KR102384799B1 - 태양광패널 보호용 유리 및 이를 이용한 태양광 패널 - Google Patents
태양광패널 보호용 유리 및 이를 이용한 태양광 패널 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102384799B1 KR102384799B1 KR1020210193202A KR20210193202A KR102384799B1 KR 102384799 B1 KR102384799 B1 KR 102384799B1 KR 1020210193202 A KR1020210193202 A KR 1020210193202A KR 20210193202 A KR20210193202 A KR 20210193202A KR 102384799 B1 KR102384799 B1 KR 102384799B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- glass
- solar panel
- etching
- present
- solar
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 17
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 17
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017665 NH4HF2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KVBCYCWRDBDGBG-UHFFFAOYSA-N azane;dihydrofluoride Chemical compound [NH4+].F.[F-] KVBCYCWRDBDGBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-2-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)C(CN1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)=O OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound C1CN(CC2=NNN=C21)CC(=O)N3CCN(CC3)C4=CN=C(N=C4)NCC5=CC(=CC=C5)OC(F)(F)F LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 6-[(5S)-5-[[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]methyl]-2-oxo-1,3-oxazolidin-3-yl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C[C@H]1CN(C(O1)=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 0.000 description 1
- DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 6-[3-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperidin-1-yl]-3-oxopropyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1CCN(CC1)C(CCC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)=O DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- FHKPLLOSJHHKNU-INIZCTEOSA-N [(3S)-3-[8-(1-ethyl-5-methylpyrazol-4-yl)-9-methylpurin-6-yl]oxypyrrolidin-1-yl]-(oxan-4-yl)methanone Chemical compound C(C)N1N=CC(=C1C)C=1N(C2=NC=NC(=C2N=1)O[C@@H]1CN(CC1)C(=O)C1CCOCC1)C FHKPLLOSJHHKNU-INIZCTEOSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- -1 wt% Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
- C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
-
- 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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Abstract
본 발명은 유리에 대한 것이며, 에칭기법에 의해 복수의 돌기를 형성하여, 유리를 통과하는 광량을 증폭시켜 태양전지에 전력효율을 향상시키는 목적을 가진다. 구체적으로 유리의 전면 및 후면의 표면을 돌기 형상으로 형성되도록 한 것; 상기 돌기는 다면형으로 형성되는 것;을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유리에 대한 것이며, 에칭기법에 의해 복수의 돌기를 형성하여, 유리를 통과하는 광량을 증폭시켜 태양전지에 전력효율을 향상시키는 기술에 대한 것이다.
특허발명 001 내지 004는 본 발명에 관련성이 있는 종래의 기술을 배경기술로 제시한다. 특허발명 001은 태양광 모듈용 컬러 유리에 대한 것이며, 특허발명 002는 박막 이중유리 태양광 유닛에 대한 발명이며, 특허발명 003은 유기기재와 투명아크릴 수지 접착에 따른 발명이며, 특허발명 004는 태양광 조절 코팅을 갖는 유리 제품에 대한 기술적 사항을 제시하고 있다.
본 발명은 유리에 대한 것이며, 에칭기법에 의해 복수의 돌기를 형성하여, 유리를 통과하는 광량을 증폭시켜 태양전지에 전력효율을 향상시키는 목적을 가진다.
종래 발명들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 구체적으로 태양광패널 보호용 유리(100)에 있어서, 보호용 유리(100)는 판재형상이며, 일면 또는 양면에 돌기(200); 형상으로 형성되도록 한 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 상기 돌기의 단면형상이 동일 또는 상이한 형상으로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 앞선 실시예에 있어서, 상기 돌기(200)는 에칭(Etching) 공법;에 의해 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 앞선 실시예에 있어서, 상기 태양광용 유리(100)의 후면에는 다층의 투명박막층(300);을 형성하는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 태양광 패널에 대한 발명이며, 구체적으로 앞에서 제시한 실시예에 제시한 태양광패널 보호용 유리(100); 상기 유리 후면의 요철면 상에 형성되는 투명박막층(300); 상기 태양광용 유리의 투명박막(300)의 후면에 형성되며, 태양열 에너지를 흡수하는 태양 전지(400);를 포함하는 구성으로 이루어진다
본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 있어 가시광의 부분과 근적외선 영역인 380nm ~1,200nm 파장대에서 태양전지의 광전변환 효율을 높일 수 있는 태양광 패널 보호용 유리에 관한 것으로, 태양광용 유리를 통해 입사하는 태양광이 태양전지에 도달하는 입사하는 광량을 증가시켜주는 동시에, 입사한 광이 확산하여 골고루 태양전지에 도달하여 전기발전 생산량이 5~10% 증가할 수 있도록 한다.
도 1은 태양광 스펙트럼과 단결정 실리콘 태양전지의 발전 스펙트럼 이론.
도 2는 본 발명 태양광용 전면 유리 표면에 입사광이 확산되는 원리의 개념도.
도 3은 일반 평유리와 본 발명(전면유리의 표면과 배면에 반사요철을 형성) 유리의 태양광 투과율 및 분산의 정도 비교표.
도 4는 본 발명 태양광 전면 유리를 태양광의 입사광 파장보다 작은 크기로 적용한 구조 및 사진.
도 5는 본 발명의 식각깊이 4㎛에서의 식각 속도에 따른 유리 투과율 비교.
도 6은 일반 태양광 저철분 유리의 무에칭, 단면 에칭 및 양면 에칭시의 투과율 비교.
도 7은 유리단면별 태양광 모듈의 생산발전량 비교.
도 8은 본 발명의 태양광용 패널의 분해 사시도.
도 2는 본 발명 태양광용 전면 유리 표면에 입사광이 확산되는 원리의 개념도.
도 3은 일반 평유리와 본 발명(전면유리의 표면과 배면에 반사요철을 형성) 유리의 태양광 투과율 및 분산의 정도 비교표.
도 4는 본 발명 태양광 전면 유리를 태양광의 입사광 파장보다 작은 크기로 적용한 구조 및 사진.
도 5는 본 발명의 식각깊이 4㎛에서의 식각 속도에 따른 유리 투과율 비교.
도 6은 일반 태양광 저철분 유리의 무에칭, 단면 에칭 및 양면 에칭시의 투과율 비교.
도 7은 유리단면별 태양광 모듈의 생산발전량 비교.
도 8은 본 발명의 태양광용 패널의 분해 사시도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
[실시예 1-1] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 구체적으로 보호용 유리(100)는 판재형상이며, 일면 또는 양면에 돌기(200); 형상으로 형성되도록 한 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-1] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 돌기의 단면형상이 동일 또는 상이한 형상으로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-2] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 돌기의 단면형상이 다각형 또는 곡면형으로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-3] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 돌기는 인접한 돌기와 동일한 형상으로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-4] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 돌기는 인접한 돌기와 상이한 형상으로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-5] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 돌기는 인접한 돌기와 동일한 깊이와 크기로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-6] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 돌기는 인접한 돌기와 상이한 깊이와 크기로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-7] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 보호용 유리 일면 및 타면의 돌기 크기는 동일한 또는 상이한 표면조도 범위에서 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-8] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 태양광모듈의 보호용 유리는 세라믹 또는 폴리머 소재로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명(실시예 1-1 내지 실시예 2-6)은 태양광발전 패널에 부착되는 보호유리에 대한 것이다. 즉, 태양광패널 보호용 유리는 태양광패널의 물리적 손상을 방지할 뿐만 아니라. 태양광패널에 투과되는 광원을 최대한 효과적으로 전달해야 된다.
유리의 표면이 평면으로 형성될 경우보다 굴절된 형상의 경우, 투과효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 상기 굴절효율을 높이기 위해 유리표면은 복수의 돌기로 형성한다. 또한 상기 복수의 돌기 형상은 산 또는 원 등과 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 인접한 돌기들의 형상은 동일하거나 상이하게 형성할 수 있다. 산과 같은 경우에는 굴절각도에 의해 빛의 집중성을 높일 수 있으며, 면과 같은 경우에는 빛을 모으는 역할을 가능하게 한다.
태양광패널 보호용 유리의 표면에 형성되는 돌기의 깊이와 크기는 빛의 투과율에 큰 영향을 준다. 돌기의 깊이와 크기에 따라 빛의 파장영역에서 반사특성이 다르게 나타나므로 빛의 파장을 고려하여 돌기의 깊이와 크기를 일정범위내에서 형성될 수 있도록 한다. 본 발명의 보호용 유리의 표면조도가 거칠 경우에는 유리의 강도를 손상시킬 수 있다. 따라서, 일정한 범위내에서 표면조도를 형성함이 바람직하다.
복수로 형성된 돌기는 외부의 이물질과 접촉면적이 제한적이므로 이탈하중에 의해 쉽게 이물질이 분리되는 효과를 가진다. 따라서, 표면돌기에 의해 이물질의 용이한 이탈 효과를 볼 수 있다. 또한, 표면돌기는 액체와 접촉될 경우, 표면장력을 파괴한다. 따라서, 액체가 돌기표면에 고착되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명은 빛의 집중성을 향상시킬 뿐만 아니라, 유지관리의 효과를 가지게 된다.
다만, 돌기를 생성함에 있어서, 후술되는 식각기법으로 돌기를 생성한다. 일반적으로 가공에 의해 돌기를 형성할 경우, 응력집중에 의해 돌기부의 파손이 발생된다.
그러나, 식각에 의해 유리표면을 용해하여 형성하므로 골의 각도가 라운드 또는 산 등 여러 형태의 형상을 얻을 수 있으며, 이는 응력집중을 방지하는 효과를 가지게 되어 파손방지에 유리한 장점을 가지게 된다.
본 발명의 태양광 모듈 보호용 유리는 세라믹 또는 폴리머 소재로 형성될 수 있다. 상기 폴리머 소재는 변형성이 높으며, 용융성이 높은 장점을 가진다. 반면 세라믹 소재는 표면의 손상이 적으므로 표면투명율을 장시간 유지하는 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 태양광 모듈 보호용 유리는 판재 형태이며, 일면 및 타면의 넓은 면적을 구현한다. 상기 일면과 타면은 동일한 조도의 돌기를 형성할 수 있다. 또는 필요에 따라 일면 또는 타면이 상이한 조도로 돌기를 형성할 수 있다.
[실시예 3-1] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 앞선 실시예에 있어서, 상기 돌기(200)는 에칭(Etching) 공법;에 의해 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
표면 반사손실을 감소시켜 광의 흡수를 증가시키는 방법으로는 반사 방지막 코팅(anti-reflection coating) 및 표면 식각(surface etching)방법으로 사용되고 있다. 지금까지는 태양광 모듈의 전면 유리의 표면을 이용하여 태양광의 입사광의 반사를 억제하기 위해 그동안 AR코팅에 의해 해결하여 왔다. 유리의 표면 반사 방지를 위한 박막 AR 코팅 방식은, 유리 표면에 굴절률이 서로 다른 투명 세라믹을 진공 증착방식에 의해 여러 층으로 두께와 굴절률 값을 이용하여 AR(anti reflection) 코팅을 하여 해결하여 왔다.
하지만 이러한 코팅방식은 유리 표면이 외부에 노출되기 때문에 열악한 환경과 박막의 손상 및 박리와 같은 환경에서 여러 가지 불량 모드를 가질 수 있으며, 그 효과도 1~3% 반사방지 효과를 얻을 수밖에 없는 단점이 있다.
따라서 본 발명에서는 광이 표면에서 반사로 인한 광학적 손실을 줄이고 태양전지의 변환 효율을 높이기 위해서 유리기판 표면을 식각(Etching) 방식으로 유리표면을 거칠게 형성하여 거친 표면은 입사되는 태양광을 태양전지 내부로 재흡수하여 입사광의 반사를 줄여, 이에 따라 투과되는 광이 증가하도록 하는 방법을 사용하고자 한다.
도 2는 본 발명 태양광용 전면 유리 표면에 입사광이 확산되는 원리를 나타낸다. 유리(100)표면에 에칭액(900)을 도포하여, 유리표면을 식각하는 절차로 이루어진다. 에칭식각에 의해 표면은 거친 돌기를 형성하며, 이는 빛을 확산하는 결과를 도출할 수 있다.
[실시예 3-2] 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 에칭(Etching) 공법 중 습식 식각법에 의해 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
표면 식각으로는 건식 식각(dry etching) 및 습식 식각(wet etching)이 있으며, 습식 식각법의 경우 건식 식각(dry etching) 방법에 비해 에칭속도가 빠르고, 약품의 농도를 이용해 식각 속도를 쉽게 조절할 수 있어 생산성이 높은 장점이 있다. 그리고 건식 식각법에 비해 장비의 구조가 매우 간단하여 가격이 낮은 장점이 있다. 건식 식각법은 습식에서 액상의 화학물질을 사용하는 것과 달리 기상의 화학물질이 제거하고자 하는 물질과 반응하여 휘발성이 강한 반응부산물을 형성하도록 한다.
건식 식각(dry etching) 방식은 플라즈마 없이 이용하는 기술도 일부 있지만, 대부분 진공중에서 플라즈마를 사용하는 것이 일반적이다. 하지만 대면적의 태양광 유리에 건식 식각 방식을 적용하기에는 공정속도가 느리고, 비용도 높기 때문에 채택하기 어려운 실정이다.
따라서 본 발명에서는 습식 식각방법에 의해 유리 표면을 에칭함으로써 태양광을 최대한 투과시키고 유리 표면에서 난 반사를 발생시켜 반사율을 감소시켜서 광 산란 및 광 포집 효과로 인해 태양광 투과율을 높일 수 있는 방식을 채택하고자 한다.
[실시예 3-3] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 실시예 3-2에 있어서, 상기 습식 식각법은 PM(prismatic mat Finished)형 방식에 의해 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
습식 식각법을 적용하는 방법은 2가지 방법이 있다. 즉, PM(prismatic mat Finished)형과 MM(Matt Matt Finished)형이 있다. PM 형은 한쪽은 격자무늬, 다른 한 면은 특수 표면처리를 하여 형상을 형성한다. 이는 반사를 최대한 줄여 유리의 내부에서의 반사와 흡수가 일어나지 않도록 하는 현상을 나타낼 수 있다.
따라서 본 발명에서는 태양광용 전면 유리의 표면을 식각함에 있어 습식 식각법 중 PM(prismatic mat Finished)형 방식을 채택하여 유리의 표면에 미세한 수많은 쐐기형 돌기의 볼록렌즈 형상을 만들어 태양광을 가능한 흡수시킴으로써 광전효율을 극대화하고자 한다.
[실시예 3-4] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 앞선 실시예에 있어서, 상기 습식 식각법의 식각용액은 산성 불화 암모늄 (Ammonium Bifluoride/NH4HF2) 용액 18~19 wt%, 전분과 27~28 wt%, 물 53~54 wt% 로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 3-5] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 앞선 실시예에 있어서, 상기 습식 식각은 30℃의 온도에서 0.5㎛/min 이상의 식각속도로 이루어지는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명에서는 유리표면을 패턴화하기 위해 습식 식각법을 적용함에 있어, 식각용액은 산성 불화 암모늄(Ammonium Bifluoride/NH4HF2) 용액 18~19 wt%, 전분과 27~28 wt%, 물 53~54 wt% 의 비율로 사용한다. 유리 표면의 구조는 에칭 시간에 의해 에칭 깊이가 결정된다. 식각용액은 30℃에서 0.5μm/min 이상의 식각속도를 나타내며, 4 μm 정도 깊이의 크기로 표면을 식각하기 위해서는 약 7분 정도가 소요되며, 이때 유리의 투과율은 약 97% 이상을 380nm~1,200nm 파장대에서 유지한다. 양면으로 에칭할 경우 유리의 뒷면에 보호 필름으로 에칭액이 들어가지 않도록 하며, 양면의 경우 약 15분 정도 소요된다.
본 발명에서는 에칭 공법을 통해 유리 표면의 광학 성능이 변경되고 반사율이 감소하여 광 투과와 반사광의 간섭에 의해 투과율이 향상된다. 유리 표면에 에칭액으로 식각하였기 때문에 일반 코팅이나 Sol-Gel 기술보다 안정적이고 오랜 시간 지속 가능하다.
도 7은 일반 태양광 저철분 유리와 본 발명의 식각용액에 의한 에칭 방법에 의해 가공처리된 저철분 유리를 비교한 태양광 투과율의 실험예로서, 태양광 투과율은 91.44%에서 97.63%로 크게 증가하였음을 실험을 통해 알 수 있다. 이는 본 발명에 의해 제작된 태양광용 유리가 일반 태양광 저철분 유리에 비해 6.8% 이상의 태양광을 더 태양광 cell에 흡수하도록 하여 발전향상을 꾀할 수 있음을 나타낸다.
또한 도 8은 태양광용 유리별 투과율에 따른 발전량을 비교 실험한 예로서, 일반 태양광 저철분 유리는 191Wh를 생산한 것에 비해 본 발명에 의해 제조된 태양광용 유리는 214Wh를 생산한 것으로 나타나 12%의 전기에너지를 더 생산할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 본 발명은 태양광용 전면유리 표면을 식각하여 광이 유리 표면에 입사될 때 거친 표면에 의해 입사광이 굴절하여 내부로 흡수되어 입사광 양이 증가하여 태양 전지의 발전 효율이 대폭 개선됨을 확인할 수 있다.
[실시예 3-6] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 앞선 실시예에 있어서, 상기 돌기(200)는 2㎛ 내지 4㎛의 깊이로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
유리의 에칭 깊이에 있어서, 유리 표면에서 에칭 구조 표면은 단파장 끝에서 구조의 입사하는 광이 굴절되기 시작한다. 에칭 깊이와 크기가 1μm 보다 작을 경우에는 자외선 영역과 380~480nm 영역에서 높은 투과율을 나타내고 있으나, 480nm 파장 이상에서는 반사특성이 발생하여 투과율이 낮아지게 되며, 에칭 깊이와 크기가 5μm 이상을 넘어서게 되면 투과율은 떨어지게 된다. 에칭 깊이와 크기가 5μm 이상을 넘어서게 되면 반사 방지현상은 개선되나, 입사된 광이 굴절되기보다는 광이 트랩이 과도하게 되어 투과율은 저하되는 현상이 나타나게 된다.
본 발명에서는 태양광에 의한 태양전지 발전은 파장이 380nm ~1,200nm 파장대 영역에서 높은 투과율이 나타나도록 유리 표면의 형상을 설계하였다. 만약, 전면유리의 표면 에칭 깊이가 2~4μm 보다 깊으면(커지면) 반사율은 증가하나 장파장 영역에서 투과율은 낮아지게 된다. 반면 4μm 보다 작아지면 입사광이 반사하게 된다. 즉, 태양광 모듈용 전면 유리의 표면 형상에 따라 입사하는 태양광의 투과율이 낮아질 수도 높아질 수도 있다. 또한 2μm의 깊이로 에칭된 경우도 투과율과 반사율이 97%로 낮아지나 반사율도 3% 대로 높은 편이다. 4μm인 경우가 가장 이상적인 깊이로 알 수 있으나, 양산 에칭 공정에서 현실적으로 4μm로 정확히 맞출 수 없다. 따라서 4μm 이하의 깊이로 에칭된 것이 혼재된 상태로 에칭을 하게 되면 1200nm 이하에서 태양전지가 발전하는데 반사방지 기능이 있으면서 발전효율을 높이는 데는 더욱 효과적이다.
본 발명에서는 유리의 표면에서 에칭 깊이에 따라 입사하는 광이 내부로 전달되도록 깊이를 2~4μm 정도로 형성하여 입사하는 광이 굴절되어 내부로 전달되도록 소위 라이트 트랩 효과가 발생하도록 하였다. 이것은 공기와 유리 표면 사이의 외부 반사를 줄이고 일부 빛을 유리로 다시 보내어 투과율을 현저하게 증가시키는 효과가 나타나게 된다.
[실시예 4-1] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 앞선 실시예에 있어서, 상기 태양광용 유리(100)의 후면에는 다층의 투명박막층(300);을 형성하는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
투명박막층(300)은 입사광의 반사 및 간섭에 의해 반사가 구현되는 다층으로 형성된 광학층으로, 그 재질이나 특징은 특별히 제한되는 것은 아니나 투명박막층의 투명박막층의 균일성 등을 고려하면 증착에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
[실시예 4-2] 본 발명은 태양광패널 보호용 유리(100)에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 다층의 투명박막층(300)은 진공증착에 의해 이루어지는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 투명박막층(300)의 증착은 진공증착 방식을 채택하여 PVD(물리기상증착) 또는 CVD(화학기상증착) 방식 모두를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 PVD방식인 Sputtering, E-beam Evaporation 및 Thermal Evaporation 방식과 CVD 방식 중 어느 하나를 선택하여 투명박막층을 형성하도록 한다.
[실시예 5-1] 본 발명은 태양광 패널에 대한 발명이며, 구체적으로 앞에서 제시한 실시예에 제시한 태양광패널 보호용 유리(100); 상기 유리 후면의 요철면 상에 형성되는 투명박막층(300); 상기 태양광용 유리의 투명박막(300)의 후면에 형성되며, 태양열 에너지를 흡수하는 태양 전지(400);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
100 : 태양광패널 보호용 유리 200 : 돌기
300 : 투명박막층 400 : 태양 전지
500 : EVA(Ethylene Vinyl Acetate)층 600 : 백 시트(back Sheet)
700 : Back-base Pan 800 : 벽체
810 : 가이드 프레임 900 : 에칭액
300 : 투명박막층 400 : 태양 전지
500 : EVA(Ethylene Vinyl Acetate)층 600 : 백 시트(back Sheet)
700 : Back-base Pan 800 : 벽체
810 : 가이드 프레임 900 : 에칭액
Claims (5)
- 태양광패널 보호용 유리(100)에 있어서,
상기 유리(100)는 판재형상이며, 일면 또는 양면에 돌기(200); 형상으로 형성하고,
상기 돌기(200)의 단면형상이 동일 또는 상이한 형상으로 형성되며,
상기 돌기(200)는 2㎛ 내지 4㎛의 깊이로 형성되는 것;을 포함하고,
상기 돌기(200)는 에칭(Etching) 공법에 의해 형성되며,
상기 에칭(Etching) 공법은 습식 식각법에 의해 이루어지고,
상기 습식 식각법에서의 식각용액은 산성 불화 암모늄(Ammonium
Bifluoride/NH4HF2) 용액 18~19 wt%, 전분과 27~28 wt%, 물 53~54 wt% 로 형성되는 것;을 포함하고,
상기 습식 식각은 30℃의 온도에서 0.5㎛/min 이상의 식각속도로 이루어지는 것;을 포함하는 태양광패널 보호용 유리.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 태양광용 유리(100)의 후면에는 다층의 투명박막층(300)을 형성하는 것;
을 포함하는 태양광패널 보호용 유리.
- 태양광 패널에 있어서,
태양광패널 보호용 유리(100)는 판재형상이며, 일면 또는 양면에 돌기(200); 형상으로 형성하고,
상기 돌기(200)의 단면형상이 동일 또는 상이한 형상으로 형성되며,
상기 돌기(200)는 2㎛ 내지 4㎛의 깊이로 형성되는 것;을 포함하고,
상기 돌기(200)는 에칭(Etching) 공법에 의해 형성되며,
상기 에칭(Etching) 공법은 습식 식각법에 의해 이루어지고,
상기 습식 식각법에서의 식각용액은 산성 불화 암모늄(Ammonium
Bifluoride/NH4HF2) 용액 18~19 wt%, 전분과 27~28 wt%, 물 53~54 wt% 로 형성되는 것;을 포함하고,
상기 습식 식각은 30℃의 온도에서 0.5㎛/min 이상의 식각속도로 이루어지는 것;을 포함하고,
상기 유리(100) 후면의 요철면 상에 형성되는 투명박막층(300);
상기 유리(100)의 투명박막층(300)의 후면에 형성되며, 태양열 에너지를 흡수하는 태양 전지(400);를 포함하는 태양광 패널.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210193202A KR102384799B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 태양광패널 보호용 유리 및 이를 이용한 태양광 패널 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210193202A KR102384799B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 태양광패널 보호용 유리 및 이를 이용한 태양광 패널 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102384799B1 true KR102384799B1 (ko) | 2022-04-08 |
Family
ID=81183175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210193202A KR102384799B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 태양광패널 보호용 유리 및 이를 이용한 태양광 패널 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102384799B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102483215B1 (ko) * | 2022-08-30 | 2022-12-30 | (주)옥토끼이미징 | 태양광 발전 패널 및 이의 제조방법 |
| KR102562230B1 (ko) * | 2022-08-30 | 2023-08-01 | (주)옥토끼이미징 | 태양광 발전 외장 패널 제조방법 및 태양광 발전 외장 패널 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100691575B1 (ko) | 1999-08-10 | 2007-03-12 | 필킹톤 노쓰 아메리카, 인코포레이티드 | 태양광 조절 코팅을 갖는 유리 제품 |
| KR101878646B1 (ko) | 2014-01-06 | 2018-07-16 | 주식회사 쿠라레 | 유리 기재 적층체의 제조 방법, 광학 소자의 제조 방법, 광학 소자 및 집광형 태양광 발전 장치 |
| KR20190013695A (ko) | 2017-05-19 | 2019-02-11 | 미아솔 포토볼테익 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | 박막 이중유리 태양광 유닛 및 그 제작방법 |
| KR20210033044A (ko) * | 2018-07-27 | 2021-03-25 | (씨엔비엠) 벵부 디자인 앤드 리서치 인스티튜트 포 글래스 인더스트리 컴퍼니 리미티드 | 패턴화된 커버 플레이트와 광 간섭층을 갖는 태양광 모듈 |
| KR20210102795A (ko) | 2020-02-12 | 2021-08-20 | 김덕기 | 태양광 모듈용 컬러 유리 |
-
2021
- 2021-12-30 KR KR1020210193202A patent/KR102384799B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100691575B1 (ko) | 1999-08-10 | 2007-03-12 | 필킹톤 노쓰 아메리카, 인코포레이티드 | 태양광 조절 코팅을 갖는 유리 제품 |
| KR101878646B1 (ko) | 2014-01-06 | 2018-07-16 | 주식회사 쿠라레 | 유리 기재 적층체의 제조 방법, 광학 소자의 제조 방법, 광학 소자 및 집광형 태양광 발전 장치 |
| KR20190013695A (ko) | 2017-05-19 | 2019-02-11 | 미아솔 포토볼테익 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | 박막 이중유리 태양광 유닛 및 그 제작방법 |
| KR20210033044A (ko) * | 2018-07-27 | 2021-03-25 | (씨엔비엠) 벵부 디자인 앤드 리서치 인스티튜트 포 글래스 인더스트리 컴퍼니 리미티드 | 패턴화된 커버 플레이트와 광 간섭층을 갖는 태양광 모듈 |
| KR20210102795A (ko) | 2020-02-12 | 2021-08-20 | 김덕기 | 태양광 모듈용 컬러 유리 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102483215B1 (ko) * | 2022-08-30 | 2022-12-30 | (주)옥토끼이미징 | 태양광 발전 패널 및 이의 제조방법 |
| KR102562230B1 (ko) * | 2022-08-30 | 2023-08-01 | (주)옥토끼이미징 | 태양광 발전 외장 패널 제조방법 및 태양광 발전 외장 패널 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102384799B1 (ko) | 태양광패널 보호용 유리 및 이를 이용한 태양광 패널 | |
| JP4741184B2 (ja) | 高光透過率の模様付き透明パネル | |
| KR102384800B1 (ko) | 컬러 태양광용 유리 및 이를 이용한 태양광용 패널 | |
| EP3129810B1 (en) | Solar photovoltaic module | |
| US7923626B2 (en) | Transparent substrate comprising an electrode | |
| EP2994940B1 (en) | Solar photovoltaic module | |
| EP3129811B1 (en) | Infrared transmitting cover sheet | |
| US8022291B2 (en) | Method of making front electrode of photovoltaic device having etched surface and corresponding photovoltaic device | |
| KR20100016182A (ko) | 향상된 전극층을 구비한 투명 기판 | |
| EA021230B1 (ru) | Остекление, снабженное пакетом тонких слоев с термическими свойствами, содержащим слои с высоким показателем преломления, и панель остекления, содержащая указанное остекление | |
| KR101194257B1 (ko) | 광대역 반사방지 다층코팅을 갖는 태양전지용 투명 기판 및 그 제조방법 | |
| CN216719957U (zh) | 一种光伏玻璃及光伏组件 | |
| CN110739354A (zh) | 一种光学膜层、其应用及太阳能组件 | |
| JP2011049460A (ja) | 光電変換装置及び透明電極層付き基板 | |
| Seifert et al. | Light management in solar modules | |
| CN111960680A (zh) | 一种彩色玻璃及光伏组件 | |
| CN217562582U (zh) | 一种布纹光伏组件 | |
| KR102289657B1 (ko) | 태양전지 패널용 보호 유리 | |
| CN220823659U (zh) | 一种叠层电池组件的封装玻璃 | |
| US20200227573A1 (en) | Optoelectronic device | |
| CN102347378A (zh) | 一种导电玻璃及其制备方法 | |
| TW201316532A (zh) | 薄膜太陽能電池模組及薄膜太陽能電池模組之製造方法 | |
| JP2014241311A (ja) | 薄膜太陽電池モジュール | |
| KR101274433B1 (ko) | 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지 | |
| KR20220164902A (ko) | 태양광 투과도가 향상된 유리를 이용한 컬러 태양광 모듈 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |