KR102542153B1 - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 예에서 태양전지 모듈은 복수 개의 조각 셀들이 중첩부를 갖도록 연결된 스트링과, 상기 중첩부에 배치되는 제1 부분과 상기 제1 부분에서 상기 중첩부 밖으로 노출된 제2 부분을 포함하는 히든 탭을 포함하도록 구성된다.In one example of the present invention, the solar cell module includes a string in which a plurality of piece cells are connected to have an overlapping portion, a first portion disposed in the overlapping portion, and a second portion exposed outside the overlapping portion in the first portion. Hidden It is configured to include tabs.
Description
본 발명은 조각 셀을 슁글드 방식으로 연결한 태양전지 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 스트링을 블록 단위로 구성해서 스트링의 일부를 병렬 연결한 태양전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell module in which piece cells are connected in a shingled manner, and more particularly, to a solar cell module in which strings are configured in block units and part of the strings are connected in parallel.
태양전지는 큰 전기를 생산할 수 있도록 스트링을 구성하고, 또한 외부 환경에서 사용할 수 있게 스트링은 투습 방지와 외부 충격에 보호될 수 있도록 팩키징(packaging)된다. 이처럼 팩키징된 스트링을 우리는 태양전지 모듈이라 부른다.A solar cell configures a string to produce a large amount of electricity, and the string is packaged to prevent moisture permeation and to be protected from external impact so that it can be used in an external environment. We call such a packaged string a solar cell module.
태양전지를 스트링하는 방법 중 하나로, 출력을 높이기 위해 슁글드(shingled) 방식이 제안되었다. 이 슁글드 방식은 태양전지를 일부 겹쳐 배열해 연결한 방식을 말하는데, 슁글드 방식으로 태양전지를 연결할 때, 조각 셀이라고 불리는 태양전지가 사용될 수가 있다. 이 조각 셀은 공장에서 태양전지를 생산할 때 규격화된 크기를 갖도록 생산된 태양전지(이하, 모 셀)를 1/n개로 나눠 만든 것이다.As one of the methods of stringing solar cells, a shingled method has been proposed to increase output. This shingled method refers to a method in which solar cells are partially overlapped and connected. When connecting solar cells in the shingled method, solar cells called piece cells can be used. This piece cell is made by dividing 1/n solar cells (hereinafter referred to as mother cells) produced to have a standardized size when solar cells are produced in a factory.
그런데, 조각셀로 구성된 스트링을 이웃한 스트링에 전기적으로 연결하는 경우에, 조각셀이 슁글드 방식으로 연결되어 있다 보니, 스트링의 일부를 이웃한 스트링의 일부와 연결하기데 어려움이 있다.However, when a string composed of piece cells is electrically connected to an adjacent string, since the piece cells are connected in a shingled manner, it is difficult to connect a part of a string to a part of a neighboring string.
본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 스트링의 일부를 이웃한 스트링의 일부와 손쉽게 연결할 수 있도록 하는데 있다.The present invention has been created in this technical background, and is intended to easily connect a part of a string with a part of an adjacent string.
본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 일 예에서 태양전지 모듈은 복수 개의 조각 셀들이 중첩부를 갖도록 연결된 스트링과, 상기 중첩부에 배치되는 제1 부분과 상기 제1 부분에서 상기 중첩부 밖으로 노출된 제2 부분을 포함하는 히든 탭을 포함하도록 구성된다.The present invention has been conceived from such a technical background, and in one example, a solar cell module includes a string in which a plurality of piece cells are connected to have an overlapping portion, a first portion disposed in the overlapping portion, and a first portion disposed outside the overlapping portion in the first portion. It is configured to include a hidden tab including the exposed second portion.
상기 스트링은 상기 히든 탭을 구비하며, 이웃한 다른 스트링과 나란하게 배치된 복수 개의 스트링을 포함하고, 상기 복수 개의 스트링은 상기 히든 탭의 제2 부분이 공통 연결될 수 있다.The string may include the hidden tap, and may include a plurality of strings arranged in parallel with another neighboring string, and a second portion of the hidden tap may be commonly connected to the plurality of strings.
상기 태양전지 모듈은 일 방향으로 길게 형성된 라인 형상의 인터 커넥터를 더 포함하고, 상기 인터 커넥터는 상기 복수 개의 스트링 각각에서 상기 제2 부분에 연결될 수 있다.The solar cell module may further include a line-shaped interconnector extending in one direction, and the interconnector may be connected to the second part in each of the plurality of strings.
상기 히든 탭의 제2 부분은 상기 스트링의 길이 방향으로 상기 제1 부분에서 돌출 형성될 수 있다.A second portion of the hidden tap may protrude from the first portion in a longitudinal direction of the string.
상기 히든 탭의 제2 부분은 각 스트링에서 이웃한 다른 스트링을 향해 스트링 사이로 돌출 형성되고, 이웃한 두 스트링은 상기 돌출된 제2 부분이 두 스트링 사이에서 중첩해 연결될 수 있다.The second part of the hidden tap may protrude between strings from each string toward another neighboring string, and the two neighboring strings may be connected such that the protruding second part overlaps between the two strings.
상기 히든 탭과 상기 인터 커넥터는 도전체와 상기 도전체를 피복하는 솔더로 구성된 리본, 또는 절연 기재와 상기 절연 기재 내부에 분포된 전도성 파티클로 이뤄진 전도성 필름 중 하나로 구성될 수 있다.The hidden tab and the interconnector may be formed of one of a ribbon composed of a conductor and solder covering the conductor, or a conductive film composed of an insulating substrate and conductive particles distributed inside the insulating substrate.
상기 태양전지 모듈은 상기 히든 탭의 제2 부분과 상기 스트링의 후면 사이에 배치된 절연부재를 더 포함할 수 있다.The solar cell module may further include an insulating member disposed between the second part of the hidden tab and the rear surface of the string.
상기 스트링은 장변과 단변을 갖는 n개의 제1 조각 셀과, 모서리의 일부에 챔퍼를 갖는 m개의 제2 조각 셀을 포함하는 복 수개의 셀 유닛이 반복 배치될 수 있다.In the string, a plurality of cell units including n first sliced cells having long and short sides and m second sliced cells having chamfers at portions of corners may be repeatedly disposed.
상기 셀 유닛은, 2장의 제1 조각 셀과 1장의 제2 조각 셀을 포함하는 육각형 형상일 수 있다.The cell unit may have a hexagonal shape including two first piece cells and one second piece cell.
상기 셀 유닛은, 4장의 제1 조각 셀과 2장의 제2 조각 셀을 포함하는 팔각형 형상일 수 있다.The cell unit may have an octagonal shape including four first piece cells and two second piece cells.
상기 스트링은 상기 복수개의 조각 셀을 동일 개수로 분할한 적어도 2개 이상의 셀 블록으로 나눠지고, 셀 블록 사이마다 상기 히든 탭이 배치될 수 있다. The string may be divided into at least two or more cell blocks obtained by dividing the plurality of fragment cells into the same number, and the hidden tap may be disposed between each cell block.
본 발명의 일 실시예에서는 셀 블록 단위 마다 스트링의 후면으로 노출된 히든 탭이 설치되기 때문에, 스트링을 이웃한 스트링과 간단히 셀 블록 단위로 연결할 수가 있다.In one embodiment of the present invention, since a hidden tap exposed to the rear surface of a string is installed for each cell block unit, it is possible to simply connect a string with an adjacent string in cell block units.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트링을 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4는 셀 유닛의 다른 예들을 보여주는 도면들이다.
도 5는 제1 조각셀과 제2 조각셀의 평면 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 조각 셀의 층간 구성을 보여주는 단면도이다.
도 7은 태양전지로부터 제1 조각 셀과 제2 조각 셀이 형성되는 과정을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 일 예의 태양전지 모듈의 전체 정면 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 히든 탭을 중심으로 이웃한 두 셀 블록이 병렬 연결되는 후면 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 I-I′선에 따른 단면 모습을 보여주는 도면이다.
도 11 및 도 12는 스트링의 처음과 끝에서 엣지 커넥터와 인터 커넥터에 의해 이웃한 두 스트링이 병렬 연결되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 일 예의 따른 태양전지 모듈의 물리적 구성을 보여주는 도면이다.
도 14는 도 13의 등가 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 15 내지 도 17은 다른 예의 히든 탭에 의해 연결된 태양전지 모듈의 평면 모습을 보여주는 도면들이다.1 is a view showing a cross-sectional configuration of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a string according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams showing other examples of cell units.
5 is a view showing a plan view of a first piece cell and a second piece cell.
6 is a cross-sectional view showing an interlayer configuration of a piece cell.
7 is a diagram conceptually illustrating a process of forming a first piece cell and a second piece cell from a solar cell.
8 is a view showing an entire front view of an exemplary solar cell module.
9 is a view showing a rear view in which two cell blocks adjacent to each other are connected in parallel around a hidden tap.
FIG. 10 is a view showing a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 9 .
11 and 12 are views showing how two adjacent strings are connected in parallel by an edge connector and an interconnector at the beginning and end of the string.
13 is a diagram showing a physical configuration of a solar cell module according to an example.
FIG. 14 is a diagram showing an equivalent circuit configuration of FIG. 13 .
15 to 17 are planar views of solar cell modules connected by hidden taps according to another example.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
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 간단히 하거나 생략될 수 있다. 또한, 도면에서 도시하고 있는 다양한 실시예들은 예시적으로 제시된 것이고, 설명의 편의를 위해 실제와 다르게 구성 요소를 단순화해 도시한다.However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description may be simplified or omitted. In addition, various embodiments shown in the drawings are presented by way of example, and for convenience of description, components are simplified and shown differently from actual ones.
이하의 상세한 설명에서는 실시예에 따라 실질적으로 동일한 구성들에 대해서는 동일한 도면번호를 붙이고 필요한 경우에 있어서만 설명을 하도록 한다.In the following detailed description, the same reference numerals are assigned to substantially the same components according to embodiments, and description is given only when necessary.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면 구성을 보여주는 도면이다. 이 도면을 참조로, 일 실시예의 태양전지 모듈의 전체 구성을 개략적으로 설명한다.1 is a view showing a cross-sectional configuration of a solar cell module according to an embodiment of the present invention. Referring to this drawing, the overall configuration of a solar cell module according to an embodiment will be schematically described.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은, 복수 개의 조각 셀들(10)이 중첩부를 갖도록 연결된 스트링(ST)과, 이웃한 두 조각 셀의 중첩부에 위치하고 전면에서 보이지 않도록 설치된 히든 탭(51)을 포함하도록 구성된다. 여기서, 중첩부는 이웃한 두 조각 셀이 전기적 물리적으로 연결될 수 있도록 부분적으로 겹쳐 배열된 영역으로, 일 예에서 이웃한 두 조각 셀이 슁글드(shingled) 방식으로 연결됨으로써 중첩부가 만들어질 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
스트링(ST)은 복수 개의 조각 셀(10)들이 슁글드 방식으로 연결된 어레이(array)로, 일 예에서 스트링(ST)은 셀 블록(31) 단위로 나눠져 이웃한 스트링과 연결될 수 있고, 셀 블록 단위마다 히든 탭(51)이 배치될 수 있다.The string ST is an array in which a plurality of
히든 탭(51)은 이웃한 두 셀 블록(31) 사이에 배치되어, 셀 블록(31)을 전기적 물리적으로 연결하도록 배치될 수가 있다. 히든 탭(51)의 일단(51a)은 중첩부에 배치되어 이웃한 두 조각 셀(31a, 31b)을 전기적 물리적으로 연결하고, 타단(51b)은 중첩부 밖으로 노출되어 셀 블록(31) 단위로 스트링이 이웃한 것과 연결될 수 있는 인터페이스(interface)를 제공한다. The
스트링(ST)은 밀봉재(130)에 의해 실링되며, 전면과 후면으로 각각 제1 커버 부재(110)와, 제2 커버 부재(120)가 위치해 모듈을 구성한다. The string ST is sealed by a
제1 커버 부재(110)는 스트링(ST)의 전면에 배치될 수 있는데, 보다 정확히는 스트링(ST)의 전면에 배치된 밀봉재(130)의 표면 위에 위치하고, 제2 커버 부재(120)는 스트링(ST)의 후면(보다 정확히는 스트링(ST)의 후면에 배치된 밀봉재(130)의 표면 위)에 배치된다. The
이 제1 커버 부재(110) 및 제2 커버 부재(120)는 각기 외부의 충격, 습기, 자외선 등으로부터 스트링(ST)을 보호할 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 그리고 제1 커버 부재(110)는 광이 투과할 수 있는 투광성 물질로 구성되고, 제2 커버 부재(120)는 투광성 물질, 비투광성 물질, 또는 반사 물질 등으로 구성되는 시트로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 커버 부재(110)가 우수한 내구성, 우수한 절연 특성 등을 가지는 유리 기판으로 구성될 수 있고, 제2 커버 부재(120)가 필름 또는 시트 등으로 구성될 수 있고, 이 경우 제2 커버 부재(120)는 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입을 가지거나, 또는 베이스 필름(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))의 적어도 일면에 형성된 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지층을 포함할 수 있다.Each of the
밀봉재(130)는 수분과 산소의 유입되는 것을 방지하기 위해 스트링(ST)에 물리적 화학적으로 접합된다. The
이 밀봉재(130)는 투광성 및 접착성을 가지는 절연 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 밀봉재(130)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 밀봉재(130)는 라미네이션 공정 등에 의하여 제1 및 제2 커버부재(110, 120)와 일체화되어 태양전지 모듈(100)을 구성할 수 있다.The
이하, 도 2를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 스트링에 대해 보다 자세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트링을 보여주는 도면이다.Hereinafter, a string according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2 . 2 is a diagram showing a string according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 스트링(ST)은 직렬 연결된 복수 개의 조각 셀을 포함하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 스트링(ST)은 복수 개의 셀 블록(31)을 포함하도록 구성되고, 셀 블록(31) 사이는 히든 탭(51)에 의해 연결되도록 구성될 수 있다. 그리고, 셀 블록(31)은 형상이 같거나 다른 조각 셀로 이뤄진 셀 유닛(33)을 포함하도록 구성될 수 있다. 도 2에서는 형상이 다른 2 종류의 조각 셀로 이루전 셀 유닛(33)을 예시한다.Referring to FIG. 2 , the string ST of this embodiment may be configured to include a plurality of piece cells connected in series. In one example, the string ST may include a plurality of
본 실시예에서 조각셀들은 슁글드 연결 방식으로 연결되며, 이 조각셀들의 일부가 셀 유닛(33)을 이룬다. 여기서, 슁글드 연결은 이웃하고 있는 두 조각셀이 일부 포개어지도록 위치하고 중첩된 부분(이하 중첩부(OP))에 도전성 부재가 제공되어 이웃하고 있는 두 조각셀이 전기적 물리적으로 연결되는 방식을 말한다. 여기서, 도전성 부재는 일 예로, 에폭시 수지에 도전성 물질이 섞여 있는 도전성 접착제이거나, Sn, Pb와 같은 솔더(solder)일 수 있다.In this embodiment, the piece cells are connected in a shingled connection method, and some of the piece cells form the
셀 유닛(33)은 형상이 다른 2개의 조각셀을 포함하도록 구성될 수 있는데, 일 예로 장축과 단축을 갖는 직사각형 형상의 제1 조각셀(11)과 일부 모서리에 챔퍼(1a)가 형성된 육각형 형상의 제2 조각셀(12)로 구성될 수 있다.The
이 제1 조각셀(11)과 제2 조각셀(12)은 모 셀을 1/n개로 분할해 형성된 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 바람직하게, n은 6개일 수 있다. 모 셀이 6개로 분할되었을 때, 안정적으로 조각 셀을 연결하기도 쉽고, 출력 손실을 최소로 줄일 수가 있다. 여기서 모 셀은 이미 태양 발전에 필요한 구성들, 일 에로 pn 접합을 이루는 반도체 기판, 에미터, 후면 전계부, 전극과 같은 구성들을 포함해 이미 만들어진 태양전지를 말한다. 본 실시예에서 사용되는 조각 셀은 이처럼 이미 태양 발전을 할 수 있도록 만들어진 태양전지를 기계적으로 1/n 개로 분할해 형성된 것일 수 있다.The
이처럼 조각 셀로 스트링을 구성하면, 기존에 태양전지를 만들기 위해 설치된 설비나, 태양전지의 구조를 설계 변경할 필요가 없기 때문에 제조 원가를 효과적으로 줄일 수 있으며, 또한 출력 손실을 최소화할 수 있다. 출력 손실은 태양 전지에서 전류의 제곱에 저항을 곱한 값을 가지게 되는데, 태양 전지의 전류 중에는 태양 전지의 면적 자체에 의하여 발생되는 전류가 있어, 태양 전지의 면적이 커지면 해당 전류도 커지고, 결국 태양 전지의 면적이 커질수록 출력 손실이 커지게 된다. 따라서, 모 셀을 분할해 만든 조각셀로 태양전지 모듈을 구성하면, 줄어든 면적에 비례하게 태양전지에서 발생하는 전류가 줄어 결과적으로 태양전지의 모듈의 출력 손실을 최소화할 수 있다.If the string is composed of the piece cells as described above, manufacturing cost can be effectively reduced and output loss can be minimized because there is no need to change the design of existing equipment or the structure of the solar cell. The output loss has a value obtained by multiplying the resistance by the square of the current in the solar cell. Among the currents in the solar cell, there is a current generated by the area of the solar cell itself. As the area of the solar cell increases, the corresponding current also increases, and eventually the solar cell As the area of , the output loss increases. Accordingly, when a solar cell module is configured with fragment cells made by dividing a mother cell, the current generated from the solar cell is reduced in proportion to the reduced area, and as a result, output loss of the solar cell module can be minimized.
셀 유닛(33)은 모 셀 1장에서 만들어진 조각 셀 전체 중 1/2, 즉 모 셀이 6개로 분할된 경우에 있어 2장의 제1 조각셀(11)과 1장의 제2 조각셀(12)로 구성될 수 있다. 이는 셀 유닛(33)의 디자인을 좋게 하기 위한 것으로, 2장의 제1 조각 셀(11)과 1장의 제2 조각 셀(12)로 만들어진 셀 유닛의 형상은 모 셀을 1/2로 분할 했을 때의 형상을 가질 수 있고, 이 형상은 제2 조각셀(12)의 형상과도 동일하다.The
이를 위해, 셀 유닛(33)에서 2장의 제1 조각 셀(11)과 1장의 제2 조각 셀(12)은 제1 조각셀 - 제1 조각셀 - 제2 조각셀 순서로 배치가 된다.To this end, in the
셀 블록(31)은 이처럼 구성된 복수 개의 셀 유닛(33)을 포함하며, 바람직하게 하나의 셀 블록(31)은 7개의 셀 유닛(33)을 포함할 수가 있다. 본 실시예에서 셀 블록(31)은 히든 탭(51)에 의해 연결되는 단위로, 스트링(ST)은 이 같은 복수 개의 셀 블록(31)이 히든 탭(51)에 의해 연결됨으로써 구성된다. 이처럼, 본 실시예에서는 스트링(ST)을 복수 개의 셀 블록(31)으로 나눠 히든 탭(51)에 의해 연결함으로써 스트링(ST)의 일부(즉, 셀 블록)를 이웃한 다른 스트링의 일부와 손쉽게 연결될 수가 있다.. 일 실시에에서, 셀 블록(31)은 이웃한 스트링의 셀 블록에 병렬 연결될 수가 있는데 히든 탭 사이를 전기적으로 연결하는 것으로 셀 블록들을 병렬 연결할 수가 있다. 이에 대해서는 자세히 후술된다.The
히든 탭(51)은 셀 블록(31)의 일단에 배치된 단부 조각 셀(E1)과 다른 셀 블록의 선두에 배치된 선단 조각 셀(E2) 사이의 중첩부(OP)에 배치되어 이웃한 두 셀블록(31) 모두에 전기적으로 연결되도록 배치가 된다. 그리고, 중첩부(OP)에 배치된 히든 탭(51)의 일부는 스트링(ST)의 후면으로 노출되며, 이 노출된 부분에 인터 커넥터(미도시)와 같은 연결 부재가 연결됨으로써 이웃한 다른 스트링의 셀 블록과 전기적으로 공통 연결될 수가 있다.The hidden
일 예에서, 히든 탭(51)의 일부는 각각 단부 조각 셀(E1)의 전면에 연결되고, 타단은 선단 조각 셀(E2)의 후면에 연결되어 셀 블록(31) 사이를 직렬 연결시키며 셀 블록(31)마다 위치할 수가 있다.In one example, a part of the hidden
한편, 이상의 설명에서는 셀 유닛(33)이 2장의 제1 조각 셀(11)과 1장의 제2 조각 셀(12)로 구성되어 전체적으로 제2 조각 셀(12)과 동일하게 육각형 형상을 갖도록 구성되는 예를 설명하였다.Meanwhile, in the above description, the
그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 형태로 셀 유닛(33)은 구성될 수가 있다. 일 예에 의한 다양한 형상의 셀 유닛(33)이 도 3 및 도 4를 통해 예시되고 있다.However, the present invention is not limited thereto and the
도 3은 4장의 제1 조각 셀(11)과 2장의 조각 셀(12)로 구성된 8각형 형상의 셀 유닛(33)을 예시한다. 이 예에서, 4장의 제1 조각 셀(11)들이 슁글드 방식으로 연속해서 연결되며, 4장의 제1 조각 셀(11)들의 앞단과 후단에 각각 제2 조각 셀(12)이 슁글드 방식으로 연결되어 전체적으로 8각형 형상의 셀 유닛(33)을 구성할 수가 있다.3 illustrates an
이 같은 8각형 형상은 모 셀의 형상과 실질적으로 동일하므로, 디자인 면에서 사람들에게 안정감을 줄 수가 있는 장점이 있고, 또한 1장의 모 셀에서 만들어진 전체 조각셀을 이용해 하나의 셀 유닛(33)을 구성할 수 있는 장점 역시 있다.Since this octagonal shape is substantially the same as the shape of the mother cell, it has the advantage of giving people a sense of stability in terms of design, and also one
도 4는 장변과 단변을 갖는 제1 조각 셀(11)로만 셀 유닛(33)이 구성된 예를 도시하며, 일 예에서 셀 유닛(33)은 이와 같이 제1 조각 셀(11)로만 구성되는 것 역시 가능하며, 도시하지는 않았지만 제2 조각셀(12)들로만 셀 유닛이 구성되는 것 역시 가능하다.4 shows an example in which the
이처럼, 본 발명의 태양전지 모듈에서 셀 유닛(33)은 특별한 제한이 없는 한 여기서 설명한 예들 뿐만 아니라, 설명되지 않은 다양한 형상을 갖도록 배치될 수가 있음은 물론이다.As such, it goes without saying that in the solar cell module of the present invention, the
이하, 제1 및 제2 조각셀에 도 5를 참조로 자세히 설명한다. 도 5는 제1 조각셀과 제2 조각셀의 평면 모습을 도시한 것으로, (A)는 제1 조각 셀을, (B)는 제2 조각 셀을 도시하며, 이 도 5에서는 조각 셀의 일 면, 예로 후면을 보이도록 도시한 것이다.Hereinafter, the first and second piece cells will be described in detail with reference to FIG. 5 . 5 is a plan view of a first piece cell and a second piece cell, (A) shows a first piece cell, (B) shows a second piece cell, and in FIG. 5 one piece cell If, for example, it is shown to show the rear.
제1 조각 셀(11)은 제1 방향(도면의 x축 방향)으로 짧은 단변(11a)과 제2 방향(도면의 y축 방향)으로 긴 장변(11b)을 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 이후에 설명되지만, 이 제1 조각 셀(11)은 모 셀의 일부 영역이 복수 개로 나눠져 형성될 수 있다. 여기서, 장변(11b)과 단변(11a)의 종횡비(단변/장변)는 1/2 ~ 1/12인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1/6이다. The
제1 조각 셀(11)의 후면으로는 제1 전극(42)이 배치된다. 바람직한 한 형태에서, 제1 전극(42)은 제2 방향(도면의 y축 방향)으로 이웃한 것과 일정 거리 떨어져 배치된 복수의 제1 핑거 전극(42a)과 제1 핑거 전극(42a)의 단부를 연결하면서 제2 방향으로 길게 형성되는 제1 버스바 전극(42b)을 포함할 수 있다. A
복수의 제1 핑거 전극(42a)은 제1 방향(도면의 x축 방향)으로 일측 단변에서 타측 단변을 향해 연장되고, 제2 방향에서 이웃한 것과 일정한 거리로 떨어지도록 형성된다.The plurality of
그리고, 제1 버스바 전극(42b)은 일측 장변을 따라 길게 배치되고, 타측 장변보다는 일측 장변에 이웃하게 배치가 되어 상기 복수의 제1 핑거 전극(42a)의 단부를 연결하도록 형성된다. 제1 버스바 전극(42b)은 복수의 제1 핑거 전극(42a)을 전기적으로 연결할 뿐만 아니라, 패드로써 기능한다. 여기서, 패드는 슁글드 방식으로 이웃한 조각 셀을 연결할 때 이웃한 두 조각 셀이 전기적 물리적으로 연결될 수 있도록 하는 인터페이스를 말한다.In addition, the first
따라서 바람직한 한 형태에서, 물리적 전기적 연결을 좋게 하기 위해서 제1 핑거 전극(42a)의 선 폭보다 제1 버스바 전극(42b)의 선 폭이 큰 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 참고로 도면에서는 제1 버스바 전극(42b)의 전체 선폭이 제1 핑거 전극(42a)의 선폭보다는 크게 형성되는 것을 도시하고 있으며, 다른 형태로 제1 버스바 전극(42b)은 제1 핑거 전극과 동일한 선폭을 가지며 제1 버스바 전극에 부분적으로 제1 버스바 전극의 선폭보다 두꺼운 선폭을 갖도록 형성된 패드를 별도로 구비할 수도 있다.Therefore, in a preferred form, it is preferable that the line width of the first
이 같은 구성에 의하면, 슁글드 연결 방식으로 2개의 조각 셀이 연결될 때, 어느 한 조각 셀의 제1 버스바 전극(42b)이 중첩부를 따라 길게 배치되고, 이와 마주하게 다른 조각 셀의 패드(또는 다른 버스바 전극)가 위치해 도전성 부재에 의해 두 조각 셀은 전기적 물리적으로 연결될 수 있다.According to this configuration, when two piece cells are connected in the shingled connection method, the first
제2 조각 셀(12)은 제1 조각 셀(11)과 비교해 실질적으로 동일한 구성, 즉 셀을 구성하는 모든 요소들(일 예로, pn 접합을 이루는 반도체 기판이나 에미터, 후면 전계부 등)이 동일하게 구성되며, 형상에 있어서만 다소 차이가 있다. The
제2 조각 셀(12)은 장변(12b)과 단변(12a)이 만나는 모서리 중 일부가 챔퍼(1a)를 갖도록 구성되어 전체적으로 직사각형에 가까운 육각형 형상을 갖는다는 점에서 제1 조각 셀(11)과 차이가 있다.The second
제2 조각 셀(12)에서, 제1 버스바 전극(42b)은 챔퍼(1a)가 형성된 일측보다 마주하는 타측 장변(12b)에 이웃하도록 배치되는 것이 바람직하다. 복수 개의 조각셀을 슁글드 연결 방식으로 연결할 때, 순서적으로 새로운 조각셀의 후면 일부가 앞선 조각 셀의 전면 일부와 중첩부를 구성하도록 배치되어야 조각셀을 연결하기 편리하다. 그런데, 본 실시예에서 제2 조각 셀(12)은 제1 조각 셀(11)과 같이 셀 유닛(33)을 구성하며, 이 셀 유닛(33)에서 제2 조각셀은 제2 조각셀과 동일한 모양의 셀 유닛을 형성하기 위해서 맨 마지막 순서로 배치가 된다. 때문에, 제2 조각 셀(12)의 후면에서 패드로 기능하는 제2 버스바 전극(44b)은 타측 장변에 이웃하도록 배치되는 것이 바람직하다.In the
이 같은 전극 구성을 갖는 제1 및 제2 조각셀은 도 6에서 예시하는 바와 같이 구성됨으로써 모셀의 전면과 후면으로 입사되는 빛을 모두 수광할 수 있는 양면 수광형 태양전지로 구성될 수 있다.The first and second piece cells having such an electrode configuration may be configured as a double-sided light-receiving solar cell capable of receiving both light incident on the front and rear surfaces of the mo cell by being configured as illustrated in FIG. 6 .
태양 전지(10)는, 반도체 기판(12)과, 반도체 기판(12)에 또는 위에 형성되는 도전형 영역(20, 30)과, 도전형 영역(20, 30)에 연결되는 전극(42, 44)을 포함해 구성되는 양면 수광형 태양전지일 수 있으며, 또한 본 실시예의 태양 전지(10)는 반도체 기판(12)을 기반으로 하는 결정질 태양 전지일 수 있다. 일 예로, 도전형 영역(20, 30)은 서로 다른 도전형을 가지는 제1 도전형 영역(20)과 제2 도전형 영역(30)을 포함할 수 있고, 전극(42, 44)은 제1 도전형 영역(20)에 연결되는 제1 전극(42)과 제2 도전형 영역(30)에 연결되는 제2 전극(44)을 포함할 수 있다. The
반도체 기판(12)은 제1 또는 제2 도전형 도펀트를 상대적으로 낮은 도핑 농도로 포함하며, 결정형, 일 예로 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘 기판 중 어느 하나일 수 있다. 이때, 반도체 기판(12)의 전면 및 후면 중 적어도 하나에는 반사를 최소화할 수 있도록 피라미드 등의 형태의 요철을 가지는 텍스쳐링(texturing) 구조 또는 반사 방지 구조가 구비될 수 있다. 도면에서는 양면 수광형 태양전지에 맞춰 전면 및 후면에 모두 요철이 형성된 경우를 예시한다.The
도전형 영역(20, 30)은, 반도체 기판(12)의 일면(일 예로, 전면) 쪽에 위치하며 제1 도전형을 가지는 제1 도전형 영역(20)과, 반도체 기판(12)의 다른 일면(일 예로, 타면) 쪽에 위치하며 제2 도전형을 가지는 제2 도전형 영역(30)을 포함할 수 있다. 도전형 영역(20, 30)은 반도체 기판과 다른 도전형을 가지거나, 반도체 기판(12)보다 높은 도핑 농도를 가질 수 있다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30)이 반도체 기판(12)의 일부를 구성하는 도핑 영역으로 구성되어, 반도체 기판(12)과의 접합 특성을 향상할 수 있다. 이때, 제1 도전형 영역(20) 또는 제2 도전형 영역(30)은 균일한 구조(homogeneous structure), 선택적 구조(selective structure) 또는 국부적 구조(local structure)를 가질 수 있다. The
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30) 중 적어도 하나가 반도체 기판(12)의 위에서 반도체 기판(12)과 별개로 형성될 수 있다. 이 경우에 제1 또는 제2 도전형 영역(20, 30)이 반도체 기판(12) 위에 쉽게 형성될 수 있도록 반도체 기판(12)과 다른 결정 구조를 가지는 반도체층(예를 들어, 비정질 반도체층, 미세 결정 반도체층, 또는 다결정 반도체층, 일 예로, 비정질 실리콘층, 미세 결정 실리콘층 또는 다결정 실리콘층)으로 구성될 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and at least one of the first and second
제1 및 제2 도전형 영역(20, 30) 중 반도체 기판(12)과 다른 도전형을 가지는 하나의 영역은 에미터 영역의 적어도 일부를 구성한다. 제1 및 제2 도전형 영역(20, 30) 중 베이스 영역(14)과 동일한 도전형을 가지는 다른 하나는 전계(surface field) 영역의 적어도 일부를 구성한다. 일 예로, 본 실시예에서는 반도체 기판(12) 및 제2 도전형 영역(30)이 제2 도전형으로 n형을 가지고, 제1 도전형 영역(20)이 p형을 가질 수 있다. 그러면, 반도체 기판(12)과 제1 도전형 영역(20)이 pn 접합을 이룬다. 이러한 pn 접합에 광이 조사되면 광전 효과에 의해 생성된 전자가 반도체 기판(12)의 후면 쪽으로 이동하여 제2 전극(44)에 의하여 수집되고, 정공이 반도체 기판(12)의 전면 쪽으로 이동하여 제1 전극(42)에 의하여 수집된다. 이에 의하여 전기 에너지가 발생한다. 그러면, 전자보다 이동 속도가 느린 정공이 반도체 기판(12)의 후면이 아닌 전면으로 이동하여 효율이 향상될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 기판(14) 및 제2 도전형 영역(30)이 p형을 가지고 제1 도전형 영역(20)이 n형을 가지는 것도 가능하다. 또한, 반도체 기판(12)이 제2 도전형 영역(30)과 동일하고 제1 도전형 영역(20)과 반대되는 도전형을 가질 수 있다. Among the first and second
이때, 제1 또는 제2 도전형 도펀트로는 n형 또는 p형을 나타낼 수 있는 다양한 물질을 사용할 수 있다. p형 도펀트로는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있다. n형일 경우에는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있다. 일 예로, p형 도펀트가 보론(B)이고 n형 도펀트가 인(P)일 수 있다. In this case, as the first or second conductivity-type dopant, various materials capable of exhibiting n-type or p-type may be used. As the p-type dopant, a Group 3 element such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or indium (In) may be used. In the case of the n-type, a group 5 element such as phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb) may be used. For example, the p-type dopant may be boron (B) and the n-type dopant may be phosphorus (P).
그리고 반도체 기판(12)의 전면 위(좀더 정확하게는, 반도체 기판(12)의 전면에 형성된 제1 도전형 영역(20) 위)에 제1 절연막인 제1 패시베이션막(22) 및/또는 반사 방지막(24)이 위치(일 예로, 접촉)할 수 있다. 그리고 반도체 기판(12)의 후면 위(좀더 정확하게는, 반도체 기판(12)의 후면에 형성된 제2 도전형 영역(30) 위)에 제2 절연막인 제2 패시베이션막(32)이 위치(일 예로, 접촉)할 수 있다. 제1 패시베이션막(22), 반사 방지막(24) 및 제2 패시베이션막(32)은 다양한 절연 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 제1 패시베이션막(22), 반사 방지막(24) 또는 제2 패시베이션막(32)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 알루미늄 산화막, 실리콘 탄화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. And, on the entire surface of the semiconductor substrate 12 (more precisely, on the first conductive region 20 formed on the entire surface of the semiconductor substrate 12), a first passivation film 22 that is a first insulating film and/or an antireflection film (24) can be positioned (eg, contacted). And, on the back surface of the semiconductor substrate 12 (more precisely, on the second
제1 전극(42)은 제1 절연막을 관통하는 개구부를 통하여 제1 도전형 영역(20)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극(44)은 제2 절연막을 관통하는 개구부를 통하여 제2 도전형 영역(30)에 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 전극(42, 44)은 다양한 전도성 물질(일 예로, 금속)으로 구성되며 다양한 형상을 가질 수 있다. The
상술한 바와 같이 일 실시예에서 사용되는 제1 조각셀과 제2 조각셀은 모 셀을 복수 개로 분할해 형성될 수 있는데, 이에 대해 도 5를 참조로 설명한다. 도 7은 모 셀로부터 조각셀이 어떻게 형성되는지 보여주는 모식도이다.As described above, the first piece cell and the second piece cell used in one embodiment may be formed by dividing a mother cell into a plurality of pieces, which will be described with reference to FIG. 5 . 7 is a schematic diagram showing how fragment cells are formed from a mother cell.
모 셀(1)은 바람직하게 각 모서리에 챔퍼(1a)가 형성된 대략 8각형 형상을 갖는 태양전지이다. 모 셀(1)은 제1 방향(도면의 x축 방향)으로의 장변과 제2 방향(도면의 y축 방향)으로의 장변이 실질적으로 동일한 대략 정사각형의 형상이나, 각 모서리에 챔퍼(1a)가 형성됨으로써 전체적으로 8각형의 형상을 갖는다.The
모 셀(1)은 원형 형상의 잉곳(ingot)(단결정 기준)으로부터 제조되고, 최대한 넓은 면적을 가질 수 있도록 하기 위해 모서리에 챔퍼(1a)를 갖는 대략 8각형 형상으로 만들어진다.The
이 같은 형상의 모 셀(1)은 제1 방향(도면의 x축 방향)으로 이웃한 것과 일정한 간격을 갖도록 배치된 스크라이빙 선(SL)에 맞춰 복수 개로 나눠지게 된다. 스크라이빙 선(SL)은 제1 방향 또는 제2 방향의 장변과 나란하게 일측 장변에서 타측 장변을 향해 길게 연장된다. 도면에서는 스크라이빙 선(SL)이 제2 방향(도면의 y축 방향)의 장변과 나란하게 배치되는 것을 예시한다. The
모 셀(1)은 이 스크라이빙 선(SL)을 기준으로, 복수 개로 분할되어 조각 셀을 이루게 되는데, 모 셀의 크기, 조각 셀의 출력, 스트링을 이루는 조각 셀의 개수 등 제조 공정의 다양한 변수를 고려해 분할되는 조각 셀의 개수는 결정되고, 이러한 공정 조건 등을 고려할 때 모 셀(1)은 2개 ~ 12개로 분할될 수 있다. 도면에서는, 모 셀(1)이 셀 유닛(33)에 맞춰 6개로 분할되는 것을 예시한다. 모 셀(1)이 2 개로 분할되면 복수 개로 분할될 때와 비교해 모 셀에 가해지는 손상(예로, 레이저에 의한 열 충격 등)을 최소로 줄일 수가 있고, 12개보다 커지면 조각 셀의 크기가 작아 조각 셀을 슁글드 방식으로 연결하기가 어렵다.The
모 셀(1)은 스크라이빙 선(SL)에 의해 균등하게 분할될 수 있는데, 모 셀(1)은 크게 제1 내지 제3 영역(A1 ~ A3)으로 구분할 수가 있다. 제1 영역(A1) 은 일측 장변에서 제1 스크라이빙 선(SL1) 사이, 그리고 제2 영역(A2)은 및 타측 장변에서 제2 스크라이빙 선(SL2) 사이의 영역으로, 이 제1 및 제2 영역(A1, A2)은 챔퍼(1a)를 포함하는 영역으로, 이 제1 및 제2 영역(A1, A2)이 제1 및 제2 스크라이빙 선(SL1, SL2)에 의해 조각 셀로 분할되면, 이 제1 영역(A1)은 모서리에 형성된 챔퍼로 인해 육각형의 제2 조각셀(12)을 형성하게 된다. 그리고, 제3 영역(A3)은 제1 스크라이빙 선(SL1)과 제2 스크라이빙 선(SL2) 사이에 존재하는 영역으로 이 제2 영역(A2)은 사각형 형상을 가지고 있다. 따라서, 이 제3 영역(A3)을 분할하는 제3 스크라이빙 선(SL3)에 의해, 제3 영역(A3)은 복수 개로 분할되며, 직사각형의 제1 조각셀(11)로 만들어진다.The
한편, 상술한 바와 같이, 일 예의 스트링(ST)은 셀 유닛(33)을 최소 단위로 구성되는데, 일 예에서 셀 유닛(33)은 2 장의 제1 조각셀(11)과 1 장의 제2 조각셀(12)을 포함한다. 따라서, 이처럼 모 셀(1)을 6 장의 조각셀로 분할하면, 1장의 모 셀(1)은 2장의 셀 유닛(33)을 구성할 수가 있어 모 셀(1)에서 분할된 전체 조각 셀(본 실시예에서는 2장의 제1 조각셀과 4장의 제2 조각셀)을 스트링을 형성하는데 이용할 수가 있다.On the other hand, as described above, the string ST of one example is composed of a
이상의 설명은 모 셀(1)이 챔퍼(1a)를 가지고 있어 형상이 다른 2 종류의 제1 조각 셀(11)과 제2 조각 셀(12)로 분할되는 일 예를 설명하나, 모 셀(1)은 형상이 같은 조각 셀로 분할될 수도 있다. 일 예로, 모 셀(1)은 모 셀(1)의 중심을 지나는 스크라이빙 선을 따라 2장의 조각 셀로 분할될 수 있고, 또는 모 셀(1)이 챔퍼(1a)를 가지지 않는 직사각형 형상을 가지는 경우에, 이 모 셀은 장변과 단변을 갖는 사각형 형상들로만 분할 될 수도 있다.The above description describes an example in which the
이하, 도 8 내지 도 12를 참조로 태양전지 모듈의 스트링간 연결 관계를 설명한다. 도 8은 일 예의 태양전지 모듈의 전체 정면 모습을 보여주며, 도 9은 히든 탭을 중심으로 이웃한 두 셀 블록이 병렬 연결되는 후면 모습을 보여주며, 도 10은 도 9의 I-I′선에 따른 단면 모습을, 도 11 및 도 12는 스트링의 처음과 끝에서 엣지 커넥터와 인터 커넥터에 의해 이웃한 두 스트링이 병렬 연결되는 모습을 각각 도시한 것이다.Hereinafter, connection relationships between strings of solar cell modules will be described with reference to FIGS. 8 to 12 . FIG. 8 shows an overall front view of an exemplary solar cell module, FIG. 9 shows a rear view in which two cell blocks adjacent to each other are connected in parallel around a hidden tap, and FIG. 11 and 12 are cross-sectional views, each showing a state in which two adjacent strings are connected in parallel by an edge connector and an interconnector at the beginning and end of the string.
이 도면들을 참조하면, 본 실시예의 태양전지 모듈(100)은 병렬 연결된 복수 개의 스트링(ST1~ST6)을 포함하도록 구성된다. 각 스트링(ST1~ST6)은 상술한 바와 같이, 조각 셀들이 셀 유닛(33)을 최소 단위로 셀 블록(31)을 구성하고, 셀 블록(31)은 이웃한 것(도면의 y축 방향으로 스트링 방향과 동일)과 히든 탭(51)에 의해 직렬 연결된 구성을 갖는다. 바람직하게, 각 스트링(ST1~ST6)에서, 7개의 셀 유닛(331 ~ 337)이 하나의 셀 블록(31a, 31b, 31c)을 구성하고, 3개의 셀 블록(31a ~ 31c)이 모여 하나의 스트링을 구성할 수가 있다.Referring to these drawings, the
셀 유닛(33)에서 각 조각 셀은 제2 방향(도면의 y축 방향)에서 이웃한 것과 슁글드 연결 방식으로 연결되면서 이웃한 것과 전기적으로 직렬 연결(조각 셀은 후면과 전면에 나눠 제1 전극과 제2 전극이 배치되고, 슁글드 연결에 의해 이웃한 두 조각셀의 제1 전극과 제2 전극이 연결되므로)되고, 또한 히든 탭(51)에 의해 셀 블록 사이는 전기적으로 직렬 연결되므로, 각 스트링(ST1~ST6)에서 조각 셀 전체는 직렬 연결된다.In the
히든 탭(51)은 제1 부분(511)과, 이 제1 부분(511)에서 돌출된 복수 개의 제2 부분(513)을 포함해 구성될 수 있다. The hidden
제1 부분(511)은 얇은 띠 형상을 가지며, 제1 방향(도면의 x축 방향)으로 길게 형성된다. 제2 부분(513)은 제1 부분(511)보다 큰 폭을 가지고 제2 방향(도면의 y축 방향)으로 제1 부분(511)에서 돌출 형성된다. 바람직하게, 제2 부분(513)은 복수 개로 구성되나, 이에 한정되는 것은 아니고 접촉 저항, 인터 커넥터와의 연결성 등을 고려해 그 폭이나 개수가 결정될 수 있다.The
제1 부분(511)은 제2 방향으로 이웃하는 두 셀 블록(31a, 31b) 중, 제1 셀 블록(31a)의 맨 마지막에 배치된 제2 조각 셀(12E)의 일부, 그리고 제2 셀 블록(32)의 맨 처음에 배치된 제1 조각 셀(11F)의 일부가 각각 포개어져 만들어진 중첩부(OP)에 전면에서 보이지 않도록 배치가 된다. The
보다 정확히는 중첩부(OP)에 배치되는 제1 부분(511)은 제2 조각 셀(12E)의 전면 일측(히든 탭에 가까운 측면), 제1 조각 셀(11F)의 후면 타측에 각각 마련된 패드나 제1 버스바 전극에 면접하도록 포개어지게 위치하고 이 들은 도전성 부재(CA)에 의해 물리적 전기적으로 연결될 수가 있다. 이에 의해서, 이웃하고 있는 두 셀 블록(31a, 31b)은 직렬 연결될 수가 있다.More precisely, the
제2 부분(513)은 제2 방향(또는 스트링의 길이 방향)으로 제1 부분(511)에서 돌출되어 중첩부(OP) 밖으로 히든 탭(51)의 일부를 외부로 노출시키도록 구성된다. 그리고, 히든 탭(51)의 제2 부분(513) 제1 조각 셀(11F)의 후면 사이로는 절연 부재(IM)가 더 위치해 이 둘 사이를 전기적으로 절연시키도록 구성될 수가 있다. 일 예로, 이 절연 부재(IM)는 절연성 수지일 수가 있으나, 둘 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 다앙한 것들이 사용될 수 있다.The
각 스트링(ST1~ST6)에서, 스트링은 스트링의 시작과 끝에 배치되는 엣지 커넥터(53)를 더 포함해 구성될 수 있다. 일 예로, 각 스트링(ST1~ST6)의 시작 부분에는 제1 조각 셀(11S)이 배치될 수 있고, 끝에는 제2 조각 셀(12E)이 배치될 수 있다.In each of the strings ST1 to ST6, the string may further include
엣지 커넥터(53)는 제1 방향(도면의 x축 방향)으로 길게 형성되는 라인부(531)와 라인부(531)에서 제2 방향(도면의 y축 방향)으로 돌출 형성되는 돌출부(533)를 포함하도록 구성될 수 있고 이 형상을 실질적으로 히든 탭과 동일할 수 잇다. 여기서, 제1 조각 셀(11S)에 배치되는 엣지 커넥터(53)는 제1 조각 셀(11S)의 전면과 후면 중 어느 한 면에 부착되고, 제2 조각 셀(12E)에 배치되는 엣지 커넥터(53)는 제2 조각 셀(12E)의 반대 면에 부착될 수가 있다.The
바람직하게, 제1 조각 셀(11S) 및 제2 조각 셀(12E)에서 엣지 커넥터(53)의 라인부(531)는 패드 또는 제1(또는 제2) 버스바 전극(미도시)과 면접하도록 배치되고, 도전성 부재(CA)에 의해 전기적 물리적으로 연결될 수가 있다.Preferably, in the
이처럼 각 스트링에 배치된 히든 탭(51) 및 엣지 커넥터(53)는 각각 제1 및 제2 인터 커넥터(61, 63)에 의해 전기적으로 연결될 수가 있다.In this way, the hidden
제1 인터 커넥터(61)는 스트링 중간에서 각 스트링(ST1~ST6)에서 셀 블록을 연결하는 히든 탭(51)을 이웃한 스트링과 병렬로 연결시킨다. 이 제1 인터 커넥터(61)는 라인 형상을 가지며, 제1 스트링(ST1)부터 마지막에 배치된 제6 스트링(ST6)을 가로지르도록 배치가 되고, 각 스트링(ST1~ST6)에서 히든 탭(51), 보다 정확히는 히든 탭(51)의 제2 부분(513)과 물리적으로 접합된다. 물리적 접합은 바람직한 한 형태에서, 모재간 솔더를 통한 솔더링(soldering)이나 이에 한정되는 것은 도전성 부재(CA)에 의해 접합될 수도 있다.The
제2 인터 커넥터(63)는 제1 인터 커넥터(61)에 나란하게 스트링의 단부에 배치가 되고, 스트링의 단부에 연결된 엣지 커넥터(53)와 물리적으로 접합된다. 제2 인터 커넥터(63)는 제1 인터 커넥터(63)와 비교해 물리적 구성은 실질적으로 동일한 구성이므로 그 상세한 설명은 생략한다. 보다 정확히 이 제2 인터 커넥터(63)는 엣지 커넥터(53)의 돌출부(533)와 교차하도록 배치될 수가 있다.The
이 같은 구성에 의해, 각 스트링(ST1~ST6)은 직렬 연결되고 각 스트링의 셀 블록 별로 병렬 연결될 수가 있다. 이 같은 구성에 의하면, 스트링의 일부가 셧 다운되더라도 우회 경로가 형성되기 때문에 스트링의 일부, 보다 정확히는 셀 블록 별로 정상적인 동작이 가능하다.With this configuration, each string (ST1 to ST6) can be connected in series and connected in parallel for each cell block of each string. According to this configuration, even if part of the string is shut down, normal operation is possible for part of the string, more precisely, for each cell block, because a detour path is formed.
이하, 도 13 및 도 14를 참조로 본 실시예에 따른 태양전지 모듈의 회로 구성에 대해 설명한다. 도 13은 본 실시예에 따른 태양전지 모듈의 물리적 구성을, 도 14는 도 13의 등가 회로 구성을 보여주는 도면이다.Hereinafter, the circuit configuration of the solar cell module according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14 . FIG. 13 is a diagram showing a physical configuration of a solar cell module according to the present embodiment, and FIG. 14 is a diagram showing an equivalent circuit configuration of FIG. 13 .
이 도면을 참조하면, 본 실시예의 태양전지 모듈(100)은 스트링의 후면에 배치되고, 바이패스 다이오드(BD)가 내장된 정션 박스(junction box, JB)를 포함하며, 일 예에서 바이패스 다이오드(BD)는 직렬 연결된 제1 내지 제3 바이패스 다이오드(BD1 ~ BD3)를 포함하도록 구성된다.Referring to this figure, the
도면에 도시된 바에 따르면, 각 스트링(ST1~ST6)은 제1 내지 제3 셀 블록(31a~31c)을 포함하도록 구성되며, 각 스트링(ST1~ST6)에 배치된 제1 셀 블록(31a) 내지 제3 셀 블록(32b~31c)은 히든 탭(51), 엣지 커넥터(53) 그리고 제1 인터 커넥터(61)와 제2 인터 커넥터(51, 53)에 의해 병렬 연결되도록 구성된다.As shown in the drawing, each string ST1 to ST6 is configured to include first to
또한, 본 실시예의 태양전지 모듈(100)은 모듈의 후면으로 배치되는 버싱 커넥터(65a~65d)를 더 포함하도록 구성된다. 이 버싱 커넥터(65a~65d)는 인터 커넥터(51, 53)와 바이패스 다이오드(BD1~B3)를 연결시켜 스트링의 일부에 역바이어스가 걸리더라도 이 역바이어스를 바이패스 다이오드쪽으로 우회시켜 스트링이 오프(off)되는 것을 방지한다.In addition, the
버싱 커넥터(65a~65d)는 제2 방향(도면의 y축 방향)으로 긴 라인 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 다른 버싱 커넥터와 나란하게 배치될 수 있다. 도면에서는 정션 박스(JB)가 스트링의 일 측에 가깝고 타 측에는 멀도록 배치되어 제1 버싱 커넥터(65a)가 가장 짧고 제4 버싱 커넥터(65d)가 가장 길게 형성되는 것을 예시하나, 정션 박스(JB)는 선택에 따라 그 위치가 변경될 수 있고, 버싱 커넥터의 길이 역시 이에 맞춰 조정될 수가 있다.The bussing
제1 버싱 커넥터(65a)는 스트링의 선단에 배치된 제2 인터 커넥터(53)와 제1 바이패스 다이오드(BD1)의 정극성 사이를 전기적으로 연결하며, 제1 노드(N1)를 통해 제1 버싱 커넥터(65a)는 제2 인터 커넥터(53b)에 연결될 수 있다. 제1 버싱 커넥터(65a)는 제2 인터 커넥터(53)에 솔더링되거나 도전성 부재에 의해 연결될 수 있으나, 바람직하게는 작업이 편리하도록 솔더링된다.The
제2 버싱 커넥터(65b)는 제1 셀 블록(31a)과 제2 셀 블록(31b)에 공통 연결된 제2 노드(N2), 즉 제1 셀 블록(31a)과 제2 셀 블록(31b) 사이에 배치된 제1 인터 커넥터(51a)에 한 쪽이 접합되고, 다른 한 쪽은 제1 바이패스 다이오드(B1)의 부극성과 제2 바이패스 다이오드의 음극성에 공통 연결되어 제1 셀 블록(31a)의 바이패스 경로를 형성하고 있다.The
제3 버싱 커넥터(65c)는 제2 셀 블록(31b)과 제3 셀 블록(31c)에 공통 연결된 제3 노드(N3)와, 제2 바이패스 다이오드(BD2)의 음극성과 제3 바이패스 다이오드(BD3)의 정극성 사이를 연결해 제2 셀 블록(31b)의 바이패스 경로를 형성하며, 제4 버싱 커넥터(65d)는 제3 셀 블록(31c)의 음극성에 공통 연결된 제4 노드(N4)와 제3 바이패스 다이오드(BD3)의 음극성 사이를 연결해 제3 셀 블록(31c)의 바이패스 경로를 각각 형성하고 있다.The
본 실시예에서, 히든 탭, 인터 커넥터, 버싱 커넥터는 금속으로 이뤄진 코어층과 이 코어층을 코팅하며 솔더 물질(일 예로, Sn, Pb)로 이뤄진 리본 또는 절연 기재와 상기 절연 기재 내부에 분포된 전도성 파티클로 이뤄진 전도성 필름 중 하나로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 알려진 다양한 것들이 사용될 수 있다. In this embodiment, the hidden tap, the interconnector, and the bussing connector are a core layer made of metal, a ribbon or insulating substrate made of a solder material (eg, Sn, Pb) coating the core layer and distributed inside the insulating substrate. It may be composed of one of conductive films made of conductive particles, but is not limited thereto, and various known ones may be used.
이 같은 연결 구조에 의해, 본 발명의 태양전지 모듈은 각 스트링 별로 직렬 연결되고, 셀 블록 단위로는 병렬 연결될 수가 있다. 이에 따라, 스트링의 한 부분에 역 바이어스가 발생하더라도 그 셀 블록은 바이패스 경로를 통해 역바이어스가 우회하므로, 역 바이어스에 의해 스트링 자체가 오프(off)되는 것을 방지할 수가 있다.With this connection structure, the solar cell modules of the present invention can be connected in series for each string and connected in parallel for each cell block. Accordingly, even if a reverse bias occurs in one part of the string, the reverse bias bypasses the cell block through the bypass path, so that the string itself can be prevented from being turned off by the reverse bias.
더욱이, 본 발명의 태양전지 모듈은 각 스트링마다 셀 블록 단위로 히든 탭이 설치되어 있기 때문에 슁글드 방식으로 연결된 스트링의 일부, 즉 셀 블록을 이웃한 다른 스트링의 셀 블록과 쉽사리 연결할 수가 있다.Furthermore, since the solar cell module of the present invention has hidden taps installed in units of cell blocks for each string, it is possible to easily connect a part of a string connected in a shingled manner, that is, a cell block, to a cell block of another adjacent string.
한편, 지금까지 설명한 히든 탭(51)외에도 히든 탭(51)의 형상은 다양하게 변경될 수가 있다. 다른 예에 의한 히든 탭(51)들에 의해 연결된 태양전지 모듈의 개략적인 구성이 도 15 내지 도 17에 도시되어 있다. 도 15 내지 도 17에서는 도면을 단순화하기 위해 셀 블록(31)을 직사각형 형상으로 도시하였다.Meanwhile, in addition to the hidden
도 15에서, 히든 탭(110)은 장변과 단변을 갖는 사각형 형상을 가질 수 있으며, 중첩부(OP)에 배치되는 일부가 히든 탭의 제1 부분(110a)을 구성하고, 중첩부(OP) 밖으로 노출된 일부가 히든 탭의 제2 부분(110b)을 구성한다.In FIG. 15 , the
이 같은 형상의 히든 탭(110)은 상술한 히든 탭(51)과 비교해서 제1 인터 커넥터(61)와 연결되는 부분, 즉 제2 부분(110b)의 면적을 크게 할 수가 있고, 이에 따라 히든 탭(110)과 제1 인터 커넥터(61) 사이의 접촉 저항을 줄이는 효과가 있다.The
도 16에서, 히든 탭(210)은 중첩부(OP)에 배치되고 일부는 중첩부 밖으로 노출된 제1 부분(210a)의 제1 부분(210a)의 일측 단부에서 돌출해, 이웃한 스트링에 배치된 히든 탭(210)의 일부와 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는 제2 부분(210b)을 포함해 구성될 수 있다.In FIG. 16 , the
이 에의 히드 탭(210)은 제1 방향(도면의 x축 방향)에서 이웃하게 배치된 히든 탭의 일부가 부분적으로 겹쳐지도록 구성함으로써 상술한 예들처럼 인터 커넥터(61)에 의해 연결되지 않고 바로 연결된다는 점에서 상술한 예의 히든 탭들과 차이가 있다.The
선택적으로, 이 예의 히든 탭(210)은 인터 커넥터(61)에 의해 추가적으로 더 연결되는 것도 가능하며, 이 경우 인터 커넥터(61)는 히든 탭(210)의 제1 부분(210a) 중 외부로 노출된 부분에 접합될 수가 있다.Optionally, the
도 17에서, 히든 탭(310)은 제1 방향으로 긴 라인 형상을 갖도록 형성된다. 히든 탭(310) 중 일부는 중첩부(OP)에 위치해 제1 부분(310a)을 구성하고, 이웃한 두 스트링 사이로 연장된 부분은 히든 탭(310)의 제2 부분(310b)을 구성한다. 이웃한 두 스트링 사이에서 히든 탭(310)의 제2 부분(310b)은 이웃한 스트링에 배치된 다른 히든 탭(310)의 제2 부분(310b)과 중첩해 전기적 물리적으로 연결될 수가 있고, 이에 따라 이웃하는 두 스트링의 셀 블록(31)은 인터 커넥터의 도움없이 히든 탭(310)의 연결만으로 연결될 수가 있다.In FIG. 17 , the
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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of
Claims (11)
상기 중첩부에 배치되는 제1 부분과 상기 제1 부분에서 상기 중첩부 밖으로 노출된 제2 부분을 포함하는 히든 탭,
상기 히든 탭의 제2 부분과 상기 조각 셀의 후면 사이에 배치된 절연부재; 및
일 방향으로 길게 형성된 라인 형상의 인터 커넥터를 포함하고,
상기 스트링은 상기 히든 탭을 구비하며, 이웃한 다른 스트링과 나란하게 배치된 복수 개의 스트링을 포함하고,
상기 복수 개의 스트링은 상기 히든 탭의 제2 부분이 공통 연결되며;
상기 히든 탭의 제1 부분은 상기 스트링의 폭 방향을 따라 얇은 띠 형상으로 길게 형성되고,
상기 히든 탭의 제2 부분은, 상기 제1 부분에서 상기 스트링의 길이 방향을 따라 복수 개로 돌출 형성되고, 복수 개의 상기 제2 부분은 서로 이격되어 형성되며, 복수 개의 상기 제2 부분 각각은 상기 제1 부분의 폭보다 큰 폭을 가지고,
상기 인터 커넥터는 상기 복수 개의 스트링을 가로지르도록 배치되며, 상기 복수 개의 스트링 각각에서 상기 제2 부분에 연결된 태양전지 모듈.A string in which a plurality of piece cells are connected to have an overlapping portion;
a hidden tap including a first portion disposed in the overlapping portion and a second portion exposed from the first portion to the outside of the overlapping portion;
an insulating member disposed between the second part of the hidden tap and the rear surface of the piece cell; and
Including a line-shaped interconnector formed elongated in one direction,
The string has the hidden tap and includes a plurality of strings arranged in parallel with other neighboring strings,
a second part of the hidden tap of the plurality of strings is connected in common;
The first part of the hidden tap is formed long in a thin strip shape along the width direction of the string,
A plurality of second parts of the hidden tap protrude from the first part along the length direction of the string, a plurality of second parts are spaced apart from each other, and each of the plurality of second parts is having a width greater than the width of one part,
The interconnector is disposed to cross the plurality of strings, and is connected to the second part in each of the plurality of strings.
상기 히든 탭과 상기 인터 커넥터는 도전체와 상기 도전체를 피복하는 솔더로 구성된 리본, 또는 절연 기재와 상기 절연 기재 내부에 분포된 전도성 파티클로 이뤄진 전도성 필름 중 하나로 구성된 태양전지 모듈.According to claim 1,
The solar cell module of claim 1 , wherein the hidden tab and the interconnector are composed of one of a ribbon composed of a conductor and solder covering the conductor, or a conductive film composed of an insulating substrate and conductive particles distributed inside the insulating substrate.
상기 스트링은 장변과 단변을 갖는 n개의 제1 조각 셀과, 모서리의 일부에 챔퍼를 갖는 m개의 제2 조각 셀을 포함하는 복 수개의 셀 유닛이 반복 배치된 태양전지 모듈.According to claim 1,
The string is a solar cell module in which a plurality of cell units are repeatedly arranged, including n first piece cells having long and short sides and m second piece cells having chamfers at portions of corners.
상기 셀 유닛은, 2장의 제1 조각 셀과 1장의 제2 조각 셀을 포함하는 육각형 형상인 태양전지모듈.According to claim 8,
The cell unit has a hexagonal shape including two first piece cells and one second piece cell.
상기 셀 유닛은, 4장의 제1 조각 셀과 2장의 제2 조각 셀을 포함하는 팔각형 형상인 태양전지모듈.According to claim 8,
The cell unit has an octagonal shape including four first piece cells and two second piece cells.
상기 스트링은 상기 복수개의 조각 셀을 동일 개수로 분할한 적어도 2개 이상의 셀 블록으로 나눠지고, 셀 블록 사이마다 상기 히든 탭이 배치된 태양전지 모듈.According to claim 1,
The solar cell module of claim 1 , wherein the string is divided into at least two or more cell blocks obtained by dividing the plurality of piece cells into the same number, and the hidden tap is disposed between each cell block.
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