KR20220129879A - 태양 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1 상부 그리드 전극부 및 제1 하부 전극부를 포함하는 1 이상의 제1 태양 전지, 제2 상부 그리드 전극부 및 제2 하부 전극부를 포함하는 1 이상의 제2 태양 전지, 제1 상부 그리드 전극부 및 제2 상부 그리드 전극부를 연결하는 상부 연결 전극, 및 제1 하부 전극부 및 제2 하부 전극부를 연결하는 하부 연결 전극을 포함하고, 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지는 서로 교대로 배치되며, 상부 연결 전극은 제1 태양 전지에 포함된 복수의 제1 미세 전극들을 인접한 제2 태양 전지에 포함된 복수의 제2 미세 전극과 동시에 연결하여, 심미성 및 투과성이 향상된 태양전지를 개시한다.

Description

태양 전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광발전 효율이 향상된 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
한편, 태양 전지 모듈은 복수개의 태양 전지가 일정하게 배열된 후 서로 전기적으로 연결되어 형성되며, 복수의 태양 전지가 배치된 형태에 따라, 발전 효율이 달라질 수 있으므로, 발전 효율을 향상시키기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 현재까지 개발된 태양 전지 모듈은 동일한 전도성을 갖는 태양 전지가 연속적으로 배치된 형태였다.
그러나, 동일한 전도성을 갖는 태양 전지가 연속적으로 배치된 태양 전지 모듈은 인접한 태양 전지 유닛들을 전기적으로 연결시키기 위해 태양 전지의 하부 전극과 이와 인접한 태양 전지의 상부 전극이 연결 전극에 의해 서로 전기적으로 연결되어야 하므로, 복수의 태양 전지가 일정한 너비 이상으로 이격되어야 하는 문제가 있다.
또한 상기 태양 전지가 복수의 미세 전극에 의해 형성된 격자 형상의 그리드 전극을 포함할 경우, 임의로 선택된 태양 전지 및 상기 임의로 선택된 태양 전지와 인접한 태양 전지에 각각 포함된 복수의 미세 전극들을 전기적으로 동시에 연결하기 위해서는 상기 연결 전극의 면적이 넓어져야 했다. 그러나, 상기 연결 전극의 면접이 넓어지는 경우, 상기 연결 전극에 의한 빛 반사 등으로 인해, 태양 전지 모듈의 발전 효율이 저하되는 문제 등이 있었다.
본 발명의 실시예들은 광전 변환 효율이 우수한 태양 전지 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, N형 전도형을 가지는 N형 결정질 실리콘 반도체 기판; 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상면 상에 위치하고, 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판과 P-N접합을 이루고 P형 전도형을 가지는 P형 층; 상기 P형 층 상에 위치하고, 상기 P형 층과 전기적으로 접속되고, 복수의 제1 미세 전극들을 포함하는 제1 상부 그리드 전극부; 상기 상면의 반대면인 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판의 하면 상에 위치하고, 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판과 접속된 제1 하부 전극부;를 포함하는 1 이상의 제1 태양 전지, P형 전도형을 가지는 P형 결정질 실리콘 반도체 기판; 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상면 상에 위치하고 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판과 P-N접합을 이루는 N형 전도형을 가지는 N형 층; 상기 N형 층 상에 위치하고 상기 N형 층과 접속되고, 복수의 제2 미세 전극들을 포함하는 제2 상부 그리드 전극부; 상기 상면과 반대면인 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판의 하면 상에 위치하고 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판과 접속된 제2 하부 전극부를 포함하는 1 이상의 제2 태양 전지, 상기 제1 상부 그리드 전극부 및 상기 제2 상부 그리드 전극부를 연결하는 상부 연결 전극, 및 상기 제1 하부 전극부 및 상기 제2 하부 전극부를 연결하는 하부 연결 전극을 포함하고, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지는 서로 교대로 배치되며, 상기 상부 연결 전극은 상기 복수의 제1 태양 전지 중에서 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 복수의 상기 제1 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 인접한 상기 제2 태양 전지에 포함된 복수의 상기 제2 미세 전극을 전기적으로 동시에 연결하는 태양 전지 모듈을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 미세 전극들은 제1 방향으로 연장된 2 이상의 X1 상부 미세 전극 및 상기 제1 방향과 소정의 각도를 이루는 제2 방향으로 연장된 2 이상의 Y1 상부 미세 전극을 포함하고, 상기 제2 미세 전극들은 제1 방향으로 연장된 2 이상의 X2 상부 미세 전극 및 상기 제1 방향과 소정의 각도를 이루는 제2 방향으로 연장된 2 이상의 Y2 상부 미세 전극을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 연결 전극은 제1 태양 전지들 중 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 2 이상의 X1 상부 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 상기 제1 방향으로 인접한 상기 제2 태양 전지에 포함된 2 이상의 X2 상부 미세 전극; 또는 제1 태양 전지들 중 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 2 이상의 Y1 상부 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 상기 제1 방향으로 인접한 상기 제2 태양 전지에 포함된 2 이상의 Y2 상부 미세 전극을 전기적으로 동시에 연결할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 상부 연결 전극은 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 X1 상부 미세 전극 전부 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제1 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 X2 상부 미세 전극 전부; 또는 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 Y1 상부 미세 전극 전부 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제2 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 2이상의 Y2 상부 미세 전극 전부;를 전기적으로 동시에 연결할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 방향은 X 방향이고, 상기 제2 방향은 Y 방향일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향이 이루는 소정의 각도는 0˚초과 180˚미만일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 상부 그리드 전극부는 상기 X1 상부 미세 전극 및 상기 Y1 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함하고, 상기 제2 상부 그리드 전극부는 상기 X2 상부 미세 전극 및 상기 Y2 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 상부 그리드 전극부는 상기 X1 상부 미세 전극 및 상기 Y1 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴을 포함하고, 상기 제2 상부 그리드 전극부는 상기 X2 상부 미세 전극 및 상기 Y2 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 상부 그리드 전극부 및 상기 제2 상부 그리드 전극부는 각각 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 각각 소정의 각도를 이루는 제3 방향으로 연장된 W1 상부 미세 전극 및 W2 상부 미세 전극을 각각 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 상부 그리드 전극부는 상기 X1 상부 미세 전극, 상기 Y1 상부 미세 전극 및 상기 W1 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 육각형 패턴을 포함하고, 상기 제2 상부 그리드 전극부는 상기 X2 상부 미세 전극, 상기 Y2 상부 미세 전극 및 상기 W2 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 육각형 패턴을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상기 상면 중 상기 제1 상부 그리드 전극부이 형성되어 있는 면적은 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상면의 전체 면적에 대해 0.1 내지 10%이고, 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상기 상면 중 상기 제2 상부 그리드 전극부이 형성되어 있는 면적은 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상면의 전체 면적에 대해 0.1 내지 10%일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 하부 전극부는 제1 방향으로 연장되는 2 이상의 X1 하부 미세 전극 및 제2 방향으로 연장되는 2 이상의 Y1 하부 미세 전극을 포함하고, 상기 제2 하부 전극부는 제1 방향으로 연장되는 2 이상의 X2 하부 미세 전극 및 제2 방향으로 연장되는 2 이상의 Y2 하부 미세 전극을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하부 연결 전극은 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 2 이상의 X1 하부 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제1 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 2이상의 X2 하부 미세 전극; 또는 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 2 이상의 Y1 하부 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제2 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 2이상의 Y2 하부 미세 전극;을 전기적으로 동시에 연결할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 상부 연결 전극 및 상기 하부 연결 전극은 각각 일 방향으로 나란히 형성되며, 상기 상부 연결 전극이 형성된 방향과 상기 하부 연결 전극이 형성된 방향은 서로 꼬인 위치에 있을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지는 소정의 간격으로 이격되어 갭 영역을 형성하고, 상기 상부 연결 전극 및 상기 하부 연결 전극은 상기 갭 영역 상에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 갭 영역의 폭은 1 내지 1,000㎛일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 상부 연결 전극 및 상기 하부 연결 전극의 폭은 각각 10 내지 1,500㎛일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 상부 연결 전극 및 상기 하부 연결 전극에 의해 상기 갭 영역을 완전히 덮을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 태양 전지는 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판 및 상기 제1 하부 전극부 사이에 배치되고 N형 전도형을 갖는 N형 후면 전계층을 더 포함하고, 상기 제1 하부 전극부는 상기 N형 후면 전계층과 접속하고, 상기 제2 태양 전지는 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판 및 상기 제2 하부 전극부 사이에 배치되고 P형 전도형을 갖는 P형 후면 전계층을 더 포함하고, 상기 제2 하부 전극부는 상기 P형 후면 전계층과 접속할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 태양 전지는 상기 P형 층 상에 배치된 제1 반사방지막을 더 포함하고, 상기 제1 상부 그리드 전극부는 상기 제1 반사방지막을 관통하여 상기 P형 층과 접속하고, 상기 제2 태양 전지는 상기 N형 층 상에 배치된 제2 반사방지막을 더 포함하고, 상기 제2 상부 그리드 전극부는 상기 제2 반사방지막을 관통하여 상기 N형 층과 접속할 수 있다.
본 실시예들에 관한 태양 전지 모듈은, 그리드 전극을 포함하는 태양전지를 사용하여 광손실을 최소화하고, 서로 다른 전도형을 가지는 태양 전지를 교대로 배치하여, 우수한 광전 변환 효율을 가질 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 태양 전지 모듈의 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 개략적으로 도시한 평면도, 도 2는 도 1의 I-I'단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈(10)은 1 이상의 제1 태양 전지(100), 1 이상의 제2 태양 전지(200), 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)을 포함하고, 1 이상의 제1 태양 전지(100) 및 1 이상의 제2 태양 전지(200)은 서로 교대로 배치될 수 있다. 예를 들면, 1 이상은 제1 태양 전지(100) 또는 제2 태양 전지(100)가 1개 이상 있는 것을 의미할 수 있다.
제1 태양 전지(100)는 N형 전도형을 가지는 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110); N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 상면(A1) 상에 위치하고, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)과 P-N접합을 이루고 P형 전도형을 가지는 P형층(120); P형층(120) 상에 위치하고, P형층(120)과 전기적으로 접속되고 복수의 제1 미세 전극들을 포함하는 제1 상부 그리드 전극부(130); 상면(A1)의 반대면인 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 하면(B1) 상에 위치하고, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)과 접속된 제1 하부 전극부(140);를 포함할 수 있다.
제2 태양 전지(200)는 P형 전도형을 가지는 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210); P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 상면(A2) 상에 위치하고, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)과 P-N접합을 이루고 N형 전도형을 가지는 N형층(220); N형층(220) 상에 위치하고, N형층(220)과 전기적으로 접속되고, 복수의 제2 미세 전극들을 포함하는 제2 상부 그리드 전극부(230) 및; 상면(A2)의 반대면인 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 하면(B2) 상에 위치하고, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)과 접속된 제1 하부 전극부(240);를 포함할 수 있다.
상부 연결 전극(300)은 제1 태양 전지(100) 중에서 임의로 선택된 제1 태양 전지(100)에 포함된 상기 복수의 제1 미세 전극 및 임의로 선택된 제1 태양 전지(100)와 인접한 제2 태양 전지(200)에 포함된 복수의 상기 제2 미세 전극을 전기적으로 동시에 연결할 수 있다.
일 구현예에 따르면, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110) 및 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)은 단결정 또는 다결정 실리콘으로 형성될 수 있다. 예를 들면, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)에는 N형 불순물로서 5족 원소인 P, As, Sb 등이 도핑될 수 있다. 예를 들면, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)은 P형 불순물로서 3족 원소인 B, Ga, In 등이 도핑 되어 P형으로 구현될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110) 및 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 각 수광면은 피라미드, 정사각형, 삼각형 등 다양한 형태의 요철구조(미도시)를 포함할 수 있다. 요철구조(미도시)는 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110) 및 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)으로 입사하는 광의 반사율을 감소시켜, 태양전지 모듈(10)의 광전 변환 효율이 향상될 수 있다.
P형층(120)은 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)과 P-N접합을 형성할 수 있다. N형층(220)은 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)과 P-N접합을 형성할 수 있다.
예를 들면, P형층(120)은 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)에 P형 도전형을 가지는 불순물이 도핑되어 형성된 에미터층일 수 있다. 따라서, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 상면(A1)은 명확하게 구분되는 영역이 아니며, P-N접합이 이루어지는 영역으로 이해될 수 있다.
예를 들면, N형층(220)은 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)에 N형 도전형을 가지는 불순물이 도핑되어 형성된 에미터층일 수 있다. 따라서, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 상면(A2)은 명확하게 구분되는 영역이 아니며, P-N접합이 이루어지는 영역으로 이해될 수 있다.
이와 같이, 에미터층인 P형층(120)과 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)이 서로 반대의 도전형을 가지면, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)과 P형층(120)의 계면에 P-N접합(junction)이 형성될 수 있다. 또한 에미터층인 N형층(220)과 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)이 서로 반대의 도전형을 가지면, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)과 N형층(220)의 계면에 P-N접합(junction)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 P-N접합에 광이 조사되면 광전효과에 의해 광기전력이 발생할 수 있다.
제1 상부 그리드 전극부(130), 제2 상부 그리드 전극부(230), 제1 하부 전극부(140) 및 제2 하부 전극부(240)는 광의 조사에 의해 생성된 캐리어를 수집하며, 태양전지 모듈(10)와 전기적으로 연결된 외부의 전자장치로 캐리어가 이동하는 이동 경로가 될 수 있다.
제1 상부 그리드 전극부(130)은 복수의 상기 제1 미세 전극들에 의해 형성된 그리드 패턴을 포함하는 전극을 의미할 수 있다. 제2 상부 그리드 전극부(230)은 복수의 상기 제2 미세 전극들에 의해 형성된 그리드 패턴을 포함하는 전극을 의미할 수 있다.
제1 상부 그리드 전극부(130)는 제1 태양 전지(100)의 수광면에 위치할 수 있다. 제2 상부 그리드 전극부(230)는 제2 태양 전지의 수광면에 위치할 수 있다.
제1 상부 그리드 전극부(130) 및 제2 상부 그리드 전극부(230)는 각각 마이크로 그리드 패턴을 가질 수 있다. 일 예로, 마이크로 그리드 패턴의 선폭은 수㎛ 내지 1㎜일 수 있으며, 이에 의해 제1 상부 그리드 전극부(130) 및 제2 상부 그리드 전극부(230)의 개구율은 90%이상으로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 상부 그리드 전극부(130) 및 제2 상부 그리드 전극부(230)에 의해 입사되는 광이 가려지는 현상을 최소화할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 미세 전극들은 제1 방향으로 연장된 2 이상의 X1 상부 미세 전극(132) 및 상기 제1 방향과 소정의 각도(θ)를 이루는 제2 방향으로 연장된 2 이상의 Y1 상부 미세 전극(134)을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2 미세 전극들은 제1 방향으로 연장된 2 이상의 X2 상부 미세 전극(232) 및 상기 제1 방향과 소정의 각도(θ)를 이루는 제2 방향으로 연장된 2 이상의 Y2 상부 미세 전극(234)을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상부 연결 전극(300)은 제1 태양 전지(100)들 중 임의로 선택된 제1 태양 전지(100)에 포함된 2 이상의 X1 상부 미세 전극(132) 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지(110)와 상기 제1 방향으로 인접한 제2 태양 전지(200)에 포함된 2 이상의 X2 상부 미세 전극(232); 또는 제1 태양 전지(100)들 중 임의로 선택된 제1 태양 전지(100)에 포함된 2 이상의 Y1 상부 미세 전극(134) 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지(110)과 상기 제2 방향으로 인접한 제2 태양 전지(200)에 포함된 2 이상의 Y2 상부 미세 전극(232);을 전기적으로 동시에 연결할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 방향은 X 방향이고, 상기 제2 방향은 Y 방향일 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 제1 방향은 Y 방향이고, 상기 제2 방향은 X 방향일 수도 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향이 이루는 소정의 각도(θ)는 0˚ 초과 180˚ 미만일 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 소정의 각도(θ)는 약 30˚ 내지 150˚, 약 60˚ 내지 120˚, 약 50˚ 내지 150˚ 또는 약 30˚ 내지 120˚일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 상부 그리드 전극부(130)는 상기 제1 미세 전극들에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 상부 그리드 전극부(130)는 X1 상부 미세 전극(132) 및 Y1 상부 미세 전극(134)을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제2 상부 그리드 전극부(230)는 상기 제2 미세 전극들에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 상부 그리드 전극부(230)는 X2 상부 미세 전극(232) 및 Y2 상부 미세 전극(234)을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 제1 상부 그리드 전극부(130)는 X1 상부 미세 전극(132) 및 Y1 상부 미세 전극(134)을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴을 포함할 수 있다. 또한 제2 상부 그리드 전극부(230)는 X2 상부 미세 전극(232) 및 Y2 상부 미세 전극(234)을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향이 이루는 소정의 각도(θ)는 약 0˚ 초과 180˚ 미만일 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향이 이루는 소정의 각도(θ)는 약 30˚ 내지 150˚, 약 60˚ 내지 120˚, 또는 약 90˚일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 상부 그리드 전극(130)에 포함된 X1 상부 미세 전극(132) 및 Y1 상부 미세 전극(134)의 폭은 동일할 수 있다. 또한, 제2 상부 그리드 전극(230)에 포함된 X2 상부 미세 전극(232) 및 Y2 상부 미세 전극(234)의 폭은 동일할 수 있다. 예를 들면, 제1 상부 그리드 전극(130)에 포함된 X1 상부 미세 전극(132)과 Y1 상부 미세 전극(134); 및 제2 상부 그리드 전극(230)에 포함된 X2 상부 미세 전극(232)과 Y2 상부 미세 전극(234);의 폭은 모두 동일할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 제1 상부 그리드 전극(130) 및 제2 상부 그리드 전극(230)의 폭은 서로 상이할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 제1 상부 그리드 전극(130)에 포함된 X1 상부 미세 전극(132) 및 Y1 상부 미세 전극(134)의 폭은 약 0.01㎛ 내지 약 100㎛일 수 있다. 예를 들면, 제2 상부 그리드 전극(230)에 포함된 X2 상부 미세 전극(232) 및 Y2 상부 미세 전극(234)의 폭은 약 0.01㎛ 내지 약 100㎛일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 상부 그리드 전극(130)에 포함된 X1 상부 미세 전극(132) 및 Y1 상부 미세 전극(134)은 동일한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제2 상부 그리드 전극(230)에 포함된 X2 상부 미세 전극(232) 및 Y2 상부 미세 전극(234)은 동일한 전도성 물질로 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1 상부 그리드 전극(130)에 포함된 X1 상부 미세 전극(132)과 Y1 상부 미세 전극(134); 및 제2 상부 그리드 전극(230)에 포함된 X2 상부 미세 전극(232)과 Y2 상부 미세 전극(234);은 모두 동일한 전도성 물질로 형성될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 제1 상부 그리드 전극(130); 및 제2 상부 그리드 전극(230);은 서로 상이한 전도성 물질로 형성될 수도 있다.
예를 들면, 상기 전도성 물질은 광의 조사에 의해 생성된 캐리어가 이동 가능한 물질을 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 전도성 물질은 금속(metal) 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 금(Au) 등을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 상면(A1) 상에 제1 상부 그리드 전극부(130)가 형성되어 있는 면적은 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 상면(A1) 전체 면적에 대해 약 0.1 내지 약 10%일 수 있다. 또한, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 상면(A2) 상에 제2 상부 그리드 전극부(230)가 형성되어 있는 면적은 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 상면(A2) 전체 면적에 대해 약 0.1 내지 약 10%일 수 있다.
예를 들면, 제1 상부 그리드 전극부(130)의 면적 및 제2 상부 그리드 전극부(230)의 면적이 상기 범위를 만족하는 경우, 제1 상부 그리드 전극부(130)의 면적 및 제2 상부 그리드 전극부(230)가 시인되지 않아 태양 전지 모듈(10)의 심미성이 향상될 수 있다. 또한, 제1 상부 그리드 전극부(130)의 면적 및 제2 상부 그리드 전극부(230)의 캐리어 수집 효율이 증대되어, 태양 전지 모듈의 광발전 효율이 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 하부 전극부(140) 및 제2 하부 전극부(240)는 각각N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 하면(B1) 및 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 하면(B2)과 동일한 형상을 가지고, 태양전지(100)의 저면 전체에 형성될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 제1 하부 전극부(140) 및 제2 하부 전극부(240)는 제1 상부 그리드 전극부(130) 및 제2 상부 그리드 전극부(230)와 동일하게 복수의 미세 전극들에 의해 형성된 마이크로 그리드 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 마이크로 그리드 패턴은 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 하부 전극부(140)은 상기 제1 방향으로 연장되는 2 이상의 X1 하부 미세 전극(미도시) 및 상기 제2 방향으로 연장되는 2 이상의 Y1 하부 미세 전극(미도시)을 포함하고, 제2 하부 전극(240)은 상기 제1 방향으로 연장되는 2 이상의 X2 하부 미세 전극(미도시) 및 상기 제2 방향으로 연장되는 2 이상의 Y2 하부 미세 전극(미도시)을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 하부 전극부(140) 및 제2 하부 전극부(240)는 제1 상부 그리드 전극부(130) 및 제2 상부 그리드 전부(140)와 동일한 그리드 전극 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 하부 전극부(140) 및 제2 하부 전극부(240)는 각각 제1 상부 그리드 전극(130) 및 제2 상부 그리드 전극(230)과 동일하게 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 제1 하부 전극부(140) 및 제2 하부 전극부(240)는 각각 제1 상부 그리드 전극(130) 및 제2 상부 그리드 전극(230)과 동일한 그리드 패턴을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 하부 연결 전극(400)은 상부 연결 전극(300)과 동일하게 제1 태양 전지(100)에 포함된 2 이상의 하부 미세 전극을 인접한 제2 태양 전지(200)에 포함된 2 이상의 하부 미세 전극과 전기적으로 동시에 연결할 수 있다.
예를 들면, 하부 연결 전극(400)은 임의로 선택된 제1 태양 전지(100)에 포함된 2 이상의 X1 하부 미세 전극(미도시) 및 임의로 선택된 제1 태양 전지(100)와 제1 방향으로 인접한 제2 태양 전지(200)에 포함된 2이상의 X2 하부 미세 전극(미도시); 또는 임의로 선택된 제1 태양 전지(100)에 포함된 2 이상의 Y1 하부 미세 전극(미도시) 및 제1 태양 전지(100)와 제2 방향으로 인접한 제2 태양 전지(200)에 포함된 2이상의 Y2 하부 미세 전극(미도시)을 전기적으로 동시에 연결할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극은 각각 일 방향으로 나란히 형성되며, 상부 연결 전극(300)이 형성된 방향 및 하부 연결 전극이 형성된 방향은 서로 꼬인 위치에 있을 수 있다.
예를 들면, 상부 연결 전극(300)이 제2 방향으로 연장되는 경우, 하부 연결 전극은 제1 방향으로 연장되어, 서로 꼬인 위치에 있을 수 있다. 예를 들면, 상부 연결 전극(300)이 제1 방향으로 연장되는 경우, 하부 연결 전극은 제2 방향으로 연장되어, 서로 꼬인 위치에 있을 수 있다. 상기 꼬인 위치는 공간 내에서 서로 상이한 평면 상에 위치한 두 직선이 서로 만나지 않되, 서로 평행하지도 않은 상태를 의미할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 태양 전지(100) 및 제2 태양 전지(200)는 소정의 간격으로 이격되어 갭 영역(50)을 형성하고, 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)은 갭 영역(50) 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 갭 영역(50)은 서로 다른 전도형을 갖는 제1 태양 전지(100) 및 제2 태양 전지(200) 사이에서 상기 광전 효과에 의해 발생한 캐리어가 이동하여 태양 전지 모듈(10)의 발전 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 갭 영역(50) 상에 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)이 배치됨에 따라, 갭 영역(50)에 의해 형성된 그리드 패턴이 시인되는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 태양 전지 모듈(10)의 심미성이 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 갭 영역(50)의 폭은 약 1 내지 1,000㎛일 수 있다. 예를 들면, 갭 영역(50)의 폭은 약 1 내지 500㎛, 약 1 내지 300㎛, 약 1 내지 100㎛, 약 1 내지 50㎛, 약 5 내지 1,000㎛, 약 10 내지 1,000㎛ 또는 약 20 내지 1,000㎛일 수 있다.
예를 들어, 갭 영역(50)이 상기 폭 범위를 만족하는 경우, 단위 면적당 배치되는 태양 전지의 갯수가 증가하여 태양 전지 모듈(10)의 광발전 효율이 향상될 수 있다. 또한, 태양 전지 사이의 간격이 좁아 심미성이 보다 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)의 폭은 갭 영역(50)의 폭보다 클 수 있다. 예를 들면, 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)의 폭은 각각 약 10 내지 1,500㎛일 수 있다. 바람직하게는 상기 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)의 폭은 각각 약 10 내지 1,400㎛, 약 10 내지 1,300㎛, 약 10 내지 1,200㎛, 약 10 내지 1,100㎛, 약 10 내지 1,000㎛, 약 20 내지 1,500㎛, 약 30 내지 1,500㎛, 약 40 내지 1,500㎛, 약 50 내지 1,500㎛일 수 있다.
예를 들어, 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)의 폭이 상기 범위를 만족하는 경우 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)이 갭 영역(50)을 효과적으로 덮을 뿐만 아니라, 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)이 시인되는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)에 의해 반사되는 빛의 양이 감소되어, 태양 전지 모듈(10)의 발전 효율이 보다 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상부 연결 전극(300) 및 하부 연결 전극(400)에 의해 갭 영역(50)이 완전히 덮일 수 있다. 이 경우, 태양 전지 모듈(10)의 심미성이 보다 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상부 연결 전극(300)은 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 X1 상부 미세 전극 전부 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제1 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 X2 상부 미세 전극 전부; 또는 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 Y1 상부 미세 전극 전부 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제2 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 2이상의 Y2 상부 미세 전극 전부;를 전기적으로 동시에 연결할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 태양 전지(100)는 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110) 및 제1 하부전극부(140) 사이에 배치되고 N형 전도형을 갖는 N형 후면전계층(미도시)을 포함하고, 제1 하부 전극부(140)는 N형 후면 전계층(미도시)과 접속할 수 있다.
예를 들어, N형 후면 전계층(미도시)는 일 예로, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)에 N 도전형을 가지는 불순물이 도핑되어 형성된 후면전계층(BSF)일 수 있다. 따라서, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)의 하면(B1)은 명확하게 구분되는 영역이 아니며, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110)에서 N형 후면전계층(BSF)을 구획하는 영역으로 이해될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제2 태양 전지(200)은 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210) 및 제2 하부 전극부(240) 사이에 배치되고 P형 전도형을 갖는 P형 후면전계층(미도시)을 포함하고, 제2 하부 전극부(240)는 P형 후면 전계층(미도시)과 접속할 수 있다.
예를 들어, P형 후면 전계층(미도시)는 일 예로, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)에 P형 도전형을 가지는 불순물이 도핑되어 형성된 후면 전계층(BSF)일 수 있다. 따라서, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 하면(B2)은 명확하게 구분되는 영역이 아니며, P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)에서 P형 후면 전계층(BSF)을 구획하는 영역으로 이해될 수 있다.
N형 후면 전계층(미도시) 및 P형 후면 전계층(미도시)은 캐리어가 각각 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110) 및 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 배면으로 이동하여 재결합되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 의해 태양전지 모듈(10)의 개방전압(Voc)이 상승하여 태양전지 모듈(10)의 효율이 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 태양 전지(100) 및 제2 태양 전지(200)은 P형층(120) 및 N형층(220) 상에 위치하는 제1 반사 방지막(미도시) 및 제2 반사 방지막(미도시)를 각각 더 포함할 수 있다. 이때 제1 상부 그리드 전극부(140) 및 제2 상부 그리드 전극부(240)는 상기 제1 반사 방지막 및 상기 제2 방사 방지막을 관통하여 P형층(120) 및 N형층(220)과 각각 접속할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 제1 태양 전지(100) 및 제2 태양 전지(200)은 제1 반사 방지막(미도시) 및 제2 반사 방지막(미도시) 하부에 각각 제1 보호막(미도시) 및 제2 보호막(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때 제1 상부 그리드 전극부(140) 및 제2 상부 그리드 전극부(240)는 상기 제1 반사방지막과 상기 제1 보호막 및 상기 제2 방사 방지막과 상기 제2 보호막을 관통하여 P형층(120) 및 N형층(220)과 각각 접속할 수 있다.
상기 제1 반사 방지막 및 상기 제2 반사 방지막은 P형층(120) 및 N형층(220) 즉, 에미터층의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화하고 입사되는 태양광의 반사율을 감소시킬 수 있다. 상기 에미터층에 존재하는 결함이 부동화되면, 소수 캐리어의 재결합 사이트가 제거되어 태양전지 모듈(10)의 개방전압(Voc)이 증가한다. 또한, 태양광의 반사율이 감소되면 P-N 접합까지 도달되는 광량이 증대되어 태양 전지 모듈(10)의 단락전류(Isc)가 증가한다. 따라서, 태양 전지 모듈(10)의 광전 변환 효율이 향상될 수 있다.
상기 제1 반사방지막 및 상기 제2 반사방지막은 예를 들면, 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 반사방지막 및 상기 제2 반사방지막은 광의 반사를 감소시키고 태양 전지 모듈(10)로의 흡수를 유도할 수 있다.
상기 제1 반사방지막 및 상기 제2 반사방지막은 표면에 피라미드, 정사각형, 삼각형 등 다양한 요철 형태의 표면 구조체를 포함할 수 있다. 표면 구조체는 건식 식각 등과 같은 다양한 방법에 의해 상기 제1 반사 방지막 및 상기 제2 반사 방지막의 표면 거칠기를 증가시키는 방법 등에 의해 형성할 수 있으며, 상기 제1 반사 방지막 및 상기 제2 반사 방지막의 표면 구조체는 입사하는 광의 반사를 감소시켜, 태양 전지 모듈(10)의 광전 변화 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 보호막 및 상기 제2 보호막은 각각 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110) 및 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)의 수광면에 각각 형성되어, 태양광 입사에 의해 생성된 광 전하의 재결합을 방지하고, 상기 제1 반사 방지막 및 상기 제2 반사 방지막이 직접 N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110) 및 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210) 상에 각각 형성됨에 따른 격자 부정합에 의한 결함(Defect)을 감소시킬 수 있다. 이러한 보호막(170)은 a-Si, a-SiOx 또는 a-SiC를 포함하여 형성될 수 있다. 특히, a-SiOx와 a-SiC는 1.8eV 이상의 밴드갭 에너지를 가지므로, 광의 흡수 계수가 작은바, N형 결정질 실리콘 반도체 기판(110) 및 P형 결정질 실리콘 반도체 기판(210)으로 입사하는 광량이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 보호막 및 상기 제2 보호막은 Al2O3 등의 무기막으로 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 태양전지의 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 상부 그리드 전극부(110) 및 제2 상부 그리드 전극부(210)는 각각 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 각각 소정의 각도를 이루는 제3 방향으로 연장된 W1 상부 미세 전극(136) 및 W2 상부 미세 전극(236)을 각각 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 방향은 W 방향일 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 방향은 X 방향 또는 Y 방향일 수도 있다.
도 3에 기재된 N형은 결정질 실리콘 반도체 기판이 N형 전도형을 갖는 경우를 의미할 수 있다. P형은 결정질 실리콘 반도체 기판이 P형 전도형을 갖는 경우를 의미할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제1 상부 그리드 전극부(110) 및 제2 상부 그리드 전극부(210)는 벌집 모양(honeycomb)을 가지도록 패터닝된 마이크로 그리드 패턴을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 상부 그리드 전극부(110)는 X1 상부 미세 전극(132), Y1 상부 미세 전극(134) 및 W1 상부 미세 전극(136)을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 육각형 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 상부 그리드 전극부(210)는 X2 상부 미세 전극(232), Y1 상부 미세 전극(234) 및 W1 상부 미세 전극(236)을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 육각형 패턴을 포함할 수 있다.
따라서, 제1 상부 그리드 전극부(110) 및 제2 상부 그리드 전극부(210)의 마이크로 그리드 패턴은 더욱 조밀한 구조를 가질 수 있고, 이에 의해 광전효과에 의해 발생된 전하가 분산되어 흐를 수 있는 경로가 증가하여 태양 전지(20)의 효율이 향상될 수 있다.
이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10, 20: 태양 전지 모듈 50: 갭 영역,
100: 제1 태양 전지 200: 제2 태양 전지
300: 상부 연결 전극 400: 하부 연결 전극
110: N형 결정질 실리콘 반도체 기판
210: P형 결정질 실리콘 반도체 기판
120: P형 층 220: N형 층
132: X1 미세 전극 134: Y1 미세 전극
136: W1 미세 전극 232: X2 미세 전극
234: Y2 미세 전극 236: W2 미세 전극
130: 제1 상부 그리드 전극부 230: 제2 상부 그리드 전극부
140: 제1 하부 전극부 240: 제2 하부 전극부
A: 상면 B: 하면

Claims (20)

  1. N형 전도형을 가지는 N형 결정질 실리콘 반도체 기판; 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상면 상에 위치하고, 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판과 P-N접합을 이루고 P형 전도형을 가지는 P형 층; 상기 P형 층 상에 위치하고, 상기 P형 층과 전기적으로 접속되고, 복수의 제1 미세 전극들을 포함하는 제1 상부 그리드 전극부; 상기 상면의 반대면인 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판의 하면 상에 위치하고, 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판과 접속된 제1 하부 전극부;를 포함하는 1 이상의 제1 태양 전지,
    P형 전도형을 가지는 P형 결정질 실리콘 반도체 기판; 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상면 상에 위치하고 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판과 P-N접합을 이루는 N형 전도형을 가지는 N형 층; 상기 N형 층 상에 위치하고 상기 N형 층과 접속되고, 복수의 제2 미세 전극들을 포함하는 제2 상부 그리드 전극부; 상기 상면과 반대면인 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판의 하면 상에 위치하고 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판과 접속된 제2 하부 전극부를 포함하는 1 이상의 제2 태양 전지,
    상기 제1 상부 그리드 전극부 및 상기 제2 상부 그리드 전극부를 연결하는 상부 연결 전극, 및
    상기 제1 하부 전극부 및 상기 제2 하부 전극부를 연결하는 하부 연결 전극을 포함하고,
    상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지는 서로 교대로 배치되며,
    상기 상부 연결 전극은 상기 제1 태양 전지 중에서 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 복수의 상기 제1 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 인접한 상기 제2 태양 전지에 포함된 복수의 상기 제2 미세 전극을 전기적으로 동시에 연결하는, 태양 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 미세 전극들은 제1 방향으로 연장된 2 이상의 X1 상부 미세 전극 및 상기 제1 방향과 소정의 각도를 이루는 제2 방향으로 연장된 2 이상의 Y1 상부 미세 전극을 포함하고,
    상기 제2 미세 전극들은 제1 방향으로 연장된 2 이상의 X2 상부 미세 전극 및 상기 제1 방향과 소정의 각도를 이루는 제2 방향으로 연장된 2 이상의 Y2 상부 미세 전극을 포함하는, 태양 전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 전극은 제1 태양 전지들 중 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 2 이상의 X1 상부 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 상기 제1 방향으로 인접한 상기 제2 태양 전지에 포함된 2 이상의 X2 상부 미세 전극; 또는
    제1 태양 전지들 중 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 2 이상의 Y1 상부 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 상기 제1 방향으로 인접한 상기 제2 태양 전지에 포함된 2 이상의 Y2 상부 미세 전극을 전기적으로 동시에 연결하는, 태양 전지 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 연결 전극은 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 X1 상부 미세 전극 전부 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제1 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 X2 상부 미세 전극 전부; 또는
    임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 Y1 상부 미세 전극 전부 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제2 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 2이상의 Y2 상부 미세 전극 전부;를 전기적으로 동시에 연결하는, 태양 전지 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향은 X 방향이고, 상기 제2 방향은 Y 방향인, 태양 전지 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향이 이루는 소정의 각도는 0˚초과 180˚미만인, 태양 전지 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 상부 그리드 전극부는 상기 X1 상부 미세 전극 및 상기 Y1 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함하고,
    상기 제2 상부 그리드 전극부는 상기 X2 상부 미세 전극 및 상기 Y2 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴, 오각형 패턴, 육각형 패턴, 칠각형 패턴 또는 팔각형 패턴을 포함하는, 태양 전지 모듈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 상부 그리드 전극부는 상기 X1 상부 미세 전극 및 상기 Y1 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴을 포함하고,
    상기 제2 상부 그리드 전극부는 상기 X2 상부 미세 전극 및 상기 Y2 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 사각형 패턴을 포함하는, 태양 전지 모듈.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 상부 그리드 전극부 및 상기 제2 상부 그리드 전극부는 각각 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 각각 소정의 각도를 이루는 제3 방향으로 연장된 W1 상부 미세 전극 및 W2 상부 미세 전극을 각각 더 포함하는, 태양 전지 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 상부 그리드 전극부는 상기 X1 상부 미세 전극, 상기 Y1 상부 미세 전극 및 상기 W1 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 육각형 패턴을 포함하고,
    상기 제2 상부 그리드 전극부는 상기 X2 상부 미세 전극, 상기 Y2 상부 미세 전극 및 상기 W2 상부 미세 전극을 포함하는 복수의 미세 전극에 의해 형성된 육각형 패턴을 포함하는, 태양 전지 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상기 상면 중 상기 제1 상부 그리드 전극부이 형성되어 있는 면적은 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상면의 전체 면적에 대해 0.1 내지 10%이고,
    상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상기 상면 중 상기 제2 상부 그리드 전극부이 형성되어 있는 면적은 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판의 상면의 전체 면적에 대해 0.1 내지 10%인, 태양 전지 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하부 전극부는 제1 방향으로 연장되는 2 이상의 X1 하부 미세 전극 및 제2 방향으로 연장되는 2 이상의 Y1 하부 미세 전극을 포함하고,
    상기 제2 하부 전극부는 제1 방향으로 연장되는 2 이상의 X2 하부 미세 전극 및 제2 방향으로 연장되는 2 이상의 Y2 하부 미세 전극을 포함하는, 태양 전지 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하부 연결 전극은 임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 2 이상의 X1 하부 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제1 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 2이상의 X2 하부 미세 전극; 또는
    임의로 선택된 제1 태양 전지에 포함된 2 이상의 Y1 하부 미세 전극 및 상기 임의로 선택된 제1 태양 전지와 제2 방향으로 인접한 제2 태양 전지에 포함된 2이상의 Y2 하부 미세 전극;을 전기적으로 동시에 연결하는, 태양 전지 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 상부 연결 전극 및 상기 하부 연결 전극은 각각 일 방향으로 나란히 형성되며,
    상기 상부 연결 전극이 형성된 방향과 상기 하부 연결 전극이 형성된 방향은서로 꼬인 위치에 있는, 태양 전지 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지는 소정의 간격으로 이격되어 갭 영역을 형성하고,
    상기 상부 연결 전극 및 상기 하부 연결 전극은 상기 갭 영역 상에 배치되는, 태양 전지 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 갭 영역의 폭은 1 내지 1,000㎛인, 태양 전지 모듈.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 상부 연결 전극 및 상기 하부 연결 전극의 폭은 각각 10 내지 1,500㎛인, 태양 전지 모듈.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 상부 연결 전극 및 상기 하부 연결 전극에 의해 상기 갭 영역을 완전히 덮는, 태양 전지 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 태양 전지는 상기 N형 결정질 실리콘 반도체 기판 및 상기 제1 하부 전극부 사이에 배치되고 N형 전도형을 갖는 N형 후면 전계층을 더 포함하고, 상기 제1 하부 전극부는 상기 N형 후면 전계층과 접속하고,
    상기 제2 태양 전지는 상기 P형 결정질 실리콘 반도체 기판 및 상기 제2 하부 전극부 사이에 배치되고 P형 전도형을 갖는 P형 후면 전계층을 더 포함하고, 상기 제2 하부 전극부는 상기 P형 후면 전계층과 접속하는, 태양 전지 모듈.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제1 태양 전지는 상기 P형 층 상에 배치된 제1 반사방지막을 더 포함하고, 상기 제1 상부 그리드 전극부는 상기 제1 반사방지막을 관통하여 상기 P형 층과 접속하고,
    상기 제2 태양 전지는 상기 N형 층 상에 배치된 제2 반사방지막을 더 포함하고, 상기 제2 상부 그리드 전극부는 상기 제2 반사방지막을 관통하여 상기 N형 층과 접속하는, 태양 전지 모듈.
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