KR20160094396A - 낮은 비저항 전극들을 갖는 태양 전지들의 모듈 제조 - Google Patents

낮은 비저항 전극들을 갖는 태양 전지들의 모듈 제조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 태양광 모듈을 제공한다. 태양광 모듈은 전면 측 커버, 후면 측 커버, 및 전면 측 커버와 후면 측 커버 사이에 위치된 복수의 태양 전지들을 포함한다. 각각의 태양 전지는 다층 반도체 구조체, 다층 반도체 구조체 위에 위치된 전면 측 전극, 및 다층 반도체 구조체 아래에 위치된 후면 측 전극을 포함한다. 전면 측 전극 및 후면 측 전극 각각은 금속 그리드를 포함한다. 각각의 금속 그리드는 복수의 핑거 라인들, 및 이러한 핑거 라인들에 결합된 단일 버스바를 포함한다. 단일 버스바는 핑거 라인들로부터 전류를 수집하도록 구성된다.

Description

낮은 비저항 전극들을 갖는 태양 전지들의 모듈 제조{MODULE FABRICATION OF SOLAR CELLS WITH LOW RESISTIVITY ELECTRODES}
본 개시내용은 일반적으로 태양 전지들의 제조에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 개시내용은 양면 터널링 접합 태양 전지들(bifacial tunneling junction solar cells)의 모듈 제조에 관한 것이다.
화석 연료들의 부정적인 환경 영향 및 그들의 상승 비용은 더 청정하고 더 싼 대체 에너지 소스들에 대한 절실한 필요를 야기했다. 상이한 형태들의 대체 에너지 소스들 중에서, 태양 발전(solar power)은 그것의 청정성 및 넓은 가용성을 위해 선호되었다.
태양 전지는 광기전 효과를 사용하여 광을 전기로 변환한다. 단일 p-n 접합, p-i-n/n-i-p, 및 다중 접합을 포함하는 수개의 기본 태양 전지 구조체들이 있다. 전형적인 단일 p-n 접합 구조체는 p형 도핑된 층 및 n형 도핑된 층을 포함한다. 단일 p-n 접합을 갖는 태양 전지들은 호모접합 태양 전지들 또는 헤테로접합 태양 전지들일 수 있다. p 도핑된 및 n 도핑된 층들 둘 다가 유사한 재료들(동일한 밴드갭들을 갖는 재료들)로 제조되면, 태양 전지는 호모접합 태양 전지로 칭해진다. 대조적으로, 헤테로접합 태양 전지는 상이한 밴드갭들의 재료들의 적어도 2개의 층들을 포함한다. p-i-n/n-i-p 구조체는 p형 도핑된 층, n형 도핑된 층, 및 p 층과 n 층 사이에 샌드위치되는 진성(비도핑된) 반도체 층(i 층)을 포함한다. 다중 접합 구조체는 서로의 상단에 적층되는 상이한 밴드갭들의 다수의 단일-접합 구조체들을 포함한다.
태양 전지에서, 광은 p-n 접합 발생 캐리어들 근방에 흡수된다. 캐리어들은 p-n 접합으로 확산되고 내장 전계에 의해 분리되며, 따라서 디바이스 및 외부 회로에 걸쳐 전류를 생성한다. 태양 전지의 품질을 결정할 시의 중요한 측정 기준은 그것의 에너지 변환 효율이며, 에너지 변환 효율은 (흡수된 광으로부터 전기 에너지로) 변환되는 전력과 태양 전지가 전기 회로에 연결될 때 수집되는 전력 사이의 비율로 정의된다.
도 1은 예시적인 태양 전지(종래 기술)를 예시하는 도면을 제시한다. 태양 전지(100)는 n형 도핑된 Si 기판(102), p+ 실리콘 이미터 층(104), 전면 전극 그리드(106), 및 Al 후면 전극(108)을 포함한다. 도 1의 화살표들은 입사 태양광선을 표시한다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, Al 후면 전극(108)은 태양 전지(100)의 전체 후면 측을 커버하며, 따라서 후면 측에서 광 흡수를 방지한다. 더욱이, 전면 전극 그리드(106)는 종종 태양광선에 불투명한 금속 그리드를 포함하고, 태양 전지(100)의 전면 표면 상에 섀도우를 캐스팅한다. 통상의 태양 전지에 대해, 전면 전극 그리드는 입사 태양광선의 8%까지를 차단할 수 있으며, 따라서 변환 효율을 상당히 감소시킨다.
본 발명의 일 실시예는 태양광 모듈(solar module)을 제공한다. 태양광 모듈은 전면 측 커버, 후면 측 커버, 및 전면 측 커버와 후면 측 커버 사이에 위치되는 복수의 태양 전지들을 포함한다. 각각의 태양 전지는 다층 반도체 구조체, 다층 반도체 구조체 위에 위치되는 전면 측 전극, 및 다층 반도체 구조체 아래에 위치되는 후면 측 전극을 포함한다. 전면 측 및 후면 측 전극들 각각은 금속 그리드(metal grid)를 포함한다. 각각의 금속 그리드는 복수의 핑거 라인들 및 핑거 라인들에 결합되는 단일 버스바(single busbar)를 포함한다. 단일 버스바는 핑거 라인들로부터 전류를 수집하도록 구성된다.
실시예에 관한 일 변형에서, 단일 버스바는 태양 전지의 각각의 표면의 중심에 위치된다.
추가 변형에서, 2개의 인접 태양 전지들은 태양 전지의 전면 표면으로부터 인접 태양 전지의 후면 표면으로 직조되는 스트링잉 리본(stringing ribbon)에 의해 함께 스트링잉된다. 스트링잉 리본은 전면 및 후면 표면들 상의 단일 버스바들에 납땜되고, 스트링잉 리본의 폭은 단일 버스바의 폭과 실질적으로 유사하다.
실시예에 관한 일 변형에서, 태양 전지의 전면 및 후면 표면의 단일 버스바들은 반대 에지들에 위치된다.
추가 변형에서, 2개의 인접 태양 전지들은 태양 전지의 에지에서의 제1 단일 버스바 및 인접 태양 전지의 인접 에지에서의 제2 단일 버스바에 납땜되는 금속 탭에 의해 함께 결합된다. 금속 탭의 폭은 제1 및 제2 단일 버스바의 길이와 실질적으로 유사하다.
추가 변형에서, 제1 단일 버스바는 태양 전지의 전면 표면 상에 있고, 제2 단일 버스바는 인접 태양 전지의 후면 표면 상에 있다.
추가 변형에서, 제1 단일 버스바 및 제2 단일 버스바는 2개의 태양 전지들의 동일한 표면 측 상에 있다.
추가 변형에서, 복수의 태양 전지들은 금속 탭들에 의해 스트링으로 결합되고, 복수의 스트링들은 직렬 또는 병렬로 전기적으로 결합된다.
추가 변형에서, 금속 탭의 길이는 3mm와 12mm 사이이다.
추가 변형에서, 2개의 인접 태양 전지들은 2개의 인접 태양 전지들의 에지들을 중첩함으로써 함께 결합된다. 2개의 인접 태양 전지들의 에지들은 제1 태양 전지의 상단 에지 버스바가 제2 인접 태양 전지의 하단 에지 버스바에 결합되는 그러한 방식으로 중첩됨으로써, 2개의 인접 태양 전지들 사이에 직렬 전기 연결을 용이하게 한다.
추가 변형에서, 복수의 태양 전지들은 스트링을 형성하기 위해 에지들을 중첩함으로써 결합되고, 복수의 스트링들은 직렬 또는 병렬로 전기적으로 결합된다.
실시예에 관한 일 변형에서, 다층 반도체 구조체는 베이스 층, 전면 측 또는 후면 측 이미터, 및 후면 또는 전면 표면 필드 층을 포함한다.
추가 변형에서, 다층 반도체 구조체는 베이스 층의 양 측들에 위치되는 양자 터널링 장벽(quantum tunneling barrier; QTB) 층을 더 포함한다.
실시예에 관한 일 변형에서, 금속 그리드는 적어도 전해도금된(electroplated) Cu 층을 포함한다.
실시예에 관한 일 변형에서, 단일 버스바의 폭은 0.5mm와 3mm 사이이다.
실시예에 관한 일 변형에서, 태양광 모듈은 복수의 최대 전력 지점 추적(maximum power point tracking; MPPT) 디바이스들을 더 포함한다. 각각의 MPPT 디바이스는 개별 태양 전지에 결합됨으로써, 전지-레벨 MPPT를 용이하게 한다.
추가 변형에서, 태양광 모듈은 복수의 MPPT 디바이스들을 더 포함하며, 각각의 MPPT 디바이스는 태양 전지들의 스트링에 결합됨으로써, 스트링-레벨 MPPT를 용이하게 한다.
실시예에 관한 일 변형에서, 전면 측 및 후면 측 커버들은 태양광 모듈의 양면 구성을 용이하게 하기 위해 투명하다.
실시예에 관한 일 변형에서, 복수의 태양 전지들은 5인치 태양 전지, 6인치 태양 전지, 및 5인치 또는 6인치의 1/8, 1/6, 1/4, 1/3 또는 1/2의 태양 전지 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 태양 전지 결합 시스템을 제공한다. 시스템은 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지를 포함한다. 각각의 태양 전지는 전면 측 전극 및 후면 측 전극을 포함한다. 각각의 전극은 복수의 핑거 라인들 및 핑거 라인들에 결합되는 단일 버스바를 포함하며, 버스바는 각각의 태양 전지의 에지에 위치된다. 시스템은 제1 태양 전지의 전면 측 전극 및 제2 태양 전지의 후면 측 전극을 결합하는 금속 탭을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 태양 전지 결합 시스템을 제공한다. 시스템은 제1 태양 전지 및 제2 태양 전지를 포함한다. 각각의 태양 전지는 전면 측 전극 및 후면 측 전극을 포함한다. 각각의 전극은 복수의 핑거 라인들 및 핑거 라인들에 결합되는 단일 버스바를 포함하며, 버스바는 각각의 태양 전지의 에지에 위치된다. 제1 태양 전지의 에지는 제1 태양 전지의 전면 측 전극의 버스바가 제2 태양 전지의 후면 측 전극의 버스바에 결합되도록 제2 태양 전지의 에지와 중첩된다.
도 1은 예시적인 태양 전지(종래 기술)를 예시하는 도면을 제시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 양면형 터널링 접합 태양 전지를 예시하는 도면을 제시한다.
도 3a는 통상의 태양 전지(종래 기술)의 전극 그리드를 예시하는 도면을 제시한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 당 단일 중심 버스바를 갖는 예시적인 양면 태양 전지의 전면 또는 후면 표면을 예시하는 도면을 제시한다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 당 단일 중심 버스바를 갖는 양면 태양 전지의 단면도를 예시하는 도면을 제시한다.
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 양면 태양 전지의 전면 표면을 예시하는 도면을 제시한다.
도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 양면 태양 전지의 후면 표면을 예시하는 도면을 제시한다.
도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 당 단일 에지 버스바를 갖는 양면 태양 전지의 단면도를 예시하는 도면을 제시한다.
도 4는 상이한 종횡비들에 대한 그리드라인(핑거) 길이의 함수로서 전력 손실의 퍼센티지를 예시하는 도면을 제시한다.
도 5a는 복수의 통상의 이중 버스바 태양 전지들(종래 기술)을 포함하는 전형적인 태양광 패널을 예시하는 도면을 제시한다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 중심에서 단일 버스바를 갖는 복수의 태양 전지들을 포함하는 예시적인 태양광 패널을 예시하는 도면을 제시한다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 당 단일 에지 버스바를 갖는 2개의 인접 태양 전지들 사이의 직렬 연결을 예시하는 도면을 제시한다.
도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 극성을 갖는 인접 전지들의 전면 측 전극들을 가진 태양 전지들의 스트링을 예시하는 도면을 제시한다.
도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반대 극성들을 갖는 인접 전지들의 전면 측 전극들을 가진 태양 전지들의 스트링을 예시하는 도면을 제시한다.
도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 당 단일 에지 버스바를 갖는 2개의 인접 태양 전지들 사이의 직렬 연결을 예시하는 도면을 제시한다.
도 5g는 본 발명의 일 실시예에 따른 인접 에지-중첩된 태양 전지들의 스트링의 측면도를 예시하는 도면을 제시한다.
도 5h는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 인접 에지-중첩된 태양 전지들의 상면도를 예시하는 도면을 제시한다.
도 5i는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 인접 에지-중첩된 태양 전지들의 저면도를 예시하는 도면을 제시한다.
도 5j는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지에서 단일 버스바를 갖는 복수의 태양 전지들을 포함하는 예시적인 태양광 패널을 예시하는 도면을 제시한다.
도 6a는 상이한 타입들의 전지들, 상이한 리본 두께들, 및 상이한 패널 구성들에 대해 이중 버스바(double busbar)(DBB) 및 단일 버스바(SBB) 구성들에 대한 리본-저항-기반 전력 손실의 퍼센티지들을 예시하는 도면을 제시한다.
도 6b는 상이한 리본/탭 두께들에 대해 스트링잉 리본들과 단일 탭 사이의 전력 손실 차이를 비교하는 도면을 제시한다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 버스바 태양 전지들을 갖는 태양광 패널에서 최대 전력 지점 추적(MPPT) 집적 회로(IC) 칩들의 하나의 예시적인 배치를 예시하는 도면을 제시한다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 중심 버스바 태양 전지들을 갖는 태양광 패널에서 최대 전력 지점 추적(MPPT) 집적 회로(IC) 칩들의 하나의 예시적인 배치를 예시하는 도면을 제시한다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 에지 버스바 태양 전지들을 갖는 태양광 패널에서 최대 전력 지점 추적(MPPT) 집적 회로(IC) 칩들의 하나의 예시적인 배치를 예시하는 도면을 제시한다.
도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지-레벨 MPPT를 구현하는 예시적인 태양광 모듈의 단면도를 예시하는 도면을 제시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 제조하는 프로세스를 예시하는 흐름도를 제시한다.
도면들에서, 유사한 참조 번호들은 동일한 도면 요소들을 지칭한다.
이하의 설명은 본 기술분야의 임의의 통상의 기술자가 실시예들을 제조하고 사용할 수 있게 하기 위해 제시되고, 특정 적용 및 그것의 요건들의 맥락에서 제공된다. 개시된 실시예들에 대한 다양한 수정들은 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 용이하게 분명해질 것이고, 본원에 정의되는 일반 원리들은 본 개시내용의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것 없이 다른 실시예들 및 응용들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시된 실시예들에 제한되는 것이 아니라, 본원에 개시되는 원리들 및 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위를 부여받아야 한다.
개요
본 발명의 실시예들은 고효율 태양광 모듈을 제공한다. 태양광 모듈은 전면 측 및 후면 측 전극들의 역할을 하는 전해도금된 Cu 그리드라인들을 갖는 양면 터널링 접합 태양 전지를 포함한다. 셰이딩 및 비용을 감소시키기 위해, 단일 Cu 버스바 또는 탭은 Cu 핑거들로부터 전류를 수집하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서, 단일 버스바 또는 탭은 태양 전지의 전면 측 및 후면 측의 중심에 배치된다. 셰이딩을 더 감소시키기 위해, 일부 실시예들에서, 단일 Cu 버스바 또는 탭은 태양 전지의 전면 및 후면 측의 반대 에지들 상에 배치된다. 핑거들 및 버스바들 둘 다는 무음영 전극들을 생성하는 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 게다가, 핑거들 및 버스바들은 낮은 비저항을 보장하기 위해 고종횡비 Cu 그리드라인들을 포함할 수 있다. 다수의 태양 전지들이 태양광 패널을 형성하기 위해 함께 스트링잉되거나 태빙될 때, 통상의 스트링잉/태빙 프로세스들은 버스바들의 위치들에 기초하여 수정된다. 단면, 이중 버스바 태양 전지들에 기초한 통상의 태양광 모듈들과 비교하여, 본 발명의 실시예들은 태양광 모듈들을 18%까지의 전력 이득을 제공한다. 더욱이, 부분적으로 셰이딩된 태양광 패널로 인해 손실될 수 있는 전력의 30%는 최대 전력 지점 추적(MPPT) 기술을 전지 레벨에 적용함으로써 회수될 수 있다. 일부 실시예들에서, 태양광 패널 내의 각각의 태양 전지는 MPPT 집적 회로(IC) 칩에 결합된다.
양면 터널링 접합 태양 전지들
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 예시적인 양면형 터널링 접합 태양 전지를 예시하는 도면을 제시한다. 양면형 터널링 접합 태양 전지(200)는 기판(202), 기판(202)의 양 표면들을 커버하고 표면 결함 상태들을 패시베이션하는 양자 터널링 장벽(QTB) 층들(204 및 206), 전면 이미터(208)를 형성하는 전면 측 도핑된 a-Si 층, BSF 층(210)을 형성하는 후면 측 도핑된 a-Si 층, 전면 투명 전도 산화물(transparent conducting oxide)(TCO) 층(212), 후면 TCO 층(214), 전면 금속 그리드(216), 및 후면 금속 그리드(218)를 포함한다. 또한 후면 측에 이미터 층을 갖고 태양 전지의 전면 측에 전면 표면 필드(front surface field)(FSF) 층을 갖는 것이 가능하다는 점을 주목한다. 양면형 터널링 접합 태양 전지(200)에 관한, 제조 방법들을 포함하는 상세들은 발명의 명칭이 "Solar Cell with Oxide Tunneling Junctions"이고, 발명자들 Jiunn Benjamin Heng, Chentao Yu, Zheng Xu, 및 Jianming Fu에 의해, 2010년 11월 12에 출원된 미국 특허 출원 번호 12/945,792(대리인 사건 번호 SSP10-1002US)에서 발견될 수 있으며, 그것의 개시내용은 본원에 전체적으로 참조로 포함된다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 양면형 터널링 접합 태양 전지(200)의 대칭 구조체는 후면 측이 광에 노출되는 것을 고려하면 양면형 터널링 접합 태양 전지(200)가 양면일 수 있는 것을 보장한다. 태양 전지들에서, 전면 및 후면 금속 그리드들(216 및 218)과 같은 금속 콘택들은 태양 전지에 의해 발생되는 전류를 수집하기 위해 필요하다. 일반적으로, 금속 그리드는 버스바들 및 핑거들을 포함하는 2개의 타입들의 금속 라인들을 포함한다. 보다 구체적으로는, 버스바들은 외부 리드들(예컨대 금속 탭들)에 직접 연결되는 더 넓은 금속 스트립들인 반면에, 핑거들은 버스바들에의 전달을 위해 전류를 수집하는 금속화의 더 미세한 영역들이다. 금속 그리드 설계에서의 중요한 설계 트레이드 오프는 폭넓게 이격된 그리드와 연관되는 증가된 저항성 손실들과 표면의 금속 커버리지의 높은 비율에 의해 야기되는 증가된 반사 및 셰이딩 효과 사이의 균형이다. 통상의 태양 전지들에서, 핑거들의 직렬 저항으로 인해 전력 손실을 방지하기 위해, 적어도 2개의 버스바들은 도 3a에 도시된 바와 같이, 핑거들로부터 전류를 수집하기 위해 태양 전지의 표면 상에 배치된다. 표준화된 5인치 태양 전지들(원형 코너들을 갖는 5 × 5 inch2 정사각형들 또는 유사 정사각형들일 수 있음)에 대해, 전형적으로 각각의 표면에 2개의 버스바들이 있다. 더 큰 6인치 태양 전지들(원형 코너들을 갖는 5 × 5 inch2 정사각형들 또는 유사 정사각형들일 수 있음)에 대해, 3개 이상의 버스바들은 전극 재료들의 비저항에 따라 요구될 수 있다. 도 3a에서, 태양 전지(300)의 표면(전면 또는 후면 표면일 수 있음)은 핑거 라인들(302 및 304)과 같은 복수의 병렬 핑거 라인들; 및 핑거 라인들에 수직으로 배치되는 2개의 버스바들(306 및 308)을 포함한다는 점에 주목한다. 버스바들은 핑거 상의 임의의 지점에서 버스바까지의 거리(및 따라서 저항)가 전력 손실을 최소화하기에 충분히 작은 것을 보장하는 그러한 방식으로 배치된다는 점을 주목한다. 그러나, 이러한 2개의 버스바들 및 전지간 연결들을 위해 이러한 버스바들 위로 나중에 납땜되는 금속 리본들은 상당한 양의 셰이딩을 생성할 수 있으며, 셰이딩은 태양 전지 성능을 저하시킨다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 핑거 라인들과 같은 전면 및 후면 금속 그리드들은 전해도금된 Cu 라인들을 포함할 수 있으며, 라인들은 통상의 Ag 그리드들과 비교하여 감소된 저항을 갖는다. 예를 들어, 전해도금 또는 무전해 도금 기술을 사용하면, 5×10-6 Ωㆍcm 이하의 비저항을 갖는 Cu 그리드 라인들을 획득할 수 있다. 전해도금된 Cu 그리드에 관한 상세들은 발명의 명칭이 "Solar Cell with Metal Grid Fabricated by Electroplating"이고, 발명자들 Jianming Fu, Zheng Xu, Chentao Yu, 및 Jiunn Benjamin Heng에 의해, 2010년 7월 13일에 출원된 미국 특허 출원 번호 12/835,670(대리인 사건 번호 SSP10-1001US); 및 발명의 명칭이 "Solar Cell with Electroplated Metal Grid"이고, 발명자들 Jianming Fu, Jiunn Benjamin Heng, Zheng Xu, 및 Chentao Yu에 의해, 2011년 8월 29일에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/220,532(대리인 사건 번호 SSP10-1010US)에서 발견될 수 있으며, 그것의 개시내용들은 본원에 전체적으로 참조로 포함된다.
Cu 핑거들의 감소된 저항은 태양 전지 표면 상에 버스바들의 수를 감소시킴으로써 전체 태양 전지 효율을 최대화하는 금속 그리드 설계를 갖는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 단일 버스바는 핑거 전류를 수집하기 위해 사용된다. 핑거들에서 버스바까지의 증가된 거리에 의해 야기되는 전력 손실은 감소된 셰이딩에 의해 밸런싱될 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 표면 당 단일 중심 버스바를 갖는 예시적인 양면 태양 전지의 전면 또는 후면 표면을 예시하는 도면을 제시한다. 도 3b에서, 태양 전지(310)의 전면 또는 후면 표면은 단일 버스바(312) 및 다수의 핑거 라인들, 예컨대 핑거 라인들(314 및 316)을 포함한다. 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따라, 표면 당 단일 중심 버스바를 갖는 양면 태양 전지의 단면도를 예시하는 도면을 제시한다. 도 3c에 도시된 반도체 다층 구조체는 도 2에 도시된 것과 유사할 수 있다. 핑거 라인들은 절단 평면이 2개의 핑거 라인들 사이에서 절단되기 때문에 도 3c에 도시되지 않는다는 점을 주목한다. 도 3c에 도시된 예에서, 버스바(312)는 페이퍼의 내 및 외로 이어지고, 핑거 라인들은 좌측으로부터 우측으로 이어진다. 이전에 논의된 바와 같이, 각각의 표면에 하나의 버스바만이 있기 때문에, 핑거들의 에지들에서 버스바까지의 거리들은 더 길다. 그러나, 하나의 버스바의 제거는 셰이딩을 감소시키는데, 그것은 증가된 핑거-대-버스바 거리에 의해 야기되는 전력 손실을 보상할 뿐만 아니라, 부가 전력 이득을 제공한다. 표준 크기 태양 전지에 대해, 전지의 중심에서 2개의 버스바들을 단일 버스바로 대체하는 것은 1.8% 전력 이득을 생성할 수 있다.
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따라, 예시적인 양면 태양 전지의 전면 표면을 예시하는 도면을 제시한다. 도 3d에서, 태양 전지(320)의 전면 표면은 다수의 수평 핑거 라인들 및 수직 단일 버스바(322)를 포함하며, 수직 단일 버스바는 태양 전지(320)의 우측 에지에 배치된다. 보다 구체적으로는, 버스바(322)는 모든 핑거 라인들의 가장 오른쪽 에지와 접촉하고, 모든 핑거 라인들로부터 전류를 수집한다. 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따라, 예시적인 양면 태양 전지의 후면 표면을 예시하는 도면을 제시한다. 도 3e에서, 태양 전지(320)의 후면 표면은 다수의 수평 핑거 라인들 및 수직 단일 버스바(324)를 포함하며, 수직 단일 버스바는 태양 전지(320)의 좌측 에지에 배치된다. 버스바(322)와 유사하게, 단일 버스바(324)는 모든 핑거 라인들의 가장 왼쪽 에지와 접촉한다. 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따라, 표면 당 단일 에지 버스바를 갖는 양면 태양 전지의 단면도를 예시하는 도면을 제시한다. 도 3f에 도시된 반도체 다층 구조체는 도 2에 도시된 것과 유사할 수 있다. 도 3c와 같이, 도 3f에서, 핑거 라인들(도시되지 않음)은 좌측으로부터 우측으로 이어지고, 버스바들은 페이퍼의 내 및 외로 이어진다. 도 3d 내지 도 3f로부터, 이러한 실시예에서, 양면 태양 전지의 전면 및 후면 표면들의 버스바들이 전지의 반대 에지들에 배치되는 것을 알 수 있다. 이러한 구성은 버스바 유도 셰이딩이 이제 에너지 생성에 덜 효과적인 위치들에서 발생하기 때문에 전력 이득을 더 개선할 수 있다. 일반적으로, 에지 버스바 구성은 적어도 2.1% 전력 이득을 제공할 수 있다.
더 적은 금속이 리본들을 버싱(busing)하기 위해 요구되기 때문에, 표면 당 단일 버스바 구성들(중심 버스바 또는 에지 버스바)은 전력 이득을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 감소시킬 수 있다는 점을 주목한다. 더욱이, 본 발명의 일부 실시예들에서, 전면 태양 대면 표면 상의 금속 그리드는 금속 라인들 상의 입사 태양광선이 태양 전지의 전면 표면 위로 반사되는 것을 보장하기 위해 만곡 파라미터를 가진 단면을 각각 갖는 병렬 금속 라인들(예컨대 핑거들)을 포함할 수 있으며, 따라서 셰이딩을 더 감소시킨다. 그러한 무음영 전면 전극은 잘 제어된 비용 효과적인 패턴화 방식을 사용하여 전해도금 Ag 코팅된 또는 Sn 코팅된 Cu에 의해 달성될 수 있다.
또한 핑거 라인들의 종횡비를 증가시킴으로써 핑거 에지들에서 버스바들까지의 증가된 거리에 의해 야기되는 전력 손실 효과를 감소시키는 것이 가능하다. 도 4는 상이한 종횡비들에 대한 그리드라인(핑거) 길이의 함수로서 전력 손실의 퍼센티지를 예시하는 도면을 제시한다. 도 4에 도시된 예에서, 그리드라인들(또는 핑거들)은 60㎛의 폭을 갖는 것으로 가정된다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 0.5의 종횡비를 갖는 그리드라인들에 대해, 전력 손실은 그리드라인 길이가 30 mm에서 100 mm까지 증가됨에 따라 3.6%에서 7.5%까지 저하된다. 그러나, 1.5와 같은 더 높은 종횡비의 경우, 전력 손실은 그리드라인 길이의 동일한 증가를 위해 3.3%에서 4.9%까지 저하된다. 다시 말하면, 고종횡비 그리드라인들을 사용하는 것은 태양 전지/모듈 성능을 더 개선할 수 있다. 그러한 고종횡비 그리드라인들은 전해도금 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 고종횡비를 갖는 무음영 전극들에 관한 상세들은 발명의 명칭이 "Solar Cell with a Shade-Free Front Electrode"이고, 발명자들 Zheng Xu, Jianming Fu, Jiunn Benjamin Heng, 및 Chentao Yu에 의해, 2011년 3월 15일에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/048,804(대리인 사건 번호 SSP10-1003US)에서 발견될 수 있으며, 그것의 개시내용은 본원에 전체적으로 참조로 포함된다.
양면 태양광 패널들
(전지 중심 또는 전지 에지에서) 표면 당 단일 버스바를 갖는 다수의 태양 전지들은 작은 수정들을 갖는 전형적인 패널 제조 프로세스를 통해 태양광 모듈 또는 패널을 형성하기 위해 조립될 수 있다. 버스바들의 위치들에 기초하여, 스트링잉/태빙 프로세스에 대한 상이한 수정들이 요구된다. 통상의 태양광 모듈 제조들에서, 이중 버스바 태양 전지들은 버스바들 위로 납땜되는 2개의 스트링잉 리본들(또한 태빙 리본들로 칭해짐)을 사용하여 함께 스트링잉된다. 보다 구체적으로는, 스트링잉 리본들은 전지들을 직렬로 연결하기 위해 하나의 전지의 전면 표면으로부터 인접 전지의 후면 표면으로 직조된다. 전지 중심 구성 내의 단일 버스바에 대해, 스트링잉 프로세스는 하나의 스트링잉 리본만이 하나의 전지의 전면 표면으로부터 다른 전지의 후면 표면으로 직조되기 위해 요구되는 것을 제외하고, 매우 유사하다.
도 5a는 복수의 통상의 이중 버스바 태양 전지들(종래 기술)을 포함하는 전형적인 태양광 패널을 예시하는 도면을 제시한다. 도 5a에서, 태양광 패널(500)은 태양 전지들의 6×12 어레이(6 행들 및 행 내의 12 전지들을 가짐)를 포함한다. 행 내의 인접 태양 전지들은 스트링잉 리본(502) 및 스트링잉 리본(504)과 같은 2개의 스트링잉 리본들을 통해 서로 직렬로 연결된다. 보다 구체적으로는, 스트링잉 리본들은 태양 전지의 상단 전극들을 다음 태양 전지의 하단 전극들에 연결한다. 각각의 행의 단부에서, 스트링잉 리본들은 버스 리본(506)과 같은 더 넓은 버스 리본에 의해 다음 행으로부터의 스트링잉 리본들과 함께 결합된다. 도 5a에 도시된 예에서, 행들은 2개의 인접 행들이 일 단부에서 서로 연결되는 상태에서 직렬로 연결된다. 대안으로, 행들은 인접 행들이 양 단부들에서 서로 연결되는 병렬 방식으로 서로 연결될 수 있다. 도 5a는 태양광 패널의 상단 측만을 예시하고; 태양광 패널의 하단 측은 태양 전지들의 양면 특성들로 인해 매우 유사할 수 있다는 점을 주목한다. 단순화를 위해, 태양 전지 행(및 따라서 스트링잉 리본들)의 방향에 수직으로 이어지는 핑거들은 도 5a에 도시되지 않는다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 중심에서 단일 버스바를 갖는 복수의 태양 전지들을 포함하는 예시적인 태양광 패널을 예시하는 도면을 제시한다. 도 5b에서, 태양광 패널(510)은 태양 전지들의 6×12 어레이를 포함한다. 행 내의 인접 태양 전지들은 리본(512)과 같은 단일 스트링잉 리본을 통해 서로 직렬로 연결된다. 태양광 패널(500)에서와 같이, 인접 행들의 단부들에 있는 단일 스트링잉 리본들은 버스 리본(514)과 같은 더 넓은 버스 리본에 의해 함께 결합된다. 하나의 스트링잉 리본만이 도 5a의 태양광 패널(500)과 비교하여, 인접 전지들을 연결하기 위해 필요하기 때문에, 태양광 패널(510)을 제조할 시에 사용되는 버스 리본의 전체 길이는 상당히 감소될 수 있다. 6인치 전지들에 대해, 2개의 인접 전지들을 연결하는 단일 스트링잉 리본의 길이는 이중 버스바 구성을 위해 요구되는 스트링잉 리본들의 62 cm와 비교하여, 대략 31 cm일 수 있다. 그러한 길이 감소는 직렬 저항 및 제조 비용을 더 감소시킬 수 있다는 점을 주목한다. 도 5a와 유사하게, 도 5b에서, 행들은 직렬로 연결된다. 실제로, 태양 전지 행들은 또한 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 도 5a와 같이, 핑거 라인들은 태양 전지 행(및 따라서 스트링잉 리본들)의 방향에 수직으로 이어지고 도 5b에 도시되지 않는다.
도 5b를 도 5a와 비교하면, 단일 중심 버스바를 갖는 태양 전지들을 태양광 패널로 조립하기 위해 작은 변경만이 스트링잉/태빙 프로세스에 요구되는 것을 알 수 있다. 그러나, 표면 당 단일 에지 버스바를 갖는 태양 전지들에 대해, 더 많은 변경들이 요구될 수 있다. 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따라, 표면 당 단일 에지 버스바를 갖는 2개의 인접 태양 전지들 사이의 직렬 연결을 예시하는 도면을 제시한다. 도 5c에서, 태양 전지(520) 및 태양 전지(522)는 단일 탭(524)을 통해 서로 결합된다. 보다 구체적으로는, 단일 탭(524)의 일 단부는 태양 전지(520)의 전면 표면 상에 위치되는 에지 버스바에 납땜되고, 단일 탭(524)의 타단부는 태양 전지(522)의 후면 표면 상에 위치되는 에지 버스바에 납땜되며, 따라서 태양 전지들(520 및 522)을 직렬로 연결한다. 도 5c로부터, 단일 탭(524)의 폭이 (핑거 라인들에 수직인 방향으로) 에지 버스바들의 길이를 따르고 에지 버스바들의 길이와 실질적으로 동일하며, 단일 탭(524)의 단부들은 그들의 길이를 따라 에지 버스바들에 납땜되는 것을 알 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 탭(524)의 폭은 12 내지 16 cm일 수 있다. 다른 한편, 단일 탭(524)의 길이는 인접 태양 전지들 사이의 패킹 밀도 또는 거리에 의해 결정되고, 상당히 짧을 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 탭(524)의 길이는 3 내지 12 mm일 수 있다. 추가 실시예들에서, 단일 탭(524)의 길이는 3 내지 5 mm일 수 있다. 이러한 기하학적 구성(더 넓은 폭 및 더 짧은 길이)은 단일 탭(524)이 매우 낮은 직렬 저항을 갖는 것을 보장한다. 핑거 라인(526)과 같은 핑거 라인들은 단일 탭(524)의 길이를 따르는 방향으로 이어진다. 이것은 통상의 2개의 버스바 구성 및 단일 중심 버스바 구성과 상이하며 핑거들은 2개의 인접 태양 전지들을 연결하는 스트링잉 리본들에 수직인 점을 주목한다. 따라서, 통상의 표준 스트링잉 프로세스는 도 5c에 도시된 바와 같이 2개의 태양 전지들을 함께 스트링잉하기 위해 각각의 전지를 90도 회전시킴으로써 수정될 필요가 있다.
모든 전지들에 전면 측 전극들은 동일한 극성이고 모든 전지들에 대한 후면 측 전극들은 모두 반대 극성일 때, 에지 버스바 구성은 하나의 태양 전지의 전면 에지로부터 인접 태양 전지의 후면 에지로 가는 에지 탭과 잘 작동한다는 점을 주목한다. 더욱이, 인접 전지들의 전면 측 전극들이 상이한 극성들을 가질(그리고, 유사하게, 인접 전지들의 후면 측 전극들이 또한 상이한 극성들을 가질) 때, 에지 탭은 하나의 태양 전지의 전면 측 에지를 인접 태양 전지의 전면 측 에지에 결합하거나, 하나의 태양 전지의 후면 측 에지를 인접 태양 전지의 후면 측 에지에 결합할 수 있다.
다수의 태양 전지들은 스트링을 형성하기 위해 이러한 방식으로 결합될 수 있고, 다수의 스트링들은 직렬 또는 병렬로 전기적으로 결합될 수 있다. 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따라, 동일한 극성을 갖는 인접 전지들의 전면 측 전극들을 가진 태양 전지들의 스트링을 예시하는 도면을 제시한다. 도 5d에서, 태양 전지들(예컨대 전지들(511 및 513))의 스트링은 전면 유리 커버(501)와 후면 커버(503) 사이에 샌드위치된다. 보다 구체적으로는, 태양 전지들은 모든 전지들의 전면 측 전극들이 하나의 극성이고 그들의 후면 측 전극들이 다른 극성인 것을 허용하는 그러한 방식으로 배열된다. 탭들(515 및 517)과 같은 금속 탭들은 태양 전지의 전면 에지 버스바 및 그것의 인접 태양 전지의 후면 에지 버스바를 함께 결합함으로써 인접 태양 전지들을 직렬로 결합한다. 도 5d에 도시된 예에서, 금속 탭(515)은 태양 전지(511)의 전면 에지 버스바(507)를 태양 전지(513)의 후면 에지 버스바(509)에 결합한다.
도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따라, 반대 극성들을 갖는 인접 전지들의 전면 측 전극들을 가진 태양 전지들의 스트링을 예시하는 도면을 제시한다. 도 5e에서, 태양 전지들(예컨대 전지들(521 및 523))의 스트링은 인접 전지들의 전면 측 전극들이 교대 극성들을 갖는 것을 허용하는 그러한 방식으로 배열되고, 유사하게, 인접 태양 전지들의 후면 측 전극들은 또한 교대 극성들을 가질 수 있다. 탭들(525 및 527)과 같은 금속 탭들은 2개의 인접 전면 에지 버스바들을 서로에 결합하고, 2개의 인접 후면 에지 버스바들을 서로에 결합함으로써 인접 태양 전지들을 직렬로 결합한다. 도 5e에 도시된 예에서, 금속 탭(525)은 태양 전지(521)의 전면 에지 버스바(531)를 태양 전지(523)의 전면 에지 버스바(533)(에지 버스바(531)의 것과 반대의 특성을 가짐)에 결합한다.
2개의 인접 단일 버스바 태양 전지들을 직렬로 연결하기 위해 단일 탭을 사용하는 것에 더하여, 또한 대응하는 에지 버스바들을 적층함으로써 인접 태양 전지들 사이에 직렬 연결을 설정하는 것이 가능하다. 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따라, 표면 당 단일 에지 버스바를 갖는 2개의 인접 태양 전지들 사이의 직렬 연결을 예시하는 도면을 제시한다. 도 5f에서, 태양 전지(530) 및 태양 전지(532)는 태양 전지(530)의 상단 표면에 위치되는 에지 버스바(534) 및 태양 전지(532)의 하단 표면에 위치되는 에지 버스바(536)를 통해 결합된다. 보다 구체적으로는, 태양 전지(532)의 하단 표면은 하단 에지 버스바(536)가 상단 에지 버스바(534)의 위에 배치되고 상단 에지 버스바와 직접 접촉하여 배치되는 그러한 방식으로 에지에서 태양 전지(530)의 상단 표면을 부분적으로 중첩한다. 일부 실시예들에서, 에지 버스바들(534 및 536)은 Ni, Cu, Sn, 및 Ag와 같은 금속들의 다수의 층들을 포함하는 도금된(전해도금 또는 무전해 도금 기술을 사용함) 금속 스택을 포함할 수 있다. 도금된 금속 스택의 상세한 설명들은 발명의 명칭이 "Solar Cell with Metal Grid Fabricated by Electroplating"이고, 발명자들 Jianming Fu, Zheng Xu, Chentao Yu, 및 Jiunn Benjamin Heng에 의해, 2010년 7월 13일에 출원된 미국 특허 출원 번호 12/835,670(대리인 사건 번호 SSP10-1001US); 및 발명의 명칭이 "Solar Cell with Electroplated Metal Grid"이고, 발명자들 Jianming Fu, Jiunn Benjamin Heng, Zheng Xu, 및 Chentao Yu에 의해, 2011년 8월 29일에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/220,532(대리인 사건 번호 SSP10-1010US)에서 발견될 수 있으며, 그것의 개시내용들은 본원에 전체적으로 참조로 포함된다.
일부 실시예들에서, 서로 접촉하는 에지 버스바들은 인접 태양 전지들 사이에 직렬 전기 연결을 가능하게 하기 위해 함께 납땜된다. 추가 실시예들에서, 납땜은 에지-중첩된 태양 전지들이 적절한 밀봉 재료와 함께 전면 측 커버와 후면 측 커버 사이에 배치되는 라미네이션 프로세스와 동시에 발생할 수 있으며, 밀봉 재료는 접착제 폴리머, 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)(EVA)를 포함할 수 있다. 라미네이션 동안에, 열 및 압력은 밀봉재를 경화하기 위해 인가되어, 전면 측 커버와 후면 측 커버 사이에서 태양 전지들을 밀봉한다. 동일한 열 및 압력은 함께 납땜되는 에지 버스바들(534 및 536)과 같은, 접촉하는 에지 버스바들을 야기할 수 있다. 에지 버스바들이 상단 Sn 층을 포함하면, 인접 태양 전지들의 상단 및 하단 버스바들(예컨대 버스바들(534 및 536)) 사이에서 부가 납땜 또는 접착제 재료들을 삽입할 필요가 없다는 점을 주목한다. 또한, 태양 전지들은 비교적 가요성인 5인치 또는 6인치 Si 웨이퍼들이기 때문에, 라미네이션 프로세스 동안에 사용되는 압력은 전지들이 그러한 압력 하에 균열될 수 있는 걱정 없이 비교적 클 수 있다는 점을 주목한다. 일부 실시예들에서, 라미네이션 프로세스 동안에 인가되는 압력은 1.0 분위기 초과, 예컨대 1.2 분위기일 수 있다.
도 5g는 본 발명의 일 실시예에 따라, 인접 에지-중첩된 태양 전지들의 스트링의 측면도를 예시하는 도면을 제시한다. 도 5g에서, 태양 전지(540)는 인접 태양 전지(542)를 부분적으로 중첩하며, 인접 태양 전지는 또한 (그것의 반대 단부 상에서) 태양 전지(544)를 부분적으로 중첩한다. 그러한 태양 전지들의 스트링은 지붕널들과 유사한 패턴을 형성한다. 중첩은 중첩에 의해 야기되는 셰이딩을 최소화하는 최소값에 유지되어야 한다는 점을 주목한다. 일부 실시예들에서, 단일 버스바들(상단 및 하단 표면 둘 다에서의)은 태양 전지의 맨 첫 에지에 배치되며(도 5g에 도시된 바와 같음), 따라서 중첩을 최소화한다.
태양 전지들은 양면(광이 태양 전지들의 상단 및 하단 표면들 둘 다에서 들어오는 것을 의미함)이기 때문에, 태양 전지들의 상단 및 하단 표면들에서 대칭 배열을 갖는 것이 바람직하다. 도 5h는 본 발명의 일 실시예에 따라, 2개의 인접 에지-중첩된 태양 전지들의 상면도를 예시하는 도면을 제시한다. 도 5h에서, 태양 전지들(550 및 552)은 태양 전지(550)의 우측 에지에서 서로 부분적으로 중첩된다. 태양 전지(550)의 상단 표면(도면에서 표면임)은 서로 평행한 다수의 핑거 라인들(예컨대 핑거 라인들(554 및 556)) 및 핑거 라인들에 수직인 에지 버스바를 포함한다. 에지 버스바는 그것이 태양 전지(552)의 좌측 에지에 의해 커버되기 때문에 도 5h에 도시되지 않는다는 점을 주목한다. 유사하게, 태양 전지(552)의 상단 표면은 서로 평행한 다수의 핑거 라인들(예컨대 핑거 라인들(558 및 560)) 및 핑거 라인들에 수직인 에지 버스바(562)를 포함한다. 도 5i는 본 발명의 일 실시예에 따라, 2개의 인접 에지-중첩된 태양 전지들의 저면도를 예시하는 도면을 제시한다. 도 5i에서, 태양 전지들(550 및 552)은 태양 전지(550)의 우측 에지에서 서로 부분적으로 중첩된다. 태양 전지(550)의 하단 표면(도면에서 표면임)은 서로 평행한 다수의 핑거 라인들(예컨대 핑거 라인들(564 및 566)) 및 핑거 라인들에 수직인 에지 버스바(568)를 포함한다. 유사하게, 태양 전지(552)의 하단 표면은 서로 평행한 다수의 핑거 라인들(예컨대 핑거 라인들(570 및 572)) 및 핑거 라인들에 수직인 에지 버스바를 포함한다. 에지 버스바는 그것이 태양 전지(550)의 우측 에지에 의해 커버되기 때문에 도 5i에 도시되지 않는다는 점을 주목한다. 태양 전지의 상단 및 하단 표면들에 동일한 금속 그리드를 갖는 것은 양면 기능성을 보장한다.
도 5j는 본 발명의 일 실시예에 따라, 에지에서 단일 버스바를 갖는 복수의 태양 전지들을 포함하는 예시적인 태양광 패널을 예시하는 도면을 제시한다. 도 5j에서, 태양광 패널(580)은 태양 전지들의 6×12 어레이를 포함한다. 행 내의 태양 전지들은 단일 탭, 예컨대 탭(582)을 통해, 또는 지붕널 패턴의 에지-중첩에 의해 서로 직렬로 연결된다. 행의 단부에서, 스트링잉 리본들을 인접 전지들로부터 함께 연결하기 위해 더 넓은 버스 리본을 사용하는 대신에(도 5a 및 도 5b에 도시된 예들과 같음), 야기서 인접 행들의 양 단부 전지들의 에지들을 통해 연장되기에 충분히 넓은 탭을 간단히 사용한다. 예를 들어, 추가의 넓은 탭(584)은 전지들(586 및 588)의 에지들을 통해 연장된다. 직렬 연결에 대해, 추가의 넓은 탭(584)은 전지(586)의 상단 표면에서의 버스바를 전지(588)의 하단 표면에서의 버스바와 연결할 수 있는데, 그것은 전지(586)의 상단 에지 버스바가 전지(588)의 하단 에지 버스바와 정렬되는 그러한 방식으로 태양 전지들(586 및 588)이 배치되는 것을 의미한다. 행 내의 태양 전지들이 지붕널 패턴으로 배치되면, 인접 행들은 상단 위의 우측 측면 또는 상단 위의 좌측 측면과 같은 반대 지붕널 패턴들을 가질 수 있다는 점을 주목한다. 병렬 연결에 대해, 추가의 넓은 탭(584)은 전지들(586 및 588)의 상단/하단 버스바들 둘 다를 연결할 수 있다. 행 내의 태양 전지들이 지붕널로 이어지면, 모든 행들의 지붕널 패턴은 동일하게 유지된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 예들과 달리, 도 5j에서, 핑거 라인들(도시되지 않음)은 태양 전지 행들의 방향을 따라 이어진다.
스트링잉 리본들 또는 탭들은 또한 그들의 직렬 저항으로 인해 전력 손실을 도입할 수 있다. 일반적으로, 스트링잉 리본들의 직렬 저항을 통한 분배된 전력 손실은 전지의 크기에 따라 증가한다. 더욱이, 2개의 리본들 대신에 단일 스트링잉 리본을 사용하는 것은 또한 단일 리본 구성이 각각의 리본 상에 더 많은 전류가 있는 것을 의미하기 때문에 이러한 직렬-저항-유도 전력 손실을 증가시키고, 전력 손실은 전류의 제곱에 비례한다. 그러한 전력 손실을 감소시키기 위해, 스트링잉 리본의 직렬 저항을 감소시킬 필요가 있다. 단일 중심 버스바 구성에 대해, 리본의 폭은 버스바의 폭에 의해 결정되며, 폭은 0.5 내지 3 mm일 수 있다. 따라서, 리본의 저항을 감소시키는 하나의 방식은 더 두꺼운 리본들이 더 낮은 비저항을 가지므로 그것의 두께를 증가시키는 것이다. 도 6a는 상이한 타입들의 전지들, 상이한 리본 두께들, 및 상이한 패널 구성들에 대해 이중 버스바(DBB) 및 단일 버스바(SBB) 구성들에 대한 리본-저항-기반 전력 손실의 퍼센티지들을 예시하는 도면을 제시한다. 도 6a에 도시된 예에서, 리본들은 Cu 리본들인 것으로 가정된다.
도 6a로부터, 200㎛ 두께 리본들에 대해, 단일 버스바(SBB) (중심에서의) 구성을 갖는 5인치 전지에 대한 리본-저항-유도 전력 손실이 이중 버스바(DBB) 구성의 1.3% 전력 손실과 비교하여, 2.34%인 것을 알 수 있다. 하나의 버스바를 제거함으로써 감소된 셰이딩으로부터 획득되는 1.8% 전력 이득을 이용하기 위해 전력 손실을 2% 미만에 제한하도록, 단일 스트링잉 리본의 두께는 적어도 250㎛일 필요가 있다. 6인치 전지와 같은 더 큰 전지들에 대해, 상황은 더 악화될 수 있다. 단일 중심 버스바 구성에 대해, 400㎛의 두께를 갖는 리본들은 전지들(602 및 604)에 의해 표시되는 바와 같이, 6인치 전지에서 3% 미만의 전력 손실을 보장할 필요가 있다. 패널 내의 전지들의 수는 또한 전력 손실의 양들에 영향을 미친다는 점을 주목한다.
400㎛는 더 두꺼운 리본들이 납땜 프로세스 동안에 전지들에 손상을 야기할 수 있기 때문에 리본 두께에 대한 상부 경계이다. 보다 구체적으로는, 더 두꺼운 리본들은 전지들의 뒤틀림을 야기할 수 있으며, 뒤틀림은 리본 재료와 반도체 재료 사이의 응력 및 열 계수 차이에 의해 야기될 수 있다. 더욱이, 신뢰성 염려는 또한 스트링잉 리본들이 너무 두껍기 때문에 표면에서 시작된다. 울트라소프트 리본들의 구현은 응력 및 뒤틀림 문제들을 감소시킬 수 있지만, 상이한 스트링잉 방식은 버스바 셰이딩 감소 및 리본 비용 감소에 의해 이루어지는 이득들을 포기하는 것 없이 전력 손실을 2% 미만으로 효과적으로 감소시키기 위해 요구된다. 일부 실시예들에서, 크림프들 및 스프링들을 스트링잉 리본의 길이 내에 도입하는 것, 및 두꺼운 리본의 스폿 납땜(spot soldering)을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 다른 방법들은 응력 및 뒤틀림을 감소시키기 위해 사용된다.
단일 에지 버스바 구성에 대해, 탭들은 스트링잉 리본보다 훨씬 더 넓고 더 짧기 때문에, 단일 탭의 직렬 저항에 의해 유도되는 전력 손실의 양은 훨씬 더 작다. 도 6b는 상이한 리본/탭 두께들에 대해 스트링잉 리본들과 단일 탭 사이의 전력 손실 차이를 비교하는 도면을 제시한다. 도 6b로부터, 단일 탭의 직렬 저항으로 인한 전력 손실이 열(606)에 의해 표시되는 바와 같이, 단일 리본과 비교하여 훨씬 더 작은 것을 알 수 있다. 예를 들어, 250㎛ 두께 단일 에지 탭에 의해 야기되는 전력 손실은 단지 5인치, 96전지 패널 레이아웃에 대해 0.73%, 및 6인치, 60전지 패널 레이아웃에 대해 대략 1.64%이다. 따라서, 심지어 72전지 패널 내의 6인치 전지에 대해, 250㎛의 두께를 갖는 에지 탭이 2% 미만의 전력 손실을 유도하도록 충분히 두꺼워서, 셰이딩의 감소를 고려하여 전체 전력 이득을 달성하는 것을 가능하게 하는 것을 알 수 있다.
태양광 패널의 전력 출력에 영향을 미칠 수 있는 하나 이상의 인자는 부분적으로 셰이딩된 태양광 패널에 의해 야기될 수 있는 전지들 사이의 불일치이다. 전력 출력을 최대화하기 위해, 부분적으로 셰이딩된 또는 다른 방법으로 차폐된(obscured) 패널이 최대 전력을 패널에 결합되는 배터리 충전 시스템에 전달하는 것을 허용하기 위해 최대 전력 지점 추적(MPPT) 디바이스들을 태양광 패널로 통합하는 것이 가능하다. MPPT 디바이스는 전지들의 스트링 또는 단일 전지의 전력 출력을 관리할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 태양광 패널은 전지-레벨 MPPT를 구현하여, 각각의 태양 전지가 MPPT 집적 회로(IC) 칩과 같은 MPPT 디바이스에 결합되는 것을 의미한다.
전지 레벨에서 MPPT를 구현하는 것은 불일치 비효율들로 인해 손실될 수 있는 전력의 30%까지를 회수하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 그것은 전지 비닝 요건들을 제거하고 수율을 증가시킬 수 있다. 따라서, 이것은 대체 패널들이 더 이상 이전 시스템에 일치될 필요가 없기 때문에 제품보증충당부채(warranty reserves)를 감소시킬 뿐만 아니라, 스트링 내에서 패널들을 일치시키기 위해 설치자들의 재고 관리 요구들을 제거함으로써 어레이 소유자들에 대한 투자 수익률(return of investment)(ROI)을 상당히 향상시킬 수 있다. 전지-레벨 MPPT는 또한 특히 하루의 특정 시간들에서 또는 일년의 특정 계절들 동안에 어레이의 구조적 셰이딩이 있을 수 있는 상황들에서 태양광 어레이의 설치를 위한 이용가능 표면적을 증가시킬 수 있다. 이것은 전면 측 및 후면 측 둘 다에서 셰이딩을 경험할 수 있는 양면 모듈들에 특히 유용하다. 전지-레벨 MPPT는 또한 1축 또는 2축 추적기들을 사용하는 것을 가능하게 하는 시스템 실장, 및 고확산 광 배경 상의 그라운드 실장에서 더 많은 유연성을 허용한다. 전지-레벨 MPPT에 관한 상세들은 발명의 명칭이 "Solar Panels with Integrated Cell-Level MPPT Devices"이고, 발명자들 Christopher James Beitel, Jiunn Benjamin Heng, Jianming Fu, 및 Zheng Xu에 의해, 2011년 10월 04일에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/252,987(대리인 사건 번호 SSP10-1011US)에서 발견될 수 있으며, 그것의 개시내용은 본원에 전체적으로 참조로 포함된다. 추가 실시예들에서, 태양광 모듈은 태양 전지들의 스트링 당 하나의 MPPT 디바이스를 가질 수 있는 것에 의해, 스트링-레벨 MPPT를 용이하게 한다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라, 이중 버스바 태양 전지들을 갖는 태양광 패널에서 최대 전력 지점 추적(MPPT) 집적 회로(IC) 칩들의 하나의 예시적인 배치를 예시하는 도면을 제시한다. 도 7a에 도시된 예에서, MPPT IC 칩(702)과 같은 MPPT IC 칩들은 인접 태양 전지들 사이에 배치된다. 보다 구체적으로는, MPPT IC 칩들은 2개의 스트링잉 리본들 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, MPPT IC 칩들은 스트링잉 리본들 둘 다와 접촉하고 2개의 인접 태양 전지들 사이의 직렬 연결을 용이하게 할 수 있다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단일 중심 버스바 태양 전지들을 갖는 태양광 패널에서 최대 전력 지점 추적(MPPT) 집적 회로(IC) 칩들의 하나의 예시적인 배치를 예시하는 도면을 제시한다. 도 7a에 도시된 예와 같이, MPPT IC 칩(704)과 같은 MPPT IC 칩들은 2개의 인접 태양 전지들 사이에 배치된다. 일부 실시예들에서, MPPT IC 칩들은 하나의 전지로부터의 2개의 입력들 및 인접 전지로의 하나의 출력을 갖는 3 단자 디바이스들이다. 2개의 입력들은 제1 태양 전지의 상단 및 하단 전극들에 (대응하는 스트링잉 리본들을 통해) 연결될 수 있고, 하나의 출력은 2개의 전지들 사이의 직렬 연결을 용이하게 하기 위해 인접 태양 전지의 상단 또는 하단 전극에 연결될 수 있다.
인접 태양 전지들 사이에 MPPT IC 칩들을 배치하는 것에 더하여, 또한 태양 전지들 사이의 코너 간격에 MPPT IC 칩들을 배치하는 것이 가능하다. 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단일 에지 버스바 태양 전지들을 갖는 태양광 패널에서 최대 전력 지점 추적(MPPT) 집적 회로(IC) 칩들의 하나의 예시적인 배치를 예시하는 도면을 제시한다. 도 7c에 도시된 예에서, MPPT IC 칩(706)과 같은 MPPT IC 칩들은 태양 전지들 사이의 코너 간격에 배치된다. 일부 실시예들에서, MPPT IC 칩들은 2개의 인접 칩들 사이의 직렬 연결을 용이하게 하기 위해 단일 탭들과 접촉한다. 단일 에지 버스바 구성에 대해, 태양 전지 외부의 와이어링은 태양 전지의 반대 측면들 상에 위치되는 전면 및 후면 전극들을 MPPT 칩의 2개의 입력들과 연결하기 위해 요구될 수 있다는 점을 주목한다.
도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따라, 전지-레벨 MPPT를 구현하는 예시적인 태양광 모듈의 단면도를 예시하는 도면을 제시한다. 도 7d에서, 태양광 모듈(710) 내의 각각의 태양 전지는 상단 전극 및 하단 전극을 포함하며, 이 전극들은 도 7b에 도시된 단일 중심 버스바들일 수 있는 . 각각의 MPPT IC 칩은 상단 입력 단자, 하단 입력 단자, 및 하단 출력 단자를 포함한다. 예를 들어, MPPT IC 칩(712)은 상단 입력 단자(714), 하단 입력 단자(716), 및 출력 단자(718)를 포함한다. 상단 입력 단자(714) 및 하단 입력 단자(716)는 태양 전지의 상단 및 하단 전극들에 결합된다. 출력 단자(718)는 인접 태양 전지의 하단 전극에 결합된다. 도 7d에 도시된 예에서, 태양 전지(720)와 같은 태양 전지들은 양면형 터널링 접합 태양 전지들일 수 있다.
태양 전지들 및 MPPT IC 칩들은 나중에 경화될 수 있는 접착제 폴리머 층(722) 내에 내장된다. 접착제 폴리머 층(722)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 재료들은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 서멀 플라스틱을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다. 태양광 모듈(710)은 전면 측 커버(724) 및 후면 측 커버(726)를 더 포함한다. 양면 모듈들에 대해, 전면 측 커버(724) 및 후면 측 커버(726) 둘 다는 유리로 제조될 수 있다. 접착제 폴리머 층(722)이 경화될 때, 전면 측 및 후면 측 커버들(724 및 726)이 라미네이션되어, 태양 전지들 및 MPPT IC 칩들을 그 내에 밀봉하며, 따라서 환경 요인들에의 노출에 의해 야기되는 손상을 방지한다. 라미네이션 후에, 태양광 모듈(710)은 트리밍되어 프레임(728)에 배치될 수 있고, 그 다음 적절한 접합 박스에 연결될 준비가 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 태양 전지 모듈을 제조하는 프로세스를 예시하는 흐름도를 제시한다. 제조 동안에, 다층 반도체 구조체들을 포함하는 태양 전지들이 획득된다(동작 802). 일부 실시예들에서, 다층 반도체 구조체는 양면형 터널링 접합 태양 전지를 포함할 수 있다. 태양 전지들은 5인치 × 5인치 또는 6인치 × 6인치와 같은 표준 크기를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 태양 전지들의 최소 치수는 적어도 5인치이다. 그 다음, 전면 측 및 후면 측 금속 그리드들은 양면 태양 전지 제조를 완료하기 위해 퇴적된다(동작 804). 일부 실시예들에서, 전면 측 및 후면 측 금속 그리드들을 퇴적하는 단계는 Ag 코팅된 또는 Sn 코팅된 Cu 그리드의 전해도금을 포함할 수 있다. 추가 실시예들에서, 시드 Cu 또는 Ni 층과 같은 하나 이상의 시드 금속 층들은 전해도금된 Cu 층의 접착을 개선하기 위해 물리 기상 퇴적(physical vapor deposition)(PVD) 기술을 사용하여 다층 구조체들 위로 퇴적될 수 있다. 중심에서 단일 버스바를 갖는 금속 그리드, 및 전지 에지에서 단일 버스바를 갖는 금속 그리드를 포함하지만, 이들에 제한되지 않는 상이한 타입들의 금속 그리드들이 형성될 수 있다. 에지 버스바 구성에 대해, 태양 전지들의 전면 및 후면 표면의 버스바들은 반대 에지들에 배치된다는 점을 주목한다.
이어서, 태양 전지들은 태양 전지 스트링들을 형성하기 위해 함께 스트링잉된다(동작 806). 버스바 구성에 따라, 통상의 스트링잉 프로세스는 수정될 필요가 있을 수 있다는 점을 주목한다. 에지 버스바 구성에 대해, 각각의 태양 전지는 90도 회전될 필요가 있고, 전지 에지만큼 넓고 길이가 3 내지 12 mm인 단일 탭은 2개의 인접 태양 전지들을 연결하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 탭의 길이는 3 내지 5 mm일 수 있다.
그 다음, 복수의 태양 전지 스트링들은 어레이로 레이아웃될 수 있고 전면 측 커버는 태양 전지 어레이에 적용될 수 있다(동작 808). 전지-레벨 MPPT를 구현하는 태양광 모듈들에 대해, MPPT IC 칩들은 태양 전지들 사이의 코너 간격, 및 인접 태양 전지들 사이의 위치들을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는 적절한 위치들에 배치된다(동작 810). 그 다음, 태양 전지들의 상이한 행들은 수정된 태빙 프로세스를 통해 서로 연결되고(동작 812), 그 다음 MPPT IC 칩들과 대응하는 태양 전지 전극들 사이의 전기적 연결들은 완전히 상호연결된 태양광 모듈을 달성하기 위해 형성된다(동작 814). 보다 구체적으로는, 땜납 범프들, 플립 칩, 랩 쓰루 콘택들(wrap through contacts) 등을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 전형적인 반도체 방법들을 통해, 태양 전지의 상단 전극은 IC의 하나의 단자에 연결되고 하단 전극은 IC의 다른 단자에 연결된다. 이어서, 후면 측 커버가 적용되고(동작 816), 전체 태양광 모듈 어셈블리는 정상 라미네이션 프로세스를 겪을 수 있으며, 정상 라미네이션 프로세스는 전지들 및 MPPT IC들을 제자리에 밀봉한(동작 818) 다음에, 프레이밍 및 트리밍(동작 820), 및 접합 박스의 부착(동작 822)이 이어진다.
다양한 실시예들의 상술한 설명들은 예시 및 설명의 목적들을 위해서만 제시되었다. 그들은 총망라하거나 본 발명을 개시된 형태들에 제한하도록 의도되지 않는다. 따라서, 많은 수정들 및 변형들은 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 분명할 것이다. 부가적으로, 상기 개시내용은 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다.

Claims (24)

  1. 태양광 모듈(solar module)로서,
    전면 측 커버;
    후면 측 커버; 및
    상기 전면 측 커버와 상기 후면 측 커버 사이에 위치된 복수의 태양 전지들
    을 포함하고,
    각각의 태양 전지는,
    다층 반도체 구조체;
    상기 다층 반도체 구조체 위에 위치된 전면 측 전극; 및
    상기 다층 반도체 구조체 아래에 위치된 후면 측 전극 - 상기 전면 측 전극 및 상기 후면 측 전극은 각각 금속 그리드(metal grid)를 포함하고, 각각의 금속 그리드는 복수의 핑거 라인들 및 상기 핑거 라인들에 결합된 단일 버스바(single busbar)를 포함하고, 상기 단일 버스바는 상기 핑거 라인들로부터 전류를 수집(collect)하도록 구성됨 -
    을 포함하는 태양광 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단일 버스바는 상기 태양 전지의 각각의 표면의 중심에 위치되는 태양광 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    2개의 인접한 태양 전지들은 하나의 태양 전지의 전면 표면으로부터 인접한 태양 전지의 후면 표면까지 직조되는 스트링잉 리본(stringing ribbon)에 의해 함께 스트링잉되고, 상기 스트링잉 리본은 상기 전면 표면과 상기 후면 표면 상의 단일 버스바들에 납땜되고, 상기 스트링잉 리본의 폭은 상기 단일 버스바의 폭과 실질적으로 유사한 태양광 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지의 전면 표면과 후면 표면의 단일 버스바들은 반대 에지들에 위치되는 태양광 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    2개의 인접한 태양 전지들은, 하나의 태양 전지의 에지에 있는 제1 단일 버스바 및 인접한 태양 전지의 인접한 에지에 있는 제2 단일 버스바에 납땜되는 금속 탭에 의해 함께 결합되고, 상기 금속 탭의 폭은 상기 제1 단일 버스바 및 상기 제2 단일 버스바의 길이와 실질적으로 유사한 태양광 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 단일 버스바는 상기 태양 전지의 전면 표면 상에 있으며, 상기 제2 단일 버스바는 상기 인접한 태양 전지의 후면 표면 상에 있는 태양광 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 단일 버스바 및 상기 제2 단일 버스바는 상기 2개의 태양 전지들의 동일한 표면 측 상에 있는 태양광 모듈.
  8. 제5항에 있어서,
    복수의 태양 전지들이 금속 탭들에 의해 스트링으로 결합되고, 복수의 스트링들이 직렬로 또는 병렬로 전기적으로 결합되는 태양광 모듈.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 금속 탭의 길이는 3mm와 12mm 사이인 태양광 모듈.
  10. 제4항에 있어서,
    2개의 인접한 태양 전지들은 상기 2개의 인접한 태양 전지들의 에지들을 중첩함으로써 함께 결합되고, 상기 2개의 인접한 태양 전지들은 제1 태양 전지의 상단 에지 버스바가 인접한 제2 태양 전지의 하단 에지 버스바에 결합되는 방식으로 중첩됨으로써, 상기 2개의 인접한 태양 전지들 사이의 직렬 연결을 용이하게 하는 태양광 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    스트링을 형성하기 위해 에지들을 중첩함으로써 복수의 태양 전지들이 결합되고, 복수의 스트링들이 직렬로 또는 병렬로 전기적으로 결합되는 태양광 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 다층 반도체 구조체는,
    베이스 층;
    전면 측 또는 후면 측 이미터(emitter); 및
    후면 또는 전면 표면 필드 층
    을 포함하는 태양광 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다층 반도체 구조체는 상기 베이스 층의 양 측에 위치된 양자 터널링 장벽(quantum tunneling barrier; QTB) 층을 포함하는 태양광 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 금속 그리드는 적어도 전해도금된(electroplated) Cu 층을 포함하는 태양광 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 단일 버스바의 폭은 0.5mm와 3mm 사이인 태양광 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    복수의 최대 전력 지점 추적(maximum power point tracking; MPPT) 디바이스들을 더 포함하고, 각각의 MPPT 디바이스는 개별 태양 전지에 결합됨으로써, 전지-레벨 MPPT를 용이하게 하는 태양광 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    복수의 MPPT 디바이스들을 더 포함하고, 각각의 MPPT 디바이스는 태양 전지들의 스트링에 결합됨으로써, 스트링-레벨 MPPT를 용이하게 하는 태양광 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 전면 측 커버 및 상기 후면 측 커버는 상기 태양광 모듈의 양면 구성(bifacial configuration)을 용이하게 하도록 투명한 태양광 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 태양 전지들은,
    5인치 태양 전지;
    6인치 태양 전지; 및
    5인치 또는 6인치의 1/8, 1/6, 1/4, 1/3 또는 1/2의 태양 전지
    중 적어도 하나를 포함하는 태양광 모듈.
  20. 태양 전지 결합 시스템으로서,
    제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 - 각각의 태양 전지는 전면 측 전극 및 후면 측 전극을 포함하고, 각각의 전극은 복수의 핑거 라인들 및 상기 핑거 라인들에 결합된 단일 버스바를 포함하고, 상기 버스바는 상기 각각의 태양 전지의 에지에 위치됨 -; 및
    상기 제1 태양 전지의 전면 측 전극과 상기 제2 태양 전지의 후면 측 전극을 결합하는 금속 탭
    을 포함하는 태양 전지 결합 시스템.
  21. 태양 전지 결합 시스템으로서,
    제1 태양 전지 및 제2 태양 전지 - 각각의 태양 전지는 전면 측 전극 및 후면 측 전극을 포함하고, 각각의 전극은 복수의 핑거 라인들 및 상기 핑거 라인들에 결합된 단일 버스바를 포함하고, 상기 버스바는 상기 각각의 태양 전지의 에지에 위치됨 -
    를 포함하고,
    상기 제1 태양 전지의 에지는, 상기 제1 태양 전지의 전면 측 전극의 버스바가 상기 제2 태양 전지의 후면 측 전극의 버스바에 결합되도록 상기 제2 태양 전지의 에지와 중첩하는 태양 전지 결합 시스템.
  22. 태양광 모듈 수단으로서,
    상기 태양광 모듈 수단을 보호하는 전면 측 커버 수단;
    상기 태양광 모듈 수단을 보호하는 후면 측 커버 수단; 및
    태양 전지 수단
    을 포함하고,
    상기 태양 전지 수단은,
    전력을 생성하는 다층 반도체 수단;
    전류를 전도하는 전면 측 전극 수단;
    전류를 전도하는 후면 측 전극 수단;
    전류를 수집하는 금속 그리드 수단 - 상기 금속 그리드 수단은 복수의 핑거 라인 수단들을 포함함 -; 및
    상기 핑거 라인 수단들로부터 전류를 수집하는 단일 버스바 수단
    을 포함하는 태양광 모듈 수단.
  23. 태양 전지 결합 수단으로서,
    제1 태양 전지 수단 및 제2 태양 전지 수단 - 각각의 태양 전지 수단은 전류를 전도하는 전면 측 전극 수단과 후면 측 전극 수단을 포함하고, 각각의 전극 수단은 복수의 핑거 라인 수단들 및 단일 버스바 수단을 포함하고, 상기 단일 버스바 수단은 상기 핑거 라인 수단들에 결합되며, 상기 각각의 태양 전지 수단의 에지에 위치됨 -; 및
    상기 제1 태양 전지 수단의 전면 측 전극 수단과 상기 제2 태양 전지 수단의 후면 측 전극 수단을 결합하는 금속 탭 수단
    을 포함하는 태양 전지 결합 수단.
  24. 태양 전지 결합 수단으로서,
    제1 태양 전지 수단 및 제2 태양 전지 수단 - 각각의 태양 전지 수단은 전면 측 전극 수단 및 후면 측 전극 수단을 포함하고, 각각의 전극 수단은 복수의 핑거 라인 수단들 및 단일 버스바 수단을 포함하고, 상기 단일 버스바 수단은 상기 핑거 라인 수단들에 결합되며, 상기 각각의 태양 전지 수단의 에지에 위치됨 -
    을 포함하고,
    상기 제1 태양 전지 수단의 전면 측 전극 수단의 버스바 수단은 상기 제2 태양 전지 수단의 후면 측 전극 수단의 버스바 수단에 결합되는 태양 전지 결합 수단.
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