相關申請的交叉引用
本申請要求2015年12月28日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請no.10-2015-0187561的優先權和權益,其通過引用被并入本文,如同在此完全地闡述一樣。
本發明的實施例涉及一種太陽能電池模塊。
背景技術:
最近,由于諸如石油和煤的現有能量源被認為要被耗盡,所以對于替代現有能量源的可替代的能量源的興趣日益增加。在可替代的能量源當中,用于從太陽能生成電能的太陽能電池已經被特別地關注。
太陽能電池通常包括半導體部件,其分別具有不同的導電類型,例如,p型和n型并且因此形成p-n結,并且電極分別被連接到不同導電類型的半導體部件。
當光被入射在太陽能電池上時,在半導體部件中產生多個電子空穴對并且通過入射光將多個電子空穴對分離成電子和空穴。電子移動到n型半導體部件,并且空穴移動到p型半導體部件。然后,通過分別被連接到n型半導體部件和p型半導體部件的不同電極收集電子和空穴。使用電線將電極彼此連接從而獲得電力。
太陽能電池能夠通過布線被彼此電連接。
根據日本專利申請公開no.2012-232320,在以單層排列具有圓形的截面形狀的多個線芯的狀態下,串聯地連接多個太陽能電池的互連器在多個線芯表面上被涂覆有焊料層。
然而,因為以單層排列線芯,所以遮蔽面積在光被入射的太陽能電池的前表面處被相對地增加。因為焊料層的表面是平坦的并且在布線上反射的光沒有被散射,所以難以再次提供光路以被重新入射在太陽能電池模塊上。因為焊料層的厚度被形成為相對較厚,所以存在制造成本增加的問題。
技術實現要素:
本發明的目的是為了提供一種太陽能電池模塊。
在一個方面中,提供一種太陽能電池模塊,包括:多個太陽能電池,多個太陽能電池中的每一個包括半導體基板和被形成在半導體基板的表面上的電極;和多個布線,所述多個布線通過導電粘合劑被連接到被設置在各個太陽能電池中的電極以便電連接多個太陽能電池當中的多個相鄰的太陽能電池。多個布線中的每一個包括線芯束,該線芯束被形成為多個線芯的束;和涂層,該涂層涂覆線芯束的外表面,并且以線芯束的外表面形狀沿著多個布線中的每一個的表面形成多個布線不平坦。
線芯束的外表面可以被設置有通過多個線芯形成的線芯不平坦。線芯不平坦可以在多個線芯之間具有凹部,并且多個布線不平坦可以被形成在涂層的表面上,并且在多個線芯之間具有凹部。
涂層的最大厚度可以小于線芯不平坦的高度或者寬度。涂層的最大厚度可以在被形成在線芯束的外表面上的線芯不平坦的高度的1/10和1/2之間。
形成線芯束的外表面的多個線芯中的每一個的線寬可以在70μm與160μm之間,并且涂層的平均厚度可以在5μm與20μm之間。
可以通過銅(cu)、銀(ag)、金(au)以及鋁(al)中的任何一個形成多個線芯,并且涂層可以由錫(sn)或者含有錫(sn)的合金形成。
多個布線不平坦可以被形成在被連接到電極的第一部分的表面上,和多個布線中的每一個中的相對于多個布線的中心與第一部分相反的第二部分的表面上。
可以通過以至少三層堆疊多個線芯來形成線芯束,并且被堆疊在第一部分和第二部分上的多個線芯的數目可以小于被堆疊在第一部分和第二部分之間的多個線芯的數目。
被形成在多個布線中的每一個的表面上的多個布線不平坦中的每一個的寬度可以在70μm與150μm之間,并且被形成在多個布線中的每一個的表面上的多個布線不平坦中的每一個的高度可以在10μm與70μm之間。
被設置在線芯束中的多個線芯可以在多個布線的縱向方向上被延長或者扭曲。
多個線芯中的每一個的橫截面可以是圓形、橢圓形以及具有圓形作為整體的多邊形中的至少一個。
多個布線中的每一個的最大線寬可以在200μm與500μm之間。
導電粘合劑的寬度可以大于被連接到導電粘合劑的多個布線不平坦中的每一個的寬度,并且小于多個布線中的每一個的最大線寬。導電粘合劑的寬度可以在320μm至380μm的范圍中。
導電粘合劑可以具有包含錫(sn)的焊膏的形式或者其中多個導電顆粒被散布在粘合樹脂中的導電粘合膏的形式。
當導電粘合劑具有通過被散布在粘合樹脂中的多個導電顆粒形成的導電粘合膏的形式時,粘合樹脂可以由環氧基樹脂、硅基樹脂或者丙烯酸基樹脂中的至少一個形成,并且導電顆粒可以被形成為包括ni、ag以及snbi中的至少一個。
導電顆粒的大小可以小于多個布線不平坦中的每一個的寬度或者高度。例如,導電顆粒的大小可以在1μm與10μm之間。
被包括在導電粘合劑中的粘合樹脂的熔點可以小于被包括在多個布線中的涂層的熔點。粘合樹脂的固化溫度可以在155℃與185℃之間。
在根據本發明的太陽能電池中,通過使用在外表面上具有不平坦的布線,(1)在布線和電極之間的粘合力能夠進一步被提高,(2)當對于布線和電極,焊料能夠被用作導電粘合劑,并且其中多個導電顆粒被散布在粘合樹脂中的導電粘合膏能夠被使用時,能夠進一步減少制造成本,(3)另外,作為導電粘合劑的以低溫固化的導電粘合膏能夠被使用,能夠最小化其中在接片(tabbing)工藝期間通過熱膨脹應力彎曲半導體基板的屈曲(buckling)現象。
附圖說明
圖1至圖3圖示根據本發明的實施例的被應用于太陽能電池的太陽能電池模塊的示例。
圖4是圖示被應用于圖1的太陽能電池模塊的太陽能電池的示例的部分透視圖。
圖5圖示根據本發明的實施例的被應用于太陽能電池的示例的布線的示例。
圖6圖示根據本發明的實施例的形成布線的線芯束的層壓結構和線芯的各種橫截面形狀。
圖7圖示根據本發明的實施例的形成布線的線芯束的另一示例。
圖8是根據本發明的實施例的布線的輪廓的示例。
圖9圖示其中根據本發明的布線通過導電粘合劑被連接到太陽能電池的電極的示例。
圖10圖示其中根據本發明的布線通過導電粘合劑被連接到太陽能電池的電極的另一示例。
具體實施方式
現在詳細地參考本發明的實施例,在附圖中圖示其示例。然而,本發明可以以許多不同的形式實現并且不應被解釋為被限于在此提出的實施例。如有可能,在整個附圖中將會使用相同的附圖標記以指代相同或者相似的部件。將會注意的是,如果確定已知技術的詳細描述可能晦澀本發明的實施例,則將會省略已知技術的詳細描述。
在附圖中,為了清楚起見,層、膜、面板、區域等等的厚度被夸大。將會理解,當諸如層、膜、區域或者基板的元件被稱為是在另一元件“上”時,其能夠“直接地在”另一元件上或者也可以存在中間元件。相反地,當元件被稱為是“直接地在”另一元件上時,不存在中間元件。此外,將會理解的是,當諸如層、膜、區域或者基板的元件被稱為是“整體地”在另一元件上時,其可以在另一元件的整個表面上并且可以不在另一元件的邊緣的一部分上。
在下面的描述中,構件的“前表面”可以是半導體基板的一個表面,在其上光被直接地入射,并且構件的“后表面”可以是與半導體基板的該一個表面相反的表面,在其上光沒有被直接地入射或者反射光可以被入射。
在下面的描述中,構件的厚度或者寬度等于另一構件的厚度或者寬度的事實指示,它們在包括工藝誤差的10%的誤差余量內具有相同的值。
然而,參考附圖,描述根據本發明的實施例的太陽能電池模塊。
圖1至圖3圖示根據本發明的實施例的被應用于太陽能電池的太陽能電池模塊的示例。在本實例中,圖1圖示從前面觀察的太陽能電池模塊。圖2是沿著圖1中的線cs1-cs1的橫截面圖。圖3是沿著圖1的線cs2-cs2的橫截面圖。圖4是圖示根據被應用于圖1的本發明的實施例的太陽能電池的示例的部分透視圖。
如在圖1至圖3中所示,根據本發明的實施例的太陽能電池可以包括多個太陽能電池c1和c2以及被連接到多個太陽能電池c1和c2中的每一個的多個布線300。
第一太陽能電池c1和第二太陽能電池c2可以包括在半導體基板110的前表面上的第一電極140和在半導體基板110的后表面上的第二電極150。
第一和第二太陽能電池c1和c2中的每一個的第一和第二電極140和150可以以條形在第一方向x上被延長。
第一和第二太陽能電池c1和c2可以被排列在與第一方向x相交的第二方向y上,并且可以通過在第二方向y上延伸的多個布線300被彼此電連接。
例如,多個布線300中的每一個可以被連接到第一太陽能電池c1的第一電極140和第二太陽能電池c2的第二電極150,并且用作使第一和第二太陽能電池c1和c2彼此串聯地連接的互連器。
在圖1和圖2中,當多個布線300被連接到各個太陽能電池的第一電極140和第二電極150時,它們可以通過導電粘合劑被連接。參考圖9和圖10更加詳細地描述其中多個布線300通過導電粘合劑被連接到相應的太陽能電池的電極的配置。
在本實例中,基于太陽能電池的一個表面,多個布線300的數目可以是6至33。另外,多個布線300中的每一個的最大線寬可以在200μm和500μm之間。
例如,當布線300的線寬是200μm或者更多并且小于300μm時,布線300的數目可以是15至33。另外,當布線300的線寬是300μm或者更多并且小于350μm時,布線300的數目可以是10至15。當布線300的線寬是350μm或者更多并且小于400μm時,布線300的數目可以是8至10。當布線300的線寬是400μm至500μm時,布線300的數目可以是6至8。
如下面所描述的,通過根據布線300的線寬不同地排列布線300的數目,在防止通過布線300覆蓋的總遮蔽面積在太陽能電池的光接收表面上增加的同時,布線300的自電阻能夠被適當地調節。因此,通過布線300減少的輸出能夠被最小化,并且太陽能電池模塊的輸出能夠被進一步提高。
在根據如上所述的線寬的布線300的數目的關系僅是被優化的示例,并且本發明不必限于此。
此外,如在圖3中所示,布線300被共同地連接到第一電極140或者第二電極150。考慮到布線300的線寬和數目和布線300的遮蔽面積,在彼此相鄰的兩個布線300之間的間距300p可以被設定為在4.75mm與25.13mm之間。
另外,在圖1和圖2中,描述了通過導電粘合劑被連接到第一太陽能電池c1的第一電極140的布線300通過導電粘合劑被直接地連接到第二電極150的實例。可替選地,然后,在第一方向x上延伸的單獨的互連器,可以被設置在第一太陽能電池和第二太陽能電池之間。通過導電粘合劑被連接到第一太陽能電池c1的第一電極140的布線300和通過導電粘合劑被連接到第二太陽能電池的第二電極150的布線300被共同地連接到單獨的互連器。因此,第一太陽能電池和第二太陽能電池可以被串聯地連接。
在本實例中,如在圖4中所示,被應用于根據本發明的太陽能電池模塊的太陽能電池的示例可以包括半導體基板110、發射極區域120、抗反射層180、第一電極140、背面場(bsf)區域172、后鈍化層180以及第二電極150。
半導體基板110可以具有第一導電類型,例如,p型和n型導電類型。半導體基板110可以是由單晶硅、多晶硅、以及非晶硅中的任何一個形成。例如,半導體基板110可以是由晶體硅晶圓形成。然而,本發明基板110不必限于這樣的硅晶圓。gaas基板可以被用作半導體基板110。
具體地,當半導體基板110具有p型導電類型時,半導體基板110可以被摻雜有iii族元素的雜質,諸如硼、鎵、銦等等。可替選地,然而,半導體基板110可以是n型半導體類型。當半導體基板110具有n型導電類型時,半導體基板110可以被摻雜有v族元素的雜質,諸如磷(p)、砷(as)以及銻(sb)。
半導體基板110的前表面具有多個不平坦的表面。例如,在圖4中,雖然僅半導體基板110的邊緣部分被示出為多個不平坦的表面,但是半導體基板110的整個前表面基本上具有多個不平坦的表面。因此,位于半導體基板110的前表面上的發射極區域120和抗反射層130可以具有多個不平坦的表面。
如在圖4中所示,發射極區域120可以被形成在第一導電類型的半導體基板110的前表面,即入射表面上。發射極區域120可以位于半導體基板110的前表面內部,該前表面是作為第二導電類型與第一導電類型相反的區域的光入射表面,其中,例如n型半導體類型雜質被摻雜到半導體基板110中。因此,第二導電類型的發射極區域120可以與半導體基板110的第一導電類型部分形成p-n結。
在半導體基板110上入射的光被分離成電子和空穴,使得電子可以朝著n型移動并且空穴可以朝著p型移動。因此,當半導體基板110是p型并且發射極區域120是n型時,被分離的空穴可以朝著半導體基板110的后表面移動,并且被分離的電子可以朝著發射極區域120移動。
因為發射極區域120與半導體基板110,即,半導體基板110的第一導電部分形成p-n結,與實施例不同,當半導體基板110具有n型導電類型時,發射極區域120可以具有p型導電類型。在本實例中,被分離的電子可以朝著半導體基板110的后表面移動,并且被分離的空穴可以朝著發射極區域120移動。
當發射極區域120具有n型導電類型時,通過被摻雜有v族元素的雜質的半導體基板110可以形成發射極區域120。相反地,當發射極區域120具有p型導電類型時,通過被摻雜有iii族元素的雜質的半導體基板110可以形成發射極區域120。
抗反射層130位于半導體基板110的入射表面上。如在圖4和圖5中所示,當發射極區域120位于半導體基板110的入射表面上時,抗反射層130可以被布置在發射極區域120上。
抗反射層130可以由氫化的氮化硅層(sinx:h)、氫化的氧化硅層(siox:h)、氫化的氮氧化硅層(sinxoy:h)、以及氫化的非晶硅(a-si:h)中的至少一個的多個層形成。
因此,抗反射層130的鈍化功能能夠被進一步增強并且太陽能電池的光電效率能夠進一步被提高。
多個第一電極140位于如在圖4中所示的半導體基板110的前表面上,并且在半導體基板110的前表面上被彼此間隔開,其中的每一個能夠在第一方向x上被延伸。
在本實例中,多個第一電極140可以通過抗反射層130被電連接到發射極區域120。
因此,多個第一電極140能夠收集已經朝著發射極區域120移動的電荷,例如,電子。
背面場區域172可以位于與半導體基板110的前表面相反的后表面上。背面場區域172可以是與半導體基板110相比被更大量地摻雜有與半導體基板110相同的第一導電類型的雜質的區域(例如,p+型區域)。
通過重疊稍后描述的第二電極150圖案,背面場區域172可以被形成在第一方向x中的長方向上,并且可以被形成在與第二方向y間隔開的多條線中。因此,背面場區域172可以是由多個背面場區域線172組成。
由于在半導體基板110和背面場區域172之間的雜質濃度上的差異而形成勢壘。因此,在防止電子朝著作為空穴的移動方向的背面場區域172的移動時,能夠促進空穴朝著背面場區域172的移動。
因此,通過減少由于在半導體基板110的后表面和附近中的電子和空穴的復合而減少電荷損失的數量并且加速期望電荷,例如,空穴的移動,能夠增加朝著第二電極150的電荷移動的數量。
后鈍化層180可以被形成以覆蓋除了第二電極150被形成的部分之外的半導體基板110的整個后表面,并且執行用于半導體基板110的后表面的鈍化功能和絕緣功能。后鈍化層180可以是由氮化硅(sinx)、氧化硅(sio)或者氧氮化硅(或者氧化氮硅)(sinxoy)的至少一個層形成。
第二電極150可以在與半導體基板110的一個表面相反的后表面上在第一方向x上被彼此并行地形成,并且在與第一方向x相交的第二方向y上被間隔開。
第二電極150可以通過重疊并且被電連接到背面場區域172來收集電荷,例如,從背面場區域172移動的空穴。
在本實例中,因為第二電極150接觸維持比半導體基板110更高的雜質濃度的背面場區域172,所以在背面場區域172和第二電極150之間的接觸電阻減少。因此,從半導體基板110到第二電極150的電荷傳遞效率能夠被提高。
因為布線300被連接到第二電極150,所以在第二電極150上收集的電荷(例如,空穴)能夠通過布線300被傳遞到相鄰的其它太陽能電池。
第一電極140和第二電極150可以包括具有良好的導電性的金屬材料,并且包含諸如例如,銀(ag)的至少一個導電材料。
此外,在圖4中,第一電極140和第二電極150的圖案被形成為在第一方向x上延伸。然而,不同于圖4,第一電極140和第二電極150的圖案可以被不同地設置。
例如,第一電極140和第二電極150可以以如下圖案形成,在該圖案中,在第二方向y上長長地延伸的其它電極被連接到在第一方向x上被長長地延伸的電極。
在本實例中,在第二方向y上延伸的其它電極可以重疊布線300。可替選地,不同于上述內容,第二電極150可以以表面電極覆蓋半導體基板110的整個后表面的形式被設置。如上所述,第一電極140和第二電極150可以以各種圖案被設置。
如在圖4中所示,用于通過導電粘合劑使多個太陽能電池彼此串聯地連接的多個布線300中的每一個可以在第二方向y上以長的長度被連接。在圖4中,導電粘合劑的示出被省略。然而,這將會在圖9和圖10中詳細地描述。
被連接到根據本發明的太陽能電池模塊中的各個太陽能電池的電極140、150的多個布線300中的每一個可以包括線芯束和導電涂層320,該線芯束被形成為多個導電線芯310的束。多個布線不平坦可以被形成在多個布線中的每一個的表面上。下面這將會參考圖5更加詳細地描述。
圖5圖示被應用于根據本發明的太陽能電池模塊的示例的布線300的示例。
在圖5中,(a)是布線300的橫截面圖,并且在圖5中,(b)是在圖5的(a)中示出的布線300的一部分的放大視圖。
如在圖5的(a)和(b)中所示,根據本發明的互連布線300可以包括線芯束310和導電涂層320。
在本實例中,線芯束可以被形成為多個導電線芯310的束。多個導電線芯310具有相對低的電阻,同時最小化電流損失,并且可以用于將在各個太陽能電池中產生的載流子傳遞到相鄰的其它太陽能電池。
線芯310的材料可以是銅(cu)、銀(ag)、金(au)以及鋁(al)中的任何一個。
涂層320可以被涂覆在線芯束的外表面上。另外,如在圖5的(a)中所示,涂層320可以填充在線芯束中的多個導電線芯310之間的空間以及線芯束的外表面。
涂層320可以是由錫(sn)或者包含錫(sn)的合金形成,可以被形成使得被包括在線芯束中的多個導電線芯310被形成為束,涂覆多個導電線芯310的表面,并且防止線芯310的氧化。當布線300通過導電粘合劑被連接到太陽能電池的電極140和150時,涂層320可以用于確保在線芯束和導電粘合劑之間的粘合力。
包括線芯束和導電涂層320的互連布線300可以包括沿著多個布線300中的每一個的表面上的線芯束的外形彎曲的多個布線不平坦300k。
在本實例中,線芯束的外表面指的是當從被形成為多個導電線芯310的束的線芯束的外部觀察時的線芯束的外表面。
如上所述,因為根據本發明的布線300具有沿著線芯束的外表面形狀在導電涂層320的表面上彎曲的多個布線不平坦300k,所以能夠預期下述效果。
首先,不平坦被形成在被連接到布線300中的電極的第一部分300p1中。因此,被連接到布線300中的電極的一部分的表面面積能夠被增加。因此,在布線300與電極140和150之間的粘合力能夠被進一步提高。
另外,其次,布線不平坦300k被形成在光被入射在布線300上的第二部分300p2中。因此,在布線300上入射的光可以被擴散并且重新入射到太陽能電池中。因此,太陽能電池模塊的光學效應能夠被進一步提高,并且太陽能電池模塊的效率能夠被進一步提高。
在本實例中,能夠基于被連接到太陽能電池的電極140和150的布線300確定第一和第二部分300p1和300p2的劃分。例如,如在圖1至圖4中所示,當布線300被布置時,布線300的下部可以被連接到第一太陽能電池c1的第一電極140,并且布線300的上部可以被連接到第二太陽能電池c2的第二電極150。
因此,被連接到第一太陽能電池c1的布線300的下部能夠被限定為布線300的第一部分300p1,并且布線300的上部能夠被限定為布線300的第二部分300p2。在第二太陽能電池c2中,布線300的上部能夠被限定為布線300的第一部分300p1并且下部能夠被限定為布線300的第二部分300p2。
線芯束的外表面形狀可以包括通過多個線芯310形成的線芯不平坦310k,如在圖5的(b)中所示。線芯不平坦310k在形成線芯束的外表面的多個線芯310之間被凹進(凹陷或者具有凹部)。被形成在布線300的表面上的多個布線不平坦300k可以在多個線芯310之間被凹進(凹陷或者具有凹部)。
即,線芯不平坦310k指的是被形成在通過多個線芯310形成的線芯束的外表面上的不平坦。布線不平坦300k指的是在被涂覆在線芯束的外表面上的導電涂層320的表面上的不平坦。
另外,線芯束的外表面指的是由多個導電線芯310形成的線芯束的外表面。
如在圖5的(a)和(b)中所示,線芯束的外表面能夠朝著多個線芯310之間的布線300的中心被凹進(凹陷或者具有凹部)。即,如在圖5中所示,當各個線芯310的橫截面是圓形的時,由于具有圓形的橫截面的線芯310的形狀,所以隨著變得更加靠近多個線芯310彼此接觸的部分,其中線芯束的外表面朝著中心被凹進(凹陷或者具有凹部)的線芯不平坦310k能夠被形成。
另外,當涂層320被形成在線芯不平坦310k上時,布線不平坦300k指的是被形成在涂層320的表面上的不平坦。如在圖5的(a)和(b)中所示,布線不平坦300k可以沿著線芯不平坦310k的形狀被形成在涂層320中。因此,布線不平坦300k可以在多個線芯310之間被凹進(凹陷或者具有凹部)。
即使布線300包括被形成為多個線芯310的束的線芯束,如果涂層320的厚度相對大,即使線芯束的外表面被設置有不平坦,由于相對厚的涂層320,布線300的表面也可以在沒有形成布線不平坦300k情況下具有平坦的表面。在這樣的實例中,可能難以預期在被連接到如上所述的電極的部分處的布線300的光學效應和布線300的表面面積的增加。
然而,在根據本發明的布線300中,使被涂覆在線芯束的外表面上的涂層320的厚度充分地薄,并且布線不平坦300k被形成在布線300的表面上。因此,能夠預期如上所述的布線300的光學效應和布線300的表面面積的增加。
在本實例中,能夠通過被形成在布線300的表面上的布線不平坦300k的大小進一步優化布線300的光學效應和布線300的表面面積的增加。可以通過線芯310的線寬、線芯不平坦310k的大小以及涂層320的厚度影響布線不平坦300k的大小。下面將會描述其詳細描述。
如上所述,為了使線芯不平坦310k的形狀與布線不平坦300k的形狀相同或者相似,涂層320的最大厚度mt320可以小于線芯不平坦310k的高度h310k或者線芯不平坦310k的寬度w310k。
優選地,涂層320的最大厚度mt320可以在形成線芯束的外表面的線芯不平坦310k的高度h310k的1/10與1/2之間。
如在圖5的(a)和(b)中所示,當被設置在線芯束中的多個線芯310被形成為彼此接觸時,線芯不平坦310k的高度h310k可以等于線芯310的半徑hr310,并且線芯不平坦310k的寬度w310可以等于線芯310的直徑r310(即,線芯310的線寬)。
涂層320的最大厚度mt320可以是從在兩個線芯310之間的界面到涂層320的表面的厚度。
然而,如在圖5的(a)和(b)中所示,當在線芯束中多個線芯310沒有被形成為彼此接觸時,不同于圖5的(a)和(b),在線芯束中形成線芯束的外表面的多個線芯310可以被形成為間隔開,當難以限定線芯不平坦310k時,并且涂層320的最大厚度mt320可以在形成線芯束的外表面的線芯半徑hr310的1/10與1/2之間。
更加具體地,當通過涂層320和線芯束形成的布線300的最大線寬r300在200μm和500μm之間時,例如,形成線芯束的外表面的線芯310的線寬r310(或者線芯310的直徑r310)可以在70μm與160μm之間,并且涂層320的最大厚度mt320可以在7μm與80μm之間。
另外,涂層320的平均厚度t320可以在5μm和20μm之間。為了防止線芯310的氧化,并且為了讓多個線芯310形成作為束的線芯束,涂層320的平均厚度t320可以是5μm或者更多。為了沿著在涂層320的表面上的線芯束的外表面形狀以彎曲的形狀在涂層320的表面上形成布線不平坦300k,并且為了最小化涂層320的形成成本,涂層320的平均厚度t320可以小于20μm。
因為與線芯310的線寬r310相比,被涂覆在線芯束的外表面上的涂層320的平均厚度t320相對小,所以線芯不平坦310k的寬度w310k可以大體上與布線不平坦300k的寬度w300k相同。
例如,被形成在布線300的表面上的布線不平坦300k的寬度w300k可以在70μm與150μm之間,并且被形成在布線300的表面上的布線不平坦300k的高度h300k可以在10μm與70μm之間。
如上所述,通過在如上所述的數值范圍中在布線300的表面上形成布線不平坦300k,能夠最佳地確保被結合到電極140和150的布線300的表面面積和光學效應。
因此,多個布線300中的每一個可以包括在被連接到電極的第一部分300p1的表面上的布線不平坦300k,和相對于布線300的中心與第一部分300p1相反的第二部分300p2的表面上的布線不平坦300k。
布線不平坦300k被形成在布線300的第一部分300p1的表面上,并且被連接到電極140和150的第一部分300p1的表面面積被增加。因此,在布線300與電極140和150之間的粘合力能夠被進一步提高。布線不平坦300k被形成在布線300的第二部分300p2的表面上,并且入射在布線300的第二部分300p2上的光被反射。因此,光能夠被重新入射在太陽能電池上。因此,太陽能電池模塊的效率能夠被進一步提高。
目前為止,在根據本發明的布線300中,以組成線芯束的線芯310的橫截面是圓形的實例進行了描述。可替選地,線芯310的橫截面可以具有不同的形狀。另外,在線芯束中的多個線芯310的大小可以彼此不同。被堆疊在線芯束上的線芯310的數目可以不同于在上面描述的數目。
在下文中,這將會更加詳細地描述。
圖6圖示根據本發明的形成布線的線芯束的層壓結構和線芯的各種橫截面形狀。圖7圖示根據本發明的形成布線的線芯束的另一示例。
在根據本發明的布線300中,通過以至少三層堆疊多個線芯310來形成線芯束。被堆疊在第一部分300p1和第二部分300p2上的線芯310的數目可以小于被堆疊在第一部分300p1和第二部分300p2之間的線芯310的數目。
例如,如在圖6的(a)至(d)中所示,通過堆疊三層來形成形成線芯束的多個線芯310。被堆疊在第一部分300p1和第二部分300p2上的線芯310的數目,即,被設置在第一層l1和第三層l3中的線芯310的數目可以是兩個。被堆疊在第一和第二部分300p1和300p2之間的線芯310的數目,即,被設置在第二層l2中的線芯310的數目可以是比2大的3個。
在本實例中,被設置在第二層l2中的線芯310的中心可以與設置在第一層l1和第三層l3中的線芯310的中心交錯。因此,隨著被形成在線芯束中的線芯310之間的空間被最小化,并且隨著線芯束的整個體積被減少,線芯束能夠被更加穩固地形成。
在本實例中,形成線芯束的各個線芯310可以具有相同的直徑。在本實例中,如在圖6的(a)中所示,各個線芯310的橫截面可以是圓形。
可替選地,然而,如在圖6的(b)中所示,各個線芯310的橫截面可以是橢圓形。如在圖6的(c)中所示,各個線芯310的橫截面可以是六邊形的。另外,如在圖6的(d)中所示,各個線芯310的橫截面可以是具有作為整體的圓形的多邊形。
另外,在圖6的(a)至(d)中,形成線芯束的線芯310具有相同的直徑。可替選地,然而,如在圖7的(a)中所示,線芯310的直徑可以被不同地形成。如在圖7的(b)中所示,通過堆疊五個層l1至l5可以形成形成線芯束的多個線芯310。
更加具體地,如在圖7的(c)中所示,根據本發明的線芯束被形成使得位于布線300的中心300c處的線芯310a的直徑可以大于形成線芯束的外表面的線芯310b,即,位于線芯束的外部的線芯。
另外,在根據本發明的線芯束中,如在圖7的(b)中所示,通過堆疊五個層l1至l5形成形成線芯束的多個線芯310。位于布線300的第一部分300p1中的第一層l1和位于布線300的第二層300p2中的第五層l5的線芯310的數目可以最少是兩個,但是其他的數目是可能的。位于中間的第三層l3的線芯310的數目可以最多是四個,但是其他的數目是可能的。
當如在圖7中所示形成線芯束時,與圖6相比較,能夠使被形成在布線300的外表面上的不平坦的大小變得更加細小,并且被擴散的反射能夠在布線300的第二部分300p2中被進一步增加。因此,布線300的光學效應能夠被進一步增加。
迄今為止,由線芯束和涂層320形成的布線300的僅橫截面形狀已經被描述。在下文中,然而,布線300的外形將會被描述。
圖8是示出根據本發明的布線300的輪廓的示例。
如在圖8的(a)中所示,被設置在根據本發明的線芯束中的多個線芯310可以在布線300的縱向方向上被延長。
在本實例中,如在圖8的(a)中所示,被形成在布線300的外表面上的布線不平坦300k可以具有在布線300的縱向方向z上長長地延伸的槽形。
可替選地,如在圖8的(b)中所示,在根據本發明的布線300中,被設置在線芯束中的多個線芯310可以在布線300的縱向方向z和傾斜方向上被扭曲。
在本實例中,如在圖8的(b)中所示,被形成在布線300的外表面上的布線不平坦300k可以具有在布線300的縱向和傾斜方向上沿著布線300的外表面旋轉的槽形。
根據本發明的布線300可以被連接到被形成在半導體基板110上的第一電極140或者第二電極150,如在圖3中所示。
在圖9和圖10中,下面將會更加詳細地描述其中本發明的布線300被連接到電極的結構。
圖9圖示其中根據本發明的布線300通過導電粘合劑被連接到太陽能電池的電極的示例。圖10圖示其中根據本發明的布線300通過導電粘合劑被連接到太陽能電池的電極的另一示例。
在圖9和圖10中,布線300被連接到太陽能電池的第一電極140。然而,布線300也可以被連接到太陽能電池的第二電極150。
另外,在圖9和圖10中,布線300通過導電粘合劑200被連接到電極140和150。然而,在布線300以及電極140和150沒有被重疊的半導體基板110的區域中,布線300和半導體基板110可以通過導電粘合劑200被彼此結合。
如在圖9中所示,布線300可以通過導電粘合劑200被連接到太陽能電池的電極140和150,例如,第一電極40。在本實例中,導電粘合劑200的材料可以是,例如,包含錫(sn)或者錫(sn)合金的粘合膏的形式。
在本實例中,導電粘合劑300的寬度w200可以大于布線300的第一部分300p1,即,被形成在被連接到導電粘合劑200的一部分中的布線不平坦300k的寬度w300k。導電粘合劑200的寬度w200可以小于布線300的最大線寬r300(或者直徑)。在本實例中,導電粘合劑200的寬度w200可以指的是在布線300的線寬方向x上,即,在第一方向x上的寬度。
導電粘合劑200的寬度w200被形成為大于被形成在布線300的第一部分300p1中的布線不平坦300k的寬度w300k。因此,布線300以及電極140和150能夠具有充分的粘合力和低的接觸電阻。另外,導電粘合劑200的寬度w200被形成為小于布線300的最大線寬r300。因此,半導體基板110被覆蓋有導電粘合劑200的遮蔽面積能夠被最小化。
例如,當布線300的最大線寬r300被形成為是380μm至480μm時,導電粘合劑200的寬度w200能夠被形成在大于布線不平坦300k的寬度w300k并且小于布線300的最大線寬r300的范圍中,例如320μm至380μm的范圍中。
在圖9中,描述了導電粘合劑200具有焊膏狀的實例作為示例。可替選地,如在圖10中所示,導電粘合劑200可以是其中多個導電顆粒200p被散布在粘合樹脂200s中的導電粘合膏的形式。
在本實例中,導電粘合劑200的粘合樹脂200s可以是由環氧基樹脂、硅基樹脂或者丙烯酸基樹脂中的至少一個形成。導電顆粒200p可以被形成為包括ni、ag或者snbi中的至少一個。
在本實例中,導電顆粒200p的大小可以小于布線不平坦300k的寬度w300k或者高度h300k。例如,導電顆粒200p的大小可以是在1μm和10μm之間。導電顆粒200p的大小的提及可以指的是導電顆粒200p的直徑,其可以是最大直徑、平均直徑或者導電顆粒200p的另一種測量結果。
導電粘合劑200的粘合樹脂200s能夠充分地確保在布線300與電極140和150之間的物理粘合力,和在布線300和半導體基板110之間的物理粘合力。
另外,在用于將布線300連接到太陽能電池的接片工藝期間,被形成在布線300的第一部分300p1中的布線不平坦300k保持在粘合樹脂200s中的導電顆粒200p,以便朝著布線300的外部沒有偏離。導電顆粒200p被穩定地定位在布線不平坦300k與電極140和150之間。因此,能夠使在布線300與電極140和150之間的接觸電阻充分地低。
被包括在導電粘合劑200中的粘合樹脂200s的固化溫度可以低于被包括在布線300中的涂層320的熔點。
因此,根據本發明的實施例,粘合樹脂200s的固化溫度被設定成低于布線300的涂層320的固化溫度。在接片工藝期間被形成在布線300的第一部分300p1的表面上的布線不平坦300k能夠維持其形狀。因此,如上所述,防止在接片工藝期間導電粘合劑200的導電顆粒200p朝著布線300的外部偏離。因此,能夠在布線300與電極140和150之間提供充分低的接觸電阻。
在本實例中,粘合樹脂200s的固化溫度可以是,例如,在155℃與185℃之間。如上所述,根據本發明,導電粘合劑200的粘合樹脂200s的固化溫度充分地低。因此,能夠降低接片工藝的溫度。能夠防止半導體基板110由于接片工藝期間布線300或者電極140和150的熱膨脹應力屈曲。
雖然已經參考其許多說明性的實施例描述了一些實施例,但是應該理解,可以由本領域技術人員設計將落在本公開的原理的精神和范圍內的許多其它的變型和實施例。更加具體地,不同的變化和變型在本公開、附圖和所附的權利要求范圍內的對象組合排列的構成部件和/或排列中是可允許的。除了在構成部件和/或排列中的變化和變型之外,替換的使用對于本領域技術人員來說也將是顯而易見的。