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KR102323760B1 - Solar cell module - Google Patents

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KR102323760B1
KR102323760B1 KR1020170043927A KR20170043927A KR102323760B1 KR 102323760 B1 KR102323760 B1 KR 102323760B1 KR 1020170043927 A KR1020170043927 A KR 1020170043927A KR 20170043927 A KR20170043927 A KR 20170043927A KR 102323760 B1 KR102323760 B1 KR 102323760B1
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solar cell
film solar
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circuit board
printed circuit
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KR1020170043927A
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전준호
황언주
김정근
송용
염정환
우정훈
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실예에서는, 전면에 형성된 제1 도전패턴과 후면에 형성된 제2 도전패턴을 포함하는 인쇄회로 기판(printed　circuit　board), 상기 인쇄회로 기판의 전면에 위치하고, 상기 제1 도전패턴으로 형성된 하부 전극, 광전 변환층, 상부 전극이 순차적으로 적층 형성된 박막 태양전지, 상기 제2 도전패턴에 실장되며, 상기 박막 태양전지에서 생산한 전기를 입력받아 동작하는 구동부를 포함하고, 상기 하부 전극은 상기 기판에 형성된 비아홀을 통해 상기 제2 도전패턴의 제1 단자부에 연결되며, 상기 상부 전극은 도전성 연결부를 통해 상기 제2 도전패턴의 제2 단자부에 연결된 태양전지 모듈을 개시한다.In one embodiment of the present invention, a printed circuit board including a first conductive pattern formed on a front surface and a second conductive pattern formed on a rear surface, located on the front surface of the printed circuit board, and formed of the first conductive pattern A thin film solar cell in which a lower electrode, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode are sequentially stacked, and a driving unit mounted on the second conductive pattern and operated by receiving electricity generated by the thin film solar cell, wherein the lower electrode includes the Disclosed is a solar cell module connected to a first terminal portion of the second conductive pattern through a via hole formed in a substrate, and wherein the upper electrode is connected to a second terminal portion of the second conductive pattern through a conductive connection portion.

Description

태양전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}Solar cell module {SOLAR CELL MODULE}

본 발명은 인쇄회로 기판에 박막 태양전지가 실장된 태양전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell module in which a thin film solar cell is mounted on a printed circuit board.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.Recently, as existing energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, a solar cell is spotlighted as a next-generation battery that converts solar energy into electrical energy.

이러한 태양 전지는 지금까지는 대규모로 설치해 태양광 발전을 통해 전력 생산을 하는데 주로 사용되었지만, 요즘 들어와서는 실제 생활에 적용 사용할 수 있도록 소형으로 개발되고 있는 추세이다. 예를 들어, 태양전지는 건물의 외장재로 사용되던 타일을 태양전지와 결합한다거나, 모바일 폰, 카메라, PDA, MP3 플레이어 등을 충전하는데 사용할 수 있도록 구성하는 등 그 사용 범위를 확대하고 있다.These solar cells have been installed on a large scale so far and have been mainly used to generate electricity through solar power generation. For example, solar cells are expanding the scope of their use, such as combining tiles used as exterior materials for buildings with solar cells, or configuring them to be used to charge mobile phones, cameras, PDAs, MP3 players, and the like.

본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 인쇄회로 기판에 박막 태양전지가 실장된 태양전지 모듈을 제공하는데 있다.The present invention was conceived in this technical background, and to provide a solar cell module in which a thin film solar cell is mounted on a printed circuit board.

본 발명의 일 실시예에서는, 전면에 형성된 제1 도전패턴과 후면에 형성된 제2 도전패턴을 포함하는 인쇄회로 기판(printed　circuit　board), 상기 인쇄회로 기판의 전면에 위치하고, 상기 제1 도전패턴으로 형성된 하부 전극, 광전 변환층, 상부 전극이 순차적으로 적층 형성된 박막 태양전지, 상기 제2 도전패턴에 실장되며, 상기 박막 태양전지에서 생산한 전기를 입력받아 동작하는 구동부를 포함하고, 상기 하부 전극은 상기 기판에 형성된 비아홀을 통해 상기 제2 도전패턴의 제1 단자부에 연결되며, 상기 상부 전극은 도전성 연결부를 통해 상기 제2 도전패턴의 제2 단자부에 연결된 태양전지 모듈을 개시한다.In an embodiment of the present invention, a printed circuit board including a first conductive pattern formed on the front surface and a second conductive pattern formed on the rear surface, located on the front surface of the printed circuit board, and the first conductive pattern A thin film solar cell in which the formed lower electrode, the photoelectric conversion layer, and the upper electrode are sequentially stacked, and a driving unit mounted on the second conductive pattern and operated by receiving electricity produced by the thin film solar cell, the lower electrode comprising: Disclosed is a solar cell module connected to a first terminal portion of the second conductive pattern through a via hole formed in the substrate, and wherein the upper electrode is connected to a second terminal portion of the second conductive pattern through a conductive connection portion.

상기 태양전지 모듈은 상기 인쇄회로 기판의 전면에 위치해 상기 박막 태양전지를 감싸고 있는 보호부재를 더 포함할 수 있고, 상기 보호부재는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.The solar cell module may further include a protective member positioned on the front surface of the printed circuit board and surrounding the thin film solar cell, wherein the protective member is formed of any one of an epoxy resin, a silicone resin, and ethylene vinyl acetate (EVA). can

상기 박막 태양전지는 실리콘계 박막 태양전지, CIGS 박막 태양전지, CdTe 박막 태양전지, 염료 감응형 태양전지 중 하나일 수 있다.The thin-film solar cell may be one of a silicon-based thin-film solar cell, a CIGS thin-film solar cell, a CdTe thin-film solar cell, and a dye-sensitized solar cell.

상기 하부 전극은 상기 박막 태양전지에 대응하는 크기로, 상기 인쇄회로 기판의 전면에 전면적으로 형성될 수 있다.The lower electrode may have a size corresponding to the thin film solar cell and may be formed on the entire surface of the printed circuit board.

상기 상부 전극은, 투명한 제1 전극과, 상기 제1 전극의 상부에 형성된 금속의 제2 전극을 포함할 수 있다.The upper electrode may include a transparent first electrode and a metal second electrode formed on the first electrode.

상기 제2 전극은, 상기 도전성 연결부가 접합되는 버스 전극과, 상기 버스 전극에 일단이 연결되며, 상기 광전 변환부에서 생성한 전하를 수집해 상기 버스 전극으로 전달하는 세폭의 핑거 전극들을 포함할 수 있다.The second electrode may include a bus electrode to which the conductive connection part is joined, and narrow finger electrodes having one end connected to the bus electrode and collecting the charge generated by the photoelectric conversion part and transferring it to the bus electrode. have.

상기 제1 도전패턴은, 상기 박막 태양전지의 하부 전극을 이루는 제1 도전부와, 상기 제1 도전부로부터 떨어져 위치하고 상기 인쇄회로 기판에 형성된 다른 비아홀을 통해 상기 제2 도전패턴에 연결되는 제2 도전부를 포함하고, 상기 도전성 연결부는 상기 제2 도전부에 접합될 수 있다.The first conductive pattern includes a first conductive part constituting a lower electrode of the thin film solar cell, and a second conductive pattern located apart from the first conductive part and connected to the second conductive pattern through another via hole formed in the printed circuit board. A conductive part may be included, and the conductive connection part may be bonded to the second conductive part.

상기 도전성 연결부는 도전성 와이어 또는 연성 회로기판(Flexible　Printed　Circuit　Board)을 포함할 수 있다.The conductive connection part may include a conductive wire or a flexible circuit board (Flexible 　 Printed Circuit Board).

상기 인쇄회로 기판은 세라믹 인쇄회로 기판인 것이 바람직하다.The printed circuit board is preferably a ceramic printed circuit board.

상기 구동부는, 상기 박막 태양전지의 출력을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어 하에 전원을 부하에 공급하는 스위칭부를 포함할 수 있다.The driving unit may include a control unit for controlling an output of the thin film solar cell, and a switching unit for supplying power to a load under the control of the control unit.

상기 구동부는 제어부에 전원을 공급하고 상기 복수의 태양전지들이 생산한 전기로 충전되는 전원부를 더 포함할 수 있다.The driving unit may further include a power supply unit that supplies power to the control unit and is charged with electricity produced by the plurality of solar cells.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 인쇄회로 기판의 도전패턴이 박막 태양전지의 전극으로 사용됨으로 태양전지의 구성을 단순화하며, 또한 박막 태양전지와 인쇄회로 기판 사이의 물리적 접합력을 높일 수 있고, 인쇄회로 기판과 박막 태양전지 사이가 도전 패턴을 통해 전면적으로 접합됨으로 태양전지와 인쇄회로 기판 사이의 접촉 저항을 줄여 박막 태양전지의 효율을 효과적으로 증대할 수가 있다.According to an embodiment of the present invention, since the conductive pattern of the printed circuit board is used as an electrode of the thin film solar cell, the configuration of the solar cell is simplified, and the physical bonding force between the thin film solar cell and the printed circuit board can be increased, and the printed circuit board can be printed. Since the circuit board and the thin film solar cell are fully bonded through the conductive pattern, the contact resistance between the solar cell and the printed circuit board is reduced, thereby effectively increasing the efficiency of the thin film solar cell.

나아가, 본 발명의 일 실시예에서는 박막 태양전지를 인쇄회로 기판에 직접 증착 공정을 통해 형성함으로써 제조 공정을 단순화 및 자동화해 생산성을 향상시킬 수 있다.Furthermore, in an embodiment of the present invention, by forming a thin film solar cell directly on a printed circuit board through a deposition process, the manufacturing process can be simplified and automated to improve productivity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 전체 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면 모습을 보여준다.
도 3은 기판의 후면에 형성된 제2 도전패턴을 보여준다.
도 4 및 도 5는 태양전지의 측면 일부의 단면 모습을 보여준다.
도 6은 상부 전극의 평면 모습을 보여준다.
도 7 및 도 8은 박막 태양전지의 단면 모습을 보여준다.
도 9는 태양전지 모듈의 기능적 블록을 보여주는 도면이다.1 is a perspective view showing an overall appearance of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 1 .
3 shows a second conductive pattern formed on the rear surface of the substrate.
4 and 5 show a cross-sectional view of a part of a side surface of a solar cell.
6 shows a plan view of the upper electrode.
7 and 8 show a cross-sectional view of a thin film solar cell.
9 is a view showing a functional block of a solar cell module.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 간단히 하거나 생략될 수 있다. 또한, 도면에서 도시하고 있는 다양한 실시예들은 예시적으로 제시된 것이고, 설명의 편의를 위해 실제 축척에 맞춰 도시되지 않을 수 있고. 형상이나 구조 역시 단순화해서 도시될 수 있다.However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description may be simplified or omitted. In addition, various embodiments shown in the drawings are presented by way of example, and may not be drawn to scale for convenience of description. The shape or structure may also be illustrated in a simplified manner.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a solar cell module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 전체 모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′선에 따른 단면으로 개략적으로 그 단면을 도시하며, 도 3은 기판의 후면에 형성된 제2 도전패턴을 보여준다.1 is a perspective view showing an overall appearance of a solar cell module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-section taken along line I-I' in FIG. 1, and FIG. 3 is a substrate shows the second conductive pattern formed on the rear surface of

도 1 내지 도 3을 참조하면, 이 실시예의 태양전지 모듈은 인쇄회로 기판(40)과 박막 태양전지(10)를 포함해 구성된다.1 to 3 , the solar cell module of this embodiment is configured to include a printed circuit board 40 and a thin film solar cell 10 .

인쇄회로 기판(40)은 페놀이나 에폭시 등의 절연판에 구리와 같은 도전 물질로 패턴을 형성하여 회로소자를 전기적으로 연결시키도록 구성된 것이다. 본 발명의 바람직한 한 형태에서, 인쇄회로 기판(40)은 세라믹 절연체에 진공 증착 또는 인쇄에 의하여 얇은 막의 패턴을 형성한 세라믹 인쇄회로 기판(40)이 사용된다. 이 세라믹 인쇄회로 기판은 세라믹으로 만들어져 내열성이 뛰어나 PECVD, LPCVD, APCVD와 같은 증착 공정을 통해 박막 태양전지(10)를 인쇄회로 기판(40)에 바로 증착해 형성할 수가 있다. The printed circuit board 40 is configured to electrically connect circuit elements by forming a pattern with a conductive material such as copper on an insulating plate such as phenol or epoxy. In a preferred embodiment of the present invention, the printed circuit board 40 is a ceramic printed circuit board 40 in which a thin film pattern is formed on a ceramic insulator by vacuum deposition or printing. The ceramic printed circuit board is made of ceramic and has excellent heat resistance, so that the thin film solar cell 10 can be directly deposited on the printed circuit board 40 through a deposition process such as PECVD, LPCVD, and APCVD.

그러나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 증착 공정에서 형태가 변하지 않도록 공정온도에 대해 내열성을 가지며, 구조적 안정성과 절연성을 갖는 것이라면 특별한 제한 없이 다양한 것들이 기판으로 사용될 수 있다.However, the present invention is not necessarily limited thereto, and as long as it has heat resistance to process temperature so as not to change its shape in the deposition process, and has structural stability and insulation, various substrates may be used without particular limitation.

인쇄회로 기판(40)은 기판(40)의 전면에 형성된 제1 도전패턴(41)과 후면에 형성된 제2 도전패턴(42)을 포함한다. 이 제1 및 제2 도전패턴(41,42)은 기판의 표면에 구리, 은, 금과 같은 금속 물질을 인쇄 또는 증착해 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는 증착 공정의 높은 온도를 견딜 수 있도록 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다.The printed circuit board 40 includes a first conductive pattern 41 formed on the front surface of the substrate 40 and a second conductive pattern 42 formed on the rear surface of the substrate 40 . The first and second conductive patterns 41 and 42 may be formed by printing or depositing a metal material such as copper, silver, or gold on the surface of the substrate. More preferably, it may be formed by sputtering to withstand the high temperature of the deposition process.

제1 도전패턴(41)은 바람직한 한 형태에서, 기판(40)의 전면에 얇은 두께로 박막 태양전지(10)의 크기에 대응하는 크기를 갖도록 전면적으로 형성될 수 있다. 제1 도전패턴(41)이 전면적으로 형성됨에 따라, 이 제1 도전패턴(41) 위로 박막 태양전지(10)를 단면 증착이 가능한 증착 공정(예로, CVD)에 의해 형성할 때, 패터닝할 필요가 없이 제1 도전패턴(41) 위로 박막들을 증착 형성하기만 하면 되므로, 박막 태양전지(10)를 간단한 공정에 형성할 수가 있다.In a preferred embodiment, the first conductive pattern 41 may be formed entirely on the entire surface of the substrate 40 to have a size corresponding to the size of the thin film solar cell 10 with a thin thickness. As the first conductive pattern 41 is formed over the entire surface, when the thin film solar cell 10 is formed by a deposition process (eg, CVD) capable of single-sided deposition on the first conductive pattern 41, it is necessary to pattern Since the thin films need only be formed by depositing on the first conductive pattern 41 without the need to form the thin film solar cell 10 in a simple process.

바람직한 한 형태에서, 제1 도전패턴(41)은 박막 태양전지(10)의 광전 변환부(12)에서 생성한 정공 또는 전자를 수집하는 전극으로 기능해, 박막 태양전지(10)의 하부 전극(11)을 이룬다. 제1 도전패턴(41)은 기판(40)에 형성된 비아홀(45)을 통해 후면에 형성된 제2 도전패턴(42)의 제2 단자부(42b)에 전기적으로 연결된다.In a preferred embodiment, the first conductive pattern 41 functions as an electrode for collecting holes or electrons generated by the photoelectric conversion unit 12 of the thin film solar cell 10, and the lower electrode ( 11) is achieved. The first conductive pattern 41 is electrically connected to the second terminal portion 42b of the second conductive pattern 42 formed on the rear surface through the via hole 45 formed in the substrate 40 .

제2 도전패턴(42)은 일정한 패턴을 가지도록 형성되어 구동부(61)를 이루는 회로소자들을 전기적으로 연결시키도록 형성된다. 도 2의 단면 모습에서는 도면을 단순화해 도시하고 있으나, 실제는 도 3에서 예시하는 바와 같은 패턴으로 형성되어 회로 소자가 실장된다.The second conductive pattern 42 is formed to have a predetermined pattern to electrically connect circuit elements constituting the driving unit 61 . In the cross-sectional view of FIG. 2, the drawing is simplified, but in reality, it is formed in a pattern as illustrated in FIG. 3 and a circuit element is mounted.

제2 도전 패턴(42)은 박막 태양전지(10)의 상부 전극(13)과 연결되는 제1 단자부(42a)와 하부 전극(11)에 연결되는 제2 단자부(42b)를 포함하고 있어, 제2 도전 패턴(42)에 실장되는 회로소자는 그 구동에 필요한 전원을 박막 태양전지(10)로부터 공급받을 수가 있다.The second conductive pattern 42 includes a first terminal portion 42a connected to the upper electrode 13 of the thin film solar cell 10 and a second terminal portion 42b connected to the lower electrode 11 , The circuit element mounted on the second conductive pattern 42 may receive power required for its driving from the thin film solar cell 10 .

또한, 제2 도전패턴의 제2 단자부(42b)는 비아홀(45)을 박막 태양전지(10)의 하부 전극(110)을 이루는 제1 도전패턴(41)에 연결됨으로써, 박막 태양전지(10)의 하부 전극(11)과 연결될 수가 있다. In addition, the second terminal portion 42b of the second conductive pattern connects the via hole 45 to the first conductive pattern 41 constituting the lower electrode 110 of the thin film solar cell 10 , thereby forming the thin film solar cell 10 . may be connected to the lower electrode 11 of

또한, 제2 도전패턴(42)의 제1 단자부(42a)는 도전성 연결부(31)를 통해 박막 태양전지(10)의 상부 전극(13)과 연결된다. In addition, the first terminal part 42a of the second conductive pattern 42 is connected to the upper electrode 13 of the thin film solar cell 10 through the conductive connection part 31 .

여기서, 도전성 연결부(31)는 기판(10)을 측면을 감싸면서 기판(40)의 후면으로 연장해 박막 태양전지(10)의 상부 전극(13)과 제2 도전패턴(42) 사이를 연결한다. 때문에, 도전성 연결부(31)는 바람직한 한 형태에서 도전성 와이어 또는 연성 회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)와 같은 것들로 구성된다.Here, the conductive connection part 31 extends to the rear surface of the substrate 40 while enclosing the side surface of the substrate 10 to connect the upper electrode 13 of the thin film solar cell 10 and the second conductive pattern 42 . Therefore, the conductive connection part 31 is, in one preferred form, composed of conductive wires or such as a flexible printed circuit board (FPCB).

이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈에서 제2 도전패턴(42)은 박막 태양전지(10)의 하부 전극(11)으로 구성된 제1 도전패턴(41)과 비아홀(45)을 통해 연결되고, 도전성 연결부(31)를 통해 박막 태양전지(13)의 전면에 위치한 상부 전극(13)에 연결되어 제2 도전패턴(42)에 실장된 구동부(61)의 동작에 필요한 전원이 공급될 수 있도록 구성된다.As such, in the solar cell module according to an embodiment of the present invention, the second conductive pattern 42 is connected to the first conductive pattern 41 composed of the lower electrode 11 of the thin film solar cell 10 and the via hole 45 . The power required for the operation of the driving unit 61 mounted on the second conductive pattern 42 by being connected to the upper electrode 13 located on the front surface of the thin film solar cell 13 through the conductive connection unit 31 can be supplied. is configured to

구동부(61)는, 일 예로 집적 회로(IC) 칩으로 구현될 수 있다. 집적 회로(IC) 칩은 하나의 반도체 기판에 다수의 능동소자와 수동소자를 초소형으로 집적, 서로 분리 될 수 없는 구조로 만든 완전한 회로기능을 갖춘　기능소자로, 프로그래밍에 따라 원하는 기능을 쉽게 구현토록 한다.The driver 61 may be implemented as, for example, an integrated circuit (IC) chip. An integrated circuit (IC) chip is a functional device with complete circuit functions made by integrating a large number of active and passive elements on a single semiconductor substrate in a structure that cannot be separated from each other. do.

또한, 이 실시예의 태양전지 모듈은 박막 태양전지(10)를 보호할 수 있도록 투명한 보호부재(21)에 의해 감싸져 있을 수 있다. 투명한 보호부재(21)는 인쇄회로 기판(40)의 전면에 위치해 박막 태양전지(10)의 전면 및 측면을 각각 감싸 박막 태양전지를 물리적 충격 및 습기와 같은 것들로부터 보호한다. 이 같은 투명한 보호부재(21)는 액상의 수지, 일 예로, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 박막 태양전지(10) 위로 디스펜싱시키거나, 스프레이시킨 후 이를 경화시켜 형성될 수가 있다.In addition, the solar cell module of this embodiment may be surrounded by a transparent protective member 21 to protect the thin film solar cell 10 . The transparent protective member 21 is positioned on the front surface of the printed circuit board 40 and surrounds the front and side surfaces of the thin film solar cell 10, respectively, to protect the thin film solar cell from physical impact and moisture. Such a transparent protective member 21 can be formed by dispensing or spraying a liquid resin, for example, epoxy resin, silicone resin, or ethylene vinyl acetate (EVA) onto the thin film solar cell 10 and then curing it. have.

이 같은 구조의 태양전지 모듈은, 제1 도전패턴(11)과 제2 도전패턴(13)을 갖는 인쇄회로 기판(40)을 준비해 증착 공정을 통해 박막 태양전지(10)를 제1 도전패턴(11) 위로 형성함으로써 인쇄회로 기판(40)에 형성한 후, 형성된 박막 태양전지(10) 위로 투명한 보호부재(21)를 형성하고, 리플로우 공정을 통해 제2 도전패턴(13)에 회로 소자를 실장함으로써 태양전지 모듈을 제조할 수가 있다. 여기서, 박막 태양전지(10)를 형성하는 증착 공정과 회로 소자를 실장하는 리플로우 공정은 이미 당 업계에서 널리 알려진 기술이므로, 여기서 그 상세한 설명은 생략한다.In the solar cell module having such a structure, a printed circuit board 40 having a first conductive pattern 11 and a second conductive pattern 13 is prepared, and the thin film solar cell 10 is applied to the first conductive pattern ( 11) After forming on the printed circuit board 40 by forming upward, a transparent protective member 21 is formed over the formed thin film solar cell 10, and a circuit element is applied to the second conductive pattern 13 through a reflow process. By mounting, a solar cell module can be manufactured. Here, since the deposition process for forming the thin film solar cell 10 and the reflow process for mounting the circuit element are already widely known in the art, a detailed description thereof will be omitted.

도 4 및 도 5는 태양전지의 측면 일부의 단면 모습을 보여주고, 도 6은 일 실시예의 상부 전극의 평면 모습을 보여준다. 이를 참조로, 박막 태양전지의 상부 전극(13)과 제2 도전패턴(42)의 제1 단자부(42a)의 연결관계를 보다 자세히 설명한다. 4 and 5 show a cross-sectional view of a part of a side surface of a solar cell, and FIG. 6 shows a plan view of an upper electrode according to an embodiment. With reference to this, the connection relationship between the upper electrode 13 of the thin film solar cell and the first terminal part 42a of the second conductive pattern 42 will be described in more detail.

도 4를 참조하면, 기판(40)을 중심으로 그 위로 박막 태양전지(10)가 위치하고, 아래로 제2 도전패턴(42)이 형성되어 있으며, 일 측면으로는 제2 도전패턴(42)에 연결된 제1 단자부(42a)가 위치한다. 여기서, 박막 태양전지(10)의 하부 전극(11)은 상술한 바와 같이 기판(40)의 제1 도전패턴(41)으로 형성되어 있다.Referring to FIG. 4 , the thin film solar cell 10 is positioned on the substrate 40 as the center, and a second conductive pattern 42 is formed below, and on one side of the second conductive pattern 42 . The connected first terminal part 42a is positioned. Here, the lower electrode 11 of the thin film solar cell 10 is formed of the first conductive pattern 41 of the substrate 40 as described above.

박막 태양전지(10)는 빛을 받아 전자와 정공을 생산하는 광전환부(12)를 중심으로 위쪽으로는 투명한 상부 전극(13)이 위치하고, 기판(40)을 향해서는 하부 전극(11)이 위치해 있다.In the thin film solar cell 10 , a transparent upper electrode 13 is positioned above the light conversion unit 12 that receives light and produces electrons and holes, and a lower electrode 11 is positioned toward the substrate 40 . have.

여기서, 상부 전극(13)은 바람직하게 광전 변환부(12)의 전면에 형성되며, 빛이 광전 변환부(12)로 입사될 수 있도록 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상부 전극(13)은 도전성 연결부(31)를 통해 제2 도전패턴(42)의 제1 단자부(42a)에 바로 연결될 수도 있으나, 보다 바람직하게 상부 전극(13)은 접촉 저항을 줄일 수 있도록 금속의 전극을 더 포함할 수 있다.Here, the upper electrode 13 is preferably formed on the front surface of the photoelectric conversion unit 12 , and may be formed of a transparent conductive material so that light may be incident on the photoelectric conversion unit 12 . The upper electrode 13 may be directly connected to the first terminal part 42a of the second conductive pattern 42 through the conductive connection part 31, but more preferably, the upper electrode 13 is made of metal to reduce contact resistance. It may further include an electrode.

이 같은 경우에, 상부 전극(13)은 광전 변환부(12) 위로 형성되는 투명한 제1 전극(13a)과 제1 전극(13a)의 상부에 부분적으로 형성된 금속의 제2 전극(13b)을 포함할 수 있다.In this case, the upper electrode 13 includes a transparent first electrode 13a formed on the photoelectric conversion unit 12 and a metal second electrode 13b partially formed on the first electrode 13a. can do.

여기서, 금속의 제2 전극(13b)은 광전 변환부(12)로 입사되는 빛을 가리기 때문에, 도 6에서 예시하는 바와 같은 구조로 형성될 수 있다.Here, since the metal second electrode 13b blocks the light incident to the photoelectric conversion unit 12, it may be formed in the structure illustrated in FIG. 6 .

도 6을 참조하면, 제2 전극(13b)은 도전성 연결부(31)가 접합되는 버스 전극(13b2)와, 이 버스 전극(13b2)에 일단이 연결되며, 일 방향으로 길게 형성되며 이웃한 것과 나란하게 배치되는 복수의 핑거 전극들(13b1)을 포함한다. 이 핑거 전극들(13b1)은 광전 변환부(12)에서 생성한 전하를 수집해 버스 전극(13b2)으로 전달한다.Referring to FIG. 6 , the second electrode 13b has a bus electrode 13b2 to which the conductive connection part 31 is bonded, and one end connected to the bus electrode 13b2, is elongated in one direction, and is parallel to an adjacent one. It includes a plurality of finger electrodes 13b1 that are arranged so as to The finger electrodes 13b1 collect charges generated by the photoelectric conversion unit 12 and transfer them to the bus electrode 13b2.

한편, 복수의 핑거 전극들(13b1)은 이웃한 것과 나란하게 형성된 것으로 예시하나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 방향에 특별한 제한이 없이 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. Meanwhile, the plurality of finger electrodes 13b1 are exemplified as being formed in parallel with neighboring ones, but the present invention is not limited thereto and may be formed to have various shapes without any particular limitation in direction.

복수의 핑거 전극들(13b1)은 빛이 광전 변환부(12)로 입사되는 것을 방해하지 않도록 얇은 선폭을 갖는 것이 바람직하다. 일 예로, 복수의 핑거 전극들(13b1)은 10(um) 이하의 선폭을 갖도록 형성될 수 있다.The plurality of finger electrodes 13b1 preferably have a thin line width so as not to prevent light from being incident on the photoelectric conversion unit 12 . For example, the plurality of finger electrodes 13b1 may be formed to have a line width of 10 (um) or less.

그리고, 버스 전극(13b2)은 제1 전극(13a)의 일 단에 위치하며, 도전성 연결부(31)가 이 버스 전극(13b2)에 접합될 수 있게 핑거 전극들(13b1)보다는 큰 선폭을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the bus electrode 13b2 is positioned at one end of the first electrode 13a, and has a line width greater than that of the finger electrodes 13b1 so that the conductive connection part 31 can be bonded to the bus electrode 13b2. It is preferable to form

이처럼 구성되는 제2 전극(13b)는 도시한 형상 외에 다양한 형상이 가능하며, 투명한 상부 전극(13a)과 접합성을 고려해 그 형성 물질이 결정될 수 있다. 바람직한 한 형태에서, 제2 전극(13b)은 스퍼터링법, 증착법, 스크린 인쇄법 등을 통해 형성될 수 있고, 은, 구리, 알루미늄과 같은 금속 물질로 형성될 수 있다.The second electrode 13b configured as described above may have various shapes other than the illustrated shape, and a forming material thereof may be determined in consideration of adhesion to the transparent upper electrode 13a. In a preferred embodiment, the second electrode 13b may be formed through a sputtering method, a vapor deposition method, a screen printing method, or the like, and may be formed of a metal material such as silver, copper, or aluminum.

도전성 연결부(31)의 한쪽 끝은 제2 전극(13b)에 솔더링 또는 도전성 접착제와 같은 도전성 접합을 통해 연결되며, 다른 한쪽 끝 역시 제2 도전패턴(42)의 제1 단자부(42a)에 도전성 접합을 통해 연결된다.One end of the conductive connection part 31 is connected to the second electrode 13b through conductive bonding such as soldering or a conductive adhesive, and the other end is also conductively bonded to the first terminal part 42a of the second conductive pattern 42 . connected through

도 5를 참조하면, 제1 도전패턴(41)은 박막 태양전지(10)의 하부 전극을 구성하는 제1 도전부(41a)와 제1 도전부(41a)로부터 떨어져 위치하고 인쇄회로 기판(40)에 형성된 다른 비아홀(47)을 통해 제2 도전패턴(42)에 연결되는 제2 도전부(41b)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the first conductive pattern 41 is positioned apart from the first conductive part 41a and the first conductive part 41a constituting the lower electrode of the thin film solar cell 10 , and the printed circuit board 40 . and a second conductive portion 41b connected to the second conductive pattern 42 through another via hole 47 formed therein.

여기서 제1 도전부(41a)는 제2 도전부(41b)가 형성된 영역을 제외한 영역에 전면적으로 형성될 수 있고, 제2 도전부(41b)와 동일한 공정에 의해 형성되어 동일한 물질로 형성될 수 있다.Here, the first conductive part 41a may be entirely formed in an area excluding the region where the second conductive part 41b is formed, and may be formed by the same process as the second conductive part 41b and made of the same material. have.

도전성 연결부(31)의 한쪽 끝은 제2 전극(13b)에 도전성 접합을 통해 연결되며, 다른 쪽 끝은 제2 도전부(41b)에 도전성 접합됨으로써 제2 도전패턴(42)에 상부 전극(13)이 연결될 수 있다.One end of the conductive connection part 31 is connected to the second electrode 13b through conductive bonding, and the other end of the conductive connection part 31 is conductively bonded to the second conductive part 41b so that the upper electrode 13 is connected to the second conductive pattern 42 . ) can be connected.

이하, 도 7 및 도 8을 참조로, 인쇄회로 기판(40)에 형성된 박막 태양전지에 대해 설명한다.Hereinafter, a thin film solar cell formed on the printed circuit board 40 will be described with reference to FIGS. 7 and 8 .

도 7을 참조하면, 박막 태양전지(10)는 하부 전극(11), 상부 전극(13) 및 단층 p-i-n 구조의 광전변환부(12)를 포함해 구성된다Referring to FIG. 7 , the thin film solar cell 10 includes a lower electrode 11 , an upper electrode 13 , and a photoelectric conversion unit 12 having a single-layer p-i-n structure.

상부 전극(13)은 광전 변환부(12) 위로 위치하고, 광전 변환부(12)로 입사되는 광의 투과율을 높이기 위해 실질적으로 투명하면서도 전기 전도성을 갖는 재질을 포함하는 것이 가능하다. 예컨대, 상부 전극(13)은 대부분의 빛이 통과하며 전기가 통할 수 있도록 높은 광 투과도와 높은 전기 전도도를 구비하기 위해 인듐주석산화물(indium tin oxide: ITO), 주석계 산화물(SnO2 등), AgO, ZnO-(Ga2O3 또는 Al2O3), 플루오린 틴 옥사이드(fluorine tin oxide: FTO) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것으로 형성될 수 있다. 아울러, 상부 전극(13)의 비저항 범위는 약 10-2Ωㆍ㎝ 내지 10-11Ωㆍ㎝일 수 있다.The upper electrode 13 is positioned above the photoelectric conversion unit 12 , and may include a material that is substantially transparent and electrically conductive in order to increase the transmittance of light incident to the photoelectric conversion unit 12 . For example, the upper electrode 13 has indium tin oxide (ITO), tin-based oxide (SnO2, etc.), AgO to have high light transmittance and high electrical conductivity so that most of the light passes and electricity can pass through. , ZnO- (Ga2O3 or Al2O3), fluorine tin oxide (FTO), and mixtures thereof. In addition, the resistivity range of the upper electrode 13 may be about 10 -2 Ω·cm to 10 -11 Ω·cm.

아울러, 상부 전극(12)의 상부 표면에는 랜덤(random)한 피라미드 구조를 갖는 복수 개의 요철이 형성될 수 있다. 즉, 상부 전극(12)은 텍스처링 표면(texturing surface)을 구비하고 있는 것이다. 이와 같이, 상부 전극(12)의 표면을 텍스처링하게 되면, 입사되는 광의 반사를 저감시키고, 광의 흡수율을 높일 수 있어서 박막 태양전지(10)의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.In addition, a plurality of irregularities having a random pyramid structure may be formed on the upper surface of the upper electrode 12 . That is, the upper electrode 12 has a texturing surface. In this way, when the surface of the upper electrode 12 is textured, it is possible to reduce the reflection of incident light and increase the absorption of light, thereby improving the efficiency of the thin film solar cell 10 .

한편, 도 7에서는 상부 전극(13)에만 요철을 형성한 경우만을 도시하고 있지만, 광전변환부(12)에도 요철을 형성하는 것이 가능하다.Meanwhile, although FIG. 7 shows only the case in which the concavo-convex is formed only on the upper electrode 13 , it is possible to form the concavo-convex in the photoelectric conversion unit 12 as well.

이러한 상부 전극(13)은 광전변환부(12)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상부 전극(13)은 입사되는 광에 의해 생성된 캐리어 중 하나, 예컨대 정공을 수집하여 출력할 수 있다.The upper electrode 13 may be electrically connected to the photoelectric conversion unit 12 . Accordingly, the upper electrode 13 may collect and output one of carriers, for example, holes, generated by the incident light.

하부 전극(11)은 광전변환부(12)를 투과한 빛을 반사시켜 광전변환부(12)로 재 투입될 수 있도록 전기 전도성이 우수한 금속 재질로 형성된다. 아울러, 하부 전극(11)은 광전변환부(12)와 전기적으로 연결되어 입사되는 광에 의해 생성된 캐리어 중 하나, 예컨대 전자를 수집하여 출력할 수 있다.The lower electrode 11 is formed of a metal material having excellent electrical conductivity so that the light transmitted through the photoelectric conversion unit 12 can be reflected and re-injected into the photoelectric conversion unit 12 . In addition, the lower electrode 11 may be electrically connected to the photoelectric conversion unit 12 to collect and output one of carriers generated by incident light, for example, electrons.

여기서, 광전변환부(12)는 하부 전극(11)과 상부 전극(13)의 사이에 배치되어 외부로부터 입사되는 광으로 전력을 생산하는 기능을 한다.Here, the photoelectric conversion unit 12 is disposed between the lower electrode 11 and the upper electrode 13 and functions to generate power from light incident from the outside.

이와 같은 광전변환부(12)는 빛의 입사 방향으로부터 p-i-n 구조, 즉 p형 반도체층(12p), i형 반도체층(12i), n형 반도체층(12n)을 포함할 수 있다.The photoelectric conversion unit 12 may include a p-i-n structure, that is, a p-type semiconductor layer 12p, an i-type semiconductor layer 12i, and an n-type semiconductor layer 12n, from the light incident direction.

여기서, p형 반도체층(12p)은 실리콘(Si)을 포함한 원료 가스에 붕소, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 이용하여 형성할 수 있다.Here, the p-type semiconductor layer 12p may be formed by using a gas containing impurities of a trivalent element such as boron, gallium, and indium in a source gas containing silicon (Si).

진성 반도체층(12i)은 캐리어의 재결합율을 줄이고 광을 흡수할 수 있다. 이러한 진성 반도체층(12i)은 입사되는 광을 흡수하여, 전자와 정공과 같은 캐리어를 생성할 수 있다. The intrinsic semiconductor layer 12i may reduce the recombination rate of carriers and absorb light. The intrinsic semiconductor layer 12i may absorb incident light to generate carriers such as electrons and holes.

이러한 진성 반도체층(12i)은 미세 결정 실리콘(mc-Si) 재질, 예컨대 수소화된 미세 결정 실리콘(mc-Si:H)을 포함할 수도 있고, 또는 비정질 실리콘(Amorphous Silicon) 재질, 예컨대 수소화된 비정질 실리콘(Hydrogenated Amorphous Silicon, a-Si:H)을 포함할 수 있다.The intrinsic semiconductor layer 12i may include a microcrystalline silicon (mc-Si) material, for example, hydrogenated microcrystalline silicon (mc-Si:H), or an amorphous silicon material, for example, hydrogenated amorphous silicon. Silicon (Hydrogenated Amorphous Silicon, a-Si:H) may be included.

n형 반도체층(12n)은 실리콘을 포함한 원료 가스에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함한 가스를 이용하여 형성할 수 있다.The n-type semiconductor layer 12n may be formed by using a gas including impurities of a pentavalent element such as phosphorus (P), arsenic (As), or antimony (Sb) in a source gas including silicon.

이와 같은 광전변환부(12)는 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)과 같은 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)에 의해 형성될 수 있는 것이다.The photoelectric conversion unit 12 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) method such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).

광전변환부(12)의 p형 반도체층(12p) 및 n형 반도체층(12n)과 같은 도핑층은 진성 반도체층(12i)을 사이에 두고 pn 접합을 형성할 수 있다. 즉, 광전변환부(12)는 n형 불순물 도핑층, 즉 n형 반도체층(12n)과 p형 불순물 도핑층, 즉 p형 반도체층(12p)의 사이에 배치될 수 있는 것이다.A doped layer such as the p-type semiconductor layer 12p and the n-type semiconductor layer 12n of the photoelectric conversion unit 12 may form a pn junction with the intrinsic semiconductor layer 12i interposed therebetween. That is, the photoelectric conversion unit 12 may be disposed between the n-type impurity doped layer, that is, the n-type semiconductor layer 12n and the p-type impurity doped layer, that is, the p-type semiconductor layer 12p.

이러한 구조에서, p형 반도체층(12p) 쪽으로 광이 입사되면 진성 반도체층(12i)의 내부에서는 상대적으로 높은 도핑 농도를 갖는 p형 반도체층(12p)과 n형 반도체층(12n)에 의해 공핍(depletion)이 형성되고, 이에 따라 전기장이 형성될 수 있다. 이러한 광기전력 효과(photovoltatic effect)의하여 광 흡수층인 진성 반도체층(12i)에서 생성된 전자와 정공은 접촉 전위차에 의해 분리되어 서로 다른 방향으로 이동된다. 예를 들어, 정공은 p형 반도체층(12p)을 통해 상부 전극(13)쪽으로 이동하고, 전자는 n형 반도체층(12n)을 통해 하부 전극(11)쪽으로 이동할 수 있다.In this structure, when light is incident toward the p-type semiconductor layer 12p, the inside of the intrinsic semiconductor layer 12i is depleted by the p-type semiconductor layer 12p and the n-type semiconductor layer 12n having a relatively high doping concentration. (depletion) is formed, and thus an electric field can be formed. Electrons and holes generated in the intrinsic semiconductor layer 12i, which are the light absorption layers, are separated by a contact potential difference due to the photovoltaic effect and move in different directions. For example, holes may move toward the upper electrode 13 through the p-type semiconductor layer 12p, and electrons may move toward the lower electrode 11 through the n-type semiconductor layer 12n.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 박막 태양전지(10)는 이중접합(Double Junction) 태양전지 혹은 p-i-n-p-i-n 구조로 형성될 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 삼중접합 또는 그 이상의 접합을 이루는 것도 가능하며, 이때의 접합 구조는 도 7을 통해 설명되는 바에 동일할 수가 있다. 이하의 설명에서는 도 6을 통해 설명된 부분에 대해서는 설명을 생략한다.Also, as shown in FIG. 8 , the thin film solar cell 10 may be formed in a double junction solar cell or a p-i-n-p-i-n structure. In addition, although not shown in the drawings, it is possible to form a triple junction or more junctions, and the junction structure at this time may be the same as that described with reference to FIG. 7 . In the following description, a description of the part described with reference to FIG. 6 will be omitted.

도 8을 참조하면, 박막 태양전지(10)의 광전 변환부(12)는 제 1 광전변환부(121) 및 제 2 광전변환부(123)를 포함한다.Referring to FIG. 8 , the photoelectric conversion unit 12 of the thin film solar cell 10 includes a first photoelectric conversion unit 121 and a second photoelectric conversion unit 123 .

박막 태양전지(10)는 빛의 입사 방향으로부터 제2 p형 반도체층(123p), 제2 i형 반도체층(123i), 제2 n형 반도체층(123n), 제1 p형 반도체층(121p), 제 1 i형 반도체층(121i) 및 제1 n형 반도체층(121n)이 차례로 적층될 수 있다.The thin film solar cell 10 includes a second p-type semiconductor layer 123p, a second i-type semiconductor layer 123i, a second n-type semiconductor layer 123n, and a first p-type semiconductor layer 121p from an incident direction of light. ), a first i-type semiconductor layer 121i and a first n-type semiconductor layer 121n may be sequentially stacked.

제2 i형 반도체층(123i)은 단파장 대역의 광을 주로 흡수하여 전자와 정공을 생성할 수 있고, 제1 i형 반도체층(121i)은 장파장 대역의 광을 주로 흡수하여 전자와 정공을 생성할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The second i-type semiconductor layer 123i mainly absorbs light in the short wavelength band to generate electrons and holes, and the first i-type semiconductor layer 121i mainly absorbs light in the long wavelength band to generate electrons and holes. It is desirable to be configured to be able to do so.

이처럼, 이중접합 구조의 태양전지(10)는 단파장 대역 및 장파장 대역의 광을 흡수하여 캐리어를 생성하기 때문에 높은 효율을 갖는 것이 가능하다.As such, since the solar cell 10 having a double junction structure absorbs light in a short wavelength band and a long wavelength band to generate carriers, it is possible to have high efficiency.

아울러, 제1 i형 반도체층(121i)의 두께(t2)는 장파장 대역의 광을 제2 i형 반도체층(123i)보다 충분히 흡수하기 위해 제2 i형 반도체층(123i)의 두께(t1)보다 두꺼운 것이 바람직하다.In addition, the thickness t2 of the first i-type semiconductor layer 121i is the thickness t1 of the second i-type semiconductor layer 123i in order to sufficiently absorb light of a longer wavelength band than the second i-type semiconductor layer 123i. Thicker is preferred.

또한, 박막 태양전지(10)는 제1 광전변환부(121)의 제 1 i형 반도체층(121i) 및 제2 광전변환부(123)의 제2 i형 반도체층(123i)이 모두 비정질 실리콘 재질을 포함할 수도 있고, 또는 제2 광전변환부(123)의 제1 i형 반도체층(123i)은 비정실 실리콘 재질을 포함하나, 제1 광전변환부(121)의 제1 i형 반도체층(121i)은 미세 결정질 실리콘 재질을 포함할 수도 있다.In addition, in the thin film solar cell 10 , both the first i-type semiconductor layer 121i of the first photoelectric conversion unit 121 and the second i-type semiconductor layer 123i of the second photoelectric conversion unit 123 are amorphous silicon. It may include a material, or the first i-type semiconductor layer 123i of the second photoelectric conversion unit 123 includes an amorphous silicon material, but the first i-type semiconductor layer of the first photoelectric conversion unit 121 includes an amorphous silicon material. (121i) may include a microcrystalline silicon material.

또한, 도 8과 같은 이중접합 구조를 갖는 태양전지(10)에서 제1 i형 반도체층(121i)에는 게르마늄(Ge) 재질이 불순물로서 도핑될 수 있다. 게르마늄(Ge) 재질은 제1 i형 반도체층(121i)의 밴드갭을 낮출 수 있고, 이에 따라 제1 i형 반도체층(121i)의 장파장 대역 광의 흡수율이 향상됨으로써 태양전지(10)의 효율이 향상될 수 있다. In addition, in the solar cell 10 having a double junction structure as shown in FIG. 8 , the first i-type semiconductor layer 121i may be doped with a germanium (Ge) material as an impurity. The germanium (Ge) material can lower the band gap of the first i-type semiconductor layer 121i, and accordingly, the absorption rate of long-wavelength band light of the first i-type semiconductor layer 121i is improved, thereby increasing the efficiency of the solar cell 10. can be improved

이와 같은 제1 i형 반도체층(121i)에 게르마늄(Ge)을 도핑하는 방법으로는 게르마늄(Ge) 가스가 채워진 챔버 내에서 VHF, HF 또는 RF를 이용한 PECVD공법을 일례로 들 수 있다.As a method of doping the first i-type semiconductor layer 121i with germanium (Ge), a PECVD method using VHF, HF, or RF in a chamber filled with germanium (Ge) gas may be exemplified.

이상의 설명에서는 박막 태양전지(10)가 실리콘계 박막 태양전지로 구성되는 것을 일 예로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, CIGS 박막 태양전지, CdTe 박막 태양전지, 염료 감응형 태양전지들 역시 반도체 공정인 증착 공정을 통해 형성되므로 실리콘계 박막 태양전지와 마찬가지로 박막 태양전지(10)로 구성될 수 있다.In the above description, the thin film solar cell 10 is described as an example of a silicon-based thin film solar cell, but the present invention is not limited thereto, and the CIGS thin film solar cell, CdTe thin film solar cell, and dye-sensitized solar cells are also semiconductors. Since it is formed through a deposition process, which is a process, it may be composed of a thin film solar cell 10 like a silicon-based thin film solar cell.

이하, 도 9를 참조로 인쇄회로 기판의 후면에 형성된 구동부에 대해 자세히 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 기능적 블록을 보여준다.Hereinafter, the driving unit formed on the rear surface of the printed circuit board will be described in detail with reference to FIG. 9 . 9 shows a functional block of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.

IC 소자로 구성된 구동부(61)는 상술한 바처럼 박막 태양전지(10)와 IC 소자가 실장된 제2 회로 패턴의 제1 단자부(42a) 및 제2 단자부(42b)에 각각 연결되어, 박막 태양전지(10)가 발전해 생산한 전원을 공급받아 동작할 수 있도록 연결되어 있다.The driving unit 61 composed of the IC element is connected to the first terminal portion 42a and the second terminal portion 42b of the second circuit pattern on which the thin film solar cell 10 and the IC element are mounted, respectively, as described above, The battery 10 is connected so as to be operated by receiving power generated by power generation.

구동부(61)는 제어부(611), 제1 스위칭부(612), 제2 스위칭부(613)를 포함해 구성되며, 이에 따라 제어부(611)는 제1 및 제2 스위칭부(612, 613)를 통해 전원부(71) 및 부하(73)에 연결 될 수가 있다. 여기서 부하(73)는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈에 연결되어 전원을 공급받는 외부 전자장치를 말한다.The driving unit 61 includes a control unit 611 , a first switching unit 612 , and a second switching unit 613 , and accordingly, the control unit 611 includes the first and second switching units 612 and 613 . It can be connected to the power supply unit 71 and the load 73 through. Here, the load 73 refers to an external electronic device connected to the solar cell module according to an embodiment of the present invention and receiving power.

PMIC 모듈(Power Management Integrated Circuit)을 포함해 구현된 구동부(61)는 프로그래밍에 따라 다양한 기능으로 동작할 수가 있는데, 바람직한 한 형태에서 제어부(611)는 태양전지의 출력 제어, 전원부의 보호 및 충전 기능을 수행할 수가 있다.The driving unit 61 implemented including the PMIC module (Power Management Integrated Circuit) may operate with various functions according to programming. can perform

제어부(611)는 태양전지에서 입력된 전원을 입력받아 전원부(71)의 용량에 맞도록 전압 및 전류를 조정해 전원부(71)를 충전시킨다. 또한, 제어부(61)는 전원부(71)의 전압(V)을 모니터링하다 Vuv(under voltage Protection)이하로 떨어지면 제2 스위칭부(613)을 오프시켜 부하(73)쪽으로 출력되는 전원을 차단해 전원부(71)가 과방전되는 것을 방지하고, Vov (over voltage Protection)이상으로 올라가면, 제1 스위칭부(612)를 오프시켜 전원부(612)가 과충전되는 것을 방지하도록 동작한다.The control unit 611 receives power input from the solar cell and adjusts the voltage and current to match the capacity of the power source unit 71 to charge the power source unit 71 . In addition, the control unit 61 monitors the voltage (V) of the power supply unit 71 and, when it falls below Vuv (under voltage protection), turns off the second switching unit 613 to cut off the power output to the load 73, so that the power supply unit 71 is prevented from being overdischarged, and when it rises above over voltage protection (Vov), the first switching unit 612 is turned off to prevent the power supply unit 612 from being overcharged.

전원부(71)는 제어부(611)가 동작하도록 전원을 공급하며, 또한 박 태양전지(10)에서 생산한 전기를 통해 충전된다. 이 같은 전원부(71)는 충전이 가능한 전지, 예로 이차 전지로 구성될 수 있다.The power supply unit 71 supplies power to operate the control unit 611 , and is also charged with electricity produced by the thin solar cell 10 . Such a power supply unit 71 may be composed of a rechargeable battery, for example, a secondary battery.

상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The features, structures, effects, etc. as described above are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (12)

전면에 형성된 제1 도전패턴과 후면에 형성된 제2 도전패턴을 포함하는 인쇄회로 기판(printed　circuit　board);
상기 인쇄회로 기판의 전면에 위치하고, 상기 인쇄회로 기판의 제1 도전패턴으로 형성된 하부 전극, 광전 변환층, 상부 전극이 순차적으로 적층 형성된 박막 태양전지; 및
상기 제2 도전패턴에 실장되며, 상기 박막 태양전지에서 생산한 전기를 입력받아 동작하는 구동부,
를 포함하고,
상기 하부 전극은 상기 기판에 형성된 비아홀을 통해 상기 제2 도전패턴의 제1 단자부에 연결되며, 상기 상부 전극은 도전성 연결부를 통해 상기 제2 도전패턴의 제2 단자부에 연결되고,
상기 하부 전극은 상기 박막 태양전지에 대응하는 크기로, 상기 인쇄회로 기판의 전면에 전면적으로 형성된 태양전지 모듈.a printed circuit board including a first conductive pattern formed on a front surface and a second conductive pattern formed on a rear surface;
a thin film solar cell positioned on the front surface of the printed circuit board and sequentially stacked with a lower electrode, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode formed of the first conductive pattern of the printed circuit board; and
a driving unit mounted on the second conductive pattern and operated by receiving electricity produced by the thin film solar cell;
including,
The lower electrode is connected to a first terminal portion of the second conductive pattern through a via hole formed in the substrate, and the upper electrode is connected to a second terminal portion of the second conductive pattern through a conductive connection portion,
The lower electrode has a size corresponding to the thin film solar cell, and is formed entirely on the front surface of the printed circuit board. 제1항에 있어서,
상기 인쇄회로 기판의 전면에 위치해 상기 박막 태양전지를 감싸고 있는 보호부재를 더 포함하는 태양전지 모듈.According to claim 1,
The solar cell module further comprising a protective member positioned on the front surface of the printed circuit board to surround the thin film solar cell. 제2항에 있어서,
상기 보호부재는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 포함하는 태양전지 모듈.3. The method of claim 2,
The protective member is a solar cell module comprising an epoxy resin, a silicone resin, and ethylene vinyl acetate (EVA). 제1항에 있어서,
상기 박막 태양전지는 실리콘계 박막 태양전지, CIGS 박막 태양전지, CdTe 박막 태양전지, 염료 감응형 태양전지 중 하나인 태양전지 모듈.According to claim 1,
The thin-film solar cell is a solar cell module which is one of a silicon-based thin-film solar cell, a CIGS thin-film solar cell, a CdTe thin-film solar cell, and a dye-sensitized solar cell. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상부 전극은,
투명한 제1 전극과, 상기 제1 전극의 상부에 부분적으로 형성된 금속의 제2 전극을 포함하는 태양전지 모듈.According to claim 1,
The upper electrode is
A solar cell module comprising a transparent first electrode and a metal second electrode partially formed on the first electrode. 제6항에 있어서,
상기 제2 전극은,
상기 도전성 연결부가 접합되는 버스 전극과,
상기 버스 전극에 일단이 연결되며, 상기 광전 변환층에서 생성한 전하를 수집해 상기 버스 전극으로 전달하는 복수의 핑거 전극들,
을 포함하는 태양전지 모듈.7. The method of claim 6,
The second electrode is
a bus electrode to which the conductive connection part is joined;
a plurality of finger electrodes having one end connected to the bus electrode, collecting the electric charge generated in the photoelectric conversion layer and transferring it to the bus electrode;
A solar cell module comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제1 도전패턴은,
상기 박막 태양전지의 하부 전극을 이루는 제1 도전부와,
상기 제1 도전부로부터 떨어져 위치하고 상기 인쇄회로 기판에 형성된 다른 비아홀을 통해 상기 제2 도전패턴에 연결되는 제2 도전부,
를 포함하고,
상기 도전성 연결부는 상기 제2 도전부에 접합된 태양전지 모듈.According to claim 1,
The first conductive pattern is
a first conductive part constituting a lower electrode of the thin film solar cell;
a second conductive part located apart from the first conductive part and connected to the second conductive pattern through another via hole formed in the printed circuit board;
including,
The conductive connection part is a solar cell module joined to the second conductive part. 제1항에 있어서,
상기 도전성 연결부는 도전성 와이어 또는 연성 회로기판(Flexible　Printed　Circuit　Board)을 포함하는 태양전지 모듈.According to claim 1,
The conductive connection part is a solar cell module including a conductive wire or a flexible printed circuit board (Flexible Printed Circuit Board). 제1항에 있어서,
상기 인쇄회로 기판은 세라믹 인쇄회로 기판인 태양전지 모듈.According to claim 1,
The printed circuit board is a ceramic printed circuit board solar cell module. 제1항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 박막 태양전지의 출력을 제어하는 제어부와,
상기 제어부의 제어 하에 전원을 부하에 공급하는 스위칭부를 포함하는 태양전지 모듈.According to claim 1,
The drive unit,
a control unit for controlling the output of the thin film solar cell;
A solar cell module including a switching unit for supplying power to a load under the control of the control unit. 제11항에 있어서,
상기 구동부는, 제어부에 전원을 공급하고, 상기 박막 태양전지가 생산한 전기로 충전되는 전원부를 더 포함하는 태양전지 모듈.12. The method of claim 11,
The driving unit may further include a power supply unit that supplies power to the control unit and is charged with electricity produced by the thin film solar cell.
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