KR101661859B1 - 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101661859B1
KR101661859B1 KR1020150127488A KR20150127488A KR101661859B1 KR 101661859 B1 KR101661859 B1 KR 101661859B1 KR 1020150127488 A KR1020150127488 A KR 1020150127488A KR 20150127488 A KR20150127488 A KR 20150127488A KR 101661859 B1 KR101661859 B1 KR 101661859B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor substrate
conductive
electrodes
solar cell
conductive wirings
Prior art date
Application number
KR1020150127488A
Other languages
English (en)
Inventor
권준한
양혜영
김보중
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020150127488A priority Critical patent/KR101661859B1/ko
Priority to CN201610815546.1A priority patent/CN106992224B/zh
Priority to EP16001971.7A priority patent/EP3142154B1/en
Priority to JP2016176817A priority patent/JP6367284B2/ja
Priority to CN201910711881.0A priority patent/CN110379870B/zh
Priority to US15/261,365 priority patent/US10002985B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101661859B1 publication Critical patent/KR101661859B1/ko
Priority to US15/986,356 priority patent/US11152525B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0516—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/02245—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for metallisation wrap-through [MWT] type solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/022458—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for emitter wrap-through [EWT] type solar cells, e.g. interdigitated emitter-base back-contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/049—Protective back sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0512—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module made of a particular material or composition of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49355—Solar energy device making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

본 발명은 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판과 제1 방향으로 길게 형성되는 제1 전극들과 제2 전극들을 각각 구비하는 태양 전지들; 태양 전지에 구비된 반도체 기판의 표면에 제2 방향으로 길게 배치되는 도전성 배선들; 및 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 배치되는 절연성 접착부;를 포함하고, 절연성 접착부는 도전성 배선들 각각의 적어도 일부분의 위 및 측면까지 접착될 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 제조 방법은 제1 방향으로 길게 형성된 제1 전극들과 제2 전극들 각각의 일부분 위에 도전성 접착제를 도포하는 단계; 일부분과 중첩되도록 제2 방향으로 길게 도전성 배선들을 배치하는 단계; 제1 방향으로 길게 절연성 접착부를 접착시키는 단계; 및 라미네이션하는 단계;를 포함하고, 라미네이션 단계에서 절연성 접착부는 연화된 후 경화되면서 도전성 배선들의 일부분 위 및 측면까지 접착될 수 있다.

Description

태양 전지 모듈 및 그 제조 방법{SOLAR CELL MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체부에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형의 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 n형의 반도체부와 p형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결함으로써 전력을 얻는다.
이와 같은 태양 전지는 복수 개가 인터커넥터에 의해 서로 연결되어 모듈로 형성될 수 있다.
한편, 후면 컨텍형 태양 전지는 반도체 기판의 후면에 전극이 모두 구비될 수 있으며, 이와 같은 후면 컨텍형 태양 전지는 각 반도체 기판의 후면에 접속된 복수의 도전성 배선을 통해 서로 직렬 연결 될 수 있다.
이와 같이, 복수의 도전성 배선을 반도체 기판의 후면에 접속시키는 구조의 경우, 복수의 도전성 배선을 반도체 기판의 후면에 배치시킨 이후, 복수의 도전성 배선을 반도체 기판의 후면에 접속하기 이전까지, 복수의 도전성 배선이 반도체 기판의 후면 상에서 고정되지 못하고 움직여 얼라인이 흐트러지는 등 모듈 제조 공정이 곤란한 문제점이 있다.
본 발명은 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈은 반도체 기판; 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극들과 제2 전극들을 각각 구비하는 태양 전지들; 각각의 태양 전지에 구비된 반도체 기판의 표면에 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 배치되어, 제1 전극들 또는 제2 전극들에 도전성 접착제를 통해 접속되는 도전성 배선들; 및 도전성 배선들이 배치된 반도체 기판의 표면 중 적어도 일부분에 제1 방향으로 길게 배치되어, 도전성 배선들 각각을 반도체 기판 및 제1, 2 전극들에 가고정하는 절연성 접착부;를 포함하고, 절연성 접착부는 도전성 배선들 각각의 적어도 일부분의 위 및 측면까지 접착될 수 있다.
아울러, 절연성 접착부는 도전성 배선들 사이에 노출되는 반도체 기판 및 제1, 2 전극들의 표면에까지 접착될 수 있다.
여기서, 절연성 접착부는 베이스 필름의 표면에 접착제가 형성된 절연성 테이프 형태일 될 수 있다. 여기서, 베이스 필름은 폴리올레핀(polyolefin) 재질을 포함할 수 있고, 베이스 필름의 녹는점은 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도보다 낮을 수 있다.
아울러, 절연성 접착부의 접착제는 아크릴, 실리콘 또는 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 절연성 접착부의 제2 방향 폭은 서로 바로 인접한 두 개의 도전성 배선 사이의 간격보다 클 수 있다.
또한, 제1, 2 전극들은 반도체 기판의 후면에 위치하고, 도전성 배선들은 제1, 2 전극들이 형성된 반도체 기판의 후면에 위치하고, 절연성 접착부는 제1, 2 전극들이 형성되고, 도전성 배선들이 배치된 반도체 기판의 후면 위에 위치할 수 있다.
또한, 각 태양 전지의 반도체 기판은 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑되고, 반도체 기판의 후면에는 제1 도전성과 반대인 제2 도전성의 불순물이 도핑되는 에미터부; 및 반도체 기판보다 제1 도전성 타입의 불순물을 고농도로 도핑는 후면 전계부;를 더 포함하고, 제1 전극들 각각은 에미터부에 접속되고, 제2 전극들 각각은 후면 전계부에 접속될 수 있다.
여기서, 도전성 배선들은 제1 전극들에 도전성 접착제를 통해 접속되고, 제2 전극들과의 사이에 절연층에 의해 절연되는 제1 배선들과 제2 전극들에 도전성 접착제를 통해 접속되고, 제1 전극들과의 사이에 절연층에 의해 절연되는 제2 배선들을 포함할 수 있다.
또한, 태양 전지들은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 바로 이웃하여 배열되고, 서로 직렬 연결되는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 포함하고, 제1 태양 전지와 제2 태양 전지 사이에는 제1, 2 태양 전지를 서로 직렬 연결하는 인터커넥터를 더 포함할 수 있다.
여기서, 인터커넥터는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지 사이에서 제1 방향으로 길게 배치될 수 있고, 인터커넥터에는 제1 태양 전지에 접속된 제1 도전성 배선들과 제2 태양 전지에 접속된 제2 도전성 배선들이 공통으로 접속될 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 제조 방법은 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극들과 제2 전극들 각각의 일부분 위에 도전성 접착제를 도포하는 단계; 제1, 2 전극들 중 도전성 접착제가 도포된 일부분 위에 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 도전성 배선들을 배치하는 단계; 반도체 기판 및 도전성 배선들의 일부분의 위에 제1 방향으로 길게 절연성 접착부를 접착시키는 단계; 및 절연성 접착부가 접착된 반도체 기판을 라미네이션하는 단계;를 포함하고, 라미네이션 단계에서 절연성 접착부는 연화된 후 경화되면서 도전성 배선들의 일부분 위 및 측면까지 접착될 수 있다.
여기서, 라미네이션 단계의 온도는 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도에서 수행될 수 있다.
아울러, 절연성 접착부의 녹는점은 라미네이션 단계의 온도보다 낮을 수 있다. 일례로, 절연성 접착부는 베이스 필름의 표면에 접착제가 형성된 절연성 테이프 형태일 수 있다.
여기서, 베이스 필름은 폴리올레핀(polyolefin) 재질을 포함하고, 베이스 필름 및 접착제의 녹는점은 라미네이션 단계의 온도보다 낮을 수 있다.
아울러, 라미네이션 단계에서 절연성 접착부는 연화된 상태에서 도전성 배선과 제1, 2 전극들 사이의 빈 공간까지 적어도 일부가 채워진 후, 경화될 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법은 도전성 배선을 반도체 기판의 후면에 고정시키는 절연성 접착부가 도전성 배선 배선의 후면뿐만 아니라 측면까지 밀착하여 접착되도록 하여, 절연성 접착부와 도전성 배선의 측면에 의해 형성될 수 있는 에어 트랩을 방지하여, 도전성 배선이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용되는 스트링을 후면에서 바라본 형상의 일례이다.
도 2는 도 1에 적용되는 태양 전지의 일례를 나타내는 일부 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 태양 전지의 제2 방향(y) 단면을 도시한 것이다.
도 4는 도 1에서 CSx1-CSx1 라인에 따른 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 도 1에서 절연성 접착부(AT)가 접착된 태양 전지 모듈의 후면을 확대 도시한 것이다.
도 6의 (a)는 라미네이션 단계 이전에 도 5의 A-A 라인에 따른 제2 방향 단면을 확대 도시한 것이고, 도 6의 (b)는 라미네이션 단계 이후에 최종 태양 전지 모듈에서 도 5의 A-A 라인에 따른 제2 방향 단면을 확대 도시한 것이다.
도 7의 (a)는 라미네이션 단계 이전에 도 5의 B-B 라인에 따른 제1 방향(x) 단면을 확대 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 라미네이션 단계 이후에 최종 태양 전지 모듈에서 도 5의 B-B 라인에 따른 제1 방향(x) 단면을 확대 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판(110)의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판(110)의 반대면일 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 태양 전지 모듈의 일례를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용되는 스트링을 후면에서 바라본 형상의 일례이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지(C1, C2), 복수의 도전성 배선들(CW), 절연성 접착부(AT) 및 인터커넥터(IC)를 포함할 수 있다.
여기서, 인터커넥터(IC)는 경우에 따라 생략될 수도 있으나, 이하에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 인터커넥터(IC)를 구비한 경우를 일례로 설명한다.
여기서, 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각은 적어도 반도체 기판(110) 및 반도체 기판(110)의 표면, 일례로, 후면에 서로 이격되어 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성되는 복수의 제1 전극들(C141)과 복수의 제2 전극들(C142)을 구비할 수 있다.
아울러, 복수의 도전성 배선(CW1, CW2)은 복수의 태양 전지 중 서로 인접한 두 개의 태양 전지 중 어느 하나의 태양 전지에 구비된 복수의 제1 전극(C141)과 나머지 하나의 태양 전지에 구비된 복수의 제2 전극(C142)을 인터커넥터(IC)를 통해 서로 전기적으로 직렬 연결할 수 있다.
이를 위하여, 복수의 도전성 배선(CW1, CW2)은 제1, 2 전극(C141, C142)의 길이 방향인 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 복수의 태양 전지 각각에 접속될 수 있다.
이와 같은, 복수의 도전성 배선(CW)은 복수의 제1 도전성 배선(CW1)과 복수의 제2 도전성 배선(CW2)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 도전성 배선(CW1)은 각 태양 전지에 구비된 제1 전극(C141)에 도전성 접착제(CA)를 통하여 접속되고, 절연성 재질의 절연층(IL)에 의해 제2 전극(C142)과 절연될 수 있다.
아울러, 제2 도전성 배선(CW2)은 각 태양 전지에 구비된 제2 전극(C142)에 도전성 접착제(CA)를 통하여 접속되고, 절연성 재질의 절연층(IL)에 의해 제1 전극(C141)과 절연될 수 있다.
여기서, 도전성 배선(CW) 각각의 선폭(WCW)은 도전성 배선(CW)의 선저항을 충분히 낮게 유지하면서, 제조 비용이 최소가 되도록 고려하여, 0.5mm ~ 2.5mm 사이로 형성될 수 있으며, 제1 도전성 배선(CW1)과 제2 도전성 배선(CW2) 사이의 간격(WDCW)은 도전성 배선(CW)의 총 개수를 고려하여, 태양 전지 모듈의 단락 전류가 훼손되지 않도록 4mm ~ 6.5mm 사이로 형성될 수 있다.
아울러, 도전성 배선(CW)의 두께는 0.05mm ~ 0.3mm 사이로 형성될 수 있다.
아울러, 인터커넥터(IC)는 제1 태양 전지(C1)와 제2 태양 전지(C2) 사이에 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 배치되고, 이와 같은 인터커넥터(IC)에 제1, 2 도전성 배선(CW1, CW2) 각각이 접속되어, 복수의 태양 전지는 제2 방향(y)으로 서로 직렬 연결될 수 있다.
아울러, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈에서는 인터커넥터(IC)가 포함된 경우를 일례로 도시하고, 이에 대해 설명하고 있지만, 인터커넥터(IC)는 생략될 수도 있고, 이와 같이 인터커넥터(IC)가 생략된 경우에는 제1 도전성 배선(CW1)과 제2 도전성 배선(CW2)이 직접 접속되거나 일체로 형성되어, 복수의 태양 전지(C1, C2)를 직렬 연결할 수도 있다.
절연성 접착부(AT)는 도전성 배선들(CW)이 배치된 반도체 기판(110)의 표면, 일례로, 후면 중 적어도 일부분에 제1 방향(x)으로 길게 배치되어, 태양 전지 모듈의 제조 공정 중, 도전성 배선들(CW) 각각을 반도체 기판(110) 및 제1, 2 전극들(C141, C142)에 가고정시키는 역할을 할 수 있다.
보다 구체적으로 절연성 접착부(AT)는 도전성 배선들(CW)을 제1, 2 전극들(C141, C142) 각각에 열처리 공정을 통하여 접속시키는 태빙 공정이나 라미네이션 공정 전에, 도전성 배선들(CW)을 반도체 기판(110)의 표면, 일례로, 후면에 각각 배치시킨 상태에서, 도전성 배선들(CW) 각각이 움직이지 않도록 반도체 기판(110)의 후면에 임시로 고정시키는 기능을 할 수 있다.
이와 같은 절연성 접착부(AT)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일례로, 반도체 기판(110)의 중간 및 양쪽 가장 자리 근처에 도전성 배선들(CW)의 길이 방향과 교차하는 제1 방향(x)으로 길게 배치될 수 있다.
이와 같은 절연성 접착부(AT)는 태빙 공정 이전에, 반도체 기판(110)의 후면에 배치된 도전성 배선들(CW)의 움직이지 않도록 고정시킴으로써, 태양 전지 모듈의 제조 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
한편, 이와 같은 절연성 접착부(AT)는 도 1에 도시된 바와 같이, 도전성 배선들(CW) 각각의 일부분 후면과 반도체 기판(110)의 후면에 접착되어, 도전성 배선들(CW) 각각의 일부분을 반도체 기판(110)의 후면에 임시로 고정시킬 수 있는데, 복수의 태양 전지를 모듈화시키는 라미네이션 공정에서 녹아, 최종 태양 전지 모듈에서는 도전성 배선들(CW) 각각의 일부분 후면뿐만 아니라 측면까지 밀착하여 접착될 수 있다.
이와 같이, 절연성 접착부(AT)가 도전성 배선들 각각의 적어도 일부분의 후면뿐만 아니라 측면까지 밀착하여 접착되는 경우, 절연성 접착부(AT)가 접착된 도전성 배선들의 측면에 에어 트랩(air trap)이 형성될 수 있는 공간을 최소화하여, 추후에 도전성 배선들이 에어 트랩(air trap)에 함유된 습기에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 절연성 접착부(AT)가 도전성 배선들 각각의 적어도 일부분의 후면뿐만 아니라 측면까지 밀착하여 접착되는 구조에 대해서는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 구조에 대해 설명한 이후, 도 5이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
이와 같은 태양 전지 모듈의 각 구성 부분에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 적용되는 태양 전지의 일례를 나타내는 일부 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 태양 전지의 제2 방향(y) 단면을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 반사 방지막(130), 반도체 기판(110), 터널층(180), 에미터부(121), 후면 전계부 (172, back surface field, BSF), 진성 반도체층(150), 패시베이션층(190), 제1 전극(C141) 그리고 제2 전극(C142)을 구비할 수 있다.
여기서, 반사 방지막(130), 진성 반도체층(150), 터널층(180) 및 패시베이층(190)은 생략될 수도 있으나, 구비된 경우 태양 전지의 효율이 더 향상되므로, 이하에서는 구비된 경우를 일례로 설명한다.
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 일례로, 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 도전성 타입은 n형 또는 p형 도전성 타입 중 어느 하나일 수 있다.
반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑될 수 있다.
이하에서는 이와 같은 반도체 기판(110)의 제1 도전성 타입이 n형인 경우를 일례로 설명한다.
이러한 반도체 기판(110)의 전면에 복수의 요철면을 가질 수 있다. 이로 인해 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 에미터부(121) 역시 요철면을 가질 수 있다.
이로 인해, 반도체 기판(110)의 전면에서 반사되는 빛의 양이 감소하여 반도체 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 증가할 수 있다.
반사 방지막(130)은 외부로부터 반도체 기판(110)의 전면으로 입사되는 빛의 반사를 최소화하기 위하여, 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치하며, 알루미늄 산화막(AlOx), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 산화질화막(SiOxNy) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
터널층(180)은 반도체 기판(110)의 후면 전체에 직접 접촉하여 배치되며, 유전체 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 터널층(180)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)에서 생성되는 캐리어를 통과시킬 수 있다.
이와 같은 터널층(180)은 반도체 기판(110)에서 생성된 캐리어를 통과시키며, 반도체 기판(110)의 후면에 대한 패시베이션 기능을 수행할 수 있다.
아울러, 터널층(180)은 600℃ 이상의 고온 공정에도 내구성이 강한 SiCx 또는 SiOx로 형성되는 유전체 재질로 형성될 수 있다. 그러나 이 외에도 silicon nitride (SiNx), hydrogenerated SiNx, aluminum oxide (AlOx), silicon oxynitride (SiON) 또는 hydrogenerated SiON로 형성이 가능하며, 이와 같은 터널층(180)의 두께(T180)는 0.5nm ~ 2.5nm 사이에서 형성될 수 있다.
에미터부(121)는 반도체 기판(110)의 후면에 배치되며, 일례로, 터널층(180)의 후면의 일부에 직접 접촉하여, 복수 개가 제1 방향(x)으로 길게 배치되며, 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 에미터부(121)는 터널층(180)을 사이에 두고 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성할 수 있다.
각 에미터부(121)는 반도체 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 에미터부(121)는 p형의 도전성 타입을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 일례와 달리, 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 복수의 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동할 수 있다.
복수의 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 에미터부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있고, 반대로 복수의 에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)에는 5가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.
후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)의 후면에 배치되며, 일례로 터널층(180)의 후면 중에서 전술한 복수의 에미터부(121) 각각과 이격된 일부 영역에 직접 접촉하여, 복수 개가 에미터부(121)와 나란한 제1 방향(x)으로 길게 위치하도록 형성될 수 있다.
이와 같은 후면 전계부(172)는 제1 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑되는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 기판이 n형 타입의 불순물로 도핑되는 경우, 복수의 후면 전계부(172)는 n+의 불순물 영역일 수 있다.
이러한 후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)과 후면 전계부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 캐리어(예, 전자) 이동을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 후면 전계부(172) 및 그 부근 또는 제1 및 제2 전극(C142)(141, 142)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 후면 전계부(172)로의 전자 이동량을 증가시킬 수 있다.
여기의 도 2 및 도 3에서는 에미터부와 후면 전계부가 터널층의 후면에 다결정 실리콘 재질로 형성된 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게, 터널층이 생략된 경우, 에미터부와 후면 전계부는 반도체 기판(110)의 후면 내에 불순물이 확산되어 도핑될 수도 있다. 이와 같은 경우, 에미터부와 후면 전계부는 반도체 기판(110)과 동일한 단결정 실리콘 재질로 형성될 수도 있다.
진성 반도체층(150)은 에미터부와 후면 전계부 사이에 노출된 터널층의 후면에 형성될 수 있고, 이와 같은 진성 반도체층(150)은 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 다르게 제1 도전성 타입의 불순물 또는 제2 도전성 타입의 불순물이 도핑되지 않은 진성 다결정 실리콘층으로 형성될 수 있다.
아울러, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 진성 반도체층(150)의 양측면 각각은 에미터부(121)의 측면 및 후면 전계부(172)의 측면에 직접 접촉되는 구조를 가질 수 있다.
패시베이션층(190)은 후면 전계부(172), 진성 반도체층(150) 및 에미터부(121)에 형성되는 다결정 실리콘 재질의 층의 후면에 형성된 뎅글링 본드(dangling bond)에 의한 결함을 제거하여, 반도체 기판(110)으로부터 생성된 캐리어가 뎅글링 본드(dangling bond)에 의해 재결합되어 소멸되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
이를 위하여, 패시베이션층(190)은 반도체 기판(110)의 후면 중에서 제1, 2 전극(C141, C142)이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분을 덮도록 형성될 수 있다.
이와 같은 패시베이션층(190)은 유전체층으로 형성될 수 있으며, 일례로, 수소화된 실리콘 질화막(SiNx:H), 수소화된 실리콘 산화막(SiOx:H), 수소화된 실리콘 질화산화막(SiNxOy:H), 수소화된 실리콘 산화질화막(SiOxNy:H), 수소화된 비정질실리콘막(a-Si:H) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
제1 전극(C141)은 에미터부에 접속하고, 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제1 전극(C141)은 에미터부(121) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어 정공을 수집할 수 있다.
제2 전극(C142)은 후면 전계부에 접속하고, 제1 전극(C141)과 나란하게 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있다. 이와 같은, 제2 전극(C142)은 후면 전계부(172) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들어, 전자를 수집할 수 있다.
이와 같은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1, 2 전극(C141, C142) 각각은 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 형성될 수 있고, 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 제2 방향(y)으로 교번하여 배치될 수 있다.
이와 같은 복수의 제1 및 제2 전극(C142)(C141, C142)은 도전성 배선(CW) 및 도전성 접착제(CA)와 다른 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 일례로, 제1, 2 전극(C141, C142) 각각은 티타늄(Ti), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈-바나듐 합금(NiV), 니켈, 니켈-알루미늄 합금(NixAly), 몰리브데넘(Mo), 주석(Sn) 중 적어도 하나의 재질이 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있다.
이와 같은 제1, 2 전극(C141, C142)은 스퍼터링(sputtering) 방법, 전자 빔 증착 장비(Electron Beam evaporator), 또는 무전해/전해 도금법 중 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
이와 같은 구조로 제조된 본 발명에 따른 태양 전지에서 제1 전극(C141)을 통하여 수집된 정공과 제2 전극(C142)을 통하여 수집된 전자는 외부의 회로 장치를 통하여 외부 장치의 전력으로 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 모듈에 적용된 태양 전지는 반드시 도 2 및 도 3에만 한정하지 않으며, 태양 전지에 구비되는 제1, 2 전극(C141, C142)이 반도체 기판(110)의 후면에만 형성되는 점을 제외하고 다른 구성 요소는 얼마든지 변경이 가능하다.
예를 들어 본 발명의 태양 전지 모듈에는 제1 전극(C141)의 일부 및 에미터부(121)가 반도체 기판(110)의 전면에 위치하고, 제1 전극(C141)의 일부가 반도체 기판(110)에 형성된 홀을 통해 반도체 기판(110)의 후면에 형성된 제1 전극(C141)의 나머지 일부와 연결되는 MWT 타입의 태양 전지도 적용이 가능하다.
이와 같은 태양 전지가 도 1과 같이 도전성 배선(CW)과 인터커넥터(IC)를 이용하여 직렬 연결된 단면 구조는 다음의 도 4와 같다.
도 4는 도 1에서 CSx1-CSx1 라인에 따른 단면도를 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 태양 전지(C1)와 제2 태양 전지(C2)를 포함하는 복수의 태양 전지는 복수 개가 제2 방향(y)으로 배열될 수 있다.
이때, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)에 구비되는 복수의 제1, 2 전극(C141, C142)의 길이 방향이 제1 방향(x)으로 향하도록 배치될 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)가 제2 방향(y)으로 배열된 상태에서, 제1, 2 태양 전지(C1, C2)는 제1, 2 도전성 배선(CW1, CW2)과 인터커넥터(IC)에 의해 제2 방향(y)으로 길게 뻗어 직렬 연결되는 하나의 스트링을 형성할 수 있다.
여기서, 제1, 2 도전성 배선(CW1, CW2)과 인터커넥터(IC)는 도전성 금속 재질로 형성되고, 제1, 2 도전성 배선(CW1, CW2)은 각 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면에 접속되며, 태양 전지의 직렬 연결을 위하여 각 반도체 기판(110)에 접속된 제1, 2 도전성 배선(CW1, CW2)은 인터커넥터(IC)에 접속될 수 있다.
아울러, 복수의 제1, 2 도전성 배선(CW1, CW2)은 단면이 원형을 갖는 도전성 와이어 형태이거나 폭이 두께보다 큰 리본 형태를 가질 수 있다.
구체적으로, 복수의 제1 도전성 배선(CW1)은 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 복수의 제1 전극(C141)에 중첩되어 도전성 접착제(CA)를 통해 접속되고, 절연성 재질의 절연층(IL)에 의해 복수의 제2 전극(C142)과 절연될 수 있다.
이때, 복수의 제1 도전성 배선(CW1) 각각은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 태양 전지 사이에 배치된 인터커넥터(IC) 방향 쪽의 반도체 기판(110) 밖으로 돌출되어 배치될 수 있다.
아울러, 복수의 제2 도전성 배선(CW2)은 복수의 태양 전지(C1, C2) 각각에 구비된 복수의 제2 전극(C142)에 중첩되어 도전성 접착제(CA)를 통해 접속되고, 절연성 재질의 절연층(IL)에 의해 복수의 제1 전극(C141)과 절연될 수 있다.
이때, 복수의 제2 도전성 배선(CW2) 각각은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 태양 전지 사이에 배치된 인터커넥터(IC) 방향 쪽의 반도체 기판(110) 밖으로 돌출되어 배치될 수 있다.
여기서, 도전성 접착제(CA)는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하는 금속 재질로 형성될 수 있다. 아울러, 이와 같은 도전성 접착제(CA)는 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함하하는 솔더 패이스트(solder paste), 에폭시에 주석(Sn) 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금이 포함된 에폭시 솔더 패이스트(epoxy solder paste) 또는 도전성 패이스트(Conductive psate) 중 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.
일례로, 도전성 접착제(CA)가 솔더 패이스트의 형태로 적용된 경우, 솔더 패이스트에는 Sn, SnBi, SnIn, SnAgCu, SnPb, SnBiCuCo, SnBiAg, SnPbAg 또는 SnAg 중 적어도 하나의 금속 재질을 포함할 수 있고, 도전성 접착제(CA)가 에폭시 솔더 패이스트의 형태로 적용된 경우, 에폭시 수지 내에 Sn, SnBi, SnIn, SnAgCu, SnPb, SnBiCuCo, SnBiAg, SnPbAg 또는 SnAg 중 적어도 하나의 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다.
아울러, 도전성 접착제(CA)가 도전성 패이스트의 형태로 적용된 경우, 에폭시와 같은 수지 내에 Sn, SnBi, Ag, AgIn 또는 AgCu 중 적어도 하나의 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 절연층(IL)은 절연성 재질이면 어떠한 것이든 상관 없으며, 일례로, 에폭시 계열의 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 아크릴 계열의 수지 또는 실리콘 계열의 수지 중 어느 하나의 절연성 재질이 사용될 수 있다.
아울러, 여기서, 도전성 접착제(CA)는 도 1의 확대도에 도시된 바와 같이, 도전성 배선(CW)과 교차하는 부분에 위치하는 제1 전극(C141) 또는 제2 전극(C142)의 후면 위에만 위치할 수 있고, 절연층(IL)은 도전성 배선(CW)과 교차하는 부분에 위치하는 제1 전극(C141) 또는 제2 전극(C142)의 후면 위뿐만 아니라 주위의 반도체 기판(110)의 후면 위에도 함께 위치할 수 있다.
이와 같은 위치에 도전성 접착제(CA)와 절연층(IL)이 형성되도록 함으로써, 원하지 않는 전극과 도전성 배선(CW) 사이의 단락을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같이, 각 태양 전지의 후면에 접속된 복수의 제1 도전성 배선(CW1) 및 복수의 제2 도전성 배선(CW2) 중 각 반도체 기판(110)의 밖으로 돌출되는 부분이 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 태양 전지(C1, C2) 사이에 배치되는 인터커넥터(IC)의 후면에 공통으로 접속될 수 있고, 이에 따라, 복수의 태양 전지(C1, C2)가 제2 방향(y)으로 직렬 연결된 하나의 스트링으로 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 태양 전지 모듈은 복수 개의 태양 전지 중 제1, 2 도전성 배선(CW1, CW2)과 제1, 2 전극(C141, C142) 사이에 접속 불량이 발생한 태양 전지가 있는 경우, 인터커넥터(IC)과 복수의 제1, 2 도전성 배선(CW1, CW2) 사이의 접속을 해제하여, 해당 태양 전지만 보다 용이하게 교체할 수 있다.
이하에서는 앞서 설명한 절연성 접착부(AT)가 반도체 기판(110)의 후면에 접착된 구조에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 5 내지 도 7은 도 1 및 도 4에서 설명한 절연성 접착부(AT)의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 5는 도 1에서 절연성 접착부(AT)가 접착된 태양 전지 모듈의 후면을 확대 도시한 것이고, 도 6의 (a)는 라미네이션 단계 이전에 도 5의 A-A 라인에 따른 제2 방향 단면을 확대 도시한 것이고, 도 6의 (b)는 라미네이션 단계 이후에 최종 태양 전지 모듈에서 도 5의 A-A 라인에 따른 제2 방향 단면을 확대 도시한 것이다.
아울러, 도 7의 (a)는 라미네이션 단계 이전에 도 5의 B-B 라인에 따른 제1 방향(x) 단면을 확대 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 라미네이션 단계 이후에 최종 태양 전지 모듈에서 도 5의 B-B 라인에 따른 제1 방향(x) 단면을 확대 도시한 것이다.
이하의 도 5 내지 도 7에서는 앞선 도 1 내지 도 4에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 생략하고, 설명되지 않은 부분을 위주로 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 절연성 접착부(AT)는 도전성 배선들(CW1, CW2)이 배치된 반도체 기판(110)의 후면 중 적어도 일부분에 제1 방향(x)으로 길게 배치되어, 도전성 배선들(CW1, CW2) 각각을 반도체 기판(110) 및 제1, 2 전극들(C141, C142)에 고정시킬 수 있다.
이와 같은 절연성 접착부(AT)는 절연성 접착부(AT)의 접착력을 보다 크게 하기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 절연성 접착부(AT)의 제2 방향 폭(WYAT)을 서로 바로 인접한 두 개의 도전성 배선 사이의 간격(WDCW)보다 크고, 도전성 배선(CW) 사이의 간격(WDCW)의 5배보다 작게 할 수 있다.
보다 구체적으로, 절연성 접착부(AT)의 제2 방향(y)으로의 폭(WYAT)은 도전성 배선(CW)을 고정시키기 위한 절연성 접착부(AT)의 물리적 접착 강도를 고려하여, 일례로, 2.5mm ~ 30mm 사이로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 5mm ~ 15mm 사이로 형성될 수 있다.
아울러, 도 1에서는 절연성 접착부(AT)의 제1 방향(x)으로의 길이는 반도체 기판(110)의 제1 방향(x)으로의 길이보다 조금 짧은 것으로 도시하였으나, 실질적으로 동일할 수 있다.
따라서, 절연성 접착부(AT)의 제1 방향(x)으로의 길이는 반도체 기판의 크기에 따라 변경될 수 있으며, 일례로, 반도체 기판(110)의 크기가 6인치인 경우, 절연성 접착부(AT)의 제1 방향(x)으로의 길이는 156mm ~ 162mm 사이로 형성될 수 있다.
따라서, 하나의 절연성 접착부(AT)에 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 있는 복수의 제1, 2 전극(C141, C142)이 중첩될 수 있다.
이와 같은 절연성 접착부(AT)는 절연성 접착부(AT)는 베이스 필름(BF)의 표면에 접착제(IA)가 형성된 절연성 테이프 형태일 수 있다.
여기서, 베이스 필름(BF)은 복수의 태양 전지를 모듈화시키는 라미네이션 공정의 온도보다 낮아, 라미네이션 공정 중에 녹을 수 있다. 이를 위해 베이스 필름(BF)은 라미네이션 공정 중에 녹을 수 있는 폴리 올레핀(polyolefin) 재질을 포함할 수 있다.
여기서, 라미네이션 공정 중에 베이스 필름(BF)인 녹는다는 의미는 완전히 연소되는 것이 아니라, 점성을 가지는 패이스트 상태처럼 연화되는 것을 의미한다.
이와 같은 베이스 필름(BF)의 녹는점은 일례로, 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도보다 낮을 수 있다.
아울러, 절연성 접착부(AT)의 접착제(IA)는 아크릴, 실리콘 또는 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이와 같은 접착제(IA)도 라미네이션 공정 중에 녹을 수 있다.
따라서, 절연성 접착부(AT)를 복수의 태양 전지를 모듈화시키는 라미네이션 공정 이전에 도전성 배선(CW1, CW2)을 반도체 기판(110)의 후면에 접착시켰을 때, 도 6의 (a) 및 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 절연성 접착부(AT)는 반도체 기판(110)의 후면 위에 배치된 복수의 도전성 배선(CW1, CW2)의 후면, 도전성 배선들(CW1, CW2) 사이에 노출되는 반도체 기판(110)의 후면 및 제1, 2 전극들(C141, C142)의 후면 위에 접착될 수 있다.
이와 같이, 절연성 접착부(AT)를 이용하여 도전성 배선(CW1, CW2)을 반도체 기판(110)의 후면에 접착시킨 상태에서 160℃ ~ 170℃ 사이 열과 압력을 수반하는 라미네이션 공정이 수행되면, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 절연성 접착부(AT)의 베이스 필름(BF)과 접착제(IA)는 녹아, 도전성 배선(CW1, CW2)의 측면 및 도전성 배선(CW1, CW2)과 절연층(IL) 사이의 공간 및 도전성 배선(CW1, CW2)과 반도체 기판(110)의 후면 사이의 공간에 채워지고, 이후 이와 같이 채워진 상태로 건조되어 경화될 수 있다.
이에 따라, 라미네이션 공정이 수행된 이후, 최종 태양 전지 모듈에서는 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 절연성 접착부(AT)가 도전성 배선(CW1, CW2)의 측면과 도전성 배선(CW1, CW2)과 절연층(IL) 사이의 공간까지 밀착하여 접착될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 도전성 배선들(CW1, CW2)의 측면 및 주변에 에어 트랩이 발생하는 것을 최소화할 수 있고, 이에 따라, 도전성 배선(CW1, CW2)이 추후 습기에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 절연성 접착부(AT)를 반도체 기판(110)의 후면에 접착하면, 도전성 배선(CW1, CW2) 두께에 의한 단차로 인하여, 도전성 배선(CW1, CW2)의 측면과 절연성 접착부(AT) 및 반도체 기판(110)의 후면에 의해 빈 공간(ES)이 형성될 수 있다.
이와 같은 빈 공간(ES)에는 태양 전지 모듈의 제조 공정 중 공기가 자연스럽게 채워질 수 있다. 만약, 태양 전지 모듈이 완성된 최종 구조에서도 빈 공간(ES)이 제거되지 않고, 그대로 유지되는 경우, 빈 공간(ES)에는 공기들이 갖혀 있는 상태에서 밀폐되어, 에어 트랩(air trap)이 형성될 수 있다.
따라서, 추후 실외 공간에서 태양 전지 모듈이 사용될 때, 외부의 날씨 환경으로 인하여 에어 트랩(air trap)에 습기가 함유될 수 있고, 도전성 배선(CW1, CW2)을 부식시켜, 도전성 배선(CW1, CW2)의 저항이 높아질 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 전술한 바와 같이, 라미네이션 공정에서 녹을 수 있는 재질을 절연성 접착부(AT)에 사용함으로써, 절연성 접착부(AT)가 녹아서 도전성 배선(CW1, CW2)의 측면과 절연성 접착부(AT) 및 반도체 기판(110)의 후면에 의해 형성되는 빈 공간(ES)까지 채워져 접착되고, 전술한 바와 같은 에어 트랩(air trap)이 형성되는 것을 방지하고, 이에 따라 태양 전지 모듈의 효율 저하를 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 라미네이션 공정에서 녹을 수 있는 절연성 접착부(AT)의 재질로 폴리 올레핀을 일례로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도에서 수행되는 라미네이션 공정에서 녹을 수 있는 절연성 재질이라면, 어떠한 재질도 절연성 접착부(AT)의 재질로 이용될 수 있다.
아울러, 이와 같은 절연성 접착부(AT)는 투명할 수도 있으나, 흰색이나 검은색일 수 있다.
이하에서는 이와 같은 태양 전지 모듈을 제조하는 방법의 일례에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도이다. 이하에서는 도 8과 함께 전술한 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 도전성 접착제(CA) 도포 단계(S1), 도전성 배선 배치 단계(S2), 절연성 접착부 접착 단계(S3) 및 라미네이션 단계(S4)를 포함한다.
여기서, 도전성 접착제(CA) 도포 단계(S1)를 수행하기 이전에, 먼저, 반도체 기판(110)의 표면에 제1 방향(x)으로 길게 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극들(C141)과 제2 전극들(C142)이 구비된 태양 전지를 준비한다.
여기서, 태양 전지는 제1 전극(C141)과 제2 전극(C142)이 모두 반도체 기판(110)의 후면에 구비된 후면 컨텍 태양 전지일 수 있다. 그러나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 태양 전지는 제1 전극(C141)이 반도체 기판(110)의 전면에, 제2 전극(C142)이 반도체 기판(110)의 후면에 구비된 컨벤셔널 태양 전지도 적용될 수 있다.
이하에서는 후면 컨텍 태양 전지를 일례로 설명한다.
전술한 바와 같이, 후면 컨텍 태양 전지를 준비한 후, 도전성 접착제(CA) 도포 단계(S1)에서는 제1 전극들(C141)과 제2 전극들(C142) 각각의 일부분 위에 도전성 접착제(CA)를 도포할 수 있다.
여기서, 도전성 접착제(CA)가 도포되는 제1, 2 전극들(C141, C142) 각각의 일부분은 도전성 배선(CW)과 제1, 2 전극들(C141, C142) 각각이 교차하는 부분일 수 있다.
아울러, 도전성 배선들(CW) 중 제1 전극(C141)이나 제2 전극(C142)과 절연이 필요한 부분에는 절연층(IL)이 추가적으로 더 형성될 수 있다.
따라서, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면 중에서 제1 전극(C141)과 제1 도전성 배선(CW1)이 교차하는 부분 및 제2 전극(C142)과 제2 도전성 배선(CW2)이 교차하는 부분에는 도전성 접착제(CA)가 도포되어 건조될 수 있다.
아울러, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 전극(C141)과 제2 도전성 배선(CW2)이 교차하는 부분과 제2 전극(C142)과 제1 도전성 배선(CW1)이 교차하는 부분에는 절연층(IL)이 경화되어 형성될 수 있다.
아울러, 여기서, 절연층(IL)의 두께의 두께는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 도전성 접착제(CA)와 도전성 배선(CW)의 접속력을 보다 확실하게 보장하기 위하여, 도전성 접착제(CA)의 두께보다 낮게 형성될 수 있다.
이후, 도전성 배선 배치 단계(S2)에서는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1, 2 전극들(C141, C142) 중 도전성 접착제(CA)가 도포된 일부분과 중첩되도록 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 길게 도전성 배선들(CW)을 배치할 수 있다.
일례로, 도전성 배선들(CW)은 모두 반도체 기판(110)의 후면 위에 배치될 수 있다.
이때, 도전성 접착제(CA)와 절연층(IL)은 이미 건조되거나 경화된 상태이므로, 도전성 배선(CW)은 반도체 기판(110)의 후면에 접착되지 못한 상태일 수 있다.
따라서, 공정의 용이성을 위하여, 절연성 접착부 접착 단계(S3)에서는 도 5, 도 6의 (a) 및 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면의 일부분 및 그 위에 배치된 도전성 배선들(CW)의 일부분 위에 제1 방향(x)으로 길게 절연성 접착부(AT)를 접착시킬 수 있다.
이에 따라, 절연성 접착부(AT)는 반도체 기판(110)의 후면에 배치된 도전성 배선들(CW)을 반도체 기판(110)의 후면 표면에 고정시킬 수 있다.
여기서, 절연성 접착부(AT)의 녹는점은 라미네이션 단계(S4)의 온도보다 낮을 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6의 (a) 및 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 절연성 접착부(AT)는 베이스 필름(BF)의 표면에 접착제(IA)가 형성된 절연성 테이프 형태일 수 있는데, 여기서, 베이스 필름(BF) 및 접착제(IA)의 녹는점은 라미네이션 단계(S4)의 온도보다 낮은 재질이 사용될 수 있다.
일례로, 라미네이션 단계(S4)의 공정 온도가 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도에서 수행되는 경우라면, 베이스 필름(BF) 및 접착제(IA)의 녹는점은 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도보다 낮을 수 있다.
여기서, 베이스 필름(BF)은 라미네이션 단계(S4)의 공정 온도보다 낮은 폴리올레핀(polyolefin) 재질을 포함할 수 있고, 접착제(IA)는 라미네이션 단계(S4)의 공정 온도보다 낮은 아크릴, 실리콘 또는 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이후, 라미네이션 단계(S4)에서는 절연성 접착부(AT)가 접착된 반도체 기판(110)의 전면과 후면에 각각 전면 유리 기판과 후면 기판이 배치되고, 각각의 사이에 에바(EVA)와 같은 밀봉재가 배치된 상태에서, 열과 압력을 수반하는 공정이 수행될 수 있다.
이와 같은 라미네이션 단계(S4)의 온도는 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도에서 수행될 수 있다. 일례로, 라미네이션 단계(S4)의 온도는 165℃에서 수행될 수 있다.
따라서, 라미네이션 단계(S4)에서 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 절연성 접착부(AT)는 라미네이션 단계(S4)의 열 처리 공정에 의해 점성을 가지는 패이스트 상태처럼 연화된 상태에서, 도전성 배선들(CW)의 일부분 위뿐만 아니라 측면까지 접촉된 상태에서 경화될 수 있다.
아울러, 이에 더하여, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 라미네이션 단계(S4)에서 절연성 접착부(AT)는 연화된 상태에서 도전성 배선(CW)과 제1, 2 전극들(C141, C142) 사이의 빈 공간(ES)까지 적어도 일부가 채워진 후, 경화될 수도 있다.
아울러, 이와 같은 라미네이션 단계(S4)에서 도전성 접착제(CA)도 연화된 상태에서, 도전성 배선(CW)에 접속될 수 있다. 그러나, 이는 반드시 필수적인 것은 아니고, 도전성 배선 배치 단계(S2) 이후, 절연성 접착부 접착 단계(S3) 이전에, 도전성 접착제(CA)에 열처리 공정을 수행하여, 도전성 접착제(CA)를 도전성 배선(CW)에 접속시키는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 제조 공정은 도전성 배선들(CW)을 반도체 기판(110)의 후면 위에 배치된 상태에서, 절연성 접착부(AT)로 도전성 배선들(CW)을 반도체 기판(110)의 후면에 고정시키므로, 라미네이션 단계(S4)를 보다 용이하게 수행할 수 있다.
아울러, 또한 본 발명은 라미네이션 단계(S4)에서, 절연성 접착부(AT)가 연화되어, 도전성 배선들(CW)과 제1, 2 전극 사이의 비어 있는 공간(ES) 또는 도전성 배선들(CW)과 반도체 기판(110) 사이의 비어 있는 공간(ES)에 채워진 상태에서 경화되도록 함으로써, 완성된 태양 전지 모듈에 에어 트랩(Air trap)이 발생하는 것을 최소화할 수 있고, 이에 따라, 도전성 배선(CW)이 추후 습기에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지 모듈의 제조 방법에서는 후면 컨텍 태양 전지가 적용되는 경우를 일례로 설명하였지만, 컨벤셔널 태양 전지에서도 적용될 수 잇다.
다만, 컨벤셔널 태양 전지에 적용되는 경우, 도전성 접착제(CA) 도포 단계(S1)에서, 절연층(IL) 형성 공정은 생략될 수 있고, 도전성 배선 배치 단계(S2)에서는 도전성 배선(CW)의 일부분은 반도체 기판(110)의 전면 위에 배치되고, 나머지 일부분은 인접한 다른 태양 전지의 반도체 기판(110)의 후면 위에 배치될 수 있다.
이 외의 다른 부분은 전술한 후면 컨텍 태양 전지가 적용되는 경우와 동일할 수 있다. 이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극들과 제2 전극들을 각각 구비하는 태양 전지들;
    상기 각각의 태양 전지에 구비된 상기 반도체 기판의 표면에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 배치되어, 상기 제1 전극들 또는 상기 제2 전극들에 도전성 접착제를 통해 접속되는 도전성 배선들; 및
    상기 반도체 기판의 표면 중 일부분에 상기 도전성 배선들과 교차하는 상기 제1 방향으로 길게 접착되어, 상기 도전성 배선들 각각을 상기 반도체 기판 및 상기 제1, 2 전극들에 가고정하는 절연성 접착부;를 포함하고,
    상기 절연성 접착부는 상기 반도체 기판의 표면과 중첩되는 상기 반도체 기판의 일부분에서, 상기 도전성 배선들 각각의 후면, 상기 도전성 배선들 사이에 노출되는 상기 반도체 기판의 표면 및 상기 제1, 2 전극들의 표면 위에 접촉하고, 상기 도전성 배선들의 측면 위 및 상기 반도체 기판의 후면과 상기 도전성 배선의 사이의 이격된 공간까지 더 위치하는 태양 전지 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 절연성 접착부는 베이스 필름의 표면에 접착제가 형성된 절연성 테이프 형태인 태양 전지 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 폴리올레핀(polyolefin) 재질을 포함하는 태양 전지 모듈.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 녹는점은 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도보다 낮은 태양 전지 모듈.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 절연성 접착부의 접착제는 아크릴, 실리콘 또는 에폭시 중 적어도 어느 하나를 포함하는 태양 전지 모듈.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 절연성 접착부의 상기 제2 방향 폭은 서로 인접한 두 개의 도전성 배선 사이의 간격보다 큰 태양 전지 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 전극들이 상기 반도체 기판의 후면에 위치하고,
    상기 도전성 배선들은 상기 제1, 2 전극들이 형성된 상기 반도체 기판의 후면에 위치하고,
    상기 절연성 접착부는 상기 제1, 2 전극들이 형성되고, 상기 도전성 배선들이 배치된 상기 반도체 기판의 후면 위에 위치하는 태양 전지 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 각 태양 전지의 반도체 기판은 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑되고,
    상기 반도체 기판의 후면에는 상기 제1 도전성과 반대인 제2 도전성의 불순물이 도핑되는 에미터부; 및 상기 반도체 기판보다 상기 제1 도전성 타입의 불순물을 고농도로 도핑되는 후면 전계부;를 더 포함하고,
    상기 제1 전극들 각각은 상기 에미터부에 접속되고, 상기 제2 전극들 각각은 상기 후면 전계부에 접속되는 태양 전지 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 도전성 배선들은
    상기 제1 전극들에 상기 도전성 접착제를 통해 접속되고, 상기 제2 전극들과의 사이에 절연층에 의해 절연되는 제1 도전성 배선들과
    상기 제2 전극들에 상기 도전성 접착제를 통해 접속되고, 상기 제1 전극들과의 사이에 상기 절연층에 의해 절연되는 제2 도전성 배선들을 포함하는 태양 전지 모듈.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 태양 전지들은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 바로 이웃하여 배열되고, 서로 직렬 연결되는 제1 태양 전지와 제2 태양 전지를 포함하고,
    상기 제1 태양 전지와 상기 제2 태양 전지 사이에는 상기 제1, 2 태양 전지를 서로 직렬 연결하는 인터커넥터를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 인터커넥터는 상기 제1 태양 전지와 상기 제2 태양 전지 사이에서 상기 제1 방향으로 길게 배치되는 태양 전지 모듈.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 인터커넥터에는 상기 제1 태양 전지에 접속된 상기 제1 도전성 배선들과 상기 제2 태양 전지에 접속된 상기 제2 도전성 배선들이 공통으로 접속되는 태양 전지 모듈.
  14. 반도체 기판의 표면에 제1 방향으로 길게 형성되고, 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극들과 제2 전극들 각각의 일부분 위에 도전성 접착제를 도포하는 단계;
    상기 제1, 2 전극들 중 상기 도전성 접착제가 도포된 상기 일부분과 중첩되도록 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 도전성 배선들을 배치하는 단계;
    상기 도전성 배선들을 상기 반도체 기판에 가고정하기 위하여, 상기 반도체 기판 및 상기 도전성 배선들의 일부분의 후면 위 및 상기 도전성 배선들 사이에 노출되는 상기 반도체 기판의 표면 및 상기 제1, 2 전극들의 표면에 상기 제1 방향으로 길게 절연성 접착부를 접착시키는 단계; 및
    상기 절연성 접착부가 접착된 상기 반도체 기판을 라미네이션하는 단계;를 포함하고,
    상기 라미네이션 단계에서 상기 절연성 접착부는 연화된 후 경화되면서 상기 도전성 배선들의 측면 위 및 상기 반도체 기판 후면과 상기 도전성 배선의 사이의 이격된 공간까지 확산되어 위치하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 라미네이션 단계의 온도는 160℃ ~ 170℃ 사이 중 어느 하나의 온도에서 수행되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 절연성 접착부의 녹는점은 상기 라미네이션 단계의 온도보다 낮은 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 절연성 접착부는 베이스 필름의 표면에 접착제가 형성된 절연성 테이프 형태인 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 폴리올레핀(polyolefin) 재질을 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 베이스 필름 및 상기 접착제의 녹는점은 상기 라미네이션 단계의 온도보다 낮은 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 라미네이션 단계에서 상기 절연성 접착부는 연화된 상태에서 상기 도전성 배선과 상기 제1, 2 전극들 사이의 빈 공간까지 적어도 일부가 채워진 후, 경화되는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
KR1020150127488A 2015-09-09 2015-09-09 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 KR101661859B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150127488A KR101661859B1 (ko) 2015-09-09 2015-09-09 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
CN201610815546.1A CN106992224B (zh) 2015-09-09 2016-09-09 太阳能电池模块及其制造方法
EP16001971.7A EP3142154B1 (en) 2015-09-09 2016-09-09 Solar cell module and method for manufacturing the same
JP2016176817A JP6367284B2 (ja) 2015-09-09 2016-09-09 太陽電池モジュール及びその製造方法
CN201910711881.0A CN110379870B (zh) 2015-09-09 2016-09-09 太阳能电池模块及其制造方法
US15/261,365 US10002985B2 (en) 2015-09-09 2016-09-09 Method for manufacturing solar cell module
US15/986,356 US11152525B2 (en) 2015-09-09 2018-05-22 Solar cell module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150127488A KR101661859B1 (ko) 2015-09-09 2015-09-09 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101661859B1 true KR101661859B1 (ko) 2016-09-30

Family

ID=56896304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150127488A KR101661859B1 (ko) 2015-09-09 2015-09-09 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10002985B2 (ko)
EP (1) EP3142154B1 (ko)
JP (1) JP6367284B2 (ko)
KR (1) KR101661859B1 (ko)
CN (2) CN106992224B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106960891A (zh) * 2017-03-09 2017-07-18 杭州福斯特应用材料股份有限公司 一种光伏用透明复合膜及其制备方法与应用
KR20190030881A (ko) * 2017-09-15 2019-03-25 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
KR20190061755A (ko) * 2017-11-28 2019-06-05 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150100146A (ko) * 2014-02-24 2015-09-02 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
CN110168744A (zh) * 2016-12-20 2019-08-23 松下知识产权经营株式会社 太阳能电池模块及太阳能电池模块的制造方法
JP2019080007A (ja) * 2017-10-26 2019-05-23 シャープ株式会社 太陽電池モジュール、配線シートおよびその製造方法
JP7203546B2 (ja) * 2018-09-25 2023-01-13 シャープ株式会社 太陽電池モジュール
JP7317479B2 (ja) * 2018-09-28 2023-07-31 パナソニックホールディングス株式会社 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
WO2021140897A1 (ja) * 2020-01-08 2021-07-15 株式会社カネカ 太陽電池製造方法及び太陽電池
JP7483382B2 (ja) * 2020-01-15 2024-05-15 株式会社カネカ 太陽電池モジュール
CN115136326B (zh) * 2020-03-05 2024-03-12 株式会社钟化 太阳能电池
US20230137353A1 (en) 2020-12-29 2023-05-04 Zhejiang Jinko Solar Co., Ltd. Photovoltaic cell, method for manufacturing same, and photovoltaic module
CN114759097B (zh) * 2020-12-29 2022-10-18 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN115472701B (zh) * 2021-08-20 2023-07-07 上海晶科绿能企业管理有限公司 太阳能电池及光伏组件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013080982A (ja) * 2007-07-13 2013-05-02 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール製造装置
KR20150100145A (ko) * 2014-02-24 2015-09-02 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈의 제조 방법
KR20150100146A (ko) * 2014-02-24 2015-09-02 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4207456B2 (ja) 2002-02-27 2009-01-14 株式会社ブリヂストン 太陽電池モジュール及びそのための仮止め用テープ
DE10239845C1 (de) * 2002-08-29 2003-12-24 Day4 Energy Inc Elektrode für fotovoltaische Zellen, fotovoltaische Zelle und fotovoltaischer Modul
JP2006278710A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP4954783B2 (ja) 2007-05-07 2012-06-20 パナソニック株式会社 圧電素子及び振動型アクチュエータ
US8916416B2 (en) * 2007-09-25 2014-12-23 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of laser-marking laminate layer formed over eWLB with tape applied to opposite surface
JP2011507282A (ja) * 2007-12-18 2011-03-03 デイ４ エネルギー インコーポレイテッド Ｐｖストリングへの縁部アクセス手段を有する太陽電池モジュール、相互接続方法、装置及びシステム
JP4549398B2 (ja) 2008-01-30 2010-09-22 富士フイルム株式会社 電子機器
JP4870100B2 (ja) * 2008-01-30 2012-02-08 日清紡ホールディングス株式会社 テープ状体の配設装置
US20120138117A1 (en) 2008-03-20 2012-06-07 Miasole Thermoplastic wire network support for photovoltaic cells
MY166305A (en) * 2009-12-09 2018-06-25 Solexel Inc High-efficiency photovoltaic back-contact solar cell structures and manufacturing methods using thin planar semiconductor absorbers
WO2013055307A2 (en) * 2010-08-05 2013-04-18 Solexel, Inc. Backplane reinforcement and interconnects for solar cells
DE102011001061B4 (de) * 2011-03-03 2017-10-05 Solarworld Innovations Gmbh Solarzellenverbinder-Elektrode, Solarzellenmodul und Verfahren zum elektrischen Verbinden mehrerer Solarzellen
US9293635B2 (en) * 2012-03-19 2016-03-22 Rec Solar Pte. Ltd. Back junction back contact solar cell module and method of manufacturing the same
CN103579389B (zh) * 2012-07-30 2016-12-21 比亚迪股份有限公司 一种太阳能电池组件及其制备方法
DE112014000655T5 (de) * 2013-02-01 2015-10-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Herstellungsverfahren für ein Solarzellenmodul und Herstellungsvorrichtung für ein Solarzellenmodul
JP6163014B2 (ja) * 2013-05-22 2017-07-12 三菱電機株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
KR102124520B1 (ko) * 2013-10-29 2020-06-18 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR102257808B1 (ko) * 2014-01-20 2021-05-28 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
US20160035907A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-04 Lg Electronics Inc. Solar cell module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013080982A (ja) * 2007-07-13 2013-05-02 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール製造装置
KR20150100145A (ko) * 2014-02-24 2015-09-02 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈의 제조 방법
KR20150100146A (ko) * 2014-02-24 2015-09-02 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106960891A (zh) * 2017-03-09 2017-07-18 杭州福斯特应用材料股份有限公司 一种光伏用透明复合膜及其制备方法与应用
KR20190030881A (ko) * 2017-09-15 2019-03-25 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
KR102474476B1 (ko) * 2017-09-15 2022-12-07 상라오 징코 솔라 테크놀러지 디벨롭먼트 컴퍼니, 리미티드 태양 전지 모듈
KR20190061755A (ko) * 2017-11-28 2019-06-05 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
KR102468703B1 (ko) * 2017-11-28 2022-11-21 상라오 징코 솔라 테크놀러지 디벨롭먼트 컴퍼니, 리미티드 태양 전지 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
US11152525B2 (en) 2021-10-19
CN110379870A (zh) 2019-10-25
JP2017055117A (ja) 2017-03-16
JP6367284B2 (ja) 2018-08-01
EP3142154B1 (en) 2021-06-30
CN106992224A (zh) 2017-07-28
EP3142154A1 (en) 2017-03-15
US20170069778A1 (en) 2017-03-09
CN106992224B (zh) 2019-08-30
US20180342639A1 (en) 2018-11-29
CN110379870B (zh) 2023-03-14
US10002985B2 (en) 2018-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101661859B1 (ko) 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR101658733B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101642231B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101747339B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101542003B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101714778B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101806978B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101788160B1 (ko) 태양 전지 모듈
JP6321099B2 (ja) 太陽電池モジュール
KR101684156B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101816181B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101911844B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101656622B1 (ko) 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR102474476B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101806972B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR102298447B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101816151B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101816180B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101235339B1 (ko) 태양전지 모듈
KR101975586B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101806981B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101806986B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR20160019285A (ko) 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR20170028907A (ko) 태양 전지 모듈
KR20170095175A (ko) 태양 전지 및 태양 전지 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190814

Year of fee payment: 4