DE7700903U1 - Silizium-Solarzelle - Google Patents
Silizium-SolarzelleInfo
- Publication number
- DE7700903U1 DE7700903U1 DE7700903U DE7700903DU DE7700903U1 DE 7700903 U1 DE7700903 U1 DE 7700903U1 DE 7700903 U DE7700903 U DE 7700903U DE 7700903D U DE7700903D U DE 7700903DU DE 7700903 U1 DE7700903 U1 DE 7700903U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- refractive index
- solar cell
- layer
- reflective coating
- silicon solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 21
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 9
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 7
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- KELHQGOVULCJSG-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyl-1-(5-methylfuran-2-yl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CN(C)C(CN)C1=CC=C(C)O1 KELHQGOVULCJSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N titanium(III) oxide Chemical compound O=[Ti]O[Ti]=O GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
• « t I
MÖNCHEN BO, MARtAHILFPLATZ 9*3
POSTADRESSE: O-8 MÜNCHEN SS1 POSTFACH 06 OI βθ
DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHOBEL-HOPF
CMPL. INQ. DIETER EBBINaHAUS τ
13. Januar 1977
Die Erfindung bezieht sich auf Silizium-Solarzellen.
Silizium-Solarzellen sind bekannt und seit langem erhältlich. Zur Erhöhung der Ausgangsleistung solcher Solarzellen wird eine
einschichtige, über der Solarzelle liegende Antireflexionsbeechichtung
vorgesehen, die typischerweise aus Siliziummonoxyd, einem Titanoxyd; beispielsweise Titandioxyd oder mit Gas reagiertem
Titanmonoxyd sowie aus Tantalpentoxyd hergestellt wird. Da der Brechungsindex von Tantalpentoxyd und Titanoxyd größer
als der von Siliziummonoxyd ist, bilden sie eine bessere Antireflexionsbeschichtung
zwischen der Silizium-Solarzelle und der sie üblicherweise abdeckenden Glasabdeckung. Es ist jedoch festgestellt
worden, daß diese einschichtigen Antireflexionsbeschiobtungen einen gemeinsamen Nachteil insofern haben, als ihre Bandbreite
den Spektralbereich zwischen 400 bis 1200 nm nicht ausreichend
abdeckt, der der Ansprechkennlinie von Silizium-Solarzellen entspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarzelle zu
schafffen, deren Beschichtung im Spektralbereich von 400 bis
1200 nm wirksam ist, und die einen erhöhten Wirkungsgrad und eine erhöhte Leistungsabgabe aufweist.
Sie erfindungsgemäße Silizium-Solarzelle besteht aus einem im wesentlichen aus Silizium aufgebauten Körper mit einer Oberfläche,
auf der ein lichtelektrischer Übergang ausgebildet ist. Auf der Oberfläche der Solarzelle sind erste und zweite Schichten
ausgebildet, die eine Reflexionsbeschichtung bilden, die im Spektralbereich von 400 bis 1200 nm wirksam ist. Eine aus Glas
bestehende Solarzellenabdeckung ist an dem Körper vorgesehen, an dem die ersten und zweiten Schichten durch ein Klebe- oder Bindemittel
angebracht sind. Die, vom Körper aus gesehen, erste Schicht besteht aus einem Material, dessen Brechungsindex kleiner
ist als der des Körpers und größer als der der Glasabdeckung.
Die zweite Schicht besteht aus einem Material, dessen Brechungsindex größer ist als der der Glasabdeckung und kleiner als der
der ersten Schicht.
Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung gezeigten bevorzugten
Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
Pig. 1 den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Solarzelle
Pig. 1 den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Solarzelle
und
Fig. 2 in einem Diagramm das theoretische Spektralverhalten der zweischichtigen Antireflexionsbeschichtung der erfindungsgemäßen Solarzelle.
Fig. 2 in einem Diagramm das theoretische Spektralverhalten der zweischichtigen Antireflexionsbeschichtung der erfindungsgemäßen Solarzelle.
Pig. 1 zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Silizium-Solarzelle.
Sie besteht aus einem im wesentlichen aus Silizium bestehenden Körper 11 mit einer insgesamt planaren Oberfläche
12, auf der in herkömmlicher Weise ein nichtgezeigter lichtelektrischer
übergang ausgebildet ist. Nach der Herstellung der Silizium-Solarzelle
wird auf der Oberfläche 12 eine erfindungsgemäße
Antireflexionsbeschichtung 13 aufgebracht, die eine erste Schicht
16 und eine zweite Schicht 17 umfaßt. Nach dem Aufbringen der
Antireflexionsbeschichtung wird auf der hiermit versehenen Zelle durch eine Bindemittelschicht 19 eine herkömmliche Solarzellenabdeckung
18 angebracht, die durch die Bindemittelschicht 19 an der Antireflexionsbeschichtung 13 gehalten wird. Die zur Befestigung
der Solarzellenabdeckung 18 an der Antireflexionsbeschichtung 13 dienende Bindemittelschicht 19 hat einen Brechungsindex
yon etwa 1,4.
Die Antireflexionsbeschichtung 13 ist vorzugsweise über den gesamten
interessierenden Spektralbereich, der der Ansprechkennlinie der Solarzelle entspricht und in der Nähe von 400 bis 1200
nm liegt, achromatisch.
Die erste Schicht 16 der Antireflexionsbeschichtung 13 besteht ■ en« einem Material, dessen Brechungsindex kleiner ist als der
des Körpers 11 und größer als der der Glasabdeckung 18. Beispielsweise
besteht die erste Schicht aus einem Titanoxyd, dessen Brechungsindex zwischen etwa 2,35 und 2,4 liegt. Sie ann aus
einem mit Gas umgesetzten Titanoxyd gemäß der US-F.e-PS 26 857 bestehen. Ebenso kann sie durch Verdampfung von Titansesquioxyd
Ti2O5 oder Titandioxyd TiO2 (Rutil) bestehen. Die Titanoxydschicht
16 wird mit einer Stärke von einem Viertel der Wellenlänge bei einer Auslegung auf 600 nm Wellenlänge aufgebracht.
Die zweite Schicht 17 wird dann auf die Schicht 16 aufgebracht.
Das zur Ausbildung der zweiten Schicht 17 verwendete Material hat einen Brechungsindex von etwa 1,6 bis 1,7 und damit einen
kleineren Brechungsindex als das Material der ersten Schicht 16 und einen höheren Brechungsindex als das Material der Bindemittelschicht
19. Aluminiumoxyd (Al2O-) ist ein für die zweite Schicht
17 zufriedenstellendes Material. Es wird mit einer Stärke von. -einer Viertel Wellenlänge bei Auslegung auf 600 nm aufgetragen;
sein Brechungsindex liegt in der Fähe von 1,65.
Die beiden Schichten 16 und 17 werden auf herkömmliche Weise
aufgetragen, und zwar bei verhältnismäßig warmem Substrat 11
(etwa 200 C). Sie werden durch herkömmliche Aufdampftechnik
in einer Vakuumkammer aufgetragen.
Nach Ausbildung der Antireflexionsbeschichtung 1 3 wird die Solnrzellenabdeckung
18 durch die Bindemittelschicht 19 in herkömmlicher Veise an der Antireflexionsbeschichtung 13 befestigt.
Fig. 2 zeigt im Diagramm das theoretische Spektral verhalten der
in Fig. 1 gezeigten zweischichtigen Antireflexionsbeschichtung,
unter der Annahme, daß die Zelle in ein Medium eingetaucht wurde, dessen Brechungsindex mit 1,4 dem Brechungsindex der Bindemittelschicht
19 entspricht. Das in Fig. 2 gezeigte Diagramm deckt den
Bereich von 350 bis 1200 nm entsprechend dem für die Solarzelle
interessierenden Bereich und für eine relative Reflexionsstärke R von 0 bis 20 % ab. Die Absorption A ergibt sich aus A= (1 -R).
Wie ersichtlich; hat die Antireflexionsbeschichtung eine beträchtliche
*·'**"!"-V^"" 5üi ί?.β "o-fi βτ-ΐ nnevprmöcren: das Reflexionsvermögen
ist im Bereich von 650 bis über 1000 nm kleiner als 3 # und im Mittel im Gesamtbereich von etwa 425 bis 1100 nm wesentlich
kleiner als 4 #.
Es hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Antireflexionsbeschichtung
die die Antireflexion darstellende Kurve weniger V-förmlg
und stärker abgerundet ist und einen wesentlich größeren Spektralbereich abdeckt als die herkömmlich erzielte, allgemein V-förmige
Earve, die sich bei einschichtigen AntireflexionsbeSchichtungen
bekannter Solarzellen ergibt. Es hat sich weiter gezeigt, daß, wenn die Ansprechkurve einer erfindungsgemäßen Solarzelle mit
doppelter Beschichtung gegen die AMO-Verteilung (Luftmasse = 0) und die Ansprechkennlinie der Zelle integriert wird, sich eine
Verbesserung von etwa 1,5 bis 2,5 % gegenüber Solarzellen mit einschichtiger
Antireflexionsbeschichtung ergibt. Die er relative
Anstieg erscheint zwar als verhältnismäßig gering, ist aber äußerst
wichtig, insbesondere im Hinblick auf die Tatsache, daß die Solarzelle in Raumschiffen verwendet wird, ^o das Gewicht ein
wesentlicher Gesichtspunkt ist. Daher wird bei einer Solarzelle mit einer erfindungsgemäßen Antireflexionsbeschichtung eine
um 1 ,5 bis 2,5 % erhöhte Ausgangsleistung erzielt, oder, umgekehrt,
bei gleicher Ausgangsleistung das Gewicht der Solarzelle um etwa 1 ,5 bis 2,5 # vermindert.
Der erfindungsgemäße Antireflexionsüberzug hat also eine Schicht
aus einem Material mit hohem Brechungsindex, das im Bereich zwischen 400 und 1200 mn nicht absorbierend ist. Wie erwähnt,
erfüllt Titanoxyd dieses Erfordernis. Es kann jedoch jedes beliebige Material mit einem Brechungsindex von mehr als etwa
^i35 verwendet werden. Die zweite Schicht wird aus einem Material
mit niedrigem Brechungsindex hergestellt; er sollte in der Nähe von 1,6 bis 1,7 liegen. Wie erwähnt, wird dieses Erfordernis
durch Aluminiumoxyd erfüllt. Mit Gas umgesetztes Siliziummonoxyd
kann ebenfalls verwendet werden, da sein Brechungsindex in der Nähe von 1 ,6 liegt.
Die erfindungsgemäße Antireflexionsbeschichtung erhöht die Sonnenlichtabsorption
dadurch, daß das einen hohen Brechungsindex aufweisende Silizium an das einen niedrigeren Brechungsindex aufweisende
Bindemittel angepaßt wird, das zur Befestigung der Abdeckung der Solarzelle dient.
Aus der in Fig. 2 gezeigten Kennlinie ergibt sich, daß die Antireflexionsbeschichtung
keine Reflexionsstärke von 0 $> bietet. Sie bietet jedoch eine gegenüber derzeit bekannten Materialien wesentlich
verminderte Reflexionsstärke.
Claims (6)
1. Silizium-Solarzelle mit einem im wesentlichen aus Silizium
bestehenden Körper mit einer Oberfläche, auf der ein lichtelektrischer Übergang vorgesehen ist, und mit einer auf der
Oberfläche vorgesehenen Antireflexionsbeschiehtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Antireflexionsbeschichtung
(13) aus zwei Schichten (16, 17) besteht, deren eine (16) aus einem Material mit hohem Brechungsindex besteht, und
deren andere (17) aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex
besteht.
2. Silizium-Solarzeile nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine Schutzabdeckung (18) und einen Bindemittelteil (I9)f der die Schutzabdeckung an der Antirefieyionsbeschichtung
(13) und am Körper (11) befestigt.
3. Silizium-Solarzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Brechungsindex der ersten Schicht
(16) kleiner ist als der von Silizium, und daß die zweite Schicht (17) aus einem Material besteht, dessen Brechungsindex
größer ist als der des Bindemittels (19) und kleiner
als der der ersten Schicht.
4. Silizium-Solarzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Brechungsindex des Silizium etwa
gleich 4 ist, daß die Abdeckung (18) aus Glas mit einem
Brechungsindex von etwa 1,45 besteht, daß das einen hohen
Brechungsindex aufweisende, die erste Schicht (16) der Antireflexionsbeschichtung
(13) bildende Material einen Brechungsindex von 2,35 bis 2,4 aufweist, und daß das die zweite
Schicht (17) bildende Material einen Brechungsindex von 1,6
bis 1,7 aufweist.
5. Silizium-Solarzelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das einen hohen Brechungsindex aufweisende
Material ein Titanoxyd und das einen niedrigen Brechungsindex aufweisende Material ein Aluminiuinoxyd ist.
6. Silizium-Solarzelle nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflexionsbeschichtung (13) im
Boreich von 650 bis 1000 mn ein Reflexionsvermögen von weniger
als 3 i> aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US65025876 | 1976-01-19 | ||
DE2701284 | 1977-01-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7700903U1 true DE7700903U1 (de) | 1982-12-09 |
Family
ID=1320057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE7700903U Expired DE7700903U1 (de) | 1976-01-19 | Silizium-Solarzelle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7700903U1 (de) |
-
0
- DE DE7700903U patent/DE7700903U1/de not_active Expired
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2701284A1 (de) | Silizium-solarzelle | |
DE2927856C2 (de) | Mehrschichten-Antireflexbelag | |
DE2256441C3 (de) | In Durchsicht und Draufsicht farbneutrale wärmereflektierende Scheibe und ihre Verwendung in Verbundsicherheits- und Doppelscheiben | |
DE2144242C2 (de) | Optisches Filter | |
DE3027256C2 (de) | ||
DE1622498B1 (de) | Filteranordnung mit einem durchlassband von ultraviolett bis etwa infrarot | |
DE2702079C2 (de) | Sonnenabsorber | |
WO1987000641A1 (en) | Reflection-reducing coating for an optical element made of organic material | |
CH644955A5 (de) | Fluessigkristall-anzeigeelement und verfahren zu dessen herstellung. | |
DE4027472A1 (de) | Dauerhafte, breitbandige Antireflexionsbeschichtung für Infrarotfenster | |
DE2334875C2 (de) | Vierschichtiger Antireflex-Belag für ein optisches Glassubstrat | |
EP0195747B1 (de) | Lichtstarkes Weitwinkelobjektiv für Infrarot | |
DE3436011C1 (de) | Rueckblickspiegel fuer Fahrzeuge,insbesondere Kraftfahrzeuge,mit rueckseitiger Beschichtung | |
DE2347525C3 (de) | Sonnenschutzglas | |
DE1294613B (de) | Durchsichtige, metallbedampfte und klebstoffbeschichtete UEberzugsfolie fuer Glasscheiben | |
DE2123437B2 (de) | Zierleiste, insbesondere für Kraftfahrzeuge | |
EP0332177B1 (de) | Niederreflektierender, hochtransparenter in Durch- als auch in Aussenansicht neutral wirkender Sonnenschutz- und/oder wärmedämmender Belag für ein Substrat aus transparentem Material | |
DE3436016C1 (de) | Rueckblickspiegel fuer Fahrzeuge,insbesondere Kraftfahrzeuge | |
DE2240302B2 (de) | Optischer mehrschichtiger Antireflexbelag | |
DE3736185A1 (de) | Photoelektrische wandlerroehre | |
DE7700903U1 (de) | Silizium-Solarzelle | |
EP1364433B1 (de) | Dispersiver mehrschicht-spiegel | |
DE2031805A1 (de) | Spiegelelement fur Laser | |
DE2430291A1 (de) | Schichtkondensator | |
DE3413175C2 (de) |