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KR20110030376A - 태양 전지 모듈 기판 및 태양 전지 모듈 - Google Patents

태양 전지 모듈 기판 및 태양 전지 모듈 Download PDF

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KR20110030376A
KR20110030376A KR1020100090502A KR20100090502A KR20110030376A KR 20110030376 A KR20110030376 A KR 20110030376A KR 1020100090502 A KR1020100090502 A KR 1020100090502A KR 20100090502 A KR20100090502 A KR 20100090502A KR 20110030376 A KR20110030376 A KR 20110030376A
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KR
South Korea
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electrode
solar cell
module
mounting terminal
mounting
Prior art date
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KR1020100090502A
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가즈아끼 다쯔미
고지 미야따
히로유끼 나까니시
마사히로 오끼따
마사또 요꼬바야시
Original Assignee
샤프 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

태양 전지 모듈 기판은, 절연성 기판에, 도전 패턴과, 절연성의 보호막이 형성되고, 상기 도전 패턴은, 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 상기 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자와, 제1 모듈 배선을 갖고, 상기 제1 모듈 배선은, 어느 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 어느 태양 전지 셀과 직렬로 접속되는 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자를 접속하고, 상기 절연성의 보호막은, 상기 정극용 실장 단자 및 상기 부극용 실장 단자를 노출시키는 개구부를 적어도 1개 갖고, 상기 개구부는, 상기 태양 전지 셀의 상기 태양 전지 모듈 기판에의 투영 부분의 내측에 형성되어 있다.

Description

태양 전지 모듈 기판 및 태양 전지 모듈{SOLAR BATTERY MODULE SUBSTRATE AND SOLAR BATTERY MODULE}
본 발명은, 태양 전지 모듈 기판 및 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
실리콘을 베이스로 하는 태양 전지 셀은, 1개당 기전력이 0.5V 정도이고, 1개의 태양 전지의 기전력으로는, 원하는 전기 회로를 움직이기에는 부족한 경우가 있다. 그로 인해, 복수의 태양 전지 셀을 직렬 접속하여 태양 전지 모듈로 하여, 원하는 전기 회로에 필요한 기전력을 얻을 수 있도록 하는 것이 행해져 왔다.
한편, 전력 추출용 정극 및 부극 양쪽을 이면에 갖는 태양 전지 셀(이면 전극형 태양 전지 셀)은, 이면 및 표면에 각각 전력 추출용 정극, 부극을 갖는 종래의 태양 전지 셀에 비해, 표면에 형성된 전극의 그림자에 의한 광 발전 기능의 저하가 발생하지 않는다는 특징을 갖는 고효율의 태양 전지 셀로서 기대되고 있다.
도 18은, 종래의 이면 전극형 태양 전지 셀(101)의 동작의 설명도이다. 도 18의 (a) 내지 (c)는, 종래의 이면 전극형 태양 전지 셀(101)의 동작을 도시하는 도면이다. 이 도면은, 후술하는, 주택용 등의 대형 태양 전지 모듈에 사용되므로, 웨이퍼 전체를 하나의 태양 전지 셀로서 사용하고 있다. 도 18의 (a)에 도시하는 이면 전극형 태양 전지 셀(101)의 표면(102)은, 광의 반사를 방지하는 텍스쳐 구조를 갖고 있고, 태양(103)으로부터의 입사광(104)이 입사한다.
또한, 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, 이면 전극형 태양 전지 셀(101)의 이면(105)에는, +극(정극)의 전극(106)과 -극(부극)의 전극(107)이 교대로 배치되어 있다(스트라이프 상태). 도 18에 있어서는 +극의 전극(106) 및 -극의 전극(107)에 있어서는 +극의 전극(106) 및 -극의 전극(107)은 단부면에서 노출되지 않는다. 이는 웨이퍼 프로세스시에 웨이퍼 주변을 핸들링을 위하여 파지하는 경우가 있어, 전극(106, 107) 모두 단부면까지 연장되지 않는다.
이와 같은 구성을 갖는 이면 전극형 태양 전지 셀(101)에 입사광(104)이 입사하면, 도 18의 (c), 즉 도 18의 (b)의 A-A'선 단면도의 일부인 A-A''선 단면도에 도시한 바와 같이, 이면 전극형 태양 전지 셀(101)의 내부에 있어서 전자-정공쌍(108)이 여기된다. 여기된 전자-정공쌍(108)에 대하여, 전자(109)가 -극의 전극(107)에 도달하고, 정공(110)이 +극의 전극(106)에 도달한다. 이에 의해, 이면 전극형 태양 전지 셀(101)로부터 기전력을 추출할 수 있다. 또한, +극의 전극(106)과 -극의 전극(107) 사이의 간격(W101)이 좁을수록, 이면 전극형 태양 전지 셀(101)로서의 효율은 높아진다.
여기서, 상기 종래 기술과 마찬가지로 이면 전극형 태양 전지 셀을 구비하는 것으로서, 특허문헌 1에서는, 태양 전지 셀의 전극과 배선 기판의 배선과의 전기적인 접속을 저온으로 또한 간이하게 행하는 태양 전지가 개시되어 있다. 그리고, 이면 전극형 태양 전지 셀의 전극과 배선 기판의 배선을 전기적으로 접속하고, 밀봉재를 사용하여 밀봉하여 태양 전지 모듈로 하고 있다.
일본 공개 특허 공보「특허 공개 제2009-88145호 공보(2009년 4월 23일 공개)」
특허문헌 1에 기재된 것에서는, 웨이퍼 크기의 상태로 셀화 및 모듈화하는 것이다. 단부면 근방에는, 웨이퍼 프로세스상, 단자를 배치할 수 없는 부분이 있어, 전극의 접촉 등이 발생하지 않는 구조로 되어 있었다. 그러나, 예를 들어, 웨이퍼 크기의 상태로 모듈화하는 것을 전제로 하여 설계한 셀을, 절단하여 모듈화하는 경우 등에서는, 단부면 근방에서 전극이 노출되어, 전극이 주위와 접촉하는 문제에 대하여 전혀 검토되고 있지 않은 것이 현실이다.
본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 전극 노출부가 부주의하게 접촉하는 일이 없는 태양 전지 모듈 기판 및 태양 전지 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈 기판은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 태양 전지 셀을 탑재하는 태양 전지 모듈 기판에 있어서, 절연성 기판에, 도전 패턴과, 절연성의 보호막이 형성되고, 상기 도전 패턴은, 상기 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 상기 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자와, 제1 모듈 배선을 갖고, 상기 제1 모듈 배선은, 어느 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 어느 태양 전지 셀과 직렬로 접속되는 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자를 접속하고, 상기 절연성의 보호막은, 상기 정극용 실장 단자 및 상기 부극용 실장 단자를 노출시키는 개구부를 적어도 1개 갖고, 상기 개구부는, 상기 태양 전지 셀의 상기 태양 전지 모듈 기판에의 투영 부분의 내측에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 따르면, 상기 태양 전지 모듈 기판은, 상기 개구부를 적어도 1개 갖고 있는 상기 절연성의 보호막을 구비하고 있다. 이에 의해, 상기 태양 전지 셀과 상기 도전 패턴과의 전기적 접속을 행한다. 또한, 상기 태양 전지 셀이 갖는 전극의 일부가 노출되어도, 즉 전극 노출부가 형성되어도, 상기 전극 노출부와 상기 제1 모듈 배선 사이에 상기 절연성의 보호막이 형성되어 있다. 따라서, 상기 전극 노출부와 상기 제1 모듈 배선이 부주의하게 접촉하는 일은 없다.
또한, 상기 태양 전지 모듈 기판에서는, 2개의 상기 태양 전지 셀의 셀 간격을, 종래의 태양 전지 모듈 기판에 있어서의 셀 간격보다도 좁게 할 수 있다. 그리고, 상기 태양 전지 모듈 기판을 사용한 태양 전지 모듈은, 그 크기에 걸맞는 기전력을 출력할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈 기판은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 태양 전지 셀을 탑재하는 태양 전지 모듈 기판에 있어서, 절연성 기판에, 도전 패턴과, 제1 절연성의 보호막이 형성되고, 상기 도전 패턴은, 상기 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 상기 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자와, 제1 모듈 배선을 갖고, 상기 제1 모듈 배선은, 어느 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 어느 태양 전지 셀과 직렬로 접속되는 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자를 접속하고, 상기 제1 절연성의 보호막은, 상기 정극용 실장 단자를 노출시키는 제1 개구부를 적어도 1개 가짐과 함께, 상기 부극용 실장 단자를 노출시키는 제2 개구부를 적어도 1개 갖고, 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는, 상기 태양 전지 셀의 상기 태양 전지 모듈 기판에의 투영 부분의 내측에 형성되어 있고, 상기 정극용 실장 단자와 상기 부극용 실장 단자 사이에 제2 절연성의 보호막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 따르면, 상기 태양 전지 모듈 기판은, 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부를 적어도 1개 갖고 있는 상기 절연성의 보호막을 구비하고 있다. 이에 의해, 상기 태양 전지 셀과 상기 도전 패턴과의 전기적 접속을 행한다. 또한, 상기 태양 전지 셀이 갖는 전극의 일부가 노출되어도, 즉 전극 노출부가 형성되어도, 상기 전극 노출부와 상기 제1 모듈 배선 사이에 상기 절연성의 보호막이 형성되어 있다. 따라서, 상기 전극 노출부와 상기 제1 모듈 배선이 부주의하게 접촉하는 일은 없다.
또한, 상기 태양 전지 모듈 기판에서는, 2개의 상기 태양 전지 셀의 셀 간격을, 종래의 태양 전지 모듈 기판에 있어서의 셀 간격보다도 좁게 할 수 있다. 그리고, 상기 태양 전지 모듈 기판을 사용한 태양 전지 모듈은, 그 크기에 걸맞는 기전력을 출력할 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부, 상기 제2 개구부 및 상기 제2 절연성의 보호막을 형성함으로써, 상기 태양 전지 셀과 상기 도전 패턴과의 전기적 접속을 행할 때에, 상기 정극용 실장 단자와 상기 부극용 실장 단자를 더욱 확실하게 절연할 수 있다. 그리고, 상기 제2 절연성의 보호막을 형성함으로써, 상기 태양 전지 셀 탑재시에 태양 전지 모듈 기판에 가해지는 힘을 분산시킬 수 있음과 함께, 투명 보호 수지에 의한 밀봉을 더욱 원활하게 행할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈 기판은, 이상과 같이, 태양 전지 모듈 기판은, 절연성 기판에, 도전 패턴과, 절연성의 보호막이 형성되고, 상기 도전 패턴은, 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 상기 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자와, 제1 모듈 배선을 갖고, 상기 제1 모듈 배선은, 어느 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 어느 태양 전지 셀과 직렬로 접속되는 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자를 접속하고, 상기 절연성의 보호막은, 상기 정극용 실장 단자 및 상기 부극용 실장 단자를 노출시키는 개구부를 적어도 1개 갖고, 상기 개구부는, 상기 태양 전지 셀의 상기 태양 전지 모듈 기판에의 투영 부분의 내측에 형성되어 있는 것이다.
또한, 본 발명의 태양 전지 모듈 기판은, 이상과 같이, 태양 전지 모듈 기판은, 절연성 기판에, 도전 패턴과, 제1 절연성의 보호막이 형성되고, 상기 도전 패턴은, 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 상기 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자와, 제1 모듈 배선과, 제2 모듈 배선을 갖고, 상기 제1 모듈 배선은, 어느 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 어느 태양 전지 셀과 직렬로 접속되는 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자를 접속하고, 상기 제2 모듈 배선은, 일단부가 상기 정극용 실장 단자 또는 상기 부극용 실장 단자에 접속되고, 타단부가 태양 전지 모듈이 실장되는 실장 기판의 전극과 접속되는 실장 전극에 접속되고, 상기 제1 절연성의 보호막은, 상기 정극용 실장 단자를 노출시키는 제1 개구부를 적어도 1개 가짐과 함께, 상기 부극용 실장 단자를 노출시키는 제2 개구부를 적어도 1개 갖고, 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는, 상기 태양 전지 셀의 상기 태양 전지 모듈 기판에의 투영 부분의 내측에 형성되어 있고, 상기 정극용 실장 단자와 상기 부극용 실장 단자 사이에 제2 절연성의 보호막이 형성되어 있다.
그로 인해, 전극 노출부가 부주의하게 접촉하는 일이 없는 태양 전지 모듈 기판 및 태양 전지 모듈을 제공한다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈 기판을 도시하는 평면도.
도 2는 이면 전극형 태양 전지 셀의 동작의 설명도로, (a) 내지 (c)는, 이면 전극형 태양 전지 셀의 동작을 도시하는 도면.
도 3은 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼로부터 이면 전극형 태양 전지 셀을 제작하는 것의 설명도로, (a) 내지 (c)는, 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼로부터 이면 전극형 태양 전지 셀을 제작하는 것을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 모듈 기판의 평면도.
도 5는 땜납 페이스트가 공급된 모듈 기판의 평면도.
도 6은 이면 전극형 태양 전지 셀을 뒤집어 탑재하는 것을 도시하는 도면.
도 7은 투명 보호 수지로 밀봉되어 완성된 본 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈의 도면.
도 8은 도 1의 태양 전지 모듈 기판의 A-B선 단면도.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 다른 태양 전지 모듈 기판을 도시하는 평면도.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 관한 또 다른 태양 전지 모듈을 도시하는 평면도로, (a)는 본 발명의 실시 형태에 관한 또 다른 태양 전지 모듈의 표면을 도시하는 평면도이며, (b)는 본 발명의 실시 형태에 관한 또 다른 태양 전지 모듈의 이면을 도시하는 평면도.
도 11은 +극의 전극과 -극의 전극이 교차하여 바둑판 무늬를 배열한 문양인 체크 무늬를 형성하는 이면 전극형 태양 전지 셀을 이면에서 본 평면도.
도 12는 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼로부터 이면 전극형 태양 전지 셀을 제작하는 것의 설명도로, (a) 내지 (c)는, 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼로부터 이면 전극형 태양 전지 셀을 제작하는 것을 도시하는 도면이다.
도 13은 사전 검토를 설명하기 위한 도면으로, 모듈 기판의 평면도.
도 14는 사전 검토를 설명하기 위한 도면으로, 땜납 페이스트가 공급된 모듈 기판의 평면도.
도 15는 이면 전극형 태양 전지 셀을 뒤집어 탑재하는 것을 도시하는 도면이다.
도 16은 투명 보호 수지로 밀봉되어 완성된 태양 전지 모듈의 평면도.
도 17은 태양 전지 모듈에서 셀 간격을 넓게 하는 것을 도시하는 도면.
도 18은 종래의 이면 전극형 태양 전지 셀의 동작의 설명도로, (a) 내지 (c)는, 종래의 이면 전극형 태양 전지 셀의 동작을 도시하는 도면이다.
본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 17에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.
여기서, 우선, 사전 검토에 대하여, 도 12 내지 도 17에 기초하여 설명한다.
임의의 모듈 크기(=칩 크기)에 대응시키기 쉽게 하기 위하여, 이면 전극형 태양 전지 셀을 절단하여 제작하는 경우에 대하여 설명한다. 도 12는, 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼로부터 이면 전극형 태양 전지 셀을 제작하는 것의 설명도이며, 여기서는, 도 12의 (a)에 도시하는 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼(111)를, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이 그대로 절단하도록 한다.
이 경우는, 도 12의 (c)에 도시하는 절단 후의 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)의 단부면(T)(셀 단부면)에 있어서, +극(정극)의 전극(116)의 일부와, -극(부극)의 전극(117)의 일부가 노출되는 경우가 있다. 전극 노출부의 길이는 수㎛ 정도이다.
또한, 도 12에 있어서, 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼(111)는, 주택에는 이대로, 즉 절단되지 않고 사용된다. 또한, 도 12의 (b)에 있어서의 절단은, 예를 들어 둥근 톱을 사용한다. 이에 의해, 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)이 소정의 [여기서는 도 12의 (c)에 도시함] 크기가 된다.
이하에서는 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)의 탑재에 대하여 설명한다. 도 13의 태양 전지 모듈 기판(112)에는, 모듈 배선(113)과, 모듈 배선(113)에 접속되어 있는 정극용 실장 단자(114)와, 모듈 배선(113)에 접속되어 있는 부극용 실장 단자(115)가 형성되어 있다.
다음에, 상술한 태양 전지 모듈 기판(112)에 있어서, 도 14에 도시한 바와 같이 땜납 페이스트(118)를 공급한다(땜납 인쇄). 땜납 페이스트(118)는, 필요 부분에만, 즉 정극용 실장 단자(114)와 부극용 실장 단자(115)에만 공급된다. 또한, 땜납 페이스트(118) 대신에 도전성 접착제를 공급하는 경우도 있다.
또한, 땜납 페이스트(118)를 공급한 태양 전지 모듈 기판(112)에 있어서, 도 15에 도시한 바와 같이 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)을 플립 칩으로 탑재하는, 즉 뒤집어 탑재한다. 그리고, 도 16에 도시한 바와 같이, 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)을 탑재한 태양 전지 모듈 기판(112) 전체를 투명 보호 수지(117)로 밀봉함으로써, 태양 전지 모듈(119)이 완성된다.
태양 전지 모듈(119)에 있어서, 전력 추출용 정극 및 부극 양쪽을 이면에 갖는 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)을 직렬 접속하여 기전력을 크게 하고자 하는 경우, 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)의 정극과 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)의 부극 사이, 및 직렬 접속되는 2개의 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)의, 정극과 부극 사이를 절연할 필요가 있다.
그러나, 상술한 전극 노출부가, 도 17의 태양 전지 모듈(119)에 있어서 화살표로 나타내는 부분에 생기는 경우가 있다. 이로 인해, 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)의 태양 전지 모듈 기판(112)에의 탑재시에, 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)의 단부면(T)의 전극 노출부와, 모듈 배선(113)이 부주의하게 접촉하는 일이 없는 설계로 할 필요가 있다. 이로 인해, 셀 간격(D111´)을 넓힐 필요가 생긴다.
이와 같이, 태양 전지 모듈 기판(112)에 있어서 이면 전극형 태양 전지 셀(111´)을 직렬 접속한 태양 전지 모듈(119)은, 2개의 태양 전지 셀의 셀 간격(D111´)이 넓어진다. 이로 인해, 태양 전지 모듈(119)은 커지고, 태양 전지 모듈(119)의 크기에 걸맞는 기전력을 출력할 수 없어, 광 발전 기능의 저하가 발생하지 않는다는 특징을 충분히 발휘할 수 없게 된다.
본 발명은, 이와 같은 사전 검토에 기초하여 이루어진 것이다.
도 1은, 본 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈 기판(1)을 도시하는 평면도이다. 태양 전지 모듈 기판(1)은, 절연성 기판에, 절연성 보호막(2)(절연성의 보호막, 제1 절연성의 보호막)과, 정극용 실장 단자(3a)와, 부극용 실장 단자(3b)와, 정극용 실장 단자(3a)가 접속되는 모듈 배선(4a)과, 부극용 실장 단자(3b)가 접속되는 모듈 배선(4b)을 구비하고 있다. 절연성 기판은, 예를 들어 유리 에폭시로 제작되어 있다.
절연성 보호막(2)은 개구부(2o)를 갖고 있다. 개구부(2o)는, 정극용 실장 단자(3a)와, 부극용 실장 단자(3b)를 노출시키는 것이며, 도 1에 있어서 굵은 선으로 나타내어지는 이면 전극형 태양 전지 셀(5)(태양 전지 셀)의 투영 부분의 내측에 형성되어 있다.
이와 같은 태양 전지 모듈 기판(1)에, 예를 들어 후술하는 이면 전극형 태양 전지 셀(5)을 탑재하고, 투명 보호 수지(6)로 밀봉함으로써, 태양 전지 모듈(7)이 구성되어 있다.
도 2는, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 동작의 설명도이다. 도 2의 (a) 내지 (c)는, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 동작을 도시하는 도면이다. 이면 전극형 태양 전지 셀이란, +극의 전극과 -극의 전극의 양쪽을 이면에 갖고, 표면에는 어느 쪽의 전극도(+극의 전극도 -극의 전극도) 배치되지 않는 태양 전지 셀을 가리킨다.
도 2의 (a)에 도시하는 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 표면(12)은, 광의 반사를 방지하는 텍스쳐 구조를 갖고 있고, 태양(13)으로부터의 입사광(14)이 입사한다.
또한, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 이면(15)에는, +극(정극)의 전극(16)과 -극(부극)의 전극(17)이 교대로 배치되어 있다(스트라이프 상태). +극의 전극(16)과 -극의 전극(17)의 형상은, 예를 들어 직육면체이며, 상기 직육면체의 긴 변과, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 한 변의 길이는 동일하다.
이와 같은 구성을 갖는 이면 전극형 태양 전지 셀(5)에 입사광(14)이 입사하면, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 내부에 있어서 전자-정공쌍(18)이 여기된다. 여기된 전자-정공쌍(18)에 대하여, 전자(19)가 -극의 전극(17)에 도달하고, 정공(20)이 +극의 전극(16)에 도달한다. 이에 의해, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)로부터 기전력을 추출할 수 있다. 또한, +극의 전극(16)과 -극의 전극(17) 사이의 간격(W1)이 좁을수록, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)로서의 효율은 높아진다. 간격(W1)은 예를 들어 0.75㎜이다.
도 3은, 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼(21)로부터 이면 전극형 태양 전지 셀(5)을 제작하는 것을 도시하는 도면이다. 도 2의 이면 전극형 태양 전지 셀(5)은, 임의의 모듈 크기(=칩 크기)에 대응시키기 쉽게 하기 위하여, 도 3의 (a)에 도시하는 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼(21)를, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 그대로 절단하여 제작하는 경우가 있다.
이 경우는, 도 3의 (c)에 도시하는 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 단부면(T)에 있어서, +극의 전극(16)의 일부와, -극의 전극(17)의 일부가 노출되는 경우가 있다. 전극 노출부의 길이는 수㎛ 정도이다.
또한, 도 3에 있어서, 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼(21)는, 주택에는 이대로, 즉 절단되지 않고 사용된다. 또한, 도 3의 (b)에 있어서의 절단은, 예를 들어 둥근 톱을 사용한다. 이에 의해, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)이 소정의 [여기서는 도 3의 (c)에 도시함] 크기가 된다.
이하에서는 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 탑재에 대하여 설명한다. 도 4는, 본 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈 기판(22)의 평면도이다. 도 4의 태양 전지 모듈 기판(22)에는, 모듈 배선(4a)과, 모듈 배선(4b)과, 모듈 배선(23)(제1 모듈 배선)과, 모듈 배선(23)에 접속되어 있는 정극용 실장 단자(24)와, 모듈 배선(23)에 접속되어 있는 부극용 실장 단자(25)가 형성되어 있다. 모듈 배선(4a)과, 모듈 배선(4b)과, 모듈 배선(23)과, 정극용 실장 단자(24)와, 부극용 실장 단자(25)가 도전 패턴을 구성한다. 모듈 배선(23)은 모듈 배선(4a)과, 모듈 배선(4b)을 포함한다.
또한, 태양 전지 모듈 기판(22) 전체를 덮도록, 즉 모듈 배선(23), 정극용 실장 단자(24) 및 부극용 실장 단자(25)를 덮도록 절연성 보호막(2)이 형성된다. 그리고, 절연성 보호막(2)은 개구부(2o)를 갖고 있다.
다음에, 상술한 태양 전지 모듈 기판(22)에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이 땜납 페이스트(26)를 공급한다(땜납 인쇄). 땜납 페이스트(26)는 필요 부분에만, 즉 정극용 실장 단자(24)와 부극용 실장 단자(25)에만 공급된다.
또한, 땜납 페이스트(26)를 공급한 태양 전지 모듈 기판(22)에 있어서, 도 6에 도시한 바와 같이 이면 전극형 태양 전지 셀(5)을 플립 칩으로 탑재하는, 즉 뒤집어 탑재한다. 그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)을 탑재한 태양 전지 모듈 기판(22) 전체를 투명 보호 수지(6)로 밀봉함으로써, 태양 전지 모듈(7)이 완성된다.
상기의 예에서는, 땜납 페이스트에 의해 접속하고 있지만, 땜납 페이스트에 한하지 않고, 도전성 접착제, 이방성 도전 시트 등을 사용해도 접속할 수 있다.
이와 같은 태양 전지 모듈(7)에 있어서, 태양 전지 모듈 기판(1)은 개구부(2o)를 적어도 1개 갖고 있는 절연성 보호막(2)을 구비하고 있다. 이에 의해, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)과 상기 도전 패턴의 전기적 접속을 행한다. 또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 단부면(T)의 도 1에 화살표로 나타내는 부분에 있어서, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)이 갖는 전극의 일부[+극의 전극(16)의 일부 또는 -극의 전극(17)의 일부]가 노출되어도, 즉 전극 노출부가 형성되어도, 상기 전극 노출부와 모듈 배선(23) 사이에 절연성 보호막(2)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 전극 노출부와 모듈 배선(23)이 부주의하게 접촉하는 일은 없다. 마찬가지로, 상기 전극 노출부와 모듈 배선(4a, 4b)이 부주의하게 접촉하는 일은 없다.
또한, 상기 도 1에 화살표로 나타내는 부분이란, +극의 전극(16)과 모듈 배선(4a)이 인접하는 부분, 및 -극의 전극(17)과 모듈 배선(4b)이 인접하는 부분을 가리킨다.
따라서, 태양 전지 모듈 기판(1)에서는, 2개의 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 셀 간격(D1)을, 상술한 태양 전지 모듈 기판(112)에 있어서의 셀 간격(D111´)(도 17)보다도 좁게 할 수 있다. 또한, 태양 전지 모듈 기판(1)을 사용한 태양 전지 모듈(7)은, 그 크기에 걸맞는 기전력을 출력할 수 있다. 또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 광 발전 기능의 저하가 발생하지 않는다는 특징을 충분히 발휘할 수도 있다.
도 8은, 도 1의 태양 전지 모듈 기판(1)의 A-B선 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈 기판에서는, 사선부로 나타내어지는 절연성 보호막(2a)(제2 절연성의 보호막)이 형성되어 있어도 된다. 이 점에 대하여, 이하의 도 9의 평면도를 사용하여 설명한다.
도 9는, 본 실시 형태에 관한 다른 태양 전지 모듈 기판(31)을 도시하는 평면도이다. 태양 전지 모듈 기판(31)과 도 1의 태양 전지 모듈 기판(1)의 차이점은, 절연성 보호막과 개구부이다.
태양 전지 모듈 기판(31)의 절연성 보호막(2)에는, 도 1의 개구부(2o)보다도 작은 복수의 개구부(32o)가 형성되어 있다. 1개의 개구부(32o)(제1 개구부, 제2 개구부)는 1개의 정극용 실장 단자(3a)만을 노출시키거나, 1개의 부극용 실장 단자(3b)만을 노출시킨다. 또한, 절연성 보호막(2a)은 2개의 개구부(32o)의 사이에 형성되는 절연성 보호막이다. 즉, 개구부(32o)와, 절연성 보호막(2a)은 교대로 형성되어 있다.
태양 전지 모듈 기판(31)은, 개구부(32o)를 적어도 1개 갖고 있는 절연성 보호막(2)을 구비하고 있다. 이에 의해, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)과 상기 도전 패턴의 전기적 접속을 행한다. 또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 단부면(T)의 도 1에 화살표로 나타내는 부분에 있어서, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)이 갖는 전극의 일부[+극의 전극(16)의 일부 또는 -극의 전극(17)의 일부]가 노출되어도, 즉 전극 노출부가 형성되어도, 상기 전극 노출부와 모듈 배선(23) 사이에 절연성 보호막(2)이 설치되어 있다. 따라서, 상기 전극 노출부와 모듈 배선(23)이 부주의하게 접촉하는 일은 없다. 마찬가지로, 상기 전극 노출부와 모듈 배선(4a, 4b)이 부주의하게 접촉하는 일은 없다.
또한, 상기 도 1에 화살표로 나타내는 부분은, +극의 전극(16)과 모듈 배선(4a)이 인접하는 부분, 및 -극의 전극(17)과 모듈 배선(4b)이 인접하는 부분을 나타낸다.
따라서, 태양 전지 모듈 기판(31)에서는, 2개의 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 셀 간격(D1)을, 상술한 태양 전지 모듈 기판(112)에 있어서의 셀 간격(D111´)(도 17)보다도 좁게 할 수 있다. 또한, 태양 전지 모듈 기판(31)을 사용한 태양 전지 모듈은, 그 크기에 걸맞는 기전력을 출력할 수 있다. 또한, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 광 발전 기능의 저하가 발생하지 않는다는 특징을 충분히 발휘할 수도 있다.
태양 전지 모듈 기판(31)에서는, 개구부(32o) 및 절연성 보호막(2a)을 형성함으로써, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)과 상기 도전 패턴의 전기적 접속을 행할 때에 정극용 실장 단자(3a)와 부극용 실장 단자(3b)를 더욱 확실하게 절연할 수 있다. 또한, 절연성 보호막(2a)을 형성함으로써, 이면 전극형 태양 전지 셀(5) 탑재시에 태양 전지 모듈 기판(31)에 가해지는 힘을 분산시킬 수 있음과 함께, 투명 보호 수지(6)에 의한 밀봉을 더욱 원활하게 행할 수 있다.
도 10은, 본 실시 형태에 관한 또 다른 태양 전지 모듈(41)을 도시하는 평면도이다. 도 10의 (a)는, 본 실시 형태에 관한 또 다른 태양 전지 모듈(41)의 표면을 도시하는 평면도이며, 도 10의 (b)는, 본 실시 형태에 관한 또 다른 태양 전지 모듈(41)의 이면을 도시하는 평면도이다.
도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 태양 전지 모듈(41)에서는, 10개의 이면 전극형 태양 전지 셀(5)이 직렬로 접속되어 있다. 또한, 모듈 배선(4a)의 일단부에는, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)이 접속되어 있다. 또한, 모듈 배선(4b)의 일단부에는, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)이 접속되어 있다. 또한, 모듈 배선(4a)의, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)이 접속되지 않는 측(타단부)에는, 태양 전지 모듈(41)의 이면에 관통하는 비아(42)가 형성되어 있다. 또한, 모듈 배선(4b)의, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)이 접속되지 않는 측(타단부)에는, 태양 전지 모듈(41)의 이면에 관통하는 비아(43)가 형성되어 있다.
또한, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 비아(42)는 태양 전지 모듈(41)이 실장되는 도시하지 않은 실장 기판의 전극과 접속되는 실장 전극(44a)과, 테스트 패드(45a)에 접속되어 있다. 그리고, 비아(43)는 상기 실장 기판의 전극과 접속되는 실장 전극(44b)과, 테스트 패드(45b)에 접속되어 있다.
모듈 배선(4a, 4b) 및 실장 전극(44a, 44b)에 의해, 태양 전지 모듈(41)과 상기 실장 기판을 전기적으로 접속할 수 있다.
또한, 상기 설명에 있어서, 이면 전극형 태양 전지 셀(5)은 +극의 전극(16)과 -극의 전극(17)이 교대로 배치되어 있지만, 도 11에 도시한 바와 같이, +극의 전극(46)과 -극의 전극(47)을 교차하여 바둑판 무늬를 배열한 문양인 체크 무늬가 형성되어 있는 이면 전극형 태양 전지 셀(5')(태양 전지 셀)을 사용해도 된다. 이 전극 배치에 대하여 바꾸어 말하면, 2개의 다른 방향(도 11에서는 도면 세로 방향과 가로 방향)의 양쪽에 있어서, +극의 전극(46)과 -극의 전극(47)이 적어도 1개씩 배치됨과 함께, 동극(同極)끼리 인접하지 않도록 배치되어 있는 것이다. 또한, +극의 전극(46)과 -극의 전극(47)의 형상은, 예를 들어 직육면체이다.
또한, 도 11에 있어서의 파선은, 이면 전극형 태양 전지 셀(5')을 탑재하는 태양 전지 모듈 기판에 있어서, 절연성 보호막(2)이 갖는 개구부의 외연을 나타내고 있다. 그리고, 개구부(2o)의 외연은 이면 전극형 태양 전지 셀(5')의 외연(48)의 내측에 형성되어 있음과 함께, 외연(48)은 이면 전극형 태양 전지 셀(5')을 태양 전지 모듈 기판에 탑재하였을 때에 투영 부분을 형성한다.
이면 전극형 태양 전지 셀(5')을 탑재하는 태양 전지 모듈 기판은, 태양 전지 모듈 기판(1)과 마찬가지로, 절연성 보호막과, 정극용 실장 단자와, 부극용 실장 단자와, 정극용 실장 단자가 접속되는 모듈 배선과, 부극용 실장 단자가 접속되는 모듈 배선을 구비한다. 이와 함께, 절연성 보호막이 갖는 개구부는 정극용 실장 단자와, 부극용 실장 단자를 노출시키는 것이며, 이면 전극형 태양 전지 셀(5')의 투영 부분의 내측에 형성되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 직렬 접속되는 태양 전지 셀의 수는 특별히 한정되지 않는다. 도 1의 2개, 및 도 10의 10개는 어디까지나 일례이다. 일반적인 로직 IC의 동작 전압이 5V이며, 1셀의 기전압이 0.5V이므로 10개 직렬로 하면 IC의 동작이 가능하다. 이와 같이, 원하는 회로의 동작 전압이 얻어지도록 직렬하는 개수를 결정하면 된다.
또한, 태양 전지 모듈(7, 41)에 있어서, 절연성 보호막(2)의 색을 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 표면의 색과 동일하게 함으로써, 태양 전지 모듈(7, 41) 전체가 이면 전극형 태양 전지 셀(5)의 표면의 색이 된다. 이에 의해, 태양 전지 모듈(7, 41)이 배치된 기기의 의장에의 영향을 작게 할 수 있다.
[실시 형태의 총괄]
태양 전지 모듈 기판(1, 22, 31)에서는, 상기 도전 패턴은 모듈 배선(4a, 4b)을 더 갖고, 모듈 배선(4a, 4b)은, 일단부가 정극용 실장 단자(3a) 또는 부극용 실장 단자(3b)에 접속되고, 타단부가 태양 전지 모듈이 실장되는 실장 기판의 전극과 접속되는 실장 전극(44a, 44b)에 접속되어도 된다.
이에 의해, 태양 전지 모듈 기판(1, 22, 31)에 상기 태양 전지 셀을 탑재한 태양 전지 모듈과, 상기 실장 기판을 전기적으로 접속할 수 있다.
태양 전지 모듈(7, 41)은, 태양 전지 모듈 기판(1, 22, 31)에, 상기 태양 전지 셀로서, 상기 정극의 전극과 부극의 전극의 양쪽을 이면에 배치한 이면 전극형 태양 전지 셀(5, 5')이 적어도 2개 탑재되어 있다. 따라서, 이면 전극형 태양 전지 셀(5, 5')의 광 발전 기능의 저하가 발생하지 않는다는 특징을 충분히 발휘할 수 있다.
태양 전지 모듈(7, 41)에서는, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀(5, 5')의 전극의 적어도 일부가 셀 단부면으로부터 노출되어도 된다.
또한, 태양 전지 모듈(7, 41)에서는, 이면 전극형 태양 전지 셀(5')의 +극의 전극(46)과 -극의 전극(47)이, 2개의 다른 방향의 양쪽에 있어서, 적어도 1개씩 배치됨과 함께 동극끼리 인접하지 않도록 배치되어도 된다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명의 태양 전지 모듈 기판은, 전극 노출부가 부주의하게 접촉하는 일이 없으므로, 휴대 기기에 탑재되는 비교적 소형의 태양 전지 모듈에 적절하게 사용할 수 있다.
1, 22, 31: 태양 전지 모듈 기판
2: 절연성 보호막(절연성의 보호막, 제1 절연성의 보호막)
2a: 절연성 보호막(제2 절연성의 보호막)
2o: 개구부
3a, 24: 정극용 실장 단자
3b, 25: 부극용 실장 단자
4a, 4b: 모듈 배선
5, 5': 이면 전극형 태양 전지 셀(태양 전지 셀)
6: 투명 보호 수지
7, 41: 태양 전지 모듈
12: 표면
13: 태양
14: 입사광
15: 이면
16, 46: +극의 전극(정극의 전극)
17, 47: -극의 전극(부극의 전극)
18: 전자-정공쌍
19: 전자
20: 정공
21: 주택용 이면 전극형 셀 웨이퍼
23: 모듈 배선(제1 모듈 배선)
26: 땜납 페이스트
32o: 개구부(제1 개구부, 제2 개구부)
42, 43: 비아
44a, 44b: 실장 전극
45a, 45b: 테스트 패드
48: 외연
D1: 셀 간격
T: 단부면(셀 단부면)
W1: 간격

Claims (16)

  1. 태양 전지 셀을 탑재하는 태양 전지 모듈 기판으로서,
    절연성 기판에, 도전 패턴과, 절연성의 보호막이 형성되고,
    상기 도전 패턴은, 상기 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 상기 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자와, 제1 모듈 배선을 갖고,
    상기 제1 모듈 배선은, 어느 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 어느 태양 전지 셀과 직렬로 접속되는 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자를 접속하고,
    상기 절연성의 보호막은, 상기 정극용 실장 단자 및 상기 부극용 실장 단자를 노출시키는 개구부를 적어도 1개 갖고,
    상기 개구부는, 상기 태양 전지 셀의 상기 태양 전지 모듈 기판에의 투영 부분의 내측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전 패턴은, 제2 모듈 배선을 더 갖고,
    상기 제2 모듈 배선은, 일단부가 상기 정극용 실장 단자 또는 상기 부극용 실장 단자에 접속되고, 타단부가 태양 전지 모듈이 실장되는 실장 기판의 전극과 접속되는 실장 전극에 접속되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈 기판.
  3. 제1항에 기재된 태양 전지 모듈 기판에, 상기 태양 전지 셀로서, 상기 정극의 전극과 부극의 전극의 양쪽을 이면에 배치한 이면 전극형 태양 전지 셀이 적어도 2개 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  4. 제2항에 기재된 태양 전지 모듈 기판에, 상기 태양 전지 셀로서, 상기 정극의 전극과 부극의 전극의 양쪽을 이면에 배치한 이면 전극형 태양 전지 셀이 적어도 2개 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  5. 제3항에 있어서, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 전극의 적어도 일부가 셀 단부면으로부터 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  6. 제3항에 있어서, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 상기 정극의 전극과 상기 부극의 전극이, 2개의 다른 방향의 양쪽에 있어서, 적어도 1개씩 배치됨과 함께 동극끼리 인접하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  7. 제4항에 있어서, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 전극의 적어도 일부가 셀 단부면으로부터 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  8. 제4항에 있어서, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 상기 정극의 전극과 상기 부극의 전극이, 2개의 다른 방향의 양쪽에 있어서, 적어도 1개씩 배치됨과 함께 동극끼리 인접하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  9. 태양 전지 셀을 탑재하는 태양 전지 모듈 기판으로서,
    절연성 기판에, 도전 패턴과, 제1 절연성의 보호막이 형성되고,
    상기 도전 패턴은, 상기 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 상기 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자와, 제1 모듈 배선을 갖고,
    상기 제1 모듈 배선은, 어느 태양 전지 셀의 정극의 전극이 접속되는 정극용 실장 단자와, 어느 태양 전지 셀과 직렬로 접속되는 태양 전지 셀의 부극의 전극이 접속되는 부극용 실장 단자를 접속하고,
    상기 제1 절연성의 보호막은, 상기 정극용 실장 단자를 노출시키는 제1 개구부를 적어도 1개 가짐과 함께, 상기 부극용 실장 단자를 노출시키는 제2 개구부를 적어도 1개 갖고,
    상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부는, 상기 태양 전지 셀의 상기 태양 전지 모듈 기판에의 투영 부분의 내측에 형성되어 있고,
    상기 정극용 실장 단자와 상기 부극용 실장 단자 사이에 제2 절연성의 보호막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈 기판.
  10. 제9항에 있어서, 상기 도전 패턴은, 제2 모듈 배선을 더 갖고,
    상기 제2 모듈 배선은, 일단부가 상기 정극용 실장 단자 또는 상기 부극용 실장 단자에 접속되고, 타단부가 태양 전지 모듈이 실장되는 실장 기판의 전극과 접속되는 실장 전극에 접속되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈 기판.
  11. 제9항에 기재된 태양 전지 모듈 기판에, 상기 태양 전지 셀로서, 상기 정극의 전극과 부극의 전극의 양쪽을 이면에 배치한 이면 전극형 태양 전지 셀이 적어도 2개 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  12. 제10항에 기재된 태양 전지 모듈 기판에, 상기 태양 전지 셀로서, 상기 정극의 전극과 부극의 전극의 양쪽을 이면에 배치한 이면 전극형 태양 전지 셀이 적어도 2개 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  13. 제11항에 있어서, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 전극의 적어도 일부가 셀 단부면으로부터 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  14. 제11항에 있어서, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 상기 정극의 전극과 상기 부극의 전극이, 2개의 다른 방향의 양쪽에 있어서, 적어도 1개씩 배치됨과 함께 동극끼리 인접하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  15. 제12항에 있어서, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 전극의 적어도 일부가 셀 단부면으로부터 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  16. 제12항에 있어서, 상기 이면 전극형 태양 전지 셀의 상기 정극의 전극과 상기 부극의 전극이, 2개의 다른 방향의 양쪽에 있어서, 적어도 1개씩 배치됨과 함께 동극끼리 인접하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
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