KR20210121693A - 태양전지 및 디자이너블 슁글드 스트링 구조를 갖는 태양전지 모듈의 제조 방법 - Google Patents
태양전지 및 디자이너블 슁글드 스트링 구조를 갖는 태양전지 모듈의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 태양전지 전면에 분할 셀의 개수에 대응하여 핑거 전극과 버스바 전극으로 구성된 전극부재를 포함하되, 상기 핑거 전극은 분할된 단위 셀의 단변과 평행한 제1 방향을 따라 복수 개가 배치되고, 상기 버스바 전극은 분할된 단위 셀의 장변과 평행한 제2 방향으로 연장되어 복수 개의 핑거 전극의 끝을 연결하는 수집 전극라인, 접합하는 다른 단위 셀과 전기적으로 접속하기 위하여 상기 수집 전극라인의 끝에서 분기되어 제1 방향을 따라 연장되는 접속 전극라인을 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지를 개시한다.
Description
본 발명은 다양한 태양전지 모듈 설계를 위해 전극 구조를 개선한 태양전지 및 디자이너블 슁글드 스트링 구조를 갖는 태양전지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
태양광 발전은 태양으로부터 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하며 화석연료와 다르게 저탄소, 미래에도 고갈되지 않는 지속 가능한 친환경 에너지이다.
기존의 태양광 모듈 제작은 셀과 셀을 금속 리본(metal ribbon)으로 연결하여 제작하는 것으로 셀들을 금속 리본으로 연결하여 스트링 제작 시 셀들을 전기적으로 분리하기 위한 공간이 필요하다. 이로 인해 모듈에 전류를 생성하지 않는 빈 여백이 있어 출력 손실이 발생한다. 또한 셀에 전면 버스바(busbar)를 포함하고 있기 때문에 이 부분에는 전류 생성이 불가능하여 출력 손실을 유발한다.
다른 방식은 전도성 접착제(ECA)를 개재하여 슁글드 어레이 구조의 태양광 모듈이 제작될 수 있다. 예를 들어 분할 셀의 전면 버스바에 ECA(electrically conductive adhesives)를 도포하여 다른 분할 셀의 후면 전극 패드(Ag)와 접합하는 방식은 전면에 버스바가 없는(busbarless) 구조이기 때문에 버스바에 의한 광학적 손실을 감소시킬 수 있고 기존 모듈과 달리 셀 분리를 위한 공간이 필요 없어 동일 면적에 보다 많은 셀이 들어가 상대적으로 높은 출력을 생산할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어 (특허문헌1)에서 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 아래쪽 분할 셀(7)의 버스바 전극(61)에 위쪽 분할 셀(7)의 후면 버스바 전극(62)이 겹쳐지도록 하고 도전성 부재(9)를 통해 전기적으로 접속한다.
없음
상술한 바와 같은 (특허문헌1)에 개시된 기술에서는 직사각형으로 분할되는 분할 셀의 장변에 인접하여 버스바 전극이 직선 라인으로 형성되고, 분할 셀들을 접합 시 위쪽 셀의 장변과 아래쪽 셀의 장변을 겹쳐지게 하여 스트링을 제작한다.
종래기술에 따르면 태양광 모듈의 크기에 대응하여 더 많은 분할 셀을 접합하여 스트링의 길이를 조절할 수 있지만, 분할 셀의 장변에 대응하여 스트링의 폭이 제한되기 때문에 스트링과 스트링의 조합으로 만들어지는 태양광 모듈의 형태를 다양하게 설계하기 어려운 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 태양전지의 전극 구조를 개선하여 스트링의 폭과 길이를 조절함으로써 다양한 형태의 태양전지 모듈을 구현할 수 있는 태양전지 및 디자이너블 슁글드 스트링 구조를 갖는 태양전지 모듈의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지는, 태양전지 전면에 분할 셀의 개수에 대응하여 핑거 전극과 버스바 전극으로 구성된 전극부재를 포함하되, 상기 핑거 전극은 분할된 단위 셀의 단변과 평행한 제1 방향을 따라 복수 개가 배치되고, 상기 버스바 전극은 분할된 단위 셀의 장변과 평행한 제2 방향으로 연장되어 복수 개의 핑거 전극의 끝을 연결하는 수집 전극라인, 접합하는 다른 단위 셀과 전기적으로 접속하기 위하여 상기 수집 전극라인의 끝에서 분기되어 제1 방향을 따라 연장되는 접속 전극라인을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 접속 전극라인은 분할하는 단위 셀의 단변과 인접 배치되고, 상기 수집 전극라인은 분할하는 단위 셀의 절단선과 인접 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 접속 전극라인은 수집 전극라인의 끝에서 수직으로 꺽여 상기 버스바 전극이 L자 형상 또는 T자 형상을 형성하고, L자 형상의 접속 전극라인 길이는 T자 형상의 접속 전극라인 길이 보다 짧은 것을 특징으로 한다.
또한 상기 버스바 전극의 선폭은 0.8 ~ 1.2 mm, 상기 핑거 전극의 선폭은 0.08 ~ 0.12 mm 인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 분할되는 단위 셀의 단변은 13.3 ~ 66.6 mm 인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디자이너블 슁글드 스트링 구조를 갖는 태양전지 모듈의 제조 방법은, (a) 전면에 핑거 전극과 버스바 전극을 형성하고, 후면에 후면 전극을 형성한 태양전지를 준비하는 단계; (b) 레이저 스크라이빙을 이용하여 직사각 형태로 절단하여 복수 개의 단위 셀로 분할하는 단계; (c) 분할된 어느 한 단위 셀의 단변과 분할된 다른 단위 셀의 단변을 중첩시키는 슁글드 어레이 구조로 접합하는 단계;를 포함하되, 상기 (a) 단계에서 상기 핑거 전극은 분할된 단위 셀의 단변과 평행한 제1 방향을 따라 복수 개가 배치되고, 상기 버스바 전극은 분할된 단위 셀의 장변과 평행한 제2 방향으로 연장되어 복수 개의 핑거 전극의 끝을 연결하는 수집 전극라인, 접합하는 다른 단위 셀과 전기적으로 접속하기 위하여 상기 수집 전극라인의 끝에서 분기되어 제1 방향을 따라 연장되는 접속 전극라인을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 (c) 단계에서 어느 한 단위 셀의 하면 전극과 다른 단위 셀의 접속 전극라인 사이에 전도성 접착제를 이용하여 접합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 직사각 형태로 분할되는 단위 셀들의 단변을 겹치게 접합하여 슁글드 어레이 구조에 사용되는 스트링의 폭과 길이를 모두 조절할 수 있어 스트링과 스트링의 전기적 연결에 의해 만들어지는 태양전지 모듈이 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 비정형 태양전지 모듈의 설비 작업이 필요한 건축 구조물과 차량에 적합하다.
본 발명에 따르면 태양전지의 출력 특성에 따라 분할하는 단위 셀의 크기에 따라 전극 구조를 다르게 하는데, 스트링 폭에 대응한 단위 셀의 단변이 좁으면 L자 형상의 버스바 전극을 적용하고 단위 셀의 단변이 상대적으로 크면 T자 형상의 버스바 전극을 적용함으로써 핑거 전극에 의해 수집된 캐리어를 이동시키는 버스바 전극의 역할을 충실히 수행할 수 있어 슁글드 어레이 구조의 태양전지 모듈의 출력을 향상할 수 있다.
도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 셀 접합을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지의 전면을 나타내는 도면.
도 4는 도 3의 태양전지 후면을 나타내는 도면.
도 5는 도 3의 분할된 단위 셀들의 접합을 나타내는 도면.
도 6은 도 3의 분할된 단위 셀들이 접합된 상태를 나타내는 A-A선 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태양전지의 전면을 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 태양전지 후면을 나타내는 도면.
도 9는 도 7의 분할된 단위 셀들의 접합을 나타내는 도면.
도 10은 도 7의 분할된 단위 셀들이 접합된 상태를 나타내는 B-B선 단면도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지 모듈을 제조하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지의 전면을 나타내는 도면.
도 4는 도 3의 태양전지 후면을 나타내는 도면.
도 5는 도 3의 분할된 단위 셀들의 접합을 나타내는 도면.
도 6은 도 3의 분할된 단위 셀들이 접합된 상태를 나타내는 A-A선 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태양전지의 전면을 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 태양전지 후면을 나타내는 도면.
도 9는 도 7의 분할된 단위 셀들의 접합을 나타내는 도면.
도 10은 도 7의 분할된 단위 셀들이 접합된 상태를 나타내는 B-B선 단면도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지 모듈을 제조하기 위한 흐름도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 사용하는 용어 "슁글드(shingled) 어레이 구조"는 태양전지 모듈의 단위당 변환 효율과 출력을 높이기 위해 전면 전극과 후면 전극이 마련된 태양전지 셀을 절단하여 복수의 단위 셀을 형성하고 이 전면 전극과 후면 전극을 전도성 접착제로 접착하여 연결된 구조를 의미한다.
또 "태양전지 모듈"은 프레임 상에서 다수개의 슁글드 어레이 구조의 태양전지 스트링이 전기적으로 연결되고, 전면에 유리가 위치하고, 후면에는 EVA 시트가 형성되어 태양전지 패널을 형성하는 것을 의미한다.
또 "전도성 접착제(ECA)"는 전기 전자 제품이나 회로의 배선 접합에 사용하는 전기 전도성을 가진 접착제로, 에폭시 수지에 은 입자를 배합한 것을 사용한다. 이러한 전도성 접착제가 전도성을 발현하는 원리는 접착제 중에 분산되어 있는 전도성 필러가 경화 또는 고화 단계에서 필러와 필러의 접촉이 일어나 전도성을 발현하는 것이다. 또 전도성 접착제는 마이크로 디스펜서를 이용하여 도포하며 니들로부터의 토출량이 일정해야 하고 흘러내리지 않게 된다. 전도성 충진제로는 금, 백금, 은, 구리, 니켈 등의 금속분말, 카본 섬유, 흑연 및 복합 분말 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 태양전지 셀은 대략 직사각형 모양의 반도체 기판, 반도체 기판 상에 형성된 복수 개의 핑거 전극 및 버스바 전극을 가진다. 도 3에서 태양전지 셀이 사각형 모양의 반도체 기판을 나타내고 있는데, 네군데 모서리에 모따기 하여 8각형 모양의 반도체 기판을 사용할 수도 있다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 분할 셀은 반도체 기판을 복수 개로 분할하여 형성할 수 있는데, 분할 개수에 따라 직사각 형태의 단위 셀들이 동일한 모양으로 형성된다. 예를 들어 태양전지 셀의 크기는 156.75 mm X 156.75 mm 이다.
태양전지 셀의 출력 특성을 고려하면 3~12개 단위 셀로 분할할 수 있는데, 분할된 단위 셀(10)의 단변은 13.3 ~ 66.6 mm 이다.
일 실시 예는 도 3에 도시된 바와 같이 태양전지 셀을 4개 단위 셀(10)로 분할하는데, 레이저 스크라이빙을 이용하여 절단선(Ct)을 따라 균등한 크기로 분할할 수 있다. 태양전지 전면에 분할 셀의 개수에 대응하여 버스바 전극(20)과 핑거 전극(40)으로 구성된 전극부재가 형성될 수 있다. 즉 분할된 단위 셀(10)들은 동일한 크기와 모양을 가지고 동일한 전극 패턴이 형성될 수 있다.
핑거 전극(40)은 분할된 단위 셀(10)의 단변과 평행한 제1 방향을 따라 복수 개가 배치되는데, 광전변환된 캐리어(carrier)를 수집하는 역할을 한다. 핑거 전극(40)의 선폭은 0.08 ~ 0.12 mm 이다.
버스바 전극(20)은 핑거 전극(40)에 의해 수집된 캐리어를 외부의 축전지 등으로 이송시키는 역할을 한다. 버스바 전극(20)은 복수 개의 핑거 전극(40)의 끝을 연결하기 위한 수집 전극라인(21), 다른 단위 셀과 전기적으로 접속하기 위한 접속 전극라인(22)으로 구성된다.
수집 전극라인(21)은 분할된 단위 셀(10)의 장변과 평행한 제2 방향을 따라 연장되고, 접속 전극라인(22)은 수집 전극라인(21)의 끝에서 분기되어 제1 방향을 따라 연장된다.
수집 전극라인(21)과 접속 전극라인(22)은 분할된 단위 셀(10)의 가장자리를 따라 배치될 수 있는데, 수집 전극라인(21)은 분할하는 단위 셀(10)의 절단선(Ct)과 인접 배치되고, 접속 전극라인(22)은 분할하는 단위 셀(10)의 단변과 인접 배치된다.
접속 전극라인(22)이 수집 전극라인(21)의 끝에서 수직으로 꺽여진 형태로 수집 전극라인(21)과 접속 전극라인(22)는 전체적으로 L자 형상을 형성될 수 있다. 이러한 버스바 전극(20)의 선폭은 0.8 ~ 1.2 mm 이다.
도 4를 참고하여 분할하는 단위 셀(10)의 후면에는 분할 셀의 개수에 대응하여 후면 전극(30)이 형성될 수 있다. 후면 전극(30)은 전면에 형성된 버스 바 전극(20)의 전극 패턴과 동일하게 형성될 수 있다. 후면 전극(30)은 다른 단위 셀(10)의 접속 전극라인(22)에 전기적 물리적으로 접속된다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 슁글드 어레이 구조의 태양전지 모듈을 형성하기 위하여 분할 단위셀(10)들은 전도성 접착제(50)를 매개로 하여 열처리 공정을 통해 접합될 수 있다. 예를 들어 어느 한 단위 셀(10)의 단변과 다른 단위 셀(10)의 단변을 겹쳐서 스트링 어레이 구조를 만들 수 있는데, 위쪽 단위 셀(10)의 후면 전극(30)과 아래쪽 단위 셀(10)의 버스바 전극(20)의 접속 전극라인(22) 사이에 전도성 접착제(50)를 배치하고 열처리 공정을 통해 접합함으로써 두 개의 단위 셀(10)이 일체화됨과 동시에 핑거 전극(40)에 의해 수집된 전류가 이동하게 되는 전기적 통전 상태가 된다.
앞서 설명한 실시예와 다르게 상대적으로 분할 셀의 크기를 증가시킬 필요가 있는 경우, 버스바 전극(20)의 전극 구조를 변경할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 분할 셀은 반도체 기판을 복수 개로 분할하여 형성할 수 있는데, 분할 개수에 따라 직사각 형태의 단위 셀들이 동일한 모양으로 형성된다. 예를 들어 태양전지 셀은 2개 단위 셀로 분할할 수 있다. 예를 들어 2개 단위 셀(10A)로 분할 시 레이저 스크라이빙을 이용하여 절단선(Ct)을 따라 균등한 크기로 분할할 수 있다. 태양전지 전면에 분할 셀의 개수에 대응하여 버스바 전극(20)과 핑거 전극(40)으로 구성된 전극부재가 형성될 수 있다. 즉 분할된 단위 셀(10A)들은 동일한 크기와 모양을 가지고 동일한 전극 패턴이 형성될 수 있다.
핑거 전극(40)은 분할된 단위 셀(10)의 단변과 평행한 제1 방향을 따라 복수 개가 배치되는데, 핑거 전극(40)의 선폭은 0.08 ~ 0.12 mm 이다.
버스바 전극(20)은 핑거 전극(40)에 의해 수집된 캐리어를 외부의 축전지 등으로 이송시키는 역할을 한다. 버스바 전극(20)은 복수 개의 핑거 전극(40)의 끝을 연결하기 위한 수집 전극라인(21), 다른 단위 셀과 전기적으로 접속하기 위한 접속 전극라인(22)으로 구성된다.
수집 전극라인(21)은 분할된 단위 셀(10)의 장변과 평행한 제2 방향을 따라 연장되고, 접속 전극라인(22)은 수집 전극라인(21)의 끝에서 양쪽으로 분기되어 제1 방향을 따라 연장된다.
수집 전극라인(21)과 접속 전극라인(22)은 분할된 단위 셀(10)의 가장자리를 따라 배치될 수 있는데, 수집 전극라인(21)은 분할하는 단위 셀(10)의 절단선(Ct)과 나란하게 배치되고, 접속 전극라인(22)은 분할하는 단위 셀(10)의 단변과 인접 배치된다.
접속 전극라인(22)이 수집 전극라인(21)의 끝에서 수직으로 양쪽 방향으로 꺽여진 형태로 수집 전극라인(21)과 접속 전극라인(22)는 전체적으로 T자 형상을 형성될 수 있다. 이러한 버스바 전극(20)의 선폭은 0.8 ~ 1.2 mm 이다.
도 8을 참고하여 분할하는 단위 셀(10A)의 후면에는 분할 셀의 개수에 대응하여 후면 전극(30)이 형성될 수 있다. 후면 전극(30)은 전면에 형성된 버스 바 전극(20)의 전극 패턴과 동일하게 형성될 수 있다. 후면 전극(30)은 다른 단위 셀(10A)의 접속 전극라인(22)에 전기적 물리적으로 접속된다.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 슁글드 어레이 구조의 태양전지 모듈을 형성하기 위하여 분할 단위셀(10A)들은 전도성 접착제(50)를 매개로 하여 열처리 공정을 통해 접합될 수 있다. 예를 들어 어느 한 단위 셀(10A)의 단변과 다른 단위 셀(10A)의 단변을 겹쳐서 스트링 어레이 구조를 만들 수 있는데, 위쪽 단위 셀(10A)의 후면 전극(30)과 아래쪽 단위 셀(10A)의 버스바 전극(20)의 접속 전극라인(22) 사이에 전도성 접착제(50)를 배치하고 열처리 공정을 통해 접합함으로써 두 개의 단위 셀(10A)이 일체화됨과 동시에 핑거 전극(40)에서 수집된 전류가 이동하게 되는 전기적 통전 상태가 된다.
실시 예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 도 11에 따라 설명한다.
먼저, 전면에 핑거 전극(40)과 버스바 전극(20)을 형성하고, 후면에 후면 전극(30)을 형성한 태양전지 셀을 준비한다(S10). 여기서 핑거 전극(40)은 분할된 단위 셀의 단변과 평행한 제1 방향을 따라 복수 개가 배치되고, 버스바 전극(20)은 분할된 단위 셀의 장변과 평행한 제2 방향으로 연장되어 복수 개의 핑거 전극의 끝을 연결하는 수집 전극라인(21), 접합하는 다른 단위 셀과 전기적으로 접속하기 위하여 수집 전극라인(21)의 끝에서 분기되어 제1 방향을 따라 연장되는 접속 전극라인(22)을 갖는다.
상기 태양전지 셀은 예를 들어 반도체 기판, 반도체 기판 중에서 빛이 입사되는 입사면인 전면에 형성된 에미터, 에미터 위에 형성된 반사 방지막, 반도체 기판의 전면과 대향하는 후면에 형성된 다수의 보호막(passivation layer), 에미터와 전기적으로 연결된 다수의 버스바 전극(20)과 핑거 전극(40)으로 구성된 전극부재, 다수의 보호막과 반도체 기판 사이에 형성된 일체의 후면 전극(30), 후면 전극(30)과 반도체 기판 사이에 형성된 다수의 후면 전계층을 포함할 수 있다.
상기 반도체 기판은 제1 도전성 타입, 예를 들면 n형 또는 p형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체일 수 있고, 상기 에미터는 반도체 기판의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어 p형 또는 n형의 도전성 타입의 불순물로서, 반도체 기판과 p-n 접합을 형성하게 된다.
상기 반사 방지막은 에미터 위에 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx)이 증착되어 형성될 수 있으며, 상기 다수의 보호막은 반도체 기판의 후면에 형성되며, 반도체 기판의 후면 근처에서 전하의 재결합율을 감소시키는 기능을 갖도록 한다.
상기 다수의 버스바 전극(20)과 핑거 전극(40)은 에미터 위에 형성되어 에미터와 전기적으로 연결되고, 서로 이격되게 정해진 방향으로 정렬되고, 에미터 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면 핑거 전극(40)이 정공/전자를 수집하여 버스바 전극(20)이 외부 장치(부하)로 출력하는 기능을 가지며, 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어지며, 본 발명에서 버스바 전극(20)과 핑거 전극(40)은 은(Ag)으로 이루어진 구성을 적용한다.
상기 후면 전극(30)은 도전성 물질로 이루어져 있고, 다수의 보호막과 반도체 기판의 후면에 일체로 형성될 수 있으며, 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어지며, 본 발명에서 제조 비용 등을 고려하여 후면 전극(30)은 알루미늄(Al)으로 이루어진 구성을 적용한다.
상기 후면 전계층은 후면 전극(30)과 반도체 기판 사이에 형성될 수 있으며, 기판의 후면 쪽으로의 정공/전자 이동이 방해되어 반도체 기판의 후면에서 전자와 정공이 재결합하여 소멸되는 현상을 방지하는 기능을 갖는다.
다음에, 상기 단계 S10에서 마련된 태양전지 셀을 직사각 형태로 절단하여 복수 개의 단위 셀(10)(10A)로 분할한다(S20).
상기 단계 S20에서의 절단은 예를 들어 나노 세컨드 레이저(532nm, 20ns, 30~100 KHz from coherent)에 의해 실행될 수 있다. 즉 532nm 파장을 사용하는 20ns 레이저에서 평균 파워 10W, 주파수 50 KHz, 스캔 속도 1,300mm/s로 설정하여 실행될 수 있다.
이어서 상기 단계 S20에서 마련된 위쪽 어느 한 단위 셀(10)(10A)의 단변과 아래쪽 다른 단위 셀(10)(10A)의 단변 중 어느 한쪽에 전도성 접착제(50)를 도포하여 슁글드 어레이 구조로 접합한다(S30).
이러한 전도성 접착제(50)로서는 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 적용할 수 있으며, 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 특성이 있는 접착제를 적용한다. 또 전도성 접착제에서 전도성 충진제는 Au, Pt, Pd, Ag, Cu, Ni 및 카본 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 단계 S30에서 전도성 접착제의 도포는 마이크로 디스펜서의 니들에서 토출되는 전도성 접착제의 토출량을 제어하여 실행된다. 상술한 전도성 접칙제의 도포는 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 특성이 있는 전도성 접착제를 250㎛의 직경을 갖는 마이크로 디스펜서의 니들에서 토출량을 RPM의 제어로 실행된다.
상술한 전도성 접착제의 도포는 위쪽 어느 한 단위 셀(10)(10A)의 단변측 후면 전극(30)과 아래쪽 다른 단위 셀(10)(10A)의 단변측 버스바 전극(20)의 접속 전극라인(22) 중 어느 한쪽에 대해 실행되던가 양쪽 모두에 각각 실행될 수 있다. 이러한 도포의 위치 결정은 전도성 접착제의 특성 및 토출량에 따라 결정될 수 있다.
전도성 접착제가 도포되고 슁글드 어레이 구조로 접합되어 태양전지 스트링을 형성하게 된다. 이때 스트링 형성은 25~35초 및 130~150℃의 열처리 조건에서 실행될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 단위 셀
20 : 버스바 전극
21 : 수집 전극라인
22 : 접속 전극라인
30 : 후면 전극
40 : 핑거 전극
50 : 전도성 접착제
20 : 버스바 전극
21 : 수집 전극라인
22 : 접속 전극라인
30 : 후면 전극
40 : 핑거 전극
50 : 전도성 접착제
Claims (7)
- 태양전지 전면에 분할 셀의 개수에 대응하여 핑거 전극과 버스바 전극으로 구성된 전극부재를 포함하되,
상기 핑거 전극은 분할된 단위 셀의 단변과 평행한 제1 방향을 따라 복수 개가 배치되고,
상기 버스바 전극은 분할된 단위 셀의 장변과 평행한 제2 방향으로 연장되어 복수 개의 핑거 전극의 끝을 연결하는 수집 전극라인, 접합하는 다른 단위 셀과 전기적으로 접속하기 위하여 상기 수집 전극라인의 끝에서 분기되어 제1 방향을 따라 연장되는 접속 전극라인을 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지. - 제1항에 있어서,
상기 접속 전극라인은 분할하는 단위 셀의 단변과 인접 배치되고,
상기 수집 전극라인은 분할하는 단위 셀의 절단선과 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지. - 제2항에 있어서,
상기 접속 전극라인은 수집 전극라인의 끝에서 수직으로 꺽여 상기 버스바 전극이 L자 형상 또는 T자 형상을 형성하고,
L자 형상의 접속 전극라인 길이는 T자 형상의 접속 전극라인 길이 보다 짧은 것을 특징으로 하는 태양전지. - 제1항에 있어서,
상기 버스바 전극의 선폭은 0.8 ~ 1.2 mm,
상기 핑거 전극의 선폭은 0.08 ~ 0.12 mm 인 것을 특징으로 하는 태양전지. - 제1항에 있어서,
상기 분할되는 단위 셀의 단변은 13.3 ~ 66.6 mm 인 것을 특징으로 하는 태양전지. - (a) 전면에 핑거 전극과 버스바 전극을 형성하고, 후면에 후면 전극을 형성한 태양전지를 준비하는 단계;
(b) 레이저 스크라이빙을 이용하여 직사각 형태로 절단하여 복수 개의 단위 셀로 분할하는 단계;
(c) 분할된 어느 한 단위 셀의 단변과 분할된 다른 단위 셀의 단변을 중첩시키는 슁글드 어레이 구조로 접합하는 단계;를 포함하되,
상기 (a) 단계에서 상기 핑거 전극은 분할된 단위 셀의 단변과 평행한 제1 방향을 따라 복수 개가 배치되고, 상기 버스바 전극은 분할된 단위 셀의 장변과 평행한 제2 방향으로 연장되어 복수 개의 핑거 전극의 끝을 연결하는 수집 전극라인, 접합하는 다른 단위 셀과 전기적으로 접속하기 위하여 상기 수집 전극라인의 끝에서 분기되어 제1 방향을 따라 연장되는 접속 전극라인을 가지는 것을 특징으로 하는 디자이너블 슁글드 스트링 구조를 갖는 태양전지 모듈의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 어느 한 단위 셀의 하면 전극과 다른 단위 셀의 접속 전극라인 사이에 전도성 접착제를 이용하여 접합하는 것을 특징으로 하는 디자이너블 슁글드 스트링 구조를 갖는 태양전지 모듈의 제조 방법.
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