KR101113205B1 - 태양전지를 이용한 자전거 거치대 - Google Patents
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Abstract
반사방지를 통하여 광 흡수율이 높은 태양전지를 이용한 자전거 거치대에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대는 지면에 고정되는 양측 서포터를 구비하는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 양측 서포터에 용접 결합되는 자전거 거치부; 상기 메인 프레임의 양측 서포터 상단에 고정되는 태양전지 지지부; 및 상기 태양전지 지지부의 상부에 장착되며 표면에 반사방지층이 형성되어 있는 복수의 태양전지 셀 및 상기 복수의 태양전지 셀로부터 얻어지는 전기를 저장하는 축전기를 포함하는 태양전지 모듈; 상기 태양전지 지지부의 하부 또는 상기 메인 프레임의 양측 서포터에 장착되며, 상기 축전기에 저장된 전기를 이용하여 구동하는 적어도 하나의 LED 조명등; 및 상기 LED 조명등의 점멸을 제어하는 조명 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대는 지면에 고정되는 양측 서포터를 구비하는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 양측 서포터에 용접 결합되는 자전거 거치부; 상기 메인 프레임의 양측 서포터 상단에 고정되는 태양전지 지지부; 및 상기 태양전지 지지부의 상부에 장착되며 표면에 반사방지층이 형성되어 있는 복수의 태양전지 셀 및 상기 복수의 태양전지 셀로부터 얻어지는 전기를 저장하는 축전기를 포함하는 태양전지 모듈; 상기 태양전지 지지부의 하부 또는 상기 메인 프레임의 양측 서포터에 장착되며, 상기 축전기에 저장된 전기를 이용하여 구동하는 적어도 하나의 LED 조명등; 및 상기 LED 조명등의 점멸을 제어하는 조명 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 복수의 자전거를 거치할 수 있는 자전거 거치대에 관한 것으로, 태양전지에 의하여 저장된 전기로 구동되는 LED(Light Emitting Diode) 조명등이 설치되어 이용자가 야간에 쉽게 이용할 수 있는 태양전지를 이용한 자전거 거치대에 관한 것이다.
통상 자전거 거치대는 거리에 설치되거나 주된 건물과 이격된 곳에 설치된다. 이러한 점으로 인하여 야간에 자전거 거치대를 이용하는 경우 사용자 등에 많은 불편함을 준다.
이러한 문제점으로 인하여 자전거 거치대에 백열 전구 등의 조명기구를 배치하여 야간에도 사용자 등이 쉽게 이용할 수 있게 하고 있다.
그러나, 자전거 거치대에 이용되는 조명은 통상 백열 전구로서 그 수명이 짧고, 특히 전력 소모량이 크며, 자전거 거치대에 백열 전구 등의 구동을 위하여 외부전원과 연결하기 위한 전선 매설 등의 작업이 요구되어 비효율적이라 할 수 있다.
이러한 점에서 백열 전구는 최근 많은 연구가 이루어지고 있는 LED 조명등으로 점차 전환되고 있다. 그러나, 이러한 경우에도 외부전원과 연결하기 위한 전선 매설 등의 작업이 여전히 요구된다.
이에 따라, 외부전원과 연결하기 위한 전선 매설 등의 작업이 필요없도록, 태양전지를 이용하여 LED 조명등을 구동하고 있다. 그런데, 대부분의 경우 태양전지의 경우 광 흡수 효율이 낮아 자전거 거치대의 자체 조명이 제대로 이루어지지 않고 있다.
일반적으로 태양전지에서 광 흡수량을 증가시키기 위한 방법으로는 실리콘 질화막을 증착하고 이를 포토 리소그래피 공정으로 패터닝하는 방법이 이용된다. 그러나, 포토리소그래피 공정은 복잡한 공정이 요구되어 공정 비용이 매우 고가인 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 낮은 소비전력과 수명 특성이 우수한 LED 조명등과 반사방지 특성이 우수하여 광 흡수율이 높은 태양전지를 적용하여 이용자가 야간에 쉽게 이용할 수 있는 태양전지를 이용한 자전거 거치대를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 태양전지 표면에 반사방지층을 형성함에 있어 간단하면서도 저가의 공정비용이 소요되며, 우수한 반사방지 특성을 갖는 조성물을 적용함으로써 태양전지의 광 흡수 효율이 높은 태양전지를 이용한 자전거 거치대를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대는 지면에 고정되는 양측 서포터를 구비하는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 양측 서포터에 용접 결합되는 자전거 거치부; 상기 메인 프레임의 양측 서포터 상단에 고정되는 태양전지 지지부; 및 상기 태양전지 지지부의 상부에 장착되며 표면에 반사방지층이 형성되어 있는 복수의 태양전지 셀 및 상기 복수의 태양전지 셀로부터 얻어지는 전기를 저장하는 축전기를 포함하는 태양전지 모듈; 상기 태양전지 지지부의 하부 또는 상기 메인 프레임의 양측 서포터에 장착되며, 상기 축전기에 저장된 전기를 이용하여 구동하는 적어도 하나의 LED 조명등; 및 상기 LED 조명등의 점멸을 제어하는 조명 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대는 낮은 소비전력과 수명 특성이 우수한 LED 조명등을 장착함으로써 이용자가 야간에 쉽게 자전거 거치대를 이용할 수 있는 장점이 있으며, 또한 태양전지를 이용하여 저장된 전기를 이용하여 LED 조명등을 구동함으로써 별도의 전선 매립 공사 등을 행하지 않아도 되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대는 태양전지 표면에 간단하면서도 저가의 공정비용이 소요되면서도 우수한 반사방지 특성을 갖는 조성물을 이용하여 태양전지 표면에 반사방지층을 형성함으로써 태양전지의 광흡수 효율을 높일 수 있다. 따라서, 저장된 전기가 부족하여 LED 조명등이 구동하지 않는 가능성을 최대한 낮출 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대의 실시예들을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 태양전지 셀의 하나의 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 태양전지 셀의 다른 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 태양전지 셀의 하나의 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 태양전지 셀의 다른 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대의 실시예들을 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대는 메인 프레임(110), 자전거 거치부(120), 태양전지 지지부(130), 태양전지 모듈(140)을 포함한다.
메인 프레임(110)은 자전거 거치대의 기본 골격을 형성하며, 스테인리스 스틸 등의 재질로 형성될 수 있다. 메인 프레임(110)은 지면에 고정되는 양측 서포터(111)를 구비한다. 메인 프레임(110) 및 이에 구비되는 양측 서포터(111)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 다양한 형태를 가질 수 있다.
자전거 거치부(120)는 자전거의 앞바퀴 등이 거치될 수 있는 구조를 가지며, 메인 프레임(110)의 양측 서포터(111) 사이에 위치한다. 자전거 거치부(120)는 메인 프레임(110)과 결합되지 않고 지면에 고정 또는 배치될 수도 있으나, 도난 등의 문제를 고려하면 자전거 거치부(120)는 메인 프레임(110)의 양측 서포터(111)에 용접 결합되는 것이 바람직하다.
태양전지 지지부(130)는 상기 메인 프레임의 양측 서포터 상단에 고정되며, 태양전지 모듈(140)이 안착될 수 있도록 형성된다. 태양전지 지지부(130)는 프레임의 형태를 가질 수 있으며, 혹은 플레이트의 형상을 가질 수 있다. 태양전지 지지부(130)가 프레임의 형태일 경우 태양전지 모듈(140)이 자전거 거치대의 지붕 역할을 하게 되며, 태양전지 지지부(130)가 플레이트 형상일 경우 그 자체로 혹은 태양전지 모듈(140)과 함께 자전거 거치대의 지붕 역할을 하게 된다.
태양전지 지지부(130)는 메인 프레임(110)과 별도로 형성될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110)과 일체로 형성될 수 있다.
태양전지 모듈(140)은 태양전지 지지부(130)의 상부에 장착된다. 태양전지 모듈(140)은 태양전지 지지부(130)의 형상에 따라서 수평 방향으로 장착될 수 있으며, 약간 경사진 형태로 장착될 수 있다.
이러한, 태양전지 모듈(140)은 표면에 반사방지층(도 4의 450)이 형성되어 있는 복수의 태양전지 셀(141) 및 상기 복수의 태양전지 셀(141)로부터 얻어지는 전기를 저장하는 축전기(미도시)를 포함한다. 태양전지 셀(141)은 도 4 및 도 5 등에 도시된 구조를 가질 수 있으며, 이에 대하여는 후술하기로 한다.
본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대가 겨울철 눈이 많이 내리는 지역에 설치될 경우, 태양전지 모듈(140) 상에 눈이 쌓이게 되면 태양전지 모듈에서의 광 흡수가 제대로 이루어지지 않게 된다. 따라서 태양전지 모듈(140) 상의 눈은 빠른 시간 내에 제거되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 태양전지 모듈(140)의 태양전지 셀들(141) 사이에 열선(미도시)이 배치될 수 있다. 열선은 축전기에 저장된 전기로 구동되며, 관리자에 의하여 제어되거나 무게 감지기에 의하여 제어될 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대는 이용자가 야간에 쉽게 이용할 수 있도록 LED 조명등이 장착된다. LED 조명등은 태양전지 지지부(130)의 하부 또는 메인 프레임(110)의 양측 서포터(111)에 장착될 수 있다. 상기 LED 조명등은 태양전지 모듈(140)의 축전기에 저장된 전기를 이용하여 구동한다.
이러한 LED 조명등은 조명 제어부(미도시)에 의하여 점등 및 소등이 제어된다.
야간에 계속하여 LED 조명등이 구동하기 위하여는 태양전지 모듈(140)의 축전기에 많은 양의 전기가 저장되어 있어야 한다. 그러나, 하루동안 저장되는 전기는 불규칙적이므로, 동절기나 흐린 날 등에는 전기가 많이 저장되지 못하여 LED 조명등이 일정 시간 구동하고 더이상 구동하지 못할 수 있다. 따라서, 야간이라도 이용자가 자전거 거치대 근처로 접근하는 경우 등 꼭 필요한 경우에만 LED 조명등이 구동되도록 할 필요가 있다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 자전거 거치대는 인체를 감지하여 상기 조명 제어부에 신호를 출력하는 적외선감지센서를 더 포함할 수 있다. 적외선감지센서에서 인체를 감지하여 신호를 조명 제어부로 전송하면, 조명 제어부는 이에 응답하여 미리 정해진 시간동안 상기 LED 조명등을 점등할 수 있다. 조명 제어부에는 타이머나 디밍 회로 등이 내장될 수 있다.
도 4는 본 발명에 적용되는 태양전지 셀의 하나의 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 제1도전형 반도체 기판(410), 제2도전형 반도체층(420), 전면 전극(430), 후면 전극(440) 및 반사방지층(450)을 포함한다.
제1도전형 반도체 기판(410)은 n형 반도체 기판 또는 p형 반도체 기판이 될 수 있으며, 실리콘 기판에 n형 반도체 물질이 도핑되거나, p형 반도체 물질이 도핑되어 이루어질 수 있다.
제2도전형 반도체층(420)은 상기의 제1도전형 반도체 기판(410) 상에 형성된다. 이때 제2도전형 반도체층(420)을 이루는 제2도전형 반도체는 제1도전형 반도체 기판(410)을 이루는 제1도전형 반도체와 반대되는 타입이 된다. 즉, 제1도전형 반도체 기판(410)이 n형 반도체 기판일 경우 제2도전형 반도체층(420)은 p형 반도체층이 되고, 제1도전형 반도체 기판(410)이 p형 반도체 기판일 경우 제2도전형 반도체층(420)은 n형 반도체층이 된다.
제2도전형 반도체층(420)은 제1도전형 반도체 기판(410)에 불순물 임플란트 등의 방법을 이용하여 제1도전형 반도체 물질과 반대되는 제2도전형 반도체 물질을 주입함으로서 형성될 수 있다. 또한, 제1도전형 반도체 기판과 제2도전형 반도체 기판을 별도로 제조한 후, 웨이퍼 접합 등의 공정을 이용하여 제2도전형 반도체층(420)을 형성할 수 있다.
제1도전형 반도체 기판(410) 상에 제2도전형 반도체층(420)이 형성됨으로써 그 경계면은 p-n 접합면이 된다.
전면 전극(430)은 제2도전형 반도체층(420) 표면에 형성된다. 도 4에서는 전면 전극(430)이 하나가 형성되어 있는 예가 도시되어 있으나, 전면 전극(430)은 복수개로 이루어질 수 있다. 전면 전극(430)을 이루는 물질은 은(Ag)을 포함할 수 있으며, 상업적으로는 NSFG-XP100(엔바로테크 제조) 등이 될 수 있다.
후면 전극(440)은 제1도전형 반도체 기판(410)의 배면에 형성된다. 후면 전극(440)을 이루는 물질은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있으며, 상업적으로는 NSRL-XP200(엔바로테크 제조) 등이 될 수 있다.
전면 전극(430)과 후면 전극(440)은 부하저항과 연결된다. 태양전지에 광이 입사되면 광과 태양전지의 반도체와의 상호 작용으로 전자와 정공이 발생하여 전자는 n형 반도체 쪽에 연결되는 전극으로, 정공은 p형 반도체 쪽에 연결되는 전극으로 이동하면서 전류가 흐르게 된다.
반사방지층(450)은 제2도전형 반도체층(420)의 표면에 형성된다. 본 발명에 적용되는 반사방지층을 포함하는 태양전지 셀은 본 발명의 출원인에 의해 출원된 특허출원번호 2009-0070417(2009.07.31. 출원)에 개시되어 있다.
이때, 본 발명에 따른 태양전지 모듈에 적용되는 반사방지층(450)은 유기 용매 100중량부에 대하여, 실리콘 나이트라이드(Si3N4) 30~35중량부, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 7~15중량부, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 5~11중량부, 폴리디오가노 실록산 3~7중량부 및 휘발성 유기 발포제 1~3중량부를 포함하는 조성물의 고형분으로 형성될 수 있다. 이때, 유기용매는 물, 에탄올, 톨루엔 등이 될 수 있으며, 이들을 단독으로 혹은 2이상을 혼합하여 이용할 수 있다. 또한 휘발성 유기 발포제는 부탄과 프로판이 혼합된 PS 발포제(영부케미칼 제조) 등이 이용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 태양전지 모듈을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5에 도시된 태양전지 모듈은 도 4에 도시된 태양전지 모듈과 동일한 구조로 이루어져 있다. 다만 도 5에 도시된 예에서는 도 4에 도시된 예와 달리 반사방지층(450)의 표면에 나노 패턴이 형성되어 있다.
한편, 반사방지층(450)의 표면에는 10nm ~ 200nm의 패턴 피치를 갖는 나노 패턴(510)이 형성되어 있을 수 있다. 이는 나방 눈이 모든 빛을 투과하는 이른바 모스아이 효과(moth-eye pattern)를 이용한 것으로, 나방의 눈에 나타나는 저반사 효과를 일컫는다. 나방의 눈 표면은 수백 나노급의 미세 원뿔형 돌기로 덮여 있다. 이러한 구조는 점진적인 굴절률 변화를 야기하여, 반사의 기본 조건인 매질 굴절률의 급격한 변화를 방지함으로써 반사를 방지하게 된다.
표면에 모스아이 패턴과 같은 나노 패턴이 형성되어 있는 경우, 나노 패턴이 형성되어 있지 않은 경우보다 넓은 파장대에서 광투과율이 6~7% 정도 향상될 수 있는 것으로 알려져 있으며, 이때, 나노 패턴의 패턴 피치(pattern pitch)는 10nm ~ 200nm 정도가 될 수 있다.
따라서, 본 발명에 적용되는 반사방지층(450)은 상기 조성을 통한 반사방지 특성이 향상될 수 있고, 또한 표면의 나노 패턴에 의하여 그 효과를 더할 수 있게 된다.
상기 도 4 또는 도 5에 도시된 태양전지 셀의 제조 방법은 예를 들어, p형 반도체 기판 마련 단계, 후면 전극 형성 단계, n형 반도체층 형성 단계, 전면 전극 형성 단계, 반사방지층 형성 단계의 순으로 제조되는 방법을 제시할 수 있다.
후면 전극 형성 단계에서는 마련된 p형 반도체 기판의 배면에 알루미늄을 포함하는 페이스트 조성물을 도포하고, 건조하는 과정 등을 통하여 후면 전극을 형성한다.
n형 반도체층 형성 단계에서는 p형 반도체 기판 상에 n형 반도체층을 형성한다. 이는 전술한 바와 같이, 불순물 임플란트 공정을 이용하여 p형 반도체 기판에 보론(B)과 같은 n형 반도체 물질을 주입하여 형성될 수 있으며, p형 반도체 기판과 n형 반도체 기판을 웨이퍼 접합의 형태로 접합하여 형성될 수 있다.
전면 전극 형성 단계에서는 n형 반도체층 상에 은(Ag)이 포함된 페이스트 조성물을 도포하고 건조하는 과정 등을 통하여 전면 전극을 형성한다.
반사방지층 형성 단계에서는 n형 반도체층 표면 중 전면 전극이 형성되지 않은 부분에 반사방지층을 형성하는데, 본 발명에 적용되는 반사방지층은 도포막 형성 단계, 나노패턴 형성 단계 및 도포막 건조 단계의 순으로 형성될 수 있다.
도포막 형성 단계에서는 유기 용매 100중량부에 대하여, 실리콘 나이트라이드(Si3N4) 30~35중량부, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 7~15중량부, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 5~11중량부, 폴리디오가노 실록산 3~7중량부 및 휘발성 유기 발포제 1~3중량부를 포함하는 조성물을 이용하여 도포막을 형성한다.
상기 조성물은 10cps ~ 75cps 범위의 점도를 갖는다. 점도가 한정되는 이유는 나노 임프린트 리소그래피 단계를 수행하기 위해서는 도포막은 대략 1 ~ 100cps 범위의 점도를 가져야 하기 때문이다. 도포막의 점도가 너무 낮은 경우 유기 용매에 첨가된 물질들의 함량이 너무 적은 문제점이 있고, 도포막의 점도가 너무 높을 경우 막의 유동성이 저하되어 나노 임프린트 리소그래피 공정이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있기 때문이다. 상기 조성물의 점도를 측정한 결과, 그 점도 범위는 10cps ~ 75cps로서, 상기 나노 임프린트 리소그래피 공정을 수행할 수 있는 점도를 만족한다.
나노 패턴 형성 단계에서는 나노 임프린트 리소그래피 공정을 이용하여 상기 도포막의 표면에 나노 패턴을 형성한다. 이는 나노패턴이 형성된 스탬프를 이용하여 도포막을 직접 나노 패턴을 전사함으로써 이루어질 수 있다. 본 단계는 도 5에 도시된 태양전지 셀의 제조에 필요하며, 도 4에 도시된 태양전지 셀의 제조에는 생략될 수 있다.
그리고, 도포막 건조 단계에서는 건조 과정을 통하여 도포막에 포함된 유기 용매 등을 제거한다.
또한, 반사방지층을 구성하는 물질들의 결합을 강화하고, 막을 치밀화하기 위하여 300~600℃ 정도의 온도에서 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 태양전지 셀 제조 방법은 식각 공정이나 포토 리소그래피와 같이 복잡한 공정을 거치지 않으면서도 우수한 반사방지특성을 갖는 반사방지층을 형성할 수 있으므로, 그만큼 태양전지 모듈의 제조 효율을 높일 수 있다.
실시예
본 발명에 적용되는 태양전지 셀의 반사방지층의 반사방지 특성을 측정하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
1. 시편의 제조
실시예 1로, 물 50g에 Si3N4 30g, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 7g, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 5g, 폴리디오가노 실록산 3g 및 PS 발포제(영부케미칼 제조) 1g을 첨가하여 교반한 후, 물 50g을 더 첨가하고 재차 교반하여 조성물을 제조하였다.
제조된 조성물을 실리콘 기판 위에 도포한 후, 온도를 150℃로 가열하여 반사방지층을 형성하였다.
실시예 2로, 물 50g에 Si3N4 35g, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 15g, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 11g, 폴리디오가노 실록산 7g 및 PS 발포제(영부케미칼 제조) 3g을 첨가하여 교반한 후, 실시예 1과 동일한 동일한 과정으로 반사방지층을 형성하였다.
실시예 3으로, 물 50g에 Si3N4 33g, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 10g, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 8g, 폴리디오가노 실록산 5g 및 PS 발포제(영부케미칼 제조) 2g을 첨가하여 교반한 후, 실시예 1과 동일한 동일한 과정으로 반사방지층을 형성하였다.
비교예 1로, 물 50g에 Si3N4 50g, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 7g, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 8g, 폴리디오가노 실록산 5g 및 PS 발포제(영부케미칼 제조) 2g을 첨가하여 교반한 후, 실시예 1과 동일한 동일한 과정으로 반사방지층을 형성하였다.
비교예 2로, 물 50g에 Si3N4 33g, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 20g, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 5g, 폴리디오가노 실록산 5g 및 PS 발포제(영부케미칼 제조) 2g을 첨가하여 교반한 후, 실시예 1과 동일한 동일한 과정으로 반사방지층을 형성하였다.
비교예 3으로, 물 50g에 Si3N4 33g, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 10g, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 2g, 폴리디오가노 실록산 1g 및 PS 발포제(영부케미칼 제조) 2g을 첨가하여 교반한 후, 실시예 1과 동일한 동일한 과정으로 반사방지층을 형성하였다.
비교예 4로, 물 50g에 Si3N4 25g, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 10g, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 8g, 폴리디오가노 실록산 5g 및 PS 발포제(영부케미칼 제조) 4g을 첨가하여 교반한 후, 실시예 1과 동일한 동일한 과정으로 반사방지층을 형성하였다.
비교예 5로, 물 50g에 Si3N4 33g, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 10g, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 8g, 폴리디오가노 실록산 8g 및 PS 발포제(영부케미칼 제조) 2g을 첨가하여 교반한 후, 실시예 1과 동일한 동일한 과정으로 반사방지층을 형성하였다.
상기 실시예 1~3, 비교예 1~5에서 제시된 조성을 표 1에 정리하였으며, 단위는 그램(g), 물의 함량은 제외하였다.
[표 1]
2. 반사율 측정
반사율은 스펙트로포토미터(Perkin-Elmer사 제조 Lambda 950 spectrophotometer)로 3회 측정하여 평균값을 계산하였다.
3. 결과 및 분석
상기 제시된 조성 범위에 있는 실시예 1~3의 경우, 평균 반사율이 2~3%로 매우 낮았다. 이는 그만큼 반사방지 특성이 우수한 것을 의미한다.
반면, 상기 제시된 조성 범위 밖에 있는 비교예 1~5의 경우, 평균 반사율이 6.5~8%로 실시예의 경우보다 상대적으로 2배이상 높게 나타났다. 이는 그만큼 반사방지 특성이 실시예보다 우수하지 못한 것을 의미한다.
상기와 같은 반사반지층이 적용되는 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 자전거 거치대는 우수한 반사방지를 통하여 광 흡수율을 높일 수 있으며, 야간에 안정적으로 LED 조명을 이룰 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
110 : 메인 프레임
111 : 양측 서포터
120 : 자전거 거치부
130 : 태양전지 지지부
140 : 태양전지 모듈
141 : 태양전지 셀
111 : 양측 서포터
120 : 자전거 거치부
130 : 태양전지 지지부
140 : 태양전지 모듈
141 : 태양전지 셀
Claims (7)
- 지면에 고정되는 양측 서포터를 구비하는 메인 프레임;
상기 메인 프레임의 양측 서포터에 용접 결합되는 자전거 거치부;
상기 메인 프레임의 양측 서포터 상단에 고정되는 태양전지 지지부; 및
상기 태양전지 지지부의 상부에 장착되며 표면에 반사방지층이 형성되어 있는 복수의 태양전지 셀 및 상기 복수의 태양전지 셀로부터 얻어지는 전기를 저장하는 축전기를 포함하는 태양전지 모듈;
상기 태양전지 지지부의 하부 또는 상기 메인 프레임의 양측 서포터에 장착되며, 상기 축전기에 저장된 전기를 이용하여 구동하는 적어도 하나의 LED 조명등; 및
상기 LED 조명등의 점멸을 제어하는 조명 제어부;를 포함하고,
상기 복수의 태양전지 셀에 형성되는 반사방지층은, 유기 용매 100중량부에 대하여, 실리콘 나이트라이드(Si3N4) 30~35중량부, 메틸 p-톨루엔 술폰산염 7~15중량부, 에틸 2-[3-(6-니트로벤졸[d]티아졸-2-일)우레이도]아세테이트 5~11중량부, 폴리디오가노 실록산 3~7중량부 및 휘발성 유기 발포제 1~3중량부를 포함하는 조성물의 고형분으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 자전거 거치대.
- 제1항에 있어서,
상기 자전거 거치대는
인체를 감지하여 신호를 상기 조명 제어부로 출력하는 적외선감지센서를 더 포함하고,
상기 조명 제어부는 상기 적외선감지센서로부터 출력되는 신호에 응답하여 미리 정해진 시간동안 상기 LED 조명등을 점등하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 자전거 거치대.
- 제1항에 있어서,
상기 태양전지 셀은
제1도전형 반도체로 이루어진 제1도전형 반도체 기판;
상기 제1도전형 반도체 기판 상에 형성되며, 제1도전형 반도체와 반대되는 도전형 반도체로 이루어진 제2도전형 반도체층;
상기 제2도전형 반도체층 표면에 형성되는 전면 전극;
상기 제1도전형 반도체 기판 배면에 형성되는 후면 전극; 및
상기 제2도전형 반도체층의 표면 중 상기 전면 전극이 형성되는 부분 이외의 부분에 형성되는 반사방지층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 자전거 거치대.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 반사방지층의 표면에는 10~200nm의 패턴 피치를 갖는 나노 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 자전거 거치대.
- 제1항에 있어서,
상기 태양전지 모듈은 상기 태양전지 셀들 사이에 배치되며, 상기 축전기에 저장된 전기로 구동되는 열선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 자전거 거치대.
- 제1항에 있어서,
상기 메인 프레임과 상기 태양전지 지지부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 자전거 거치대.
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