 나타낸 것이다.
도 7은 슁글드 패턴으로 정렬된, 본 개시에 따른 다른 태양 전지의 스트립의 측면도이다.
도 8은 유사-사각형 태양 전지로부터 형성된, 도 7의 태양 전지의 스트립으로 이루어진 스트링의 정면도이다.
도 9는 사각형 태양 전지로부터 형성된, 도 7의 태양 전지의 스트립으로 이루어진 스트링의 정면도이다.
도 10a는 본 개시에 따른 태양광 모듈의 정면도이다.
도 10b는 도 10a의 태양광 모듈의 일부에 대한 배면도이다.
도 11은 본 개시에 따른 태양광 모듈의 전기적 연결을 보여주는 개략도이다.
도 12는 본 개시에 다른 태양광 모듈의 다른 전기적 연결을 보여주는 개략도이다.
도 13은 본 개시에 따른 태양광 모듈의 또 다른 전기적 연결을 보여주는 개략도이다.
도 14는 본 개시에 따른 다른 태양광 모듈의 정면도이다.
도 15는 본 개시에 따른 태양광 모듈의 층(layers)를 나타낸 배치도이다.
도 16은 본 개시에 따른 버싱 리본 예(bussing ribbon example)의 평면도이다.
도 17은 본 개시에 따라 태양광 모듈을 형성하는 방법을 기술하는 순서도이다.
도 18은 본 개시에 따른 태양 전지의 사시도이다.
도 19는 본 개시에 따라, 도 18의 태양 전지의 스트립의 스트링의 정면도이다.
도 20은 본 개시에 따라, 도 18의 태양 전지의 스트립에서, 일 측에 버스 바를 가지는 스트립의 스트링의 정면도이다.
도 21은 본 개시에 따라, 도 18의 태양 전지의 스트립으로서, 슁글드 패턴으로 정렬되어 있는 스트립의 측면도이다.
본 개시는 버스 바 없이 형성되는 태양 전지와, 버스 바 없이 형성되는 태양 전지 또는 태양 전지의 일부로 형성되는 태양광 모듈에 관한 것이다. 아울러, 본 개시는 감소된 양의 은(silver) 또는 다른 도전성 소재를 필요로 하는 태양 전지 및 태양광 모듈에 관한 것이다.
본 개시의 태양 전지는 태양광 모듈의 구성 요소(building block)로 사용된다. 태양 전지는, 광 에너지를 전기로 변환하여 에너지를 생산할 수 있도록 구성된 기판으로 이루어진다. 적절한 광전(photovoltaic) 기판은 다결정 또는 단결정 실리콘 웨이퍼로부터 제조되는 기판을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 이들 웨이퍼는 주요(major) 태양 전지 가공(processing) 단계를 통하여 가공될 수 있는데, 이러한 주요 태양 전지 처리 단계는 습식 또는 건식 요철화 (texturization), 접합 확산(junction diffusion), 실리케이트 글라스 층 제거 및 에지 분리(edge isolation), 실리콘나이트라이드 반사방지층(anti-reflection layer) 코팅, 스크린 인쇄를 포함하는 전면 및 배면 금속 배선(metallization) 및 소성(firing)을 포함한다. 웨이퍼는 진보된(advanced) 태양 전지 가공 단계를 통하여 더욱 가공될 수 있는데, 진보된 태양 전지 가공 단계는 후면 보호 코팅(rear passivated coating) 및 선택적 패터닝(selective patterning)에 의하여, 상기에서 언급한 표준 공정 흐름을 사용하여 형성되는 태양 전지보다 높은 효율을 가지는 보호된 이미터 및 후면접촉(passivated emitter rear contact, PERC) 태양 전지를 얻는 단계를 포함한다. 태양 전지는 p-타입 단결정 전지 또는 n-타입 단결정 전지일 수 있다. 상기에서 기술한 바와 같은 확산된 접한 태양 전지와 유사하게, 이형접합(heterojunction) 태양 전지를 포함하는 다른 고효율 태양 전지는, 슁글드 어레이 모듈(shingled array module)을 제조하는데 사용될 수 있도록, 동일한 금속 배선 패턴(metallization pattern)을 활용할 수 있다. 태양 전지는 모깍기 코너(chamfered corners)를 가지는 실질적인 사각 형상(유사-사각형, pseudo-square) 또는 완전 사각 형상(full square shape)을 가질 수 있다.
도 1은 전면에서 바라본 공지된 태양 전지(10)를 나타낸다. 태양 전지(10)는 5개의 버스 바(12)를 포함한다. 핑거 라인(14)은 태양 전지(10)의 각각의 부분에 걸쳐서 연장되고, 태양 전지(10)의 에지(edges, 16) 및/또는 버스 바(12)에서 태양 전지의 말단이 종료한다. 핑거 라인(14)과 버스 바(12)는 태양 전지(10)의 금속 배선 패턴을 함께 형성한다. 통상적으로, 금속 배선 패턴은 은(silver)과 같은 도전체로 형성되며, 제조 과정에서 태양 전지(10)에 인쇄된다. 인식될 수 있는 바와 같이, 금속 배선 패턴에서 은의 양을 감소시키면 매우 큰 비용 절감을 유도할 수 있다.
도 2는 본 개시에 따른 태양 전지(20)의 전면 구성을 나타낸다. 태양 전지(20)는 핑거 라인(14)을 포함하지만, 태양 전지 상에 버스 바는 형성되지 않는다. 오히려, 절단 라인(cut lines, 22)은, 핑거 라인(14)이 태양 전지(20)의 전체에 걸쳐서 연장되는 것을 분리한다. 이들 절단 라인(22)은, 그 라인을 따라서 태양 전지(20)가 식각(etched) 또는 스크라이빙 된(scribed, 하기에서 더욱 상세하게 설명됨) 뒤에 개별 스트립(24)으로 분리되는 라인이다. 도 1의 공지된 태양 전지(10)와 달리, 도 2의 태양 전지(20)는 사각형 디자인을 가지는 반면, 도 1의 태양 전지는 유사-사각형 디자인을 갖는다. 위에서 언급한 바와 같이, 본 개시의 범위를 이탈하지 않으면서, 통상의 기술자라면 도 2의 실시형태는 유사-사각형으로 형성될 수 있다는 점을 인식할 것이다. 도 3은 단일 스트립(24)을 나타낸다.
도 4 및 도 5는, 도 2에 나타낸 태양 전지의 배면 구성에 대한 2개의 상이한 변경을 나타낸다. 도 4에서, 핑거 라인이 없기 때문에, 이러한 구성을 가지는 태양 전지(20)는, 만약에 있다면, 태양 전지의 배면을 통하여 태양광 에너지를 수집하는 성능으로 제한된다. 하지만, 인식하게 되는 바와 같이, 버스 바가 없다는 점에서, 이러한 태양 전지의 배면에 버스 바를 형성할 때, 은이나 다른 도전성 소재는 사용되지 않는다. 도 4와 달리, 도 5의 실시형태는, 개별 스트립(24)을 정의할 수 있도록, 절단 라인(242) 사이에 형성되는 핑거(14)가 구비된 표면을 가지는 태양 전지(20)를 나타낸다. 사실 도 5는 도 2와 거의 동일하며, 이렇게 제조되는 태양 전지(20)의 전면과 배면은 거의 동일하다. 선택적으로, 배면에 형성된 핑거(14)는 보다 큰 밀도를 가질 수 있는데, 다시 말하면, 전면에 비하여 배면에 보다 많은 핑거 라인이 존재할 수 있다. 이러한 구성의 일례는, 참조를 위하여 그 전체 내용이 본 명세서에 병합되어 있는, 발명의 명칭을 태양 전지로 하여 2017년 11월 1일에 출원된 미국 디자인 특허출원 제29/624485에서 보여질 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 태양 전지(20)의 전면과 후면 중의 하나 또는 저면과 후면 모두는 절단 라인 없이 형성될 수 있고, 대신에 핑거(14)가 태양 전지에 걸쳐서 전체 폭(width)으로 연장된다.
적어도 도 2에 나타낸 바와 같이, 절단 라인을 가지거나 가지지 않은 채로 핑거(14) 패턴을 구비한 태양 전지(20)가 일단 제조되면, 태양 전지는 쉽게 싱귤레이션 될 수 있다(singulated). 싱귤레이션(singulation)은 절단 라인(22)을 따라 식각(etching)한 후의 절개(breaking) 또는 분리 공정이다. 식각으로 인하여 소재, 예를 들어 절단 라인(22) 내의 소재가 제거되어 태양 전지(20)를 약화시킨다. 각각의 식각은 웨이퍼 두께의 약 10% 내지 약 90% 사이의 두께를 갖는다. 식각 단계는 레이저, 다이싱 소(dicing saw) 등을 사용하여 형성될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 식각은 태양 전지의 한 에지에서 다른 에지까지(from edge to edge) 태양 전지(20)에 걸쳐서 연장된다. 다른 실시형태에서, 식각에 의해 형성된 스크라이브 라인(scribe line)이 태양 전지(20)의 한 에지에서부터 반대쪽 에지의 직전까지(just short of) 연장된다. 일단 태양전지가 약화된 경우, 약화된 영역으로 힘을 인가하면 에칭 영역을 따라 태양 전지(20)가 절개되어, 도 3에 나타낸 것과 같이 스트립(strips)을 형성한다. 태양 전지(20)의 예에서, 5개의 스트립(24)이 형성된다. 인식되는 바와 같이, 태양 전지(20)의 원래 구조에 따라, 싱귤레이션이 수행되는 동안 3, 4, 5, 6 또는 임의의 다른 적절한 개수의 스트립이 형성될 수 있다
싱귤레이션을 수행할 수 있도록, 태양 전지(20)는 다수의 고정 장치(fixtures)를 포함하는 진공 척(vacuum chuck)에 배치되는데, 다수의 고정 장치는 상호 인접하게 정렬하여 베이스를 형성한다. 고정 장치의 개수가 스트립(24)으로 싱귤레이션 되는 태양 전지(10, 20)를 구성하는 개별 섹션의 개수와 일치할 수 있도록, 진공 척이 선택된다. 각각의 고정 장치는 애퍼처(aperture) 또는 슬릿(slits)을 가지고 있고, 이들 애퍼처 또는 슬릿은 진공 상태와 소통하는 개구(openings)을 제공한다. 소망되는 경우, 태양 전지(20)를 베이스의 상부에 한시적으로 기계적 연결하기 위한 흡인력(suction)을 제공할 수 있도록 진공이 인가될 수 있다. 태양 전지(20)를 싱귤레이션 할 수 있도록, 태양 전지(20)가 베이스 상부에 배치되어, 각각의 개별 섹션은, 고정 장치 중에서 상응하는 하나의 고정 장치의 상부에 위치한다. 진공이 인가되고(powered on), 베이스 상의 정 위치(in position)에 태양 전지(20)를 유지할 수 있도록 흡인력이 제공된다. 이어서, 모든 고정 장치는 상호간에 상대적으로 이동한다. 하나의 실시형태에서, 고정 장치 중에서 다수의 고정 장치는 인접한 고정 장치로부터 멀어지는 특정한 거리를 두고 이동하여, 태양 전지(20)의 개별 섹션이 고정 장치와 마찬가지로 서로 멀어지도록 이동시키고, 그 결과 스트립(24)을 형성하도록 유도한다. 다른 실시형태에서, 고정 장치 중에서 다수의 고정 장치는 이들의 종축(longitudinal axes)에 대하여 상대적으로 회전하거나 비틀려서(rotated or twisted), 태양 전지(20)의 개별 섹션을 상호간에 마찬가지로 이동시키고, 그 결과 스트립(24)을 형성하도록 유도한다. 하나의 실시형태에서, 고정 장치의 회전이나 비틀림은 소정의 순서에 따라 수행될 수 있어서, 어떠한 스트립(24)도 한 번에 2개의 방향으로 비틀어지지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 태양 전지(20)를 실질적으로 동시에 스트립(24)으로 절개할 수 있도록, 태양 전지(10, 20)의 배면으로 기계적 압력이 인가된다. 다른 실시형태에서, 태양 전지(20)가 싱귤레이션 되는 다른 공정이 선택적으로 구현될 수 있다는 점이 인식될 것이다.
태양 전지(20)가 싱귤레이션 된 후, 스트립(24)들은 분류된다(sorted). 인식되는 바와 같이, 유사-사각형 태양 전지(20, 예를 들어 도 1 참조)의 2개의 말단 스트립(24)은 (사각형 형상인) 중앙 3개의 스트립(24)과 다른 형상(모깍기 모서리)를 가지게 될 것이다. 유사한 형상을 가지는 스트립(24)이 수집되고 함께 분류된다. 하나의 실시형태에서, 스트립(24)은 전체 태양 전지(20)에 대한 각각의 위치에 따라 분류된다. 분류 단계 후, 모깍기 모서리를 가지는 스트립(24)은 모깍기 모서리를 가지지 않은 사각형상을 가지는 스트립(24)과 분리된다. 본 개시의 일 측면에 따르면, 후속 가공 처리와 관련해서, 단지 유사한 형상의 스트립(24)들만이 함께 사용된다(모깍기 형상 또는 사각형 형상). 아울러, 전면과 배면 중의 어떠한 구성(예를 들어 도 2-6 등)이 활용되는지에 따라, 분리 작업은 스트립(24)들이 상호 간에 적절하게 정렬되었는지를 확인하는 공정을 요구할 수 있다.
분류되고 분리되었으면, 스트립(24)은 스트링(30)으로 조립될 준비가 된 상태이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 스트링(30)을 형성하기 위하여, 다수의 스트립(24)은 중첩 배향(overlapping orientation)으로 정렬된다. 도전성 접착제(electrically-conductive adhesive, 32)는 한 스트립(24)의 에지를 따라 해당 스트립(24)의 전면에 도포되고, 인접 스트립의 배면을 따라 에지가 도전성 접착제(32)와 접촉하도록 배치되어, 2개의 스트립(24)을 기계적, 전기적으로 연결시킨다. 인식하게 되는 바와 같이, 도전성 접착제(32)는 스트립(24)의 배면에 도포되고, 인접 스트립(24)의 전면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 도전성 접착제(32)는, 예를 들어, 접착 소재를 표면에 투입하도록(dispense) 구성되는 침착-형(deposition-type) 기계를 사용하여, 단일 연속 라인(single continuous line)으로서, 다수의 도트(dots) 및 다수의 쇄선(dashed lines) 등의 형태로서 도포될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 접착제(34)는 스트립(24)의 길이보다 짧고, 충분한 접착 및 도전성을 부여할 수 있는 길이와 두께를 가질 수 있도록 침착된다. 소망하는 개수의 스트립(24)이 접착되어 스트링(30)을 형성할 때까지, 접착제(32)를 도포하는 단계와 스트립(24)을 정렬하고 중첩하는 단계가 반복된다. 예를 들어, 스트링(30)은 10개에서 100개까지의 스트립을 포함할 수 있다.
도 8은, 도 7과 관련해서 위에서 개괄한 공정에 의하여, 다수의 스트립(24)으로 형성되는 스트링(30)의 평면도이다. 도 8에서, 모깍기 된 모서리 스트립(24)이 함께 부착되어 있다. 스트링(30)의 일단은, 도전성 접착제(32)를 사용하여 말단 스트립(24)에 납땜되거나(soldered) 전기적으로 연결된 금속 포일(34)을 포함한다. 하기에서 상세하게 논의되는 바와 같이, 2개 이상의 스트링(30)이 함께 태양광 모듈의 회로를 형성할 수 있도록, 금속 포일(34)은 모듈 상호연결(interconnect) 버스 바에 더욱 연결될 것이다. 다른 실시형태에서, 모듈 상호연결 버스 바는 말단 스트립(24)에 직접 납땜되거나 전기적으로 연결되어, 회로를 형성할 수 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 다른 실시형태에서, 사각형 스트립(24)들이 상호 접착하여 스트링(30)을 형성할 수 있다. 도 8에 나타낸 스트링(30)과 마찬가지로, 예를 들어, 스트링(30)은 15개에서 100개까지의 스트립을 포함하는데, 각각의 스트립(24)은 인접 스트립과 중첩된다. 도 9의 스트링(30)은 다른 유사하게 구성된 스트링(30)과의 연결을 위한 전기적 연결을 또한 포함한다.
도 10은 본 개시의 일 실시형태에 따른 태양광 모듈(50)의 정면도이다. 태양광 모듈(50)은 배면 시트(back sheet, 하기에서 더욱 상세하게 설명됨)와, 태양광 모듈(50)의 4곳 모든 에지를 에워싸는 프레임(52)을 포함한다. 프레임(52)은 양극산화 알루미늄(anodized aluminum)이나 다른 경량의 강성 소재(rigid material)로 형성된다.
도 10에서는 그 중에서 10개가 도시되어 있는, 스트립(24)으로 형성된 스트링(30)은 배면 시트 상부에 배치되어 있다. 특별히 도시하지는 않았으나, 전면 시트 층(예, 유리 또는 투명 고분자 등)이 스트립(24) 상부에 배치되며, 보호의 목적으로 이들 구성과 연계된 전기적 연결을 인식할 것이다. 이때, 스트립(24)은 사각형이다. 스트링(30)은 태양광 모듈(50)에 걸쳐서 나란히 길이방향으로(side-by-side lengthwise) 배치되어 있다.
임의의 2개의 인접한 스트링(30)의 에지는 이격되어 있어서(spaced apart), 이들 사이에 작은 갭(gap, 54)이 제공된다. 갭(54)은 2개의 인접한 스트링(30) 사이에서 (제조 과정, 소재 및 환경 오차(tolerance))를 고려하면) 실질적으로 균일한 폭을 가지는데, 그 폭은 약 1 mm 내지 약 5 mm의 범위이다. 다른 실시형태에서, 2개 이상의 스트링(30)의 에지는 상호간에 바로 인접하고 있다(immediately adjacent).
스트링(30)은 함께 그룹으로 묶여 있는데(group), 예를 들면, 도 10a에서 5개의 스트링(30)이 한 세트(54)로 묶여 있다. 이들 5개의 스트링은 전기적으로 병렬로 배열된다. 또한 전기적으로 병렬 연결된 5개 스트링(30)으로 이루어진 제 2 세트(54)가 함께 그룹으로 묶여 있으며, 태양광 모듈의 두 번째 절반(second half)을 형성한다. 태양광 모듈(50)의 상부 에지에, 스트링(30)의 제 1 세트가 버스 바(55)에 연결되는데, 버스 바(55)는 태양광 모듈(50)의 폭의 일부를 따라 연장되고, 스트링(30)의 제 2 세트(54)는 제 2 버스 바(56)에 연결된다. 태양광 모듈(50)의 하부 에지에서, 2개의 버스 바(58, 60)는 스트링(30) 세트(54)들의 전기적 연결을 완료하고 있다. 그 결과, 도 10a에 나타낸 바와 같이, 각 세트의 스트링(30)들은 상호간에 병렬로 연결되고, 각각의 세트(54)는 이어서 상호간에 직렬로 연결된다. 분리 스트립(isolation strip, 62, 시야에서 궁극적으로 보이지 않을 수 있음)은 2개의 스트링 세트(54) 사이에 배치되어, 지지력(support)을 제공한다. 분리 스트립(62)은 스트링(30)보다 길이가 길고, 2개의 스트링 세트(54) 중의 인접 스트링(30)이 각각 분리 스트립(62)의 일부와 중첩될 수 있도록 충분히 넓다.
하나의 실시형태에 따르면, 제 2 스트링 세트(54)에 대한 제 1 스트링 세트(54)의 직렬 연결은, 제 1 스트링 세트(54)의 음극 측면(negative sides)과, 제 2 스트링 세트(54)의 양극 측면(positive sides)을 공통 버스 바에 부착하여 이루어질 수 있다. 선택적으로, 제 1 및 제 2 스트링 세트 모두의 양극 측면이 태양광 모듈의 동일한 측면에 배치될 수 있고, 제 1 스트링 세트(54)의 음극 측면을 제 2 스트링 세트(54)의 양극 측면에 전기적으로 연결할 수 있도록 케이블, 와이어 또는 다른 커넥터가 사용될 수 있다. 이러한 2번째 구성에 따르면, 모든 스트링 세트 중의 하나를 재-배향(reorientation)하지 않으면서도 모든 스트링 세트(54)를 태양광 모듈 내에 배치하여, 제조할 때 효율을 증진시키고, 버스 바의 크기를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 버스 바의 일 측면이 길고, 2개의 짧은 버스 바로 형성되는 다른 측면을 가지는 대신에, 유사한 길이를 가지는 모든 버스 바를 제조할 수 있어서, 전체 모듈(50)에서 컴포넌트의 수를 줄일 수 있다.
도 10b는 배면 시트가 제거된 상태에서 태양광 모듈(50)의 배면의 일부를 나타내는데, 분리 스트립(62)과, 스트링 세트(54)들을 전기적으로 연결시키고 구조적으로 지지할 수 있도록 2개의 스트링 세트(54) 사이에 배치되도록 구성되는 연계된 전기적 연결을 보여준다. 인식되는 바와 같이, 분리 스트립(62)과 연계된 전기적 연결은 인접 스트링 세트(54) 아래에 배치되어 있다. 하나의 실시형태에서, 분리 스트립(52)은 배면 시트 소재의 절단 부분으로서, 접착층(63)에 의해 정 위치(in place)에 고정되어 있다. 접착층(63)은 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA)나 다른 핫-멜트 타입의 봉지 소재(hot melt type of encapsulation materials)로 형성될 수 있다. 분리 스트립(62)은 스트링(54)보다 길이가 길다. 다른 실시형태에서, 2개의 인접한 스트링 세트(54) 중에서 인접 스트링(30)이 분리 스트립(62)의 일부와 중첩할 수 있도록, 분리 스트립(62)은 충분히 넓다. 도 10b에 상세하게 나타낸 바와 같이, 분리 스트립(62)은 사각형이다. 2개의 상부 버스 바(55, 56) 중에서 각각의 상부 버스 바의 일부가 분리 스트립의 일부를 가로질러 배치될 수 있도록, 일 실시형태에서, 분리 스트립(62)의 일단은 스트링(30)의 단부를 지나쳐서 연장된다.
도 10b에 나타낸 바와 같이, 도전성 리본(65)은 스트링(30) 뒤쪽의 상부 버스 바(55)에서부터 실질적으로 수직하게 분리 스트립(62) 길이의 대략 절반(about half down the length)까지 연장된 뒤, 방향을 바꿔서 다른 스트링(30)의 뒤쪽에서 연장되어 하부 버스 바(60)에 연장된다. 이러한 방식으로, 제 1 극성(polarity)을 가지는 스트링(30, 또는 세트 54)는 반대 극성을 갖는 스트링(30, 또는 세트 54)에 직접 연결될 수 있다. 접합 박스(이제 도시됨)으로의 연결을 제공할 수 있도록 2개의 추가 도전성 리본(67)dl 포함되는데, 각각의 도전성 리본은 반대 극성을 가지는 단자로 기능한다. 이와 관련해서, 제 1 리본(67)은 상부 버스 바(56)에서 연장되고, 제 2 리본(67)은 하부 버스 바(58)에서 연장되어, 각각의 도전성 리본은, 스트링(30)들을 다른 극성을 가지는 접합 박스로 연결하도록 기능하게 된다. 스트링(30)에 대하여, 분리 스트립(62) 상에서 정 위치에 도전성 리본(65, 67)을 유지시키기 위하여, 고정 테이프(fix tape, 도시하지 않음)이 포함된다. 이러한 배열은, 태양광 모듈(50)에서 스트링(30)의 2개 세트를 직렬로 전기적으로 연결할 수 있는 단지 하나의 전기적 연결 배열이다. 본 개시의 범위를 이탈하지 않으면서, 다른 전기적 연결 및 배열이 이루어질 수 있다.
상기에서 암시한 바와 같이, 태양광 모듈(50)은 많은 전기적 구성 중의 임의의 구성을 병합할 수 있다. 예를 들면, 도 11로 돌아가면, 태양광 모듈(50)에 대한 전기 회로도(electrical schematic)가 제공되는데, 10개의 스트링(30)이 스트링(30)의 2개 세트(54)로 그룹으로 묶여 있다. 제 1 스트링 세트(54)에 포함된 스트링들은 상호 병렬로 연결되고, 바이패스 다이오드(64)를 포함하고 있다. 마찬가지로, 스트링(54)의 제 2 세트(54)에 포합된 스트링들은 상호 병렬로 연결되고, 바이패스 다이오드(64)를 포함하고 있다. 2개의 스트링 세트(54)는 상호 직렬로 연결되어 있다.
도 12에 나타낸 바와 같은 다른 실시형태에서, 바이패스 다이오드가 포함되지 않은 것을 제외하면, 도 11에 제공된 전기 회로도와 동일한, 태양광 모듈(50)에 대한 전기 회로도가 제공되어 있다. 도 13은 태양광 모듈(50)에 대한 전기 회로도의 또 다른 실시형태이다. 도 13에서, 스트링(300)들은 4개의 스트링 세트(54)로 그룹으로 묶여 있고, 이들 각각의 세트는 버스 바(55, 58)와 버스 바(56, 60) 사이의 거리의 단지 절반을 차지하고 있다. 하나의 실시형태에서, 중간(intermediate) 버스 바(58, 70)가 스트링(30)의 2개 세트(54)를 병렬로 연결한다. 그 결과는 직렬로 배열되는, 스트링(30)의 4개 세트(54)이다. 상기에서 기술한 바와 같이, 각각의 세트(54) 내에서, 스트링(300들은 병렬로 배열되어 있다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 각각의 세트(54)는 바이패스 다이오드(64)를 포함한다.
도 14는 도 13의 전기 회로도에 따라 형성된 태양광 모듈(60)의 정면도이다. 보여지는 바와 같이, 스트링(30)의 4개 세트(54)가 존재하는데, 각각의 세트(54)는 프레임(52)에 연결된 버스 바(55, 56, 58, 60)와, 중간 버스 바(68, 70)을 포함한다.
인식되는 바와 같이, 세트(54)는 버스 바(55, 56, 58, 60, 68, 70)을 통하여 직접 연결되거나, 태양광 모듈(50)의 배면에 위치하는 접합 박스를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 채택되는 경우, 접합 박스(들)는 바이패스 다이오드(64)를 함유할 수 있다.
도 15는 조립 후에 태양광 모듈(50)을 단순화한 단면도이다. 나타낸 바와 같이, 태양광 모듈(50)은, 태양광 모듈(50)의 전면으로 기능하는 전면 시트층(front sheet layer, 80), EVA 층(82), 리본층(84), 예를 들어 스트링(30)의 세트(54, 도 10a)인 스트링(30) 세트(54) 층(86), 분리 스트립층(88), 후면 EVA 층(92), 배면 시트층(92)을 포함한다. 일부의 경우에 전면 및 배면 시트층(80, 92)은 글라스로 형성되는 것으로 설명되었으나, 본 개시의 범위를 이탈하지 않으면서, 글라스가 아닌 투명 고분자 및 다른 소재로도 또한 형성될 수 있다.
도 16은 하나의 실시형태에 다라, 버스 바(55)의 버싱 리본 구성(bussing ribbon configuration)을 나타내는 평면도이다. 본 명세서에서 참조된 모든 버스 바(55, 56, 58, 60, 68, 70)는 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다. 버스 바(55)는 견고한 에지(solid edge, 102)를 가지는 얇은 금속화 테이프(thin metalized tape) 형태이고, 사용할 때 태양광 모듈(50)의 긴 에지(long edge)에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 버스 바(55)는 또한 스트링(30)에 가장 가깝데 배치되는 노치형 에지(notched edge, 104)를 가지고 있다. 노치형 에지(104)를 따라 형성된 노치(106)는 버스 바(55)의 길이 방향을 따라 실질적으로 동일하게 이격되어 있다. 스트링(30)들이 리본 버스 바(55)에 납땜될 때, 납땜 스트레스가 감소할 수 있도록, 노치(106)가 구성된다. 그렇지 않으면 높은 납땜 스트레스로 인하여, 스트립(30) 중에서 하나 이상의 스트립에서 원하지 않는 마이크로크랙이 야기될 수 있고, 이는 생산 수율 및 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다. 다른 실시형태에서, 노치(106)는 균일하지 않게 이격되어 있다. 2개의 실질적으로 평행한 열(rows, 108, 110)에 형성된 개구가, 리본 버스 바(55)에 정의되어 있는데, 이는 버스 바(55)의 유연성을 향상시킨다.
도 17은 상기에서 설명한 태양광 모듈(50)과 같은 태양광 모듈 또는 다른 적절한 태양광 모듈을 제조하는 방법(200)의 순서도이다. 하나의 실시형태에서, 도 10a 도 10b와 함께 도 17을 참조하면, 202 단계에서 전면 시트(예를 들어, 글라스 플레이트)가 기판으로서 로딩되고(loaded)나서, 204 단계에서 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA)나 폴리올레핀(poly olefin, POE) 필름과 같은 봉지층(encapsulation layer)이 전면 시트의 상부에 배치된다(laid). 이어서, 단계 206에서 스트링 세트(54)가 봉지층 상부에 배치된다. 하나의 실시형태에서, 모듈 상호연결 버스 바, 예를 들어, 버스 바 (55, 56, 58, 60, 68, 70)에 의하여 소망하는 개수의 스트링 세트(54)가 적절하게 위치하고, 전기적으로 연결되어, 소망하는 회로 구성을 형성한다. 예를 들어, 제조되는 태양광 모듈(50)은 10개의 스트링 세트(54)로 이루어질 수 있고, 이에 따라 약 1600 mm에서 약 1700 mm 사이의 길이, 약 980 mm에서 약 1100 mm 사이의 폭, 약 2 mm에서 약 60 mm 사이의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 태양광 모듈(50)은 1개 내지 18개의 스트링 세트(54)로 이루어질 수 있고, 전면 시트는 약 500 mm에서 약 2500 mm 사이의 길이, 약 900 mm에서 약 1200 mm 사이의 폭, 약 2 mm에서 약 60 mm 사이의 두께를 가질 수 있다.
태양광 모듈(50)에 대하여 상기에서 설명된 것과 같은 구성에서, 스트링(30)의 세트(54)는 EVA 층과 전면 시트 상부에 배치되어 있다. 하나의 실시형태에서, 스트링(30)의 세트(54)는 EVA 층 상부에 한 번에 1개 배치될 수 있다. 선택적으로, 소망되는 개수의 스트링(30)의 세트(54)가 EVA 층 상부에 실질적으로 동시에, 또는 1번에 다수가 배치될 수 있다. 태양광 모듈(30)을 대량 행상할 때 통상적으로 사용되는, 스트링(30)의 세트(54)를 자동으로 배치(laying up)하기 위한 적절한 기계 장치가 채택될 수 있다.
스트링(30)의 세트(54) 사이에 연결을 형성할 수 있도록, 단계 208에서 스트링(30)은 상호연결된다. 예를 들어, 버스 바, 예를 들어, 버스 바(55, 56, 58, 60, 68, 70)는 도전성 리본 소재를 통하여, 스트링(30)의 세트(54) 중에서 대응하는 부분으로 전기적으로 연결된다. 적절하게 배치된 도전성 리본(65, 67)을 포함하는 분리 스트립(62)이 이들 세트에 부착하고, 전술한 방식으로 2개의 인접한 스트링(30)의 세트(54) 사이에서 연장될 수 있도록 배치된다. 접합 박스(junction box, 도시하지 않음) 내에 은닉된 전선(electrical wires)은 보호되거나, 그렇지 않으면 분리되어, 해당 전선이 제조 과정의 후속 단계에서 접합 박스 내에 배치될 수 있게 된다.
이어서, 단계 210에서 또 다른 봉지층이 스트링(30)의 세트(54)의 상면에 배치된다(laid on). 이어서, 단계 212에서 봉지층 상부에 배면 시트가 배치되어, 하나 이상의 적층 스택(lamination stacks)을 형성한다. 배면 소재는 환경 영향으로부터 태양광 모듈의 회로를 보호한다. 하나의 실시형태에서, 배면 시트는 글라스 플레이트보다 약간 큰 치수를 가져서(dimensioned), 생산 수율을 향상시킨다. 다른 실시형태에서, 배면 시트 소재는 글라스로 대체되어, 환경으로부터 보다 향상된 보호를 제공한다.
배면 시트가 배치된 후, 적층 스택은 진공 적층 챔버 내부로 로딩되고, 진공 적층 챔버에서 스택들은 진공 상태의 고온 프로파일(high temperature profile) 하에서 상호 접착된다. 적층 공정의 상세한 세부 사항은 사용되는 봉지 소재의 특별한 성질(specific properties)에 좌우된다.
적층 후, 모듈은 단계 214에서 프레임 된다(framed). 태양광 모듈(50)이 설치된 뒤에, 바람 및 눈 조건에 맞설 수 있는 충분한 기계적 강도를 제공할 수 있도록 프레이밍(framing)이 채택된다. 하나의 실시형태에서, 프레이밍은 양극산화 알루미늄 소재로 이루어진다. 다른 실시형태에서, 프레이밍은 태양광 모듈(50)의 외측 에지에 배치된다. 또 다른 실시형태에서, 프레이밍은 전면 시트 및/또는 배면 시트의 일부 상부에서 연장된다. 아울러, 태양광 모듈(50)내에 의도하지 않게 포획될 수 있어(trapped), 태양광 모듈(50)의 작동을 방해할 수 있는 원하지 않은 물질로부터 태양광 모듈(50)의 에지를 보호할 수 있도록, 글라스 층과 프레이밍 사이의 갭을 밀봉하는 실리콘 수지(silicone)가 사용된다. 인식하게 되는 바와 같이, 본 개시의 범위 내에서, 프레임이 없는 태양광 모듈(50)이 또한 형성될 수 있다.
프레이밍 후, 단계 216에서 접합 박스가 배면 시트에 설치되고, 상호연결 리본(65, 67) 및 버스 바, 예를 들어 버스 바(55, 56, 58, 60, 68, 70)가 접합 박스 내의 컨택트 패드(contact pads)에 납땜되거나 고정된다(clamped). 수분(moisture) 및/또는 오염 물질이 태양광 모듈(50) 내부로 진입하는 것을 방지할 수 있도록, 접합 박스의 에지를 밀봉하기 위하여 실리콘 포팅 소재(potting material)가 사용될 수 있다. 아울러, 컴포넌트가 부식하는 것을 방지할 수 있도록, 접합 박스 자체가 포팅될 수 있다.
단계 218에서 모듈이 테스트된다. 테스트의 예는, 모듈의 파워 출력을 측정하는 플래시 테스팅(flash testing), 크랙(crack) 및 마이크로-크랙 검출을 위한 전계발광(electroluminescence) 테스팅, 접지(grounding) 테스팅, 안전을 위한 하이 포트(high pot) 테스팅 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 실시형태가 버스 바가 없는 것으로 통상적으로 설명하고 있으나, 본 개시의 범위 안에서 하이브리드(hybrid) 접근 방법이 또한 숙고된다. 도 18은 본 개시에 따른 태양 전지(10)의 사시도이다. 상기 태양 전지(10)는 도 1에 기술된 태양 전지와 구조적으로 유사하며, 실제로, 본 개시의 범위를 이탈하지 않으면서 도 1의 유사-사각형 전지가 또한 활용될 수 있다. 도 1의 실시형태에서, 태양 전지(10)의 상면에 버스 바(12)와 핑거 라인(14)이 형성된다. 인식되는 바와 같이, 태양 전지(10)의 "상면(top surface)" 또는 전면(front side)은 태양 전지의 하면(bottom surface) 또는 배면(back side)과 같이 형성될 수도 있다.
버스 바(12)를 가지지 않고 형성되는 본 명세서에서 기술된 종래의 전지와 달리, 본 실시형태는 태양 전지(10)의 일 면(one side)에 형성되는 버스 바(12)를 가지고 있다. 버스 바(12)를 가지는 반대쪽 면에서, 도 4-6 중 어느 하나에서 설명한 표면과 유사하게 태양 전지(10)가 형성될 수 있다. 도 18에 나타낸 상면과 도 5 또는 도 6에 나타낸 배면을 가지는 전지는, 싱귤레이션 처리를 수행하면, 도 18 및 도 6의 조합에 대하여 도 19 및 도 20에 나타낸 것과 같은 스트립과, 도 18과 도 5의 조합에 대하여 도 3 및 도 20에 나타낸 것과 같은 스트립을 가지게 될 것이다. 도 3 또는 도 9와 도 20을 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 스트립의 일 면만이 버스 바(12)를 갖는다.
상기에서 설명한 바와 같이, 싱귤레이션 후, 도 21에 나타낸 바와 같이, 스트립(24)들은 슁글드 패턴으로 조립된다. 보여지는 바와 같이, 이 경우에 스트립(24)의 상면에 형성된 버스 바(12)는, 상기에서 임의의 곳에서 설명한 바와 같이, ECA(32)를 사용하여 다른 스트립(24)의 배면에 접착된다. ECA는 한 스트립(24)의 상면에 형성된 버스 바(12)와, 인접 스트립(24)의 저면에 형성된 핑거 라인(14) 사이에 전기적 연결을 생성한다. 다시, 스트립(24)의 단지 일면에만 형성된 버스 바(12)를 가짐으로써, 태양 전지(10)에서 증착되는 은(silver)이나 다른 도전체의 전체 양이 감소될 수 있다. 하지만, 표면 중에서 적어도 하나의 표면에 형성된 버스 바(12)를 가짐으로써, 버스 바(12)와 인접 스트립(24)의 핑거 라인(14) 사이에서 충분한 전도성과 연속성(continuity)이 확립되어, 2개의 스트립의 접합 부위에서 저항을 최소화하고 열 손실을 제한할 수 있다. 스트립(24)의 상면에 버스 바(12)가 형성된 것으로 도시하였으나, 본 개시의 범위를 이탈하지 않으면서, 선택적으로, 버스 바(12)는 스트립(24)의 저면에 형성되어, 스트립의 상면에 형성된 핑거 라인(14)에 연결될 수 있다는 점에 주목하라. 태양광 모듈을 형성하는 다른 측면, 싱귤레이션 및 스트링(30)으로의 스트립(24)들의 전기적 연결은 버스 바(12)가 없는 실시형태와, 태양 전지(10) 또는 스트립(24)의 일면에만 형성되는 버스 바(12)를 가지는 실시형태서 실질적으로 변경이 없다.
본 명세서에서 태양 전지의 특정 면에서만 발생하는 것으로 설명하였다. 기술된 절단 라인, 핑거, 금속 배선 패턴, 버스 바 등은 본 개시의 범위를 이탈하지 않으면서, 태양 전지의 어느 한 면에서 임의의 조합으로 나타날 수 있다. 아울러, 스트립으로 형성한 후, 개별 스트립은 일면에 버스 바를 가지거나, 일 면에 버스 바를 가지지 않을 것이다.
개시의 몇 가지 실시형태가 도면에 도시되었으나, 본 개시가 해당 도면으로 제한되도록 의도하지 않았으며, 본 개시는 기술분야가 허용하는 만큼 넓으며, 마찬가지로 명세서가 넓게 읽혀지도록 의도된다. 전술한 실시형태에 대한 임의의 조합 역시 생각되었으며, 첨부된 청구범위 이내이다. 따라서, 전술한 상세한 설명은 단지 특정 실시형태를 예시하는 것만으로 제한하여 해석되어서는 안 된다. 통상의 기술자라면 첨부된 청구범위 내에 속하는 다른 변형을 생각해 낼 것이다.

Claims (19)

  1. 버스 바를 포함하는 전면 금속 배선 패턴을 가지는 태양 전지를 스크라이빙(scribing)하는 단계;
    스트립(strips)을 형성할 수 있도록 상기 태양 전지를 싱귤레이션 하는 (singulating)로서, 각각의 스트립은 일면에만 버스 바를 가지는 단계;
    상기 싱귤레이션 된 스트립 중에서 적어도 일부의 스트립의 일부에 도전성 접착제를 침착하는(depositing) 단계;
    상기 스트립의 상기 버스 바와, 인접한 스트립에 형성된 배면 금속 배선 패턴 사이에 결합을 형성하는 상기 도전성 접착제를 사용하여, 적어도 1개의 스트립의 적어도 버스 바가 인접 스트립의 일부와 중첩할 수 있도록, 슁글드(shingled) 방식으로 상기 스트립을 정렬하여 스트립으로 이루어진 스트링을 형성하는 단계로서, 상기 배면 금속 배선 패턴은 핑거라인 및 버스 바가 없거나, 또는 핑거 라인으로만 이루어지는 단계;
    다수의 스트링 세트를 형성할 수 있도록, 다수의 스트링을 전기적으로 병렬 연결하는 단계;
    상기 다수의 스트링 세트를 전기적으로 직렬로 연결하는 단계; 및
    전면 시트와 배면 시트 사이에 상기 연결된 다수의 스트링 세트를 봉지하는 단계(encapsulating)를 포함하는 태양광 모듈을 형성하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 태양 전지의 전면에 형성된 제 1 금속 배선 패턴을 포함하고, 상기 제 1 금속 배선 패턴은 하나의 스트립 당 적어도 1개의 버스 바를 포함하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 금속 배선 패턴은 핑거 라인을 포함하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 금속 배선 패턴은 절단 라인을 포함하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 핑거 라인은 상기 태양 전지에 걸쳐서(across) 전체 폭(width)으로 연장되는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    제 2 금속 배선 패턴은 절단 라인을 포함하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 핑거 라인은 상기 태양 전지 전지에 걸쳐서(across) 전체 폭(width)으로 연장되는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 태양 전지는 사각형 전지인 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 태양 전지는 유사-사각형 전지인 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 스트링 세트는 분리 스트립에 의해 지지되는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 스트링 세트의 전기적 연결은, 상기 분리 스트립에 의해 지지되는 도전성 리본으로 형성되는 방법.
  12. 적어도 제 1 금속 배선 패턴을 포함하는 태양 전지를 스크라이빙(scribing)하는 단계로서, 상기 제 1 금속 배선 패턴은 핑거 라인만으로 이루어지는 단계;
    스트립을 형성할 수 있도록 상기 태양 전지를 싱귤레이션 하는(singulating) 단계;
    상기 싱귤레이션 된 스트립 중에서 적어도 일부의 스트립의 일부에 도전성 접착제를 침착하는(depositing) 단계;
    제 1 스트립의 금속 배선 패턴과, 인접 스트립의 금속 배선 패턴 사이에 결합을 형성하는 상기 도전성 접착제를 사용하여, 각각의 스트립이 인접한 스트립의 일부와 중첩할 수 있도록, 슁글드(shingled) 방식으로 상기 스트립을 정렬하여 스트립으로 이루어진 스트링을 형성하는 단계;
    다수의 스트링 세트를 형성할 수 있도록, 다수의 스트링을 전기적으로 병렬 연결하는 단계;
    상기 다수의 스트링 세트를 전기적으로 직렬로 연결하는 단계; 및
    전면 시트와 배면 시트 사이에 상기 연결된 다수의 스트링 세트를 봉지하는 단계(encapsulating)를 포함하는 태양광 모듈을 형성하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 금속 배선 패턴은 절단 라인을 포함하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 핑거 라인은 상기 태양 전지에 걸쳐서(across) 전체 폭(width)으로 연장되는 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 태양 전지는, 상기 태양 전지의 배면에 형성되는 제 2 금속 배선 패턴을 포함하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 2 금속 배선 패턴은 핑거를 포함하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제 2 금속 배선 패턴은 절단 라인을 포함하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 핑거는 상기 태양 전지에 걸쳐서 전체 폭으로 연장되는 방법.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 제 2 금속 배선 패턴은 블랭크(blank) 금속 배선 패턴인 방법.
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