KR20080089351A - 반사방지 코팅을 구비한 투명한 기판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 유전성 물질로 만들어지고 가시광선 근-적외선 파장 영역과 원-적외선 파장 영역 사이에 선택성을 나타내는, 적어도 하나의 표면에 반사방지 코팅(A)을 구비한 투명한 기판, 특히 유리의 사용 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 적어도 하나의 면상에 반사방지 코팅을 구비한 투명한 기판, 특히 유리 기판의 사용 방법에 관한 것이다.
반사방지 코팅은 통상적으로, 가장 간단하게는, 굴절률이 기판의 굴절률과 공기의 굴절률 사이인 얇은 중간층으로 이루어지고, 보다 복잡하게는, 박막의 다층(통상적으로, 고-굴절률의 유전성 물질과 저-굴절률의 유전성 물질을 주성분으로 하는 막의 교대)으로 이루어진다.
보다 종래의 적용에서, 반사방지 코팅은 광 투과를 증가시키기 위해 기판으로부터의 광 반사를 감소시키기 위해 사용된다. 그러한 기판은, 예를 들어, 그림을 보호하거나 상점 카운터 또는 창문을 제조하기 위해 사용되는 창유리이다. 따라서 이들은 단지 가시광선 범위의 파장만을 고려하면 가장 효율적이다.
그러나 가시광선 범위뿐만 아니라, 특수한 용도를 위한 투명한 기판의 투과도를 증가시킬 필요가 있을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이것은 특히 태양전지(또한 태양전지 모듈 또는 콜렉터로 지칭됨), 예를 들어 실리콘 전지가 있다. 이러한 전지는, 이들의 에너지 전환 효율을 특징으로 하는 양자 효율을 최대화시키기 위해, 가시광선뿐만 아니라 그 범위를 넘어, 가장 특히 근적외선에서, 전지가 수용하는 태양 에너지의 최대 양을 흡수할 필요가 있다.
따라서 이들의 효율을 증가시키기 위해, 태양 전지에 대해 중요한 파장에서 이러한 유리를 통과하는 태양 에너지의 투과를 가장 효율적으로 해야 한다.
첫 번째 해결책은 철 산화물(들)의 함량이 매우 낮은 매우-투명한 유리를 사용하는 것이다. 이것은 예를 들어 쌩-고벵 글래스 프랑스사의 "디아망(DIAMANT)" 유형 또는"알바리노(ALBARINO)" 유형의 유리일 수 있다.
두 번째 해결책은 유리의 외부 면상에 다공성 규소 산화물의 단일층으로 만들어진 반사방지 코팅을 제공하는 것인데, 이 물질의 다공성은 유리의 굴절률을 낮춰준다. 그러나 이러한 단일 층 코팅의 성능은 그다지 높지 않다. 또한 특히 수분에 대한 내구성이 불충분하다.
세 번째 해결책은 유리의 외부 면상에 고-굴절률 및 저-굴절률을 교대로 갖는 유전성 물질로 만들어진 박막의 다층(A)으로 만들어진 반사방지성의, 특히 적어도 가시광선 및 근적외선에서 반사방지성인 코팅을 제공하는 것이다. 이러한 반사방지 코팅은, 광 투과의 증가에 관한 최적의 광학적 특성 외에도, 기계적 및 화학적 내구성에 관하여 합리적인 특성을 갖는다.
비록 이러한 세 번째 해결책은 이미 태양 전지의 에너지 전환 효율 성능의 면에서 상당한 정도의 해결책을 제공하지만, 본 발명자는 태양 전지의 에너지 전환 효율을 훨씬 더 증가시킬 수 있는 새로운 반사방지 코팅을 개발해왔다.
본 발명의 한 가지 목적은 우선, 적어도 하나의 면상에 유전성 물질로 만들어진 반사방지 코팅(A)을 포함하는 투명한 기판, 특히 유리 기판의 사용 방법으로서, 상기 기판은 근적외선을 포함하는 가시광선 파장 범위와 원적외선을 포함하는 파장 범위 사이에서 선택성을 나타낸다.
이러한 반사방지 코팅의 선택성으로 인해, 태양 전지에 의해 작동 온도를 몇 도 낮출 수 있고, 이러한 몇 도의 감소는 전환 효율의 증가로 이어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 더욱이 가능하게는 다음의 조건 중 하나 및/또는 또 다른 하나가 의지될 수 있고:
- 적어도 하나의 면상에 유전성 물질로 만들어진 반사방지 코팅(A)을 포함하고, 선택성이 전지의 전기 파라미터(ISC, VOC)의 변화를 허용하는 투명한 기판, 특히 유리 기판의 사용 방법;
- 고-굴절률과 저-굴절률을 교대로 갖는 유전성 물질로 만들어진 박막의 다층(A)으로 만들어진 반사방지 코팅의 사용 방법,
상기 다층은:
- 10 내지 30㎚의 기하학 두께(e1), 및 1.85 내지 2.15의 굴절률(n1)을 갖는 고-굴절률 제 1 층;
- 20 내지 40㎚의 기하학 두께(e2), 및 1.35 내지 1.55의 굴절률(n2)을 갖는 저-굴절률 제 2 층;
- 140 내지 160㎚의 기하학 두께(e3), 및 1.85 내지 2.15의 굴절률(n3)을 갖는 고-굴절률 제 3 층; 및
- 95 내지 120㎚의 기하학 두께(e4), 및 1.35 내지 1.55의 굴절률(n4)을 갖는 저-굴절률 제 4 층을 연속적으로 포함하고;
- 고-굴절률 제 1 층 및/또는 고-굴절률 제 3층은, 아연 산화물, 주석 산화물, 지르코늄 산화물 또는 아연 주석 혼합 산화물로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물을 주성분으로 하고, 규소 질화물 및/또는 알루미늄 질화물로부터 선택된 하나 이상의 질화물을 주성분으로 하고;
- 고-굴절률 제 1 층 및/또는 고-굴절률 제 3층은 여러 개의 고-굴절률 층의 중첩, 특히 SnO2/Si3N4 또는 Si3N4/SnO2와 같은 두 개의 층의 중첩으로 이루어지고;
- 저-굴절률 제 2 층 및/또는 저-굴절률 제 4층은 규소 산화물, 규소 옥시질화물 및/또는 규소 옥시탄화물, 또는 규소 알루미늄 혼합 산화물을 주성분으로 하고;
- 상기 기판은 투명하거나 매우-투명한, 텍스쳐화된, 그리고 바람직하게는 강화 또는 템퍼링된(tempered) 유리로 만들어지고;
- 다층(A)은 다음의 연속적인 층: SnO2 또는 Si3N4/SiO2/SnO2 또는 Si3N4/SiO2 또는 SiAlO을 포함하고;
- 기판은 400 내지 1100㎚의 파장 범위에 걸쳐서 적어도 90%의 통합된 투과도를 갖고;
- 또한 Si 또는 CIS 유형의 복수의 태양 전지를 포함하는 태양전지 모듈의 투명한 외부 기판으로서 앞서 정의된 바와 같은 기판의 사용 방법을 타깃으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 앞서 정의된 기판을 사용하는, Si, CIS, CdTe, a-Si, GaAs 또는 GalnP 유형의 복수의 태양 전지를 포함하는 태양전지 모듈을 목적으로 한다.
태양전지 모듈의 일실시예에 따르면, 태양전지 모듈은 반사방지 다층(A)을 갖지 않는 외부 기판을 사용하여 모듈에 대해 적어도 1, 1.5 또는 2%의 효율(통합된 전류 밀도로 나타냄)의 증가를 갖는다.
태양전지 모듈의 또 다른 실시예에 따르면, 태양전지 모듈은 두 개의 유리 기판을 포함하고, 태양 전지는 경화 가능한 중합체가 부어진 내부-유리 공간에 배치된다.
본 발명의 문맥 내에서, "층"이라는 용어는 단일 층, 또는 층들의 중첩을 의미하는 것으로 이해되며, 층들의 중첩에 있어서 이러한 층 각각은 표시된 굴절률을 지키고, 이러한 층의 기하학 두께의 합은 또한 해당 층에 대해 표시된 값이다.
본 발명의 취지에 있어서, 층들은, 이후에 상세하게 설명되는 바와 같이, 특히 산화물 또는 질화물 유형의 유전성 물질로 만들어진다. 그러나 이들 중 적어도 하나가, 예를 들어 금속 산화물을 도핑함으로써, 적어도 약간의 전도성이 있도록 변형되는 것을 배제하지 않는데, 이는 예를 들어 가능하게는 반사방지 다층에 정전기 방지 기능을 제공하기 위해서 행해진다.
본 발명은 주로 유리 기판에 관한 것이며, 또한 예를 들어 폴리카보네이트 또는 PC로 만들어지거나 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 PMMA로 만들어진 중합체-주성분으로 하는 투명한 기판에 적용될 수 있다.
따라서 본 발명은 4-층 유형의 반사방지 다층에 관한 것이다. 이것은 층의 수가, 층의 간섭 상호작용에 대해, 상당한 반사방지 효과가 달성되도록 허용할 만큼 충분히 크기 때문에 우수한 절충안이다. 그러나 이러한 수는, 예를 들어 기계적으로 향상된 (마그네트론) 스퍼터링 유형의 진공 증착 기술을 사용하여, 대규모, 산업 라인, 대형 기판의 제품을 제조하는데 충분히 합리적이다.
본 발명에서 사용된 두께 및 굴절률 기준은, 가시광선 범위뿐만 아니라 그 외의 범위, 특히 적외선 및 보다 특히 근-적외선 범위에서의, 캐리어 기판의 투과도의 실질적인 증가와 함께 광대역(broadband) 반사방지 효과를 얻을 수 있게 해준다. 이것은 적어도 400 내지 1100㎚로 확장하는 파장 범위에 걸쳐서 고-성능 반사방지이다.
본 발명자는 선택적인 반사방지 다층의 사용이 다음의 범위에서 결합할 수 있게 해준다는 것을 발견했다:
- 높은 에너지 전환 효율을 보장하는 높은 광 투과도를 얻기 위한 가시광선 파장 및 최대 근-적외선(일반적으로 CIS-주성분 전지에 대하여 300 내지 1300㎚)을 포함하는 범위로서, 이러한 높은 투과도는, 전지 레벨에서, 이러한 에너지 전환 효율을 바르게 결정하는 특징적인 파라미터(ISC){단락 전류(short circuit current)}의 변동으로 변환되는, 범위; 및
- 다음과 같은 파장에서의 입사 방사선의 상당한 반사를 얻기 위한 근 적외선에서 최대 원 적외선(일반적으로 CIS-주성분 전지에 대해 1300㎚ 내지 50000㎚)의 범위로서, 전지의 동작 온도에서의 상당한 감소를 촉진하고, 전지의 제 2 특징적인 파라미터(VOC){개방 회로 전압(open circuit voltage)}의 변형을 전지 레벨에서 초래하는 범위.
따라서 본 발명자는, 단지 가시광선의 반사를 감소시키도록 의도된 종래의 반사방지 코팅에 대해 일반적으로 선택되는 두께와는 다른 다층의 층에 대한 두께를 선택했다. 본 발명에서는, 이러한 선택으로 인해, 기판은 가시광선뿐만 아니라 적외선에서 대해서도 반사방지성이다.
고-굴절률을 갖는 제 1 및/또는 제 3 층을 구성하는 가장 적합한 물질은 아연 산화물(ZnO), 주석 산화물(SnO2) 및 지르코늄 산화물(ZrO2)로부터 선택된 금속 산화물(들)을 주성분으로 한다. 상기 층들은 특히 아연 주석산염(stannate) 유형의 혼합 Zn/Sn 산화물일 수 있다. 이들은 또한 규소 질화물(Si3N4) 및/또는 알루미늄 질화물(AIN)로부터 선택된 질화물(들)을 주성분으로 할 수 있다.
고-굴절률 층 중 하나 또는 다른 층, 특히 적어도 제 3 층을 위해 질화물 층을 사용하는 것은 다층에 기능(즉 광학 특성을 크게 손상시키지 않으면서 열처리에 매우 잘 견디는 능력)을 첨가할 수 있게 해준다. 그러나 태양 전지의 부분을 형성해야 하는 유리에 대해서, 이러한 유리는 일반적으로 고-온, 템퍼링 유형의 열처리(여기서 유리는 500 내지 700℃ 사이에서 가열됨)를 거쳐야 하기 때문에, 중요한 기능이다. 그러면, 임의의 열처리 이전에 수행되는 증착에 대하여 산업적 관점으로부터 간단해지기 때문에, 이러한 문제를 야기하지 않고 열처리 이전에 얇은 층을 도포할 수 있는 이점이 있다. 따라서 캐리어 유리가 열처리를 거치든지 아닌지, 반사방지 다층의 단일 구성을 가질 수 있다.
만일 가열되도록 의도되지 않을지라도, 적어도 하나의 질화물 층을 사용하는 것이 유리한데, 이유는 이러한 질화물 층이 다층의 기계적 및 화학적 내구성을 완전히 개선시키기 때문이다. 이러한 층은 기후의 변화에 계속해서 노출되는 태양 전지에 적용할 때 더 중요하다.
특정 일실시예에 따르면, 고-굴절률을 갖는 제 1 및/또는 제 3 층은 실제로 수 개의 중첩된 고-굴절률 층으로 만들어질 수 있다. 이들은 가장 특히 SnO2/Si3N4 또는 Si3N4/SnO2 유형의 이층일 수 있다. 이들의 이점은 반응성 음극 스퍼터링에 의해 Si3N4가 SnO2, ZnO 또는 ZrO2와 같은 종래의 금속 산화물보다 약간 더 천천히 그리고 약간 덜 쉽게 증착되는 경향이 있다. 특히, 열처리에서 기인한 가능한 열화로부터 다층을 보호하기 위해 가장 두껍고 가장 중요한 제 3 층에 대하여, 열처리에 관한 원하는 보호 효과를 얻기에 충분한 Si3N4의 두께를 유지하고 그리고 SnO2, ZnO 또는 아연 주석산염 유형의 혼합된 산화물로 층을 광학적으로 "채우기(top up)" 위해서, 두 개의 층으로 나누는 것이 유리할 수 있다.
저-굴절률을 갖는 제 2 및/또는 제 4층을 구성하는 가장 적합한 물질은 규소 산화물, 규소 옥시질화물 및/또는 규소 옥시탄화물을 주성분으로 하거나 그 외에 규소 알루미늄 혼합 산화물을 주성분으로 한다. 그러한 혼합 산화물은 순수한 SiO2보다 더 나은 내구성, 특히 화학적 내구성을 갖는 경향이 있다(이러한 예는 특허 EP 791 562에 주어짐). 두 개의 산화물의 각각의 비율은 층의 굴절률을 지나치게 증가시키지 않고서 내구성을 기대만큼 향상시키기 위해 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 다층의 코팅된 기판을 위해, 또는 창유리를 형성하기 위해 관련된 다른 기판을 위해 선택된 유리는, 특히 예를 들어 "DIAMANT" 유형의 매우-투명한 유리이거나(특히 철 산화물을 낮춤), "PLANILUX" 유형의 표준 실리카-소다-석회 투명한 유리이거나, 또는 그 외에 적어도 하나의 면상이 "ALBARINO" 유형의 표면 텍스쳐를 갖는 매우-투명한 유리일 수 있다(세 가지 유형의 유리 모두 쌩-고벵 비트라지에 의해 판매됨).
본 발명에 따른 코팅의 특히 이로운 예는 다음의 층의 연속을 포함한다:
- 4-층 다층에 대하여:
SnO2 또는 Si3N4/SiO2/SnO2 또는 Si3N4/SiO2 또는 SiAlO
(SiAlO는 여기서 알루미늄 규소 혼합 산화물에 해당하며, 이들의 물질의 각각의 양은 판단하지 않는다.)
이러한 다층 유형을 갖는 유리-유형, 특히 매우-투명한 유리의 기판은 따라서, 특히 2㎜ 내지 8㎜의 두께에 대하여, 400 내지 1300㎚에서 적어도 90%의 통합된 투과도 값을 달성한다.
본 발명의 또 다른 주제는 Si 또는 CIS 유형의 태양 전지를 위한 외부 기판으로서 본 발명에 따라 코팅된 기판이다.
이러한 유형의 제품은 통상적으로 일렬로 장착되고 두 개의 유리-유형의 투명한 강성 기판 사이에 배치된 태양 전지의 형태로 판매된다. 태양 전지는 중합체 물질(또는 여러 개의 중합체 물질들)에 의해 기판 사이에 유지된다. 특허 EP 0 739 042에 기술되어 있는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 태양 전지는 두 개의 기판 사이에 배치될 수 있고, 그런 다음 기판 사이의 공동(hollow) 공간이, 가장 특히 지방성 이소시안산염 전중합체와 폴리에테르 폴리올의 반응으로부터 유도된 폴리우레탄을 주성분으로 하는 경화 가능한 캐스트(cast) 중합체로 채워진다. 상기 중합체는 예를 들어 오토클레이브에서 고온(30 내지 50℃) 및 가능하게는 약간의 지나친 압력에서 경화될 수 있다. 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA)와 같은 다른 중합체가 사용될 수 있고, 다른 배열도 가능하다(예를 들어 열가소성 중합체의 하나 이상의 시트가 전지의 두 개의 유리 패널 사이에 적층될 수 있음).
이러한 제품은, "태양전지 모듈"로 언급되고 판매되는, 기판, 중합체 및 태양 전지의 조합이다.
본 발명의 또 다른 주제는 따라서 상기 모듈이다. 본 발명에 따라 변형된 기판으로 인해, 태양전지 모듈은 이들의 효율(통합된 전류 밀도로 나타냄)이, 코팅이 없는 동일한 기판을 사용하는 모듈에 비해, 적어도 1, 1.5 또는 2% 증가할 수 있다. 태양전지 모듈이 평방미터로 판매되지는 않으나, 공급되는 전기 전력에 의해(대략적으로, 태양 전지의 평방미터 당 약 130와트를 공급할 수 있는 것으로 측정될 수 있음) 판매되는 것이 알려져 있기 때문에, 효율의 각각의 추가 백분율은 전기적 성능을 증가시키고, 따라서 주어진 치수의 태양전지 모듈의 비용을 증가시킨다.
반사방지 다층을 제조하는 방법은, 진공 기술, 특히 마그네트론 또는 스퍼터링 글로우-방전(glow-discharge)에 의해, 연속적으로, 모든 층을 증착하는 단계로 이루어질 수 있다. 따라서 산소의 존재 하에 해당 금속의 반응 스퍼터링에 의해 산화물 층을 증착하고, 질소의 존재 하에 질화물 층을 증착할 수 있다. SiO2 또는 Si3N4를 만들기 위해, 전도성을 충분하게 해주기 위해 알루미늄과 같은 금속으로 가볍게 도핑된 규소 타깃으로부터 개시할 수 있다.
또한, 특허 WO 97/43224에 추천된 바와 같이, 다층의 층들 중 일부가 CVD 유형 고온 증착 기술에 의해 증착될 수 있고, 다층의 나머지 층들은 스퍼터링에 의해 차갑게 증착될 수 있다.
이제 본 발명의 상세 및 이로운 특징은, 도면을 참조하여, 다음의 비제한적인 예로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 4-층 반사방지 다층(A)을 구비한 기판을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다양한 예에 따른 반사방지 다층으로 코팅되거나 코팅되지 않은, 여러 가지 기판의 투과 스펙트럼을 나타낸 그래프를 도시한 도면.
도 3은 여러 가지 기판으로 제조된 여러 가지 유형의 전지에 대하여, 가능하 게는 온도의 변화에 따라 얻어질 수 있는 에너지 이득을 보여주는 그래프를 도시한 도면.
도 4는 도 1에 따른 기판과 병합한 태양전지 모듈을 도시한 도면.
매우 개략적인 도 1은 4개의 층(1, 2, 3 및 4)으로 이루어진 반사방지 다층(A)이 위에 놓인 유리 기판(6)을 단면으로 도시한다.
예 1
예 1은 코팅되지 않은(즉, 다층으로 코팅되지 않음) "ALBARINO" 유형의 텍스쳐화된 매우-투명한 유리에 관한 것이다.
광학적 측정은 91.47%의 T1 및 91.27%의 태양광선 인자(solar factor)가 결정되도록 허용한다.
이러한 기판에 대해, 이들의 선택성은 아래와 같이 주어진다:
여기서, D(λ): 태양광선 방출 스펙트럼
T(λ): 유리의 스펙트럼 투과도
TE: 유리의 에너지 투과도(300-2500㎚)
계산해서 S = 1.00이 얻어졌다.
예 2
예 2는 다공성 실리카를 주성분으로 하는 반사방지 코팅으로 코팅된 "ALBARINO" 유형의 텍스쳐화된 매우-투명한 유리에 관한 것이다.
광학적 측정은 95.65%의 T1 및 94.01%의 태양광선 인자가 결정되도록 허용한다.
이러한 기판 및 이러한 반사방지 다층에 대하여, 이들의 선택성(S)은 아래에 주어진다(이전과 동일한 식으로 계산함).
계산해서 S = 1.02가 얻어졌다.
예 3
예 3은 4-층 반사방지 코팅으로 코팅된 "ALBARINO" 유형의 텍스쳐화된 매우-투명한 유리에 관한 것이다.
광학적 측정은 94.60%의 T1 및 91.35%의 태양광선 인자가 결정되도록 허용한다.
이러한 기판 및 이러한 반사방지 다층에 대하여, 이들의 선택성(S)은 아래에 주어진다(이전과 동일한 식으로 계산함).
계산해서 S = 1.04가 얻어졌다.
이러한 예에서, 사용된 반사방지 다층은 다음과 같았다:
(Si3N4는 층(1) 및/또는 층(3)에 대하여, SnO2로 대체될 수 있음).
예 3의 코팅된 유리 패널은 태양전지 모듈의 외부 유리 패널로서 장착되었다. 도 4는 본 발명에 따른 태양전지 모듈(10)을 매우 개략적으로 도시한다. 상기 모듈(10)은 다음의 방식으로 만들어진다: 반사방지 코팅(A)을 구비한 유리 패널(6)이 "내부" 유리 패널이라 불리는 유리 패널(8)과 결합되었다. 이 유리 패널(8)은 4㎜의 두께를 갖는 템퍼링된 유리, 및 매우-투명한("Planidur DIAMANT") 유형으로 만들어졌다. 태양 전지(9)는 두 개의 유리 패널 사이에 배치된 다음, 전술한 특허 EP 0 739 042의 가르침을 수행하는 경화 가능한 폴리우레탄-주성분 중합체(7)가 내부-유리 공간에 부어졌다.
각각의 태양 전지(9)는, 알려진 방식으로, p/n 결합 및 인쇄된 정면 및 후면 전기 접촉을 형성하는 규소 "웨이퍼(wafers)"로 만들어졌다. 규소 태양 전지는 다른 반도체를 사용하는 태양 전지(CIS, CdTe, a-Si, GaAs, GalnP)에 의해 대체될 수 있다.
이러한 태양전지 모듈에 대해, 또한 전지를 결합한 선택성을 산출하는 것이 가능하다(이 경우 CIS-주성분 태양 전지).
여기서, D(λ): 태양 방출 스펙트럼
T(λ): 유리의 스펙트럼 투과도
Rcell(λ): 파장(λ)에 대한 광전지의 반응
선택성: 
Teff: 앞서 정의한 바와 같음
D(λ): 태양광선 방출 스펙트럼
T(λ): 스펙트럼 투과
D'(λ): 유리의 방출 스펙트럼
Abs(λ): 광전지의 흡수
측정을 간단하게 하기 위해,
TE: 유리의 에너지 투과도(300-2500㎚)
R'E: 광전지의 에너지 반사(300-2500㎚)
비교의 방식에 의해, 외부 유리 패널(6)이 본 발명에 따른 반사방지 코팅이 없는 매우-투명한 유리로 만들어진 것을 제외하고(예를 들어 예 1의 유리), 이전의 것과 동일한 태양전지 모듈이 장착되었다.
태양 스펙트럼을 포함하는 파장에 대한 투과 스펙트럼의 변화는 예 1, 2 및 3 각각에 대해 도 2에 도시된다.
전지의 양자 효율의 변화는 또한 이러한 도 2에 도시된다. 이러한 양자 효율은, 주어진 전지 기술(이 예에서 CIS)이 태양 방사선을 받기 쉬운 전지의 에너지 전환 효율의 양을 표시할 수 있게 해준다.
동일한 코팅되지 않은 기판과 비교하여 그러한 반사방지 다층의 선택적인 특징은(예 3) 전지의 온도의 증가를 줄일 수 있게 해준다. 도 3을 참조할 수 있다.
예 1 및 예 3에 대한 기판이 태양 스펙트럼을 포함하는 파장 스펙트럼에서의 조명을 받는 경우, 시간이 지남에 따른 기판의 온도 변화가 도 3에 도시된다. 볼 수 있는 바와 같이, 예 1의 기판(코팅되지 않은 유리)은 반사방지 코팅을 포함하는 예 3의 동일한 기판보다 실질적으로 더 가열된다.
예 1 및 예 3의 동일한 기판에 대한 부하 없는 전압(Voc)의 변화를 도시한 도 3이 연구되는 경우, 이러한 이득은 약 1%(심지어 특수 구성인 경우 2%)인 것으로 언급되는데, 이는 태양 전지의 기술에 있어서 무시할 수 없다.
상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 적어도 하나의 면상에 반사방지 코팅을 구비한 투명한 기판, 특히 유리 기판의 사용 방법에 사용된다.
Claims (13)
- 적어도 하나의 면상에 유전성 물질로 만들어진 반사방지 코팅(A)을 포함하고, 근 적외선을 포함하는 가시광선 파장 범위와 원 적외선을 포함하는 파장 범위 사이에 선택성을 갖는, 특히 유리 기판인, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 1항에 있어서, 선택성은 전지의 전기적 파라미터(ISC, VOC)의 변화를 허용하는 것을 특징으로 하는, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 반사방지 코팅은 고-굴절률 및 저-굴절률을 교대로 갖는 유전성 물질로 만들어진 박막의 다층(A)을 포함하고, 상기 다층은:- 10 내지 30㎚의 기하학 두께(e1), 및 1.85 내지 2.15의 굴절률(n1)을 갖는 고-굴절률 제 1 층(1);- 20 내지 40㎚의 기하학 두께(e2), 및 1.35 내지 1.55의 굴절률(n2)을 갖는 저-굴절률 제 2 층(2);- 140 내지 160㎚의 기하학 두께(e3), 및 1.85 내지 2.15의 굴절률(n3)을 갖는 고-굴절률 제 3 층(3);- 95 내지 120㎚의 기하학 두께(e4), 및 1.35 내지 1.55의 굴절률(n4)을 갖 는 저-굴절률 제 4 층(4)을 연속적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 3항에 있어서, 고-굴절률 제 1 층(1) 및/또는 고-굴절률 제 3 층(3)은 아연 산화물, 주석 산화물, 지르코늄 산화물 또는 아연 주석 혼합 산화물로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물, 또는 규소 질화물 및/또는 알루미늄 질화물로부터 선택된 하나 이상의 질화물을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 3항에 있어서, 고-굴절률 제 1 층(1) 및/또는 고-굴절률 제 3 층(3)은 수 개의 고-굴절률 층의 중첩, 특히 SnO2/Si3N4 또는 Si3N4/SnO2와 같은 두 개의 층의 중첩으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 3항에 있어서, 저-굴절률 제 2 층(2) 및/또는 저-굴절률 제 4 층(4)은 규소 산화물, 규소 옥시질화물 및/또는 규소 옥시탄화물, 또는 혼합된 규소/알루미늄 산화물을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 투명한 또는 매우-투명한, 텍스쳐화된, 및 바람직하게는 강화되거나 템퍼링된 유리로 만들어지는 것을 특 징으로 하는, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 다층(A)은 다음의 연속적인 층: SnO2 또는 Si3N4/SiO2/SnO2 또는 Si3N4/SiO2 또는 SiAlO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 400 내지 1100㎚의 파장 범위에 걸쳐서 적어도 90%의 통합된 투과도를 갖는 것을 특징으로 하는, 투명한 기판의 사용 방법.
- 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 Si 또는 CIS 유형의 태양 전지(9)를 포함하는 태양전지 모듈(10)의 투명한 외부 기판으로서, 투명한 기판의 사용 방법.
- 복수의 Si, CIS, CdTe, a-Si, GaAs 또는 GalnP 유형의 태양 전지(9)를 포함하는 태양전지 모듈(10)로서,제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 기판(6)은 외부 기판으로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈.
- 제 11항에 있어서, 통합된 전류 밀도로 나타내는 효율이, 반사방지 다층(A)을 갖지 않는 외부 기판을 사용하는 모듈에 비하여 적어도 1, 심지어 2% 증가하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈.
- 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 두 개의 유리 기판(6, 8)을 포함하고, 태양 전지(9)는 경화 가능한 중합체(7)가 부어진 내부-유리 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는, 태양전지 모듈.
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