KR100870376B1 - 착색된 태양전지 유닛 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지를 발생시키지 않는 태양전지 유닛 표면의 일부와 함께, 배면 전극, 광기전(PV)층, 및 선택적으로 전면 전극을 포함하는 태양전지 유닛에 관한 것으로서,
상기 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 적어도 일부는 착색 물질을 포함하는 반면, 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분의 적어도 일부는 착색 물질이 없으며, 상기 착색 물질의 색상은 태양전지 유닛의 색상과 다르며, 목적한다면, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 일부는 카무플라주 물질을 포함하며, 본 발명으로 인해 태양전지 유닛의 전기출력이 영향을 받지 않으면서 태양전지 유닛의 색상효과를 선택하고/하거나 태양전지 유닛을 탈색시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
Description
[기술분야]
본 발명은 착색된 태양전지 유닛과 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 착색된 태양전지 유닛과 이의 제조 방법에 관한 것이다.
[배경기술]
태양전지 유닛은 빛을 전기로 전환시킬 수 있게 하여, 화석 연료 또는 원자력으로부터 전기를 발생시키는 것에 대한 흥미있는 대안을 제공하고 있다.
태양전지 유닛은 빛을 전기로 전환시킬 수 있게 하여, 화석 연료 또는 원자력으로부터 전기를 발생시키는 것에 대한 흥미있는 대안을 제공하고 있다.
태양전지 유닛은 반도체 물질을 포함하는 한개 또는 그 이상의 광기전(PV)층을 포함하는데, 이는 (유닛의 배면에서) 배면 전극(back electrode)와 접촉한다. 전기적 기능성 층의 스택 두께가 약 20 ㎛ 이하, 바람직하게 10 ㎛ 이하, 보다 바람직하게 5 ㎛ 이하인 비결정질 실리콘 전지와 같은 박막 태양전지의 경우에, 태양전지 유닛의 전면(즉, 입사광의 측부)에는 전면 전극(front electrode)이 구비되어 있다. 반도체 물질에 입사광이 도달하도록 할 수 있는 전면 전극은 투명하며, 여기에서 입사방사선이 전기에너지로 전환된다. 결정질 실리콘, 선택적으로 GaAs에 통상 기초하는 웨이퍼계 태양전지(wafer-based solar cell)의 경우에, 웨이퍼계 물질들은 박막 물질보다 높은 전도성을 갖기 때문에 투명한 전면 전극이 반드시 존재할 필요는 없다.
태양전지 유닛의 천연색은 광기전층 또는 층들의 성질, 전면 전극의 성질, 반사방지층의 성질 및 적은 정도로 배면 전극의 성질에 의해 결정되며, 보통 청-흑색 또는 적-갈색일 것이다.
태양전지 유닛이 건물에 받아들여지는 경우, 건물의 기존 건축설계에 태양전지 유닛을 통합시킬 수 있거나 또는 심미상의 목적을 위해 태양전지 유닛의 색상 또는 디자인을 사용할 수 있도록, 태양전지 유닛에 의해 발생된 색의 인상(color impression)을 선택하거나 또는 태양전지 유닛을 탈색시킬 수 있기를 종종 원하고 있다.
착색된 태양전지 유닛을 제공하는 다양한 방법들이 당 분야에 알려져 있다.
색상은 태양전지 유닛에 투명한 착색 물질(coloring material)의 상부층을 제공함으로써 수득될 수 있다. 착색된 상부층을 구비한 태양전지 시스템은 예를 들어, 미국특허 제5,807,440호, 미국특허 제6,049,035호 및 일본특허 제02094575호에 기술되어 있다. 그러나, 투명한 착색된 상부층을 사용하면, 상부층의 투명도가 태양전지 유닛내 입사광의 양 및 출력이 허용가능하지 않은 낮은 수준으로 떨어질 정도로 감소될 것이기 때문에, 그의 색상이 아주 강할 수 없다는 단점이 있다. 그리고, 아주 강하지 않게 착색된 상부층을 사용해도 태양전지 유닛 출력이 손실될 것이다.
또한, 목적하는 색상이 간섭에 의해 수득되도록 1 이상의 층의 두께를 선택할 수도 있다. 물론, 태양전지 유닛의 유효 전기 출력은 광학 간섭이 사용되는 경우에 감소될 것이다. 그리고, 다른 층의 두께를 통해 색상을 발생시키는 것의 단점은 목적하는 색상을 얻기 위해 요구되는 두께가 에너지를 발생시키기 위한 가장 최적의 가능한 두께와 반드시 비슷할 필요가 없다는 점이다.
따라서, 태양전지 유닛의 색의 인상을 선택하고/하거나 태양전지 유닛을 장식할 수 있도록 하는 반면, 태양전지 유닛의 전기 출력은 영향을 받지 않는 태양전지 유닛을 갖는 것이 요망된다. 본 발명은 상기 태양전지 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 태양전지 유닛의 표면중 일부가 에너지를 발생시키지 않는다는 사실을 이용한다. 착색 물질을 갖는 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분(non-energy-generating part)중 적어도 일부를 제공하고 착색 물질을 포함하지 않는 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분중 적어도 일부를 남김으로써, 태양전지 유닛이 색상 또는 디자인을 구비한 반면 태양전지 유닛의 출력은 영향을 받을 필요가 없다.
본 발명은 태양전지 유닛의 표면중 일부가 에너지를 발생시키지 않는다는 사실을 이용한다. 착색 물질을 갖는 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분(non-energy-generating part)중 적어도 일부를 제공하고 착색 물질을 포함하지 않는 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분중 적어도 일부를 남김으로써, 태양전지 유닛이 색상 또는 디자인을 구비한 반면 태양전지 유닛의 출력은 영향을 받을 필요가 없다.
본 발명의 목적은 태양전지의 종래의 청-흑색 또는 적-갈색 색의 인상을 다른 색의 인상으로 바꾸는 것이다. 그러므로, 태양전지 유닛을 장식하는데 사용된 색상은 태양전지 유닛 자체의 색상과 달라야 한다. 적당한 색상의 예로는 백색, 황색, 오렌지색, 핑크색, 적색, 밝은 청색, 녹색, 자색 등이 있다. 색상들의 명백한 조합들도 또한 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 배면 전극, 광기전(PV)층 및 선택적으로, 전면 전극을 포함하며, 태양전지 유닛의 표면중 일부가 에너지를 발생시키지 않는 태양전지 유닛에 관한 것으로서, 상기 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분중 적어도 일부위에 착색 물질이 존재하고, 반면 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분중 적어도 일부에는 착색 물질을 포함하지 않으며, 착색 물질의 색상이 태양전지 유닛의 발광부분의 색상과 다르게 선택되는 것을 특징으로 한다.
태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분위에 코팅을 제공하는 것은 당 분야에 잘 알려져 있다는 사실도 주목한다. 이는 유럽특허 제0 986 109호, 일본특허 제08312089호 및 일본특허 제08243310호에 기술되어 있다. 그러나, 상기 문헌에서, 코팅의 색상은 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분을 카무플라주시키기 위해 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분의 색상과 같게 선택된다. 이는 본 발명과 다른 문제에 관한 것으로서, 그 목적은 태양전지 유닛에 의해 발생된 색의 인상을 변화시키거나 또는 출력을 감소시키지 않으면서 태양전지 유닛을 탈색시키는 것이다.
태양전지 유닛의 발광부와 착색 물질을 포함하는 태양전지 유닛의 부분사이의 색상차는 하기의 수학식 1로 정의되며, dEab로 표시된다:
[상기 수학식 1에서, dL, da 및 db는 각각, 태양전지 유닛의 착색 물질 포함 부분과 발광부분 사이의 밝기(brightness), 청기(blueness) 및 적기(redness)에 있어서의 차이이다]
L, a 및 b값은 D65 광원을 사용한 CIELAB 과정에 따라 측정될 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지 시스템을 위한 dEab 값은 보통 약 10 이상, 바람직하게 약 12 이상, 보다 바람직하게 약 20 내지 100이다. 1개 이상의 색상이 사용된다면, 상기 색상들 중 적어도 하나는 dEab 값에 대한 상기 요건들을 만족시킬 것이다.
이하에 보다 상세히 설명될 바와 같이, 착색 물질은 태양전지 유닛의 상부에 도포된 개별 착색층의 형태를 가질 수 있다. 그러나, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 구조로 통합될 수도 있다. 카무플라주 물질(camouflage material)에 대한 설명도 이하에 논의된다.
통상적으로, 활성 태양전지 표면의 일부가 에너지를 발생시키지 않는다는 사실에는 직렬 접속의 존재 및/또는 집전 그리드(current collection grid)의 존재와 같은 2가지 이유가 있으며, 본 발명의 목적을 위해서는 버스바(busbar)도 포함한다. 두 현상 모두 당 분야에 충분히 잘 알려져 있지만, 사용자를 위해 이하에 간략히 설명될 것이다.
태양전지의 최대 전압은 입사광의 세기와 전지의 조성, 특히 반도체 물질의 성질에 의해 결정된다. 태양전지의 표면적이 높아지는 경우, 보다 많은 전류가 발생되지만, 전압은 여전히 같다. 전압을 높이기 위해, 태양전지 유닛은 보통 개개의 전지로 나누어지며, 이는 이후에 직렬로 접속된다. 웨이퍼계 태양전지 유닛의 경우에, 이는 배선에 의해 전지들을 접속함으로써 수행된다. 박막 태양전지 유닛의 경우, 종종 모놀리식 직렬 접속, 즉 통상의 캐리어를 통해 각 전지들이 접속된 직렬 접속이 성립된다. 보통 다른 활성층에 홈(groove)을 제공하고, 한 전지의 전면 전극과 다른 전지의 배면 전극사이를 전도성 접촉시킴으로써 모놀리식 직렬 접속이 성립된다. 모놀리식 직렬 접속의 경우에 직렬 접속의 위치는 보통 태양전지 유닛위의 얇은 선으로서 육안으로 볼 수 있다. 박막 태양전지 유닛은 배면 전극, 광기전층 및 전면 전극이 모두 존재하고, 단락되지 않는 위치에서 에너지를 발생시킬 뿐일 것이다. 3개의 층중 하나가 직렬 접속때문에 소실되는 위치 또는 층이 단락되는 위치에서는 에너지가 발생되지 않는다.
태양전지 유닛으로부터의 집전을 개선시키기 위해, 태양전지 유닛은 종종 그리드를 구비한다. 웨이퍼계 태양전지 유닛의 경우에, 그리드는 PV층위에 도포되며; 박막 태양전지 유닛의 경우에, 전도성이 비교적 안 좋은 TCO로 배면 전극이 제조된다면 전면 전극 및/또는 (보다 통상적이지 않지만) 배면 전극위에 도포되어 (반)투명 태양전지 유닛이 얻어진다.
그리드는 전극내에서 발생되는 전류 캐리어[전자 또는 "정공(hole)"]를 쉽게 방전할 수 있도록 하는 방법으로 적용되는 전도성 물질 라인의 패턴이다. 종종, 그리드는 인쇄방법에 의해 도포되고, 보통 은색 또는 흑색이다. 태양전지 유닛의 전면이 그리드에 의해 덮여있는 위치에서는, 입사광이 광기전층에 도달하지 않아서 전류가 실질적으로 발생되지 않는다. 정리를 위해, 에지(edge) 효과의 결과로서 그리드 아래의 태양전지 유닛의 일부가 약간의 전류를 발생시킨다는 것을 주의한다. 본 발명의 명세서에서, 전체 그리드는 착색 물질을 포함하는, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분에 속하는 것으로 간주된다.
웨이퍼계 태양전지 유닛의 경우에, 태양전지 유닛의 일부가 에너지를 발생시키지 않는다는 사실은 그리드의 존재 덕분이다. 박막 태양전지 유닛의 경우에, 그리드의 존재와 모놀리식 직렬 접속의 존재 모두 태양전지 유닛의 일부가 에너지를 발생시키지 않을 것이라는 것을 확실하게 해줄 수 있다.
태양전지 유닛의 에너지-발생 부분중 바람직하게 적어도 50%, 보다 바람직하게 적어도 85%, 보다 더 바람직하게 적어도 90%가 (의도적으로 제공된) 착색 물질을 포함하지 않는다. 가장 바람직하게, 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분은 실질적으로 착색 물질을 포함하지 않는다. 본 발명의 상세한 설명에서 "실질적으로 포함하지 않음(essentially free)"이라는 용어는 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분이 제조하는 중에 피해질 수 없는 정량을 제외하고는 착색 물질이 없다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 태양전지 유닛은 다수의 특정 실시양태를 포함한다.
본 발명에 따른 태양전지 유닛의 첫번째 실시양태는 배면 전극 및 그리드를 구비한 PV 층을 포함하는 웨이퍼계 태양전지 유닛이며, 그리드의 적어도 일부는 착색 물질을 포함한다. 상기에서와 같이, 웨이퍼계 태양전지 유닛은 보통 배선에 의해 다른 전지들을 접속함으로써 직렬 접속된다. 본래 착색 물질을 상기 배선에 제공할 수 있지만, 배선은 태양전지 유닛의 배면에 종종 감춰져 있고, 한편 웨이퍼는 종종 매우 커서 넓은 간격의 직렬 접속을 제공하기 때문에 위 사항이 본 발명을 이루는 문제를 해결하는데 많은 기여를 하지 않을 것이며, 그 위에 착색 물질을 제공하는 것은 전체적으로 태양전지 유닛의 색의 인상에 거의 기여하지 않을 것이다. 목적한다면, 이하에 설명될 바와 같이 배선이 카무플라주 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 유닛의 두번째 실시양태는 배면 전극, PV 층 및 TCO로 제조된 전면 전극을 포함하는 박막 태양전지 유닛이며, 그리드는 TCO층위에 제공되며, 그리드의 적어도 일부는 착색 물질을 포함한다.
본 발명에 따른 태양전지 유닛의 세번째 실시양태는 배면 전극, PV 층 및 TCO로 제조된 전면 전극을 포함하는 박막 태양전지 유닛이며, 모놀리식 직렬 접속은 태양전지 유닛위에 제공되며, 직렬 접속의 결과로서 에너지를 발생시키지 않는 태양전지 유닛의 표면 일부중 적어도 일부는 착색 물질을 포함한다.
본 발명에 따른 태양전지 유닛의 네번째 실시양태는 상기 두번째 실시양태와 세번째 실시양태의 조합이며, 배면 전극, PV 층 및 TCO로 제조된 전면 전극을 포함하는 박막 태양전지 유닛을 포함하며, 그리드는 TCO층위에 제공되며, 그리드의 적어도 일부는 착색 물질을 포함하고, 태양전지 유닛은 모놀리식 직렬 접속에 의해 제공되며, 직렬 접속의 결과로서 에너지를 발생시키지 않는 태양전지 유닛 일부중 적어도 일부는 착색 물질을 포함한다.
본 발명에 따른 태양전지 유닛의 다섯번째 실시양태는 배면 전극이 투명 전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO)로 제조된 (반)투명 박막 태양전지 유닛이며, 배면 전극은 그리드를 포함하고, 그리드의 적어도 일부는 착색 물질을 포함한다. 그리드는 또한, (반)투명 박막 태양전지 유닛의 TCO 전면 전극위에 존재할 수도 있으며, 그리드는 적어도 일부에 착색 물질이 포함될 수도 있다. 태양전지 유닛은 또한, 모놀리식 직렬 접속을 포함할 수도 있으며, 직렬 접속의 결과로서 에너지를 발생시키지 않는 태양전지 유닛 일부중 적어도 일부는 착색 물질을 포함한다. 상기 경우에, 착색 물질은 태양전지 유닛의 한면 또는 양면에 포함될 수 있다.
태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분중 얼마나 많은 부분이 착색 물질에 의해 덮여지는 것은 목적하는 효과, 착색 물질의 색상 세기, 태양전지 유닛의 탈색 또는 색의 인상의 목적하는 세기, 에너지를 발생시키지 않는 태양전지 유닛의 비율 및 태양전지 유닛의 표면위 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 분포에 따라 다를 것이다.
보통, 이하에 논의될 바와 같이 카무플라주 물질이 존재하지 않는다면, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 적어도 20%, 바람직하게 적어도 50%, 보다 바람직하게 적어도 80%가 착색 물질을 포함할 것이다.
본 발명에 따른 태양전지 유닛의 특정 실시양태는 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분중 일부가 착색 물질을 포함하고, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분중 다른 일부가 카무플라주 물질을 포함한 태양전지 유닛이다. 카무플라주 물질은 태양전지 유닛의 색상에 적합하도록 선택되어, 이것이 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 일부를 카무플라주시키는 색상의 물질이다. 카무플라주 물질의 dEab는 보통 약 5 이하, 바람직하게 약 2 이하, 보다 바람직하게 약 0.3 이하이다. 착색 물질과 카무플라주 물질을 배합하여 사용하면, 균일한 배경위에 태양전지 유닛을 착색된 디자인으로 장식할 수 있게 된다. 예상 디자인의 예로는 패턴, 문자, 도안, 스트라이프, 직사각형 및 정사각형이 있다. 본 실시양태에서, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 10~90%가 착색 물질을 포함하는 반면, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 90~10%가 카무플라주 물질을 포함한다. 필수적인 것은 아니지만, 본 실시양태에서 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 거의 전부가 착색 물질 또는 카무플라주 물질에 의해 제공되는 것이 바람직하다.
태양전지 유닛위에 착색 물질과, 적용가능한 상기 카무플라주 물질을 도포하는 다양한 가능한 방법들은 당업자에게 명백할 것이다. 2가지 일반적인 방법이 구별될 수 있는데, 즉 개별층으로서 물질을 도포하는 방법 또는 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 구조내에 이를 혼입시키는 방법이다.
물질이 개별층으로서 도포된다면, 적당한 방법으로는 기화 또는 인쇄/기록법이 있다. 바람직하게, 상기 경우 착색 물질과, 적용가능한 상기 카무플라주 물질은 상기와 같은 인쇄 방법에 의해 도포된다. 적당한 인쇄 방법으로는 실크 스크리닝(silk screening), 잉크-젯 방법 등이 있다. 착색 물질과, 적용가능한 상기 카무플라주 물질은 당업자에게 알려진 적당한 안료와 염료를 사용하여 제조될 수 있다.
또한, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분에 사용되는 물질에 안료 또는 염료를 혼입시킬 수도 있다. 이의 특정한 실시양태는 그리드를 도포하는데 사용되는 전도성 페이스트 및/또는 모놀리식 직렬 접속에 사용되는 전도성 또는 절연성 페이스트에 안료 또는 염료를 혼입시키는 것이다. 본 방법에서, 색상 또는 카무플라주의 적용은 태양전지 유닛을 제조할 때 매우 용이하게 혼입될 수 있다. 그러나, 안료는 보통 비(非)전도성이기 때문에, 전도성 페이스트의 전도성은 그안의 안료의 존재에 의해 영향을 받을 것이다. 따라서, 개별층을 통해 색상 또는 카무플라주을 적용하는 것이 이 시점에서 바람직하다.
본 발명은 경질 유리 캐리어(rigid glass carrier)위의 태양전지 유닛과 같이, 배치 방법에 의해 제조된 태양전지 유닛을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 WO 98/13882 또는 WO 99/49483에 기술된 바와 같이, 연속 방법에 의해 제조된 태양전지 유닛, 특히 롤-투-롤(roll-to-roll) 방법으로 제조된 가요성(flexible) 박막 태양전지 유닛과 함께 사용될 수 있으며, 상기 공보는 가요성 태양전지 유닛을 제조하는 방법과 이 유닛에 사용되는 물질에 관한 것으로서 참고문으로 통합된다.
착색 물질과, 적용가능한 상기 카무플라주 물질은 개별 제조 단계에서 태양전지 유닛위에 도포될 수 있지만, 태양전지 유닛을 제조하는데 도포될 수도 있다. 착색 물질과, 적용가능한 상기 카무플라주 물질이 제공되는 위치는 정확한 측정을 필요로 하기 때문에, 착색 물질과 적용가능한 상기 카무플라주 물질의 적용을 태양전지 유닛의 제조에 통합시키는 것이 일반적으로 바람직하다.
모놀리식 직렬 접속이 박막 태양전지 유닛에서 성립되는 방법은 본 발명에 중요하지 않다. 많은 적당한 방법들이 당업자에게 알려져 있다. 따라서, 전면 전극, 광기전층 및 배면 전극을 포함하는 완전한 태양전지 유닛을 캐리어위에 첫번째로 제공하고, 그후 각 전지들로 물질을 분배하고, 직렬 접속을 성립시킬 수 있다. 또한, 각 전지들에 분배하고, 직렬 접속을 성립시키는 다른 단계들은 태양전지 유닛을 제조하는데 통합될 수 있다. 따라서, 우선 배면 전극을 캐리어위에 적용하고, 레이저에 의해 홈을 내어 배면 전극을 분할시키고, 광기전층을 도포하고, 배면 전극내 홈에 인접한 정공 열 또는 홈을 내어 광기전층을 분할시키고, 전면 전극을 도포하고, 광기전층내 구획에 인접한 홈에 레이저에 의해 전면 전극을 분할시킬 수 있다. 이 방법으로 직렬 접속이 성립된다. 또한, 마스크(mask)를 사용하면서 특정 층을 도포함에 의해 분할이 제조될 수 있다.
상기에서와 같이, 태양전지 유닛은 배면 전극, 광기전층 및 전면 전극, 종종 캐리어를 포함한다. 캐리어, 배면 전극, 광기전층 및 전면 전극의 성질은 본 발명에 중요하지 않다. 이하의 설명들은 주로 보다 잘 이해하기 위해 제공한다.
캐리어가 존재한다면 이는 공지된 캐리어이다. 캐리어가 전면 전극의 측부에 존재하는 경우, 태양 스펙트럼의 관련 부분에 투명해야한다. 캐리어는 유리 또는 투명한 폴리머로 제조될 수 있다. 캐리어가 배면 전극의 측부에 위치되는 경우, 태양전지 유닛의 용도에 따라 투명하거나 투명하지 않을 수 있다. 적당한 물질로는 폴리머 막 또는 금속 호일과 같은 롤-투-롤 방법에 사용하기에 적당한 유리 또는 가요성 물질과 같은 경질의 물질(rigid material)이 있다.
전면 전극은 보통 투명한 전도성 산화물(TCO)일 것이다. 적당한 TCO로는 산화주석인듐, 산화아연, 알루미늄-도금 산화아연, 불소-도금 산화아연 또는 붕소-도금 산화아연, 황화카드뮴, 산화카드뮴, 산화주석 및 F-도금 SnO2가 있다.
광기전층은 당업자에게 알려져 있는 모든 적당한 시스템, 예를 들어 비결정질 실리콘(a-Si:H), 미세결정질 실리콘, 다결정질 실리콘, 비결정질 실리콘 탄화물(a-SiC) 및 a-SiC:H, 비결정질 실리콘-게르마늄(a-SiGe) 및 a-SiGe:H, a-SiSn:H, CIS(구리 인듐 디셀레나이드, CuInSe2), 카드뮴 텔루라이드, Cu(In,Ga)Se, ZnSe/CIS, ZnO/CIS, Mo/CIS/CdS/ZnO 및 염료-민감성 전지를 포함한다. 또한, 상기 물질들의 다-접속(multi-junction) 전지가 사용될 수 있다.
태양전지 유닛의 용도에 따라 반사전극(reflector)으로서 제공할 수 있는 배면 전극은 금속층과 광-활성 반도체사이의 ZnO와 같은 유전체 물질의 중간층과 함께, 알루미늄, 은, 몰리브덴, 또는 그의 조합으로 조성될 수 있다. (반)투명 태양전지 유닛에서, 전면 전극에 대해 기술된 바와 같이 TCO는 배면 전극에 사용된다.
목적한다면, 태양전지 유닛은 환경영향으로부터 유닛을 보호하기 위한 보호물질(encapsulant)과 같은 추가의 알려진 성분들을 포함할 수 있다.
Claims (19)
- 배면 전극(back electrode) 및 광기전(PV)층을 포함하는 태양전지 유닛으로서,상기 태양전지 유닛의 표면의 일부는 에너지를 발생시키지 않으며,상기 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분(non-energy-generating part)의 일부는 착색 물질을 포함하며, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 일부는 카무플라주 물질(camouflage material)을 포함하고,태양전지 유닛의 에너지-발생 부분의 전부 또는 일부는 착색 및 카무플라주 물질을 포함하지 않으며,상기 착색 물질의 색상은 착색 물질을 포함하는 태양전지 유닛 부분과 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분 사이의 dEab가 10 이상이 되도록 선택되며, 상기 카무플라주 물질의 색상은 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분의 색상으로 조절되며,태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 20% 이상이 착색 물질 또는 카무플라주 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,착색 물질의 색상은 착색 물질을 포함하는 태양전지 유닛 부분과 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분 사이의 dEab가 12 이상이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,착색 물질의 색상은 착색 물질을 포함하는 태양전지 유닛 부분과 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분 사이의 dEab가 20 내지 100이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,배면 전극, 광기전(PV)층 및 전면 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,태양전지 유닛은 건축 용도 형태인 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 50% 이상이 착색 물질 또는 카무플라주 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 80% 이상이 착색 물질 또는 카무플라주 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 전부가 착색 물질 또는 카무플라주 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 10~90%는 착색 물질을 포함하며, 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 10~90%는 카무플라주 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,태양전지 유닛의 에너지 발생 부분은 착색 물질 및 카무플라주 물질을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,태양전지 유닛은 그리드(grid)를 구비하며, 그리드의 전부 또는 일부는 착색 물질 및 카무플라주 물질 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,태양전지 유닛은 모놀리식 직렬 접속(monolithic series connection)을 갖는 개별의 전지들을 포함하는 박막 태양전지 유닛이며, 직렬 접속의 결과로부터 얻어지는 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 전부 또는 일부는 착색 물질 및 카무플라주 물질 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 있어서,착색 물질은 2 이상의 색상들을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 유닛.
- 제 1 항에 따른 태양전지 유닛의 제조 방법으로서,상기 태양전지 유닛은 배면 전극 및 광기전(PV)층을 포함하며,상기 태양전지 유닛의 표면의 일부는 에너지를 발생시키지 않고,상기 태양전지 유닛은 태양전지 유닛의 비(非)에너지 발생 부분의 전부 또는 일부상에 착색 물질과 카무플라주 물질이 포함되도록 하며,상기 태양전지 유닛의 에너지-발생 부분의 전부 또는 일부는 착색 물질 및 카무플라주 물질을 포함하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,착색 물질 및 카무플라주 물질을 인쇄 기술에 의해 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,착색 물질 및 카무플라주 물질 중 하나 이상의 도포는 롤-투-롤(roll-to-roll) 방법으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,착색 물질 및 카무플라주 물질 중 하나 이상의 도포는 태양전지 유닛을 제조하는데 통합되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,배면 전극, 광기전(PV)층 및 TCO 층을 포함하는 태양전지 유닛을 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
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