KR100537750B1 - 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치 - Google Patents

반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빛의 반사를 줄이기 위해 태양전지의 외면에 반사방지막을 코팅하는 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치에 관한 것으로, 일측에 가열장치(22)가 설치되고, 타측에 가스봄베(4)가 연통되며, 내부에 기상화학 용액이 충진된 다수의 기포발생부(2)와; 상기 기포발생부(2)와 연통된 유입관(46)의 선단에 분무헤드(5)가 장착되고, 이 분무헤드(5)의 외측에 분무헤드커버(62)를 설치시켜서 된 분사부(6)와; 상기 분사부(6)에 대응되는 시료안착판(82)을 갖는 이송콘베어(8)와; 상기 분사부(6)의 분무헤드커버(62)에 연통되게 설치된 채 가스를 배출시키는 배기부(7); 및 상기 기포발생부(2)와 분사부(6), 이송콘베어(8), 배기조절관(72)의 동작을 제어하는 제어부(도시되지 않음)를; 포함하여 이루어진 것이며, 상기 기포발생부(2)의 기상화학용액이 가스봄베(4)의 이송가스에 의해 유입되어 분무헤드(5)를 통해 분사됨으로써 시료안착판(82)의 시료(100)에 대한 코팅공정이 이루어짐으로써 상압하에서 굴절율이 다른 반사방지막을 다층으로 동시에 코팅이 가능하다.

Description

반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치 { APCVD(atmospheric pressure chemical vapor deposition) multi-layer coating apparatus for an anti-reflection purpose }
본 발명은 빛의 반사를 줄이기 위해 태양전지의 외면에 반사방지막을 코팅하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상압하에서 굴절율이 다른 반사방지막을 다층으로 동시에 코팅이 가능도록 한 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지의 외면에는 빛의 반사율을 감소시키고자 텍스쳐(texture)를 형성하거나 반사방지막(AR, anti-reflection) 코팅작업을 실시하게 된다.
여기서, 상기 반사방지막은 최대한 많은 빛을 반사하지 않고 흡수하는 것과 표면에 존재하는 결함을 줄이는 것이 중요한데, 굴절률(n)이 큰 실리콘 기판(n=3.8)에서는 입사된 빛의 20 ~ 30%는 다시 반사된다.
투명한 유리와 같은 물질에서도 반사도는 가시광선 영역에서 평균 5%를 상회한다. 텍스쳐 기술로는 전체 입사된 빛의 약 10% 정도까지 반사를 줄일 수 있으며, 텍스쳐된 실리콘 기판에 추가로 반사방지막 코팅으로 3% 정도까지로 반사를 줄일 수 있다.
이때, 반사방지막을 시료의 표면에 적용하는 기준은 표면의 굴절률이 입사되는 중간 매질, 공기 혹은 밀봉물질 등의 굴절률과 어울려야 된다.
이러한 조화를 이루기 위해서 여러가지 디자인이 가능하며 특정한 디자인의 선택은 최소의 반사율이 요구되는 파장범위와 요구되는 광학적 물질의 사용가능성에 따라서 달라진다.
반사방지막은 빛의 반사율을 줄이는 목적 외에도 시료의 표면결함을 줄이고 대기로부터 표면이 부식하는 것으로부터 보호할 수 있어야 한다.
또한, 장기간 안정성이 유지되어야 하고, 시료표면과 접착성이 좋아야 하며, 수분과 온도에 대해서도 안정해야 한다. 방사선, 자외선이나 기타 전하를 띤 입자들에 노출되었을 때도 안정성이 있어야 한다.
종래의 반사방지막으로 가장 많이 사용되던 물질은 SiO로서 굴절률은 1.8~1.9로서 최소의 반사율은 1% 미만이지만 가시광선 영역에서의 흡수에 의한 손실이 생긴다.
일산화규소(SiO)의 대체 물질로 세륨다이옥사이드(CeO2)가 제안 되었지만 제조 방법이 어렵다는 단점이 있다. 이산화규소(SiO2)는 굴절률이 1.46으로서 실리콘에 쉽게 형성시킬 수 있으나 모듈화시에 커버유리를 사용하는 경우는 더 큰 굴절률이 필요하다.
탄탈륨옥사이드(Ta2O5)는 굴절률이 2.2 ∼ 2.26 이고, 에너지 금지대폭이 4.2 eV로서 단파장에서의 투과도가 크기 때문에 자외선 영역의 빛에서의 반사를 줄이기 위해 사용되었다. 실리콘 표면을 피라미드 형태로 텍스쳐하고 그 위에 티타니움다이옥사이드나 탄탈륨옥사이드를 코팅하여 대부분의 유용한 파장 범위에서 반사율을 약 2% 정도까지 달성가능 함이 보고 되었다.
방사선에 의한 특성노화를 줄이기 위해서 사용하는 커버유리는 밀봉접착제와 함게 굴절률이 1.3~1.5 값을 가지므로, 커버 유리를 사용할 경우는 티타니움다이옥사이드(TiO2)가 일산화규소(SiO)보다 가시광선 영역에서 굴절률이 2.3 내외로 높고 광흡수가 적기 때문에 더 좋다.
도 3은 굴절율이 1.9인 SiO의 경우, 굴절율이 2.3인 티타니움다이옥사이드(TiO2) 경우의 커버유리는 밀봉접착 전후에 대한 실리콘 표면의 반사도 결과를 파장별로 도시한 도면이다.
굴절률이 2.3인 티타니움다이옥사이드(TiO2) 경우가 커버유리를 밀봉접착 전에는 반사도가 높지만 밀봉접착 후에는 반사도가 오히려 일산화규소(SiO)보다 우수함을 보이고 있다.
따라서, 산화규소보다는 굴절율이 2.3 이상으로 높은 물질 양산이 매우 중요하다. 종래 상용 실리콘 기판에서는 가격요인과 유리커버 밀봉처리 후에 반사도가 최저화 되도록 굴절율이 높은 단층 티타니움다이옥사이드나 질화막 계열을 사용한다.
반사방지막을 제조할 때 중요한 요소는 정확한 굴절률 조절과 막의 두께 조절, 그리고 광흡수를 줄이는 구조 등이다. 반사방지막을 제조하는 방법으로는 스프레이(spray), 스크린인쇄(screen printing), 스핀코팅(spin coating), 담그기(dipping), 화학기상증착(CVD, chemical vapor deposition), 진공증착(vacuum deposition), 스퍼터링(sputtering), 열산화 (thermal oxidation), 아노다이즈(anodization) 등과 같은 여러가지 방법이 있다.
여러 가지 방법 중에서 다층박막은 진공 상에서 전자빔을 사용한 진공증착 방법과 스퍼터링 기법이 사용되고 있다.
종래 진공증착 기술을 이용하는 진공증착, 스퍼터링으로 제조한 박막은 일반적으로 자외선 파장에 해당되는 빛을 흡수하는 경향이 있다.
그러나 화학적으로 증착된 막이나 증착된 막을 산화시키거나 아노다이즈 산화시켜서 제조한 박막은 자외선 흡수가 적다.
이산화규소/질화막(SiO2/SiNx) 이중반사방지막을 플라즈마 여기 화학기상증착법(PECVD)으로 제조하여 실리콘 태양전지에 적용하면 MgF2/ZnS보다 반사율과 흡수율은 약간 높지만 증착 도중에 결함과 표면 페시베이션(passivation )에 보다 효율적으로 보고하고 있다.
실리콘 기판에 상용 저가보급용에 주로 사용되는 일산화규소, 티타니움다이옥사이드, 탄탈륨옥사이드 등의 투과도와 반사율은 막을 제조하는 조건에 따라서 크게 변한다. 일산화규소, 탄탈륨옥사이드는 주로 진공증착법으로 제조하며 기판의 온도, 증착속도 그리고 증착시 산소분압 등에 따라서 막의 물성이 달라진다.
대체로 증착속도는 1~5 /sec 정도로 낮고 기판온도는 250℃ 이상으로 높게 한다. 티타니움다이옥사이드를 값이 싸고 용이하게 제조하기 위해서 수증기와 Ti(C3H7O)4 (tetraisopropyl titanate)를 공기중에서 150℃ 의 온도에서 반응시키면서 스프레이 코팅을 하여 제조하면 굴절율이 2.1 내외에서 달성 가능하다.
다양한 반사방지막을 제조하는 방법 중에서 프레이기술은 박막의 균일도 확보에 한계를 가지고, 담그기(dipping)와 스크린인쇄는 두께 제어가 어려운 단점이 있으며, 스핀코팅은 생산수량에 대량화가 용이하지 않은 단점이 있고, 진공증착과 스퍼터링은 진공을 요구하는 진공유지를 위한 초기투자비 상승과 운영비에 증가로 인한 저가 반사방지막 양산에 어려움이 있다. 또한, 열산화와 아노다이즈를 통한 방법은 굴절율이 비교적 낯은 관계로 높은 굴절율과 다층을 필요로 하는 곳에 적용이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 박막의 우수한 균일도, 높은 재현성, 정밀 두께제어 용이성, 생산수량에 대량화가 가능하며, 진공을 사용하지 않은 상압하에서 굴절율 값이 다른 반사방지막을 저비용으로 다중의 코팅이 가능한 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은
일측에 가열장치가 설치되고, 타측에 가스봄베가 연통되며, 내부에 기상화학 용액이 충진된 다수의 기포발생부와; 상기 기포발생부와 연통된 유입관의 선단에 분무헤드가 장착되고, 이 분무헤드의 외측에 분무헤드커버를 설치시켜서 된 분사부와; 상기 분사부에 대응되는 시료안착판을 갖는 이송콘베어와; 상기 분사부의 분무헤드커버에 연통되게 설치된 채 가스를 배출시키는 배기부; 및 상기 기포발생부와 분사부, 이송콘베어, 배기관의 동작을 제어하는 제어부를; 포함하여 이루어진 것이며, 상기 기포발생부의 기상화학용액이 가스봄베의 이송가스에 의해 유입되어 분무헤드를 통해 분사됨으로써 시료안착판의 시료에 코팅되게 한 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 중에서 도 1은 본 발명에 따른 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 분사부의 구조를 보여주는 단면도, 도 3은 SiO와 TiO2 반사방지막의 커버유리 밀봉접착 전·후에 대한 반사도를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면,
상기 기포발생부(2)는 기상화학용액이 충진되고 외부 일측에 가열장치(22)가 설치된 저장통(20)과, 주입가스와 배출가스가 저장된 채 상기 저장통(20)에 연결된 가스봄베(4)로 이루어진다.
본 발명의 실시예에서는 상기 기상화학용액으로서 티타니움 이소프로폭사이드(titannium isopropoxide : Ti(C3H7O)4)를 사용하였고, 상기 가열장치(22)로서 열판(hot plate)을 사용하였으며, 가열온도는 70℃ ∼ 80℃로 설정하였다.
상기 가스봄베(4)는 기상화학용액을 분사부(6)로 이송시킬 수 있는 주입가스봄베(44)와, 작업이 종료된 후 배관내에 차 있는 용액 잔존물을 제거하는 청소용 배출가스봄베(42)로 이루어진다.
즉, 일정 압력을 갖는 주입가스가 저장통(20) 내로 유입됨으로써 가압된 가스의 이동과 함께 기상화학용액이 이송되어 분무헤드(5)로 분사되도록 하였으며, 분무작업이 종료된 후에는 배출가스를 분사시켜서 유입관(46) 내에 차있는 용액 잔존물이 완전히 배출되게 하였다.
상기 분사부(6)는 도 2에서 보이듯이, 일단이 상기 저장통(20)과 연통된 유입관(46)의 타단에 분무헤드(5)를 장착시키고, 상기 분무헤드(5)의 외측에는 이를 감싸는 분무헤드커버(62)를 설치시켜서 이루어진 것이며, 기상화학용액을 분사부(6)를 통해 분사시켜서 시료(태양전지 웨이퍼)(100)에 대한 코팅작업이 이루어지도록 하였다.
여기서, 상기 분무헤드커버(62)는 하부가 개방되고 상부에 배기조절관(72)이 설치되며, 측벽 내에 휘발성 물질을 배출시킬 수 있는 배출통로(620)를 형성시킨 원통체 형상으로 이루어진다.
상기 분무헤드(5)는 기상화학용액을 동시다발적으로 분사시킬 수 있도록 다수의 통공(50)이 형성된 형태로 제작되며, 상기 분무헤드커버(62)의 내측에 수직으로 설치되되 외주연에는 중심부에 중공부를 가지며 일정 두께를 갖는 환형의 거리조절용 지지판(64)이 설치된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 지지판(64)의 두께를 1 ~ 2cm로 하여 시료(100)와 분무헤드(5)간의 거리가 항상 1cm로 유지되도록 함으로써 도포두께를 일정하게 유지시킬 수 있도록 하였다.
상기 이송콘베어(8)는 상면에 등간격으로 다수의 시료안착판(82)을 갖는 통상의 콘베이어벨트가 적용된 것이며, 상기 시료안착판(82)에는 시료(태양전지 웨이퍼)(100)을 안착시켜서 점진적으로 이동되게 하였다.
상기 배기부(7)는 다수의 분무헤드커버(62)에 연통되게 설치된 다수의 배기조절관(72)과, 일단에는 배출팬(74)과 다수의 배기조절관(72)이 연통설치된 주배기관(71)으로 구성된 것이며, 기상화학용액의 코팅작업이 종료된 후 유입관(46) 및 분무헤드커버(62)내에 차 있는 가스와 분무된 용액 잔존물이 배출가스에 의해 외부로 배출되도록 하기 위한 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 기포발생부(2)에 모두 동일하게 기상화학 용액(titanium isopropoxide : Ti(C3H7O)4)를 장착하고, 온도가열용 열판(Hot Plate)(22)를 온도 70℃ 에서 80℃ 사이로 가열한다.
가열을 개시하면서 이송콘베어(8)의 이동을 개시하도록 하고, 배출가스(Purging Gas)와 가스밸브를 개방하여 기상화학 용액 공급용 유입관 및 분무헤드(5)에 막힘이 없도록 사전에 청소작업을 실시한다.
이후 시스템 작동 초기에 주배기관(71)과 배기조절관(72)을 개방시켜 가스의 배기가 되도록 한다.
상기 기포발생부(2)가 온도가열용 열판(Hot Plate)(22)으로 충분히 가열되면, 주입가스를 투입하기 시작하고, 이때에 주입가스 밸브를 개방하여 기상화학 용액이 분무헤드(5)로 분사되도록 한다.
이때, 분무헤드(5)와 반사방지막 코팅을 위한 시료(100)의 간격은 1cm 이내로 한다.
따라서, 종래 스프레이 방법에서는 거리를 15cm 이상 유지하여 분사하는 과정에서 불순물 함유가능성이 높으나 본 발명에서는 분무헤드커버 내의 폐쇄된 공간과 1cm이하의 가까운 거리에서 코팅과정이 이루어지므로 정밀도가 향상될 수 있다.
한편, 상기 다수의 기포발생부를 여러개의 그룹으로 나누어 저장통에 굴절률이 다른 기상화학용액을 저장하여 이를 코팅시킴으로써 2층 이상의 다층 반사방지막의 형성도 가능하게 된다.
아래의 표는 상기 반사방지막용 기상화학용액의 종류를 요약한 것이다.
물질 사용가능 원료 화학기호
탄탈륨 산화막 Tantalum (V)ethoxide, [Ta(OEt)5]Tantalum isopropoxde Ta(OC2H5)5 99.9999%Ta(OC3H7i)5 99.99%
규소 산화막 Tetraethoxysilane Si(OC2H5)4, 99.99%, [TEOS]
인듐 산화막 IndiumhexafluoroactylacetonateIndium trifluoroactylacetonateTriethyl indium In(CF3COCHCOCF3)3, 99.9%,[In(hfac)3]In(CF3COCHCOCF3)3 ,99.9%, [In(tfac)3]In(C2H55)3, 99.9999%
알루미늄산화막 Aluminum acethylacetonate Al(CH3COCHCOCH3)3 99.99%, [Al(acac)3]
주석 산화막 Tin (IV) isopropoxide Tin (IV) tert-butoxide Sn(OC3H7i)4 99.99% Sn(OC4H9t)4 99.99%
타이타니윰 산화막 Bis(acetylacetonato)titaniumdiisopropoxide Bis(hexafluoroacetylacetonato)titanium diisopropoxide Bis(2,2,6,6,-tetramethyl-3,5-heptanedionate)oxotitanium Bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)titaniumdiisopropoxide Bis(trifluoroacetylacetonate)titanium diisoproxide Titanium(IV) isopropoxide Titanium tert-butoxide Ti[OCH(CH3)2]2(C5H7O2)2 99.99% Ti[OCH(CH3)2]2(C5HO2F6)2 99.99%[Ti(OiPr)2(hfac)2] Ti(C11H19O2)20 99.99% Ti[OCH(CH3)2]2(C11 H19O2)2 99.99%[Ti(OiPr)2(TMHD)2] Ti(CF3COCHCOCH3)2(O-C3H7i)2 99.99% Ti[OCH(CH3)2]4 99.9999% [Ti(OiPr)4] Ti(OC4H9t)4 99.99%
아연산화막 Bis(2,2,6,6,-tetramethyl-3,5-heptanedionate)zinc Zinc tert-butoxide Zn(C11H19O2) 99.9%[Zn(TMHD)2] Zn(OC4H9t)2) 99.9%[Zn(OtBu)2]
여기서, 상기 반사방지막에 대해 보다 더 상세히 설명하기로 한다.
반사방지막의 원리는 상층에서 반사된 빛과 하층에서 반사된 빛이 서로 상쇄간섭(destructive interference)을 일으키도록 하는 것이다.
이러한 상쇄간섭은 위상차가 180°이거나 경로차가 파장의 절반이 되는 조건에서 일어나기 때문에 반사방지막의 두께와 굴절률값에 따라서 정해지는 제한된 범위의 파장에서만 일어난다. 굴절률이 n1과 n2인 물질에서 빛이 n1인 물질을 투과해서 n2인 물질에 수직으로 입사하면 경계면에서의 반사율은 다음과 같이 표시된다.
R = [n-1/n+1]2
여기서 상대굴절률 n = n2 / n1 즉, 공기중에서 반도체의 반사율은 굴절률이 클수록 크다. 반사방지막을 입힌 물질로 부터의 총반사율은 다음과 같이 주어진다.
R=r1 2 ＋ r2 2 ＋ 2r1 r2 cos2θ / r1 2 ＋ r1 2r2 2 ＋ 2r1 r2 cos2θ
여기서 r1 과 r2는 각각의 반사율로서 다음과 같이 주어지며,
r1 = [(n0 - n1) / (n0 + n1)], r2 = (n1 - n2) / (n1 + n2)
θ는 반사방지막의 상두께로 (phase thickness)로서 다음과 같이 주어진다.
θ = (2 π n1 d1)/λ
여기서 n1 은 반사방지막의 굴절률이고, d1은 두께이며, n2는 반도체의 굴절률이다.
n1d1 = λ0/4 나 λ=λ0의 홀수배일 때 최소가 되며 그 최소값은 다음과 같이 주어진다.
Rmin = [(n1 2 - n0 n2) / (n1 2 + n0 n2)]2, λ=λ 0
위 수식에서 알 수 있듯이 반사방지막의 굴절률이 반사방지막의 양쪽에 있는 굴절률의 기하평균값 (n1 2 = n0 n2)이며, n1 d1 = λ0/4일때 반사율은 0이 된다.
빛의 파장이 4분의 1파장보다 작거나 크면 코사인 함수와 파장에 따른 굴절률의 변화에 의해서 반사율이 증가하게 된다. 파장이 600 nm인 빛의 파장에 대한 실리콘의 굴절률은 약 3.8에 해당되므로 대기중에서는 (n0 = 1) 실리콘의 경우 반사방지막의 적당한 굴절률값은 1.9가 된다. 유리와 비슷한 굴절률(n0 = 1.5)을 가진 물질로 밀봉을 할 경우는 반사방지막으로 적당한 굴절률값은 2.3으로 증가하게 된다.
도 3은 SiO와 TiO2 반사방지막의 커버유리 밀봉접착 전·후에 대한 반사도를 보여주는 도면이다.
단층으로 반사방지막을 입힐 경우 굴절률이 1.9(√nsi)보다 작은 경우가 더 큰 폭으로 반사율이 증가하므로 되도록 반사율이 작은 것을 사용하는 것은 피해야 한다.
한편, 서로 다른 굴절률을 가진 반사방지막을 2중으로 입히면 더욱 넓은 파장 번위에서 굴절률을 감소시킬 수 있다. 이 경우 실리콘에 붙어있는 층의 굴절률은 2.2 ~2.6이고 상부표면 쪽의 굴절률은 1.3 ~1.6을 사용한다. 두 층을 반사방지막으로 사용할 경우 반사율은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
R = (r1 2 + r2 2 + r3 2 + r1 2 r2 2 r3 2 + 2 r1r2 (1 + r3 2)cos2θ 1 + 2 r2r3 (1 + r1 2) cosθ2 + 2 r1r3 cos2(θ1 + θ2) + 2 r1 r2 2 r3 cos2(θ1 - θ2)) / (1 + r1 2 + r2 2 + r1 2 r3 2 + r2 2 r3 2 + 2 r 1r2 (1+r3 2cos2θ1 + 2 r2r 3 (1+r1 2)cos2θ2 + 2 r1r3 cos2(θ 1 + θ2) + 2 r1 r2 2 r3 cos2(θ1 - θ2))
여기서 r1 과 r2는 앞식에서와 같고 r3는 다음과 같이 주어진다.
r3 = (n2 - n3) / (n2 + n3)
n3는 반도체의 굴절률이고, θ1θ2 는 2층의 반사방지막의 상두께로(phase thickness)로서 각각 다음과 같이 주어진다.
θ1 = (2 π n1 d1)/λ, θ1 = (2 π n2 d2 )/λ
반사율은 n1 d1 = n2 d2 = λ0/4일때 최소값 혹은 최대값을 가지며 그 값은 다음과 같이 주어진다.
R = [(n1 2 n3 - n2 2n0)/(n 1 2 n3 - n2 2n0)]2, λ= λ0
이 값은 λ= λ0에서 n1 2 n3 = n2 2n0 일 때 0이 되며, n1 n2 = n0 n3 일 때 최대값을 가지며 양쪽으로 0값이 존재한다. 두 경우 다 평균 반사율은 단층 반사방지막을 사용하는 경우보다 더 넓은 파장범위에서 작은 값을 가진다. 2층을 사용하게 되면 넓은 범위에서 'U'자나 'W'자 모양을 가지면서 낮은 반사율을 나타낸다.
따라서 본 발명의 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치는 장치의 규모를 확장시키면 수 십층의 다층 반사방지막의 제조가 한번의 일련 공정으로 제조가능하기 때문에 종래의 박막제조방법보다 저가로 고효율 달성이 가능한 것이다.
도 4는 본 발명에 의해 제조된 다층박막 태양전지의 일실시예를 보여주는 도면대용사진이다.
기포발생부의 첫번째 그룹에 기상화학 용액 TEOS Si(C3H7O)4 그리고 두 번째 그룹이후 5개 기포발생장치에 기상화학 용액 titanium isopropoxide Ti(C3H7O)4 를 장착하여, 실리콘 웨이퍼 <100> 방향에 산화막 두께는 36.9 Å와 티타니윰 다이옥사이드 두께는 446.6Å, 굴절률은 2.4943을 달성하여 굴절율이 아주 높은 2.5에 근접하고 있다. 굴절율과 두께 측정에 사용된 엘립소미터 측정 파장은 632.8nm 파장에서 수행하였다. 공정조건으로는 기포장치에 흘리는 질소가스량은 25 liter/min. 이고, 기포발생장치의 온도는 70 ℃, 벨트 스피드는 37Hz를 적용하였다.
본 발명의 실시예에서는 태양전지를 예로 들었으나 반드시 이에 한정되지 않고, 다층 박막 코팅이 필요한 유리, 램프, 안경, 거울, 광학필터, 조명등, 가열광원 창 등의 다양한 분야에 반사방지 또는 특수 파장 필터의 코팅 장비로 사용가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치는 상압하에서 굴절율이 다른 반사방지막을 다층으로 동시에 코팅이 가능도록 함으로써 박막의 우수한 균일도, 높은 재현성, 정밀 두께제어 용이성, 생산수량에 대량화가 가능하며, 진공을 사용하지 않은 상압하에서 굴절율 값이 다른 반사방지막을 저비용으로 코팅이 가능한 장점이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치를 개략적으로 보여주는 사시도
도 2는 도 1에서 분사부의 구조를 보여주는 단면도
도 3은 SiO와 TiO2 반사방지막의 커버유리 밀봉접착 전·후에 대한 반사도를 보여주는 도면
도 4는 본 발명에 의해 제조된 태양전지의 일실시예를 보여주는 도면대용사진
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2 : 기포발생부 4 : 가스봄베
5 : 분무헤드 6 : 분사부
7 : 배기부 20 : 저장통
22 : 가열장치 42 : 배출가스봄베
44 : 주입가스봄베 46 : 유입관
50 : 통공 62 : 분무헤드커버
64 : 지지판 72 : 배기조절관
71 : 주배기관 74 : 배출팬
82 : 시료안착판 100 : 시료
620 : 배출통로

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 일측에는 가열장치(22)가 설치되고, 타측에는 기상화학용액을 분사부(6)로 이송시킬 수 있는 주입가스봄베(44)와, 작업이 종료된 후 배관내에 차 있는 용액 잔존물을 제거하는 청소용 배출가스봄베(42)로 구성된 가스봄베(4)가 연통되며, 내부에 기상화학 용액이 충진된 다수의 기포발생부(2)와;
    상기 기포발생부(2)와 연통된 유입관(46)의 선단에 분무헤드(5)가 장착되고, 이 분무헤드(5)의 외측에 분무헤드커버(62)를 설치시켜서 된 분사부(6)와;
    상기 분사부(6)에 대응되는 시료안착판(82)을 갖는 이송콘베어(8)와;
    상기 분사부(6)의 분무헤드커버(62)에 연통되게 설치된 채 가스를 배출시키는 배기부(7) 및
    상기 기포발생부(2)와 분사부(6), 이송콘베어(8), 배기조절관(72)의 동작을 제어하는 제어부(도시되지 않음)를; 포함하여 이루어진 것이며,
    상기 기포발생부(2)의 기상화학용액이 가스봄베(4)의 이송가스에 의해 유입되어 분무헤드(5)를 통해 분사됨으로써 시료안착판(82)의 시료(100)에 대한 코팅공정이 이루어지는 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치에 있어서,
    상기 분무헤드(5)는, 기상화학용액을 동시다발적으로 분사시킬 수 있도록 다수의 통공(50)이 형성되고, 분무헤드커버(62)의 내측에 수직으로 설치되되 외주연에는 중심부에 중공부를 가지며 일정 두께를 갖는 환형의 거리조절용 지지판(64)에 의해 지지된 것이며, 기상화학용액을 분사시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지판(64)의 두께를 1 ~ 2cm로 하여 시료(100)와 분무헤드(5)간의 거리가 항상 1cm로 유지되도록 함으로써 도포두께를 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반사방지용 상압화학기상증착 다층 박막코팅장치.
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