KR101706411B1 - 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법, 유색 간섭 필터층을 포함하는 상기 기판, 그리고 상기 기판을 2개 이상 포함하는 어레이 - Google Patents

유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법, 유색 간섭 필터층을 포함하는 상기 기판, 그리고 상기 기판을 2개 이상 포함하는 어레이 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코팅 장치를 이용하여, 특히 스퍼터링 가스를 사용한 물리적 또는 화학적 기상 증착을 통해 다결정 금속산화물(들)을 포함하는 유색 간섭 필터층을 가진 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서는 다결정 금속산화물의 형성하에 기상으로부터 2개 이상의, 특히 6개 이상의 코팅층이 상하로 증착되고, 각 코팅층의 평균 두께가 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위 내에 놓이며, 각각 2개 이상의, 특히 모든 코팅층에 함유된 하나 이상의 금속, 특히 모든 개별 금속의 백분율 기준 평균 원자 함량은 간섭 필터층 내 각 금속들의 평균 조성비로부터 +/-20 원자%이하만큼, 바람직하게는 +/-10 원자%이하만큼, 특히 바람직하게는 +/-5 원자%이하만큼 차이가 나며, 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타낸다. 그 외에도 본 발명은 이 방법에 의해 획득할 수 있는 유색 기판 및 이러한 복수의 기판을 포함하는 어레이에 관한 것이다.

Description

유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법, 유색 간섭 필터층을 포함하는 상기 기판, 그리고 상기 기판을 2개 이상 포함하는 어레이{METHOD FOR PRODUCING A SUBSTRATE HAVING A COLORED INTERFERENCE FILTER LAYER, SAID SUBSTRATE COMPRISING A COLORED INTERFERENCE FILTER LAYER, AND AN ARRAY COMPRISING AT LEAST TWO OF SAID SUBSTRATES}
본 발명은 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법, 유색 간섭 필터층을 포함하는 기판, 유색 태양 전지로서 또는 유색 태양광 모듈로서 또는 이의 컴포넌트로서의 상기 기판의 이용, 그리고 상기 기판을 2개 이상 포함하는 어레이에 관한 것이다.
기름 및 석탄과 같은 전통적 에너지원의 고갈 전망 및 이산화탄소와 같은 유해 연소 생성물의 결과로서 온실 효과의 증가 때문에 소위 재생 에너지원은 꾸준히 중요성을 얻고 있다. 재생 에너지원에는 광기전력 태양광 모듈과 태양열 집열기도 해당된다. 태양열 집열기도 광기전력 태양광 모듈도 일반적으로 매우 어두운 시각적 외관을 가지고 있다. 경우에 따라 결정질 실리콘 태양광 모듈에서는 실리콘 사용으로 인해 규정에 맞지 않는 청색 착색이 견지된다. 이런 제한은 지금까지 전술한 태양광 모듈의 설치 시 상당한 타협을 초래하고 있다. 예를 들어 독일에서 문화재로 지정된 적색 기와 건물에는 정해진 규정 하에서 태양광 모듈을 설치할 수 없다. 이런 제한 사항들에 직면하여, 기술적으로 미리 정해진 태양광 모듈 색상에 더 이상 의존하지 않기 위해 태양광 모듈 응용 분야를 넓히려는 시도가 없었던 것은 아니다. 그러나 이런 접근은, 태양광을 효율적으로 흡수하여 최대한 높은 효율을 달성할 수 있기 위해, 종종 완전히 검은 태양광 모듈이 추구되는 문제에 부딪히게 된다. 예를 들어 그러한 태양광 모듈은, CIS-, CIGS- 및 CIGSSe-흡수체에 기반한 박막 태양 전지를 이용하여 얻어진다. 현재 유색 태양광 모듈은 복잡한 형태로만 또는 간접적인 방법으로만 얻어진다. 예를 들어 태양광 모듈의 바깥 유리 패널에 대해 유색 유리가 이용된다. 이런 유리 패널은 종종 비바람에 대한 바깥 보호층으로서 태양광 모듈 위에 배치된다. 그러나 그런 유리의 착색은 반사광에 매우 약하다. 또한, 입사광의 대부분이 태양광 모듈의 광변환 흡수층에 도달하지 못하기 때문에 대개는 상당한 효율 손실이 감수될 수밖에 없다. 그 외에도 유색 판유리는 제조 비용이 많이 든다. 그 대안으로서 바깥 보호 유리층과 광변환 흡수층 사이에 유색 필름 설치가 시도되었다. 그러나 그런 시스템의 색 효과는 착색된 유리판의 이용에서와 비슷하게 약하다. 역시 종래 태양광 모듈에 비해 상당한 효율 손실이 확인될 수 있다. 또 다른 대안으로서 바깥 보호 유리에 유색 스크린 인쇄의 제공이 제안되었다. 이런 방법 역시 비용이 많이 들고 상당한 효율 손실을 초래한다. 그 밖에, 예를 들어 숫자판에 태양 전지가 구비된 손목 시계의 경우에 색상 현시(color appearance)를 구현하기 위해 상기 태양 전지 위에 별도의 간섭 필터를 설치하는 방법이 공지되었다. 이런 접근은 항상 하나 이상의 부가적인 제조 단계를 수반할 뿐만 아니라, 부가적인 재료가 사용되어야 하는 점을 전제로 한다.
WO 2009/042497 A2호에 기술되어 있는 미세 전자 기계 시스템(MEMS)용 간섭계 변조기(IMOD)는 입사광 측으로부터 볼 때, 보호층, 전극층과 흡수층 및 소위 광 공진층과 리플렉터를 포함하고 있다. 상기 공진층은 예를 들어 공기를 포함하는 중공실이거나, 도전 재료 또는 비도전 재료로 이루어진 층일 수 있다. 광 공진층 및 리플렉터층을 광변환 흡수층 아래에 배치함으로써 효율은 더욱 향상될 수 있다. WO 2009/085601 A2호에 따르면 WO 2009/042497 A2호에 기재된 광기전력 시스템은 다수의 2색성 필터의 제공을 통해 효율성 면에서 한 번 더 개선될 수 있다. 예를 들어 JP 2000 208 793 A호, JP 09307132 A호, JP 60148174 A호, JP 2002 148 362 A호, JP 601 425 76 A호, JP 2001 217 444 A호 및 JP 11 295725 A호에 추가 간섭 필터가 설치된 태양 전지 또는 태양광 모듈이 기재되어 있다.
EP 468 475 A1호에는 실질적으로 지르코늄과 실리콘을 함유하는 산화물(ZrSizOy)로 조성된 비정질 산화막이 공개되어 있으며, 이 산화물의 경우 Si:Zr의 원자비(z)는 0.05≤z<19이고 O:Zr의 원자비(y)는 2.1≤y<40이다. 그러한 비정질 산화막층을 이용하여 열복사를 반사하는 유리를 위한 반사 방지 코팅층이 얻어지고, 상기 코팅층은 우수한 내화학성 및 기계적 내마모성, 그리고 더불어 우수한 내구성을 갖는다. DE 10 2004 005 050 A1호에 따르면 복사로부터 전류로의 에너지 변환은, 태양 복사를 다양한 파장 영역으로 분할하여 상이한 광색에 대해 최적화된 복수의 반도체로 광기전력에 의해 집중시키는 색 선택적 간섭 필터 미러에 의해 향상될 수 있다. 이를 위해 태양광은 이동가능하게 배치된 간섭 미러 필름에 의해 2개 이상의 스펙트럼 파장 영역으로 분리된다.
대안적으로 지금까지는 기껏해야 상이한 모듈 타입의 고유 색이 여전히 사용될 수 있다. 그러나 이런 식의 접근에서는 원하는 색이 사용될 모듈 시스템을 좌우한다. 암녹색상 현시는 CdTe에 기반한 박막 태양 전지와 결부되며, 흑자색 내지 적갈색상 현시는 유리 기판 위 비정질 실리콘 태양 전지와 결부되며, 무연탄-청색-보라색상 현시는 금속 기판을 가진 비정질 삼중접합 실리콘 태양 전지와 결부되며, 무연탄색상 현시는 표면조직화된 단결정 태양 전지와 결부되며, 짙은 청색상 현시는 단결정 실리콘 태양 전지와 결부되고, 감청색상 현시는 다결정 태양 전지와 결부된다. 전통적인 태양 전지로 달성가능한 색은 지금까지 일반적으로 각각의 태양 전지 타입에서 특징적인 흡수체에서 비롯되므로 바뀔 수도 없었다.
종래의 제조 방법을 완전히 대체하지 않아도, 유색 외관을 가지며 간단하고 신뢰할 수 있는 방식으로 얻을 수 있는, 예를 들어 태양 전지 또는 태양광 모듈과 같은 소자의 구현이 추구될 수 있다. 그러므로 본 발명의 과제는, 목적한 대로 조정될 수 있는, 예를 들어 태양 전지 또는 태양광 모듈과 같은 소자의 표면 위에 전체적으로 균일한 색조를 가지는 유색 외관을 제공하는, 예를 들어 태양 전지 또는 태양광 모듈 같은 소자를 이용할 수 있도록 하는 것이다. 또한 본 발명의 과제는 예를 들어 태양 전지 또는 태양광 모듈과 같은 유색 소자가 유색 외관임에도 불구하고 최대한 높은 효율을 허용하는, 즉 착색을 통해 모듈 출력이 기껏해야 약간만 감소되는 유색 소자를 제공하는 것이다. 그 외에도 본 발명의 과제는 예를 들어 유색 태양 전지 또는 태양광 모듈과 같은 유색 소자를 저렴하고도 신뢰성 있게 대량 생산할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
따라서 상기 과제는, 코팅 장치를 이용한, 특히 스퍼터링 가스를 사용한 물리적 또는 화학적 기상 증착을 통해 다결정 금속산화물(들)을 포함하는 유색 간섭 필터층을 가지는 기판을 제조하는 방법을 통해 해결되며, 상기 방법에서는 기상으로부터 2개 이상, 특히 6개 이상의 코팅층이 각각 다결정 금속산화물의 형성 하에 각각 상하로 증착되고, 각 코팅층의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위에 놓이고, 특히 바람직하게는 약 105nm 또는 110nm 내지 약 190nm 또는 200nm의 범위에 놓이며, 각각 2개 이상의 코팅층, 특히 모든 코팅층에 함유된 하나 이상의 금속, 특히 모든 개별 금속의 평균 원자 함량, 즉 백분율 기준 평균 원자 함량은 간섭 필터층 내 각 금속들의 평균 조성비, 즉 백분율 기준 평균 조성비로부터 +/-20 원자% 이하만큼, 바람직하게는 +/-10 원자% 이하만큼 차이가 나며, 특히 바람직하게는 +/-5 원자% 이하만큼, 더 바람직하게는 +/-2 원자% 이하만큼, 그리고 더 바람직하게는 +/-1 원자% 이하만큼 차이가 나며, 이때 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타낸다.
또한 한 개선예에서는, 코팅 장치를 이용하여, 특히 스퍼터링 가스를 사용한 물리적 및/또는 화학적 기상 증착을 통해 다결정 금속산화물(들)을 포함하는 유색 간섭 필터층을 가진 기판을 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은,
a1) 물리적 또는 화학적 기상 증착, 특히 물리적 기상 증착을 위한, 하나 이상의 코팅 소스(A)를 포함하는 하나 이상의 제1 코팅 장치로서, 하나 이상의 제1 재료 코팅 영역, 특히 스퍼터-부식 영역과 하나 이상의 제2 재료 코팅 영역, 특히 스퍼터-부식 영역 및 경우에 따라서는 하나 이상의 r-번째(r은 2보다 큰 자연수) 재료 코팅 영역 특히 스퍼터-부식 영역을 가지는, 물리적으로 또는 화학적으로 증착 또는 분무 가능한 금속- 또는 금속산화물 재료, 특히 금속- 또는 금속산화물-스퍼터링 타겟을 구비하거나 포함하는 제1 코팅 장치를 제공하며, 상기 영역들은 코팅 소스(A)의 제1 연장 방향을 따라 적어도 영역별로 서로 간격을 가지고 나란히, 특히 실질적으로 평행하게 연장하는 단계와,
b1) 코팅 가능한 또는 코팅된 표면을 가지는 하나 이상의 기판의 제공 단계와,
c1) 상기 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서, 특히 실질적으로 일정한 거리(KA1)를 두고, 그리고/또는 실질적으로 일정한 속도(VA1)로 제1 코팅 소스(A)를 통과하는 단계로서, 코팅 가능하거나 코팅된 표면 위에 먼저 제1 코팅 소스(A)의 제1 재료 코팅 영역에서 연원하는 제1 재료가 증착되어 제1 코팅층이 되고, 상기 제1 재료 위에 제1 코팅 소스(A)의 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제2 재료가 증착되어 제2 코팅층이 되며, 경우에 따라서는 상기 제2 재료 위에 또는 각각의 선행 재료 위에 제1 코팅 소스(A)의 r번째 재료 코팅 영역에서 연원하는 r번째 재료가 증착되어 r번째 코팅층이 되며, 제1 코팅 소스(A)의 통과 후 2개 또는 r개 코팅층으로 이루어지는 제1 코팅층 시스템(A1)이 얻어지고, 각 코팅층의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에서, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위 내에서, 특히 바람직하게는 약 105nm 또는 110nm 내지 약 190nm 또는 200nm의 범위 내에서 조정되는 단계와,
c2) 경우에 따라, 단계 c1)에 따라 얻어진 코팅된 기판 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서 특히 실질적으로 일정한 거리(KA2)를 두고, 그리고/또는 실질적으로 일정한 속도(VA2)로 제2 코팅 소스(A) 또는 제1 코팅 소스(A)를 일 회 또는 복수 회 통과하는 단계로서, 단계 c1)에 따른 코팅층 시스템 위에 제2 코팅 소스(A)의 제1 재료 코팅 영역 또는 제1 코팅 소스(A)의 제1 또는 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제1 재료가 증착되어 제1 코팅층이 되고, 상기 제1 재료 위에 제2 코팅 소스(A)의 제2 재료 코팅 영역 또는 제1 코팅 소스(A)의 제1 또는 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제2 재료가 증착되어 제2 코팅층이 되며, 경우에 따라서는 제2 재료 위에 또는 각각의 선행 재료 위에 제2 코팅 소스(A) 또는 제1 코팅 소스(A)의 r번째 재료 코팅 영역에서 연원하는 r번째 재료가 증착되어 r번째 코팅층이 되며, 제2 코팅 소스(A) 또는 제1 코팅 소스(A)의 통과 후 2개 또는 r개의 코팅층으로 이루어지는 제2 코팅층 시스템(A2)이 얻어지고, 각 코팅층의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에서, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위 내에서, 특히 바람직하게는 약 105nm 또는 110nm 내지 약 190nm 또는 200nm의 범위 내에서 조정되는 단계와,
cn) 경우에 따라, 단계 c2) 또는 그 후속 단계 cn)에 따라 얻어진 코팅된 기판 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서, 특히 실질적으로 일정한 거리(KAn)를 두고, 그리고/또는 실질적으로 일정한 속도(VAn)로 제3 또는 (n+1)번째 코팅 소스(A) 또는 제1 및/또는 제2 코팅 소스(A)를 일 회 또는 복수 회 통과하는 단계로서,
단계 c2) 또는 단계 cn)에 따른 코팅층 시스템 위에 먼저 n번째 코팅 소스(A)의 제1 재료 코팅 영역에서 연원하는 제1 재료가 증착되어 제1 코팅층이 되고, 상기 제1 재료 위에 n번째 코팅 소스(A)의 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제2 재료가 증착되어 제2 코팅층이 되며, 경우에 따라서는 상기 제2 재료 위에 또는 각각의 선행 재료 위에 제1, 제2 또는 n번째 코팅 소스(A)의 r번째 재료 코팅 영역에서 연원하는 r번째 재료가 증착되어 r번째 코팅층이 되거나,
제1 또는 제2 코팅 소스(A)의 제1 또는 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제1 재료가 증착되어 제1 코팅층이 되고, 상기 제1 재료 위에 제1 또는 제2 코팅 소스(A)의 제2 또는 제1 재료 코팅 영역에서 연원하는 제2 재료가 증착되어 제2 코팅층이 되며, 경우에 따라서는 제2 재료 위에 또는 각각의 선행 재료 위에 제1 또는 제2 코팅 소스(A)의 r번째 재료 코팅 영역에서 연원하는 r번째 재료가 증착되어 r번째 코팅층이 되며,
제1, 제2 또는 n번째 진공 증착 소스(A)의 통과 후 2개 또는 r개 코팅층으로 이루어지는 n번째 코팅층 시스템(An)이 얻어지고, 각 코팅층의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에서, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위 내에서 조정되고, 이 경우 n은 2보다 큰 자연수이고 1개, 2개 또는 n개의 코팅 소스(A)는 기판의 이동 경로를 따라 나란히 배치되어 있거나 배치될 수 있으며, 2개 또는 r개 재료 코팅 영역은 나란히 간격을 가지고 배치되어 있으며, 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면이 각각 물리적 기상 증착을 목적으로 각 일 회 또는 복수 회 통과하는 1개, 2개 또는 n개의 코팅 소스(A)를 약 180nm 내지 10000nm의 범위, 특히 약 250nm 내지 2500nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(DIF)를 가지는 간섭 필터층이 얻어지고,
이때, 코팅 가능하거나 코팅된 표면을 가지는 기판의 운동 방향과 제1 연장 방향은 서로 임의의 각도로 정렬되며, 특히 실질적으로 직각을 형성하는 단계를 포함하거나,
x1) 물리적 또는 화학적 기상 증착, 특히 물리적 기상 증착을 위한, 2개 이상의 코팅 소스(B)를 포함하는 하나 이상의 제2 코팅 장치로서, 특히 코팅 소스(B)의 제1 연장 방향을 따라 뻗어있는 제3 재료 코팅 영역을 가지는 증착가능한 금속- 또는 금속산화물 재료 또는 증착가능하거나 분무 가능한 유기금속 화합물을 구비할 수 있거나 포함하는 제2 코팅 장치를 제공하는 단계와,
y1) 코팅 가능하거나 코팅된 표면을 가지는 하나 이상의 기판을 제공하는 단계와,
z1) 상기 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서 특히 실질적으로 같은 거리(KA1)를 두고, 그리고/또는 실질적으로 같은 속도(VA1)로 제1 코팅 소스(B)를 통과하는 단계로서, 코팅 가능하거나 코팅된 표면 위에 제1 코팅 소스(B)에서 연원하는 재료가 증착되고 제1 코팅 소스(B) 통과 후 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(K1)를 가지는 제1 코팅층(B1)이 얻어지는 단계와,
z2) 단계 z1)에 따라 얻어진 코팅된 기판 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서 특히 실질적으로 같은 거리(KA2)를 두고, 그리고/또는 실질적으로 같은 속도(VA2)로 제2 코팅 소스(B) 또는 제1 코팅 소스(B)를 일 회 또는 복수 회 통과하는 단계로서, 단계 z1)에 따른 코팅층 위에 제2 코팅 소스(B) 또는 제1 코팅 소스(B)에서 연원하는 재료가 증착되고, 제2 코팅 소스(B) 또는 제1 코팅 소스(B)의 통과 후 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에서, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위 내에, 특히 바람직하게는 약 105nm 또는 110nm 내지 약 190nm 또는 200nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(K2)를 가지는 제2 코팅층(B2)이 얻어지는 단계와,
zm) 경우에 따라, 단계 z2) 또는 후속 단계(zm)에 따라 얻어진 코팅된 기판 표면이 특히 실질적으로 같은 거리(KAm)를 두고, 그리고/또는 실질적으로 같은 속도(VAm)로 m번째 코팅 소스(B)를 일 회 또는 복수 회 통과하는 단계로서,
단계 z2) 또는 단계 zm)에 따른 코팅층 위에 제3 또는 (m+1)번째 코팅 소스(B)에서 연원하는 재료가 증착되거나,
단계 z2) 또는 단계 zm)에 따른 코팅층 위에 제1 또는 제2 코팅 소스(B)에서 연원하는 재료가 증착되며,
m번째 코팅 소스(B) 또는 제1 및/또는 제2 코팅 소스(B)의 통과 후 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위 내에, 특히 바람직하게는 약 105nm 또는 110nm 내지 약 190nm 또는 200nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(Km)를 가지는 m번째 코팅층(Bm)이 얻어지고, 이 경우 m은 2보다 큰 자연수이고 1개, 2개 또는 m개의 코팅 소스(B)는 기판의 이동 경로를 따라 나란히 배치되어 있거나 배치될 수 있으며, 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면은 각각 물리적 또는 화학적 기상 증착을 목적으로 1개, 2개 또는 m개의 코팅 소스를 각 일 회 또는 복수 회 통과하며, 상기 1개, 2개 또는 m개의 코팅 소스를 통해 약 180nm 내지 10000nm의 범위 내에, 특히 약 250nm 내지 2500nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(DIF)를 가지는 간섭 필터층이 얻어지며,
경우에 따라서는 코팅 가능하거나 코팅된 표면을 가지는 기판의 운동 방향과 제1 연장 방향은 서로 임의의 각도로 정렬되고, 특히 실질적으로는 직각을 형성하며,
이 경우 각각 2개 이상의 코팅층, 특히 모든 코팅층에 함유된 하나 이상의, 특히 모든 개별 금속의 평균 원자 함량, 즉 백분율 기준 평균 원자 함량은 간섭 필터층 내 각 금속들의 백분율 기준 평균 조성비로부터 +/-20 원자%이하만큼, 바람직하게는 +/-10 원자%이하만큼, 특히 바람직하게는 +/-5 원자%이하만큼, 더 바람직하게는 +/-2원자%이하만큼, 그보다 더 바람직하게는 +/-1 원자%이하만큼 차이가 나며, 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타낸다. 상기 방법 변형예는 특히 앞서 상세히 설명된 본 발명에 따른 방법의 개선예이기도 하다.
본 발명에 따른 방법으로 얻을 수 있는 코팅층들은 매우 균일한 조성물을 특징으로 한다. 모든 코팅층에 대해 바람직하게는 동일한 금속산화물 재료가 이용된다. 따라서 바람직하게는 제1 코팅 장치의 모든 재료 코팅 영역에 대해 또는 모든 코팅 소스(A)에 대해 같은 출발 물질이 예를 들어 스퍼터링 타겟의 형태로 이용된다. 그러므로 상하로 놓인 각 코팅층에서 금속의 백분율 기준 평균 함량은 그런 다층의 간섭층 또는 금속산화물층 내에서 바람직하게는 실질적으로 같다. 또한, 전체적으로 평균 두께에 있어서 실질적으로 동일한 코팅층들이 얻어지는 본 발명에 따른 방법이 선호된다. 물론 이와 다르게 하나의 금속산화물층 내에 평균 두께가 서로 상이한 하나 이상의 코팅층들을 가질 수도 있다. 그 외에도 바람직하게는 코팅 가능하거나 코팅된 표면을 포함하는 기판이 코팅 소스들을 통과하는 속도가 일정하게 유지된다. 즉, 속도 VA1과, VA2와, 만일 추가 코팅 소스가 사용된다면 속도 Van은 일치한다. 이는 특히 코팅 소스를 따르는 기판의 직선 이동 경로에 적용된다. 물론 다른 실시예에서 기판이 코팅 소스를 통과하는 속도를 같지 않게 유지하거나 점차 증가하게 할 수도 있다. 또한 각 코팅 소스 안에 있는 기판이 통과하는 속도를 상이하게 조정할 수도 있다. 그 외 실시예에 따라 코팅하려는 기판 표면이 곡선 이동 경로를 따라, 예를 들어 원형 경로를 따라 하나 이상의 코팅 소스를 통과할 수도 있다. 기판 표면이 원형 경로를 따라 이동한다면, 금속산화물층을 형성하는 복수 코팅층들을 얻기 위해 실질적으로 하나의 코팅 소스만으로도 충분하다. 이는 코팅 소스 앞 기판 표면이 진자 운동과 유사하게 전후로 계속 운동하는 경우와 동일한 방식으로 가능하다. 이 변형예에서도 하나의 코팅 소스만으로도 복수의 코팅층들이 코팅될 수 있다. 일반적인 이송 속도는 0.01 m/min 내지 10 m/min 범위 내에, 바람직하게는 0.2 m/min 내지 2 m/min의 범위 내에 놓인다. 또한 더 나아가 이동 경로를 따라 코팅 소스에 대한 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면의 거리가 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 물론 이 거리가 하나 이상의 코팅 소스 영역에서 변경될 수도 있다. 일반적으로 코팅 소스와 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면의 거리는 10mm 내지 1000mm 범위 내에 놓이며, 마그네트론 스퍼터 소스의 경우에 바람직하게는 40mm 내지 200mm 범위 내에 놓인다.
이 경우, 한 실시예에 따라 제1 코팅 장치는 특히 물리적 기상 증착을 위해 마그네트론 스퍼터링 장치를 포함하고, 코팅 소스가 하나의 마그네트론을 포함하거나 형성하며, 마그네트론은 전면과 후면 및 종방향 연장부와 횡방향 연장부를 가지며 하나 이상의 마그넷 시스템을 상측 뒤에 또는 상측에 인접하여 포함하고, 상기 마그넷 시스템은 서로 간격을 가지는 외측 영구 자석과 하나 이상의 내측 영구 자석을 N극-S극-N극 배열 또는 S극-N극-S극 배열로 포함하며, 바람직하게는 마그네트론의 제1 연장 방향을 따라 정렬되고 배치된다.
한 실시예에서 마그네트론의 횡방향 연장부는 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면의 운동 방향과 실질적으로 같지만 마그네트론의 종방향 연장부는 서로 간격을 가지는, 특히 병렬로 제공된 영구 자석의 경로와 일치하여 재료 코팅 영역의 경로와 일치하기도 한다.
적절한 마그네트론 스퍼터 장치는 당업자에게 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌, "Oberflaeche- und Duennschicht-Technologie - Teil 1: Beschichtungen und Oberflaechen (1987년, Springer 출판사, R.A.Haefer저)"에 기술되어 있다. 특히 바람직하게 본 발명에 따른 방법을 위해 DC-마그네트론-스퍼터 장치가 이용된다.
한 바람직한 실시예에서, 마그네트론의 전면 상에 각 하나의, 특히 판상의 금속- 또는 금속산화물 타겟, 특히 직사각형 타겟이 배치됨으로써 마그넷 시스템은 적어도 국부적으로, 특히 완전히 덮인다. 하나의 마그네트론에서 바람직하게 2개의 재료 코팅 영역이 코팅 소스의 연장 방향을 따라 실질적으로 평행하게 연장된다. 2개의 코팅 영역을 가지는 실시예에서 재료 코팅 영역들의 평균 거리는 40mm 내지 400mm 범위 내에, 바람직하게는 80mm 내지 200mm 범위 내에, 특히 바람직하게는 115mm 내지 165mm 범위 내에 놓인다. 그 외에도 한 실시예에서, 인접하는 코팅 소스나 마그네트론의 인접하는 코팅 영역들 사이의 평균 거리는 예를 들어 적어도 60mm 내지 장치의 길이에 의해 제한된 임의의 값, 예를 들어 3500mm의 범위 내에, 바람직하게는 100mm 내지 2000mm의 범위 내에, 더 바람직하게는 200mm 내지 500mm의 범위 내에 놓인다.
적절한 제2 코팅 장치는 금속산화물층을 예를 들어 열화학 기상 증착에 의해, 전자빔 조사로 또는 CVD-방법으로 특히 플라즈마 CVD(plasma-enhanced CVD, PECVD)에 의해 얻을 수 있는 장치들이다.
본 발명에 따른 한 실시예에 따라 물리적 기상 증착을 위한 코팅 장치는 마그네트론 스퍼터링 장치를 포함하며, 마그네트론 스퍼터링 장치는, 축방향 종축을 중심으로 회전가능하게 지지되며 그 내부에 마그넷 시스템이 배치된 원통형 튜브 타겟을 포함한다.
다결정 금속산화물로 형성된 간섭 필터층은 한 실시예에서 2개 이상의, 바람직하게는 6개 이상의 코팅층을 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서 기판은 태양 전지 또는 태양광 모듈 또는 이의 컴포넌트를 나타내며, 그리고/또는 유색 간섭 필터층은 특히 태양 전지 또는 태양광 모듈의 전도성 투광 전극층 또는 전면 전극층을 나타낸다.
그 외에도 본 발명에 따른 방법의 경우 제1, 제2 및/또는 n번째 코팅층 시스템 또는 2개 이상의 코팅층, 특히 모든 코팅층의 평균 두께는 실질적으로 같으며, 그리고/또는 +/-20%, 바람직하게는 +/-10%, 특히 바람직하게는 +/-5% 한계 내에서 그리고 심지어 더욱 바람직하게는 +/-2원자% 이하만큼 변한다.
특히 태양 전지 또는 태양광 모듈의 제조 시 매우 바람직한 한 실시예에서는 본 발명에 따른 방법에 의거 금속산화물이 산화 아연 또는 특히 약 5 중량% 이하의 알루미늄 또는 산화 알루미늄, 붕소 또는 산화 붕소, 갈륨 또는 산화 갈륨 및/또는 인듐 또는 산화 인듐이 첨가된 산화 아연을 나타내거나 포함한다.
제1, 제2 또는 n번째 코팅층 시스템은 각각의 경우 재료 코팅 영역에서 연원하는 2개의 코팅층을 포함하는 것이 장점이다.
특히 유색 태양광 모듈 및 유색 태양 전지의 제조에 있어서 매우 바람직한 것으로 증명된 한 개선예에 따라, 간섭 필터층 내에 그 전체 부피에 걸쳐 고분해 되어 함유된 금속들 중 하나 이상의 금속, 특히 모든 개별 금속은 백분율 기준 평균 함량에 있어서 간섭 필터층 내 금속들의 평균 조성비로부터 +/-20 원자%이하만큼, 특히 +/-10 원자%이하만큼, 특히 바람직하게는 +/-5 원자%이하만큼, 심지어 더 바람직하게는 +/-2 원자%이하만큼 및 심지어 더 바람직하게는 +/-1 원자%이하만큼 차이가 나며, 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타낸다. 금속 함량의 고분해능 결정은 본 발명의 의미에서 종종 기판 법선에 대해 평행하게, 즉 기판에 대해 수직으로 이루어진다. 예를 들어 한 실시예에서 측정점들은 10nm 내지 20nm의 간격으로 기판 법선에 대해 평행하게, 예를 들어 이차이온질량분석(SIMS)에 의해 측정될 수 있다.
이 경우 유리한 실시예에 따라 제1, 제2 및/또는 n번째 코팅층 시스템에 및/또는 하나 이상의 코팅층, 특히 전체 코팅층에 함유된 하나 이상의, 특히 모든 개별 금속의 백분율 기준 평균 원자 함량은 각각 실질적으로 같도록 금속산화물이 증착된다.
그 외에도 본 발명에 따른 방법은 또 다른 한 실시예에서, 스퍼터링 가스로서 비활성 가스 또는 비활성 가스 혼합물, 특히 아르곤 또는 아르곤을 포함하는 비활성 가스 혼합물이 이용되거나 제1, 제2, m번째 및/또는 n번째 재료 코팅층의 체적에 대해 평균 산소와 관련해 금속산화물이 아화학량론적으로(substoichiometrically) 제1, 제2, m번째 또는 n번째 재료 코팅층에 있도록 조정되는 산소 부피율을 포함하는 비활성 가스 또는 비활성 가스 혼합물, 특히 아르곤 또는 아르곤을 포함하는 비활성 가스 혼합물이 스퍼터링 가스로서 이용되는 것을 특징으로 한다. 예를 들어 이런 점에서 비활성 가스 바람직하게는 아르곤 외에 0.01 내지 5 부피%, 바람직하게는 0.2 내지 2 부피%의 산소를 함유하는 가스 혼합물이 언급될 수 있다.
스퍼터링 가스에 산소를 첨가하면 더 이상 예를 들어 산화 아연을 포함하는 세라믹 스퍼터링 타겟에서만 시작하지 않고 오히려 금속 타겟 또는 금속-합금-타겟에서 시작할 수 있으므로, 산소의 존재 하에 코팅 단계 자체에서 비로소 금속산화물이 형성된다. 이런 경우에 대해 산소량은 전체 금속이 금속산화물로 변환될 수 있도록 높게 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 경우에 특히 유리한 실시예에 따라 중요한 점은 발광 간섭을 통한 가시광선의 조사 시에 반사 협대역 통과 필터가 형성되고, 상기 대역 통과 필터는 360nm 내지 860nm의 파장 영역에서 반사 피크 파장과 관련하여 최대 35%, 특히 최대 25%의 반값폭을 가지도록, 제1, 제2 및 n번째 코팅층 시스템 및/또는 2개 이상의 코팅층, 특히 전체 코팅층의 평균 두께가 선택된다는 것이다.
그 외에도 본 발명에 따른 방법의 경우 한 변형예에서 고려할 수 있는 점은, 코팅 가능하거나 코팅된 표면을 가지는 기판이 기상 증착을 목적으로 특히 각각 2개 이상의 재료 코팅 영역을 포함하는 코팅 소스(들)을 실질적으로 동일한 간격 및 실질적으로 동일한 속도로 통과한다.
그 외에도 본 발명의 과제를 해결하기 위해 제공되는 기판은 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하며 간섭 필터층으로서 물리적 또는 화학적 기상 증착을 통해 얻어지고 2개 이상, 특히 6개 이상의, 특히 각각의 경우 상하로 위치하는 코팅층들을 포함하며 이 경우 각각 2개 이상의 코팅층, 특히 모든 코팅층에 함유된 하나 이상의, 특히 모든 개별 금속의 평균 원자 함량, 즉 백분율 기준 평균 원자 함량은 금속산화물층 내 각 금속들의 평균 조성비, 즉 백분율 기준 평균 조성비로부터 +/-20 원자%이하만큼, 바람직하게는 +/-10 원자%이하만큼, 특히 바람직하게는 +/-5 원자%이하만큼, 더 바람직하게는 +/-2 원자%이하만큼, 그리고 더 바람직하게는 +/-1 원자%이하만큼 편차가 있으며, 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타내며, 코팅층들의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에, 특히 약 90nm 내지 210nm의 범위 내에, 특히 바람직하게는 약 105nm 또는 110nm 내지 약 190nm 또는 200nm의 범위 내에 놓인다. 본 발명에 따른 기판은 본 발명에 따른 방법을 통해 매우 바람직한 방식으로 얻을 수 있다. 한 바람직한 실시예에서는 본 발명에 따른 기판에서 간섭층을 형성하는 금속산화물층에서 소위 단일 재료 시스템을 언급할 수 있다. 다시 말해 금속산화물 외에 기껏해야 아화학량론적 금속산화물, 예를 들어 아화학량론적 산화 아연 및/또는 도핑 재료는 예를 들어 산화 아연에 근거한 금속산화물층의 전도성을 생성하기 위해 필요한 첨가 화합물 양의 5% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명의 범주에서 간섭 필터층을 형성하는 다결정 금속산화물층은, 특히 투과 평균값이 400nm 내지 800nm의 범위 내에서 60%보다 클 경우, 바람직하게는 70%보다 클 경우, 특히 바람직하게는 80%보다 클 경우에 투광성을 가지며, 이때 백색 표준 측정(제로 측정) 시 코팅되지 않은 투명한 캐리어 재료(예를 들어 유리)가 함께 측정된다.
특히 바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 기판은 태양 전지 또는 태양광 모듈 또는 이의 컴포넌트를 나타내며, 유색 투광성 다결정 금속산화물층은 간섭 필터층인 동시에 전극층, 특히 전면전극층을 나타낸다. 금속산화물층을 전극층 또는 전면 전극층으로서 이용하기 위해 예를 들어 산화 아연층과 같은 금속산화물층을 전도성 있게 하는 것은 당업자에게 기본적으로 알려진 사실이다. 이에 대하여 종종 금속 또는 금속산화물의 첨가나 도핑이 이루어지고 금속 또는 금속산화물의 족 번호는 금속산화물이 근거하는 금속이 위치하는 족 번호와 원소 주기율표에 따라 +/-1정도 차이가 있으며 주족과 분족 사이에서 차이 나지는 않는다. 예를 들어 이런 의미에 있어서 금속들 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 및 라듐 그러나 아연, 카드뮴 및 수은도 2족에 할당된다. 예를 들어 5 중량% 이하의, 예를 들어 알루미늄- 또는 산화알루미늄 함량을 가지는 ZnO:Al2O3가 적절한 시스템으로서 언급될 수 있다. 또한 0.1 내지 2.5 중량% 범위 및 1.0 내지 2.0 중량% 범위에 있는 알루미늄- 또는 산화알루미늄 함량이 예로서 언급될 수 있다. 그 외에도 적절한 금속산화물층으로서 특히 또한 전극- 또는 전면 전극층에 대해 경우에 따라서는 불화물이 첨가된 SnO2를 이용하는, 그리고 경우에 따라서는 Sn 또는 SnO2가 첨가된 InO3를 이용하는 금속산화물층이 알맞다. 따라서 본 발명에서는 간섭 필터를 나타내는 투광성, 전도성 및 비전도성 금속산화물층들이 고려되었다.
그 외에도 본 발명에 따른 기판은 평판 디스플레이, 전기 유리창 또는 SAW-신호 필터 및 전술한 금속산화물층을 구비한 감온 변색 또는 전기 변색 코팅도 포함한다.
본 발명에 따른 그러한 기판이 특히 선호되고 이런 기판의 경우 금속산화물층에 포함된 금속들 중 하나 이상의 금속, 특히 모든 개별 금속은 전체 체적에 걸쳐서 고분해되며 금속산화물층 내 금속들의 평균 조성비로부터 +/-20 원자%이하만큼, 특히 +/-10 원자%이하만큼, 특히 바람직하게는 +/-5 원자%이하만큼, 심지어 더 바람직하게는 +/-2 원자%이하만큼 및 심지어 더 바람직하게는 +/-1 원자%이하만큼 차이가 나며, 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타낸다.
이 경우 코팅층 안에 함유된 금속들 중 하나 이상의 금속, 특히 모든 개별 금속의 원자 함량이 각각 실질적으로 같으며, 그리고/또는 2개 이상의 코팅층, 특히 모든 코팅층의 평균 두께는 실질적으로 같으며, 그리고/또는 최대 +/-20% 바람직하게는 +/-5% 특히 바람직하게는 +/-2%의 한계에서 변하는 특별한 장점이 있다.
그 외에도 본 발명에 따른 기판의 특히 합목적적인 실시예에서 특히 모든 인접하는 층들 특히 코팅층들 사이 하나의 제1 전이영역에서 또는 제1 전이영역들에서 특히 기판 표면에 대해 평행한 평면에서 결정 조직의 특히 평면적 장애가 있으며 층들 특히 코팅층들의 각각 인접한 결정 조직의 굴절률과 다른 굴절률이 상기 장애와 결부되어 있으며, 및/또는 다결정 금속산화물은 많은 기둥 특히 거의 모든 기둥의 주 방향으로 대개는 기둥의 한 부분을 따라 기판 표면에 대해 어느 한 각도로 특히 실질적으로 +/-45° 특히 +/-15°로 기판 표면의 법선 방향에 대해 주상으로 성장하며, 인접한 기둥들 사이 하나의 제2 전이영역에서 또는 제2 전이영역들에서 결정 조직의 특히 평면적 장애가 있으며 이 기둥에서 각 인접한 결정 조직의 굴절률과 다른 굴절률은 상기 장애와 결부되어 있다. 이 기둥의 주 방향은 본 발명의 의미에서 한 코팅층 내 한 기둥의 시작과 끝 사이 연결선을 통해 검출된다. 이 기둥의 한 부분의 주 방향은 본 발명의 의미에서 기둥의 상기 부분의 시작점과 끝점 사이 연결선을 통해 검출된다.
코팅층들 및 제1 및 제2 전이영역들의 굴절률 및 금속산화물층의 평균 굴절률은 590nm의 파장인 경우 1.2 내지 3.6의 범위 내에, 특히 1.7 내지 2.5의 범위 내에, 바람직하게는 1.95보다 높은 값, 특히 바람직하게는 2.0 또는 2.1 내지 2.5의 범위 내에 놓이는 기판 역시 특히 합목적적으로 증명되었다. 금속산화물층의 평균 굴절률이 1.95보다 높은 값으로, 바람직하게는 2.0 이상의 범위 내에, 즉 2.0 내지 3.6의 범위 또는 2.0 또는 2.1 내지 2.5 또는 2.3의 범위 내에 놓이는 값으로 조정되면 유색 또는 매우 컬러풀한 본 발명에 따른 기판 및 특히 태양광 모듈이 얻어진다.
특히 태양광 모듈 또는 태양 전지의 형태인 본 발명에 따른 유색 기판은 유색의 투광성 다결정 금속산화물층이 전도성이며 0 내지 1 옴미터 범위 내에서, 바람직하게는 1 x 10- 7옴미터 내지 1 x 10- 3옴미터 범위 내에서, 특히 바람직하게는 2 x 10- 5옴미터 내지 2 x 10- 4옴미터 또는 2 x 10- 6옴미터 내지 2 x 10- 5옴미터 범위 내에서 비저항을 가지는 것을 특징으로 한다. 이런 태양 전지와 태양광 모듈의 경우에 전도성 금속산화물층은 바람직하게는 전면 전극을 나타낸다. 따라서 본 발명도 태양광 모듈 및 태양 전지 예를 들어 CIS-, CIGS- 또는 CIGSSe-흡수층을 이용한 특히 박막 태양광 모듈 및 박막 태양 전지를 고려하고 있으며, 이 흡수층의 경우에 상기에서 그리고 하기에서도 설명되는 금속산화물층이 2개 이상의 코팅층들로 이루어지고 동시에 색상 현시를 만들기 위한 간섭 필터층으로서 작용한다.
이 금속산화물층은 본 발명에 따른 기판에서 한 실시예에 따라 0.18㎛ 내지 10㎛의 범위 내에, 바람직하게는 0.25㎛ 내지 2.5㎛의 범위 내에 놓이는 평균 두께를 갖는다.
이 경우 코팅층 두께의 횡편차는 최대 +/-10%, 바람직하게는 +/-5%, 특히 바람직하게는 +/-2%의 한계에서 변하는 특별한 장점이 있다.
본 발명에 따른 기판을 위해 한 실시예에서 특히 5% 이하량의, 바람직하게는 2.5%이하량의 아연 또는 산화 아연, 알루미늄 또는 산화 알루미늄, 붕소 또는 산화 붕소, 갈륨 또는 산화 갈륨 및/또는 인듐 또는 산화 인듐을 이용하는 금속산화물층들이 이용된다. 앞서 언급한 금속산화물층들은 종종 전도성을 특징으로 한다.
이 경우 금속산화물층에서 금속산화물 특히 산화 아연은 금속산화물층의 체적에 대해 평균으로 산소에 관하여 아화학량론적으로 존재한다.
태양 전지 또는 태양광 모듈 또는 이의 컴포넌트의 형태인 본 발명에 따른 기판은 전도성 후면전극, 특히 Ⅲ-Ⅴ-반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ-반도체 또는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ-반도체 또는 유기 반도체를 이용한 광변환 흡수층과 전면 전극층 및 경우에 따라서는 라미네이팅 필름 및/또는 피복 유리 패널을 상기 나열된 순서로 포함한다. 태양광 모듈을 위한 적절한 라미네이팅 필름 및 피복 유리 패널은 당업자에게 충분히 주지되어 있다. 이들은 바람직하게는 투명하다. 바람직한 피복 유리 패널로서 종종 소위 무색 투명 유리가 이용된다. 적절한 투명 라미네이팅 필름은 예를 들어 열가소성 폴리머 또는 교차결합된 폴리머에 근거한다. EVA, PVB 및 이오노머 폴리머가 그 예이다.
본 발명에 따른 유색 기판은 특히 바람직한 실시예에서 유색 금속산화물층 쪽에서 채도 Cab*≥3 특히 Cab*≥4를 이용하며, 파라미터 Cab*는 DIN(독일 공업 규격) 6174에 따른 CIE Lab-색공간에서 정의되고 있다. 본 발명에 따른 광기전력 태양 전지는 유색 금속산화물층 쪽 측면에서 바람직하게는 Cab*≥3.5, 특히 Cab*≥4의 채도를 가지며, 파라미터 Cab*는 DIN 6174에 따른 CIE Lab-색공간에서 정의된 것이다. 본 발명에 따른 광기전력 태양광 모듈 특히 전도성 발색 금속산화물-전면 전극층 위에 적층되는 투명 라미네이팅 필름 예를 들어 EVA 필름을 가지는 모듈은 유색 금속산화물층 쪽 측면에서 바람직하게는 Cab*≥5, 특히 Cab*≥6의 채도를 가지며 파라미터 Cab*는 DIN 6174에 따른 CIE Lab-색공간에서 정의된 것이다. 흥미로운 점은 본 발명에 따른 기판의 금속산화물- 또는 간섭 필터층의 라미네이팅을 통해 색조가 점차 컬러풀해진다. 채색상 측정을 위해 합목적적으로는 DIN 5033의 규정이 이용된다. 이 측정을 위해 사용되는 광속구는 예를 들어 태양광 모듈의 측정 시에 측정하려는 금속산화물- 또는 간섭 필터층 위에 직접 놓일 수 없는 경우를 위해 종종 금속산화물- 또는 간섭 필터층이 라미네이팅 필름 및 경우에 따라서는 피복 유리 패널로 덮히는 예를 들어 태양광 모듈의 측정시 백색 표준에 대한 기준 측정이 이루어져야 하며 이 백색 표준에 그에 상응한 방식으로 라미네이팅 필름 및 경우에 따라서는 피복 유리 패널이 제공될 수 있다.
그 외에도 본 발명의 과제는 특히 태양광 모듈 또는 태양 전지 또는 이의 컴포넌트의 형태로 2개 이상의 본 발명에 따른 기판을 포함하는 어레이를 통해 달성된다. 이 경우 한 실시예에 따라 이 어레이는 하나 이상의 평면 캐리어 특히 피복 유리 패널을 특징으로 하며 피복 유리 패널 위에 기판 특히 태양 전지 또는 태양광 모듈은 바람직하게는 유색 투광성 다결정 금속산화물층이 평면 캐리어를 대향하며, 그리고/또는 평면 캐리어 위에 특히 접착을 통해 놓이게 설치된다. 본 발명에 따른 어레이 위에 본 발명에 따른 복수의 유색 태양 전지 또는 태양광 모듈이 설치될 수 있는 예를 들어 캐리어- 또는 피복 유리 패널 위에 설치될 수 있다. 따라서 목적한 색 효과나 디자인 효과가 대면적 포맷인 경우에도 달성될 수 있다. 합목적적인 실시예에서 본 발명에 따른 어레이는 건물 정면이나 건물 정면 요소 또는 정면 클래딩으로서 이용될 수 있다.
본 발명의 토대가 되는 놀라운 사실은 매우 훌륭하거나 컬러풀하고 매우 균일한 색상 현시를 특징으로 하는 유색 부재 예를 들어 태양 전지 또는 태양광 모듈이 부가적인 부재 또는 재료 없이도 이용될 수 있다는 것이다. 그 외에도 본 발명의 토대가 되는 놀라운 사실은 제조 시 목적한 대로 조정될 수 있는 희망 색을 가지는 유색 태양광 모듈과 태양 전지가 이용될 수 있는 더 정확하게 말하면 현저한 효율 손실을 감수할 필요 없이 이용될 수 있다는 것이다. 놀랍게도 본 발명에 따른 유색 태양광 모듈로 효율 손실 또는 출력 손실은 5% 아래 바람직하게는 2% 아래 심지어는 1% 아래의 값으로 제한될 수 있다. 그 외 장점으로서 증명된 것은 태양광 모듈과 태양 전지가 임의의 색을 구비할 수 있을 뿐만 아니라 매우 다양한 기판이 코팅된 또는 코팅 가능한 표면을 구비할 수 있다는 것이다. 더 큰 면적에 대해서도 본 발명에 따른 방법으로 항상 통일적인 균일한 색상 현시가 달성된다. 이 경우 증명된 특별한 장점은 위에서 볼 때 매우 컬러풀한 색상 현시가 달성되고 이를 위해 부가적인 안료 첨가나 다른 염료가 필요하지 않다는 것이다. 그 외 장점으로서 본 발명에 따른 기판으로 달성가능한 색상 현시는 질적으로 기판 표면에 대하여 보는 각도에 의존적이라 하더라도 단지 매우 약간 의존적이다.
본 발명의 그 외 특징들 및 장점들은 본 발명의 바람직한 실시예들이 도면을 참고로 예시적으로 설명되는 하기의 설명으로부터 나온다.
도 1은 청 색조를 발생하는 금속산화물-전면 전극을 가지는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 반사 스펙트럼,
도 2는 녹 색조를 발생하는 금속산화물-전면 전극을 가지는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 반사 스펙트럼,
도 3은 적 색조를 발생하는 금속산화물-전면 전극을 가지는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 반사 스펙트럼,
도 4는 DIN 5033에 따라 유색 기판에서 눈부심 없는 색상 측정 장치의 개략도, 및
도 5는 DIN 5033에 따라 유색 태양광 모듈에서 눈부심 없는 색상 측정 장치의 개략도.
도 1에는, 금속산화물-전면 전극을 포함하며 총 4개의 마그네트론을 가진 마그네트론-스퍼터링 장치의 이용하에 본 발명에 따른 방법으로 제조되는, 본 발명에 따른 청색 박막 태양광 모듈의 반사 스펙트럼이 도시되어 있으며, 각각의 마그네트론이 2개의 재료 코팅 구역을 제공하였다. 스퍼터링 가스로서 약 2 중량% Al2O3를 포함하는 세라믹 ZnO:Al2O3-타겟이 사용되었다. 각각의 재료 코팅 구역으로써 약 110nm의 평균 두께를 가진 코팅층이 획득되었다.
도 2에는, 금속산화물-전면 전극을 포함하며 총 4개의 마그네트론을 가진 마그네트론-스퍼터링 장치의 이용하에 본 발명에 따른 방법으로 제조되는, 본 발명에 따른 청색 박막 태양광 모듈의 반사 스펙트럼이 도시되어 있으며, 이때 각각의 마그네트론이 2개의 재료 코팅 구역을 제공하였다. 스퍼터링 가스로서 약 2 중량% Al2O3를 포함하는 세라믹 ZnO:Al2O3-타겟이 사용되었다. 각각의 재료 코팅 구역으로써 약 130nm의 평균 두께를 가진 코팅층이 획득되었다.
도 3에는 금속산화물-전면 전극을 포함하며 총 4개의 마그네트론을 가진 마그네트론-스퍼터링 장치의 이용하에 본 발명에 따른 방법으로 제조되는, 본 발명에 따른 청색 박막 태양광 모듈의 반사 스펙트럼이 도시되어 있으며, 이때 각각의 마그네트론이 2개의 재료 코팅 구역을 제공하였다. 스퍼터링 가스로서 약 2 중량% Al2O3를 포함하는 세라믹 ZnO:Al2O3-타겟이 사용되었다. 각각의 재료 코팅 구역으로써 약 10nm의 평균 두께를 갖는 코팅층이 얻어진다.
상기 반사 스펙트럼들은 UV-VIS-NIR-분광기로 측정되었다.
도 4는 DIN 5033에 준하는 본 발명에 따른 유색 기판에서의 정반사광 불포함(SCE) 색상 측정을 위한 장치를 개략적으로 재현하고 있다. 본 발명에 따른 기판(1)의 금속산화물층(2) 위에 광속구(4)가 놓여 있다. 광원(6), 예를 들어 제논 플래쉬 램프에 의해 광이 틈(8)을 통해 광속구(4) 안으로 유입되고, 이와 같은 식으로 개구(10)를 통해 노출된 금속산화물 표면(2)의 노출 영역에도 도달한다. 반사된 복사선은 금속산화물층(2)의 측정될 샘플 영역으로부터 개구(12)를 통해 센서(14)에 도달한다.
도 5는 본 발명에 따른 유색 태양광 모듈(16)에서의 정반사광 불포함 색상 측정을 위한 장치의 개략도이다. 금속산화물층(2)은 예를 들어 진성 산화 아연층과 CIGSSe-흡수층으로 이루어진 시스템의 형태로 기판(1) 위에 적층된다. 산화 아연층(2)은 도시된 실시예에서 예를 들어 EVA로 이루어진 라미네이팅 필름(18)으로 덮여 있으며, 라미네이팅 필름 다음에 태양광 모듈(16)의 피복 유리 패널(20)이 결합된다. 따라서 태양광 모듈의 측정 시 광속구가 발색성 금속산화물층(2) 위에 직접 놓이지 않게 된다. 그러므로 기준 측정을 위해 백색 표준에도 라미네이팅 필름(18)과 피복 유리(20)가 제공되었다.
전술한 상세한 설명과, 청구범위 및 도면에 공개된 본 발명의 특징들은 다양한 실시예에서 본 발명의 구현에 있어서 개별적으로든 모든 임의의 조합으로든 중요할 수 있다.

Claims (30)

  1. 코팅 장치를 이용하여, 스퍼터링 가스를 사용한 물리적 또는 화학적 기상 증착을 통해 다결정 금속산화물(들)을 포함하는 유색 간섭 필터층을 가진 기판의 제조 방법이며,
    기상으로부터 다결정 금속산화물들이 형성되어 2개 이상의 코팅층이 상기 기판에 증착되고, 상기 2개 이상의 코팅층은 각각 상하로 증착되고, 각 코팅층의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위에 놓이며, 2개 이상의 코팅층의 각각에 함유된 하나 이상의 개별 금속의 백분율 기준 평균 원자 함량은 간섭 필터층 내 상기 금속들의 백분율 기준 평균 조성비로부터 +/-20 원자%이하만큼 차이가 나며, 이때 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타내는, 유색 간섭 필터층을 가진 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에 따라 코팅 장치를 이용하여, 스퍼터링 가스를 사용한 물리적 또는 화학적 기상 증착을 통해 다결정 금속산화물(들)을 포함하는 유색 간섭 필터층을 가진 기판을 제조하는 방법이며, 상기 방법은,
    a1) 물리적 또는 화학적 기상 증착을 위한, 하나 이상의 코팅 소스(A)를 포함하는 하나 이상의 제1 코팅 장치로서, 하나 이상의 제1 재료 코팅 영역과 하나 이상의 제2 재료 코팅 영역 및 하나 이상의 r-번째(r은 2보다 큰 자연수) 재료 코팅 영역을 가지는, 물리적으로 또는 화학적으로 증착 또는 분무 가능한 금속- 또는 금속산화물 재료를 구비하거나 포함하는 제1 코팅 장치를 제공하며, 상기 영역들은 코팅 소스(A)의 제1 연장 방향을 따라 적어도 영역별로 서로 간격을 가지고 나란히 연장하는 단계와,
    b1) 코팅 가능한 또는 코팅된 표면을 가지는 하나 이상의 기판의 제공 단계와,
    c1) 상기 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서, 실질적으로 일정한 거리(KA1)를 두고, 또는 실질적으로 일정한 속도(VA1)로 제1 코팅 소스(A)를 통과하는 단계로서, 코팅 가능하거나 코팅된 표면 위에 먼저 제1 코팅 소스(A)의 제1 재료 코팅 영역에서 연원하는 제1 재료가 증착되어 제1 코팅층이 되고, 상기 제1 재료 위에 제1 코팅 소스(A)의 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제2 재료가 증착되어 제2 코팅층이 되며, 상기 제2 재료 위에 또는 각각의 선행 재료 위에 제1 코팅 소스(A)의 r번째 재료 코팅 영역에서 연원하는 r번째 재료가 증착되어 r번째 코팅층이 되며, 제1 코팅 소스(A)의 통과 후 2개 또는 r개 코팅층으로 이루어지는 제1 코팅층 시스템(A1)이 얻어지고, 각 코팅층의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에서 조정되는 단계와,
    c2) 단계 c1)에 따라 얻어진 코팅된 기판 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서 실질적으로 일정한 거리(KA2)를 두고, 또는 실질적으로 일정한 속도(VA2)로 제2 코팅 소스(A) 또는 제1 코팅 소스(A)를 일 회 또는 복수 회 통과하는 단계로서, 단계 c1)에 따른 코팅층 시스템 위에 제2 코팅 소스(A)의 제1 재료 코팅 영역 또는 제1 코팅 소스(A)의 제1 또는 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제1 재료가 증착되어 제1 코팅층이 되고, 상기 제1 재료 위에 제2 코팅 소스(A)의 제2 재료 코팅 영역 또는 제1 코팅 소스(A)의 제1 또는 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제2 재료가 증착되어 제2 코팅층이 되며, 제2 재료 위에 또는 각각의 선행 재료 위에 제2 코팅 소스(A) 또는 제1 코팅 소스(A)의 r번째 재료 코팅 영역에서 연원하는 r번째 재료가 증착되어 r번째 코팅층이 되며, 제2 코팅 소스(A) 또는 제1 코팅 소스(A)의 통과 후 2개 또는 r개의 코팅층으로 이루어지는 제2 코팅층 시스템(A2)이 얻어지고, 각 코팅층의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에서 조정되는 단계와,
    cn) 단계 c2) 또는 그 후속 단계 cn)에 따라 얻어진 코팅된 기판 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서 실질적으로 일정한 거리(KAn)를 두고, 또는 실질적으로 일정한 속도(VAn)로 제3 또는 (n+1)번째 코팅 소스(A) 또는 제1 또는 제2 코팅 소스(A)를 일 회 또는 복수 회 통과하는 단계로서,
    단계 c2) 또는 단계 cn)에 따른 코팅층 시스템 위에 먼저 n번째 코팅 소스(A)의 제1 재료 코팅 영역에서 연원하는 제1 재료가 증착되어 제1 코팅층이 되고, 상기 제1 재료 위에 n번째 코팅 소스(A)의 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제2 재료가 증착되어 제2 코팅층이 되며, 상기 제2 재료 위에 또는 각각의 선행 재료 위에 제1, 제2 또는 n번째 코팅 소스(A)의 r번째 재료 코팅 영역에서 연원하는 r번째 재료가 증착되어 r번째 코팅층이 되거나,
    제1 또는 제2 코팅 소스(A)의 제1 또는 제2 재료 코팅 영역에서 연원하는 제1 재료가 증착되어 제1 코팅층이 되고, 상기 제1 재료 위에 제1 또는 제2 코팅 소스(A)의 제2 또는 제1 재료 코팅 영역에서 연원하는 제2 재료가 증착되어 제2 코팅층이 되며, 제2 재료 위에 또는 각각의 선행 재료 위에 제1 또는 제2 코팅 소스(A)의 r번째 재료 코팅 영역에서 연원하는 r번째 재료가 증착되어 r번째 코팅층이 되며,
    제1, 제2 또는 n번째 진공 증착 소스(A)의 통과 후 2개 또는 r개 코팅층으로 이루어지는 n번째 코팅층 시스템(An)이 얻어지고, 각 코팅층의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에서 조정되고, 이 경우 n은 2보다 큰 자연수이고 1개, 2개 또는 n개의 코팅 소스(A)는 기판의 이동 경로를 따라 나란히 배치되어 있거나 배치될 수 있으며, 2개 또는 r개 재료 코팅 영역은 나란히 간격을 가지고 배치되어 있으며, 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면이 각각 물리적 기상 증착을 목적으로 각 일 회 또는 복수 회 통과하는 1개, 2개 또는 n개의 코팅 소스(A)를 약 180nm 내지 10000nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(DIF)를 가지는 간섭 필터층이 얻어지고,
    이때, 코팅 가능하거나 코팅된 표면을 가지는 기판의 운동 방향과 제1 연장 방향은 서로 임의의 각도로 정렬되며, 실질적으로 직각을 형성하는 단계를 포함하거나,
    x1) 물리적 또는 화학적 기상 증착을 위한, 2개 이상의 코팅 소스(B)를 포함하는 하나 이상의 제2 코팅 장치로서, 코팅 소스(B)의 제1 연장 방향을 따라 뻗어있는 제3 재료 코팅 영역을 가지는 증착가능한 금속- 또는 금속산화물 재료 또는 증착가능하거나 분무 가능한 유기금속 화합물을 구비할 수 있거나 포함하는 제2 코팅 장치를 제공하는 단계와,
    y1) 코팅 가능하거나 코팅된 표면을 가지는 하나 이상의 기판을 제공하는 단계와,
    z1) 상기 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서 실질적으로 같은 거리(KA1)를 두고, 또는 실질적으로 같은 속도(VA1)로 제1 코팅 소스(B)를 통과하는 단계로서, 코팅 가능하거나 코팅된 표면 위에 제1 코팅 소스(B)에서 연원하는 재료가 증착되고 제1 코팅 소스(B) 통과 후 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(K1)를 가지는 제1 코팅층(B1)이 얻어지는 단계와,
    z2) 단계 z1)에 따라 얻어진 코팅된 기판 표면이 다결정 금속산화물의 증착하에서 실질적으로 같은 거리(KA2)를 두고, 또는 실질적으로 같은 속도(VA2)로 제2 코팅 소스(B) 또는 제1 코팅 소스(B)를 일 회 또는 복수 회 통과하는 단계로서, 단계 z1)에 따른 코팅층 위에 제2 코팅 소스(B) 또는 제1 코팅 소스(B)에서 연원하는 재료가 증착되고, 제2 코팅 소스(B) 또는 제1 코팅 소스(B)의 통과 후 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(K2)를 가지는 제2 코팅층(B2)이 얻어지는 단계와,
    zm) 단계 z2) 또는 후속 단계(zm)에 따라 얻어진 코팅된 기판 표면이 실질적으로 같은 거리(KAm)를 두고, 또는 실질적으로 같은 속도(VAm)로 m번째 코팅 소스(B)를 일 회 또는 복수 회 통과하는 단계로서,
    단계 z2) 또는 단계 zm)에 따른 코팅층 위에 제3 또는 (m+1)번째 코팅 소스(B)에서 연원하는 재료가 증착되거나,
    단계 z2) 또는 단계 zm)에 따른 코팅층 위에 제1 또는 제2 코팅 소스(B)에서 연원하는 재료가 증착되며,
    m번째 코팅 소스(B) 또는 제1 또는 제2 코팅 소스(B)의 통과 후 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(Km)를 가지는 m번째 코팅층(Bm)이 얻어지고, 이 경우 m은 2보다 큰 자연수이고 1개, 2개 또는 m개의 코팅 소스(B)는 기판의 이동 경로를 따라 나란히 배치되어 있거나 배치될 수 있으며, 기판의 코팅 가능하거나 코팅된 표면은 각각 물리적 또는 화학적 기상 증착을 목적으로 1개, 2개 또는 m개의 코팅 소스를 각 일 회 또는 복수 회 통과하며, 상기 1개, 2개 또는 m개의 코팅 소스를 통해 약 180nm 내지 10000nm의 범위 내에 놓이는 평균 두께(DIF)를 가지는 간섭 필터층이 얻어지며,
    코팅 가능하거나 코팅된 표면을 가지는 기판의 운동 방향과 제1 연장 방향은 서로 임의의 각도로 정렬되고, 실질적으로는 직각을 형성하며,
    이 경우 각각 2개 이상의 코팅층에 함유된 하나 이상의 금속의 백분율 기준 평균 원자 함량은 간섭 필터층 내 각 금속들의 백분율 기준 평균 조성비로부터 +/-20 원자%이하만큼 차이가 나며, 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타내는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 장치는 기상 증착을 위해 마그네트론 스퍼터링 장치를 포함하며, 코팅 소스는 하나의 마그네트론을 포함하거나 형성하며, 마그네트론은 전면과 후면 및 종방향 연장부와 횡방향 연장부를 가지며 하나 이상의 마그넷 시스템을 상측 뒤에 또는 상측에 인접하여 포함하고, 상기 마그넷 시스템은 서로 간격을 가지는 외측 영구 자석과 하나 이상의 내측 영구 자석을 N극-S극-N극 배열 또는 S극-N극-S극 배열로 포함하며 마그네트론의 제1 연장 방향을 따라 정렬되고 배치되는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마그네트론의 전면 상에 각 하나의 금속- 또는 금속산화물 타겟이 배치됨으로써 마그넷 시스템이 적어도 국부적으로 덮이며, 타겟 표면 위에 하나 이상의 부식 영역 또는 스퍼터 부식 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 물리적 기상 증착을 위한 코팅 장치는 마그네트론 스퍼터링 장치를 포함하고, 마그네트론 스퍼터링 장치는 축방향 종축을 중심으로 회전가능하게 지지되며 그 내부에 마그넷 시스템이 배치된 원통형 튜브 타겟을 포함하며, 마그넷 시스템은 튜브 타겟 표면 위에 하나 이상의 부식 영역 또는 스퍼터 부식 영역을 발생시키며, 이 영역은 튜브 타겟의 회전으로 인해 튜브 타겟의 표면을 실질적으로 균일하게 스퍼터링하는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 간섭 필터층은 총 2개 이상의 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기판은 태양 전지 또는 태양광 모듈 또는 이의 컴포넌트를 나타내거나, 또는 유색 간섭 필터층은 태양 전지 또는 태양광 모듈의 전도성 투광 전극층 또는 전면 전극층을 나타내는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  8. 제2항에 있어서, 제1, 제2 또는 n번째 코팅층 시스템 또는 2개 이상의 코팅층의 평균 두께는 실질적으로 같거나, 또는 +/-20%의 한계 내에서 변하는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속산화물은 산화 아연 또는 약 5 중량% 이하의 알루미늄 또는 산화 알루미늄, 붕소 또는 산화 붕소, 갈륨 또는 산화 갈륨 또는 인듐 또는 산화 인듐이 첨가된 산화 아연을 나타내거나 포함하는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  10. 제2항에 있어서, 제1, 제2 또는 n번째 코팅층 시스템은 각각의 경우 재료 코팅 영역에서 연원하는 2개의 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  11. 제2항에 있어서, 제1, 제2 또는 n번째 코팅층 시스템 각각 내에, 또는 하나 이상의 코팅층 각각 내에 함유된 하나 이상의 개별 금속의 백분율 기준 평균 원자 함량은 각각 실질적으로 같도록 금속산화물이 증착되는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스퍼터링 가스로서 비활성 가스 또는 비활성 가스 혼합물이 이용되거나, 스퍼터링 가스로서 임의의 부피율의 산소를 함유하는 비활성 가스 또는 비활성 가스 혼합물이 이용되는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  13. 제2항에 있어서, 발광 간섭을 통한 가시광선의 조사 시에 반사 협대역 통과 필터가 형성되고, 상기 협대역 통과 필터는 360nm 내지 860nm의 파장 영역에서 반사 피크 파장과 관련하여 최대 35%의 반값폭을 가지도록, 제1, 제2 및 n번째 코팅층 시스템 또는 2개 이상의 코팅층의 평균 두께가 선택되는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 가능하거나 코팅된 표면을 가지는 기판이 기상 증착을 목적으로 각각 2개 이상의 재료 코팅 영역을 포함하는 코팅 소스(들)을 실질적으로 동일한 간격 및 실질적으로 동일한 속도로 통과하는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  15. 제7항에 있어서, 태양 전지 또는 태양광 모듈은, 전도성 후면 전극층, Ⅲ-Ⅴ-반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ-반도체 또는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ-반도체 또는 유기 반도체 상의 광변환 흡수층, 간섭층 및 하나 이상의 라미네이팅 필름 또는 피복 유리 패널을 나열된 순서로 포함하는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅층들과 제1 및 제2 전이영역들의 굴절률 또는 금속산화물층의 평균 굴절률은 590nm의 파장인 경우 1.2 내지 3.6의 범위 내에 놓이는 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는, 유색 간섭 필터층을 가지는 기판 제조 방법.
  17. 물리적 또는 화학적 기상 증착을 통해, 제1항 또는 제2항에 따른 방법으로 얻어지는 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 간섭층으로서 포함하는 기판이며,
    2개 이상의 코팅층의 각각에 함유된 하나 이상의 개별 금속의 백분율 기준 평균 원자 함량은 금속산화물층 내 상기 금속의 백분율 기준 평균 조성비로부터 +/-20 원자%이하만큼 차이가 나며, 100 원자%는 층에 함유된 모든 금속의 합을 나타내며, 코팅층들의 평균 두께는 약 50nm 내지 350nm의 범위 내에 놓이는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  18. 제17항에 있어서, 코팅층 안에 함유된 금속들 중 하나 이상의 금속의 원자 함량은 각각 실질적으로 같거나, 또는 2개 이상의 코팅층의 평균 두께는 실질적으로 같거나, 또는 최대 +/-20%의 한계 내에서 변하는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  19. 제17항에 있어서, 코팅층들과 제1 및 제2 전이영역들의 굴절률 또는 금속산화물층의 평균 굴절률은 590nm의 파장인 경우 1.2 내지 3.6의 범위 내에 놓이는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  20. 제17항에 있어서, 유색의 투광성 다결정 금속산화물층은 전도성이며, 0 내지 1 옴미터 범위 내에서 비 전기 저항을 가지는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  21. 제20항에 있어서, 기판은 태양 전지 또는 태양광 모듈 또는 이의 컴포넌트를 나타내며, 유색 전도성 다결정 금속산화물층은 간섭 필터층인 동시에 전극층을 나타내는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  22. 제17항에 있어서, 금속산화물층이 0.18㎛ 내지 10㎛ 범위 내에 놓이는 평균 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  23. 제17항에 있어서, 코팅층들의 두께의 횡편차는 최대 +/-20%의 한계 내에서 변하는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  24. 제17항에 있어서, 금속산화물층들은 5 중량% 이하의 아연 또는 산화 아연, 알루미늄 또는 산화 알루미늄, 붕소 또는 산화 붕소, 갈륨 또는 산화 갈륨 또는 인듐 또는 산화 인듐을 기재로 하는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  25. 제21항에 있어서, 태양 전지 또는 태양광 모듈은 전도성 후면전극, Ⅲ-Ⅴ-반도체 또는 Ⅱ-Ⅵ-반도체 또는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ-반도체 또는 유기 반도체 상의 광변환 흡수층, 전면 전극층 및 라미네이팅 필름 또는 피복 유리 패널을 나열된 순서로 포함하는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  26. 제17항에 있어서, 상기 기판의 유색 금속산화물층 쪽 측면은 Cab*≥3의 채도를 가지며, 파라미터 Cab*는 DIN 6174에 따른 CIE Lab-색공간에서 정의된 것임을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  27. 제26항에 있어서, 기판은 광기전력 태양 전지를 나타내며, 상기 기판의 유색 금속산화물층 쪽 측면은 Cab*≥3.5의 채도를 가지며, 이때 파라미터 Cab*는 DIN 6174에 따른 CIE Lab-색공간에서 정의되거나, 기판이 광기전력 태양광 모듈을 나타내며 유색 금속산화물층 쪽에서 Cab*≥5의 채도를 가지며 파라미터 Cab*는 DIN 6174에 따른 CIE Lab-색공간에서 정의되고 있는 것을 특징으로 하는, 유색 투광성 다결정 금속산화물층을 포함하는 기판.
  28. 제17항에 따른 2개 이상의 기판을 포함하는 어레이.
  29. 제28항에 있어서, 유색 투광성 다결정 금속산화물층이 평면 캐리어를 대향하거나, 또는 상기 평면 캐리어 위에 놓이는 방식으로, 기판이 설치되는 하나 이상의 평면 캐리어를 특징으로 하는 어레이.
  30. 삭제
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