KR101615217B1

KR101615217B1 - Method for adhering ribbon to front metal electrode of solar cell

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Publication number: KR101615217B1
Application number: KR1020150084791A
Authority: KR
Inventors: 신영의; 김도석; 전유재; 강민수
Original assignee: 중앙대학교 산학협력단
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2016-05-13

Abstract

기존의 공정을 그대로 이용하되, 고온의 솔더링 시에도 리본과 전면전극 및 태양전지 셀의 열팽창계수의 차이로 인한 리본 솔더링 시의 태양전지 셀의 휨 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법은, 태양전지의 전면전극을 형성 시, 전면전극의 적어도 일부의 영역을 스팟 영역으로 설정하도록 하여 전면전극을 형성하는 단계; 전면전극의 패턴 상에 리본을 부착하되, 스팟 영역의 전면전극에만 리본이 부착되고, 스팟 영역을 제외한 영역에는 리본이 전면전극과 이격되도록 리본을 부착하는 단계; 및 열 솔더링 공정을 통하여 리본이 상기 스팟 영역의 전면전극에 솔더링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a technique for effectively preventing warping of a solar cell during ribbon soldering due to a difference in thermal expansion coefficient between the ribbon, the front electrode, and the solar cell even when the conventional process is used. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of attaching a ribbon to a front electrode of a solar cell, comprising: forming a front electrode by setting at least a part of a front electrode as a spot region when forming a front electrode of the solar cell; Attaching a ribbon on a pattern of a front electrode, attaching a ribbon only to a front electrode of a spot region, and attaching a ribbon to an area other than a spot region so that the ribbon is separated from the front electrode; And soldering the ribbon to the front electrode of the spot region through a thermal soldering process.

Description

METHOD FOR ADHERING RIBBON TO FRONT METAL ELECTRODE OF SOLAR CELL [0002]

본 발명은 실리콘 태양전지의 전면전극에 리본을 부착 시, 고온 솔더링에 의하여 발생하는 열 영향 및 열 팽창계수의 차이에 의하여 태양전지 셀에 발생하는 휨 현상을 최소화하기 위한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for minimizing a warping phenomenon occurring in a solar cell due to a difference in thermal effect and thermal expansion coefficient caused by high temperature soldering when a ribbon is attached to a front electrode of a silicon solar cell.

태양 전지란 태양광의 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 것이다. 현재, 태양광 발전 시스템으로 일반적으로 사용되고 있는 것은 실리콘 반도체가 대부분이다. 특히, 결정계 실리콘 반도체의 단결정 및 다결정 태양 전지는 변환 효율이 좋고 신뢰성이 높아서 널리 사용되고 있다. 그리고, 태양 전지 종류 중 상업용으로 가장 널리 사용되고 있는 것은 실리콘 웨이퍼를 이용한 결정질 실리콘 태양 전지이다. Solar cells are the conversion of solar energy into electrical energy. Currently, silicon semiconductor is the most commonly used photovoltaic system. In particular, monocrystalline and polycrystalline solar cells of crystalline silicon semiconductors are widely used because of their high conversion efficiency and high reliability. Of the solar cell types, the most widely used for commercial use is crystalline silicon solar cells using silicon wafers.

결정질 실리콘 태양 전지의 모듈을 제조하는 방법은, 규소를 녹여 실리콘 잉곳을 만들고, 형성된 실리콘 잉곳을 다이아몬드 커터 혹은 소잉(Sawing) 공정을 통해 실리콘 웨이퍼 형태로 가공한 뒤, 웨이퍼에 p-n 접합을 형성하도록 한다. 이후, 광 흡수율 증대를 위해 에칭을 통해 텍스처링을 하고, 굴절률이 다른 재료를 통해 빛의 투가 시 반사 각도를 최대한 줄여주는 공정을 한다. A method of manufacturing a module of a crystalline silicon solar cell is as follows: a silicon ingot is formed by melting silicon and a silicon ingot formed is processed into a silicon wafer form by a diamond cutter or a sawing process, and then a pn junction is formed on the wafer . Thereafter, texturing is performed through etching to increase the light absorption rate, and a process of reducing the angle of reflection when light is transmitted through materials having different refractive indices is minimized.

이후, 낮은 온도에서 전극 형성을 위해 Ag 등의 전극 재료를 페이스트(Paste)하여 태양 전지 위에 스크린 프린팅 공정을 통해 도포한 후, 가열로를 통과시켜 전면 전극을 형성한다. 이후, 전면 전극 위에 리본(Ribbon)을 접합시키게 된다.Thereafter, an electrode material such as Ag is paste-coated on the solar cell through a screen printing process to form an electrode at a low temperature, and then a front electrode is formed by passing through a heating furnace. Thereafter, a ribbon is bonded onto the front electrode.

일반적으로 태양전지의 전면전극 위에 리본을 부착하게 되며, 리본의 경우 구리도선 위에 솔더(SnPb)가 도금된 형태가 사용되고 있다. 리본을 부착하기 위해서는, 약 섭씨 300 내지 400도의 온도를 가하여 솔더링의 원리와 같이 부착하게 된다. 상하면에서 열을 가야여 솔더가 전면전극 상에 부착되도록 하는 것이다. 그러나 최근에는, 환경 규제에 따라서 현재 사용되고 잇는 솔더 대신, SnAgCu 계열과 같은 3, 4원계 무연솔더로 대체되는 추세인데, 이러한 솔더 재료의 경우 상기의 온도보다 더욱 높은 온도에서의 접합이 요구된다.In general, ribbon is attached on the front electrode of the solar cell, and ribbon is plated with solder (SnPb) on the copper wire. In order to attach the ribbon, a temperature of about 300 to 400 degrees Celsius is applied and attached as in the soldering principle. So that the solder is attached to the front electrode. However, in recent years, there has been a tendency to replace solder that is currently used in accordance with environmental regulations, with ternary or quaternary lead-free solders such as SnAgCu series. In such a solder material, bonding at a temperature higher than the above temperature is required.

이러한 높은 온도에서의 솔더링의 경우 많은 문제점이 포함되어 있다. 즉, 솔더의 융점에 따라서 고온에서 솔더링을 함으로써 리본의 전면이 태양전지의 전면전극 상에 부착되는 공정을 수행하게 되는데, 고온에서 수행되는 솔더링으로 인하여 리본이 열팽창하게 되고, 팽창된 상태에서 전면전극에 부착되게 된다. 이후 상온으로 이동 시, 팽창된 리본이 수축하게 되면, 태양전지의 전면전극 뿐 아니라 셀 자체에 상기의 열팽창계수의 차이로 인한 휨(Warpage) 현상이 발생하게 된다.Soldering at these high temperatures involves many problems. That is, a process of attaching the front surface of the ribbon to the front electrode of the solar cell by performing soldering at a high temperature according to the melting point of the solder is performed. The ribbon is thermally expanded due to soldering performed at a high temperature, As shown in Fig. Then, when the expanded ribbon is shrunk when moving to room temperature, a warp phenomenon occurs due to the difference in thermal expansion coefficient between the cell itself as well as the front electrode of the solar cell.

고온의 솔더링 시 이와 같은 휨 현상이 발생하는 것을 피할 수 없는 것이 현실이며, 이를 위하여 한국등록특허 등록번호 제10-1182879호 등에서는 온도를 단계적으로 상승시켜 솔더링을 하는 방법 등을 제시하여, 리본 솔더링 시의 열팽창계수의 차이에 의한 태양전지 셀의 휨 현상 등에 의한 파손을 최소화하기 위한 기술을 제시하고 있다.It is a reality that such a bending phenomenon can not be avoided during high-temperature soldering. For this purpose, Korean Registered Patent No. 10-1182879 and the like propose a method of raising the temperature stepwise to raise soldering, A technique for minimizing damage due to a warping phenomenon of a solar cell due to a difference in thermal expansion coefficient of the solar cell is proposed.

그러나 종래의 기술은, 단계적인 온도 상승을 필수적으로 하거나, 새로운 재료를 사용해야 한다는 점에서, 기존의 공정을 이용할 수 없거나 단계적인 온도 상승을 위한 별도의 제어 기술이 필요하다는 단점이 있다. 즉, 복잡한 공정이 필수적으로 필요시되어, 제조 단가 상승 및 제조 효율 감소가 불가피한 것이다.However, the conventional technique has a disadvantage in that a stepwise temperature rise is essential, or a new material is used, so that a conventional process can not be used or a separate control technique for a stepwise temperature rise is required. That is, a complicated process is indispensably required, so that an increase in manufacturing cost and a decrease in manufacturing efficiency are inevitable.

이에 본 발명은, 기존의 공정을 그대로 이용하되, 고온의 솔더링 시에도 리본과 전면전극 및 태양전지 셀의 열팽창계수의 차이로 인한 리본 솔더링 시의 태양전지 셀의 휨 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a technology that can effectively prevent the warping of the solar cell during ribbon soldering due to the difference in thermal expansion coefficient between the ribbon, the front electrode, and the solar cell even when the conventional process is used as it is. And the like.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법은, 태양전지의 전면전극을 형성 시, 전면전극의 적어도 일부의 영역을 스팟 영역으로 설정하도록 하여 전면전극을 형성하는 단계; 상기 전면전극의 패턴 상에 리본을 부착하되, 상기 스팟 영역의 전면전극에만 상기 리본이 부착되고, 상기 스팟 영역을 제외한 영역에는 상기 리본이 상기 전면전극과 이격되도록 상기 리본을 부착하는 단계; 및 열 솔더링 공정을 통하여 상기 리본이 상기 스팟 영역의 전면전극에 솔더링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of attaching a ribbon to a front electrode of a solar cell, the method comprising: Forming an electrode; Attaching a ribbon on a pattern of the front electrode, attaching the ribbon to only a front electrode of the spot region, and attaching the ribbon to an area other than the spot region so that the ribbon is spaced from the front electrode; And soldering the ribbon to the front electrode of the spot region through a thermal soldering process.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 장치는, 태양전기의 전면전극 중 적어도 일부의 영역에 설정된 스팟 영역에 대응하는 위치에 구비되어, 상기 전면전극의 상면에 구비되어 상기 전면전극과 솔더링되는 리본으로 상하이동하고, 상기 리본에 접하여 가열이 이루어지는 가열팁; 상기 스팟 영역을 제외한 영역에 대응하는 위치에 구비되어, 상기 전면전극의 상면에 구비된 리본으로 상하이동하고, 상기 리본이 상기 전면전극과 이격되도록 상기 리본을 흡착하는 흡착수단; 및 상기 가열팁과 상기 흡착수단이 설치되고, 상하이동 수단을 포함하여 상기 가열팁과 상기 흡착수단을 상기 리본으로 상하이동하도록 가이드하는 지그 본체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the apparatus for attaching the ribbon of the solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention is provided at a position corresponding to the spot region set in at least a part of the area of the front electrode of the solar battery, A heating tip which is vertically moved by the ribbon to be soldered with the front electrode and which is heated in contact with the ribbon; An adsorption unit provided at a position corresponding to an area excluding the spot area and moving up and down by a ribbon provided on an upper surface of the front electrode and adsorbing the ribbon so that the ribbon is spaced from the front electrode; And a jig main body provided with the heating tip and the sucking means and including a vertical moving means for guiding the heating tip and the sucking means to move up and down by the ribbon.

본 발명에 의하면, 가열팁과 흡착수단을 통해, 초기 솔더링 시 전면전극의 모든 부분이 아닌 스팟 영역에만 리본이 부착되게 된다. 이에 의하여 열에 의하여 팽창하면서 리본이 전면 전극에 부착될 때, 나머지 부분의 경우 전면 전극과 일정 높이만큼 이격되어 떨어져 있게 되도록 부착되게 된다.According to the present invention, the ribbon is attached only to the spot region, not to all the front electrode, during the initial soldering through the heating tip and the absorption means. As a result, when the ribbon is attached to the front electrode while expanding by heat, the remaining portion is attached to the front electrode so as to be spaced apart from the front electrode by a predetermined height.

이에 의해서 리본이 열팽창에 의하여 길이 방향으로 팽창될 때 전면전극과 태양전지 셀의 경우 팽창에 의하여 함께 팽창되지 않고, 팽창된 만큼은 이격된 높이에 따라서 유지될 수 있다. 이후 쿨링 단계에서 리본의 수축 시 상기의 스팟 영역에 대한 부착에 의하여 이격된 부분이 전면 전극에 가까워지게 되면서, 전면전극 및 태양전지 셀의 동반 수축을 방지할 수 있게 된다.As a result, when the ribbon is expanded in the longitudinal direction due to thermal expansion, the front electrode and the solar cell can not be inflated together due to the expansion, but can be maintained at the height apart from the inflated extent. In the cooling step, when the ribbon is contracted, the portion separated by the adhesion to the spot region becomes closer to the front electrode, and concomitant shrinkage of the front electrode and the solar cell can be prevented.

이와 같은 기능 수행에 의하여, 현재의 솔더 재료뿐 아니라, 고온솔더링이 요구되는 무연솔더를 적용하더라도, 기존의 솔더링 공정을 그대로 이용 시에도 리본의 팽창 및 수축에 따른 전면전극 및 태양전지 셀의 휨 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있어, 생산공정에 따른 수율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.By performing such functions, even if the lead-free solder which requires high-temperature soldering is applied as well as the current solder material, even if the existing soldering process is used as it is, the warpage of the front electrode and the solar cell due to the expansion and contraction of the ribbon Therefore, it is possible to maximize the yield according to the production process.

도 1 및 2는 기존의 리본 솔더링 시 발생하는 전면전극 및 태양전지 셀의 휨 현상을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법에 있어서 전면전극을 형성하는 공정의 예.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 장치의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법에 의하여 리본이 부착되는 공정의 예.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법에 의하여 리본이 부착된 상태를 설명하기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining warping phenomena of a front electrode and a solar cell, which occur during conventional ribbon soldering;
3 is an example of a process of forming a front electrode in a ribbon attaching method of a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration view of a ribbon attaching apparatus for a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention;
5 is an example of a process in which a ribbon is attached by a ribbon attaching method of a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a state where a ribbon is attached by a method of attaching a ribbon of a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법 및 장치 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method and apparatus for attaching a ribbon to a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 권리범위는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.It is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.One element is referred to as being "connected to " or" coupled to "another element, either directly connected or coupled to another element, One case. On the other hand, when one element is referred to as being "directly connected to" or "directly coupled to " another element, it does not intervene another element in the middle. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. "And / or" include each and every combination of one or more of the mentioned items.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.It is to be understood that when an element or layer is referred to as being "on" or " on "of another element or layer, All included. On the other hand, a device being referred to as "directly on" or "directly above " indicates that no other device or layer is interposed in between.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, it is needless to say that these elements, components and / or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, element or section from another element, element or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element or the first section mentioned below may be the second element, the second element or the second section within the technical spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

도 1 및 2는 기존의 리본 솔더링 시 발생하는 전면전극 및 태양전지 셀의 휨 현상을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 1 and 2 are views for explaining the warping phenomenon of the front electrode and the solar cell, which occurs during the conventional ribbon soldering.

먼저 도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 태양전지 전면전극에 대한 리본 부착 공정에서는, 태양전지 셀(10)의 외면에 전면전극을 패터닝하여 형성한 후, 리본(20)을 전면전극 상에 솔더링하게 된다. Referring to FIG. 1, in a conventional ribbon attaching process for a general solar cell front electrode, a front electrode is formed by patterning on the outer surface of the solar cell 10, and then the ribbon 20 is soldered onto the front electrode do.

즉, 태양전지 셀(10)의 전면전극 위에 리본(20)을 부착하며, 리본(20)의 경우 구리도선 위에 솔더(예를 들어 유연솔더인 SnPb)가 도금된 형태이다. 태양전지 리본(20)을 부착하기 위해서는, 하면의 핫 플레이트(Hot Plate, 미도시)와 상면의 태버 지그(Tabber Jig)에 포함된 가열 팁 등에 의하여 섭씨 300 내지 350 도의 열을 가하여 솔더링 공정의 원리와 같이 리본(20)을 부착하게 된다. That is, the ribbon 20 is attached to the front electrode of the solar cell 10 and the ribbon 20 is plated with solder (for example, SnPb, which is a flexible solder) on the copper wire. In order to attach the solar cell ribbon 20, heat of 300 to 350 degrees Celsius is applied by a hot plate (not shown) on the lower surface and a heating tip included in a tabber jig on the upper surface, The ribbon 20 is attached.

이와 같은 솔더링 공정은 솔더의 융점에 따라서 고온에서 수행되고 솔더링 공정에 의하여 리본(20)이 전면전극에 부착된다. 이 공정에서 리본은 고온 상에 있음에 따라서 도 1과 같이 예를 들어 길이 방향으로 열팽창하게 된 상태에서 전면전극에 부착된다. 이후 상온으로 이동시키게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 리본(21)이 수축함에 따라서, 태양전지 셀(10) 등이 열팽창계수의 차이에 의하여 함께 수축함에 따라, 휨 현상이 발생하게 되어, 태양전지 셀(10)의 수율 저하의 원인이 된다.The soldering process is performed at a high temperature according to the melting point of the solder, and the ribbon 20 is attached to the front electrode by a soldering process. In this process, the ribbon is attached to the front electrode in a state of being thermally expanded in the longitudinal direction, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, when the ribbon 21 shrinks, the solar cell 10 or the like contracts due to the difference in the thermal expansion coefficient, as shown in FIG. 2, This may cause a decrease in the yield of the solar cell 10.

이하 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법 및 장치는, 이와 같은 현상을 별도의 온도 제어 또는 신소재의 사용 없이 방지하기 위한 기술적 특징을 포함한다.A method and apparatus for attaching a ribbon to a front electrode of a solar cell according to an embodiment of the present invention to be described below include technical features for preventing such a phenomenon without using a separate temperature control or new material.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법에 있어서 전면전극을 형성하는 공정의 예이다.3 is an example of a process of forming a front electrode in a ribbon attaching method of a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 태양전지 셀(10)에 형성되는 전면전극(30)의 형성 공정에서, 전면전극(30)의 적어도 일부의 영역을 스팟 영역(31)으로 설정하여, 그 외의 영역(32)과 구분되도록 형성하게 된다. 이후, 이하 설명할 장치에 의한 공정 수행을 통해 다음과 같은 제조 과정이 수행된다.3, at least a part of the front electrode 30 is set as the spot region 31 in the process of forming the front electrode 30 formed in the solar cell 10, and the other region 32 As shown in FIG. Thereafter, the following manufacturing process is performed through the process performed by the apparatus to be described below.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 장치의 개략적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of a ribbon attaching apparatus for a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 장치는, 지그 본체(40), 가열팁(41) 및 흡착수단(42)을 포함하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 4, an apparatus for attaching a ribbon of a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention includes a jig main body 40, a heating tip 41, and a suction means 42.

가열팁(41)은, 상기의 스팟 영역에 대응하는 위치에 구비되어, 전면전극의 상면에 구비되어 전면전극과 솔더링되는 리본으로 상하이동하게 되며, 리본에 접하여 가열이 이루어지는 구성을 의미한다.The heating tip 41 is provided at a position corresponding to the spot region and is provided on the top surface of the front electrode so as to be moved up and down by a ribbon soldered to the front electrode and is heated in contact with the ribbon.

한편 흡착수단(42)은, 스팟 영역을 제외한 그 외의 영역에 대응하는 위치 중 어느 한 위치에 구비되어, 전면전극의 상면에 구비된 리본으로 상하이동하고, 리본의 전면전극과 기설정된 높이만큼 이격되도록 리븐을 흡착하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 진공 흡착수단이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않을 것이다.On the other hand, the absorption means 42 is provided at any position other than the spot region, and moves up and down by a ribbon provided on the upper surface of the front electrode, and is separated from the front electrode of the ribbon by a predetermined height So as to perform the function of adsorbing the lean. For example, vacuum adsorption means may be used, but it is not limited thereto.

지그 본체(40)는 가열팁(41)과 흡착수단(42)이 도 4에 도시된 바와 같이 설치되며, 상하이동 수단(미도시)를 포함함으로써, 가열팁(41)과 흡착수단(42)이 상기 언급한 바와 같이 리본으로 상하이동하도록 가이드하는 기능을 수행한다. 이를 바탕으로 전면전극 형성 공정 이후의 본 발명의 기능 수행에 대하여 설명하기로 한다.The heating tip 41 and the sucking means 42 are provided as shown in Fig. 4 and include a vertically moving means (not shown) As described above, performs a function of guiding the ribbon up and down. The function of the present invention after the front electrode forming process will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법에 의하여 리본이 부착되는 공정의 예이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법에 의하여 리본이 부착된 상태를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is an example of a process of attaching a ribbon according to a method of attaching a ribbon to a front electrode of a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view illustrating a method of attaching a ribbon to a front electrode of a solar cell according to an embodiment of the present invention In which the ribbon is attached.

도 5 및 도 6을 참조하면, 리본을 부착 시, 본 발명의 일 실시예에 의하여, 상기의 가열팁(41)이 설치된 영역, 즉 스팟 영역에 존재하는 리본(20)은, 태양전지 셀(10)의 상면에 형성된 전면전극(미도시)의 상면에 접하도록 부착됨으로써, 상기 전면전극에 접합되는 솔더링부(21)를 가지게 된다. 5 and 6, when the ribbon is attached, according to an embodiment of the present invention, the ribbon 20 existing in the region where the heating tip 41 is provided, that is, the spot region, (Not shown) formed on the upper surface of the substrate 10 so as to have a soldering portion 21 bonded to the front electrode.

한편, 스팟 영역에 해당하는 솔더링부(21)를 제외한 그 외의 영역에서는, 흡착수단(42)에 의하여 리본(20)이 전면전극과 이격되도록 상부로 흡착된다. 이와 같이 되면, 상기 리본(20)에는, 상기 솔더링부(21)의 변형을 허용하는 변형공간(23)을 가지는 번형허용부(22)가 형성된다. On the other hand, in the other region except the soldering portion 21 corresponding to the spot region, the ribbon 20 is attracted upward by the attracting means 42 so as to be separated from the front electrode. In this case, the ribbon 20 is provided with a sprung portion 22 having a deformation space 23 for allowing the soldering portion 21 to deform.

이와 같은 공정을 통해 열 솔더링 공정이 수행되는 동안, 리본(20)은 전면전극의 전면에 솔더링되는 것이 아니라, 스팟 영역에 해당하는 솔더링부(21)만 솔더링되며, 스팟 영역을 제외한 영역에 해당하는 변형 허용부(22)는, 그 리본(20)이 전면전극과 기설정된 높이만큼 이격될 수 있게 한다. During the thermal soldering process, the ribbon 20 is not soldered to the front surface of the front electrode, but only the soldering portion 21 corresponding to the spot region is soldered, The deformation allowing portion 22 allows the ribbon 20 to be separated from the front electrode by a predetermined height.

전면전극과 이격되는 기설정된 높이는, 예를 들어 리본(20)에 포함된 소재(예를 들어 구리)과 전면전극 또는 태양전지 셀(10)의 열팽창계수 차이에 의해 결정될 수 있다. 또한 솔더링 온도에 의하여도 결정될 수 있다. 물론, 흡착 수단(42)은 한 번에 리본(20)을 흡착하는 것이 아닌, 일정한 흡착력을 통해 리본(20)이 팽창하는 동안 서서히 흡착을 하도록 제어될 수 있음은 당연할 것이다.The predetermined height spaced from the front electrode may be determined by a difference in thermal expansion coefficient between the material (for example, copper) included in the ribbon 20 and the front electrode or the solar cell 10. It can also be determined by the soldering temperature. Of course, it is needless to say that the adsorption means 42 can be controlled so that the ribbon 20 is gradually adsorbed while expanding the ribbon 20 through a certain adsorption force, rather than adsorbing the ribbon 20 at one time.

이와 같은 공정에 의하면, 스팟 영역에만 리본(20)이 전면전극에 솔더링되게 되며, 다른 영역은 전면전극과 이격되도록 굴곡진 형태로 부착이 이루어지게 된다.According to such a process, the ribbon 20 is soldered to the front electrode only in the spot region, and the other region is attached in a curved shape so as to be spaced apart from the front electrode.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면전극의 리본 부착 방법에 의하여 리본이 부착된 상태를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a state in which a ribbon is attached by a ribbon attaching method of a solar cell front electrode according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 5의 공정 이후, 태양전지 셀(10)은 상온으로 이동되어 쿨링됨으로써 전체 솔더링 공정이 완료되는데, 본 발명의 일 실시예에 의하여 리본(20)은 전면전극의 상면 중 스팟 영역에 해당하는 솔더링부(21)만 솔더링된 상태가 된다. After the processes of FIGS. 3 and 5, the solar cell 10 is moved to a room temperature to be cooled, thereby completing the entire soldering process. According to an embodiment of the present invention, the ribbon 20 corresponds to a spot region Only the soldering portion 21 is soldered.

이후 상온으로 이동되면, 리본(20)이 도 6에 도시된 바와 같이 수축하게 되면서, 굴곡진 상태에서 직선형으로, 즉 이격된 부분에 해당하는 변형 허용부(22)가 전면전극에 가까워지는 상태로 수축된다.When the ribbon 20 is then moved to room temperature, the ribbon 20 is contracted as shown in FIG. 6, and in a state in which the deformation-permitting portion 22, which corresponds to a straight portion, Contracted.

도 1 및 2에 도시된 바와 같은 솔더링 공정에서는 전면전극의 전부에 리본이 솔더링되므로, 리본이 상온에서 수축되는 현상이 발생하면 태양전지 셀 역시 리본과의 열팽창계수 차이에 의하여 리본과 함께 수축하게 되고, 이에 의하여 휨 현상이 발생하게 된다.In the soldering process shown in FIGS. 1 and 2, since the ribbon is soldered to all the front electrodes, if the ribbon is shrunk at room temperature, the solar cell also shrinks due to the difference in thermal expansion coefficient between the ribbon and the ribbon , Thereby causing a warping phenomenon.

그러나 본 발명에 의하면, 도 6과 같이 리본(20)이 수축되더라도, 이격된 높이가 감소하면서 전면전극에 리본(20)이 가까워지게 되며, 태양전지 셀(10)의 전부에 부착된 상태가 아니기 때문에, 태양전지 셀(10)과 리본(20)의 열팽창계수의 차이가 있더라도 태양전지 셀(10)의 휨 현상이 일어나지 않게 된다.However, according to the present invention, even if the ribbon 20 is contracted as shown in FIG. 6, the ribbon 20 approaches the front electrode while the spaced height is reduced, Therefore, even if there is a difference in thermal expansion coefficient between the solar cell 10 and the ribbon 20, the solar cell 10 is not warped.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 별도의 다른 온도 제어 공정 및 불필요한 공정의 추가 없이, 기존의 공정에 도 4에 도시된 본 발명에 의한 부착 장치만을 사용하게 되어도, 리본(20) 솔더링 시의 태양전지 셀(10)의 휨 현상을 최소화할 수 있어, 온도 제어에 따른 제조 공정을 복잡화에 의한 제조 단가 상승 및 제조 효율 감소를 최소화할 수 있다.As described above, according to the present invention, even if only the adhering apparatus according to the present invention shown in FIG. 4 is used in the existing process without adding any other temperature control process and unnecessary process, It is possible to minimize the warpage of the cell 10 and to minimize the manufacturing cost increase and the manufacturing efficiency reduction by complicating the manufacturing process according to the temperature control.

특히, 환경규제에 따른 무연솔더 사용 시, 기존의 방법에 의하면 더욱 복잡한 온도 제어가 필요시되나, 본 발명에 의하면 리본과 전면전극의 이격 높이, 즉 흡착력만을 제어하고, 다른 제어가 필요없게 되어, 무연솔더 사용 시에도 태양전지 셀의 휨 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In particular, when using lead-free solder according to environmental regulations, more complicated temperature control is required according to the existing methods. However, according to the present invention, only the separation height between the ribbon and the front electrode, that is, the attraction force, It is possible to minimize warpage of the solar cell even when using lead-free solder.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 적어도 하나로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to at least one.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is also to be understood that the terms such as " comprises, "" comprising," or "having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims

Forming a front electrode by setting at least a part of a front electrode as a spot region when forming a front electrode of the solar cell; Attaching a ribbon on a pattern of the front electrode, attaching the ribbon to only a front electrode of the spot region, and attaching the ribbon to an area other than the spot region so that the ribbon is spaced from the front electrode; And soldering the ribbon to a front electrode of the spot region through a thermal soldering process,
Wherein the step of attaching the ribbon comprises:
A heating tip provided at a position corresponding to the spot region and moved up and down by a ribbon provided on an upper surface of the front electrode and heating in contact with the ribbon; An adsorption unit provided at a position corresponding to an area excluding the spot area and moving up and down by a ribbon provided on an upper surface of the front electrode and adsorbing the ribbon; And a jig main body provided with the heating tip and the sucking means and including a vertically moving means for guiding the heating tip and the sucking means to move up and down by the ribbon, So that the ribbon is attached only to the spot region of the front electrode by the heating tip to form a soldering portion in the spot region and at the same time the remainder portions formed integrally with the soldering portion, Wherein the deformation allowing portion is formed to be spaced apart from the front electrode by deformation of the front electrode to allow deformation due to thermal expansion and heat shrinkage.

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The method according to claim 1,
After the soldering step,
And cooling the solar cell at room temperature to complete the soldering process.

The method according to claim 1,
Wherein the step of attaching the ribbon comprises:
Wherein a height at which the ribbon is spaced apart from the front electrode in an area other than the spot area is set by a difference in thermal expansion coefficient between the ribbon and the solar cell.

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