KR102451086B1 - High efficiency solar cell panel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고효율 태양광 패널에 관한 것으로, 구조를 개선하여 고효율 및 고성능을 갖는 태양광 패널 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-efficiency solar panel, and to a solar panel and device having high efficiency and high performance by improving the structure.
반도체 기판을 포함하는 태양광 패널은 우수한 효율을 가져 널리 사용되고 있다. 그러나 반도체 기판을 포함하는 태양광 모듈도 효율을 향상하는 데 일정한 한계가 있어 광전 변환 효율을 향상할 수 있는 다양한 구조의 태양광 모듈가 제안되고 있다. 단파장의 광을 흡수하여 단파장을 이용한 광전 변환을 수행하는 페로브스카이트 화합물을 광전 변환부로 포함하는 태양광 패널이 제안되었다. 이러한 페로브스카이트 화합물을 광전 변환부로 포함하는 태양광 패널은 다른 구조 또는 물질로 구성된 또 다른 광전 변환부를 적층하여 우수한 효율을 구현하는 것이 일반적이다.A solar panel including a semiconductor substrate has excellent efficiency and is widely used. However, a solar module including a semiconductor substrate also has a certain limit in improving the efficiency, so solar modules having various structures capable of improving the photoelectric conversion efficiency have been proposed. A solar panel including a perovskite compound that absorbs light of a short wavelength and performs photoelectric conversion using a short wavelength as a photoelectric conversion unit has been proposed. In a solar panel including such a perovskite compound as a photoelectric conversion unit, it is common to implement excellent efficiency by stacking another photoelectric conversion unit composed of a different structure or material.
이러한 구조의 태양광 패널에서는 효율을 향상하기 위해서는 서로 적층된 복수의 광전 변환부가 우수한 연결 특성을 가지는 것이 매우 중요하다. 이때, 태양광 패널의 효율 향상을 위하여 적어도 하나의 광전 변환부에 패시베이션 특성을 향상하기 위한 패시베이션층을 포함할 수 있는데, 패시베이션층은 절연 물질로 구성되는 절연층으로 구성될 수 있다. 이와 같은 절연층이 복수의 광전 변환부 사이에 위치하면, 패시베이션층이 캐리어의 이동에 큰장애물이 되어 태양광 패널의 효율을 향상하는 데 어려움이 있다.In the photovoltaic panel having such a structure, it is very important that a plurality of photoelectric conversion units stacked on each other have excellent connection characteristics in order to improve efficiency. In this case, in order to improve the efficiency of the solar panel, at least one photoelectric conversion unit may include a passivation layer for improving passivation characteristics, and the passivation layer may be composed of an insulating layer made of an insulating material. When such an insulating layer is located between the plurality of photoelectric conversion units, the passivation layer becomes a big obstacle to the movement of carriers, and it is difficult to improve the efficiency of the solar panel.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 우수한 효율을 가지는 태양광 모듈을 갖는 태양광 패널을 제공하고자 한다. 특히, 본 실시예는 페로브스 카이트 화합물을 포함하는 광흡수층과, 이와 다른 물질 또는 구조를 가지는 또 다른 광전 흡수층을 구비하는 탠덤형 구조를 가지면서 우수한 효율을 가지는 태양광 패널에 관한 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a photovoltaic panel having a photovoltaic module having excellent efficiency. In particular, the present embodiment relates to a solar panel having a tandem structure including a light absorbing layer including a perovskite compound and another photoelectric absorbing layer having a material or structure different from this and having excellent efficiency.
본 발명에 따른 순차 배치된 복수의 태양광 모듈과, 인접한 태양광 모듈의 제1 전극 간을 교번으로 전기적 연결하는 상부 배선 및 상기 상부 배선과 엇갈리게 인접한 태양광 모듈의 제2 전극을 교번으로 전기적 연결하는 하부 배선을 포함하는 고효율 태양광 패널을 제공한다.A plurality of photovoltaic modules arranged in sequence according to the present invention, an upper wiring that alternately electrically connects the first electrodes of an adjacent solar module, and alternately electrically connecting the second electrode of a photovoltaic module adjacent to the upper wiring alternately It provides a high-efficiency solar panel including a lower wiring.
상기 복수의 태양광 모듈 각각은, 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 위치한 제1 전하 전달층과, 상기 제1 전하 전달층 상에 평판 형상의 광흡수 면부와 광을 분산하는 광 분산 패턴을 갖는 상부광흡수층과, 상기 상부광흡수층 상에 위치한 제2 전하 전달층 및 상기 제2 전하 전달층 상에 위치한 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.Each of the plurality of photovoltaic modules includes a first electrode, a first charge transfer layer positioned on the first electrode, and a flat light absorption surface on the first charge transfer layer and a light dispersion pattern for dispersing light An upper light absorption layer having
상기 광 분산 패턴은 상기 광흡수 면부에서 상측으로 돌출된 돌기 형상으로, 상기 상부 광흡수층의 전체 높이를 100으로할 경우, 광 분산 패턴의 높이는 10 내지 70인 것을 특징으로 한다.The light scattering pattern has a protrusion shape protruding upward from the light absorbing surface, and when the total height of the upper light absorbing layer is 100, the light scattering pattern has a height of 10 to 70.
상기 광흡수 면부와 상기 광 분산 패턴은 다른 물질로 형성되는 것을 특징으로한다.The light absorbing surface portion and the light scattering pattern may be formed of different materials.
상기 제1 전하 전달층은 전도성 고분자를 포함하거나, 실리콘 또는 실리콘 합금 조성물을 포함하고, 상기 제2 전하 전달층은 상기 제1 전하 전달층과 반대의 기능을 하는 물질막으로 제작하되, TiO2, SnO2, ZnO, CdS, NiO, WO3, TiSrO3, 그래핀, 카본나노튜브, C60 (fullerene), PCBM([6,6]-Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로한다.The first charge transfer layer contains a conductive polymer, or contains silicon or a silicon alloy composition, and the second charge transfer layer is made of a material film having the function opposite to that of the first charge transfer layer, TiO 2 , SnO 2 , ZnO, CdS, NiO, WO 3 , TiSrO 3 , graphene, carbon nanotube, C 6 0 (fullerene), PCBM ([6,6]-Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester) at least any one characterized in that it contains
상기 상부 광흡수층은 AMX3의 화학조성을 지니는 물질을 사용하되, A는 MA, FA, Cs, Rb의 금속 원소 또는 유기 화합물 중 어느 하나이고, M은 금속 양이온 중 어느 하나이고, X는 산화물 또는 CL(Chlorine), Br(Bromine), 및 I(Iodine)의 할로겐 원자 중 어느 하나 이상을 조합하여 형성되는 것을 특징으로한다.The upper light absorption layer uses a material having a chemical composition of AMX 3 , wherein A is any one of metal elements or organic compounds of MA, FA, Cs, and Rb, M is any one of metal cations, and X is an oxide or CL It is characterized in that it is formed by combining any one or more of halogen atoms of (Chlorine), Br (Bromine), and I (Iodine).
또한, 본 발명에 따른, 기판과, 상기 기판 상에 순차 배치된 복수의 태양광 모듈과, 인접한 태양광 모듈의 제1 전극 간을 교번으로 전기적 연결하는 상부 배선과, 상기 상부 배선과 엇갈리게 인접한 태양광 모듈의 제2 전극을 교번으로 전기적 연결하는 하부 배선 및 상기 태양광 모듈, 상부 배선 및 하부 배선을 몰딩하는 몰딩부를 포함하는 고효율 태양광 패널을 제공한다.In addition, according to the present invention, a substrate, a plurality of photovoltaic modules sequentially disposed on the substrate, and an upper wiring alternately electrically connecting the first electrodes of the adjacent solar modules, and the upper wiring alternately adjacent to the upper wiring It provides a high-efficiency solar panel comprising a lower wiring that alternately electrically connects the second electrode of the optical module, and a molding unit for molding the solar module, the upper wiring, and the lower wiring.
상기 태양광 모듈은, 제1 파장의 광을 흡수하는 제1 전지부와, 제2 파장의 광을 흡수하는 제2 전지부 및 제1 전지부와 제2 전지부를 연결하는 접합층을 포함하고, 상기 제1 전지부는 제1 전극과, 제1 전극 상에 형성된 제1 실리콘층과, 제1 실리콘층 상에 형성된 하부 광흡수층과, 하부 광흡수층 상에 형성된 제2 실리콘층을 포함하고, 상기 제2 전지부는 접합층 상에 형성된 제1 전하 전달층과, 상기 제1 전하 전달층 상에 평판 형상의 광흡수 면부와 광을 분산하는 광 분산 패턴을 갖는 상부광흡수층과, 상기 상부광흡수층 상에 위치한 제2 전하 전달층과, 상기 제2 전하 전달층 상에 위치한 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.The solar module includes a first cell unit absorbing light of a first wavelength, a second cell unit absorbing light of a second wavelength, and a bonding layer connecting the first cell unit and the second cell unit, The first battery unit includes a first electrode, a first silicon layer formed on the first electrode, a lower light absorption layer formed on the first silicon layer, and a second silicon layer formed on the lower light absorption layer, 2 The battery unit includes a first charge transfer layer formed on the bonding layer, an upper light absorption layer having a flat light absorption surface on the first charge transfer layer, and a light dispersion pattern for dispersing light, and on the upper light absorption layer and a second charge transport layer positioned on the second charge transport layer, and a second electrode positioned on the second charge transport layer.
상기 제2 전지부는 페로브스카이트 구조를 포함하여 800nm 이하의 파장의 광을 흡수하고, 제1 전지부는 800nm이상 파장의 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.The second cell unit includes a perovskite structure to absorb light of a wavelength of 800 nm or less, and the first cell unit is characterized in that it absorbs light of a wavelength of 800 nm or more.
상기 태양광 모듈은, 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 교번으로 형성된 제1 전하 전달층 및 제1 실리콘층과, 상기 제1 전하 전달층 상에 순차적으로 형성된 상부 광흡수층 및 제2 전하 전달층과, 상기 제1 실리콘층 상에 순차적으로 형성된 하부 광흡수층 및 제2 실리콘층 및 상기 제2 전하전달층과 제2 실리콘층 상에 형성된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.The solar module includes a first electrode, a first charge transfer layer and a first silicon layer alternately formed on the first electrode, an upper light absorption layer and a second charge sequentially formed on the first charge transfer layer and a transport layer, a lower light absorption layer and a second silicon layer sequentially formed on the first silicon layer, and a second electrode formed on the second charge transport layer and the second silicon layer.
상기 태양광 모듈은, 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성된 제1 캐리어층과, 상기 제1 캐리어층 상에 교번으로 형성된 상부 광흡수층 및 하부 광흡수층과, 상기 상부 광흡수층 및 하부 광흡수층 상에 형성된 제2 캐리어층 및 제2 캐리어층 상에 형성된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.The solar module includes a first electrode, a first carrier layer formed on the first electrode, an upper light absorption layer and a lower light absorption layer alternately formed on the first carrier layer, the upper light absorption layer and the lower light and a second carrier layer formed on the absorption layer and a second electrode formed on the second carrier layer.
상기 제1 전극의 전체 면적을 100으로할 경우, 상부 광흡수층과 하부 광흡수층의 면적은 상부 광흡수층이 50 내지 70%이고, 하부 광흡수층이 30 내지 50% 인 것을 특징으로 한다.When the total area of the first electrode is 100, the area of the upper light absorption layer and the lower light absorption layer is characterized in that the upper light absorption layer is 50 to 70%, and the lower light absorption layer is 30 to 50%.
이와 같이 본 발명은 페로브스카이트 화합물을 포함하는 상부 광흡수층 및 반도체를 포함하는 하부 광흡수층를 구비하는 탠덤형 구조에서, 광 분산 패턴을 통해 효율 및 생산성을 향상할 수 있다.As described above, in the present invention, in a tandem structure including an upper light absorption layer including a perovskite compound and a lower light absorption layer including a semiconductor, efficiency and productivity can be improved through a light dispersion pattern.
또한, 상부 광흡수층과 하부 광 흡수층을 동일 평면상에 형성하여 넓은 파장의 광으로 부터 광전 반응을 얻을 수 있어, 태양광 모듈의 효율을 향상할 수 있다.In addition, by forming the upper light absorbing layer and the lower light absorbing layer on the same plane, a photoelectric reaction can be obtained from light of a wide wavelength, thereby improving the efficiency of the solar module.
또한, 페로브스카이트 셀과 일반 실리콘 셀을 수직 적층이 아닌 수평 적층을 통해 모듈을 슬림화하는 것이 가능하여 모듈 두께를 얇게 할 수 있고, 이를 통해 모듈이 굴곡된 영역 이외에 다양한 공간과 장소에 부착될 수 있다. 두께를 얇게 함으로 인해 외부로의 열방출 효율이 증가될 수 있다.In addition, it is possible to slim the module through horizontal stacking rather than vertical stacking of perovskite cells and general silicon cells, so that the module thickness can be made thin. can By reducing the thickness, the efficiency of heat dissipation to the outside may be increased.
또한, 광 흡수층 상하에 전달층 및 전극등을 배치하고, 이를 다시 몰딩하게되어 광 흡수층을 외부 충격과 오염으로 부터 보호할 수 있어, 패널 전체의 사용 수명이 증대될 수 있다.In addition, by disposing a transmission layer and electrodes above and below the light absorption layer, and molding them again, the light absorption layer can be protected from external impacts and contamination, thereby increasing the service life of the entire panel.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 태양광 패널의 단면 개념도이다.
도 3는 본 실시예의 고효율 태양관 패널에 적용 가능한 변형예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 패널의 단면 개념도이다.
도 11은 다른 실시예의 변형예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 패널의 단면 개념도이다.
도 14는 또 다른 실시예의 변형예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예의 변형예에 따른 고효율 태양광 패널의 단면 개념도이다.1 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar panel according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to a modification applicable to the high-efficiency solar tube panel of this embodiment.
4 to 8 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a high-efficiency solar module according to an embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar panel according to another embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to a modified example of another embodiment.
12 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to another embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar panel according to another embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to a modified example of another embodiment.
15 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar panel according to a modified example of another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you. In the drawings, like reference numerals refer to like elements.
본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 고효율 태양광 패널의 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.It is intended to clarify that the classification of the constituent parts in the present specification is merely classified by the main function that each constituent unit is responsible for. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each more subdivided function. In addition, each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main function it is responsible for. Of course, it can also be performed by being dedicated to it. Accordingly, the existence or non-existence of each component described through the present specification should be interpreted functionally. For this reason, it is clearly stated that the configuration of the constituent parts of the high-efficiency solar panel of the present invention may be different within the limit capable of achieving the object of the present invention.
본 명세서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부 등의 관계적인 용어는, 그러한 엔티티 또는 액션 간의 실제 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 다른 엔티티나 액션과 하나의 엔티티 또는 액션을 구별하는 데에만 사용될 수 있다. 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)" 또는 그 다른 변형은, 구성요소의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치가 구성요소만을 포함하지 않지만 그러한 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에 명시적으로 열거되거나 내재되지 않은 다른 구성요소를 포함할 수 있도록, 비배타적인 포함물을 커버하도록 의도된다. "하나의 ~를 포함하다"로 진행되는 하나의 구성요소는, 더 이상의 제한없이, 구성요소를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치 내에 부가적인 동일한 구성요소의 존재를 배제한다.As used herein, relational terms such as first and second, upper and lower, etc. are used to distinguish one entity or action from another without necessarily requiring or implying an actual relationship or order between those entities or actions. can only be used for The terms “comprises”, “comprising” or other variations thereof indicate that a process, method, product, or apparatus comprising a list of components does not contain only components, but such process, method, product. It is intended to cover non-exclusive inclusions, which may include , , or other components not expressly listed or implicit in the device. An element that proceeds to "comprises an one of" excludes, without further limitation, the presence of additional identical elements in a process, method, product, or apparatus that includes the element.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.1 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 태양광 패널의 단면 개념도이다.2 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar panel according to an embodiment of the present invention.
도 3는 본 실시예의 고효율 태양관 패널에 적용 가능한 변형예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.3 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to a modification applicable to the high-efficiency solar tube panel of this embodiment.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 고효율 태양광 패널은 순차 배치된 복수의 태양광 모듈(1)과, 인접한 태양광 모듈(1)의 제1 전극(100) 간을 교번으로 전기적 연결하는 상부 배선(10)과, 상부 배선(10)과 엇갈리게 인접한 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)을 교번으로 전기적 연결하는 하부 배선(20)을 포함한다.1 to 3 , the high-efficiency solar panel according to this embodiment includes a plurality of solar modules 1 sequentially arranged and a
여기서, 태양광 모듈은 고효율 태양광 모듈을 사용한다. 본 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈은 제1 전극(100)과, 제1 전극(100) 상에 위치한 제1 전하 전달층(120)과, 상기 제1 전하 전달층(120) 상에 위치한 상부 광흡수층(130)과, 상기 상부광흡수층(130) 상에 위치한 제2 전하 전달층(140)과, 상기 제2 전하 전달층(140) 상에 위치한 제2 전극(150)을 포함한다.Here, the solar module uses a high-efficiency solar module. The high-efficiency solar module according to this embodiment has a
제1 전극(100)은 전기 전도성을 갖는 다양한 물질이 사용될 수 있다. 물론 광을 투과하는 성질을 같는 물질을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 한층 또는 다층으로 제작될 수 있고, 다양한 전도성 물질이 혼합되어 제작될 수 있다. 제1 전극(100)으로는 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped tin oxide), IWO(Indium Tungaten Oxide), ZITO(Zinc Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IZTO(indium zinc-tin oxide), Metal NWs(Silver nanowires, Cupper nanowires 등), 카본, 카본나노튜브, 그래핀, Al, Ag, Cu, Mg, Mo, Ti 및 Au 중에서 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.Various materials having electrical conductivity may be used for the
제1 전하 전달층(120)은 적어도 하나의 층으로 구성될 수 있으며, 전자수송, 정공수송, 전자차단, 및 정공차단 기능을 갖는 물질 중 어느 하나로 구비될 수 있다.The first
본 실시예에서는 제1 전하 전달층(120)와 제2 전하 전달층(140)은 서로 상반되는 기능의 캐리어 기능 물질을 사용하는 것이 효과적이다. 예를 들어, 제1 전하 전달층(120)이 전자 수송 또는 전자 차단 기능을 갖는 경우, 제2 전하 전달층(140)은 정공 수송 또는 정공 차단 기능을 갖는 것이 효과적이다. 즉, 제1 전하 전달층(120)이 전자 수송 기능을 갖는 경우 제2 전하 전달층(140)은 정공 수송 기능을 갖는 것이 효과적이다. 또한, 제1 전하 전달층(120)이 전자 수송 기능을 갖는 물질로 구성될때, 정공 차단 기능을 갖는 물질이 추가로 더 포함될 수 있다. 물론 제2 전하 전달층(140)이 정공 수송 기능을 갖는 물질로 구성될때, 전자 차단 기능을 갖는 물질이 더 포함될 수 있다.In this embodiment, it is effective to use a carrier function material having opposite functions for the first
본 실시예에서는 제1 전하 전달층(130)으로 정공을 전달하는 정공 전달층이 사용될 수 있다. 여기서, 정공전달층은 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 전도성 고분자 물질은 예를 들어 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리 싸이오펜, 폴리-3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜-폴리스타이렌설포네이트(PEDOT-PSS), 폴리-[비스(4-페닐)(2,4,6-트리메틸페닐)아민](PTAA), 스피로-미오타드(Spiro-MeOTAD) 또는 폴리아닐린-캄포설폰산(PANI-CSA) 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In this embodiment, a hole transport layer that transports holes to the first
정공 전달층으로 실리콘 또는 실리콘 합금 조성물을 사용하는 것이 효과적이고, 도핑을 통해 P타입의 실리콘 특성을 갖는 것이 효과적이고, 도핑 농도제어를 통해 밴드 갭과 일함수를 제어하는 것이 가능하다. 즉, 정공 전달층은 p 타입이며 실리콘을 포함하는 층일 수 있다. 물론, 비정질 실리콘 또는 비정질 실리콘 산화물, 비정질 실리콘 질화물, 비정질 실리콘 탄화물 및 질산화물 및 비정질 실리콘 게르마늄 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 효과적이다.It is effective to use silicon or a silicon alloy composition as the hole transport layer, it is effective to have P-type silicon properties through doping, and it is possible to control the band gap and the work function through doping concentration control. That is, the hole transport layer may be a p-type layer and include silicon. Of course, it is effective to include at least one of amorphous silicon or amorphous silicon oxide, amorphous silicon nitride, amorphous silicon carbide and nitride oxide, and amorphous silicon germanium.
상부 광흡수층(130)은 300 내지 800nm 파장의 광을 흡수하여 전자 정공쌍을 생성하는 것이 가능하다. 상부 광흡수층(130)은 페로브스카이트 구조를 가지는 것이 효과적이다. 상부 광흡수층(130)은 태양광이 흡수되면 상부 광흡수층(130)에서 안정 상태를 유지하던 전자가 여기(excitation)되고, 여기된 전자와 여기된 전자로 인해 형성된 정공 각각은 인접한 전하수송층으로 이동하게 된다. 이때, 전자는 전자수송의 기능을 가지는 전하전달층으로, 정공은 정공수송의 기능을 가지는 전하수송층으로 이동한다.The upper
상부 광흡수층(130)은 AMX3의 화학조성을 지니는 물질을 사용하는 것이 효과적이다. 여기서, A는 MA, FA, Cs, Rb의 금속 원소 또는 유기 화합물 중 어느 하나인 것이 가능하다. M은 금속 양이온 중 어느 하나이고, X는 산화물 또는 CL(Chlorine), Br(Bromine), 및 I(Iodine)의 할로겐 원자 중 어느 하나 이상을 조합하여 형성되는 것이 가능하다. A원자는 입방 단위격자의 각 꼭지점에 위치하고 M원자는 체심(Body-center)위치, 즉 중심에 자리 잡고 있으며, X원자는 면심(Face-center)위치, 즉 각 면의 중심에 존재 한다.It is effective to use a material having the chemical composition of AMX 3 for the upper
MA계로 MA(Methylamminium)PbI3를 사용하는 것이 가능하고, FA(Formamidinium)계로는 FAPbI3를 사용하는 것이 효과적이다. MAPbI3의 밴드갭은 1.55 내지 1.6eV이고, FAPbI3를의 밴드 갭은 약 1.45eV인 것이 효과적이다. 또한, FA계로 FA1-xCsxPbBryI3-y(단, 여기서 0≤x≤1, 0≤y≤3 이다)인을 사용하는 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 상부 광흡수층(130)으로 FA계를 사용하는 것이 바람직하다. FA계 페로브스카이트 흡수층은 MA계 대비 고온 안정성이 보다 우수하고, Cs 첨가로 인해 원하지 않는 델타(δ)상 FA계 화합물의 생성을 억제할 수 있다. 그리고, FA계에 Br을 첨가하는 것이 가능하다. Br의 첨가는 FA계 페로브스카이트 흡수층의 밴드 갭을 기존 MA계 페로브스카이트 흡수층의 밴드 갭과 유사한 정도로 크게 할 수 있다. 밴드 갭 에너지가 높은 범위까지 포함하게 되면, 단 파장의 빛을 고밴드갭 페로브스카이트층이 흡수하고, 광자 에너지와 밴드갭과의 차이로 생기는 열적 손실을 줄여 높은 전압을 발생시킬 수 있어 태양전지의 효율이 높아지게 된다.It is possible to use MA (Methylamminium) PbI 3 as the MA system, and it is effective to use FAPbI 3 as the FA (Formamidinium) system. It is effective that the band gap of MAPbI 3 is 1.55 to 1.6 eV, and the band gap of FAPbI 3 is about 1.45 eV. In addition, it is effective to use FA 1-x Cs x PbBr y I 3-y (where 0≤x≤1 and 0≤y≤3) as the FA system. In this embodiment, it is preferable to use an FA system as the upper
물론, 이에 한정되지 않고, 상부 광흡수층(130)으로, 할로겐화물 페로브스카이트 또는 금속 할로겐화물 페로브스카이트를 포함할 수 있다. 유기 할로겐화물 페로브스카이트는 예를 들어 CH3NH3PbI3, CH3NH3PbIxCl3-x, CH3NH3PbIxBr3-x, CH3NH3PbClxBr3-x, HC(NH2)2PbI3, HC(NH2)2PbIxCl3-x, HC(NH2)2PbIxBr3-x, HC(NH2)2PbClxBr3-x, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbI3, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbIxCl3-x, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbIxBr3-x, 또는 (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbClxBr3-x (0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함할 수 있다. 유기 할로겐화물의 유기 암모늄에 Cs 또는 Rb가 일부 도핑된 화합물도 사용될 수 있다. 그리고, 금속 할로겐화물 페로브스카이트는 예를 들어 요오드화납(PbI2), 요오드화브롬(PbBr) 또는 염화납(PbCl2)을 포함할 수 있다.Of course, the present invention is not limited thereto, and the upper
본 실시예의 상부 광흡수층(130)은 단파장의 빛을 분산하여 태양 모듈의 효율을 향상시킬 수 있는 광 분산 패턴(132)이 형성되어 있는 것이 효과적이다. 상부 광흡수층(130)은 광흡수 면부(131)와 광흡수 면부(131)에서 돌출된 다수의 광 분산 패턴(132)을 포함하는 것이 효과적이다.It is effective that the upper
광흡수 면부(131)는 평판 형상으로 제1 전하 전달층(120) 상에 형성되는 것이 효과적이다. 광 분산 패턴(132사각 기둥 형태의 돌기 형상으로 광흡수면부(131)에 균일하게 돌출되어 있는 형태인 것이 효과적이다. 광흡수 면부(131)와 광 분산 패턴(132)은 동일 물질로 제작되는 것이 효과적이다. 광 분산 패턴(132)은 상부 광흡수층(130)의 전체 두께를 100으로할 경우, 그 두께가 10 내지 70인 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 광 분산 패턴(132)이 돌출되어 있기 때문에 상부에서 직진하는 태양 광이 광 분산 패턴에 의해 일부 굴절 또는 관통되어 광이 분산된다. 광 분산 패턴(132)의 두께 즉, 높이가 10 보다 작은 경우에는 이 광 분산으로 인한 효율이 미비하다. 즉, 그 효율 향상이 0.5% 이하이다. 광 분산 패턴(132)의 높이가 70보다 클 경우에는 단차에 따른 종횡비차이로 인하여 후속 제2 전하 전달층(140)의 형성이 원활하게 되지 않아, 내부 보이드가 형성되는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 광 분산 패턴(132)의 높이는 전체 상부 광흡수층(100) 70%보다 작은 것이 효과적이다.It is effective that the light
앞서 설명에서, 광흡수 면부(131)와 광 분산 패턴(132)을 동일 물질로 제작하였지만, 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 도면에서와 같이 서로 다른 물질로 제작하는 것이 더욱 효과적이다. 낮은 밴드갭의 FA계의 물질로 광흡수 면부(131)를 형성하고, 그 상부에 높은 밴드갭을 갖는 MA계의 물질로 광 분산 패턴(132)을 형성하는 것이 효과적이다. 이를 통해 서로 다른 밴드갭에 의한 광효율이 증가될 수 있다.In the previous description, the light
광흡수 면부(131)의 전체 면적이 100일 경우, 돌출된 전체 광 분산 패턴(132)에 의해 차지 또는 가려지는 면적은 30 내지 70인 것이 효과적이다. 앞서 언급한 바와 같이 30보다 작으면 효과적인 효율이 발생하지 않고, 70보다 큰 경우에는 앞서와 같이 후속 형성/증착되는 층이 효과적으로 형성되지 않는 단점이 있다.When the total area of the light
또한, 광 흡수 면부(131)와 광 분산 패턴(132)을 다른 물질로 형성할 경우, 상부 광흡수층(130)으로 전달되는 100%의 광 중에서 30 내지 70%의 광은 광 분산 패턴(132)을 거친 다음 광흡수 면부(131)로 전달되게 된다. 여기서, 소멸, 상쇄되는 광의 특성을 생략한다. 이 경우, 일부 영역에서는 광의 이동 경로가 길어지게 되고, 밴드갭의 차에 의해 길어지는 이동 경로에 따른 전자,정공쌍의 생성이 증가하게된다. 본 실시예에서는 광흡수 면부(131)를 평면으로 형성하는 것은, 제공되는 광이 광흡수 면부(131)의 경계에서 반사되어 다시 상부 광흡수층(130)으로 전달되어 효율이 증가될 수 있기 때문이다.In addition, when the light
제2 전하 전달층(140)은 적어도 하나의 층으로 구성될 수 있으며, 전자수송, 정공수송, 전자차단, 및 정공차단 기능을 갖는 물질 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 제2 전하 전달층(140)을 제1 전하 전달층(120)과 반대의 기능을 하는 물질막으로 제작하는 것이 효과적이다.The second
제2 전하 전달층(140)으로 전자를 전달하는 전자 전달층이 사용될 수 있다. 전자전달층은 TiO2, SnO2, ZnO, CdS, NiO, WO3, TiSrO3, 그래핀, 카본나노튜브, C60 (fullerene), PCBM([6,6]-Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 효과적이다.An electron transport layer that transports electrons to the second
물론, n타입 실리콘을 포함하는 층으로 제작되는 것도 가능하다. 즉, 도핑을 통해 N타입의 실리콘 특성을 갖는 것이 효과적이고, 도핑 농도제어를 통해 밴드 갭과 일함수를 제어하는 것이 가능하다. 즉, 전자 전달층은 N 타입이며 실리콘을 포함하는 층일 수 있다. 물론, 비정질 실리콘 또는 비정질 실리콘 산화물, 비정질 실리콘 질화물, 비정질 실리콘 탄화물 및 질산화물 및 비정질 실리콘 게르마늄 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 효과적이다. 제2 전하 전달층(140)은 상부광흡수층(130)에서 생성된 전자를 상기 제2 전극(150)에 전달할 수 있다.Of course, it is also possible to fabricate a layer containing n-type silicon. That is, it is effective to have N-type silicon characteristics through doping, and it is possible to control the band gap and the work function through doping concentration control. That is, the electron transport layer may be an N-type layer and include silicon. Of course, it is effective to include at least one of amorphous silicon or amorphous silicon oxide, amorphous silicon nitride, amorphous silicon carbide and nitride oxide, and amorphous silicon germanium. The second
제2 전극(150)은 전기 전도성을 갖는 다양한 물질이 사용될 수 있다. 물론 광을 투과하는 성질을 같는 물질을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 한층 또는 다층으로 제작될 수 있고, 다양한 전도성 물질이 혼합되어 제작될 수 있다. 제2 전극(150)으로는 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped tin oxide), IWO(Indium Tungaten Oxide), ZITO(Zinc Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IZTO(indium zinc-tin oxide), Metal NWs(Silver nanowires, Cupper nanowires 등), 카본, 카본나노튜브, 그래핀, Al, Ag, Cu, Mg, Mo, Ti 및 Au 중에서 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.Various materials having electrical conductivity may be used for the
본 실시예에서는 다수의 고효율 태양광 모듈이 배선 기판 상에 매트릭스 배치되는 것이 효과적이다.In this embodiment, it is effective that a plurality of high-efficiency solar modules are arranged in a matrix on a wiring board.
매트릭스 배열된 고효율 태양광 모듈(1)은 일 모듈을 기준으로 인접한 다른 하나의 태양광 모듈(1)과 제1 전극(100) 간이 상부 배선(10)과 연결되고, 이 다른 하나의 모듈의 제2 전극(150)은 또다른 하나의 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)과 하부 배선(20)으로 연결된다. 이때, 하나의 태양광 모듈(1)의 제1 전극(100)이 독립된 상부 배선(10)과 연결되고, 이 독립된 상부 배선(10)은 외부 단자와 접속된다. 또한, 또 다른 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)이 독립된 하부 배선(20)과 연결되고, 이 독립된 하부 배선(20)은 외부 단자와 접속되는 것이 효과적이다.The matrix-arranged high-efficiency photovoltaic module 1 is connected to the
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 횡 방향 또는 열 방향으로 배열된 태양광 모듈(1)들의 제1 전극(100)이 상부 배선(10)으로 연결되고, 이 반대 방향(열 방향 또는 횡 방향)의 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)이 하부 배선(20)으로 연결된다.Of course, the present invention is not limited thereto, and the
본 실시예의 상부 배선(10)과 하부 배선(20)은 다양한 금속성의 물질로 제작되는 것이 가능하다. 물론, 이 금속 성의 배선이 다양한 형성 방법을 통해 형성되는 것이 가능하고, 와이어등을 통해 제작되어 태양광 모듈(1)의 전극들에 접속되는 것도 가능하다.The
물론, 하부 배선(20)은 다양한 금속으로 형성되고, 상부 배선(10)은 와이어 형태로 제작되어 연결되는 것이 가능하다.Of course, the
본 실시예의 상부 배선(10)과 하부 배선(20)은 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함하느 금속물질을 사용하는 것이 효과적이다.It is effective to use a metal material including at least one of aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), and copper (Cu) for the
하기에서는 상술한 실시예에 따른 고효율 태양광 모듀의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a high-efficiency solar module according to the above-described embodiment will be described with reference to the drawings.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.4 to 8 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a high-efficiency solar module according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극(100) 상에 제1 전하 전달층(120)을 형성한다. 이때, 제1 전극(100)은 기판 또는 캐리어 상에 형성되는 것이 효과적이다. 이때, 제1 전극(100)으로는 투광성의 물질을 사용하여 제작하는 것이 효과적이고, 앞서 언급한 물질을 이용하여 제1 전극(100)을 형성한다. 이후, 제1 전극(100) 상에 앞서 언급한 물질들을 이용하여 제1 전하 전달층(120)을 형성한다.As shown in FIG. 4 , a first
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전하 전달층(120) 상에 상부 광흡수층(130)을 형성한다. 이때, 상부 광흡수층(130)은 앞서 언급한 물질을 이용하여 형성하되, 본 실시예에서는 MA계 또는 FA계 물질을 일정 높이의 두께로 형성하는 것이 효과적이다.As shown in FIG. 5 , an upper
도 6에 도시된 바와 같이 상부 광흡수층(130)의 일부를 제거하여 광 분산 패턴(132)을 형성한다. 이를 위해, 도시되지 않았지만, 포토리소그라피 공정을 수행하는 것이 효과적이다. 먼저, 상부 광흡수층(130) 상에 포토레지스트층을 도포한다. 이후, 포토레지스트층을 패터닝하여 상부 광흡수층(130)이 형성되지 않는 영역을 노출한다. 노출된 상부 광흡수층(130)의 일부를 제거하고, 포토레지스트 패턴을 제거하여 광 분산 패턴(132)을 갖는 상부 광 흡수층(130)을 형성한다. 여기서, 노출된 상부 광흡수층(130)의 제거는 샌드블러스트 공정을 통해 제거하는 것이 효과적이다. 이를 통해 상부 광흡수층(130)의 제거되는 면의 표면에 미세 단차가 형성되어 후속 제2 전하 전달층(140) 형성시 접착력이 증가할 수 있다. 또한, 샌드블러스트 공정의 파워를 조절하여 광 분산 패턴의 높이 조절이 용이하기 때문이다.As shown in FIG. 6 , a portion of the upper
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 광 분산 패턴(132)이 형성된 상부 광흡수층(130) 상에 제2 전하 전달층(140)을 형성한다. 제2 전하 전달층(140) 상에 제2 전극(150)을 형성하여, 본 실시예의 고효율 태양광 모듈을 제조한다.7 and 8 , the second
하기에서는 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈에 관해 도면을 참조하여 설명한다. 후술되는 설명중 상술한 실시예의 설명과 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 설명의 기술은 상술한 실시예에 적용될 수 있다.Hereinafter, a high-efficiency solar module according to another embodiment will be described with reference to the drawings. Among the descriptions to be described below, descriptions that overlap with those of the above-described embodiments will be omitted. In addition, the techniques of the description to be described later can be applied to the above-described embodiments.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.9 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to another embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 패널의 단면 개념도이다.10 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar panel according to another embodiment of the present invention.
도 11은 다른 실시예의 변형예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.11 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to a modified example of another embodiment.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 고효율 태양광 패널은 기판(1100)과, 기판(1100) 상에 순차 배치된 복수의 태양광 모듈(1)과, 인접한 태양광 모듈(1)의 제1 전극(100) 간을 교번으로 전기적 연결하는 상부 배선(10)과, 상부 배선(10)과 엇갈리게 인접한 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)을 교번으로 전기적 연결하는 하부 배선(20)과, 상기 태양광 모듈(1), 상부 배선(10) 및 하부 배선(20)을 몰딩하는 몰딩부(30)를 포함한다.9 to 11, the high-efficiency solar panel of this embodiment includes a
고효율 태양광 모듈(1)은 제1 파장의 광을 흡수하는 제1 전지부(1000)와, 제2 파장의 광을 흡수하는 제2 전지부(2000)와, 제1 전지부(1000)와 제2 전지부(2000)를 연결하는 접합층(3000)을 포함한다.The high-efficiency solar module 1 includes a
제2 전지부(2000)는 페로브스카이트 구조를 포함하여 800nm 이하의 파장의 광을 흡수하고, 제1 전지부(1000)는 800nm이상 파장의 광을 흡수하는 것이 효과적이다.It is effective that the
제1 전지부(1000)는 기판(1100)과, 기판(1100) 상에 형성된 제1 전극(1200)과, 제1 전극(1200) 상에 형성된 제1 실리콘층(1300)과, 제1 실리콘층(1300) 상에 형성된 하부 광흡수층(1400)과, 하부 광흡수층(1400) 상에 형성된 제2 실리콘층(1500)을 포함한다.The
상기 기판(1100)은 유리, 금속, PET, PEN, PES, PI, 실리콘 중 적어도 어느 하나의 기판을 사용하는 것이 가능하다. 물론, 기판(1100)이 단일층이 아니라 다층 기판을 사용하는 것이 가능하다.The
제1 전극(1200)은 전기 전도성을 갖는 다양한 물질이 사용될 수 있다. 물론 광을 투과하는 성질을 같는 물질을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 한층 또는 다층으로 제작될 수 있고, 다양한 전도성 물질이 혼합되어 제작될 수 있다.Various materials having electrical conductivity may be used for the
제1 전극(1200)으로는 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped tin oxide), IWO(Indium Tungaten Oxide), ZITO(Zinc Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IZTO(indium zinc-tin oxide), Metal NWs(Silver nanowires, Cupper nanowires 등), 카본, 카본나노튜브, 그래핀, Al, Ag, Cu, Mg, Mo, Ti 및 Au 중에서 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 제1 전극(1200)은 투광성 전극층과 그 하부에 매쉬 패턴의 금속성 전극층이 형성되는 것이 가능하다.Examples of the
제1 실리콘층(1300)은 도시되지 않았지만, 제1 패시베이션층과 제1 고농도 실리콘층을 포함한다. 패시베이션층으로 비정질 실리콘을 사용하는 것이 효과적이고, 제1 고농도 실리콘 층으로 P타입으로 고농도 도핑된 비정질 실리콘층을 사용하는 것이 효과적이다. 물론, 이에 한정되지 않고, N타입으로 고농도 도핑된 비정질 실리콘층을 사용하는 것이 가능하다. 여기서, 제2 실리콘층(1500)은 제1 실리콘층(1300)과의 반대의 타입으로 도핑되는 것이 효과적이다. 즉, 제1 실리콘층(1300)이 P타입으로 도핑되는 경우, 제2 실리콘층(1500)이 N타입으로 도핑되고, 제1 실리콘층(1300)이 N타입으로 도핑되는 경우, 제2 실리콘층(1500)이 P타입으로 도핑될 수 있다. 여기서, 도핑을 통해 에너지 밴드갭의 도절이 가능하여 광흡수 손실을 최소화 하는 것이 기능하다.Although not shown, the
하부 광흡수층(1400)은 결정질 실리콘층을 사용하거나, 3족 반도체를 도핑하여 형성된 반도체층인 것이 가능하다. 이를 통해 800 내지 1200nm 파장의 빛을 흡수하여 전자-정공쌍을 생성하는 것이 효과적이다. 물론, 하부 광흡수층(1400)으로 n타입 또는 p타입 도판트로 도핑하는 것도 가능하다. 그리고, 하부 광흡수층(1400)이 단일 층이 아닌 복수층으로 형성되는 것도 가능하다. 본 실시예에서는 도면에서와 같이 하부 광흡수층(1400)은 텍스처링 패터닝이 형성되어 있는 것이 효과적이다. 텍스처링 패터닝을 통해 광 효율을 향상시켜 전기적 효율을 증대시킬 수 있다.The lower
제2 실리콘층(1500)은 제2 패시베이션층과 제2 고농도 실리콘층을 포함한다. 패시베이션층으로 비정질 실리콘을 사용하는 것이 효과적이고, 제2 고농도 실리콘 층으로 N타입으로 고농도 도핑된 비정질 실리콘층을 사용하는 것이 효과적이다. 하부 광흡수층 상에 형성되는 제2 실리콘층(1500)도 텍스처링 패터닝이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이는 하부 광흡수층(1400)에 기인한 것으로 접촉 면적이 넓어짐으로 인해 접착력이 향상될 수 있다.The
본 실시예에서는 접합층(3000)을 통해 2단자 구조의 탠덤 태양광 모듈 구조의 형성이 가능하다. 접합층(3000)은 제1 및 제2 전지부(1000, 2000)를 물리적으로 결합시키고, 상측 페로브스카이트 구조의 제2 전지부(2000)를 투과하는 장파장의 광이 투과 손실 없이 하부 제1 전지부(1000)로 입사되도록 하는 것이 효과적이다. 이를 위해 접합층(3000)은 투명 전도성 물질, 탄소질 전도성 물질 또는 금속성 물질을 사용할 수 있고, N타입 또는 P타입 물질을 도핑하여 형성하는 것도 가능하다. 물론, 접합층으로 N타입 반도체 물질이 사용되는 것도 가능하고, P타입 반도체 물질이 사용될 수도 있다. 본 실시예에서는 CdS, ZnS, InS 물질이 사용될 수 있다.In the present embodiment, it is possible to form a tandem solar module structure having a two-terminal structure through the
상기 접합층(3000) 상에는 제2 전지부(2000)가 형성된다.A
제2 전지부(2000)는 접합층(3000) 상에 형성된 제1 전하 전달층(2100)과, 상기 제1 전하 전달층(2100) 상에 위치한 상부광흡수층(2200)과, 상기 상부광흡수층(2200) 상에 위치한 제2 전하 전달층(2300)과, 상기 제2 전하 전달층(2300) 상에 위치한 제2 전극(2400)을 포함한다.The
제1 전하 전달층(2100)은 적어도 하나의 층으로 구성될 수 있으며, 전자수송, 정공수송, 전자차단, 및 정공차단 기능을 갖는 물질 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 제1 전하 전달층(2100)와 제2 전하 전달층(2300)은 서로 상반되는 기능의 캐리어 기능 물질을 사용하는 것이 효과적이다. 제1 전하 전달층(2100)으로 정공을 전달하는 정공 전달층이 사용될 수 있다. 여기서, 정공전달층은 전도성 고분자를 포함할 수 있다.The first
정공 전달층으로 실리콘 또는 실리콘 합금 조성물을 사용하는 것이 효과적이고, 도핑을 통해 P타입의 실리콘 특성을 갖는 것이 효과적이고, 도핑 농도제어를 통해 밴드 갭과 일함수를 제어하는 것이 가능하다.It is effective to use silicon or a silicon alloy composition as the hole transport layer, it is effective to have P-type silicon properties through doping, and it is possible to control the band gap and the work function through doping concentration control.
상부광흡수층(2200)은 300 내지 800nm 파장의 광을 흡수하여 전자 정공쌍을 생성하는 것이 가능하다. 상부광흡수층(2200)은 페로브스카이트 구조를 가지는 것이 효과적이다. 상부 광흡수층(2200)은 태양광이 흡수되면 상부 광흡수층(2200)에서 안정 상태를 유지하던 전자가 여기되고, 여기된 전자와 여기된 전자로 인해 형성된 정공 각각은 인접한 전하수송층으로 이동하게 된다. 이때, 전자는 전자수송의 기능을 가지는 전하전달층으로, 정공은 정공수송의 기능을 가지는 전하수송층으로 이동한다.The upper
상부 광흡수층(2200)은 AMX3의 화학조성을 지니는 물질을 사용하는 것이 효과적이다. 여기서, A는 MA, FA, Cs, Rb의 금속 원소 또는 유기 화합물 중 어느 하나인 것이 가능하다. M은 금속 양이온 중 어느 하나이고, X는 산화물 또는 CL(Chlorine), Br(Bromine), 및 I(Iodine)의 할로겐 원자 중 어느 하나 이상을 조합하여 형성되는 것이 가능하다. A원자는 입방 단위격자의 각 꼭지점에 위치하고 M원자는 체심(Body-center)위치, 즉 중심에 자리 잡고 있으며, X원자는 면심(Face-center)위치, 즉 각 면의 중심에 존재 한다.It is effective to use a material having the chemical composition of AMX 3 for the upper
상부 광흡수층(2200)은 단파장의 빛을 분산하여 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 광 분산 패턴이 형성되어 있는 것이 효과적이다. 상부 광흡수층(2200)은 광흡수 면부와 광흡수 면부에서 돌출된 다수의 광 분산 패턴을 포함하는 것이 효과적이다.It is effective that the upper
광흡수 면부는 평판 형상으로 제1 전하 전달층(2100) 상에 형성되는 것이 효과적이다. 광 분산 패턴은 사각 기둥 형태의 돌기 형상으로 광흡수면부에 균일하게 돌출되어 있는 형태인 것이 효과적이다. 광흡수 면부와 광 분산 패턴은 동일 물질로 제작되는 것이 효과적이다. 광 분산 패턴은 상부 광흡수층의 전체 두께를 100으로할 경우, 그 두께가 10 내지 70인 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 광 분산 패턴이 돌출되어 있기 때문에 상부에서 직진하는 태양 광이 광 분산 패턴에 의해 일부 굴절 또는 관통되어 광이 분산된다. 광 분산 패턴의 두께 즉, 높이가 10 보다 작은 경우에는 이 광 분산으로 인한 효율이 미비하다. 즉, 그 효율 향상이 0.5% 이하이다. 광 분산 패턴의 높이가 70보다 클 경우에는 단차에 따른 종횡비차이로 인하여 후속 제2 전하 전달층(2300)의 형성이 원활하게 되지 않아, 내부 보이드가 형성되는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 광 분산 패턴의 높이는 전체 상부 광흡수층(2200) 70%보다 작은 것이 효과적이다.It is effective that the light absorption surface is formed on the first
앞서 설명에서, 광흡수 면부와 광 분산 패턴을 동일 물질로 제작하였지만, 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 도면에서와 같이 서로 다른 물질로 제작하는 것이 더욱 효과적이다. 낮은 밴드갭의 FA계의 물질로 광흡수 면부를 형성하고, 그 상부에 높은 밴드갭을 갖는 MA계의 물질로 광 분산 패턴을 형성하는 것이 효과적이다. 이를 통해 서로 다른 밴드갭에 의한 광효율이 증가될 수 있다.In the above description, the light absorption surface portion and the light dispersion pattern were made of the same material, but the present embodiment is not limited thereto, and it is more effective to use different materials as shown in the drawings. It is effective to form the light absorption surface with a low bandgap FA-based material, and to form a light dispersion pattern with a high-bandgap MA-based material on the upper portion. Through this, light efficiency due to different band gaps may be increased.
광흡수 면부의 전체 면적이 100일 경우, 돌출된 전체 광 분산 패턴에 의해 차지 또는 가려지는 면적은 30 내지 70인 것이 효과적이다. 앞서 언급한 바와 같이 30보다 작으면 효과적인 효율이 발생하지 않고, 70보다 큰 경우에는 앞서와 같이 후속 형성/증착되는 층이 효과적으로 형성되지 않는 단점이 있다.When the total area of the light absorption surface is 100, it is effective that the area occupied or covered by the protruding total light dispersion pattern is 30 to 70. As mentioned above, when it is less than 30, effective efficiency does not occur, and when it is greater than 70, there is a disadvantage in that the subsequently formed/deposited layer is not effectively formed as described above.
제2 전하 전달층(2300)은 적어도 하나의 층으로 구성될 수 있으며, 전자수송, 정공수송, 전자차단, 및 정공차단 기능을 갖는 물질 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 제2 전하 전달층(2300)을 제1 전하 전달층(2100)과 반대의 기능을 하는 물질막으로 제작하는 것이 효과적이다.The second
제2 전하 전달층(2300)으로 전자를 전달하는 전자 전달층이 사용될 수 있다. 전자전달층은 TiO2, SnO2, ZnO, CdS, NiO, WO3, TiSrO3, 그래핀, 카본나노튜브, C60 (fullerene), PCBM([6,6]-Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 효과적이다. 물론, n타입 실리콘을 포함하는 층으로 제작되는 것도 가능하다. 즉, 도핑을 통해 N타입의 실리콘 특성을 갖는 것이 효과적이고, 도핑 농도제어를 통해 밴드 갭과 일함수를 제어하는 것이 가능하다.An electron transport layer that transports electrons to the second
제2 전극(2400)은 전기 전도성을 갖는 다양한 물질이 사용될 수 있다. 물론 광을 투과하는 성질을 같는 물질을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 한층 또는 다층으로 제작될 수 있고, 다양한 전도성 물질이 혼합되어 제작될 수 있다. 제2 전극(2400)으로는 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped tin oxide), IWO(Indium Tungaten Oxide), ZITO(Zinc Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IZTO(indium zinc-tin oxide), Metal NWs(Silver nanowires, Cupper nanowires 등), 카본, 카본나노튜브, 그래핀, Al, Ag, Cu, Mg, Mo, Ti 및 Au 중에서 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.Various materials having electrical conductivity may be used for the
본 실시예는 상술한 구조에 한정되지 않고 도면에서와 같이, 텍스처링 패턴이 제1 실리콘층(2100)에 형성될 수 있고, 그 상부에 하부 광흡수층(1400)이 형성되는 것도 가능하다.The present embodiment is not limited to the above-described structure, and as shown in the drawings, a texturing pattern may be formed on the
본 실시예에서는 다수의 고효율 태양광 모듈(1)이 기판(1100) 상에 매트릭스 배치되는 것이 효과적이다.In this embodiment, it is effective that a plurality of high-efficiency solar modules 1 are arranged in a matrix on the
먼저, 기판(1100) 상에 하부 배선(20)을 형성하고, 하부 배선 상에 태양광 모듈의 제2 전극(150)이 접촉되도록 매트릭스 배치한다. 이때, 일 모듈을 기준으로 인접한 다른 하나의 태양광 모듈(1)과 제2 전극(150) 간이 하부 배선(20)과 연결된다. 또한, 태양광 모듈(1)의 상부 배선이 제1 전극(100)이 접촉되도록 한다. 여기서, 다른 하나의 모듈의 제1 전극(100)은 또 다른 하나의 태양광 모듈의 제1 전극과 연결될 수 있다. 이때, 하나의 태양광 모듈(1)의 제1 전극(100)이 독립된 상부 배선(10)과 연결되고, 이 독립된 상부 배선(10)은 외부 단자와 접속된다. 또한, 또 다른 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)이 독립된 하부 배선(20)과 연결되고, 이 독립된 하부 배선(20)은 외부 단자와 접속되는 것이 효과적이다.First, a
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 횡 방향 또는 열 방향으로 배열된 태양광 모듈(1)들의 제1 전극(100)이 상부 배선(10)으로 연결되고, 이 반대 방향(열 방향 또는 횡 방향)의 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)이 하부 배선(20)으로 연결된다.Of course, the present invention is not limited thereto, and the
본 실시예의 상부 배선(10)과 하부 배선(20)은 다양한 금속성의 물질로 제작되는 것이 가능하다. 물론, 이 금속 성의 배선이 다양한 형성 방법을 통해 형성되는 것이 가능하고, 와이어등을 통해 제작되어 태양광 모듈(1)의 전극들에 접속되는 것도 가능하다.The
물론, 하부 배선(20)은 다양한 금속으로 형성되고, 상부 배선(10)은 와이어 형태로 제작되어 연결되는 것이 가능하다.Of course, the
본 실시예의 상부 배선(10)과 하부 배선(20)은 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함하느 금속물질을 사용하는 것이 효과적이다.It is effective to use a metal material including at least one of aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), and copper (Cu) for the
본 실시예에서는 기판(1100) 상측의 구조물을 몰딩하는 몰딩부(30)를 포함한다. 이때, 몰딩부는 투광성 재료로 제작되어 외부 오염이나 충격으로 부터 기판 상측 구조물을 보호하는 것이 효과적이다.In this embodiment, a
또한, 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 또 다른 실시예가 가능하다.Further, the present invention is not limited to the above description, and other embodiments are possible.
하기에서는 또 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 전지에 관해 도면을 참조하여 설명한다. 후술되는 설명중 상술한 실시예들의 설명과 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 설명의 기술은 상술한 실시예에 적용될 수 있다.Hereinafter, a high-efficiency solar cell according to another embodiment will be described with reference to the drawings. Among the descriptions to be described below, descriptions that overlap with those of the above-described embodiments will be omitted. In addition, the techniques of the description to be described later can be applied to the above-described embodiments.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.12 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to another embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 패널의 단면 개념도이다.13 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar panel according to another embodiment of the present invention.
도 14는 또 다른 실시예의 변형예에 따른 고효율 태양광 모듈의 단면 개념도이다.14 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar module according to a modified example of another embodiment.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예의 변형예에 따른 고효율 태양광 패널의 단면 개념도이다.15 is a cross-sectional conceptual view of a high-efficiency solar panel according to a modified example of another embodiment of the present invention.
도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 고효율 태양광 패널은 기판(1100)과, 기판(1100) 상에 순차 배치된 복수의 태양광 모듈(1)과, 인접한 태양광 모듈(1)의 제1 전극(100) 간을 교번으로 전기적 연결하는 상부 배선(10)과, 상부 배선(10)과 엇갈리게 인접한 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)을 교번으로 전기적 연결하는 하부 배선(20)과, 상기 태양광 모듈(1), 상부 배선(10) 및 하부 배선(20)을 몰딩하는 몰딩부(30)를 포함한다.12 to 15 , the high-efficiency solar panel includes a
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고효율 태양광 모듈은 기판(4100)과, 기판(4100) 상에 형성된 제1 전극(4200)과, 제1 전극(4200) 상에 교번으로 형성된 제1 전하 전달층(4300) 및 제1 실리콘층(4400)과, 상기 제1 전하 전달층(4300) 상에 순차적으로 형성된 상부 광흡수층(4500) 및 제2 전하 전달층(4700)과, 제1 실리콘층(4400) 상에 순차적으로 형성된 하부 광흡수층(4600) 및 제2 실리콘층(4800)과, 상기 제2 전하전달층(4700)과 제2 실리콘층(4800) 상에 형성된 제2 전극(4900)을 포함한다.A high-efficiency solar module according to another embodiment of the present invention has a
본 실시예의 기판(4100)은 사각 판 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 물론, 원형의 판 형태로 또는 다각형의 판 형상으로 제작되는 것도 가능하다. 상기 기판은 유리, 금속, PET, PEN, PES, PI, 실리콘 중 적어도 어느 하나의 기판을 사용하는 것이 효과적이다.It is effective that the
기판(4100) 상에는 제1 전극(4200)이 형성된다. 제1 전극(4200)으로는 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped tin oxide), IWO(Indium Tungaten Oxide), ZITO(Zinc Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IZTO(indium zinc-tin oxide), Metal NWs(Silver nanowires, Cupper nanowires 등), 카본, 카본나노튜브, 그래핀, Al, Ag, Cu, Mg, Mo, Ti 및 Au 중에서 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.A
제1 전극(4200)상에는 제1 전하 전달층(4300) 및 제1 실리콘층(4400)이 교번으로 형성되어 있는 것이 효과적이다. 이 두층은 메쉬 패턴 형태로 형성되는 것이 효과적이다. 물론, 이에 한정되지 않고, 제1 전극(4200) 상에 제1 전하 전달층(4300)과 제1 실리콘층(4400)이 직선 형태로 형성되는 것도 가능하다. 또한, 그 상부에 형성되는 상부 광흡수층(4500)과 하부 광흡수층(4600)도 교번으로 형성되고, 제2 전하전달층(4700) 및 제2 실리콘층(4800)도 교번으로 형성되는 것이 바람직하다.It is effective that the first
여기서, 하부 제1 전극(4100)의 전체 면적을 100으로할 경우, 상부 광흡수층(4500)과 하부 광흡수층(4600)의 면적은 상부 광흡수층(4500)이 50 내지 70%이고, 하부 광흡수층이 30 내지 50% 인 것이 효과적이다. 이는 상부 광흡수층(4500)에 의한 파장의 효율이 더 높기 때문이다. 물론, 상부 광흡수층(4500)과 하부 광 흡수층(4600)의 면적이 50: 50으로 동일한 것도 가능하다.Here, when the total area of the lower
제1 전하 전달층(4300), 상부 광흡수층(4500) 및 제2 전하 전달층(4700)이 제1 파장 광 흡수부를 구성하고, 제1 실리콘층(4400), 하부 광흡수층(4600) 및 제2 실리콘층(4800)이 제2 파장 광 흡수부를 구성한다. 그리고, 제1 파장 광흡수부와 제2 파장 광흡수부가 전극부 사이에서 교번으로 형성되어 있기 때문에 넓은 파장의 광 흡수가 가능하여 태양광 모듈의 효율이 증가될 수 있다. 즉, 800um이하의 파장은 상부 광흡수층(4500)에 의해 흡수되고, 800um이상의 파장은 하부 광흡수층(4600)에 의해 광이 흡수되기 때문에 넓은 파장대의 광이 흡수될 수 있다. 또한, 이들이 교번으로 제작되기 때문에 계면에서의 광의 확산, 반사, 분산등으로 인하여 광의 흡수율이 증가할 수 있다.The first
그리고, 본 실시예와 같이 제1 파장 광 흡수부와 제2 파장 광흡수부를 수평 방향으로 제작할 수 있기 때문에 전체 태양광 모듈의 두께를 줄여 슬림화하는 것이 가능하게 된다. 이를 통해 굴곡면이나 단차면에 모듈을 부착하는 것이 가능하여, 태양관 모듈 즉, 장치의 활용성이 향상될 수 있다.In addition, since the first wavelength light absorption unit and the second wavelength light absorption unit can be manufactured in the horizontal direction as in the present embodiment, it is possible to reduce the thickness of the entire solar module to make it slim. Through this, it is possible to attach the module to the curved surface or the stepped surface, so that the utility of the solar tube module, that is, the device can be improved.
본 실시예의 태양광 모듈은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다. 도면에 도시된 바와 같이 본 변형예에 따른 고효율 태양광 모듈은 기판(5100)과, 기판 상에 형성된 제1 전극(5200)과, 제1 전극(5200) 상에 형성된 제1 캐리어층(5300)과, 제1 캐리어층(5300) 상에 교번으로 형성된 상부 광흡수층(5400) 및 하부 광흡수층(5500)과, 상기 상부 광흡수층(5400) 및 하부 광흡수층(5500) 상에 형성된 제2 캐리어층(5600)과, 제2 캐리어층(5600) 상에 형성된 제2 전극(5700)을 포함한다.The solar module of this embodiment is not limited to the above description, and various modifications are possible. As shown in the figure, the high-efficiency solar module according to this modified example includes a
본 변형예에서는 광흡수층을 교번으로 형성하고, 그 상하의 캐리어층을 단일 층으로 두어 태양광 모듈은 제작 공정을 단순화할 수 있다.In this modified example, the light absorption layer is alternately formed, and the upper and lower carrier layers are placed as a single layer to simplify the manufacturing process of the solar module.
상기 제1 및 제2 전극(5200, 5700)은 전기 전도성을 갖는 투광성 물질을 사용하는 것이 효과적이다. 바람직하게는 제1 및 제2 전극(5200, 5700)으로 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped tin oxide), IWO(Indium Tungaten Oxide), ZITO(Zinc Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide) 및 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IZTO(indium zinc-tin oxide)를 사용하는 것이 효과적이다.It is effective to use a light-transmitting material having electrical conductivity for the first and
제1 캐리어층(5300)은 정공을 전달하는 정공 전달층이 사용될 수 있다. 여기서, 정공전달층은 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 전도성 고분자 물질은 예를 들어 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리 싸이오펜, 폴리-3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜-폴리스타이렌설포네이트(PEDOT-PSS), 폴리-[비스(4-페닐)(2,4,6-트리메틸페닐)아민](PTAA), 스피로-미오타드(Spiro-MeOTAD) 또는 폴리아닐린-캄포설폰산(PANI-CSA) 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
또한, 정공 전달층으로 실리콘 또는 실리콘 합금 조성물을 사용하는 것이 효과적이고, 도핑을 통해 P타입의 실리콘 특성을 갖는 것이 효과적이고, 도핑 농도제어를 통해 밴드 갭과 일함수를 제어하는 것이 가능하다.In addition, it is effective to use silicon or a silicon alloy composition as the hole transport layer, it is effective to have P-type silicon properties through doping, and it is possible to control the band gap and the work function through doping concentration control.
제2 캐리어층(5600)은 전자를 전달하는 전자 전달층이 사용될 수 있다. 전자전달층은 TiO2, SnO2, ZnO, CdS, NiO, WO3, TiSrO3, 그래핀, 카본나노튜브, C60 (fullerene), PCBM([6,6]-Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 효과적이다. 물론, n타입 실리콘을 포함하는 층으로 제작되는 것도 가능하다. 물론, 비정질 실리콘 또는 비정질 실리콘 산화물, 비정질 실리콘 질화물, 비정질 실리콘 탄화물 및 질산화물 및 비정질 실리콘 게르마늄 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 가능하다.The
본 실시예에서는 다수의 고효율 태양광 모듈(1)이 기판(1100) 상에 매트릭스 배치되는 것이 효과적이다.In this embodiment, it is effective that a plurality of high-efficiency solar modules 1 are arranged in a matrix on the
먼저, 기판(1100) 상에 하부 배선(20)을 형성하고, 하부 배선 상에 태양광 모듈의 제2 전극(150)이 접촉되도록 매트릭스 배치한다. 이때, 일 모듈을 기준으로 인접한 다른 하나의 태양광 모듈(1)과 제2 전극(150) 간이 하부 배선(20)과 연결된다. 또한, 태양광 모듈(1)의 상부 배선이 제1 전극(100)이 접촉되도록 한다. 여기서, 다른 하나의 모듈의 제1 전극(100)은 또 다른 하나의 태양광 모듈의 제1 전극과 연결될 수 있다. 이때, 하나의 태양광 모듈(1)의 제1 전극(100)이 독립된 상부 배선(10)과 연결되고, 이 독립된 상부 배선(10)은 외부 단자와 접속된다. 또한, 또 다른 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)이 독립된 하부 배선(20)과 연결되고, 이 독립된 하부 배선(20)은 외부 단자와 접속되는 것이 효과적이다.First, a
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 횡 방향 또는 열 방향으로 배열된 태양광 모듈(1)들의 제1 전극(100)이 상부 배선(10)으로 연결되고, 이 반대 방향(열 방향 또는 횡 방향)의 태양광 모듈(1)의 제2 전극(150)이 하부 배선(20)으로 연결된다.Of course, the present invention is not limited thereto, and the
본 실시예의 상부 배선(10)과 하부 배선(20)은 다양한 금속성의 물질로 제작되는 것이 가능하다. 물론, 이 금속 성의 배선이 다양한 형성 방법을 통해 형성되는 것이 가능하고, 와이어등을 통해 제작되어 태양광 모듈(1)의 전극들에 접속되는 것도 가능하다.The
물론, 하부 배선(20)은 다양한 금속으로 형성되고, 상부 배선(10)은 와이어 형태로 제작되어 연결되는 것이 가능하다.Of course, the
본 실시예의 상부 배선(10)과 하부 배선(20)은 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함하느 금속물질을 사용하는 것이 효과적이다.It is effective to use a metal material including at least one of aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), and copper (Cu) for the
본 실시예에서는 기판(1100) 상측의 구조물을 몰딩하는 몰딩부(30)를 포함한다. 이때, 몰딩부는 투광성 재료로 제작되어 외부 오염이나 충격으로 부터 기판 상측 구조물을 보호하는 것이 효과적이다.In this embodiment, a
이와 같은 본 발명에 따른 고효율 태양광 패널은 패널 전체의 두께를 얇게할 수 있을 뿐만 아니라, 패널의 사용 수명을 증대시킬 수 있다. 패널의 수명은 광흡수층의 열화에 기인한 것인데, 패널의 두께가 얇아져 열 방출이 용이할 수 있게되어 열화를 방지할 수 있다. 또한, 몰딩을 통해 광흡수층을 외부 충격 및 오염으로 부터 보호할 수 있어 패널 전체의 수명을 증대시킬 수 있다.Such a high-efficiency solar panel according to the present invention can reduce the overall thickness of the panel as well as increase the service life of the panel. The lifespan of the panel is due to the deterioration of the light absorption layer, and since the thickness of the panel is reduced, heat dissipation can be facilitated, and deterioration can be prevented. In addition, the light absorbing layer can be protected from external impact and contamination through molding, thereby increasing the lifespan of the entire panel.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention described above has been specifically described in the preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the description and not the limitation. In addition, a person skilled in the art of the present invention will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention.
1: 태양광 모듈
10: 상부 배선
20: 하부 배선
30: 몰딩부
100, 1200, 4200, 5200: 제1 전극
120, 2100, 4300: 제1 전하 전달층
130, 2200, 4500, 5400: 상부 광흡수층
131: 광흡수 면부
132: 광 분산 패턴
140, 2300, 4700: 제2 전하 전달층
150, 2400, 4900, 5700: 제2 전극
1000: 제1 전지부
1100, 4100, 5100: 기판
1300, 4400: 제1 실리콘층
1400, 4600, 5500: 하부 광흡수층
1500, 4800: 제2 실리콘층
2000: 제2 전지부
3000: 접합층
5300: 제1 캐리어층
5600: 제2 캐리어층1: Solar module
10: upper wiring
20: lower wiring
30: molding unit
100, 1200, 4200, 5200: first electrode
120, 2100, 4300: first charge transport layer
130, 2200, 4500, 5400: upper light absorption layer
131: light absorption surface
132: light dispersion pattern
140, 2300, 4700: second charge transport layer
150, 2400, 4900, 5700: second electrode
1000: first battery unit
1100, 4100, 5100: substrate
1300, 4400: first silicon layer
1400, 4600, 5500: lower light absorption layer
1500, 4800: second silicon layer
2000: second battery unit
3000: bonding layer
5300: first carrier layer
5600: second carrier layer
Claims (12)
상기 기판 상에 순차 배치된 복수의 태양광 모듈;
인접한 태양광 모듈의 제1 전극 간을 교번으로 전기적 연결하는 상부 배선;
상기 상부 배선과 엇갈리게 인접한 태양광 모듈의 제2 전극을 교번으로 전기적 연결하는 하부 배선; 및
상기 태양광 모듈, 상부 배선 및 하부 배선을 몰딩하는 몰딩부를 포함하고,
상기 태양광 모듈은,
제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 교번으로 형성된 제1 전하 전달층 및 제1 실리콘층과, 상기 제1 전하 전달층 상에 순차적으로 형성된 상부 광흡수층 및 제2 전하 전달층과, 상기 제1 실리콘층 상에 순차적으로 형성된 하부 광흡수층 및 제2 실리콘층 및 상기 제2 전하전달층과 제2 실리콘층 상에 형성된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 태양광 패널.
Board;
a plurality of photovoltaic modules sequentially disposed on the substrate;
an upper wiring alternately electrically connecting the first electrodes of adjacent solar modules;
a lower wiring alternately electrically connecting second electrodes of the photovoltaic module adjacent to the upper wiring; and
A molding unit for molding the solar module, upper wiring and lower wiring,
The solar module is
A first electrode, a first charge transfer layer and a first silicon layer alternately formed on the first electrode, an upper light absorption layer and a second charge transfer layer sequentially formed on the first charge transfer layer, A high-efficiency solar panel comprising: a lower light absorption layer and a second silicon layer sequentially formed on the first silicon layer; and a second electrode formed on the second charge transfer layer and the second silicon layer.
상기 태양광 모듈은,
제1 파장의 광을 흡수하는 제1 전지부와, 제2 파장의 광을 흡수하는 제2 전지부 및 제1 전지부와 제2 전지부를 연결하는 접합층을 포함하고,
상기 제1 전지부는 제1 전극과, 제1 전극 상에 형성된 제1 실리콘층과, 제1 실리콘층 상에 형성된 하부 광흡수층과, 하부 광흡수층 상에 형성된 제2 실리콘층을 포함하고,
상기 제2 전지부는 접합층 상에 형성된 제1 전하 전달층과, 상기 제1 전하 전달층 상에 평판 형상의 광흡수 면부와 광을 분산하는 광 분산 패턴을 갖는 상부광흡수층과, 상기 상부광흡수층 상에 위치한 제2 전하 전달층과, 상기 제2 전하 전달층 상에 위치한 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 태양광 패널.8. The method of claim 7,
The solar module is
A first battery unit absorbing light of a first wavelength, a second battery unit absorbing light of a second wavelength, and a bonding layer connecting the first battery unit and the second battery unit,
The first battery unit includes a first electrode, a first silicon layer formed on the first electrode, a lower light absorption layer formed on the first silicon layer, and a second silicon layer formed on the lower light absorption layer,
The second battery unit includes a first charge transport layer formed on the bonding layer, an upper light absorbing layer having a flat light absorbing surface on the first charge transport layer, and a light scattering pattern for dispersing light, and the upper light absorbing layer A high-efficiency solar panel comprising: a second charge transport layer positioned on the second charge transport layer; and a second electrode positioned on the second charge transport layer.
상기 제2 전지부는 페로브스카이트 구조를 포함하여 800nm 이하의 파장의 광을 흡수하고, 제1 전지부는 800nm이상 파장의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 고효율 태양광 패널9. The method of claim 8,
The second cell unit absorbs light of a wavelength of 800 nm or less including a perovskite structure, and the first cell unit absorbs light of a wavelength of 800 nm or more.
상기 태양광 모듈은,
제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성된 제1 캐리어층과, 상기 제1 캐리어층 상에 교번으로 형성된 상부 광흡수층 및 하부 광흡수층과, 상기 상부 광흡수층 및 하부 광흡수층 상에 형성된 제2 캐리어층 및 제2 캐리어층 상에 형성된 제2 전극을 포함하는 고효율 태양광 패널.8. The method of claim 7,
The solar module is
a first electrode, a first carrier layer formed on the first electrode, an upper light absorption layer and a lower light absorption layer alternately formed on the first carrier layer, and a second light absorption layer formed on the upper light absorption layer and the lower light absorption layer A high-efficiency solar panel comprising a carrier layer and a second electrode formed on the second carrier layer.
상기 제1 전극의 전체 면적을 100으로할 경우, 상부 광흡수층과 하부 광흡수층의 면적은 상부 광흡수층이 50 내지 70%이고, 하부 광흡수층이 30 내지 50% 인 것을 특징으로하는 고효율 태양광 패널.12. The method of claim 11,
When the total area of the first electrode is 100, the area of the upper light absorbing layer and the lower light absorbing layer is 50 to 70% of the upper light absorbing layer and 30 to 50% of the lower light absorbing layer. .
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