CH625910A5

CH625910A5 -

Info

Publication number: CH625910A5
Application number: CH848578A
Authority: CH
Inventors: James Daniel Rancourt; Richard Ian Seddon
Original assignee: Optical Coating Laboratory Inc
Priority date: 1977-08-11
Filing date: 1978-08-10
Publication date: 1981-10-15
Also published as: DE2834161A1; FR2400216A1; DE2834161C2; GB2002581A; FR2400216B1; GB2002581B

Description

La présente invention concerne une pile solaire comportant un filtre et un filtre pour une telle pile. The present invention relates to a solar cell comprising a filter and a filter for such a cell.

On a déjà utilisé depuis un certain temps des piles solaires au silicium, dans les satellites spatiaux et dans ces applications, elle sont couvertes d'un mince feuille de verre ou de silice fondue, dont l'épaisseur est comprise entre 150 et 1500 microns. Le couvercle protège la pile au silicium contre les particules chargées, par exemple les protons et les électrons qui peuvent être présents dans les ceintures de Van Allen, et il augmente le pouvoir émissif de la pile si bien que celle-ci irradie une plus grande quantité de chaleur et a donc une température réduite, le rendement de conversion de lumière en électricité étant aussi accru. On a collé ces couvercles aux piles avec une colle qui se dégrade par exposition à la lumière ultraviolette. On a évité jusqu'à présent cette dégradation par disposition d'une filtre à couches minces sur le couvercle, afin qu'il arrête les rayons ultraviolets nuisibles. Dans une variante on a obtenu l'arrêt avec un covercle de verre qui ne transmet pas dans cette partie du spectre. L'inconvénient de ce processus est que, bien que la lumière ultraviolette n'atteigne pas la colle, l'énergie ultraviolette est absorbée. Cette absorption élève la température de la pile au silicium et réduit donc son rendement car la lumière ultraviolette absorbée se transforme en chaleur. Une pile solaire ne présentant pas cet inconvénient est donc très avantageuse. Solar cells with silicon have already been used for some time, in space satellites and in these applications, they are covered with a thin sheet of glass or molten silica, the thickness of which is between 150 and 1500 microns. The cover protects the silicon cell against charged particles, such as protons and electrons which may be present in Van Allen belts, and increases the emissivity of the cell so that it irradiates more heat and therefore has a reduced temperature, the efficiency of conversion of light into electricity is also increased. These covers were glued to the batteries with an adhesive which degrades upon exposure to ultraviolet light. This degradation has so far been avoided by the provision of a thin film filter on the cover so that it stops harmful ultraviolet rays. In a variant, the stop was obtained with a glass cover which does not transmit in this part of the spectrum. The disadvantage of this process is that, although the ultraviolet light does not reach the glue, the ultraviolet energy is absorbed. This absorption raises the temperature of the silicon cell and therefore reduces its efficiency because the absorbed ultraviolet light transforms into heat. A solar cell which does not have this drawback is therefore very advantageous.

La pile solaire selon l'invention comprend un corps formé de silicium ayant une surface sur laquelle une jonction photovoltaïque est appliquée, un revêtement anti-réfléchissant formé sur cette surface, un couvercle protecteur transparent, un filtre réfléchissant porté par le couvercle et une couche d'une colle pratiquement transparente, fixant le couvercle au corps de manière qu'il recouvre la jonction et le revêtement anti-réfléchissant, le filtre réfléchissant comprenant un empilement de couches formées alternativement de matières d'indices de réfraction élevé et faible, cet empilement réfléchissant l'énergie lumineuse dans la région ultraviolette entre 350 et 250 nm. The solar cell according to the invention comprises a body formed of silicon having a surface on which a photovoltaic junction is applied, an anti-reflective coating formed on this surface, a transparent protective cover, a reflective filter carried by the cover and a layer of '' a practically transparent glue, fixing the cover to the body so that it covers the junction and the anti-reflective coating, the reflective filter comprising a stack of layers formed alternately of materials with high and low refractive indices, this reflective stack light energy in the ultraviolet region between 350 and 250 nm.

L'invention concerne aussi un filtre réfléchissant destiné à une telle pile solaire, ledit filtre étant caractérisé en ce qu'il comprend un empilement de couches, des couches alternées étant formées d'une première matière d'indice élevé de réfraction et les autres couches d'une matière ayant un faible indice de réfraction, afin que l'énergie solaire de la région ultraviolette, entre 350 et 250 nm, soit réfléchie. The invention also relates to a reflective filter intended for such a solar cell, said filter being characterized in that it comprises a stack of layers, alternating layers being formed of a first material with a high refractive index and the other layers of a material having a low refractive index, so that the solar energy of the ultraviolet region, between 350 and 250 nm, is reflected.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: The characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended drawings in which:

la figure 1 est une coupe d'une exemple de construction de pile solaire selon l'invention; Figure 1 is a section of an example of construction of solar cell according to the invention;

la figure 2 est un graphique représentant une courbe de transmission du revêtement anti-réfléchissant de la pile solaire; Figure 2 is a graph showing a transmission curve of the anti-reflective coating of the solar cell;

la figure 3 est un graphique représentant la variation de la valeur calculée de <E2> pour le couvercle de pile solaire réfléchissant à 350 nm, selon l'invention; FIG. 3 is a graph showing the variation of the calculated value of <E2> for the solar cell cover reflecting at 350 nm, according to the invention;

la figure 4 est un graphique représentant le déplacement de la longueur d'onde de coupure principale du couvercle réfléchissant selon l'invention, pour des angles d'incidence deO, 15,30,45 et 60°; et la figure 5 est un graphiqué représentant la variation de la réflectance d'un couvercle de pile solaire réfléchissant à partir de 350 nm, par rapport à un couvercle selon l'invention. FIG. 4 is a graph showing the displacement of the main cut-off wavelength of the reflecting cover according to the invention, for angles of incidence of 0, 15, 30, 45 and 60 °; and FIG. 5 is a graph showing the variation in the reflectance of a reflective solar cell cover from 350 nm, relative to a cover according to the invention.

La figure 1 est une coupe d'une construction de pile solaire au silicium selon l'invention. Comme indiqué, la pile comprend un corps 11 essentiellement formé de silicium et ayant un indice de réfraction d'environ 3,5 à 4, le corps ayant une surface sensiblement plane 12 sur laquelle est formé une jonction photovoltaïque non représentée, de manière classique. Lorsque la pile est réalisée, une couche anti-réfléchissante 13 est formée sur elle. Cette couche 13 peut être d'un type monocouche classique ou peut être formée de deux couches, comme décrit par exemple dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 650 258 déposée le 19 janvier 1976. Figure 1 is a section of a silicon solar cell construction according to the invention. As indicated, the cell comprises a body 11 essentially formed of silicon and having a refractive index of approximately 3.5 to 4, the body having a substantially planar surface 12 on which is formed a photovoltaic junction, not shown, in a conventional manner. When the stack is made, an anti-reflective layer 13 is formed on it. This layer 13 can be of a conventional monolayer type or can be formed of two layers, as described for example in the patent application of the United States of America No. 650 258 filed on January 19, 1976.

Un couvercle 16 de pile solaire est formé d'une mince feuille de verre ou de silice fondue, transparente à l'ultraviolet et de type classique, ayant une épaisseur comprise entre A cover 16 of solar cell is formed of a thin sheet of glass or fused silica, transparent to ultraviolet and of conventional type, having a thickness of between

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

625 910 625,910

150 et 1500 microns, son indice de réfraction étant compris entre environ 1,45 et 1,52. Le couvercle 16 a deux surfaces 17 et 18. Un filtre réfléchissant 19 est formé sur la première surface 17 et un revêtement anti-réfléchissant 21 est formé sur la seconde surface du couvercle 16. Le filtre réfléchissant est destiné à renvoyer l'énergie lumineuse de la région ultraviolette comprise entre environ 350 et 250 nm. Une couche classique 22 de colle est destinée à fixer le couvercle 16 de manière que sa première surface 17 portant le filtre 19 soit tournée vers la jonction photovoltaïque, la colle fixant le couvercle sur la pile 11. La colle utilisée pour la couche 22 est pratiquement transparente et son indice de réfraction est par exemple d'environ 1,43 à 1,5. On note que la couche anti-réfléchissante 13 assure l'adaptation de l'indice de réfraction du corps 11 de silicium qui est d'environ 4 à celui de la colle qui est d'environ 1,4. La couche anti-réfléchissante comprend en fait deux couches, la première étant formée d'une matière ayant un indice élevé de réfraction, inférieur à celui du silicium et compris entre 2,35 et 2,4, cette couche étant plus proche du corps de silicium que la seconde couche. Cette dernière est formée d'une matière ayant un indice de réfraction relativement faible mais supérieur à celui de la colle, cet indice étant inférieur à celui de la première couche et étant compris entre 1,6 et 1,7 comme décrit dans la demande précitée de brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 650 258. 150 and 1500 microns, its refractive index being between about 1.45 and 1.52. The cover 16 has two surfaces 17 and 18. A reflective filter 19 is formed on the first surface 17 and an anti-reflective coating 21 is formed on the second surface of the cover 16. The reflective filter is intended to return the light energy from the ultraviolet region between about 350 and 250 nm. A conventional layer 22 of glue is intended to fix the cover 16 so that its first surface 17 carrying the filter 19 faces the photovoltaic junction, the glue fixing the cover to the battery 11. The glue used for the layer 22 is practically transparent and its refractive index is for example around 1.43 to 1.5. It is noted that the anti-reflective layer 13 ensures the adaptation of the refractive index of the body 11 of silicon which is approximately 4 to that of the glue which is approximately 1.4. The anti-reflective layer in fact comprises two layers, the first being formed of a material having a high refractive index, lower than that of silicon and comprised between 2.35 and 2.4, this layer being closer to the body of silicon as the second layer. The latter is formed of a material having a relatively low refractive index but higher than that of the adhesive, this index being lower than that of the first layer and being between 1.6 and 1.7 as described in the aforementioned application. U.S. Patent No. 650,258.

Un revêtement anti-réfléchissant 21 de type classique peut comprendre une couche unique d'une matière à faible indice de réfraction, correspondant à un quart d'onde, par exemple de fluorure de magnésium, ou il peut s'agir d'un revêtement anti-réfléchissant du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 185 020. Le revêtement anti-réfléchissant 21 assure l'adaptation de l'indice de réfraction du couvercle 16 de silice fondue à celui de la matière par laquelle proviennent les radiations et qui peut être le vide dans le cas de l'espace. An anti-reflective coating 21 of conventional type may comprise a single layer of a material with a low refractive index, corresponding to a quarter wave, for example of magnesium fluoride, or it may be an anti-reflection coating. -reflective of the type described in patent of the United States of America No. 3,185,020. The anti-reflective coating 21 ensures the adaptation of the refractive index of the cover 16 of fused silica to that of the material by which radiation comes from and that can be a vacuum in the case of space.

Le filtre réfléchissant 19 a une bande de réflectance élevée (sans absorption) dans la région ultraviolette, c'est-à-dire à 350 nm environ et au-dessous. Le flanc de cette bande aux grandes longueurs d'onde est pratiquement insensible à la variation de l'angle d'incidence. Cette caractéristique est obtenue par utilisation d'un empilement quart d'onde légèrement modifié qui n'absorbe pratiquement pas aux longueurs d'onde supérieures à 250 nm et inférieures à 1200 nm. La pile comprend plusieurs couches, des couches alternées étant formées d'une matière de faible indice de réfraction compris entre 1,4 et 1,7 alors que les autres couches sont formées d'une matière d'indice élevé de réfraction compris entre 2,00 et 2,4. La matière de faible indice de réfraction est de façon particulièrement avantageuse de la silice fondue dont l'indice de réfraction est de 1,4686, la matière d'indice élevé de réfraction étant avantageusement le pentoxyde de tantale dont l'indice de réfraction est égal à 2,23. On constate que l'oxyde de zirconium peut remplacer le pentoxyde de tantale mais est moins avantageux que ce dernier car le rapport plus faible des indices indique que le décalage du flanc (comme décrit dans la suite) est plus important si bien que l'absorption est un peu plus élevée pour une certaine incidence par rapport à la normale, le nombre de couches dans un empilement, pour l'obtention d'une réflectance donnée, devant aussi être plus grand. Une autre matière qui peut être utilisée comme matière d'indice élevé et n'absorbant pas, est l'oxyde de hafnium. D'autres matières utiles pour la formation de la matière de faible indice n'absorbant pas sont la silice, le sesquioxyde de silicium, le fluorure de magnésium et le saphir. The reflective filter 19 has a high reflectance band (without absorption) in the ultraviolet region, that is to say at about 350 nm and below. The flank of this band at long wavelengths is practically insensitive to the variation of the angle of incidence. This characteristic is obtained by using a slightly modified quarter-wave stack which practically does not absorb at wavelengths greater than 250 nm and less than 1200 nm. The stack comprises several layers, alternating layers being formed of a material with a low refractive index of between 1.4 and 1.7 while the other layers are formed of a material with a high refractive index of between 2, 00 and 2.4. The material of low refractive index is particularly advantageously fused silica, the refractive index of which is 1.4686, the material of high refractive index advantageously being tantalum pentoxide, the refractive index of which is equal. at 2.23. It is noted that zirconium oxide can replace tantalum pentoxide but is less advantageous than the latter because the lower ratio of the indices indicates that the offset of the flank (as described below) is greater so that the absorption is a little higher for a certain incidence compared to normal, the number of layers in a stack, to obtain a given reflectance, also having to be greater. Another material which can be used as a high index and non-absorbent material is hafnium oxide. Other materials useful for the formation of low index material which does not absorb are silica, silicon sesquioxide, magnesium fluoride and sapphire.

Lors de la réalisation de l'empilement quart d'onde du filtre réfléchissant, la longueur d'onde au centre de l'empilement est choisie de manière que le bord de la bande de réflexion élevée se trouve à 350 nm et donne la réflectance élevée voulue. When producing the quarter wave stack of the reflective filter, the wavelength at the center of the stack is chosen so that the edge of the high reflection band is at 350 nm and gives the high reflectance wanted.

On peut utiliser une seule paire de couches d'indices faible et élevé pour le filtre bien qu'il soit souhaitable que celui-ci comporte plusieurs couches. A single pair of low and high index layers can be used for the filter although it is desirable for the filter to have multiple layers.

Lors de l'utilisation du pentoxyde de tantale, on constate que cette matière absorbe entre environ 200 et 275 nm. Cependant, il existe un décalage de longueurs d'onde lorsque l'angle d'incidence de l'énergie solaire est nettement différent de l'incidence normale ou perpendiculaire à la surface qui donne un décalage du bord du filtre à une longueur d'onde plus courte ou plus loin de la région de 350 nm, par exemple jusqu'à 325 nm. Ce phénomène provoque alors la formation d'une fenêtre permettant des fuites des rayons ultraviolets qui peuvent passer à travers le filtre réfléchissant à moins qu'un dispositif supplémentaire soit associé au filtre afin qu'il absorbe l'énergie ultraviolette qui peut fuir par l'empilement des couches d'indices élevé et faible. L'élimination du décalage de la longueur d'onde de coupure avec l'angle est obtenue par remplacement d'au moins une et de préférence de quelques couches d'indice élevé de l'empilement quart d'onde sur le côté éloigné de la lumière incidente, par une matière qui permet un arrêt de l'énergie ultraviolette, en d'autres mots qui absorbe cette énergie, par exemple de l'oxyde de titane. Une autre matière qui convient à cet effet est le bioxyde de titane, l'oxyde de cérium ou le sulfure de zinc. L'effet du remplacement est de provoquer l'absorption de l'énergie, au-dessous de 350 nm, transmise par le filtre incliné, dans cette couche si bien que l'énergie ne peut pas atteindre la colle ni la dégrader. Bien que ce phénomène provoque un certain chauffage, celui-ci est bien inférieur à celui qui est obtenu avec les piles de conception classique dans lesquelles l'oxyde de titane constitue la couche d'indice élevé. En particulier, il faut noter que les panneaux solaires sont en général orientés de manière que la lumière solaire soit perpendiculaire aux piles et non inclinée. Dans ce cas, la quantité de lumière ultraviolette qui pénètre à travers le filtre réfléchissant et absorbée par les couches d'oxyde de titane est très faible si bien que l'effet de chauffage est minimal. When using tantalum pentoxide, it is found that this material absorbs between about 200 and 275 nm. However, there is a shift in wavelengths when the angle of incidence of solar energy is significantly different from the normal or perpendicular incidence on the surface which gives a shift of the edge of the filter to a wavelength shorter or further from the 350nm region, for example up to 325nm. This phenomenon then causes the formation of a window allowing leaks of ultraviolet rays which can pass through the reflective filter unless an additional device is associated with the filter so that it absorbs the ultraviolet energy which can leak through the stacking of layers of high and low indices. The elimination of the offset of the cut-off wavelength with the angle is obtained by replacing at least one and preferably a few layers of high index of the quarter-wave stack on the side far from the incident light, by a material which allows the ultraviolet energy to stop, in other words which absorbs this energy, for example titanium oxide. Another suitable material for this purpose is titanium dioxide, cerium oxide or zinc sulfide. The effect of the replacement is to cause the absorption of the energy, below 350 nm, transmitted by the inclined filter, in this layer so that the energy cannot reach the adhesive or degrade it. Although this phenomenon causes some heating, this is much lower than that obtained with batteries of conventional design in which the titanium oxide constitutes the high index layer. In particular, it should be noted that the solar panels are generally oriented so that the sunlight is perpendicular to the batteries and not inclined. In this case, the amount of ultraviolet light that penetrates through the reflective filter and absorbed by the titanium oxide layers is very small so that the heating effect is minimal.

Le tableau qui suit indique une construction donnée à titre illustratif selon l'invention et comprenant dix-sept couches, à partir du substrat. The table which follows indicates a construction given by way of illustration according to the invention and comprising seventeen layers, starting from the substrate.

Couche Layer

Matière Material

Indice Index

Epaisseur normale Normal thickness

1 1

Pentoxyde de tantale Tantalum pentoxide

2,2300 2.2300

95,9 95.9

2 2

Silice fondue Fused silica

1,4686 1.4686

336,2 336.2

3 3

Bioxyde de titane Titanium dioxide

2,5600 2.5600

198,1 198.1

4 4

Silice fondue Fused silica

1,4686 1.4686

265,0 265.0

5 5

Bioxyde de titane Titanium dioxide

2,5600 2.5600

265,0 265.0

6 6

Silice fondue Fused silica

1,4686 1.4686

276,0 276.0

7 7

Pentoxyde de tantale Tantalum pentoxide

2,2300 2.2300

285,0 285.0

8 8

Silice fondue Fused silica

1,4686 1.4686

284,0 284.0

9 9

Pentoxyde de tantale Tantalum pentoxide

2,2300 2.2300

284,0 284.0

10 10

Silice fondue Fused silica

1,4686 1.4686

284,0 284.0

11 11

Pentoxyde de tantale Tantalum pentoxide

2,2300 2.2300

284,0 284.0

12 12

Silice fondue Fused silica

1,4686 1.4686

284,0 284.0

13 13

Pentoxyde de tantale Tantalum pentoxide

2,2300 2.2300

284,0 284.0

14 14

Silice fondue Fused silica

1,4686 1.4686

284,0 284.0

15 15

Pentoxyde de tantale Tantalum pentoxide

2,2300 2.2300

190,4 190.4

16 16

Silice fondue Fused silica

1,4686 1.4686

336,0 336.0

17 17

Pentoxyde de tantale Tantalum pentoxide

2,2300 2.2300

95,0 95.0

Le tableau qui précède indique que la pile commence par une couche d'indice élevé et se termine par une couche d'indice élevé et que l'empilement comprend un certain nombre de paires de couche d'indices élevé et faible. Un nombre quelconque de paires peut être utilisé suivant le résultat voulu. L'empilement quart d'onde de pentoxyde de tantale et de silice The above table indicates that the stack begins with a high index layer and ends with a high index layer and that the stack comprises a number of pairs of high and low index layer. Any number of pairs can be used depending on the desired result. The quarter wave stack of tantalum pentoxide and silica

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

625910 625910

fondue est centré près de 284 nm et a une bande réfléchissante commençant 350 nm vers les grandes longueurs d'onde et allant jusqu'au bord d'absorption de Ta2Û5 qui se trouve à peu près à 275 nm. L'absorption provoque une chute rapide de la réflectance au-delà de 275 nm. Les couches 3 et 5 sont celles qui absorbent l'ultraviolet. Il faut noter que certaines variantes de la construction donnée à titre illustratif peuvent être facilement réalisées, les valeurs exactes dépendant de compromis entre l'indice de réfraction du couvercle, le coût des matières et l'importance de la réflexion voulue. molten is centered near 284 nm and has a reflective band starting 350 nm towards the long wavelengths and going up to the absorption edge of Ta2O5 which is approximately at 275 nm. The absorption causes a rapid drop in reflectance beyond 275 nm. Layers 3 and 5 are those which absorb the ultraviolet. It should be noted that certain variants of the construction given by way of illustration can be easily carried out, the exact values depending on a compromise between the refractive index of the cover, the cost of the materials and the importance of the desired reflection.

Lorsqu'on utilise le bioxyde de zirconium et la silice fondue pour la construction de réflecteurs ultraviolets efficaces, deux empilements sont nécessaires à la suppression des fuites vers les courtes longueurs d'onde puisque le bord d'absorption du bioxyde de zirconium est à une longueur d'onde trop courte pour qu'il empêche les fuites par absorption de la lumière. When using zirconium dioxide and fused silica for the construction of efficient ultraviolet reflectors, two stacks are required to suppress leakage at short wavelengths since the absorption edge of zirconium dioxide is one length wave too short to prevent leakage by absorption of light.

La figure 3 est un graphique représentant la variation du champ électrique pénétrant dans l'empilement. Les codes des couches sont les suivants: H représente TaîOs, H1 représente TÌ2O3 et les couches non marquées représentent la silice SÌO2. Figure 3 is a graph showing the variation of the electric field entering the stack. The layer codes are as follows: H represents TaîOs, H1 represents TÌ2O3 and the unmarked layers represent silica SÌO2.

La courbe indique la variation de l'intensité de la lumière en fonction de la profondeur dans le filtre. On note que, lorsque la lumière pénètre dans les couches de l'empilement, son intensité diminue. Lorsque les couches H1 d'oxyde de titane sont atteintes, l'intensité de la lumière a été réduite à presque 0 si bien qu'il n'y a pratiquement pas de lumière ultraviolette qui peut être absorbée par les couches d'oxyde de titane qui constituent la troisième et la cinquième couche à partir du substrat. The curve indicates the variation of the light intensity as a function of the depth in the filter. Note that when light enters the layers of the stack, its intensity decreases. When the H1 layers of titanium oxide are reached, the intensity of the light has been reduced to almost 0 so that there is practically no ultraviolet light which can be absorbed by the layers of titanium oxide. which constitute the third and fifth layer from the substrate.

Si le filtre est incliné, la lumière n'est plus en incidence normale et le bord se déplace depuis 350 nm vers des longueurs d'onde plus courtes et délimite une petite fenêtre. Tout rayon ultraviolet passant dans cette petite fenêtre est cependant absorbé par la troisième et la cinquième couche d'oxyde de titane. Ces couches sont des protections empêchant l'arrivée de la lumière ultraviolette sur la colle et la dégradation de celle-ci. L'oxyde de titane est une bonne matière à cet effet car elle n'est pas sensible à l'inclinaison et elle absorbe intrinsèquement l'ultraviolet de longueurs d'onde inférieure à 350 nm. If the filter is tilted, the light is no longer at normal incidence and the edge moves from 350 nm to shorter wavelengths and delimits a small window. Any ultraviolet ray passing through this small window is however absorbed by the third and the fifth layer of titanium oxide. These layers are protections preventing the arrival of ultraviolet light on the glue and its degradation. Titanium oxide is a good material for this purpose because it is not sensitive to tilt and it intrinsically absorbs ultraviolet with wavelengths less than 350 nm.

Il faut noter que, le cas échéant, d'autres couches d'oxyde de titane peuvent être ajoutées afin qu'elles arrêtent mieux l'ultraviolet. Cependant, l'addition d'un nombre supplémentaire de couches augmente le coût du filtre. It should be noted that, if necessary, other layers of titanium oxide can be added so that they better stop the ultraviolet. However, adding an additional number of layers increases the cost of the filter.

La figure 4 représente le décalage de la coupure assurée par un filtre selon l'invention. Les angles d'incidence indiqués correspondent à 0,15,30,45 et 60°. Les courbes de la figure 4 indiquent que le décalage angulaire n'est pas très grand. FIG. 4 represents the offset of the cutoff provided by a filter according to the invention. The angles of incidence indicated correspond to 0.15, 30.45 and 60 °. The curves in Figure 4 indicate that the angular offset is not very large.

La figure 5 permet la comparaison entre la réflectance mesurée d'un couvercle de pile solaire classique à coupure 5 à 350 nm et d'un couvercle de pile solaire, la courbe correspondant à ce dernier étant la courbe du haut. Ces courbes indiquent la très grande amélioration du pouvoir réflecteur. Toute différence entre 100% et la courbe représente l'absorption. On voit que le couvercle absorbe beaucoup moins d'énergie ultra-1» violette que le couvercle normal coupant à 350 nm. La réflectance du couvercle de la pile solaire à coupure à 350 nm doit être pondérée par la courbe de l'énergie solaire dans cette région. FIG. 5 allows the comparison between the measured reflectance of a conventional solar cell cover with cut-off 5 at 350 nm and of a solar cell cover, the curve corresponding to the latter being the upper curve. These curves indicate the great improvement in reflectance. Any difference between 100% and the curve represents the absorption. It can be seen that the cover absorbs much less violet ultra-1 energy than the normal cover cutting at 350 nm. The reflectance of the cover of the cut-off solar cell at 350 nm must be balanced by the curve of solar energy in this region.

L'utilisation d'un tel couvercle réfléchissant pour pile solaire 15 assurant la coupure à 350 nm permet la réflexion d'environ 4% et certainement de plus de 3% de l'énergie solaire totale parvenant sur la pile, en plus de la quantité réfléchie par le couvercle classique si bien que l'énergie totale réfléchie est de l'ordre de 90%. L'utilisation du couvercle réfléchissant 20 donnant la coupure à 350 nm et l'augmentation correspondante de 4% de l'énergie réfléchie par rapport à l'énergie totale, assure l'absorption d'une quantité de chaleur inférieure de 4% par la pile si bien que le rendement de la pile solaire peut augmenter jusqu'à 2% environ. The use of such a reflective cover for a solar cell 15 ensuring the cut-off at 350 nm allows the reflection of approximately 4% and certainly more than 3% of the total solar energy reaching the battery, in addition to the quantity reflected by the conventional cover so that the total energy reflected is of the order of 90%. The use of the reflective cover 20 giving the cut-off at 350 nm and the corresponding increase of 4% of the reflected energy compared to the total energy, ensures the absorption of a quantity of heat lower by 4% by the so that the efficiency of the solar cell can increase up to around 2%.

25 Lorsqu'une pile solaire fonctionne dans l'espace on peut considérer que la réduction de température est d'environ 4°C. En général, les caractéristiques d'une pile solaire changent de 0,5 % par degré, donnant environ 2% de plus à la sortie de la pile. 25 When a solar cell works in space we can consider that the temperature reduction is around 4 ° C. In general, the characteristics of a solar cell change by 0.5% per degree, giving about 2% more at the output of the battery.

30 II faut noter que le revêtement peut être utilisé avec des couvercles de verre absorbant qui sont utilisés pour arrêter l'ultraviolet. Dans ce cas, l'empilement quart d'onde est appliqué à la face externe du couvercle de verre et réduit l'absorption des rayons ultraviolets par le couvercle. Dans le cas des 35 couvercles transparents à l'ultraviolet tel que la silice fondue, les revêtements sont placés à l'intérieur du couvercle (côté de la colle). It should be noted that the coating can be used with absorbent glass covers which are used to stop the ultraviolet. In this case, the quarter wave stack is applied to the outer face of the glass cover and reduces the absorption of ultraviolet rays by the cover. In the case of 35 transparent ultraviolet covers such as fused silica, the coverings are placed inside the cover (glue side).

La description qui précède indique qu'une sélection particulière des matières et des épaisseurs des couches permet la 40 formation d'un revêtement interférentiel à couches minces ayant un pouvoir réflecteur élevé dans la partie ultraviolette du spectre (entre 250 et 350 nm) sans réduction due aux limi-. tations d'angle. Plus précisément, le revêtement comprend un empilement de couches ayant une bande de réflexion élevée 45 disposée de manière que le soleil les frappe en premier. Au-dessous de ces couches empilées, des couches supplémentaires comprennent une matière dont la bande d'absorption commence à 350 nm et se prolonge au-delà de 250 nm. The above description indicates that a particular selection of the materials and thicknesses of the layers allows the formation of an interference coating with thin layers having a high reflectivity in the ultraviolet part of the spectrum (between 250 and 350 nm) without reduction due to the limits. corner tations. More specifically, the coating comprises a stack of layers having a high reflection strip 45 arranged so that the sun strikes them first. Below these stacked layers, additional layers include a material whose absorption band begins at 350 nm and extends beyond 250 nm.

B B

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims

625,910

2

1. Solar cell, characterized in that it comprises a body (11) formed of silicon having a surface (12) on which a photovoltaic junction is applied, an antireflective coating (13) formed on this surface, a transparent protective cover ( 16), a reflective filter (19) carried by the cover and a layer of practically transparent adhesive (22), fixing the cover (16) to the body (11) so that it covers the junction and the anti- reflecting (13), the reflecting filter (19) comprising a stack of layers formed alternately of materials of high and low refractive indices, this stack reflecting light energy in the ultraviolet region between 350 and 250 nm.

2. Battery according to claim 1, characterized in that one of the periods of the stack, very close to the body, has a layer of a material whose absorption band begins at around 350 nm and extends beyond beyond 250 nm, this material replacing the high index material in the period so that it stops the light energy of the ultraviolet region, below about 300 nm.

3. Battery according to claim 1, characterized in that it comprises an anti-reflective coating (21) carried by the surface (18) of the cover (16) which is remote from the body.

4. Battery according to claim 1, characterized in that the stacking is carried out so that the layers which initially cooperate with the incident light practically do not absorb at wavelengths between 250 and 1200 nm, and that the at least one of the layers furthest from the material through which the light rays originate can absorb at wavelengths between 350 and 250 nm, so that the energy between 350 and 250 nm and which is not reflected by the previous layers of the stack, is then absorbed.

5. Battery according to claim 1, characterized in that the material of high index is chosen from the group which comprises tantalum pentoxide, zirconium oxide and hafnium oxide, the material of low refractive index being selected from the group which includes silica, silicon sesquioxide, magnesium fluoride and sapphire, the absorbent material being selected from the group which includes titanium dioxide, cerium oxide and zinc sulfide.

6. Reflective filter intended for a solar cell, the cell, being of the type defined in claim 1, said filter being characterized in that it comprises a stack of layers, alternating layers being formed of a first material of high index of refraction and the other layers of a material having a low refractive index, so that the solar energy of the ultraviolet region, between about 350 and 250 nm, is reflected.

7. Filter according to claim 6, characterized in that it comprises at least one layer of a material having an absorption band starting at approximately 350 nm and extending beyond 250 nm.

8. Filter according to claim 7, characterized in that the material having an absorption band starting at approximately 350 nm and extending beyond 250 nm the titanium oxide.