KR102454981B1 - 태양 전지 모듈 - Google Patents
태양 전지 모듈 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102454981B1 KR102454981B1 KR1020150075994A KR20150075994A KR102454981B1 KR 102454981 B1 KR102454981 B1 KR 102454981B1 KR 1020150075994 A KR1020150075994 A KR 1020150075994A KR 20150075994 A KR20150075994 A KR 20150075994A KR 102454981 B1 KR102454981 B1 KR 102454981B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- reflection film
- solar cell
- front anti
- light
- film
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 47
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 43
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 11
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 9
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 52
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 12
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 8
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0272—Selenium or tellurium
- H01L31/02725—Selenium or tellurium characterised by the doping material
-
- 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
-
- 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
Abstract
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다. 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지, 복수의 태양 전지의 제1 면 쪽에 위치하는 광 투과성 시트, 광 투과성 시트와 복수의 태양 전지의 사이에 위치하는 전면 보호부, 복수의 태양 전지의 제2 면 쪽에 위치하는 후면 시트, 후면 시트와 상기 복수의 태양 전지의 사이에 위치하는 후면 보호부, 그리고 복수의 태양 전지의 제1 면 쪽에 위치하는 전면 반사 방지막을 포함하며, 전면 반사 방지막은 제1 전면 반사 방지막과 제1 전면 반사 방지막보다 굴절률이 높은 제2 전면 반사층을 포함한다.
Description
본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
최근 지구환경문제와 화석연료의 고갈 등에 따른 신 재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며, 그 중 무공해 에너지원인 태양광발전에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.
태양광발전원리가 적용되는 태양 전지(solar cell)는 태양광을 전기에너지로 전환시키는 반도체 소자로서, 일반적으로 단결정 또는 다결정 또는 비정질 실리콘계의 반도체로부터 제조되며, 다이오드(diode)와 유사한 기본구조를 가진다.
태양 전지는 태양광을 용이하게 흡수할 수 있도록, 외부환경에 장기간 노출되어야 하므로, 셀을 보호하기 위한 여러 가지 팩키징(Packaging)이 수행되어 유닛(unit) 형태로 제조되며, 이러한 유닛을 태양 전지 모듈이라 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지 모듈의 효율을 향상시키는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지 모듈은 복수의 태양 전지, 복수의 태양 전지의 제1 면 쪽에 위치하는 광 투과성 시트, 광 투과성 시트와 복수의 태양 전지의 사이에 위치하는 전면 보호부, 복수의 태양 전지의 제2 면 쪽에 위치하는 후면 시트, 후면 시트와 복수의 태양 전지의 사이에 위치하는 후면 보호부, 그리고 복수의 태양 전지의 제1 면 쪽에 위치하는 전면 반사 방지막을 포함할 수 있다.
이때, 전면 반사 방지막은 제1 전면 반사 방지막과 제1 전면 반사 방지막보다 굴절률이 높은 제2 전면 반사층을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 전면 반사 방지막의 굴절률은 약 1.3 내지 1.5이고, 제2 전면 반사 방지막의 굴절률은 약 1.9 내지 2.2일 수 있다.
제1 전면 반사 방지막은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어지고, 제2 전면 반사 방지막은 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어지고, 도핑 물질은 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 어븀(Er) 중 적어도 하나일 수 있다.
그리고, 후면 보호부와 후면 시트 사이에 위치하는 후면 반사 방지막을 더 포함할 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 굴절률이 상이한 이중 반사 방지막 구조를 태양 전지의 전면에 형성함으로써, 입사되는 광의 반사율을 최소화할 수 있다.
또한, 고굴절률을 갖는 반사 방지막에 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi) 및 어븀(Er) 등으로 이루어진 도핑 물질을 포함함으로써, 장파장 대역에 대한 광의 흡수율이 증가하여 태양 전지의 효율을 증가한다.
더욱이, 도핑 물질의 양이 증가할수록 장파장 대역에 대한 광의 흡수율이 더욱 증가한다.
그리고, 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3) 등을 포함하는 고굴절률의 반사 방지막을 기판의 후면에 형성함으로써, 수분의 침투를 방지하여 외부환경으로부터 태양 전지를 보호하게 되며, 태양 전지 모듈의 내후성(耐候性)을 증가시켜, 태양 전지 모듈의 수명을 연장시킬 수 있다.
이에 따라, 태양 전지의 효율이 향상되므로, 복수의 태양 전지를 구비한 태양 전지 모듈의 효율 또한 향상된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 한예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 전면에 배치되는 반사 방지막의 패턴의 일례들을 설명하기 위한 도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈이 적용되는 광의 반사 경로를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈에서 광의 파장에의 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈의 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈의 기판에서의 광의 흡수율을 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 전면에 배치되는 반사 방지막의 패턴의 일례들을 설명하기 위한 도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈이 적용되는 광의 반사 경로를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈에서 광의 파장에의 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈의 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈의 기판에서의 광의 흡수율을 나타낸 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.
아울러, 이하의 설명에서, 서로 다른 두 구성 요소의 길이나 폭이 동일하다는 의미는 10%의 오차 범위 이내에서 서로 동일한 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 한예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
우선, 도 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100a)은 복수의 태양 전지(10), 복수의 태양 전지(10)를 전기적으로 연결하는 인터커넥터(20), 복수의 태양 전지(10)를 보호하는 전면 보호부(30) 및 후면 보호부(40), 태양 전지(10)의 전면에 위치하는 광 투과성 전면 시트(50), 태양 전지(10)의 후면에 위치하는 후면 시트(60) 및 태양 전지(10)의 전면에 위치하는 제1 전면 반사 방지막(70a)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 태양 전지(10)는 기판의 전면을 통해 외부의 광을 수광하는 전면 태양 전지(conventional solar cell)이다.
도 1에 도시한 것처럼, 광 투과성 전면 시트(50)는 태양 전지(10)의 제1 면, 예컨대 태양 전지(10)의 수광면 쪽에 위치하며, 투과율이 높고 파손을 방지하기 위해 강화 유리로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저 철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다.
이러한 광 투과성 전면 시트(50)는 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면이 엠보싱(embossing)이나 텍스처링(texturing) 처리될 수 있다. 이때, 광 투과성 전면 시트(50)는 약 1.52의 굴절률을 가질 수 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 전면 보호부(30)와 후면 보호부(40)는 수분 침투로 인한 금속의 부식 등을 방지하고 태양 전지(10) 및 태양 전지 모듈(100a)을 충격으로부터 보호하기 위한 밀봉재(encapsulate material)이다.
이러한 전면 보호부(30)와 후면 보호부(40)는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지와 같은 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 전면 보호부(30) 및 후면 보호부(40)는 라미네이션에 의해 접착되어 형성될 수 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 복수의 태양 전지(10)에 연결된 인터커넥터(20)는 전면 보호부(30) 및 후면 보호부(40) 속으로 매립되어 있을 수 있다. 이때, 태양 전지(10)의 측면은 전면 보호부(30)와 후면 보호부(40) 모두와 접해 있을 수 있다. 인터커넥터(20) 또는 인터커넥터(20) 및 태양 전지(10)의 적어도 일부분이 전면 보호부(30)에 매립되면, 태양 전지(10)의 위치가 전면 보호부(30)에 의해 고정되어 이후의 모듈화 공정에서 오정렬이 발생하는 문제가 줄어들 수 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 후면 시트(60)는 FP/PE/FP(fluoropolymer/polyeaster/fluoropolymer)와 같은 절연 물질로 이루어진 얇은 시트로 이루어지지만, 다른 절연 물질로 이루어진 절연 시트일 수 있다.
이러한 후면 시트(60)는 태양 전지 모듈(100a)의 후면에서 수분이 침투하는 것을 방지하여 태양 전지(10)를 외부 환경으로부터 보호한다. 이러한 후면 시트(60)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 전면 반사 방지막(70a)은 제1 전면 반사 방지막(72a)과, 제1 전면 반사 방지막(72a)과 광 투과성 전면 시트(50) 사이에 위치하는 제2 전면 반사 방지막(74a)을 포함할 수 있다.
이러한 제1 전면 반사 방지막(72a)과 제2 전면 반사 방지막(74a)은 태양 전지(10)의 광 투과성 전면 시트(50) 위에 순차적으로 즉, 연속적으로 위치할 수 있다.
본 예에서, 제1 전면 반사 방지막(72a)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어질 수 있고, 제2 전면 반사 방지막(74a)은 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어질 수 있다. 도핑 물질은 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi) 및 어븀(Er) 중 적어도 하나의 도핑 물질로 이루어 질 수 있다.
구체적으로, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 제1 전면 반사 방지막(72a)의 두께는 약 80nm 내지 120nm이고, 굴절률은 1.3 내지 1.5이고, 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어진 제2 전면 반사 방지막(74a)의 두께는 약 100nm 내지 160nm이고, 굴절률은 1.9 내지 2.2 일 수 있다. 여기서, 제1 전면 반사 방지막(72a)의 두께는 100nm이고, 제2 전면 반사 방지막(74a)의 두께는 140nm이고, 광 투과성 전면 시트(50)의 두께는 3.5mm이고, 전면 보호부(30)의 두께는 0.45mm인 것이 바람직하다.
전면 반사 방지막(70a)은 태양 전지(10)의 전면으로 입사되는 광의 반사도를 최소화하고, 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜 태양 전지(10)의 효율을 높일 수 있다. 즉, 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 태양 전지(10)의 효율을 높일 수 있다.
구체적으로, 공기로부터 전면 반사 방지막(70a) 쪽으로 굴절률이 순차적으로 변하므로, 예를 들어, 1의 굴절률을 갖는 공기, 1.3 내지 1.5의 굴절률을 갖는 제1 전면 반사 방지막(72a) 및 1.9 내지 2.2의 굴절률을 갖는 제2 전면 반사 방지막(74a)으로 순차적으로 변하므로 반상 방지막의 효과는 더욱 향상될 수 있다.
또한, 태양 전지(10)와 인접해 있는 제2 전면 반사 방지막(74a)의 굴절률이 공기와 인접해 있는 제1 전면 반사 방지막(72a)의 굴절률보다 크므로, 태양 전지(10)의 전면을 통해 입사되는 빛의 반사도를 줄이기 위해 제2 전면 반사 방지막(74a)의 두께가 제1 전면 반사 방지막(72a)의 두께보다 큰 것이 좋을 수 있다.
그리고, 제2 전면 반사 방지막(74a)에 포함된 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질에 의해 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 고굴절률을 갖는 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)에 의해 장파장 대역에 대한 광의 반사율을 최소화하면서 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 어븀(Er) 등을 포함하는 도핑 물질에 의해 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 향상시킬 수 있다. 이때, 도핑 물질의 양이 증가할수록 장파장 대역에 대한 광의 흡수율이 더욱 증가할 수 있다.
또한, 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)에 의해 태양 전지(10)의 수광면 쪽으로 침투하는 수분을 방지하여 외부 환경으로부터 태양 전지(10)를 보호할 수 있다.
이와 같은 전면 반사 방지막(70a)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법과 같은 다양한 막 형성 방법을 이용하여 광 투과성 전면 시트(50)에 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 제1 전면 반사 방지막(72a)과 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어지는 제2 전면 반사 방지막(74a)을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다. 이때, 도핑 물질은 제2 전면 반사 방지막(74a) 내에 입자 또는 층으로 형성될 수 있다.
이러한 구성의 제1 전면 반사 방지막(72a)은 공기와의 굴절률을 최소화하여 태양 전지(10)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사도를 최소화하고, 제2 전면 반사 방지막(74a)은 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 증가시키는 반사방지막으로 기능할 수 있다.
또한, 제1 전면 반사 방지막(72a) 및 제2 전면 반사 방지막(74a)은 태양 전지 모듈(100a)의 전면에서 수분이 침투하는 것을 방지하여 패시베이션 막으로도 기능할 수 있다.
전면 반사 방지막(70a)은 태양 전지(10)의 위치에 대응하여 부분적으로 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 전면 반사 방지막(70a)은 태양 전지(10)와 동일한 크기로 동일한 위치에 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 전면에 배치되는 반사 방지막의 패턴의 일례들을 설명하기 위한 도이다.
도 2에 도시한 것처럼, 광 투과성 전면 시트(50) 위에 전면 반사 방지막(70a)이 태양 전지(10)와 동일한 크기로 태양 전지(10)의 위치에 대응하여 부분적으로 이격되어 위치할 수 있다.
한편, 도 3에 도시한 것처럼, 전면 반사 방지막(70a)은 광 투과성 전면 시트(50)와 동일한 크기로 형성될 수 있다. 즉, 광 투과성 전면 시트(50)의 전체면 위에 전면 반사 방지막(70a)이 위치할 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100b)의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 태양 전지 모듈(100b)은 광 투과성 전면 시트(50)와 제1 전면 반사 방지막(72b) 사이에 위치하는 제2 전면 반사 방지막(74b)을 제외한 나머지 구성이 도 1에 도시된 태양 전지 모듈(100a)과 동일하므로, 이하에서는 전면 반사 방지막(70b)의 구성에 대해서만 설명한다.
따라서, 도 1에 도시한 태양 전지 모듈(100a)과 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1과 동일한 도면 부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4에 도시한 것처럼, 전면 반사 방지막(70b)은 태양 전지(10)의 전면에 위치한다.
구체적으로, 전면 반사 방지막(70b)은 광 투과성 전면 시트(50) 위에 위치하는 제1 전면 반사 방지막(72b)과, 광 투과성 전면 시트(50)와 전면 보호부(30) 사이에 위치하는 제2 전면 반사 방지막(74b)을 포함할 수 있다.
이러한 제1 전면 반사 방지막(72b)은 제2 전면 반사 방지막(74b)과 비연속적으로 위치할 수 있다.
본 예에서, 제1 전면 반사 방지막(72b)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어질 수 있고, 제2 전면 반사 방지막(74b)은 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어질 수 있다. 도핑 물질은 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 어븀(Er) 중 적어도 하나의 도핑 물질로 이루어 질 수 있다.
여기서, 제1 전면 반사 방지막(72b)은 제1 전면 반사 방지막(72a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있고, 제2 전면 반사 방지막(74b)은 제2 전면 반사 방지막(74a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 한정하지 않고, 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다.
구체적으로, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 제1 전면 반사 방지막(72b)의 두께는 약 80nm 내지 120nm이고, 굴절률은 1.3 내지 1.5이고, (ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어진 제2 전면 반사 방지막(74b)의 두께는 약 100nm 내지 160nm이고, 굴절률은 1.9 내지 2.2 일 수 있다. 여기서, 제1 전면 반사 방지막(72b)의 두께는 90nm이고, 제2 전면 반사 방지막(74b)의 두께는 130nm이고, 광 투과성 전면 시트(50)의 두께는 3.5mm이고, 전면 보호부(30)의 두께는 0.45mm인 것이 바람직하다.
전면 반사 방지막(70b)은 태양 전지(10)의 전면으로 입사되는 광의 반사도를 최소화하고, 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜 태양 전지(10)의 효율을 높일 수 있다. 즉, 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 태양 전지(10)의 효율을 높일 수 있다.
구체적으로, 공기로부터 전면 반사 방지막(70b) 쪽으로 굴절률이 순차적으로 변하므로, 예를 들어, 1의 굴절률을 갖는 공기, 1.3 내지 1.5의 굴절률을 갖는 제1 전면 반사 방지막(72b), 1.52의 굴절률을 갖는 광 투과성 전면 시트(50) 및 1.9 내지 2.2의 굴절률을 갖는 제2 전면 반사 방지막(74b)으로 순차적으로 변하므로 반상 방지막의 효과는 더욱 향상될 수 있다.
또한, 태양 전지(10)와 인접해 있는 제2 전면 반사 방지막(74b)의 굴절률이 공기와 인접해 있는 제1 전면 반사 방지막(72b)의 굴절률보다 크므로, 태양 전지(10)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사도를 줄이기 위해 제2 전면 반사 방지막(74b)의 두께가 제1 전면 반사 방지막(72b)의 두께보다 큰 것이 좋을 수 있다.
그리고, 제2 전면 반사 방지막(74b)에 포함된 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질에 의해 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 증가시킬 수 있다. 고굴절률을 갖는 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)에 의해 장파장 대역에 대한 광의 반사율을 최소화하면서 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 어븀(Er) 등을 포함하는 도핑 물질에 의해 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 향상시킬 수 있다. 이때, 도핑 물질의 양이 증가할수록 장파장 대역에 대한 광의 흡수율이 더욱 증가하여 광의 반사율이 감소될 수 있다.
또한, 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)에 의해 태양 전지(10)의 수광면 쪽으로 침투하는 수분을 방지하여 외부 환경으로부터 태양 전지(10)를 보호할 수 있다.
이와 같은 전면 반사 방지막(70b)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법과 같은 다양한 막 형성 방법을 이용하여 전면 보호막(30) 위에 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어지는 제2 전면 반사 방지막(74b)을 적층하고, 다음 광 투과성 전면 시트(50)를 적층 한 후, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 제1 전면 반사 방지막(72b)을 순차적으로 적층하여 전면 반사 방지막(70b)를 형성할 수 있다. 이때, 제2 전면 반사 방지막(74b)은 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질을 혼합한 다음 광 투과성 전면 시트(50) 위에 형성될 수 있다. 여기서, 도핑 물질은 제2 전면 반사 방지막(74b) 내에 입자 또는 층으로 형성될 수 있다.
이러한 구성의 제1 전면 반사 방지막(72b)은 공기와의 굴절률을 최소화하면서 태양 전지(10)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사도를 최소화하고, 제2 전면 반사 방지막(74b)은 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 증가시키는 반사방지막으로 기능할 수 있다.
또한, 제1 전면 반사 방지막(72b) 및 제2 전면 반사 방지막(74b)은 태양 전지 모듈(100a)의 전면에서 수분이 침투하는 것을 방지하여 패시베이션 막으로도 기능할 수 있다.
한편, 도 3에 도시한 것처럼, 전면 반사 방지막(70b)은 광 투과성 전면 시트(50)와 동일한 크기로 형성될 수 있다. 즉, 광 투과성 전면 시트(50)의 전체면에 제1 전면 반사 방지막(72b)이 위치하고, 전면 보호부(30)의 전체면에 제2 반사 방지막(74b)이 위치할 수 있다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 도 2에 도시한 것처럼, 전면 반사 방지막(70b), 제1 전면 반사 방지막(72b) 및 제2 전면 반사 방지막(74b) 중 적어도 하나는 태양 전지(10)와 동일한 크기로 태양 전지(10)의 위치에 대응하여 부분적으로 이격되어 위치할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100c)의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 태양 전지 모듈(100c)은 태양 전지 모듈(100c)의 후면에 후면 반사 방지막(80a)을 추가한 것으로, 후면 반사 방지막(80a)을 제외한 나머지 구성이 도 1에 도시된 태양 전지 모듈(100a)과 동일하므로, 이하에서는 후면 반사 방지막(80a)의 구성에 대해서만 설명한다.
따라서, 도 1에 도시한 태양 전지 모듈(100a)과 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1과 동일한 도면 부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5에 도시한 것처럼, 태양 전지(10)는 기판의 후면을 통해 외부의 광을 수광하는 후면 태양 전지(back contact solar cell)이다.
도 5에 도시한 것처럼, 후면 반사 방지막(80a)은 태양 전지(10)의 후면에 위치할 수 있다.
구체적으로, 후면 반사 방지막(80a)은 후면 보호부(40)와 후면 시트(60) 사이에 위치할 수 있다.
이러한 후면 반사 방지막(80a)은 후면 보호부(40)의 위에 위치하는 제1 후면 반사 방지막(82a)과, 제1 후면 반사 방지막(82a)과 후면 시트(60) 즉, 제1 후면 반사 방지막(82a) 위에 위치하는 제2 후면 반사 방지막(84a)을 포함할 수 있다.
제1 후면 반사 방지막(82a)은 제2 후면 반사 방지막(84a)과 순차적으로 즉, 연속적으로 위치할 수 있다.
본 예에서, 제1 후면 반사 방지막(82a)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어질 수 있고, 제2 후면 반사 방지막(84a)은 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어질 수 있다. 도핑 물질은 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 어븀(Er) 중 적어도 하나의 도핑 물질로 이루어 질 수 있다.
후면 반사 방지막(80a)은 전면 반사 방지막(70a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 한정하지 않고, 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다.
본 예에서, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 제1 후면 반사 방지막(82a)의 두께는 약 80nm 내지 120nm이고, 굴절률은 1.3 내지 1.5이고, 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어진 제2 후면 반사 방지막(84a)의 두께는 약 100nm 내지 160nm이고, 굴절률은 1.9 내지 2.2 일 수 있다.
후면 반사 방지막(80a)은 태양 전지 모듈(100c)의 후면에서 수분이 침투하는 것을 방지하여 태양 전지(10)를 외부 환경으로부터 보호한다. 특히, 제2 후면 반사 방지막(84a)의 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)에 의해 후면 시트(60)를 통해 침투하는 수분을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 외부의 충격이나 오염 물질 등으로부터 좀더 안전하게 태양 전지(10)를 보호하게 되며, 태양 전지 모듈의 내후성(耐候性)을 증가시켜, 태양 전지 모듈(100c)의 수명을 연장시킬 수 있다.
이와 같은 후면 반사 방지막(80a)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법과 같은 다양한 막 형성 방법을 이용하여 후면 보호막(40)과 후면 시트(60) 사이에 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어진 제1 후면 반사 방지막(82a)과 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어지는 제2 후면 반사 방지막(84a)을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다. 이때, 제2 후면 반사 방지막(84a)은 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질을 혼합한 다음 제1 후면 반사 방지막(82a) 위에 형성될 수 있다. 도핑 물질은 제2 후면 반사 방지막(84a) 내에 입자 또는 층으로 형성될 수 있다.
이러한 구성의 후면 반사 방지막(80a)은 태양 전지 모듈(100c)의 후면에서 습분이 침투하는 것을 방지하여 태양 전지(10)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
본 실시예와 달리, 후면 반사 방지막(80a)은 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)과 도핑 물질의 조합으로 이루어지는 단일막으로 이루어질 수 있다.
후면 반사 방지막(80a)은 후면 시트(60)와 동일한 크기로 형성될 수 있다. 즉, 후면 시트(60)의 전체면에 후면 반사 방지막(80a)이 위치할 수 있다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 도 2에 도시한 것처럼, 후면 반사 방지막(80a), 제1 후면 반사 방지막(82a) 및 제2 후면 반사 방지막(84a) 중 적어도 하나는 후면 보호부(40)와 후면 시트(60)사이에 태양 전지(10)와 동일한 크기로 태양 전지(10)의 위치에 대응하여 부분적으로 이격되어 위치할 수도 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6 내지 도 8에 도시한 것처럼, 태양 전지(10)는 기판의 전면과 후면을 통해 외부의 광을 각각 수광하는 양면형 태양 전지(bifacial solar cell)이다.
전면 반사 방지막(70d)은 태양 전지(10)의 전면에 위치하고, 후면 반사 방지막(80b)는 태양 전지(10)의 후면에 위치할 수 있다.
도 6에 도시한 것처럼, 전면 반사 방지막(70d)은 광 투과성 전면 시트(50) 위에 연속적으로 위치하는 제1 전면 반사 방지막(72d)과 제2 전면 반사 방지막(74d)을 포함하고, 후면 반사 방지막(80b)은 후면 보호막(40)과 후면 시트(60) 사이에 연속적으로 위치하는 제1 후면 반사 방지막(82b)와 제2 후면 반사 방지막(84b)을 포함할 수 있다.
전면 반사 방지막(70d)은 태양 전지(10)의 위치에 대응하여 부분적으로 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 전면 반사 방지막(70d)은 태양 전지(10)와 동일한 크기로 형성될 수 있다.
후면 반사 방지막(80b)은 후면 시트(60)와 후면 보호막(40) 사이에 후면 시트(50)와 동일한 크기로 형성될 수 있다. 이때, 후면 반사 방지막(80b)은 단일막으로 형성될 수 있다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 후면 반사 방지막(80b), 제1 후면 반사 방지막(82b) 및 제2 후면 반사 방지막(84b) 중 적어도 하나는 후면 보호부(40)와 후면 시트(60)사이에 태양 전지(10)와 동일한 크기로 태양 전지(10)의 위치에 대응하여 부분적으로 이격되어 위치할 수도 있다.
한편, 도 7에 도시한 것처럼, 광 투과성 전면 시트(50)의 전체면 위에 전면 반사 방지막(70e)이 위치할 수 있다. 즉, 전면 반사 방지막(70e)은 광 투과성 전면 시트(50)와 동일한 크기로 형성될 수 있다.
도 8에 도시한 것처럼, 전면 반사 방지막(70f)은 광 투과성 전면 시트(50)의 전체면 위에 위치하는 제1 전면 반사 방지막(72f)와 광 투과성 전면 시트(50)와 전면 보호부(30) 사이에 위치하는 제2 전면 반사 방지막(74f)을 포함하고, 후면 반사 방지막(80d)은 후면 보호막(40)과 후면 시트(60) 사이에 연속적으로 위치하는 제1 후면 반사 방지막(82d)와 제2 후면 반사 방지막(84d)을 포함할 수 있다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 도 2에 도시한 것처럼, 전면 반사 방지막(70f), 제1 전면 반사 방지막(72f) 및 제2 전면 반사 방지막(74f) 중 적어도 하나는 태양 전지(10)와 동일한 크기로 태양 전지(10)의 위치에 대응하여 부분적으로 이격되어 위치할 수도 있다.
그리고, 후면 반사 방지막(80d), 제1 후면 반사 방지막(82d) 및 제2 후면 반사 방지막(84d) 중 적어도 하나는 후면 보호부(40)와 후면 시트(60) 사이에 태양 전지(10)와 동일한 크기로 태양 전지(10)의 위치에 대응하여 부분적으로 이격되어 위치할 수도 있다.
이와 같이, 태양 전지(10)의 전면에 전면 반사 방지막(70)을 형성한 후, 태양 전지(10)의 후면에 후면 반사 방지막(80)을 형성할 수 있다. 하지만, 후면 반사 방지막(80)을 형성한 후 전면 반사 방지막(70)을 형성하거나, 전면 반사 방지막(70)과 후면 반사 방지막(80)을 동시에 형성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈이 적용되는 광의 반사 경로를 도시한 도면이다.
이하, 도 9를 참조하여, 전체 파장 대역의 광이 입사되는 경우 본 발명에 따른 태양 전지 모듈이 적용되는 광의 반사 경로를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 제1 경로(①)는 전파장 대역에 대한 광이 태양 전지(10)의 전면으로 흡수될 수 있다.
저굴절률 및 고굴절률을 갖는 이중 반사 방지막 구조에 의해 공기와의 굴절률을 최소화하여 태양 전지(10)의 전면을 통해 입사되는 장파장 대역에 대한 광의 반사도를 최소화하면서, 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 어븀(Er) 등을 포함하는 도핑 물질에 의해 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 향상시킬 수 있다.
이에 따라 전파장 대역에 대한 광이 고르게 흡수되어 단파장뿐만 아니라 장파장 대역에 대한 광의 흡수율이 증가하여 태양 전지(10)의 전면이 발전함으로써, 태양 전지 모듈(100)의 효율이 향상될 수 있다.
다음, 제2 경로(②)는 장파장 대역에 대한 광이 태양 전지(10)를 투과하여 후면 시트(60)에 의해 반사되어 태양 전지(10)의 후면으로 재입사될 수 있다.
장파장에 대한 광이 반사되어 태양 전지(10)의 후면으로 흡수됨으로써, 태양 전지(10)의 후면이 발전하여 태양 전지 모듈(100)의 효율이 더욱 향상될 수 있다.
종래에는 후면 시트(60)를 통해 수분이 침투되어 광의 흡수율이 감소하여 태양 전지(10)의 효율을 감소하였다. 하지만, 후면 보호막(40)과 후면 시트(60) 사이에 후면 반사 방지막(80)이 위치함으로써, 외부의 충격이나 오염 물질 등으로부터 좀더 안전하게 태양 전지(10)를 보호하게 되어 광의 흡수율을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 태양 전지(10)의 효율이 증가할 수 있다.
그리고, 제3 경로(③)는 장파장 대역에 대한 광이 태양 전지(10)에 의해 반사된 일부 광이 전면 반사 방지막(70)에서 재반사되어 태양 전지(10)의 전면으로 흡수될 수 있다. 제2 전면 반사 방지막(74)에 포함된 도핑 물질에 의해 장파장 대역에 대한 광의 반사율을 감소시킬 수 있다.
이에 따라 장파장 대역에 대한 광의 흡수율이 증가하여 태양 전지(10)의 전면이 발전함으로써, 태양 전지(10)의 효율이 향상될 수 있다.
위에서 살펴본 바와 같이, 저굴절률을 갖는 제1 전면 반사 방지막(72)에 의해 공기와의 굴절률을 최소화하여 장파장 대역에 대한 광의 반사율을 최소화하면서, 제2 전면 반사 방지막(74)에 포함된 도핑 물질에 의해 장파장 대역에 대한 광의 흡수율을 증가시킬 수 있다.
태양 전지(10)의 전면으로 입사되는 장파장 대역에 대한 광은 전면 반사 방지막(70)의 도핑 물질에 의해 반사율이 감소하여 태양 전지(10)의 전면으로 입사되고(①), 태양 전지(10)를 투과한 장파장 대역에 대한 광은 후면 시트(60)에 의해 재반사되어 태양 전지(10)의 후면으로 입사되고(②), 광 투과성 전면 시트(50)에서 재반사되어 태양 전지(10)의 전면으로 재입사될(③)수 있다. 이에 따라, 태양 전지(10)의 전후면이 발전되어 태양 전지 모듈(100)의 효율이 향상될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈에서 광의 파장에의 따른 투과율을 나타낸 그래프이고, 도 11은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈의 반사율을 나타낸 그래프이며, 도 12는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 태양 전지 모듈의 기판에서의 광의 흡수율을 나타낸 그래프이다.
우선, 본 발명의 실시예 1의 경우에는 태양 전지(10)의 전면의 광 투과성 전면 시트(50) 위에 제1 전면 반사 방지막(72)과 제2 전면 반사 방지막(74)이 연속적으로 증착되어 형성된 경우를 나타낸다. 이때, 제1 전면 반사 방지막(72)의 두께는 100nm이고, 제2 전면 반사 방지막(74)의 두께는 140nm이고, 광 투과성 전면 시트(50)의 두께는 3.5mm이고, 전면 보호부(30)의 두께는 0.45mm인 것이 바람직하다.
또한, 실시예 2의 경우에는 태양 전지(10)의 전면의 광 투과성 전면 시트(50) 위에 제1 전면 반사 방지막(72)이 형성되고 광 투과성 전면 시트(50)와 전면 보호막(30) 사이에 제2 전면 반사 방지막(74)이 비연속적으로 증착되어 형성된 경우를 나타낸다. 이때, 제1 전면 반사 방지막(72)의 두께는 90nm이고, 제2 전면 반사 방지막(74)의 두께는 130nm이고, 광 투과성 전면 시트(50)의 두께는 3.5mm이고, 전면 보호부(30)의 두께는 0.45mm인 것이 바람직하다.
그리고, 비교예는 전면 반사 방지막(70)을 포함하지 않고 광 투과성 전면 시트(50)만으로 형성된 경우를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 실시예 1 및 2는 비교예에 비해 전파장 대역에서 광의 투과율이 증가하는 것을 알 수 있다.
공기로부터 전면 반사 방지막(70)쪽으로 굴절률이 순차적으로 변하므로 반사 방지막의 효과가 증가하고, 제2 전면 반사 방지막(74)에 포함된 도핑 물질에 의해 장파장 대역에 대한 광의 반사율을 감소시켜 광의 흡수율이 증가될 수 있다. 이때, 도핑 물질의 함량이 증가할수록 광의 흡수율이 증가할 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 경우 1.2%의 반사율을 갖고, 실시예 2의 경우 1.6%의 반사율을 갖고, 비교예의 경우 5.3%의 반사율을 갖는다.
구체적으로, 실시예 1 및 2는 저굴절률을 갖는 제1 전면 반사 방지막(72)과 고굴절률을 갖는 제2 전면 반사 방지막(74)에 의해 공기로부터 전면 반사 방지막(70)쪽으로 굴절률이 순차적으로 변함으로써, 반사 방지막의 효과가 극대화될 수 있다.
따라서, 실시예 1의 경우 비교예 보다 4.1% 감소한 반사율을 갖고, 실시예 2의 경우 3.7% 감소한 반사율을 갖는다.
이에 따라, 실시예1 및 2의 반사율이 감소함으로써, 도 12를 참조하면, 태양 전지(10) 내에 흡수되는 광의 흡수율이 증가할 수 있다.
구체적으로, 비교예는 91.7%의 흡수율을 갖고, 실시예 1은 96.1%의 흡수율을 갖고, 실시예 2는 95.6%의 흡수율을 가질 수 있다.
이에 따라, 실시예 1은 비교예에 비해 4.4%의 흡수율이 증가하고, 실시예 2는 비교예에 비해 3.9%의 흡수율이 증가하는 것을 알 수 있다.
따라서, 장파장 대역에 대한 광의 반사율이 감소되면 광의 투과율 및 흡수율이 증가하여 태양 전지의 효율이 더욱 증가할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 태양 전지 20: 인터커넥터
30: 전면 보호부 40: 후면 보호부
50: 광 투과성 전면 시트 60: 후면 시트
70: 전면 반사 방지막 72: 제1 전면 반사 방지막
74: 제2 전면 반사 방지막 80: 후면 반사 방지막
82: 제1 후면 반사 방지막 82: 제2 후면 반사 방지막
100: 태양 전지 모듈
30: 전면 보호부 40: 후면 보호부
50: 광 투과성 전면 시트 60: 후면 시트
70: 전면 반사 방지막 72: 제1 전면 반사 방지막
74: 제2 전면 반사 방지막 80: 후면 반사 방지막
82: 제1 후면 반사 방지막 82: 제2 후면 반사 방지막
100: 태양 전지 모듈
Claims (18)
- 복수의 태양 전지,
상기 복수의 태양 전지의 제1 면 쪽에 위치하는 광 투과성 시트,
상기 광 투과성 시트와 상기 복수의 태양 전지의 사이에 위치하는 전면 보호부,
상기 복수의 태양 전지의 제2 면 쪽에 위치하는 후면 시트,
상기 후면 시트와 상기 복수의 태양 전지의 사이에 위치하는 후면 보호부, 그리고
상기 복수의 태양 전지의 제1 면 쪽에 위치하는 전면 반사 방지막,
을 포함하며,
상기 전면 반사 방지막은 제1 전면 반사 방지막과 상기 제1 전면 반사 방지막보다 굴절률이 높은 제2 전면 반사막을 포함하고,
상기 제2 전면 반사막과 상기 복수의 태양 전지 사이의 거리는 상기 제1 전면 반사 방지막과 상기 복수의 태양 전지 사이의 거리보다 작게 형성되며,
상기 제1 전면 반사 방지막은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어지고, 상기 제2 전면 반사 방지막은 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 어븀(Er) 중 적어도 하나의 도핑 물질이 함유된 산화지르코늄(ZrO2) 또는 산화이트륨(Y2O3)으로 이루어지는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전면 반사 방지막의 굴절률은 약 1.3 내지 1.5이고, 상기 제2 전면 반사 방지막의 굴절률은 약 1.9 내지 2.2인 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전면 반사 방지막의 두께는 상기 제2 전면 반사 방지막의 두께보다 작은 태양 전지 모듈. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 전면 반사 방지막은 상기 광 투과성 시트 위에 부분적으로 형성되는 태양 전지 모듈. - 제7항에 있어서,
상기 제2 전면 반사 방지막은 상기 광 투과성 시트 위에 위치하고, 상기 제1 전면 반사 방지막은 상기 제2 전면 반사 방지막 위에 상기 제2 전면 반사 방지막과 연속적으로 위치하는 태양 전지 모듈. - 제7항에 있어서,
상기 제2 전면 반사 방지막은 상기 광 투과성 시트와 상기 전면 보호부 사이에 위치하고, 상기 제1 전면 반사 방지막은 상기 광 투과성 시트 위에 상기 제2 전면 반사 방지막과 비연속적으로 위치하는 태양 전지 모듈. - 제7항에 있어서,
상기 전면 반사 방지막은 상기 복수의 태양 전지와 동일한 크기로 형성되는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 전면 반사 방지막은 상기 광 투과성 시트의 전체면 위에 형성되는 태양 전지 모듈. - 제11항에 있어서,
상기 제2 전면 반사 방지막은 상기 광 투과성 시트 위에 위치하고, 상기 제1 전면 반사 방지막은 상기 제2 전면 반사 방지막 위에 상기 제2 전면 반사 방지막과 연속적으로 위치하는 태양 전지 모듈. - 제11항에 있어서,
상기 제2 전면 반사 방지막은 상기 광 투과성 시트와 상기 전면 보호부 사이에 위치하고, 상기 제1 전면 반사 방지막은 상기 광 투과성 시트 위에 상기 제2 전면 반사 방지막과 비연속적으로 위치하는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전면 반사 방지막은 약 80nm 내지 120nm의 두께를 갖고, 상기 제2 전면 반사 방지막은 약 100nm 내지 160nm의 두께를 갖는 태양 전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 후면 보호부와 상기 후면 시트 사이에 위치하는 후면 반사 방지막을 더 포함하는 태양 전지 모듈. - 제15항에 있어서,
상기 후면 반사 방지막은 제1 후면 반사 방지막과 상기 제1 후면 반사 방지막보다 굴절률이 높은 제2 후면 반사 방지막을 포함하는 태양 전지 모듈. - 제16항에 있어서,
상기 제1 후면 반사 방지막은 상기 후면 보호부 위에 위치하고, 상기 제2 후면 반사 방지막은 상기 제1 후면 반사 방지막 위에 위치하는 태양 전지 모듈. - 제16항에 있어서,
상기 제1 후면 반사 방지막은 상기 제1 전면 반사 방지막과 동일한 물질로 이루어지고, 상기 제2 후면 반사 방지막은 상기 제2 전면 반사 방지막과 동일한 물질로 이루어지는 태양 전지 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150075994A KR102454981B1 (ko) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | 태양 전지 모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150075994A KR102454981B1 (ko) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | 태양 전지 모듈 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160139987A KR20160139987A (ko) | 2016-12-07 |
| KR102454981B1 true KR102454981B1 (ko) | 2022-10-24 |
Family
ID=57573705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150075994A KR102454981B1 (ko) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | 태양 전지 모듈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102454981B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003062921A (ja) * | 2001-06-11 | 2003-03-05 | Bridgestone Corp | 透明複合フィルム |
| KR101133252B1 (ko) * | 2011-03-16 | 2012-04-05 | 한국에너지기술연구원 | 고효율 및 고내구성을 갖는 태양전지용 반사방지막, 이를 포함하는 태양전지 및 그 제조하는 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101814821B1 (ko) * | 2011-12-08 | 2018-01-04 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 모듈 |
-
2015
- 2015-05-29 KR KR1020150075994A patent/KR102454981B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003062921A (ja) * | 2001-06-11 | 2003-03-05 | Bridgestone Corp | 透明複合フィルム |
| KR101133252B1 (ko) * | 2011-03-16 | 2012-04-05 | 한국에너지기술연구원 | 고효율 및 고내구성을 갖는 태양전지용 반사방지막, 이를 포함하는 태양전지 및 그 제조하는 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160139987A (ko) | 2016-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI420679B (zh) | 太陽能電池 | |
| CN108475706B (zh) | 太阳能电池模块 | |
| JP2008288547A (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP6745089B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP2009032779A (ja) | 薄膜太陽電池モジュール | |
| KR20160116745A (ko) | 정션 박스 및 이를 포함하는 태양 전지 모듈 | |
| KR102454981B1 (ko) | 태양 전지 모듈 | |
| KR101959545B1 (ko) | 패턴 글라스를 활용하고 발전 기능을 가지며 심미성이 증대된 태양광 모듈 | |
| KR101814821B1 (ko) | 태양전지 모듈 | |
| WO2008132989A9 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| WO2014132516A1 (ja) | 太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法 | |
| KR101616131B1 (ko) | 태양전지 모듈 | |
| CN105097968A (zh) | 太阳能电池组件 | |
| KR20100008558A (ko) | 적외선 차단막을 구비한 태양전지 | |
| JP7270607B2 (ja) | 太陽電池セルの製造方法、太陽電池モジュールの製造方法、および、太陽電池モジュール | |
| EP3480858B1 (en) | Solar cell module | |
| EP2372783A1 (en) | Photoelectric conversion module | |
| KR101645532B1 (ko) | 표면에 다층막을 형성하여 효율을 향상시킨 태양 전지 모듈 | |
| KR20170013053A (ko) | 태양 전지 모듈 | |
| JP5927560B2 (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法 | |
| KR101685350B1 (ko) | 태양 전지 모듈 | |
| KR101559353B1 (ko) | 내구성이 향상된 옥외용 태양광 집광 렌즈 | |
| KR102660795B1 (ko) | 태양광 모듈 | |
| JPH11298020A (ja) | 薄膜太陽電池モジュール | |
| WO2022186274A1 (ja) | 結晶シリコン系太陽電池セル、太陽電池デバイスおよび太陽電池モジュール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |