KR20200103612A - Manufacturing method of solar cell module using string array - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조방법에 관한 것으로, 특히 전도성 접착제를 이용한 접합 기술을 적용하여 태양광 발전 모듈 전체의 출력을 향상시키는 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a photovoltaic module using a string array, and in particular, to a method of manufacturing a photovoltaic module using a string array that improves the output of the entire photovoltaic module by applying a bonding technology using a conductive adhesive. .
현재 주 에너지원인 화석연료는 그 매장량이 점차 고갈되고 있으며 지구온난화 등 지구환경에 악영향을 미치고 있어 인류는 대체에너지 개발에 박차를 가하고 있다. 환경문제 및 고갈의 우려가 없는 대체에너지로 풍력, 수력, 원자력, 태양에너지 등이 있으며, 그중 무한한 에너지원으로 알려진 태양 에너지가 화석연료를 대체할 수 있는 미래의 대안으로 급부상하고 있는 추세이다.Currently, fossil fuels, which are the main energy sources, are gradually depleting their reserves and adversely affect the global environment such as global warming, so humanity is spurring the development of alternative energy. There are wind, hydro, nuclear, and solar energy as alternative energies that are not subject to environmental problems or depletion. Among them, solar energy, known as an infinite energy source, is rapidly emerging as a future alternative to fossil fuels.
태양 에너지 중에서도 태양광을 이용한 발전은 무한정, 무공해의 햇빛을 직접 전기로 바꿀 수 있도록 한 기술로서 무한한 청정에너지를 이용함에 있어 별도의 에너지원 및 구동원이 불필요하고 소규모에서 대규모까지 시스템의 시공이 간단하며 환경문제에 따른 설치 제한에 영향을 받지 않는 이점 등이 있다.Among solar energy, power generation using solar power is a technology that allows unlimited, pollution-free sunlight to be directly converted into electricity. In the use of infinite clean energy, separate energy sources and driving sources are not required, and system construction from small to large scale is simple. It has the advantage of not being affected by installation restrictions due to environmental issues.
이러한 태양전지(Solar Cell)는 태양광을 흡수하여 흡수된 태양광을 사용할 수 있는 형태로 변환 에너지를 얻을 수 있는 전지이다. 복수의 태양전지들을 구성하는 태양전지모듈은 에너지원이 청정하고 무제한으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 유지 보수시 드는 비용이 적기 때문에 석유자원의 고갈 및 지구 온난화 등의 환경 문제를 해결하기 위한 하나의 대안으로 주목받고 있다. 복수의 태양전지들(태양전지 모듈)은 전지용량 등의 요구에 적합하도록 태양전지 모듈을 수용하는 태양전지 모듈 프레임 내에 배열된 형태로 제작된다.Such a solar cell is a battery that can absorb sunlight and obtain converted energy in a form that can use the absorbed sunlight. The solar cell module consisting of a plurality of solar cells is an alternative to solving environmental problems such as depletion of petroleum resources and global warming because the energy source is clean and can be used unlimitedly, as well as low maintenance costs. It is attracting attention. A plurality of solar cells (solar cell modules) are manufactured in a form arranged in a solar cell module frame accommodating the solar cell module to meet the demands such as battery capacity.
상기 태양전지 모듈은 태양전지를 외부환경으로부터 보호하기 위하여 다층 구조로 이루어진다. 태양전지 모듈 프레임은 태양전지 모듈의 기계적인 강도를 유지하고, 태양전지와 태양전지의 전면 및 후면에 적층되는 재료들을 강하게 접합시키는 역할을 수행한다.The solar cell module has a multi-layer structure to protect the solar cell from the external environment. The solar cell module frame maintains the mechanical strength of the solar cell module and strongly bonds the solar cell and the materials laminated on the front and rear surfaces of the solar cell.
태양전지를 사용한 태양광 모듈을 제조하는 데 있어서 일반적으로 대규모 증설을 통한 고정비의 절감, 실리콘 웨이퍼의 비용을 줄이기 위해 셀의 두께를 줄이는 것과 같은 원재료 사용량을 줄이거나 공정상의 손실(loss)을 줄이는 방법 등으로 모듈 원가를 절감하는 것이 유효했지만, 기술의 발전에 따라 더 이상 대규모 증설과 원재료 사용량 감축은 쉽지 않아지고 있다.In the manufacturing of solar modules using solar cells, a method of reducing the use of raw materials or reducing process loss, such as reducing the fixed cost through large-scale expansion and reducing the thickness of the cell to reduce the cost of silicon wafers. Although it was effective to reduce module cost by means of such techniques, large-scale expansion and reduction of raw material usage are no longer easy due to technological advances.
한편, 태양광 모듈은 여러 개의 스트링(string)이 직렬 연결되어 구성한다. 예를 들어, 4개의 스트링이 하나의 태양광 모듈을 구성하며, 이들 각각은 독립적으로 태양광 발전 기능을 갖는다. 이러한 태양광 모듈 스트링은 부하까지 직접 전력 케이블이 연결되는데 종종 선로의 누전으로 인해 불필요한 전력 소모가 심각하게 누적되는 문제점이 있다On the other hand, a photovoltaic module consists of several strings connected in series. For example, four strings make up one solar module, each of which independently has a solar power function. These solar module strings have a power cable connected directly to the load, and there is a problem that unnecessary power consumption is seriously accumulated due to a short circuit in the line.
이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.An example of such a technique is disclosed in Documents 1 to 3 below.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 도 1에 도시된 바와 같이, 오버래핑하는 태양 전지들의 각각의 쌍에 대해, 하나의 태양 전지의 하단 콘택트 패드(30)가 다른 태양 전지의 전면 버스 바(15)와 오버래핑하며, 스트링의 한 단부의 노출되는 전면 버스 바(15) 및 스트링의 다른 단부의 노출되는 하단 콘택트 패드(30)가 스트링을 원하는 대로 다른 전기 컴포넌트에 전기적으로 연결되며, 오버래핑하는 태양 전지(10) 쌍의 프런트 버스 바(15) 및 하단 콘택트 패드(30)는 임의의 적절한 전도성인 본딩 재료를 이용하여 서로 본딩되도록, 인접한 태양 전지들의 단부들이 슁글 방식(shingled manner)으로 오버래핑하고, 상기 태양 전지들을 직렬 연결하도록 선택된 로케이션들에서 인접한 태양 전지들의 오버래핑된 부분들 사이에 비경화(uncured) 전기적으로 전도성인 에폭시가 배치되게, 복수의 태양 전지들을 배열하는 단계 및 상기 태양 전지들 사이에 전기적으로 전도성인 본드들을 형성하기 위해, 상기 전기적으로 전도성인 에폭시가 경화되도록 상기 태양 전지들의 온도를 상승시키면서 태양 전지들의 오버래핑하는 단부들을 서로에 대해 가압(force)하기 위해 압력을 인가하는 단계를 포함하는 태양 전지들의 스트링을 마련하는 방법에 대해 개시되어 있다.For example, in Patent Document 1 below, for each pair of overlapping solar cells, as shown in FIG. 1, the
또 하기 특허문헌 2에는 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 태양전지 서브모듈(710) 양단의 전극에 도전성 접착제(702)를 도포하는 도전성 접착제 도포 단계, 보호용 덮개유리(720)에 투명 접착제(704)를 도포하는 투명 접착제 도포 단계, 복수의 태양전지 서브모듈의 전극을 서로 겹쳐 상기 보호용 덮개유리에 배열하는 태양전지 서브모듈 배열 단계 및 상기 도전성 접착제 및 상기 투명 접착제를 가열 및 경화시키는 가열 및 경화 단계를 포함하는 염료감응형 태양전지의 제조 방법에 대해 개시되어 있다.In addition, the following Patent Document 2, as shown in Figure 2, a conductive adhesive application step of applying a
한편, 하기 특허문헌 3에는 슈퍼 셀(super cell)을 형성하도록 중첩되고 전기적으로 연결되는 인접하는 태양 전지들의 단부들을 구비하는 슁글드 방식(shingled manner)으로 배열되는 직렬로 연결된 태양 전지들의 스트링(string)으로서, 둘 또는 그 이상의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀들을 포함하고, 각 슈퍼 셀은 실리콘 태양전지(solar cell)들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 구비하며, 제1 태양전지의 후면 상에 위치하는 정상 동작에서 유효한 전류를 전도하지 않는 히든 탭(hidden tap) 콘택트 패드를 포함하는 태양광 모듈에 대해 개시되어 있다.Meanwhile, in Patent Document 3, a string of solar cells connected in series arranged in a shingled manner having ends of adjacent solar cells overlapped and electrically connected to form a super cell. ), comprising a plurality of super cells arranged in two or more parallel rows, each super cell overlapping to electrically connect the silicon solar cells in series, and adjacent silicon solar cells conductively bonded to each other A hidden tap that includes a plurality of rectangular or substantially rectangular silicon solar cells arranged in line with the long sides of the cells, and does not conduct an effective current in normal operation located on the rear surface of the first solar cell A solar module comprising a contact pad is disclosed.
상술한 바와 같은 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 전도성 본드가 약 140℃ 내지 약 170℃의 온도, 약 0.1 기압 내지 약 1.0 기압의 압력하에서 경화될 수도 있고, 전도성 에폭시가 경화되는 온도가 더 높을수록 본드는 더 전도성을 갖는 것에 대해 기재되어 있지만, 태양광 모듈의 출력과 경제성을 고려한 도전성 접착제의 분사량(또는 도포량)과 전도성 접착제의 경화시간에 대해서는 개시되어 있지 않았다.In the technology disclosed in Patent Document 1 as described above, the conductive bond may be cured under a temperature of about 140° C. to about 170° C., and a pressure of about 0.1 to about 1.0 atmosphere, and the higher the temperature at which the conductive epoxy is cured, the higher the bond Is described for having more conductivity, but does not disclose the amount of sprayed (or applied) of the conductive adhesive and the curing time of the conductive adhesive in consideration of the output and economy of the solar module.
또 상기 특허문헌 2에는 도전성 접착제 및 투명 접착제의 경화 온도가 실온(25℃)~100℃ 범위에 대해서만 개시되어 있을 뿐, 이 특허문헌 2에도 태양광 모듈의 출력과 경제성을 고려한 도전성 접착제의 분사량(또는 도포량)과 전도성 접착제의 경화시간에 대해서는 개시되어 있지 않았다.In addition, Patent Document 2 discloses only the curing temperature of the conductive adhesive and the transparent adhesive in the range of room temperature (25°C) to 100°C, and this Patent Document 2 also discloses the spray amount of the conductive adhesive in consideration of the output of the solar module and the economy ( Or coating amount) and curing time of the conductive adhesive were not disclosed.
또한, 상기 특허문헌 3에서는 스크린 프린팅(screen printing) 또는 잉크제트 프린팅(ink jet printing)에 의해 도전성 접착제를 버스 바 또는 콘택트 패드들의 열에 적용하는 구성에 대해서만 개시되어 있을 뿐, 전도성 접착제의 경화시간에 대해서는 개시되어 있지 않았다.In addition, Patent Document 3 discloses only a configuration in which a conductive adhesive is applied to a row of bus bars or contact pads by screen printing or ink jet printing, and the curing time of the conductive adhesive It was not disclosed.
즉 상술한 특허 문헌 등에 개시된 기술에서는 도전성 접착제를 경화시키는 공정에서의 구체적인 공정 조건에 따라 경화시간 및 경화 온도의 최적화에는 적합하지 않다는 문제가 있었다.That is, the technology disclosed in the above-described patent documents and the like has a problem that it is not suitable for optimizing the curing time and curing temperature according to specific process conditions in the process of curing the conductive adhesive.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 도전성 접착제(ECA)를 이용하여 각 셀의 전극을 서로 직렬로 연결하는 경우 전극 간 접합부에 도포되는 도전성 접착제의 디스펜서 분사량, 핫플레이트에서의 경화시간 및 경화 온도를 최적화할 수 있는 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention was made to solve the above-described problems, and when the electrodes of each cell are connected in series with each other using a conductive adhesive (ECA), the dispenser injection amount of the conductive adhesive applied to the junction between the electrodes, and the hot plate It is to provide a method of manufacturing a solar module using a string array capable of optimizing the curing time and curing temperature in
본 발명의 다른 목적은 태양광 모듈의 출력과 태양광 모듈의 제조 효율을 극대화할 수 있는 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a solar module using a string array that can maximize the output of the solar module and the manufacturing efficiency of the solar module.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 태양광 모듈의 제조방법은 스트링 어레이를 이용하여 태양광 모듈을 제조하는 방법으로서, (a) 웨이퍼 상에 전극용 버스바(bus bar) 패턴을 형성하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 버스바 패턴이 형성된 웨이퍼를 절단하여 복수의 단위 셀을 형성하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 마련된 상기 단위 셀의 각각의 전극상에 전도성 접착제를 도포하는 단계 및 (d) 상기 전도성 접착제가 도포된 복수의 단위 셀을 서로 직렬 연결하여 25~35초 및 130~150℃의 열처리 조건에서 스트립을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (b)에서 상기 웨이퍼의 절단은 532nm 파장을 사용하는 20ns 레이저에서 평균 파워 10W, 주파수 50KHz, 스캔 속도 1,300mm/s, 스크라이빙 반복횟수 30회의 조건으로 실행되고, 상기 단계 (c)에서 전도성 접착제의 도포는 250㎛의 직경을 갖는 마이크로 디스펜서의 니들에서 토출되는 전도성 접착제의 토출량의 RPM 제어에 의해 실행되고, 상기 전도성 접착제는 상기 전극 상에 단위 면적당 0.0129g 내지 0.0265g 도포되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of manufacturing a solar module according to the present invention is a method of manufacturing a solar module using a string array, comprising the steps of: (a) forming an electrode bus bar pattern on a wafer. , (b) cutting the wafer on which the bus bar pattern is formed in step (a) to form a plurality of unit cells, (c) applying a conductive adhesive on each electrode of the unit cell prepared in step (b) And (d) forming a strip under heat treatment conditions of 25 to 35 seconds and 130 to 150°C by connecting a plurality of unit cells to which the conductive adhesive is applied in series with each other, and in the step (b) The cutting of the wafer is performed under the conditions of an average power of 10 W, a frequency of 50 KHz, a scan speed of 1,300 mm/s, and the number of scribing
또 본 발명에 따른 태양광 모듈의 제조방법에서, 상기 전도성 접착제는 전도성 충진제, 바인더, 용제 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method of manufacturing a solar module according to the present invention, the conductive adhesive is characterized in that it contains a conductive filler, a binder, a solvent, and an additive.
또 본 발명에 따른 태양광 모듈의 제조방법에서, 상기 전도성 충진제는 25℃에서의 점도 28,000~35,000 mPa·s(cP), 체적 저항률 0.0025Ω·cm, 경화 온도 140℃, 경화 시간 30초의 특성을 갖고, Au, Pt, Pd, Ag, Cu, Ni 및 카본 중에서 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 한다.In addition, in the method of manufacturing a solar module according to the present invention, the conductive filler has a viscosity of 28,000 to 35,000 mPa·s (cP) at 25°C, a volume resistivity of 0.0025Ω·cm, a curing temperature of 140°C, and a curing time of 30 seconds. It is characterized in that it is at least one material selected from Au, Pt, Pd, Ag, Cu, Ni, and carbon.
또 본 발명에 따른 태양광 모듈의 제조방법에서, (e) 상기 스트립을 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결하여 태양광 패널로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method of manufacturing a solar module according to the present invention, (e) the strip is connected in series, in parallel, or in series-parallel to form a solar panel.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조방법에 의하면, 기존의 태양전지 모듈 제작 방법에서 사용되던 땜납과 와이어를 사용하지 않고, 전도성 접착제가 도포된 복수의 단위 셀을 서로 직렬 연결하여 25~35초 및 130~150℃의 열처리 조건에서 스트립을 형성하고 단위면적당 높은 출력을 가져올 수 있으므로, 태양광 모듈의 출력과 태양광 모듈의 제조 효율을 극대화할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the method of manufacturing a solar module using a string array according to the present invention, a plurality of unit cells coated with a conductive adhesive are formed without using solder and wire used in the conventional solar cell module manufacturing method. Since it is connected in series with each other to form a strip under heat treatment conditions of 25 to 35 seconds and 130 to 150°C and can bring high output per unit area, the effect of maximizing the output of the solar module and the manufacturing efficiency of the solar module is obtained. Lose.
또 본 발명에 따른 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조방법에 의하면, 3 분할 후 만들어진 슁글드 어레이 셀은 3배 이상 Voc와 약 9% 증가한 셀 효율을 나타냈으며 분석된 여러 종류의 전도성 접착제 중 가장 좋은 출력특성을 보여주었으며 접착제를 사용하여 낮은 경화 온도와 매우 이른 경화시간으로 인해 대량생산을 실현할 수 있다는 효과가 얻어진다.In addition, according to the method of manufacturing a solar module using a string array according to the present invention, the shingled array cell made after three divisions exhibited more than three times the Voc and increased cell efficiency by about 9%, and was the best among the various types of conductive adhesives analyzed. It shows good output characteristics, and it has the effect of realizing mass production due to the low curing temperature and very early curing time using the adhesive.
도 1은 태양 전지들의 스트링에서 인접한 태양 전지들의 오버랩을 예시하는 개략적 단면도,
도 2는 염료감응형 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 적용되는 분할된 셀이 전도성 접착제에 의해 슁글드 어레이 형태로 접합되는 상태를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 적용되는 레이저에 의해 스크라이빙 된 셀의 평면도,
도 5는 본 발명에 적용하기 위한 레이저 절단 횟수에 따른 측면 분석 사진,
도 6은 경화 시간의 증가에 따른 슁글드 어레이 셀의 효율 변화를 나타내는 그래프,
도 7은 경화 온도에 변화를 주었을 때 슁글드 어레이 셀의 효율 변화를 나타내는 그래프,
도 8은 주입 속도 증가에 따른 슁글드 어레이 셀의 효율성 변화를 나타내는 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조과정을 설명하기 위한 공정도,
도 10은 분사된 전도성 접착제(ECA)의 디스펜서(dispenser) RPM 변화에 따른 도포량 변화를 나타내는 사진.1 is a schematic cross-sectional view illustrating the overlap of adjacent solar cells in a string of solar cells,
2 is a diagram for explaining a method of manufacturing a dye-sensitized solar cell;
3 is a view showing a state in which divided cells applied to the present invention are joined in a shingled array form by a conductive adhesive;
4 is a plan view of a cell scribed by a laser applied to the present invention,
5 is a side analysis photograph according to the number of laser cutting for application to the present invention,
6 is a graph showing a change in efficiency of a shingled array cell according to an increase in curing time;
7 is a graph showing a change in efficiency of a shingled array cell when a change in curing temperature is applied.
8 is a graph showing a change in efficiency of a shingled array cell according to an increase in an injection rate;
9 is a process chart for explaining the manufacturing process of the solar module using the string array according to the present invention,
10 is a photograph showing a change in the amount of applied conductive adhesive (ECA) according to a change in the dispenser RPM.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and new features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
본 발명에서는 태양광 모듈의 단위당 효율이나 출력을 높이기 위해 슁글드 어레이(shingled array) 공정을 적용하며, 태양전지 모듈 제작에서 핵심이 되는 기술인 솔더링 프로세스에 대해 실험하였다. In the present invention, a shingled array process is applied to increase the efficiency or output per unit of a solar module, and a soldering process, which is a key technology in manufacturing a solar cell module, was tested.
본 발명자들은 예를 들어, 6인치 태양전지 셀의 분할 전 성능과 분할 후 솔더링 프로세스를 통해 접합한 태양전지의 성능을 비교하였으며, 솔더링 프로세스에서 다양한 전도성 접착제를 사용하여 비교 분석함으로써 슁글드 어레이 구조에서의 효율을 높이기 위한 최적화된 접착 조건을 마련하였다.For example, the present inventors compared the performance of a 6-inch solar cell before division and the performance of a solar cell bonded through a soldering process after division, and compared and analyzed using various conductive adhesives in the soldering process, in the shingled array structure. Optimized bonding conditions were prepared to increase the efficiency of
본 발명에서는 나노 세컨드 레이저(532nm, 20ns, 30-100 KHz from Coherent)가 6인치 태양전지 셀을 스크라이빙 하기 위해 사용되었다. 최적의 스크라이빙 조건을 찾기 위해서 평균 파워는 10W로 고정한 후 레이저의 주파수(30-70 KHz)와 절단횟수(10-40회) 및 레이저 스캔 속도(100-2,500 mm/s)를 바꿔가며 분석하였고 태양전지 셀의 스크라이빙 된 깊이 및 폭은 광학 현미경(MF-A101D from Mitutoyo)에 의해 분석되었다. 레이저에 의해 분할된 셀은 컴퓨터로 제어되는 디스펜서에 의해 전면 전극에 전도성 접착제가 분사된 후 슁글드 어레이 형태로 접합 되었다. 도 3은 본 발명에 적용되는 분할된 셀이 전도성 접착제에 의해 슁글드 어레이 형태로 접합되는 형태를 나타낸다.In the present invention, a nanosecond laser (532nm, 20ns, 30-100 KHz from Coherent) was used to scribing a 6-inch solar cell. In order to find the optimal scribing condition, the average power is fixed at 10W and then analyzed by changing the frequency of the laser (30-70 KHz), the number of cuts (10-40 times), and the laser scan speed (100-2,500 mm/s). The scribed depth and width of the solar cell were analyzed by an optical microscope (MF-A101D from Mitutoyo). The cells divided by the laser were bonded in the form of a shingled array after a conductive adhesive was sprayed onto the front electrode by a dispenser controlled by a computer. 3 shows a form in which divided cells applied to the present invention are joined in a shingled array form by a conductive adhesive.
슁글드 어레이 형태로 접합하기 위해 총 6종류의 전도성 접착제를 사용하였다. 즉, 시장에 나와 있는 전도성 접착제 중에 본 발명에 적합한 높은 전도성과 알맞은 점도를 가진 제품으로서, 예를 들어 SKC Panacol의 EL-3012, EL-3556, EL-3653, EL-3655과 Henkel의 CE3103WLV, CA3556HF을 적용하였다.A total of 6 types of conductive adhesives were used for bonding in the form of a shingled array. That is, among the conductive adhesives on the market, products with high conductivity and suitable viscosity suitable for the present invention, for example, SKC Panacol's EL-3012, EL-3556, EL-3653, EL-3655 and Henkel's CE3103WLV, CA3556HF Was applied.
각 전도성 접착제는 서로 다른 물질 특성을 갖고 있으며 슁글드 어레이 태양전지 셀을 만들었을 때 가장 좋은 특성을 나타내는 접착제를 찾기 위해 접합 후 출력을 비교 분석하였다. 이를 위해 6인치 태양전지 셀은 나노 세컨드 레이저에 의해 3 분할되었고 태양전지 셀 전면 전극에 전도성 접착제를 분사한 후 접합하였다. 슁글드 어레이 형태로 접합된 태양전지 셀은 솔라 시뮬레이터(WXS-155S-L2, AM1.5GMM from WACOM)와 전류-전압 분석기(DKSCT-3T from DENKEN)에 의해 분석되었다.Each conductive adhesive has different material properties, and the output after bonding was compared and analyzed to find the adhesive that exhibits the best properties when making a shingled array solar cell. For this, the 6-inch solar cell was divided into three by a nanosecond laser, and a conductive adhesive was sprayed on the front electrode of the solar cell and then bonded. The solar cell bonded in the shingled array was analyzed by a solar simulator (WXS-155S-L2, AM1.5GMM from WACOM) and a current-voltage analyzer (DKSCT-3T from DENKEN).
도 4는 본 발명에 적용되는 레이저에 의해 스크라이빙 된 셀의 평면도이다. 레이저의 평균 파워는 10W, 주파수는 50 KHz로 고정한 후, 스캔 속도를 100mm/s에서 2,500mm/s로 바꿔가면서 스크라이빙을 하였다. 도 4의 (a)는 스캔 속도가 100mm/s일 때의 평면도 사진으로서, 스크라이빙 된 셀의 폭이 일정하지 않으며 표면이 타는 현상이 나타났다. 스캔 속도를 200mm/s 이상으로 올릴 때 이러한 현상은 점점 줄어들면서 스크라이빙 폭도 균일해지기 시작하며, 도 4의 (b)와 같이 1,300mm/s에서 24.67㎛의 폭으로 스크라이빙 된다. 1,700mm/s 이상으로 속도를 올리면 도 4의 (c)에서 보이는 것처럼 오버랩되는 레이저 스팟의 간격이 벌어져 스크라이빙 후에 셀 분할시 제대로 분할되지 않게 된다.4 is a plan view of a cell scribed by a laser applied to the present invention. After fixing the average power of the laser at 10W and the frequency at 50 KHz, scribing was performed while changing the scan speed from 100mm/s to 2,500mm/s. 4A is a plan view photograph when the scan speed is 100mm/s, and the width of the scribed cell is not constant and the surface is burned. When the scan speed is increased to 200 mm/s or more, this phenomenon gradually decreases and the scribing width begins to become uniform, and as shown in FIG. 4B, the scribing is scribed in a width of 24.67 μm at 1,300 mm/s. If the speed is increased to 1,700 mm/s or more, the gap between the overlapping laser spots increases as shown in Fig. 4(c), so that the cells are not properly divided after scribing.
도 5는 본 발명에 적용하기 위한 레이저 절단 횟수에 따른 측면 분석 사진이다. 본 발명의 실험에 사용된 셀의 두께는 217.58㎛이며 레이저 반복 횟수를 10~40회로 증가시키며 스크라이빙 된 셀의 측면 깊이를 분석하였고 레이저의 평균 파워는 10W, 주파수 50 KHz, 스캔 스피드는 1,300 mm/s로 고정을 하였다. 스크라이빙 횟수가 10회 미만일 때는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 스크라이빙 후 셀 분할시 제대로 분할되지 않고 셀이 깨지는 현상이 발생했으며, 스크라이빙 횟수를 증가시킴에 따라 절단면의 깊이가 깊어졌는데 50㎛ 이상일 때부터 셀 분할이 가능해지지만 분할선을 잘 맞추지 않으면 스크라이빙 된 셀 분할시 셀에 크랙이 생기게 된다. 도 5의 (b)에서는 스크라이빙 횟수 20회가 되면 절단면 깊이가 72.56㎛인 것을 나타낸다. 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 스크라이빙 횟수 30회가 되면 절단면 깊이가 108.78㎛가 되는데 이는 전체 셀 두께 대비 50%의 깊이이며 50% 이상의 깊이로 스크라이빙 시 셀에 무리를 주지 않고 분할이 쉽게 된다. 도 5의 (d)에서는 스크라이빙 횟수 40회가 되면 절단면 깊이가 134.62㎛인 것을 나타낸다. 이 반복횟수는 모듈 생산시 중요한 요소가 되는데 스크라이빙 반복횟수가 늘어날수록 전체 공정시간이 길어지게 되며 이는 가격 상승의 요인이 되기 때문이다. 결국, 분할시 셀에 무리를 주지 않으면서 최소화된 스크라이빙 횟수를 찾아야 하는데, 절단면의 깊이가 50% 일 때 이 조건을 만족하는 것으로 실험적으로 알게 되었다. 5 is a side analysis photograph according to the number of laser cutting for applying to the present invention. The thickness of the cell used in the experiment of the present invention is 217.58㎛, the number of laser repetitions is increased to 10 to 40 times, and the lateral depth of the scribed cell is analyzed. The average power of the laser is 10W, the frequency is 50 KHz, and the scan speed is 1,300. It was fixed at mm/s. When the number of scribing is less than 10 times, as shown in Fig. 5(a), when the cell is divided after scribing, the cell is not divided properly and the cell is broken, and as the number of scribing is increased, the cut surface The depth of the scribed cell becomes deeper, and it becomes possible to divide the cell from 50㎛ or more, but if the dividing line is not aligned well, cracks occur in the cell when the scribed cell is divided. In (b) of FIG. 5, when the number of scribing is 20, the depth of the cut surface is 72.56 μm. As shown in (c) of FIG. 5, when the number of scribing is 30 times, the depth of the cut surface becomes 108.78 μm, which is 50% of the total cell thickness, and when scribing with a depth of 50% or more, it is difficult to damage the cell. It becomes easy to divide without giving. In (d) of FIG. 5, when the number of scribing is 40 times, the depth of the cut surface is 134.62 μm. This number of repetitions becomes an important factor in module production. As the number of scribing repetitions increases, the overall process time becomes longer, which increases the price. In the end, it is necessary to find a minimized number of scribing without causing a strain on the cell when dividing, and it has been experimentally found that this condition is satisfied when the depth of the cut surface is 50%.
위의 결과에 근거하여, 본 발명에서는 슁글드 어레이 구조를 이용한 태양전지 셀을 만들기 위해 사용한 셀의 레이저 스크라이빙 조건은 532nm 파장을 사용하는 20ns 레이저에서 평균 파워 10W, 주파수 50KHz, 스캔 속도 1,300mm/s, 스크라이빙 반복횟수 30회의 조건으로 선택하였다.Based on the above results, in the present invention, the laser scribing condition of the cell used to make a solar cell using a shingled array structure is an average power of 10W, a frequency of 50KHz, and a scan speed of 1,300mm in a 20ns laser using a 532nm wavelength. /s, the number of repetitions of scribing was selected under the condition of 30 times.
하기 표 1은 분할하지 않은 종래의 6인치 태양전지 셀과 3 분할 후 전도성 접착제를 사용하여 최적화된 솔더링 조건으로 슁글드 어레이 구조로 만든 셀을 비교한 것이다.Table 1 below compares a conventional 6-inch solar cell without division and a cell made of a shingled array structure under optimized soldering conditions using a conductive adhesive after division into three.
표 1에 보이는 바와 같이 6인치 태양전지 셀을 3 분할 후 직렬로 연결했기 때문에 Voc가 3배가량 증가하고 Isc와 Jsc는 3분의 1로 감소한 것을 알 수 있다. 상기할만한 것은 슁글드 셀의 구조에서 효율이 약 9% 증가한 것을 알 수 있는데 기존의 방식인 접촉식 인두 및 열풍을 이용한 방법과 비교했을 때 셀의 연결을 위해 전도성 접착제를 사용하며 상대적으로 저온인 110~150도의 경화 온도를 사용하기 때문에 모듈 공정 시 많은 불량을 발생시키는 솔더링 프로세스에서 불량률을 감소시킬 뿐 아니라 저온 공정을 통해 기존 방식으로는 사용하지 못했던 셀도 손쉬운 모듈화가 가능하게 하였다.As shown in Table 1, since the 6-inch solar cell was divided into three and connected in series, Voc increased by 3 times, and Isc and Jsc decreased by a third. Remarkably, it can be seen that the efficiency of the shingled cell has increased by about 9%. Compared to the conventional method using a contact iron and hot air, a conductive adhesive is used for cell connection, and a relatively
또한, 효율이 소폭 증가함은 물론, 같은 크기의 모듈을 제작할 시 슁글드 방식을 통해 더 많은 개수의 셀을 사용함으로써 모듈 출력도 증가시키는 장점을 갖는다. 접합을 위해 사용한 전도성 접착제는 총 여섯 종류인데 그 중 Panacol사의 EL-3012는 점도가 너무 높아서 스트링거에서 접착제의 디스펜싱이 제대로 되지 않아 사용할 수가 없었으며 본 용도에는 적합하지 않은 것으로 결론지어졌다. In addition, the efficiency is slightly increased, and when a module of the same size is manufactured, the module output is also increased by using a larger number of cells through the shingled method. There are a total of six types of conductive adhesives used for bonding. Among them, Panacol's EL-3012 had too high a viscosity to be used because the adhesive was not properly dispensed in the stringer, and it was concluded that it was not suitable for this purpose.
또한, EL-3661과 EL-3655는 스트링거에서 디스펜싱은 가능했지만 분사가 일정하게 이루어지지 않아 접합 후 불량률이 현저하게 높았다. In addition, EL-3661 and EL-3655 were capable of dispensing in the stringer, but the spraying was not uniform, so the defect rate after bonding was remarkably high.
표 2에 5종의 전도성 접착제의 점도를 비교하였는데 점도가 35,000 mPa·s 더욱 큰 접착제는 슁글드 어레이 구조를 만드는 공정에 적합하지 않다는 것을 알게 되었다.In Table 2, the viscosity of the five conductive adhesives was compared, and it was found that an adhesive with a viscosity of 35,000 mPa·s higher is not suitable for the process of making a shingled array structure.
도 6은 경화 시간의 증가에 따른 슁글드 어레이 셀의 효율 변화를 나타내는 그래프로서, 경화 온도 및 RPM은 각각 150℃ 및 60℃로 고정 하였다.6 is a graph showing the efficiency change of the shingled array cell according to the increase of the curing time, the curing temperature and RPM were fixed at 150 ℃ and 60 ℃, respectively.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, CE3103WLV의 경우 30초 이후 셀 효율에 큰 변화를 보이지 않았으며 전반적으로 가장 높은 효율을 나타내었다. EL-3653은 60초 이후 효율이 소폭 상승하는 특성을 보여주었으며, CA3556HF는 가장 짧은 경화시간에도 불구하고 떨어지지 않는 측정결과를 나타내어서 대량으로 모듈을 생산할 경우 비용 측면에서 장점을 가질 것이라고 예상할 수 있다.As can be seen from FIG. 6, in the case of CE3103WLV, there was no significant change in cell efficiency after 30 seconds, and showed the highest overall efficiency. EL-3653 showed a characteristic of a slight increase in efficiency after 60 seconds, and CA3556HF showed a measurement result that did not drop despite the shortest curing time, so it can be expected that it will have an advantage in terms of cost when producing modules in large quantities. .
도 7은 경화 온도에 변화를 주었을 때 슁글드 어레이 셀의 효율 변화를 나타내는 그래프로서, 경화 시간과 RPM은 각각 2분과 60분으로 고정되었다.7 is a graph showing the change in efficiency of the shingled array cell when the curing temperature is changed, and curing time and RPM are fixed at 2 minutes and 60 minutes, respectively.
즉, 경화 시간은 EL-3653과 CE3103WLV의 경우 2분, CA3556HF는 5초로 고정하였다. 그림에서 보는 바와 같이 EL-3653은 경화 온도가 증가함에 따라 셀 효율이 향상하는 특성을 보였으며 CE3103WLV는 흔들리긴 하지만 경화 온도에 크게 영향을 받지 않고 평균적으로 높은 효율을 보여주었으며, 짧은 경화 시간이 특징인 CA3556HF는 140℃에서 가장 높은 효율을 나타내다가 그 이상의 온도에서는 차츰 효율이 감소하는 경향을 나타내었다.That is, the curing time was fixed at 2 minutes for EL-3653 and CE3103WLV and 5 seconds for CA3556HF. As shown in the figure, EL-3653 showed the characteristic of improving cell efficiency as the curing temperature increased, and CE3103WLV showed a high efficiency on average without being greatly affected by the curing temperature, although it fluctuated. It features a short curing time. Phosphorus CA3556HF showed the highest efficiency at 140°C and gradually decreased at higher temperatures.
도 8은 주입 속도 증가에 따른 슁글드 어레이 셀의 효율성 변화를 나타내는 그래프로서, 경화 온도 및 시간은 각각 150℃ 및 2분으로 고정시켰다.8 is a graph showing a change in efficiency of a shingled array cell according to an increase in injection rate, and the curing temperature and time were fixed at 150° C. and 2 minutes, respectively.
도 8에서 분사량에 따른 셀 효율의 특성은 CA3556HF와 CE3103WLV의 경우 비교적 안정적인 모습을 보여줬지만 EL-3653의 경우 측정 결과가 증가했다가 감소하고 다시 증가하고 감소하는 불안정한 모습을 보여줬다. CE3103WLV와 EL-3653 모두 70 RPM에서 가장 좋은 효율을 나타내다가 분사량이 80 RPM으로 증가하자 효율이 크게 하락한 모습을 보인 것이다. 경화 온도와 시간, 그리고 전도성 접착제의 분사량에 따른 슁글드 어레이 셀 효율 특성을 여러 종류의 접착제에서 분석해 본 결과, CE3103WLV가 가장 좋은 특성을 보여주었다.In FIG. 8, the characteristics of the cell efficiency according to the injection amount showed a relatively stable state in the case of CA3556HF and CE3103WLV, but in the case of EL-3653, the measurement result increased and decreased, and then increased and decreased again. Both CE3103WLV and EL-3653 showed the best efficiency at 70 RPM, but when the injection amount increased to 80 RPM, the efficiency decreased significantly. As a result of analyzing the efficiency characteristics of shingled array cells according to the curing temperature and time, and the amount of spraying of conductive adhesives, CE3103WLV showed the best characteristics.
경화 온도와 시간, 그리고 전도성 접착제의 분사량에 따른 슁글드 어레이 셀 효율 특성을 여러 종류의 접착제에서 분석해 본 결과, CE3103WLV가 가장 좋은 특성을 보여주었다. 이는 물질 자체가 상대적으로 가장 좋은 체적저항값(EL-3653: 0.0005 Ω·cm, CE3103WLV: 0.0009 Ω·cm, CA3556HF: 0.0025 Ω·cm)을 갖고 있기 때문인 것으로 생각할 수 있다. As a result of analyzing the efficiency characteristics of shingled array cells according to the curing temperature and time, and the amount of spraying of conductive adhesives, CE3103WLV showed the best characteristics. It can be considered that this is because the material itself has the relatively best volume resistance (EL-3653: 0.0005 Ω·cm, CE3103WLV: 0.0009 Ω·cm, CA3556HF: 0.0025 Ω·cm).
솔더링 프로세스에 기존 방식과는 달리 전도성 접착제를 사용하여, 인두의 물리적인 접촉과 높은 솔더링 온도가 필요하지 않은 슁글드 구조 셀은 기존의 모듈 방식을 크게 개선할 수 있다. 또한, CA3556HF를 사용할 경우 5초라는 빠른 경화시간으로 대량생산의 효율을 높일 수 있으며 성능이 우선시 되는 모듈 제작의 경우 좋은 체적저항값이 있는 전도성 접착제를 사용하면 출력에서 이득을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다.Unlike conventional methods for the soldering process, the shingled structure cell, which does not require physical contact of the iron and high soldering temperature, can significantly improve the existing module method by using a conductive adhesive. In addition, when CA3556HF is used, the efficiency of mass production can be improved with a fast curing time of 5 seconds, and in the case of module production in which performance is prioritized, it can be seen that the use of a conductive adhesive with a good volume resistance value can obtain a gain in output. there was.
다음에 상술한 바와 같은 실험에 따른 본 발명의 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.Next, an embodiment of the present invention according to the experiment as described above will be described with reference to the drawings.
도 9는 본 발명에 따른 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조과정을 설명하기 위한 공정도이다.9 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a solar module using a string array according to the present invention.
본 발명에 따른 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈에서는 도전성 접착제(ECA)를 이용하여 각 셀의 전극을 서로 직렬로 연결하는 경우 전극 간 접합부에 도포되는 도전성 접착제의 디스펜서 분사량, 핫플레이트에서의 경화시간 및 경화 온도를 최적화함으로써 태양광 발전 모듈 전체의 출력을 향상시키기 위해 먼저, 태양전지용 셀이 형성된 웨이퍼 상에 전극용 버스바(bus bar) 패턴을 형성한다(S10). 이러한 웨이퍼로서는 예를 들어 6인치 태양전지용 웨이퍼를 적용할 수 있다.In the solar module using the string array according to the present invention, when the electrodes of each cell are connected in series with each other using a conductive adhesive (ECA), the dispenser injection amount of the conductive adhesive applied to the junction between the electrodes, the curing time on the hot plate, and In order to improve the output of the entire photovoltaic module by optimizing the curing temperature, first, a bus bar pattern for electrodes is formed on a wafer on which a solar cell is formed (S10). As such a wafer, for example, a 6-inch solar cell wafer can be used.
이어서, 나노 세컨드 레이저를 사용하여 상기 웨이퍼를 절단하여 복수의 단위 셀을 형성한다(S20). 상기 웨이퍼의 절단을 위해서는 예를 들어 평균 파워를 10W로 고정한 후 레이저의 주파수(30-70 KHz)와 절단횟수(10-40회) 및 레이저 스캔 속도(100-2,500 mm/s)를 조정하며 실행할 수 있다.Subsequently, the wafer is cut using a nanosecond laser to form a plurality of unit cells (S20). To cut the wafer, for example, after fixing the average power at 10W, the frequency of the laser (30-70 KHz), the number of cuts (10-40 times), and the laser scan speed (100-2,500 mm/s) are adjusted. I can.
상기 단계 S20에서 절단된 상기 단위 셀의 각각에 대해 도 1에 도시된 바와 같은 슁글드 어레이 형태로 접합하기 위해 전도성 접착제를 도포한다(S30).A conductive adhesive is applied to each of the unit cells cut in step S20 to bond in a shingled array shape as shown in FIG. 1 (S30).
이와 같은 전도성 접착제는 높은 전도성과 알맞은 점도 및 단기간에 대량 생산을 유지하기 위한 빠른 경화도의 기능을 구비하며, 전도성 충진제, 바인더, 용제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 이와 같은 전도성 접착제로서는 예를 들어, 25℃에서의 점도 28,000~35,000 mPa·s(cP), 전기적 특성으로서, 체적 저항률 0.0025 Ω·cm, 경화 온도 130~150℃, 경화 시간 25~35초의 특성을 갖는 접착제를 적용한다.Such a conductive adhesive has a function of high conductivity, an appropriate viscosity, and a fast curing degree for maintaining mass production in a short period of time, and may include a conductive filler, a binder, a solvent, and an additive. As such a conductive adhesive, for example, a viscosity of 28,000 to 35,000 mPa·s (cP) at 25°C, a volume resistivity of 0.0025 Ω·cm, a curing temperature of 130 to 150°C, and a curing time of 25 to 35 seconds as an electrical property. Apply the adhesive you have.
또 상기 전도성 충진제는 Au, Pt, Pd, Ag, Cu, Ni 및 카본 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.In addition, the conductive filler may include at least one material selected from Au, Pt, Pd, Ag, Cu, Ni, and carbon.
또한, 상기 전도성 접착제는 250㎛의 직경을 갖는 마이크로 니들로부터 60RPM의 속도로 분사되어 상기 단위 셀의 전극 상에 특정 두께로 도포되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the conductive adhesive is sprayed at a rate of 60 RPM from a microneedle having a diameter of 250 μm and applied to the electrode of the unit cell at a specific thickness.
분사된 전도성 접착제(ECA)의 디스펜서(dispenser) RPM 변화에 따른 도포량 변화를 도 10에 나타내었다. 도 10은 분사된 전도성 접착제(ECA)의 디스펜서(dispenser) RPM 변화에 따른 도포량 변화를 나타내는 사진이다.Fig. 10 shows the change in the applied amount according to the change in the dispenser RPM of the sprayed conductive adhesive (ECA). 10 is a photograph showing a change in the amount of applied conductive adhesive (ECA) according to a change in a dispenser RPM.
도 10의 (a) 및 (b)에서 알 수 있는 바와 같이, RPM 60 미만에서는 분사된 ECA의 폭이 균일하지 않음을 알 수 있다. 한편, 도 10의 (c) 및 (d)에서 알 수 있는 바와 같이, RPM 60 이상부터는 균일한 폭으로 ECA 분사가 가능하며, 분사된 ECA 양은 RPM 숫자에 비례하여 증가함을 알 수 있다. 도 10의 (a)는 전도성 접착제(ECA)가 RPM 40에서 도포량 0.0085g으로 도포된 상태이고, 도 10의 (b)는 전도성 접착제(ECA)가 RPM 60에서 도포량 0.0129g으로 도포된 상태를 나타내는 사진이다. 도 10의 (c)는 전도성 접착제(ECA)가 RPM 90에서 도포량 0.0209g으로 도포된 상태이고, 도 10의 (d)는 전도성 접착제(ECA)가 RPM 120에서 도포량 0.0265g으로 도포된 상태를 나타내는 사진이다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 전도성 접착제는 전극 상에 0.02g 이상 도포되는 것이 바람직하다. 본 발명에 적용되는 ECA의 양인 0.02g의 기준은 예를 들어, 기존 6인치 실리콘 셀의 버스바 라인 길이(156.7mm)*폭(1.2mm)의 단위 면적당에 도포되는 ECA의 양을 의미한다. 따라서, 5 분할이면 0.02g*5=0.1g, 6 분할이면, 0.02g*6=0.12g으로서, 미량의 ECA로도 슁글드 스트링 제작이 가능하다.As can be seen from (a) and (b) of FIG. 10, it can be seen that the width of the injected ECA is not uniform at an RPM of less than 60. On the other hand, as can be seen in (c) and (d) of Fig. 10, it can be seen that from
즉 전도성 접착제(ECA)는 ECA 구성 물질중 약 80%가 고가인 Ag로 이루어지므로, 최적화 된 ECA 분사량을 유지하는 것이 중요하다.In other words, since about 80% of the ECA constituent materials are made of expensive Ag, it is important to maintain an optimized ECA injection amount.
이에 대한 시험 결과의 일 예를 표 3에 나타내었다.Table 3 shows an example of the test results for this.
상술한 시험 결과 마이크로 디스펜서(니들 직경 250㎛) 이용하여 25℃에서의 점도 28,000~35,000 mPa·s(cP), 전기적 특성으로서, 체적 저항률 0.0025 Ω·cm, 경화 온도 130~150℃, 경화 시간 25~35초의 특성, 바람직하게는 경화시간 30초, 경화 온도 140℃의 도전성 접착제를 적용하는 경우, 마이크로 디스펜서의 분사량은 60 RPM 이상, 분사된 접착제의 경화조건은 경화시간 30초, 경화 온도 140℃ 내외로 한정함으로써 태양광 모듈의 출력을 향상시킬 수 있었다.As a result of the above test, viscosity at 25℃ using a micro dispenser (needle diameter 250㎛) 28,000~35,000 mPa·s(cP), as an electrical property, volume resistivity 0.0025 Ω·cm, curing
상기 단계 S30에서 접착제가 도포된 복수의 단위 셀을 서로 직렬 연결하여 25~35초 및 130~150℃의 열처리 조건에서 스트립을 형성한다(S40).In step S30, a plurality of unit cells to which an adhesive is applied are connected in series to each other to form a strip under heat treatment conditions of 25 to 35 seconds and 130 to 150°C (S40).
이어서, 상기 단계 S40에서 마련된 스트립을 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결하여 태양광 패널로 형성한다(S50).Subsequently, the strips prepared in step S40 are connected in series, in parallel or in series to form a solar panel (S50).
이에 따라 본 발명에 따른 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈이 완성된다.Accordingly, a solar module using the string array according to the present invention is completed.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and can be changed in various ways without departing from the gist of the invention.
본 발명에 따른 스트링 어레이를 이용한 태양광 모듈의 제조방법을 사용하는 것에 의해 태양광 모듈의 제조 효율을 극대화하면서 대량생산을 실현할 수 있다는 효과가 얻어진다.By using the method for manufacturing a solar module using a string array according to the present invention, the effect of maximizing the manufacturing efficiency of the solar module and realizing mass production is obtained.
Claims (4)
(a) 웨이퍼 상에 전극용 버스바(bus bar) 패턴을 형성하는 단계,
(b) 상기 단계 (a)에서 버스바 패턴이 형성된 웨이퍼를 절단하여 복수의 단위 셀을 형성하는 단계,
(c) 상기 단계 (b)에서 마련된 상기 단위 셀의 각각의 전극상에 전도성 접착제를 도포하는 단계 및
(d) 상기 전도성 접착제가 도포된 복수의 단위 셀을 서로 직렬 연결하여 25~35초 및 130~150℃의 열처리 조건에서 스트립을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 단계 (b)에서 상기 웨이퍼의 절단은 532nm 파장을 사용하는 20ns 레이저에서 평균 파워 10W, 주파수 50KHz, 스캔 속도 1,300mm/s, 스크라이빙 반복횟수 30회의 조건으로 실행되고,
상기 단계 (c)에서 전도성 접착제의 도포는 250㎛의 직경을 갖는 마이크로 디스펜서의 니들에서 토출되는 전도성 접착제의 토출량의 RPM 제어에 의해 실행되고,
상기 전도성 접착제는 상기 전극 상에 단위 면적당 0.0129g 내지 0.0265g 도포되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 제조방법.As a method of manufacturing a solar module using a string array,
(a) forming an electrode bus bar pattern on the wafer,
(b) cutting the wafer on which the bus bar pattern is formed in step (a) to form a plurality of unit cells,
(c) applying a conductive adhesive on each electrode of the unit cell prepared in step (b), and
(d) forming a strip under heat treatment conditions of 25 to 35 seconds and 130 to 150 °C by connecting the plurality of unit cells coated with the conductive adhesive in series with each other,
The cutting of the wafer in step (b) is performed under the conditions of an average power of 10W, a frequency of 50KHz, a scan speed of 1,300mm/s, and the number of scribing repetitions 30 times in a 20ns laser using a wavelength of 532nm,
The application of the conductive adhesive in step (c) is performed by RPM control of the discharge amount of the conductive adhesive discharged from the needle of a microdispenser having a diameter of 250 μm,
The method of manufacturing a solar module, wherein the conductive adhesive is applied on the electrode by 0.0129g to 0.0265g per unit area.
상기 전도성 접착제는 전도성 충진제, 바인더, 용제 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 제조방법.In claim 1,
The conductive adhesive is a method of manufacturing a solar module, characterized in that it contains a conductive filler, a binder, a solvent and an additive.
상기 전도성 충진제는 25℃에서의 점도 28,000~35,000 mPa·s(cP), 체적 저항률 0.0025Ω·cm, 경화 온도 140℃, 경화 시간 30초의 특성을 갖고,
Au, Pt, Pd, Ag, Cu, Ni 및 카본 중에서 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 제조방법.In paragraph 2,
The conductive filler has a viscosity of 28,000 to 35,000 mPa·s (cP) at 25°C, a volume resistivity of 0.0025Ω·cm, a curing temperature of 140°C, and a curing time of 30 seconds,
Au, Pt, Pd, Ag, Cu, Ni, and a method of manufacturing a solar module, characterized in that at least one material selected from carbon.
(e) 상기 스트립을 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결하여 태양광 패널로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 제조방법.
In claim 1,
(e) forming a photovoltaic panel by connecting the strips in series, parallel or in series-parallel.
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