슁글드 태양 전지 모듈(SHINGLED SOLAR CELL MODULE)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2017-0057177
(43) 공개일자 2017년05월24일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01L 31/05 (2014.01) H01L 31/02 (2006.01)
H01L 31/0224 (2006.01) H01L 31/18 (2006.01)
H02S 40/32 (2014.01) H02S 40/34 (2014.01)
(52) CPC특허분류
H01L 31/0504 (2013.01)
H01L 31/02002 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2016-7036325
(22) 출원일자(국제) 2015년05월26일
심사청구일자 없음
(85) 번역문제출일자 2016년12월26일
(86) 국제출원번호 PCT/US2015/032472
(87) 국제공개번호 WO 2015/183827
국제공개일자 2015년12월03일
(30) 우선권주장
62/003,223 2014년05월27일 미국(US)
(뒷면에 계속)
(71) 출원인
선파워 코포레이션
미국 95134 캘리포니아주 산 호세 리오 로블레스
77
(72) 발명자
모라드, 라트손
미국 94306-3169 캘리포니아주 팔로 알토 솔라나
드라이브 4157
알모지, 길라드
미국 94303-3434 캘리포니아주 팔로 알토 노스암
프톤 드라이브 881
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
박영우
전체 청구항 수 : 총 130 항
(54) 발명의 명칭 슁글드 태양 전지 모듈
(57) 요 약
태양 전지 모듈을 위한 고효율 구성은 슈퍼 셀들을 형성하도록 슁글드 방식으로 서로 전기적으로 결합되는 태양
전지들을 포함하며, 이들은 상기 태양광 모듈의 면적을 효율적으로 이용하고, 직렬 저항을 감소시키며, 모듈 효
율을 증가시키도록 배열될 수 있다. 상기 태양 전지들 상의 전면 금속화 패턴들은 단일 단계 스텐실 프린팅이 가
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도1
공개특허 10-2017-0057177
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능하도록 구성될 수 있고, 이는 상기 슈퍼 셀들 내의 태양 전지들의 중첩되는 구성에 의해 가능하다. 태양광 발
전 시스템은 서로와 인버터에 병렬로 전기적으로 연결되는 둘 또는 그 이상의 이러한 고전압 태양 전지 모듈들을
포함할 수 있다. 태양 전지 절단 기구들 및 태양 전지 절단 방법들은 곡선의 지지면에 대해 상기 태양 전지 웨이
퍼를 굽히도록 태양 전지 웨이퍼의 저면들과 상기 곡선의 지지면 사이에 진공을 적용하며, 이에 따라 복수의 태
양 전지들을 제공하도록 하나 또는 그 이상의 미리 제조된 스크라이브 라인들을 따라 상기 태양 전지 웨이퍼를
절단한다. 이들 절단 기구들 및 절단 방법들의 이점은 이들이 상기 태양 전지 웨이퍼의 상부 표면들과의 물리적
인 접촉을 요구하지 않는 것이다. 태양 전지들은, 예를 들면 전하 재결합을 증진시키는 절단된 에지들이 없이 상
기 태양 전지의 에지들에서 감소된 전하 재결합 손실들을 가지며 제조된다. 상기 태양 전지들은 좁은 직사각형의
기가학적 구조들을 가질 수 있고, 슈퍼 셀들을 형성하도록 슁글드(중첩되는) 배치들로 유리하게 채용될 수 있다.
(52) CPC특허분류
H01L 31/022441 (2013.01)
H01L 31/186 (2013.01)
H02S 40/32 (2015.01)
H02S 40/34 (2015.01)
(72) 발명자
수에즈, 이타이
미국 95062-5700 캘리포니아주 산타 크루아 슈너
코트 1641
험멜, 진
미국 95065 캘리포니아주 산 카를로스 프로스펙트
스트리트 645
벡케트, 나단
미국 94609-2414 캘리포니아주 오크랜드 42번 스트
리트 522
린, 야푸
미국 95051 캘리포니아주 산타 클라라 #52 타마랙
래인 3760
간논, 존
미국 94618-1236 캘리포니아주 오크랜드 힐레가스
애비뉴 6101
스타케이, 마이클 제이.
미국 95054 캘리포니아주 산타 클라라 아파트먼트
4515 모어랜드 웨이 550
스튜어트, 로버트
미국 95521 캘리포니아주 아르카타 다이아몬드 드
라이브 1055
란세, 타미르
미국 95033 캘리포니아주 로스 가토스 매리 앨리스
웨이 21478
매이단, 단
미국 94022-4342 캘리포니아주 로스 알토스 힐스
무리에타 래인 12000
(30) 우선권주장
62/035,624 2014년08월11일 미국(US)
62/036,215 2014년08월12일 미국(US)
62/042,615 2014년08월27일 미국(US)
62/048,858 2014년09월11일 미국(US)
62/064,260 2014년10월15일 미국(US)
29/506,415 2014년10월15일 미국(US)
62/064,834 2014년10월16일 미국(US)
29/506,755 2014년10월20일 미국(US)
14/530,405 2014년10월31일 미국(US)
14/532,293 2014년11월04일 미국(US)
29/508,323 2014년11월05일 미국(US)
14/536,486 2014년11월07일 미국(US)
14/539,546 2014년11월12일 미국(US)
14/543,580 2014년11월17일 미국(US)
62/081,200 2014년11월18일 미국(US)
14/548,081 2014년11월19일 미국(US)
29/509,586 2014년11월19일 미국(US)
29/509,588 2014년11월19일 미국(US)
14/550,676 2014년11월21일 미국(US)
62/082,904 2014년11월21일 미국(US)
14/552,761 2014년11월25일 미국(US)
14/560,577 2014년12월04일 미국(US)
14/566,278 2014년12월10일 미국(US)
14/565,820 2014년12월10일 미국(US)
14/572,206 2014년12월16일 미국(US)
14/577,593 2014년12월19일 미국(US)
14/586,025 2014년12월30일 미국(US)
14/585,917 2014년12월30일 미국(US)
14/594,439 2015년01월12일 미국(US)
62/103,816 2015년01월15일 미국(US)
14/605,695 2015년01월26일 미국(US)
62/111,757 2015년02월04일 미국(US)
62/113,250 2015년02월06일 미국(US)
62/134,176 2015년03월17일 미국(US)
14/674,983 2015년03월31일 미국(US)
62/150,426 2015년04월21일 미국(US)
공개특허 10-2017-0057177
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명 세 서
청구범위
청구항 1
태양광 모듈(solar module)에 있어서,
둘 또는 그 이상의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀(super cell)들을 포함하고, 각 슈퍼 셀은 실리콘 태
양 전지(solar cell)들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘
태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들
을 구비하며;
제1 태양 전지의 후면 상에 위치하는 정상 동작에서 유효한 전류를 전도하지 않는 히든 탭(hidden tap) 콘택 패
드를 포함하고;
상기 제1 태양 전지는 상기 슈퍼 셀들의 열들의 제1의 것 내의 상기 슈퍼 셀들 의 제1의 것을 따라 중간 위치에
위치하며, 상기 히든 탭 콘택 패드는 상기 슈퍼 셀들의 열들의 제2의 것 내의 적어도 제2 태양 전지에 전기적으
로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 상기 히든 탭 콘택 패드에 결합되고, 상기 히든 탭 콘택 패드를 상기 제2 태양 전지와 전기
적으로 상호 연결하는 전기적 인터커넥트(interconnect)를 포함하고, 상기 전기적 인터커넥트는 상기 제1 태양
전지의 길이에 실질적으로 걸치지 않으며, 상기 제1 태양 전지 상의 후면 금속화(metallization) 패턴은 평방
당 약 5옴(Ohm)보다 작거나 같은 시트 저항을 갖는 상기 히든 탭 콘택 패드에 전도성 통로를 제공하는 것을 특
징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 3
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 슈퍼 셀들은 상기 열들에 직교하는 상기 태양광 모듈의 폭에 걸치는 셋 또는 그
이상의 평행한 열들로 배열되고, 상기 히든 탭 콘택 패드는 상기 슈퍼 셀들의 열을 전기적으로 병렬로 연결하도
록 상기 슈퍼 셀들의 각각의 열들 내의 적어도 하나의 태양 전지 상의 히든 콘택 패드에 전기적으로 연결되며,
상기 히든 탭 콘택 패드들의 적어도 하나 또는 상기 히든 탭 콘택 패드들 사이의 인터커넥트에 대한 적어도 하
나의 버스 연결(bus connection)은 바이패스 다이오드(bypass diode) 또는 다른 전자 장치에 연결되는 것을 특
징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 4
제 1 항에 있어서, 상기 히든 탭 콘택 패드를 상기 제2 태양 전지에 전기적으로 연결하도록 상기 히든 탭 콘택
패드에 도전성으로 결합되는 유연한 전기적 인터커넥트를 포함하고,
상기 히든 탭 콘택 패드에 도전성으로 결합되는 상기 유연한 전기적 인터커넥트의 일부는 구리로 형성되는 리본
(ribbon)과 같으며, 약 50미크론보다 작거나 같은 그가 결합되는 상기 태양 전지의 표면에 직교하는 두께를 가
지고;
상기 히든 탭 콘택 패드 및 상기 유연한 전기적 인터커넥트 사이의 도전성 결합은 상기 유연한 전기적 인터커넥
트가 상기 제1 태양 전지 및 상기 유연한 인터커넥트 사이의 열팽창의 불일치에 견디게 하며, 상기 태양광 모듈
을 손상시키지 않고 약 -40℃ 내지 약 180℃의 온도 범위에 대해 열팽창으로부터 야기되는 상기 제1 태양 전지
및 상기 제2 태양 전지 사이의 상대적인 운동을 수용하게 하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 5
제 1 항에 있어서, 상기 태양광 모듈의 동작에서 상기 제1 히든 콘택 패드는 상기 태양 전지들의 임의의 단일의
것 내에서 발생되는 전류보다 큰 전류를 전도할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
공개특허 10-2017-0057177
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청구항 6
제 1 항에 있어서, 상기 제1 히든 탭 콘택 패드 웨에 놓인 상기 제1 태양 전지의 전면은 콘택 패드들에 의하거
나 임의의 다른 인터커넥트 특징(feature)들에 의해 점유되지 않는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 7
제 1 항에 있어서, 상기 제1 슈퍼 셀 내의 인접하는 태양 전지의 일부에 의해 중첩되지 않는 상기 제1 태양 전
지의 전면의 임의의 면적은 콘택 패드들에 의하거나 임의의 다른 인터커넥트 특징들에 의해 점유되지 않는 것을
특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 8
제 1 항에 있어서, 각 슈퍼 셀 내에서 상기 셀들의 대부분은 히든 탭 콘택 패드들을 가지지 않는 것을 특징으로
하는 태양광 모듈.
청구항 9
제 8 항에 있어서, 상기 히든 탭 콘택 패드들을 가지는 셀들은 상기 히든 탭 콘택 패드들을 가지지 않는 셀들보
다 큰 집광 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 10
제 1 항에 있어서, 상기 태양광 모듈이 중첩되는 영역에서 전기적으로 연결되는 다른 태양광 모듈과 중첩되는
슁글드 방식(shingled manner)으로 배열되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 11
태양광 모듈에 있어서,
유리 전면 시트를 포함하고;
후면 시트를 포함하며;
상기 유리 전면 시트 및 상기 후면 시트 사이에 둘 또는 그 이상의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀들을
포함하고, 각 슈퍼 셀은 상기 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 유연하게 도
전성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들 의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 직사각형 또는 실질적
으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 구비하며;
상기 슈퍼 셀들의 제1의 것에 단단하게 도전성으로 결합되는 제1 유연한 전기적 인터커넥트를 포함하고;
중첩되는 태양 전지들 사이의 상기 유연하고 도전성인 결합들은 상기 태양광 모듈을 손상시키지 않고 약 -40℃
내지 약 100℃의 온도 범위에 대해 상기 열들에 평행한 방향으로 상기 슈퍼 셀들 및 상기 유리 전면 시트 사이
의 열팽창을 수용하는 상기 슈퍼 셀들에 기계적인 컴플라이언스(mechanical compliance)를 제공하며;
상기 제1 슈퍼 셀 및 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트 사이의 단단한 도전성 결합은 상기 제1 유연한 전기적
인터커넥트가 상기 태양광 모듈의 손상 없이 약 -40℃ 내지 약 180℃의 온도 범위에 대해 상기 열들에 직교하는
방향으로 상기 제1 슈퍼 셀 및 상기 제1 유연한 인터커넥트 사이의 열팽창의 불일치를 수용하게 하는 것을 특징
으로 하는 태양광 모듈.
청구항 12
제 11 항에 있어서, 슈퍼 셀 내의 상기 중첩되고 인접하는 태양 전지들 사이의 도전성 결합들은 상기 슈퍼 셀
및 상기 유연한 전기적 인터커넥트 사이의 상기 도전성 결합들과 다른 도전성 접착제를 사용하는 것을 특징으로
하는 태양광 모듈.
청구항 13
제 12 항에 있어서, 모든 도전성 접착제들은 동일한 처리 단계에서 큐어링될 수 있는 것을 특징으로 하는 태양
광 모듈.
공개특허 10-2017-0057177
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청구항 14
제 11 항에 있어서, 슈퍼 셀 내의 적어도 하나의 태양 전지의 일 측면에서의 상기 도전성 결합은 그 다른 측면
에서의 상기 도전성 결합과 다른 도전성 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 15
제 14 항에 있어서, 모든 도전성 접착제들은 동일한 처리 단계에서 큐어링될 수 있는 것을 특징으로 하는 태양
광 모듈.
청구항 16
제 11 항에 있어서, 상기 중첩되고 인접하는 태양 전지들 사이의 도전성 결합들은 약 15미크론보다 크거나 같은
상기 셀 및 상기 유리 전면 시트 사이의 차등 운동을 수용하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 17
제 11 항에 있어서, 상기 중첩되고 인접하는 태양 전지들 사이의 도전성 결합들은 약 50미크론보다 작거나 같은
상기 태양 전지들에 직교하는 두께 및 약 1.5W/(미터-K)보다 크거나 같은 상기 태양 전지들에 직교하는 열전도
율을 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 18
제 11 항에 있어서, 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 약 40미크론보다 크거나 같은 상기 제1 유연한 인터
커넥트의 열팽창 또는 수축을 견디는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 19
제 11 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀에 도전성으로 결합되는 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트의 일부는 구리로
형성되는 리본과 같으며, 약 50미크론보다 작거나 같은 그가 결합되는 상기 태양 전지의 표면에 직교하는 두께
를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 20
제 19 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀에 도전성으로 결합되는 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트의 일부는 구리로
형성되는 리본과 같으며, 약 30미크론보다 작거나 같은 그가 결합되는 상기 태양 전지의 표면에 직교하는 두께
를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 21
제 19 항에 있어서, 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 상기 태양 전지에 결합되지 않으며, 상기 태양 전지
에 도전성으로 결합되는 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트의 일부보다 높은 전도율을 제공하는 필수적인 도전
성의 구리 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 22
제 19 항에 있어서, 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 상기 인터커넥트를 통한 전류의 흐름에 직교하는 방
향으로 상기 태양 전지의 표면의 평면 내에서 약 10㎜보다 크거나 같은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 태양광
모듈.
청구항 23
제 19 항에 있어서, 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 상기 제1 전기적 인터커넥트보다 높은 전도율을 제공
하는 상기 태양 전지에 근접하는 컨덕터(conductor)에 도전성으로 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 24
제 11 항에 있어서, 상기 태양광 모듈은 중첩되는 영역에서 전기적으로 연결되는 다른 태양광 모듈과 중첩되는
슁글드 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
공개특허 10-2017-0057177
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청구항 25
태양광 모듈에 있어서,
유리 전면 시트를 포함하고;
후면 시트를 포함하며;
상기 유리 전면 시트 및 상기 후면 시트 사이에 둘 또는 그 이상의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀들을
포함하고, 각 슈퍼 셀은 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 유연하게 도전성으
로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 직사각형 또는 실질적으로 직
사각형의 실리콘 태양 전지들을 구비하며;
상기 슈퍼 셀들의 제1의 것에 단단하게 도전성으로 결합되는 제1 유연한 전기적 인터커넥트를 포함하고;
중첩되는 태양 전지들 사이의 상기 유연한 도전성 결합들은 제1 도전성 접착제로 형성되고, 약 800메가파스칼
(megapascal)보다 작거나 같은 전단 탄성 계수(shear modulus)를 가지며;
상기 제1 슈퍼 셀 및 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트 사이의 상기 단단한 도전성 결합은 제2 도전성 접착제
로 형성되고, 약 2000메가파스칼보다 크거나 같은 전단 탄성 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 26
제 25 항에 있어서, 상기 제1 도전성 접착제 및 상기 제2 도전성 접착제는 다르며, 상기 도전성 접착제들 모두
는 동일한 처리 공정에서 큐어링될 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 27
제 25 항에 있어서, 중첩되고 인접하는 태양 전지들 사이의 상기 도전성 결합들은 약 50미크론보다 작거나 같은
상기 태양 전지들에 직교하는 두께 및 약 1.5W/(미터-K)보다 크거나 같은 상기 태양 전지들에 직교하는 열전도
율을 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 28
제 25 항에 있어서, 상기 태양광 모듈은 중첩되는 영역에서 전기적으로 연결되는 다른 태양광 모듈과 중첩되는
슁글드 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 29
웨이퍼의 제1 외측 에지에 평행하고 인접하게 배열되는 제1 버스 바(bus bar) 또는 콘택 패드들의 열 및 상기
웨이퍼의 제1 에지에 대향되고 평행한 상기 웨이퍼의 제2 외측 에지에 평행하고 인접하게 배열되는 제2 버스 바
또는 콘택 패드들의 열을 포함하는 전면 금속화 패턴을 구비하는 실리콘 웨이퍼를 수득하거나 제공하는 단계를
포함하고;
복수의 직사각형의 태양 전지들을 형성하도록 상기 웨이퍼의 제1 및 제2 외측 에지들에 평행한 하나 또는 그 이
상의 스크라이브 라인(scribe line)들을 따라 상기 실리콘 웨이퍼를 분리하는 단계를 포함하며, 상기 제1 버스
바 또는 콘택 패드들의 열은 상기 직사각형의 태양 전지들의 제1의 것의 긴 외측 에지에 평행하고 인접하게 배
열되고, 상기 제2 버스 바 또는 콘택 패드들의 열은 상기 직사각형의 태양 전지들의 제2의 것의 긴 외측 에지에
평행하고 인접하게 배열되며;
슈퍼 셀을 형성하기 위해 상기 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되
는 인접하는 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 상기 직사각형의 태양 전지들을 배열하는 단계를 포함하고;
상기 직사각형의 태양 전지들의 제1의 것 상의 상기 제1 버스 바 또는 콘택 패드들의 열은 상기 슈퍼 셀 내의
인접하는 직사각형의 태양 전지의 저면과 중첩되고 도전성으로 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 30
제 29 항에 있어서, 상기 직사각형의 태양 전지들의 제2의 것 상의 제2 버스 바 또는 콘택 패드들의 열은 상기
슈퍼 셀 내의 인접하는 직사각형의 태양 전지의 저면과 중첩되고 도전성으로 결합되는 것을 특징으로 하는
공개특허 10-2017-0057177
- 6 -
방법.
청구항 31
제 29 항에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼 정사각형 또는 의사(pseudo) 정사각형의 실리콘 웨이퍼인 것을 특징으
로 하는 방법.
청구항 32
제 31 항에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼는 약 125㎜의 길이 또는 약 156㎜의 길이의 측면들을 포함하는 것을 특
징으로 하는 방법.
청구항 33
제 31 항에 있어서, 상기 각 직사각형의 태양 전지의 폭에 대한 길이의 비율은 약 2:1 내지 약 20:1인 것을 특
징으로 하는 방법.
청구항 34
제 29 항에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼는 결정질 실리콘 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 35
제 29 항에 있어서, 상기 제1 버스 바 또는 콘택 패드들의 열 및 상기 제2 버스 바 또는 콘택 패드들의 열은 상
기 실리콘 웨이퍼의 중심 영역들보다 덜 효율적으로 광을 전기로 변환하는 상기 실리콘 웨이퍼의 에지 영역들에
위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 36
제 29 항에 있어서, 상기 전면 금속화 패턴은 상기 제1 버스 바 또는 콘택 패드들의 열에 전기적으로 연결되고,
상기 웨이퍼의 제1 외측 에지로부터 내측으로 연장되는 제1 복수의 평행한 핑거(finger)들 및 상기 제2 버스 바
또는 콘택 패드들의 열에 전기적으로 연결되고, 상기 웨이퍼의 제2 외측 에지로부터 내측으로 연장되는 제2 복
수의 평행한 핑거들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 37
제 29 항에 있어서, 상기 전면 금속화 패턴은 상기 제1 버스 바 또는 콘택 패드들의 열 및 상기 제2 버스 바 또
는 콘택 패드들의 열 사이에 위치하고 평행하게 배향되는 적어도 제3 버스 바 또는 콘택 패드들의 열 그리고 상
기 제3 버스 바 또는 콘택 패드들의 열에 직교하게 배향되고 전기적으로 연결되는 제3 복수의 평행한 핑거들을
포함하며, 상기 제3 버스 바 또는 콘택 패드들의 열은 상기 복수의 직사각형의 태양 전지들을 형성하도록 상기
실리콘 웨이퍼가 분리된 후에 상기 직사각형의 태양 전지들의 제3의 것의 긴 외측 에지에 평행하고 인접하게 배
열되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 38
제 29 항에 있어서, 상기 제1 직사각형의 태양 전지를 인접하는 태양 전지에 도전성으로 결합하도록 도전성 접
착제를 상기 제1 버스 바 또는 콘택 패드들의 열에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 39
제 38 항에 있어서, 상기 금속화 패턴은 상기 도전성 접착제의 확산을 제한하도록 구성되는 배리어(barrier)를
포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 40
제 38 항에 있어서, 스크린 프린팅(screen printing)에 의해 상기 도전성 접착제를 적용하는 단계를 포함하는
것을 특징으로 하는 방법.
청구항 41
공개특허 10-2017-0057177
- 7 -
제 38 항에 있어서, 잉크젯 프린팅(ink jet printing)에 의해 상기 도전성 접착제를 적용하는 단계를 포함하는
것을 특징으로 하는 방법.
청구항 42
제 38 항에 있어서, 상기 도전성 접착제는 상기 실리콘 웨이퍼 내에 상기 스크라이브 라인들의 형성 전에 적용
되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 43
제 29 항에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 하나 또는 그 이상의 스크라이브 라인들을 따라 분리하는 단계
는 상기 실리콘 웨이퍼를 곡선의 지지면에 대해 구부리도록 상기 실리콘 웨이퍼의 저면 및 상기 곡선의 지지면
사이에 진공을 인가하여, 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 하나 또는 그 이상의 스크라이브 라인들을 따라 절단하는
단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 44
제 29 항에 있어서,
상기 실리콘 웨이퍼는 챔퍼 처리된(chamfered) 모서리들을 구비하는 의사 정사각형의 실리콘 웨이퍼이고, 복수
의 직사각형의 태양 전지들을 형성하도록 상기 실리콘 웨이퍼의 분리 후에 상기 직사각형의 태양 전지들의 하나
또는 그 이상은 상기 챔퍼 처리된 모서리들의 하나 또는 그 이상을 구비하며;
상기 스크라이브 라인들 사이의 간격은 상기 챔퍼 처리된 모서리들을 구비하는 직사각형의 태양 전지들의 긴 축
들에 직교하는 폭을 상기 챔퍼 처리된 모서리들이 결핍된 직사각형의 태양 전지들의 긴 축에 직교하는 폭보다
크게 만들어, 상기 챔퍼 처리된 모서리들을 보상하도록 선택됨으로써, 상기 슈퍼 셀 내의 각각의 상기 복수의
직사각형의 태양 전지들이 상기 슈퍼 셀의 동작에서 광에 노출되는 실질적으로 동일한 면적의 전면을 가지는 것
을 특징으로 하는 방법.
청구항 45
제 29 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀을 투명한 전면 시트 및 후면 시트 사이에 성층 구조(layered structure)로 배
열하고, 상기 성층 구조를 라미네이팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 46
제 45 항에 있어서, 상기 성층 구조를 라미네이팅하는 단계는 상기 인접하는 직사각형의 태양 전지들을 서로 도
전성으로 결합하도록 상기 슈퍼 셀 내의 인접하는 직사각형의 태양 전지들 사이에 배치되는 도전성 접착제의 큐
어링을 완료하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 47
제 45 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀은 슈퍼 셀들의 둘 또는 그 이상의 평행한 열의 하나 내에 상기 성층 구조로
배열되며, 상기 후면 시트가 상기 슈퍼 셀들의 둘 또는 그 이상의 열들 사이의 갭(gap)들의 위치들 및 폭들에
대응되는 위치들 및 폭들을 갖는 평행하고 어둡게 된(darkened) 스트라이프(stripe)들을 포함하는 백색 시트이
므로, 상기 후면 시트의 백색 부분들이 조립된 모듈 내의 상기 슈퍼 셀들 의 열들 사이의 캡들을 통해 보이지
않는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 48
제 45 항에 있어서, 상기 전면 시트 및 상기 후면 시트는 유리 시트들이며, 상기 슈퍼 셀은 상기 유리 시트들
사이에 개재되는 열가소성 올레핀층 내에 봉지되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 49
제 29 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀을 제2 태양광 모듈의 제2 접합 박스(junction box)와 일치하는 배치로 접합
박스를 포함하는 제1 모듈 내에 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 50
공개특허 10-2017-0057177
- 8 -
태양 전지들을 제조하는 방법에 있어서,
태양 전지 웨이퍼를 곡선의 표면을 따라 진행시키는 단계; 및
상기 곡선의 표면에 대해 상기 태양 전지 웨이퍼를 구부리도록 상기 곡선의 표면과 상기 태양 전지 웨이퍼의 저
면 사이에 진공을 인가하고, 이에 따라 상기 태양 전지 웨이퍼로부터 복수의 태양 전지들을 분리하도록 하나 또
는 그 이상의 미리 마련된 스크라이브 라인들을 따라 상기 태양 전지 웨이퍼를 절단하는 단계를 포함하는 것을
특징으로 하는 방법.
청구항 51
제 50 항에 있어서, 상기 곡선의 표면은 상기 태양 전지 웨이퍼의 저면에 상기 진공을 인가하는 진공 매니폴드
(vacuum manifold)의 상부 표면의 곡선의 부분인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 52
제 50 항에 있어서, 상기 진공 매니폴드에 의해 상기 태양 전지 웨이퍼의 저면에 인가되는 상기 진공은 상기 태
양 전지 웨이퍼의 진행의 방향을 따라 변화되며, 상기 태양 전지 웨이퍼가 절단되는 상기 진공 매니폴드의 영역
에서 가장 강한 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 53
제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 태양 전지 웨이퍼를 천공된 벨트로 상기 진공 매니폴드의 곡선의 상부
표면을 따라 이송하는 단계를 포함하며, 상기 진공은 상기 천공된 벨트 내의 천공들을 통해 상기 태양 전지 웨
이퍼의 저면에 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 54
제 53 항에 있어서, 상기 벨트 내의 천공들은 상기 태양 전지 웨이퍼의 리딩(leading) 및 트레일링(trailing)
에지들이 상기 태양 전지 웨이퍼의 진행의 방향을 따라 상기 벨트 내의 적어도 하나의 천공 위에 놓여야 하도록
배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 55
제 50 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 태양 전지 웨이퍼를 제1 곡률을 갖는 상기 진공 매니폴
드의 상부 표면의 곡선의 전이 영역에 도달되도록 상기 진공 매니폴드의 상부 표면의 평탄한 영역을 따라 진행
시키고, 이후에 상기 태양 전지 웨이퍼를 상기 태양 전지 웨이퍼가 절단되는 상기 진공 매니폴드의 상부 표면의
절단 영역 내로 진행시키는 단계를 포함하며, 상기 진공 매니폴드의 절단 영역은 상기 제1 곡률보다 급격한 제2
곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 56
제 55 항에 있어서, 상기 전이 영역의 곡률은 증가하는 곡률의 연속되는 기하학적 함수에 의해 정의되는 것을
특징으로 하는 방법.
청구항 57
제 56 항에 있어서, 상기 절단 영역의 곡률은 증가하는 곡률의 연속되는 기하학적 함수에 의해 정의되는 것을
특징으로 하는 방법.
청구항 58
제 57 항에 있어서, 상기 절단된 태양 전지들을 상기 제2 곡률보다 급격한 제3 곡률을 갖는 상기 진공 매니폴드
의 후-절단 영역 내로 진행시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 59
제 57 항에 있어서, 상기 곡선의 전이 영역, 상기 절단 영역 및 상기 후 절단 영역의 곡률들은 증가하는 곡률의
연속되는 기하학적 함수에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 방법.
공개특허 10-2017-0057177
- 9 -
청구항 60
제 57 항, 제 58 항 또는 제 59 항에 있어서, 상기 증가하는 곡률의 연속되는 기하학적 함수는 클로소이드
(clothoid)인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 61
제 50 항 내지 제 60 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 스크라이브 라인을 따라 단일의 절단하는 크랙(cleaving
crack)의 생성 및 전파를 증진시키는 비대칭의 스트레스 분포를 제공하도록 각 스크라이브 라인의 대향하는 단
부에서보다 각 스크라이브 라인의 일측 단부에서 상기 태양 전지 웨이퍼 및 상기 곡선의 표면 사이에 강한 진공
을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 62
제 50 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 곡선의 표면으로부터 상기 절단된 태양 전지들을 제거하
는 단계를 포함하며, 상기 절단된 태양 전지들의 에지들은 상기 곡선의 표면으로부터의 상기 태양 전지들의 제
거 이전에 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 63
제 50 항 내지 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스크라이브 라인들을 상기 태양 전지 웨이퍼 상으로 레이저 스크라이빙하는 단계; 및
상기 태양 전지 웨이퍼를 상기 스크라이브 라인들을 따라 절단하기 이전에 전기적으로 도전성인 접착 결합 물질
을 상기 태양 전지 웨이퍼의 상면의 일부들에 적용하는 단계를 포함하고;
각 절단된 태양 전지는 그 상면의 절단된 에지를 따라 배치되는 상기 전기적으로 도전성인 접착 결합 물질의 일
부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 64
제 63 항에 있어서, 상기 스크라이브 라인들을 레이저 스크라이빙하고, 이후에 상기 전기적으로 도전성인 접착
결합 물질을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 65
제 64 항에 있어서, 상기 전기적으로 도전성인 접착 결합 물질을 적용하고, 이후에 상기 스크라이브 라인들을
레이저 스크라이빙하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 66
제 63 항 내지 제 65 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 절단된 태양 전지들로부터 태양 전지들의
스트링(string)을 만드는 방법에 있어서, 상기 절단된 태양 전지들은 직사각형이며,
슁글드 방식으로 중첩되고 그 사이에 배치되는 상기 전기적으로 도전성인 접착 결합 물질로 도전성으로 결합되
는 인접하는 직사각형의 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 상기 복수의 직사각형의 태양 전지들을 배열하는 단
계; 및
상기 전기적으로 도전성인 결합 물질을 큐어링하여, 인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들을 서로 결합하
고 이들을 전기적으로 직렬로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 67
제 50 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 태양 전지 웨이퍼는 정사각형 또는 의사 정사각형의 실
리콘 태양 전지 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 68
태양 전지들의 스트링을 만드는 방법에 있어서,
공개특허 10-2017-0057177
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각각의 하나 또는 그 이상의 정사각형의 태양 전지들 상에 후면 금속화 패턴을 형성하는 단계;
단일의 스텐실 프린팅 단계에서 단일의 스텐실을 사용하여 각각의 상기 하나 또는 그 이상의 정사각형의 태양
전지들 상에 완전한 전면 금속화 패턴을 스텐실 프린팅(stencil printing)하는 단계;
상기 하나 또는 그 이상의 정사각형의 태양 전지들로부터 각기 완전한 전면 금속화 패턴 및 후면 금속화 패턴을
구비하는 복수의 직사각형의 태양 전지들을 형성하도록 각 정사각형의 태양 전지를 둘 또는 그 이상의 직사각형
의 태양 전지들로 분리하는 단계;
상기 복수의 직사각형의 태양 전지들을 슁글드 방식으로 중첩되는 인접하는 직사각형의 태양 전지들의 긴 측면
들과 일렬로 배열하는 단계; 및
인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들의 각 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들을 이들 사이에 배치되는
전기적으로 도전성인 결합 물질로 서로 도전성으로 결합하여, 상기 쌍 내의 직사각형의 태양 전지들의 하나의
전면 금속화 패턴을 상기 쌍 내의 직사각형의 태양 전지들의 다른 하나의 후면 금속화 패턴에 전기적으로 연결
함으로써, 상기 복수의 직사각형의 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로
하는 방법.
청구항 69
제 68 항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 정사각형의 태양 전지들 상의 전면 금속화 패턴의 하나 또는 그
이상의 특징들을 한정하는 상기 스텐실의 모든 부분들은 스텐실 프린팅 동안에 상기 스텐실의 평면 내에 놓이는
상기 스텐실의 다른 부분들에 대한 물리적 연결들에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 70
제 68 항에 있어서, 각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 전면 금속화 패턴은 상기 직사각형의 태양 전지의 긴
측면들에 직교하게 배향되는 복수의 핑거들을 포함하며, 상기 전면 금속화 패턴 내의 상기 핑거들은 상기 전면
금속화 패턴에 의해 서로 물리적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 71
제 68 항에 있어서, 상기 핑거들은 약 10미크론 내지 약 90미크론의 폭들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 72
제 68 항에 있어서, 상기 핑거들은 약 10미크론 내지 약 50미크론의 폭들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 73
제 68 항에 있어서, 상기 핑거들은 약 10미크론 내지 약 30미크론의 폭들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 74
제 68 항에 있어서, 상기 핑거들은 약 10미크론 내지 약 50미크론의 상기 직사각형의 태양 전지의 전면에 직교
하는 높이들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 75
제 68 항에 있어서, 상기 핑거들은 약 30미크론 또는 그 이상의 상기 직사각형의 태양 전지의 전면에 직교하는
높이들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 76
제 68 항에 있어서, 각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 전면 금속화 패턴은 상기 직사각형의 태양 전지의 긴
측면의 에지에 평행하고 인접하게 배열되는 복수의 콘택 패드들을 포함하며, 각 콘택 패드는 대응되는 핑거의
단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 77
제 68 항에 있어서, 각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 후면 금속화 패턴은 상기 직사각형의 태양 전지의 긴
공개특허 10-2017-0057177
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측면의 에지에 평행하고 인접하는 열로 배열되는 복수의 콘택 패드들을 포함하고, 인접하고 중첩되는 직사각형
의 태양 전지들의 각 쌍은 상기 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들의 다른 하나 상의 상기 전면 금속화 패턴
내의 대응되는 핑거들과 정렬되고 전기적으로 연결되는 상기 직사각형의 태양 전지들의 쌍의 하나 상의 각각의
상기 후면 콘택 패드들을 구비하여 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 78
제 68 항에 있어서, 각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 후면 금속화 패턴은 상기 직사각형의 태양 전지의 긴
측면의 에지에 평행하고 인접하게 진행되는 버스 바를 포함하며, 인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들의
각 쌍은 상기 쌍 내의 직사각형의 태양 전지들의 다른 하나 상의 전면 금속화 패턴 내의 상기 핑거들과 중첩되
고 전기적으로 연결되는 상기 직사각형의 태양 전지들의 쌍의 하나 상의 상기 버스 바를 구비하여 배열되는 것
을 특징으로 하는 방법.
청구항 79
제 68 항에 있어서,
각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 전면 금속화 패턴은 상기 직사각형의 태양 전지의 긴 측면의 에지에 평행하
고 인접하게 배열되는 복수의 콘택 패드들을 포함하고, 각 콘택 패드는 대응되는 핑거의 단부에 위치하며;
각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 후면 금속화 패턴은 상기직사각형의 태양 전지의 긴 측면의 에지에 평행하
고 인접하는 열로 배열되는 복수의 콘택 패드들을 포함하고;
인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들의 각 쌍은 상기 쌍 내의 직사각형의 태양 전지들의 다른 하나 상의
상기 전면 금속화 패턴 내의 대응되는 콘택 패드와 중첩되고 전기적으로 연결되는 상기 직사각형의 태양 전지들
의 쌍의 하나 상의 각각의 상기 후면 콘택 패드들을 구비하여 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 80
제 68 항에 있어서, 인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들의 각 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들은
상기 중첩되는 전면 및 후면 콘택 패드들 사이에 배치되는 전기적으로 도전성인 결합 물질의 별개의 부분들에
의해 서로 도전성으로 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 81
제 68 항에 있어서, 인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들의 각 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들은
상기 직사각형의 태양 전지들의 쌍의 하나의 상기 전면 금속화 패턴 및 상기 직사각형의 태양 전지들의 쌍의 다
른 하나의 상기 후면 금속화 패턴 내의 핑거들의 중첩된 단부들 사이에 배치되는 전기적으로 도전성인 결합 물
질의 별개의 부분들에 의해 서로 도전성으로 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 82
제 68 항에 있어서, 인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들의 각 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들은
상기 직사각형의 태양 전지들의 쌍의 하나의 상기 전면 금속화 패턴 및 상기 직사각형의 태양 전지들의 쌍의 다
른 하나의 상기 후면 금속화 패턴 내의 핑거들의 중첩된 단부들 사이에 배치되는 전기적으로 도전성인 결합 물
질의 파선 또는 연속되는 라인에 의해 서로 도전성으로 결합되며, 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질의 파선
또는 연속되는 라인은 상기 핑거들의 하나 또는 그 이상을 전기적으로 상호 연결하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 83
제 68 항에 있어서,
각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 전면 금속화 패턴은 상기 직사각형의 태양 전지의 긴 측면의 에지에 평행하
고 인접하게 배열되는 복수의 콘택 패드들을 포함하고, 각 콘택 패드는 대응되는 핑거의 단부에 위치하며;
인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들의 각 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들은 상기 직사각형의 태양
전지들의 쌍의 하나의 전면 금속화 패턴 및 상기 직사각형의 태양 전지들의 쌍의 다른 하나의 후면 금속화 패턴
내의 콘택 패드들 사이에 배치되는 전기적으로 도전성인 결합 물질의 별개의 부분들에 의해 서로 도전성으로 결
합되는 것을 특징으로 하는 방법.
공개특허 10-2017-0057177
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청구항 84
제 68 항에 있어서,
각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 전면 금속화 패턴은 상기 직사각형의 태양 전지의 긴 측면의 에지에 평행하
고 인접하게 배열되는 복수의 콘택 패드들을 포함하고, 각 콘택 패드는 대응되는 핑거의 단부에 위치하며;
인접하고 중첩되는 직사각형의 태양 전지들의 각 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들은 상기 직사각형의 태양
전지들의 쌍의 하나의 전면 금속화 패턴 및 상기 직사각형의 태양 전지들의 쌍의 다른 하나의 후면 금속화 패턴
내의 상기 콘택 패드들 사이에 배치되는 전기적으로 도전성인 결합 물질의 파선 또는 연속되는 라인에 의해 서
로 도전성으로 결합되고, 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질의 파선 또는 연속되는 라인은 상기 핑거들의 하
나 또는 그 이상을 전기적으로 상호 연결하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 85
제 68 항 내지 제 84 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전면 금속화 패턴은 실버 페이스트(silver paste)로 형
성되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 86
태양광 모듈에 있어서,
둘 또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의 직렬 연결된 슈퍼 셀들로서 배열되는 약 250보다 크거나 같은 숫자
N의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 포함하고, 각 슈퍼 셀은 상기 슈퍼 셀 내의 실
리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 전기적 및 열적으로 도전성인 접착제로 서로 도전
성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 실리콘 태양 전지들을 구
비하며;
25개의 태양 전지들 당 하나 이하의 바이패스 다이오드를 포함하고;
상기 전기적 및 열적으로 도전성인 접착제는 인접하는 태양 전지들 사이에 약 50미크론보다 작거나 같은 상기
태양 전지들에 직교하는 두께 및 약 1.5W/(미터-K)보다 크거나 같은 상기 태양 전지들에 직교하는 열전도율을
갖는 결합들을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 87
제 86 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀들은 전면 및 후면 시트들 사이의 열가소성 올레핀층(thermoplastic olefin
layer) 내에 봉지되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 88
제 86 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀들은 상기 유리 전면 및 후면 시트들 사이에 봉지되는 것을 특징으로 하는 태
양광 모듈.
청구항 89
제 86 항에 있어서, 30개의 태양 전지들 당 하나 이하의 바이패스 다이오드, 또는 50개의 태양 전지들 당 하나
이하의 바이패스 다이오드, 또는 100개의 태양 전지들 당 하나 이하의 바이패스 다이오드, 또는 단일의 바이패
스 다이오드만을 포함하거나, 바이패스 다이오드를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 90
제 86 항에 있어서, 바이패스 다이오드들을 포함하지 않거나, 단일의 바이패스 다이오드만, 또는 셋보다 적은
바이패스 다이오드들, 또는 여섯보다 적은 바이패스 다이오드들, 또는 열보다 적은 바이패스 다이오드들을 포함
하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 91
제 86 항에 있어서, 상기 중첩되는 태양 전지들 사이의 도전성 결합들은 상기 슈퍼 셀들에 상기 태양광 모듈을
손상시키지 않고 약 -40℃ 내지 약 100℃의 온도 범위에 대해 상기 열들에 평행한 방향으로 상기 슈퍼 셀들 및
공개특허 10-2017-0057177
- 13 -
상기 유리 전면 시트 사이의 열팽창의 불일치를 수용하는 기계적 컴플라이언스를 제공하는 것을 특징으로 하는
태양광 모듈.
청구항 92
제 86 항 내지 제 91 항 중 어느 한 항에 있어서, N은 약 300보다 크거나 같거나, 약 350보다 크거나 같거나,
약 400보다 크거나 같거나, 약 450보다 크거나 같거나, 약 500보다 크거나 같거나, 약 550보다 크거나 같거나,
약 600보다 크거나 같거나, 약 650보다 크거나 같거나, 약 700보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 태양광 모
듈.
청구항 93
제 86 항 내지 제 92 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀들은 약 120볼트보다 크거나 같거나, 약 180볼트
보다 크거나 같거나, 약 240볼트보다 크거나 같거나, 약 300볼트보다 크거나 같거나, 약 360볼트보다 크거나 같
거나, 약 420볼트보다 크거나 같거나, 약 480볼트보다 크거나 같거나, 약 540볼트보다 크거나 같거나, 약 600볼
트보다 크거나 같은 높은 직류 전압을 제공하도록 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 94
태양 에너지 시스템(solar energy system)에 있어서,
제 86 항에 따른 태양광 모듈; 및
상기 태양광 모듈에 전기적으로 연결되고, AC 출력을 제공하도록 상기 태양광 모듈로부터의 DC 출력을 변환시키
도록 구성되는 인버터(inverter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 95
제 94 항에 있어서, 상기 인버터는 DC 대 DC 부스트 구성 요소(boost component)가 결핍되는 것을 특징으로 하
는 태양 에너지 시스템.
청구항 96
제 94 항에 있어서, 상기 인버터는 태양 전지를 역 바이어싱하는 것을 회피하도록 설정된 최소 전압 이상의 직
류 전압에서 상기 태양광 모듈을 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 97
제 96 항에 있어서, 상기 최소 전압값은 온도에 의존하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 98
제 94 항에 있어서, 상기 인버터는 역 바이어스 조건을 인식하고, 상기 역 바이어스 조건을 회피하는 전압에서
상기 태양광 모듈을 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 99
제 98 항에 있어서, 상기 인버터는 상기 역 바이어스 조건을 회피하도록 상기 태양광 모듈의 전압-전류 출력 곡
선의 극대(local maximum) 영역에서 상기 태양광 모듈을 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너
지 시스템.
청구항 100
제 94 항 내지 제 99 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인버터는 상기 태양광 모듈과 통합되는 마이크로인버터
(microinverter)인 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 101
태양광 모듈에 있어서,
약 10볼트보다 큰 평균적인 항복 전압(breakdown voltage)을 갖는 N≥25의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형
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의 태양 전지들의 직렬 연결된 스트링을 포함하고, 상기 태양 전지들은 중첩되고 전기적 및 열적으로 도전성인
접착제로 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 상기 태양 전지들의
둘 또는 그 이상을 구비하는 하나 또는 그 이상의 슈퍼 셀들 내로 그룹화되며;
상기 태양 전지들의 스트링 내의 ＜N의 태양 전지들의 단일의 태양 전지 또는 그룹은 바이패스 다이오드와 개별
적으로 전기적으로 병렬로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 102
제 101 항에 있어서, N은 30보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 103
제 101 항에 있어서, N은 50보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 104
제 101 항에 있어서, N은 100보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 105
제 101 항에 있어서, 상기 접착제는 인접하는 태양 전지들 사이에 약 0.1㎜보다 작거나 같은 상기 태양 전지들
에 직교하는 두께 및 약 1.5W/m/K보다 크거나 같은 상기 태양 전지들에 직교하는 열전도율을 가지는 결합들을
형성하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 106
제 101 항에 있어서, 상기 N의 태양 전지들은 단일의 슈퍼 셀 내로 그룹화되는 것을 특징으로 하는 태양광
모듈.
청구항 107
제 101 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀들은 폴리머 내에 봉지되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 108
제 107 항에 있어서, 상기 폴리머는 열가소성 올레핀 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 109
제 107 항에 있어서, 상기 폴리머는 유리 전면 시트 및 후면 시트 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 태양광
모듈.
청구항 110
제 109 항에 있어서, 상기 후면 시트는 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 111
제 101 항에 있어서, 상기 태양 전지들은 실리콘 태양 전지들인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 112
태양광 모듈에 있어서,
상기 태양광 모듈의 에지에 평행한 상기 태양광 모듈의 전체 길이 또는 폭에 실질적으로 걸치는 슈퍼 셀을 포함
하고, 상기 슈퍼 셀은 중첩되고 전기적 및 열적으로 도전성인 접착제로 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 태
양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 약 10볼트보다 큰 평균적인 항복 전압을 갖는 N의 직사각형 또는 실
질적으로 직사각형의 태양 전지들의 직렬 연결된 스트링을 구비하며;
상기 슈퍼 셀 내의 ＜N의 태양 전지들의 단일의 태양 전지 또는 그룹은 바이패스 다이오드와 개별적으로 전기적
으로 병렬로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
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청구항 113
제 112 항에 있어서, N＞24인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 114
제 112 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀은 적어도 약 500㎜의 전류 흐름의 방향으로의 길이를 가지는 것을 특징으로
하는 태양광 모듈.
청구항 115
제 112 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀들은 유리 전면 및 후면 시트들 사이에 개재되는 열가소성 올레핀 폴리머 내
에 봉지되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 116
태양광 모듈에 있어서,
둘 또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의 직렬 연결된 슈퍼 셀들로서 배열되는 약 250보다 크거나 같은 숫자
N의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 포함하고, 각 슈퍼 셀은 상기 슈퍼 셀 내의 실
리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 전기적 및 열적으로 도전성인 접착제로 서로 도전
성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 실리콘 태양 전지들을 구
비하며;
하나 또는 그 이상의 바이패스 다이오드들을 포함하고;
상기 태양광 모듈 내의 인접하는 열들의 각 쌍은 상기 쌍의 하나의 열 내의 중심으로 위치하는 태양 전지 상의
후면 전기적 콘택에 도전성으로 결합되고, 상기 쌍의 다른 하나의 열 내의 인접하는 태양 전지 상의 후면 전기
적 콘택에 도전성으로 결합되는 바이패스 다이오드에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 모
듈.
청구항 117
제 116 항에 있어서, 인접하는 평행한 열들의 각 쌍은 상기 쌍의 하나의 열 내의 태양 전지 상의 후면 전기적
콘택에 도전성으로 결합되고, 상기 쌍의 다른 하나의 열 내의 인접하는 태양 전지 상의 후면 전기적 콘택에 도
전성으로 결합되는 적어도 하나의 다른 바이패스 다이오드에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태
양광 모듈.
청구항 118
제 117 항에 있어서, 인접하는 평행한 열들의 각 쌍은 상기 쌍의 하나의 열 내의 태양 전지 상의 후면 전기적
콘택에 도전성으로 결합되고, 상기 쌍의 다른 하나의 열 내의 인접하는 태양 전지 상의 후면 전기적 콘택에 도
전성으로 결합되는 적어도 하나의 다른 바이패스 다이오드에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태
양광 모듈.
청구항 119
제 116 항에 있어서, 상기 전기적 및 열적으로 도전성인 접착제는 인접하는 태양 전지들 사이에 약 50미크론보
다 작거나 같은 상기 태양 전지들에 직교하는 두께 및 약 1.5 W/(미터-K)보다 크거나 같은 상기 태양 전지들에
직교하는 열전도율을 가지는 결합들을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 120
제 116 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀들은 전면 및 후면 유리 시트들 사이의 열가소성 올레핀층 내에 봉지되는 것
을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 121
제 116 항에 있어서, 상기 중첩되는 태양 전지들 사이의 도전성 결합들은 상기 슈퍼 셀들에 상기 태양광 모듈을
손상시키지 않고 약 -40℃ 내지 약 100℃의 온도 범위에 대해 상기 열들에 평행한 방향으로 상기 슈퍼 셀들 및
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상기 유리 전면 시트 사이의 열팽창의 불일치를 수용하는 기계적 컴플라이언스를 제공하는 것을 특징으로 하는
태양광 모듈.
청구항 122
제 116 항 내지 제 121 항 중 어느 한 항에 있어서, N은 약 300보다 크거나 같거나, 약 350보다 크거나 같거나,
약 400보다 크거나 같거나, 약 450보다 크거나 같거나, 약 500보다 크거나 같거나, 약 550보다 크거나 같거나,
약 600보다 크거나 같거나, 약 650보다 크거나 같거나, 약 700보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 태양광 모
듈.
청구항 123
제 116 항 내지 제 122 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슈퍼 셀들은 약 120볼트보다 크거나 같거나, 약 180볼
트보다 크거나 같거나, 약 240볼트보다 크거나 같거나, 약 300볼트보다 크거나 같거나, 약 360볼트보다 크거나
같거나, 약 420볼트보다 크거나 같거나, 약 480볼트보다 크거나 같거나, 약 540볼트보다 크거나 같거나, 약 600
볼트보다 크거나 같은 높은 직류 전압을 제공하도록 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
청구항 124
태양 에너지 시스템에 있어서,
제 116 항에 따른 태양광 모듈; 및
상기 태양광 모듈에 전기적으로 연결되고, AC 출력을 제공하도록 상기 태양광 모듈로부터의 DC 출력을 변환시키
도록 구성되는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 125
제 124 항에 있어서, 상기 인버터는 DC 대 DC 부스트 구성 요소가 결핍되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시
스템.
청구항 126
제 124 항에 있어서, 상기 인버터는 태양 전지를 역 바이어싱하는 것을 회피하도록 설정되는 최소 전압 이상의
직류 전압에서 상기 태양광 모듈을 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 127
제 126 항에 있어서, 상기 최소 전압값은 온도에 의존하는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 128
제 124 항에 있어서, 상기 인버터는 역 바이어스 조건을 인식하고, 상기 역 바이어스 조건을 회피하는 전압에서
상기 태양광 모듈을 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 129
제 128 항에 있어서, 상기 인버터는 상기 역 바이어스 조건을 회피하도록 상기 태양광 모듈의 전압-전류 출력
곡선의 극대 영역에서 상기 태양광 모듈을 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
청구항 130
제 124 항 내지 제 129 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인버터는 상기 태양광 모듈과 통합되는 마이크로인버
터인 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 대체로 태양 전지들이 슁글드 방식(shingled manner)으로 배열되는 태양 전지 모듈들에 관한 것이다.[0001]
공개특허 10-2017-0057177
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본 국제 특허 출원은, 2014년 10월 31일에 출원된 미국 특허 출원 제14/530,405호(발명의 명칭: "슁글드 태양[0002]
전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 11월 4일에 출원된 미국 특허 출원 제14/532,293호(발명의
명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 11월 7일에 출원된 미국 특허 출원 제
14/536,486호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 11월 12일에 출원
된 미국 특허 출원 제14/539,546호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"),
2014년 11월 17일에 출원된 미국 특허 출원 제14/543,580호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled
Solar Cell Module)"), 2014년 11월 19일에 출원된 미국 특허 출원 제14/548,081호(발명의 명칭: "슁글드 태양
전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 11월 21일에 출원된 미국 특허 출원 제14/550,676호(발명의
명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 11월 25일에 출원된 미국 특허 출원 제
14/552,761호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 12월 4일에 출원
된 미국 특허 출원 제14/560,577호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"),
2014년 12월 10일에 출원된 미국 특허 출원 제14/566,278호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled
Solar Cell Module)"), 2014년 12월 10일에 출원된 미국 특허 출원 제14/565,820호(발명의 명칭: "슁글드 태양
전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 12월 16일에 출원된 미국 특허 출원 제14/572,206호(발명의
명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 12월 19일에 출원된 미국 특허 출원 제
14/577,593호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 12월 30일에 출원
된 미국 특허 출원 제14/586,025호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"),
2014년 12월 30일에 출원된 미국 특허 출원 제14/585,917호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled
Solar Cell Module)"), 2015년 1월 12일에 출원된 미국 특허 출원 제14/594,439호(발명의 명칭: "슁글드 태양
전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2015년 1월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제14/605,695호(발명의
명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 3월 27일에 출원된 미국 임시 특허 출
원 제62/003,223호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 8월 12일에
출원된 미국 임시 특허 출원 제62/036,215호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell
Module)"), 2014년 8월 27일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/042,615호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모
듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 9월 11일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/048,858호(발명의 명
칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 10월 15일에 출원된 미국 임시 특허 출원
제62/064,260호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell Module)"), 2014년 10월 16일에 출
원된 미국 임시 특허 출원 제62/064,834호(발명의 명칭: "슁글드 태양 전지 모듈(Shingled Solar Cell
Module)"), 2015년 3월 31일에 출원된 미국 특허 출원 제14/674,983호(발명의 명칭: "히든 탭들을 채용한 슁글
드 태양 전지 패널(Shingled Solar Cell Panel Employing Hidden Taps)"), 2014년 11월 18일에 출원된 미국 임
시 특허 출원 제62/081,200호(발명의 명칭: "히든 탭들을 채용한 태양 전지 패널(Solar Cell Panel Employing
Hidden Taps)"), 2015년 2월 6일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/113,250호(발명의 명칭: "히든 탭들을 채
용한 슁글드 태양 전지 패널(Shingled Solar Cell Panel Employing Hidden Taps)"), 2014년 11월 21일에 출원
된 미국 임시 특허 출원 제62/082,904호(발명의 명칭: "고전압 태양광 패널(High Voltage Solar Panel)"),
2015년 1월 15일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/103,816호(발명의 명칭: "고전압 태양 전지 패널(High
Voltage Solar Panel)"), 2015년 2월 4일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/111,757호(발명의 명칭: "고전압
태양 전지 패널(High Voltage Solar Panel)"), 2015년 3월 17일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/134,176호
(발명의 명칭: "태양 전지 절단 기구들 및 방법들(Solar Cell Cleaving Tools and Methods)"), 2015년 4월 21
일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/150,426호(발명의 명칭: "스텐실 프린트된 셀 금속화를 포함하는 슁글드
태양 전지 패널(Shingled Solar Cell Panel Comprising Stencil-Printed Cell Metallization)"), 2014년 8월
11일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/035,624호(발명의 명칭: "감소된 에지 전하 재결합을 갖는 태양 전지
들(Solar Cells with Reduced Edge Carrier Recombination)"), 2014년 10월 15일에 출원된 미국 디자인 특허
출원 제29/506,415호, 2014년 10월 20일에 출원된 미국 디자인 특허 출원 제29/506,755호, 2014년 11월 5일에
출원된 미국 디자인 특허 출원 제29/508,323호, 2014년 11월 19일에 출원된 미국 디자인 특허 출원 제
29/509,586호, 그리고 2014년 11월 19일에 출원된 미국 디자인 특허 출원 제29/509,588호를 우선권들로 수반한
다. 앞서 열거한 각각의 상기 특허 출원들은 모든 목적들을 위해 그 개시 사항들이 여기에 참조로 포함된다.
배 경 기 술
에너지의 대체 소스들이 증가하고 있는 범세계적인 모든 에너지 요구들을 충족시키기 위해 요구되고 있다. 태양[0003]
에너지 자원들은 태양(예를 들면, 광 발전) 전지들로 발생되는 전력의 공급에 의해 부분적으로 이러한 요구들을
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만족시키기 위해 많은 지리적 지역들에서 충분하다.
발명의 내용
해결하려는 과제
태양 전지 모듈 내의 태양 전지들의 고효율 배치들 및 이러한 태양광 모듈(solar module)들을 만드는 방법들이[0004]
여기에 개시된다.
과제의 해결 수단
일 측면에 있어서, 태양광 모듈은 약 10볼트보다 큰 항복 전압을 갖는 N≥25 직사각형 또는 실질적으로 직사각[0005]
형의 태양 전지들의 직렬 연결된 스트링(string)을 포함한다. 상기 태양 전지들은 중첩되고 전기적 및 열적으로
도전성인 접착제로 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 상기 태양
전지들의 둘 또는 그 이상을 포함하는 하나 또는 그 이상의 슈퍼 셀(super cell)들 내로 그룹화된다. 상기 태양
전지들의 스트링 내의 ＜N 태양 전지들의 단일의 태양 전지 또는 그룹은 바이패스 다이오드(bypass diode)에 개
별적으로 전기적으로 병렬로 연결되지 않는다. 상기 태양광 모듈의 안전과 신뢰성 있는 동작은 인접하는 태양
전지들의 결합되고 중첩되는 부분들을 통한 상기 슈퍼 셀들을 따른 효과적인 열전도에 의해 가능해지며, 이는
역 바이어스된(reverse biased) 태양 전지들 내에 핫 스팟(hot spot)들의 형성을 방지하거나 감소시킨다. 상기
슈퍼 셀들은, 예를 들면, 유리 전면 및 후면 시트들 사이에 개재되는 열가소성 올레핀 폴리머(thermoplastic
olefin polymer) 내에 봉지될 수 있고, 열적 손상에 대한 상기 모듈의 견고성을 보다 향상시킨다. 일부 변형예
들에서, N은 ≥30, ≥50 또는 ≥100이다.
다른 측면에 있어서, 슈퍼 셀은 각기 제1 및 제2 대향되게 위치하는 평행한 긴 측면(long side)들 및 두 개의[0006]
대향되게 위치하는 짧은 측면(short side)들에 의해 한정되는 형상들을 갖는 직사각형 또는 실질적으로 직사각
형의 전면(태양측(sun side)) 및 후면들을 구비하는 복수의 실리콘 태양 전지들을 포함한다. 각 태양 전지는 상
기 제1 긴 측면에 인접하여 위치하는 적어도 하나의 전면 콘택 패드를 구비하는 전기적으로 도전성인 전면 금속
화(metallization) 패턴 및 상기 제2 긴 측면에 인접하여 위치하는 적어도 하나의 후면 콘택 패드를 구비하는
전기적으로 도전성인 후면 금속화 패턴을 포함한다. 상기 실리콘 태양 전지들은 상기 실리콘 태양 전지들을 전
기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 인접하는 실리콘 태양 전지들의 제1 및 제2 긴 측면들 그리고 중첩되고
도전성 접착 결합 물질로 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들 상의 전면 및 후면 콘택 패드
들과 일렬로 배열된다. 각 실리콘 태양 전지의 상기 전면 금속화 패턴은 상기 슈퍼 셀의 제조 동안에 상기 도전
성 접착 결합 물질의 큐어링(curing) 이전에 상기 도전성 접착 결합 물질을 상기 적어도 하나의 전면 콘택 패드
들에 실질적으로 제한하도록 구성되는 배리어(barrier)를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 슈퍼 셀은 각기 제1 및 제2 대향되게 위치하는 평행한 긴 측면들 및 두 개의 대향되게 위[0007]
치하는 짧은 측면들에 의해 한정되는 형상들을 갖는 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 전면(태양측) 및 후
면을 구비하는 복수의 실리콘 태양 전지들을 포함한다. 각 태양 전지는 상기 제1 긴 측면에 인접하여 위치하는
적어도 하나의 전면 콘택 패드를 구비하는 전기적으로 도전성인 전면 금속화 패턴 및 상기 제2 긴 측면에 인접
하여 위치하는 적어도 하나의 후면 콘택 패드를 구비하는 전기적으로 도전성인 후면 금속화 패턴을 포함한다.
상기 실리콘 태양 전지들은 상기 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 인접하는 실리
콘 태양 전지들의 제1 및 제2 긴 측면들 그리고 중첩되고 도전성 접착 결합 물질로 서로 도전성으로 결합되는
인접하는 실리콘 태양 전지들 상의 전면 및 후면 콘택 패드들과 일렬로 배열된다. 각 실리콘 태양 전지의 후면
금속화 패턴은 상기 슈퍼 셀의 제조 동안에 상기 도전성 접착 결합 물질의 큐어링 이전에 상기 도전성 접착 결
합 물질을 상기 적어도 하나의 후면 콘택 패드들에 실질적으로 제한하도록 구성되는 배리어를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 태양 전지들의 스트링을 만드는 방법은 각기 그 긴 축을 따라 질적으로 동일한 길이를 갖[0008]
는 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 형성하도록 각 웨이퍼의 긴 에지에 평행한 복수의 라인들을 따라
하나 또는 그 이상의 의사 정사각형의 실리콘 웨이퍼들을 다이싱(dicing)하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또
한 상기 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 태양 전지
들의 긴 측면들과 일렬로 상기 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 배열하는 단계를 포함한다. 상기 복수의 직사
각형의 실리콘 태양 전지들은 상기 의사 정사각형의 웨이퍼의 모서리들 또는 모서리들의 일부들에 대응되는 두
챔퍼 처리된(chamfered) 모서리들을 갖는 적어도 하나의 직사각형의 태양 전지 및 각기 챔퍼 처리된 모서리들이
결핍된 하나 또는 그 이상의 정사각형의 실리콘 태양 전지들을 포함한다. 상기 의사 정사각형의 웨이퍼가 따라
공개특허 10-2017-0057177
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서 다이스되는 평행한 라인들 사이의 간격은 상기 챔퍼 처리된 모서리들을 구비하는 정사각형의 실리콘 태양 전
지들의 긴 축에 직교하는 폭을 상기 챔퍼 처리된 모서리들이 결핍된 직사각형의 실리콘 태양 전지들의 긴 축에
직교하는 폭보다 크게 만들어 상기 챔퍼 처리된 모서리들을 보상하도록 선택되므로, 상기 태양 전지들의 스트링
내의 각각의 상기 복수의 정사각형의 실리콘 태양 전지들이 상기 태양 전지들의 스트링의 동작에서 광에 노출되
는 실질적으로 동일한 면적의 전면을 가진다.
다른 측면에 있어서, 슈퍼 셀은 상기 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로[0009]
결합되는 인접하는 태양 전지들의 단부들과 일렬로 배열되는 복수의 실리콘 태양 전지들을 포함한다. 상기 실리
콘 태양 전지들의 적어도 하나는 그가 다이스되었던 의사 정사각형의 실리콘 웨이퍼의 모서리들 또는 모서리들
의 일부들에 대응되는 챔퍼 처리된 모서리들을 가지고, 상기 실리콘 태양 전지들의 적어도 하나는 챔퍼 처리된
모서리들이 결핍되며, 각각의 상기 실리콘 태양 전지들은 상기 태양 전지들의 스트링의 동작 동안에 광에 노출
되는 실질적으로 동일한 면적의 전면을 가진다.
다른 측면에 있어서, 둘 또는 그 이상의 슈퍼 셀들을 만드는 방법은 의사 정사각형의 실리콘 웨이퍼들의 모서리[0010]
들 또는 모서리들의 일부들에 대응되는 챔퍼 처리된 모서리들을 구비하는 제1 복수의 직사각형의 실리콘 태양
전지들 및 각기 상기 의사 정사각형의 실리콘 웨이퍼들의 전체 폭에 걸치는 제1 길이이고 챔퍼 처리된 모서리들
이 결핍된 제2 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 형성하도록 하나 또는 그 이상의 의사 정사각형의 실리
콘 웨이퍼들을 다이싱하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 각기 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이이고, 챔
퍼 처리된 모서리들이 결핍된 제3 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 형성하도록 각각의 상기 제1 복수의
직사각형의 실리콘 태양 전지들로부터 상기 챔퍼 처리된 모서리들을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상
기 제1 길이와 동일한 폭을 갖는 태양 전지 스트링을 형성하기 위해 상기 제2 복수의 직사각형의 실리콘 태양
전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 직사각형의 실리콘 태양
전지들의 긴 측면들과 일렬로 상기 제2 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 배열하는 단계, 그리고 상기
제2 길이와 동일한 폭을 갖는 태양 전지 스트링을 형성하기 위해 상기 제3 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지
들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 직사각형의 실리콘 태양 전지들의 긴
측면들과 일렬로 상기 제3 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 배열하는 단계를 더 포함한다.
다른 측면에 있어서, 둘 또는 그 이상의 슈퍼 셀들을 만드는 방법은 의사 정사각형의 실리콘 웨이퍼들의 모서리[0011]
들 또는 모서리들의 일부들에 대응되는 챔퍼 처리된 모서리들을 구비하는 제1 복수의 직사각형의 실리콘 태양
전지들 및 챔퍼 처리된 모서리들이 결핍된 제2 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 형성하도록 각 웨이퍼
의 긴 에지에 평행한 복수의 라인들을 따라 하나 또는 그 이상의 의사 정사각형의 실리콘 웨이퍼들을 다이싱하
는 단계, 상기 제1 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전
성으로 결합되는 인접하는 직사각형의 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 상기 제1 복수의 직사각형의
실리콘 태양 전지들을 배열하는 단계, 그리고 상기 제2 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직
렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 직사각형의 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과
일렬로 상기 제2 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 배열하는 단계를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 슈퍼 셀은 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로[0012]
결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 단부들과 제1 방향으로 일렬로 배열되는 복수의 실리콘 태양 전지들,
그리고 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 평행하게 배향된 그 긴 축을 가지고, 상기 제2 방향을 따라 배열
되는 복수의 별개의 위치들에서 상기 실리콘 태양 전지들의 단부의 것의 전면 또는 후면에 도전성으로
결합되며, 상기 제2 방향으로 상기 단부 태양 전지의 적어도 전체 폭으로 진행되고, 상기 단부 실리콘 태양 전
지의 전면 또는 후면에 직교하게 측정된 약 100미크론보다 작거나 같은 두께를 가지며, 약 0.012옴(Ohm)보다 작
거나 같은 상기 제2 방향으로의 전류 흐름에 대한 저항을 제공하고, 약 -40℃ 내지 약 85℃의 온도 범위에 대해
상기 단부 실리콘 태양 전지 및 인터커넥트 사이의 상기 제2 방향으로의 차등 팽창을 수용하는 유연성을 제공하
는 연장된 유연한 전기적 인터커넥트(interconnect)를 포함한다.
상기 유연한 전기적 인터커넥트는, 예를 들면 상기 단부 실리콘 태양 전지의 전면 및 후면에 직교하게 측정된[0013]
약 30미크론보다 작거나 같은 컨덕터(conductor) 두께를 가질 수 있다. 상기 전기적 인터커넥트는 태양광 모듈
(solar module) 내의 사익 슈퍼 셀에 평행하고 인접하게 위치하는 적어도 제2 슈퍼 셀에 대해 전기적 상호 연결
을 제공하도록 상기 슈퍼 셀을 지나 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로는, 상기
유연한 전기적 인터커넥트는 태양광 모듈 내의 상기 슈퍼 셀에 평행하고 일렬로 위치하는 제2 슈퍼 셀에 대해
전기적 상호 연결을 제공하도록 상기 슈퍼 셀을 지나 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다.
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다른 측면에 있어서, 태양광 모듈은 상기 모듈의 전면을 형성하도록 상기 모듈의 폭에 걸치는 둘 또는 그 이상[0014]
의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀들을 포함한다. 각 슈퍼 셀은 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬
로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 단부들과 일렬로 배열되는
복수의 실리콘 태양 전지들을 포함한다. 제1 열 내의 상기 모듈의 에지에 인접하는 제1 슈퍼 셀의 적어도 단부
는, 전기적으로 도전성인 접착 결합 물질로 복수의 별개의 위치들에서 상기 제2 슈퍼 셀의 전면에 결합되고, 상
기 모듈의 에지에 평행하게 진행되며, 그 적어도 일부가 상기 슈퍼 셀의 단부 주위에서 접히고 상기 모듈의 전
방으로부터 시야에서 감춰지는 유연한 전기적 인터커넥트를 통해 제2 열 내의 상기 모듈의 동일한 에지에 인접
하는 제2 슈퍼 셀의 단부에 전기적으로 연결된다.
다른 측면에 있어서, 슈퍼 셀을 만드는 방법은, 실리콘 태양 전지들 상에 복수의 직사각형의 영역들을 한정하도[0015]
록 각각의 하나 또는 그 이상의 실리콘 태양 전지들 상에 하나 또는 그 이상의 스크라이브 라인(scribe line)들
을 레이저 스크라이빙하는 단계, 각 직사각형의 영역의 긴 측면에 인접하는 하나 또는 그 이상의 위치들에서 전
기적으로 도전성의 접착 결합 물질을 상기 하나 또는 그 이상의 스크라이브된 실리콘 태양 전지들에 적용하는
단계, 각기 긴 측면에 인접하는 그 전면 상에 배치되는 상기 전기적으로 도전성의 접착 결합 물질의 일부를 구
비하는 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 제공하도록 상기 실리콘 태양 전지들을 상기 스크라이브 라인
들을 따라 분리하는 단계, 상기 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 그 사이에 배치되는 상기 전기적으로
도전성의 접착 결합 물질의 일부로 슁글드 방식(shingled manner)으로 중첩되는 인접하는 직사각형의 실리콘 태
양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열하는 단계, 그리고 상기 전기적으로 도전성의 결합 물질을 큐어링하여, 인
접하고 중첩되는 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 서로 결합하고 이들을 전기적으로 직렬로 연결하는 단계를
포함한다.
다른 측면에 있어서, 슈퍼 셀을 만드는 방법은, 실리콘 태양 전지들 상에 복수의 직사각형의 영역들을 한정하도[0016]
록 각각의 하나 또는 그 이상의 실리콘 태양 전지들 상에 하나 또는 그 이상의 스크라이브 라인들을 레이저 스
크라이빙하는 단계, 전기적으로 도전성의 접착 결합 물질을 상기 하나 또는 그 이상의 실리콘 태양 전지들의 상
면들의 일부들에 적용하는 단계, 상기 하나 또는 그 이상의 실리콘 태양 전지들을 곡선의 지지면(supporting
surface)에 대해 구부리도록 상기 하나 또는 그 이상의 실리콘 태양 전지들의 저면들 및 곡선인 지지면 사이에
진공을 인가하며, 이에 따라 각기 긴 측면에 인접하는 그 전면 상에 배치되는 상기 전기적으로 도전성의 접착
결합 물질의 일부를 구비하는 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 제공하도록 상기 하나 또는 그 이상의
실리콘 태양 전지들을 상기 스트라이브 라인들을 따라 절단하는 단계, 상기 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전
지들을 그 사이에 배치되는 상기 전기적으로 도전성의 접착 결합 물질의 일부로 슁글드 방식으로 중첩되는 인접
하는 직사각형의 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열하는 단계, 그리고 상기 전기적으로 도전성의
결합 물질을 큐어링하여, 인접하고 중첩되는 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 서로 결합하고 이들을 전기적으
로 직렬로 연결하는 단계를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 태양광 모듈을 만드는 방법은 복수의 슈퍼 셀들을 조립하는 단계를 포함하고, 각 슈퍼 셀[0017]
은 슁글드 방식으로 중첩되고 인접하는 직사각형의 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들 상의 단부들과 일렬로 배열
되는 복수의 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 인접하는 직사각형의 실리콘
태양 전지들의 중첩되는 단부들 사이에 배치되는 전기적으로 도전성의 결합 물질을 상기 슈퍼 셀들에 열 및 압
력을 인가하여 큐어링함으로써, 인접하고 중첩되는 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 설 결합하고 이들을 전기
적으로 직렬로 연결하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 원하는 태양광 모듈 구성 내의 상기 슈퍼 셀들을
봉지재(encapsulant)를 포함하는 층들의 스택(stack) 내에 배열하고 상호 연결하는 단계, 그리고 라미네이트된
(laminated) 구조를 형성하도록 상기 층들의 스택에 열과 압력을 인가하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 일부 변형예들은 상기 라미네이트된 구조를 형성하도록 상기 층들의 스택에 열 및 압력을 인가하기[0018]
이전에 상기 슈퍼 셀들에 열 및 압력을 인가하여 상기 전기적으로 도전성의 결합 물질을 큐어링하거나 부분적으
로 큐어링함으로써, 상기 라미네이트된 구조를 형성하기 전에 중간 생성물로서 큐어링되거나 부분적으로 큐어링
되는 슈퍼 셀들을 형성하는 단계를 포함한다. 일부 변형예들에서, 각 추가적인 직사각형의 실리콘 태양 전지가
상기 슈퍼 셀의 조립 동안에 슈퍼 셀에 추가되면서, 새롭게 추가된 태양 전지 및 이의 인접하고 중첩되는 태양
전지 사이의 전기적으로 도전성의 접착 결합 물질이 임의의 다른 직사각형의 실리콘 태양 전지가 상기 슈퍼 셀
에 추가되기 전에 큐어링되거나 부분적으로 큐어링된다. 선택적으로는, 일부 변형예들은 상기 슈퍼 셀 내의 전
기적으로 도전성의 결합 물질을 동일한 단계에서 큐어링하거나 부분적으로 큐어링하는 단계를 포함한다.
상기 슈퍼 셀들이 부분적으로 큐어링된 중간 생성물들로서 형성될 경우, 상기 방법은 상기 라미네이트된 구조를[0019]
형성하도록 상기 층들의 스택에 열 및 압력을 인가하면서 상기 전기적으로 도전성의 결합 물질의 큐어링을 완료
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하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법의 일부 변형예들은 라미네이트된 구조를 형성하기 전에 중간 생성물로서 큐어링되거나 부분적으로 큐[0020]
어링되는 슈퍼 셀들을 형성하지 않고, 상기 라미네이트된 구조를 형성하도록 상기 층들의 스택에 열 및 압력을
인가하면서 상기 전기적으로 도전성의 결합 물질을 큐어링하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 하나 또는 그 이상의 표준 크기의 실리콘 태양 전지들을 상기 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 제[0021]
공하도록 보다 작은 면적의 직사각형의 형상들로 다이싱하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 전기적으로 도전성인
접착 결합 물질은 미리 적용된 전기적으로 도전성의 접착 결합 물질을 갖는 상기 직사각형의 실리콘 태양 전지
들을 제공하도록 상기 하나 또는 그 이상의 실리콘 태양 전지들을 다이싱하기 전에 상기 하나 또는 그 이상의
실리콘 태양 전지들에 적용될 수 있다. 선택적으로는, 상기 전기적으로 도전성의 접착 결합 물질은 상기 직사각
형의 실리콘 태양 전지들을 제공하도록 상기 하나 또는 그 이상의 실리콘 태양 전지들을 다이싱한 후에 상기 직
사각형의 실리콘 태양 전지들에 적용될 수 있다.
일 측면에 있어서, 태양광 모듈은 둘 또는 그 이상의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀들을 포함한다. 각[0022]
슈퍼 셀은 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는
실리콘 태양 전지들의 긴 측면과 일렬로 배열되는 복수의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전
지들을 포함한다. 태양 전지판(solar panel)은 또한 상기 슈퍼 셀들의 제1의 것을 따라 중간 위치에 위치하는
제1 태양 전지의 후면 상에 위치하는 제1 히든 탭(hidden tap) 콘택 패드 및 상기 제1 히든 탭 콘택 패드에 도
전성으로 결합되는 제1 전기적 인터커넥트를 포함한다. 상기 제1 전기적 인터커넥트는 상기 인터커넥트 및 그가
결합되는 상기 실리콘 태양 전지 사이의 차등 열팽창을 수용하는 스트레스 제거 특징을 포함한다. "스트레스 제
거 특징(stress relieving feature)"이라는 용어는 인터커넥트에 대해 여기에 사용되는 바에 있어서, 예를 들면
상기 인터커넥트의 두께(예를 들면, 매우 얇은) 및/또는 상기 인터커넥트의 연성에 대한 킹크(kink), 루프
(loop) 또는 슬롯(slot)과 같은 기하학적 특징을 언급할 수 있다. 예를 들면, 상기 스트레스 제거 특징은 상기
인터커넥트가 매우 얇은 구리 리본으로 형성되는 것이 될 수 있다.
상기 태양광 모듈은 인접하는 슈퍼 셀 열 내의 상기 슈퍼 셀들의 제2의 것을 따라 중간 위치에서 제1 태양 전지[0023]
에 인접하여 위치하는 제2 태양 전지의 후면 상에 위치하는 제2 히든 탭 콘택 패드를 포함할 수 있고, 상기 제1
히든 탭 콘택 패드는 상기 제1 전기적 인터커넥트를 통해 상기 제2 히든 탭 콘택 패드에 전기적으로 연결된다.
이러한 경우들에서, 상기 제1 전기적 인터커넥트는 상기 제1 슈퍼 셀 및 상기 제2 슈퍼 셀 사이의 갭(gap)을 가
로질러 연장될 수 있고, 상기 제2 히든 탭 콘택 패드에 도전성으로 결합될 수 있다. 선택적으로는, 상기 제1 및
제2 히든 탭 콘택 패드들 사이의 전기적 연결은 상기 제2 히든 탭 콘택 패드에 도전성으로 결합되고 상기 제1
전기적 인터커넥트에 전기적으로 연결되는(예를 들면, 도전성으로 결합되는) 다른 전기적 인터커넥트를 포함할
수 있다. 각 상호 연결 계획은 슈퍼 셀들의 추가적인 열들에 걸쳐 선택적으로 확장될 수 있다. 예를 들면, 각
상호 연결 계획은 상기 히든 탭 콘택 패드들을 통해 각 열 내의 태양 전지를 상호 연결하도록 상기 모듈의 전체
폭에 걸쳐 선택적으로 확장될 수 있다.
상기 태양광 모듈은 상기 슈퍼 셀들의 제1의 것을 따라 다른 중간 위치에 위치하는 제2 태양 전지의 후면 상에[0024]
위치하는 제2 히든 탭 콘택 패드, 상기 제2 히든 탭 콘택 패드에 도전성으로 결합되는 제2 전기적 인터커넥트,
그리고 상기 제1 및 제2 전기적 인터커넥트들에 의해 상기 제1 히든 탭 콘택 패드 및 상기 제2 히든 탭 콘택 패
드 사이에 위치하는 상기 태양 전지들과 전기적으로 병렬로 연결되는 바이패스 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 제1 히든 탭 콘택 패드는 상기 제1 태양 전지의 긴 축에 평행하게 진행되[0025]
는 열 내의 상기 제1 태양 전지의 후면 상에 배열되는 복수의 히든 탭 콘택 패드들의 하나가 될 수 있고, 상기
제1 전기적 인터커넥트는 각각의 상기 복수의 히든 콘택들에 도전성으로 결합되며, 상기 긴 축을 따라 상기 제1
태양 전지의 길이를 실질적으로 가로지른다. 추가적으로 또는 선택적으로는, 상기 제1 히든 탭 콘택 패드는 상
기 제1 태양 전지의 긴 축에 직교하게 진행되는 열 내의 상기 제1 태양 전지의 후면 상에 배열되는 복수의 히든
탭 콘택 패드들의 하나가 될 수 있다. 후자의 경우에서, 상기 히든 탭 콘택 패드들의 열은, 예를 들면 상기 제1
태양 전지의 짧은 에지에 인접하여 위치할 수 있다. 상기 제1 히든 탭 콘택 패드는 상기 제1 태양 전지의 후면
의 2차원 어레이로 배열되는 복수의 히든 탭 콘택 패드들의 하나가 될 수 있다.
선택적으로는, 앞서의 변형예들의 임의의 것에서 상기 제1 히든 탭 콘택 패드는 상기 제1 태양 전지의 후면의[0026]
긴 측면에 인접하여 위치할 수 있고, 상기 제1 전기적 인터커넥트는 상기 태양 전지의 긴 축을 따라 상기 히든
탭 콘택 패드로부터 내측으로 실질적으로 연장되지 않으며, 상기 제1 태양 전지 상의 후면 금속화 패턴은 상기
인터커넥트에 대해 바람직하게는 평방 당 약 5옴보다 작거나 같은, 또는 평방 당 약 2.5옴보다 작거나 같은 시
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트 저항(sheet resistance)을 갖는 도전성 통로를 제공한다. 이러한 경우들에서, 상기 제1 인터커넥트는, 예를
들면, 상기 스트레스 제거 특징의 대향하는 측면들 상에 위치하는 두 개의 탭들을 포함할 수 있고, 상기 탭들의
하나는 상기 제1 히든 탭 콘택 패드에 도전성으로 결합될 수 있다. 상기 두 탭들은 다른 길이들이 될 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 제1 전기적 인터커넥트는 상기 제1 히든 탭 콘택 패드와의 원하는 정렬을[0027]
확인하거나, 상기 제1 슈퍼 셀의 에지와의 원하는 정렬을 확인하거나, 상기 제1 히든 탭 콘택 패드와의 원하는
정렬 및 상기 제1 슈퍼 셀의 에지와의 원하는 정렬을 확인하는 정렬 특징(alignment feature)들을 포함할 수 있
다.
다른 측면에 있어서, 태양광 모듈은 유리 전면 시트(front sheet), 후면 시트(back sheet), 그리고 상기 유리[0028]
전면 시트 및 상기 후면 시트 사이에 둘 또는 그 이상의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀들을 포함한다.
각 슈퍼 셀은 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하
는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태
양 전지들을 포함한다. 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 상기 슈퍼 셀들의 제1의 것에 단단하게 도전성으로 결
합된다. 상기 중첩되는 태양 전지들 사이의 유연한 도전성 결합들은 상기 슈퍼 셀들에 상기 태양광 모듈을 손상
시키지 않고 약 -40℃ 내지 약 100℃의 온도 범위에 대해 상기 열들에 평행한 방향으로 상기 슈퍼 셀들 및 상기
유리 전면 시트 사이의 열팽창의 불일치를 수용하는 기계적 컴플라이언스(mechanical compliance)를 제공한다.
상기 제1 슈퍼 셀 및 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트 사이의 상기 단단한 도전성 결합은 상기 제1 유연한
전기적 인터커넥트가 상기 태양광 모듈을 손상시키지 않고 약 -40℃ 내지 약 180℃의 온도 범위에 대해 상기 열
들에 직교하는 방향으로 상기 제1 슈퍼 셀 및 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트 사이의 열팽창의 불일치를 수
용하게 한다.
슈퍼 셀 내의 중첩되고 인접하는 태양 전지들 사이의 상기 도전성 결합들은 상기 슈퍼 셀 및 상기 유연한 전기[0029]
적 인터커넥트 사이의 도전성 결합들과 다른 도전성 접착제를 사용할 수 있다. 슈퍼 셀 내의 적어도 하나의 태
양 전지의 일측면에서 상기 도전성 결합은 그 타측면에서의 도전성 결합과 다른 도전성 접착제를 사용할 수 있
다. 상기 슈퍼 셀 및 상기 유연한 전기적 인터커넥트 사이에 단단한 결합을 형성하는 상기 도전성 접착제는, 예
를 들면 땜납(solder)이 될 수 있다. 일부 변형예들에서, 슈퍼 셀 내의 중첩되는 태양 전지들 사이의 상기 도전
성 결합들은 땜납이 아닌 도전성 접착제로 형성되고, 상기 슈퍼 셀 및 상기 유연한 전기적 인터커넥트 사이의
도전성 결합은 땜납으로 형성된다.
앞서 기술한 바와 같이 두 가지 다른 도전성 접착제들을 사용하는 일부 변형예들에서, 양 도전성 접착제들은 동[0030]
일한 처리 단계에서(예를 들면, 동일한 온도에서, 동일한 압력에서 및/또는 동일한 시간 간격으로) 큐어링될 수
있다.
상기 중첩되고 인접하는 태양 전지들 사이의 도전성 결합들은, 예를 들면 약 15미크론보다 크거나 같은 각 셀[0031]
및 상기 유리 전면 기판 사이의 차등 운동을 수용할 수 있다.
상기 중첩되고 인접하는 태양 전지들 사이의 도전성 결합들은, 예를 들면 약 50미크론보다 작거나 같은 상기 태[0032]
양 전지들에 직교하는 두께 및 약 1.5W/(미터-K)보다 크거나 같은 상기 태양 전지들에 직교하는 열전도율을 가
질 수 있다.
상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트는, 예를 들면 약 40미크론보다 크거나 같은 상기 제1 유연한 인터커넥트의[0033]
열팽창 또는 수축을 견딜 수 있다.
상기 슈퍼 셀에 도전성으로 결합되는 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트의 일부는 구리로 형성되는 리본과 같[0034]
을 수 있으며, 예를 들면 약 30미크론보다 작거나 같은 또는 약 50미크론보다 작거나 같은 그가 결합되는 상기
태양 전지의 표면에 직교하는 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 상기 태양 전지에 결
합되지 않으며, 상기 태양 전지에 도전성으로 결합되는 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트의 일부보다 높은 전
도율을 제공하는 필수적인 도전성의 구리 부분을 포함할 수 있다. 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 약 30
미크론보다 작거나 같은, 또는 약 50미크론보다 작거나 같은 그가 결합되는 상기 태양 전지의 표면에 직교하는
두께 및 상기 인터커넥트를 통한 전류의 흐름에 직교하는 방향으로 상기 태양 전지의 표면의 평면 내에 약 10㎜
보다 크거나 같은 폭을 가질 수 있다. 상기 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 상기 제1 전기적 인터커넥트보다
높은 전도율을 제공하는 상기 태양 전지에 근접하는 컨덕터에 도전성으로 결합될 수 있다.
다른 측면에 있어서, 태양광 모듈은 둘 또는 그 이상의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀들을 포함한다.[0035]
각 슈퍼 셀은 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 직접 결합되는 인
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접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리
콘 태양 전지들을 구비한다. 정상 동작에서 유효한 전류를 전도하지 않는 히든 탭 콘택 패드는 상기 슈퍼 셀들
의 열들의 제1의 것 내의 상기 슈퍼 셀들의 제1의 것을 따라 중간 위치에 위치하는 제1 태양 전지의 후면 상에
위치한다. 상기 히든 탭 콘택 패드는 상기 슈퍼 셀들의 열들의 제2의 것 내의 적어도 제2 태양 전지에 전기적으
로 병렬로 연결된다.
상기 태양광 모듈은 상기 히든 탭 콘택 패드에 결합되고, 상기 히든 탭 콘택 패드를 상기 제2 태양 전지에 전기[0036]
적으로 상호 연결하는 전기적 인터커넥트를 포함할 수 있다. 일부 변형예들에서, 상기 전기적 인터커넥트는 상
기 제1 태양 전지의 길이에 실질적으로 걸치지 않으며, 상기 제1 태양 전지 상의 후면 금속화 패턴은 평방 당
약 5O옴보다 크거나 같은 시트 저항을 갖는 상기 히든 탭 콘택 패드에 도전성 통로를 제공한다.
상기 복수의 슈퍼 셀들은 상기 열들에 직교하는 상기 태양광 모듈의 폭을 가로지르는 셋 또는 그 이상의 평행한[0037]
열들로 배열될 수 있고, 상기 히든 탭 콘택 패드는 상기 슈퍼 셀들의 모든 열들을 전기적으로 병렬로 연결하도
록 상기 슈퍼 셀들의 각각의 열들 내의 적어도 하나의 태양 전지 상의 히든 탭 콘택 패드에 전기적으로 연결된
다. 이러한 변형예들에서, 상기 태양광 모듈은 바이패스 다이오드 또는 다른 전자 장치에 연결되는 상기 히든
탭 콘택 패드들의 적어도 하나, 또는 히든 탭 콘택 패드들 사이의 인터커넥트에 대한 적어도 하나의 버스 연결
(bus connection)을 포함할 수 있다.
상기 태양광 모듈은 이를 상기 제2 태양 전지에 전기적으로 연결하도록 상기 히든 탭 콘택 패드에 도전성으로[0038]
결합되는 유연한 전기적 인터커넥트를 포함할 수 있다. 상기 히든 탭 콘택 패드에 도전성으로 결합되는 유연한
전기적 인터커넥트의 일부는, 예를 들면 구리로 형성되는 리본(ribbon)과 같으며, 약 50미크론보다 작거나 같은
그가 결합되는 상기 태양 전지의 표면에 직교하는 두께를 가질 수 있다. 상기 히든 탭 콘택 패드 및 상기 유연
한 전기적 인터커넥트 사이의 도전성 결합은 상기 유연한 전기적 인터커넥트가 상기 제1 태양 전지 및 상기 유
연한 인터커넥트 사이의 열팽창의 불일치를 견디게 할 수 있으며, 상기 태양광 모듈을 손상시키지 않고 약 -40
℃ 내지 약 180℃의 온도 범위에 대해 열팽창으로부터 야기되는 상기 제1 태양 전지 및 상기 제2 태양 전지 사
이의 상대적인 운동을 수용하게 할 수 있다.
일부 변형예들에서, 상기 태양광 모듈의 동작에서 상기 제1 히든 탭 콘택 패드는 상기 태양 전지들의 임의의 단[0039]
일의 것 내에 발생되는 전류보다 큰 전류를 전도할 수 있다.
통상적으로, 상기 제1 히든 탭 콘택 패드 위에 놓인 상기 제1 태양 전지의 전면은 콘택 패드들 또는 임의의 다[0040]
른 인터커넥트 특징들에 의해 점유되지 않는다. 통상적으로, 제1 슈퍼 샐 내의 인접하는 태양 전지의 일부에 의
해 중첩되지 않는 상기 제1 태양 전지의 전면의 임의의 영역은 콘택 패드들 또는 임의의 다른 인터커넥트 특징
들에 의해 점유되지 않는다.
일부 변형예들에서, 각 슈퍼 셀에서 상기 셀들의 대부분은 히든 탭 콘택 패드들을 가지지 않는다. 이러한 변형[0041]
예들에서, 히든 탭 콘택 패드들을 가지는 셀들은 히든 탭 콘택 패드들을 가지지 않는 셀들보다 큰 집광 면적을
가질 수 있다.
다른 측면에 있어서, 태양광 모듈은 유리 전면 시트, 후면 시트, 그리고 상기 유리 전면 시트 및 상기 후면 시[0042]
트 사이에 둘 또는 그 이상의 평행한 열들로 배열되는 복수의 슈퍼 셀들을 포함한다. 각 슈퍼 셀은 상기 실리콘
태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 유연하게 도전성으로 직접 결합되는 인접하는 실리
콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지
들을 구비한다. 제1 유연한 전기적 인터커넥트는 상기 슈퍼 셀들의 제1의 것에 단단하게 도전성으로 결합된다.
상기 중첩되는 태양 전지들 사이의 유연한 도전성 결합들은 제1 도전성 접착제로 형성되고, 약 800메가파스칼
(megapascal)보다 작거나 같은 전단 탄성 계수(shear modulus)를 가진다. 상기 제1 슈퍼 셀 및 상기 제1 유연한
전기적 인터커넥트 사이의 상기 단단한 도전성 결합은 제2 도전성 접착제로 형성되고, 약 2000메가파스칼보다
크거나 같은 전단 탄성 계수를 가진다.
상기 제1 도전성 접착제는, 예를 들면 약 0℃보다 작거나 같은 유리 전이 온도(glass transition temperatur[0043]
e)를 가질 수 있다.
일부 변형예들에서, 상기 제1 도전성 접착제 및 상기 제2 도전성 접착제는 다르며, 상기 도전성 접착제들 모두[0044]
는 동일한 처리 공정에서 큐어링될 수 있다.
일부 변형예들에서, 상기 중첩되고 인접하는 태양 전지들 사이의 상기 도전성 결합들은 약 50미크론보다 작거나[0045]
같은 상기 태양 전지들에 직교하는 두께 및 약 1.5W/(미터-K)보다 크거나 같은 상기 태양 전지들에 직교하는 열
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전도율을 가질 수 있다.
일 측면에 있어서, 태양광 모듈은 둘 또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의 직렬 연결된 슈퍼 셀들로서 배열[0046]
되는 약 250보다 크거나 같은 숫자 N의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 포함한다.
각 슈퍼 셀은 상기 슈퍼 셀 내의 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 전기적 및 열적
으로 도전성인 접착제로 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되
는 복수의 실리콘 태양 전지들을 구비한다. 상기 슈퍼 셀들은 약 90볼트보다 크거나 같은 높은 직류 전압을 제
공하도록 전기적으로 연결된다.
일 변형예에서, 상기 태양광 모듈은 높은 직류 전압을 제공하기 위해 상기 복수의 슈퍼 셀들을 전기적으로 직렬[0047]
로 연결하도록 배열되는 하나 또는 그 이상의 유연한 전기적 인터커넥트들을 포함한다. 상기 태양광 모듈은 상
기 높은 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키는 인버터(inverter)를 포함하여 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스
(power electronics)를 구비할 수 있다. 상기 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스는 상기 높은 직류 전압을 감지할 수
있고, 최적의 전류-전압 전력점(power point)에서 상기 모듈을 동작시킬 수 있다.
다른 변형예에서, 상기 태양광 모듈은 슈퍼 셀들의 인접하는 직렬 연결된 열들의 개별적인 쌍들에 전기적으로[0048]
연결되고, 상기 높은 직류 전압을 제공하도록 상기 슈퍼 셀들의 열들의 쌍들의 하나 또는 그 이상을 전기적으로
직렬로 연결하며, 상기 높은 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터를 구비하는 모듈 레벨 파워 일렉트로
닉스를 포함한다. 선택적으로, 상기 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스는 상기 슈퍼 셀들의 열들의 각 개별적인 쌍에
걸친 전압을 감지할 수 있고, 최적의 전류-전압 전력점에서 상기 슈퍼 셀들의 열들의 각 개별적인 쌍을 동작시
킬 수 있다. 선택적으로, 상기 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스는 상기 열들의 쌍에 걸친 전압이 문턱값(threshold
value) 아래일 경우에 상기 높은 직류 전압을 제공하는 회로로부터 상기 슈퍼 셀들의 열들의 개별적인 쌍을 스
위치할 수 있다.
다른 변형예에서, 상기 태양광 모듈은 상기 슈퍼 셀들의 각 개별적인 열에 전기적으로 연결되고, 상기 높은 직[0049]
류 전압을 제공하도록 상기 슈퍼 셀들의 열들의 둘 또는 그 이상을 전기적으로 직렬로 연결하며, 상기 높은 직
류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터를 구비하는 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스를 포함한다. 선택적으로,
상기 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스는 상기 슈퍼 셀들의 각 개별적인 열에 걸친 전압을 감지할 수 있고, 상기 슈
퍼 셀들의 각 개별적인 열을 최적의 전류-전압 전력점에서 동작시킬 수 있다. 선택적으로, 상기 모듈 레벨 파워
일렉트로닉스는 상기 슈퍼 셀들의 열에 걸친 전압이 문턱값 아래일 경우에 상기 높은 직류 전압을 제공하는 회
로로부터 상기 슈퍼 셀들의 개별적인 열을 스위치할 수 있다.
다른 변형예에서, 상기 태양광 모듈은 각 개개의 슈퍼 셀에 전기적으로 연결되고, 상기 높은 직류 전압을 제공[0050]
하도록 상기 슈퍼 셀들의 둘 또는 그 이상을 전기적으로 직렬로 연결하며, 상기 높은 직류 전압을 교류 전압으
로 변환하는 인버터를 구비하는 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스를 포함한다. 선택적으로, 상기 모듈 레벨 파워 일
렉트로닉스는 각 개별적인 슈퍼 셀에 걸친 전압을 감지할 수 있고, 각 개별적인 슈퍼 셀을 최적의 전류-전압 전
력점에서 동작시킬 수 있다. 선택적으로, 상기 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스는 상기 슈퍼 셀에 걸친 전압이 문
턱값 아래일 경우에 상기 높은 직류 전압을 제공하는 회로로부터 개별적인 슈퍼 셀을 스위치할 수 있다.
다른 변형예에서, 상기 모듈 내의 각 슈퍼 셀은 히든 탭들에 의해 복수의 세그먼트(segment)들로 전기적으로 분[0051]
할된다. 상기 태양광 모듈은 상기 히든 탭들을 통해 각 슈퍼 셀의 각 세그먼트에 전기적으로 연결되고, 상기 높
은 직류 전압을 제공하도록 둘 또는 그 이상의 세그먼트들을 전기적으로 직렬로 연결하며, 상기 높은 직류 전압
을 교류 전압으로 변환하는 인버터를 구비하는 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스를 포함한다. 선택적으로, 상기 모
듈 레벨 파워 일렉트로닉스는 상기 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스는 각 슈퍼 셀의 각 세그먼트에 걸친 전압을 감
지할 수 있고, 각 개별적인 세그먼트를 최적의 전류-전압 전력점에서 동작시킬 수 있다. 선택적으로, 상기 모듈
레벨 파워 일렉트로닉스는 상기 세그먼트에 걸친 전압이 문턱값 아래일 경우에 상기 높은 직류 전압을 제공하는
회로로부터 개별적인 세그먼트를 스위치할 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 최적의 전류-전압 전력점은 최대 전류-전압 전력점이 될 수 있다.[0052]
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스는 직류 대 직류 부스트 구성 요소(boost[0053]
component)가 결핍될 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, N은 약 200보다 크거나 같거나, 약 250보다 크거나 같거나, 약 300보다 크거나[0054]
같거나, 약 350보다 크거나 같거나, 약 400보다 크거나 같거나, 약 450보다 크거나 같거나, 약 500보다 크거나
같거나, 약 550보다 크거나 같거나, 약 600보다 크거나 같거나, 약 650보다 크거나 같거나, 약 700보다 크거나
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같을 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 높은 직류 전압은 약 120볼트보다 크거나 같거나, 약 180볼트보다 크거나[0055]
같거나, 약 240볼트보다 크거나 같거나, 약 300볼트보다 크거나 같거나, 약 360볼트보다 크거나 같거나, 약 420
볼트보다 크거나 같거나, 약 480볼트보다 크거나 같거나, 약 540볼트보다 크거나 같거나, 약 600볼트보다 크거
나 같을 수 있다.
다른 측면에 있어서, 태양광 발전 시스템(solar photovoltaic system)은 전기적으로 병렬로 연결되는 둘 또는[0056]
그 이상의 태양광 모듈들 및 인버터를 포함한다. 각 태양광 모듈은 둘 또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의
슈퍼 셀들로서 배열되는 약 150보다 크거나 같은 숫자 N의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양
전지들을 포함한다. 각 모듈 내의 각 태양 전지는 상기 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중
첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 상기 실리콘 태
양 전지들의 둘 또는 그 이상을 포함한다. 각 모듈에서, 상기 슈퍼 셀들은 약 90볼트보다 크거나 같은 고전압
직류 모듈 출력을 제공하도록 전기적으로 연결된다. 상기 인버터는 이들의 고전압 직류 출력을 교류로 변환하도
록 상기 둘 또는 그 이상의 태양광 모듈들에 전기적으로 연결된다.
각 태양광 모듈은 상기 태양광 모듈의 고전압 직류 출력을 제공하기 위해 상기 태양광 모듈 내의 슈퍼 셀들을[0057]
전기적으로 직렬로 연결하도록 배열되는 하나 또는 그 이상의 유연한 전기적 인터커넥트들을 포함할 수 있다.
상기 태양광 발전 시스템은 전기적으로 병렬로 연결되는 상기 둘 또는 그 이상의 태양광 모듈들의 제1의 것과[0058]
전기적으로 직렬로 연결되는 적어도 제3 태양광 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 경우들에서, 상기 제3 태양광
모듈은 둘 또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의 슈퍼 셀들로서 배열되는 약 150보다 크거나 같은 숫자 N'의
직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 포함할 수 있다. 상기 제3 태양광 모듈 내의 각 슈
퍼 셀은 상기 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하
는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 상기 모듈 내의 실리콘 태양 전지들의 둘 또는 그 이상
을 포함한다. 상기 제3 태양광 모듈에서 상기 슈퍼 셀들은 약 90볼트보다 크거나 같은 고전압 직류 모듈 출력을
제공하도록 전기적으로 연결된다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 둘 또는 그 이상의 태양광 모듈들의 제1의 것과 전기적으로 직렬로 연결되는 제3[0059]
태양광 모듈을 포함하는 변형예들은 또한 전기적으로 병렬로 연결되는 상기 둘 또는 그 이상의 태양광 모듈들의
제2의 것과 전기적으로 직렬로 연결되는 적어도 제4 태양광 모듈을 포함할 수 있다. 상기 제4 태양광 모듈은 둘
또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의 슈퍼 셀들로서 배열되는 약 150보다 크거나 같은 숫자 N"의 직사각형
또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 포함할 수 있다. 상기 제4 태양광 모듈 내의 각 슈퍼 셀은
상기 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘
태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 상기 모듈 내의 실리콘 태양 전지들의 둘 또는 그 이상을
포함한다. 상기 제4 태양광 모듈에서 상기 슈퍼 셀들은 약 90볼트보다 크거나 같은 고전압 직류 모듈 출력을 제
공하도록 전기적으로 연결된다.
상기 태양광 발전 시스템은 상기 태양광 모듈들의 임의의 것 내에서 일어나는 단락(short circuit)이 다른 태양[0060]
광 모듈들 내에서 발생되는 전력을 소실시키는 것을 방지하도록 배열되는 퓨즈(fuse)들 및/또는 차단 다이오드
(blocking diode)들을 포함할 수 있다.
상기 태양광 발전 시스템은 상기 둘 또는 그 이상의 태양광 모듈들이 전기적으로 병렬로 연결되고, 상기 인버터[0061]
가 전지적으로 연결되는 양의 및 음의 버스들을 포함할 수 있다. 선택적으로는, 상기 태양광 발전 시스템은 상
기 둘 또는 그 이상의 태양광 모듈들이 분리된 컨덕터에 의해 전기적으로 연결되는 결합기 박스(combiner box)
를 포함할 수 있다. 상기 결합기 박스는 상기 태양광 모듈들을 전기적으로 병렬로 연결하고, 상기 태양광 모듈
들의 임의의 것에서 일어나는 단락이 다른 태양광 모듈들 내에서 발생되는 전력을 소실시키는 것을 방지하도록
배열되는 퓨즈들 및/또는 차단 다이오드들을 선택적으로 포함할 수 있다.
상기 인버터는 태양광 모듈을 역 바이어싱하는 것을 회피하도록 성정된 최소값 이상의 직류 전압에서 상기 태양[0062]
광 모듈들을 동작시키도록 구성될 수 있다.
상기 인버터는 상기 태양광 모듈들의 하나 또는 그 이상의 내에서 일어나는 역 바이어스 조건을 인식하고, 상기[0063]
역 바이어스 조건을 회피하는 전압에서 상기 태양광 모듈들을 동작시키도록 구성될 수 있다.
상기 태양광 발전 시스템은 지붕 상단 상에 위치할 수 있다.[0064]
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상기 변형예들의 임의의 것에서, N, N' 및 N"는 약 200보다 크거나 같거나, 약 250보다 크거나 같거나, 약 300[0065]
보다 크거나 같거나, 약 350보다 크거나 같거나, 약 400보다 크거나 같거나, 약 450보다 크거나 같거나, 약 500
보다 크거나 같거나, 약 550보다 크거나 같거나, 약 600보다 크거나 같거나, 약 650보다 크거나 같거나, 약 700
보다 크거나 같을 수 있다. N, N' 및 N"는 동일하거나 다른 값들을 가질 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 태양광 모듈에 의해 제공되는 높은 직류 전압은 약 120볼트보다 크거나[0066]
같거나, 약 180볼트보다 크거나 같거나, 약 240볼트보다 크거나 같거나, 약 300볼트보다 크거나 같거나, 약 360
볼트보다 크거나 같거나, 약 420볼트보다 크거나 같거나, 약 480볼트보다 크거나 같거나, 약 540볼트보다 크거
나 같거나, 약 600볼트보다 크거나 같을 수 있다.
다른 측면에 있어서, 태양광 발전 시스템은 둘 또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의 슈퍼 셀들로서 배열되[0067]
는 약 150보다 크거나 같은 숫자 N의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 구비하는 제1
태양광 모듈을 포함한다. 각 슈퍼 셀은 상기 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 서
로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 복수의 실리콘 태양 전지
들을 포함한다. 상기 시스템은 또한 인버터를 포함한다. 상기 인버터는, 예를 들면 상기 제1 태양광 모듈과 통
합되는 마이크로인버터가 될 수 있다. 상기 제1 태양광 모듈 내의 슈퍼 셀들은 직류를 교류로 변환하는 상기 인
버터에 약 90볼트보다 크거나 같은 높은 직류 전압을 제공하도록 전기적으로 연결된다.
상기 제1 태양광 모듈은 상기 태양광 모듈의 고전압 직류 출력을 제공하기 위해 상기 태양광 모듈 내의 슈퍼 셀[0068]
들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 배열되는 하나 또는 그 이상의 유연한 전기적 인터커넥트들을 포함할 수 있
다.
상기 태양광 발전 시스템은 상기 제1 태양광 모듈에 전기적으로 직렬로 연결되는 적어도 제2 태양광 모듈을 포[0069]
함할 수 있다. 상기 제2 태양광 모듈은 둘 또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의 슈퍼 셀들로서 배열되는 약
150보다 크거나 같은 숫자 N'의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을 포함할 수 있다.
상기 제2 태양광 모듈 내의 각 슈퍼 셀은 상기 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고
서로 도전성으로 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열되는 상기 모듈 내의 실리콘
태양 전지들의 둘 또는 그 이상을 포함한다. 상기 제2 태양광 모듈에서 상기 슈퍼 셀들은 약 90볼트보다 크거나
같은 고전압 직류 모듈 출력을 제공하도록 전기적으로 연결된다.
상기 인버터(예를 들면, 마이크로인버터)는 직류 대 직류 부스트 구성 요소가 결핍될 수 있다.[0070]
상기 변형예들의 임의의 것에서, N 및 N'는 약 200보다 크거나 같거나, 약 250보다 크거나 같거나, 약 300보다[0071]
크거나 같거나, 약 350보다 크거나 같거나, 약 400보다 크거나 같거나, 약 450보다 크거나 같거나, 약 500보다
크거나 같거나, 약 550보다 크거나 같거나, 약 600보다 크거나 같거나, 약 650보다 크거나 같거나, 약 700보다
크거나 같을 수 있다. N 및 N'는 동일하거나 다른 값들을 가질 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 태양광 모듈에 의해 제공되는 높은 직류 전압은 약 120볼트보다 크거나[0072]
같거나, 약 180볼트보다 크거나 같거나, 약 240볼트보다 크거나 같거나, 약 300볼트보다 크거나 같거나, 약 360
볼트보다 크거나 같거나, 약 420볼트보다 크거나 같거나, 약 480볼트보다 크거나 같거나, 약 540볼트보다 크거
나 같거나, 약 600볼트보다 크거나 같을 수 있다.
다른 측면에 있어서, 태양광 모듈은 둘 또는 그 이상의 평행한 열들 내의 복수의 직렬 연결된 슈퍼 셀들로서 배[0073]
열되는 약 250보다 크거나 같은 숫자 N의 직사각형 또는 실질적으로 직사각형의 실리콘 태양 전지들을
포함한다. 각 슈퍼 셀은 상기 슈퍼 셀 내의 실리콘 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하도록 중첩되고 전기
적 및 열적으로 도전성인 접착제로 서로 도전성으로 직접 결합되는 인접하는 실리콘 태양 전지들의 긴 측면들과
일렬로 배열되는 복수의 실리콘 태양 전지들을 포함한다. 상기 태양광 모듈은 25개의 태양 전지들 당 하나 이하
의 바이패스 다이오드를 포함한다. 상기 전기적 및 열적으로 도전성인 접착제는 인접하는 태양 전지들 사이에
약 50미크론보다 작거나 같은 상기 태양 전지들에 직교하는 두께 및 약 1.5W/(미터-K)보다 크거나 같은 상기 태
양 전지들에 직교하는 두께 열전도율을 갖는 결합들을 형성한다.
상기 슈퍼 셀들은 전면 및 후면 시트들 사이의 열가소성 올레핀층 내에 봉지될 수 있다. 상기 슈퍼 셀들 및 이[0074]
들의 봉지재는 유리 전면 및 후면 시트들 사이에 개재될 수 있다.
상기 태양광 모듈은, 예를 들면, 30개의 태양 전지들 당 하나 이하의 바이패스 다이오드, 또는 50개의 태양 전[0075]
지들 당 하나 이하의 바이패스 다이오드, 또는 100개의 태양 전지들 당 하나 이하의 바이패스 다이오드를 포함
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할 수 있다. 상기 태양광 모듈은, 예를 들면, 바이패스 다이오드를 포함하지 않거나, or only a single 단일의
바이패스 다이오드만, 또는 셋을 넘지 않는 바이패스 다이오드들, 또는 여섯을 넘지 않는 바이패스 다이오드들,
또는 열을 넘지 않는 바이패스 다이오드들을 포함할 수 있다.
상기 중첩되는 태양 전지들 사이의 도전성 결합들은 상기 슈퍼 셀들에 대해 상기 태양광 모듈을 손상시키지 않[0076]
고 약 -40℃ 내지 약 100℃의 온도 범위에 대해 상기 열에 평행한 방향으로 상기 슈퍼 셀들 및 상기 유리 전면
시트 사이의 열팽창의 불일치를 수용하는 기계적 컴플라이언스를 선택적으로 제공할 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, N은 약 300보다 크거나 같거나, 약 350보다 크거나 같거나, 약 400보다 크거나[0077]
같거나, 약 450보다 크거나 같거나, 약 500보다 크거나 같거나, 약 550보다 크거나 같거나, 약 600보다 크거나
같거나, 약 650보다 크거나 같거나, 약 700보다 크거나 같을 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 슈퍼 셀들은 약 120볼트보다 크거나 같거나, 약 180볼트보다 크거나 같거[0078]
나, 약 240볼트보다 크거나 같거나, 약 300볼트보다 크거나 같거나, 약 360볼트보다 크거나 같거나, 약 420볼트
보다 크거나 같거나, 약 480볼트보다 크거나 같거나, 약 540볼트보다 크거나 같거나, 약 600볼트보다 크거나 같
은 높은 직류 전압을 제공하도록 전기적으로 연결될 수 있다.
태양 에너지 시스템은 앞서의 변형예들의 임의의 것의 태양광 모듈 및 상기 태양광 모듈에 전기적으로[0079]
연결되고, AC 출력을 제공하기 위해 상기 태양광 모듈로부터의 DC 출력을 변환시키도록 구성되는 인버터(예를
들면, 마이크로인버터)를 포함할 수 있다. 상기 인버터는 DC 대 DC 구성 요소가 결핍될 수 있다. 상기 인버터는
태양 전지의 역 바이어싱을 회피하도록 설정된 최소 전압 이상의 직류 전압에서 상기 태양광 모듈을 동작시키도
록 구성될 수 있다. 상기 최소 전압값은 온도에 의존할 수 있다. 상기 인버터는 역 바이어스 조건을 인식하고,
상기 역 바이어스 조건을 회피하는 전압에서 상기 태양광 모듈을 동작시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상
기 인버터는 상기 역 바이어스 조건을 회피하도록 상기 태양광 모듈의 전압-전류 출력 곡선의 극대(local
maximum) 영역에서 상기 태양광 모듈을 동작시키도록 구성될 수 있다.
본 명세서에는 태양 전지 절단 기구(cleaving tool)들 및 태양 전지 절단 방법(cleaving method)들이 개시된다.[0080]
일 측면에 있어서, 태양 전지들을 제조하는 방법은, 태양 전지 웨이퍼를 곡선의 표면을 따라 진행시키는 단계[0081]
및 곡선의 표면에 대해 상기 태양 전지 웨이퍼를 구부리도록 상기 곡선의 표면 및 상기 태양 전지 웨이퍼의 저
면 사이에 진공을 인가하고, 이에 따라 상기 태양 전지 웨이퍼로부터 복수의 태양 전지들을 분리하도록 상기 태
양 전지 웨이퍼를 하나 또는 그 이상의 미리 마련된 스크라이브 라인들을 따라 절단하는 단계를 포함한다. 상기
태양 전지 웨이퍼는, 예를 들면 상기 곡선의 표면을 따라 연속하여 진행될 수 있다. 선택적으로는, 상기 태양
전지는 별도의 이동들로 상기 곡선의 표면을 따라 진행될 수 있다.
상기 곡선의 표면은, 예를 들면 상기 진공을 상기 태양 전지 웨이퍼의 저면에 인가하는 진공 매니폴드(vacuum[0082]
manifold)의 상부 표면의 곡선의 부분이 될 수 있다. 상기 진공 매니폴드에 의해 상기 태양 전지 웨이퍼의 저면
에 인가되는 진공은 상기 태양 전지 웨이퍼의 진행의 방향을 따라 변화될 수 있고, 예를 들면, 상기 태양 전지
웨이퍼가 후속하여 절단되는 상기 진공 매니폴드의 영역에서 가장 강할 수 있다.
상기 방법은 상기 태양 전지 웨이퍼를 천공된 벨트로 상기 진공 매니폴드의 곡선의 상부 표면을 따라 이송하는[0083]
단계를 포함할 수 있고, 상기 진공은 상기 천공된 벨트의 천공들을 통해 상기 태양 전지 웨이퍼의 저면에 인가
된다. 상기 천공들은 상기 태양 전지 웨이퍼의 진행의 방향을 따라 상기 태양 전지 웨이퍼의 리딩(leading) 및
트레일링(trailing) 에지들이 상기 벨트 내의 적어도 하나의 천공 상부에 놓여야 하고, 이에 따라 상기 진공에
의해 상기 곡선의 표면을 향해 당겨져야 하도록 선택적으로 배열될 수 있지만, 이러한 점이 요구되는 것은 아니
다.
상기 방법은 상기 태양 전지 웨이퍼를 제1 곡률을 갖는 상기 진공 매니폴드의 상부 표면의 곡선의 전이 영역에[0084]
도달하도록 상기 진공 매니폴드의 상부 표면의 평탄한 영역을 따라 진행시키고, 이후에 상기 태양 전지 웨이퍼
를 상기 태양 전지 웨이퍼가 후속하여 절단되는 상기 진공 매니폴드의 상부 표면의 절단 영역 내로 진행시키는
단계를 포함할 수 있으며, 상기 진공 매니폴드의 절단 영역은 상기 제1 곡률보다 급격한 제2 곡률을 가진다. 상
기 방법은 상기 절단된 태양 전지들을 상기 곡률보다 급격한 제3 곡률을 갖는 상기 진공 매니폴드의 후-절단 영
역 내로 진행시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 방법은 각 스크라이브 라인을 따라 단일의 절단하는 크랙(cleaving[0085]
crack)의 생성과 전파를 증진시키는 각 스크라이브 라인을 따른 비대칭 스트레스 분포를 제공하도록 각 스크라
이브 라인의 대향하는 단부보다 각 스크라이브 라인의 일측 단부에서 상기 태양 전지 웨이퍼 및 상기 곡선의 표
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면 사이에 보다 강은 진공을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 선택적으로는 또는 추가적으로는, 상기 변형
예들의 임의의 것에서 상기 방법은 각 스크라이브 라인에 대해 일측 단부가 타측 단부 전에 상기 진공 매니폴드
의 곡선의 절단 영역에 도달하도록 상기 태양 전지 웨이퍼 상의 스크라이브 라인들을 상기 진공 매니폴드에 대
해 각도로 배향하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 방법은 상기 절단된 태양 전지들의 에지들이 접촉되기 전에 상기 곡선의[0086]
표면으로부터 상기 절단된 태양 전지들을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은 상기 셀들
을 상기 매니폴드를 따른 상기 셀들의 진행의 속도보다 큰 속도로 상기 매니폴드의 곡선의 표면에 접선
(tangential)이거나 대략적으로 접선인 방향으로 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이는, 예를 들면, 접선으로
배열되는 이동 벨트 또는 임의의 다른 적합한 메커니즘(mechanism)으로 구현될 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 방법은 상기 태양 전지 웨이퍼 상으로 상기 스크라이브 라인들을 스크라[0087]
이빙하는 단계 및 상기 태양 전지 웨이퍼를 상기 스크라이브 라인들을 따라 절단하기 이전에 상기 태양 전지 웨
이퍼의 상면 또는 저면의 일부들에 전기적으로 도전성의 접착 결합 물질을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 각
각의 결과적인 절단된 태양 전지들은 그러면 그 상면 또는 저면의 절단된 에지를 따라 배치되는 상기 전기적으
로 도전성의 접착 결합 물질의 일부를 포함할 수 있다. 상기 스크라이브 라인들은 임의의 적합한 스크라이빙 방
법을 이용하여 상기 전기적으로 도전성의 접착 결합 물질이 적용되기 전후에 형성될 수 있다. 상기 스크라이브
라인들은, 예를 들면 레이저 스크라이빙에 의해 형성될 수 있다.
상기 변형예들의 임의의 것에서, 상기 태양 전지 웨이퍼는 정사각형 또는 의사 정사각형의 실리콘 태양 전지 웨[0088]
이퍼가 될 수 있다.
다른 측면에 있어서, 태양 전지들의 스트링을 만드는 방법은 슁글드 방식으로 중첩되는 인접하는 직사각형의 태[0089]
양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 복수의 직사각형의 태양 전지들을 그 사이에 배치되는 전기적으로 도전성의 접
착 결합 물질로 배열하는 단계, 그리고 상기 전기적으로 도전성의 결합 물질을 큐어링하여 인접하고 중첩되는
직사각형의 태양 전지들을 서로 결합시키고, 이들을 전기적으로 직렬로 연결하는 단계를 포함한다. 상기 태양
전지들은, 예를 들면, 전술한 태양 전지들을 제조하기 위한 방법의 변형예들의 임의의 것에 의해 제조될 수 있
다.
일 측면에 있어서, 태양 전지들의 스트링을 만드는 방법은 각각의 하나 또는 그 이상의 정사각형의 태양 전지들[0090]
상에 후면 금속화 패턴을 형성하는 단계, 그리고 각각의 상기 하나 또는 그 이상의 정사각형의 태양 전지들 상
에 완전한 전면 금속화 패턴을 단일의 스텐실 프린팅(stencil printing) 단계에서 단일의 스텐실을 사용하여 스
텐실 프린팅하는 단계를 포함한다. 이들 단계들은 어느 하나의 순서로 수행될 수 있고, 적합할 경우에 동시에
수행될 수 있다. "완전한 전면 금속화 패턴"은 상기 스텐실 프린팅 단계 후에 상기 전면 금속화의 형성을 완료
하도록 추가적인 금속화 물질이 상기 정사각형의 태양 전지의 전면 상에 증착될 필요가 없는 것을 의미한다. 상
기 방법은 또한 상기 하나 또는 그 이상의 정사각형의 태양 전지들로부터 각기 완전한 전면 금속화 패턴 및 후
면 금속화 패턴을 구비하는 복수의 직사각형의 태양 전지들을 형성하도록 각 정사각형의 태양 전지를 둘 또는
그 이상의 직사각형의 태양 전지들로 분리하는 단계, 상기 복수의 직사각형의 태양 전지들을 슁글드 방식으로
중첩되는 인접하는 직사각형의 태양 전지들의 긴 측면들과 일렬로 배열하는 단계, 그리고 인접하고 중첩되는 직
사각형의 태양 전지들의 각 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들을 이들 사이에 배치되는 전기적으로 도전성의
결합 물질로 도전성으로 결합하여, 상기 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들의 하나의 전면 금속화 패턴을 상
기 쌍 내의 상기 직사각형의 태양 전지들의 다른 하나의 후면 금속화 패턴에 전기적으로 연결함으로써, 상기 복
수의 직사각형의 태양 전지들을 전기적으로 직렬로 연결하는 단계를 포함한다.
상기 스텐실은 상기 하나 또는 그 이상의 정사각형의 태양 전지들 상의 전면 금속화 패턴의 하나 또는 그 이상[0091]
의 특징들을 정의하는 상기 스텐실의 모든 부분들이 스텐실 프린팅 동안에 상기 스텐실의 평면 내에 놓이도록
상기 스텐실의 다른 부분들에 대한 물리적 연결들에 의해 제한되도록 구성될 수 있다.
각 직사각형의 태양 전지 상의 상기 전면 금속화 패턴은, 예를 들면 상기 직사각형의 태양 전지의 긴 측면들에[0092]
직교하게 배향되는 복수의 핑거(finger)들을 포함할 수 있고, 상기 전면 금속화 패턴 내의 핑거들은 상기 전면
금속화 패턴에 의해 서로 물리적으로 연결되지 않는다.
본 명세서에는, 예를 들면 전하 재결합(carrier recombination)을 증진시키는 절단된 에지들이 없이 태양 전지[0093]
의 에지들에서 감소된 전하 재결합 손실들을 갖는 태양 전지들, 이러한 태양 전지들을 제조하기 위한 방법들,
그리고 슈퍼 셀들을 형성하도록 슁글드(중첩되는) 배치들로의 이러한 태양 전지들의 사용이 개시된다.
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일 측면에 있어서, 복수의 태양 전지들을 제조하는 방법은, 결정질 실리콘 웨이퍼의 전면 상에 하나 또는 그 이[0094]
상의 전면 비정질 실리콘층들을 증착하는 단계, 상기 전면으로부터 상기 결정질 실리콘 웨이퍼의 대향하는 측면
상의 상기 결정질 실리콘 웨이퍼의 후면 상에 하나 또는 그 이상의 후면 비정질 실리콘층들을 증착하는 단계,
상기 하나 또는 그 이상의 전면 비정질 실리콘층들 내에 하나 또는 그 이상의 전면 트렌치(trench)들을 형성하
도록 상기 하나 또는 그 이상의 전면 비정질 실리콘층들을 패터닝하는 단계, 상기 하나 또는 그 이상의 전면 비
정질 실리콘층들 상부와 상기 전면 트렌치들 내에 전면 패시베이팅층(passivating layer)을 증착하는 단계, 상
기 하나 또는 그 이상의 후면 비정질 실리콘층들 내에 하나 또는 그 이상의 후면 트렌치들을 형성하도록 상기
하나 또는 그 이상의 후면 비정질 실리콘층들을 패터닝하는 단계, 그리고 상기 하나 또는 그 이상의 후면 비정
질 실리콘층들 상부 및 상기 후면 트렌치들 내에 후면 패시베이팅층을 증착하는 단계를 포함한다. 각각의 상기
하나 또는 그 이상의 후면 트렌치들은 상기 전면 트렌치들의 대응되는 것과 일렬로 형성된다. 상기 방법은 하나
또는 그 이상의 절단 평면들에서 상기 결정질 실리콘 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함하며, 각 절단 평면은
대응되는 전면 및 후면 트렌치들의 다른 쌍 상에 중심을 두거나 실질적으로 중심을 둔다. 결과적인 태양 전지들
의 동작에서 상기 전면 비정질 실리콘층들은 광에 조명된다.
일부 변형예들에서 상기 전면 트렌치들만이 형성되고, 상기 후면 트렌치들은 형성되지 않는다. 다른 변형예들에[0095]
서, 상기 후면 트렌치들만이 형성되고, 상기 전면 트렌치들은 형성되지 않는다.
상기 방법은 상기 결정질 실리콘 웨이퍼의 전면에 도달되도록 상기 전면 비정질 실리콘층을 관통하는 상기 하나[0096]
또는 그 이상의 전면 트렌치들을 형성하는 단계 및/또는 상기 결정질 실리콘 웨이퍼의 후면에 도달되도록 상기
하나 또는 그 이상의 후면 비정질 실리콘층들을 관통하는 상기 하나 또는 그 이상의 후면 트렌치들을 형성하는
단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 투명 도전성 산화물로 상기 전면 패시베이팅층을 형성하는 단계 및/또는 상기 후면 패시베이팅층을[0097]
형성하는 단계를 포함할 수 있다.
펄스 레이저 또는 다이아몬드 팁(tip)이 절단 지점(예를 들면, 100미크론 길이의 크기)을 개시하는 데 사용될[0098]
수 있다. CW 레이저 및 냉각 노즐이 높은 압축 및 인장 열 스트레스를 후속하여 유도하고, 상기 하나 또는 그
이상의 절단 평면들에서 상기 결정성 실리콘 웨이퍼를 분리하기 위해 상기 결정질 실리콘 웨이퍼 내의 완전한
절단 전파를 안내하도록 사용될 수 있다. 선택적으로는, 상기 결정성 실리콘 웨이퍼는 상기 하나 또는 그 이상
의 절단 평면들에서 기계적으로 절단될 수 있다. 임의의 적합한 절단 방법들이 이용될 수 있다.
상기 하나 또는 그 이상의 전면 비정질 결정질 실리콘층들은 상기 결정질 실리콘 웨이퍼와 n-p 접합을 형성할[0099]
수 있고, 이 경우에 상기 결정질 실리콘 웨이퍼를 그 후면측으로부터 절단하는 것이 바람직할 수 있다. 선택적
으로는, 상기 하나 또는 그 이상의 후면 비정질 결정질 실리콘층들은 상기 결정질 실리콘 웨이퍼와 n-p 접합을
형성할 수 있고, 이 경우에 상기 결정질 실리콘 웨이퍼를 그 전면측으로부터 절단하는 것이 바람직할 수 있다.
다른 측면에 있어서, 복수의 태양 전지들을 제조하는 방법은, 결정질 실리콘 웨이퍼의 제1 표면 내에 하나 또는[0100]
그 이상의 트렌치들을 형성하는 단계, 상기 결정질 실리콘 웨이퍼의 제1 표면상에 하나 또는 그 이상의 비정질
실리콘층들을 증착하는 단계, 상기 트렌치들 내 및 상기 결정질 실리콘 웨이퍼의 제1 표면상의 상기 하나 또는
그 이상의 비정질 실리콘층들 상에 패시베이팅층을 증착하는 단계, 상기 제1 표면으로부터 상기 결정질 실리콘
웨이퍼 의 대향하는 측면 상의 상기 결정질 실리콘 웨이퍼의 제2 표면상에 하나 또는 그 이상의 비정질 실리콘
층들을 증착하는 단계, 그리고 하나 또는 그 이상의 절단 평면들에서 상기 결정질 실리콘 웨이퍼를 절단하는 단
계를 포함하며, 각 절단 평면은 상기 하나 또는 그 이상의 트렌치들의 다른 것들 상에 중심을 두거나 실질적으
로 중심을 둔다.
상기 방법은 투명 도전성 산화물로 상기 패시베이팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. [0101]
레이저가 상기 결정질 실리콘 웨이퍼를 상기 하나 또는 그 이상의 절단 평면들에서 절단하도록 상기 결정질 실[0102]
리콘 웨이퍼 내에 열 스트레스를 유도하는 데 사용될 수 있다. 선택적으로는, 상기 결정성 실리콘 웨이퍼는 상
기 하나 또는 그 이상의 절단 평면들에서 기계적으로 절단될 수 있다. 임의의 적합한 절단 방법이 사용될 수 있
다.
상기 하나 또는 그 이상의 전면 비정질 결정질 실리콘층들은 상기 결정질 실리콘 웨이퍼와 n-p 접합을 형성할[0103]
수 있다. 선택적으로는, 상기 하나 또는 그 이상의 후면 비정질 결정질 실리콘층들은 상기 결정질 실리콘 웨이
퍼와 n-p 접합을 형성할 수 있다.
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다른 측면에 있어서, 태양 전지판은 복수의 슈퍼 셀들을 포함하고, 각 슈퍼 셀은 태양 전지들을 전기적으로 직[0104]
렬로 연결하도록 슁글드 방식으로 중첩되고 서로 도전성으로 결합되는 인접하는 태양 전지들의 단부들과 일렬로
배열되는 복수의 태양 전지들을 포함한다. 각 태양 전지는, 결정질 실리콘 베이스, n-p 접합을 형성하도록 상기
결정질 실리콘 베이스의 제1 표면상에 배치되는 하나 또는 그 이상의 제1 표면 비정질 실리콘층들, 상기 제1 표
면으로부터 상기 결정질 실리콘 베이스의 대향하는 측면 상의 상기 결정질 실리콘 베이스의 제2 표면상에 배치
되는 하나 또는 그 이상의 제2 표면 비정질 실리콘층들, 그리고 상기 제1 표면 비정질 실리콘층들의 에지들, 상
기 제2 표면 비정질 실리콘층들의 에지들, 또는 상기 제1 표면 비정질 실리콘층들의 에지들 및 상기 제2 표면
비정질 실리콘층들의 에지들에서 전하 재결합을 방지하는 패시베이팅층들을 포함한다. 상기 패시베이팅층들은
투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
상기 태양 전지들은, 예를 들면 앞서 요약하거나 본 명세서에 개시되는 방법들의 임의의 것에 의해 형성될 수[0105]
있다.
본 발명의 이들과 다른 실시예들, 특징들 및 이점들은 먼저 간략하게 설명되는 첨부된 도면들과 함께 다음의 본[0106]
발명의 보다 상세한 설명을 참조할 때에 해당 기술 분야의 숙련자에게 보다 분명해질 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 슁글드 슈퍼 셀을 형성하도록 중첩되는 인접하는 태양 전지들의 단부들을 구비하여 슁글드 방식으로 배[0107]
열되는 직렬 연결된 태양 전지들의 스트링의 단면도를 도시한다.
도 2a는 슁글드 슈퍼 셀들을 형성하는 데 사용될 수 있는 예시적인 직사각형의 태양 전지의 전면(태양측) 및 전
면 금속화 패턴의 도면을 도시한다.
도 2b 및 도 2c는 슁글드 슈퍼 셀들을 형성하는 데 사용될 수 있는 라운드진 모서리들을 갖는 두 예시적인 직사
각형의 태양 전지들의 전면(태양측) 및 전면 금속화 패턴들의 도면들을 도시한다.
도 2d 및 도 2e는 도 2a에 도시한 태양 전지에 대한 후면 및 예시적인 후면 금속화 패턴들의 도면들을
도시한다.
도 2f 및 도 2g는 각기 도 2b 및 도 2c에 도시한 태양 전지들에 대한 후면들 및 예시적인 후면 금속화 패턴들의
도면들을 도시한다.
도 2h는 슁글드 슈퍼 셀들을 형성하는 데 사용될 수 있는 다른 예시적인 직사각형의 태양 전지의 전면(태양측)
및 전면 금속화 패턴의 도면을 도시한다. 상기 전면 금속화 패턴은 별개의 콘택 패드들을 포함하고, 이들 각각
은 그 콘택 패드 상에 증착되는 큐어링되지 않은 도전성의 접착 결합 물질이 상기 콘택 패드로부터 떨어져 흐르
는 것을 방지하도록 구성되는 배리어에 의해 둘러싸인다.
도 2i는 도 2h의 태양 전지의 단면도를 도시하며, 콘택 패드 및 상기 콘택 패드를 둘러싸는 배리어의 일부들을
포함하는 도 2j 및 도 2k의 확대도에 도시한 전면 금속화 패턴의 세부 사항을 식별한다.
도 2j는 도 2i로부터의 세부 사항의 확대도를 도시한다.
도 2k는 배리어에 의해 별개의 콘택 패드의 위치에 실질적으로 제한되는 큐어링되지 않은 도전성 접착 결합 물
질을 구비하는 도 2i의 세부 사항의 확대도를 도시한다.
도 2l은 도 2h의 태양 전지에 대한 후면 및 예시적인 후면 금속화 패턴의 도면을 도시한다. 상기 후면 금속화
패턴은 별개의 콘택 패드들을 포함하며, 이들 각각은 그 콘택 패드 상에 증착되는 큐어링되지 않은 도전성의 접
착 결합 물질이 상기 콘택 패드로부터 떨어져 흐르는 것을 방지하도록 구성되는 배리어에 의해 둘러싸인다.
도 2m은 도 2l의 태양 전지의 단면도를 도시하며, 콘택 패드 및 상기 콘택 패드를 둘러싸는 배리어를 포함하는
도 2n의 확대도에 도시한 후면 금속화 패턴의 세부 사항을 식별한다.
도 2n은 도 2m으로부터의 세부 사항의 확대도를 도시한다.
도 2o는 큐어링되지 않은 도전성의 접착 결합 물질이 콘택 패드로부터 멀어져 흐르는 것을 방지하도록 구성되는
배리어를 포함하는 금속화 패턴의 다른 변형예를 도시한다. 상기 배리어는 상기 콘택 패드의 일 측면에 인접하
고, 상기 콘택 패드보다 크다.
도 2p는 콘택 패드의 적어도 두 측면들에 인접하는 배리어를 구비하는 도 2o의 금속화 패턴의 다른 변형예를 도
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시한다.
도 2q는 다른 예시적인 직사각형의 태양 전지에 대한 후면 및 예시적인 후면 금속화 패턴의 도면을 도시한다.
상기 후면 금속화 패턴은 상기 태양 전지의 에지를 따라 상기 태양 전지의 긴 측면의 길이로 실질적으로 진행되
는 연속되는 콘택 패드를 포함한다. 상기 콘택 패드는 상기 콘택 패드 상에 증착되는 큐어링되지 않은 도전성의
접착 결합 물질이 상기 콘택 패드로부터 떨어져 흐르는 것을 방지하도록 구성되는 배리어에 의해 둘러싸인다.
도 2r은 슁글드 슈퍼 셀들을 형성하는 데 사용될 수 있는 다른 예시적인 직사각형의 태양 전지의 전면(태양측)
및 전면 금속화 패턴의 도면을 도시한다. 상기 전면 금속화 패턴은 상기 태양 전지의 에지를 따라 열로 배열되
는 별개의 콘택 패드들 및 상기 콘택 패드들의 열에 평행하고 그로부터 기판 내측으로 진행되는 길고 얇은 컨덕
터를 포함한다. 상기 길고 얇은 컨덕터는 그 콘택 패드들 상에 증착되는 큐어링되지 않은 도전성의 접착 결합
물질이 상기 콘택 패드들로부터 떨어지고 상기 태양 전지의 활성 영역 상으로 흐르는 것을 방지하도록 구성되는
배리어를 형성한다.
도 3a는 표준 크기 및 형상의 의사 정사각형의 실리콘 태양 전지가 슁글드 슈퍼 셀들을 형성하는 데 사용될 수
있는 두 가지 다른 길이들의 직사각형의 태양 전지들로 분리(예를 들면, 절단 또는 파쇄)될 수 있는 예시적인
방법을 예시하는 도면을 도시한다.
도 3b 및 도 3c는 의사 정사각형의 실리콘 태양 전지가 직사각형의 태양 전지들로 분리될 수 있는 다른 예시적
인 방법을 예시하는 도면들을 도시한다. 도 3b는 상기 웨이퍼의 전면 및 예시적인 전면 금속화 패턴을
도시한다. 도 3c는 상기 웨이퍼의 후면 및 예시적인 후면 금속화 패턴을 도시한다.
도 3d 및 도 3e는 정사각형의 실리콘 태양 전지가 직사각형의 태양 전지들로 분리될 수 있는 예시적인 방법을
예시하는 도면들을 도시한다. 도 3d는 상기 웨이퍼의 전면 및 예시적인 전면 금속화 패턴을 도시한다. 도 3e는
상기 웨이퍼의 후면 및 예시적인 후면 금속화 패턴을 도시한다.
도 4a는 도 1에 도시한 바와 같이 슁글드 방식으로 배열되는, 예를 들면 도 2a에 도시한 바와 같은 직사각형의
태양 전지들을 포함하는 예시적인 직사각형의 슈퍼 셀의 전면의 부분도를 도시한다.
도 4b 및 도 4c는 도 1에 도시한 바와 같이 슁글드 방식으로 배열되는, 예를 들면 도 2b에 도시한 바와 같은 챔
퍼 처리된 모서리들을 갖는 "쉐브론" 직사각형의 태양 전지들을 포함하는 예시적인 직사각형의 슈퍼 셀의 전면
도 및 후면도를 각기 도시한다.
도 5a는 복수의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도면을 도시하며,
각 슈퍼 셀의 긴 측면은 상기 모듈의 짧은 측면들의 길이의 대략적으로 절반인 길이를 가진다. 상기 슈퍼 셀들
의 쌍들은 상기 모듈의 짧은 측면들에 평행한 상기 슈퍼 셀들의 긴 측면들을 갖는 열들을 형성하도록 단대단으
로 배열된다.
도 5b는 복수의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도면을 도시
하며, 각 슈퍼 셀의 긴 측면은 상기 모듈의 짧은 측면들의 길이의 대략적으로 같은 길이를 가진다. 상기 슈퍼
셀들은 상기 모듈의 짧은 측면들에 평행한 이들의 긴 측면들을 구비하여 배열된다.
도 5c는 복수의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도면을 도시
하며, 각 슈퍼 셀의 긴 측면은 상기 모듈의 긴 측면의 길이와 대략적으로 같은 길이를 가진다. 상기 슈퍼 셀들
은 상기 모듈의 측면들에 평행한 이들의 긴 측면들을 구비하여 배열된다.
도 5d는 복수의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도면을 도시하며,
각 슈퍼 셀의 긴 측면은 상기 모듈의 긴 측면들의 길이의 대략적으로 절반인 길이를 가진다. 상기 슈퍼 셀들의
쌍들은 상기 모듈의 긴 측면들에 평행한 상기 슈퍼 셀들의 긴 측면들을 갖는 열들을 형성하도록 단대단으로 배
열된다.
도 5e는 도 5c의 경우와 구성이 유사한 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도면을 도시하며, 여기서 상기
슈퍼 셀들이 형성되는 모든 태양 전지들은 상기 태양 전지들이 분리되었던 의사-정사각형의 웨이퍼들의 모서리
들에 대응되는 챔퍼 처리된 모서리들을 갖는 쉐브론 태양 전지들이다.
도 5f는 도 5c의 경우와 구성이 유사한 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도면을 도시하며, 여기서 상기
슈퍼 셀들이 형성되는 모든 태양 전지들은 이들이 분리되었던 의사-정사각형의 웨이퍼들의 형상들을 재생하도록
배열되는 쉐브론 및 정사각형의 태양 전지들의 혼합을 포함한다.
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도 5g는 슈퍼 셀 내의 인접하는 쉐브론 태양 전지들이 이들의 중첩되는 에지들이 동일한 길이가 되도록 서로 거
울상들로서 배열되는 점을 제외하면 도 5e의 경우와 구성이 유사한 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도
면들 도시한다.
도 6은 슈퍼 셀들을 각 열 내에 서로 직렬로 두고, 상기 열들을 서로 병렬로 두도록 유연한 전기적 인터커넥트
들에 의해 상호 연결되는 슈퍼 셀들의 세 개의 열들의 예시적인 배치를 도시한다. 이들은, 예를 들면 도 5d의
태양광 모듈 내의 세 개의 열들이 될 수 있다.
도 7a는 슈퍼 셀들을 직렬 또는 병렬로 상호 연결하는 데 사용될 수 있는 예시적인 유연한 인터커넥트들을 도시
한다. 예들의 일부는 이들의 긴 축들을 따르거나, 이들의 짧은 축들을 따르거나, 이들의 긴 축들 및 이들의 짧
은 축들을 따라 이들의 유연성(기계적 컴플라이언스)을 증가시키는 패터닝을 나타낸다. 도 7a는 여기서 설명하
는 바와 같이 슈퍼 셀들에 대한 히든 탭들 내에 또는 전면 또는 후면 슈퍼 셀 단자 콘택들에 대한 인터커넥트들
로 사용될 수 있는 예시적인 스트레스를 제거하는 긴 인터커넥트 구성들을 도시한다. 도 7b-1 및 도 7b-2는 평
면 외의 스트레스 제거 특징들의 예들을 예시한다. 도 7b-1 및 도 7b-2는 평면 외의 스트레스 제거 특징들을 포
함하고, 슈퍼 셀들에 대한 히든 탭들 내에 또는 전면 또는 후면 슈퍼 셀 단자 콘택들에 대한 인터커넥트들로서
사용될 수 있는 예시적인 긴 인터커넥트 구성을 도시한다.
도 8a는 도 5d로부터의 세부 사항 A를 도시하며, 슈퍼 셀들의 열들의 후면 단자 콘택들에 결합되는 유연한 전기
적 인터커넥트들의 단면 세부 사항들을 도시하는 도 5d의 예시적인 태양광 모듈의 단면도이다.
도 8b는 도 5d로부터의 세부 사항 C를 도시하며, 슈퍼 셀들의 열들의 전면(태양측) 단자 콘택들에 결합되는 유
연한 전기적 인터커넥트들의 단면 세부 사항들을 도시하는 도 5d의 예시적인 태양광 모듈의 단면도이다.
도 8c는 도 5d로부터의 세부 사항 D를 도시하며, 열들 내의 슈퍼 셀들을 직렬로 상호 연결하도록 배열되는 유연
한 인터커넥트들의 단면 세부 사항들을 도시하는 도 5d의 예시적인 태양광 모듈의 단면도이다.
도 8d-도 8g는 태양광 모듈의 에지에 인접하여 슈퍼 셀들의 열의 단부에서 슈퍼 셀의 전면 단자 콘택에 결합되
는 전기적 인터커넥트들의 추가적인 예들을 도시한다. 상기 예시적인 인터커넥트들은 상기 모듈의 전면 상에 작
은 풋 프린트(foot print)를 가지도록 구성된다.
도 9a는 여섯 개의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 다른 예시적인 정사각형의 태양광 모듈의 도면들
도시하며, 각 슈퍼 셀의 긴 측면은 상기 모듈의 긴 측면의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가진다. 상기 슈퍼
셀들은 서로 전기적으로 병렬로 연결되고 상기 태양광 모듈의 후면 상의 접합 박스 내에 배치되는 바이패스 다
이오드와 전기적으로 병렬로 연결되는 여섯 개의 열들로 배열된다. 상기 슈퍼 셀들과 상기 바이패스 다이오드
사이의 전기적 연결들은 상기 모듈의 라미네이트 구조에 내장되는 리본들을 통해 이루어진다.
도 9b는 여섯 개의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도면을
도시하며, 각 슈퍼 셀의 긴 측면은 상기 모듈의 긴 측면의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가진다. 상기 슈퍼
셀들은 서로 전기적으로 병렬로 연결되고 상기 태양광 모듈의 에지 부근에서 후면 상의 접합 박스 내에 배치되
는 바이패스 다이오드와 전기적으로 병렬로 연결되는 여섯 개의 열들로 배열된다. 제2의 접합 박스는 상기 태양
광 모듈의 대향하는 단부 부근의 후면 상에 위치한다. 상기 슈퍼 셀들과 상기 바이패스 다이오드 사이의 전기적
연결은 상기 접합 박스들 사이의 외부 케이블을 통해 이루어진다.
도 9c는 여섯 개의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 예시적인 유리-유리 직사각형의 태양광 모듈을 도
시하며, 각 슈퍼 셀의 긴 측면은 상기 모듈의 긴 측면의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가진다. 상기 슈퍼
셀들은 서로 전기적으로 병렬로 연결되는 여섯 개의 열들로 배열된다. 두 접합 박스들은 상기 모듈의 대향하는
에지들 상에 장착되며, 상기 모듈의 활성 영역을 최대화한다.
도 9d는 도 9c에 예시한 태양광 모듈의 측면도이다.
도 9e는 여섯 개의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 다른 예시적인 태양광 모듈을 도시하며, 각 슈퍼
셀은 상기 모듈의 긴 측면의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가진다. 상기 슈퍼 셀들은 상기 태양광 모듈 상
의 전원 관리 장치에 개별적으로 연결되는 열들의 세 쌍들을 포함하여 여섯 개의 열들로 배열된다.
도 9f는 여섯 개의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 다른 예시적인 태양광 모듈을 도시하며, 각 슈퍼
셀의 긴 측면은 상기 모듈의 긴 측면의 길이와 대략적으로 같은 길이를 가진다. 상기 슈퍼 셀들은 각 열이 개별
적으로 상기 태양광 모듈 상의 전원 관리 장치에 연결되는 여섯 개의 열들로 배열된다.
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도 9g 및 도 9h는 슁글드 슈퍼 셀들을 사용하는 모듈 레벨 전원 관리를 위한 구성들의 다른 예들을 도시한다.
도 10a는 도 5b에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 예시적인 개략적 전기 회로도를 도시한다.
도 10b-1 및 도 10b-2는 도 10a의 개략적인 회로도를 갖는 도 5b에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 다양
한 전기적 상호 연결들에 대한 예시적인 물리적 레이아웃을 도시한다.
도 11a는 도 5a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈의 예시적인 개략적 전기 회로도를 도시한다.
도 11b-1 및 도 11b-2는 도 11a의 개략적인 전기 회로도를 갖는 도 5a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한
다양한 전기적 상호 연결들에 대한 예시적인 물리적 레이아웃을 도시한다.
도 11c-1 및 도 11c-2는 도 11a의 개략적인 전기 회로도를 갖는 도 5a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한
다양한 전기적 상호 연결들에 대한 다른 예시적인 물리적 레이아웃을 도시한다.
도 12a는 도 5a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 다른 예시적인 개략적 전기 회로도를 도시한다.
도 12b-1 및 도 12b-2는 도 12a의 개략적인 회로도를 갖는 도 5a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 다양
한 전기적 상호 연결들에 대한 예시적인 물리적 레이아웃을 도시한다.
도 12c-1, 도 12c-2 및 도 12c-3은 도 12a의 개략적인 회로도를 갖는 도 5a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을
위한 다양한 전기적 상호 연결들에 대한 다른 예시적인 물리적 레이아웃을 도시한다.
도 13a는 도 5a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 다른 예시적인 개략적 회로도를 도시한다.
도 13b는 도 5b에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 다른 예시적인 개략적 회로도를 도시한다.
도 13c-1 및 도 13c-2는 도 13a의 개략적인 회로도를 갖는 도 5a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 다양
한 전기적 상호 연결들에 대한 예시적인 물리적 레이아웃을 도시한다. 약간 변경된 도 13c-1 및 도 13c-2의 물
리적 레이아웃은 도 13b의 개략적인 회로도를 갖는 도 5b에 예시한 바와 같은 태양광 모듈에 대해 적합하다.
도 14a는 복수의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈의 도면을 도
시하며, 각 슈퍼 셀의 긴 측면은 상기 모듈의 짧은 측면의 길이의 절반과 대략적으로 같은 길이를 가진다. 상기
슈퍼 셀들의 쌍들은 상기 모듈의 짧은 측면에 평행한 상기 슈퍼 셀들의 긴 측면들을 갖는 열들을 형성하도록 단
대단으로 배열된다.
도 14b는 도 14a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 예시적인 개략적 회로도를 도시한다.
도 14c-1 및 도 14c-2는 도 14b의 개략적인 회로도를 갖는 도 14a에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 다양
한 전기적 상호 연결들에 대한 예시적인 물리적 레이아웃을 도시한다.
도 15는 도 10a의 개략적인 회로도를 갖는 도 5b에 예시한 바와 같은 태양광 모듈을 위한 다양한 전기적 상호
연결들에 대한 다른 예시적인 물리적 레이아웃을 도시한다.
도 16은 두 개의 태양광 모듈들을 직렬로 상호 연결하는 스마트 스위치의 예시적인 배치를 도시한다.
도 17은 슈퍼 셀들을 구비하는 태양광 모듈을 만드는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 18은 슈퍼 셀들을 구비하는 태양광 모듈을 만드는 다른 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 19a-도 19d는 열과 압력으로 슈퍼 셀들이 큐어링될 수 있는 예시적인 배치들을 도시한다.
도 20a-도 20c는 스크라이브된 태양 전지들을 절단하는 데 사용될 수 있는 예시적인 장치를 개략적으로 예시한
다. 상기 장치는 도전성 접착 결합 물질이 적용되었던 스크라이브된 슈퍼 셀들을 절단하는 데 사용될 때에 특히
유리할 수 있다.
도 21은 슈퍼 셀들 및 상기 모듈의 전방으로부터 보일 수 있는 백 시트의 일부들 사이의 가시적인 대비를 감소
시키도록 슈퍼 셀들의 평행한 열들을 포함하는 태양광 모듈들 내에 사용될 수 있는 다크 라인들을 갖는 예시적
인 백색 후면 시트 "얼룩 줄무늬(zebra striped)"를 도시한다.
도 22a는 핫 스팟 조건들 하에서 전통적인 리본 연결들을 활용하는 종래의 모듈의 평면도를 도시한다. 도 22b
또한 핫 스팟 조건들 하에서 실시예들에 따른 열확산을 활용하는 모듈의 평면도를 도시한다.
도 23a-도 23b는 챔퍼 처리된 셀들을 구비하는 슈퍼 셀 스트링 레이아웃들의 예들을 도시한다.
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도 24-도 25는 슁글드 구성들로 조립되는 복수의 모듈들을 포함하는 어레이들의 단순화된 단면도들을 도시한다.
도 26은 모듈의 후면 상의 접합 박스에 대한 슁글드 슈퍼 셀의 전면(태양측) 단자 전기적 콘택들의 예시적인 전
기적 상호 연결을 예시하는 태양광 모듈의 후면(차광)의 도면을 도시한다.
도 27은 병렬로 둘 또는 그 이상의 슁글드 슈퍼 셀들의 예시적인 전기적 상호 연결을 예시하는 태양광 모듈의
후면(차광)의 도면들 도시하며, 상기 슈퍼 셀들의 전면(태양측) 단자 전기적 콘택들은 서로에 대해서와 상기 모
듈의 후면 상의 접합 박스에 연결된다.
도 28은 병렬로 둘 또는 그 이상의 슁글드 슈퍼 셀들의 다른 예시적인 전기적 상호 연결을 예시하는 태양광 모
듈의 후면(차광)의 도면을 도시하며, 상기 슈퍼 셀들의 전면(태양측) 단자 전기적 콘택들은 서로에 대해서와 상
기 모듈의 후면 상의 접합 박스에 연결된다.
도 29는 상기 슈퍼 셀들을 전기적으로 직렬로 연결하고 접합 박스에 대한 전기적 연결을 제공하도록 인접하는
슈퍼 셀들의 중첩되는 단부들 사이에 개재되는 유연한 인터커넥트의 사용을 예시하는 두 슈퍼 셀들의 부분 단면
도 및 사시도를 도시한다.
도 29a는 도 29의 관심의 대상인 영역의 확대도를 도시한다.
도 30a는 그 전면 및 후면 단자 콘택들에 결합되는 전기적 인터커넥트들을 갖는 예시적인 슈퍼 셀을 도시한다.
도 30b는 병렬로 상호 연결된 도 30a의 슈퍼 셀들의 둘을 도시한다.
도 31a-도 31c는 여기서 설명하는 바와 같은 히든 탭들을 슈퍼 셀들에 생성하는 데 채용될 수 있는 예시적인 후
면 금속화 패턴들의 도면들을 도시한다.
도 32-도 33은 상기 슈퍼 셀의 전체 폭으로 대략적으로 진행되는 인터커넥트들과 함께 히든 탭들의 사용의 예들
을 도시한다.
도 34a-도 34c는 슈퍼 셀 후면(도 34a) 및 전면(도 34b-도 34c) 단자 콘택들에 결합되는 인터커넥트들의 예들을
도시한다.
도 35-도 36은 인접하는 슈퍼 셀들 사이의 갭을 가로지르지만, 직사각형의 태양 전지들의 긴 축을 따라 내측으
로 실질적으로 연장되지 않는 짧은 인터커넥트들과 함께 히든 탭들의 사용의 예들을 도시한다.
도 37a-1 내지 도 37f-3은 평면 내 스트레스 제거 특징들을 포함하는 짧은 히든 탭 인터커넥트들에 대한 예시적
인 구성들을 도시한다.
도 38a-1 내지 도 38b-2는 평면 외 스트레스 제거 특징들을 포함하는 짧은 히든 탭 인터커넥트들에 대한 예시적
인 구성들을 도시한다.
도 39a-1 및 도 39a-2는 정렬 특징들을 포함하는 짧은 히든 탭 인터커넥트들에 대한 예시적인 구성들을 도시한
다. 도 39b-1 및 도 39b-2는 비대칭의 탭 길이들을 갖는 짧은 히든 탭 인터커넥트들에 대한 예시적인 구성을 도
시한다.
도 40 및 도 42a-도 44b는 히든 탭들을 채용하는 예시적인 태양광 모듈 레이아웃들을 도시한다.
도 41은 도 40 및 도 42a-도 44b의 태양광 모듈 레이아웃들에 대한 예시적인 전기 회로도를 도시한다.
도 45는 도전 상태의 바이패스 다이오드를 구비하는 예시적인 태양광 모듈 내의 전류 흐름을 도시한다.
도 46a-도 46b는 각기 슈퍼 셀들의 열들에 평행한 방향 및 상기 태양광 모듈 내의 슈퍼 셀들의 열들에 직교하는
방향으로의 열 사이클로부터 야기되는 태양광 모듈 구성 요소들 사이의 상대적인 운동을 도시한다.
도 47a-도 47b는 각기 히든 탭들을 채용하는 다른 예시적인 태양광 모듈 레이아웃 및 대응되는 전기 회로도를
도시한다.
도 48a-도 48b는 내장된 바이패스 다이오드들과 결합되어 히든 탭들을 채용하는 추가적인 태양 전지 모듈 레이
아웃들을 도시한다.
도 49a-도 49b는 각기 마이크로인버터에 종래의 DC 전압을 제공하는 태양광 모듈 및 마이크로인버터에 높은 DC
전압을 제공하는 여기서 설명되는 바와 같은 고전압 태양광 모듈에 대한 블록도들을 도시한다.
도 50a-도 50b는 예시적인 물리적 레이아웃 및 전기 회로도들, 예를 들면 바이패스 다이오드들을 포함하는 고전
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압 태양광 모듈들을 도시한다.
도 51a-도 55b는 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 고전압 태양광 모듈들의 모듈 레벨 전원 관리를 위한 예시적인
구성을 도시한다.
도 56은 유연한 전기적 인터커넥트들에 의해 오프셋되고 직렬로 상호 연결되는 인접하는 열들의 단부들을 갖는
여섯 개의 평행한 열들로의 여섯 개의 슈퍼 셀들의 예시적인 배치를 도시한다.
도 57a는 서로에 대해서와 스트링 인버터에 전기적으로 병렬로 연결되는 복수의 높은 DC 전압 슁글드 태양 전지
모듈들을 포함하는 광 발전 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 57b는 지붕 상단 상에 배치되는 도 57a의 광 발전 시스템을 도시한다.
도 58a-도 58D는 단락을 갖는 높은 DC 전압의 슁글드 태양 전지 모듈이 전기적으로 병렬로 연결되는 다른 높은
DC 전압의 슁글드 태양 전지 모듈들 내에서 발생되는 상당한 전력을 소실시키는 것을 방지하도록 사용될 수 있
는 한류 퓨즈들 및 차단 다이오드들의 배치를 도시한다.
도 59a-도 59b는 둘 또는 그 이상의 높은 DC 전압의 슁글드 태양 전지 모듈들이 한류 퓨즈들 및 차단 다이오드
들을 포함할 수 있는 결합기 박스 내에서 전기적으로 병렬로 연결되는 예시적인 배치들을 도시한다.
도 60a-도 60b는 각기 전기적으로 병렬로 연결되는 복수의 높은 DC 전압의 슁글드 태양 전지 모듈들에 대한 전
류 대 전압의 도표 및 전력 대 전압의 도표를 도시한다. 도 60a의 도표들은 역 바이어스된 태양 전지를 포함하
는 모듈들이 없는 예시적인 경우에 대한 것이다. 도 60b의 도표들은 모듈들의 일부가 하나 또는 그 이상의 역
바이어스된 태양 전지들을 포함하는 예시적인 경우에 대한 것이다.
도 61a는 슈퍼 셀 당 약 1개의 바이패스 다이오드를 사용하는 태양광 모듈의 예를 예시한다. 도 61c는 내재 구
성으로 바이패스 다이오드들을 사용하는 태양광 모듈의 예를 예시한다. 도 61b는 유연한 전기적 인터커넥트를
사용하여 두 개의 이웃하는 슈퍼 셀들 사이에 연결되는 바이패스 다이오드에 대한 예시적인 구성을 예시한다.
도 62a-도 62b는 각기 다른 예시적인 절단 기구의 측면도 및 상면도를 개략적으로 예시한다.
도 63a는 웨이퍼를 절단할 때에 스크라이브 라인들을 따라 크랙들의 생성과 전파를 컨트롤하기 위한 예시적인
비대칭 진공 배치의 사용을 개략적으로 예시한다. 도 63b는 도 63a의 배치이외에 절단의 적은 제어를 제공하는
예시적인 대칭 진공 배치의 사용을 개략적으로 예시한다.
도 64는 도 62a-도 62b의 절단 기구에 사용될 수 있는 예시적인 진공 매니폴드의 일부의 상면도를 개략적으로
예시한다.
도 65a 및 도 65b는 각기 천공된 벨트에 의해 오버레이되는 도 64의 예시적인 진공 매니폴드의 상면도 및 사시
도의 개략적인 예시들을 제공한다.
도 66은 도 62a-도 62b의 절단 기구에 사용될 수 있는 예시적인 진공 매니폴드의 측면도를 개략적으로
예시한다.
도 67은 천공된 벨트 및 진공 매니폴드의 예시적인 배치 위에 놓이는 절단된 태양 전지를 개략적으로 예시한다.
도 68은 예시적인 절단 공정에서 절단된 태양 전지 및 상기 태양 전지가 절단되었던 표준 크기 웨이퍼의 절단되
지 않은 부분의 상대적인 위치들과 배향들을 개략적으로 예시한다.
도 69a-도 69g는 절단된 태양 전지들이 절단 기구로부터 연속하여 제거될 수 있는 장치 및 방법들을 개략적으로
예시한다.
도 70a-도 70c는 도 62a-도 62b의 예시적인 절단 기구의 다른 변형예의 직교 투영도들을 제공한다.
도 71a 및 도 71b는 절단 공정의 두 다른 단계들에서의 도 70a-도 70c의 예시적인 절단 기구의 사시도들을 제공
한다.
도 72a-도 74b는 도 70a-도 70c의 예시적인 절단 기구의 천공된 벨트들 및 진공 매니폴드들 의 세부 사항들을
예시한다.
도 75a-도 75g는 도 10a-도 10C의 예시적인 절단 기구 내의 천공된 진공 벨트들에 대해 사용될 수 있는 몇몇 예
시적인 홀 패턴들의 세부 사항들을 예시한다.
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도 76은 직사각형의 태양 전지 상의 예시적인 전면 금속화 패턴을 도시한다.
도 77a-도 77b는 직사각형의 태양 전지들 상의 예시적인 후면 금속화 패턴들을 도시한다.
도 78은 각기 도 76에 도시한 전면 금속화 패턴을 갖는 복수의 직사각형의 태양 전지들을 형성하도록 다이스될
수 있는 정사각형의 태양 전지 상의 예시적인 전면 금속화 패턴을 도시한다.
도 79는 각기 도 77a에 도시한 후면 금속화 패턴을 갖는 복수의 직사각형의 태양 전지들을 형성하도록 다이스될
수 있는 정사각형의 태양 전지 상의 예시적인 후면 금속화 패턴을 도시한다.
도 80은 전하 재결합을 증진시키는 절단된 에지들을 야기하는 종래의 절단 방법들을 이용하여 좁은 스트립 태양
전지들로 다이스되는 종래 크기의 HIT 태양 전지의 개략적인 도면이다.
도 81a-도 81j는 종래 크기의 HIT 태양 전지를 전하 재결합을 증진시키는 절단된 에지들이 결핍된 좁은 태양 전
지 스트립들로 다이싱하는 예시적인 방법의 단계들을 개략적으로 예시한다.
도 82a-도 82j는 종래 크기의 HIT 태양 전지를 전하 재결합을 증진시키는 절단된 에지들이 결핍된 좁은 태양 전
지 스트립들로 다이싱하는 다른 예시적인 방법의 단계들을 개략적으로 예시한다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
다음의 상세한 설명은 동일한 참조 부호들이 다른 도면들에 걸쳐 동일한 요소들을 언급하는 도면들을 참조하여[0108]
이해되어야 한다. 반드시 일정한 비율일 필요는 없는 도면들은 선택적인 실시예들을 도시하며, 본 발명의 범주
를 제한하려는 의도는 아니다. 발명의 상세한 기재는 본 발명의 원리들을 제한의 형태로가 아니라 예의 형태로
예시한다. 이러한 기재는 분명히 해당 기술 분야의 숙련자가 본 발명을 구성하고 사용하게 할 것이며, 본 발명
을 수행하는 최적의 모드로 현재 여겨지는 것을 포함하여 본 발명의 몇몇 실시예들, 조정들, 변형들, 선택들 및
사용들을 설명할 것이다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 바에 있어서, "일", "하나" 및 "상기"의 단수 표현들은 본 문에[0109]
서 명백하게 다르게 기재되지 않는 한 복수의 지시 대상들을 포함한다. 또한, "평행한"이라는 용어는 "평행한
또는 실질적으로 평행한"을 의미하고, 여기에 설명되는 임의의 평행한 배치들이 정확하게 평행한 것을 요구하기
보다는 평행한 기하학적 구조들로부터의 미소한 편차들을 포괄하도록 의도된다. "직교하는"이라는 용어는 "직교
하는 또는 실질적으로 직교하는"을 의미하고, 여기에 설명되는 임의의 직교하는 배치들이 정확하게 직교하는 것
을 요구하기보다는 직교하는 기하학적 구조들로부터의 미소한 편차들을 포괄하도록 의도된다. "정사각형의"이라
는 용어는 "정사각형 또는 실질적으로 정사각형의"를 의미하고, 정사각형의 형상들, 예를 들면 챔퍼 처리된
(chamfered)(예를 들면, 라운드(round)지거나 그렇지 않으면 끝이 절단된) 모서리들을 갖는 실질적으로 정사각
형의 형상들로부터의 미소한 편차들을 포괄하도록 의도된다. "직사각형의"이라는 용어는 "직사각형 또는 실질적
으로 직사각형의"를 의미하고, 직사각형의 형상들, 예를 들면 챔퍼 처리된(예를 들면, 라운드지거나 그렇지 않
으면 끝이 절단된) 모서리들을 갖는 실질적으로 직사각형의 형상들로부터의 미소한 편차들을 포괄하도록 의도된
다.
본 명세서에는 태양 전지 모듈들 내의 실리콘 태양 전지(solar cell)들의 고효율의 슁글드(shingled) 배치들뿐[0110]
만 아니라, 이러한 배치들에 사용될 수 있는 태양 전지들을 위한 전면(front surface) 및 후면(rear surface)
금속화(metallization) 패턴들과 인터커넥트(interconnect)들이 개시된다. 본 명세서에는 또한 이러한 태양광
모듈(solar module)들을 제조하기 위한 방법들이 개시된다. 상기 태양 전지 모듈들은 "원 썬(one sun)"(비집중)
조명하에서 유리하게 채용될 수 있으며, 이들이 종래의 실리콘 태양 전지 모듈들을 대체하게 하는 물리적 치수
들 및 전기적 사양들을 가질 수 있다.
도 1은 슈퍼 셀(super cell)(100)을 형성하도록 중첩되고 전기적으로 연결되는 인접하는 태양 전지들의 단부들[0111]
을 구비하는 슁글드 방식(shingled manner)으로 배열되는 직렬로 연결된 태양 전지들(10)의 스트링(string)의
단면도를 도시한다. 각 태양 전지(10)는 반도체 다이오드 구조 및 광에 의해 조명될 때에 외부 부하(load)에 제
공될 수 있는 태양 전지(10) 내에 발생되는 전류에 의한 상기 반도체 다이오드 구조에 대한 전기적 콘택
(contact)들을 포함한다.
본 명세서에서 설명되는 예들에 있어서, 각 태양 전지(10)는 n-p 접합의 대향하는 측면들에 대해 전기적 콘택들[0112]
을 제공하는 전면(태양측(sun side)) 및 후면(차광측(shaded side)) 금속화 패턴들을 갖는 결정질 실리콘 태양
전지이며, 상기 전면 금속화 패턴은 n-형의 도전성의 반도체층 상에 배치되고, 상기 후면 금속회 패턴은 p-형의
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도전성의 반도체층 상에 배치된다. 그러나, 임의의 다른 적합한 물질 시스템, 다이오드 구조, 물리적 치수들,
또는 전기적 콘택 배치를 채용하는 임의의 다른 적합한 태양 전지들이 본 명세서에서 설명되는 태양광 모듈들
내의 태양 전지들(10) 대신에 또는 추가적으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 전면(태양측) 금속화 패턴은
p-형의 도전성의 반도체층 상에 배치될 수 있고, 상기 후면(차광측) 금속화 패턴은 n-형의 도전성의 반도체층
상에 배치될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 슈퍼 셀(100)에서 인접하는 태양 전지들(10)은 이들이 하나의 태양 전지의 전면 금속화[0113]
패턴을 인접하는 태양 전지의 후면 금속화 패턴에 전기적으로 연결하는 전기적으로 도전성인 결합 물질에 의해
중첩되는 영역 내에서 서로 도전성으로 결합된다. 적합한 전기적으로 도전성인 도전성 결합 물질들은, 예를 들
면, 전기적으로 도전성인 접착제들 및 전기적으로 도전성인 접착 필름들과 접착 테이프들, 그리고 종래의 땜납
들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질은 상기 전기적으로 도전성인 결합 물
질의 열팽창 계수(CTE) 및 상기 태양 전지들의 열팽창 계수(예를 들면, 실리콘의 CTE) 사이의 불일치로부터 야
기되는 스트레스를 수용하는 인접하는 태양 전지들 사이의 결합에 기계적 컴플라이언스(mechanical complianc
e)를 제공한다. 이러한 기계적 컴플라이언스를 제공하기 위하여, 일부 변형예들에서 상기 전기적으로 도전성인
결합 물질은 약 0℃보다 작거나 같은 유리 전이 온도(glass transition temperature)를 가지는 것으로
선택된다. CTE 불일치로부터 야기되는 상기 태양 전지들의 중첩되는 에지들에 평행한 스트레스를 보다 감소시키
고 수용하기 위하여, 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질은 선택적으로 상기 태양 전지들의 에지들의 길이로
실질적으로 연장되는 연속되는 라인으로 보다는 상기 태양 전지들의 중첩되는 영역들을 따라 별개의 위치들에서
만 적용될 수 있다.
상기 전기적으로 도전성인 결합 물질에 의해 형성되며, 상기 태양 전지들의 전면 및 후면들에 직교하게 측정되[0114]
는 인접하고 중첩되는 태양 전지들 사이의 상기 전기적으로 도전성인의 두께는, 예를 들면 약 0.1㎜ 이하가 될
수 있다. 이와 같은 얇은 결합은 셀들 사이의 상호 연결(interconnection)에서 저항성 손실(resistive loss)을
감소시키며, 또한 동작 동안에 진전될 수 있는 상기 슈퍼 셀 내의 임의의 핫 스팟(hot spot)으로부터 상기 슈퍼
셀을 따라 열의 흐름을 증진시킨다. 상기 태양 전지들 사이의 결합의 열전도율은, 예를 들면 ≥약 1.5와트/(미
터-K)가 될 수 있다.
도 2a는 슈퍼 셀(100) 내에 사용될 수 있는 예시적인 직사각형의 태양 전지(10)의 전면을 도시한다. 태양 전지[0115]
(10)를 위한 다른 형상들 또한 적절하게 사용될 수 있다. 예시된 예에서, 상기 태양 전지(10)의 전면 금속화 패
턴은 태양 전지(10)의 긴 측면(long side)들의 하나의 에지에 인접하여 위치하고, 실질적으로 상기 긴 측면들의
길이를 위해 상기 긴 측면들에 대해 평행하게 진행하는 버스 바(bus bar)(15) 및 상기 버스 바에 직교하게 부착
되며, 실질적으로 짧은 측면(short side)들의 길이를 위해 서로에 대해서와 상기 태양 전지(10)의 짧은 측면들
에 대해 평행하게 진행하는 핑거(finger)들(20)을 포함한다.
도 2a의 예에서, 태양 전지(10)는 약 156㎜의 길이, 약 26㎜의 폭 및 이에 따른 약 1:6의 종횡비(aspect[0116]
ratio)(짧은 측면의 길이/긴 측면의 길이)를 가진다. 여섯 개의 이러한 태양 전지들이 표준 156㎜×156㎜ 치수
의 실리콘 웨이퍼 상에 제조될 수 있고, 이후에 예시한 바와 같이 태양 전지들을 제공하도록 분리(다이스(dic
e)될 수 있다. 다른 변형예들에서, 약 19.5㎜×156㎜의 치수들 및 이에 따른 약 1:8의 종횡비를 갖는 여덟 개의
태양 전지들(10)이 표준 실리콘 웨이퍼로부터 제조될 수 있다. 보다 일반적으로, 태양 전지들(10)은, 예를 들면
약 1:2 내지 약 1:20의 종횡비들을 가질 수 있으며, 표준 크기 웨이퍼들로부터 또는 임의의 다른 적합한 치수들
의 웨이퍼들로부터 제조될 수 있다.
도 3a는 앞서 기술한 바와 같이 직사각형의 태양 전지들을 형성하도록 표준 크기 및 형상의 의사(pseudo) 정사[0117]
각형의 실리콘 태양 전지 웨이퍼(45)가 절단될 수 있거나, 부서질 수 있거나, 그렇지 않으면 분리될 수 있는 예
시적인 방법을 도시한다. 이러한 예에서, 몇몇 전체 폭의 직사각형의 태양 전지들(10L)은 상기 웨이퍼의 중심부
로부터 절단되고, 추가적으로 몇몇 보다 짧은 직사각형의 태양 전지들(10S)은 상기 웨이퍼의 단부들로부터 절단
되며, 상기 웨이퍼의 챔퍼 처리되거나 라운드진 모서리들은 버려진다. 태양 전지들(10L)은 하나의 폭의 슁글드
(shingled) 슈퍼 셀들을 형성하는 데 사용될 수 있으며, 태양 전지들(10S)은 보다 좁은 폭의 슁글드 슈퍼 셀들
을 형성하는 데 사용될 수 있다.
선택적으로는, 상기 챔퍼 처리된(예를 들면, 라운드진) 모서리들은 상기 웨이퍼의 단부들로부터 절단되는 상기[0118]
태양 전지들 상에 유지될 수 있다. 도 2b-도 2c는 도 2a의 경우와 실질적으로 유사하지만, 상기 태양 전지들이
절단되었던 상기 웨이퍼로부터 유지되는 챔퍼 처리된 모서리들을 갖는 예시적인 "쉐브론(chevron)" 직사각형의
태양 전지들(10)의 전면들을 도시한다. 도 2b에서, 버스 바(15)는 실질적으로 상기 측면의 길이를 위해 두 긴
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측면들의 보다 짧은 것에 인접하여 위치하고 평행하게 진행되며, 적어도 부분적으로 상기 태양 전지의 챔퍼 처
리된 모서리들 주위의 양 단부들에서 더 연장된다. 도 2c에서, 버스 바(15)는 실질적으로 상기 측면의 길이를
위해 상기 두 긴 측면들의 보다 긴 것에 인접하여 위치하고 평행하게 진행된다. 도 3b-도 3c는 도 2a에 도시한
경우와 유사한 전면 금속화 패턴들을 갖는 복수의 태양 전지들(10) 및 도 2b에 도시한 경우와 유사한 전면 금속
화 패턴들을 갖는 두 개의 챔퍼 처리된 태양 전지들(10)을 제공하도록 도 3c에 도시한 파선들을 따라 다이스될
수 있는 의사(pseudo) 정사각형의 웨이퍼(45)의 전면도 및 후면도를 도시한다.
도 2b에 도시한 예시적인 전면 금속화 패턴에서, 상기 셀의 챔퍼 처리된 모서리들 주위로 연장되는 상기 버스[0119]
바(15)의 두 단부들은 각기 상기 셀의 긴 측면에 인접하여 위치하는 상기 버스 바의 일부로부터 증가되는 거리
로 테이퍼(taper)지는(점차 좁아지는) 폭을 가질 수 있다. 유사하게, 도 3b에 도시한 예시적인 전면 금속화 패
턴에서, 별개의 콘택 패드(contact pad)들(15)을 상호 연결하는 얇은 컨덕터(conductor)의 두 단부들은 상기 태
양 전지의 챔퍼 처리된 모서리들 주위로 연장되고, 이를 따라 상기 별개의 콘택 패드들이 배열되는 상기 태양
전지의 긴 측면으로부터 증가되는 거리로 테이퍼진다. 이러한 테이퍼링(tapering)은 선택적이지만, 저항성 손실
을 상당히 증가시키지 않고 금속의 사용 및 상기 태양 전지의 활성 영역의 쉐이딩(shading)을 유리하게 감소시
킬 수 있다.
도 3d-도 3e는 도 2a에 도시한 경우와 유사한 전면 금속화 패턴들을 갖는 복수의 태양 전지들(10)을 제공하도록[0120]
도 3e에 도시한 파선들을 따라 다이스될 수 있는 완전한 정사각형의 웨이퍼(47)의 전면도 및 후면도를
도시한다.
챔퍼 처리된 직사각형의 태양 전지들은 챔퍼 처리된 태양 전지들만을 포함하는 슈퍼 셀들을 형성하는 데 사용될[0121]
수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로는, 하나 또는 그 이상의 이러한 챔퍼 처리된 직사각형의 태양 전지들이
슈퍼 셀을 형성하도록 하나 또는 그 이상의 챔퍼 처리되지 않은 직사각형의 태양 전지들(예를 들면, 도 2a)과
결합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 슈퍼 셀의 단부 태양 전지들은 챔퍼 처리된 태양 전지들이 될 수 있고,
중앙부 태양 전지들은 챔퍼 처리되지 않은 태양 전지들이 될 수 있다. 챔퍼 처리된 태양 전지들이 슈퍼 셀 내에
또는 보다 일반적으로 태양광 모듈 내에 챔퍼 처리되지 않은 태양 전지들과 결합되어 사용될 경우, 상기 태양
전지들의 동작 동안에 광에 노출되는 동일한 전면 면적을 갖는 상기 챔퍼 처리된 및 챔퍼 처리되지 않은 태양
전지들의 결과가 되게 하는 상기 태양 전지들에 대한 치수를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로
상기 태양 전지 면적들을 일치(matching)시키는 것은 상기 챔퍼 처리된 및 챔퍼 처리되지 않은 태양 전지들 내
에 생성되는 전류를 일치시키며, 이는 챔퍼 처리된 및 챔퍼 처리되지 않은 태양 전지들 모두를 포함하는 직렬
연결된 스트링(string)의 성능을 향상시킨다. 동일한 의사 정사각형의 웨이퍼로부터 절단되는 챔퍼 처리된 및
챔퍼 처리되지 않은 태양 전지들의 면적은, 예를 들면 상기 챔퍼 처리된 태양 전지들 상의 없어진 모서리들을
보상하기 위해 이들의 긴 축들에 직교하는 방향으로 상기 챔퍼 처리된 태양 전지들이 챔퍼 처리되지 않은 태양
전지들보다 약간 넓게 만들도록 상기 웨이퍼가 다이스되는 라인들의 위치들을 조정함에 의해 일치될 수 있다.
태양광 모듈은 오직 챔퍼 처리되지 않은 직사각형의 태양 전지들로부터 형성되는 슈퍼 셀들만을 포함할 수 있거[0122]
나, 챔퍼 처리된 직사각형의 태양 전지들로부터 형성되는 슈퍼 셀들만을 포함할 수 있거나, 챔퍼 처리된 및 챔
퍼 처리되지 않은 태양 전지들을 구비하는 슈퍼 셀들만을 포함할 수 있거나, 슈퍼 셀의 이들 세 변형예들의 임
의의 결합을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 웨이퍼의 에지들 부근의 표준 크기의 정사각형 또는 의사 정사각형의 태양 전지 웨이퍼(예를 들[0123]
면, 웨이퍼(45) 또는 웨이퍼(47))의 일부들은 상기 에지들로부터 떨어져 위치하는 상기 웨이퍼의 일부들보다 낮
은 효율로 광을 전기로 변환시킬 수 있다. 결과적인 직사각형의 태양 전지들의 효율을 개선하기 위하여, 일부
변형예들에서 상기 웨이퍼의 하나 또는 그 이상의 에지들은 상기 웨이퍼가 다이스되기 전에 보다 낮은 효율의
부분들을 제거하도록 트림(trim)된다. 상기 웨이퍼의 에지들로부터 트림되는 부분들은, 예를 들면 약 1㎜ 내지
약 5㎜의 폭들을 가질 수 있다. 또한, 도 3b 및 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 웨이퍼로부터 다이스되는 두
개의 단부 태양 전지들(10)은 이들의 외측 에지들을 따르며 이에 따라 상기 웨이퍼의 에지들의 두 개를 따라 이
들의 전면 버스 바(bus bar)들(또는 별개의 콘택 패드들)(15)을 구비하여 배향될 수 있다. 본 명세서에 개시되
는 슈퍼 셀들에서 버스 바들(또는 별개의 콘택 패드들)(15)이 통상적으로 인접하는 태양 전지에 의해 중첩되기
때문에, 상기 웨이퍼의 이들 두 에지들을 따른 낮은 광 변환 효율은 통상적으로 상기 태양 전지들의 성능에 영
향을 미치지 않는다. 이에 따라, 일부 변형예들에서 상기 직사각형의 태양 전지들의 짧은 측면들에 평행하게 배
향된 정사각형 또는 의사 정사각형의 웨이퍼의 에지들은 앞서 설명한 바와 같이 트림되지만, 직사각형의 태양
전지들의 긴 측면들에 평행하게 배향된 상기 웨이퍼의 에지들은 그렇지 않다. 다른 변형예들에서, 정사각형의
웨이퍼(예를 들면, 도 3d의 웨이퍼(47))의 하나, 둘, 셋 또는 네 개의 에지들이 앞서 설명한 바와 같이 트림된
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다. 다른 변형예들에서, 의사-정사각형의 웨이퍼의 긴 에지들의 하나, 둘, 셋 또는 네 개가 앞서 설명한 바와
같이 트림된다.
길고 좁은 종횡비와 표준 156㎜×156㎜ 태양 전지의 경우보다 작은 면적들을 갖는 태양 전지들이, 예시한 바와[0124]
같이 본 명세서에 개시되는 태양 전지 모듈들에서 I
2
R 저항성 출력 손실들을 감소시키도록 유리하게 채용될 수
있다. 특히, 표준 크기의 실리콘 태양 전지들에 비해 태양 전지들(10)의 감소된 면적은 상기 태양 전지 내에 생
성되는 전류를 감소시켜, 상기 태양 전지 및 이러한 태양 전지들의 직렬로 연결된 스트링 내의 저항성 출력 손
실을 직접 감소시킨다. 또한, 슈퍼 셀을 통해 전류가 상기 태양 전지들의 짧은 측면들에 평행하게 흐르도록 슈
퍼 셀(100) 내에 이러한 직사각형의 태양 전지들을 배열하는 것은 전류가 상기 전면 금속화 패턴 내의 핑거들
(20)에 도달하도록 상기 반도체 물질을 통해 흘러야 하는 거리를 감소시킬 수 있고, 상기 핑거들의 요구되는 길
이를 감소시킬 수 있으며, 이는 또한 저항성 출력 손실을 감소시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 태양 전지들을 직렬로 연결하도록 이들의 중첩되는 영역 내에서 중첩된 태양 전지들[0125]
(10)을 결합시키는 것은 태양 전지들의 종래의 태브드(tabbed) 직렬 연결된 스트링들에 비하여 인접하는 태양
전지들 사이의 전기적인 연결의 길이를 감소시킨다. 이는 또한 저항성 출력 손실을 감소시킨다.
도 2a를 다시 참조하면, 예시한 예에서 상기 태양 전지(10) 상의 전면 금속화 패턴은 버스 바(15)에 평행하고[0126]
이로부터 이격되는 선택적인 바이패스 컨덕터(bypass conductor)(40)를 포함한다(이와 같은 바이패스 컨덕터는
또한 도 2b-도 2c, 도 3b 및 도 3d에 도시한 금속화 패턴들에 선택적으로 사용될 수 있으며, 또한 연속되는 버
스 바보다는 별개의 콘택 패드들(15)과 결합되어 도 2q에 도시한다). 바이패스 컨덕터(40)는 버스 바(15)와 바
이패스 컨덕터(40) 사이에 형성될 수 있는 크랙(crack)들을 전기적으로 우회하도록 핑거들(20)을 상호
연결한다. 버스 바(15) 부근의 위치들에서 핑거들(20)을 자를 수 있는 이러한 크랙들은 그렇지 않으면 태양 전
지(10)의 영역들을 버스 바(15)로부터 분리할 수 있다. 상기 바이패스 컨덕터는 이러한 끊어진 핑거들과 상기
버스 바 사이에 선택적인 전기적 통로를 제공한다. 예시한 예는 버스 바(15)에 평행하게 위치하여, 상기 버스
바의 대략적인 전체 길이로 연장되며, 모든 핑거들(20)을 상호 연결하는 바이패스 컨덕터(40)를 도시한다. 이러
한 배치가 바람직할 수 있지만, 요구되는 것은 아니다. 존재할 경우, 상기 바이패스 컨덕터는 상기 버스 바에
평행하게 진행될 필요가 없으며, 상기 버스 바의 전체 길이로 연장될 필요가 없다. 또한, 바이패스 컨덕터는 적
어도 두 핑거들을 상호 연결하지만, 모든 핑거들을 상호 연결할 필요는 없다. 둘 또는 그 이상의 짧은 바이패스
컨덕터들이, 예를 들면 보다 긴 바이패스 컨덕터 대신에 사용될 수 있다. 바이패스 컨덕터들의 임의의 적합한
배치가 사용될 수 있다. 이러한 바이패스 컨덕터들의 사용은 2012년 2월 13일에 출원되었고, 그 개시 사항이 여
기에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 제13/371,790호(발명의 명칭: "크래킹을 보상하거나 방지할 수 있는 금속
화를 구비하는 태양 전지(Solar Cell With Metallization Compensating For Or Preventing Cracking)")에 보다
상세하게 기재되어 있다.
도 2a의 예시적인 전면 금속화 패턴은 또한 버스 바(15)로부터 대향되는 이들의 먼 단부들에서 핑거들(20)을 상[0127]
호 연결하는 선택적인 단부 컨덕터(42)를 포함한다(이와 같은 단부 컨덕터는 또한 도 2b-도 2c, 도 3b와 도 3d
및 도 2q에 도시한 금속화 패턴들에 선택적으로 사용될 수 있다). 상기 컨덕터(42)의 폭은, 예를 들면 핑거(2
0)의 폭과 대략적으로 동일할 수 있다. 컨덕터(42)는 바이패스 컨덕터(40)와 컨덕터(42) 사이에 형성될 수 있는
크랙들을 전기적으로 우회하도록 핑거들(20)을 상호 연결하며, 이에 따라 그렇지 않으면 이러한 크랙들에 의해
전기적으로 분리될 수 있는 태양 전지(10)의 영역들을 위하여 버스 바(15)에 대해 전류 통로를 제공한다.
비록 예시한 예들의 일부가 균일한 폭으로 실질적으로 태양 전지(10)의 긴 측면들의 길이로 연장되는 전방 버스[0128]
바(15)를 도시하지만, 이러한 점이 요구되는 것은 아니다. 예를 들면, 앞서 시사한 바와 같이 전방 버스 바(1
5)는, 예를 들면 도 2h, 도 2q 및 도 3b에 도시한 바와 같은 태양 전지(10)의 측면을 따라 예를 들어 서로 일렬
로 배열될 수 있는 둘 또는 그 이상의 전면의 별개의 콘택 패드들(15)로 대체될 수 있다. 이러한 분리된 콘택
패드들은, 예를 들면 앞서 언급한 도면들에 도시한 바와 같이 이들 사이로 진행되는 보다 얇은 컨덕터들에 의해
선택적으로 상호 연결될 수 있다. 이러한 변형예들에서, 상기 태양 전지의 긴 측면에 직교하게 측정된 상기 콘
택 패드들의 폭은, 예를 들면 상기 콘택 패드들을 상호 연결하는 얇은 컨덕터들의 폭의 약 2배 내지 약 20배가
될 수 있다. 상기 전면 금속화 패턴 내의 각 핑거에 대해 분리된(예를 들면, 작은) 콘택 패드가 존재할 수 있거
나, 각 콘택 패드가 둘 또는 그 이상의 핑거들에 연결될 수 있다. 전면 콘택 패드들(15)은, 예를 들면 정사각형
이 될 수 있거나, 상기 태양 전지의 에지에 평행하게 연장되는 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 전면 콘택 패
드들(15)은 예를 들면, 약 1㎜ 내지 약 1.5㎜의 상기 태양 전지의 긴 측면에 직교하는 폭들 및 예를 들면, 약 1
㎜ 내지 약 10㎜의 상기 태양 전지의 긴 측면에 평행한 길이들을 가질 수 있다. 상기 태양 전지의 긴 측면에 평
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행하게 측정된 콘택 패드들(15) 사이의 간격은, 예를 들면 약 3㎜ 내지 약 30㎜가 될 수 있다.
선택적으로는, 태양 전지(10)는 전방 버스 바(15) 및 별개의 전방 콘택 패드들(15)이 모두 결핍될 수 있고, 상[0129]
기 전면 금속화 패턴 내의 핑거들(20)만을 포함할 수 있다. 이러한 변형예들에서, 그렇지 않으면 전방 버스 바
(15) 또는 콘택 패드들(15)에 의해 수행될 수 있는 전류 집전(current-collecting) 기능들이 두 태양 전지들
(10)을 상술한 중첩되는 구성으로 서로 결합하는 데 사용되는 도전성 물질에 의해 대신 수행될 수 있거나, 부분
적으로 수행될 수 있다.
버스 바(15) 및 콘택 패드들(15)이 모두 결핍된 태양 전지들은 바이패스 컨덕터(40)를 포함할 수 있거나, 바이[0130]
패스 컨덕터(40)를 포함하지 않을 수 있다. 버스 바(15) 및 콘택 패드들(15)이 존재하지 않을 경우, 바이패스
컨덕터(40)는 상기 바이패스 컨덕터와 상기 중첩되는 태양 전지에 도전성으로 결합되는 상기 전면 금속화 패턴
의 일부 사이에 형성되는 크랙들을 우회하도록 배열될 수 있다.
버스 바 또는 별개의 콘택 패드들(15), 핑거들(20), 바이패스 컨덕터(40)(존재할 경우) 및 단부 컨덕터(42)(존[0131]
재할 경우)를 포함하는 상기 전면 금속화 패턴들은, 예를 들면 종래의 스크린 프린팅(screen printing) 방법들
에 의해 이러한 목적들을 위해 종래에 사용되고 증착되는, 예를 들면 실버 페이스트(silver paste)로부터 형성
될 수 있다. 선택적으로는, 상기 전면 금속화 패턴들은 전기 도금된 구리로부터 형성될 수 있다. 임의의 다른
적합한 물질들 및 공정들 또한 사용될 수 있다. 상기 전면 금속화 패턴이 실버로 형성되는 변형예들에서, 상기
셀의 에지를 따라 연속되는 버스 바(15)보다 별개의 전면 콘택 패드들(15)의 사용이 상기 태양 전지 상의 실버
의 양을 감소시키며, 이는 유리하게 비용을 감소시킨다. 상기 전면 금속화 패턴이 구리로부터 또는 실버보다 덜
비싼 다른 도체로부터 형성되는 변형예들에서, 연속되는 버스 바(15)가 비용적인 문제가 없이 채용될 수 있다.
도 2d-도 2g, 도 3c 및 도 3e는 태양 전지를 위한 예시적인 후면 금속화 패턴들을 도시한다. 이들 예들에서, 상[0132]
기 후면 금속화 패턴들은 상기 태양 전지의 후면의 긴 에지들의 하나를 따라 배열되는 별개의 후면 콘택 패드들
(25) 및 상기 태양 전지의 남아 있는 후면의 실질적으로 모두를 덮는 금속 콘택(30)을 포함한다. 슁글드 슈퍼
셀에서, 콘택 패드들(25)은 두 태양 전지들을 직렬로 전기적으로 연결하도록, 예를 들면 버스 바에 또는 인접하
고 중첩되는 태양 전지의 상부 표면의 에지를 따라 배열되는 별개의 콘택 패드들에 결합된다. 예를 들면, 각 별
개의 후면 콘택 패드(25)는 상기 중첩되는 태양 전지의 전면 상의 대응되는 별개의 전면 콘택 패드(15)와 정렬
될 수 있고, 상기 분리된 콘택 패드들에만 적용되는 전기적으로 도전성인 결합 물질에 의해 결합될 수 있다. 분
리된 콘택 패드들(25)은, 예를 들면 정사각형(도 2d)이 될 수 있거나, 상기 태양 전지의 에지(도 2e-도 2g, 도
3c, 도 3e)에 평행하게 연장되는 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 콘택 패드들(25)은 예를 들면, 약 1㎜ 내지
약 5㎜의 상기 태양 전지의 긴 측면에 직교하는 폭들 및 예를 들면, 약 1㎜ 내지 약 10㎜의 상기 태양 전지의
긴 측면에 평행한 길이들을 가질 수 있다. 상기 태양 전지의 긴 측면에 평행하게 측정된 콘택 패드들(25) 사이
의 간격은, 예를 들면 약 3㎜ 내지 약 30㎜가 될 수 있다.
콘택(30)은, 예를 들면 알루미늄으로부터 및/또는 전기 도금된 구리로부터 형성될 수 있다. 알루미늄 후방 콘택[0133]
(30)의 형성은 통상적으로 상기 태양 전지 내의 후면 재결합(back surface recombination)을 감소시키는 후면
전계(back surface field)를 제공하며, 이에 따라 태양 전지 효율을 향상시킨다. 콘택(30)이 알루미늄보다는 구
리로부터 형성될 경우, 콘택(30)은 후면 재결합을 유사하게 감소시키도록 다른 패시베이션(passivation) 계획
(예를 들면, 알루미늄 산화물)과 결합되어 사용될 수 있다. 별개의 콘택 패드들(25)은, 예를 들면, 실버 페이스
트로부터 형성될 수 있다. 상기 셀의 에지를 따라 연속되는 실버 콘택 패드보다는 별개의 실버 콘택 패드들(2
5)의 사용이 상기 후면 금속화 패턴 내의 실버의 양을 감소시킬 수 있으며, 이는 비용을 유리하게 감소시킬 수
있다.
또한, 상기 태양 전지들이 후면 재결합을 감소시키도록 알루미늄 콘택의 형성에 의해 제공되는 후면 전계에 의[0134]
존할 경우, 연속되는 실버 콘택보다는 별개의 실버 콘택들의 사용이 태양 전지 효율을 향상시킬 수 있다. 이는
상기 실버 후면 콘택들이 후면 전계를 제공하지 않으며, 이에 따라 전하 재결합(carrier recombination)을 증진
시키고 상기 실버 콘택들 상부의 상기 태양 전지들 내의 불용(비활성) 부피를 생성하는 경향이 있기 때문이다.
종래의 리본-태브드(ribbon-tabbed) 태양 전지 스트링들에서, 이들 불용 부피(dead volume)들은 통상적으로 상
기 태양 전지의 전면 상의 리본들 및/또는 버스 바들에 의해 가려지며, 이에 따라 효율의 어떠한 추가적인 손실
을 가져오지 않는다. 그러나 여기에 개시되는 태양 전지들 및 슈퍼 셀들에서, 후면 실버 콘택 패드들(25) 상부
의 상기 태양 전지의 부피는 통상적으로 임의의 전면 금속화에 의해 가려지지 않으며, 실버 후면 금속화의 사용
으로부터 야기되는 임의의 불용 부피들은 상기 셀의 효율을 감소시킨다. 상기 태양 전지의 후면의 에지를 따라
연속되는 실버 콘택 패드보다 별개의 실버 콘택 패드들(25)의 사용은 이에 따라 임의의 대응되는 불용 영역들의
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부피를 감소시키며, 상기 태양 전지의 효율을 증가시킨다.
후면 재결합을 감소시키기 위해 후면 전계에 의존하지 않는 변형예들에서, 상기 후면 금속화 패턴은, 예를 들면[0135]
도 2q에 도시한 바와 같이, 별개의 콘택 패드들(25)보다는 상기 태양 전지의 길이로 연장되는 연속되는 버스 바
(25)를 채용할 수 있다. 이와 같은 버스 바(25)는 예를 들면, 주석 또는 실버로 형성될 수 있다.
상기 후면 금속화 패턴들의 다른 변형예들은 별개의 주석 콘택 패드들(25)을 채용할 수 있다. 상기 후면 금속화[0136]
패턴들의 변형예들은 도 2a-도 2c의 전면 금속화 패턴들에 도시한 경우들과 유사한 핑거 콘택들을 채용할 수 있
고, 콘택 패드들 및 버스 바가 결핍될 수 있다.
비록 도면들에 도시한 특정한 예시적인 태양 전지들이 전면 및 후면 금속화 패턴들의 특정한 결합들을 가지는[0137]
것으로 설명되지만, 보다 일반적으로는 전면 및 후면 금속화 패턴들의 임의의 적합한 결합이 사용될 수 있다.
예를 들면, 하나의 적합한 결합은 별개의 콘택 패드들(15), 핑거들(20) 및 선택적인 바이패스 컨덕터(40)를 포
함하는 실버 전면 금속화 패턴, 그리고 알루미늄 콘택(30) 및 별개의 실버 콘택 패드들(25)을 포함하는 후면 금
속화 패턴을 채용할 수 있다. 다른 적합한 결합은 연속되는 버스 바(15), 핑거들(20) 및 선택적인 바이패스 컨
덕터(40)를 포함하는 구리 전면 금속화 패턴, 그리고 연속되는 버스 바(25) 및 구리 콘택(30)을 포함하는 후면
금속화 패턴을 채용할 수 있다.
상기 슈퍼 셀 제조 공정(다음에 보다 상세하게 설명됨)에서, 슈퍼 셀 내의 인접하고 중첩되는 태양 전지들을 결[0138]
합시키는 데 사용되는 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질은 상기 태양 전지의 전면 또는 후면의 에지에서 (별
개의 또는 연속되는)콘택 패드들 상으로만 분배될 수 있고, 상기 태양 전지의 주위의 부분들 상으로는 분배되지
않을 수 있다. 이는 물질의 사용을 감소시키며, 상술한 바와 같이 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질과 상기
태양 전지 사이의 CTE 불일치로부터 야기되는 스트레스를 감소시키거나 수용할 수 있다. 그러나, 증착 동안이나
이 후 및 큐어링(curing) 이전에, 전기적으로 도전성인 결합 물질의 일부들이 상기 콘택 패드들을 넘어서 상기
태양 전지의 주위의 부분들 상으로 확산되는 경향이 있을 수 있다. 예를 들면, 상기 전기적으로 도전성인 결합
물질의 결합시키는 수지 부분이 모세관 힘들에 의해 상기 태양 전지 표면의 텍스처드(textured) 또는 다공성의
인접하는 부분들 상으로 콘택 패드에서 빼내질 수 있다. 또한, 상기 증착 공정 동안에 상기 도전성 결합 물질의
일부가 상기 콘택 패드를 빗나갈 수 있고, 대신에 상기 태양 전지 표면의 인접하는 부분들 상에 증착될 수 있으
며, 그로부터 가능하게 확산될 수 있다. 상기 도전성 결합 물질의 이러한 확산 및/또는 부정확한 증착은 상기
중첩되는 태양 전지들 사이의 결합을 약화시킬 수 있고, 그 상부로 상기 도전성 결합 물질이 분산되었거나 잘못
되게 증착되었던 상기 태양 전지의 일부들을 손상시킬 수 있다. 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질의 이러한
확산은, 예를 들면, 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질을 실질적으로 제 위치에 유지하도록 각 콘택 패드 부
근 또는 주위에 댐(dam)이나 배리어(barrier)를 형성하는 금속화 패턴으로 감소되거나 방지될 수 있다.
도 2h-도 2k에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 상기 전면 금속화 패턴은 별개의 콘택 패드들(15), 핑거들(20) 및[0139]
배리어들(17)을 포함할 수 있고, 각 배리어(17)는 대응되는 콘택 패드(15)를 둘러싸며, 상기 콘택 패드와 상기
배리어 사이에 모우트(moat)를 형성하도록 댐으로 기능한다. 상기 태양 전지 상으로 분산될 때에 상기 콘택 패
드들에서 흘러나오거나 상기 콘택 패드들을 벗어나는 큐어링되지 않은 도전성 접착 결합 물질(18)의 일부들(1
9)은 배리어들(17)에 의해서 모우트들에 제한될 수 있다. 이는 상기 도전성 접착 결합 물질이 상기 콘택 패드들
로부터 상기 셀들의 주위의 부분들 상으로 더 확산되는 것을 방지한다. 배리어들(17)은, 예를 들면 핑거들(20)
및 콘택 패드들(15)과 동일한 물질(예를 들면, 실버)로부터 형성될 수 있고, 예를 들면 약 10미크론 내지 약 40
미크론의 높이들을 가질 수 있으며, 예를 들면 약 30미크론 내지 약 100미크론의 폭들을 가질 수 있다. 배리어
(17)와 콘택 패드(15) 사이에 형성되는 모우트는, 예를 들면 약 100미크론 내지 약 2㎜의 폭을 가질 수 있다.
비록 예시한 예들이 각 전방 콘택 패드(15) 주위에 단일 배리어(17)만을 포함하지만, 다른 변형예들에서 둘 또
는 그 이상의 이러한 배리어들이, 예를 들면 각 콘택 패드 주위에 동심으로 위치할 수 있다. 전면 콘택 패드 및
이의 하나 또는 그 이상의 주위의 배리어들은, 예를 들면 "불스-아이(bulls-eye)" 타겟과 유사한 형상을 형성할
수 있다. 도 2h에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 배리어들(17)은 핑거들(20) 및 콘택 패드들(15)을 상호 연결하
는 얇은 컨덕터들과 상호 연결될 수 있다.
유사하게, 도 2l-도 2n에 도시한 바와 같이, 예를 들면 상기 후면 금속화 패턴은 (예를 들면, 실버)별개의 후방[0140]
콘택 패드들(25), 실질적으로 상기 태양 전지의 후면의 모두를 덮는 (예를 들면, 알루미늄)콘택(30), 그리고
(예를 들면, 실버)배리어들(27)을 포함할 수 있고, 각 배리어(27)는 대응되는 후방 콘택 패드(25)를 둘러싸고,
상기 콘택 패드와 상기 배리어 사이의 모우트를 형성하는 댐으로 작용한다. 콘택(30)의 일부는 예시한 바와 같
이 상기 모우트를 채울 수 있다. 상기 태양 전지 상으로 분산될 때에 콘택 패드들(25)에서 흘러나오거나 상기
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콘택 패드들을 벗어나는 큐어링되지 않은 도전성 접착 결합 물질의 일부들은 배리어들(27)에 의해 상기 모우트
들에 제한될 수 있다. 이는 상기 도전성 접착 결합 물질이 상기 콘택 패드들로부터 상기 셀의 주위의 부분들 상
으로 더 확산되는 것을 방지한다. 배리어들(27)은, 예를 들면 약 10미크론 내지 약 40미크론의 높이들을 가질
수 있고, 예를 들면 약 50미크론 내지 약 500미크론의 폭들을 가질 수 있다. 배리어(27)와 콘택 패드(25) 사이
에 형성되는 모우트는, 예를 들면 약 100미크론 내지 약 2㎜의 폭을 가질 수 있다. 비록 예시한 예들이 각 후면
콘택 패드(25) 주위에 단일 배리어(27)만을 포함하지만, 다른 변형예들에서 둘 또는 그 이상의 이러한 배리어들
이, 예를 들면 각 콘택 패드 주위에 동심으로 배치될 수 있다. 후면 콘택 패드 및 이의 하나 또는 그 이상의 주
위의 배리어들은, 예를 들면 "불스-아이" 타겟과 유사한 형상을 형성할 수 있다.
실질적으로 상기 태양 전지의 에지의 길이로 진행되는 연속되는 버스 바 또는 콘택 패드 또한 상기 도전성 접착[0141]
결합 물질의 확산을 방지하는 배리어에 의해 둘러싸일 수 있다. 예를 들면, 도 2q는 후면 버스 바(25)를 둘러싸
는 이와 같은 배리어(27)를 도시한다. 전면 버스 바(예를 들면, 도 2a의 버스 바(15))는 배리어에 의해 유사하
게 둘러싸일 수 있다. 유사하게, 전면 또는 후면 콘택 패드들의 열(row)은 분리된 배리어들에 의해 개별적으로
둘러싸이기 보다는 이와 같은 배리어에 의해 그룹으로 둘러싸일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 주위의 버스 바 또는 하나 또는 그 이상의 콘택 패드들 보다는, 상기 전면 또는 후면 금[0142]
속화 패턴의 특징은 배리어와 상기 태양 전지의 에지 사이에 위치하는 상기 버스 바 또는 콘택 패드들을 구비하
여 상기 태양 전지의 중첩된 에지에 평행하게 실질적으로 상기 태양 전지의 길이로 진행되는 상기 배리어를 형
성할 수 있다. 이와 같은 배리어는 바이패스 컨덕터(앞서 설명한)로서 두 가지 역할을 할 수 있다. 예를 들면,
도 2r에서, 바이패스 컨덕터(40)는 콘택 패드들(15) 상의 큐어링되지 않은 도전성 접착 결합 물질이 상기 태양
전지의 전면의 활성 영역 상으로 확산되는 것을 방지하는 경향이 있는 배리어를 제공한다. 유사한 배치가 후면
금속화 패턴들에 대해 사용될 수 있다.
도전성 접착 결합 물질의 확산에 대한 배리어들은 앞서 설명한 바와 같이 모우트를 형성하도록 콘택 패드들 또[0143]
는 버스 바들로부터 이격될 수 있지만, 이러한 점이 요구되는 것은 아니다. 이러한 배리어들은, 예를 들면 도
2o 또는 도 2p에 도시한 바와 같이 인접한 콘택 패드 또는 버스 바를 대신할 수 있다. 이러한 변형예들에서, 상
기 배리어는 상기 큐어링되지 않은 도전성 접착 결합 물질을 상기 콘택 패드 또는 버스 바 상에 유지하도록 바
람직하게는 상기 콘택 패드 또는 버스 바보다 크다. 비록 도 2o 및 도 2p에 전면 금속화 패턴의 일부들이 도시
되지만, 유사한 배치들이 후면 금속화 패턴들에 대해 사용될 수 있다.
도전성 접착 결합 물질의 확산에 대한 배리어들 및/또는 이러한 배리어들과 콘택 패드들 또는 버스 바들 사이의[0144]
모우트들, 그리고 이러한 모우트들 내로 확산된 임의의 도전성 접착 결합 물질은 상기 슈퍼 셀 내의 인접하는
태양 전지에 의해 중첩되는 상기 태양 전지 표면의 영역 내에 선택적으로 놓일 수 있고, 이에 따라 시야에서 감
춰질 수 있으며 태양 복사에 대한 노출로부터 가려질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같은 배리어들의 사용에 선택적으로 또는 추가적으로, 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질은[0145]
마스크를 사용하거나 정확한 증착을 가능하게 하는 임의의 다른 적합한 방법(예를 들면, 스크린 프린팅)으로 증
착될 수 있으며, 이에 따라 증착 동안에 상기 콘택 패드들을 넘어 확산되거나 상기 콘택 패드들을 벗어날 가능
성이 있는 전기적으로 도전성인 결합 물질의 감소된 양들이 요구될 수 있다.
보다 일반적으로, 태양 전지들(10)은 임의의 적합한 전면 및 후면 금속화 패턴들을 채용할 수 있다.[0146]
도 4a는 도 1에 도시한 바와 같이 슁글드 방식으로 배열되는 도 2a에 도시한 바와 같은 태양 전지들(10)을 포함[0147]
하는 예시적인 직사각형의 슈퍼 셀(100)의 전면의 일부를 도시한다. 슁글링(shingling) 기하학적 구조의
결과로, 태양 전지들(10)의 쌍들 사이에 물리적인 갭(gap)이 존재하지 않는다. 또한, 비록 슈퍼 셀(100)의 일측
단부에서 상기 태양 전지(10)의 버스 바(15)가 보일 수 있지만, 다른 태양 전지들의 버스 바들(또는 전면 콘택
패드들)은 인접하는 태양 전지들의 중첩되는 부분들 아래에 감춰진다. 그 결과, 슈퍼 셀(100)이 태양광 모듈 내
에서 차지하는 면적을 효율적으로 이용한다. 특히, 상기 면적의 보다 큰 부분이 상기 태양 전지들의 예시한 표
면상에 많은 가시적인 버스 바들을 포함하는 종래의 태브드 태양 전지 배치들 및 태양 전지 배치들에 대한 경우
보다 전기를 생산하는 데 이용될 수 있다. 도 4b-도 4c는 챔퍼 처리된 쉐브론 직사각형의 실리콘 태양 전지들을
주로 포함하지만 그렇지 않았다면 도 4a의 경우와 유사한 다른 예시적인 슈퍼 셀(100)의 전면도와 후면도를 각
기 도시한다.
도 4a에 예시된 예에서, 바이패스 컨덕터들(40)은 인접하는 셀들의 중첩되는 부분들에 의해 감춰진다. 선택적으[0148]
로는, 바이패스 컨덕터들(40)을 포함하는 태양 전지들은 상기 바이패스 컨덕터들을 덮지 않고 도 4a에 도시한
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바와 유사하게 중첩될 수 있다.
상기 슈퍼 셀(100)의 일측 단부에서의 노출된 전면 버스 바(15) 및 상기 슈퍼 셀(100)의 타측 단부에서의 상기[0149]
태양 전지의 후면 금속화는 상기 슈퍼 셀(100)을 다른 슈퍼 셀들에 및/또는 원하는 경우에 다른 전기적 구성 요
소들에 전기적으로 연결하는 데 사용될 수 있는 상기 슈퍼 셀을 위한 음극 및 양극(단자) 단부 콘택들을 제공한
다.
슈퍼 셀(100) 내의 인접하는 태양 전지들은 임의의 적합한 양으로, 예를 들면 약 1밀리미터(㎜) 내지 약 5㎜로[0150]
중첩될 수 있다.
도 5a-도 5g에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 앞서 설명한 바와 같은 슁글드 슈퍼 셀들은 태양광 모듈의 면적을[0151]
효율적으로 채울 수 있다. 이러한 태양광 모듈들은, 예를 들면 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있다. 도 5a-도
5g에 예시한 바와 같은 직사각형의 태양광 모듈들은 예를 들면, 약 1미터의 길이를 갖는 짧은 측면들 및 예를
들면, 약 1.5미터 내지 약 2.0미터의 길이를 갖는 긴 측면들을 가질 수 있다. 상기 태양광 모듈들을 위한 임의
의 다른 적합한 형상들 및 치수들 또한 사용될 수 있다. 태양광 모듈 내의 슈퍼 셀들의 임의의 적합한 배치가
사용될 수 있다.
정사각형 또는 직사각형의 태양광 모듈에서, 상기 슈퍼 셀들은 통상적으로 상기 태양광 모듈의 짧은 측면 또는[0152]
긴 측면에 평행한 열들로 배열된다. 각 열은 단대단(end-to-end)으로 배열된 하나, 둘 또는 그 이상의 슈퍼 셀
들을 포함할 수 있다. 이와 같은 태양광 모듈의 일부를 형성하는 슈퍼 셀(100)은 임의의 적절한 숫자의 태양 전
지들(10)을 포함할 수 있고, 임의의 적절한 길이가 될 수 있다. 일부 변형예들에서, 슈퍼 셀들(100)은 각기 이
들이 일부인 직사각형의 태양광 모듈의 짧은 측면들의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가진다. 다른 변형예들
에서, 슈퍼 셀들(100)은 각기 이들이 일부인 직사각형의 태양광 모듈의 짧은 측면들의 길이의 절반과 대략적으
로 동일한 길이를 가진다. 다른 변형예들에서, 슈퍼 셀들(100)은 각기 이들이 일부인 직사각형의 태양광 모듈의
긴 측면들의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가진다. 다른 변형예들에서, 슈퍼 셀들(100)은 각기 이들이 일부
인 상기 직사각형의 태양광 모듈의 긴 측면들의 길이의 절반과 대략적으로 동일한 길이를 가진다. 이들 길이들
의 슈퍼 셀들을 만드는 데 요구되는 태양 전지들의 숫자는 물론 상기 태양광 모듈의 치수들, 상기 태양 전지들
의 치수들, 그리고 인접하는 태양 전지들이 중첩되는 양에 의존한다. 슈퍼 셀들을 위한 임의의 다른 적합한 길
이들 또한 이용될 수 있다.
슈퍼 셀(100)이 직사각형의 태양광 모듈의 짧은 측면들의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가지는 변형예들에[0153]
서, 상기 슈퍼 셀은, 예를 들면, 약 19.5밀리미터(㎜) 곱하기 약 156㎜의 치수들을 갖는 56개의 직사각형의 태
양 전지들을 포함할 수 있고, 인접하는 태양 전지들은 약 3㎜로 중첩될 수 있다. 여덟 개의 이러한 직사각형의
태양 전지들이 종래의 정사각형 또는 의사 정사각형의 156㎜ 웨이퍼로부터 분리될 수 있다. 선택적으로는, 이와
같은 슈퍼 셀은, 예를 들면, 약 26㎜ 곱하기 약 156㎜의 치수들을 갖는 38개의 직사각형의 태양 전지들을 포함
할 수 있고, 인접하는 태양 전지들은 약 2㎜로 중첩될 수 있다. 여섯 개의 이러한 직사각형의 태양 전지들이 종
래의 정사각형 또는 의사 정사각형의 156㎜ 웨이퍼로부터 분리될 수 있다. 슈퍼 셀(100)이 직사각형의 태양광
모듈의 짧은 측면들의 길이의 절반과 대략적으로 동일한 길이를 가지는 변형예들에서, 상기 슈퍼 셀은, 예를 들
면, 약 19.5밀리미터(㎜) 곱하기 약 156㎜의 치수들을 갖는 28개의 직사각형의 태양 전지들을 포함할 수 있고,
인접하는 태양 전지들은 약 3㎜로 중첩될 수 있다. 선택적으로는, 이와 같은 슈퍼 셀은, 예를 들면, 약 26㎜ 곱
하기 약 156㎜의 치수들을 갖는 19개의 직사각형의 태양 전지들을 포함할 수 있고, 인접하는 태양 전지들은 약
2㎜로 중첩될 수 있다.
슈퍼 셀(100)이 직사각형의 태양광 모듈의 긴 측면들의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가지는 변형예들에서,[0154]
상기 슈퍼 셀은, 예를 들면, 약 26㎜ 곱하기 약 156㎜의 치수들을 갖는 72개의 직사각형의 태양 전지들을 포함
할 수 있고, 인접하는 태양 전지들은 약 2㎜로 중첩될 수 있다. 슈퍼 셀(100)이 직사각형의 태양광 모듈의 긴
측면들의 길이의 절반과 대략적으로 동일한 길이를 가지는 변형예들에서, 상기 슈퍼 셀은, 예를 들면, 약 26㎜
곱하기 약 156㎜의 치수들을 갖는 36개의 직사각형의 태양 전지들을 포함할 수 있고, 인접하는 태양 전지들은
약 2㎜로 중첩될 수 있다.
도 5a는 각기 상기 태양광 모듈의 짧은 측면들의 길이의 절반과 대략적으로 동일한 길이를 가지는 이십 개의 직[0155]
사각형의 슈퍼 셀들(100)을 포함하는 예시적인 직사각형의 태양광 모듈(200)을 도시한다. 상기 슈퍼 셀들은 슈
퍼 셀들의 열 개의 열들을 형성하도록 쌍들로 단대단으로 배열되며, 상기 슈퍼 셀들의 열들과 긴 측면들은 상기
태양광 모듈의 짧은 측면들에 평행하게 배향된다. 다른 변형예들에서, 슈퍼 셀들의 각 열은 셋 또는 그 이상의
슈퍼 셀들을 포함할 수 있다. 또한, 유사하게 구성되는 태양광 모듈은 이러한 예에서 도시한 경우보다 많거나
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보다 적은 슈퍼 셀들의 열들을 포함할 수 있다(도 14a는, 예를 들면 각기 두 슈퍼 셀들의 열 두 개의 열들로 배
열되는 이십 사개의 직사각형의 슈퍼 셀들을 포함하는 태양광 모듈을 도시한다).
각 열 내의 상기 슈퍼 셀들이 이들의 적어도 하나가 상기 열 내의 다른 하나의 슈퍼 셀에 인접하는 슈퍼 셀의[0156]
단부 상에 전면 단부 콘택을 가지도록 배열되는 변형예들에서, 도 5a에 도시한 갭(210)은 상기 태양광 모듈의
중심선을 따라 슈퍼 셀들(100)의 전면 단부 콘택들(예를 들면, 노출된 버스 바들 또는 별개의 콘택들(15))에 대
한 전기적 콘택을 만드는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 열 내의 상기 두 슈퍼 셀들은 상기 태양광 모듈의 중
심선을 따라 그 전면 단자 콘택을 갖는 하나의 슈퍼 셀 및 상기 태양광 모듈의 중심선을 따라 그 후면 단자 콘
택을 갖는 다른 하나의 슈퍼 셀로 배열될 수 있다. 이와 같은 배치에서, 열 내의 상기 두 슈퍼 셀들은 상기 태
양광 모듈의 중심선을 따라 배열되고, 상기 하나의 슈퍼 셀의 전면 단자 콘택 및 상기 다른 하나의 슈퍼 셀의
후면 단자 콘택에 결합되는 인터커넥트(interconnect)에 의해 직렬로 전기적으로 연결될 수 있다(예를 들면, 다
음에 논의되는 도 8c 참조). 슈퍼 셀들의 각 열이 셋 또는 그 이상의 슈퍼 셀들을 포함하는 변형예들에서, 슈퍼
셀들 사이의 추가적인 갭들이 존재할 수 있고, 유사하게 상기 태양광 모듈의 측면들로부터 떨어져 위치하는 전
면 단부 콘택들에 대해 전기적인 콘택을 만드는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 5b는 각기 상기 태양광 모듈의 짧은 측면들의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가지는 열 개의 직사각형의[0157]
슈퍼 셀들(100)을 포함하는 예시적인 직사각형의 태양광 모듈(300)을 도시한다. 상기 슈퍼 셀들은 상기 모듈의
짧은 측면들에 평행하게 배향된 이들의 긴 측면들을 가지는 열 개의 평행한 열들로 배열된다. 유사하게 구성되
는 태양광 모듈은 이러한 예에서 도시한 이러한 측부 길이의 슈퍼 셀들의 보다 많거나 보다 적은 열들을 포함할
수 있다.
도 5b는 또한 태양광 모듈(200) 내의 슈퍼 셀들의 열들 내에서 인접하는 슈퍼 셀들 사이에 갭들이 존재하지 않[0158]
을 때에 도 5a의 태양광 모듈(200)이 어떻게 보이는 가를 도시한다. 도 5a의 갭(210)은, 예를 들면, 각 열 내의
양 슈퍼 셀들이 상기 모듈의 중심선을 따라 이들의 후면 단부 콘택들을 가지도록 상기 슈퍼 셀들을 배열함에 의
해 제거될 수 있다. 이 경우, 상기 슈퍼 셀들은 상기 슈퍼 셀의 전면에 대한 접근이 상기 모듈의 중심을 따라
요구되지 않기 때문에 이들 사이에 갭이 작거나 추가적인 갭이 없이 서로 거의 인접하여 배열될 수 있다. 선택
적으로는, 열 내의 두 슈퍼 셀들(100)은 하나가 상기 모듈의 측면을 따라 그 전면 단부 콘택을 가지고 상기 모
듈의 중심선들 따라 후면 단부 콘택을 가지며, 다른 하나가 상기 모듈의 중심선을 따라 그 전면 단부 콘택을 가
지고 상기 모듈의 대향하는 측면을 따라 그 후면 단부 콘택을 가지며, 상기 슈퍼 셀들의 인접하는 단부들이 중
첩되게 배열될 수 있다. 유연한 인터커넥트가 상기 슈퍼 셀들의 하나의 전면 단부 콘택 및 다른 하나의 슈퍼 셀
의 후면 단부 콘택에 대한 전기적 연결을 제공하도록 상기 태양광 모듈의 전면의 임의의 부분을 가리지 않고 상
기 슈퍼 셀들의 중첩되는 단부들 사이에 개재될 수 있다. 셋 또는 그 이상의 슈퍼 셀들을 포함하는 열들에 대하
여, 이들 두 가지 접근 방식들이 결합되어 사용될 수 있다.
5A-5B에 도시한 슈퍼 셀들 및 슈퍼 셀들의 열들은, 예를 들면 도 10a-도 15에 대해 다음에 더 설명되는 바와 같[0159]
이 직렬 및 병렬의 전기적 연결들의 임의의 적합한 결합에 의해 상호 연결될 수 있다. 슈퍼 셀들 사이의 상호
연결들은, 예를 들면, 도 5c-도 5g와 후속하는 도면들에 대해 다음에 설명하는 바와 유사하게 유연한 인터커넥
트들을 이용하여 이루어질 수 있다. 본 명세서에 설명되는 많은 예들에 의해 입증되는 바와 같이, 여기에 설명
되는 태양광 모듈들 내의 슈퍼 셀들은 종래의 태양광 모듈의 경우와 실질적으로 동일한 상기 모듈에 대한 출력
전압을 제공하도록 직렬 결합들 및 병렬 연결들에 의해 상호 연결될 수 있다. 이러한 경우들에서, 상기 태양광
모듈로부터의 출력 전류 또한 종래의 태양광 모듈에 대한 경우와 실질적으로 동일할 수 있다. 선택적으로는, 다
음에 더 설명하는 바와 같이, 상기 태양광 모듈 내의 슈퍼 셀들은 종래의 태양광 모듈들에 의해 제공되는 경우
보다 상당히 높은 출력 전압을 상기 태양광 모듈로부터 제공하도록 상호 연결될 수 있다.
도 5c는 각기 태양광 모듈의 긴 측면들의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 가지는 여섯 개의 직사각형의 슈퍼[0160]
셀들(100)을 포함하는 예시적인 직사각형의 태양광 모듈(350)을 도시한다. 상기 슈퍼 셀들은 상기 모듈의 긴 측
면들에 평행하게 배향되는 이들의 긴 측면들을 구비하여 여섯 개의 평행한 열들로 배열된다. 유사하게 구성되는
태양광 모듈은 이러한 예에서 이러한 측면 길이의 슈퍼 셀들의 보다 많거나 보다 적은 열들을 포함할 수 있다.
이러한 예에서(및 다음의 예들의 몇몇에서), 각 슈퍼 셀은 각기 156㎜ 정사각형 또는 의사 정사각형의 웨이퍼의
폭의 1/6과 대략적으로 동일한 폭을 갖는 72개의 직사각형의 태양 전지들을 포함한다. 임의의 다른 적합한 치수
들인 임의의 다른 적합한 숫자의 직사각형의 태양 전지들 또한 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 상기 슈퍼 셀들
의 전면 단자 콘택들은 상기 모듈의 하나의 짧은 측면의 에지에 인접하여 위치하고 평행하게 진행되는 유연한
인터커넥트들(400)로 서로 전기적으로 연결된다. 상기 슈퍼 셀들의 후면 단자 콘택들은 유사하게 상기 태양광
모듈의 뒤의 다른 하나의 짧은 측면의 에지에 인접하여 위치하고 평행하게 진행되는 유연한 인터커넥트들에 의
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해 서로 전기적으로 연결된다. 상기 후면 인터커넥트들은 도 5c에서 시야에서 감춰진다. 이러한 배치는 상기 여
섯 개의 모듈 길이의 슈퍼 셀들을 병렬로 전기적으로 연결한다. 이들 및 다른 태양광 모듈 구성들에서 상기 유
연한 인터커넥트들 및 이들의 배치의 세부 사항들은 도 6-도 8g에 대하여 다음에 보다 상세하게 논의된다.
도 5d는 각기 태양광 모듈의 긴 측면들의 길이의 절반과 대략적으로 동일한 길이를 가지는 열두 개의 직사각형[0161]
의 슈퍼 셀들(100)을 포함하는 예시적인 직사각형의 태양광 모듈(360)을 도시한다. 상기 슈퍼 셀들은 슈퍼 셀들
의 여섯 개의 열들을 형성하도록 쌍들로 단대단으로 배열되고, 상기 열들 및 상기 슈퍼 셀들의 긴 측면들은 상
기 태양광 모듈의 긴 측면들에 평행하게 배향된다. 다른 변형예들에서, 슈퍼 셀들의 각 열은 셋 또는 그 이상의
슈퍼 셀들을 포함할 수 있다. 또한, 유사하게 구성되는 태양광 모듈은 이러한 예에 도시한 슈퍼 셀들의 보다 많
거나 보다 적은 열들을 포함할 수 있다. 이러한 예에서(및 다음의 예들의 몇몇에서), 각 슈퍼 셀은 각기 156㎜
정사각형 또는 의사 정사각형의 웨이퍼의 폭의 1/6과 대략적으로 동일한 폭을 가지는 36개의 직사각형의 태양
전지들을 포함한다. 임의의 다른 적합한 치수들인 임의의 다른 적합한 숫자의 직사각형의 태양 전지들 또한 사
용될 수 있다. 갭(410)은 상기 태양광 모듈의 중심선을 따라 슈퍼 셀들(100)의 전면 단부 콘택들에 대한 전기적
콘택을 만드는 것을 가능하게 한다. 이러한 예에서, 상기 모듈의 하나의 짧은 측면의 에지에 인접하여 위치하고
평행하게 진행되는 유연한 인터커넥트들(400)은 상기 슈퍼 셀들의 여섯 개의 전면 단자 콘택들을 전기적으로 상
호 연결한다. 유사하게, 상기 모듈 뒤의 상기 모듈의 다른 짧은 측면의 에지에 인접하여 위치하고 평행하게 진
행되는 유연한 인터커넥트들은 다른 여섯 개의 슈퍼 셀들의 후면 단자 콘택들을 전기적으로 연결한다. 갭(410)
을 따라 위치하는 유연한 인터커넥트들(본 도면에서는 도시되지 않음)은 열 내의 슈퍼 셀들의 각 쌍을 직렬로
상호 연결하며, 선택적으로는 인접하는 열들을 병렬로 상호 연결하도록 측방으로 연장된다. 이러한 배치는 상기
슈퍼 셀들의 여섯 개의 열들을 병렬로 전기적으로 연결한다. 선택적으로, 상기 슈퍼 셀들의 제1 그룹에서 각 열
내의 제1 슈퍼 셀은 각각의 다른 열들 내의 상기 제1 슈퍼 셀과 병렬로 전기적으로 연결되고, 슈퍼 셀들의 제2
그룹에서 상기 제2 슈퍼 셀은 각각의 다른 열들 내의 상기 제2 슈퍼 셀과 병렬로 전기적으로 연결되며, 상기 슈
퍼 셀들의 두 그룹들은 직렬로 전기적으로 연결된다. 후자의 배치는 각각의 상기 슈퍼 셀들의 두 그룹들이 바이
패스 다이오드(bypass diode)로 병렬로 개별적으로 입력되게 한다.
도 5d의 세부 사항 A는 상기 모듈의 하나의 짧은 측면의 에지를 따른 상기 슈퍼 셀들의 후면 단자 콘택들의 상[0162]
호 연결의 도 8a에 도시한 단면도의 위치를 확인한다. 세부 사항 B는 유사하게 상기 모듈의 다른 하나의 짧은
측면을 따른 상기 슈퍼 셀들의 전면 단자 콘택들의 상호 연결의 도 8b에 도시한 단면도의 위치를 확인한다. 세
부 사항 C는 갭(410)을 따른 열 내의 상기 슈퍼 셀들의 직렬 상호 연결의 도 8c에 도시한 단면도의 위치를 확인
한다.
도 5e는 이러한 예에서 슈퍼 셀들이 형성되는 태양 전지들 모두가 상기 태양 전지들이 분리되었던 의사-정사각[0163]
형의 웨이퍼들의 모서리들에 대응되는 챔퍼 처리된 모서리들을 갖는 쉐브론 태양 전지들인 점을 제외하면, 도
5c의 경우와 유사하게 구성되는 예시적인 직사각형의 태양광 모듈(370)을 도시한다.
도 5f는 이러한 예에서 슈퍼 셀들이 형성되는 태양 전지들이 이들이 분리되었던 의사-정사각형의 웨이퍼들의 형[0164]
상들을 재현하도록 쉐브론 및 직사각형의 태양 전지들의 혼합을 포함하는 점을 제외하면, 도 5c의 경우와 유사
하게 구성되는 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈(380)을 도시한다. 도 5f의 예에서, 상기 쉐브론 태양 전
지들은 상기 쉐브론 셀들 상의 벗어나는 모서리들을 보상하도록 상기 직사각형의 태양 전지들 보다는 이들의 긴
축들에 직교하게 보다 넓을 수 있으므로, 상기 쉐브론 태양 전지들 및 상기 직사각형의 태양 전지들은 상기 모
듈의 동작 동안에 태양 복사에 노출되는 동일한 활성 영역과 이에 따라 일치되는 전류를 가진다.
도 5g는 도 5g의 태양광 모듈에서 슈퍼 셀 내의 인접하는 쉐브론 태양 전지들이 서로 거울상들로 배열되어 이들[0165]
의 중첩되는 에지들이 동일한 길이인 점을 제외하면, 도 5e의 경우(즉, 쉐브론 태양 전지들만을 포함하는)와 유
사하게 구성되는 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈을 도시한다. 이는 각 중첩되는 연결 부위(joint)의 길
이를 최대화하며, 이에 따라 상기 슈퍼 셀을 통한 열 유동을 가능하게 한다.
직사각형의 태양광 모듈들의 다른 구성들은 직사각형의(챔퍼 처리되지 않은) 태양 전지들로만 형성되는 슈퍼 셀[0166]
들의 하나 또는 그 이상의 열들 및 챔퍼 처리된 태양 전지들로만 형성되는 슈퍼 셀들의 하나 또는 그 이상의 열
들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 직사각형의 태양광 모듈은 챔퍼 처리된 태양 전지들로만 형성되는 슈퍼 셀들
의 열에 의해 각기 대체되는 슈퍼 셀들의 두 개의 외측 열들을 가지는 점을 제외하면 도 5c의 경우와 유사하게
구성될 수 있다. 이들 열 내의 상기 챔퍼 처리된 태양 전지들은, 예를 들면 도 5g에 도시한 바와 같이 거울상의
쌍들로 배열될 수 있다.
도 5c-도 5g에 도시한 예시적인 태양광 모듈들에서, 슈퍼 셀들의 각 열을 따른 전류는 상기 슈퍼 셀들이 형성되[0167]
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는 직사각형의 태양 전지들이 종래 크기의 태양 전지의 경우의 약 1/6의 활성 영역을 가지기 때문에 동일한 면
적의 종래의 태양광 모듈의 경우의 약 1/6이다. 그러나 이들 예들에서 상기 슈퍼 셀들의 여섯 개의 열들이 병렬
로 전기적으로 연결되기 때문에, 상기 예시적인 태양광 모듈들은 동일한 면적의 종래의 태양광 모듈에 의해 발
생되는 경우와 동일한 전체 전류를 발생시킬 수 있다. 이는 종래의 태양광 모듈들에 대한 도 5c-도 5g의 예시적
인 태양광 모듈들(및 다음에 설명되는 다른 예들)의 서브스테이션(substation)을 가능하게 한다.
도 6은 각 열 내의 슈퍼 셀들을 서로 직렬로 두고, 상기 열들을 서로 병렬로 두도록 유연한 전기적 인터커넥트[0168]
들로 상호 연결되는 슈퍼 셀들의 세 개의 열들의 예시적인 배치를 도 5c-도 5g보다 상세하게 도시한다. 이들은,
예를 들면 도 5d의 태양광 모듈 내의 세 개의 열들이 될 수 있다. 도 6의 예에서, 각 슈퍼 셀(100)은 그 전면
단자 콘택에 도전성으로 결합되는 유연한 인터커넥트(400) 및 그 후면 단자 콘택에 도전성으로 결합되는 다른
유연한 인터커넥트를 가진다. 각 열 내의 두 슈퍼 셀들은 하나의 슈퍼 셀의 전면 단자 콘택 및 다른 하나의 슈
퍼 셀의 후면 단자 콘택에 도전성으로 결합되는 공유되는 유연한 인터커넥트에 의해 직렬로 전기적으로 연결된
다. 각 유연한 인터커넥트는 그가 결합되는 슈퍼 셀의 단부에 인접하게 위치하고 평행하게 진행되며, 상기 슈퍼
셀을 넘어서 인접하는 열 내의 슈퍼 셀 상의 유연한 인터커넥트에 도전성으로 결합되도록 측방으로 연장될 수
있으며, 인접하는 열들을 병렬로 전기적으로 연결한다. 도 6의 점선들은 상기 슈퍼 셀들의 중첩되는 부분들에
의해 사야에서 가려지는 상기 유연한 인터커넥트들의 일부들, 또는 상기 유연한 인터커넥트들의 중첩되는 일부
들에 의해 시야에서 감춰지는 상기 슈퍼 셀들의 일부들을 나타낸다.
유연한 인터커넥트들(400)은, 예를 들면, 중첩된 태양 전지들을 결합시키는 데 사용되기 위해 상술한 바와 같은[0169]
기계적으로 유연하고 전기적으로 도전성인 결합 물질로 상기 슈퍼 셀들에 도전성으로 결합될 수 있다. 선택적으
로, 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질은 상기 전기적으로 도전성인 결합 물질 또는 상기 인터커넥트들의 열
팽창 계수와 상기 슈퍼 셀의 열팽창 계수 사이의 불일치로부터 야기되는 상기 슈퍼 셀의 에지들에 평행한 스트
레스를 감소시키거나 수용하기 위해 실질적으로 상기 슈퍼 셀의 에지의 길이로 연장되는 연속되는 라인으로 보
다는 상기 슈퍼 셀의 에지들을 따라 별개의 위치들에 위치할 수 있다.
유연한 인터커넥트들(400)은, 예를 들면 얇은 구리 시트들로 형성될 수 있거나 포함할 수 있다. 유연한 인터커[0170]
넥트들(400)은 상기 인터커넥트의 CTE와 상기 슈퍼 셀들의 CTE 사이의 불일치로부터 야기되는 상기 슈퍼 셀들의
에지들에 모두 직교하고 평행한 이들의 기계적 컴플라이언스(유연성)를 증가시키기 위해 선택적으로 패터닝될
수 있거나 그렇지 않으면 구성될 수 있다. 이러한 패터닝은, 예를 들면, 슬릿(slit)들, 슬롯(slot)들, 또는 홀
(hole)들을 포함할 수 있다. 인터커넥트들(400)의 도전성인 부분들은 상기 인터커넥트들을 유연성을 증가시키도
록, 예를 들면, 약 100미크론 이하, 약 50미크론 이하, 약 30미크론 이하, 또는 약 25미크론 이하의 두께를 가
질 수 있다. 상기 유연한 인터커넥트의 기계적 컴플라이언스 및 상기 슈퍼 셀들에 대한 이의 결합은 슁글드 태
양 전지 모듈들을 제조하는 방법들에 대하여 다음에 보다 상세하게 설명하는 라미네이션(lamination) 공정 동안
에 CTE 불일치로부터 야기되는 스트레스를 견디고, 약 -40℃ 내지 약 85℃의 온도 사이클링 시험(temperature
cycling testing) 동안에 CTE 불일치로부터 야기되는 스트레스를 견디기 위하여 상기 상호 연결된 슈퍼 셀들에
대해 충분하여야 한다.
바람직하게는, 유연한 인터커넥트들(400)은 이들이 결합되는 상기 슈퍼 셀들의 단부들에 평행한 전류 흐름에 대[0171]
해 약 0.015옴(Ohm)보다 작거나 같거나, 약 0.012옴보다 작거나 같거나, 약 0.01옴보다 작거나 같은 저항을 나
타낸다.
도 7a는 유연한 인터커넥트(400)를 위해 적합할 수 있는 참조 부호들 400A-400T로 나타낸 몇몇 예시적인 구성들[0172]
을 도시한다.
도 8a-도 8c의 단면도들에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 본 명세서에 설명되는 태양광 모듈들은 통상적으로 슈[0173]
퍼 셀들 및 투명한 전면 시트(front sheet)(420)와 배면 시트(back sheet)(430) 사이에 개재되는 하나 또는 그
이상의 봉지재(encapsulant) 물질들(4101)을 구비하는 라미네이트 구조를 포함한다. 상기 투명한 전면 시트는,
예를 들면 유리가 될 수 있다. 선택적으로, 상기 배면 시트 또한 투명할 수 있으며, 이는 상기 태양광 모듈의
양면 동작을 가능하게 할 수 있다. 상기 배면 시트는, 예를 들면 폴리머 시트가 될 수 있다. 선택적으로는, 상
기 태양광 모듈은 상기 전면 및 배면 시트들 모두 유리를 구비하는 유리-유리 모듈이 될 수 있다.
도 8a(도 5d로부터의 세부 사항 A)의 단면도는 상기 태양광 모듈의 에지 부근에서 슈퍼 셀의 후면 단자 콘택에[0174]
도전성으로 결합되고, 상기 슈퍼 셀 아래로 내측으로 연장되어 상기 태양광 모듈의 전방으로부터 시야에서 감춰
지는 유연한 인터커넥트(400)의 예를 도시한다. 봉지재의 추가적인 스트립(strip)이 예시한 바와 같이 인터커넥
트(400)와 상기 슈퍼 셀의 후면 사이에 배치될 수 있다.
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도 8b(도 5b로부터의 세부 사항 B)의 단면도는 슈퍼 셀의 전면 단자 콘택에 도전성으로 결합되는 유연한 인터커[0175]
넥트(400)의 예를 도시한다.
도 8c(도 5b로부터의 세부 사항 C)의 단면도는 두 슈퍼 셀들을 직렬로 전기적으로 연결하도록 하나의 슈퍼 셀의[0176]
전면 단자 콘택 및 다른 하나의 슈퍼 셀의 후면 단자 콘택에 도전성으로 결합되는 공유된 유연한 인터커넥트
(400)의 예를 도시한다.
슈퍼 셀의 전면 단자 콘택에 전기적으로 연결되는 유연한 인터커넥트들은 상기 태양광 모듈의 전면의 좁은 폭만[0177]
을 점유하도록 구성되거나 배열될 수 있으며, 이들은 예를 들면 상기 태양광 모듈의 에지에 인접하여 위치할 수
있다. 이러한 인터커넥트들에 의해 점유되는 상기 모듈의 전면의 영역은 상기 슈퍼 셀의 에지에 직교하는, 예를
들면, ≤약 10㎜, ≤약 5㎜, 또는 ≤약 3㎜의 좁은 폭을 가질 수 있다. 도 8b에 도시한 배치에서, 예를 들면 유
연한 인터커넥트(400)는 단지 이와 같은 거리로 상기 슈퍼 셀의 단부를 넘어서 연장되도록 구성될 수 있다. 도
8d-도 8g는 슈퍼 셀의 전면 단자 콘택에 전기적으로 연결되는 유연한 인터커넥트가 상기 모듈의 전면의 좁은 폭
만을 점유할 수 있는 배치들의 추가적인 예들을 도시한다. 이러한 배치들은 전기를 생산하기 위한 상기 모듈의
전면 면적의 효율적인 이용을 가능하게 한다.
도 8d는 슈퍼 셀의 단자 전면 콘택에 도전성으로 결합되고, 상기 슈퍼 셀의 에지의 주위에서 상기 슈퍼 셀의 후[0178]
방으로 접혀지는 유연한 인터커넥트(400)를 도시한다. 유연한 인터커넥트(400) 상에 미리 도포될 수 있는 절연
막(435)이 유연한 인터커넥트(400)와 상기 슈퍼 셀의 후면 사이에 배치될 수 있다.
도 8e는 슈퍼 셀의 단자 전면 콘택에 도전성으로 결합되는 얇고 좁은 리본(ribbon)(440) 및 상기 슈퍼 셀의 후[0179]
면 뒤로 연장되는 얇고 넓은 리본(445)도 포함하는 유연한 인터커넥트(400)를 도시한다. 리본(445) 상에 미리
도포될 수 있는 절연막(435)은 리본(445)과 상기 슈퍼 셀의 후면 사이에 배치될 수 있다.
도 8f는 슈퍼 셀의 단자 전면 콘택에 결합되고, 상기 태양광 모듈 전면의 좁은 폭만을 점유하는 평탄화된 코일[0180]
(coil) 내로 감겨지고 눌려지는 유연한 인터커넥트(400)를 도시한다.
도 8g는 슈퍼 셀의 단자 전면 콘택에 도전성으로 결합되는 얇은 리본 섹션(section) 및 상기 슈퍼 셀에 인접하[0181]
여 위치하는 두꺼운 단면 부분을 포함하는 유연한 인터커넥트(400)를 도시한다.
도 8a-도 8g에서, 유연한 인터커넥트들(400)은, 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이 상기 슈퍼 셀들의 에지들의[0182]
전체 길이들을 따라(예를 들면, 도면의 지면 내로) 연장될 수 있다.
선택적으로, 그렇지 않으면 상기 모듈의 전방으로부터 보일 수 있는 유연한 인터커넥트(400)의 일부들은 정상적[0183]
인 색각을 갖는 사람에 의해 인식되는 바와 같이 상기 인터커넥트와 상기 슈퍼 셀 사이의 가시적인 대비를 감소
시키도록 어두운 색상의 필름으로 덮일 수 있거나, 코팅될 수 있거나, 그렇지 않으면 착색될 수 있다. 예를 들
면, 도 8c에서 선택적인 흑색 필름 또는 코팅(425)이 그렇지 않으면 상기 모듈의 전방으로부터 보일 수 있었던
상기 인터커넥트(400)의 일부들을 커버한다. 그렇지 않으면 다른 도면들에 도시한 인터커넥트(400)의 보일 수
있는 부분들은 덮여질 수 있거나 색상을 가질 수 있다.
종래의 태양광 모듈들은 통상적으로 셋 또는 그 이상의 바이패스 다이오드들을 포함하며, 각 바이패스 다이오드[0184]
는 18개-24개의 실리콘 태양 전지들의 직렬 연결된 그룹과 병렬로 연결된다. 이는 역 바이어스된(reverse
biased) 태양 전지 내에서 열로 소실될 수 있는 전력의 양을 제한하도록 이루어진다. 태양 전지는, 예를 들면
결함, 더러운 전면, 또는 상기 스트링 내에서 발생되는 전류를 통과시키는 그 능력을 감소시키는 고르지 못한
조명으로 인하여 역 바이어스될 수 있다. 역 바이어스에서 태양 전지 내에 발생되는 열은 상기 태양 전지에 걸
친 전압 및 상기 태양 전지를 통하는 전류에 의존한다. 상기 역 바이어스된 태양 전지에 걸친 전압이 상기 태양
전지의 항복 전압(breakdown voltage)을 초과할 경우, 상기 셀 내에서 소실되는 열은 상기 스트링 내에서 발생
되는 전체 전류 시간들에서 상기 항복 전압과 같아질 것이다. 실리콘 태양 전지들은 통상적으로 16볼트-30볼트
의 항복 전압을 가진다. 각 실리콘 태양 전지가 동작 시에 약 0.64볼트의 전압을 생성하기 때문에, 24개 이상의
태양 전지들의 스트링은 상기 항복 전압을 초과하는 역 바이어스된 태양 전지에 걸친 전압을 생성할 수 있었다.
상기 태양 전지들이 서로 이격되고, 리본들로 상호 연결되는 종래의 태양광 모듈들에서, 열이 뜨거운 태양 전지[0185]
로부터 멀리 쉽게 이송되지 못한다. 이에 따라, 항복 전압에서 태양 전지 내에 소실되는 전력은 상당한 열적 손
상과 아마도 화재를 야기하는 상기 태양 전지 내의 핫 스팟을 생성할 수 있었다. 종래의 태양광 모듈들에서, 바
이패스 다이오드는 이에 따라 상기 항복 전압 이상으로 역 바이어스될 수 있는 상기 스트링 내의 태양 전지가
없는 점을 보장하도록 18개-24개의 직렬 연결된 태양 전지들의 모든 그룹에 대해 요구되었다.
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본 발명자들은 열이 실리콘 슈퍼 셀을 따라 상기 인접하고 중첩되는 실리콘 태양 전지들 사이의 얇은 전기적으[0186]
로 및 열적으로 도전성인 결합들을 통해 쉽게 이송되는 점을 발견하였다. 또한, 여기에 설명되는 태양광 모듈들
내의 슈퍼 셀을 통하는 전류는 여기에 설명되는 슈퍼 셀들이 통상적으로 각기 종래의 태양 전지의 경우보다 작
은(예를 들면, 1/6) 활성 영역을 가지는 직사각형의 태양 전지들을 슁글링함에 의해 형성되기 때문에, 통상적으
로 종래의 태양 전지들의 스트링을 통하는 경우보다 작다. 더욱이, 여기서 채용되는 태양 전지들의 직사각형의
종횡비는 통상적으로 인접하는 태양 전지들 사이의 단자 콘택의 연장된 영역들을 제공한다. 그 결과, 상기 항복
전압에서 역 바이어스된 태양 전지 내에서 열이 적게 소실되고, 상기 열이 위험한 핫 스팟을 생성하지 않고 상
기 슈퍼 셀 및 상기 태양광 모듈을 통해 쉽게 확산된다. 본 발명자들은 이에 따라 여기에 설명되는 바와 같은
슈퍼 셀들로부터 형성되는 태양광 모듈들이 종래에 요구되는 것으로 여겨지는 경우보다 훨씬 적은 바이패스 다
이오드들을 채용할 수 있는 점을 인지하였다.
예를 들면, 여기에 설명되는 바와 같은 태양광 모듈들의 일부 변형예들에서 N＞25개의 태양 전지들, N≥약 30개[0187]
의 태양 전지들, N≥약 50개의 태양 전지들, N≥약 70개의 태양 전지들, 또는 N≥약 100개의 태양 전지들을 포
함하는 슈퍼 셀이 바이패스 다이오드와 개별적으로 병렬로 전기적으로 연결되는 슈퍼 셀 내의 단일의 태양 전지
또는 ＜N의 태양 전지들의 그룹 없이 채용될 수 있다. 선택적으로, 이들 길이들의 전체 슈퍼 셀은 단일의 바이
패스 다이오드로 병렬로 전기적으로 연결될 수 있다. 선택적으로, 이들 길이들의 슈퍼 셀들은 바이패스 다이오
드 없이 채용될 수 있다.
몇몇 추가적이고 선택적인 설계 특징들은 역 바이어스된 태양 전지 내에서 소실되는 열을 한층 더 견디는 여기[0188]
에 설명되는 바와 같은 슈퍼 셀들을 채용하는 태양광 모듈들을 구현할 수 있다. 도 8a-도 8c를 다시 참조하면,
봉지재(4101)는 열가소성 올레핀(thermoplastic olefin: TPO) 폴리머가 될 수 있거나 이를 포함할 수 있으며,
TPO 봉지재들은 표준 에틸렌-비닐 아세테이트(ethylene-vinyl acetate: EVA) 봉지재들보다 광-열(photo-
thermal)적으로 안정하다. EVA는 온도와 자외선으로 갈색으로 될 것이며, 셀들을 제한하는 전류에 의해 생성되
는 핫 스팟 문제들을 가져올 것이다. 이들 문제들은 TPO 봉지재로써 감소되거나 회피된다. 또한, 상기 태양광
모듈들은 상기 투명한 전면 시트(420) 및 상기 배면 시트(430) 모두가 유리인 유리-유리 구조를 가질 수 있다.
이와 같은 유리-유리는 상기 태양광 모듈이 종래의 폴리머 배면 시트에 의해 견뎌지는 경우들보다 높은 온도에
서 안정적으로 동작하게 한다. 더욱이, 접합 박스(junction box)들이 상기 태양광 모듈의 뒤에 보다는 태양광
모듈의 하나 또는 그 이상의 에지들 상에 장착될 수 있으며, 여기서 접합 박스는 그 상부의 상기 모듈 내에서
상기 태양 전지들에 대해 열 절연의 추가적인 층을 추가할 수 있었다.
도 9a는 상기 태양광 모듈의 긴 측면들의 길이로 연장되는 여섯 개의 열들로 배열되는 여섯 개의 직사각형의 슁[0189]
글드 슈퍼 셀들을 포함하는 예시적인 직사각형의 태양광 모듈을 도시한다. 상기 여섯 개의 슈퍼 셀들은 서로에
대해서와 상기 태양광 모듈의 후면 상의 접합 박스(junction box)(490) 내에 배치되는 바이패스 다이오드에 병
렬로 전기적으로 연결된다. 상기 슈퍼 셀들과 상기 바이패스 다이오드 사이의 전기적 연결들은 상기 모듈의 라
미네이트 구조 내에 내장되는 리본들(450)을 통해 이루어진다.
도 9b는 상기 태양광 모듈의 긴 측면들의 길이로 연장되는 여섯 개의 열들로 배열되는 여섯 개의 직사각형의 슁[0190]
글드 슈퍼 셀들을 포함하는 다른 예시적인 직사각형의 태양광 모듈을 도시한다. 상기 슈퍼 셀들은 서로 전기적
으로 병렬로 연결된다. 분리된 양극(490P) 및 음극(490N) 단자 접합 박스들은 상기 태양광 모듈의 대향하는 단
부들에서 상기 태양광 모듈의 후면 상에 배치된다. 상기 슈퍼 셀들은 상기 접합 박스들 사이로 진행되는 외부
케이블(455)에 의해 상기 접합 박스들의 하나 내에 위치하는 바이패스 다이오드와 전기적으로 병렬로 연결된다.
도 9c-도 9d는 유리 전면 및 배면 시트들을 포함하는 라미네이션 구조 내의 상기 태양광 모듈의 긴 측면들의 길[0191]
이로 연장되는 여섯 개의 열들로 배열되는 여섯 개의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함하는 예시적인 유리-
유리 직사각형의 태양광 모듈을 도시한다. 상기 슈퍼 셀들은 서로 병렬로 전기적으로 연결된다. 분리된 양극
(490P) 및 음극(490N) 단자 접합 박스들은 상기 태양광 모듈의 대향하는 에지들 상에 장착된다.
슁글드 슈퍼 셀들은 모듈 레벨 전원 관리(power management) 장치들(예를 들면, DC/AC 마이크로인버터[0192]
(microinverter)들, DC/DC 모듈 파워 옵티마이저(power optimizers), 전압 지능(voltage intelligence) 및 스
마트 스위치들, 그리고 관련 장치들)에 대해 모듈 레이아웃을 위한 특유한 기회들을 가능하게 한다. 상기 모듈
레벨 전원 관리 시스템들의 중요한 특징은 전력 최적화이다. 여기에 설명되고 채용되는 바와 같은 슈퍼 셀들은
전통적인 패널들보다 높은 전압들을 생산할 수 있다. 또한, 슈퍼 셀 모듈 레이아웃은 상기 모듈을 더 분할할 수
있다. 보다 높은 전압들 및 증가된 분할 모두는 전력 최적화를 위한 잠재적인 이점들을 생성한다.
도 9e는 슁글드 슈퍼 셀들을 사용하는 모듈 레벨 전원 관리를 위한 하나의 예시적인 구성을 도시한다. 본 도면[0193]
공개특허 10-2017-0057177
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에서, 예시적인 직사각형의 태양광 모듈은 상기 태양광 모듈의 긴 측면들의 길이로 연장되는 여섯 개의 열들로
배열되는 여섯 개의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함한다. 세 쌍의 슈퍼 셀들은 전원 관리 시스템(460)에
개별적으로 연결되고, 상기 모듈의 보다 별도의 전력 최적화를 가능하게 한다.
도 9f는 슁글드 슈퍼 셀들을 사용하는 모듈 레벨 전원 관리를 위한 다른 예시적인 구성을 도시한다. 본 도면에[0194]
서, 예시적인 직사각형의 태양광 모듈은 상기 태양광 모듈의 긴 측면들의 길이로 연장되는 여섯 개의 열들로 배
열되는 여섯 개의 직사각형의 슁글드 슈퍼 셀들을 포함한다. 상기 여섯 개의 슈퍼 셀들은 전원 관리 시스템
(460)에 개별적으로 연결되고, 상기 모듈의 보다 별도의 전력 최적화를 더욱 가능하게 한다.
도 9g는 슁글드 슈퍼 셀들을 사용하는 모듈 레벨 전원 관리를 위한 다른 예시적인을 도시한다. 본 도면에서, 예[0195]
시적인 직사각형의 태양광 모듈은 여섯 또는 그 이상의 열들로 배열되는 여섯 또는 그 이상의 직사각형의 슁글
드 슈퍼 셀들(998)을 포함하며, 여기서 상기 셋 또는 그 이상의 슈퍼 셀들 쌍들은 상기 모듈의 더욱 보다 별도
의 전력 최적화를 가능하게 하도록 바이패스 다이오드 또는 전원 관리 시스템(460)에 개별적으로 연결된다.
도 9h는 슁글드 슈퍼 셀들을 사용하는 모듈 레벨 전원 관리를 위한 다른 예시적인 구성을 도시한다. 본 도면에[0196]
서, 예시적인 직사각형의 태양광 모듈은 여섯 또는 그 이상의 열들로 배열되는 여섯 또는 그 이상의 직사각형의
슁글드 슈퍼 셀들(998)을 포함하며, 여기서 두 슈퍼 셀은 각기 직렬로 연결되고, 모든 쌍들은 병렬로 연결된다.
바이패스 다이오드 또는 전원 관리 시스템(460)은 모든 쌍들에 병렬로 연결되고, 상기 모듈의 전력 최적화를 가
능하게 한다.
일부 변형예들에서, 모듈 레벨 전원 관리는 핫 스팟들의 위험을 여전히 배제하면서 상기 태양광 모듈 상의 모든[0197]
바이패스 다이오드들의 제거를 가능하게 한다. 이는 상기 모듈 레벨에서 전압 지능을 통합시킴에 의해
구현된다. 상기 태양광 모듈 내의 태양 전지 회로(예를 들면, 하나 또는 그 이상의 슈퍼 셀들)의 전압 출력을
모니터링함에 의해, "스마트 스위치(smart switch)" 전원 관리 장치는 이러한 회로가 역 바이어스에 있는 임의
의 태양 전지들을 포함하는 지를 결정할 수 있다. 역 바이어스된 태양 전지가 검출될 경우, 상기 전원 관리 장
치는, 예를 들면 계전기 스위치(relay switch) 또는 다른 구성 요소를 사용하여 상기 전기 시스템으로부터 상기
대응되는 회로를 연결 해제할 수 있다. 예를 들면, 상기 모니터된 태양 전지 회로의 전압이 소정의 한계(VLimit)
아래로 떨어질 경우, 그러면 상기 전원 관리 장치는 상기 모듈 또는 모듈들의 스트링이 연결되어 남아 있게 하
면서 이러한 회로를 차단(개방 회로(open circuit))시킬 것이다.
특정 실시예들에서, 상기 회로들의 전압이 동일한 태양 전지 어레이 내에서 다른 하나의 회로들로부터 특정 퍼[0198]
센티지나 크기(예를 들면, 20% 또는 10V) 이상으로 떨어질 경우, 이는 차단될 것이다. 상기 전자 장치는 모듈간
통신에 기초하여 이러한 변화를 검출할 것이다.
이러한 전압 지능의 구현은 현존하는 모듈 레벨 전원 관리 솔루션들(예를 들면, 엔파스 에너지사(Enphase[0199]
Energy Inc.), 솔라레지 테크놀로지스사(Solaredge Technologies, Inc.), 티고 에너지사(Tigo Energy, Inc.)로
부터) 내로 통합될 수 있거나, 주문형 회로 설계를 거칠 수 있다.
상기 VLimit 문턱 전압이 어떻게 계산될 수 있는 지의 하나의 예는,[0200]
CellVocc@Low Irr