KR20210120318A - 태양전지 모듈용 와이어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지 모듈용 와이어에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 납땜에 의해 태양전지 셀 기판에 부착시 슬립(slip) 현상, 즉 초기 배열된 라인을 벗어나 부착되는 현상을 억제함으로써 태양전지 모듈의 출력을 극대화할 수 있는 동시에 태양전지 셀 기판의 크랙을 억제할 수 있어 태양전지의 수명을 연장시킬 수 있는 태양전지 모듈용 와이어에 관한 것이다.

Description

태양전지 모듈용 와이어{Wire for solar cell module}
본 발명은 태양전지 모듈용 와이어에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 납땜에 의해 태양전지 셀 기판에 부착시 슬립(slip) 현상, 즉 초기 배열된 라인을 벗어나 부착되는 현상을 억제함으로써 태양전지 모듈의 출력을 극대화할 수 있는 동시에 태양전지 셀 기판의 크랙을 억제할 수 있어 태양전지의 수명을 연장시킬 수 있는 태양전지 모듈용 와이어에 관한 것이다.
태양전지는 p형 반도체와 n형 반도체를 이용해 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 장치로서, 빛을 비출때 내부에 발생하는 전자와 정공이 각각 p극과 n극으로 이동함으로써 p극과 n극 사이에 전위차(광기전력)가 발생하여 전류가 흐르는 광전효과를 원리로 하는 장치이다.
도 1은 종래 태양전지 모듈을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 태양전지 모듈은 전기를 일으키는 최소 단위인 태양전지 셀(solar cell)(1) 복수개가 패널 내에 배열되고, 목적한 기전력을 얻기 위해 상기 태양전지 셀(1)들을 직렬로 연결하는 와이어(10)를 포함한다.
상기 와이어(10)는 도체와 그 표면에 태양전지 셀(1)과의 접속을 위해 형성된 땜납 도금층을 포함하고, 상기 와이어(10)가 상기 태양전지 셀(1)의 기판 위에 배치된 상태로 상기 땜납 도금층이 용융된 후 냉각함으로써 상기 와이어(10)와 상기 태양전지 셀(1)이 접속하게 된다.
그러나, 종래 태양전지 모듈의 경우 상기 와이어(10)를 상기 태양전지 셀(1)에 부착하기 위해 상기 태양전시 셀(1) 위에 배열하고 상기 와이어(10)의 땜납 도금층을 용융시 상기 와이어(10)가 초기 배열된 라인을 벗어나 부착되는 슬립 현상이 발생하여 태양전지 모듈의 출력이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 종래 태양전지 모듈의 경우 상기 와이어(10)를 상기 태양전지 셀(1)에 부착한 후 태양전지 셀(1)의 차수, 보호 등을 위한 라미네이트층을 몰딩하는 공정에서 상기 태양전지 셀(1)의 기판에 크랙이 발생하는 문제가 있었다.
이러한, 와이어(10)의 슬립 현상이나 태양전지 셀 기판의 크랙 발생 문제는 아직 그 원인이 정확히 규명되지 않아 이를 해결하기 위한 기술개발에 한계가 있는 상황이다.
따라서, 납땜에 의해 태양전지 셀 기판에 부착시 슬립(slip) 현상, 즉 초기 배열된 라인을 벗어나 부착되는 현상을 억제함으로써 태양전지 모듈의 출력을 극대화할 수 있는 동시에 태양전지 셀 기판의 크랙을 억제할 수 있어 태양전지의 수명을 연장시킬 수 있는 태양전지 모듈용 와이어가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 납땜에 의해 태양전지 셀 기판에 부착시 슬립(slip) 현상, 즉 초기 배열된 라인을 벗어나 부착되는 현상을 억제함으로써 태양전지 모듈의 출력을 극대화할 수 있는 태양전지 모듈용 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양전지 셀 기판의 크랙을 억제할 수 있어 태양전지의 수명을 연장시킬 수 있는 태양전지 모듈용 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
태양전지 모듈용 와이어로서, 도체; 및 상기 도체의 표면에 형성되는 땜납 도금층을 포함하고, 상기 땜납 도금층의 표면조도(Ra)는 6 내지 73 nm인, 태양전지 모듈용 와이어를 제공한다.
여기서, 상기 도체는 단면이 원형인 원형 도체 또는 단면이 사각형에 가까운 평각 도체인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어를 제공한다.
또한, 상기 도체는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 금(Au)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어를 제공한다.
그리고, 상기 땜납 도금층은 주석(Sn)을 포함하고, 납(Pb), 구리(Cu), 은(Ag), 비스무트(Bi), 인듐(In), 안티몬(Sb), 아연(Zn) 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어를 제공한다.
여기서, 상기 땜납 도금층은 융점이 110 내지 230℃이고, 상기 와이어의 동일한 횡단면상 최소 두께 및 최대 두께의 합이 6 내지 50 ㎛이며, 상기 도체의 단면적 대비 상기 땜납 도금층의 단면적 비율은 5 내지 50%인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어를 제공한다.
또한, 상기 땜납 도금층은, 이의 총 중량을 기준으로, 주석(Sn) 57 내지 66 중량% 및 납(Pb) 33 내지 43 중량%를 포함하거나, 주석(Sn) 59 내지 65 중량%, 납(Pb) 33 내지 36 중량% 및 은(Ag) 1.5 내지 2.5 중량%를 포함하거나, 주석(Sn) 93.5 내지 99.5 중량%, 구리(Cu) 0.1 내지 1.0 중량% 및 은(Ag) 0.4 내지 3.5 중량%를 포함하거나, 주석(Sn) 37.5 내지 65 중량%, 비스무트(Bi) 34 내지 61 중량% 및 은(Ag) 1.0 내지 2.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어를 제공한다.
나아가, 저항이 648 mΩ/m 이하이고, 항복강도가 120 MPa 이하이며, 인장강도가 180 내지 260 MPa이고, 연신율이 10 내지 50 %인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어를 제공한다.
한편, 복수의 태양전지 셀 기판 및 상기 복수의 기판을 직렬로 연결하는 상기 태양전지 모듈용 와이어를 포함하는, 태양전지 모듈을 제공한다.
여기서, 상기 태양전지 셀 기판 위에는 상기 와이어가 납땜되는 부분에 은(Ag) 페이스트층이 형성되고, 상기 은(Ag) 페이스트층에는 상기 와이어와 상기 기판의 부착력을 향상시키기 위해 상기 은(Ag) 페이스트층의 폭 보다 큰 폭을 갖는 복수의 은(Ag) 패드가 추가로 구비되는, 태양전지 모듈을 제공한다.
또한, 상기 태양전지 셀 기판의 크기는 4 내지 8 인치이고, 상기 와이어의 개수는 8 내지 30개이며, 상기 은(Ag) 페이스트층의 폭은 30 내지 70 ㎛이고, 인접한 은(Ag) 페이스트층간 간격은 1.4 내지 2.2 mm이며, 상기 은(Ag) 패드 면적은 500 내지 900 ㎛2이고, 상기 은(Ag) 패드의 개수는 300 내지 700개인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈을 제공한다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈용 와이어는 땜납 도금층의 표면조도를 정밀하게 조절함으로써 납땜에 의해 태양전지 셀 기판에 부착시 슬립(slip) 현상, 즉 초기 배열된 라인을 벗어나 부착되는 현상을 억제함으로써 태양전지 모듈의 출력을 극대화하는 동시에 태양전지 셀 기판의 크랙을 억제할 수 있어 태양전지의 수명을 연장시킬 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 종래 태양전지 모듈을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 비교예 1에 따른 태양전지 셀 기판에서 와이어의 슬립 현상이 발생한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양전지 모듈용 와이어가 태양전지 셀 기판에 부착된 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 땜납 도금층의 표면이 곡면인 경우의 스캔 이미지 및 이를 평면으로 환산한 스캔 이미지이다.
도 5는 실시예 20 및 비교예 2 각각의 태양전지 셀 기판에서 마이크로 셀 크랙의 발생 정도를 비교한 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈용 와이어(100,100')는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 태양전지 셀을 직렬로 연결하기 위한 도체(110,110') 및 상기 도체(110,110')의 표면에 형성되어 상기 도체(110,110')를 태양전지 셀에 고정시키기 위한 땜납 도금층(120,120')을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도체(110,110')는 단면이 원형인 원형 도체(110)이거나, 단면이 사각형에 가까운 평각 도체(110')일 수 있고, 상기 도체가 원형 도체(110)인 경우 상기 와이어(100)는 임의의 횡단면에서 최대 외경(Dmax)과 최소 외경(Dmin)의 차가 11 ㎛ 이하인 진원도를 보유할 수 있으며, 상기 도체가 평각 도체(110')인 경우 상기 도체(110')의 모든 모서리는 라운드(round) 형상으로 모따기 처리될 수 있다.
상기 도체가 원형 도체(110)인 경우 태양전지 셀 기판의 흡광면을 극대화하고 빛이 상기 와이어(100)의 표면에 조사되는 경우 난반사를 유발하여 태양전지 모듈의 출력을 극대화할 수 있고, 와이어(100)와 태양전지 셀 기판과의 국소적인 접촉면적이 상대적으로 작기 때문에 원형 도체(110)의 열팽창계수와 상기 기판의 열팽창계수의 차이에 따른 기판의 크랙 발생이 상대적으로 적게 나타나는 효과가 있다.
반면, 상기 도체가 평각 도체(110)인 경우 상기 와이어(100)가 태양전지 셀 기판의 초기 배열 위치에서 벗어나 부착되는 슬립 현상을 억제하여 태양전지 모듈의 출력을 극대화하는 측면에서 유리하다.
상기 도체(110,110')는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 금(Au) 등으로 이루어질 수 있으며, 구리(Cu)를 주성분으로 하는 경우, 예를 들어, 터프피치동(Tough Pitch Copper; TPC), 무산소동(Oxygen-Free Copper; OFC), 인탈산동(Phosphrous Deoxidized Copper), 저산소동, 순도 99.9999% 이상의 고순도 동 등으로 이루어질 수 있다.
상기 도체가 원형 도체(110)인 경우 직경은 180 내지 540 ㎛일 수 있고, 평각 도체(110')인 경우 상기 평각 도체(110')와 동일한 단면적을 갖는 것으로 환산된 원의 직경은 180 내지 540 ㎛일 수 있다.
상기 땜납 도금층(120,120')은 주석(Sn)을 주성분으로 하고, 납(Pb), 구리(Cu), 은(Ag), 비스무트(Bi), 인듐(In), 안티몬(Sb), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 0.1 중량% 이상 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 땜납 도금층(120,120')은 주석(Sn) 57 내지 66 중량% 및 납(Pb) 33 내지 43 중량%를 포함하거나, 주석(Sn) 59 내지 65 중량%, 납(Pb) 33 내지 36 중량% 및 은(Ag) 1.5 내지 2.5 중량%를 포함할 수 있다. 또한, 주석(Sn) 93.5 내지 99.5 중량%, 구리(Cu) 0.1 내지 1.0 중량% 및 은(Ag) 0.4 내지 3.5 중량%를 포함하거나, 주석(Sn) 37.5 내지 65 중량%, 비스무트(Bi) 34 내지 61 중량% 및 은(Ag) 1.0 내지 2.0 중량%를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 비스무트(Bi)는 상기 땜납 조성물의 전체적인 융점을 낮추고 다른 성분들과의 상호작용을 통해 상기 땜납 조성물로부터 형성된 땜납 도금층(120,120')의 용융 및 냉각에 의해 상기 와이어(100,100')를 태양전지 셀 기판에 부착시킬 때 충분한 부착폭이 형성되도록 하는 기능을 수행한다.
상기 땜납 조성물이 상기 비스무트(Bi)를 포함하는 경우, 주석(Sn), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 함량이 앞서 기술한 바와 같음을 전제로, 상기 땜납 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 비스무트(Bi)의 함량이 34 중량% 미만인 경우 상기 땜납 조성물로부터 형성된 땜납 도금층(120,120')의 용융에 의한 태양전지 셀 기판과 와이어(100,100') 사이의 부착폭이 과도하게 좁게 형성되어 태양전지 셀 기판과 와이어(100,100')가 국소적으로 분리되어 태양전지 모듈의 출력이 급격히 저하될 수 있다.
반면, 상기 비스무트(Bi)의 함량이 61 중량% 초과인 경우 부착폭 증가로 와이어(100,100')와 태양전지 셀 기판 위의 은(Ag) 페이스트 간의 접합력이 태양전지 셀 기판과 은(Ag) 페이스트간의 접합력보다 더 강해져서, 와이어(100,100')가 태양전지 셀 기판에 땜납 접속 후 열팽창계수 차이로 인해 냉각 수축되는 과정에서 은(Ag) 페이스트가 태양전지 셀에서 분리될 수 있으며, 이로 인한 저항 증가로 태양전지 모듈의 출력이 급격히 저하될 수 있다.
또한, 은(Ag) 페이스트가 실제 분리되지 않았더라도 분리되기 직전의 상태라면 Thermal Cycle Test 또는 Mechanic Load Test 등의 신뢰성 Test 진행시 불안정한 접합부의 저항이 증가되어 태양전지 모듈의 출력률이 저하될 수 있다.
한편, 상기 구리(Cu)는 와이어(100,100')의 도체에 대한 땜납 조성물의 접착력을 향상시켜 상기 땜납 조성물의 코팅 특성을 향상시킴으로써 상기 땜납 조성물로부터 형성되는 땜납 도금층(120,120')의 두께를 균일하게 형성할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
상기 땜납 조성물이 상기 구리(Cu)를 포함하는 경우, 주석(Sn), 은(Ag), 비스무트(Bi) 등의 함량이 앞서 기술한 바와 같음을 전제로, 상기 땜납 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 구리(Cu)의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 와이어(100,100')를 구성하는 도체에 대한 상기 땜납 조성물의 접착력이 급격히 저하되어 균일한 두께의 땜납 도금층(120,120')이 형성될 수 없는 반면, 1.0 중량% 초과인 경우 도금조내의 금속간 화합물이 과량으로 생성되어 와이어(100,100') 표면에 소위 도금혹이라고 하는 국소적으로 돌출된 도금층이 형성되거나 다이스 홀 내부에 금속간 화합물이 점착되어 제조되는 와이어(100,100')의 도금층(120,120') 두께에 편차가 발생할 수 있다.
상기 땜납 도금층(120,120')은 상기 구성성분 및 배합비에 의해 융점이 110 내지 230℃일 수 있고, 와이어의 동일한 횡단면상 최소 두께 및 최대 두께의 합이 6 내지 50 ㎛일 수 있으며, 도체(110,110')의 단면적 대비 땜납 도금층(120,120')의 단면적 비율은 5 내지 50%일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 태양전지 모듈용 와이어(100,100')는 저항이 648 mΩ/m 이하이고, 항복강도가 120 MPa 이하이며, 인장강도가 180 내지 260 MPa이고, 연신율이 10 내지 50 %로 조절됨으로써 태양전지 셀 기판에 부착시 상기 기판에 안정적으로 고정될 수 있고 태양전지 셀 기판의 크랙을 억제할 수 있어 태양전지의 수명을 연장시킬 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
본 발명자들은 상기 땜납 도금층(120,120')의 표면조도(Ra)를 정밀하게 조절함으로써, 상기 와이어(100,100')의 슬립(slip) 현상, 즉 상기 와이어(100,100')가 태양전지 셀 기판의 표면에 초기 배열된 라인을 벗어나 부착되는 현상을 억제할 수 있는 동시에, 상기 와이어(100,100')가 부착된 태양전지 셀 기판 위에 라미네이팅층을 몰딩하는 경우 상기 기판의 크랙을 억제할 수 있음을 실험적으로 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
구체적으로, 본 발명에 따른 태양전지 모듈용 와이어(100,100')에서, 상기 땜납 도금층(120,120')의 표면조도(Ra)는 6 내지 73 nm일 수 있다. 상기 표면조도(Ra)는 상기 땜납 도금층(120,120')의 표면이 곡면인 경우 이를 평면으로 환산하여 측정된 표면조도이다. 참고로, 도 4a는 땜납 도금층의 표면이 곡면인 경우의 스캔 이미지이고, 도 4b는 땜납 도금층의 표면이 곡면인 경우 이를 평면으로 환산한 스캔 이미지이고, 도 4b의 스캔 이미지를 통해 표면조도(Ra)를 측정할 수 있다.
상기 표면조도(Ra)가 6 nm 미만인 경우 상기 땜납 도금층(120,120')과 태양전지 셀 기판 사이의 마찰력이 과도하게 낮아 상기 와이어(100,100')를 상기 기판의 표면에 부착하기 위해 배열하는 경우 상기 기판 위에서 국부적으로 미끄러져 상기 배열을 벗어난 상태로 부착되는 슬립 현상이 발생하여 태양전지 모듈의 출력이 저하되는 문제가 있다.
반면, 상기 표면조도(Ra)가 73 nm 초과인 경우 상기 와이어(100,100')가 태양전지 셀 기판 위에 배열된 상태에서 상기 땜납 도금층(120,120')을 용융시키는 경우 용융된 땜납 도금층(120,120')에 돌출되는 도금혹이 발생하기 쉽고, 이러한 도금혹이 발생한 상태에서 상기 기판 위에 라미네이팅층을 몰딩하는 경우 상기 도금혹에 응력이 집중되어 이의 영향으로 상기 기판에 크랙이 발생할 수 있다.
이러한 땜납 도금층(120,120')의 표면조도(Ra)는 땜납 도금층(120,120')을 형성하는 공정 조건에 의해 조절 가능하다. 구체적으로, 상기 땜납 도금층(120,120')은 상기 도체(110,110')를 도금액이 담긴 도금조에 통과시켜 상기 도체(110,110')의 표면에 도금층을 형성시키고 다이스(dies) 또는 에어나이프(air knife)로 형성된 도금층의 두께 및 표면을 처리한 후 건조하는 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 다이스(dies)로 도금층의 표면을 처리하는 경우 상기 다이스(dies)의 홀 내벽의 연마 정도에 따라 상기 도금층의 표면조도를 조절할 수 있고, 상기 에어나이프(air knife)로 도금층의 표면을 처리하는 경우 상기 에어나이프(air knife)로부터 분사되는 에어(air)의 유량을 조절함으로써 상기 도금층의 표면조도를 조절할 수 있다.
본 발명은 PN접합을 갖는 실리콘 반도체 기판을 포함하는 복수의 태양전지 셀 및 상기 태양전지 셀들을 직렬로 연결하는 상기 태양전지 모듈용 와이어(100,100')를 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
여기서, 상기 태양전지 모듈용 와이어(100,100')의 개수는 상기 태양전지 모듈의 목적한 기전력에 따라 상이할 수 있고, 상기 태양전지 셀 기판 위에는 상기 와이어(100,100')가 납땜되는 부분에 은(Ag) 페이스트에 의한 층이 형성되고, 상기 은(Ag) 페이스트층에는 상기 와이어(100,100')와 상기 기판의 부착력을 향상시키기 위해 상기 은(Ag) 페이스트에 의한 층의 폭보다 큰 폭을 갖는 복수의 은(Ag) 패드가 추가로 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 태양전지 셀 기판의 크기는 4 내지 8 인치일 수 있고, 상기 태양전지 셀 기판 하나를 기준으로, 상기 와이어(100,100')의 개수는 8 내지 30개일 수 있고, 상기 은(Ag) 페이스트층의 폭은 30 내지 70 ㎛이고, 인접한 은(Ag) 페이스트층간 간격은 1.4 내지 2.2 mm이며, 은(Ag) 패드 면적은 500 내지 900 ㎛2이고, 은(Ag) 패드의 개수는 300 내지 700개일 수 있다.
[실시예]
원형 도체를 도금조에 통과시켜 상기 원형 도체의 표면에 도금층을 형성하고 다이스(dies)를 통과시킨 후 건조를 통해 태양전지 모듈용 와이어 시편을 제조하는데, 상기 다이스(dies)의 다이아몬드 팁(tip)의 연마 정도를 조절함으로써 상기 땜납 도금층의 표면조도(Ra)를 조절했다.
동일한 표면조도(Ra)를 갖는 와이어 20개를 100개의 태양전지 셀 기판 각각에 배치하고 땜납 도금층을 용융시켜 부착하는 경우 슬립 현상 유무를 육안으로 관찰했고, 그 위에 라미네이팅층을 몰딩하는 경우 마이크로 셀 크랙이 발생하는지 여부를 육안으로 관찰했다.
평가 결과는 아래 표 1, 도 2 및 도 5에 나타난 바와 같다.
표면조도(Ra)(nm) 슬립 불량율(%) 마이크로 크랙율(%)
목표값 실제값
비교예1 5 4.97 38 2
실시예1 6 6.07 4 1
실시예2 7 7.66 4 2
실시예3 8 8.41 4 2
실시예4 9 9.87 5 3
실시예5 10 10.22 4 1
실시예6 15 15.13 5 2
실시예7 20 19.88 4 1
실시예8 25 24.68 5 2
실시예9 30 30.36 5 3
실시예10 35 34.85 3 4
실시예11 40 39.26 6 3
실시예12 45 45.33 5 2
실시예13 50 49.78 5 3
실시예14 55 55.89 3 1
실시예15 60 60.11 4 2
실시예16 65 64.58 5 2
실시예17 70 69.36 3 4
실시예18 71 71.33 4 4
실시예19 72 72.05 3 5
실시예20 73 72.87 3 6
비교예2 74 73.96 5 27
비교예3 75 75.77 5 22
비교예4 80 80.33 3 24
비교예5 85 85.24 5 26
비교예6 90 89.86 4 23
비교예7 95 95.05 3 25
비교예8 100 99.67 4 25
- 슬립 불량율 = 하나 이상의 슬립 현상이 발생한 기판의 갯수/총 기판 갯수*100
- 마이크로 크랙율 = 마이크로 크랙이 발생한 기판의 갯수/총 기판 갯수*100
상기 표 1, 도 2 및 도 5에 나타난 바와 같이, 땜납 도금층의 표면조도(Ra)가 6 nm 미만인 비교예 1의 경우 상기 표면조도(Ra)가 6 nm 이상인 실시예에 비해 슬립 현상의 발생율이 급격히 증가하고, 상기 표면조도(Ra)가 73 nm 초과인 비교예 2 내지 8의 경우 상기 표면조도(Ra)가 73 nm 이하인 실시예에 비해 태양전지 셀 기판의 마이크로 크랙의 발생율이 급격히 증가하는 것으로 확인되었다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
110 : 도체 120 : 땜납 도금층

Claims (10)

  1. 태양전지 모듈용 와이어로서,
    도체; 및
    상기 도체의 표면에 형성되는 땜납 도금층을 포함하고,
    상기 땜납 도금층의 표면조도(Ra)는 6 내지 73 nm인, 태양전지 모듈용 와이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도체는 단면이 원형인 원형 도체 또는 단면이 사각형에 가까운 평각 도체인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도체는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 금(Au)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 땜납 도금층은 주석(Sn)을 포함하고,
    납(Pb), 구리(Cu), 은(Ag), 비스무트(Bi), 인듐(In), 안티몬(Sb), 아연(Zn) 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 땜납 도금층은 융점이 110 내지 230℃이고,
    상기 와이어의 동일한 횡단면상 최소 두께 및 최대 두께의 합이 6 내지 50 ㎛이며,
    상기 도체의 단면적 대비 상기 땜납 도금층의 단면적 비율은 5 내지 50%인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 땜납 도금층은, 이의 총 중량을 기준으로, 주석(Sn) 57 내지 66 중량% 및 납(Pb) 33 내지 43 중량%를 포함하거나,
    주석(Sn) 59 내지 65 중량%, 납(Pb) 33 내지 36 중량% 및 은(Ag) 1.5 내지 2.5 중량%를 포함하거나,
    주석(Sn) 93.5 내지 99.5 중량%, 구리(Cu) 0.1 내지 1.0 중량% 및 은(Ag) 0.4 내지 3.5 중량%를 포함하거나,
    주석(Sn) 37.5 내지 65 중량%, 비스무트(Bi) 34 내지 61 중량% 및 은(Ag) 1.0 내지 2.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    저항이 648 mΩ/m 이하이고, 항복강도가 120 MPa 이하이며, 인장강도가 180 내지 260 MPa이고, 연신율이 10 내지 50 %인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈용 와이어.
  8. 복수의 태양전지 셀 기판 및 상기 복수의 기판을 직렬로 연결하는 제1항 또는 제2항의 태양전지 모듈용 와이어를 포함하는, 태양전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 태양전지 셀 기판 위에는 상기 와이어가 납땜되는 부분에 은(Ag) 페이스트층이 형성되고, 상기 은(Ag) 페이스트층에는 상기 와이어와 상기 기판의 부착력을 향상시키기 위해 상기 은(Ag) 페이스트층의 폭 보다 큰 폭을 갖는 복수의 은(Ag) 패드가 추가로 구비되는, 태양전지 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 태양전지 셀 기판의 크기는 4 내지 8 인치이고,
    상기 와이어의 개수는 8 내지 30개이며,
    상기 은(Ag) 페이스트층의 폭은 30 내지 70 ㎛이고,
    인접한 은(Ag) 페이스트층간 간격은 1.4 내지 2.2 mm이며,
    상기 은(Ag) 패드 면적은 500 내지 900 ㎛2이고,
    상기 은(Ag) 패드의 개수는 300 내지 700개인 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈.
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